八年级物理暑期专题09 压强相关实验（原卷版+解析版）-2022-2023学年八年级物理下册学优生期末复习难点题型专项突破（人教版）

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专题09 压强相关实验
1．小明用质地均匀、桌面为长方体的小桌，质量相等的重物（若干），海绵和水等器材进行以下实验。
实验1：用小桌、重物、海绵按如图1所示方式进行实验。

（1）本实验可以通过观察 　 　来比较压力作用效果的大小，这是因为力可以使物体发生 　 　。
（2）若要探究压力作用效果与受力面积的关系，应选择图1中的 　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”）两次实验。
（3）通过比较图1中甲、乙两次实验现象，可得出的结论是 　 　。
实验2：将小桌和重物放入水中按图2所示方式进行实验，静止后小桌桌面均与水面平行。

（4）图2﹣乙比图2﹣甲小桌浸入水的深度增加了Δh1，图2﹣丙比图2﹣甲小桌浸入水的深度增加了Δh2，则Δh1＝　 　Δh2。
（5）若图1﹣丙中桌面对海绵的压强为p1，图2﹣乙中桌面对水的压强为p2，请你推断p1　 　p2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
2．为了估测小强同学双脚站立时对水平地面的压强，课外活动小组实验过程如下：
（ⅰ）用台秤称出小强同学的质量为55.5kg。
（ⅱ）为了测量地面的受力面积，活动小组将小强同学的鞋底印在一张带有正方形方格的白纸上，通过鞋底印占有方格的个数（大于半个方格面积的计数，小于半个方格面积的不计数）及每个方格的面积计算出地面的受力面积。
（ⅲ）根据压强公式计算出小强同学双脚站立时对地面的压强。
请回答下列问题：
（1）步骤（ⅱ）中得到的鞋底印如图所示，图中每个方格的面积为1cm2。小组同学在进行该步骤时发现图中鞋底印占有的方格个数太多，计数比较麻烦，分析图后发现可以根据图中方格的行、列数计算出图中全部方格的总数为 　 　，再用步骤（ⅱ）的方法找出鞋底印外的方格个数为 　 　，该鞋底印的面积为 　 　cm2。
（2）为方便计算，取g＝10N/kg，小强同学双脚站立时对地面的压强为 　 　Pa。
（3）为了使结果更加的精确，请提出你的建议 　 　。

3．老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
（1）该同学通过观察　 　来反映压力的作用效果。
（2）如图所示，小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上，其目的是控制　 　大小相同，改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是　 　。以下实例中应用该结论的有　 　。（选填字母）
A．菜刀要经常磨一磨 B．书包要用宽的背带
C．汽车限重 D．啄木鸟有个坚硬而细长的喙
（3）接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”，他的操作步骤是：　 　。

4．小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。

（1）实验中小明是通过观察　 　来比较压力作用效果的，这种科学探究方法是　 　法。
（2）比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是　 　。
（3）若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图　 　和　 　所示实验。
（4）小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是　 　。
5．图甲所示容器，常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。
（1）小科在容器中装满水，橡皮膜凸出，再将容器按图乙箭头方向，绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈（水与容器壁一起转动且保持相对静止），发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 　 　（填“能”或“不能”）作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据；
（2）小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜，发现并不是最下端的小孔喷水距离最大，难道不是水压越大喷水距离也越大吗？深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是，他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料，重新设计实验进行探究：
Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔，用塞子堵住。
Ⅱ.如图丙所示，在水平地面上均匀铺一层干燥细沙，将大可乐瓶加满水放在细沙中央。
Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出，一段时间后用塞子堵住小孔。
Ⅳ.针对另外两个小孔，分别重复步骤Ⅲ。
Ⅴ.移去大可乐瓶，测出相关数据得出初步结论。
①小科重新设计实验想探究的问题是 　 　；
②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 　 　。

