资源描述
部编版八年级物理下册实验题试卷专题练习(word版
1.陈明同学在竖直悬挂的弹簧下加钩码,做“探究弹簧伸长量与拉力的关系”实验。下表是陈明同学收集的实验数据。
拉力/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧总长度/
6.0
7.2
8.4
9.6
10.8
12.0
弹簧伸长量/
0
1.2
2.4
3.6
___________
___________
(1)请你帮助陈明同学完成上表。
(2)根据表中数据,在如图的坐标中描点,并画出弹簧伸长量与拉力的关系图。___________
(3)分析实验数据或从弹簧伸长量与拉力的关系图,你可得到的结论是:___________。
(4)此实验结论在物理测量工具中的应用是___________。
答案:8 6.0 在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比 弹簧测力计
【详解】
(1)[1][2]分析表中所给的数据,可知不挂钩码即弹力为零时,弹簧长度是6.0cm
解析:8 6.0 在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比 弹簧测力计
【详解】
(1)[1][2]分析表中所给的数据,可知不挂钩码即弹力为零时,弹簧长度是6.0cm,拉力逐渐增大,弹簧的总长度也逐渐增大,弹簧的伸长量等于弹簧的总长度减去弹簧的原长,则弹簧的伸长量分别为
L5=L5-L0=10.8cm-6.0cm=4.8cm
L6=L6-L0=12.0cm-6.0cm=6.0cm
(2)[3]根据表中数据描点,在图中的坐标系画出弹簧伸长量与拉力的关系图如下图所示。
(3)[4]分析实验数据或从弹簧伸长量与拉力的关系图可知:弹簧受到的拉力每增加0.5N,弹黄的伸长量也增加1.2cm,所以弹簧的伸长量与弹簧受到的的拉力成正比,故可得到:在弹簧的弹性限度内,弹簧的伸长量与拉力成正比。
(4)[5]此实验结论应用在我们所学过的弹簧测力计这一测量工具中。
2.为了选择合适的弹簧制作弹簧测力计,小杨选了甲、乙两根不同的弹簧进行了测试,记录了表一和表二的数据(表一中缺一数据)。
表一:甲弹簧的实验数据
拉力F(N)
0
1
2
3
4
5
6
弹簧长(cm)
5
7
8
9
10
10.5
表二:乙弹簧的实验数据
拉力F(N)
0
1
2
3
4
5
6
弹簧长(cm)
5
5.5
6
6.5
7
7.5
8
(1)分析表中数据,表一中拉力F=1N时,甲弹簧伸长了________cm;
(2)如果根据两只弹簧的性能,都将制成的弹簧测力计量程各自做到最大,则甲弹簧制作成的测力计量程比乙的________(选填“大”或“小”);
(3)如果要制成准确程度较高的测力计,应选用________弹簧。
答案:小 甲
【详解】
(1)[1]由表格一知,拉力F与弹簧伸长量是一个定值,所以
解得
拉力为1N时,甲弹簧伸长量为
L=1cm
(2)[2]由表格数据知,当甲弹簧受到的拉力为6N时,拉
解析:小 甲
【详解】
(1)[1]由表格一知,拉力F与弹簧伸长量是一个定值,所以
解得
拉力为1N时,甲弹簧伸长量为
L=1cm
(2)[2]由表格数据知,当甲弹簧受到的拉力为6N时,拉力与弹簧的伸长量不成正比,即此时弹簧发生的形变不是弹性形变,那么它能受到的最大拉力为5N,即此弹簧制成的测力计的量程为0~5N,而乙弹簧能承受的最大拉力为6N,即此弹簧制成的测力计的量程为0~6N,那么甲弹簧制作成的测力计量程比乙的小。
(3)[3]甲弹簧所受的拉力每增加1N,弹簧的伸长也增加1cm,而乙弹簧所受的拉力每增加1N,弹簧的伸长增加为0.5cm。则甲制成的弹簧测力计的分度值可更小,刻度线可更清晰。那么甲制成的测力计准确度更高。
3.小华在“探究重力的大小跟质量的关系”实验中,得到数据如下表所示:
m/kg
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
G/N
0.98
2.94
4.90
6.86
(1)测量物体重力前,除了观察弹簧测力计的量程和分度值外,还应将弹簧测力计在___________方向调零。
(2)如图所示,利用测力计测量码重力时,使测力计弹簧伸长的力是___________。
A.钩码的重力 B.钩码和测力计的总重力
C.钩码对弹簧的拉力 D.弹簧对钩码的拉力
(3)分析表中数据可知:物体的质量为0.9kg时,它受到的重力是___________N。
(4)在如图所示的四个图像中,关于物体重力的大小与其质量的关系,正确的是___________。
A. B.
C. D.
答案:竖直 C 8.82 B
【详解】
(1)[1]测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零。
(2)[2]弹簧向下伸长,钩码对弹簧有向下的力,故使弹簧
解析:竖直 C 8.82 B
【详解】
(1)[1]测量物体重力时,由于重力是竖直向下的,应将弹簧测力计在竖直方向调零。
(2)[2]弹簧向下伸长,钩码对弹簧有向下的力,故使弹簧伸长的力为钩码对弹簧的拉力。故选C。
(3)[3]分析表中数据可得,重力与质量的比值
当物体的质量为0.9kg时,它受到的重力为
G=m×9.8N/kg=0.9kg×9.8N/kg=8.82N
(4)[4]因为重力与质量的比值不变,说明物体所受的重力跟它的质量成正比,图象过坐标原点的倾斜直线,故选B。
4.在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,按照图甲所示,分别测出它们受到的重力,并记录在下面的表格中。
质量m/g
100
200
300
500
重力G/N
1
2
3
4
5
(1)本实验中用到的测量器材有:弹簧测力计和___________。
(2)把表格中的空格填写完整___________;
(3)图甲中弹簧测力计的示数为___________N
(4)根据表格中的实验数据,在图乙中画出重力与质量的关系图像___________;
(5)由此可知物体所受的重力跟质量成___________
答案:钩码 400 2 正比
【详解】
(1)[1]探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,需要用到的实验器材有:弹簧测力计、钩码。
(2)[2]由表格数据可知,每一
解析:钩码 400 2 正比
【详解】
(1)[1]探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中,需要用到的实验器材有:弹簧测力计、钩码。
(2)[2]由表格数据可知,每一栏的质量和重力比值是定值,则选取第二组数据可知
则
(3)[3]由图甲可知,弹簧测力计的量程为0~5N,分度值为0.2N,则示数为2N。
(4)[4]根据表格的数据,描绘出相应的点,再连成线,如图所示:
(5)[5]根据表格数据可知,物体的重力和质量的比值是一个定值,满足正比例函数关系,分析图象也能观察出这两个量成正比,由此可以得出:物体所受的重力跟质量成正比。
5.由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力,地球附近的物体都受到重力的作用,跟地球一样,在其它星球上的物体也受到重力作用,如表列出的是质量是1kg的物体,在不同星球上受到的重力。
星球
月球
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
重力N
1.62
3.60
8.50
9.80
3.76
22.9
9.05
8.30
11.0
(1)由如表可知,同一物体放在______星上受到的重力最大,在金星上的8.50N/kg表示的物理意义是______;
(2)一宇航员质量为70kg,这个宇航员在海王星上的重力为______;
(3)地球上重力的方向总是______(选填“垂直向下”或者“竖直向下”)。
答案:木 在金星上,质量是1kg的物体受到的重力是8.50N 770N 竖直向下
【详解】
(1[1])由表中数据可知,同一物体在木星上受到的重力最大。
[2]金星上g=8.50
解析:木 在金星上,质量是1kg的物体受到的重力是8.50N 770N 竖直向下
【详解】
(1[1])由表中数据可知,同一物体在木星上受到的重力最大。
[2]金星上g=8.50N/kg,它表示的物理意义是:在金星上,质量是1kg的物体受到的重力是8.50N。
(2)[3]根据图表可知,1kg的物体在海王星的受到的重力为11.0N,即
所以宇航员在海星上的重力为
G=m宇g海=70kg×11.0N/kg=770N
(3)[4]在地球上,重力的方向总是竖直向下的。
6.雨天路滑,小华想哪一种鞋穿上摩擦力更大呢?他选用“型号1”和“型号2”两种不同品牌的运动鞋各一双,做如下实验:
(1)小华想测量鞋在地面上受到的滑动摩擦力的大小,应该将弹簧测力计在__________(选填“水平”或“竖直”)方向上调零;图甲弹簧测力计的示数为__________;
