中考物理压轴真题分类汇编(解析版)
挑战14 实验题(压强与浮力综合47题)
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
二.探究液体内部的压强特点(共12小题)
三.大气压对液体沸点的影响探究(共4小题)
四.探究浮力大小的影响因素(共4小题)
五.阿基米德原理的实验探究(共12小题)
六.探究浮力的大小与排开液体重力的关系(共11小题)
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
1.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是: ;
A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为,则 (选填“<”、“=”或“>”);
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是: 。
【答案】 被压下的深浅 不可以 受力面积 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 A = 没有控制压力的大小相同
【详解】(1)[1][2]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,由于木板的形变不明显,所以不可以用木板代替海绵来完成实验。
(2)[3][4]比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制受力面积大小不变,压力的大小不同,由于海绵的凹陷程度不同,且压力越大海绵的凹陷程度越大,故可得结论:当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越显著。
(3)[5]分析比较图2、图3的实验现象知道,两图的压力大小不变,受力面积的大小不同,海绵的凹陷程度不同,且受力面积越小海绵的凹陷程度越大,故可得结论:当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
A.书包的背带做得又宽又大,这是通过增大受力面积来减少压力的作用效果,故符合题意;
B.交通管理部门规定,严禁货车超载,通过减小压力来减小压强,故不符合题意。
故选A。
(4)[6]压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,图3和图4两图压力相同,受力面积相同,由 知道,压强相同,即
(5)[7]为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,应保持压力相等,改变受力面积,观察泡沫的凹陷程度;小明同学在探究“压力的作用效果与受力面积的关系”时,将物块沿竖直方向切成大小不同的两块,这样两块对泡沫的压力不同,小明可以改变物块A的放置方向,从而改变物块对底面压力的受力面积,同时保持了压力不变,可用于探究“压力的作用效果与受力面积的关系”。
2.(2024·山东滨州·中考真题)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验;
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 有关;
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 的存在;
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是: 。
A.限制货车超载 B.铁轨下面铺放枕木 C.破窗锤的敲击端做成锥状
【答案】 平衡 相互作用 = 受力面积 深度 A和B 大气压 A
【详解】(1)[1]瓶子受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力。
[2]瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同的物体上,是一对相互作用力。
(2)[3]瓶子正放与倒放时,对桌面的压力都等于自身的重力,大小是相同的,即F正=F倒。
[4]由图乙和图丙可知,压力大小相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,因此可知压力的作用效果与受力面积有关。
(3)[5]由图丁可知,A、B两处深度不同,且B处的深度比A处的深度要大,此时B处的水流速度大于A处的水流速度,说明B处水的压强要大于A处水的压强,因此可知,同种液体内部压强的大小与液体的深度有关。
[6][7]瓶盖拧紧后,瓶内与瓶外隔绝,由于外界大气压的作用,将瓶内的水压在瓶内而流不出来,因此小孔A和B都会立即停止出水。
(4)[8]塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比探究的是压力的作用效果与压力大小的关系。
A.限制货车超载是通过改变压力大小来改变压强,故A符合题意;
B.铁轨下面铺放枕木是通过增大受力面积减小压强,故B不符合题意;
C.破窗锤的敲击端做成锥状是通过减小受力面积增大压强,故C不符合题意。
故选A。
3.(2023·广东深圳·中考真题)琴琴同学用同一个物体(图中白色物体)做‘探究压强与受力面积的关系’实验,请填写下面内容。
(1)谁的压力大 ,谁的受力面积大 ;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见: ;
(3)对比甲图选择下面一个 对比探究压强和压力大小的关系。
【答案】 两个相等 海绵的大 都用海绵(或沙坑)来进行实验 A
【详解】(1)[1]两个实验中都是同一个物体,对海绵或沙坑的压力一样大。
[2]海绵中物体横放,沙坑中物体竖放,由图可得,海绵的受力面积大。
(2)[3]实验为探究压强与受力面积,应只改变受力面积大小,下面的受力物体保持不变,故改进意见为:甲、乙都用海绵进行实验或甲、乙都用沙坑进行实验。
(3)[4] 要探究压强和压力大小的关系,应保持受力面积相同,受力物体相同,只改变压力大小,对比甲图,应该选择A。
4.(2023·江苏盐城·中考真题)篮球从空中下落,撞击地面的过程中,与地面的接触面会不断增大,最大接触面积与下落高度之间有怎样的关系?学校兴趣小组利用器材进行探究。
(1)在球场地面上铺一张白纸,白纸上用复写纸覆盖,篮球从一定高度处自由下落,撞击复写纸,在白纸上留下蓝色圆斑,如图甲所示是蓝色圆斑的照片,用刻度尺测量出照片中圆斑的直径为 cm。
(2)小明让篮球从不同高度处自由下落,将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在表中,在图乙中描点并用平滑的曲线作出“”图像 。说出蓝色圆斑的面积与下落高度之间的变化关系: 。
次数 1 2 3 4 5
下落高度 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0
蓝色圆斑面积 45.3 66.4 84.9 98.5 107.5
(3)压力传感器能记录瞬间的压力大小,并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从处下落时撞击地面的最大压强。如图丙所示,他将压力传感器放置在球场上,篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器,从电脑上读取最大压力的大小,并在表格中查找对应的面积,进行计算,你认为小明的做法是否正确? 。理由是: 。
【答案】 2.60(2.50~2.70均可) 见解析 不正确 见解析
【详解】(1)[1]由图可知,照片中圆斑的直径为2.60(2.50~2.70均可)cm。
(2)[2]根据表格中的数据描点,然后把所描的点用线连接即可,如下图所示:
[3]由上图可知,下落高度越大,蓝色圆斑的面积越大。
(3)[4][5]压强是压力与受力面积的比值,压力最大时压强不一定最大。因此小明的做法不正确。
二.探究液体内部的压强特点(共12小题)
5.(2024·江苏淮安·中考真题)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示.使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 。实验中,通过U形管两侧液面的 来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处, 越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与 有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度 。
【答案】(1) 气密性 高度差
(2)液体的密度
(3) 液体深度 无关
【详解】(1)[1]使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性,如果按压探头时,U形管两侧液面高度差有明显变化,则气密性良好。
[2]实验采用转换法,实验中,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小。
(2)乙、丙两图所用的液体不同,探头所处的深度相同,U形管两侧两管中液面的高度差不同,可得出结论:不同液体的相同深度处,液体的密度越大,压强越大。
(3)①[1]由丁图1、2和3号管可知,液体的深度不同,橡皮膜凸出的程度也不同,因此可得液体压强大小与液体的深度有关。
②[2]由丁图4和5号管可知,液体的长度不同,深度相同,橡皮膜凸出的程度相同,因此可得液体压强与液体长度无关。
6.(2024·江苏南通·中考真题)利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
(1)U形管两边液面的 能显示压强大小;使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中液面不发生变化,说明 ;
(2)将金属盒分别放入水和盐水中,如图,金属盒的橡皮膜受到的压强分别是和,则 ,据此不能得出液体压强与液体密度的关系,原因是 。
【答案】(1) 高度差 装置漏气
(2) 小于 没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同
【详解】(1)[1]根据转换法的思想,液体压强计是利用U形管两侧液面高度差来显示压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大。
[2]若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气,使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。
(2)[1]将金属盒分别放入水和盐水中,由图可知,金属盒位于盐水中时,U形管两侧液面高度差更大,故金属盒的橡皮膜在盐水中受到的压强更大,即。
[2]将金属盒分别放入水和盐水中,没有说明金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,即没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,故不能得出液体压强与液体密度的关系。
7.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后___________;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较 两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将孔堵住,水从孔也不能流出,因为水受到了 的作用。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至处,使,水的落点为、。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与 的距离。
【答案】(1)C
(2)液面的高度差
(3)丙、丁
(4) 大气压 DF
【详解】(1)图甲中橡皮膜受到水的压强,但U形管两侧液面高度相同,说明装置漏气,接下来应该检查压强计的气密性,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)本实验利用转换法,通过U形管液面的高度差比较液体压强的大小,所以如图乙、丙、丁所示,将压强计的金属盒放入液体中不同深度,需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制金属盒在不同液体中的深度相同,应该比较丙、丁两图所示的实验。
(4)[1]堵住N孔,由于外界大气压的作用,水从孔也不能流出;
[2]为了比较两小孔处液体压强大小,需比较水下落高度相同的情况下的落地点距离小孔的水平距离。M孔距离接水盘原位置的高度为MA,N孔距离接水盘向下平移后的位置的高度为ND,由于,所以为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与DF的距离。
8.(2024·四川乐山·中考真题)探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明压强计的气密性 (选填“好”或“差”);
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面高度差来判断,这种研究问题的方法是 ;
(3)比较 、 两图可知,液体压强与液体深度有关;
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体 有关;
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有 (选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向 移(选填“上”或“下”),U形管两侧液面会再次相平。
【答案】 差 转换法 甲 乙 密度 水 上
【详解】(1)[1]在组装好器材后,我们需要检查压强计的气密性。这是通过用手指轻压或重压探头的橡皮膜,并观察U形管两侧液面的变化来实现的。如果U形管两侧液面几乎没有变化,说明压强计的气密性差,可能存在漏气的情况,这样的压强计无法准确测量液体压强。
(2)[2]在实验中,我们无法直接看到液体内部压强的大小,但可以通过观察U形管两侧液面的高度差来间接判断。这种通过观察易于测量的物理量来反映不易测量的物理量的方法,我们称之为转换法。
(3)[3][4]观察图甲和图乙,我们可以看到,它们使用的是同一种液体(水),且橡皮膜的方向也相同,但液体的深度不同。通过比较这两图,我们可以发现,液体深度越深,U形管两侧液面的高度差越大,即液体压强越大,所以液体压强与液体深度有关。
