内容正文:
2024——2025年八年级物理模期末复习卷之十一
实验题专训三
①探究影响压力作用效果的因素;
②探究液体压强的特点;
③估测大气压强;
④探究影响浮力的因素;
⑤验证阿基米德原理。
1.生活处处有物理,小丁利用矿泉水瓶、硬纸片、清水,海绵,橡皮膜、玻璃管、浓盐水、锥子、红墨水(为了方便观察染色),做了如图所示的实验。
(1)实验时,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果。
(2)在图甲、乙、丙操作中,观察 和 两图可知:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)完成实验后,小丁用锥子在装有水(滴有红墨水)的饮料瓶侧壁扎三个高度不同的孔,观察图A现象,这个小实验可以研究液体的压强大小与 的关系。
(4)将矿泉水瓶装满水,瓶口覆盖一张硬纸片后倒置,硬纸片不下落,如图B所示,说明了 的存在。
(5)如图C所示,小丁用橡皮膜将玻璃管的一端蒙住,装入适量浓盐水并滴入两滴红墨水,把玻璃管浸入装水的饮料瓶中,直到内外液面相平,发现橡皮膜向下凸出。实验证明,深度相同时,盐水的内部压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的内部压强。
(6)图甲实验中,若在饮料瓶的瓶底扎一个小孔,随着水的不断流出,直到瓶子中的水全部流出,瓶子的重心将________。
A.降低 B.不变
C.升高 D.先降低后升高
2.小强同学利用洗手间的肥皂、海绵探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,实验探究过程如图所示。
(1)小强通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这种研究方法是 ;
(2)比较 两图中的实验可知,压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图甲和图乙可以得出结论,下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号);
①书包要用宽的背带
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,货车禁止超载
(4)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如丁图所示,发现无论是大块肥皂还是小块肥皂,对海绵的作用效果都与之前一样。他经过分析得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是 (正确、错误)的,理由是: 。
3.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,同学们利用小桌,海绵
(1)同学们是根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,此处采用的实验方法是 ;
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到的结论是:受力面积一定时, ,压力的作用效果越明显;
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应比较 两图的实验,得到的结论是:压力一定时,受力面积 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显;
(4)公共汽车上都配有逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,逃生锤外形应选图中的______(填字母)。
A. B.
C. D.
4.研究“压力作用效果与哪些因素有关”时,小星同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动:
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上数量不同的钩码,目的是研究压力的作用效果与 的关系;
(2)实验过程中,小星同学是通过观察 来比较压力作用效果的;
(3)小星同学想继续探究压力的作用效果与受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成 宽度的两段,两包装带下方挂 数量的钩码(均选填“相同”或“不同”);
(4)小星研究完“压力作用效果与哪些因素有关”后,他发现A、B两个核桃放在一起捏比单独捏一个核桃更容易捏破,这是通过 的方法增大了压力作用效果。捏的时候还发现核桃A被捏破,B还完好。核桃A对B的压力作用效果与核桃B对A的压力作用效果一样吗?请你提出一个关于此现象的问题: ?
5.如图所示为用同一木块做“探究影响滑动摩擦力大小的因素 ”的实验;
(1)实验中应用弹簧测力计在水平面上沿水平方向拉木块做 运动;
(2)比较甲、乙两次实验得到初步结论。下列实例主要应用了此结论的是 ;
A.压路机碾子的质量很大 B.汽车的轮胎有很多花纹
C.自行车刹车时用力捏手闸 D.载重汽车装有很多车轮
(3)图乙实验中多次改变砝码质量,重复实验,记录数据,作出木块受到的滑动摩擦力f与木块对木板的压力F的关系图像为图丁中的①;仅将木板换成图丙中的某材料,重复上述实验,则得出的f和F的关系图像可能为图丁中的 (选填“① ”“② ”或“③ ”) ;
(4)弹簧测力计是本实验中重要的测量器材,以下探究实验,可以不用到弹簧测力计的是 。
A .探究重力大小与质量的关系 B.探究压力的作用效果 C.探究二力平衡条件
6.小明和小华在沙滩上玩耍时,留下了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示,由此他们产生了疑问:压力的作用效果到底与哪些因素有关呢?实验中选用海绵等器材及在水平桌面上进行a、b、c的实验过程图示。
(1)实验中,通过观察 来比较压力的作用效果,这里应用到的科学方法是 ,本实验还可以用 (填“硬木块”或“沙子”)代替海绵来完成实验;
(2)由图乙中的 两次实验可知,压力的作用效果与受力面积有关;
(3)为探究压力作用的效果跟 的关系,可通过图乙中a、b两次实验进行比较得出结论;
(4)如图丙所示,小华同学将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块,将左边部分移开后,发现剩余部分对泡沫的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的结论 ; (选填“合理”或“不合理”)
(5)为了描述压力的作用效果,物理学当中定义了一个物理量一压强,即压力与受力面积之比。小华认为也可以用受力面积与压力的比值来比较压力的作用效果,根据所学的知识,小华的想法是 (选填“正确”或“不正确”)的;
(6)通过图甲中文字说明及以上实验分析沙滩上的脚印,可知 体重较小。
7.小兰光脚走在公园鹅卵石健身道上,感觉脚底很疼。由此她猜想压力的作用效果可能与受力面积有关。为了验证猜想,小兰找来了如图甲所示的实验器材:两个同样大小但疏密程度不同的钉板质量不等,两个相同的海绵。
(1)由于钉板质量不同,故把两个钉板的钉尖朝上放在水平桌面上,再把海绵分别放在两个钉板上,观察海绵的 来判断压力的作用效果;
(2)小兰观察到实验效果不明显。这时她发现桌上有几袋牛奶,于是她在海绵上分别平放质量 (填“相同”或“不同”)的牛奶后,实验效果变明显了;
(3)实验中观察到,钉子较 (填“多”或“少”)时作用效果更明显,由此可得出结论:当压力一定时,受力面积 (选填“越大”或“越小”)压力的作用效果越明显。小兰还想探究液体内部压强,她找来U型压强计进行以下操作;
(4)如图乙,实验前小兰用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(5)若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,应通过以下方法中的 (填字母)进行调节;
A.从U形管内倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内加入适量的水
(6)小兰将液体压强计的探头分别放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,U形管液面的高度差相同,如图丙所示,则ρ1 ρ2(选填“>”“=”或“<”,下同);
(7)小兰将压强计改装一下,在橡皮管的另一端连接上一根管子,向管内通入速度是v1和v2的气流,U形管液面的高度差如图丁所示(h1>h2),则v1 v2。
8.小明用同一压强计探究液体内部压强的特点.
