北師大版八年級下學(xué)期物理 專項(xiàng)綜合全練（三） 壓強(qiáng)與浮力實(shí)驗(yàn)類問題

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1、 北師大版八下物理 專項(xiàng)綜合全練（三） 壓強(qiáng)與浮力實(shí)驗(yàn)類問題 1. 在“探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小欣同學(xué)利用木條、橡皮泥、包裝帶和鉤碼進(jìn)行探究活動。 (1) 如圖所示，將橡皮泥做成長方體平放于木條上方，把包裝帶撕成相同寬度的兩段，并將兩段包裝帶繞過橡皮泥，且在包裝帶下方掛上不同數(shù)量的鉤碼，通過觀察對比橡皮泥上端的變化，小欣同學(xué)可得出結(jié)論： 相同時， 越大，壓力的作用效果越明顯。 (2) 小欣同學(xué)想繼續(xù)探究壓力的作用效果跟受力面積的關(guān)系，應(yīng)進(jìn)行的操作是：將橡皮泥恢復(fù)原狀，把包裝帶撕成 寬度的兩段，兩包裝帶下方掛 數(shù)量的鉤碼。（均

2、選填“相同”或“不同”） (3) 實(shí)驗(yàn)過程中，小欣同學(xué)是通過觀察橡皮泥 來比較壓力作用效果的，這種研究物理問題的方法在物理學(xué)中叫 。 (4) 橡皮泥被壓后會留下凹痕，說明力的作用效果可以改變物體的 。 2. 小明利用標(biāo)有最大刻度值 2.5?mL 的一次性注射器等器材，對大氣壓的值進(jìn)行測量，其實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1) a.先讓注射器吸入少量水，然后將 推至注射器底端，當(dāng)注射器的小孔充滿水后，再用橡皮帽封住注射器的小孔 b.用細(xì)繩拴住注射器活塞頸部，使繩另一端與彈簧測力計掛鉤相連，然后水平向右慢慢地拉動注射器筒，如圖所示。當(dāng)注射器中的活塞 時，記下彈

3、簧測力計的示數(shù)為 7.5?N。 c.測出注射器全部刻度的長度為 4?cm。 d.根據(jù)測量數(shù)據(jù)，算出大氣壓的值。 (2) 實(shí)驗(yàn)所用的器材為：注射器、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮帽、水和 。 (3) 此注射器活塞的橫截面積是 cm2。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算出大氣壓強(qiáng)是 Pa。 (4) 小明發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們在做此實(shí)驗(yàn)時測得的大氣壓值誤差較大，對此小明與同學(xué)找出了下列可能的原因： ①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體； ②活塞與注射器筒壁間有摩擦； ③彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準(zhǔn)； ④活塞與注射器筒壁不完全密封； 上述原因一定會使測量值小于真實(shí)值的是 。 A.①

4、③ B.①④ C.②③ D.②④ 3. 小峻和小薇對液體的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了探究。 (1) 他們向圖甲中的 U 形管內(nèi)注入適量的紅墨水，當(dāng)管內(nèi)的紅墨水靜止時，U 形管左、右兩側(cè)液面 （選填“相平”或“不相平”）。 (2) 如圖乙所示，小薇將橡皮管的一端套在 U 形管左側(cè)的端口后，用手指輕壓和重壓橡皮膜，發(fā)現(xiàn) U 形管兩邊液面的高度差變化 （選填“明顯”或“不明顯”），此時說明 U 形管氣密性好。 (3) 如圖丙所示，他們多次改變探頭在水中的深度，并比較不同深度下對應(yīng)的 U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差，這是為了探究液體壓強(qiáng)與 的關(guān)系。 (4)

5、 如圖丁所示，他們發(fā)現(xiàn)金屬盒探頭在水中的深度 h1 總比其對應(yīng)的 U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差 h2 大，其原因是 。 (5) 他們換用不同的液體來探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，要控制探頭在不同液體中的 一定，U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差最大的是 （填字母代號）。 A、酒精（ρ酒精=0.8×103?kg/m3） B、油（ρ油=0.9×103?kg/m3） C、鹽水（ρ鹽水=1.1×103?kg/m3） (6) 換用其他液體探究液體壓強(qiáng)與密度的關(guān)系，當(dāng)探頭在液體中的深度相同時，U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差對比不明顯。為了使兩側(cè)液面高度差對比更加明顯，下列方

