第PAGE*1页共*4页2019年高考数学实验专题备考——探究简略检测大气压的实验答案解析1．（2018?武汉）数学兴趣小组的朋友借助假期举办一次徒步活动测量大气压强的工具，她们想借助随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用具检测山顶的大气压。检测方案如下：A．把注射器的活塞推至注射器针头的底端，之后用橡皮帽挡住注射器小孔；B．如图甲所示，用细线掳获注射器活塞头部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，之后水平往右渐渐带动针头，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；C．读出注射器针头上有刻度部份的体积V；D．用刻度尺测出注射器针头上有刻度部份的宽度L。请依照她们设计的方案回答以下问题：（1）检测中，剖析研究的是大气对活塞（选填“针筒”或“活塞”）的压力，当活塞相对于针头开始滑动时，以地面为参照物，研究对象处于静止状态。若不考虑其它诱因，按照二力平衡的知识可知，研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。（2）实验时朋友们发觉注射器顶端装针筒处空气难以排尽，这将会使检测结果偏小（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
朋友们联想到去诊所吃药的情境，可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方式是将注射器内抽满水，端口向下推进活塞排水，致使顶端保留水，再封口。（3）检测前，有朋友建议在活塞周闱涂擦润滑油，之后将其插入针头中，这样做有两个益处：一是活塞的密封性好；二是可以减小磨擦。实验过程中她们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减少活塞自身重力对实验的影响，进而提升实验的精确程度。（4）若朋友们用图乙中B注射器在检测时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的C（选填“A”或“C”）注射器。用检测步骤中的V、L和F表示大气压的值，则p=。【分析】（1）明晰实验的原理，剖析出研究对象。研究物体的运动情况时，首先要选定一个物体作为标准，这个被选作标准的物体称作参照物。研究对象的运动情况是怎么的，就看它与参照物的相对位置是否变化。当注射器中的活塞开始滑动时，二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等；（2）注射器顶端装针筒处空气难以排尽，上面二氧化碳有一定的浮力，会导致拉力F偏小，在面积S不变时，所检测的大气压值会偏小；将注射器装满水，排出上面的二氧化碳。（3）涂擦蜂蜡的益处：一是减少磨擦，二是密封性好；当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时，活塞的重力会影响测得的拉力，进而影响测得的大气压；（4）压力的大小跟活塞的作用面积有关，在大气浮力一定时，面积越小，压力会越小，所以应选择较小的注射器；因活塞为圆锥体，所以活塞的横截面积可以通过公式S=，借助浮力的公式p=可得出表达式。
【解答】解：（1）该实验中以活塞为研究对象；剖析研究的是大气对活塞的压力；当活塞相对于针头开始滑动时，以地面为参照物，活塞与地面间没有位置的变化，是静止的；当注射器中的活塞开始滑动时，借助二力平衡原理来测出大气对活塞的压力。弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡，因而须要记录此时的示数；（2）注射器顶端装针筒处空气难以排尽，即有残余二氧化碳，注射器内都会有一定气压，这样会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；将注射器内抽满水，端口向下推进活塞排水，致使顶端保留水，再封口，可以采用这一简单的方式将注射器内空气排尽。