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苏科版物理八下重难点突破:压强实验
一、实验探究题
1.(2022八下·沈河期末)如图所示是小亮探究“影响压力作用效果的因素”的实验过程。
(1)实验中用海绵的 来显示压力的作用效果;
(2)比较乙、丙两图,可得出的结论是: 相同时,受力面积越 (填“大”或“小”),压力作用效果越明显;
(3)在丙图中,画出小桌对海绵压力的示意图。
2.(2022八下·绿园期末)在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅,来显示小桌对 的压力作用效果;
(2)比较 两图可以初步得出实验结论:受力面积相同时,压力越小,压力作用效果越不明显。
下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号)。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
3.(2022八下·南丹期末)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,某同学做了如图所示的三个实验:
(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的 程度,显示压力作用的效果;
(2)比较 两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较 两图所示实验,说明压力相同时,受力面积 ,压力作用效果越明显。
4.(2022八下·封开期末)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的,我们 (填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图丙,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p1和图丁中木板受到的压强p2的大小关系为p1 p2(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 ;
5.(2022八下·大余期末)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素:
(1)本实验是通过比较海绵的 来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有转换法和 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明 时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图 (填序号),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“=”)。
(5)实验结束后,同学们做了进一步的交流、讨论和分析得出:静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力。
6.(2022八下·呼和浩特期末)某同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,实验装置如图所示:
(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 反映的;
(2)比较甲、乙两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的 有关,比较 两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的密度有关;
(3)以上实验探究过程中,运用的物理探究方法是 和转换法。
7.(2022八下·竞秀期末)如图是“研究液体内部的压强”的实验(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小,这种实验方法叫 法;
(2)实验前,小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到图乙、丙、丁的结果,由此可知: ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中:U形管左右两侧液面高度差h=5.1 cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa,用刻度尺测得压强计的探头距离盐水液面的高度为5cm,则盐水的密度为 kg/m 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)【拓展】进一步探究可知:同种液体内部,深度越深,压强越大,请列举一个与此相关的实例 ;
(7)另一间学在丁图的基础上,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变大了,于是得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,该探究过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由 。
8.(2022八下·顺平期末)我校“生活物理实验室”的成员小红和小丽利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”,他们进行了以下的实验操作:
(1)压强计的U形管 连通器(选填“是”或“不是”),小红在使用压强计时发现,U形管两边液面不齐平,如图甲所示,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压,接下来小红取下软管重新安装;
(2)将重新安装的压强计的探头置于液体中时,U形管两边液面会出现高度差,说明 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应选择 两图进行比较;
(4)观察乙、丙两图,可以得出结论: ;
(5)小丽改装了液体压强计,将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的。小丽将两个探头分别置于甲、乙两容器的液体中,液体密度分别为 ρ甲、ρ乙。当探头所处深度相同时,U形管两侧的液面位置如图所示,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”),为了使得U形管液面再次齐平,小丽将甲容器中的探头在液体中的深度减小;当U形管再次齐平后,一旁的小红测出了此时两个探头在甲乙两容器所处的深度分别为h甲和h乙,则 ρ甲= (用 ρ乙、h甲和h乙表示)。
9.(2022八下·涡阳期末)在探究液体内部压强特点时,同学们提出了如下猜想:
A.液体压强大小可能与液体密度有关;
B.液体压强大小可能与液体深度有关;
C.液体压强大小可能与容器的形状有关。
小明同学使用U形压强计按照如图所示步骤实验,根据实验现象回答下列问题:
(1)在进行实验前,还应检查压强计的气密性,如果检查压强计的气密性时用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差;
(2)把探头放入液体中,通过观察U形管两侧液面的 来判断探头处液体压强的大小;
(3)根据实验现象可得出结论:液体压强大小与 有关,与 无关。
10.(2022八下·颍州期末)同学们在“探究液体内部压强特点”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)如图甲所示是用来研究液体压强特点的压强计,发现U形管两端的液面高度不相同,接下来的操作是____;
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)分析A、B两图的实验现象,得出的结论是 ;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两图进行对比;
(4)小明保持B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形管两侧的液面高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。同学小婷认为他的结论不可靠,原因是 。
11.(2022八下·黄山期末)如图所示是“用U形管压强计探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)根据U形管两侧水面的高度差,来判断液体内部压强的大小,应用了 (填物理方法);
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,如图甲所示,说明其气密性 (选填“好”或“差”);
(3)比较 两图可以得出液体压强与物体在液体中的深度有关;
(4)比较丙、丁两图可以得出液体压强与液体 有关;
(5)若图丙中U形管两侧液面的高度差为4cm,为了使实验现象(高度差)更明显,则U型管内更换下列哪种液体最合适____(填选项)。(,)
A.酒精 B.盐水
12.(2022八下·南沙期末)
