期末专项特训:实验探究题-2025-2026学年物理八年级全一册沪科版
2026-06-11
|
32页
|
336人阅读
|
9人下载
摘要:
**基本信息**
聚焦八年级物理核心实验,以科学探究为主线,覆盖浮力、压强、杠杆等重点知识,通过阶梯式题型构建从操作到论证的完整逻辑链。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|浮力与压强|第1、3、8题|结合生活情境(煮饺子、液体压强),考查控制变量法与阿基米德原理应用|从浮力测量(称重法)到影响因素(V排、密度),构建"现象→猜想→验证"探究模型|
|力学平衡|第2、11、15题|针对二力平衡条件、杠杆平衡条件,设置方案改进与误差分析|以平衡条件为核心,串联力的三要素与力臂测量,强化科学论证能力|
|测量与设计|第7、10、22题|包含大气压测量、密度计制作等创新实验,强调器材选择与步骤优化|融合密度、压强计算,体现科学思维中的模型建构与质疑创新|
内容正文:
期末专项特训:实验探究题-2025-2026学年物理八年级全一册沪科版
一、实验探究题
1. 小明在厨房帮妈妈煮饺子,发现饺子刚入锅时沉在水底,一段时间后会鼓起来,煮熟后漂浮在水面上。小明猜想,物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关,于是设计实验进行探究。如图,他把适量沙子装入气球,并充入少量空气,制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。
(1)弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具,该实验前应在 方向调零,如图甲所示,该测力计的分度值是 N,用弹簧测力计测出“饺子”的重力 N;
(2)如图乙所示,将“饺子”浸入水中,“饺子”沉底,它受到的浮力与其重力G的大小关系为 G;(填“>”“<”或“=”)
(3)用测力计把“饺子”竖直拉离水底,在水中静止,测力计的示数如图丙所示,它受到的浮力 N;
(4)向“饺子”中充入适量空气,使其体积变大再浸入水中,测力计的示数如图丁所示,此时它受到的浮力为,则与的大小关系为 ;(填“>”“<”或“=”)
(5)向“饺子”中充入更多的空气,浸入水中,“饺子”排开水的体积更大,最终漂浮在水面上,如图戊所示。至此,小明验证了自己的猜想,即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关,且排开液体的体积越大,所受浮力越 。
2.在探究“二力平衡条件”的实验中:
(1)甲组同学实验时,向左盘和右盘同时放入一个不等重的砝码,这时木块仍然保持静止状态,如图甲,发生这一现象的原因是 ;
(2)乙组同学针对甲组的问题做了改进,将木块抬离桌面完成实验,当木块静止时,发现拉线不在同一直线上(如图乙所示),于是他们得出:二力平衡时,两个力可以不在同一直线上,你认为造成这种情况的原因是 ;
(3)丙组同学针对乙组的问题做了改进,将木块换成了小卡片如图丙,为了探究平衡的两个力是否必须在同一直线上,应 (剪开/旋转/向下拉)小卡片,观察卡片 (刚释放时/最终)是否保持平衡。
3.如图是小强用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)图甲中压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(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,如图甲,其调节的方法是 (填序号),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)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)小强发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形玻璃管两边液柱的高度差 (选填“不变”或“变化")。表明在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,液体内部向各个方向的压强大小 。
4.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想:液体的压强可能与液体的密度、深度等因素有关。
(1)实验前用手按压微小压强计金属盒的橡皮膜,发现U形符两侧液面高度差不变,可能的原因是 ;
(2)如图所示是小芳同学用改进后的微小压强计探究影响液体压强因素的三个实验装置;
①要探究液体的压强与液体的密度是否有关,应选取装置 来进行探究;
②汽车落水或者遇雨被淹,乘客都应立刻开门逃生,否则车门就会很难推开,其道理可通过装置 来探究。
5.小华在学习完浮力的大小与哪些因素有关的实验后,进行了深入思考,从物体刚开始接触水面至浸没于水中,排开水的体积和浸入水中的深度都发生了变化。为了探究浮力大小在浸没前与排开液体体积的关系,老师和他一起准备了以下实验器材:弹簧测力计、足够的水、一个密度大于水的均匀三棱锥,三棱锥上标记有等高的线,如图所示。为了便于弹簧测力计挂住三棱锥,在三棱锥上设置了A、B两个挂扣。请仅用以上器材设计实验,并写出实验步骤和分析论证。
实验步骤:
①用弹簧测力计 ,读出并记录弹簧测力计的示数F1;
②用弹簧测力计 ,读出并记录弹簧测力计的示数F2;
分析论证:
①若F1=F2,说明物体未浸没前,它所受浮力大小与 ;
②若F1≠F2,说明物体未浸没前,它所受浮力大小与 。
6.某兴趣小组在探究“滑动摩擦力大小的影响因素”时,用弹簧测力计缓慢匀速拉动同一木块A,实验过程如图所示。
(1)比较甲、乙两次实验,可以探究滑动靡擦力的大小与 是否有关;
(2)比较 两次实验可知:滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度有关;
(3)实验中发现,弹簧测力计用斜向上的力拉动木块A也可以使木块A沿水平方向做匀速直线运动,如图丁所示。此过程中,弹簧测力计对木块A的拉力和木块A受到的滑动摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
7.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(0~5N)、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)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。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小对实验的影响,从而提高实验的精确程度;
(3)若同学们用图乙中B注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的(选填“A”或“C”) 注射器。
8.某物理兴趣小组做了如图1所示的实验来探究浮力的大小;
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N;
(2)由①③④⑤四个步骤可知,发现浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与排开液体 有关;
(3)比较①④⑦三幅图可得出:物体排开液体的体积相同时, 越大物体受到的浮力越大;
(4)探究物体受的浮力大小是否与物体的密度有关,选取图1中①② 四个步骤进行对比分析;
(5)为了探究浮力的大小与物体排开液体所受到重力的关系,进行了如图2实验操作:
实验操作的正确顺序是 (用a、b、c、d表示),通过分析数据并进行比较发现: (用图中符号G1、G2、G3、G4表示),从而得出结论:浮力的的大小 物体排开液体所受到的重力。
9.在进行“探究二力平衡条件”的实验时,设计如图甲、乙两种实验方案,桌面粗糙程度相同,小卡片重力忽略不计,对比两种方案,选择 方案进行实验更有利于得出结论;小明选择甲图所示方案进行实验,当他在左盘中放入2N的钩码,右盘中放入1.5N的钩码时,滑块静止,此时滑块 处于平衡状态(填“是”或“不是”)。
10.某科技小组利用小试管、金属螺母和细线制作一个和课本教材“综合实践活动”中不一样的简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的小试管,在其下端用透明胶带固定一段细线,细线下面悬挂一个金属螺母,螺母的作用是使试管能 在液体中(忽略螺母受到的浮力作用);
