2024年决胜中考物理复习精炼—专题10 浮力和压强(原卷版+解析版)

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名称 2024年决胜中考物理复习精炼—专题10 浮力和压强(原卷版+解析版)
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文件大小 2.9MB
资源类型 教案
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2024-02-22 08:55:02

文档简介

专题10 压强和浮力
考点01:压力和压强
典例1.关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的施力物体一定是地球
B. 压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关
C. 压力的大小总是等于重力的大小
D. 压力的方向总是竖直向下的
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了压力与重力的区别、压力的作用效果的影响因素以及压力的方向,要知道压力是垂直作用在物体表面上的力,是基础题。
压力可以由重力引起,也可以与重力无关;
压力的作用效果与受力面积和压力大小有关;
只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力;
压力的方向总是垂直于物体的表面。
【解答】
解:、压力可以由重力引起,也可以与重力无关,如将物体压在竖直的墙面上,其压力与重力无关,所以压力的施力物体不是地球,故A错误;
B、压力的作用效果与压力大小和受力面积都有关,故B正确;
C、只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力,故C错误;
D、压力的方向总是垂直于物体的接触面,并不一定竖直向下,故D错误。
故选:。
变式1-1.如图所示,物体受到的重力为,手的压力为,请在图中横线上填写支持面受到的压力的大小。______;______;______。
【答案】
【解析】解:压力是垂直作用在物体表面上的力。从定义中我们也可以看出压力的方向是垂直于受力物体并指向受力物体内部的。
图中压力等于手施加的压力与重力无关,所以支持面受到的压力为;
图中物体受到的重力向下为,手施加的压力向上为,所以支持面受到的压力为物体所受重力和压力的合力,即;
重力和压力的方向都是竖直向下的,所以压力为物体所受重力和压力的合力,即。
故答案为:;;。
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,压力是垂直作用在物体表面上的力,方向与受力面垂直。压力并非重力,只有在水平面上时,压力的大小与重力的大小相等。
该题对压力及重力定义进行考查,应明确重力与压力产生的原因及区别。
典例2.对压强的定义式的理解,下列说法正确的是( )
A. 压力越大,压强一定越大
B. 受力面积不变,物体的重力越大,压强一定越大
C. 受力面积越小,压强一定越大
D. 压力不变,受力面积越大,压强一定越小
【答案】D
【解析】【分析】
物体单位面积上受到的压力叫压强,压强大小与压力和受力面积的大小有关,压力越大、受力面积越小,压强越大,表达式为。
本题考查了学生对压强概念的了解与掌握,叙述结论时要用好控制变量法,易错点
【解答】
A、在不明确受力面积大小时,压力越大,压强不一定越大,故A错误;
B、压力是垂直作用在物体表面上的力,只有在水平面上时,压力才等于物体的重力,受力面积不变,物体的重力越大、压力越大,压强一定越大,故B错误;
C、在不明确压力大小时,受力面积越小,压强不一定越大,故C错误;
D、根据可知,压力不变,受力面积越大,压强一定越小,故D正确。
变式2-1.压强是表示压力______的物理量。小明站在地面上对地面的压强为帕,当他走路时对地面的压强为______帕。小西用牛的水平向左的力,把重为牛的木块压在竖直的墙壁上,如图所示,木块与墙壁接触面积为米,则木块对墙壁的压强为______帕。
【答案】作用效果
【解析】解:压力的作用效果就越明显,压强越大,所以压强是表示压力作用效果的物理量;
由题知,小明站在地面上对地面的压强为:,
小明在走路时,与地面的接触面积是双脚站立时的一半,对地面的压力等于自身的重力保持不变,
所以小明走路时对地面的压强为:;
由题知,木块对墙壁的压力为,木块与墙壁接触面积为,则木块与墙壁压强为:。
故答案为:作用效果;;。
压力的作用效果就越明显,压强越大,结合题意进行分析;
人在走路时,人与地面的接触面积是双脚站立时的一半,人对地面的压力等于自身的重力,其大小保持不变,根据计算出人走路时对地面的压强;
木块压墙的压力等于人压木块的压力,根据计算出木块对墙壁的压强。
本题考查了压强的计算,需对熟练掌握压强的概念和公式,题目难度不大。
考点02:比较压强的大小
典例3.一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上.沿图中虚线将其分割成体积相等的、两部分,并取走部分.剩下的部分未倾倒对水平地面产生的压强最大的是 ( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】解:当沿图中虚线将其分割成体积相等的、两部分时,由密度公式可知,剩下的部分的质量为原来的,由可知,的重力变为原来的,则对水平地面的压力也变为原来的,因此四种分割方法中,剩下的部分未倾倒对水平地面产生的压力相等;
由图可知,图中剩下的部分的受力面积最小,由可知,图中剩下的部分未倾倒对水平地面产生的压强最大,故D正确。
故选:。
物体对水平地面的压力大小等于物体的重力,根据分析剩下的部分未倾倒对水平地面产生的压强。
本题考查压强定义式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
变式3-1.如图所示,两个质量相等的实心均匀正方体、静止放置在水平地面上,的边长小于的边长。下列说法正确的是( )
A. A、对水平地面的压强
B. 若均沿竖直方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强
C. 若均沿水平方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强
D. 若均沿图中所示虚线截去上面的一半,则剩余部分对水平地面的压强
【答案】D
【解析】解:、两个实心均匀正方体、静止放置在水平地面上,质量相等,则重力相等,对地面的压力相等,即;的边长小于的边长,则的底面积小于的底面积,即,根据可知,、对水平地面的压强关系为故A错误;
B、若均沿竖直方向截去一半,、对地面的压力变为、,受力面积变为、,又,,根据可知,剩余部分对水平地面的压强故B错误;
C、若均沿水平方向截去一半,、对地面的压力变为、,受力面积不变,仍为,,根据可知,剩余部分对水平地面的压强故C错误;
D、若均沿图中所示虚线截去上面的一半,、对地面的压力变为、,受力面积不变,仍为,,根据可知,剩余部分对水平地面的压强故D正确。
故选:。
两个质量相等的实心均匀正方体、静止放置在水平地面上,对地面的压力等于其重力,利用通过分析、对地面的压力和受力面积的变化,判断对地面的压强大小。
此题考查压强的大小比较,关键是压强公式的应用,同时要知道静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力。
典例4.如图所示,、两个实心正方体的质量相等,密度之比,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查压强大小的比较,关键要知道固体叠加问题总压力等于两物体重力之和。受力面积应该为两表面的接触部分。
已知,两个实心正方体的质量相等和密度之比,根据密度公式可得体积之比,进而得出正方体边长比,从而求得面积之比;
根据静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力,可知压力之比,再根据叠加情景和压强公式可以求解压强之比。
【解答】
解:若按甲的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力,
若按乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力,故:;
由,::,::,可得,,
则边长之比为,面积之比为,
因为:,
所以按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是::,故B正确,ACD错误。
变式4-1.现有块规格相同的砖块,每块砖的长、宽、高分别为、、,将这些砖块按如图甲、乙、丙所示的三种方式摆放在水平地面上,则它们对地面的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
【答案】D
【解析】略
考点03:液体压强的特点
典例5.同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔、,注入水,水从两个小圆孔喷出.在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的、两处,其中离塑料瓶远些,如图所示.下列说法正确的是 ( )
A. 图中是从孔喷出水的落点
B. 这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C. 这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D. 在相同的时间内孔喷出水的质量比孔喷出水的质量多
【答案】B
【解析】解:、由图可知,处液体的深度比处液体的深度小,由液体压强的特点可知,处液体的压强小于处液体的压强,因此孔喷出水的距离小于空喷出水的距离,即是从孔喷出水的落点,是从孔喷出水的落点,故A错误;
、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B正确、C错误;
D、孔的位置比空的位置高,水的深度小,液体压强小,则水的流速慢,若两孔大小相同,则相同时间内空流出水的质量小,故D错误。
故选:。
根据液体压强的特点并结合图分析从、两孔喷出水的落点;
根据图中、两处的不同点和对应的喷出液体的落点分析实验结论;
根据、两处液体压强大小判断两小孔中水的流速,判断流出水的质量。
此题以矿泉水瓶为载体考查液体压强特点的实验与应用,矿泉水瓶可以用来探究很多物理知识,值得关注
变式5-1.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】【分析】
液体压强大小的影响因素是液体的深度和密度,而液体压强的大小是通过橡皮膜的突起体现出来的,据此结合图示逐一分析解答即可。
此题考查液体压强公式的应用,难度不大,关键是注意转换法的运用。
【解答】
A.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据判断左右两侧液体密度大小关系,故A符合题意;
B.由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故B不合题意;
C.由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故C不合题意;
D.由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左右两边液体压强一样大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故D不合题意。
故选A。
考点04:比较液体压强的大小
典例6.如图,甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知在液体内部同一水平面、、三点处液体的压强相等,则各容器中液体的密度大小、液体对容器底部压强的大小排列顺序都正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了学生对液体压强公式的了解与掌握。
灵活运用公式是关键
【解答】
已知在液体内部同一水平面三点处液体的压强相等,由得:深度最小的密度最大,深度最大的密度最小,故;
界面下深度相同,但是所以界面下甲液体压强最大,乙次之,丙最小,液体对容器底部压强等于上下两部分压强之和,所以液体对容器底部压强
则ABD错误,C正确。
故选C。
变式6-1.如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压力相等。现分别从两容器中抽出部分液体,使剩余液体的液面到容器底部的距离均为,则剩余液体对各自容器底部的压强大小是______,剩余液体对各自容器底部的压力大小是______。均选填“”“”或“”
【答案】
【解析】解:
已知底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压力相等,则,即,由图可知,,
由可得:,
所以,
剩余液体的液面到容器底部的距离均为,根据可得剩余液体对各自容器底部的压强关系:;
剩余甲液体的体积约为原来体积的一半,剩余乙液体的体积大于原来体积的一半,由可知,,且原来两液体的重力,
所以可知剩余液体对各自容器底部的压力:。
故答案为:;。
由于是圆柱形容器,液体对各自容器底部的压力相等,则甲、乙两液体的重力相等,质量就相等;由两图可知,,再根据可得甲、乙两种液体的密度关系;剩余液体的液面到容器底部的距离均为,根据比较出压强;
由图知,当剩余液体的液面到容器底部的距离均为时,剩余甲液体的体积约为原来体积的一半,剩余乙液体的体积大于原来体积的一半,由可知甲乙两液体对容器底的压力与二者原重力的一半的大小关系,且已知原来两液体的重力大小关系,可知剩余液体对各自容器底部的压力的大小关系。
本题考查液体压强公式的掌握和运用,比较前后两液体的重力大小关系是解题的关键之一。
考点05:气体压强的理解
典例7.下列现象不能说明大气压存在的是( )
A. 堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来
B. 用塑料吸管能把饮料吸入口中
C. 生产灯泡时,抽气机能抽出灯泡内的空气
D. 鸡蛋可被吞入瓶中
【答案】C
【解析】【分析】
此题主要考查了大气压的存在及作用,并且将学过的知识与生活实际相联系。
要解决此题需要掌握大气压的存在以及作用.我们周围存在大气压,大气压的值很大,并且向各个方向都有压强.并且要把大气压的作用和一般气体压强的作用区别开来。
【解答】
A.堵上茶壶盖上的小孔,茶壶里的水由于受到外界气压的作用倒不出来,故A不符合题意;
B.用塑料吸管能把饮料吸入口中,是利用了大气压的作用,故B不符合题意;
C.生产灯泡时,用抽气机抽出灯泡里的空气这种现象是利用气压差.抽气机在高速旋转时空气流速很大,气压则变得很小,在灯泡外制造了一个低压区,使其被抽空.与大气压无关,故C符合题意;
D.鸡蛋可被吞入瓶中是由于瓶中气压减小,鸡蛋在大气压的作用下吞入瓶中,与大气压有关,故D不符合题意。
变式7-1.如图所示,在一个标准大气压下,三支试管插入水银槽中,里面都封印了一部分气体,其中气体压强为一个标准大气压是( )
A. 管 B. 管 C. 管 D. 无法判断
【答案】A
【解析】解:如图,在标准大气压下,三只试管倒插在水银槽内,都密封了一部分气体,设大气压强为,假设试管中有一自由移动的液片,则每只管中气体压强为:
管中气体压强等于外界大气压强,
管中气体压强等于大气压强减去试管中水银产生的压强,即;
管中气体压强等于大气压强加上液片所处深度水银柱产生的压强,即。
故选:。
根据图所示信息,假设一个自由移动的“液片”,利用分析管内气压与外界大气压的关系。
此题考查学生对于大气压和液体压强的理解和掌握;选取一个合适的位置确定假设的“液片”,分析液片受到的压强大小是解题的关键,所以要注意分析图形中提供的信息。
考点06:流体压强和流速的关系
典例8.如图所示,两只气球自由悬挂在空中,下列做法能使两个气球间距离明显变大的是( )
A. 用粗吸管对准点沿垂直于纸面方向用力吹气
B. 将直导线竖直放置在点后通电
C. 用条形磁体的极从点靠近气球
D. 用丝绸摩擦过的玻璃棒从点靠近气球
【答案】D
【解析】【分析】
此题考查了流体压强与流速的关系、带电体的特点,以及磁极间的作用等,属于中等题。
流体流速与压强的关系:流体在流速越大的地方,压强越小;据此分析气球怎样运动;
通电直导线周围有磁场;
同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引;
带电体的性质是可以吸引轻小的物体。
【解答】
A.当用粗吸管对准点沿垂直于纸面方向用力吹气时,点处的空气流速加快,压强变小,在两侧大气压的作用下,两球向中间靠近,故A不合题意;
气球没有磁性不是磁体,将直导线竖直放置在点后通电电流周围有磁场,不会吸引和排斥气球;用条形磁体的极从点靠近气球,不会吸引和排斥气球,所以气球的位置不变,故BC不合题意;
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒带电,带电体能吸引不带电的轻小物体,则该玻璃棒从点靠近气球会吸引该球,使它向左移动,即观察到两球分开,两个气球间距离明显变大,故D符合题意。
变式8-1.一根粗细均匀、两端开口的直玻璃管水平放置在小京的手上,管中有一液柱处于静止状态。能使液柱向右移动的操作是( )
A. 小京乘电梯从楼匀速上升到楼的过程
B. 小京乘电梯从楼匀速下落到楼的过程
C. 让持续的气流经过左边管口
D. 让持续的气流经过右边管口
【答案】D
【解析】【分析】
流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小;流体流速越小的位置,压强越大。
本题考查了流体压强与流速关系的应用,属于基础题。
【解答】
A.小京乘电梯从楼匀速上升到楼的过程,大气压减小,但液柱左右两侧受到的大气压相等,液柱不会移动,故A不符合题意;
B.小京乘电梯从楼匀速下落到楼的过程,大气压增大,但液柱左右两侧受到的大气压相等,液柱不会移动,故B不符合题意;
C.让持续的气流经过左边管口,左边管口空气流速较大,压强较小,右边管口气压不变,液柱右侧的气压大于左侧的气压,液柱向左移动,故C不符合题意;
D.让持续的气流经过右边管口,右边管口空气流速较大,压强较小,左边管口气压不变,液柱左侧的气压大于右侧的气压,液柱向右移动,故D符合题意。
故选D。
考点07:阿基米德求浮力
典例9.两个量筒均装有的水,往量筒中分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,水的密度为,取,则( )
A. 甲的体积为 B. 甲受到的浮力为
C. 乙排开水的体积小于 D. 乙受到的浮力小于甲受到的浮力
【答案】B
【解析】解:
、量筒中装有的水,放入甲后,甲没有全部浸没在水中,量筒的示数为,甲排开的水的体积为:,甲的体积要大于;
根据阿基米德原理可知,甲受到的浮力为:;故A错误,B正确;
、量筒中装有的水,放入乙后,乙浸没,量筒的示数为,乙排开的水的体积等于乙的体积,;
根据阿基米德原理可知,乙受到的浮力为:,大于甲受到的浮力,故CD错误。
故选:。
本题考查了阿基米德原理的应用、量筒的读数,难度不大。
根据图知,甲没有全部浸没在水中,可知甲的体积要大于;
根据阿基米德原理求出甲受到的浮力,然后判断;
乙排开的水的体积等于乙的体积,
根据阿基米德原理可知,乙受到的浮力并与甲受到的浮力比较,即判断。
变式9-1.如图所示,当溢水杯盛满密度为的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为;当溢水杯盛满密度为的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为则物块的密度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【分析】
此题考查密度的计算,涉及到阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用、重力、密度公式的应用,具有较强的综合性,题目难度适中,适合学生训练,属于中档题。
根据物体漂浮,浮力等于重力列出物块所受浮力与重力的表达式,可得其密度表达式;物体沉底,排开液体的体积等于物体的体积,根据浮力等于排开液体的重力和列出所受浮力表达式,可得其体积的表达式,将代入即可求出物块的密度。【解答】
设物块的密度为,体积为,根据和可得物块的重力,
当溢水杯盛满密度为的液体时,把实心物块放入杯中,物块受到的浮力,
物块漂浮,则,即,
有:
当溢水杯盛满密度为的液体时,把同一物块放入杯中,物块受到的浮力,
物块沉底,则,即,
有:
将代入可得,;
故ABC不正确,D正确。
故选D。
考点 09:浮沉条件比较浮力大小
典例10.三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 三个烧杯所受浮力相等 B. 乙液体的密度最大
C. 丙液体的密度比水大 D. 三种液体的质量相等
【答案】B
【解析】【分析】
本题是有关重力公式、密度公式以及浮力知识的综合运用,关键利用好阿基米德原理及物体漂浮时,浮力与重力的关系。
判断烧杯排开水的体积,由浮力的公式判断浮力的大小;
根据判断判断出烧杯与液体总重力的关系,进一步得出液体的重力关系,再利用判断出液体质量的关系,最后利用密度公式得出三种液体的密度关系;
对丙进行受力分析可知:,然后分别用阿基米德原理的应用、重力公式和密度公式表示浮力和重力,进一步得出丙液体密度与水密度的关系。
【解答】
A、由图可知:;由可知:烧杯所受的浮力:,故A错误;
、根据可知:烧杯与液体的总重力:,由于烧杯相同,所以三种液体的重力关系:,
由可知,液体的质量关系:,
由于三种液体的体积相同,由可得,,故B正确,D错误;
C、对丙进行受力分析可知:
由、和可得:
因为,所以,,即,故C错误。
故选:。
变式10-1.将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 三个小球受到的浮力大小关系是
B. 三个小球的质量大小关系是
C. 三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是
D. 三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
【答案】C
【解析】【分析】
本题主要考查了比较物体的质量、浮力、压强和液体的压强,解题的关键是由物体在水中所处的状态判断其密度和浮力大小的关系、知道烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力。
由图可确定三个烧杯中的关系,然后根据阿基米德原理判断浮力大小关系;
甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,根据物体的浮沉条件分析判断三个小球密度的关系,由于甲乙丙三个实心小球体积相同,根据即可判断三个小球的质量大小关系;
由于三个相同烧杯中都装满水,由图可确定判断液面升高的关系,从而根据判断烧杯底部受到水的压强的关系;
由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据相同的烧杯装满水的,球的重力关系和排开水的重力关系,先判断出压力的关系,进一步即可判断压强关系。
【解答】
A.由于甲乙丙三个实心小球体积相同,则根据图可知排开水的体积关系:,,,所以,,根据可知浮力大小关系是:,故A错误;
B.甲球下沉至容器底部,乙球漂浮,丙球悬浮,所以甲球的密度大于水的密度,乙球的密度小于水的密度,丙球的密度等于水的密度,因此三个小球的密度大小关系是:,根据可知:质量大小关系是故B错误;
C.由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力,则根据和可知:
;;
;又已知甲球下沉,;乙球漂浮、丙球悬浮,,;
则,由于容器的底面积相同,根据可得:三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是,故C正确;
D.因为三个相同烧杯中都装满水,放入球后烧杯中液面高度不变,根据可知三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是;故D错误。
故选C。
变式10-2.、、是三个实心小球,与质量相等且大于,与体积相等且大于水平桌面上,完全相同的甲、乙、丙容器中装有三种不同液体,将小球分别轻轻放入容器,最后静止处于如图所示状态,容器中的液面高度相同,下列判断正确的是( )
A. 小球所受浮力: B. 小球的密度:
C. 液体的密度: D. 容器对桌面的压力:
【答案】D
【解析】解:、由图可知处于漂浮状态,所以所受浮力等于于小球重力,处于悬浮状态,所以所以所受浮力等于小球重力,而与质量相等,由可知,,则、所受的浮力:,处于容器底部,所以所受浮力小于小球重力,而质量大于,所以,则、所受的浮力:,即,故A错误;
B、根据与质量相等且大于,与体积相等且大于,即:,,由可知三球的密度关系:,故B错误;
C、物体排开的液体的体积关系为:,而小球所受的浮力,根据阿基米德原理可知,,故C错误;
D、甲、乙、丙三个容器完全相同,三容器液面相平,由图可知三种液体的体积大小关系是,因为液体的密度关系为,根据可知,三容器内液体的质量大小关系是;根据可知,液体的重力的大小关系是;
由于容器对桌面的压力大小等于容器中液体的重力,小球的重力,容器自重之和,即,所以桌面所受的压力大小关系是,故D正确。
故选:。
根据物体的条件,比较浮力与重力的大小关系,得出结论;
已知与质量相等且大于,与体积相等且大于,根据可知三个小球密度关系;
依据三个小球所受浮力的大小,以及浮力公式分析三种液体的密度;
容器对桌面的压力大小等于容器中液体的重力,小球的重力,容器自重之和,由此可知,只需要比较三个容器中液体重力的大小;由图可知,、液体的体积相等,液体的体积最大,根据可求出三个容器中液体的质量大小关系,根据可知三种液体的重力大小关系,由此可得出结论。
本题主要考查物体漂浮条件,悬浮条件,物体沉底条件,密度的计算,压力的计算,其中根据小球的状态分析小球受到的浮力大小关系,液体密度关系,容器内液体体积关系是本题的难点和解题关键。
考点10:浮力和压强的综合计算
典例11.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,最大下潜深度可达。海水密度取,取。求:
最大下潜深度处的海水压强;
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
【答案】解:最大下潜深度处的海水压强为:

潜水艇完全潜入海水中,潜水艇受到的浮力为:

潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即:;
水舱至少充水重力为:,
充水质量为:。
答:最大下潜深度处的海水压强为。
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力为。
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量为。
【解析】知道海水深度、密度,根据液体压强公式求出液体压强。
知道潜水艇的体积、水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的重力,可以求出至少增加水的重力,求出增加水的质量。
本题主要考查了液体压强、漂浮和悬浮条件、阿基米德原理等知识;当物体漂浮和悬浮时,首先要考虑浮力等于重力,一般情况下,这个条件都是非常重要的。
变式11-1.小丽想测一测家中空食品盒在水中漂浮时的装载质量.她将水平桌面上一个高为、底面积为、重为的圆柱形平底空食品盒放入装水的桶中,桶中水足够深,食品盒下表面始终与水面平行,如图所示.,取求:
空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压强.
空食品盒放入水中后,浸入水中的深度.
空食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量.
【答案】解:空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压力,
空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压强:;
根据物体的浮沉条件可知,空食品盒漂浮在水中时受到的浮力:,
由可知,空食品盒排开水的体积:,
由可知,空食品盒浸入水中的深度:;
当食品盒的上表面刚好与水面相平时,食品盒受到的浮力最大,此时食品盒排开水的体积,
食品盒受到的最大浮力:,
根据物体的漂浮条件可知,此时食品盒和装置物体的最大总重力:,
食品盒能够装载的最大重力:,
由可知,装置物体的最大质量:。
答:空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压强为;
空食品盒放入水中后,浸入水中的深度为;
食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量为。
【解析】知道食品盒的重力和底面积,利用求出空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压强;
根据物体的浮沉条件可知食品盒漂浮在水中时受到的浮力,根据阿基米德原理求出食品盒排开水的体积,根据求出浸入水中的深度;
当食品盒的上表面刚好与水面相平时,食品盒受到的浮力最大,根据阿基米德原理求出求出食品盒受到的最大浮力,根据物体的浮沉条件可知此时食品盒和装置物体的最大总重力,减去食品盒的重力即为食品盒能够装载的最大重力,根据根据求出装置物体的最大质量。
本题考查压强公式、阿基米德原理、重力公式以及物体浮沉条件的应用,是一道力学综合题有一定的难度。
典例12.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中开始一直竖直向上匀速直线运动,上升到离水面一定高度处。如图乙所示,是绳子的拉力随时间变化的图象。,取,求:
浸没在水中时,金属块受到的浮力;
金属块的体积;
金属块的密度;
如图丙所示,当该金属块完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的示数为,则丙图中某液体的密度是多少?
【答案】解:由图乙可知,金属块的重力,金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数,
则金属块浸没在水中时受到的浮力;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
由可得,金属块的体积;
由可得,金属块的质量,
金属块的密度;
当该金属块完全浸没在某种液体中时,金属块受到的浮力,
则液体的密度。
答:浸没在水中时,金属块受到的浮力为;
金属块的体积为;
金属块的密度为;
丙图中某液体的密度是。

