专题06 实验(期中真题汇编,辽宁专用)八年级物理下学期
2026-03-18
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内容正文:
专题06实验
答案版
考点01探究弹簧伸长量与拉力的关系实验
1. (1)5
(2)
(3)弹簧的伸长量与所受拉力成正比
(4)C
2. (1) 弹簧 正比
(2) 0.2 下方
(3)水平
(4)a
考点02探究重力和质量的关系实验
1. (1)竖直
(2)成正比
(3) 小华 没有控制质量不变
2. (1)弹簧测力计
(2)等于
(3)
(4)物体所受的重力与它的质量成正比
(5) 不可行 没有控制质量不变
考点03探究阻力对物体运动的影响实验
1.(1) 让小车到达水平面时的速度相同
(2)小
(3) 匀速直线运动 不需要
(4)不可以
(5)c
2. (1)不是
(2) 慢 不容易
(3)OB
3. (1) 同一 B
(2)D
(3)不需要
(4)慢
考点04探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
1. (1)二力平衡
(2)压力
(3)将塑料块叠放在木块的下面
(4)不需要木板做匀速直线运动,便于操作;弹簧测力计处于静止状态,方便准确读数
(5) 5 无关
2.
【答案】(1)二力平衡
(2) 水平向右 2N 是 无关 当传送带速度发生变化时,拉力没有变化,即滑动摩擦力没有变化 不用匀速直线拉动木板B,便于实验操作
3. (1) 水平 1.4
(2)压力
4.(1)二力平衡
(2) 压力大小 无关
(3)甲和丙
(4) 增大 减小
考点05探究二力平衡条件的实验
1. (1) 一定是 乙
(2)同一直线
(3)不能
(4)能
(5)将小卡片沿竖直方向从中间剪开,观察小卡片的运动情况
2. (1) 摩擦力 B
(2) 相反 一条直线
(3) 0.64 1.64
3.(1) 平衡 摩擦力
(2) 丙 相互平衡的两个力作用在同一条直线上
(3)A
(4)一样大
4. (1)②③①④
(2)理想实验法
(3)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
(4) 同一直线上 薄板所受重力与拉力
(5)①③⑥
考点06同一条直线上的二力合成实验
1. (1)相同
(2)3
(3)1
考点07探究影响压力作用效果的因素的实验
1. (1) 被压下的深浅(凹陷程度) 不可以
(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
2. (1)转换法
(2)受力面积
(3) 等于 大于
(4)B
考点08探究液体压强与哪些因素有关的实验
1. (1) 漏气 A
(2) 液体密度 不变
(3)C
(4)变大
2.(1)压强
(2) 不属于 B 甲、乙 液体压强大小与液体的深度有关
(3)
3.(1) 薄 不漏气
(2) 深度 上窄下宽 能
(3)B
(4)变大
(5)C
4. (1)ACB
(2) 右 深度一定时,液体密度越大,压强越大 不需要 将形管中的液体换为密度更小的酒精等液体
(3)
5.(1)B
(2)好
(3) bc d
(4)BC
(5)B
考点09估测大气压的实验
1. C A
2. (1)活塞
(2) 偏小 将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口
(3)减小摩擦
(4) A
考点10探究影响浮力大小的因素的实验
1. (1)大
(2) 0.7 大于
(3) 变小 变大 相等
2. (1)3
(2) 物体浸入液体的体积 浮力的大小与液体密度有关
(3)示数差
(4)浮力的大小与物体浸入液体的体积有关
(5) 浸入液体的体积 液体种类
3. (1)1.6
(2)排开液体的体积
(3) 甲、丙、丁 无关
(4) 液体密度
(5)
4.(1)0.4
(2)在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
(3)
(4)偏大
(5)C
考点11验证阿基米德原理实验
1. (1) 浮力 ①④
(2)相等
(3)大于
(4)
2. (1)③
(2)
(3)无影响
(4) 变小 等于 不变
考点12制作简易密度计
1.(1) 漂浮 0.1
(2) 1.2 BD
(3) =
2.
(1)B
(2)3
(3)漂浮
(4) 0.86 =
(5) 可适量减少缠绕的铜丝的质量(长度)
试卷第1页,共3页
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专题06实验
12大高频考点概览
· 考点01 探究弹簧伸长量与拉力的关系实验
· 考点02 探究重力和质量的关系实验
· 考点03探究阻力对物体运动的影响实验
· 考点04探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
· 考点05探究二力平衡条件的实验
· 考点06探究同一条直线上的二力合成实验
· 考点07探究影响压力作用效果的因素的实验
· 考点08探究液体压强与哪些因素有关的实验
· 考点09估测大气压的实验
· 考点10探究影响浮力大小的因素的实验
· 考点11验证阿基米德原理实验
· 考点12制作简易密度计
考点01探究弹簧伸长量与拉力的关系实验
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)小明同学用力拉弹簧,弹簧会伸长,而且越用力,弹簧伸长越多。由此他想进一步探究弹簧伸长量与所受拉力的关系,于是他用一根弹簧、若干0.5N的钩码,完成了实验,具体数据见下表。
拉力 F/N
弹簧长度L/cm
弹簧伸长量ΔL/cm
(1)根据表格数据可以判断该弹簧的原长是_________cm。
(2)根据表格中的数据,在如图坐标系中作出弹簧伸长量ΔL与拉力F的关系图像________。
(3)由图像或表格中数据,得出结论是____________。
(4)若用该弹簧制成弹簧测力计,其测量范围应该( )(只有一个选项正确)
A.是0~10cm B.是0~5N
C.继续实验,由二者关系确定 D.在刻度板上等距画刻度,由刻度板长度决定
2.(24-25八年级下·辽宁辽阳·期中)在综合实践课上,物理小组同学开展了“自制测力计”的项目化学习活动。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙和丙。
(1)【项目制作】选择材料时,______(填“弹簧”或“橡皮筋”)更适合。理由是一定范围内,这种材料的伸长量与受到的拉力成______关系,便于标注均匀刻度;
(2)若选用了图乙中b材料制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为______N,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力,发现测量的结果比实际的大,其原因可能是测量前指针在零刻度线的______(填“上方”或“下方”)。
(3)【项目评价】用该测力计测量水平拉力时,应先将测力计______放置,让弹簧处于自由状态,指针调整到零刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时;挂上0.1牛的重物,发现测力计示数几乎没有变化,为使测力计更精确,需选取图乙中______(填“a”或“c”)材料取代b材料制作测力计。
考点02探究重力和质量的关系实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)在“探究重力的大小跟质量的关系”实验中,实验小组的同学们测量了相关数据,并记录在下表中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
质量m/g
50
100
150
200
250
300
重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(1)实验前,弹簧测力计要进行调零,此时弹簧测力计要在__________方向调零;
(2)根据表格数据,可以得到的结论是:物体所受的重力跟它的质量__________;
(3)两同学想要探究重力大小与物体形状的关系,用橡皮泥为实验对象。小华用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验;小明把橡皮泥捏成各种形状进行实验。你认为__________的做法是错误的,原因是__________。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·月考)在探究“物体所受重力与其质量的关系”实验中,采用的实验装置如图甲所示。实验中,以钩码作为被测物体,每个钩码的质量均为 50g。实验步骤如下:
(1)实验中,需要测量重力的工具是______。
(2)把钩码挂在弹簧测力计上,当钩码静止时,读出弹簧测力计的示数。此时弹簧测力计的示数______(选填“大于”“小于”或“等于”)钩码所受的重力。
(3)逐渐增加所挂钩码的个数,测出相应钩码的重力,并记录在表格中,请你在乙图坐标纸上,用描点法作出 G-m图像。
钩码数/个
1
2
3
4
5
6
质量 m/ kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(4)根据图像得出的实验结论是______。
(5)探究物体所受重力大小是否与形状有关,同学们找了一些橡皮泥,用小刀刻成不同的形状,分别测量出重力,从而得出结论。请问这种探究方法可行吗?______,理由是______。
考点03探究阻力对物体运动的影响实验
1.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端,然后在三种水平表面上滑行,如图所示:
(1)实验中,每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是______;
(2)实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最______;
(3)分析小车运动情况,由此推理:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,它将在水平面上做______;因此,物体运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持;
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上推理概括出了牛顿第一定律。该定律______(选填“可以”或“不可以”)用实验直接验证;
(5)牛顿第一定律在实际生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向左匀速飞行的飞机上,自由落下了三颗炸弹。如图丁所示是炸弹落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系正确的是______(选填“a”或“b”或“c”)图。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)图甲为小月在滑雪场看到人们坐着充气滑雪垫从高处滑下时的情景,滑雪者能滑出很长一段距离,于是小月猜想:如果水平雪面足够光滑,他们会一直运动下去。他用如图乙所示装置探究她的猜想:
(1)实验中,小车在如图乙所示位置由静止滑下,小车在水平面上运动过程中,所受的力______(选填“是”或“不是”)平衡力?
(2)小月在实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越______(填“快”或“慢”),运动状态______(填“容易”或“不容易”)改变,从而验证了自己的猜想。
(3)图丙为王亚平老师在天宫课堂中,在失重的环境下的“太空抛物实验”。她将冰墩墩抛出后,有OA、OB、OC三条运动轨迹,其中能正确反映冰墩墩运动轨迹的是______(填“OA”、“OB”或“OC”)。
3.(24-25八年级下·辽宁本溪·期中)利用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响”,甲、丙木板上分别铺有毛巾和棉布,其中毛巾最粗糙,木板最光滑。
(1)实验时,应将小车从______(同一/不同)高度处释放,实验中通过小车运动距离的大小来反映______;
A.阻力的大小
B.阻力对物体运动的影响
C.接触面粗糙程度
(2)为了便于推理,水平面材料放置顺序最合理的是______;
A.乙、丙、甲 B.丙、乙、甲
C.甲、乙、丙 D.甲、丙、乙
(3)如图丁所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做实验以获取可靠的证据?答:______;
(4)分析实验现象可得:水平面越光滑,小车的速度减小越______(快/慢),小车运动的路程越长,由此可推理:如果水平面绝对光滑,运动的小车将一直做匀速直线运动。
考点04探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)如图所示,小亮和小刚进行“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动。根据__________条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)他们通过甲、乙所示的实验,得出的结论是:在保持接触面粗糙程度一定时,__________越大,滑动摩擦力就越大;
(3)小亮对小刚说:“我只要用乙图中的器材再做一次实验,就能验证滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。”小亮的做法是:___________,重新做一次实验;
(4)他们对实验进行了改进,如图丙所示拉动木板进行实验,这样改进的好处:______。
(5)他想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,利用图丁实验做对比分析,又设计了如戊所示的实验,使弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为__________N,拉动木板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小__________(选填“有关”或“无关”)。
2.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)物理课上,老师带领同学们做探究影响滑动摩擦力大小的实验,如图甲所示:
(1)实验中要想让弹簧测力计示数等于物体A所受滑动摩擦力大小,应匀速直线拉动物体A,此过程用到的物理知识:________
(2)因匀速直线拉动物体不便于实验操作,所以老师带领同学们做改进实验,以下是不同组同学进行改进后的实验装置,请同学们回答相关问题:
第一组同学对实验装置做了如下改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块A叠放在木板B上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①如图拉力传感器示数为10N,作用在木板B上水平向右的拉力为12N,问木块A所受滑动摩擦力方向____,木板B所受地面给的滑动摩擦力大小______。
第二组同学对实验装置做了如下改进,如图丙所示,物块放在传送带上,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止。
②a、拉力传感器示数是否为物块所受滑动摩擦力大小____(“是”或“不是”)
b、针对改进后的实验装置,同组的小雨猜想滑动摩擦力大小是否还与速度大小有关,对此他们展开探究。
改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间(v-t)和拉力与时间(F-t)的关系图像。分析图丙中乙、丙两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小____填(“有关”或“无关”),理由是:____________________________。
第三组同学对实验装置做了如下改进,如图丁所示,木板放在水平桌面上,木块A叠放在木板B上,弹簧测力计一端连接木块,另一端固定在墙壁上。向左拉动木板B,弹簧测力计示数即为物体A所受滑动摩擦力大小。
③此实验装置做如下改进后的好处________
3.(24-25八年级下·辽宁营口·期中)小鑫想为体育中考选一双鞋底更粗糙的运动鞋,于是用两款质量不同的运动鞋A、B进行了下面的实验:
(1)小鑫要测量鞋子A在水平橡胶垫上受到的滑动摩擦力的大小,他应该将弹簧测力计在______(选填“水平”或“竖直”)方向上调零。调零后,小鑫用手快速拉动橡胶垫,鞋子相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数如图甲所示,则此时鞋子A受到的摩擦力为______N。
(2)接着,他又用如图乙所示的方法测出了鞋子B在同一橡胶垫上受到的摩擦力为1.2N,于是他得出鞋子A鞋底更粗糙的结论。乐乐认为这个结论是错误的,理由是未控制______相同。
4.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,先后把木块放在长木板上,水平向右拉动木块,当木块匀速直线运动时,读出弹簧测力计的示数。
