2019年高考數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)專題備考——探究簡(jiǎn)略檢測(cè)大氣壓的實(shí)驗(yàn)答案解析1．（2018?武漢）數(shù)學(xué)興趣小組的朋友借助假期舉辦一次徒步活動(dòng)，她們想借助隨身攜帶的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、刻度尺等相關(guān)用具檢測(cè)山頂?shù)拇髿鈮?。檢測(cè)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(xì)線擄獲注射器活塞頭部，使線的一端與彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤相連，之后水平往右漸漸帶動(dòng)針頭，當(dāng)活塞剛開始滑動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)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(cè)出注射器針頭上有刻度部份的寬度L。請(qǐng)依照她們?cè)O(shè)計(jì)的方案回答以下問(wèn)題：（1）檢測(cè)中，剖析研究的是大氣對(duì)活塞（選填“針筒”或“活塞”）的壓力，當(dāng)活塞相對(duì)于針頭開始滑動(dòng)時(shí)，以地面為參照物，研究對(duì)象處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不考慮其它誘因，按照二力平衡的知識(shí)可知，研究對(duì)象在水平方向所受的大氣壓力與拉力大小相等。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)朋友們發(fā)覺注射器頂端裝針筒處空氣難以排盡，這將會(huì)使檢測(cè)結(jié)果偏?。ㄟx填“偏大”、“不變”或“偏小”）。朋友們聯(lián)想到去診所吃藥的情境，可采取簡(jiǎn)單的辦法將注射器內(nèi)空氣排盡。你的方式是將注射器內(nèi)抽滿水，端口向下推進(jìn)活塞排水，致使頂端保留水，再封口。
（3）檢測(cè)前，有朋友建議在活塞周闈涂擦潤(rùn)滑油，之后將其插入針頭中，這樣做有兩個(gè)益處：一是活塞的密封性好；二是可以減少磨擦。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中她們讓彈簧測(cè)力計(jì)和注射器保持在水平方向，可以降低活塞自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，進(jìn)而提升實(shí)驗(yàn)的精確程度。（4）若朋友們用圖乙中B注射器在檢測(cè)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)被拉到5N，活塞仍沒有滑動(dòng)?？筛挠脠D乙中的C（選填“A”或“C”）注射器。用檢測(cè)步驟中的V、L和F表示大氣壓的值，則p=。【分析】（1）明晰實(shí)驗(yàn)的原理，剖析出研究對(duì)象。研究物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，首先要選定一個(gè)物體作為標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體稱作參照物。研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況是怎么的，就看它與參照物的相對(duì)位置是否變化。當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)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(huì)導(dǎo)致拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所檢測(cè)的大氣壓值會(huì)偏??；將注射器裝滿水，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(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒不在水平方向時(shí)，活塞的重力會(huì)影響測(cè)得的拉力，進(jìn)而影響測(cè)得的大氣壓；（4）壓力的大小跟活塞的作用面積有關(guān)，在大氣浮力一定時(shí)，面積越小，壓力會(huì)越小，所以應(yīng)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(guò)公式S=，借助浮力的公式p=可得出表達(dá)式。
【解答】解：（1）該實(shí)驗(yàn)中以活塞為研究對(duì)象；剖析研究的是大氣對(duì)活塞的壓力；當(dāng)活塞相對(duì)于針頭開始滑動(dòng)時(shí)，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(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，借助二力平衡原理來(lái)測(cè)出大氣對(duì)活塞的壓力。彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡，因而須要記錄此時(shí)的示數(shù)；（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(nèi)都會(huì)有一定氣壓，這樣會(huì)使拉力變小測(cè)出大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，在面積不變的情況下，測(cè)得的大氣壓會(huì)偏?。粚⒆⑸淦鲀?nèi)抽滿水，端口向下推進(jìn)活塞排水，致使頂端保留水，再封口，可以采用這一簡(jiǎn)單的方式將注射器內(nèi)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(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)和注射器筒不在水平方向時(shí)，因?yàn)榛钊苤亓Φ淖饔?