(1)在“测量大气压”实验中,如图甲所示玻璃管竖直放置,水银不流动,此时大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。若把玻璃管倾斜(如图乙所示),测出的大气压数值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如图丙所示,筷子下挂着一张自然下垂的0.06m2的纸,此时大气压强为1×105Pa。①纸处于静止状态时,作用在纸表面向右的大气压力F1= N。作用在纸的右表面的大气压力F2 F1(选填“>”、“<”或“=”),方向 ;
②实验现象:在纸的右侧竖直向下吹气(如图丁所示),可以看见纸从静止向右飘起。分析原因:纸左侧的所受压力大于纸右侧的压力。由于左侧的状况没有发生变化,所以判断左侧的受力没有发生改变。由此判断纸右侧的受到大气压力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。根据公式F=pS可知,纸的受力面积S不变,所以纸右侧的气压 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。最后可以推断:气体流速越大的地方,压强 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。
13.(2022八下·霍邱期末)小明利用图甲实验仪器来估测大气压的值。
(1)除了图中器材,该实验还需要的测量仪器是 ;
(2)考虑到弹簧测力计量程大小的限制,图乙中三种规格的注射器应选用 (选填“A”“B”或“C”)来进行实验;
(3)实验步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的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。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,测出注射器的全部刻度长度L。则大气压的大小p= 。(用所给的物理量符号F、V、L表示)
(4)实验中小明发现,注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将使他测量的结果比当地大气压的真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
14.(2022八下·邗江期末)估测大气压值的装置如图所示,器材有注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽等。
(1)该实验还需要的测量仪器是 ;
(2)观察注射器,读出注射器的容积V=20mL。用刻度尺测出注射器 ,记为L=10cm;
(3)把注射器的活塞推至注射器筒的底部,目的是 ,然后封住注射器的小孔;
(4)水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=22N ,即近似等于大气对活塞的 ;
(5)则根据上述测量数据计算出大气压的值p= Pa;
(6)如果实验时的实际大气压为标准大气压,根据计算结果进行误差分析,可能是____。
A.橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体
B.活塞与注射器筒壁间有摩擦
C.弹簧测力计的示数没有读准,读数偏小
15.(2022八下·宝应期末)小明做“估测大气压强”实验,装置如图所示:
(1)小明应采用 (甲/乙)图的装置来估测大气压强,若采用另一装置,所测结果将偏 (大/小);
(2)实验步骤如下:
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,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,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚开始滑动时记下测力计示数 F=7.2N;
C.读出注射器的容积V,如图丙;
D.如图丙,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L= cm;
(3)思考并回答:
①实验步骤A的目的是为了 ;
②用测得的物理量计算大气压强值p = ;
③小明正确使用测量仪器,且读数正确,该实验过程中导致误差的因素是 (写出一种);
(4)若使用如图丁所示的 b注射器实验,拉力达到弹簧测力计的最大测量值时,仍未拉动活塞,则应该改选图示的 (a/c)注射器进行实验。
答案解析部分
1.【答案】(1)凹陷程度
(2)压力;小
(3)
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的。
(2)3]通过比较图丙和图乙知,压力相同,乙中受力面积小,海绵的凹陷程度大,即压力作用效果明显,故说明压力一定,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)小桌对海绵的压力作用在接触面上,方向垂直于海绵向下,如图所示:
。
【分析】(1)根据海绵的凹陷程度可以探究压力的作用效果;
(2)当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)物体受到的压力和支撑面垂直。
2.【答案】(1)海绵
(2)甲、乙;③
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)海绵受力时会发生形变,三次实验中,通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法。
(2)要探究压力作用效果与压力的关系,需控制受力面积相同,压力不同,比较甲、乙两图得出实验结论:受力面积相同时,压力越小,压力作用效果越不明显。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状,是在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强,故①不合题意;
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度,是利用了连通器的原理,故②不合题意;
③交通管理部门规定,货车每车轴的平均承载质量不得超过10t,是通过减小压力来减小对路面的压强,故③符合题意。
故答案为:③。
【分析】(1)实验中,通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果;
(2)受力面积相同时,压力越小,压力作用效果越不明显。
3.【答案】(1)凹陷(或形变大小)
(2)(a)(c)
(3)(a)(b);越小
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中,压力对泡沫塑料的作用不同,塑料的形变程度也不同,所以可通过泡沫塑料的形变程度来显示压力的作用效果。
(2)图(a)、(c)所示实验中,小桌与泡沫塑料的接触面积相同,压力不同,(a)的压力比(c)的大,泡沫塑料的形变程度也大,这说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果明显。
(3)图(a)、(b)中,小桌对泡沫塑料的压力相同,(b)中受力面积小,泡沫塑料形变程度越明显,这说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
【分析】(1)本实验通过泡沫塑料的形变程度来显示压力的作用效果;
(2)受力面积相同时,压力越大,压力作用效果明显;
(3)压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
4.【答案】(1)海绵的凹陷程度;可以
(2)受力面积一定时,压力越大;乙
(3)控制变量法
(4)=
(5)未控制压力相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的。
沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明受力面积一定时乙中压力大,压力作用效果明显,故压力越大,压力的作用效果越明显。
研究压力作用效果与受力面积关系时,要控制压力相同,受力面积不同,故通过比较图乙和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)甲乙两图比较,受力面积相同,压力不同;乙丙两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法。
(4)图丁和图丙中,压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的,只是由于木板不易发生形变,其效果显现不出来,故海绵受到的压强p1和木板受到的压强p2的大小关系为p1=p2。
(5)研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,而实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,压力也发生了改变,即没有控制压力大小相同,故他不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
【分析】(1)压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的;沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验;