(2)选好装置后,他先用弹簧测力计测出两品牌中一支运动鞋的重力并记录,然后将运动鞋接到装置上,__________拉动弹簧测力计,目的是使拉力__________(选填“大于”、“等于”或“小于”)摩擦力;读出弹簧测力计示数并记录如下:
品牌
G/N
F/N
f/N
型号1
3
1.1
1.1
型号2
3.5
1.1
1.1
(3)做完实验,他想了想,本实验有一定缺陷,没有控制__________不变,但本实验却能比较出哪双鞋的摩擦性能更好些?你认为__________(选填“型号1”或“型号2”)摩擦性能更好些;
(4)小华经过思考改进了实验,在型号1的鞋中放入钩码,使两种品牌的鞋对橡胶垫压力相等,让弹簧测力计和鞋保持静止,拉动鞋下的橡胶垫进行测量(如图乙所示),橡胶垫__________(“不必”或“必须”)做匀速直线运动拉动;
(5)如图丙,当把任意一只鞋放在胶垫上,橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,弹簧测力计的示数仍不变,能得到的结论是;压力和粗糙程度一定时,摩擦力的大小与__________大小无关;
(6)小华在放学路上看见一辆汽车陷进了泥坑里,司机将一些稻草塞进后轮底下,汽车很快就爬上来了。这是利用增大__________的方法增大摩擦力。
答案:水平 1.8N 匀速 等于 压力 型号1 不必 受力面积 接触面的粗糙程度
【详解】
(1)[1]因弹簧自身有重力,测量水平拉力时,弹簧测力计
解析:水平 1.8N 匀速 等于 压力 型号1 不必 受力面积 接触面的粗糙程度
【详解】
(1)[1]因弹簧自身有重力,测量水平拉力时,弹簧测力计应在水平方向上进行调零。
[2]图中弹簧测力计的分度值是0.1N,示数是1.8N。
(2)[3][4]当沿水平方向匀速拉动弹簧测力计时,鞋子受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等。
(3)[5]研究摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,要控制压力大小相同,而实验中没有控制压力相同。
[6]型号1鞋对水平面的压力较小,但摩擦力和型号2鞋相同,说明型号1鞋摩擦性能更好些。
(4)[7]改进了实验后,运动鞋相对桌面静止,鞋在水平方向上受到测力计的拉力与摩擦力为一对平衡力,大小相等,这样改进的好处是不需要再保证匀速直线拉动鞋子,且弹簧测力计处在静止状态方便读数。
(5)[8]橡胶垫与鞋的接触面积大约一半时,弹簧测力计的示数仍不变,说明鞋受到的摩擦力大小不变,压力和粗糙程度一定时,摩擦力的大小与受力面积大小无关。
(6)[9]压力不变,将一些稻草塞进后轮底下,增大了接触面的粗糙程度,使汽车受到的摩擦力增大,汽车很快就爬上来了。
7.在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)小华的三次实验情况分别如图所示。实验时,用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)上做___________运动,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)比较甲和乙两组数据得出的正确结论是___________;
(3)小华比较甲和丙两组数据得出结论:压力越大,滑动摩擦力就越大。老师指出这样得出的结论是不对的,理由是___________;
(4)在甲图实验中,木块受到的滑动摩擦力是___________N;若弹簧测力计示数增大到4N,此时的木块所受滑动摩擦力是___________N。
答案:匀速直线 压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 没有控制接触面粗糙程度相同 3.6 3.6
【详解】
(1)[1]用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)上做匀
解析:匀速直线 压力大小相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大 没有控制接触面粗糙程度相同 3.6 3.6
【详解】
(1)[1]用弹簧测力计拉木块在水平木板(或毛巾)上做匀速直线运动,木块处于平衡状态,由平衡条件可知,这时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计对木块的拉力,是一对平衡力;弹簧测力计对木块的拉力等于木块拉弹簧测力计的力(即弹簧测力计的示数),二者是相互作用力,故滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数。
(2)[2]由图甲和乙所示实验可知,物体间的压力相等而接触面的粗糙程度不同,接触面越粗糙,测力计示数越大,木块受到的摩擦力越大,由此可知:在物体间压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(3)[3]由图甲和丙所示实验可知,物体对接触面的压力、接触面的粗糙程度都不同,木块受到的摩擦力不同,由于没有控制接触面的粗糙程度相同,不能得出压力越大,滑动摩擦力就越大的结论。
(4)[4]由图甲所示测力计可知,其分度值为0.2N,示数为3.6N,由平衡条件可知,木块受到的滑动摩擦力是3.6N。
