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12
密度、浮力、压强探究
一、密度测量探究
1.(2020七上·西湖月考)小亮为了测量滨州特产“冬枣醋”的密度,进行了如下实验:
?(1)把天平放在水平桌面上,然后________,使天平横梁平衡;
(2)接下来进行了以下四项操作,如图所示:
A
.用天平测出空烧杯的质量m0;
B
.将部分冬枣醋倒入烧杯中,用天平测出烧杯和冬枣醋的总质量m1;
C
.将烧杯中冬枣醋的一部分倒入量筒,测出这部分冬枣醋的体积V;
D
.用天平测出烧杯和剩余冬枣醋的总质量m2;
以上操作步骤中有一步是多余的,它是步骤________(填步骤序号)。
(3)由图可知待测冬枣醋的密度为________克/厘米3。
2.(2020七上·杭州月考)小菁同学想测出一个实心塑料球的密度,但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上,于是小菁设计了以下实验步骤:
A.用调好的天平测出塑料球的质量,天平平衡时如图a所示。记录塑料球的质量为m;
B.把适量的水倒进量筒中如图b所示,记录此时水的体积为Vl;
C.用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中,静止时如图c所示,记录此时量筒的示数为V2;
D.取出塑料球,把小铁块单独放入水中静止时如图d所示,记录此时量筒的示数为V3;
E.利用密度公式计算出结果。
根据上述实验过程,回答下列问题。
(1)实验中多余的步骤是________(填字母)
(2)实验中用天平测出塑料球的质量,塑料球的密度ρ球________
=kg/m3。此密度的测量值比真实值偏________。
3.(2020七上·兰溪期中)小东想测量标有净含量是“250毫升”的舒化奶的密度,请帮他完成下面的实验:
(1)小东用调好的天平测量这盒舒化奶的质量、天平平衡时盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则盒与舒化奶的总质量为________克。
(2)小东把包装盒打开,将盒中舒化奶全部倒入塑料杯中(如图乙所示),称得包装盒的质量为11.4克,则他测得的盒中的奶的质量是________克,利用舒化奶的“净含量”求得它的密度为ρ奶=________克/厘米3。若牛奶的“净含量”标注准确,他测得的密度值偏________。(填“大或小”)
(3)小东又想到了另一种方法测舒化奶的密度,利用一个记号笔和水做了如下实验,请你将实验内容补充完整:
①测出图乙中塑料杯和舒化奶的总质量m1;
②用记号笔在塑料杯上标记出液面的位置,倒出舒化奶擦干塑料杯,用天平测出塑料杯的质量为m2;
③________,用天平测出________的质量为m3;
④水的密度记为ρ水
,
舒化奶密度表达式ρ=________(用字母表示)。
4.在做测量盐水密度的实验中,小芳第一个完成了实验。请完成下列问题:
(1)她的主要实验步骤如下:
A.用调好的天平称量出空烧杯的质量为10克;
B.将烧杯中倒入适量的盐水,用天平称出盐水和烧杯的总质量,天平平衡时,右盘中砝码的质量及游码的位置如图甲所示,则盐水和烧杯的总质量为________克;
C.将烧杯中的盐水倒入量筒中,当量筒内液面静止时,液面位置如图乙所示,则盐水的体积为________毫升。
(2)小芳根据实验中的测量数据得出盐水的密度ρ=________克/厘米3。
(3)小芳同学的实验会带来很大误差,你认为测量结果________(填“偏大”或“偏小”)。另一个同学很快想到:不需要增加器材,也不需要增加额外的步骤,只要将小芳同学主要实验步骤的顺序稍加调整,就会大大减小上述误差。这位同学调整后的主要实验步骤是________(只填写实验步骤前的代号即可)。
5.(2018七上·天台月考)小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量筒做了以下实验:
(1)将天平放在水平台上,把游码移至________处,调节平衡螺母,直至指针对准分度盘中央的刻度线。
(2)用天平测出空烧杯的质量为17克,在烧杯中倒入适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示,将烧杯中的酱油全部倒入量筒中,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为________克,酱油的密度为________千克/米3。
(3)小明用这种方法测出的酱油密度会________?(填“偏大”或“偏小”)。
(4)小华不小心将量筒打碎了,老师说只用天平也能测量出酱油的密度。于是小华添加了两个烧杯和适量的水,设计了如下实验步骤:
①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0。
②将烧杯装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1。
③将烧杯里的水倒干净再装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2。
④计算酱油的密度:ρ=________(水的密度为ρ水)。
6.如图所示,某同学用量筒、足够多的水,一定重的铁块和细线,测量某一木块的体积(忽略木块吸水),操作的步骤如下:
A.往量筒内倒入适量的水,并记录下水的体积V1;
B.用细线拴住铁块,轻轻放入量筒内水中,并使之全部浸没,记下铁块和水的总体积V2;
C.取出铁块,用细线把铁块和木块捆在一起浸没在量筒内的水中,记下此时的总体积V3;
D.计算出木块的体积。
(1)以上步骤中多余的是________(填步骤前的序号)。
(2)由图可知,V1=________毫升,V2=________毫升,V3=________毫升。
(3)写出求木块体积的公式,即V=________毫升=________厘米3。
7.(2018七上·义乌月考)小乐在长白山天池游玩期间,拾到了一种能浮在水上的石头,当地人把它称为“浮石”。小乐对此非常感兴趣,对它展开了研究:
(1)小乐通过观察发现,“浮石”(如图所示)呈灰黑色,有气孔构造。据此,“浮石”应属于下列哪类岩石??
