专题08 压强与浮力综合-【好题汇编】5年(2020-2024)中考1年模拟物理真题分类汇编(天津专用)
2024-07-20
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2份
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37页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | - |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 压强,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 973 KB |
| 发布时间 | 2024-07-20 |
| 更新时间 | 2024-11-19 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-07-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46427492.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题08 压强与浮力综合
1.(2024•天津中考)小明对我国一些科技成就进行了梳理,如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是( )
序号
科技成就
相关内容分析
①
三峡船闸
轮船通行时利用了连通器的特点
②
“玉兔号”月球车
车轮宽大可减小对月球表面的压强
③
神舟飞船返回舱
它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④
国产大飞机C919
机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A.① B.② C.③ D.④
解:三峡船闸轮船通行时利用了连通器的特点,故①正确;
在压力相同时,受力面积越大,压强越小,月球车车轮宽大可减小对月球表面的压强,故②正确;
神舟飞船返回舱在地面附近减速下降过程中动能和重力智能均变小,故机械能变小,故③错误;
机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系,故④正确。
答案:C。
(多选)2.(2024•天津中考)水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为S2的实心圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底的压强为p,如图所示。向容器中注入质量为m的液体后,圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没,则( )
A.圆柱体所受浮力为
B.圆柱体所受浮力为
C.容器底所受液体压强可能为
D.容器底所受液体压强可能为
解:AB、由密度公式可得,容器内液体的体积V液,
圆柱体直立在液体中且与容器底接触,放入圆柱体后容器内液体的深度为:
h,
圆柱体受到的浮力为:
F浮=ρ液gV排=ρ液gS2h=ρ液g,故A错误,B正确;
CD、若圆柱体对容器底部有压力,则容器底受到液体的压强为:
p=ρ液gh=ρ液g,
若圆柱体对容器底部的压力刚好为零时,即圆柱体漂浮,圆柱体所受的浮力等于重力,此时容器底所受液体压强为:
p,故C错误,D正确。
答案:BD。
3.(2024•天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。
老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 ②④⑤ (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, 深度越深,压强越大 ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 液体的密度 是否有关。
解:(1)分析表中②④⑤三组数据,探头浸入水中的深度相同,探头的朝向不同,所以可以得到的结论是:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,探头朝向相同,探头浸入水中的深度不同,液面高度差不同,可初步得出结论:在同种液体中,深度越深,压强越大;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与液体的密度是否有关。
答案:(1)②④⑤;(2)深度越深,压强越大;(3)液体的密度。
4.(2023•天津中考)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A.瓶子悬空水不流出 B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片 D.将瓶按入水中感到费力
解:A、纸片能托住水不流出,是因为大气压给纸片一个向上的作用力,因此该实验能证明大气压的存在,故A正确;
B、水从侧孔喷出,水的深度越深,水喷得越远,说明同种液体内部压强随着液体深度的增加而增大,与大气压无关,故B错误;
C、用手弹开纸片,钢球掉入瓶中,钢球没有随纸片一起运动,说明钢球具有惯性,同时钢球掉入瓶中,是因为钢球受到重力作用,与大气压无关,故C错误;
D、将瓶按入水中感到费力,是因为瓶子排开水的体积增大,受到的浮力增大,瓶子给手向上的作用力增大,与大气压无关,故D错误。
答案:A。
5.(2023•天津中考)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务:
【实验探究】
通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论: F浮=G排 。这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下图所示。
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程。提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出)。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮= 。