【解析】根据力平衡结合图象计算出金属块浸没在水中时受到的浮力;
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由可得出金属块的体积;
由和计算出金属块的密度;
当该金属块完全浸没在某种液体中时,根据力平衡计算出金属块受到的浮力,再由计算出液体的密度。
变式12-2.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为的正方体物块,当容器中水的深度为时,物块有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态。求:
物块受到的浮力______。
物块的密度______。
往容器缓慢加水,至物块刚好浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了,此时弹簧对物块的作用力 ______。
【答案】
【解析】解:物块体积为,
则,
所以,物块受到的浮力为:;
弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变,所以,即,
则物块的密度:;
物块刚好完全浸没水中,受到竖直向上的浮力、弹簧的弹力和竖直向下的重力的作用,处于平衡状态,故弹簧对的作用力为:

故答案为:;;。
根据物块的边长和物块露出水面的体积比例,求出物块排开水的体积,根据公式求出浮力。
弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变,此时物块漂浮,所受浮力等于重力,即,根据公式求出物块的密度;
根据物体的漂浮条件,求出物体受到的重力;根据阿基米德原理计算物体浸没时受到的浮力,因物块刚好完全浸没水中,根据求出弹簧对的作用力。
此题考查了密度的计算,浮力的计算等,此题中还有弹簧对木块的拉力,总之,此题比较复杂,稍有疏忽,就可能出错,因此是一道易错题。要求同学们审题时要认真、仔细。
一、单选题
1.关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的施力物体一定是地球
B. 压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关
C. 压力的大小总是等于重力的大小
D. 压力的方向总是竖直向下的
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查了压力与重力的区别、压力的作用效果的影响因素以及压力的方向,要知道压力是垂直作用在物体表面上的力,是基础题。
压力可以由重力引起,也可以与重力无关;
压力的作用效果与受力面积和压力大小有关;
只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力;
压力的方向总是垂直于物体的表面。
【解答】
解:、压力可以由重力引起,也可以与重力无关,如将物体压在竖直的墙面上,其压力与重力无关,所以压力的施力物体不是地球,故A错误;
B、压力的作用效果与压力大小和受力面积都有关,故B正确;
C、只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力,故C错误;
D、压力的方向总是垂直于物体的接触面,并不一定竖直向下,故D错误。
故选:。
2.如图,穿着雪橇的芳芳总质量,没有陷入雪地,穿着运动鞋的小明总质量,深陷雪地,原因是芳芳与小明相比( )
A. 产生的压力小 B. 与雪地接触的面积小
C. 单位面积上产生的压力小 D. 受力面积和压力都不等,无法比较
【答案】C
【解析】解:
A、已知,,根据可知:;人对水平雪地的压力等于人的重力,所以芳芳对雪地的压力大,故A错误;
、雪橇增大了与雪地的接触面积,而芳芳没有陷入雪地,说明芳芳对雪地的压力作用效果小于小明对雪地的压力作用效果,即芳芳对雪地的压强小,根据压强的概念可知,芳芳对雪地单位面积上产生的压力小,故C正确,BD错误。
故选:。
人对水平雪地的压力等于人的重力,比较重力大小即可判断压力关系;
压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关;本题中压力的作用效果是通过雪地的形变反映的;压强是表示压力作用效果的物理量,且压强等于单位面积上产生的压力。
本题考查了压力作用效果的影响因素、压强的物理意义和概念,注意转换法的应用。
3.下列实例中,为了减小压强的是( )
A. 推土机的推土铲刃做得很锋利
B. 篆刻的刀刀口做得很锋利
C. 破窗锤的敲击端做成锥形
D. 火车轨道铺在枕木上
【答案】D
【解析】【分析】
这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
解答此题的关键是掌握减小压强的方法。根据压强的定义式可知,要减小压强有三种方法:一是当压力一定时,需增加受力面积;二是当受力面积一定时,需减小压力;三是在条件允许的情况下,可以同时减小压力,增大受力面积。同理,增大压强也有三种方法。
【解答】
A.推土机的推土铲刃做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意。
B.篆刻刀的刀口做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
C.破窗锤的敲击端做成锥形,是压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
D.火车轨道铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,符合题意。
故选D。
4.下列有关液体压强的说法中,不正确的是
A. 液体内部的压强是因为液体受重力产生的
B. 在液体内部向各个方向都有压强
C. 液体内部的压强随深度的增加而增大
D. 液体的重力越大,液体内部的压强一定越大
【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查液体压强。
液体的压强的特点:
液体的压强是由于重力而产生的;
液体内部向各个方向都有压强;
在同一深度液体向各个方向的压强都相等,在同种液体内压强的大小跟深度成正比。
【解答】
A.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用,液体在失重的情况下将无压强可言,故选项A正确,不符合题意;
B.在液体内部向各个方向都有压强,且在同一深度向各个方向的压强都相等,故选项B正确,不符合题意;
C.由液体压强的公式可知:液体内部的压强,随深度的增加而增大,故选项C正确,不符合题意。
D. 由液体压强的公式可知:液体压强的大小只取决于液体的种类即密度和深度,而和液体所受的重力没有直接的关系,故选项D不正确,符合题意。
故选D。
5.如图所示,是某同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为( )
A. B.
C. D. 条件不足,无法判断
【答案】A
【解析】解:由图像可知,当时,,
由可知,甲液体的密度大,即。
故选:。
选取深度,由图知甲液体产生的压强和乙液体产生压强的大小关系,利用判断甲乙两种液体的密度关系。
本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用,能从图像中得出相关信息是本题的关键。
6.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,形管两侧液面出现高度差.下列操作会使高度差增大的是( )
A. 仅将金属盒向上移动 B. 仅将金属盒水平移动
C. 仅改变金属盒面的朝向 D. 仅在水中加入食盐,食盐溶解后
【答案】D
【解析】A.将金属盒向上移动,则浸入液体的深度变小,由液体压强的特点可知,此时压强减小,压强计形管两边液面的高度差变小,故A错误.仅将金属盒水平移动,液体的深度不变,压强不变,故B错误;仅改变金属盒面的朝向,液体的深度不变,压强不变,故C错误;仅在水中加入食盐,食盐溶解后,食盐的密度大于水的密度,压强变大,故D正确.
7.如图所示的事例中,利用连通器原理工作的是( )
A. 帕斯卡桶裂实验 B. 用吸管吸饮料
C. 下水道回水管 D. 自制气压计
【答案】C
【解析】解:、帕斯卡桶裂实验是研究液体压强与深度的关系,与连通器无关,故A不合题意;
B、用吸管吸饮料利用了大气压的作用,与连通器无关,故B不合题意;
C、下水道回水管是结构符合上端开口,下部连通的特点,是利用连通器原理工作的,故C符合题意;
D、自制气压计可粗略比较大气压的大小,其结构不符合连通器的特点,故D不合题意。
故选:。
上端开口,下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是相平。
本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,装入同种液体,液面静止时保持相平。
8.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大.停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态.假设抽气前后气球内的气压分别是、,瓶内的气压分别是、,则下列关系正确的是 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:
抽气前气球内气体压强与外界大气压相通,所以与大气压相等;抽气后,气球与外界大气相通,气球内气压等于大气压,故,故A错误,B正确;
抽气前瓶内气体压强与外界大气压相通,与大气压相等;用抽气机向外抽气时发现瓶内的气球在膨胀,说明此时气球内气体压强大,玻璃瓶内气体压强小才会导致气球膨胀,即,故CD错误。
故选:。
可根据图中气球体积的变化来判断气球内气压、玻璃瓶内气压与外界大气压的大小关系。
能根据气球的膨胀情况判定气球内外压强的大小是解题的关键。
9.如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通.当从管的一端吹气时,连通器两端、液面高度变化情况正确的是 ( )
A. 液面上升 B. 液面下降
C. 液面下降 D. 、液面高度均不变
【答案】B
【解析】解:气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小,
从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则液面上方的气体压强大,液面上方的气体压强小,所以会造成液面下降,液面上升。
故选:。
首先比较粗细两管的空气流速,根据流速大的地方压强小再判断液面高度。
本题考查了流体压强与流速的关系,关键是要知道:粗管中的空气流速小,细管中的空气流速大。
10.如图所示,小明将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,气压计的水柱、瓶内气压和外界气压的变化分别是( )
A. 上升,不变,降低 B. 下降,降低,升高 C. 上升,升高,降低 D. 下降,升高,降低
【答案】A
【解析】解:大气压随海拔高度的增加而减小,所以从山脚到山顶大气压会降低,瓶内气压大于瓶外气压与玻璃管中水的压强之和,所以在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,使管内水柱上升.故A正确.
故选A.
把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析.
此题主要考查的是水气压计,涉及了气压和高度的关系.解题关键是知道瓶内气压等于外界大气压与管内水压之和.
11.在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦对实验的影响,某同学采用了图示装置.将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯中水的质量为;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯中水的质量为烧杯质量为,活塞面积为,取,轮轴间的摩擦和细线重不计.则所测大气压的值应为 ( )
A. B. C. D. 以上都不正确
【答案】C
【解析】解:当注射器中的活塞开始向左滑动时,,
此时,对活塞受力分析可得:;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,,
此时,对活塞受力分析可得:;
两式联立解得:;
所以,大气压;
故选:。
当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相同;当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时摩擦力与所受的大气压力方向相反。
据此对活塞受力分析,根据物体受力平衡得出关系式,求出大气对活塞产生的压力,然后利用求出压强。
利用注射器测量大气压时,用到的公式是,所以要分别得出大气压力和活塞的横截面积利用二力平衡可得出大气压力,并知道活塞的面积,便可求出大气压的值了。
12.某物体重为,把它放在盛满水的烧杯中.静止时,溢出的水重为,则它受到的浮力( )
A. 一定为 B. 可能为 C. 一定为 D. 可能为
【答案】A
【解析】由阿基米德原理可知,物体受到的浮力。
故选:。
根据阿基米德原理进行解答,即物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力溢出的水重。
本题考查了阿基米德原理的应用,关键是知道排开的水所受的重力等于溢出水的重力。
13.弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。已知测力计示数为,圆柱体上表面受到水的压力为,其下表面受到水的压力为。则( )
A. 圆柱体所受重力为 B. 圆柱体所受重力为
C. 圆柱体所受浮力为 D. 圆柱体所受浮力为
【答案】D
【解析】【分析】
知道圆柱体上表面和下表面受到水的压力,利用浮力产生的原因求出圆柱体所受浮力,又知道圆柱体浸没时测力计示数,利用称重法 求出圆柱体所受重力。
本题考查了浮力产生的原因和称重法求浮力公式的应用,是一道较为简单的应用题。
【解答】
由题可知,圆柱体上表面受到水的压力,下表面受到水的压力,
由浮力产生的原因可得,圆柱体所受浮力:,故C错误、D正确;
由称重法 可得,圆柱体所受重力:,故AB错误。
故选:。
14.一个正方体物块受到的重力为,将它浸没在水中,物块的上表面受到竖直向下的压力为,下表面受到竖直向上的压力为,那么它受到的浮力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查浮力产生的原因,基础题目,注意此题中求浮力大小不要被其重力所迷惑。
浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差就是物体受到的浮力。
【解答】
由浮力产生的原因可得,它所受到的浮力:

故ACD不正确、B正确。
15.小华同学进行了验证阿基米德原理的实验,其正确操作过程如图所示中,、、、分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是( )
A. 物块受到的重力
B. 表明物块受到的重力减小了
C. 物块排开的液体受到的重力
D. 物块排开的液体受到的重力
【答案】D
【解析】解:
A、物体重力是,物体放入水后弹簧测力计的示数是,所以物体受到的浮力,故A错误;
B、本实验中物体的重力是不变的,示数变化是因为受到了浮力,故B错误;
、由丙可知,物块排开的液体受到的重力;故C错误、D正确;
故选:。
利用称重法可得出浮力的大小,通过测量排出的水重也能得出浮力的大小,而这正是阿基米德原理的内容,即浸入液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
本题是探究阿基米德原理的实验,考查学生结合图像对所学知识进行综合分析的能力。
二、填空题
16.如图,边长为的正方体木块放在水平桌面中央,已知木块密度为,木块质量为________,它对桌面的压强为________。木块在大小为的水平向右的拉力作用下从点匀速直线运动到点,它所受摩擦力为________,此过程中,它对桌面的压强________选填“变大”“变小”或“不变”。
【答案】 不变
【解析】解:木块密度为,根据可知,木块的质量为:;
木块对水平桌面的压力等于自身的重力,木块对水平桌面的压强为:

木块在大小为的水平向右的拉力作用下从点匀速直线运动到点,木块在水平方向上受到的合力为,水平方向上的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以它所受摩擦力为;
此过程中,木块对桌面的压力不变,受力面积不变,根据可知,压强不变。
故答案为:;;;不变。
知道边长和木块的密度,根据密度公式求出木块的质量;水平面的物体对水平面的压力等于自身的重力,根据求出桌面受到的压强;根据二力平衡分析摩擦力的大小;根据影响压强的因素分析压强的变化。
本题考查了密度公式和压强公式的应用、二力平衡条件的应用。
17.如图所示,将实验用的“小桌”放入沙盘中,观察其陷入沙中的深度比较图甲与图乙的情况,可知压力的作用效果与 有关;比较图乙与图丙的情况,可知压力的作用效果与 有关.
【答案】压力大小
受力面积大小

【解析】由图知,甲、乙受力面积相同而压力大小不同,乙图压力大,效果明显,说明压力的作用效果与压力大小有关.
乙、丙两图压力相同,受力面积不同,丙受力面积较大,乙效果明显,说明压力的作用效果与受力面积大小有关.
18.如图所示,正方体物块的质量与正方体物块的质量之比为,底面积之比为,那么物块对物块的压强与物块对桌面的压强之比___________.
【答案】:
【解析】【分析】
本题考查重力和压强公式的运用,关键是明确受力面积的大小。
【解答】
由题知,物块的质量与物块的质量之比为:,底面积之比为:,
设的质量为,则质量为,设的底面积为,的底面积为;
物块对物块的压强受力面积为的底面积:
-----,
物块对桌面的压强:
----
由得:
:::。
故答案为::。
19.如图所示,瓶中注满水,若在、、在同一水平面上、处各扎一个小孔,水会从小孔中喷出,说明液体对容器的________有压强;从孔喷出的水流速度更大,说明液体的压强随________的增加而增大;、两孔喷出的水流速度大小相同,说明同一深度液体向各个方向压强大小________.
【答案】侧壁 深度 相等
【解析】解:读图可知,在瓶中注满水,打开、、三孔后观察到三孔都有水喷出,说明水对容器的侧壁有压强;看到孔喷出的水流速度更大,说明液体压强随深度的增加而增大;孔和孔喷出的水流速度大小相同,说明同种液体,同一深度液体向各个方向压强相等。
故答案为:侧壁;深度;相等。
根据液体内部压强的特点,结合图中所示的情形可做出判断。
熟知液体内部压强的规律,并能结合实验进行总结和判断,难度不大。
20.唐诗“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于屋顶外侧空气流速___________填“大”或“小”,压强___________填“大”或“小”,从而产生一个向上的力.
【答案】大 小
【解析】解:秋风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,产生一个向上的压强差和压力差,所以秋风“卷”走屋顶茅草。
故答案为:大;小。
流体的压强跟流速有关,流速越大压强越小。比较屋顶上下的空气流动速度,比较屋顶上下受到的压强,再比较屋顶受到向上和向下的压力。
掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释生活中的问题,注意平常的积累,注意挖掘古诗中蕴含的物理知识。
21.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于________水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将________选填“高于”“等于”或“低于”。
【答案】;低于;
【解析】【分析】
此题考查了托里拆利实验中水银柱的观察方法,以及沸点于气压的关系,是一道基础题。
在托里拆利实验中,水银柱的高度差应是垂直高度,而不是水银柱的长度;
液体的沸点随气压的减小而降低。
【解答】
图在托里拆利实验中,管内外液面水银柱的高度差应是垂直高度,图中高度才是水银柱的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等,则此时大气压强等于水银柱产生的压强;
一个标准大气压下水的沸点为,液体的沸点随气压的减小而降低,一个标准大气压下能支持水银柱的高度为,故此时的气压小于标准大气压,水的沸点低于。
故答案为:;低于;
22.将质量为的物体挂在弹簧秤上,当物体浸在水中时弹簧秤示数为,则此时物体受到浮力大小是 ,方向是竖直向上,施力物体是 。取
【答案】 水
【解析】略
23.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为,弹簧没有发生形变时的长度为,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度与拉力的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深。则:物体受到水的浮力______,物体的重力为______。取
【答案】;
【解析】解:物块刚好完全浸没在水中,则有: ,
物体所受的浮力:;
由图甲可知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为,弹簧伸长的长度:,
由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为,
木块的重力:。
故答案为:;。
物体刚好完全浸没在水中,物体排开水的体积等于物体的体积,利用阿基米德原理即可求出物体受到水的浮力;
由图甲可知,当物体上表面与液面齐平时,物体上表面距容器底的距离为,得出弹簧伸长的长度,由图乙可知,此时弹簧对物体的拉力为,根据得出木块的重力。
本题考查了浮力的计算,并考查受力分析的有关知识,有一定综合性。
24.小芳在探究“浮力的大小等于什么”的实验中,做了如图所示的测量:
写出以上探究中,不重复操作的合理顺序只填代号______;
通过探究,如果关系式______成立,就可以得到著名的阿基米德原理.
【答案】;
【解析】解:为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重.然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数.最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力.因此,合理的顺序应为:、、、;
两次的结果之差符合称重法求浮力,两次的结果之差则可求出物体排出的水受到的重力,即,,如果关系式成立,就可以得到著名的阿基米德原理.
故答案为:;.
探究“浮力的大小等于什么?”的实验中,测量的先后顺序是先测空桶重力,最后测空桶和排开水的总重力;
利用称重法可得出浮力的大小,通过测量排出的水重也能得出浮力的大小,而这正是阿基米德原理的内容,即浸入液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力.
本题阿基米德原理的探究实验,重点考查探究过程的步骤,关键是理解阿基米德原理,是中考中经常出现的问题.
三、实验探究题
25.小宇和同学们做了下面几个力学实验,请你和他们共同完成下列实验。
在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小宇使用的是如图甲所示的实验装置物体为实心长方体,实验结束后,根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数与物体的下表面浸入水中的深度的关系图象如图乙,根据图象回答下列问题:
物体的重力为______。
物体浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随的下表面浸入水中深度的增加而减小,这一现象说明浮力与______选填“物体体积”或“排开液体体积”有关。物体浸没在水中后,所受的浮力为______,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度______选填“有关”或“无关”。
物体的密度为______。
小宇和同学们采用如下方法测量液体的密度,请你将实验数据补充完整;
用天平测出烧杯和液体的总质量为;
将液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体体积为;
测量烧杯和剩余液体的总质量时,天平平衡后,砝码和游码在标尺上所对的刻度值如图丙所示,量筒中液体的质量为______,则液体的密度为______。
将液体倒入量筒中时,不小心使得量筒内壁上溅有少许液体,则测出的密度值将偏______选填“大”或“小”。
【答案】;排开液体体积;;无关;;;;大
【解析】解:由图乙知,时,弹簧测力计的示数,根据二力平衡,物体的重力;
弹簧测力计的示数随的下表面浸入水中深度的增加而减小,因,由可得出:物体浸没在水中之前受到浮力与物体排开液体的体积有关;
由图乙知,水平线表示物体浸没在水中时弹簧测力计的示数,
故物体浸没时受到的浮力大小,此时浮力大小为保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关;
根据阿基米德原理,,因物体浸没在水中,故,物体的密度;
根据砝码和游码在标尺上所对的刻度值,量筒和剩余液体的质量为,量筒中液体的质量为,所以,液体的密度;
将液体倒入量筒中时,不小心使得量筒内壁上溅有少许液体,测量余下液体质量时不包含这部分少许液体,所以,剩余液体质量测算准确,而量筒内壁上溅有的少许液体没有计入测量的体积,导致液体的体积测量偏小,根据液体的密度,求出液体的密度偏大。
故答案为:;
排开液体的体积;;无关;

;;
大。
根据二力平衡,时,弹簧测力计的示数即为物体的重力;
根据称重法,得出浮力的变化关系,因,的下表面浸入水中深度的增加即为增加,由此得出结论;
由求出浸没时的浮力大小,根据浸没时浮力大小保持不变得出与深度的关系;
根据阿基米德原理,求出物体浸没在水中时排开水的体积,即物体的体积,故物体的密度可求;
用烧杯和液体的总质量为减去测量烧杯和剩余液体的总质量即为量筒中液体的质量;根据求液体的密度;
量筒内壁上溅有少许液体导致测量的液体的体积偏小,根据求出液体的密度偏大;
本题涉及天平的使用、二力平衡、影响浮力大小的因素,密度测量等知识,考查控制变量法及对实验结果的评估能力。
26.伴随“双减”政策的实施,小红在完成老师布置的书面作业后,空余了大量的自主时间。今天,小红在家里帮妈妈洗米蒸饭,洗米时发现,大米静止时沉在盆底,她判定:大米的密度大于水的密度。她决定要准确地测量出家里大米的密度。于是她找到一把刻度尺,一个薄壁柱形容器,在容器内注入适量的水后,将一个小碗放入水中,漂浮在水面上如图所示。请你利用这些器材,帮她设计一个测量大米密度的实验方案。已知水的密度为,忽略大米在短时间内浸入水中体积的变化要求:
补全下面主要的实验步骤及所需测量的物理量;
用刻度尺测出小碗浮在水面上时水的深度;
将适量的大米放入小碗内,使小碗仍浮在水面上,测出______;
______;
写出大米密度的数学表达式用已知量和测量量表示 ______。
【答案】测出小碗和米浮在水面上时水的深度 将碗里的米倒入水中,记下水面上升水面的深度
【解析】解:补全下面主要的实验步骤及所需测量的物理量;
用刻度尺测出小碗浮在水面上时水的深度;
将适量的大米放入小碗内,使小碗仍浮在水面上,测出测出小碗和米浮在水面上时水的深度;
将碗里的米倒入水中,碗仍然漂浮在水面上,记下水面上升水面的深度;
碗漂浮在水面上时,受到的浮力等于它的重力,假设柱形容器的底面积为,没放碗时容器内水的深度为;根据物体的浮沉条件和阿基米德原理原理有:;
米和碗一起漂浮在水面上时,浮力也等于重力,即:;得到:;
大米的体积为:;
根据密度公式得到:大米的密度为:。
故答案为:测出小碗和米浮在水面上时水的深度;将碗里的米倒入水中,记下水面上升水面的深度;。
漂浮在水面上的物体受到的浮力等于它的重力。
根据密度公式计算大米的密度。
会根据阿基米德原理和密度公式测量物质的密度。
四、计算题
27.如图甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为;如图乙所示,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止.已知水的密度为,取,求:
图乙中木块所受的浮力大小.
木块的体积.
木块的密度.
图丙中的大小.
【答案】解:由图甲可知,木块的重力;图乙中木块为漂浮状态,所以木块受到的浮力;
图乙中木块排开水的体积,
由题意可知,,则;
木块的质量,
木块的密度;
图丙中木块浸没时受到的浮力,
此时木块受平衡力,则有。
答:图乙中木块所受的浮力大小为;木块的体积为;木块的密度为;图丙中的大小为。
【解析】图乙中木块是漂浮状态,根据漂浮的条件可知,浮力大小等于木块的重力大小;
根据阿基米德原理可以求出木块排开水的体积,由木块有体积露出水面,可以求出排开水的体积与木块体积的关系,以及木块的体积;
根据计算出木块的质量,再利用密度公式计算木块的密度;
先计算出浸没时木块受到的浮力,根据图丙中木块受平衡力,列式即可求出大小。
本题考查了阿基米德原理的应用、密度公式的应用、重力公式的应用、以及平衡力等知识,属于综合题。
28.由于温室气体大量的排放,全球气候变暖加剧,两极冰川大面积熔化,海面上出现大量浮冰,如图所示,现有一块的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度,冰的密度,求:
水下深处海水产生的压强是多少?
浮冰受到的浮力是多少?
浮冰熔化后未熔化完与熔化前相比较,露出水面的体积与浸在水面下的体积的比值______选填“变大”、“变小”或“不变”。
【答案】不变
【解析】解:水下深处海水产生的压强为:

浮冰的重力为:

由于浮冰漂浮,则浮冰受到的浮力为:

由于冰的密度小于液体密度,冰块漂浮在液面上,
所以,,,
则,
则,
所以,
所以露出水面的体积与浸在水面下的体积的比值保持不变。
答:水下米深处海水产生的压强是;
浮冰受到的浮力是;
不变。
根据得出水下深处海水产生的压强;
根据得出浮冰的重力,由于浮冰漂浮,根据得出浮冰受到的浮力;
根据物体沉浮的条件及阿基米德原理进行分析。
本题主要考查了液体压强的公式、物体沉浮的条件及阿基米德原理的应用,难度不大。
29.在青少年科技创新大赛中,某同学的发明作品浮力秤参加了展评,该作品可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为,总长为,盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为取。问:
小筒和秤盘的总重力是多少?
该秤能称出物体的最大质量是多少?
该同学通过实验在小桶侧壁上标出了刻度,问刻度是否是均匀的?______选填“是”或“否”。
【答案】是
【解析】解:小筒底面积为,小筒浸入水中的长度为,故小筒排开水的体积为
因小筒和秤盘是漂浮在水面上,故G;
该秤测物体的最大质量时,就是
此时物体和小筒秤盘的总重力
故此时物体的重力为
此时物体的质量为;
该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上,他的做法是正确的;根据以上分析可知物体质量;
因液体密度、小筒底面积、小筒质量都是定值,故物体质量与小筒浸入的深度是一次函数关系,故小筒上的刻度即代表了小筒的深度是均匀的。
答:小筒和秤盘的总重力是;能称出物体的最大质量是;是。
小筒和秤盘是漂浮在水面上,故它们的总重力等于受到的浮力,故只要根据求出浮力,即为小筒和秤盘的总重力。
该秤的原理是利用了漂浮时物体所受浮力等于重力,故该秤能测出物体质量的前提是小筒能漂浮在水面上。所以当小筒整个浸入水中时,所能称出物体质量是最大的。此时物体和小筒秤盘的总重力等于小筒所受的浮力。
刻度是否均匀,取决于小筒浸入的深度与物体的质量是否成正比或一次函数关系。
本题的关键在于得出物体所受浮力与物体和小筒、秤盘总重之间的关系,并依托此关系展开公式。
本题最后一小题要求说明为什么刻度是均匀的,这类问题一般研究对象是“秤”或“表”,它们刻有代表某个物理量大小的刻度用表示,如本题就是所测的物体的质量,而这些刻度实际上代表的是另一个物理量的大小用表示,如本题就是小筒浸入的深度,这两个物理量的大小和之间可能有某种关联,问这种“秤”或“表”所表示的刻度是否均匀,判断方法是:找出,之间的函数关系式,分析,是否成正比关系或一次函数关系,如果是,则刻度均匀,否则刻度不均匀。这个对学生要求较高。
一、单选题
1.、两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,的边长是的倍。将沿竖直方向切去宽为的部分,把切去部分叠放在上,对地面的压强与的变化关系如图乙所示。切割后,剩余部分对地的压强为,则以下分析正确的是取 ( )
A. 的重力是 B. 时,
C. 的底面积为 D. 切去一半后,
【答案】B
【解析】【分析】
本题考查压强公式的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
由乙图可知的最大值为,所以正方体的边长为,正方体的边长是的倍,则的边长为,进一步计算的底面积,当时,对地面的压强为,根据压强公式列方程可得的重力,当时,对地面的压强为,根据压强公式列方程可得的重力,根据压强公式计算切去一半后对地面的压强;
根据压强公式计算当时,对地面的压强和对地面的压强,进一步计算:的值。
【解答】
由乙图可知的最大值为,所以正方体的边长为,
正方体的边长是的倍,则的边长为,的底面积为,故C错误;
当时,对地面的压强为,物体对地面的压力等于自身重力,根据压强公式可得,
即,解方程可得,故A错误;
当时,对地面的压强为,根据压强公式可得,即,解方程可得,
切去一半后,对地面的压强,故D错误;
当时,对地面的压强为,
对地面的压强为,
则,故B正确。
2.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强为,若该正方体沿、、、面将右边部分切除,剩余部分对地面的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:设正方体的棱长为,,正方体的密度为,
原来实心正方体对桌面的压强为:,
则切去后剩余部分的体积为:,
剩余部分对地面的压强为:,故B正确。
故选:。
设正方体的棱长为,,正方体的密度为,
根据表示出原来实心正方体对桌面的压强,根据表示出剩余部分的体积,结合密度公式、重力公式和压强公式可求出剩余部分对地面的压强。
本题考查固体压强大小的计算、固体压强公式的灵活运用,题目难度较大。
3.如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上.现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为图甲中砖块对水平地面的压强为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设图乙中砖块重力为,底面积为,图丙中砖块底面积为,由可知,图乙中砖块对地面压力,图丙中砖块对地面压力,又因为图乙、丙中为同一砖块且均水平自然放置,,即:,解得:,将乙、丙两图组装为一组合长方体,则,,组合长方体压强:,柱形均匀固体:,由于图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以图甲中砖块对地面的压强.
4.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为、若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则( )
A. 可能小于 B. 可能大于 C. 一定小于 D. 一定大于
【答案】D
【解析】正方体水平放置在地面上,物体对地面的压强为;
所以有,
若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为,,
因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,
则有,
由图可知,
所以有
切去的体积相同,则有
因为,所以得
则切去后甲对地面的压强减少量为
乙对地面的压强减少量为
所以
则有,,
因为,,
所以,故ABC不符合题意,符合题意。
物体对水平面的压力和和自身的重力相等,均匀正方体对地面的压强为,据此表示出原来压强和沿水平方向切去部分后甲、乙对地面压强,根据剩余的高度判断出两正方体的密度关系,再根据比较甲乙切去部分对地面的压强关系,进一步得出原来两者对地面的压强关系。
本题考查了压强大小的比较,利用均匀、规则物体正方体、长方体、圆柱体等对水平面上的压强公式是关键。
5.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是( )
A. 若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B. 若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C. 若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D. 若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
【答案】C
【解析】解:
A、由题意可知,甲和乙的质量相等,由图可知,,根据可知,,故A错误;
B、若甲和乙对容器底部的压强相等,由图可知,,根据可知,,故B错误;
C、液体压强相等,两容器底面积相等,由可知,甲、乙对容器底的压力相等,即
分别把容器两侧半球部分补上同种液体,此时液体为圆柱形;
割补后深度不变,液体密度不变,所以液体对容器底的压强不变,又因为容器底面积不变,所以割补前后液体对容器底部的压力不变,且此时液体为圆柱形液体对容器底的压力等于液体的总重力;
所以,,,
两容器完全相同,则补上的液体体积相等,设补充的液体体积为,
由可得:,
即--------,
由选项可知,;
所以由式可得:,
所以,故C正确;
D、由选项可知,,由割补法可知,甲对容器底部的压力,乙对容器底部的压力,
而,,所以,
又因为两容器的底面积相等,所以根据公式可知,,故D错误.
故选C.
此题主要考查的是学生对压强、压力、密度、重力计算公式的理解和掌握,选项CD中采用割补法是本题的难点,割补前后液体对容器底部的压强、压力不变,难度较大.
6.如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为:,把它们竖直放在同一水平桌面上。在甲物体上,沿水平方向截取一段长为的物体,并平稳放入容器乙中,用力使物体刚好浸没在液体中,且使物体不与容器乙接触液体无溢出;截取后甲、乙对桌面的压强随截取长度的变化关系如图丙所示。已知甲的密度为,容器乙的壁厚和质量均忽略不计,取。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比为:
B. 圆柱体甲截取前对桌面的压强为
C. 容器乙中液体的密度为
D. 时,乙容器底受到液体的压强为
【答案】D
【解析】解:
A、由图像可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强,容器乙对桌面的压强,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且容器乙的质量忽略不计,
所以,由可知,圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比:,故A错误;
B、设截取前圆柱体甲的高度为,则圆柱体甲对桌面的压强:,
由图丙可知,当圆柱体甲截取长度后,圆柱体甲对桌面的压强:,
联立以上两式代入数据可解得:,
所以,圆柱体甲截取前对桌面的压强:,故B错误;
C、容器乙中未放入物体时,对桌面的压强等于液体的压强容器乙的壁厚和质量均忽略不计,
即:--------
圆柱体甲截取长度时,则物体的体积,
由可知,将物体浸没在液体乙中,液面上升的高度:--------
物体刚好浸没在液体中时,容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强,
即:-------
联立可解得:,
由图知,
由得,容器乙中液体的密度:,故C错误;
D、当时,将物体浸没在液体乙中,液面上升的高度:,
乙容器底受到液体的压强为:,故D正确。
由图像可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强和容器乙对桌面的压强,根据求出圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比;
设截取前圆柱体甲的高度为,根据表示出圆柱体甲截取前后对桌面的压强,联立以上两式代入数据可解得圆柱体的高度,进而得出圆柱体甲截取前对桌面的压强;
容器乙中未放入物体时,根据表示出容器乙中放入前后对桌面的压强,圆柱体甲截取长度时,其物体的体积,联立可解得容器乙中未放入物体时液体的深度,再根据题意求出的大小,利用求出容器乙中液体的密度;
当时,根据求出将物体浸没在液体乙中时液面上升的高度,根据:算出乙容器底受到液体的压强。
本题主要考查压强公式和液体压强公式的灵活应用,关键要明确可以用求出柱体对桌面的压强,能从图像上找出有用的信息即可正确解题;另外,还需注意对“用力使物体刚好浸没在液体中”的理解,这个力可能是向上的拉力也可能是向下的压力。
7.某容器由底面积不同、高度均为的两个空心薄壁圆柱形玻璃粘合而成,两圆柱形玻璃内部连通,薄壁容器质量可以忽略。如图甲放置时,容器内部水的高度为,容器对地面的压强为,水对容器底部的压强为。现将容器倒置,如图乙所示内部水位未画出,容器对地面的压强为,水对容器底部的压强为以下关系正确的是( )
A. 若::,则:: B. 若::,则::
C. 若::,则:: D. 若::,则::
【答案】C
【解析】解:容器对地面的压力等于容器和水的总重力,则容器对地面的压强之比,
由图甲到图乙,水的体积不变,若水没有进入容器,则水的体积,得,
水对容器底的压强之比。
A、若,则,,
水对容器底的压强之比:,故A错误;
B、若,则,,
水对容器底的压强之比:,故B错误;
C、若,则,假设水不进入,则深度为,
因为的深度为,则溢入的体积为,中水的深度,
乙中水的深度,
水对容器底的压强之比:,故C正确;
D、若,则,,
因为的深度为,则溢入的体积为,中水的深度,
乙中水的深度,
水对容器底的压强之比:,故D错误。
故选:。
容器对地面的压力等于容器和水的总重力,则容器对地面的压强之比,
由图甲到图乙,水的体积不变,若水没有进入容器,则水的体积,得,
水对容器底的压强之比。
若,则乙中有水溢入,根据甲、乙中水的体积不变的原则,计算进入的深度,计算乙中总的深度,再根据计算水对容器底的压强之比。
本题要求学生理解水对容器底压强和容器对地面压强的区别,并能根据公式及其变形公式进行计算。
8.在图所示装置中,粗细均匀的细玻璃管上端塞有橡皮塞,管内一段水银柱将一部分气体封闭在玻璃管内。已知玻璃管和橡皮塞总重为,管的横截面积为,水银柱高为,水银的密度为,设当时大气压为,管内空气重力不计,则整个装置平衡时,弹簧秤的示数应为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:
将整个装置看做一个整体,则弹簧测力计的示数就等于装置的总重力。
管内水银柱的重,
管和橡皮塞的重加水银重:

故选:。
通过分析图中的装置可以看出,无论气压如何,管内水银柱、空气柱的压强如何,整个装置所受的重力都要通过弹簧测力计的示数体现出来。因此,我们应将整个装置看做一个整体来进行分析,通过给出的量计算出水银柱的重力再加上玻璃管和橡皮塞的总重,即为弹簧测力计的示数。
利用整体思想来分析,是解决此题的关键。因为无论装置内部压强的大小如何变化,其重力,也就是地球对它们的吸引力是不会改变的,这些最终都要在弹簧测力计上表现出来,因此,把握住这一关键,问题便迎刃而解了。
9.水平桌面上有一个薄壁硬塑料瓶瓶中装有水和空气,瓶口敞开,盖上并拧紧瓶盖后,在瓶壁开一个很小的孔,水从孔中流出,水面高度下降了时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为,如图所示,已知水的密度为,与流水前比较,下列说法正确的是( )
A. 瓶底上表面受到的压强不变 B. 瓶底上表面受到的压强减小了
C. 瓶内气压减小了 D. 瓶对桌面的压强减小了
【答案】C
【解析】【分析】
此题考查液体压强的计算与理解,注意分析题意。在整个状态平衡时,利用平衡关系分析解决是能力的考查重点。
一定质量的空气,体积变大,压强变小;
根据液体压强和压力平衡角度进行分析解决。
【解答】
【解答】
A.一开始,瓶内气体压强等于大气压强,瓶底上表面受到的压强等于大气压加上水的压强,随着水的流出,水的高度减小,根据知,水对容器底的压强减小,且瓶内气体体积变大,压强也减小,所以瓶底上表面受到的压强减小,故A错误;
B.由知水对容器底的压强减小了,瓶内气体的压强也减小,所以瓶底上表面减小的压强大于,故B错误;
C.一开始,瓶内气体压强等于大气压强,当水面高度下降了时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为,此时瓶内气体的压强加上水产生的压强等于大气压,所以瓶内气压减小了,故C正确;
D.设塑料瓶的底面积为,根据可知,塑料瓶对桌面压力减小量等于水的重力的减小量,即,塑料瓶对桌面压强的减小量,故D错误。
故选C。
10.如图所示,将一大试管开口朝上,灌满水,再将一稍小的试管底朝下插入大试管水中某一深度,然后将大、小试管一起倒过来在这一过程中手始终握住大试管,下列说法中正确的是( )
A. 小试管因受到地球吸引将掉下来
B. 小试管因受到水的吸力将向上运动
C. 小试管受到的大气压力大于水的压力和小试管的重力,将向上运动
D. 以上说法都不对
【答案】C
【解析】解:大试管中注满水并插入小试管后,水填充了小试管和大试管底部之间的部分,迅速倒过来,水会在自身重力的作用下,从两个试管壁之间的空隙流动,从而在小试管底部形成一部分真空区域,在大气压的作用下,小试管会向上运动;也就是小试管受到的大气压力大于水的压力和小试管的重力,将向上运动。
故选:。
在较大试管中灌满水并插入小试管后,小试管和大试管的底部之间被水填充;迅速倒过来后,水受自身重力影响会改变运动状态,然后再来判断小试管是怎么进行运动的。
本题考查气体压强的应用,有一定难度。
11.如图所示,有两个完全相同的物体和,的下端与物块甲通过轻质细绳相连,的上面放着物块乙,、都刚好浸没于水中,则下列说法正确的是( )
A. 物体和受到的浮力不相等 B. 绳的拉力大于乙的重力
C. 甲的重力大于乙的重力 D. 甲的密度大于乙的密度
【答案】C
【解析】A.物体和排开水的体积相等,根据阿基米德原理可知,它们受到的浮力相等,故A错误;物体受平衡力,可得:,解得,绳的拉力为:,物体受平衡力,可得:,解得,乙受的重力,因为和受到的浮力相等,所以,绳的拉力等于乙的重力,故B错误;物体甲受平衡力,可得:,结合选项分析可知,甲的重力大于乙的重力,故C正确;甲和乙的体积关系无法比较,所以无法比较它们密度的大小关系,故D错误.故本题选C.
12.铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为的圆柱形小桶不计侧壁厚度。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为、密度为的金属块。初始时,金属块有的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当溢水杯刚好离开水平底座时底座对溢水杯的支持力刚好为零,提绳竖直向上的拉力为;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为,弹簧测力计的示数为,提绳竖直向上的拉力为。已知小桶能全部接住从溢水杯中溢出的水,,则下列说法正确的是( )
A. 金属块体积为 B.
C. D.
【答案】D
【解析】解:、金属块的质量,
根据可得金属块的体积:,故A错误;
B、初始时,金属块有的体积浸在水中,受重力、浮力和弹簧测力计的拉力的作用,
此时排开水的体积:,

根据受力平衡可得:,
所以,;
当金属块浸没在水中,受重力、浮力和弹簧测力计的拉力的作用,
则排开水的体积:,

根据受力平衡可得:,
所以,;
则,故B错误;
C、初始时,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,当金属块浸没在水中,,
由于水对小桶底部的压力:,则水对小桶底部的压强,故C错误;
D、当溢水杯刚好离开水平底座时底座对溢水杯的支持力刚好为零,提绳竖直向上的拉力:;
当金属块刚好浸没在水中时,提绳竖直向上的拉力:;
所以,,故D正确。
故选:。
根据求出金属块的质量,利用求出金属块的体积;
初始时,金属块有的体积浸在水中,根据阿基米德原理求出金属块受到的浮力,当金属块浸没在水中,根据阿基米德原理求出金属块浸没在水中受到的浮力,根据两次受力平衡即可求出的值;
根据阿基米德原理可得当金属块刚好浸没在水中时溢入到小桶的水的重力,由于水对小桶底部的压力等于水的重力,根据求出水对小桶底部的压强;
根据溢水杯受力平衡分别求出与的值,然后比较即可。
本题的关键是注意初始时,金属块有的体积浸在水中后杯中水面恰好与溢水口相平,然后根据阿基米德原理、密度公式、压强公式进行计算,难度较大。
13.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的、两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当、静止时,有五分之二的体积露出水面,悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将置于上一起放入丙烧杯中,静止时的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A. 的密度是 B. 、的重力之比为:
C. 、的体积之比为: D. 图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为:
【答案】C
【解析】由漂浮、悬浮条件可知:,结合公式、可得:
在甲中,漂浮,有五分之二的体积露出水面,,,

在乙中,悬浮,
在丙中,、漂浮,
由可得:,故A错误;
由可得:,即:::,,即:::,故B错误,C正确;
在甲、乙中,漂浮,悬浮,结合阿基米德原理可知,,,所以两烧杯内水和物体的总重力相等,则两个相同的烧杯对水平桌面的压力为烧杯的重力与水和物体总重力的和,大小相等,故D错误。
故选:。
根据物体漂浮、悬浮条件及公式、来计算物体密度,并分析、之间的重力、体积的大小关系;
根据阿基米德原理及可知,甲、乙两图中烧杯对桌面的压力大小关系。
本题考查物体漂浮、悬浮条件及阿基米德原理的应用,难度较大。
14.某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计,如图甲所示.将依次放入一系列密度已知的液体中,每次当在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值,并测量木棒浸入液体的深度,再利用收集的数据画出图像,如图乙中图线所示.该同学继续选用了与完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计将同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度和对应密度的乘积不变.铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
A. 上述实验中密度计在不同液体中漂浮时,浸入的深度越大,受到的浮力越大
B. 密度计上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C. 密度计上缠绕铜丝的质量小于密度计上缠绕铜丝的质量
D. 若图乙中,则密度计上与刻度线的间距大于与刻度线的间距
【答案】C
【解析】A、由于密度计在不同液体中静止时都处于漂浮,则,即密度计在不同液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力,故A错误;
B、由于缠绕的细铜丝在木棒的底部,所以,密度计上越靠近铜丝的位置,密度计浸没的深度越小,则排开液体的体积越小,由于密度计受到的浮力相同,根据可知:排开液体的体积越小,对应的液体密度值越大,即:其刻度线对应的密度值越大,故B错误;
C、与是完全相同的木棒,由图知,木棒浸入液体的深度相同时,即密度计排开液体的体积相同,由图知,测量的液体的密度大,根据可知:密度计受到的浮力大,根据漂浮条件可知:密度计的重力大于的重力,所以,密度计上缠绕铜丝的重力小于密度计上缠绕铜丝的重力,则度计上缠绕铜丝的质量小于密度计上缠绕铜丝的质量,故C正确;
D、密度计分别测量液体、、时,根据漂浮条件和可知密度计浸入液体的深度分别为:
;;;
则密度计上与刻度线的间距:;
密度计上与刻度线的间距:;
由图知:,若,则:

所以,,
即:密度计上与刻度线的间距小于与刻度线的间距,故D错误。
故选:。
同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;
根据可知分析解答;
与是完全相同的木棒,放入密度相同的液体中时,根据判断出排开液体的体积的关系,由图知两液体密度的关系,根据和浮沉条件可分析解答;
根据漂浮条件和得出密度计浸入不同液体的深度;然后得出分知与刻度线的间距与与刻度线的间距的表达式,最后根据已知比较判断即可。
二、填空题
15.质量分布均匀的实心正方体、置于水平桌面上,如图甲。将沿水平方向截取高为的柱体,并将该柱体叠放在上,、剩余部分对桌面的压强随截取高度的变化关系如图乙,则的密度为________,的重力为________。取
【答案】
【解析】解:由图乙知,的高度为,截取高度为时,对水平桌面的压强为,
为质量分布均匀的实心正方体,根据得,;
截取高度为时,剩余部分的高度为,
剩余部分对水平桌面的压强为:,
此时截去的质量;
此时截去的重力;
对水平桌面的压强,
即:
截取高度为时,的重力;
对水平桌面的压强,
即:
联立可得。
故答案为:;。
由图乙可知截取高度为时,对水平桌面的压强,根据可得的密度;
由图乙可知的高度,根据可得时剩余部分对桌面的压强,根据表示出为和时候的压强,然后联立方程可得的重力。
本题考查压强、重力公式和密度公式的运用,关键是从图中获取有效的信息,有一定难度。
16.如图所示,水平地面上放置、两个质地均匀的长方体物块,高度之比::,底面积之比::,它们对地面的压强之比::,则它们的密度之比:________若从的上部沿水平方向截取高为的部分,并将截取部分叠放在的正中央,剩余部分对地面的压强与叠放后对地面的压强相等,则截取部分与物块原有高度之比:________.
【答案】: :
【解析】解:根据,对地面的压力和对地面的压力之比:::;
水平面上物块的压力和自身的重力相等,物块重力,两圆柱体的重力之比::::,所以:::;
设截取部分与物块原有高度之比为,则,则截取部分的体积为,质量为,剩余部分体积为,质量为;
剩余部分对地面的压强与叠放后对地面的压强相等,即,得;
因为::,则,因为::,则,因为::,则,代入等式得,解得,截取部分与物块原有高度之比::。
故答案为::;:。
由图可知,根据求出对地面的压力和对地面的压力之比,根据水平面上物块的压力和自身的重力相等求出两圆柱体的重力之比,根据求出实心圆柱体、的密度之比;
设截取部分与物块原有高度之比为,则,则截取部分的体积为,质量为,剩余部分体积为,质量为;
剩余部分对地面的压强与叠放后对地面的压强相等,即,代入题设条件和已知数据,即可得出正确答案。
本题考查了压强公式和密度公式的应用,根据题意分别列出、对水平地面的压强关系式是解题的关键。
17.质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,分别将甲、乙沿水平方向切去高度,剩余部分对地面的压强与的关系如图所示,已知,乙的边长为,则甲的质量是 ,图中点横坐标是 。
【答案】
【解析】解:乙的底面积为:,
乙的体积为:,
由图可知,切之前乙对地面的压强为:,
放在水平地面上物体对水平面的压力等于重力,
所以乙的重力为:,
由可知,乙的密度为:

由图可知,甲的边长为:,
则甲的体积为:,
所以甲的质量为:;
图中点表示将甲、乙沿水平方向切去高度均为时,剩余部分对地面的压强相等,即:,
由可知,

则:,
即:,
解得:,
所以,
故A点的坐标为:,即点的横坐标为。
故答案为:;。
先求出乙底面积和体积,根据算出切之前乙对地面的压力,放在水平地面上物体对水平面的压力等于重力,根据求出乙的密度;
由图像可知切之前甲的高度,从而求出甲的体积,根据求出甲的质量;
图中点表示将甲、乙沿水平方向切去高度均为时,剩余部分对地面的压强相等,根据建立方程可求出切去高度均,从而求出点的坐标。
本题是一道固体压强计算的选择题,除了固体压强公式的运用,还考查了规则固体压强计算的特殊公式的灵活运用,题目有一定的难度。
18.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强为现按图乙方式沿对角线将上半部分切除后,剩余部分对地面的压强 ,若将切除部分按图丙方式放置在地面上,对桌面的压专题10 压强和浮力
考点01:压力和压强
典例1.关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的施力物体一定是地球
B. 压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关
C. 压力的大小总是等于重力的大小
D. 压力的方向总是竖直向下的
变式1-1.如图所示,物体受到的重力为,手的压力为,请在图中横线上填写支持面受到的压力的大小。______;______;______。
典例2.对压强的定义式的理解,下列说法正确的是( )
A. 压力越大,压强一定越大
B. 受力面积不变,物体的重力越大,压强一定越大
C. 受力面积越小,压强一定越大
D. 压力不变,受力面积越大,压强一定越小
变式2-1.压强是表示压力______的物理量。小明站在地面上对地面的压强为帕,当他走路时对地面的压强为______帕。小西用牛的水平向左的力,把重为牛的木块压在竖直的墙壁上,如图所示,木块与墙壁接触面积为米,则木块对墙壁的压强为______帕。
考点02:比较压强的大小
典例3.一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上.沿图中虚线将其分割成体积相等的、两部分,并取走部分.剩下的部分未倾倒对水平地面产生的压强最大的是 ( )
A. B.
C. D.
变式3-1.如图所示,两个质量相等的实心均匀正方体、静止放置在水平地面上,的边长小于的边长。下列说法正确的是( )
A. A、对水平地面的压强
B. 若均沿竖直方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强
C. 若均沿水平方向截去一半,则剩余部分对水平地面的压强
D. 若均沿图中所示虚线截去上面的一半,则剩余部分对水平地面的压强
典例4.如图所示,、两个实心正方体的质量相等,密度之比,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
变式4-1.现有块规格相同的砖块,每块砖的长、宽、高分别为、、,将这些砖块按如图甲、乙、丙所示的三种方式摆放在水平地面上,则它们对地面的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
考点03:液体压强的特点
典例5.同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔、,注入水,水从两个小圆孔喷出.在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的、两处,其中离塑料瓶远些,如图所示.下列说法正确的是 ( )
A. 图中是从孔喷出水的落点
B. 这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C. 这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D. 在相同的时间内孔喷出水的质量比孔喷出水的质量多
变式5-1.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A. B. C. D.
考点04:比较液体压强的大小
典例6.如图,甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知在液体内部同一水平面、、三点处液体的压强相等,则各容器中液体的密度大小、液体对容器底部压强的大小排列顺序都正确的是( )
A. B.
C. D.
变式6-1.如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压力相等。现分别从两容器中抽出部分液体,使剩余液体的液面到容器底部的距离均为,则剩余液体对各自容器底部的压强大小是______,剩余液体对各自容器底部的压力大小是______。均选填“”“”或“”
考点05:气体压强的理解
典例7.下列现象不能说明大气压存在的是( )
A. 堵住茶壶盖上的小孔,茶壶里的水就不容易被倒出来
B. 用塑料吸管能把饮料吸入口中
C. 生产灯泡时,抽气机能抽出灯泡内的空气
D. 鸡蛋可被吞入瓶中
变式7-1.如图所示,在一个标准大气压下,三支试管插入水银槽中,里面都封印了一部分气体,其中气体压强为一个标准大气压是( )
A. 管 B. 管 C. 管 D. 无法判断
考点06:流体压强和流速的关系
典例8.如图所示,两只气球自由悬挂在空中,下列做法能使两个气球间距离明显变大的是( )
A. 用粗吸管对准点沿垂直于纸面方向用力吹气
B. 将直导线竖直放置在点后通电
C. 用条形磁体的极从点靠近气球
D. 用丝绸摩擦过的玻璃棒从点靠近气球
变式8-1.一根粗细均匀、两端开口的直玻璃管水平放置在小京的手上,管中有一液柱处于静止状态。能使液柱向右移动的操作是( )
A. 小京乘电梯从楼匀速上升到楼的过程
B. 小京乘电梯从楼匀速下落到楼的过程
C. 让持续的气流经过左边管口
D. 让持续的气流经过右边管口
考点07:阿基米德求浮力
典例9.两个量筒均装有的水,往量筒中分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图所示,水的密度为,取,则( )
A. 甲的体积为 B. 甲受到的浮力为
C. 乙排开水的体积小于 D. 乙受到的浮力小于甲受到的浮力
变式9-1.如图所示,当溢水杯盛满密度为的液体时,把实心物块放入杯中,物块漂浮,静止后溢出的液体质量为;当溢水杯盛满密度为的液体时,把同一物块放入杯中,物块沉底,静止后溢出的液体质量为则物块的密度为( )
A. B. C. D.
考点 09:浮沉条件比较浮力大小
典例10.三个完全相同的烧杯,分别装有相同体积的甲、乙、丙三种不同液体,将烧杯放在同一个水槽中,静止时如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 三个烧杯所受浮力相等 B. 乙液体的密度最大
C. 丙液体的密度比水大 D. 三种液体的质量相等
变式10-1.将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 三个小球受到的浮力大小关系是
B. 三个小球的质量大小关系是
C. 三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是
D. 三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
变式10-2.、、是三个实心小球,与质量相等且大于,与体积相等且大于水平桌面上,完全相同的甲、乙、丙容器中装有三种不同液体,将小球分别轻轻放入容器,最后静止处于如图所示状态,容器中的液面高度相同,下列判断正确的是( )
A. 小球所受浮力: B. 小球的密度:
C. 液体的密度: D. 容器对桌面的压力:
考点10:浮力和压强的综合计算
典例11.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,最大下潜深度可达。海水密度取,取。求:
最大下潜深度处的海水压强;
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
变式11-1.小丽想测一测家中空食品盒在水中漂浮时的装载质量.她将水平桌面上一个高为、底面积为、重为的圆柱形平底空食品盒放入装水的桶中,桶中水足够深,食品盒下表面始终与水面平行,如图所示.,取求:
空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压强.
空食品盒放入水中后,浸入水中的深度.
空食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量.
典例12.如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中开始一直竖直向上匀速直线运动,上升到离水面一定高度处。如图乙所示,是绳子的拉力随时间变化的图象。,取,求:
浸没在水中时,金属块受到的浮力;
金属块的体积;
金属块的密度;
如图丙所示,当该金属块完全浸没在某种液体中时,弹簧测力计的示数为,则丙图中某液体的密度是多少?
变式12-2.如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有一边长为的正方体物块,当容器中水的深度为时,物块有的体积露出水面,此时弹簧恰好处于自然伸长状态。求:
物块受到的浮力______。
物块的密度______。
往容器缓慢加水,至物块刚好浸没水中,立即停止加水,弹簧伸长了,此时弹簧对物块的作用力 ______。
一、单选题
1.关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的施力物体一定是地球 B. 压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关
C. 压力的大小总是等于重力的大小 D. 压力的方向总是竖直向下的
2.如图,穿着雪橇的芳芳总质量,没有陷入雪地,穿着运动鞋的小明总质量,深陷雪地,原因是芳芳与小明相比( )
A. 产生的压力小 B. 与雪地接触的面积小
C. 单位面积上产生的压力小 D. 受力面积和压力都不等,无法比较
3.下列实例中,为了减小压强的是( )
A. 推土机的推土铲刃做得很锋利
B. 篆刻的刀刀口做得很锋利
C. 破窗锤的敲击端做成锥形
D. 火车轨道铺在枕木上
4.下列有关液体压强的说法中,不正确的是
A. 液体内部的压强是因为液体受重力产生的 B. 在液体内部向各个方向都有压强
C. 液体内部的压强随深度的增加而增大 D. 液体的重力越大,液体内部的压强一定越大
5.如图所示,是某同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为( )
A. B.
C. D. 条件不足,无法判断
6.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,形管两侧液面出现高度差.下列操作会使高度差增大的是( )
A. 仅将金属盒向上移动 B. 仅将金属盒水平移动
C. 仅改变金属盒面的朝向 D. 仅在水中加入食盐,食盐溶解后
7.如图所示的事例中,利用连通器原理工作的是( )
A. 帕斯卡桶裂实验 B. 用吸管吸饮料
C. 下水道回水管 D. 自制气压计
8.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大.停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态.假设抽气前后气球内的气压分别是、,瓶内的气压分别是、,则下列关系正确的是 ( )
A. B. C. D.
9.如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通.当从管的一端吹气时,连通器两端、液面高度变化情况正确的是 ( )
A. 液面上升 B. 液面下降
C. 液面下降 D. 、液面高度均不变
10.如图所示,小明将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,气压计的水柱、瓶内气压和外界气压的变化分别是( )
A. 上升,不变,降低 B. 下降,降低,升高
C. 上升,升高,降低 D. 下降,升高,降低
11.在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦对实验的影响,某同学采用了图示装置.将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得烧杯中水的质量为;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯中水的质量为烧杯质量为,活塞面积为,取,轮轴间的摩擦和细线重不计.则所测大气压的值应为 ( )
A. B. C. D. 以上都不正确
12.某物体重为,把它放在盛满水的烧杯中.静止时,溢出的水重为,则它受到的浮力( )
A. 一定为 B. 可能为 C. 一定为 D. 可能为
13.弹簧测力计竖直悬挂一个圆柱体,圆柱体在水中静止时如图所示。已知测力计示数为,圆柱体上表面受到水的压力为,其下表面受到水的压力为。则( )
A. 圆柱体所受重力为 B. 圆柱体所受重力为
C. 圆柱体所受浮力为 D. 圆柱体所受浮力为
14.一个正方体物块受到的重力为,将它浸没在水中,物块的上表面受到竖直向下的压力为,下表面受到竖直向上的压力为,那么它受到的浮力为( )
A. B. C. D.
15.小华同学进行了验证阿基米德原理的实验,其正确操作过程如图所示中,、、、分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是( )
A. 物块受到的重力 B. 表明物块受到的重力减小了
C. 物块排开的液体受到的重力 D. 物块排开的液体受到的重力
二、填空题
16.如图,边长为的正方体木块放在水平桌面中央,已知木块密度为,木块质量为________,它对桌面的压强为________。木块在大小为的水平向右的拉力作用下从点匀速直线运动到点,它所受摩擦力为________,此过程中,它对桌面的压强________选填“变大”“变小”或“不变”。
17.如图所示,将实验用的“小桌”放入沙盘中,观察其陷入沙中的深度比较图甲与图乙的情况,可知压力的作用效果与 有关;比较图乙与图丙的情况,可知压力的作用效果与 有关.
18.如图所示,正方体物块的质量与正方体物块的质量之比为,底面积之比为,那么物块对物块的压强与物块对桌面的压强之比___________.
19.如图所示,瓶中注满水,若在、、在同一水平面上、处各扎一个小孔,水会从小孔中喷出,说明液体对容器的________有压强;从孔喷出的水流速度更大,说明液体的压强随________的增加而增大;、两孔喷出的水流速度大小相同,说明同一深度液体向各个方向压强大小________.
20.唐诗“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”,诗中秋风“卷”走“三重茅”是由于屋顶外侧空气流速___________填“大”或“小”,压强___________填“大”或“小”,从而产生一个向上的力.
21.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于________水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将________选填“高于”“等于”或“低于”。
22.将质量为的物体挂在弹簧秤上,当物体浸在水中时弹簧秤示数为,则此时物体受到浮力大小是 ,方向是竖直向上,施力物体是 。取
23.如图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为,弹簧没有发生形变时的长度为,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度与拉力的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液面相平,此时水深。则:物体受到水的浮力______,物体的重力为______。取
24.小芳在探究“浮力的大小等于什么”的实验中,做了如图所示的测量:
写出以上探究中,不重复操作的合理顺序只填代号______;
通过探究,如果关系式______成立,就可以得到著名的阿基米德原理.
三、实验探究题
25.小宇和同学们做了下面几个力学实验,请你和他们共同完成下列实验。
在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小宇使用的是如图甲所示的实验装置物体为实心长方体,实验结束后,根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数与物体的下表面浸入水中的深度的关系图象如图乙,根据图象回答下列问题:
物体的重力为______。
物体浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随的下表面浸入水中深度的增加而减小,这一现象说明浮力与______选填“物体体积”或“排开液体体积”有关。物体浸没在水中后,所受的浮力为______,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度______选填“有关”或“无关”。
