3.7 压强1 分类集训—2020-2021学年浙教版七年级科学下册同步重难点优化与提高(原卷+解析)

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名称 3.7 压强1 分类集训—2020-2021学年浙教版七年级科学下册同步重难点优化与提高(原卷+解析)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2021-06-23 23:00:32

文档简介

3.7
压强1
考点目录
考点一、压力和重力的区别,压强估算等
考点二、增大压强和减小压强的方法
考点三、气体压强的计算与分析
考点四、探究影响压力作用效果的因素
习题训练:
考点一、压力和重力的区别,压强估算等
1.在图中,正确表示压力的是(  )
A.B.C.D.
2.(2019春?临沭县校级月考)一个中学生站在水平地面上对地面的压强最接近于(  )
A.10帕
B.100帕
C.1000帕
D.10000帕
3.(2019春?工业园区期中)一普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面压力和压强最接近于(  )
A.50N
103Pa
B.50N
105Pa
C.500N
104Pa
D.500N
106Pa
4.如图水平雪地上,穿着雪橇的小明总质量为70kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的芳芳总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是(  )
A.小明对雪地的压力比芳芳的小
B.芳芳对雪地的压力和小明的一样
C.小明对雪地压强比芳芳的小
D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
5.(2019?松江区一模)以下事例中,属于增大压强的是(  )
A.书包背带很宽
B.载重汽车有很多车轮
C.针尖做得很尖锐
D.滑雪运动员站在雪橇上滑雪
考点二、增大压强和减小压强的方法
1.(2019春?云梦县期中)下列关于压力和压强的说法中,正确的是(  )
A.压力越大,支持面所受到的压强就一定越大
B.物体越重对支持面的压力就一定会越大
C.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定越小
D.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定会越大
2.(2019春?峄城区期中)下列生活实例中,属于增大压强的是(  )
A.剪刀的刀刃做得很薄
B.铁路的钢轨铺在枕木上
C.取出一些书的书包背起来更舒服
D.大型载重货车有很多车轮
3.动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境,下列用压强知识解释错误的是(  )
A.啄木鸟的喙又尖又长﹣﹣减小受力面积,增大压强,有利于摄食
B.狗的犬齿很尖﹣﹣减小受力面积,增大压强,有利于撕咬食物
C.鲫鱼的身体呈梭形﹣﹣增大受力面积,减小压强,有利于水中游行
D.骆驼的趾特别宽大﹣﹣增大受力面积,减小压强,有利于沙漠行走
4.(2019春?灵石县期中)生产上用螺丝固定工件时,常在螺丝帽下面垫一个较大的垫圈如图所示,使用该垫圈的直接作用是(  )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.减小螺帽对工件的压强
D.装饰作用,使工件美观
5.(2019七下·台州期末)重庆大巴落水事件让无数人揪心又痛心,这起事故同时又警醒我们,当发生汽车落水时,究竟该怎么办?我们要做的就是抓紧时间离开汽车,具体可按照以下步骤进行:①启动门窗升降系统,把车窗降下来,直接爬出车窗。②如果车窗、车门已打不开,就需用铁锤等尖锐器械砸窗,这是因为尖锐器械________,
产生的压强大,容易打碎玻璃。③如果车窗打不碎,就不要推车门,把力气耗光,可静静等待车子进水。当车内的水深度接近头部时,车门两侧________几乎相等,这时车门容易被打开,此时深吸一口气,推开车门。
另外,开车时应系好安全带,避免落水后冲击力过大,人因为具有________而撞向方向盘,由于物体间________,以及力的其中一个作用效果是________,人可能会被撞得头破血流甚至晕厥。
考点三、气体压强的计算与分析
1.(2020七下·余姚期末)如图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体的体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。以下说法正确的是(???
