第七章 压强(实验题30道)-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练(2024鲁科版五四学制)
2026-03-10
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理鲁科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第七章 压强 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 19.99 MB |
| 发布时间 | 2026-03-10 |
| 更新时间 | 2026-03-10 |
| 作者 | 安信教研 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56750752.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第七章 压强(实验题30道)
1.小明参加了学校的“生活物理实验室”,他和小组成员张丽一起利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”,他们进行了以下的实验操作:
(1)压强计是通过U形管中左右液面高度差来反映液体压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置________ (填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明在使用压强计时发现,U形管两边液面不平齐,如A图所示,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压________(选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压,接下来小明的操作是________;
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)为了探究液体压强与液体密度的关系,应选择 ________ 两图;
(4)张丽改装了液体压强计,将U形管的两端分别连接了软管和探头,如图E所示。当两探头置于空气中时,U行管的液面是齐平的。甲、乙两容器内装有密度分别为ρ甲、ρ乙的液体,现将两个探头分别置于两容器的液体中。当探头深度相同时,U形管的液面位置如图E所示,则ρ甲>ρ乙。为了使得U形管液面再次平齐,张丽调整了探头在液体中的深度,当U形管液面再次平齐后,一旁的王红测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙。若用h甲、h乙和ρ乙表示ρ甲,则ρ甲=____________________ 。
2.小刚同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小刚发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来正确的调节方法是___________(填正确选项前的字母)。实验中液体内部压强的大小是通过U形管两侧液面的___________来反映。
A.取下橡皮管,重新进行安装 B.将U形管右侧高出部分的液体倒出
(2)调试完成后,开始进行实验,图乙中保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强___________。
(3)通过比较乙、丙两图得出结论:同种液体,___________越大,压强越大。
(4)小刚还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他保持图丙中探头的位置不变,向烧杯中多次加盐水(液体未溢出),发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论.他的结论是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_____________。
(5)实验中小刚发现,探头在水和某液体中的相同深度处,U形管两边液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,其中能使U形管两边液面高度差对比更明显的是___________。(填正确选项前的字母)
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换成密度更小的液体
3.小阳在“探究流体压强与流速的关系”的实验中,当打开水龙头阀门时,观察与横管C相连的细玻璃管A和B中液柱的高度如图所示。
(1)该探究问题中的自变量是________。
(2)已知水管C中较细的地方水的流速快,由实验现象可知水中流速快的地方压强________。
4.小华利用微小压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,实验前小华没有按压橡皮膜时,微小压强计U形管两侧液面就存在高度差,接下来的操作是______(填选项)。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)正确操作后,小华将探头放入水中,如图乙所示,接下来她保持探头放入水中的深度不变,只改变探头的朝向,观察到U形管两侧液面高度差不变,说明在同一液体、同一深度,各个方向的液体压强大小______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)分析图中______两次的实验现象,得出结论:在同一液体中,深度越深,压强越______。
(4)分析图丙、丁两次的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的______越大,压强越大。
(5)小华在本次实验中运用的研究方法有______(写出一个即可)。
5.如图所示,是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验前检查形管压强计的气密性时,小沙发现不论怎样按压橡皮膜,形管两边液面始终相平,表明其气密性_____;压强计上的U形管_____(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)实验前发现形管左右两侧水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是__________(填字母);
A.从形管内向外倒出适量水
B.拆除软管后重新安装
(3)如图乙所示,保持金属盒深度不变,转动金属盒的方向,形管两侧水面的高度差_____,说明_____,液体向各个方向压强相等。
(4)比较图中的乙和丙,可以得到;液体的压强与_____有关。比较_____两图,可以得到液体的压强与液体密度有关;
(5)如图丙所示,测得U形管压强计中左右两侧液面的高度差为,该装置_____(选填“能”或“不能”)直接测出液体压强的大小;
(6)用图戊所示的装置可以测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,两侧液体对橡皮膜的作用效果_____。测得左侧水到橡皮膜中心的深度和右侧待测液体到橡皮膜中心的深度,请你推导出待测液体密度的表达式为_____(用、和表示)。
6.如图甲、乙、丙所示,小明利用矿泉水瓶、海绵等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察___________来比较压力作用效果的;
(2)比较图C、D、E所示实验,可得出结论:受力面积相同时,___________越大,压力的作用效果越明显。通过比较图___________(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用第二个结论的是___________;
A.图钉的一端做得很尖 B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包的背带做得又宽又大 D.压路机的碾子很重
(3)将整矿泉水瓶放置在砖块上(如图A)时,砖块受到的压强p1;放置在海绵上(如图B)时,海绵受到压强p2,则两次压强的大小关系为p1___________p2(选填“>”“<”或“=”下同)。若将两瓶泉水瓶并排放置在地面上(如图F)时,对地面的压强为p3,则p1___________p3。
7.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律。
(1)用手按压探头的橡皮膜,压强计U形管两侧液面不产生高度差,原因可是______;分析甲、乙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而______;
(2)玲玲保持乙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是______。
8.在探究“水的沸腾”的实验中,当水温升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止读数,部分数据记录如下表:
(1)某次数据没有记录,当时温度计示数如图甲所示,请将漏填的数据填在表格内:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水的温度/℃
90
92
94
___________
98
98
98
98
98
(2)如图乙中的四个图表示的是水在沸腾前后持续加热过程中出现的四个现象,请按它们出现的先后顺序排列起来:___________。
(3)根据表中实验数据可知,当时的大气压可能___________(选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压。
(4)将酒精灯移开停止对水加热,小明仔细观察,发现水还能继续沸腾一会儿,请你帮他分析其原因可能是___________。
(5)如图丙中a图线(实线部分)是小明同学记录的水的温度随时间的变化图像。若其他条件不变,只将烧杯中的水多加一些,则水的温度与实践的关系图线正确的是___________。
A.a B.b C.c D.d
9.在探究水沸腾时具有什么特征的实验中,从水温接近90℃时开始计时,每隔1min记录一次温度,其数据如表所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/℃
85
87
89
92
94
96
97
93
98
98
98
(1)由表中的实验数据可知:水的沸点为______℃;
(2)当水的温度达到沸点后,继续给水加热,水的温度______;(选填“升高”、“不变”或“降低”)此时,水面上方的气压______(选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压。
10.为了探究“液体压强与哪些因素有关”,A、B两个实验小组分别采用如图所示甲、乙两种装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,水的密度为1.0×103kg/m3。请回答下列问题:
(1)如图甲所示是U形管压强计,实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)分析丙、 丁,得出结论:在深度相同时,液体的_______越大,压强越大;分析丁、戊可知,液体压强的大小与液体________有关。
(3)橡皮膜在同种液体、同一深度处时,为了使U形管内左右液面高度差增大一点,可以采取的措施是_________;
A.改用内径更细的U形管
B.改用更长的U形管
C.U形管中换用密度更小的液体
(4)在正确操作后,小明把压强计的金属盒从图戊盐水中取出。静置较长一段时间后,盐水中的部分水分蒸发到空气中后导致液面明显下降,盐水的密度会变大。那么此时盐水对容器底所产生的压强将________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(5)小明再用图己所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,测出左侧水面到容器底的深度9cm,右侧待测液体到容器底的深度 10cm;已知橡皮膜距容器底的深度为5cm,则待测液体密度为ρ液=_______kg/m3。
11.物理课上,小立同学利用压强计“探究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验中,通过观察_______________来判断探头处水的压强的大小。压强计______________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两边液面如图甲所示的情景,则实验装置可能出现了______________问题;
(3)排除故障后,小立进行了图乙、丙、丁三次实验。分析______________两图的实验现象,可得出结论:同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而______________;
(4)分析丙、丁两图的实验现象,可得出结论:在深度相同时,液体的______________越大,压强越大。
12.小延利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,进行了如图所示的实验。
(1)根据甲、乙两图中实验现象,可知探头在A烧杯和B烧杯中所受压强大小关系为pA______pB (选填“>”“=”或“<”),由此可知液体内部的压强与______有关。
(2)小庆认为乙、丙两图所示的实验不能说明液体内部的压强与液体的密度有关,原因是______。
13.在探究“沸腾的规律”的实验中:
(1)如图(a)(b)所示,图__________是水沸腾时的情况;
(2)当水温上升到90℃时,每隔30s记录一次温度,然后作出温度与时间的图像,如图(c)所示。从图像可知,水沸腾时的温度是__________℃,由此可以判断出当地的大气压__________1标准大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”实际上是__________(选填“小冰晶”、“小水滴”或“水蒸气”);
(3)用质量为m1的水做实验绘制的温度随时间变化的图像如图(d)中的a,若用质量为m2的水做实验,得到的图像可能是图丁中的__________(选填b/c/d);
(4)实验即将结束,细心的李利同学发现:移开酒精灯,水马上停止沸腾。这说明沸腾过程中需要继续__________但温度__________。通过这个实验,李莉终于明白妈妈用炉火炖老母鸡时,在沸腾后总是__________(填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
14.利用小桌、海绵、砝码等器材探究“影响压力作用效果的因素”,实验过程如图所示。
(1)实验中通过观察海绵的_________来比较压力作用效果强弱,这种物理研究方法称为_____________法。
(2)比较______两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。下列事例中,直接应用这一结论的是______(填数字序号)。
①课桌四角的边缘设计成圆弧形状,取代之前较窄的直角形状
②茶壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③航行中的两艘船要避免并驾齐驱,以免发生相互靠近并碰撞的事故
15.在做“研究液体内部的压强”实验时,同学们设计了如图所示的实验探究方案,图甲、乙、丁中探头在液体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面的高度差的大小关系是
(1)实验中液体内部的压强的大小是通过___________来反映的;U形管___________(填“是”或“不是”)一个连通器模型。
(2)使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液面能灵活升降,则说明装置___________(选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法___________(填序号)进行调节。
①从U形管内倒出适量的水 ②拆除软管重新安装 ③向U形管内加适量的水
(3)分析图甲和图___________两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)小明通过分析图丙和图丁两次实验数据认为图丁烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是不可靠的,因为___________。
(5)分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向___________的压强大小关系。
【拓展实验】
(6)①小明用图戊所示的容器来探究液体内部的压强是否跟深度、液体的密度有关,则图己中的现象正确的是___________。
②如图己D所示,要使橡皮膜恢复原状,应进行的操作是___________。此时分别测出橡皮膜在水和盐水中所处的深度h1、h₂。
③测得盐水的密度为ρ=___________(水的密度为ρ水,用测量符号表示)。
16.小明将两个铅棒底面削平紧压在一起,一段时间后,两铅棒就会结合起来,如图所示。在铅棒下悬挂一个5kg的重物不能把两铅棒拉开。小明得出结论:两铅棒没被重物拉开,主要是因为铅棒分子之间存在引力的作用。小伟则认为:两铅棒没被重物拉开,主要是靠大气压强的作用。请你设计一个实验验证小伟的说法是否正确。
(1)补充器材:______。
(2)实验步骤:______。
(3)实验结论:______。
17.小爱看到“纸飞机比赛”中,纸飞机大小、形状各异,通过对比取得优异成绩同学的纸飞机,将不同之处划分为机翅面积和机身夹角,如图所示,对飞机飞行距离的影响因素进行了实验:
①制作其他形状相同,机身夹角不同的纸飞机试飞;
②制作其他形状相同,机翅面积不同的纸飞机试飞。
(1)小爱将每个纸飞机用最大力气水平掷出,重复3次实验,记录纸飞机飞出的______(选填“最大”或“平均”)距离作为最终实验数据,得到多组实验记录数据如表所示:
实验序号
机翅面积S/cm2
机身夹角θ/°
飞行距离s/m
1
55
5
9.6
2
55
10
12.4
3
55
15
13.1
4
85
10
15.7
5
95
10
16.3
(2)通过分析1、2、3三次实验数据,可初步得出结论:纸飞机飞行的距离与机身夹角______(选填“有关”或“无关”)。根据______(填实验序号)三次实验数据可知,在适当范围内,其他条件一定,机翅面积越大,纸飞机飞行距离越______(选填“远”或“近”)。
18.根据图所示实验回答下列问题。
如图所示,将一个两端开口的塑料筒倾斜放置,下端对着盘内的乒乓球,用吹风机向塑料筒上端开口处吹气,乒乓球会像“炮弹”一样射出。这说明空气流速越快,压强越_______(选填“大”或“小”)。请写出一个日常生活中运用此原理的实例:_________;
19.在做“探究大气压强存在”的实验时,小英将酒精棉点燃放入瓶中,将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示。发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小青不同意这个观点,她认为瓶中空气受热后瓶内的气体减少,瓶中空气稀薄,对鸡蛋的托力变小,鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。请设计实验验证谁的观点是对的:
(1)实验步骤:______;
(2)实验结论:______。
20.小天按如图所示实验来探究液体内部压强的规律。
(1)实验中,液体内部压强的大小是通过U形管___________来反映的,运用了___________的研究方法;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲所示。选出其调节的方法是_______(填字母),使U形管左右两侧的液面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装 C.向U形管中加入适量的水
(3)比较图乙和丙,可以得到结论:___________;
(4)实验结束后,小明猜想:液体的压强可能与容器形状有关,然后他用不同容器进行实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小天的猜想是___________(选填“正确”或“错误”)的;
(5)如果所用的压强计U形管中可选择装:A .染色的酒精、B.染色的水、C.水银三者中的一种液体,为使实验现象更明显,小天应该选择___________(选填字母)装入U形管中。(ρ酒精<ρ水<ρ水银)
21.按要求完成下列填空;
(1)最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家_____________,在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为________cm;
(2)科技小组利用如图所示方法估测大气压值,该实验的原理是________;实验时将蘸水的吸盘放在平滑玻璃板上,用力挤压吸盘,这样做的目的是________;
(3)实验步骤:
A.量出吸盘与玻璃板接触面的直径d;
B.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数为F;
C.则计算大气压的值可表示为p=________。(用测量的物理量表示)
(4)科技小组又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向____________都有压强;
(5)如果实验过程中小明所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,则他________(选填“能”或“不能”)测出大气压的大小。(设大气压约为1.0×105Pa)。
