人教版中考物理二轮复习专题专练——压强相关的实验探究(19)
一、实验探究题
1.(2023八上·房山期末)图所示,是“探究同一深度液体内部压强大小与方向的关系”的实验。
(1)图甲所示,是压强计使用前检查装置是否漏气的情景。用手轻轻按压橡皮膜几下,若U形管中的液体能灵活升降,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明按图乙进行实验,由实验现象可以得到结论,同一深度液体向各个方向的压强大小与方向 (选填“有关”或“无关”);
(3)图丙所示,小明进行了拓展实验。容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当向容器左、右两部分注入相同深度的不同液体时,橡皮膜向左侧凸起,由此现象可以判断出 侧液体密度大。
【答案】(1)不漏气
(2)无关
(3)右
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置气密性良好,不漏气。
(2)由图乙可以看出,在液体同一深度,将压强计的橡皮膜放不同方向时,U形管中两侧的液面高度差相等,说明此时所测压强相等,则可以得到同一深度液体向各个方向的压强大小与方向无关。
(3)从丙图可以看出,当向容器左、右两部分注入相同深度的不同液体时,橡皮膜向左侧凸起,说明同一深度右侧压强比左侧压强大,由可推断,右侧液体密度大于左侧液体密度。
【分析】(1)用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置气密性良好;
(2)同一深度液体向各个方向的压强大小与方向无关;
(3)由可推断,右侧液体密度大于左侧液体密度。
2.(2022九上·福州开学考)为了研究液体的内部压强的特点,小昀将液体压强计进行了改进,如图a所示.将两探头置于空气中时,U形管液面相平.
(1)现将两探头分别放在装有水的甲、乙容器内:
①两探头在水中的深度一样,改变探头的方向,U形管液面如图b所示,表明在液体内部的同一深度,向 的压强都相等.
②改变两探头在水中的位置,U形管液面如图c所示,此时探头在甲、乙容器中受到的液体压强分别为p甲、p乙,则p甲 p乙 .表明同种液体, ,压强越大.
(2)利用图a的实验装置,还可以探究液体压强与 的关系,简述实验方法: .
【答案】(1)各个方向;>;深度越深
(2)液体密度;取两杯密度不同的液体,保持两探头在液体中的朝向和深度相同,观察U型管的高度差得出结论.
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)①由图b知道,两探头在水中的深度一样,改变的是探头的方向,而U形管液面高度差相同,由此说明:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
②由图c知道,两探头在水中的位置不同,U形管液面高度差不同,若此时探头在甲、乙容器中受到的液体压强分别为p甲 、p乙 ,则应是p甲 >p乙,由此表明:同种液体,深度越深压强越大;
(2)利用图a的实验装置,还可以探究液体压强与液体密度的关系,具体方法为:取两杯密度不同的液体,保持两探头在液体中的朝向和深度相同,观察U型管的高度差得出结论.
【分析】(1)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;同种液体,深度越深压强越大;
(2)取两杯密度不同的液体,保持两探头在液体中的朝向和深度相同,观察U型管的高度差得出液体压强与液体密度的关系。
3.(2022八下·五华期末)小涛同学想探究“液体内部压强与什么因素有关”,进行了如图所示的实验。
(1)U形管中装 (选填“有色”或“无色”)的液体,可以更容易观察到实验现象;
(2)由图甲、乙所示的实验可知:
①在同种液体内部,液体压强随着液体深度的增加而 ;
②保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差不变,由此可得:同种液体,同一深度, ;
③比较 两图可知:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大;
(3)小海保持图乙中金属盒的位置不变,并将适量的浓盐水倒入烧杯中搅匀后,她发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,小明认为她的结论是不可靠的,原因是: 。
(4)在图丙实验中,保持金属盒位置不变,向容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”);
(5)小涛某次实验时把探头放入水中不同深度处,U形管里的液面无明显变化,请写出一条可能的原因 。
【答案】(1)有色
(2)增大;压强相等;乙、丙
(3)没有控制深度不变
(4)变大
(5)压强计的气密性不好
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)为了使实验现象更明显,U形管内液体使用有色液体便于观察。
(2)①由图甲、乙所示的实验可知:乙中探头的深度较大,U形管内液体高度差越大,可得结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
②将探头放入水中的同一深度,向各个方向旋转探头,发现U形管两侧液面的高度差不变,即液体压强没有发生改变,由此可得:同种液体,同一深度,液体压强相等。
③探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,换用不同的液体做实验,比较乙、丙两图可得到结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。
(3)小海要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持金属盒处于液体中深度不变。小海保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,该实验过程中没有控制金属盒所处的液体深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。
(4)图丙中实验中,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),容器底部受到液体压力增大,压强增大;金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
(5)把探头放入水中不同深度,U形管中的液面高度差无明显变化,是因为压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,所以橡皮膜受到压强时,U形管中液面高度差无明显变化。
【分析】(1)探究液体压强特点时,U型管中液体有色,便于观察;
(2)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同;
(3)探究液体压强和液体密度关系时,需要保持深度相同;
(4)液体密度相同时,深度变大,液体压强变大;
(5)U型管漏气时,液面高度不变化。
4.(2022·滨州)在探究性学习活动中,某学习小组做了以下系列实验探究。
(1)探究影响压力作用效果的因素,该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码,做了如图所示实验。请根据 两图中的情景,提出一个要探究的问题是: 。经过多次实验表明影响压力作用效果的因素是 。根据实验结论,建立了压强概念和压强的表达式;
A.B.C.
(2)该小组取三个高度均为h,密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体,B是长方体,A、B的底面积都为S,C的底面积为。把它们放在水平桌面的海绵上,如图乙所示,发现海绵被压下的深度相同。该小组结合在(1)中得到的结论和表达式,分析出了A、B、C三个物体对海绵的压强均为p= (只写出结果),解释了“海绵被压下的深度相同”的原因;
(3)该小组研究液体内部的压强,用图丙A所示的器材进行实验探究。他们利用这些器材 (选填“能”或“不能”)探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关。此过程用的实验方法是 (只写出一种);
该小组对液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系进一步思考。在图乙B容器内装有密度为的液体,他们受到上面实验的启发,要想得到液面下深度h处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,平面的面积为S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。因此,液面下深度h处的压强为p= (写出推导过程);
(4)由(3)推导出的表达式, (选填“能”或“不能”)应用于大气压强。
【答案】(1)A、B;压力的作用效果与压力的大小有关;压力、受力面积
(2)
(3)能;控制变量法;液面下深度h处的压强为
(4)不能
【知识点】压强的大小及其计算;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)根据A、B两幅图,压力的大小不同,受力面积相同,故探究的是压力的作用效果与压力的大小有关;AB两图发现压力的作用效果与压力的关系,BC两图说明压力的作用效果与受力面积有关。
(2) A、B、C三个物体对海绵的压强均为
(3)改变压强计在同一液体中的不同深度,就可以探究液体压强与深度的关系,将压强计伸入不同液体的同一深度,就可以探究液体压强与液体密度的关系,故本实验可以探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关;由于液体的密度和深度不同,多个变量影响实验现象,故采用控制变量法;液面下深度h处的压强为
(4)大气压随着高度的变化而发生变化,大气的密度是变化的,故不可以运用计算。
【分析】(1)当受力面积相同时,可以探究压力的作用效果和压力大小的关系;压力的作用效果和压力大小有关,和受力面积有关;
(2)柱形固体的压强可以根据固体密度和高度进行计算;
(3)当液体密度一定时,通过改变深度,可以探究液体压强和深度的关系;根据液体密度和深度,可以计算液体压强;
(4)由于气体的密度随高度而改变,不能结合深度计算大气压。
5.(2022八下·长春期末)在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强后会 (选填“内凹”或“外凸”);通过比较A、B、C三个图可得到结论:液体密度相同,在同一深度液体向各个方向压强大小 ;
(2)通过比较D、E两个图,可得到结论:同一种液体的压强随 的增加而增大;
(3)通过比较E、F两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(4)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过____(填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
【答案】(1)高度差;内凹;相等
(2)深度
(3)密度
(4)B
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹。
A、B、C三个图,液体的深度和密度均相同,橡皮膜的方向不相同,但U形管的高度差相同,可得结论:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(2)D、E两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U形管的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)E、F两个图,液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,盐水的密度大于水的密度,盐水中U形管的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)调节压强计时,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,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹;同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(2)同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装。
6.(2022八下·竞秀期末)如图是“研究液体内部的压强”的实验(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小,这种实验方法叫 法;
(2)实验前,小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到图乙、丙、丁的结果,由此可知: ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中:U形管左右两侧液面高度差h=5.1 cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa,用刻度尺测得压强计的探头距离盐水液面的高度为5cm,则盐水的密度为 kg/m 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)【拓展】进一步探究可知:同种液体内部,深度越深,压强越大,请列举一个与此相关的实例 ;
(7)另一间学在丁图的基础上,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了,于是得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,该探究过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由 。
【答案】(1)液体压强;转换法
(2)软管漏气
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同
(4)液体密度
(5)510;1.02×103
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水
(7)错误;没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)液体压强的大小无法直接看出,实验中借助U形管压强计,通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法。
(2)小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变。
(3)由图乙丙丁得,橡皮膜在水中深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管压强计两边液面高度差相同,说明同一液体相同深度不同方向的压强大小相同。
(4)由图丁、戊得,橡皮膜在水和盐水中相同深度相同朝向,盐水中的U形管两边液面高度差更大,说明同一深度,液体压强还与液体密度有关。
(5)依题意得,压强计所测之处的液体压强是
依题意得
盐水密度为
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水;深海鱼打捞上岸后,由于鱼内的压强大于海岸上的压强,鱼肚会被撑破。
(7)另一同学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,盐水的密度增大,橡皮膜所处的深度变深,发现U形管两侧液面的高度差变大了,说明橡皮膜处压强变大,由于没有控制橡皮膜所处深度相同,因此得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”是错误的。
【分析】(1)实验通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法;
(2)连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变;
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同;
(4)同一深度,液体压强还与液体密度有关;
(5)根据p=ρgh,求出液体压强;根据,求出盐水密度;
(6)同种液体内部,深度越深,压强越大,据此列举压强随深度的变大而增加的实例;
(7)在探究液体压强和液体密度的关系时,应控制物体所处深度不变。
7.(2022八下·农安期末)小轩在探究“影响压力作用效果的因素”时,取三个质量相同的圆柱形容器A、B、C,它们底面积的关系是SA=SB<SC。在三个容器中分别倒入适量的水和盐水,其中B、C两容器中液体质量相同。将它们分别放在三块相同的海绵上,如图甲、乙、丙所示。
(1)实验过程中可以通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)通过比较 两次实验,探究压力的作用效果与压力大小的关系。下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号);
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③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10t
(3)小轩还想利用这些器材探究影响液体压强的因素,于是他找来一个如图丁所示的液体压强计,将压强计的探头放入B、C两容器的液体中,保持探头在两种液体中的深度相同。发现探头在盐水中时,U形管左右两侧液面的高度差较 (选填“大”或“小”),说明在深度相同时, 越大,液体压强越大。
