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14. 如图10所示是小明用来研究液体内部压强特点的实验装置。容器中间用隔板分成左、右两边，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时会向某一侧凸起。
（1）他在容器两边各倒入深度不同的水，实验现象如图10所示。可以判断
（2）通过橡皮膜形状的改变来判断液体内部压强大小的研究方法，叫
（3）小明在学习了液体压强公式后，想用该实验装置来测量液体的密度，他设计的实验步骤简要如下。
①在容器左边装入适量的水，用刻度尺测量橡皮膜到水面的深度，记为$ h_1 $，此时橡皮膜受到的压强为
②在容器右边逐渐装入待测液体，直到橡皮膜
③写出所测液体的密度的表达式：$ \rho = $
（1）他在容器两边各倒入深度不同的水，实验现象如图10所示。可以判断
右
（选填“左”或“右”）侧水产生的压强较大，这个现象说明液体压强与深度
有关。（2）通过橡皮膜形状的改变来判断液体内部压强大小的研究方法，叫
转换
法。（3）小明在学习了液体压强公式后，想用该实验装置来测量液体的密度，他设计的实验步骤简要如下。
①在容器左边装入适量的水，用刻度尺测量橡皮膜到水面的深度，记为$ h_1 $，此时橡皮膜受到的压强为
$\rho_0 g h_1$
。（水的密度用$ \rho_0 $表示）②在容器右边逐渐装入待测液体，直到橡皮膜
变平
，用刻度尺测量橡皮膜到待测液体液面的深度
，记为$ h_2 $。③写出所测液体的密度的表达式：$ \rho = $
$\dfrac{\rho_0 h_1}{h_2}$
。答案
14.（1）右 深度 （2）转换 （3）①$\rho_0 g h_1$ ②变平 橡皮膜到待测液体液面的深度 ③$\dfrac{\rho_0 h_1}{h_2}$
解析
【分析】
第（1）问：观察橡皮膜的凸起方向，橡皮膜向左侧凸起，说明右侧液体对橡皮膜的压强大于左侧；两侧为同种液体，密度相同，深度不同，由此判断液体压强的影响因素。第（2）问：将不易直接观察的液体压强大小，转换为容易观察的橡皮膜形变程度，判断所用研究方法。第（3）问：利用压强平衡原理，当橡皮膜变平时左右两侧压强相等，结合液体压强公式推导待测液体密度，明确实验步骤和物理量的测量。
【解析】
（1）由图可知，橡皮膜向左凸起，说明右侧水对橡皮膜的压强大于左侧；两侧均为水，密度相同，右侧水的深度更大，因此说明液体压强与深度有关。
（2）通过橡皮膜的形变程度来判断液体内部压强的大小，将抽象的压强转换为直观的形变，这种研究方法是转换法。
（3）①根据液体压强公式，橡皮膜受到水的压强为$p=\rho_0 g h_1$；②当橡皮膜变平时，左右两侧压强相等，此时需要测量橡皮膜到右侧待测液体液面的深度$h_2$；③因为左右压强相等，即$\rho_0 g h_1=\rho g h_2$，解得待测液体密度$\rho=\dfrac{\rho_0 h_1}{h_2}$。
【答案】
（1）右；深度 （2）转换 （3）①$\rho_0 g h_1$；②变平；橡皮膜到待测液体液面的深度；③$\dfrac{\rho_0 h_1}{h_2}$
【知识点】
液体内部压强；转换法；密度测量
【点评】
本题结合实验装置考查液体压强的特点、研究方法及利用压强平衡测液体密度，注重实验原理和方法的理解，是液体压强部分的典型实验题。
【难度系数】
0.5
第（1）问：观察橡皮膜的凸起方向，橡皮膜向左侧凸起，说明右侧液体对橡皮膜的压强大于左侧；两侧为同种液体，密度相同，深度不同，由此判断液体压强的影响因素。第（2）问：将不易直接观察的液体压强大小，转换为容易观察的橡皮膜形变程度，判断所用研究方法。第（3）问：利用压强平衡原理，当橡皮膜变平时左右两侧压强相等，结合液体压强公式推导待测液体密度，明确实验步骤和物理量的测量。
【解析】
（1）由图可知，橡皮膜向左凸起，说明右侧水对橡皮膜的压强大于左侧；两侧均为水，密度相同，右侧水的深度更大，因此说明液体压强与深度有关。
（2）通过橡皮膜的形变程度来判断液体内部压强的大小，将抽象的压强转换为直观的形变，这种研究方法是转换法。
（3）①根据液体压强公式，橡皮膜受到水的压强为$p=\rho_0 g h_1$；②当橡皮膜变平时，左右两侧压强相等，此时需要测量橡皮膜到右侧待测液体液面的深度$h_2$；③因为左右压强相等，即$\rho_0 g h_1=\rho g h_2$，解得待测液体密度$\rho=\dfrac{\rho_0 h_1}{h_2}$。
【答案】
（1）右；深度 （2）转换 （3）①$\rho_0 g h_1$；②变平；橡皮膜到待测液体液面的深度；③$\dfrac{\rho_0 h_1}{h_2}$
【知识点】
液体内部压强；转换法；密度测量
【点评】
