大氣壓實驗

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針筒測量大氣壓專題

某學習小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材粗測大氣壓值.(注射器活塞的面積4cm2)

(1)圖甲是注射器上的全部刻度線，注射器的最大可讀容積為___.

(2)實驗時，小明把注射器的活塞推至注射器底端，排盡筒內空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按圖乙所示

安裝好器材，水平向右慢慢地拉動注射器筒，當彈簧測力計的示數增大到F=28.0N時，注射器中的活塞剛開始

滑動，則測得大氣壓值p=___Pa.

(3)實驗時若筒內空氣沒有排盡,將導致測得大氣壓值___;若活塞與注射器內壁間的摩擦較大,將導致測得大氣壓值_

__.(均選填“偏大”、“偏小”或“不變”)

分析：

（1）注射器的容積可通過圖中讀出，其單位為ml，注射器是圓柱體，利用公式V=SL的變形，可求其橫截面積的大小；

（2）實驗中要排出注射器內的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；根據公式p=F/S，

將測得的壓力和面積代入公式即可算出壓強的大小；

（3）注射器筒內有空氣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；若實驗中摩擦較大，則測得的拉力F變大，

在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大，本實驗的測量原理是：先排出注射器內的空氣，再向外拉活塞，由于外界大氣壓

的作用，要拉動活塞需要很大的力，這個力的大小為F=P大氣S，故測出活塞橫截面積S和拉動時的拉力F，就可根據P大氣求出

大氣壓強的值．實驗的誤差主要是由于注射器內的空氣沒有排盡和拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦引起的．

解答：

(1)從圖中可以看出，注射器的最大可讀容積為20ml；

(2)由此可計算出大氣壓強的值：p大=FS=28.0N4×10?4m2=7×104Pa；

(3)實驗時若注射器內空氣沒有排盡，大氣壓等于注射器內壓強加上拉力產生的壓強，這樣會使得測得的大氣壓值偏小。拉動活

塞時活塞和筒壁間有摩擦，則測得的拉力F變大，這會造成最終測量的結果偏大。

故答案為：(1)20ml;(2)7×104;(3)偏小；偏大。

為測量大氣壓強的數值，小白和小藍分別選擇了不同的實驗器材進行實驗。

(1)小白利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材測量大氣壓強的值

①在做好圖甲實驗后，小白將注射器的活塞推至注射器筒的底端，排盡筒內空氣，然后用橡皮帽堵住注射器的小

孔，按圖乙所示安裝好器材，水平向右慢慢拉動注射器筒，當彈簧力計的示數增大到F=7.5N時。注射器中的活

塞剛開始滑動，則測得大氣壓值P=___Pa.

②若活塞與注射器內壁間的摩擦較大,將導致測得大氣壓值___.(均選填“偏大”、“偏小”或“不變”.)

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(2)如圖丙所示，小藍將塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平玻璃下面，擠出塑料吸盤內的空氣，測出吸盤壓在玻璃上的

直徑為D；將裝適量細沙的小桶輕輕掛在吸盤下面的塑料掛鉤上，如圖所示，用小勺輕輕向桶內加細沙，直到塑

料吸盤剛好脫落掉下，測出吸盤、小桶和細沙的總重力為G.

③吸盤剛好脫落時，空氣對塑料吸盤的壓力大小是___，所測大氣壓強的數值是___.

④即使完全排盡空氣并且不漏氣,小藍所測大氣壓強數值往往比實際值小一些,產生這一誤差的原因是___(一條即

可).

(1)①從圖中可以看出,注射器可容納的藥水容積為4.5ml=4.5cm3,這4.5cm3的刻度長度由刻度尺可看出為

6.00cm，

故活塞的橫截面積為S=Vh=4.5cm36cm=0.75cm2=0.75×10?4m2.

可計算出大氣壓強的值為：P大氣=FS=7.5N0.75×10?4m2=1×105Pa.

②拉動活塞時活塞和筒壁間有摩擦這會造成最終測量的結果偏大。

(2)③當吸盤剛好脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的向上的壓力大小就等于所掛物體的總重力G，

大氣壓的值也可通過公式表示為p=FS=Gπ(D2)2=4GπD2；

④吸盤的空氣沒有完全擠出；或吸盤漏氣；或有外部空氣進入吸盤；或吸盤與玻璃板之間有雜質；吸盤的

面積測量不準等。

故答案為：(1)①1×105;②偏大;(2)③G;4GπD2；④吸盤與玻璃板之間有雜質。

某學習小組利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材粗測大氣壓值。

(1)圖甲是按1:1的比例拍攝的注射器上的全部刻度線,注射器的最大可讀容積為___,用刻度尺測量注射器全部刻度

的總長為___cm,可算得活塞的橫截面積為___cm2.

(2)實驗時，小華把注射器的活塞推至注射器底端，排盡筒內空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按圖乙所示

安裝好器材，水平向右慢慢地拉動注射器筒，當彈簧測力計的示數增大到F=28.0N時，注射器中的活塞剛開始

滑動，則測得大氣壓值p=___Pa.

(3)實驗時若筒內空氣沒有排盡,將導致測得大氣壓值___;若活塞與注射器內壁間的摩擦較大,將導致測得大氣壓值_

__.(均選填“偏大”、“偏小”或“不變”)

(4)實驗前小紅同學在活塞和筒壁間涂了點凡士林，這樣做的目的①___②___

(5)請對該小組選擇的器材做出評估___.