6．小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
（1）实验中通过观察U形管两边液面 　 　来显示压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面不发生变化，说明该装置 　 　（填“漏气”或“不漏气”）。
（2）对比甲、乙两图所示实验，说明液体内部压强与液体的 　 　有关。
（3）为了探究液体内部同一深度不同方向压强大小，小明手应直接转动图乙装置中的 　 　（填①/②/③/④）。
（4）在探究液体内部压强与液体密度关系时，小华认为两烧杯中液面必须相平，你 　 　（填“赞同”或“不赞同”）此观点，理由是 　 　。

7．现有一根两端开口的直玻璃管，将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。
（1）向管内缓缓注水，观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多，橡皮膜向外凸的程度会
　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中，慢慢向下移动至如图所示的位置，橡皮膜向外凸的程度会 　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时，橡皮膜的形状是 　 　（选填“凸面”“凹面”或“平面”），试说明理由。 　 　

8．物理课上，同学们利用压强计“研究液体内部压强”，进行了如下的操作。

（1）实验前，用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置 　 　（选填“漏气”或“不漏气”）。小明没有按压橡皮膜时，U形管两侧液面就存在高度差（如图①所示），接下来的操作是 　 　（选填字母）。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
（2）实验时，小王将探头放入水下，U形管两侧水面高度差为8cm，此时U形管内外的气压差为 　 　Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）正确操作后，分析图②、图③的实验现象，得出结论：同种液体中，液体压强随液体深度的增加而 　 　。
（4）分析图③、图④的实验现象，得出结论：在深度相同时，液体的 　 　越大，压强越大。
（5）小王用图⑤所示的装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量：
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ＝　 　（选择题中合适的字母和ρ水表示）。
9．探究水对容器底的压强。将一由A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。A、B的横截面积分别为SA和SB，且SA＝2SB＝40cm2．（容器壁的厚度忽略不计，ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。实验过程如下：
①将容器固定在放有电子秤的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完全接触，且电子秤的示数为零，如图所示。
②往容器内分三次缓慢倒入适量的水，将收集的数据填入下表中。
③继续往容器内缓慢倒入60g水后，水进入了容器中B部分，且在B内的高度为1cm。然后在容器内再分三次缓慢倒入适量的水，再将收集的数据填入下表中。
④计算水对容器底的压强
次数
1
2
3
4
5
6
容器内水的质量/g
60
100
160
240
300
360
电子秤的读数/g
60
100
160
280
400

容器内水的深度/cm
1.5
2.5
4
7
10
13
水对容器的压强/Pa
150
250
400
700
1000
1300
回答下列问题：
（1）将表格中的空白处补充完整。
（2）分析表中数据可知：水对容器底的压强与水的深度 　 　。若在一底面积为40cm2的圆柱形容器中装入300g水，水对容器底的压强为 　 　Pa，与表格中第5组数据对比可知，水对容器底的压强与水受到的重力大小 　 　（选填“有关”或“无关”）。
（3）容器A部分的高度为 　 　cm。
【拓展】完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中，B内水面上升了1cm，电子秤的读数增加了80g，则合金块的密度为 　 　g/cm3。

10．为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况，某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示，他们设法使圆柱体A逐步浸入水中，测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p，接着仅换用圆柱体B重新实验，并将全部实验数据记录在表一中（实验中容器内水均未溢出）。
表一：
圆柱体
实验序号
h（米）
p（帕）
圆柱体
实验序号
h（米）
p（帕）
A
H为0.4米
S为0.03米2
1
0
7000
B
H为0.3米
S为0.05米2
7
0
7000
2
0.10
7200
8
0.12
7400
3
0.20
7400
9
0.18
7600
4
0.40
7800
10
0.24
7800
5
0.50
7800
11
0.30
8000
6
0.60
7800
12
0.40
8000
①分析比较实验序号　 　数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸入水的过程中，当h＜H时，p随h的增大而增大。
②分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸入水的过程中，　 　。
③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件，发现两圆柱体浸入水的过程中，存在h不同而p相同的现象。若用圆柱体A、B进一步实验，请在表二中填入拟进行实验的数据，使每一组实验中水对容器底部的压强p相同。
表二
实验组号
hA（米）
hB（米）
第Ⅰ组
0.10

第Ⅱ组

0.18