(1)根据_____知识,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较甲和乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与_____的关系。图甲中,用弹簧测力计拉着木块以不同的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小_____(填“有关”或“无关”)。
(3)比较_____两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)实验后,老师提出一个问题:如何打开拧紧了的玻璃罐的盖子?小新给出了两种方法。
方法一:如图(a)所示,将一块毛巾包在玻璃罐的盖子上面,再用手拧盖子,玻璃罐就打开了;方法二:如图(b)所示,用一个较硬的钢勺轻撬瓶盖边缘,有空气进去后瓶盖变平,再用手拧盖子,玻璃罐就打开了。其中方法一是_____了盖子外侧的摩擦力;方法二是_____了盖子与瓶口的摩擦力。(均填“增大”或“减小”)
考点05探究二力平衡条件的实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示(硬纸片的重力忽略不计)。
(1)甲方案中,小明在左端放上2N的重物,右端放上1.9N的重物时,小车静止,此时小车受到的__________(选填“可能是”“一定是”或“一定不是”)平衡力。这两个实验装置中,你认为装置__________(选填“甲”或“乙”)更科学;
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车又恢复原状。这说明两个力必须作用在__________上,物体才能平衡;
(3)在装置丙中,小红同学也用小卡片对同一问题进行了探究,将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架的滑轮后,再在线的两端分别都挂上1个、2个、3个钩码,发现三次实验卡片都能平衡,由此__________(选填“能”或“不能”)得出使物体平衡的两个力必须大小相等;
(4)如果她在组装支架上装配的两个滑轮不在同一高度,你认为__________(选填“能”或“不能”)进行试验;
(5)丙装置中,要探究平衡力是否一定要作用在同一物体上,需要进行的操作是_________。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案。
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小___________对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是___________(填字母)。
A.5g B.200g C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向___________,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片不能平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在___________上。
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,按图丁他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f=___________G。若将滑块P竖直向上匀速拉起,则拉力的大小为___________G。
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)某小组用如图所示装置探究二力平衡的条件,钩码质量均为。
(1)如图甲所示,小组同学在左边挂一个钩码,右边也挂一个钩码,木块保持静止状态,只在右边增加一个钩码时,木块仍然保持静止状态,此时木块受到的力相互______(选填“平衡”或“不平衡”),产生上述现象的原因是木块在水平方受到______力的作用。
(2)小组同学设计出了如图乙所示装置,要求卡片的质量较小,在图乙装置左边和右边各挂一个钩码后,卡片静止,为探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上,应进行图______操作(选填“丙”或“丁”),松手后,卡片恢复原位置,这表明______。
(3)经交流与评估,同学们认为图乙的实验装置优于图甲,主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片更便于研究两个力不作用在同一直线上时是否平衡
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(4)如图戊所示的生活场景,衣架和衣服被水平向左的风吹得做匀速直线运动,根据二力平衡知识,此时衣架对晾衣杆的压力与没有风时相比______(选填“更大”、“更小"或“一样大”)。
4.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)伽利略曾设想了一个理想实验,如图一所示。以下为他的设想步骤:①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做匀速直线运动。
(1)把上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是__________(填序号)
(2)此实验用到的实验方法____________________(填写一个实验方法即可)
(3)牛顿在此实验的基础上进行推理总结得出牛顿第一定律,牛顿第一定律的内容:____________________________________________________
(4)牛顿在此基础上继续探究二力平衡时的条件,做了如下实验,如图二所示,图甲为带有重垂线的挂钩,分别将挂钩挂在薄板上的A点和D点,把薄板悬挂起来,重垂线位置分别如图乙、丙所示,则薄板的重心为AB和DE的交点C。以上找重心的原理利用的是二力平衡条件中的__________(填“大小相等”“同一物体”或“同一直线上”)。找出薄板此时所受的一对平衡力____________________。
(5)在学习了二力平衡知识之后,某班开展了以“二力平衡”为主题的辩论赛,正方和反方提出了许多观点,老师把他们的观点归纳整理如下表。你认为正确的观点有____(填序号)
正方
反方
观点
①二力平衡两个力作用于同一物体
②二力平衡两个力作用于两个不同物体
③平衡力两力方向相反
④平衡力两力方向相同
⑤平衡力两力时间上具有同步性
⑥平衡力两力时间上不具有同步性
·· 考点06同一条直线上的二力合成实验
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图所示是小明同学在“探究同一直线上二力的合力”的实验中出现的情景,请根据该情景,回答下列问题:
(1)如图a、b、c中,该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的作用效果_______(选填“相同”或“不同”);
(2)根据图b可以推断,图a中的测力计拉力F=______ N;
(3)如果实验中F3示数为4N,F4向左拉动与F3在同一条直线上,则F4=______ N。
考点07探究影响压力作用效果的因素的实验
1.(24-25八年级下·辽宁锦州·期中)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___________来体现的,___________(选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,可以得出结论:___________;
(3)比较图2、图3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.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4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5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:___________。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验,瓶皆相同,A、B、C和F图中瓶内皆装满水。
(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,这里体现的实验方法是 ________ 。
(2)比较图C、D、E,得出结论:在 _________ 相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)A图中水瓶对砖块的压强pA和B图中水瓶对海绵的压强pB的大小关系为pA_______ pB;A图中水对瓶底的压力FA和C图中水对瓶盖的压力FC的大小关系为FA_______ FC(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)如图F所示,将两个完全相同的装满水的瓶紧靠在一起,放在足够大海绵上,海绵的凹陷程度与 _____ 图一样。
考点08探究液体压强与哪些因素有关的实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,小明和小华分别采用如图所示装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,已知盐水密度大于酒精的密度。
(1)实验前,应该检查实验装置是否__________,某同学发现压强计U形管两侧的液面如图甲所示的情景,调节的方法是__________。(填字母)
A.取下软管重新安装
B.将U形管部分水倒出
C.向U形管倒入部分水
(2)比较乙、丙两图可知,当深度一定时,液体内部压强随__________增大而增大;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将__________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ;
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更细的
(4)保持图丙中探头的位置不动,向烧杯中倒入适量清水(未溢出),倒入清水后金属盒的橡皮膜受到液体压强大小__________;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图1所示,小洋同学利用一个空矿泉水瓶做实验:
(1)实验时发现液体能从侧壁的孔中喷出,说明瓶中液体内部有______;
(2)物理课上:“探究液体内部的压强与哪些因素有关”时,小洋提出以下三个猜想:
猜想A:液体内部的压强与液体的质量有关;
猜想B:液体内部的压强与液体的深度有关;
猜想C:液体内部的压强与液体的密度有关;
①如图2所示,小洋同学发现液体压强计上的U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器;实验开始前小洋没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,接下来的操作应该是______;(选填字母)
A.从U形管右侧管口向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
②小洋同学设计并完成了图3所示的甲、乙、丙、丁四个实验,为了验证猜想A可以通过比较______两图所示的实验现象,证明了液体内部的压强与液体的质量无关;
③根据比较乙、丙两图的实验现象,得出实验的结论为:______;
(3)学习了液体压强的计算公式后,小洋用图4所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,接着测量了左侧水面到容器底的深度,左口水面到橡皮膜中心的深度,右侧待测液体液面到容器底的深度,右侧待测液体液面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______(已知水的密度为)。
3.(24-25八年级下·辽宁朝阳·期中)小杨同学在学习液体压强时,为了探究液体压强的大小与哪些因素有关,进行了如图1的实验探究。
(1)图1甲是U形管压强计,探头上的橡皮膜应选用 _____(选填“薄”或“厚”)一些的较好,实验前,小杨用手轻压橡皮膜,发现U形管中液面升降灵活,说明该装置 ________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图1乙、丙的实验可初步判断得出:在同种液体中,液体压强随着 _______的增加而增大。利用这一结论,可解释拦河大坝要做成 _________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;比较丙丁两图的实验_______(选填“能”或“不能”)探究液体内部压强与液体密度有关;
(3)当金属盒在水和盐水中处于相同深度时,小杨发现U形管两侧液面的高度差对比不够明显,为了使实验现象更加明显,小杨计划采取的操作中,可行是 (选填序号)。
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换用密度更小的液体
(4)在图1丁实验中,保持探头位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 _______(选填“变大”、“变小”或“无法判断”)。
(5)小杨发现用如图2甲所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,情形如图2乙、丙所示。由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系是 (选填序号)。
A.ρa=ρb>ρc B.ρa=ρb<ρc C.ρb>ρa>ρc D.ρb<ρa<ρc
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)水族馆里有左右两个相邻的透明水箱,一个水箱里装普通的水,另一个水箱里装调配的浓盐水()。小明用图甲所示的形管压强计和刻度尺,帮助工作人员辨别出哪个水箱中装的是浓盐水并测出了浓盐水的密度。
(1)组装U形管压强计的正确顺序是( )。(将字母按顺序填在横线上)
A.在形管中注入适量的水
B.按压橡皮膜,检查装置的气密性
C.将带橡皮膜的金属盒、橡胶管、U形管组装起来
(2)在辨别浓盐水的过程中:
①将探头分别浸入到两个水箱中相同的深度,如图乙所示,发现。由此可以判断________水箱中装的是浓盐水,理由是________。该过程________(填“需要”或“不需要”)保持探头的方向相同。
②如果和对比差别不明显,可以尝试采取的是________。
(3)小明还设计了利用薄壁实验箱测量某未知液体的密度,如图丙所示,实验箱分为内箱与外箱,内箱固定在外箱的内侧,内箱下部有一圆形孔,并在圆孔上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。在箱中加入水,橡皮膜向下突起,再在箱中加入某未知液体,直至橡皮膜重新变平,用刻度尺测得此时乙箱中对应的高度为、、,则未知液体的密度为________。()
5.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了以下操作和分析:
(1)小明在使用液体压强计前,发现U形管中两侧液面位置如图甲所示,接下来的操作是 (选填字母);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)完成了仪器的组装后,为检验装置的气密性,小明按压住探头的橡皮膜,发现U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明该装置的气密性______(好/差);
(3)为了探究液体密度对液体压强大小的影响,小明应分别将压强计金属盒的橡皮膜放在图乙烧杯中的______(填字母)两个位置处进行实验;在a、b、c、d、e五点中压强最大的是______点;
(4)完成上面实验后,小明继续利用同一只液体压强计来区分完全相同两烧杯中的液体,其中一杯是纯水,一杯是酒精,两杯中液面不相平,已知ρ水>ρ酒精,他进行了以下操作:
①将液体压强计的探头放入甲液体中,探头到烧杯底的距离为6cm,如图甲所示,记录液体压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②将液体压强计的探头放入乙液体中,探头到烧杯底的距离为6cm,如图乙所示,记录液体压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小明发现h1大于h2,小明便作出了以下判断,其中正确的是 ;
A.甲烧杯液体比乙的体积大,所以密度小,甲是酒精
B.h1大于h2说明探头在甲烧杯液体中受到的压强大于在乙烧杯中受到的压强
C.探头在甲液体中较深,受到的压强也较大,无法判断哪杯液体的密度大
D.探头在同一高度处受到甲液体的压强大,说明甲液体的密度大,甲是水
(5)为了进一步探究液体内部压强特点,小明自制了一个六面装有绷紧程度相同的橡皮膜的正方体(如下图所示),并将其置于水中,能大致反映橡皮膜受到水的压强情况的是图 (选填字母)。