?
??????。
A.岩浆岩
B.沉积岩
C.变质岩
(2)小乐选取了一小块“浮石”,来测定它的密度。实验步骤如下:
①用天平测得“浮石”的质量:在调节天平的平衡时,指针位置如图甲所示,则应将左侧的平衡螺母向________移,右侧的平衡螺母向________移。如果操作正确,天平再次平衡时如图乙,则“浮石”的质量m1为________g。
②在量筒中倒入V1为60ml的水,将绑有细线的石块用细铁丝压入水中足够长时间,水面到达V2为68ml。
③用天平测一空烧杯的质量m2为40.5g。
④将上述石块从量筒中取出,擦干石块的表?
面,将其放入该烧杯中,测得总质量m3为54.1g。则浮石的密度为________g/
cm3
8.小明用天平、量筒和水等器材测干燥软木塞(具有吸水性)的密度时,进行了下列操作:
(1)①先把天平放在________桌面上,然后将游码移到标尺的“零”刻度线位置上,发现横梁指针向左偏,此时应将平衡螺母向________调(选填“左”或“右”)。
②用调节好的天平测出软木塞的质量m1;
③将适量的水倒入量筒中,读出水面对应的示数V1;
④用细铁丝将软木塞浸没在装有水的量筒中,过段时间后,读出水面对应的示数V2;
⑤将软木塞从量筒中取出,直接用调节好的天平测出其质量m2。
(2)指出小明操作中的不规范之处:________。
(3)下表是小明实验中没有填写完整的数据记录表格.请根据图中天平和量筒的读数将表格中的数据填写完整。
物理量
m1/g
V1/cm3
V2/cm3
m2/g
干燥软木塞的密度ρ木/kg/m3
测量值
6
370
________
________
________
(4)对具有吸水性物质的体积测量提出一种改进方法:________
9.学习了密度的知识之后,小军做了以下实验.
(1)他先用天平和量筒测量酒精的密度,将天平放在________?上,把游码移到________?处,发现指针指在分度盘的左侧,为了使横梁平衡,应将平衡螺母向________?(选填“右”或“左”)调
(2)接下来,他在烧杯中倒入适量的酒精,测出烧杯和酒精的总质量如图甲所示为________?g.将一部分酒精倒入量筒中,量筒中酒精的体积如图乙所示为________?mL.又测得剩余酒精和烧杯的总质量为30g,则酒精的密度为________?kg/m3
(3)小军测出酒精的密度之后,又想利用弹簧测力计、烧杯、细线和足量的水(密度用ρ水表示)来测量一个小石块的密度,设计步骤如下:
①将石块用细线系好,并挂在弹簧测力计下,测出石块在空气中受到的重力为G;
②________?;
③石块的体积V石=________?;(用本题中的字母表示)
④石块的密度ρ石=________?.(用本题中的字母表示)
10.小明想测量大米的密度,但由于大米容易吸水,导致体积明显变化,因此用排水的方法测量大米的体积是不合理的。于是小明进行了如下实验和思考。
?
实验一:按图甲和图乙的方法分别测量大米的质量和体积,由此计算出大米的密度。
小明思考:能否用排空气的方法测量大米的体积呢?
?
他设想将大米与空气密封在一个注射器内,只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积,其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢?
?
