估测大气压值实验题赏析
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大气压实验例题及解析
大气压实验是物理学中常见的实验之一,用于展示大气压的存
在和测量方法。
一种常见的大气压实验是水银气压计实验。
在这个
实验中,首先需要准备一根密封的玻璃管,管内充满水银,并且一
端封闭,另一端开放。
将这根管子倒立放入一个装有水银的容器中,确保管口完全浸没在水银中。
然后观察管内水银的高度。
根据大气
压的作用,管内水银的高度会有所变化。
解析:
首先,当管口完全浸没在水银中时,管内外的压强应该是相等的。
如果大气压降低,管内水银的高度会升高,因为管内的压强比
外部压强要大。
相反,如果大气压增加,管内水银的高度会降低,
因为管内的压强比外部压强要小。
这个实验可以用来定量测量大气
压的大小,因为标准大气压下,水银的高度约为760毫米。
通过测
量管内水银的高度,可以推算出当地的大气压。
另外,大气压实验也可以通过其他方法进行,比如利用气压计
测量大气压的变化,或者利用吸盘在不同海拔高度下的吸附情况来
间接测量大气压的变化等等。
这些实验都可以帮助我们更好地理解
大气压的概念和测量方法。
总之,大气压实验是物理学中的重要实验之一,通过这些实验我们可以直观地感受到大气压的存在,并且学习到测量大气压的方法。
希望这个解析能够帮助你更好地理解大气压实验。
初二物理大气压强试题答案及解析1.采用高压锅做饭,是利用了锅内水上方的气压大于一个标准大气压时,水的沸点 100,从而使煮饭比较省时间。
(选填“高于”、“低于”或“等于”)【答案】大于【解析】液体的沸点与大气压有关,气压高,沸点高,气压低,沸点低。
高压锅的原理就是利用锅内的气压高于一个标准大气压时,水的沸点高于100,从而使食物熟得更快。
【考点】液体的沸点与大气压的关系2.最早证明大气压存在的实验是实验,1标准大气压= 帕斯卡.【答案】马德堡半球 1.013×105【解析】著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在;大气压的数值最早是通过托里拆利实验测出来的,该实验巧妙地运用了转换法:大气压的大小通过玻璃管内外水银面的高度差间接地显示出来.【考点】大气压强3.在做托里拆利实验时,测得管内外水银面高度差是760毫米,然后搬到海拔很高的高山上,则这时管内外水银面高度差可能为()A.770毫米B.765毫米C.760毫米D.750毫米【答案】D【解析】海拔越高,大气压越小,所以把实验装置搬到高山上,管内外水银面的高度差会小于760mm。
【考点】大气压与海拔高度的关系4.护士用注射器吸取药液时,把注射器的活塞推到下端是为了 .然后将针头插入到药液中,慢慢地拉开活塞,这时注射器内的气体压强比药液上方的气压,这样在的作用下,药液被压入注射器内。
【答案】排尽注射器内空气、小、大气压【解析】要想减小针筒内的气压,首先必须排出管内的空气,也就是要把注射器的活塞推到最下端;针管的结构决定了它的内部必然会有一小部分残留的空气,在拉动活塞时,筒内空间增大,空气的体积也会随之变大.因为剩余空气的质量是一定的,所以压强会变小,小于外界的大气压,此时药液在大气压的作用下进入了针筒中.【考点】大气压的综合应用.点评:分析类似注射器吸药液、吸管吸饮料等大气压在生活中的实例时,重点要分析出物体局部压强的变化,并最终指出是在大气压的作用下,达到了需要的效果.5.如果水银气压计没有竖直放置,所测数值与实际大气压相比将()A.偏小B.偏大C.相等D.可能相等也可能偏小【答案】B【解析】外界大气压不变,水银柱的竖直高度就不会变,所以,当气压计倾斜时,管内水银柱的长度会增加,读数时读出的示数L会大于垂直高度,因此,测得的大气压值比实际值会偏大.故选B。
实验十一、粗略测算大气压强的实验【实验目的】:粗略估算大气压强的数值。
【实验器材】:注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。
【实验原理】:P=F/S知识依据:二力平衡(利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时,即二力平衡。
)【实验步骤】:①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
【实验记录】:【数据处理】:①注射器近似圆柱体,由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V/L②根据公式p=求出大气压强;【考点方向】1、该实验求出的大气压是估测数值,和真实的大气压数值存在差距主要原因是两方面:答:一、活塞与注射器之间存在摩擦;二、空气难以排尽。
2、若不考虑其它因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
3、注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。
4、空气无法排尽可以采取的方法是:将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口。
