第PAGE*1頁共*4頁2019年高考數學實驗專題備考——探究簡略檢測大氣壓的實驗答案解析1．（2018?武漢）數學興趣小組的朋友借助假期舉辦一次徒步活動測量大氣壓強的工具，她們想借助隨身攜帶的注射器、彈簧測力計、細線、刻度尺等相關用具檢測山頂的大氣壓。檢測方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器針頭的底端，之后用橡皮帽擋住注射器小孔；B．如圖甲所示，用細線擄獲注射器活塞頭部，使線的一端與彈簧測力計的掛鉤相連，之后水平往右漸漸帶動針頭，當活塞剛開始滑動時，記下彈簧測力計的示數為F；C．讀出注射器針頭上有刻度部份的體積V；D．用刻度尺測出注射器針頭上有刻度部份的寬度L。請依照她們設計的方案回答以下問題：（1）檢測中，剖析研究的是大氣對活塞（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當活塞相對于針頭開始滑動時，以地面為參照物，研究對象處于靜止狀態。若不考慮其它誘因，按照二力平衡的知識可知，研究對象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。（2）實驗時朋友們發覺注射器頂端裝針筒處空氣難以排盡，這將會使檢測結果偏?。ㄟx填“偏大”、“不變”或“偏小”）。
朋友們聯想到去診所吃藥的情境，可采取簡單的辦法將注射器內空氣排盡。你的方式是將注射器內抽滿水，端口向下推進活塞排水，致使頂端保留水，再封口。（3）檢測前，有朋友建議在活塞周闈涂擦潤滑油，之后將其插入針頭中，這樣做有兩個益處：一是活塞的密封性好；二是可以減小磨擦。實驗過程中她們讓彈簧測力計和注射器保持在水平方向，可以減少活塞自身重力對實驗的影響，進而提升實驗的精確程度。（4）若朋友們用圖乙中B注射器在檢測時，彈簧測力計被拉到5N，活塞仍沒有滑動?？筛挠脠D乙中的C（選填“A”或“C”）注射器。用檢測步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=?！痉治觥浚?）明晰實驗的原理，剖析出研究對象。研究物體的運動情況時，首先要選定一個物體作為標準，這個被選作標準的物體稱作參照物。研究對象的運動情況是怎么的，就看它與參照物的相對位置是否變化。當注射器中的活塞開始滑動時，二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，此時彈簧測力計的示數與所受的大氣壓力相等；（2）注射器頂端裝針筒處空氣難以排盡，上面二氧化碳有一定的浮力，會導致拉力F偏小，在面積S不變時，所檢測的大氣壓值會偏?。粚⒆⑸淦餮b滿水，排出上面的二氧化碳。（3）涂擦蜂蠟的益處：一是減少磨擦，二是密封性好；當彈簧測力計和注射器筒不在水平方向時，活塞的重力會影響測得的拉力，進而影響測得的大氣壓；（4）壓力的大小跟活塞的作用面積有關，在大氣浮力一定時，面積越小，壓力會越小，所以應選擇較小的注射器；因活塞為圓錐體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=，借助浮力的公式p=可得出表達式。
【解答】解：（1）該實驗中以活塞為研究對象；剖析研究的是大氣對活塞的壓力；當活塞相對于針頭開始滑動時，以地面為參照物，活塞與地面間沒有位置的變化，是靜止的；當注射器中的活塞開始滑動時，借助二力平衡原理來測出大氣對活塞的壓力。彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因而須要記錄此時的示數；（2）注射器頂端裝針筒處空氣難以排盡，即有殘余二氧化碳，注射器內都會有一定氣壓，這樣會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏小；將注射器內抽滿水，端口向下推進活塞排水，致使頂端保留水，再封口，可以采用這一簡單的方式將注射器內空氣排盡。（3）涂擦蜂蠟的益處：一是減少磨擦，二是活塞的密封性好。當彈簧測力計和注射器筒不在水平方向時，因為活塞受重力的作用，致使測力計的拉力不等于大氣壓力，進而影響測得的大氣壓，所以讓彈簧測力計和注射器筒保持在水平方向，目的是為了降低活塞自身重力對實驗的影響，進而提升實驗的確切程度。（4）由于大氣的浮力是一定的，按照公式F=pS，受力面積越小，壓力也會越小，所以當彈簧測力計量程不夠時，可換用小阻值注射器，故選C；活塞的面積S=，將檢測結果代入浮力公式得：p===。故答案為：（1）活塞；靜止；二力平衡；（2）偏??；將注射器內抽滿水，端口向下推進活塞排水，致使頂端保留水，再封口；（3）減少磨擦；活塞自身重力；（4）C；。