(1)压强计是通过U形管两侧液面 来反映液体内部压强大小的;如图(a)所示,小明用手指按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”),调节好的压强计在使用前,U形管两侧的液面应该 ;
(2)比较图(b)和图(c)可知:液体内部的压强与 有关;
(3)比较图(d)和图(e),小华认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小明再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图(e)的容器内加水,当水面到容器底的距离满足条件 时,与图(d)比较,可说明小华的观点是错误的;
(4)小明用装有固定隔板的装置继续探究,他向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,如图(f)所示,此时容器底部受到液体压强关系是 (选填“>”“=”或“<”)。
9.如图所示是“研究液体内部的压强”的实验。
(1)当探头在空气中时,U形管两侧的液面应该是 (选填“不平”或“相平”)的,实验中使用的U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)实验中通过观察U形管两侧液面的 来比较液体内部压强的大小,物理学中把这种研究方法叫 法。
(3)比较图甲、图乙,可以得出结论: 。
(4)如图丙所示,去掉探头的橡皮管和一个玻璃管的侧壁管口相连通,当小明向玻璃管中吹气时,U形管内液面较低的是 (选填“”或“”)侧。
10.小华同学利用U形管压强计探究液体内部压强的特点,具体操作如图所示:
(1)安装后,小华发现U形管内液面左低右高如图甲所示,接下来应通过_______(选填正确答案前字母)的方法使U形管左右两侧液面 ,之后才能进行实验探究;
A.摇晃U形管 B.拆除软管重新安装 C.往左侧管中加入适量红墨水
(2)实验前,要检查装置气密性,方法是用手指轻轻按压探头上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)小华将探头放入水中,并逐渐增大探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差逐渐变大,这说明:同种液体, ;
(4)小华按图乙和丁所示进行液体压强与液体密度关系的实验探究,得出“液体内部压强与液体密度有关”的结论,你认为小华的操作是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(5)小华将压强计进行改装,在U形管另一端也连接上探头,实验现象如图戊所示,不同液体内部在同一深度处, (选填“左”或“右”)侧液体产生的压强大。
11.如图所示是小辉探究液体压强与哪些因素有关的实验装置,请根据图示回答下列问题:
(1)压强计在使用前,需要观察U形管两边液面是否相平,还要检查装置的气密性,小辉发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(2)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器,通过 显示液体内部压强;
(3)通过比较图乙和图丙,可以得,液体的压强与 有关;
(4)比较 两图,可以得液体的压强与液体密度有关;
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(,,)
12.小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生 。
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与 的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成 (选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状。
(3)如图3、图4所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论: 。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论的实验过程是 (选填“正确”或“错误”)的,
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜变平;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;
④可推导出该盐水密度的表达式为盐水= (用h1、h2、水表示)
13.如图所示,是乐乐同学探究液体内部压强特点的实验过程。
(1)如上图是U形管压强计,使用前若发现U形管两端液面有明显的高度差,则说明 ;其调节的方法是 (选填“A”或“B”),并使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)调节好装置后,进行了实验,比较图甲、乙可知,液体内部压强与 有关;
(3)在图乙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差不变,表明在相同条件下,液体内部某一点向各个方向的压强 (选填“相等”或“不相等”);
(4)小静还自制了另一套装置来探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,当瓶内外液面相平时,发现橡皮膜会内凹。这个现象说明:当深度相同时, 越大,液体压强越大;
(5)学完了液体压强的知识后,小静想到可以用这套装置来测量液体的密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,测量此时水面到橡皮膜中心的距离为,酒精液面到橡皮膜中心的距离为,则酒精的密度为 (用、、表示)。
(6)在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量酒精与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部液体压强将 ,橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟创造了10909m的载人深潜纪录,这激发了某学习小组探究液体内部压强的兴趣。如图所示,学习小组将探头放到水中,探究液体内部压强的规律。
(1)实验前需要检查装置气密性好不好,检查方法是 。
(2)调节好装置,进行实验,比较图丙和图丁可知液体压强与 的关系。
(3)在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差 。
(4)“奋斗者”号下潜时采用水箱注水,上浮时不用水箱排水,而用抛掉压载铁的方式减重,其原因是 。利用的是图 、图 的结论。
(5)了解了液体压强的特点后,小组合作设计了一个液体密度检测仪,如图所示。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。
①每次在内部小容器内装入高度为h的待测液体,橡皮膜向下突出。
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜 ,测出清水与待测液体的液面高度差。请你写出盐水的密度表达式: (用h、和表示)。
③在清水液面对应处标注液体密度刻度,则刻度的特点是 。
A.均匀,上小下大 B.不均匀,上小下大
C.均匀,上大下小 D.不均匀,上大下小
15.小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,并用橡皮帽封住注射器的小孔这样做的目的是 、 ;
(2)如图甲所示,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器的全部刻度的长L,则大气压的值可表示为p= ;
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值会因此而 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为1.5cm2和0.5cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 (选填“甲”或“乙”)注射器,理由是: 。
16.如图甲是小明利用注射器估测大气压的实验装置图。
(1)该实验中以活塞为研究对象,利用 原理来测出大气压力,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下此时弹簧测力计的示数为F;
(2)某同学读出所用注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器 (选填“针筒”、“活塞”或“全部刻度”)的长度L,则此时大气压值p= ;(用已知量符号表示)
(3)实验过程中若注射器筒中的空气没有排尽或漏气,则测得的大气压值偏 ;
(4)考虑到活塞与针筒之间的摩擦力对实验的影响,小华改进了实验,如图乙所示,将注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线及定滑轮与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为9.8N,然后向外缓慢抽出杯中的水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为5.6N,已知活塞面积为7×10-5m2,则活塞与注射器之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
17.在测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,小明设计并进行了如下的实验。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为d;
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的质量为m。
请完成下列问题:
(1)蘸水的目的是 ;
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是: ,测得大气压数值的表达式是:p大气压= (写出最终的化简结果);
(3)实验中误差产生的主要原因是(写出一条即可): 。
18.关飞,刘羽,张备三人都在进行大气压的有关实验,关飞用托里拆利实验测量大气压值,刘羽用注射器和弹簧测力计测量大气压值,张备则自制了压强计探索大气压的变化规律:
(1)由甲图可知,当地大气压相当于 mm水银柱产生的压强;此环境下,水的沸点 (大于/等于/小于)100℃;
(2)若关飞换用更细的玻璃管进行实验,水银柱的液面高度将会 (升高/不变/降低)。若实验时,未将管内空气排尽,则测出的大气压值会 (大于/等于/小于)实际大气压值;
(3)如图乙,刘羽在实验中,记录了注射器最大刻度V和活塞刚好移动时的弹簧测力计示数F,并测量出注射器全部刻度的长度L,请用所给物理量帮助刘羽,列出求大气压强p的表达式,p= 。在向左拉动注射筒的过程中,注射筒与活塞有相对运动,则活塞受到滑动摩擦力的方向向 (左/右);
(4)如图丙为张备自制的压强计,它只能粗略的判断大气压强的变化情况,此时外界大气压 (大于/等于/小于)瓶内气压。张备坐电梯从27楼到达1楼,管内液面会 (升高/不变/降低)。
19.用注射器(4.5mL)和弹簧测力计(0~10N)可完成以下实验:
(1)用注射器制作如图甲所示的潜水艇模型,潜水艇通过改变受到的 (选填“重力”或“浮力”)来实现浮沉。要使潜水艇从a位置下潜至b位置(不计进排气管体积),采取的措施是 (选填“向外拉”或“向内推”)注射器活塞。
(2)如图乙所示,用注射器测量大气压的值。用刻度尺测出注射器全部刻度线的长度;绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,将活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔;然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.2N,则此时大气压为 Pa。
20.物理兴趣小组设计了“用吸盘估计测量大气压值”的实验,可选用测量工具有刻度尺、弹簧测力计、秒表和托盘天平等。具体实验步骤如下:
(1)如图所示,将圆形塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,排出里面的空气;
(2)将小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢添加细沙,直到吸盘刚好从玻璃板上脱离;
(3)用 测出小桶和细沙的总 (写出相关物理量及其符号);
(4)用刻度尺测量 (写出相关物理量及其符号);
(5)大气压强表达式为: (用所测量的物理量的符号表示);
(6)如果测出的大气压低于真实值,则实验中可能存在的问题是 (写出一条即可)。
21.“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出了如下的猜想:
猜想A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想B:可能与液体的密度有关;
猜想C:可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
(1)通过实验A和C,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是 N;
(2)通过分析比较A、C、D实验,可以验证猜想 (选填“A”“B”或“C”)是错误的;
(3)通过分析比较 三次实验可以得出液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大的结论;
(4)该实验测出的盐水密度是 kg/m³;
(5)同学们进一步思考后又想出了一种测饮料密度的方法,利用大小两个圆柱形桶依次完成了图F所示的abc三步实验,其中bc两次小桶中饮料和水的 (选填“质量”或“体积”)相同,则饮料密度的表达式:ρ= (用图F中测量的h₁、h₂、h₃及ρ水表示)。
22.探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究回答下列问题。
(1)比较乙图和丙图可知,物体受到的浮力大小与物体排开液体的 有关;
(2)比较丁图和戊图可知,物体受到的浮力大小与液体的 有关;
(3)比较丙图和 图可知,物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)比较丙图和戊图,图中水对烧杯底部的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对烧杯底部的压强。
23.小艾同学按如图所示步骤,进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)物体的重力为 N,B步骤中物体受到的浮力为 N;
(2)比较步骤A、B、C、D,可以得出:同种液体中,物体受到的浮力与 有关;
(3)仔细分析实验数据,可知物体的体积为 cm3;图E中弹簧测力计示数 (选填“>”、“=”或“<”)3N;(ρ酒精=0.8g/cm3)
(4)若完成实验后,小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 ;(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(5)如图所示,小艾又做了如下实验测量合金块的密度。
①如图甲所示,用电子秤测出合金块的质量为60.0g;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的总质量为400.0g;
③如图丙所示,将合金块和气球用绳子系在一起后,使金属块浸没在水中,待示数稳定后,电子秤示数为420.0g;
④如图丁所示,合金块和气球都浸没后,待示数稳定后,电子秤示数为428.0g;
⑤如图戊所示,继续使合金块下降(不触底),待示数稳定后,电子秤示数为427.0g。
请帮助小艾完成测量和分析:
A.合金块密度是 g/cm3;
B.图丁到图戊,电子秤示数减小了1.0g,原因可能是: 。(实验过程中所有操作均正确规范)
24.如图所示,物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
(3)比较 (填字母代号)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
(4)金属块的密度为 kg/m3。
(5)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,请指出实验操作中可能造成这种结果的原因: 。
(6)纠正了错误,继续实验,兴趣小组得出结论:物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
(7)小明认为金属块在水中会下沉,如果使用漂浮的蜡块做实验则不会得出以上结论。小明的观点是 (选填“正确”或“错误”)的。
25.在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中:
(1)图乙中弹簧测力计的示数为 N,金属块受到的浮力为 N。由图乙、丙两次实验可知,浮力大小与 有关;由图 两次实验可知,浮力大小和液体密度有关。
(2)实验时,金属块均未接触容器底,如图能正确反映弹簧测力计的示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象的是_______。(填选项的序号)
