第六章压力与压强（实验题培优提升20题）-上海市2023-2024九年级物理上学期单元练习（沪教版

这是一份第六章压力与压强（实验题培优提升20题）-上海市2023-2024九年级物理上学期单元练习（沪教版，共24页。试卷主要包含了实验题等内容，欢迎下载使用。
一、实验题
1．如图所示，为了航行安全，远洋轮船的船体上都标有多条水平横线，分别表示该船在不同水域及不同季节所允许的满载时的“吃水线”。为了解释这种现象，小明查阅资料后得知：（a）不同水域，表层海水的盐度不同，会导致其密度不同；（b）不同季节，表层海水温度不同；（c）某一水域，表层海水在不同温度下的密度如下表所示。
①根据表格中表层海水的温度t、密度的变化情况和相关条件，得出结论： 。
②结合所学知识及以上信息，指出在不同水域及不同季节轮船满载时的“吃水线”不同的原因，并写出分析过程 。
③该船满载时冬季“吃水线”在夏季“吃水线”的 。（选填“上方”或“下方”）
2．如图所示为活动卡上的几个实验。
（1）如图（a）所示实验过程是定量研究浸没在液体中的物体受到的浮力与 之间的关系，量筒中盛放是水，物体受到的浮力可以用 表示，V2 -V1表示 ；
（2）如图（b）所示，在探究压力的作用效果与哪些因素有关时，将铅笔压在大拇指和食指之间，观察到手指肌肉下陷情况不同，这是在探究 的关系；
（3）在探究液体压强规律的实验中，在空饮料瓶底部的同一深度处扎三个小孔，瓶中装满水后，观察到如（c）所示的现象，这说明 ；
（4）如图（d）所示是 实验的过程，实验中若玻璃管倾斜，管内水银柱的高度将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
3．小明在学习完“大气压强”后，从网络上查阅到我国主要城市中心区平均海拔高度及通常情况下的大气压值和水的沸点的统计数据，如下表：
根据以上信息回答：
①水的沸点与大气压的关系是 。
②海拔高度为3000米处，水的沸点可能是 。
A．75℃ B．83℃ C．90℃ D．100℃
③用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内，如图所示。若将此瓶从上海带到拉萨，将会观察到瓶口上的橡皮膜 （选填“向上凸起”或“向下凹陷”）。这是因为 。
4．某物理兴趣小组为了测量教室内大气压强的大小，将直径为D的橡胶吸盘吸在水平放置的玻璃板下方，在吸盘下方挂上钩码当吸盘快要松动时，向小桶内加入细沙进行微调，如图所示。当吸盘刚好脱离玻璃板时，记录钩码总质量m，测出小桶和沙子总重G。
(1)该实验的原理是 ，根据实验得出大气压强的计算式为 （用字母表示）；
(2)该小组做了多次实验，测得的大气压强数值均比实验室气压计读数值明显偏小，请你分析可能的原因有哪些。
5．实验研究和理论研究是科学研究的常用方法。生活中人们发现：漂浮在水面上的不同物体，有的物体大部分露出水面，而有的物体只是一小部分露出水而。某小组同学猎想：这种现象可能是漂浮在水而上的物体密度大小不同造成的。为此，他们选用若干个密度不同的实心物块和足够的水进行实验。图是物体A、B、C漂浮在水面上静止时的情景。已知物块密度跟水密度的情况是ρ水>ρA>ρB>ρC。
（1）根据实验现象可以得出：漂浮在水面上的物体， ，物体露出水面的体积占整个物体体积的比例越大。
（2）请用阿基米德原理证明上述结论的正确性。
6．如图所示，一艘小船搁浅在浅水区，小船退行时，由于河底对小船有阻力f，致使船底部有破损的危险。为了找到减少阻力f的方法，小明同学猜想“阻力f可能与小船对河底的压力F有关”，他根据上述情景进行模拟实验，并把实验数据记录在下表中。
（1）小船搁浅时，船受到水的浮力 船的重力；（选填“大于”“等于”或“小于”）
（2）分析表中数据，可知 f 与F 的关系是： ；
（3）小明认为“卸去船上部分货物后，小船再退行，可避免船只破损”。请根据力学知识及上述信息，试分析该方法的可行性： 。
