内容正文:
专题04 密度、压强和浮力实验
测量物质的密度
1.(2025·河北省唐山市·二模)某个小组的同学在实验室发现一块印章。他们利用这块印章做了以下实验探究。小超同学想测量这块印章的密度:
(1)将托盘天平放在_________桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线,如果发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向________移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)将印章放在天平左盘,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,这枚印章的质量是_________g。把印章放入装有30mL水的量筒中,液面达到的位置如图丙所示。由此可以求出这枚印章的密度为________kg/m3。若天平的左盘在实验前沾了泥,则所测印章密度比真实值________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
(3)完成实验后,小超还想利用这块印章来探究浮力的影响因素:
A.在大烧杯中装入适量的某种液体,电子秤的示数为210g,如图甲所示;
B.将印章和一个气球用轻质细绳连接在一起后,将印章浸没在液体中,读出电子秤的示数为218g,如图乙所示;
C.将印章和气球一起浸没在液体中,电子秤的示数为250g,如图丙所示;
D.将印章和气球继续往下放,电子秤的示数234g,如图丁所示;
则对比丙、丁两图可知,当液体的密度一定时,________越小,浮力越小。
(4)乙图中,印章所受浮力大小为_________N。对比丙、丁两图,气球的体积变化了_________cm3。
2.(2025·河北省唐山市·二模)小明和小红测量酱油的密度:
(1)将托盘天平放在水平桌面上,游码归零,指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向______调节使天平横梁水平平衡。
(2)小明调节天平水平平衡后,进行以下操作:
①用天平测得烧杯的质量为87.4g;
②将待测酱油倒入烧杯中,向右盘中加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,横梁恢复水平平衡时砝码和游码的位置如图乙所示;
③将烧杯中的酱油全部倒入量筒,量筒中液面达到的位置如图丙所示。
为减小实验误差,正确的操作顺序为:______(填数字序号),待测酱油的密度是______。
(3)小红在实验过程中不小心将量筒打碎,在原有器材的基础上增加一个小烧杯也测出了酱油的密度。实验过程如下:
①将小烧杯放到天平上,测出空小烧杯的质量为;
②如图甲,向大烧杯中倒入适量的水,使小烧杯漂浮在水面上。用记号笔记下水面在小烧杯上对应的位置A:
③倒出大烧杯中的水并擦干净,向大烧杯中倒入适量的待测酱油;擦干小烧杯外面的水,使小烧杯漂浮在酱油面上(如图乙)。向小烧杯中倒水,直到酱油液面与______相平;
④取出小烧杯并擦干小烧杯外壁上的酱油,用天平测出小烧杯及水的总质量为;
⑤酱油密度的表达式为______(用已知物理量符号表示,水的密度为);
⑥若在步骤④中,小烧杯外面的酱油未擦干净,会导致酱油密度的测量值______(选填“偏大”或“偏小”)。
3.(2025·河北省唐山市·二模)小明在测量花生油和实心物体A密度的实验中:
(1)把天平________放置,游码放在标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应将平衡螺母向________调节 (选填“左”或“右”),直到横梁平衡;
(2)将花生油倒入空烧杯,用天平测得其总质量为79g;再将烧杯中的花生油倒入量筒中,测得量筒中油的体积为60cm3;用天平测量剩余花生油和烧杯的总质量时,如图乙所示,用手拿砝码的做法________(选填“规范”或“不规范”),当横梁再次平衡时如图丙所示,则剩余花生油和烧杯的总质量为________g,花生油的密度为________ kg/m3。
(3)在测量A的密度时,不慎碰坏了量筒,于是利用矿泉水瓶代替量筒继续进行实验,实验步骤如下:
①测出A的质量m1;
②往矿泉水瓶中灌满水,拧紧瓶盖后擦干瓶子,测出其总质量m2;
③________, 测出其总质量m3;
④求得A的密度为ρ=________(用ρ水、m1、m2和m3来表示)。
4.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)某小组进行“测量金属块密度”的实验。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码拨至标尺左端的零刻度线处,发现如图甲所示情况。此时应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指向分度盘的中央;
(2)调节天平平衡后,小明按图乙所示的方法称量金属块的质量,请写出其中的一处错误:________;
(3)小明纠正了错误,正确操作。天平再次平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,所称量金属块的质量为________g;
(4)小明在量筒内倒入20mL的水,放入金属块后量筒内的水面如图丁所示。量筒读数时,视线应在________(选填“A”“B”或“C”)处。金属块的密度为________g/cm3;
【拓展】
(5)小明带来他在乒乓球比赛中获得的一枚金牌,想测量金牌的密度,发现金牌无法放入量筒中。于是他先用天平测出金牌的质量m;再往烧杯中装适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;然后用细线吊着金牌浸没在烧杯的水中(水未溢出),在与水面相平的烧杯外壁位置上,用记号笔做一个标记;最后取出金牌,向烧杯中加水,使水面升至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m2。已知水的密度为,则计算金牌密度的表达式为。对该实验进行交流和评估时,有部分同学提出:取出金牌时,金牌会沾上一部分水,这是否会对所测密度有影响呢?对此,你认为正确的观点是_。(填选项)
A.对所测密度没有影响
B.有影响,使所测密度偏大
C.有影响,使所测密度偏小
D.有影响,但不能确定所测密度是偏大还是偏小
5.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,小明和小红对盐水的密度进行了测量。
小明利用天平、量筒和烧杯等器材测量盐水的密度,实验过程如下,请你帮助小明完成实验操作:
(1)天平调平衡后,将适量的盐水倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和盐水的总质量,通过加减砝码的一番操作,当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针如图甲所示,接下来他应该_____;
(2)测出烧杯和盐水的总质量为后,将烧杯中的一部分盐水倒入量筒,液面位置如图乙所示;
(3)测量烧杯和剩余盐水的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量为_____g;
(4)小明测量的盐水密度为_____。在向量筒倒入盐水时,如果不慎有盐水溅出,则测出的盐水密度会_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
【拓展】小红利用弹簧测力计、小石块、细线、分别装有适量水和盐水的烧杯等器材,同样可以测出盐水的密度,实验过程如下,请你帮助小红完成实验操作:
①将小石块用细线系好,挂在弹簧测力计下端,记下弹簧测力计示数G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块,浸没在盛有适量水的烧杯中,记下弹簧测力计示数;
③取出石块并擦干,将挂在弹簧测力计下的小石块,_____,记下弹簧测力计示数为;
④盐水密度表达式_____。(用所测量的物理符号表示,水的密度已知)
6.(2025·河北省邢台市·二模)根据图和图所示实验回答下列问题:
(2)为了研究“瓜浮李沉”现象,小明买来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度:
①调节天平时,应先将游码移至标尺的______处,然后调节平衡螺母,使天平平衡;
②用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为______g;用量筒和水测得体积为40cm³,则李子的密度为______g/cm³。
7.(2025·河北省秦皇岛市·二模)小明在“测量蜡烛的密度”实验中,器材有:量程为1000g的托盘天平、一个500mL的空矿泉水瓶、一根蜡烛(),如图1所示。
(1)小明将天平放在水平桌面上,调节天平平衡后,分度盘和标尺如图2所示,小明在操作过程中存在的问题是______;
(2)小明改正错误后将天平重新调节平衡,然后将蜡烛放入装满水的矿泉水瓶内,拧紧瓶盖,擦干瓶子外壁的水,再将瓶子放在天平的左盘,在右盘中加减砝码并移动游码至天平再次平衡,如图3所示,装有蜡烛和水的矿泉水瓶的总质量为______g;
(3)打开瓶盖,取出蜡烛后拧紧瓶盖,再用天平称得矿泉水瓶的总质量为502g;
(4)将矿泉水瓶中的水全部倒掉,用天平测得空瓶的质量为32g;
(5)根据以上数据可知,蜡烛的质量为______g,蜡烛的密度为______;
(6)小明测得的蜡烛质量比真实值偏______(选填“大”或“小”);
