中考压强与浮力专题探究性试题考点题型特征与典型例析Word文档下载推荐.docx
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[方案一]
器材：
；
说明：
。
[方案二]
（2）该实验只能粗略测出大气压的值，结果并不精确，请指出你所设计的
方案一中产生误差的主要原因有哪些？
（写出2点即可）①
②
分析：
大气压强除了托里拆利测量方法以外，还可以通过选择合理的器材，设计其他方案。
测量大气压强的方法还是要利用到压强的一般定义入手，即压强=压力/受力面积。
通过估算，3cm2上皮碗受到的大气压力远远大于10N,本题中的弹簧测力计量程较小，不能直接进行大气压强测量，需要通过转化的方法，利用小量程的弹簧测力计来实现较大压力的测量一般可以借助杠杆、钩码配重、滑轮组来实现。
当然其它方案只要正确同样可以，每套方案中器材选择要正确，简要说明的内容要抓住知识要点，正确反映出设计的物理原理，也可以通过画图来“说明”。
答案：
（1）[参考方案一]：
器材一：
轻质杠杆，细绳，铁架台；
利用省力杠杆，在一端用较小的弹簧测力计的拉力，在另一边获得较大的拉吸盘的力。
[参考方案二]
器材二：
定滑轮，钩码，细绳，铁架台；
用钩码作为配重，利用钩码的重力来增加对吸盘的拉力。
[参考方案三]
器材三：
定滑轮，动滑轮，细绳，铁架台；
将定滑轮和动滑轮组成省力的滑轮组，再用弹簧测力计向上拉动即可。
（2）方案一中：
吸盘中排气不清（或有少量空气）、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、杠杆有自重且杠杆重心不在悬点正下方等等；
方案二中：
吸盘中排气不清（或有少量空气）、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、弹簧测力计自身有重力、滑轮与轴间有摩擦等等；
方案三中：
吸盘中排气不清（或有少量空气）、气密性不好、吸盘脱离玻璃板时弹簧测力计的读数不准确、滑轮与轴间有摩擦、动滑轮有重力等等。
阿基米德原理
例题2：
有些爱思考的同学进一步提出，除上述两个因素外，浮力的大小是否还与别的什么因素有关？
其中，一个比较具体的问题是：
物体所受浮力大小是否与物体的形状有关？
针对这个问题，若提供下列器材由你选择，你将选择哪些器材、怎样进行探究？
供选择的器材有：
弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水。
（1）你选择的器材是：
________________。
（2）你的探究方案（即实验步骤）是：
（3）你如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论：
_____________。
本题根据提供实验器材，进行探究活动设计，探究活动方案的设计原则一般是要求器材最少，操作简单，现象明显。
本题要求探究浮力大小是否与物理形状有关，探究方案的设计核心是如何进行形状的改变。
在改变形状的过程中要保证物体的质量要保持不变，三个形状不同的小石块其质量各不相等，这样导致实验中的研究对象的条件发生的变化，因此选择橡皮泥改变物体形状比较方便。
实验主要利用弹簧测力计，采取差值法测浮力大小的方法，探究橡皮泥形状发生变化后，橡皮泥所受的浮力的大小是否改变，进而测出实验的结论。
为了减小实验误差，提高实验的结论的准确性，一般橡皮泥形状改变至少三次以上。
（1）弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水（多选或少选均不正确）
（2）实验步骤：
或a．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥重G；
②将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F1；
③改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F2；
④再改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F3。
或b．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F1；
②改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F2；