6、法中有效的是 。 A、 U 形管中換用密度更小的液體 B、換用橫截面積更小的 U 形管 C、容器中換用密度更小的液體 4. 在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，班里的“物理小博士”為同學(xué)們做了如圖所示的一組實(shí)驗(yàn)。 (1) 如圖 B 中物體受到的浮力是 N。如圖中物體的密度為 kg/m3（ρ水=1×103?kg/m3，g=10?N/kg）。 (2) 小博士跟大家分析總結(jié)說：浮力的大小跟物體浸入液體的體積有關(guān)，跟物體浸入液體的深度無關(guān)。小明認(rèn)為應(yīng)分兩種情況討論：①根據(jù) （填字母）兩幅圖，物體在浸沒后，浮力的大小跟深度無關(guān)。②根據(jù) （填字

7、母）兩幅圖，物體在浸沒前，浮力的大小既跟物體浸入液體的體積有關(guān)，又跟 有關(guān)。 (3) 為了回答小明的問題，小博士又做了下列實(shí)驗(yàn)。他把物體換用一個如圖所示帶刻度線（橫向和縱向各有一條中位線）的長方體金屬塊，重新做浸沒前的實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)兩次測量時彈簧測力計的示數(shù)相等，你認(rèn)為小明的觀點(diǎn) （選填“正確”或“不正確”），理由是 。 5. 某同學(xué)收藏有一塊精美的賀蘭石工藝品，如圖所示。為測量這塊賀蘭石的密度，他進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：（g 取 10?N/kg） (1) 將賀蘭石掛在彈簧測力計下，如圖甲所示，測得它的重力，計算出質(zhì)量為 g。 (2) 接著利用圖乙所示的方

8、法將賀蘭石沒入水中，收集它排出的水，倒入量筒，如圖丙，則這塊賀蘭石的體積為 cm3，由此算出賀蘭石的密度為 kg/m3。 (3) 這塊賀蘭石在水中受到的浮力為 N。 (4) 上述測量體積的方法，產(chǎn)生誤差的主要原因是 ；會導(dǎo)致最終得到的賀蘭石的密度值 （選填“偏大”或“偏小”）。 (5) 小明在完成圖甲、圖乙、圖丙中的實(shí)驗(yàn)步驟，測出賀蘭石的密度后，增加了一個步驟：將賀蘭石掛在彈簧測力計下，浸沒在未知液體中。根據(jù)所學(xué)的浮力知識，測出了未知液體的密度值。若圖甲、圖乙、圖丁中彈簧測力計的示數(shù)分別為 F1 、 F2 、 F3，請你推導(dǎo)出未知液體的密度表達(dá)式

9、 。（賀蘭石的密度為 ρ石） 6. 如圖所示，為了驗(yàn)證“阿基米德原理”，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)： (1) 如圖甲所示，在彈簧的下端掛一個小桶，小桶的下面吊一個石塊，記下彈簧伸長后下端到達(dá)的位置 O，將此時彈簧對小桶的拉力記為 T1，小桶與石塊的總重記為 G，則 T1 G（選填“>”“<”或“=”）。 (2) 如圖乙所示，在溢水杯中盛滿水，當(dāng)石塊浸沒在水中時，排出的水便流到旁邊的小水杯中，將排出的水的重力記為 G排。如圖丙所示，把小水杯中的水全部倒入彈簧下方的小桶中，彈簧的下端又會到達(dá)位置 O，準(zhǔn)將此時彈簧對小桶的拉力記為 T2，則 T2 T1（選填“>”

10、“<”或“=”）。 (3) 通過對圖丙中小桶和石塊的受力分析，請推導(dǎo)石塊一受到的浮力 F浮 與排出水的重力 G排 之間的關(guān)系： 。（要求寫出推導(dǎo)過程） 答案 1. 【答案】 (1) 受力面積；壓力 (2) 不同；相同 (3) 凹陷程度；轉(zhuǎn)換法 (4) 形狀 【解析】 (1) 將橡皮泥做成長方體平放于木條上方，把包裝帶撕成相同寬度的兩段，并將兩段包裝帶繞過橡皮泥，則受力面積相同，在包裝帶下方掛上不同數(shù)量的鉤碼，根據(jù) F=G=mg，左邊橡皮泥受到的壓力大，橡皮泥的凹陷程度大，故小欣同學(xué)可得出結(jié)論：受力面積相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。 (2) 小

