10.(4分)小华想探究“液体压强与哪些因素有关”,进行了如图所示的实验。

(1)如图甲所示,测量液体压强大小使用的仪器是
(2)在图乙中,用
(3)对比丙、丁两实验,
(4)图甲中,探头上的橡皮膜应
(1)如图甲所示,测量液体压强大小使用的仪器是
压强计
。(2)在图乙中,用
$h_1$
(选填“$h_1$”“$h_2$”或“$h_3$”)的大小来判断探头处所受液体压强的大小。(3)对比丙、丁两实验,
不能
(选填“能”或“不能”)得出液体内部的压强与液体的密度有关的结论。(4)图甲中,探头上的橡皮膜应
薄
(选填“薄”或“厚”)一些较好。答案
10.(1)压强计 (2)$h_1$ (3)不能 (4)薄
解析
【分析】
本题围绕“探究液体压强与哪些因素有关”的实验展开,需结合压强计的原理、控制变量法等知识逐一分析各小问:
1. 第(1)问:回忆测量液体压强的专用仪器,直接对应相关知识点;
2. 第(2)问:U型管压强计通过U型管两侧液面的高度差反映探头处的压强大小,需明确高度差对应的物理量;
3. 第(3)问:探究液体压强与密度的关系时,必须控制深度相同,对比丙、丁两图,探头在液体中的深度不同,因此无法得出结论;
4. 第(4)问:橡皮膜的厚度影响形变灵敏度,薄橡皮膜形变更明显,便于观察实验现象。
【解析】
(1) 测量液体压强大小的专用仪器是压强计,因此此处填“压强计”;
(2) 压强计的工作原理是:探头受到的压强越大,U型管两侧液面的高度差越大,所以用U型管液面的高度差$h_1$来判断探头处所受液体压强的大小,故填“$h_1$”;
(3) 探究液体压强与液体密度的关系时,需控制探头在液体中的深度相同。对比丙、丁两图,丙中探头在水中的深度小于丁中探头在盐水中的深度,未满足“控制深度相同”的实验要求,因此不能得出液体内部的压强与液体的密度有关的结论,故填“不能”;
(4) 探头上的橡皮膜越薄,受到压强时越容易发生形变,实验现象越清晰,因此应选择“薄”一些的橡皮膜。
【答案】
(1) 压强计;(2) $h_1$;(3) 不能;(4) 薄
【知识点】
液体压强、压强计、控制变量法
【点评】
本题是液体压强探究的基础实验题,重点考查压强计的使用原理和控制变量法在实验中的应用,需明确实验设计的核心原则(控制变量),属于学生应掌握的基础实验内容,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕“探究液体压强与哪些因素有关”的实验展开,需结合压强计的原理、控制变量法等知识逐一分析各小问:
1. 第(1)问:回忆测量液体压强的专用仪器,直接对应相关知识点;
2. 第(2)问:U型管压强计通过U型管两侧液面的高度差反映探头处的压强大小,需明确高度差对应的物理量;
3. 第(3)问:探究液体压强与密度的关系时,必须控制深度相同,对比丙、丁两图,探头在液体中的深度不同,因此无法得出结论;
4. 第(4)问:橡皮膜的厚度影响形变灵敏度,薄橡皮膜形变更明显,便于观察实验现象。
【解析】
(1) 测量液体压强大小的专用仪器是压强计,因此此处填“压强计”;
(2) 压强计的工作原理是:探头受到的压强越大,U型管两侧液面的高度差越大,所以用U型管液面的高度差$h_1$来判断探头处所受液体压强的大小,故填“$h_1$”;
(3) 探究液体压强与液体密度的关系时,需控制探头在液体中的深度相同。对比丙、丁两图,丙中探头在水中的深度小于丁中探头在盐水中的深度,未满足“控制深度相同”的实验要求,因此不能得出液体内部的压强与液体的密度有关的结论,故填“不能”;
(4) 探头上的橡皮膜越薄,受到压强时越容易发生形变,实验现象越清晰,因此应选择“薄”一些的橡皮膜。
【答案】
(1) 压强计;(2) $h_1$;(3) 不能;(4) 薄
【知识点】
液体压强、压强计、控制变量法
【点评】
本题是液体压强探究的基础实验题,重点考查压强计的使用原理和控制变量法在实验中的应用,需明确实验设计的核心原则(控制变量),属于学生应掌握的基础实验内容,难度适中。
【难度系数】
0.5
11.(8分)如图是探究铅球“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验。(图中阴影部分为沙子)

(1)本实验是通过观察
(2)由
(3)由A、C两球的实验情景可得结论:
(4)比较C、D两球,C铅球由静止自由下落,D铅球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明,铅球重力势能的大小与通过的路径
(1)本实验是通过观察
铅球陷入沙中的深度
来判断重力势能大小的。(2)由
A、B
两球可探究重力势能与物体质量的关系。(3)由A、C两球的实验情景可得结论:
当物体的质量相同时,物体的位置越高,重力势能越大
。(4)比较C、D两球,C铅球由静止自由下落,D铅球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明,铅球重力势能的大小与通过的路径
无关
(选填“有关”或“无关”)。答案
11.(1)铅球陷入沙中的深度 (2)A、B (3)当物体的质量相同时,物体的位置越高,重力势能越大 (4)无关
解析
【分析】