)
A.当气温升高,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降
B.当气温升高,球内气体体积缩小,玻璃管内液面上升
C.当气温降低,球内气体体积缩小,玻璃管内液面下降
D.当气温降低,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面上升
2.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体上升到一定高度,则h1∶h2=____,B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,____(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
3.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将气球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大,停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是(  )
A.p1<p2
B.p1=p2
C.p3<p4
D.p3=p4
4.(2019七下·余杭月考)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸人引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10-4m3/s,则通气孔的面积至少为________mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸人气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要________N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积________时,压强增大。
考点四、探究影响压力作用效果的因素
1.(2020七下·仙居月考)某同学利用小桌、砝码、泡沫塑料探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过________来显示压力的作用效果;
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用________两次实验;
(3)由甲、乙两图所示实验现象可得出结论:________。
2.(2020七下·云和月考)小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小明是通过观察________来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是________法。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是________。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较哪两个图
________进行实验。???
3.(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________;
4.(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:________。
5.(2020七下·越城期末)一些同学观察到建筑物的支柱一般都为圆柱和四棱柱,他们想了解支柱的最大承受压力与支柱的形状是否有关,为此甲、乙、丙三位同学分别进行了如下实验:
①每人各选三张相同的白纸,按图a所示分别折成空心的四棱柱、圆柱、三棱柱(如图b),接合处用双面胶粘住;
②三位同学分别在四棱柱上放一硬质塑料板,然后:甲同学往塑料板上不断添加砝码,直到支柱被压塌,记录添加砝码的总质量(如图c);乙同学往塑料板上不断添加钩码(每个钩码质量为50克),直到支柱被压塌,记录添加钩码的总质量;丙同学往塑料板上不断添加细沙,直到支柱被压塌,用天平称出添加细沙的总质量并记录。
③再分别用圆柱和三棱柱重复实验步骤②,记录相关实验数据。
(1)此实验中甲同学添加砝码的合理顺序应该是________(选填“从大到小”或“从小到大”)。
(2)最能精确反映支柱所能承受最大压力的是________同学所做的实验。
(3)下表为丙同学测得的实验数据:
支柱形状
四棱柱
圆柱
三棱柱
塑料板与细沙总质量/克
392
400
243
根据丙同学测得的数据,三个支柱中能承受的最大压力为________牛(取g=10N/kg)。3.7
压强1
考点目录
考点一、压力和重力的区别,压强估算等
考点二、增大压强和减小压强的方法
考点三、气体压强的计算与分析
考点四、探究影响压力作用效果的因素
习题训练:
考点一、压力和重力的区别,压强估算等
1.在图中,正确表示压力的是(  )
A.B.C.D.
【答案】C
【解析】A、物体放在水平面上,压力的方向正确,但压力的作用点应该在水平面上,不合题意;
B、物体放在斜面上,压力的方向、作用点都不正确,不合题意;
C、物体放在斜面上,压力的方向和作用点都正确,符合题意;
D、物体放在水平面上,对斜面的压力的方向是竖直向下的,不合题意。
2.(2019春?临沭县校级月考)一个中学生站在水平地面上对地面的压强最接近于(  )
A.10帕
B.100帕
C.1000帕
D.10000帕
【答案】D
【解析】中学生平均体重约为500N,两脚的总面积约为0.05m2,
则他对地面的压强为:p===10000Pa。
3.(2019春?工业园区期中)一普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面压力和压强最接近于(  )
A.50N
103Pa
B.50N
105Pa
C.500N
104Pa
D.500N
106Pa
【答案】C
【解析】一个普通中学生的质量约为50kg,双脚与地面的接触面积约为500cm2=0.05m2,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,他对水平地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,故AB错误;
