【满分备考攻略】中考物理高频考点精练专题12压强和浮力的综合
一、压力等同于重力易错
1.(2024九下·肥西模拟)关于自由放置在水平桌面上的物体对桌面的压力与物体受到的重力之间关系有下列说法,其中正确的是( )
A.压力其实就是重力 B.压力与重力是一对平衡力
C.压力与重力是一对相互作用力 D.此处的压力与重力的大小相等
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;压力及重力与压力的区别
2.(2024八下·咸丰期中)物理张老师站在粗糙的水平面上,他受到的力有( )
A.重力、压力 B.重力、支持力
C.重力、支持力、摩擦力 D.重力、支持力、摩擦力、压力
【答案】B
【知识点】弹力;重力及其大小的计算;摩擦力产生的条件
3.(2024八下·路北期末)下列关于压力和重力的说法中,正确的是( )
A.压力和重力的方向都是垂直于接触面
B.压力和重力都属于弹力
C.物体对接触面的压力大小一定等于重力大小
D.水平面上的物体对接触面压力大小等于重力大小
【答案】D
【知识点】力作用的相互性;弹力;二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.重力竖直向下,即垂直于水平面,但不一定垂直于接触面,故A错误;
B.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力,重力不是弹力。故B错误;
C.物体放在水平面上,且没有其他外力作用时,物体对接触面的压力大小才等于重力大小。故C错误;
D.物体放在水平面上时,物体受到的重力等于对接触面的压力大小,故D正确。
故选D。
【分析】压力是垂直作用在物体表面上的力,压力是由于物体的形变而产生的;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力。
二、液体压强,对深度的理解易错
4.(2019·闵行模拟)如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是( )
A.液体密度关系为:ρA<ρB<ρC
B.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大
C.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小
D.三个容器对桌面的压强相等
【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】根据ρ= 可知,质量相等的不同物质,体积越大,密度越小,由图可知,VA<VB<VC,故ρA>ρB>ρC.A不符合题意;
A、B、C三个容器中,A中液体对容器底部的压力大于自身的重力;B中液体对容器底部的压力等于自身的重力;C中液体对容器底部的压力小于自身的重力;
根据公式p= 可知,三个容器底面积相同,液体对A容器底部的压强最大,对B容器底部的压强次之,对C容器底部的压强最小;B不符合题意;
三个容器的重力相等,液体的质量相等,则重力相等,容器放在水平桌面上对水平桌面的压力相同,又底面积相等,根据公式p= 可知,三个容器对桌面的压强相等.C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】结合图像,根据密度公式ρ= 可知密度大小关系;A容器上窄下宽,液体对容器底部的压力大于自身的重力;B容器形状上下一样,液体对容器底部的压力等于自身的重力;C容器上宽下窄,液体对容器底部的压力小于自身的重力;底面积相等,根据公式p= 可求液体对容器底部的压强;根据公式p=p= 可求容器对桌面的压强.
5.(2024八下·辽阳期中)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有高度、质量均相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】据题可知V甲>V乙,液体的质量相同由可知,ρ甲<ρ乙;根据公式可知,p甲<p乙。
故答案为:B。
【分析】根据密度的计算、压强的计算判识选项
先根据质量和体积的关系,利用密度公式比较两种液体的密度大小,然后根据分析液体对容器底部压强的大小关系。
6.(2024八下·杭锦后旗月考)如图所示,甲乙两只完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平.设液体对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
【答案】A
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】由图可知:乙管倾斜,乙管中所装的液体体积比较大,两管中所装的液体质量是相等的m甲=m乙,根据密度的计算公式ρ=,得ρ甲>ρ乙.由于两试管液面相平,即液体的深度是相同的,根据液体压强p=ρgh可知:p甲>p乙,A符合题意。
故选A.
【分析】根据,质量相同时,体积越大,液体密度越小;根据p=ρgh,分析液体压强大小。
7.(2017·港南模拟)如图所示,水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,则物块B此时受到的浮力为 N,若剪断绳子,待物块B静止后水对容器底的压强变化了 Pa.
【答案】10;200
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:(1)木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
物块B受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;(2)物块B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,
剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F浮′=G=4N;
由F浮=ρ液gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:
V排′= = =4×10﹣4m3;
液面下降的深度为:
△h= = =0.02m;
水对容器底的压强变化量:
△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.
故答案为:10;200.
【分析】(1)物块浸没在水中,求出木块的体积,即排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排计算物块受到的浮力;(2)利用G=mg求出物块的重力,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,可求此时物块受到的浮力;根据F浮=ρ液gV排得出此时物块排开水的体积,根据V排的变化得出水深度的变化,从而可得压强的变化.
三、固体压强的计算易错
8.(2024·库尔勒模拟) 如图甲所示,质量分布均匀的实心正方体A、B放置在水平桌面上,分别沿水平方向在A、B的上表面切去一定高度,其剩余部分对桌面的压强p与切去的高度h的关系如图乙所示。现将正方体A、B均沿水平方向切去高度,其剩余部分对桌面的压强相等,若将正方体A切去部分叠放在正方体B剩余部分的上表面,叠放后B对地面的压强为,则和分别为( )
A.7cm和1875Pa B.5cm和3500Pa C.7cm和3500Pa D.5cm和1875Pa
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】 (1)由图可知,开始时A对水平桌面的压强pA=3000Pa,高度hA=10cm=0.1m,
由可得A的密度:
;
开始时B对水平桌面的压强pB=2000Pa,高度hB=20cm=0.2m,
由可得B的密度:
;
(2)当切去的高度均为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强相等,p甲'=p乙',
由p=ρgh得:ρAg(hA-h0)=ρBg(hB-h0),
即:3×103kg/m3×10N/kg×(0.1m-h0)=1×103kg/m3×10N/kg×(0.2m-h0),
解得h0=0.05m。
(3)已知A、B是正方体,则A的底面积SA=(0.1m)2=0.01m2,B的底面积SB=(0.2m)2=0.04m2,
B切去部分的质量为:mB切=ρBVB切=ρBSBh0=1×103kg/m3×0.04m2×0.05m=2kg,
B剩余部分的质量为:mB=ρBVB=ρBSB(h-h0)=1×103kg/m3×0.04m2×0.15m=6kg,
A切去的高度为h0=0.05m时,其剩余部分的高度为hA'=0.1m-0.05m=0.05m,
则A切除部分的质量为:mA=ρAVA=ρASAhA'=3×103kg/m3×0.01m2×0.05m=1.5kg,
AB对地面的压力为F=(m+m)g=(6kg+1.5kg)×10N/kg=75N
此时对地面的压强为
故答案为:D。
【分析】 (1)当切去的高度均为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强相等,即p甲'=p乙',据此列出等式可求得h0。
(2)已知A、B是正方体,由二者的高度关系可知其面积关系,根据密度公式得出B切去部分的质量和A剩余部分质量,根据p=ρgh可得求叠放后A对地面的压强。
9.(2024·新疆模拟)一密度为ρ、高度为h的长方体物块放在桌面上如图所示,物块对桌面的压强为15ρgh,若从左边将物块竖直切除1/4,剩余部分对桌面的压强为( )
A.1.2ρgh B.1.5ρgh C.1.8ρgh D.2ρgh
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】物体的底面积为S,物体与桌面的接触面积是S',如图所示,物块对桌面的压强为:
,
则S=1.5S';从左边将物块竖直切除,剩余部分的底面积为,
剩余部分桌面的接触面积为:,
剩余部分对桌面的压强:,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】设物体的底面积为S,与桌面的接触面积是S',根据,计算接触面积和总面积的关系;根据切除的部分,计算剩余的压力和面积,利用,计算压强。
10.(2024·惠州模拟) 2023年杭州第19届亚运会,中国举重“梦之队”共拿到5金3银1铜的好成绩,如图为比赛时的照片,下表为某位运动员参赛时的相关数据,g取10N/kg。求:
参赛级别/kg 85 运动员体重/kg 85
抓举举杠高度/m 1.8 杠铃质量/kg 178
抓举举杠用时/s 0.8
(1)该运动员的重力;
(2)若运动员双脚与地面的接触面积约为,该运动员举起杠铃后对地面的压强;
(3)该运动员抓举过程对杠铃所做的功。
【答案】(1)解:据题可知运动员质量为85kg,根据重力公式计算G=mg=85kg×10N/kg=850N
(2)解:运动员重力与杠铃重力之和等于压力,G=850N+1780N=2630N,受力面积为0.04m2,根据公式P=F/S=1028N/0.04m2=65750Pa
(3)解:根据题目可知杠铃重力为1780N,h=1.8m,W=Gh=1780N×1.8m=3204J
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】1)据题可知运动员质量为85kg,根据G=mg计算 运动员的重力;
2)运动员重力与杠铃重力之和等于压力,受力面积为0.04m2,根据P=F/S计算 举起杠铃后对地面的压强
3)根据题目可知杠铃重力为1780N,h=1.8m,W=Gh据此计算 该运动员抓举过程对杠铃所做的功
四、流体压强与流速的关系判断易错
11.(2018·玉溪模拟)一次探究活动中,小强先在水平桌面上固定两根平行的小棒,接着在小棒上放了间隔一定距离的两个乒乓球,如图所示。然后,他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气,则两乒乓球将 。(选填“靠近”、“远离”或“静止不动”)出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越 。
【答案】靠近;小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】当向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,根据流体压强跟流速的关系知道,乒乓球外侧大气压不变,但乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢。出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越小。
故答案为:靠近;小.