5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有:一、减小摩擦;二、增加气密性。
6、实验过程中让弹簧测力计和注射器保持在水平方向目的:可以减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
7、当弹簧测力计量程不够时或者为了拉动时更省力可以采取的方法是:可换用小量程注射器。
(减小活塞的横截面积)8、该实验的原理依据是:P=F/S知识依据:二力平衡(利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时,即二力平衡。
)9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是排尽筒内空气,密封注射器。
(从而使得作用在活塞上的力只有大气压力和弹簧测力计拉力)10、实验过程中应该水平方向、缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数,此时拉力等于大气压力。
7.如图“估测⼤⽓压的值”这⼀实验应⽤的原理是拉动活塞需要的⼒与⼤⽓压作⽤在活塞上的⼒⼤⼩相等,然后根据p⼤=$\frac{F}{S}$求出⼤⽓压强的值,在测量F这⼀物理量时,把注射器活塞推⾄底端是为了排尽筒内的空⽓,在测量S这⼀物⽓理量时,⾸先要读出注射器的容积V,再⽤刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L,即可求出受⼒⾯积S=$\frac{V}{L}$,这⾥的S是指图中B(A或B)的⾯积.分析(1)本实验的原理是:拉动活塞需要的⼒与⼤⽓压作⽤在活塞上的⼒⼤⼩相等,然后根据p⼤⽓=$\frac{F}{S}$求出⼤⽓压强的值;(2)把注射器的活塞推向注射器筒的底端,⽬的是排尽筒内的空⽓.(3)知道注射器的容积,⽤刻度尺量出其刻度部分的长度,活塞的横截⾯积可以通过公式S=$\frac{V}{L}$求出.解答解:(1)本实验是先排出注射器内的空⽓,再向外拉活塞,由于外界⼤⽓压的作⽤,要拉动活塞需要很⼤的⼒,这个⼒的⼤⼩为F=P⼤⽓S,故测出活塞横截⾯积S和拉动时的拉⼒F,就可根据p⼤⽓=$\frac{F}{S}$求出⼤⽓压强的值.所以原理是:拉动活塞需要的⼒与⼤⽓压作⽤在活塞上的⼒⼤⼩相等,然后根据p⼤⽓=$\frac{F}{S}$求出⼤⽓压强的值;(2)把注射器的活塞推向注射器筒的底端,⽬的是排尽筒内的空⽓;(3)⽤刻度尺测出注射器有刻度部分的长度记为L,读出注射器的容积,则活塞的横截⾯积S=$\frac{V}{L}$.这⾥的⾯积S是指图中B的⾯积.故答案为:(1)拉动活塞需要的⼒与⼤⽓压作⽤在活塞上的⼒⼤⼩相等,然后根据p⼤⽓=$\frac{F}{S}$求出⼤⽓压强的值;(2)排尽筒内的空⽓;(3)注射器有刻度部分; $\frac{V}{L}$;B.点评利⽤注射器测量⼤⽓压时,⽤到的压强公式,所以要分别测⼤⽓压⼒F和活塞的横截⾯积S.利⽤⼆⼒平衡可通过弹簧测⼒计测出⼤⽓压⼒,利⽤⼏何知识可得出活塞的⾯积S,便可求出⼤⽓压的值了.。
估测大气压值实验题赏析 DIV.MyFav_1305870429174 P.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1305870429174 LI.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN: justify}DIV.MyFav_1305870429174 DIV.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY: inter-ideograph; FONT-SIZE: 10.5pt; FONT-FAMILY: "Times New Roman"; TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1305870429174 DIV.Section1{page: Section1}近年来许多中考物理试卷中出现了〝估测大气压值〞的实验题,命题趋向于对〝过程与方法〞的考查,强调了科学内容的探索与方法的获得,注重对实验误差的分析。
现举两例分析如下:例1.小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。
实验步骤如下。
〔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,这样做的目的是。
〔2〕如图1所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
〔3〕用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为cm,计算得到活塞的横截面积为cm2。
〔4〕计算得到大气压强的数值为Pa。
估测大气压值实验题赏析近年来许多中考物理试卷中出现了“估测大气压值”的实验题,命题趋向于对“过程与方法”的考查,强调了科学内容的探索与方法的获得,注重对实验误差的分析。