【點評】利用注射器檢測大氣壓時，用到的公式是p=所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S．借助二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，借助幾何知識可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了。對檢測結果的評估則主要看是否對幾個檢測值導致了影響，導致了如何的影響，最后確定是偏大或偏小。2．（2018?上海）為了檢測大氣浮力，某同事選擇的器材有：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份的寬度L=4.00cm。（2）如圖乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽擋住注射器的小孔，水平往右漸漸帶動注射器簡，當注射器中的活塞開始滑動時，記錄彈簧測力計的示數F=6.4N。（3）該朋友所測得的大氣浮力值為1.024×105Pa?！痉治觥浚?）由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的寬度；（2）按照彈簧測力計的分度值讀出拉力的大??；（3）依據公式p=求出大氣浮力。【解答】解：（1）從圖中可以看出，注射器可容納的藥水體積為2.5ml=2.5cm3，這2.5cm3的刻度厚度由刻度尺可看出為4.00cm；（2）彈簧測力計的分度值是0.2N，所以拉力大小是6.4N；（3）故活塞的橫截面積為S===0.=6.25×10﹣5m2，p===1.024×105Pa。
故答案為（1）4.00；（2）6.4；（3）1.024×105Pa?！军c評】本題考查刻度尺的讀數，彈簧秤的讀數，以及浮力公式的運用，是一道綜合題。3．借助體積為10cmcm3的注射器、彈簧測力計和刻度尺可簡略測出大氣壓的值．（1）實驗的原理是P=；（2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，這樣做的目的是排盡筒內空氣，密封注射器，之后用一個橡皮帽擋住注射器的小孔；（3）如圖所示，水平向左平緩勻速帶動注射器筒，當注射器的活塞剛被帶動時，記下彈簧測力計的示數為19N；（4）用刻度尺測出注射器帶刻度部份寬度為5cm，這樣就不用測活塞的外徑也能算出活塞橫截面積；（5）則大氣壓的值為8.5×104Pa；（6）提出增強該種檢測大氣壓值精確度的一條建議：采用小活塞涂上蜂蠟或其他潤滑油等．【考點】8F：大氣浮力的檢測方式．【分析】（1）檢測大氣壓的原理是p=；（2）實驗中要排出注射器內的空氣，這樣在帶動活塞時，注射器內部會接近于真空，這樣就能測出大氣的壓力；（3）水平向左平緩勻速帶動注射器筒，當注射器的活塞剛被帶動時，彈簧測力計的示數即為大氣壓力；（4）因活塞為圓錐體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=來求出，須要用刻度尺量出其刻度部份的寬度；（5）按照p=求得大氣浮力；（6）降低漏水可以提升檢測大氣壓值精確度．【解答】解：（1）本實驗檢測大氣壓的原理是p=；（2）實驗時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣，使注射器密封．