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试题解析
1.下列有关压强与浮力知识的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了液体内部具有压强
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用
D.升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同
(1)马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(3)根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(4)根据升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理分析解答。
解:A、马德堡半球实验证明了大气压的存在,故A错误;
B、托里拆利最早精确地测出了大气压的值,故B正确;
C、不论物体漂浮在水面上,还是沉入水里,均受到浮力的作用,故C错误;
D、飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;热气球升空利用的是物体的浮沉条件,所以飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理不相同,故D错误。
故选:B。
本题考查大气压的存在和测量,以及浮力产生的原因、流体压强与流速的关系等,涉及到的知识点多,综合性强,但相对比较简单,属于基础题。
2.生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法正确的是( )
①用细线容易分割熟鸡蛋属于增大压强
②堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是为了减小压强
④教室的门窗打开时,“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变大,压强变小
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
(1)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
(2)茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来;
(3)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(4)在气体和液体中,流速大的位置压强小。
解:①用细线容易分割熟鸡蛋是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故正确;
②堵住茶壶盖的小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来;故正确;
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故错误
④教室的门窗打开“过堂风”经过时,门外空气流速大压强小,门内空气流速小压强大,在压强差的作用下门被关闭。故正确。
故选:D。
本题考查了蕴含在生活中物理知识:增大和减小压强的方法、大气压、流体压强和流速的关系等,贴近生活实际,利于激发学生学习物理的兴趣,是一道好题。
3.在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了乙、丙的实验结论
A、本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
B、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
CD、分别比较甲、乙的实验和比较乙、丙的实验得出相应的结论,结合CD选项分析。
解:
A、通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法,A错误;
B、探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法,B正确;
CD、比较甲、乙的实验知,受力面积相同时,甲中压力较小,压力的作用效果不明显;
比较乙、丙的实验知,压力相同时,乙中受力面积越小,压力的作用效果较明显;
蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,是通过减少受力面积来增大压强,故是利用乙丙实验实验结论,故C错误;
交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,是通过减小压力来减小压强,利用了甲乙的实验结论,D错误。
故选:B。
本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
4.双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为( )
A.1250帕 B.2500帕 C.5000帕 D.12500帕
要估测学生对地面的压强,根据p=可知需要先估测中学生的体重和中学生双脚的面积。
解:中学生平均体重约为500N,两脚的总面积约为0.04m2,
则他对地面的压强为:p===1.25×104Pa,故D正确、ABC错误。
故选:D。
本题主要考察学生对压强的大小及其计算的掌握情况,能估测人的质量和人站立的着地面积是本题的关键。
5.如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小(ρ水=1g/cm3)( )
A.a B.b C.c D.d
根据公式p=ρgh可知液体产生的压强与液体的深度和密度有关,由于是在同一个湖中,所以比较出各点的深度即可判断。
解:深度是指某点到液面的竖直距离,则由图可知a点的深度最小,根据公式p=ρgh可知,a处水的压强最小。
故选:A。
