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2025年中考物理实验题——压强与浮力
一、实验题
1.如图所示,是用压强计探究内部压强的情境
(1)把探头放入水中,通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强 (选填“越大”或“越小”);
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U型管两边液体的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随 的增加而增大;
2.小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素。
(1)如图甲所示,该实验装置的名称是 。使用前应检查装置是否漏气,当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置 (填“漏气”或“不漏气”);
(2)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图所示,接下来的操作应该是 ;
A.再多加一些红墨水 B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
(3)小强保持乙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,实验情形如图丙所示。比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠?
答: ,原因是: 。
3.小亮想用弹簧测力计、物体、烧杯和水“探究浮力的大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)图乙中物体受到的浮力大小为 N;
(2)由 两图可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由丙、丁两图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小与其浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)在实验过程中小亮惊喜地发现:由如图所测数据及该物体浸没在盐水中测力计的示数0.8N,可算出盐水的密度为 kg/m3,同时说明浮力的大小与 有关。
4.水的沸腾茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。如图所示,小明在做“观察水的沸腾”实验时的实验装置和所记录的一组数据。
(1)如图甲安装实验器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。
(2)在实验中,小明观察到水在沸腾时水中有气泡上升,在图乙A、B所示的两图中,图 (选填“A”或“B”)描述的是水在沸腾时的情况。
(3)当水温接近90℃时,每隔1min记录一次温度,由丙图可知:当地大气压 (选填“高于”“低于”或“等于”)一个标准大气压。
5.小刚用注射器估测大气压值的实验中,提供了几个截面积大小不相同的注射器。
(1)测量中,分析研究的是大气对 (注射器筒/活塞)的压力,当活塞相对于注射筒器 (未拉动/刚拉动)时,记下弹簧测力计的示数,此时研究对象在水平方向所受的拉力大小与大气压力相等;
(2)小刚在测量时,发现弹簧测力计示数已经达到最大,活塞仍没有滑动.为了能完成实验,请你提出一条实验改进方案 ;
(3)改进后,正确操作时弹簧测力计的读数为F,用刻度尺测出注射器 的长度L,注射器的容积V则测得的大气压强p= ;
(4)实验中注射器内漏进了少量空气,则测得的大气压值 (偏大/偏小/不变,下同);若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,则测得的大气压值 。
6.如图所示,某实验探究小组利用弹簧测力计、小鹅卵石,溢水杯、小桶、足够多的水等器材,来探究“浸没在液体中的物体所受的浮力大小跟它排开液体所受重力”的关系。
(1)通过图中AB两个步骤可以测出物块所受浮力大小为 N;
(2)通过图中 两个步骤可以测出物体排开液体所受的重力;
(3)你觉得最合理的顺序是 ;
(4)由以上步骤和实验数据可以初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力大小等于 ;
(5)接下来,爱动脑的小明同学用原来方案中的水换成了酒精,重复上述实验操作,这样做的目的是 ;
(6)实验后小明同学想利用弹簧测力计和鹅卵石等器材测量一种未知液体的密度:他把密度为ρ石的鹅卵石用细线系着悬挂在弹簧测力计的挂钩上,鹅卵石在空气中时弹簧测力计的示数为G,把鹅卵石浸没在该液体中时,弹簧测力计的示数为F,则该液体密度的表达式ρ液= 。(用题中物理量和所测物理量符号表示)
7.某小组用塑料瓶做了以下实验:
(1)将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和纸片均不会下落,如甲图所示,该实验说明了 的存在;
(2)将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图乙所示,该实验说明液体压强与 有关。
8.小皓利用图甲的器材进行“探究浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关?”的实验。
(1)小皓用弹簧测力计测出物块重 N(如图丙所示),并把它慢慢放入水中。根据测力计的实验数据,他绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水深度变化的图象(如图乙所示);
(2)晓晴分析图象可知:图象 (选填:“a”或“b”)是描述物块所受浮力随浸入水中深度的变化图象;
(3)根据图乙的图象信息,请写出:
①图丙测力计示数是 (选填:“F1”、“F2”和“F3”)的大小;
②F1、F2和F3这三个力大小之间的关系等式是: ;
(4)水的密度用ρ水表示,利用所测物理量的符号,得到实心物块密度的表达式为:ρ物= ;
(5)根据图象分析,本次实验的结论是: 。
9.在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,实验小组的小明进行了如下猜想:
猜想1:液体内部的压强大小可能与方向有关
猜想2:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关
猜想3:液体内部的压强大小可能与液体深度有关
为验证以上猜想是否正确,小明进行了如上图所示的实验:
(1)小明在游泳时发现,越往深水区走,身体受到的压迫越大,由此猜想液体内部压强可能与 有关。
(2)压强计是通过U形管两侧液面的 来判断橡皮膜所受压强的大小。
(3)比较图甲a、b是为了验证猜想 (选填“1”“2”或“3”)。
(4)如图甲b、c所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,根据实验现象可以得出结论: ;比较图甲b、d (选填“能”或“不能”)得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
(5)要探究液体内部压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择上图中 两图进行比较,得出的结论是:液体内部压强与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”)。
(6)在探究液体内部压强与液体密度的关系时,为了使结论更具普遍性,小明还应如何继续实验(请写出实验思路,不需写具体步骤): 。
10.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A.可能跟物体浸入液体的深度有关
B.可能跟物体排开液体的体积有关
C.可能跟液体的密度有关
D.可能跟物体的密度有关
为了验证上述猜想,李明做了如图甲所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一过程中:
(1)铁块从位置1﹣2﹣3的过程中,铁块受到的浮力 ;从位置3→4的过程中,铁块受到的浮力 (均选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)通过以上实验可以验证上述猜想 是正确的(填上面猜想的字母);
(3)如图乙所示把新鲜的鸡蛋放在水中会下沉。陆续向水中加盐并轻轻搅拌,你会发现鸡蛋上浮,这种现象说明了上述猜想 是正确的(填上面猜想的字母);
(4)实验中用到的实验方法是: 。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. 越大 相等 深度
【分析】(1)本题采用了物理中常见的研究方法--转换法,即把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大;(2)此题用到了常用的研究方法--控制变量法.比较图甲、图乙和图丙,是控制液体的密度相同,深度相同,改变压强计金属盒的方向,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和方向有关;(3)在乙图中把探头慢慢下移,是控制液体的密度相同,改变液体的深度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的深度有关.
