2020年中考物理实验集中专项训练第7练力学实验_压强含解析

第7练力学实验-压强

一、选择型实验专练

1.下列各组实验器材完好，初始状态如图所示，其中说法正确的是（　　）

甲乙丙丁

A．如图甲所示，该容器倾斜一定角度后，各管内液面仍将保持相平

B．如图乙所示，微小压强计探头进入水中后，U型管两侧液面仍将保持相平

C．如图丙所示，放开手指后，玻璃管中液面将会降到和槽内液面相平

D．如图丁所示，向吸管B用力吹气后，吸管A内液面和烧杯内液面仍将保持相平

【答案】A

【解析】A、如图甲所示，该容器上端开口底部互相连通，构成连通器，根据连通器原理可知，该容器倾斜一定角度后，各管内液面仍将保持相平。故A正确；B、在探究液体压强实验中，探头在液体中受到压强的大小不能直接观察，而是通过U形管两边的液面差来体现的，如图乙所示，微小压强计探头进入水中后，U由于受到水的压强，所以U型管两侧液面右边高于左边。故B错误；C、一个大气压支持76cm高的水银柱，如图丙所示，放开手指后，玻璃管中液面不会下降。故C错误；D、往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的水面上升，原因是：往B管中吹气，吸管A上方空气的流速增大，压强减小，A管中液体受到向上的压强大于向下的压强，所以A管的水上升。故D错误。

2.只利用下图各组给定的器材做实验，不能完成其实验目的是（　　）

【答案】B

【解析】解：A、图中有一个长方体金属块和海绵，金属块的压力一定，通过金属块的不同放法来改变受力面积，从而探究压力作用效果与受力面积的关系，故A可以完成；

B、液体压强与液体密度、液体的深度有关，图中只有一杯水和一个压强计，只能探究液体的压强与深度的关系，不能探究液体压强与液体密度的关系，故B不可以完成；

C、图中有两个吸盘，排净吸盘内的空气，用很大的力才能将其拉开，证明了大气压的存在，故C可以完成；

D、图中为托里拆利实验装置图，托里拆利实验准确的测量出大气压的值，故D可以完成。

故选：B。

3.如图所示，在两张纸的中间用力向下吹气，纸会向中间靠拢.下列现象具有上述现象所揭示的科学道理的是（　　）

A.壁虎紧贴墙壁向上爬行                 B.用吸管把饮料吸进嘴里

C.抽水机把水从低处抽往高处             D.大风把茅草屋顶掀翻

【答案】D

【解析】在两张纸的中间用力向下吹气，两张纸中间的空气流速变大，压强变小，小于外界的大气压，产生了一个向内的压强差，将纸压向中间。

A、壁虎的脚掌上有许多“吸盘”，当挤压“吸盘”时，排出里面的空气，大气压将脚掌压在墙壁上，使壁虎在墙壁上爬行，是利用大气压，故A不符合题意；

B、用吸管把饮料吸进嘴里，利用的是大气压，故B不符合题意；

C、抽水机把水从低处抽往高处，利用的是大气压，故C不符合题意；

D、有大风时，屋顶的空气流速大、压强小，屋内压强不变，在屋内外压强差的作用下把茅草屋顶掀翻，故D符合题意。

4.1648年，法国物理学家帕斯卡用一个装满水的密闭木桶，在桶盖上插了一根细长的管子，向细管子里灌水，结果只加了几杯水，就把木桶压裂了（如图）。这个实验说明了（　　）

A.液体压强与水的深度有关       B.液体压强与管的粗细有关

C.液体压强与水的密度有关       D.液体压强与水的质量有关

【答案】A

【解析】液体压强与液体的密度和深度有关，由帕斯卡做的实验知，由于虽然管很细，但由于高度很大，水的深度大，而使水产生了很大的压强，所以该实验说明液体压强与液体深度有关，与液体密度、管子粗细、液体质量等无关。

二、填空型实验专练

5.水沸腾后把烧瓶从火焰上拿开，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水，如图所示，你会看到的现象是：，原因是。

