初中物理压强和浮力实验题

如图所示，关于“自来水笔写字，墨水沿笔尖缓缓流出来的原因是什么？”小红认为是因为“大气压的作用”，可小明认为是因为“墨水重力“的作用．请你设计实验验证他们的观点是否正确，写出你的做法、依据的现象及对应的结论．
（1）验证“墨水缓缓流出来与大气压是否有关”．
（2）验证“墨水缓缓流出来与墨水的重力是否有关”．

某小组同学通过实验研究圆柱体浸入液体的过程中测力计示数的变化情况。如图所示，他们将高H位0.10米的圆柱体A挂在测力计下，逐步改变其下表面到液面的距离h，读出相应的测力计示数F，将h和F记录在表一中。然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中。为进一步研究F和h的关系，他们计算了相邻两次实验中h及F的变化量和，并将结果分别记录在表一和表二的后两列中。（已知）


① 实验序号2和13所空缺的数据分别为 （10） 、 （11） 。
② 分析比较实验序号4、5、6、7与8或14、15、16、17与18等数据中F与h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：在圆柱体浸入同种液体的过程中，    （12）        。
③ 请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论。
（a）分析比较实验序号3~8或13~18中与的数据及相关条件，可得出的初步结论是：                            （13）                                 。
（b）分析比较实验序号3~8和13~18中与的数据及相关条件，可得出的初步结论是：                            （14）                                 。
④ 他们继续分析实验序号9和10或19和20的数据及相关条件，发现圆柱体浸入液体后，当h满足一定条件时，F不再随h而变化。         
为进一步研究h所满足的条件，需添加的器材为  （15） （选填“甲”、“乙”或“丙”）。

器材：圆柱体甲  高H=0.10米；
圆柱体乙  高H=0.20米；
圆柱体丙  高H=0.10米。
请在表三的第二列填入拟进行实验的数据，以达到研究h所满足条件的目的。   

在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积．他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积．实验数据记录在下表中．

液体种类	实验序号	物体重力 G物（N）	弹簧测力计示数F（N）	物体受到浮力F浮（N）	排开液体体积V排（cm^3）
水 ρ水=1.0g/cm^3	1	2	1.5		50
2	1.0	1.0	100
3	0.5	1.5	150
酒精 ρ酒精=0.8g/cm^3	4	2	1.6	0.4	50
5	1.2	0.8	100
6	0.8	1.2	150

（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为　　N，第一次实验中物体所受的浮力F_浮=　　N．
（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越　　，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号　　可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大．
（3）请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G_排=　　N．通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证　　原理．
（4）本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了　　（选填字母序号）．
A．寻找普遍规律
B．取平均值减小误差
（5）实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越　　．于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲所示；当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm³的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的　　N处对应标上0.8g/cm³字样，聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤．

小科发现校门口有一块稍有破损的圆形窖井盖，他捡起一小块碎片加以研究．
（1）小科想知道这块窖井盖是由什么材料制成的，通过网上查找资料，他首先了解到某厂生产的不同窖井盖材料的密度（见表一）；
表一

窖井盖材料	复合树脂	球墨铸铁	玻璃钢
密度（Kg/m^3）	1.7×10^3	7.3×10^3	2.1×10^3

然后用天平测量碎片的质量，天平平衡时，右盘中的砝码质量、游码在标尺上的位置如图所示；用量筒测量碎片的体积，读数时视线应与　　相平．通过计算小科得出窖井盖的密度为　　千克/米³，由此他知道了该窖井盖的制作材料．
（2）窖井盖为什么会破损？小科猜想可能是由学校的校车压损的．
小科测得窖井盖的直径为70厘米，再次通过查找资料发现这种窖井盖由于厚度不同，承载能力也不同（见表二）；
表二

厚度（mm）	30	50	70
承载能力（KN）	20	100	400

小科测出窖井盖的厚度为50毫米，并了解到校车的质量为12吨．若只从窖井盖的承载能力判断．小科猜想是否正确　　．
小科对于窖井盖的研究还在继续…

用同一支压强计探究液体内部压强如图所示．请仔细观察图，并回答下列问题：
（1）两次测得的压强中        （选填：“甲”或“乙”）次测得的压强大；
（2）两烧杯中分别装的是盐水和水，根据实验现象，可以确定      （选填A或B）杯中装的水；
（3）分析比较两本次实验，可以得出的结论：       ．
 

小梅把同一支压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中的同一深度，压强计两管中的液面高度差如图所示。比较两种液体的密度可知r_甲______r_乙。（选填：“大于”、“等于”、“小于”）

小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图（1）所示。

(1)实验中小明是通过观察            来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是           。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图　 　所示实验。
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图（2）所示。他发现
它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力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                    。

