人教八下物理 第九章 压强（实验专题）

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人教版八年级物理下册第九章《压强》学科核心素养实验题训练（含答案详解）

①影响压力作用效果的因素+②液体压强的特点+③大气压强+④流体压强与流速的关系
实验题相关计算专训

1．在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中，小明利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的一系列实验。


（1）小明是根据___________来比较压力作用效果的，这种实验探究方法叫做___________。
（2）观察比较甲、乙两图所示的情况可以得到结论：当受力面积一定时，______，压力的作用效果越明显。
（3）要探究压力的作用效果跟受力面积的关系，应比较_______两图的实验，可以得到结论：___________。
（4）小明将图丙中的小桌和砝码又放到一块木板上，如图丁所示，图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为：p丙_________p丁（选填“>”“＜”或“=”）。
（5）小明实验时将一物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示。他发现它们对海绵的压力作用效果相同，由此他得出结论：压力的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________。改进建议：________。
（6）有些公共汽车配备逃生锤，遇到紧急情况时，乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生，为了更容易打破玻璃，逃生锤外形应选图中的_________。（选填字母代号）

A．B．C． D．
2．物理课堂上，老师请同学们进行如下实验：第一次，两食指同时挤压铅笔的两端；第二次，用更大的力同时挤压铅笔两端，如图甲所示。老师请同学说出自己的感受，同学们说：右手食指肚疼。老师说：疼，说明压力产生了一定的效果。请同学们根据刚才的实验及结果，大胆地猜一猜压力的作用效果可能与哪些因素有关，分别设计实验验证。

（1）同学们根据第一次实验得到猜想1：压力的作用效果可能与受力面积有关；根据第二次实验得到猜想2：压力的作用效果可能与______有关。为了验证同学们的猜想，小伟所在小组的同学找来了一块海绵、两块规格和质量均相同的长方体砖块进行实验，如图中的乙、丙、丁、戊所示；
（2）实验过程中，小伟和同学们是通过观察海绵的______来比较压力作用效果的；
（3）为了验证猜想2，小伟和同学们应观察比较图中的______两次实验。通过实验可知：受力面积相同时，压力越______，压力的作用效果越明显；
（4）另一小组的同学在验证猜想1时，将两块相同的砖块竖放在海绵上，如图戊所示。他们发现图戊中的压力作用效果与图乙中的压力作用效果相同，得出结论：压力的作用效果与受力面积无关。在探究过程中存在的问题是______。
3．小明同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“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海绵___________来比较压力的作用效果，下列实验中所用的研究方法与此相同的是___________（填序号）；
A．利用弹簧形变的程度来反映力的大小
B．研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度不变
C．研究阻力对物体运动的影响时，假设小车运动时不受力做出科学推理
（2）若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应选择___________两图进行比较；
（3）甲、乙两图比较可以得到：受力面积一定吋，___________越大，压力的作用效果越明显。下列实例中，可用此结论解释的是___________ ；（填序号）
A．交通管理部门规定，货车毎一车轴的平均承载质量不得超过10t
B．小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
（4）小明同学在上述实验的基础上又将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示，取走左边小物块，此时物体B剩余部分对海绵的压强与丁图相比________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
4．如图所示，在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中，小聪将废弃的矿泉瓶装上水后分别放在海绵和砖块上进行实验。


