拓展4大氣壓強(qiáng)的三種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法（原卷版）

大氣壓強(qiáng)的三種實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法吸盤拉力法吸盤重力法注射器拉力法實(shí)驗(yàn)器材吸盤、玻璃板、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺吸盤、玻璃板、刻度尺、小桶、細(xì)沙注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺示意圖測(cè)量的物理量吸盤剛剛拉脫時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F、吸盤直徑D吸盤剛剛拉脫時(shí)小桶和細(xì)沙的總重力G、吸盤直徑D活塞剛剛被拉動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F、注射器的全部刻度長(zhǎng)度L操作步驟將吸盤吸在玻璃板上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉吸盤，吸盤剛剛拉脫時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F就等于吸盤受到的大氣壓力，測(cè)出吸盤的直徑D即可得到吸盤的面積S，再利用壓強(qiáng)公式p=F/S專即可算出大氣壓的值與吸盤拉力法原理一樣，只是將彈簧測(cè)力計(jì)換成小桶，慢慢往小桶內(nèi)加入細(xì)沙，直至將吸盤剛剛拉脫將注射器活塞推至針筒底端，然后用一個(gè)橡皮帽堵住注射器針筒。用彈簧測(cè)力計(jì)拉注射器活塞頸部，活塞剛剛被拉動(dòng)時(shí)的示數(shù)F就等于活塞受到的大氣壓力。從注射器筒上找到標(biāo)明的容積V，并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的長(zhǎng)度L，則活塞面積S=V/L，最后利用壓強(qiáng)公式p=F/S即可算出大氣壓的值大氣壓表達(dá)式誤差分析吸盤內(nèi)空氣不能完全排出，導(dǎo)致測(cè)出的F或G值偏小，大氣壓值偏小注射器內(nèi)空氣不能完全排出、注射器漏氣、活塞與筒壁摩擦較大等導(dǎo)致誤差較大1、小科自己設(shè)計(jì)了一個(gè)粗略測(cè)量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)：把兩個(gè)橡膠皮碗對(duì)在一起，用力擠出中間的空氣，如圖所示，把皮碗懸掛起來(lái)，在皮碗下掛重物，逐漸增加所掛的物重，測(cè)出最多能掛的物G，再測(cè)出此時(shí)皮碗的直徑d，已知皮碗的質(zhì)量忽略不計(jì)，則可計(jì)算出大氣壓p為；若皮碗內(nèi)有空氣殘留，則測(cè)出的大氣壓強(qiáng)數(shù)值偏，若皮碗的質(zhì)量較大，用該方法測(cè)出的大氣壓強(qiáng)比標(biāo)準(zhǔn)值偏。2、如圖所示是某實(shí)驗(yàn)小組“估測(cè)大氣壓的值”的實(shí)驗(yàn)，器材有注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔；（2）用細(xì)繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F，根據(jù)條件可知，此時(shí)大氣對(duì)活塞的壓力等于F；（3）用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，從注射器讀得最大容積為V，可得活塞的橫截面積S=；（4）由公式p=計(jì)算此時(shí)大氣壓的數(shù)值；（5）為了減小本實(shí)驗(yàn)的誤差，請(qǐng)說(shuō)出你的操作方法（請(qǐng)寫出一條）：。3、測(cè)定大氣壓的實(shí)驗(yàn)中，因缺少大量程的彈簧測(cè)力計(jì)，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)（如圖所示）。①將蘸水的塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平的玻璃板上，擠出塑料吸盤內(nèi)的空氣，測(cè)出吸盤的直徑為d；②將裝有適量細(xì)沙的小桶輕輕地掛在吸盤的塑料掛鉤上；③用小勺輕輕地向小桶內(nèi)加沙，直到塑料吸盤剛好脫離玻璃板，用天平測(cè)出這時(shí)小桶和沙的總質(zhì)量為m。請(qǐng)幫助同學(xué)們完成下列問(wèn)題（1）將吸盤蘸水后再按壓在光滑水平板面上，其目的是為了；（2）吸盤脫離玻璃板時(shí)，若不計(jì)塑料掛鉤的質(zhì)量，空氣對(duì)塑料吸盤的壓力大小是，此時(shí)的受力面積大小是，測(cè)得大氣壓數(shù)值的表達(dá)式是（均用字母表示，寫出最終的化簡(jiǎn)結(jié)果）；（3）同學(xué)們經(jīng)計(jì)算后發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣壓有較大的差異，實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的主要原因可能是。