[5]若弹簧测力计示数增大到4N,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力大小不变,此时的木块所受滑动摩擦力仍是3.6N,由于拉力变大,木块开始做加速运动。
8.某小组同学试图探究物体与接触面间的滑动摩擦力f的大小与哪些因素有关。他们猜想f的大小可能与接触面的粗糙程度、物体对接触面的压力F压、相对接触面运动的速度v、接触面积的大小S四个因素有关,于是选用:一长方体木块、配重砝码(2个)、粗糙程度较小的长木板A和粗糙程度较大的长木板B进行实验。按图18所示,将木块平放在水平长木板上,当力传感器拉动木块匀速向右运动时,传感器测得的拉力大小等于物块与长木板间的滑动摩擦力f大小。改变相关条件,多次进行实验,记录在表一、表二中。
表一
实验序号
F压(N)
木板
v(m/s)
S(cm2)
f(N)
1
2
A
0.10
25
0.4
2
2
A
0.15
25
0.4
3
2
A
0.10
15
0.4
4
2
A
0.15
15
0.4
5
2
B
0.10
25
0.6
6
2
B
0.15
25
0.6
7
2
B
0.10
15
0.6
8
2
B
0.15
15
0.6
表二
实验序号
F压(N)
木板
v(m/s)
S(cm2)
f(N)
9
2
A
0.10
25
0.4
10
3
A
0.15
15
0.6
11
5
A
0.10
25
1.0
12
2
B
0.10
15
0.6
13
3
B
0.15
25
f13
14
5
B
0.15
25
1.5
①分析比较表一中的实验数据及相关条件,可得出的初步结论是:滑动摩擦力f的大小与______因素无关。
②分析比较表二中的实验序号9、10与11的数据及相关条件,可得出的初步结论是:______。
③分析比较表二中的实验序号______的数据及相关条件,可得出的初步结论是:木块在粗糙程度不同的水平长木板上运动,当木块对接触面的压力F压相同时,长木板越粗糙,木块受到的滑动摩擦力f越大。
④在表二的实验序号13中:滑动摩擦力f13大小为______牛。
答案:s、v 木块在粗糙程度相同的水平长木板上运动,受到的滑动摩擦力f的大小与物体对接触面的压力F压的大小成正比 9与12或11与14 0.9
【详解】
(1)[1]分析比较表一
解析:s、v 木块在粗糙程度相同的水平长木板上运动,受到的滑动摩擦力f的大小与物体对接触面的压力F压的大小成正比 9与12或11与14 0.9
【详解】
(1)[1]分析比较表一中1、3或2、4数据知,在接触面粗糙程度、压力和速度相同的条件下,改变接触面积S的大小,滑动摩擦力的大小不变,说明滑动摩擦力f的大小与接触面积S无关;分析比较表一中5、6或7、8数据知,在接触面粗糙程度、压力和受力面积相同的条件下,改变相对接触面运动的速度v的小,滑动摩擦力f的大小不变,说明滑动摩擦力f的大小与相对接触面运动的速度v无关。综上可得出的初步结论是:滑动摩擦力f的大小与S、v因素无关。
(2)[2]分析比较表二中的实验序号9、10与11的数据及相关条件知,物体对接触面的压力增大为原来的几倍,受到的滑动摩擦力f的大小也增大为原来的几倍,故可得出的初步结论是:木块在粗糙程度相同的水平长木板上运动,受到的滑动摩擦力f的大小与物体对接触面的压力F压的大小成正比。
(3)[3]长木板A的粗糙程度较B小,因滑动摩擦力f的大小与物体对接触面的压力F压的大小有关,故研究木块对接触面的压力F压相同时,滑动摩擦力与长木板粗糙程度的关系时,要控制物体对接触面的压力F压相同,因此分析比较表二中的实验序号9和12或11和14的数据及相关条件,可得出的初步结论是:木块在粗糙程度不同的水平长木板上运动,当木块对接触面的压力F压相同时,长木板越粗糙,木块受到的滑动摩擦力f越大。
(4)表二中第12和13次实验相比,木板的粗糙程度相同,压力为原来的
根据②的结论,木块在粗糙程度相同的水平长木板上运动,受到的滑动摩擦力f的大小与物体对接触面的压力F压的大小成正比,在表二的实验序号13中:滑动摩擦力f13大小也是第12次实验的滑动摩擦力f12的1.5倍,即
滑动摩擦力f13大小为0.9牛。
9.在“探究二力平衡条件”的实验中:
(1)两位同学分别选择木片和纸片进行实验,效果如图甲:正确的选择是用______(选填“a”或“b”)图装置完成实验,理由是______;
(2)探究活动中还要求要把小卡片转过一个角度,然后再松手;这样做的目的是用于探究______的两个力是否可以平衡;当小卡片平衡时,用剪刀剪断小卡片,发现小卡片不能保持平衡,这一步骤说明二力平衡时,要满足二个力______的条件;
(3)在探究二力平衡条件时,小明设计了如图乙所示的实验,他将一木块放在水平桌面上,往左盘和右盘同时加入一个质量相等砝码时,木块处于静止状态;小明再将右盘中的砝码换成一个质量更大的砝码时,发现木块仍然处于静止状态,出现这种现象的原因是______,此时静止木块在水平方向受到的力______(选填“平衡”或“不平衡”)。
答案:b 纸片的重力可以忽略不计 不在同一条直线上 作用在同一个物体上 木块受到向左的摩擦力 平衡
【详解】
(1)[1][2]由于木片的重力较大,会影响实验效果,纸
解析:b 纸片的重力可以忽略不计 不在同一条直线上 作用在同一个物体上 木块受到向左的摩擦力 平衡
【详解】
