第九章 专题训练 压强实验探究
1.如图所示,在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中。
(1)该实验是通过观察海绵的___________来比较压力的作用效果,这种研究方法与下列________(填字母)实验中运用的研究方法相同。
A.探究液体内部压强规律的实验;B.测小车平均速度的实验;C.探究真空是否能够传声的实验。
(2)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应选择___________两图。
(3)观察比较图甲、乙所示的情况可以得到结论:___________。
2.如图所示,利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素;
(1)图甲乙丙中是通过观察______来比较压力的作用效果;我们______(填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验;
(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______,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验中主要采用的研究方法是______;(填“控制变量法”或“理想实验法”)
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较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。(填“>”“<”或“=”)
3.如图所示小华为了探究:压强可能与受力面积和压力的大小有关。小华找到了下面器材:规格相同的两块海绵、三本字典。设计了下面的实验:图a海绵平放在桌面上;图b海棉上平放一本字典;图c海绵上叠放两本字典;图d海绵上立放一本字典;图e一本字典平放在桌面上.
(1)通过实验图a、b,可以看出:力能使物体发生________。
(2)通过实验图b、c,可以得出:________,压强越大;
(3)通过观察________两图后得出:在压力一定时,受力面积越小,压强越大。
(4)设图b中字典对海绵的压强是Pb,图e中字典对桌面的压强是Pe,比较Pb________Pe(选填“>”、“=”或“<”)。
4.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用所提供的器材(一块海绵和两块规格相同的长方体砖块)设计了如图所示的一系列实验。请仔细观察,并分析,回答下列问题:
(1)压力的作用效果的大小是通过比较海绵的______程度来确定的。
(2)分析比较图乙和丙的实验现象,可以得出结论:______
(3)分析比较图______的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越显著。
(4)物理学中用来表示压力作用效果的物理量是______。
5.小晨对同种液体内部压强的规律提出两种猜想:
①同种液体内部压强大小与液体高度有关;
②同种液体内部压强大小与液体深度有关。
于是他对同种液体内部压强的规律进行研究,在横截面积相同的柱形容器侧壁开口处包有相同的橡皮膜,注入不同深度的水,容器侧壁开口处与水面的距离从左往右分别为、、、、且,橡皮膜的鼓起情况及相关现象如图所示:(图c、d、e橡皮膜鼓起程度相同)
(1)实验中是通过观察_______现象来判断液体内部压强的大小;
(2)小晨观如图(a)、(b)、(c)的实验现象认为:同种液体,液体内部压强大小随着液体高度的增加而增大;请你根据上述实验现象判断小晨的结论正确与否,并阐述理由:
小晨的结论是________,理由1:________;理由2:________。
6.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)压强计上的U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器,甲所示压强计是通过比较U形管两边液面的高度来反映被测压强大小的,这种方法叫______;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差。通过______(填写正确选项前字母)方法可以进行调节;
A.拆除软管重新安装
B.从左管口向U形管内添加适量水
C.从U形管右管口向外抽出适量水
(3)比较图中乙图、丙图和丁图,可以得到结论:______;
(4)在乙图中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将______(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为______Pa。(p0=1.01×105Pa,ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
7.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10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(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。__________
8.小虎利用如图所示装置探究液体压强特点。
(1)小虎向A图装置中加入一定量的水,观察到橡皮膜向下凸,这说明______;
(2)探究液体内部压强的特点时,使用B图的压强计更适合,它的主要优点是______。小虎在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,调节的方法是______,使U形管左右两侧的液面相平;
(3)小虎排除故障后进行实验,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,如图甲、乙、丙所示,可初步得出的实验结论是______;
(4)图丙中U形管左右两侧液面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强为______Pa(U形管内液体的密度ρ液=1.2×103kg/m3,大气压强取1.0×105Pa,g取10N/kg);
