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    15．探究：实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关．
    某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的，但有怎样的关系看法不同，于是，在老师的帮助下，小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验，测出实心圆柱体竖直放置时（如图所示）对水平桌面上海绵的压下深度，实验记录见下表．
    序号物体底面积S/cm2高度h/cm海绵被压下深度/cm
    1合金甲圆柱体A1050.5
    2合金甲圆柱体B10101
    3合金甲圆柱体C20101
    4合金乙圆柱体A1051.5
    5合金乙圆柱体B10103
    6合金乙圆柱体C20103
    （1）该小组同学是通过海绵被压下深度来判断压强大小的．
    （2）分析实验1、2或4、5可以得出：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度成正比．
    （3）分析2、3或5、6可以得出，当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关．
    （4）实验结束之后，同学们在老师的指导下，以某一合金甲圆柱体为研究对象，推导它对海绵的压强大小的表达式p=ρɡh（已知合金的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S）．
    （5）上面推导出的表达式适用的条件有：
    ①固体密度必须是均匀的（填“均匀”或“不均匀”）；
    ②固体形状必须是上下粗细相同（选填“不同”或“相同”）的柱体；
    ③所求压强必须是固体对水平面产生的压强．所以说，该表达式不能应用于其他情况固体压强的计算．

    分析 （1）实验中，通过海绵的形变程度反映压力的作用效果，是转换法的运用；
    （2）分析实验1、2或4、5，找出控制量和变化时，再进一步确定压强大小与变化量的关系；
    （3）根据实验结论，确定符合题意的实验的序号；
    （4）根据压强的公式p=$\frac{F}{S}$，结合重力与压力的关系，可进行一推导得出压强的表达式；
    （5）根据实验中的条件可确定推导公式的适用范围．

    解答 解：（1）由题意可知，该小组同学是通过海绵被压下深度来判断压强大小的，这是转换法的运用；
    （2）分析实验1、2或4、5可以看出，圆柱体的材料密度相同，高度不同，对水平面的压强不同，故可得出结论：当圆柱体的材料密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度有关．
    （3）当圆柱体的密度相同时，实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关，要求圆柱体的密度相同，对水平面的压强也相同，而底面积必须不同，故序号 2、3或5、6符合要求．
    （4）已知合金的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S，由压强的公式推导过程为：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{ρVg}{S}$=$\frac{ρSgh}{S}$=ρgh．
    （5）①固体密度必须是均匀；
    ②固体形状必须是上下粗细相同的柱体；
    ③所求压强必须是固体对水平面产生的压强．
    故答案为：（1）海绵被压下深度；（2）高度；（3）2、3或5、6；（4）ρɡh；（5）均匀；相同；水平．

    点评 在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中，重点考查了控制变量法和转换法的运用，对实验结果的归纳与分析，以及对压强公式的推导与灵活运用等．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    5．如图是一款可以漂浮在水上的小音响，当音乐响起的时候，就会激起水上的层层涟漪，说明声音是由振动产生的．小音响的质量仅为0.26kg，当其静止时，所受浮力为2.6N（g=10N/kg）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    6．2010年6月1日，我国对空调产品实行新的能效国家标准，将能效分为1、2、3三个等级，等级1表示产品最节能，等级2表示产品比较节能，等级3表示产品的能效为我国市场的平均水平．如图所示为A、B两台家用空调的能效标识．
    （1）空调在夏天使用时，怎样做更节能？（说出一种方法）
    （2）按照图中所给的输入功率，求出空调A在220V电压下工作时的电流大小？
    （3）若每台空调一年均使用1000h，求出使用一年，空调A比空调B节约多少电能？这些电能可供一盏额定功率为40W的日光灯正常工作多长时间？

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    3．小明同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时，使用同一只电加热器分别给水和煤油加热．
    （1）实验桌上有两只相同的烧杯、一只电加热器、一杯水、一杯煤油和一支温度计，要完成实验，你认为还应该添加的器材有天平、钟表；
    （2）加热时间相同是为了使水和煤油吸收相同的热量；
    （3）小明得到如表的实验数据
    物质次数质量m/kg升高的温度△t/℃加热的时间t/min
    水10.1102
    20.2104
    煤油30.2102
    40.2204
    分析1、2次或3、4次实验数据，可以得出的初步结论是同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关．

