为研究液体内部压强特点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强:将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的 有关;
(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,说明倒入液体的密度 (选填“大于“、“等于”或“小于”)水的密度。
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色通明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有 。
(4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管里的液面相平,此时塑料瓶与胶管构成一个 。
现有两个品种相同的实心西瓜,形状不同,在没有直接测量质量和重力工具的情况下,要判断哪个更重,在以下三种方案中
方案一:将西瓜分别装入相同的网,分别挂在已调节好的等臂杠杆的两端,观察杠杆的倾斜情况;
方案二:将西瓜分别装入相同的网,分别系在一条跨过定滑轮的绳子两端,向上提滑轮,观察哪个先离开地面;
方案三:把两个西瓜放在质地均匀的同一块海绵上,观察海绵形变的大小。
你认为方案 不可行,原因是 。
现代人的生活节奏越来越快,常用电压力锅煮食物,又快又省电,如图是电压力锅和它的工作电路图。其正常工作时电压为U=220V,加热时只有R1工作,保温时只有R2工作。保温时的额定功率为40W,R1=48.4Ω,S1为压力开关,当压强达到设定值时S1会自动断开S2为限时开关,可以设定保温时间。(当S1闭合时,S2断开。当S1断开后,S2可限时闭合或断开)求:
(1)当锅内气压为150kPa时,锅内气体对锅盖(假设受力面积为400cm2)的压力。
(2)保温电阻R2的阻值。
(3)现用电压力锅煮食物,锅内的水和食物总质量是1.5kg,初温是30℃,加热到110℃时食物煮好,所用时间是5min,已知水和食物混合物的比热容c=2.0×103J/(kg•℃),则此次电压力锅煮食物的效率是多少?
小冬学习了“认识浮力”后,爱动脑筋的小冬提出了问题:浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢?经过思考,他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材,设计并进行了如图探究实验。
(1)金属块在图 中受到的浮力为 。
(2)分析 、 两图知道:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸入水的深度 (选填“有关”或“无关” 。因为此时金属块浸入水的 没有发生变化。
(3)小冬 (选填“能”或“不能” 利用图 和 探究浮力的大小与液体密度有关,理由是 。
(4)综合上述实验得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与 和 有关。
(5)根据收集到的实验数据,小冬还计算出了金属块的密度为 . 。
小晴在沙滩上捡到一小块鹅卵石,想用学过的浮力知识测量它的密度,于是把它拿到了实验室。
(1)她设计了用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下:
a.用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下,测出鹅卵石的重力,记为G。
b.在烧杯内装入适量水,并用弹簧测力计提着鹅卵石,使它浸没在水中,记下弹簧测力计的示数F。
c.鹅卵石密度的表达式为ρ石= (用G、F和ρ水表示)。
(2)在用弹簧测力计测量鹅卵石的重力时,出现了如图甲所示的现象,使得她放弃了这个方案,她放弃的理由是 。
(3)她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案,并进行了测量。
a.将天平放在水平台上,把游码放到标尺 处,当指针静止时如图乙所示,此时应将平衡螺母向 (选填“左”或右”)调节,直到横梁平衡。
b.用天平测量鹅卵石的质量,天平平衡时,砝码质量和游码位置如图丙所示,则鹅卵石的质量为 g。
c.在烧杯内装入适量的水,用天平测量烧杯和水的总质量为60g。
d.如图丁所示,使烧杯仍在天平左盘,用细线系着鹅卵石,并使其悬在烧杯里的水中,当天平平衡时,天平的示数为68.8g。则鹅卵石的体积为 cm3,鹅卵石的密度为 g/cm3.(结果保留一位小数,ρ水=10×103kg/m3)
小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体
的重力的关系。
(1)部分实验操作步骤如图所示,遗漏的主要步骤是 ,若将遗漏的步骤标注为 ,最合理的实验步骤顺序是 (用实验步骤对应的字母表示)。
(2)小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是
,排开液体的重力是 .小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是 ,接下来的实验操作应该是 。
实验步骤 |
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弹簧测力计示数 |
1.6 |
1.8 |
0.5 |
0.3 |
(3)实验结束后,小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取 相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
小明同学从家里带了两块积木,到学校实验室测其密度。
(1)将天平放在水平台上,游码调到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘中线的右侧,应向 (填“左”或“右”)调节平衡螺母,直至横梁平衡。
(2)用天平测一块积木的质量,天平平衡时如图甲所示,积木质量为 g。
(3)量筒中装适量水如图乙所示,将积木压没在量筒的水中,液面与40mL刻度线相平,则积木体积为 cm3,积木密度为 kg/m3。
(4)如果考虑到积木吸水,用以上方法测得积木密度值偏 (填“大”或“小”)。
(5)小军同学用不同的方法测出了另一块积木的密度,请帮助他把实验步骤补充完整。
