内容正文:
专题强化04:压强实验和解答题专题讲与练
【题型归纳】
题型一:探究影响压力作用效果的实验
题型二:液体压强的探究实验
题型三:大气压探究实验
题型四:压强与流速的探究实验
题型五:压强的计算
题型六:复杂的压强计算问题
【题型探究】
题型一:探究影响压力作用效果的实验
【典例】.(25-26八年级上·福建泉州·期末)小刚利用两个相同的木块和一块海绵做了“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验,实验过程如图。
(1)实验中通过观察海绵的___________来比较压力的作用效果:
(2)比较___________两图所示的实验,可以探究压力的作用效果与压力大小的关系;
(3)比较图甲和图乙所示的实验现象,可以得出:当压力一定时,___________,压力的作用效果越明显;
(4)物理学中用压强来表示压力的作用效果,通过本实验可知图___________(选填“甲”、“ 乙”、“丙”或“丁”)中海绵受到木块的压强最大。
【答案】(1)凹陷程度
(2)甲、丙
(3)受力面积越小
(4)丙
【详解】(1)力可以改变海绵的形状,所以实验中可以间接的通过观察海绵的凹陷程度表示压力作用效果,这种物理学研究方法叫做转换法。
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系需控制受力面积相同,改变压力大小,甲、丙两图中,受力面积不变,压力大小不同,故可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。
(3)在图甲、乙中,压力相同,受力面积不同,且受力面积越小,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
(4)物理学中用压强来表示压力的作用效果,因图丙中海绵的凹陷程度最大,运用本实验的结论可知,图丙中海绵受到的木块的压强最大。
【变式1】.(25-26八年级上·山东济南·期末)同学们用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)首先他们根据生活经验提出了猜想:压力的作用效果可能与压力有关;观察图1发现:两个人对雪地的压力是相近的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此又提出压力的作用效果可能与________有关;
(2)为验证这两个猜想,他们设计了如图2所示的实验探究:实验中是通过观察海绵的________来比较压力作用效果;
(3)小梅组通过比较图甲、乙,所得结论是:________一定时,________越小,压力作用效果越明显;
(4)小华组通过比较丙、丁两图也得出了与小梅组相同的结论,两组同学在交流时发现,通过比较________和________两图(均选填序号“甲”“乙”“丙”或“丁”),还可以探究压力的作用效果与压力大小的关系;
(5)下列生活实例中运用到第(3)问中结论的是( )(选填字母)。
A.汽车不能超载 B.菜刀钝了要磨一磨
【答案】(1)受力面积
(2)形变程度
(3) 压力 受力面积
(4) 甲 丙
(5)B
【详解】(1)观察图1,两个人对雪地压力相近,一个陷下去,一个没陷下去,原因是一个人直接站在雪地上,另一个人站在滑雪板上,与雪地接触面积不同,所以猜想压力的作用效果可能与受力面积有关。
(2)因为海绵受力时形变明显,所以实验中通过观察海绵的形变程度来比较压力作用效果,海绵形变程度越大,压力作用效果越明显。
(3)[1][2]比较图甲、乙,物块相同则压力相同,乙中物块平放与海绵接触面积大,甲中物块竖放与海绵接触面积小,且甲中海绵形变程度大,所以结论是压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)[1][2]探究压力的作用效果与压力大小的关系时,要控制受力面积相同,改变压力大小。甲、丙两图中,物块都是竖放,受力面积相同,丙图是两个物块叠加,压力比甲图大,所以通过比较甲和丙两图,可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。
(5)第(3)问结论是压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
A.汽车不能超载,是在受力面积相同的情况下,减小压力来减小压力作用效果,故A不符合题意;
B.菜刀钝了要磨一磨,是在压力一定时,减小受力面积,压力作用效果越明显,故B符合题意。
故选B。
【变式2】.(25-26八年级上·重庆·月考)小亮在平坦的沙滩上玩耍时,发现了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示。由此他产生了疑问:压力的作用效果与哪些因素有关呢?选用小桌子、钩码、海绵等器材进行实验,过程如图乙所示。
(1)实验中,小亮通过观察图乙中_________________来比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系,可通过图乙中________两次实验进行比较;
(3)通过实验小亮发现坦克设计成履带的原因可用图乙中________两图实验所得结论解释;
(4)如图乙D实验,将海绵一端用木块垫起,他认为比较B、D也能完成实验B、C的探究,请判断该想法________(选填“可行”或“不可行”);
(5)通过综合分析,图甲中两个脚印所对应的人的质量较大的是____________(填“较深的大脚印”或“较浅的小脚印”)。
(6)将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图E所示,则图C中海绵受到的压强和图E中木板受到的压强的大小关系为:________(选填“”、“”或“”)。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)A、B
(3)B、C
(4)不可行
(5)较深的大脚印
(6)=
【详解】(1)实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种研究物理问题的方法叫转换法。
(2)比较压力作用效果与压力大小的关系,要控制受力面积相同,改变压力的大小。除了控制受力面积相同以外,还应保持两次的压力作用在相同的物体或材料上,故可通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系。
(3)由可知,坦克设计成履带可以增大受力面积,从而减小对地面的压强。比较图中B、C两次实验可知,压力相同,而受力面积不同,图B中受力面积小,海绵的凹陷程度大,说明压力的作用效果与受力面积有关,故可用图乙中B、C两图实验所得结论解释。
(4)D中海绵一端被垫起,导致小桌对海绵的压力方向倾斜,小桌对海绵的压力变小。与图B相比,压力和受力面积均不同,无法比较压力作用效果与受力面积的关系。故该想法不可行。
(5)由可知,较深(压强p较大)的大脚印(受力面积S大)压力更大,较浅的(压强p较小)小脚印(受力面积S小)压力更小,压力等于重力,根据可知,较深的大脚印对应的人质量更大。
(6)将小桌和砝码放到一块木板上,与C相比,压力和受力面积均不变,故由可知,海绵受到的压强等于木板受到的压强,即=。
题型二:液体压强的探究实验
【典例】.(25-26八年级上·福建泉州·期末)图1是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验,其中甲、乙、丙图中烧杯盛有适量的水,丁图中烧杯盛有适量的盐水,且甲图与丁图的金属盒在液体中的深度相同。
(1)气密性良好的U形管压强计___________(选填“是”或“不是”)连通器。实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面相平。若使用压强计前,发现U形管两侧液面已有高度差,接下来的操作是___________(选填字母)。
A.拆除胶管重新安装 B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
(2)U形管两侧液面高度差___________(填“等于”或“反映”)金属盒受到的压强大小,U形管两侧液面高度差越大,表示此处的液体压强越大。
(3)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体在同一深度,液体内部向各个方向的压强大小___________。
(4)比较图甲和图乙,初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而___________。
(5)为了探究液体压强与液体密度的关系,可以比较___________两图。
(6)小萍受U形管压强计的启发,制作出图2的器材(细金属管与浮筒相通),她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越___________;浮筒竖直浸没水中后,仔细观察发现其___________表面橡皮膜形变更明显,从而分析出液体内部压强与深度的关系。
【答案】(1) 不是 A
(2)反映
(3)相等
(4)增大
(5)甲、丁
(6) 大 下
【详解】(1)[1]连通器的特点是上端开口、底部相连通,而U形管压强计的一端是封闭的,不满足“上端开口”的条件,因此不是连通器。
[2]若在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,说明左侧橡胶管中封闭空气的压强和外界大气压不相等;进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,使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;直接从U形管右侧中倒出适量液体,不能改变密闭液体的压强大小,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(2)根据转换法,U形管两侧液面高度差反映探头受到液体的压强大小,高度差越大说明此时的液体压强越大。
(3)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,因两实验中,液面高度差相等,由转换法可以初步得出结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(4)研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,比较图甲和图乙中U形管两侧液面高度差,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(5)探究液体内部压强与液体密度的关系时,需要控制深度相同,改变液体的密度,故应该选择图甲和图丁。
(6)[1]她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,浮筒排开水的体积增加,由阿基米德原理可知受到的浮力增大,浮筒的重力不变,手对细金属管的作用力增大,由于力的作用是相互的,感受到细金属管对手的作用力越来越大。
[2]液体的压强与深度有关,浮筒竖直浸没水中后,下表面的深度比上表面的深度更深,由可知,其下表面橡皮膜形变程度更明显。
【变式1】.(25-26八年级上·重庆·期末)如图所示,小超用同一压强计探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是___________(填字母);
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管内添加适量水
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)通过比较___________两图可知,液体压强与液体密度有关,同时得到液体压强随深度变化的关系图像如图己所示,则图线___________对应的是在盐水中的情况;
(3)通过比较图乙和丙可知,当液体密度相同时,___________越大,液体的压强越大;同组的小媛认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小超再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图乙的容器内加水,当水面到容器底的距离至少为___________cm时,与图丙比较,可说明小媛的观点是错误的;
(4)通过比较图丁和戊可知,液体的压强与容器的___________无关;
(5)小超增加一个相同的压强计继续实验,将两个压强计按如图所示方式组装,往A、B两个U形管中分别注入染色的酒精和水(ρ酒精<ρ水)。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为h1和h2,则酒精的密度ρ酒精=__________(请用题中h1、h2和ρ水表示)。保持探头位置不变,向盐水中注入适量清水,则左边U形管的高度差将___________(填“变大”、“变小”、“不变”或“无法判断”)。
【答案】(1)C
(2) 丙、丁 a
(3) 深度 14
(4)形状
(5) 变大
【详解】(1)U 形管两边液面在空气中静止时不水平,说明软管内气压大于大气压。正确的调节方法是取下橡皮管,重新进行安装,使 U 形管两端液面相平。将U形管右侧高出部分的液体倒出以及向U形管内添加适量水无法使液面变平,故C符合题意,AB不符合题意。
故选 C。
(2)[1] 要探究液体压强与密度的关系,需控制深度相同、改变液体密度。应比较丙、丁两图。
[2]图己中,深度相同时,压强越大代表液体密度越大。同一深度,盐水中的压强比水大,所以图线a对应的是在盐水中的情况。
(3)[1] 比较乙、丙可知,液体密度相同,丙图中的U形管两边的液面高度差较大,所以当液体密度相同时,深度越大,液体的压强越大。