查阅资料得知:温度不变时,一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了实验二:称取5g大米并装入注射器内(如图丙),从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积,通过压强传感器测出此时注射器内空气压强为P;而后将注射器内的空气缓慢压缩,当空气压强增大为2P时,再读出此时的总体积(压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变),整理相关数据记录如表。
注射器内空气压强
注射器内空气和大米的总体积
注射器内空气体积
压缩前
P
23毫升
V
压缩后
2P
13毫升
0.5V
(1)使用托盘天平称取5g大米。称量过程中发现天平指针偏向右边(如图甲),接下来小明应如何操作?________?。
(2)由于米粒间存在较大间隙,按图乙的方式用量筒直接测量大米体积,则会导致测得的体积值偏________?。
(3)由实验二测得大米的密度为________?克/厘米3。(计算结果精确到0.01)
二、浮力探究
11.(2021八下·杭州开学考)学习浮力知识后,小华想制作一个密度计,他制作步骤如下:
a、取一根饮料吸管,将铁丝从吸管的下端塞入作为配重,并用石蜡将吸管的下端封起来。
b、将其漂浮在水中,在吸管上标出水面的位置,测出该位置到吸管下端的距离,即吸管浸入水中的深度H,如图所示。
c、推导:设吸管横截面积为S,在水中漂浮,故浮力与重力二力平衡,所以G=ρ水gSH;若漂浮在其它液体中,则浸入的深度h会因液体密度的改变而改变,但浮力仍与重力平衡,即G=ρ液gSh。
(1)小华制作密度计的原理是利用了物体漂浮在液面时,浮力________重力(选填“大于”、“小于”或“等于”)。步骤a中,将一些铁丝从吸管的下端塞入作为配重是为了降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上。
(2)通过对步骤c的分析,请推导出漂浮在ρ液液体中时,浸入深度h=________(用ρ水、ρ液、H表达).
(3)若吸管漂浮在水中时H=7.2cm,漂浮在某液体中时h=9cm,则液体密度为________kg/m3。
(4)制作完毕后,小黄发现两个相邻密度值刻度线之间的距离较小,请提出一个方法,使两条刻度线之间的距离增大一些,进而使测量结果更精确。方法是________。
12.(2020八上·吴兴期末)?
2020年7月11日中国航海日”活动拉开帷幕,明星舰船极地科考破冰船“雪龙2”号轮停靠在上海港国际客运中心码头供市民参观。“雪龙2”号是中国第一艘自主建造的极地科考破冰船,吃水7.85米,排水量13996吨,填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。为了探知轮船的奥秘,了解轮船各项参数背后的意义,STEAM小组的同学自己动手,设计并制作了“雪龙2”模型,如图甲所示。。
(1)设计制作船模的过程中,同学们应该重点考虑船的哪些因素?________(至少答3点)
(2)根据船的相关知识,小明同学已经在船舷上绘制了一条载重线。请你根据载重线测出这艘船模的最大载重量,测量的方法是________(简述实验步骤)
(3)你觉得在轮船上勘绘载重线标志的目的是_____________。
A.最大限度地利用船舶的装载能力
B.保证船舶的航行安全
C.保证船舶行驶过程中保持稳定
D.判断船舶是否超载
(4)现实中,船舶上往往不止一条载重线。如图乙所示为“雪龙2”轮船船舷上漆着的5条载重线。其中的S表示“印度洋载重线”,W表示“北大西洋载重线”。请说明“S”在上,
“W”在下的原因?________
(2020八上·滨江月考)在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积,实验数据记录在表中。
液体种类
实验序号
物体重力G物(N)
弹簧测力计示数F(N)
物体受到的浮力F浮(N)
排开液体体积V排(cm3)
水ρ水=1.0g/cm3
1
2
1.5
0.5
50
2
1.0
1.0
100
3
0.5
1.5
150
酒精ρ酒精=0.8g/cm3
4
2
1.6
0.4
50
5
1.2
0.8
100
6
0.8
1.2
150
(1)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可得出的初步结论是:________。
(2)分析比较实验序号________可得出的初步结论是: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。
(3)实验中小明观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越小。于是他灵机一动,在弹簧测力计下挂了一个重1.5N的物块,如图甲所示,当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N刻度线处标上1.0g/cm3;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘________N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。
14.(2020八上·温岭期中)探究“浸在水中的物体所受浮力与浸入深度的关系”。
实验器材:弹簧测力计、烧杯、水、圆柱体(体积相同的不同物体)。
实验要求:将物体所受的浮力大小及弹簧测力计示数与浸入深度的关系用图像表示出来。
实验结束后,A、B、C、D四组根据实验过程及结果画出了以下四幅图像,并进行汇报。
(1)老师一看,马上指出D同学所画的图形是错误的,你认为老师判断的依据是:________
(2)根据图像A和C,得出F1、F2、F3三者的等量关系是________
(3)A,B,C三种物质中密度最大的是________
(4)根据图像B,计算出该物质的密度为________g/cm3
15.(2020八上·椒江期中)如图所示,某中学科学小组的同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在金属块接触容器底之前,分别记下金属块下表面所处不同深度h和弹簧测力计相应的示数F。实数据如下:??
?