本题是探究重力势能大小影响因素的实验,核心运用转换法和控制变量法:①转换法:将不易直接观察的重力势能大小转换为铅球陷入沙中的深度;②控制变量法:研究重力势能与某一因素的关系时,需控制其他因素不变,只改变该因素。解题时需根据每个问题的变量要求,结合实验情景分析对应球的条件,得出结论。
【解析】
(1) 重力势能的大小无法直接观测,实验中通过转换法,观察铅球陷入沙中的深度来判断重力势能大小,深度越深,重力势能越大。
(2) 探究重力势能与质量的关系,需控制高度相同、改变质量,A、B两球高度相同,质量不同,因此选A、B两球。
(3) A、C两球质量相同,C球初始高度更高,最终陷入沙的深度更大,可得结论:当物体的质量相同时,物体的位置越高,重力势能越大。
(4) C、D两球质量相同,初始高度相同,虽运动路径不同,但最终陷入沙的深度相同,说明重力势能大小与通过的路径无关。
【答案】
(1)铅球陷入沙中的深度 (2)A、B (3)当物体的质量相同时,物体的位置越高,重力势能越大 (4)无关
【知识点】
重力势能、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查探究重力势能影响因素的基础实验,重点考查转换法和控制变量法的应用,属于常规实验题,难度适中。
【难度系数】
0.7
本题是探究重力势能大小影响因素的实验,核心运用转换法和控制变量法:①转换法:将不易直接观察的重力势能大小转换为铅球陷入沙中的深度;②控制变量法:研究重力势能与某一因素的关系时,需控制其他因素不变,只改变该因素。解题时需根据每个问题的变量要求,结合实验情景分析对应球的条件,得出结论。
【解析】
(1) 重力势能的大小无法直接观测,实验中通过转换法,观察铅球陷入沙中的深度来判断重力势能大小,深度越深,重力势能越大。
(2) 探究重力势能与质量的关系,需控制高度相同、改变质量,A、B两球高度相同,质量不同,因此选A、B两球。
(3) A、C两球质量相同,C球初始高度更高,最终陷入沙的深度更大,可得结论:当物体的质量相同时,物体的位置越高,重力势能越大。
(4) C、D两球质量相同,初始高度相同,虽运动路径不同,但最终陷入沙的深度相同,说明重力势能大小与通过的路径无关。
【答案】
(1)铅球陷入沙中的深度 (2)A、B (3)当物体的质量相同时,物体的位置越高,重力势能越大 (4)无关
【知识点】
重力势能、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查探究重力势能影响因素的基础实验,重点考查转换法和控制变量法的应用,属于常规实验题,难度适中。
【难度系数】
0.7
12.(4分)如图所示在火车站或地铁站的站台,都会标注一条白色的安全线,以此提醒旅客,当列车驶过时不能超越安全线,请你说明原因。
答案
12.答:结合流体压强与流速的关系可知:当列车驶过时,人与列车之间的空气流速大、压强小,而人身后的空气流速小、压强大,产生向列车方向的压强差(压力差)可能将旅客推向列车,因此为保证安全,不能超越安全线。
解析
【分析】要解释站台安全线的作用,需利用流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置压强越小。当列车驶过时,分析人与列车之间、人身后的空气流速和压强的差异,进而得出压力差的方向,说明安全线的必要性。
【解析】当列车驶过时,列车周围的空气会被带动,使得人与列车之间的空气流速变大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,因此人与列车之间的压强较小;而人身后的空气流速相对较小,压强较大,这样就会产生一个指向列车方向的压力差,这个压力差可能会将旅客推向列车,造成危险,所以需要设置安全线提醒旅客不能超越。
【答案】当列车驶过时,人与列车之间的空气流速大、压强小,而人身后的空气流速小、压强大,产生向列车方向的压强差(压力差)可能将旅客推向列车,因此为保证安全,不能超越安全线。
【知识点】流体压强与流速的关系
【点评】本题是流体压强知识在生活中的实际应用,贴近生活,考查学生对物理原理的理解和应用能力,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】当列车驶过时,列车周围的空气会被带动,使得人与列车之间的空气流速变大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,因此人与列车之间的压强较小;而人身后的空气流速相对较小,压强较大,这样就会产生一个指向列车方向的压力差,这个压力差可能会将旅客推向列车,造成危险,所以需要设置安全线提醒旅客不能超越。
【答案】当列车驶过时,人与列车之间的空气流速大、压强小,而人身后的空气流速小、压强大,产生向列车方向的压强差(压力差)可能将旅客推向列车,因此为保证安全,不能超越安全线。
【知识点】流体压强与流速的关系
【点评】本题是流体压强知识在生活中的实际应用,贴近生活,考查学生对物理原理的理解和应用能力,难度适中。
【难度系数】0.6
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