(4)[5]比较甲、丙两图,我们可以看到,它们使用的液体深度相同,橡皮膜的方向也相同,但液体种类不同(甲为水,丙为盐水)。通过比较这两图,我们可以发现,盐水的密度大于水,而盐水产生的压强也大于水产生的压强。因此,我们可以得出结论:液体压强与液体密度有关。
(5)[6][7]根据实验结论,我们知道液体的压强与液体的密度和深度都有关。现在,我们将压强计的两个探头分别浸入酒精和水中,并处于同一深度。由于水的密度大于酒精的密度,所以在同一深度下,水产生的压强会大于酒精产生的压强。观察图丁,我们可以看到U形管左侧液面较低,说明A杯中探头受到的压强较大,由可知,液体深度相同相同时,液体密度越大,液体压强越大,即A杯中盛有的是密度较大的液体,即水。当U形管两侧液面再次相平时,两探头处受到的压强相同。由可知,在液体压强相同时,液体密度越大,液体深度越小,所以我们应该将A杯中的探头向上移动,以减小其受到的压强。
9.(2024·广东深圳·中考真题)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了思考乐实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得sc小于sd。
(1)现已知hc(2)其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置 ;
(3)sc'和sd'分别为现在的最远距离,现在求sc' sd';
(4)思考乐辉辉同学的结论是否正确?请说出你的判断和理由 。
【答案】 < > 见解析
【详解】(1)[1]已知
由p=ρgh可知液体压强的关系为
(2)[2]其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,将木板的左侧和矿泉水瓶左侧对齐,木板静止,如图所示:
(3)[3]由(2)图可知,sc'和sd'分别为现在的最远距离,则有
(4)[4]由上述实验可知,保持其他条件不变,仅将木板向右移,只改变了小孔到地面的距离,发现对应小孔水喷出的最远距离发生了变化,由此可知:水喷出的最远距离不仅与小孔在水中的深度有关,还与小孔到地面的距离有关。辉辉同学实验过程中,没有控制小孔到地面的距离,小孔到地面的距离是变化的,故不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究压强与深度关系,因此辉辉同学的结论是错误的。
10.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小遥发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: ;
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, ,压强越大;
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8cm,请你计算该处水的压强为 Pa;
(5)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】 取下软管再重新安装 不属于 深度越深 800 错误 没有控制液体的深度相同
【详解】(1)[1]U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强,当使用前发现U形管内水面已有高度差,只需要取下软管再重新安装,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的调节压强计时。
(2)[2]上端开口,下端连通的容器叫连通器,液体压强计的左端是密闭的,所以不属于连通器。
(3)[3]比较乙、丙两图可知,液体密度相同,丙中探头深度大,形管两侧液面的高度差大,液体压强也大,故可以得出的结论是:同种液体,深度越大,液体压强越大。
(4)[4]探头在水中的深度为8cm时的压强为
(5)[5][6]向丙图烧杯中多次加盐水,改变了液体密度的同时也改变了液体深度,没有控制液体的深度相同,故结论错误。
11.(2024·天津·中考真题)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号 探头浸入水中深度h/cm 探头朝向 U形管两侧液面高度差/cm
① 10 向上 9
② 15 向上 13
③ 20 向上 17
④ 15 向下 13
⑤ 15 向左 13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
【答案】 ②④⑤ 深度越深,压强越大 液体的密度
【详解】(1)[1]②④⑤三次实验只有探头方向不同,其他因素相同,故探究的是液体压强与方向的关系,根据实验数据可知,在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等。
(2)[2]分析表中①②③三组数据,只有深度不同,故探究的是液体压强与深度的关系,根据实验数据可知,同一液体,深度越深,压强越大。
(3)[3]要探究体压强与液体的密度有关,则只改变液体密度,其他条件均保持不变,故再增加足量的食用盐。利用题中所给实验仪器,可以探究液体压强是否与液体的密度有关。
12.(2024·河南·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: ;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否 ;
(3)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 ;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (填“更大”或“更小”)的液体。
【答案】 拦河大坝上窄下宽 相平 甲乙 相等 深度 更小
【详解】(1)[1]拦河大坝修建得上窄下宽,这是因为液体压强随深度增加而变大。
(2)[2]实验前,应观察U形管两侧液面是否相平,如果已经存在一段高度差,则需要拆下软管重新安装。
(3)[3] 比较图中甲乙两次实验,只有深度不同,根据控制变量法,可得出液体压强与深度的关系。
[4] 比较乙、丙两次实验,只有探头的方向不同,而U形管两侧液面高度差相同,说明同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相同。
(4)[5] 为探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法,应只改变液体密度,所以将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)[6] 根据,为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更小的液体。
13.(2024·四川宜宾·中考真题)某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 (填写正确选项前的字母);
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(3)通过比较图中 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 Pa;(,g取)
(5)利用如下图甲的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图乙,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度 。()
【答案】 C 高度差 乙、丙 控制变量 上窄下宽 800
【详解】(1)[1]实验前,将金属盒的橡皮管装在U形管的一侧后,如果右侧液面高,左侧液面低,说明U形管两边液面上方压强不同,则应将橡皮管取下,重新安装,使两边液面相平,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[2]压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小,U形管两侧液面高度差越大,橡皮膜受到的压强越大,使用了转换法。
(3)[3][4]为了探究液体的压强与液体深度的关系,需要控制液体的密度相同,橡皮膜所处的深度不同,因此需要比较乙、丙两次实验,使用了控制变量法。
[5]由乙、丙两图可知,同一液体中,深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成上窄下宽的形状。
(4)[6]橡皮管内气体的压强与大气压之差为
(5)[7]C处橡皮膜形状刚好不改变,则容器两侧压强相等,故
则
14.(2024·四川遂宁·中考真题)夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关
B.液体压强大小可能与液体密度有关
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 ;
A.控制变量法 B.模型法 C.转换法
(2)为了验证猜想A,比较①②两次实验操作,初步得出结论:液体的压强随深度的增加而 ;
(3)为了验证猜想B,应比较 (选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成 (选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
【答案】 C 增大 ②③ 上窄下宽
【详解】(1)[1]实验中液体内部压强不易直接得到,通过U形管内液面高度差反映液体内部压强的大小,U形管内两侧液面高度差越大,探头处液体压强越大,使用了转换法。故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)[2]①②两次实验操作中,液体的密度相同,②中探头所在的液体深度较深,U形两侧液面高度差较大,因此②中探头处液体的压强较大。因此可初步得出结论:液体的压强随深度的增加而增大。
(3)[3]为了验证猜想B,即液体压强大小可能与液体密度有关,应控制探头所处的液体深度相同,液体的密度不同,因此应比较②③两次实验操作。
(4)[4]由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成下宽上窄的形状。
15.(2024·四川南充·中考真题)小明采用如图所示的装置,进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验:
(1)实验前,小明用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管中两液面是否出现高度差,若两液面 (选填“有”“没有”)高度差,则说明U形管压强计存在漏气问题;
(2)实验中,小明通过观察 来比较液体内部压强的大小,这里应用的科学方法是 ;
(3)比较 两图,可以研究液体压强与液体深度的关系。
【答案】 没有 U形管内液面的高度差 转换法 乙、丙
【详解】(1)[1]实验前,要先检查气密性,用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管中两液面是否出现高度差,若两液面出现高度差,说明压强计不漏气,若两液面没有高度差,则说明U形管压强计存在漏气问题。
(2)[2][3]实验中,通过观察U型管内液面的高度差来比较液体内部压强的大小,高度差越大表示压强越大,这里应用的科学方法是转换法。
(3)[4]比较乙、丙两图,液体的密度相同,深度不同,压强不同,可以研究液体压强与液体深度的关系。
16.(2024·陕西·中考真题)小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时,用到的压强计如图1所示;
(1)如图1,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性 (选填“良好”或“差”),如果液体内部存在压强,将探头放入液体内部,U形管两侧水面就会产生高度差,高度差的大小反映探头 (选填“A”或“B”)面所受压强大小;
(2)小明通过探究得出结论:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。继续探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表1所示。分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
H/cm 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0
h/cm 4.6 5.2 6.0 6.6 7.4 8.2 9.0 9.6 10.4 11.2 12.0
(3)小明发现,虽然U形管和水槽中装入的是相同的水,但是U形管两侧水面的高度差h与探头浸入水中的深度H不相等,猜想其可能与橡皮膜发生形变有关。进一步分析数据发现,H增大时,h也随之增大,且h始终小于H。你还能从表1中发现数据变化的规律是 ,你认为数据变化呈现这种规律的原因可能是 ;
(4)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图3所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度 cm处的压强。改变,记录和对应的,多次实验,记录数据,如表所示。分析数据可知,去掉橡皮薄膜后,可以准确反映处的液体压强大小;
实验次数 1 2 3 4 5
6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
(5)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H2为10.0cm,记录U形管两侧水面的高度差,如表,已知,则该未知液体的密度为 。
液体种类 酒精 水 盐水 某未知液体
10.0 10.0 10.0 10.0
8.0 10.0 11.0 15.0
【答案】(1) 良好 A
(2)大
(3) 随着H的增大,h与H的差值越来越大 由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强
(4)6.0
(5)1.5
【详解】(1)[1]用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性良好,若装置漏气,则U形管两侧的水面不会有变化。
[2]高度差的大小反映有橡皮膜一侧,即探头A面所受压强大小。
(2)U形管两侧液面高度差越大,表示液体内部压强越大;分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深压强越大。
(3)[1]还能从表1中发现数据变化规律是随着H的增大,h与H的差值越来越大。