(1)[1][2]由于木片的重力较大,会影响实验效果,纸片的重力可以忽略不计,所以应选择纸片进行实验,即正确的选择是用b图装置完成实验,理由是纸片的重力可以忽略不计。
(2)[3]将小卡片转过一个角度,两个拉力不在同一直线上,松手后纸片不能平衡,说明两个力必须满足同一直线的条件,所以把小卡片转过一个角度,然后再松手;这样做的目的是用于探究不在同一条直线上的两个力是否可以平衡。
[4]将小卡片从中间剪断,这两个拉力不在同一物体上,此时物体不能保持平衡,说明二力平衡的两个力需要满足作用在同一物体上。
(3)[5][6]当向左盘和右盘同时加入一个相等质量的砝码时,木块处于静止状态,此时木块在水平方向受到两个力的作用,把右盘中的砝码换成一个质量较大的砝码时,木块受到向右的拉力大于向左的拉力,木块有向右运动的趋势,桌面给木块一个向左的摩擦力,此时木块处于静止状态,在水平方向受到的力平衡。
10.如图甲所示是小林探究“阻力对物体运动的影响”的实验过程:
(1)小林每次让小车从斜面 ______滑下,记下小车最终停在水平面上的位置,比较图中小车在不同表面滑行的距离可以得出:小车受到的阻力越小,小车运动的路程越 ______;
(2)小林推理可以得到:运动物体不受外力时,它将保持 ______;
(3)通过本实验推理可知 ______(填“A”或“B”)观点是正确的;
A.力是维持物体运动状态的原因 B.力是改变物体运动状态的原因
(4)如图乙所示,小林为了探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”,将小车倒放在毛巾表面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动小车,使其做 ______运动,记下弹簧测力计的示数;再将小车倒放在木板表面上,重复上面操作时,发现弹簧测力计的示数变小了,得出结论是:______。
答案:同一高度自由滑下 远 匀速直线运动 B 匀速直线 在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【详解】
(1)[1]每次应让小车从斜面同一高度自由滑下,从而使小
解析:同一高度自由滑下 远 匀速直线运动 B 匀速直线 在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【详解】
(1)[1]每次应让小车从斜面同一高度自由滑下,从而使小车到达水平面的速度相等。
[2]根据实验现象可知,水平面越光滑,小车运动的路程越远,说明小车受到的阻力越小,速度减小的越慢,运动的路程越远。
(2)(3)[3][4]结合实验现象,再进一步进行科学推理,可以得出,当水平面绝对光滑,即小车不受外力时,它将做匀速直线运动,故可以得出力是改变物体运动状态的原因,故B正确。
(4)[5]弹簧测力计拉动小车时,弹簧测力计显示拉力大小,要使滑动摩擦力等于拉力,必须让小车保持匀速直线运动;
[6]倒放的小车在毛巾表面和木板表面上匀速运动时,小车对水平面的压力相同,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大,所以得出结论:在压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
11.有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小华采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小明则采用压强计进行探究:
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化_______ (选填“大”或“小”);
(2)小明把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图 (甲)中U形管两边的液柱高度差较小,认为图(甲)烧杯中盛的是酒精。他的结论是否可靠?________,理由是_______;
(3)小明发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越________,表示液体的压强就越________(以上两空选填“大”或“小”)。
答案:小 不可靠 没有控制两容器中橡皮膜的深度相同 大 大
【详解】
(1)[1]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,压强计会出现漏气现象,会发现U形管两
解析:小 不可靠 没有控制两容器中橡皮膜的深度相同 大 大
【详解】
(1)[1]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,压强计会出现漏气现象,会发现U形管两边液柱的高度差变化小。
(2)[2]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大,说明此时的液体压强越大,采用了转换法。液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。小明把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图 (甲)中U形管两边的液柱高度差较小,认为图(甲)烧杯中盛的是酒精,他的结论不可靠。