[2]要反驳 “液体内部某处到容器底的距离越大,压强越小” 的观点,需使橡皮膜到容器底的距离不同,但到水面的深度相同。乙图中橡皮膜深度为2cm,丙图中为6cm。保持橡皮膜位置不变,往乙容器内加水,使橡皮膜所处深度为6cm,则水面到容器底的距离至少为
若压强相等,即可证明小媛的观点错误。
(4)比较丁、戊可知,两容器形状不同,但两图中的U形管两边的液面高度差相同,说明液体的压强与容器的形状无关。
(5)[1] 探头在盐水中某位置时,A、B两U形管得到的压强均等于橡皮膜所受的压强,则,整理得:。
[2]向盐水中注入清水,则容器底部受到的压力增大,由知,容器底部受到的压强增大。加入清水后,液体密度变小,则橡皮膜下方液体对容器底产生的压强减小,故橡皮膜上方液体对橡皮膜产生的压强增大,因此左边U形管的高度差将变大。
【变式2】.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验前,小物同学发现U形管内的液面不相平,此时他应该( )
A.取下软管重新安装
B.向U形管中加一些红墨水
C.轻轻按压金属盒的橡皮膜
D.将U形管右侧的红墨水倒出一些
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中,在向下浸入的过程中,压强计的高度差会_________(选填“变大”或“变小”)。停在某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜_________(选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强;
(3)小物同学保持甲图中金属盒的朝向不变,放入浓盐水的乙杯中,如图乙所示。比较甲、乙两次实验,小物同学得出了初步结论:液体压强与液体密度有关。小理同学认为甲、乙两次实验无法得出该结论,原因是:_________;
(4)小物同学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,则下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是( )(选填字母序号);
A.烧杯中换密度差更大的液体
B.将U形管换成更细的
C.将管内液体换为密度更小的其他液体
D.将U形管换成更粗的
(5)小理同学用丙图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,她测量了以下四个物理量。
A.右侧待测液面到容器底的深度h1
B.右侧待测液面到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水面到容器底的深度h3
D.左侧水面到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为=_________(选择四个物理量中合适的字母和ρ水表示)。
【答案】(1)A
(2) 变大 上方
(3)金属盒所处深度不相同,没有控制变量
(4)AC
(5)
【详解】(1)发现U形管内的液面不相平,说明压强计两边液柱受到的压强不同,不是存在漏气现象,若漏气,则液面是相平的;故接下来的操作应该是取下橡皮管,从而使U形管液面相平,再重新安装,故选A。
(2)[1]液体密度一定时,深度越深,液体压强越大,在向下浸入的过程中,液体压强变大,压强计的高度差会增大。
[2]橡皮膜所受的压强为水对它的压强,压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中,压强计显示的是橡皮膜上方的水对它的压强。
(3)甲、乙两次实验中,金属盒在盐水中的深度比在水中的深度大,没有控制深度这一变量,所以无法得出结论。
(4)A.烧杯中换密度差更大的液体,探头在液体中的深度相同,根据,液体产生的压强变大,根据转换法,两侧液面高度差对比更加明显,故A符合题意;
BD.液体压强只与液体的密度与深度有关,与U形管粗细无关,故BD不符合题意;
C.U形管中换用密度更小的液体,根据可知,在液体产生的压强不变的条件下,两侧液面高度差对比更加明显,故C符合题意;
故选AC。
(5)实验时,橡皮膜两侧受到的压强容易观察,所以需要利用水和液体在橡皮膜处的压强相等来计算液体压强,因此需要测量待测液体和水到橡皮膜中心的深度,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,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
题型三:大气压探究实验
【典例】.(24-25八年级下·江西·期末)小筱利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,如图,步骤如下:
(1)步骤一把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;步骤二如图甲,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
步骤三如图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后;
①计算出大气压强为 ______________ ;
②本实验的原理是二力平衡和p= ________ ;
③有较大误差的原因可能 _____________ 。
(2)另一组小慧,分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:采用了图丙装置将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再沿 _________ 的方向推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二将该注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动;步骤三则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 _______ N,所测大气压的值应为 __________Pa。
【答案】(1) 筒内空气未排尽
(2) 竖直向上 11
【详解】(1)[1]从图中可以看出,注射器可容纳的液体容积为,这的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm,故活塞的横截面积为
大气压强的值为
[2]实验的原理是二力平衡和。
[3]实验时,可能是筒内空气没有排尽,测量结果小于真实值。
(2)[1]橡皮帽封住的注射器,小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,并且防止漏气;
[2][3]当活塞向左滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的大气压力、水平向左的摩擦力,处于平衡状态,即①
当活塞向右滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的大气压力、水平向左的摩擦力f,处于平衡状态,即②,③
④
联立①②③④,解得,摩擦力,大气压力,大气压强
【变式1】.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)小明利用2mL的一次性注射器等器材,估测大气压的值:
(1)操作步骤如下:
a.将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是_______,并防止漏气;
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳子的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为4.4N;
c.用刻度尺测出注射器_______的长度为5.00cm;
(2)根据实验数据可求出大气压强为_________Pa;
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明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气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③误将注射器总长度当成全部刻度长度;④活塞与注射器筒壁不完全密封,上述原因一定会使测量值偏大的是_________(多选);
(4)为测量活塞与注射器筒壁间的摩擦,小明同学可以_________橡皮帽,拉动弹簧测力计,直至活塞匀速运动,记下示数为0.8N,则摩擦力的大小为_________;
(5)小明还发现:如果在针筒内吸入一定质量的空气,然后用橡皮帽将气体封闭起来,在推活塞时,越推越费力。由此猜想:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越_________。
【答案】(1) 排尽空气 全部刻度
(2)
(3)②③
(4) 拔去 0.8
(5)大
【详解】(1)[1]将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,可以排尽注射器内的空气,并防止漏气。
[2]根据实验原理,需要用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度,然后根据计算活塞横截面积。
(2)注射器全部刻度的长度为
有刻度部分的容积为
注射器活塞的横截面积为,则大气压强为
(3)①④活塞与注射器筒壁不完全密封,橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,都会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;②活塞与注射器筒壁间有摩擦会使拉力变大,在面积不变的情况下,会导致测量值大于真实值;③误将注射器总长度当成全部刻度长度,根据计算活塞横截面积公式可知,注射器容积一定,测得长度L偏大,则横截面积偏小,根据可知,会导致测量的大气压值大于真实值。故一定会使测量值偏大的是②③。
(4)[1][2]拔去橡皮帽后,注射器内部与外界大气相通,内部气压和外界一致,当活塞匀速运动时,拉力与摩擦力平衡,即摩擦力等于拉力0.8N。
(5)在推活塞的过程中,活塞下面空间内气体的体积变小,越推越费力,说明气体压力越大,由此可知,气体的压强越大。所以,其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越大。
【变式2】.(24-25八年级下·江苏无锡·月考)以下是几位同学利用不同器材测大气压的值的方法。
(1)小王同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,未用橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为3N。说明注射器外筒和活塞之间存在___________力。若活塞横截面积为20cm2,橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为203N,则所测大气压的值为___________Pa;
(2)小王同学实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。若实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,而弹簧测力计量程为10N,实验时应选用___________(选填“甲”或“乙”)注射器;
(3)小超同学想用如图所示的实验装置(吸盘重不计),通过往吸盘挂钩下挂钩码,直至吸盘脱落,用钩码重除以吸盘表面积的方法测出大气压,则她利用___________图的实验可以粗测大气压的值(选填“甲”或“乙”)。而用这种方法所测大气压的值往往___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)小慧同学做托里拆利实验如图所示,若她继续做水沸腾实验,则水的沸点___________100℃(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) 摩擦 1.015×105
(2) 偏小 甲
(3) 乙 偏大
(4)<
【详解】(1)[1]把注射器的活塞推至注射器筒的底端,未用橡皮帽封住注射器的小孔时,然后用弹簧测力计水平匀速拉动注射器活塞,由平衡条件知道,拉力与注射器内壁间的摩擦力是一对平衡力,即读出测力计的示数是注射器内壁间的摩擦力。
[2]设外界大气对活塞的压力为F大气,筒与筒壁之间的摩擦为f,则活塞被拉出注射器时,活塞受力情况为,由 知道,所测大气压的值为
(2)[1]小明同学实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,拉力的测量值会偏小,由可知,导致测得的大气压值偏小。
[2]因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,由 知道,需要拉力
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,故乙不合适;
当面积为0.5cm2,即0.00005m2时,由 知道,需要拉力
因为已知弹簧测力计量程为10N,未超过了测力计的量程,故甲合适;所以实验时应选用甲注射器,理由是拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程。
(3)[1]图甲大气压力和拉力不在同一直线上,不是一对平衡力,大小不相等,所以甲图不能测量出大气压的值;图乙大气压力和拉力在同一直线上,是一对平衡力,大小相等,所以乙图能测量出大气压的值。
[2]通过往吸盘挂钩下挂钩码来测量大气压力时,钩码是一只一只地往上加的,则钩码对吸盘的拉力为钩码重力的整数倍,不能像弹簧测力计拉力一样连续增大,无法控制拉力使吸盘刚好脱落,当吸盘脱落时,所挂钩码的重力可能会比使吸盘刚好脱落时所需大气压力大,所以测出的大气压的值往往是偏大的。
