第9章 压强实验练习题
一、实验题
1.(2021·湖北武汉·八年级期中)如图所示是“探究影响压力作用效果的因素”的实验,请注意观察、分析,回答下列问题。
(1)实验中是通过比较海绵的______来显示压力作用效果;
(2)分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上放砝码的目的是为了增大______;可以得出的结论:当______相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)分析比较图乙、丙实验现象,可以得出实验结论:当压力相同时,受力面积______,压力的作用效果越明显;
(4)此实验______(选填“能”或“不能”)用木板代替海绵,原因是______。
2.(2021·湖北黄冈·八年级期中)在探究影响压力作用效果的影响因素时,小红同学利用小桌、海绵和砝码(实验中砝码都相同)等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,这种研究方法称为___________;
(2)比较甲、乙两图,可以初步得出的结论是当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)小红联想到坦克车履带的设计,这可用___________两组实验所得结论解释;
(4)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上如丁图所示,比较图丁与图丙,小桌对木板和海绵的压强___________(选填“相同”或“不相同” )。
3.(2021·湖北黄冈·八年级期中)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________。
4.(2021·湖北黄冈·八年级期中)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是______(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到;液体的压强与______有关;
(4)比较______两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
5.(2021·湖北孝感·八年级期中)两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,小明试着用压强计将它们区分开。
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图甲所示的情景。出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压______大气压(填“大于”、“小于”或“等于”);调节的方法是( )
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)小明再作图乙所示的检查。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是______;
(3)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图丙和丁所示。他发现图丁中U形管两边的液柱高度差较大,于是认为图丁杯子中盛的是盐水。老师认为小明的结论是不可靠的原因______。
6.(2021·湖北鄂州·八年级期中)在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,探究液体压强的工具是_____________。
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状_________(选填“有关”或“无关”)。
(3)乙、丙两图是探究液体压强与_________的关系,结论是:________。
(4)在图甲中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小________。
7.(2021·湖北宜昌·八年级期中)小明想用如图所示的装置测出某种液体的密度,请将他的实验步骤填写完整:
(1)在隔板的左侧注入一定质量的水,水面在橡皮膜以上;
(2)在隔板的右侧注入待测液体,直到橡皮膜______(填“向左凸”、“向右凸”或“沿竖直方向”);
(3)用刻度尺分别测出从______到______的竖直高度h水、h液;
(4)待测液体的数学表达式为ρ液=______。
8.(2021·湖北武汉·八年级期中)在“研究液体内部的压强”的实验中操作过程如图所示
(1)实验中U形管左右两侧液面高度差的大小,反映了薄膜所受压强的大小,这种研究物理问题的方法叫______。
(2)通过比较A、B、C三图可得出结论同种液体在同一深度向各个方向的压强______。
(3)通过比较B、D两图可得出结论:同种液体深度越深,压强______。
(4)请在图E中的U形管两侧大致画出液面的位置______。
(5)利用如图F所示的装置也可以探究液体内部压强特点在容器两侧分别装上甲、乙两种不同液体,由橡皮膜的形变方向可以判断甲、乙两种液体密度的大______,甲、乙两种液体对容器底部压强的大小关系是______。(两空均选填“>”“<”或“=”)
9.(2021·湖北黄冈·八年级期中)如图是老师在演示液体内部压强情况的四幅图。请你仔细观察这四幅图后回答:
(1)压强计_______(填“是”或“不是”)连通器。
(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图(a)所示的情景。出现这种情况的原因是U形管左管液面上方的气压_______大气压(填“大于”、“小于”或“等于”);调节的方法是( )
A.将此时右管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(3)如果在实验过程中,无论老师怎样改变金属盒在液体中的深度,U形管内的液面始终相平,则你觉得最有可能发生这种情况的原因是________。
10.(2021·湖北武汉·八年级期中)某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图甲所示的情景,调节的方法是:_______
A.将此时左边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)若实验操作过程中用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几平无变化,说明该装置___(选填“漏气”或“不漏气”);
(3)比较图乙(a)(b)两图实验,可以得出液体内部压强与________有关;
