第10章:压强和浮力(实验题)
1.(2021·江苏梁溪·八年级期末)小明用A.B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小明是通过观察海绵的___________来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是:_________。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较________两图所示实验。
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是________。
2.(2021·江苏淮安·八年级期末)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察________来比较压力作用效果的,此处运用到的物理研究方法是_______;
(2)通过比较图甲、乙,说明________,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图_______,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p'的大小关系为p_______p'(选填“>”“<”或“=”)。
3.(2021·江苏邗江·八年级期末)在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中,小英做了如图甲所示的三次实验,用到了一个弹簧测力计、一个木块、一个砝码、两个材料相同但表面粗糙程度不同的长木板, 实验中第 1 次和第 2 次用相同的长木板,第 3 次用表面更加粗糙的长木板。
(1)同组的小芳发现小英在第一次实验中出现图乙的操作,操作中的错误是______,纠正错误后,应拉动弹簧测力计使木块做______;
(2)比数 1、2 两次实验,是为了探究______对滑动摩擦力大小的影响;
(3)比较______(填实验序号)两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)刚开始小英做第 1 次实验时控制不好力度,拉力随时间变化的图象如图丙所示,木块的速度随时间变化的图象如图丁所示,则木块在第 7s 时的摩擦力为______N;
(5)小芳同学将实验方法进行了改进,实验装置如图戊所示:将弹簧测力计一端固定,另一端钩住木块,木块下面是一长木板,实验时拉着长木板沿水平地面向右运动,实验中长木板______(选填“需要”或“不需要”)做匀速直线运动。此时木块受到的摩擦力方向______,大小为______N;
(6)小芳在做图戊实验时,拉动木板没有及时停下来,当木块底面有七分之一滑出木板表面的时候,与木块全部在木板表面时比较,木块受到的摩擦力______;木块对木板的压强______。(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
4.(2021·江苏沭阳·八年级期末)在探究“压力作用的效果与那些因素有关”的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示。
(1)实验中通过观察______来比较压力作用的效果;
(2)对比______两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)对比甲、乙两图,可以得出:______。
5.(2021·江苏·南京郑和外国语学校八年级期末)如图所示,是小华同学利用海绵和砖块“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)实验中该同学通过观察______反映压力的作用效果;
(2)分析比较甲、丙两图所示现象,得到结论是:在______一定时,______越小,压力的作用效果越明显;
(3)如图丁所示,将两个完全相同的砖块用图丙所示的方式紧靠在一起放在海绵上,则此时压力的作用效果与图丙相比______(选填“更明显”、“更不明显”或“相同”);
(4)压路机的碾子质量很大,用来增大压强,是应用以上______两图的实验结论;
(5)根据乙、丙两图______(选填“可以”或“不可以”)判断压力的作用效果。
6.(2021·江苏淮阴·八年级期末)在探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的实验:
(1)同学们是根据______来比较压力的作用效果的;
(2)观察比较图甲、乙所示的情况,可以得到结论:______;
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较______两图的实验;
(4)小明将图丙中的小桌和砝码放到一块木板上,如图丁所示,图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙______p丁(选填“>”、“<”或“=”);
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他的结论是______(选填“正确”或“错误”)的,原因是:______
7.(2021·江苏苏州·八年级期末)利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示:
(1)图甲、乙、丙中压力的作用效果是通过观察 ______来比较的;
(2)通过比较图 ______和图乙,说明受力面积一定时,______,压力的作用效果越明显;通过比较图 ______和图乙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验时,如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关,你认为他在探究过程中存在的问题是 ______;
(4)小红同学将同样的小桌和砝码放在如图戊所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p和图戊中木板受到的压强p′的大小关系为p ______p′(>/</=)。
8.(2021·江苏·宜兴外国语学校八年级期末)小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点.
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是___.
A.再多加一些红墨水 B.倒出一些红墨水 C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)排除故障后,他重新将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐增大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与________有关.
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示.比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论.你认为他的结论是否可靠 答:________.原因是: ________ .
(4)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是______(选填序号).
A.烧杯中换密度差更大的液体 B.U形管中换用密度更小的酒精 C.将U型管换成更细的
9.(2021·江苏玄武·八年级期末)小明在“探究影响液体内部压强的因素”实验中。
(1)如图甲,小明将压强计探头浸入液体中,他通过U型管内______来判断探头所在处压强大小。
(2)如图乙,在两个相同容器中分别盛有质量相等的水和盐水,水中有a、b两点,盐水中有c、d、e三点,各点及液面到容器底的距离已标出。
①小明将压强计探头分别置于水中a和b点处进行实验,这是为了探究液体内部的压强随______的增大而增大;
②小明将压强计探头分别置于图乙中所示的a、c两处,这是为了探究液体内部的压强与______有关。
(3)小明想使盛盐水e点所受液体压强变小,他往盛有盐水的烧杯内加清水(水未溢出),他这样做______(选填“能”或“不能”)达到目的。
10.(2021·江苏鼓楼·八年级期末)在用压强计探究液体内部压强规律时;
(1)若压强计在使用前出现如图(a)中的情形,调节的方法是 ______;
A.将右侧管中的液体倒掉一些
B.取下软管重新安装
(2)图(b)中是压强计金属盒放在水中不同位置时的情形,对比U形管中的液柱高度差,表明:______;
(3)若将压强计的金属盒放入水和盐水两种不同液体中,如图(c)和(d),对比U形管中的液柱高度差,得出(d)烧杯中一定是盐水。这个结论 ______(选填“可靠”或“不可靠”),理由是 ______;
(4)为了探究液体压强与液体密度关系,将金属盒放在两种液体的相同深度,发现U形管左右两侧高度差变化不明显,下面的操作能使高度差对比更明显的是 ______。
A.同时将深度增大
B.U形管内换成密度小的液体
C.U形管内换成密度较大的液体
11.(2021·江苏淮安·八年级期末)有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小华采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小明则采用压强计进行探究:
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化_______ (选填“大”或“小”);
(2)小明把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图 (甲)中U形管两边的液柱高度差较小,认为图(甲)烧杯中盛的是酒精。他的结论是否可靠?________,理由是_______;
(3)小明发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越________,表示液体的压强就越________(以上两空选填“大”或“小”)。
12.(2021·江苏南京·八年级期末)利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”:
(1)如图甲所示,在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,为了使实验能够进行下去,接下来的操作是______(选填字母);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而______;水利工程建设时,根据这个原理,将拦河大坝做成______的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)实验小组的一位同学,将图丙中压强计探头的位置保持不变,然后向容器内加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是该同学得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。其实,该同学的操作是不可靠的,原因是加入盐水后______了,正确操作是应将探头适当______(选填“上移”或“下移”)。
13.(2021·江苏海州·八年级期末)在实验课上,同学们利用两种器材探究“液体内部压强规律”。
(1)甲图的装置浸没在水中,两端的橡皮膜均向里面凹陷,这说明______。
(2)比较操作发现,探究液体内部压强特点时,乙装置更适合,其主要优点是______(写出1点即可)。
(3)图丙是同学们探究时的两个情境,结合实验现象可以判断,他们正在探究液体内部压强与______的关系。
14.(2021·江苏启东·八年级期末)如图所示,是小明在做“探究液体内部压强大小”的实验:
(1)小明同学在安装好液体压强计后,发现不管用力重压还是轻压,U形管内水面高度差几乎不变,出现这种情况的原因是:______,调整的方法是 ______;
A.取下软管重新安装
B.往右边支管吹一口气
C.将右管中液体倒出一些
(2)重新调节器材后,小明将金属盒深入水面以下进行了如图C、D、E、F所示的实验;由D、E、F发现U形管液面高度差相等,这说明在同一液体同一深度,液体向 ______的压强相等;
(3)小明保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,他发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论;你认为他得出结论的过程是 ______(选填“可靠”或“不可靠”)的,原因是 ______;
(4)完成实验后,小明发现根据压强计测出的压强p1和用烧杯中金属盒的深度计算出的压强p2不相等,多次实验仍存在这种现象,经过讨论,发现是由于金属盒的橡皮膜发生形变,从而导致p1______(选填“>”“<”或“=”)p2;
(5)换用其他液体继续探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧水面的高度差对比不明显,下列操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ______;
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的酒精
C.换成更细的U形管
(6)小明想知道浓盐水密度是多少,于是找来刻度尺、水和上端开口下端用橡皮膜密封的玻璃管等器材测浓盐水的密度,操作步骤如下:
A.用刻度尺测出玻璃管内水柱的高度为h3=12cm(如图甲所示);
B.将玻璃管缓慢插入装有浓盐水的烧杯中,直到橡皮膜的表面相平(如图乙所示),测得此时管底到浓盐水液面的高度为h4=10cm,玻璃管内水柱的高度为h5=11.5cm,用小明测得的物理量推导出盐水密度的表达式为ρ盐=______kg/m3(用上述步骤中所测得的物理量及ρ水=1.0×103kg/m3表示)。
15.(2021·江苏建邺·八年级期末)如图甲所示,用压强计“探究液体内部压强的特点”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中两侧液柱的___________来反映液体压强大小,使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能够灵活升降,则说明装置___________。(漏气/不漏气)。
(2)将探头放在图乙所示液体内部A、B位置,观察到U形管两侧液面高度差,经过多次实验观察到同样现象,这说明同种液体内部压强随___________增加而增大;
(3)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差___________(选填“<”、“>”或“=”);
(4)由以上实验可知图乙所示的液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是___________位置;
(5)继续“探究液体内部压强的特点”,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作会使两侧液面高度差对比更加明显的是___________(选填序号)。
A.烧杯中换密度差更大的液体
B.将探头在原位置旋转180°
C.将U形管变细
(6)拓展探究:如图丙,将扎有小孔A、B的矿泉水瓶放入盛有盐水的水槽中,B孔有水喷出,则A孔___________。
a、一定有水流出
b、一定有盐水流入
c、可能水既不流出,盐水也不流入
16.(2021·江苏宝应·八年级期末)某物理兴趣小组的同学利用图甲来估测大气压的值,实验器材有一只弹簧测力计、三种规格的注射器和一把刻度尺。
(1)本实验的原理是二力平衡和压强的定义式,实验中研究的是大气对________(活塞/注射器筒)的压力;
(2)若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器________(A/B/C)来进行实验;
(3)如图甲方案,①首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器________为L;
②水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
③则测出的大气压值________(用所给的字母表示);
(4)小花发现,此时测得的大气压值误差较大,对此小花与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气 ②刻度尺的读数没读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封 ④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是_______;
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(5)小李同学为了排除摩擦力的影响,改进了实验,如图丙所示,将注射器固定在水平桌面上,活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为G2,则他计算大气压值的公式应该表示为p1________(用所给的字母表示)。
17.(2021·江苏·泰兴市实验初级中学八年级期末)以下是小明“估测大气压值”的实践与思考.
