初中物理压强和浮力实验题

大威在探究“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 $S_A=S_B<S_C$．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。得到的结论是　      　相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。

（3）大威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　      　（填“大”或“小”）。说明在深度相同时，　       　越大，液体压强越大。

（4）再将探头放入 $B$容器中的某一深度，改变探头的方向，会发现 $U$形管左右两侧液面的高度差不变，由此说明：在同种液体内部的同一深度，向各个方向的压强都　       　。

小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。

（1）小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为 $F_{浮}$，重力是 $G_{萝}$，那么 $F_{浮}$　       　 $G_{萝}$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$” $)$。

（2）小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积 $V$排与小萝卜的体积 $V_{萝}$的关系是 $V_{排}$　     　 $V_{萝}$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$”）。

（3）小明还想测量小萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：

①如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为 $h_0$；

②如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为 $h_1$；

③将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至　     　为止；

④如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为 $h_2$。

（4）水的密度用 ${\rho }_{水}$来表示，请你用 ${\rho }_{水}$、 $h_0$、 $h_1$、 $h_2$写出小萝卜的密度表达式 ${\rho }_{萝}=$　         　。

在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，主要实验步骤如下：

$a$．将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下，按如图甲所示组装器材。

$b$．向空烧杯中缓慢注入清水，直到没过金属体一段距离（烧杯未加满水），如图乙中① $~$⑤所示，待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数 $F_1~F_5$。

$c$．如图乙中⑥所示，再向烧杯中加入适量盐，并轻轻搅拌，直至弹簧测力计示数稳定后读数为 $F_6$。

（1）图乙中　       　（选填① $~$⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。在图⑤中，金属体所受到的浮力 $F_{浮}=$　      　（用测量量的字母来表示）。

（2）图乙中　      　（选填① $~$⑥序号）可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。金属体的体积 $V=$　        　（用已知量 ${\rho }_{水}$、 $g$和测量量的字母来表示）。

（3）因为浮力的大小跟液体的密度有关，可知图⑤、⑥中， $F_5$　     　 $F_6$（选填“ $>$、 $=$、 $<$”），图⑥中盐水密度： ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　     　（用已知量 ${\rho }_{水}$和测量量的字母来表示）。

小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体排开液体的体积、物体在液体中的深度有关。所用的实验器材有：烧杯、酒精、水、盐水、量程合适的弹簧测力计、细线、底面积相同而体积不同的带钩圆柱。（已知 ${\rho }_{\mathit{酒精}}<{\rho }_{水}<{\rho }_{\mathit{盐水}}$）

（1）在探究“浮力大小与液体密度是否有关”时，小明用弹簧测力计将同一个体积较大的圆柱分别浸没在酒精、水、盐水中的相同深度处，如图所示，则圆柱在水中受到的浮力是　    　 $N$，分析数据得出浮力的大小与液体密度的关系是在其他条件相同时，　          　。

（2）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，小明设计了如下记录实验数据的表格，请将表格中第一行信息补充完整。

实验次数	所用液体	物体在液体中的深度 $h$		圆柱重 $G/N$
1	水	相同	小
2	水		中
3	水		大

（3）实验中用到的科学探究的方法是　     　。

小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体（如图甲所示），当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到浸没在溢水杯内的水中，用小桶收集溢出的水。（g取10N/kg）

（1）圆柱体的质量为　      　kg。

（2）圆柱体浸没在水中时所受浮力为　      　N；圆柱体的密度是　       　kg/m³。

（3）比较　      　两图可知：浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体积有关。

（4）比较c、d两图可知：当物体浸没在同种液体中，所受浮力不随　   　而改变。

（5）小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力F随物体下降高度h变化的图象，那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为　         　N，这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟　            　有关。

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　        　。

如图所示，是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作，请你回答下列问题：（g取10N/kg）

（1）分析图①②③，说明浮力的大小与　            　有关。

（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，可选用　     　图进行操作。

（3）物体A浸没在水中时，受到的浮力是　       　N，物体A的体积是　       　m³。

（4）用图中实验数据计算盐水的密度是　        　kg/m³。

（5）该实验主要运用的科学探究方法是　       　。

下面是珠珠同学测量物体密度的实验

（1）请你将测量合金球密度”的实验过程补充完整。

①把天平放在水平台上，游码放在标尺左端的　     　处，再将平衡螺母向左调节可使天平平衡，说明游码刚归零时，指针静止时指在分度盘中线的　   　（填“左”或“右”）侧

②如图甲用天平测出合金球的质量为　     　g。

③珠珠将合金球放入装有40mL水的量筒中，水面上升到图乙所示的位置，由以上数据可知，该合金球的密度为　            　kg/m³。

（2）实验后，珠珠又邀请爽爽一起测量台球的密度（已知ρ_台球＞ρ_水），天平被其他小组借走了，台球又放不进量筒中，于是他们找到如图丙所示盛有水的玻璃容器，并借助保鲜盒、细线和记号笔，设计了如下实验步骤