11、欣同學(xué)想繼續(xù)探究壓力的作用效果跟受力面積的關(guān)系，要控制壓力相同，只改變受力面積，故應(yīng)進(jìn)行的操作是：將橡皮泥恢復(fù)原狀，把包裝帶撕成不同寬度的兩段，兩包裝帶下方掛相同數(shù)量的鉤碼。 (3) 實(shí)驗(yàn)過程中，小欣同學(xué)是通過觀察橡皮泥凹陷程度來比較壓力作用效果的，這種研究物理問題的方法在物理學(xué)中叫轉(zhuǎn)換法。 (4) 橡皮泥被壓后留下凹痕，這是力改變了橡皮泥的形狀，說明力的作用效果可以使物體發(fā)生形變。 2. 【答案】 (1) a.活塞；b.開始運(yùn)動 (2) 刻度尺 (3) 0.625；1.2×105 (4) B 【解析】 (1) a.實(shí)驗(yàn)中要排出注射器內(nèi)的空氣，這樣在拉

12、動活塞時，注射器內(nèi)部會接近于真空，這樣才能測出大氣的壓力。b.當(dāng)注射器中的活塞開始運(yùn)動時，彈簧測力計的拉力等于大氣對活塞的壓力，故記下的彈簧測力計示數(shù)，等于大氣對活塞的壓力 F。 (2) 實(shí)驗(yàn)中要測出注射器有刻度部分的長度，因此除了注射器、彈簧測力計、細(xì)繩、橡皮帽、水，還要有刻度尺。 (3) 已知注射器容積為 2.5?mL，即 2.5?cm3。注射器全部刻度的長度 L=4?cm，注射器活塞的橫截面積為 S=VL=2.5?cm34?cm=0.625?cm2，實(shí)驗(yàn)時，把活塞推至注射器筒底端是為了排出注射器中的空氣。彈簧測力計的示數(shù)為 F=7.5?N，等于大氣對活塞的壓力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計算出

13、大氣壓強(qiáng)為 p=FS=7.5?N0.625×10?4?m2=1.2×105?Pa。 (4) 橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體、活塞與注射器筒壁不完全密封，注射器筒內(nèi)有空氣都會使拉力變小，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏??；活塞與注射器筒壁間有摩擦，會使拉力變大，在面積不變的情況下，測得的大氣壓會偏大；沒有讀準(zhǔn)彈簧測力計的示數(shù)可能會導(dǎo)致測量值小于真實(shí)值，也可能會導(dǎo)致測量值大于真實(shí)值。 3. 【答案】 (1) 相平 (2) 明顯 (3) 深度 (4) 紅墨水比水的密度大（或橡皮膜發(fā)生形變向內(nèi)凹陷抵消一部分壓力） (5) 深度；C (6) A 【解析】

14、(1) 圖甲中的 U 形管是一連通器，紅墨水不流動時，兩側(cè)的液面保持相平。 (2) 用手輕輕按壓幾下橡皮膜，如果 U 形管中的液體能靈活升降，U 形管兩邊液面的高度差變化明顯，則說明裝置不漏氣，氣密性好。 (3) 多次改變探頭在水中的深度，并比較每次的深度及對應(yīng) U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差。這是為了探究液體壓強(qiáng)與液體深度的關(guān)系。 (4) 如圖丁所示，他們發(fā)現(xiàn)金屬盒探頭在水中的深度 h1 總比其對應(yīng)的 U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差 h2 大，其原因是紅墨水比水的密度大或橡皮膜發(fā)生形變向內(nèi)凹陷會抵消一部分壓力。 (5) 探頭在各液體中的深度相同，根據(jù) p=ρgh 可知，深度

15、相同，液體的密度越大壓強(qiáng)越大，所以在鹽水中的壓強(qiáng)最大，U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差最大。 (6) 探頭在液體中的深度相同時，液體的密度越大壓強(qiáng)越大。A選項(xiàng)，U 形管中換用密度更小的液體，壓強(qiáng)相同時，U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差變大，故A符合題意。B選項(xiàng)，換用橫截面積更小的 U 形管，不能使兩側(cè)的液面高度差對比更加明顯，故B不符合題意。C選項(xiàng)，容器中換用密度更小的液體，U 形管左、右兩側(cè)液面的高度差變小，故C不符合題意。 4. 【答案】 (1) 0.5；2×103 (2) D 、 E；B 、 C；浸入的深度 (3) 不正確；浸入水中的體積相同，浸入的深度不同，浮