(2)压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)本实验中运用了控制变量法;
(4)压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的;
(5)没有控制压力大小相同,不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
5.【答案】(1)凹陷程度;控制变量法
(2)受力面积相同
(3)乙、丙
(4)=
(5)相互作用力;平衡力
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)该实验是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,该实验用到的研究方法有控制变量法和转化法。
(2)对比甲、乙两图,接触面积相同,压力大小不同,乙图压力更大,凹陷程度更大,则说明当接触面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)为探究压力相同时,压力的作用效果与接触面积的关系,由控制变量法可知,应保证压力相同,接触面积不同,故应对比实验乙、丙。
(4)对比丙、丁两图,接触面积相同,压力相同,所以对底面的压强相同。
(5)静止于桌面的物体,其对桌面的压力与桌面对其的支持力,大小相等,方向相反,作用在不同物体,同一直线上,为相互作用力;由于物体静止合力为零,则它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力。
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度反应压力作用效果大小,利用了控制变量法;
(2)当受力面积相同时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力相同;
(4)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(5)水平面上物体间的压力和支持力是相互作用的力;物体受到的重力和支持力是平衡力。
6.【答案】(1)高度差
(2)深度;甲、丙
(3)控制变量法
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)用液体压强计来探究液体内部压强时,液体内部压强等于U形管液面高度差产生的压强,因此可以通过观察U形管液面高度差反映液体内部压强,这是转换法。
(2)甲、乙两图中,液体的密度相同,探头所处的深度越大,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,说明液体压强大小跟液体深度有关。
要探究液体内部压强的大小与液体的密度是否有关,需要控制探头在液体内的深度相同,改变液体的密度,图甲、丙符合题意。
(3)液体压强跟液体密度和液体的深度有关,探究液体压强大小跟液体深度关系时,控制液体密度不变,探究液体压强大小跟液体密度关系时,控制液体深度不变,因此在本实验中运用了控制变量法。
【分析】(1)探究液体压强的影响因素时,根据U型管中液面高度差,判断液体压强大小;
(2)当液体密度相同,深度不同时,可以探究液体压强和深度的关系;探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同;
(3)探究液体压强的影响因素时,利用了控制变量法。
7.【答案】(1)液体压强;转换法
(2)软管漏气
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同
(4)液体密度
(5)510;1.02×103
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水
(7)错误;没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)液体压强的大小无法直接看出,实验中借助U形管压强计,通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法。
(2)小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变。
(3)由图乙丙丁得,橡皮膜在水中深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管压强计两边液面高度差相同,说明同一液体相同深度不同方向的压强大小相同。
(4)由图丁、戊得,橡皮膜在水和盐水中相同深度相同朝向,盐水中的U形管两边液面高度差更大,说明同一深度,液体压强还与液体密度有关。
(5)依题意得,压强计所测之处的液体压强是
依题意得
盐水密度为
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水;深海鱼打捞上岸后,由于鱼内的压强大于海岸上的压强,鱼肚会被撑破。
(7)另一同学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,盐水的密度增大,橡皮膜所处的深度变深,发现U形管两侧液面的高度差变大了,说明橡皮膜处压强变大,由于没有控制橡皮膜所处深度相同,因此得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”是错误的。
【分析】(1)实验通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法;
(2)连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变;
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同;
(4)同一深度,液体压强还与液体密度有关;
(5)根据p=ρgh,求出液体压强;根据,求出盐水密度;
(6)同种液体内部,深度越深,压强越大,据此列举压强随深度的变大而增加的实例;
(7)在探究液体压强和液体密度的关系时,应控制物体所处深度不变。
8.【答案】(1)不是;大于
(2)液体内部有压强
(3)丙丁
(4)同一种液体,内部压强随深度的增加而增大
(5)大于;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器应具备上端开口、底部连通的结构,而压强计的U形管有一端口是封闭的,所以压强计不是连通器。
当金属盒在空气中时,由于U形管左右两管液面上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理液面应该相平;而此时U形管两边液面不齐平,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压,形成的压强差使得U形管左端液面低于右端液面。
(2)将压强计的探头置于液体中时,U形管内液面会出现高度差,说明液体内部有压强,且可以通过液面高度差的大小来反映液体压强的大小。
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,则需要控制深度相同,改变液体的密度,则应选择丙、丁两图进行比较。
(4)对比乙、丙两图,可知液体的密度相同,深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,液体的压强越大,故可以得到实验结论:同种液体内部,深度越大,液体压强越大。
(5)将两个探头分别置于液体密度分别为 ρ甲、ρ乙液体中。当探头所处深度相同时,U形管两侧的液面位置如图所示,右管中液面高,说明甲液体产生的压强大,根据可知,因深度相同,故。
当U形管两侧的液面再次相平时,压强相等,此时两个探头在甲乙两容器所处的深度分别为h甲和h乙,则
故甲液体密度
【分析】(1)连通器应具备上端开口、底部连通的结构;U形管左支管液面上方的气压大于大气压,形成的压强差使得U形管左端液面低于右端液面;
(2)将压强计的探头置于液体中时,U形管内液面会出现高度差,说明液体内部有压强;
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,则需要控制深度相同,改变液体的密度;
(4)同种液体内部,深度越大,液体压强越大;
(5)根据,确定密度大小,根据,计算密度表达式。
9.【答案】(1)小
(2)高度差
(3)液体深度、液体密度;容器的形状
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)如果压强计的气密性较好,不论轻压还是重压橡皮膜,U形管两侧液面的高度差变化比较明显。反之,如果气密性较差,U形管两侧液面的高度差变化就会较小。
(2)探头放入液体中,探头上的橡皮膜受到液体压强,U型管两侧液面就会出现高度差,高度差越大,说明探头处液体压强越大。
(3)由甲、乙可知,液体压强大小与液体深度有关;由乙、丙可知,液体压强大小与液体密度有关;由丙、丁可知,液体压强大小与容器的形状无关。
【分析】(1)气密性较差,U形管两侧液面的高度差变化就会较小;
(2)通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处液体压强的大小;
(3)液体压强大小与液体深度有关;液体压强大小与液体密度有关;液体压强大小与容器的形状无关。
10.【答案】(1)B