22.现在家庭装修为了简约美观,不再往墙上钉钉子,而是采用真空吸盘挂钩,既美观又耐用,它是凭借什么紧紧吸附在光滑的墙壁上的呢?实际上,它利用的就是大气压强。小明想利用一个带挂钩的吸盘测量当地的大气压强,请你帮他设计实验方案。
实验器材:___________;
实验步骤:___________;
实验结论:___________。
23.夏天傍晚很容易被蚊子叮咬,我们知道蚊子的口器对皮肤的压力并不大,但由于口器十分尖锐,因而能轻易刺穿皮肤,该现象激发了小明的好奇心,他想通过实验验证压力的作用效果跟受力面积的关系,请你帮他选取合适的生活用品,设计实验并得出结论。
(1)实验器材:_____;
(2)实验步骤:_____;
(3)实验现象及结论:_____。
24.小强去海边旅游,发现海边的沙滩上留下了两排深浅不同的脚印,如图所示。他“深的脚印一定是体重大的人留下的”。请你设计一个实验证明小强的猜想是错误的。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
25.利用图甲所示器材可进行液体压强的相关实验。
(1)将压强计的探头放入水中,下列做法一定能使U形管两边液面的高度差增加的是______;
A.将探头向上移动一段距离
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头放在浓盐水中(浓盐水密度大于水)
(2)观察图乙的三次实验,发现液体内部压强与______无关;
(3)小明将图乙的水换成浓盐水重复实验,他观察到深度相同时,压强计U形管两边液面的高度差变得更______,说明液体压强与液体的______有关。
26.小华日常生活中发现有些桥是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,但是很少见到有桥梁路面是下凹的凹形桥。于是通过AI检索资料得知“中国桥梁类型丰富多样,按照形状和结构分类,最常见的四种类型分别是:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。”这引起了她的思考:凹形桥很少是不是因为汽车通过桥时对它的压力与其他桥不一样呢?小华选择了拱桥和凹形桥进行比较。
小华将汽车通过拱桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图b所示的模型,让遥控小车模拟汽车过桥(遥控小车通过轨道时不会压坏轨道)。A点是拱桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面,汽车通过时压力传感器就显示出对桥面压力的大小了。小华猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的重力、过桥的速度大小等因素有关。
请回答下列问题:
(1)当遥控小车静止在B点时,遥控小车对桥的压力和桥对遥控小车的支持力是一对________,遥控小车受到的重力和桥对遥控小车的支持力是一对________。(上两空都选填“平衡力”或“相互作用力”)
(2)当遥控小车在拱桥上匀速前进时,判断遥控小车处于________状态(选填“平衡”或“非平衡”)。
(3)实验时,小华让遥控小车在轨道上通过A、B两点,收集到压力传感器显示的数据如下表所示。
实验次序
速度
遥控小车的重力
遥控小车对拱桥点的压力
遥控小车对凹形桥点的压力
1
2.00
1.80
2.40
2
2.00
1.60
2.80
3
2.00
1.50
3.00
4
3.00
2.70
3.60
5
3.00
2.40
4.20
6
3.00
2.25
4.50
①分析第________次实验数据,可以得出结论:遥控小车对桥面的压力与遥控小车的速度有关。
②分析第1、4次实验数据可以得出结论:遥控小车对桥面的压力与遥控小车的________有关;
③一辆小轿车质量为2t,四个车轮与地面的总接触面积为0.04m²,当小轿车以速度通过凹形桥B点时,小轿车对B点的压强是多少?________(当速度相同时,小轿车对B点的压力与重力成正比,g取10N/kg,写出必要的解题过程)
④根据数据分析,小华得出结论,当一定质量的汽车分别以相同速度通过拱桥和凹形桥时,________(选填“拱桥”或“凹形桥”)更容易被损坏。
凹形桥也就是因为力学劣势和工程经济性不足(成本高、通行不便)所以比较少见,而拱形桥通过分散载荷和降低压力,成为更优选择。
27.小刚准备了桶、轻质吸盘、细绳(质量忽略不计)、玻璃板、细沙这些器材来粗略测量大气压的值。
(1)先将玻璃板固定在水平面上,再用力将吸盘紧压在玻璃上,这一步骤的目的是___________;测出此时吸盘的直径并算出面积记为S;
(2)将空桶用细线挂在吸盘上,此时它们都处于静止状态(如图所示),吸盘受到的绳子拉力和吸盘受到的大气压力___________一对平衡力(选填“是”或“不是”);
(3)将细沙逐步加入桶内,直到吸盘刚好脱落,测出此时___________的总重力记为G,从而算出大气压的值;
(4)细心的同学发现随着装的重物变多,吸盘向内收缩,导致测得的大气压的值___________。
28.如图所示是某同学探究“液体内部压强特点”的实验。
(1)该实验是通过观察_______来反映橡皮膜所受液体压强大小的。
(2)实验前,该同学进行了如图甲所示的操作,用手按压探头处的橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差是否发生变化,他这样做的目的是__________。操作结束后他还发现探头处的橡皮膜处于空气中时,U形管两侧的液面有高度差,则接下来需要进行的操作是__________
A.直接从U形管中液面高的一侧倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(3)该同学正确进行实验,在图甲装置的实验中,他将压强计的探头置于水下某一深度保持不变,将探头转向各个方向,且在同一深度向各个方向移动,发现U形管中液面的高度差都不发生变化,这说明_______
(4)对比图_______可知,在不同液体的同一深度,液体的密度越大,产生的压强越大。
(5)对比图乙、丙可知,在同种液体中,_______,压强越大。依据此结论,在建设拦河大坝时要建成_______(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(6)图戊是该同学新设计的探究液体压强特点的实验装置,他往容器的左右两侧分别加入A、B两种液体,当橡皮膜不发生形变时两侧液体的液面情况如图戊所示,由图可知,A液体的密度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)B液体的密度。
29.为测量一盒新的粉笔在水平桌面上产生的压强p,请你设计实验。
(1)实验器材:_________;
(2)实验步骤:_________;
(3)写出压强p的表达式(用实验步骤中直接测得物理量的字母):_______。
30.请你利用生活中的物品设计一个小实验,探究“压力作用效果与受力面积的关系”。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤及现象:______;
(3)实验结论:______。
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第7章 压强(实验题30道)
1.小明参加了学校的“生活物理实验室”,他和小组成员张丽一起利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”,他们进行了以下的实验操作:
(1)压强计是通过U形管中左右液面高度差来反映液体压强大小的。使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置________ (填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明在使用压强计时发现,U形管两边液面不平齐,如A图所示,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压________(选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压,接下来小明的操作是________;
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)为了探究液体压强与液体密度的关系,应选择 ________ 两图;
(4)张丽改装了液体压强计,将U形管的两端分别连接了软管和探头,如图E所示。当两探头置于空气中时,U行管的液面是齐平的。甲、乙两容器内装有密度分别为ρ甲、ρ乙的液体,现将两个探头分别置于两容器的液体中。当探头深度相同时,U形管的液面位置如图E所示,则ρ甲>ρ乙。为了使得U形管液面再次平齐,张丽调整了探头在液体中的深度,当U形管液面再次平齐后,一旁的王红测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙。若用h甲、h乙和ρ乙表示ρ甲,则ρ甲=____________________ 。
【答案】(1)不漏气
(2) 大于 B
(3)C、D
(4)
【详解】(1)
压强计是通过U形管中液面的高度差来反应被测压强的大小;若U形管中液体能灵活升降,用手轻轻按压几下橡皮膜,则说明装置不漏气。
(2)[1]根据管中液面的高度关系比较出管中液面上方气压的关系;U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;
[2]使用压强计前若U形管两边液面不平齐时,可以拆掉软管重新安装,使两侧液面上方气体压强相等。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。C、D两图中探头所处深度相同,U形管液面高度差不同,可以用来液体的压强与液体密度的关系。
(4)
当U形管再次平齐后,左右探头所受压强相等ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,解得。
2.小刚同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小刚发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来正确的调节方法是___________(填正确选项前的字母)。实验中液体内部压强的大小是通过U形管两侧液面的___________来反映。
A.取下橡皮管,重新进行安装 B.将U形管右侧高出部分的液体倒出
(2)调试完成后,开始进行实验,图乙中保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强___________。
(3)通过比较乙、丙两图得出结论:同种液体,___________越大,压强越大。
(4)小刚还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他保持图丙中探头的位置不变,向烧杯中多次加盐水(液体未溢出),发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论.他的结论是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是_____________。
