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期末復習壓強部分實驗專題綜合練習(含解析)2024-2025學年八年級物理下冊人教版【2024】

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期末復習壓強部分實驗專題綜合練習(含解析)2024-2025學年八年級物理下冊人教版【2024】

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期末復習壓強部分實驗專題綜合練習-2024-2025學年八年級物理下冊人教版【2024
一、實驗題
1.小張同學利用A、B兩物體、海綿等器材探究“壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗。如圖所示:
(1)實驗中選用海綿而不選用木板之類材料的原因是 ;
(2)實驗中小張是通過觀察 來比較壓力作用效果的;
(3)分析比較甲、乙兩圖所示的實驗,能夠得到的結論是 ;
(4)若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”應通過比較 兩圖所示實驗;
(5)小張同學實驗時將物體B沿豎直方向切成大小不同的B1、B2兩塊,如圖丁、戊所示,他通過觀察實驗現象發現它們對海綿的壓力作用效果相同,由此他得出的結論是:壓力作用效果與受力面積無關,他的實驗結論 (選填“正確”或“錯誤”),理由是 。
2.如表是小莉同學探究“液體內部壓強規律”的實驗記錄,壓強計(U形管中是水)兩液柱的液面高度差如表情況。
序號 液體 深度h/mm 壓強計液面高度差mm
1 水 30 28
2 60 58
3 90 84
4 鹽水 90 92
(1)分析表中序號1、2、3三組數據可得到的結論是:同種液體的壓強 ;
(2)為進一步同一深度,液體在各個方向的壓強是否相等,她應控制的量有 和 ,要改變的是 ;
(3)小莉同學在學習了液體壓強公式后,用公式進行計算得出金屬盒在30mm深處水的壓強是 Pa()。
3.把同一個長方體木塊先后放在軟泡沫塑料的表面上,出現三種不同情況,如圖10所示,比較三種不同情況下泡沫塑料表面的壓痕,可得到的正確結論是:
(1)甲圖和乙圖表明,在 相同時, 越小,壓強越 ;
(2)乙圖和丙圖表明,在 相同時, 越大,壓強越 ;
(3)實驗過程中,壓強是通過 表現出來的。
4.如圖是托里拆利實驗裝置。請回答:
(1)取一根長約1m、一端封口的直玻璃管,裝滿水銀是為了避免 ;
(2)將玻璃管開口端浸在水銀中,移開堵住管口的手指,發現管中水銀柱會緩慢下降,但降到一定程度就不再下降了,由此證明了 的存在,管內水銀面上方是 ;
(3)用刻度尺量出玻璃管內外水銀柱的高度差為760mm,這說明此時外界的大氣壓與760mm高水銀柱產生的壓強 (選填“相等”或“不相等”);
(4)將玻璃管傾斜,發現管中水銀柱的高度 ;改變玻璃管的粗細、形狀或改變水銀槽中的水銀量,發現管中水銀柱的高度 。(均選填“增大”、“減小”或“不變”)
5.小明在“探究影響壓力作用效果的因素”時,做了如圖所示的甲、乙、丙三個實驗。
(1)由實驗乙和實驗 可知壓力作用效果與受力面積有關。
(2)由實驗乙和實驗 可知壓力作用效果與壓力大小有關。
6.小亮在做“用吸盤測量大氣壓”實驗,如圖所示。
(1)實驗中需要測出的物理量是 和 ;
(2)實驗中,小亮將蘸水的吸盤放在光滑的玻璃板上,用力擠壓吸盤,其目的是 ;
(3)小亮在實驗中所用的彈簧測力計的量程是0~5N, 吸盤與玻璃板的接觸面積是10cm2。假設大氣壓約為1.0×105Pa,則他 (選填“能”或“不能”)測出大氣壓的大小。
7.如圖所示,是“探究影響壓力作用效果”的因素時所選用的器材及在水平桌面上進行的實驗過程圖示。
(1)實驗中,可通過觀察海綿的 來比較壓力的作用效果;
(2)為了探究壓力作用的效果跟壓力大小的關系,應該通過圖中的 兩次實驗進行比較得出結論;為了探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該通過圖中的 兩次實驗進行比較得出結論;
(3)通過實驗得出結論:壓力作用的效果不僅跟 的大小有關,而且跟 有關。
8.如圖所示,利用小桌、海綿、砝碼探究影響壓力作用效果的因素。
(1)實驗是通過觀察 來比較壓力的作用效果;我們 (填“可以”或“不可以”)用沙子代替海綿來完成實驗;
(2)通過比較圖 和圖乙,說明受力面積一定時, ,壓力的作用效果越明顯;通過比較圖乙和圖 ,說明壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(3)實驗中主要采用的研究方法是 。(填“控制變量法”或“理想實驗法”)
(4)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,比較圖丙中海綿受到的壓強p丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為p丙 p丁;(填“>”“<”或“=”)
(5)實驗時,小明將小桌換成磚塊,并將磚塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊,如圖戊所示,發現它們對海綿的壓力作用效果相同。由此得出的結論是壓力的作用效果與受力面積無關。你認為他在探究過程中存在的問題是 。
9.在“探究影響液體內部壓強的因素”實驗中,實驗小組的小明進行了如下猜想:
猜想1:液體內部的壓強大小可能與方向有關