③再改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F3。
（3）（答案要与实验步骤对应）
或a．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。
若各次所受浮力相等，说明浮力大小与形状无关；
若各次所受浮力不等，说明浮力大小与形状有关。
或b．比较橡皮泥各次浸没水中时测力计示数。
若测力计的示数相等，说明浮力大小与形状无关；
若测力计的示数不等，则说明浮力大小与形状有关。
同题拓展：
（2008广西南宁）小刚在学习了阿基米德原理（F浮=G排）后，推导得出F浮==ρ液V排g，从而知道物体受到的浮力大小与液体的
和物体
有关。
小刚进一步猜想，物体所受浮力大小与物体的形状有关？
针对这个问题，他选用以下实验器材进行探究：
弹簧测力计、体积相同的圆柱体和长方体铝块各—块、烧杯、细线和水。
实验步骤如下：
①用细线将圆柱体、长方体铝块先后挂在弹簧测力计上，测出它们的重力分别为G1、G2；
②将圆柱体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中，记下弹簧测力计的示数F1；
③将长方体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中，记下弹簧测力计的示数F2；
则：
（1）比较两铝块的重力G1、G2的大小关系为
（2）利用以上实验数据比较：
若
，说明浮力大小与物体形状无关；
若
，说明浮力大小与物体形状有关。
密度（1分），排开液体的体积（或浸入液体的体积）
（1）G1=G2
（2）G1一F1=G2一F2
（或Fl=F2），
G1一Fl≠G2一F2
（或F1≠F2）。
二、数据分析类
此类试题通常提供一些探究活动中的数据记录，以表格的形式呈现。
同时根据探究过程的要素考查要点，设计一些探究问题，有些是以填空的形式，有些以问题的形式，还有些是要求根据提供的探究数据分析归纳出科学规律或初步的结论。
会分析处理图表中的数据是实验能力的重要方面，实验数据并不等于探究的结论，实验数据是对实验事实的客观记录，探究的结论是在数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律。
数据分析类试题一般要筛选题目提供或收集的信息，进行简单的因果推理，寻找数据之间的相互关系的特征。
这种特征通常表现为“相等、之和、之差、乘积、比值”等数学关系。
同时还要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系。
探究液体内部压强的特点
例题3：
某同学用如图2所示的压强计研究液体内部压强的特点，实验时，他将压强计的橡皮膜置于水中不同深度，并调节橡皮膜在水中的方向，得到如下数据。
图2
实验
橡皮膜朝向
深度
压强计U型管
左液面
右液面
液面高度差
1
朝上
3cm
9cm
12cm
2
朝左
3
朝下
4
6cm
13．5cm
5
⑴分析表格数据，将漏掉的数据补上。
⑵由实验1、2、3，可得出结论：
_________________________________________。
⑶由实验_______________，可得出结论：
液体内部的压强随深度的增加而增大。
⑷该同学想完成研究液体内部压强与液体密度关系的实验，请你帮助他设计一个可行的方案。
本题表格数据是学生实验的再现，重在考查学生对实验过程的理解。
压强计的橡皮膜受到压强时，其U型管左右液面出现高度差，反过来当压强计U型管左右液面出现高度差则说明橡皮膜受到了压强，高度差越大则压强越大。
设计研究液体内部压强与液体密度关系的实验方案要采用控制变量法，即橡皮膜在液体中的深度不变。
（1）7．5
15。
（2）液体内部向各个方向都有压强，同一深度处液体向各个方向的压强都相等。
（3）①如图4取一杯水，将压强计的橡皮膜置于水中一定深度处，记下U型管左右液面高度，算出液面高度差h1；
②将杯中的水换成盐水，将压强计的橡皮膜置于盐水中相同深度处，记下U型管左右液面高度，算出液面高度差h2；
③比较h1与h2
的大小得出结论。
影响压力作用的效果
例题4：
为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示。
实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。
表一
表二
表三
实验序号
压力（N）
受力面积（cm2）
序号
6．0
10
3．0
7
20
9．0
15