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
h/cm
0
2
3
6
8
10
12
14
F/N
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重________N;第4次实验时,物体所受到的浮力为________N。
(2)分析表中6~8次实验数据,说明:________。
(3)图2能正确反映弹簧测力计示数F与金属块下表面到水面距离h关系的图象是________。
(4)金属块的密度为________kg/m3。
16.(2020八上·兰溪期中)小明学习了浮力知识后,利用家中的物品做了几个小实验。
(1)小明把小萝卜放入水中,小萝卜漂浮在水面上,此时它受到的浮力为F浮,重力是G萝,那么F浮________G萝(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)小明把小萝卜从水里捞出擦干,再放入足够多的白酒中,小萝卜沉底了,此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排________V萝(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)小明还想测量小萝卜的密度,于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下:
①如图甲所示,在茶杯中倒入适量的水,在水面处用记号笔做好标记,用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0;
②如图乙所示,将小萝卜轻轻地放入水中静止后,用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1;
③将茶杯中的水全部倒出,取出小萝卜擦干,再向杯中慢慢地倒入白酒直至________为止;
④如图丙所示,将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后,用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。
(4)水的密度用ρ水来表示,请你用ρ水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式ρ萝=________。
17.(2020八上·滨江期中)小明在完成“动手动脑学物理”时,认识了密度计。将其放入液体中,当它竖立静止时,与液面相交的读数即为待测液体的密度。
(1)如图甲、乙所示,让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力________(选填“变大”、“变小”或“不变”);装水的容器是________(选填
“
甲
”或“乙”)。?
(2)小明将一支铅笔的下端缠绕了适量铜丝,初步做成了一支密度计(如图丙);为了给密度计标上刻度,他进行了如下实验:
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水的密度值1.0g/cm3;
b.将其放入植物油中,用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3;
c.像标示弹簧测力计刻度的方法一样,他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3将整个
铅笔均匀标上刻度;
d.他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如丙图所示,小明制作的密度计,你认为刻度0.9应该在________点(选填“p”或“q”)。
②在实验步骤c中,小明这样均匀标示刻度对吗?________;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(如图丁)、自制密度计的质量为m铅笔的横截面积为s,请你推导出h与ρ液的关系式________(用给定的字母表示推导结果)。
18.(2019八上·椒江月考)学习了浮力知识后,小明和小晨分别展开了科学探究。
小明想利用一弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图所示。(ρ铁为7.9×103kg/m3)
?
(1)首先,他称得此铁块的重力为G=7.9N,然后,将金属块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ=________(用题目中的符号G、ρ铁、F表示).小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计。
(2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则该液体的密度为________kg/m3。
(3)图中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是________。
(4)水银的密度是水的十几倍,利用该密度计________(选填“能”或“不能”)测出水银的密度。
小晨设计了一个实验,用排水法测某实心金属块的密度.实验器材有小空桶、溢水烧杯、量筒和水.实验步骤如下:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20毫升,如图乙;
③将烧杯中20毫升水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为44毫升,如图丁.
请回答下列问题:
(5)被测金属块的密度是________克/厘米3
.
(6)在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”).
19.(2019·杭州模拟)某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
?
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
(1)实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一项,该项是________。补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
铁块浸没时弹簧测力计的示数/N
铁块在水中受到的浮力/N
水的体积/cm2
水和铁块的总体积/cm3
排开水的体积/cm3
排开的水受到的重力/N
?????
????????
?????????
?
?
?
(2)实验后,该组同学进行了反思:量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出________,从而不能得出实验结论。
(3)通过以上实验得出结论不可靠,理由是
??????????????。
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其他液体进行实验
C.没有进行物体部分浸人水中时的实验
20.(2018八上·温州月考)为证明空气浮力的存在,科学兴趣小组利用自行车气嘴(松开时可充气或放气)、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验:
步骤一:在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔,分别将两个自行车气嘴固定在瓶盖和底部,如图甲所示。将气球用细绳与矿泉水瓶底部的气嘴套上。打开瓶盖,使瓶内空气和外界空气一样,再将瓶盖拧紧,使其不会有空气漏出。
步骤二:松开矿泉水瓶瓶盖上的气嘴,用打气泵向矿泉水瓶充入气体,当用手压瓶子感觉较硬时停止充气,再用天平称出整个装置的总质量
m1。
步骤三:??????