A. B.
C. D.
考点09估测大气压的实验
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)在学完大气压强这一课之后,小李独立设计了一个估测大气压强值的方法如图甲,他用到了注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材,实验步骤如下:
(1)首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为L;
(2)水平向右慢慢拉动注射器筒,若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器_______(选填“A”、“B”或“C”)来进行实验;当注射器的活塞刚刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数F,并测出的大气压值p=_______(用所给的字母表示);
(3)小李发现此方法测得的大气压值误差较大,对此小李与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气
②刻度尺的读数没有读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是_______。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 ___________ (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 ___________ (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 ___________ 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 ___________ ;
(4)若同学们用图乙中B注射器测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,则可用图乙中的A、C两个注射器中的 ___________ 注射器进行实验。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= ___________ 。
考点10探究影响浮力大小的因素的实验
1.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
(1)分析图A、D、E可知:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越______;
(2)小华把该金属块分别浸入到另外的甲、乙两种液体中时,弹簧测力计的示数相同,且金属块的下表面到容器底部的距离也相等,此时金属块受到的浮力为______N,则甲液体对容器底部的压强______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体对容器底部的压强;
(3)小华还想用如图所示装置验证阿基米德原理:
在升降台上有一杯装满水的溢水杯,溢水杯的高度可以用升降台来调节。当升降台逐渐调高时,小华发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数______(选填“变大”、“变小”、“不变”),弹簧测力计乙的示数______(选填“变大”、“变小”、“不变”),它们的变化量______(选填“相等”或“不相等”)。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。
为验证猜想是否正确,所选用的器材有:弹簧测力计,细线,三个体积相同而重力不同的金属块A、B、C,水、酒精、盐水足量,烧杯若干。
(1)如图所示,用手把空饮料罐按入水中,在饮料罐未完全浸入水中时,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想__________;(选填序号)
(2)将金属块A挂在弹簧测力计下测出重力后,将金属块A分别浸没在三种不同液体中,记录数据如下表所示。
___①___
液体种类
液体密度液
重力
拉力
浮力
相同
盐水
大
水
中
酒精
小
表格中①处应该补充的内容是:____________;根据表格数据得出结论是____________;
(3)分别将金属块A、B、C挂在弹簧测力计下测出重力后,浸没在水中,发现弹簧测力计__________(选填“示数”或“示数差”)相同,得出结论浮力的大小与物体的重力无关;
(4)将金属块A浸入水中不同体积,发现弹簧测力计示数不同,得出结论:________________;
(5)进一步分析表格中数据发现浮力与液体密度的关系是____________一定,液体密度越大,浮力越大。为了使这个结论具有普遍性,应该改变____________,重复实验。
3.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图1所示,是小美同学探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验过程;
(1)图乙中,物体受到的拉力为______N;
(2)由甲、乙、丙三图可知,物体受到的浮力与______有关;
(3)由______三图可知,物体受到的浮力与浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(4)由甲、丁、戊三图可知,物体受到的浮力还与______有关,图戊中液体的密度为______;
(5)小美同学从实验室得到了一块纤维聚合物实心物体,她设计了如图2的方案来测量聚合物的密度:
①将电子秤放在水平桌面上,调零;
②将烧杯放在电子秤上,向烧杯中加入适量的水,读出电子秤示数为;
③将聚合物放入烧杯中,待其静止一段时间后,读出电子秤示数为;
④用细针下压使聚合物浸没在水中,读出电子秤的示数为;
⑤该聚合物的密度______(用含有、、和的式子表示)。
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)如图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程及数据。
(1)若图a中弹簧测力计的示数为,则图b中物体受到的浮力为________;
(2)比较图a、b、c中弹簧测力计的示数,可得出的结论是________;
(3)由图中的实验数据得出物体的体积为________;盐水的密度为________(,)
(4)若在完成步骤时不小心将物体碰到了容器底,则最后测得的盐水密度将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)用弹簧测力计拉着重为的长方体金属块从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧测力计示数随物体浸入深度变化的关系图象如图所示,其中最符合实际的是( )(填字母)。
A.B. C.
考点11验证阿基米德原理实验
1.(24-25八年级下·辽宁朝阳·期中)在“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验中:
(1)如图甲所示,是小阳进行实验的步骤图。由步骤②③可知,石块浸没在盛满水的溢水杯中时它受到______的大小;石块排开的水所受的重力可由______两个步骤中的数据计算出。
(2)根据甲图中的实验数据可知:物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力______。
(3)若步骤②中溢水杯里的水没有装满,则会导致本实验测量出的F浮______G排。
(4)小阳又将该石块浸没在图乙所示的液体中,发现此时弹簧测力计的示数F=1.2N,请计算出该容器中所装液体的密度是多少kg/m3?(取ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)某班物理实验小组的同学,利用图甲验证阿基米德原理。
(1)方案一:实验时用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验,为减小测量误差并使操作最简便,最合理的操作步骤应该是___________。
①ACDB ②ABCD ③BACD ④CADB
(2)通过图甲的探究,对测力计的四次读数、、、若能使等式___________成立,则阿基米德原理成立。(用测力计示数所对应的字母表示)
(3)如果B图的桶内有几滴水,其余操作按照原步骤正常进行,这几滴水对本实验结论___________(填“有影响”、“无影响”)
(4)方案二:如图乙所示,将装满水的溢水杯放在升降台C上,当缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数___________(填“变大”、“变小”或“不变”),且弹簧测力计A示数的变化量___________弹簧测力计B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。在这个过程中溢水杯对升降台C的压力___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
考点12制作简易密度计
1.(24-25八年级下·辽宁·期中)在“制作简易密度计”的跨学科实践活动,同学们用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了一个简易密度计,称得其总质量为10g。
(1)制作时,用石蜡把吸管下端的管口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低重心,使其在液体中处于______状态,该自制密度计漂浮时受到的浮力为______N;(g取10N/kg)
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为______g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,同学们经想了如下改进方案,其中可行的是______;
A.换更大的容器盛放液体
B.换横截面更细的吸管制作密度计
C.换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计
D.适当的增加密度计下端铜丝的质量
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为,则______(选填“”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度的表达式ρ盐水=______(用ρ水、H、h表示)。
2.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期中)为了检验一瓶的消毒酒精是否合格(密度为视为合格),小明要制作一支简易微型密度计,可选择的主要材料有密度为和的酒精、直径和的塑料吸管、铜丝、记号笔、直径的小泡沫塑料球、橡皮泥等;下面是他的项目实施过程:
(1)估算密度计的质量:
若用微型密度计放入合格的消毒酒精瓶中后,排开酒精的体积为(不会导致酒精溢出),则微型密度计的质量应该约为________。
A.左右 B.左右 C.左右 D.左右
(2)估算塑料吸管的直径:
若将密度计分别置于密度为和的酒精中静止时,液面位置各作一标记线如图甲所示:微型密度计两条标记线间的距离越长,越容易观察分辨:可设定间长度不少于,则可估算出制作微型密度计应选直径________(选填“3”“8”或“13”)的塑料吸管。
(3)制作密度计:
如图乙所示是小明将选对的塑料吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,在塑料吸管的中部套上小泡沫塑料球作为浮子,使微型密度计能在酒精中竖直________(选填“悬浮”或“漂浮”),调好配重后,在间贴上红色胶布,密度计就做好了。
(4)展示交流:
小明将制作好的微型密度计分别放入密度为和的酒精中静止,他分析出:图甲所示的标记线A对应的酒精密度是________,微型密度计在两种不同密度的酒精中所受浮力F)FA________FB。
(5)制作中发现的问题及改进:
小李正确选择了合适的吸管,并按照图乙中的密度计构造制作了微型密度计,放入合格酒精的瓶中后,发现微型密度计底部接触瓶底并对瓶底有压力,她应该做的调整是________(答出一种方法,合理即可)。
试卷第1页,共3页
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专题06实验
12大高频考点概览
· 考点01 探究弹簧伸长量与拉力的关系实验
· 考点02 探究重力和质量的关系实验
· 考点03探究阻力对物体运动的影响实验
· 考点04探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
· 考点05探究二力平衡条件的实验
· 考点06探究同一条直线上的二力合成实验
· 考点07探究影响压力作用效果的因素的实验
· 考点08探究液体压强与哪些因素有关的实验
· 考点09估测大气压的实验
· 考点10探究影响浮力大小的因素的实验
· 考点11验证阿基米德原理实验
· 考点12制作简易密度计
考点01探究弹簧伸长量与拉力的关系实验
1.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)小明同学用力拉弹簧,弹簧会伸长,而且越用力,弹簧伸长越多。由此他想进一步探究弹簧伸长量与所受拉力的关系,于是他用一根弹簧、若干0.5N的钩码,完成了实验,具体数据见下表。
拉力 F/N
弹簧长度L/cm
弹簧伸长量ΔL/cm
(1)根据表格数据可以判断该弹簧的原长是_________cm。
(2)根据表格中的数据,在如图坐标系中作出弹簧伸长量ΔL与拉力F的关系图像________。
(3)由图像或表格中数据,得出结论是____________。
(4)若用该弹簧制成弹簧测力计,其测量范围应该( )(只有一个选项正确)
A.是0~10cm B.是0~5N
C.继续实验,由二者关系确定 D.在刻度板上等距画刻度,由刻度板长度决定
【答案】(1)5
(2)
(3)弹簧的伸长量与所受拉力成正比
(4)C
【详解】(1)由表中数据可知,当拉力为0时,弹簧没有伸长,所以弹簧的原长L0=5cm。
(2)将表格中的拉力和弹簧伸长量的数据一一描画在坐标系中,并用平滑的线连接,作图如下:
(3)由图像可知,弹簧伸长量ΔL与拉力F的图像是过原点的一条直线,所以得出结论是弹簧的伸长量与所受拉力成正比。
(4)由表中数据可知,在0~5N范围内,拉力每增大1N,弹簧就伸长2cm。如果拉力比5N大,不能确定拉力每增大1N弹簧是否伸长2cm,所以不能确定用该弹簧制成弹簧测力计的测量范围,还需继续实验,由二者关系确定。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(24-25八年级下·辽宁辽阳·期中)在综合实践课上,物理小组同学开展了“自制测力计”的项目化学习活动。
【项目任务】自制测力计并用于测量力的大小。
【项目准备】提供材料如图甲,弹簧和橡皮筋的伸长量与受到拉力的关系如图乙和丙。
(1)【项目制作】选择材料时,______(填“弹簧”或“橡皮筋”)更适合。理由是一定范围内,这种材料的伸长量与受到的拉力成______关系,便于标注均匀刻度;
(2)若选用了图乙中b材料制作测力计,确定“0”和“2N”刻度后,两者之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为______N,小组同学用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力,发现测量的结果比实际的大,其原因可能是测量前指针在零刻度线的______(填“上方”或“下方”)。
(3)【项目评价】用该测力计测量水平拉力时,应先将测力计______放置,让弹簧处于自由状态,指针调整到零刻度位置,方可进行测量;
(4)实测时;挂上0.1牛的重物,发现测力计示数几乎没有变化,为使测力计更精确,需选取图乙中______(填“a”或“c”)材料取代b材料制作测力计。
【答案】(1) 弹簧 正比
(2) 0.2 下方
(3)水平
(4)a
【详解】(1)[1][2]选择材料时,在一定范围内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,更便于标注均匀刻度,所以选择材料时,弹簧比橡皮筋更合适。
(2)[1]由题意知,图乙中b弹簧制作测力计,在“0”和“2N”之间分为10等份,则该测力计的最小刻度为
[2]用制好的弹簧测力计称量身边小物件的重力,发现测量的结果比实际的大,其原因可能是测量前指针在零刻度线的下方,指针在零刻度线下方,未挂物体时已有示数,测量结果会比实际大。
(3)用测力计测量水平拉力时,应先将测力计水平放置,弹簧处于自由状态,指针调整到零刻度位置,方可进行测量。
(4)实测时,挂上0.1牛的重物,发现测力计示数几乎没有变化,说明弹簧的精确度不够,为使“精确度”指标表现更优秀,需选受力时伸长更明显的弹簧,由图乙知,同样受力时,a弹簧的伸长量更大,所以应先a弹簧取代b弹簧制作测力计。
考点02探究重力和质量的关系实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)在“探究重力的大小跟质量的关系”实验中,实验小组的同学们测量了相关数据,并记录在下表中。
实验次数
1
2
3
4
5
6
质量m/g
50
100
150
200
250
300
重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(1)实验前,弹簧测力计要进行调零,此时弹簧测力计要在__________方向调零;
(2)根据表格数据,可以得到的结论是:物体所受的重力跟它的质量__________;
(3)两同学想要探究重力大小与物体形状的关系,用橡皮泥为实验对象。小华用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验;小明把橡皮泥捏成各种形状进行实验。你认为__________的做法是错误的,原因是__________。
【答案】(1)竖直
(2)成正比
(3) 小华 没有控制质量不变
【详解】(1)实验中要使用弹簧测力计测量重力,重力方向竖直向下,所以使用前应在竖直方向调零。
(2)从表格中的数据可以看到,重力G与质量m之间的比值为一定值,10N/kg,那么可知道,重力G与质量m成正比。
(3)[1][2]小华的做法是错误的;因为探究重力大小与物体形状的关系,需要控制其他物理量不变;小华用小刀将橡皮泥雕刻成各种形状进行实验,会把橡皮泥的部分切除,橡皮泥的质量减小,这样形状变化,质量也变化,是不能做这探究实验;小明把橡皮泥捏成各种形状进行实验,橡皮泥的质量还是不变,能够做探究实验。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·月考)在探究“物体所受重力与其质量的关系”实验中,采用的实验装置如图甲所示。实验中,以钩码作为被测物体,每个钩码的质量均为 50g。实验步骤如下:
(1)实验中,需要测量重力的工具是______。
(2)把钩码挂在弹簧测力计上,当钩码静止时,读出弹簧测力计的示数。此时弹簧测力计的示数______(选填“大于”“小于”或“等于”)钩码所受的重力。
(3)逐渐增加所挂钩码的个数,测出相应钩码的重力,并记录在表格中,请你在乙图坐标纸上,用描点法作出 G-m图像。
钩码数/个
1
2
3
4
5
6
质量 m/ kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
重力G/N
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
(4)根据图像得出的实验结论是______。
(5)探究物体所受重力大小是否与形状有关,同学们找了一些橡皮泥,用小刀刻成不同的形状,分别测量出重力,从而得出结论。请问这种探究方法可行吗?______,理由是______。
【答案】(1)弹簧测力计
(2)等于
(3)
(4)物体所受的重力与它的质量成正比
(5) 不可行 没有控制质量不变
【详解】(1)在测量重力的实验中,常用的工具是弹簧测力计。因为弹簧测力计可以通过其内部弹簧的形变程度来显示所受拉力的大小,当物体静止时,弹簧测力计的示数就等于物体所受的重力。
(2)当钩码挂在弹簧测力计上静止时,钩码处于平衡状态,它受到竖直向下的重力和弹簧测力计对它竖直向上的拉力,这两个力是一对平衡力。根据二力平衡的条件,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,结合力的作用是相互的,可知此时弹簧测力计的示数等于钩码所受的重力。
(3)在坐标纸上,根据表格中的数据进行描点。然后用平滑的曲线将这些点连接起来,如图所示
(4)观察作出的 图像,发现它是一条过原点的倾斜直线。这表明物体所受的重力 与它的质量成正比关系。
(5)[1][2]这种探究方法不可行。在探究物体所受重力大小是否与形状有关时,应该控制质量等其他因素不变。而用小刀刻橡皮泥的过程中,橡皮泥的质量会发生改变,不满足控制变量法的要求,所以不能得出可靠的关于重力与形状关系的结论。
考点03探究阻力对物体运动的影响实验
1.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)小明在探究“阻力对物体运动的影响”时,让小车从斜面顶端由静止自由下滑到底端,然后在三种水平表面上滑行,如图所示:
(1)实验中,每次均让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑,目的是______;
(2)实验中发现小车在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力最______;
(3)分析小车运动情况,由此推理:如果水平面光滑,小车运动时不受阻力作用,它将在水平面上做______;因此,物体运动______(选填“需要”或“不需要”)力来维持;
(4)牛顿在伽利略等人的研究成果上推理概括出了牛顿第一定律。该定律______(选填“可以”或“不可以”)用实验直接验证;
(5)牛顿第一定律在实际生活中有着广泛的应用,一架在空中水平向左匀速飞行的飞机上,自由落下了三颗炸弹。如图丁所示是炸弹落地前与飞机位置关系的情形,不计空气对炸弹的阻力,炸弹与飞机的位置关系正确的是______(选填“a”或“b”或“c”)图。
【答案】(1)见解析
(2)小
(3) 匀速直线运动 不需要
(4)不可以
(5)c
【详解】(1)实验中为了保证小车进入水平面时的速度相同,让小车从斜面上的同一位置由静止开始自由下滑。
(2)实验中利用小车在水平面滑行的距离来反映阻力对物体运动的影响,则小车滑行的距离越远,说明小车受到的阻力越小。
(3)[1][2]由甲、乙、丙可知,随着水平面的阻力越来越小,小车运动的越远,小车的速度减小的也就越慢;如果水平面光滑,小车在水平方向受到的阻力为零,小车的运动状态将不会改变,保持匀速直线运动,说明物体运动不需要力来维持。
(4)早在17世纪初期,意大利物理学家伽利略就通过实验和科学推理的方法研究过力和运动的关系,牛顿在此基础上得出牛顿第一定律。物体绝对不受力的情况是不可能存在的,要想得到一个无阻力的表面,让小车运动的无限远只能靠理论推理,牛顿第一定律是不可以用实验直接验证的。
(5)水平向左匀速飞行的飞机上,自由落下三颗炸弹,不计空气阻力,炸弹只受到竖直向下的重力,会向下落;而在水平方向上,炸弹由于惯性仍会保持原来的速度大小向前飞行,因此,三颗炸弹的位置关系应该是同一竖直方向上,故c正确。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)图甲为小月在滑雪场看到人们坐着充气滑雪垫从高处滑下时的情景,滑雪者能滑出很长一段距离,于是小月猜想:如果水平雪面足够光滑,他们会一直运动下去。他用如图乙所示装置探究她的猜想:
(1)实验中,小车在如图乙所示位置由静止滑下,小车在水平面上运动过程中,所受的力______(选填“是”或“不是”)平衡力?