(1)请按图示操作帮小明补全下列步骤.
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是_______.然后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,使绳的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.当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F.此时活塞相对于地面是_______(选填“运动”或“静止”)的.
C.用刻度尺测出注射器_______长度,记为L,读出注射器的容积V.
D.最后计算出此时大气压的数值p =_______(用所测物理量符号表示).
(2)问题与思考:
①步骤A中注射器顶端针头处有少量空气无法排尽,这将会使测量结果偏_______.请针对该问题提出改进的方法_______.
②步骤B中测量大气压力时,受力分析的对象是_______(选填“针筒”或“活塞”).
18.(2021·江苏靖江·八年级期末)小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压的值。
(1)实验中,分析研究的对象是大气对__(选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(2)当活塞相对于针筒开始滑动时,可以近似看成研究对象在水平方向所受拉力F与所受的大气压力是一对__(选填“平衡力”或“相互作用力”),记下此时弹簧测力计的示数为8.2N;
(3)如图,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为__cm,计算得到大气压强的数值为__Pa;
(4)小明了解到班内同学的实验误差普遍很大,有的偏大,有的偏小。请分析,该实验过程中导致误差的因素有(请写出一条)__;
(5)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用__(选填“甲”或“乙”)注射器,理由是__。
19.(2021·江苏江阴·八年级期末)小丽和同学们想利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量大气压。
(1)实验操作步骤如下:
①将弹簧测力计圆环固定在天花板上,用细线一端拉住注射器活塞颈部,使线的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,如图甲所示;
②将活塞推至注射器底部,用橡皮帽封住注射口,用手慢慢向下拉注射器针筒,当活塞刚离开注射器筒底时,记下弹簧测力计的示数为F1;
③将活塞再次推至注射器底部,取下注射口的橡皮帽,用手慢慢向下拉注射器筒,当活塞刚离开注射器筒底时,记下弹簧测力计的示数为F2;
④取下注射器,读出注射器针筒的容积V,用刻度尺测出注射器针筒上______(填“整个针筒”或“有刻度部分”)的长度L。
(2)步骤②中,将活塞推至注射器底部,其目的是______;
(3)测量中,分析研究的是大气对______(填“注射器筒”或“活塞”)的压力;
(4)分析上述实验,小丽认为步骤③是为了测量摩擦力,在不考虑活塞重力情况下,可得出活塞受到的摩擦力f=______,并由此计算出大气压强p=______;(此两空都用实验已测或已知物理量表示)
(5)请你帮小丽分析:如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(4)中所测的大气压值相比______(填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(6)小丽发现用图乙中 B 注射器实验时,弹簧测力计被拉到满量程,活塞仍没有滑动,我们可以改用图乙中的______(填“A”或“C”) 注射器进行实验。
20.(2021·江苏邗江·八年级期末)制作简易气压计,观察大气压随高度的变化。
(1)如图所示在玻璃瓶中倒入适量红色的水。将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度。但高度不够,你应______,使水上升到瓶口以上适当位置。制成了简易气压计。
(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,玻璃管内水柱应该______(选填“上升”或“下降”),因为越往低处大气压越______(选填“大”或“小”)
(3)若将简易气压计的玻璃管换成细管,则玻璃管内水柱高度______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
21.(2021·江苏启东·八年级期末)小明利用1mL的轻质注射器等器材组成图示实验装置测量大气压的值;
(1)小明将活塞推到底端,然后封上橡皮帽,这样做的目的是为了 ______;
(2)为正确得到活塞的横截面积,需要量取的局部长度为 ______cm;
(3)考虑到摩擦因素,小明取下橡皮帽,再次水平向右加速拉动注射器筒,记下弹簧测力计稳定时的示数为0.6N;此过程中活塞受到的摩擦力方向为 ______;
(4)利用以上数据可计算出大气压强是 ______Pa;考虑到实验室大气压为1标准大气压,则造成该偏差的原因最有可能是 ______;(至少写出一种原因)
(5)小明发现:如果在针筒内吸入一定质量的空气,然后用橡皮帽将气体封闭起来,在推活塞的过程中,越推越费力,由此小明猜想:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越大;为了验证自己的猜想,小明用一个20mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上,通过推拉活塞,测得数据记录如表:
V/mL 3 5 8 10 12
p/kPa 200 120 75 60 50
根据表中的数据可得出封闭气体的压强p与体积V的数学关系式为:p=______,当小明不推拉活塞时,注射器内的空气体积为 ______。
22.(2021·江苏溧阳·八年级期末)小明同学利用如图所示注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。实验过程如下:
(1)首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是______;
(2)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别大约为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为0~10N,实验时应选用______(甲/乙)注射器,理由是______;
(3)正确选择弹簧测力计后,把细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连(如图所示),水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
(4)用刻度尺测出注射器的______,记为L,读出注射器的容积V,则活塞的横截面积S=______;
(5)推算此时大气压的数值p=______(写出表达式);
(6)小明同学测量仪器使用科学合理,读数正确,若测量结果偏大,主要原因是______。
23.(2021·江苏江都·八年级期末)如图所示,小玮想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力;
B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘;
C.用弹簧测力计勾着吸盘缓慢向上,直到吸盘脱离玻璃板面;
D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径,算出吸盘与玻璃板的接触面积为S;
E.根据,计算出大气压的大小p。
(1)小玮由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是______;
(2)实验中小玮将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是______;
(3)如果实验中小玮所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘的面积是10cm2,她______(能/不能)测出大气压的大小(设大气压约为1.0×105Pa);要测出大气压的大小,你认为实验中所选吸盘的面积应尽量_______(大/小)一些;
(4)小玮通过实验测出的大气压值与1个标准大气压值相差很大。她分析,可能是测得的吸盘的面积不准确,也可能是吸盘与玻璃板面脱离时,弹簧测力计的读数不准确,还可能是______(写出一条);
(5)小玮又把玻璃板分别斜放、立放,也都测出了大气压的值,这说明______。
24.(2021·江苏姜堰·八年级期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(1)分析比较实验步骤A和_____,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体_____有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与_____有关.
(2)分析实验数据可知,F中液体密度_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度.
