题文

物理兴趣小组制作了如图甲所示的测量大气压强的装置，其中弹簧的伸长长度（△L）跟所受拉力（F）的关系如图乙所示，注射器的最大刻度为20ml，全部刻度的长度为20cm，电源电压为6V，电阻R0的阻值为5Ω，阻值20Ω的均匀电阻丝，电压表的量程为0-3V． （1）该气压计使用前必须先将注射器活塞推到顶端排尽注射器内的空气，并用橡皮帽将注射器孔封闭． （2）当外界大气压为1标准大气压时，将弹簧右端固定在注射器的活塞上，向左拉弹簧另一端使活塞右端滑动到注射器的中部静止，然后将弹簧左端固定在支架上，如图甲所示．若活塞与注射器内壁摩擦忽略不计、注射器内视作真空，此时，弹簧对活塞的拉力F______活塞受到的大气压力F大气（选填“大于”、“等于”或“小于”），弹簧伸长的长度为______．（取1标准大气压=1.0×105Pa） （3）将滑片固定在弹簧右端，调节电阻丝R的位置，使其和滑片接触良好且滑片位于R的中点，此时，电压表的示数为______．当大气压强增加时，电压表的示数______（选填“增大”、“不变”或“减小”）． （4）若地球的平均半径为R，地球表面的大气压强为P0，地球的表面积为S=4πR2，试估算地球表面大气的总质量______（写出表达式，用题中给出的符号表示）．

题型：问答题  难度：中档

答案

（2）由题意可知，当活塞处于静止时，其所受的大气压力与弹簧的拉力是一对平衡力，故二者的大小相等； 活塞的横截面积：由V=SL得，S= V L = 20cm3 20cm =1cm2=1×10-4m2， 由公式p= F S 得，F=pS=1.0×105Pa×1×10-4m2=10N， 读图乙可知，当F=10N时，△L=1cm． （3）当滑片位于R的中点时，R滑= 20Ω 2 =10Ω， 此时电路中的总电阻为：R总=R滑+R0=10Ω+5Ω=15Ω， 此时电路中的电流为：I= U R总 = 6V 15Ω =0.4A， 电压表的示数为：U0=IR0=0.4A×5Ω=2V． 当大气压强增大时，滑片向右滑动，接入电路的阻值变小，电流变大，则定值电阻分压变大，即电压表的示数增大． （4）∵地球表面的大气压强为p0，地球的表面积为S=4πR2， ∴地球所承受的大气压力：F=p0S=4πR2p0， ∵大气压力来自大气的重力 ∴G=F=4πR2p0， 则大气的质量：m= G g = 4πR2P0 g ． 故答案为：（2）等于；1cm； （3）2V；增大； （4） 4πR2P0 g ．

据专家权威分析，试题“物理兴趣小组制作了如图甲所示的测量大气压强的装置，其中弹簧的..”主要考查你对  大气压强的存在及应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

大气压强的存在及应用

考点名称：大气压强的存在及应用

• 大气压强：
  

  定义	大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压或气压
  产生原因	包围地球的空气由于受到重力的作用，而且能够流动，因而空气对浸在它里面的物体产生压强，空气内部向各个方向都有压强，且空气中某一点向各个方向的压强大小相等
  存在证明	①马德堡半球实验②覆杯实验 ③瓶吞鸡蛋实验
  应用	生活中：①钢笔吸墨水②吸管吸饮料 ③针管吸药液④瓷砖上的塑料吸盘
  	生产中：①活塞式抽水机②离心式水泵

• 利用大气压的知识解释有关现象：
       在实际生活和生产中有许多利用大气压来工作的装置和现象，如钢笔吸墨水、抽水机抽水、高压锅的设计等．利用这些知识还可以解释许多生活中的相关现象，例如用吸管喝饮料，当用力吸吸管时，吸管内的压强减小，饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管，从而喝到饮料，而并非我们平常说的吸进。