(2)小月在实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近,在木板表面滑行的距离最远,说明小车受到的阻力越小,速度减小得越______(填“快”或“慢”),运动状态______(填“容易”或“不容易”)改变,从而验证了自己的猜想。
(3)图丙为王亚平老师在天宫课堂中,在失重的环境下的“太空抛物实验”。她将冰墩墩抛出后,有OA、OB、OC三条运动轨迹,其中能正确反映冰墩墩运动轨迹的是______(填“OA”、“OB”或“OC”)。
【答案】(1)不是
(2) 慢 不容易
(3)OB
【详解】(1)小车从斜面某位置由静止下滑,小车到水平面上时具有水平向右的初速度,由于受阻力影响小车做减速运动,不属于平衡状态,受力不平衡。
(2)[1][2]毛巾表面和木板表面的粗糙程度不同,毛巾表面粗糙对小车的阻力大于木板对小车的阻力,在毛巾表面小车滑行的距离小于在木板表面滑行的距离,说明阻力越小,速度减小得越慢,小车的运动状态越不容易改变。
(3)太空舱中是失重环境,认为冰墩墩不受重力,抛出冰墩墩后,由于惯性,冰墩墩会保持原来的速度继续做匀速直线运动,因此运动轨迹为OB。
3.(24-25八年级下·辽宁本溪·期中)利用如图所示的装置“探究阻力对物体运动的影响”,甲、丙木板上分别铺有毛巾和棉布,其中毛巾最粗糙,木板最光滑。
(1)实验时,应将小车从______(同一/不同)高度处释放,实验中通过小车运动距离的大小来反映______;
A.阻力的大小
B.阻力对物体运动的影响
C.接触面粗糙程度
(2)为了便于推理,水平面材料放置顺序最合理的是______;
A.乙、丙、甲 B.丙、乙、甲
C.甲、乙、丙 D.甲、丙、乙
(3)如图丁所示,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做实验以获取可靠的证据?答:______;
(4)分析实验现象可得:水平面越光滑,小车的速度减小越______(快/慢),小车运动的路程越长,由此可推理:如果水平面绝对光滑,运动的小车将一直做匀速直线运动。
【答案】(1) 同一 B
(2)D
(3)不需要
(4)慢
【详解】(1)[1]本实验要控制除阻力大小外的其它条件均相同,所以应该将小车从同一高度处释放,使小车到达水平面的速度相同。
[2]实验中水平面粗糙程度不同,小车受到的阻力不同,运动距离不同,可以通过小车运动距离的大小来反映阻力对物体运动的影响,使用了转换法。
(2)实验中小车运动时受到的阻力应该越来越小,所以应该逐渐减小水平面材料的粗糙程度,故最合理的实验顺序是甲、丙、乙,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(3)若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,说明木板对小车的阻力比前两次小,小车滑动的距离较大,不需要重做实验。
(4)依次比较甲、丙、乙三次实验可知,水平面越光滑,运动得距离越大,小车的速度减小越慢。
考点04探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)如图所示,小亮和小刚进行“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验。
(1)实验中用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动。根据__________条件可知,木块所受摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)他们通过甲、乙所示的实验,得出的结论是:在保持接触面粗糙程度一定时,__________越大,滑动摩擦力就越大;
(3)小亮对小刚说:“我只要用乙图中的器材再做一次实验,就能验证滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度有关。”小亮的做法是:___________,重新做一次实验;
(4)他们对实验进行了改进,如图丙所示拉动木板进行实验,这样改进的好处:______。
(5)他想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,选取了两个弹簧测力计、细线、棉布、木板、重为10N和15N的两个木块(表面粗糙程度相同)等器材,利用图丁实验做对比分析,又设计了如戊所示的实验,使弹簧测力计A始终保持竖直状态,并调整高度,使其示数为__________N,拉动木板,当木块相对于地面静止时,弹簧测力计B的示数为1N,分析可得滑动摩擦力大小与物体重力大小__________(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)二力平衡
(2)压力
(3)将塑料块叠放在木块的下面
(4)不需要木板做匀速直线运动,便于操作;弹簧测力计处于静止状态,方便准确读数
(5) 5 无关
【详解】(1)水平匀速直线拉动木块,木块处于平衡状态,受平衡力作用,利用二力平衡条件可知木块所受摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)甲、乙两次实验,接触面粗糙程度相同,乙图中压力较大,测力计示数较大,可以得出接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
(3)探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系,则需保持压力不变,改变接触面的粗糙程度,由乙图可知,小亮可将塑料块叠放在木块的下面,重新实验。
(4)改进后,木块与弹簧测力计固定不动,拉动木板运动,该实验设计的优点是:一方面,不需要拉动木板做匀速直线运动,便于实验操作,另一方面,由于测力计静止便于读数。
(5)[1]他想继续探究滑动摩擦力大小与物体的重力大小是否有关,要控制其他因素相同,改变物体重力大小,则要控制两长方体对木板的压力相同,则要保持戊图中A的示数为5N,此时两木块对木板的压力相同,均为10N。
[2]当木块相对于地面静止时,木块受到的摩擦力等于拉力大小,弹簧测力计B的示数为1N,则说明木块的重力改变,受到的摩擦力不变,可得滑动摩擦力大小与物体重力大小无关。
2.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)物理课上,老师带领同学们做探究影响滑动摩擦力大小的实验,如图甲所示:
(1)实验中要想让弹簧测力计示数等于物体A所受滑动摩擦力大小,应匀速直线拉动物体A,此过程用到的物理知识:________
(2)因匀速直线拉动物体不便于实验操作,所以老师带领同学们做改进实验,以下是不同组同学进行改进后的实验装置,请同学们回答相关问题:
第一组同学对实验装置做了如下改进,如图乙所示,木板放在水平桌面上,木块A叠放在木板B上,细线一端连接木块,另一端连接固定的拉力传感器。向右拉动木板,水平细线的拉力大小通过拉力传感器的示数显示。
①如图拉力传感器示数为10N,作用在木板B上水平向右的拉力为12N,问木块A所受滑动摩擦力方向____,木板B所受地面给的滑动摩擦力大小______。
第二组同学对实验装置做了如下改进,如图丙所示,物块放在传送带上,传送带速度可以自由调节,物块始终相对地面静止。
②a、拉力传感器示数是否为物块所受滑动摩擦力大小____(“是”或“不是”)
b、针对改进后的实验装置,同组的小雨猜想滑动摩擦力大小是否还与速度大小有关,对此他们展开探究。
改变传送带速度,根据实验数据分别绘制出传送带的速度与时间(v-t)和拉力与时间(F-t)的关系图像。分析图丙中乙、丙两图可知,滑动摩擦力的大小与物体相对传送带运动速度的大小____填(“有关”或“无关”),理由是:____________________________。
第三组同学对实验装置做了如下改进,如图丁所示,木板放在水平桌面上,木块A叠放在木板B上,弹簧测力计一端连接木块,另一端固定在墙壁上。向左拉动木板B,弹簧测力计示数即为物体A所受滑动摩擦力大小。
③此实验装置做如下改进后的好处________
【答案】(1)二力平衡
(2) 水平向右 2N 是 无关 当传送带速度发生变化时,拉力没有变化,即滑动摩擦力没有变化 不用匀速直线拉动木板B,便于实验操作
【详解】(1)实验中弹簧测力计拉动物体A,若物体A做匀速直线运动,则说明处于平衡状态,受平衡力的作用,此时物体A在水平方向受到的弹簧测力计的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等、方向相反。因此,弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力大小。
(2)①[1]木板B向右运动时,木块A相对木板B向左滑动,根据滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,木块A所受滑动摩擦力方向为水平向右。
[2]木块A对木板B的滑动摩擦力与木板B对木块A的滑动摩擦力是相互作用力,大小相等,都是10N;木板B水平方向受三个力:向右的拉力12N、向左的木块A对它的摩擦力10N、向左的地面对木板B的摩擦力f。根据多力平衡条件可得
②[3]物块相对地面静止,水平方向受拉力传感器经定滑轮对物块向左的拉力和传送带对物块向右的滑动摩擦力,根据定滑轮的特点和二力平衡条件,拉力传感器的示数是滑动摩擦力大小。
[4][5]分析图丙中乙、丙图像,传送带速度变化时,拉力大小不变,即滑动摩擦力大小不变,说明滑动摩擦力与相对运动速度无关。
③[6]拉动木板B时,木块A静止,弹簧测力计示数稳定,无需控制木板做匀速直线运动,便于实验操作。
3.(24-25八年级下·辽宁营口·期中)小鑫想为体育中考选一双鞋底更粗糙的运动鞋,于是用两款质量不同的运动鞋A、B进行了下面的实验:
(1)小鑫要测量鞋子A在水平橡胶垫上受到的滑动摩擦力的大小,他应该将弹簧测力计在______(选填“水平”或“竖直”)方向上调零。调零后,小鑫用手快速拉动橡胶垫,鞋子相对于地面静止,此时弹簧测力计的示数如图甲所示,则此时鞋子A受到的摩擦力为______N。
(2)接着,他又用如图乙所示的方法测出了鞋子B在同一橡胶垫上受到的摩擦力为1.2N,于是他得出鞋子A鞋底更粗糙的结论。乐乐认为这个结论是错误的,理由是未控制______相同。
【答案】(1) 水平 1.4
(2)压力
【详解】(1)[1][2]因实验中要沿水平方向拉着物体做匀速直线运动,且在水平方向上读数,故实验前要把弹簧测力计在水平方向上调零;图甲中弹簧测力计的分度值为0.1N,其示数为1.4N,由于物体做匀速直线运动,受到的摩擦力等于拉力,所以此时鞋子A受到的摩擦力为1.4N。
(2)探究摩擦力与接触面粗糙程度的关系时,应控制压力一定,只改变接触面的粗糙程度,由于两双运动鞋的质量不相等,则压力不同,不能通过摩擦力的大小显示粗糙程度,故结论是错误的。
4.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,先后把木块放在长木板上,水平向右拉动木块,当木块匀速直线运动时,读出弹簧测力计的示数。
(1)根据_____知识,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)比较甲和乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与_____的关系。图甲中,用弹簧测力计拉着木块以不同的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数不变,说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小_____(填“有关”或“无关”)。
(3)比较_____两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)实验后,老师提出一个问题:如何打开拧紧了的玻璃罐的盖子?小新给出了两种方法。
方法一:如图(a)所示,将一块毛巾包在玻璃罐的盖子上面,再用手拧盖子,玻璃罐就打开了;方法二:如图(b)所示,用一个较硬的钢勺轻撬瓶盖边缘,有空气进去后瓶盖变平,再用手拧盖子,玻璃罐就打开了。其中方法一是_____了盖子外侧的摩擦力;方法二是_____了盖子与瓶口的摩擦力。(均填“增大”或“减小”)
【答案】(1)二力平衡
(2) 压力大小 无关
(3)甲和丙
(4) 增大 减小
【详解】(1)当木块在长木板上做匀速直线运动时,此时木块处于平衡状态,由二力平衡条件可知,木块受到的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[1]甲和乙两次实验中,接触面的粗糙程度相同,压力大小不同,根据控制变量法可知,比较甲和乙两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与压力大小的关系。
[2]保持压力大小和接触面粗糙程度不变,仅改变木块在水平方向做匀速直线运动的速度,而弹簧测力计的示数不变,根据二力平衡条件可知,木块受到的滑动摩擦力大小不变,则说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度的大小无关。
(3)要想探究探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系,根据控制变量法可知,实验中要保持压力大小和接触面粗糙程度不变,改变接触面粗糙程度,所以应该比较甲和丙两次实验。
(4)[1]将一块毛巾包在玻璃罐的盖子上面,再用手拧盖子,是通过增大接触面粗糙程度的方式来增大摩擦的,所以方法一是增大了盖子外侧的摩擦力。
[2]用一个较硬的钢勺轻撬瓶盖边缘,有空气进去后瓶内压强增大,减小了盖子和玻璃罐之间的压力,从而减小了盖子和玻璃罐之间的摩擦,所以方法法二是减小了盖子与瓶口的摩擦力。
考点05探究二力平衡条件的实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)在探究“二力平衡的条件”的实验中,小刚同学采用的实验装置如图甲所示,小华同学采用的实验装置如图乙所示(硬纸片的重力忽略不计)。
(1)甲方案中,小明在左端放上2N的重物,右端放上1.9N的重物时,小车静止,此时小车受到的__________(选填“可能是”“一定是”或“一定不是”)平衡力。这两个实验装置中,你认为装置__________(选填“甲”或“乙”)更科学;
(2)在装置乙中,将小车旋转一定角度,松手后,发现小车又恢复原状。这说明两个力必须作用在__________上,物体才能平衡;
(3)在装置丙中,小红同学也用小卡片对同一问题进行了探究,将系于小卡片两对角的细线分别跨过左右支架的滑轮后,再在线的两端分别都挂上1个、2个、3个钩码,发现三次实验卡片都能平衡,由此__________(选填“能”或“不能”)得出使物体平衡的两个力必须大小相等;
(4)如果她在组装支架上装配的两个滑轮不在同一高度,你认为__________(选填“能”或“不能”)进行试验;
(5)丙装置中,要探究平衡力是否一定要作用在同一物体上,需要进行的操作是_________。
【答案】(1) 一定是 乙
(2)同一直线
(3)不能
(4)能
(5)将小卡片沿竖直方向从中间剪开,观察小卡片的运动情况
【详解】(1)[1]小车静止,此时小车受到的一定是平衡力;小车受到向左2N的拉力,向右1.9N的拉力,此时小车还受到桌面对它的摩擦力作用,在这三个力作用下处于平衡状态,即这三个力是平衡力,所以,小车静止时,小车受到的一定是平衡力。
[2]乙装置更合理,因为乙装置中小车与桌面间属于滚动摩擦,比滑动摩擦小得多,可以减小摩擦力对实验的影响。