（1）实验时，是通过观察______来比较瓶对海绵的压力作用效果。
（2）要探究压力的作用效果与受力面积的关系，可以选用______两次实验（只填序号）。
（3）通过分析比较图中C、D、E三次实验。得出______相同时，压力的作用效果与______有关的结论。
（4）你认为______ （选填“能”或“不能”）通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系，理由是______。
（5）同组的小丽在实验过程中又提出一个问题：在B、C两次实验中，瓶中的水对底部的压力和压强大小相等吗？若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压力分别为FB、FC，水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC，请你分析并比较：FB______FC，pB______pC（选填“>”、 “”、“ =
【解析】
【详解】
（1）[1]实验时，通过观察海绵的凹陷程度比较压力作用效果。不同质量的瓶子放在海绵上，海绵的凹陷程度不相同。
（2）[2]根据控制变量法，要探究压力的作用效果与受力面积的关系，要控制压力大小相同，只改变受力面积大小，可以选用BC两次实验。
（3）[3][4]图中C、D、E三次实验，受力面积相同，C中压力最大，作用效果最明显，故可得出，在受力面积一定时，压力的作用效果与压力大小有关的结论。
（4）[5][6]不能通过A、B两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系，理由是受压面材料不同。
（5）[7][8]若在B、C两次实验中水对瓶底和瓶盖的压强分别为pB、pC，根据p＝ρgh，因深度相同，故液体对容器底的压强相等，pB＝pC，根据F＝pS，SB＞SC，故FB＞FC。
5． 漏气 密度 不变 A b 无法判断
【解析】
【详解】
（1）[1]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大说明此时的液体产生的压强越大，采用了转换法。按探头的橡皮膜，U形管两边液面均处在同一水平线上，说明空气没有将压强传递给管中的液体，则这套实验装置出现的问题可能是漏气。
（2）[2]液体压强与液体的深度和密度有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。盐水密度大于酒精的密度。调节好装置，进行实验，比较乙、丙两图可知，丙图中，U形管两边液面的高度差较大，根据转换法，盐水产生的压强较大，故得出，当深度一定时，液体内部压强随密度增大而增大。
[3]在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强都相等，故在图丙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差将不变。
（3）[4]A．液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大说明此时的液体压强越大。若烧杯内液体产生的压强一定， 根据，U形管液体的压强与液柱的横截面积大小无关。将U形管换成更细的不能使两侧液面高度差对比更加明显，故A符合题意；
B．U形管中换用密度更小的液体，根据液体压强公式有

在烧杯内液体产生的压强一定时，U形管中液体密度越小，两管液体的高度差越大，故B能使两侧液而高度差对比更加明显，不符合题意；
C．探头在不同液体中的深度相同，根据p=ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，在烧杯中换密度更大的液体，液体产生的压强变大，U形管左右两侧液面的高度差变大，故C不符合题意；
D．使探头在不同液体中均向下移动相同的距离，根据p=ρgh可知，液体密度一定时，探头所处深度越大，受到的压强越大，U形管左右两侧液面的高度差变大，故D不符合题意。
故选A。
（4）[5]在丁图中，从左侧管口沿水平方向用力吹气时，左管上端的空气流速快、压强小，右管上端空气流速小、压强大；由于大气压强的作用，液体从右侧压入左侧一部分，所以U形管内液面较低的是b侧。
（5）[6]向装置左右两侧倒入不同的液体，液面稳定后，橡皮膜向左凸起，说明右侧液体产生的压强大，因右侧液体的深度也大，根据p=ρgh有

