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专题09 压强和浮力
1、(2024·河南中考真题·T18)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:______;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否______;
(3)比较图中______两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强______;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及______与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度______(填“更大”或“更小”)的液体。
【答案】 ①. 拦河大坝上窄下宽 ②. 相平 ③. 甲乙 ④. 相等 ⑤. 深度 ⑥. 更小
【解析】
(1)[1]拦河大坝修建得上窄下宽,这是因为液体压强随深度增加而变大。
(2)[2]实验前,应观察U形管两侧液面是否相平,如果已经存在一段高度差,则需要拆下软管重新安装。
(3)[3] 比较图中甲乙两次实验,只有深度不同,根据控制变量法,可得出液体压强与深度的关系。
[4] 比较乙、丙两次实验,只有探头的方向不同,而U形管两侧液面高度差相同,说明同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相同。
(4)[5] 为探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法,应只改变液体密度,所以将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)[6] 根据,为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更小的液体。
2、(2024·河南中考真题·T12)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,木板重为,水杯底面积为,木板底面积为。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
【解析】
A.水杯对木板的压力大小等于水杯受到的重力大小,但二者不是同一个力,故A错误;
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力作用在不同物体上,不是平衡力,故B错误;
C.水杯对木板的压力大小等于水杯受到的重力大小,根据,水杯对木板的压强为,故C正确;
D.木板对海绵的压力等于水杯和木板的总重力,根据,木板对海绵的压强为,故D错误。
故选C。
3、(2024·河南中考真题·T10)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
由图可知,船在图中甲、乙、丙排开水的体积,根据阿基米德原理可知船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力。
故选B。
4、(2023·河南中考真题·T13)水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
【答案】BD
【解析】
A.由甲图可知,橘子处于漂浮状态,受力平衡,根据浮沉条件可知,橘子受重力和浮力,重力等于浮力,故A错误;
B.放入橘子前两杯中水的质量相等,杯子体积相等,则放入橘子前两杯中水的深度相同,因将甲图中的橘子取出后剥皮再放入右侧杯中,右杯中的橘子重力变小,甲杯中橘子漂浮,所受浮力等于橘子的重力,乙杯中橘子沉底,所受浮力小于重力,则甲图中橘子受到的浮力大,故B正确;
C.橘子剥皮后的重力变小,水和杯子的重力相同,所以甲杯子的总重力大于乙杯子的总重力;受力面积相同,根据可知,甲图中杯子对桌面的压强大于乙图中杯子对桌面的压强,故C错误;
D.由图可知,甲图中水的深度大于乙图中水的深度,根据p=ρ水gh可知,甲图中杯底受到水的压强大于乙图中杯底受到水的压强,故D正确。
故选BD。
5、(2022·河南中考真题·T10)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计A所受浮力较小
B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值不同
【答案】A
【解析】
A.根据阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
A、B均漂浮在水中,故液体密度相同。由图可知
VB排>VA排
可得
FB浮>FA浮
故A正确;
B.密度计处于漂浮状态,浮力和重力的关系为
F浮=G计
因为
FB浮>FA浮
所以
GB>GA
故B错误;
C.A、B浸没的深度关系为
hA<hB
根据液体压强公式
p=ρgh
可得
pA<pB
故C错误;
D.密度计是用来测量液体密度的仪器,密度计漂浮时,在液面处的刻度就是所测液体的密度,A、B均为密度计,漂浮在水上,所以两密度计在水面处的刻度都是水的密度,故D错误。
故选A。
6、(2021·河南中考真题·T18)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:1与物体浸入液体中的深度有关2与物体排开液体的体积有关3与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想3的一个生活现象:______;
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小______N;
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);分析______三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力______(选填“越大”或“越小”);
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为______kg/m3。(已知=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 ①. 在死海里可以躺着看书 ②. 1.4 ③. 无关 ④. a、b、c ⑤. 越大 ⑥.
【解析】
(1)[1]死海的水密度大,在死海里可以躺着看书。
(2)[2] 序号b中物体P所受浮力大小
则b中物体P所受浮力大小为。
(3)[3][4][5] 分析c、d实验,深度变深,浮力不变,故浮力与深度无关;分析a、b、c实验,排开液体的体积变化,浮力与排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,密度变大,弹簧测力计示数变小,故浮力越大。
(4)[6] 物体P的质量为
物体的体积为
物体P的密度为
物体P的密度为。
7、(2021·河南中考真题·T13)如图,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A. 左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等
B. 左、右两侧液体对容器底的压力相等
C. 左侧液体的密度小于右侧液体的密度
D. 容器中左、右两侧液体的质量相等
【答案】AC
【解析】
A.橡皮膜容易发生形变,通过橡皮膜的形变来判断容器两侧压强的大小,两侧受到压强不同时,会向压强小的一侧凸起,已知当左右两边分别注入两种不同的液体时,橡皮膜的形状没有发生改变,则橡皮膜左右两边受到液体的压强相等,故A正确;
B.左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而橡皮膜位于隔板底部,所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等,右侧部分横截面积是左侧的2倍,根据F=pS,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,故B错误;
C.由A可知,橡皮膜左右两边受到液体的压强相等,由图可知,h左h右,根据 p=gh可得,容器左边液体的密度小于右边液体的密度,故C正确;