(4)从水银槽内的水银面开始,管内水银柱的高度是750mm,所以大气压是750mm高水银柱。水的沸点随气压的减小而降低。由于750mm水银柱小于标准大气压(760mm水银柱),所以若她继续做水沸腾实验,则水的沸点低于100℃。
题型四:压强与流速的探究实验
【典例】.(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)小明利用吸管做了以下几个物理小实验。
(1)如图1所示,饮料吸管一端做得很尖,其目的是为了___________;
(2)如图2所示,用手堵住管口的上端,从水中提起吸管后发现吸管中有一段水柱,这是因为___________;
(3)把长约为 12cm的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,从B管右侧向左吹气,如图3所示,可以看到的现象是:吸管A中的水柱上升了,体现的物理知识是___________;
(4)图4中,用吸管制成的气压计,从山下移到山顶时吸管内的水柱将 ___________;
(5)如图5 甲所示为设计好的密度计的一部分,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度越___________(选填“长”或“短”),排开液体的重力___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。如图5乙所示其刻度线上至A下至B,量程是。若把这个密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AB的中点C,则这种液体的密度_______(选填“大于”、“小于”或“等于”);若只增加配重,该密度计C处对应的刻度值将变_______;在配重不变的情况下,选用细的吸管,测量误差将会______一些(选填“大”或“小”);
【答案】(1)增大压强
(2)大气压的作用
(3)流体流速越大,压强越小
(4)上升
(5) 长 不变 小于 大 小
【详解】(1)注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
(2)当用手指堵住上端开口时,上端不再与大气相通,下端受到大气压的作用,所以水不会从下端流出,吸管中有一段水柱。
(3)从B管右侧向左吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,液面上升。
(4)用吸管制成水气压计,大气压强与高度有关,高度越高大气压强越小,从山下带到山顶,外界大气压减小,瓶内气压基本不变,把液体压入玻璃管内,细玻璃管内液柱上升。
(5)[1][2]密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,保持不变,如果液体的密度越大,则密度计浸入液体中的体积越小,即越往上浮,则露出液面部分的长度越长。
[3]设,对应深度为,因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则,,
h液和ρ液是反比例函数,所以刻度分布不均匀。且低密度区域刻度稀疏,高密度区域刻度密集。已知AB的中点是点C,若密度计的刻度是均匀的,则有液体密度为
但由于密度计的刻度不均匀,所以液体的密度不是,而应该更靠近B,故这种液体的密度小于。
[4]当适当增大配重时,总重力增大,有因为密度计漂浮,所以排开液体的体积增加,因为,,
所以当增大配重时,h也变大,即C点位置下降,对应的密度变大。
[5]吸管变细(S减小),由知,同一密度变化引起的浸入长度变化量增大,所以刻度线间距变大,读数分辨更清晰,测量误差小一些。
【变式1】.(24-25八年级下·江苏南通·月考)如上图湾湾利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强:
(1)如图甲实验的原理是_________;
(2)如图甲把注射器的活塞推到注射器筒的底端,,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是_________;
(3)如图甲所示,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞 ________时,记下弹簧测力计的示数为21 N;
(4)接着取下橡皮帽重复步骤(3)记下弹簧测力计的 示数为2 N;
(5)如图甲用刻度尺测出最大刻度10mL注射器_________长度为5 cm,这样就算不测活塞的直径也能算出活塞的横截面积;
(6)她所测的大气压强p=___________Pa,若此时外界大气压为一标准大气压,则她测量结果偏_______,原因是____________________;
(7)如图甲把活塞推至注射器筒的底端,封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F为21N;拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数F'为19N,考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,则作用在活塞上的大气压力为_______;
(8)若湾湾选用图乙中注射器B进行实验,当弹簧测力计被拉到最大读数时注射器活塞仍没有滑动;于是她改用图乙中的 _________;(A/C)
(9)若采用图丙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果 ________ (偏大/不变/偏小)。
(10)星星利用吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小。在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图丁,则弹簧测力计拉掉吸盘时的示数会 ________ (变大/不变/变小)。
【答案】 排尽管内空气并密封 刚开始滑动 有刻度部分 9.5 ×104 小 筒内空气未完全排尽 20N C 偏大 变小
【详解】(1)[1]测量大气压力时利用平衡力,通过弹簧测力计测量拉动活塞所需的力和活塞的受力面积来间接求出大气压强。即实验原理为。
(2)[2]把活塞推至筒底并用橡皮帽封住小孔,是为了排尽注射器内的空气,确保没有内部气压干扰。
(3)[3]当活塞刚开始滑动时,此时的拉力最大,记下弹簧测力计的示数为21N。
(4)去掉橡皮帽后,水平向右缓慢拉动注射器筒,测出的是活塞与筒壁的摩擦力为2N。
(5)[4]测量注射器有刻度部分的长度为5cm,用于计算活塞的横截面积。注射器的最大刻度为10mL,因此横截面积
(6)[5]大气对活塞的压力为 F=21N−2N=19N
大气压强
[6][7]若此时外界大气压为一标准大气压,大小为1.01×105Pa>9.5×104Pa,则测量结果偏小。原因是筒内针头处有没有排出的空气对实验产生影响。
(7)[8]活塞开始滑动时拉力与大气压力和摩擦力平衡,则有F拉=F大气+f=21N①
退回时摩擦力方向相反,则有F'拉=F大气-f=19N②
由①②解得大气压力F大气=20N。
(8)[9]如果拉力超过弹簧测力计的量程,应改用更小直径的注射器C,因为其横截面积更小,大气压强不变,由F=pS可知,所需的拉力也更小。故选C。
(9)[10]若采用图丙的方式来测量大气压强,由于注射器活塞有重力,会导致所测大气压力偏大,根据 可知将会造成测量结果偏大。
(10)[11]由图可知,若用吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,根据流体压强和流速的关系可知,吸盘外侧空气流速增大,压强变小,大气对吸盘的压力减小,所以,弹簧测力计拉掉吸盘时的示数会变小。
【变式2】.(24-25八年级下·江西南昌·期末)小明看到一则新闻,新闻描述台湾风筝节一名三岁小女孩被风筝卷上天如图所示,小明想只有在有风的天气才容易让风筝飞起,应该是获得了升力,且此时的升力______小女孩的重力(选填“大于”或“等于”或“小于”)。他又想知道风筝为什么能获得如此大的升力,于是猜想升力大小与风筝的迎角、风筝的面积、风速有关,为了方便测量,他以机翼为模型,进行如图1中实验:
(1)小明制作了如图2甲所示的飞机机翼模型,机翼做成该形状的原因是流体流速大处压强______,从而获得的______升力;
(2)在探究升力与迎角的关系时,按以520应角/度下步骤进行:
①调节风扇使风速最大,并使飞机模型的迎角为记录测力计的示数;
②改变迎角大小,重复步骤①;
机翼投影面积
风速为升力
风速为升力
风速为升力
③得到“升力与迎角的关系”的图像如图2丁。由图像可知:飞机速度一定时,迎角增大,升力会( )(填序号);
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
(3)探究机翼面积及风速与升力的关系时,保持迎角不变,通过改变风速及机翼投影面积,获得实验数据如表所示。
①此时实验选用三组不同的风速分别进行是为了______(选填“多次测量取平均值”“避免实验偶然性”),通过上述信息分析可知:______(选填“大于”或“小于”);当机翼投影面积相同时,风速越大,机翼获得升力越大。
②继续分析数据可知:在风速相同时,______,机翼获得升力越大。
【答案】 大于 小 向上 C 避免实验偶然性 大于 机翼投影面积越大
【详解】[1]升力的方向向上,重力的方向向下,要使得风筝飞起,则需要升力和重力的合力的方向向上,所以,此时的升力大于小女孩的重力。
(1)[2][3]根据流体压强与流速的关系,流体流速大的地方压强小。飞机机翼做成上凸下平的形状,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的压力差,这个压力差就是飞机获得的向上的升力。
(2)[4]观察图中“升力与迎角的关系”图像(图2丁),可以看到随着迎角的增大,升力的数值先上升然后下降。所以飞机速度一定时,迎角增大,升力会先增大后减小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)①[5]实验选用三组不同的风速分别进行,是因为如果只选用一组风速进行实验,得到的结果可能只是在这一个特定风速下的情况,具有偶然性。通过选用多组不同风速进行实验,可以避免实验结果的偶然性,使得到的结论更具有普遍性。
[6]从表格数据中,当机翼投影面积为0.01331m2时,F1=0.032N,F2=0.027N,F3=0.023N,由于机翼投影面积相同时,风速越大,机翼获得升力越大,可知F1>F2>F3,所以v1>v2>v3。
②[7]分析表格中同一风速下的数据,比如风速为v1时,机翼投影面积0.01331m2对应升力0.032N,0.00998m2对应升力0.023N,0.00665m2对应升力0.015N,可以发现机翼投影面积越大,升力越大。所以在风速相同时,机翼投影面积越大,机翼获得升力越大。
题型五:压强的计算
【典例】.(25-26八年级上·重庆·期末)如图甲所示,由同种材料制成均匀实心柱体、放置在水平面上,的高度为,底面积为,对地面的压强为,B的高度为,底面积为。求:
(1)柱体对水平地面的压力;
(2)柱体对水平地面的压强;
(3)分别在、底部中间挖去高度为,底面积均为的柱体,并将挖去的部分分别放置于、的上方,如图乙所示,叠加后、对水平地面的压强相等,则需要挖去的柱体底面积为多少?
【答案】(1)
400N
(2)
1.6×104 Pa
(3)
300cm2
【详解】(1)柱体A的底面积为
柱体A对水平地面的压力
(2)根据,柱体A的密度为
柱体A、B是由同种材料制成的均匀实心柱体,所以它们的密度相同,柱体B对水平地面的压强为
(3)将挖去的部分放置于其上方,A、B的总重力不变,对水平地面的压力不变。柱体A对地面的压力为400 N。柱体B的底面积为
柱体B对地面的压力
挖去柱体后,A与地面的接触面积分别变为
B与地面的接触面积分别变为
叠加后A、B对水平地面的压强相等,可得
即
解得
【变式1】.(24-25八年级上·江西宜春·期末)如图所示,水平桌面上放着一个重为5N的圆形容器,其底面积为50cm2。容器内装有1.5kg的水,质量为0.5kg的木块漂浮在水面上,水深0.25m,(,)求:
(1)液体对容器底的压力;
(2)容器对桌面的压强。
【答案】(1)12.5N
(2)5000Pa
【详解】(1)水对容器底的压强为
液体对容器底的压力为
(2)容器对桌面的压力等于容器、水和木块的总重力。水的重力为
木块的重力为
容器的重力
容器对桌面的总压力为
容器对桌面的压强为
【变式2】.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,实心均匀柱体A、B置于水平地面上,已知A的密度为2×103kg/m3,高度为0.2m。
(1)若柱体A的体积为2×10-3m3,求柱体A的质量mA;
(2)求柱体A对地面的压强pA;
(3)若B=3A,hA=2hB,沿水平方向将A和B截去相同的厚度∆h后,它们剩余部分对地面的压强pA和pB相等,求出截去的厚度∆h。
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)柱体A的质量
(2)柱体A对地面的压强
(3)它们剩余部分对地面的压强pA和pB相等,结合(2)中的分析可知
解得
题型六:复杂的压强计算问题
【典例】.(25-26八年级上·重庆·期末)2025年11月14日,我国研制的首块月壤砖随神舟二十一号飞船返回地球。月壤砖呈榫卯结构,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的三倍以上,是未来可能用于月球盖房子的建筑材料,如图甲。勤勤对月壤砖的榫卯结构产生了浓厚的兴趣,决定采用如图乙的长方体样品A进行探究。长方体A的长、宽、高分别为20cm,10cm,15cm。已知样品的密度为。求:
(1)此样品受到的重力;
(2)现需从样品A上表面的正中间切割出一个截面为正方形的凹槽构成榫卯结构,如图丙。要求切割后的样品砖B对地面的压强为2750Pa,则切去的质量为多少kg?