【分析】流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大.
12.(2024九下·思明模拟)洗手液的按压瓶盖结构如图所示,按压时活塞向下压缩弹簧,储液筒里的液体从瓶口流出;松手后弹簧恢复并推动活塞向上移动,液体“吸”入到储液筒,如此往复,液体不断流出。以下说法正确的是( )
A.按压时,储液筒内液体被大气压出瓶外
B.松手后,瓶内气体将液体压入储液筒
C.按压式瓶盖应用了流体压强与流速关系
D.航天员在太空舱内无法使用这种洗手液瓶盖
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】AC.按压时由于储液筒内液体被压缩,导致压强增大而使得液体流出,故AC错误;
B.松手后储液筒内部体积增大,压强减小,瓶内液体上方的气体与大气压相通,液体在大气压的作用下上升,故B正确;
D.太空舱内也有大气压, 洗手液的按压瓶盖使利用大气压工作的,因而航天员在太空舱内可以使用这种洗手液瓶盖,故D错误。
故选B。
【分析】AC.按压时由于储液筒内液体被压缩,导致压强增大而使得液体流出;
B.松手后储液筒内部体积增大,压强减小,小于瓶内液体上方大气压;
D.洗手液的按压瓶盖使利用大气压工作的,太空舱内也有大气压。
13.(2024八下·辽阳期中)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A”“B”或“C”)
【答案】连通器;C
【知识点】连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于连通器。阀门1、阀门2均打开,C底端管道最窄,水流动最快,压强最小,则水面最低。
故答案为: 连通器 ; C 。
【分析】根据连通器、压强和流速的关系填空
上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
14.(2024九下·白云模拟)如图1所示,甲乙是两根相同的粗细均匀下端开口的长直玻璃管,玻璃管的内部截面积1×10-4m2,两根玻璃管内装有等量的水银且静止,水银柱上方存在气体。(不考虑水银柱与管之间的摩擦)。
(1)此时,甲管内水银柱上方气压 大气压(选填“大于”“等于”或“小于”)。在图2中画出乙管内水银“●”竖直方向上的受力示意图;
(2)图1甲、乙管内的气压分别为p1、p2,则p1 p2(选填“>”“=”或“<”);
(3)若在乙管口下方沿水平方向吹气(气流方向如图3所示),则水银下方的气压将会 (选填“变大”“不变”或“变小”)。你的判断依据是 。所以乙管中的水银柱会 (选填“向上运动”“静止”或“向下运动”)。
【答案】小于;;=;变小;见解析;向下运动
【知识点】力的三要素及力的示意图;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)水银处于静止状态,所以受力平衡,即 甲管内水银柱上方气压 ,自身重力,下方的大气压,所以甲管内水银柱上方空气压力小于大气压力,据知,甲管内水银柱上方气压小于大气压。乙和甲受力相同,作图如下:
(2)甲乙受力情况相同,所以大气压力相等,两玻璃管粗细相同,则它们的内部截面相同,据知,两管内气压相同。
(3)乙管下方沿水平方向吹气,则水银柱压强变小,水银柱向下运动。
综上 第1空、小于 ;第3空、=;第4空、变小;第5空、见解析;第6空、向下运动
【分析】根据受力分析、压强的计算、流速和压强的关系填空
1、受力分析:本题中,银处于静止状态,所以受力平衡,即 甲管内水银柱上方气压 ,自身重力,下方的大气压,
2、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积
3、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力
五、浮力的方向判断易错
15.(2024·黄冈模拟)如图所示,烧杯内水中的小球正在下沉,不计水的阻力,请做出小球所受力的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】小球受到竖直向上的浮力,以小球的重心为作用点,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标上符号F浮;
小球还受到竖直向下的重力,以小球的重心为作用点,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,标上符号G;
因为烧杯内水中的小球正在下沉,所以小球受到的浮力小于重力,即向上的线段较短,向下的线段较长。
【分析】物体下沉:浮力小于重力;
浮力方向:竖直向上;
重力方向:竖直向下。
16.(2022·恩施)用绳系住氢气球,在风力的作用下静止在如图所示的位置。请补全气球受力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力的方向;浮力的示意图
【解析】【解答】氢气球受到重力、浮力、风的推力和绳子的拉力作用下处于静止状态,即处于平衡状态。过氢气球的重心,沿竖直向上画一条带箭头的线条,用符号F浮表示;沿竖直向下浮画一条带箭头的线段,用符号G表示;沿绳子向下画一条带箭头的线段,用符号F绳表示。如图所示
【分析】物体静止,处于平衡状态,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,拉力方向沿绳向下。
六、浮力与物体浸在液体中深度的关系理解易错
17.(2018·重庆模拟)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N,方向为 ;
(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是 N;
(3)比较 两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由ABCD四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与 有关。
【答案】(1)1;竖直向上
(2)0.8
(3)CE(或DE)
(4)物体排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由A和C图可知,物体浸没在水中时受到的浮力是4-3=1N,浮力的方向是竖直向上的;(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力等于物体此时受到的浮力,由A和E图可知,此时的浮力为4-3.2=0.8N;(3)比较CE两幅图可知,液体的密度不同,所受的浮力的大小不同,所以可知浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(4)当未完全浸没时,排开液体的体积在变化,浮力与深度有关;当完全浸没时,排开液体的体积不再变化,浮力与深度就无关了;因此可以说浮力大小是与排开的液体的体积是有关的。
【分析】探究影响浮力大小的因素,先利用称重法测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,重点考查了控制变量法在实际的中具体运用(研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度的关系时,要控制物体排开液体的体积相同;研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同),对常见的错误认识做了澄清.
18.(2024·石家庄模拟)小明所在的物理兴趣小组做了如图所示的关于浮力的探究实验。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)B、C中物体下表面受到水的压强之比为 。
(3)对比图A、C、D可知:浸没在液体中的物体所受的浮力与 无关。
(4)将物体浸没在另一种液体中,如图E所示,则该液体密度为
【拓展】小明思考:既然物体在不同液体中所受的浮力不同,就可以用这套装置来测量液体的密度,于是他将实验装置改装成为一个测量液体密度密度秤。
①密度秤的零刻度应标在 N处。
②若原物块质量、体积、密度分别记为、、,为了增大该密度秤的量程可以 (从下列选项选填序号)。
A.换用更大量程的测力计
B.换用体积为、密度比大的物块
C.换用质量为、密度比小的物块(始终大于)
【答案】(1)1
(2)1:2
(3)浸没深度
(4);4;B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)根据称重法求浮力结合A、D图可得物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉D=4N-3N=1N;
(2)由浮力产生的原因可知,步骤B中物体下表面受到水的压力等于浮力的大小,即FB=F浮B=4N-3.5N=0.5N;
步骤C中物体下表面受到水的压力等于浮力的大小,即FC=F浮C=4N-3N=1N;
根据 可得B、C中物体下表面受到水的压强之比:
(3)由图A、C、D,物体浸没在水中,排开液体的体积相同,浮力大小相同,浮力的大小与物体浸没在液体的深度无关;
(4)由A、D图可知物体浸没在水中受到的浮力:
F浮水=ρ水gV排水=ρ水gV物=1N,
由A、E图可知物体浸没在另一种液体中受到的浮力:
F浮液=ρ液gV物=G-F拉E=4N-3.2N=0.8N,
因物体的体积不变,
故
实验中盐水的密度为:
拓展:①当物体置于空气中,液体密度为零,此时弹簧测力计的示数为4N,所以密度秤的零刻度应标在4N处;
②当物体浸没在最大密度液体中时,浮力为最大,F拉最小,为0N,即F浮最大=G-F拉最小=4N-0N=4N
因为物体浸没在水中和浸没在最大密度液体中的排开液体的体积相等,
即:V排水=V排液=V
根据F浮=ρ液gV排可得:
所以,
即:
A、ρ最大与量程无关,A错;
B、换为体积为V0,密度比ρ0大的物块,根据m=ρV可知,换的物体质量比m0大,B正确;
C、换为体积为V0,密度比ρ0小,根据m=ρV可知,换的物体质量比m0小,ρ最大会变小,C错误。
故答案为:(1)1;(2)1:2;(3)物体浸没在液体的深度;(4)0.8×103;拓展:①4;②B。
【分析】(1)根据称重法求浮力公式F浮=G-F拉求浮力;
(2)由浮力产生的原因可知B、C中物体下表面受到水的压力,再求出物体下表面受到水的压强;
(3)浮力的大小与物体排开液体的体积有关,与浸没在液体中的深度无关;
(4)已得出物体物体浸没在水和另一种液体中受到的浮力,根据阿基米德原理由物体排液体的体积不变求出未知液体的密度;
拓展:物体在空气中,即液体的密度为零;根据物体浸没在水中和浸没在最大密度液体中的V排相等建立等式,可求得最大液体密度;
(5)根据当物体浸没在E中液体时的示数时,其对应的密度值,同时结合零刻度的位置,分析解答分度值大小;