解:【实验探究】
由甲、乙两图可知F浮=G﹣F示=2N﹣1N=1N,由丙、丁两图可知G排=G总﹣G空=1.5N﹣0.5N=1N,
比较可得:F浮=G排;
【理论探究】设长方体的底面积为S、高为h,液体密度为ρ,长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图:
根据液体压强公式p=ρgh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强,
根据F=pS可知液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力,即F浮=F2﹣F1=ρgh2S﹣ρgh1S=ρg(h2﹣h1)S=ρghS=ρgV排=m排g=G排;
【原理应用】
设圆柱体静止后液体的高度为h′,
则液体的密度ρ液,
物体受到的浮力F浮=G排=ρ液V排gS2h′g。
答案:【实验探究】F浮=G排;
【理论探究】
设长方体的底面积为S、高为h,液体密度为ρ,长方体上、下表面所处的深度及受力情况如图:
根据液体压强公式p=ρgh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强,
根据F=pS可知液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力,
即F浮=F2﹣F1=ρgh2S﹣ρgh1S=ρg(h2﹣h1)S=ρghS=ρgV排=m排g=G排;
【原理应用】。
6.(2022•天津中考)如图所示的实例中利用大气压的是( )
A.紧固锤头 B.U形“反水弯”
C.用吸管喝饮料 D.潜水艇的浮沉
解:A、撞击中,锤头和锤柄一块运动,锤柄受力静止,而锤头由于惯性还要继续运动,与锤柄结合的更结实,属于惯性现象,与大气压无关,故A不符合题意;
B、排水管U形“反水弯”是利用连通器来工作的,不是利用大气压,故B不符合题意;
C、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故C符合题意;
D、潜水艇依靠改变自身的重力来实现沉浮的,利用的是物体的浮沉条件,与大气压无关,故D不符合题意。
答案:C。
(多选)7.(2022•天津中考)小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,此时水深为h1,如图所示;一段时间后,由于渗漏空腔内开始进水,最后空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0,则所制作的浮沉子( )
A.质量为ρ0(h1﹣h0)S
B.质量为ρ0(h2﹣h0)S
C.材料的密度为ρ0
D.材料的密度为ρ0
解:AB、浮沉子放入前,水的体积为:V水=h0S,浮沉子悬浮后,总体积为V浮沉子+水=h1S,则排开水的体积和浮沉子体积相等,即V排=V浮沉子=V浮沉子+水﹣V水=h1S﹣h0S=(h1﹣h0)S;
依据阿基米德原理可得:F浮=ρ水V排g=ρ水(h1﹣h0)Sg;
由浮沉条件可知,悬浮时,F浮=G浮沉子,则浮沉子的质量m浮沉子ρ0(h1﹣h0)S,故A正确,B错误;
CD、浮沉子渗水后,沉底后水深为h2,则浮沉子外壳排开水的体积为V排′=(h2﹣h0)S=V浮沉子壳;
依据密度公式可得,浮沉子材料的密度ρ,故C错误,D正确。
答案:AD。
8.(2021•天津中考)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为h0,如图1所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,如图2所示。已知水的密度为ρ0。求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
解:(1)将杯中的水全部倒入容器后,杯子对容器底部压力为零,此时杯子可视为漂浮状态,
则有F浮=G=mg=G排=ρ0V排g,即m=ρ0V排;
观察图像可知,此时V排=S0h0S0h0;
将V排S0h0代入m=ρ0V排得mρ0S0h0;
(2)由图1知,杯子的体积与杯内水的体积之和等于S0×h0,即V总=V杯+V水=S0h0,则V杯=S0h0﹣V水;
将杯中的水倒入容器中,容器中增加水的体积就是杯中水的体积,即V水=ΔV=(5S0﹣S0)×Δh=4S0×(h0h0)S0h0;
将V水S0h0代入V杯=S0h0﹣V水得V杯=S0h0S0h0S0h0;
由密度公式可得杯子的密度ρ2ρ0。
答:(1)空杯子的质量是ρ0S0h0;
(2)该杯子材料的密度是2ρ0。
(多选)9.(2020•天津中考)水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零,则( )
A.放入木块前水对容器底的压强为
B.放入木块后水对容器底的压强为
C.木块所受的重力为mg
D.木块所受的重力为mg
解:
A.因容器为圆柱形容器,则放入木块前水对容器底的压力F=G水=mg,
放入木块前水对容器底的压强:p,故A正确;
B.由ρ可得,容器内水的体积V水,
木块直立在水中且与容器底接触,放入木块后容器内水的深度:h,
此时水对容器底的压强:p′=ρ水gh=ρ水g,故B错误;
CD.放入木块后,木块排开水的体积:V排=S2h=S2,
木块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=ρ水gmg,
因木块对容器底的压力刚好为零即为漂浮,
所以,木块的重力:G=F浮mg,故C错误、D正确。
答案:AD。
10.(2024•和平区三模)如图所示是生活中的用具,对其使用状态下所涉及的物理知识,表述正确的是( )
A.高压锅:气压大沸点低
B.菜刀:减小压强
C.反水弯:流体压强
D.塑料吸盘:大气压强
解:A、高压锅利用沸点随气压升高而升高的原理,故A错误;
B、把菜刀磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B错误;
C、洗手盆的排水管用U形“反水弯”防臭是利用了连通器原理,故C错误;
D、吸盘内的空气被挤出,内部气压小于外界大气压,是大气压将其压在了墙面上,故D正确;
答案:D。