猜想2:液體內部的壓強大小可能與液體的密度有關
猜想3:液體內部的壓強大小可能與液體深度有關
為驗證以上猜想是否正確,小明進行了如上圖所示的實驗:
(1)小明在游泳時發現,越往深水區走,身體受到的壓迫越大,由此猜想液體內部壓強可能與 有關。
(2)壓強計是通過U形管兩側液面的 來判斷橡皮膜所受壓強的大小。
(3)比較圖甲a、b是為了驗證猜想 (選填“1”“2”或“3”)。
(4)如圖甲b、c所示,保持探頭在水中的深度不變,改變探頭的方向,根據實驗現象可以得出結論: ;比較圖甲b、d (選填“能”或“不能”)得出液體內部壓強與液體密度有關的結論。
(5)要探究液體內部壓強與盛液體的容器形狀是否有關,應選擇上圖中 兩圖進行比較,得出的結論是:液體內部壓強與盛液體的容器形狀 (選填“有關”或“無關”)。
(6)在探究液體內部壓強與液體密度的關系時,為了使結論更具普遍性,小明還應如何繼續實驗(請寫出實驗思路,不需寫具體步驟): 。
10.如圖所示,將長約1m、一端封閉的玻璃管灌滿水銀,用手指將管口堵住,管內水銀面下降到一定高度就不再下降,這時管內外水銀面高度差約750mm。
(1)實驗中玻璃管內水銀面的上方是 ,管外水銀面的上方是空氣,因此,是 支持這段水銀柱不會落下,大氣壓的數值就等于 m水銀柱所產生的壓強;通過計算可知當地的大氣壓為 Pa;(ρ水銀=13.6×103kg/m3)
(2)實驗中選用水銀而不是水來做實驗,這是利用水銀的 較大的特性;在實驗過程中,若像圖丁中一樣將玻璃管傾斜,水銀柱的豎直高度 ;如果將此裝置拿到高山上,觀察到的現象是水銀柱的豎直高度將 。
11.如圖所示是托里拆利實驗,根據圖示完成下面的問題。
(1)實驗中測得玻璃管內外水銀柱的高度差為 m;
(2)通過計算可知當時的氣壓為 Pa;
(3)實驗過程中,若像圖丁中一樣將玻璃管傾斜,則水銀柱的高度將 ,水銀柱的長度將 ;(均選填“變長”“變短”“不變”)
(4)若實驗過程中,玻璃管中的水銀沒有裝滿,則測量的大氣壓值比真實值要 ;(選填“偏大”或“偏小”)
(5)若同學們用圖己中B注射器、量程為5N的彈簧測力計、刻度尺等相關用品測量大氣壓,當彈簧測力計被拉到5N,活塞仍沒有滑動,可改用圖己中的 (A/C)注射器。
12.小明用如圖所示的裝置探究液體內部壓強的規律。當小明用手指按壓橡皮膜時,U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化,出現這種情況的原因可能是 ;當把壓強計的橡皮膜盒拿出液面時,U形管兩邊液面不相平,你的調節方法是 。下表是小明利用如圖所示的實驗裝置探究液體內部壓強規律時測得的部分數據。
實驗序號 深度 橡皮膜在水中的方向 U形管左、右液面高度差
① 3 朝上 2.6
② 6 朝上 5.4
③ 9 朝上 8.2
④ 9 朝下 7.5
⑤ 9 朝左 8.2
⑥ 9 朝右 8.2
①實驗所得的數據有一組是錯誤的,其實驗序號為 ;
②綜合分析上列實驗數據,可以得出液體壓強的規律:a. ,該結論是通過比較實驗序號為 的數據得出的;b. ,該結論是通過比較實驗序號為 的數據得出的。
13.某同學利用小桌、海綿和砝碼等器材進行“探究壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗。
(1)實驗中通過觀察 來比較壓力的作用效果;
(2)本實驗的科學探究方法是 和轉換法;
(3)為了探究壓力的作用效果與壓力大小的關系,應比較圖甲和圖乙的實驗,可知受力面積相同時,壓力 (選填“越大”或“越小”),壓力的作用效果越明顯;
(4)為了探究壓力的作用效果與受力面積大小的關系,應比較 兩圖的實驗,可知壓力大小相同時,受力面積 (選填“越大”或“越小”),壓力的作用效果越明顯;
(5)此實驗 (選填“能”或“不能”)用硬紙板代替海綿。
14.我國研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器取得世界級成果,刷新了我國潛水 器最大下潛深度記錄。我國的科技進步激發了小強同學探究液體內部壓強的興趣,他的實驗過程如圖所示。
(1)使用前用手指按壓金屬盒的橡皮膜,觀察到U形管中液面發生明顯變化,說明該裝置 (選填“漏氣”或“不漏氣”)。小強在實驗過程中通過觀察U形管 來比較液體內部壓強的大小;
(2)比較乙、丙兩次實驗可知:同種液體內部壓強隨深度的增加而 這是攔河大壩要做成 形狀的原因(選填“上窄下寬”或“上寬下窄”);
(3)在乙圖中,若將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,則可以觀察到U形管兩邊液面的高度差將 (選填“變大”“變小”或“不變”);
(4)“海斗一號”深潛到10000m 時每平方米的艙體上受到海水的壓力為 N(g 取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m2)。
15.如圖所示,利用小桌、海綿、砝碼探究影響壓力作用效果的因素;
(1)實驗是通過觀察 來比較壓力的作用效果; 實驗中選用海綿而不用沙子的原因是 ;
(2)通過比較圖 和圖乙,說明受力面積一定時, ,壓力的作用效果越明顯; 通過比較圖乙和圖 ,說明壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯;
(3)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,比較圖丙中海綿受到的壓強 p丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的關系為p丙 p丁;(選填“>”、 “<”或“=”)