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_____N,金属块密度为_____kg/m3.(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
25.(2021·江苏无锡·八年级期末)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是__(填序号)。
常识 猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底 常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些 常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想1:与浸入液体的深度有关 猜想2:与液体的密度有关 猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①根据A、B、C的结果,可得猜想1是__(正确错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是__(正确错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与__有关,与浸入液体的深度__;
②接下来根据A、D和E__(能不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是__。
26.(2021·江苏淮安·八年级期末)如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是酒精,F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题:
(1)图甲中,弹簧测力计的示数F1=_______N;
(2)物体完全浸没在水中时所受的浮力为_______N;
(3)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与_______有关;分析图中______两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关;
(4) 实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,这种物理学研究方法也运用于以下______(选填“A”或“B”或“C”)实验。
A.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系
C.用乒乓球弹开幅度大小比较鼓面响度的强弱
27.(2021·江苏梁溪·八年级期末)小明设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是( )
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是______N。通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于______(选填“G 物”或“G 排液”)。
(3)以下情况会影响结论的是( )
A.图乙中物体浸入前水面未达到溢水口 B.图乙中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成浓盐水,物体受到的浮力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)小明利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中______(选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
(6)若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关,应该选择下图中的______(选填字母)两个物体,并将它们浸没在______(选填“同种”或“不同种”)液体中,测出其所受浮力的大小进行比较。
(7)接着小明又拓展了一个实验,将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铜块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如右图所示。在铜块浸入水的过程中,溢水杯底所受水的压强将______(选填“变大”、“不变”或“变小”下同),电子秤的读数将______。
28.(2021·江苏·泰兴市实验初级中学八年级期末)小琪在做“测量物质的密度”的实验中:
(1)把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,指针指在分度盘中线右侧,向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,直到天平横梁平衡。
(2)如图甲用天平测出小石块的质量为______g。
(3)将小石块放入装有40mL水的量筒中,水面上升到图乙所示的位置,小石块的体积为______,由以上数据可知,小石块的密度为______kg/m3。
(4)在步骤(3)中,将小石块放入水中后,表面附着一些小气泡,会造成小石块密度的测量值______(选填“偏大”、偏小”或“不变”)。
(5)小琪还想利用已测量出密度的小石块(密度为ρ石)测量盐水的密度,于是他找到了圆柱形玻璃杯,刻度尺、小塑料盒、记号笔,进行如下实验;
①如图丙所示,圆柱形玻璃杯装入适量盐水,将空塑料盒漂浮在盐水表面,在圆柱形玻璃杯侧壁标记出液面的位置为A;
②用细线拴住石块,将石块浸没在盐水中,塑料盒仍然漂浮在盐水表面,标记出液面的位置为B,用刻度尺测量出A、B间的距离为h1;
③将石块从盐水中取出放入塑料盒中漂浮在盐水表面,标记出液面的位置为C,用刻度尺测量出B、C间的距离为h2;
④盐水密度的表达式ρ盐水=______。(用h1、h2和ρ石表示)。在实验步骤③中有一些盐水被石块带入塑料盒中,则所测结果______(选填“偏大”、偏小”或“不变”)。
29.(2021·江苏广陵·八年级期末)小华用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积均为200cm2的薄壁烧杯(分别装有一定量的酒精和水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究,其中C、D分别是圆柱体刚好浸没在酒精和水中的情况。如图甲表示探究过程及有关数据。(酒精密度为0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)实验中使用弹簧测力计测量拉力前,应将测力计处于________方向将指针调至“0”刻度线上。
(2)比较图甲中A、B、C的数据,可以得出浮力的大小与_________有关。
(3)如图甲中D所示,圆柱体浸没在水中所受的浮力是_________N。
(4)如图乙所示,完成实验后,小华将烧杯中水倒出,将该圆柱体放在烧杯底部,然后向烧杯倒入另一种液体,圆柱体受到的浮力F浮与容器内液体的深度关系如图丙所示,圆柱体始终处于沉底状态,则该圆柱体的底面积为______m2;未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为________Pa,液体的密度为_______kg/m3。
30.(2021·江苏淮阴·八年级期末)探究影响浮力大小的因素时:
(1)分析图 ______,说明浮力大小跟液体密度有关;
(2)分析图A、B、C、D,说明浮力大小跟 ______有关;
(3)物体完全浸没在盐水中所受的浮力是 ______N;
(4)完成浮力知识学习后,小丽看到浮力的公式是F浮=ρ液V排液g,于是她猜想浮力的大小可能还与g有关,她通过查资料得到g金星=0.9g地球,g木星=2.5g地球,g火星=0.4g地球,若条件允许,为了研究物体A浸没在水中时所受浮力大小和g的关系,利用如图所示弹簧测力计在 ______(选填“金星”、“木星”或“火星”)做实验更科学,理由是 ______。
31.(2021·江苏盐城·八年级期末)如图所示,小田做“探究影响浮力大小的因素”的实验。器材:弹簧测力计、圆柱体金属块、水、盐水。
(1)金属块的重力 ______N;
(2)金属块浸没水中后,所受浮力F浮=______N;
(3)对比乙、丙可得:物体所受浮力的大小与它浸入水的深度 ______(有关/无关);
(4)对比甲、乙可得:浮力的大小与 ______有关;
(5)对比甲和丁,______(能/不能)探究浮力的大小与液体密度是否有关,理由是 ______。
32.(2021·江苏镇江·八年级期末)为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。
(1)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择甲、________三幅图;该小组同学通过比较甲、乙和丙三幅图中测力计示数的大小,得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论,其产生错误的原因是 ___________。
(2)物体浸没在水中时所受浮力大小为 ___________N,物块体积为 __________m3。
(3)图丁中盐水的密度为 ___________kg/m3。
33.(2021·江苏仪征·八年级期末)小梅想测一个金属块和西红柿的密度,进行了下列两个实验:
(1)用天平和量筒测定金属块的密度:将托盘天平放在水平桌面上,在调节天平横梁水平平衡时,如果指针所处的位置如图甲所示,为使天平横梁在水平位置平衡,应将天平右端的平衡螺母向____移动.把金属块放在调节好的天平的左盘中,当天平横梁水平平衡时,右盘中的砝码以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则金属块的质量是________g;将金属块放入量筒前,量筒中水的体积为60mL,放入后量筒中水面位置如图丙右图所示,则金属块的体积是_______mL,金属块的密度是_______kg/m3.
(2)测西红柿的密度时,采用如图所示的一个底面积为10cm2、装有20cm深水的圆柱状容器,以及细针和电子秤进行测量,其操作顺序以及示数如图A、B、C所示(B图是西红柿在竖直向下的细针的作用下刚好全部浸没,C图是西红柿自由漂浮),容器的质量为______g,容器底所受液体压强最大的为______图(选填“A”、“B”、“C”);小梅分析电子秤的数据后可知,西红柿的密度为______g/cm3(保留小数点后两位);同桌小刚认为,小梅的实验操作B至C过程中,西红柿上会沾水,所测西红柿质量偏大,导致西红柿的密度偏大,你认为该说法是______的(选填“正确”或“错误”).