【答案】烧瓶中的水重新沸腾烧瓶内水面上方的气体遇冷压强减小，瓶内水的沸点降低

【解析】烧瓶内水面上方的气体遇冷，一部分水蒸气液化，导致烧瓶内气压减小，水的沸点随气压的减小而降低，所以重新看到水沸腾了。

6．如图所示，密闭的玻璃罩内有三个小实验：甲为敞口烧瓶内装有保持95℃的热水来探究沸点与气压的关系；乙为用装满水的杯子和盖着的薄塑料片来验证大气压的存在；丙是充有一定量空气的气球。当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中，请你推测：甲实验中的热水会______；乙实验中薄塑料片会______；丙实验中气球的体积会______。

【答案】沸腾   下落   变大

【解析】

当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中，罩内空气减少，大气压强减小，

甲实验中，因水的沸点会随着大气压强的减小而降低，所以95℃的热水会沸腾；

乙实验中，因大气压强减小，大气压强支撑不住水的重量，所以薄塑料片会下落；

丙实验中，因气球外的大气压强减小，所以气球内部压强会远大于外部压强，所以气球体积会变大，直至爆炸。

7.如图所示，比较（a）、（b）实验可知：液体内部的压强大小与有关。

【答案】深度

【解析】控制了液体密度相同，探头的朝向相同，由于探头所处的深度不同，U形管两端液面差不相同，则说明实验液体压强与深度有关。

8.用量筒测得8g煤油的体积如图1所示，煤油的密度为kg/m3；图2为探究液体内部压强影响因素的装置，选用水和煤油分别进行实验，并使金属盒处于两种液体中的深度相同，则用进行实验时，U形管两侧液面的高度差h较大；用水进行实验时，为使U形管两侧液面的高度差h减小，应将金属盒向移动。

【答案】0.8×103水上

【解析】(1)量筒中煤油的体积是V=10ml=10cm3

煤油的密度：ρ＝＝= 0.8g/cm3=0.8×103kg/m3

(2)如图2，探究液体压强跟密度的关系时，将压强计的金属盒先后浸没到甲、乙两杯液体中，使金属盒浸入两种液体中的深度h甲=h乙，根据公式p=ρgh可知，U形管中液面高度差大的一定是水。

(3)探究液体压强与液体深度的关系时，金属盒在液体中处于不同深度处，记录U形管两侧的液柱高度差，比较压强大小，根据公式p=ρgh可知，为使U形管两侧液面的高度差h减小。应将金属盒向上移动。

9.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值，实验时他没有将玻璃管竖直放置，而是稍稍倾斜了，如图所示，则此时大气压强等于_____mm水银柱产生的压强；如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验，测得水的沸点将___（选填“高于”、“等于”或“低于”）100℃。

【答案】750；低于

【解析】①在托里拆利实验中，水银柱的高度差应是垂直高度，而不是水银柱的长度；

②气压高沸点高。

解：图中750mm高度才是水银柱的垂直高度，它产生的压强与大气压大小相等；

标准大气压下水银柱的高度为760mm，故此时的气压小于标准大气压，水的沸点低于100℃。

10.亚里士多德为了说明抽水机原理，提出自然界厌恶真空的理论。他认为在自然界中，接触到真空的液体就会自己填补，会上升，因此亚里士多德认为“自然界是厌恶真空的”。

（1）在下列几个现象中，能支持上述亚里士多德理论的实验是　　

A．回声的形成

B．彩虹

C．用吸管吸饮料

（2）在下列几个实验中，能推翻上述亚里士多德理论的实验是　　

A．托里拆利实验

B．富兰克林风筝雷电实验

C．马德堡半球实验

（3）请你结合所学的物理知识，解释为什么第2小题中你所选择的实验可以推翻亚里士多德的结论。

【答案】（1）C；（2）A；（3）做托里拆利实验时，玻璃管内上方有一段是真空，但是玻璃管中的水银没有去填补，所以与亚里士多德观点不相符，所以可以推翻其观点。

【解析】首先明白亚里士多德的观点是“自然界是厌恶真空的”。然后判断选项中的内容和什么知识点相关，最后做出选择。

（1）亚里士多德的观点是“自然界是厌恶真空的”。他认为在自然界中，接触到真空的液体就会自己填补，会上升。

A．回声的形成是声在传播过程中遇到障碍物，声被障碍物反射回来，与亚里士多德的观点不符。

B．彩虹是太阳光的色散，与亚里士多德的观点不符。

C．用吸管吸饮料时，吸管内的气压减小，饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里，与亚里士多德的观点相符。