(2)将密度计放到水中如图甲所示,测得小试管露出水面的长度为;放到另一液体中如图乙所示,露出的长度为h,则ρ液 ρ水;
(3)小组同学根据图甲在和液面交界处的小试管上标出1.0刻度线(单位,下同),再通过多次实验,又标出了0.8、0.9、1.1的刻度线(图中来画出)。结果发现,1.1刻度线是在1.0刻度线的 方,自下而上相邻两个刻度线的间距是越来越 的;
(4)小组同学发现此密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用它测量液体密度时误差较大,为此可以采用的改进方案是: (写出一种合理措施即可)
(5)若密度计在酒精()中静止时,露出液面的高度为;密度计在硫酸铜溶液中静止时,露出液面的高度为h3=3.8cm。则此硫酸铜溶液的密度为 g/cm3。
11.小明用图甲所示装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻度均匀,每小格为5cm,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)实验前,小明发现杠杆静止时如图甲所示,则应将杠杆的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端适当调节,使杠杆水平平衡。
(2)如图乙所示,实验中小明在杠杆两侧挂上数量不同的钩码并移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,此时调节杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于 。小明进行了3次实验,杠杆水平平衡时的数据已填入表中。分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件是 (用表格中的物理量符号表示)。
实验次数次
动力F1/N
动力臂l1/m
阻力F2/N
阻力臂l2/m
1
1.5
0.10
1.0
0.15
2
2.0
0.15
1.5
0.20
3
3.0
0.20
6.0
0.10
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时,杠杆始终处于水平位置平衡,弹簧测力计的示数将 (选填“变小”“变大”或“不变”)。
12.利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。
(1)实验前,杠杆如图甲所示,可将杠杆左端的平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡,这样可以避免 对实验的影响,同时便于测量 。
(2)杠杆平衡后,如图乙所示,在杠杆B点挂3个相同的钩码,可在杠杆的D点挂 个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)如图乙所示,用弹簧测力计在C点竖直向上拉,使杠杆水平平衡,若弹簧测力计逐渐向右倾斜,使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂和动力的数据,绘制了的关系图象,如图丙所示。请根据图象推算,当为0.6m时,为 N。
(5)如图丁,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,此过程中肱二头肌收缩的距离 (填“大于”、“等于”或“小于”)手移动的距离。
13.如图所示是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验:
(1)合金块浸没在水中时受到的浮力为 N;
(2)由A、C、D三图可知,合金块受到浮力大小与深度 (选填“有关”或“无关”);由A、B、C三图可知,合金块受到浮力大小与 有关;
(3)在探究物体所受的浮力大小与液体的密度关系时,发现图E中弹簧测力计的示数与图D相比变化不明显,为了使弹簧测力计的示数变化更明显,下列方法可行的是:___________;
A.换用体积更大的同种合金块 B.换用其他密度相近的液体
C.换用更大量程的测力计 D.利用现有器材进行多次实验
(4)如图F所示,结束实验后,小明将重为5N的圆柱体M浸入到密度为 的液体中,调整浸入的深度后使弹簧测力计的示数为3N,则此时圆柱体M(底面积为25cm2)浸入液体中的深度为 cm。小明在圆柱体M上沿着液面画上标记,并记录为1.6g/cm3。再将圆柱体M浸入不同液体中,重复上述操作,使弹簧测力计的示数为3N,小明就将圆柱体M改造成了一个简易的液体密度计,该密度计的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的。
14.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,张华同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如表所示。
实验次数
物体所受的重力G/N
提升的高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
1
2
0.2
1
0.6
66.7%
2
3
0.2
1.4
0.6
71.4%
3
4
0.2
1.7
0.6
4
2
0.2
1.5
0.4
66.7%
(1)第3次实验中的机械效率为 (计算结果精确到0.1%)。
(2)比较第1、2、3次实验数据可知:在装置相同的情况下, 。
(3)张华想到计算机械效率还可用于是用弹簧测力计测得动滑轮所受的重力,代入上式计算后发现比实际测得的机械效率偏 (选填“大”或“小”)。
15.在“探究杠杆平衡的条件”实验中。
(1)在挂钩码前,杠杆静止时如图甲所示,则应将杠杆左端的螺母向 (选填“左”或“右”)调节才能使杠杆在水平位置平衡,使杠杆在水平位置平衡的主要目的是 ;
(2)某小组实验时的过程如图乙所示,由此他们得出结论:杠杆的平衡条件是“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”。你认为这个结论是 (选填“正确”或“错误”)的,下列能帮助他们得出正确结论的操作是 ;
A.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向下拉
B.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计斜向下拉
C.去掉一侧钩码,换用弹簧测力计竖直向上拉
D.增加钩码个数,再多次实验使结论更具普遍性
(3)将图乙(b)中杠杆左侧钩码下端再加挂一个相同的钩码,则应将右侧钩码向右移动 格,才能使杠杆在水平位置保持平衡,这样操作所依据的关系式为 。
16.如图所示,是“探究影响压力作用效果的因素”的实验。
(1)在三次实验中,均通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)比较 两图可以初步得出结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的结论,可以采取的措施是 。
(3)下列事例中,直接应用到(2)中结论的是__________。
A.课桌的边缘设计成圆弧状
B.水壶的壶嘴和壶身设计成相同高度
C.交通管理部门规定:货车每一车轴的平均承载质量不得超过10吨
17.如图所示,在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。U形管中装有染色的水。
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后( )(填字母)
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中 。
(3)为了探究液体内部压强与深度的关系,应该比较 两图所示的实验;为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较 两图所示的实验。
(4)本实验用到方法有控制变量法和 法。
(5)如图戊所示,橡皮管和下方玻璃管侧壁相连通,当向玻璃管中吹风时,U形管内液面较低的是 (选填“a”或“b”)侧。
