拓展4大氣壓強的三種實驗測量方法（原卷版）

大氣壓強的三種實驗測量方法吸盤拉力法吸盤重力法注射器拉力法實驗器材吸盤、玻璃板、彈簧測力計、刻度尺吸盤、玻璃板、刻度尺、小桶、細沙注射器、彈簧測力計、刻度尺示意圖測量的物理量吸盤剛剛拉脫時彈簧測力計示數(shù)F、吸盤直徑D吸盤剛剛拉脫時小桶和細沙的總重力G、吸盤直徑D活塞剛剛被拉動時彈簧測力計的示數(shù)F、注射器的全部刻度長度L操作步驟將吸盤吸在玻璃板上，用彈簧測力計拉吸盤，吸盤剛剛拉脫時彈簧測力計的示數(shù)F就等于吸盤受到的大氣壓力，測出吸盤的直徑D即可得到吸盤的面積S，再利用壓強公式p=F/S專即可算出大氣壓的值與吸盤拉力法原理一樣，只是將彈簧測力計換成小桶，慢慢往小桶內(nèi)加入細沙，直至將吸盤剛剛拉脫將注射器活塞推至針筒底端，然后用一個橡皮帽堵住注射器針筒。用彈簧測力計拉注射器活塞頸部，活塞剛剛被拉動時的示數(shù)F就等于活塞受到的大氣壓力。從注射器筒上找到標明的容積V，并用刻度尺量出注射器筒全部刻度的長度L，則活塞面積S=V/L，最后利用壓強公式p=F/S即可算出大氣壓的值大氣壓表達式誤差分析吸盤內(nèi)空氣不能完全排出，導致測出的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致誤差較大1、小科自己設計了一個粗略測量大氣壓強的實驗：把兩個橡膠皮碗對在一起，用力擠出中間的空氣，如圖所示，把皮碗懸掛起來，在皮碗下掛重物，逐漸增加所掛的物重，測出最多能掛的物G，再測出此時皮碗的直徑d，已知皮碗的質(zhì)量忽略不計，則可計算出大氣壓p為；若皮碗內(nèi)有空氣殘留，則測出的大氣壓強數(shù)值偏，若皮碗的質(zhì)量較大，用該方法測出的大氣壓強比標準值偏。2、如圖所示是某實驗小組“估測大氣壓的值”的實驗，器材有注射器、彈簧測力計、刻度尺等。實驗步驟如下：（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）用細繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞時，記下彈簧測力計的示數(shù)為F，根據(jù)條件可知，此時大氣對活塞的壓力等于F；（3）用刻度尺測出注射器全部刻度的長度為L，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=計算此時大氣壓的數(shù)值；（5）為了減小本實驗的誤差，請說出你的操作方法（請寫出一條）：。3、測定大氣壓的實驗中，因缺少大量程的彈簧測力計，同學們設計并進行了如下的實驗（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，測出吸盤的直徑為d；②將裝有適量細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，用天平測出這時小桶和沙的總質(zhì)量為m。請幫助同學們完成下列問題（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，若不計塑料掛鉤的質(zhì)量，空氣對塑料吸盤的壓力大小是，此時的受力面積大小是，測得大氣壓數(shù)值的表達式是（均用字母表示，寫出最終的化簡結果）；（3）同學們經(jīng)計算后發(fā)現(xiàn)測量值與當?shù)氐膶嶋H氣壓有較大的差異，實驗中誤差產(chǎn)生的主要原因可能是。（寫出一條即可）4、某科學實驗小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值，實驗步驟如下：（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，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞剛被拉動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為6N；（3）如圖2，用刻度尺測出注射器全部刻度的長度后，計算活塞的橫截面積為；（4）同學們發(fā)現(xiàn)實驗誤差偏大，請分析，該實驗過程中導致誤差的原因；（5）針對以上實驗帶來的誤差，小明對該實驗進行了改進采用了圖示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，活塞通過水平細線與燒杯相連，向燒杯中緩慢加水，當活塞剛開始向左滑動時，測得杯與水的總質(zhì)量為4.1kg；然后從燒杯中向外緩慢抽水，當抽出2.2kg水時，活塞又開始向右滑動，則活塞與注射器筒之間的摩擦力為N，所測大氣壓的值應為Pa。5、小明利用V=2mL注射器、0~10N的彈簧測力計和刻度尺估測本地的大氣壓強值。（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注射器筒，當活塞開始滑動時，此時彈簧測力計示數(shù)為F=4.9N。然后利用刻度尺測出注射器筒刻度部分的長度L=4cm，則本地大氣壓強的測量值P約Pa。（2）為判斷實驗結果的準確性，小明利用自家汽車里的“胎壓計”測量實際的大氣壓，示數(shù)如圖乙，對比兩次實驗結果，小明認為實驗中存在下列原因，其中不可能的是。A．彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準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)底部時彈簧測力計示數(shù)為F/，則大氣壓值p/＝（用題中出現(xiàn)的物理量符號表示）。