[2]数据变化呈这种规律的原因是由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强。
(4)如图3所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的压强为
(5)根据可得该未知液体的密度
三.大气压对液体沸点的影响探究(共4小题)
17.(2024·江苏扬州·中考真题)如图所示,做“观察水的沸腾”实验时,实验小组发现水沸腾时温度计示数高于100℃,于是对此进行探究。
(1)小华猜想:可能是实验室中气压高于1个标准大气压导致的。她应该选用 (填测量工具)进行测量验证;
(2)小丽猜想:可能是因为盖了硬纸板,增大了水面上方气压,提高了水的 。要验证猜想,应 ,进行实验验证;
(3)小明猜想:可能是温度计不准确导致的。要验证猜想,请简述做法: ;
(4)小芳猜想:可能是由于水蒸气温度高于100℃导致的。她的猜想是否合理?请说明理由: 。
【答案】 气压计 沸点 去掉硬纸板,重新测量水沸腾时的温度 换一支温度计测量 见解析
【详解】(1)[1]小华猜想:可能是实验室中气压高于1个标准大气压导致的。因此可以用气压计测量实验室的大气压的大小。
(2)[2][3]水的沸点随着大气压的增大而增大,小丽猜想:可能是因为盖了硬纸板,增大了水面上方气压,从而提高了水的沸点,要想验证小丽的猜想,可以去掉硬纸板,重新测量水沸腾时的温度,看是否高于100℃。
(3)[4]小明猜想:可能是温度计不准确导致的。因此可以再换一支温度计测量水沸腾时的温度,比较两支温度计的示数。
(4)[5]小芳猜想:可能是由于水蒸气温度高于100℃导致的。该猜想不合理,因标准大气压下水的沸点为100℃,水达到沸点后继续吸热会发生汽化,液态的水变为气态的水蒸气,水蒸气的温度最高为100℃,不可能更高,故该猜想不合理。
18.(2024·吉林·中考真题)图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验装置。
(1)图甲中温度计示数为 ℃;
(2)加热4分钟后,水开始沸腾,图乙是根据实验数据绘制的图像,分析图像可得:水沸腾过程中,吸收热量,温度 ;
(3)通过分析图像中的数据还可以发现,水面上方的大气压 标准大气压。
【答案】 95 不变 低于
【详解】(1)[1]由图甲可知温度计的分度值为1℃,示数为95℃。
(2)[2]由图乙可知水沸腾后继续吸收热量,温度保持不变。
(3)[3]在一标准大气压下,水的沸点为100℃,大气压越低,液体的沸点越低;由图乙可知水沸腾时的温度为98℃,所以水面上方的大气压低于一标准大气压。
19.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用如图甲所示的装置,做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验。
(1)将装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,目的是 ;
(2)根据实验数据,小西绘制了冰的温度随时间变化的图像,如图乙所示,在第4min时处于 (选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(3)在完成上述实验后,小西利用烧杯中的水继续做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。当水沸腾时,温度计的示数如图丙所示,为 ℃,由此判断该地区的大气压 (选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压;
(4)在将水加热至沸腾的过程中,同学们发现加热时间过长,下列措施中,可以缩短加热时间的是 。
A.减少烧杯中水的质量 B.用“小火”加热
【答案】(1)受热均匀
(2)固液共存
(3) 93 低于
(4)A
【详解】(1)将装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热的方法叫做水浴法,可以使被加热物质受热更加均匀,加热过程更加缓慢,便于记录实验数据。
(2)由乙图知道,从第2min到6min,冰的温度保持0℃不变,所以冰是晶体。2~6min是冰的熔化过程,在第4min,冰处于熔化过程中,所以处于固液共存态。
(3)[1][2]当水沸腾时,温度计的示数如图丙所示,分度值为1℃,示数为93℃,则沸点为93℃;标准大气压下水的沸点是100℃,气压越低,沸点越低,所以该地区的大气压低于1个标准大气压。
(4)A.减少烧杯中水的质量,水沸腾需要吸收的热量减少,则加热时间缩短,故A符合题意;
B.用“小火”加热,单位时间内水吸收的热量减少,则加热时间延长,故B不符合题意。
故选A。
20.(2024·江苏盐城·中考真题)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气 的关系。
【收集证据】
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止 。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图像。
【交流结论】
(1)若小气球半径,大气球半径,则它们相连通后空气将向半径 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 种。
【答案】 压强 橡胶管脱落 夹住 注射器 大 3
【详解】[1]空气该如何流动,取决于气体压强,空气要由压强大的位置流向压强小的位置。
(1)[2]用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止橡胶管从三通上脱落。
(2)[3]充气结束后立刻用夹子夹住连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,防止气球内的空气跑出。
(3)[4]解开其中一根细线,是解开注射器这边的细线,拔出注射器,是为了用注射器再次吸取一定体积的空气。
【交流结论】(1)[5]由图像可知,球的半径为2cm时的压差大于4cm时的压差,因空气要由压强大的位置流向压强小的位置,则它们相连通后空气将向半径大的气球流动。
(2)[6]两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,由图乙可知,有可能半径小的气球内部气压大,则此时空气从半径小的气流流向半径大的气球;也可能半径小的气球内部气压小,则此时空气从半径大的气球流向半径小的气球;还可能两球内气体的压强相同,则此时空气不流动。故空气流动可能发生的情况有三种。
四.探究浮力大小的影响因素(共4小题)
21.(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
【答案】(1)1.4
(2) 变小 不变 物体排开液体的体积
(3) 体积 相等
(4)丙
【详解】(1)测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2)[1][2][3]由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[1][2]根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4)当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;结合图可知,液体会对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差
F差=F向上-F向下
实际上,这个压力差就是液体对物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
22.(2024·吉林长春·中考真题)“领先”科创小组利用一个内、外壁均附有刻度尺,厚度均匀的平底柱形玻璃筒进行如下探究:
(1)将玻璃筒放入大烧杯内的水中,玻璃筒竖直漂浮,如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为;
(2)向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟 有关;进一步分析还可说明:液体内部压强跟 有关。当玻璃筒内水柱的高度为h0时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了;
(3)如图乙所示,将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上A处;将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟 有关。当B处与A处凹陷程度相同时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土的压强,其表达式为 (用、g及物理量符号表示)。
【答案】 排开液体体积 液体深度 压力大小
【详解】(2)[1]向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,玻璃筒排开水的体积变大,且玻璃筒始终处于漂浮状态,玻璃筒受到的浮力等于玻璃筒的重力,玻璃筒的重力增大,浮力增大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
[2]玻璃筒漂浮时,受到的浮力等于玻璃筒底部受到的水的压力,浮力增大,水的压力增大,由得,玻璃筒底部受到的水的压强增大,此时玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明液体内部压强跟深度有关。
(3)[3]将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,黏土受到的压力增大,受力面积不变,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟压力大小有关。
(4)[4]当玻璃筒内水柱的高度为h0时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了h2,由浮沉条件得,此时玻璃筒的水的重力为
由浮沉条件得,玻璃筒的重力为
B处与A处凹陷程度相同,说明艺术品对黏土的压强等于玻璃筒对黏土的压强,此时桶内装的水的高度为
则此时玻璃筒内装入的水的重力为
该艺术品对黏土的压强
23.(2024·黑龙江绥化·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 方向将弹簧测力计调零;
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 N;
(3)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法 (选填“正确”或“不正确”),理由是 ;
(4)由 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8N,此操作会使容器中的液面下降 cm。
【答案】 竖直 2 不正确 未控制物体排开液体的体积相同 C、D 1
【详解】(1)[1]实验中,测力计测量竖直向下的力,则测量前,需沿竖直方向将弹簧测力计调零。
(2)[2]由AC实验得,物块浸没在水中受到的浮力是
(3)[3][4] B、E两次实验,液体密度不同,物体排开液体的体积液不同,没有控制物体排开液体的体积相同,会导致结论不可靠,这种做法是不正确的。
(4)[5]由CD实验可得,物体浸没在水中不同深度,弹簧测力计示数相同,则物体受到的浮力不变,可出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)[6]物块浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,则物体体积为
由AE实验得,物块浸没在液体中受到的浮力是
由得,液体密度
完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8N,该操作使物体受到的浮力减小
由得,物体排开液体的体积减小
会使容器中的液面下降
24.(2024·四川广安·中考真题)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而 ,与物体浸没在液体的深度无关。
(2)根据 三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为 。()
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是 。
【答案】 增大 ADE 见详解
【详解】(1)[1]根据A、C、D三图可知,物体浸入液体的深度不同,但测力计的示数相同,说明浮力大小与物体浸没在液体的深度无关;根据A、B、C三图可知,物体浸入液体的体积不同,测力计的示数不同,说明浮力大小与物体浸入液体的体积有关,物体浸入液体体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)[2]根据A、D、E三图可知,物体浸入液体的体积相同,但液体的密度不同,测力计的示数不同,说明浮力大小与液体的密度有关。
[3]根据AC图可知
F浮 =G F=4N 2N=2N
根据可得
因为物体浸没,所以
V=V排 =2×10 4m3
根据G=mg和 可得,物体的密度
(3)[4]根据控制变量法可知,要探究浮力大小与物体形状的关系,应控制物体排开液体的体积相同,而实验中将另一薄铝片弯成碗状也放入该烧杯中,铝片漂浮在水面上,铝片排开液体的体积变大,所以小丽的结论不可靠。
五.阿基米德原理的实验探究(共12小题)
25.(2024·西藏·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,操作步骤如图所示。
(1)操作乙中,物体受到的浮力为 N;
(2)分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是:当液体的密度相同时, 越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大;
(3)已知水的密度是,实验所用物体的密度为 ;(g取10N/kg)
(4)根据图中给出的信息,你还可以分析得出什么结论?(写出一条即可)
【答案】(1)0.2
(2)物体排开液体的体积越大
(3)8×103
(4)当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大
【详解】(1)由甲可知,物体的重力为4N,由乙可知,物体在浸在水中时弹簧测力计对物体的拉力为3.8N,根据称重法可知,物体受到的浮力为