(4)實驗時, 小明將小桌換成磚塊, 并將磚塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊, 如圖戊所示,發現它們對海綿的壓力作用效果相同, 由此得出的結論是壓力的作用效果與受力面積無關; 你認為他在探究過程中存在的問題是 。
16.小明在用壓強計做“探究影響液體壓強大小的因素”的實驗。
(1)如圖甲所示,壓強計是通過U形管中 來反映被測壓強大小的。使用前應檢查裝置是否漏氣,方法是用手輕輕按壓幾下橡皮膜,如果U形管中的液體能靈活升降,則說明壓強計 (選填“漏氣”或“不漏氣”);
(2)當金屬盒在空氣中時,U形管兩邊的液面應當相平,而小明卻觀察到如圖乙所示的情景,接下來的操作應該是( )
A.向U形管左側加入一些液體 B.將U形管右側液體倒出一些
C.取下軟管重新安裝 D.按壓金屬盒的橡皮膜
(3)下表是小明利用如圖丙所示的實驗裝置探究液體壓強規律時所測得的部分數據。
實驗次數 深度h/cm 橡皮膜在水中的方向 U形管左右液面高度差Δh/cm
1 3 朝上 2.6
2 6 朝上 5.4
3 9 朝上 8.2
4 9 朝下 8.2
5 9 朝左 8.2
6 9 朝右 8.2
①比較序號1、2、3的實驗數據,可得出的結論是: ;
②比較序號 的四組實驗數據,可得出的結論是:在同一深度,液體向各個方向的壓強相等;
(4)完成上述實驗后,小明又將金屬盒分別放入清水和鹽水的 處,觀察U形管中兩側液面的高度差。這是在探究液體壓強與液體密度的關系。
17.在探究液體壓強與哪些因素有關的實驗中,

(1)氣密性良好的微小壓強計 (選填“是"或“不是”)連通器;
(2)甲乙兩圖中, (選填“甲”或“乙”)圖中探頭上的橡皮膜受到的壓強大,這是因為,同種液體內部的壓強隨深度的增加而 ;
(3)丙圖中,A、B、C三點受到液體壓強最大的是 點。
18.在“探究影響壓力作用效果的因素”的活動中,小明用海綿、小桌和砝碼做了三次實驗,如圖所示。
比較甲、乙圖可以發現 ;
比較乙、丙圖可以發現 ;
物理學中,表示壓力作用效果的物理量是 。此實驗中用到的方法是 。
19.小紅利用小桌、海綿、砝碼等器材做探究“影響壓力作用效果的因素”的實驗。
(1)實驗中,她是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的。這里用到的實驗方法是 法;
(2)比較 兩圖,可初步得到結論:受力面積相同時,壓力越 ,壓力作用效果越明顯;
(3)為了探究受力面積對壓力作用效果的影響、小紅將質量分布均勻的三個長方體用如圖丁所示的三種方法切去一半,分別留下序號為①②③的三個半塊保持原有位置,先后放到同一塊海綿上,發現海綿的凹陷程度越來越大,可初步得到結論:其他條件相同時,受力面積越 ,壓力的作用效果越明顯;
(4)如圖戊所示,一場雜技表演中,一名雜技演員躺在釘板上,另一名演員站在他的身上。躺在釘板上的演員沒有因釘板而受傷,是因為利用了 [選填“(2)”或“(3)”]中的結論。
20.小明利用圖示標有2.5mL的一次性注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽等器材,對大氣壓的值進行測量。
(1)該實驗還缺少的器材是 ;
(2)小明應該采用圖示裝置中的 (填“甲”或“乙”)裝置來估測大氣壓的值,不采用另一個裝置的理由是 ;
(3)如表是小明記錄實驗情況的表格:表中①是 ;②是 ;
大氣壓力F/N 注射器容積V/mL ① 活塞面積S/cm2 大氣壓強p/Pa
6.0 2.5 5.00 0.5 ②
(4)為減小摩擦力對實驗結果的影響,小虎對小明同學所做實驗進行改進:在原實驗基礎上,將活塞推到注射器底端后,取下小孔上的橡皮帽,再次水平向右慢慢勻速拉動注射器筒,記下彈簧測力計的示數為1.0N,小明同學計算出的大氣壓強是 Pa;
(5)若實驗中發現注射器損壞,實驗室另有A、B兩個注射器,活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2,若彈簧測力計量程為10N,實驗時應選用橫截面積為 cm2的注射器,不選用另一注射器的理由是 。
21.生活處處有物理,留心觀察皆學問。小朱觀察到汽車應用了大量物理知識。
(1)汽車的導航系統是通過汽車和衛星之間傳遞信息來確定汽車所處的位置,在這個過程中是通過 來傳遞信息的,它的傳播速度是 。
(2)如圖,汽車尾部的導流板做成上平下凸的形狀,行駛時氣流對導流板上面的壓強 (選填“大于”、“等于”或“小于”)對導流板下面的壓強。

22.如圖所示,三個高度相同的實心鐵塊放在水平桌面上,已知正方體鐵塊A最重,圓柱體鐵塊C底面積最小。哪個鐵塊對桌面的壓強最大呢?同學們提出了以下三種猜想:
猜想一:正方體鐵塊A最重,所以它對桌面的壓強最大;
猜想二:圓柱體鐵塊C的底面積最小,所以它對桌面的壓強最大;
猜想三:三個鐵塊的高度相同,所以它們對桌面的壓強相同;
(1)請以圖中長方體鐵塊B為研究對象,推導它對桌面壓強大小的表達式,根據表達式分析判斷上述哪一個猜想是正確的;已知鐵的密度為ρ,長方體鐵塊的高度為h,底面積為S,推導得出柱體的壓強表達式為 ;分析判斷:由上面壓強的表達式可知,柱體對桌面的壓強與 有關,所以猜想一和猜想二是 的。
(2)利用海綿等簡易器材,設計一個實驗粗略驗證猜想三; 。
23.高鐵成為中國一張亮麗的名片,高鐵用無砟軌道,即路基不用碎石,鋼軌直接鋪設在鋼筋混凝土的路基上(如圖甲所示),建造的成本高,但能確保列車快速通行的安全;傳統的鐵路鋼軌鋪設在枕木上,之下為小碎石鋪成的路砟(如圖乙所示)。請分析回答:

(1)傳統的鐵路鋼軌鋪設在枕木上,通過 的方法來減小壓強,防止鋼軌下陷;
(2)高速列車進站時的速度要比普通列車大一些,為避免候車乘客被“吸”向火車的事故發生,站臺上的安全線與列車的距離也要更大些(如圖丙所示)。這是因為高速列車進站時車體附近空氣流動速度變 ,壓強變 (選填“大”或“小”)。
24.在學校科技社團活動中,小夢同學所在的團隊利用3D打印機制作了如圖1所示的飛機模型。她了解到飛機在空中飛行時受多種因素的影響。
(1)小夢思考飛機升力與迎角(α)大小有什么關系?在老師的幫助下,她利用電風扇、升力測力計、飛機模型,按圖2方式進行如下實驗,
①閉合電風扇的開關,調節擋位使其風速最大,并使飛機模型的迎角為0°,記錄測力計的示數。
②改變迎角的大小,使其分別為5°10°、15°、20°,重復步驟①并計算升力平均值。
③處理相關數據得到“升力與迎角的關系”如圖3。
本實驗得出的結論: 。
(2)小夢想要進一步研究“飛機的升力與其飛行的速度關系”。利用現有器材,只要控制 不變,通過調節 改變飛機模型的飛行速度即可獲得結論。以不同的風速進行多次實驗,如圖4所示,托盤測力計的示數與風速大小的關系記錄如下表。
風速(m/s) 0 5 10 15 20 25 30
托盤測力計的示數(N) 15 14.5 13 11 8 3.5
由該實驗結果推測飛機起飛應該選擇順風起飛還是逆風起飛更好?并說明理由 。
(3)資料顯示:本實驗結論與實際相符且飛機迎角一定時,飛行速度越大,升力也越大,若飛機以600km/h做水平勻速直線飛行時的迎角為α1,而以900km/h做水平勻速直線飛行時的迎角為α2,(α1,α2均小于15°)。請比較α1,α2大小關系: 。
25.在探究性學習活動中,某學習小組做了以下系列實驗探究。
(1)探究影響壓力作用效果的因素,該小組用一塊海綿、一張小桌和一個砝碼,做了如圖所示實驗。請根據 兩圖中的情景,提出一個要探究的問題是: 。經過多次實驗表明影響壓力作用效果的因素是 。根據實驗結論,建立了壓強概念和壓強的表達式;
A.B.C.
(2)該小組取三個高度均為h,密度同為ρ的實心均勻物體A、B、C。A、C是圓柱體,B是長方體,A、B的底面積都為S,C的底面積為。把它們放在水平桌面的海綿上,如圖乙所示,發現海綿被壓下的深度相同。該小組結合在(1)中得到的結論和表達式,分析出了A、B、C三個物體對海綿的壓強均為p= (只寫出結果),解釋了“海綿被壓下的深度相同”的原因;
(3)該小組研究液體內部的壓強,用圖丙A所示的器材進行實驗探究。他們利用這些器材 (選填“能”或“不能”)探究液體的壓強跟液體的深度、液體的密度有關。此過程用的實驗方法是 (只寫出一種);
該小組對液體壓強的大小跟液體的深度、液體的密度之間的定量關系進一步思考。在圖乙B容器內裝有密度為的液體,他們受到上面實驗的啟發,要想得到液面下深度h處的壓強,可以設想這里有一個水平放置的“平面”,平面的面積為S。這個平面以上的液柱對平面的壓力等于液柱所受的重力。因此,液面下深度h處的壓強為p= (寫出推導過程);
(4)由(3)推導出的表達式, (選填“能”或“不能”)應用于大氣壓強。
試卷第1頁,共3頁
試卷第1頁,共3頁
《期末復習壓強部分實驗專題綜合練習-2024-2025學年八年級物理下冊人教版【2024》參考答案
1. 海綿發生形變更明顯 海綿的凹陷程度 見詳解 甲、丙 錯誤 見詳解
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論、設計實驗探究壓力作用效果與哪些因素有關
【詳解】(1)[1]選用海綿而不選用木板之類材料,因為海綿變形更容易看出來,木板變形不容易看出來。
(2)[2]實驗中用到了轉換法,把壓力的作用效果轉換為海綿的凹陷程度。
(3)[3]甲、乙兩個實驗,受力面積是一樣的,但壓力的大小不同,所以得到結論:受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
(4)[4]要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”時,要控制壓力大小相同,改變受力面積,由圖中看出甲、丙符合條件。
(5)[5][6]圖丁、戊中受力面積和壓力大小都不相同,所以不能得到壓力作用效果與受力面積無關的結論,因為研究壓力作用效果與受力面積時,就要控制壓力大小相同。
2. 與液體的深度有關 同種液體 同一深度 壓強計橡皮膜在液體中的方向 300
【知識點】探究液體壓強的實驗裝置和步驟、探究液體壓強的實驗數據記錄和結果分析
【詳解】(1)[1]由1、2、3三組數據,可知同種液體,深度增加時,壓強計液面高度差也增大,說明與液體的深度有關。
(2)[2][3]研究在同一深度,液體向各個方向的壓強是否相等,她應控制影響液體壓強的其他因素:保證同種液體、同一深度,改變的是要研究的因素:壓強計橡皮膜在液體中的方向。
(3)[4]金屬盒的深度
深處水的壓強為
3. 壓力 受力面積 大 受力面積 壓力 大 軟泡沫塑料的形變程度
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論
【詳解】(1)[1][2][3]比較甲圖和乙圖,壓力大小不變,受力面積不同,受力面積越小,軟泡沫塑料的形變程度越大,即壓強越大,可知在壓力相同時,受力面積越小,壓強越大。
(2)[4][5][6]比較乙圖和丙圖,受力面積不變,壓力不同,壓力越大,軟泡沫塑料的形變程度越大,即壓強越大,可知在受力面積相同時,壓力越大,壓強越大。
