登录
26. (6分)科学课上,王老师利用传感器为同学们做“研究气体压强与流速的关系”,如图甲所示。装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,左端与抽气机相通。(A管最细,C管最粗)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开抽气机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强
(2)当王老师将抽气机的功率调整后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开抽气机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强
小
。图线③反映的是C
(选填“A”“B”或“C”)塑料管中气体压强随时间变化的情况。(2)当王老师将抽气机的功率调整后,图像中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速
增大
(选填“增大”或“减小”)。答案
26. (1)小 C (2)增大
【点拨】本题考查流体压强与流速的关系。
【解析】(1)流体中,流速大的地方压强小;由图乙的①②③三条图线可知,③的压强最大,说明③的流速最小,则对应塑料管的横截面积最大,所以图线③反映的是塑料管C的气体压强随时间变化的情况;
(2)①②③三条图线出现了下移,说明气体的压强变小,气体的流速增大。
【点拨】本题考查流体压强与流速的关系。
【解析】(1)流体中,流速大的地方压强小;由图乙的①②③三条图线可知,③的压强最大,说明③的流速最小,则对应塑料管的横截面积最大,所以图线③反映的是塑料管C的气体压强随时间变化的情况;
(2)①②③三条图线出现了下移,说明气体的压强变小,气体的流速增大。
解析
【分析】
本题围绕“流体压强与流速的关系”展开，解题思路如下：①先明确流体压强的基本规律：流体中，流速越大的位置，压强越小；②分析三节管的粗细：A管最细，C管最粗，气体在管中流动时，横截面积越大，流速越小，压强越大；③观察图乙的压强图线，压强越大的图线对应管的流速越小，结合管的粗细判断对应管；④第二问中，图线下移说明压强变小，根据流体压强规律判断流速变化。
【解析】
(1) 流体压强与流速的关系为：流体中流速大的地方压强小。已知A、B、C三节管中A最细、C最粗，气体平稳流动时，横截面积越大，流速越小，压强越大。观察图乙，图线③的压强最大，说明其对应管的流速最小，横截面积最大，因此图线③反映的是C塑料管中气体压强随时间变化的情况。
(2) 图线①②③下移，说明气体的压强变小，根据流体压强规律，压强变小意味着气体的流速增大。
【答案】
(1) 小；C (2) 增大
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合实验装置与图像考查流体压强与流速的关系，属于初中物理基础考点，要求学生能结合图像分析压强、流速、管粗细的对应关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“流体压强与流速的关系”展开，解题思路如下：①先明确流体压强的基本规律：流体中，流速越大的位置，压强越小；②分析三节管的粗细：A管最细，C管最粗，气体在管中流动时，横截面积越大，流速越小，压强越大；③观察图乙的压强图线，压强越大的图线对应管的流速越小，结合管的粗细判断对应管；④第二问中，图线下移说明压强变小，根据流体压强规律判断流速变化。
【解析】
(1) 流体压强与流速的关系为：流体中流速大的地方压强小。已知A、B、C三节管中A最细、C最粗，气体平稳流动时，横截面积越大，流速越小，压强越大。观察图乙，图线③的压强最大，说明其对应管的流速最小，横截面积最大，因此图线③反映的是C塑料管中气体压强随时间变化的情况。
(2) 图线①②③下移，说明气体的压强变小，根据流体压强规律，压强变小意味着气体的流速增大。
【答案】
(1) 小；C (2) 增大
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合实验装置与图像考查流体压强与流速的关系，属于初中物理基础考点，要求学生能结合图像分析压强、流速、管粗细的对应关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
27. (5分)小刚准备了桶、吸盘、细绳(质量忽略不计)、玻璃板、细沙、砖块、石子这些器材来粗略测量大气压的值。
(1)先将玻璃板固定在水平面上,再用力将吸盘紧压在玻璃上,这一步骤的目的是
(2)将空桶用细线挂在吸盘上,此时它们都处于静止状态(如图所示),吸盘受到的绳子拉力和吸盘受到的大气压力
(3)选择将
(4)细心的同学发现随着重物变多,吸盘向内收缩,导致测得的大气压值
(1)先将玻璃板固定在水平面上,再用力将吸盘紧压在玻璃上,这一步骤的目的是
排出吸盘内的空气
;测出此时吸盘的直径并算出面积记为$S$。(2)将空桶用细线挂在吸盘上,此时它们都处于静止状态(如图所示),吸盘受到的绳子拉力和吸盘受到的大气压力
不是
一对平衡力。(3)选择将
细沙
逐步加入桶内,直到吸盘刚好脱落,测出此时桶和细沙