【拓展】小明将刚才实验中的矿泉水瓶装入一部分水,然后拧紧瓶盖,用天平测得矿泉水瓶的总质量为282g,将瓶子先后正立、倒立放置,如图4甲、乙所示;倒掉水后装入某未知液体,用天平测得其总质量为362g,将瓶子正立放置时情况如图丙所示。若将瓶子倒立放置,未知液体对瓶盖的压强为______Pa。(g取10N/kg)
8.(2025·河北省唐山市·二模)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___________cm3。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读数为___________g,则盐水的密度为___________g/cm3;
(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10cm2,水的密度为1g/cm3,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___________cm3。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___________g/cm3.。
9.(2025·河北省唐山市·二模)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)
(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;当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______N,两种液体中密度计封闭端所受液体压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度与液体密度之间的关系应符合图乙中______(选填“a”“b”或“c”);
(3)【拓展】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,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,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,液面距离为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______(保留2位小数)。
探究影响压力作用效果的因素
1.(2025·河北省唐山市·二模)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的___________来体现的;
(2)比较图甲、图乙所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,改变压力的大小,可以得出结论:___________;
(3)比较图乙、图丙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.书包的背带做得很宽 B.严禁货车超载
(4)图丙中桌面对海绵的压强为p1,小航将图丙中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图丁所示,桌面对沙子的压强为p2。.则p1___________p2(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,如图戊所示,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:___________。
探究液体压强与哪些因素有关
1.(2025·河北省保定市·二模)我国的海斗一号是目前能潜入马里亚纳海沟的性能最强大的深潜器,多次实现万米下潜。为了解深潜器受到的液体压强与哪些因素有关,小明和小华利用图1甲所示的压强计进行了如下的实验探究:
(1)压强计是通过观察U形管左右两边液面高度差来比较压强的大小,该研究方法为________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)比较乙、丙两图,小明得出初步结论,在同种液体中,液体的压强随深度的增加而________,因此拦河大坝要做成________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)比较丙、丁两图可知:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。若要使丙、丁两图中U形管中的液面高度差相同,应________(选填“增大”或“减小”)丁图中探头在液体中的深度;
(4)在探究了液体压强的影响因素后,小明计算出海斗一号在10000米处承受的液体压强为________Pa;(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(5)【拓展】小明和小华利用家中的器材制作了一个“潜水器”,如图甲2所示。他们利用电子秤、质量不计的薄壁柱形容器,水、盐水,将潜水器浸没在液体中的不同深度,得到了如图2乙、丙、丁、戊的实验数据。
图丙与图乙相比,容器中液面下降高度为Δh1,图戊与图丁相比,容器中液面下降高度为Δh2,则Δh1________Δh2(选填“>”“<”或“=”)。
2.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)如图,是探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲,实验时可以通过压强计U形管两侧液面___________反映液体内部压强的大小;用手按压金属盒上所覆橡皮膜,发现U形管两侧水面升降灵活,说明该装置气密性__________(选填“差”或“良好”);
(2)受此启发,小明在回家后找到一根两端开口的直玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜并浸入水中不同位置,实验现象如图乙所示。由此可初步得出结论:同种液体内部,深度越深,压强越_________;
(3)小华发现,无论利用自制的器材还是利用压强计都无法得出液体压强与深度的定量关系。为了更准确地了解液体压强与液体深度的关系,他利用能进行精确测量的数字式压强传感器做了进一步的探究,分别测量出水中不同深度处的液体压强,并利用软件生成了如图丙所示的图像;
①分析图像可知:当液体密度一定时,液体压强与深度成___________比;
②进一步分析图像可知,压强p与液体深度h的关系式是p=104h(压强p的单位为Pa,深度h的单位为m),该关系式___________(选填“可以”或“不可以”)用于所有液体压强计算。
(4)【拓展】用图装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢加入某种待测液体,直到观察橡皮膜变平,测量如下物理量:
①左侧水面到容器底的深度h1;
②左侧水面到橡皮膜中心的深度h2;
③右侧待测液面到容器底的深度h3;
④右侧待测液面到橡皮膜中心的深度h4;
请你选用合适的物理量推导出待测液体的密度表达式ρ液=___________(用题中字母和ρ水表示)
3.(2025·河北省唐山市·二模)小华利用实验室里的液体压强计“探究液体压强规律”的实验,如图甲所示。
(1)液体压强计______(选填“属于”“不属于”)连通器。
(2)实验前,小华用手指轻按液体压强计的橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差几乎不变,则该装置存在的问题是______。
(3)调整好装置后,小华进行实验,并将实验过程中得到的数据记录如下表:
①比较序号为______的三组数据,可得出结论:同种液体,深度相同时,液体内部向各个方向的压强相等;
②比较序号为3、4、5三组数据,可得出结论:在同种液体中,液体的深度越大,液体的压强越______;
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
5.0
2
水
5
朝下
5.0
3
水
5
朝侧面
5.0
4
水
10
朝侧面
10.0
5
水
15
朝侧面
15.0
6
盐水
15
朝侧面
16.8
③比较序号为5、6两组数据,可得出结论:在同一深度,______;
【拓展】完成实验后,小华设计了测量盐水密度的方案,如图乙所示。实验步骤如下:
a.用细线将橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水;
b.在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平,用刻度尺测出管内水面到下管口的距离,盐水面到下管口的距离;
c.盐水的密度为______。
4.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,在“探究液体内部压强影响因素”的实验中,小光选用微小压强计和透明圆柱状的容器,容器中分别盛有高度相同的水和浓盐水;
(1)实验中液体压强大小的变化是通过比较______来判断的,下面列举的实验与此研究方法相同的是______(选填“A”、“B”或“C”);
A.探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”
B.用木块被小车撞击后移动的距离来反映动能的大小
C.在探究平面镜成像特点时,用未点燃的蜡烛乙替代点燃的蜡烛甲的像
(2)小光比较图丙、丁两次实验得出结论:液体压强和液体密度有关,同组小华认为这样比较得出结论是不正确的,她的理由是______;
5.(2025·河北省邢台市·二模)家里洗菜池中没有水时,提起池底排水口的橡皮塞很容易。洗菜池装满水时,提起橡皮塞就要用更大的力,这说明水对池底的橡皮塞有向下的压强。由此小明提出一个值得探究的问题:液体内部压强有什么特点?