①将空保鲜盒放在容器中，使其竖直漂浮在水面上，标记出水面的位置；

②将台球放入保鲜盒中，使其竖直漂浮在水面上，标记出水面的位置；

③用细线拴住台球，将台球浸没在水中（保鲜盒仍然漂浮），标记出水面的位置；图中A、B、C是爽爽标记的水面位置，其中　    　点是步骤②的标记点；

④将保鲜盒和台球取出，向玻璃容器中加水至标记点C；

⑤打开阀门向量筒中放水，待水面下降到B点时，读出量筒中水的体积V₁，继续向这个量筒中放水，待水面下降到A点时，再次读出量筒中水的体积V₂；

⑥台球的密度ρ_台球＝         　（用字母表示，已知水的密度为ρ_水）。

小玉利用饮料瓶上自带的小杯子探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”和“压力作用效果与哪些因素有关”。

（1）如图甲，把50g的砝码放入小杯子中，用弹簧测力计在毛巾表面向右匀速拉动小杯子，则滑动摩擦力的大小为　    　N。

（2）如图乙，把50g的砝码换成100g的砝码重复实验。比较甲、乙两图，可得结论：接触面粗糙程度相同时，　    　越大，滑动摩擦力越大。实验中如果用更大的水平拉力拉动小杯子，滑动摩擦力将　    　（填“变大”“变小”或“不变”）

（3）如图丙、丁，将小杯子正放和倒放在海绵上，分别放上质量为100g的砝码。实验中是通过　           　来反映压力的作用效果。通过对比实验现象，可得结论：压力一定时，　        　越小，压力的作用效果越明显。

（4）比较乙、丙两图，小杯子静止时，小杯子对两个受压面的压强　    　（填“相同”或“不同”）。

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？

如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的实验。

（1）比较　             　（填序号），可知浮力的大小与排开液体的体积有关。

（2）分析①③④三次实验的数据，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度　 　（填“有”或“无“）关。

（3）通过比较①②⑤三次实验的数据，　     　（填“能”或“不能”）得出浮力大小与液体密度有关。

（4）请你根据实验数据，设计一个表格，表格中包括：物体的重力、液体的种类、物体浸没在液体中弹簧测力计的拉力、物体浸没在液体中受到的浮力，共4项内容。（要求完成表格数据的填写）

（5）由实验数据可知，此次实验中盐水的密度为　       　kg/m³．（已知水的密度ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

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）

小明和小红利用天平和量筒测量花生油的密度。

（1）图甲是小明调节天平平衡时的情景，请你指出错误之处是　                                                           　。

（2）纠正错误后，按如下步骤进行实验：

①用天平测得烧杯的质量为50g。

②将适量花生油倒入量筒中，如图乙所示，则量筒中花生油的体积为　      　cm³；将量筒中的花生油全部倒入烧杯，用天平测出烧杯和花生油的总质量。天平平衡时，右盘里砝码总质量和游码在标尺上的位置如图丙所示，则烧杯中花生油的质量为　    　g，花生油的密度为　                   　kg/m³；

③用这种方法测得的花生油的密度比真实值　     　（选填“偏大”或“偏小”）。

（3）小红按图丁所示方法，也测出了花生油的密度。

①向水槽内注入适量的水，将玻璃管扎有橡皮薄膜的一端逐渐插入水中某一位置；

②再向玻璃管内注人适量的花生油，直到薄膜与玻璃管下端管门相平；

③用刻度尺分别测出水面到薄膜的深度h₁和油面到薄膜的深度h₂，

④花生油的密度表达式ρ_花生油＝　      　（已知水的密度ρ_水）

⑤实验时小红发现将玻璃管逐所插入水中的过程中，模皮膜的凹陷程度逐渐增大，说明液体内部压强随深度增加而　     　。

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）。

一场大雪后，博远同学发现人们在雪地上留下的脚印有深有浅，对此产生疑问：压力的作用效果与哪些因素有关呢？他做出如下猜想：

猜想一：可能与压力大小有关：

猜想二：可能与受力面积的大小有关。

为了验证自己的猜想，博远用两个相同的平底矿泉水瓶和刻度尺，在比较松软的雪地上进行系列操作，将实验情况记录在下表中。

实验序号	水瓶放置方式	装水情况	雪中压痕深度/cm
1	正放	满瓶水	1.5
2	倒放	满瓶水	2.5
3	正放	半瓶水	0.5

（1）为了验证猜想一，应选择　      　（填实验序号）两次实验进行分析，可得出结论：　            　一定，　       　越大，压力的作用效果越明显。

（2）选择2、3两次实验来验证猜想二是否正确，合理吗？答：　    　，理由是　                            　。

（3）若两个猜想都正确，铁轨要铺在枕木上的道理，可以用猜想　    　（填“一”或“二”） 的结论来解释。