實驗室還有10mL注射器，其活塞的橫截面積為2cm2。小明認為不能采用10mL注射器來估測大氣壓的值，其理由是。6、小明在做“估測大氣壓值”的實驗。(1)在如圖所示的裝置中，小明不能采用圖乙的裝置來估測大氣壓強，其原因是。(2)實驗步驟如下：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.用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，沿正確的方向慢慢拉動注射器筒，當注射器的活塞剛開始滑動吋記下彈簧測力計的示數(shù)(即大氣對活塞的壓力)F；C.讀出注射器筒的容積V；D.用刻度尺測出注射器的全部長度L。(3)思考并回答問題：①實驗步驟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兩個注射器，若彈簧測力計的量程為0~15N，則實驗時應選用注射器。③指出以上實驗步驟中的錯誤：；④若注射器漏氣，則會導致所測得的大氣壓值偏，請?zhí)岢鲆环N減少漏氣的方法：。⑤用測得的物理量表示大氣壓強：p=。7、小明想測量大氣壓的大小，實驗過程如圖所示：(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，橫梁恢復平衡時，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，用刻度尺測出吸盤的直徑D＝mm。(4)根據(jù)上面的測量，寫出大氣壓的表達式：p＝(用m、D、g、π等字母表示)。(5)小明的測量結果與當時的真實氣壓相差比較大，下列原因不可能的是。A．吸盤中的空氣沒有完全被擠出B．接觸面沒有處理干凈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，小明在一次登山過程中利用如圖甲所示的實驗裝置測出不同高度下的大氣壓，并在坐標紙上描出大氣壓強p與對應海拔高度h的六個點，如圖乙所示．（1）測量前，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，小明發(fā)現(xiàn)1km高度處的測量數(shù)據(jù)可能有誤，重新正確實驗后，測得彈簧測力計示數(shù)為4.5N，2mL注射器的全部刻度的總長度為4cm，則實際大氣壓約為Pa。小明第一次實驗出錯的原因不可能是。（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，小明認為可將圖甲中的彈簧測力計改裝成一個高度測量儀．那么彈簧測力計4.2N刻度線處應標刻的海拔高度為km。9、小明同學利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材來測量大氣壓強值，實驗步驟如下：(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，用細尼龍繩拴住注射器活塞的頸部，使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞時，記下彈簧測力計的示數(shù)為8.1N。測量大氣對活塞的壓力F利用的是的原理。(3)圖乙中，用刻度尺測出注射器有刻度部分的長度為cm，計算得到活塞的橫截面積為cm2。(4)所測大氣壓強的數(shù)值為Pa(5)小明了解到班內(nèi)同學做該實驗的誤差普遍很大，而且是有的偏大，有的偏小。分析該實驗過程中導致誤差的因素有(請寫出兩條)：①；②。10、某同學用2.5毫升注射器、彈簧測力計、細繩、刻度尺和橡皮帽粗略測量大氣壓的值，其中彈簧測力計和注射器的自重可忽略不計。步驟一：用刻度尺測出注射器（用圖中的字母表示）部分長度是4厘米。步驟二：把注射器的活塞涂上潤滑油，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，水平向右緩慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞被拉動時，記下彈簧測力計的示數(shù)，如圖所示。步驟四：算出大氣壓強的值是。（1）將上述實驗步驟補充完整。（2）有同學認為用該實驗測得的大氣壓值與真實值必然存在差異，下列事實支持他的觀點的是（填序號）。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法消除③橡皮帽封住的注射器前端會有殘余氣體（3）為使實驗誤差更小，某同學取下橡皮帽，水平向右緩慢拉動注射器筒，記錄注射器中的活塞剛被拉動時彈簧測力計的示數(shù)，其目的是測量。11、小明利用2.5mL注射器、0~10N的彈簧測力計、刻度尺和細線來估測本地的大氣壓值。（1）實驗時，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注射器筒，當活塞開始滑動時，此時彈簧測力計示數(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。水平向右慢慢拉動注射器筒，當活塞開始滑動時，此時彈簧測力計示數(shù)為6.6N。然后，如圖乙用刻度尺測出注射器有刻度部分的長度為cm，則本地大氣壓強的測量值為Pa；（4）小明發(fā)現(xiàn)實驗中將注射器的活塞推至注射器筒的底端時，筒內(nèi)底端還有少量空氣，則測得的大氣壓值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）；（5）實驗室還有10mL注射器，其活塞的橫截面積為2cm2，小明認為不能采用10mL注射器來估測大氣壓的值，其理由是。