本题考查液体压强公式的应用,关键是知道深度是某点到液面的竖直距离。
6.如图A、B、C三个容器中装同种液体,液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA=pB=pC B.pA>pB>pC C.pA<pB<pC D.pB<pA<pC
由题可知,三容器内液体的深度相同,知道三液体的密度大小关系,根据液体压强公式判断容器底部受到的压强的大小关系。
解:由题知,三容器内液体深度:hA=hB=hC,
由于A、B、C三个容器中装同种液体,液体密度相同,
根据p=ρgh可知:pA=pB=pC。
故选:A。
本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用,难度不大,属于基础题目。
7.现代建筑多采用中空双层玻璃窗隔热,实验表明,中空双层玻璃窗的隔热性能与两层玻璃间空气压强有关,实验测得中空双层玻璃内外温差与中间空气压强关系如图所示,则中空双层玻璃中间空气压强( )
A.等于大气压强时,没有隔热效果
B.小于10﹣1Pa时,隔热效果变差
C.在10﹣1~102Pa时,隔热效果最好
D.等于10﹣3Pa时的隔热效果比104Pa时好
由图象读出隔热效果和两层玻璃间空气压强之间的关系,来做出解答。
解:A、由图象可知,两层玻璃间空气压强等于大气压强1×105Pa时,玻璃内外温度差为20℃,并不是没有隔热效果,故A错误;
B、由图象可知,两层玻璃间空气压强小于10﹣1Pa时,玻璃内外温度差变大,说明隔热效果变好,故B错误;
C、由图象可知,两层玻璃间空气压强在10﹣1~102Pa时,玻璃内外温度差逐渐变小,说明隔热效果逐渐变差,故C错误;
D、由图象可知,两层玻璃间空气压强等于10﹣3Pa时玻璃内外温度差比104Pa时玻璃内外温度差大,说明隔热效果要好,故D正确。
故选:D。
此题主要考查的是学生对图象的理解能力,弄明白隔热效果和两层玻璃间空气压强之间的关系是解决此题的关键。
8.如图所示,长方体物块甲、乙置于水平地面上,物块和地面的接触面积分别为S、S'(S<S'),对地面的压强相等。将甲、乙均顺时针旋转90°,此时甲、乙和地面的接触面积分别为S'、S,对地面的压强分别为p甲、p乙.此过程中,甲、乙对地面的压强变化量大小分别为△p甲、△p乙,则( )
A.p甲<p乙,△p甲=△p乙 B.p甲>p乙,△p甲=△p乙
C.p甲>p乙,△p甲>△p乙 D.p甲<p乙,△p甲<△p乙
(1)甲乙的压强相等,知道甲乙的受力面积,根据压强公式可以判断甲乙对地面的压力,知道受力面积的变化可以判断甲乙对地面的压强。
(2)压强变化量等于原来的压强和现在压强的差,然后进行比较
解:(1)甲、乙的底面积分别为S、S'(S<S'),甲乙压强相等,根据 F=pS知甲对水平地面的压力小于乙对水平地面的压力,所以甲的重力<乙的重力。
甲乙是长方体,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'、S,甲的受力面积增大,甲对水平地面的压力不变,甲对水平地面的压强减小,乙的受力面积减小,乙对水平地面的压力不变,乙对水平地面的压强增大,由于原来甲乙对水平地面的压强相等,所以旋转后甲对水平地面的压强小于乙对水平地面的压强,即p甲<p乙。
(2)△p=p﹣p'=﹣=因为面积变化相同,甲对地面的压力小于乙对地面的压力,所以甲对水平地面的压强变化量小于乙对地面的压强变化量即△p甲<△p乙。
故选:D。
本题考查了固体压强公式的应用,掌握旋转后压强变化量是解决本题的关键,压强变化量等于旋转前后压强的差。
9.如图A、B体积相同,B、C质量相等,将他们放入水中静止后,A漂浮,B悬浮,C沉底。下列说法,正确的是( )
A.A所受浮力可能大于B所受浮力
B.C所受浮力一定小于A所受浮力
C.B物体所受浮力一定是最大的
D.A下表面所受压力可能大于B下表面所受的压力
(1)当物体的重力大于受到的浮力时物体下沉,当物体的重力等于受到的浮力时物体悬浮或漂浮,当物体的重力小于受到的浮力时物体上浮;根据阿基米德原理结合图判断三物体的浮力关系;
(2)根据浮力产生原因F浮=F下﹣F上判断下表面所受的压力。
(3)当物体的密度大于液体的密度时物体下沉,当物体的密度等于液体的密度时物体悬浮,当物体的密度小于液体的密度时物体上浮或漂浮。
解:(1)由图可知,A漂浮,B悬浮,则V排A<VA,V排B=VB,
由于A与B体积相同,则:V排A<V排B;
根据F浮=ρgV排可知:F浮A<F浮B;故A错误;
(2)放入水中静止后,B悬浮,C沉底,
根据浮沉条件可知:F浮B=GB,F浮C<GC;
已知B、C质量相等,则:GB=GC;
所以,F浮B>F浮C,
由于F浮A<F浮B;F浮B>F浮C。
所以,B物体所受浮力一定是最大的,A、C的浮力大小关系无法比较,故B错误,C正确;
(3)根据浮力产生原因可知:
F浮A=FA下﹣FA上,F浮B=FB下﹣FB上,
由图可知:FA上=0,FB上>0,
所以,FA下=F浮A,FB下=F浮B+FB上,
由(1)中可知:F浮A<F浮B;
则:FB下>FA下,即B下表面所受的压力大,故D错误。
故选:C。
本题考查了学生对压强、重力公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,灵活运用好物体的浮沉条件是本题的关键
10.水平台面上有两个同规格烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时如图所示,甲、乙液面刚好相平,此时,设A物体受到的浮力为F浮A,甲液体对烧杯底部的压强为p甲;B物体受到的浮力为F浮B,乙液体对烧杯底部的压强为p乙,则( )
A.F浮A=F浮B,p甲>p乙 B.F浮A=F浮B,p甲<p乙
C.F浮A<F浮B,p甲>p乙 D.F浮A<F浮B,p甲<p乙
(1)由图可知:两物体处于漂浮状态,根据漂浮条件即可物体所受浮力关系;
(2)比较得出物体排开水的体积,根据阿基米德原理即可判断两种液体的密度关系,然后根据液体压强公式比较杯底受到的压强关系;。
解:(1)由图知,物体A、B在液体中都处于漂浮,则F浮A=GA;F浮B=GB;