7．小王根据在泳池中从浅水区走向深水区时越来越站不稳的感受，猜想影响浮力大小的因素可能是 。于是他通过实验探究浮力大小与哪些因素有关。如图所示，A、B为力传感器（相当于弹簧测力计），容器C上有一小孔，当液面超过小孔高度时液体将流入下方烧杯中。小王通过力传感器直接读出物体浸入液体不同体积时受到的浮力，如图（a）（b）（c）（d）所示。他继续实验，测出某次物体浸入液体时从小孔中流出液体的重力，如图（e）（f）所示。
①分析比较图（a）（b）（c）（d）的现象和数据可得：在同种液体中， ；
②分析比较图（e）（f）的现象和数据可得： 。
8．为了研究物体浸没在水中前后测力计示数的变化情况，某小组同学分别利用若干均匀圆柱体、水（足够深）和弹簧测力计等进行实验。他们先将密度均为2克/厘米而重力不同的圆柱体挂在测力计下，记录此时测力计的示数，接着如图所示，将圆柱体浸没在水中，读出相应的测力计示数记录在表一中。他们再用密度均为4克/厘米的圆柱体重复实验，将数据记录在表二中。为进一步研究，他们计算每一次实验时测力计示数的差值，并将结果分别记录在表一和表二的最后一列中。
表一 圆柱体密度克/厘米
表二 圆柱体密度克/厘米
（1）分析比较实验序号1与2与3与4（或5与6与7与8）中和的倍数关系及相关条件，可得出的初步结论是：密度相等的均匀圆柱体浸没在水中后， ；
（2）分析比较实验序号1与5（或2与6或3与7或4与8）中和的数据及相关条件，可得出的初步结论是：均匀圆柱体浸没在水中后， ；
（3）进一步分析比较实验序号 的数据及相关条件，可以发现：均匀圆柱体浸没在水中后，满足一定的条件时，测力计示数的差值可能相等。请你根据本实验的相关数据及条件，初步分析相等时应满足的条件为： ；
（4）根据表一和表二中的数据及相关条件，可以推理：若浸没在水中某均匀圆柱体的密度为6克/厘米，重力为6牛，则此时测力计的示数为 牛。
9．U形管压强计是根据连通器原理制成的，根据U形管两边液面的高低可以比较液面上方的压强大小。
①如图1（a）（b）所示的U形管中装有同种液体，U形管右管与大气相通，大气压强为p0，左管与密闭容器相通，根据图1（a）（b）中的实验现象可知：p1 p2（选填“大于”“等于”或“小于”）。
②现利用图2所示装置估算人呼出气体压强p人。U形管左边管子与大气相通。若已知地面附近大气压为p0，U形管中液体密度为，则还需要测的物理量是 ，其表达式为p人= 。
10．小晨对同种液体内部压强的规律提出两种猜想：
①同种液体内部压强大小与液体高度有关；
②同种液体内部压强大小与液体深度有关。
于是他对同种液体内部压强的规律进行研究，在横截面积相同的柱形容器侧壁开口处包有相同的橡皮膜，注入不同深度的水，容器侧壁开口处与水面的距离从左往右分别为、、、、且，橡皮膜的鼓起情况及相关现象如图所示：（图c、d、e橡皮膜鼓起程度相同）
（1）实验中是通过观察 现象来判断液体内部压强的大小；
（2）小晨观如图（a）、（b）、（c）的实验现象认为：同种液体，液体内部压强大小随着液体高度的增加而增大；请你根据上述实验现象判断小晨的结论正确与否，并阐述理由：
小晨的结论是 ，理由1： ；理由2： 。
11．物块放入盛有水的容器中，水对容器底部的压力会增大。为了研究放入物块前后，水对容器底部压力增加量ΔF的情况，小杨选用了五个重力G均为3牛的柱形物块，分别将物块放入盛有等质量水的相同柱形容器中，待到物块静止后，将实验数据及现象记录在下表中。
①观察序号1~3中的实验现象并比较ΔF与V的关系，可得初步结论：当物块浸没在水中时， ；
②观察序号1或2或3或4中的实验现象并比较ΔF与G的大小关系，可得初步结论：当 时，物块沉底；
③观察序号1~4中的实验数据及现象，发现：ΔF与物块排开水的体积有关，物块排开水的体积越 ，ΔF越 ；
④进一步分析序号5中的实验现象并比较ΔF与G的大小关系，发现：当物块漂浮时， 。请根据所学的压强、浮力知识，简述上述结论的原因： 。