现举两例分析如下:例1.小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。
实验步骤如下。
(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,这样做的目的是。
(2)如图1所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm,计算得到活塞的横截面积为 cm2。
(4)计算得到大气压强的数值为 Pa。
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。
请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)。
解析:此题考查了学生对实验数据的收集、分析和处理能力以及对实验结果的误差分析,有利于学生对过程、概念、规律及方法的理解。
(1)使注射器筒内没有空气,弹簧测力计真实反映大气压力;(2)根据二力平衡可知,刚开始滑动(相对于注射器筒)时弹簧测力计的示数等于大气压力;(3)6 ,;(4);(5)橡皮帽漏气、筒内没有完全排尽空气、活塞与注射器筒间不完全密封会使实验结果偏小;活塞与注射器筒间有摩擦会使实验结果偏大;弹簧测力计的示数不稳定或不准确等也会导致结果偏大或偏小。
例2.物理兴趣小组的同学利用星期天开展一次登山活动,想利用所学的物理知识测量花果山的高度。
若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小Δp,且山下的大气压强为p0。
他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺等。
到达山顶后,他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔,进行了如图2所示的实验。
(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)(1)为了测量山顶的大气压强,你认为实验中应测出的物理量有(指出物理量的名称并用相应的符号表示):;(2)山顶的大气压强p=(用所测量的物理量及已知量表示);(3)花果山的高度h=(用所测量的物理量及已知量表示)。
2019年中考物理实验专题复习——探究粗略测量大气压的实验答案解析1.(2018•咸宁)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。
测量方案如下:A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:(1)测量中,分析研究的是大气对活塞(选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于静止状态。
若不考虑其它因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。
你的方法是将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口。
(3)测量前,有同学建议在活塞周闱涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以减小摩擦。
实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。
可改用图乙中的C(选填“A”或“C”)注射器。
用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p=。
【分析】(1)明确实验的原理,分析出研究对象。
研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。
研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。
实验十三、粗略测算大气压强 实验剖析【实验目的】粗略估算大气压强的数值。
【实验器材】注射器;弹簧测力计;细线;橡皮帽;刻度尺。
【实验原理】P=F∕S知识依据:二力平衡(利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时,即二力平衡。
)【实验步骤】①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉 动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F ;③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V ;④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L 。
【实验记录】【数据处理】①注射器近似圆柱体,由体积公式可以算出活塞的横截面积S=V∕L②根据公式p=E 求出大气压强;【考点方向】1、该实验求出的大气压是估测数值,和真实的大气压数值存在差距主要原因是两方面:答:一、活塞与注射器之间存在摩擦;二、空气难以排尽。
