【精品解析】江苏省初中物理中考真题专项复习-运动力学:压强和浮力

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名称 【精品解析】江苏省初中物理中考真题专项复习-运动力学:压强和浮力
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科目 物理
更新时间 2025-12-24 11:56:06

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江苏省初中物理中考真题专项复习-运动力学:压强和浮力
一、选择题
1.(2025·南京)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底.下列说法正确的是
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
【答案】D
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、甲漂浮,所以甲液体的密度大于鸡蛋,乙沉底,所以乙液体的密度小于鸡蛋,故A错误;
B、甲漂浮所以甲受到的浮力等于鸡蛋的重力等于排开液体的重力,乙沉底,所以乙中鸡蛋受到的浮力小于重力,所以排开液体的重力小于鸡蛋重力,故甲溢出液体重力大,结合G=mg可知,甲溢出的质量大,故B错误;
C、甲乙杯子液体深度相同,甲液体密度大,根据P=ρgh可知,甲杯子底部受到液体的压强大,故C错误;
D、由C分析可知,甲杯子底部受到液体压强大,鸡蛋和杯子的种类相同,甲乙杯子的底面积大,根据F=Ps可知甲对地面的压力大,乙对水平地面的压力小,故D正确。
综上选D。
【分析】 本题可根据物体的浮沉条件判断液体密度关系,再结合阿基米德原理判断溢出液体质量关系,利用液体压强公式判断杯底受到的液体压强关系,最后根据整体受力分析判断杯子对水平地面的压力关系。
2.(2025·南通)《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中减小压强的工具是(  )
A.锋利的锄头
B.重重的碾子
C.宽宽的扁担
D.尖尖的凿子
【答案】C
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】AD、锋利的锄头, 尖尖的凿子可以 减小受力面积,增加压强,故AD错误;
B、 重重的碾子 ,增加压力,增加压强,故B错误;
C、宽扁担增加受力面积,减小压强,故C正确。
综上选C。
【分析】压强的计算公式:,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.(2025·扬州)今年1--5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低.如图,水位尺上 P 点较去年同期
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】AB、由于降雨少,水位尺显示水位低,则P点在水中的深度较小,故AB不符合题意;
CD、根据p=ρgh,水的密度一定,P点深度较小,则受到的液体压强小,C符合题意,D不符合题意。
故选C。
【分析】降水少,水位尺在水中的深度小;根据p=ρgh,水的深度越小,压强小。
4.(2025·常州)如图所示为女性常用来夹头发的鲨鱼夹,由坚硬的材料制成齿状。由于发生多起因不慎向后摔倒,鲨鱼夹硬齿刺伤后脑的事件,鲨鱼夹被认为有安全隐患。下列事例中,与鲨鱼夹硬齿伤人的主要原理相同的是(  )
A.压路机的碾子很重 B.轻装过冰面
C.斧头的刃很薄 D.骆驼的脚掌很宽大
【答案】C
【知识点】摩擦力的大小;增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】 鲨鱼夹硬齿伤人 ,主要是由于鲨鱼夹硬尺受力面积小,所以相同压力下,压强大;
A、 压路机的碾子很重,是通过增大压力来增大压强 ,故A错误;
B、 轻装过冰面,是通过减小压力来减小压强 ,故B错误;
C、 斧头的刃很薄 , 是通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D、 骆驼的脚掌很宽大 , 通过减小受力面积来增大压强 ,故D错误。
综上选C。
【分析】 本题核心是理解压强的影响因素(压力和受力面积),并能区分“增大压力”与“减小受力面积”这两种增大压强的方式。
5.(2025·徐州)如图所示,在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,纸不会掉下来,主要是由于纸受到(  )
A.大气压力 B.水的压力 C.分子引力 D.重力
【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 当瓶子倒置时,瓶内水会占据一定空间,导致瓶内气压低于外界大气压; 外界大气对纸张产生向上的压力;同时,纸张自身重力较小,水对纸张的压力方向向下但不足以克服大气向上的压力,因此纸张不会掉下来。 故A正确,BCD错误。
综上选A。
【分析】 要解决该问题,需结合大气压强的原理分析纸张受力情况。当瓶子倒置时,瓶内水会占据一定空间,导致瓶内气压低于外界大气压;纸张受到外界大气压向上的压力,同时自身重力、水的压力等因素也会影响,需判断哪个因素是主要使纸不掉落的原因。
6.(2025·淮安)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是 (  )
A.A受到的浮力大于 B 受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、两物体相同,所以重力相同,两物漂浮在水面上所以浮力等于重力,故AB受到的浮力相同,故A错误;
B、根据浮力公式可知,两物浮力相同,B排开液体的体积大,所以乙液体密度小,故B正确;
C、B排开液体较大,最终状态甲乙深度相同,所以原来乙液体的体积小,乙液体密度小,根据重力公式计算可知G=ρgv可知,乙液体的重力小,相同容器,相同物体,所以乙容器总重力较小,根据压强计算可知,乙对地面的压强小,故C错误;
D、两柱形容器,液面深度相同,乙液体密度小,根据P=ρgh可知,乙容器底部受到的液体的压强小,故D错误;
综上选B。
【分析】1、压强的计算公式:,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;
2、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
7.(2025·南通)如图所示,利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源,电动机开始转动,负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料,涂料雾化成小颗粒并带上负____电荷,从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是(  )
A.负压发生器使涂料吸入喷枪--大气压强
B.通电后电动机线圈受力转动--电磁感应现象
C.涂料喷出后颗粒间相互排斥--电荷间的作用力
D.涂料变干后粘牢在物体表面--分子间的作用力
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;电荷间的相互作用规律;磁场对通电导线的作用;分子间相互作用力
【解析】【解答】A、 负压发生器使喷枪内气压减小,此时喷枪内气压低于外界大气压,外界大气压会将涂料压入喷枪内, 所以A正确;
B、 通电后电动机线圈受力转动 ,属于磁场对通电导线有力的作用,故B错误;
C、 涂料雾化成小颗粒并带上负电荷,同种电荷相互排斥,所以颗粒间相互排斥 ,C正确;
D、 涂料变干后粘牢在物体表面,是因为分子间存在相互作用的引力 ,D正确。
综上选B。
【分析】 本题考查大气压强、电动机原理、电荷间作用力、分子间作用力等知识点,通过对每个选项所涉及物理原理的分析 得出正确选项。
8.(2025·南通)如图所示,仅进行以下操作,能让U形管两侧液面高度差变大的是(  )
A.转动压强计的金属盒 B.缓慢向上提起金属盒
C.在水中加入盐并搅拌 D.换用更细的U形管
【答案】C
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】根据液体压强的计算公式P=ρgh计算可知,高度差增加的方法有增加液体的密度,增加深度,AC不会改变高度差,B可以减小高度差,C加入盐水增加液体的密度,可以增加高度差,故C正确,ABD错误。
综上选C。
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
9.(2025·苏州)用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置.使用时,在竖直漂浮的塑料杯中放入待测物体,杯子仍竖直料林漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量。制作标尺时,通过在杯中放入砝码进行质量标注(杯子竖直漂浮)。如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度h1的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸人水中的深度h2的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度h3的变化标注。
若水槽和塑料杯的底面积分别为225cm2和85cm2,三种标尺上相同距离的刻线问对应的物体质量变化分别为 m1、 m2,和 m3。则
A. m1> m2> m3 B. m2> m1=m3
C. m1> m3= m2 D. m3> m1> m3
【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为Δm1、Δm2和Δm3。
假设相同距离的刻线间的距离为Δh;
在水槽外壁,标注刻度,△V排=S容Δh=225cm2×Δh;
根据阿基米德原理和浮力等于重力,ΔG=Δmg=ΔF浮=ρ水gΔV排;
物体的质量变化等于排开水的质量变化,
则△m1=ρ水△V排=ρ水×225cm2×Δh;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度变化标注;△V排2=S杯Δh=85cm2×Δh;
则△m2=ρ水△V排2=ρ水×85cm2×Δh;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度h3的变化标注,当塑料杯下行Δh时,液面会升高,且体积变化相等,即S杯Δh=(S容-S杯)L;


则△m3=ρ水△V排3=ρ水×136.6Δh;
则△m1>△m3>△m2。
故选C。
【分析】 要比较质量,需要分析重力,根据浮力秤是漂浮,浮力等于重力,因而质量的变化等于重力的变化,也等于浮力的变化,假设刻度的距离,根据所给的底面积计算排开液体的变化,根据阿基米德原理比较液体的重力与质量。
10.(2024·南通)公元前4世纪,亚里士多德提出“自然界厌恶真空”的观点,即自然界不存在真空,如果有真空的话,就有水、气来填补。17世纪托里拆利提出大气受到重力作用存在压强的观点。下列现象可分别佐证亚里士多德和托里拆利观点的是(  )
①用吸管“吸”饮料; ②两船并行相“吸”碰撞;
③两光滑铅块压紧后“吸”住; ④抽水机只能将水“吸”到约10米高。
A.①和②④ B.④和②③ C.①和①④ D.④和①③
【答案】C
【知识点】大气压的综合应用;分子间相互作用力
【解析】【解答】根据题意可知,亚里士多德和托里拆利的观点,是说明大气存在压强。
①用吸管吸饮料时,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,说明大气压强存在,故①符合题意;
②当船并行时,中间的水流动速度增大,压强减小,周围的水流水小而压强大,因此将船压到一起,利用的是流体压强和流速的关系,故②不符合题意;
③因为分子之间存在相互作用的引力,所以两光滑铅块压紧后“吸”住,故③不符合题意;
④抽水机只能将水“吸”到约10米高,是因为大气压强只能支持大约10m高的水柱,故④符合题意。
综上可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】分析各个选项中描述的现象包含的物理原理,然后与托里拆利的观点比较即可。
11.(2024·淮安)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上.现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是(  )
A.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B.木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,由于盐水密度大,根据m=ρV得到,盐水的质量大,因此乙容器的重力大,且相同容器底面积相同,根据可知,乙容器的压强大。故A错误;B.木块在甲容器中没有排开液体,其所受重力与支持力平衡,浮力为0;在乙容器中浸没在盐水中,根据阿基米德原理得到浮力为ρ盐水gV木块,因此乙容器中木块所受浮力更大,故B错误;
C.将杯子和木块看成一个整体,整体所受重力相同,且各自等于浮力,因此两容器中整体所受浮力相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度更大的盐水中的排开体积更小。又由于,两容器底面积相同,因此盐水中液面上升量小,甲容器液面上升的高度大于乙容器液面上升的高度,故C正确;
D.盐水是均匀的,上下密度相同,根据阿基米德原理,被向下推动后周围液体密度不变,浮力不变,应仍然保持悬浮,故D错误。
故选C。
【分析】 A.通过容器中水和盐水的体积相同判断重力,再通过分析压强大小。
B.木块在甲容器中没有排开液体,浮力为0,在乙容器中有排开液体,浮力不为0。
C.将杯子和木块看成一个整体,整体所受重力相同,且各自等于浮力,再根据阿基米德原理判断排开液体体积大小,从而比较液面上升高度。
D.盐水是均匀的,上下密度相同,根据阿基米德原理,被向下推动后周围液体密度不变,浮力不变,应仍然保持悬浮。
二、填空题
12.(2025·常州)两张纸相隔一定距离自然下垂,从两纸之间用力向下吹气,实验现象如图   所示,原理是   。
【答案】乙;流速越大,压强越小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】向两张纸中间吹气,中间流速增加,压强小于纸张外侧,所以形成向中间的压强差,导致纸张向中间靠拢,所以乙图正确。
【分析】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。
13.(2025·无锡)2025年5月 18日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机 AG600“鲲龙”批生产首架机成功完成验证任务,具备交付使用条件:AG600 最大起飞质量为 53.5t,若实施海上救援,以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离为   km,漂浮在海面上时排开的海水的体积大约为   m3(海水密度取1.0×103kg/m3).执行灭火任务时,20s完成汲水12t,随后飞往火场灭火,若某次灭火需要用水 600t,取水点离火场44km,飞机以220km/h的速度飞行,从水点汲水开始计时,洒水用时不计,任务完成后重新回到取水点,共耗时   s.
