初中物理压强和浮力实验题

如图所示小刚为了探究：压强可能与受力面积和压力的大小有关．小刚找到了下面的器材：规格相同的两块海绵、三本字典．设计了下面的实验：图a海绵平放在桌面上；图b海绵上平放一本字典；图c海绵上叠放两本字典；图d海绵上立放一本字典；图e一本字典平放在桌面上．

⑴通过实验图a、图b，可以得出：力使物体发生      ，小刚根据      的现象来比较压强的．
⑵通过实验图b、图c，可以得出：在          一定时，          越大，压强越大．
⑶通过观察图      、图      后得出：在压力一定时，受力面积越小，压强越大．
⑷设图b中字典对海绵的压强是p_b，图e中字典对桌面的压强是p_e，比较p_b      p_e．

在探究"浮力的大小跟液体的密度是否有关"的实验中，小明找来烧杯，清水、盐水细线、弹簧测力计和小石块。实验步骤如下；

（1）用弹簧测力计测出小石块在空气中重为 $G$ ；

（2）把小石块浸没在清水中，读出弹簧测力计的示数为 $F_1$ ，则小石块受到的浮力 $F_{浮}=$ 　　；

（3）把小石块浸没在 　　中，读出弹簧测力计的示数 $F_2$ ，求出小石块此时受到的浮力 $F{\text{'}}_{浮}$ ；

（4）若 $F_{浮}$ 　　 $F{\text{'}}_{浮}$ （选填"等于"或"不等于" $)$ ，说明浮力的大小跟液体的密度有关。

小希外出游玩时捡到一块漂亮的鹅卵石，他想测出这块鹅卵石的密度。他在家中准备了刻度尺、口大底小的塑料碗、圆柱形玻璃水盆和适量的水。利用这些物品进行实验并记录了下面的实验步骤，但步骤不完整。请你帮助小希把实验步骤补充完整。

⑴在水盆内放入适量水，再将塑料碗轻轻放入水中漂浮，如图甲所示。用刻度尺测出此时水盆内水的深度为h₁，记入表格。
⑵将鹅卵石放在塑料碗中，装有鹅卵石的塑料碗仍在水中漂浮，如图乙所示。用刻度尺测出此时水盆内水的深度为h₂，记入表格。
⑶将塑料碗中的鹅卵石放入水盆中，如图丙所示，___                      _____。
⑷已知水的密度为ρ_水，利用上述测量的物理量和已知条件，写出鹅卵石密度的表达
式为ρ_石＝＝________。

图中是一辆满载防疫物资的货车，货车满载时，车轮与水平地面接触的总面积为 $1m^2$，对地面的压强为 $5\times {10}^5\mathit{Pa}$．货车到送货地点要经过一座路面平直的桥梁，这座桥限重 $55t$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，柴油的热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（1）请通过计算货车满载时车和货物的总质量，判断货车是否允许通过这座桥。

（2）货车以 $20m/s$的速度在平直公路行驶，发动机的输出功率为 $200\mathit{kW}$，求货车受到的阻力。

（3）若货车发动机的效率为 $40\%$，以 $20m/s$的速度在该平直公路上行驶 $17.2\mathit{km}$，消耗柴油的质量是多少？

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）	推开液体体积 V降（cm^3）
水 ρ=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：                  
(3)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。
(4)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。

小明手上有一块橡皮泥，他想测出橡皮泥的密度。小明利用一个量筒、适量的水和细线设计了一个橡皮泥密度的方案，以下是他设计的部分实验步骤，请你按照小明的思路，将实验步骤补全（已知橡皮泥的密度大于水的密度）。
（1）将适量的水倒入量筒中，读出水面所对量筒的示数V₁；
（2）将橡皮泥浸没量筒中，读出水面所对量筒的示数V₂；
（3）____________________，读出水面所对量筒的示数V₃。
已知水的密度为ρ_水，利用上述测出的物理量和已知量写出橡皮泥密度的表达式：
ρ泥=__________。

某学校研学团队来到“海上碑”研学基地开展活动，配备以下物品：弹簧测力计、几瓶纯净水、保温瓶自备热水、细线、小刀、锤子等。已知 $g=10N/\mathit{kg}$，常温时 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．他们采集了一小块岩石样本，进行如下探究：