他对水平地面的压强:p===104Pa,故C正确、D错误。
4.如图水平雪地上,穿着雪橇的小明总质量为70kg,没有陷入雪地;而穿着运动鞋的芳芳总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是(  )
A.小明对雪地的压力比芳芳的小
B.芳芳对雪地的压力和小明的一样
C.小明对雪地压强比芳芳的小
D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
【答案】C
【解析】A、因为在水平雪地上,所以芳芳和小明对雪地的压力的大小就等于他们的重力的大小,而芳芳的质量大,故芳芳的重力大,所以芳芳对雪地的压力比小明大。选项A错误;
B、因为在水平雪地上,所以芳芳和小明对雪地的压力的大小就等于他们的重力的大小,而芳芳的质量大,故芳芳的重力大,所以芳芳对雪地的压力比小明大。选项B错误;
C、小明没有陷入雪地而芳芳却深陷雪地说明芳芳对雪地压力的作用效果明显,故芳芳明对雪地的压强大。小明对雪地压强比芳芳的小,选项C正确;
D、物体单位面积上受到的压力叫压强,所以芳芳对雪地单位面积的压力比小明大。可以比较谁对雪地的压强大小,选项D错误;
5.(2019?松江区一模)以下事例中,属于增大压强的是(  )
A.书包背带很宽
B.载重汽车有很多车轮
C.针尖做得很尖锐
D.滑雪运动员站在雪橇上滑雪
【答案】C
【解析】A、书包背带很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不合题意;
B、载重汽车有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不合题意;
C、针尖做得很尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C符合题意;
D、滑雪运动员站在雪橇上滑雪,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
考点二、增大压强和减小压强的方法
1.(2019春?云梦县期中)下列关于压力和压强的说法中,正确的是(  )
A.压力越大,支持面所受到的压强就一定越大
B.物体越重对支持面的压力就一定会越大
C.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定越小
D.压力一定时,受力面积越小,产生的压强就一定会越大
【答案】D
【解析】压强是指单位面积上受到的压力,故A错误;
压强的大小与受力面积和压力大小有关,单位面积上受到的压力越大,压强越大。故B错误;
由p=可得,压力一定时,受力面积越小,压强越大;故C错误,D正确。
2.(2019春?峄城区期中)下列生活实例中,属于增大压强的是(  )
A.剪刀的刀刃做得很薄
B.铁路的钢轨铺在枕木上
C.取出一些书的书包背起来更舒服
D.大型载重货车有很多车轮
【答案】A
【解析】A、剪刀的刀刃做得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A符合题意;
B、铁路的钢轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不合题意;
C、取出一些书的书包背起来更舒服,是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。故C不合题意;
D、大型载重货车有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
3.动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境,下列用压强知识解释错误的是(  )
A.啄木鸟的喙又尖又长﹣﹣减小受力面积,增大压强,有利于摄食
B.狗的犬齿很尖﹣﹣减小受力面积,增大压强,有利于撕咬食物
C.鲫鱼的身体呈梭形﹣﹣增大受力面积,减小压强,有利于水中游行
D.骆驼的趾特别宽大﹣﹣增大受力面积,减小压强,有利于沙漠行走
【答案】C
【解析】A、啄木鸟有尖硬的喙,是在压力一定的情况,通过减小受力面积来增大压强。有利于摄食,故A正确;
B、狗的犬齿很尖,是在压力一定的情况,通过减小受力面积来增大压强。有利于撕咬食物,故B正确;
C、鲫鱼的身体呈梭形可以在游泳时减少水的阻力,适于在水中生活。故C错误;
D、骆驼的脚掌很大,是在压力一定的情况,通过增大受力面积来减小压强。有利于沙漠行走,故D正确。
4.(2019春?灵石县期中)生产上用螺丝固定工件时,常在螺丝帽下面垫一个较大的垫圈如图所示,使用该垫圈的直接作用是(  )
A.增大螺帽对工件的压强
B.减小螺帽对工件的压力
C.减小螺帽对工件的压强
D.装饰作用,使工件美观
【答案】C
【解析】螺帽垫一个面积较大的垫圈的目的是为了在压力一定时,增大受力面积减小螺帽对工件的压强,故C正确,ABD错误。
5.(2019七下·台州期末)重庆大巴落水事件让无数人揪心又痛心,这起事故同时又警醒我们,当发生汽车落水时,究竟该怎么办?我们要做的就是抓紧时间离开汽车,具体可按照以下步骤进行:①启动门窗升降系统,把车窗降下来,直接爬出车窗。②如果车窗、车门已打不开,就需用铁锤等尖锐器械砸窗,这是因为尖锐器械________,
产生的压强大,容易打碎玻璃。③如果车窗打不碎,就不要推车门,把力气耗光,可静静等待车子进水。当车内的水深度接近头部时,车门两侧________几乎相等,这时车门容易被打开,此时深吸一口气,推开车门。
另外,开车时应系好安全带,避免落水后冲击力过大,人因为具有________而撞向方向盘,由于物体间________,以及力的其中一个作用效果是________,人可能会被撞得头破血流甚至晕厥。
【答案】受力面积小;压强(压力);惯性;力的作用是相互的;力能使物体发生形变
【解析】(1)当压力相等时,受力面积越小,压强越大;
(2)如果液体的密度相同,那么深度相同时,液体产生的压强相等;
(3)一切物体都有保持运动状态不变的性质,这种性质叫惯性;
(4)物体间力的作用时相互的;
(5)力的作用效果:改变物体的形状和改变物体的运动状态。
【解答】①启动门窗升降系统,把车窗降下来,直接爬出车窗。