A. B.
C. D.
(3)由上述有关数据可得:实验所用的金属块密度为 。(已知)
(4)利用如图所示的实验也可测出该金属块的密度,若台秤的示数分别为、和,水的密度为,则金属块的密度 。(用、、和表示)
26.在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时,小红提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关;
(1)如图1所示甲、乙、丙三次实验,可以验证猜想 是正确的;
(2)小红在验证猜想二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像,如图2所示。她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 (选填“乙”、“丙”或“丁”)。由此说明当 相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(3)小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时,弹簧测力计的示数不同的特点,将弹簧测力计上的刻度用密度值标注,来测量不同液体的密度。已知物块A重3N,则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 ;
(4)为验证猜想三,小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图丁所示位置时(做上标记O),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后(B带出的水忽略不计),小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是 ;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
27.小明按照如图所示的操作,探究了影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(2)观察A、B、C三次实验可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关。
(3)观察A、D、E三次实验可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关。
(4)由 三次实验可得出:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)小明还想用图F所示装置验证阿基米德原理。
将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,即可证明 等于 。
(6)小明又利用实验桌上的薄铝片、烧杯和水进行了如下的实验:
步骤一:将铝片放入盛水的烧杯中,铝片下沉至杯底;
步骤二:将铝片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。通过分析可知,步骤一中铝片受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)步骤二中铝片受到的浮力。
28.如图是小量“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)由图乙可知,弹簧测力计的示数为 N;
(2)比较丁戊两图可知,物体在液体中所受浮力大小与 有关,盐水的密度为 ;
(3)通过比较乙、丁两图得出结论:物体在液体中所受浮力大小跟物体浸在液体中的深度有关,据此得出的这一结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 ;
(4)该实验所用的实心均匀物体不吸水,则其密度为 g/cm3;
(5)小量又利用电子秤对木块的密度进行了测量,如图所示,电子秤放在水平桌面上,实验中使用的是相同烧杯(含杯中水)和同一实心匀质木块;
①木块的质量为 g;
②由上述实验可计算出,木块的密度为 kg/m3;
③若实验测得的木块密度与真实值相比偏大,可能的原因是 。
29.如图所示,小红和小枫同学为了探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体石块、小桶、细线等器材进行实验,按照A、B、C、D的顺序做了如下实验:
(1)按照上述顺序的实验步骤所测 (选填“浮力”或“排开液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是 。从步骤A到步骤B,水对溢水杯底部的压强 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理。设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是、、、,如果关系式 (用字母表达式表示)成立,即可验证阿基米德原理。
(3)为使实验结论具有科学性,接下来他们还应该用 (选填“相同”或“不同”)的液体重新实验。
(4)他们还发现通过上述实验收集到的测量数据可以测出金属块的密度,某次实验过程中记录的A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是1.8N、1.6N、0.5N、0.3N,则金属块的质量为 kg,金属块的密度为 ,(,)
30.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行竖直 ;
(2)探究实验的实验步骤如图中甲、乙、丙、丁所示,合理的实验顺序是 ;
(3)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N,所测出排出水的重力为 N;
(4)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它 ;
(5)以下情况会影响结论的是 ;
A.未放入石块前溢水杯中水面未到达溢水口 B.图甲中物体未全部浸没在水中
(6)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中如图戊所示,在铝块浸入水的过程中 (始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力 ,电子秤的读数 。 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
31.小冬按照如图甲中所示顺序进行阿基米德原理的实验探究:
(1)由图甲乙可知,铁球浸在水中所测得的浮力等于 (用图中所给符号表示);
(2)小冬预期要获得的结论是:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的 ;
(3)在读数正确的情况下,小冬由实验数据发现:铁球浸在水中时浮力大于(F3-F4),而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是 ;另一位同学在探究该实验的过程中忘记将弹簧测力计校零,测力计的指针每次测量前都指在同一位置,对探究的结果 影响;
(4)小冬想进一步探究漂浮的物体是否符合阿基米德原理,图中实验步骤 不需使用弹簧测力计;
(5)他又进行了如下探究:将溢水杯注满水放在电子秤上。如图甲所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图乙所示,其示数为m2,则:m1 m2,再次验证了阿基米德原理。
32.小明利用两个不同密度的物体对浮力问题进行研究。
(1)如图所示,乙、丙、丁图烧杯中的液体为水,戊图烧杯中装的为某未知液体:
①由丙、丁、戊三个图可知,物体所受的浮力大小和浸没在液体中的深度 ,跟浸入液体的密度 (两个空均选填“有关”或“无关”);
②物体在丙图中受到浮力是 N;
③乙图中的弹簧测力计的示数可能是 (填选项);
A.6N B.4.4N C.3.5N D.2.8N
(2)如图所示,他用吸盘把滑轮的轴固定在水中,再用弹簧测力计通过滑轮将正方体A匀速拉入水中,从图甲到图乙的过程中,弹簧测力计的示数F与时间t的关系如图丙所示,正方体A的重力为0.6N,不计摩擦和绳重,则:
①当正方体A全部浸没中水中时所受到的浮力是 N;
②如果正方体A的体积为V,则图甲中正方体A露出水面的体积为 (用V表示)。
33.如1 图,探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
(1)此实验操作的最合理顺序是 ;
(2)圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强 (选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力为 N,分析数据可得,物体所受浮力的大小跟 相等;
(4)若甲步骤操作中,圆柱体接触到烧杯底部且对烧杯底部有力的作用,其他步骤操作不变,则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(5)利用(3)的实验结论测量某实心金属块的密度,实验步骤如2图:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如2图A;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为12ml,如2图B;
③将烧杯中12ml水倒干,从水中取出金属块并擦干,再将溢水杯的水加满至如2 图C;
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36ml,如2 图 D; 则被测金属块的密度是 kg/m3。
34.小清利用弹簧测力计、金属块、水、小桶等器材进行了验证阿基米德原理的实验,如图甲所示。
(1)为了方便操作、减小测量误差,图甲中最合理的实验顺序是 ;