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    科目：初中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示的光学现象中，下列描述或解释正确的是（　　）
    A．
    小孔成的是虚像
    B．
    人配戴的凸透镜可以矫正近视眼
    C．
    白光通过三棱镜可以分解成红、黄、蓝三种色光
    D．
    漫反射的每条光线都遵循光的反射定律

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    5．在研究凸透镜成像的实验中：?
    （1）在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，并调整它们的高度，使三者的中心在同一高度，这样做的目的是为了使像成在光屏中央．?
    （2）实验时，蜡烛越烧越短，你将看到屏上的像向上（填“上”或“下”）移动．
    （3）实验过程中，用黑纸将凸透镜遮掉一半，像的形状不变（填“变”或“不变”），但像的亮度将变暗（填“变亮”或“变暗”）．?
    （4）如图所示，光屏上出现了清晰的烛焰的像，则此像的性质是倒立放大的实像．?
    （5）根据图中提供的数据，可判断出此凸透镜的焦距大致在5cm～7.5cm范围之内．
    （6）把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次承接到像，光屏应该向左移动，此时得到的像较之前的像变小（填“变大”、“变小”或“不变”）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：解答题

    12．如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，凸透镜在光具座上的位置保持不变，凸透镜的焦距为10cm．

    （1）小华实验中发现，随着蜡烛的燃烧，光屏上依然得到烛焰清晰的像，但光屏上像的位置却偏高，为了使像仍成在光屏的中央，则应向下调节凸透镜．
    （2）小华调整后，如图1，烛焰恰好在光屏上成清晰的像，投影仪就是利用此成像原理制成的（选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”）．若固定凸透镜的位置不动，将蜡烛向左移动少许，则应将光屏向左（选填“左”或“右”）移动才能再次在光屏上成清晰的像，此时像的大小比刚才的要小些．
    （3）透镜位置不变，小明将蜡烛移到标尺45cm处，此时应站在透镜右（选填“左”或“右”）一侧观察蜡烛的像，当观察到像时有（选填“有”或“没有）光进入人眼．
    （4）小明又将蜡烛放在10cm刻度线处，调整光屏使光屏上成清晰的像，然后拿来一只眼镜放在蜡烛和凸透镜之间，且靠近凸透镜．结果光屏上原来清晰的像变模糊了，他只将光屏向远离凸透镜的方向移动了适当距离时，又观察到清晰的像，由此分析，还可以只将蜡烛向远离（选填“远离”或“靠近”）凸透镜的方向移动适当距离也能观察到清晰的像，显然这是近视（选填“近视”或“远视”）眼镜．
    （5）为了粗测凸透镜的焦距，小明在上午第二节课后（9：30左右），将凸透镜与水平地面平行放置，调节凸透镜到地面的距离，直至地面上出现一个最小的亮点，小明认为此点就是凸透镜焦点的位置．旁边的同学却告诉他，这个亮点不是凸透镜的焦点位置，其理由是太阳光与透镜的主光轴不平行．
    （6）小芳用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置如图2所示．同学们对小芳使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是D
    A．与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定
    B．光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小
    C．零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距
    D．若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距
    （7）光源“F”放在15cm处，其大小如图3（A）所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上．如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像D．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    9．如图是“探究凸透镜成像规律”的实验，所用凸透镜的焦距为10cm，实验中凸透镜的位置固定．当光屏在1.5倍焦距时，屏上有像．你认为在直线CD上，光屏的位置至少移动5cm时，就会出现任意移动蜡烛屏上都无像的现象．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    10．为测量某矿石的密度：用天平称量过程中，添加适量砝码之后，应调节游码使天平的指针能静止在分度盘的中央，右盘中所加砝码和横梁标尺如图所示，把金属块放入装有60cm3水的量筒中，液面上升的位置如图所示，则该矿石的密度是3.1×103kg/m3．

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