18.同学们在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验所用压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(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,如图甲,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是 (选填“A”或“B”);
A. 将右侧支管中高出的水倒出 B. 取下软管重新安装
(3)该实验通过U形管两侧液面的 来比较液体压强的大小,这种实验方法叫做 ;
(4)分析A、B两图的实验现象,得出的结论是: ;
(5)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用图乙中的 两图进行对比;
(6)若将U形管压强计进行改造用于测量未知液体的密度,如图丙所示,将两完全相同探头分别放在A、B容器内,A容器中为待测液体,B容器中为水;当两探头所处的深度均为h时,U形管压强计中左右水面高度差为,忽略橡皮膜形变,则待测液体 (用、h、表示)
19.如图是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。
(1)从图中可知物块的重力为 N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)比较D和E,可以得出:浮力大小与 有关;
(4)比较 和 ,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关;
(5)该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度:物块完全浸没于水中所受浮力为 N;物块密度为 g/cm3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
20.探究浮力大小跟排开液体所受重力关系的实验如图所示。
(1)通过乙、丙两图可知,物块受到的浮力为 N;
(2)由实验数据可得出,浸在液体中的物体受到的浮力大小与排开液体的重力大小的关系是: (用表达式表示);
(3)根据本实验数据可知,实验所用小物块的体积为 ;(g取)
(4)由图丙和图丁可知,物体所受浮力与 无关。
21.小明用的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是 和 ;
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二:按如图所示安装好器材, 缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚好被拉动时,记下弹簧测力计的示数为5.2N;
步骤三:用刻度尺测出注射器 的长度为4.00cm;
步骤四:算出大气压强值为 。
22.物理兴趣小组的同学举办了主题为“创新总动员”的科学实践活动,为每小组提供的器材:大烧杯、水、量筒、弹簧测力计、半个土豆(直径大于量筒口径),活动内容:
(一)测量土豆密度;
(二)利用土豆做成“土豆船”。比一比哪个小组的“土豆船”能承载更多的水。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,小明用弹簧测力计测出土豆所受的重力为1.1N,再将土豆完全浸没在水中,如图乙所示,弹簧测力计的示数变为0.1N,则土豆的密度为 ;
(2)如图丙所示,小明将土豆挖成空心做成“土豆船”,使它能漂浮在水面上,并能承载重物,于是他向“土豆船”中加水,为确保“土豆船”不沉没,最多能倒入23mL的水,则此时“土豆船”受到的浮力为 N;
(3)小明发现“土豆船”的船壁较厚,为了赢得比赛,他设计了两种方案来增加“土豆船”的载水量。
方案一:将“土豆船”放入的液体中;
方案二:将“土豆船”内部继续挖空,使空心部分的体积增加。则方案 能承载的水量更多,方案一中承载的水量为 mL。
23.小雯有两个质地均匀的实心物体M、N,它们的体积VM<VN,为了比较哪个物体更重,哪个物体的密度更大,小雯进行了以下实验:
①取一根长筷子,已知A、E为筷子的两个端点,O为筷子的中心点;
②将细绳系在筷子上,移动悬挂点,直到筷子水平平衡,如图甲所示;
③将金属块M、N分别系在B、D点,筷子静止时如图乙所示。
请根据上述信息,回答以下问题:
(1)筷子的重心在 点(选填“B”或“C”或“O”或“D”);
(2)请在图乙中画出筷子的D点受到的拉力及其力臂 ;
(3)重力GM GN,密度ρM ρN(选填“>”或“=”或“<”)。
24.小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)实验前将装置放到水平位置,刚松手杠杆顺时针转动,如图甲所示,为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节;
(2)给水平平衡的杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设左侧钩码对杠杆施的力为动力,右侧钩码对杠杆施的力为阻力,测出杠杆水平平衡时的动力臂和阻力臂,多次实验并把数据填入下表:
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.3
1.5
0.1
2
1.5
0.2
1.0
0.3
3
3.0
0.1
0.5
0.6
4
1.0
0.6
1.5
0.4
……
小明分析表格中的数据,初步得出杠杆的平衡条件为: (用字母表示);
(3)图乙中,若将弹簧测力计固定在点,当拉着弹簧测力计由竖直方向位置,沿着虚线缓慢转动到位置的过程中杠杆始终保持水平平衡,则该过程中弹簧测力计的示数逐渐 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)如图丙所示,轻质杠杆可绕点转动,A点悬挂一重物,点受到电子测力计竖直向上的拉力,杠杆水平静止。保持拉力方向不变,改变点位置,记录拉力的力臂及的大小,画出与的关系图像如图丁①,则拉力和动力臂的关系成 (选填“正比”或“反比”);将从A移至,再重复上述步骤,得到新的与的关系图像为图丁中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
【拓展】某科技小组想利用电子秤来研究力臂对杠杆作用效果的影响。他们先将金属块乙放到电子秤上,显示,然后如图戊组装试验设备,将轻质硬杆点悬挂,在A点悬挂金属块甲,记下电子秤的示数;将金属块甲挂到点记录电子秤示数(下表为实验记录表),已知长2cm,ON长10cm,则金属块甲的质量为 。
悬挂点
A
电子秤示数
0.60kg
0.56kg
25.实验课上,老师和同学们测量石块及盐水的密度。
(1)将天平放在水平台上,将游码移动到标尺零刻度线后,指针指在分盘中线右侧,此时,应向 (选填“左”或“右”)调节天平的平衡螺母,使天平平衡;
(2)小明测量密度的步骤如下:
①在量筒中倒入适量的水,测出水的体积为54cm3;
②如图甲所示,用细线系住石块并将其浸没在量筒的水中,读出水面对应的刻度为 cm3;
③用天平测出石块质量如图乙所示;
计算出石块的密度为 g/cm3;小明按照上面的实验顺序会使测量的石块密度偏 ,合理的排序应为 (填序号);
(3)接着,他们又用电子密度计测量盐水的密度,电子密度计主要由玻璃砝码、挂钩、测量支架等组成。测质量时,示数由测量支架所受的拉力大小决定,如图(a)中显示的20.00g表明是质量为20.00g的玻璃砝码对支架产生的拉力;
①如图(b)所示,将玻璃砝码浸没在纯净水中,示数为11.00g,此时测量支架所受拉力相当于11.00g的物体所产生的拉力,由此可知玻璃砝码受到的浮力是 N;按下“密度”键后,电子密度计依据阿基米德原理计算出纯净水的密度为1.00g/cm3,如图(c)所示,则玻璃砝码的体积是 cm3;
②提起玻璃砝码并擦干,再浸没在待测盐水中,示数变为9.20g,如图(d)所示。按下“密度”键后,电子密度计显示的盐水密度为 g/cm3。
26.在一次物理综合实践活动中,小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。
(1)小明把制作好的密度计先后放入三种不同的液体中,静止时如图甲中a、b、c所示。则三种液体密度的大小关系正确的是 ;