②如果车窗、车门已打不开,就需用铁锤等尖锐器械砸窗,这是因为尖锐器械受力面积小,
产生的压强大,容易打碎玻璃。
③如果车窗打不碎,就不要推车门,把力气耗光,可静静等待车子进水。当车内的水深度接近头部时,车门两侧压强几乎相等,这时车门容易被打开,此时深吸一口气,推开车门。
另外,开车时应系好安全带,避免落水后冲击力过大,人因为具有惯性而撞向方向盘,由于物体间力的作用是相互的以及力的其中一个作用效果是:力能使物体发生形变,人可能会被撞得头破血流甚至晕厥。
考点三、气体压强的计算与分析
1.(2020七下·余姚期末)如图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体的体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。以下说法正确的是(???
)
A.当气温升高,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降
B.当气温升高,球内气体体积缩小,玻璃管内液面上升
C.当气温降低,球内气体体积缩小,玻璃管内液面下降
D.当气温降低,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面上升
【答案】A
【解析】当气体的质量不变时,温度越高,压强越大;当温度计内玻璃管内的液面静止不动时,球形容器内的气体压强和水柱压强的和等于外界的大气压强,即p内+p水=p大气,据此分析。
当温度计内玻璃管内的液面静止不动时,球形容器内的气体压强和水柱压强的和等于外界的大气压强,即p内+p水=p大气。当气温升高时,球内的气体体积膨胀,压强增大,那么水柱产生的压强肯定减小。根据公式p液=ρ液gh可知,水柱的高度会减小,即液面下降;反之,温度降低,则球内气体体积缩小,玻璃管内的液面上升,故A正确,而B、C、D错误。
2.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体上升到一定高度,则h1∶h2=____,B、C管中的液体上升的原因是A处空气流速加快,____(ρ酒精=0.8×103kg/m3)。
【答案】4∶5
压强变小
3.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将气球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大,停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是(  )
A.p1<p2
B.p1=p2
C.p3<p4
D.p3=p4
【答案】B
【解析】抽气前与抽气后气球内气体均与大气相通,气球内气压等于大气压,所以p1=p2;抽气前瓶内气体压强与外界大气压相通,瓶内压强与大气压相等。抽气后瓶内的气球膨胀,说明此时气球内气体压强大,玻璃瓶内气体压强小,即p3>p4。
4.(2019七下·余杭月考)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸人引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10-4m3/s,则通气孔的面积至少为________mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸人气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要________N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积________时,压强增大。
【答案】(1)6.8
(2)1.1
(3)减小
【解析】(1)通气孔的面积:;
(2)医生所用力为:F=△F=△pS=1.3×104Pa×0.85×10-4m2≈1.1N;
(3)当急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压时,此方法的科学原理是:一定质量的气体体积减小时,压强增大。
考点四、探究影响压力作用效果的因素
1.(2020七下·仙居月考)某同学利用小桌、砝码、泡沫塑料探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过________来显示压力的作用效果;
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用________两次实验;
(3)由甲、乙两图所示实验现象可得出结论:________。
【答案】(1)泡沫塑料形变程度(凹陷程度)
(2)乙丙
(3)受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
【解析】(1)泡沫塑料的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显;
(2)根据控制变量法分析控制相同的因素和改变的因素,进而确定对照实验;
(3)分析甲和乙两图中哪个因素相同,哪个因素不同,然后根据控制变量法描述实验结论。
【解答】(1)该实验是通过泡沫塑料形变程度(凹陷程度)来显示压力的作用效果;
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,比较控制压力相等而改变受力面积的大小,因此可以选用乙丙;
(3)甲和乙中,接触面积相同,但是乙图中小桌上有砝码,因此压力大,那么得到结论:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
2.(2020七下·云和月考)小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小明是通过观察________来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是________法。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是________。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较哪两个图
