内容正文:
5 压强 浮力
题号
一
二
三
四
五
六
总分
累分人
得分
注意事项:共六大题,30小题,满分100分,作答时间为90分钟。
中考对接点 1.增大或减小压强的方法及其应用
2.压强的大小及其计算
3.探究压力的作用效果与哪些因素有关
4.连通器
5.液体压强的特点及应用
6.液体压强的大小及计算
7.探究影响液体压强大小的因素
8.大气压强
9.流体压强与流速的关系
10.压强知识综合题
11.影响浮力大小的因素
12.阿基米德原理的应用
13.探究浮力的大小跟哪些因素有关
14.物体的浮沉条件的应用
15.结合物体的浮沉条件进行计算
16.浮力、压强的综合计算
一、单项选择题(本大题共13小题,每小题2分,共26分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.下列物理量的单位,属于压强单位的是 ( )
A.m/s B.kg/m3 C.N/kg D.N/m2
2.下列应用实例利用连通器原理工作的是 ( )
A.托盘天平 B.吸管
C.茶壶 D.温度计
3.下列生产生活实例中属于减小压强的是 ( )
A.刀刃磨得很锋利
B.背包的背带较宽
C.破窗锤的锤头很尖
D.压路机碾子的质量很大
4.从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到表中标注的对应深度,承受海水压强最大的是 ( )
5.一名中学生双脚站立对水平地面的压强约为 ( )
A.12.5 Pa B.125 Pa C.1250 Pa D.12500 Pa
6.如图所示,这是运动员在跳板跳水比赛中的情景,下列关于运动员对跳板的压力的说法正确的是 ( )
A.可以使跳板发生形变
B.其施力物体是地球
C.一定等于运动员的重力
D.可以改变运动员的运动状态
7.在做托里拆利实验时,下列情况会对测量结果产生影响的是 ( )
A.往槽内加入少许水银
B.把实验移到高山上去做
C.把玻璃管往上提一提
D.使玻璃管稍微倾斜
8.如图所示,在家庭小实验中,某同学想让沉底的鸡蛋漂浮在水面上,下列操作可行的是 ( )
A.向杯子中加盐
B.向杯子中加水
C.倒出少量的水
D.轻轻摇晃杯子
9.你听说过“木桶效应”吗?它是由如图所示的沿口不齐的木桶装水所形成的一种“效应”。那么用该木桶装满水后木桶底部所受水的压强大小取决于 ( )
A.木桶的轻重
B.木桶的直径大小
C.木桶最短的一块木板的长度
D.木桶最长的一块木板的长度
10.重为1 N的水,能产生的最大浮力是 ( )
A.等于1 N B.小于1 N C.一定是0.5 N D.可以大于1 N
11.如图所示,一圆形水管左粗右细,a、b为粗管和细管中同一水平面上的点,水管中有一气泡,随水向右快速运动,气泡经过a、b两点时体积大小的比较,以下分析正确的是 ( )
A.a点时大
B.b点时大
C.一样大
D.均有可能
12.如图所示,将一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当拿着它从山底下到山顶上,玻璃管内水柱高度将 ( )
A.升高
B.不变
C.降低
D.无法判断
13.如图所示,放有适量水的容器置于水平桌面上。将一木块用细绳系住,使其浸没在水中,剪断细绳,木块开始上浮,最后漂浮,且有五分之二体积露出水面。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,下列说法正确的是 ( )
A.在露出水面之前,木块所受浮力变大
B.在露出水面之前,木块所受浮力等于木块的重力
C.木块在浸没和漂浮两种情况下,水对容器底的压强相等
D.木块的密度为0.6 g/cm3
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题3分,共9分。在每小题列出的四个备选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得2分,有选错得0分。)
14.关于如图所示的情景,下列说法正确的是 ( )
A.图甲,借助铅垂线砌墙是利用了重力的方向竖直向下
B.图乙,塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
C.图丙,鱼主要是通过“鱼鳔”来改变自身体积实现上浮和下沉的
D.图丁,运动员跳远时助跑是为了增大惯性
15.据史书记载,我国宋朝治平年间,在今陕西境内发生了一次大洪水,洪水将固定浮桥用的八尊沉重的铁牛冲入了河底。当时有一个叫怀丙的人巧妙地将铁牛打捞了起来:他把拴在一起的两艘大木船装满沙子,然后用绳索一端系住铁牛,拉紧后另一端拴在船上,把沙子卸入河中,铁牛就被拉起来了。以下判断正确的是 ( )
A.铁牛被拉起时,所受拉力的施力物体是木船
B.铁牛被冲到河底只受到重力和浮力
C.用两艘大木船并装满沙子,是为了增大浮力
D.卸下沙子的过程中,当木船排开水的体积减小时,铁牛就会被拉起
16.如图所示,这是a、b两种物质m-V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙。下列说法正确的是 ( )
A.a的密度大于b的密度
B.a的密度与质量成正比
C.将甲、乙放在水平地面上,甲对地面的压强大
D.将甲、乙浸没在水中放手,稳定后甲受到的浮力大
三、填空题(本大题共6小题,每空1分,共12分。)
17.压强是描述压力 的物理量,1 Pa表示的物理意义是 。
18.汽车在公路上快速行驶时,窗外的空气流速 ,压强 ,窗帘受到向外的力,飘向窗外。
19.某桥全长3000 m,骑自行车以18 km/h的速度匀速通过此桥,所需时间约为 min,浸在水中的桥墩 (选填“受”或“不受”)水的浮力作用。
20.我国海军055型驱逐舰的一号舰——南昌舰排水量为12500吨,满载时受到的浮力为 N,舰上的直升机起飞后舰身受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
21.一平底圆柱形杯子放在水平桌面上,杯子的底面积为50 cm2,装水后,水对杯底的压强为1000 Pa,则杯内所装水的高度是 cm,杯子和水的总质量是0.6 kg,则杯子对桌面的压强是 Pa。(杯壁的厚度忽略不计,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
