内容正文:
2024学年第二学期中学习素养分析
初二年级 物理学科
一、选择题(共6题,每题2分,满分12分)
1. 下列各物理量中,可鉴别物质的是( )
A 质量 B. 密度 C. 体积 D. 压强
2. 一本八年级物理课本平放在水平桌面上,它对桌面的压强大小最接近的是( )
A. 500Pa B. 50Pa C. 5Pa D. 0.5Pa
3. 重为5牛的物体放入盛水容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
A. 一定等于5牛 B. 一定等于3牛 C. 可能等于3牛 D. 可能等于4牛
4. 如图是某同学“探究压力的作用效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A. 通过海绵凹陷程度来反映压力大小,用到科学研究方法是转换法
B. 甲与乙两图研究的是压力的作用效果与重力的关系
C. 若把图丙的海绵换成木板,木板受到的压强小于海绵受到的压强
D. 乙与丙两图对比说明,压力大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
5. 两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平,如图(a)、(b)所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计在甲液体中所受的浮力大 B. 甲液体的密度比乙液体的密度小
C. 密度计排开甲液体的质量大 D. 甲液体对容器底部的压强大
6. 如图所示,圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其中V甲大于V乙,液体对容器底部的压强p甲小于p乙。若从容器内分别抽出部分液体甲和乙,此时,甲、乙对容器底部的压强分别为p甲′、p乙′,甲、乙剩余部分的体积分别为V甲′、V乙′,下列说法正确的是( )
A. 若p甲′小于p乙′,则V甲′一定等于V乙′ B. 若p甲′小于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
C. 若p甲′大于p乙′,则V甲′一定大于V乙′ D. 若p甲′大于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
二、填空题(共7题,第20空2分,其余每空1分,满分21分)
7. 冰的密度为千克/米,其单位读作________,表示________为千克。若冰完全熔化成水,其密度________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8. 物理知识在生活中有广泛的应用。图中属于阿基米德原理应用的是______;属于连通器原理应用的是______;属于大气压强应用的是______(均选填字母)。
9. 著名的______实验证明了大气压强存在且很大;意大利科学家______精确测出了大气压强的值。如图所示,在某地做实验时没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,此地大气压强等于______mm水银柱产生的压强。
10. 如图是演示“流体压强与流速的关系”实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气,由于相同时间内同一管中不同截面处气体流量相同,因此粗管d处和细管e处相比,气体流速较大的是______处,气体压强较大的是______处;此时a、b两管中液面较高的是______管。
11. 如图1所示,“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权的水下滑翔机。“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,从而使得排开水的体积______(选填“增大”“减小”或“不变”),受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力;而图2中传统潜水艇是通过改变______实现在水中的浮潜。
12. 湖北神农架科学考察队在丛林深处松软平整的泥地上发现“野人”行走时留下的新鲜脚印,队员小明用方格纸描下了“野人”的脚印,如图所示,并测出“野人”每只脚的面积约为,脚印深3cm。为了估测“野人”的质量,小明从背包中拿出一个边长为5cm的正方体铝块,放在“野人”脚印旁的相同的水平泥地上,并在铝块上面加岩石块,当铝块陷入泥中的深度也正好为3cm时,用测力计测出铝块和岩石块的总重为75N。此时铝块对水平泥地面的压强为______帕,据此算出“野人”对地面的压力为______牛,野人的质量约为______千克。(保留一位小数)
13. 如图所示的氦气球飞上高空达到一定高度后会发生爆裂。为了解氦气球爆裂的主要原因,小组同学查阅相关资料得知:(a)一定量的密闭气体在外界压强变大时,体积会减小;(b)一般氮气球充气时只充到其极限体积的90%左右,若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积,气球将爆裂;(c)大气压强随海拔高度的变化而变化,在某地上空具体变化关系见下表。
海拔(米)
0
200
400
600
800
1000
大气压强(帕)
1013
98.8
964
94.3
92.1
89.9
(1)分析比较表中数据可知:随着海拔高度的增大,大气压强_________(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)请根据以上信息和所学知识解释氦气球飞上高空达到一定高度后发生爆裂的现象。________。
三、作图题:(本大题共2题,满分5分)
14. 如图所示,重10牛的正方体物块静止于某一斜面上,对斜面的压力为6牛,用力的图示法画出物块对斜面的压力F。
15. 如图所示,细线一端固定于杯底,一端系在木球上。木球被细线拉着静止在盛水的杯中。用力的示意图画出木球所受到的所有的力。
四、综合题:(本大题共5题,满分32分)
16. 体积为2×10-3米3的金属块浸没在水中.求金属块受到的浮力大小F浮.