(5)实验中小刚发现,探头在水和某液体中的相同深度处,U形管两边液面的高度差对比不明显,于是做了一些改进,其中能使U形管两边液面高度差对比更明显的是___________。(填正确选项前的字母)
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换成密度更小的液体
【答案】(1) A 高度差
(2)大小相等
(3)深度
(4) 错误 没有控制液体的深度相同
(5)B
【详解】(1)[1]U形管在使用前,液面存在高度差,只能通过重新安装U形管的方式进行液面的调整。故A正确,B错误。
故选A。
[2]实验中液面高度差来反映液体内部的压强差。
(2)实验中,改变探头的方位,液面的高度差值不变,所以在液体内部同一深度,向各个方向的压强相同。
(3)乙丙两图的变量为浸入液体的深度,且深度越大,液面差越大,所以同种液体,深度越大,压强越大。
(4)[1][2]该结论错误,原因是向烧杯中多次加盐水,液体的密度和液体的深度均发生变化,变量不唯一。
(5)高度差不明显,根据p=ρgh计算可知,可以增加液体的密度差,即U形管中换成密度更小的液体,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
3.小阳在“探究流体压强与流速的关系”的实验中,当打开水龙头阀门时,观察与横管C相连的细玻璃管A和B中液柱的高度如图所示。
(1)该探究问题中的自变量是________。
(2)已知水管C中较细的地方水的流速快,由实验现象可知水中流速快的地方压强________。
【答案】(1)流体流速
(2)小
【详解】(1)[1]探究流体压强与流速的关系实验中,探究问题中的自变量是水的流速即流体流速;
(2)[1]在流量一定时,管子越细,水的流速就越大,压强就越小,液柱越低,表明流速慢的地方压强大,流速快的地方压强小。
4.小华利用微小压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,实验前小华没有按压橡皮膜时,微小压强计U形管两侧液面就存在高度差,接下来的操作是______(填选项)。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)正确操作后,小华将探头放入水中,如图乙所示,接下来她保持探头放入水中的深度不变,只改变探头的朝向,观察到U形管两侧液面高度差不变,说明在同一液体、同一深度,各个方向的液体压强大小______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)分析图中______两次的实验现象,得出结论:在同一液体中,深度越深,压强越______。
(4)分析图丙、丁两次的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的______越大,压强越大。
(5)小华在本次实验中运用的研究方法有______(写出一个即可)。
【答案】(1)B
(2)相等
(3) 乙、丙 大
(4)密度
(5)控制变量法(或转换法)
【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AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)如图乙所示,将探头浸入水中某一深度处并保持在该位置不变,改变探头的方向,可以发现U形管两侧液面高度差不变,表明在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。
(3)[1][2]分析图乙和图丙的实验现象,液体密度相同,深度不同,U形管两侧液面高度差不同,且深度越深,高度差越大,得出的结论是:同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)分析图丙、丁两次的实验现象,保证探头所处的深度相同,液体的密度不同,U形管两侧液面高度差不同,且液体的密度越大,高度差越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)本实验采用的主要研究方法是控制变量法:①探究深度影响时控制液体种类相同;②探究液体密度影响时控制深度相同。(或转换法:通过观察U形管两侧液面高度差的变化来比较压强的大小)
5.如图所示,是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验前检查形管压强计的气密性时,小沙发现不论怎样按压橡皮膜,形管两边液面始终相平,表明其气密性_____;压强计上的U形管_____(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)实验前发现形管左右两侧水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是__________(填字母);
A.从形管内向外倒出适量水
B.拆除软管后重新安装
(3)如图乙所示,保持金属盒深度不变,转动金属盒的方向,形管两侧水面的高度差_____,说明_____,液体向各个方向压强相等。
(4)比较图中的乙和丙,可以得到;液体的压强与_____有关。比较_____两图,可以得到液体的压强与液体密度有关;
(5)如图丙所示,测得U形管压强计中左右两侧液面的高度差为,该装置_____(选填“能”或“不能”)直接测出液体压强的大小;
(6)用图戊所示的装置可以测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,两侧液体对橡皮膜的作用效果_____。测得左侧水到橡皮膜中心的深度和右侧待测液体到橡皮膜中心的深度,请你推导出待测液体密度的表达式为_____(用、和表示)。
【答案】(1) 不好 不是
(2)B
(3) 不变 在同一液体同一深度
(4) 深度 丙、丁
(5)不能
(6) 相互抵消
【详解】(1)[1]不论怎样按压橡皮膜,U形管两边液面始终相平,表明其气密性不好。
[2]上端开口、下部相连通的容器叫连通器。压强计上的U形管一端开口、一端封闭,不属于连通器。
(2)当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面是相平的。若U形管中的液面出现了高度差就说明软管中的气体压强大于大气压,若使U形管中液面相平,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,U形管中的液面就是相平的,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[1][2]在图乙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差将不变,说明在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(4)[1]由图乙、丙两实验可知,液体密度不变,只改变浸入深度,可以探究液体压强与深度的关系。
[2]探究液体内部压强与液体密度的关系时,要控制其他条件不变,即控制液体的深度相同,改变液体密度,所以应该选择丙、丁两次实验。
(5)根据液体压强p=ρ液gh可得,橡皮管内气体的压强与大气压之差为p=ρ红墨水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa
所以该装置能间接测出液体压强的大小,不能直接测出液体压强的大小。
(6)[1]当橡皮膜变平时,两侧液体对橡皮膜的作用效果相同,说明两侧液体产生的压强相同,即两侧液体对橡皮膜的作用效果相互抵消。
[2]根据水和待测液体产生压强相同,故有ρ水gh1=ρgh2
可推导出该待测液体密度的表达式
6.如图甲、乙、丙所示,小明利用矿泉水瓶、海绵等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察___________来比较压力作用效果的;
(2)比较图C、D、E所示实验,可得出结论:受力面积相同时,___________越大,压力的作用效果越明显。通过比较图___________(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用第二个结论的是___________;
A.图钉的一端做得很尖 B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包的背带做得又宽又大 D.压路机的碾子很重
(3)将整矿泉水瓶放置在砖块上(如图A)时,砖块受到的压强p1;放置在海绵上(如图B)时,海绵受到压强p2,则两次压强的大小关系为p1___________p2(选填“>”“<”或“=”下同)。若将两瓶泉水瓶并排放置在地面上(如图F)时,对地面的压强为p3,则p1___________p3。
【答案】(1)海绵凹陷的深度
(2) 压力 B、C A
(3) = =
【详解】(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,为转换法。
(2)[1]比较图C、D、E所示实验可知,受力面积相同,C中压力最大,海绵的凹陷程度最大,即压力作用效果最明显,故可得出结论:受力的面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[2]比较图B、C所示实验可知,压力相同,C的受力面积较小,海绵的凹陷程度最大,故可得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[3]A.图钉的一端做得很尖是在压力一定时减小受力面积,增大压力作用效果的,应用了此原理,故A符合题意;
B.交通管理部门规定,严禁货车超载是在受力面积一定时,减小压力,减小压力作用效果的,没有用到此原理,故B不符合题意;
C.书包带做得较宽是在压力一定时增大受力面积,减小压力作用效果的,没有应用了此原理,故C不符合题意;
D.压路机的碾子很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增加压力作用效果的,故D不符合题意。
故选A。
(3)[1]将整矿泉水瓶放置在砖块上(如图A)时,砖块受到的压强p1;放置在海绵上(如图B)时,海绵受到压强p2 ,因压力和受力面积相同,则两次压强的大小相等。
[2]若将两瓶泉水瓶并排放置在地面上(如图F)时,对地面的压强为p3,因压力变为原来的2倍,受力面积也变为原来的2倍,根据可得,压强不变,即p1=p3。
7.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律。
(1)用手按压探头的橡皮膜,压强计U形管两侧液面不产生高度差,原因可是______;分析甲、乙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而______;
(2)玲玲保持乙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是______。