(多选)11.(2024•武清区三模)小明看到课本上“通过被压入水中的空饮料罐感受浮力”后,也想自己体验,于是进行了如图所示的操作,在水平桌面上有一底面积为S0的圆柱形容器,接着将一个体积为V1的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上(如图甲),物块浸入水中的体积为V2,水的密度为ρ0;用力缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙,则下列说法正确的是( )
A.甲图物块受到的浮力为ρ0gV1
B.物块的密度为
C.乙图中压力F为ρ0g(V1﹣V2)
D.甲到乙的过程中水对容器底压强的变化量为
解:AB、甲图中,物块漂浮,根据阿基米德原理可知甲图物块受到的浮力为F浮=ρ0gV2,故A错误;
物块的重力G=F浮=ρ0gV2,物块的质量mρ0V2,
根据密度公式可知物块的密度ρ,故B正确;
CD、从甲到乙图中,物块排开水的体积的变化量ΔV=V1﹣V2,
乙图中压力F=ΔF浮=ρ0g(V1﹣V2),故C正确;
水的深度的变化量Δh,
甲到乙的过程中水对容器底压强的变化量Δp=ρ0gΔh=ρ0g,故D正确。
答案:BCD。
(多选)12.(2024•南开区二模)如图所示,烧杯中装有适量的水(水的密度为ρ0),现有质地均匀,不吸且不溶于水的a、b两实心柱体,质量之比为3:1,体积之比为4:1,将b置于a上面一起放入烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,下列说法正确的是( )
A.a的密度为0.75ρ0
B.单独把a放入烧杯中,有的体积露出液面
C.单独把b放入烧杯中,有的体积露出液面
D.单独把a放入烧杯中,其下表面液体压强与图中a的下表面液体压强之比为3:4
解:A、由题意可知,质量之比为3:1,根据重力公式 G=mg可知,Ga=3Gb,由题图可知a、b整体处于漂浮状态,受到的浮力等于总重力,即Ga+Gb=F浮=ρ水gVa,联立可得,Ga=ρ水gVa,即:ρaVag=ρ0gVa,解得ρaρ0=0.75ρ0,故A正确;
B、因 ρa<ρ水,故单独把a放入烧杯中,a漂浮,a受到的浮力等于其自身的重力,即 Ga=F浮',即 ρaVag=ρ水gV排,解得:,所以单独把a放入烧杯中,有四分之一的体积露出液面,故B错误;
C、由题意可知,Va=4Vb,根据ρ可知 ρa:ρb::3:4,所以,ρbρa0.75ρ0=ρ0,因 ρb=ρ0,故单独把b放入烧杯中,b悬浮,故C错误;
D、单独把a放入烧杯中时,a下表面在水中的深度h甲ha,在题图中,a下表面所在深度为ℎₐ,根据液体公式 p=ρgℎ可知,单独把a放入烧杯中时和题图中a的下表面液体压强之比为3:4,故D正确。
答案:AD。
(多选)13.(2024•河北区二模)如图甲所示,足够大圆柱形薄壁容器A放在水平桌面上,容器中盛有少量密度为ρ0的水,其底面积为3S0,现将一底面积为S0的木块B(不吸水)放入容器中,水面上升的高度为h0,此时物块B部分露出水面,如图乙所示。若此时木块对容器底的压强为p0。则( )
A.容器内水的质量为6ρ0S0h0
B.容器内水的质量为3ρ0S0h0
C.木块所受的重力为2ρ0gh0S0+p0S0
D.木块所受的重力为3ρ0gh0S0+p0S0
解:AB、水面上升的高度为h0,若原先的高度为h,则水的体积为:
V水=3S0h ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
V水=(3S0﹣S0)(h+h0)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②得到:h=2h0,
所以,V水=3S0h=3S0×2h0=6S0h0,
则容器内水的质量为:
m水=ρ0V水=ρ0×6S0h0=6ρ0S0h0,故A正确,B错误;
CD、木块B受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ0gS0×(2h0+h0)=3ρ0gS0h0,
此时木块B对容器底的压强为p0,B对容器底的压力为:
F压=p0S0,
由于B对容器底的压力与容器底对B的支持力是一对相互作用力,大小相等,
所以支持力:F支=F压=p0S0,
木块B在水中受到重力、支持力、浮力,在这三个力的作用下,木块处于静止状态,所以木块B的重力为
G=F浮+F支=3ρ0gS0h0+p0S0,故C错误,D正确。
答案:AD。
(多选)14.(2024•河西区模拟)如图甲所示,一底面积为S0的圆柱形容器装有适量密度为ρ0的水,一实心小球沉在容器底,小球对容器底的压力为F0;一烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为F1。把小球从水中捞起并放入烧杯中,静止时烧杯仍漂浮,如图乙所示,此时烧杯底受到水的压力为F2。下列判断正确的是( )
A.小球的重力为F2﹣F1
B.小球被捞起前受到的浮力为F2﹣F1+F0
C.图乙中烧杯排开水的体积比图甲中增大了
D.图乙中容器底受到水的压强比图甲中增大了
解:A、甲图中烧杯漂浮在液面上,浮力等于烧杯的重力,即F1=G杯,乙图中烧杯与小球漂浮在液面上,浮力等于烧杯与小球的总重力,即F2=G杯+G球,则G球=F2﹣F1;故A正确;
B、甲图中小球沉到容器底,受到重力、支持力和浮力,受到的浮力为F浮=G球﹣F0=F2﹣F1﹣F0,故B错误;
C、图乙中烧杯增大的浮力等于小球重力,
排开水的体积比图甲中增大了V,故C正确;
D、原来小球排开液体的体积V';
小球捞上来后增大的深度为h;
图乙中容器底受到水的压强比图甲中增大了p=ρ0gh,故D正确。
答案:ACD。
(多选)15.(2024•河东区二模)如图所示,装有适量水(水的密度为ρ0)的柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S0,将重为G1的金属块A和重为G2的木块B叠放在水中,水面恰好与木块上表面相平;将金属块取下放入水中,金属块下沉到容器底部,当木块再次静止时,水对容器底部的压强减小了p0。下列判断正确的是( )
A.木块B的体积为
B.金属块A的体积为
C.木块B再次静止时露出水面的体积为
D.沉到容器底部的金属块A受到的支持力为p0S0
解:
A、金属块和木块叠放在水中时,此时水面恰好与木块上表面相平,并且它们处于漂浮状态,则浮力:F浮=G1+G2,
由阿基米德原理可得,木块的体积:V=V排,故A错误;
B、金属块和木块叠放在水中时,处于漂浮状态,木块受到总浮力等于木块和金属块的总重力,即:F浮=G1+G2,