,
再称出整个装置的总质量
m2。
步骤四:将
m1
与
m2
进行比较得出结论。
(1)将实验步骤三补充完整:________。
(2)若发现
m1
与
m2
的大小关系是________即可证实空气浮力的存在。
(3)在实验过程中,小组同学发现气球老是漏气,使实验存在误差,他们改进实验装置,设计了如图乙所示的实验装置:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气,观察到________的现象,说明金属球受到空气浮力的作用。
21.(2018八上·嘉兴月考)小常同学从课外资料中了解到,庄子曾提出:如果水积得不够多,那么承载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小常从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,研究浮力大小是否和水的多少有关。他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙)。然后他________(填操作),发现木块仍然漂浮。经分析可知,木块两次受到的浮力都为________牛。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小常进一步开展了如图丙实验。往两个形状相同的塑料盒
A、B
中各加入
10
牛的水,再将
B
盆放入
A
盆,B
盆漂浮。这时
B
盆所示浮力:F
浮=GB
盆+10N>10N。继续往
B
盆内加
30
牛水,B
盆仍漂浮。小常此实验的目的是________。
(3)结合小常的探究活动,你认为面对前人的观点,应采取的做法是
??????。
A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点不可以质疑
B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D.到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
(4)根据以上探究活动可知,重
50
牛的水可以产生的浮力
?????。
A.一定小于
50
牛
B.一定大于
50
牛
C.一定等于
50
牛
D.可以大于
50
牛
22.(2017八上·越城期中)小明自制土密度计并测定盐水的密度。2
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计;
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1
(如图所示);
④把土密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h2。
请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了________。
(2)被测液体的密度越大时,密度计排开液体的体积________(选填“越小”、“越大”或“不变”,下同),所受液体的浮力________。
(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=________(请用符号表示,不计铅丝体积)。
(4)小明计算得出盐水的密度为1.05g/cm3
,
已知烧杯中盐水的体积为400cm3
,
盐的密度为2.6g/cm3
,
则盐水中含盐________g(盐放入水中溶解后,盐和水的总体积不变,
ρ水=1.0g/cm3)。
23.(2017八上·杭州月考)小宇和同学们做了下面几个力学实验,请你和他们共同完成下列实验过程:
?
(1)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小宇使用的是如图甲所示的实验装置,实验结束后,根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数
F
与物体
A
的下表面浸入水中的深度
h
的关系图象(如图乙),根据图象回答下列问题:
①物体
A
浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随
A
的下表面浸入水中深度的增加而减小,说明浮力与________(选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。物体
A
浸没在水中后,所受的浮力为________N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关。
②物体
A
的密度为________kg/m3。
③物体
A
下表面所受液体压强
P
与其浸入水中深度
h
的关系图象应该是丙图中的________
(2)小宇和同学们采用如下方法测量
B
液体的密度,请你将实验数据补充完整;
①用天平测出烧杯和
B
液体的总质量为
150.4g;
②将
B
液体倒入量筒中一部分,读出体积为
10mL;
③测量烧杯和剩余
B
液体的总质量时,天平平衡后,砝码和游码在标尺上所对的刻度值如图丁,质量为________g,则
B
液体的密度为________g/cm3。
(3)小宇将弹簧测力计挂着的物体A
浸没在B
液体中,此时弹簧测力计的示数________(选填“大于”、“小于”或“等于”)物体
A
浸没在水中时弹簧测力计的示数,说明浸在液体中的物体受到的浮力还与________有关。
三、压强探究
24.(2020八上·滨江月考)小明利用如图所示的装置测量本地大气压的大小,其中弹簧测力计和2mL注射器的自重可忽略不计,活塞与针筒之间气密性很好,但摩擦较大.他进行了如下实验。
(1)拔去橡皮帽,将活塞推至底端,当绳端钩码加至3N时,针筒恰由静止开始向右移动,此时弹簧测力计示数为2N,则活塞与针筒间的摩擦力为________N。
(2)为了能更好的利用此装置测量大气压,小明撤去弹簧测力计,将活塞左端直接固定在墙上,再用弹簧测力计代替钩码,如图乙所示。重新将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔.当弹簧测力计示数为5.1N时,针筒开始向右移动,又测得针筒全部刻度的总长度为4cm,则本地大气压强的测量值为________Pa.小明发现将活塞推至底端时,注射器前端小孔内的气体无法排尽,这将使得大气压的测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
25.(2020八上·杭州期中)【生活发现】①自行车在烈日下暴晒,车胎容易发生爆炸;
②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生压强的大小与哪些因素有关?