故无法判断左右两种液体的密度大小。
6． 不是 大于 B 探头漏气 不可靠 金属盒在两种液体中的深度不同（或没有控制金属盒在两种液体中的深度相同）
【解析】
【详解】
（1）[1]上端开口而底部连通的容器叫连通器，因压强计一端是密封的，所以压强计不是连通器。
（2）[2]如图（a）所示的情景，U形管中的液面出现了高度差，说明软管中的气体压强大于外界的大气压，左侧管中的气压把液体压向右侧的管中。
[3]A．将此时右管中高出的液体倒出，由于两侧气压不同，U形管中的液面高度差还会出现，故A不符合题意；
B．只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，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，故B符合题意。
故选B。
（3）[4]若压强计的气密性不好，软管中的气体和大气相通，等于大气压强，橡皮膜受到挤压时，软管内的气体压强不会发生变化，U形管中的液面就不会出现高度差；因此出现这种情况可能的原因是探头漏气。
（4）[5][6]液体的压强不仅与液体密度有关，还与浸入液体的深度有关，盐水的密度大于水的密度，根据公式 ，在橡皮膜浸入液体的深度相同时，盐水中的压强比较大，可以比较相同深度处盐水和水的压强大小，从而判断出哪杯是盐水；该实验小明没有让橡皮膜浸在盐水和水的相同深度处，所以得出的结论是不可靠的。
7． 不属于 转换法 A 在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等 变大 500
【解析】
【详解】
（1）[1]由于压强计上端不都是开口的，所以，不属于连通器。
[2]压强计是通过比较U形管两边液面的高度来反映被测压强大小的，这种方法叫转换法。
（2）[3]进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，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，故A正确。
故选A。
（3）[4]比较乙图、丙图和丁图知道，在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等。
（4）[5]在乙图中，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，控制深度不变，由于把水换成盐水，液体密度变大，故可以观察到U形管两边液体的高度差变大。
（5）[6]根据压强计的原理知道，橡皮管内气体的压强与大气压之差即液体产生的压强，由于图乙中U形管左右两侧水面的高度差h＝5cm，故橡皮管内气体的压强与大气压之差
p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝500Pa
8． 相平 控制变量 乙 大 乙 无关 各个方向 大
【解析】
【详解】
（1）[1]为了在实验前保持U形管两端的压强相等，需要在实验进行前调整U形管压强计，使左右两边玻璃管中的液面相平。
[2]要研究液体的压强与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，只改变要研究的因素，这样能排除其他因素对实验的干扰，这种实验探究方法叫做控制变量法。
（2）[3]该小问是为了探究液体压强与深度的关系，根据控制变量法，需要保持其他因素不变，图甲与图乙进行对比，二者烧杯中的液体相同，但压强计金属盒的橡皮膜在水中的深度不同，所以甲图与乙图进行对比是探究液体压强与深度的关系。
[4]根据转换法可知，该实验是通过比较U形管两端的液面差来体现液体压强的大小，U形管两端的液面差越大，说明其液体压强越大；U形管两端的液面差越小，说明其液体压强越小。分析图甲和图乙可知，图乙中压强计金属盒的橡皮膜在水中的深度比甲深，图乙中的U形管两端的液面差比图甲大，可以得出结论：同种均匀液体中，深度越深，压强越大。
（3）[5][6]根据控制变量法，要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择除容器形状不同以外，其他因素相同的实验组进行比较。丁图和乙图的液体种类相同，压强计金属盒的橡皮膜在水中的深度也相同，盛液体的容器形状不同，所以比较丁图和乙图实验可以探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，比较丁图和乙图实验，两组实验U形管两端的液面差相同，说明液体压强与盛液体的容器的形状无关。
（4）[7]丙图中，固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位，根据控制变量法，这是为了探究同一深度处，液体向各个方向的压强大小关系。
[8]乙图与丙图中，二者U形管压强计金属盒的橡皮膜在液体中的深度相同，液体的密度不同，盐水的密度比水大，丙图U形管两端的液面差比乙图大，故乙图与丙图进行对比可知，深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。
9． 小 ② 相平 越大 相等 深度 变大
【解析】
【详解】
（1）[1]若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，就会有漏气现象，因此U形管两边液柱的高度差变化小。
（2）[2]进行调节时，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），U形管中的液面就是相平的，故②符合题意，①③不符合题意。
故选②。
[3]把调节好的压强计放在空气中时，根据[2]，U形管两边的液面应该相平。
（3）[4] 根据转换法，液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的，高度差越大，说明水的压强越大。
（4）[5]比较甲图、乙图和丙图，控制液体的密度和深度不变，只改变探头的方向，U形管两侧的液面高度差相等。可以得到：在同一深度，液体内部向各个方向的压强相等。
（5）[6]乙图中把探头慢慢下移，橡皮膜在水中的深度变大，可以观察到U形管两边液体的高度差增大，由转换法，液体产生的压强变大，从而得到：在同一种液体里，液体的压强随深度的增加而增大。
（6）[7]在乙图中，若只将烧杯中的水换成盐水，控制深度不变，把水换成盐水，密度变大，根据液体压强公式p＝ρgh可知，液体压强变大，由转换法，则可以观察到U形管两边液体的高度差变大。
10． 刚开始滑动 换用量程更小的2mL的注射器 活塞与筒壁间有摩擦
【解析】
【详解】
（1）[1]当活塞刚开始滑动时，若忽略摩擦，拉力和大气压力是一对平衡力，此时弹簧测力计的示数就等于大气产生的压力大小。
（2）[2] 因为大气的压强是一定的，根据公式F=pS，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用量程更小的2mL的注射器。
（3）[3]如果注射器的活塞与筒壁间有摩擦，会使得测量的压力F偏大，根据计算出的结果会偏大。
11． 把注射器内的空气排尽 活塞与针筒壁之间存在摩擦 11 9×104
【解析】
【详解】
（1）[1]根据实验原理可知，只有先排尽注射器内的空气后，刚拉动活塞时的拉力大小才等于大气压力，若注射器内存有空气，拉力小于大气压力，会使测量值偏小。
（3）[2]由图2可知，注射器有刻度部分的容积为V=20mL，有刻度部分的长度为h=6.0cm，注射器活塞的横截面积