D.由C可知,左右,因为m=V=Sh,2S左=S右,h左h右,故不能判断容器中左、右两侧液体的质量相等,故D错误。
故选AC。
8、(2021·河南中考真题·T1)在物理学中,常用比值法来定义物理量,如:用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例:用______之比定义“______”。
【答案】 ①. 压力与受力面积 ②. 压强
【解析】
[1] 比值定义法,即压力与受力面积之比,即为压强。
[2]即为压强,压力的作用效果。
9、(2021·河南中考真题·T)生活中的“吸”字常蕴含着丰富的物理知识,如:用吸管将饮料“吸”入口中,是利用了______的作用;梳过头发的塑料梳子能“吸”小纸屑,是因为梳子带了______。
【答案】 ①. 大气压 ②. 电荷
【解析】
[1] 用吸管将饮料“吸”入口中,利用大气压大于管内气压,将饮料压入嘴中。
[2] 梳子经摩擦后带了电荷,能够吸引轻小物体。
10、(2020·河南中考真题·T13)将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说正确的是( )
A. 木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B. 木块在乙液体中排开液体的质量较大
C. 两容器中木块下表面受到的液体压强相等
D. 两容器底部受到的液体压强相等
【答案】AC
【解析】
A.两个木块均漂浮,所以浮力等于重力,且木块完全相同,重力相同,故浮力相同,A正确;
B.根据阿基米德原理,两个木块受到的浮力相等,所以排开液体重力相等,故排开液体质量也相等,B错误;
C.两木块上表面均未浸没,故下表面压力等于浮力,且下表面底面积相等,故下表面液体压强相等,C正确;
D.两木块浮力相等,但甲液体中木块浸入体积小于乙液体,故甲液体密度大于乙液体,当液面高度相同时,甲液体密度大,液体底部压强也大,D错误。
故选AC。
11、(2020·河南中考真题·T16)将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒兵球的重力,请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。
【答案】
【解析】
不计乒兵球的重力,乒兵球处于平衡状态,受到平衡力作用,受到浮力和拉力的作用,作用点在球心,方向一个竖直向上,一个竖直向下,力的大小相等;这两力的示意图如下图所示。
一、单选题
1.(2024·河南周口·三模)下列四种家用工具中,吸附东西时涉及到的物理原理与其他三个不同的是( )
A.吸尘器把灰尘垃圾吸入管内 B.粘毛器把细碎灰尘粘走
C.吸盘挂钩“吸附”在墙上 D.抽油烟机把烟雾吸走
【答案】B
【详解】A.吸尘器把灰尘垃圾吸入管内,是利用了利用了流速越快,气压越小的原理,故A不符合题意;
B.粘毛器把细碎灰尘粘走,利用分子间存在引力,故B符合题意;
C.吸盘挂钩“吸附”在墙上,吸盘内压强小在外界气压的作用下将吸盘压在墙上,故C不符合题意;
D.抽油烟机把烟雾吸走,利用了流速越快,气压越小,故D不符合题意。
综上所述:B选项涉及原理与其他选项不同。
故选B。
2.(2024·河南新乡·三模)小明把鸡蛋放入盛水的杯中,如图甲鸡蛋沉在杯底;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;两种情况下,下列各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变) ( )
A.液体的密度
B.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙
C.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙
D.液体对容器底的压强p甲=p乙
【答案】B
【详解】AB.由题意可知,甲图中,鸡蛋沉底,则由物体浮沉条件可知
,
乙图中,鸡蛋悬浮,则
,
因此
,
故A错误,B正确;
C.因,由
可知m甲<m乙,故C错误;
D.由图可知,液体的深度相同,,由可知p甲<p乙,故D错误。
故选B。
3.(2024·河南南阳·二模)在图所示的事例中关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中瓶子倒置时瓶盖受到水的压力小于瓶子正立时瓶底受到水的压力
B.图乙中的洗手间的下水管是利用流体中流速大的地方压力小的原理工作的
C.图丙中“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,若瓶子侧放则无法完成实验
D.图丁中吸盘在挂上碗勺后不会掉下来的原因是因为大气压的作用
【答案】A
【详解】A.图甲中瓶子正立时瓶底受到水的压力等于水的重力,瓶子倒置时瓶底侧壁会分担一部分水的重力,所以倒立时瓶盖受到水的压力小于水的重力,故A正确;
B.图乙中的洗手间的下水管是利用连通器的原理工作的,故B错误;
C.图丙中“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,若瓶子侧放则也可以完成实验,因为大气朝各个方向都有压强,故C错误;
D.图丁中吸盘在挂上碗勺后不会掉下来的原因是因为摩擦力的存在,摩擦力与重力在竖直方向上平衡,故D错误。
故选A。
4.(2024·河南濮阳·三模)甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有不同液体,将两只完全相同的小球分别放入其中,当小球静止时,两杯中液面相平,小球所处的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A.甲杯中的小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
B.乙杯底部所受液体的压强较大
C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
D.甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度
【答案】C
【详解】A.由图中可知,两球排开液体体积的关系为
由题意可得,两杯中盛有相同液体,则两液体密度相同,故由
可得,两球受到的浮力大小关系为
故A错误;
BCD.小球在甲杯中漂浮,则;在乙杯中悬浮,则;所以,,即甲杯中液体密度大于乙杯中液体密度;由题意可知,两杯中液面高度相等,故由可知,甲杯底部所受液体的压强较大。由图可知,小球排开甲盐水的体积小于排开乙盐水的体积,小球在盐水中静止时两杯中的液面相平,则甲杯中盐水的体积大于乙杯中盐水的体积,根据知,甲杯中盐水质量较大,重力较大,杯子重力相同,杯子对地面的压力等于杯子、小球和杯内液体的重力之和,故甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力,杯子的底面积相同,据压强公式得,甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强,故BD错误,C正确。
故选C。
5.(2024·河南周口·三模)盐水选种是古代我国劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法,用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,则漂浮于盐水表面的是次种,沉入容器底的是良种。有关盐水选种的过程,下列说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.若良种和次种的质量相同,则良种受到的浮力较大
C.盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
D.若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的盐
【答案】D
【详解】A.良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,故A错误;
B.若良种和次种的质量相同,良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,则次种受到的浮力较大,故B错误;
C.若盐水选种时所用盐水的密度都大于所有种子的密度,所有种子将漂浮,无法选种,故C错误;
D.更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,使密度较小的种子浮上来,故D正确。
