内容正文:
6 神奇的压强 浮力与升力
题号
一
二
三
四
总分
累分人
得分
说明:满分80分,作答时间为85分钟。
中考对接点 增大、减小压强的方法,固体、液体压强的公式及应用,气体压强及应用,连通器原理及应用;阿基米德原理和物体浮沉条件及应用
一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共16分)
1.暑假期间,小明在家帮爸爸干农活,插秧时双脚站立在水田里,当他拔起右脚时,他的左脚陷入的深度会 (选填“变大”“变小”或“不变”),这是泥沼受到的 增大的缘故。
2.如图所示,这是常见食用油桶的提手和桶盖,提手处设计成弯曲形状,贴合手形是为了减小对手的 ;桶盖边缘有较多的竖直条纹是为了增大 ,便于扭动瓶盖。
3.在盖平房时,建筑工人将一根较长的透明塑料管装上水,一端固定在墙角,另一端分别放在另外三个墙角处进行调整,使固定那一段的液面位置不变,以此来调整墙角高度,如图所示,这样做利用了 原理,目的是确定四个墙角是否在 。
4.建成后的白鹤滩水电站,是我国仅次于三峡水电站的第二大水电站。如图所示,白鹤滩水电站的拦河大坝底部所受水的压强大小主要由水的 (选填“体积”“质量”或“深度”)决定;拦河大坝形状为 (选填“上宽下窄”“上窄下宽”或“上下同宽”)。
5.如图,这是我国自主研发的“极目一号”T型浮空艇示意图。艇体采用轻质材料制成,浮空艇下边腹部还有一个小的副气囊,通过调节副气囊中的空气实现升(图甲)、降(图乙),且上升下降过程中艇体总体积不变。上升过程中受到的浮力 ;下降过程中受到的大气压强 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
6.某潜水艇在海面下隐蔽跟踪某个目标,现根据作战需要上浮或下潜(但始终未露出海面)。在下潜过程中潜水艇所受的重力为G1、浮力为F1;上浮过程中所受的重力为G2、浮力为F2。则F1 F2,G1 G2。(均选填“>”“=”或“<”)
7.已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,如图所示。现将一个质量是100 g、体积是150 cm3的物体轻轻放入溢水杯中(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上),稳定后它受到的浮力是 N;电子秤前后的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
8.如图所示,相同的溢水杯中装满甲、乙两种不同液体。密度为ρ0的小球,静止在甲液体中露出三分之一体积,在乙液体中沉入杯底,溢出液体的质量分别为m1、m2,则甲液体密度为 ,乙液体密度为 。(选用ρ0、m1、m2表示)
二、选择题(本大题共6小题,共14分)
第9~12小题,每小题只有一个选项是最符合题目要求的,每小题2分;第13、14小题为多项选择,每小题至少有两个选项是符合题目要求的,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分。
9.会估测物理量是学好物理的基本功之一。对于以下估测,你认为与实际情况最接近的是 ( )
A.我们使用的八年级物理教科书约重100 N
B.江西境内海拔2160.8米的黄冈山山顶的气压约为2.8×105 Pa
C.一名中学生站立时对地面的压强约为500 Pa
D.一名中学生游泳时受到的浮力约为500 N
10.小华家新买了一辆顶部有天窗的汽车,打开时能够将车内的浑浊空气“抽”出去,达到换气的目的。当汽车行驶时打开天窗,下面关于汽车高速行驶过程中的描述正确的是 ( )
A.车外气体流速大于车内流速,车外气压大于车内
B.车外气体流速小于车内流速,车外气压小于车内
C.车外气体流速大于车内流速,车对地面的压力小于其重力
D.车外气体流速小于车内流速,车对地面的压力等于其重力
11.将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球 ( )
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力
B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大
C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大
D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力
12.如图甲,这是退潮时搁浅的大型货轮,随着海水涨潮、水位上升,货轮会脱离海底,船身随着水位上升逐渐升高,最终如图乙。此过程中,货轮船底受到的液体压强 ( )
A.一直变大 B.先变大后不变
C.一直不变 D.先不变后变大
13.对于如图所涉及的物理知识,分析不合理的是 ( )
A.甲图:洗手池的回水管是大气压在生活中的应用
B.乙图:高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压越高,液体沸点越高
C.丙图:压路机的前轮是一个很重的“碾子”,这是为了增大压强
D.丁图:小丽用吸管能把饮料吸入口中,说明她对水产生了吸力
14.甲、乙两个相同的圆柱形容器放在水平地面上,容器内盛有体积相等的不同液体。现将两个密度相同、体积不同的实心球A、B分别放入其中,待两球静止后,球A、B及液面的位置如图所示。则下列说法正确的是 ( )
A.A球受到的浮力大于B球受到的浮力
B.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
C.甲容器底部受到的压强小于乙容器底部受到的压强
D.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
三、计算题(本大题共3小题,第15小题6分,第16、17小题各8分,共22分)
15.两轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱,如图所示,小朋友也会骑平衡车。质量为25 kg的小朋友驾驶平衡车在平直的路面上匀速行驶,每只车轮与地面的接触面积为20 cm2,已知平衡车的质量为5 kg,g取10 N/kg。求:
(1)小朋友驾驶平衡车匀速行驶时,平衡车对地面的压力;
(2)小朋友驾驶平衡车匀速行驶时,对地面的压强;
(3)为了使平衡车对地面的压强不超过2.5×105 Pa,则驾驶人的最大重力为多少N?