故选：C。

（2）A．托里拆利实验，当外界大气压是一个标准大气压，能支持76cm高的水银柱，玻璃管的长度是1m，玻璃管内上方有一段真空，水银没有去填补，亚里士多德认为接触到真空的液体就会自己填补，所以托里拆利实验能推翻亚里士多德理论。

B．富兰克林风筝雷电实验是大气中的放电现象，与亚里士多德的观点不相关。

C．马德堡半球实验是证明大气压的存在，并且证明大气压很大，与亚里士多德的观点不相关。故选：A。

（3）做托里拆利实验时，玻璃管的上空有一段是真空，但是玻璃管中的水银没有去填补，所以与亚里士多德的观点不相符，所以可以推翻其观点。

三、实验探究题专练

11．在探究“影响压力作用效果的因素”实验中，某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。

（1）实验中用反映压力的作用效果，采用了转换法。

（2）比较甲、乙两图的实验可以得出；

比较丙图和图，可以得出压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）本实验还采用了的研究方法。

【答案】海绵凹陷程度   受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显   乙   控制变量

【解析】

（1）该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力作用效果的，这用到了转换法；

（2）图甲和图乙，物体的受力面积相同而压力不同，乙图压力大，乙图力的作用效果明显，由此可得：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；

图乙和图丙，桌子和海绵间的压力相同而受力面积不同，乙图受力面积小，乙图压力作用效果明显，由此可知：压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）影响压力作用效果的因素是压力和受力面积，研究压力的作用效果与受力面积的关系时需要控制压力相同；在研究压力的作用效果与压力大小的关系时需要控制受力面积相同，这用到了控制变量法。

12.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小刚利用了两个相同的木块和一块海绵，进行了如图所示的实验。

（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法也运用于以下　　（选填“A”、“B”或“C”）实验中。

A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点

B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系

C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱

（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，　　越小，压力的作用效果越明显。

（3）对比甲、丁两图，小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点　　（选填“正确”或“错误”），并说明理由：　　。

【答案】（1）C；（2）受力面积；（3）错误；没有控制受力面积相同。

【解析】（1）本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法；逐一分析每个选项，找出符合题意的答案；

（2）（3）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答。

解：（1）实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，这种物理学研究方法叫转换法：

A．用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点，采用了等效替代法；

B．当电压一定时，探究电流与电阻的关系，采用了控制变量法；

C．用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱，采用了转换法，选C；

（2）对比甲、乙两图，可以得出：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

（3）研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同，因甲、丁两图中受力面积不同，即没有控制受力面积相同，故他的观点错误。

13.大威在探究“影响压力作用效果的因素”时，取三个质量相同的圆柱形容器A、B、C，它们底面积的关系是SA＝SB＜SC。在三个容器中分别倒入适量的水和盐水，其中B、C两容器中液体质量相同。将它们分别放在三块相同的海绵上，如图甲、乙、丙所示。

（1）实验过程中可以通过观察海绵的　　来比较压力的作用效果。

（2）通过比较　　两次实验，探究压力的作用效果与压力大小的关系。得到的结论是　　相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。

（3）大威还想利用这些器材探究影响液体压强的因素，于是他找来一个如图丁所示的液体压强计，将压强计的探头放入B、C两容器中，保持探头在两种液体中的深度相同。发现探头在盐水中时，U形管左右两侧液面的高度差较　　（填“大”或“小”）。说明在深度相同时，　　越大，液体压强越大。