12．某小组同学探究液体内部压强与哪些因素有关，他们根据图中橡皮膜的形变程度，提出了各自的猜想：
为了验证猜想，他们制订方案，用传感器测量压强，记录数据如下表所示。
（1）分析可知，表格中的栏目设计与 的猜想是相关联的（选填“小红”“小华”“小红和小华”）；
（2）分析表中实验序号 的数据可知： 的猜想是错误的（选填“小红”“小华”“小红和小华”），理由是 ；
（3）分析表中数据可得：水内部的压强 。
13．某小组同学探究液体内部压强与哪些因素有关，作出以下猜想：

猜想一：液体内部压强与所处液体的深度h有关；
猜想二：液体内部压强与液体密度有关；
猜想三：液体内部压强与所处位置离容器底部的距离d有关。
他们选用两个完全相同的容器分别装有酒精和水（ρ酒精＜ρ水）。如图所示，他们改变压强计的金属盒在液体中的深度h和离容器底部的距离d，并观察U形管中液面高度差L。将实验数据记录在下表中：
表一：酒精 表二：水
（1）分析比较实验序号1与6（或2与7，或3与8，或4与9，或5与10）的数据及相关条件，得出结论：当所处液体中的深度h相同，离容器底部的距离d相同时， ；
（2）分析比较实验序号 ，得出结论：在同种液体内部，离容器底部的距离d相同，所处液体深度h越大，该处液体压强也越大；
（3）为了探究猜想三，小组设计了记录表三，请完成表三空缺处的填写。
表三：水
14．小王在观看“天宫课堂”时，观察到宇航员将两端开口的塑料管插入水槽后，管中水面会上升。于是他在实验室中开展研究，过程如下。
①他先将塑料管甲插入水槽，如图（a）所示，管内外水面相平，这是由于塑料管与水槽构成了一个 ；
②他换用塑料管乙、丙进行实验，发现插入水槽后乙、丙两管内水面上升到不同位置，如图（b）所示。比较塑料管乙、丙的粗细和管内水面上升的高度，可得： ，管内外水面高度差越大；
③他在“天宫课堂”中看到的实验现象如图（c）所示，对比图（b）发现：太空中管内水面上升比在地球上显著，丙管中水喷出。为了探究原因，他查阅资料后得知：（a）液体分子间存在的相互作用力可以形成向上的合力；（b）“天宫课堂”的实验处于微重力环境。请结合上述信息分析造成图（c）所示现象的原因： 。
15．为了探究压力产生的形变效果与哪些因素有关，某实验小组的同学用三个相同的实心长方体（三个面的关系为）先后以不同方式放在同一海绵上，盛放海绵的玻璃容器上标有间隔距离相等的刻度线。他们将实验观察到的现象和数据记录在下表中。
①在实验中是通过比较 来比较压力产生的形变效果的；
②分析比较实验序号1与2与3的数据及现象，可得出的初步结论是：当 时，压力越大，压力产生的形变效果越显著；
③分析比较实验序号 的数据及现象，可得出的初步结论是：当压力相同时， ；
④实验小组的同学在综合分析了表格中的数据和现象后提出猜想：在实验序号1或4的图中，若沿竖直方向切去一定厚度，海绵的下陷格数保持不变。你认为他们的猜想依据是： 。
16．某小组同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着一个圆柱体，测力计示数为F0．现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A，圆柱体的下表面到液面的深度为h，记录下此时弹簧测力计的示数为F以及F0和F的差为△F．接着，将液体A替换为液体B，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示．
表一 液体A（ρA＝1.0×103千克/米3）
表二 液体B（ρB＝0.8×103千克/米3）
①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， ．
②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， ．
③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是 ．