（4）[3]造成误差的主要原因有注射器内的空气没有排尽、橡皮帽密封不好、刚拉动时弹簧测力计读数不准确、活塞与针筒壁之间存在摩擦等，但注射器内的空气没有排尽或橡皮帽密封不好会使测量值偏小；刚拉动时弹簧测力计读数不准确会使测量值偏大偏小都有可能；活塞与针筒壁之间存在摩擦会使测量值偏大，由此可知，实验误差偏大的原因是活塞与针筒壁之间存在摩擦。
（5）[4][5]当活塞向左滑动时，活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉
F拉=G1=m1g=4.1kg×10N/kg=41N
在水平向左的拉力F拉′、水平向右的大气压力F大气和水平向右的摩擦力f下，活塞处于平衡状态，即
F拉=F大气+f
当活塞向右滑动时，活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉′
F拉′=G1-G2=4.1kg×10N/kg-2.2kg×10N/kg=19N
在水平向左的拉力F拉′、水平向右的大气压力F大气和水平向左的摩擦力f下，活塞处于平衡状态，即
F大气=F拉′+f
联立以上四个等式，解得摩擦力f=11N，大气压力F大气=30N，故大气压强

12． 刻度尺 刚开始滑动 有刻度部分的长度L/m ② 摩擦
【解析】
【分析】
【详解】
[1]测量大气压的原理为。
[2]用弹簧测力计测量大气压力，实验中需要测量注射器的横截面积S，根据知实验中需要用刻度尺测量注射器由刻度部分的长度L，所以还需要刻度尺。
[3]当注射器的活塞刚开始滑动时，根据二力平衡的条件可知，活塞受到的大气压力等于弹簧测力计的示数。
（1）[4] 根据实验器材知实验中需要用刻度尺测量出由刻度部分的长度为L，所以表格中应该是：有刻度部分的长度L/m。
（2）[5]大气压的表达式为

大气压的表达式为。
（3）[6] ①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体，使得拉力F偏小，算出的大气压会偏小；②活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使力的测量值偏大，算出的大气压会偏大；③弹簧测力计的示数没有读准，拉力可能大、可能小，算出的气压可能大也可能小；④活塞与注射器筒壁不完全密封，注射器筒内有空气会使拉力变小，算出的大气压会偏小；综合分析一定会使测量值大于真实值的②。
（4）[7]实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油有两个好处：一是减小活塞与筒壁间的摩擦力，二是防止漏气。
13． 活塞 活塞自重 减小摩擦
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 当用弹簧测力计拉动活塞时，活塞还受到大气对它相反方向的作用力，在活塞开始滑动时，弹簧对活塞的拉力和大气对活塞的压力是一对平衡力，两个力大小相等。
（2）[2]因为重力的方向竖直向下，故弹簧测力计和注射器保持在水平方向，可以减小重力对实验的影响。
（3）[3]涂抹润滑油可以减小活塞与针筒之间的摩擦，从而减小弹簧测力计示数由于摩擦力而偏大的误差。
（4）[4] 注射器针筒上有刻度部分的容积为，长度为L，则针筒的横截面积

又活塞受到的大气压力等于弹簧测力计示数，为F，故活塞受到的大气压强为

14． 挤出（排出等） 吸盘内有空气 吸盘的重力
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①[1]如图所示，将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上，挤出里面的空气。
④[2]用刻度尺塑料吸盘的直径D，则吸盘的面积为
S=
⑤[3]吸盘脱离玻璃板时，小桶对吸盘的拉力（即桶和细砂的重力）等于大气压对吸盘的压力，故大气压强

（2）[4][5]本实验中存在误差的可能原因：吸盘内有空气；吸盘及挂钩、细绳的重力；测量吸盘的直径误差较大；测量了吸盘的外径；吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入，桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力等原因。
15． 大气压的作用 流体流速越大，压强越小 相等 大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]当用手指堵住上端开口时，上端不再与大气相通，下端受到大气压的作用，所以水不会从下端流出，吸管中有一段水柱。
（2）[2]从B管右侧向左吹气，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，液面上升。
（3）[3][4]密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，保持不变，密度计在两杯中所受浮力相等，如果越往上浮，则露出液面部分的长度越长，即密度计浸入液体中的体积越小，由阿基米德原理可知液体的密度越大。
16． < a b 大于 小于 逆风 小于
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]对于甲图模型a，空气流过模型表面时，上表面空气流速大压强小，下表面流速小压强大，形成向上的压力差，模型b与之相反，形成向下的压力差，所以A弹簧测力计示数小于B弹簧测力计示数，即Fa