的总重力记为$G$,从而算出大气压的值。(4)细心的同学发现随着重物变多,吸盘向内收缩,导致测得的大气压值
偏小
。答案
27. (1)排出吸盘内的空气 (2)不是 (3)细沙 桶和细沙 (4)偏小
【点拨】本题考查大气压强的测量方法及误差分析。
【解析】(1)为了测量大气压的值,先将玻璃板固定在水平面上,再用力将吸盘紧压在玻璃上,这一步骤的目的是排出吸盘内的空气;
(2)将空桶用细线挂在吸盘上,此时它们都处于静止状态(如图所示),吸盘处于平衡状态,吸盘受到重力、天花板对吸盘的作用力、绳子的拉力和大气压力四个力的作用,四个力平衡;所以吸盘受到的绳子拉力和吸盘受到的大气压力不是一对平衡力;
(3)选择将细沙逐步加入桶内,直到吸盘刚好脱落,测出此时桶和细沙的总重力记为G,可知拉开吸盘的拉力大小,从而算出大气压的值;
(4)细心的同学发现随着装的重物变多,吸盘向内收缩,吸盘的面积变小,导致拉力F变小,但面积仍按原来的值S计算,根据$p = \frac{F}{S}$知,测得的大气压的值偏小。
【点拨】本题考查大气压强的测量方法及误差分析。
【解析】(1)为了测量大气压的值,先将玻璃板固定在水平面上,再用力将吸盘紧压在玻璃上,这一步骤的目的是排出吸盘内的空气;
(2)将空桶用细线挂在吸盘上,此时它们都处于静止状态(如图所示),吸盘处于平衡状态,吸盘受到重力、天花板对吸盘的作用力、绳子的拉力和大气压力四个力的作用,四个力平衡;所以吸盘受到的绳子拉力和吸盘受到的大气压力不是一对平衡力;
(3)选择将细沙逐步加入桶内,直到吸盘刚好脱落,测出此时桶和细沙的总重力记为G,可知拉开吸盘的拉力大小,从而算出大气压的值;
(4)细心的同学发现随着装的重物变多,吸盘向内收缩,吸盘的面积变小,导致拉力F变小,但面积仍按原来的值S计算,根据$p = \frac{F}{S}$知,测得的大气压的值偏小。
解析
【分析】
本题是粗略测量大气压的实验题，需结合大气压测量的原理、平衡力的条件及误差分析解题：(1)吸盘紧压玻璃板的核心目的是排出内部空气，使吸盘内外形成气压差，让大气压发挥作用；(2)判断平衡力需满足“同物、等大、反向、共线”，分析吸盘的受力情况即可；(3)选择易控制的重物加入桶内，吸盘刚脱落时拉力等于总重力，据此计算大气压；(4)吸盘收缩会改变实际受力面积，结合压强公式分析误差。
【解析】
(1) 将吸盘紧压在玻璃上，是为了排出吸盘内的空气，使吸盘内部气压远小于外界大气压，让大气压能对吸盘产生明显的压力作用；
(2) 平衡力需作用在同一物体上，大小相等、方向相反且在同一直线。此时吸盘受到重力、天花板对吸盘的作用力、绳子的拉力、大气压力共四个力，绳子拉力和大气压力不满足平衡力的全部条件，因此不是一对平衡力；
(3) 细沙的重力易控制，能平稳增加拉力，直到吸盘刚好脱落，此时桶和细沙的总重力等于拉开吸盘的拉力，因此需测量桶和细沙的总重力；
(4) 吸盘向内收缩时，实际与玻璃板的接触面积变小，但计算大气压时仍用原来的面积$S$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，拉力$F$等于总重力$G$，实际受力面积小于$S$，导致计算出的压强值偏小。
【答案】
(1)排出吸盘内的空气；(2)不是；(3)细沙；桶和细沙；(4)偏小
【知识点】
大气压强的测量、平衡力的判断、压强的计算
【点评】
本题考查大气压测量的实验操作、平衡力判断及误差分析，属于基础实验类题目，需掌握实验核心原理和操作细节，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是粗略测量大气压的实验题，需结合大气压测量的原理、平衡力的条件及误差分析解题：(1)吸盘紧压玻璃板的核心目的是排出内部空气，使吸盘内外形成气压差，让大气压发挥作用；(2)判断平衡力需满足“同物、等大、反向、共线”，分析吸盘的受力情况即可；(3)选择易控制的重物加入桶内，吸盘刚脱落时拉力等于总重力，据此计算大气压；(4)吸盘收缩会改变实际受力面积，结合压强公式分析误差。
【解析】
(1) 将吸盘紧压在玻璃上，是为了排出吸盘内的空气，使吸盘内部气压远小于外界大气压，让大气压能对吸盘产生明显的压力作用；
(2) 平衡力需作用在同一物体上，大小相等、方向相反且在同一直线。此时吸盘受到重力、天花板对吸盘的作用力、绳子的拉力、大气压力共四个力，绳子拉力和大气压力不满足平衡力的全部条件，因此不是一对平衡力；
(3) 细沙的重力易控制，能平稳增加拉力，直到吸盘刚好脱落，此时桶和细沙的总重力等于拉开吸盘的拉力，因此需测量桶和细沙的总重力；
(4) 吸盘向内收缩时，实际与玻璃板的接触面积变小，但计算大气压时仍用原来的面积$S$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，拉力$F$等于总重力$G$，实际受力面积小于$S$，导致计算出的压强值偏小。
【答案】
(1)排出吸盘内的空气；(2)不是；(3)细沙；桶和细沙；(4)偏小
【知识点】
大气压强的测量、平衡力的判断、压强的计算
【点评】
本题考查大气压测量的实验操作、平衡力判断及误差分析，属于基础实验类题目，需掌握实验核心原理和操作细节，难度适中。
【难度系数】
0.6
28. (8分)小明所在的实验小组用如图所示的装置研究液体内部的压强:
(1)图甲装置是测量液体内部压强的仪器,它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的;
(2)如果液体内部存在压强,放在液体里的橡皮膜就会发生形变,U形管左、右两侧液面就会产生
(3)根据图乙、丙所示现象可以研究:液体内部压强大小与
(4)如图丙、丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左、右两侧液面,得出结论:
(5)小明在实验室配制了一定浓度的盐水,他想利用液体压强知识测量盐水的密度。过程如下:
①向图戊容器的左侧倒入适量的水,观察到橡皮膜向右凸起;
②再向容器的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜
③测得左侧水面到橡皮膜中心的深度为$h_1$;测得右侧盐水液面到橡皮膜中心的深度为$h_2$;
④则该盐水密度的表达式为$\rho_{盐水}=$
(1)图甲装置是测量液体内部压强的仪器,它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的;
(2)如果液体内部存在压强,放在液体里的橡皮膜就会发生形变,U形管左、右两侧液面就会产生
高度差
;(3)根据图乙、丙所示现象可以研究:液体内部压强大小与
液体深度
的关系;根据研究得出的结论,拦河大坝应设计成下宽上窄
(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;(4)如图丙、丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左、右两侧液面,得出结论:
同种液体、同一深度处,液体向各个方向的压强相等
;(2分)(5)小明在实验室配制了一定浓度的盐水,他想利用液体压强知识测量盐水的密度。过程如下:
①向图戊容器的左侧倒入适量的水,观察到橡皮膜向右凸起;
②再向容器的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜
恢复原状
;③测得左侧水面到橡皮膜中心的深度为$h_1$;测得右侧盐水液面到橡皮膜中心的深度为$h_2$;
④则该盐水密度的表达式为$\rho_{盐水}=$
$\frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$
。(用$h_1$、$h_2$、$\rho_{水}$表示)答案
28. (2)高度差 (3)液体深度 下宽上窄 (4)同种液体、同一深度处,液体向各个方向的压强相等 (5)②恢复原状 ④$\frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$
【点拨】本题考查“探究液体内部压强”的实验步骤、实验方法和规律。
【解析】(2)当将探头放在液体里时,由于液体内部存在压强,金属盒上的橡皮膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小,U形管液面的高度差越大,液体内部的压强越大;
(3)分析图乙、图丙的实验现象知道,两次实验中液体的种类相同而探头所处的深度不同,图丙中U形管左右两侧液面高度差较大,这就说明图丙中探头所受的压强较大,由此我们可以得出初步结论:液体内部压强大小与液体深度有关;所以拦河大坝设计成上窄下宽的形状,防止液体压强过大,冲垮大坝;
(4)如图丙、图丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管两侧的液面的高度差,发现高度差不变,这表明:同种液体、同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(5)在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜变平,则左右两侧液体产生的压强相同,测得水面到橡皮膜中心的深度为$h_1$,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为$h_2$,根据$\rho_{水} g h_1 = \rho_{盐水} g h_2$知道,该盐水的密度的表达式为$\rho_{盐水} = \frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$。
【点拨】本题考查“探究液体内部压强”的实验步骤、实验方法和规律。
【解析】(2)当将探头放在液体里时,由于液体内部存在压强,金属盒上的橡皮膜就会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小,U形管液面的高度差越大,液体内部的压强越大;
(3)分析图乙、图丙的实验现象知道,两次实验中液体的种类相同而探头所处的深度不同,图丙中U形管左右两侧液面高度差较大,这就说明图丙中探头所受的压强较大,由此我们可以得出初步结论:液体内部压强大小与液体深度有关;所以拦河大坝设计成上窄下宽的形状,防止液体压强过大,冲垮大坝;
(4)如图丙、图丁所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管两侧的液面的高度差,发现高度差不变,这表明:同种液体、同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