（寫出一條即可）4、某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組利用注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等器材測(cè)量大氣壓強(qiáng)的值，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，這樣做的目的是；（2）如圖1，用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為6N；（3）如圖2，用刻度尺測(cè)出注射器全部刻度的長(zhǎng)度后，計(jì)算活塞的橫截面積為；（4）同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)誤差偏大，請(qǐng)分析，該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)致誤差的原因；（5）針對(duì)以上實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的誤差，小明對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)采用了圖示3裝置，將該注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通過(guò)水平細(xì)線與燒杯相連，向燒杯中緩慢加水，當(dāng)活塞剛開(kāi)始向左滑動(dòng)時(shí)，測(cè)得杯與水的總質(zhì)量為4.1kg；然后從燒杯中向外緩慢抽水，當(dāng)抽出2.2kg水時(shí)，活塞又開(kāi)始向右滑動(dòng)，則活塞與注射器筒之間的摩擦力為N，所測(cè)大氣壓的值應(yīng)為Pa。5、小明利用V=2mL注射器、0~10N的彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺估測(cè)本地的大氣壓強(qiáng)值。（1）圖甲，小明將活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，沿水平方向慢慢向右拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F=4.9N。然后利用刻度尺測(cè)出注射器筒刻度部分的長(zhǎng)度L=4cm，則本地大氣壓強(qiáng)的測(cè)量值P約Pa。（2）為判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，小明利用自家汽車?yán)锏摹疤河?jì)”測(cè)量實(shí)際的大氣壓，示數(shù)如圖乙，對(duì)比兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小明認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中存在下列原因，其中不可能的是。A．彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)沒(méi)有讀準(zhǔn)B．注射器中有空氣未全部排盡C．活塞與注射器筒壁間摩擦較大（3）考慮到活塞與筒壁之間有摩擦，小明繼續(xù)拉動(dòng)一小段距離后，向左緩慢退回注射器筒，在活塞剛要到筒內(nèi)底部時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F/，則大氣壓值p/＝（用題中出現(xiàn)的物理量符號(hào)表示）。實(shí)驗(yàn)室還有10mL注射器，其活塞的橫截面積為2cm2。小明認(rèn)為不能采用10mL注射器來(lái)估測(cè)大氣壓的值，其理由是。6、小明在做“估測(cè)大氣壓值”的實(shí)驗(yàn)。(1)在如圖所示的裝置中，小明不能采用圖乙的裝置來(lái)估測(cè)大氣壓強(qiáng)，其原因是。(2)實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；B.用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)吋記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)(即大氣對(duì)活塞的壓力)F；C.讀出注射器筒的容積V；D.用刻度尺測(cè)出注射器的全部長(zhǎng)度L。(3)思考并回答問(wèn)題：①實(shí)驗(yàn)步驟A的目的是。②現(xiàn)有活塞橫截面積分別為1.2cm2和1.8cm2的a、b兩個(gè)注射器，若彈簧測(cè)力計(jì)的量程為0~15N，則實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用注射器。③指出以上實(shí)驗(yàn)步驟中的錯(cuò)誤：；④若注射器漏氣，則會(huì)導(dǎo)致所測(cè)得的大氣壓值偏，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N減少漏氣的方法：。⑤用測(cè)得的物理量表示大氣壓強(qiáng)：p=。7、小明想測(cè)量大氣壓的大小，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示：(1)將吸盤緊壓在厚玻璃板上。往小桶里慢慢加沙，直到吸盤被拉下來(lái)為止，如圖甲所示。(2)把吸盤和裝有沙的小桶放在天平上稱量，橫梁恢復(fù)平衡時(shí)，右盤砝碼與游碼位置如圖乙所示，則桶和沙的總質(zhì)量m＝g。(3)如圖丙，用刻度尺測(cè)出吸盤的直徑D＝mm。(4)根據(jù)上面的測(cè)量，寫出大氣壓的表達(dá)式：p＝(用m、D、g、π等字母表示)。(5)小明的測(cè)量結(jié)果與當(dāng)時(shí)的真實(shí)氣壓相差比較大，下列原因不可能的是。A．吸盤中的空氣沒(méi)有完全被擠出B．接觸面沒(méi)有處理干凈C．吸盤太小了D．玻璃不平整，存在漏氣現(xiàn)象8、為了探究大氣壓隨高度的變化規(guī)律，小明在一次登山過(guò)程中利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)出不同高度下的大氣壓，并在坐標(biāo)紙上描出大氣壓強(qiáng)p與對(duì)應(yīng)海拔高度h的六個(gè)點(diǎn)，如圖乙所示．（1）測(cè)量前，小明把注射器的活塞推至針筒底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，其目的是。