【答案】1500;53.5;73000
【知识点】速度公式及其应用;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据速度公式计算可知 以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离s=vt=500km/h×3h=1500km,漂浮时,重力等于浮力,所以飞机受到的浮力F=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=53.5×104N,所以排开液体的重力为53.5×104N,根据重力公式计算可知,排开液体的质量为53.5×103kg,根据密度公式计算排开液体的体积,飞到目的地时间t=,飞回取水点的时间也为720s,汲水时间为20s,所以总时间t=720s+720s+20s=1460s。
【分析】 本题综合考查路程、浮力与时间的计算,需熟练运用公式 s = v t 、 F 浮 = ρ V g 及时间分段分析,关键是明确各物理量的对应关系与单位转换。
14.(2025·淮安)如图所示,用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气,漏斗里的乒乓球不会掉下来,证明了   的存在;若用力向下吹气,发现乒乓球不会掉下来,证明了   的存在;若用力向下吹气,发现乒乓球也不会掉下来,还会听到撞击漏斗侧壁的声音,说明了流速越大,流体的压强越   。
【答案】大气压;流体压强与流速关系;小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气, 漏斗上方流速大,所以压强小,在大气压强差的作用下使得乒乓球不会掉下来,证明了流体压强和流速之间的关系。
【分析】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.(2025·宿迁)运-20是我国研究制造的新一代军用大型运输机,如图甲所示。图乙是机翼的横截面的大致形状,机翼这种特殊形状,使得其上方气体流速较   ,下方气体流速较   ,因而机翼下方气体的压强较   。
【答案】快;慢;大
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】飞机机翼上面凸起,导致空气流速上面快于下方,根据流速越大压强越小可知,下方的压强大。
【分析】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。
16.(2025·镇江)如图所示为某种扬声器的原理图,AB间连接一导线,导线置于磁极之间,导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向   ,薄膜片   发声,声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取 大气压强取 则大气对鼓膜的压力为   N。
【答案】不断变化;振动;8
【知识点】压强的大小及其计算;声音的产生;磁场对通电导线的作用;扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向也会不断变化;导线所受磁场作用力方向不断变化,因此导线会不断振动,薄膜片与导线相连,也会随之振动,从而发出声音;已知人耳的鼓膜面积S=0.8cm2=0.8×10﹣4m2,大气压强p=1×105Pa;根据压强公式p,可得大气对鼓膜的压力F=pS=1×105Pa×0.8×10﹣4m2=8N。
【分析】扬声器的工作原理:通电导体在磁场中受力运动;当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向也会不断变化,导线不断振动,薄膜片与导线相连,也会随之振动,从而发出声音;已知大气压强和人耳的鼓膜面积,根据F=pS,可以计算大气对鼓膜的压力。
17.(2025·苏州)阅读材料,回答问题。
“雪龙”探极
“雪龙2号"是毯国自主建造的极地考察破冰船,具有船首、船尾双向破冰技术,填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。船首的下部前沿部分叫破冰柱,用特殊的强钢打造,遇到厚度1.5米左右的冰层时,“雪龙2号"因其船首特有的形状,易于以一定的航速冲上冰面,在船首重压下破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层,实现船首破冰。在厚冰海域,通过控制船尾下方吊舱式全回转螺艏柱、旋浆(水平面内可360度自由转动),使船尾转向,船尾从上方重压冰层,同时螺旋桨削冰,冰层塌陷,实现船尾破冰。
(1)下列物理属性中,____不是制作破冰艏柱的材料必须具有的属性;
A.耐低温 B.,硬度大
C.韧性好(不易断裂) D.密度小
(2)雪龙2号的船首应设计成如图   所示的形状。船首破冰时,艏柱犹如利刃切开减层,是由于船首重压增大了艏柱对冰面的   。
(3)向南行驶的"雪龙2号"遇到厚冰阻挡,欲采用船尾破冰。调整螺旋桨,让螺旋桨推动的水流向   (东/南/西/北)运动,可使船尾向东转向。
【答案】(1)D
(2)乙;压强
(3)西
【知识点】力作用的相互性;压强的大小及其计算;新材料的特点及应用
【解析】【解答】 (1)极地环境温度低,所以材料需要耐低温;破冰艏柱要切开冰层,需要硬度大;在破冰过程中不能轻易断裂,需要韧性好。而密度小不是必须的属性,因为密度主要影响船的载重等方面,与破冰艏柱的主要功能关系不大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(2)根据破冰要求设计的船首。设计水线以下艏柱呈倾斜状,与基线构成30°夹角,其首端为折角形,在水线以下部分较倾斜,与水平面成20°~25°夹角。破冰船和经常在冰区航行的船舶采用这种形式,它有助于船体较容易地冲上冰层,压碎冰块,破冰前进。结合压强公式重新分析,雪龙2号的船首应设计成如图乙所示的形状,根据压强公式,当船首重压时,压力F增大,而受力面积S不变,所以压强p增大,艏柱就犹如利刃切开冰层。
(3)因为“雪龙 2 号”向南行驶,根据力的作用是相互的,螺旋桨推动水流向西运动时,水流会对船尾有一个向东的反作用力,使得船尾向东转向。
【分析】 (1)物质的物理属性包含:密度、比热容、硬度、透明度、导电性、导热性、弹性、磁性等。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力增大压强。
(3)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
18.(2025·无锡)如图所示,将钉板放在水平桌面上,将气球(质量忽略不计)放在钉板上,将质量为0.5kg活动隔板放在气球上,先在隔板上放一个哑铃,观察到气球发生形变,是因为气球受到了隔板的   .增加哑铃数量,观察到气球形变变大;当放上四个哑铃(总质量为9.5kg)时,气球没有被刺破.测得气球与隔板的接触面积为500cm2,则隔板对气球的压强为   Pa.此时铁钉对气球的支持力为   N,气球没有被铁钉刺破的原因是   .(g 取10N/ kg).
【答案】压力;2000;100;密集的钉尖增大了气球与铁钉的接触面积较大,压强较小
【知识点】力的作用效果;平衡状态的判断;压强的大小及其计算
【解析】【解答】气球受到隔板的压力而变形,气球受到压力F=9.5kg×10N/kg+5N=95N+5N=100N,压强, 隔板静止在气球上,受力平衡,即铁钉对气球的支持力 F 支持 等于隔板与哑铃的总重力 F=100N;铁钉子密度较大增大了气球与铁钉的接触面积,导致气球受到的压强较小。
【分析】 本题综合考查压力、压强的概念与计算,以及力的平衡应用。关键在于理解压力是使物体形变的力,压强由压力和受力面积共同决定,且静止物体受力平衡时支持力等于重力。通过分步计算总重力、压强,结合平衡原理分析支持力,最终解释气球未被刺破的原因。
19.(2025·扬州)用乒乓球做小实验.
(1)如图1,乒乓球接触到正在发声的音叉时,会被弹起,说明发声体在   .乒乓球在该实验中所起的作用是   .
(2)如图2,用吸管吹气,两乒乓球向中间靠拢,这是因为两球中间气体流速大,气体压强   .
【答案】(1)振动;将微小的振动放大,便于观察
(2)小
【知识点】流体压强与流速的关系;声音的产生
【解析】【解答】(1)图1中,音叉正在发声,乒乓球与之接触时,会被反复弹起,乒乓球受到音叉的力,反映音叉在振动,可知发声体在振动;实验中,乒乓球被弹起,可以将音叉微小的振动放大,便于观察;故第1空填:振动;第2空填:将微小的振动放大;
(2)图2中,用吸管在乒乓球中间吹气,乒乓球中间的空气流速大,压强小,两侧流速小,压强大,两乒乓球在外侧压强差的作用下向中间靠拢。故第1空填:小。
【分析】(1)发声体在振动,能将与之接触的乒乓球弹开;乒乓球被弹开,将微小的振动放大;
(2)流体在流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
20.(2025·苏州)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个而上开了六个相同圆孔.在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b.c、d、e、f,将它压人水中后,出现如图乙所示的现象
(1)通过观察橡皮膜   的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,   越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强;接下来的操作是:   。
【答案】(1)d
(2)深度
(3)压住塑料盒绕某一竖直转动
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)通过观察橡皮膜d的形变可知,水的内部有向上的压强。
(2)通过观察橡皮膜b、c 或 f、e的形变可知,深度越大,水的压强越大。
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是:将塑料盒放在水中保持深度不变,分别转动塑料盒,使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度。根据液体内部压强的特点,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。如果在同一深度不同水平方向的橡皮膜形变程度相同,则可证明同一深度处,各水平方向都有压强且压强相等。
【分析】 (1)图乙中橡皮膜d向内凹陷,说明水对塑料盒的底部有向上的压力,从而证明水的内部有向上的压强;
(2)橡皮膜c比b的凹陷程度大,e比f的凹陷程度大,而c和e所处深度更深,说明在同种液体中,深度越大,水的压强越大。
(3)由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;在同一深度处液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关。
三、实验题
21.(2025·南京)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的操作.
(1)实验前,应观察压强计的形管两侧液面是否   .
(2)比较甲、乙两图,可以探究液体压强大小与   的关系.
(3)比较   两图,可以发现液体内部同一深度不同方向的压强大小相等.
(4)比较甲、丁两图,可以得到:在深度相同时,   越大,液体压强越大.
【答案】(1)相平
(2)深度
(3)丙乙
(4)密度
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)探究液体压强与哪些因素有关的实验中,需要观察U形管两端液面相平,即压强是否一致。
(2)甲乙实验的变量为金属盒的深度,所以探究 液体压强大小与 深度的关系;
(3)探究压强和同一深度不同方向压强的关系,变量为金属盒的朝向,所以选择乙丙两图。
(4)甲丁两图的变量为液体的密度,盐水的密度大,U形管高度差大,所以 在深度相同时 ,密度越大,压强越大。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变。
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
22.(2024·宿迁)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材.