（3）涂擦蜂蜡的益处：一是减少磨擦，二是活塞的密封性好。当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时，因为活塞受重力的作用，致使测力计的拉力不等于大气压力，进而影响测得的大气压，所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向，目的是为了降低活塞自身重力对实验的影响，进而提升实验的确切程度。（4）由于大气的浮力是一定的，按照公式F=pS，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用小阻值注射器，故选C；活塞的面积S=，将检测结果代入浮力公式得：p===。故答案为：（1）活塞；静止；二力平衡；（2）偏小；将注射器内抽满水，端口向下推进活塞排水，致使顶端保留水，再封口；（3）减少磨擦；活塞自身重力；（4）C；。
【点评】利用注射器检测大气压时，用到的公式是p=所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S．借助二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，借助几何知识可得出活塞的面积S，便可求出大气压的值了。对检测结果的评估则主要看是否对几个检测值导致了影响，导致了如何的影响，最后确定是偏大或偏小。2．（2018?上海）为了检测大气浮力，某同事选择的器材有：2.5ml的注射器、0～10N的弹簧测力计、刻度尺和细线，实验步骤如下（1）如图甲，用刻度尺测出注射器有刻度部份的宽度L=4.00cm。（2）如图乙，把注射器活塞推推至筒的底端，用橡皮帽挡住注射器的小孔，水平往右渐渐带动注射器简，当注射器中的活塞开始滑动时，记录弹簧测力计的示数F=6.4N。（3）该朋友所测得的大气浮力值为1.024×105Pa。【分析】（1）由刻度尺可直接看出注射器全部刻度的宽度；（2）按照弹簧测力计的分度值读出拉力的大小；（3）依据公式p=求出大气浮力。【解答】解：（1）从图中可以看出，注射器可容纳的药水体积为2.5ml=2.5cm3，这2.5cm3的刻度厚度由刻度尺可看出为4.00cm；（2）弹簧测力计的分度值是0.2N，所以拉力大小是6.4N；（3）故活塞的横截面积为S===0.=6.25×10﹣5m2，p===1.024×105Pa。
故答案为（1）4.00；（2）6.4；（3）1.024×105Pa。【点评】本题考查刻度尺的读数，弹簧秤的读数，以及浮力公式的运用，是一道综合题。3．借助体积为10cmcm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可简略测出大气压的值．（1）实验的原理是P=；（2）把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是排尽筒内空气，密封注射器，之后用一个橡皮帽挡住注射器的小孔；（3）如图所示，水平向左平缓匀速带动注射器筒，当注射器的活塞刚被带动时，记下弹簧测力计的示数为19N；（4）用刻度尺测出注射器带刻度部份宽度为5cm，这样就不用测活塞的外径也能算出活塞横截面积；（5）则大气压的值为8.5×104Pa；（6）提出增强该种检测大气压值精确度的一条建议：采用小活塞涂上蜂蜡或其他润滑油等．【考点】8F：大气浮力的检测方式．【分析】（1）检测大气压的原理是p=；（2）实验中要排出注射器内的空气，这样在带动活塞时，注射器内部会接近于真空，这样就能测出大气的压力；（3）水平向左平缓匀速带动注射器筒，当注射器的活塞刚被带动时，弹簧测力计的示数即为大气压力；（4）因活塞为圆锥体，所以活塞的横截面积可以通过公式S=来求出，须要用刻度尺量出其刻度部份的宽度；（5）按照p=求得大气浮力；（6）降低漏水可以提升检测大气压值精确度．【解答】解：（1）本实验检测大气压的原理是p=；（2）实验时，把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气，使注射器密封．