(2)比较操作甲、乙、丙可知,物体浸在液体中的体积越大,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大,可初步得出结论:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)由丁可知,物体浸没在水中时弹簧测力计对物体的拉力为3.5N,根据称重法可知,物体在水中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,物体的体积为
实验所用物体的密度为
(4)通过分析比较操作甲、丙、戊可知,当物体排开液体的体积相同时,物体液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大,因此可初步得出结论:当物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
26.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)小迪同学利用弹簧测力计、烧杯、水(ρ水=1.0×103kg/m3)、未知密度的小石块、咸奶茶和不吸水的细线,巧妙地设计实验,完成了:
①浮力相关内容的复习;②测量内蒙古风味美食咸奶茶的密度。请完成下列问题:
(1)要测量小石块浸没在水中的浮力,最合适的实验顺序是 (选填“A→B”或“B→A”);
(2)根据上述实验数据计算出小石块的密度是 kg/m3;
(3)咸奶茶的密度表达式ρ茶= (用F1、F2、F3、ρ水表示)。
【答案】(1)A→B
(2)
(3)
【详解】(1)测量小石块浸没在水中的浮力的方法是:先测出小石块的重力G,然后把小石块浸没在水中,读数弹簧测力计的示数F示,则小石块受到的浮力为
若先把石块浸没水中测量,取出石块后,由于石块沾水,测量的重力偏大,浮力偏大,所以最合适的实验顺序是A→B。
(2)小石块的质量为
小石块受到的浮力为
小石块的体积为
小石块的密度是
(3)小石块在咸奶茶中受到的浮力
小石块排开奶茶的体积
根据阿基米德原理可得,咸奶茶的密度为
27.(2024·内蒙古·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F;
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与 无关,此过程中瓶底所受的压强大小变化情况是 ;
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为 F,说明浮力的大小与物重无关。
【答案】 物体排开液体的体积 深度 变大 0.6
【详解】(2)[1]图甲中玻璃瓶装满水后部分浸没水中,容器A中水面上升h1,弹簧测力计示数为F;图乙知玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容器A中水面又上升h1,弹簧测力计示数为0.7F,说明排开水的体积变大,弹簧测力计的示数减小,由
F浮=G-F示
可知浮力变大,即浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
[2][3]物体浸没后继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,由
F浮=G-F示
可知浮力不变,说明物体所受浮力的大小与浸没的深度无关。此过程中瓶底的深度增加,由p=ρgh知,瓶底所受水的压强大小变大。
(3)[4]图甲中玻璃瓶装满水后部分浸没水中,容器A中水面上升h1,弹簧测力计示数为F;图乙知玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容器A中水面又上升h1,说明
根据F浮=ρ液gV排知,在液体密度一定时
又因为
且
则
故
所以,即
由图乙、图丙可知,水面深度相同,玻璃瓶排开水的体积相同,所以图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为0.6F,说明浮力的大小与物重无关。
28.(2024·山东菏泽·中考真题)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次进行如下步骤的操作:
根据上述实验步骤,完成下列问题:
(1)步骤A中金属块重 N;
(2)步骤B中金属块受到的浮力为 N;
(3)分析 三步骤数据,初步得出浮力大小与液体密度有关;
(4)若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,测力计的示数 1.6N(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)结合已学知识,根据步骤A、C,计算出金属块的体积为 (,g取10N/kg)。
【答案】 2.6 0.4 A、C、D 大于
【详解】(1)[1]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.6N,故金属块重2.6N。
(2)[2]图B中,弹簧测力计的示数为2.2N,由称重法可知,步骤B中金属块受到的浮力为
(3)[3]探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法,要使金属块排开液体的体积相同,液体的密度不同,因此应分析A、C、D三步数据。C、D中,金属块完全浸入液体,排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,根据称重法可知金属块受到的浮力不同,因此可初步得出浮力大小与液体密度有关。
(4)[4]若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,金属块排开液体的体积不变,液体密度减小,由可知,金属块受到的浮力减小,由可知,弹簧测力计的示数变大,即大于1.6N。
(5)[5]由A、C可得,金属块完全浸没时,受到的浮力为
金属块的体积
29.(2024·宁夏·中考真题)如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力为 N;
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与 有关;
(3)浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度;下图能正确反映物体所受浮力和物体下表面深度h关系的图像是 ;(填序号)
A. B.
C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力 ;
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关;请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。
【答案】 2.1 物体排开液体的体积 D 越大 见解析
【详解】(1)[1]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.1N,则物体的重力为2.1N。
(2)[2]观察乙、丙、丁图发现,在同种液体中,液体密度不变,物体逐渐浸入水中,排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物体受到的浮力增大,所以浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[3]由于浮力的大小与物体排开液体的体积有关,物体浸入水中越深,排开液体体积越大,则物体下表面深度越大,物体受到的浮力越大;当物体浸没在水中,排开液体的体积不变,则物体受到的浮力大小不变,故随着物体下表面深度增大,物体受到的浮力先增大,后不变,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)[4]分析图中甲、丁、戊发现,物体浸没在不同液体中,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,即物体受到的浮力越大,所以可得结论:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(5)[5]①取体积相同的铜块和铝块,用弹簧测力计分别测出它们的重力记为G1、G2;
②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中,金属块不触底,读出弹簧测力计的示数记为F1、F2;
③分析比较和的大小,即可验证猜想。
30.(2024·辽宁·中考真题)某同学测量物质的密度。
(一)测量牛奶的密度
(1)天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时指针偏右,应向 调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中央;
(2)将装有适量牛奶的烧杯放在天平左盘,当天平重新平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图(a)所示,则烧杯和牛奶的质量 g;
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如图(b)所示;
(4)测出烧杯和剩余牛奶的质量;
(5)设计的记录数据的表格如下,表格中▲处应补充的内容是 ;
烧杯和牛奶的质量/g 烧杯和剩余牛奶的质量/g ▲/g 量筒中牛奶的体积 牛奶的密度
(6)根据测量数据求得牛奶的密度 。
(二)测量瓷勺的密度:该同学清洗餐具时,发现瓷勺沉到水底,于是想测量瓷勺的密度。该同学用厨房电子秤、透明塑料杯、细线、厨具支架和水(密度为),进行如下操作:
a.用电子秤测量瓷勺的质量;
b.将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量;
c.按照图(c)所示的方式组装,读出电子秤的示数。
回答下列问题:
(1)选用、、、和g中的字母表示图(c)中瓷勺所受的拉力 ,瓷勺的密度 ;
(2)若图(c)中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,会使测得的密度偏 。
【答案】 左 130.6 量筒内牛奶的质量 1.05 小
【详解】(一)(1)[1]天平在使用前需要调平,将游码移到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时指针偏右,说明右边比较重,应该将平衡螺母向左调节。
(2)[2]由图可知,砝码的质量为130g,游码对应的刻度为0.6g,则烧杯和牛奶的质量
(5)[3]表格中已经记录量筒内牛奶的体积,计算出量筒内牛奶的质量,根据即可算出牛奶的密度,所以表格中应补充的内容是量筒内牛奶的质量。
(6)[4]量筒内牛奶的质量为
由图可知,量筒内牛奶的体积为
牛奶的密度为
(二)(1)[5][6]瓷勺的重力为
将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量,按照图(c)所示的方式组装,读出电子秤的示数,由于瓷勺受到浮力的作用,物体间力的作用是相互的,瓷勺给水一个竖直向下的力,故电子秤的示数增加,增加的示数是瓷勺排开水的质量,所以瓷勺受到的浮力为
图(c)中瓷勺所受的拉力为
根据可知,瓷勺的体积为
瓷勺的密度为
(2)[7]若图(c)中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,则将变大,由可知,测得的密度偏小。
31.(2024·甘肃临夏·中考真题)如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 ;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为 ;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明 。
【答案】 1 无关 有关 4×103 见解析
【详解】(1)[1]C图中物体完全浸没在水中,根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为
(2)[2]图甲中A、C、D可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知,受到的浮力相同,因此可得物体受到的浮力与进入液体中的深度无关。
(3)[3]图甲中A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,物体受到的浮力越大,说明物体受到的浮力与液体的密度有关。
(4)[4]物体浸没在水中排开液体的体积与物体的体积大小相等,则物体的体积为
物体的密度为
(5)[5]上述实验过程中,天平依然平衡,说明物体受到的浮力等于其排开液体的重力。
32.(2024·四川达州·中考真题)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 。
【答案】 4 无 B、C 错误 没有控制排开液体的体积相等
【详解】(1)[1]由图可知,物体的重力为6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N,根据称重法测浮力可知,物体浸没在水中受到的浮力大小为
(2)[2]A与C、D三次实验中物体浸入液体的深度不同,根据称重法测浮力可知,A与C、D三次实验中弹簧测力计的示数相等,则浮力大小相等,故可以得出的结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)[3]验证浮力大小与物体排开液体的体积有关,则需要保持液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,故选择A与B、C三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)[4][5]验证浮力大小与液体的密度有关,则需要保持物体排开液体的体积相等,改变液体的密度,A与B、E三次实验中,液体的密度不同,物体排开液体的体积也不同,未控制单一变量,故该操作时错误的,无法得出该结论。
(5)[6]由(1)可知,物体浸没在水中时浮力为4N,则物体的体积为
物体在盐水中所受的浮力为
则步骤E中所用盐水的密度
33.(2024·重庆·中考真题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为 同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
【答案】 左 中央 181.4 上 1.4 4.5 小欣 见解析
【详解】(1)[1][2]天平的左盘较高,说明天平右端下沉,应将平衡螺母向左调节,直至指针对准分度盘的中央刻度线。
[3]由图甲可知,游码的分度值为0.2g,游码的示数为1.4g,则测得水龙头质量为