故选D。
6.(2024·河南周口·模拟预测)两个完全相同的容器中分别盛有甲、乙两种液体、将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时液面相平,球所处的位置如图所示,则以下说法正确的是( )
A.甲、乙两种液体对容器底部的压强关系:p甲<p乙
B.两小球所受到的浮力关系:F甲>F乙
C.两种液体的密度关系:ρ甲<ρ乙
D.小球的密度等于乙液体的密度
【答案】D
【详解】ACD.根据图示可知,甲球漂浮,根据物体的浮沉条件可知
ρ甲>ρ球
乙球悬浮,根据物体的浮沉条件可知
ρ乙=ρ球
则两种液体的密度大小关系是
ρ甲>ρ乙
又因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,液体对容器底部的压强大小关系为
p甲>p乙
故AC错误,D正确;
B.由图可知,甲球漂浮,乙球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,所以两小球所受到的浮力关系
F甲=F乙=G
故B错误。
故选D。
二、多选题
7.(2024·河南信阳·二模)航海学习小组的同学们开展了用橡皮泥进行“造船”比赛的活动,看谁的小船装载的“货物”最多(船始终漂浮),他们各自用相同的橡皮泥制作了一艘小船,放在盛有不同体积水的相同水槽中,然后把不同数量的相同泥丸当作“货物”装进去,最终水槽中水面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的小船所受的浮力小 B.两艘小船排开水的重力相等
C.图乙中小船排开水的体积小 D.甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
【答案】AD
【详解】A.小船装不同数量的相同泥丸时,都处于漂浮状态,甲中小船的重力要小于乙中小船的重力,由于漂浮时,浮力等于重力,故图甲中的小船所受的浮力小,乙中的小船所受的浮力大,故A正确;
B.根据阿基米德原理可知,甲中的小船所受的浮力小,则甲小船排开水的重力小,故B错误;
C.根据阿基米德原理可知,乙中的小船所受的浮力大,液体的密度相同,则乙中小船排开水的体积大,故C错误;
D.由于两水槽中水面相平,即水的深度相同,根据p=ρgh可知,液体密度相同,则甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等,故D正确。
故选AD。
8.(2024·河南信阳·三模)如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中静止时,鸡蛋在甲杯中下沉,在乙杯中悬浮。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力大于重力
C.甲杯底部受到的液体压强小于乙杯底部受到的液体压强
D.乙杯中鸡蛋受到的浮力小于甲杯中鸡蛋受到的浮力
【答案】AC
【详解】A.因为鸡蛋在甲杯中下沉,所以鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度,即ρ甲<ρ鸡蛋,故A正确;
B.因为鸡蛋在乙杯中悬浮,所以乙杯中鸡蛋受到的浮力等于重力,故B错误;
C.因为鸡蛋在乙杯中悬浮,则鸡蛋的密度等于乙杯中液体的密度,即ρ乙=ρ鸡蛋,所以ρ甲<ρ乙,又因为甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水,且鸡蛋均浸没在液体中,则两杯子中液体的深度相同,根据p=ρgh可知,乙杯底部所受液体的压强较大,故C正确;
D.鸡蛋在甲杯中下沉,则F浮甲<G鸡蛋,在乙杯中悬浮,则F浮乙=G鸡蛋,所以F浮甲<F浮乙,故D错误。
故选AC。
9.(2024·河南信阳·三模)甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,其内装有等体积的两种不同液体,将两个完全相同的实心物体A、B分别放入容器中,物体静止时的状态如图所示。下列说法中正确的是( )
A.两个物体所受浮力 B.液体对两物体下表面的压力
C.两种液体的密度 D.两容器底部对桌面的压强
【答案】BC
【详解】A.两物体质量相等,其重力也相等,如图所示,两物体都漂浮,根据物体的浮沉条件可知,两物体受到的浮力等于其重力,所以两物体受到的浮力相等,即,故A错误;
B.根据浮力产生的原因可得,液体对两物体下表面的压力大小等于两物体所受的浮力大小,所以,故B正确;
C.因为,根据阿基米德原理可得
从图可看出,物体B排开液体的体积大于物体A排开液体的体积,即,所以;故C正确;
D.甲容器对桌面的压力为
乙容器对桌面的压力为
由于两物体完全相同,所以;由于两容器中液体的体积相等,,根据
可知,,因此可得;两容器完全相同,受力面积相等,根据可知,两容器底部对桌面的压强,故D错误。
故选BC。
10.(2024·河南南阳·三模)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块(无橙汁流出),再次投入同一杯水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是( )
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力等于其受到的重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.甲乙两种情况下容器对水平桌面的压强相等
【答案】BD
【详解】A.整个橙子漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,橙子的密度小于水的密度,故A错误;
B.大块橙子漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,大块橙子受到的浮力等于其受到的重力,故B正确;
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中,排开水的体积先增大后不变,根据阿基米德原理可知,受到的浮力先增大后不变,故C错误;
D.甲乙两种情况下,容器对水平桌面的压力都等于杯子、水及橙子的总重力,压力大小不变,受力面积不变,根据可知,容器对水平桌面的压强相等,故D正确。
故选BD。
11.(2024·河南周口·三模)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体,体积相等的a、b两个物体在液体中静止时,两液面相平。则下列说法中正确的( )
A.物体a的密度大于物体b的密度
B.物体a受到的浮力小于物体b受到的浮力
C.甲容器底部受到的压力小于乙容器底部受到的压力
D.两容器对桌面的压强一样大
【答案】BD
【详解】A.a在液体中漂浮,a的密度要小于液体的密度,b在液体中悬浮,b的密度等于液体的密度,所以a的密度要小于b的密度,故A错误;
B.液体的密度相同,a和b的体积相同,由图可知,a排开的液体的体积要小于b排开的液体的体积,根据F浮=ρ液gV排可知物体a受到的浮力小于物体b受到的浮力,故B正确;
C.液体的密度和深度相同,根据p=ρgh可知,甲、乙两容器中的液体对容器底部的压强相同,底面积相同,根据F=pS可知,容器底部受到液体的压力相同,故C错误;
D.由于b悬浮,则b所受的浮力F浮b=Gb=Gb排,即b的重力等于排开液体的重力;a漂浮,则a所受的浮力F浮a=Ga=Ga排,即a的重力等于排开液体的重力;因为两液面相平,且是同种液体,所以结合上面分析可知两容器中液体与物体的总重力相同,即装置的总重力相同,两容器对桌面的压力大小相等,由得,甲杯对桌面的压强等于乙杯对桌面的压强,故D正确。
故选BD。
12.(2024·河南周口·三模)小华把一些铁屑塞入吸管的下端,并用石蜡将其下端封闭起来,使吸管能竖直地漂浮在液体中。然后她将盛有液体的甲、乙两个相同容器静置于水平地面上,把这支吸管分别放入两种液体中,静止时液面相平(如图)。下列说法正确的是( )
A.液体的密度关系
B.吸管下端所受液体压力大小关系
C.容器对地面的压强大小关系
D.吸管排开液体的质量大小关系
【答案】AC
【详解】A.同一个吸管分别放在甲、乙液体中都漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可得
F浮甲=F浮乙=G根据F浮=ρ液V排g可得ρ甲V排甲g=ρ乙V排乙g,即:ρ甲S吸管h甲g=ρ乙S吸管h乙g,所以