（2）分析圖象時(shí)，小明發(fā)現(xiàn)1km高度處的測(cè)量數(shù)據(jù)可能有誤，重新正確實(shí)驗(yàn)后，測(cè)得彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4.5N，2mL注射器的全部刻度的總長(zhǎng)度為4cm，則實(shí)際大氣壓約為Pa。小明第一次實(shí)驗(yàn)出錯(cuò)的原因不可能是。（選填“活塞和針筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封性不好”）（3）修正數(shù)據(jù)后，可看出大氣壓隨高度變化的數(shù)量關(guān)系大致為：在2km高度內(nèi)，高度每升高100m，大氣壓降低Pa。（4）根據(jù)這一規(guī)律，小明認(rèn)為可將圖甲中的彈簧測(cè)力計(jì)改裝成一個(gè)高度測(cè)量?jī)x．那么彈簧測(cè)力計(jì)4.2N刻度線處應(yīng)標(biāo)刻的海拔高度為km。9、小明同學(xué)利用注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺等器材來(lái)測(cè)量大氣壓強(qiáng)值，實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，這樣做的目的是。(2)如圖甲所示，用細(xì)尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為8.1N。測(cè)量大氣對(duì)活塞的壓力F利用的是的原理。(3)圖乙中，用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度為cm，計(jì)算得到活塞的橫截面積為cm2。(4)所測(cè)大氣壓強(qiáng)的數(shù)值為Pa(5)小明了解到班內(nèi)同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)的誤差普遍很大，而且是有的偏大，有的偏小。分析該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)致誤差的因素有(請(qǐng)寫出兩條)：①；②。10、某同學(xué)用2.5毫升注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)繩、刻度尺和橡皮帽粗略測(cè)量大氣壓的值，其中彈簧測(cè)力計(jì)和注射器的自重可忽略不計(jì)。步驟一：用刻度尺測(cè)出注射器（用圖中的字母表示）部分長(zhǎng)度是4厘米。步驟二：把注射器的活塞涂上潤(rùn)滑油，推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步驟三：如圖所示安裝好器材，水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞被拉動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，如圖所示。步驟四：算出大氣壓強(qiáng)的值是。（1）將上述實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。（2）有同學(xué)認(rèn)為用該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的大氣壓值與真實(shí)值必然存在差異，下列事實(shí)支持他的觀點(diǎn)的是（填序號(hào)）。①活塞與注射器筒壁不可能完全密封②活塞與注射器筒壁間的摩擦無(wú)法消除③橡皮帽封住的注射器前端會(huì)有殘余氣體（3）為使實(shí)驗(yàn)誤差更小，某同學(xué)取下橡皮帽，水平向右緩慢拉動(dòng)注射器筒，記錄注射器中的活塞剛被拉動(dòng)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，其目的是測(cè)量。11、小明利用2.5mL注射器、0~10N的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺和細(xì)線來(lái)估測(cè)本地的大氣壓值。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。這樣做的目的是；（2）如圖甲所示，拔去橡皮帽，將活塞推至注射器筒的底端，用手沿水平方向慢慢地拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為0.6N，則活塞與注射器筒間的摩擦力為N；（3）他重新將活塞推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔。水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為6.6N。然后，如圖乙用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度為cm，則本地大氣壓強(qiáng)的測(cè)量值為Pa；（4）小明發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中將注射器的活塞推至注射器筒的底端時(shí)，筒內(nèi)底端還有少量空氣，則測(cè)得的大氣壓值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（5）實(shí)驗(yàn)室還有10mL注射器，其活塞的橫截面積為2cm2，小明認(rèn)為不能采用10mL注射器來(lái)估測(cè)大氣壓的值，其理由是。12、物理興趣小組的同學(xué)利用周末開(kāi)展一次登山活動(dòng)，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測(cè)量山頂?shù)拇髿鈮骸y(cè)量方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；B．