2、若不考虑其它因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相 等。
3、注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。
4、空气无法排尽可以采取的方法是:将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封 大气对活塞的压力F/N注射器的容 积 V/ml 注射器有刻度的部 分的长度1/cm 活塞的横截 面积S∕m 2 大气压的值 P/Pa旦。
5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有:一、减小摩擦;二、增加气密性。
6、实验过程中让弹簧测力计和注射器保持在水平方向目的:可以减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
7、当弹簧测力计量程不够时或者为了拉动时更省力可以采取的方法是:可换用小量程注射器。
(减小活塞的横截面积)8、该实验的原理依据是:P-F/So知识依据:二力平衡(利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时,即二力平衡。
)9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是一排尽筒内空气,密封注射器。
“估测大气压”实验的误差分析作者:高涟霞来源:《物理教学探讨》2008年第01期1 “估测大气压”实验中测量大气压的步骤用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F(即大气对活塞的压力)(图1)。
由于在前面讲授力的测量时,都应用了处于平衡状态的物体所受的力相互平衡的知识(如测量物体所受的滑动摩擦力时,利用物体静止或做匀速直线运动时,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等)。
可以读出此时弹簧测力计的示数,即为摩擦力的大小。
然而测量大气压力时,却在注射器中的活塞刚刚开始滑动时,读出弹簧测力计的示数,并认为是此时大气对活塞的压力。
在操作时,由于是在活塞滑动的瞬间读数,活塞处于一种非平衡状态,这让很多学生感到困惑不解?2 对实验进一步分析取量程为5ml的小注射器,有刻度部分的总长度为4.10cm,固定弹簧测力计,拉动活塞当注射器中的活塞刚刚开始滑动时,读出弹簧测力计的示数,如果是人能感觉到的刚刚滑动就读数,大约在5N左右,若将活塞明显拉动(到达0.6ml处),大约在10N左右。
测量三次弹簧测力计示数均有较大的差异(9.2N、10.4N、10N)。
若将活塞再拉开(到达1ml),并让活塞处于静止状态,示数大约在12.5N左右(12.5N、12.7N、12.5N)。
若将活塞再拉开(到达3ml),并让活塞处于静止状态,示数与2ml时几乎相同。
为什么刚刚拉动与拉动到0.6ml时有这么大的差异呢?原来注射器的前端有一个细长的孔道,即使将活塞推到底部也无法将注射器内的空气全部排出。
通过测量可知:这个小孔道的内径直径大约1mm,长大约1.2cm,那么当活塞还没有拉动时,这部分气体的压强大约为,体积大约0.009ml,刚刚拉动的瞬间,气体体积膨胀压强减小,但活塞的受力面积瞬间最大为活塞的横截面积。
所以内部气体对活塞会产生一个不可忽略的作用力,此时,只需要用较小的拉力就能够拉动活塞。
第2章天气与气候专题11 大气压的应用和估测类型一马德堡半球实验和托里拆利实验 (2)类型一大气压的估测 (4)类型一大气压的应用 (7)【方法归纳】1.大气压的形成是因为空气是流体且受到重力作用,对浸入空气的物体都会产生各个方向上的“挤压”作用。
第一次验证大气压的存在并且大气压很大的实验是马德堡半球实验。
现在我们可以用两个吸盘挂钩来很简单地模仿马德堡半球实验。
2.覆杯实验中,纸片不会掉落是因为大气压将纸片托住了。
要注意的是在覆杯实验中,水杯内不能有气泡,杯子也不能用纸杯材料,否则实验将失败。
小心将覆杯实验中的杯子平放,水不会流出,可验证水平方向的大气压。
吸管吸牛奶盒内的牛奶使纸盒变瘪、瓶中取袋、滴管吸液体、吸盘挂钩等现象都可证明大气压的存在。
3.用水银气压计和空盒气压计可测量大气压的数值。
一个标准大气压的数值:p0=1.01×105Pa=760mmHg。
4.试题中常用吸盘挂钩(或针筒)和弹簧测力计来估测大气压数值。
用吸盘挂钩和弹簧测力计估测大气压时,受力面积就是吸盘的面积;若用针筒来估测大气压时,受力面积就是针筒的横截面积。
有关高压锅的计算题,要注意的是限压阀产生的压强是高压锅的内外压强差,而不是高压锅的内部压强。
5.液体的沸点与气压有关,气压降低沸点降低,反之气压升高则沸点升高。
高压锅就是利用增大气压升高沸点的原理工作的。
工作生产和科学研究中,常利用减小气压来降低沸点的原理进行工作。
如蔗糖溶液和味精溶液在较高温度下浓缩时易变色,可在较低气压下进行蒸发结晶,得到无色的白糖和无色的味精。
