挑战16 实验探究题（力学综合32题）（原卷版）

2023 年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版） 挑战16 实验探究题（力学综合32 题） 【题型1 探究影响压力作用效果的因素】.............................................................................................................1 【题型2 探究液体内部的压强】.............................................................................................................................2 【题型3 探究浮力大小与哪些因素有关】............................................................................................................11 【题型4 物体的浮沉条件及其应用】................................................................................................................... 18 【题型1 探究影响压力作用效果的因素】 1．（2023• “ 宁夏）某同学利用小桌、海绵、砝码等实验器材，探究影响压力作用效果的因 ” 素的实验，探究过程如图所示： （1 ）实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。 （2 ）对比 两图，可以探究压力作用效果与受力面积的关系。 （3）对比甲、乙两图可以得出结论：当受力面积一定时， ，压力作用效果越 明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例： 。 2．（2023•深圳）琴琴同学探究压强与受力面积的关系，得出了一个错误的结论。 （1 ）谁的压力大 ，谁的受力面积大 “ ”“ 。（选填海绵的大 沙坑的 ”“ ” 大 两个相等） （2）改进这两个实验的意见： 。 （3 ）对比甲图选择下面的 对比探究压强和压力大小的关系。 【题型2 探究液体内部的压强】 3．（2023• “ ” 内蒙古）某学习小组在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，进行了如下 操作和分析： （1）某同学使用液体压强计前，发现U 形管左右两侧液面存在高度差，如图甲所示。 他接下来应该的操作是 （选填选项字母）。 从U 形管内向外倒出适量的水 B 拆除软管重新安装 调整后，他用手指按压橡皮膜，发现U 形管中的液面升降灵活，说明该装置 “ ” “ ” （选填漏气或不漏气）。 （2）根据乙和丁实验步骤， “ ” “ ” （选填可以或不可以）得出结论：液体内部 压强的大小还跟液体的密度有关。理由是： 。 4．（2023•四川）小何同学用图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。 （1 ）该压强计 “ ” “ ” （选填是或不是）连通器。 （2 ）实验前，若压强计两侧液面已有高度差，他首先应该 （填字母）。 拆除软管，待液面稳定后重新安装 B 直接从U 形管右侧中倒出适量液体 往U 形管右侧中加入密度更大的液体 （3）小何同学利用调试好的压强计进行实验，比较图乙、丙可得到：在同种液体中， 液体内部压强随深度的增加而 “ ” “ ” （选填增大或减小）。 （4 ）比较图丙和图 还可以得到：液体的压强与液体密度有关。 5．（2023•东营）如图1 “ ” 是某兴趣小组探究液体压强与哪些因素有关的实验装置。 序号容器液体种类探头的朝向 探头在液体中深度/m U 形管两侧液面高度差/m 1 水 向下 4 39 2 水 向右 4 39 3 水 向上 4 39 4 水 向左 4 39 5 水 向下 8 78 6 水 向下 12 117 7 浓盐水 向下 8 86 （1）组装好压强计，将探头放入液体之前，发现压强计U 形管两侧液面已存在高度 差，接下来的操作是 。 从管中倒出适量液体 B 取下软管重新组装 （2）调试好压强计后开始实验，把探头放进液体中，进行不同操作，记录的相关数据 如上表所示： 比较第1、2、3、4 组数据，可得出结论： ； b 比较第1、5、6 组数据，可得出结论： ； 比较第 组数据，可得出结论：液体压强与液体的密度有关。 （3）有同学提出，如果不使用压强计，选用一个较深的容器，用隔板分成左右两部 分，边缘密封好，在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封，也可探究液体压强是否与 液体的密度有关。请利用此装置设计实验，写出实验步骤并完成分析与论证。 【实验器材】：自制的带隔板容器（如图2）、水、硫酸铜溶液。 【实验步骤】： 。 【分析与论证】： 。 6．（2023•岳阳）在探究液体压强与哪些因素有关的实验中， （1 ）气密性良好的微小压强计 “ ” “ ” （选填是或不是）连通器； （2）甲、乙两图中， “ ” “ ” （选填甲或乙）图中探头上的橡皮膜受到的压强大， 这是因为，同种液体内部的压强随深度的增加而 。 （3）丙图中，、B 、三点受到液体压强最大的是 点。 7．（2023•苏州）小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。 （1）压强计通过U 形管两侧液面的 来反映被测压强大小。使用前，用手按压 金属盒上的橡皮膜，发现两侧液面没有明显变化，接下来应进行的操作是 ； 向U 形管中注入一些水 B 将U 形管中水倒出一些 检查装置是否漏气 （2）小明在图甲中，保持金属盒深度不变，改变橡皮膜朝向，目的是为了探究液体内 部压强大小与 是否有关； （3）小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上，继续将金属盒下 移一段距离，发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验，再与图甲比较， （能/不能）得出液体压强与液体密度有关的初步结论。 8．（2023• “ ” 重庆）小莉在物理创新实验社团活动中，看见如图甲的双探头压强计，该装 置一次测量可采集多个数据，激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。 （1）U 形管、B 中装入同种液体，小莉用手轻压探头、D 处橡皮膜到一定程度，U 形管 两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定，说明压强计 “ ” “ （选填漏气或不漏 ” 气）。 （2）如图甲，小莉先在装水的容器中进行实验；然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进 行实验，记录实验数据如表： 序号 液体种类 探头深度/m 高度差Δ/格 探头D 深度D/m 高度差ΔB/格 1 水 3 6 5 10 2 水 4 8 6 12 3 硫酸铜溶液 3 9 5 15 4 硫酸铜溶液 4 12 6 18 ① 分析表中 （填序号）两次数据可知：同种液体中，深度越深，压强越大； ②分析表中1、3（或2、4 ）数据可知：深度相同时，液体 越大，压强越大； ③ 根据表中数据，小莉估算出硫酸铜溶液的密度为 g/m3。 （3）①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材（细金属管与浮筒相 通），她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动，感受到细金属管对手的作用力越来 越 ；浮筒竖直浸没水中后，仔细观察其 表面橡皮膜形变更明显，从而分 析出 产生的原因； ② 让浮筒浸没后继续下降，浮筒受到的浮力将 。 9．（2023•重庆）小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U 形管接头处加装了 “ ” 一个三通接头，如图甲所示。 （1）U 形管与探头连接时，阀门K 应处于 “ ” “ ” （选填打开或关闭）状态，以 确保U 形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U 形管内液面 有明显的高度差并保持稳定，说明装置 “ ” “ ” （选填漏气或不漏气）； （2 ）比较图乙与 两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两 图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ； （3 ）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向 移动适当的距离；移动探头后，观察到U 形管水面高度差为Δ，此时探头受到盐水的压 强为p 盐，小婷取出探头放回水中，当U 形管水面高度差再次为Δ 时，测出探头在水中 的深度为02m，则p 盐＝ P； （4）小婷发现探头所处深度较浅时，U 形管两液面的高度差不明显，可将U 形管中的 水换成密度更 的液体以方便读数；探究过程中，保持探头所处深度不变，将U 形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向，U 形管中两液面所对刻度线间的距离将 “ ”“ ” “ ” （选填变大 变小或不变）。 10．（2023•常州）小明探究影响液体内部压强的因素。 （1）用手轻按橡皮膜，现象如图甲所示，说明橡皮膜受到压强大小可以用U 形管两侧 液面的 来表示。 （2 ）比较乙、丙两图，可得结论：在同种液体中，液体内部的压强随 的增大 而增大。 （3 ）比较 、丁两图，可得结论： 。 11．（2023•北京）小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、 液体的密度是否有关，进行了如甲、乙、丙图所示的实验。 （1 ）实验中液体内部的压强是通过微小压强计 反映。 （2 ）甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与 有关；乙、丙两图所示的 实验说明液体内部的压强与 有关。 12．（2023•牡丹江）【分析归纳，拓展应用】 研究液体内部压强实验的装置如图所示。将压强计探头分别放入水和盐水中，改变探头 朝向和浸入深度，观察U 形管液面高度差并记录，如表所示。 次数 探头朝 向 探头浸入深 度/m U 形管液面高度差/m 水 盐水 ① 上 5 5 — ② 下 5 5 — ③ 左 5 5 — ④ 右 5 5 — ⑤ 下 10 9 — ⑥ 下 20 17 — ⑦ 下 5 — 6 ⑧ 下 10 — 11 ⑨ 下 20 — 20 （1）分析①②③④ 次实验表明，在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都 。 （2）分析②⑤⑥或⑦⑧⑨ 次实验表明，同种液体的压强随 增加而增大。 （3 ）分析 两次实验表明，在深度相同时，液体压强还与液体的 有关。 （4）实验中通过观察U 形管液面高度差来反映 。 （5）下潜深度是潜水器的一个重要指标，制造深海潜水器多采用钛合金材料，就是利 用材料 的性质。 13．（2023• “ ” 朝阳）小明在研究液体内部的压强实验中： （1 ）如图甲所示，从结构上看，压强计 “ ” “ ” （选填属于或不属于）连通器。 （2）他通过比较乙、丙两图可以得出：同种液体， ，压强越大。 （3）若丙图中，探头在水中的深度为5m 时，请你计算该处水的压强为 P。 （4）小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系，于是他向丙图烧杯中多次加盐 水，发现U 形管两侧液面高度差不断的增大，于是得出液体密度越大，压强越大的结 论。他的结论是 “ ” “ ” （选填正确或错误）的，理由是 。 14．（2023•赤峰）小亮学习了液体压强知识后，猜想：液体内部某点的压强跟该点到容器 底的距离有关。为此，他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证， 实验情况如图所示。 （1）小亮向小明介绍自己的实验推理过程：在甲、乙两烧杯中，、B 两点到烧杯底部 的距离是不同的；通过观察压强计U 形管两侧 ，判断出p pB；由此可 以得出结论：液体内部某点压强与该点到容器底部距离有关。 （2 ）小明反驳说：你在实验中没有控制 相同，所以你的结论是错误的。在 你的实验基础上， （选填序号），才能得出正确结论。 、把甲杯中的探头上移5m 或把乙杯中的探头下移5m B、从甲杯中抽出5m 深的水或向乙杯中加入5m 深的水 15．（2023•黄冈）小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。 （1）使用压强计前要检查装置的气密性：用手指轻压探头橡皮膜，观察U 形管的 ； （2）小明把压强计的探头浸入水中一定深度，把探头分别朝侧面、朝下、朝上（如 图、B、），发现U 形管左右两侧的液面高度差保持不变，说明在同种液体内部的同一 深度， 的压强都相等； （3）小明根据图D 和E “ ” 实验得出液体的密度越大，压强越大的结论，请指出小明实 验中存在的问题： ； （4）压强计通过U 形管左右两侧的液面高度差大小，反映探头薄膜所受压强大小，应 用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是 。在使用压强计时，待探究液体与U 形管中液体的密度差越 （选 “ ” “ ” 填大或小），实验现象越明显。 16．（2023• “ ” 衡阳）在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，小亮同学取四只瓶嘴大小 相同的塑料瓶去底（其中B、、D 三个粗细相同），在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，如 图所示向、B、瓶中装入水，D 瓶中装入盐水。 （1 ）瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小，此研究方法是 （选 “ ” “ ” 填控制变量法或转换法）。 （2）根据、B 两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液体的压强与液体的质量 “ ” “ ” （选填有关或无关）。 （3）根据B 、两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液体的压强与液体的 有关。 （4 ）为了探究液体压强与液体密度的关系，要通过比较 两个瓶子橡皮膜鼓起 的程度，得出的结论是：液体压强与液体的密度有关。 （5）实验后，该同学自制如图E 装置继续探究，已知隔板在容器的中央，他向隔板左 侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器 “ 有压强（选填底 ” “ ” 部或侧壁）。他再向隔板右侧倒入另一种液体，当加到一定程度时，橡皮膜恢复原 状，如图F 所示，则此液体密度 “ ”“ ” “ ” （选填大于 等于或小于）水的密度。 17．（2023•齐齐哈尔）小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。 （1）图1 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。如果液体内部存在压强，放在液体里的薄膜就会 ，U 形管左右两侧液面 就会产生 。 （2）根据图2、图3 所示现象可以研究：液体内部压强大小与 的关系。根据 研究得出的结论，拦河坝应设计成 “ ” “ ” （选填下宽上窄或下窄上宽）的形 状。 （3）如图3、图4 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 右两侧液面的变化，得出结论： 。 （4）为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关，小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3 所示容器的水中（液体未溢出、探头位置不变），静置待均匀混合后，观察到U 形管左 右两侧液面发生了变化，得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论 的实验过程是 “ ” “ ” （选填正确或错误）的，判断的依据是： 。 （5）通过学习，小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度，过程如下： ①向如图5 所示容器中的左侧倒入适量的水，橡皮膜向右凸起； ② 再向容器中的右侧缓慢倒入盐水，直至橡皮膜 ； ③测得水面到橡皮膜中心的深度为1； 测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为2； ④可推导出该盐水密度的表达式为ρ 盐水＝ （用1、2、ρ 水表示）。 【题型3 探究浮力大小与哪些因素有关】 18．（2023• “ ” 广东）在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中： （1）观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。调零时，弹簧测力计应在 “ ” “ ” （选填竖直或水平）方向上调零。 （2）如图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一个高为6m 的长方体物块（可塑），测出重 力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在、B、、D、E 这五个位置弹簧测力计的示数和深 度。请根据实验数据，在图乙中画出物块所受浮力F 浮随变化的图象。 （3）分析图象可知：浸没前，增加，F 浮 ；浸没后，增加，F 浮 。（均 “ ” “ ” “ ” 选填变大、变小或不变） （4）若把此物块捏成高为6m 的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F 浮随变化的 图象 “ ” “ ” （选填相同或不同）。 （5）若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，还需添加一种材料： 。 19．（2023• “ ” 黑龙江）如图所示是物理兴趣小组探究影响浮力大小的因素的实验，根据他 的实验探究数据，请你回答下列问题：（ρ 水＝10×103kg/m3） （1）由图可知物体浸没在水中受到的浮力F 浮＝ ； （2）由图D 可知，浮力大小与物体浸没深度 “ ” “ ” （选填无关或有关）； （3 ）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与 和 有关； （4）经进一步计算可知物体体积V＝ m3，物体的密度ρ＝ kg/m3。 20．（2023• “ ” 德阳）小张在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中，做了以下的部分操 作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量： （1 ）乙图所示的实验中，物块受到的浮力大小为 。 （2 ）分析乙图、丙图，说明浮力的大小与 有关。 （3 ）本实验数据可计算出盐水的密度