将金属块取下放入水中,木块漂浮,金属块沉底,总浮力等于木块的重力加上金属块的浮力,即F浮′=G2+F浮金,
所以,总浮力的减小量:ΔF浮=F浮﹣F浮′=G1+G2﹣(G2+F浮金)=G1﹣F浮金﹣﹣①
由题知,金属块沉底后,减小的浮力ΔF浮=ρ0gΔV排=ρ0gΔhS0=p0S0﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
结合①②可得,减小的浮力:ΔF浮=G1﹣F浮金=p0S0,
即:G1﹣ρ0gV金属=p0S0,
所以,V金属,故B正确;
C、金属块和木块叠放在水中时,木块受到的浮力等于木块和金属块的总重力,即:F浮=G1+G2,
将金属块取下放入水中,木块漂浮在水面上,木块的浮力等于木块的重力,即F浮木′=G2,
所以木块受到浮力的减小量:ΔF浮木=F浮﹣F浮木′=G1+G2﹣G2=G1,
由阿基米德原理可得木块B再次静止时露出水面的体积:V木露,故C正确;
D、由B知,减小的浮力ΔF浮=G1﹣F浮金=p0S0,又因为F浮金=ρ0gV金属,
所以G1﹣ρ0gV金属=p0S0,
则金属块沉底时,其受到的支持力:F支=G1﹣F浮金=ΔF浮=p0S0,故D正确。
答案:BCD。
(多选)16.(2024•和平区二模)小明将底面积为S2的柱状蜡烛底部表面烧熔化,然后迅速压在底面积为S1的烧杯底部,向烧杯中加水至刚好淹没蜡烛,测得水深h1(蜡烛与烧杯底密合,如图甲所示);接着他移动了一下蜡烛,发现最终蜡烛漂浮在水面(如图乙所示),测得此时水深为h2,已知水的密度ρ水。以下结论不正确的是( )
A.甲图中蜡烛所受浮力为ρ水gS2h1
B.蜡烛密度为[1]ρ水
C.乙图中蜡烛所受浮力为ρ水gS1(h1﹣h2)
D.乙图中蜡烛下表面所受水的压强为ρ水g(h1•S1)
解:A、甲图中蜡烛下面没有水,根据浮力产生的原因可知,蜡烛不受浮力的作用,故A错误;
BC、甲图中水的体积为:V水=S1h1﹣S2h1,
乙图中蜡烛排开水的体积为:V排=V总﹣V水=S1h2﹣(S1h1﹣S2h1)=S1h2﹣S1h1+S2h1,
乙图中蜡烛所受浮力为:F浮=ρ水gV排=ρ水g(S1h2﹣S1h1+S2h2),
因为乙图蜡烛漂浮,
所以浮力等于重力,即G=F浮=ρ水g(S1h2﹣S1h1+S2h1),
蜡烛的密度为:ρρ水(1)=[1]ρ水,故B正确、C错误;
D、根据浮力产生的原因可知,乙图中蜡烛下表面所受水的压力等于蜡烛受到的浮力,即F=ρ水g(S1h2﹣S1h1+S2h1),
若蜡烛竖直漂浮在水面,则蜡烛下表面所受水的压强pρ水g(h1•S1),
由图乙可知,蜡烛的底面积大于S2,则乙图中蜡烛下表面所受水的压强小于ρ水g(h1•S1),故D错误。
答案:ACD。
(多选)17.(2024•红桥区三模)如图甲所示,水平桌面上放着盛有水的柱形容器,在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体,将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离h和弹簧测力计的示数F,并根据记录的数据画出F﹣h图像,如图乙所示。圆柱体浸入水的过程中始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg。关于该过程下列说法中正确的是( )
A.圆柱体所受的重力为4N
B.圆柱体受到的浮力的最大值为2.5N
C.圆柱体的密度约为2.7g/cm3
D.h从1cm增大到6cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后保持不变
解:
A.由图乙可知,当h=0时,弹簧测力计示数F1=4N,此时圆柱体位于空中,
由二力平衡条件可得,圆柱体的重力G=F1=4N,故A正确;
B.由图乙可知,当h≥5cm后,弹簧测力计的示数F2=2.5N不变,此时圆柱体浸没在水中,圆柱体受到的浮力最大,
则浮力的最大值F浮=G﹣F2=4N﹣2.5N=1.5N,故B错误;
C.由G=mg可得,圆柱体的质量m,
由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体的体积V=V排,
则圆柱体的密度ρρ水1.0×103kg/m3≈2.7×103kg/m3=2.7g/cm3,故C正确;
D.由图乙可知,h从1cm增大到6cm的过程中,弹簧测力计的示数先减小后不变,
由F浮=G﹣F拉可知,圆柱体受到的浮力先增大后不变,
因圆柱体对水的压力和水对圆柱体的浮力是一对相互作用力,
所以,桌面受到容器的压力F压=G容+G水+F压=G容+G水+F浮,
则h从1cm增大到6cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后保持不变,故D正确。
答案:ACD。
(多选)18.(2024•和平区三模)如图甲所示,一个薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上,容器底面积为S1,容器内放有一个实心均匀长方体A,其底面积为S2。现向容器内缓慢匀速注入液体,直至将容器注满。已知在注入液体过程中,长方体A始终处于直立状态。容器底所受液体压强的大小与注入液体质量的变化图像如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.长方体A所受最大浮力一定是
B.注入液体质量为m1时,液体对容器底压强可能是
C.液体对容器底的最大压力一定是
D.容器对桌面的最大压力可能是
解:向容器内缓慢匀速注入液体,直至将容器注满,由图乙可知,注入液体的质量增大时,容器底所受液体压强先增大得快,后增大得慢,有两种可能:①是注入液体质量为m1时,长方体A恰好漂浮,此后继续注入液体,长方体A缓慢上升但仍然漂浮,此时相当于在长方体A的下方注入液体,所以液体深度增大得慢,液体对容器底的压强增大得慢;②是注入液体质量为m1时,长方体A恰好浸没,此后继续注入液体,长方体A沉底,此时在长方体A的上方注入液体,所以液体深度增大得慢,液体对容器底的压强增大得慢;
A、若物体A最终在液体中漂浮,则长方体A恰好漂浮时(如图1),其受到的浮力达到最大(此后浮力大小不变,均等于A的重力),
长方体A恰好漂浮时,注入液体质量为m1,设液体密度为ρ液,则此时注入液体的体积V液,
此时液体的深度:h液,
此时排开液体的体积为:V排=S2h液,
则A所受的最大浮力为:F浮max=ρ液gV排;