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后____;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中   ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较   两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将孔堵住,水从孔也不能流出,因为水受到了   的作用.当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的、,于是他将接水盘向下平移至处,使,水的落点为、.为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与   的距离.
【答案】(1)C
(2)U形管中液面的高度差
(3)丙丁
(4)大气压;DF
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)根据甲图可知,探头放入水中后U形管没有出现高度差,是因为装置漏气,应该检查装置的气密性,故选C。
(2)将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制深度相同,改变液体的密度,应该比较丙、丁两图所示的实验。
(4)将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔也不能流出,因为水受到了大气压的作用。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与DF的距离。
【分析】 (1)本实验中的微小压强计在使用前要检查装置的气密性。
(2)本实验中通过观察U形管中左右液面的高度差来反应液体内部的压强。
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)液体的压强随深度的增加而增大,通过比较水流喷射的远近来比较压强。
23.(2024·南通)利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
(1)U形管两边液面的   能显示压强大小;使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中液面不发生变化,说明   ;
(2)将金属盒分别放入水和盐水中,如图,金属盒的橡皮膜受到的压强分别是和,则   ,据此不能得出液体压强与液体密度的关系,原因是   。
【答案】(1)高度差;装置漏气
(2)小于;没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)①根据题意可知,液体压强计是利用U形管两侧液面高度差来显示压强大小的;
②若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气。
(2)①根据图片可知,金属盒位于盐水中时,U形管两侧液面高度差更大,故金属盒的橡皮膜在盐水中受到的压强更大,即。
②探究液体压强和液体密度的关系时,需要控制深度相同,只改变液体密度。而实验中没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,故不能得出液体压强与液体密度的关系。
【分析】(1)①根据题意可知,U形管两侧液面的高度差越大,则说明液体压强越大;
②根据U形管压强计的使用方法解答。
(2)①根据U形管两侧液面的高度差比较液体压强大小;
②根据控制变量法的要求分析。
(1)[1]根据转换法的思想,液体压强计是利用U形管两侧液面高度差来显示压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大。
[2]若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气,使软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差。
(2)[1]将金属盒分别放入水和盐水中,由图可知,金属盒位于盐水中时,U形管两侧液面高度差更大,故金属盒的橡皮膜在盐水中受到的压强更大,即。
[2]将金属盒分别放入水和盐水中,没有说明金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,即没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,故不能得出液体压强与液体密度的关系。
24.(2024·淮安)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示.使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的   。实验中,通过U形管两侧液面的   来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处,   越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与   有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度   。
【答案】(1)气密性;高度差
(2)液体的密度
(3)液体深度;无关
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)①使用前用手指按压强计的橡皮膜,如果按压探头时,U形管两侧液面高度差有明显变化,则气密性良好,则目的是为了检查实验装置的气密性,
②实验中,U形管两侧液面的高度差越大,则液体内部压强越大,则通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小。
(2)根据图片可知,乙、丙两图所用的液体密度不同,则U形管两侧两管中液面的高度差不同,可得出结论:不同液体的相同深度处,液体的密度越大,压强越大。
(3)①根据丁图可知,1、2和3号管中液体的深度不同,橡皮膜凸出的程度也不同,因此可得液体压强大小与液体的深度有关。
②由丁图4和5号管可知,液体的长度不同,深度相同,橡皮膜凸出的程度相同,因此可得液体压强与液体长度无关。
【分析】(1)在保证橡皮管与U形管导通良好的情况下,用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,气密性良好,反之,说明装置漏气;U形管中液面的高度差反映了橡皮膜所受压强的大小。
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,乙、丙两图橡皮膜深度相同,因此可以判定与密度的关系。
(3)橡皮膜凸起越大,说明此处压强越大。1、2、3三个管子液体深度逐次增加,橡皮膜凸起也逐次增加,可以说明压强与液体深度的关系。4和5两个管子液体长度不同、高度相同,但是橡皮膜凸起程度相同,可以说明压强与长度无关。
(1)[1]使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性,如果按压探头时,U形管两侧液面高度差有明显变化,则气密性良好。
[2]实验采用转换法,实验中,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小。
(2)乙、丙两图所用的液体不同,探头所处的深度相同,U形管两侧两管中液面的高度差不同,可得出结论:不同液体的相同深度处,液体的密度越大,压强越大。
(3)①[1]由丁图1、2和3号管可知,液体的深度不同,橡皮膜凸出的程度也不同,因此可得液体压强大小与液体的深度有关。
②[2]由丁图4和5号管可知,液体的长度不同,深度相同,橡皮膜凸出的程度相同,因此可得液体压强与液体长度无关。
25.(2024·无锡) 制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为   N,浸入的深度为   H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中   (选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是:   。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为   。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为   ,盐水的密度为   (保留2位小数)。
【答案】(1)0.1;1.25;a;在管内适当增加铁屑使密度计重力增大
(2)30;1;1.07
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 (1)①密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,
则浮力为F浮=G物=mg=10×10-3kg×10N/kg=0.1N;
由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在
水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,
则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,
所以有ρ水gSH=ρ酒gSH',
可得;
②密度计在液体中漂浮,则有G密度计=F浮=ρ液gSh,可得;
当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与ρ液成反比,故a图线符合h随ρ液变化的规律;
③根据可知,适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,则两条刻度线间的距离会变大;
(2)当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,
则受到的浮力为F'浮=G物=m密度计g,
由阿基米德原理有F'浮=ρ水gV排,则有m密度计g=ρ水gV排,
解得密度计排开水的体积为;
与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为,
此时水面刻度比M低3cm,
由此可知吸管的横截面积为;
当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,
由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积为V排盐=30cm3-2cm×1cm2=28cm3,
由前面分析结论m密度计g=ρ水gV排,
同理,当密度计在盐水中漂浮时有m密度计g=ρ盐水gV'排,
则盐水的密度为。
【分析】 (1)①密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力;由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,据此分析;
②根据密度计在液体中漂浮,得浸入的深度h与液体密度ρ液的关系式进行分析;
③适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,密度计放入酒精中漂浮时,浸入酒精中的深度为1.25H,也随之增大;
(2)当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,根据浮沉条件及阿基米德原理进行分析;当密度计质量为27g时,计算排开水的体积及横截面积;当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积,根据阿基米德原理求盐水的密度。
四、计算题
26.(2025·淮安)如图所示为一辆新能源汽车,质量为 轮胎与水平地面接触的总面积为 g取10N/ kg。
(1)求新能源汽车所受重力的大小。
(2)求新能源汽车对水平地面的压强。
【答案】(1)解:新能源汽车所受重力的大小为:
(2)解:在水平地面上,新能源汽车对水平地面的压力大小为:
新能源汽车对水平地面的压强:
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)新能源汽车所受重力的大小为: ;
(2)在水平地面上,新能源汽车对水平地面的压力大小等于重力,即 ;新能源汽车对水平地面的压强 。
27.(2025·盐城)2025年1月1日,国内首辆分布式电驱动飞行汽车正式亮相,它可以在“地面行驶”与“飞行移动”之间随意切换。某次测试时汽车的总质量为,取。
(1)汽车启动前,静止在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为,求此时汽车对地面的压强。
(2)如图所示,汽车悬停在空中,画出此时汽车所受重力示意图。
(3)若空气阻力忽略不计,求汽车从地面匀速升高300m时升力做的功。
【答案】(1)解:汽车对地面的压强
(2)
(3)解:忽略空气阻力,升力与重力大小相等,方向相反,汽车从地面匀速升高300m时升力做的功为
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据压强公式计算汽车对地面的压强;
(2)重力的方向竖直向下,作用于物体重心,据此作图:
(3)忽略空气阻力,升力与重力大小相等,方向相反,汽车从地面匀速升高300m时升力做的功为。
28.(2025·宿迁)如图所示,某体操运动员的质量为45kg,单脚直立于平衡木上,已知脚与平衡木接触的有效面积为 g 取10N/kg。 求:
(1)运动员的重力。
(2)运动员对平衡木的压强。
(3)当运动员从平衡木上跳下时,重心下降高度为1.2m,重力对她做的功。
【答案】(1)解: 体操运动员的质量为45kg ,所以运动员的重力G=mg=45kg×10N/kg=450N
(2)解: 脚与平衡木接触的有效面积为 ,根据压强公式计算可知 运动员对平衡木的压强
(3)解:做功公式W=Gh=450N×1.2m= 540 J
【知识点】重力及其大小的计算;压强大小比较;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据重力公式G=mg计算运动员的重力;
(2)结合压强公式F=PS计算 运动员对平衡木的压强 ;
(3)根据W=Gh计算运动员重力做功。
29.(2025·扬州)某无人快递配送车轮胎与水平地面接触的总面积为500 cm2.对地面的压强为1×105Pa,在大小为400 N的牵引力作用下匀速行驶,g 取10 N/ kg.求:
(1)配送车所受阻力 f 的大小;
(2)配送车与货物的总质量m.
【答案】(1)解:快递配送车在牵引力作用下,匀速直线行驶,受到平衡力的作用,牵引力和摩擦力是一对平衡力,则摩擦力:f=F牵=400N;
(2)解:已知快递配送车对地面的压强和受力面积,可以计算水平面受到的压力为:
F=pS=1×105Pa×500×10-4m2=5×103N, 水平面受到的压力等于物体的重力,则物体的总重力为:G=F=5×103N;配送车与货物的总质量为:。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)物体匀速直线运动时,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;
(2)根据F=pS,计算物体对地面的压力,结合水平面受到的压力等于重力,计算重力大小, 结合,计算质量。
30.(2025·南通)福建舰是我国第三艘航母,其满载排水量为8.8×104t。一架舰载机起飞后,福建舰排开水的体积减小了30m3。海水的密度取1.0x10kg/m3, g取10N/ kg。求:
(1)福建舰满载时排开水的体积和浮力;
(2)该舰载机受到的重力。
【答案】(1)解: 满载排水量为8.8×104t= 8.8×107kg,根据密度公式计算可分析福建舰排开水的体积为;船只漂浮,重力等于浮力,所以福建舰受到的浮力F=G=mg= 8.8×107kg×10N/kg=8.8×108N
(2)解: 舰载机离开后,舰体上浮,排开体积减少,减少的体积对应的海水重力就是舰载机的重力 ,G=ρgv= 1.0 × 10 3 kg/m3 × 10 N/kg × 30 m 3 = 3 × 10 5 N 。 舰载机受到的重力为3×105N
【知识点】重力及其大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 要计算福建舰满载时排开水的体积和浮力,需利用阿基米德原理(浮力等于排开液体的重力)和密度公式( ρ = m V )。满载排水量是排开海水的质量,结合海水密度可求排开体积;再由排开海水的重力等于浮力,求出浮力。
(2)舰载机起飞后,福建舰排开海水体积减小,说明舰载机的重力等于排开海水体积减少量对应的重力(因为舰载机离开后,舰体上浮,排开体积减少,减少的体积对应的海水重力就是舰载机的重力),利用**密度公式和重力公式( G = m g )计算。
31.(2025·连云) 王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中。王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%。工作人员将面积为1.5m2、质量为3kg的硬质泡沫板放在底面积为2m2的莲叶中央,该莲叶卷边高度为16cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示,某游客质量为60kg,双脚站立时与地面的接触面积为4×10-2m2。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)游客双脚站立在地面时对地面的压强。
(2)游客体验“一叶当舟”时,莲叶受到的压强。
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量。
【答案】(1)解: 客双脚站立在水平地面上时,对地面的压力为F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
双脚站立时,地面的受力面积S=4×10-2m2
游客双脚站立在地面时对地面的压强为
(2)解: 莲叶受到的压力等于人的重力和泡沫重力之和,大小为F2=G人+m泡沫g=600N+3kg×10N/kg=630N
莲叶与泡沫接触,受力面积为S2=1.5m2,莲叶受到的压强为
(3)解: 当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度25%时,泡沫板和人的总重力为
泡沫板和人的总质量
莲叶能托起人的最大质量
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)游客对地面的压力F=G=mg=60×10N=600N,
计算游客对地面的压强。
(2)莲叶受到的压力F'=G总=m总g,求解莲叶受到的压强;
(3)当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度25%时泡沫板和人的总重G总=F浮=ρ水gV,泡沫板和人的总质量,莲叶能托起人的最大质量m人=m总﹣m泡沫板。
32.(2024·宿迁)科技创新助力中国发展,中国桥梁建设领先世界.小明对桥梁建造产生浓厚的兴趣,想探究桥墩对河底压力与水深度的关系.他找来底面积为的圆柱体,放于水平地面的压力传感器上,如图甲所示,示数为100N.考虑不方便测量圆柱体对河底的压力,于是将圆柱体挂在拉力传感器下方,缓慢向下放至刚好与容器底部接触,如图乙所示.向容器内加水,记录传感器示数和水的深度,并画出如图丙所示的图像.(,)求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体的密度;
(3)取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强.