A. B. C. D.
(2)小明用刻度尺测出密度计的长度为h,然后将密度计放入水中,测出密度计露出水面的高度为,再将该密度计放入待测液体中,密度计露出液体表面的高度为,如图乙所示,已知水的密度为,请写出待测液体密度的表达式: (用上述物理量字母表示);
(3)小明做了4次实验,获得的数据如下表所示,小明通过分析计算出了表格中空白的数据,液体密度所对应吸管底部所受到液体的压强应为 Pa;
液体密度
0.8
1.0
1.6
2.0
露出高度h/cm
7.50
10.00
13.75
(4)小明用粗细不同的吸管制作了A、B两支质量相同的密度计,通过实验刻出了密度分别为、和的三条刻度线,他发现一支刻度线疏、一支刻度线密,小明测出刻度线到配重端的吸管长度H,作出H与对应液体密度的倒数的关系图像如图丙所示,则 (填字母)。
A.密度计A刻度线疏,吸管粗 B.密度计A刻度线密,吸管粗
C.密度计B刻度线疏,吸管粗 D.密度计B刻度线密,吸管粗
27.如图所示,摆线的长度L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向之间的夹角θ1<θ2。
(1)图甲、乙中,同时由静止释放A、B两球,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关;
(2)小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止,本实验中通过比较木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫 法;
(3)根据乙、丙所示的探究过程,他观察到图丙中木块C撞得更远,可得出结论:小球的动能大小与 有关(选填“速度”、“高度”或“质量”);
(4)若水平面绝对光滑且足够长,木块C被撞击后,它将做 直线运动(选填“减速”、“匀速”或“加速”);
(5)在探究小球动能与质量的关系时,有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度,分别弹出质量不同的小球去撞击木块,撞击木块时小球的动能 (选填“相等”或“不相等”),该方案 (选填“正确”或“错误”)。
28.测量盐水的密度,方案如下:
(1)用天平和量筒进行测量请完成实验步骤:
①用天平称出烧杯和盐水的总质量
②将烧杯中的适量盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V;
③ ;
④利用上述所测物理量,写出盐水密度的表达式 。
(2)用液体密度计直接测量
因为盐水的密度比水的大,所以选用最小刻度是 的液体密度计。它的测量原理是:密度计放入不同液体中,都处于漂浮状态,它所受的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)重力;被测液体密度越大,其排开液体的体积越 ,所以它的刻是从 (选填“由下而上”或“由上而下”)顺次标记1.1、1.2、1.3…。
29.在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中:
(1)实验过程中通过 来反映液体内部压强的大小;
(2)比较 两图,可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因;
(3)若在探究液体压强与液体密度的关系时,使探头在不同液体中的深度相同,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,为了使高度差对比更加明显,下列操作可行的有____;(选填序号)
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)如图丁所示的装置,在隔板左右两侧分别加入不同深度的液体A、B时,橡皮膜恰好变平,则A、B液体对容器底的压强pA pB。(选填“大于”“等于”或“小于”)
答案解析部分
1.【答案】(1)竖直;0.2;1.6
(2)<
(3)
(4)>
(5)大
【解析】【解答】1) 弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具,该实验前应在 竖直方向调零, 测力计的分度值是 0.2N,饺子的重力为1.6N
综上第1空为竖直;第2空为0.2;第3空为1.6
2)“饺子”沉底,所以重力大于浮力
综上 第1空为<
3)由受力分析可知,重力(向下)=浮力(向上)+支持力(向上),F浮=1.6N-1.0N=0.6N
综上 第1空为
4)据图可知丁图的浮力大小为1N,所以丁的浮力大于丙的浮力
综上 第1空为>
5) 排开液体的体积越大,所受浮力越 大
综上 第1空为大
【分析】根据浮力的计算、受力分析填空
1、受力分析:物体下沉,受力分析物体受到重力(向下),浮力(向上)、支持力(向上)所以重力=浮力+支持力
2、浮力:浮力产生的原因为上下表面存在压强差,根据阿基米德远离可知浮力的大小等于排开水的重力,浮力的公式F浮=ρ液gV排,所以排开液体的体积越大,所受浮力越 大,应用:通过改变自身重力改变浮力,轮船以及潜水艇。
2.【答案】桌面摩擦力的影响;木块重力的影响;旋转;刚释放时
3.【答案】(1)不属于
(2)B
(3)液体的深度
(4)丙、丁
(5)不变;相等
【解析】【解答】
(1)压强计上的U形管的一端未与大气相同,故不属于连通器;
(2)在使用压强计前,若U形管左右两侧的水面有一定的高度差,则应取下软管重新安装,使U形管左右两侧的水面相平。 若将右侧支管中高出的水倒出,U形管左右两侧仍存在压强差,故无法使水面相平;
(3)图乙和图丙,压强计在水中深度不同,故比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与液体的深度有关;
(4)图丙和图丁,压强计所处深度相同,但是液体不同,故图丙和图乙可以得到液体的压强与液体密度有关;
(5)金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形玻璃管两边液柱的高度差不变,表明在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,液体内部向各个方向的压强大小相等。
【分析】
(1)连通器是指上端开口,底部相同的容器;
(2)影响液体压强的因素:深度和液体密度;
(3)液体内部向各个方向都有压强,且在同一深度,压强大小相等。
4.【答案】U形管与橡皮管连接处气密性差;乙和丙;甲和乙
5.【答案】挂住A端,使水浸入至等高线处;挂住B端,使水浸入至等高线处;排开液体体积无关;排开液体体积有关
【解析】【解答】根据题意可得实验步骤为:
①用弹簧测力计,挂住A端,使水浸入至等高线处,读出并记录弹簧测力计的示数F1;