【详解】(1)把水的内部压强的大小转换成U型管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大.
(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等.可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等.
(3)在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U型管两边液面的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大;
2. 压强计 漏气 C 不可靠 没有保持金属盒所处深度相同
【详解】(1)[1]探究影响液体内部压强的因素的实验装置叫做U形管压强计。
[2]用手指按压橡皮膜时,发现U形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置有漏气的地方,若压强计有漏气的地方,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,软管内的压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差。
(2)[3]使用压强计前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平,若出现U形管两边红墨水高度不相等,说明U形管左侧的气压大于大气压,应取下软管重新安装。
故选C。
(3)[4][5]结论不可靠,因为没有控制变量唯一,应该控制金属盒在两种液体中所处的深度相同才能探究液体压强与液体密度的关系。
3. 0.6 乙、丙 无关 1.1×103 液体的密度
【详解】(1)[1]由甲图知,弹簧测力计的示数为3N,即物块所受的重力为3N,图乙中物体受到的浮力为
(2)[2]对比乙、丙两图可知,物体排开液体的体积不同,受到的浮力不同,所以浸没在液体中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
[3]由丙、丁两图可知,因测力计示数相同,由称重法,故受到的浮力相同,故浸没水中的物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的深度无关。
(3)[4][5]由甲、丙两图可知,物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体的体积为
物体在盐水中所受的浮力为
因物体浸没在盐水中,所以排开盐水的体积为
由阿基米德原理可知,盐水的密度为
物体浸没在不同液体中受到的浮力大小不同,故同时说明浮力的大小与液体的密度有关。
4. 自下而上 A 低于
【详解】(1)[1]在安装如图甲所示的实验装置时,为保证可以用酒精灯的外焰加热石棉网,应先按照酒精灯火焰的高度安装铁圈,然后放置石棉网,再放置烧杯,再根据液体深度调整温度计的高度,即要按照自下而上的顺序安装装置。
(2)[2]水沸腾前,气泡逐渐上升的过程中,气泡中的水蒸气遇冷液化,气泡逐渐变小;水沸腾后,不断有水蒸气进入气泡中,所以气泡不断变大。所以图A是水沸腾时的情况。
(3)[3]水沸腾时,温度保持不变,所以在水的沸腾图象中,有一段与时间轴平行的线段,这段线段对应的温度即为水的沸点。由图丙可知为98℃。液体的沸点与其表面气压有关,气压越低,沸点越低。水的沸点在1标准大气压下为100℃。此时水的沸点低于100℃,说明此时大气压低于1标准大气压。
5. 活塞 刚拉动 换用小注射器 刻度部分 偏小 偏大
【详解】(1)[1][2]该实验中以针筒为研究对象,当活塞相对于注射筒器刚拉动时,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,因此需要记录此时的示数。
(2)[3]发现弹簧测力计示数已经达到最大,活塞仍没有滑动,则需要换用容积小的注射器。
(3)[4][5]注射器是一个圆柱体形状,应量出其刻度部分的长度,再读出空积V,得出活塞的面积
将测量结果代入压强公式得
(4)[6][7]从表达式中可以看出,V、L的测量结果不变,当注射器漏气时,拉力值会减小,所以所测大气压值会偏小,若注射器活塞与筒壁间摩擦较大,使弹簧对活塞的拉力大于大气压力,从而使测量值偏大。
6. 0.5 CD D、A、B、C 排开液体的重力 得出普遍规律 ×ρ石
【详解】(1)[1]由步骤A可知物块的重力G=2.0N,由步骤B可知物块浸没在水中弹簧测力计的示数F=1.5N,由称重法可知物块受到的浮力
F浮=G﹣F示=2.0N﹣1.5N=0.5N
(2)[2]物体排开液体所受的重力等于桶和水的总重力减去桶的重力,即由CD两步可求物体排开液体所受的重力。
(3)[3]验证阿基米德原理的实验过程是:
D.用弹簧测力计测出小桶的重力;
A.用弹簧测力计测出物体的重力;
B.在溢水杯中盛满水,将物体慢慢浸入水中,记下测力计示数;同时使溢出的水流入小桶;
C.用弹簧测力计测出小桶和溢出的水的总重力,求出排出的水重力。
因此合理的顺序是DABC。
(4)[4]由图中CD两个步骤知,排开液体的重力
G排=G桶和水﹣G桶=1.0N﹣0.5N=0.5N