【答案】 装置漏气 增大 没有控制探头在液体中的深度相同
【详解】(1)[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,用手按压探头的橡皮膜,压强计U形管两侧液面不产生高度差,则说明该装置漏气。
[2]比较甲、乙两图可知,液体密度相同,探头放入水中深度越深,U形管中两侧液面高度差越大,故得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
(2)[3]研究液体压强与密度的关系,根据控制变量法,要控制液体的深度相同;保持乙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制探头在液体中的深度相同,故结论不可靠。
8.在探究“水的沸腾”的实验中,当水温升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止读数,部分数据记录如下表:
(1)某次数据没有记录,当时温度计示数如图甲所示,请将漏填的数据填在表格内:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水的温度/℃
90
92
94
___________
98
98
98
98
98
(2)如图乙中的四个图表示的是水在沸腾前后持续加热过程中出现的四个现象,请按它们出现的先后顺序排列起来:___________。
(3)根据表中实验数据可知,当时的大气压可能___________(选填“高于”、“等于”或“低于”)1标准大气压。
(4)将酒精灯移开停止对水加热,小明仔细观察,发现水还能继续沸腾一会儿,请你帮他分析其原因可能是___________。
(5)如图丙中a图线(实线部分)是小明同学记录的水的温度随时间的变化图像。若其他条件不变,只将烧杯中的水多加一些,则水的温度与实践的关系图线正确的是___________。
A.a B.b C.c D.d
【答案】(1)96
(2)BADC
(3)低于
(4)石棉网的余温可以继续加热
(5)C
【详解】(1)由图甲得,温度计的分度值为1℃,示数为96℃。
(2)水加热过程中,水温逐渐增大,产生的水蒸气逐渐增多,高温水蒸气上升时液化成的小水珠更多,所以,水面上方的白雾逐渐增多;水沸腾前,产生的气泡上升过程中逐渐减小;水沸腾时,产生的气泡上升过程中逐渐增大,故图乙中先后出现的顺序为BADC。
(3)气压越大,水的沸点越高,1标准大气压下水的沸点为100℃。水沸腾过程中温度保持沸点不变,由表格中数据得,实验中水的沸点为98℃,则当时的大气压可能低于1标准大气压。
(4)将酒精灯移开停止对水加热,石棉网的温度高于水的沸点,石棉网的余温可以继续对水进行加热,因此水还能继续沸腾一会儿。
(5)如图丙中a图线(实线部分)是小明同学记录的水的温度随时间的变化图像。若其他条件不变,只将烧杯中的水多加一些,水的沸点不变,水需要吸收更多热量,水加热到沸腾的时间变长,则水的温度与实践的关系图线正确的是c,故ABD错误,C正确。
故选C。
9.在探究水沸腾时具有什么特征的实验中,从水温接近90℃时开始计时,每隔1min记录一次温度,其数据如表所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/℃
85
87
89
92
94
96
97
93
98
98
98
(1)由表中的实验数据可知:水的沸点为______℃;
(2)当水的温度达到沸点后,继续给水加热,水的温度______;(选填“升高”、“不变”或“降低”)此时,水面上方的气压______(选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压。
【答案】 98 不变 低于
【详解】(1)[1]水沸腾时保持不变的温度称为沸点,由表中数据可知,水持续吸热后温度最终保持在98℃不变,所以水的沸点为98℃。
(2)[2][3]观察表中数据,水达到沸点之后,继续加热,温度不变。因为液体的沸点和气压有关,气压越低,沸点越低;此时水的沸点低于100℃,故此时气压低于一个标准大气压。
10.为了探究“液体压强与哪些因素有关”,A、B两个实验小组分别采用如图所示甲、乙两种装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,水的密度为1.0×103kg/m3。请回答下列问题:
(1)如图甲所示是U形管压强计,实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)分析丙、 丁,得出结论:在深度相同时,液体的_______越大,压强越大;分析丁、戊可知,液体压强的大小与液体________有关。
(3)橡皮膜在同种液体、同一深度处时,为了使U形管内左右液面高度差增大一点,可以采取的措施是_________;
A.改用内径更细的U形管
B.改用更长的U形管
C.U形管中换用密度更小的液体
(4)在正确操作后,小明把压强计的金属盒从图戊盐水中取出。静置较长一段时间后,盐水中的部分水分蒸发到空气中后导致液面明显下降,盐水的密度会变大。那么此时盐水对容器底所产生的压强将________(选填“变大”或“变小”或“不变”)。
(5)小明再用图己所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,测出左侧水面到容器底的深度9cm,右侧待测液体到容器底的深度 10cm;已知橡皮膜距容器底的深度为5cm,则待测液体密度为ρ液=_______kg/m3。
【答案】(1)不漏气
(2) 密度 深度
(3)C
(4)变小
(5) 0.8×103
【详解】(1) 使用压强计前,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管液面升降灵活,说明该装置不漏气。
(2) [1]由丙、丁两次实验可知,液体深度相同,液体密度不同,液面高度差不同,丁中液体密度大,液面高度差大,说明在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
[2]由丁、戊两次实验可知,液体密度相同,深度不同,液面高度差不同,产生的压强不同,探究的是液体压强的大小与液体深度有关。
(3)液体压强一定时,根据p=ρgh,密度越小,高度差越大,故应改用密度小的液体,从而增大U形管内液面高度差;改用内径更细的U形管或改用更长的U形管,对液体的深度和密度没有影响,不能使U形管内左右液面高度差增大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)因为盐水中水分蒸发,所以容器中水减少,而盐的质量不变,故使得每升水中盐的质量增加,盐水的密度变大;因为容器为规则柱体,所以容器底部所受压力等于盐水的重力,由于水分蒸发,盐水的重力减小,对容器底压力减小,根据可知,液体对容器底的压强变小。
(5)在左侧加入适量的水,右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,故左右两边受到压强相等,即ρ水g(H1-h)=ρ液g(H2-h)
则待测液体密度
11.物理课上,小立同学利用压强计“探究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验中,通过观察_______________来判断探头处水的压强的大小。压强计______________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)当他将金属盒浸没于水中后,发现U形管两边液面如图甲所示的情景,则实验装置可能出现了______________问题;
(3)排除故障后,小立进行了图乙、丙、丁三次实验。分析______________两图的实验现象,可得出结论:同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而______________;
(4)分析丙、丁两图的实验现象,可得出结论:在深度相同时,液体的______________越大,压强越大。
【答案】(1) U形管两边液面的高度差 不属于
(2)漏气
(3) 乙、丙 增大
(4)密度
【详解】(1)[1]实验中运用转换法通过观察U形管液面的高度差来表示。
[2]压强计左端不开口,因此不属于连通器。
(2)图甲中,U形管液面的高度差不变,则说明该装置漏气。
(3)[1][2]乙、丙两次实验中,液体的密度相同,深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,压强越大,因此可得结论为:同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(4)丙、丁两图中液体的密度不同,深度相同,盐水中U形管液面的高度差大,则说明在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
12.小延利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,进行了如图所示的实验。
(1)根据甲、乙两图中实验现象,可知探头在A烧杯和B烧杯中所受压强大小关系为pA______pB (选填“>”“=”或“<”),由此可知液体内部的压强与______有关。
(2)小庆认为乙、丙两图所示的实验不能说明液体内部的压强与液体的密度有关,原因是______。
【答案】(1) < 液体深度
(2)没有控制液体深度相同
【详解】(1)[1][2]根据甲、乙两图可知,液体的密度相同,探头所在深度不同,甲中U形管液面的高度差要小于乙中U形管液面的高度差,这说明处的压强小于处的压强,即、两处的压强不相等,由此可得液体内部的压强与液体深度有关。
(2)要探究液体内部的压强与液体密度的关系,应控制液体的深度相同,使液体的密度不同;由乙、丙两图可知,液体密度和深度都不同,根据控制变量法可知,不能说明液体内部的压强与液体密度有关。
13.在探究“沸腾的规律”的实验中:
(1)如图(a)(b)所示,图__________是水沸腾时的情况;
(2)当水温上升到90℃时,每隔30s记录一次温度,然后作出温度与时间的图像,如图(c)所示。从图像可知,水沸腾时的温度是__________℃,由此可以判断出当地的大气压__________1标准大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)。水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”实际上是__________(选填“小冰晶”、“小水滴”或“水蒸气”);
(3)用质量为m1的水做实验绘制的温度随时间变化的图像如图(d)中的a,若用质量为m2的水做实验,得到的图像可能是图丁中的__________(选填b/c/d);
(4)实验即将结束,细心的李利同学发现:移开酒精灯,水马上停止沸腾。这说明沸腾过程中需要继续__________但温度__________。通过这个实验,李莉终于明白妈妈用炉火炖老母鸡时,在沸腾后总是__________(填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