17. 如图所示,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上.容器甲足够高、底面积为5×10﹣2m2,盛有质量为5 千克的水.圆柱体乙的重力为160 牛.底面积为8×10﹣2m2.
(1)求容器甲内水的体积V水.
(2)求圆柱体乙对水平地面的压强p乙.
(3)若将一物块A 分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等.求物块A 的密度ρA.
18. 如图(a)所示,用纸箱将若干桶装水打包装箱后,放置在水平地面上。箱中每一个桶中都装有体积为4.5×10-3m3、深度为0.3m的水。
(1)求水对桶底的压强;
(2)纸箱侧面有如图(b)所示标识,方框中的数字“2”表示当该纸箱放置在水平地面上时,上表面堆放的最大层数为2层。纸箱底面积为0.1m2,将桶装水打包装箱后,每箱的总重力为200N;
①纸箱按图(c)所示码齐堆放时,求最底层纸箱上表面所受到的压强;
②纸箱按图(d)所示未码齐堆放时,判断最底层纸箱上表面受到的压强与的大小关系,并说明理由。
19. 小华同学探究液体内部压强的特点,具体操作如图所示:
(1)图(a)实验器材名称是______,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”);
(2)图(b)和(c)说明:同种液体,______;
(3)如图(c)和(d)操作可探究液体压强与______关系;
(4)如图(e)操作:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,则水和液体对容器底压强的大小关系是______。(选填“”“”或“”)
20. 如图所示是探究“影响浮力大小因素”的一些实验操作步骤。
(1)由图(a)、(b)和(c)可探究浮力大小与______的关系;
(2)若要探究浮力大小与液体浸没深度的关系,相应的实验操作步骤是图(a)、(c)和(d)。可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体浸没深度______(选填“有”或“无”)关;
(3)若要探究浮力大小与液体密度是否有关,相应的实验操作步骤是图______。已知,分析图中数据可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小随液体密度______;
(4)小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将易拉罐开口向上放入盛水的烧杯中,它漂浮在水面上;
步骤二:将易拉罐捏瘪再放入水中,捏瘪的易拉罐下沉至杯底。
①通过分析可知:步骤一时易拉罐受到的浮力______步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
②于是小组同学得出结论:物体受到的浮力与形状有关。
请分析他们得出错误结论的原因:______。
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2024学年第二学期中学习素养分析
初二年级 物理学科
一、选择题(共6题,每题2分,满分12分)
1. 下列各物理量中,可鉴别物质的是( )
A. 质量 B. 密度 C. 体积 D. 压强
【答案】B
【解析】
【详解】密度是物质的特性,不同物质密度一般不同,可鉴别物质;质量、体积、压强与物质种类无直接专属关系,不能鉴别。
故选B。
2. 一本八年级物理课本平放在水平桌面上,它对桌面的压强大小最接近的是( )
A. 500Pa B. 50Pa C. 5Pa D. 0.5Pa
【答案】B
【解析】
【详解】八年级物理课本质量约为m =0.25kg ,则重力G=mg=0.25kg ×10N/kg =2.5N
课本平放时长约0.25m,宽约0.2m,面积S=0.25m×0.2m=0.05m2
它对桌面的压强
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 重为5牛物体放入盛水容器中,物体漂浮在水面上且溢出3牛的水,物体受到的浮力( )
A. 一定等于5牛 B. 一定等于3牛 C. 可能等于3牛 D. 可能等于4牛
【答案】A
【解析】