【答案】(1)凹陷程度
(2)甲、乙;③
(3)大;液体密度
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)本实验通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法。
(2)比较甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同,压力的大小不同,海绵的凹陷程度不同,故可以得出压力作用效果与压力大小的关系。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状,应用了“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”这一结论,故①不符合题意;
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度是利用了连通器原理,故②不符合题意;
③货车行驶时,地面的受力面积相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面越易损坏,应用了受力面积相同时,压力大,力的作用效果明显,故③符合题意。
故答案为:③。
(3)实验中保持探头在两种液体中的深度相同,发现探头在盐水中时,U形管左右两侧液面的高度差较大,即探头在盐水中受到的液体压强更大,说明在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
【分析】(1)探究压力的作用效果的影响因素时,根据海绵的凹陷程度可以反应压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果和压力的关系,要保持接触面积大小相等;禁止超载是通过减小压力减小压强的;
(3)液体压强和液体深度有关,深度越深,液体压强越大。
8.(2022八下·朝阳期末)在探究“影响压力作用效果的因素”的实验时,小明和同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到的结论是: ,压力的作用效果越明显。
(3)下列实例中,可以直接用乙、丙的实验结论解释的是 ____。
A.压路机的碾子很重 B.书包要用宽的背带
【答案】(1)凹陷程度
(2)受力面积一定时,压力越大
(3)B
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
(2)比较图甲、乙的情况可知,受力面积相同,乙图中压力较大,压力作用效果较明显,可以得到受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)分析乙、丙两组实验:压力相同,丙中接触面积越大,压力的作用效果越不明显,故可得到结论:压力一定时,接触面积越大,压力作用效果越不明显。
A.压路机的碾子做得质量很大,在受力面积一定时,通过增大压力来增大压力的作用效果,A不符合题意。
B.书包要用宽的背带,在压力一定时,通过增大受力面积,减小压力的作用效果,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)根据海绵的凹陷程度可以反应压力的作用效果;
(2)当受力面积一定时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)压力的作用效果和受力面积有关。
9.(2022八下·靖西期末)如图所示是某同学利用压强计进行“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的;若压强计在使用前出现如图A中的情形,正确的调节方法是 (填序号)
A.取下软管重新安装 B.将右侧管中的液体倒掉一些
(2)实验中液体压强的大小变化是通过U形管两侧液面 反映的;
(3)如图B、C、D所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变,说明液体内部同一深度向各个方向的压强 ;
(4)比较图中D、E两图实验现象,可以得到液体的压强与液体的 有关;
(5)图E实验中,当金属盒向下移动时,U形管中的液面高度差变大,说明:液体的压强与液体的 有关。
【答案】(1)薄;A
(2)高度差
(3)相等
(4)密度
(5)深度
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,越能反映受到液体压强的变化,所以压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的。
当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,图A中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,要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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,故答案为:A。
(2)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(3)由图B、C、D可知,保持金属盒深度不变,改变金属盒的方向,发现U形管两侧水面的高度差不变,液体压强不变,可以得到同种液体,同一深度向各个方向的压强相等。
(4)比较图中D、E两图,金属盒深度相同,液体的密度不同,U形管两侧水面的高度差不同,说明液体的压强与液体的密度有关。
(5)图E中,当金属盒向下移动时,深度变大,U形管中的液面高度差变大,液体的压强变大,可以得到液体的压强与液体的深度有关。
【分析】(1)探究液体内部压强时,橡皮膜薄一些,效果明显;使用U型管压强计前,U型管中液面高度要相同;
(2)根据U型管中液面高度差, 可以探究液体压强的大小;
(3)当液体密度和深度相同时,液体压强相等;
(4)当深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(5)当液体密度相同时,液体压强随深度的增大而增大。
10.(2022八下·封开期末)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的,我们 (填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验中主要采用的研究方法是 (填“控制变量法”或“理想实验法”);
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p1和图丁中木板受到的压强p2的大小关系为p1 p2(填“>”“<”或“=”);
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 ;
【答案】(1)海绵的凹陷程度;可以
(2)受力面积一定时,压力越大;乙
(3)控制变量法
(4)=
(5)未控制压力相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的。
沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明受力面积一定时乙中压力大,压力作用效果明显,故压力越大,压力的作用效果越明显。
研究压力作用效果与受力面积关系时,要控制压力相同,受力面积不同,故通过比较图乙和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)甲乙两图比较,受力面积相同,压力不同;乙丙两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法。
(4)图丁和图丙中,压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的,只是由于木板不易发生形变,其效果显现不出来,故海绵受到的压强p1和木板受到的压强p2的大小关系为p1=p2。
(5)研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,而实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,压力也发生了改变,即没有控制压力大小相同,故他不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
【分析】(1)压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的;沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验;
(2)压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)本实验中运用了控制变量法;
(4)压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的;
(5)没有控制压力大小相同,不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
11.(2022八下·麻章期末)探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题。
(1)实验中通过观察比较海绵的 来确定压力的作用效果;
(2)分析比较图甲和丙的实验现象,可得出结论:在受力面积相同时, ,压力的作用效果越明显。以下实例应用该结论的有 (填序号);
①菜刀要经常磨一磨 ②书包要用宽的背带
③汽车限重 ④给压路机装上质量很大的碾子
(3)小红利用一只铅笔探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,她设计了如图丁、戊所示的两种方案,你认为图 的方案更合理一些,另一种方案不足的原因是没有控制 相同;
(4)若将图甲中的砖块平移到桌面上,砖块对桌面的压强 砖块对海绵的压强。
【答案】(1)凹陷程度
(2)压力越大;③④
(3)戊;压力大小
(4)等于
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中小明通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,这种方法叫转换法。
(2)比较图甲和丙可知,受力面积相同,而压力不同,且压力越大,海绵的凹陷程度越大,故可得结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
①菜刀要经常磨一磨,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,故①不符合题意;
②书包要用宽的背带,是压力一定时,增大受力面积来减小压强,故②不符合题意;
③汽车限重,是受力面积一定时,减小压力来减小压强,故③符合题意;
④给压路机装上质量很大的碾子,是受力面积一定时,增大压力来增大压强,故④符合题意。
故答案为:③④。
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,图戊中铅笔水平放置且处于静止状态,则两手指对铅笔的压力是一对平衡力;而图丁铅笔竖放,由于铅笔的的重力作用,使得铅笔上方的手对铅笔的压力小于下方的手对铅笔的压力,故图丁的方法不合理,原因是没有控制压力大小相同。
(4)压强的大小与压力的大小和受力面积有关,将图甲中的砖块平移到桌面上,压力的大小和受力面积都不变,压强也不变,砖块对桌面的压强等于砖块对海绵的压强。
【分析】(1)实验中小明通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果;
(2)在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同;
(4)压力的大小和受力面积都不变,压强不变。
12.(2022八下·英德期末)小明观察到滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,如图所示。为了进一步探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,他用海绵、小桌、砝码进行了如图所示探究:
(1)在图三次实验中,均通过 来显示小桌对海绵的压力作用效果,这种方法叫 法;
(2)若图中滑雪者和步行者的体重相同,此情景与实验中 两图原理相同,由此两图可以得出结论: ;
(3)小红利用两个相同的木块和一块海绵,做了如图所示的实验,得出压力的作用效果与压力大小无关的结论,请你指出他在此探究时存在的问题: ;
(4)为了更全面地反映压力的作用效果,物理学中引入 (填物理量名称)来表示压力的作用效果;
(5)若小明在进行上述实验操作时发现实验室没有海绵,还可以 用来代替海绵(填一种即可)。
【答案】(1)海绵的形变程度;转换
(2)乙丙;当压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
(3)没有控制受力面积相同
(4)压强
(5)细沙
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中,压力的作用不同,海绵的形变程度也不同,所以可通过海绵的形变程度来显示小桌对海绵的压力作用效果。这是转换法。
(2)滑雪者和步行都的体重相同,即对雪地的压力相同,但受力面积不同,这与实验中的乙、丙两图的原理相同。
图乙、丙中,压力相同,甲中受力面积小,海绵的形变程度明显,所以可得:压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)小红的实验中,压力改变的同时,受力面积的大小也改变了,要探究压力的作用效果与压力大小的关系,应保持受力面积不变。
(4)在物理学中,用压强来表示压力的作用效果。
(5)实验室没有海绵,可选用较易发生细沙来代替海绵。
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度可以反应压力的作用效果;是转换法的利用;
(2)当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和压力的 关系时,要保持受力面积相同;
(4)压力的作用效果利用压强表示;
(5)可以利用细沙代替海绵,反应压力的作用效果。
13.(2022八下·英德期末)2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小明探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中液体能灵活升降,如图甲,则说明装置 ;(选填“漏气”或“不漏气”)
(2)实验过程中通过U形管两侧液面的 来比较液体内部压强的大小;
(3)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较 两次实验可知:液体内部压强与液体密度有关;
(4)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到1000m时,1m 的舱体受到的海水压力为 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg);
(5)如图所示,小明将U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通,U形管内左右两液面分别用a、b表示,用电吹风向管口吹风,则U形管内液面较高的是 (选填“a”或“b”)。
【答案】(1)不漏气
(2)高度差
(3)增大;乙、丁
(4)1.0×107
(5)a
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置的气密性较好,即装置不漏气。
(2)在本次实验中,为了比较液体内部压强的大小,我们使用的是转换法,即实验过程中,通过U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小。
(3)通过乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,液体越深,U形管液面高度差越大,即液体的压强越大,所以同种液体内部压强随深度的增加而增大。
想要探究液体内部的压强与液体密度的关系,我们应该控制液体的密度不同,橡皮膜在液体中所处的深度相同,由图可知,我们应该选择乙、丁两次实验。
(4)“奋斗者”号深潜到1000m时,根据公式可得,海水产生的压强为
再根据可得,1m 的舱体受到的海水压力为F=pS=1.0×107Pa×1m2=1.0×107N
(5)如图所示,从左侧管口沿水平方向吹气时,左侧上端的空气流速快,根据流体压强与流速的关系可知,其压强小,右侧上端空气流速小,其压强大,在压强差形成的压力差的作用下,液体从右侧压入左侧一部分,所以左侧液面将升高,即U形管内液面较高的是a。
【分析】(1)探究液体压强的影响因素时,按压U型管的橡皮膜时液面高度变化,反应装置不漏气;
(2)通过U型管中液面高度的变化,反应液体压强的大小;
(3)在液体密度相同时,液体压强随深度的增大而增大;当深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(4)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(5)流体在流速大的地方压强小。
14.(2022八下·黄山期末)如图所示是“用U形管压强计探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)根据U形管两侧水面的高度差,来判断液体内部压强的大小,应用了 (填物理方法);
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,如图甲所示,说明其气密性 (选填“好”或“差”);