如圖所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)活塞剛開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；D．用刻度尺測(cè)出注射器針筒上有刻度部分的長(zhǎng)度L；請(qǐng)根據(jù)他們?cè)O(shè)計(jì)的方案回答以下問(wèn)題：（1）測(cè)量中，分析研究的是大氣對(duì)（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當(dāng)活塞相對(duì)于針筒開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，研究對(duì)象處于狀態(tài)；若不考慮其它因素，根據(jù)的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；（3）測(cè)量前，有同學(xué)建議在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處：一是活塞的密封性好；二是可以減??；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他們讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度；（4）若同學(xué)們用量程為5N的彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N，活塞仍沒(méi)有滑動(dòng)；可改用較（選填“細(xì)”或“粗”）的注射器；用測(cè)量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=。13、物理興趣小組的同學(xué)利用周末開(kāi)展一次登山活動(dòng)，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用品測(cè)量山頂?shù)拇髿鈮骸y(cè)量方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器針筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；B．如圖甲所示，用細(xì)線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，然后水平向右緩慢拉動(dòng)針筒，當(dāng)針筒中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；D．用刻度尺測(cè)出注射器針筒上有刻度部分的長(zhǎng)度L。請(qǐng)根據(jù)他們?cè)O(shè)計(jì)的方案回答以下問(wèn)題：（1）測(cè)量中，分析研究的是大氣對(duì)（選填“針筒”或“活塞”）的壓力；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處的空氣無(wú)法排盡，這將會(huì)使測(cè)量結(jié)果（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；（3）測(cè)量前，有同學(xué)建議在活塞周圍涂抹潤(rùn)滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個(gè)好處：一是活塞的密封性好；二是可以。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中他們讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，從而提高實(shí)驗(yàn)的精確程度；（4）若同學(xué)們用圖乙中B注射器在測(cè)量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N，活塞仍沒(méi)有滑動(dòng)?？筛挠脠D乙中的（選填“A”或“C”）注射器。用測(cè)量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則；（5）在測(cè)量大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)中，為消除活塞與針筒間的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。將注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，活塞通過(guò)水平細(xì)線與燒杯相連。向燒杯中緩慢加水，當(dāng)活塞剛開(kāi)始向左滑動(dòng)時(shí)，測(cè)得杯中水的質(zhì)量為900g；然后向外緩慢抽水，當(dāng)活塞剛開(kāi)始向右滑動(dòng)時(shí)，測(cè)得杯中水的質(zhì)量為500g，燒杯質(zhì)量為125g，活塞面積為，g取，輪軸間的摩擦和細(xì)線重不計(jì)，則所測(cè)大氣壓值為。A．2.2×105PaＢ．1.37×105PaC．1.1×105PaD．1.07×105Pa14、為了測(cè)量大氣壓強(qiáng)，某同學(xué)選擇的器材有：2.5mL的注射器、0~10N的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺和細(xì)線，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）如圖甲，用刻度尺測(cè)出注射器有刻度部分的長(zhǎng)度L=___________cm；（2）如圖乙，把注射器活塞推至筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，水平向右慢慢拉動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=___________N；（3）該同學(xué)所測(cè)得的