(5)如图甲,将压强计的探头竖直上提适当距离,并向容器中加水使得橡皮膜距离水面高度不变,则压强计U形管左右两侧液面的高度差______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
9.某小组同学估测大气压强的实验步骤如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,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,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对______(选填“针筒”或“活塞”)的压力大小;
(2)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与保持在竖直方向相比,可以减小______对实验的影响;
(3)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:一是增强活塞的密封性,二是可以______;
(4)用测量步骤中的、和表示大气压的值,则______。
10.小明同学想测量大气压强的大小,他拿来一个带挂钩的吸盘,将吸盘沾水后紧压在厚玻璃板的下表面,用一个可装细沙的购物袋挂在挂钩下,如图甲所示,向袋里逐渐注入细沙直至吸盘被拉下来,由此可得到大气压的大小。
(1)本实验测量大气压的原理是__________;
(2)实验中小明先利用弹簧测力器测出使托盘脱落时装细沙的购物袋的重力,弹簧测力计的示数为F,然后测出吸盘的直径为D;
(3)用所测物理量表示大气压p=_________;
(4)小明将吸盘沾水的目的是___________;
(5)小红也测量了大气压,她的实验如图乙所示,在吸盘下挂质量为50g的钩码,逐渐增加钩码数量直到吸盘脱落,你认为小明和小红的测量方案哪个更合理___________,理由是_____________________。
11.物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体,当流体处于流动状态时,其内部各处的压强有什么规律呢?
小李同学将图(a)所示的玻璃管装置接到水流稳定的自来水管上,当水在玻璃管中流动时,可看到两个竖直管中液面的高度并不相同。从图中可以看出A、B两处管的粗细不同,因而A处流速小,B处流速大,可见流体的压强与流速之间有着一定的关系。
接着,小明又自制了一个飞机机翼模型,如图(b)将其固定在托盘测力计上,在模型的正前方用电扇迎面吹风来模拟飞机飞行时的气流。
(1)由图(a)的实验现象,得出流体压强与流速之间的初步结论是_____;
(2)在图(b)所示的实验中,电扇没有吹风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力大小,当电扇转动后,发现托盘测力计的示数减小了,请用上述实验结论分析原因。电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸,空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方较平,空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,_________;
(3)下列情形中,能够运用上述实验结论进行解释的是_____(选填序号)。
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B.地铁站台上,人必须在警戒线外候车
C.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
12.物理课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,装置如图甲所示.
(1)装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速_____(选填“大”或“小”).
(2)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强
随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强______(选填“大”或“小”).图线③反映的是装置中_______(选填“A”“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况.
(3)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速__________(选填“增大”或“减小”).
(4)飞机机翼上表面弯曲,下表面较平直,当飞机前进时,机翼上、下方气体流速不同,机翼上、下表面就存在着_____,所以能够飞起来.在教室擦窗户时,室外一阵风沿走廊吹过,我们会看到窗帘向______(选填“室内”或“室外”)飘去.
参考答案
1.凹陷程度 A 甲丙 在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显
2.海绵的凹陷程度 可以 甲 压力越大 图乙和图丙 控制变量法 =
3.形变 在受力面积一定时,压力越大 b、d =
4.形变 当压力相同时,受力面积越小,力的作用效果越明显。 乙丁 压强
5.橡皮膜的凸出程度 不正确
6.不属于 转换法 A 在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等 变大 500
7.流动性 同种液体,深度越大的液体内部压强越大 可行,另取一个烧杯,在烧杯中倒入深度相同的盐水,让玻璃管浸入h3的深度,和(c)对比观察橡皮膜的凹陷情况。
8.液体对橡皮膜有向下的压强 通过观察U形管液面高度差更容易反映液体压强大小,也便于比较不同方向液体压强的关系 拆掉橡胶管重新安装 同种液体在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等 1.012×105Pa 不变
9.活塞 活塞自重 减小摩擦
10.二力平衡 加强气密性 小明
11.流速越大的位置压强越小 使托盘测力计的示数减小 BC
12.大 小 C 增大 压强差 室外