登录
25. 用图 13 中的装置进行“探究液体内部压强”的实验，U 形管内装有染色的水，其密度与水的密度相等。甲实验中容器里盛有水，乙、丙两实验中容器里盛有盐水。
(1) 压强计是通过观察 U 形管两端液面的来显示橡皮膜所受压强的大小。
(2) 比较乙、丙两实验，可初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随液体的增加而增大。
(3) 选择两实验进行比较，可探究液体内部压强与液体密度的关系。
(4) 若乙中 U 形管左侧液柱高为 4 cm，右侧液柱高为 10 cm，则 U 形管的橡皮膜受到的液体压强为Pa。
(1) 压强计是通过观察 U 形管两端液面的来显示橡皮膜所受压强的大小。
(2) 比较乙、丙两实验，可初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随液体的增加而增大。
(3) 选择两实验进行比较，可探究液体内部压强与液体密度的关系。
(4) 若乙中 U 形管左侧液柱高为 4 cm，右侧液柱高为 10 cm，则 U 形管的橡皮膜受到的液体压强为Pa。
答案
高度差
深度
甲、乙
600
深度
甲、乙
600
解析
【解析】
(1) 压强计通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小，高度差越大，压强越大。
(2) 乙、丙实验中液体为同种液体，丙中橡皮膜浸入液体的深度更大，U形管液面高度差更大，说明在同种液体中，液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(3) 探究液体内部压强与液体密度的关系，需控制深度相同、液体密度不同，甲、乙实验中橡皮膜深度相同，液体密度不同，符合要求。
(4) U形管两侧液面高度差Δh=10cm-4cm=6cm=0.06m，根据液体压强公式p=ρgh，代入ρ=1×10³kg/m³，g=10N/kg，h=0.06m，可得p=1×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa。
【答案】
(1) 高度差
(2) 深度
(3) 甲、乙
(4) 600
【知识点】
液体内部压强特点，压强计的使用，液体压强计算
【点评】
本题围绕“探究液体内部压强”实验展开，考查了压强计的工作原理、控制变量法的应用以及液体压强的计算，注重对实验探究能力和公式应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
(1) 压强计通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小，高度差越大，压强越大。
(2) 乙、丙实验中液体为同种液体，丙中橡皮膜浸入液体的深度更大，U形管液面高度差更大，说明在同种液体中，液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(3) 探究液体内部压强与液体密度的关系，需控制深度相同、液体密度不同，甲、乙实验中橡皮膜深度相同，液体密度不同，符合要求。
(4) U形管两侧液面高度差Δh=10cm-4cm=6cm=0.06m，根据液体压强公式p=ρgh，代入ρ=1×10³kg/m³，g=10N/kg，h=0.06m，可得p=1×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa。
【答案】
(1) 高度差
(2) 深度
(3) 甲、乙
(4) 600
【知识点】
液体内部压强特点，压强计的使用，液体压强计算
【点评】
本题围绕“探究液体内部压强”实验展开，考查了压强计的工作原理、控制变量法的应用以及液体压强的计算，注重对实验探究能力和公式应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
26. 图 14 为探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验情景。
(1) 物体放在水平桌面上，为测出滑动摩擦力的大小，实验中均用弹簧测力计水平拉动木块。
(2) 比较两实验，可得出结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；比较乙、丙两实验，可得出的结论：。
(3) 丙实验中，若增大弹簧测力计的拉力，拉动木块和砝码一起做加速直线运动，则木块所受滑动摩擦力，砝码(选填“受”或“不受”)摩擦力。
(1) 物体放在水平桌面上，为测出滑动摩擦力的大小，实验中均用弹簧测力计水平拉动木块。
(2) 比较两实验，可得出结论：压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；比较乙、丙两实验，可得出的结论：。
(3) 丙实验中，若增大弹簧测力计的拉力，拉动木块和砝码一起做加速直线运动，则木块所受滑动摩擦力，砝码(选填“受”或“不受”)摩擦力。
答案
匀速直线
甲、乙
接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
不变
受
甲、乙
接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
不变
受
解析
【解析】
(1) 根据二力平衡原理，当弹簧测力计水平匀速直线拉动木块时，木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2) 要探究压力相同时，接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，需控制压力相同，改变接触面粗糙程度，所以选择甲、乙两实验；乙、丙两实验接触面粗糙程度相同，压力不同，可得出结论：接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，丙实验中，木块加速运动时，压力和接触面粗糙程度均不变，所以木块所受滑动摩擦力不变；砝码随木块一起做加速直线运动，砝码有相对木块向后滑动的趋势，因此砝码受摩擦力。
【答案】
(1) 匀速直线
(2) 甲、乙；接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
(3) 不变；受
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用、摩擦力的判断
【点评】
本题是探究影响滑动摩擦力大小因素的经典实验，主要考查控制变量法的应用以及对二力平衡、滑动摩擦力相关知识的理解，注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.7
(1) 根据二力平衡原理，当弹簧测力计水平匀速直线拉动木块时，木块受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，此时弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小。