(3)比较 两图可以得出液体压强与物体在液体中的深度有关;
(4)比较丙、丁两图可以得出液体压强与液体 有关;
(5)若图丙中U形管两侧液面的高度差为4cm,为了使实验现象(高度差)更明显,则U型管内更换下列哪种液体最合适____(填选项)。(,)
A.酒精 B.盐水
【答案】(1)转换法
(2)好
(3)乙、丙
(4)密度
(5)A
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,由图甲可知,软管内的气压大于外界大气压,其气密性好,但对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,使左右两边玻璃管中的液面相平。
(3)探究液体压强与物体在液体中的深度的关系,保持液体的密度不变,改变金属盒的深度,选择乙、丙进行实验。
(4)比较丙、丁两图可知,深度相同,探头方向相同,液体密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
(5)根据p=ρgh可知,在液体压强相同时,要使高度差h变大,则液体密度应变小,酒精密度小于盐水的密度,所以最合适,故答案为:A。
【分析】(1)根据U型管中的液面高度反应压强的大小,利用了转换法;
(2)实验前,U型管中液面高度不同,说明气密性较好;
(3)探究液体压强和深度的关系时,需要保持液体密度相同;
(4)当深度相同时,可以探究液体压强和液体密度的关系;
(5)当液体压强相同时,液体密度越小,深度差越大。
15.(2022八下·蓬莱期末)小华和小东利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
(1)把重物按照图甲所示方式分别放在小桌上,观察桌腿陷入沙子中的深度。探究压力作用效果与什么因素有关;
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时,小华选择图甲、乙两次实验进行比较,得出结论:压力越大,压力作用效果越明显;小东选择图甲、丙两次实验进行比较。得出结论:压力越大,压力作用效果越不明显;你认为 的结论是正确的,另一人错误的理由是 ;
②分析 两次实验可发现压力的作用效果与受力面积有关;
(2)如图丁所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关;
①实验探究的是 (选填“重物”或“小桌”)的重力势能;
②通过图丁戊两次实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越 ,说明它的重力势能越 ;
③要进一步探究重力势能与质量的关系,应换用不同的重物,让它们从 (选填“不同高度”或“相同高度”)自由落下,观察桌腿陷入沙子的深度;
(3)上述探究过程中都是通过观察桌腿陷入沙子的深度来得出要探究的问题,在物理中称之为转换法,请举出一个也用到这种方法的实验 。
【答案】(1)小华;没有控制受力面积大小相同;乙丙
(2)重物;多;大;相同高度
(3)探究动能大小的影响因素
【知识点】探究影响物体势能大小的因素;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)在分析压力作用效果与压力大小的关系时,要控制受力面积一定,小华选择图甲、乙两次实验进行比较,受力面积相同,只改变压力大小,通过桌子陷入沙子的深度来反映压力的作用效果,因此得出压力越大,压力作用效果越明显的结论是正确的。
小东选择图甲、丙两次实验进行比较,甲丙两图中压力大小不同,受力面积大小也不相同,不符合控制变量法,因此得出的结论是错误的,理由是没有控制受力面积大小相同,要分析压力作用效果与压力大小的关系,要控制受力面积大小相同,只改变压力大小。
要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,只改变受力面积大小,因此要选乙丙两次实验。
(2)探究重力势能的大小与哪些因素有关时,让重物从不同高度落下,撞击小桌,研究对象是重物,通过桌腿陷入沙子的深度来反映重力势能的大小,因此实验探究的是重物的重力势能。
通过图丁戊两次实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,由可知,重力对物体做的功越多,物体的机械能越大,能够对外做功就越多。
由图戊可知,重物高度越高,能够对外做功越多,桌腿陷入沙子的深度越深,说明它的重力势能越大。
探究重力势能与质量的关系,要控制重物所处的高度相同,只改变重物的质量,因此要应换用不同的重物,让它们从相同高度自由落下,观察桌腿陷入沙子的深度。
(3)在探究动能大小的影响因素的实验中,由于动能无法直接测量,所以通过木块被小球撞击后移动的距离来反映小球的动能大小,木块被撞击后移动的距离越远,说明小球的动能越大。
【分析】(1)受力面积相同,只改变压力大小,通过桌子陷入沙子的深度来反映压力的作用效果,因此得出压力越大,压力作用效果越明显的结论是正确的;要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,只改变受力面积大小;
(2)探究重力势能的大小与哪些因素有关时,让重物从不同高度落下,撞击小桌,研究对象是重物;重物高度越高,能够对外做功越多,桌腿陷入沙子的深度越深,说明它的重力势能越大;探究重力势能与质量的关系,要控制重物所处的高度相同,只改变重物的质量;
(3)在探究动能大小的影响因素的实验也应用了转换法。
16.(2022·张家界)物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是 (选填字母);
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时U形管内外的气压差为 Pa;(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(5)小王用图⑤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,她测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水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ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
【答案】(1)不漏气;B
(2)800
(3)增加
(4)密度
(5)
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)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,则说明橡皮管里的空气对U形管内左端液面有压力,空气没有漏掉,所以装置不漏气。
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;从U形管内向外倒出适量水和向U形管内添加适量水都不能使U形管中两管上方的气体压强相等,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
(2)U形管左右两侧水面的高度差为h=8cm=0.08m
则橡皮管内气体的压强与大气压之差等于U形管左右两侧水产生的压强差,约为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(3)分析图②、图③的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加。
(4)分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(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,如图⑤,橡皮膜相平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,即p左=p右,根据液体压强公式可得ρ水gh4=ρgh2
解得待测液体密度的表达式为。
【分析】(1)探究液体压强的U型管中,按压橡皮膜,液面变化,装置不漏气;若U型管中液面不平,需要重新组装;
(2)根据液体密度和深度,可以计算压强大小;
(3)液体密度相同时,深度越大,液体压强越大;
(4)深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;
(5)根据压强相等,结合已知的液体密度和深度,计算未知液体密度。
17.(2022八下·罗湖期末)
(1)为了探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,小明利用两块完全相同的木块A、B设计了如图所示的实验。
①实验时,小明用弹簧测力计拉动物体在水平桌面上做匀速直线运动,根据 原理,测出了摩擦力的大小;
②甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度一定时, 越大,滑动摩擦力越大;
③通过比较实验乙、丙两次实验,可以得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小 (选填“有关”或“无关”);
④小明对实验装置进行改进,如实验丁所示。在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计 (选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。实验中 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(2)小青同学在利用小桌、砝码、海绵,探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,实验过程如图所示:
①该实验是通过观察 来显示压力的作用效果;
②由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。下列实例中,直接应用该结论的是 (选填“A”或“B”);
A.缝衣针一端做得很尖
B.交管部门规定,严禁汽车超载
③若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 两图所示实验得出结论。
④该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示。则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p甲 p乙(填“大于”、“小于”或“等于”);
⑤实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小青发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此她得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为她在探究过程中存在的问题是 。
【答案】(1)二力平衡;压力;无关;A;不一定
(2)海绵的凹陷程度;B;乙、丙;等于;没有控制压力大小不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)①实验时,用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理可知,此时木块所受摩擦力的大小与拉力的大小相等。
②由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,乙图的压力大,弹簧测力计的示数大,摩擦力大,所以可以得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
③由图乙、丙所示实验可知,物体间的压力相等、接触面的粗糙程度相同,接触面积大小不同,弹簧测力计的示数相同,摩擦力相同,所以可以得出滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
④由图丁所示实验可知,在用力将木板向右拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计A向左的拉力和木板对木块向右的摩擦力一对平衡力,所以弹簧测力计A的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板;弹簧测力计固定不动,便于读数。
(2)①根据转换法,该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果。
②对比甲、乙两图,受力面积相同而压力不同,乙图压力大,乙图力的作用效果明显,由此可得:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
A.缝衣针的一端做得很尖,受力面积小,在压力的情况,压强大,A不符合题意;
B.货车行驶时,地面的受力面相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面易损坏,B符合题意;
故答案为:B。
③研究压力作用效果与受力面积关系时,要控制压力大小相同,改变受力面积,图乙、丙符合题意。
④[9]从乙、丁两图可以看到,小桌和砝码的压力是相同的,接触面积也相同,根据
可知,乙、丁两种情况中小桌产生的压强是相同的,即
⑤[10]研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变。
【分析】(1)根据滑动摩擦力的影响因素时,根据物体的匀速直线运动,结合二力平衡,计算摩擦力;当粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力和接触面相同时,滑动摩擦力大小和接触面积无关;当物体固定不动时,拉住物体的弹簧测力计的示数,测量了摩擦力的大小;拉动物体下面的接触面时,不一定匀速直线运动;
(2)探究压力的作用效果的影响因素时,通过海绵的凹陷程度反应压力的作用效果;当受力面积一定时,压力越大, 压力的作用效果越明显;探究压力的作用效果和受力面积的关系,要保持压力相等;当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力相等。
18.(2022八下·霍邱期末)在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中,某同学作出了以下猜想。
猜想一:影响压力作用效果的因素可能与压力的大小有关;
猜想二:影响压力作用效果的因素可能与受力面积的大小有关;
(1)该同学进行了如图所示的实验:甲图把小桌放在海绵上;在小桌上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。
本实验是通过观察 来比较压力作用效果的,这种研究方法叫 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关;
(3)通过比较图 (选填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)该同学为了验证“猜想一”是否正确,保持受力面积大小相同,改变压力大小,这种研究问题的方法,叫做 。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;转换法
(2)压力大小
(3)乙丙
(4)控制变量法
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)压力作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,这种方法是转换法。
(2)分析图甲和图乙,受力面积一定,乙中压力大,压力作用的效果越明显,可以得出结论:在受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显,说明压力的作用效果与压力的大小有关。
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,保持压力一定,改变受力面积大小,比较乙、丙两图。
(4)该同学为了验证“猜想一”,即影响压力作用效果的因素可能与压力的大小有关,保持受力面积大小相同,改变压力大小,用到控制变量法。
【分析】(1)压力作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,这种方法是转换法;
(2)在受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显,说明压力的作用效果与压力的大小有关;
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,保持压力一定,改变受力面积大小;
(4)探究影响压力作用效果的因素可能与压力的大小有关,保持受力面积大小相同,改变压力大小,用到控制变量法。
19.(2022八下·阜平期末)探究影响压力作用效果的影响因素。小红同学利用小桌、海绵和钩码(实验中钩码都相同)等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验是通过观察海绵的 ,比较压力的作用效果的,这种研究方法称为 ;
(2)比较甲、乙两图,可以初步得出的结论是 ;
(3)小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(4)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上如丁图所示,比较图丁与图丙,小桌对木板和海绵的压强 (填“相同”成“不相同”);
(5)质量分布均匀的长方体用几种不同的方法切去一半,剩余的一半在桌面上。切割后,桌面受到的压强大小不变的是____。
A.
B.
C.