而物体A、B是完全相同的物体,则重力相等,即GA=GB,
所以,F浮A=F浮B.故CD错误;
(2)由图知,A排开液体的体积小于B排开液体的体积,已知F浮A=F浮B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρ甲>ρ乙;
已知两液面等高,根据p=ρ液gh可知,p甲>p乙.故A正确,B错误。
故选:A。
此题考查物体浮沉条件、密度、液体压强公式的应用,同时考查阿基米德原理和浮力产生的原因等知识点,是一道综合性很强的题目,此题难度适中,适合学生训练,属于中档题。
11.水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体对B下表面的压强等于乙液体对A下表面的压强
D.装甲液体的容器对水平桌面的压力小于装乙液体的容器对水平桌面的压力
(1)把A、B两物体作为一个整体,该整体在两液体中都处于漂浮状态,根据漂浮条件可知所受浮力的大小关系;结合题意和图示判断V排的关系,根据F浮=ρ液gV排可比较两种液体的密度关系;
(2)根据p=ρgh分析液体对杯底的压强;
(3)根据漂浮条件、浮力产生的原因以及p=分析液体对物体下表面的压强关系;
(4)先比较两种液体的体积关系和重力关系,再根据”整个容器对水平桌面的压力等于物体和液体的总重力“进行分析。
解:
A、把A、B两物体作为一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态,
由漂浮条件可知F浮=GA+GB,所以该整体在两液体中受到的浮力相等;
由图知V排甲=VB,V排乙=VA,且VA<VB,
所以V排甲>V排乙;
因整体在两液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,
所以,由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,故A错误;
B、已知两液体的深度h相同,且ρ甲<ρ乙,由p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,故B错误;
C、因整体受到的浮力相等(即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力),且两物体上表面没有受到液体的压力,
所以,由浮力产生的原因可知,甲液体中B物体与乙液体中A物体的下表面受到的液体压力相等,
由图知B的底面积更大,由p=可知,甲液体对B下表面的压强小于乙液体对A下表面的压强,故C错误;
D、两容器中液面恰好相平且容器相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,所以甲液体的体积较小,又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液可知,甲液体的重力较小;
整个容器水平桌面的压力F=G容+GA+GB+G液,因容器相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,所以,装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,故D正确。
故选:D。
本题综合考查了阿基米德原理、漂浮条件、液体压强公式和压强定义式的综合应用,知识点多,属于难题;本题的难点是C项的判断,由于ρ甲<ρ乙,但B物体浸入甲液体的深度较大,则不能用液体压强公式判断,需结合浮力产生的原因和压强定义式进行分析。
12.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h1时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为h2,如图所示,已知水的密度为ρ,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ρgh1
C.瓶内气压减小了ρgh2
D.瓶对桌面的压强减小了ρg(h1+h2)
瓶内的水有压强,外界有大气压强,而瓶内水面的上方也有气体的压强,分析这三种压强之间的关系。
解:
A、一开始,瓶内气体压强p气等于大气压强p0,瓶底上表面受到的压等于大气压加上水的压强,
随着水的流出,水的速度减小,根据p水=ρgh知,水对容器底的压强减小,且瓶内气体体积变大,压强p气也减小,所以瓶底上表面受到的压强减小,故A错误;
B、由A知水对容器底的压强减小了ρgh1,瓶内气体的压强p气也减小,所以瓶底上表面减小的压强大于ρgh1,故B错误;
C、一开始,瓶内气体压强p气等于大气压强p0,
当水面高度下降了h1时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为h2,此时瓶内气体的压强加上h2水产生的压强等于大气压,
所以瓶内气压减小了ρgh2,故C正确;
D、设塑料瓶的底面积为S,根据F=pS可知,塑料瓶对桌面压力减小量等于水的重力的减小量,即△F=△G=ρgSh1
塑料瓶对桌面压强的减小量△p===ρgh1,故D错误。
故选:C。
能正确分析瓶内水的压强、大气压强和瓶内气体压强三者的变化关系,是正确解答的关键。
13.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。则( )
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
根据物体的浮沉条件即可判断:浮力大于重力,物体上浮;浮力小于重力,物体下沉。在气体质量一定时,气体体积越小压强越大。
解:
AB、挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,将压强传递给水,水被压入小瓶中,将瓶体中的空气压缩,小瓶内的气体密度变大,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉;当刚刚浸没时,就处于悬浮状态,故A错误、B正确;
C、盖上小瓶瓶盖,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,水不能压入小瓶中,小瓶的重力不变,浸入水里的体积不变,故C错误;