ρ甲:ρ乙=h乙:h甲故A正确;
B.吸管受到的浮力等于吸管上下表面受到液体的压力差,而上表面受到的压力为0,所以
F浮=F下表面-F上表面=F下表面由于受到的浮力相等,所以吸管下端受到的压力相等,故B错误;
C.由图可知:排开的液体体积V排甲>V排乙,由于F浮甲=F浮乙,根据F浮=ρ液V排g可得,ρ甲<ρ乙;由图可知:放入吸管后,两容器液面相平,说明没放吸管之前甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,即V甲<V乙,且ρ甲<ρ乙,由m=ρV可知,两液体的质量m甲<m乙,则G甲<G乙,两容器质量相同,则容器的重力相同,吸管质量相同,其重力也相等,但液体的重力G甲<G乙,由于两容器对桌面的压力分别为
F甲=G器+G吸管+G甲
F乙=G器+G吸管+G乙所以:F甲<F乙,由于两个相同容器静置于水平地面上,则根据可知:p甲<p乙,故C正确;
D.吸管在甲、乙两种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知吸管排开液体的重力也相等,则排开的液体质量相等,即m甲=m乙,故D错误。
故选AC。
13.(2024·河南周口·三模)如图所示是小明在科技小组里和同学们利用一次性注射器和试管做的自制潜艇模型,关于该潜水艇模型下列说法正确的是( )
A.潜水艇模型在水中悬浮时,向外拉注射器的活塞,其会下沉
B.潜水艇模型在水中下降的过程中,随着深度的增加,其受到的浮力也变大
C.潜水艇模型上浮,最终漂浮在水面上时,所受到的浮力不变
D.潜水艇模型在水中上浮时,潜水艇底部受到的液体压强逐渐变小
【答案】AD
【详解】A.潜水艇模型在水中悬浮时,浮力等于重力,当向外拉注射器的活塞时,试管中的空气被抽出一部分,水会进入试管中,导致模型的总重力变大,浮力不变,所以这时浮力小于重力,潜艇模型会下沉,故A正确;
B.潜水艇模型在水中下降的过程中,随着深度的增加,由阿基米德原理公式可知,水的密度和排开水的体积均不变,所以潜水艇模型受到的浮力不变,故B错误;
C.潜水艇模型上浮,最终漂浮在水面上时,模型排开水的体积变小,所以模型受到的浮力变小,故C错误;
D.潜水艇模型在水中上浮时,模型距水面的深度逐渐减小,所以潜水艇底部受到液体的压强逐渐变小,故D正确。
故选AD。
14.(2024·河南漯河·一模)小明利用一装了水的密闭瓶子研究压强问题,如图所示,他先把瓶子正立放置在水平桌面上,再倒立放置。下列说法正确的是( )
A.水对瓶底和瓶盖的压强大小关系:
B.水对瓶底和瓶盖的压力大小关系:
C.瓶子两次对水平桌面的压强大小关系:
D.瓶子两次对水平桌面的压力大小关系:
【答案】AC
【详解】A. 利用液体压强公式,液体密度不变,由正放改为倒放,液体深度变大,则水对瓶底压强小于水对瓶盖压强,故A正确;
B. 由图可知,水瓶正放时,瓶底所受压力等于水的重力,水瓶倒放时,水对瓶的侧壁有压力,所以瓶盖所受压力小于水的重力,则水对瓶底压力大于水对瓶盖的压力,故B错误;
CD. 不管正放和倒放,水瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,总重力不变,故两次水瓶对桌面的压力相等,但受力面积变小,由得,瓶子两次对水平桌面的压强大小关系,故C正确,D错误。
故选AC。
15.(2024·河南鹤壁·模拟预测)如图是我国已经服役的055大型驱逐舰。下列关于该舰船的说法正确的是( )
A.驱逐舰在大海中受到的浮力大于自身的重力
B.海军登上驱逐舰后,驱逐舰底部受到的海水压强增大
C.从东海驶入长江口,驱逐舰受到的浮力变小
D.从东海驶入长江口,驱逐舰排开水的体积变大
【答案】BD
【详解】A.驱逐舰在大海中漂浮,浮力等于重力,故A错误;
B.海军登上驱逐舰后,航空母舰的总重力增大,所受浮力增大,所以排水体积增大,则在大海中的吃水深度将变大,由知道,驱逐舰底部受到的海水压强增大,故B正确;
C.当船由东海驶入长江后,都是漂浮,因为船受到的重力不变,所以船受到的浮力不变,故C错误;
D.因为ρ海水>ρ江水,由知道,浮力相等时,轮船排开江水的体积大于排开海水的体积,即船体排开水的体积变大,故D正确。
故选BD。
16.(2024·河南周口·三模)小梦同学将同一支密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中,当密度计静止时,两容器中的液面恰好相平,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲容器中液体的密度较小 B.液体对乙容器底部的压强较小
C.密度计排开甲、乙两容器中液体的重力相等D.乙容器对水平桌面的压强较大
【答案】BC
【详解】A.密度计在两种液体中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,都等于密度计的重力;密度计在甲容器中排开液体的体积较小,根据可知,甲容器中液体的密度较大,故A错误;
B.两容器中液体的深度相同,甲容器中液体的密度较大,根据可知,液体对乙容器底部的压强较小,故B正确;
C.密度计在两种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可知,密度计排开甲、乙两容器中液体的重力相等,故C正确;
D.两容器中液体的深度相同,密度计在甲容器中排开液体的体积较小,则甲容器中液体的体积较大,且甲容器中液体的密度较大,则甲容器中液体的质量较大,容器和密度计都相同,所以,甲容器及其中的液体、密度计的总重大于乙容器及其中的液体、密度计的总重,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,受力面积相同,所以,甲容器对水平桌面的压强较大,故D错误。
故选BC。
17.(2024·河南周口·三模)实心铁块在水里会下沉,但是用铁做成的船却可以漂浮在水面上。为了探究这一问题,张同学把一块实心橡皮泥放入水中,观察到橡皮泥沉底,然后他又将一块完全相同的橡皮泥捏成碗状放入水中,却看到漂浮在水面上(橡皮泥不吸水),如图所示。若两块橡皮泥排开水的体积分别为V甲、V乙,所受浮力分别为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BD
【详解】完全相同的两块橡皮泥在甲中沉底,乙中漂浮,由浮沉条件可知
,则,即;由可知,V甲排<V乙排。即V甲<V乙。故BD正确,AC错误。
故选BD。
18.(2024·河南驻马店·二模)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d 。若密度计在水中时d为12 cm, 浮力大小为F1;在煤油中时d 为10cm, 浮力大小为F2,(ρ水=1.0g/cm3,ρ煤油=0.8 g/cm3)下列说法正确的是( )
A.F1>F2
B.F1=F2
C.F1<F2
D.若将密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,则d为13.6cm
【答案】BD
【详解】ABC.密度计分别放入水和煤油中时,均竖直漂浮,物体漂浮时,浮力等于物体的重力,则F1=F2,故AC错误,B正确;
D.设密度计的底面积为S,长度为L,在水中时受到的浮力
F1=ρ水gS(L−d)
在煤油中时受到的浮力
F2=ρ煤油gS(L−d′)
由于F1=F2相等,则
ρ水gS(L−d)=ρ煤油gS(L−d′)
即
1.0g/cm3×(L−12cm)=0.8g/cm3×(L−10cm)
解得L=20cm,将密度计放入密度为1.25g /cm3的液体中时,密度计还是漂浮,浮力与在水中相等,故
ρ水gS(L−d)=ρ液gS(L−d′′)
即
1.0g/cm3×(20cm−12cm)=1.25g/cm3×(20cm−d′′)
解得d′′=13.6cm,故D正确。
故选BD。
19.(2024·河南周口·三模)信阳毛尖是中国十大名茶之一,也是河南省著名特产之一。小明在和爸爸一起泡茶的过程中发现,将干燥的茶叶放入杯子,刚将热水倒入杯子后,茶叶浮在了水面上部,过了一段时间,茶叶舒展开吸水又沉入水底,下列说法正确的是( )
A.茶叶漂浮在水面上时,浮力等于重力
B.茶叶沉入杯底时,是浮力变小的原因
C.水对杯底的压力等于水的重力
D.水对杯底的压强在温度低时较大
【答案】AD
【详解】A.茶叶漂浮在水面,根据物体浮沉条件可知,浮力等于重力,故A正确;
B.茶叶沉入杯底时,是因为浮力小于重力,故B错误;
C.如果杯子的形状是口大底小,水对杯底的压力小于水的重力,故C错误;