【答案】(1)凹陷程度;转换法
(2)在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显
(3)乙、丙
(4)相同
(5)B
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中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,压力作用效果越明显,这种研究方法称为转换法。
(2)比较甲、乙两图,受力面积相同,乙中压力大,压力的作用效果明显,故初步得出的结论是在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)乙、丙两实验中,压力相同,丙中受力面积大,压力作用效果不明显,坦克(对地面的压力不变)的履带面积比较大,是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的,故应通过比较乙、丙两组实验所得结论进行解释。
(4)如图丁所示,若将有砝码的小桌放在木板上,比较图丁与图丙可知,压力相同,受力面积的大小相同,根据得到小桌对木板和海绵的压强相同。
(5)A.因为在水平桌面上,压力大小等于重力大小,图中沿虚线切去一半,G变小减半,所以压力减半,S不变,根据得到压强变为原来一半,A不符合题意。
B.在水平桌面上,压力大小等于重力大小,沿虚线切去一半,G变小减半,所以压力减半,S减半,根据得到压强不变,B符合题意。
C.在水平桌面上,压力大小等于重力大小,图中沿虚线切去一半,G变小减半,所以压力减半,若去掉左半部分,剩下部分的受力面积小于一半,压强比原来增大,若去掉右半部分,剩下部分的受力面积大于一半,压强比原来减小,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)探究压力的作用效果时,根据海绵的凹陷程度可以反应,是转换法的利用;
(2)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)当压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显;
(4)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(5)当物体受到的压力和受力面积成相同比例变化时,压强不变。
20.(2022八下·湘桥期末)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”。
(1)实验前必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性 (选填“好”或“差”);调节好压强计后,U形管两边液面 。
(2)比较图 ,得出探头浸入液体中的深度 (选填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越大;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应该选用图 进行比较;
(4)如果所用的压强计的U形管可以选择染色的酒精、水、水银(ρ酒精<ρ水<ρ水银)中的一种液体,为了使实验现象更明显,他应该选用上述三种液体中的 装入U形管中;
(5)如果保持橡皮膜深度不变,在丁图容器中加入适量清水(液体不溢出),U形管内两液面的高度差将 (选填:“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)差;相平
(2)乙、丙;越深
(3)乙、丁
(4)酒精
(5)变小
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,说明该装置某处漏气,即说明该压强计的气密性差。
调节好压强计后,在将压强计的金属探头放入液体中前,U形管两边液面相平。
(2)由题意可知,想要探究液体内部压强与深度的关系,应控制金属探头的深度不同,其它条件相同,由图可知,应选择比较图乙、丙,由图乙、丙可得,探头浸入液体中的深度越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越大。
(3)由题意得,想要探究液体压强与液体密度的关系,应控制金属探头所在的液体不同,其它条件相同,由图可知,应选择比较图乙、丁。
(4)根据公式可得,压强一定时,密度越小,U形管两边液柱的高度差越大,因为ρ酒精<ρ水<ρ水银,所以选用酒精装入U形管,液面变化更明显,即实验现象更明显。
(5)如果保持橡皮膜深度不变,在丁图容器中加入适量清水(液体不溢出),会导致液体的密度变小,根据公式可得,橡皮膜受到的压强也变小,所以U形管内两液面的高度差将变小。
【分析】(1)U形管两边液柱的高度差变化都很小,说明该压强计的气密性差;
(2)液体密度相同时,深度越深,压强越大;
(3)想要探究液体压强与液体密度的关系,应控制金属探头所在的液体不同,其它条件相同;
(4)根据公式可得,压强一定时,密度越小,U形管两边液柱的高度差越大;
(5)深度相同时,液体密度越小,液体压强越小。
21.(2022八下·高安期末)如图所示,是用相同的矿泉水瓶做“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验(瓶中均为水,且B、C、F中装满水)。
(1)B、C、D、E四次实验中,通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)你认为 (选填“能”或“不能”)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)将如图F所示的两个矿泉水瓶紧靠在一起放在海绵上,压力作用效果与图 (填字母)一致;
(4)若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,则FB FC,pB pC(均选填”>“、”=“或”<“)。
【答案】(1)海绵的凹陷深度
(2)不能
(3)B
(4)>;=
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,实验中通过观察海绵的凹陷深度来比较压力的作用效果。
(2)根据控制变量法,A、B中受压材料不同,故不能通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系。
(3)当这两个完全相同的矿泉水瓶用图F方式紧靠在一起放在海绵上,与将其中一个矿泉水放在海绵上对比,与海绵的接触面积扩大了一倍,即受力面积扩大一倍,对海绵的压力也扩大了一倍。由可知,压强不变,因此压力作用效果与B图一致。
(4)在B、C两次实验中,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,根据p=ρgh可知,B、C实验瓶中装满水,故水的深度相同,则液体对容器底部的压强相等,即pB=pC,根据F=pS,由图可知,SB>SC,所以FB>FC。
【分析】(1)通过海绵的凹陷深度可以比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果和压力的关系,要保持接触面积相同;
(3)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(4)根据容器形状,由于液体对侧壁有压力,容器底的压力小于液体重力;根据液体密度和深度,可以比较液体压强大小。
22.(2022八下·大余期末)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素:
(1)本实验是通过比较海绵的 来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有转换法和 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明 时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(选填“>”、“<”或“=”)。
(5)实验结束后,同学们做了进一步的交流、讨论和分析得出:静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力。
【答案】(1)凹陷程度;控制变量法
(2)受力面积相同
(3)乙、丙
(4)=
(5)相互作用力;平衡力
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)该实验是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,该实验用到的研究方法有控制变量法和转化法。
(2)对比甲、乙两图,接触面积相同,压力大小不同,乙图压力更大,凹陷程度更大,则说明当接触面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)为探究压力相同时,压力的作用效果与接触面积的关系,由控制变量法可知,应保证压力相同,接触面积不同,故应对比实验乙、丙。
(4)对比丙、丁两图,接触面积相同,压力相同,所以对底面的压强相同。
(5)静止于桌面的物体,其对桌面的压力与桌面对其的支持力,大小相等,方向相反,作用在不同物体,同一直线上,为相互作用力;由于物体静止合力为零,则它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力。
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度反应压力作用效果大小,利用了控制变量法;
(2)当受力面积相同时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力相同;
(4)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(5)水平面上物体间的压力和支持力是相互作用的力;物体受到的重力和支持力是平衡力。
23.(2022八下·邗江期末)小明利用压强计研究液体内部压强规律:
(1)实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的 ;
(2)实验中,液体内部压强的大小可以用压强计U形管两侧液面的 来表示;
(3)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 (选填“>”、“<”或“=”)水的密度,那么他是选择了(d)图和 图进行对比得出的;
A.只能是(a) B.只能是(b)
C.只能是(c) D.(a)、(b)、(c)都可以
(4)若发现,当探头在水与不同液体中的深度相同时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,小明做了一些改进,下面操作不能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是____
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的液体
C.将U形管换成更细的
【答案】(1)气密性
(2)高度差
(3)>;D
(4)C
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)为了能使实验顺利进行,实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性。
(2)液体压强计是利用U形管两侧液面的高度差来体现液体内部压强的大小,液体内部压强越大,U形管液面高度差越大。
(3)由(a)(d)知橡皮膜的深度相同,U形管液面的高度差不同,且(d)中液面的高度差大,(d)中橡皮膜的压强大,说明该液体的密度大于水的密度。
因为同一液体同一深度各个方向上的压强相等,比较(c)(d)或(b)(d)知,U形管液面的高度差相同,液体内部的压强相等,但(b)或(c)的深度大于(d)的深度,根据p=ρgh知该液体的密度大于水的密度,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
(4)A.由p=ρgh可得,当探头的深度相同时,烧杯中的液体密度越大,压强越大,则U形管两侧液面高度差越大,A不符合题意;
B.由p=ρgh可知,当液体压强p不变时,U形管内液体密度越小,两侧液面的高度差h越大,B不符合题意;
C.由p=ρgh可知,液体压强与U形管的横截面积无关,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;
(2)液体压强计是利用U形管两侧液面的高度差来体现液体内部压强的大小;
(3)同一深度,U形管液面的高度差大的,液体密度大;
(4)由p=ρgh可知,液体密度越大,深度越深,液体压强越大。
24.(2022八下·临颍期末)如图所示,小阳同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲中的压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 方法可以进行调节;
A.从U形管左管口添加适量水
B.从U形管右管口抽出适量水
C.拆除软管重新安装
(2)比较图乙、图丙、图丁,可得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向 (选填“有关”或“无关”);
(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,将U形管中的液体分别更换成下列液体后能使U形管内液柱高度差最大的是 ____;
A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)
C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)
D.红墨水(ρ红墨水≥1.0×103kg/m3)
(5)善于动手的小阳同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小阳将左、右探头分别置于A、B容器中,A、B容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】(1)不是;C
(2)无关
(3)变大
(4)A
(5)大于
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器是上端开口,下端相连通,压强计只有一端开口,所以不是连通器。
U形管内水面已有高度差,通过加水不能使液面相平,只能拆掉软管重新安装。AB不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
(2)比较图乙、图丙、图丁,可以看出探头朝向不同,但是U形管内液面高度差相同,所以得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向无关。
(3)若将烧杯中的水换成盐水,则液体密度增大,其他条件不变,液体压强也增大,所以可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(4)保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,U形管中液体密度越小,U形管中液体压强越小,当测量相同液体压强时,U形管中液体高度差越大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
(5)当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,说明左侧有更大的压强,所以A容器装的液体密度更大,故ρ甲大于ρ乙。
【分析】(1)探究液体压强特点的U形管不是连通器;使用前若U形管中液面不平齐,需要重新组装;
(2)当液体密度和深度相同时,液体压强和方向无关;
(3)改变液体密度,深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;
(4)U形管中压强相同时,液体密度越小,液面差越大;
(5)根据U形管中液面位置判断,液面位置越高,此处的液体压强较小。
25.(2022八下·平和期中)如图,甲、乙、丙所示,小红利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验中是通过比较海绵的 来比较压力作用效果;
(2)通过比较甲、乙,说明 ,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较 ,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,若想通过比较甲、丙也得出相同的实验结论,可以采取的措施是 ;
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力,它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力;
(5)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则丙中海绵受到的压强p和丁中木板受到的压强p'的大小关系为p p'(选填“>”“<”或“=”);
(6)如图,对比a、b两图,小红认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为她的观点是 (选填“正确”或“错误”),并说明理由: 。
【答案】(1)凹陷程度
(2)受力面积一定时,压力越大
(3)乙、丙;取下丙图中的砝码
(4)相互作用;平衡
(5)=
(6)错误;没有控制受力面积相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中该同学通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,这是转换法的应用。
(2)通过比较图甲、乙知,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,说明受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)研究作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力相同,故通过比较图乙、丙,说明压力作用效果与受力面积大小有关,说明压力一定时,受力面积越小,压的作用效果越明显。若想通过比较甲、丙也得出相同的实验结论,取下丙图中的砝码,通过比较甲、丙两图也得出压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显的实验结论。
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,固体受到重力和桌面对它的支持力作用,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力大小相等,方向相反,作用在不同物体上,是一对相互作用力。它受到的重力与桌面对它的支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力。
(5)图丙中和图丁中支持面受到的压力相同,受力面积也相同,根据 可得,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′。
(6)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同,因a、b两图中受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故她的观点错误。
【分析】(1)探究压力的作用效果时,通过海绵的凹陷,反应压力的作用效果;
(2)当受力面积一定时,压力越大, 作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力一定;
(4)物体间的压力和支持力是相互作用的力;静止的物体受到的重力和支持力是平衡力;
(5)压力和接触面积相同时,压力的作用效果相同;
(6)探究压力的作用效果的和压力的关系时,改变压力,受力面积要相同。
人教版中考物理二轮复习专题专练——压强相关的实验探究(19)
一、实验探究题
1.(2023八上·房山期末)图所示,是“探究同一深度液体内部压强大小与方向的关系”的实验。
(1)图甲所示,是压强计使用前检查装置是否漏气的情景。用手轻轻按压橡皮膜几下,若U形管中的液体能灵活升降,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明按图乙进行实验,由实验现象可以得到结论,同一深度液体向各个方向的压强大小与方向 (选填“有关”或“无关”);
(3)图丙所示,小明进行了拓展实验。容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当向容器左、右两部分注入相同深度的不同液体时,橡皮膜向左侧凸起,由此现象可以判断出 侧液体密度大。
2.(2022九上·福州开学考)为了研究液体的内部压强的特点,小昀将液体压强计进行了改进,如图a所示.将两探头置于空气中时,U形管液面相平.
(1)现将两探头分别放在装有水的甲、乙容器内:
①两探头在水中的深度一样,改变探头的方向,U形管液面如图b所示,表明在液体内部的同一深度,向 的压强都相等.