D、松开大瓶瓶盖,用力捏大瓶,大瓶上方的气压不变,水不能进入小瓶中,所以小瓶不会下沉松开手;故D错误。
故选:B。
此题是大气压和浮力的一个综合考查,出错原因是很多同学不认识浮沉子。
14.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
(1)图象中,上方与横轴平行的线段表示金属块在水面以上时受到的拉力,等于金属块的重力;
(2)下方与横轴平行的线段表示金属块在水面以下时受到的拉力。两个拉力之差就是浸没时受到的浮力;利用G=mg求金属块的质量;利用阿基米德原理求金属块的体积;再利用密度公式求金属的密度;
(3)由图象可知:金属块恰好完全浸没时下表面距离水面为0.2m,利用p=ρgh即可计算出下表面受到压强的数值。
解:
A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为46N,此时金属块处于空气中,根据二力平衡条件可知,金属块的重力:G=F拉1=46N;故A错;
BC、金属块的质量:
m===4.6kg;
由图象可知,当h=50cm之后,弹簧测力计示数不变,金属块浸没水中,受到的浮力:F浮=G﹣F拉2=46N﹣26N=20N;
由F浮=ρ液gV排可得金属块体积:
V=V排===2×10﹣3m3,
金属块的密度:
ρ===2.3×103kg/m3,故B正确、C错;
D、金属块刚浸没时下表面距水面距离:h=50cm﹣30cm=20cm=0.2m,
金属块下底面受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa,故D错。
故选:B。
本题用到的知识点有重力、密度、称重法测浮力、阿基米德原理、液体压强等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
15.水平桌面上分别放置一个装满液体的溢水杯和一个装有另一种液体的烧杯。将A球放入烧杯中,A球在液体中悬浮。再将质量与A球相等的B球放入溢水杯中,B球下沉,溢出的液体全部流入烧杯中,A、B两球静止时的状态如图所示。下列说法正确的是( )
A.烧杯中液体的密度大于溢水杯中液体的密度
B.两球都静止后,A球所受浮力大于B球所受浮力
C.B球放入溢水杯后,溢水杯对桌面的压强变大
D.溢水杯中液体溢出后,溢水杯底所受液体压强变小
(1)根据小球A的浮沉判断出液体密度的关系;
(2)根据小球A的浮沉判断出浮力与重力的关系,根据两球的质量相等判断出两个球浮力的关系;
(3)根据阿基米德原理判断出排开液体的重力与物体重力的关系,从而判断出容器对桌面单位压力关系,根据p=判断出压强的关系;
(4)根据p=ρgh分析判断溢水杯底所受液体压强的变化。
解:A、A球在液体中悬浮,说明液体的密度与A球的密度相等,在溢水杯中放入B球,从溢水杯中溢出的液体流入烧杯中,使得小球A在烧杯中处于漂浮状态,漂浮时小球A的密度小于混合液体的密度,所以溢水杯中的液体使得烧杯中的液体密度变大,即烧杯中液体的密度小于溢水杯中液体的密度,故A错误;
B、两球都静止后,A球出漂浮状态,浮力等于重力,即F浮A=GA,
B球沉底,浮力小于重力,即F浮B<GB,
又因为AB球的质量相同,重力相同,即GA=GB,所以A球所受浮力大于B球所受浮力,故B正确;
C、B球放入溢水杯后沉底,浮力小于重力,即F浮<GB,根据阿基米德原理知F浮=G排<GB,所以溢水杯对桌面的压力变大,根据p=知溢水杯对桌面的压强变大,故C正确;
D、溢水杯中液体溢出后,深度不变,液体密度不变,根据p=ρgh知溢水杯底所受液体压强不变,故D错误。
故选:BC。
本题考查了浮沉条件的应用、阿基米德原理以及液体压强、固体压强公式的应用等知识,有一定的难度。
16.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S.弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水中,在金属块未触底且水未溢出的过程中,测力计示数F随金属块浸入水中深度h的关系图象如图乙。下列分析正确的是( )
A.金属块逐渐浸入水的过程,受到的浮力一直在减小
B.金属块的高度为h1
C.金属块的密度为ρ水
D.金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加
(1)金属块逐渐浸入水的过程,由于浸没的体积变大,根据阿基米德原理即可判断浮力变化;
(2)金属块是从水面开始缓慢浸入水中,当弹簧测力计的示数开始不变时,表示金属块刚刚浸没;由于液面上升,所以根据金属块的高度要大于此时下降的高度;
(3)当物体在空中,弹簧测力计的示数等于金属块的重力;
由图乙得出金属块浸没时弹簧测力计的示数,利用称重法可得受到的浮力;
根据阿基米德原理求出金属块的体积,最后根据ρ=求出金属块的密度;
(4)金属块浸没后与入水前相比,根据水平桌面受到的压力增加量等于浮力的大小,利用p=求出水平桌面受到的压强变化量。
解:
A、金属块逐渐浸入水的过程,排开水的体积浸先变大,当浸没后排开水的体积不变,根据F浮=ρ液V排g可知受到的浮力先变大,后不变,故A错误;
B、由图象可知,金属块浸入水中的深度为h1后,圆柱体受到的拉力不变、即金属块刚刚浸没,所以金属块的高度等于此时金属块浸入水中的深度h1,故B正确;
C、由图象可知,当h=0时金属块处于空气中,弹簧测力计示数为F1,则金属块重力G=F1,金属块质量m==;
金属块浸没水中,圆柱体受到的最大浮力F浮=F1﹣F2。
根据F浮=ρ液V排g可得:V=V排==;
所以,金属块密度ρ===ρ水,故C正确;
D、金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压力△F=F浮=F1﹣F2。
所以,水平桌面受到的压强变化量△p==,故D正确。
故选:BCD。
本题用到的知识点有重力、称重法测浮力、阿基米德原理、压强等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大!