，致使測(cè)力計(jì)的拉力不等于大氣壓力，進(jìn)而影響測(cè)得的大氣壓，所以讓彈簧測(cè)力計(jì)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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，進(jìn)而提升實(shí)驗(yàn)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(huì)越小，所以當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)量程不夠時(shí)，可換用小阻值注射器，故選C；活塞的面積S=，將檢測(cè)結(jié)果代入浮力公式得：p===。故答案為：（1）活塞；靜止；二力平衡；（2）偏?。粚⒆⑸淦鲀?nèi)抽滿水，端口向下推進(jìn)活塞排水，致使頂端保留水測(cè)出大氣壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，再封口；（3）減少磨擦；活塞自身重力；（4）C；。
【點(diǎn)評(píng)】利用注射器檢測(cè)大氣壓時(shí)，用到的公式是p=所以要分別測(cè)大氣壓力F和活塞的橫截面積S．借助二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，借助幾何知識(shí)可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了。對(duì)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)估則主要看是否對(duì)幾個(gè)檢測(cè)值導(dǎo)致了影響，導(dǎo)致了如何的影響，最后確定是偏大或偏小。2．（2018?昆山）為了檢測(cè)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(cè)力計(jì)、刻度尺和細(xì)線，實(shí)驗(yàn)步驟如下（1）如圖甲，用刻度尺測(cè)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(dòng)注射器簡(jiǎn)，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=6.4N。（3）該朋友所測(cè)得的大氣浮力值為1.?！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(cè)力計(jì)的分度值讀出拉力的大小；（3）依據(jù)公式p=求出大氣浮力?！窘獯稹拷猓海?）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(cè)力計(jì)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.，p===1.。
故答案為（1）4.00；（2）6.4；（3）1.。【點(diǎn)評(píng)】本題考查刻度尺的讀數(shù)，彈簧秤的讀數(shù)，以及浮力公式的運(yùn)用，是一道綜合題。3．借助體積為10cmcm3的注射器、彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺可簡(jiǎn)略測(cè)出大氣壓的值．（1）實(shí)驗(yàn)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(nèi)空氣，密封注射器，之后用一個(gè)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(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛被帶動(dòng)時(shí)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為19N；（4）用刻度尺測(cè)出注射器帶刻度部份寬度為5cm，這樣就不用測(cè)活塞的外徑也能算出活塞橫截面積；（5）則大氣壓的值為8.；（6）提出增強(qiáng)該種檢測(cè)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(rùn)滑油等．【考點(diǎn)】8F：大氣浮力的檢測(cè)方式．【分析】（1）檢測(cè)大氣壓的原理是p=；（2）實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在帶動(dòng)活塞時(shí)，注射器內(nèi)部會(huì)接近于真空，這樣就能測(cè)出大氣的壓力；（3）水平向左平緩勻速帶動(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛被帶動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)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(guò)公式S=來(lái)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(cè)大氣壓值精確度．【解答】解：（1）本實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大氣壓的原理是p=；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(dòng)注射器筒，當(dāng)注射器的活塞剛被帶動(dòng)時(shí)，拉力等于大氣壓力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)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(guò)公式S=來(lái)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.；（6）因?yàn)樽⑸淦髀┧畷?huì)造成所測(cè)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(rùn)滑油等．故答案為：（1）P=；（2）排盡筒內(nèi)空氣，密封注射器；（3）剛被帶動(dòng)；（4）帶刻度部份；（5）8.5104；（6）采用小活塞涂上蜂蠟或其他潤(rùn)滑油等．