34.(2021·江苏仪征·八年级期末)小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越______;
(2)实验时的情形如图2所示,比较甲图和______图,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)比较图2甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体______有关;
(4)小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平;
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好漫没,如图2丁所示,此时弹簧测力计的示数如图所示,溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为______mL,此时探头所受的浮力为______N;
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长),排开水的质量______(变大/变小/不变),弹簧测力计的示数会______(选填字母)。
A.一直变大B.先不变后变小C.先变大后变小D.先变小后变大
35.(2021·江苏建邺·八年级期末)小美同学想要测量某地沃柑密度,实验操作步骤如下:
(1)当横梁稳定时,指针偏向分度盘的右侧,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向______调;
(2)小美同学选取了一个沃柑,放在已经调平的托盘天平上称量,当天平再次平衡时右盘中所加砝码及游码的位置如图甲所示,沃柑质量是______g;
(3)因沃柑体积较大,放不进量筒,因此他选用一只烧杯,如图乙所示,用大头针将沃柑压入水中浸没(水未溢出且不计大头针的体积),在水面处做标记,然后将沃柑取出,用装有适量水的量筒给烧杯补水至标记处;小美同学测得沃柑的密度是______;
(4)由于图乙取出沃柑时带出部分水,会使密度测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”);
(5)测量完成后,细心的小美同学发现沃柑瓣在水中沉底,于是想测量一下沃柑瓣(不吸水)的密度,他选用了完整的一瓣沃柑,烧杯、天平和适量的水做了实验,如图丙所示:
①在烧杯中装入适量的水,放在托盘天平上,天平平衡时测得质量为210g;
②接着用不吸水的细线将沃柑瓣拴住,使之完全浸没在上述烧杯的水中(未接触烧杯底部,没有水溢出),天平平衡时测得质量为230g;
③松开细线,沃柑瓣沉底,天平平衡时测得质量为233g;
则沃柑瓣受到的浮力为______N;
(6)沃柑瓣的密度为______。
36.(2021·江苏淮安·八年级期末)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作了简易密度计,取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,如图甲所示。
(1)为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3;
b.将其放入密度0.9g/cm3植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9/cm3;
c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个饮料吸管均匀标上刻度;
d.将做好的密度计放入酒精中进行检验,发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。
①如图甲所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在______(选填“p”或“q”)点;
②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度是______(选填“正确”或“错误”)的;
③若被测液体的密度为ρ液,密度计浸入被测液体的深度为h(如图乙),自制密度计的质量为m,横截面积为S,用给定的字母推导出ρ液与h的关系式为________;
(2)小华为了让测量结果更准确,想使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,请为小红设计一种改进方法:________;
(3)小华在吸管中放入金属丝并封口后,将其放入液体中,出现如图丙所示的现象,为顺利完成实验任务,你的解决办法是_______。
37.(2021·江苏鼓楼·八年级期末)小明利用“曹冲称象”原理,在家利用量筒、碗、透明水槽和足量的水(密度ρ水已知)、油性笔等,测量小玻璃珠的密度。
(1)如图所示,实验步骤如下(请将步骤D补充完整):
A.如图甲,把碗放入盛有水的透明水槽中,取一定数量的小玻璃珠放入碗中,用油性笔在水槽外壁“标记”水面位置;
B.如图乙,在量筒内倒入适量的水,记下量筒中水的体积V1;
C.如图丙,取出碗中所有的小玻璃珠后放入量筒中,记下小玻璃珠和水的总体积V2;
D.如图丁,将丙图量筒中的水倒入空碗内,直到水槽中的水面与标记 ______,记下量筒中小玻璃珠和剩余水的总体积V3;
(2)完成下列填空(选用V1、V2、V3和ρ水表示):
①小玻璃珠的总体积为V=______;
②小玻璃珠的总质量为m=______;
③小玻璃珠密度的表达式为ρ玻=______;
(3)为了提高测量精度,有以下几项措施,其中有效的是 ______。
(a)减小水槽的口径
(b)增大碗的容积
(c)增加小玻璃珠的数量
38.(2021·江苏镇江·八年级期末)75%酒精能有效杀灭新冠病毒,小江想测定某消毒用酒精的密度。
(1)其测量酒精密度的实验过程如下:
①将天平放在 ______工作台面上,把游码移至标尺“0”刻度处,指针摆动情况如图甲所示,此时应将右端平衡螺母适当向 ______调节,使天平水平平衡;
②将装有该酒精的烧杯放在天平的左盘,测得其总质量为73g;
③将烧杯中的一部分酒精倒入量筒中,量筒中的酒精体积如图乙所示,为 ______cm3;
④测出烧杯和剩余酒精总质量如图丙所示,其总质量为 ______g,则酒精的密度为 ______g/cm3;
(2)已知该酒精密度为ρ0,小江还利用该酒精来测量某泡沫块的密度,其实验步骤如下:
①用天平测出泡沫块的质量为m1;
②在一个容器中装足量的该酒精,将空瓶叠放在泡沫块上并放入酒精中,使其竖直漂浮,静止时如图丁所示;
③向瓶子中缓慢加水,直到泡沫块刚好浸没,用天平测出此时瓶子和水的总质量为m2;
④泡沫块体积V泡沫=______,密度ρ泡沫=______(表达式均用m1、m2、ρ0表示)。
39.(2021·江苏宝应·八年级期末)为预防新冠肺炎,小明用密度为0.8g/cm3的纯酒精配制了浓度为75%的酒精,他查阅资料得知浓度为75%的医用酒精的密度为0.87g/cm3,为检验自己配制的酒精是否合格,他进行了如下实验和分析:
(1)将天平放在水平台上并将游码移至标尺左端的零刻度线上,横梁静止时指针如图甲所示,此时应将横梁右端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使横梁在水平位置平衡;
(2)将适量配制的酒精倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和酒精的总质量,通过加减砝码的一番操作,当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针仍如图甲所示,接下来他应该______(选填序号);
A.向右调节平衡螺母
B.向右移动游码
C.取下最小的砝码后移动游码
(3)测出烧杯和酒精的总质量为98g后,将烧杯中的一部分酒精倒入量筒,如图乙所示,读出了量筒中酒精的体积;
(4)测量烧杯和剩余酒精的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余酒精的总质量为______g;
(5)小明配制的酒精的密度为______g/cm3。为符合要求,他应该向配制的酒精溶液中添加适量的______(选填“纯酒精”或“水”);
(6)如图丁所示是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计,该简易密度计刻度部分的A、D两点的测量范围是1.0g/cm3~1.6g/cm3,将其放入某种液体中,液面的位置恰好在AD的中点C,则这种液体的密度是______(选填“大于”、“小于”或“等于”)1.30g/cm3;
(7)如图戊所示是三位同学用不同的粗细均匀吸管制成的密度计,竖直漂浮在水中时的情形,则在测量其他液体密度时结果精确度从大到小依次排列为______(选填序号)。
40.(2021·江苏工业园区·八年级期末)某实验小组用夭平和量筒测量一个石块的密度,具体操作如下:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至标尺______,发现天平指针如图所示,应将平衡螺母向 ______(左/右)移动,使天平横梁水平平衡;
(2)用调节好的天平测石块的质量,天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的示数值如图所示,则石块的质量为______g;
(3)实验时,发现石块体积过大,无法放入量筒,小丽只利用圆柱形玻璃筒、塑料碗、刻度尺和适量水也测量出了密度,步骤如下:
A.在圆柱形玻璃筒内加入适量的水,塑料碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h1;
B.将石块放入塑料碗中,碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h2;
C.将石块放入筒内的水中,碗漂浮在水面上,测出筒内水面的高度h3。
①小石块密度的表达式为ρ石=______(已知水的密度为ρ水,用所测量的符号表示);
②有同学提出,石块在放入水中时吸水,那么会导致所测密度______(选填“偏大” “偏小”或“仍准确”)。
41.(2021·江苏溧阳·八年级期末)小明和小华利用吸管、细铜丝、石蜡等材料自制简易密度计。
(1)小明将自制的密度计放入水中,发现密度计不能直立漂浮,其原因可能是 ______;
(2)改进后小明用刻度尺测出密度计的长度为h,然后将密度计放入水中,测出密度计露出水面的高度为h1,再将该密度计放入待测液体中,密度计露出液体表面的高度为h2,如图甲所示,已知水的密度为ρ水,请写出待测液体密度的表达式:ρ=______(用上述物理量字母表示);
(3)通过实验,小明在密度计上标出了0.8g/cm3、1.0g/cm3、1.2g/cm3三条刻度线,发现相邻刻度线间距 ______(相等/不相等);
(4)把制作好的密度计先后放入三种不同的液体中,静止时如图乙中a、b、c所示。则
①密度计在三种液体中受到的浮力 ______;
A.a最大
B.b最大
C.c最大
D.a、b、c一样大
②三种液体密度的大小关系正确的是 ______;
A.ρa>ρb>ρc
B.ρb>ρa>ρc
C.ρa>ρc>ρb
D.ρb>ρc>ρa