22.A、B是质量分布均匀的正方体物块,其边长分别是20 cm、30 cm,密度之比ρA∶ρB=3∶1。将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100 Pa(如图甲)。则物块A的密度为 kg/m3;若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图乙),将物块B沿竖直方向切去一部分,使B对地面的压强为2800 Pa,则B剩余部分的底面积为 m2。
甲 乙
四、作图题(本大题共1小题,共4分。)
23.(1)(2分)请在图甲中作出小球对墙壁压力的示意图。
(2)(2分)如图乙所示,物块静止在水面上,请在图中作出物块所受重力和浮力的示意图。
五、实验探究题(本大题共4小题,共25分。)
24.(5分)如图,这是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)U形压强计探头的橡皮膜应该选用 (选填“厚”或“薄”)一些的较好,使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的 。
(2)把探头固定在水中某一深度不变,朝着各个方向转动探头,发现右边U形管两边液面的高度差均不改变,由此可知:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 。把探头慢慢下移,发现右边U形管两边液面的高度差逐渐增大,从而得知:在同一种液体里,液体的压强随
的增加而增大。
(3)将烧杯中的水换成浓盐水,观察到探头在相同的深度时,U形管两边液面的高度差增大了,说明液体内部的压强与液体的 有关。
25.(6分)(1)用装满水的质量可以忽略的矿泉水瓶和海绵探究“影响压力作用效果的因素”,如图甲所示。实验探究的是 对压力作用效果的影响,实验中通过观察 比较压力作用效果的大小。
甲 乙
丙
(2)如图乙所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球直径的矿泉水瓶,去掉其底部,拧下瓶盖,把一乒乓球由底部放入瓶内,然后由瓶底向瓶里注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球 (选填“会”或“不会”)上浮,因为球的上下表面 (选填“受”或“不受”)到液体向上的压力差。
(3)如图丙所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会 (选填“靠拢”“分开”或“保持静止”),理由是 。
26.(7分)某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 。
(2)实验过程中,利用步骤 能够计算出物体所受的浮力大小。利用步骤 能够计算出物体排开液体的重力大小。(用图中的序号表示)
(3)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力 。实验中若物体没有浸没在水中, (选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
(4)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作: 。
(5)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么? 。(写出一条即可)
27.(7分)如图所示,这是小明探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮= N。
(2)比较C和E,可以得出:浮力大小与 有关。比较 ,可以得出:当物块浸没后,浮力大小与所处深度无关。
(3)本实验采用的物理方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(4)经进一步计算可知物体的密度ρ= kg/m3。
(5)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底。
步骤二,将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)第二次铁片受到的浮力。
②小明得到的结论是物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是 。
六、综合应用题(本大题共3小题,共24分。解答时要求写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤。只写出最后答案,未写出主要演算过程的,不得分。)
28.(6分)“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示,医生先用点燃的酒精球加热小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0×105 Pa,小罐底部和开口部位的面积均为10 cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0×104 Pa,不计小罐所受的重力。求:
(1)罐内空气对皮肤的压力;
(2)皮肤对小罐的支持力。
29.(8分)工人师傅利用汽车作为动力,从水中打捞一个长方体物块,绳子通过定滑轮,一端系着物块,另一端拴在汽车上,如图甲所示。汽车拉着物块匀速上升,已知汽车对绳子的拉力F与物块底面距离水底的高度h的变化关系如图乙所示。绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计,g取10 N/kg。求:
(1)物块浸没在水中时受到的浮力;
(2)物块的密度;
(3)物块上表面恰好到达水面时,下表面受到水的压强。
30.(10分)如图所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C,三者高度均为H=10 cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有油,容器C内装有水,相关数据如表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,g取10 N/kg。