D.在温度低时,水的密度变大,深度不变,由p=ρgh可知水对杯底的压强变大,故D正确。
故选AD。
三、填空题
20.(2024·河南周口·三模)如图所示,将同一金属块挂在弹簧测力计下,分别浸没在水和酒精两种液体中静止,甲图中弹簧测力计的示数,乙图中弹簧测力计的示数,则甲烧杯中所盛液体为 ,金属块密度是 。(g取,,)
【答案】 酒精
【详解】[1]金属块在甲液体中受到的浮力为
在乙液体中受到的浮力为
则
又因为金属块浸没在两种液体中,排开液体的体积相同,由可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即甲烧杯中所盛液体为酒精,所以甲、乙分别对应酒精和水。
[2]物体浸没在液体中受到浮力、重力、拉力作用,其关系为
故浸没在酒精中
即
……①
浸没在水中
即
……②
由①②联立解得:,,所以
所以,金属块的体积为
由
得金属块的密度为
四、实验题
21.(2024·河南信阳·二模)小亮利用如图所示装置探究液体内部压强的特点。
(1)实验中通过U形管两侧液面的高度差反映探头受到的 。实验前,用手指按压探头上的橡皮膜发现U形管两侧液面出现高度差,松手后发现U形管两侧的液面总不相平,他接下来应该 ;
(2)调节好装置后,小亮把探头放入如图甲中所示位置,只改变探头朝向(如图乙),U形管两侧液面的高度差 (选填“改变”或“不变”);接着他只改变探头的位置至图丙所示,比较甲、丙中实验现象,可以发现液体压强与 有关;
(3)小亮换用密度不同的液体继续实验,探头位置及U形管两侧液面如图丁所示。他分析丙、丁中U形管两侧液面的高度差,认为图丁中的液体密度较小。他的操作 (选填“合理”或“不合理”),原因是 。
【答案】 压强大小 将软管取下,再重新安装 不变 深度 不合理 没有控制探头在液体中的深度相同
【详解】(1)[1]由转换法,实验中通过U形管两侧液面的高度差反映探头受到的液体产生的压强大小。
[2]用手指压橡皮膜发现U形管两边液柱出现高度差,但松手后U形管两边液柱的液面总不相平,在进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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。
(2)[3][4]调节好装置后,小亮把探头放入如图甲中所示位置,只改变探头朝向(如图乙),U形管两侧液面的高度差不变,说明液体内部同一深度处,向各个方向的压强相等;接着他只改变探头的位置至图丙所示,比较甲、丙中实验现象,可以发现液体压强与深度有关。
(3)[5][6]小亮换用密度不同的液体继续实验,探头位置及U形管两侧液面如图丁所示。他分析丙、丁中U形管两侧液面的高度差,认为图丁中的液体密度较小。他的操作不合理,原因是没有控制探头在液体中的深度相同。
22.(2024·河南·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: ;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否 ;
(3)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 ;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (填“更大”或“更小”)的液体。
【答案】 拦河大坝上窄下宽 相平 甲乙 相等 深度 更小
【详解】(1)[1]拦河大坝修建得上窄下宽,这是因为液体压强随深度增加而变大。
(2)[2]实验前,应观察U形管两侧液面是否相平,如果已经存在一段高度差,则需要拆下软管重新安装。
(3)[3] 比较图中甲乙两次实验,只有深度不同,根据控制变量法,可得出液体压强与深度的关系。
[4] 比较乙、丙两次实验,只有探头的方向不同,而U形管两侧液面高度差相同,说明同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相同。
(4)[5] 为探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法,应只改变液体密度,所以将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)[6] 根据,为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更小的液体。
23.(2024·河南周口·三模)小杨在做“探究浮力大小的影响因素”的实验,实验器材及弹簧测力计的示数如图所示,请根据操作过程完成以下问题:
(1)为了使测量结果更准确,弹簧测力计在测量之前都要进行调零,该操作分为水平调零和竖直调零两种方式,本实验测量前应该对弹簧测力计进行 调零;为了探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应该选择 三次实验;
(2)如果先完成步骤b,再完成步骤a,则根据a、b求出的物块P所受的浮力会 (选填“偏大”“偏小”或“准确”);若正确测量,根据实验数据可得物块P 的体积为 cm³;e中盐水的密度为 kg/m3;(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)上述实验中,在物块P从c中位置逐渐下移至d中位置的过程中,杯底受到的液体压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 竖直 ac d 偏大 200 1.2×103 不变
【详解】(1)[1]由于弹簧本身有重力,所以测物体重力时,应该竖直调零,否则会导致测量结果偏大。
[2]为了探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应该控制排开液体的体积不变,只改变浸没的深度,所以选择acd三次实验。
(2)[3]先测浮力再测重力时,由于物块沾水,导致测出的重力偏大,根据拉可知,测出的浮力也偏大。
[4]物块浸没在水中时,所受的浮力
所以
[5]物块在水和盐水中浸没时,排开液体的体积一定,由可知,此时浮力与液体密度成正比,物块浸没在盐水中时所受浮力是2.4 N,是浸没在水中时所受浮力的1.2倍,所以盐水的密度是水密度的1.2倍,故ρ盐水=1.2×103kg/m3。
(3)[6]浸没后物块继续下移,水的深度不变,由p=ρgh可知,水对杯底的压强不变。
24.(2024·河南驻马店·二模)研究液体内部压强实验的装置如图所示。
(1)如图甲所示,用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,是因为橡皮管内的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,调好的装置如图乙所示,如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会 ,U形管左右两侧液面就会产生 ;
(2)将压强计的探头浸入水中,观察到的现象如图丙、丁、戊所示,这是比较同一液体内相同深度 的压强大小,实验结论是在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 。
【答案】 大于 发生形变 高度差 各个方向 相等
【详解】(1)[1]根据转换法可知,压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,是由于橡皮管内的气压大于外界大气压。
[2][3]根据转换法可知,压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会受到压强作用而发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差。
(2)[4][5]由图丙、丁、戊可知,把探头的橡皮膜在液体中的相同深度,使探头处于向左、向上、向下等方位时,U形管中液面高度差不变,液体压强不变,说明在液体内部同一深度,液体向各个方向的压强大小相等。
25.(2024·河南周口·三模)小明暑假去泉水浴场游泳,当他从浅水区逐渐走向深水区时,越发感到轻飘飘的;当他在水面下潜泳时,越往深处游感到胸口越发憋闷,于是就及时地浮出水面换气;晚上回到家看书时恰好读到《死海不死》这篇文章,书中写到“人们在死海中浮而不沉的根本原因是死海的含盐量比一般海水要高很多”。结合白天游泳时的体验,他提出了以下猜想:
猜想一:浮力的大小可能和排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小可能和物体浸没在液体中的深度有关;