本题结合实验装置考查液体压强的特点、研究方法及利用压强平衡测液体密度，注重实验原理和方法的理解，是液体压强部分的典型实验题。
【难度系数】
0.5
15. 做一做，想一想。
纸杯滑翔机
制作材料：两个纸杯、透明胶带、橡皮筋若干。
制作步骤：（1）将两个纸杯底相对，用胶带粘在一起如图11甲所示，纸杯滑翔机就做好了。
（2）将几根橡皮筋首尾连接成一根较长的橡皮筋，如图11乙用手压住橡皮筋一端将橡皮筋松紧适中地缠绕在两纸杯对接的地方，做出如图11丙所示的发射状，接着松开握住纸杯的手，注意要让纸杯沿着橡皮筋的方向转动起来，观察纸杯滑翔机的运动轨迹。
现象记录：
解释现象：
（3）改变发射角度或缠绕橡皮筋的圈数，继续观察纸杯滑翔机的运动轨迹，想想为什么出现这样的现象。
纸杯滑翔机
制作材料：两个纸杯、透明胶带、橡皮筋若干。
制作步骤：（1）将两个纸杯底相对，用胶带粘在一起如图11甲所示，纸杯滑翔机就做好了。
（2）将几根橡皮筋首尾连接成一根较长的橡皮筋，如图11乙用手压住橡皮筋一端将橡皮筋松紧适中地缠绕在两纸杯对接的地方，做出如图11丙所示的发射状，接着松开握住纸杯的手，注意要让纸杯沿着橡皮筋的方向转动起来，观察纸杯滑翔机的运动轨迹。
现象记录：
纸杯滑翔机先上升再降落
。解释现象：
纸杯滑翔机发射时弹簧的弹性势能转化为动能，其旋转上升时，如答图2上方空气流速加快，压强小，下方空气流速减慢，压强大，因此纸杯下方压力大于上方压力，产生一个向上的升力。受空气阻力影响，纸杯滑翔机速度降低，空气流过纸杯滑翔机表面产生的升力也会减小，当升力小于重力时，纸杯滑翔机无法维持高度，开始下降
。（3）改变发射角度或缠绕橡皮筋的圈数，继续观察纸杯滑翔机的运动轨迹，想想为什么出现这样的现象。
答案
15.（2）现象记录：纸杯滑翔机先上升再降落 解释现象：纸杯滑翔机发射时弹簧的弹性势能转化为动能，其旋转上升时，如答图2上方空气流速加快，压强小，下方空气流速减慢，压强大，因此纸杯下方压力大于上方压力，产生一个向上的升力。受空气阻力影响，纸杯滑翔机速度降低，空气流过纸杯滑翔机表面产生的升力也会减小，当升力小于重力时，纸杯滑翔机无法维持高度，开始下降 [答图2]
解析
【分析】
本题是结合纸杯滑翔机实验的物理题，解题思路：首先明确实验操作中能量的转化，再结合流体压强与流速的关系分析纸杯的受力变化，从而解释运动现象。先观察实验现象，再对应物理原理推导原因。
【解析】
（2）现象记录：纸杯滑翔机先上升再降落。
解释现象：发射时，被缠绕的橡皮筋发生弹性形变，具有弹性势能，松开后弹性势能转化为纸杯滑翔机的动能，使纸杯旋转；纸杯旋转上升时，其上方空气流速加快，压强小，下方空气流速较慢，压强大，因此纸杯下方受到的压力大于上方，产生向上的升力，让纸杯上升。随着运动，纸杯受空气阻力影响，速度逐渐减小，空气流过纸杯表面产生的升力也随之减小，当升力小于纸杯的重力时，纸杯无法维持高度，开始下降。
【答案】
现象记录：纸杯滑翔机先上升再降落；解释现象：纸杯滑翔机发射时橡皮筋的弹性势能转化为动能，其旋转上升时，上方空气流速加快，压强小，下方空气流速减慢，压强大，因此纸杯下方压力大于上方压力，产生向上的升力。受空气阻力影响，纸杯滑翔机速度降低，升力减小，当升力小于重力时，开始下降。
【知识点】
弹性势能与动能的转化；流体压强与流速的关系
【点评】
本题通过实验操作考查物理知识的应用，需要学生将实验现象与能量转化、流体压强原理结合，理解升力产生的原因，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5
本题是结合纸杯滑翔机实验的物理题，解题思路：首先明确实验操作中能量的转化，再结合流体压强与流速的关系分析纸杯的受力变化，从而解释运动现象。先观察实验现象，再对应物理原理推导原因。
【解析】
（2）现象记录：纸杯滑翔机先上升再降落。
解释现象：发射时，被缠绕的橡皮筋发生弹性形变，具有弹性势能，松开后弹性势能转化为纸杯滑翔机的动能，使纸杯旋转；纸杯旋转上升时，其上方空气流速加快，压强小，下方空气流速较慢，压强大，因此纸杯下方受到的压力大于上方，产生向上的升力，让纸杯上升。随着运动，纸杯受空气阻力影响，速度逐渐减小，空气流过纸杯表面产生的升力也随之减小，当升力小于纸杯的重力时，纸杯无法维持高度，开始下降。
【答案】
现象记录：纸杯滑翔机先上升再降落；解释现象：纸杯滑翔机发射时橡皮筋的弹性势能转化为动能，其旋转上升时，上方空气流速加快，压强小，下方空气流速减慢，压强大，因此纸杯下方压力大于上方压力，产生向上的升力。受空气阻力影响，纸杯滑翔机速度降低，升力减小，当升力小于重力时，开始下降。
【知识点】
弹性势能与动能的转化；流体压强与流速的关系
【点评】
本题通过实验操作考查物理知识的应用，需要学生将实验现象与能量转化、流体压强原理结合，理解升力产生的原因，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5
