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1. 小明想利用实验来探究压力的作用效果与什么因素有关。
(1) 首先他用一支铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系，他设计了如图1甲、乙所示的两种方案，你认为(选填“甲”或“乙”)方案更合理一些，另一种方案不足的原因是。
(2) 接着他又设计了如图1丙所示的实验来继续探究：
① 实验中通过观察反映压力的作用效果。
② 分析比较a、c两图所示现象，得出影响压力的作用效果的因素是。
③ 下列实例应用②中结论的是(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
④ 将两个完全相同的木块用图d所示的方式紧靠在一起放在海绵上，则此时压力的作用效果与图a相比(选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
(1) 首先他用一支铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系，他设计了如图1甲、乙所示的两种方案，你认为(选填“甲”或“乙”)方案更合理一些，另一种方案不足的原因是。
(2) 接着他又设计了如图1丙所示的实验来继续探究：
① 实验中通过观察反映压力的作用效果。
② 分析比较a、c两图所示现象，得出影响压力的作用效果的因素是。
③ 下列实例应用②中结论的是(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
④ 将两个完全相同的木块用图d所示的方式紧靠在一起放在海绵上，则此时压力的作用效果与图a相比(选填“更明显”“更不明显”或“相同”)。
答案
甲
没有控制压力相同
海绵的凹陷程
度
压力大小
C
相同
没有控制压力相同
海绵的凹陷程
度
压力大小
C
相同
解析
【解析】
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系时，需控制压力大小相同。甲方案中铅笔水平放置，两手对铅笔的压力大小相等，能控制压力相同；乙方案中铅笔竖直放置，铅笔自身重力会使上下手对铅笔的压力不同，没有控制压力相同，故甲方案更合理。
(2) ① 实验运用转换法，通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，凹陷程度越大，压力作用效果越明显。
② 分析a、c两图，受力面积相同，c图压力更大，海绵凹陷程度更明显，得出压力的作用效果与压力大小有关。
③ A、B、D是通过改变受力面积改变压力作用效果，C汽车限重是通过减小压力减小压力作用效果，符合②中结论，故选C。
④ 图d中压力和受力面积均为图a的2倍，由$p=\frac{F}{S}$可知压强不变，故压力作用效果与图a相同。
【答案】
(1) 甲；没有控制压力相同
(2) ① 海绵的凹陷程度
② 压力大小
③ C
④ 相同
【知识点】
压力作用效果的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题通过实验探究压力作用效果的影响因素，着重考查控制变量法与转换法的应用，结合生活实例帮助理解相关知识。
【难度系数】
0.7
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系时，需控制压力大小相同。甲方案中铅笔水平放置，两手对铅笔的压力大小相等，能控制压力相同；乙方案中铅笔竖直放置，铅笔自身重力会使上下手对铅笔的压力不同，没有控制压力相同，故甲方案更合理。
(2) ① 实验运用转换法，通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，凹陷程度越大，压力作用效果越明显。
② 分析a、c两图，受力面积相同，c图压力更大，海绵凹陷程度更明显，得出压力的作用效果与压力大小有关。
③ A、B、D是通过改变受力面积改变压力作用效果，C汽车限重是通过减小压力减小压力作用效果，符合②中结论，故选C。
④ 图d中压力和受力面积均为图a的2倍，由$p=\frac{F}{S}$可知压强不变，故压力作用效果与图a相同。
【答案】
(1) 甲；没有控制压力相同
(2) ① 海绵的凹陷程度
② 压力大小
③ C
④ 相同
【知识点】
压力作用效果的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题通过实验探究压力作用效果的影响因素，着重考查控制变量法与转换法的应用，结合生活实例帮助理解相关知识。
【难度系数】
0.7
2. 小峻和小薇对液体的压强与哪些因素有关进行了探究：
(1) 他们向图2甲中的U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，U形管左右两侧液面(选填“相平”或“不相平”)。
(2) 如图2乙所示，小薇将橡皮管的一端套在U形管左侧的端口后，用手指轻压和重压橡皮膜，发现U形管两侧液柱的高度差变化(选填“明显”或“不明显”)，此时说明U形管的气密性好。
(3) 如图2丙所示，他们多次改变金属盒在水中的深度，并比较不同深度下对应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与的关系；如图2丁所示，他们发现金属盒在水中的深度$ h_1 $总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差$ h_2 $大，其原因是。
(4) 小薇用自己改装并调试好的压强计进行实验，如图2戊所示，将压强计两个金属盒分别浸入水中和酒精中，轻松地判断出了B杯中装的是(选填“水”或“酒精”)。
(5) 某物理兴趣小组尝试用刻度尺测量某液体的密度：如图2己所示，将带有阀门的“U”形管竖直倒置，两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中；打开阀门，从抽气口抽出适量的空气，待两管中的液面升高到一定高度时，关闭阀门，测量出管内外水的高度差$ h_1 = 7.2 \, \mathrm{cm} $、某液体的高度差$ h_2 = 8.0 \, \mathrm{cm} $，若当时外界大气压为$ p_0 $，实验中“U”形管内的气体压强为$ p $，则$ p_0 $（选填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”）$ p $，待测液体的密度$ \rho_{\mathrm{液}} = $。
(1) 他们向图2甲中的U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，U形管左右两侧液面(选填“相平”或“不相平”)。