(1)观察图甲所示的实验现象,发现高度不同的小孔,水喷射的远近不同,猜想液体压强的大小与______有关;小明到实验室借来了压强计、大烧杯、刻度尺,以及足量的酒精、水和浓盐水();
(2)如图乙所示,小明将探头放入酒精中某一深度不变,转动探头方向,发现U形管中液面高度差Δh不变,由此得出:在同一深度,液体向各个方向的压强______;增大探头在液体中的深度,可以发现Δh变大,由此可知,液体压强随深度的增加而______;
(3)完成实验后,老师提醒小明,液体压强还可能与其他因素有关,于是小明用图丙所示的装置继续实验,依次将探头放在水和浓盐水的不同深度,使U形管中液面高度差Δh与图乙相同,观察探头在这三种液体中的深度,结合(2)的结论,可以得出:液体内部压强的大小与液体的______有关。【拓展】上述实验完成后,小明和兴趣小组同学又研究“浮沉子”的原理。如图甲是“浮沉子”,用力挤压大瓶,小瓶就会下沉,松手后小瓶就会上升直至漂浮。为研究其原理,兴趣小组的同学,将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化模型如图乙所示,此时小瓶内空气柱的高度为h,手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图丙所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为ρ。当小瓶内的空气被压缩时,重力不变,浮力减小,故而______(选填“上浮”或“下沉”),推断乙、丙两图中,“浮沉子”内部空气的密度比为______(用“m、ρ、S、h”表示)。
探究浮力大小与哪些因素有关
1.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明将溢水杯盛满水,将小桶放在溢水口,将物块(不吸水)逐渐浸入水中直至完全浸没,记录弹簧测力计的拉力并填入表格中,用弹簧测力计测出小桶和水的总重填入表格中,溢水杯的底面积为50cm2。(g取10N/ kg)
实验次数
1
2
3
4
5
物体浸入水中的体积V/cm3
0
20
40
60
80
弹簧测力计示数F/N
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
小桶和水的总重力G/N
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
(1)分析表中数据可得出结论:液体密度一定,___________越大,物体所受的浮力越大;
(2)分析表格数据还能得出的结论是,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于___________;
(3)分析表中数据,物块浸没时所受的浮力大小为___________N。物块的密度为___________kg/m3。
(4)完成第5次实验操作后,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1.7N,此操作会使容器底所受液体的压强减小___________Pa。
【拓展】为了测量某实心物块的密度,小红设计了如图的方法进行实验。
①如图甲,将装有适量水的烧杯放在已清零的电子秤上,测出总质量为m1。
②如图乙,将物块轻轻浸没于水中,读出电子秤的示数为m2。
③如图丙,使物块沉于容器底部,读出电子秤的示数为m3。
④此物块密度的表达式________。(用ρ水、m1、m2、m3表示)
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专题04 密度、压强和浮力实验
测量物质的密度
1.(2025·河北省唐山市·二模)某个小组的同学在实验室发现一块印章。他们利用这块印章做了以下实验探究。小超同学想测量这块印章的密度:
(1)将托盘天平放在_________桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线,如果发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向________移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)将印章放在天平左盘,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,这枚印章的质量是_________g。把印章放入装有30mL水的量筒中,液面达到的位置如图丙所示。由此可以求出这枚印章的密度为________kg/m3。若天平的左盘在实验前沾了泥,则所测印章密度比真实值________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
(3)完成实验后,小超还想利用这块印章来探究浮力的影响因素:
A.在大烧杯中装入适量的某种液体,电子秤的示数为210g,如图甲所示;
B.将印章和一个气球用轻质细绳连接在一起后,将印章浸没在液体中,读出电子秤的示数为218g,如图乙所示;
C.将印章和气球一起浸没在液体中,电子秤的示数为250g,如图丙所示;
D.将印章和气球继续往下放,电子秤的示数234g,如图丁所示;
则对比丙、丁两图可知,当液体的密度一定时,________越小,浮力越小。
(4)乙图中,印章所受浮力大小为_________N。对比丙、丁两图,气球的体积变化了_________cm3。
【答案】水平 左 54 5.4×103 无影响 排开的液体体积 0.08 16
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】(1)[1][2]将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线,由图甲可知分度标尺的指针右偏,故平衡螺母应该向左调节。
(2)[3]由图乙可知,天平标尺的分度值为0.2g,印章的质量为
[4]由图丙可知印章的体积为
由可得,这枚印章的密度为
[5]若天平的左盘在实验前沾了泥,但调节了天平平衡,则所测印章的质量仍然准确,根据可知印章的密度不变,即对所测的印章的密度无影响。
(3)[6]对比丙、丁两图可知,当液体的密度一定时,随着气球所处的位置下降,气球所处的深度增大,根据p=ρgh可知,气球受到的液体压强增大,气球的体积因液体压强的增大而变小,气球所受的浮力变小,印章所受浮力不变,电子秤的示数变小,说明此时气球和印章受到的浮力之和变小,因而可以得出结论:当液体的密度一定时,物体排开液体的体积越小,受到的浮力越小。
(4)[7]乙图和甲图相比,乙图中电子秤示数增加值为
烧杯对电子秤增加的压力为
又因为乙图中印章受重力、浮力和拉力,所以
即
[8]对比丙、丁两图,电子秤的示数变化量为
丙、丁两图气球和印章受到的浮力的变化量为
由可得,气球的体积变化量等于气球排开水的体积得变化量,即
2.(2025·河北省唐山市·二模)小明和小红测量酱油的密度:
(1)将托盘天平放在水平桌面上,游码归零,指针静止时如图甲所示,此时应将平衡螺母向______调节使天平横梁水平平衡。
(2)小明调节天平水平平衡后,进行以下操作:
①用天平测得烧杯的质量为87.4g;
②将待测酱油倒入烧杯中,向右盘中加减砝码,并调节游码在标尺上的位置,横梁恢复水平平衡时砝码和游码的位置如图乙所示;
③将烧杯中的酱油全部倒入量筒,量筒中液面达到的位置如图丙所示。
为减小实验误差,正确的操作顺序为:______(填数字序号),待测酱油的密度是______。
(3)小红在实验过程中不小心将量筒打碎,在原有器材的基础上增加一个小烧杯也测出了酱油的密度。实验过程如下:
①将小烧杯放到天平上,测出空小烧杯的质量为;