【建立假设】
假设一:一定质量的气体产生压强的大小可能与气体的温度有关;
假设二:一定质量的气体产生压强的大小可能与气体的体积有关;
【实验检验】为了验证假设一,进行如下实验:
步骤一:取一根长度约为1米一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银密封一段空气柱,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标记处标出水银柱下表面的位置(如图所示),此空气柱的压强记为p1。
步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,水银柱上升直至停止,此空气柱的压强记为p2。
步骤三:往玻璃管内注入水银,直到水银柱的下表面对准所标出的位置为止,此空气柱的压强记为p3。
【实验分析】
(1)p1、p2、p3的大小关系是________。
(2)实验的步骤三,往玻璃管内注入水银,直到水银柱的下表面对准所标出的位置为止,这样操作目的是________。
(3)【得出结论】通过观察________可以得出,一定质量的气体产生的压强与气体的温度有关,气体的温度越高,压强越________。
(4)【实验反思】实验后小敏同学作了如下的反思,一定质量的气体,升温后改变了气压,那么,根据上面步骤二中的实验现象(水银往上升),可以得出:一定质量的气体,若增大气体的体积,则气压会减小,此结论你认为合理吗?为什么?________。
26.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过比较________来反映被测压强大小的。
(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.向U形管内添加适量水
C.从U形管内向外倒出适量水
(3)比较乙图、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)若在进行步骤(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约为________Pa.(大气压强p0=1.01×105pa,ρ盐水=1.2×103kg/m3
,
ρ水=1.0×103kg/m3
,
g=10N/kg)
27.(2020八上·杭州期中)为了探究大气压随高度的变化规律,小明在一次登山过程中利用如图甲所示的实验装置测出不同高度下的大气压,并在坐标纸上描出大气压强p与对应海拔高度h的六个点,如图乙所示.?
?
(1)测量前,小明把注射器的活塞推至针筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的是________.??
(2)分析图象时,小明发现1km高度处的测量数据可能有误,重新正确实验后,测得弹簧测力计示数为4.5N,2mL注射器的全部刻度的总长度为4cm,则实际大气压约为________Pa.
小明第一次实验出错的原因不可能是_______.(选填“活塞和针筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封性不好”)
(3)修正数据后,可看出大气压随高度变化的数量关系大致为:在2km高度内,高度每升高100m,大气压降低________Pa.???
(4)根据这一规律,小明认为可将图甲中的弹簧测力计改装成一个高度测量仪.那么弹簧测力计4.2N刻度线处应标刻的海拔高度为________km.???
28.(2020七下·下城期末)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小金把一个或两个相同的木块放在海绵上,进行如图实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下?????
实验中。(请单选)
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律
B.用悬挂的乒乓球靠近振动的音叉,用乒乓球运动来探究声音产生的条件
C.用10粒玉米来探究影响种子萌发的条件
D.用望远镜观察太空以了解星球的运行规律
(2)对比________两图可得出的结论:当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,海绵凹陷程度相同,小金认为压力的作用效果与压力大小无关,小金的观点是错误的,因为________;
29.(2020七下·温州期末)为了探究影响压力作用效果的因素,小明用如图所示实验装置进行了如下实验
①称取200克细沙置于烧杯中
②将气球置于装置内,将烧杯中的细沙缓缓倒在木板B上,直至气球刚好破裂,称量烧杯中剩余细沙的质量,重复实验3次,并记录平均值
③改变木板A上塑料钉的数量,用完全相同的气球重复步骤②,记录数据如下
实验组别
塑料钉数量/枚
细沙的总质量/克
烧杯中剩余细沙的质量/克
1
4
200
152
2
6
200
136
3
8
200
117
4
10
200
95
(1)为完成本实验,小明需要的测量工具为________。
(2)小明选择细沙而不选择砝码来完成实验的原因是________。
(3)请结合所学知识分析,本实验能否得出“受力面积越大,压力作用效果越不明显”的结论并说明理由:________。
30.(2020·金华·丽水)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有????
?(填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是________;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的,还需改变深度、更换液体进行多次实验,其目的是________?;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=
,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa=________。
31.(2020·江干模拟)小金同学在学习了液体压强影响因素后,回到家自制了一个简易的液体压强计:在开口的空矿泉水瓶侧壁扎了a、b两个小孔,用橡皮塞塞住,并在瓶中倒入一定量的水至两孔上方,如图甲所示。H
表示矿水瓶底部距离地面的高度。(忽略大气压随高度的变化)
(1)拔出橡皮塞后,水从a、b孔射出的速度与矿水瓶底部距离地面的高度H___(选填“有”或“无”)关。
(2)观察甲图中水从a、b两孔射出的距离,可以得出的结论是:________?