[3]实验中液体的密度和深度均不相同,即理由是没有控制两容器中橡皮膜的深度相同。
(3)[4][5]小明发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,根据转换法,表示液体的压强就越大。
【点睛】
本题探究影响液体压强大小的因素,主要考查转换法、控制变量的运用。
12.实验桌上有弹簧测力计一个(量程为5N、分度值为0.2N),三种规格的注射器A、B、C(量程分别为20mL、10mL、2mL,长度相等),刻度尺一把。要求利用现有器材粗略测量大气压强。某同学选定器材并设计方案,如图所示,请回答下列问题:
(1)实验中,应该在注射器活塞___________时,读取弹簧测力计的示数。
(2)该同学在试验时发现,弹簧测力计被拉到示数等于5N时,活塞仍没有滑动,想要继续采用此方案完成实验,需做的改进是__________。
(3)该同学正确操作,发现测出的结果误差较大,请你指出其中一个原因:____________________。
答案:刚开始滑动 换用量程更小的2mL的注射器 活塞与筒壁间有摩擦
【详解】
(1)[1]当活塞刚开始滑动时,若忽略摩擦,拉力和大气压力是一对平衡力,此时弹簧测力计的示数就等于大气产生
解析:刚开始滑动 换用量程更小的2mL的注射器 活塞与筒壁间有摩擦
【详解】
(1)[1]当活塞刚开始滑动时,若忽略摩擦,拉力和大气压力是一对平衡力,此时弹簧测力计的示数就等于大气产生的压力大小。
(2)[2] 因为大气的压强是一定的,根据公式F=pS,受力面积越小,压力也会越小,所以当弹簧测力计量程不够时,可换用量程更小的2mL的注射器。
(3)[3]如果注射器的活塞与筒壁间有摩擦,会使得测量的压力F偏大,根据计算出的结果会偏大。
13.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如图的操作。
(1)小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 ______;红红同学发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 ______(选填字母);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ______,因此拦河大坝要做成 ______的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 ______(选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 ______(多选);
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ=______(用题中字母和ρ水表示)。
答案:相平 B 增大 上窄下宽 上移 BD
【详解】
(1)[1]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高
解析:相平 B 增大 上窄下宽 上移 BD
【详解】
(1)[1]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小;调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平。
[2]进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;故选B。
(2)[3][4]正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)[5]研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移。
(4)[6][7]左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,即
ρ水gh4=ρgh2
故液体的密度
故需要测量的物理量是:右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2,左侧水到橡皮膜中心的深度h4。故选BD。
14.小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点;
(1)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是______(选填:“A”或“B”);
A.此时向右管中加入红墨水直至液面相平
B.取下软管重新安装
(2)排除故障后,他将金属盒浸没于水中,发现随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,如图乙所示,由此可知液体内部的压强与______有关;
(3)小强保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丙所示;比较乙、丙两次实验,小强得出了:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大的结论;你认为他的结论是否可靠?答:______,原因是:______。