【答案】(1)解:如图甲所示,示数为100N,则G=100N;
质量;
答:圆柱体的质量为10kg。
(2)解:根据浸没后浮力不变,则拉力不变,则圆柱体的高度h=0.2m,
体积 V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3,
圆柱体密度为。
答:圆柱体的密度是5×103kg/m3。
(3)解:浸没时的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
对底面的压力F=G-F浮=100N-20N=80N;
压强。
答:取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强为8000Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】 【分析】 (1)根据甲图确定物体的重力,根据G=mg计算质量;
(2)根据浸没后浮力不变,则拉力不变,确定圆柱体的高度,根据V=Sh计算体积,根据密度公式计算。
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算浮力,再根据F=G-F浮计算对底面的压力,最后根据压强计算。
五、综合能力题
33.(2025·南京)如图所示,是依靠螺旋桨飞行的某型号无人机,质量为.启动前静止在水平面上,它与水平面的总接触面积为.求:
(1)无人机的重力.(g取)
(2)启动前无人机对水平面的压强.
(3)目前这种无人机   (选填“能”或“不能”)在太空的真空区域使用.
【答案】(1)解: 无人机质量为,根据重力公式G=mg计算可知无人机的重力G=2.4kg×10N/kg=24N.
(2)解:无人机 与水平面的总接触面积为,所以 无人机对水平面的压强。
(3)不能
【知识点】力作用的相互性;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1) 无人机质量为,根据重力公式G=mg计算无人机的重力;
(2)无人机 与水平面的总接触面积为,所以 无人机对水平面的压强;
(3) 螺旋桨无人机是依靠螺旋桨与空气的相互作用产生升力等动力(力的作用是相互的,螺旋桨对空气施力,空气对螺旋桨产生反作用力),而太空真空区域没有空气,无法产生这种力。
所以不能在太空的真空区域使用。
34.(2025·连云) 污水中的悬浮物质,可在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能(悬浮于液体中的微小颗粒聚集形成较大颗粒的能力),沉淀可分为四类,如图甲所示。
第一类为自由沉淀,当悬浮物质浓度不高时,在沉淀的过程中,颗粒之间互不碰撞,呈单颗粒状态,颗粒近似为球形,以沉速大小(表示颗粒的密度,表示液体的密度,d表示颗粒的直径,表示液体的黏滞度)完成自由沉淀过程。
第二类为絮凝沉淀,当悬浮物质浓度约为时,在沉淀过程中,颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用,使颗粒的直径与质量逐渐加大,沉淀速度不断加快。实际沉速很难用理论公式计算,主要靠实验测定。
第三类为成层沉淀,当悬浮物质浓度大于时,在沉淀过程中,相邻颗粒之间相互妨碍、干扰,各自保持相对位置不变,在聚合力的作用下,颗粒群结合成一个整体向下沉淀。
第四类为压缩,成层沉淀的继续,即形成压缩。颗粒间互相支撑,上层颗粒在重力作用下,挤出下层颗粒间隙的水,使污泥得到浓缩。
污水中的颗粒在自由沉淀时,某深度处的悬浮物质浓度则相应下降,悬浮物质浓度的改变量与原浓度的百分比叫去除率,图乙是某次自由沉淀实验绘制的去除率与沉淀时间的关系曲线。
(1)在自由沉淀时,若,则颗粒在水中的运动状态是   ;
(2)在自由沉淀时,对颗粒的沉速影响较大的因素是   ;
(3)当悬浮物质浓度约为时,下列说法正确的是____;
A.质量相同的颗粒,直径大的沉速大
B.直径相同的颗粒,质量大的沉速大
C.直径相同的颗粒,质量大的沉速小
D.各颗粒的沉速相同,与质量、直径无关
(4)污水中的颗粒在自由沉淀时,某深度处悬浮物质浓度下降快慢随沉淀时间变化的情况是   。
【答案】(1)静止
(2)颗粒的直径
(3)D
(4)逐渐变慢
【知识点】密度及其特性;二力平衡的条件及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)在自由沉淀时,根据颗粒的沉速公式可知若ρ1=ρ2,则ρ1 ρ2=0,那么颗粒的沉速u=0,颗粒在水中将处于悬浮静止状态。
(2)根据沉淀速度的定义式可知,颗粒的直径以平方大小影响,因此对颗粒的沉速影响较大的因素是颗粒的直径。
(3)当悬浮物质浓度约为580mg/L时,属于成层沉淀。在成层沉淀中,相邻颗粒之间相互妨碍、干扰,各自保持相对位置不变,颗粒群结合成一个整体向下沉淀,各颗粒的沉速相同,与质量、直径无关。
故答案为:D。
(4)污水中的颗粒在自由沉淀时,从去除率与沉淀时间的关系曲线来看,随着沉淀时间的增长,沉淀效率不断增大,而自由沉速越来越小。某深度处悬浮物质浓度下降快慢可以用去除率随时间的变化率来表示,在沉淀初期,去除率随时间增加得较快,即悬浮物质浓度下降较快;随着沉淀时间的延长,去除率随时间的增加逐渐变缓,即悬浮物质浓度下降逐渐变慢。这是因为随着沉淀的进行,容易沉淀的大颗粒或高密度颗粒先沉淀下去,剩下的颗粒沉淀难度逐渐增大,所以浓度下降速度逐渐变慢。
【分析】(1)在自由沉淀时,根据颗粒的沉速公式分析;
(2)根据沉淀速度的定义式分析;
(3)颗粒群结合成一个整体向下沉淀,各颗粒的沉速相同,与质量、直径无关;
(4)污水中的悬浮物质,可在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能(悬浮于液体中的微小颗粒聚集形成较大颗粒的能力),沉淀可分为四类,根据颗粒的沉速公式求解。
35.(2025·徐州)阅读短文,回答文后问题。
计时碗
时间的测量和记录是人类文明的重要一环。钟表发明之前,计时碗是古人使用的一种巧妙的计时工具:在碗底部中心打一个小孔,孔的直径比碗口直径小得多。把碗放到水池中的水面上,碗口向上。碗缓慢下沉,水从碗底小孔进入碗中;当碗口低于水面时,水从碗口大量进入碗中,碗快速下沉。从碗放到水面到碗口与水面齐平所用的时间基本固定不变,称为下沉时间,可以作为一个计时的标准。
为了探究计时碗下沉时间的影响因素,研究人员制作了一个圆筒形的计时碗,碗壁很薄,碗口直径为D,碗底中心小孔直径为d。如图a所示,从碗放在水面上开始计时,记录不同时间碗底下沉的距离,得到碗下沉过程中路程——时间关系图像如图b所示。
(1)制作计时碗时,所用材料的密度应比水的密度   。
(2)由路程—时间图像可以看出,碗在下沉的中间阶段做   运动。
(3)碗在下沉过程中,受到的一些阻力较小,可以忽略不计。在下沉的中间阶段,若水从小孔以流速v进入碗中,则碗下沉速度的表达式为:   。
(4)计时碗的下沉时间与哪些因素有关?请你列举一条:   。
【答案】(1)大
(2)匀速
(3)()2v
(4)小孔大小
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;物理常识;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】(1)根据题目分析可知,碗需要下沉,所以碗的密度应大于水的密度 ;
(2)碗在中间过程的速度时间曲线为倾斜直线,所以碗在做匀速直线运动。
(3) 水流入碗的体积等于碗排开液体的体积 ,即,所以;
(4)据表达式可知,下沉的速度和d有关,和小孔大小有关。
【分析】 1、物体漂浮或悬浮时,密度小于或等于液体密度;下沉时,密度大于液体密度。计时碗需下沉,因此所用材料的密度应比水的密度大。
2、 路程 - 时间图像中,匀速直线运动的图像是倾斜的直线(斜率表示速度)。观察图b,碗在下沉的中间阶段对应的s - t图像为倾斜直线,说明此阶段做匀速直线运动。
3、利用体积守恒,水流入碗的体积等于碗排开液体的体积,结合圆柱体积公式推导下沉速度;
4、 结合实验变量或生活常识,分析下沉时间的影响因素。
1 / 1江苏省初中物理中考真题专项复习-运动力学:压强和浮力
一、选择题
1.(2025·南京)如图所示,将同一个鸡蛋先后放入装满液体的甲、乙两个相同杯中,甲杯中鸡蛋漂浮,乙杯中鸡蛋沉底.下列说法正确的是
A.与乙杯相比,甲杯中液体密度较小
B.与乙杯相比,甲杯溢出的液体质量较小
C.与甲杯相比,乙杯底部受到的液体压强较大
D.与甲杯相比,乙杯对水平地面的压力较小
2.(2025·南通)《天工开物》记载了人们劳作时的情景,图中减小压强的工具是(  )
A.锋利的锄头
B.重重的碾子
C.宽宽的扁担
D.尖尖的凿子
3.(2025·扬州)今年1--5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低.如图,水位尺上 P 点较去年同期
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
4.(2025·常州)如图所示为女性常用来夹头发的鲨鱼夹,由坚硬的材料制成齿状。由于发生多起因不慎向后摔倒,鲨鱼夹硬齿刺伤后脑的事件,鲨鱼夹被认为有安全隐患。下列事例中,与鲨鱼夹硬齿伤人的主要原理相同的是(  )
A.压路机的碾子很重 B.轻装过冰面
C.斧头的刃很薄 D.骆驼的脚掌很宽大
5.(2025·徐州)如图所示,在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,纸不会掉下来,主要是由于纸受到(  )
A.大气压力 B.水的压力 C.分子引力 D.重力
6.(2025·淮安)如图甲、乙所示,两个相同的柱形容器内装有两种不同的液体,将两个相同的物体A、B放入容器中,静止时液面刚好相平。下列说法正确的是 (  )
A.A受到的浮力大于 B 受到的浮力
B.图甲中液体的密度大于图乙中液体的密度
C.两个柱形容器对水平桌面的压强相等
D.两个容器底部受到的液体的压强相等
7.(2025·南通)如图所示,利用静电喷涂枪给物体喷漆。接通电源,电动机开始转动,负压发生器使喷枪内气压减小吸入涂料,涂料雾化成小颗粒并带上负____电荷,从喷枪飞向被涂物。下列现象与物理知识对应不正确的是(  )
A.负压发生器使涂料吸入喷枪--大气压强
B.通电后电动机线圈受力转动--电磁感应现象
C.涂料喷出后颗粒间相互排斥--电荷间的作用力
D.涂料变干后粘牢在物体表面--分子间的作用力
8.(2025·南通)如图所示,仅进行以下操作,能让U形管两侧液面高度差变大的是(  )
A.转动压强计的金属盒 B.缓慢向上提起金属盒
C.在水中加入盐并搅拌 D.换用更细的U形管
9.(2025·苏州)用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置.使用时,在竖直漂浮的塑料杯中放入待测物体,杯子仍竖直料林漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量。制作标尺时,通过在杯中放入砝码进行质量标注(杯子竖直漂浮)。如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度h1的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸人水中的深度h2的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度h3的变化标注。
若水槽和塑料杯的底面积分别为225cm2和85cm2,三种标尺上相同距离的刻线问对应的物体质量变化分别为 m1、 m2,和 m3。则
A. m1> m2> m3 B. m2> m1=m3
C. m1> m3= m2 D. m3> m1> m3
10.(2024·南通)公元前4世纪,亚里士多德提出“自然界厌恶真空”的观点,即自然界不存在真空,如果有真空的话,就有水、气来填补。17世纪托里拆利提出大气受到重力作用存在压强的观点。下列现象可分别佐证亚里士多德和托里拆利观点的是(  )