(3)[7]根據轉換法,實驗中是通過比較軟泡沫塑料的形變程度來判斷壓強大小的。
4. 混入空氣 大氣壓/大氣壓強 真空 相等 不變 不變
【知識點】托里拆利實驗
【詳解】(1)[1]當長約1m的玻璃管,裝滿水銀,是為了避免混入空氣。
(2)[2][3]玻璃管灌滿水銀后倒插入水銀槽后,由于管內水銀柱產生的壓強大于管外的大氣壓,管內水銀柱下降;下降到管內水銀柱產生的壓強等于管外大氣壓時,水銀柱就會停止下降,由此可知是管外大氣壓托住了水銀柱,證明了大氣壓的存在,此時管內水銀面上方是真空的。
(3)[4]此時管內水銀面高度差約為760mm,大氣壓可支持760mm高水銀柱,說明大氣壓與760mm高水銀柱壓強相等。
(4)[5]將玻璃管傾斜,或改變玻璃管粗細、形狀或改變水銀槽中水銀量,由于大氣壓是不變的,故能支持的水銀柱高度也是不變的。
5.(1)丙
(2)甲
【知識點】總結探究影響壓力效果的實驗結論
【詳解】(1)由實驗乙和實驗丙可知當壓力相同時,受力面積不同,沙子的凹陷程度不同,說明壓力作用效果與受力面積有關。
(2)由實驗乙和實驗甲可知,當受力面積相同時,壓力不同,沙子的凹陷程度不同,說明壓力作用效果與壓力大小有關。
6. 拉力 受力面積 將吸盤內的空氣排干凈 不能
【知識點】設計實驗估測大氣壓的值
【詳解】(1)[1][2]在“用吸盤測量大氣壓”的實驗中,是根據公式粗略算出大氣壓強的值。需要測出的物理量是拉力和受力面積。
(2)[3]實驗中小亮將蘸水的吸盤放在光滑玻璃板上,用力擠壓吸盤的目的是排出吸盤內部的空氣,如空氣排不盡則會影響實驗結果。
(3)[4]根據,拉開吸盤需要的最小力為
F=pS=1.0×105Pa×10×10-4m2=10N
需要的拉力遠大于彈簧測力計的量程,所以它不能測出大氣壓的大小。
7. 形變程度 D、E E、F 壓力 受力面積
【知識點】設計實驗探究壓力作用效果與哪些因素有關
【詳解】(1)[1]實驗中,可將壓力的作用效果用觀察海綿的形變程度來進行比較,采用了轉換法。
(2)[2]要探究壓力作用的效果跟壓力大小的關系,應該控制受力面積相同中,改變壓力大小,故應通過圖中的 D、E兩次實驗進行比較得出結論。
[3]要探究壓力作用的效果跟受力面積大小的關系,應該控制壓力大小相同,改變受力面積,故應通過圖中的 E、F兩次實驗進行比較得出結論。
(3)[4][5]通過上述三組實驗的比較可得出結論:壓力作用的效果不僅跟壓力的大小有關,而且跟受力面積有關。
8. 海綿的凹陷程度 可以 甲 壓力越大 丙 控制變量法 = 沒有控制壓力的大小相同
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論、設計實驗探究壓力作用效果與哪些因素有關、壓強公式的簡單應用
【詳解】(1)[1][2]根據轉換法,圖中壓力的作用效果是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的。因沙子受壓形變明顯,故我們可以用沙子代替海綿來完成實驗;
(2)[3][4]研究壓力的作用效果與壓力的關系時,要控制面積一定,所以可以通過比較圖甲和圖乙,可知,在面積一定時,壓力越大,海綿凹陷越深,壓力的作用效果越明顯。
[5]研究壓力的作用效果與受力面積關系時,要控制壓力一定,故通過比較圖乙和圖丙,說明壓力一定時,受力面積越小,海綿凹陷越深,壓力的作用效果越明顯。
(3)[6]在探究實驗時,有多個變量影響實驗,在探究其中一個變量對實驗的影響時,需要控制其他變量一定, 所以探究壓力作用效果實驗中主要采用了控制變量法。
(4)[7]將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,根據,因壓力和受力面積相同,故圖丙中海綿受到的壓強p丙等于圖丁中木板受到的壓強p丁的大小,即p丙=p丁。
(5)[8]實驗時,小明將小桌換成磚塊,并將磚塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊,則壓力大小不同,壓力作用效果相同,由此得出的結論“壓力的作用效果與受力面積無關”是錯誤的。
9.(1)深度
(2)高度差
(3)3
(4) 在同種液體的同一深度處,液體內部向各個方向的壓強相等。 不能
(5) d、e 無關
(6)換不同密度的液體重復實驗
【知識點】探究液體壓強的實驗裝置和步驟、比較液體在不同容器中對容器底部壓強和壓力的大小
【詳解】(1)根據小明在游泳時越往深水區走,身體受到的壓迫越大這一現象,可知液體內部壓強隨深度增加而增大,所以液體內部壓強可能與深度有關。
(2)壓強計是通過U形管兩側液面的高度差來判斷橡皮膜所受壓強的大小,高度差越大,橡皮膜凹陷程度越明顯,說明橡皮膜所受壓強越大。
(3)圖a、b中液體都是水,即液體密度相同,探頭方向相同,只有探頭深度不同,所以是為了驗證猜想3:液體內部的壓強大小可能與液體深度有關。
(4)[1]根據圖b、c所示,保持探頭在水中的深度不變,改變探頭的方向,U形管兩側液面高度差不變,可得結論:在同種液體的同一深度處,液體內部向各個方向的壓強相等。
[2]圖b、d中液體密度不同,探頭深度也不同,存在兩個變量,所以不能得出液體內部壓強與液體密度有關的結論。
(5)[1][2]要探究液體內部壓強與盛液體的容器形狀是否有關,應控制液體密度和深度相同,容器形狀不同,所以應選擇圖d、e兩圖進行比較,由實驗可知U形管兩側液面高度差相同,得出的結論是:液體內部壓強與盛液體的容器形狀無關。
(6)在探究液體壓強與液體密度關系時,為了使結論更具普遍性,應該換不同密度的液體重復實驗。