(3)在(2)的基础上,将该榫卯结构的样品砖B沿左边竖直方向切割宽度为d(0cm<d<20cm)的部分,如图丁。则样品砖B剩余右边部分对桌面压强的最小值为多少Pa?
【答案】(1)60N (2)0.5kg (3)2600Pa
【详解】(1)设样品A的长、宽、高分别为l、w、h,密度为ρ
样品的体积为
样品的质量为
样品受到的重力为(取)
(2)设样品B的质量为,对地面的压力为,与地面的接触面积为S。
样品B对地面的压力等于其自身重力
样品B与地面的接触面积等于样品A的底面积
根据压强公式,可得样品B的重力为
样品B的质量为
切去的质量为
(3)对于密度均匀的柱状体,其对水平面的压强可由公式计算,其中h为物体的高度。对于形状不规则的直立物体,其压强可以等效为,其中为物体的平均高度。要使剩余右边部分对桌面的压强最小,即其平均高度最小。
首先,计算凹槽的尺寸。设凹槽的截面正方形边长为a,宽度为w
切去部分的体积为
因为,所以
解得
凹槽位于样品上表面正中间,其在长度方向上的范围是从7.5cm处到12.5cm处。
当沿竖直方向切割时,剩余右边部分的平均高度
分析可知,当切割位置时,即切割线恰好在凹槽的左边缘时,剩余右边部分的平均高度最小。
此时,剩余右边部分的侧面积为
剩余右边部分的底面长度为
剩余部分的平均高度为
剩余部分对桌面压强的最小值为
【变式1】.(25-26八年级上·重庆·月考)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,A、B对地的压强之比为,将A沿水平方向切去高为的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为,A剩余部分对地的压强为,、与的变化关系如图乙所示。求:
(1)A的密度;
(2)B的底面积;
(3)时,的值。
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)、对地面的压强之比为,由乙图像可知,当沿水平方向切去高度为时,对地面的压强,对地面的压强,因此上面斜线代表与的关系,下面斜线代表与的关系,由乙图像可知,当时,,则正方体的边长为,由于
则的密度
(2)受到的重力
设的重力为,的底面积为,由乙图像可知,当时,对地面的压强
当时,对地面的压强
则
解得
(3)由于可知,的重力为
将沿水平方向切去高为时,对地面的压强
把切去部分叠放在上,对地面的压强
则
解得
【变式2】.(24-25八年级下·重庆开州·期中)AB两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A物体放在水平地面上,将B物体叠放在A物体上,如图甲所示。若沿竖直方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与切去部分的宽度的关系如图乙所示,已知A、B物体的边长分别为20cm、10cm。求:
(1)A物体的密度;
(2)B物体的重力;
(3)现将A、B两物体分别置于水平地面上,如图丙所示。在正方体A沿水平方向截下一部分,并将截下的部分叠放在了B上,若叠放后A剩余部分对水平地面的压强等于B此时对地面的压强,则截下的部分的重力为多少?
【答案】(1)2×103kg/m3
(2)10N
(3)24N
【详解】(1)根据已知条件,A、B的底面积分别为SA=(0.2m) 2=0.04m2
SB=(0.1m)2=0.01m2
根据如图乙A对地面的压强与切去部分的宽度的关系可知,当切去部分的宽度为10cm时,即B两物体全部切除时,A对地面的压强
代入有数据得
故GA=160N
A物体的密度
(2)当切去部分的宽度为0 cm时,即B没有切除时,A对地面的压强
代入有已知数据得
将GA=160N代入上式可得出B物体的重力GB=10N
(3)若正方体A沿水平方向截下部分重力为ΔG,A剩余部分对水平地面的压强
叠放后B对地面的压强
两压强相等,所以
即
解得
【专题强化】
一、实验题
1.(25-26八年级下·全国·课后作业)科技小组为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”设计了如图所示实验。在A、B、C三个图中B图海绵的凹陷程度最大。
(1)将装有水的矿泉水瓶放在海绵上,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种研究方法也应用于 ;
A.用排水法测石块的体积
B.用乒乓球弹起的高度反映音叉振动的幅度
(2)通过图B、C两图现象可得出:当受力面积一定时,压力越小,压力的作用效果越________ (选填“明显”或“不明显”);
(3)实验时,将图A中的矿泉水瓶放到石板上,如图D所示,在图A、D两种情况中矿泉水瓶产生的压强pA_______ pD(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)AB
(2)不明显
(3)等于
【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,采用了转换法。
A.用排水法测石块的体积用到了转换法,故A符合题意;
B. 用乒乓球弹起的高度反映音叉振动的幅度,用到了转换法,故B符合题意;
故选AB。
(2)通过B、C两个图所示的实验可知,受力面积相同,压力越大,海绵的形变程度越大,可得出:当受力面积一定时,压力越小,压力的作用效果越不明显。
(3)将图A中的矿泉水瓶放到石块上,如图D所示,在A、D两种情况中矿泉水瓶对接触面的压力相同,受力面积相同,根据可知,产生的压强。
2.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验:
(1)实验中玻璃管内汞液面的上方是 _______ ,管外汞液面的上方是空气。
(2)图丙中是 ________ 支持玻璃管内的汞柱不会落下。
(3)1个标准大气压能支持 ________ mm高的汞柱。
(4)若将玻璃管稍微倾斜,则管内外汞液面的高度差 _______ ;若将玻璃管稍微向上提但不离开液面,则管内外汞液面的高度差 _______ ;若向汞液槽中注入少量汞,则管内外汞液面的高度差 _______ ;若不小心使管内混入了少量空气,则管内外汞液面的高度差 _______ 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)真空
(2)大气压
(3)760
(4) 不变 不变 不变 变小
【详解】(1)在实验操作时,先将玻璃管内灌满汞并排净管内空气,倒置在汞槽中后,汞柱下降,上方除了极稀薄的汞蒸气外,几乎没有其他物质,可近似看作真空。
(2)图丙中是大气压强支持玻璃管内的汞柱不会落下,管外汞液面受到大气压强的作用,而管内汞柱产生的压强与管外大气压强相等,从而使汞柱保持稳定。
(3)1 标准大气压能支持760mm 高的汞柱。这是托里拆利实验得出的重要结论,标准大气压的大小约等于 760 毫米高汞柱产生的压强。
(4)[1]若将玻璃管稍微倾斜,则管内外汞液面的高度差不变。因为大气压强不变,支持的汞柱高度也不变,只是管内汞柱的长度会增加。
[2]若将玻璃管稍微向上提但不离开液面,则管内外汞液面的高度差不变。玻璃管上提不会改变大气压强,所以汞柱高度差也不会改变。
[3]若向汞液槽中注入少量汞,则管内外汞液面的高度差不变,注入汞后,汞槽中汞面上升,玻璃管内汞面也会上升,但二者高度差始终等于大气压强支持的汞柱高度。
[4]管内混入空气后,空气会对汞柱产生向下的压强,使得汞柱高度下降,高度差变小。
3.(25-26八年级下·全国·课后作业)【问题】小明的父亲是游泳馆中的教练,每天清洗水池前得先放干净水,小明参与放水,发现水越深出水口处的盖子越难打开,因此小明进行了“液体内部压强研究”的实验:
【证据】
(1)该实验是通过U形管两侧液面__________来反映被测压强大小的,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__________(选填“漏气”或“不漏气”);
【解释】
(2)小明比较乙、丙实验得出,液体内部压强与液体__________有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的__________有关;
【交流】
(3)如果保持乙实验中探头浸在液体中深度不变,然后将橡皮膜朝向不同方向,观察U形管两侧液面出现的变化,得出在同种液体中,同一深度不同方向压强__________(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1) 高度差 不漏气
(2) 密度 深度
(3)相等
【详解】(1)[1]探究影响液体内部压强大小的因素时,根据转换法,通过U形管两侧液面高度差来反映液体压强的大小。
[2]实验前,应检查U形管压强计是否漏气,按压橡皮膜时,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[1]比较乙、丙两次实验,液体的深度相同,液体的密度不同,压强计两侧液面的高度差不同,说明液体内部压强与液体密度有关。
[2]比较丙、丁两次实验,液体的密度相同,液体的深度不同,压强计两侧液面的高度差不同,说明液体内部压强与液体深度有关。
(3)如果保持乙实验中探头浸在液体中深度不变,然后将橡皮膜朝向不同方向,U形管两侧液面高度差不变,说明,探头在同种液体的同一深度,受到的向各个方向的压强相等,由此说明:同一液体,在同一深度,向各个方向的压强相等。
4.(25-26八年级下·全国·课后作业)小明用如图甲所示的实验装置探究“影响液体内部压强大小的因素”,其中实验箱分为A、B两部分,A为内部水箱,B为外部水箱,C处挖一小孔并用橡胶薄膜蒙上。
(1)在A中不断加入水,观察现象如图乙、丙所示,此现象说明同种液体深度越深,产生的液体压强______(选填“越大”或“越小”)。
(2)接着在B中加入食盐水,如图丁所示,橡胶薄膜向上凸起,说明液体具有向_______的压强,且此时____(选填“水”或“食盐水”)对橡胶薄膜的压强更大,据此可得出结论:在深度相同时,液体密度_______(选填“越大”或“越小”),液体内部压强越大。
(3)给容器中A水箱中加入水,橡胶膜向下凸出,测得A水箱的液面高度为10cm,此时A水箱底部受到压强为______Pa,然后在B水箱中加入某液体,直至橡胶膜恢复水平,此时B水箱液面高度为12cm,若A水箱底部距离B水箱底部的距离为4cm,则此液体密度为_____。(,g取10N/kg)
【答案】(1)越大
(2) 上 食盐水 越大
(3) 1000
【详解】(1)由步骤甲、乙、 丙可以观察到,同种液体随着深度越深,橡胶薄膜凹陷程度越大,所以产生液体压强越大;
(2)[1][2][3]由步骤丁可以观察到,内箱A中的水与外箱B中的盐水到橡胶薄膜的深度相同,但是橡皮膜向上凹陷,看得出盐水的压强更大。而盐水的密度大于水的密度,说明在液体深度相同时,液体的密度越大,产生的压强越大。由可知,想要橡胶薄膜恢复原状,可以增大A箱中水的深度,使水产生的压强增大到和盐水产生的压强相等。
(3)A容器中水对橡皮膜的压强为,由橡胶薄膜相平可知,橡胶薄膜两边压强相等,故B容器中液体对橡胶薄膜的压强为,则未知液体的密度为。
5.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图是小华用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U形管两边液面高度变化______(选填“明显”或“不明显”);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,如图甲,其调节的方法是______(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)调试完成后,小华接着进行如图所示的实验,如图乙,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______;
(4)比较图中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随______的增加而增大;
(5)比较______两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某未知液体的密度,请你利用下图装置帮助小华完成对未知液体密度的测量:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平。需要测量的物理量有______(选填下列步骤的序号),待测液体的密度______(用测量量表示,水的密度是)。