(2)同种液体,深度越深,压强越大
(3)B和C
(4)没有控制橡皮膜所处的深度一定
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)如图甲所示是用来研究液体压强特点的压强计,发现U形管两端的液面高度不相同,应该取下软管重新安装,根据连通器原理,同种液体,不流动时,与大气相连的液面相平。
故答案为:A。
(2)分析A、B两图的实验现象,A、B烧杯中是同种液体,探头处于不同深度,深度越大,U形管中液柱的高度差越大,说明液体压强越大,所以得出的结论是:同种液体,深度越深,压强越大。
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应控制深度相同,液体密度不同,应选用B和C两图进行对比。
(4)小明保持B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形管两侧的液面高度差变大了,此时密度不同,深度也不同,所以无法得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,所以同学小婷认为他的结论不可靠的原因是没有控制橡皮膜所处的深度一定。
【分析】(1)根据连通器原理,同种液体,不流动时,与大气相连的液面相平;
(2)同种液体,深度越深,压强越大;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应控制深度相同,液体密度不同;
(4)要得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,应控制橡皮膜所处的深度一定。
11.【答案】(1)转换法
(2)好
(3)乙、丙
(4)密度
(5)A
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,由图甲可知,软管内的气压大于外界大气压,其气密性好,但对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,使左右两边玻璃管中的液面相平。
(3)探究液体压强与物体在液体中的深度的关系,保持液体的密度不变,改变金属盒的深度,选择乙、丙进行实验。
(4)比较丙、丁两图可知,深度相同,探头方向相同,液体密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
(5)根据p=ρgh可知,在液体压强相同时,要使高度差h变大,则液体密度应变小,酒精密度小于盐水的密度,所以最合适,故答案为:A。
【分析】(1)根据U型管中的液面高度反应压强的大小,利用了转换法;
(2)实验前,U型管中液面高度不同,说明气密性较好;
(3)探究液体压强和深度的关系时,需要保持液体密度相同;
(4)当深度相同时,可以探究液体压强和液体密度的关系;
(5)当液体压强相同时,液体密度越小,深度差越大。
12.【答案】(1)750;不变
(2)6×103;=;水平向左;变小;变小;越小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)如图甲所示,大气压强能支撑的水银柱的高度为管内的水银面到槽中水银面的高度,大气压强等于750mm高水银柱所产生的压强;
大气压强保持不变,根据可知,大气压强能支撑的水银柱的高度也不变,所以测出的大气压数值将不变。
(2)作用在纸表面向右的大气压力为
由于纸处于静止状态时,所以纸左右表面受到的大气压力相等,即作用在纸的右表面的大气压力F2=F1;由于纸处于静止状态时,受力平衡,所以作用在纸的右表面的大气压力的方向与作用在纸左表面水平向右的大气压力方向相反,方向为水平向左。
由于纸原本处于静止状态时,纸左侧的所受的压力等于纸右侧所受的压力;在纸的右侧竖直向下吹气,纸从静止向右飘起,说明纸左侧的所受的压力大于纸右侧所受的压力,而纸的左侧的空气流速不变,压强不变,由可知,纸的左侧的受到大气压力也不变,所以可以判断纸右侧的受到大气压力变小。
根据公式F=pS可知,纸的受力面积S不变,由于纸右侧受到的大气压力变小,所以纸右侧的气压变小。
在纸的右侧竖直向下吹气,纸的右侧的空气流速变大,纸右侧的气压变小,所以纸从静止向右飘起,可以推断:气体流速越大的地方,压强越小。
【分析】(1)大气压强保持不变,根据可知,大气压强能支撑的水银柱的高度也不变;
(2)根据纸的状态,确定不同位置的气压大小,气体流速越大的地方,压强越小。
13.【答案】(1)刻度尺
(2)C
(3)
(4)偏小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)实验中需要用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L,进而利用注射器筒上所标明的容积V求出注射器的横截面积,用来求出压强。
(2)由活塞受到的大气压力为F=p大气S可知,由于弹簧测力计量程大小受限制,要选用一个活塞横截面积小的注射器来减小活塞受到的大气压力,即注射器应选用C。
(3)由注射器筒上所标明的容积为V,测出的注射器的全部刻度长度为L知,活塞的横截面积为,故大气压强为
(4)注射器顶端装针头处空气无法排尽时,活塞在水平方向上除了受到水平向右的大气压力以及水平向左的拉力,活塞右侧截面还会受到水平向左的气体压力,导致测出的大气压力偏小,则大气压强偏小。
【分析】(1)实验中需要用刻度尺测出注射器的全部刻度长度;
(2)根据F=p大气S,要选用一个活塞横截面积小的注射器来减小活塞受到的大气压力;
(3)根据,求出大气压强表达式;
(4)根据,确定表达式中操作过程中的偏差,进而确定大气压值的偏差。
14.【答案】(1)刻度尺
(2)有刻度部分长度
(3)排尽筒内空气
(4)压力
(5)1.1×105
(6)B
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)实验还需要的工具是刻度尺,需要根据刻度尺和注射器的容积计算注射器的横截面积。
(2)注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出体积V,得出活塞的面积。
(3)把注射器的活塞推至注射器的底部,并封住注射器的小孔,此操作的目的是排尽空气,保证装置的气密性。
(4)水平向右缓慢拉动注射器,活塞受到的作用力为弹簧测力计的拉力和大气对活塞的压力,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F即为大气对活塞的压力F,即等于大气对活塞的压力。
(5)估测的大气压的表达式为
(6)A.在实验过程中,如果橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,则测量出来的大气压总是比实际值要小,A不符合题意;
B.若注射器活塞与内壁间摩擦太大,则弹簧测力计的示数F增大,由压强公式可知,将导致测得的大气压强值偏大,B符合题意;
C.弹簧测力计的示数没有读准,读数偏小,由压强公式可知,将导致测得的大气压强值偏小,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)实验还需要的工具是刻度尺,需要根据刻度尺和注射器的容积计算注射器的横截面积;
(2)根据,应量出其刻度部分的长度,再读出体积V;
(3)把注射器的活塞推至注射器的底部,并封住注射器的小孔,此操作的目的是排尽空气,保证装置的气密性;
(4)弹簧测力计的示数F即为大气对活塞的压力F,即等于大气对活塞的压力;
(5)根据公式,计算大气压值;
(6)根据公式,判断实验过程中,压力和受力面积的偏差,从而确定密度的偏差。
15.【答案】(1)甲;大
(2)6.00
(3)排尽筒内空气;9.6×104Pa;①活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大;②弹簧测力计的示数没有读准,会使力的测量值偏大或偏小,算出的大气压也可能偏大,也可能偏小。
(4)c
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)乙图装置中,向下拉活塞时,由于活塞受到自身的重力,会增大弹簧测力计的示数,由可知,会使测量值偏大,因此小明选用甲装置,不宜采用乙图装置来估测大气压强。
(2)如图丙,该刻度尺的分度值为0.1cm,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度
(3)①实验步骤A,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,是防止注射器外的空气从小孔进入。
②注射器活塞的面积为
由二力平衡的条件可知
大气压强值
根据压强公式知,受力面积一定,①活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大;②弹簧测力计的示数没有读准,会使力的测量值偏大或偏小,算出的大气压也可能偏大,也可能偏小。
(4)由知,因为容积大的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程,所以选项较细的注射器好一些,故答案为:c。
【分析】(1)根据,选择恰当的实验方案,进而讨论实验影响;
(2)看清分度值,根据对应刻度读数;
(3)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,是防止注射器外的空气从小孔进入;根据公式,计算大气压值,并讨论相应误差;
