2021-2022学年上海市普陀区九年级(上)期中物理试卷
一、选择题(共12分)
1.(2分)常温常压下空气的密度为1.29千克/米3,一间普通教室内空气质量最接近( )
A.2千克 B.20千克 C.200千克 D.2000千克
2.(2分)在日常生活中,书包带做的很宽,目的是( )
A.减小压强 B.增大压强 C.减小压力 D.增大压力
3.(2分)下列器材或装置中,利用大气压工作的是( )
A.吸盘式挂钩 B.船闸
C.牲畜饮水机 D.密度计
4.(2分)下列器材或装置中,不属于连通器的是( )
A.茶壶 B.锅炉液位计
C.注射器 D.下水弯管
5.(2分)把一小块实心金属放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3)的杯中时,从杯中溢出8克酒精,若将该金属块放入盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量( )
A.大于8克 B.等于8克 C.小于8克 D.无法确定
6.(2分)装有不同液体的甲、乙两只烧杯,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中的液面恰好相平,如图所示。若液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别为p甲、p乙,液体对两物体下表面向上的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲>p乙,F甲>F乙 B.p甲=p乙,F甲>F乙
C.p甲<p乙,F甲=F乙 D.p甲>p乙,F甲<F乙
二、填空题(共22分)
7.(3分)冰的密度为0.9×103千克/米3,它的单位读作 ,若有3×10﹣3米3冰块吸热后熔化成水,则体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”),水的质量为 。
8.(3分)压强是表示 的物理量。用1200牛的压力作用在3米2的面积上,产生的压强为 帕,它的物理意义是表示每平方米受力面积上 。
9.(3分)著名的 实验有利地证明了大气压存在且很大,我们依据意大利科学家托里拆利的实验原理制成了 气压计,并发现大气压随海拔高度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
10.(3分)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图(a)所示为逃生锤,它的敲击端设计得很尖,是应用 的知识;如图(b)所示为三峡大坝,设计成上窄下宽是应用 的知识;如图(c)所示为飞艇,它能升空,是应用 的知识。(均填写所学物理概念或物理规律)
11.(3分)如图所示,将重为10牛的物体A从空气中放入水中浸没后保持静止,发现弹簧测力计的示数变化了6牛,则物体A受到的浮力为 牛,物体A所受浮力与重力的合力为 牛,随着浸入水中深度变大,它所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
12.(3分)如图所示,均匀实心正方体甲、乙分别置于水平地面上,若它们对水平地面的压强相等,现沿水平方向将甲、乙切去相同厚度,剩余部分对地面的压强分别为p甲'、p乙',剩余部分的质量为m甲'、m乙',则p甲' p乙',m甲' m乙'。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
13.(4分)为了安全航行,在远洋轮船体上标有几条水平横线分别表示该船在不同水域和不同季节所允许的满载时的“吃水深度”,即“吃水线”。如图所示,其中F表示淡水线,S表示夏季海洋线,W表示冬季海洋线,除此以外船体上还有“北大西洋冬季线”和“印度洋线”。下表为不同海域的盐度及地理位置特点。
海洋 表层平均盐度(%) 中心最高 盐度(%) 地理位置特点
北大西洋 3.55 3.82 在靠近北极海附近。
大西洋 3.54 3.79 在南、北美洲,欧洲、非洲,南极洲之间。
太平洋 3.50 3.65 在亚洲、大洋洲、美洲和南极洲之间。
印度洋 3.48 3.60 在亚洲、大洋洲、非洲、南极洲之间。大部分处于热带。
①若该船在不同水域、季节航行时,水(海水)面正好与某条“吃水线”相平,则下列对于该船装载货物的质量的判断中,正确的是 。
(a)在“F”处所装载的货物质量最大。