（3）水平向左平緩勻速帶動注射器筒，當注射器的活塞剛被帶動時，拉力等于大氣壓力，彈簧測力計的示數F=19N即為大氣壓力；（4）因活塞為圓錐體，曉得注射器的體積，而活塞的橫截面積可以通過公式S=來求出，所以須要用刻度尺量出針頭全部刻度部份的寬度L=5cm；（5）大氣壓的值p=====8.5×104Pa；（6）因為注射器漏水會造成所測得的大氣壓值偏小，注射器漏水的主要誘因是活塞的密閉性，所以可以采用小活塞涂上蜂蠟或其他潤滑油等．故答案為：（1）P=；（2）排盡筒內空氣，密封注射器；（3）剛被帶動；（4）帶刻度部份；（5）8.5×104；（6）采用小活塞涂上蜂蠟或其他潤滑油等．【點評】本題屬實驗探究題，實驗探究題通常對中學生的要求都較高，除了要求中學生熟練把握課本上所學的相關知識，還要求中學生具有一定的化學素質．4．化學興趣小組的朋友想檢測大氣浮力的大小，她們用來一個帶掛鉤的吸盤，將吸盤緊壓在厚玻璃板的下表面，用一個可裝細沙的購物袋掛在掛鉤下．如圖所示，向袋里漸漸平緩注入細沙直到吸盤正好掉下為止，由此可得到大氣壓的大?。?）本實驗主要的檢測器材有：彈簧測力計和刻度尺．（2）須要直接檢測的數學量有：細沙和盒子的總重力G和吸盤的半徑D．（用文字和字母表示）（3）大氣壓的表達式P=（用（2）中的字母和常量表示）考點：大氣浮力的檢測方式．專題：檢測型實驗綜合題．剖析：（1）本實驗的設計原理是借助公式p=來求取大氣壓的大小，購物袋正好拉下吸盤的力就是大氣壓給與吸盤的壓力，而作用面積S則是吸盤的面積，所以彈簧測力計與刻度尺就是必不可少的了；（2）兩樣檢測器材拿來檢測兩個重要的量，細沙和盒子的總重就是拉力F，吸盤的半徑拿來求它的面積；（3）抒發要借助公式將其推論到我們所測的量起來，即用G表示拉力F，用半徑D表示面積．解答：解：如圖所示，向袋里漸漸平緩注入細沙直到吸盤正好掉下為止；（1）從原理剖析，選擇的檢測器材為：彈簧測力計，刻度尺；（2）彈簧測力計直接測細沙和盒子的總重G，刻度尺可以直接測吸盤的半徑D；（3）從公式入手推導入大氣壓的表達式p====．故答案為：吸盤正好掉下；刻度尺；吸盤的半徑D；4G/πD2．點評：這是一種常見的檢測大氣壓的方式，但只適宜簡略檢測．器材簡單、操作易行，但表達式的推論則需從公式入手耐心細致，這也是該實驗的實質所在．5．如圖是小明借助注射器估測大氣壓的實驗裝置圖．（1）該實驗中以活塞（填“針筒”、“活塞”或“彈簧測力計”）為研究對象，當注射器中的活塞開始滑動時，此時彈簧測力計對活塞向左的拉力F等于（填“大于”、“等于”或“小于”）大氣對活塞往右的壓力．（2）某同事讀出所用注射器的體積V，再用刻度尺測出注射器全部刻度（填“針筒”、“活塞”或“全部刻度”）的厚度l．實驗時測出注射器中的活塞開始滑動時測力計讀數為F．則此時大氣壓值p=．（3）實驗過程中若注射器筒中的空氣沒有排盡或漏水，則測得的大氣壓值偏?。键c：大氣浮力的檢測方式．專題：檢測型實驗綜合題．剖析：（1）明晰實驗的原理，能夠完成實驗步驟的補充．當注射器中的活塞開始滑動時，二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，此時彈簧測力計的示數與所受的大氣壓力相等；（2）因活塞為圓錐體，所以活塞的橫截面積可以通過公式S=來求出，曉得注射器的體積，還須要用刻度尺量出其刻度部份的寬度；借助浮力的公式，代入檢測的數據可得出表達式；（3）當注射器漏水時，會導致拉力F偏小，在面積S不變時，所檢測的大氣壓值會偏?。獯穑航猓海?）該實驗中以活塞為研究對象，、當注射器中的活塞開始滑動時，借助二力平衡原理來測出大氣對活塞的壓力．彈簧測力計的拉力與大氣的壓力正好平衡，因而須要記錄此時的示數；（2）注射器是一個圓錐體形狀，因而，應量出其刻度部份的寬度，再讀出空積V，得出活塞的面積S=，將檢測結果代入浮力公式得：p===，（3）從表達式中可以看出，V、L的檢測結果不變，當注射器漏水時，拉力F的值會降低，所以所測大氣壓值會偏?。蚀鸢笧椋海?）活塞；等于；（2）全部刻度；；（3）?。c評：借助注射器檢測大氣壓時，用到的公式是p=所以要分別測大氣壓力F和活塞的橫截面積S．借助二力平衡可通過彈簧測力計測出大氣壓力，借助幾何知識可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．