【详解】物体漂浮在水面上,物体受到的浮力等于物体的重力,物体重5牛,则受到的浮力一定等于5牛。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4. 如图是某同学“探究压力的作用效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A. 通过海绵凹陷程度来反映压力大小,用到的科学研究方法是转换法
B. 甲与乙两图研究的是压力的作用效果与重力的关系
C. 若把图丙的海绵换成木板,木板受到的压强小于海绵受到的压强
D. 乙与丙两图对比说明,压力大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【答案】D
【解析】
【详解】A.本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,即压强,采用了转换法,故A错误;
B.甲与乙两图中,受力面积相同,压力不同,海绵凹陷程度不同,因此研究的是压力作用效果与压力的关系,故B错误;
C.若把图丙的海绵换成木板,因为压力和受力面积不变,压强也不变,所以木板受到的压强等于海绵受到的压强,故C错误;
D.乙与丙两图对比,压力大小相同,受力面积小的海绵凹陷程度较大,所以说明压力大小一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,故D正确。
故选D。
5. 两个相同的量筒内装有不同的液体甲、乙,将同一支密度计放入两液体中,静止后液面相平,如图(a)、(b)所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计在甲液体中所受的浮力大 B. 甲液体的密度比乙液体的密度小
C. 密度计排开甲液体的质量大 D. 甲液体对容器底部的压强大
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,密度计均漂浮在甲、乙两种液体中,根据物体的浮沉条件可知,密度计受到的浮力等于密度计的重力,所以密度计在甲、乙液体中所受的浮力大小相等,故A错误;
B.由图可知,密度计排开甲液体的体积小于排开乙液体的体积,根据阿基米德原理可知,浮力相同时,,则,故B错误;
C.根据阿基米德原理,浸在液体中的物体所受浮力的大小,等于被物体排开的液体所受的重力,由A分析可知,密度计在甲、乙液体中所受浮力大小相等,即排开液体的重力相等,根据,排开液体的质量也相等,故C错误;
D.由B分析知,甲的密度较大,且静止时液面相平,由得,甲液体对容器底的压强大,由得,两个量筒底面积相同,所以甲液体对容器底的压力大,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其中V甲大于V乙,液体对容器底部的压强p甲小于p乙。若从容器内分别抽出部分液体甲和乙,此时,甲、乙对容器底部的压强分别为p甲′、p乙′,甲、乙剩余部分的体积分别为V甲′、V乙′,下列说法正确的是( )
A. 若p甲′小于p乙′,则V甲′一定等于V乙′ B. 若p甲′小于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
C. 若p甲′大于p乙′,则V甲′一定大于V乙′ D. 若p甲′大于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
【答案】C
【解析】
【详解】由于容器为圆柱形,故
p甲==, p乙==
已知V甲大于V乙,p甲小于p乙,故<;
AB.从容器内分别抽出部分液体甲和乙后,甲、乙对容器底部的压强p甲′=, p乙′=,若p甲′小于p乙′,即<,由于<,故可能大于、等于或小于,故AB错误;
CD.若p甲′大于p乙′,即,由于<,故一定大于,故C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(共7题,第20空2分,其余每空1分,满分21分)
7. 冰的密度为千克/米,其单位读作________,表示________为千克。若冰完全熔化成水,其密度________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 千克每立方米 ②. 每立方米冰的质量 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]单位体积的质量叫做这种物质的密度,冰的密度为0.9×103kg/m3,其单位读作千克每立方米。表示每立方米冰的质量为0.9×103kg。