12、物理興趣小組的同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂?shù)拇髿鈮骸y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，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右慢慢拉動針筒，當活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為F；C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；D．用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L；請根據(jù)他們設計的方案回答以下問題：（1）測量中，分析研究的是大氣對（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當活塞相對于針筒開始滑動時，以地面為參照物，研究對象處于狀態(tài)；若不考慮其它因素，根據(jù)的知識可知，研究對象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等；（2）實驗時同學們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處空氣無法排盡，這將會使測量結果（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；（3）測量前，有同學建議在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處：一是活塞的密封性好；二是可以減小；實驗過程中他們讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向，可以減小對實驗的影響，從而提高實驗的精確程度；（4）若同學們用量程為5N的彈簧測力計測量時，彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動；可改用較（選填“細”或“粗”）的注射器；用測量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=。13、物理興趣小組的同學利用周末開展一次登山活動，他們想利用隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用品測量山頂?shù)拇髿鈮?。測量方案如下：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，用細線拴住注射器活塞頸部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，然后水平向右緩慢拉動針筒，當針筒中的活塞開始滑動時，記下彈簧測力計的示數(shù)為F；C．讀出注射器針筒上有刻度部分的容積V；D．用刻度尺測出注射器針筒上有刻度部分的長度L。請根據(jù)他們設計的方案回答以下問題：（1）測量中，分析研究的是大氣對（選填“針筒”或“活塞”）的壓力；（2）實驗時同學們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡，這將會使測量結果（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）；（3）測量前，有同學建議在活塞周圍涂抹潤滑油，然后將其插入針筒中，這樣做有兩個好處：一是活塞的密封性好；二是可以。實驗過程中他們讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向，可以減小對實驗的影響，從而提高實驗的精確程度；（4）若同學們用圖乙中B注射器在測量時，彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動?？筛挠脠D乙中的（選填“A”或“C”）注射器。用測量步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則；（5）在測量大氣壓強的實驗中，為消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響，某同學設計了如圖所示裝置。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，活塞通過水平細線與燒杯相連。向燒杯中緩慢加水，當活塞剛開始向左滑動時，測得杯中水的質(zhì)量為900g；然后向外緩慢抽水，當活塞剛開始向右滑動時，測得杯中水的質(zhì)量為500g，燒杯質(zhì)量為125g，活塞面積為，g取，輪軸間的摩擦和細線重不計，則所測大氣壓值為。A．2.2×105PaＢ．1.37×105PaC．1.1×105PaD．1.07×105Pa14、為了測量大氣壓強，某同學選擇的器材有：2.5mL的注射器、0~10N的彈簧測力計、刻度尺和細線，實驗步驟如下：（1）如圖甲，用刻度尺測出注射器有刻度部分的長度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，水平向右慢慢拉動注射器筒，當注射器中的活塞開始滑動時，記錄彈簧測力計的示數(shù)F=___________N；（3）該同學所測得的