4．5
8
30
12
6
9
40
⑴分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）及观察到的现象，可得出的初步结论是________。
⑵分析比较_______及观察到的现象，可得出的初步结论是：
当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
⑶请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。
①分析比较得_______；
②分析比较得_______。
本题除考查同学们对压力作用效果的掌握程度外，着重考查了同学们对数据表格的分析和处理能力。
另外还考查同学们对控制变量法的理解和运用。
解答这类题目时，需先分析要研究的是什么量，影响该量的因素可能有哪些，若有两个或两个以上的影响因素，就要考虑用控制变量法来研究。
即在分析压力的大小影响作用效果时，必须控制受力面积不变；
在分析受力面积的大小影响作用效果时，必须控制压力的大小不变。
⑴受力面积相同，压力越大，产生的效果越显著；
⑵1、6、9；
⑶①受力面积相同，压力越大，压力产生的效果越显著；
②压力相同，受力面积越小，压力产生的效果越显著。
中考实战：
（2008浙江金华）某兴趣小组开展科学探究活动。
【提出问题】液体产生的压强跟深度有什么关系？
【设计实验】探究液体产生的压强跟深度的关系，用如图所示装置，在弹簧秤下挂一圆柱体，容器中盛有某种液体。
【获取证据】测得圆柱体的横截面积为l×
l0－4米3，柱体的重为0．6牛顿。
当圆柱体缓慢地浸人液体中时（圆柱体始终竖直且没有被浸没），记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧秤相应的示数F，求得相应的圆柱体在下表面处产生对液体的压强p（体在圆柱体下表面处产生的压强也为p），所得数据如下表：
h/米
0．1
0．2
0．3
0．4
0．5
F/牛
0．48
0．36
0．24
0．12
P/帕
1．2×
103
2．4×
3．6×
4．8×
【得出结论】根据以上数据可得出液体产生的压强跟深度的定量关系是
▲
【讨论与交流】
（1）根据第5次实验所得数据，求得圆柱体在下表面处对液体产生的压强是▲
帕。
（2）当弹簧秤的示数为0．3牛时，圆柱体受到的浮力为
牛。
当液体密度一定时，液体压强与深度成正比（或液体密度一定，P∝h，或液体密度一定时，P=kh）
（1）6．0×
103
（2）0．3
三、实验测定类
此类试题通常提供一定数量的探究器材，要求根据一定物理原理，进行物理量的测量，一般要求能设计出测定物理量的操作方案。
一般此类试题着重对学生物理思维方法的考查。
求解此类试题一般思路是要求能正确理解和把握实验的原理，测定物理量的设计方案要思路清晰，同时要保证测定结果的准确性。
大气压强测量
例题5：
在测量大气压的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面。
问：
（1）实验原理是什么？
（2）某同学做实验时发现弹簧测力计的量程太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力。
请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力，要求写出用到的器材和方法。
挖掘教材实验进行考查是近年各地中考的重点。
对教材中的每个探究实验，同学们不仅要从整体上了解实验的意图、原理、实验器材及方法，同时要善于剖析实验细节，如实验中可能出现的现象分析，实验方案改进，结论评估等。
本题取材于《大气压强》教材，
其原理包括平衡力和压强知识，如图甲所示，吸盘受到两个力的作用：
一是大气作用在吸盘上的大气压力F大，其大小始终不变；
另一个是弹簧测力计对吸盘向上的拉力F拉，其大小随吸盘被缓慢上拉的同时逐渐增大，F大和F拉是同直线上反方向的两个力，当F拉略大于F大时，（粗略认为F拉等于F大，即平衡）吸盘被拉离玻璃板，读出此时弹簧测力计的示数，便间接得出F大（F大
=F拉），用尺测出吸盘的直径D，算出其面积S=πD2/4，即大气压的作用面积，借助压强公式P=F/S可以粗略算出大气压P=4F拉/πD2。
若吸盘面积较大，吸盘受到的大气压力F大将较大，超过了常用弹簧测力计的量程，这就需要辅助于省力机械来测量，本题第
（2）问就是针对可能出现的这种情况设计的。
（1）实验原理：
二力平衡的条件F大=F拉和压强公式P=F/S。