(b)在“1”处所装载的货物质量最大。
(c)在“2”处所装载的货物质量最大。
(d)在“F”、“1”、“2”三处所装载的货物质量一样大。
②“冬季海洋线”在“夏季海洋线”下方的原因是 。
③结合表格中的信息可以知道,图中1号横线表示 (选填“北大西洋冬季线”或“印度洋线”)。
三、作图题(共6分)
14.(3分)在图中,重为10牛的物体放在水平地面上保持静止,请用力的图示法画出该物体对地面的压力。
15.(3分)画出双通管下端薄膜的大致形状。
四、综合题(共30分)
16.(6分)下表是某次“蛟龙号”下潜的相关数据,请计算在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力大小。
“蛟龙号”体积 21米 海面海水的密度 1.02×10 千克/米
“蛟龙号”净质量 2.1×104千克 7000米深处海水的密度 1.06×10 千克/米
乘员总重 220千克 最大荷载(不包括成员体重) 240千克
17.(6分)如图所示,将质量为10千克、底面积为2×10﹣2米2的实心圆柱体置于水平地面上,求:
①地面受到的压力F。
②地面受到的压强p。
③现将圆柱体沿水平方向切去0.2米的高度,圆柱体对水平地面的压强变化量为3920帕,求圆柱体原来的高度h。
18.(6分)如图所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水。现将一只质量为2千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强p水、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强p地,如表所示。求:
浸入前 浸没后
p水(帕) 1960 2352
P地(帕) 2450 3430
①小球浸入前,容器中水的深度h水。
②容器中水的重力G水。
③实心球的密度ρ球。
19.(3分)在学习压强概念后,小明和小红知道了固体由于受重力作用会对支撑面产生压强,由此提出问题:液体也受重力作用,它对容器底部产生压强的特点与固体相同吗?
①他们分别将质量相等的水和冰块放入两个相同的塑料袋中,观察到如图1所示的现象。你认为产生上述现象的原因是:液体具有 。
②他们决定探究液体内部的压强与哪些因素有关,小明将一根两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜,将其浸入盛有水的烧杯中,并不断增加玻璃管浸入水中的深度,实验操作过程及实验现象如图2(a)(b)和(c)所示。则根据现象可得的初步结论是: 。
③小红找来了盐水,她想利用现有的器材探究液体内部压强与液体密度的关系。你认为小红的设想可行吗?若可行,请写出实验操作步骤,若不可行则写出理由。
20.(9分)小徐和小汇在学习“浮力”时,根据生活经验,对物体受到浮力的大小与哪些因素有关提出猜想并进行了研究。
①根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,他们猜想浮力的大小可能与 有关。根据游泳时的感觉,他们猜想浮力的大小可能与物体浸入液体的深度,以及物体浸入液体的体积有关。
②为了验证猜想,他们用压力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中,如图所示,然后逐次向容器中注入液体A,测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h,计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F,把实验数据记录在表一中。为了进一步探究,他们还换用了液体B重复实验,并把实验数据记录在表二中。(液体A、B密度分别为ρA、ρB,ρA>ρB)
表一:将金属块浸入液体A中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
1 2.0 12 0.12
2 6.0 36 0.36
3 10.0 60 0.60
4 15.0 60 0.60
表二:将金属块浸入液体B中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
5 2.0 12 0.10
6 6.0 36 0.30
7 10.0 60 0.50
8 15.0