【答案】 (a) 98 小于 小水滴 c 吸收热量 保持不变 调为小火
【详解】(1)[1]水沸腾时,气泡中的水蒸气在上升的过程中越来越多,气泡的体积越来越大,故图(a)是水沸腾时的情况。
(2)[2]由图(c)可知,水在120s以后不断吸收热量,温度保持98℃不变,所以水沸腾时的温度是98℃。
[3]1标准大气压下,水的沸点是100℃。98℃低于100℃,气压越低,沸点越低,则此时气压小于1个标准大气压。
[4]水沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”实际上是水蒸气遇冷液化而成的小水滴。
(3)[5]水的质量多少会影响水加热至沸腾的时间,但不会影响水沸腾时的温度,所以用质量为m1的水做实验绘制的温度随时间变化的图像如图(d)中的a,若用质量为m2的水做实验,得到的图像可能是图丁中的c。
(4)[6][7]移开酒精灯,水马上停止沸腾,说明水沸腾时需要继续吸收热量的,但是温度保持不变。
[8]在炖老母鸡汤沸腾前用大火,可以减少将汤加热至沸腾的时间;汤沸腾后,即使调为小火,汤仍能吸收热量而持续,而水沸腾时的温度是保持不变的,所以不论保持大火还是调为小火,老母鸡从汤中吸收的热量是相同的,即使用大火和使用小火,将老母鸡煮熟的时间是基本一致的;而调为小火可以节省燃料,所以调为小火更为合理。
14.利用小桌、海绵、砝码等器材探究“影响压力作用效果的因素”,实验过程如图所示。
(1)实验中通过观察海绵的_________来比较压力作用效果强弱,这种物理研究方法称为_____________法。
(2)比较______两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。下列事例中,直接应用这一结论的是______(填数字序号)。
①课桌四角的边缘设计成圆弧形状,取代之前较窄的直角形状
②茶壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③航行中的两艘船要避免并驾齐驱,以免发生相互靠近并碰撞的事故
【答案】(1) 凹陷程度 转换
(2) 乙、丙 ①
【详解】(1)[1][2]本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。
(2)[1]要得出“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”的实验结论,应控制压力相同,受力面积不同,图中乙、丙两组实验符合要求。
[2]①课桌四角的边缘设计成圆弧形状,增大了受力面积,从而减小压强,应用了“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”这一实验结论,故①符合题意;
②茶壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度是利用了连通器原理,故②不符合题意;
③航行中的两艘船要避免并驾齐驱,以免发生相互靠近并碰撞,这运用了流体压强与流速关系的物理知识,故③不符合题意。
故选①
15.在做“研究液体内部的压强”实验时,同学们设计了如图所示的实验探究方案,图甲、乙、丁中探头在液体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面的高度差的大小关系是
(1)实验中液体内部的压强的大小是通过___________来反映的;U形管___________(填“是”或“不是”)一个连通器模型。
(2)使用压强计前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液面能灵活升降,则说明装置___________(选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法___________(填序号)进行调节。
①从U形管内倒出适量的水 ②拆除软管重新安装 ③向U形管内加适量的水
(3)分析图甲和图___________两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)小明通过分析图丙和图丁两次实验数据认为图丁烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是不可靠的,因为___________。
(5)分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向___________的压强大小关系。
【拓展实验】
(6)①小明用图戊所示的容器来探究液体内部的压强是否跟深度、液体的密度有关,则图己中的现象正确的是___________。
②如图己D所示,要使橡皮膜恢复原状,应进行的操作是___________。此时分别测出橡皮膜在水和盐水中所处的深度h1、h₂。
③测得盐水的密度为ρ=___________(水的密度为ρ水,用测量符号表示)。
【答案】(1) U形管两侧液面的高度差 不是
(2) 不漏气 ②
(3)丙
(4)没有控制探头浸入液体中的深度相等
(5)不同方向
(6) D 向容器左侧加水/减少容器右侧盐水
【详解】(1)[1]在实验中,压强计的金属盒受到液体的压强作用,通过橡皮膜传递到U形管中,导致U形管两侧液面出现高度差,液面高度差越大,说明液体内部的压强越大,这种通过转换法将不易直接测量的压强转化为可观察的液面高度差的方法,是物理学中常用的实验方法之一。
[2]连通器是指上端开口、底部连通的容器,液体在连通器中静止时,各容器中的液面高度相同,而压强计的U形管虽然在结构上类似于连通器,但其一端与探头相连,并未开口,因此不属于连通器。
(2)[1]使用压强计时,首先需要确保装置的气密性良好,否则会影响实验结果的准确性。用手轻轻按压几下橡皮膜,观察U形管中液面是否能够灵活升降,如果液面能够灵活升降,说明装置不漏气;如果液面几乎不变或变化很小,则说明装置漏气,这是由于当装置不漏气时,按压橡皮膜会形成压强差,使U形管两侧液面发生明显变化;而如果装置漏气,气体与外界相通,液面变化不明显。
[2]如果在使用压强计前,发现U形管两侧液面存在高度差,说明左右两侧的气体压强不相等,可能是由于安装不当或气密性问题导致的,正确的调节方法是拆除胶管重新安装,这样可以确保U形管两侧的气体压强重新平衡,使液面恢复水平。
(3)图甲和图丙的实验条件相同,即液体种类相同(同种液体),探头方向相同,但深度不同,因此,通过比较这两组数据,可以得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)在实验过程中没有控制探头浸入液体中的深度相等,那么高度差的变化可能是由于深度增加导致的,而不是由于液体密度的增加,因此,他得出的结论是不可靠的。
(5)在图甲和图乙中,探头在同种液体中的深度相同,但方向不同(如向上、向下、向左、向右等),而U形管两侧液面的高度差保持不变,这表明在同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强是相等的。
(6)[1]根据题目描述,图戊中的容器中间用隔板分成左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当橡皮膜两侧所受的压强不同时,其形状会发生改变。如果左右两侧都是水,深度相同,橡皮膜是平的;如果深度不同,深度大的,压强大,橡皮膜会向左侧凸出;如果左侧是水,右侧是盐水,且深度相同,则由于盐水的密度大于水,右侧的压强更大,橡皮膜会向左侧凸出;如果左侧是盐水,右侧是水,且深度相同,则左侧的压强更大,橡皮膜会向右侧凸出,因此,图己中的现象应为:橡皮膜向左侧凸出,表示右侧(盐水)的压强更大,故选D。
[2]在图D中,橡皮膜已经发生了形变,说明两侧的压强不相等,要使橡皮膜恢复原状,需要使两侧的压强相等,两侧液体的密度不同,可以通过向容器左侧加水(或减少容器右侧盐水),使两侧的压强相等,从而恢复橡皮膜的原状。
[3]在图D中,当橡皮膜恢复原状时,两侧的压强相等,根据液体压强的公式,左侧水的压强为
右侧盐水的压强为
由于两侧压强相等,因此有
解得,盐水的密度为
16.小明将两个铅棒底面削平紧压在一起,一段时间后,两铅棒就会结合起来,如图所示。在铅棒下悬挂一个5kg的重物不能把两铅棒拉开。小明得出结论:两铅棒没被重物拉开,主要是因为铅棒分子之间存在引力的作用。小伟则认为:两铅棒没被重物拉开,主要是靠大气压强的作用。请你设计一个实验验证小伟的说法是否正确。
(1)补充器材:______。
(2)实验步骤:______。
(3)实验结论:______。
【答案】 见解析 见解析 见解析
【详解】(1)[1]小伟则认为:两铅棒没被重物拉开,主要是靠大气压强的作用,要验证小伟的说法可以人为创造一个真空环境,观察两铅棒是否被重物拉开,所以补充器材是真空罩和抽气机。
(2)[2]实验步骤:将两个已对接的铅棒挂在真空罩的顶部,铅棒下悬挂着5kg的重物,用抽气机持续向外抽气,观察两铅棒是否被重物拉开。
(3)[3]用抽气机持续向外抽气后,发现两铅棒始终不会被重物拉开,说明两铅棒没被重物拉开,不是靠大气压强作用。
17.小爱看到“纸飞机比赛”中,纸飞机大小、形状各异,通过对比取得优异成绩同学的纸飞机,将不同之处划分为机翅面积和机身夹角,如图所示,对飞机飞行距离的影响因素进行了实验:
①制作其他形状相同,机身夹角不同的纸飞机试飞;
②制作其他形状相同,机翅面积不同的纸飞机试飞。
(1)小爱将每个纸飞机用最大力气水平掷出,重复3次实验,记录纸飞机飞出的______(选填“最大”或“平均”)距离作为最终实验数据,得到多组实验记录数据如表所示:
实验序号
机翅面积S/cm2
机身夹角θ/°
飞行距离s/m
1
55
5
9.6
2
55
10
12.4
3
55
15
13.1
4
85
10
15.7
5
95
10
16.3
(2)通过分析1、2、3三次实验数据,可初步得出结论:纸飞机飞行的距离与机身夹角______(选填“有关”或“无关”)。根据______(填实验序号)三次实验数据可知,在适当范围内,其他条件一定,机翅面积越大,纸飞机飞行距离越______(选填“远”或“近”)。
【答案】(1)最大
(2) 有关 2、4、5 远
【详解】(1)折叠多组不同规格的纸飞机,将每个纸飞机用最大力气水平掷出,重复多次实验,记录纸飞机飞出的最大距离作为最终实验数据,因为比赛时就是比较最大距离。
(2)[1]由控制变量法可知,实验1、2、3,三次实验时,机翅面积相同,机身夹角不同,纸飞机飞行的最大距离不同,说明纸飞机飞行的最大距离与机身夹角有关。
[2][3]根据控制变量法可知,由实验2、4、5可知,机身夹角相同,机翅面积越大,纸飞机飞行的最大距离越远。
18.根据图所示实验回答下列问题。
如图所示,将一个两端开口的塑料筒倾斜放置,下端对着盘内的乒乓球,用吹风机向塑料筒上端开口处吹气,乒乓球会像“炮弹”一样射出。这说明空气流速越快,压强越_______(选填“大”或“小”)。请写出一个日常生活中运用此原理的实例:_________;
【答案】 小 飞机的机翼
【详解】[1][2]用吹风机向塑料筒上端开口处吹气,塑料筒上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,产生向上的压强差,将乒乓球吸入塑料筒中射出。生活中飞机的机翼就是靠机翼上下表面空气流速不同获得升力。