②如图甲,向大烧杯中倒入适量的水,使小烧杯漂浮在水面上。用记号笔记下水面在小烧杯上对应的位置A:
③倒出大烧杯中的水并擦干净,向大烧杯中倒入适量的待测酱油;擦干小烧杯外面的水,使小烧杯漂浮在酱油面上(如图乙)。向小烧杯中倒水,直到酱油液面与______相平;
④取出小烧杯并擦干小烧杯外壁上的酱油,用天平测出小烧杯及水的总质量为;
⑤酱油密度的表达式为______(用已知物理量符号表示,水的密度为);
⑥若在步骤④中,小烧杯外面的酱油未擦干净,会导致酱油密度的测量值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】右 ②③① ③位置A 偏大
【来源】2025年河北省唐山市丰润区中考二模物理试题
【解析】(1)[1]静止时指针指向分度盘中央刻度线左侧,左偏右调,将平衡螺母向右调节使天平横梁平衡。
(2)[2]若先测量空烧杯的质量,将烧杯中的酱油倒入量筒时,因烧杯内壁有酱油残留,会导致所测酱油的体积偏小,因此为减小误差,正确的操作顺序为②③①。
[3]将待测酱油倒入烧杯中,根据图乙可知烧杯和酱油的总质量为132.4g,然后将烧杯中的酱油全部倒入量筒,根据图丙可知酱油的体积,再用天平测得此时烧杯的质量为87.4g。则待测酱油的质量为
体积,待测酱油的密度为
(3)[4][5]小烧杯在水中漂浮时,浮力等于重力
小烧杯在酱油中漂浮时
向小烧杯中倒水,直到酱油液面与A相平,两次液面均到达小烧杯同一位置A,则,联立可得酱油密度表达式为。
[6]⑥若在步骤④中,小烧杯外面的酱油未擦干净,会导致测得的偏大,由酱油密度表达式可知会导致酱油密度的测量值偏大。
3.(2025·河北省唐山市·二模)小明在测量花生油和实心物体A密度的实验中:
(1)把天平________放置,游码放在标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应将平衡螺母向________调节 (选填“左”或“右”),直到横梁平衡;
(2)将花生油倒入空烧杯,用天平测得其总质量为79g;再将烧杯中的花生油倒入量筒中,测得量筒中油的体积为60cm3;用天平测量剩余花生油和烧杯的总质量时,如图乙所示,用手拿砝码的做法________(选填“规范”或“不规范”),当横梁再次平衡时如图丙所示,则剩余花生油和烧杯的总质量为________g,花生油的密度为________ kg/m3。
(3)在测量A的密度时,不慎碰坏了量筒,于是利用矿泉水瓶代替量筒继续进行实验,实验步骤如下:
①测出A的质量m1;
②往矿泉水瓶中灌满水,拧紧瓶盖后擦干瓶子,测出其总质量m2;
③________, 测出其总质量m3;
④求得A的密度为ρ=________(用ρ水、m1、m2和m3来表示)。
【答案】水平 右 不规范 25 0.9×103 见解析
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】(1)[1][2]实验中,天平水平放置,游码放在标尺左端的零刻度线处,图叫中指针偏向分度值的左侧,需要将平衡螺母向右调节。
(2)[3]夹取砝码时要用镊子,图乙中用手拿砝码是错误的。
[4]由图丙可知,剩余花生油和烧杯的总质量为
m剩=20g+5g=25g
[5]花生油的密度
(3)③[6]将A放入矿泉水瓶中,拧紧瓶盖后擦干瓶子,测出其总质量m3;
④[7]A的体积
A的密度
4.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)某小组进行“测量金属块密度”的实验。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码拨至标尺左端的零刻度线处,发现如图甲所示情况。此时应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指向分度盘的中央;
(2)调节天平平衡后,小明按图乙所示的方法称量金属块的质量,请写出其中的一处错误:________;
(3)小明纠正了错误,正确操作。天平再次平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示,所称量金属块的质量为________g;
(4)小明在量筒内倒入20mL的水,放入金属块后量筒内的水面如图丁所示。量筒读数时,视线应在________(选填“A”“B”或“C”)处。金属块的密度为________g/cm3;
【拓展】
(5)小明带来他在乒乓球比赛中获得的一枚金牌,想测量金牌的密度,发现金牌无法放入量筒中。于是他先用天平测出金牌的质量m;再往烧杯中装适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m1;然后用细线吊着金牌浸没在烧杯的水中(水未溢出),在与水面相平的烧杯外壁位置上,用记号笔做一个标记;最后取出金牌,向烧杯中加水,使水面升至标记处,再用天平测出烧杯和水的总质量m2。已知水的密度为,则计算金牌密度的表达式为。对该实验进行交流和评估时,有部分同学提出:取出金牌时,金牌会沾上一部分水,这是否会对所测密度有影响呢?对此,你认为正确的观点是_。(填选项)
A.对所测密度没有影响
B.有影响,使所测密度偏大
C.有影响,使所测密度偏小
D.有影响,但不能确定所测密度是偏大还是偏小
【答案】(1)右
(2)用手拿砝码/金属块与砝码放反了
(3)79.2
(4) B 7.92
(5)A
【来源】2025年河北省唐山市迁安市中考二模物理试题
【解析】(1)天平使用之前先调平,调平的方法是游码移到标尺的零刻线上,已知指针偏向分度盘左侧,表明左边重一些,因此要向右移动平衡螺母,直到指针指在分度盘的中间。
(2)天平使用时,要使用镊子向盘中加减砝码,不能用手直接拿放;同时物体要放在左盘,砝码要放在右盘,位置不能放错。
(3)由图丙知,标尺的分度值为0.2g,读数为4.2g,物体的质量为
(4)[1]对量筒读数时,视线要与最低液面相平,故应在B处。
[2]量筒分度值为1mL,内液面的读数为V=30mL=30cm3
金属块的体积为
金属块的密度为
(5)从水中取出金牌时带走一部分水,然后向烧杯中缓慢加水至标记处,水的总量不变,故对金牌体积的测量值无影响。根据可知,金牌密度的测量值和真实值相比不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,小明和小红对盐水的密度进行了测量。
小明利用天平、量筒和烧杯等器材测量盐水的密度,实验过程如下,请你帮助小明完成实验操作:
(1)天平调平衡后,将适量的盐水倒入烧杯中,并用天平测量烧杯和盐水的总质量,通过加减砝码的一番操作,当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,横梁指针如图甲所示,接下来他应该_____;
(2)测出烧杯和盐水的总质量为后,将烧杯中的一部分盐水倒入量筒,液面位置如图乙所示;
(3)测量烧杯和剩余盐水的总质量,天平横梁平衡时如图丙所示,则烧杯和剩余盐水的总质量为_____g;
(4)小明测量的盐水密度为_____。在向量筒倒入盐水时,如果不慎有盐水溅出,则测出的盐水密度会_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
【拓展】小红利用弹簧测力计、小石块、细线、分别装有适量水和盐水的烧杯等器材,同样可以测出盐水的密度,实验过程如下,请你帮助小红完成实验操作:
①将小石块用细线系好,挂在弹簧测力计下端,记下弹簧测力计示数G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块,浸没在盛有适量水的烧杯中,记下弹簧测力计示数;
③取出石块并擦干,将挂在弹簧测力计下的小石块,_____,记下弹簧测力计示数为;
