《2025年学霸题中题八年级物理下册苏科版》

16. 小李学习了大气压强后，利用注射器（容积为5 mL）、铁架台、小桶、细绳、天平等器材估测了大气压的值.请你根据实验步骤帮助他完成相关分析.
【实验步骤】
①按如图所示装置组装器材.
②将注射器活塞推至顶端，上端不封口.往小桶内缓慢加水，直至活塞恰好开始下滑,取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为73 g；
③重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤②中的装水小桶(水未倒出)重新挂在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为548 g；
④取下注射器,并用刻度尺测量其侧壁上有刻度部分的长度为10 cm.
【实验分析】
（1）本实验中应以_________（填“注射器”“活塞”或“小桶”）为研究对象来分析其所受的大气压力；
（2）步骤②的目的是排除活塞重力以及_________对实验的影响；
（3）根据上述实验测量得到的数据,可计算出大气压强为_________Pa(g取10 N/kg).

答案：
(1)活塞　
(2)活塞与注射器之间的摩擦力　
(3)$9.5×10^{4}$
解析:
(1)本实验中应以活塞为研究对象来分析其所受的大气压力
(2)在步骤②中，将注射器活塞推至顶端，上端未封口.接着往小桶内缓慢加水直至活塞恰好开始下滑时，取下小桶用天平测量出小桶和水的总质量，可求出小桶和水的总重力;以活塞为研究对象，根据力的平衡条件可知小桶和水的总重力(即活塞受到向下的拉力)等于活塞受到的摩擦力和重力的合力,所以步骤②的目的是排除活塞重力、活塞与注射器之间的摩擦力对实验的影响
(3)根据力的平衡条件,排除活塞重力、活塞与注射器之间的摩擦力对实验的影响后，活塞受到的大气压力$F=(0.548kg - 0.073kg)×10N/kg = 4.75N$；注射器的容积为$5mL = 5cm^{3}$，注射器上的有刻度线部分的长度为 10 cm，故活塞的横截面积$S = \frac{V}{L} = \frac{5cm^{3}}{10cm} = 0.5cm^{2} = 0.5×10^{-4}m^{2}$，将其代入公式得$p = \frac{F}{S} = \frac{4.75N}{0.5×10^{-4}m^{2}} = 9.5×10^{4}Pa$

17. 新趋势新情境实验（2023·无锡中考）小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难.由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关.为此她准备了20 mL 的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等进行探究,步骤如下:
（1）如图甲所示,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为_________cm,则活塞的横截面积为_________cm².
（2）把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是______________________.
（3）如图乙所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为_________N,此时外界大气压的数值为_________Pa.
（4）取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器4 mL刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4 mL.再按照图乙 的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8 mL时,弹簧测力计的示数为10 N,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数,将所测数据记录在下表中.

|注射器内气体体积V/mL|8|10|12|16|20|
|----|----|----|----|----|----|
|弹簧测力计示数F/N|10|▲|13.3|15|16|

①当注射器内气体体积为10 mL时,弹簧测力计示数为_________N；
②当注射器内气体体积为20 mL时,注射器内气体压强为_________Pa.

答案：
(1)10.00　2　
(2)用手拉动注射器活塞，不易拉动则气密性良好　
(3)20　$1×10^{5}$　
(4)①12　②$2×10^{4}$
解析:
(1)注射器有刻度部分左端对准零刻度线，右端对准10 cm刻度线，刻度尺的分度值为0.1 cm，刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为10.00 cm,则活塞的横截面积为$S = \frac{V}{L} = \frac{20cm^{3}}{10cm} = 2cm^{2}$
(2)为了检验是否漏气，不增加器材，方法是:用手拉动注射器的活塞，如果比较容易拉动，则证明气密性不好，如果不容易被拉动，则证明气密性良好
(3)题图乙,弹簧测力计的分度值为0.2 N,读数为20 N.此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力，外界大气压的数值:$p = \frac{F}{S} = \frac{20N}{2×10^{-4}m^{2}} = 1×10^{5}Pa$
(4)①注射器内被封闭的气体体积为4 mL,再用测力计拉动活塞时，测力计的拉力与注射器内气体对活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力:$F_{大气压} = F_{示} + F_{内}$。由以上步骤可知，外界大气压对活塞的压力为20 N，由此得到下表:
|注射器内气体体积V/mL|8|10|12|16|20|
|----|----|----|----|----|----|
|弹簧测力计的示数F/N|10|▲|13.3|15|16|
|注射器内气体对活塞的压力F/N|10|8|6.7|5|4|
观察表中的数据可以发现:注射器内的气体变化为原来体积的2倍时，注射器内气体对活塞的压力减半，由上表可知,注射器内气体为20 mL时注射器内气体对活塞的压力为4 N,因此注射器内气体为10 mL时注射器内气体对活塞的压力为8 N,当注射器内气体体积为10 mL时,弹簧测力计示数为$F_{示} = 20N - 8N = 12N$
②当注射器内气体体积为20 mL时,注射器内气体对活塞的压力为$F_{内} = 20N - 16N = 4N$，注射器内气体压强为$p_{内} = \frac{F_{内}}{S} = \frac{4N}{2×10^{-4}m^{2}} = 2×10^{4}Pa$