(2)用手将小车扭转一个角度,这样两个力不在同一直线上,小车将无法在这个位置平衡,说明两个力必须满足两个力在一条直线上。
(3)两线另一端分别都挂上1个、2个、3个钩码,卡片都能平衡,不能说明二力平衡时大小相等,必须要验证当物体两边受力不相等时,就不能静止时,才能做出判断,结论才具有普遍性。
(4)因为左右两侧各通过一个定滑轮,定滑轮的位置虽然不等高,但是当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一个物体上时,硬纸片还是处于静止状态,照样能完成实验。
(5)要探究平衡力是否一定要作用在同一物体上,可以将卡片剪断,使其一分为二,观察小卡片的运动情况,所以,需要进行的操作是:将卡片剪断。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)如图所示,在“探究二力平衡条件”时,小明不断改进并先后设计了三个实验方案。
(1)从甲方案改进为乙方案是为了减小___________对实验的影响。小明采用丙方案进行实验,选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,对卡片施加两个拉力,则所挂钩码质量合适的是___________(填字母)。
A.5g B.200g C.任意质量均可
(2)小明将系于卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向___________,并通过调整钩码数量来改变拉力的大小。当卡片平衡时,小明将卡片扭转一定角度,松手后卡片不能平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在___________上。
(3)随后小明利用实验室的器材进行了创新实验,按图丁他将重为G的正方体滑块P套在水平放置的方管Q上,在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,再将方管Q按图戊竖直放置后,滑块P竖直向下运动。实验中控制滑块P受到风力的大小和方向始终保持不变,其受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍(忽略空气阻力),小明通过分析计算出图戊中滑块P受到的摩擦力f=___________G。若将滑块P竖直向上匀速拉起,则拉力的大小为___________G。
【答案】(1) 摩擦力 B
(2) 相反 一条直线
(3) 0.64 1.64
【详解】(1)[1]木块放在桌面上,当发生相对运动或有相对运动趋势时,有摩擦力产生,由甲方案改为乙方案,把木块换成小车,就是减少摩擦力对实验结果的影响,这是通过变滑动为滚动的方式减小摩擦的。
[2]选质量为5g的卡片作为研究对象,在线的两端分别挂上等质量的钩码,为了不考虑小卡片的重力对实验的影响,选择的钩码质量要尽量大,才能使卡片左右两边的绳子接近水平,所挂钩码质量合适的是200g,如果选用5g的钩码,卡片左右两边的绳子将不能水平,故选B。
(2)[1]小明将系于小卡片两端的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,此时作用在小卡片上的两个拉力等于钩码的重力,方向相反,并通过调整钩码个数来改变拉力大小。
[2]当小卡片平衡时,小明将小卡片扭转过一个角度,卡片两边的拉力作用不在同一直线上,松手后小卡片不能平衡,卡片两边的拉力在一条直线上,卡片能平衡,此实验说明两个力使物体平衡时,这两个力要作用在一条直线上。
(3)[1]由题意可知,正方体滑块P受到方管Q的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍,即图丁中滑块P受到的摩擦力等于0.8G;在水平向右风力的作用下,滑块P向右做匀速直线运动,则滑块P受到风力的大小等于滑块P受到的摩擦力0.8G,即滑块P与方管Q间压力等于0.8G,滑块P竖直向下运动时,受到方管Q的摩擦力仍等于它们间压力大小的0.8倍,则图戊中滑块P受到的摩擦力f=0.8×0.8G=0.64G
[2]将滑块P竖直向上匀速拉起,则拉力的大小等于正方体滑块P的重力与滑块P受到的摩擦力之和,即F=G+0.64G=1.64G
3.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)某小组用如图所示装置探究二力平衡的条件,钩码质量均为。
(1)如图甲所示,小组同学在左边挂一个钩码,右边也挂一个钩码,木块保持静止状态,只在右边增加一个钩码时,木块仍然保持静止状态,此时木块受到的力相互______(选填“平衡”或“不平衡”),产生上述现象的原因是木块在水平方受到______力的作用。
(2)小组同学设计出了如图乙所示装置,要求卡片的质量较小,在图乙装置左边和右边各挂一个钩码后,卡片静止,为探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上,应进行图______操作(选填“丙”或“丁”),松手后,卡片恢复原位置,这表明______。
(3)经交流与评估,同学们认为图乙的实验装置优于图甲,主要原因是( )
A.减少摩擦力对实验结果的影响
B.小卡片更便于研究两个力不作用在同一直线上时是否平衡
C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡
D.小卡片容易扭转
(4)如图戊所示的生活场景,衣架和衣服被水平向左的风吹得做匀速直线运动,根据二力平衡知识,此时衣架对晾衣杆的压力与没有风时相比______(选填“更大”、“更小"或“一样大”)。
【答案】(1) 平衡 摩擦力
(2) 丙 相互平衡的两个力作用在同一条直线上
(3)A
(4)一样大
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,小组同学在左边和右边各挂一个钩码,这时木块保持静止,木块处于平衡状态,受到平衡力作用。若在右边增加一个钩码时,木块仍然保持静止状态,木块处于平衡状态,受到平衡力作用,此时木块和桌面之间的摩擦力对实验产生了影响。
(2)[1]在图乙装置左边和右边各挂一个钩码后,卡片静止,为探究相互平衡的两个力是否作用在同一直线上,应将小卡片转动一小角度,此时两个力不在同一直线上,所以应进行图丙操作。
[2]将小卡片转动一小角度,两个力不在同一直线上,松手后,小卡片旋转后又恢复原状,说明相互平衡的两个力需要作用在同一直线上。
(3)小卡片重力小,可以忽略,悬在空中不受摩擦力影响;木块放在水平桌面上,木块和桌面之间存在摩擦力,所以图乙的实验装置优于图甲,主要原因是减少摩擦力对实验结果的影响;无论是木块还是卡片都可以研究两个力不作用在同一直线上时是否平衡,都能让它们在水平方向保持平衡,都可以比较轻松的扭转一个角度,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(4)无风时,衣架和衣服静止,处于平衡状态;竖直方向上,衣架受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相等,即支持力等于衣架和衣服受到的重力之和;水平向左的风吹得衣架和衣服在水平晾衣杆上做匀速运动,衣架和衣服处于平衡状态,竖直方向上衣架的总重力和支持力二力平衡,大小相等,即支持力仍等于衣架和衣服受到的重力之和;衣架对晾衣杆的压力和晾衣杆对衣架的支持力是一对相互作用力,大小相等.,所以有风时衣架对水平晾衣杆的压力和没有风时一样大。
4.(24-25八年级下·辽宁葫芦岛·期中)伽利略曾设想了一个理想实验,如图一所示。以下为他的设想步骤:①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做匀速直线运动。
(1)把上述理想实验的设想步骤按正确的顺序排列是__________(填序号)
(2)此实验用到的实验方法____________________(填写一个实验方法即可)
(3)牛顿在此实验的基础上进行推理总结得出牛顿第一定律,牛顿第一定律的内容:____________________________________________________
(4)牛顿在此基础上继续探究二力平衡时的条件,做了如下实验,如图二所示,图甲为带有重垂线的挂钩,分别将挂钩挂在薄板上的A点和D点,把薄板悬挂起来,重垂线位置分别如图乙、丙所示,则薄板的重心为AB和DE的交点C。以上找重心的原理利用的是二力平衡条件中的__________(填“大小相等”“同一物体”或“同一直线上”)。找出薄板此时所受的一对平衡力____________________。
(5)在学习了二力平衡知识之后,某班开展了以“二力平衡”为主题的辩论赛,正方和反方提出了许多观点,老师把他们的观点归纳整理如下表。你认为正确的观点有____(填序号)
正方
反方
观点
①二力平衡两个力作用于同一物体
②二力平衡两个力作用于两个不同物体
③平衡力两力方向相反
④平衡力两力方向相同
⑤平衡力两力时间上具有同步性
⑥平衡力两力时间上不具有同步性
【答案】(1)②③①④
(2)理想实验法
(3)一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
(4) 同一直线上 薄板所受重力与拉力
(5)①③⑥
【详解】(1)该实验正确的步骤如下:两个对接的斜面,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜面(②);如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度(③);减小第二个斜面的倾角;小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度(①);继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球将沿水平面以恒定的速度持续运动下去(④),正确的次序应为②③①④。
(2)探究中用到了“理想实验法”。我们周围物体的表面没有绝对光滑的,物体运动时都要受到阻力的作用,所以物体所受阻力为零时的运动状态就只能去推理,去假想。因此我们以实验为基础,通过分析事实,再进一步推理得出结论,这种方法称为理想实验法。
(3)牛顿第一定律的内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。牛顿第一定律是在实验的基础上,经过推理得出的。
(4)[1][2]薄板静止时,根据二力平衡条件可知,薄板所受的重力与悬线的拉力在同一竖直线上,所以薄板的重心一定在竖直线AB和竖直线DE上,则薄板的重心为AB和DE的交点C。此时薄板所受的重力与悬线的拉力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,受力物体为同一物体,是一对平衡力。
(5)二力平衡的条件:作用在同一个物体上的两个力,必须大小相等,方向相反,并作用在同一条直线上,一对平衡力并不是同时产生同时消失同时变化的,例如将物体悬挂在细线上,处于静止状态,细线的拉力与物体的重力是一对平衡力,如果剪断细线,物体的重力依旧存在,且大小和方向没有变化,但拉力消失了,故一对平衡力在时间上不具有同步性,具有同步性的是一对相互作用力,故正确的观点有①③⑥。
考点06同一条直线上的二力合成实验
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图所示是小明同学在“探究同一直线上二力的合力”的实验中出现的情景,请根据该情景,回答下列问题:
(1)如图a、b、c中,该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的作用效果_______(选填“相同”或“不同”);
(2)根据图b可以推断,图a中的测力计拉力F=______ N;
(3)如果实验中F3示数为4N,F4向左拉动与F3在同一条直线上,则F4=______ N。
【答案】(1)相同
(2)3
(3)1
【详解】(1)该实验中,力的作用使弹簧伸长,根据弹簧的伸长量来判断各个力的作用效果,因此探究同一直线上两个力的合力时,使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的作用效果相同。
(2)根据图b中、共同作用与图a中的拉力F作用效果相同,都是把弹簧从A点拉伸到同一点B,则力F是、的合力,在同一直线上、方向相同,故可以得出
(3)由图a和图c可知力、共同作用效果与力F的作用效果相同,与在同一直线上、方向相反,则有,所以
考点07探究影响压力作用效果的因素的实验
1.(24-25八年级下·辽宁锦州·期中)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___________来体现的,___________(选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,可以得出结论:___________;
(3)比较图2、图3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.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4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5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) 被压下的深浅(凹陷程度) 不可以
(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
【详解】(1)[1][2]根据转换法,实验中压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,海绵的凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显;因木板受压形变不明显,故我们不可以用木板代替海绵来完成实验。
(2)比较图1、图2所示的实验现象,受力面积相同,图2中压力较大,海绵的凹陷程度较大,压力作用效果较明显,可以得到受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)比较图2、图3所示实验的现象,压力相同,图2中受力面积较小,海绵的凹陷程度较大,压力作用效果较明显,可以得到压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
A.书包带宽是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故A符合题意;
B.货车不允许超载是在受力面积一定时,通过减小压力减小压强,故B不符合题意。
故选A。
(4)图3和图4中压力和受力面积都不变,由可知,桌面对海绵和桌面对沙子的压强不变,即p1=p2。
(5)探究压力作用效果与受力面积的关系,应保持压力不变。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,此时改变了受力面积的同时也改变了压力,不能得到压力的作用效果和受力面积的关系。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验,瓶皆相同,A、B、C和F图中瓶内皆装满水。
(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,这里体现的实验方法是 ________ 。