(5)小明用粗细不同的吸管制作了A、B两支质量相同的密度计,通过实验刻出(3)中的三条刻度线,发现一支刻度线疏、一支刻度线密,小明测出刻度线到配重端的吸管长度h,作出h与对应液体密度的倒数的关系图像如图丙所示,则 ______(填字母)。
A.密度计A刻度线疏,吸管粗
B.密度计A刻度线密,吸管粗
C.密度计B刻度线疏,吸管粗
D.密度计B刻度线密,吸管粗
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 形变程度 受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显 甲丙 没有控制压力相同
【详解】
(1)[1]压力的作用效果是利用转换法,通过观察海绵的形变程度来观测的。
(2)[2]甲乙两次实验,海绵的受力面积不变,受到的压力变大了,形变也随之变大了。所以,实验结论是:受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。
(3)[3]如果研究压力与受力面积的关系,应该保持压力大小不变,改变受力面积。甲丙两图中,海绵的受力面积发生了变化,但所受压力不变。
(4)[4]如果研究压力作用效果与受力面积的关系,应该保持压力不变,改变受力面积,观察压力的作用效果。当把物体B切成两半时,压力与受力面积都发生了变化。所以,不能根据实验现象得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
2. 海绵的凹陷程度 转换法 受力面积一定时,压力越大 乙、丙 =
【分析】
【详解】
(1)[1][2]根据转换法,本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)[3]通过比较图甲、乙知,受力面积相同,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,说明受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)[4]研究压力作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力相同,改变受力面积的大小。故通过比较图乙、丙两图,说明压力作用效果与受力面积大小有关。
(4)[5]图丙和图丁支持面受到的压力相同,受力面积也相同,根据可知,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小相等。
3. 弹簧测力计没有沿水平方向拉动 匀速直线运动 压力大小 2、3 3 不需要 水平向右 2.8 不变 变大
【分析】
【详解】
(1)[1][2]如图乙,弹簧测力计应该沿水平方向上拉动,且只有在水平方向上匀速拉动,此时的拉力才等于摩擦力,故错误之处在于弹簧测力计没有沿水平方向拉动;应拉动弹簧测力计使木块做匀速直线运动,才处于平衡状态,拉力和摩擦力才是平衡力,才能间接测出摩擦力的大小。
(2)[3]比数 1、2 两次实验,相同的长木板,压力不同,故探究的是滑动摩擦力的大小与压力的关系。
(3)[4]为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,即变量是接触面粗糙程度,压力需要保持相同,故是2、3两次实验。
(4)[5]从图丁可以看出,在2~6s时,物体做匀速运动,此时的拉力等于摩擦力,而从图丙可知,2~6s时,拉力为3N,故摩擦力的大小为3N,木块在第 7s 时的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与压力和接触面的粗糙程度有关,压力与接触面的粗糙程度没有变,故摩擦力的大小不变,故为3N。
(5)[6][7][8] 实验中长木板不需要匀速,因为长木板与木块之间的摩擦力是滑动摩擦力,其大小不变;此时对木块进行受力分析,木块静止,木块受到了向左的拉力和摩擦力,拉力和摩擦力是平衡力,故摩擦力的方向是向右;如图戊,其大小为2.8N。
(6)[9][10]木块受到的摩擦力是滑动摩擦力,与接触面积无关,压力和接触面的粗糙程度都没有变,故摩擦力的大小不变;压力等于重力,压力不变,受力面积变小,木块对木板的压强变大。
4. 海绵的凹陷程度 甲丙 当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【详解】
(1)[1]压力的作用效果主要表现是改变海绵的形状,所以,实验中通过观察海绵凹陷程度比较压力作用效果大小。
(2)[2]要探究压力的作用效果与压力大小的关系时,应控制受力面积相同,改变压力的大小。由图可知,甲丙两图符合实验要求。
(3)[3]对比甲、乙两图知,压力相同,受力面积不同,压力作用效果不同,故可得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
5. 海绵的形变程度 压力大小 受力面积 相同 甲、乙 可以
【分析】
【详解】
(1)[1]根据转换法,实验中该同学通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果。
(2)[2][3]比较甲、丙两图知,压力相同,丙中受力面积小,压力作用效果明显,故得到结论是:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[4]如图丁所示,将两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在海绵上,根据可知,和丙相比,因压力和受力面积都为原来的2倍,故压强不变,则此时压力的作用效果与图丙相比相同。
(4)[5]甲乙实验中,受力面积相同,压力越大,压力的作用效果越明显;压路机的碾子质量很大(重力很大,压力也很大),用来增大压强,是应用以上甲乙两图的实验结论。
(5)[6]比较乙、丙两图知,因丙中海绵的凹陷程度大,丙中压力的作用效果大,故可以判断压力的作用效果大小。
6. 海绵的凹陷程度 当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显 乙丙 = 错误 没有控制压力大小相同
【分析】
【详解】
(1)[1]海绵受力后发生形变,即向下凹陷,凹陷深度越大,作用效果越明显,故压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷深度来比较的,属转换法的运用。
(2)[2]通过比较图甲和乙可以看出,受力面积相同,压力大小不同,故可得出:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[3]要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应控制压力相同,受力面积不同,故应比较乙、丙两图。
(4)[4]比较图丙和图丁可知,两次的压力相同,受力面积也相同,只所以形变程度不同是因为受压面的材料不同,由公式p=可知,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为p丙=p丁。
(5)[5][6]图戊,将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,由于没有控制压力大小相同,所以得出压力的作用效果与受力面积无关的结论是错误的。
7. 海绵的凹陷程度 甲 压力越大 丙 没有控制压力的大小相同 =
【分析】
【详解】
(1)[1]根据转换法,图中压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)[2][3]研究压力的作用效果与压力大小关系时,要控制受力面积一定,改变压力的大小,故通过比较图甲和图乙,甲乙两图说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[4]研究压力的作用效果与受力面积关系时,要控制压力一定,改变受力面积,故通过比较图乙和图丙,乙丙两图说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[5]研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变。
(4)[6]将同样的小桌和砝码放在如图戊所示的木板上,根据,因压力和受力面积相同,故丙中海绵受到的压强p等于图戊中木板受到的压强p′,即
p=p′
8. C 深度 不可靠 没有控制金属盒浸入液体中的深度不变 C
【分析】
(1)使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,应重新进行安装;
(2)探究液体压强跟深度关系时,控制液体的密度不变,改变液体深度;
(3)探究液体压强跟密度是否有关时,控制深度不变,改变密度的大小;
(4)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系.
【详解】
(1)若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选C;
(2)金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强跟液体深度有关;
(3)小强要探究液体内部压强与液体密度的关系.则应保持深度不变.小强保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体是深度增大,密度增大,U型管左右液面差增大,没有控制金属盒浸入液体中的深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论;
(4)根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U型管粗细无关,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”和“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“将U型管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选C.
9. 液面高度差 深度 液体密度 不能
【分析】
【详解】
(1)[1]压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管两侧液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小。
(2)[2]将压强计探头分别置于水中a和b点处进行实验,会观察到U形管两侧液面的高度差为
hb>ha
探头慢慢下移,深度变大,发现U形管两侧液面的高度差逐渐增大,故结论为,同种液体深度越深,压强越大。
[3]由图乙可知,a、c两处等高,在深度相同的不同液体中,液体密度越大,压强越大,这是为了研究液体压强与液体密度的关系。
(3)[4]向烧杯内加一定量的清水,因为水未溢出,食盐水的总重力增大,由于烧杯的底面积不变,所以食盐水对烧杯底部的压强增大,故不能达到使盛盐水e点所受液体压强变小的目的。
10. B 同种液体,液体内部压强随液体深度的增加而增大 不可靠 没有控制金属盒浸入液体的深度相同 B
【分析】
【详解】