（2）法
（一）：
如图乙所示取一轻质杠杆（质量忽略不计），为使OA．OB分别为阻力臂L2和动力臂L1以便测量，须让杠杆处于水平位置，人手作用于玻璃板上向下缓慢拉动，读出拉开玻璃板时弹簧测力计的示数F1，便可算出F大=F2=F1L1/L2。
法
（二）：
如图丙所示，取一轻质动滑轮，缓慢向上拉动弹簧测力计，读出刚拉开玻璃板时弹簧测力计的示数F1，算出大气压力F大=2F1。
浮沉条件的应用
例题6：
现有一个小玻璃试管，利用量筒和足量的水如何测量玻璃的密度？
测定物质的密度是初中物理一个重要实验，基本方法为用天平和量筒这两种仪器，而此实验的拓宽是往往只给一种仪器，甚至一种也没有，而代以其他实验器材，因此寻找合适的代换是关键。
利用浮力的知识进行密度的测量时，漂浮条件和阿基米德原理等基本知识是出发点。
利用物体在液体中的状态，抓住“浮体”F浮=G和“沉体”V排=V物的特点进行代换。
本题要测玻璃的密度，必须测出小玻璃试管的质量和它具有的玻璃的体积。
当小玻璃试管下沉在量筒的水中时可以测出它的体积；
小玻璃试管的质量可以通过测量它的重力获得，由于小玻璃试管漂浮在水面上时它的重力就等于浮力，所以只要用量筒测量它漂浮时排开水的体积，就可以得到它的质量。
此类实验探究设计题不仅注重学生基本操作技能的掌握，而且也注重提高学生实验设计能力和对知识的综合应用能力。
测量的过程如下图3所示：
图3
步骤为：
①在量筒中放入适量水，记下水面对应的刻度为V。
②将小玻璃试管漂浮在量筒的水面上记下水面对应的刻度为V1。
③将小玻璃试管下沉到量筒的水中，记下水面对应的刻度为V2。
那么，玻璃的密度为
如何利用量筒、小玻璃管、足量的水、细线，如何测量细沙的密度？
细沙的密度ρ=m/V，细沙的质量由于没有天平，可以通过测量漂浮时的浮力来得到，细沙要漂浮必须将它放到小玻璃管中；
对应的体积可让小试管中的细沙下沉到量筒中的水中获得。
实验过程如下图4所示：
图4
步骤为：
①让小玻璃管漂浮在量筒的水面上，记下此时水面的刻度V
②将细沙放到漂浮的小玻璃管中，记下此时水面的刻度V1
③将细沙从小玻璃管倒入量筒的水中，让小玻璃管仍漂浮在水面上（如上图），记下此时水面刻度V2
则细沙的质量为ρ水（V1－V），细沙的体积为V2－V
细沙的密度为
中考实战
（2008哈尔滨）同学们在学校体育馆进行排球训练时，班级“物理实践活动小组”的同学准备测量排球被击打落地后形变最大时对地板的压强，如图5所示。
图5
（1）写出该测量的实验原理以及需要使用的主要实验器材。
（2）请你设计该测量的实验过程。
（3）为了使测量的误差较小，你建议同学们在实验过程中应注意什么问题。
（写出一条即可）
四、图表图像类
此类试题一般以具体科学探究活动中记录的探究数据或探究中绘制的图像为考查素材，其中探究数据以表格的形式呈现，图像一般是根据数据绘制图像，或者根据提供与探究活动相关的图像分析、推理出其中蕴含的物理规律或结论。
图表类探究试题解题时，从提供的数据中发现规律，得出结论是关键，图像类探究试题解题时，要关注图像的特征，关注图像中一些关键的“特征点”，如果提供的图像是几个的混合，好要注意图像中的“交点”所蕴含的信息。
例题7：
超凡为了探究物体存水中不同深度所受浮力变化情况，如图6甲所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表：
次数
物理量
h（cm）
F（N）
6．5
5．5
5．0
（1）分析表中实验数据，可以得出物体重__________N，第4次实验时，物体受到的浮力__________N；
（2）分析表中第1次到第5次数据，说明物体浸没液体之前，____________________；
（3）分析表中第5次到第7次数据，说明____________________。
（4）图乙中能正确反映F浮和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是：
（）
图6
本题考查密度大于水的固体由水面下沉直至完全浸没水中受到浮力的变化过程，通过提供的数据来求解物体的重力，受到的浮力，以及在一定条件下物体受到的浮力大小的变化特点。
本题的关键是利用阿基米德原理，准确把握圆柱体排开水的体积变化规律以及与深度h之间的关系。
物体由水面逐步到完全浸没到水中，物体排开水的体积是先变大后保持不变，因此圆柱体受到的浮力变化是先变大后保持不变。
浮力与h的关键要把物理排开水的体积大
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