②改变两探头在水中的位置,U形管液面如图c所示,此时探头在甲、乙容器中受到的液体压强分别为p甲、p乙,则p甲 p乙 .表明同种液体, ,压强越大.
(2)利用图a的实验装置,还可以探究液体压强与 的关系,简述实验方法: .
3.(2022八下·五华期末)小涛同学想探究“液体内部压强与什么因素有关”,进行了如图所示的实验。
(1)U形管中装 (选填“有色”或“无色”)的液体,可以更容易观察到实验现象;
(2)由图甲、乙所示的实验可知:
①在同种液体内部,液体压强随着液体深度的增加而 ;
②保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差不变,由此可得:同种液体,同一深度, ;
③比较 两图可知:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大;
(3)小海保持图乙中金属盒的位置不变,并将适量的浓盐水倒入烧杯中搅匀后,她发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,小明认为她的结论是不可靠的,原因是: 。
(4)在图丙实验中,保持金属盒位置不变,向容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”);
(5)小涛某次实验时把探头放入水中不同深度处,U形管里的液面无明显变化,请写出一条可能的原因 。
4.(2022·滨州)在探究性学习活动中,某学习小组做了以下系列实验探究。
(1)探究影响压力作用效果的因素,该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码,做了如图所示实验。请根据 两图中的情景,提出一个要探究的问题是: 。经过多次实验表明影响压力作用效果的因素是 。根据实验结论,建立了压强概念和压强的表达式;
A.B.C.
(2)该小组取三个高度均为h,密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体,B是长方体,A、B的底面积都为S,C的底面积为。把它们放在水平桌面的海绵上,如图乙所示,发现海绵被压下的深度相同。该小组结合在(1)中得到的结论和表达式,分析出了A、B、C三个物体对海绵的压强均为p= (只写出结果),解释了“海绵被压下的深度相同”的原因;
(3)该小组研究液体内部的压强,用图丙A所示的器材进行实验探究。他们利用这些器材 (选填“能”或“不能”)探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关。此过程用的实验方法是 (只写出一种);
该小组对液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系进一步思考。在图乙B容器内装有密度为的液体,他们受到上面实验的启发,要想得到液面下深度h处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,平面的面积为S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。因此,液面下深度h处的压强为p= (写出推导过程);
(4)由(3)推导出的表达式, (选填“能”或“不能”)应用于大气压强。
5.(2022八下·长春期末)在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强后会 (选填“内凹”或“外凸”);通过比较A、B、C三个图可得到结论:液体密度相同,在同一深度液体向各个方向压强大小 ;
(2)通过比较D、E两个图,可得到结论:同一种液体的压强随 的增加而增大;
(3)通过比较E、F两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(4)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过____(填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
6.(2022八下·竞秀期末)如图是“研究液体内部的压强”的实验(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小,这种实验方法叫 法;
(2)实验前,小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到图乙、丙、丁的结果,由此可知: ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中:U形管左右两侧液面高度差h=5.1 cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa,用刻度尺测得压强计的探头距离盐水液面的高度为5cm,则盐水的密度为 kg/m 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)【拓展】进一步探究可知:同种液体内部,深度越深,压强越大,请列举一个与此相关的实例 ;
(7)另一间学在丁图的基础上,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了,于是得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,该探究过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由 。
7.(2022八下·农安期末)小轩在探究“影响压力作用效果的因素”时,取三个质量相同的圆柱形容器A、B、C,它们底面积的关系是SA=SB<SC。在三个容器中分别倒入适量的水和盐水,其中B、C两容器中液体质量相同。将它们分别放在三块相同的海绵上,如图甲、乙、丙所示。
(1)实验过程中可以通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)通过比较 两次实验,探究压力的作用效果与压力大小的关系。下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号);
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③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10t
(3)小轩还想利用这些器材探究影响液体压强的因素,于是他找来一个如图丁所示的液体压强计,将压强计的探头放入B、C两容器的液体中,保持探头在两种液体中的深度相同。发现探头在盐水中时,U形管左右两侧液面的高度差较 (选填“大”或“小”),说明在深度相同时, 越大,液体压强越大。
8.(2022八下·朝阳期末)在探究“影响压力作用效果的因素”的实验时,小明和同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到的结论是: ,压力的作用效果越明显。
(3)下列实例中,可以直接用乙、丙的实验结论解释的是 ____。
A.压路机的碾子很重 B.书包要用宽的背带
9.(2022八下·靖西期末)如图所示是某同学利用压强计进行“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的;若压强计在使用前出现如图A中的情形,正确的调节方法是 (填序号)
A.取下软管重新安装 B.将右侧管中的液体倒掉一些
(2)实验中液体压强的大小变化是通过U形管两侧液面 反映的;
(3)如图B、C、D所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变,说明液体内部同一深度向各个方向的压强 ;
(4)比较图中D、E两图实验现象,可以得到液体的压强与液体的 有关;
(5)图E实验中,当金属盒向下移动时,U形管中的液面高度差变大,说明:液体的压强与液体的 有关。
10.(2022八下·封开期末)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的,我们 (填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验中主要采用的研究方法是 (填“控制变量法”或“理想实验法”);
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p1和图丁中木板受到的压强p2的大小关系为p1 p2(填“>”“<”或“=”);
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 ;
11.(2022八下·麻章期末)探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小明用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题。
(1)实验中通过观察比较海绵的 来确定压力的作用效果;
(2)分析比较图甲和丙的实验现象,可得出结论:在受力面积相同时, ,压力的作用效果越明显。以下实例应用该结论的有 (填序号);
①菜刀要经常磨一磨 ②书包要用宽的背带
③汽车限重 ④给压路机装上质量很大的碾子
(3)小红利用一只铅笔探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,她设计了如图丁、戊所示的两种方案,你认为图 的方案更合理一些,另一种方案不足的原因是没有控制 相同;
(4)若将图甲中的砖块平移到桌面上,砖块对桌面的压强 砖块对海绵的压强。
12.(2022八下·英德期末)小明观察到滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,如图所示。为了进一步探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,他用海绵、小桌、砝码进行了如图所示探究:
(1)在图三次实验中,均通过 来显示小桌对海绵的压力作用效果,这种方法叫 法;
(2)若图中滑雪者和步行者的体重相同,此情景与实验中 两图原理相同,由此两图可以得出结论: ;
(3)小红利用两个相同的木块和一块海绵,做了如图所示的实验,得出压力的作用效果与压力大小无关的结论,请你指出他在此探究时存在的问题: ;
(4)为了更全面地反映压力的作用效果,物理学中引入 (填物理量名称)来表示压力的作用效果;
(5)若小明在进行上述实验操作时发现实验室没有海绵,还可以 用来代替海绵(填一种即可)。
13.(2022八下·英德期末)2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小明探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中液体能灵活升降,如图甲,则说明装置 ;(选填“漏气”或“不漏气”)
(2)实验过程中通过U形管两侧液面的 来比较液体内部压强的大小;
(3)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较 两次实验可知:液体内部压强与液体密度有关;
(4)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到1000m时,1m 的舱体受到的海水压力为 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg);
(5)如图所示,小明将U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通,U形管内左右两液面分别用a、b表示,用电吹风向管口吹风,则U形管内液面较高的是 (选填“a”或“b”)。
14.(2022八下·黄山期末)如图所示是“用U形管压强计探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)根据U形管两侧水面的高度差,来判断液体内部压强的大小,应用了 (填物理方法);
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,如图甲所示,说明其气密性 (选填“好”或“差”);
(3)比较 两图可以得出液体压强与物体在液体中的深度有关;
(4)比较丙、丁两图可以得出液体压强与液体 有关;
(5)若图丙中U形管两侧液面的高度差为4cm,为了使实验现象(高度差)更明显,则U型管内更换下列哪种液体最合适____(填选项)。(,)
A.酒精 B.盐水
15.(2022八下·蓬莱期末)小华和小东利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。
(1)把重物按照图甲所示方式分别放在小桌上,观察桌腿陷入沙子中的深度。探究压力作用效果与什么因素有关;
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时,小华选择图甲、乙两次实验进行比较,得出结论:压力越大,压力作用效果越明显;小东选择图甲、丙两次实验进行比较。得出结论:压力越大,压力作用效果越不明显;你认为 的结论是正确的,另一人错误的理由是 ;
②分析 两次实验可发现压力的作用效果与受力面积有关;
(2)如图丁所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,观察桌腿陷入沙子的深度,探究重力势能的大小与哪些因素有关;
①实验探究的是 (选填“重物”或“小桌”)的重力势能;
②通过图丁戊两次实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越 ,说明它的重力势能越 ;
③要进一步探究重力势能与质量的关系,应换用不同的重物,让它们从 (选填“不同高度”或“相同高度”)自由落下,观察桌腿陷入沙子的深度;
(3)上述探究过程中都是通过观察桌腿陷入沙子的深度来得出要探究的问题,在物理中称之为转换法,请举出一个也用到这种方法的实验 。
16.(2022·张家界)物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是 (选填字母);
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时U形管内外的气压差为 Pa;(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(5)小王用图⑤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,她测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水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ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
17.(2022八下·罗湖期末)
(1)为了探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”,小明利用两块完全相同的木块A、B设计了如图所示的实验。
①实验时,小明用弹簧测力计拉动物体在水平桌面上做匀速直线运动,根据 原理,测出了摩擦力的大小;
②甲、乙两次实验说明:在接触面粗糙程度一定时, 越大,滑动摩擦力越大;
③通过比较实验乙、丙两次实验,可以得出结论:滑动摩擦力的大小与接触面积大小 (选填“有关”或“无关”);
④小明对实验装置进行改进,如实验丁所示。在用力将木板向右拉出的过程中,弹簧测力计 (选填“A”或“B”)的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。实验中 (选填“一定”或“不一定”)要匀速拉动长木板;
(2)小青同学在利用小桌、砝码、海绵,探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,实验过程如图所示:
①该实验是通过观察 来显示压力的作用效果;
②由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。下列实例中,直接应用该结论的是 (选填“A”或“B”);
A.缝衣针一端做得很尖
B.交管部门规定,严禁汽车超载
③若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 两图所示实验得出结论。
④该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示。则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p甲 p乙(填“大于”、“小于”或“等于”);
⑤实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小青发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此她得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为她在探究过程中存在的问题是 。
18.(2022八下·霍邱期末)在探究“影响压力作用效果的因素”的实验中,某同学作出了以下猜想。
猜想一:影响压力作用效果的因素可能与压力的大小有关;
猜想二:影响压力作用效果的因素可能与受力面积的大小有关;
(1)该同学进行了如图所示的实验:甲图把小桌放在海绵上;在小桌上放一个砝码;丙图把小桌翻过来,桌面朝下并在它上面放一个砝码。
本实验是通过观察 来比较压力作用效果的,这种研究方法叫 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明压力的作用效果与 有关;
(3)通过比较图 (选填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)该同学为了验证“猜想一”是否正确,保持受力面积大小相同,改变压力大小,这种研究问题的方法,叫做 。
19.(2022八下·阜平期末)探究影响压力作用效果的影响因素。小红同学利用小桌、海绵和钩码(实验中钩码都相同)等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验是通过观察海绵的 ,比较压力的作用效果的,这种研究方法称为 ;
(2)比较甲、乙两图,可以初步得出的结论是 ;
(3)小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(4)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上如丁图所示,比较图丁与图丙,小桌对木板和海绵的压强 (填“相同”成“不相同”);
(5)质量分布均匀的长方体用几种不同的方法切去一半,剩余的一半在桌面上。切割后,桌面受到的压强大小不变的是____。
A.