答案:B 深度 不可靠 没有控制深度相同
【详解】
(1)[1]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应是相平的,若U形管中的液面出现了高度差,说明软管中的气体压强大于大气
解析:B 深度 不可靠 没有控制深度相同
【详解】
(1)[1]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应是相平的,若U形管中的液面出现了高度差,说明软管中的气体压强大于大气压,在压力差的作用下,U形管中的液面出现高度差;调节时,只需要将软管取下重新安装,这样两管上方的气体压强相等(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面是相平的;故选B。
(2)[2]金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差逐渐变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,说明液体压强跟液体深度有关。
(3)[3][4]小强保持丙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度相同,不能探究液体压强跟密度的关系。故他的结论不可靠。
15.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验:
(1)小李用图甲、乙、丙所示的器材进行实验。
①图甲所示装置的名称是:___________;
②为了探究液体内部压强与深度的关系,可将带橡皮膜的塑料盒先后放在a、b位置(请填写字母),并观察___________。
③为了探究液体内部压强与密度的关系,可将带橡皮膜的塑料盒先后放在________位置(请填写字母),结论是:___________。
(2)某兴趣小组用如图所示装置进行探究“影响液体内部压强的因素”实验。
已知:①a、b两点压强等于外界大气压(大气压保持不变);②a点压强等于a点上方液柱压强与左管内气压p1之和;③b点压强等于b点上方液柱压强与右管内气压p2之和;④液体1和液体2密度不同。该小组同学先关闭K2打开K和K1,用抽气机抽气,进行多次实验。再关闭K1打开K和K2,重复上述操作,具体数据记录如表:
液体种类
液体1
液体种类
液体2
实验次数
第一次
第二次
第三次
实验次数
第四次
第五次
第六次
液柱高度(h1/cm)
10
20
30
液柱高度(h2/cm)
10
20
30
左管内气体压强(p1/千帕)
99
97
95
右管内气体压强(p2/千帕)
100
99
98
①以下研究过程所用到的方法与本实验中所用的方法明显不同的是___________
A.研究合力与分力的作用效果
B.研究压力的作用效果与受力面积大小的关系
C.研究滑动摩擦力大小与接触面积粗糙程度的关系
D.研究物体重力势能大小与物体被举高高度的关系
②若液体2的密度是1×103kg/m3,则液体1的密度为___________。
③通过比较第四、第五、第六三次测得的数据,可以得出的结论是___________。
④探究液体压强与密度关系时,为了使结论更具普遍性,该小组同学还应如何继续实验(请写出实验思路,不需写具体步骤)___________
答案:U形管压强计 液面高度差 b,c 当液体深度相同时,液体密度越大液体压强越大 A 2×103kg/m3 当液体密度相同时,液体深度越深液体压强越大 换不同液
解析:U形管压强计 液面高度差 b,c 当液体深度相同时,液体密度越大液体压强越大 A 2×103kg/m3 当液体密度相同时,液体深度越深液体压强越大 换不同液体进行多次试验
【详解】
(1)①[1]图甲中的实验装置是U形管压强计,是用来研究液体内部压强的。
②[2]为了探究液体内部压强与深度的关系,应保持液体的密度相同,因此可将带橡皮膜的塑料盒先后放在a和b位置,并观察U形管液面高度差。
③[3][4]为了探究液体内部压强与密度的关系,应保持液体的深度相同,因此可将带橡皮膜的塑料盒先后放在b和c位置;可以得到当液体深度相同时,液体密度越大液体压强越大。
(2)①[5]探究“影响液体内部压强的因素”实验采用的是控制变量法;
A.研究合力与分力的作用效果,用到等效替代法,故A符合题意;
B.研究压力的作用效果与受力面积大小的关系,用到控制变量法,故B不符合题意;
C.研究滑动摩擦力大小与接触面积粗糙程度的关系,用到控制变量法,故C不符合题意;
D.研究物体重力势能大小与物体被举高高度的关系,用到控制变量法,故D不符合题意。
故选A。
②[6]由题意可知a、b两点压强相等,所以
pa=pb
p1+ρ1gh= p2+ρ2gh
99×103Pa+ρ1×10N/kg×0.1m=100×103Pa+1×103kg/m3×10N/kg×0.1m
ρ1=2×103kg/m3
③[7]通过比较第四、第五、第六三次测得的数据可知,液体的种类是相同的,液柱高度越大,气体压强越小,则液体内部的压强越大,故结论为:液体密度相同时,液体内部压强随液柱的升高
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