(a)小汇分析比较实验序号1、2、3的F和V、h的数据后,得出初步结论:同一物体浸入同一液体中,F与V成正比,而且F与h成正比。
小徐分析比较实验序号 的数据,认为小汇的结论存在问题,请写出小徐观点的依据 。
(b)请补全实验序号8中的数据。 、 。
(c)他们分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中: 。
③他们交流后,认为上述得出的结论还不够完善,需要增加一次实验进行论证,下列方案中你建议采用方案 。
A.仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验
B.仍用上述金属块,增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验
C.换用其他物质(如其他材质的金属块),仍在液体A或B中进行实验
参考答案与解析
一、选择题(共12分)
1.(2分)常温常压下空气的密度为1.29千克/米3,一间普通教室内空气质量最接近( )
A.2千克 B.20千克 C.200千克 D.2000千克
【解答】解:据估测,一间普通教室的体积约为150~170m3,
根据密度公式变形m=ρV=1.29kg/m3×160m3≈206kg。
通过比较,选项C最接近于206kg这个值。
故选:C。
2.(2分)在日常生活中,书包带做的很宽,目的是( )
A.减小压强 B.增大压强 C.减小压力 D.增大压力
【解答】解:书包背带做的很宽,是在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故A正确,BCD错误。
故选:A。
3.(2分)下列器材或装置中,利用大气压工作的是( )
A.吸盘式挂钩 B.船闸
C.牲畜饮水机 D.密度计
【解答】解:A、把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服,是利用的大气压,故A正确;
B、船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,两次应用了连通器,故B错误;
C、牲畜自动饮水机的左右两个容器上端开口,底部相连,构成了一个连通器,故C错误;
D、密度计的设计利用了物体的浮沉条件,即让密度计在液体中漂浮,则可知密度计在任何液体中所受浮力都等于密度计的重力,故D错误。
故选:A。
4.(2分)下列器材或装置中,不属于连通器的是( )
A.茶壶 B.锅炉液位计
C.注射器 D.下水弯管
【解答】解:ABD、茶壶、锅炉液位计、下水弯管都是上端开口,下部连通,即都是利用连通器的原理制成的,故ABD不合题意;
C、注射器的结构不符合连通器的特点,不是利用连通器原理工作的,故C符合题意。
故选:C。
5.(2分)把一小块实心金属放入盛满酒精(ρ酒精=0.8×103千克/米3)的杯中时,从杯中溢出8克酒精,若将该金属块放入盛满水的杯中时,从杯中溢出水的质量( )
A.大于8克 B.等于8克 C.小于8克 D.无法确定
【解答】解:
根据公式F浮=ρgV排可知,金属块浸没在酒精和水中排开液体的体积不变,但水的密度大于酒精的密度,所以排开水的重力就大于排开酒精的重力,
由公式m可知,排开水的质量大于排开酒精的质量,所以从杯中溢出水的质量大于8克。
故选:A。
6.(2分)装有不同液体的甲、乙两只烧杯,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中的液面恰好相平,如图所示。若液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别为p甲、p乙,液体对两物体下表面向上的压力分别为F甲、F乙,则( )
A.p甲>p乙,F甲>F乙 B.p甲=p乙,F甲>F乙
C.p甲<p乙,F甲=F乙 D.p甲>p乙,F甲<F乙
【解答】解:两物体完全相同,在甲中漂浮、在乙中悬浮时,受力平衡,则浮力等于物体的重力,即:F甲浮=F乙浮;
由F浮=F下﹣F上可知,甲下表面受到的液体的压力等于甲的浮力,乙下表面受到液体的压力大于乙受到的浮力,即:F甲>F乙;
由于物体在甲中浸入的体积比乙中的小,由F浮=ρ液gV排可知,当浮力大小相等时,液体的密度大小关系为:ρ甲>ρ乙;
由p=ρ液gh可知,液面高度相同时,液体对容器底的压强大小关系为:p甲>p乙。
故选:A。
二、填空题(共22分)
