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)