(2)比较图C、D、E,得出结论:在 _________ 相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)A图中水瓶对砖块的压强pA和B图中水瓶对海绵的压强pB的大小关系为pA_______ pB;A图中水对瓶底的压力FA和C图中水对瓶盖的压力FC的大小关系为FA_______ FC(两空均选填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)如图F所示,将两个完全相同的装满水的瓶紧靠在一起,放在足够大海绵上,海绵的凹陷程度与 _____ 图一样。
【答案】(1)转换法
(2)受力面积
(3) 等于 大于
(4)B
【详解】(1)在“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验中,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的,这种将看不见、摸不着或不易观察的现象,通过研究与之相关的其他易观察的现象来间接研究的方法,叫做转换法。所以这里体现的实验方法是转换法。
(2)比较图C、D、E可知,三个图中受力面积相同,压力大小不同,且压力越大,海绵的凹陷程度越明显,即压力的作用效果越明显。所以得出结论:在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)[1]A、B两图中,压力和受力面积都相等,根据压强公式可知,A图中水瓶对砖块的压强pA和B图中水瓶对海绵的压强pB的大小关系为pA等于pB。
[2]A 图中水瓶是柱形,水对瓶底的压力等于水的重力(FA=G水 );C 图中水瓶上粗下细,水对瓶盖的压力小于水的重力(部分水压在瓶侧壁 ,FC<G水 )。所以FA大于FC 。
(4)如图F所示,将两个完全相同的装满水的瓶紧靠在一起,放在足够大海绵上,此时总的压力变为原来一个瓶子的 2 倍,受力面积也变为原来一个瓶子的 2 倍。由可知 ,压强不变。B图中一个瓶子对接触面的压强与两个瓶子紧靠在一起时对海绵的压强是相等的,所以海绵的凹陷程度与B图一样。
考点08探究液体压强与哪些因素有关的实验
1.(24-25八年级下·辽宁鞍山·期中)为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,小明和小华分别采用如图所示装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,已知盐水密度大于酒精的密度。
(1)实验前,应该检查实验装置是否__________,某同学发现压强计U形管两侧的液面如图甲所示的情景,调节的方法是__________。(填字母)
A.取下软管重新安装
B.将U形管部分水倒出
C.向U形管倒入部分水
(2)比较乙、丙两图可知,当深度一定时,液体内部压强随__________增大而增大;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将__________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ;
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更细的
(4)保持图丙中探头的位置不动,向烧杯中倒入适量清水(未溢出),倒入清水后金属盒的橡皮膜受到液体压强大小__________;(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1) 漏气 A
(2) 液体密度 不变
(3)C
(4)变大
【详解】(1)[1]实验前,应该检查实验装置是否漏气,如若漏气,则U形管两侧液面高度差会保持不变而无法进行实验。
[2]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A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)[1]比较图中乙、丙两图可知,在探头所处的深度相同时,改变液体的密度,U形管两侧的液面高度差也发生改变,其在密度大的液体中,U形管中的液面高度差更大,则可以得出液体的压强随液体密度的增大而增大。
[2]同种液体,在同一深度时,各个方向的压强大小相等,故图丙中,只改变探头方向时,U形管两液面的高度差将不变。
(3)探头在液体中的深度相同,根据可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差变大;“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差较大;“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(4)加入清水后,盐水的总质量变大,重力变大,水对探头的压力变大,由于探头的受力面积不变,根据可知,探头的橡皮膜受到的液体压强变大。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图1所示,小洋同学利用一个空矿泉水瓶做实验:
(1)实验时发现液体能从侧壁的孔中喷出,说明瓶中液体内部有______;
(2)物理课上:“探究液体内部的压强与哪些因素有关”时,小洋提出以下三个猜想:
猜想A:液体内部的压强与液体的质量有关;
猜想B:液体内部的压强与液体的深度有关;
猜想C:液体内部的压强与液体的密度有关;
①如图2所示,小洋同学发现液体压强计上的U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器;实验开始前小洋没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,接下来的操作应该是______;(选填字母)
A.从U形管右侧管口向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
②小洋同学设计并完成了图3所示的甲、乙、丙、丁四个实验,为了验证猜想A可以通过比较______两图所示的实验现象,证明了液体内部的压强与液体的质量无关;
③根据比较乙、丙两图的实验现象,得出实验的结论为:______;
(3)学习了液体压强的计算公式后,小洋用图4所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,接着测量了左侧水面到容器底的深度,左口水面到橡皮膜中心的深度,右侧待测液体液面到容器底的深度,右侧待测液体液面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______(已知水的密度为)。
【答案】(1)压强
(2) 不属于 B 甲、乙 液体压强大小与液体的深度有关
(3)
【详解】(1)实验时发现液体能从侧壁的孔中喷出,则液体受到压强的作用,说明瓶中液体内部有压强。
(2)[1]连通器是两端开口,底部连通的容器,如图2所示,液体压强计上的U形管因一端封闭,不属于连通器。
[2]实验开始前小洋没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,可知左管液面上方气压大于大气压强,接下来的操作应该是拆除软管重新安装,使得液面相平,故B符合题意;AC不符合题意。
故选B。
[3]验证猜想A,研究液体内部的压强与液体的质量关系,要控制液体深度和密度相同,只改变液体质量大小,应该比较甲、乙两图实验现象。
[4]比较乙、丙可知,液体密度相同,而深度不同,U形管两侧液面高度差不同,产生的压强不同,本实验的结论:液体压强大小与液体的深度有关。
(3)如图4,橡皮膜相平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,即,根据液体压强公式得,待测液体密度的表达式为。
3.(24-25八年级下·辽宁朝阳·期中)小杨同学在学习液体压强时,为了探究液体压强的大小与哪些因素有关,进行了如图1的实验探究。
(1)图1甲是U形管压强计,探头上的橡皮膜应选用 _____(选填“薄”或“厚”)一些的较好,实验前,小杨用手轻压橡皮膜,发现U形管中液面升降灵活,说明该装置 ________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图1乙、丙的实验可初步判断得出:在同种液体中,液体压强随着 _______的增加而增大。利用这一结论,可解释拦河大坝要做成 _________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;比较丙丁两图的实验_______(选填“能”或“不能”)探究液体内部压强与液体密度有关;
(3)当金属盒在水和盐水中处于相同深度时,小杨发现U形管两侧液面的高度差对比不够明显,为了使实验现象更加明显,小杨计划采取的操作中,可行是 (选填序号)。
A.将U形管换成更细的 B.U形管中换用密度更小的液体
(4)在图1丁实验中,保持探头位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 _______(选填“变大”、“变小”或“无法判断”)。
(5)小杨发现用如图2甲所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,情形如图2乙、丙所示。由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系是 (选填序号)。
A.ρa=ρb>ρc B.ρa=ρb<ρc C.ρb>ρa>ρc D.ρb<ρa<ρc
【答案】(1) 薄 不漏气
(2) 深度 上窄下宽 能
(3)B
(4)变大
(5)C
【详解】(1)[1]在探究液体压强的实验中,为了更准确地测量压强,需要确保橡皮膜能够灵敏地感知到压强的变化,因此橡皮膜应选用薄一些的较好。
[2]实验前,用手轻压橡皮膜,发现U形管中液面升降灵活,这说明装置的气密性良好,即不漏气。
(2)[1]比较图1乙、丙的实验,可以看出在同种液体中,金属盒所处的深度不同,而压强计的高度差也不同,深度越深,高度差越大,说明液体压强随着深度的增加而增大。
[2]这一结论可以解释为什么拦河大坝要做成上窄下宽的形状,因为液体压强随深度的增加而增大,所以大坝的下部需要承受更大的压强,因此要做得更宽。
[3]比较图丙、丁的实验,金属盒在盐水中所处的深度较浅,盐水的密度较大,图丁中压强计两侧的高度差较大,即金属盒在盐水中受到的压强较大,所以液体的密度大小会影响液体的压强大小,故比较丙、丁两图的实验能探究液体内部压强与液体密度有关。
(3)为了使U形管两侧液面的高度差对比更加明显,由液体压强公式p=ρgh可知,在压强不变的情况下,要h变大,可以减小液体的密度。液体的压强与U形管的粗细无关,“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),则容器底部受到液体压力增大,由可知,容器底部受到液体压强增大;金属盒以下部分的液体深度不变,加清水后盐水密度变小,金属盒以下部分的液体压强变小,而容器底受到的液体压强变大,所以金属盒以上的液体压强变大,即橡皮膜受到的液体压强变大。
(5)对于图2中的实验,观察乙图可以发现,橡皮膜相平,说明a液体对橡皮膜的压强等于b液体对橡皮膜的压强,由于a的深度大于b的深度,由p=ρgh可知,a的密度小于b的密度;观察丙图可以发现,橡皮膜向左凸出,说明a液体对橡皮膜的压强大于c液体对橡皮膜的压强,由于橡皮膜在a处的深度小于在c处的深度,由液体压强公式p=ρgh可知,a的密度大于c的密度。由此可推断:a、b、c三种液体密度ρa、ρb、ρc的大小关系是ρb>ρa>ρc,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)水族馆里有左右两个相邻的透明水箱,一个水箱里装普通的水,另一个水箱里装调配的浓盐水()。小明用图甲所示的形管压强计和刻度尺,帮助工作人员辨别出哪个水箱中装的是浓盐水并测出了浓盐水的密度。
(1)组装U形管压强计的正确顺序是( )。(将字母按顺序填在横线上)
A.在形管中注入适量的水
B.按压橡皮膜,检查装置的气密性
C.将带橡皮膜的金属盒、橡胶管、U形管组装起来
(2)在辨别浓盐水的过程中:
①将探头分别浸入到两个水箱中相同的深度,如图乙所示,发现。由此可以判断________水箱中装的是浓盐水,理由是________。该过程________(填“需要”或“不需要”)保持探头的方向相同。
②如果和对比差别不明显,可以尝试采取的是________。
(3)小明还设计了利用薄壁实验箱测量某未知液体的密度,如图丙所示,实验箱分为内箱与外箱,内箱固定在外箱的内侧,内箱下部有一圆形孔,并在圆孔上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。在箱中加入水,橡皮膜向下突起,再在箱中加入某未知液体,直至橡皮膜重新变平,用刻度尺测得此时乙箱中对应的高度为、、,则未知液体的密度为________。()
【答案】(1)ACB
(2) 右 深度一定时,液体密度越大,压强越大 不需要 将形管中的液体换为密度更小的酒精等液体
(3)
【详解】(1)先将U形管内注入适量的水,就可以通过U形管内的液面高度差来反映压强的大小,然后将带橡皮膜的金属盒、橡胶管、U形管组装起来,最后按压橡皮膜,检查装置的气密性。故正确组装顺序为ACB。
(2)[1][2]两侧液面的高度差,说明右侧容器受到的液体压强较大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,在液体深度一定时,液体的密度越大,液体的压强越大,所以右侧水箱中的液体是浓盐水。
[3]因为液体压强大小与方向无关,所以不需要保持探头的方向相同。
[4]因为是用U形管内两侧液面的高度差来反映液体压强大小,由液体压强公式变形式可知,在探头处压强一定时,可以通过将U形管中的液体换为密度更小的酒精等液体来增大管内的液面高度差。
(3)橡皮膜恢复水平状态,则水的压强等于液体的压强,即
代入数据,得
解得
5.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了以下操作和分析:
(1)小明在使用液体压强计前,发现U形管中两侧液面位置如图甲所示,接下来的操作是 (选填字母);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)完成了仪器的组装后,为检验装置的气密性,小明按压住探头的橡皮膜,发现U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明该装置的气密性______(好/差);
(3)为了探究液体密度对液体压强大小的影响,小明应分别将压强计金属盒的橡皮膜放在图乙烧杯中的______(填字母)两个位置处进行实验;在a、b、c、d、e五点中压强最大的是______点;
(4)完成上面实验后,小明继续利用同一只液体压强计来区分完全相同两烧杯中的液体,其中一杯是纯水,一杯是酒精,两杯中液面不相平,已知ρ水>ρ酒精,他进行了以下操作:
①将液体压强计的探头放入甲液体中,探头到烧杯底的距离为6cm,如图甲所示,记录液体压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②将液体压强计的探头放入乙液体中,探头到烧杯底的距离为6cm,如图乙所示,记录液体压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小明发现h1大于h2,小明便作出了以下判断,其中正确的是 ;
A.甲烧杯液体比乙的体积大,所以密度小,甲是酒精
B.h1大于h2说明探头在甲烧杯液体中受到的压强大于在乙烧杯中受到的压强