(2)[4]将水龙头浸没在水中静止,水龙头会受到水的浮力,方向竖直向上。
[5]由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N。
[6]由题意可知,水龙头放入水中后弹簧测力计的示数减小了2小格,则水龙头的重力为1.8N,水龙头的质量为
根据称重法测浮力可知,水龙头受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,水龙头的体积等于其排开水的体积,为
水龙头的密度为
(3)[7][8]在进行实验测量时,仪器越精确,读出的数据越准确,最终的实验结果误差越小。根据两位同学的测量仪器可知,天平的读数比弹簧测力计的读数更准确,即小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大,因此小欣同学测得的密度误差较大。
34.(2024·重庆·中考真题)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比 。当测力计示数如图甲所示时,浮力为 N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积 ,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 ;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为 ;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 ;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由: 。
【答案】 上 增大 0.3 越大 无关 1.1 不变 没有控制物体排开液体的体积相同
【详解】(1)[1]将物块部分浸入水中时,物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力,由于弹簧测力计的示数减小,则水对物体的作用力为竖直向上,即竖直向上的浮力。
[2]物块部分浸入水中后,由于物体排开液体使液面上升, 即容器底的深度变大,则水对容器底部的压强变大,即水对容器底部的压强比放入物块前大。
[3]当测力计示数如图甲所示时,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则浮力
(2)[4]由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,由此可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
[5]观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
(3)[6]物体的重力为2.7N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N,物体受到的浮力
排开水的体积
当物体完全浸没在盐水中时,受到的浮力
物体排开盐水的体积等于排开水的体积,盐水的密度
[7]在实验前,弹簧测力计并未调零,由于浮力是弹簧测力计的两次示数之差,所以计算得到的浮力是准确的,则算出的盐水密度不变。
(4)[8]要探究物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关,需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同,小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,则在改变深度的同时,物体排开液体的体积也改变了,故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。
35.(2024·山东德州·中考真题)实验项目小组利用弹簧测力计等器材完成以下实验:
实验名称 装置图 问题讨论
探究影响滑动摩擦力大小的因素 (1)比较甲、乙两图可得:在接触而粗糙程度相同时,压力 ,滑动摩擦力越大。 (2)通过比较 两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。 (3)如图丁所示的实验装置 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
探究浮力的大小跟哪些因素有关 (4)物块的重力为 N。 (5)比较A、B、C,可知:浮力大小与 有关。 (6)物块的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 越大 乙、丙 不需要 4.2 液体密度
【详解】(1)[1]比较甲、乙两图,接触面都是木板,图乙中物块对木板的压力大于图甲中物块对木板的压力,图乙中弹簧测力计的示数大于图甲中的示数,即图乙中物块受到的滑动摩擦力大于图甲中物块受到的滑动摩擦力,由此可得:在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(2)[2]探究滑动摩擦力大小与接触而粗糙程度的关系,需要控制物块对接触面的压力大小不变,只改变接触面的粗糙程度,因此比较乙、丙两图。
(3)[3]由图丁可知,拉动长木板时,无论怎样拉动,长木板上的物块相对于地面静止,处于平衡状态,水平方向上绳子对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,因此弹簧测力计的示数可以反映物块受到的滑动摩擦力大小,所以长木板不需要做匀速直线运动。
(4)[4]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物块的重力为4.2N。
(5)[5]比较图B、C,物块浸入液体的体积相同、液体的密度不同,根据称重法由图A、B、C可知,物块受到的浮力大小不同,由此可得:浮力大小与液体密度有关。
(6)[6]由图A、B可知,物块浸没在水中受到的浮力
物块的体积等于物块浸没时排开水的体积,即
物块的质量
物块的密度
36.(2024·内蒙古通辽·中考真题)小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3();
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F1、F2,则石块受到的浮力表达式F浮= ,密度表达式 (以上两空用F1、F2、等符号表示)。
【答案】(1) 13.2 1.32×103
(2) 恢复原状 1.1×103
(3) F1-F2
【详解】(1)[1]由图甲可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为3.2g,则萝卜块的质量
[2]由乙图可知,量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积为50mL,量筒中水和萝卜块的总体积为60mL,则萝卜块的体积
V萝卜=60mL-50mL=10mL=10cm3
则萝卜块的密度
(2)[1]向隔板左侧倒入10cm酱油,向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜恢复原状,则橡皮膜左右两侧液体压强相等,由液体压强公式,便于计算酱油的密度。
[2]向隔板左侧倒入10cm酱油,向隔板右侧倒入11cm水,橡皮膜恢复原状,则橡皮膜左右两侧液体压强相等,即
由液体压强公式可得
代入数据可得酱油的密度
(3)[1]由图丁可知,弹簧测力计挂着石块,弹簧测力计示数为F1,则石块的重力
G=F1弹簧测力计挂着石块浸没在水中,弹簧测力计示数为F2,则由称重法可得,石块受到的浮力
[2]由阿基米德原理可得石块的体积
石块的密度
六.探究浮力的大小与排开液体重力的关系(共11小题)
37.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
【答案】(1)甲、乙
(2)偏小
(3)B
(4)丁甲乙丙
(5)
(6)能
【详解】(1)由图甲可知,物块的重力为2N,由图乙可知,将物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,因此物块受到的浮力大小为
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致溢出水的体积偏小,则导致测出的偏小。
(3)为了得到更普遍的结论,应该选择不同的液体或者物体重复试验,使用相同的方案和器材多次测量是没有意义的。故选B。
(4)实验步骤的最佳顺序是先测出空小桶的重力,再测出物块的重力,然后将物块浸没在水中进行排水,最后测得小桶和溢出水的总重力,所以最佳顺序是丁甲乙丙。
(5)物块的体积为
则物块的密度为
(6)将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,木块的浮力可以由漂浮时浮力等于重力得到,根据原来的方法得到,所以也能得到与(1)相同的结论。
38.(2024·山东东营·中考真题)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带砝码)、量筒、烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的 处,此时指针位置如图甲所示,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,其质量为 g;
(3)用烧杯向量筒中倒入60mL的水,将挂件放入量筒,然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中,量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式(水的密度用水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】 ;
【密度表达式】 。
【答案】(1) 零刻线 右
(2)12.0
(3)0.75×103
(4)偏大
(5) 见解析
【详解】(1)[1][2]使用托盘天平前,先将游码移至标尺左端的零刻线处,再根据“左偏右调、右偏左调”调节平街螺母,使指针指在分度盘的中央。由图甲可知,指针指在分度盘的左侧,因此应向右调节平衡螺母使横梁在水平位置平衡。
(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.0g,挂件的质量为
(3)如图丙所示,量筒的分度值为1mL,量筒水的体积60mL,然后测量挂件和水的总体积为76mL,则挂件的体积为
根据密度公式可得,挂件的密度为
(4)木质挂件具有吸水性,则测得的挂件和水的总体积偏小,挂件体积的测量值偏小,质量测量值准确,根据可知,测得的密度值偏大。
(5)[1]实验步骤为:①用烧杯向量筒内倒入适量的水,体积为V1。
②将挂件漂浮在量筒中的水面上,记下第二次水面处刻度值为V2。
③用长钢针缓慢地把挂件按入水中,使之刚好浸没,记下第三次水面处刻度值为V3。
[2]由①②和阿基米德原理以及浮沉条件可得,挂件漂浮时受到的浮力为
由①③可知,挂件的体积为
则挂件的重力为
则
所以,挂件的密度为
39.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)学习了力学知识后,同学们到实验室进行实验
(1)如图所示是春巍同学利用浮力知识测量物体重力大小的实验过程,则物体排开水的体积为 cm3,物体所受重力为 N;(ρ水=1.0×103kg/m3,g=9.8N/kg)
(2)她查阅资料发现不同地点g值并不都等于9.8N/kg,于是她想利用所学力学知识测出所在地的g值大小,请你帮她完成实验设计(器材自选)。
①实验原理: ;
②实验步骤: ;
③由于各地g值相差较小,为提高测出g值的准确性,她提出应选择精密的测量仪器。请你再提出一条合理建议。
【答案】 10 0.98 见解析 见解析
【详解】(1)[1]由图可知,量筒的示数为30mL,放入物体后,量筒的示数为40mL,则物体排开液体的体积
[2]物体所受的浮力为
由沉浮条件可知,漂浮时,物体受到的浮力等于物体的重力,所以物体所受重力大小为0.98N。
(2)①[3]探究重力与质量的关系中,重力可用弹簧测力计测量,质量用天平来测量,即本实验中可能用到的测量器材有弹簧测力计和天平;实验原理:。
②[4]实验步骤:选取质量适中的石块,在不同地点,用弹簧测力计测量该物体的重力,用天平来测量该物体的质量,利用公式计算出值的大小,并比较不同地点值的大小。
③[5]由于各地值相差较小,为提高测出值的准确性,她提出应选择精密的测量仪器,可以使用分度值更小的测力计来测重力,以提高测出值的准确性,也可以使用精确度更高的电子秤来测物体的质量。
40.(2024·湖北·中考真题)小华在喝完口服液后,想通过实验测出空瓶材质的密度,但是他只找到了量筒,于是进行了如下实验操作:
如图甲,在量筒中注入适量的水,读出量筒的示数;
如图乙,将空瓶放入水中,空瓶漂浮在水面上,读出量筒的示数;
如图丙,将空瓶压至水下,空瓶被量筒中的水注满后沉底,读出量筒的示数。
(1)空瓶漂浮时浮力 重力,沉底后浮力 重力;(填“>”“<”或“=”)
(2) mL,空瓶材质所占的体积为 mL;
(3)空瓶材质的密度为 。(水的密度)
【答案】 = < 74 4
【详解】(1)[1][2] 根据物体的浮沉条件,空瓶漂浮时浮力等于重力,沉底后浮力小于重力。
(2)[3][4] 如图丙,量筒分度值为,则将空瓶压至水下,空瓶被量筒中的水注满后沉底,读出量筒的示数。则空瓶材质所占的体积为
(5)[5] 空瓶漂浮时浮力等于重力,则空瓶重力为
则空瓶材质的密度为
41.(2024·山东烟台·中考真题)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:
①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。
(1)操作①是为了获得橡皮泥的 ,操作③是为了获得橡皮泥的 ;
(2)假设操作①量杯中水的体积为,操作③量杯中水的体积为,水的密度为,请写出橡皮泥密度的表达式 ;
(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结果 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 体积 质量 不变
【详解】(1)[1]操作①中橡皮泥沉底,所以溢出水体积为橡皮泥体积。
[2]操作③中橡皮泥浮在水面上静止,所以其浮力等于橡皮泥重力,而浮力等于排开水得重力,就可有G=mg得橡皮泥质量。
(2)[3]操作③中橡皮泥所受浮力为
因为浮力等于橡皮泥重力,所以橡皮泥质量为
所以橡皮泥密度为
(3)[4]茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,会使浮力变大,但溢出水的不变,密度的测量结果不变。