(6)从影响浮力大小和物体重力方面综合考虑。
19.(2024八下·遵义期末)一长为L的细线(无弹性)一端固定在高为3L 的容器底部,另一端固定在边长为L、重为G的正方体下表面,正方体静止在容器底部,如图甲;现缓慢向容器中注水,当细线刚好拉直时,正方体有二分之一体积浸在水中,如图乙;继续注水,直至注满容器,如图丙、请画出细线对正方体拉力F的大小随水面上升高度h变化关系的大致图像 (忽略细线所受浮力和重力)。
【答案】
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】当细线刚好拉直时,正方体有二分之一体积浸在水中,此时拉力为0,浮力等于重力,水的深度为
继续加水,正方体受到的浮力增大,浮力大于重力,细线开始有向下的拉力,且随着水面上升,拉力增大,此时水的深度为
正方体完全浸没时,此时正方体受到的浮力为
根据平衡条件,此时细线上的拉力为
此后正方体受到的浮力不再变化,细线对正方体的拉力也不再变化,大小都为G,故整个过程正方体拉力F的大小随水面上升高度h变化关系的大致图像为
【分析】本题考查的是浮力、重力和拉力之间的关系,以及如何根据这些关系画出拉力随水面上升高度变化的图像。首先,我们需要理解正方体在不同水位时所受的浮力、重力和拉力之间的关系。
七、物体体积与排开液体体积的关系理解易错
20.(2024·花溪模拟)小京洗水果时,发现体积较小的橘子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是
A.橘子的密度小于芒果的密度
B.橘子受到的浮力大于它受到的重力
C.橘子受到的重力小于芒果受到的重力
D.橘子受到的浮力大于芒果受到的浮力
【答案】A,C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.橘子漂浮在水面上,橘子的密度小于水的密度,芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度,所以橘子的密度小于芒果的密度,故A正确;
B.橘子漂浮在水面上,橘子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
CD.由图可知,液体密度相同,橘子排开液体的体积小于芒果排开液体的体积,根据阿基米德原理可得,橘子受到的浮力小于芒果受到的浮力,故D错误;橘子漂浮在水面,橘子受到的浮力等于橘子的重力,芒果沉在水底,芒果受到的浮力小于芒果的重力,所以橘子的重力小于芒果的重力,故C正确;
故答案为AC。
【分析】A.根据浮沉条件,通过比较橘子密度和芒果密度大小;
B.橘子漂浮,浮力等于重力;
CD.根据比较橘子和芒果所受浮力大小,再根据浮沉条件,比较橘子与芒果的重力大小。
21.(2024·从江模拟)如图所示,将重为10N的正方体木块放入装满水的烧杯中,静止后,木块浸入水中的体积占总体积的,则下列判断正确的是( )
A.木块的密度为
B.放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变
C.木块所受浮力大小是10N
D.若要将木块全部浸入水中,需要对木块向下再施加4N的压力
【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、 因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G木,即,则木块的密度:,故A错误;
B、放木块前容器中装满水,放入木块后容器中水仍然是满的,所以水的深度不变,根据p=ρgh可知,放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变,故B正确;
C、因为木块漂浮在水面上,所以木块受到的浮力F浮=G木=10N,故C正确;
D、根据F浮= ρ水gV排可知,浸入水中的体积(即排开液体的体积):,因为,所以,木块全部浸没时受到水的浮力:,因为F'浮=G木+F,所以需施加的压力F=F'浮- G木=16.7N-10N=6.7N,故D错误;
故选:BC。
【分析】(1)根据漂浮条件列等式算出木块的密度;
(2)根据p=ρgh判断出放入木块前后,烧杯底受到水的压强的变化;
(3)由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
(4)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积,然后求出物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到水的浮力,若使物体全部浸入水中而静止,则F浮'=G木+F,即可求压力。
22.(2024九下·莲湖模拟)“我劳动,我快乐!”,如图所示,小明同学在家洗碗,将沉在洗碗池的碗洗干净后放在水面漂浮,洗碗池里的水量不发生变化。若碗沉底时,碗受到的浮力为F1,水对池底的压强为p1,碗漂浮时,碗受到的浮力为F2,水对池底的压强为p2,则如下关系正确的选项是( )
A.F1>F2;p1>p2 B.F1=F2;p1>p2
C.F1<F2;p1<p2 D.F1>F2;p1=p2
【答案】C
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】若碗沉底时,浮力为F1故选C。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于物体的重力,沉底物体的重力大于浮力;液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
八、能力提升
23.(2023·安徽模拟)如图所示,用弹簧测力计向上拉物块A,当弹簧测力计对物块A的拉力为F1(F1≠0)时,物块A对弹簧测力计的拉力为F2,物块A对水平地面的压力为N1(N1≠0),水平地面对物块A的支持力为N2.已知物块A受到的重力为G,则下列分析中正确的是( )
A.拉力F1与F2是一对平衡力
B.压力N1与重力G的大小相等
C.压力N1与支持力N2是一对相互作用力
D.拉力F2与重力G是一对平衡力
【答案】C
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.测力计对物体的拉力F1,物体对测力计的拉力F2,是一对相互作用力,A不符合题意;
B.物体对地面的压力N1与地面对物体的支持力N2是相互作用力,大小相等,B不符合题意;
C.压力N1与支持力N2是力可以反作用力,是一对相互作用力,C符合题意;
D.拉力F2与重力G大小不同,不是平衡力,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】物体间的相互作用力大小相等。
24.(2024八下·南充期末)如图,小红利用台式测力计测量西红柿的重力,下列相关说法正确的是( )
A.测力计受到的压力就是西红柿的重力
B.测力计的示数与测力计受到的压力大小无关
C.要想准确测量西红柿的重力,测力计和西红柿一定要处于平衡状态
D.西红柿对测力计的压力与测力计对西红柿的支持力是一对平衡力
【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.测力计受到的压力施力物体是西红柿,受力物体是测力计,而西红柿所受重力的施力物体是地球,受力物体是西红柿,两个力为不同性质的力,故A错误;
B.用台式测力计测量西红柿的重力,此时测力计受到的压力大小等于西红柿的重力,故B错误;
C.要想准确测量西红柿的重力,测力计和西红柿一定要处于平衡状态,只有这样,西红柿的重力才与测力计受到的压力相等,故C正确;
D.西红柿对测力计的压力与测力计对西红柿的支持力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力,故D错误。
【分析】在探究摩擦力与哪些因素有关的实验中,利用二力平衡条件来测量摩擦力的大小;此题探究摩擦力与重力、压力的关系,所以在探究过程中,要注意控制变量法的应用。
25.(2024九下·汕头模拟)
(1)如图所示,一轮船从闸室驶向下游,这时打开阀门B,使闸室和下游形成一个 .
(2)铁制的轮船能够浮在水面,是因为将其做成 ,增大其所受的浮力;若该轮船的排水量为10万吨,则轮船满载时所受浮力为 N;(g取 10N/kg)
(3)轮船使用的是大功率的柴油机,它的效率比汽油机 ,柴油机工作时除了做功冲程提供动力,其它三个冲程是由飞轮的 来完成。
【答案】(1)连通器
(2)空心;1×109
(3)高;惯性
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)当船从上游驶向下游时,先打开阀门B,此时闸室与下游组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,水面相平时,打开下游闸门,船进入闸室,然后再经过其它过程船驶向上游。
(2)铁制的轮船能够浮在水面,是因为将其做成空心的,就这样可大大增加排水的体积,从而增大可利用的浮力;
轮船满载时受到的浮力:
;
(3)轮船使用的是大功率的柴油机,它的效率比汽油机高,柴油机工作时除了做功冲程提供动力,其它三个冲程是由飞轮的惯性来完成。
故答案为:(1)连通器;(2)空心; 1×109 ;(3)高;惯性。
【分析】(1)根据船闸是利用连通器的原理来工作的,当连通器中的液体不流动时,液面会保持相平,船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,用来调节水面落差,使船通行。
(2)轮船采用了空心法来增大其排开的水量,从而增大浮力;轮船满载时的排水量是指排开水的质量,利用阿基米德原理求轮船满载时受到的浮力。
(3)柴油机的效率比汽油机高;汽油机和柴油机除了做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。
26.(2024九上·青秀月考)水箱是生活中常用的供水工具,如图所示是该模型的示意图,储水箱主要由一个重为10N,底面积是200cm2,高度为32cm(溢水口到桶底)的圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和两个体积相同的实心圆柱体A、B组成,其中圆柱体A、B通过细线1与压力传感开关相连。已知加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,圆柱体B恰好一半浸在水中,此时压力传感器受到细线1竖直向下的拉力达到6.5N,水泵接受到信号从进水口开始向桶内加水,已知实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N,它们的底面积都是50cm2。
(1)水泵向桶内加水前,水桶底部受到水的压强是多少?
(2)B浸入一半时,排开液体的体积是多少?