猜想三:浮力的大小可能和 有关。
为了验证他的猜想是否正确,他找来下图中的器材进行实验:
(1)图A,将一重物挂在弹簧测力计的挂钩上,可知该物体所受重力为 ;
(2)图B,当把重物部分浸入水中时,弹簧测力计的示数减小,此时该物体所受浮力为 ;
(3)若想通过图A、C、D的操作检验他的猜想二,通过图 A、D、E的操作检验他的猜想三,他应该如何操作?若弹簧测力计位置不变,细线的长度可调节,请你在图C、D、E上画出科学合理、简明扼要的操作示意图并在烧杯上标注液体名称 ;
(4)小明学完浮力后,想把弹簧测力计改装成一个密度计,其操作过程如下所示:
①先用弹簧测力计测出重物的重力G;
②用弹簧测力计挂着重物完全浸入水中,读出其示数为 F1;
③用弹簧测力计挂着重物完全浸入液体中,读出其示数为
则液体的密度表达式为 ,为了扩大该“密度计”的量程,请给出一个合理的措施: 。
【答案】 液体的密度 4.4N 0.6N 见解析
【详解】[1]书中写到“人们在死海中浮而不沉的根本原因是死海的含盐量比一般海水要高很多”,则可以猜想浮力的大小可能和液体的密度有关。
(1)[2]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则弹簧测力计的示数为4.4N,可知该物体所受重力为4.4N。
(2)[3]该物体所受浮力为
F浮=G-F示=4.4N-3.8N=0.6N
(3)[4]要探究浮力的大小可能和液体密度的关系,根据控制变量法,应控制排开液体的体积和物体浸没在液体中的深度相同,改变液体的密度,可选择水和盐水,让物体在水和盐水中完全浸没并且控制在液体中的深度相同,如图所示:
(4)[5]重物浸没水中受到的浮力
F浮水=G-F1
物体的体积
重物浸没液体中排开液体的体积等于物体的体积,受到的浮力
F浮液=G-F2
液体的密度
[6]弹簧测力计的示数
F示=G-F浮
F示=G-ρ液gV排
为了扩大该“密度计”的量程,物块的重力不变,可以换用体积更小的物块。
26.(2024·河南驻马店·三模)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(2)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与 有关:分析图A、B、C可得,液体密度一定时, 越大,物体受到的浮力越大;
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是 (选填“①”或“②”);
(4)小李认为比较图A、B、C无法得到物体所受浮力是否与物体在液体中所处深度的关系,理由: ;
(5)小李由此实验得出了酒精的密度为 。()
【答案】 1 液体密度 物体排开液体的体积 ② 没有保持排开液体体积一定 0.8×103
【详解】(1)[1]由A图可知,测力计的分度值为0.2N,物体的重力G=4.2N,由C图可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数FC=3.2N,则物体浸没在水中时受到的浮力
(2)[2]分析图A、C、D可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,物体受到的浮力不同,说明物体在液体中所受浮力大小与液体的密度有关。
[3]分析图A、B、C可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,说明液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(3)[4]物体从接触水面开始,到浸没于水中,排开液体的体积先增大后不变,由可知,浮力先变大,后不变,故能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是②。
(4)[5]小李认为比较图A、B、C无法得到物体所受浮力是否与物体在液体中所处深度的关系,理由:没有控制物体排开液体的体积相同。
(5)[6]由A、C图可知,物体的体积
由A、D图可知,物体浸没在酒精中时受到的浮力
由可得,酒精的密度
五、计算题
27.(2024·河南驻马店·二模)为保家卫国,加强国防建设,我国自主研制了一款两栖坦克,坦克发动机最大功率为 440kW, 满载时质量是24t, 坦克每条履带与地面的接触面积是2m2(g取10 N/kg, 不计空气阻力及能量损耗)。求:
(1)该坦克满载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该坦克满载在水中航行时,受到的浮力是多少?
(3)在某次演习中,该坦克在水中以54 km/h 的速度匀速直线航行10 min, 此时发动机输出功率为300 kW,该坦克航行过程中受到的阻力是多少?
【答案】(1)6×104Pa;(2)2.4×105N;(3)2×104N
【详解】解:(1)该坦克满载静止在水平地面上时,对地面的压力为
坦克履带与地面的总接触面积是
它对水平地面的压强是
(2)该坦克满载在水中航行时,处于漂浮状态,此时浮力为
(3)发动机输出功率为
坦克的速度为
牵引力为
该坦克在水中匀速直线航行,所以牵引力与阻力是一对平衡力,即阻力为
答:(1)该坦克满载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是6×104Pa;
(2)该坦克满载在水中航行时,受到的浮力是2.4×105N;
(3)该坦克航行过程中受到的阻力是2×104N。
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专题09 压强和浮力
1、(2024·河南中考真题·T18)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:______;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否______;
(3)比较图中______两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强______;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及______与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度______(填“更大”或“更小”)的液体。
2、(2024·河南中考真题·T12)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,木板重为,水杯底面积为,木板底面积为。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
3、(2024·河南中考真题·T10)宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置船所受浮力为、、,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
4、(2023·河南中考真题·T13)水平桌面上有两个完全相同的杯子,盛有等质量的水。将橘子放入左侧杯中,取出后剥皮再放入右侧杯中,橘子静止时的状态分别如图甲、乙所示。下列分析正确的是( )
A. 甲图中的橘子所受的浮力大于其所受的重力
B. 甲图中的橘子比乙图中的橘子所受的浮力大
C. 甲图中杯子对桌面的压强小于乙图中杯子对桌面的压强
D. 甲图中杯底所受水的压强大于乙图中杯底所受水的压强
5、(2022·河南中考真题·T10)两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A. 密度计A所受浮力较小
B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值不同
6、(2021·河南中考真题·T18)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:1与物体浸入液体中的深度有关2与物体排开液体的体积有关3与液体的密度有关。
(1)请你写出能够支持猜想3的一个生活现象:______;
(2)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小______N;
