初中物理2021考前突击练习07：与压强有关的实验探究题

作者UID:17185427

日期: 2025-02-15

三轮冲刺

实验探究题

某小组同学用水、盐水、两种不同形状的容器和指针式压强计探究液体内部压强的规律，压强计指针顺时针偏转的角度越大，表示压强越大，他们的研究情况如图所示：（图（a）、（b）、（c）中的容器内均装满液体，且 $\text{[math]}$ ）

小明利用2mL注射器、弹簧测力计和刻度尺估测本地的大气压值。

小明同学为探究力的作用效果与哪些因素有关时，用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵，做了如图所示的三个实验。

如图是探究液体内部压强情况的六幅图，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯里装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答：

小花做“小球放入水中静止时，水对容器底部的压强增加量 $\text{[math]}$ 及容器对水平面的压强增加量 $\text{[math]}$ 与哪些因素有关”的实验，她选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中（液体深大于小球直径，且液体不溢出），如图所示，测出水对容器底部的压强增加量 $\text{[math]}$ ，及容器对水平面的压强增加量 $\text{[math]}$ ，并将相关数据记录在表一中。

表一： $\text{[math]}$

实验序号	1	2	3	4	5	6
$\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）	0.2	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4
$\text{[math]}$ （帕）	98	294	392	490	490	490
$\text{[math]}$ （帕）	98	294	392	490	588	686

①分析比较表中实验序号中的数据及相关条件可知：浸入水中体积相同的小球，当水不溢出时，当 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小满足关系时， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 无关；

②分析比较表中 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的数据及相关条件可知：浸入水中的小球，；

③分析比较表中实验序号1（或2或3或4）中 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的大小关系及相关条件可知：浸入水中的小球，；

④小花仅改变液体种类，利用上述实验器材重复了实验（液体不溢出），但由于时间关系只做了三次实验，得到的数据如表二所示，根据上述实验规律，分析可小明所用液体的密度值应为 $\text{[math]}$ ，实验序号8中所空缺的数据为Pa；

表二： $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$

实验序号	7	8	9
$\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ ）	0.6	1.2	1.4
$\text{[math]}$ （帕）	294	（18）	637
$\text{[math]}$ （帕）	294	588	686

某小组同学做实验探究盛有液体的容器底部受到液体压强、压力大小遵循的规律如图（a）所示三个底面积不同的圆柱形容器中分别注入质量相等的水，利用仪器测得容器底部受到水的压强，并将相关实验数据记录在表一中∶又用酒精重复上述实验，并将数据记录在表二中。之后，他们又在如图（b）所示三个不同底面积的口大底小容器中注入等质量的水，重复上述实验，数据记录在表三中。（ρ_酒精=800千克/米³）

表一（注入水0.1千克）

实验序号	深度（米）	容器底面积（厘米²）	容器底的压强（帕）
1	0.01	100	98
2	0.02	50	196
3	0.05	20	490

表二（注入酒精0.08千克）

实验序号	深度（米）	容器底面积（厘米²）	容器底的压强（帕）
4	0.01	100	78.4
5	0.02	50	156.8
6	0.05	20	392

表三（注入水0.1千克）

实验序号	深度（米）	容器底面积（厘米²）	容器底的压强（帕）
7	0.01	80	98
8	0.02	40	196
9	0.05	15	490

为了探究“压力的作用效果与受力面积和压力大小是否有关”，小刚找了这些器材：规格相同的两块海绵和相同的三本字典。设计了如下实验：

小王做了如图所示的三个实验，用来研究压力产生的作用效果。甲：将小方凳放人沙盘中；乙：在小方凳上放一重物；丙：将小方凳翻过来放在沙盘中，并放上同一重物。

某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。

如图（a）所示为某课外小组自制的温度计，瓶子作为液泡装满某种液体，在密封的瓶塞上插上足够长的细管。为了探究薄壁细管内的液柱高度h与哪些因素有关，他们首先选用横截面积为S₁的细管进行实验，把液泡浸没在不同温度的水中，如图（b）所示，并将数据记录在表一中。然后换用横截面积为S₂的细管重复实验，将数据记录在表二中。（已知S₁>S₂）