【点睛】
42.(2024·四川巴中·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:I液体的密度;Ⅱ物体受到的重力;Ⅲ物体的形状;Ⅳ物体排开液体的体积。
(1)如图甲用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填“I”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
(2)为了研究猜想I和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为 N。进一步计算得出A、B、C所受浮力 (选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力 (选填“有关”或“无关”)。
②比较序号 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)为了研究猜想Ⅲ,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。同学小珍认为该结论不可靠,主要原因是 。
(4)小珍觉得用量筒就可以测出橡皮泥的密度,进行了如图丁所示操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为V1;
②将橡皮泥捏成小碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为V2;
③将橡皮泥用细长针按入水中,此时读数为V3。
橡皮泥的密度为ρ= (用ρ水、V1、V2、V3表示)。
【答案】(1)Ⅳ
(2) 1 相等 无关 ade
(3)没有保持橡皮泥排开液体体积相同
(4)ρ水
【详解】(1)图甲易拉罐浸入水中越深,排开水的体积越大,手会感觉越吃力,也就是浮力越大。可知浮力与排开液体的体积有关。
(2)①[1][2][3]A受到的浮力
F浮A=GA-FA=4N-3N=1N
B受到的浮力
F浮B=GB-FB=4.5N-3.5N=1N
C受到的浮力
F浮C=GC-FC=5N-4N=1N
所以物体A、B、C受到的浮力相等为1N,但它们的重力不相等,由此可知浮力的大小与重力无关。
②[4]a、d、e三次实验物体A浸入的体积相同,只改变浸入的液体种类即密度不同,受到的浮力也不同,由此可初步结论:浮力的大小与液体密度有关。
(3)要探究浮力的大小与物体形状的关系,要控制浸入的体积和液体密度都相同,只改变形状,比较浮力的大小,实验中没有控制排开液体的体积相同。
(4)橡皮泥排开水的体积为
V排=V2-V1
橡皮泥漂浮在水面上
G=F浮=V排ρ水g=(V2-V1)ρ水g
橡皮泥的体积为
V=V3-V1
橡皮泥的密度为
43.(2024·山东济南·中考真题)小东在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小是否等于物体排开的液体所受重力的大小”。
(1)小东在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小等于木块所受重力的大小;
若要验证是否等于,只需验证 ;
又因为,所以只需验证是否等于;
于是,小东找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
a、用电子秤测量木块的质量;
b、用电子秤测量小烧杯的质量;
c、把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
d、用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量;
(2)实验数据记录如表所示:
研究对象 木块质量 /g 小烧杯质量 /g 杯、水总质量 /g 排开水的质量 /g
木块 80 38 118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小 ;
(3)在和同学交流分享时,小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到;
(4)小明梳理小东的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”,原因是 。
【答案】(1)木块的重力等于木块排开的液体的重力
(2)相等
(3)电子秤的示数保持不变
(4)下沉的物体受到的浮力小于物体的重力
【详解】(1)木块漂浮在水中时,处于漂浮状态,由沉浮条件可知,木块的重力等于木块受到的浮力,由等量代换可知,要验证是否等于,只需要验证木块的重力等于木块排开的液体的重力,即
(2)分析表格中的实验数据发现,烧杯和水的总质量为118g,烧杯的质量为38g,则排开水的质量
m水=118g-38g=80g
所以木块的质量等于排开水的质量,故木块的重力等于木块排开的液体的重力,由等量代换可知,漂浮在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体所受重力。
(3)由于漂浮在液体中的物体的重力等于物体排开的液体的重力,所以木块轻轻放入溢水杯,木块排开水的重力等于木块的重力,即木块排开水的质量等于木块的质量,所以会观察到溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,电子秤的示数保持不变,故若观察到电子秤的示数保持不变,即可得到。
(4)由沉浮条件可知,下沉的物体受到的浮力小于物体的重力,由阿基米德原理可知,下沉的物体受到的浮力等于排开液体的重力,所以下沉的物体的重力大于排开液体的重力,故下沉的物体的质量大于排开液体的质量,故下沉的物体不能通过“等于”间接验证“等于”。
44.(2024·黑龙江大庆·中考真题)密度计是根据“浮在液面中考物理压轴真题分类汇编(解析版)
挑战14 实验题(压强与浮力综合47题)
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
二.探究液体内部的压强特点(共12小题)
三.大气压对液体沸点的影响探究(共4小题)
四.探究浮力大小的影响因素(共4小题)
五.阿基米德原理的实验探究(共12小题)
六.探究浮力的大小与排开液体重力的关系(共11小题)
一.探究影响压力作用效果的因素(共4小题)
1.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是: ;
A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为,则 (选填“<”、“=”或“>”);
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是: 。
2.(2024·山东滨州·中考真题)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验;
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 有关;
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 的存在;
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是: 。
A.限制货车超载 B.铁轨下面铺放枕木 C.破窗锤的敲击端做成锥状
3.(2023·广东深圳·中考真题)琴琴同学用同一个物体(图中白色物体)做‘探究压强与受力面积的关系’实验,请填写下面内容。
(1)谁的压力大 ,谁的受力面积大 ;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见: ;
(3)对比甲图选择下面一个 对比探究压强和压力大小的关系。
4.(2023·江苏盐城·中考真题)篮球从空中下落,撞击地面的过程中,与地面的接触面会不断增大,最大接触面积与下落高度之间有怎样的关系?学校兴趣小组利用器材进行探究。
(1)在球场地面上铺一张白纸,白纸上用复写纸覆盖,篮球从一定高度处自由下落,撞击复写纸,在白纸上留下蓝色圆斑,如图甲所示是蓝色圆斑的照片,用刻度尺测量出照片中圆斑的直径为 cm。
(2)小明让篮球从不同高度处自由下落,将下落的高度与蓝色圆斑的面积记录在表中,在图乙中描点并用平滑的曲线作出“”图像 。说出蓝色圆斑的面积与下落高度之间的变化关系: 。
次数 1 2 3 4 5
下落高度 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0
蓝色圆斑面积 45.3 66.4 84.9 98.5 107.5
(3)压力传感器能记录瞬间的压力大小,并将数据呈现在计算机上。小明想测量篮球从处下落时撞击地面的最大压强。如图丙所示,他将压力传感器放置在球场上,篮球从相应高度处自由下落撞击压力传感器,从电脑上读取最大压力的大小,并在表格中查找对应的面积,进行计算,你认为小明的做法是否正确? 。理由是: 。
二.探究液体内部的压强特点(共12小题)
5.(2024·江苏淮安·中考真题)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示.使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 。实验中,通过U形管两侧液面的 来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处, 越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与 有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度 。
6.(2024·江苏南通·中考真题)利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
(1)U形管两边液面的 能显示压强大小;使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中液面不发生变化,说明 ;
(2)将金属盒分别放入水和盐水中,如图,金属盒的橡皮膜受到的压强分别是和,则 ,据此不能得出液体压强与液体密度的关系,原因是 。
7.(2024·江苏宿迁·中考真题)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后___________;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较 两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将孔堵住,水从孔也不能流出,因为水受到了 的作用。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至处,使,水的落点为、。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与 的距离。
8.(2024·四川乐山·中考真题)探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明压强计的气密性 (选填“好”或“差”);
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面高度差来判断,这种研究问题的方法是 ;
(3)比较 、 两图可知,液体压强与液体深度有关;
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体 有关;
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有 (选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向 移(选填“上”或“下”),U形管两侧液面会再次相平。
9.(2024·广东深圳·中考真题)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了思考乐实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得sc小于sd。
(1)现已知hc(2)其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置 ;
(3)sc'和sd'分别为现在的最远距离,现在求sc' sd';
(4)思考乐辉辉同学的结论是否正确?请说出你的判断和理由 。
10.(2024·黑龙江鸡西·中考真题)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小遥发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: ;
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, ,压强越大;
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8cm,请你计算该处水的压强为 Pa;
(5)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
11.(2024·天津·中考真题)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号 探头浸入水中深度h/cm 探头朝向 U形管两侧液面高度差/cm
① 10 向上 9
② 15 向上 13
③ 20 向上 17
④ 15 向下 13
⑤ 15 向左 13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
12.(2024·河南·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: ;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否 ;
(3)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 ;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (填“更大”或“更小”)的液体。
13.(2024·四川宜宾·中考真题)某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 (填写正确选项前的字母);
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(3)通过比较图中 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 Pa;(,g取)