10. 真空 大氣壓 0.75 9.996×104 密度 不變 降低
【知識點】液體壓強公式的簡單應用、托里拆利實驗、大氣壓與高度的關系
【詳解】(1)[1][2]實驗裝置最早測出大氣壓的值,開始要在水銀管內灌滿水銀,保證管內水銀上方為真空,首先測出大氣壓值的是意大利的科學家托里拆利。管內是真空的環境,水銀柱在外界大氣壓的作用下不會落下,所以是大氣壓支持這段水銀柱不會落下。
[3]大氣壓能支持750mm,合0.75m的水銀柱不落下,所以大氣壓的數值就等于0.75m水銀柱所產生的壓強。
[4]此時的大氣壓值為
(2)[5]做托里拆利實驗時應選用密度大的汞液,而不是水來做實驗,是因為大氣壓很大,由可知,若用水做實驗,水柱高度會很高,不好操作。
[6]在同一位置,大氣壓強不變,所以玻璃管的粗細、傾斜都不會影響水銀柱的豎直高度,所以玻璃管傾斜,水銀柱的豎直高度不變。
[7]大氣壓隨高度的增加而減小,將此裝置拿到高山上,水銀柱高度會降低。
11. 0.75 0.9996×105 不變 變長 偏小 C
【知識點】托里拆利實驗、設計實驗估測大氣壓的值
【詳解】(1)[1]圖丙可知,實驗中測得玻璃管內外水銀柱的高度差為
(2)[2]當時的氣壓為
(3)[3][4]在做托里拆利實驗時,只要外界大氣壓不變,管內外水銀面的高度差就不變,所以玻璃管傾斜,管中水銀柱長度將增大,高度不變。
(4)[5]實驗時玻璃管中的水銀沒有裝滿,管中不慎進入少量空氣,則空氣會產生一定的向下的壓強,使管中水銀柱高度將減小,測量的大氣壓值比真實值偏小。
(5)[6]因為大氣的壓強是一定的,根據公式可知,受力面積越小,壓力也會越小,所以當彈簧測力計量程不夠時,可換用小型號、橫截面積小的注射器,故C符合題意,A不符合題意。
故選C。
12. 軟管或其連接處漏氣 將軟管取下,再安裝上去 ④ 液體內部的壓強與深度有關,液體密度一定,深度越深,壓強越大 ①、②、③ 同一深度,液體向各個方向的壓強相等 ③、⑤、⑥
【知識點】探究液體壓強的實驗裝置和步驟、探究液體壓強的實驗數據記錄和結果分析
【詳解】[1]用手按壓橡皮膜,U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化,說明壓強計的氣密性不好,有漏氣的地方。
[2]當把壓強計的金屬盒拿出液面時,U形管兩邊液面不相平,說明被封閉氣體的壓強與外界氣壓不相等,應取下橡皮管,重新安裝。
[3]由于同種液體在同一深度,液體向各個方向的壓強相等,③④⑤⑥四次實驗中橡皮膜所處的深度相同,U形管左、右液面高度差應該相等,由于第④實驗數據不同,所以有錯誤的實驗序號為④。
[4][5][6][7]綜合分析上列實驗數據,可以得出液體壓強的規律:①同種液體的壓強隨深度的增加而增大,該結論是通過比較實驗序號①②③的數據得出來的。②同種液體在同一深度,液體向各個方向的壓強相等,該結論是通過比較實驗序號③⑤⑥的數據得出來的。
13.(1)海綿的凹陷程度
(2)控制變量法
(3)越大
(4) 乙、丙 越小
(5)不能
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論、設計實驗探究壓力作用效果與哪些因素有關、控制變量法、轉換法
【詳解】(1)小桌對海綿的壓力改變了海綿的形狀,通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果,采用了轉換法。
(2)由圖可知,甲、乙中壓力大小改變,受力面積相同;乙、丙中壓力大小相同、受力面積改變。在探究壓力的作用效果與其中一個因素的關系時,要控制其它因素相同,運用了控制變量法,故本實驗的科學探究方法是控制變量法和轉換法。
(3)甲、乙兩次實驗中,受力面積相同,壓力不同,乙中小桌對海綿的壓力更大,海綿的凹陷程度更大,即壓力的作用效果更明顯,故能得出:受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
(4)[1]探究壓力的作用效果與受力面積大小的關系,要控制壓力相同,改變受力面積的大小,故應比較乙、丙兩圖的實驗。
[2]乙、丙兩次實驗中,壓力相同,受力面積不同,乙中受力面積更小,海綿的凹陷程度更大,即壓力的作用效果更明顯,故能得出:壓力大小相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(5)由于硬紙板的形變不明顯,不容易探究壓力的作用效果,所以不能用硬紙板代替海綿。
14. 不漏氣 兩邊液面的高度差 增大 上窄下寬 變大 1.03×108
【知識點】探究液體壓強的實驗裝置和步驟、探究液體壓強的實驗數據記錄和結果分析
【詳解】(1)[1]使用前用手指按壓金屬盒的橡皮膜,觀察到U形管中液面發生明顯變化,說明管內氣壓大于大氣壓,裝置不漏氣。
[2]本裝置利用了轉換法,通過觀察U形管內液面的高度差來比較液體壓強的大小。
(2)[3]比較乙、丙兩次實驗深度變深U形管內液面的高度差越大,可得處結論:同種液體內部壓強隨深度的增加而增大。
[4]因為液體內部壓強隨深度的增加而增大,故攔河大壩的下部受到水的壓強大,因此要做成上窄下寬的形狀。
(3)[5]若將燒杯中的水換成鹽水,深度不變,液體密度越大,壓強越大,因此U形管兩邊液面的高度差將變大。
(4)[6]“海斗一號”深潛到10000m時每平方米的艙體上受到海水的壓力
F=ρ海水ghS=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m×1m2=1.03×108N
15. 海綿的凹陷程度 在相同的壓力下,海綿的形變程度比沙子的形變程度明顯 甲 壓力越大 丙 = 沒有控制壓力大小相等