A.右侧待测液体到容器底的深度 B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度
C.左侧水到容器底的深度 D.左侧水到橡皮膜中心的深度
【答案】(1)不属于
(2) 明显 B
(3)相等
(4)液体深度
(5)丙、丁
(6) BD
【详解】(1)压强计上的U形管一端封闭,不属于连通器。
(2)[1]实验前,应检查装置的气密性。用手指按压橡皮膜,发现U形管两边液面高度变化明显,说明该装置不漏气,若U形管两边液面高度变化不明显,说明装置漏气。
[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,说明两侧液面上方气压不等,此时应取下软管重新安装,这样两侧液面上方气压就是相等的,U形管左右两侧的水面会变得相平。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)根据转换法,实验中通过U形管中液面高度差反映液体压强的大小。如图乙,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,向各个方向的压强相等。
(4)比较乙、丙两次实验,只有探头所处的深度不同,丙中探头所处的深度较大,U形管中液面高度差较大,可得:在同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
(5)比较丙、丁两次实验,只有液体密度不同,U形管中液面高度差不同,可得:液体的压强与液体密度有关。
(6)[1]在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平。则水和待测液体对橡皮膜中心的压强相等,所以应测量右侧待测液体到橡皮膜中心的深度和左侧水到橡皮膜中心的深度,故AC不符合题意,BD符合题意。
故选BD。
[2]水和待测液体对橡皮膜中心的压强相等,根据则有,解得待测液体的密度。
6.(2026八年级下·全国·专题练习)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强可能与体积有关。为此她准备了标注容积为20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器上有刻度部分的长度为______cm,则活塞的横截面积为______。
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,如图乙所示。用细绳拴住注射器的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计的另一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示,为_______N,此时外界大气压的数值为_________Pa。
(3)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器上4mL刻度线处,再用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N;继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数。请在下面虚线框中设计一个表格,用于记录多组数据______。
(4)分析拉力偏大的原因是___________________(写一条即可)。
【答案】(1) 10.00 2
(2) 20
(3)
注射器内气体体积V/mL
弹簧测力计的示数F/N
(合理即可)
(4)活塞与筒壁间有摩擦(合理即可)
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,注射器刻度部分左端对准刻度尺上的零刻度线,右端对准刻度尺上的10.00 cm刻度线,所以注射器刻度部分的长度;注射器内刻度部分对应的体积 , 则活塞的横截面积 。
(2)[1][2]由图乙可知,弹簧测力计的分度值为,示数为;此时外界大气压。
(3)实验中需要记录注射器内气体体积和对应的弹簧测力计示数,所以表格应包含这两项内容,可设计为:
(4)在拉动活塞时,活塞与注射器筒壁之间存在摩擦力,这个摩擦力会使弹簧测力计的示数增大,从而导致拉力偏大。
7.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)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,应通过下述方法______(填序号)进行调节,使U形管左右两侧的水面相平。
①从U形管内倒出适量的液体 ②拆除软管重新安装 ③向U形管内加适量的液体
(2)同学们分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:在同种液体中,液体深度越______,液体内部压强越______。
(3)图丙中橡皮膜到水面的距离为10cm,则此时橡皮膜受到水的压强为______Pa、保持图丙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大,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。你认为这样得到的结论是否可靠?原因是________,g取10N/kg)
(4)实验后,该同学自制如图丁装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,再向隔板右侧缓慢倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,此时用刻度尺测出如下物理量:
A.左侧水面到容器底的距离
B.左侧水面到橡皮膜中心的距离
C.右侧待测液体表面到容器底的距离
D.右侧待测液体表面到橡皮膜中心的距离
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为______(用题中字母和表示)。
【答案】(1)②
(2) 深 大
(3) 1000 液体压强与液体深度也有关。没有控制液体深度相同
(4)
【详解】(1)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,应通过拆除软管重新安装进行调节,使U形管左右两侧的水面相平,答案选②。因为拆除软管后,U形管两端都与大气相通,此时重新安装软管,能使U形管两侧液面在大气压的作用下相平。故选②。
(2)[1][2]因为在同种液体中,探头所处深度不同,深度越深,U形管两侧液面高度差越大,说明液体内部压强越大。故分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:在同种液体中,液体深度越深,液体内部压强越大。
(3)[1]图丙中橡皮膜到水面的距离为10cm,则此时橡皮膜受到水的压强为
[2]保持图丙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大,得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论不可靠。原因是:加入浓盐水后,液体密度虽然变大了,但探头所处深度也变深了,没有控制探头在液体中的深度不变。
(4)向隔板左侧倒水,再向隔板右侧缓慢倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,说明此时橡皮膜两侧受到的压强相等,即
用刻度尺测出左侧水面到橡皮膜中心的距离和右侧待测液体表面到橡皮膜中心的距离,根据液体压强公式可得
则待测液体密度的表达式为
8.(2025·陕西商洛·一模)小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,在U形管接头处加装了一个三通接头,如图-1所示。
(1)U形管与探头的橡胶管连接时,阀门K处于打开状态,以确保____________。连好装置后将阀门K关闭,用手轻按探头上的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化明显,说明该装置的气密性_______(选填“好”或“差”)。
(2)装置调试完毕进行实验,比较图-2与图-3,可初步得出:同种液体在同一深度向各个方向的压强_______。比较图-2与图-_______,还可得出:液体压强随深度的增加而增大。
(3)小明发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更_______(选填“大”或“小”)的液体以方便读数。
(4)探究了液体压强的相关内容后,小明又设计出如图-5所示的实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸出,如图-5甲所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离,记为。
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图-5乙所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离,记为。
③盐水密度表达式:_______(用、、)。用该方法测出的盐水密度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) U形管两侧液面相平 好
(2) 相等 4
(3)小
(4) 偏小
【详解】(1)[1]为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平。
[2]用手轻按探头上的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化明显,说明该装置可以较好地将按压橡皮膜产生的压强向四周传递,即该装置的气密性较好。
(2)[1]比较图-2与图-3可知,探头的深度和液体的密度相同,探头的朝向不同,U形管两侧液面的高度差相同,故可初步得出:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等。
[2]为探究液体压强与深度的关系,应控制液体的密度和探头的朝向相同,只改变探头的深度,故应比较图-2与图-4。
(3)探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,由可知,在压强一定时,液体的密度越小,深度(即高度差)越大,现象越明显,故可将U形管中的水换成密度更小的液体以方便读数。
(4)[1]将玻璃管缓慢浸入盐水中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,说明橡皮膜上面受到水的压强与下面受到盐水的压强相等,由液体压强公式可知,,则盐水的密度为
[2]由图-5可知,橡皮膜恢复原状后管内的水面会上升,则图甲中测得水的深度h1比实际深度要小,根据盐水密度的表达式可知,所测盐水的密度将偏小。
二、计算题
9.(24-25八年级下·辽宁沈阳·开学考试)如图所示,铁桶的重力为20N,桶的底面积为,往桶里倒入2.5kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力。
【答案】(1)
(2)15N
【详解】(1)水的深度
水对桶底的压强
(2)桶的底面积
水对桶底的压力
10.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,水平地面上放置了甲、乙两个质量均匀的长方体物块,甲物块的底面积为,乙物块的底面积是甲的2倍。甲物块高15cm,乙物块高12cm;甲的密度为。求取
(1)乙的质量;
(2)现将甲物块叠放在乙物块上方,求乙物块对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)因为,所以乙的密度为
乙的底面积为
则乙的体积为
由可得,乙的质量为
(2)甲的体积为
由可得,甲的质量为
现将甲物块叠放在乙物块上方,对地面的压力为
乙物块对水平地面的压强为
11.(25-26八年级上·山东济南·期末)“深海探索”号水下机器人是我国自主研发的用于深海探测的高科技设备,该机器人主体采用轻质高强度的新型复合材料制造,能承受深海高压。已知机器人主体的质量为,体积为。在一次科学考察中,机器人下潜到100米深处进行采样(湖水密度为,取)。根据上述信息,请通过计算回答:
(1)制造该机器人主体的新型复合材料的密度是多少?
(2)该机器人在100米深度处时,受到的湖水压强是多少?