B.
C.
20.(2022八下·湘桥期末)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”。
(1)实验前必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性 (选填“好”或“差”);调节好压强计后,U形管两边液面 。
(2)比较图 ,得出探头浸入液体中的深度 (选填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越大;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应该选用图 进行比较;
(4)如果所用的压强计的U形管可以选择染色的酒精、水、水银(ρ酒精<ρ水<ρ水银)中的一种液体,为了使实验现象更明显,他应该选用上述三种液体中的 装入U形管中;
(5)如果保持橡皮膜深度不变,在丁图容器中加入适量清水(液体不溢出),U形管内两液面的高度差将 (选填:“变大”“变小”或“不变”)。
21.(2022八下·高安期末)如图所示,是用相同的矿泉水瓶做“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验(瓶中均为水,且B、C、F中装满水)。
(1)B、C、D、E四次实验中,通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)你认为 (选填“能”或“不能”)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)将如图F所示的两个矿泉水瓶紧靠在一起放在海绵上,压力作用效果与图 (填字母)一致;
(4)若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,则FB FC,pB pC(均选填”>“、”=“或”<“)。
22.(2022八下·大余期末)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等器材探究影响压力作用效果的因素:
(1)本实验是通过比较海绵的 来比较压力作用效果的。实验中用到的研究方法有转换法和 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明 时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(选填“>”、“<”或“=”)。
(5)实验结束后,同学们做了进一步的交流、讨论和分析得出:静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力。
23.(2022八下·邗江期末)小明利用压强计研究液体内部压强规律:
(1)实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的 ;
(2)实验中,液体内部压强的大小可以用压强计U形管两侧液面的 来表示;
(3)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 (选填“>”、“<”或“=”)水的密度,那么他是选择了(d)图和 图进行对比得出的;
A.只能是(a) B.只能是(b)
C.只能是(c) D.(a)、(b)、(c)都可以
(4)若发现,当探头在水与不同液体中的深度相同时,U形管两侧液面的高度差对比不明显,小明做了一些改进,下面操作不能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是____
A.烧杯中换密度更大的液体
B.U形管中换用密度更小的液体
C.将U形管换成更细的
24.(2022八下·临颍期末)如图所示,小阳同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲中的压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 方法可以进行调节;
A.从U形管左管口添加适量水
B.从U形管右管口抽出适量水
C.拆除软管重新安装
(2)比较图乙、图丙、图丁,可得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向 (选填“有关”或“无关”);
(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)若保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,将U形管中的液体分别更换成下列液体后能使U形管内液柱高度差最大的是 ____;
A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)
C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)
D.红墨水(ρ红墨水≥1.0×103kg/m3)
(5)善于动手的小阳同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小阳将左、右探头分别置于A、B容器中,A、B容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。
25.(2022八下·平和期中)如图,甲、乙、丙所示,小红利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验中是通过比较海绵的 来比较压力作用效果;
(2)通过比较甲、乙,说明 ,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较 ,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,若想通过比较甲、丙也得出相同的实验结论,可以采取的措施是 ;
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力,它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力;
(5)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则丙中海绵受到的压强p和丁中木板受到的压强p'的大小关系为p p'(选填“>”“<”或“=”);
(6)如图,对比a、b两图,小红认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为她的观点是 (选填“正确”或“错误”),并说明理由: 。
答案解析部分
1.【答案】(1)不漏气
(2)无关
(3)右
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置气密性良好,不漏气。
(2)由图乙可以看出,在液体同一深度,将压强计的橡皮膜放不同方向时,U形管中两侧的液面高度差相等,说明此时所测压强相等,则可以得到同一深度液体向各个方向的压强大小与方向无关。
(3)从丙图可以看出,当向容器左、右两部分注入相同深度的不同液体时,橡皮膜向左侧凸起,说明同一深度右侧压强比左侧压强大,由可推断,右侧液体密度大于左侧液体密度。
【分析】(1)用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置气密性良好;
(2)同一深度液体向各个方向的压强大小与方向无关;
(3)由可推断,右侧液体密度大于左侧液体密度。
2.【答案】(1)各个方向;>;深度越深
(2)液体密度;取两杯密度不同的液体,保持两探头在液体中的朝向和深度相同,观察U型管的高度差得出结论.
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)①由图b知道,两探头在水中的深度一样,改变的是探头的方向,而U形管液面高度差相同,由此说明:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
②由图c知道,两探头在水中的位置不同,U形管液面高度差不同,若此时探头在甲、乙容器中受到的液体压强分别为p甲 、p乙 ,则应是p甲 >p乙,由此表明:同种液体,深度越深压强越大;
(2)利用图a的实验装置,还可以探究液体压强与液体密度的关系,具体方法为:取两杯密度不同的液体,保持两探头在液体中的朝向和深度相同,观察U型管的高度差得出结论.
【分析】(1)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;同种液体,深度越深压强越大;
(2)取两杯密度不同的液体,保持两探头在液体中的朝向和深度相同,观察U型管的高度差得出液体压强与液体密度的关系。
3.【答案】(1)有色
(2)增大;压强相等;乙、丙
(3)没有控制深度不变
(4)变大
(5)压强计的气密性不好
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)为了使实验现象更明显,U形管内液体使用有色液体便于观察。
(2)①由图甲、乙所示的实验可知:乙中探头的深度较大,U形管内液体高度差越大,可得结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
②将探头放入水中的同一深度,向各个方向旋转探头,发现U形管两侧液面的高度差不变,即液体压强没有发生改变,由此可得:同种液体,同一深度,液体压强相等。
③探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,换用不同的液体做实验,比较乙、丙两图可得到结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。
(3)小海要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持金属盒处于液体中深度不变。小海保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,该实验过程中没有控制金属盒所处的液体深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。
(4)图丙中实验中,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),容器底部受到液体压力增大,压强增大;金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
(5)把探头放入水中不同深度,U形管中的液面高度差无明显变化,是因为压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,所以橡皮膜受到压强时,U形管中液面高度差无明显变化。
【分析】(1)探究液体压强特点时,U型管中液体有色,便于观察;
(2)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同;
(3)探究液体压强和液体密度关系时,需要保持深度相同;
(4)液体密度相同时,深度变大,液体压强变大;
(5)U型管漏气时,液面高度不变化。
4.【答案】(1)A、B;压力的作用效果与压力的大小有关;压力、受力面积
(2)
(3)能;控制变量法;液面下深度h处的压强为
(4)不能
【知识点】压强的大小及其计算;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)根据A、B两幅图,压力的大小不同,受力面积相同,故探究的是压力的作用效果与压力的大小有关;AB两图发现压力的作用效果与压力的关系,BC两图说明压力的作用效果与受力面积有关。
(2) A、B、C三个物体对海绵的压强均为
(3)改变压强计在同一液体中的不同深度,就可以探究液体压强与深度的关系,将压强计伸入不同液体的同一深度,就可以探究液体压强与液体密度的关系,故本实验可以探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关;由于液体的密度和深度不同,多个变量影响实验现象,故采用控制变量法;液面下深度h处的压强为
(4)大气压随着高度的变化而发生变化,大气的密度是变化的,故不可以运用计算。
【分析】(1)当受力面积相同时,可以探究压力的作用效果和压力大小的关系;压力的作用效果和压力大小有关,和受力面积有关;
(2)柱形固体的压强可以根据固体密度和高度进行计算;
(3)当液体密度一定时,通过改变深度,可以探究液体压强和深度的关系;根据液体密度和深度,可以计算液体压强;
(4)由于气体的密度随高度而改变,不能结合深度计算大气压。
5.【答案】(1)高度差;内凹;相等
(2)深度
(3)密度
(4)B
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹。
A、B、C三个图,液体的深度和密度均相同,橡皮膜的方向不相同,但U形管的高度差相同,可得结论:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(2)D、E两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U形管的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)E、F两个图,液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,盐水的密度大于水的密度,盐水中U形管的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)调节压强计时,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,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹;同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(2)同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装。
6.【答案】(1)液体压强;转换法
(2)软管漏气
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同
(4)液体密度
(5)510;1.02×103
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水
(7)错误;没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)液体压强的大小无法直接看出,实验中借助U形管压强计,通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法。
(2)小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变。
(3)由图乙丙丁得,橡皮膜在水中深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管压强计两边液面高度差相同,说明同一液体相同深度不同方向的压强大小相同。
(4)由图丁、戊得,橡皮膜在水和盐水中相同深度相同朝向,盐水中的U形管两边液面高度差更大,说明同一深度,液体压强还与液体密度有关。
(5)依题意得,压强计所测之处的液体压强是
依题意得
盐水密度为
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水;深海鱼打捞上岸后,由于鱼内的压强大于海岸上的压强,鱼肚会被撑破。
(7)另一同学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,盐水的密度增大,橡皮膜所处的深度变深,发现U形管两侧液面的高度差变大了,说明橡皮膜处压强变大,由于没有控制橡皮膜所处深度相同,因此得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”是错误的。
【分析】(1)实验通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法;
(2)连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变;
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同;
(4)同一深度,液体压强还与液体密度有关;
(5)根据p=ρgh,求出液体压强;根据,求出盐水密度;
(6)同种液体内部,深度越深,压强越大,据此列举压强随深度的变大而增加的实例;
(7)在探究液体压强和液体密度的关系时,应控制物体所处深度不变。
7.【答案】(1)凹陷程度
(2)甲、乙;③
(3)大;液体密度
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)本实验通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法。
(2)比较甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同,压力的大小不同,海绵的凹陷程度不同,故可以得出压力作用效果与压力大小的关系。
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状,应用了“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”这一结论,故①不符合题意;
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度是利用了连通器原理,故②不符合题意;