________进行实验。???
【答案】(1)泡沫的凹陷程度;转换
(2)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)甲、丙
【解析】(1)砝码对泡沫的压强越大,泡沫的凹陷程度越大;砝码对泡沫的压强越小,泡沫的凹陷程度越小。物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(2)比较甲和乙两个实验,分析哪个因素相同,哪个因素不同,根据控制变量法的要求描述实验结论;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验。
【解答】(1)实验中小明是通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是转换法。
(2)甲和乙两个实验中,受理面积相同,但是压力大小不同,因此得到结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,需要控制压力相同而改变受力面积,故选甲和丙进行实验。
3.(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________;
【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
【解析】(1)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(2)探究压力的作用效果与受力面积的关系时,必须控制压力相同而改变接触面积,据此选择实验;
(3)根据控制变量法的要求判断。
【解答】(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,这里运用了转换法。
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的规律,使用了等效替换法,故A不合题意;
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,使用了转换法,故B符合题意;
C.用10粒玉米来探究影响种子萌发的条件,使用了控制变量法,故C不合题意;
D.用望远镜观察太空以了解星球的运行规律,使用了归纳法,故D不合题意。
故选B。
(2)对比甲乙或丙丁两图可得出的结论:当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)根据控制变量法的要求,探究压力的作用效果与压力的关系时,必须控制受力面积相等,而甲和丁中受力面积大小不同,因此:小金的观点是错误的,理由是:实验中存在压力和受力面积两个变量。
4.(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:________。
【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。
【解析】(1)为了完成本实验,必须控制细沙的质量为200g,因此需要测量工具为天平;
(2)小明选择细沙而不选择砝码来完成实验的原因是:细沙质量更小,对气球产生的压力变化更精细。
(3)本实验能得出“受力面积越大,压力作用效果越不明显”的结论,理由: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。
5.(2020七下·越城期末)一些同学观察到建筑物的支柱一般都为圆柱和四棱柱,他们想了解支柱的最大承受压力与支柱的形状是否有关,为此甲、乙、丙三位同学分别进行了如下实验:
①每人各选三张相同的白纸,按图a所示分别折成空心的四棱柱、圆柱、三棱柱(如图b),接合处用双面胶粘住;
②三位同学分别在四棱柱上放一硬质塑料板,然后:甲同学往塑料板上不断添加砝码,直到支柱被压塌,记录添加砝码的总质量(如图c);乙同学往塑料板上不断添加钩码(每个钩码质量为50克),直到支柱被压塌,记录添加钩码的总质量;丙同学往塑料板上不断添加细沙,直到支柱被压塌,用天平称出添加细沙的总质量并记录。
③再分别用圆柱和三棱柱重复实验步骤②,记录相关实验数据。
(1)此实验中甲同学添加砝码的合理顺序应该是________(选填“从大到小”或“从小到大”)。
(2)最能精确反映支柱所能承受最大压力的是________同学所做的实验。
(3)下表为丙同学测得的实验数据:
支柱形状
四棱柱
圆柱
三棱柱
塑料板与细沙总质量/克
392
400
243
根据丙同学测得的数据,三个支柱中能承受的最大压力为________牛(取g=10N/kg)。
【答案】(1)从小到大
(2)丙
(3)4
【解析】(1)甲同学在添加砝码时,如果从大到小添加,那么可能放上第一个砝码时,支柱就被压塌,从而无法完成测量;
(2)沙子质量比砝码或钩码要小得多,因此有利于对压力进行精细调节,从而得到十分准确的测量数据;
(3)根据表格确定支柱被压塌时,上面塑料板和沙子的最大质量,然后根据F=G=mg计算最大压力。
【解答】(1)此实验中甲同学添加砝码的合理顺序应该是从小到大;
(2)最能精确反映支柱所能承受最大压力的是丙同学所做的实验;
(3)根据表格可知,圆柱被压塌时,上面塑料板和细沙的质量最大为400g,那么能承受的最大压力为:F=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N。