(3)该机器人在100米深度处时,面积为的采样口受到湖水的压力是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)机器人主体材料的密度
(2)机器人在100米深度处受到的湖水压强
(3)采样口受到湖水的压力
12.(24-25八年级下·福建泉州·期中)如图所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5cm的立方体,下部是边长10cm的立方体。已知水的密度为1×103kg/m3。
(1)若向容器中注入深度为8cm的水,求此时水对容器底部的压强。
(2)若将这个容器装满水,求此时容器对桌面的压强。
(3)若向容器内注入1.1kg水,求此时容器底部所受水的压力。
【答案】(1)800Pa (2)1545Pa (3)14N
【详解】(1)此时水对容器底部的压强为
(2)下部立方体的体积为
上部立方体的体积为
水的总体积为
根据公式,水的总质量为
水的总重力为
容器对桌面的压强为
(3)1.1kg水的体积为
所以水会充满下部并溢出到上部,进入上部的水的体积为
上部容器中水的高度为
此时容器中水的总深度为
水对容器底部的压强为
根据得,容器底部所受水的压力为
14.(24-25八年级下·福建泉州·月考)A、B两正方体,重分别为50N和100N,A的边长为10cm,B的边长为20cm,如图甲、乙放置在水平桌面上,问:
(1)地面对物体B的支持力是多少?
(2)物体A对物体B的压强是多少?
【答案】(1)150N
(2)5000Pa
【详解】(1)将物体A和B看作一个整体,该整体放置在水平桌面上,处于静止状态。整体受到的总重力
由于整体处于平衡状态,地面对物体B的支持力与总重力是一对平衡力,大小相等。所以,地面对物体B的支持力。
(2)物体A对物体B的压力F等于物体A自身的重力。。物体A是边长为10cm的正方体,其底面积即A与B的接触面积
物体A对物体B的压强p根据压强公式,计算
15.(24-25八年级下·湖北宜昌·期中)如图所示,在重力为的容器内装有的水,容器底面积为,容器壁厚度不计容器放在水平桌面上,桌面面积为。取,。求:
(1)容器对桌面的压强;
(2)水对点的压强;
(3)水对容器底的压力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水的质量
水的重力为
容器对桌面的总压力
容器对桌面的压强
(2)A点的深度
水对A点的压强
(3)水对容器底的压强
水对容器底的压力
16.(24-25八年级下·湖南永州·期中)一棱长为0.2m的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中,容器重为10N,底面积为,现用竖直向下大小为20N的力F作用在物体上,物体的重力为60N,物体刚好浸没于水中静止,如图所示(,g取10N/kg)。求:
(1)物块下表面受到水的压强;
(2)容器底部对水平地面的压强。
【答案】(1)2000Pa
(2)
【详解】(1)根据题意,物块刚好浸没于水中,此时物块的上表面与水面相平,物块下表面在水中的深度 h等于物块的高度
物块下表面受到水的压强
(2)将容器、水和物块视为一个整体,该整体对水平地面的压力等于容器、水、物块的总重力与向下的压力F之和;水的体积
水的重力
容器对水平地面的总压力 F总 等于各部分重力与外力之和
容器的底面积,容器底部对水平地面的压强
17.(24-25九年级上·上海浦东新·月考)如图所示,足够高的圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上,分别盛有水和液体乙。水的深度为0.08米,两容器底部受到液体的压强相等。
(1)求水对容器A底部的压强p水;
(2)在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加到980帕。求液体乙的密度乙。
【答案】(1)784Pa
(2)800kg/m3
【详解】(1)由题意知,水的深度为 0.08米,则水对容器A底部的压强
(2)由题意知,在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加到980帕,则注入水后,此时水的深度为
因为在容器A中注入水后两容器中液面相平,所以液体乙的初始深度
又因为初始时两容器底部受到液体的压强相等,即
则液体乙的密度为
18.(25-26九年级下·上海·月考)如图(a)所示,小明将一款密闭式长方体生态摆件甲置于水平桌面上。甲中装有一定量的水,水中漂浮着迷你浮萍乙,此时水的深度为0.02m,甲对桌面的压强为。
(1)若甲中水的体积为,求水的质量。
(2)若甲的底面积为,求甲对桌面的压力。
(3)将甲竖放在水平桌面上,如图(b)所示,此时甲对桌面的压强为,求水对甲底部的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水的质量
(2)甲对桌面的压力
(3)水平桌面上密闭摆件的总重力不变,甲对桌面的压力等于总重力,因此压力大小不变,即
竖放时甲的底面积
水和浮萍排开水的总体积保持不变,因此总体积
竖放时水的深度
竖放时水对甲底部的压强
19.(25-26九年级上·上海虹口·月考)如图所示,圆柱形容器甲放在水平地面上(容器足够高),底面积为,甲内盛有深为的水。有一质量为、底面积为、高为的实心金属块乙竖直放置在容器甲底部。
(1)计算乙的密度;
(2)计算水对容器底的压强;
(3)若再向甲中倒入体积为的水,计算水对容器底的压强增加量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)乙的体积为
则乙的密度为
(2)水对容器底的压强
(3)当水面上升到与乙顶部齐平时,水面上升的高度为
此时需要加入水的体积为
所以水面会高出金属块乙,则水面上升到与乙顶部齐平后继续上升的高度为
所以水对容器底的压强增加量
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专题强化04:压强实验和解答题专题讲与练
【题型归纳】
题型一:探究影响压力作用效果的实验
题型二:液体压强的探究实验
题型三:大气压探究实验
题型四:压强与流速的探究实验
题型五:压强的计算
题型六:复杂的压强计算问题
【题型探究】
题型一:探究影响压力作用效果的实验
【典例】.(25-26八年级上·福建泉州·期末)小刚利用两个相同的木块和一块海绵做了“探究压力的作用效果与哪些因素有关”实验,实验过程如图。
(1)实验中通过观察海绵的___________来比较压力的作用效果:
(2)比较___________两图所示的实验,可以探究压力的作用效果与压力大小的关系;
(3)比较图甲和图乙所示的实验现象,可以得出:当压力一定时,___________,压力的作用效果越明显;
(4)物理学中用压强来表示压力的作用效果,通过本实验可知图___________(选填“甲”、“ 乙”、“丙”或“丁”)中海绵受到木块的压强最大。
【变式1】.(25-26八年级上·山东济南·期末)同学们用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。
(1)首先他们根据生活经验提出了猜想:压力的作用效果可能与压力有关;观察图1发现:两个人对雪地的压力是相近的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此又提出压力的作用效果可能与________有关;
(2)为验证这两个猜想,他们设计了如图2所示的实验探究:实验中是通过观察海绵的________来比较压力作用效果;
(3)小梅组通过比较图甲、乙,所得结论是:________一定时,________越小,压力作用效果越明显;
(4)小华组通过比较丙、丁两图也得出了与小梅组相同的结论,两组同学在交流时发现,通过比较________和________两图(均选填序号“甲”“乙”“丙”或“丁”),还可以探究压力的作用效果与压力大小的关系;
(5)下列生活实例中运用到第(3)问中结论的是( )(选填字母)。
A.汽车不能超载 B.菜刀钝了要磨一磨
【变式2】.(25-26八年级上·重庆·月考)小亮在平坦的沙滩上玩耍时,发现了大小和深浅不同的脚印,如图甲所示。由此他产生了疑问:压力的作用效果与哪些因素有关呢?选用小桌子、钩码、海绵等器材进行实验,过程如图乙所示。
(1)实验中,小亮通过观察图乙中_________________来比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果与压力大小的关系,可通过图乙中________两次实验进行比较;
(3)通过实验小亮发现坦克设计成履带的原因可用图乙中________两图实验所得结论解释;
(4)如图乙D实验,将海绵一端用木块垫起,他认为比较B、D也能完成实验B、C的探究,请判断该想法________(选填“可行”或“不可行”);
(5)通过综合分析,图甲中两个脚印所对应的人的质量较大的是____________(填“较深的大脚印”或“较浅的小脚印”)。
(6)将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图E所示,则图C中海绵受到的压强和图E中木板受到的压强的大小关系为:________(选填“”、“”或“”)。
题型二:液体压强的探究实验
【典例】.(25-26八年级上·福建泉州·期末)图1是“探究液体压强与哪些因素有关”的实验,其中甲、乙、丙图中烧杯盛有适量的水,丁图中烧杯盛有适量的盐水,且甲图与丁图的金属盒在液体中的深度相同。
(1)气密性良好的U形管压强计___________(选填“是”或“不是”)连通器。实验前,要通过调试,使压强计U形管两边的液面相平。若使用压强计前,发现U形管两侧液面已有高度差,接下来的操作是___________(选填字母)。
A.拆除胶管重新安装 B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
(2)U形管两侧液面高度差___________(填“等于”或“反映”)金属盒受到的压强大小,U形管两侧液面高度差越大,表示此处的液体压强越大。
(3)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体在同一深度,液体内部向各个方向的压强大小___________。
(4)比较图甲和图乙,初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而___________。
(5)为了探究液体压强与液体密度的关系,可以比较___________两图。
(6)小萍受U形管压强计的启发,制作出图2的器材(细金属管与浮筒相通),她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越___________;浮筒竖直浸没水中后,仔细观察发现其___________表面橡皮膜形变更明显,从而分析出液体内部压强与深度的关系。
【变式1】.(25-26八年级上·重庆·期末)如图所示,小超用同一压强计探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是___________(填字母);
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管内添加适量水
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)通过比较___________两图可知,液体压强与液体密度有关,同时得到液体压强随深度变化的关系图像如图己所示,则图线___________对应的是在盐水中的情况;
(3)通过比较图乙和丙可知,当液体密度相同时,___________越大,液体的压强越大;同组的小媛认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小超再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图乙的容器内加水,当水面到容器底的距离至少为___________cm时,与图丙比较,可说明小媛的观点是错误的;
(4)通过比较图丁和戊可知,液体的压强与容器的___________无关;
(5)小超增加一个相同的压强计继续实验,将两个压强计按如图所示方式组装,往A、B两个U形管中分别注入染色的酒精和水(ρ酒精<ρ水)。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为h1和h2,则酒精的密度ρ酒精=__________(请用题中h1、h2和ρ水表示)。保持探头位置不变,向盐水中注入适量清水,则左边U形管的高度差将___________(填“变大”、“变小”、“不变”或“无法判断”)。
【变式2】.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验前,小物同学发现U形管内的液面不相平,此时他应该( )
A.取下软管重新安装
B.向U形管中加一些红墨水
C.轻轻按压金属盒的橡皮膜
D.将U形管右侧的红墨水倒出一些
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中,在向下浸入的过程中,压强计的高度差会_________(选填“变大”或“变小”)。停在某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜_________(选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强;