C.探头在甲液体中较深,受到的压强也较大,无法判断哪杯液体的密度大
D.探头在同一高度处受到甲液体的压强大,说明甲液体的密度大,甲是水
(5)为了进一步探究液体内部压强特点,小明自制了一个六面装有绷紧程度相同的橡皮膜的正方体(如下图所示),并将其置于水中,能大致反映橡皮膜受到水的压强情况的是图 (选填字母)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)B
(2)好
(3) bc d
(4)BC
(5)B
【详解】(1)当U形管两侧液面高度不相等时,说明装置内部存在气压差,此时应该拆除胶管重新安装,使两侧液面恢复水平。故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(2)按压探头橡皮膜时,U形管液面能形成稳定高度差,说明装置密封良好,没有漏气现象,因此该装置的气密性好。
(3)[1]要探究液体密度对压强的影响,需要控制深度相同,因此应选择b、c两点进行比较,这两点深度相同但液体密度不同。
[2]在a、b、c、d、e五点中,d与e点所处深度最大,但e点在水中,d点在盐水中,根据液体压强公式p=ρgh,因此d点的液体压强最大。
(4)A.根据,仅凭体积大小无法判断密度大小,故A错误;
BCD.虽然两杯液体液面高度不同,但探头都放在距杯底6cm处,说明在两液体中探头的深度不同。h1>h2表明甲液体中探头受到的压强大,根据,由于深度未知,无法直接比较密度。故BC正确,D错误。
故选BC。
(5)正方体浸入水中时,下表面深度最大,压强最大,橡皮膜凸起最明显;侧面压强随深度增加而增大;上表面压强最小。因此B图最能准确反映各面橡皮膜的形变情况,符合液体压强随深度变化的规律。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
考点09估测大气压的实验
1.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)在学完大气压强这一课之后,小李独立设计了一个估测大气压强值的方法如图甲,他用到了注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材,实验步骤如下:
(1)首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。读出注射器的容积V,再用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度为L;
(2)水平向右慢慢拉动注射器筒,若选用图乙中注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,则应该换用注射器_______(选填“A”、“B”或“C”)来进行实验;当注射器的活塞刚刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数F,并测出的大气压值p=_______(用所给的字母表示);
(3)小李发现此方法测得的大气压值误差较大,对此小李与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气
②刻度尺的读数没有读准
③活塞与注射器筒壁不完全密封
④活塞与注射器筒壁间有摩擦
上述原因一定会使测量值小于真实值的是_______。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】 C A
【详解】(2)[1]如果选用图乙中的注射器B,当弹簧测力计被拉到最大值时,活塞仍没有滑动,说明活塞受到的大气压力超过了弹簧测力计的最大量程。根据压强公式,大气压强是一定的,如果活塞的横截面积过大,所需拉力也会增大。因此,应换用横截面积较小的注射器,即注射器 C。
[2]注射器的活塞横截面积,可以通过容积和有刻度部分的长度计算得出活塞的横截面积
注射器的活塞刚刚被拉动时,弹簧测力计的示数F,根据二力平衡可知,大气压力为F,则测出的大气压值
(3)[3]①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余空气,残余空气会产生额外的内部压力,抵消部分外部大气压力,导致测力计所需的拉力变小,测量值偏小。故①符合题意;
②刻度尺的读数没有读准,如果读数偏小,计算出的横截面积S会偏大,导致压强偏小;如果读数偏大,计算出的横截面积S会偏小,导致压强 p偏大。故②不符合题意;
③活塞与注射器筒壁不完全密封,不完全密封会导致部分空气进入注射器内部,减少外部大气对活塞的压力,测力计所需的拉力变小,测量值偏小。故③符合题意;
④活塞与注射器筒壁间有摩擦,摩擦会增加测力计的读数,导致测得的压力变大,测量值偏大。故④不符合题意。
综上所述,会使测量值小于真实值的是①③,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 ___________ (选填“针筒”或“活塞”)的压力;
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 ___________ (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 ___________ 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 ___________ ;
(4)若同学们用图乙中B注射器测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,则可用图乙中的A、C两个注射器中的 ___________ 注射器进行实验。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= ___________ 。
【答案】(1)活塞
(2) 偏小 将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口
(3)减小摩擦
(4) A
【详解】(1)实验中,活塞在大气压的作用下,受到压力进入针筒,所以分析研究的对象是大气对活塞的压力。
(2)[1][2]注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;要将注射器内空气排尽,可以先将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口。
(3)涂抹润滑油的好处:一是减小摩擦,二是活塞的密封性好。
(4)[1]因同一地点的大气压强是一定的,则根据公式F=pS可知,受力面积越小,受到的大气压力也会越小,所以当弹簧测力计的量程不够时,可换用小量程注射器(横截面积更小),故选A。
[2]由题可知活塞的面积,再由可得,测得的大气压强为
考点10探究影响浮力大小的因素的实验
1.(24-25八年级下·辽宁丹东·期中)小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
(1)分析图A、D、E可知:物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越______;
(2)小华把该金属块分别浸入到另外的甲、乙两种液体中时,弹簧测力计的示数相同,且金属块的下表面到容器底部的距离也相等,此时金属块受到的浮力为______N,则甲液体对容器底部的压强______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体对容器底部的压强;
(3)小华还想用如图所示装置验证阿基米德原理:
在升降台上有一杯装满水的溢水杯,溢水杯的高度可以用升降台来调节。当升降台逐渐调高时,小华发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数______(选填“变大”、“变小”、“不变”),弹簧测力计乙的示数______(选填“变大”、“变小”、“不变”),它们的变化量______(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)大
(2) 0.7 大于
(3) 变小 变大 相等
【详解】(1)分析图A、D、E可知,物体排开水与酒精体积相同,物体在水中受到的拉力较小,由称重法可知物体受到的浮力较大,水的密度大于酒精的密度,说明物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(2)[1][2]此时金属块受到的浮力为F浮=G-F=4N-3.3N=0.7N
物体在甲、乙液体中,受到的浮力相等,物体在甲液体中排开液体体积较小,由F浮=ρ液V排g得,甲液体的密度大于乙液体密度,物体下表面到容器底部的高度相同,由p=ρgh得,物体下表面以下的甲液体对容器底部的压强大于物体下表面以下的乙液体对容器底部的压强,物体在甲、乙中上表面受到液体的压力为零,物体在甲、乙中受到的浮力等于物体下表面受到的液体压力,则甲、乙液体对物体下表面的压力相等,由可知,物体下表面以上甲、乙液体产生压强相等,液体对容器底部产生的压强等于物体下表面以上与以下的液体产生的压强之和,则甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强。
(3)[1][2][3]随着重物浸入水中的体积变大,重物所受浮力变大,排开液体的重力变大,测力计甲的示数变小,测力计乙示数变大;测力计甲的示数变化量为重物所受浮力的变化量,测力计乙的变化量为排开液体的重力的变化量,若两者相等,即可证明物体所受浮力等于排开液体的重力,即F浮=G排。
2.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。
为验证猜想是否正确,所选用的器材有:弹簧测力计,细线,三个体积相同而重力不同的金属块A、B、C,水、酒精、盐水足量,烧杯若干。
(1)如图所示,用手把空饮料罐按入水中,在饮料罐未完全浸入水中时,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想__________;(选填序号)
(2)将金属块A挂在弹簧测力计下测出重力后,将金属块A分别浸没在三种不同液体中,记录数据如下表所示。
___①___
液体种类
液体密度液
重力
拉力
浮力
相同
盐水
大
水
中
酒精
小
表格中①处应该补充的内容是:____________;根据表格数据得出结论是____________;
(3)分别将金属块A、B、C挂在弹簧测力计下测出重力后,浸没在水中,发现弹簧测力计__________(选填“示数”或“示数差”)相同,得出结论浮力的大小与物体的重力无关;
(4)将金属块A浸入水中不同体积,发现弹簧测力计示数不同,得出结论:________________;
(5)进一步分析表格中数据发现浮力与液体密度的关系是____________一定,液体密度越大,浮力越大。为了使这个结论具有普遍性,应该改变____________,重复实验。
【答案】(1)3
(2) 物体浸入液体的体积 浮力的大小与液体密度有关
(3)示数差
(4)浮力的大小与物体浸入液体的体积有关
(5) 浸入液体的体积 液体种类
【详解】(1)用手把空饮料罐按入水中,在未完全浸入时,浸入水中越深,排开水的体积越大,手感到越吃力,说明浮力越大,这表明浮力大小与物体浸入液体的体积有关,所以这个事实支持猜想3。
(2)[1]表格中探究浮力与液体密度的关系,要控制物体浸入液体的体积相同,所以①处应补充的内容是:物体浸入液体的体积。
[2]根据表格数据,金属块A重力不变,浸入液体的体积相同,液体密度不同时,浮力不同,且液体密度越大,浮力越大,可得出结论:当物体浸入液体的体积和物体的重力相同时,浮力的大小与液体的密度有关,液体密度越大,浮力越大。
(3)分别将金属块A、B、C浸没在水中,根据称重法,浮力等于重力与弹簧测力计示数差,发现弹簧测力计示数差相同,说明浮力相同,得出结论浮力的大小与物体的重力无关。
(4)将金属块A浸入水中不同体积,发现弹簧测力计示数不同,根据称重法可知浮力不同,得出结论:浮力的大小与物体浸入液体的体积有关。
(5)[1]因为从表格数据及实验过程可知,探究浮力与液体密度关系时,需控制物体浸入液体的体积不变,在此条件下,才得出液体密度越大,浮力越大的结论。
[2]改变不同种类的液体进行重复实验,能使 “物体浸入液体的体积一定时,液体密度越大,浮力越大” 这一结论更具普遍性 。
3.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)如图1所示,是小美同学探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验过程;
(1)图乙中,物体受到的拉力为______N;
(2)由甲、乙、丙三图可知,物体受到的浮力与______有关;
(3)由______三图可知,物体受到的浮力与浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(4)由甲、丁、戊三图可知,物体受到的浮力还与______有关,图戊中液体的密度为______;
(5)小美同学从实验室得到了一块纤维聚合物实心物体,她设计了如图2的方案来测量聚合物的密度:
①将电子秤放在水平桌面上,调零;
②将烧杯放在电子秤上,向烧杯中加入适量的水,读出电子秤示数为;
③将聚合物放入烧杯中,待其静止一段时间后,读出电子秤示数为;
④用细针下压使聚合物浸没在水中,读出电子秤的示数为;
⑤该聚合物的密度______(用含有、、和的式子表示)。
【答案】(1)1.6
(2)排开液体的体积
(3) 甲、丙、丁 无关
(4) 液体密度
(5)
【详解】(1)图乙中,物体受到的拉力为
(2)由甲、乙、丙三图可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,拉力不同,物体所受的浮力不同,故可以得出物体受到的浮力与排开液体的体积有关。
(3)[1]要探究物体受到的浮力与浸没在液体中的深度关系,需要改变浸没在液体中的深度,控制液体的密度相同,排开液体的体积相同,故选择甲、丙、丁三次实验。
[2]实验发现,浸没在液体中的深度不同,拉力相同,即浮力的大小相同,故结论为物体受到的浮力与浸没在液体中的深度无关。
(4)[1]由甲、丁、戊三图可知,液体的密度不同,物体排开液体的体积相同,拉力不同,则浮力的大小不同,故可以得出物体受到的浮力还与液体的密度关系。
[2]物体浸没在水中所受的浮力为
物体的体积为
物体浸没在待测液体中,所受的浮力为
待测液体的密度为
(5)根据②③可知,物体的质量为
根据②④可知,物体浸没后,增加的压力等于浮力,即
物体的体积为
物体的密度为。
4.(24-25八年级下·辽宁大连·期中)如图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验过程及数据。
(1)若图a中弹簧测力计的示数为,则图b中物体受到的浮力为________;
(2)比较图a、b、c中弹簧测力计的示数,可得出的结论是________;
(3)由图中的实验数据得出物体的体积为________;盐水的密度为________(,)
(4)若在完成步骤时不小心将物体碰到了容器底,则最后测得的盐水密度将________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(5)用弹簧测力计拉着重为的长方体金属块从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧测力计示数随物体浸入深度变化的关系图象如图所示,其中最符合实际的是( )(填字母)。
A.B. C.