①用吸管“吸”饮料; ②两船并行相“吸”碰撞;
③两光滑铅块压紧后“吸”住; ④抽水机只能将水“吸”到约10米高。
A.①和②④ B.④和②③ C.①和①④ D.④和①③
11.(2024·淮安)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上.现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是(  )
A.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B.木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
二、填空题
12.(2025·常州)两张纸相隔一定距离自然下垂,从两纸之间用力向下吹气,实验现象如图   所示,原理是   。
13.(2025·无锡)2025年5月 18日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机 AG600“鲲龙”批生产首架机成功完成验证任务,具备交付使用条件:AG600 最大起飞质量为 53.5t,若实施海上救援,以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离为   km,漂浮在海面上时排开的海水的体积大约为   m3(海水密度取1.0×103kg/m3).执行灭火任务时,20s完成汲水12t,随后飞往火场灭火,若某次灭火需要用水 600t,取水点离火场44km,飞机以220km/h的速度飞行,从水点汲水开始计时,洒水用时不计,任务完成后重新回到取水点,共耗时   s.
14.(2025·淮安)如图所示,用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气,漏斗里的乒乓球不会掉下来,证明了   的存在;若用力向下吹气,发现乒乓球不会掉下来,证明了   的存在;若用力向下吹气,发现乒乓球也不会掉下来,还会听到撞击漏斗侧壁的声音,说明了流速越大,流体的压强越   。
15.(2025·宿迁)运-20是我国研究制造的新一代军用大型运输机,如图甲所示。图乙是机翼的横截面的大致形状,机翼这种特殊形状,使得其上方气体流速较   ,下方气体流速较   ,因而机翼下方气体的压强较   。
16.(2025·镇江)如图所示为某种扬声器的原理图,AB间连接一导线,导线置于磁极之间,导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向   ,薄膜片   发声,声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取 大气压强取 则大气对鼓膜的压力为   N。
17.(2025·苏州)阅读材料,回答问题。
“雪龙”探极
“雪龙2号"是毯国自主建造的极地考察破冰船,具有船首、船尾双向破冰技术,填补了中国在极地科考重大装备领域的空白。船首的下部前沿部分叫破冰柱,用特殊的强钢打造,遇到厚度1.5米左右的冰层时,“雪龙2号"因其船首特有的形状,易于以一定的航速冲上冰面,在船首重压下破冰艏柱犹如一把利刃切开厚重的冰层,实现船首破冰。在厚冰海域,通过控制船尾下方吊舱式全回转螺艏柱、旋浆(水平面内可360度自由转动),使船尾转向,船尾从上方重压冰层,同时螺旋桨削冰,冰层塌陷,实现船尾破冰。
(1)下列物理属性中,____不是制作破冰艏柱的材料必须具有的属性;
A.耐低温 B.,硬度大
C.韧性好(不易断裂) D.密度小
(2)雪龙2号的船首应设计成如图   所示的形状。船首破冰时,艏柱犹如利刃切开减层,是由于船首重压增大了艏柱对冰面的   。
(3)向南行驶的"雪龙2号"遇到厚冰阻挡,欲采用船尾破冰。调整螺旋桨,让螺旋桨推动的水流向   (东/南/西/北)运动,可使船尾向东转向。
18.(2025·无锡)如图所示,将钉板放在水平桌面上,将气球(质量忽略不计)放在钉板上,将质量为0.5kg活动隔板放在气球上,先在隔板上放一个哑铃,观察到气球发生形变,是因为气球受到了隔板的   .增加哑铃数量,观察到气球形变变大;当放上四个哑铃(总质量为9.5kg)时,气球没有被刺破.测得气球与隔板的接触面积为500cm2,则隔板对气球的压强为   Pa.此时铁钉对气球的支持力为   N,气球没有被铁钉刺破的原因是   .(g 取10N/ kg).
19.(2025·扬州)用乒乓球做小实验.
(1)如图1,乒乓球接触到正在发声的音叉时,会被弹起,说明发声体在   .乒乓球在该实验中所起的作用是   .
(2)如图2,用吸管吹气,两乒乓球向中间靠拢,这是因为两球中间气体流速大,气体压强   .
20.(2025·苏州)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个而上开了六个相同圆孔.在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b.c、d、e、f,将它压人水中后,出现如图乙所示的现象
(1)通过观察橡皮膜   的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,   越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强;接下来的操作是:   。
三、实验题
21.(2025·南京)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的操作.
(1)实验前,应观察压强计的形管两侧液面是否   .
(2)比较甲、乙两图,可以探究液体压强大小与   的关系.
(3)比较   两图,可以发现液体内部同一深度不同方向的压强大小相等.
(4)比较甲、丁两图,可以得到:在深度相同时,   越大,液体压强越大.
22.(2024·宿迁)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材.
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后____;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中   ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较   两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将孔堵住,水从孔也不能流出,因为水受到了   的作用.当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的、,于是他将接水盘向下平移至处,使,水的落点为、.为了比较两小孔处液体压强大小,应比较与   的距离.
23.(2024·南通)利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
(1)U形管两边液面的   能显示压强大小;使用前用手指轻按金属盒的橡皮膜,若U形管中液面不发生变化,说明   ;
(2)将金属盒分别放入水和盐水中,如图,金属盒的橡皮膜受到的压强分别是和,则   ,据此不能得出液体压强与液体密度的关系,原因是   。
24.(2024·淮安)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示.使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的   。实验中,通过U形管两侧液面的   来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处,   越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与   有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度   。
25.(2024·无锡) 制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为   N,浸入的深度为   H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中   (选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是:   。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为   。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为   ,盐水的密度为   (保留2位小数)。
四、计算题
26.(2025·淮安)如图所示为一辆新能源汽车,质量为 轮胎与水平地面接触的总面积为 g取10N/ kg。
(1)求新能源汽车所受重力的大小。
(2)求新能源汽车对水平地面的压强。
27.(2025·盐城)2025年1月1日,国内首辆分布式电驱动飞行汽车正式亮相,它可以在“地面行驶”与“飞行移动”之间随意切换。某次测试时汽车的总质量为,取。
(1)汽车启动前,静止在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为,求此时汽车对地面的压强。
(2)如图所示,汽车悬停在空中,画出此时汽车所受重力示意图。
(3)若空气阻力忽略不计,求汽车从地面匀速升高300m时升力做的功。
28.(2025·宿迁)如图所示,某体操运动员的质量为45kg,单脚直立于平衡木上,已知脚与平衡木接触的有效面积为 g 取10N/kg。 求:
(1)运动员的重力。
(2)运动员对平衡木的压强。
(3)当运动员从平衡木上跳下时,重心下降高度为1.2m,重力对她做的功。
29.(2025·扬州)某无人快递配送车轮胎与水平地面接触的总面积为500 cm2.对地面的压强为1×105Pa,在大小为400 N的牵引力作用下匀速行驶,g 取10 N/ kg.求:
(1)配送车所受阻力 f 的大小;
(2)配送车与货物的总质量m.
30.(2025·南通)福建舰是我国第三艘航母,其满载排水量为8.8×104t。一架舰载机起飞后,福建舰排开水的体积减小了30m3。海水的密度取1.0x10kg/m3, g取10N/ kg。求:
(1)福建舰满载时排开水的体积和浮力;
(2)该舰载机受到的重力。
31.(2025·连云) 王莲拥有水生植物中最大的叶片,莲叶边缘上卷,在叶脉通气组织支撑下,莲叶几乎不浸入水中。王莲进入观赏期时,植物园向游客开设“莲叶载人”的体验活动。为保证安全,莲叶浸入水中的深度不能超过其边缘卷边高度的25%。工作人员将面积为1.5m2、质量为3kg的硬质泡沫板放在底面积为2m2的莲叶中央,该莲叶卷边高度为16cm,游客站立在硬质泡沫板上,体验“一叶当舟”的乐趣,如图所示,某游客质量为60kg,双脚站立时与地面的接触面积为4×10-2m2。求:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)游客双脚站立在地面时对地面的压强。
(2)游客体验“一叶当舟”时,莲叶受到的压强。
(3)为保证安全,该莲叶能托起游客的最大质量。
32.(2024·宿迁)科技创新助力中国发展,中国桥梁建设领先世界.小明对桥梁建造产生浓厚的兴趣,想探究桥墩对河底压力与水深度的关系.他找来底面积为的圆柱体,放于水平地面的压力传感器上,如图甲所示,示数为100N.考虑不方便测量圆柱体对河底的压力,于是将圆柱体挂在拉力传感器下方,缓慢向下放至刚好与容器底部接触,如图乙所示.向容器内加水,记录传感器示数和水的深度,并画出如图丙所示的图像.(,)求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体的密度;
(3)取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强.