圆柱体A
油
水
质量/g
90
54
120
密度/(g·cm-3)
0.6
0.9
1
深度/cm
2
6
(1)求A的底面积。
(2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,求油对容器底部的压强。
(3)若将A竖直缓慢放入C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5 cm,求静止时水对容器底部的压力。
参考答案
1.D 2.C 3.B 4.D
5.D 【解析】中学生的重力约500 N,一只脚的面积约200 cm2,双脚的面积约400 cm2,则中学生双脚站立对水平地面压强约为p====12500 Pa。
6.A 7.B 8.A 9.C 10.D 11.B 12.A
13.D 【解析】木块上浮过程中,露出水面前,水的密度一定,排开水的体积不变,根据公式F浮=ρ水gV排可知,木块所受浮力不变;故A错误;在露出水面之前,木块处于上浮过程中,根据浮沉条件可知:木块所受浮力大于木块的重力;故B错误;因木块浸没时排开水的体积大于木块漂浮时排开水的体积,所以,木块浸没时水的深度大于木块漂浮时水的深度,则根据p=ρ水gh可知,木块浸没时水对容器底的压强较大;故C错误;木块最后漂浮,且有五分之二体积露出水面,则根据漂浮条件可得F浮=G木;结合阿基米德原理和重力公式可得:ρ水gV排=ρ木gV木,所以,ρ木=ρ水=×1.0 g/cm3=0.6 g/cm3;故D正确。
14.AC 15.CD 16.AC
17.作用效果 1 m2的面积上受到的压力是1 N
18.大 小
19.10 不受
20.1.25×108 变小
21.10 1200
22.1.2×103 0.06
23.(1)如图所示:(2分)
(2)如图所示:(2分)
24.(1)薄 两侧液面高度差
(2)相等 深度
(3)密度
评分标准:每空1分,共5分,有其他合理答案均参照给分
25.(1)受力面积 海绵的凹陷程度
(2)不会 不受
(3)靠拢 纸片中间气体流速大,压强小
评分标准:每空1分,共6分,有其他合理答案均参照给分
26.(1)丙、甲、丁、乙
(2)甲和丁 乙和丙
(3)相等 能
(4)换用不同的液体和物体多次实验
(5)溢水杯中的水没有装满
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
27.(1)0.5
(2)液体的密度 C和D
(3)控制变量法
(4)4×103
(5)小于 没有控制物体排开液体的体积相同
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
28.解:(1)罐内空气对皮肤的压力:F内=pS=9.0×104 Pa×10×10-4 m2=90 N (2分)
(2)皮肤受到的外界大气压力:F外=p外S=1.0×105 Pa×10×10-4 m2=100 N
由力的平衡得火罐对皮肤的压力:F压=F外-F内=100 N-90 N=10 N
因为压力和支持力是一对相互作用力,故皮肤对火罐的支持力:F支=F压=10 N (4分)
29.解:(1)由图乙知,物块在水中时拉力F1=1250 N,物块所受的重力G=F2=2500 N
物块浸没在水中时受到的浮力:
F浮=G-F1=2500 N-1250 N=1250 N (2分)
(2)物块的质量:m===250 kg
根据F浮=ρgV排可得,物块排开水的体积:
V排===0.125 m3
物块浸没在水中,则物块的体积V=V排=0.125 m3
物块的密度:ρ===2×103 kg/m3 (3分)
(3)由图乙知,物块上表面恰好到达水面时,下表面所处的深度为h=5.5 m-5 m=0.5 m,则下表面受到水的压强:
p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa (3分)
30.解:(1)A的体积:VA===150 cm3
A的底面积:SA===15 cm2 (2分)
(2)油的体积:V油===60 cm3
容器B的底面积:SB===30 cm2
因为ρA<ρ油,假如A在油中漂浮,F浮油=GA=mAg=0.09 kg×10 N/kg=0.9 N
则A排开油的体积:V排油===10-4 m3=100 cm3
A浸在油中的深度:h浸油=== cm
假如A漂浮在油中时,需要油的体积为V需油=(SB-SA)h浸油=(30 cm2-15 cm2)× cm=100 cm3>60 cm3,所以油量较少,A不能漂浮在油中,
所以A在油中沉底,则此时油的深度:h'油===4 cm=0.04 m
所以,油对容器底的压强:p油=ρ油gh油'=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m=360 Pa (4分)
(3)水的体积:V水===120 cm3
容器C的底面积:SC===20 cm2
因为ρA<ρ水,假如A在水中漂浮,F浮水=GA=mAg=0.09 kg×10 N/kg=0.9 N
则A排开水的体积:V排水===9×10-5 m3=90 cm3
A浸在水中的深度:h浸水===6 cm
假如A漂浮在水中时,需要水的体积为V需水=(SC-SA)h浸水=(20 cm2-15 cm2)×6 cm=30 cm3<120 cm3,故A漂浮在水中成立,
假如容器足够高,水的总体积和A排开水的体积之和:
V=V水+V排水=120 cm3+90 cm3=210 cm3
容器C的容积:VC=SCH=20 cm2×10 cm=200 cm3
所以当A漂浮在水中,水会溢出并充满容器,即A被释放并稳定时,水深为H,
把A向上提ΔhA=0.5 cm时,设A未离开水面,如图所示:
由体积关系得:SAΔhA=(SC-SA)Δh水
解得水面下降的距离:Δh水=1.5 cm,Δh水+ΔhA=2 cm<h浸水,所以假设成立
则h水'=H-Δh水=8.5 cm,
F水=p水SC=ρ水gh水'SC=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8.5×10-2 m×20×10-4 m2=1.7 N (4分)
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