(3)若细线2长5cm,当加水至细线1对A的拉力为1N时,细线1末端的拉力传感器突然失控,导致A、B平稳下落(不考虑水波动),试求A、B稳定后容器对桌面的压强。
【答案】解:(1)加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,即0.15m,则水桶底部受到水的压强
(2)圆柱体B恰好一半浸在水中,此时压力传感器受到细线1竖直向下的拉力达到6.5N,实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N,则圆柱体B受到浮力
F浮=GA+GB-F拉=2N+7N-6.5N=2.5N
则B浸入一半时,排开液体的体积
(3)当加水至细线1对A的拉力为1N时,A、B受到浮力
F浮1=GA+GB-F拉1=2N+7N-1N=8N
由于B恰好一半浸在水中,受到浮力为2.5N,则B完全浸没,受到浮力为5N,则A受到浮力
F浮3=F浮1-F拉2=8N-5N=3N
则A浸入水中体积
A、B的底面积都是50cm2,则A、B浸入水中的深度
细线2长5cm,则水面上升高度为
5cm+11cm=16cm
加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,底面积是200cm2,则水的体积
则桶内水的质量
则容器对桌面的压力
F压=G桶+GA+GB+G水=10N+2N+7N+5.4kg×10N/kg=73N
则容器对桌面的压强
答:(1)水泵向桶内加水前,水桶底部受到水的压强是1500Pa;
(2)B浸入一半时,排开液体的体积是;
(3)A、B稳定后容器对桌面的压强是3650Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)加水前水箱的水桶内储水高度为0.15m,则根据P=ρgh计算水桶底部受到水的压强
(2)实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N,根据称重法可计算 圆柱体B受到浮力 F浮=GA+GB-F拉,代入数据计算浮力,根据浮力公式计算排开液体的体积
(3)当加水至细线1对A的拉力为1N时,根据称重法A、B受到浮力F浮1=GA+GB-F拉1,代入数据计算此时浮力F浮1,B完全浸没,受到浮力为5N,则A受到浮力为F浮3=F浮1-F拉2,根据浮力公式计算A浸入水中体积,A、B的底面积都是50cm2,所以A、B浸入水中的深度,细线2长5cm,则水面上升高度为16cm。加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,底面积是200cm2,则水的体积,根据密度公式计算桶内水的质量,所以容器的总重力为G==G桶+GA+GB+G水,水桶静止,则容器对桌面的压力F压=G,根据P=F/s计算容器对桌面的压强
27.(2024九下·长春模拟)如图甲,装有水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h;现将物块A放入试管,物块漂浮在试管内的水面上,试管仍漂浮在容器内的水面上,此时试管内水面与容器底部的距离为,如图乙所示,则 h。取走该物块(未沾水、未吸水),将另一个物块B完全浸没在试管的水中,发现试管内水面与容器底部的距离恰好又变为h,如图丙所示。若试管横截面积与容器横截面积之比为,则新放入的物块B密度为 。(容器、试管壁和底的厚度都不计,粗细均匀,水都无溢出)
【答案】>;
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】物块在试管内漂浮,所以F浮1=G物1,设S2表示容器底面积,S1表示试管底面积,h1表示试管底部应再下沉的深度,h2表示因试管下沉容器液面上升的高度,h0表示试管中液体上升的高度,所以得
h1表示试管底部应再下沉的深度,因试管中放入的物块而使试管受到的浮力会增加,即ρ水gh1S1=m物1g得试管在容器中应再排开的水的体积ΔV2=(S2 S1)h2
所以根据阿基米德原理得ΔF浮=G物1即由题意可得h'=h (h1 h2)+h0 h’=h+m物1ρ水S2 S1>h
当放入试管中的另一物块下沉时,H1表示试管底部应再下沉的深度,H0表示试管中液体上升的高度,H2表示因试管下沉容器液面上升的高度,试管内的物体下沉,排开水V1=V物=S1H0
试管在容器中应再排开的水的体积V2=S1 H1因为h'=h,则
又因为试管仍然漂浮,所以新排开的水重等于新加入的物体重,即则
物块的密度此时将代入可得
综上第1空、>;第2空、
【分析】根据浮力、物体沉浮条件、密度公式填空
物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度
浮力的计算:物体漂浮在水面上,所以重力等于浮力,即ρ物gV物=ρ液gV排
密度公式:m=ρv,据此计算,据此计算物体的密度
九、直击中考
28.(2024·河南)如图,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2,下列说法正确的是 ( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为
D.木板对海绵的压强为
【答案】C
【知识点】平衡力的辨别;压强的大小及其计算
【解析】【解答】 A.水杯对木板的压力大小等于水杯受到的重力,但是压力不是重力,故A错误;
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力,二者作用在两个物体上,不是平衡力,故B错误;
C.水杯对木板的压力等于水杯的重力在,则水杯对木板的压强
,
故C正确;
D.木板对海绵的压力等于木板和水杯的总重力在,额木板对海绵的压强为
,故D错误。
故选C。
【分析】 A.压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面;
B.平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上;
CD.根据求出甲对海绵的压强、乙对甲的压强。
29.(2024·哈尔滨) 如图所示的容器是 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中漂浮 ②C919大客机在空中飞行 ③中国空间站绕地球飞行)。
【答案】连通;②
【知识点】连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 如图所示的容器是 连通器, 塞子拔出后 液柱的粗细不同,所以液体流动速度不同,细液柱流速快,压强小,应用 C919大客机在空中飞行
综上第1空、连通;第2空、②
【分析】根据连通器、压强和流速填空
连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸
压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力
30.(2024·广元) 取一个瓶子,装入适量红色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从玻璃管上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上,这样就制成了一个气压计,如图甲。小丽将该气压计从5楼带到1楼的过程中,观察到玻璃管内水面 ;如图乙,她又去掉橡皮塞,待水面静止时,用一支吸管,将管口靠近玻璃管上端,通过吸管向右吹气,观察到玻璃管内水面 。(选填“上升”“不变”或“下降”)
【答案】下降;上升
【知识点】大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如图甲,将气压计从5楼带到1楼时,高度减小,大气压变大,玻璃管处的水面受到的压力变大,水面下降;如图乙,用一支吸管,将管口靠近玻璃管上端,向右吹气,玻璃管上方空气流速大,压强小,水面上升。
【分析】大气压随海拔高度的减小而增大,流体在流速大的地方压强小。
31.(2024·广东) 声音是由物体的 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过 传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 ,如图所示,乘客候车时不应越过安全线。
【答案】振动;空气;小
【知识点】流体压强与流速的关系;声音的产生;声音的传播条件
【解析】【解答】声音是由物体的振动产生的;乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过空气传播到人耳;当列车驶过车站时,安全线以内的地方空气流速增大压强减小,人外侧受到的压强大于内侧受到的压强,人被压向列车,发生交通事故,所以乘客候车时不应越过安全线。
【分析】声音是由物体振动产生的;声音的传播需要介质,固体、液体、气体都能传播声音;流体流速大的位置压强小。
32.(2024·新疆) 如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为,且,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为。求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
【答案】(1)解:空心砖的重力为
答:空心砖的重力为15N;
(2)解:空心砖竖放时对水平地面的压强为
答:空心砖竖放时对水平地面的压强为;
(3)解:设空心砖的长宽高分别为、、,,
压力不变,根据可知①
已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为,则有②
联立①②,解得空心砖的体积为
则空心砖的材料的密度为
答:空心砖的材料的密度为。
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据重力和质量的关系公式即可计算。
(2)根据压力和面积,利用压强的计算公式即可。
(3)根据空心占比算出材料部分体积,再利用质量密度关系计算。
33.(2024·青海) “飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。已知g=10N/kg,,求:
(1)如图甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样品的质量m;
(2)如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力;
(3)该样品的密度ρ;
(4)当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强;
(5)请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。
【答案】(1)解:该样品的质量为
答:如图甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样品的质量为0.42kg;
(2)解:如图乙所示,测力计分度值为0.2N,示数为1.2N。根据称重法,该样品浸没在水中时受到的浮力为
答:如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力为3N;
(3)解:样品的体积为
则该样品的密度为
答:该样品的密度为1.4×103kg/m3;
(4)解:样品上表面所受水的压强为
答:当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强为400Pa;
(5)解:月球基地名字为“飞天”,表达中国人民由来已久的探索太空的梦想。
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据 计算该样品的质量;
(2)根据图片确定弹簧测力计的示数,根据 计算样品浸没时受到的浮力;
(3)根据 计算样品的体积,根据 计算样品的密度;
(4)根据 计算样品上表面受到的液体压强;
(5)根据自己对“飞天”的理解分析解答。
1 / 1【满分备考攻略】中考物理高频考点精练专题12压强和浮力的综合
一、压力等同于重力易错
1.(2024九下·肥西模拟)关于自由放置在水平桌面上的物体对桌面的压力与物体受到的重力之间关系有下列说法,其中正确的是( )
A.压力其实就是重力 B.压力与重力是一对平衡力
C.压力与重力是一对相互作用力 D.此处的压力与重力的大小相等
2.(2024八下·咸丰期中)物理张老师站在粗糙的水平面上,他受到的力有( )
A.重力、压力 B.重力、支持力
C.重力、支持力、摩擦力 D.重力、支持力、摩擦力、压力
3.(2024八下·路北期末)下列关于压力和重力的说法中,正确的是( )
A.压力和重力的方向都是垂直于接触面
B.压力和重力都属于弹力
C.物体对接触面的压力大小一定等于重力大小
D.水平面上的物体对接触面压力大小等于重力大小
二、液体压强,对深度的理解易错
4.(2019·闵行模拟)如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是( )
A.液体密度关系为:ρA<ρB<ρC
B.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大
C.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小
D.三个容器对桌面的压强相等
5.(2024八下·辽阳期中)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有高度、质量均相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
6.(2024八下·杭锦后旗月考)如图所示,甲乙两只完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平.设液体对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
7.(2017·港南模拟)如图所示,水平地面上有底面积为300cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400g、边长为10cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,则物块B此时受到的浮力为 N,若剪断绳子,待物块B静止后水对容器底的压强变化了 Pa.