(4)在探究液体压强与深度的关系的实验中,小明通过比较(a)(c)两图U形管液面高度差,发现两图液面的高度差是一样的,因此得出:液体内部压强与深度无关。小明的结论是_________(选填“正确的”“错误的”),理由是_________________。
(5)如图(b)所示,将探头放入盐水中,U形管左侧的红墨水液面下降了4cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为_________Pa。(ρ红墨水≈1.0×103kg/m3)
11.(2021·湖北宜昌·八年级期中)在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)为了测得大气压的值,这时必须测量 ______,如果将此装置拿到比地面低得多的矿井底部,则观察到的现象是 ______ ;
(2)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水槽内时,管中的水柱 ______ 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 ______ 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
12.(2021·湖北武汉·八年级期中)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品粗略测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针简的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线栓住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞现开始滑动时。记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)粗略测量山顶的大气压的实验原理是______;
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是______;
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以______。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小______对实验的影响,从而提高实验的精确程度;
(4)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的______(选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p=______。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1. 凹陷程度 压力大小 受力面积 越小 不能 木板发生的弹性形变不明显,不易观察
【解析】
(1)[1]根据转换法,实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果。
(2)[2]分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上放砝码的目的是为了增大压力,从而探究压力大小对压力作用效果的影响。
[3]甲乙中,受力面积相同,乙中压力较大,海绵的凹陷程度较大,故可以得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[4]分析比较图乙、丙的实验现象,压力相同,乙中受力面积较小,海绵的凹陷程度较大,故可以得出结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[5][6]此实验不能用木板代替海绵,是因为受到压力作用时,木板的形变不明显,不易观察实验现象。
2. 转换法 乙、丙 相同
【解析】
(1)通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(3)(4)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即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的大小,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
(1)[1]实验中是通过观察海绵的形变程度(凹陷程度)来比较压力作用效果的,这种研究方法是转换法。
(3)[2]研究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变,故比较乙丙两图,可得出的结论是:压力相同时,受力面积越小,压力作用的效果越明显。
坦克的履带面积比较大,是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的,故应通过比较乙丙两组实验所得结论进行解释。
(4)[3]如图丁所示,若将有砝码的小桌放在木板上,比较图丁与图丙可知,压力相同,受力面积的大小相同,所以小桌对木板和海绵的压力作用效果相同,即小桌对木板和海绵的压强相同。
3. 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
【解析】
(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。
4. 不属于 B 液体的深度 丙、丁
【解析】
(1)[1]连通器是上端开口、下端相连的容器,压强计上的U形管一端是密闭的,所以不属于连通器。
(2)[2]若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,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,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)[3]比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故得出结论,在不同深度,液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大。
(4)[4]要探究液体的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,则比较丙、丁两图。
5. 大于 B 装置漏气 没有控制深度相同
【解析】
(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,但从图中可以看到,U形管左支管液面低于右支管液面,这说明软管中的气体压强大于大气压,在压力差的作用下,U形管中的液面出现高度差。