③货车行驶时,地面的受力面积相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面越易损坏,应用了受力面积相同时,压力大,力的作用效果明显,故③符合题意。
故答案为:③。
(3)实验中保持探头在两种液体中的深度相同,发现探头在盐水中时,U形管左右两侧液面的高度差较大,即探头在盐水中受到的液体压强更大,说明在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
【分析】(1)探究压力的作用效果的影响因素时,根据海绵的凹陷程度可以反应压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果和压力的关系,要保持接触面积大小相等;禁止超载是通过减小压力减小压强的;
(3)液体压强和液体深度有关,深度越深,液体压强越大。
8.【答案】(1)凹陷程度
(2)受力面积一定时,压力越大
(3)B
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
(2)比较图甲、乙的情况可知,受力面积相同,乙图中压力较大,压力作用效果较明显,可以得到受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)分析乙、丙两组实验:压力相同,丙中接触面积越大,压力的作用效果越不明显,故可得到结论:压力一定时,接触面积越大,压力作用效果越不明显。
A.压路机的碾子做得质量很大,在受力面积一定时,通过增大压力来增大压力的作用效果,A不符合题意。
B.书包要用宽的背带,在压力一定时,通过增大受力面积,减小压力的作用效果,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)根据海绵的凹陷程度可以反应压力的作用效果;
(2)当受力面积一定时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)压力的作用效果和受力面积有关。
9.【答案】(1)薄;A
(2)高度差
(3)相等
(4)密度
(5)深度
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,越能反映受到液体压强的变化,所以压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的。
当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,图A中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,要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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,故答案为:A。
(2)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(3)由图B、C、D可知,保持金属盒深度不变,改变金属盒的方向,发现U形管两侧水面的高度差不变,液体压强不变,可以得到同种液体,同一深度向各个方向的压强相等。
(4)比较图中D、E两图,金属盒深度相同,液体的密度不同,U形管两侧水面的高度差不同,说明液体的压强与液体的密度有关。
(5)图E中,当金属盒向下移动时,深度变大,U形管中的液面高度差变大,液体的压强变大,可以得到液体的压强与液体的深度有关。
【分析】(1)探究液体内部压强时,橡皮膜薄一些,效果明显;使用U型管压强计前,U型管中液面高度要相同;
(2)根据U型管中液面高度差, 可以探究液体压强的大小;
(3)当液体密度和深度相同时,液体压强相等;
(4)当深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(5)当液体密度相同时,液体压强随深度的增大而增大。
10.【答案】(1)海绵的凹陷程度;可以
(2)受力面积一定时,压力越大;乙
(3)控制变量法
(4)=
(5)未控制压力相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的。
沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明受力面积一定时乙中压力大,压力作用效果明显,故压力越大,压力的作用效果越明显。
研究压力作用效果与受力面积关系时,要控制压力相同,受力面积不同,故通过比较图乙和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)甲乙两图比较,受力面积相同,压力不同;乙丙两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法。
(4)图丁和图丙中,压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的,只是由于木板不易发生形变,其效果显现不出来,故海绵受到的压强p1和木板受到的压强p2的大小关系为p1=p2。
(5)研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,而实验时将木块沿竖直方向切成大小不同的两块,压力也发生了改变,即没有控制压力大小相同,故他不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
【分析】(1)压力的作用效果是通过海绵凹陷程度来体现的;沙子受力的作用也可以发生明显的形变,因此我们可以用沙子代替海绵来完成实验;
(2)压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)本实验中运用了控制变量法;
(4)压力大小和受力面积均相同,所以对接触面的压强是相等的;
(5)没有控制压力大小相同,不能得出压力作用效果与受力面积无关的结论。
11.【答案】(1)凹陷程度
(2)压力越大;③④
(3)戊;压力大小
(4)等于
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中小明通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,这种方法叫转换法。
(2)比较图甲和丙可知,受力面积相同,而压力不同,且压力越大,海绵的凹陷程度越大,故可得结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
①菜刀要经常磨一磨,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,故①不符合题意;
②书包要用宽的背带,是压力一定时,增大受力面积来减小压强,故②不符合题意;
③汽车限重,是受力面积一定时,减小压力来减小压强,故③符合题意;
④给压路机装上质量很大的碾子,是受力面积一定时,增大压力来增大压强,故④符合题意。
故答案为:③④。
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,图戊中铅笔水平放置且处于静止状态,则两手指对铅笔的压力是一对平衡力;而图丁铅笔竖放,由于铅笔的的重力作用,使得铅笔上方的手对铅笔的压力小于下方的手对铅笔的压力,故图丁的方法不合理,原因是没有控制压力大小相同。
(4)压强的大小与压力的大小和受力面积有关,将图甲中的砖块平移到桌面上,压力的大小和受力面积都不变,压强也不变,砖块对桌面的压强等于砖块对海绵的压强。
【分析】(1)实验中小明通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果;
(2)在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同;
(4)压力的大小和受力面积都不变,压强不变。
12.【答案】(1)海绵的形变程度;转换
(2)乙丙;当压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显
(3)没有控制受力面积相同
(4)压强
(5)细沙
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中,压力的作用不同,海绵的形变程度也不同,所以可通过海绵的形变程度来显示小桌对海绵的压力作用效果。这是转换法。
(2)滑雪者和步行都的体重相同,即对雪地的压力相同,但受力面积不同,这与实验中的乙、丙两图的原理相同。
图乙、丙中,压力相同,甲中受力面积小,海绵的形变程度明显,所以可得:压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)小红的实验中,压力改变的同时,受力面积的大小也改变了,要探究压力的作用效果与压力大小的关系,应保持受力面积不变。
(4)在物理学中,用压强来表示压力的作用效果。
(5)实验室没有海绵,可选用较易发生细沙来代替海绵。
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度可以反应压力的作用效果;是转换法的利用;
(2)当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和压力的 关系时,要保持受力面积相同;
(4)压力的作用效果利用压强表示;
(5)可以利用细沙代替海绵,反应压力的作用效果。
13.【答案】(1)不漏气
(2)高度差
(3)增大;乙、丁
(4)1.0×107
(5)a
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置的气密性较好,即装置不漏气。
(2)在本次实验中,为了比较液体内部压强的大小,我们使用的是转换法,即实验过程中,通过U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小。
(3)通过乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,液体越深,U形管液面高度差越大,即液体的压强越大,所以同种液体内部压强随深度的增加而增大。
想要探究液体内部的压强与液体密度的关系,我们应该控制液体的密度不同,橡皮膜在液体中所处的深度相同,由图可知,我们应该选择乙、丁两次实验。
(4)“奋斗者”号深潜到1000m时,根据公式可得,海水产生的压强为
再根据可得,1m 的舱体受到的海水压力为F=pS=1.0×107Pa×1m2=1.0×107N
(5)如图所示,从左侧管口沿水平方向吹气时,左侧上端的空气流速快,根据流体压强与流速的关系可知,其压强小,右侧上端空气流速小,其压强大,在压强差形成的压力差的作用下,液体从右侧压入左侧一部分,所以左侧液面将升高,即U形管内液面较高的是a。
【分析】(1)探究液体压强的影响因素时,按压U型管的橡皮膜时液面高度变化,反应装置不漏气;
(2)通过U型管中液面高度的变化,反应液体压强的大小;
(3)在液体密度相同时,液体压强随深度的增大而增大;当深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(4)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(5)流体在流速大的地方压强小。
14.【答案】(1)转换法
(2)好
(3)乙、丙
(4)密度
(5)A
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(2)在实验前发现U形管内水面不相平,由图甲可知,软管内的气压大于外界大气压,其气密性好,但对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,使左右两边玻璃管中的液面相平。
(3)探究液体压强与物体在液体中的深度的关系,保持液体的密度不变,改变金属盒的深度,选择乙、丙进行实验。
(4)比较丙、丁两图可知,深度相同,探头方向相同,液体密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
(5)根据p=ρgh可知,在液体压强相同时,要使高度差h变大,则液体密度应变小,酒精密度小于盐水的密度,所以最合适,故答案为:A。
【分析】(1)根据U型管中的液面高度反应压强的大小,利用了转换法;
(2)实验前,U型管中液面高度不同,说明气密性较好;
(3)探究液体压强和深度的关系时,需要保持液体密度相同;
(4)当深度相同时,可以探究液体压强和液体密度的关系;
(5)当液体压强相同时,液体密度越小,深度差越大。
15.【答案】(1)小华;没有控制受力面积大小相同;乙丙
(2)重物;多;大;相同高度
(3)探究动能大小的影响因素
【知识点】探究影响物体势能大小的因素;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)在分析压力作用效果与压力大小的关系时,要控制受力面积一定,小华选择图甲、乙两次实验进行比较,受力面积相同,只改变压力大小,通过桌子陷入沙子的深度来反映压力的作用效果,因此得出压力越大,压力作用效果越明显的结论是正确的。
小东选择图甲、丙两次实验进行比较,甲丙两图中压力大小不同,受力面积大小也不相同,不符合控制变量法,因此得出的结论是错误的,理由是没有控制受力面积大小相同,要分析压力作用效果与压力大小的关系,要控制受力面积大小相同,只改变压力大小。
要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,只改变受力面积大小,因此要选乙丙两次实验。
(2)探究重力势能的大小与哪些因素有关时,让重物从不同高度落下,撞击小桌,研究对象是重物,通过桌腿陷入沙子的深度来反映重力势能的大小,因此实验探究的是重物的重力势能。
通过图丁戊两次实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,由可知,重力对物体做的功越多,物体的机械能越大,能够对外做功就越多。
由图戊可知,重物高度越高,能够对外做功越多,桌腿陷入沙子的深度越深,说明它的重力势能越大。
探究重力势能与质量的关系,要控制重物所处的高度相同,只改变重物的质量,因此要应换用不同的重物,让它们从相同高度自由落下,观察桌腿陷入沙子的深度。
(3)在探究动能大小的影响因素的实验中,由于动能无法直接测量,所以通过木块被小球撞击后移动的距离来反映小球的动能大小,木块被撞击后移动的距离越远,说明小球的动能越大。
【分析】(1)受力面积相同,只改变压力大小,通过桌子陷入沙子的深度来反映压力的作用效果,因此得出压力越大,压力作用效果越明显的结论是正确的;要探究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同,只改变受力面积大小;
(2)探究重力势能的大小与哪些因素有关时,让重物从不同高度落下,撞击小桌,研究对象是重物;重物高度越高,能够对外做功越多,桌腿陷入沙子的深度越深,说明它的重力势能越大;探究重力势能与质量的关系,要控制重物所处的高度相同,只改变重物的质量;
(3)在探究动能大小的影响因素的实验也应用了转换法。
16.【答案】(1)不漏气;B
(2)800
(3)增加
(4)密度
(5)
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)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,则说明橡皮管里的空气对U形管内左端液面有压力,空气没有漏掉,所以装置不漏气。
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;从U形管内向外倒出适量水和向U形管内添加适量水都不能使U形管中两管上方的气体压强相等,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
(2)U形管左右两侧水面的高度差为h=8cm=0.08m
则橡皮管内气体的压强与大气压之差等于U形管左右两侧水产生的压强差,约为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(3)分析图②、图③的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加。
(4)分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(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,如图⑤,橡皮膜相平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,即p左=p右,根据液体压强公式可得ρ水gh4=ρgh2
解得待测液体密度的表达式为。
【分析】(1)探究液体压强的U型管中,按压橡皮膜,液面变化,装置不漏气;若U型管中液面不平,需要重新组装;
(2)根据液体密度和深度,可以计算压强大小;
(3)液体密度相同时,深度越大,液体压强越大;
(4)深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;
(5)根据压强相等,结合已知的液体密度和深度,计算未知液体密度。
17.【答案】(1)二力平衡;压力;无关;A;不一定
(2)海绵的凹陷程度;B;乙、丙;等于;没有控制压力大小不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)①实验时,用弹簧测力计拉着木块在水平方向做匀速直线运动,物体在水平方向上受到平衡力的作用,根据二力平衡原理可知,此时木块所受摩擦力的大小与拉力的大小相等。