(1)[1]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;要U形管两边的液面相平,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;选B。
(2)[2]甲、乙两图液体的密度相同,探头在液体中的深度不同,U形管中液面的高度差不同,探究液体压强与深度的关系,得出结论是同种液体,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(3)[3][4]由(c)和(d)两图知,金属盒在两种液体中,并且所在的深度不同;由此得到压强与密度的关系结论是不可靠的,因为没有控制金属盒浸入液体的深度相同。
(4)[5]要探究液体压强与液体密度的关系,需采用密度不同的两种液体,且液体密度相差越大,效果越明显;
A.同时将深度增大压强都会增大,但不能使两侧液面高度差对比更加明显,不符合要求;
B.U形管中换密度更小的液体,U形管左右两侧液面的高度差较大,效果明显,符合要求;
C.U形管内换成密度较大的液体,U形管左右两侧液面的高度差较小,效果不明显,不符合要求。
综上所述,B方法可使效果更明显。
11. 小 不可靠 没有控制两容器中橡皮膜的深度相同 大 大
【详解】
(1)[1]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,压强计会出现漏气现象,会发现U形管两边液柱的高度差变化小。
(2)[2]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大,说明此时的液体压强越大,采用了转换法。液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。小明把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图 (甲)中U形管两边的液柱高度差较小,认为图(甲)烧杯中盛的是酒精,他的结论不可靠。
[3]实验中液体的密度和深度均不相同,即理由是没有控制两容器中橡皮膜的深度相同。
(3)[4][5]小明发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,根据转换法,表示液体的压强就越大。
【点睛】
本题探究影响液体压强大小的因素,主要考查转换法、控制变量的运用。
12. B 增大 上窄下宽 液面位置改变(或探头位置深度增加) 上移
【分析】
【详解】
(1)[1]如图甲,组装好的压强计的U形管只有一侧与大气连通,不是连通器,此时U形管中两侧液面有高度差,则需拆除胶管,等U形管左右两侧液面相平后再重新安装。
(2)[2]分析乙、丙两图可知,橡皮膜在液体中越深时,U形管左右两侧液面的高度差越大,说明同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
[3]由于同种液体内部越深的地方压强越大,故水利工程建设时,将拦河大坝做成上窄下宽的形状。
(3)[4]压强计探头的位置保持不变,然后向容器内加入适量的浓盐水,液体密度变大的同时,压强计探头所处的深度也变大了,故该同学得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论是不可靠的。
[5]为了控制压强计探头所处的深度相同,应将探头适当上移。
13. 液体内部有压强(液体内部有向上和向下的压强) 实验现象明显或可探测各个方向的压强 液体密度
【分析】
【详解】
(1)[1]由图甲可知,两端的橡皮膜均向里面凹陷,说明液体向下、向上都有压强。
(2)[2] 用甲做实验时,压强的大小变化是通过橡皮膜的凹陷程度来显示的,当压强变化较小时,橡皮膜的凹陷程度变化较小,不易观察;用乙做实验,压强的大小变化是通过U形管液面的高度差来显示的,当压强变化较小时,液面的高度差较明显,易于观察。
(3)[3]用压强计探究液体内部压强时,液体内部压强的大小是通过U形管两侧的液面高度差来反映的,U形管两侧液面的高度差越大,液体压强越大;由图丙可知,压强计的金属盒所处的深度相同,朝向相同,U形管两侧液面的高度差不同,故两种液体的密度不同,他们正在探究液体内部压强与液体密度的关系。
14. 液体压强计气密性不好 A 各个方向 不可靠 没有控制深度不变 < C
【分析】
【详解】
(1)[1][2]安装好液体压强计后,发现不管用力重压还是轻压,U形管内水面高度差几乎不变,说明压强计各部分之间连接不够严密,有漏气现象,接下来的操作应该是取下软管重新安装,故选A。
(2)[3]由图D、E、F可知,橡皮膜所处的液体深度不变,只改变橡皮膜的方向,U形管液面高度差相等,说明在同一液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(3)[4][5]小明保持C图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体是深度和密度同时增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度不变,不能探究液体压强跟密度的关系。
(4)[6]橡皮膜由于发生形变,自身产生一个向外的压强,所以根据压强计液面高度差计算出的压强小于用烧杯液体深度计算出的压强。
(5)[7]探头在下列液体中的深度相同,根据可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在烧杯中换密度差更大的液体,U形管左右两侧液面的高度差最大;U形管中换用密度更小的酒精,U形管左右两侧液面的高度差较大;将U形管换成更细的不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选C。
(6)[8]橡皮膜与水平面相平时,橡皮膜两侧压强大小相等,根据液体压强公式p=ρgh得
p水=ρ水gh5,p盐水=ρ盐水gh4
即
ρ水gh5=ρ盐水gh4
盐水密度的表达式为
15. 高度差 不漏气 深度 > D A a
【分析】
【详解】
(1)[1]图甲所示压强计是通过U形管中两侧液柱的高度差来反映液体压强大小,U形管左右液面差越大,压强越大。
[2]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[3]将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,探头慢慢下移,深度变大,发现U形管两边液面的高度差逐渐增大,故结论为:深度越深液体压强越大。
(3)[4]将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,在相同的深度时,探头在浓盐水时U形管两边液面的高度差增大了,即压强变大了。
(4)[5]比较四点情况知道,D点位于密度大,且深度大的位置,所以该点液体压强最大。
(5)[6]根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细无关,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“将U形管换成更细的”“将探头在原位置旋转180°”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选A。
(6)[7]根据题意知道,
由于B点有水喷出,说明B点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,即
ρ水g(hD+hDA+hAB)>ρ盐水g(hDA+hAB)
ρ水g(hD+hDA)+ρ水ghAB>ρ盐水ghDA+ρ盐水ghAB
因为ρ水ghAB<ρ盐水ghAB,所以
ρ水g(hD+hDA)>ρ盐水ghDA
即在A点水产生向外的压强大于盐水产生向内的压强,所以水会喷出。
故选a。
16. 活塞 C 有刻度部分 A
【分析】
【详解】
(1)[1]在实验中通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力,所以研究的是大气对活塞的压力。
(2)[2]实验中选用注射器B,把弹簧测力计拉到最大,活塞没动是其受到大气的压力太大,而大气压在实验过程中没变化,据知,所选注射器活塞的横截面积太大了,所以应改选注射器C来进行探究。
(3)[3]方案甲中,读出注射器的容器V及测量注射器的有刻度部分的长度L,这样便可求出注射器的活塞的横截面积
[4]拉动测力计到活塞滑动时,测力计的示数即为活塞所受到的大气的压力,所以测出的大气压值
(4)[5]橡皮帽封住的注射器小孔有残余空气时,活塞除了受到外部大气的压力外,还受到内部大气的压力,那么测力计所需的拉力会变小,那么测得的压强值变小;刻度尺的读数没读准,若是读小了,会造成测量结果偏小,若是读大了,会造成测量结果偏大;活塞与注射器不完全密封,则所需的测力计的示数会变小,即测得的压力变小,得出的压强值变小;活塞与注射器筒壁间有摩擦,则测力计的示数会变大,测得的压强值会变大,所以一定会使测量值小于真实值的是A选项。
(5)[6]如图丙的探究中,当活塞向左滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G1、向右的大气压力和向右的滑动摩擦力的作用。当活塞向右滑动时,它受到向左的拉力,其大小等于G2、向左的滑动摩擦力及向右的大气压力的作用。而整个过程的摩擦力不变,大气的压力也不变,所以有
G1=f+F,G2=F-f
解以上两式得,大气压力
那么大气压的值
17. 排尽筒内空气 静止 有刻度部分 FL/V 小 将注射器吸水后针口向上,缓慢推动活塞至顶端,将水排出 活塞
【详解】
(1)实验步骤:
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是:排尽空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始运动时,记下弹簧测力计的示数,即等于大气对活塞的压力F,此时活塞相对于地面是静止的;
C.用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度,记为L,读出注射器的容积V,则活塞的面积 ;
D.此时大气压的数值: ;
(2)①步骤A中注射器顶端针头处有少量空气无法排尽,这会使弹簧测力计的示数偏小,由可知,使测量结果偏小;改进的方法是,先让注射器吸入少量水,缓慢推动活塞至顶端,将水排出;
②测量大气压强时,要对活塞进行受力分析,水平方向活塞受大气压力和弹簧测力计的拉力,当活塞静止时,二力平衡,利用二力平衡条件可以测出大气压力.
18. 活塞 平衡力 6.00 1.1×105Pa 当注射器气体无法排尽时,所测量的大气压值会偏小 甲 拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程
【分析】
【详解】
(1)[1]该实验中以活塞为研究对象,分析研究的是大气对活塞的压强。
(2)[2]注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力。
(3)[3][4]如图,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为
L=8.00cm2.00cm=6.00cm
注射器的全部刻度部分的体积
V=4.5mL=4.5cm3
注射器的横截面积
S==0.75cm2
根据(2)中测力计的示数可知大气压力为F=8.2N,大气压强的数值为
p==≈1.1×105Pa