①用天平测出积木的质量为m;
②把一块石块系在积木下,用测力计吊着积木和石块, ,静止时读出测力计的示数为F1;
③把挂在测力计下的积木和石块浸没在水中(如图丙),静止时读出测力计的示数为F2;
④积木密度表达式:ρ积木= (水的密度已知,用ρ水表示,不考虑积木吸水)。
小明同学在探究浮力的实验中:
(1)如图甲,把半径为 、密度均匀的实心小球 用细线挂在弹簧测力计上,测得其重力为 ,他用手竖直向上轻轻托起小球,弹簧测力计示数将变 。
(2)他又将小球 缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向 ,当小球顶部距水面 时,弹簧测力计示数为 ,如图乙,小球受到的浮力大小是 。
(3)为进一步研究浮力产生的原因,小明自制了薄壁实验箱,左右分别是柱形箱 和 , 箱下部有一圆孔与 箱相通,他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体 放在圆孔上紧密接触,并向 箱中加入适量的水使 浸没且沉在箱底,如图丙。现往 箱加水至与 下表面相平时, 下表面橡皮膜 (选填“受到”或“不受” 水的压力作用;继续向 箱中加水至 上下表面橡皮膜形变程度相同时,则 上下表面受到水的压力 (选填“相等”或“不相等” ;再向 箱中加一定量的水, 上下表面形变程度如图丁,则下表面受到水的压力 (选填“大于”“小于”或“等于” 上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
(4)同组小斌同学根据第(2)小题中小球受到的浮力大小和第(3)小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球 受到水对它向下的压力是 .(圆面积公式 ,取
2020年11月10日,"奋斗者"号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了 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。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是 形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填"薄"或"厚" 一些的较好,从结构来看,压强计 (选填"是"或"不是" 连通器。
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填"有关"或"无关" 。
(3)根据液体内部压强的规律可知,"奋斗者"号深潜到 时每平方米的舱体受到的海水压力为 (取 ,相当于质量为 的物体受到的重力。
(4)若图丁的实验中 形管左右两侧水面的高度差为 ,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为 ;在图乙的实验中,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),橡皮膜受到的液体压强将 (选填"变大""变小"或"无法判断" 。
如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水,甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同,丙与丁相同。
(1)为使实验现象更明显,压强计 形管中的液体最好用 (选填"水"或"水银" ;
(2)要探究液体压强与深度的关系,应选 两图;
(3)四个烧杯中,盐水密度最大的是 图。
在"探究影响浮力大小的因素"实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象: 。
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为 N。
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 (选填"有关"或"无关");分析 三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力 (选填"越大"或"越小")。
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为 kg/m 3。(已知ρ 水=1.0×10 3kg/m 3,g取10N/kg)
如图是“利用杠杆测量石块密度”的实验。
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于 (选填“平衡”或“不平衡”)状态;要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,这样做的目的是 ,并消除杠杆自重对实验的影响。
(2)在溢水杯中装满水,如图乙所示,将石块缓慢浸没在水中,让溢出的水流入小桶 中,此时小桶 中水的体积 石块的体积。
(3)将石块从溢水杯中取出,擦干后放入另一相同小桶 中,将装有水和石块的 、 两个小桶分别挂在调好的杠杆两端,移动小桶在杠杆上的位置,直到杠杆在水平位置回复平衡,如图丙所示。此时小桶 、 的悬挂点距支点 分别为 和 ,若不考虑小桶重力,则石块密度的测量值为 ;若考虑小桶重力,石块的实际密度将比上述测量值 。
利用容积为 的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是 ;
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为 ;
(4)用刻度尺测出注射器 长度为 ,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积;
(5)则大气压的值为 ;
(6)提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议: 。
如图所示,结合图中的实验情景,按要求回答下列问题:
(1)图甲:空易拉罐浸入水中越深,排开的水越多,手施加的压力越大,这表明:易拉罐所受浮力的大小与 有关。
(2)图乙:滚摆在上、下运动的过程中,其 能与 能相互转化。
(3)图丙:向一杯清水中滴入一滴蓝墨水,很快会把整杯清水染成蓝色,这一现象表明 。
(4)图丁:用此实验装置可研究电阻与导体 的关系。