11.如图所示是吸附在竖直墙壁上的吸盘,吸盘与墙壁间的空气被完全排出。请画出:
(1)吸盘所受重力$ G $和摩擦力$ f $的示意图;
(2)吸盘所受大气压力$ F $的示意图。

(1)吸盘所受重力$ G $和摩擦力$ f $的示意图;
(2)吸盘所受大气压力$ F $的示意图。
答案
解:
从吸盘的重心(图中黑点位置)出发:
1. 沿竖直向下方向绘制带箭头的线段,在箭头旁标注字母G,即为重力的示意图;
2. 沿竖直向上方向绘制带箭头的线段,线段长度与重力G的线段长度大致相等,在箭头旁标注字母f,即为摩擦力的示意图;
3. 沿垂直于竖直墙面、水平向左指向墙面的方向绘制带箭头的线段,在箭头旁标注字母F,即为大气压力的示意图。
从吸盘的重心(图中黑点位置)出发:
1. 沿竖直向下方向绘制带箭头的线段,在箭头旁标注字母G,即为重力的示意图;
2. 沿竖直向上方向绘制带箭头的线段,线段长度与重力G的线段长度大致相等,在箭头旁标注字母f,即为摩擦力的示意图;
3. 沿垂直于竖直墙面、水平向左指向墙面的方向绘制带箭头的线段,在箭头旁标注字母F,即为大气压力的示意图。
12.如图是小明利用$V=2\ \mathrm{mL}$的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情景。

(1)利用刻度尺测量出的长度$l$为10 cm,即可算出活塞的横截面积为$\mathrm{cm}^2$;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数$F=2.1\ \mathrm{N}$,据此可测得大气压$p=\_\_\_\_\_\_\mathrm{Pa}$;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到达筒内底部时弹簧测力计示数为$F'$,则大气压$p'=$(用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若注射器筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(1)利用刻度尺测量出的长度$l$为10 cm,即可算出活塞的横截面积为$\mathrm{cm}^2$;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数$F=2.1\ \mathrm{N}$,据此可测得大气压$p=\_\_\_\_\_\_\mathrm{Pa}$;
(3)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到达筒内底部时弹簧测力计示数为$F'$,则大气压$p'=$(用题中出现的物理量符号表示);
(4)实验时若注射器筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
答案
解:
(1) 注射器全部刻度;
活塞横截面积 $S=\frac{V}{l}=\frac{2\ \mathrm{cm^3}}{10\ \mathrm{cm}}=0.2\ \mathrm{cm^2}$
(2) 活塞横截面积换算为 $S=0.2\ \mathrm{cm^2}=2×10^{-5}\ \mathrm{m^2}$
大气压 $p=\frac{F}{S}=\frac{2.1\ \mathrm{N}}{2×10^{-5}\ \mathrm{m^2}}=1.05×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 设活塞与筒壁间摩擦力为$f$,拉动活塞时受力满足$F = p'S + f$,退回活塞时受力满足$p'S = F' + f$,两式联立消去$f$,代入$S=\frac{V}{l}$可得 $p'=\frac{(F+F')l}{2V}$
(4) 偏小
(1) 注射器全部刻度;
活塞横截面积 $S=\frac{V}{l}=\frac{2\ \mathrm{cm^3}}{10\ \mathrm{cm}}=0.2\ \mathrm{cm^2}$
(2) 活塞横截面积换算为 $S=0.2\ \mathrm{cm^2}=2×10^{-5}\ \mathrm{m^2}$
大气压 $p=\frac{F}{S}=\frac{2.1\ \mathrm{N}}{2×10^{-5}\ \mathrm{m^2}}=1.05×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 设活塞与筒壁间摩擦力为$f$,拉动活塞时受力满足$F = p'S + f$,退回活塞时受力满足$p'S = F' + f$,两式联立消去$f$,代入$S=\frac{V}{l}$可得 $p'=\frac{(F+F')l}{2V}$
(4) 偏小
13.小红陪奶奶就医时,看见医院内如图甲所示的竖直放置的静脉输液装置,观察到输液管口的盐水一滴一滴地往下滴。于是她提出一个问题:管口处液体流出的速度大小与哪些因素有关?并作出如下猜想。
猜想一:随着输液瓶中液面不断下降,速度变小。
猜想二:换用更粗的输液管,速度变大。
猜想三:增加图甲中输液管的长度$ h $,速度变大。
为检验上述猜想,她准备了如下器材:铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、秒表,4根粗细均匀的玻璃管:$ a $管(长20 cm、内孔直径3 mm)、$ b $管(长20 cm、内孔直径6 mm)、$ c $管(长25 cm、内孔直径3 mm)、$ d $管(长5 cm)。