物体的密度为______。
小宇和同学们采用如下方法测量液体的密度,请你将实验数据补充完整;
用天平测出烧杯和液体的总质量为;
将液体倒入量筒中一部分,读出量筒内液体体积为;
测量烧杯和剩余液体的总质量时,天平平衡后,砝码和游码在标尺上所对的刻度值如图丙所示,量筒中液体的质量为______,则液体的密度为______。
将液体倒入量筒中时,不小心使得量筒内壁上溅有少许液体,则测出的密度值将偏______选填“大”或“小”。
26.伴随“双减”政策的实施,小红在完成老师布置的书面作业后,空余了大量的自主时间。今天,小红在家里帮妈妈洗米蒸饭,洗米时发现,大米静止时沉在盆底,她判定:大米的密度大于水的密度。她决定要准确地测量出家里大米的密度。于是她找到一把刻度尺,一个薄壁柱形容器,在容器内注入适量的水后,将一个小碗放入水中,漂浮在水面上如图所示。请你利用这些器材,帮她设计一个测量大米密度的实验方案。已知水的密度为,忽略大米在短时间内浸入水中体积的变化要求:
补全下面主要的实验步骤及所需测量的物理量;
用刻度尺测出小碗浮在水面上时水的深度;
将适量的大米放入小碗内,使小碗仍浮在水面上,测出______;
______;
写出大米密度的数学表达式用已知量和测量量表示 ______。
四、计算题
27.如图甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为;如图乙所示,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止.已知水的密度为,取,求:
图乙中木块所受的浮力大小.
木块的体积.
木块的密度.
图丙中的大小.
28.由于温室气体大量的排放,全球气候变暖加剧,两极冰川大面积熔化,海面上出现大量浮冰,如图所示,现有一块的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度,冰的密度,求:
水下深处海水产生的压强是多少?
浮冰受到的浮力是多少?
浮冰熔化后未熔化完与熔化前相比较,露出水面的体积与浸在水面下的体积的比值______选填“变大”、“变小”或“不变”。
29.在青少年科技创新大赛中,某同学的发明作品浮力秤参加了展评,该作品可方便地称量物体的质量,其构造如图所示。已知小筒底面积为,总长为,盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为取。问:
小筒和秤盘的总重力是多少?
该秤能称出物体的最大质量是多少?
该同学通过实验在小桶侧壁上标出了刻度,问刻度是否是均匀的?______选填“是”或“否”。
一、单选题
1.、两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,的边长是的倍。将沿竖直方向切去宽为的部分,把切去部分叠放在上,对地面的压强与的变化关系如图乙所示。切割后,剩余部分对地的压强为,则以下分析正确的是取 ( )
A. 的重力是 B. 时,
C. 的底面积为 D. 切去一半后,
2.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强为,若该正方体沿、、、面将右边部分切除,剩余部分对地面的压强为( )
A. B. C. D.
3.如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上.现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为图甲中砖块对水平地面的压强为( )
A. B. C. D.
4.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为、若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则( )
A. 可能小于 B. 可能大于 C. 一定小于 D. 一定大于
5.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是( )
A. 若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B. 若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C. 若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D. 若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
6.如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为:,把它们竖直放在同一水平桌面上。在甲物体上,沿水平方向截取一段长为的物体,并平稳放入容器乙中,用力使物体刚好浸没在液体中,且使物体不与容器乙接触液体无溢出;截取后甲、乙对桌面的压强随截取长度的变化关系如图丙所示。已知甲的密度为,容器乙的壁厚和质量均忽略不计,取。下列说法正确的是( )
A. 圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比为:
B. 圆柱体甲截取前对桌面的压强为
C. 容器乙中液体的密度为
D. 时,乙容器底受到液体的压强为
7.某容器由底面积不同、高度均为的两个空心薄壁圆柱形玻璃粘合而成,两圆柱形玻璃内部连通,薄壁容器质量可以忽略。如图甲放置时,容器内部水的高度为,容器对地面的压强为,水对容器底部的压强为。现将容器倒置,如图乙所示内部水位未画出,容器对地面的压强为,水对容器底部的压强为以下关系正确的是( )
A. 若::,则:: B. 若::,则::
C. 若::,则:: D. 若::,则::
8.在图所示装置中,粗细均匀的细玻璃管上端塞有橡皮塞,管内一段水银柱将一部分气体封闭在玻璃管内。已知玻璃管和橡皮塞总重为,管的横截面积为,水银柱高为,水银的密度为,设当时大气压为,管内空气重力不计,则整个装置平衡时,弹簧秤的示数应为( )
A. B. C. D.
9.水平桌面上有一个薄壁硬塑料瓶瓶中装有水和空气,瓶口敞开,盖上并拧紧瓶盖后,在瓶壁开一个很小的孔,水从孔中流出,水面高度下降了时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为,如图所示,已知水的密度为,与流水前比较,下列说法正确的是( )
A. 瓶底上表面受到的压强不变 B. 瓶底上表面受到的压强减小了
C. 瓶内气压减小了 D. 瓶对桌面的压强减小了
10.如图所示,将一大试管开口朝上,灌满水,再将一稍小的试管底朝下插入大试管水中某一深度,然后将大、小试管一起倒过来在这一过程中手始终握住大试管,下列说法中正确的是( )
A. 小试管因受到地球吸引将掉下来
B. 小试管因受到水的吸力将向上运动
C. 小试管受到的大气压力大于水的压力和小试管的重力,将向上运动
D. 以上说法都不对
11.如图所示,有两个完全相同的物体和,的下端与物块甲通过轻质细绳相连,的上面放着物块乙,、都刚好浸没于水中,则下列说法正确的是( )
A. 物体和受到的浮力不相等 B. 绳的拉力大于乙的重力
C. 甲的重力大于乙的重力 D. 甲的密度大于乙的密度
12.铁架台的水平底座上有一只溢水杯,贴近溢水杯有一底面积为的圆柱形小桶不计侧壁厚度。弹簧测力计的上端挂在铁架台的支架上,下端悬挂一重力为、密度为的金属块。初始时,金属块有的体积浸在水中,弹簧测力计的示数为,杯中水面恰好与溢水口相平,小桶中没有水,如图所示。接着竖直向上提溢水杯,当溢水杯刚好离开水平底座时底座对溢水杯的支持力刚好为零,提绳竖直向上的拉力为;提着溢水杯竖直向上缓慢移动,当金属块刚好浸没在水中时,水对小桶底部的压强为,弹簧测力计的示数为,提绳竖直向上的拉力为。已知小桶能全部接住从溢水杯中溢出的水,,则下列说法正确的是( )
A. 金属块体积为 B.
C. D.
13.如图所示,甲、乙、丙三个完全相同的烧杯中均装有适量的水,将质地均匀,且不吸水的、两实心体分别放入甲、乙烧杯中,当、静止时,有五分之二的体积露出水面,悬浮于水中,此时两烧杯液面刚好相平。若将置于上一起放入丙烧杯中,静止时的上表面刚好与液面相平,整个过程中水均未溢出,下列说法正确的是( )
A. 的密度是 B. 、的重力之比为:
C. 、的体积之比为: D. 图中,甲、乙烧杯对桌面的压力之比为:
14.某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计,如图甲所示.将依次放入一系列密度已知的液体中,每次当在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值,并测量木棒浸入液体的深度,再利用收集的数据画出图像,如图乙中图线所示.该同学继续选用了与完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计将同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度和对应密度的乘积不变.铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
A. 上述实验中密度计在不同液体中漂浮时,浸入的深度越大,受到的浮力越大
B. 密度计上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越小
C. 密度计上缠绕铜丝的质量小于密度计上缠绕铜丝的质量
D. 若图乙中,则密度计上与刻度线的间距大于与刻度线的间距
二、填空题
15.质量分布均匀的实心正方体、置于水平桌面上,如图甲。将沿水平方向截取高为的柱体,并将该柱体叠放在上,、剩余部分对桌面的压强随截取高度的变化关系如图乙,则的密度为________,的重力为________。取
16.如图所示,水平地面上放置、两个质地均匀的长方体物块,高度之比::,底面积之比::,它们对地面的压强之比::,则它们的密度之比:________若从的上部沿水平方向截取高为的部分,并将截取部分叠放在的正中央,剩余部分对地面的压强与叠放后对地面的压强相等,则截取部分与物块原有高度之比:________.
17.质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,分别将甲、乙沿水平方向切去高度,剩余部分对地面的压强与的关系如图所示,已知,乙的边长为,则甲的质量是 ,图中点横坐标是 。
18.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强为现按图乙方式沿对角线将上半部分切除后,剩余部分对地面的压强 ,若将切除部分按图丙方式放置在地面上,对桌面的压强______ __填“”“”或“”;若该正方体按图丁方式沿、、、面将右边部分切除,则剩余部分对地面压强___ _____填“”“”或“”.
19.如图,、两个玻璃容器中盛有质量相等的同种液体,容器底面积::,容器底部所受到液体压强: ,容器底到液体的压力: 。
20.如图甲所示,一重、底面积为的容器放在水平桌面上,容器上部和下部都是正方体,底部中央固定有一根沿竖直方向的轻杆轻杆的体积和质量均不计,轻杆的上端连接着密度为的圆柱体。现向容器中加水,控制水以的速度流入,同时开始计时直至圆柱体浸没时停止加水,水对容器底的压力随时间变化的规律如图乙所示。则圆柱体刚好浸没时水对容器底部的压强为______,当时,容器对桌面的压强为______。
21.如图所示,顺时针旋转的足球可以绕过“人墙”射入球门,这是因为足球左侧的空气流速比右侧的空气流速小,形成向 选填“左”或“右”的压力差。三级跳远运动员在比赛中先助跑一段距离后才起跳,这样做可以增大运动员的 ,起跳速度更大,从而跳的更远。
22.如图所示,水中有一支长、底部嵌有铁块的蜡烛,露出水面的长度为点燃蜡烛,至蜡烛熄灭时,水对容器底部产生的压强 填“变大”“变小”或“不变”熄灭时蜡烛所剩长度为_____ ___
23.在科技节上,小杰用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆的下端通过力传感器固定在柱形容器的底部,它的上端与不吸水的实心正方体固定不计细杆及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆的下端所受作用力的大小,现缓慢地向容器中加水,力传感器的示数大小随水深水变化的图象如图乙所示。由图可知正方体所受重力为_______当容器内水的深度为时,正方体受到的浮力大小为_______当容器内水的深度为时,力传感器的示数大小为,继续向容器中加水,当力传感器的示数大小变为时,水对容器底部的压强是______。取,。
三、计算题
24.小杨选择了两个高度分别为和、底面积::的实心均匀的圆柱体、进行工艺品搭建,、置于水平桌面上,如图所示。他从的上表面沿水平方向截取高为的圆柱块,并将截取部分平放在的中央,则、对桌面的压强随截取高度的变化关系如图所示。取
求圆柱体的密度;
若从上截取的圆柱块平放在的中央,求对桌面的压强增加量。
25.
高压锅的锅盖通过几个牙齿似的锅齿与锅镶嵌旋紧,锅盖与锅之间有橡皮制的密封圈,不会漏气。锅盖中间有一排气孔,上面套着类似砝码的限压阀将排气孔堵住,当加热高压锅锅内有水、食物,锅内气体压强增加到一定程度时。气体就会把限压阀顶起来,蒸气即可从排气孔排出锅外,这样就不会因为锅内压强过大而造成爆炸,以确保安全如图。已知高压锅的限压阀的质量为,
排气孔的面积为。求:
锅内气体的压强最大可达多少?
设锅内压强每增加,水的沸点就相应的增加,则锅内的最高温度可达多高?取:外界大气压强为标准大气压,计算时取
26.重为、底面积为的薄壁圆柱形容器,盛水后放在水平桌面上。将体积分别为的木球和的塑料球用轻质细绳相连放入水中,静止时木球露出水面的体积为它自身体积的,此时容器中水的深度为,如图甲所示;当把细绳剪断后,静止时木球露出水面的体积是它自身体积的,塑料球沉到容器底,如图乙所示。取,
图甲中,水对容器底的压强是多少?
图乙中,容器底对塑料球的支持力是多少?
图乙中,容器对水平桌面的压强是多少?
27.在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为的圆柱形容器不计容器壁厚度,内有的水如图甲,某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力与圆柱体下表面到水面距离的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距液面为时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部水未溢出如图丙所示取,求:
圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;
圆柱体的体积;
圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强.
四、综合题
28.学过浮力知识后,小波用一根粗细均匀的长的木棍和一些铁丝不计铁丝体积,自己制作了一个测量液体密度的“土密度计”,如图所示。
将一些铁丝缠绕在木棍底部目的是使木棍能 在液体中;
他把密度计先后放入水和酒精中,“土密度计”均处于漂浮状态。小波在密度计上面记下了两种液体液面所在的位置和,用刻度尺测量出和之间的距离是,但他忘记了刻线跟液体的关系。请你告诉他,刻线对应的是 选填:“水”或“酒精”
小波同学把“土密度计”放入足够深的另一种液体中,在密度计上面记下了液体液面所在的位置,用刻度尺测量出和之间的距离是,则这种液体的密度为 。
小波同学制作的土密度计所能测量的最小的液体密度为 。
小扬也用木棒作了密度计,他发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学们提出了如下改进方案,其中可行的是 。单选
A.换大的容器盛放液体做实验换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计适当减小密度计的配重
29.小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图,当该液体温度为时,质量为的小球悬浮,标记“”;另外两个小球分别标记“”“”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图、图、图中小球、、均静止,忽略小球体积变化,取。

图中悬浮。
在方框中画出的受力示意图用“”表示;

求此时受到的浮力;
此时液体密度为,求排开液体的体积。
图中漂浮。
此时所受浮力___________图中所受浮力选填“大于”“等于”“小于”;
此时液体温度___________选填“高于”“等于”“低于”;
小球对应标记___________选填“”“”。
图中液体温度的范围可能是___________。
A.以下 以上
液体温度在范围内,在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是不接触其他小球___________。
A.
C. .
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