表一横截面积S₁

序号	温度	液柱高度h（cm）	温度变化量Δt（℃）	液柱高度的变化量Δh（cm）
1	0	5	10	2
2	10	7	10	2
3	20	9	20	4
4	40	13	20	4
5	60	17	40	8
6	100	25	40	8

表二横截面积S₂

序号	温度	液柱高度h（cm）	温度变化量Δt（℃）	液柱高度的变化量Δh（cm）
7	0	6	5	1.5
8	5	7.5	5	1.5
9	10	9	20	6
10	30	15	20	6
11	60	24	30	9
12	90	33	30	9

小红做“小球放入水中静止时，水对容器底部的压强增加量△p_水及容器对水平面的压强增加量△p_容与哪些因素有关”的实验，她选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中（水深大于小球直径，且水不溢出），如图所示，测出水对容器底部的压强增加量△p_水及容器对水平面的压强增加量△p_容，并将相关数据记录在表一中。

表一： $\text{[math]}$

实验序号	1	2	3	4	5
ρ_球（×10³kg/m³）	0.2	0.6	0.8	1.0	1.2
△p_水（Pa）	98	294	392	490	490
△p_容（Pa）	98	294	392	490	588

①分析比较表中实验序号中的数据及相关条件可知：浸入水中体积相同的小球，当ρ_球与ρ_水的大小满足关系时，△p_水与ρ_球无关。

②分析比较表中△p_容与ρ_球的数据及相关条件可知：浸入水中的小球，。

③分析比较表中实验序号1-4中△p_水与△p_容的大小关系及相关条件可知：浸入水中体积相同的小球，。

④小明仅改变液体种类，利用上述实验器材重复了实验，得到的数据如表二所示，根据上述实验规律，分析可得小明所用液体的密度值应为kg/m³。

表二：ρ_液

实验序号	1	2	3	4	5
ρ_球（×10³kg/m³）	0.2	0.6	0.8	1.0	1.2
△p_液（Pa）	98	294	392	490	539
△p_容（Pa）	98	294	392	490	588

为了探究“影响液体内部压强大小的因素”，甲乙两个实验小组分别采用如图1所示装置进行实验，其中甲装置U形管内装有已染色的水，密度取1.0×10³kg/m³ ，实验装置经测试均可以正常使用。请回答下列问题：

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：

小明用一端扎有橡皮膜的薄壁玻璃管、一个装有水的大烧杯、刻度尺、细沙来探究“液体内部压强的规律”。（ρ_水＝1×10³kg/m³ ， g取10N/kg）

某小组同学做“探究容器底部受到液体压强和压力大小的规律”的实验。先向如图（a）所示三个底面积不同的圆柱形容器中分别注入等质量的水，测得容器底部受到水的压强值记录在表1中；换用酒精重复上述实验，并将数据记录在表2中。之后，他们又在如图（b）所示三个不同底面积的口大底小容器中注入等质量的水，重复上述实验，数据记录在表3中。（ $\text{[math]}$ ）

表1（注入水0.1kg）

实验序号	深度（m）	容器底面积（cm²）	容器底的压强（Pa）
1	0.01	100	100
2	0.02	50	200
3	0.05	20	500

表2（注入酒精0.08kg）

实验序号	深度（m）	容器底面积（cm²）	容器底的压强（Pa）
4	0.01	100	80
5	0.02	50	160
6	0.05	20	400

表3（注入水0.1kg）

实验序号	深度（m）	容器底面积（cm²）	容器底的压强（Pa）
7	0.01	80	100
8	0.02	40	200
9	0.05	15	500

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