中考物理必考实验 专题实验13探究影响液体压强大小的因素

中考物理必考实验 专题实验13探究影响液体压强大小的因素

实验13探究影响液体压强大小的因素 考点聚焦 探究课题：探究影响液体压强大小的因素 实验装置 实验方法 控制变量法，转换法 实验原理 根据U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小 探究过程 ‎1.根据如图甲所示，按照组装U形管压强计 ‎2.将水倒入烧杯，如图乙，控制探头在水下深度不变，调节旋钮改变探头的朝向，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表；‎ ‎3.如图乙、丙，控制橡皮膜的朝向不变，改变探头浸入水中的深度，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表；‎ ‎4.如图丙、丁，控制探头在水和盐水下的深度相同，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表；‎ 记录表格 实验内容 液体物质 探头浸入水下深度 橡皮膜朝向 U形管两端液面高度差（cm）‎ a 水 相同（5cm）‎ 向下 相同（5cm）‎ 向前 相同（5cm）‎ 向上 b 水 不同(3cm)‎ 向下 不同(5cm)‎ 不同(7cm）‎ 向下 向下 c 水 相同（5cm）‎ 向下 盐水 相同（5cm）‎ 向下 实验结论 液体内部向各个方向都有压强，压强随液体深度的增加而增加；同种液体 10‎ 在同深度的各处，各个方向的压强大小相等；不同的液体，在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体的压强越大。‎ 满分归纳——考点方向 器材作用 1. U形管压强计的作用？通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小 注意事项 ‎1.液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性 ‎2.实验前的两个操作：（1）先检查U型管左右两边的液面是否相平。‎ ‎（2）检查装置的气密性：（用手压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）‎ ‎3.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？‎ 答：气密性不好，拆下来重新安装 ‎4.使用的U型管是不是连通器？答：不是 ‎5.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察 ‎5.实验需要多次进行，目的是：总结普通规律 ‎6.比较乙、丙实验结论是：液体密度一定时，深度越深，液体产生的压强越大 ‎7.比较丙、丁实验结论是：当液体深度相同时，液体密度越大，液体产生的压强越大 经典例题 ‎1．（2019•宜宾）关于“阻力对物体运动的影响”问题，某学习小组进行了如下探究实验：依次将毛巾、棉布分别铺在水平木板上，让小车分别从斜面顶端由静止自由下滑，观察小车在水平面上滑行的最大距离，三种情况下的运动如图所示。‎ ‎（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止自由下滑，目的是使小车在水平面上开始滑行时获得的速度大小　　（选填“相等”或“不相等”），本实验中的“阻力”是指小车受到的　　；‎ 10‎ ‎（2）分析图运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明小车受到的阻力越大，速度减小得越　　（选填“快”或“慢”）；‎ ‎（3）牛顿在伽利略等人的研究基础上，概括出牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持　　状态或　　状态；‎ ‎（4）牛顿第一定律　　（选填“是”或“不是”）直接由实验得出的，其符合逻辑的科学推理为科学研究提供了一个重要方法。‎ ‎【答案】（1）相等；摩擦力；（2）快；（3）静止；匀速直线运动；（4）不是 ‎【解析】（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；‎ 本实验中的“阻力”是指小车受到的摩擦力；‎ ‎（2）根据图中运动情况可知：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，说明毛巾表面最粗糙，阻力最大，小车运动的距离就越近，这说明小车受到的阻力越大，速度减小得越快；‎ ‎（3）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；‎ ‎（4）牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的。‎ ‎【分析】（1）该实验应使小车运动到斜面底端时的速度相等，比较小车运动的距离才有意义，所以要控制小车每次都从斜面上同一位置释放，实验中的阻力来自于下车与接触面的摩擦力； （2）小车停下来的原因是小车受到了摩擦阻力，实验中通过改变接触面的粗糙程度来改变阻力的大小，阻力越小小车运动的距离越远； （3）根据牛顿第一定律，当物体不受任何外力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态； （4）牛顿第一定律是在实验基础上通过推理得出的。