三、固体压强的计算易错
8.(2024·库尔勒模拟) 如图甲所示,质量分布均匀的实心正方体A、B放置在水平桌面上,分别沿水平方向在A、B的上表面切去一定高度,其剩余部分对桌面的压强p与切去的高度h的关系如图乙所示。现将正方体A、B均沿水平方向切去高度,其剩余部分对桌面的压强相等,若将正方体A切去部分叠放在正方体B剩余部分的上表面,叠放后B对地面的压强为,则和分别为( )
A.7cm和1875Pa B.5cm和3500Pa C.7cm和3500Pa D.5cm和1875Pa
9.(2024·新疆模拟)一密度为ρ、高度为h的长方体物块放在桌面上如图所示,物块对桌面的压强为15ρgh,若从左边将物块竖直切除1/4,剩余部分对桌面的压强为( )
A.1.2ρgh B.1.5ρgh C.1.8ρgh D.2ρgh
10.(2024·惠州模拟) 2023年杭州第19届亚运会,中国举重“梦之队”共拿到5金3银1铜的好成绩,如图为比赛时的照片,下表为某位运动员参赛时的相关数据,g取10N/kg。求:
参赛级别/kg 85 运动员体重/kg 85
抓举举杠高度/m 1.8 杠铃质量/kg 178
抓举举杠用时/s 0.8
(1)该运动员的重力;
(2)若运动员双脚与地面的接触面积约为,该运动员举起杠铃后对地面的压强;
(3)该运动员抓举过程对杠铃所做的功。
四、流体压强与流速的关系判断易错
11.(2018·玉溪模拟)一次探究活动中,小强先在水平桌面上固定两根平行的小棒,接着在小棒上放了间隔一定距离的两个乒乓球,如图所示。然后,他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气,则两乒乓球将 。(选填“靠近”、“远离”或“静止不动”)出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越 。
12.(2024九下·思明模拟)洗手液的按压瓶盖结构如图所示,按压时活塞向下压缩弹簧,储液筒里的液体从瓶口流出;松手后弹簧恢复并推动活塞向上移动,液体“吸”入到储液筒,如此往复,液体不断流出。以下说法正确的是( )
A.按压时,储液筒内液体被大气压出瓶外
B.松手后,瓶内气体将液体压入储液筒
C.按压式瓶盖应用了流体压强与流速关系
D.航天员在太空舱内无法使用这种洗手液瓶盖
13.(2024八下·辽阳期中)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A”“B”或“C”)
14.(2024九下·白云模拟)如图1所示,甲乙是两根相同的粗细均匀下端开口的长直玻璃管,玻璃管的内部截面积1×10-4m2,两根玻璃管内装有等量的水银且静止,水银柱上方存在气体。(不考虑水银柱与管之间的摩擦)。
(1)此时,甲管内水银柱上方气压 大气压(选填“大于”“等于”或“小于”)。在图2中画出乙管内水银“●”竖直方向上的受力示意图;
(2)图1甲、乙管内的气压分别为p1、p2,则p1 p2(选填“>”“=”或“<”);
(3)若在乙管口下方沿水平方向吹气(气流方向如图3所示),则水银下方的气压将会 (选填“变大”“不变”或“变小”)。你的判断依据是 。所以乙管中的水银柱会 (选填“向上运动”“静止”或“向下运动”)。
五、浮力的方向判断易错
15.(2024·黄冈模拟)如图所示,烧杯内水中的小球正在下沉,不计水的阻力,请做出小球所受力的示意图。
16.(2022·恩施)用绳系住氢气球,在风力的作用下静止在如图所示的位置。请补全气球受力的示意图。
六、浮力与物体浸在液体中深度的关系理解易错
17.(2018·重庆模拟)某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N,方向为 ;
(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是 N;
(3)比较 两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由ABCD四个步骤可知,浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关,对此正确的解释是浮力的大小与 有关。
18.(2024·石家庄模拟)小明所在的物理兴趣小组做了如图所示的关于浮力的探究实验。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N。
(2)B、C中物体下表面受到水的压强之比为 。
(3)对比图A、C、D可知:浸没在液体中的物体所受的浮力与 无关。
(4)将物体浸没在另一种液体中,如图E所示,则该液体密度为
【拓展】小明思考:既然物体在不同液体中所受的浮力不同,就可以用这套装置来测量液体的密度,于是他将实验装置改装成为一个测量液体密度密度秤。
①密度秤的零刻度应标在 N处。
②若原物块质量、体积、密度分别记为、、,为了增大该密度秤的量程可以 (从下列选项选填序号)。
A.换用更大量程的测力计
B.换用体积为、密度比大的物块
C.换用质量为、密度比小的物块(始终大于)
19.(2024八下·遵义期末)一长为L的细线(无弹性)一端固定在高为3L 的容器底部,另一端固定在边长为L、重为G的正方体下表面,正方体静止在容器底部,如图甲;现缓慢向容器中注水,当细线刚好拉直时,正方体有二分之一体积浸在水中,如图乙;继续注水,直至注满容器,如图丙、请画出细线对正方体拉力F的大小随水面上升高度h变化关系的大致图像 (忽略细线所受浮力和重力)。
七、物体体积与排开液体体积的关系理解易错
20.(2024·花溪模拟)小京洗水果时,发现体积较小的橘子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是
A.橘子的密度小于芒果的密度
B.橘子受到的浮力大于它受到的重力
C.橘子受到的重力小于芒果受到的重力
D.橘子受到的浮力大于芒果受到的浮力
21.(2024·从江模拟)如图所示,将重为10N的正方体木块放入装满水的烧杯中,静止后,木块浸入水中的体积占总体积的,则下列判断正确的是( )
A.木块的密度为
B.放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变
C.木块所受浮力大小是10N
D.若要将木块全部浸入水中,需要对木块向下再施加4N的压力
22.(2024九下·莲湖模拟)“我劳动,我快乐!”,如图所示,小明同学在家洗碗,将沉在洗碗池的碗洗干净后放在水面漂浮,洗碗池里的水量不发生变化。若碗沉底时,碗受到的浮力为F1,水对池底的压强为p1,碗漂浮时,碗受到的浮力为F2,水对池底的压强为p2,则如下关系正确的选项是( )
A.F1>F2;p1>p2 B.F1=F2;p1>p2
C.F1<F2;p1<p2 D.F1>F2;p1=p2
八、能力提升
23.(2023·安徽模拟)如图所示,用弹簧测力计向上拉物块A,当弹簧测力计对物块A的拉力为F1(F1≠0)时,物块A对弹簧测力计的拉力为F2,物块A对水平地面的压力为N1(N1≠0),水平地面对物块A的支持力为N2.已知物块A受到的重力为G,则下列分析中正确的是( )
A.拉力F1与F2是一对平衡力
B.压力N1与重力G的大小相等
C.压力N1与支持力N2是一对相互作用力
D.拉力F2与重力G是一对平衡力
24.(2024八下·南充期末)如图,小红利用台式测力计测量西红柿的重力,下列相关说法正确的是( )
A.测力计受到的压力就是西红柿的重力
B.测力计的示数与测力计受到的压力大小无关
C.要想准确测量西红柿的重力,测力计和西红柿一定要处于平衡状态
D.西红柿对测力计的压力与测力计对西红柿的支持力是一对平衡力
25.(2024九下·汕头模拟)
(1)如图所示,一轮船从闸室驶向下游,这时打开阀门B,使闸室和下游形成一个 .
(2)铁制的轮船能够浮在水面,是因为将其做成 ,增大其所受的浮力;若该轮船的排水量为10万吨,则轮船满载时所受浮力为 N;(g取 10N/kg)
(3)轮船使用的是大功率的柴油机,它的效率比汽油机 ,柴油机工作时除了做功冲程提供动力,其它三个冲程是由飞轮的 来完成。
26.(2024九上·青秀月考)水箱是生活中常用的供水工具,如图所示是该模型的示意图,储水箱主要由一个重为10N,底面积是200cm2,高度为32cm(溢水口到桶底)的圆柱形金属水桶、一个压力传感开关和两个体积相同的实心圆柱体A、B组成,其中圆柱体A、B通过细线1与压力传感开关相连。已知加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,圆柱体B恰好一半浸在水中,此时压力传感器受到细线1竖直向下的拉力达到6.5N,水泵接受到信号从进水口开始向桶内加水,已知实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N,它们的底面积都是50cm2。
(1)水泵向桶内加水前,水桶底部受到水的压强是多少?
(2)B浸入一半时,排开液体的体积是多少?