(4)根据公式可知,较细的注射器好一些。
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苏科版物理八下重难点突破:压强实验
一、实验探究题
1.(2022八下·沈河期末)如图所示是小亮探究“影响压力作用效果的因素”的实验过程。
(1)实验中用海绵的 来显示压力的作用效果;
(2)比较乙、丙两图,可得出的结论是: 相同时,受力面积越 (填“大”或“小”),压力作用效果越明显;
(3)在丙图中,画出小桌对海绵压力的示意图。
【答案】(1)凹陷程度
(2)压力;小
(3)
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的。
(2)3]通过比较图丙和图乙知,压力相同,乙中受力面积小,海绵的凹陷程度大,即压力作用效果明显,故说明压力一定,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)小桌对海绵的压力作用在接触面上,方向垂直于海绵向下,如图所示:
。
【分析】(1)根据海绵的凹陷程度可以探究压力的作用效果;
(2)当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)物体受到的压力和支撑面垂直。
2.(2022八下·绿园期末)在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅,来显示小桌对 的压力作用效果;
(2)比较 两图可以初步得出实验结论:受力面积相同时,压力越小,压力作用效果越不明显。
下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号)。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
【答案】(1)海绵
(2)甲、乙;③
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)海绵受力时会发生形变,三次实验中,通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法。
(2)要探究压力作用效果与压力的关系,需控制受力面积相同,压力不同,比较甲、乙两图得出实验结论:受力面积相同时,压力越小,压力作用效果越不明显。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状,是在压力一定时,通过增大受力面积,减小压强,故①不合题意;
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度,是利用了连通器的原理,故②不合题意;
③交通管理部门规定,货车每车轴的平均承载质量不得超过10t,是通过减小压力来减小对路面的压强,故③符合题意。
故答案为:③。
【分析】(1)实验中,通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果;
(2)受力面积相同时,压力越小,压力作用效果越不明显。
3.(2022八下·南丹期末)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,某同学做了如图所示的三个实验:
(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的 程度,显示压力作用的效果;
(2)比较 两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较 两图所示实验,说明压力相同时,受力面积 ,压力作用效果越明显。
【答案】(1)凹陷(或形变大小)
(2)(a)(c)
(3)(a)(b);越小
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中,压力对泡沫塑料的作用不同,塑料的形变程度也不同,所以可通过泡沫塑料的形变程度来显示压力的作用效果。
(2)图(a)、(c)所示实验中,小桌与泡沫塑料的接触面积相同,压力不同,(a)的压力比(c)的大,泡沫塑料的形变程度也大,这说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果明显。
(3)图(a)、(b)中,小桌对泡沫塑料的压力相同,(b)中受力面积小,泡沫塑料形变程度越明显,这说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
【分析】(1)本实验通过泡沫塑料的形变程度来显示压力的作用效果;
(2)受力面积相同时,压力越大,压力作用效果明显;
(3)压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
4.(2022八下·封开期末)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的,我们 (填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图丙,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p1和图丁中木板受到的压强p2的大小关系为p1 p2(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 ;
【答案】(1)海绵的凹陷程度;可以
(2)受力面积一定时,压力越大;乙
(3)控制变量法
(4)=
(5)未控制压力相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的。
沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明受力面积一定时乙中压力大,压力作用效果明显,故压力越大,压力的作用效果越明显。
研究压力作用效果与受力面积关系时,要控制压力相同,受力面积不同,故通过比较图乙和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)甲乙两图比较,受力面积相同,压力不同;乙丙两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法。
(4)图丁和图丙中,压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的,只是由于木板不易发生形变,其效果显现不出来,故海绵受到的压强p1和木板受到的压强p2的大小关系为p1=p2。
(5)研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,而实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,压力也发生了改变,即没有控制压力大小相同,故他不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
【分析】(1)压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的;沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验;
(2)压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)本实验中运用了控制变量法;
(4)压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的;
(5)没有控制压力大小相同,不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
5.(2022八下·大余期末)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素:
(1)本实验是通过比较海绵的 来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有转换法和 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明 时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图 (填序号),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“=”)。
(5)实验结束后,同学们做了进一步的交流、讨论和分析得出:静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力。
【答案】(1)凹陷程度;控制变量法
(2)受力面积相同
(3)乙、丙
(4)=
(5)相互作用力;平衡力
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)该实验是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,该实验用到的研究方法有控制变量法和转化法。
(2)对比甲、乙两图,接触面积相同,压力大小不同,乙图压力更大,凹陷程度更大,则说明当接触面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)为探究压力相同时,压力的作用效果与接触面积的关系,由控制变量法可知,应保证压力相同,接触面积不同,故应对比实验乙、丙。