（4）再将探头放人B容器中的某一深度，改变探头的方向，会发现U形管左右两侧液面的高度差不变，由此说明：在同种液体内部的同一深度，向各个方向的压强都　　。

【答案】（1）凹陷程度；（2）甲、乙；受力面积；（3）大；液体密度；（4）相等

【解析】（1）实验中，海绵的凹陷程度越大，压力作用效果越明显，用海绵的凹陷程度来反映压力作用效果。

（2）比较甲、乙两图所示实验可知，受力面积相同，压力越大，海绵凹陷程度越大，故可得结论：受力面积一定时，压力作用效果与压力大小有关。故答案为：（3）保持探头在两种液体中的深度相同。发现探头在盐水中时，U形管左右两侧液面的高度差较大。说明在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。

（4）在同种液体中，当探头所在的深度相同时，只改变探头的方向，U形管左右两侧液面的高度差不变，这表明：同一液体，在同一深度，向各个方向的压强相等。

14.如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。

（1）压强计上的U型管　　（选填“属于”或“不属于”）连通器。

（2）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图甲，其调节的方法是　　（选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平。

A．将右侧支管中高出的水倒出    B．取下软管重新安装

（3）比较图乙和图丙，可以得到；液体的压强与　　有关。

（4）比较　　两图，可以得液体的压强与液体密度有关。

（5）已知图丁中U型管左右两侧水面的高度差h＝10cm，则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为　　Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ盐水＝1.1×103kg/m3，g＝10N/kg）。

【答案】（1）不属于；（2）B；（3）液体的深度；（4）丙、丁；（5）1000

【解析】（1）测量液体压强的仪器叫压强计；上端开口，下端连通的容器叫连通器。

（2）U形管右端上方是和大气相通的，等于大气压强；U形管右端液面比较高，就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压；只要取下软管，让U形管左端液面和大气相通，这样U形管两端的液面就是相平的；

（3）在相同液体的不同一深度，液体的压强不相等；

（4）在丙丁图中，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，是控制深度相同，改变液体的密度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的密度有关；

（5）根据p＝ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差

（1）这是测量液体压强的压强计；它的左端是密闭的，所以不是连通器。

（2）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样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，则B正确；故选B；

（3）比较乙图、丙图，在相同液体中的不同深度处，U形管两侧的液面高度差不相等，液体的压强不同，故可以得到：在不同深度，液体内部压强与液体的深度有关，液体深度越深，压强越大；

（4）在丁图中，若将烧杯中的水换成同深度的盐水，其他条件不变，控制了深度不变，把水换成盐水，液体密度变大，液体压强变大，则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大，故比较丙、丁两图。

（5）图乙中U形管左右两侧水面的高度差h＝10cm，

则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1000Pa。

15.如图所示，将压强计的金属盒放在同种液体中，金属盒面的朝向不同。

（1）要观察到U形管两侧液面的高度差相等，必须控制金属盒面的中心在液体中的　　相等，由上述实验可知：液体内部某一点，来自各个方向的压强大小是　　的。

（2）不增加器材，用这套装置还可以探究液体内部压强与　　的关系。

【答案】（1）深度；相等；（2）深度

【解析】（1）如图比较液体内部压强大小的仪器名称是U形管压强计，实验中判断压强大小是通过观察U形管两边液面的高度差实现的；

由图所示现象知，压强计的探头处于同种液体的同一深度，但朝向不同，而U形管压强计两管液面高度差相等，故得出的初步结论是：同种液体，在同一深度，液体内部向各个方向的压强均相等；

（2）液体密度相同，如果改变压强计的探头在水中的深度，即只改变深度的大小，故可探究液体内部压强与深度的关系。

16．小明用2 mL的注射器、量程为0～10 N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和p=_________。

步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔

步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞_________时，记下弹簧测力计的示数为5.2 N。

步骤三：用刻度尺测出注射器_________长度为4.00 cm。

步骤四：算出大气压强值为_________Pa。

同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进：

①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于_________

②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知，此时活塞所受到的_________(摩擦力/大气压力)为0.3N.