‎ ‎【点评】本题是探究阻力对物体运动的影响实验，要掌握实验的现象及结论，知道在此基础上经过推理可得牛顿第一定律的内容，解此类问题一定要注意思考实验的意义，并能根据所学的其他物理知识分析解决本实验中相关的实验现象。‎ 突破练习 ‎2．（2019•抚顺）在探究“阻力对物体运动的影响”实验中。‎ ‎（1）小悦用如图所示的实验装置进行实验时，让小车从斜面的同一位置由静止滑下，目的是使 10‎ 小车到达水平面时的　　相同。‎ ‎（2）小车在粗糙程度不同的平面上静止时的位置如图甲、乙、丙所示。可以得出，物体受到的阻力越　　（填“大”或“小”），速度减小得越慢。由此推理得出：如果运动的物体不受力时，将保持　　运动状态。‎ ‎（3）小悦还想探究“动能的大小与速度的关系”，并进行了如图丁所示实验。‎ ‎①让小车从斜面上的　　（填“相同”或“不同”）高度由静止滑下，撞击木块。观察木块移动的距离，并得出结论。‎ ‎②实验中发现两次木块移动距离都较近，于是用木板代替毛巾进行实验。这样就可以在　　相同时，通过减小接触面的　　来减小木块与平面的滑动摩擦力，使木块移动距离较远，实验现象更明显。‎ ‎【解答】解：‎ ‎（1）实验中每次均让小车从同一斜面顶端由静止滑下，是为了使小车运动到斜面底端时的速度相等；‎ ‎（2）由实验知：接触面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；如果运动的物体不受力时，物体的运动状态将不会改变，则它将做匀速直线运动；‎ ‎（3）①为了探究动能大小与速度的关系，应控制质量不变，改变速度，可以让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始释放，使得小车到达斜面底部时的速度不同；‎ ‎②用木板代替毛巾进行实验，是在压力一定时，减小了接触面的粗糙程度，从而减小了摩擦力使木块移动距离较远，实验现象更明显。‎ 故答案为：（1）速度；（2）小；匀速直线；（3）①不同；②压力；粗糙程度。‎ ‎3．（2019•巴中）小明同学用如图所示的装置探究“力与运动的关系”。让小车从斜面同一高度处由静止滑下，分别标记出小车在水平面的毛巾、棉布、木板表面的停止位置。‎ ‎（1）小车在相同斜面同一高度由静止滑下，是为了使小车到达水平面时的　　相同；‎ ‎（2）标记a是小车在　　（选填“毛巾”、“棉布”、“木板”）表面停下来的位置，分析可 10‎ 知，水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越　　（选填“快”、“慢”）；‎ ‎（3）在此实验基础上通过推理可知观点　　（选填“A”或“B”）是正确的；‎ A．物体的运动不需要力来维持 B．力是维持物体运动的原因 ‎（4）在此实验的基础上进行改进，让同一小车从斜面不同高度处由静止滑下，观察小车在相同水平面滑行的距离，可以探究小车的重力势能与　　有关。‎ ‎【解析】（1）让小车从斜面上“同一位置”由静止滑下的目的是使小车到达水平面时的速度相等；‎ ‎（2）图中标记a的距离最远，说明其表面是最光滑的，是小车在木板表面停下来的位置，由实验现象可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，小车前进的越远；‎ ‎（3）由实验现象推理可知，物体不受力时，可以保持原来的运动状态不变，因此可得出：力可以改变物体运动状态而不能维持物体运动状态，故A正确；‎ ‎（4）物体的重力势能与物体的质量和高度有关。根据实验现象，若让同一小车从不同高度处滑下，发现高度越高，小车在水平面上滑行距离越远，由此得出结论：小车的重力势能的大小与小车所处的高度有关。‎ 故答案为：（1）速度；（2）木板；慢；（3）A；（4）高度。‎ ‎4．（2019•桂林）小蓉和同学们用如图所示实验装置来探究阻力对运动小车的影响。‎ ‎（1）实验开始前，小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，大家发现，小车在斜面上的高度越高，小车到达水平木板时的　　越大，小车在水平木板上运动距离越远。从而让大家更加明确了，本实验要使用　　法。‎ ‎（2）实验中，大家将可调节倾斜角度的斜面与木板平面组合，然后依次将毛巾、棉布铺在木板上，开始探究小车在三种平面上的运动情况，结果发现小车直接冲出棉布末端，在仅有目前已搭建好的实验器材基础上，他们采取　　的方法完成了整个实验探究过程。‎ ‎（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力　　，速度减小得越　　。推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将　　。