若物体A最终在液体中沉底,则长方体A恰好浸没时(如图2),其受到的浮力达到最大(此后V排不变,浮力大小不变),
长方体A恰好浸没时,注入液体质量为m1,设此时液体密度为ρ液′,则此时注入液体的体积V液′,
此时液体的深度:h液′,
此时排开液体的体积为:V排′=S2h液′,
这种情况下A所受的最大浮力为:F浮max′=ρ液′gV排′,
由此可知长方体A所受最大浮力一定是,故A正确;
B、注入液体质量为m1时,液体对容器底压强为,故B错误。
C、当容器中注满液体时,液体对容器底的压强最大,此时液体对容器底的压力最大,
若物体A在液体中漂浮,则GA=F浮max,当注满液体时(如图3),因容器为柱形容器且A漂浮,
所以液体对容器底的最大压力:Fmax=GA+G液maxm2g;
若物体A在液体中沉底,当注满液体时(如图4),因容器为柱形容器,则液体对容器底的最大压力等于液体的最大重力与A浸没时受到浮力之和,
即:Fmax′=F浮max′+G液maxm2g,
由此可知,液体对容器底的最大压力一定是,故C正确。
D、薄壁轻质圆柱形容器的重力不计,
当A漂浮时,容器对桌面的最大压力为:F桌max=GA+G液maxm2g;
当A沉底时,A的重力大于最大浮力,则此时容器对桌面的最大压力大于m2g,故D正确。
答案:ACD。
19.(2024•静海区校级模拟)物理知识在生活中应用广泛。如图1所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在 大气压 的作用下被“吸”入口中;如图2所示,洗手池下方排水管的“反水弯”,利用 连通器 的原理,使水管里的异味不会散发出来。
解:(1)用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,外界大气压不变,吸管内的大气压小于外界大气压,吸管内的大气压力小于外界大气压力,在大气压的作用下饮料被“吸”入口中。
(2)上端开口,底部连通的仪器叫连通器,由图可知洗手间下水管属于连通器。
答案:大气压;连通器。
20.(2024•和平区三模)善于思考的小明做“用漏斗吹乒乓球,乒乓球不下落”的物理实验(如图),明白了其中的道理。这是因为从漏斗口向下用力吹气,使得乒乓球上方空气的流速 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其下方空气的流速,对乒乓球上表面的压强 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其下表面的压强,所以乒乓球上、下表面存在压强差,因而有压力差,乒乓球不下落。
解:吹气时,乒乓球上方空气的流速大于下方的流速;乒乓球下方压强大于上方压强,故球不下落。
答案:大于;小于。
21.(2024•和平区二模)吸管是生活中常见的物品,小明用吸管进行科学研究:图甲,吸管的一端做得很尖,是为了 减小受力面积,增大压强 ;图乙中,通过B管吹气,A管中的水面上升,其物理原理是 在流体中,流速越大的位置压强越小 。
解:(1)吸管一端做得很尖,是在压力一定时,为了减小受力面积,增大压强;
(2)在流体中,流速越大的位置压强越小,当通过B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,导致A管内气压小于管外水面大气压,在大气压的作用下,A管内水面上升。
答案:减小受力面积,增大压强;在流体中,流速越大的位置压强越小。
22.(2024•河西区模拟)将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲、乙相同烧杯中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲烧杯溢出的液体质量 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙烧杯溢出的液体质量,此时 甲 (选填“甲”或“乙”)杯底部受到的液体压力较大。
解:(1)小球在甲中漂浮,浮力等于自身重力,小球在乙中下沉,浮力小于重力,所以小球在甲中受到的浮力要大于在乙中受到的浮力,根据阿基米德原理可知,小球在甲中排开的液体的重力要大于在乙中排开的液体的重力,根据G=mg可知,甲烧杯溢出的液体质量大于乙烧杯溢出的液体质量;
(2)小球在甲中漂浮,小球的密度要小于甲液体的密度,小球在乙中下沉,小球的密度要大于乙液体的密度,所以两种液体的密度ρ甲>ρ乙,由于液体深度相同,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,甲、乙是相同烧杯,底面积相同,根据F=pS可知,甲杯底部受到的液体压力较大。
答案:大于;甲。
23.(2024•河东区二模)黄旭华参与设计的中国海军第一艘核潜艇“长征1号”于1970年12月26日下水。当下潜到300m时,核潜艇受到的压强是 3×106 Pa。若其体积约为5000m3,则受到的浮力是 5×107 N(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
解:核潜艇受到的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×300m=3×106Pa;
核潜艇受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×5000m3=5×107N。
答案:3×106;5×107。
24.(2024•南开区二模)同学们观看奋斗者号潜水器入水过程,思考物体所受浮力的大小跟哪些因素有关,于是进行了如下探究:
(1)同学们通过生活中的实例:清洗樱桃时将其放入水中,部分会沉底,之后加入盐清洗,沉底的樱桃会上浮,由此推理出浮力大小与 液体密度 有关;
(2)同学们使用弹簧测力计设计如图甲的实验过程,该实验测量浮力大小是利用了 D ;(填字母)
A.浮力与重力是一对平衡力
B.浮力与重力是一对相互作用力
C.浮力与拉力是一对相互作用力
D.拉力与浮力之和等于重力
(3)通过实验数据及现象分析,由如图甲C→D的过程可初步得出实验结论:浮力大小与物块浸没在液体中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”);再由如图甲B→C可初步得出结论:物块浸在液体中受到的浮力大小与 排开液体的体积 有关;