7.(3分)冰的密度为0.9×103千克/米3,它的单位读作 千克每立方米 ,若有3×10﹣3米3冰块吸热后熔化成水,则体积 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),水的质量为 2.7kg 。
【解答】解:
(1)冰的密度为0.9×103 kg/m3,表示1m3冰的质量为0.9×103 kg,单位读作:千克每立方米;
冰块完全化成水,状态发生变化,物质多少没有变化,所以质量不变,而密度变大,由V可知体积变小;
(2)冰块的质量:
m冰=ρ冰V冰=0.9×103 kg/m3×3×10﹣3m3=2.7kg,
因为冰熔化成水,质量不变,所以水的质量:
m水=m冰=2.7kg。
故答案为:千克每立方米;变小;2.7。
8.(3分)压强是表示 压力作用效果 的物理量。用1200牛的压力作用在3米2的面积上,产生的压强为 400 帕,它的物理意义是表示每平方米受力面积上 受到的压力为400N 。
【解答】解:(1)压强是表示压力作用效果的物理量;
(2)1200牛的压力作用在3米2的面积上,产生的压强:
p400Pa,
400Pa表示的物理意义是:1m2的面积上受到的压力是400N。
故答案为:压力作用效果;400;受到的压力是400N。
9.(3分)著名的 马德堡半球 实验有利地证明了大气压存在且很大,我们依据意大利科学家托里拆利的实验原理制成了 液体 气压计,并发现大气压随海拔高度的增加而 减小 (选填“增大”或“减小”)。
【解答】解:由课本中提到的物理史实可知,最早证明大气压存在的,并且最著名的实验是马德堡市的市长奥托格里克做的马德堡半球实验。
最早并且准确用实验测出大气压强数值的是意大利科学家﹣﹣托里拆利,我们依据意大利科学家托里拆利的实验原理制成了液体气压计;
大气压强的大小随着高度的增加而减小。
故答案为:马德堡半球;液体;减小。
10.(3分)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。如图(a)所示为逃生锤,它的敲击端设计得很尖,是应用 减小受力面积增大压强 的知识;如图(b)所示为三峡大坝,设计成上窄下宽是应用 液体压强随深度的增加而增大 的知识;如图(c)所示为飞艇,它能升空,是应用 浮力 的知识。(均填写所学物理概念或物理规律)
【解答】解:(1)图(a)中的逃生锤,它的敲击端设计得很尖,是应用了在压力一定时,减小受力面积增大压强的知识;
(2)图(b)中的三峡大坝,设计成上窄下宽是应用液体压强随深度的增加而增大的知识;
(3)图(c)中的飞艇能升空,是因为其所受浮力大于重力,应用了浮力的知识。
故答案为:减小受力面积,增大压强;液体压强随深度的增加而增大;浮力。
11.(3分)如图所示,将重为10牛的物体A从空气中放入水中浸没后保持静止,发现弹簧测力计的示数变化了6牛,则物体A受到的浮力为 6 牛,物体A所受浮力与重力的合力为 4 牛,随着浸入水中深度变大,它所受的浮力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)根据题意,物体A浸入水中前,弹簧测力计的示数大小等于物体的重力大小,物体A在水中浸没静止时,弹簧测力计示数变化了6N,即重力和弹簧测力计示数之差为6N,由称重法可知:F浮=G﹣F示=6N;
(2)A受到的浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,两者的合力为:F合=G﹣F浮=10N﹣6N=4N;
(3)增大A浸没的深度,但液体的密度、排开液体的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,它受到的浮力将不变。
故答案为:6;4;不变。
12.(3分)如图所示,均匀实心正方体甲、乙分别置于水平地面上,若它们对水平地面的压强相等,现沿水平方向将甲、乙切去相同厚度,剩余部分对地面的压强分别为p甲'、p乙',剩余部分的质量为m甲'、m乙',则p甲' 小于 p乙',m甲' 小于 m乙'。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【解答】解:设切去的高度为h,因为甲、乙均匀实心正方体,故pρgh;
因为切去前甲、乙对地面压强的相等,所以ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,即ρ甲h甲=ρ乙h乙,
由图可知,h甲<h乙,故甲、乙的密度ρ甲>ρ乙,
甲、乙剩余部分的质量分别为m甲'和m乙',由ρ可得,
,