(3)小物同学保持甲图中金属盒的朝向不变,放入浓盐水的乙杯中,如图乙所示。比较甲、乙两次实验,小物同学得出了初步结论:液体压强与液体密度有关。小理同学认为甲、乙两次实验无法得出该结论,原因是:_________;
(4)小物同学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,则下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是( )(选填字母序号);
A.烧杯中换密度差更大的液体
B.将U形管换成更细的
C.将管内液体换为密度更小的其他液体
D.将U形管换成更粗的
(5)小理同学用丙图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,她测量了以下四个物理量。
A.右侧待测液面到容器底的深度h1
B.右侧待测液面到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水面到容器底的深度h3
D.左侧水面到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为=_________(选择四个物理量中合适的字母和ρ水表示)。
题型三:大气压探究实验
【典例】.(24-25八年级下·江西·期末)小筱利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,如图,步骤如下:
(1)步骤一把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;步骤二如图甲,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
步骤三如图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后;
①计算出大气压强为 ______________ ;
②本实验的原理是二力平衡和p= ________ ;
③有较大误差的原因可能 _____________ 。
(2)另一组小慧,分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:采用了图丙装置将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再沿 _________ 的方向推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二将该注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动;步骤三则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 _______ N,所测大气压的值应为 __________Pa。
【变式1】.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)小明利用2mL的一次性注射器等器材,估测大气压的值:
(1)操作步骤如下:
a.将活塞推至注射器底端,再用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是_______,并防止漏气;
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳子的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为4.4N;
c.用刻度尺测出注射器_______的长度为5.00cm;
(2)根据实验数据可求出大气压强为_________Pa;
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此小明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气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦;③误将注射器总长度当成全部刻度长度;④活塞与注射器筒壁不完全密封,上述原因一定会使测量值偏大的是_________(多选);
(4)为测量活塞与注射器筒壁间的摩擦,小明同学可以_________橡皮帽,拉动弹簧测力计,直至活塞匀速运动,记下示数为0.8N,则摩擦力的大小为_________;
(5)小明还发现:如果在针筒内吸入一定质量的空气,然后用橡皮帽将气体封闭起来,在推活塞时,越推越费力。由此猜想:其他条件一定时,封闭气体的体积越小,压强越_________。
【变式2】.(24-25八年级下·江苏无锡·月考)以下是几位同学利用不同器材测大气压的值的方法。
(1)小王同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,未用橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为3N。说明注射器外筒和活塞之间存在___________力。若活塞横截面积为20cm2,橡皮帽封住注射器的小孔时。向右水平匀速拉动注射器外筒。弹簧测力计示数为203N,则所测大气压的值为___________Pa;
(2)小王同学实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得的大气压值___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。若实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,而弹簧测力计量程为10N,实验时应选用___________(选填“甲”或“乙”)注射器;
(3)小超同学想用如图所示的实验装置(吸盘重不计),通过往吸盘挂钩下挂钩码,直至吸盘脱落,用钩码重除以吸盘表面积的方法测出大气压,则她利用___________图的实验可以粗测大气压的值(选填“甲”或“乙”)。而用这种方法所测大气压的值往往___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)小慧同学做托里拆利实验如图所示,若她继续做水沸腾实验,则水的沸点___________100℃(选填“>”“<”或“=”)。
题型四:压强与流速的探究实验
【典例】.(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)小明利用吸管做了以下几个物理小实验。
(1)如图1所示,饮料吸管一端做得很尖,其目的是为了___________;
(2)如图2所示,用手堵住管口的上端,从水中提起吸管后发现吸管中有一段水柱,这是因为___________;
(3)把长约为 12cm的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,从B管右侧向左吹气,如图3所示,可以看到的现象是:吸管A中的水柱上升了,体现的物理知识是___________;
(4)图4中,用吸管制成的气压计,从山下移到山顶时吸管内的水柱将 ___________;
(5)如图5 甲所示为设计好的密度计的一部分,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度越___________(选填“长”或“短”),排开液体的重力___________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。如图5乙所示其刻度线上至A下至B,量程是。若把这个密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AB的中点C,则这种液体的密度_______(选填“大于”、“小于”或“等于”);若只增加配重,该密度计C处对应的刻度值将变_______;在配重不变的情况下,选用细的吸管,测量误差将会______一些(选填“大”或“小”);
【变式1】.(24-25八年级下·江苏南通·月考)如上图湾湾利用注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等用品测量某地的大气压强:
(1)如图甲实验的原理是_________;
(2)如图甲把注射器的活塞推到注射器筒的底端,,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的是_________;
(3)如图甲所示,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞 ________时,记下弹簧测力计的示数为21 N;
(4)接着取下橡皮帽重复步骤(3)记下弹簧测力计的 示数为2 N;
(5)如图甲用刻度尺测出最大刻度10mL注射器_________长度为5 cm,这样就算不测活塞的直径也能算出活塞的横截面积;
(6)她所测的大气压强p=___________Pa,若此时外界大气压为一标准大气压,则她测量结果偏_______,原因是____________________;
(7)如图甲把活塞推至注射器筒的底端,封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F为21N;拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数F'为19N,考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,则作用在活塞上的大气压力为_______;
(8)若湾湾选用图乙中注射器B进行实验,当弹簧测力计被拉到最大读数时注射器活塞仍没有滑动;于是她改用图乙中的 _________;(A/C)
(9)若采用图丙的方式来测量大气压强,将会造成测量结果 ________ (偏大/不变/偏小)。
(10)星星利用吸盘、固定在墙上的平面镜、水、刻度尺、弹簧测力计来测量大气压强的大小。在实验时,如果拿一个吹风机对着吸盘自上而下吹冷风,如图丁,则弹簧测力计拉掉吸盘时的示数会 ________ (变大/不变/变小)。
【变式2】.(24-25八年级下·江西南昌·期末)小明看到一则新闻,新闻描述台湾风筝节一名三岁小女孩被风筝卷上天如图所示,小明想只有在有风的天气才容易让风筝飞起,应该是获得了升力,且此时的升力______小女孩的重力(选填“大于”或“等于”或“小于”)。他又想知道风筝为什么能获得如此大的升力,于是猜想升力大小与风筝的迎角、风筝的面积、风速有关,为了方便测量,他以机翼为模型,进行如图1中实验:
(1)小明制作了如图2甲所示的飞机机翼模型,机翼做成该形状的原因是流体流速大处压强______,从而获得的______升力;
(2)在探究升力与迎角的关系时,按以520应角/度下步骤进行:
①调节风扇使风速最大,并使飞机模型的迎角为记录测力计的示数;
②改变迎角大小,重复步骤①;
机翼投影面积
风速为升力
风速为升力
风速为升力
③得到“升力与迎角的关系”的图像如图2丁。由图像可知:飞机速度一定时,迎角增大,升力会( )(填序号);
A.逐渐变大
B.逐渐变小
C.先增大后减小
D.先减小后增大
(3)探究机翼面积及风速与升力的关系时,保持迎角不变,通过改变风速及机翼投影面积,获得实验数据如表所示。
①此时实验选用三组不同的风速分别进行是为了______(选填“多次测量取平均值”“避免实验偶然性”),通过上述信息分析可知:______(选填“大于”或“小于”);当机翼投影面积相同时,风速越大,机翼获得升力越大。
②继续分析数据可知:在风速相同时,______,机翼获得升力越大。
题型五:压强的计算
【典例】.(25-26八年级上·重庆·期末)如图甲所示,由同种材料制成均匀实心柱体、放置在水平面上,的高度为,底面积为,对地面的压强为,B的高度为,底面积为。求:
(1)柱体对水平地面的压力;
(2)柱体对水平地面的压强;
(3)分别在、底部中间挖去高度为,底面积均为的柱体,并将挖去的部分分别放置于、的上方,如图乙所示,叠加后、对水平地面的压强相等,则需要挖去的柱体底面积为多少?
【变式1】.(24-25八年级上·江西宜春·期末)如图所示,水平桌面上放着一个重为5N的圆形容器,其底面积为50cm2。容器内装有1.5kg的水,质量为0.5kg的木块漂浮在水面上,水深0.25m,(,)求:
(1)液体对容器底的压力;
(2)容器对桌面的压强。
【变式2】.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,实心均匀柱体A、B置于水平地面上,已知A的密度为2×103kg/m3,高度为0.2m。
(1)若柱体A的体积为2×10-3m3,求柱体A的质量mA;
(2)求柱体A对地面的压强pA;
(3)若B=3A,hA=2hB,沿水平方向将A和B截去相同的厚度∆h后,它们剩余部分对地面的压强pA和pB相等,求出截去的厚度∆h。
题型六:复杂的压强计算问题
【典例】.(25-26八年级上·重庆·期末)2025年11月14日,我国研制的首块月壤砖随神舟二十一号飞船返回地球。月壤砖呈榫卯结构,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖、混凝土砖的三倍以上,是未来可能用于月球盖房子的建筑材料,如图甲。勤勤对月壤砖的榫卯结构产生了浓厚的兴趣,决定采用如图乙的长方体样品A进行探究。长方体A的长、宽、高分别为20cm,10cm,15cm。已知样品的密度为。求:
(1)此样品受到的重力;
(2)现需从样品A上表面的正中间切割出一个截面为正方形的凹槽构成榫卯结构,如图丙。要求切割后的样品砖B对地面的压强为2750Pa,则切去的质量为多少kg?
(3)在(2)的基础上,将该榫卯结构的样品砖B沿左边竖直方向切割宽度为d(0cm<d<20cm)的部分,如图丁。则样品砖B剩余右边部分对桌面压强的最小值为多少Pa?
