初中物理压强和浮力实验题

如图所示实验器材，请利用其中一种或多种器材，分别完成一个指定实验和另外设计一个力学实验。根据示例的要求，将表格中的空白填写完整

选用的器材
实验内容
操作方法
发生现象
示例：锥子、橡皮泥
探究：压力的作用效果与什么因素有关
分别用锥子的两端用相同的力压橡皮泥
用锥子尖压橡皮泥时，凹陷明显
小石块、一张白纸
探究：物体是否具有惯性
 

在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，某同学猜想：浮力大小可能与液体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体重力的大小有关。
请你设计一个方案，探究浮力的大小与物体的重力大小是否有关？
供选择的器材有：弹簧测力计，两个形状不同的小石块，橡皮泥，体积相同的铜块和铁块各一块，烧杯、水和细线。
（1）你选择的实验器材：________________。
（2）简要说明实验步骤：________________。
（3）说明如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论：__________。

小明家中装修留下了一些大小不一的玻璃板。小明想要测出玻璃板的密度，于是他把一块厚玻璃板用细线系着挂在弹簧测力计下方，测得示数为2.5N，手持弹簧测力计的上端，把玻璃板浸没水里，测得弹簧测力计示数为1.5N，则玻璃板浸没在水中时受到的浮力是          N；玻璃板的密度为               kg/m³。

同学们用完全相同的小桶分别盛满了4种液体，用弹簧测力计称出液体和小桶的总重力，记录的部分数据在下表中．

(1)第四种液体(酱油)和小桶的总重如图所示，请你将它填在上表的空格处．

(2)通过分析比较此表，他们推测在液体密度与弹簧测力计示数之间有一定的规律．
在如图所示的图像中能正确反映这一规律的图像是_______．

(3)若可乐的密度为1.2 g／cm³，试根据表格的数据计算小桶的重力．

小铃为了鉴别一工艺品是否铜做的，做了以下实验：

（a）称出工艺品的质量，如图所示．
（b）A、B两量筒分别装上30mL的水．
（c）把工艺品放入A量筒，如图．
（d）把与工艺品相同质量的实心铜块放入B量筒，如图．
问：
（1）工艺品的质量m＝　　　　　 g．
（2）实心铜块的体积V＝　　　　　　　　 cm³．图27中铜块所受浮力F＝　　　　 N．
（水密度ρ＝1× 10³kg/m³，g＝10N/kg）
（3）由上述实验可知该工艺品的体积比铜块的体积　　　　、密度比铜的密度　　　　．       （选填“大”、“小”）.
（4）小铃根据工艺品的密度与铜的密度不等而得出工艺品不是铜做的结论．此结论是
否可靠？为什么？

实验桌上有如下器材：天平一架、刻度尺一把、足够深的大水槽一个、底面积为S的细长平底试管一支、足量的水与细沙、小汤匙一个。要求从实验桌上选择适当的器材，设计一个实验证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比。” 请写出实验步骤并画出实验数据记录表。

小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。图如表示探究过程及有关数据．

(1) 分析图B、C、D，说明浮力大小跟_______________有关．
(2) 分析图______和图_______，说明浮力大小跟液体密度有关．
(3) 物体完全浸没在煤油中所受的浮力是_______N．

小明同学利用注射器（容积为4.5ml）、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             ，记下弹簧测力计的示数为8.2N。
（3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度     ____cm，计算得到活塞的横截面积为     _______cm ²。
（4）计算得到大气压强的数值为            Pa。
（5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大，有的偏大，有的偏小。
请分析，该实验过程中导致误差的因素有                           (请写出1条)

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。

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

在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中，某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度 $\rho$、高度 $h$、圆柱体底面积 $S$是有关的，但有怎样的关系看法不同，于是，在老师的帮助下，小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验，测出实心圆柱体竖直放置时（如图所示）对水平桌面上海绵的压下深度，实验记录见下表。

序号	物体	底面积 $S/c{m}^2$	高度 $h/\mathit{cm}$	海绵被压下深度 $/\mathit{cm}$
1	合金甲圆柱体 $A$	10	5	0.5
2	合金甲圆柱体 $B$	10	10	1
3	合金甲圆柱体 $C$	20	10	1
4	合金乙圆柱体 $A$	10	5	1.5
5	合金乙圆柱体 $B$	10	10	3
6	合金乙圆柱体 $C$	20	10	3

（1）该小组同学是通过　　来判断压强大小的。

（2）分析实验1、2或4、5可以得出：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的　　有关。

（3）分析　　可以得出，当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。

（4）此探究过程用到的科学探究方法有　　、　　。

（5）实验结束之后，同学们在老师的指导下，以某一合金甲圆柱体为研究对象，推导它对海绵的压强大小的表达式（已知合金的密度为 $\rho$，圆柱体合金的高度为 $h$，底面积为 $S)$。表达式为　　。

（6）上面推导出的表达式　　（选填“能”或“不能” $)$应用于各类固体的压强的计算。

如图甲所示，用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以 $0.05m/s$的速度竖直向上匀速提起，图乙是钢丝绳的拉力 $F$随时间 $t$变化的图象，整个提起过程用时 $100s$，已知河水密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，混凝土的密度为 $2.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，钢铁的密度为 $7.9\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，不计河水的阻力，求：

（1） $0-60s$内混凝土构件在河水里上升的高度；

（2）开始提起 $(t=0)$时混凝土构件上表面受到水的压强（不计大气压）；

（3） $0-60s$内钢丝绳拉力所做的功；

（4）通过计算说明，此构件的组成是纯混凝土，还是混凝土中带有钢铁骨架？