17.如图所示,水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了 连通器 的原理;某地水沸腾时的温度是99℃,则该地的气压 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压
(1)连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征;
(2)气压越小、沸点越低。
解:
茶壶的壶身和壶嘴,它们上端开口、底部连通,符合连通器的特点,所以其设计遵循了连通器原理;
某地水沸腾时的温度是99℃,低于100℃,则该地的气压低于一个标准大气压。
故答案为:连通器;低于。
本题考查了连通器的原理和沸点与气压的关系,难度不大,属于基础题。
18.如图所示,质地均匀的圆柱甲和乙放置在水平地面上,其密度分别为ρ甲和ρ乙,已知甲、乙的底面积相同且对地面的压强相等,则ρ甲 > ρ乙,如果沿水平方向分别将乙、甲两圆柱切去相同的高度h,则甲、乙剩余部分对地面的压强p甲 < p乙.(均填“>”“<”或“=”)
(1)质地均匀的圆柱体对水平地面压强p======ρgh,据此根据高度关系得出密度关系;
(2)若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度后,根据p=ρgh得出甲乙剩余部分对地面的压强,然后结合压强关系和密度关系得出剩余部分的压强关系。
解:(1)质地均匀的圆柱体对水平地面压强p======ρgh,
因原来甲乙对地面的压强相等,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;
(2)若沿水平方向将甲、乙切去相同的高度h后,甲乙剩余部分对地面的压强分别为:
p甲剩=ρ甲g(h甲﹣h),p乙剩=ρ乙g(h乙﹣h),
因ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且ρ甲>ρ乙,
所以p甲剩﹣p乙剩=ρ甲g(h甲﹣h)﹣ρ乙g(h乙﹣h)=(ρ乙﹣ρ甲)gh<0,
则p甲剩<p乙剩,即甲剩余部分对地面的压强小于乙剩余分对地面的压强。
故答案为:>;<。
本题考查了压强公式的应用和压强大小的比较,利用好规则、均匀物体(如长方体、正方体、圆柱体等)对水平面上的压强公式p=ρgh是关键。
19.如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时,所受到水的压强为 8×104 Pa,受到的浮力为 1×105N 在水面下上浮过程中,其所受浮力 不变 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)利用p=ρgh求潜艇受到水的压强;
(2)潜艇在水中排开水的体积和自身的体积相等,利用阿基米德原理求出受到的浮力;
(3)在水面下上浮过程中,排开水的体积和水的密度不变,根据阿基米德原理可知受到浮力的变化。
解:
(1)该潜艇悬浮在水下8m深处,受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8m=8×104Pa。
(2)因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
所以潜艇受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m3=1×105N;
(3)在水面下上浮过程中,潜艇排开水的体积、水的密度不变,
由F浮=ρ液gV排可知,潜艇受到的浮力不变;
故答案为:8×104;1×105N;不变。
本题考查了阿基米德原理和液体压强的计算,关键是知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等。
20.如图所示是我国调查水下海山的“发现”号潜水器。海山的山顶位于海面以下800m处,山高为1400m。当潜水器漂浮在水面时,受到的浮力 等于 (填“大于”、“等于”或“小于”)自身的重力;潜水器从山顶下降的过程中,受到的浮力 不变 (填“变大”、“变小”或“不变”);到达山底部时它受到海水的压强是 2.2×107 Pa.(不考虑海水密度的变化ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)漂浮时浮力等于重力;
(2)下降过程中,排开的水的体积不变,根据阿基米德原理判断受到的浮力大小变化。
(3)根据p=ρgh算出到达山底部时“发现”号潜水器受到海水的压强。
解:
(1)当潜水器漂浮在水面时,处于漂浮状态,则潜水器受到的浮力等于自身的重力;
(2)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,物体在液体中所受的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关,与其它因素都无关。
当潜水器从山顶下降的过程中,因为ρ海水、V排都不变,所以潜水器受到的浮力不变;
(3)到达山底部时它受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(800m+1400m)=2.2×107Pa。
故答案为:等于;不变;2.2×107。
本题考查了学生对阿基米德原理公式和漂浮条件的掌握和运用,抓住下潜时排开水的体积不变是分析浮力是否变化的关键。
21.如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。则铝块浸没时所受的浮力为 1.2 N,液体的密度为 1.2×103 kg/m3(g=10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)。
(1)知道铝块的质量求出重力,由图象知铝块浸没在液体中弹簧测力计的示数求出浮力。
(2)知道铝块的质量和密度求出体积,物体浸没在液体中物体排开液体的体积等于物体的体积,知道物体排开液体的体积、浮力和g,根据阿基米德原理求出液体的密度。
解:
(1)m=270g=0.27kg,
G=mg=0.27kg×10N/kg=2.7N,
F浮=G﹣F=2.7N﹣1.5N=1.2N,
(2)铝块浸没液体时:
V排=V===10﹣4m3
受到液体的浮力:
F浮=ρ液gV排
1.2N=ρ液10N/kg×10﹣4m3
解得:
ρ液=1.2×103kg/m3
故答案为:1.2;1.2×103。
对于图象的问题,一定要在图象中搜寻数据,这是非常重要的,几年来图象问题频繁出现。
22.将一小物块A轻轻地放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有72g的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有64g的酒精溢出。则A在水中静止时受到的浮力为 0.72 N,A的体积是 80 cm3,A的密度是 0.9 g/cm3.(酒精的密度是0.8×103kg/m3)
根据阿基米德原理求出物块分别在水中和酒精中受到的浮力,然后比较浮力的关系即可确定物块的运动状态。
解:该物块放在水中时,受到的浮力:F浮=G排=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N;
该物块放在酒精中时,受到的浮力:F浮′=G排′=mg=0.064kg×10N/kg=0.64N;
通过上面的计算可得,物体在酒精中受到的浮力小于物块在水中所受的浮力,而物块的重力不变,因此物块放入酒精中是下沉,
则根据F浮=ρ液gV排得:
V物=V排酒精===8×10﹣5m3=80cm3,
排开水的体积V排水===7.2×10﹣5m3;
因为排开水的体积小于排开酒精的体积,所以在水中漂浮。
因为漂浮,所以物体的重力等于浮力(排开水的重力),则mA=m排水=72g=0.072kg。
则ρA===0.9×103kg/m3=0.9g/cm3。
故答案为:0.72;80;0.9。
本题考查密度公式的掌握、阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和应用,判断出物体在酒精中的状态是解决此题的关键,应属于难题。