[3]冰水混合物中,冰位于上方,故水的密度大于冰的密度,若冰完全熔化成水,其密度变大。
8. 物理知识在生活中有广泛的应用。图中属于阿基米德原理应用的是______;属于连通器原理应用的是______;属于大气压强应用的是______(均选填字母)。
【答案】 ①. C ②. A ③. B
【解析】
【详解】[1][2][3]船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游;排脱油烟机是利用流体压强和流速的关系以及大气压的原理制成的,即大气压的知识。 轮船漂浮,利用排开液体的重力等于浮力即阿基米德原理工作的。
综上所述:阿基米德原理应用的是C;属于连通器原理应用的是A;属于大气压强应用的是B。
9. 著名的______实验证明了大气压强存在且很大;意大利科学家______精确测出了大气压强的值。如图所示,在某地做实验时没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,此地大气压强等于______mm水银柱产生的压强。
【答案】 ①. 马德堡半球 ②. 托里拆利 ③. 750
【解析】
【详解】[1]奥托•格里克在德国马德堡市做了著名的马德堡半球实验,马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在。
[2][3]意大利科学家托里拆利在一根1米长的细玻璃管中注入水银倒置在盛有水银的水槽中,托里拆利据此测出了大气压强的值,这就是著名的托里拆利实验。在托里拆利实验中,水银柱的高度差应是竖直高度,而不是水银柱的长度,图中750mm高度才是水银柱的竖直高度差,它产生的压强与大气压大小相等。
10. 如图是演示“流体压强与流速的关系”实验装置,U形管中装有水,直径相同的a、b两管中的水静止时液面相平。如果在右端c处往装置里急吹气,由于相同时间内同一管中不同截面处气体流量相同,因此粗管d处和细管e处相比,气体流速较大的是______处,气体压强较大的是______处;此时a、b两管中液面较高的是______管。
【答案】 ①. e ②. d ③. a
【解析】
【详解】[1][2][3]如果在右端c处往装置里急吹气,由于d处比e处粗,导致d处气流速度小于e的气流速度,e处的气体流速较大,根据流体压强和流速的关系可知,d处气流压强大于e的气流压强,在左右压强差的作用下b管水面下降,a管水面升高,a管液面较高。
11. 如图1所示,“海翼”是由中国科学院沈阳自动化研究所完全自主研发、拥有自主知识产权水下滑翔机。“海翼”配备油囊装置,需要上浮时,油囊会鼓起来,从而使得排开水的体积______(选填“增大”“减小”或“不变”),受到的浮力______(选填“大于”“小于”或“等于”)重力;而图2中传统潜水艇是通过改变______实现在水中的浮潜。
【答案】 ①. 增大 ②. 大于 ③. 自身重力
【解析】
【详解】[1][2]由题意得,“海翼”水下滑翔机配备的油囊鼓起来时,水下滑翔机所排开的水的体积增大,根据阿基米德原理可知,水下滑翔机所受浮力增大,当受到的浮力大于重力时,水下滑翔机就能实现上浮。
[3]传统潜水艇自身的体积不变,浸没在水中时的不变,根据阿基米德原理可知,潜水艇所受浮力不变,但传统潜水艇配备有水箱,用压缩空气排出水箱中的水,自身重力减小,当受到的浮力大于重力时,潜水艇上浮;往水箱中充水,自身重力增大,当受到的浮力小于重力时,潜艇下潜,所以,传统潜水艇是通过改变自身重力实现在水中的浮潜的。
12. 湖北神农架科学考察队在丛林深处松软平整的泥地上发现“野人”行走时留下的新鲜脚印,队员小明用方格纸描下了“野人”的脚印,如图所示,并测出“野人”每只脚的面积约为,脚印深3cm。为了估测“野人”的质量,小明从背包中拿出一个边长为5cm的正方体铝块,放在“野人”脚印旁的相同的水平泥地上,并在铝块上面加岩石块,当铝块陷入泥中的深度也正好为3cm时,用测力计测出铝块和岩石块的总重为75N。此时铝块对水平泥地面的压强为______帕,据此算出“野人”对地面的压力为______牛,野人的质量约为______千克。(保留一位小数)
【答案】 ①. 3×104 ②. 600 ③. 61.2
【解析】