在探究“压力作用的效果与哪些因素有关”的活动中，同学们首先进行了热烈讨论和大胆猜想，接着设计了多种验证方案。

然后，李亚同学按图甲所示进行操作，她觉得左拇指受压的感觉比右拇指要强得多；并且越用力，受压感觉越明显。徐真同学的实验如图乙所示，他观察到与手掌接触部分气球的形变较小，而用手指顶着的那部分气球形变明显；且手指用力越大，形变越明显。实验完毕，同学们互相进行了交流，并得出结论：
(1)当压力相同时，          ，压力作用的效果越明显。
(2)当受力面积相同时，            ，压力作用的效果越明显。
(3)王峰同学在生活中还发现，当手指被质量较大的石块压住时会很疼，而被质量小的木块压住一点感觉也没有，于是他提出：压力的作用效果可能与质量的大小有关。你认为王峰的猜想合理吗？____________（选填“合理”或“不合理”），理由是________________________________。

小可在学习了阿基米德原理后想到“物体受到浮力的大小只跟物体排开液体的重力大小有关吗？”他猜想“物体受到浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关．”为了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验．

（1）铁块浸没在水中时所受的浮力为____________N．
（2）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小可应该选取图18中的_____________等步骤（填字母符号）进行对比．小可已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力________（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块受到的浮力．由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度____________（选填“有关”或“无关”）．
（1）小可根据图18中A、C、D三步进行对比分析，发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体受到的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论．小可的结论是_____________（选填“正确”或“错误”），其原因是___________________________________________________．
（2）本实验采用的物理方法是（      ）
A．理想实验法       B．模型法     C．控制变量法     D．类比法

小明利用生活中常见的材料做了一个小实验．如图所示，将饮料瓶中装满水后拧紧瓶盖，在侧壁开了一个小孔A，发现水并不流出，这是因为受到        的作用；在A孔下方开一个相同大小的小孔B，将瓶盖拧开，发现从B孔喷出的水较远，这是因为                                 ．

当老师介绍了液体压强，特别是演示了“帕斯卡裂桶实验”后，更激发了小明“探究影响液体压强大小因素”的兴趣．他们设计了如图17所示的实验探究方案，图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同．实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h₄＞h₁＝h₂＞h₃．

实验中液体内部压强的大小通过                反应出来．
实验中液体内部压强最小的是_________图．
比较图a和图d可以得出的结论是：                   ．

利用身边的器材可以做很多小实验来验证我们所学的物理知识。小明同学利用气球做了以下几个小实验：

(1)图甲所示，用手指压气球，气球的变化说明力可以使物体发生          ；
(2)图乙中两只气球自由悬挂在空中，用粗吸管对准A点沿垂直于纸面方向用力吹气，可观察到两气球       (选填“分开”或“合拢”)，这是因为气体流速越大，压强越    ；
(3)图乙中，若用毛皮摩擦过的橡胶棒从A点靠近气球，可观察到两气球      (选填“分开”或“合拢”)，这是因为带电体能够              。

王浩跟同学们一起探究“一定质量的气体，在温度不变时，其压强跟体积的关系”，实验装置如图甲所示（固定的铁架台未画出）．用一支容量为2.5mL的针筒，先将活塞的下底面拉到刚好对准2.5mL的刻度线，用橡皮泥封住针口，然后在活塞上加砝码．他们测出筒上全部刻度的长度为5cm．活塞的质量和活塞与筒壁的摩擦不计，托盘的质量为15g．测量数据如下表：（外界大气压为1×10⁵Pa，g=10N/kg）

实验序号	砝码和托盘质量m/g	筒内气体体积V/cm^3	筒内气压P/×10^5Pa
1	0	2.5	1
2	45	2.3	1.09
3
4	195	1.8	1.39
5	335	1.5	1.67
6	540	1.2	2.08
7	750	1.0	2.5

⑴ 他们测得的活塞的横截面积为     m²．
⑵ 第三次实验时，所加砝码和活塞的位置如图甲所示，请在表内空格填上数据，并写出筒内气压的计算过程．
⑶ 根据实验数据，请在图乙画出气压随体积变化的图像．
⑷ 根据图像可知，气体压强跟体积的关系是：一定质量的气体，在温度不变时，     ．

小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图（1）所示。

(1)实验中小明是通过观察            来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是           。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图　 　所示实验。
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图（2）所示。他发现
它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力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                    。

实验桌上有如下器材：如图所示的金属圆柱体（底面积为S，侧面带有间距均为2cm的刻线），已调零的弹簧测力计、足够深的水槽、足量的水。请你利用上述器材设计一个实验证明：“水内部的压强跟水的深度成正比

要求：（1）请写出实验步骤。（2）画出实验数据记录表。

某实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤
如下：
（1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是_____________________。
（2）如图甲所示，用细绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为30N。[
（3）如图乙所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为_______，计算出活塞的横截面积。
（4）计算得到大气压强的数值为_________Pa
（5）同学们发现实验误差较大，请分析该实验过程中导致误差的因素有（请写出一条）：
________________________________________________________。