23.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面 高度差 来反映被测压强大小的。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 B (填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水;
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 变大 。(选填“变大”。“变小”或“不变”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 500 Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/Kg)
(1)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)在相同液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(3)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(4)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
解:(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的;
(2)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;
(3)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(5)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
故答案为:(1)高度差;(2)B;(3)相等;(4)变大;(5)500。
此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
25.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 3.8 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 1.4 N.石块排开的水所受的重力可由 AD (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 排开液体的重力 。
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 A 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 能 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(1)根据平衡力和相互力判断出石块的重力;
(2)(3)物体没有浸入液体中时弹簧测力计的示数等于物体的重力;物体重力与物体完全浸入液体后弹簧测力计示数之差是物体在液体中受到的浮力;液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力;分析实验现象得出实验结论;
(4)探究性实验多次测量找普遍规律,测量型实验多次测量求平均值减小误差;
(5)浮力大小与排开液体所受重力大小根据力的分析进行解答。
解:(1)由图B可知,弹簧测力计的示数为3.8N,即物体对弹簧测力计的拉力为3.8N,
因为物体间力的作用是相互的,弹簧测力计对物体的拉力也为3.8N;
因为物体处于平衡状态,受拉力和重力是一对平衡力,大小相等,故物体的重力是3.8N;
(2)由称重法:知:F浮=G﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N;
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力,由图中AD两个步骤测出;
(3)根据(2)知F浮=1.4N;排开液体的重力:G排=F桶和水﹣F桶=2.6N﹣1.2N=1.4N,故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力,即F浮=G排;
(4)本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,故A不合理;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,找出普遍规律,故B合理;
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验,找出普遍规律,故C合理;
故选A;
(5)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出;F浮=G排。
故答案为:
(1)3.8;(2)1.4;AD;(3)排开液体的重力;(4)A;(5)能。
本题主要考查探究浮力大小与排开液体所受重力的关系的实验,由称重法具体考查阿基米德原理,是一道实验操作题。
26.小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 2.7N ;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.6 2.5 2.4 2.4 2.3
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮= 0.1 N;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 排开液体的体积 有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟 液体密度 有关。
(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是 1.3×103 kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是 200 Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐 增大 (选填“增大”或“减小”)。
(1)首先看清测力计的分度值,然后再读数;
(2)根据F浮=G﹣F拉可求得浮力;
(3)应用控制变量法分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题,然后得出结论;
(4)已知圆柱体铜块的底面积和高,可求得其体积,浸没时,V排=V,根据F浮=G﹣F拉可求得浮力,再利用F浮=ρ液gV排可求得液体的密度;
由浮力产生的原因可知,步骤B中铜块下表面受到水的压力,然后利用p=可求得下表面受到水的压强;根据B、C、D中数据分析下表面受到水的压强随着深度的增加是如何变化的。
解:(1)测力计的分度值为0.1N,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N;
(2)由表格数据可知,在实验步骤B中拉力为2.6N,则步骤B中铜块所受浮力F浮=G﹣F拉=2.7N﹣2.6N=0.1N,
由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
由A、E、F,实验可知,物体排开液体体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,这说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小根液体密度有关。
(3)V=5cm2×6cm=30cm3=3×10﹣5m3,浸没时,V排=V,
在F图中,F浮′=G﹣F拉′=2.7N﹣2.3N=0.4N,
由F浮=ρ液gV排可得:
ρ液==≈1.3×103kg/m3;
由浮力产生的原因可知,骤B中铜块下表面受到水的压力F=F浮=0.1N。
下表面受到水的压强p===200Pa,