(4)对比丙、丁两图,接触面积相同,压力相同,所以对底面的压强相同。
(5)静止于桌面的物体,其对桌面的压力与桌面对其的支持力,大小相等,方向相反,作用在不同物体,同一直线上,为相互作用力;由于物体静止合力为零,则它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力。
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度反应压力作用效果大小,利用了控制变量法;
(2)当受力面积相同时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力相同;
(4)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(5)水平面上物体间的压力和支持力是相互作用的力;物体受到的重力和支持力是平衡力。
6.(2022八下·呼和浩特期末)某同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,实验装置如图所示:
(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 反映的;
(2)比较甲、乙两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的 有关,比较 两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的密度有关;
(3)以上实验探究过程中,运用的物理探究方法是 和转换法。
【答案】(1)高度差
(2)深度;甲、丙
(3)控制变量法
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)用液体压强计来探究液体内部压强时,液体内部压强等于U形管液面高度差产生的压强,因此可以通过观察U形管液面高度差反映液体内部压强,这是转换法。
(2)甲、乙两图中,液体的密度相同,探头所处的深度越大,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,说明液体压强大小跟液体深度有关。
要探究液体内部压强的大小与液体的密度是否有关,需要控制探头在液体内的深度相同,改变液体的密度,图甲、丙符合题意。
(3)液体压强跟液体密度和液体的深度有关,探究液体压强大小跟液体深度关系时,控制液体密度不变,探究液体压强大小跟液体密度关系时,控制液体深度不变,因此在本实验中运用了控制变量法。
【分析】(1)探究液体压强的影响因素时,根据U型管中液面高度差,判断液体压强大小;
(2)当液体密度相同,深度不同时,可以探究液体压强和深度的关系;探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同;
(3)探究液体压强的影响因素时,利用了控制变量法。
7.(2022八下·竞秀期末)如图是“研究液体内部的压强”的实验(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小,这种实验方法叫 法;
(2)实验前,小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到图乙、丙、丁的结果,由此可知: ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中:U形管左右两侧液面高度差h=5.1 cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa,用刻度尺测得压强计的探头距离盐水液面的高度为5cm,则盐水的密度为 kg/m 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)【拓展】进一步探究可知:同种液体内部,深度越深,压强越大,请列举一个与此相关的实例 ;
(7)另一间学在丁图的基础上,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变大了,于是得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,该探究过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由 。
【答案】(1)液体压强;转换法
(2)软管漏气
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同
(4)液体密度
(5)510;1.02×103
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水
(7)错误;没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)液体压强的大小无法直接看出,实验中借助U形管压强计,通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法。
(2)小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变。
(3)由图乙丙丁得,橡皮膜在水中深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管压强计两边液面高度差相同,说明同一液体相同深度不同方向的压强大小相同。
(4)由图丁、戊得,橡皮膜在水和盐水中相同深度相同朝向,盐水中的U形管两边液面高度差更大,说明同一深度,液体压强还与液体密度有关。
(5)依题意得,压强计所测之处的液体压强是
依题意得
盐水密度为
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水;深海鱼打捞上岸后,由于鱼内的压强大于海岸上的压强,鱼肚会被撑破。
(7)另一同学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,盐水的密度增大,橡皮膜所处的深度变深,发现U形管两侧液面的高度差变大了,说明橡皮膜处压强变大,由于没有控制橡皮膜所处深度相同,因此得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”是错误的。
【分析】(1)实验通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法;
(2)连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变;
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同;
(4)同一深度,液体压强还与液体密度有关;
(5)根据p=ρgh,求出液体压强;根据,求出盐水密度;
(6)同种液体内部,深度越深,压强越大,据此列举压强随深度的变大而增加的实例;
(7)在探究液体压强和液体密度的关系时,应控制物体所处深度不变。
8.(2022八下·顺平期末)我校“生活物理实验室”的成员小红和小丽利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”,他们进行了以下的实验操作:
(1)压强计的U形管 连通器(选填“是”或“不是”),小红在使用压强计时发现,U形管两边液面不齐平,如图甲所示,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压,接下来小红取下软管重新安装;
(2)将重新安装的压强计的探头置于液体中时,U形管两边液面会出现高度差,说明 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应选择 两图进行比较;
(4)观察乙、丙两图,可以得出结论: ;
(5)小丽改装了液体压强计,将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的。小丽将两个探头分别置于甲、乙两容器的液体中,液体密度分别为 ρ甲、ρ乙。当探头所处深度相同时,U形管两侧的液面位置如图所示,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”),为了使得U形管液面再次齐平,小丽将甲容器中的探头在液体中的深度减小;当U形管再次齐平后,一旁的小红测出了此时两个探头在甲乙两容器所处的深度分别为h甲和h乙,则 ρ甲= (用 ρ乙、h甲和h乙表示)。
【答案】(1)不是;大于
(2)液体内部有压强
(3)丙丁
(4)同一种液体,内部压强随深度的增加而增大
(5)大于;
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器应具备上端开口、底部连通的结构,而压强计的U形管有一端口是封闭的,所以压强计不是连通器。
当金属盒在空气中时,由于U形管左右两管液面上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理液面应该相平;而此时U形管两边液面不齐平,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压,形成的压强差使得U形管左端液面低于右端液面。
(2)将压强计的探头置于液体中时,U形管内液面会出现高度差,说明液体内部有压强,且可以通过液面高度差的大小来反映液体压强的大小。