(3)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);分析______三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析a、d、e三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力______(选填“越大”或“越小”);
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,从实验数据还可求出物体P的密度为______kg/m3。(已知=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
7、(2021·河南中考真题·T13)如图,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A. 左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等
B. 左、右两侧液体对容器底的压力相等
C. 左侧液体的密度小于右侧液体的密度
D. 容器中左、右两侧液体的质量相等
8、(2021·河南中考真题·T1)在物理学中,常用比值法来定义物理量,如:用质量与体积之比定义“密度”。请你再列举一例:用______之比定义“______”。
9、(2021·河南中考真题·T)生活中的“吸”字常蕴含着丰富的物理知识,如:用吸管将饮料“吸”入口中,是利用了______的作用;梳过头发的塑料梳子能“吸”小纸屑,是因为梳子带了______。
10、(2020·河南中考真题·T13)将两个完全相同的木块放入盛有甲、乙种液体的相同容器中,木块静止时,两容器中液面相平,如图所示。下列说正确的是( )
A. 木块在甲、乙两种液体中所受浮力相等
B. 木块在乙液体中排开液体的质量较大
C. 两容器中木块下表面受到的液体压强相等
D. 两容器底部受到的液体压强相等
11、(2020·河南中考真题·T16)将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒兵球的重力,请以球心为作用点画出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。
一、单选题
1.(2024·河南周口·三模)下列四种家用工具中,吸附东西时涉及到的物理原理与其他三个不同的是( )
A.吸尘器把灰尘垃圾吸入管内 B.粘毛器把细碎灰尘粘走
C.吸盘挂钩“吸附”在墙上 D.抽油烟机把烟雾吸走
2.(2024·河南新乡·三模)小明把鸡蛋放入盛水的杯中,如图甲鸡蛋沉在杯底;向杯中加盐,鸡蛋悬浮如图乙;两种情况下,下列各物理量间的关系正确的是(鸡蛋质量不变) ( )
A.液体的密度
B.鸡蛋受到的浮力F甲<F乙
C.鸡蛋排开液体的质量m甲=m乙
D.液体对容器底的压强p甲=p乙
3.(2024·河南南阳·二模)在图所示的事例中关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中瓶子倒置时瓶盖受到水的压力小于瓶子正立时瓶底受到水的压力
B.图乙中的洗手间的下水管是利用流体中流速大的地方压力小的原理工作的
C.图丙中“瓶吞鸡蛋”实验可以说明大气压的存在,若瓶子侧放则无法完成实验
D.图丁中吸盘在挂上碗勺后不会掉下来的原因是因为大气压的作用
4.(2024·河南濮阳·三模)甲、乙两只完全相同的杯子放在水平桌面上,两杯中盛有不同液体,将两只完全相同的小球分别放入其中,当小球静止时,两杯中液面相平,小球所处的位置如图所示。则下列说法正确的是( )
A.甲杯中的小球受到的浮力小于乙杯中小球受到的浮力
B.乙杯底部所受液体的压强较大
C.甲杯对桌面的压强大于乙杯对桌面的压强
D.甲杯中液体密度小于乙杯中液体密度
5.(2024·河南周口·三模)盐水选种是古代我国劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法,用盐水选种时需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,则漂浮于盐水表面的是次种,沉入容器底的是良种。有关盐水选种的过程,下列说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.若良种和次种的质量相同,则良种受到的浮力较大
C.盐水选种时所用盐水的密度都要大于所有种子的密度
D.若要选出更饱满的种子,则需要往盐水中加入适当的盐
6.(2024·河南周口·模拟预测)两个完全相同的容器中分别盛有甲、乙两种液体、将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时液面相平,球所处的位置如图所示,则以下说法正确的是( )
A.甲、乙两种液体对容器底部的压强关系:p甲<p乙
B.两小球所受到的浮力关系:F甲>F乙
C.两种液体的密度关系:ρ甲<ρ乙
D.小球的密度等于乙液体的密度
二、多选题
7.(2024·河南信阳·二模)航海学习小组的同学们开展了用橡皮泥进行“造船”比赛的活动,看谁的小船装载的“货物”最多(船始终漂浮),他们各自用相同的橡皮泥制作了一艘小船,放在盛有不同体积水的相同水槽中,然后把不同数量的相同泥丸当作“货物”装进去,最终水槽中水面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲中的小船所受的浮力小 B.两艘小船排开水的重力相等
C.图乙中小船排开水的体积小 D.甲、乙两水槽底部受到水的压强大小相等
8.(2024·河南信阳·三模)如图所示,甲、乙两个完全相同的杯子,倒入相同体积的水和浓盐水。将同一个鸡蛋,先后放入两杯液体中静止时,鸡蛋在甲杯中下沉,在乙杯中悬浮。下列说法正确的是( )
A.鸡蛋的密度大于甲杯中液体的密度
B.乙杯中鸡蛋受到的浮力大于重力
C.甲杯底部受到的液体压强小于乙杯底部受到的液体压强
D.乙杯中鸡蛋受到的浮力小于甲杯中鸡蛋受到的浮力
9.(2024·河南信阳·三模)甲、乙两个完全相同的容器放在水平桌面上,其内装有等体积的两种不同液体,将两个完全相同的实心物体A、B分别放入容器中,物体静止时的状态如图所示。下列说法中正确的是( )
A.两个物体所受浮力 B.液体对两物体下表面的压力
C.两种液体的密度 D.两容器底部对桌面的压强
10.(2024·河南南阳·三模)物理课上,老师将整个橙子放入水中,漂浮在水面上,如图甲。将其切成大小两块(无橙汁流出),再次投入同一杯水中,发现大块仍漂浮,小块缓慢沉入水底,如图乙。下列说法正确的是( )
A.整个橙子的密度等于水的密度
B.大块橙子受到的浮力等于其受到的重力
C.小块橙子缓慢沉入水底的过程中受到的浮力逐渐变小
D.甲乙两种情况下容器对水平桌面的压强相等
11.(2024·河南周口·三模)如图所示,放在水平桌面上的甲、乙两个相同的容器中盛有同种液体,体积相等的a、b两个物体在液体中静止时,两液面相平。则下列说法中正确的( )
A.物体a的密度大于物体b的密度
B.物体a受到的浮力小于物体b受到的浮力
C.甲容器底部受到的压力小于乙容器底部受到的压力
D.两容器对桌面的压强一样大
12.(2024·河南周口·三模)小华把一些铁屑塞入吸管的下端,并用石蜡将其下端封闭起来,使吸管能竖直地漂浮在液体中。然后她将盛有液体的甲、乙两个相同容器静置于水平地面上,把这支吸管分别放入两种液体中,静止时液面相平(如图)。下列说法正确的是( )
A.液体的密度关系
B.吸管下端所受液体压力大小关系
C.容器对地面的压强大小关系
D.吸管排开液体的质量大小关系
13.(2024·河南周口·三模)如图所示是小明在科技小组里和同学们利用一次性注射器和试管做的自制潜艇模型,关于该潜水艇模型下列说法正确的是( )
A.潜水艇模型在水中悬浮时,向外拉注射器的活塞,其会下沉
B.潜水艇模型在水中下降的过程中,随着深度的增加,其受到的浮力也变大
C.潜水艇模型上浮,最终漂浮在水面上时,所受到的浮力不变
D.潜水艇模型在水中上浮时,潜水艇底部受到的液体压强逐渐变小
14.(2024·河南漯河·一模)小明利用一装了水的密闭瓶子研究压强问题,如图所示,他先把瓶子正立放置在水平桌面上,再倒立放置。下列说法正确的是( )
A.水对瓶底和瓶盖的压强大小关系:
B.水对瓶底和瓶盖的压力大小关系:
C.瓶子两次对水平桌面的压强大小关系:
D.瓶子两次对水平桌面的压力大小关系:
15.(2024·河南鹤壁·模拟预测)如图是我国已经服役的055大型驱逐舰。下列关于该舰船的说法正确的是( )
A.驱逐舰在大海中受到的浮力大于自身的重力
B.海军登上驱逐舰后,驱逐舰底部受到的海水压强增大