④盐水密度表达式_____。(用所测量的物理符号表示,水的密度已知)
【答案】取下最小的砝码后移动游码,直到天平横梁平衡 71.2 偏大 浸没在盛有适量盐水的烧杯中
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】(1)[1]当小明将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针向右偏,说明最小的砝码过大了,因此接下来取下最小的砝码,向右调节游码至天平平衡。
(3)[2]丙图中天平游码的分度值是0.2g,则烧杯和剩余盐水的总质量为
(4)[3]乙图中量筒的分度值是2mL,盐水的体积为
量筒内盐水的质量为
盐水密度为
[4]在向量筒倒入盐水时,如果不慎有盐水溅出,导致测量盐水的体积偏小,由可知,测量的密度偏大。
[5][6]实验中石块的体积利用水测量得出,石块浸没在水中受到的浮力为
可得石块的体积为
接下来取出石块并擦干,将挂在弹簧测力计下的小石块,将石块浸没在盛有适量盐水的烧杯中,可得石块在盐水中受到的浮力为
可得盐水的密度为
6.(2025·河北省邢台市·二模)根据图和图所示实验回答下列问题:
(2)为了研究“瓜浮李沉”现象,小明买来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度:
①调节天平时,应先将游码移至标尺的______处,然后调节平衡螺母,使天平平衡;
②用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为______g;用量筒和水测得体积为40cm³,则李子的密度为______g/cm³。
【答案】(2)零刻度线 44 1.1
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】(2)[1]在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的左端零刻度线处,这是天平使用前的必要步骤,以确保测量的准确性。然后,通过调节平衡螺母使天平的横梁在水平位置平衡,为后续的测量做好准备。
[2]如图,李子的质量为
[3]李子的密度为
7.(2025·河北省秦皇岛市·二模)小明在“测量蜡烛的密度”实验中,器材有:量程为1000g的托盘天平、一个500mL的空矿泉水瓶、一根蜡烛(),如图1所示。
(1)小明将天平放在水平桌面上,调节天平平衡后,分度盘和标尺如图2所示,小明在操作过程中存在的问题是______;
(2)小明改正错误后将天平重新调节平衡,然后将蜡烛放入装满水的矿泉水瓶内,拧紧瓶盖,擦干瓶子外壁的水,再将瓶子放在天平的左盘,在右盘中加减砝码并移动游码至天平再次平衡,如图3所示,装有蜡烛和水的矿泉水瓶的总质量为______g;
(3)打开瓶盖,取出蜡烛后拧紧瓶盖,再用天平称得矿泉水瓶的总质量为502g;
(4)将矿泉水瓶中的水全部倒掉,用天平测得空瓶的质量为32g;
(5)根据以上数据可知,蜡烛的质量为______g,蜡烛的密度为______;
(6)小明测得的蜡烛质量比真实值偏______(选填“大”或“小”);
【拓展】小明将刚才实验中的矿泉水瓶装入一部分水,然后拧紧瓶盖,用天平测得矿泉水瓶的总质量为282g,将瓶子先后正立、倒立放置,如图4甲、乙所示;倒掉水后装入某未知液体,用天平测得其总质量为362g,将瓶子正立放置时情况如图丙所示。若将瓶子倒立放置,未知液体对瓶盖的压强为______Pa。(g取10N/kg)
【答案】游码未调零 529 27 大
【来源】 2025年河北省秦皇岛市抚宁区中考二模物理试题
【解析】(1)[1]由图2可知,指针指在分度盘的中线位置时,游码不在标尺左端零刻度线处,所以操作过程中存在的问题是调节天平平衡时,游码没有移到标尺最左端零刻度处。
(2)[2]由图3可知,标尺的分度值为1g,游码对应的刻度值为9g,所以装有蜡烛和水的矿泉水瓶的总质量为
(5)[3]取出蜡烛后拧紧瓶盖,再用天平称得矿泉水瓶的总质量为502g,则蜡烛的质量
[4]空瓶的质量为32g,则蜡烛的体积
则蜡烛的密度
(6)[5]从瓶中取出蜡烛时,沾有部分水,则测得的蜡烛质量等于蜡烛与沾有水的总质量,所以测得的蜡烛质量偏大。
【拓展】[6]已知实验中的矿泉水瓶容积为500mL、质量为32g,装入适量的水后总质量为282g,则装入水的质量为250g,装入水的体积为250mL=250cm3,瓶子正立放置时水深10cm,则瓶子的底面积为
当瓶子倒立放置时,水深12cm,深度增加了2cm;装入某未知液体时测得总质量为362g,则液体质量为m1=362g-32g=330g
正立放置时液体深12cm,计算可得液体体积为
所以液体密度
将瓶子倒立放置,液体深度会增加2cm,即液体深度。所以未知液体对瓶盖的压强
8.(2025·河北省唐山市·二模)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___________cm3。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读数为___________g,则盐水的密度为___________g/cm3;
(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10cm2,水的密度为1g/cm3,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___________cm3。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___________g/cm3.。
【答案】(1)左
(2)20 31.8 1.1
(3)100 1.09
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】(1)指针指在分度盘中线的右侧,说明天平右侧偏重,应将平衡螺母向左调节,使天平横梁平衡。
(2)[1]量筒分度值为1mL,盐水液面对准20mL刻度线,故倒出盐水的体积为V=20mL=20cm³
[2]标尺分度值为0.2g,读数为1.8g,烧杯和剩余盐水的总质量为m剩余=20g+10g+1.8g=31.8g
[3]倒出盐水的质量m=53.8g-31.8g=22g
盐水的密度
(3)[1]金属片和容器漂浮时,受到的浮力等于重力即F浮=G=mg=100×10-3kg×10N/kg=1N
根据阿基米德原理,排开液体体积为
[2]在盐水中漂浮时,排开盐水体积比之前少的体积为
即V排'=100cm3-8cm3=92cm3
由阿基米德原理可得盐水的密度为
9.(2025·河北省唐山市·二模)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)
(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;当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______N,两种液体中密度计封闭端所受液体压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度与液体密度之间的关系应符合图乙中______(选填“a”“b”或“c”);
(3)【拓展】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,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,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,液面距离为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______(保留2位小数)。