五、综合能力题
33.(2025·南京)如图所示,是依靠螺旋桨飞行的某型号无人机,质量为.启动前静止在水平面上,它与水平面的总接触面积为.求:
(1)无人机的重力.(g取)
(2)启动前无人机对水平面的压强.
(3)目前这种无人机   (选填“能”或“不能”)在太空的真空区域使用.
34.(2025·连云) 污水中的悬浮物质,可在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能(悬浮于液体中的微小颗粒聚集形成较大颗粒的能力),沉淀可分为四类,如图甲所示。
第一类为自由沉淀,当悬浮物质浓度不高时,在沉淀的过程中,颗粒之间互不碰撞,呈单颗粒状态,颗粒近似为球形,以沉速大小(表示颗粒的密度,表示液体的密度,d表示颗粒的直径,表示液体的黏滞度)完成自由沉淀过程。
第二类为絮凝沉淀,当悬浮物质浓度约为时,在沉淀过程中,颗粒与颗粒之间可能互相碰撞产生絮凝作用,使颗粒的直径与质量逐渐加大,沉淀速度不断加快。实际沉速很难用理论公式计算,主要靠实验测定。
第三类为成层沉淀,当悬浮物质浓度大于时,在沉淀过程中,相邻颗粒之间相互妨碍、干扰,各自保持相对位置不变,在聚合力的作用下,颗粒群结合成一个整体向下沉淀。
第四类为压缩,成层沉淀的继续,即形成压缩。颗粒间互相支撑,上层颗粒在重力作用下,挤出下层颗粒间隙的水,使污泥得到浓缩。
污水中的颗粒在自由沉淀时,某深度处的悬浮物质浓度则相应下降,悬浮物质浓度的改变量与原浓度的百分比叫去除率,图乙是某次自由沉淀实验绘制的去除率与沉淀时间的关系曲线。
(1)在自由沉淀时,若,则颗粒在水中的运动状态是   ;
(2)在自由沉淀时,对颗粒的沉速影响较大的因素是   ;
(3)当悬浮物质浓度约为时,下列说法正确的是____;
A.质量相同的颗粒,直径大的沉速大
B.直径相同的颗粒,质量大的沉速大
C.直径相同的颗粒,质量大的沉速小
D.各颗粒的沉速相同,与质量、直径无关
(4)污水中的颗粒在自由沉淀时,某深度处悬浮物质浓度下降快慢随沉淀时间变化的情况是   。
35.(2025·徐州)阅读短文,回答文后问题。
计时碗
时间的测量和记录是人类文明的重要一环。钟表发明之前,计时碗是古人使用的一种巧妙的计时工具:在碗底部中心打一个小孔,孔的直径比碗口直径小得多。把碗放到水池中的水面上,碗口向上。碗缓慢下沉,水从碗底小孔进入碗中;当碗口低于水面时,水从碗口大量进入碗中,碗快速下沉。从碗放到水面到碗口与水面齐平所用的时间基本固定不变,称为下沉时间,可以作为一个计时的标准。
为了探究计时碗下沉时间的影响因素,研究人员制作了一个圆筒形的计时碗,碗壁很薄,碗口直径为D,碗底中心小孔直径为d。如图a所示,从碗放在水面上开始计时,记录不同时间碗底下沉的距离,得到碗下沉过程中路程——时间关系图像如图b所示。
(1)制作计时碗时,所用材料的密度应比水的密度   。
(2)由路程—时间图像可以看出,碗在下沉的中间阶段做   运动。
(3)碗在下沉过程中,受到的一些阻力较小,可以忽略不计。在下沉的中间阶段,若水从小孔以流速v进入碗中,则碗下沉速度的表达式为:   。
(4)计时碗的下沉时间与哪些因素有关?请你列举一条:   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】液体压强的计算;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、甲漂浮,所以甲液体的密度大于鸡蛋,乙沉底,所以乙液体的密度小于鸡蛋,故A错误;
B、甲漂浮所以甲受到的浮力等于鸡蛋的重力等于排开液体的重力,乙沉底,所以乙中鸡蛋受到的浮力小于重力,所以排开液体的重力小于鸡蛋重力,故甲溢出液体重力大,结合G=mg可知,甲溢出的质量大,故B错误;
C、甲乙杯子液体深度相同,甲液体密度大,根据P=ρgh可知,甲杯子底部受到液体的压强大,故C错误;
D、由C分析可知,甲杯子底部受到液体压强大,鸡蛋和杯子的种类相同,甲乙杯子的底面积大,根据F=Ps可知甲对地面的压力大,乙对水平地面的压力小,故D正确。
综上选D。
【分析】 本题可根据物体的浮沉条件判断液体密度关系,再结合阿基米德原理判断溢出液体质量关系,利用液体压强公式判断杯底受到的液体压强关系,最后根据整体受力分析判断杯子对水平地面的压力关系。
2.【答案】C
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】AD、锋利的锄头, 尖尖的凿子可以 减小受力面积,增加压强,故AD错误;
B、 重重的碾子 ,增加压力,增加压强,故B错误;
C、宽扁担增加受力面积,减小压强,故C正确。
综上选C。
【分析】压强的计算公式:,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.【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】AB、由于降雨少,水位尺显示水位低,则P点在水中的深度较小,故AB不符合题意;
CD、根据p=ρgh,水的密度一定,P点深度较小,则受到的液体压强小,C符合题意,D不符合题意。
故选C。
【分析】降水少,水位尺在水中的深度小;根据p=ρgh,水的深度越小,压强小。
4.【答案】C
【知识点】摩擦力的大小;增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】 鲨鱼夹硬齿伤人 ,主要是由于鲨鱼夹硬尺受力面积小,所以相同压力下,压强大;
A、 压路机的碾子很重,是通过增大压力来增大压强 ,故A错误;
B、 轻装过冰面,是通过减小压力来减小压强 ,故B错误;
C、 斧头的刃很薄 , 是通过减小受力面积来增大压强,故C正确;
D、 骆驼的脚掌很宽大 , 通过减小受力面积来增大压强 ,故D错误。
综上选C。
【分析】 本题核心是理解压强的影响因素(压力和受力面积),并能区分“增大压力”与“减小受力面积”这两种增大压强的方式。
5.【答案】A
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【解答】 当瓶子倒置时,瓶内水会占据一定空间,导致瓶内气压低于外界大气压; 外界大气对纸张产生向上的压力;同时,纸张自身重力较小,水对纸张的压力方向向下但不足以克服大气向上的压力,因此纸张不会掉下来。 故A正确,BCD错误。
综上选A。
【分析】 要解决该问题,需结合大气压强的原理分析纸张受力情况。当瓶子倒置时,瓶内水会占据一定空间,导致瓶内气压低于外界大气压;纸张受到外界大气压向上的压力,同时自身重力、水的压力等因素也会影响,需判断哪个因素是主要使纸不掉落的原因。
6.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A、两物体相同,所以重力相同,两物漂浮在水面上所以浮力等于重力,故AB受到的浮力相同,故A错误;
B、根据浮力公式可知,两物浮力相同,B排开液体的体积大,所以乙液体密度小,故B正确;
C、B排开液体较大,最终状态甲乙深度相同,所以原来乙液体的体积小,乙液体密度小,根据重力公式计算可知G=ρgv可知,乙液体的重力小,相同容器,相同物体,所以乙容器总重力较小,根据压强计算可知,乙对地面的压强小,故C错误;
D、两柱形容器,液面深度相同,乙液体密度小,根据P=ρgh可知,乙容器底部受到的液体的压强小,故D错误;
综上选B。
【分析】1、压强的计算公式:,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;
2、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
7.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用;电荷间的相互作用规律;磁场对通电导线的作用;分子间相互作用力
【解析】【解答】A、 负压发生器使喷枪内气压减小,此时喷枪内气压低于外界大气压,外界大气压会将涂料压入喷枪内, 所以A正确;
B、 通电后电动机线圈受力转动 ,属于磁场对通电导线有力的作用,故B错误;
C、 涂料雾化成小颗粒并带上负电荷,同种电荷相互排斥,所以颗粒间相互排斥 ,C正确;
D、 涂料变干后粘牢在物体表面,是因为分子间存在相互作用的引力 ,D正确。
综上选B。
【分析】 本题考查大气压强、电动机原理、电荷间作用力、分子间作用力等知识点,通过对每个选项所涉及物理原理的分析 得出正确选项。
8.【答案】C
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】根据液体压强的计算公式P=ρgh计算可知,高度差增加的方法有增加液体的密度,增加深度,AC不会改变高度差,B可以减小高度差,C加入盐水增加液体的密度,可以增加高度差,故C正确,ABD错误。
综上选C。
【分析】压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
9.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;阿基米德原理
【解析】【解答】 三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为Δm1、Δm2和Δm3。
假设相同距离的刻线间的距离为Δh;
在水槽外壁,标注刻度,△V排=S容Δh=225cm2×Δh;
根据阿基米德原理和浮力等于重力,ΔG=Δmg=ΔF浮=ρ水gΔV排;
物体的质量变化等于排开水的质量变化,
则△m1=ρ水△V排=ρ水×225cm2×Δh;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度变化标注;△V排2=S杯Δh=85cm2×Δh;
则△m2=ρ水△V排2=ρ水×85cm2×Δh;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度h3的变化标注,当塑料杯下行Δh时,液面会升高,且体积变化相等,即S杯Δh=(S容-S杯)L;


则△m3=ρ水△V排3=ρ水×136.6Δh;
则△m1>△m3>△m2。
故选C。
【分析】 要比较质量,需要分析重力,根据浮力秤是漂浮,浮力等于重力,因而质量的变化等于重力的变化,也等于浮力的变化,假设刻度的距离,根据所给的底面积计算排开液体的变化,根据阿基米德原理比较液体的重力与质量。
10.【答案】C
【知识点】大气压的综合应用;分子间相互作用力
【解析】【解答】根据题意可知,亚里士多德和托里拆利的观点,是说明大气存在压强。
①用吸管吸饮料时,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,说明大气压强存在,故①符合题意;
②当船并行时,中间的水流动速度增大,压强减小,周围的水流水小而压强大,因此将船压到一起,利用的是流体压强和流速的关系,故②不符合题意;
③因为分子之间存在相互作用的引力,所以两光滑铅块压紧后“吸”住,故③不符合题意;
④抽水机只能将水“吸”到约10米高,是因为大气压强只能支持大约10m高的水柱,故④符合题意。
综上可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【分析】分析各个选项中描述的现象包含的物理原理,然后与托里拆利的观点比较即可。
11.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,由于盐水密度大,根据m=ρV得到,盐水的质量大,因此乙容器的重力大,且相同容器底面积相同,根据可知,乙容器的压强大。故A错误;B.木块在甲容器中没有排开液体,其所受重力与支持力平衡,浮力为0;在乙容器中浸没在盐水中,根据阿基米德原理得到浮力为ρ盐水gV木块,因此乙容器中木块所受浮力更大,故B错误;
C.将杯子和木块看成一个整体,整体所受重力相同,且各自等于浮力,因此两容器中整体所受浮力相等。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度更大的盐水中的排开体积更小。又由于,两容器底面积相同,因此盐水中液面上升量小,甲容器液面上升的高度大于乙容器液面上升的高度,故C正确;
D.盐水是均匀的,上下密度相同,根据阿基米德原理,被向下推动后周围液体密度不变,浮力不变,应仍然保持悬浮,故D错误。
故选C。
【分析】 A.通过容器中水和盐水的体积相同判断重力,再通过分析压强大小。
B.木块在甲容器中没有排开液体,浮力为0,在乙容器中有排开液体,浮力不为0。
C.将杯子和木块看成一个整体,整体所受重力相同,且各自等于浮力,再根据阿基米德原理判断排开液体体积大小,从而比较液面上升高度。
D.盐水是均匀的,上下密度相同,根据阿基米德原理,被向下推动后周围液体密度不变,浮力不变,应仍然保持悬浮。
12.【答案】乙;流速越大,压强越小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】向两张纸中间吹气,中间流速增加,压强小于纸张外侧,所以形成向中间的压强差,导致纸张向中间靠拢,所以乙图正确。
【分析】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。
13.【答案】1500;53.5;73000