6.气体和液体都属于流体(能流动的物体),都存在着这样的规律:气体或液体的压强与流速的大小有关。
气体或液体的流速越大,压强越小。
7.无论试题的情景如何改变,紧扣“流速越大,压强越小”的科学原理进行分析。
物体两侧流速不同时存在压强差,流速慢的一侧压强大,将物体推向或压向流速快压强小的一侧。
【常考题型】(总题量:38题,建议用时:90分钟)类型一马德堡半球实验和托里拆利实验1.大气压对你的一只手掌的上表面的压力最接近下列数值中的()A.10NB.100NC.1000ND.10000N2.1654年,马德堡市市长格里克在广场上演示了一个著名的实验,如图甲所示,他将两个半径约为30cm 的空心铜半球紧贴在一起,用抽气机抽出球内的空气,然后让马向相反的方向拉两个半球。
实验:利用注射器估测大气压的值江苏丰县初级中学戴松方实验目的:通过注射器等身边的器材来估测大气压的大小。
实验原理:1.,其中F为大气压力,S为受力面积。
2.二力平衡知识。
当注射器中的活塞刚开始滑动时,活塞所受的大气压力近似等于弹簧测力计的拉力大小。
实验器材:2ml的注射器、弹簧测力计、刻度尺等。
实验步骤:1.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用—个橡皮帽封住注射器的小孔。
2.如图1所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。
当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F(近似等于大气对活塞的压力)。
图13.观察并记录注射器筒上所标明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L。
求得活塞的横截面积。
4.由计算此时大气压的数值。
实验数据:大气对活塞的压力F/N注射器的容积V/ml注射器有刻度部分的长度L/cm活塞的横截面积S/m2大气压的值p/Pa 交流评估:1.注射器的容积不要太大,因为容积大的活塞横截面积大,作用在活塞上的大气压力大,有可能超过弹簧测力计的量程,导致实验无法进行。
2.按照上述实验方案测得的大气压强的值,往往会比大气压强的实际值偏小。
产生这种现象的主要原因是:实验前筒内空气没有排尽,或实验时橡皮帽密封不严,有气体进入,都将使弹簧测力计测得的拉力变小,从而导致测得大气压值偏小。
图23.考虑到活塞与注射器内壁间存在摩擦力,将会导致测得大气压值偏大。
这时可以设法测出活塞与注射器内壁间的摩擦力,方法:如图2,注射器的小孔不盖上橡皮帽时,水平向右慢慢地拉动注射器筒。
当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F1。
根据二力平衡知识,这里F1就等于活塞与注射器内壁间的摩擦力。
若排尽空气后盖上了橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计的示数是F2。
则大气对活塞的压力F=F2-F1,测量出的大气压强等于。
2019年中考物理实验专题复习——探究粗略测量大气压的实验答案解析1.(2018•咸宁)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。
测量方案如下:A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:(1)测量中,分析研究的是大气对活塞(选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于静止状态。
若不考虑其它因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。
你的方法是将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口。
(3)测量前,有同学建议在活塞周闱涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以减小摩擦。
实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。
可改用图乙中的C(选填“A”或“C”)注射器。
用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p=。
【分析】(1)明确实验的原理,分析出研究对象。
研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物。
研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化。
估测大气压值实验题赏析估测大气压值实验题赏析近年来许多中考物理试卷中出现了“估测大气压值”的实验题,命题趋向于对“过程与方法”的考查,强调了科学内容的探索与方法的获得,注重对实验误差的分析。
现举两例分析如下:例例1 1 .小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。