（1）用细线系住小石块悬挂在弹簧测力计下，静止时示数如图，为　         　 $N$。

（2）把纯净水瓶切掉上半部分，把小石块慢慢浸没在水中，未碰触瓶底，弹簧测力计的示数为 $0.7N$．则小石块受到的浮力　      　 $N$．可得小石块的体积　       　 $c{m}^3$。

（3）计算得出小石块的密度为 ${\rho }_{石}=$　      　 $\mathit{kg}/m^3$。

（4）已知海水的密度为 $1.03\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，若把石块浸没在海水中，弹簧测力计的示数　       　 $0.7N$（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）测量过程中，如果利用的是保温杯中的热水，计算时仍取 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，测得小石块密度与真实值相比应　          　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。

杨林他们实验小组在探究“浮力大小等于什么”的实验中，利用器材进行了如图的实验，并将实验数据填入下表。

实验次数	物重 $G/N$	空桶重 $G_0/N$	拉力 $F_{拉}/N$	桶与水重 $G_1/N$	浮力 $F_{浮}/N$	排开水重 $G_{排}/N$
1	0.6	0.1	0.3	0.3	0.3	0.2
2	1.1	0.1	0.6	0.6	0.5	0.5
3	3.0	0.1	2.0	1.1		1.0

（1）将表格中第三行的数据补充完整。

（2）在进行数据分析时发现，第一组数据明显与其他组数据反映的规律不符。为了得出结论，他将第一组数据中的桶与水重 $G_1$改为 $0.4N$，排开的水重 $G_{排}$改为 $0.3N$．请你评价他的这种做法：　           　。针对此实验数据，你的做法是　          　。

完成上述实验后，该组同学还想知道物体受到的浮力与液体密度是否有关，利用上面的器材，设计了如下实验，对其中一个物体在水中和盐水中所受浮力进行探究：

①测出物体在空气中的重力 $G$；

②将物体浸没在水中某一深度，读出弹簧测力计示数 $F_1$；

③将该物体浸没在盐水中同一深度，再次读出弹簧测力计示数 $F_2$；

如果 $F_1=F_2$，则说明物体受到的浮力大小与液体密度　            　；

如果 $F_1\ne F_2$，则说明物体受到的浮力大小与液体密度　            　，写出盐水密度的表达式 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　          　。（ ${\rho }_{水}$已知）

（2014中考真题）江涛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酒精)，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．图表示探究过程及相关数据．

（1）分析图B、C、D，说明浮力大小跟物体                有关；
（2）分析图                ，说明浮力大小跟液体密度有关；
（3）金属块浸没在酒精中所受的浮力是                 N．

某同学用弹簧测力计提着实心圆柱体浸入两种不同液体中，在这过程中，研究弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面离液面的距离h的关系，如图所示。实验过程中记录的实验数据如下表所示。 (已知圆柱体密度大于液体密度，且液体甲的密度ρ_甲大于液体乙的密度ρ_乙，容器足够深，液体不溢出。)

表：

液体甲 （密度ρ甲）	实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8
	距离h（厘米）	0	2	4	6	8	10	12	14
	测力计的示数F（牛）	9	7.8	6.6	5.4	4.2	3	1.8	1.8
液体乙 （密度ρ乙）	实验序号	9	10	11	12	13	14	15	16
	距离h（厘米）	0	2	4	6	8	10	12	14
	测力计的示数F（牛）	9	8	7	6	5	4	3	3

根据题意和表中记录的实验数据，可以得出：
①圆柱体的重力为          牛。
②分析实验序号2、3、4、5、6（或10、11、12、13、14），测力计的示数F与距离h的关系，可以初步得出：                                 ；进一步分析测力计示数F的变化⊿F与距离h的变化⊿h的关系，⊿F与⊿h的关系是                              。
③分析实验序号7、8（或15、16），可以初步得出，当物体浸没在液体中后，增大距离h，测力计的示数F大小        （选填“增大”或“不变”或“减小”）。
④分析实验序号2与10（或3与11，或4与12，或5与13，或6与14）可以初步得出：同一圆柱体浸入不同液体中，当距离h相同时，弹簧测力计的示数F与         有关。

为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况，某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示，他们设法使圆柱体A逐步浸入水中，测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p，接着仅换用圆柱体B重新实验，并将全部实验数据记录在表一中（实验中容器内水均未溢出）。