(1)從圖中可以看出,注射器的最大可讀容積為20ml=20cm3,這20cm3的長度由刻度尺測量得出為10.3cm,故活

塞的橫截面積為s=Vh=20cm310.3cm≈1.94cm2=1.94×10?4m2,=1.94cm2

(2)由此可計算出大氣壓強的值：p大=FS=28N1.94×10?4m2≈1.44×105Pa；

(3)實驗時若注射器內空氣沒有排盡,大氣壓等于注射器內壓強加上拉力產生的壓強,這樣會使得測得的大氣

壓值偏小。若活塞與注射器內壁間的摩擦較大,由p=FS可知，將導致測得，大氣壓值偏大

(4)涂抹凡士林的好處：一是減小摩擦，二是密封性好。

(5)根據F=PS知，因為大氣壓比較大，故彈簧測力計的量程選擇需要較大，注射器的橫截面積需要較小。

故答案為：

(1)20mL;10.3;1.94;(2)1.44×105;(3)偏小;偏大;(4)減小摩擦;密封性好;(5)彈簧測力計量程較大，注射器的橫截面

積較小。

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●為測量大氣壓強的數值，同學們進行了大量的實驗：

（1）小華利用注射器、彈簧測力計、刻度尺等器材粗測大氣壓值．

①在做好甲圖實驗后，小華把注射器的活塞推至底端，排盡筒內空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，按圖乙

所示安裝好器材，水平向右慢慢地拉動注射器筒，當彈簧測力計的示數增大到f=8.1N時，注射器中的活塞剛開

始滑動，則測得大氣壓值p=___pa．

②實驗時若筒內空氣沒有排盡，將導致測得大氣壓值___；若活塞與注射器內壁間的摩擦較大，將導致測得大氣壓

值___．（均選填“偏大”、“偏小”或“不變”）

③在實驗評估后，他對實驗進行了適當的改進，首先讀出注射器的最大刻度為V，用刻度尺量出其全部刻度的長

度為L；然后按照如圖所示的過程，慢慢的拉注射器（甲圖沒有蓋上橡皮帽、乙圖在排盡空氣后蓋上了橡皮帽），

剛好拉動活塞時，彈簧測力計示數分別是F1和F2．下列計算式正確且最接近真實值的是（___）

（2）小欣同學將塑料掛鉤吸盤按壓在光滑水平玻璃下面，擠出塑料吸盤內的空氣，測出吸盤壓在玻璃上的面積

為S；將裝適量細沙的小桶輕輕掛在吸盤下面的塑料掛鉤上，如圖戊所示，用小勺輕輕向桶內加細沙，直到塑料

吸盤剛好脫落掉下，測出塑料掛鉤、小桶和沙的總重力為G．

④吸盤即將脫離玻璃板時，空氣對塑料吸盤的壓力大小是___，所測大氣壓強的表達式是___．

⑤該方法所測數值往往比實際值小一些，你認為產生這一誤差的原因可能是（一條即可）：___．

解答：

解(1)①由圖甲可知,注射器的刻度部分長為L=8.00cm?2.00cm=6.00cm,其容積為V=4.5ml=4.5cm3,則注射器活塞的橫截面積

為S=VL=4.5cm36.00cm=0.75cm2，

小華把注射器的活塞推至底端，排盡筒內空氣，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，瓶內可認為是真空，水平向右慢慢地拉動注

射器筒，當彈簧測力計的示數增大到f=8.1N時，注射器中的活塞剛開始滑動時，彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，大

氣對活塞產生的壓力F=pS=f=8.1N，

所以大氣壓p=FS=8.1N0.75×10?4m2=1.08×105Pa；

②實驗時若注射器內空氣沒有排盡，大氣壓等于注射器內壓強加上拉力產生的壓強，這樣會使得測得的大氣壓值偏小；

拉動活塞時，活塞與注射器內壁間的摩擦較大，則測得的拉力F變大，這會造成最終測量的結果偏大；

③丙圖沒有蓋上橡皮帽,剛好拉動活塞時,彈簧測力計示數F1反映的是活塞與筒壁的摩擦力大小，

丁圖在排盡空氣后蓋上了橡皮帽,剛好拉動活塞時,彈簧測力計示數是F2反映的是活塞與筒壁的

摩擦力F1+大氣的壓力F2大，

所以,大氣對活塞產生的壓力F2大實際為F2?F1，

代入壓強公式p=F2大S=F2?F1S=F2?F1VL=(F2?F1)VL，故選項C符合題意。

故選C.

(2)④吸盤脫離玻璃板時,小桶對吸盤的拉力(桶和細砂的重力)等于大氣壓對吸盤的壓力,即P大氣S=G，

所以大氣壓強P大氣=GS.

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⑤實驗產生的誤差主要是因為實驗過程并不如原理分析中那么理想化,如：擠壓吸盤時,吸盤內的空氣沒有完全都被擠出;(或吸

盤的氣密性不好;實驗過程中有外部空氣進入吸盤;吸盤脫離玻璃板前面積有所減小等)合理即可。

故答案為：(1)①1.08×105；②偏小；偏大；③C；

(2)④G;GS;⑤擠壓吸盤時,吸盤內的空氣沒有完全都被擠出(或吸盤的氣密性不好;實驗過程中有外部空氣進入吸盤;吸盤脫離玻

璃板前面積有所減小等,合理即可).