因为h甲<h乙,则h甲﹣h<h乙﹣h,故1,由此可知,甲、乙剩余部分的质量m甲'<m乙';
将甲、乙沿水平方向切去相同的厚度,由于甲的密度大于乙的密度,根据p=ρgh知甲切去部分的压强大于乙切去部分的压强,即:p切甲>p切乙,因为剩余部分压强:p'=p﹣p切,且切去前甲、乙对地面的压强相等,所以甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余部分对地面的压强,即:p甲'<p乙'。
故答案为:小于;小于。
13.(4分)为了安全航行,在远洋轮船体上标有几条水平横线分别表示该船在不同水域和不同季节所允许的满载时的“吃水深度”,即“吃水线”。如图所示,其中F表示淡水线,S表示夏季海洋线,W表示冬季海洋线,除此以外船体上还有“北大西洋冬季线”和“印度洋线”。下表为不同海域的盐度及地理位置特点。
海洋 表层平均盐度(%) 中心最高 盐度(%) 地理位置特点
北大西洋 3.55 3.82 在靠近北极海附近。
大西洋 3.54 3.79 在南、北美洲,欧洲、非洲,南极洲之间。
太平洋 3.50 3.65 在亚洲、大洋洲、美洲和南极洲之间。
印度洋 3.48 3.60 在亚洲、大洋洲、非洲、南极洲之间。大部分处于热带。
①若该船在不同水域、季节航行时,水(海水)面正好与某条“吃水线”相平,则下列对于该船装载货物的质量的判断中,正确的是 d 。
(a)在“F”处所装载的货物质量最大。
(b)在“1”处所装载的货物质量最大。
(c)在“2”处所装载的货物质量最大。
(d)在“F”、“1”、“2”三处所装载的货物质量一样大。
②“冬季海洋线”在“夏季海洋线”下方的原因是 冬天海水密度更高,轮船受到相同浮力时,轮船排开海水体积更小 。
③结合表格中的信息可以知道,图中1号横线表示 印度洋线 (选填“北大西洋冬季线”或“印度洋线”)。
【解答】解:①远洋轮船在不同水域、季节航行时,处于漂浮状态,浮力等于重力,轮船所受的浮力不变;
由F浮=G=G排=m排g可知,排开海水的质量不变,所以在“F”、“1”、“2”三处所装载的货物质量一样大;
故选d;
②由于冬天海水的密度更高物体在海水中都是漂浮,受到的浮力相同,根据F浮=ρ液gV排可知排开海水的体积更小;
③由表格中数据知,北大西洋在北极海附近,且其表面平均盐度更大,根据F浮=ρ液gV排可知,轮船排开海水的体积更小,则其吃水线应在下方,所以2应该是北大西洋冬季线;
印度洋在亚洲,大洋洲,非洲,南极洲之间,大部分处于热带,气温较高,且表层平均盐度较小,根据根据F浮=ρ液gV排可知,排开海水的体积更大,则其吃水线应在上方,所以1应该是印度洋线。
故答案为:①d;②冬天海水密度更高,轮船受到相同浮力时,轮船排开海水体积更小;③印度洋线。
三、作图题(共6分)
14.(3分)在图中,重为10牛的物体放在水平地面上保持静止,请用力的图示法画出该物体对地面的压力。
【解答】解:物体放在水平地面上,压力的大小与物体的重力大小相等,F=G=10N,方向垂直于地面向下,作用点在地面,设定标度为5N,压力的图示如图:
15.(3分)画出双通管下端薄膜的大致形状。
【解答】解:
在A管中盛的液体是水,双通管内外液体密度相同,薄膜上下方所在水的深度相同,由P=ρgh知,薄膜上下方受到水的压强相同。所以薄膜是平直的形状。
在B管中盛的液体是煤油,双通管内外液体密度不同,水的密度较大,薄膜上下方所在液体深度相同,由P=ρgh知,薄膜下方受到水的压强大于上方受到煤油的压强。所以薄膜是向上凹进的形状。
在C管中盛的液体是水,双通管内外液体密度相同,薄膜上方水的深度较大,由P=ρgh知,薄膜上下方受到水的压强不同,上方向下的压强更大一些。所以薄膜是向下凸出的形状。
故答案为:
四、综合题(共30分)
16.(6分)下表是某次“蛟龙号”下潜的相关数据,请计算在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力大小。
“蛟龙号”体积 21米 海面海水的密度 1.02×10 千克/米
“蛟龙号”净质量 2.1×104千克 7000米深处海水的密度 1.06×10 千克/米
乘员总重 220千克 最大荷载(不包括成员体重) 240千克
【解答】解:“蛟龙号”浸没时所受的浮力为:F浮=ρ海水gV排=ρ液gV=1.06×103kg/m3×10N/kg×21m3=2.226×105N。
答:在海面下7000米深处,“蛟龙号”所受的浮力大小为2.226×105N。