【详解】[1]铝块底面积S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2
铝块和岩石块对地面的压力F=G=75N
当铝块陷入泥中的深度也为3cm时,铝块和岩石块对地面的压强
[2]野人对地面的压强大小等于铝块和岩石块对地面的压强,“野人”对地面的压力F压=pS野人=3×104Pa×200×10-4m2=600N
[3]“野人”的重力等于对地面的压力G野人=F压=600N
“野人”的质量应为
13. 如图所示的氦气球飞上高空达到一定高度后会发生爆裂。为了解氦气球爆裂的主要原因,小组同学查阅相关资料得知:(a)一定量的密闭气体在外界压强变大时,体积会减小;(b)一般氮气球充气时只充到其极限体积的90%左右,若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积,气球将爆裂;(c)大气压强随海拔高度的变化而变化,在某地上空具体变化关系见下表。
海拔(米)
0
200
400
600
800
1000
大气压强(帕)
101.3
98.8
96.4
94.3
921
89.9
(1)分析比较表中数据可知:随着海拔高度的增大,大气压强_________(选填“增大”“不变”或“减小”);
(2)请根据以上信息和所学知识解释氦气球飞上高空达到一定高度后发生爆裂的现象。________。
【答案】(1)减小 (2)见解析
【解析】
【小问1详解】
分析表格数据可知,大气压强的大小受海拔高度的影响,随着海拔升高,大气压强逐渐减小。
【小问2详解】
随着海拔变高,外界压强逐渐减小,气球内气压大于外界气压,会向外膨胀,氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因是大气压强变化导致。
三、作图题:(本大题共2题,满分5分)
14. 如图所示,重10牛的正方体物块静止于某一斜面上,对斜面的压力为6牛,用力的图示法画出物块对斜面的压力F。
【答案】
【解析】
【详解】物块对斜面的压力作用在斜面上,方向垂直于斜面向下;确定好标度后,画出压力为6N,如图所示:
15. 如图所示,细线一端固定于杯底,一端系在木球上。木球被细线拉着静止在盛水的杯中。用力的示意图画出木球所受到的所有的力。
【答案】
【解析】
【详解】木球静止在水中时,受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和沿绳子向下的拉力,且浮力等于木球重力与拉力之和,这三个力如图所示
四、综合题:(本大题共5题,满分32分)
16. 体积为2×10-3米3的金属块浸没在水中.求金属块受到的浮力大小F浮.
【答案】19.6N
【解析】
【详解】金属块浸没水中,则V排=V=2×10-3m3,所以金属块受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×2×10-3m3×9.8N/kg=19.6N.
答:金属块受到的浮力为19.6N.
17. 如图所示,薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上.容器甲足够高、底面积为5×10﹣2m2,盛有质量为5 千克的水.圆柱体乙的重力为160 牛.底面积为8×10﹣2m2.
(1)求容器甲内水的体积V水.
(2)求圆柱体乙对水平地面的压强p乙.
(3)若将一物块A 分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等.求物块A 的密度ρA.
【答案】(1)容器甲内水的体积V水是5×10﹣3m3;
(2)圆柱体乙对水平地面的压强p乙是2000Pa;
(3)物块A 的密度ρA是1.6×103kg/m3
【解析】
【详解】(1)水的体积;
V==5×10﹣3m3;
(2)圆柱体乙置于水平地面上,圆柱体对地面的压力F=G=160N,
圆柱体乙对地面的压强:
p乙==2000Pa;
(3)设物体A的质量为m,由于物块A浸没在容器甲的水中,则水对容器甲底部压强增加量
△p1=ρ水△hg=ρ水g,
由于物块A放在圆柱体乙上表面的中央,则圆柱体乙对地面压强的增加量
△p2=,
已知△p1=△p2,则:
ρ水,
所以物体A的密度:
ρA==1.6×103kg/m3.
答:(1)容器甲内水的体积V水是5×10﹣3m3;
(2)圆柱体乙对水平地面的压强p乙是2000Pa;
(3)物块A 的密度ρA是1.6×103kg/m3.