（3）水平向左平缓匀速带动注射器筒，当注射器的活塞刚被带动时，拉力等于大气压力，弹簧测力计的示数F=19N即为大气压力；（4）因活塞为圆锥体，晓得注射器的体积，而活塞的横截面积可以通过公式S=来求出，所以须要用刻度尺量出针头全部刻度部份的宽度L=5cm；（5）大气压的值p=====8.5×104Pa；（6）因为注射器漏水会造成所测得的大气压值偏小，注射器漏水的主要诱因是活塞的密闭性，所以可以采用小活塞涂上蜂蜡或其他润滑油等．故答案为：（1）P=；（2）排尽筒内空气，密封注射器；（3）刚被带动；（4）带刻度部份；（5）8.5×104；（6）采用小活塞涂上蜂蜡或其他润滑油等．【点评】本题属实验探究题，实验探究题通常对中学生的要求都较高，除了要求中学生熟练把握课本上所学的相关知识，还要求中学生具有一定的化学素质．4．化学兴趣小组的朋友想检测大气浮力的大小，她们用来一个带挂钩的吸盘，将吸盘紧压在厚玻璃板的下表面，用一个可装细沙的购物袋挂在挂钩下．如图所示，向袋里渐渐平缓注入细沙直到吸盘正好掉下为止，由此可得到大气压的大小．（1）本实验主要的检测器材有：弹簧测力计和刻度尺．（2）须要直接检测的数学量有：细沙和盒子的总重力G和吸盘的半径D．（用文字和字母表示）（3）大气压的表达式P=（用（2）中的字母和常量表示）考点：大气浮力的检测方式．专题：检测型实验综合题．剖析：（1）本实验的设计原理是借助公式p=来求取大气压的大小，购物袋正好拉下吸盘的力就是大气压给与吸盘的压力，而作用面积S则是吸盘的面积，所以弹簧测力计与刻度尺就是必不可少的了；（2）两样检测器材拿来检测两个重要的量，细沙和盒子的总重就是拉力F，吸盘的半径拿来求它的面积；（3）抒发要借助公式将其推论到我们所测的量起来，即用G表示拉力F，用半径D表示面积．解答：解：如图所示，向袋里渐渐平缓注入细沙直到吸盘正好掉下为止；（1）从原理剖析，选择的检测器材为：弹簧测力计，刻度尺；（2）弹簧测力计直接测细沙和盒子的总重G，刻度尺可以直接测吸盘的半径D；（3）从公式入手推导入大气压的表达式p====．故答案为：吸盘正好掉下；刻度尺；吸盘的半径D；4G/πD2．点评：这是一种常见的检测大气压的方式，但只适宜简略检测．器材简单、操作易行，但表达式的推论则需从公式入手耐心细致，这也是该实验的实质所在．5．如图是小明借助注射器估测大气压的实验装置图．（1）该实验中以活塞（填“针筒”、“活塞”或“弹簧测力计”）为研究对象，当注射器中的活塞开始滑动时，此时弹簧测力计对活塞向左的拉力F等于（填“大于”、“等于”或“小于”）大气对活塞往右的压力．（2）某同事读出所用注射器的体积V，再用刻度尺测出注射器全部刻度（填“针筒”、“活塞”或“全部刻度”）的厚度l．实验时测出注射器中的活塞开始滑动时测力计读数为F．则此时大气压值p=．（3）实验过程中若注射器筒中的空气没有排尽或漏水，则测得的大气压值偏小．考点：大气浮力的检测方式．专题：检测型实验综合题．剖析：（1）明晰实验的原理，能够完成实验步骤的补充．当注射器中的活塞开始滑动时，二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等；（2）因活塞为圆锥体，所以活塞的横截面积可以通过公式S=来求出，晓得注射器的体积，还须要用刻度尺量出其刻度部份的宽度；借助浮力的公式，代入检测的数据可得出表达式；（3）当注射器漏水时，会导致拉力F偏小，在面积S不变时，所检测的大气压值会偏小．解答：解：（1）该实验中以活塞为研究对象，、当注射器中的活塞开始滑动时，借助二力平衡原理来测出大气对活塞的压力．弹簧测力计的拉力与大气的压力正好平衡，因而须要记录此时的示数；（2）注射器是一个圆锥体形状，因而，应量出其刻度部份的宽度，再读出空积V，得出活塞的面积S=，将检测结果代入浮力公式得：p===，（3）从表达式中可以看出，V、L的检测结果不变，当注射器漏水时，拉力F的值会降低，所以所测大气压值会偏小．故答案为：（1）活塞；等于；（2）全部刻度；；（3）小．点评：借助注射器检测大气压时，用到的公式是p=所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S．