初中物理压强和浮力实验题

某小组同学研究盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后（液体未溢出），容器对水平桌面的压力增加量ΔF_容和液体对容器底部的压力增加量ΔF_液的大小关系。他们先后将质量m_物和体积V_物不同的物体放入盛有酒精的柱形容器中，并测得ΔF_容和ΔF_液，相关数据见表一、表二。

①分析比较实验序号      中的相关数据及相关条件，可得出的初步结论是：盛有足够
多液体的柱形容器在放入物体前、后（液体未溢出），ΔF_容与V_物无关。
②分析比较表一或表二中m_物和ΔF_容的数据及相关条件，可得出的初步结论是：盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后（液体未溢出），                  。
③进一步分析表一、表二中的数据及相关条件，可得到的合理猜想是：盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后（液体未溢出），当       时，ΔF_容和ΔF_液的大小相等。
请在表三中填入拟进行实验的数据及相关条件，以达到能结合表一、表二验证上述猜想。

小明和小雨通过实验研究将物体放入液体的过程中，容器底部受到液体压力的变化情况。如图所示，他们将重力分别为30牛和40牛的甲、乙两个柱形物体，先后挂在弹簧测力计下，并将其逐渐浸入同一薄壁柱形容器的液体中（液体不溢出）。他们读出测力计示数F，并测得容器底部受到液体压力F_底，然后根据相关物理量计算出物体所受浮力F_浮，将数据记录在表一、表二中。

实验序号	F（N）	F浮（N）	F底（N）
1	20	10	30
2	16	14	34
3	12	18	38
4	8	22	42
5	4	22	42

 

实验序号	F（N）	F浮（N）	F底（N）
6	30	10	30
7	25	15	35
8	18	22	42
9	10	30	50
10	8	30	50

 
①小明分析比较实验序号__________________________后得出结论：不同柱形物体浸入液体中，物体所受浮力相同，容器底部受到液体压力相同。
②小雨分析比较实验序号1、2、3、4或6、7、8、9后得出初步结论：同一柱形物体浸入液体中，______越大，容器底部受到液体压力越大。
③分析实验序号4与5（或9与10）的数据，发现测力计示数F不同时，物体所受浮力F_浮和容器底部受到液体压力F_底均相同，出现这种情况的原因是：__________________________。
④两位同学仔细分析表一（或表二）的数据，并通过一定的计算，可知容器内液体的重力为__________牛
⑤分析实验序号2和7可以得出，容器底部受到液体压力的增加量分别为_____和_____牛。

某校"制作浮力秤"项目研究小组，制成如图所示浮力秤。使用过程中，发现称量范围较小，有待提升改造。

【原理分析】浮力秤是利用物体漂浮时 $F_{浮}=G_{物}$ 的原理工作的；浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关。

【问题提出】浮力大小与液体密度存在怎样的定量关系？

【方案设计】

器材：悬挂式电子秤、金属块 $(4.0N)$ 、大烧杯、水以及各种不同密度的溶液等。

步骤：①将金属块挂在电子秤下，读取电子秤示数并记录；

②将金属块浸没在盛水的烧杯中，读取电子秤示数并记录，然后取出金属块擦干；

③按照步骤②的操作，换用不同密度的溶液，多次重复实验。

【数据处理】

实验编号	1	2	3	4	5	6	7
液体密度     ${\rho }_{液}\left(g/c{m}^3\right)$	$-$	0.8	1.0	1.2	1.4	1.9	2.0
电子秤示数     $F_{拉}\left(N\right)$	4.0	3.6	3.5	3.4	3.3	2.6	3.0
浮力大小     $F_{浮}\left(N\right)$	$-$	0.4	0.5	$x$	0.7	1.4	1.0

【交流分析】

（1）表格中 $x$ 的数据是 　　；

（2）实验过程中，除步骤①外，其余每一次测量，金属块都需要浸没，其目的是 　　；

（3）小组同学对实验数据进行了分析讨论，认为第6次实验数据异常。若电子秤正常工作、电子秤读数和表中数据记录均无误。则造成此次实验数据异常的原因可能是 　　。

【得出结论】 $\dots \dots$

【知识应用】（4）根据以上探究，写出一种增大浮力秤称量范围的方法 　　。

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。

（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，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。