(4)为进一步探究“浸在液体中的物体受到的浮力大小是否与物体的体积有关”,同学选用两个大小不同的塑料盒分别装上不等量的水,使它们的总重力相等,将两盒放入水中,如图乙所示,则这两个盒子受到的浮力大小 相等 (选填“相等”或“不相等”),说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的体积 无关 (选填“有关”或“无关”)。
解:(1)浮力与液体密度和排开液体的体积有关,清洗樱桃时将其放入水中,部分会沉底,之后加入盐清洗,沉底的樱桃会上浮,改变了液体的密度,使得浮力改变,由此推理出浮力大小与液体密度有关;
(2)同学们使用弹簧测力计设计如图甲的实验过程,
开始时拉力等于重力,二力平衡,浸入后向上的浮力与拉力的合力与重力平衡,故利用拉力与浮力之和等于重力来测量浮力的,答案:D。
(3)通过实验数据及现象分析,由如图甲C→D的过程,液体的密度和排开液体的体积不变,深度改变,而拉力不变,说明浮力不变,故可初步得出实验结论:浮力大小与物块浸没在液体中的深度无关;再由如图甲B→C,液体的密度不变,改变了排开液体的体积,拉力改变,说明浮力改变,可初步得出结论:物块浸在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
(4)它们的总重力相等,将两盒放入水中,如图乙所示,都是漂浮,浮力等于重力,则这两个盒子受到的浮力大小不相等,改变了物体的体积,但浮力不变,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的体积无关。
答案:(1)液体密度;(2)D;(3)无关;排开液体的体积;(4)相等;无关。
25.(2024•滨海新区二模)如图甲,圆筒内放一圆柱形木块(木块不吸水),用细线将木块底部与筒底连接,线长为L0(细线被压在木块下,图中未画出)。木块底面积为S0、高度为h0。现向圆筒内缓慢注水,直到水面恰好与木块上方相平为止,如图乙所示。细线重力和体积忽略不计,(已知:水的密度为ρ水,木块的密度为ρ水)请解答下列问题。
(1)求当木块对圆筒底部的压力恰好为0时,注入水的深度;
(2)求细线对木块的最大拉力;
(3)请在图丙中,定性画出注水过程木块所受浮力与水的深度关系图象。
解:(1)当木块对圆筒底部的压力恰好为0时,设水的深度为h水,
因木块漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,
所以,由F浮=ρgV排=ρgS木h水和G=mg=ρVg=ρShg可得:
ρ水gS木h水=ρ木S木h0g,
解得:h水h0h0h0;
(2)当木块完全浸没时受到的浮力最大,最大浮力为:
F浮大=ρ水gV排=ρ水gV木=ρ水gS0h0;
此时木块受到重力、浮力和绳的拉力作用,处于平衡状态,根据力的平衡关系可知,细线对木块的最大拉力为:
F拉大=F浮大﹣G=ρ水gS0h0﹣ρ木gS0h0=ρ水gS0h0ρ水gS0h0ρ水gS0h0;
(3)由(1)可知,木块对圆筒底部的压力恰好为0时,注入水的深度为h0,此时木块处于漂浮状态,即F浮=Gρ水gS0h0;
继续注水,当细线刚好被拉直时,注入水的深度为h0+L0,此时木块仍处于漂浮状态;
当木块完全浸没时受到的浮力最大,注入水的深度为h0+L0,此时木块受到的最大浮力为F浮大=ρ水gS0h0;
则注水过程木块所受浮力与水的深度关系图象如下图所示:
答:(1)当木块对圆筒底部的压力恰好为0时,注入水的深度为h0;
(2)细线对木块的最大拉力为ρ水gS0h0;
(3)见解答图。
26.(2024•河北区二模)如图甲所示,装有部分水的平底试管竖直漂浮在圆柱形容器内的水面上,试管中的水面恰与容器壁上的A点相平。现将一小石块完全浸没在试管内的水中,试管仍漂浮在水面上,且试管中的水面恰好仍与容器壁上的A点相平,如图乙所示。若试管粗细均匀、试管壁与容器壁的厚度均不计,试管的横截面积为S1,容器的横截面积为S2,水的密度为ρ0,请解答以下问题:
(1)证明容器壁上A点受到水的压强变化量Δp与容器底部受到水的压强变化量Δp的大小相等;
(2)求出石块的密度。(温馨提示:推导计算过程中需要的物理量,请提前设定!)
解:(1)根据图可知,从液面到容器壁上A点的深度变化量Δh1与容器底部深度的变化量Δh2的关系Δh1=Δh2,
由p=ρgh可知,容器壁上A点受到水的压强变化量Δp1与容器底部受到水的压强变化量Δp2的大小关系Δp1=Δp2;
(2)石块完全浸没在该试管水中后,设试管中液体上升的高度是h0,试管底部应再下沉的深度h1,试管下沉容器液面上升的高度h2,
试管内石块体积:V石=V石排=S1h0,
石块的重力:G石=ρ石gV石=ρ石gS1h0,
试管增加的浮力F浮=ρ0gS1(h1+h2),
容器底部增加的压力F压=ρ0gS2h2,
因为试管放入石块后,试管仍处于漂浮状态,
所以,G石=F浮=F压,
ρ石gS1h0=ρ0gS1(h1+h2)=ρ0gS2h2,
由ρ0gS1(h1+h2)=ρ0gS2h2可得:h2
因试管中的水面恰好仍与容器壁上的A点相平,所以h0=h1,
由ρ石gS1h0=ρ0gS1(h1+h2)可得:ρ石ρ0ρ0ρ0。
答:(1)根据图可知,从液面到容器壁上A点的深度变化量Δh1与容器底部深度的变化量Δh2的关系Δh1=Δh2,
由p=ρgh可知,容器壁上A点受到水的压强变化量Δp1与容器底部受到水的压强变化量Δp2的大小关系Δp1=Δp2;
(2)石块的密度为ρ0。
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专题08 压强与浮力综合
1.(2024•天津中考)小明对我国一些科技成就进行了梳理,如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是( )
序号
科技成就
相关内容分析
①
三峡船闸
轮船通行时利用了连通器的特点
②
“玉兔号”月球车
车轮宽大可减小对月球表面的压强
③
神舟飞船返回舱
它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④
国产大飞机C919
机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A.① B.② C.③ D.④