探究过程如下:
(1)如图乙所示,锥形瓶中装有红色的水,$ a $、$ d $管通过双孔软木塞插入瓶中,两管上方端口接近瓶口且齐平,$ a $管下端放入量杯,$ d $管下端套有橡胶软管,并用弹簧夹夹住,装置竖直放置。此时$ a $管下端管口无水流出,这是的作用;
(2)松开弹簧夹,水从$ a $管下端管口流出,用秒表测出量杯中的水分别达到20 mL、40 mL、60 mL、80 mL、100 mL水位时的时间$ t $,记录在表1中;

①依据所测数据,在图丙中画出量杯中水的体积$ V $与时间$ t $的关系图像;
②每秒钟从$ a $管口流出的水量是mL;$ a $管口处水流出的速度大小为m/s;(均保留一位小数)
(3)将$ a $管换成$ b $管,重复步骤(2)的操作,将所测数据记录在表2中;

分析表1和表2的数据,可知猜想二是(选填“正确”“错误”)的;
(4)若要检验猜想三,请简要写出你的操作:。
猜想一:随着输液瓶中液面不断下降,速度变小。
猜想二:换用更粗的输液管,速度变大。
猜想三:增加图甲中输液管的长度$ h $,速度变大。
为检验上述猜想,她准备了如下器材:铁架台、锥形瓶、量杯、双孔软木塞、橡胶软管、弹簧夹、秒表,4根粗细均匀的玻璃管:$ a $管(长20 cm、内孔直径3 mm)、$ b $管(长20 cm、内孔直径6 mm)、$ c $管(长25 cm、内孔直径3 mm)、$ d $管(长5 cm)。
探究过程如下:
(1)如图乙所示,锥形瓶中装有红色的水,$ a $、$ d $管通过双孔软木塞插入瓶中,两管上方端口接近瓶口且齐平,$ a $管下端放入量杯,$ d $管下端套有橡胶软管,并用弹簧夹夹住,装置竖直放置。此时$ a $管下端管口无水流出,这是的作用;
(2)松开弹簧夹,水从$ a $管下端管口流出,用秒表测出量杯中的水分别达到20 mL、40 mL、60 mL、80 mL、100 mL水位时的时间$ t $,记录在表1中;
①依据所测数据,在图丙中画出量杯中水的体积$ V $与时间$ t $的关系图像;
②每秒钟从$ a $管口流出的水量是mL;$ a $管口处水流出的速度大小为m/s;(均保留一位小数)
(3)将$ a $管换成$ b $管,重复步骤(2)的操作,将所测数据记录在表2中;
分析表1和表2的数据,可知猜想二是(选填“正确”“错误”)的;
(4)若要检验猜想三,请简要写出你的操作:。
答案
解:
(1) 大气压
(2) ① 在图丙的坐标系中依次描出点(0,0)、(2,20)、(4,40)、(6,60)、(8,80)、(10,100),用直线将各点平滑连接,得到V-t关系图像。
② 10.0;1.4
(3) 错误
(4) 保持其他实验条件与步骤(2)完全相同,将a管替换为c管,重复步骤(2)的操作,记录量杯中的水达到对应体积时的时间,计算水流出的速度,与a管的水流出速度对比,验证速度是否随管长增加而变大。
(1) 大气压
(2) ① 在图丙的坐标系中依次描出点(0,0)、(2,20)、(4,40)、(6,60)、(8,80)、(10,100),用直线将各点平滑连接,得到V-t关系图像。
② 10.0;1.4
(3) 错误
(4) 保持其他实验条件与步骤(2)完全相同,将a管替换为c管,重复步骤(2)的操作,记录量杯中的水达到对应体积时的时间,计算水流出的速度,与a管的水流出速度对比,验证速度是否随管长增加而变大。
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