【变式1】.(25-26八年级上·重庆·月考)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,A、B对地的压强之比为,将A沿水平方向切去高为的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为,A剩余部分对地的压强为,、与的变化关系如图乙所示。求:
(1)A的密度;
(2)B的底面积;
(3)时,的值。
【变式2】.(24-25八年级下·重庆开州·期中)AB两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A物体放在水平地面上,将B物体叠放在A物体上,如图甲所示。若沿竖直方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与切去部分的宽度的关系如图乙所示,已知A、B物体的边长分别为20cm、10cm。求:
(1)A物体的密度;
(2)B物体的重力;
(3)现将A、B两物体分别置于水平地面上,如图丙所示。在正方体A沿水平方向截下一部分,并将截下的部分叠放在了B上,若叠放后A剩余部分对水平地面的压强等于B此时对地面的压强,则截下的部分的重力为多少?
【专题强化】
一、实验题
1.(25-26八年级下·全国·课后作业)科技小组为了探究“压力的作用效果与哪些因素有关”设计了如图所示实验。在A、B、C三个图中B图海绵的凹陷程度最大。
(1)将装有水的矿泉水瓶放在海绵上,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种研究方法也应用于 ;
A.用排水法测石块的体积
B.用乒乓球弹起的高度反映音叉振动的幅度
(2)通过图B、C两图现象可得出:当受力面积一定时,压力越小,压力的作用效果越________ (选填“明显”或“不明显”);
(3)实验时,将图A中的矿泉水瓶放到石板上,如图D所示,在图A、D两种情况中矿泉水瓶产生的压强pA_______ pD(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
2.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验:
(1)实验中玻璃管内汞液面的上方是 _______ ,管外汞液面的上方是空气。
(2)图丙中是 ________ 支持玻璃管内的汞柱不会落下。
(3)1个标准大气压能支持 ________ mm高的汞柱。
(4)若将玻璃管稍微倾斜,则管内外汞液面的高度差 _______ ;若将玻璃管稍微向上提但不离开液面,则管内外汞液面的高度差 _______ ;若向汞液槽中注入少量汞,则管内外汞液面的高度差 _______ ;若不小心使管内混入了少量空气,则管内外汞液面的高度差 _______ 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
3.(25-26八年级下·全国·课后作业)【问题】小明的父亲是游泳馆中的教练,每天清洗水池前得先放干净水,小明参与放水,发现水越深出水口处的盖子越难打开,因此小明进行了“液体内部压强研究”的实验:
【证据】
(1)该实验是通过U形管两侧液面__________来反映被测压强大小的,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__________(选填“漏气”或“不漏气”);
【解释】
(2)小明比较乙、丙实验得出,液体内部压强与液体__________有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的__________有关;
【交流】
(3)如果保持乙实验中探头浸在液体中深度不变,然后将橡皮膜朝向不同方向,观察U形管两侧液面出现的变化,得出在同种液体中,同一深度不同方向压强__________(选填“相等”或“不相等”)。
4.(25-26八年级下·全国·课后作业)小明用如图甲所示的实验装置探究“影响液体内部压强大小的因素”,其中实验箱分为A、B两部分,A为内部水箱,B为外部水箱,C处挖一小孔并用橡胶薄膜蒙上。
(1)在A中不断加入水,观察现象如图乙、丙所示,此现象说明同种液体深度越深,产生的液体压强______(选填“越大”或“越小”)。
(2)接着在B中加入食盐水,如图丁所示,橡胶薄膜向上凸起,说明液体具有向_______的压强,且此时____(选填“水”或“食盐水”)对橡胶薄膜的压强更大,据此可得出结论:在深度相同时,液体密度_______(选填“越大”或“越小”),液体内部压强越大。
(3)给容器中A水箱中加入水,橡胶膜向下凸出,测得A水箱的液面高度为10cm,此时A水箱底部受到压强为______Pa,然后在B水箱中加入某液体,直至橡胶膜恢复水平,此时B水箱液面高度为12cm,若A水箱底部距离B水箱底部的距离为4cm,则此液体密度为_____。(,g取10N/kg)
5.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图是小华用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管______(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U形管两边液面高度变化______(选填“明显”或“不明显”);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,如图甲,其调节的方法是______(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)调试完成后,小华接着进行如图所示的实验,如图乙,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______;
(4)比较图中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随______的增加而增大;
(5)比较______两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某未知液体的密度,请你利用下图装置帮助小华完成对未知液体密度的测量:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平。需要测量的物理量有______(选填下列步骤的序号),待测液体的密度______(用测量量表示,水的密度是)。
A.右侧待测液体到容器底的深度 B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度
C.左侧水到容器底的深度 D.左侧水到橡皮膜中心的深度
6.(2026八年级下·全国·专题练习)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强可能与体积有关。为此她准备了标注容积为20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器上有刻度部分的长度为______cm,则活塞的横截面积为______。
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,如图乙所示。用细绳拴住注射器的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计的另一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示,为_______N,此时外界大气压的数值为_________Pa。
(3)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器上4mL刻度线处,再用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL。再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N;继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数。请在下面虚线框中设计一个表格,用于记录多组数据______。
(4)分析拉力偏大的原因是___________________(写一条即可)。
7.(25-26八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)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,应通过下述方法______(填序号)进行调节,使U形管左右两侧的水面相平。
①从U形管内倒出适量的液体 ②拆除软管重新安装 ③向U形管内加适量的液体
(2)同学们分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:在同种液体中,液体深度越______,液体内部压强越______。
(3)图丙中橡皮膜到水面的距离为10cm,则此时橡皮膜受到水的压强为______Pa、保持图丙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大,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。你认为这样得到的结论是否可靠?原因是________,g取10N/kg)
(4)实验后,该同学自制如图丁装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,再向隔板右侧缓慢倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,此时用刻度尺测出如下物理量:
A.左侧水面到容器底的距离
B.左侧水面到橡皮膜中心的距离
C.右侧待测液体表面到容器底的距离
D.右侧待测液体表面到橡皮膜中心的距离
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为______(用题中字母和表示)。
8.(2025·陕西商洛·一模)小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,在U形管接头处加装了一个三通接头,如图-1所示。
(1)U形管与探头的橡胶管连接时,阀门K处于打开状态,以确保____________。连好装置后将阀门K关闭,用手轻按探头上的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化明显,说明该装置的气密性_______(选填“好”或“差”)。
(2)装置调试完毕进行实验,比较图-2与图-3,可初步得出:同种液体在同一深度向各个方向的压强_______。比较图-2与图-_______,还可得出:液体压强随深度的增加而增大。
(3)小明发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更_______(选填“大”或“小”)的液体以方便读数。
(4)探究了液体压强的相关内容后,小明又设计出如图-5所示的实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸出,如图-5甲所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离,记为。
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图-5乙所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离,记为。
③盐水密度表达式:_______(用、、)。用该方法测出的盐水密度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
二、计算题
9.(24-25八年级下·辽宁沈阳·开学考试)如图所示,铁桶的重力为20N,桶的底面积为,往桶里倒入2.5kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力。
10.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,水平地面上放置了甲、乙两个质量均匀的长方体物块,甲物块的底面积为,乙物块的底面积是甲的2倍。甲物块高15cm,乙物块高12cm;甲的密度为。求取
(1)乙的质量;
(2)现将甲物块叠放在乙物块上方,求乙物块对水平地面的压强。
11.(25-26八年级上·山东济南·期末)“深海探索”号水下机器人是我国自主研发的用于深海探测的高科技设备,该机器人主体采用轻质高强度的新型复合材料制造,能承受深海高压。已知机器人主体的质量为,体积为。在一次科学考察中,机器人下潜到100米深处进行采样(湖水密度为,取)。根据上述信息,请通过计算回答:
(1)制造该机器人主体的新型复合材料的密度是多少?
(2)该机器人在100米深度处时,受到的湖水压强是多少?
(3)该机器人在100米深度处时,面积为的采样口受到湖水的压力是多少?
12.(24-25八年级下·福建泉州·期中)如图所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5cm的立方体,下部是边长10cm的立方体。已知水的密度为1×103kg/m3。
(1)若向容器中注入深度为8cm的水,求此时水对容器底部的压强。
(2)若将这个容器装满水,求此时容器对桌面的压强。
(3)若向容器内注入1.1kg水,求此时容器底部所受水的压力。
14.(24-25八年级下·福建泉州·月考)A、B两正方体,重分别为50N和100N,A的边长为10cm,B的边长为20cm,如图甲、乙放置在水平桌面上,问:
(1)地面对物体B的支持力是多少?
(2)物体A对物体B的压强是多少?
15.(24-25八年级下·湖北宜昌·期中)如图所示,在重力为的容器内装有的水,容器底面积为,容器壁厚度不计容器放在水平桌面上,桌面面积为。取,。求:
(1)容器对桌面的压强;
(2)水对点的压强;
(3)水对容器底的压力。
16.(24-25八年级下·湖南永州·期中)一棱长为0.2m的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中,容器重为10N,底面积为,现用竖直向下大小为20N的力F作用在物体上,物体的重力为60N,物体刚好浸没于水中静止,如图所示(,g取10N/kg)。求:
(1)物块下表面受到水的压强;
(2)容器底部对水平地面的压强。
17.(24-25九年级上·上海浦东新·月考)如图所示,足够高的圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上,分别盛有水和液体乙。水的深度为0.08米,两容器底部受到液体的压强相等。
(1)求水对容器A底部的压强p水;
(2)在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加到980帕。求液体乙的密度乙。
18.(25-26九年级下·上海·月考)如图(a)所示,小明将一款密闭式长方体生态摆件甲置于水平桌面上。甲中装有一定量的水,水中漂浮着迷你浮萍乙,此时水的深度为0.02m,甲对桌面的压强为。
(1)若甲中水的体积为,求水的质量。
(2)若甲的底面积为,求甲对桌面的压力。
(3)将甲竖放在水平桌面上,如图(b)所示,此时甲对桌面的压强为,求水对甲底部的压强。
19.(25-26九年级上·上海虹口·月考)如图所示,圆柱形容器甲放在水平地面上(容器足够高),底面积为,甲内盛有深为的水。有一质量为、底面积为、高为的实心金属块乙竖直放置在容器甲底部。
(1)计算乙的密度;
(2)计算水对容器底的压强;
(3)若再向甲中倒入体积为的水,计算水对容器底的压强增加量。
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