(多选)2.(2024•天津中考)水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为S2的实心圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底的压强为p,如图所示。向容器中注入质量为m的液体后,圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没,则( )
A.圆柱体所受浮力为
B.圆柱体所受浮力为
C.容器底所受液体压强可能为
D.容器底所受液体压强可能为
3.(2024•天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。
老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与
是否有关。
4.(2023•天津中考)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A.瓶子悬空水不流出 B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片 D.将瓶按入水中感到费力
5.(2023•天津中考)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务:
【实验探究】
通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论: 。这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下图所示。
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程。提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出)。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮= 。
6.(2022•天津中考)如图所示的实例中利用大气压的是( )
A.紧固锤头 B.U形“反水弯”
C.用吸管喝饮料 D.潜水艇的浮沉
(多选)7.(2022•天津中考)小明在研究物体的浮沉问题时,制作了一个空腔“浮沉子”,将其放入一个底面积为S、水深为h0的薄壁柱形容器内。刚放入水中时,浮沉子恰好悬浮,此时水深为h1,如图所示;一段时间后,由于渗漏空腔内开始进水,最后空腔充满了水,浮沉子沉底且完全浸没,此时水的深度降为h2。已知水的密度为ρ0,则所制作的浮沉子( )
A.质量为ρ0(h1﹣h0)S
B.质量为ρ0(h2﹣h0)S
C.材料的密度为ρ0
D.材料的密度为ρ0
8.(2021•天津中考)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为h0,如图1所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为h0,如图2所示。已知水的密度为ρ0。求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
(多选)9.(2020•天津中考)水平桌面上有一底面积为S1的圆柱形薄壁容器,容器内装有质量为m的水。现将一个底面积为S2的圆柱形木块(不吸水)缓慢放入水中,松开手后,木块直立在水中且与容器底接触(部分露出水面),如图所示。若此时木块对容器底的压力刚好为零,则( )
A.放入木块前水对容器底的压强为
B.放入木块后水对容器底的压强为
C.木块所受的重力为mg
D.木块所受的重力为mg
10.(2024•和平区三模)如图所示是生活中的用具,对其使用状态下所涉及的物理知识,表述正确的是( )
A.高压锅:气压大沸点低
B.菜刀:减小压强
C.反水弯:流体压强
D.塑料吸盘:大气压强
(多选)11.(2024•武清区三模)小明看到课本上“通过被压入水中的空饮料罐感受浮力”后,也想自己体验,于是进行了如图所示的操作,在水平桌面上有一底面积为S0的圆柱形容器,接着将一个体积为V1的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上(如图甲),物块浸入水中的体积为V2,水的密度为ρ0;用力缓慢向下压物块使其恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙,则下列说法正确的是( )
A.甲图物块受到的浮力为ρ0gV1
B.物块的密度为
C.乙图中压力F为ρ0g(V1﹣V2)
D.甲到乙的过程中水对容器底压强的变化量为
(多选)12.(2024•南开区二模)如图所示,烧杯中装有适量的水(水的密度为ρ0),现有质地均匀,不吸且不溶于水的a、b两实心柱体,质量之比为3:1,体积之比为4:1,将b置于a上面一起放入烧杯中,静止时a的上表面刚好与液面相平,下列说法正确的是( )
A.a的密度为0.75ρ0
B.单独把a放入烧杯中,有的体积露出液面
C.单独把b放入烧杯中,有的体积露出液面
D.单独把a放入烧杯中,其下表面液体压强与图中a的下表面液体压强之比为3:4
(多选)13.(2024•河北区二模)如图甲所示,足够大圆柱形薄壁容器A放在水平桌面上,容器中盛有少量密度为ρ0的水,其底面积为3S0,现将一底面积为S0的木块B(不吸水)放入容器中,水面上升的高度为h0,此时物块B部分露出水面,如图乙所示。若此时木块对容器底的压强为p0。则( )
A.容器内水的质量为6ρ0S0h0
B.容器内水的质量为3ρ0S0h0
C.木块所受的重力为2ρ0gh0S0+p0S0
D.木块所受的重力为3ρ0gh0S0+p0S0
(多选)14.(2024•河西区模拟)如图甲所示,一底面积为S0的圆柱形容器装有适量密度为ρ0的水,一实心小球沉在容器底,小球对容器底的压力为F0;一烧杯漂浮在水面上,此时烧杯底受到水的压力为F1。把小球从水中捞起并放入烧杯中,静止时烧杯仍漂浮,如图乙所示,此时烧杯底受到水的压力为F2。下列判断正确的是( )
A.小球的重力为F2﹣F1
B.小球被捞起前受到的浮力为F2﹣F1+F0
C.图乙中烧杯排开水的体积比图甲中增大了
D.图乙中容器底受到水的压强比图甲中增大了
(多选)15.(2024•河东区二模)如图所示,装有适量水(水的密度为ρ0)的柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为S0,将重为G1的金属块A和重为G2的木块B叠放在水中,水面恰好与木块上表面相平;将金属块取下放入水中,金属块下沉到容器底部,当木块再次静止时,水对容器底部的压强减小了p0。下列判断正确的是( )