(3)将一根两端开口的玻璃管穿过矿泉水瓶盖后,旋紧矿泉水瓶,玻璃管上端与大气连通,下端浸没在液体中,管内液面如图乙所示,则拔出橡皮塞后会有水射出的是________?(选填“a”、”b“或“a
和b”)孔。
32.(2018八上·绍兴期中)在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、固定在墙上的平面镜、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小,实验装置如图甲,具体实验步骤是:
①用刻度尺测出吸盘的直径,算出吸盘平面面积为
20cm2;
②用弹簧秤测出吸盘自身的重力
0.5N;
③将吸盘沾水湿润后,压在平面镜上,排尽吸盘内空气;
④用弹簧秤水平拉动吸盘,直至恰好脱落,读出此时弹簧秤示数为
200N;
⑤记录整理数据;
⑥算出大气压的值,分析实验结论。
(1)上叙述的实验步骤中,多余的是________(填序号);
(2)根据该同学的实验数据,计算得到的大气压的值等于________Pa;
(3)实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹风(如图乙),则拉动吸盘时的弹簧秤示数会________200N(填“大于”、“小于”或“等于”)。
33.下面是有关流体压强和流速关系在生活中的实例,请运用所学过的知识解答这些物理现象。
(1)图甲,取两张白纸,使其平行自然下垂,向两纸中间用力吹气,可观察到两纸相互靠拢,由此得到流体压强与流速的关系是________。
(2)图乙,飞机前进时,机翼把气流分为上、下两部分,机翼上方气流速度大于机翼下方气流速度,原因是________。在气流的作用下机翼受到的升力的原因是________。
(3)图丙小汽车的外形类似于飞机机翼,当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,请回答:
①小汽车在水平方向上受到的阻力________(填“大于”“小于”或“等于”)它的牵引力;
②小汽车对地面的压力________(填“大于”“小于”或“等于”)车的重力。
34.(2017八上·鄞州月考)某小组同学用U形管压强计研究甲、乙两种液体内部的压强规律,记录实验数据如下表所示。(液体甲的密度小于液体乙的密度)
液体甲
液体乙
实验序号
金属盒深度(厘米)
U形管两侧液面高度差(厘米)
实验序号
金属盒深度(厘米)
U形管两侧液面高度差(厘米)
1
10
6
4
10
7
2
20
11
5
20
13
3
30
15
6
30
18
(1)分析比较实验序号1、2与3(或4、5与6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:________。
(2)分析比较实验序号________的数据及相关条件,可得出的初步结论是:在相同的深度处,液体的密度越大,液体的压强也越大。
(3)小组同学将压强计的金属盒放入液体甲中同一深度,并将金属盒朝向不同方向,实验结果如图所示。那么,本次实验得到的结论是(
???)
A.深度越大,液体压强越大
B.同一深度,液体向各个方向的压强不相等
C.同一深度,液体向各个方向的压强相等
D.不同液体的同一深度,压强不相等??
35.(2020八上·杭州月考)小科学了大气的压强后,借助注射器(容积为5ml)、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下∶
①按图示组装好器材,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶,并用天平测量其总质量为78g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小桶(水未倒出)重新接在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,并用天平测量其总质量为548g;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。
请回答以下问题∶
?
?
(1)本实验中主要应以________(选填"注射器"、"活塞"或"小桶")为研究对象来分析其所受大气压力。
(2)上述实验中,在不考虑活塞的重力情况下,可得出大气压强的值为________,其中步骤②将活塞重新推至顶端井用橡皮帽封口,其目的是________。
(3)进一步分析,如果考虑活塞的重力,所测出的大气压值与(2)中所测得值相比________(选填"较大"、"不变"或"较小")。
36.(2017八上·海宁月考)小科发现电脑是利用风扇来降温的。他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。
他猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶的倾斜角度都有关系。为此他制作几个
不同的小风扇,并用一个转速为
300
转/分的电机分别带动这几个风扇转动,去吹动同一
位置的同一纸片(如左下图所示)。右下表为实验记录的数据:
(1)在研究风扇产生的空气流动强度和扇叶长度的关系时,应选用序号为________的两次
实验数据,得出的结论为:________。
(2)小海的父亲对他说:“生活中电风扇转动速度都比较快,因此空气流动强度应与风扇
的转动速度有关。”针对这个猜想,请你帮助小海设计一个实验方案加以验证________。
答案解析部分
一、密度测量探究
1.【答案】
(1)游码移到0刻度线,调节平衡螺母(2)A(3)1.1
2.【答案】
(1)B(2)0.56×103;小
3.【答案】
(1)271.4(2)260;1.04;小(3)将塑料杯中倒入水到记号处;杯和水;
4.【答案】
(1)26.5;15(2)1.1(3)偏大;BCA
5.【答案】
(1)横梁左端的零刻度处(2)45g;1.125g/cm3(3)偏大(4)
6.【答案】
(1)A(2)50;70;85(3)15;15
7.【答案】
(1)A(2)左;左;9.6;0.8
8.【答案】
(1)水平;右
(2)将潮湿的软木塞直接放在天平上称量
(3)400;16;150
(4)可在具有吸水性的物质的外部包一层薄保鲜膜,再放入装有水的量筒中测出体积.