【答案】(1)0.1 不变
(2)a
(3)30 1 1.07
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】(1)[1]密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,则浮力为
[2]让同一支密度计分别静止在水和酒精中,密度计受到的浮力等于它自身的重力,大小不变;由浮力产生的原因知道,密度计底部所受液体压强大小不变。
(2)密度计在液体中漂浮,则有,由此可得
当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与ρ液成反比,故a图线符合h随ρ液变化的规律。
(3)[1][2]当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力为
由阿基米德原理知道,则,解得密度计排开水的体积为
与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为
此时水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的横截面积为
[3]当密度计的质量为30g时,浸入盐水中,M比液面高2cm,由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积为
由前面分析结论
同理,当密度计在盐水中漂浮时有
则盐水的密度为
探究影响压力作用效果的因素
1.(2025·河北省唐山市·二模)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的___________来体现的;
(2)比较图甲、图乙所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,改变压力的大小,可以得出结论:___________;
(3)比较图乙、图丙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.书包的背带做得很宽 B.严禁货车超载
(4)图丙中桌面对海绵的压强为p1,小航将图丙中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图丁所示,桌面对沙子的压强为p2。.则p1___________p2(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,如图戊所示,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】(1)凹陷程度
(2)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)A
(4)=
(5)没有控制压力的大小相同
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】(1)实验中,压力作用效果不同,海绵的凹陷程度也不同,所以通过海绵的凹陷程度来体现压力作用效果。
(2)图甲和乙中,受力面积相同,压力不同,乙的压力更大,海绵的凹陷程度更明显,所以可得:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)图乙和丙中,压力相同,受力面积不同,乙的受力面积更大,压力的作用效果更不明显,则压力的作用效果与受力面积有关。
A.书包的背带做得很宽,可在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
B.严禁货车超载,是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强,故B不符合题意。
故选A。
(4)图丙和丁中,压力相同,受力面积相同,据知,压强相同,而图丙中的海绵凹陷程度更明显,是因为海绵比桌面更容易形变,所以p1=p2。
(5)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,应保持压力不变,改变受力面积,而将物块A切开,将切开部分移走的过程中,受力面积改变了,压力也改变了。
探究液体压强与哪些因素有关
1.(2025·河北省保定市·二模)我国的海斗一号是目前能潜入马里亚纳海沟的性能最强大的深潜器,多次实现万米下潜。为了解深潜器受到的液体压强与哪些因素有关,小明和小华利用图1甲所示的压强计进行了如下的实验探究:
(1)压强计是通过观察U形管左右两边液面高度差来比较压强的大小,该研究方法为________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)比较乙、丙两图,小明得出初步结论,在同种液体中,液体的压强随深度的增加而________,因此拦河大坝要做成________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)比较丙、丁两图可知:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。若要使丙、丁两图中U形管中的液面高度差相同,应________(选填“增大”或“减小”)丁图中探头在液体中的深度;
(4)在探究了液体压强的影响因素后,小明计算出海斗一号在10000米处承受的液体压强为________Pa;(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(5)【拓展】小明和小华利用家中的器材制作了一个“潜水器”,如图甲2所示。他们利用电子秤、质量不计的薄壁柱形容器,水、盐水,将潜水器浸没在液体中的不同深度,得到了如图2乙、丙、丁、戊的实验数据。
图丙与图乙相比,容器中液面下降高度为Δh1,图戊与图丁相比,容器中液面下降高度为Δh2,则Δh1________Δh2(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)转换法
(2)增大 上窄下宽
(3)减小
(4)
(5)>
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】(1)转换法是指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。在这个实验中,液体压强的大小不易直接测量,通过U形管左右两边液面高度差来比较压强的大小,将不易测量的压强转换为容易观察和测量的液面高度差,所以该研究方法为转换法。
(2)[1]比较乙、丙两图,液体都是水(同种液体),丙图中探头所处深度更深,U 形管两边液面高度差更大,这表明在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大。
[2]因为液体压强随深度增加而增大,拦河大坝下部受到的压强比上部大,为了能承受更大的压强,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)比较丙、丁两图,丙图是水,丁图是盐水,盐水密度大于水的密度,探头深度相同,丁图U形管液面高度差大,说明在同一深度,液体密度越大,其内部压强越大。若要使丙、丁两图中U形管中的液面高度差相同,由于盐水密度大,根据液体压强公式,在p相同的情况下,ρ越大,h越小,所以应减小丁图中探头在液体中的深度。
(4)海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg,海斗一号在10000米处承受的液体压强为。