A.①②③④ B.④②①③ C.④①②③ D.②①③④
(2)按照正确的实验步骤操作,图甲步骤①中弹簧测力计下悬挂物体受到水的浮力为 ,图甲步骤③中小桶内水的重力为 。当测量结果满足 时,说明阿基米德原理成立;(均用弹簧测力计示数、、、中的部分或全部表示)
(3)小清对此实验进行了改进:用两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯、小桶等器材,组装成图乙中的装置。实验时逐渐向下移动水平横杆,重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐减小,弹簧测力计B的示数逐渐增大。弹簧测力计A的示数变化量为,弹簧测力计B的示数变化量为。若它们的大小关系满足 (选填“>”“=”或“<”),则说明阿基米德原理成立。在这个过程中,溢水杯对升降台的压力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)做完上述实验后,组员小亮想利用图乙中的装置测量一个苹果的密度,步骤如下:
①将苹果轻轻放入装满水的溢水杯中,如图丙所示(实验中的小桶容积足够大),弹簧测力计B的示数变化量为;
②将苹果取出擦干,将溢水杯加满水,再将小桶中的水倒掉擦干后,用牙签将苹果全部压入溢水杯中,如图丁所示,弹簧测力计B的示数变化量为。
则该苹果的密度表达式为 (用、和等已知物理量的符号表示);
若步骤②中,未将溢水杯完全加满水,则所测得的苹果密度将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
参考答案
1.(1)海绵的凹陷程度
(2) 甲 乙
(3)液体深度
(4)大气压强
(5)大于
(6)D
【详解】(1)压力作用效果用海绵凹陷程度来反映,海绵形变越大,压力作用效果越明显,这用到了转换法。
(2)[1][2]根据控制变量法,要想探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力一定,受力面积不同,因此应分析比较甲、乙的实验,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。
(3)如图A所示,越往下的孔深度越大,水射出的越远,说明压强越大,由此可知可以研究液体的压强大小与深度有关。
(4)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,是大气压将纸片和水托住的,该现象说明了大气压强的存在。
(5)如图C所示,小华用橡皮膜将玻璃管的一端蒙住,装入适量浓盐水并滴入两滴红墨水,把玻璃管浸入装水的饮料瓶中,直到内外液面相平,发现橡皮膜向下凸出,根据控制变量法的思想,可以证明,深度相同时,盐水的内部压强大于水的内部压强。
(6)随着水的不断流出,瓶子和水的重心会下降;直到瓶子中的水全部射出时,瓶子的重心会升高,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(1) 凹陷程度 转换法
(2) 甲丙 受力面积
(3)③
(4) 错误 没有控制压力大小一定
【详解】(1)[1][2]实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显。使用了转换法。
(2)[1][2]由甲、丙两图知道,压力大小相同,受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以可得在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)由图甲和图乙知道,受力面积大小相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以可得在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。①书包要用宽的背带,是在压力一定时,通过减小受力面积来减小压强,故①不符合题意;②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度,使用了连通器原理,故②不符合题意;③交通管理部门规定,货车禁止超载,是因为受力面积一定时,压力越大,对地面的压强越大,故③符合题意。故选③。
(4)[1][2]将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,得出压力作用效果跟受力面积的关系,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。
3.(1)转换法
(2)压力越大
(3) 乙、丙 越小
(4)D
【详解】(1)同学们是根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,海绵凹陷程度越大,这用到了转换法。
(2)图甲和图乙,物体的受力面积相同而压力不同,乙图力的作用效果明显,说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[1]要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应控制压力相同,改变受力面积大小,则应比较乙、丙两图的实验。
[2]由图乙丙得,压力相同时,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,得到的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)为了更容易打破玻璃,应使物体的接触面积小,则逃生锤外形应选图中的D,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.(1)压力大小
(2)橡皮泥凹陷的程度
(3) 不同 相同
(4) 减小受力面积 压力的作用效果和受压物体的坚硬程度有什么关系
【详解】(1)把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,说明受力面积相同,包装带下方挂上数量不同的钩码,则包装带对橡皮泥的压力大小不同,根据控制变量法可知目的是研究压力的作用效果与压力大小的关系。
(2)实验中是通过观察橡皮泥的凹陷程度来比较压力的作用效果的,这种研究方法叫转换法。
(3)[1][2] 将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成宽度不同的两段,两包装带下方挂数量相同的钩码,这样就能控制压力相同,使得受力面积不同,从而探究压力的作用效果和受力面积的关系。
(4)[1] A、B两个核桃放在一起捏比单独捏一个核桃更容易捏破,这是因为两个核桃放一起时受力面积更小,在压力一定时,通过减小受力面积的方式增大了压力作用效果。
[2] 捏的时候还发现核桃A被捏破,B还完好。核桃A对B的压力作用效果与核桃B对A的压力作用效果不一样,而压力和受力面积相同,说明压力的作用效果还和受压物体的坚硬程度有关,因此问题是:压力的作用效果和受压物体的坚硬程度有什么关系?
5. 匀速直线 C ③ BC
【详解】(1)[1]实验中应用弹簧测力计在水平面上沿水平方向拉木块做匀速直线运动,木块在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡的条件,弹簧测力计的示数才等于摩擦力的大小。
(2)[2]比较甲、乙两次实验知,接触面粗糙程度相同,乙中压力大,测力计示数大,受到的滑动摩擦力大,即在接触面粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;
A.压路机碾子的质量很大,在受力面积一定时,通过增大压力增大压强,故A不符合题意;
B.汽车的轮胎有很多花纹,在压力一定时,通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力,故B不符合题意;
C.自行车刹车时用力捏手闸,在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力增大摩擦,故C符合题意;
D.载重汽车装有很多车轮,在压力大小一定时,通过增大受力面积减小压强,故D不符合题意。
故选C。
(3)[3]根据甲、丙实验可知,压力相同,丙中测力计示数小,滑动摩擦力小,故可知某种材料粗糙程度小于木板的粗糙程度;木块受到的滑动摩擦力f与木块对木板的压力F的关系图像为图丁中的①,仅将木板换成图丙中的某材料,重复上述实验,在压力相同时,此时滑动摩擦力小,f和F的关系图像可能为图丁中的③。
(4)[4]A.探究重力大小与质量的关系,要用测力计测量出物体的重力大小,故A不符合题意;
B.探究压力的作用效果,根据受压面的形变程度表示压力的作用效果,没有用到弹簧测力计,故B符合题意;
C.探究二力平衡的条件,在物体两边分别挂上质量相同(不同)的物体,没有用到弹簧测力计,故C符合题意。
故选BC。
6. 海绵的凹陷程度 转换法 沙子 b、c 压力大小 不合理 正确 小华
【详解】(1)[1][2]实验中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种方法叫做转换法。
[3]探究压力的作用效果与哪些因素有关时,一般选择较易发生形变的材料来显示压力的作用效果,硬木块与沙子比较,沙子更容易产生形变,所以用沙子代替海绵。
(2)[4] b、c两次实验压力相同,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,则说明压力的作用效果与受力面积有关。
(3)[5]a、b两图受力面积相同,压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,可以用来探究压力作用的效果跟压力大小的关系。
(4)[6]小华的结论不合理,因为没有遵循单一变量原则,将物块B沿竖直方向切成大小不同的两块后,两部分对泡沫的压力和与泡沫的接触面积都发生了变化,没有控制变量,所以不能比较压力作用效果与受力面积的关系,故得出的结论不合理。