(2) 如图2乙所示，小薇将橡皮管的一端套在U形管左侧的端口后，用手指轻压和重压橡皮膜，发现U形管两侧液柱的高度差变化(选填“明显”或“不明显”)，此时说明U形管的气密性好。
(3) 如图2丙所示，他们多次改变金属盒在水中的深度，并比较不同深度下对应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与的关系；如图2丁所示，他们发现金属盒在水中的深度$ h_1 $总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差$ h_2 $大，其原因是。
(4) 小薇用自己改装并调试好的压强计进行实验，如图2戊所示，将压强计两个金属盒分别浸入水中和酒精中，轻松地判断出了B杯中装的是(选填“水”或“酒精”)。
(5) 某物理兴趣小组尝试用刻度尺测量某液体的密度：如图2己所示，将带有阀门的“U”形管竖直倒置，两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中；打开阀门，从抽气口抽出适量的空气，待两管中的液面升高到一定高度时，关闭阀门，测量出管内外水的高度差$ h_1 = 7.2 \, \mathrm{cm} $、某液体的高度差$ h_2 = 8.0 \, \mathrm{cm} $，若当时外界大气压为$ p_0 $，实验中“U”形管内的气体压强为$ p $，则$ p_0 $（选填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”）$ p $，待测液体的密度$ \rho_{\mathrm{液}} = $。
答案
相平
明显
液体深度
橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消
一部分压力
水
＞
$0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
明显
液体深度
橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消
一部分压力
水
＞
$0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
解析
【解析】
(1) U形管属于连通器，当管内红墨水静止时，根据连通器原理，左右两侧液面相平。
(2) 若U形管气密性好，用手指轻压和重压橡皮膜时，压强能有效传递到U形管内，两侧液柱的高度差变化明显。
(3) 多次改变金属盒在水中的深度，控制液体密度和金属盒方向不变，是为了探究液体压强与液体深度的关系；金属盒的橡皮膜发生形变向内凹陷，会抵消一部分压力，导致金属盒在水中的深度$h_1$总比对应的U形管液面高度差$h_2$大。
(4) 图戊中U形管左侧液面更低，说明左侧金属盒受到的液体压强大，在金属盒深度相同的情况下，根据$p=\rho gh$，压强越大，液体密度越大，水的密度大于酒精，所以B杯中装的是水。
(5) 打开阀门抽气后，管内液面上升，说明外界大气压大于管内气体压强，即$p_0＞p$；根据管内气体压强与液体压强的平衡关系：$p_0 = p + \rho_{\mathrm{水}}gh_1 = p + \rho_{\mathrm{液}}gh_2$，可得$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{\rho_{\mathrm{水}}h_1}{h_2}=\frac{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×7.2\ \mathrm{cm}}{8.0\ \mathrm{cm}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$。
【答案】
(1) 相平
(2) 明显
(3) 液体深度；橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力
(4) 水
(5) $＞$；$0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
【知识点】
液体压强的影响因素；连通器原理；液体压强公式应用
【点评】
本题围绕液体压强的探究展开，涵盖了压强计的使用、液体压强的影响因素、连通器原理及液体压强公式的综合应用，对学生的实验分析和公式推导能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
(1) U形管属于连通器，当管内红墨水静止时，根据连通器原理，左右两侧液面相平。
(2) 若U形管气密性好，用手指轻压和重压橡皮膜时，压强能有效传递到U形管内，两侧液柱的高度差变化明显。
(3) 多次改变金属盒在水中的深度，控制液体密度和金属盒方向不变，是为了探究液体压强与液体深度的关系；金属盒的橡皮膜发生形变向内凹陷，会抵消一部分压力，导致金属盒在水中的深度$h_1$总比对应的U形管液面高度差$h_2$大。
(4) 图戊中U形管左侧液面更低，说明左侧金属盒受到的液体压强大，在金属盒深度相同的情况下，根据$p=\rho gh$，压强越大，液体密度越大，水的密度大于酒精，所以B杯中装的是水。
(5) 打开阀门抽气后，管内液面上升，说明外界大气压大于管内气体压强，即$p_0＞p$；根据管内气体压强与液体压强的平衡关系：$p_0 = p + \rho_{\mathrm{水}}gh_1 = p + \rho_{\mathrm{液}}gh_2$，可得$\rho_{\mathrm{液}}=\frac{\rho_{\mathrm{水}}h_1}{h_2}=\frac{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×7.2\ \mathrm{cm}}{8.0\ \mathrm{cm}}=0.9×10^3\ \mathrm{kg/m^3}$。
【答案】
(1) 相平
(2) 明显
(3) 液体深度；橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力
(4) 水
(5) $＞$；$0.9×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$
【知识点】
液体压强的影响因素；连通器原理；液体压强公式应用
【点评】
本题围绕液体压强的探究展开，涵盖了压强计的使用、液体压强的影响因素、连通器原理及液体压强公式的综合应用，对学生的实验分析和公式推导能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