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,则需要控制深度相同,改变液体的密度,则应选择丙、丁两图进行比较。
(4)对比乙、丙两图,可知液体的密度相同,深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,液体的压强越大,故可以得到实验结论:同种液体内部,深度越大,液体压强越大。
(5)将两个探头分别置于液体密度分别为 ρ甲、ρ乙液体中。当探头所处深度相同时,U形管两侧的液面位置如图所示,右管中液面高,说明甲液体产生的压强大,根据可知,因深度相同,故。
当U形管两侧的液面再次相平时,压强相等,此时两个探头在甲乙两容器所处的深度分别为h甲和h乙,则
故甲液体密度
【分析】(1)连通器应具备上端开口、底部连通的结构;U形管左支管液面上方的气压大于大气压,形成的压强差使得U形管左端液面低于右端液面;
(2)将压强计的探头置于液体中时,U形管内液面会出现高度差,说明液体内部有压强;
(3)要探究液体内部压强与液体密度的关系,则需要控制深度相同,改变液体的密度;
(4)同种液体内部,深度越大,液体压强越大;
(5)根据,确定密度大小,根据,计算密度表达式。
9.(2022八下·涡阳期末)在探究液体内部压强特点时,同学们提出了如下猜想:
A.液体压强大小可能与液体密度有关;
B.液体压强大小可能与液体深度有关;
C.液体压强大小可能与容器的形状有关。
小明同学使用U形压强计按照如图所示步骤实验,根据实验现象回答下列问题:
(1)在进行实验前,还应检查压强计的气密性,如果检查压强计的气密性时用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差;
(2)把探头放入液体中,通过观察U形管两侧液面的 来判断探头处液体压强的大小;
(3)根据实验现象可得出结论:液体压强大小与 有关,与 无关。
【答案】(1)小
(2)高度差
(3)液体深度、液体密度;容器的形状
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)如果压强计的气密性较好,不论轻压还是重压橡皮膜,U形管两侧液面的高度差变化比较明显。反之,如果气密性较差,U形管两侧液面的高度差变化就会较小。
(2)探头放入液体中,探头上的橡皮膜受到液体压强,U型管两侧液面就会出现高度差,高度差越大,说明探头处液体压强越大。
(3)由甲、乙可知,液体压强大小与液体深度有关;由乙、丙可知,液体压强大小与液体密度有关;由丙、丁可知,液体压强大小与容器的形状无关。
【分析】(1)气密性较差,U形管两侧液面的高度差变化就会较小;
(2)通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处液体压强的大小;
(3)液体压强大小与液体深度有关;液体压强大小与液体密度有关;液体压强大小与容器的形状无关。
10.(2022八下·颍州期末)同学们在“探究液体内部压强特点”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)如图甲所示是用来研究液体压强特点的压强计,发现U形管两端的液面高度不相同,接下来的操作是____;
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)分析A、B两图的实验现象,得出的结论是 ;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两图进行对比;
(4)小明保持B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形管两侧的液面高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。同学小婷认为他的结论不可靠,原因是 。
【答案】(1)B
(2)同种液体,深度越深,压强越大
(3)B和C
(4)没有控制橡皮膜所处的深度一定
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)如图甲所示是用来研究液体压强特点的压强计,发现U形管两端的液面高度不相同,应该取下软管重新安装,根据连通器原理,同种液体,不流动时,与大气相连的液面相平。
故答案为:A。
(2)分析A、B两图的实验现象,A、B烧杯中是同种液体,探头处于不同深度,深度越大,U形管中液柱的高度差越大,说明液体压强越大,所以得出的结论是:同种液体,深度越深,压强越大。
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应控制深度相同,液体密度不同,应选用B和C两图进行对比。
(4)小明保持B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形管两侧的液面高度差变大了,此时密度不同,深度也不同,所以无法得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,所以同学小婷认为他的结论不可靠的原因是没有控制橡皮膜所处的深度一定。
【分析】(1)根据连通器原理,同种液体,不流动时,与大气相连的液面相平;
(2)同种液体,深度越深,压强越大;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应控制深度相同,液体密度不同;
(4)要得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,应控制橡皮膜所处的深度一定。
11.(2022八下·黄山期末)如图所示是“用U形管压强计探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)根据U形管两侧水面的高度差,来判断液体内部压强的大小,应用了 (填物理方法);
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,如图甲所示,说明其气密性 (选填“好”或“差”);
(3)比较 两图可以得出液体压强与物体在液体中的深度有关;
(4)比较丙、丁两图可以得出液体压强与液体 有关;
(5)若图丙中U形管两侧液面的高度差为4cm,为了使实验现象(高度差)更明显,则U型管内更换下列哪种液体最合适____(填选项)。(,)
A.酒精 B.盐水
【答案】(1)转换法
(2)好
(3)乙、丙
(4)密度
(5)A
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,由图甲可知,软管内的气压大于外界大气压,其气密性好,但对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,使左右两边玻璃管中的液面相平。
(3)探究液体压强与物体在液体中的深度的关系,保持液体的密度不变,改变金属盒的深度,选择乙、丙进行实验。
(4)比较丙、丁两图可知,深度相同,探头方向相同,液体密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
(5)根据p=ρgh可知,在液体压强相同时,要使高度差h变大,则液体密度应变小,酒精密度小于盐水的密度,所以最合适,故答案为:A。
【分析】(1)根据U型管中的液面高度反应压强的大小,利用了转换法;
(2)实验前,U型管中液面高度不同,说明气密性较好;
(3)探究液体压强和深度的关系时,需要保持液体密度相同;
(4)当深度相同时,可以探究液体压强和液体密度的关系;
(5)当液体压强相同时,液体密度越小,深度差越大。
12.(2022八下·南沙期末)
(1)在“测量大气压”实验中,如图甲所示玻璃管竖直放置,水银不流动,此时大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。若把玻璃管倾斜(如图乙所示),测出的大气压数值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如图丙所示,筷子下挂着一张自然下垂的0.06m2的纸,此时大气压强为1×105Pa。①纸处于静止状态时,作用在纸表面向右的大气压力F1= N。作用在纸的右表面的大气压力F2 F1(选填“>”、“<”或“=”),方向 ;
②实验现象:在纸的右侧竖直向下吹气(如图丁所示),可以看见纸从静止向右飘起。分析原因:纸左侧的所受压力大于纸右侧的压力。由于左侧的状况没有发生变化,所以判断左侧的受力没有发生改变。由此判断纸右侧的受到大气压力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。根据公式F=pS可知,纸的受力面积S不变,所以纸右侧的气压 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。最后可以推断:气体流速越大的地方,压强 (选填“越大”、“越小”或“不变”)。
【答案】(1)750;不变
(2)6×103;=;水平向左;变小;变小;越小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)如图甲所示,大气压强能支撑的水银柱的高度为管内的水银面到槽中水银面的高度,大气压强等于750mm高水银柱所产生的压强;
大气压强保持不变,根据可知,大气压强能支撑的水银柱的高度也不变,所以测出的大气压数值将不变。
(2)作用在纸表面向右的大气压力为