②用弹簧测力计,挂住B端,使水浸入至等高线处;读出并记录弹簧测力计的示数F2;
分析论证:①若F1=F2,说明物体未浸没前,它所受浮力大小与排开液体的体积无关;
②若F1≠F2,说明物体未浸没前,它所受浮力大小与排开液体的体积有关。
【分析】为了探究浮力大小在浸没前与排开液体体积的关系,则应控制液体的密度相同,物体浸入液体的深度相同,为了改变物体浸入前的体积,通过选择三棱柱进行实验,控制了同一物体,然后采用不同方式的放入水中的,改变了浸入前的体积,从而得出结论。
6.【答案】压力大小;乙,丙;不是
7.【答案】活塞,减小摩擦,活塞自身重力,C
8.【答案】1.2;体积;液体密度;④⑥;dabc;G1-G2=G3-G4;等于
9.【答案】乙;是
10.【答案】(1)竖直漂浮
(2)>
(3)下;大
(4)换用细些试管
(5)1.25
【解析】【解答】 解:(1)取一根粗细均匀的试管,为了让试管能竖直的漂浮在液体中,试管下端悬挂一个金属螺母,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中。
(2)由于试管在甲、乙图中均漂浮,所以,F浮=G,
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,因V排甲>V排乙,
根据F浮=ρgV排可知,ρ水<ρ液。
(3)根据同一物体浮在不同液体中F浮一定时,V排、ρ液成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以得到密度计的刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距上疏下密。
(4)因为ΔV=Sh,所以使h变大,应减小S即可,具体做法是:换稍细的试管制作密度计。
(5)密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,浮力相等。
即:F水=F酒=F硫酸铜=G;
设密度计平底试管的横截面积为S,长度为L,
则:V排水=S×(L-3cm)、V排酒=S×(L-2cm)、V排硫=S×(L-3.8cm),
由阿基米德原理得:
F水=ρ水gV排水=ρ水gS(L-3cm)=1×103kg/m3×gS×(L-3cm)------①,
F酒=ρ酒gV排酒=ρ酒gS(L-2cm)=0.8×103kg/m3×gS×(L-2cm)------②,
F硫酸铜=ρ硫酸铜gV排硫=ρ硫酸铜gS(L-3.8cm)------③,
因为:F水=F酒,
所以:1×103kg/m3×gS×(L-3cm)=0.8×103kg/m3×gS×(L-2cm),
解得:L=7cm;
因为:F水=F硫酸铜,
所以:1×103kg/m3×gS×(L-3cm)=ρ硫酸铜gS×(L-3.8cm),
即:1×103kg/m3×gS×(7cm-3cm)=ρ硫酸铜gS×(7cm-3.8cm),
解得:ρ硫酸铜=1.25×103kg/m3=1.25g/cm3。
故答案为:(1)竖直漂浮;(2)>;(3)下;大;(4)换用细些试管;(5)1.25。
【分析】 (1)因为密度计是一根两端封闭即空心的,所以能使密度计浮在液体表面,为了使它保持竖直的漂浮,细线下面悬挂一个金属螺母;
(2)从图(a)和图(b)中可以看出,试管在水和另一种液体中,浸入的深度不同,但都漂浮,所以浮力相等,都等于自身的重力,根据公式F浮=ρgV排通过比较排开液体的体积大小可以比较液体密度的大小;
(3)根据同一物体浮在不同液体中F浮一定时,V排、ρ液成反比,即密度计的刻度线上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;
(4)为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,因为ΔV=Sh,所以可知减小S,即可使h变大,据此设计即可;
(5)密度计无论是在水中还是在酒精、硫酸铜溶液中,始终处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,浮力始终等于重力。也就是说土密度计在这三种液体中受到的浮力相等,就可以得到关于浮力的两个等式:F水=F酒;F水=F硫酸铜.从密度计露出液面高度的变化可以反映出V排的不同,利用阿基米德原理分别把浮力表示出来,代入关于浮力的两个等式,从此入手即可。
(1)取一根粗细均匀的试管,为了让试管能竖直的漂浮在液体中,试管下端悬挂一个金属螺母,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中。
(2)由于试管在甲乙图中均漂浮,所以F浮=G,则在水和另一种液体中受到的浮力相等,因为
V排甲>V排乙
根据F浮=ρgV排可知
ρ水<ρ液
(3)[1][2]根据同一物体浮在不同液体中F浮一定时,V排、ρ液成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以得到密度计的刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方,相邻刻线的间距上疏下密。
(4)因为ΔV=Sh,所以使h变大,应减小S即可,具体做法是:换稍细的试管制作密度计。
(5)密度计在水、酒精、硫酸铜溶液中都处于漂浮状态,所以浮力都等于重力,浮力相等。即
F水=F酒=F硫酸铜=G
设密度计平底试管的横截面积为S,长度为L,由阿基米德原理得
F水=ρ水gV排水=ρ水gS(L-3cm)=1×103kg/m3×gS×(L-3cm)①
F酒=ρ酒gV排酒=ρ酒gS(L-2cm)=0.8×103kg/m3×gS×(L-2cm)②
F硫酸铜=ρ硫酸铜gV排硫=ρ硫酸铜gS(L-3.8cm)③
因为
F水=F酒
所以
1×103kg/m3×gS×(L-3cm)=0.8×103kg/m3×gS×(L-2cm)
解得L=7cm;因为
F水=F硫酸铜
所以
1×103kg/m3×gS×(L-3cm)=ρ硫酸铜gS×(L-3.8cm)
1×103kg/m3×(7cm-3cm)=ρ硫酸铜×(7cm-3.8cm)
ρ硫酸铜=1.25×103kg/m3=1.25g/cm3
11.【答案】(1)右
(2)测量力臂;
(3)变小
12.【答案】(1)右;杠杆自重;力臂的长
(2)4
(3)变大
(4)0.5
(5)小于
【解析】【解答】(1)实验前,如图甲杠杆静止时左端低,右端高,可将杠杆左端的平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡。由于杠杆自身重力的力臂为0,可以避免杠杆自重对实验的影响。
杠杆水平时,力臂与杠杆重合,可直接从杠杆刻度读取力臂长度,故目的是便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件可得,如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码可知动力,动力臂;D点阻力臂 ,则阻力为:
,
解得:F2=4G,即在D点挂4个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)弹簧测力计在 C 点竖直向上拉时,拉力的力臂为OC;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂变小, 由杠杆平衡条件可得,在阻力和阻力臂不变的情况下,力臂变小,则拉力变大,故弹簧测力计示数变大。
(4)B点钩码数量和力臂不变,则为定值,当动力臂时,动力,根据杠杆平衡条件可知:
;
当=0.6m时,则:
。
(5)手提起物体时,桡骨绕肘关节一起转动,构成杠杆模型,肱二头肌的收缩力为动力,物体对手的力为阻力,支点到肱二头肌拉力方向的距离为动力臂,支点到手拉力方向的距离为阻力臂,由图可知,该杠杆为费力杠杆,根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
故答案为:(1)右;杠杆自重;力臂的长;(2)4;(3)变大;(4)0.5;(5)小于。
【分析】(1)实验前,如图甲杠杆静止时右端较高,接下来应向右调节杠杆左端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
杠杆水平平衡时,自身重力的力臂为0,避免杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析解答;
(3)由杠杆平衡F1L1=F2L2分析,在阻力和阻力臂不变的情况下,动力臂变小,则拉力变大,可得弹簧测力计示数变化;
(4)此题中阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,当L1=0.6m时,则可求F1大小;
(5)根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
(1)[1]实验前,如图甲杠杆静止时右端较高,这时杠杆也是处于平衡状态;接下来应向右调节杠杆左端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡。
[2]杠杆水平平衡时,自身重力的力臂为 0,避免 杠杆自重对实验的影响。
[3]杠杆水平时,力的方向竖直向下,力臂(支点到力的作用线的距离) 与杠杆重合,可直接从杠杆刻度读取力臂长度,故目的是便于测量力臂。
(2)设一个钩码重为G,杠杆一个小格是L,根据杠杆平衡条件分析,如图乙在杠杆B点挂3个相同的钩码,,;D点力臂 ,则,得F2=4G,即在D点挂4个相同的钩码,使杠杆仍然在水平位置平衡。
(3)弹簧测力计在 C 点竖直向上拉时,拉力的力臂为 OC ;当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,拉力的力臂变小(拉力方向不与杠杆垂直,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,倾斜后力臂变短 ); 由杠杆平衡得,在 (阻力)和(阻力臂)不变 的情况下,力臂变小,则拉力变大 ,故弹簧测力计示数变大。
(4)B点钩码数量和力臂不变,即此题中阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件 ,为定值,从图象中取一点,比如 时,,则;当=0.6m时,则。
(5)手提起物体时,桡骨绕肘关节一起转动,构成杠杆模型,肱二头肌的收缩力(作用点靠近肘关节)为动力,物体对手的力(作用点远离肘关节,即手的位置)为阻力,支点到肱二头肌拉力方向的距离(短,因作用点近支点)为动力臂,支点到手拉力方向的距离(长,因作用点远支点)为阻力臂,故,该杠杆为费力杠杆,根据费力杠杆的特点:费力但省距离,判断肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。
13.【答案】(1)1
(2)无关;排开液体的体积
(3)A
(4)5;不均匀
【解析】【解答】(1)根据A图可知,合金块在空气中重力G=4N;根据图C可知,合金块浸没在水中时弹簧测力计示数F示=3N,则合金块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=4N-3N=1N
(2)①根据图片 A、C、D 可知,合金块浸没在水中时排开液体的体积相同,只有深度不同。弹簧测力计示数相同,根据F浮=G-F示可知,它受到的浮力相同,所以合金块受到浮力大小与深度无关。
②由 A、B、C 三图可知,液体密度相同,合金块排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,浮力不同,所以合金块受到浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)A.根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,换用体积更大的同种合金块,则浮力变化更明显,根据F示=G-F浮可知,弹簧测力计示数变化也会更明显,故A符合题意;
B.换用其他密度相近的液体,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,浮力变化量也不大,则弹簧测力计示数变化不明显,故B不符合题意;
C.换用更大量程的测力计,只是改变了测力计的测量范围,对弹簧测力计示数变化没有影响,故C不符合题意;
D.利用现有器材进行多次实验,只能减小实验误差,不能使弹簧测力计的示数变化更明显,故D不符合题意。
故选A。
(4)①根据题意可知,圆柱体M受到的浮力;
则此时圆柱体排开液体的体积;
那么浸入液体的深度:。
②根据F浮=G−F示得到:ρ液gV排=G−F示,那么, 此时V排与ρ液成反比,而V排=Sh,所以h与ρ液成反比,因此该密度计的刻度是不均匀的。
【分析】 (1)根据F浮=G-F示计算合金块浸没在水中时受到的浮力。
(2)①根据图片ACD分析深度变化时测力计的示数是否改变,根据F浮=G-F示分析浮力是否改变即可;
②根据图片分析实验ABC中哪个因素不同即可。
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,换用体积更大的同种合金块,或换用密度比水小得多的液体,可使弹簧测力计示数变化更明显。
(4)根据称重法,F浮=ρ液gV排,结合F=G-F浮=G-ρ液gV排可知,当弹簧测力计的示数F和重力G不变,而液体的密度与浸入的体积成反比关系,据此分析。
(1)根据称重法测浮力F浮=G-F示,由图A可知合金块在空气中重力G=4N,由图C可知浸没在水中时弹簧测力计示数F示=3N,则合金块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=4N-3N=1N