小华根据改进后测得的数据，重新计算了大气压的值。

【答案】刚被拉动有刻度部分的  1.04×105Pa   ①排空注射器内的空气②摩擦力

【解析】解：本实验的原理是二力平衡和p=；由于注射器活塞颈部，用绳与弹簧测力计的挂钩相连，应水平向右慢慢拉动注射器筒，这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩；当注射器中的活塞开始运动时，说明此时拉力等于大气对活塞的压力。故记下的弹簧测力计示数，就是大气对活塞的压力F=5.2N；注射器全部刻度的长度为L=4.00cm，有刻度部分的容积为V=2ml，注射器活塞的横截面积为S=，此时大气压的数值p==== 1.04×105Pa；

①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，产生的力会和外部大气压力抵消一部分，这样使得弹簧测力计受到的拉力减小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；先让注射器吸入少量水，然后将活塞推至注射器底端，使水充满在注射器小孔中，这样可排尽注射器小孔中残余气体，减小实验过程中的测量的误差；

②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力，注射器在拉力F作用下平衡时，拉力F大于大气对活塞的压力，从而使测量值偏大。所以小华取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为0.3 N，此时活塞所受到的摩擦力为0.3 N。

17.如图所示，在一个标准大气压下，用1m长玻璃管做托里拆利实验，管中水银柱高度为_______mm。

(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气，请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况。(选填“升高”、“不变”或“降低”)

将玻璃管倾斜放置，水银柱的高度将___________，

将玻璃管向上提升一点，水银柱高度将_________。

(2)如果用水来代替水银做实验，水_______(选填“会”或“不会”)充满玻璃管，若管口刚好在水面上且保证不漏气，此时玻璃管内底部的压强__________Pa。(g=10 N/kg，结果用科学记数法表示，保留一位有效数字)

【答案】760  （1）不变不变（2）会  9×104Pa

【解析】一个标准大气压能支持760mm高的水银柱，故此时玻璃管内水银柱高度为760mm；

（1）将玻璃管倾斜一些，大气压不变，水银柱高度也不变，但长度会变大一些；将玻璃管竖直上提，水银柱产生的压强等于大气压，即高度不变，还是760mm水银柱；

（2）一标准大气压能支持10m高的水柱，故水会充满玻璃管；根据p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1m＝1×104Pa，则玻璃管内底部的压强为1.0×105Pa－1×104Pa＝9×104Pa。

18．墨水沾到衣服上，很快就会渗入衣服，这种液体主动流进狭窄空间的现象称作“毛细现象”。毛细现象中液面升高与哪些因素有关？某科学小组进行了如下研究：

【建立假设】液面上升的高度与细管的粗细有关。

【收集证据】为了验证假设，他们将半径分别为r、r和r的细玻璃管立于水中，观察水位上升的情况（如图为示意图）。

【得出结论】根据实验现象，可得出的结论是  ▲  。

【交流与表达】

①       发生毛细现象范围内，如果用足够长的半径为r的细管，请预测水位上升的高度为 ▲  。

②       该小组还想研究液面上升的高度与液体种类的关系，请帮他们完成方案设计。

【答案】同种液体，液面上升的高度与细管的半径成反比；5h；将两根半径相同的细玻璃管立于两种不同种类的液体中，比较液面上升高度

【解析】（1）如果两个物理量的乘积一定，那么它们就成反比例关系；如果它们的比值一定，那么它们成正比例关系；

（2）根据（1）中得到的规律进行计算，得到水位上升的高度；

（3）探究水位上升高度与液体种类的关系时，要保证玻璃管的粗细相同改变液体的种类。

【得出结论】将每个玻璃管的半径与水位上升高度相乘，它们的乘积都等于rh，因此得到结论：同种液体，液面上升的高度与细管的半径成反比；

【交流与表达】

①如果用足够长的半径为 r的细管，那么水位上升的高度为：h′== 5h；

②该小组要探究液面上升的高度与液体种类的关系，要要保证玻璃管的粗细相同改变液体的种类，那么实验方案为：将两根半径相同的细玻璃管立于两种不同种类的液体中，比较液面上升高度。