(5)[7]正确;压力的作用效果即压强是表示单位面积上压力的大小的;虽然用受力面积与压力的比值来表示压强的话,当实际压强大的时候,这个数值会很小,不容易看出差别。我们通常采用我们认为最优的方式定义,但不能说其余方式不正确 。
(6)[8]小明的脚印较深说明产生的压强较大,脚印较大说明受力面积较大,由压强公式得压力可知,小明对沙滩的压力较大,因此小明的体重较大,小华的体重较小。
7. 凹陷程度 相同 少 越小 不漏气
【详解】(1)[1]实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
(2)[2]铁板上铁钉尖的数量不同,受力面积不同,是探究压力作用效果跟受力面积的关系,要控制压力大小相等,所以在海绵上分别平放质量相等的牛奶,保证压力大小相等。
(3)[3][4]实验中观察到,钉子较少时,压力作用效果更明显,由此可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[5]使用前应检查装置是否漏气,用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,说明装置不漏气。
(5)[6]使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;如果从U形管内倒出适量的水或者向U形管内加入适量的水后,U形管两边液面上面的大气压仍然不同,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(6)[7]将液体压强计的探头分别放入密度为和的两种液体中,U形管液面的高度差相同,说明金属盒受到的压强相等,由图知,金属盒在中深度大于金属盒在中深度,根据得,所以。
(7)[8]将压强计改装一下,在橡皮管的另一端连接上一根管子,向管内通入速度是和的气流,U形管两侧的液体产生的压强和气体压强之和相等,所以软管处气体压强和U形管液面高度差液体产生的压强之和等于外界大气压,所以空气速度的气体压强与U形管液柱产生的压强等于空气速度的气体压强与U形管液柱产生的压强,因为,所以空气速度的气体压强小于空气速度的气体压强,又因为流速大的地方压强小,所以。
8.(1) 高度差 不漏气 相平
(2)液体的密度
(3)
(4)<
【详解】(1)[1] [3]压强计是通过U形管两侧液面高度差来反映液体内部压强大小的,使用了转换法。
[2]如图(a)所示,小明用手指按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,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,U形管两侧液体的高度几乎不变。
[3]当压强计的金属盒在空气中时,由于U形管左右两管上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理可知U形管两边的液面保持相平。
(2)比较图(b)和图(c):液体的深度相同,而液体的密度不同,U形管高度差不同,压强不等,说明液体内部的压强与液体密度有关。
(3)图(d)中金属盒到液面的高度为h=17cm-10cm=7cm
比较图(d)和图(e),小华认为液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。为研究此问题,在实验中,保持金属盒的位置不变,往图(e)容器内加水,当深度不小于图(d)的深度7cm,即当水面到容器底的距离
时,对比图(d),可说明小华的观点是错误的。
(4)橡皮膜变平,说明受到左右两侧的压强相等,根据有
因
所以
橡皮膜中心到容器底的深度相同,则由可知
容器底受到的压强等于橡皮膜上下两部分的压强之和,因橡皮膜以上部分两侧压强相同,则此时容器底部受到液体压强关系是。
9.(1) 相平 不是
(2) 高度差 转换
(3)同一深度,液体密度越大,液体的压强越大
(4)b
【详解】(1)[1]当探头在空气中时,U形管两侧的液面应该是相平的,探头浸入液体时,U形管两侧的液面出现高度差。
[2]实验中使用的U形管压强计不是连通器,因为U型管上端连接橡胶管和探头,橡胶管这边不是开口的。
(2)[1][2]实验中通过观察U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,高度差越大,说明探头所受的压强越大,物理学中把这种研究方法叫转换法。
(3)比较图甲、图乙,在不同的液体中,探头所处深度相同,盐水的密度比水的密度大,乙图中压强计U型管两边液面高度差大,可以得出结论: 同一深度,液体密度越大,液体的压强越大。
(4)如图丙所示,去掉探头的橡皮管和一个玻璃管的侧壁管口相连通,当小明向玻璃管中吹气时,玻璃管中空气流速大,压强小,U型管中液面左侧上升,右侧液面下降,U形管内液面较低的是侧。
10.(1) B 相平
(2)不漏气
(3)深度越深压强越大
(4) 错误 没有控制液体的深度相等
(5)左
【详解】(1)[1][2]安装后,小华发现U形管内液面左低右高如图甲所示,说明软管内气体压强和外界气压不相等,需要重新安装软管,使U形管左右两侧液面相平。摇晃U形管,不能改变软管内气体压强,不能改变高度差;往左侧管中加入适量红墨水,不能消除U形管的高度差,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)使用前应检查装置是否漏气,用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,说明装置不漏气。
(3)小华将探头放入水中,并逐渐增大探头在水中的深度,发现U形管两侧液面高度差逐渐变大,说明液体产生的压强变大,实验得到同种液体的压强随液体深度增加而增大。
(4)[1][2]液体的深度是指橡皮膜到液面的距离,图乙和丁很明显看出橡皮膜所在的深度不相等,无法探究液体内部压强跟液体密度的关系,故操作错误,是因为没有控制液体的深度相等。
(5)如图戊所示,U形管两侧液体产生的强和软管内气体压强之和相等,由于U形管左侧液面低,U形管左侧液体压强小,左侧软管气体压强大,所以左侧容器液体产生的压强大。
11.(1)B
(2) 不属于 U形管两端液面高度差
(3)深度
(4)丙丁
(5)1000
【详解】(1)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B。
(2)[1][2]压强计上的U形管一端封闭,所以不是连通器;根据转换法,通过U形管两端液面高度差显示液体内部压强大小。
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,丙图中的深度更深,U形管两侧的液面高度差更大,说明液体的压强更大。故可以得到:在不同深度,液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大。
(4)比较丙丁两图,在不同密度的液体的相同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故可以得到:液体的压强与液体密度有关。
(5)图丁中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
12.(1)高度差
(2) 深度 下宽上窄
(3)同种液体在同一深度向各个方向的压强相等
(4)错误
(5)
【详解】(1)当探头薄膜受到压强时会发生形变,导致U形管两侧液面产生高度差,高度差的大小反映压强的大小。
(2)[1]图2和图3中探头深度不同,U形管液面高度差不同,说明研究的是液体压强与深度的关系。
[2]由于液体压强随深度增加而增大,所以拦河坝应设计成下宽上窄的形状以承受更大的水压。
(3)保持深度不变改变探头方向,U形管液面高度差不变,说明同种液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(4)将盐水倒入水中混合会改变液体密度和探头深度两个变量,无法得出准确结论,因此实验过程是错误的。
(5)当橡皮膜变平时,两侧压强相等,即ρ水gh1=ρ盐水gh2,解得ρ盐水=。
13. 气密性好 B 深度 相等 液体密度 变大 变大
【详解】(1)[1]U形管两端液面有明显的高度差,且能保持着,说明其气密性好,没有漏气。
[2]需要将U形管液面相平,则液面上方气压也要相等,可将软管拆下重装,右侧支管倒出无法使两边上方气压相等。
故选B。
(2)[3]甲乙两个图探头朝向一样,同是在水中,但探头深度不一样,U形管液面高度差也不一样,故而说明液体压强与液体深度有关。
(3)[4]图乙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差相同说明;同一液体中,相同深度,各个方向压强相等。
(4)[5]图丁中可看到橡皮膜向水的方向凸,说明该点水的压强比盐水压强小。盐水密度比水大,所以得到深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(5)[6]由题可知,水对瓶底的压强等于酒精对瓶底的压强,则有
经计算的
(6)[7]容器为柱形容器,溶液对容器底部的压强可以为,加入酒精后,液体重力增大,压力增大,所以容器底部液体压强将增大。
[8]设橡皮膜到容器底部的距离为h,橡皮膜在水中的深度为h3,橡皮膜在混合液里面的深度为h4,原来液体对容器底部的压强为p0,混合液对容器底部的压强为p,则有
因为p0<p,所以有
由因为,所以 ,故而橡皮膜受到的压强增大。
14. 用手轻轻挤压橡皮膜,看U形管两液面的高度差是否有明显变化,如果有明显变化,说明气密性好,否则就差 液体密度 不变 万米深处的海水压强很大,水箱内水很难排出 乙 丙 变平(或恢复原状) C
【详解】(1)[1]实验前需要检查装置气密性好不好,检查方法是用手轻轻挤压橡皮膜,看U形管两液面的高度差是否有明显变化,如果有明显变化,说明气密性好,否则就差。
(2)[2]图丙和图丁中,探头所在深度相同,液体密度不同,所以可以探究液体压强与液体密度的关系。