(2)[1]由 A、C、D 三图可知,合金块浸没在水中,排开液体的体积相同,深度不同,但弹簧测力计示数相同,根据称重法可知浮力相同,所以合金块受到浮力大小与深度无关。
[2]由 A、B、C 三图可知,液体密度相同,合金块排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,浮力不同,所以合金块受到浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)A.换用体积更大的同种合金块,根据F浮=ρ液gV排,在液体密度不变时,V排增大,浮力变化更明显,弹簧测力计示数变化也会更明显,该方法可行,故A符合题意。
B.换用其他密度相近的液体,液体密度变化不大,浮力变化量也不大,弹簧测力计示数变化不明显,该方法不可行,故B不符合题意;
C.换用更大量程的测力计,只是改变了测力计的测量范围,不能使浮力变化更明显,弹簧测力计示数变化也不会更明显,该方法不可行,故C不符合题意;
D.利用现有器材进行多次实验,只能减小实验误差,不能使弹簧测力计的示数变化更明显,该方法不可行,故D不符合题意。
故选A。
(4)[1]已知圆柱体M重G=5N,弹簧测力计示数F示=3N,根据称重法可得圆柱体M受到的浮力
由F浮=ρ液gV排可得
又因为V排=Sh(S是圆柱体底面积,h是浸入液体深度),所以
[2]根据F浮=G−F示可知,弹簧测力计示数不变时,浮力不变,即ρ液gV排=G−F示,则, V排与ρ液成反比,而V排=Sh,所以h与ρ液成反比,因此该密度计的刻度是不均匀的。
14.【答案】(1)78.4%
(2)被提升的物体所受的重力越大,滑轮组的机械效率越高
(3)大
【解析】【解答】(1)对于第 3 次实验,已知物体重力、物体提升高度、拉力、绳端移动距离,由机械效率公式可知机械效率为
(2)对比第 1、2、3 次实验数据可知,三次实验所用滑轮组完全相同。提升物体的重力从 2N 增大到 3N、4N,对应的机械效率依次为 66.7%、71.4%、78.4%。由此可得结论:同一滑轮组,提升的物体重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)该公式是在忽略绳重和摩擦的理想情况下推导得出的。实际实验中绳重与摩擦不可避免,会额外消耗能量,导致实际总功大于理想情况下的总功。在有用功相同时,总功越大,机械效率越低。因此,按理想情况计算出的机械效率,会大于实际测量的机械效率。
【分析】1、动滑轮的工作特点:可以省力,但是费距离,定滑轮的工作特点:可以改变方向但是不省力
2、拉力的计算,,n为动滑轮缠绕绳子数,绳子移动的距离为物体移动距离的n倍,
3、功的相关计算:W=Fs,距离为拉力的方向。总结:考虑滑轮重力的情况,定滑轮的机械效率要大于动滑轮,重物重力越大,机械效率越大。
4、机械效率的计算即推导:。
(1)对于第3次实验,物体的重力,提升高度,拉力,绳端移动的距离。机械效率为
(2)比较第 1、2、3 次实验数据,我们看到这三次实验使用的滑轮组装置相同(都是同样的滑轮安装的)。随着物体所受重力从2N增加到3N再到4N,机械效率从66.7%增加到71.4%再到78.4%。由此可以得出:在装置相同的情况下,物体的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)公式 是在不考虑绳重和摩擦的情况下推导出来的。而在实际实验中,绳重和摩擦是存在的,这部分会额外消耗能量,使得实际做的总功比不考虑绳重和摩擦时计算出的总功要大。根据机械效率公式,在有用功一定时,总功变大,机械效率就会变小。所以用计算出的结果比实际测得的机械效率偏大。
15.【答案】右;便于测力力臂;错误;B;1;
16.【答案】(1)凹陷程度
(2)乙、丙;将图丙中的砝码取下
(3)A
17.【答案】(1)C
(2)液面的高度差
(3)乙、丙;丙、丁
(4)转换
(5)b
【解析】【解答】探究液体内部压强的影响因素时,
(1)图甲中,探头在水中,U形管两边的液面无高度差,则U形管压强计可能存在漏气现象,应将压强计金属盒拿出液体,检查压强计的气密性,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)实验中,通过U形管两边液面高度差判断液体压强大小,则图乙、丙、丁中,需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)探究液体内部压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,改变深度,应比较乙、丙两图;
探究液体内部压强与液体密度的关系,控制液体的深度相同,改变液体的密度,应选择丙、丁两图;
(4)液体压强不能直接看出,通过U形管两边液面高度差得出,采用转换法;
(5)图戊中,橡皮管和下方玻璃管相连通,当向玻璃管中吹风时,玻璃管内空气流速变快,压强变小,小于大气压,在压强差作用下,a管的液面上升,b管的液面下降,液面较低的是b侧。
【分析】(1)探究液体压强特点时,探头放入液体中,U形管液面高度差不变,需要检查气密性;
(2)通过U形管液面高度差,反应液体压强的大小;
(3)探究液体压强和深度的关系,要保持液体密度相同,深度不同;探究液体压强和液体密度的关系,要保持深度相同;
(4)实验中,利用U形管液面高度差,反应液体压强,利用了转换法;
(5)流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
(1)由图甲得,探头在水中,U形管两边的液面高度差相同,则探头受到的压强可能没有通过管内的气体传递给管内的液体,U形管压强计可能存在漏气现象,故应将压强计金属盒拿出液体,然后检查压强计的气密性,而将U形管中液体倒出一部分,更换U形管中液体均不能改变压强计的气密性,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)实验中通过U形管两边液面高度差判断液体压强大小,则图乙、丙、丁中需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)[1]为了探究液体内部压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,改变液体的深度,则应该比较乙、丙两图所示的实验。
[2]为了探究液体内部压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,改变液体的密度,则应该比较丙、丁两图所示的实验。
(4)液体压强不能直接看出,通过U形管两边液面高度差得出,采用转换法。
(5)如图戊所示,橡皮管和下方玻璃管侧壁相连通,当向玻璃管中吹风时,玻璃管内空气流速变快,压强变小,小于大气压,在压强差作用下,b管的液面下降,a管的液面上升,则U形管内液面较低的是b侧。