C.从东海驶入长江口,驱逐舰受到的浮力变小
D.从东海驶入长江口,驱逐舰排开水的体积变大
16.(2024·河南周口·三模)小梦同学将同一支密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中,当密度计静止时,两容器中的液面恰好相平,如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲容器中液体的密度较小 B.液体对乙容器底部的压强较小
C.密度计排开甲、乙两容器中液体的重力相等D.乙容器对水平桌面的压强较大
17.(2024·河南周口·三模)实心铁块在水里会下沉,但是用铁做成的船却可以漂浮在水面上。为了探究这一问题,张同学把一块实心橡皮泥放入水中,观察到橡皮泥沉底,然后他又将一块完全相同的橡皮泥捏成碗状放入水中,却看到漂浮在水面上(橡皮泥不吸水),如图所示。若两块橡皮泥排开水的体积分别为V甲、V乙,所受浮力分别为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
18.(2024·河南驻马店·二模)科技制作活动中,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成简易密度计,如图所示。为了给密度计标刻度,他将密度计分别放入水和煤油中,密度计均竖直漂浮,吸管露出液面的长度为d 。若密度计在水中时d为12 cm, 浮力大小为F1;在煤油中时d 为10cm, 浮力大小为F2,(ρ水=1.0g/cm3,ρ煤油=0.8 g/cm3)下列说法正确的是( )
A.F1>F2
B.F1=F2
C.F1<F2
D.若将密度计放入密度为1.25g/cm3的液体中,则d为13.6cm
19.(2024·河南周口·三模)信阳毛尖是中国十大名茶之一,也是河南省著名特产之一。小明在和爸爸一起泡茶的过程中发现,将干燥的茶叶放入杯子,刚将热水倒入杯子后,茶叶浮在了水面上部,过了一段时间,茶叶舒展开吸水又沉入水底,下列说法正确的是( )
A.茶叶漂浮在水面上时,浮力等于重力
B.茶叶沉入杯底时,是浮力变小的原因
C.水对杯底的压力等于水的重力
D.水对杯底的压强在温度低时较大
三、填空题
20.(2024·河南周口·三模)如图所示,将同一金属块挂在弹簧测力计下,分别浸没在水和酒精两种液体中静止,甲图中弹簧测力计的示数,乙图中弹簧测力计的示数,则甲烧杯中所盛液体为 ,金属块密度是 。(g取,,)
四、实验题
21.(2024·河南信阳·二模)小亮利用如图所示装置探究液体内部压强的特点。
(1)实验中通过U形管两侧液面的高度差反映探头受到的 。实验前,用手指按压探头上的橡皮膜发现U形管两侧液面出现高度差,松手后发现U形管两侧的液面总不相平,他接下来应该 ;
(2)调节好装置后,小亮把探头放入如图甲中所示位置,只改变探头朝向(如图乙),U形管两侧液面的高度差 (选填“改变”或“不变”);接着他只改变探头的位置至图丙所示,比较甲、丙中实验现象,可以发现液体压强与 有关;
(3)小亮换用密度不同的液体继续实验,探头位置及U形管两侧液面如图丁所示。他分析丙、丁中U形管两侧液面的高度差,认为图丁中的液体密度较小。他的操作 (选填“合理”或“不合理”),原因是 。
22.(2024·河南·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: ;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否 ;
(3)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 ;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (填“更大”或“更小”)的液体。
23.(2024·河南周口·三模)小杨在做“探究浮力大小的影响因素”的实验,实验器材及弹簧测力计的示数如图所示,请根据操作过程完成以下问题:
(1)为了使测量结果更准确,弹簧测力计在测量之前都要进行调零,该操作分为水平调零和竖直调零两种方式,本实验测量前应该对弹簧测力计进行 调零;为了探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应该选择 三次实验;
(2)如果先完成步骤b,再完成步骤a,则根据a、b求出的物块P所受的浮力会 (选填“偏大”“偏小”或“准确”);若正确测量,根据实验数据可得物块P 的体积为 cm³;e中盐水的密度为 kg/m3;(ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)上述实验中,在物块P从c中位置逐渐下移至d中位置的过程中,杯底受到的液体压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
24.(2024·河南驻马店·二模)研究液体内部压强实验的装置如图所示。
(1)如图甲所示,用手按压橡皮膜,U形管两侧液面出现高度差,是因为橡皮管内的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,调好的装置如图乙所示,如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会 ,U形管左右两侧液面就会产生 ;
(2)将压强计的探头浸入水中,观察到的现象如图丙、丁、戊所示,这是比较同一液体内相同深度 的压强大小,实验结论是在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 。
25.(2024·河南周口·三模)小明暑假去泉水浴场游泳,当他从浅水区逐渐走向深水区时,越发感到轻飘飘的;当他在水面下潜泳时,越往深处游感到胸口越发憋闷,于是就及时地浮出水面换气;晚上回到家看书时恰好读到《死海不死》这篇文章,书中写到“人们在死海中浮而不沉的根本原因是死海的含盐量比一般海水要高很多”。结合白天游泳时的体验,他提出了以下猜想:
猜想一:浮力的大小可能和排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小可能和物体浸没在液体中的深度有关;
猜想三:浮力的大小可能和 有关。
为了验证他的猜想是否正确,他找来下图中的器材进行实验:
(1)图A,将一重物挂在弹簧测力计的挂钩上,可知该物体所受重力为 ;
(2)图B,当把重物部分浸入水中时,弹簧测力计的示数减小,此时该物体所受浮力为 ;
(3)若想通过图A、C、D的操作检验他的猜想二,通过图 A、D、E的操作检验他的猜想三,他应该如何操作?若弹簧测力计位置不变,细线的长度可调节,请你在图C、D、E上画出科学合理、简明扼要的操作示意图并在烧杯上标注液体名称 ;
(4)小明学完浮力后,想把弹簧测力计改装成一个密度计,其操作过程如下所示:
①先用弹簧测力计测出重物的重力G;
②用弹簧测力计挂着重物完全浸入水中,读出其示数为 F1;
③用弹簧测力计挂着重物完全浸入液体中,读出其示数为
则液体的密度表达式为 ,为了扩大该“密度计”的量程,请给出一个合理的措施: 。
26.(2024·河南驻马店·三模)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(2)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与 有关:分析图A、B、C可得,液体密度一定时, 越大,物体受到的浮力越大;
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是 (选填“①”或“②”);
(4)小李认为比较图A、B、C无法得到物体所受浮力是否与物体在液体中所处深度的关系,理由: ;
(5)小李由此实验得出了酒精的密度为 。()
五、计算题
27.(2024·河南驻马店·二模)为保家卫国,加强国防建设,我国自主研制了一款两栖坦克,坦克发动机最大功率为 440kW, 满载时质量是24t, 坦克每条履带与地面的接触面积是2m2(g取10 N/kg, 不计空气阻力及能量损耗)。求:
(1)该坦克满载静止在水平地面上时,它对水平地面的压强是多少?
(2)该坦克满载在水中航行时,受到的浮力是多少?
(3)在某次演习中,该坦克在水中以54 km/h 的速度匀速直线航行10 min, 此时发动机输出功率为300 kW,该坦克航行过程中受到的阻力是多少?
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