实验步骤如下。
(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,这样做的目的是。
(2)如图1 所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为cm,计算得到活塞的横截面积为cm2 。
(4)计算得到大气压强的数值为Pa。
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。
请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)。
解析:此题考查了学生对实验数据的收集、分析和处理能力以及对实验结果的误差分析,有利于学生对过程、概念、规律及方法的理解。
(1)使注射器筒内没有空气,弹簧测力计真实反映大气压力;(2)根据二力平衡可知,刚开始滑动(相对于注射器筒)时弹簧测力计的示数等于大气压力;(3)6 ,;(4);(5)橡皮帽漏气、筒内没有完全排尽空气、活塞与注射器筒间不完全密封会使实验结果偏小;活塞与注射器筒间有摩擦会使实验结果偏大;弹簧测力计的示数不稳定或不准确等也会导致结果偏大或偏小。
例例2 2..物理兴趣小组的同学利用星期天开展一次登山活动,想利用所学的物理知识测量花果山的高度。
若已知在竖直方向每升高10m 大气压强减小Δp,且山下的大气压强为p 0 。
他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺等。
到达山顶后,他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔,进行了如图 2 所示的实验。
(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)(1)为了测量山顶的大气压强,你认为实验中应测出的物理量有(指出物理量的名称并用相应的符号表示):;(2)山顶的大气压强p=(用所测量的物理量及已知量表示);(3)花果山的高度h=(用所测量的物理量及已知量表示)。
试题答案分析:(1)在本题的实验中,拉动注射器⽽不是拉动弹簧测⼒计是为了使弹簧测⼒计处于相对静⽌,便于读数;注射器的横截⾯积越⼤,所需要的拉⼒越⼤,因此可换更⼩的注射器来进⾏实验;(2)⽐较甲⼄两图,对它们进⾏受⼒分析可对选项中的描述做出判断.解答:解:(1)实验时,⽤⼿拉动的是注射器,⽽不拉动弹簧测⼒计的好处是使弹簧测⼒计处于静⽌状态,便于读数;弹簧测⼒计被拉到5N时,活塞仍没有移动.说明弹簧测⼒计量程太⼩,若仍然采⽤此⽅案和该弹簧测⼒计完成实验,可换⽤横截⾯积更⼩的注射器(或量程更⼩).(2)对两图进⾏受⼒分析可知,甲图中,吸盘与墙⾯的摩擦⼒与所挂重物的重⼒是⼀对平衡⼒,故⽆法测出⼤⽓压的值;⼄图中,物体处于平衡状态,⼤⽓压⼒与物体的重⼒⼤⼩相等,故可以根据图⼄的粗略测出⼤⽓压的值.故答案为:(1)使弹簧测⼒计处于静⽌状态,便于读数;换⽤横截⾯积更⼩的注射器(或量程更⼩);(2)D.点评:借助注射器或吸盘都可以粗略地测量⼤⽓压的值,我们应掌握其基本原理实验操作⽅法.分析:(1)在本题的实验中,拉动注射器⽽不是拉动弹簧测⼒计是为了使弹簧测⼒计处于相对静⽌,便于读数;注射器的横截⾯积越⼤,所需要的拉⼒越⼤,因此可换更⼩的注射器来进⾏实验;(2)⽐较甲⼄两图,对它们进⾏受⼒分析可对选项中的描述做出判断.解答:解:(1)实验时,⽤⼿拉动的是注射器,⽽不拉动弹簧测⼒计的好处是使弹簧测⼒计处于静⽌状态,便于读数;弹簧测⼒计被拉到5N时,活塞仍没有移动.说明弹簧测⼒计量程太⼩,若仍然采⽤此⽅案和该弹簧测⼒计完成实验,可换⽤横截⾯积更⼩的注射器(或量程更⼩).(2)对两图进⾏受⼒分析可知,甲图中,吸盘与墙⾯的摩擦⼒与所挂重物的重⼒是⼀对平衡⼒,故⽆法测出⼤⽓压的值;⼄图中,物体处于平衡状态,⼤⽓压⼒与物体的重⼒⼤⼩相等,故可以根据图⼄的粗略测出⼤⽓压的值.故答案为:(1)使弹簧测⼒计处于静⽌状态,便于读数;换⽤横截⾯积更⼩的注射器(或量程更⼩);(2)D.点评:借助注射器或吸盘都可以粗略地测量⼤⽓压的值,我们应掌握其基本原理实验操作⽅法.。
估测大气压值实验题赏析
近年来许多中考物理试卷中出现了“估测大气压值”的实验题,命题趋向于对“过程与方法”的考查,强调了科学内容的探索与方法的获得,注重对实验误差的分析。
现举两例分析如下:
例1.小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值。
实验步骤如下。
(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,这样做的目的
是。
(2)如图1所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.2N。
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm,计算得到活塞的横截面积
为 cm2。
(4)计算得到大气压强的数值为 Pa。
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。