‎ ‎【解析】（1）小蓉让小车从斜面不同高度由静止下滑，小车在斜面上的高度越高，重力势能越大，滑下时，转化成的动能越大，小车到达水平木板时的初速度越大，小车在水平木板上运动距离越远；‎ 10‎ 实验中控制下车的质量不变，改变高度，用到了控制变量法；‎ ‎（2）小车到达水平面的速度与高度有关，小车直接冲出棉布末端说明速度过大，因此需要控制速度变小，减小斜面倾角即可；‎ ‎（3）通过实验分析可知，水平面越光滑，同一运动小车受到的阻力越小，速度减小的越慢，推理可知，同一运动小车如果不受阻力作用，它将做匀速直线运动。‎ 故答案为：（1）初速度；控制变量；（2）减小斜面倾斜角度；（3）越小；慢；做匀速直线运动。‎ ‎5．（2019•乐山）小秋为探究“运动与力的关系”，设计了如图的斜面实验。让同一小车滑到接触面分别为毛巾、棉布和木板的水平面上，观察小车在水平面上滑行的距离。‎ ‎（1）为了使小车滑到水平面时的初速度相同，实验时应让小车从同一斜面的　　滑下，这种研究问题的方法是　　法（选填“微小量放大”、“模型”或“控制变量”）。‎ ‎（2）比较甲、乙、丙三次实验，发现阻力越小，小车滑行的距离就越　　（选填“远”或“近”），说明小车运动的速度改变得越　　（选填“快”或“慢”）。‎ ‎（3）伽利略对类似的实验进行了分析，并进一步推测：如果水平面光滑，小车在运动时不受阻力，则小车将在水平面上　　。说明运动的物体　　力来维持（选填“需要”、“不需要”）。‎ ‎（4）牛顿在伽利略等人的研究成果上概括出了牛顿第一定律。该定律　　‎ A．能用实验直接验证 B．不能用实验直接验证，所以不能确定这个定律是否正确 C．是在大量经验事实的基础上，通过进一步的推理概括得出的 ‎【解析】（1）为了使小车在滑到水平面时的初速度相同，在实验中应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始滑下，这里采取得的研究方法是控制变量法。‎ ‎（2）实验中发现：小车在毛巾表面上滑行的距离最短，在木板上滑行的距离最远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，行驶的越远。‎ ‎（3）进一步推理可知，若水平面绝对光滑，即小车不受摩擦力，则小车将做匀速直线运动，说明运动的物体不需要力来维持。‎ 10‎ ‎（4）牛顿第一定律是在实验的基础上通过进一步推理概括出来的，不能用实验来验证，但是个正确的定律，故C正确。‎ 故答案为：（1）同一高度；控制变量；（2）远；慢；（3）匀速直线运动；不需要；（4）C。‎ ‎6．（2019•武汉）如图所示是“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置。‎ ‎（1）实验时，将棉布铺在　　（填“斜面”“水平木板”或“斜面和水平木板”）上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从　　滑下，观察小车滑行的距离。‎ ‎（2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离　　。推理可知：如果小车运动时不受阻力，它将　　。‎ ‎【解析】（1）为改变小车受到的阻力大小，实验时，将棉布铺在水平木板上，让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；去掉棉布，再次让小车从斜面顶端由静止滑下，观察小车滑行的距离；‎ ‎（2）由实验可以看出，运动的小车所受的阻力减小，向前滑行的距离变大，速度减小变慢，据此推理可知，如果小车运动时不受阻力，它将运动的无穷远，速度大小不变，即做匀速直线运动。‎ 故答案为：（1）水平木板；斜面顶端由静止；（2）变大；保持匀速直线运动。‎ ‎7．（2020•武汉模拟）如图所示，在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中，小刚同学让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，分别观察小车从斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，同时用旗子标记小车在平面上停止后所处的位置。根据实验情形回答下面的问题：‎ 10‎ ‎（1）小刚每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑，目的是使小车到达水平面时的速度　　（选填“相同”或“不同”）。‎ ‎（2）小车到达水平面后不能立即停下来，是因为小车具有　　；小车最终在水平面上停下来，说明力改变了小车的　　。‎ ‎（3）请你画出小车在水平面上运动过程中的受力示意图。‎ ‎【解析】（1）实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度；‎ ‎（2）小车到达水平面后，小车由于惯性还会继续向前运动，不能立即停止；小车最终在水平面上停下来，是因为受到摩擦力的作用，说明力是改变物体运动状态的原因；‎ ‎（3）小车在水平面上向前运动的过程中，竖直方向受到重力G和支持力F的作用，方向分别是竖直向下和竖直向上，是一对平衡力；在水平方向速度越来越小，原因是受到水平向左的摩擦力f，则小车的受力示意图如下。‎ 故答案为：（1）相同；（2）惯性；运动状态；（3）见上图。‎ ‎8．