(3)[3]同种液体,同一深度,液体内部压强向各个方向的压强大小相等,所以在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,液体的密度和深度都没有发生改变,所以U形管左右液面的高度差不变。
(4)[4]“奋斗者”号下潜是采用水箱注水,上浮时不用水箱排水,是因为“奋斗者”号下潜到10909米深度时其受到的海水压强非常大,舱内的海水需要很大的压强才能排出舱外,所以不能像潜艇那样采用排水的方法实现上浮,而是通过抛掉压载铁的方式减重实现上浮。
[5][6]同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。由图可知,乙、丙可知,液体密度相同,探头深度不同,在丙图中要深一些,且U形管左右液面高度差比乙图中大,压强大些,所以利用的是图乙、图丙的结论。
(5)[7]当橡皮膜变平或橡皮膜恢复原状,此时内部小容器中液体对其向下的压强和外部大容器中水对其的压强相等。
[8]由液体压强计算公式p=ρ液gh可知,橡皮膜变平,内部小容器中盐水对其向下的压强和外部大容器中水对其的压强相等,即p水=p液体,即
ρ水g(h+Δh)=ρ液gh
解得
[9]由
可知,每次实验h、ρ水相同,ρ液与Δh之间是线性关系,且ρ液随Δh的增大而增大,所以清水液面对应处标注液体密度刻度的特点是均匀,上大下小,故选C。
15.(1) 排尽筒内的空气 密封注射器
(2)
(3)偏小
(4) 乙 拉动甲注射器所需的力超过弹簧测力计的量程
【详解】(1)[1]实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气。
[2]用橡皮帽封住注射器的小孔是为了密封注射器,防止漏气。
(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,再读出容积V,得出活塞的面积,将测量结果代入压强公式得
(3)如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,导致测得的大气压值偏小。
(4)[1][2]因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和1.5cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为1.5cm2,即0.00015m2时,由可得
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,所以实验时应选用乙注射器,故理由是拉动甲注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。
16.(1)二力平衡
(2) 全部刻度
(3)小
(4) 2.1 1.1×105
【详解】(1)该实验中以活塞为研究对象,当注射器中的活塞开始滑动时,活塞处于平衡状态,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,记录此时弹簧测力计的示数。
(2)[1]为了测量活塞的面积,读出所用注射器的容积,再用刻度尺测出注射器全部刻度的长度,由圆柱体的体积公式可得活塞的面积。
[2]活塞的面积
活塞受到的压强
则此时大气压值
(3)注射器筒中的空气没有排尽或漏气,都会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小。
(4)[1][2]当活塞刚开始向左滑动时,测得杯和水的重力为9.8N,则活塞受到拉力和摩擦力等于杯和水的重力
F+f=G1=9.8N当活塞刚开始向右滑动时,测得杯和水的重力为5.6N,则活塞受到拉力和摩擦力之差等于杯和水的重力
F-f=G2=5.6N
解得活塞与注射器之间的摩擦力
f=2.1N
解得大气压力
F=G1-f=9.8N-2.1N=7.7N则大气压的值
17.(1)让吸盘与玻璃板接触紧密,防止空气进入吸盘
(2) mg
(3)吸盘内空气未排干净
【详解】(1)将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,其目的是为了不让空气进入吸盘之内,避免影响实验的数据。
(2)[1][2]根据二力平衡的知识,大气压力F等于小桶和沙的重力G,即
F=G=mg
受力面积为
则测得大气压为
(3)实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如挤压吸盘时,吸盘内的空气不可能完全都被排出。
18.(1) 755 小于
(2) 不变 小于
(3) 左
(4) 小于 降低
【详解】(1)[1]由托里拆利实验可知,此时大气压等于管内水银柱产生的压强,即相当于755 mm水银柱产生的压强。
[2]1标准大气压等于760mm水银柱产生的压强,1标准大气压下水的沸点为100℃,且气压越高,水的沸点越高。此时气压小于1标准大气压,故水的沸点小于100℃。
(2)[1] 由托里拆利实验可知,大气压等于管内水银柱产生的压强,若换用较细的玻璃管进行实验,管外大气压不变,水银柱产生的压强不变,水银柱的高度h不变。
[2] 若实验时,未将管内空气排尽,则管内气体会对液柱有一个向下的压强,管内水银柱h变小,则测量出大气压的数值小于真实值。
(3)[1]活塞刚好移动时的弹簧测力计拉力等于大气对活塞横截面的压力,则大气压强为
[2]在向左拉动注射筒的过程中,活塞相对针筒向右运动,则活塞受到针筒的滑动摩擦力向左。
(4)[1]如图丙为张备自制的压强计,管内液面静止时,管内气压等于外界大气压加上管内液柱产生的压强。所以外界大气压小于瓶内气压。
[2]张备坐电梯从27楼到达1楼,外界大气压变大,瓶内气压不变,所以管内液柱产生的压强变小,即液面会降低。
19. 重力 向外拉
【详解】(1)[1]潜水艇靠充水或排水改变受到的重力来实现浮沉,充水时重力增大,下沉,排水时重力减小,上浮。
[2]要使潜水艇从a位置下潜至b位置,下沉需要增大重力,即充水,所以采取的措施是向外拉注射器活塞使水进入。
(2)[3]由图可知,用刻度尺测出注射器全部刻度线的长度为
8.00cm-2.00cm=6.00cm
则活塞的表面积
用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力刚好等于大气压力,记下弹簧测力计的示数为7.2N,则此时大气压力为7.2N,大气压强为
20. 弹簧测力计 重力G 塑料吸盘的直径d 吸盘内有残留空气无法完全排出
【详解】(3)[1][2]塑料吸盘压在光滑的水平玻璃板上,排出里面空气后只受到大气向上的压力以及小桶和细沙的总重力,当吸盘刚好从玻璃板上脱离时,大气压力与总重力大小相等,故需要用弹簧测力计测出小桶和细沙的总重力G,即大气压力
(4)[3]用刻度尺测量吸盘的直径d,就可以计算出圆形吸盘的受力面积
(5)[4]根据公式可得大气压强
(6)[5]如果测出的大气压低于真实值,有可能是吸盘内空气无法排尽,导致吸盘内空气对吸盘有向下压力,此时大气压力应该为
故测出来的大气压力偏小,大气压强也就低于真实值。
21.(1)2
(2)A
(3)A、B、C/A、B、D
(4)1.2×10³
(5) 体积
【详解】(1)由图A可知,物体的重力为G=8N
由称重法可知,物体浸没在水中时受到的浮力大小是
(2)根据A、C、D三次实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,由可知浮力相同,说明浮力的大小不会随着深度的增加而改变,即浮力与浸没在液体中的深度无关,故猜想A错误。
(3)由A、B、C(或A、B、D)三次实验可知,液体密度相同,物体浸入液体中的体积(排开液体的体积)不同,测力计的示数不同,由可知浮力不同,且排开液体的体积越大,测力计的示数越小,浮力越大。由此可得结论:在液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(4)物体浸没在水中时受到的浮力大小为2N,由A、E可得同一物体浸没在盐水中时受到的浮力为
物体的体积为
则盐水的密度为
(5)[1][2]由图可知,h2、h3大小不同,可知饮料和水受到的浮力不同,根据物体的浮沉条件可得,饮料和水的重力不同。故b、c中小桶里所装的饮料和水的体积相同。设小桶的底面积为S,大桶中液体的密度为,饮料借助小桶漂浮,则小桶中饮料的重力为
同理可得,小桶中水的重力为
由于小桶中所装饮料与水的体积相同,则有
所以
22.(1)体积
(2)密度
(3)丁
(4)大于
【详解】(1)图乙和图丙中,液体的密度不变,物体排开液体的体积不同,物体浸入液体中时测力计的示数不同,则物体受到的浮力不同,所以,比较图乙和丙可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)图丁和戊中,排开液体的体积都等于物体的体积,保持不变,排开液体的密度不同,物体受到的浮力不同,所以,比较丁图和戊图可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制物体排开液体的密度和体积不变,只改变深度的大小,所以,比较图丙和图丁可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图丙和戊中,杯底部液体的深度相同,因ρ酒精<ρ水,根据p=ρ液gh知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
23.(1) 4 0.4
(2)排开液体的体积
(3) 100 >
(4)不变
(5) 3 液体压强增大,气球的体积减小,浮力减小
【详解】(1)[1]弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为4.0N,因此物体的重力为4.0N。
[2]B步骤中弹簧测力计的示数为3.6N,根据称重法可得,物体受到的浮力为