(3)若细线2长5cm,当加水至细线1对A的拉力为1N时,细线1末端的拉力传感器突然失控,导致A、B平稳下落(不考虑水波动),试求A、B稳定后容器对桌面的压强。
27.(2024九下·长春模拟)如图甲,装有水的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h;现将物块A放入试管,物块漂浮在试管内的水面上,试管仍漂浮在容器内的水面上,此时试管内水面与容器底部的距离为,如图乙所示,则 h。取走该物块(未沾水、未吸水),将另一个物块B完全浸没在试管的水中,发现试管内水面与容器底部的距离恰好又变为h,如图丙所示。若试管横截面积与容器横截面积之比为,则新放入的物块B密度为 。(容器、试管壁和底的厚度都不计,粗细均匀,水都无溢出)
九、直击中考
28.(2024·河南)如图,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2,下列说法正确的是 ( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为
D.木板对海绵的压强为
29.(2024·哈尔滨) 如图所示的容器是 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中漂浮 ②C919大客机在空中飞行 ③中国空间站绕地球飞行)。
30.(2024·广元) 取一个瓶子,装入适量红色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从玻璃管上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上,这样就制成了一个气压计,如图甲。小丽将该气压计从5楼带到1楼的过程中,观察到玻璃管内水面 ;如图乙,她又去掉橡皮塞,待水面静止时,用一支吸管,将管口靠近玻璃管上端,通过吸管向右吹气,观察到玻璃管内水面 。(选填“上升”“不变”或“下降”)
31.(2024·广东) 声音是由物体的 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过 传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 ,如图所示,乘客候车时不应越过安全线。
32.(2024·新疆) 如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为,且,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为。求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
33.(2024·青海) “飞天”兴趣小组在模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。已知g=10N/kg,,求:
(1)如图甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样品的质量m;
(2)如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力;
(3)该样品的密度ρ;
(4)当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强;
(5)请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】平衡力的辨别;压力及重力与压力的区别
2.【答案】B
【知识点】弹力;重力及其大小的计算;摩擦力产生的条件
3.【答案】D
【知识点】力作用的相互性;弹力;二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.重力竖直向下,即垂直于水平面,但不一定垂直于接触面,故A错误;
B.弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力,重力不是弹力。故B错误;
C.物体放在水平面上,且没有其他外力作用时,物体对接触面的压力大小才等于重力大小。故C错误;
D.物体放在水平面上时,物体受到的重力等于对接触面的压力大小,故D正确。
故选D。
【分析】压力是垂直作用在物体表面上的力,压力是由于物体的形变而产生的;重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力。
4.【答案】D
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】根据ρ= 可知,质量相等的不同物质,体积越大,密度越小,由图可知,VA<VB<VC,故ρA>ρB>ρC.A不符合题意;
A、B、C三个容器中,A中液体对容器底部的压力大于自身的重力;B中液体对容器底部的压力等于自身的重力;C中液体对容器底部的压力小于自身的重力;
根据公式p= 可知,三个容器底面积相同,液体对A容器底部的压强最大,对B容器底部的压强次之,对C容器底部的压强最小;B不符合题意;
三个容器的重力相等,液体的质量相等,则重力相等,容器放在水平桌面上对水平桌面的压力相同,又底面积相等,根据公式p= 可知,三个容器对桌面的压强相等.C不符合题意,D符合题意.
故答案为:D.
【分析】结合图像,根据密度公式ρ= 可知密度大小关系;A容器上窄下宽,液体对容器底部的压力大于自身的重力;B容器形状上下一样,液体对容器底部的压力等于自身的重力;C容器上宽下窄,液体对容器底部的压力小于自身的重力;底面积相等,根据公式p= 可求液体对容器底部的压强;根据公式p=p= 可求容器对桌面的压强.
5.【答案】B
【知识点】密度公式及其应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】据题可知V甲>V乙,液体的质量相同由可知,ρ甲<ρ乙;根据公式可知,p甲<p乙。
故答案为:B。
【分析】根据密度的计算、压强的计算判识选项
先根据质量和体积的关系,利用密度公式比较两种液体的密度大小,然后根据分析液体对容器底部压强的大小关系。
6.【答案】A
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】由图可知:乙管倾斜,乙管中所装的液体体积比较大,两管中所装的液体质量是相等的m甲=m乙,根据密度的计算公式ρ=,得ρ甲>ρ乙.由于两试管液面相平,即液体的深度是相同的,根据液体压强p=ρgh可知:p甲>p乙,A符合题意。
故选A.
【分析】根据,质量相同时,体积越大,液体密度越小;根据p=ρgh,分析液体压强大小。
7.【答案】10;200
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算
【解析】【解答】解:(1)木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
物块B受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;(2)物块B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,
剪断绳子,待物块B静止后漂浮,F浮′=G=4N;
由F浮=ρ液gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:
V排′= = =4×10﹣4m3;
液面下降的深度为:
△h= = =0.02m;
水对容器底的压强变化量:
△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.
故答案为:10;200.
【分析】(1)物块浸没在水中,求出木块的体积,即排开水的体积,利用F浮=ρ水gV排计算物块受到的浮力;(2)利用G=mg求出物块的重力,剪断绳子,待物块B静止后漂浮,可求此时物块受到的浮力;根据F浮=ρ液gV排得出此时物块排开水的体积,根据V排的变化得出水深度的变化,从而可得压强的变化.
8.【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【解答】 (1)由图可知,开始时A对水平桌面的压强pA=3000Pa,高度hA=10cm=0.1m,
由可得A的密度:
;
开始时B对水平桌面的压强pB=2000Pa,高度hB=20cm=0.2m,
由可得B的密度:
;
(2)当切去的高度均为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强相等,p甲'=p乙',
由p=ρgh得:ρAg(hA-h0)=ρBg(hB-h0),
即:3×103kg/m3×10N/kg×(0.1m-h0)=1×103kg/m3×10N/kg×(0.2m-h0),
解得h0=0.05m。
(3)已知A、B是正方体,则A的底面积SA=(0.1m)2=0.01m2,B的底面积SB=(0.2m)2=0.04m2,
B切去部分的质量为:mB切=ρBVB切=ρBSBh0=1×103kg/m3×0.04m2×0.05m=2kg,
B剩余部分的质量为:mB=ρBVB=ρBSB(h-h0)=1×103kg/m3×0.04m2×0.15m=6kg,
A切去的高度为h0=0.05m时,其剩余部分的高度为hA'=0.1m-0.05m=0.05m,
则A切除部分的质量为:mA=ρAVA=ρASAhA'=3×103kg/m3×0.01m2×0.05m=1.5kg,
AB对地面的压力为F=(m+m)g=(6kg+1.5kg)×10N/kg=75N
此时对地面的压强为
故答案为:D。
【分析】 (1)当切去的高度均为h0时,圆柱体甲、乙剩余部分对桌面的压强相等,即p甲'=p乙',据此列出等式可求得h0。
(2)已知A、B是正方体,由二者的高度关系可知其面积关系,根据密度公式得出B切去部分的质量和A剩余部分质量,根据p=ρgh可得求叠放后A对地面的压强。
9.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】物体的底面积为S,物体与桌面的接触面积是S',如图所示,物块对桌面的压强为:
,
则S=1.5S';从左边将物块竖直切除,剩余部分的底面积为,
剩余部分桌面的接触面积为:,
剩余部分对桌面的压强:,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】设物体的底面积为S,与桌面的接触面积是S',根据,计算接触面积和总面积的关系;根据切除的部分,计算剩余的压力和面积,利用,计算压强。
10.【答案】(1)解:据题可知运动员质量为85kg,根据重力公式计算G=mg=85kg×10N/kg=850N
(2)解:运动员重力与杠铃重力之和等于压力,G=850N+1780N=2630N,受力面积为0.04m2,根据公式P=F/S=1028N/0.04m2=65750Pa
(3)解:根据题目可知杠铃重力为1780N,h=1.8m,W=Gh=1780N×1.8m=3204J
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】1)据题可知运动员质量为85kg,根据G=mg计算 运动员的重力;
2)运动员重力与杠铃重力之和等于压力,受力面积为0.04m2,根据P=F/S计算 举起杠铃后对地面的压强
3)根据题目可知杠铃重力为1780N,h=1.8m,W=Gh据此计算 该运动员抓举过程对杠铃所做的功
11.【答案】靠近;小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】当向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,根据流体压强跟流速的关系知道,乒乓球外侧大气压不变,但乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢。出现这种现象的原因是:流体中流速越大的地方,压强越小。
故答案为:靠近;小.
【分析】流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大.