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論
【詳解】(1)[1]根據轉換法,圖中壓力的作用效果是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的。
[2]在相同的壓力下,海綿的形變程度比沙子的形變程度明顯,因此實驗中選用海綿而不用沙子。
(2)[3][4]由于控制受力面積一定,所以由圖甲、乙可知,受力面積相同,圖乙中壓力較大,海綿凹陷程度大,所以通過比較圖甲和圖乙可知,說明受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
[5]研究壓力的作用效果與受力面積關系時,要控制壓力一定,故通過比較圖乙和圖丙,說明壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)[6]將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,根據,因壓力和受力面積相同,故圖丙中海綿受到的壓強等于圖丁中木板受到的壓強的大小,所以。
(4)[7]實驗時,小明將小桌換成磚塊,并將磚塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊,此時壓力大小不同,沒有控制變量,由此得出的結論“壓力的作用效果與受力面積無關”是錯誤的。
16. 兩側液面的高度差 不漏氣 C 同種液體中,液體壓強隨深度的增加而增大 3、4、5、6 同一深度
【知識點】探究液體壓強的實驗裝置和步驟
【詳解】(1)[1][2]壓強計的測量原理是:壓強的變化引起U形管兩側液面出現高度差,壓強越大,高度差越大。壓強計是通過U形管中兩側液面的高度差來反映被測壓強大小的;使用壓強計之前,用手輕輕按壓幾下橡皮膜,如果U形管中的液體能靈活升降,說明壓強計各部分之間連接良好,無漏氣現象。
(2)[3]當金屬盒在空氣中時,U形管兩側的液面應當相平,而如題圖乙所示的情境是右側液面高于左側,說明兩側液面上方氣體壓強不相等,接下來的操作應該是:取下軟管重新安裝,故選C。
(3)①[4]由序號1、2、3的實驗數據可得出的結論是:同種液體中,液體壓強隨深度的增加而增大。
②[5]比較序號3、4、5、6的四組實驗數據,深度相同,探頭的朝向不同,但是液面高度差一樣,說明在同一深度,液體向各個方向的壓強相等。
(4)[6]探究液體壓強與液體密度的關系時,應控制液體深度不變,改變密度,故小明將金屬盒分別放入清水和鹽水的同一深度處,觀察U形管中兩邊的高度差。
17. 不是 乙 增大 C
【知識點】探究液體壓強的實驗裝置和步驟、探究液體壓強的實驗數據記錄和結果分析、液體壓強的特點及其應用
【詳解】(1)[1]因微小壓強計所上端并未開口,所以不屬于連通器。
(2)[2][3]根據液體壓強的特點,同種液體深度越深壓強越大可知,甲、乙兩圖中,乙圖中探頭受到的壓強大。
(3)[4]液體壓強的大小與液體的密度及深度有關,當液體的密度越大,深度越深時,壓強越大,所以A、B、C三個點中,C位置液體的密度大,深度深,所以C點的壓強最大。
18. 壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯 受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯 壓強 控制變量法
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論
【詳解】[1]分析圖甲和乙丙可知,壓力相同,受力面積越小,海綿凹陷程度越大,故可得結論:在壓力大小相同的情況下,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
[2]分析圖乙和圖丙可知,受力面積相同,壓力越大,海綿凹陷程度越大,故可得結論:在受力面積相同的情況下,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
[3]物理學中用壓強這一物理量來表示壓力的作用效果。
[4]由以上分析可以看出,探究其中一個因素時,需要保持其他因素不變,用到了控制變量法。
19. 轉換 甲、乙 大 小 (3)
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、總結探究影響壓力效果的實驗結論、設計實驗探究壓力作用效果與哪些因素有關
【詳解】(1)[1]實驗中,是通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力作用效果的,用到了轉換法。
(2)[2][3]比較甲、乙兩圖知道,受力面積相同,而壓力不同,故可初步得到:受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越明顯。
(3)[4]由題意知道,用三種不同的方法切去一半后,所剩質量均為總質量的一半,則質量相等,對桌面的壓力相等;圖中③對桌面的受力面積最小,因此,對桌面的壓強最大的是③,故可初步得到結論:其他條件相同時,受力面積越越小,壓力的作用效果越明顯。
(4)[5]表演者使用的釘板,釘子的數量非常多,在壓力一定時,是通過增大受力面積來減小。
20. 刻度尺 甲 避免活塞重力對實驗的影響 針筒有刻度部分的長度l/cm 1.2×105 1.0×105 0.5 作用在B注射器上的大氣壓力的大小超過了測力計的量程