(2)分析实验步骤A、B、C、D可知,物体浸在液体的体积增大,即物体排开液体的体积增大,测力计示数变小,根据称量法可知,物体所受浮力增大,可以得出结论:液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大,因此,同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[1]物体完全浸没后排开液体的体积等于物体的体积,据AD两步骤可知,物体浸没受到的浮力为
物体的体积为
[2]当物体完全浸没在酒精中,排开液体的体积相同,则在酒精中受到的浮力为
则图E中弹簧测力计示数
(4)若弹簧测力计都忘记了校零,那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力大小应不变。
(5)[1]根据实验②③两步可知,合金块完全浸没后排开水的质量为
可得合金块的体积为
合金块密度是
[2]由于深度越深,液体压强越大,因此液体压强增大,气球的体积减小,排开液体的体积减小,浮力减小。
24. 1 ABC ACD 2.7×103 溢水杯未装满 错误
【详解】(1)[1]由图A、C(或D),金属块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=2.7N-1.7N=1N
(2)[2]研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关,要控制排开液体的密度相同,改变排开液体的体积,图ABC符合题意。
(3)[3]由图A、C、D知液体的密度相同、排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,故可以得出浮力与深度没有关系。
(4)[4]金属块浸没在水中时受到的浮力F浮=1N,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排得金属块的体积
根据G=mg知金属块的质量为
金属块的密度
(5)[5]溢水杯中的水没有盛满,则小桶中排出水的重力小于物体排开液体的重力;若在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,实验操作中可能造成这种结果的原因:溢水杯中的水没有盛满。
(7)[6]阿基米德原理适用于所有浸在液体中的物体,不管物体是下沉还是漂浮,物体所受浮力的大小都等于它排开液体所受的重力,所以小明的观点是错误的。
25.(1) 4.4 1.6 物体排开液体的体积 液体的密度
(2)D
(3)
(4)
【详解】(1)[1]图乙中弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为4.4N。
[2]由图甲可知该金属块的重力为6N,由称重法可知,图乙中金属块受到的浮力
[3]比较乙、丙两图可知,液体的密度相同,随着金属块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,金属块所受浮力也增大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[4]根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,故比较图丁、戊两次实验可知,物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(2)当金属块下表面在水中的深度h增加时,金属块排开水的体积增加,当金属块浸没后,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知,金属块受到浮力先增加后不变,由称重法可知,弹簧测力计的示数减小,即弹簧测力计的示数随这金属块下表面在水中的深度的增加先减小后不变。
故选D。
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力
因金属块完全浸没在水中,所以,根据可得,金属块的体积
由可知,金属块的质量
金属块的密度
(4)图己中第1次实验可知,容器和水的总质量为m1,由第3此实验可知,容器、水和金属块的总质量为m3,则金属块的质量
由第2实验可知,容器、水和金属块排开水的总质量为m2,则金属块浸没时排开液体的质量
由可知,金属块的体积
则金属块的密度
26. 一 丙 排液体积 大 1.5×103 O点 B
【详解】(1)[1]如图1所示甲、乙、丙三次实验,液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力的大小不同,可以验证猜想一是正确的;
(2)[2][3][4]由称重法测量物体浮力可知,浮力与液体密度的关系为
①
如图所示,拉力的图像如图甲所示,则
②
对比①②可知,都符合一次函数的定义,是变量,是k值,且k值相同,故物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的丙图;由此说明当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
(3)[5]已知物块A重3N,液体的密度越大,浮力越大,弹簧测力计的示数越小,弹簧测力计的示数最小值为0N,则最大的浮力为3N,如图1所示甲、乙、丙三次实验,物体A浸没在水中所受的浮力为
物体A的体积为
液体的密度为
则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为。
(4)[6][7]小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到O点保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,观察弹簧测力计的示数,从而计算出浮力,从而验证猜想三;验证猜想三需要保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,没有保证排开液体的体积相同,故A不符合题意;
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同,故B符合题意;
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,没有保证排开液体的体积相同,故C不符合题意。
故选B。
27.(1)1
(2)浸入液体的体积(或物体排开液体的体积)
(3)液体的密度
(4)A、C、D
(5) 变大 (或浮力) (或排开液体所受的重力)
(6)小于
【详解】(1)由图A可知,金属块的重力为
G=4N
由图D可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数为
FD=3N
则金属块浸没在水中所受的浮力
(2)由图A、B、C可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体体积(或浸在液体中的体积)有关。
(3)由图A、D、E可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)由图A、C、D可知,浸入液体的密度相同,排开液体的体积相同,而浸入液体的深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,故可得出结论:物浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)[1][2][3]如图F,小明将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,当小明逐渐调高升降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,所以弹簧测力计甲的示数
F甲=G﹣F浮
变小。又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数会变大,若它们的变化量相等,则证明(或浮力)等于(或排开液体所受的重力)。
(6)步骤一:将铝片放入盛水的烧杯中,铝片下沉至杯底,此时铝片受到的浮力小于重力;步骤二:将铝片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,此时铝片受到的浮力等于重力;由于重力不变,故步骤一中铝片受到的浮力小于步骤二中铝片受到的浮力。
28.(1)2.4
(2) 液体的密度 1.1×103kg/m3
(3) 错误 没有控制排开液体体积相同
(4)1.5
(5) 30 0.6×103 木块吸水或木块没能完全浸没在水中
【详解】(1)弹簧测力计的分度值为0.2N,由图乙知道弹簧测力计的读数为2.4N
(2)[1]观察丁、戊两图知道,液体的密度不同,而排开液体的体积相同;因测力计示数不同,由称重法知道,物体受到的浮力不同,故物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
[2]由甲图知道,物体的重力为G=3.0N,由图丙知道,完全浸没时弹簧测力计的拉力为
F拉=1.0N
由称重法知道,该物体浸没在水中所受浮力的大小为
根据阿基米德原理知道,浸没时排开的水的体积即物体的体积
根据称重法测浮力知道,浸物体没在盐水中时受的浮力为
根据阿基米德原理知道,盐水的密度为
(3)要探究物体浸在液体中的浮力大小与浸在液体中的深度是否有关,需要改变浸入在液体中的深度,但是要控制排开液体的体积相同,而乙、丁两图没有控制物体排开液体的体积相同,所以得出的结论是错误的。
(4)由G=mg知道,物体的质量为
物体的密度为
(5)[1] 木块漂浮在水中时,电子秤的示数增加了30g,增加的质量就是木块的质量,所以木块的质量为
m木=130g-100g=30g
[2]由图知道,木块浸没在水中时,会受到水的浮力作用,浮力竖直向上。根据力的作用是相互的,木块会反作用一个力给水,大小等于木块受到的浮力,方向竖直向下,使得水对电子秤的压力增大。所以浮力大小等于电子秤增加的压力,所以有
木块浸没在水中时,排开水的体积等于木块的体积,结合阿基米德原理公式知道,木块的体积为
所以木块的密度为