（2020•济南模拟）如图所示，在探究“阻力对物体运动的影响”实验中，观察将毛巾、棉布分别铺在水平木板上和只有木板的三种情况下，让小车分别从斜面顶端由静止下滑，研究小车在水平面上滑行的距离。‎ ‎（1）实验中每次均让小车从斜面顶端由静止下滑的目的是：使小车每次在水平面上开始滑行时速度大小　　（填“相等”或“不相等”）。‎ ‎（2）实验中改变小车所受阻力大小，是通过改变　　来实现的。‎ ‎（3）实验中发现小车在毛巾表面滑行的距离最近；在棉布表面滑行的距离较远；在木板表面滑行的距离最远。说明小车受到的阻力越小，速度减小得越　　（填“快”或“慢”）。‎ ‎（4）推理：如果小车在水平面上滑行，受到的阻力越来越小，直到变为零，它将做　　。‎ ‎（5）在大量经验事实的基础上，牛顿总结了伽利略等人的研究成果概括出了牛顿第一定律，所以牛顿第一定律虽然不是直接由实验得出的，但是通过符合逻辑的　　得出的正确结论。‎ ‎（6）牛顿第一定律告诉了我们物体的运动　　（填“需要”或“不需要”）力来维持，一切物体都有保持原来　　不变的性质。‎ 10‎ ‎（7）小车运动过程中的阻力主要是摩擦力，本实验还告诉我们，在其它因素不变情况下，接触面对摩擦力大小的影响是　　。（意思表述清楚即可）‎ ‎【解析】（1）每次都从斜面上同一位置释放，使小车运动到斜面底端时的速度相等；‎ ‎（2）在做“斜面小车实验”时，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体，目的是探究阻力对物体运动的影响，由毛巾表面到棉布再到木板，接触面的粗糙程度减小，小车受到的阻力也减小；‎ ‎（3）表面越光滑，阻力就越小，小车运动的距离就越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢；‎ ‎（4）假如小车受到的阻力为零，即小车不受力，小车的运动状态将不会改变，做匀速直线运动；‎ ‎（5）由上分析可知，牛顿第一定律是在实验的基础上，通过推理得出的，不是用实验直接得出的；‎ ‎（6）牛顿第一定律的内容为：一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；这反映了力和运动的关系，表明了物体的运动不需要力来维持，而力是改变物体运动状态的根本原因。‎ ‎（7）在压力大小一定情况下，摩擦力大小还与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙摩擦力越大。‎ 故答案为：（1）相等；（2）水平面的粗糙程度；（3）慢；（4）匀速直线运动；（5）推理；（6）不需要；运动状态；（7）接触面越粗糙摩擦力越大。‎ ‎9．（2020•武汉模拟）在探究“物体运动状态改变的原因”的实验中，小刚同学做了如下实验。如图所示，让小车自斜面上某一固定位置由静止开始自由滑下，分别观察小车从斜面上同一位置滑下后，在粗糙程度不同的水平面上运动的距离，同时用小旗子标记每次小车在相应平面上停止后所处的位置。‎ ‎（1）小刚每次让小车从斜面上同一位置由静止开始自由下滑，目的是为了使小车到达水平面时 10‎ 速度　　。‎ ‎（2）平面越光滑，小车运动的距离越远，说明：小车受到的阻力　　（选填“越小”、“越大”或“不变”），速度减小得越　　（选填“快”或“慢”）。‎ ‎（3）由此可以推测，如果小车不受阻力，它将永远做　　运动。‎ ‎【解析】（1）实验中每次让小车从斜面顶端由静止滑下，是为了使小车到达水平面时具有相同的初速度；‎ ‎（2）水平面越光滑，速度减小得越慢，小车运动的距离越远；‎ ‎（3）由实验可知，平面越光滑，小车受到的阻力越小，运动距离越远，速度减小得越慢，若受到阻力为0，它的运动速度就不会变化，即做匀速直线运动。‎ 故答案为：（1）相同；（2）越小；慢；（3）匀速直线。‎ ‎10．（2019•河南模拟）如图所示，使用斜面、木板、毛巾、棉布和小车等器材探究“阻力对物体运动的影响”实验 ‎（1）实验时要固定斜面，并让小车从斜面的同一位置由静止滑下，目的是使小车到达水平面时　　‎ ‎（2）小车在毛巾、棉布表面运动时克服阻力做功分别为W1、W2，则W1　　（选填“＞”“＝“或“＜”）W2‎ ‎（3）如果水平面绝对光滑，则在此装置的基础上增加器材　　（选填“能”或“不能”）达到探究“动能大小与哪些因素有关”的实验目的原因是　　‎ ‎【解析】（1）让小车从斜面的同一高度由静止下滑的目的是，当小车到达水平面时，使小车的速度相同；‎ ‎（2）因小车达到水平面时初速度相同，小车的动能相同，最终速度为0，小车的动能全部转化为内能，大小等于克服阻力做的功，故小车在毛巾、棉布表面上克服阻力做功分别为W1、W2，则W1＝W2；‎ ‎（3）若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小球将一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了。‎ 故答案为：（1）速度相同；（2）＝；（3）不能；若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，小球将一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到比较距离来比较动能的目的了。‎ 10‎