由B、C、D中数据可知,F拉逐渐减小,根据F浮=G﹣F拉可知,浮力增大,即下表面受到水的压力增大,受力面积不变,由p=可知,p逐渐增大,即铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大。
故答案为:(1)2.7N;(2)0.1;(3)排开液体的体积;液体的密度;(4)1.3×103;200;增大。
本题是较典型的用控制变量法分析实验得出结论的题型。在分析问题时,要明确哪些量是相同的,哪些量是变化的或不同的,正是这些变化的或不同的量导致了实验结果的不同。
27.如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。
(1)已知浸入水中的木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力。
(2)由于物块漂浮在水面上,根据漂浮条件可知物块的重力,求出质量,利用ρ=求出物块的密度;
(3)利用ρ=求出水的体积,即可求出物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积,已知容器底面积求出水的深度h,根据p=ρgh即可求出水对容器底的压强。
解:(1)已知V排=4.0×10﹣5m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N。
(2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量m===0.04kg;
物块的密度ρ===0.8×103kg/m3;
(3)由ρ=得水的体积为V水===5×10﹣4m3,
物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积V=V水+V物=5×10﹣4m3+5×10﹣5m3=5.5×10﹣4m3
则水的深度为h===0.11m,
所以水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa。
答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;
(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;
(3)此时水对容器底的压强1.1×103Pa。
本题考查漂浮条件、阿基米德原理和压强公式的应用,这是中考必考题型,要熟练应用。
28.边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
(1)根据题意,求出物体所排开水的体积,由阿基米德原理解题;
(2)根据物体的漂浮特点,由阿基米德原理解题;
(3)根据液体内部压强的特点,由p=ρgh求解。
解:(1)由阿基米德原理可得:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×(0.1m)3×(1﹣)×10N/kg=6N;
(2)木块的重力:G木=F浮=6N,
木块表面上放一重2N的石块,当它静止时,F'浮=G总,
即ρ液V木g=G木+G石,
液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3。
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:p=ρ乙gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa。
答:(1)图甲中木块受的浮力为6N;
(2)图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。
本题考查阿基米德原理的运用,要理解物体漂浮时的特点,掌握液体内部压强的运算。
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第8章《压强与浮力》单元测试卷
一.选择题(共16小题,其中1-14题为单选题,只有一个正确选项,每题2分;15-16题为多选题,至少有两个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全得3分,错选不得分)
1.下列有关压强与浮力知识的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验证明了液体内部具有压强
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用
D.升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同
2.生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法正确的是( )
①用细线容易分割熟鸡蛋属于增大压强
②堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是为了减小压强
④教室的门窗打开时,“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变大,压强变小
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
3.在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了乙、丙的实验结论
4.双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为( )
A.1250帕 B.2500帕 C.5000帕 D.12500帕
5.如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小(ρ水=1g/cm3)( )
A.a B.b C.c D.d
6.如图A、B、C三个容器中装同种液体,液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA=pB=pC B.pA>pB>pC C.pA<pB<pC D.pB<pA<pC
7.现代建筑多采用中空双层玻璃窗隔热,实验表明,中空双层玻璃窗的隔热性能与两层玻璃间空气压强有关,实验测得中空双层玻璃内外温差与中间空气压强关系如图所示,则中空双层玻璃中间空气压强( )
A.等于大气压强时,没有隔热效果
B.小于10﹣1Pa时,隔热效果变差
C.在10﹣1~102Pa时,隔热效果最好
D.等于10﹣3Pa时的隔热效果比104Pa时好
8.如图所示,长方体物块甲、乙置于水平地面上,物块和地面的接触面积分别为S、S'(S<S'),对地面的压强相等。将甲、乙均顺时针旋转90°,此时甲、乙和地面的接触面积分别为S'、S,对地面的压强分别为p甲、p乙.此过程中,甲、乙对地面的压强变化量大小分别为△p甲、△p乙,则( )
A.p甲<p乙,△p甲=△p乙 B.p甲>p乙,△p甲=△p乙
C.p甲>p乙,△p甲>△p乙 D.p甲<p乙,△p甲<△p乙
9.如图A、B体积相同,B、C质量相等,将他们放入水中静止后,A漂浮,B悬浮,C沉底。下列说法,正确的是( )
A.A所受浮力可能大于B所受浮力
B.C所受浮力一定小于A所受浮力
C.B物体所受浮力一定是最大的
D.A下表面所受压力可能大于B下表面所受的压力
10.水平台面上有两个同规格烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时如图所示,甲、乙液面刚好相平,此时,设A物体受到的浮力为F浮A,甲液体对烧杯底部的压强为p甲;B物体受到的浮力为F浮B,乙液体对烧杯底部的压强为p乙,则( )
A.F浮A=F浮B,p甲>p乙 B.F浮A=F浮B,p甲<p乙
C.F浮A<F浮B,p甲>p乙 D.F浮A<F浮B,p甲<p乙
11.水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体,将两个不同材料制成的正方体A、B(VA<VB),按如图两种方式放入两种液体中,待静止后B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度大于乙液体的密度
B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强