【知识点】速度公式及其应用;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据速度公式计算可知 以500km/h的速度飞行,3h到达事发海域,飞行距离s=vt=500km/h×3h=1500km,漂浮时,重力等于浮力,所以飞机受到的浮力F=G=mg=53.5×103kg×10N/kg=53.5×104N,所以排开液体的重力为53.5×104N,根据重力公式计算可知,排开液体的质量为53.5×103kg,根据密度公式计算排开液体的体积,飞到目的地时间t=,飞回取水点的时间也为720s,汲水时间为20s,所以总时间t=720s+720s+20s=1460s。
【分析】 本题综合考查路程、浮力与时间的计算,需熟练运用公式 s = v t 、 F 浮 = ρ V g 及时间分段分析,关键是明确各物理量的对应关系与单位转换。
14.【答案】大气压;流体压强与流速关系;小
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气, 漏斗上方流速大,所以压强小,在大气压强差的作用下使得乒乓球不会掉下来,证明了流体压强和流速之间的关系。
【分析】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】快;慢;大
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】飞机机翼上面凸起,导致空气流速上面快于下方,根据流速越大压强越小可知,下方的压强大。
【分析】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。
16.【答案】不断变化;振动;8
【知识点】压强的大小及其计算;声音的产生;磁场对通电导线的作用;扬声器和耳机的构造和原理
【解析】【解答】当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向也会不断变化;导线所受磁场作用力方向不断变化,因此导线会不断振动,薄膜片与导线相连,也会随之振动,从而发出声音;已知人耳的鼓膜面积S=0.8cm2=0.8×10﹣4m2,大气压强p=1×105Pa;根据压强公式p,可得大气对鼓膜的压力F=pS=1×105Pa×0.8×10﹣4m2=8N。
【分析】扬声器的工作原理:通电导体在磁场中受力运动;当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向也会不断变化,导线不断振动,薄膜片与导线相连,也会随之振动,从而发出声音;已知大气压强和人耳的鼓膜面积,根据F=pS,可以计算大气对鼓膜的压力。
17.【答案】(1)D
(2)乙;压强
(3)西
【知识点】力作用的相互性;压强的大小及其计算;新材料的特点及应用
【解析】【解答】 (1)极地环境温度低,所以材料需要耐低温;破冰艏柱要切开冰层,需要硬度大;在破冰过程中不能轻易断裂,需要韧性好。而密度小不是必须的属性,因为密度主要影响船的载重等方面,与破冰艏柱的主要功能关系不大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(2)根据破冰要求设计的船首。设计水线以下艏柱呈倾斜状,与基线构成30°夹角,其首端为折角形,在水线以下部分较倾斜,与水平面成20°~25°夹角。破冰船和经常在冰区航行的船舶采用这种形式,它有助于船体较容易地冲上冰层,压碎冰块,破冰前进。结合压强公式重新分析,雪龙2号的船首应设计成如图乙所示的形状,根据压强公式,当船首重压时,压力F增大,而受力面积S不变,所以压强p增大,艏柱就犹如利刃切开冰层。
(3)因为“雪龙 2 号”向南行驶,根据力的作用是相互的,螺旋桨推动水流向西运动时,水流会对船尾有一个向东的反作用力,使得船尾向东转向。
【分析】 (1)物质的物理属性包含:密度、比热容、硬度、透明度、导电性、导热性、弹性、磁性等。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积增大压强;在受力面积一定时,增大压力增大压强。
(3)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
18.【答案】压力;2000;100;密集的钉尖增大了气球与铁钉的接触面积较大,压强较小
【知识点】力的作用效果;平衡状态的判断;压强的大小及其计算
【解析】【解答】气球受到隔板的压力而变形,气球受到压力F=9.5kg×10N/kg+5N=95N+5N=100N,压强, 隔板静止在气球上,受力平衡,即铁钉对气球的支持力 F 支持 等于隔板与哑铃的总重力 F=100N;铁钉子密度较大增大了气球与铁钉的接触面积,导致气球受到的压强较小。
【分析】 本题综合考查压力、压强的概念与计算,以及力的平衡应用。关键在于理解压力是使物体形变的力,压强由压力和受力面积共同决定,且静止物体受力平衡时支持力等于重力。通过分步计算总重力、压强,结合平衡原理分析支持力,最终解释气球未被刺破的原因。
19.【答案】(1)振动;将微小的振动放大,便于观察
(2)小
【知识点】流体压强与流速的关系;声音的产生
【解析】【解答】(1)图1中,音叉正在发声,乒乓球与之接触时,会被反复弹起,乒乓球受到音叉的力,反映音叉在振动,可知发声体在振动;实验中,乒乓球被弹起,可以将音叉微小的振动放大,便于观察;故第1空填:振动;第2空填:将微小的振动放大;
(2)图2中,用吸管在乒乓球中间吹气,乒乓球中间的空气流速大,压强小,两侧流速小,压强大,两乒乓球在外侧压强差的作用下向中间靠拢。故第1空填:小。
【分析】(1)发声体在振动,能将与之接触的乒乓球弹开;乒乓球被弹开,将微小的振动放大;
(2)流体在流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。
20.【答案】(1)d
(2)深度
(3)压住塑料盒绕某一竖直转动
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)通过观察橡皮膜d的形变可知,水的内部有向上的压强。
(2)通过观察橡皮膜b、c 或 f、e的形变可知,深度越大,水的压强越大。
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是:将塑料盒放在水中保持深度不变,分别转动塑料盒,使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度。根据液体内部压强的特点,在同一深度,液体向各个方向的压强相等。如果在同一深度不同水平方向的橡皮膜形变程度相同,则可证明同一深度处,各水平方向都有压强且压强相等。
【分析】 (1)图乙中橡皮膜d向内凹陷,说明水对塑料盒的底部有向上的压力,从而证明水的内部有向上的压强;
(2)橡皮膜c比b的凹陷程度大,e比f的凹陷程度大,而c和e所处深度更深,说明在同种液体中,深度越大,水的压强越大。
(3)由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;在同一深度处液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关。
21.【答案】(1)相平
(2)深度
(3)丙乙
(4)密度
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)探究液体压强与哪些因素有关的实验中,需要观察U形管两端液面相平,即压强是否一致。
(2)甲乙实验的变量为金属盒的深度,所以探究 液体压强大小与 深度的关系;
(3)探究压强和同一深度不同方向压强的关系,变量为金属盒的朝向,所以选择乙丙两图。
(4)甲丁两图的变量为液体的密度,盐水的密度大,U形管高度差大,所以 在深度相同时 ,密度越大,压强越大。
【分析】1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同。
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变。
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
22.【答案】(1)C
(2)U形管中液面的高度差
(3)丙丁
(4)大气压;DF
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】 (1)根据甲图可知,探头放入水中后U形管没有出现高度差,是因为装置漏气,应该检查装置的气密性,故选C。
(2)将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制深度相同,改变液体的密度,应该比较丙、丁两图所示的实验。
(4)将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔也不能流出,因为水受到了大气压的作用。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与DF的距离。
【分析】 (1)本实验中的微小压强计在使用前要检查装置的气密性。
(2)本实验中通过观察U形管中左右液面的高度差来反应液体内部的压强。
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)液体的压强随深度的增加而增大,通过比较水流喷射的远近来比较压强。
23.【答案】(1)高度差;装置漏气
(2)小于;没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)①根据题意可知,液体压强计是利用U形管两侧液面高度差来显示压强大小的;
②若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气。
(2)①根据图片可知,金属盒位于盐水中时,U形管两侧液面高度差更大,故金属盒的橡皮膜在盐水中受到的压强更大,即。
②探究液体压强和液体密度的关系时,需要控制深度相同,只改变液体密度。而实验中没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,故不能得出液体压强与液体密度的关系。
【分析】(1)①根据题意可知,U形管两侧液面的高度差越大,则说明液体压强越大;
②根据U形管压强计的使用方法解答。
(2)①根据U形管两侧液面的高度差比较液体压强大小;
②根据控制变量法的要求分析。
(1)[1]根据转换法的思想,液体压强计是利用U形管两侧液面高度差来显示压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大。
[2]若手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气,使软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差。
(2)[1]将金属盒分别放入水和盐水中,由图可知,金属盒位于盐水中时,U形管两侧液面高度差更大,故金属盒的橡皮膜在盐水中受到的压强更大,即。
[2]将金属盒分别放入水和盐水中,没有说明金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,即没有控制金属盒的橡皮膜位于水和盐水中的深度相同,故不能得出液体压强与液体密度的关系。
24.【答案】(1)气密性;高度差
(2)液体的密度
(3)液体深度;无关
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)①使用前用手指按压强计的橡皮膜,如果按压探头时,U形管两侧液面高度差有明显变化,则气密性良好,则目的是为了检查实验装置的气密性,
②实验中,U形管两侧液面的高度差越大,则液体内部压强越大,则通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小。
(2)根据图片可知,乙、丙两图所用的液体密度不同,则U形管两侧两管中液面的高度差不同,可得出结论:不同液体的相同深度处,液体的密度越大,压强越大。
(3)①根据丁图可知,1、2和3号管中液体的深度不同,橡皮膜凸出的程度也不同,因此可得液体压强大小与液体的深度有关。
②由丁图4和5号管可知,液体的长度不同,深度相同,橡皮膜凸出的程度相同,因此可得液体压强与液体长度无关。
【分析】(1)在保证橡皮管与U形管导通良好的情况下,用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,气密性良好,反之,说明装置漏气;U形管中液面的高度差反映了橡皮膜所受压强的大小。
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,乙、丙两图橡皮膜深度相同,因此可以判定与密度的关系。
(3)橡皮膜凸起越大,说明此处压强越大。1、2、3三个管子液体深度逐次增加,橡皮膜凸起也逐次增加,可以说明压强与液体深度的关系。4和5两个管子液体长度不同、高度相同,但是橡皮膜凸起程度相同,可以说明压强与长度无关。
(1)[1]使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性,如果按压探头时,U形管两侧液面高度差有明显变化,则气密性良好。
[2]实验采用转换法,实验中,通过U形管两侧液面的高度差来反映液体内部压强的大小。
(2)乙、丙两图所用的液体不同,探头所处的深度相同,U形管两侧两管中液面的高度差不同,可得出结论:不同液体的相同深度处,液体的密度越大,压强越大。