12.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】AC.按压时由于储液筒内液体被压缩,导致压强增大而使得液体流出,故AC错误;
B.松手后储液筒内部体积增大,压强减小,瓶内液体上方的气体与大气压相通,液体在大气压的作用下上升,故B正确;
D.太空舱内也有大气压, 洗手液的按压瓶盖使利用大气压工作的,因而航天员在太空舱内可以使用这种洗手液瓶盖,故D错误。
故选B。
【分析】AC.按压时由于储液筒内液体被压缩,导致压强增大而使得液体流出;
B.松手后储液筒内部体积增大,压强减小,小于瓶内液体上方大气压;
D.洗手液的按压瓶盖使利用大气压工作的,太空舱内也有大气压。
13.【答案】连通器;C
【知识点】连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于连通器。阀门1、阀门2均打开,C底端管道最窄,水流动最快,压强最小,则水面最低。
故答案为: 连通器 ; C 。
【分析】根据连通器、压强和流速的关系填空
上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
14.【答案】小于;;=;变小;见解析;向下运动
【知识点】力的三要素及力的示意图;大气压的综合应用;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】(1)水银处于静止状态,所以受力平衡,即 甲管内水银柱上方气压 ,自身重力,下方的大气压,所以甲管内水银柱上方空气压力小于大气压力,据知,甲管内水银柱上方气压小于大气压。乙和甲受力相同,作图如下:
(2)甲乙受力情况相同,所以大气压力相等,两玻璃管粗细相同,则它们的内部截面相同,据知,两管内气压相同。
(3)乙管下方沿水平方向吹气,则水银柱压强变小,水银柱向下运动。
综上 第1空、小于 ;第3空、=;第4空、变小;第5空、见解析;第6空、向下运动
【分析】根据受力分析、压强的计算、流速和压强的关系填空
1、受力分析:本题中,银处于静止状态,所以受力平衡,即 甲管内水银柱上方气压 ,自身重力,下方的大气压,
2、压强的计算公式:P=F/S,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积
3、压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力
15.【答案】
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】小球受到竖直向上的浮力,以小球的重心为作用点,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标上符号F浮;
小球还受到竖直向下的重力,以小球的重心为作用点,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,标上符号G;
因为烧杯内水中的小球正在下沉,所以小球受到的浮力小于重力,即向上的线段较短,向下的线段较长。
【分析】物体下沉:浮力小于重力;
浮力方向:竖直向上;
重力方向:竖直向下。
16.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力的方向;浮力的示意图
【解析】【解答】氢气球受到重力、浮力、风的推力和绳子的拉力作用下处于静止状态,即处于平衡状态。过氢气球的重心,沿竖直向上画一条带箭头的线条,用符号F浮表示;沿竖直向下浮画一条带箭头的线段,用符号G表示;沿绳子向下画一条带箭头的线段,用符号F绳表示。如图所示
【分析】物体静止,处于平衡状态,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,拉力方向沿绳向下。
17.【答案】(1)1;竖直向上
(2)0.8
(3)CE(或DE)
(4)物体排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由A和C图可知,物体浸没在水中时受到的浮力是4-3=1N,浮力的方向是竖直向上的;(2)物体浸没在酒精中时排开酒精的重力等于物体此时受到的浮力,由A和E图可知,此时的浮力为4-3.2=0.8N;(3)比较CE两幅图可知,液体的密度不同,所受的浮力的大小不同,所以可知浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(4)当未完全浸没时,排开液体的体积在变化,浮力与深度有关;当完全浸没时,排开液体的体积不再变化,浮力与深度就无关了;因此可以说浮力大小是与排开的液体的体积是有关的。
【分析】探究影响浮力大小的因素,先利用称重法测出物体浸在液体中受到的浮力,再测出物体排开液体的重力,重点考查了控制变量法在实际的中具体运用(研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度的关系时,要控制物体排开液体的体积相同;研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同),对常见的错误认识做了澄清.
18.【答案】(1)1
(2)1:2
(3)浸没深度
(4);4;B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】 (1)根据称重法求浮力结合A、D图可得物体浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F拉D=4N-3N=1N;
(2)由浮力产生的原因可知,步骤B中物体下表面受到水的压力等于浮力的大小,即FB=F浮B=4N-3.5N=0.5N;
步骤C中物体下表面受到水的压力等于浮力的大小,即FC=F浮C=4N-3N=1N;
根据 可得B、C中物体下表面受到水的压强之比:
(3)由图A、C、D,物体浸没在水中,排开液体的体积相同,浮力大小相同,浮力的大小与物体浸没在液体的深度无关;
(4)由A、D图可知物体浸没在水中受到的浮力:
F浮水=ρ水gV排水=ρ水gV物=1N,
由A、E图可知物体浸没在另一种液体中受到的浮力:
F浮液=ρ液gV物=G-F拉E=4N-3.2N=0.8N,
因物体的体积不变,
故
实验中盐水的密度为:
拓展:①当物体置于空气中,液体密度为零,此时弹簧测力计的示数为4N,所以密度秤的零刻度应标在4N处;
②当物体浸没在最大密度液体中时,浮力为最大,F拉最小,为0N,即F浮最大=G-F拉最小=4N-0N=4N
因为物体浸没在水中和浸没在最大密度液体中的排开液体的体积相等,
即:V排水=V排液=V
根据F浮=ρ液gV排可得:
所以,
即:
A、ρ最大与量程无关,A错;
B、换为体积为V0,密度比ρ0大的物块,根据m=ρV可知,换的物体质量比m0大,B正确;
C、换为体积为V0,密度比ρ0小,根据m=ρV可知,换的物体质量比m0小,ρ最大会变小,C错误。
故答案为:(1)1;(2)1:2;(3)物体浸没在液体的深度;(4)0.8×103;拓展:①4;②B。
【分析】(1)根据称重法求浮力公式F浮=G-F拉求浮力;
(2)由浮力产生的原因可知B、C中物体下表面受到水的压力,再求出物体下表面受到水的压强;
(3)浮力的大小与物体排开液体的体积有关,与浸没在液体中的深度无关;
(4)已得出物体物体浸没在水和另一种液体中受到的浮力,根据阿基米德原理由物体排液体的体积不变求出未知液体的密度;
拓展:物体在空气中,即液体的密度为零;根据物体浸没在水中和浸没在最大密度液体中的V排相等建立等式,可求得最大液体密度;
(5)根据当物体浸没在E中液体时的示数时,其对应的密度值,同时结合零刻度的位置,分析解答分度值大小;
(6)从影响浮力大小和物体重力方面综合考虑。
19.【答案】
【知识点】二力平衡的条件及其应用;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】当细线刚好拉直时,正方体有二分之一体积浸在水中,此时拉力为0,浮力等于重力,水的深度为
继续加水,正方体受到的浮力增大,浮力大于重力,细线开始有向下的拉力,且随着水面上升,拉力增大,此时水的深度为
正方体完全浸没时,此时正方体受到的浮力为
根据平衡条件,此时细线上的拉力为
此后正方体受到的浮力不再变化,细线对正方体的拉力也不再变化,大小都为G,故整个过程正方体拉力F的大小随水面上升高度h变化关系的大致图像为
【分析】本题考查的是浮力、重力和拉力之间的关系,以及如何根据这些关系画出拉力随水面上升高度变化的图像。首先,我们需要理解正方体在不同水位时所受的浮力、重力和拉力之间的关系。
20.【答案】A,C
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.橘子漂浮在水面上,橘子的密度小于水的密度,芒果沉在水底,芒果的密度大于水的密度,所以橘子的密度小于芒果的密度,故A正确;
B.橘子漂浮在水面上,橘子受到的浮力等于它受到的重力,故B错误;
CD.由图可知,液体密度相同,橘子排开液体的体积小于芒果排开液体的体积,根据阿基米德原理可得,橘子受到的浮力小于芒果受到的浮力,故D错误;橘子漂浮在水面,橘子受到的浮力等于橘子的重力,芒果沉在水底,芒果受到的浮力小于芒果的重力,所以橘子的重力小于芒果的重力,故C正确;
故答案为AC。
【分析】A.根据浮沉条件,通过比较橘子密度和芒果密度大小;
B.橘子漂浮,浮力等于重力;
CD.根据比较橘子和芒果所受浮力大小,再根据浮沉条件,比较橘子与芒果的重力大小。
21.【答案】B,C
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【解答】A、 因为木块漂浮在水面上,所以F浮=G木,即,则木块的密度:,故A错误;
B、放木块前容器中装满水,放入木块后容器中水仍然是满的,所以水的深度不变,根据p=ρgh可知,放入木块前后,烧杯底受到水的压强不变,故B正确;
C、因为木块漂浮在水面上,所以木块受到的浮力F浮=G木=10N,故C正确;
D、根据F浮= ρ水gV排可知,浸入水中的体积(即排开液体的体积):,因为,所以,木块全部浸没时受到水的浮力:,因为F'浮=G木+F,所以需施加的压力F=F'浮- G木=16.7N-10N=6.7N,故D错误;
故选:BC。
【分析】(1)根据漂浮条件列等式算出木块的密度;
(2)根据p=ρgh判断出放入木块前后,烧杯底受到水的压强的变化;
(3)由题意可知,木块漂浮在水面上,根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力;
(4)根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积,然后求出物体的体积,利用阿基米德原理求物体受到水的浮力,若使物体全部浸入水中而静止,则F浮'=G木+F,即可求压力。
22.【答案】C
【知识点】浮力的利用
【解析】【解答】若碗沉底时,浮力为F1故选C。
【分析】漂浮物体受到的浮力等于物体的重力,沉底物体的重力大于浮力;液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
23.【答案】C
【知识点】力作用的相互性;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.测力计对物体的拉力F1,物体对测力计的拉力F2,是一对相互作用力,A不符合题意;