(4)[5]当注射器气体无法排尽时,拉力F的值会减小,在面积S不变时,由p=可知,所测量的大气压值会偏小。
(5)[6] [7] 因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约p=100000Pa时,若面积为S=2cm2=0.0002m2时,由p=可得
F=pS=100000Pa×0.0002m2=20N
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以实验时应选用甲注射器。
19. 有刻度部分 排尽注射器内的空气 活塞 F2 不变 C
【分析】
【详解】
(1)④[1]注射器针筒的容积V等于注射器活塞的横截面积乘以有刻度部分的长度L,因此读出注射器针筒的容积V,需要测出有刻度部分的长度L,即可根据S=计算出注射器活塞的横截面积。
(2)[2]实验需要排尽注射器内的空气,使活塞下端不受气体压力,故将注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是排尽筒内的空气。
(3)[3]活塞有一定的面积,实验中需要拉动活塞,根据F=pS可知,活塞受到一定的大气的压力,所以探究的是大气对活塞的压力。
(4)[4]取下注射口的橡皮帽,用手慢慢向下拉注射器筒,注射器筒与活塞相对运动,产生摩擦,不考虑活塞重力,因活塞上下均受大气压力,相互抵消,此时活塞受两个力,向上的拉力F2和向下的摩擦力f,二力平衡,大小相等,即f=F2。
[5]分析②中活塞受力可知,不考虑活塞重力,活塞受三个力,向上的拉力F1和向下的摩擦力f和向下的大气压力F,故活塞受到的大气压力为
F= F1-f= F1- F2
则活塞受到的大气压强
p===
(5)[6]如果考虑活塞的重力,则有f=F2-G,且F= F1-f-G,两次重力相减,正好抵消,仍然得到F= F1- F2,故对实验结果无影响,实验结果不变。
(6)[7]因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用小量程(较细)的注射器,故选C。
20. 往玻璃瓶内吹气,增大气压,使液柱升高 下降 大 不变
【详解】
(1)[1]将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度,但高度不够,这时应该往玻璃瓶内吹气,增大气压,使液柱升高到瓶口以上适当位置。
(2)[2][3]四楼移到一楼过程中,高度减小,大气压增大,管内水柱高度会降低,因为大气压随高度的减小而增加,所以,越往低处大气压越大。
(3)[4] 若将玻璃管换成更细的,则同样从从四楼移到一楼过程中,大气压增大相等,由p=ρgh知道,所以h不变,即玻璃管内水柱高度变化相同。
21. 排尽筒内的空气 2.50 水平向右 9×104 筒内残留空气 6mL
【分析】
【详解】
(1)[1]将注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是排尽筒内的空气。
(2)[2]因活塞为圆柱体,知道注射器的容积,而活塞的横截面积可以通过公式来求出,所以需要用刻度尺量出针筒全部刻度部分的长度
(3)[3]水平向右加速拉动注射器筒,此过程中活塞受到的摩擦力方向为水平向右。
(4)[4]弹簧测力计的示数为4.2N,摩擦力为0.6N,则大气压力
大气压强
[5]筒内残留空气、弹簧测力计和刻度尺的读数有误差都会造成测得的大气压值误差较大。
(5)[6]由表中数据可知,压强和体积的乘积是一个定值,即
由此可得p与体积V的数学关系式为
[7]当小明不推拉活塞时,此时压强为100kPa,所以注射器内的空气体积为
22. 排出注射器中的空气 甲 拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程 全部刻度的长 见解析
【分析】
【详解】
(1)[1]实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气。
(2)[2][3]因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由 可得,活塞受到大气的压力
F=pS=100000Pa×0.0002m2=20N
因为已知弹簧测力计量程为10N,在拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程,所以实验时应选用甲注射器,
(4)[4][5]已知大气对活塞的压力,根据可知需要测量活塞的横截面积,读出注射器的容积V,需要用刻度尺测出注射器的全部刻度的长,记为L,活塞的横截面积
S=
(5)[6]根据可知此时大气压的数值
(6)[7]测量值偏大的原因是:活塞与筒壁有摩擦,使力F大于大气的压力,根据可知测量值偏大。
23. BCA 排尽吸盘内的空气并防止漏气 不能 小 吸盘内空气未排尽 大气向各个方向都有压强
【分析】
【详解】
(1)[1]观察ABC三个步骤,应该是将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘,把吸盘与光滑玻璃板中间的空气全部挤出来,那么这时吸盘上部分,会受到一个向下的大气压力作用,用弹簧测力计勾着吸盘缓慢向上,这时吸盘处于平衡状态,受力平衡,竖直方向上受到向下的大气压力作用,还有向上的测力计拉力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力;所以正确的实验步骤是BCA。
(2)[2]实验中小玮将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是排尽吸盘内的空气,由于吸盘有水,可以防止漏气。
(3)[3]如果实验中小玮所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘的面积是,大气压约为1.0×105Pa,根据可知,作用在吸盘上的大气压力是
作用在吸盘上的大气压力是100N,而所用的弹簧测力计的量程是0~5N,最大示数只是5N,不可能达到100N,那么她不能测出大气压的大小。
[4]由[3]解析可知,要用量程是0~5N弹簧测力计,测出大气压的值,而作用在吸盘上的大气压力是100N,那么大气压力要变小,根据可知,大气压强是不变的,那么吸盘的面积要变小,即要测出大气压的大小,实验中所选吸盘的面积应尽量小一些。
(4)[5]小玮通过实验测出的大气压值与1个标准大气压值相差很大。她分析,可能是测得的吸盘的面积不准确,也可能是吸盘与玻璃板面脱离时,弹簧测力计的读数不准确,还可能是吸盘内空气未排尽,吸盘内有向上的大气压力,导致测力计的示数不是等于向下大气压力的大小,那么根据,得到的大气压强值不等于1个标准大气压值。
(5)[6]小玮又把玻璃板分别斜放、立放,也都测出了大气压的值,则斜放、立放,吸盘都受到大气压的作用,这说明了大气向各个方向都有压强。
24. D、E 排开液体的体积 液体的密度 小于 1 2.7×l03
【详解】
(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由ADE图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系,要控制排开液体的密度相同,由分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关.
由分析比较A、E、F可知:图知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关.
(2)根据称重法可知:物块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;物块在另一液体中受到的浮力为:F浮′=2.7N﹣1.9N=0.8N;
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度小于水的密度.
(3)物块在水中受到的浮力为:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N;
V排10﹣4m3
金属块的体积:V=V排
金属块的质量:m0.27kg
金属块的密度:ρ2.7×l03kg/m3
25. 3 正确 错误 排开液体的体积 无关 能 没有测量出此时瓶子(含沙子)的重力
【详解】
(1)[1]木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度,其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3。
(2)[2]①B、C实验中物体在水中的深度不同,测力计示数不同,由称重法,两实验中受到的浮力不同,故根据A、B、C的结果,可得猜想1是正确的。
[3]而C、D实验中,浸入液体的深度不同,两实验中,测力计示数相同,由称重法,两实验中受到的浮力相同,根据A、C、D的结果,可得猜想1是错误的。
[4][5]B、C实验中排开液体的体积不同,而C、D实验中排开液体的体积相同,深入分析上述现象,可得:浮力大小与排开液体的体积有关,与浸入液体的深度无关。
[6]研究浮力与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证。
[7]根据称重法测浮力
将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,则此时瓶子(含沙子)的重力小于,为验证猜想3,即浮力与物体的密度有关,应测量出此时瓶子(含沙子)的重力,故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含沙子)的重力。
26. 4.8 2##2.0 排开液体的体积 丙、丁 B
【详解】
(1)[1]图甲中,测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数
F1=4.8N
(2)[2]根据甲、丙两图,由称重法测浮力,物体完全浸没在水中时所受的浮力为
F浮=G-F丙=4.8N-2.8N=2N
(3)[3]分析图中乙、丙两图实验数据可知,排开液体的密度相同,丙中排开液体的体积大,测力计示数小,由称重法测浮力,丙中物体受到的浮力大,得出的结论是:物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
[4]研究物体所受的浮力大小与排开液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度大小,故分析图中丙、丁两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。
(4)[5]实验中采用的探究方法称为控制变量法。
A.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点,采用了等效替代法,故A不符合题意;
B.探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力不变,采用了控制变量法,故B符合题意;
C.用乒乓球弹开幅度大小比较鼓面响度的强弱,采用了转换法,故C不符合题意。
故选B。
27. B 1 G排液 A 变大 乙 CD 同种 不变 不变
【详解】