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(5)[5]由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会具有偶然性,所以为了得出普遍规律,做完一次实验后,需要换用不同液体重复实验。
(6)[6]由G=mg和得鹅卵石的体积为
鹅卵石浸没在液体中后所受浮力为:F浮′=G﹣F,排开液体的体积
由公式F浮=ρ液gV排可知液体的密度为
7. 大气压强 深度
【详解】(1)[1]如图甲,在矿泉水瓶中装满水,用纸片盖住瓶口后倒置,纸片不会落下,是因为大气压将纸片和水向上托着,该实验说明了大气压强的存在。
(2)[2]图乙的实验中,观察到水从小孔射出,小孔的位置越低(液体的深度越大),喷射出来的水越远,液体的压强越大,该实验说明了液体压强与液体的深度有关。
8. 2 b F1 F1=F2+F3 物体浸没前,深度越深,浮力越大;物体浸没后,浮力与深度无关
【详解】(1)[1]由图丙可知,弹簧测力计的分度值为0.5N,示数为2N,所以物体的重力为2N。
(2)[2]图乙中,图像b表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的浮力开始越来越大,当物体浸没在水中后,浮力保持不变。图像a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力开始越来越小,最后保持不变。所以描述浮力与深度关系的是b。
(3)[3]在图乙中,图像a表示的是随物体浸入液体深度的增大,物体受到的拉力越来越小,在没有浸入水中时,弹簧测力计的示数为物块的重力,即图丙的示数为图中F1的大小。
[4]图像a中的F3表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力。图像b中的F2表示物体全部浸没后,物体所受的浮力;又知道物体全部浸没后受到三个力的作用,向下的重力和向上的浮力、拉力,此时物体处于静止状态,受的是平衡力,即重力等于浮力与拉力之和,所以F1=F2+F3。
(4)[5]物体的质量为
当物体完全浸没时,受到的浮力为F浮=F2,因为,所以物体的体积
物体的密度为
(5)[6]根据图像可知,物块在完全浸没前,物块排开水的体积随浸入水深度的增大而增大,根据公式F浮=ρ水gV排可知浮力逐渐变大;物块在完全浸没后,物块排开水的体积不再改变,物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
9.(1)深度
(2)高度差
(3)3
(4) 在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。 不能
(5) d、e 无关
(6)换不同密度的液体重复实验
【详解】(1)根据小明在游泳时越往深水区走,身体受到的压迫越大这一现象,可知液体内部压强随深度增加而增大,所以液体内部压强可能与深度有关。
(2)压强计是通过U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强的大小,高度差越大,橡皮膜凹陷程度越明显,说明橡皮膜所受压强越大。
(3)图a、b中液体都是水,即液体密度相同,探头方向相同,只有探头深度不同,所以是为了验证猜想3:液体内部的压强大小可能与液体深度有关。
(4)[1]根据图b、c所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,U形管两侧液面高度差不变,可得结论:在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
[2]图b、d中液体密度不同,探头深度也不同,存在两个变量,所以不能得出液体内部压强与液体密度有关的结论。
(5)[1][2]要探究液体内部压强与盛液体的容器形状是否有关,应控制液体密度和深度相同,容器形状不同,所以应选择图d、e两图进行比较,由实验可知U形管两侧液面高度差相同,得出的结论是:液体内部压强与盛液体的容器形状无关。
(6)在探究液体压强与液体密度关系时,为了使结论更具普遍性,应该换不同密度的液体重复实验。
10. 增大 不变 B C 控制变量法
【详解】(1)[1]读图可知,铁块从位置1→2→3的过程中,排开液体的体积逐渐增大,而弹簧测力计的示数逐渐变小,根据,说明铁块受到的浮力变大。
[2]从位置3→4的过程中,铁块都是完全浸没,排开的液体体积不再变化,只改变其深度,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变。
(2)[3]通过1→2→3的过程可知,物体没有完全浸入同种液体时,浸入的深度越大即排开液体的体积越大时,物体受到的浮力越大,故可验证上述猜想B是正确的。
(3)[4]向水中加盐时,鸡蛋排开液体的体积不变,但使液体的密度增大。刚开始鸡蛋沉底,受力分析得F浮<G;加盐后,鸡蛋将上浮,则F浮>G。重力不变,说明浮力变大。由此可知:当排开液体的体积一定时,液体密度越大,受的浮力越大,故可说明猜想C是正确的。
(4)[5]结合(2)(3)可知实验中用到的实验方法是控制变量法。
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