由于纸处于静止状态时,所以纸左右表面受到的大气压力相等,即作用在纸的右表面的大气压力F2=F1;由于纸处于静止状态时,受力平衡,所以作用在纸的右表面的大气压力的方向与作用在纸左表面水平向右的大气压力方向相反,方向为水平向左。
由于纸原本处于静止状态时,纸左侧的所受的压力等于纸右侧所受的压力;在纸的右侧竖直向下吹气,纸从静止向右飘起,说明纸左侧的所受的压力大于纸右侧所受的压力,而纸的左侧的空气流速不变,压强不变,由可知,纸的左侧的受到大气压力也不变,所以可以判断纸右侧的受到大气压力变小。
根据公式F=pS可知,纸的受力面积S不变,由于纸右侧受到的大气压力变小,所以纸右侧的气压变小。
在纸的右侧竖直向下吹气,纸的右侧的空气流速变大,纸右侧的气压变小,所以纸从静止向右飘起,可以推断:气体流速越大的地方,压强越小。
【分析】(1)大气压强保持不变,根据可知,大气压强能支撑的水银柱的高度也不变;
(2)根据纸的状态,确定不同位置的气压大小,气体流速越大的地方,压强越小。
13.(2022八下·霍邱期末)小明利用图甲实验仪器来估测大气压的值。
(1)除了图中器材,该实验还需要的测量仪器是 ;
(2)考虑到弹簧测力计量程大小的限制,图乙中三种规格的注射器应选用 (选填“A”“B”或“C”)来进行实验;
(3)实验步骤如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
②用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的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。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,测出注射器的全部刻度长度L。则大气压的大小p= 。(用所给的物理量符号F、V、L表示)
(4)实验中小明发现,注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将使他测量的结果比当地大气压的真实值 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)刻度尺
(2)C
(3)
(4)偏小
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)实验中需要用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L,进而利用注射器筒上所标明的容积V求出注射器的横截面积,用来求出压强。
(2)由活塞受到的大气压力为F=p大气S可知,由于弹簧测力计量程大小受限制,要选用一个活塞横截面积小的注射器来减小活塞受到的大气压力,即注射器应选用C。
(3)由注射器筒上所标明的容积为V,测出的注射器的全部刻度长度为L知,活塞的横截面积为,故大气压强为
(4)注射器顶端装针头处空气无法排尽时,活塞在水平方向上除了受到水平向右的大气压力以及水平向左的拉力,活塞右侧截面还会受到水平向左的气体压力,导致测出的大气压力偏小,则大气压强偏小。
【分析】(1)实验中需要用刻度尺测出注射器的全部刻度长度;
(2)根据F=p大气S,要选用一个活塞横截面积小的注射器来减小活塞受到的大气压力;
(3)根据,求出大气压强表达式;
(4)根据,确定表达式中操作过程中的偏差,进而确定大气压值的偏差。
14.(2022八下·邗江期末)估测大气压值的装置如图所示,器材有注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽等。
(1)该实验还需要的测量仪器是 ;
(2)观察注射器,读出注射器的容积V=20mL。用刻度尺测出注射器 ,记为L=10cm;
(3)把注射器的活塞推至注射器筒的底部,目的是 ,然后封住注射器的小孔;
(4)水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=22N ,即近似等于大气对活塞的 ;
(5)则根据上述测量数据计算出大气压的值p= Pa;
(6)如果实验时的实际大气压为标准大气压,根据计算结果进行误差分析,可能是____。
A.橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体
B.活塞与注射器筒壁间有摩擦
C.弹簧测力计的示数没有读准,读数偏小
【答案】(1)刻度尺
(2)有刻度部分长度
(3)排尽筒内空气
(4)压力
(5)1.1×105
(6)B
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)实验还需要的工具是刻度尺,需要根据刻度尺和注射器的容积计算注射器的横截面积。
(2)注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出体积V,得出活塞的面积。
(3)把注射器的活塞推至注射器的底部,并封住注射器的小孔,此操作的目的是排尽空气,保证装置的气密性。
(4)水平向右缓慢拉动注射器,活塞受到的作用力为弹簧测力计的拉力和大气对活塞的压力,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F即为大气对活塞的压力F,即等于大气对活塞的压力。
(5)估测的大气压的表达式为
(6)A.在实验过程中,如果橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,则测量出来的大气压总是比实际值要小,A不符合题意;
B.若注射器活塞与内壁间摩擦太大,则弹簧测力计的示数F增大,由压强公式可知,将导致测得的大气压强值偏大,B符合题意;
C.弹簧测力计的示数没有读准,读数偏小,由压强公式可知,将导致测得的大气压强值偏小,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)实验还需要的工具是刻度尺,需要根据刻度尺和注射器的容积计算注射器的横截面积;
(2)根据,应量出其刻度部分的长度,再读出体积V;
(3)把注射器的活塞推至注射器的底部,并封住注射器的小孔,此操作的目的是排尽空气,保证装置的气密性;
(4)弹簧测力计的示数F即为大气对活塞的压力F,即等于大气对活塞的压力;
(5)根据公式,计算大气压值;
(6)根据公式,判断实验过程中,压力和受力面积的偏差,从而确定密度的偏差。
15.(2022八下·宝应期末)小明做“估测大气压强”实验,装置如图所示:
(1)小明应采用 (甲/乙)图的装置来估测大气压强,若采用另一装置,所测结果将偏 (大/小);
(2)实验步骤如下:
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,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,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞刚开始滑动时记下测力计示数 F=7.2N;
C.读出注射器的容积V,如图丙;
D.如图丙,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L= cm;
(3)思考并回答:
①实验步骤A的目的是为了 ;
②用测得的物理量计算大气压强值p = ;
③小明正确使用测量仪器,且读数正确,该实验过程中导致误差的因素是 (写出一种);
(4)若使用如图丁所示的 b注射器实验,拉力达到弹簧测力计的最大测量值时,仍未拉动活塞,则应该改选图示的 (a/c)注射器进行实验。
【答案】(1)甲;大
(2)6.00
(3)排尽筒内空气;9.6×104Pa;①活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大;②弹簧测力计的示数没有读准,会使力的测量值偏大或偏小,算出的大气压也可能偏大,也可能偏小。
(4)c
【知识点】大气压强的测量方法
【解析】【解答】(1)乙图装置中,向下拉活塞时,由于活塞受到自身的重力,会增大弹簧测力计的示数,由可知,会使测量值偏大,因此小明选用甲装置,不宜采用乙图装置来估测大气压强。
(2)如图丙,该刻度尺的分度值为0.1cm,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度
(3)①实验步骤A,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,是防止注射器外的空气从小孔进入。
②注射器活塞的面积为
由二力平衡的条件可知
大气压强值
根据压强公式知,受力面积一定,①活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使力的测量值偏大,算出的大气压会偏大;②弹簧测力计的示数没有读准,会使力的测量值偏大或偏小,算出的大气压也可能偏大,也可能偏小。
(4)由知,因为容积大的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程,所以选项较细的注射器好一些,故答案为:c。
【分析】(1)根据,选择恰当的实验方案,进而讨论实验影响;
(2)看清分度值,根据对应刻度读数;
(3)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,是防止注射器外的空气从小孔进入;根据公式,计算大气压值,并讨论相应误差;
(4)根据公式可知,较细的注射器好一些。
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