(5)在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜变平,则左右两侧液体产生的压强相同,测得水面到橡皮膜中心的深度为$h_1$,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为$h_2$,根据$\rho_{水} g h_1 = \rho_{盐水} g h_2$知道,该盐水的密度的表达式为$\rho_{盐水} = \frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$。
解析
【分析】
本题围绕液体内部压强的探究实验展开，解题时需结合压强计的工作原理，运用控制变量法分析实验现象，再利用液体压强公式推导相关结论。
(2) 压强计通过U形管液面的高度差反映液体压强大小，液体有压强时会使U形管产生高度差；
(3) 对比乙、丙两图，液体种类相同、探头深度不同，以此探究压强与深度的关系，再结合该关系解释拦河大坝的设计；
(4) 对比丙、丁两图，液体种类和深度相同、仅方向不同，液面差不变，总结压强与方向的关系；
(5) 利用橡皮膜两侧压强相等时恢复原状的特点，结合压强公式推导盐水密度。
【解析】
(2) 压强计的工作原理：当液体内部存在压强时，探头的橡皮膜发生形变，U形管左右两侧液面会产生高度差，高度差大小反映橡皮膜所受压强大小，故此处填“高度差”。
(3) 图乙、丙中，液体均为水（种类相同），探头在水中的深度不同，丙图U形管液面高度差更大，说明探头受压强更大，因此研究的是液体内部压强与液体深度的关系；由于液体压强随深度增加而增大，拦河大坝下部需承受更大水压，故设计成下宽上窄的形状。
(4) 图丙、丁中，液体都是水（同种液体），探头深度相同，仅改变方向，U形管液面高度差不变，因此结论为：同种液体、同一深度处，液体向各个方向的压强相等。
(5) ② 当橡皮膜两侧压强相等时，橡皮膜会恢复原状，故向右侧倒入盐水直至橡皮膜恢复原状；④ 此时左侧水的压强等于右侧盐水的压强，根据$p=\rho gh$，得$\rho_{水}gh_1=\rho_{盐水}gh_2$，约去g后解得$\rho_{盐水}=\frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$。
【答案】
(2) 高度差；(3) 液体深度；下宽上窄；(4) 同种液体、同一深度处，液体向各个方向的压强相等；(5) ② 恢复原状；④ $\frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$
【知识点】
液体内部压强特点；液体压强公式；控制变量法
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，涵盖压强计原理、实验结论及应用，注重对实验方法和规律的理解，是初中物理基础考点，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕液体内部压强的探究实验展开，解题时需结合压强计的工作原理，运用控制变量法分析实验现象，再利用液体压强公式推导相关结论。
(2) 压强计通过U形管液面的高度差反映液体压强大小，液体有压强时会使U形管产生高度差；
(3) 对比乙、丙两图，液体种类相同、探头深度不同，以此探究压强与深度的关系，再结合该关系解释拦河大坝的设计；
(4) 对比丙、丁两图，液体种类和深度相同、仅方向不同，液面差不变，总结压强与方向的关系；
(5) 利用橡皮膜两侧压强相等时恢复原状的特点，结合压强公式推导盐水密度。
【解析】
(2) 压强计的工作原理：当液体内部存在压强时，探头的橡皮膜发生形变，U形管左右两侧液面会产生高度差，高度差大小反映橡皮膜所受压强大小，故此处填“高度差”。
(3) 图乙、丙中，液体均为水（种类相同），探头在水中的深度不同，丙图U形管液面高度差更大，说明探头受压强更大，因此研究的是液体内部压强与液体深度的关系；由于液体压强随深度增加而增大，拦河大坝下部需承受更大水压，故设计成下宽上窄的形状。
(4) 图丙、丁中，液体都是水（同种液体），探头深度相同，仅改变方向，U形管液面高度差不变，因此结论为：同种液体、同一深度处，液体向各个方向的压强相等。
(5) ② 当橡皮膜两侧压强相等时，橡皮膜会恢复原状，故向右侧倒入盐水直至橡皮膜恢复原状；④ 此时左侧水的压强等于右侧盐水的压强，根据$p=\rho gh$，得$\rho_{水}gh_1=\rho_{盐水}gh_2$，约去g后解得$\rho_{盐水}=\frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$。
【答案】
(2) 高度差；(3) 液体深度；下宽上窄；(4) 同种液体、同一深度处，液体向各个方向的压强相等；(5) ② 恢复原状；④ $\frac{h_1}{h_2}\rho_{水}$
【知识点】
液体内部压强特点；液体压强公式；控制变量法
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，涵盖压强计原理、实验结论及应用，注重对实验方法和规律的理解，是初中物理基础考点，难度适中。
【难度系数】
0.7