【知識點】壓強公式的簡單應用、設計實驗估測大氣壓的值
【詳解】(1)[1]實驗中借助彈簧測力計勻速拉動活塞,測出活塞受到的拉力大小,由二力平衡得,活塞受到的大氣壓力F;再借助刻度尺測量針筒有刻度的長度l,由得到活塞的橫截面積S,最后由得到大氣壓的值,所以該實驗還缺少的器材是刻度尺。
(2)[2][3]由于活塞重力對實驗的影響,若實驗中采用圖乙的裝置,測得的大氣壓力會偏大,導致測得的大氣壓偏大,則小明應該采用圖示裝置中的甲裝置來估測大氣壓的值。
(3)[4]實驗中要記錄的數據由大氣壓力F、注射器容積V、針筒有刻度的長度l、活塞面積S、大氣壓強p,注射器有刻度的長度約5cm左右,則表中①是注射器有刻度部分的長度l/cm。
[5]活塞的橫截面積為
S=0.5cm2=0.5×10﹣4m2=5×10﹣5m2
大氣壓強為
(4)[6]依題意得,活塞受兩頭的大氣壓的作用、摩擦力、拉力作用水平向右慢慢勻速運動,兩頭大氣壓方向相反,大小相等,則大氣壓的合力為0,則受到的摩擦力大小為
F′=f=1.0N
表格中記錄的大氣壓力實際是大氣壓力和摩擦力的合力大小,則活塞受到的大氣壓力大小為
F″=F﹣F′=6.0N﹣1.0N=5.0N
小明同學計算出的大氣壓強為
(5)[7][8]由得,當選用活塞的橫截面積為0.5cm2時,活塞受到的大氣壓力約為
F1=pS1=1.0×105Pa×0.5×10﹣4m2=5N
當選用活塞的橫截面積為2cm2時,活塞受到的大氣壓力約為
F2=pS2=1×105Pa×2×10﹣4m2=20N>10N
即選用注射器時活塞的橫截面積為2cm2受到的大氣壓力大小超過彈簧測力計的量程,不能選用,所以實驗中應選用注射器活塞的橫截面積為0.5cm2。
21. 電磁波 大于
【知識點】流體壓強與流速的關系、流體壓強與流速的關系及現象解釋
【詳解】(1)[1][2]汽車的導航系統是通過汽車發射電磁波和衛星之間傳遞信息來確定汽車所處的位置,在這個過程中是通過電磁波來傳遞信息的,它的傳播速度約是。
(2)[3]汽車尾部的導流板做成上平下凸的形狀,行駛時氣流對導流板上面的空氣流速小,壓強大,下面的空氣流速大,壓強小,行駛時氣流對導流板上面的壓強大于對導流板下面的壓強。
22.(1) 柱體的高度和密度 錯誤
(2)將三個鐵塊豎直放置在海綿上,觀察比較海綿的凹陷程度,若海綿的凹陷程度相同,則可驗證猜想三正確
【知識點】壓強公式的簡單應用、利用p=ρgh的公式計算柱狀固體的壓強
【詳解】(1)[1][2][3]鐵塊放在水平桌面上,鐵塊對桌面的壓力等于鐵塊自身的重力,即F=G,鐵塊對桌面的壓強為
即p=ρgh;由公式 p=ρgh 知,鐵塊對桌面壓強大小跟鐵塊的高度和密度有關,故猜想一、二是不正確的。
(2)將三個正方體、長方體、圓柱體鐵塊豎直放置在海綿上,觀察比較海綿凹陷程度,若海綿的凹陷程度相同,則可驗證猜想三正確。
23. 增大受力面積 大 小
【知識點】流體壓強與流速的關系、減小壓強的方法及生活中的實例、流體壓強與流速的關系及現象解釋
【詳解】(1)[1] 鐵路鋼軌鋪設在枕木上,是通過增大受力面積的方法來減小壓強,防止鋼軌下陷。
(2)[2][3]流體中流速越快的地方壓強越小。高速列車進站時車體附近空氣流動速度變大,壓強變小,人靠得過近會被身后的大氣壓壓向列車。
24.(1)在風速一定時,升力隨著迎角的增大而增大,超過15°后,升力隨迎角的增大而減小
(2) 迎角 風扇風速 逆風;理由見解析
(3)α1>α2
【知識點】飛機的升力及其應用
【詳解】(1)由圖3可知,當迎角小于15°時,升力隨著迎角的增大而增大;當迎角大于15°時,升力隨著迎角的增大而減小。所以本實驗得出的結論是在風速一定時,升力隨著迎角的增大而增大,超過15°后,升力隨迎角的增大而減小。
(2)[1][2]由前面實驗可知,升力大小與迎角有關,所以要進一步研究“飛機的升力與其飛行的速度關系”,需控制迎角不變,通過調節風扇轉速改變飛機模型的飛行速度即可獲得結論。
[3]由表數據可知,當風速為0時,托盤測力計的示數等于飛機模型的重力,為15N。當有風吹過模型時,在豎直方向上,模型受到重力、升力和托盤的支持力,該支持力通過測力計顯示出來,即F升=G-F示。由表中數據可知,風速越大時,F示越小,F升越大。根據相對運動逆向起飛的風速可以看作風速和飛機飛行速度之和,逆風起飛,風速大,升力大,所以逆風起飛更好。
(3)飛機在水平勻速直線飛行時,升力都等于重力。升力一定,根據“飛機迎角一定時,飛行速度越大升力也越大”可知,飛行時升力一定,速度越大,迎角越小,所以α1>α2。
25. A、B 壓力的作用效果與壓力的大小有關 壓力、受力面積 能 轉換法 見解析 不能
【知識點】探究影響壓力效果因素的實驗裝置和實驗過程、探究液體壓強的實驗裝置和步驟、設計實驗估測大氣壓的值
【詳解】(1)[1][2][3]根據A、B兩幅圖,壓力的大小不同,受力面積相同,故探究的是壓力的作用效果與壓力的大小有關;AB兩圖發現壓力的作用效果與壓力的關系,BC兩圖說明壓力的作用效果與受力面積有關。
(2)[4] A、B、C三個物體對海綿的壓強均為
(3)[5][6][7]改變壓強計在同一液體中的不同深度,就可以探究液體壓強與深度的關系,將壓強計伸入不同液體的同一深度,就可以探究液體壓強與液體密度的關系,故本實驗可以探究液體的壓強跟液體的深度、液體的密度有關;由于液體的密度和深度不同,多個變量影響實驗現象,故采用控制變量法;液面下深度h處的壓強為
(4)[8]大氣壓隨著高度的變化而發生變化,大氣的密度是變化的,故不可以運用計算。
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