【答案】(1)0.4
(2)在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
(3)
(4)偏大
(5)C
【详解】(1)图a中,弹簧测力计测量物体的重力,物体的重力G=8N,根据称重法测浮力可知,图b中,物体有一部分浸在水中,受到的浮力
(2)b、c两次实验中选择的液体密度相同,而物体浸在液体中的体积不同,根据控制变量法可知,a、b、c是探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系,物体浸在液体中的体积越大,弹簧测力计示数越小,说明物体受到的浮力越大。则可以得出结论:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大。
(3)[1]当物体全部浸没时,受到的浮力,此时物体的体积与排开水的体积相同,所以
[2]由图可知,在盐水中受到的浮力
由可得
(4)若是在完成步骤E时不小心将物体碰到了容器底,则弹簧测力计示数F盐偏小,由公式可知测量的浮力会偏大。
(5)随着物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,根据F浮=ρ液gV排=Sh知,浮力与物体浸入水中的深度成正比;根据F浮=G-F可知,弹簧测力计的示数与物体排开水的体积是一次函数关系,到物体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
考点11验证阿基米德原理实验
1.(24-25八年级下·辽宁朝阳·期中)在“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”实验中:
(1)如图甲所示,是小阳进行实验的步骤图。由步骤②③可知,石块浸没在盛满水的溢水杯中时它受到______的大小;石块排开的水所受的重力可由______两个步骤中的数据计算出。
(2)根据甲图中的实验数据可知:物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力______。
(3)若步骤②中溢水杯里的水没有装满,则会导致本实验测量出的F浮______G排。
(4)小阳又将该石块浸没在图乙所示的液体中,发现此时弹簧测力计的示数F=1.2N,请计算出该容器中所装液体的密度是多少kg/m3?(取ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
【答案】(1) 浮力 ①④
(2)相等
(3)大于
(4)
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力,浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸没在液体中时弹簧测力计的示数。由步骤②③可知,石块浸没在盛满水的溢水杯中时它受到浮力的大小。
[2]排开的水所受的重力等于小桶和排开的水的总重力减去空桶的重力,可由步骤①④中的数据计算出。
(2)计算可知,物体所受浮力
排开液体重力
所以物体所受浮力大小与它排开的液体所受重力相等。
(3)若步骤②中溢水杯里的水没有装满,则石块排开的水没有全部溢出到小桶中,导致测量出的排开的水所受的重力 G 排 偏小,而浮力是根据称重法准确测量的,所以会导致本实验测量出的。
(4)根据阿基米德原理,可得石块浸没在水中时排开水的体积
因为石块浸没在水中,所以石块的体积
石块浸没在图乙液体中时,弹簧测力计的示数,石块在空气中的重力,根据称重法可得此时石块受到的浮力
根据阿基米德原理,可得液体的密度
2.(24-25八年级下·辽宁沈阳·期中)某班物理实验小组的同学,利用图甲验证阿基米德原理。
(1)方案一:实验时用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验,为减小测量误差并使操作最简便,最合理的操作步骤应该是___________。
①ACDB ②ABCD ③BACD ④CADB
(2)通过图甲的探究,对测力计的四次读数、、、若能使等式___________成立,则阿基米德原理成立。(用测力计示数所对应的字母表示)
(3)如果B图的桶内有几滴水,其余操作按照原步骤正常进行,这几滴水对本实验结论___________(填“有影响”、“无影响”)
(4)方案二:如图乙所示,将装满水的溢水杯放在升降台C上,当缓慢调高升降台,且容器不与重物接触时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数___________(填“变大”、“变小”或“不变”),且弹簧测力计A示数的变化量___________弹簧测力计B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。在这个过程中溢水杯对升降台C的压力___________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)③
(2)
(3)无影响
(4) 变小 等于 不变
【详解】(1)为了减小误差和实验操作方便,可以先测量空桶的重力,再测量石块的重力,随后将石块浸没在液体中读出弹簧测力计的示数,最后称出小桶和排开水的重力之和,故最合理的操作步骤应该是BACD。故③符合题意,①②④不符合题意。
故选③。
(2)根据称重法公式F浮=G-F拉可得石块浸没在水中受到的浮力F浮=F1-F3
排开水的重力G排=F4-F2
若等式F1-F3= F4-F2成立,则证明阿基米德原理成立。
(3)若小空桶的桶壁上一开始粘有水,测空桶和排开水的总重力时水仍在桶内,而排开水的重力G排=F4-F2
所以排开水的重力仍不变,这几滴水对本实验结论无影响。
(4)[1]重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,根据称重法测可知F拉=G-F浮,所以弹簧测力计A的示数变小。
[2]弹簧测力计A示数的变化量和重物所受浮力变化量相等,弹簧测力计B示数的变化量和重物排开水的重力变化量相等,由阿基米德原理可知,二者相等。
[3]将烧杯、水和物体看作一个整体,容器对升降台C的压力等于溢水杯和杯内水的总重力与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数),即F压=G杯+G杯内水+G物-F拉
因为G物-F拉=F浮
所以F压=G杯+G杯内水+F浮
根据阿基米德原理F浮=G排,所以F压=G杯+G杯内水+G排
由于杯内的水和排出的水的总重力等于原来杯子里的水的重力,所以在这个过程中容器对升降台C的压力不变。
考点12制作简易密度计
1.(24-25八年级下·辽宁·期中)在“制作简易密度计”的跨学科实践活动,同学们用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铜丝、石蜡等材料制作了一个简易密度计,称得其总质量为10g。
(1)制作时,用石蜡把吸管下端的管口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低重心,使其在液体中处于______状态,该自制密度计漂浮时受到的浮力为______N;(g取10N/kg)
(2)将自制密度计分别放入水中和密度分别为、的食盐水中,待漂浮稳定后用记号笔分别在液面齐平处标出刻度A、B、C(如图甲),刻度C处应标示的密度值为______g/cm3。在标记刻度过程中,发现相邻两刻度线之间的距离较小,为提高测量精度,同学们经想了如下改进方案,其中可行的是______;
A.换更大的容器盛放液体
B.换横截面更细的吸管制作密度计
C.换横截面相等、长度更长的吸管制作密度计
D.适当的增加密度计下端铜丝的质量
(3)将制作好的简易密度计置于水中(如图乙),量出水面至封口端的距离为H,此时密度计受到的浮力为再将同一密度计置于盐水中(如图丙),量出盐水液面至封口端的距离为h,此时密度计受到的浮力为,则______(选填“”“=”或“>”),忽略细铜丝的体积,盐水的密度的表达式ρ盐水=______(用ρ水、H、h表示)。
【答案】(1) 漂浮 0.1
(2) 1.2 BD
(3) =
【详解】(1)[1][2]用石蜡把吸管下端的管口密封,将一些铜丝密绕在吸管的下端是为了降低重心;此时浮力等于重力,密度计在正常使用时处于漂浮状态,浮力等于密度计的重力F浮=G密度计=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
(2)[1]如图C刻度处密度计浸入液体体积是最小的时候,密度计在不同液体中受浮力相同,根据F浮=G排=ρ液gV排
可得物体浸入液体体积越小,液体密度越大,刻度C处应标示的密度值为 1.2g/cm3。
[2]在测量同种液体时,受浮力相同,浸入液体体积相同,由V=Sh在浸入液体体积不变的情况下,要增大相邻刻度之间的距离即增大浸入液体的长度,应减小密度计的横截面积,所以选择横截面积较小的吸管可以提高密度计的精确度。适当的增加密度计下端铜丝的质量,这样密度计在不同液体中浸入的深度变大,相当于增大相邻刻度间的距离,故AC不符合题意,BD符合题意。
故选BD。
(3)[1]同一密度计的重力相等,只要该密度计是漂浮在液体中,密度计受到的浮力大小都是等于自身重力的,所以F1=F2。
[2]在水中密度计的浮力表示为F浮=ρ水gV=ρ水gSH
在盐水中密度计的浮力表示为F浮=ρ盐水gV'=ρ盐水gSh
浮力相等时ρ水gSH=ρ盐水gSh
解得
2.(24-25八年级下·辽宁铁岭·期中)为了检验一瓶的消毒酒精是否合格(密度为视为合格),小明要制作一支简易微型密度计,可选择的主要材料有密度为和的酒精、直径和的塑料吸管、铜丝、记号笔、直径的小泡沫塑料球、橡皮泥等;下面是他的项目实施过程:
(1)估算密度计的质量:
若用微型密度计放入合格的消毒酒精瓶中后,排开酒精的体积为(不会导致酒精溢出),则微型密度计的质量应该约为________。
A.左右 B.左右 C.左右 D.左右
(2)估算塑料吸管的直径:
若将密度计分别置于密度为和的酒精中静止时,液面位置各作一标记线如图甲所示:微型密度计两条标记线间的距离越长,越容易观察分辨:可设定间长度不少于,则可估算出制作微型密度计应选直径________(选填“3”“8”或“13”)的塑料吸管。
(3)制作密度计:
如图乙所示是小明将选对的塑料吸管底端用橡皮泥密封住,并缠绕一些铜丝,在塑料吸管的中部套上小泡沫塑料球作为浮子,使微型密度计能在酒精中竖直________(选填“悬浮”或“漂浮”),调好配重后,在间贴上红色胶布,密度计就做好了。
(4)展示交流:
小明将制作好的微型密度计分别放入密度为和的酒精中静止,他分析出:图甲所示的标记线A对应的酒精密度是________,微型密度计在两种不同密度的酒精中所受浮力F)FA________FB。
(5)制作中发现的问题及改进:
小李正确选择了合适的吸管,并按照图乙中的密度计构造制作了微型密度计,放入合格酒精的瓶中后,发现微型密度计底部接触瓶底并对瓶底有压力,她应该做的调整是________(答出一种方法,合理即可)。
【答案】(1)B
(2)3
(3)漂浮
(4) 0.86 =
(5)见解析
【详解】(1)根据阿基米德原理可知密度计受的浮力F浮=G排
密度计漂浮,根据物体的浮沉条件可知F浮=G
则G排=G
根据G=mg可知密度计的质量等于密度计排开酒精的质量,则m1=m排1=ρ1V1=0.86g/cm3×1cm3=0.86g
则m2=m排2=ρ2V1=0.88g/cm3×2cm3=1.76g
微型密度计的质量范围是0.86g~1.76g,故选B。
(2)检验计浸在液体中的高度,两条标记线间的距离
代入数据可得
解方程可得S≈8.5×10-6m2,即πd=8.5×10-6m2,则d≈3mm,故选直径3mm的塑料吸管。
(3)密度检验计的原理是根据密度计在水中漂浮时,下端浸入水中的体积不同,从而测出密度的大小。
(4)[1]根据密度计的测量原理,同一个密度计,测量密度小的液体时,密度计下端浸入液体的体积大,测量密度大的液体时,密度计下端浸入液体的体积小,所以标记线A对应的酒精密度为ρ1=0.86g/cm3,标记线B对应的酒精密度为ρ2=0.88g/cm3。
[2]密度检验计在不同的液体中都是漂浮,漂浮时,同一个密度计重力相同,所以浮力相同,即FA=FB。
(5)微型密度计,放入合格酒精的瓶中后,发现微型密度计底部接触瓶底并对瓶底有压力,说明其受到的重力大于浮力,所以需减小密度计的重力,故可适量减少缠绕的铜丝的质量(长度)。
试卷第1页,共3页
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