18. 如图(a)所示,用纸箱将若干桶装水打包装箱后,放置在水平地面上。箱中每一个桶中都装有体积为4.5×10-3m3、深度为0.3m的水。
(1)求水对桶底的压强;
(2)纸箱侧面有如图(b)所示标识,方框中的数字“2”表示当该纸箱放置在水平地面上时,上表面堆放的最大层数为2层。纸箱底面积为0.1m2,将桶装水打包装箱后,每箱的总重力为200N;
①纸箱按图(c)所示码齐堆放时,求最底层纸箱上表面所受到的压强;
②纸箱按图(d)所示未码齐堆放时,判断最底层纸箱上表面受到的压强与的大小关系,并说明理由。
【答案】(1)2940Pa
(2)4×103,,见解析
【解析】
【小问1详解】
水对桶底的压强
【小问2详解】
①最底层纸箱上表面所受到的压强
②纸箱按图(d)所示未码齐堆放时,受力面积变小,但压力大小不变,由可知,压强变大,即pʹ箱>p箱。
19. 小华同学探究液体内部压强的特点,具体操作如图所示:
(1)图(a)实验器材名称是______,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”);
(2)图(b)和(c)说明:同种液体,______;
(3)如图(c)和(d)操作可探究液体压强与______关系;
(4)如图(e)操作:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入另一种液体,直到橡皮膜刚好变平,则水和液体对容器底压强的大小关系是______。(选填“”“”或“”)
【答案】(1) ①. 压强计 ②. 不漏气
(2)深度越大,压强越大
(3)液体密度 (4)
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由题意可知,通常是利用压强计来探究液体内部压强特点的,所以图(a)实验器材名称是压强计,检查其气密性的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,则说明该装置不漏气,如果U形管中液面几乎不变,则说明该装置漏气。
【小问2详解】
对比图(b)和(c)可知,相同的液体,图(c)中压强计的探头所处深度较大,根据压强计U形管两侧液面的高度差也较大,说明探头所处位置的压强较大,由此可得出结论:同种液体,深度越大,压强越大。
【小问3详解】
对比图(c)和(d)可知,压强计的探头所处深度相同,图(d)中的液体为盐水,密度较大,根据压强计U形管两侧液面的高度差也较大,说明探头所处位置的压强较大,由此可得出结论:在液体内部同一深度,液体的密度越大,压强越大;所以,图(c)和(d)的操作可探究液体压强与液体密度的关系。
【小问4详解】
设橡皮膜在水和另一种液体中的深度分别为和,由图(e)可知,,由题意可知,当橡皮膜刚好相平时,两液体在橡皮膜两侧的压强相等,即,根据液体压强公式展开得
解得,因为从橡皮膜所在位置到容器底距离相等,所以,根据液体压强公式可知,这一段两液体所产生的压强大小为
由此可得,以橡皮膜的位置为界,橡皮膜所在位置以上两种液体的压强大小关系为:
橡皮膜所在位置以下到容器底部,两种液体的压强大小关系为:
水对容器底的压强为
液体对容器底的压强为
则对比可知,水和液体对容器底压强的大小关系是
20. 如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。
(1)由图(a)、(b)和(c)可探究浮力大小与______的关系;
(2)若要探究浮力大小与液体浸没深度的关系,相应的实验操作步骤是图(a)、(c)和(d)。可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体浸没深度______(选填“有”或“无”)关;
(3)若要探究浮力大小与液体密度是否有关,相应的实验操作步骤是图______。已知,分析图中数据可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小随液体密度______;
(4)小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将易拉罐开口向上放入盛水的烧杯中,它漂浮在水面上;
步骤二:将易拉罐捏瘪再放入水中,捏瘪的易拉罐下沉至杯底。
①通过分析可知:步骤一时易拉罐受到的浮力______步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
②于是小组同学得出结论:物体受到的浮力与形状有关。
请分析他们得出错误结论的原因:______。
【答案】(1)排开液体体积大小
(2)无 (3) ①. (a)、(c)和(e) ②. 增大而增大
(4) ①. 大于 ②. 没有控制变量,易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化
【解析】
【小问1详解】
分析比较(a)、(b)和(c)三图,在同种液体中,物体浸入水中体积越大,测力计的示数越小,根据称重法可知,物体受到浮力越大,可得出结论:物体所受浮力的大小与排开液体体积大小有关。
【小问2详解】
根据图(a)、(c)和(d),物体浸没在同种液体中,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,测力计的示数相同,根据称重法,物体受到的浮力相等,可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体浸没深度无关。
【小问3详解】
[1][2]若要探究浮力大小与液体密度是否有关,根据控制变量法,需控制物体排开液体的体积相同,液体密度不同,相应的实验操作步骤是图(a)、(c)和(e),由步骤图以及称重法可知,物体浸没在盐水中受到的浮力较大,由于,可得出初步结论:浸没在液体中的物体受到的浮力大小随液体密度增大而增大。
【小问4详解】
[1]通过分析可知,步骤一时漂浮,浮力等于重力,而下沉时浮力小于重力,故步骤一时易拉罐受到的浮力大于步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力。
[2]探究物体受到的浮力与其形状的关系,应控制液体的密度及物体排开液体的体积相同,由于压瘪后排开液体的体积减小,故不符合控制变量法,得出错误结论。
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