某科学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）如图所示，用细尼龙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29.9N．

（3）如图所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为________cm，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，该实验过程导致误差的因素有（请写出两条）：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________．

“帕斯卡裂桶实验”的演示，激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣．他们设计了如图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．
（1）实验中液体压强的大小变化是通过比较________________的变化来判断的，这种方法通常称为转换法．
（2）由图（a）和图________两次实验数据比较可以得出：液体的压强随深度的增加而增大．
（3）由图（a）和图（d）两次实验数据比较可以得出：________________________．

随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识事关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）普通的小汽车用的是汽油机，图甲所示的是        冲程，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过        的方式减少汽缸内能，用水来冷却汽缸是因为水的      较大。

（2）如图乙是加油站加油机的图片。和大多数物质一样，汽油也有热胀冷缩的性质，随着气温的变化，汽油密度会发生变化，受此因素影响，在每吨汽油价格不变的情况下，每升汽油的价格应相应变化。当气温上升时，有关汽油密度和价格的变化下列说法正确的是（   ）

A．密度变大，价格下调

B．密度变大，价格上调

C．密度变小，价格下调

D．密度变小，价格上调

（3）太阳能汽车利用太阳能来驱动? 真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。某太阳能汽车如图丙，质量为450kg，顶部安装了太阳能电池板。若汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m²，它正对太阳时电池能够产生200V的电压，并对车上的电动机提供10.5A的电流，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×10³W/m²，则电池的输出功率为          W,将太阳能转化为电能的效率为        。

为了探究液体内部压强与哪些因素有关，部分同学提出如下猜想：
猜想1：液体内部的压强可能与液体的深度有关
猜想2：同一深度，方向不同，液体的压强可能不同
猜想3：液体内部的压强，可能与液体的密度有关
为了验证上述猜想1和猜想2，他们用压强计研究水内部的压强，得到的数据如下表：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
深度（cm）	5	5	5	10	10	10	15	15	15
橡皮膜方向	上	下	侧	上	下	侧	上	下	侧
压强计液面高度差（cm）	4.3	4.3	4.3	9.2	9.2	9.2	13.8	13.8	13.8

（1）请你分析实验数据并回答：为了验证猜想1，应选序号为________的实验数据；猜想2的结论是________________________________________．
（2）为了验证猜想3是否正确，在以上实验的基础上，请写出你设计的实验探究方案．

如图所示，为测量某种液体的密度，小华用弹簧测力计、量筒、小石块和细线进行了如下操作：

a、将小石块浸没在待测液体中，记下弹簧测力计示数F₁和量筒中液面对应的刻度V₁；
b、读出量筒中待测液体的体积V₂；
c、将小石块用细线悬吊在弹簧测力计下，记下测力计示数F₂．
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在        ．
（2）为了较准确地测量液体的密度，图中合理的操作顺序应为        （填对应字母代号）．
（3）小石块浸没在待测液体中时，排开液体的重为G=        ．
（4）待测液体的密度可表示为ρ_液=              ．
（5）小华还算出了小石块的密度，其表达式为ρ_石=                ．

如图为小明“探究液体内部压强的特点”的实验过程图：

（1）小明首先用手指按了按探头的橡皮膜，发现U型管内液柱几乎无变化，其原因是　    　，然后小明重新调整好器材，继续实验；
（2）比较图A、图B、图C，得出结论：同种液体，同一深度，　        　；
（3）将图A中的探头逐渐下移，可观观察到U型管内液柱的高度差逐渐变大，得出结论：液体密度一定，　        　；
（4）向图B中的容器内加入一定量的浓盐水，为使探头在液体中的深度与加盐水前的深度相同，应将探头位置　 　（选填“上移”、“下移”或“不变”），并且观察到U型管内液柱的高度差变大，可得出结论：深度相同，液体密度越大，　   　；
（5）小明又想探究一下浮力大小与液体密度的关系，于是他找来了一个木块，分别放入了装有水和装有盐水的容器中，发现两次木块都漂浮在液面上，浮力都等于木块的重力，浮力相等，所以他得出结论：浮力大小与液体密度无关，他得出的结论是否正确？　  　，原因是　        　．