②由图甲、乙所示实验可知,接触面的粗糙程度相同而物体间的压力不同,乙图的压力大,弹簧测力计的示数大,摩擦力大,所以可以得出在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。
③由图乙、丙所示实验可知,物体间的压力相等、接触面的粗糙程度相同,接触面积大小不同,弹簧测力计的示数相同,摩擦力相同,所以可以得出滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。
④由图丁所示实验可知,在用力将木板向右拉出的过程中,此时木块在水平方向上处于静止状态,受弹簧测力计A向左的拉力和木板对木块向右的摩擦力一对平衡力,所以弹簧测力计A的示数反映了木块与木板间的滑动摩擦力大小。
拉动木板时物块保持不动,物块处于平衡状态,滑动摩擦力等于测力计的拉力,实验时不需要匀速拉动长木板;弹簧测力计固定不动,便于读数。
(2)①根据转换法,该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果。
②对比甲、乙两图,受力面积相同而压力不同,乙图压力大,乙图力的作用效果明显,由此可得:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
A.缝衣针的一端做得很尖,受力面积小,在压力的情况,压强大,A不符合题意;
B.货车行驶时,地面的受力面相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面易损坏,B符合题意;
故答案为:B。
③研究压力作用效果与受力面积关系时,要控制压力大小相同,改变受力面积,图乙、丙符合题意。
④[9]从乙、丁两图可以看到,小桌和砝码的压力是相同的,接触面积也相同,根据
可知,乙、丁两种情况中小桌产生的压强是相同的,即
⑤[10]研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变。
【分析】(1)根据滑动摩擦力的影响因素时,根据物体的匀速直线运动,结合二力平衡,计算摩擦力;当粗糙程度一定时,压力越大,滑动摩擦力越大;压力和接触面相同时,滑动摩擦力大小和接触面积无关;当物体固定不动时,拉住物体的弹簧测力计的示数,测量了摩擦力的大小;拉动物体下面的接触面时,不一定匀速直线运动;
(2)探究压力的作用效果的影响因素时,通过海绵的凹陷程度反应压力的作用效果;当受力面积一定时,压力越大, 压力的作用效果越明显;探究压力的作用效果和受力面积的关系,要保持压力相等;当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力相等。
18.【答案】(1)海绵的凹陷程度;转换法
(2)压力大小
(3)乙丙
(4)控制变量法
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)压力作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,这种方法是转换法。
(2)分析图甲和图乙,受力面积一定,乙中压力大,压力作用的效果越明显,可以得出结论:在受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显,说明压力的作用效果与压力的大小有关。
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,保持压力一定,改变受力面积大小,比较乙、丙两图。
(4)该同学为了验证“猜想一”,即影响压力作用效果的因素可能与压力的大小有关,保持受力面积大小相同,改变压力大小,用到控制变量法。
【分析】(1)压力作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,这种方法是转换法;
(2)在受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显,说明压力的作用效果与压力的大小有关;
(3)探究压力的作用效果与受力面积的关系,保持压力一定,改变受力面积大小;
(4)探究影响压力作用效果的因素可能与压力的大小有关,保持受力面积大小相同,改变压力大小,用到控制变量法。
19.【答案】(1)凹陷程度;转换法
(2)在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显
(3)乙、丙
(4)相同
(5)B
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中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,压力作用效果越明显,这种研究方法称为转换法。
(2)比较甲、乙两图,受力面积相同,乙中压力大,压力的作用效果明显,故初步得出的结论是在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)乙、丙两实验中,压力相同,丙中受力面积大,压力作用效果不明显,坦克(对地面的压力不变)的履带面积比较大,是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的,故应通过比较乙、丙两组实验所得结论进行解释。
(4)如图丁所示,若将有砝码的小桌放在木板上,比较图丁与图丙可知,压力相同,受力面积的大小相同,根据得到小桌对木板和海绵的压强相同。
(5)A.因为在水平桌面上,压力大小等于重力大小,图中沿虚线切去一半,G变小减半,所以压力减半,S不变,根据得到压强变为原来一半,A不符合题意。
B.在水平桌面上,压力大小等于重力大小,沿虚线切去一半,G变小减半,所以压力减半,S减半,根据得到压强不变,B符合题意。
C.在水平桌面上,压力大小等于重力大小,图中沿虚线切去一半,G变小减半,所以压力减半,若去掉左半部分,剩下部分的受力面积小于一半,压强比原来增大,若去掉右半部分,剩下部分的受力面积大于一半,压强比原来减小,C不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)探究压力的作用效果时,根据海绵的凹陷程度可以反应,是转换法的利用;
(2)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)当压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显;
(4)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(5)当物体受到的压力和受力面积成相同比例变化时,压强不变。
20.【答案】(1)差;相平
(2)乙、丙;越深
(3)乙、丁
(4)酒精
(5)变小
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,说明该装置某处漏气,即说明该压强计的气密性差。
调节好压强计后,在将压强计的金属探头放入液体中前,U形管两边液面相平。
(2)由题意可知,想要探究液体内部压强与深度的关系,应控制金属探头的深度不同,其它条件相同,由图可知,应选择比较图乙、丙,由图乙、丙可得,探头浸入液体中的深度越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越大。
(3)由题意得,想要探究液体压强与液体密度的关系,应控制金属探头所在的液体不同,其它条件相同,由图可知,应选择比较图乙、丁。
(4)根据公式可得,压强一定时,密度越小,U形管两边液柱的高度差越大,因为ρ酒精<ρ水<ρ水银,所以选用酒精装入U形管,液面变化更明显,即实验现象更明显。
(5)如果保持橡皮膜深度不变,在丁图容器中加入适量清水(液体不溢出),会导致液体的密度变小,根据公式可得,橡皮膜受到的压强也变小,所以U形管内两液面的高度差将变小。
【分析】(1)U形管两边液柱的高度差变化都很小,说明该压强计的气密性差;
(2)液体密度相同时,深度越深,压强越大;
(3)想要探究液体压强与液体密度的关系,应控制金属探头所在的液体不同,其它条件相同;
(4)根据公式可得,压强一定时,密度越小,U形管两边液柱的高度差越大;
(5)深度相同时,液体密度越小,液体压强越小。
21.【答案】(1)海绵的凹陷深度
(2)不能
(3)B
(4)>;=
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,实验中通过观察海绵的凹陷深度来比较压力的作用效果。
(2)根据控制变量法,A、B中受压材料不同,故不能通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系。
(3)当这两个完全相同的矿泉水瓶用图F方式紧靠在一起放在海绵上,与将其中一个矿泉水放在海绵上对比,与海绵的接触面积扩大了一倍,即受力面积扩大一倍,对海绵的压力也扩大了一倍。由可知,压强不变,因此压力作用效果与B图一致。
(4)在B、C两次实验中,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC,根据p=ρgh可知,B、C实验瓶中装满水,故水的深度相同,则液体对容器底部的压强相等,即pB=pC,根据F=pS,由图可知,SB>SC,所以FB>FC。
【分析】(1)通过海绵的凹陷深度可以比较压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果和压力的关系,要保持接触面积相同;
(3)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(4)根据容器形状,由于液体对侧壁有压力,容器底的压力小于液体重力;根据液体密度和深度,可以比较液体压强大小。
22.【答案】(1)凹陷程度;控制变量法
(2)受力面积相同
(3)乙、丙
(4)=
(5)相互作用力;平衡力
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)该实验是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,该实验用到的研究方法有控制变量法和转化法。
(2)对比甲、乙两图,接触面积相同,压力大小不同,乙图压力更大,凹陷程度更大,则说明当接触面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)为探究压力相同时,压力的作用效果与接触面积的关系,由控制变量法可知,应保证压力相同,接触面积不同,故应对比实验乙、丙。
(4)对比丙、丁两图,接触面积相同,压力相同,所以对底面的压强相同。
(5)静止于桌面的物体,其对桌面的压力与桌面对其的支持力,大小相等,方向相反,作用在不同物体,同一直线上,为相互作用力;由于物体静止合力为零,则它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力。
【分析】(1)通过海绵的凹陷程度反应压力作用效果大小,利用了控制变量法;
(2)当受力面积相同时,压力越大, 压力的作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力相同;
(4)当压力和受力面积相同时,压力的作用效果相同;
(5)水平面上物体间的压力和支持力是相互作用的力;物体受到的重力和支持力是平衡力。
23.【答案】(1)气密性
(2)高度差
(3)>;D
(4)C
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)为了能使实验顺利进行,实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性。
(2)液体压强计是利用U形管两侧液面的高度差来体现液体内部压强的大小,液体内部压强越大,U形管液面高度差越大。
(3)由(a)(d)知橡皮膜的深度相同,U形管液面的高度差不同,且(d)中液面的高度差大,(d)中橡皮膜的压强大,说明该液体的密度大于水的密度。
因为同一液体同一深度各个方向上的压强相等,比较(c)(d)或(b)(d)知,U形管液面的高度差相同,液体内部的压强相等,但(b)或(c)的深度大于(d)的深度,根据p=ρgh知该液体的密度大于水的密度,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
(4)A.由p=ρgh可得,当探头的深度相同时,烧杯中的液体密度越大,压强越大,则U形管两侧液面高度差越大,A不符合题意;
B.由p=ρgh可知,当液体压强p不变时,U形管内液体密度越小,两侧液面的高度差h越大,B不符合题意;
C.由p=ρgh可知,液体压强与U形管的横截面积无关,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)实验前用手指按压压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;
(2)液体压强计是利用U形管两侧液面的高度差来体现液体内部压强的大小;
(3)同一深度,U形管液面的高度差大的,液体密度大;
(4)由p=ρgh可知,液体密度越大,深度越深,液体压强越大。
24.【答案】(1)不是;C
(2)无关
(3)变大
(4)A
(5)大于
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器是上端开口,下端相连通,压强计只有一端开口,所以不是连通器。
U形管内水面已有高度差,通过加水不能使液面相平,只能拆掉软管重新安装。AB不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
(2)比较图乙、图丙、图丁,可以看出探头朝向不同,但是U形管内液面高度差相同,所以得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向无关。
(3)若将烧杯中的水换成盐水,则液体密度增大,其他条件不变,液体压强也增大,所以可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(4)保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,U形管中液体密度越小,U形管中液体压强越小,当测量相同液体压强时,U形管中液体高度差越大,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
(5)当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,说明左侧有更大的压强,所以A容器装的液体密度更大,故ρ甲大于ρ乙。
【分析】(1)探究液体压强特点的U形管不是连通器;使用前若U形管中液面不平齐,需要重新组装;
(2)当液体密度和深度相同时,液体压强和方向无关;
(3)改变液体密度,深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;
(4)U形管中压强相同时,液体密度越小,液面差越大;
(5)根据U形管中液面位置判断,液面位置越高,此处的液体压强较小。
25.【答案】(1)凹陷程度
(2)受力面积一定时,压力越大
(3)乙、丙;取下丙图中的砝码
(4)相互作用;平衡
(5)=
(6)错误;没有控制受力面积相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中该同学通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,这是转换法的应用。
(2)通过比较图甲、乙知,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,说明受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)研究作用效果与受力面积大小的关系,要控制压力相同,故通过比较图乙、丙,说明压力作用效果与受力面积大小有关,说明压力一定时,受力面积越小,压的作用效果越明显。若想通过比较甲、丙也得出相同的实验结论,取下丙图中的砝码,通过比较甲、丙两图也得出压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显的实验结论。
(4)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,固体受到重力和桌面对它的支持力作用,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力大小相等,方向相反,作用在不同物体上,是一对相互作用力。它受到的重力与桌面对它的支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,作用在同一条直线上,是一对平衡力。
(5)图丙中和图丁中支持面受到的压力相同,受力面积也相同,根据 可得,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′。
(6)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同,因a、b两图中受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故她的观点错误。
【分析】(1)探究压力的作用效果时,通过海绵的凹陷,反应压力的作用效果;
(2)当受力面积一定时,压力越大, 作用效果越明显;
(3)探究压力的作用效果和受力面积的关系时,要保持压力一定;
(4)物体间的压力和支持力是相互作用的力;静止的物体受到的重力和支持力是平衡力;
(5)压力和接触面积相同时,压力的作用效果相同;
(6)探究压力的作用效果的和压力的关系时,改变压力,受力面积要相同。
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