(5)图丙与图乙相比,电子秤的示数少了20g,图戊与图丁相比,电子秤的示数也少了20g,即潜水器放入水和盐水中排开液体的质量都减小了20g,因为容器底面积相同,所以
即
即
因为,故。
2.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)如图,是探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲,实验时可以通过压强计U形管两侧液面___________反映液体内部压强的大小;用手按压金属盒上所覆橡皮膜,发现U形管两侧水面升降灵活,说明该装置气密性__________(选填“差”或“良好”);
(2)受此启发,小明在回家后找到一根两端开口的直玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜并浸入水中不同位置,实验现象如图乙所示。由此可初步得出结论:同种液体内部,深度越深,压强越_________;
(3)小华发现,无论利用自制的器材还是利用压强计都无法得出液体压强与深度的定量关系。为了更准确地了解液体压强与液体深度的关系,他利用能进行精确测量的数字式压强传感器做了进一步的探究,分别测量出水中不同深度处的液体压强,并利用软件生成了如图丙所示的图像;
①分析图像可知:当液体密度一定时,液体压强与深度成___________比;
②进一步分析图像可知,压强p与液体深度h的关系式是p=104h(压强p的单位为Pa,深度h的单位为m),该关系式___________(选填“可以”或“不可以”)用于所有液体压强计算。
(4)【拓展】用图装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢加入某种待测液体,直到观察橡皮膜变平,测量如下物理量:
①左侧水面到容器底的深度h1;
②左侧水面到橡皮膜中心的深度h2;
③右侧待测液面到容器底的深度h3;
④右侧待测液面到橡皮膜中心的深度h4;
请你选用合适的物理量推导出待测液体的密度表达式ρ液=___________(用题中字母和ρ水表示)
【答案】(1)高度差 良好
(2)大
(3)正 不可以
(4)
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】(1)[1]压强计通过U形管两侧液面的高度差来显示液体内部压强的大小,高度差越大表示压强越大。
[2]按压橡皮膜时U形管液面反应灵敏,说明装置密封良好,没有漏气现象。
(2)图乙中橡皮膜变形程度随深度增加而增大,说明同种液体内部压强随深度增加而增大。这是液体压强与深度关系的基本结论。
(3)[1]图丙中压强与深度成正比例关系,说明当液体密度一定时,液体压强与深度成正比。
[2]关系式p=10⁴h仅适用于水的压强计算,因为不同液体的密度不同,h前面的系数也不同,计算压强时应使用通用公式p=ρgh。
(4)当橡皮膜变平时,两侧压强相等,即ρ水gh₂=ρ液gh₄
因此
3.(2025·河北省唐山市·二模)小华利用实验室里的液体压强计“探究液体压强规律”的实验,如图甲所示。
(1)液体压强计______(选填“属于”“不属于”)连通器。
(2)实验前,小华用手指轻按液体压强计的橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差几乎不变,则该装置存在的问题是______。
(3)调整好装置后,小华进行实验,并将实验过程中得到的数据记录如下表:
①比较序号为______的三组数据,可得出结论:同种液体,深度相同时,液体内部向各个方向的压强相等;
②比较序号为3、4、5三组数据,可得出结论:在同种液体中,液体的深度越大,液体的压强越______;
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
5.0
2
水
5
朝下
5.0
3
水
5
朝侧面
5.0
4
水
10
朝侧面
10.0
5
水
15
朝侧面
15.0
6
盐水
15
朝侧面
16.8
③比较序号为5、6两组数据,可得出结论:在同一深度,______;
【拓展】完成实验后,小华设计了测量盐水密度的方案,如图乙所示。实验步骤如下:
a.用细线将橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水;
b.在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平,用刻度尺测出管内水面到下管口的距离,盐水面到下管口的距离;
c.盐水的密度为______。
【答案】(1)不属于
(2)漏气
(3)1、2、3 大 液体密度越大,液体压强越大
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】(1)上端开口,底端连通的仪器叫连通器,压强计的左端是密闭的,所以不属于连通器。
(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,观察U形管液面是否有变化,U形管液面不变化,说明装置漏气。
(3)[1] 序号为 1、2、3的三组数据,液体密度相同,液体深度相同,橡皮膜方向不同,压强计液面高度差相等,说明液体内部压强相等,实验得到:同种液体,深度相同时,液体内部向各个方向的压强都相等。
[2] 序号3、4、5的三组数据,液体密度相同,液体越深,压强计液面高度差越大,说明液体内部压强越大,实验得到:同种液体,深度增大,液体内部压强增大。
[3] 序号5、6的两组数据,液体深度相同,液体密度越大,压强计液面高度差越大,说明液体内部压强越大,实验得到:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
[4] 橡皮膜没有形变时,盐水产生向上的压强和水产生向下的压强相等,所以
可得
解得,盐水的密度
4.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,在“探究液体内部压强影响因素”的实验中,小光选用微小压强计和透明圆柱状的容器,容器中分别盛有高度相同的水和浓盐水;
(1)实验中液体压强大小的变化是通过比较______来判断的,下面列举的实验与此研究方法相同的是______(选填“A”、“B”或“C”);
A.探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”
B.用木块被小车撞击后移动的距离来反映动能的大小
C.在探究平面镜成像特点时,用未点燃的蜡烛乙替代点燃的蜡烛甲的像
(2)小光比较图丙、丁两次实验得出结论:液体压强和液体密度有关,同组小华认为这样比较得出结论是不正确的,她的理由是______;
【答案】(1)U形管中两侧液面的高度差 B
(2)没有控制液体的深度相同
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】(1)[1][2]实验中液体压强大小的变化是通过比较 U形管中液面的高度差来判断的,采用了转换法:
A.探究“滑动摩擦力大小与什么因素有关”,采用了控制变量法;
B.用木块被小车撞击后移动的距离来反映动能的大小,采用了转换法;
C.在探究平面镜成像特点时,用未点燃的蜡烛乙替代点燃的蜡烛甲的像,采用了等效替代法。
故选B。
(2)研究液体压强和液体密度有关,要控制深度相同,小光比较图1丙、丁两次实验得出结论:液体压强和液体密度有关,得出结论是不正确的,她的理由是没有控制液体的深度相同。
5.(2025·河北省邢台市·二模)家里洗菜池中没有水时,提起池底排水口的橡皮塞很容易。洗菜池装满水时,提起橡皮塞就要用更大的力,这说明水对池底的橡皮塞有向下的压强。由此小明提出一个值得探究的问题:液体内部压强有什么特点?