④本实验中，圆柱体的重力为 牛，高度为 厘米．
17．小华和小亭通过实验研究将物体放入液体的过程中，容器底部受到液体压力的变化情况，如图所示。他们将重力分别为30牛和40牛的甲、乙两个柱形物体，先后挂在弹簧测力计下，并将其逐渐浸入同一柱形容器的液体中（液体不溢出）。他们读出测力计示数F，并测得容器底部受到的液体压力F底，然后根据相关物理量计算出物体所受浮力F浮，将实验数据记录在表一、表二中。
① 小华分析比较实验序号 后得出初步结论：不同柱形物体浸入同一柱形容器的液体中，物体所受浮力相同，容器底部受到液体压力相同；
② 小亭分析比较实验序号1、2、3与4（或6、7、8与9）后得出初步结论：同一柱形物体浸入同一柱形容器的液体中， 越大，容器底部受到液体压力越大。
③ 分析比较实验序号4与5（或9与10）的数据，发现物体所受浮力F浮和容器底部受到液体压力F底均相同，但测力计示数F不同，出现这种情况的原因是： ；
④ 两位同学分析比较表一（或表二）的数据，并通过一定的计算，可知容器内液体的重力为 牛；
⑤ 当柱形物体处于实验序号3位置时，容器底部受到液体压力的增加量为 牛。
18．某小组同学在验证“阿基米德原理”实验中：
①用已调零的弹簧测力计，按照图中abcd所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，小组同学发现测出的结果(F1-F2) (F3-F4)（选填“>”、“=”、“ 小桶的水未能倒尽 能 不能
【详解】（1）[1][2]前两个步骤中，测力计示数的差等于物体受到的浮力；后两个步骤中测力计示数的差等于物体排开水的重力。根据阿基米德原理，物体受到的浮力应该等于它排开水的重力。但是，我们选测完小桶和排开的水的总重，再把小桶的水倒出，测量空桶的重力。这个过程中，不可能把水完全倒出，小桶中水有残留，即我们测得的排开的水重偏小。故此操作过程中，浮力比排开的水重略大。
（2）[3]物体未完全浸在水中时，受到的浮力小，但排开的水也少，物体受到的浮力还是排开的水重相等的。阿基米德原理适用于一切浮力的大小计算，无论物体是一部分浸在液体中还是完全浸没。
[4]当物体触碰到容器底时，此时测力计的示数等于物体的重力与物体受到的浮力、容器底对物体向上的支持力的差，前两个步骤中的测力计的示数差就不等于物体受到的浮力，就不能验证阿基米德原理了。
19． 3×104Pa 60kg 站立 见解析
【详解】（1）[1]根据公式可得，人行走时对地面的压强为
（2）[2]由图可知人平躺举起乙物体时和人不负重行走时与地面的接触面积之比为10∶1，对地面的压强之比为1∶5，根据公式可得，人平躺举起乙物体时和人不负重行走时对地面的压力之比为1∶2，因为都是在水平地面上，所以对地面压力等于自身的重力，因此乙物体的重力刚好等于人的重力，乙的质量为60kg。
[3]由图可知B表示不负重行走，与地面接触的面积刚好是C这种情况的一半，走路时是一只脚落地，所以可判断C表示人站立。
[3]因为人的脚掌大小是一样的，若C表示人不负重站立，那么它对地面的压强应该是B不负重行走时对地面压强的一半，但由图可以看出他们的压强不是二分之一的关系，所以可以判断C表示人负重站立。
B不负重行走时对地面的压强
C种情况站立时对地面的压强
由图可知
又因为
FB=G人
所以
FA＞G人
因此判断C表示人负重站立。
20． 托盘天平 见解析
见解析
【详解】（1）[1]测量密度的实验原理为。求出物体的质量和体积根据就可以求出物体的密度。
[2]托盘天平是实验室测量质量的常用工具。
（2）[3]由题意可知小李同学直接将米在瓶子中装满，但由于米粒之间有间隙，测量体积大于米的实际体积，根据可得，测量米的密度偏小。
（3）[4]由题可得米的体积等于溢出水的体积
（4）[5]实验步骤：①测出空饮料瓶的质量；
②测出瓶中装满油后总质量；
③根据实验原理求出食用油的密度；故油的密度。
序号
h（厘米）
d（厘米）
L（格）
11
10
15
12
10
15