8. 小明利用最大刻度值为2.5 mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。其实验步骤如下：

a. 先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，当注射器的小孔充满水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔。
b. 用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢地拉动注射器筒，如图所示。当注射器中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为7.5 N。
c. 测出注射器全部刻度的长度为4 cm。
d. 根据测量数据，算出大气压的值。
(1) 实验所用的器材有注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和；
(2) 此注射器活塞的横截面积是 cm²。根据实验数据计算出大气压的值是 Pa；
(3) 小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压的值误差都很大，对此，小明与同学们总结了一些可能的原因，其中一定会使测量值小于真实值的是和；
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体
②活塞与注射器筒壁间有摩擦
③弹簧测力计的示数没有读准
④活塞与注射器筒壁不完全密封
(4) 小红对小明所做实验进行改进，在完成a、b步骤、活塞回到注射器底端后，添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽，再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒，记下弹簧测力计的示数为1.25 N”这一实验步骤，这样做的目的是，小红计算出的大气压的值是 Pa。

(1)刻度尺
(2)0.625 $1.2×10^5$
(3)① ④
(4)减小摩擦力对实验结果的影响
$1.0×10^5$

【分析】
本题是利用注射器测量大气压的实验，需结合实验原理、压强公式、误差分析逐步解题：
1. 实验中需要测量注射器全部刻度的长度，据此判断所需器材；
2. 利用注射器容积和刻度长度计算活塞横截面积，再结合拉力和压强公式计算大气压；
3. 分析各因素对拉力的影响，判断测量大气压的误差方向；
4. 取下橡皮帽后拉动活塞，此时拉力仅为活塞与筒壁的摩擦力，可消除摩擦力对实验的干扰，再计算准确的大气压值。
【解析】
(1) 实验中需要测量注射器全部刻度的长度，因此还需要的器材是刻度尺；
(2) 注射器的容积 $ V=2.5\ \mathrm{mL}=2.5\ \mathrm{cm}^3 $，全部刻度长度 $ L=4\ \mathrm{cm} $，活塞横截面积 $ S=\frac{V}{L}=\frac{2.5\ \mathrm{cm}^3}{4\ \mathrm{cm}}=0.625\ \mathrm{cm}^2 $；
根据压强公式 $ p=\frac{F}{S} $，将 $ F=7.5\ \mathrm{N} $、$ S=0.625\ \mathrm{cm}^2=0.625×10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $ 代入，得大气压 $ p=\frac{7.5\ \mathrm{N}}{0.625×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=1.2×10^5\ \mathrm{Pa} $；
(3) ①橡皮帽内有残余气体，会对活塞产生向外的压力，导致弹簧测力计拉力偏小，测量的大气压偏小；②活塞与筒壁间有摩擦，会使拉力偏大，测量值偏大；③弹簧测力计示数读准与否不必然导致测量值偏小；④活塞不完全密封漏气，内外气压差变小，拉力偏小，测量值偏小；因此选①和④；
(4) 取下橡皮帽后，注射器内外气压相等，此时拉动活塞的拉力等于活塞与筒壁的摩擦力，该步骤目的是减小摩擦力对实验结果的影响；
此时大气压 $ p=\frac{F_1-F_2}{S} $，代入 $ F_1=7.5\ \mathrm{N} $、$ F_2=1.25\ \mathrm{N} $，得 $ p=\frac{7.5\ \mathrm{N}-1.25\ \mathrm{N}}{0.625×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=1.0×10^5\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
(1) 刻度尺
(2) 0.625；$ 1.2×10^5 $
(3) ①；④
(4) 减小摩擦力对实验结果的影响；$ 1.0×10^5 $
【知识点】
大气压测量；压强计算；误差分析
【点评】
本题考查大气压测量实验的核心内容，涵盖实验器材、公式应用、误差分析，需掌握实验原理 $ p=\frac{F}{S} $，明确各步骤的设计意图，是力学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5