(1)[1]为了减小误差,应该先测空筒重力,之后测出物体的重力,再将物体浸入水中,收集溢水杯中排出的水,最后,测量溢出的水与小筒的总重。故最优顺序为丁、甲、乙、丙。
(2)[2][3]物体重2N,物体浸在水中后,测力计示数为1N,那么,物体受到的浮力的大小为
F=2N-1N=1N
根据实验数据可以知道,排开的水的重力为
G排液=1.5N-0.5N=1N
从这两个数据可以初步得出结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于排开的液体的重力。
(3)[4]若水面未到溢水口,则物体排的水未全部进入小筒,会影响实验数据的准确性。物体未全部浸没在水中,只是与全部浸没时受到的浮力不同,但不影响实验数据的准确性。故选A。
(4)[5]盐水的密度大于水的密度。在物体排开的液体体积相同的情况下,根据阿基米德原理可以知道,物体受到的浮力会增大的。
(5)[6]当物体漂浮在水面上时,处于平衡状态,受到的浮力与自身重力相等,所以,乙步骤不需要测力计。
(6)[7]根据控制变量法的要求,选择的两个物体体积应该相等,密度不同。故选择C、D两个物体。
[8]根据控制变量法的要求,只是变更物体的密度,其他因素不变,故应研究这两个物体在同种液体中受到的浮力情况。
(7)[9]物体浸入水中后,水会流出,杯中水的深度不变,根据液体压强特点可以知道,水对杯底的压强是不变的。
[10]水对杯底的压强不变,杯底的面积未变,根据公式
F=pS
可以知道,水对杯底的压力不变,杯的重力不变,故杯对秤的压力是不变的。所以秤的读数不变。
28. 左 61.6 22 2.8×103 偏小 ρ石 不变
【分析】
【详解】
(1)[1]把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,指针指在分度盘中线右侧,说明天平的左端上翘,平衡螺母向上翘的左端调节,使天平在水平位置平衡。
(2)[2]石块的质量
m=50g+10g+1.6g=61.6g
(3)[3][4]石块的体积
V=62mL﹣40mL=22mL=22cm3
石块的密度
(4)[5]石块的体积测量值等于气泡的体积和石块的体积之和,故石块体积测量值偏大,故密度测量值偏小。
(5)[6][7]设容器的底面积是S,石块的体积V'=Sh1,由①③步骤得,石块放在塑料盒中,石块的重力等于塑料盒增加的浮力,故石块的重力
G=F浮=ρ盐水gV排=ρ盐水gS(h1+h2)
石块的质量
则石块的密度
则盐水的密度
由于石块带入塑料盒中一部分水,塑料盒、带入的水和石块的总重力增加,排开水的重力增加,增加的重力等于增加的浮力,增加的浮力等于增加的塑料盒排开盐水受到的重力,故盐水面高度不变,测量结果不变。
29. 竖直 物体排开液体的体积 4 5×10-3 1.2×103 1.15×103
【分析】
【详解】
(1)[1]重力的方向是竖直向下,要测量重力需要将测力计处于竖直方向将指针调至“0”刻度线上。
(2)[2]比较图甲中A、B、C的数据知,物体浸入酒精中的体积不同,即排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,可以得出浮力的大小与排开液体的体积有关。
(3)[3]如图甲中AD所示,圆柱体浸没在水中所受的浮力
F浮=G-F=6N-2N=4N
(4)[4]空气中弹簧测力计的示数G=6N,完全浸没在酒精中弹簧测力计的示数为2.8N,则圆柱体受的浮力
F浮=G-F=6N-2.8N=3.2N
根据F浮=ρ液gV排知圆柱体的体积为
V=V排=
将该圆柱体放在烧杯底部,然后向烧杯中倒另一种液体,液体深度增至8cm以后,浮力不再变化,说明圆柱体的高度为8cm,圆柱体的底面积为
[5]未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为
[6]液体的密度为
30. A、D、E 物体排开液体的体积 火星 测力计的分度值为
【分析】
【详解】
(1)[1]研究浮力大小跟液体密度的关系,需要保证物体排开液体的体积相同,让液体的密度不同,故需分析图A、D、E。
(2)[2]分析图A、B、C、D,物体排开水的体积逐渐变大,测力计的示数逐渐变小,根据
可知,物体所受浮力逐渐变大,当物体排开液体体积不变时,浮力不变,说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)[3]从图A可知物体的重力为4N,从图E可知物体完全浸没在盐水中测力计的示数为2.8N,故物体完全浸没在盐水中所受的浮力
(4)[4][5]从图D可知物体完全浸没在水中测力计的示数为3N,故物体完全浸没在水中所受的浮力
她通过查资料得到
,,
根据
可得出物体A浸没在水中时,在金星、木星、火星所受的浮力分别为: 、 、。从图中可知测力计的分度值为,只能测量出整数倍数的力的数值,故利用如图所示弹簧测力计在火星做实验更科学,理由是测力计的分度值为。
31. 2.8 1 无关 物体排开液体的体积 不能 没有控制排开液体的体积相同
【分析】
【详解】
(1)[1]由图可知,物体静止在空中,弹簧测力计示数等于物体重力,弹簧测力计的分度值是0.2N,因此物体重力为2.8N。
(2)[2]由图乙可知,弹簧测力计的示数为1.8N,则金属块浸在水中时受到的浮力
F浮=G﹣F乙=2.8N﹣1.8N=1N
(3)[3]分析乙、丙两图可知,当金属块浸没入水中后,在不同的深度,测力计的示数是相同的,则金属块所受的浮力相同,即浮力的大小与它浸入水的深度无关。
(4)[4]由图甲、乙可知,物体浸入液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,测力计示数越小,浮力就越大,即浮力的大小与排开液体的体积有关。
(5)[5][6]对比甲和丁,不能探究浮力的大小与液体密度是否有关,理由是:没有控制金属块排开液体的体积相同。
32. 乙、丁 丙图中物体已接触容器底,受到了容器底的支持力作用,使得测力计的示数变小
【分析】
【详解】
(1)[1]探究浮力的大小与液体密度的关系,应控制排开水的体积和浸没的深度相同,改变液体密度,符合要求的是图甲、乙、丁。
[2]探究浮力的大小与浸没深度的关系,控制的变量应该是排开水的体积和液体的密度,改变深度,选择图甲、乙、丙,比较和的大小,得出结论,但是图丙中的物体接触了容器底,作用,使得测力计的示数变小,使得读数变小,产生了错误结论。
(2)[3]由图甲乙可知物体在水中受到的浮力
[4]由
得物体的体积为
(3)[5]由图甲丁可知物体在盐水中受到的浮力为
由
得盐水的密度为
33. 左 162 20 8.1×103 200 B 0.95 错误
【详解】
(1)[1]由甲图可知,指针偏右,说明天平右端重、左端轻,为使天平横梁在水平位置平衡,不管哪端的平衡螺母,都应向左移动.
[2]由图乙可知,天平游码标尺的分度值为0.2g,则金属块的质量是:
m=100g+50g+10g+2g=162g;
[3]由图丙可知,量筒的分度值为10mL,则金属块的体积是:
V=80mL-60mL=20mL,
[4]则金属块的密度是:
ρ===8.1g/cm3=8.1×103kg/m3.
(2)[5]圆柱状容器底面积为10cm2,水深20cm,则容器中水的体积为:
V水=10cm2×20cm=200 cm3,
根据ρ=可知,容器中水的质量为:
m水=ρ水V水=1g/ cm3×200 cm3=200g,
由图A可知,容器和水的总质量为400g,则容器的质量为:
m容器=400g-200g=200g;
[6]根据p=ρ液gh可知,液体密度相同时,深度越深,压强越大.由图可知,图B中水的深度最深,所以容器底所受液体压强最大的为B图;
[7]由图可知,图B中将番茄浸没水中时电子称的示数为500.8g,则
番茄浸没在水中时电子称示数增大量为:
△m=500.8g-400g=100.8g=0.1008kg,
则番茄浸没在水中时受到的浮力为:
F浮没=△G=△mg=0.1008kg×10N/kg=1.008N.
根据F浮=ρ液gV排,则番茄的体积为:
V番茄=V排总===1.008×10-4m3;
由图C可知,番茄、水、容器的总质量为495.8g,则番茄的质量为:
m番茄=495.8g-400g=95.8g=0.0958kg.
则番茄的密度为:
ρ番茄===0.95×103kg/m3= 0.95g/cm3.
[8] B至C过程中,西红柿上沾的水是原来容器中的,不会影响测量结果,所以该说法是错误的.
34. 大 乙 密度 20 0.2 变小 C
【分析】
【详解】
(1)[1]橡皮膜形变程度越大,说明所受压力越大,则对应所处位置液体压强越大;
(2)[2]为比较在同种液体中,液体内部压强随深度的变化关系,则根据控制变量法可知,应对比在同种液体不同深度时,即图甲和图乙;
(3)[3]比较图2甲图和丙图,液体密度不同,所处深度相同,且盐水中橡皮膜形变量更大,则可得出结论为:液体内部压强与液体密度有关;
(4)②[4][5]由丁图可知,此时溢出水的体积为20mL,合2×10-5m3,由阿基米德定律可知,排开水的重力大小等于物体所受浮力大小,则此时探头所受的浮力为
③[6]探头从丁图位置不断缓慢往下放的过程中,橡皮膜形变程度逐渐增大,则排开水的体积逐渐减小,即排开水的质量减小;
[7]在探头触碰到底面之前,由于深度增加,压强增大,橡皮膜形变变大,体积变小。排开液体重力变小,则探头所受浮力变小,探头重力不变,则弹簧测力计示数为
可知弹簧测力计示数逐渐变大,当探头触碰到底面后,弹簧测力计继续下降,弹力减小,故弹簧测力计示数先变大后变小。
故选C。
35. 左 156.8 偏小 0.2
【分析】
【详解】
(1)[1]横梁稳定时,指针偏向分度盘的右侧,则左盘高,根据“哪边高往哪边调”可知,要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向左调节。
(2)[2]如图甲沃柑质量是
m=100g+50g+5g+1.8g=156.8g
(3)[3]沃柑体积等于补入水的体积
V=800mL-520mL=280mL=280cm3
沃柑密度为
(4)[4]由于图乙取出沃柑时带出部分水,则使所测体积偏大,根据可知所测密度偏小。
(5)③[5]沃柑瓣所受浮力为
F浮=G2-G1=0.23kg×10N/kg-0.21kg×10N/kg=0.2N
(6)[6]沃柑瓣质量和体积分别为
m瓣=m3-m1=233g-210g=23g=0.023kg
沃柑瓣密度为
36. p 错误 用更细的吸管做密度计 减少吸管下端的一些金属丝
【分析】
【详解】
(1)[1]密度计漂浮在液面上,所受的浮力与物体的重力相等,即密度计在酒精和水中受到的浮力相等,因为酒精的密度小于水的密度,由F浮=ρ液gV排可知,浸在水中的体积小于浸在酒精中的体积,即V排水<V排酒,所以密度计放在酒精中,液面的位置在水密度值刻度线的上方,即刻度0.9应该在p点。
[2][3]因为V=Sh,密度计漂浮,则F浮=G物,即
ρ液gV排=ρ液gSh=G物=mg
解得,则这支密度计处于漂浮状态时浸没在液体中的深度h与液体的密度ρ液成反比,所以密度计刻度不均匀,即小明这样均匀标示刻度错误。
(2)[4]因为ΔV=Sh,所以要让h变大,则应减小S,即用更细的吸管做密度计。
(3)[5]图中密度计沉底,浮力小于重力,要使密度计漂浮,应该减小密度计重力,故减少吸管下端的一些金属丝。
37. 相平 V2-V1 ρ水(V2-V3) ρ水 ac
【分析】
【详解】
(1)[1]当丁图水槽中液面与标记相平时,甲图与丁图中碗排开水的体积相等
V排甲=V排丁
(2)①[2]由乙、丙两图