17.(6分)如图所示,将质量为10千克、底面积为2×10﹣2米2的实心圆柱体置于水平地面上,求:
①地面受到的压力F。
②地面受到的压强p。
③现将圆柱体沿水平方向切去0.2米的高度,圆柱体对水平地面的压强变化量为3920帕,求圆柱体原来的高度h。
【解答】解:①地面受到的压力:
F=G=mg=10kg×9.8N/kg=98N;
②地面受到的压强:
p4.9×103Pa。
③根据pρgh可得,圆柱体的密度:
ρ2×103kg/m3;
则圆柱体原来的高度:
h0.25m。
答:①求地面受到的压力F为98N。
②地面受到的压强p为4.9×103Pa。
③圆柱体原来的高度h为0.25m。
18.(6分)如图所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水。现将一只质量为2千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强p水、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强p地,如表所示。求:
浸入前 浸没后
p水(帕) 1960 2352
P地(帕) 2450 3430
①小球浸入前,容器中水的深度h水。
②容器中水的重力G水。
③实心球的密度ρ球。
【解答】解:
(1)由表中数据可知,小球浸入前,水对容器底的压强p水1=1960Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度:
h水0.2m;
(2)小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强差:
△p地=p地2﹣p地1=3430Pa﹣2450Pa=980Pa,
由p可得受力面积(容器底面积):
S0.02m2,
因为容器是柱形容器,
所以水的重力:
G水=F水1=p水1S=1960Pa×0.02m2=39.2N;
(3)小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差:
△p水=p水2﹣p水1=2352Pa﹣1960Pa=392Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度变化:
△h水0.04m;
因为小球浸没,
所以小球的体积:
V球=V排=S×△h水=0.02m2×0.04m=8×10﹣4m3,
小球的密度:
ρ球2.5×103kg/m3。
答:(1)小球浸入前,容器中水的深度为0.2m。
(2)容器中水的重力为39.2N;
(3)实心球的密度为2.5×103kg/m3。
19.(3分)在学习压强概念后,小明和小红知道了固体由于受重力作用会对支撑面产生压强,由此提出问题:液体也受重力作用,它对容器底部产生压强的特点与固体相同吗?
①他们分别将质量相等的水和冰块放入两个相同的塑料袋中,观察到如图1所示的现象。你认为产生上述现象的原因是:液体具有 流动性 。
②他们决定探究液体内部的压强与哪些因素有关,小明将一根两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜,将其浸入盛有水的烧杯中,并不断增加玻璃管浸入水中的深度,实验操作过程及实验现象如图2(a)(b)和(c)所示。则根据现象可得的初步结论是: 同种液体内部的压强随深度的增大而增大 。
③小红找来了盐水,她想利用现有的器材探究液体内部压强与液体密度的关系。你认为小红的设想可行吗?若可行,请写出实验操作步骤,若不可行则写出理由。 将一根两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜,将其浸入盛有水的烧杯中,观看橡皮膜的凹陷程度;取出玻璃管将玻璃管浸入盛有盐水的烧杯中的相同深度,观看在盐水中橡皮膜的凹陷程度,比较凹陷程度的大小可探究液体内部压强与液体密度的关系。
【解答】解:(1)液体的流动性会使其对四周都产生压强,这也是图1的实验现象中所能观察得到的;
(2)图2中橡皮膜所处深度越深,凹陷程度越大,故可进行的合理假设是:同种液体内部的压强随深度的增大而增大;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,实验操作步骤为将一根两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜,将其浸入盛有水的烧杯中,观看橡皮膜的凹陷程度;取出玻璃管将玻璃管浸入盛有盐水的烧杯中的相同深度,观看在盐水中橡皮膜的凹陷程度,比较凹陷程度的大小可探究液体内部压强与液体密度的关系。