B.物体对地面的压力N1与地面对物体的支持力N2是相互作用力,大小相等,B不符合题意;
C.压力N1与支持力N2是力可以反作用力,是一对相互作用力,C符合题意;
D.拉力F2与重力G大小不同,不是平衡力,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】物体间的相互作用力大小相等。
24.【答案】C
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.测力计受到的压力施力物体是西红柿,受力物体是测力计,而西红柿所受重力的施力物体是地球,受力物体是西红柿,两个力为不同性质的力,故A错误;
B.用台式测力计测量西红柿的重力,此时测力计受到的压力大小等于西红柿的重力,故B错误;
C.要想准确测量西红柿的重力,测力计和西红柿一定要处于平衡状态,只有这样,西红柿的重力才与测力计受到的压力相等,故C正确;
D.西红柿对测力计的压力与测力计对西红柿的支持力是作用在不同物体上的两个力,不是一对平衡力,故D错误。
【分析】在探究摩擦力与哪些因素有关的实验中,利用二力平衡条件来测量摩擦力的大小;此题探究摩擦力与重力、压力的关系,所以在探究过程中,要注意控制变量法的应用。
25.【答案】(1)连通器
(2)空心;1×109
(3)高;惯性
【知识点】浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)当船从上游驶向下游时,先打开阀门B,此时闸室与下游组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,水面相平时,打开下游闸门,船进入闸室,然后再经过其它过程船驶向上游。
(2)铁制的轮船能够浮在水面,是因为将其做成空心的,就这样可大大增加排水的体积,从而增大可利用的浮力;
轮船满载时受到的浮力:
;
(3)轮船使用的是大功率的柴油机,它的效率比汽油机高,柴油机工作时除了做功冲程提供动力,其它三个冲程是由飞轮的惯性来完成。
故答案为:(1)连通器;(2)空心; 1×109 ;(3)高;惯性。
【分析】(1)根据船闸是利用连通器的原理来工作的,当连通器中的液体不流动时,液面会保持相平,船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,用来调节水面落差,使船通行。
(2)轮船采用了空心法来增大其排开的水量,从而增大浮力;轮船满载时的排水量是指排开水的质量,利用阿基米德原理求轮船满载时受到的浮力。
(3)柴油机的效率比汽油机高;汽油机和柴油机除了做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。
26.【答案】解:(1)加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,即0.15m,则水桶底部受到水的压强
(2)圆柱体B恰好一半浸在水中,此时压力传感器受到细线1竖直向下的拉力达到6.5N,实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N,则圆柱体B受到浮力
F浮=GA+GB-F拉=2N+7N-6.5N=2.5N
则B浸入一半时,排开液体的体积
(3)当加水至细线1对A的拉力为1N时,A、B受到浮力
F浮1=GA+GB-F拉1=2N+7N-1N=8N
由于B恰好一半浸在水中,受到浮力为2.5N,则B完全浸没,受到浮力为5N,则A受到浮力
F浮3=F浮1-F拉2=8N-5N=3N
则A浸入水中体积
A、B的底面积都是50cm2,则A、B浸入水中的深度
细线2长5cm,则水面上升高度为
5cm+11cm=16cm
加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,底面积是200cm2,则水的体积
则桶内水的质量
则容器对桌面的压力
F压=G桶+GA+GB+G水=10N+2N+7N+5.4kg×10N/kg=73N
则容器对桌面的压强
答:(1)水泵向桶内加水前,水桶底部受到水的压强是1500Pa;
(2)B浸入一半时,排开液体的体积是;
(3)A、B稳定后容器对桌面的压强是3650Pa。
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)加水前水箱的水桶内储水高度为0.15m,则根据P=ρgh计算水桶底部受到水的压强
(2)实心圆柱体A、B的重力分别为GA=2N、GB=7N,根据称重法可计算 圆柱体B受到浮力 F浮=GA+GB-F拉,代入数据计算浮力,根据浮力公式计算排开液体的体积
(3)当加水至细线1对A的拉力为1N时,根据称重法A、B受到浮力F浮1=GA+GB-F拉1,代入数据计算此时浮力F浮1,B完全浸没,受到浮力为5N,则A受到浮力为F浮3=F浮1-F拉2,根据浮力公式计算A浸入水中体积,A、B的底面积都是50cm2,所以A、B浸入水中的深度,细线2长5cm,则水面上升高度为16cm。加水前水箱的水桶内储水高度为15cm,底面积是200cm2,则水的体积,根据密度公式计算桶内水的质量,所以容器的总重力为G==G桶+GA+GB+G水,水桶静止,则容器对桌面的压力F压=G,根据P=F/s计算容器对桌面的压强
27.【答案】>;
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】物块在试管内漂浮,所以F浮1=G物1,设S2表示容器底面积,S1表示试管底面积,h1表示试管底部应再下沉的深度,h2表示因试管下沉容器液面上升的高度,h0表示试管中液体上升的高度,所以得
h1表示试管底部应再下沉的深度,因试管中放入的物块而使试管受到的浮力会增加,即ρ水gh1S1=m物1g得试管在容器中应再排开的水的体积ΔV2=(S2 S1)h2
所以根据阿基米德原理得ΔF浮=G物1即由题意可得h'=h (h1 h2)+h0 h’=h+m物1ρ水S2 S1>h
当放入试管中的另一物块下沉时,H1表示试管底部应再下沉的深度,H0表示试管中液体上升的高度,H2表示因试管下沉容器液面上升的高度,试管内的物体下沉,排开水V1=V物=S1H0
试管在容器中应再排开的水的体积V2=S1 H1因为h'=h,则
又因为试管仍然漂浮,所以新排开的水重等于新加入的物体重,即则
物块的密度此时将代入可得
综上第1空、>;第2空、
【分析】根据浮力、物体沉浮条件、密度公式填空
物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度
浮力的计算:物体漂浮在水面上,所以重力等于浮力,即ρ物gV物=ρ液gV排
密度公式:m=ρv,据此计算,据此计算物体的密度
28.【答案】C
【知识点】平衡力的辨别;压强的大小及其计算
【解析】【解答】 A.水杯对木板的压力大小等于水杯受到的重力,但是压力不是重力,故A错误;
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力,二者作用在两个物体上,不是平衡力,故B错误;
C.水杯对木板的压力等于水杯的重力在,则水杯对木板的压强
,
故C正确;
D.木板对海绵的压力等于木板和水杯的总重力在,额木板对海绵的压强为
,故D错误。
故选C。
【分析】 A.压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面;
B.平衡力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一物体和同一直线上;
CD.根据求出甲对海绵的压强、乙对甲的压强。
29.【答案】连通;②
【知识点】连通器原理;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 如图所示的容器是 连通器, 塞子拔出后 液柱的粗细不同,所以液体流动速度不同,细液柱流速快,压强小,应用 C919大客机在空中飞行
综上第1空、连通;第2空、②
【分析】根据连通器、压强和流速填空
连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸
压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力
30.【答案】下降;上升
【知识点】大气压强与高度的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】如图甲,将气压计从5楼带到1楼时,高度减小,大气压变大,玻璃管处的水面受到的压力变大,水面下降;如图乙,用一支吸管,将管口靠近玻璃管上端,向右吹气,玻璃管上方空气流速大,压强小,水面上升。
【分析】大气压随海拔高度的减小而增大,流体在流速大的地方压强小。
31.【答案】振动;空气;小
【知识点】流体压强与流速的关系;声音的产生;声音的传播条件
【解析】【解答】声音是由物体的振动产生的;乘客听到列车即将进站的广播声,广播声通过空气传播到人耳;当列车驶过车站时,安全线以内的地方空气流速增大压强减小,人外侧受到的压强大于内侧受到的压强,人被压向列车,发生交通事故,所以乘客候车时不应越过安全线。
【分析】声音是由物体振动产生的;声音的传播需要介质,固体、液体、气体都能传播声音;流体流速大的位置压强小。
32.【答案】(1)解:空心砖的重力为
答:空心砖的重力为15N;
(2)解:空心砖竖放时对水平地面的压强为
答:空心砖竖放时对水平地面的压强为;
(3)解:设空心砖的长宽高分别为、、,,
压力不变,根据可知①
已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为,则有②
联立①②,解得空心砖的体积为
则空心砖的材料的密度为
答:空心砖的材料的密度为。
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)根据重力和质量的关系公式即可计算。
(2)根据压力和面积,利用压强的计算公式即可。
(3)根据空心占比算出材料部分体积,再利用质量密度关系计算。
33.【答案】(1)解:该样品的质量为
答:如图甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样品的质量为0.42kg;
(2)解:如图乙所示,测力计分度值为0.2N,示数为1.2N。根据称重法,该样品浸没在水中时受到的浮力为
答:如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力为3N;
(3)解:样品的体积为
则该样品的密度为
答:该样品的密度为1.4×103kg/m3;
(4)解:样品上表面所受水的压强为
答:当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强为400Pa;
(5)解:月球基地名字为“飞天”,表达中国人民由来已久的探索太空的梦想。
【知识点】液体压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)根据 计算该样品的质量;
(2)根据图片确定弹簧测力计的示数,根据 计算样品浸没时受到的浮力;
(3)根据 计算样品的体积,根据 计算样品的密度;
(4)根据 计算样品上表面受到的液体压强;
(5)根据自己对“飞天”的理解分析解答。
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