(5)利用如下图甲的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图乙,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度 。()
14.(2024·四川遂宁·中考真题)夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关
B.液体压强大小可能与液体密度有关
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 ;
A.控制变量法 B.模型法 C.转换法
(2)为了验证猜想A,比较①②两次实验操作,初步得出结论:液体的压强随深度的增加而 ;
(3)为了验证猜想B,应比较 (选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成 (选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
15.(2024·四川南充·中考真题)小明采用如图所示的装置,进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验:
(1)实验前,小明用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管中两液面是否出现高度差,若两液面 (选填“有”“没有”)高度差,则说明U形管压强计存在漏气问题;
(2)实验中,小明通过观察 来比较液体内部压强的大小,这里应用的科学方法是 ;
(3)比较 两图,可以研究液体压强与液体深度的关系。
16.(2024·陕西·中考真题)小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时,用到的压强计如图1所示;
(1)如图1,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性 (选填“良好”或“差”),如果液体内部存在压强,将探头放入液体内部,U形管两侧水面就会产生高度差,高度差的大小反映探头 (选填“A”或“B”)面所受压强大小;
(2)小明通过探究得出结论:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。继续探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表1所示。分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
H/cm 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0
h/cm 4.6 5.2 6.0 6.6 7.4 8.2 9.0 9.6 10.4 11.2 12.0
(3)小明发现,虽然U形管和水槽中装入的是相同的水,但是U形管两侧水面的高度差h与探头浸入水中的深度H不相等,猜想其可能与橡皮膜发生形变有关。进一步分析数据发现,H增大时,h也随之增大,且h始终小于H。你还能从表1中发现数据变化的规律是 ,你认为数据变化呈现这种规律的原因可能是 ;
(4)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图3所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度 cm处的压强。改变,记录和对应的,多次实验,记录数据,如表所示。分析数据可知,去掉橡皮薄膜后,可以准确反映处的液体压强大小;
实验次数 1 2 3 4 5
6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
(5)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H2为10.0cm,记录U形管两侧水面的高度差,如表,已知,则该未知液体的密度为 。
液体种类 酒精 水 盐水 某未知液体
10.0 10.0 10.0 10.0
8.0 10.0 11.0 15.0
三.大气压对液体沸点的影响探究(共4小题)
17.(2024·江苏扬州·中考真题)如图所示,做“观察水的沸腾”实验时,实验小组发现水沸腾时温度计示数高于100℃,于是对此进行探究。
(1)小华猜想:可能是实验室中气压高于1个标准大气压导致的。她应该选用 (填测量工具)进行测量验证;
(2)小丽猜想:可能是因为盖了硬纸板,增大了水面上方气压,提高了水的 。要验证猜想,应 ,进行实验验证;
(3)小明猜想:可能是温度计不准确导致的。要验证猜想,请简述做法: ;
(4)小芳猜想:可能是由于水蒸气温度高于100℃导致的。她的猜想是否合理?请说明理由: 。
18.(2024·吉林·中考真题)图甲是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验装置。
(1)图甲中温度计示数为 ℃;
(2)加热4分钟后,水开始沸腾,图乙是根据实验数据绘制的图像,分析图像可得:水沸腾过程中,吸收热量,温度 ;
(3)通过分析图像中的数据还可以发现,水面上方的大气压 标准大气压。
19.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用如图甲所示的装置,做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验。
(1)将装有适量碎冰的试管放入装有水的烧杯中加热,目的是 ;
(2)根据实验数据,小西绘制了冰的温度随时间变化的图像,如图乙所示,在第4min时处于 (选填“固”“液”或“固液共存”)态;
(3)在完成上述实验后,小西利用烧杯中的水继续做“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验。当水沸腾时,温度计的示数如图丙所示,为 ℃,由此判断该地区的大气压 (选填“高于”“等于”或“低于”)1个标准大气压;
(4)在将水加热至沸腾的过程中,同学们发现加热时间过长,下列措施中,可以缩短加热时间的是 。
A.减少烧杯中水的质量 B.用“小火”加热
20.(2024·江苏盐城·中考真题)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气 的关系。
【收集证据】
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止 。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图像。
【交流结论】
(1)若小气球半径,大气球半径,则它们相连通后空气将向半径 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 种。
四.探究浮力大小的影响因素(共4小题)
21.(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
22.(2024·吉林长春·中考真题)“领先”科创小组利用一个内、外壁均附有刻度尺,厚度均匀的平底柱形玻璃筒进行如下探究:
(1)将玻璃筒放入大烧杯内的水中,玻璃筒竖直漂浮,如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为;
(2)向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟 有关;进一步分析还可说明:液体内部压强跟 有关。当玻璃筒内水柱的高度为h0时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了;
(3)如图乙所示,将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上A处;将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟 有关。当B处与A处凹陷程度相同时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土的压强,其表达式为 (用、g及物理量符号表示)。
23.(2024·黑龙江绥化·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 方向将弹簧测力计调零;
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 N;
(3)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法 (选填“正确”或“不正确”),理由是 ;
(4)由 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8N,此操作会使容器中的液面下降 cm。
24.(2024·四川广安·中考真题)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而 ,与物体浸没在液体的深度无关。
(2)根据 三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为 。()
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是 。
五.阿基米德原理的实验探究(共12小题)
25.(2024·西藏·中考真题)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,操作步骤如图所示。
(1)操作乙中,物体受到的浮力为 N;
(2)分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是:当液体的密度相同时, 越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大;
(3)已知水的密度是,实验所用物体的密度为 ;(g取10N/kg)
(4)根据图中给出的信息,你还可以分析得出什么结论?(写出一条即可)
26.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)小迪同学利用弹簧测力计、烧杯、水(ρ水=1.0×103kg/m3)、未知密度的小石块、咸奶茶和不吸水的细线,巧妙地设计实验,完成了:
①浮力相关内容的复习;②测量内蒙古风味美食咸奶茶的密度。请完成下列问题:
(1)要测量小石块浸没在水中的浮力,最合适的实验顺序是 (选填“A→B”或“B→A”);
(2)根据上述实验数据计算出小石块的密度是 kg/m3;
(3)咸奶茶的密度表达式ρ茶= (用F1、F2、F3、ρ水表示)。
27.(2024·内蒙古·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F;
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与 无关,此过程中瓶底所受的压强大小变化情况是 ;
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为 F,说明浮力的大小与物重无关。
28.(2024·山东菏泽·中考真题)物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用同一金属块依次进行如下步骤的操作:
根据上述实验步骤,完成下列问题:
(1)步骤A中金属块重 N;
(2)步骤B中金属块受到的浮力为 N;
(3)分析 三步骤数据,初步得出浮力大小与液体密度有关;
(4)若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精,测力计的示数 1.6N(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)结合已学知识,根据步骤A、C,计算出金属块的体积为 (,g取10N/kg)。
29.(2024·宁夏·中考真题)如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力为 N;
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与 有关;
(3)浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度;下图能正确反映物体所受浮力和物体下表面深度h关系的图像是 ;(填序号)
A. B. C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力 ;
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关;请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。
30.(2024·辽宁·中考真题)某同学测量物质的密度。
(一)测量牛奶的密度
(1)天平放在水平台上,将游码移到标尺左端的零刻度线处,横梁静止时指针偏右,应向 调节平衡螺母,直至指针指在分度盘中央;
(2)将装有适量牛奶的烧杯放在天平左盘,当天平重新平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图(a)所示,则烧杯和牛奶的质量 g;
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如图(b)所示;
(4)测出烧杯和剩余牛奶的质量;
(5)设计的记录数据的表格如下,表格中▲处应补充的内容是 ;
烧杯和牛奶的质量/g 烧杯和剩余牛奶的质量/g ▲/g 量筒中牛奶的体积 牛奶的密度
(6)根据测量数据求得牛奶的密度 。
(二)测量瓷勺的密度:该同学清洗餐具时,发现瓷勺沉到水底,于是想测量瓷勺的密度。该同学用厨房电子秤、透明塑料杯、细线、厨具支架和水(密度为),进行如下操作:
a.用电子秤测量瓷勺的质量;
b.将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量;
c.按照图(c)所示的方式组装,读出电子秤的示数。
回答下列问题:(1)选用、、、和g中的字母表示图(c)中瓷勺所受的拉力 ,瓷勺的密度 ;
(2)若图(c)中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,会使测得的密度偏 。
31.(2024·甘肃临夏·中考真题)如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 ;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为 ;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明 。