表一：

圆柱体	实验序号	h（米）	p（帕）	圆柱体	实验序号	h（米）	p（帕）
A H为0.4米 S为0.03米 ^2	1	0	7000	B H为0.3米 S为0.05米 ^2	7	0	7000
	2	0.10	7200		8	0.12	7400
	3	0.20	7400		9	0.18	7600
	4	0.40	7800		10	0.24	7800
	5	0.50	7800		11	0.30	8000
	6	0.60	7800		12	0.40	8000

①分析比较实验序号 　　数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸入水的过程中，当h＜H时，p随h的增大而增大。

②分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸入水的过程中， 　　。

③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件，发现两圆柱体浸入水的过程中，存在h不同而p相同的现象。若用圆柱体A、B进一步实验，请在表二中填入拟进行实验的数据，使每一组实验中水对容器底部的压强p相同。

表二

实验组号	h A（米）	h B（米）
第Ⅰ组	0.10
第Ⅱ组		0.18

小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验．请你根据小明的实验探究回答下列问题．

（1）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与液体__    ___的关系；根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为         N．
（2）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关．对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而___________，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度________。（选填“有关”或“无关”）
（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为_____ kg/m．

为了探究浮力的大小与哪些因素有关，小美同学提出了一些猜想与假设，并进行了一些相关实验。

（1）下列A、B、C、D是小美提出的四个猜想，题中已经写出两个，请写出另外两个。
猜想A：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关；
猜想B：浮力可能与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想C：浮力可能与液体的__________________有关；
猜想D：浮力可能与物体的__________________有关。
（2）物体在液体中所受浮力可用弹簧测力计测出。小美运用这一知识设计了如图所示的三个实验。回答下列问题：
实验一是想验证浮力的大小与_____________________________的关系；
实验二是想验证浮力的大小与___________________________________的关系；
实验三是想验证浮力的大小与___________________________________的关系；
（3）通过对上述三个实验的分析、归纳，你能得出的实验结论是：
物体在液体中所受浮力的大小跟_________和__________有关，跟物体________无关。

为何漂浮在水面上的竹筷一般都是横躺着而不是竖直的？这一现象引起了小科的思考。

【思考】漂浮在水面上的竹筷只受到重力和浮力的作用，因为它们是一对　　力，所以竹筷应该能够竖直地静止在水面上，但事实并不如此。

【实验】小科以内含金属块的中空细塑料管模拟竹筷进行实验探究。如图所示，把一个质量适当的金属块，固定在一根底端封闭的中空细塑料管内的不同位置后，分别轻轻地竖直放在水和浓盐水中，观察它是否始终保持竖直。观察到的实验现象如表：

	$a$	$b$	$c$	$d$
水	不能	不能	能	能
浓盐水	不能	不能	不能	能

【分析】（1）把金属块和塑料管视为一个物体，金属块位置的改变，会改变物体的　　位置。相同条件下，这一位置越低，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

（2）分析金属块固定在 $c$点时，细管放入水和浓盐水中时的实验现象可知，相同条件下，浮力作用点的位置相对细管底端越　　（填“高”或“低” $)$，细管在液体中能竖直漂浮的可能性越大。

其实，上述实验现象还需要用杠杆、能的转化等知识来解释，有待于继续研究 $\dots$

在鄂尔多斯车友会举办活动中，张明的自行车停放在烈日下，车胎自己爆裂的事故，他分析后猜想：一定质量的气体，在体积不变时，气体压强与温度有关。根据猜想，他做了如图所示的探究实验：将烧瓶的一端连接在压强计上，用压强计中的水银柱在烧瓶中密闭一定质量的空气。将烧瓶放入水中，给水槽中的水加热，水温上升。每隔一段时间同时用温度计和压强计测量水的温度值（即为瓶中密闭气体的温度值）及密闭空气此时的压强值。在每次测量时都使压强计左侧水银液面保持在图中 $A$点的位置不变，各次测量实验数据记录如下：

气体的温度 ${(}^{°}\text{C})$	20	30	40	50	$\dots$
气体的压强 $\left(\mathit{Pa}\right)$	$1.0\times {10}^5$	$1.03\times {10}^5$	$1.05\times {10}^5$	$1.10\times {10}^5$

（1）实验过程中，瓶中密闭气体的温度是通过测量　        　的温度得到的。

（2）分析上表中实验数据可知，一定量的气体，在　        　保持不变时，　      　。

（3）在炎热的夏天，载重汽车在盘山公路下坡行驶时，要不断往车上喷水，主要是通过水的汽化吸热使轮胎内气体的　      　来减小轮胎内气体的压强，防止爆胎。