[2]要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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。
故选B。
(2)[3]若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差;因此出现这种情况可能的原因是装置漏气。
(3)[4]盐水的密度大于水的密度,根据公式p=ρgh,在橡皮膜浸入液体的深度相同时,盐水中的压强比较大,可以测出相同深度处盐水和水的压强,从而判断出哪杯是盐水;因为液体的压强不仅与液体密度有关,还与浸入液体的深度有关,该实验小明没有让橡皮膜浸在盐水和水的相同深度处,所以得出的结论是不可靠的。
6. 微小压强计 无关 密度 当深度一定时,液体的密度越大压强越大 相等
【解析】
(1)[1]在本实验中,探究液体压强的工具是微小压强计或者叫U形管压强计。
(2)[2]由丙、丁两图可知,液体密度相同、深度相同时,U形管两端液柱高度差相等,得出液体压强与盛液体的容器形状无关。
(3)[3][4]乙、丙两图,金属盒的朝向和深度相同,液体密度不同,是探究液体压强与密度的关系。金属盒在盐水中时U形管两端液柱高度差大,故结论是:当深度一定时,液体的密度越大压强越大。
(4)[5]液体密度、深度一定,使金属盒朝向不同的方向,两玻璃管中液面高度差不变,说明同种液体同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
7. 沿竖直方向 液面 橡皮膜中心
【解析】
(1)在隔板的左侧注入一定质量的水,水面在橡皮膜以上,此时橡皮膜因受到水的压强而向右凸。
(2)[1]在隔板的右侧注入待测液体,直到橡皮膜沿竖直方向,即左右液体对橡皮膜的压强相等。
(3)[2][3]用刻度尺分别测出从液面到橡皮膜中心的竖直高度h水、h液。
(4)[4]根据左右压强相等可得
待测液体的数学表达式为
ρ液=
8. 转换法 相等 越大 见解析 < <
【解析】
(1)[1]实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管中液面的高度差来判断的,这种方法通常称为转换法。
(2)[2]比较A、B、C三个图知道,液体的密度相同,橡皮膜的深度相同,橡皮膜的方向不同,U形管两端液面的高度差相同,故可以得出:同种液体在相同深度时向各个方向的压强相等。
(3)[3] 比较B、D两图知道液体的密度相同,橡皮膜的方向相同,橡皮膜的深度不同,越深则U形管左右两侧液面的高度差越大,故得出的结论是:同种液体的深度越深压强越大。
(4)[4]由于液体压强与密度和深度有关,所以,E中U形管两端液面的高度差比D中要大,液面大致如下图
(5)[5][6]由图知道,橡皮膜向左凸起,所以,说明<,又因为左侧液体的高度较大,由p=ρgh知道,ρ甲<ρ乙。
9. 不是 大于 B U形管漏气
【解析】
(1)[1]上端开口而底部连通的容器叫连通器,因压强计一端是密封的,所以压强计不是连通器。
(2)[2][3]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该是相平的,小明同学却观察到如图(a)所示的情景,U形管中的液面出现了高度差,说明软管中的气体压强大于大气压;这时只需要将软管取下再重新安装,这样U形管两管上方的气体压强就是相等的,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B。
(3)[4]若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差,因此出现这种情况可能的原因是U形管漏气。
10. B 漏气 液体密度 错误的 没有控制液体密度相同 800
【解析】
(1)[1]由图甲可知,U形管右端液面比较低,说明U形管左支管液面上方的气压小于大气压;要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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,调节方法故选B。
(2)[2]若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差。
(3)[3]比较图乙(a)(b)两图实验,深度相同,液体密度不同,压强计液面高度差不同,可以得出液体内部压强与液体的密度有关。
(4)[4][5]在探究液体压强与深度的关系的实验中,保持液体的密度不变,比较(a)(c)两图,没有控制液体密度相同,小明的结论是错误的。
(5)[6]U形管左侧红墨水面比探头放入液体之前下降了4cm,U形管左右两侧红墨水面的高度差h=8cm,橡皮管内气体的压强与大气压之差
p=ρ红墨水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
11. 管内外水银面高度差 管内水银柱高度变高 不会 不会
【解析】
(1)[1][2]用托里拆利测量大气压的大小时,大气压的作用是托起了一段水银柱的高度,故这段水银柱产生的压强等于大气压强,故计算大气压强时就必须测量管内外水银面高度差;如果拿到矿井的底部,高度降低,则大气压会增大,现象就是管内水银柱高度变高。(2)[3][4]由于1标准大气压能支持76cm高的水银柱,而能支持的水柱的高度是10.3m,而玻璃管的长度约为1m,故管中的水柱不会下降;如果在管顶开一个小孔,则大气压迅速施加在管顶处,水柱会立即下降到与外界液面相平的位置,而不会向上喷出。
12. 偏小 见解析 减小摩擦 活塞自身重力 C
【解析】
(1)[1]测量大气压,需要测量大气压力和受力面积,由得到大气压,所以实验原理是。
(2)[2]注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小。
[3]将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽。
(3)[4]在活塞周围涂抹润滑油,可以减小摩擦同时使活塞的密封性好。
[5]当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,由于活塞受重力的作用,使得测力计的拉力不等于大气压力,从而影响测得的大气压,所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向,目的是为了减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的准确程度。
(4)[6]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,可换用小量程注射器,故选C。
[7]活塞的面积,将测量结果代入压强公式得
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