9.【答案】
(1)水平桌面;标尺左端的零刻线;右
(2)62;40;0.8×103(3)在烧杯中加入适量的水,用弹簧测力计测出小石块浸没在水中时受到的拉力F;;
10.【答案】
(1)向左盘中添加大米直至天平平衡(2)大(3)1.67
二、浮力探究
11.【答案】
(1)等于(2)h=ρ水H/ρ液(3)0.8×103kg/m3
(4)在吸管下端塞入质量更大的物体作为配重或用更细的吸管制作密度计
12.【答案】
(1)材料、稳定性、载重量、形状等(合理即可)
(2)方法一:船模放在水面上,逐渐往船中装物体(如细沙等合适的物质)直到水面恰好到载重线,称出往船模中所装物体的总质量即为船模的载重量。
方法二:利用一个大的溢水杯能放下船模,在溢水杯中放满水,将船模放入杯中,用手将船模下按到水面刚好到达载重线,测出排出水的体积,利用公式计算出溢出水的质量就为船模的载重量。
(3)A,B,D
(4)船满载时漂浮在海面上受到的浮力等于重力且不变,在不同的海域,海水的密度不同,根据公式F浮=G物=ρ液gV排可知,海水密度越大,排开水的体积越小,北大西洋海水密度大于印度洋海水的密度,所以S在上,W在下。
13.【答案】
(1)当物体密度相同时,排开液体的体积越大,受到浮力越大。
(2)1、4或2、5或3、6(3)0.7
14.【答案】
(1)浮力大小和拉力大小不变时,应该是在同一深度(2)F1=F2+F3(3)A(4)2
15.【答案】
(1)6.75;1.5(2)物体浸没后受到的浮力与浸入深度无关(3)B(4)2.7×103
16.【答案】
(1)=(2)=(3)标记处(4)
17.【答案】
(1)不变;乙
(2)p;不对;h=m/(ρ液S)
18.【答案】
(1)ρ铁(2)1×103(3)丙(4)不能(5)3.2(6)不变
19.【答案】
(1)铁块的重力/N
(2)水和铁块的总体积
(3)A,B,C
20.【答案】
(1)松开瓶底的气嘴,使瓶内的高压气体通过气嘴进入气球
(2)m1
大于
m2
(3)金属球上升或配重下降
21.【答案】
(1)向烧杯内再加入一些水或从烧杯内倒出一些水;2.5
(2)探究较少的水能否产生较大的浮力
(3)C
(4)D
22.【答案】
(1)使密度计直立(竖直漂浮)在液体中
(2)越小;不变
(3)ρ水(L-h1)/(L-h2)
(4)20克
23.【答案】
(1)排开液体的体积;1;1.2×10
3;D
(2)139.4;1.1
(3)小于;液体的密度
三、压强探究
24.【答案】
(1)2
(2)1.02×105;偏小
25.【答案】
(1)p1=p2
(2)控制封闭空气柱的体积不变
(3)空气柱上方水银柱的长度;大
(4)不合理,没有控制气体温度不变
26.【答案】
(1)高度差
(2)A
(3)在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等
(4)变大
(5)500
27.【答案】
(1)排尽注射器内的空气
(2)90000;活塞和针筒的摩擦太大
(3)1000
(4)1.6
28.【答案】
(1)B
(2)甲乙或丙丁
(3)实验中存在压力和受力面积两个变量
29.【答案】
(1)天平
(2)细沙质量更小,对气球产生的压力变化更精细
(3)能。据表可知,塑料钉数量多,受力面积越大,气球刚破裂时所需的细沙质量越大,即在更大的压力作用下,才能达到气球刚破裂时相同的压力作用效果。
30.【答案】
(1)A,B
(2)装置气密性不好(或装置漏气合理即可)
(3)获取普遍规律(或避免偶然性)
(4)ρgh
31.【答案】
(1)无
(2)在同一液体中(或当液体密度相同时),深度越深,液体压强越大
(3)b
32.【答案】
(1)②
(2)1×105
(3)小于
33.【答案】
(1)流速越大的位置压强越小
(2)在相同时间内,上方气流通过路程较长;下方气流对机翼向上的压力大于上方气流对机翼向下的压力
(3)等于;小于
34.【答案】
(1)在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
(2)1、4(或2、5或3、6)
(3)C
35.【答案】
(1)活塞
(2)9.4×104pa;排出注射器内的空气
(3)较大
36.【答案】
(1)1,3(或4,5);在其它条件相同时,扇叶越长,空气流动强度越大
(2)利用同一个扇叶
,控制扇叶的倾斜角度相同,改变扇叶的转动的速度,观察纸片被吹起的角度大小。
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