18.【答案】薄;B;高度差;转换法;同一液体中,深度越深,液体压强越大;、C;
19.【答案】4.8;排开液体体积(或浸入液体体积);液体的密度;C;D;0.6;8
20.【答案】0.5;F浮=G排;50;深度
21.【答案】二力平衡;;水平向右;全部刻度;1.04×105
22.【答案】1.1;1;二;30
23.【答案】(1)C
(2)
(3)>;>
【解析】【解答】 (1)甲图筷子,静止受力平衡,拉力与重力平衡,故作用在同一直线上,因而重心在C点;
故答案为:C。
(2)筷子的D点受到的拉力竖直向下,根据从支点到力的作用线的距离是力臂,如图所示:
故答案为:。
(3)将金属块M、N分别系在B、D点,筷子静止时如图乙所示,左侧M的力臂比右侧小,根据杠杆平衡条件知,左侧的拉力大,故M的重力大,根据G=mg=ρVg,M的体积小,且重力大,故M的密度较大。
故答案为:>;>。
【分析】 (1)物体静止时受到平衡力的作用,根据甲图静止受力平衡分析重心位置;
(2)拉力竖直向下,根据从支点到力的作用线的距离是力臂画图;
(3)根据杠杆平衡条件分析重力,结合密度公式分析比较。
24.【答案】(1)左
(2)
(3)变大
(4)反比;④;0.2kg
【解析】【解答】(1)甲图中,杠杆顺时针转动,则右侧沉,平衡螺母向左调节至杠杆在水平位置平衡。
(2)根据表格中的数据,则,
,,
,动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,则杠杆的平衡条件为:;
(3)图乙中,弹簧测力计由竖直方向位置,转动到位置,拉力的力臂变小,左侧力与力臂的乘积不变,测力计的力逐渐变大,弹簧测力计的示数逐渐变大。
(4)图丁①。该图线是一条过原点的倾斜直线,与成正比,力和动力臂成反比。
图丙中,根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA,即①
将M从A移至P,根据杠杆平衡条件可得 F×l=G×OP,即②
联立①②两式,拉力F与的图像是正比例函数图象,且OP<OA,则②式的倾斜程度小于①式的倾斜程度,重物M从A点移至P点,F与的关系图像为图丁中④。
根据杠杆平衡原理,当甲挂在A点时,
当甲挂在B点时,
代入数据可得:③
④
联立③④,解得:金属块甲的质量m甲=0.2kg。
【分析】(1)调节杠杆水平平衡时,平衡螺母向偏高的一侧调节;
(2)根据多次实验的数据,总结杠杆的平衡条件;
(3)杠杆水平平衡时,拉力倾斜,力臂减小,拉力变大;
(4)杠杆平衡时,拉力和对应的力臂成反比,和力臂的倒数成正比;结合力臂的大小,计算未知物体的质量。
(1)甲图中杠杆顺时针转动,说明右侧沉,应将平衡螺母向左调节至杠杆在水平位置平衡。
(2)分析表格中的数据,第一次实验有
第二次实验有
第三次实验有
第四次实验有
可知,左侧动力与动力臂的乘积等于右侧阻力与阻力臂的乘积,可得出杠杆的平衡条件为:
(3)图乙中,若将弹簧测力计固定在点,当拉着弹簧测力计由竖直方向位置,沿着虚线缓慢转动到位置的过程中杠杆始终保持水平平衡,此时拉力(测力计对B点的力)的力臂逐渐变小,左侧力与力臂的乘积不变,根据杠杆平衡条件可知,测力计对B点的力逐渐变大,所以,该过程中弹簧测力计的示数逐渐变大。
(4)[1]如图丁①。该图线是一条过原点的倾斜直线,可知,与成正比,所以,力和动力臂成反比。
[2]图丙中,根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA
即①
将M从A移至P,根据杠杆平衡条件可得 F×l=G×OP
即②
观察①②两式可知,拉力F与的关系图像都是正比例函数图象,且OP<OA,则②式的倾斜程度小于①式的倾斜程度,故将重物M从A点移至P点,F与的关系图像为图丁中④。
[3]根据杠杆平衡原理可知,当甲挂在A点时
当甲挂在B点时
代入数据可得③
④
由③④解得:金属块甲的质量m甲=0.2kg。
25.【答案】左;64;2.12;大;③①②;0.09;9;1.2
26.【答案】B;;1000;D
27.【答案】质量;转换;速度;匀速;相等;错误
28.【答案】(1)用天平测出烧杯和剩余盐水的质量;m2
(2)等于;小;自上而下
【解析】【解答】倒出盐水后,用天平测量烧杯和剩余盐水的质量m2,则倒出盐水质量m=m1-m2, ,漂浮、悬浮时浮力等于重力,由于重力不变,则根据 可得当密度越大时,排开体积越小,则可得刻度应自上而下逐渐增大。
【分析】(1)用天平和量筒测液体密度时,为减小误差用天平测烧杯和液体的总质量后,再把烧杯中一部分液体倒入量筒中得到液体体积;再次测量出剩余液体和烧杯的总质量;由密度公式ρ=计算液体的密度.
(2)由漂浮条件和阿基米德原理分析解答.
29.【答案】(1)U形管两侧的液面高度差
(2)甲、乙
(3)A;B
(4)小于
【解析】【解答】(1)液体内部压强大小无法直接看出来,根据转换法,可以通过观察U形管两侧的液面高度差来判断。
(2)三峡大坝设计成上窄下宽的原因使由于同一液体中,压强随着深度的增加而增大。比较甲、乙两图可知,液体密度相同,深度不同,深度越大,液体中压强越大,故在同一液体,液体压强随深度的增加而增大。故选甲、乙两图。
(3)A.烧杯中换密度差更大的液体,根据p=pgh,橡皮膜受到的压强差变大,则U形管左右两侧液面的高度差变大,故A符合题意;
B.U形管中换用密度更小的液体,根据p=pgh,橡皮膜受到的压强差不变时,则U形管左右两侧液面的度差变大,故B符合题意;
C.将U形管换成更细的,根据p=pgh,液体的密度和液体的深度不变,液体压强不变,U形管两侧的液面高度差不变,故C不符合题意。故选AB。
(4)在隔板两侧分别加入不同深度的液体A、B时,橡皮膜恰好变平,橡皮膜上方A、B两种液体产生的压强相等,由于橡皮膜上方液体深度h∧上>B上,根据p=pgh可知,液体密度ρASPB;由于橡皮膜下方液体深度下B下,根据p=pgh可知,橡皮膜下方A液体产生的压强小于B液体产生的压强,因为容器底部受到的压强等于橡皮膜上方液体产生的压强加上橡皮膜下方液体产生的压强,因此A液体对容器底的压强小于B液体对容器底的压强。
【分析】(1)根据液体压强的大小通过观察U形管液面的高度差来反映液体压强的大小;
(2) U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3) (5)在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;在不同液体的同一深度,密度越大,液体内部压强越大;在同一液体的不同深度,深度越大,该处压强越大;
(4)分析实验中相同量和不同量,结合液体的密度大小,根据转换法回答。
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。