19.在做“探究大气压强存在”的实验时,小英将酒精棉点燃放入瓶中,将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示。发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小青不同意这个观点,她认为瓶中空气受热后瓶内的气体减少,瓶中空气稀薄,对鸡蛋的托力变小,鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。请设计实验验证谁的观点是对的:
(1)实验步骤:______;
(2)实验结论:______。
【答案】 见解析 见解析
【详解】(1)[1]由于重力的方向是竖直向下的,可以将瓶口向下,若鸡蛋依然能被吸入瓶中,则不是重力的作用,所以实验步骤:将酒精棉点燃放入瓶中,手拿着瓶子使瓶口向下,再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口。
(2)[2]实验结论:若鸡蛋照样“被吞入”瓶中,由于重力方向是竖直向下的,鸡蛋向上运动,鸡蛋受的重力对鸡蛋进瓶没有帮助,鸡蛋完全是在大气压作用下进入瓶中的,则小英的观点是正确的;若鸡蛋没有“被吞入”瓶中则小青的观点是正确的。
20.小天按如图所示实验来探究液体内部压强的规律。
(1)实验中,液体内部压强的大小是通过U形管___________来反映的,运用了___________的研究方法;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲所示。选出其调节的方法是_______(填字母),使U形管左右两侧的液面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装 C.向U形管中加入适量的水
(3)比较图乙和丙,可以得到结论:___________;
(4)实验结束后,小明猜想:液体的压强可能与容器形状有关,然后他用不同容器进行实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小天的猜想是___________(选填“正确”或“错误”)的;
(5)如果所用的压强计U形管中可选择装:A .染色的酒精、B.染色的水、C.水银三者中的一种液体,为使实验现象更明显,小天应该选择___________(选填字母)装入U形管中。(ρ酒精<ρ水<ρ水银)
【答案】(1) 液面高度差 转换法
(2)B
(3)同种液体,深度越大,液体的压强越大
(4)错误
(5)A
【详解】(1)[1][2]当探头受到压强时,它通过中软管中的气体对U形管中左侧液体产生压强。探头受到压强不同,对管中液体压强不同,两管中液面高度差不同,故通过两管中液面高度差可以比较压强大小。这是转换法。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,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,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)探头在水中深度越大,U形管中液面高度差就越大,说明同种液体中,深度越大,液压就越大。
(4)丁戊相比,容器形状不同,其他情况完全相同,且U形管中液面高度差相同,这说明液压与容器形状无关。说明小天的猜想是错误的。
(5)在待测液压一定时,根据可知,管中液体密度越小,液面高度差越大,实验现象越明显。故选择酒精。
21.按要求完成下列填空;
(1)最早精确测出大气压强的数值的是意大利科学家_____________,在标准大气压下他测得管内外水银面高度差为________cm;
(2)科技小组利用如图所示方法估测大气压值,该实验的原理是________;实验时将蘸水的吸盘放在平滑玻璃板上,用力挤压吸盘,这样做的目的是________;
(3)实验步骤:
A.量出吸盘与玻璃板接触面的直径d;
B.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面,记录弹簧测力计的示数为F;
C.则计算大气压的值可表示为p=________。(用测量的物理量表示)
(4)科技小组又把玻璃板分别斜放、立放,使弹簧测力计向不同方向拉吸盘,也都测出了大气压的值,这说明大气向____________都有压强;
(5)如果实验过程中小明所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,则他________(选填“能”或“不能”)测出大气压的大小。(设大气压约为1.0×105Pa)。
【答案】(1) 托里拆利 76
(2) p= 排出吸盘内空气
(3)
(4)各个方向
(5)不能
【详解】(1)[1][2]1643年意大利科学家托里拆利做了著名的“托里拆利实验”,最早精准测出了大气压的数值,在标准大气压下他测得管内外水银面的高度差为。
(2)[1][2]利用如图所示方法估测大气压值时,利用了二力平衡的知识,即用力挤压吸盘,排出里面的空气,使里面接近真空,此时外界大气压把吸盘紧压在了玻璃上,当用弹簧测力计刚好拉出吸盘时,拉力刚好等于大气压产生的压力;然后测出吸盘的直径,通过计算得到吸盘表面积;根据计算即可得到大气压值,即实验原理是。
(3)忽略吸盘的重力,吸盘受到向上的拉力和向下的大气压力,这两个力是一对平衡力,所以
根据上式可解得大气压强为
(4)玻璃板分别斜放、立放时,弹簧测力计向相同的方向拉吸盘,均有大气压,说明大气向各个方向都有压强。
(5)拉力
拉力大于弹簧测力计的最大测量值,所以,他不能使用该弹簧测力计测出大气压的大小。
22.现在家庭装修为了简约美观,不再往墙上钉钉子,而是采用真空吸盘挂钩,既美观又耐用,它是凭借什么紧紧吸附在光滑的墙壁上的呢?实际上,它利用的就是大气压强。小明想利用一个带挂钩的吸盘测量当地的大气压强,请你帮他设计实验方案。
实验器材:___________;
实验步骤:___________;
实验结论:___________。
【答案】 弹簧测力计、刻度尺、带钩的吸盘 见解析 见解析
【详解】[1]把吸盘按压在光滑的墙壁上,排出吸盘内的空气,用弹簧测力计沿与墙壁垂直的方向向外拉吸盘,刚好把吸盘拉开时,大气对吸盘的压力等于弹簧测力计的拉力;用刻度尺测出吸盘直径,算出面积,根据公式就可以计算出大气压强。所以需要的器材有弹簧测力计、刻度尺、带钩的吸盘。
[2]①将带挂钩的吸盘用力按压在竖直的光滑墙壁上,排尽空气;
②用刻度尺测出吸盘与墙壁接触面的直径d;
③用弹簧测力计勾着吸盘挂钩沿水平方向缓慢拉吸盘,当吸盘刚被拉脱时记录弹簧测力计的示数F。
[3]吸盘的面积为
所以大气压强为
23.夏天傍晚很容易被蚊子叮咬,我们知道蚊子的口器对皮肤的压力并不大,但由于口器十分尖锐,因而能轻易刺穿皮肤,该现象激发了小明的好奇心,他想通过实验验证压力的作用效果跟受力面积的关系,请你帮他选取合适的生活用品,设计实验并得出结论。
(1)实验器材:_____;
(2)实验步骤:_____;
(3)实验现象及结论:_____。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)见解析
【详解】(1)根据实验探究内容,选择的实验器材为:矿泉水瓶子、水、一块海绵。
(2)实验步骤为:①拿一个矿泉水瓶子,在瓶子内装入适量的水,盖上瓶盖,将瓶子正立放置在海绵上,观察海绵的凹陷程度;
②将瓶子倒置在海绵上,再次观察海绵的凹陷程度。
(3)实验现象及结论:若瓶子倒置时,海绵凹陷程度更明显,说明在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
若瓶子倒置与正立时,海绵的凹陷程度相同,则说明压力的作用效果与受力面积无关;
若瓶子正立时,海绵凹陷程度更明显,说明在压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越明显。
24.小强去海边旅游,发现海边的沙滩上留下了两排深浅不同的脚印,如图所示。他“深的脚印一定是体重大的人留下的”。请你设计一个实验证明小强的猜想是错误的。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤:______;
(3)实验结论:______。
【答案】 海绵、带盖的矿泉水瓶、水 见解析 见解析
【详解】(1)[1](2)[2](3)[3]脚印的深浅反应了压力的作用效果,也就是压强,影响压强的因素是压力和受力面积。题目中小强的猜想“深的脚印一定是体重大的人留下的”,没有考虑到受力面积这个因素,因此可以设计一个实验证明,压力的作用效果与受力面积有关,即可证明小强的猜想是错误的。控制压力大小相同,改变受力面积的大小。可以选择海绵、带盖的矿泉水瓶、水来进行实验,然后在矿泉水瓶中装入适量的水,拧紧盖子,把矿泉水瓶瓶底朝下放在海绵上,观察海绵的凹陷程度;再把矿泉水瓶瓶口朝下放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。可以观察到,第二次海绵的凹陷程度大于第一次海绵的凹陷程度,说明小强的猜想是错误的。
25.利用图甲所示器材可进行液体压强的相关实验。
(1)将压强计的探头放入水中,下列做法一定能使U形管两边液面的高度差增加的是______;
A.将探头向上移动一段距离
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头放在浓盐水中(浓盐水密度大于水)
(2)观察图乙的三次实验,发现液体内部压强与______无关;
(3)小明将图乙的水换成浓盐水重复实验,他观察到深度相同时,压强计U形管两边液面的高度差变得更______,说明液体压强与液体的______有关。
【答案】(1)C
(2)容器形状
(3) 大 密度
【详解】(1)A.将探头向上移动一段距离,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差减小,故A不符合题意;
B.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原处转动180°不会影响压强的大小,故B不符合题意;
C.将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故C符合题意;
D.将探头放在食盐水中的同样深度处,液体的密度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,此题没有说明深度相同,不能判断压强大小,故D不符合题意。
故选C。
(2)观察乙图的三次实验,同为水液体密度相同,深度相同,只有容器的形状不同,并且U形管中液面的高度差也相同,这说明:液体压强与盛放液体的容器形状无关。
(3)将水换成浓盐水后,密度增大,发现深度相同时,根据,液体压强增大,因此压强计U形管两边液面的高度差会变大,由于深度不同,这一现象说明液体压强与液体的密度有关。
26.小华日常生活中发现有些桥是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,但是很少见到有桥梁路面是下凹的凹形桥。于是通过AI检索资料得知“中国桥梁类型丰富多样,按照形状和结构分类,最常见的四种类型分别是:梁桥、拱桥、悬索桥、斜拉桥。”这引起了她的思考:凹形桥很少是不是因为汽车通过桥时对它的压力与其他桥不一样呢?小华选择了拱桥和凹形桥进行比较。