小虎同学利用注射器（标有容积为V）、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值．
（1）实验时，首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，这样做的目的是      ．再用刻度尺测出注射器全部刻度的长为L.
（2）如图所示，水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器的活塞开始滑动时，记下弹簧测力计的示数F，则大气压的值可表示为p=      （用题目中已知量的符号表示）．

（3）实验过程中，若注射器筒内漏进了少量空气．则测得的大气压值会因此而    （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5cm²和2cm²，若弹簧测力计量程为10N，实验时应选用      （选填“甲”或“乙”）注射器，理由是      ．

①用酒精灯给烧瓶里的水加热，水沸腾后移去酒精灯，水立即停止沸腾.接着就将烧瓶倒立安放到如图所示的铁架台上，再用冷水浇，会观察到烧瓶内的水       这个现象说明     .

②如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系、物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示.由图像可知当t=1s时，物体处于  状态；t=3s时，物体受到的摩擦力为  N.

小明在探究“液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：U形管压强计、烧杯、刻度尺，足量的酒精、水和盐水，已知ρ_酒精＜ρ_水＜ρ_盐水。

（1）如图1是U形管压强计。实验前，为了检查探头与U形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U形管两侧液面　                     　。

（2）在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时，记录的部分实验信息如下表：

实验 次数	液体 密度	液体深度 h/cm	U形管两侧液面 的高度差△h/cm	液体压强 的大小
1	相同	3	2.7	a
2		6	5.8	b
3		9	8.9	c

①请将表格中a、b、c三处空缺的信息补充完整：

a、　 　b、　 　c、　   　

②根据表中信息可得出的探究结论是　                                     　。

（3）在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图2所示。三个烧杯中的液面相平，U形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。

小明根据三次实验现象，并结合（2）中②的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程　                                                                     　。

如图1所示，是某学校科技节上展示的两件作品，小明为此作了以下解说：

（1）甲是简易的温度计，它的工作原理是利用　　的性质而制成的。它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的　　有关；所用的测温物质是煤油而不是水，这是因为煤油的　　较小，吸收（或放出）相同的热量时，玻璃管内液柱变化更为明显。

（2）乙是简易的气压计，当外界气压减小时，玻璃管内液柱的液面会　　。

【提出问题】小华发现甲、乙的构造非常相似，提出乙是否也能做温度计使用？

【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中，观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显，这是由于瓶内的　　受热膨胀更显著，故乙也能做温度计使用。

【拓展】查阅相关资料，了解到人们很早就发明了如图2所示的气体温度计，当外界环境气温升高时，该温度计中的管内液面会　　。但由于受外界　　、季节等环境因素变化的影响，所以，这种温度计测量误差较大。

某小组探究"浮力的大小与排开液体所受重力的关系"。

（1）弹簧测力计使用前要先进行 　　。

（2）实验步骤如图1所示，甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为 $F_1$ 、 $F_2$ 、 $F_3$ 、 $F_4$ 。由图甲和丁可知物体受到的浮力 $F_{浮}=$ 　　。

（3）以下选项中若 　　成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。

A．	$A.F_1-F_2=F_3-F_4$
B．	$B.F_1-F_3=F_4-F_2$
C．	$C.F_3-F_2=F_1-F_4$

（4）另一小组利用两个相同的弹簧测力计 $A$ 和 $B$ 、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋（质量忽略不计）对实验进行改进，装置如图2所示。向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到 $A$ 的示数逐渐 　　， $B$ 的示数逐渐 　　，且 $A$ 、 $B$ 示数的变化量 　　（选填"相等"或"不相等" $)$ 。

（5）比较两种实验方案，改进后的优点是 　　（多选）

A．	$A.$ 测力计 $A$ 的示数就是物体所受浮力的大小
B．	$B.$ 实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定
C．	$C.$ 能同步观察测力计 $A$ 、 $B$ 示数的变化