故答案为:(1)流动性;(2)同种液体内部的压强随深度的增大而增大;(3)将一根两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜,将其浸入盛有水的烧杯中,观看橡皮膜的凹陷程度;取出玻璃管将玻璃管浸入盛有盐水的烧杯中的相同深度,观看在盐水中橡皮膜的凹陷程度,比较凹陷程度的大小可探究液体内部压强与液体密度的关系。
20.(9分)小徐和小汇在学习“浮力”时,根据生活经验,对物体受到浮力的大小与哪些因素有关提出猜想并进行了研究。
①根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,他们猜想浮力的大小可能与 液体的密度 有关。根据游泳时的感觉,他们猜想浮力的大小可能与物体浸入液体的深度,以及物体浸入液体的体积有关。
②为了验证猜想,他们用压力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中,如图所示,然后逐次向容器中注入液体A,测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h,计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F,把实验数据记录在表一中。为了进一步探究,他们还换用了液体B重复实验,并把实验数据记录在表二中。(液体A、B密度分别为ρA、ρB,ρA>ρB)
表一:将金属块浸入液体A中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
1 2.0 12 0.12
2 6.0 36 0.36
3 10.0 60 0.60
4 15.0 60 0.60
表二:将金属块浸入液体B中
实验序号 浸入的深度h(厘米) 浸入的体积V(厘米3) 浮力F(牛)
5 2.0 12 0.10
6 6.0 36 0.30
7 10.0 60 0.50
8 15.0 60 0.50
(a)小汇分析比较实验序号1、2、3的F和V、h的数据后,得出初步结论:同一物体浸入同一液体中,F与V成正比,而且F与h成正比。
小徐分析比较实验序号 3、4 的数据,认为小汇的结论存在问题,请写出小徐观点的依据 同一物体浸入同一液体中,当浸入液体体积相同时,F与h不成正比 。
(b)请补全实验序号8中的数据。 60 、 0.50 。
(c)他们分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中: 浸入相同体积,所受浮力不同 。
③他们交流后,认为上述得出的结论还不够完善,需要增加一次实验进行论证,下列方案中你建议采用方案 A 。
A.仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验
B.仍用上述金属块,增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验
C.换用其他物质(如其他材质的金属块),仍在液体A或B中进行实验
【解答】解:①先使鸡蛋在两种液体中浸没,根据控制变量法,鸡蛋排开液体的体积不变,而水与盐水的密度不同,鸡蛋在盐水中上浮(后漂浮),在水中沉底,所以浮力大小与液体密度有关;
②(a)分析表一实验序号3、4的数据,同一物体浸入同一液体中,当浸入液体体积相同时,浮力F不变,与h不成正比;
(b)根据表一得出得结论:同一物体浸入同一液体中,当浸入液体体积相同时,浮力F不变,与h无关,所以对比表二实验序号7,得出实验序号8的数据:浸入体积V=60厘米3,浮力F=50N;
(c)分析比较表一和表二中的数据,实验序号1、5(或2、6,或3、7),得出结论:同一物体浸入不同液体中,浸入相同体积,所受浮力不同;
③为了使实验结论具有普遍性,防止偶然性,不同液体C进行实验:
A、选项变化的量是液体密度,故合题意;
B、选项变化的量是浸入的深度,在表一实验序号3、4已经探究,故不合题意;
C、选项变化的量是固体的密度,应该是在A实验的基础上再进行,故不符合题意;
故选:A。
故答案为:①液体的密度;
②(a)3、4;同一物体浸入同一液体中,当浸入液体体积相同时,F与h不成正比;(b)60;0.50;(c)浸入相同体积,所受浮力不同;
③A。