16、力的大小仍然相等，說明浮力大小跟浸入的深度無關(guān) 【解析】 (1) 根據(jù)稱重法測浮力， 圖 B 中物體受到的浮力是 F浮B=4?N?3.5?N=0.5?N； 圖 D 中物體（浸沒）受到的浮力是 F浮D=4?N?2?N=2?N； 根據(jù) F浮=ρgV排，圖中物體的密度為 ρ=GgV=Gg×F浮Dρ水g=GF浮D×ρ水=4?N2?N×1×103?kg/m3=2×103?kg/m3。 (2) 小博士跟大家分析總結(jié)說：浮力的大小跟物體浸入液體的體積有關(guān)，跟物體浸入液體的深度無關(guān)。小明認(rèn)為應(yīng)分兩種情況討論：① D 、 E 兩幅圖中，物體都浸沒，但深度不同，測力計示數(shù)相同，由稱重法知受到的

17、浮力相同，根據(jù) D 、 E 兩幅圖，物體在浸沒后，浮力的大小跟深度無關(guān)；②根據(jù) B 、 C 兩幅圖，物體在浸沒前，浮力的大小既跟物體浸入液體的體積有關(guān)，又跟浸入的深度有關(guān)。 (3) 把物體換用一個題圖所示帶刻度線（橫向和縱向各有一條中位線）的長方體金屬塊，重新做浸沒前的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中金屬塊排開水的體積均為金屬塊體積的二分之一，排開水的體積相等，但 G 中金屬塊在水中的深度更大，發(fā)現(xiàn)兩次測量時彈簧測力計的示數(shù)相等，則兩次實(shí)驗(yàn)受到的浮力相等，小明的觀點(diǎn)不正確。 5. 【答案】 (1) 140 (2) 50；2.8×103 (3) 0.5 (4) 無法將收集到的

18、水完全倒入量筒；偏大 (5) F1?F3F1?ρ石（或 F1?F3F1?F2?ρ水） 【解析】 (1) 由圖示彈簧測力計可知，其分度值為 0.2?N，示數(shù)為 1.4?N。即賀蘭石的重力 G=1.4?N，由 G=mg 得賀蘭石的質(zhì)量 m=Gg=1.4?N10?N/kg=0.14?kg=140?g。 (2) 由圖丙可知，賀蘭石的體積（等于排出水的體積）V=50?mL=50?cm3，賀蘭石的密度 ρ=mV=140?g50?cm3=2.8?g/cm3=2.8×103?kg/m3。 (3) 將賀蘭石浸沒后排出來的水的質(zhì)量 m排=ρ水V排=1?g/cm3×50?cm3=50?g=0.0

19、5?kg，則排出水的重力 G排=m排g=0.05?kg×10?N/kg=0.5?N，根據(jù)阿基米德原理可得 F浮=G排=0.5?N。 (4) 上述測量體積的方法中，把收集到的賀蘭石排出的水倒入量筒時，不能完全將水倒入量筒中，使所測賀蘭石的體積偏小，則所測密度偏大。 (5) 方法一：將賀蘭石掛在彈簧測力計下，測得它的重力大小 G=F1，則賀蘭石的質(zhì)量 m=F1g；接著將賀蘭石投入水中，并讀出彈簧測力計的示數(shù) F2，則賀蘭石受到的浮力 F浮=F1?F2，由 F浮=ρgV排 可得，賀蘭石的體積 V=V排=F浮ρ水g=F1?F2ρ水g；將賀蘭石沒入未知液體所受浮力 F?浮=F1?F3，此時賀蘭石

20、受到的浮力 F?浮=F1?F3=ρ液gV，則未知液體的密度 ρ液=F1?F3gV=F1?F3F1?F2ρ水?g?g=F1?F3F1?F2?ρ水。 方法二：已知賀蘭石的密度為 ρ石，測得它的重力大小 G=F1，則賀蘭石的體積 V=F1gρ石，將賀蘭石沒入未知液體所受浮力 F?浮=F1?F3=ρ液gV，所以未知液體的密度 ρ液=F1?F3gV=F1?F3F1gρ石?g=F1?F3F1?ρ石。 6. 【答案】 (1) = (2) = (3) T1=G，T2=G+G排?F浮，且 T1=T2，所以 F浮=G排 【解析】 (1) 彈簧對小桶的拉力記為 T1，它和小桶與石塊的總重力是一對平衡力，大小相等，即 T1=G。 (2) 彈簧伸長到相同的位置，對小桶的拉力相同，所以這兩個拉力的關(guān)系是 T2=T1。 (3) 甲圖中，T1=G；丙圖中，T2=G+G排?F浮。因?yàn)?T1=T2，所以 G=G+G排?F浮，所以 F浮=G排。