A.木块B的体积为
B.金属块A的体积为
C.木块B再次静止时露出水面的体积为
D.沉到容器底部的金属块A受到的支持力为p0S0
(多选)16.(2024•和平区二模)小明将底面积为S2的柱状蜡烛底部表面烧熔化,然后迅速压在底面积为S1的烧杯底部,向烧杯中加水至刚好淹没蜡烛,测得水深h1(蜡烛与烧杯底密合,如图甲所示);接着他移动了一下蜡烛,发现最终蜡烛漂浮在水面(如图乙所示),测得此时水深为h2,已知水的密度ρ水。以下结论不正确的是( )
A.甲图中蜡烛所受浮力为ρ水gS2h1
B.蜡烛密度为[1]ρ水
C.乙图中蜡烛所受浮力为ρ水gS1(h1﹣h2)
D.乙图中蜡烛下表面所受水的压强为ρ水g(h1•S1)
(多选)17.(2024•红桥区三模)如图甲所示,水平桌面上放着盛有水的柱形容器,在容器上方的弹簧测力计下悬挂着一个实心圆柱体,将圆柱体缓慢浸入水中。记录圆柱体下表面到水面的距离h和弹簧测力计的示数F,并根据记录的数据画出F﹣h图像,如图乙所示。圆柱体浸入水的过程中始终不与容器接触且容器中的水未溢出。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg。关于该过程下列说法中正确的是( )
A.圆柱体所受的重力为4N
B.圆柱体受到的浮力的最大值为2.5N
C.圆柱体的密度约为2.7g/cm3
D.h从1cm增大到6cm的过程中,桌面受到容器的压力先增大后保持不变
(多选)18.(2024•和平区三模)如图甲所示,一个薄壁轻质圆柱形容器置于水平桌面上,容器底面积为S1,容器内放有一个实心均匀长方体A,其底面积为S2。现向容器内缓慢匀速注入液体,直至将容器注满。已知在注入液体过程中,长方体A始终处于直立状态。容器底所受液体压强的大小与注入液体质量的变化图像如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.长方体A所受最大浮力一定是
B.注入液体质量为m1时,液体对容器底压强可能是
C.液体对容器底的最大压力一定是
D.容器对桌面的最大压力可能是
19.(2024•静海区校级模拟)物理知识在生活中应用广泛。如图1所示,用吸管“吸”饮料时,饮料是在 的作用下被“吸”入口中;如图2所示,洗手池下方排水管的“反水弯”,利用 的原理,使水管里的异味不会散发出来。
20.(2024•和平区三模)善于思考的小明做“用漏斗吹乒乓球,乒乓球不下落”的物理实验(如图),明白了其中的道理。这是因为从漏斗口向下用力吹气,使得乒乓球上方空气的流速 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其下方空气的流速,对乒乓球上表面的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)其下表面的压强,所以乒乓球上、下表面存在压强差,因而有压力差,乒乓球不下落。
21.(2024•和平区二模)吸管是生活中常见的物品,小明用吸管进行科学研究:图甲,吸管的一端做得很尖,是为了 ;图乙中,通过B管吹气,A管中的水面上升,其物理原理是 。
22.(2024•河西区模拟)将两个相同的小球分别放入装满不同液体的甲、乙相同烧杯中,稳定后如图所示,甲中小球漂浮,乙中小球沉底,甲烧杯溢出的液体质量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙烧杯溢出的液体质量,此时 (选填“甲”或“乙”)杯底部受到的液体压力较大。
23.(2024•河东区二模)黄旭华参与设计的中国海军第一艘核潜艇“长征1号”于1970年12月26日下水。当下潜到300m时,核潜艇受到的压强是 Pa。若其体积约为5000m3,则受到的浮力是 N(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
24.(2024•南开区二模)同学们观看奋斗者号潜水器入水过程,思考物体所受浮力的大小跟哪些因素有关,于是进行了如下探究:
(1)同学们通过生活中的实例:清洗樱桃时将其放入水中,部分会沉底,之后加入盐清洗,沉底的樱桃会上浮,由此推理出浮力大小与 有关;
(2)同学们使用弹簧测力计设计如图甲的实验过程,该实验测量浮力大小是利用了 ;(填字母)
A.浮力与重力是一对平衡力
B.浮力与重力是一对相互作用力
C.浮力与拉力是一对相互作用力
D.拉力与浮力之和等于重力
(3)通过实验数据及现象分析,由如图甲C→D的过程可初步得出实验结论:浮力大小与物块浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);再由如图甲B→C可初步得出结论:物块浸在液体中受到的浮力大小与 有关;
(4)为进一步探究“浸在液体中的物体受到的浮力大小是否与物体的体积有关”,同学选用两个大小不同的塑料盒分别装上不等量的水,使它们的总重力相等,将两盒放入水中,如图乙所示,则这两个盒子受到的浮力大小 (选填“相等”或“不相等”),说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的体积 (选填“有关”或“无关”)。
25.(2024•滨海新区二模)如图甲,圆筒内放一圆柱形木块(木块不吸水),用细线将木块底部与筒底连接,线长为L0(细线被压在木块下,图中未画出)。木块底面积为S0、高度为h0。现向圆筒内缓慢注水,直到水面恰好与木块上方相平为止,如图乙所示。细线重力和体积忽略不计,(已知:水的密度为ρ水,木块的密度为ρ水)请解答下列问题。
(1)求当木块对圆筒底部的压力恰好为0时,注入水的深度;
(2)求细线对木块的最大拉力;
(3)请在图丙中,定性画出注水过程木块所受浮力与水的深度关系图象。
26.(2024•河北区二模)如图甲所示,装有部分水的平底试管竖直漂浮在圆柱形容器内的水面上,试管中的水面恰与容器壁上的A点相平。现将一小石块完全浸没在试管内的水中,试管仍漂浮在水面上,且试管中的水面恰好仍与容器壁上的A点相平,如图乙所示。若试管粗细均匀、试管壁与容器壁的厚度均不计,试管的横截面积为S1,容器的横截面积为S2,水的密度为ρ0,请解答以下问题:
(1)证明容器壁上A点受到水的压强变化量Δp与容器底部受到水的压强变化量Δp的大小相等;
(2)求出石块的密度。(温馨提示:推导计算过程中需要的物理量,请提前设定!)
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