Question

11．（1）如圖1所示．是用壓強計探究內(nèi)部壓強的情景．

①通過比較甲、乙、丙三圖所做的實驗，可知探究的問題是液體內(nèi)部同一深度朝各個方向的壓強是否相等．
②探究液體內(nèi)部壓強跟液體密度是否有關(guān)，應比較丙丁圖．
（2）小虎同學利用注射器（容器為V）、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值．
①實驗時，首先把活塞推至筒底端，用橡皮帽封住孔，這樣做的目的是排盡筒內(nèi)的空氣，密封注射器．
②如圖2所示，水平向右慢慢拉動筒，當活塞開始滑動時，記下示數(shù)F，用測出全部刻度長L，則可表示p=$\frac{FL}{V}$．
③實驗過程中筒內(nèi)漏進了少量空氣，則測得的大氣壓偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”或“不變”）
④實驗室有甲、乙兩個，活塞橫截面積分別0.5cm²、2cm²，若測力計量程10N，實驗時應選用甲（選填“甲”或“乙”）注射器，理由是乙超過了測力計的量程．

Answer 1

分析 （1）①在同種液體的同一深度，液體向各個方向的壓強相等．液體的壓強跟液體的深度和密度有關(guān)．液體的密度一定時，液體越深，液體壓強越大；在液體的深度一定時，液體的密度越大，液體壓強越大．
②液體壓強大小通過U型管內(nèi)液面的差來反映的，液面高度差越大，液體的壓強越大
（2）①實驗中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉動活塞時，注射器內(nèi)部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力；
②明確實驗的原理，才能完成實驗步驟的補充．當注射器中的活塞開始滑動時，此時彈簧測力計的示數(shù)與所受的大氣壓力相等；因活塞為圓柱體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=$\frac{V}{L}$來求出，知道注射器的容積，還需要用刻度尺量出其刻度部分的長度；利用壓強的公式，代入測量的數(shù)據(jù)可得出表達式；
③如果注射器內(nèi)的氣體沒有排干凈或橡皮帽漏氣，會使得測量值變�。�
④根據(jù)拉動甲、乙兩個注射器的活塞的橫截面積，分別計算出標準大氣壓所需要的拉力即可選擇．

解答 解：（1）通過觀察比較甲、乙、丙三圖所做的實驗，可知液體的密度相同，液體的深度相同，金屬盒朝向不同，U形管內(nèi)液面差相等．所以探究的問題是液體內(nèi)部同一深度朝各個方向的壓強是否相等？要探究這個問題，應控制液體的密度、深度都相同，方向不同．
②要想探究液體壓強跟液體密度是否有關(guān)，需控制液體的深度相同，液體的密度不同，符合條件的圖是丙和丁．結(jié)論是：液體內(nèi)部壓強還跟液體的密度有關(guān)．
（2）①當注射器中的活塞開始滑動時，彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因此需要記錄此時的示數(shù)；
②注射器是一個圓柱體形狀，因此，應量出其刻度部分的長度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=$\frac{V}{L}$將測量結(jié)果代入壓強公式得：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{F}{\frac{V}{L}}$=$\frac{FL}{V}$．
③若實驗中測得的大氣壓值都偏小，原因可能是注射器內(nèi)空氣沒有排干凈或橡皮帽漏氣．
④因甲、乙、注射器，活塞的橫截面積分別為0.5cm²、2cm²，
①當大氣壓約為10⁵Pa，當面積為0.5cm²，即0.00005m²時，由P=$\frac{F}{S}$，可得F₁=pS₁=10⁵Pa×0.00005m²=5N；
②當大氣壓約為10⁵Pa，當面積為2cm²，即0.0002m²時，由P=$\frac{F}{S}$，可得F₂=pS₂=10⁵Pa×0.0002m²=20N，
因為已知彈簧測力計量程為10N，乙超過了測力計的量程，所以實驗時應選用甲注射器．
故答案為：（1）①液體內(nèi)部同一深度朝各個方向的壓強是否相等；②丙��；
（2）①排盡筒內(nèi)的空氣，密封注射器；②$\frac{FL}{V}$；③偏�。虎芗�；乙超過了測力計的量程．

點評 利用注射器測量大氣壓時，用到的公式是p=$\frac{F}{S}$所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S．利用二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，利用幾何知識可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．