(1)观察图甲所示的实验现象,发现高度不同的小孔,水喷射的远近不同,猜想液体压强的大小与______有关;小明到实验室借来了压强计、大烧杯、刻度尺,以及足量的酒精、水和浓盐水();
(2)如图乙所示,小明将探头放入酒精中某一深度不变,转动探头方向,发现U形管中液面高度差Δh不变,由此得出:在同一深度,液体向各个方向的压强______;增大探头在液体中的深度,可以发现Δh变大,由此可知,液体压强随深度的增加而______;
(3)完成实验后,老师提醒小明,液体压强还可能与其他因素有关,于是小明用图丙所示的装置继续实验,依次将探头放在水和浓盐水的不同深度,使U形管中液面高度差Δh与图乙相同,观察探头在这三种液体中的深度,结合(2)的结论,可以得出:液体内部压强的大小与液体的______有关。【拓展】上述实验完成后,小明和兴趣小组同学又研究“浮沉子”的原理。如图甲是“浮沉子”,用力挤压大瓶,小瓶就会下沉,松手后小瓶就会上升直至漂浮。为研究其原理,兴趣小组的同学,将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化模型如图乙所示,此时小瓶内空气柱的高度为h,手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图丙所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为ρ。当小瓶内的空气被压缩时,重力不变,浮力减小,故而______(选填“上浮”或“下沉”),推断乙、丙两图中,“浮沉子”内部空气的密度比为______(用“m、ρ、S、h”表示)。
【答案】深度 相等 增大 密度 下沉
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】[1]如图甲所示,不同的孔液体深度不同,其他因素都相同,所以可以推测液体压强的大小与深度有关。
[2]根据图乙的实验现象可知,在同种液体的同一深度下,转动探头朝向不同方向时,U形管中液面高度差Δh不变,说明在同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
[3]在图乙中,在同种液体中增大探头在液体中的深度,可以发现Δh变大,即液体压强变大,说明在同种液体中,液体压强会随深度的增加而变大。
[4]由对比图乙与图丙的可知,当液体的密度不同时,若想使液体压强相等,液体的深度就要发生变化,这说明液体内部压强的大小与液体的密度有关。
[5]当小瓶内的空气被压缩时,重力不变,排开水的体积减小,浮力减小,所以小瓶会下沉。
[6]图丙中,A处于悬浮状态,则有F浮=G=mg,则由阿基米德原理可得排开水的体积为,图乙中小瓶内空气的体积为V=Sh,而两次空气的质量不变,所以可得乙、丙两图中,“浮沉子”内部空气的密度比为。
探究浮力大小与哪些因素有关
1.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明将溢水杯盛满水,将小桶放在溢水口,将物块(不吸水)逐渐浸入水中直至完全浸没,记录弹簧测力计的拉力并填入表格中,用弹簧测力计测出小桶和水的总重填入表格中,溢水杯的底面积为50cm2。(g取10N/ kg)
实验次数
1
2
3
4
5
物体浸入水中的体积V/cm3
0
20
40
60
80
弹簧测力计示数F/N
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
小桶和水的总重力G/N
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
(1)分析表中数据可得出结论:液体密度一定,___________越大,物体所受的浮力越大;
(2)分析表格数据还能得出的结论是,浸在液体中的物体所受浮力的大小等于___________;
(3)分析表中数据,物块浸没时所受的浮力大小为___________N。物块的密度为___________kg/m3。
(4)完成第5次实验操作后,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1.7N,此操作会使容器底所受液体的压强减小___________Pa。
【拓展】为了测量某实心物块的密度,小红设计了如图的方法进行实验。
①如图甲,将装有适量水的烧杯放在已清零的电子秤上,测出总质量为m1。
②如图乙,将物块轻轻浸没于水中,读出电子秤的示数为m2。
③如图丙,使物块沉于容器底部,读出电子秤的示数为m3。
④此物块密度的表达式________。(用ρ水、m1、m2、m3表示)
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)物体所排开液体的重力
(3)0.8 2.75×103
(4)60
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】(1)由实验数据表中数据分析可得出结论:当液体密度一定时,物体浸入液体中的体积(或物体所排开液体的体积)越大,物体所受的浮力越大。
(2)由表中数据可看出,,分析对比可得,故分析表格数据还能得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体所排开液体的重力。
(3)[1][2]由题意可知,第5次实验时物块浸没,此时,由称重法测浮力可得此时物块所受浮力大小为
所以,物块的密度为
(4)[1]由题意可知,第5次实验操作时,物块所受浮力大小为
完成后用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,使弹簧测力计示数变为1.7N,由称重法测浮力可得此时物块所受浮力大小为
所以,这样的操作使物块所受浮力减小了
又因为溢水杯的底面积为,故物块所受浮力的减小量使容器底所受液体的压强减小量为
[2]结合实验步骤,由甲、乙两图可得:将物块轻轻浸没于水中时,物块所受浮力为……①
由甲、丙两图可得:物块的重力为……②
,解得此物块密度的表达式为
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