C.甲液体对B下表面的压强等于乙液体对A下表面的压强
D.装甲液体的容器对水平桌面的压力小于装乙液体的容器对水平桌面的压力
12.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h1时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为h2,如图所示,已知水的密度为ρ,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ρgh1
C.瓶内气压减小了ρgh2
D.瓶对桌面的压强减小了ρg(h1+h2)
13.如图,将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,拧紧大瓶瓶盖,通过改变作用在大瓶侧面的压力大小,实现小瓶的浮与沉。则( )
A.用力捏大瓶,小瓶不能实现悬浮
B.用力捏大瓶,小瓶内的气体密度变大
C.盖上小瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
D.打开大瓶瓶盖,捏大瓶也能使小瓶下沉
14.如图甲所示,某科技小组的同学用弹簧测力计悬挂一实心圆柱形金属块,使其缓慢匀速下降,并将其浸入平静的游泳池水中,弹簧测力计的示数F与金属块下底面下降高度h的变化关系如图乙所示,忽略金属块浸入水中时池水液面高度的变化,g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A.金属块所受重力大小为26N
B.金属块的密度为2.3×103kg/m3
C.金属块完全浸没在水中时所受浮力的大小为26N
D.金属块恰好完全浸没时,金属块下底面所受水的压强为5×103Pa
15.水平桌面上分别放置一个装满液体的溢水杯和一个装有另一种液体的烧杯。将A球放入烧杯中,A球在液体中悬浮。再将质量与A球相等的B球放入溢水杯中,B球下沉,溢出的液体全部流入烧杯中,A、B两球静止时的状态如图所示。下列说法正确的是( )
A.烧杯中液体的密度大于溢水杯中液体的密度
B.两球都静止后,A球所受浮力大于B球所受浮力
C.B球放入溢水杯后,溢水杯对桌面的压强变大
D.溢水杯中液体溢出后,溢水杯底所受液体压强变小
16.如图甲所示,盛有水的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S.弹簧测力计下悬挂一个长方体金属块,从水面开始缓慢浸入水中,在金属块未触底且水未溢出的过程中,测力计示数F随金属块浸入水中深度h的关系图象如图乙。下列分析正确的是( )
A.金属块逐渐浸入水的过程,受到的浮力一直在减小
B.金属块的高度为h1
C.金属块的密度为ρ水
D.金属块浸没后与入水前相比,水平桌面受到的压强增加
二.填空题(共6小题,每空1分,共15分)
17.如图所示,水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了 的原理;某地水沸腾时的温度是99℃,则该地的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压
18.如图所示,质地均匀的圆柱甲和乙放置在水平地面上,其密度分别为ρ甲和ρ乙,已知甲、乙的底面积相同且对地面的压强相等,则ρ甲 ρ乙,如果沿水平方向分别将乙、甲两圆柱切去相同的高度h,则甲、乙剩余部分对地面的压强p甲 p乙.(均填“>”“<”或“=”)
19.如图所示为某新型淡水科考潜水艇,体积为10m3,该潜艇悬浮在水下8m深处时,所受到水的压强为 Pa,受到的浮力为 在水面下上浮过程中,其所受浮力 (填“变大”、“不变”或“变小”)。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
20.如图所示是我国调查水下海山的“发现”号潜水器。海山的山顶位于海面以下800m处,山高为1400m。当潜水器漂浮在水面时,受到的浮力 (填“大于”、“等于”或“小于”)自身的重力;潜水器从山顶下降的过程中,受到的浮力 (填“变大”、“变小”或“不变”);到达山底部时它受到海水的压强是 Pa.(不考虑海水密度的变化ρ海水取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
21.如图甲,一个质量为270g的铝块悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块的下表面刚好接触某未知液体的液面。将铝块缓慢浸入液体,弹簧测力计的示数随浸入深度的变化如图乙。则铝块浸没时所受的浮力为 N,液体的密度为 kg/m3(g=10N/kg,ρ铝=2.7×103kg/m3)。
22.将一小物块A轻轻地放入盛满水的大烧杯中,A静止后,有72g的水溢出;再将其轻轻放入盛满酒精的大烧杯中,A静止后,有64g的酒精溢出。则A在水中静止时受到的浮力为 N,A的体积是 cm3,A的密度是 g/cm3.(酒精的密度是0.8×103kg/m3)
三.实验探究题(共3小题,每空2分,共36分)
23.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面 来反映被测压强大小的。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 (填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水;
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 。(选填“变大”。“变小”或“不变”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/Kg)
24.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N.石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 。
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
25.小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 ;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.6 2.5 2.4 2.4 2.3
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮= N;
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟 有关。
(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是 kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是 Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐 (选填“增大”或“减小”)。
四.计算题(共2小题,共13分)
26.(6分)如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3.(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强。
27.(7分)边长为0.1m的正方体木块,漂浮在水面上时,有的体积露出水面,如图甲所示。将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块表面上放一重2N的石块。静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。取g=10N/kg,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)图甲中木块受的浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强。
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