小华将汽车通过拱桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图b所示的模型,让遥控小车模拟汽车过桥(遥控小车通过轨道时不会压坏轨道)。A点是拱桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面,汽车通过时压力传感器就显示出对桥面压力的大小了。小华猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的重力、过桥的速度大小等因素有关。
请回答下列问题:
(1)当遥控小车静止在B点时,遥控小车对桥的压力和桥对遥控小车的支持力是一对________,遥控小车受到的重力和桥对遥控小车的支持力是一对________。(上两空都选填“平衡力”或“相互作用力”)
(2)当遥控小车在拱桥上匀速前进时,判断遥控小车处于________状态(选填“平衡”或“非平衡”)。
(3)实验时,小华让遥控小车在轨道上通过A、B两点,收集到压力传感器显示的数据如下表所示。
实验次序
速度
遥控小车的重力
遥控小车对拱桥点的压力
遥控小车对凹形桥点的压力
1
2.00
1.80
2.40
2
2.00
1.60
2.80
3
2.00
1.50
3.00
4
3.00
2.70
3.60
5
3.00
2.40
4.20
6
3.00
2.25
4.50
①分析第________次实验数据,可以得出结论:遥控小车对桥面的压力与遥控小车的速度有关。
②分析第1、4次实验数据可以得出结论:遥控小车对桥面的压力与遥控小车的________有关;
③一辆小轿车质量为2t,四个车轮与地面的总接触面积为0.04m²,当小轿车以速度通过凹形桥B点时,小轿车对B点的压强是多少?________(当速度相同时,小轿车对B点的压力与重力成正比,g取10N/kg,写出必要的解题过程)
④根据数据分析,小华得出结论,当一定质量的汽车分别以相同速度通过拱桥和凹形桥时,________(选填“拱桥”或“凹形桥”)更容易被损坏。
凹形桥也就是因为力学劣势和工程经济性不足(成本高、通行不便)所以比较少见,而拱形桥通过分散载荷和降低压力,成为更优选择。
【答案】(1) 相互作用力 平衡力
(2)非平衡
(3) 1、2、3/4、5、6 重力 凹形桥
【详解】(1)[1]小车对桥的压力与桥对小车的支持力:作用在不同物体上,大小相等、方向相反,是一对相互作用力。
[2]小车受到的重力与桥对小车的支持力:作用在同一物体上,大小相等、方向相反,是一对平衡力。
(2)小车做曲线运动,速度方向不断变化;平衡状态为静止或匀速直线运动,都是速度大小和方向不变的运动,小车的速度方向时刻变化,所以小车处于非平衡状态。
(3)[1]根据控制变量法可知,需要控制小车重力相同(2.00N 或3.00N),改变速度v1、v2、v3,比较F1、F2变化。例如第1、2、3次实验:拱桥A点:速度增大,压力F1从1.80N降到1.50N;凹形桥B点:速度增大,压力F2从2.40N升到3.00N;说明压力与速度有关。
[2]分析数据可知:第1次实验:G=2.00N,F1=1.80N,F2=2.40N。第4次:G=3.00 N,F1=2.70 N,F2=3.60N。速度相同,重力增大1.5倍,压力也增大1.5倍,所以压力与重力有关。
[3]当速度为v1时,压力与重力成正比。由第1次实验数据:小车G0=2.00N,凹形桥F20=2.40N,比例
所以轿车对凹形桥压力
轿车对凹形桥的压强
[4]由数据可知:凹形桥B点压F2>G,拱桥A点压力F1<G;压力大则桥面受力大,更容易损坏,所以凹形桥更容易损坏。
27.小刚准备了桶、轻质吸盘、细绳(质量忽略不计)、玻璃板、细沙这些器材来粗略测量大气压的值。
(1)先将玻璃板固定在水平面上,再用力将吸盘紧压在玻璃上,这一步骤的目的是___________;测出此时吸盘的直径并算出面积记为S;
(2)将空桶用细线挂在吸盘上,此时它们都处于静止状态(如图所示),吸盘受到的绳子拉力和吸盘受到的大气压力___________一对平衡力(选填“是”或“不是”);
(3)将细沙逐步加入桶内,直到吸盘刚好脱落,测出此时___________的总重力记为G,从而算出大气压的值;
(4)细心的同学发现随着装的重物变多,吸盘向内收缩,导致测得的大气压的值___________。
【答案】(1)排尽筒内空气
(2)不是
(3)吸盘和桶以及细沙
(4)变小
【详解】(1)用力将吸盘紧压在玻璃上,目的是为了排尽空气,使吸盘内接近真空,从而让大气压将吸盘紧压在玻璃板上。
(2)吸盘处于静止状态,除受到绳子的拉力和大气压力外,还受到自身竖直向下的重力,所以绳子的拉力和大气压力大小不相等,不是一对平衡力。
(3)当吸盘刚好脱落时,吸盘和桶以及细沙的总重力与大气对吸盘的压力大小相等,因此需测吸盘和桶以及细沙的总重力G,再通过计算大气压。
(4)吸盘向内收缩,会使吸盘与玻璃板的实际接触面积S变小,但计算时仍用原面积,根据,S偏大则计算出的大气压值偏小。
28.如图所示是某同学探究“液体内部压强特点”的实验。
(1)该实验是通过观察_______来反映橡皮膜所受液体压强大小的。
(2)实验前,该同学进行了如图甲所示的操作,用手按压探头处的橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差是否发生变化,他这样做的目的是__________。操作结束后他还发现探头处的橡皮膜处于空气中时,U形管两侧的液面有高度差,则接下来需要进行的操作是__________
A.直接从U形管中液面高的一侧倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(3)该同学正确进行实验,在图甲装置的实验中,他将压强计的探头置于水下某一深度保持不变,将探头转向各个方向,且在同一深度向各个方向移动,发现U形管中液面的高度差都不发生变化,这说明_______
(4)对比图_______可知,在不同液体的同一深度,液体的密度越大,产生的压强越大。
(5)对比图乙、丙可知,在同种液体中,_______,压强越大。依据此结论,在建设拦河大坝时要建成_______(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(6)图戊是该同学新设计的探究液体压强特点的实验装置,他往容器的左右两侧分别加入A、B两种液体,当橡皮膜不发生形变时两侧液体的液面情况如图戊所示,由图可知,A液体的密度_______(选填“大于”“小于”或“等于”)B液体的密度。
【答案】(1)U形管两边液面的高度差
(2) 检查装置的气密性 B
(3)见解析
(4)乙、丁
(5) 液体深度越大 上窄下宽
(6)小于
【详解】(1)实验中通过观察U形管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,高度差越大,压强越大,应用转换法。
(2)[1]用手按压探头处的橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差是否发生变化,目的是检查装置的气密性。
[2]实验前该同学用手按压探头处的橡皮膜,观察U形管两侧液面的高度差变化,如发生明显变化,则说明橡皮膜受到的压强通过管内气体传递给管内液体,说明该装置不漏气,反之,则说明该装置气密性不好。操作结束后发现探头处于空气中时,U形管两侧液面有高度差,说明仪器有问题,需要取下胶管重新安装,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)保持探头在水中的深度不变,改变它的方向,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体,同一深度,U形管两边液柱的高度差相等,故同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(4)要想获得不同液体同一深度下压强的变化情况,需要控制液体深度相同,由题图可知,则需要选择乙、丁实验,此时丁的U形管液面差大于乙的液面差,丁的压强大,丁为盐水,密度大于水的,可得出结论为在不同液体的同一深度,液体的密度越大,产生的压强越大。
(5)[1]由题意可知,乙丙为同种液体,密度相同,但液体深度不同,所以U形管压强差不同,丙中U形管压强差大于乙,可得出结论在相同液体中,液体深度越大,压强越大。
[2]由于在同种液体中,液体压强随着深度的增加而增大,为了承受更大的压强,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(6)由图戊可知,橡皮膜不发生形变,说明橡皮膜左右两侧压强大小相等,但A、B两种液体液面高度不同,产生压强相同,由可知,在压强相等的情况下,液体液面越高,则液体密度越小,由此得出A液体的密度小于B液体的密度。
29.为测量一盒新的粉笔在水平桌面上产生的压强p,请你设计实验。
(1)实验器材:_________;
(2)实验步骤:_________;
(3)写出压强p的表达式(用实验步骤中直接测得物理量的字母):_______。
【答案】(1)弹簧测力计、细线、刻度尺
(2)见解析
(3)
【详解】(1)测一盒新的粉笔在水平桌面上产生的压强,需要测出其重力和粉笔盒的底面积,可以使用细线将粉笔盒捆起来,用弹簧测力计测出一盒粉笔的重力,用刻度尺测量粉笔盒底面积的长和宽,故需要的实验器材有弹簧测力计、细线、刻度尺。
(2)实验步骤:①用细线把粉笔盒捆起来,通过细线把它挂在弹簧测力计的挂钩上,测出其的重力G;
②用刻度尺测出粉笔盒与桌面接触的面的长度a,宽度b;
③求出粉笔盒的底面积,根据压强公式求出其对水平桌面的压强。
(3)粉笔盒与水平桌面的接触面积S=ab
粉笔盒对桌面的压力F=G
粉笔盒对桌面的压强
30.请你利用生活中的物品设计一个小实验,探究“压力作用效果与受力面积的关系”。
(1)实验器材:______;
(2)实验步骤及现象:______;
(3)实验结论:______。
【答案】(1)装满水的矿泉水瓶子,一块平整的海绵
(2)①将装满水的矿泉水瓶子正立放在海绵上,记下海绵的凹陷程度;②将矿泉水瓶子倒立放在海绵上,记下海绵的凹陷程度;③发现第2次海绵的凹陷程度较大
(3)当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
【详解】(1)可以利用海绵容易压缩的特点进行实验,所以可以选择的实验器材为:装满水的矿泉水瓶子,一块平整的海绵。
(2)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,只改变受力面积大小。所以实验步骤及现象:
①将装满水的矿泉水瓶子正立放在海绵上,记下海绵的凹陷程度;
②将矿泉水瓶子倒立放在海绵上,记下海绵的凹陷程度;
③发现第2次海绵的凹陷程度较大。
(3)根据实验现象,第2次受力面积小,海绵的凹陷程度较大。可以得出实验结论:当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
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