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，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；二是可以减少磨擦。实验过程中她们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以降低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，这样会使拉力变小测出大气压强的实验，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，致使顶端保留水测出大气压强的实验，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•昆山）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.。【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.，p===1.。
故答案为（1）4.00；（2）6.4；（3）1.。【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.；（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.；（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）8.5104；（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=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．