【點(diǎn)評(píng)】本題屬實(shí)驗(yàn)探究題，實(shí)驗(yàn)探究題通常對(duì)中學(xué)生的要求都較高，除了要求中學(xué)生熟練把握課本上所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，還要求中學(xué)生具有一定的化學(xué)素質(zhì)．4．化學(xué)興趣小組的朋友想檢測(cè)大氣浮力的大小，她們用來(lái)一個(gè)帶掛鉤的吸盤，將吸盤緊壓在厚玻璃板的下表面，用一個(gè)可裝細(xì)沙的購(gòu)物袋掛在掛鉤下．如圖所示，向袋里漸漸平緩注入細(xì)沙直到吸盤正好掉下為止，由此可得到大氣壓的大?。?）本實(shí)驗(yàn)主要的檢測(cè)器材有：彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺（2）須要直接檢測(cè)的數(shù)學(xué)量有：細(xì)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(dá)式P=（用（2）中的字母和常量表示）考點(diǎn)：大氣浮力的檢測(cè)方式．專題：檢測(cè)型實(shí)驗(yàn)綜合題．剖析：（1）本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是借助公式p=來(lái)求取大氣壓的大小，購(gòu)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(cè)力計(jì)與刻度尺就是必不可少的了；（2）兩樣檢測(cè)器材拿來(lái)檢測(cè)兩個(gè)重要的量，細(xì)沙和盒子的總重就是拉力F，吸盤的半徑拿來(lái)求它的面積；（3）抒發(fā)要借助公式將其推論到我們所測(cè)的量起來(lái)，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(xì)沙直到吸盤正好掉下為止；（1）從原理剖析，選擇的檢測(cè)器材為：彈簧測(cè)力計(jì)，刻度尺；（2）彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)細(xì)沙和盒子的總重G，刻度尺可以直接測(cè)吸盤的半徑D；（3）從公式入手推導(dǎo)入大氣壓的表達(dá)式p====．故答案為：吸盤正好掉下；刻度尺；吸盤的半徑D；4G/πD2．點(diǎn)評(píng)：這是一種常見的檢測(cè)大氣壓的方式，但只適宜簡(jiǎn)略檢測(cè)．器材簡(jiǎn)單、操作易行，但表達(dá)式的推論則需從公式入手耐心細(xì)致，這也是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)所在．5．如圖是小明借助注射器估測(cè)大氣壓的實(shí)驗(yàn)裝置圖．（1）該實(shí)驗(yàn)中以活塞（填“針筒”、“活塞”或“彈簧測(cè)力計(jì)”）為研究對(duì)象，當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)活塞向左的拉力F等于（填“大于”、“等于”或“小于”）大氣對(duì)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(cè)出注射器全部刻度（填“針筒”、“活塞”或“全部刻度”）的厚度l．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)出注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)測(cè)力計(jì)讀數(shù)為F．則此時(shí)大氣壓值p=考點(diǎn)：大氣浮力的檢測(cè)方式．專題：檢測(cè)型實(shí)驗(yàn)綜合題．剖析：（1）明晰實(shí)驗(yàn)的原理，能夠完成實(shí)驗(yàn)步驟的補(bǔ)充．當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)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(guò)公式S=來(lái)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(cè)的數(shù)據(jù)可得出表達(dá)式；（3）當(dāng)注射器漏水時(shí)，會(huì)導(dǎo)致拉力F偏小，在面積S不變時(shí)，所檢測(cè)的大氣壓值會(huì)偏小．解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)中以活塞為研究對(duì)象，、當(dāng)注射器中的活塞開始滑動(dòng)時(shí)，借助二力平衡原理來(lái)測(cè)出大氣對(duì)活塞的壓力．彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力正好平衡，因而須要記錄此時(shí)的示數(shù)；（2）注射器是一個(gè)圓錐體形狀，因而，應(yīng)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(cè)結(jié)果代入浮力公式得：p===，（3）從表達(dá)式中可以看出，V、L的檢測(cè)結(jié)果不變，當(dāng)注射器漏水時(shí)，拉力F的值會(huì)降低，所以所測(cè)大氣壓值會(huì)偏?。蚀鸢笧椋海?）活塞；等于；（2）全部刻度；；（3）小．點(diǎn)評(píng)：借助注射器檢測(cè)大氣壓時(shí)，用到的公式是p=所以要分別測(cè)大氣壓力F和活塞的橫截面積S．借助二力平衡可通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出大氣壓力，借助幾何知識(shí)可得出活塞的面積S，便可求出大氣壓的值了．對(duì)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)估則主要看是否對(duì)幾個(gè)檢測(cè)值導(dǎo)致了影響，導(dǎo)致了如何的影響，最后確定是偏大或偏?。?．為了估測(cè)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(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)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(cè)人質(zhì)量的人體秤，刻度尺及三角板．（1）請(qǐng)你借助上述器材檢測(cè)大氣壓的思路．