對檢測結果的評估則主要看是否對幾個檢測值導致了影響，導致了如何的影響，最后確定是偏大或偏?。?．為了估測大氣壓到底有多大，曉彤和小雨正在用如圖所示的裝置按如下步驟進行分組實驗，用一個水桶向吸盤下的水桶中注水，至吸盤從水平光滑的水平板上開裂為止．器材還有測人質量的人體秤，刻度尺及三角板．（1）請你借助上述器材檢測大氣壓的思路．（2）曉彤和小雨在檢測過程中觀察到，水銀氣壓計的示數為1.，吸盤半徑均為2cm（為便捷估算π取3）．曉彤測出吸盤開裂時水桶及水的質量為2.4kg，則曉彤測出的大氣壓值為8×104Pa．小雨用該方式測出的大氣壓值為1.1×105Pa，試剖析兩位朋友所測大氣壓值與水銀氣壓計的示數不同的誘因．（3）若沒有人體秤，請你在實驗室找到其他工具設法測出桶及水的總重．（寫出一種即可）考點：大氣浮力的檢測方式．專題：簡答題；檢測型實驗綜合題．剖析：（1）按照p=可知檢測浮力時須要檢測的化學量；（2）借助平衡力法求出吸盤開裂時的大氣壓的浮力；依據與吸盤開裂時與水桶及水的總重力相平衡的吸盤內外的氣壓壓力差剖析；（3）若沒有人體秤，結合實驗室里其他的檢測工具間接檢測出桶及水的總重．解答：解：（1）按照p=可知，只要分別測出壓力及受力面積，即可求出浮力．（2）因為吸盤受水桶及水的總重力的作用，則吸盤開裂時大氣壓的壓力與水桶及水的總重力相平衡，則F=G=mg=2.4kg×10N/kg=24N，S=πD2=×3×（2cm）2=3cm2=3×10﹣4m2，則大氣壓p===8×104pa；曉彤實驗中是按照吸盤內的空氣時檢測的，若偏小則是因為曉彤實驗中沒有將吸盤內的空氣完全排出；吸盤內的空氣形成了向上的壓力．或則，小寒實驗中因為在吸盤正式開裂時加鹽過快，造成水桶里加的水偏多；（3）①用燒杯測出水的容積算出水重，再用彈簧測力計測出桶重；②在桶中加鉤碼，至通快開裂時，再加適量的水，（用燒杯、彈簧測力計測出水重、桶重，即可解決總重）③用杠桿（或滑車架）及彈簧測力計測總重．答：（1）按照p=可知，只要分別測出壓力及受力面積，即可求出浮力．（2）8×104；因為曉彤實驗中沒有將吸盤內的空氣完全排出．或則，小寒實驗中因為在吸盤正式開裂時加鹽過快，造成水桶里加的水偏多；（3）①用燒杯測出水的容積算出水重，再用彈簧測力計測出桶重；②在桶中加鉤碼，至通快開裂時，再加適量的水，（用燒杯、彈簧測力計測出水重、桶重，即可解決總重）③用杠桿（或滑車架）及彈簧測力計測總重．點評：本題考查大氣壓的檢測，大氣壓的檢測通常采用平衡法，來間接獲得大氣壓的數值，題目中的方式可行，但與大氣壓的真實值存在一定的差別．7．在檢測大氣浮力的實驗中，為去除活塞與針頭間磨擦力對實驗的影響，某同事采用了圖示裝置．將注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端測量大氣壓強的工具，用橡皮帽擋住注射器的小孔，活塞通過水平細線與燒瓶相連．向燒瓶中平緩加鹽，當活塞剛開始向左滑動時，測得燒瓶和水的總質量為1.22Kg；之后把燒瓶中的水平緩向外抽出，當活塞剛開始往右滑動時，測得燒瓶和水的總質量為820g，活塞面積為，車鉤間的磨擦和繩重不計．則所測大氣壓的值應為1.02×105Pa，活塞與針頭間磨擦力為2N．（g=10N/kg）考點：大氣浮力的檢測方式．專題：檢測型實驗綜合題．剖析：當注射器中的活塞開始向左滑動時，此時磨擦力與所受的大氣壓力方向相同；當注射器中的活塞開始往右滑動時，此時磨擦力與所受的大氣壓力方向相反．解答：解：當注射器中的活塞開始向左滑動時，G1=1.22kg×10N/kg=12.2N，對活塞受力剖析：F+f=G1=12.2N；當注射器中的活塞開始往右滑動時，G2=0.82kg×10N/kg=8.2N，對活塞受力剖析：F﹣f=G2=8.2N；兩式聯立解得：F=10.2N，f=2N，浮力：p===1.02×105Pa；故答案為：1.02×105；2．點評：借助注射器檢測大氣壓時，用到的公式是p=，所以要分別得出大氣壓力F和活塞的橫截面積S．借助二力平衡可得出大氣壓力，并曉得活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．