(3)①[1]由丁图1、2和3号管可知,液体的深度不同,橡皮膜凸出的程度也不同,因此可得液体压强大小与液体的深度有关。
②[2]由丁图4和5号管可知,液体的长度不同,深度相同,橡皮膜凸出的程度相同,因此可得液体压强与液体长度无关。
25.【答案】(1)0.1;1.25;a;在管内适当增加铁屑使密度计重力增大
(2)30;1;1.07
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】 (1)①密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,
则浮力为F浮=G物=mg=10×10-3kg×10N/kg=0.1N;
由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在
水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,
则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,
所以有ρ水gSH=ρ酒gSH',
可得;
②密度计在液体中漂浮,则有G密度计=F浮=ρ液gSh,可得;
当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与ρ液成反比,故a图线符合h随ρ液变化的规律;
③根据可知,适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,则两条刻度线间的距离会变大;
(2)当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,
则受到的浮力为F'浮=G物=m密度计g,
由阿基米德原理有F'浮=ρ水gV排,则有m密度计g=ρ水gV排,
解得密度计排开水的体积为;
与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为,
此时水面刻度比M低3cm,
由此可知吸管的横截面积为;
当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,
由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积为V排盐=30cm3-2cm×1cm2=28cm3,
由前面分析结论m密度计g=ρ水gV排,
同理,当密度计在盐水中漂浮时有m密度计g=ρ盐水gV'排,
则盐水的密度为。
【分析】 (1)①密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力;由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,据此分析;
②根据密度计在液体中漂浮,得浸入的深度h与液体密度ρ液的关系式进行分析;
③适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,密度计放入酒精中漂浮时,浸入酒精中的深度为1.25H,也随之增大;
(2)当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,根据浮沉条件及阿基米德原理进行分析;当密度计质量为27g时,计算排开水的体积及横截面积;当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积,根据阿基米德原理求盐水的密度。
26.【答案】(1)解:新能源汽车所受重力的大小为:
(2)解:在水平地面上,新能源汽车对水平地面的压力大小为:
新能源汽车对水平地面的压强:
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)新能源汽车所受重力的大小为: ;
(2)在水平地面上,新能源汽车对水平地面的压力大小等于重力,即 ;新能源汽车对水平地面的压强 。
27.【答案】(1)解:汽车对地面的压强
(2)
(3)解:忽略空气阻力,升力与重力大小相等,方向相反,汽车从地面匀速升高300m时升力做的功为
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据压强公式计算汽车对地面的压强;
(2)重力的方向竖直向下,作用于物体重心,据此作图:
(3)忽略空气阻力,升力与重力大小相等,方向相反,汽车从地面匀速升高300m时升力做的功为。
28.【答案】(1)解: 体操运动员的质量为45kg ,所以运动员的重力G=mg=45kg×10N/kg=450N
(2)解: 脚与平衡木接触的有效面积为 ,根据压强公式计算可知 运动员对平衡木的压强
(3)解:做功公式W=Gh=450N×1.2m= 540 J
【知识点】重力及其大小的计算;压强大小比较;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据重力公式G=mg计算运动员的重力;
(2)结合压强公式F=PS计算 运动员对平衡木的压强 ;
(3)根据W=Gh计算运动员重力做功。
29.【答案】(1)解:快递配送车在牵引力作用下,匀速直线行驶,受到平衡力的作用,牵引力和摩擦力是一对平衡力,则摩擦力:f=F牵=400N;
(2)解:已知快递配送车对地面的压强和受力面积,可以计算水平面受到的压力为:
F=pS=1×105Pa×500×10-4m2=5×103N, 水平面受到的压力等于物体的重力,则物体的总重力为:G=F=5×103N;配送车与货物的总质量为:。
【知识点】重力及其大小的计算;二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)物体匀速直线运动时,受到平衡力,二力平衡时,力的大小相等;
(2)根据F=pS,计算物体对地面的压力,结合水平面受到的压力等于重力,计算重力大小, 结合,计算质量。
30.【答案】(1)解: 满载排水量为8.8×104t= 8.8×107kg,根据密度公式计算可分析福建舰排开水的体积为;船只漂浮,重力等于浮力,所以福建舰受到的浮力F=G=mg= 8.8×107kg×10N/kg=8.8×108N
(2)解: 舰载机离开后,舰体上浮,排开体积减少,减少的体积对应的海水重力就是舰载机的重力 ,G=ρgv= 1.0 × 10 3 kg/m3 × 10 N/kg × 30 m 3 = 3 × 10 5 N 。 舰载机受到的重力为3×105N
【知识点】重力及其大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1) 要计算福建舰满载时排开水的体积和浮力,需利用阿基米德原理(浮力等于排开液体的重力)和密度公式( ρ = m V )。满载排水量是排开海水的质量,结合海水密度可求排开体积;再由排开海水的重力等于浮力,求出浮力。
(2)舰载机起飞后,福建舰排开海水体积减小,说明舰载机的重力等于排开海水体积减少量对应的重力(因为舰载机离开后,舰体上浮,排开体积减少,减少的体积对应的海水重力就是舰载机的重力),利用**密度公式和重力公式( G = m g )计算。
31.【答案】(1)解: 客双脚站立在水平地面上时,对地面的压力为F=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N
双脚站立时,地面的受力面积S=4×10-2m2
游客双脚站立在地面时对地面的压强为
(2)解: 莲叶受到的压力等于人的重力和泡沫重力之和,大小为F2=G人+m泡沫g=600N+3kg×10N/kg=630N
莲叶与泡沫接触,受力面积为S2=1.5m2,莲叶受到的压强为
(3)解: 当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度25%时,泡沫板和人的总重力为
泡沫板和人的总质量
莲叶能托起人的最大质量
【知识点】压强的大小及其计算;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】(1)游客对地面的压力F=G=mg=60×10N=600N,
计算游客对地面的压强。
(2)莲叶受到的压力F'=G总=m总g,求解莲叶受到的压强;
(3)当莲叶浸入水中的深度达到卷边高度25%时泡沫板和人的总重G总=F浮=ρ水gV,泡沫板和人的总质量,莲叶能托起人的最大质量m人=m总﹣m泡沫板。
32.【答案】(1)解:如图甲所示,示数为100N,则G=100N;
质量;
答:圆柱体的质量为10kg。
(2)解:根据浸没后浮力不变,则拉力不变,则圆柱体的高度h=0.2m,
体积 V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3,
圆柱体密度为。
答:圆柱体的密度是5×103kg/m3。
(3)解:浸没时的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N;
对底面的压力F=G-F浮=100N-20N=80N;
压强。
答:取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强为8000Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】 【分析】 (1)根据甲图确定物体的重力,根据G=mg计算质量;
(2)根据浸没后浮力不变,则拉力不变,确定圆柱体的高度,根据V=Sh计算体积,根据密度公式计算。
(3)根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排计算浮力,再根据F=G-F浮计算对底面的压力,最后根据压强计算。
33.【答案】(1)解: 无人机质量为,根据重力公式G=mg计算可知无人机的重力G=2.4kg×10N/kg=24N.
(2)解:无人机 与水平面的总接触面积为,所以 无人机对水平面的压强。
(3)不能
【知识点】力作用的相互性;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1) 无人机质量为,根据重力公式G=mg计算无人机的重力;
(2)无人机 与水平面的总接触面积为,所以 无人机对水平面的压强;
(3) 螺旋桨无人机是依靠螺旋桨与空气的相互作用产生升力等动力(力的作用是相互的,螺旋桨对空气施力,空气对螺旋桨产生反作用力),而太空真空区域没有空气,无法产生这种力。
所以不能在太空的真空区域使用。
34.【答案】(1)静止
(2)颗粒的直径
(3)D
(4)逐渐变慢
【知识点】密度及其特性;二力平衡的条件及其应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)在自由沉淀时,根据颗粒的沉速公式可知若ρ1=ρ2,则ρ1 ρ2=0,那么颗粒的沉速u=0,颗粒在水中将处于悬浮静止状态。
(2)根据沉淀速度的定义式可知,颗粒的直径以平方大小影响,因此对颗粒的沉速影响较大的因素是颗粒的直径。
(3)当悬浮物质浓度约为580mg/L时,属于成层沉淀。在成层沉淀中,相邻颗粒之间相互妨碍、干扰,各自保持相对位置不变,颗粒群结合成一个整体向下沉淀,各颗粒的沉速相同,与质量、直径无关。
故答案为:D。
(4)污水中的颗粒在自由沉淀时,从去除率与沉淀时间的关系曲线来看,随着沉淀时间的增长,沉淀效率不断增大,而自由沉速越来越小。某深度处悬浮物质浓度下降快慢可以用去除率随时间的变化率来表示,在沉淀初期,去除率随时间增加得较快,即悬浮物质浓度下降较快;随着沉淀时间的延长,去除率随时间的增加逐渐变缓,即悬浮物质浓度下降逐渐变慢。这是因为随着沉淀的进行,容易沉淀的大颗粒或高密度颗粒先沉淀下去,剩下的颗粒沉淀难度逐渐增大,所以浓度下降速度逐渐变慢。
【分析】(1)在自由沉淀时,根据颗粒的沉速公式分析;
(2)根据沉淀速度的定义式分析;
(3)颗粒群结合成一个整体向下沉淀,各颗粒的沉速相同,与质量、直径无关;
(4)污水中的悬浮物质,可在重力的作用下沉淀去除。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能(悬浮于液体中的微小颗粒聚集形成较大颗粒的能力),沉淀可分为四类,根据颗粒的沉速公式求解。
35.【答案】(1)大
(2)匀速
(3)()2v
(4)小孔大小
【知识点】物体的浮沉条件及其应用;物理常识;时间速度路程的图像分析
【解析】【解答】(1)根据题目分析可知,碗需要下沉,所以碗的密度应大于水的密度 ;
(2)碗在中间过程的速度时间曲线为倾斜直线,所以碗在做匀速直线运动。
(3) 水流入碗的体积等于碗排开液体的体积 ,即,所以;
(4)据表达式可知,下沉的速度和d有关,和小孔大小有关。
【分析】 1、物体漂浮或悬浮时,密度小于或等于液体密度;下沉时,密度大于液体密度。计时碗需下沉,因此所用材料的密度应比水的密度大。
2、 路程 - 时间图像中,匀速直线运动的图像是倾斜的直线(斜率表示速度)。观察图b,碗在下沉的中间阶段对应的s - t图像为倾斜直线,说明此阶段做匀速直线运动。
3、利用体积守恒,水流入碗的体积等于碗排开液体的体积,结合圆柱体积公式推导下沉速度;
4、 结合实验变量或生活常识,分析下沉时间的影响因素。
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