借助二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力，借助几何知识可得出活塞的面积S，便可求出大气压的值了．对检测结果的评估则主要看是否对几个检测值导致了影响，导致了如何的影响，最后确定是偏大或偏小．6．为了估测大气压到底有多大，晓彤和小雨正在用如图所示的装置按如下步骤进行分组实验，用一个水桶向吸盘下的水桶中注水，至吸盘从水平光滑的水平板上开裂为止．器材还有测人质量的人体秤，刻度尺及三角板．（1）请你借助上述器材检测大气压的思路．（2）晓彤和小雨在检测过程中观察到，水银气压计的示数为1.，吸盘半径均为2cm（为便捷估算π取3）．晓彤测出吸盘开裂时水桶及水的质量为2.4kg，则晓彤测出的大气压值为8×104Pa．小雨用该方式测出的大气压值为1.1×105Pa，试剖析两位朋友所测大气压值与水银气压计的示数不同的诱因．（3）若没有人体秤，请你在实验室找到其他工具设法测出桶及水的总重．（写出一种即可）考点：大气浮力的检测方式．专题：简答题；检测型实验综合题．剖析：（1）按照p=可知检测浮力时须要检测的化学量；（2）借助平衡力法求出吸盘开裂时的大气压的浮力；依据与吸盘开裂时与水桶及水的总重力相平衡的吸盘内外的气压压力差剖析；（3）若没有人体秤，结合实验室里其他的检测工具间接检测出桶及水的总重．解答：解：（1）按照p=可知，只要分别测出压力及受力面积，即可求出浮力．（2）因为吸盘受水桶及水的总重力的作用，则吸盘开裂时大气压的压力与水桶及水的总重力相平衡，则F=G=mg=2.4kg×10N/kg=24N，S=πD2=×3×（2cm）2=3cm2=3×10﹣4m2，则大气压p===8×104pa；晓彤实验中是按照吸盘内的空气时检测的，若偏小则是因为晓彤实验中没有将吸盘内的空气完全排出；吸盘内的空气形成了向上的压力．或则，小寒实验中因为在吸盘正式开裂时加盐过快，造成水桶里加的水偏多；（3）①用烧杯测出水的容积算出水重，再用弹簧测力计测出桶重；②在桶中加钩码，至通快开裂时，再加适量的水，（用烧杯、弹簧测力计测出水重、桶重，即可解决总重）③用杠杆（或滑车架）及弹簧测力计测总重．答：（1）按照p=可知，只要分别测出压力及受力面积，即可求出浮力．（2）8×104；因为晓彤实验中没有将吸盘内的空气完全排出．或则，小寒实验中因为在吸盘正式开裂时加盐过快，造成水桶里加的水偏多；（3）①用烧杯测出水的容积算出水重，再用弹簧测力计测出桶重；②在桶中加钩码，至通快开裂时，再加适量的水，（用烧杯、弹簧测力计测出水重、桶重，即可解决总重）③用杠杆（或滑车架）及弹簧测力计测总重．点评：本题考查大气压的检测，大气压的检测通常采用平衡法，来间接获得大气压的数值，题目中的方式可行，但与大气压的真实值存在一定的差别．7．在检测大气浮力的实验中，为去除活塞与针头间磨擦力对实验的影响，某同事采用了图示装置．将注射器筒固定在水平桌面上，把活塞推至注射器筒底端测量大气压强的工具，用橡皮帽挡住注射器的小孔，活塞通过水平细线与烧瓶相连．向烧瓶中平缓加盐，当活塞刚开始向左滑动时，测得烧瓶和水的总质量为1.22Kg；之后把烧瓶中的水平缓向外抽出，当活塞刚开始往右滑动时，测得烧瓶和水的总质量为820g，活塞面积为，车钩间的磨擦和绳重不计．则所测大气压的值应为1.02×105Pa，活塞与针头间磨擦力为2N．（g=10N/kg）考点：大气浮力的检测方式．专题：检测型实验综合题．剖析：当注射器中的活塞开始向左滑动时，此时磨擦力与所受的大气压力方向相同；当注射器中的活塞开始往右滑动时，此时磨擦力与所受的大气压力方向相反．解答：解：当注射器中的活塞开始向左滑动时，G1=1.22kg×10N/kg=12.2N，对活塞受力剖析：F+f=G1=12.2N；当注射器中的活塞开始往右滑动时，G2=0.82kg×10N/kg=8.2N，对活塞受力剖析：F﹣f=G2=8.2N；两式联立解得：F=10.2N，f=2N，浮力：p===1.02×105Pa；故答案为：1.02×105；2．点评：借助注射器检测大气压时，用到的公式是p=，所以要分别得出大气压力F和活塞的横截面积S．借助二力平衡可得出大气压力，并晓得活塞的面积S，便可求出大气压的值了．