(2) 要探究压力相同时，接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，需控制压力相同，改变接触面粗糙程度，所以选择甲、乙两实验；乙、丙两实验接触面粗糙程度相同，压力不同，可得出结论：接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
(3) 滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，丙实验中，木块加速运动时，压力和接触面粗糙程度均不变，所以木块所受滑动摩擦力不变；砝码随木块一起做加速直线运动，砝码有相对木块向后滑动的趋势，因此砝码受摩擦力。
【答案】
(1) 匀速直线
(2) 甲、乙；接触面的粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大
(3) 不变；受
【知识点】
滑动摩擦力的影响因素、二力平衡的应用、摩擦力的判断
【点评】
本题是探究影响滑动摩擦力大小因素的经典实验，主要考查控制变量法的应用以及对二力平衡、滑动摩擦力相关知识的理解，注重对实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.7
27. 小吴和小连在地质公园进行研学活动时，带回来两块形状不规则的小矿石。他们想通过实验来探究这两块小矿石的密度是否相等。
(1) 小吴设计了图 15 中的实验。
① 图(a)是小吴在水平工作台上调节天平平衡时的情景，请指出他在操作上的错误：；
② 纠正上述错误后，小吴用已调平的天平测小矿石的质量，当右盘中砝码情况和游码所在位置如图(b)所示时，天平再次水平平衡，则小矿石的质量为g；
③ 在量筒内先倒入适量的水，然后将小矿石放入量筒，如图(c)所示，则小矿石的体积为 $ cm^3 $，密度为 $ kg/m^3 $。
(2) 小连不用天平和量筒，设计了图 16 中的实验步骤，测出了另一块小矿石的密度。
① 将一个木块放入盛有密度为 $ \rho_{液} $ 的液体的烧杯中，静止时液体深度为 $ h_1 $，如图(a)所示；
② 把小矿石放在木块上，静止时液体深度为 $ h_2 $，如图(b)所示；
③ 将小矿石放入液体中，静止时液体深度为 $ h_3 $，如图(c)所示，此时小矿石对杯底的压力为 $ F $。
则小矿石的密度 $ \rho = $。(用题中符号表示)
(1) 小吴设计了图 15 中的实验。
① 图(a)是小吴在水平工作台上调节天平平衡时的情景，请指出他在操作上的错误：；
② 纠正上述错误后，小吴用已调平的天平测小矿石的质量，当右盘中砝码情况和游码所在位置如图(b)所示时，天平再次水平平衡，则小矿石的质量为g；
③ 在量筒内先倒入适量的水，然后将小矿石放入量筒，如图(c)所示，则小矿石的体积为 $ cm^3 $，密度为 $ kg/m^3 $。
(2) 小连不用天平和量筒，设计了图 16 中的实验步骤，测出了另一块小矿石的密度。
① 将一个木块放入盛有密度为 $ \rho_{液} $ 的液体的烧杯中，静止时液体深度为 $ h_1 $，如图(a)所示；
② 把小矿石放在木块上，静止时液体深度为 $ h_2 $，如图(b)所示；
③ 将小矿石放入液体中，静止时液体深度为 $ h_3 $，如图(c)所示，此时小矿石对杯底的压力为 $ F $。
则小矿石的密度 $ \rho = $。(用题中符号表示)
答案
游码没有移至零刻度线处
52.0
20
$2.6×10^{3}$
$\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{液}$
解析
【解析】
(1)①调节天平平衡时，应先将游码移至标尺左端的零刻度线处，再调节平衡螺母，图中操作错误是游码没有移至零刻度线处；
②小矿石的质量为砝码质量与游码示数之和，即$50g + 2.0g = 52.0g$；
③量筒中水的体积为$20mL$，放入矿石后总体积为$40mL$，矿石体积$V = 40mL - 20mL = 20cm^3$，根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$，可得矿石密度$\rho = \frac{52g}{20cm^3} = 2.6g/cm^3 = 2.6×10^3kg/m^3$；
(2)设烧杯底面积为$S$，由步骤①②可知，矿石的重力等于木块增加的浮力，即$mg = \rho_{液}gS(h_2 - h_1)$，解得矿石质量$m = \rho_{液}S(h_2 - h_1)$；由步骤①③可知，矿石的体积$V = S(h_3 - h_1)$，则矿石密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{\rho_{液}S(h_2 - h_1)}{S(h_3 - h_1)} = \frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{液}$。
【答案】
(1)①游码没有移至零刻度线处；②52.0；③20；$2.6×10^{3}$
(2)$\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{液}$
【知识点】
天平的使用、密度的测量、浮力法测密度
【点评】
本题考查了密度测量的两种方法，既涉及天平和量筒的基本使用规范，又需要利用浮力知识推导密度表达式，注重实验操作能力与综合分析能力的考查，有助于学生深化对密度和浮力知识的理解与应用。
【难度系数】
0.6
(1)①调节天平平衡时，应先将游码移至标尺左端的零刻度线处，再调节平衡螺母，图中操作错误是游码没有移至零刻度线处；
②小矿石的质量为砝码质量与游码示数之和，即$50g + 2.0g = 52.0g$；
③量筒中水的体积为$20mL$，放入矿石后总体积为$40mL$，矿石体积$V = 40mL - 20mL = 20cm^3$，根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$，可得矿石密度$\rho = \frac{52g}{20cm^3} = 2.6g/cm^3 = 2.6×10^3kg/m^3$；
(2)设烧杯底面积为$S$，由步骤①②可知，矿石的重力等于木块增加的浮力，即$mg = \rho_{液}gS(h_2 - h_1)$，解得矿石质量$m = \rho_{液}S(h_2 - h_1)$；由步骤①③可知，矿石的体积$V = S(h_3 - h_1)$，则矿石密度$\rho = \frac{m}{V} = \frac{\rho_{液}S(h_2 - h_1)}{S(h_3 - h_1)} = \frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{液}$。
【答案】
(1)①游码没有移至零刻度线处；②52.0；③20；$2.6×10^{3}$
(2)$\frac{h_{2}-h_{1}}{h_{3}-h_{1}}\rho_{液}$
【知识点】
天平的使用、密度的测量、浮力法测密度
【点评】
本题考查了密度测量的两种方法，既涉及天平和量筒的基本使用规范，又需要利用浮力知识推导密度表达式，注重实验操作能力与综合分析能力的考查，有助于学生深化对密度和浮力知识的理解与应用。
【难度系数】
0.6