请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)。
解析:此题考查了学生对实验数据的收集、分析和处理能力以及对实验结果的误差分析,有利于学生对过程、概念、规律及方法的理解。
(1)使注射器筒内没有空气,弹簧测力计真实反映大气压力;
(2)根据二力平衡可知,刚开始滑动(相对于注射器筒)时弹簧测力计的示数等于大气压力;
(3)6 ,;
(4);
(5)橡皮帽漏气、筒内没有完全排尽空气、活塞与注射器筒间不完全密封会使实验结果偏小;活塞与注射器筒间有摩擦会使实验结果偏大;弹簧测力计的示数不稳定或不准确等也会导致结果偏大或偏小。
例2.物理兴趣小组的同学利用星期天开展一次登山活动,想利用所学的物理知识测量花果山的高度。
若已知在竖直方向每升高10m大气压强减小Δp,且山下的大气压强为p0。
他们随身携带了注射器(有刻度部分的容积为V)、弹簧测力计、细线、刻度尺等。
到达山顶后,他们首先排尽针筒内的空气并用橡皮帽封住其小孔,进行了如图2所示的实验。
(实验中针筒与活塞之间的摩擦不计)
(1)为了测量山顶的大气压强,你认为实验中应测出的物理量有(指出物理量的名称并用相应的符号表示):;
(2)山顶的大气压强p=(用所测量的物理量及已知量表示);
(3)花果山的高度h=(用所测量的物理量及已知量表示)。
解析:此题考查学生的实验设计能力、分析推理能力以及运用物理知识解决实际问题的能力。
试题情景联系生活实际,体现“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
(1)需测的物理量有例1实验步骤①中弹簧测力计的示数F、和步骤③中针筒有刻度部分的长度L;
(2)山顶的大气压强;
(3),花果山的高度为。
如图是小明做“估测大气压的值”的实验示意图.
(1)请将下列实验步骤补充完整.
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔.
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器活塞.当注射器的活塞刚开始滑动时,记下,即等于大气对活塞的压力F.C.用刻度尺测出注射器,记为L,读出注射器的容积V,则活塞的面积S=
D.最后计算出此时大气压的数值p= (写出表达式).
(2)实验中,小明正确使用了测量仪器,且读数正确,但发现测量结果总是偏小,其主要原因是
.
(3)实验中,由于活塞与注射器筒之间存在摩擦,这会导致大气压的测量值(“偏大”或“偏小”).
•某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(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,这样做的目的是。
(2)如图10所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,
当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为29.9 N。
图10
(3)如图11所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 cm,计算出活塞的横截面积。
(4)计算得到大气压强的数值为 Pa。
(5)同学们发现实验误差较大,请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)(2分):①;
②;
•(1)排尽注射器内的空气(3)6.00 (4)0.9×105
(5)①空气没有排尽②注射器筒壁与活塞之间有摩擦(每条1分)
小明同学利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器材测量大气压强的值.实验步骤如下:
(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,这样做的目的是.
(2)如左下图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为8.2N.
(3)右下图中,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为cm,计算得到活塞的横截面积为cm2.
(4)所测大气压强的数值为Pa.
(5)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,而且是有的偏大,有的偏小.请分析实验过程中导致误差的因素有(请写出两条)①
;②.
(6)步骤2中在活塞刚开始滑动立即读数很难控制。
某实验小组利用DIS实验系统对实验做了改进。
如图,改变拉力,控制活塞匀速运动,传感器和电脑可以采集到注射器内气体的压强P、活塞所受到的拉力F。
某时刻,计算机显示P=0.9×l05Pa.,F=10N,则该实验室内此时的大气压为___________________(有关注射器的数据如图,活塞与注射器筒间摩擦忽略不计)。