[3]实验测得的木块密度与真实值相比偏大,可能是图2第3图中电子秤的示数偏小,使对应的浮力数值偏小,利用浮力测得的木块体积偏小,使最后求得的木块密度值偏大,因此可能的原因是木块吸水或木块没能完全浸没等。
29.(1) 排开液体所受重力 D、A、B、C 不变
(2)
(3)不同
(4)
【详解】(1)[1]若按图示顺序进行实验,D图中,因空桶中会沾有水,根据桶与水的重力减去空桶的重力计算出的排开液体的重力会偏小。
[2]为消除这个影响,实验时,先测出空桶的重力,然后测出石块的重力,再将石块浸在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据得出石块受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出石块排开水的重力,因此合理的实验步骤是D、A、B、C。
[3]从步骤A到步骤B水的深度不变,根据知水对溢水杯底部的压强不变。
(2)由称重法知石块浸没水中受到的浮力为
石块排开水的重力为
若
说明
即可验证阿基米德原理。
(3)由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会具有片面性或偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次实验后,需要换用不同液体重新实验。
(4)[1]由表格数据知浸没在水中的金属块所受的浮力
由阿基米德原理知物体的体积
根据知金属块的质量为
[2]金属块的密度为
30.(1)调零
(2)丁、乙、甲、丙
(3) 2 2
(4)排开液体的重力
(5)A
(6) 不变 不变
【详解】(1)由于弹簧测力计需要在竖直方向上测量石块的重力,为了减小测量误差,所以在使用前,需要先在竖直方向上调零。
(2)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,减小误差,应先测量空桶的重;实验中利用二次称重法得到石块浸入水中受到的浮力,则应先测量石块在空气中的重力,再将石块直接浸入水中观察测力计的示数,然后求出石块浸入水中的浮力,最后测量小桶和水的总重力,得到石块排出的水的重力,最合理的顺序应为:丁、乙、甲、丙。
(3)[1]乙图中弹簧测力计分度值为0.2N,示数为3.4N,则石块的重力为3.4N,由甲图可知,石块浸没在水中,弹簧测力计对石块的拉力为1.4N,根据称重法可知,石块受到的浮力
[2]由图丙可知,小桶和水的总重力为3.2N,由图丁可知,小桶的重力为1.2N,则石块排开的水所受的重力
(4)由以上计算结果可知
即石块受到的浮力等于石块排开水的重力,所以可得结论是浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(5)A.未放入石块前,溢水杯中水面未到达溢水口,则放入石块后,排开水的体积小于石块浸入水中的体积,所以会影响结论,故A符合题意;
B.图甲中物体未全部浸没在水中,排开水的体积仍等于物体浸入水中的体积,所以不会影响结论,故B不符合题意。
故选A。
(6)[1]铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,水对溢水杯底的压强不变,溢水杯底面积不变,所以水对溢水杯底的压力不变。
[2]由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以电子秤示数不变。
31.(1)F浮=F1-F2
(2)重力
(3) 溢水杯没有装满水 没有
(4)图1乙
(5)=
【详解】(1)物体的重力是F1,物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2,物体浸没在水中受到的浮力
F浮=F1-F2
物体排开水的重力
G排=F3-F4
(2)由阿基米德原理知,浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力,故
F浮=G排
(3)[1]如果图甲中溢水杯没有装满水,会导致铁球排开水的重力大于测得的排开水的重力(即测得的G排偏小),铁球浸在水中时浮力大于(F3-F4),而且超出了误差允许的范围。所以,得出此实验结果的原因可能是溢水杯没有装满水。
[2]另一位同学在探究该实验的过程中忘记将弹簧测力计校零,测力计的指针每次测量前都指在同一位置,对探究的结果没有影响。
(4)物体漂浮在液面上,图中称量的示数会变成0,所以图1乙不需要弹簧测力计测量。
(5)铁球浸没在水中,铁球受到的浮力F浮=G排,物体间力的作用是相互的,则铁球给水的压力F=F浮,当铁球浸没在盛满水的溢水杯中,排出水的重力为G排,故电子秤的压力增加了F浮,又减少了G排,因为F浮=G排,故电子秤受到的压力不变,故电子秤示数不变,故m1=m2。
32. 无关 有关 2.5 B 1
【详解】(1)[1][2]由丙、丁、戊三个图可知,物体都完全浸没在液体中,但浸没的深度不同,而丙、丁两个图物体所受的浮力大小却相同,这说明浮力大小与浸没在液体中的深度无关。同时,物体浸没在丙、丁和戊两个不同密度的液体中,所受的浮力大小不同,说明浮力大小与浸入液体的密度有关。
[3]在丙图中,物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为F示=3.5N。由于物体受到重力G、浮力F浮和弹簧测力计的拉力F示三个力的作用,且这三个力平衡,所以根据二次称重法得物体在丙图中受到浮力是
F浮=G−F示=6N−3.5N=2.5N[4]在乙图中,物体部分浸入水中,受到的浮力小于在丙图中完全浸没时的浮力2.5N,因此,弹簧测力计的示数会大于在丙图中的示数,即大于3.5N,由
F示=G−F浮知,由于有了浮力,所以弹簧测力计的示数会小于物重6N,故B符合题意。
故选B。
(2)[5]从图丙中可以看出,当时间t达到一定值后,弹簧测力计的示数F=0.4N不再变化,说明此时正方体A已经完全浸没在水中。此时,正方体所受的浮力FA浮等于正方体的重力GA=0.6N加弹簧测力计的示数F=0.4N,即正方体A全部浸没中水中时所受到的浮力
F浮全=F+GA=0.4N+0.6N=1N[6]依题意得,当正方体A全部浸没在水中时,它排开水的体积等于其自身体积V,此时受到的浮力为
F浮全=ρ水gV=1N……①而图甲中正方体A露出水面的体积为V露,此时受到的浮力为
F浮甲=ρ水g(V−V露)由乙图知,弹簧测力计在甲图开始时的示数F甲=0.2N,由图甲可得,正方体所受的浮力
F浮甲=GA+F甲即
F浮甲=ρ水g(V−V露)=0.6N+0.2N……②联立①②解得
即图甲中正方体A露出水面的体积为。
33. 丁丙甲乙 保持不变 1.2 排开液体的重力 不能 3×103
【详解】(1)[1]为了准确测量浮力与排开液体重力的关系,我们需要先测量空桶和圆柱体的重力,然后将其浸入水中,同时收集被排开的水,并测量这些水和桶的总重力。因此,最合理的操作顺序是:丁(测量空桶的重力);丙(测量圆柱体重力);甲(将圆柱体浸入水中并收集排开的水,测量圆柱体在水中的拉力;乙(测量排开水和桶的总重力)。所以,此实验操作的最合理顺序是:丁丙甲乙。
(2)[2]圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
(3)[3]由图甲丙,物体重力为3N,完全浸没测力计示数为1.8N,则浮力
F浮=G-F拉=3N-1.8N=1.2N
[4]由图丁乙丙,排开水和桶的总重力G总=2.2N,空桶的重力G桶=1.0N,则排开水的重力
G排=G总-G桶=2.2N-1.0N=1.2N
这说明物体所受浮力的大小跟它排开液体的重力相等,即F浮=G排。
(4)[5]若甲步骤操作中,圆柱体接触到烧杯底部且对烧杯底部有力的作用,那么圆柱体在浸入水中的过程中,除了受到水的浮力、拉力外,还会受到烧杯底部的支持力,这样
F浮'=G-F拉-F支
测量得到的浮力就会偏小,则不能得到与(3)相同的结论。
(5)[6]在步骤①②中,将金属块浸没在水中时,溢出了12mL水,可知金属块的体积为V金=12cm3;由步骤③④可知,将金属块从水中取出,并将溢水杯中的水加满,将金属块放入小筒中,测得此时溢出水的体积为36mL,则图C与图D相比,多排开水的体积为
ΔV排=36mL=36cm3
小筒排开的水增加了,是因为放入金属块后小筒和金属块的总重增加了,因为最终二者还是浮在水面上,所以增加的浮力等于金属块的重力,则金属块的质量为
金属块的密度为
34. B = 不变 偏大
【详解】(1)[1]在验证阿基米德原理的实验中,为了减小测量误差和方便操作,我们需要先测量出物体的重力和空桶的重力,然后再将物体浸入水中,读出此时的弹簧测力计示数,最后收集排开的水并测量其重力。因此,最合理的实验顺序应该是先测量物体和空桶的重力(步骤④和②),然后将物体浸入水中并读数(步骤①),最后收集并测量排开水的重力(步骤③)。所以,正确的实验顺序是B选项:④②①③。
故ACB不符合题意,B 符合题意。
故选B。
(2)[2]在图甲步骤①②中,物体受到的浮力可以通过称重法计算得出,即
[3]在图甲步骤③④中,物体排开的水的重力,即
[4]因此,当测量结果满足F浮=G排,即当
时,就说明阿基米德原理成立。
(3)[5]在图乙的改进实验中,弹簧测力计A的示数变化量ΔFA代表了物体受到的浮力大小,而弹簧测力计B的示数变化量ΔFB则代表了物体排开的水的重力大小。如果阿基米德原理成立,那么物体受到的浮力就应该等于它排开的水的重力,即ΔFA=ΔFB。
[6]在这个过程中,因为物体受到的浮力等于其排开液体所受的重力,因此水杯对升降台的压力不变。
(4)[7]在测量苹果密度的实验中,通过图丙的步骤我们可以得到苹果漂浮时苹果受到的浮力等于它排开水的重力,即
由于苹果漂浮,所以它的重力
通过图丁的步骤我们可以得到苹果完全浸没时排开水的重力
由此可以计算出苹果的体积与它排开水的体积相等,即
利用密度公式和重力公式G=mg,可以得到苹果的密度表达式为
[8]如果步骤②中未将溢水杯完全加满水,那么收集到的水就会偏少,导致计算出的苹果排开水的体积偏小,进而使得测得的苹果密度偏大。
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$$