32.(2024·四川达州·中考真题)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是 N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度 (选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与 三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是 。
33.(2024·重庆·中考真题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为 同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
34.(2024·重庆·中考真题)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向 的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比 。当测力计示数如图甲所示时,浮力为 N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积 ,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度 ;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关,并通过计算得出所用盐水密度为 ;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度 ;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由: 。
35.(2024·山东德州·中考真题)实验项目小组利用弹簧测力计等器材完成以下实验:
实验名称 装置图 问题讨论
探究影响滑动摩擦力大小的因素 (1)比较甲、乙两图可得:在接触而粗糙程度相同时,压力 ,滑动摩擦力越大。 (2)通过比较 两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。 (3)如图丁所示的实验装置 (选填“需要”或“不需要”)长木板做匀速直线运动。
探究浮力的大小跟哪些因素有关 (4)物块的重力为 N。 (5)比较A、B、C,可知:浮力大小与 有关。 (6)物块的密度为 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
36.(2024·内蒙古通辽·中考真题)小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3();
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F1、F2,则石块受到的浮力表达式F浮= ,密度表达式 (以上两空用F1、F2、等符号表示)。
六.探究浮力的大小与排开液体重力的关系(共11小题)
37.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
38.(2024·山东东营·中考真题)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带砝码)、量筒、烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的 处,此时指针位置如图甲所示,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,其质量为 g;
(3)用烧杯向量筒中倒入60mL的水,将挂件放入量筒,然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中,量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式(水的密度用水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】 ;
【密度表达式】 。
39.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)学习了力学知识后,同学们到实验室进行实验
(1)如图所示是春巍同学利用浮力知识测量物体重力大小的实验过程,则物体排开水的体积为 cm3,物体所受重力为 N;(ρ水=1.0×103kg/m3,g=9.8N/kg)
(2)她查阅资料发现不同地点g值并不都等于9.8N/kg,于是她想利用所学力学知识测出所在地的g值大小,请你帮她完成实验设计(器材自选)。
①实验原理: ;
②实验步骤: ;
③由于各地g值相差较小,为提高测出g值的准确性,她提出应选择精密的测量仪器。请你再提出一条合理建议。
40.(2024·湖北·中考真题)小华在喝完口服液后,想通过实验测出空瓶材质的密度,但是他只找到了量筒,于是进行了如下实验操作:
如图甲,在量筒中注入适量的水,读出量筒的示数;
如图乙,将空瓶放入水中,空瓶漂浮在水面上,读出量筒的示数;
如图丙,将空瓶压至水下,空瓶被量筒中的水注满后沉底,读出量筒的示数。
(1)空瓶漂浮时浮力 重力,沉底后浮力 重力;(填“>”“<”或“=”)
(2) mL,空瓶材质所占的体积为 mL;
(3)空瓶材质的密度为 。(水的密度)
41.(2024·山东烟台·中考真题)橡皮泥可以被捏成各种形状,深受同学们喜欢。学习了力学知识后,小红利用家中的量杯、茶壶和垫块,测出了橡皮泥的密度。已知橡皮泥的密度大于水的密度(橡皮泥的吸水忽略不计),操作过程如下:
①如图,把茶壶的一侧垫起并装满水,将橡皮泥轻轻放入茶壶中,用量杯接住溢出的水;
②倒掉量杯中的水,从茶壶中取出橡皮泥,将量杯和橡皮泥擦干;
③把茶壶重新加满水,将橡皮泥捏成空心碗放入壶中,让其浮在水面上,用量杯接住溢出的水。
(1)操作①是为了获得橡皮泥的 ,操作③是为了获得橡皮泥的 ;
(2)假设操作①量杯中水的体积为,操作③量杯中水的体积为,水的密度为,请写出橡皮泥密度的表达式 ;
(3)如果操作③中茶壶里的水有少量进入橡皮泥捏成的空心碗中,则橡皮泥密度的测量结果 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
42.(2024·四川巴中·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:I液体的密度;Ⅱ物体受到的重力;Ⅲ物体的形状;Ⅳ物体排开液体的体积。
(1)如图甲用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填“I”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
(2)为了研究猜想I和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为 N。进一步计算得出A、B、C所受浮力 (选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力 (选填“有关”或“无关”)。
②比较序号 的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)为了研究猜想Ⅲ,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。同学小珍认为该结论不可靠,主要原因是 。
(4)小珍觉得用量筒就可以测出橡皮泥的密度,进行了如图丁所示操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为V1;
②将橡皮泥捏成小碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为V2;
③将橡皮泥用细长针按入水中,此时读数为V3。
橡皮泥的密度为ρ= (用ρ水、V1、V2、V3表示)。
43.(2024·山东济南·中考真题)小东在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受浮力的大小是否等于物体排开的液体所受重力的大小”。
(1)小东在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:
因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小等于木块所受重力的大小;
若要验证是否等于,只需验证 ;
又因为,所以只需验证是否等于;
于是,小东找来了电子秤(可直接显示物体质量)、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下:
a、用电子秤测量木块的质量;
b、用电子秤测量小烧杯的质量;
c、把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集从溢水杯中被木块排开的水;
d、用电子秤测量小烧杯和排开的水的总质量;
(2)实验数据记录如表所示:
研究对象 木块质量 /g 小烧杯质量 /g 杯、水总质量 /g 排开水的质量 /g
木块 80 38 118
分析表格中的实验数据,得出结论:漂浮在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小 ;
(3)在和同学交流分享时,小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到;
(4)小明梳理小东的推理过程时发现,下沉的物体不能通过“是否等于”间接验证“是否等于”,原因是 。
44.(2024·黑龙江大庆·中考真题)密度计是根据“浮在液面上的物体所受浮力等于物体自重的原理”制作的。某学习小组在研究与密度有关的实验时,要自制一个简单的密度计。关于密度计及相关实验,请回答下列问题:
(1)如图甲,在一根一端封闭粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使管能竖直浮于水中不动,设玻璃管的横截面积为S,管和管内铅粒总质量为m,水的密度为,则玻璃管在水面以下的长度 (用S、m、表示);在玻璃管与水面交接处画上刻线并标记下1.0,代表这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。
(2)将这个自制密度计放置于某未知液体中,管竖直且漂浮不动时,如果标记1.0的刻线位于液面上方,距离管与液面交接处为,如图乙所示。则该液体密度与水的密度的比值为 (用、表示);如果标记1.0的刻线位于液面下方,距离管与液面交接处为(题中未画出),则该液体密度与水的密度的比值为 (用、表示);
(3)若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……的刻线,分别代表液体密度与水的密度的比值,则数值小的刻线在 (填“上边”或“下边”),刻线分布 (填“均匀”或“不均匀”);
(4)现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计,当大气压为时,管内外液面高度差为,如图丙所示。现将管竖直向上提升少许,下端管口未露出槽内液面,管内外液面高度差将 (填“变大”“不变”或“变小”);
(5)将(4)中简易气压计拿到山顶,发现管内外液面高度差为,则山顶的气压为 (用、、表示)。
45.(2024·江苏无锡·中考真题)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为 N,浸入的深度为 H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中 (选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是: 。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为 。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为 ,盐水的密度为 (保留2位小数)。
46.(2024·吉林·中考真题)小明同学在学校复习了“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向 调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(2)先用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为53.8g。然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为 。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则盐水的密度为 ;
(3)小明同学回家后经过思考,发现利用家中现有器材也能测出盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为,水的密度为,g取10N/kg。步骤如下:
①将金属片固定在空柱形容器底部,测出金属片和柱形容器总质量为100g。将它们放入水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丙所示,则此时金属片和柱形容器排开水的总体积为 。测出此时柱形容器露出水面的高度为5cm;
②将金属片和柱形容器从水中取出并擦干,再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出此时柱形容器露出液面高度为5.8cm;
③根据以上信息,可以求出在家配制盐水的密度为 。
47.(2024·福建·中考真题)“漏刻”是古代一种滴水计时的工具。项目式学习小组制作了一个漏刻,装置如图1,播水壶不断滴水,受水壶内由标尺与浮块组成的浮箭上升后,通过指针指向浮箭上标尺的刻度即可读取时间。
(1)测滴水量:播水壶装满水后,计划用烧杯接取滴水。为了减小误差,测量滴水的质量应选择以下方案中的 (填写序号)。
①先测空烧杯质量,接水后再测滴水和烧杯的总质量。
②先测滴水和烧杯的总质量,倒去水后再测烧杯质量。
测得1min滴水的质量为80g,则1刻钟(15min)滴水的体积为 ;
(2)分析测算:圆筒形受水壶内部底面积,浮箭总重6N,长方体浮块的底面积、高3cm。受水壶内无水时,指针对应标尺的位置标记为“←开始滴水”。滴水后,当浮箭刚浮起时,受到的浮力为 N,此时受水壶内的水面高度为 cm;
(3)标尺定标:图2的标尺上每一格表示1cm,请你在标尺上对应位置标出“←3刻钟” ;
(4)成品试测:经检测,漏刻每1刻钟的实际时间均超出15min,发现随着播水壶内水量减少,滴水间隔时间越来越长。为使滴水间隔时间相同,小组讨论后,将滴水壶装置改进成如图3所示,依据的物理知识是 。
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