16.为了防洪,有人发明了一种“自动闭合防洪堤”,这种防洪堤的浮墙平常藏在地面以下,如图甲。当发生洪水时,水从通道进入防洪堤,浮墙在浮力作用下上升,自动浮出地面,将洪水挡住,如图乙。浮墙内部主要由泡沫塑料构成,其平均密度为0.2×103 kg/m3,每块浮墙高2 m,底部面积为5000 cm2,体积为0.7 m3。(ρ水=1.0×103 kg/m3,不考虑周围阻力)求:
(1)浮墙的质量;
(2)当没有水进入防洪堤,浮墙静止在防洪堤底部时,浮墙对水平底部的压强;
(3)当水上涨至如图乙所示时,浮墙底部受到水的压强和水对浮墙底部的压力。
(4)浮墙浮起之前,通道A、B里的水面是否相平?请分析说明。
17.水平桌面上放置一底面积为100 cm2,重为6 N的柱形容器,容器内装有20 cm深的某液体。将一体积为400 cm3的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10 N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.2 N。(柱形容器的厚度忽略不计,容器内液体没有溢出,物体未接触容器底,g取10 N/kg)求:
(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;
(2)容器内液体密度;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强;
(4)将物块取出,容器底部受到的压强的变化量。
四、实验与探究题(本大题共4小题,每小题7分,共28分)
18.小健同学在物理老师的指导下,在实验室中进行有关大气压的实验:
(1)如图甲所示,先在一端封闭、长约1 m的细玻璃管内灌满汞,然后将玻璃管倒插在汞液槽中,玻璃管内汞柱先下降一段就不再下降了,管内外汞柱而的高度差约76 cm。
①玻璃管中的汞柱的液面高于汞槽内的液面,这是 支撑着汞柱不下降。
②若将玻璃管倾斜到图甲中的虚线位置,管内外液面高度差将 ;若仅将汞液槽中的汞抽走一部分,使槽中汞液面下降2 cm,则管内外汞柱面的高度差将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
③将装置至于密闭的玻璃罩中,如图乙,用抽气机逐渐抽出罩内的空气,将会看到管内外汞柱面的高度差 。
(2)小明同学用玻璃瓶和细玻璃管做了如图所示丙、丁两个装置,瓶子里装的都是水。要探究大气压随高度的变化,应选用的是 (选填“丙”或“丁”)装置,若要使该装置玻璃管内液柱高度随随气压变化更明显,仅换一根更细的玻璃管 (选填“能”或“不能”)达到要求。将该装置置于电梯中,发现玻璃管内水柱不断升高,说明电梯正处于 (选填“上升”“静止”或“下降”)阶段。
19.【探究名称】探究液体内部压强与哪些因素有关
【问题】小明观察家里鱼缸里的鱼嬉戏时,发现鱼吐出的泡泡在上升过程中好像好像发生了变化,于是找来了一些器材进行了如下探究。
【证据】(1)压强计是通过U形管中液面的 来反映被测压强的大小的。实验前需要用手指按压金属盒上的 ,观察U形管内液面能否灵活升降,检验气密性。
(2)压强计放在空气中时,U形管两边液面应 (选填“相平”或“不相平”)。小明发现U形管内液面如图甲所示,他接下来的操作应该是 (选填字母)。
A.从U形管内向外倒出适量水 B.拆除软管重新安装
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两图进行对比。
【解释】分析实验现象,可说明液体内部压强与液体的 和密度有关。
【评估】在进行乙、丙实验时,有细心的同学发现乙图烧杯中水的液面比丙低,则根据乙、丙的实验现象得出的结论 (选填“合理”或“不合理”)。
20.小聪用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示。
(1)①②③实验是为了探究浮力的大小与物体 的关系。分析图③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(3)小聪通过实验数据得出:物体A的重力是 N,浸没在水中时受到的浮力是 N,盐水的密度是 kg/m3。(已知g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(4)对该实验进行分析和(2)得出的结论进行评价,并提出建议: 。
21.【探究名称】探究鱼在水中浮沉的原理
【问题】小明在《蓝色星球》节目中看到鱼类在海洋里灵活游动,忽上忽下,那么鱼是怎样实现上下浮沉的呢?
【证据】(1)小明设计了如图甲所示的实验,他想通过观察液面的位置变化来证实自己的想法。小李建议小明将设计改为图乙所示的结构:在鱼缸中灌满水,并加带有细管的盖密封。
(2)小李要求小明用图乙进行实验的主要好处是:更易于观察鱼的 变化,我们学过的 (填仪器名称)设计也用到了这种方法。
(3)当鱼体积缩小时,图乙中的水柱的变化是 (选填“不变”“上升”或“下降”),原来悬浮的鱼将 (选填“上浮”或“下沉”)。
(4)一个从水底鱼口中吐出的空气泡泡,在上升至水面的过程中(破裂之前),其浮力大小应该是 。
A.不变 B.越来越大
C.越来越小 D.先不变后变小
【解释】……
【交流】小李上网查找,得知水下滑翔机浮力引擎的外部装有一个气囊,引擎将油压进或压出该气囊,随着气囊的变大或变小,实现浮沉。从物体的浮沉条件分析,水下滑翔机是靠改变 (选填“重力”或“浮力”)实现浮沉的,与潜水艇实现浮沉的方法 (选填“相同”或“不同”)。
参考答案
1.变大 压强
2.压强 摩擦力
3.连通器 同一水平面
4.深度 上窄下宽
5.变小 变大
6.= >
7.1 不变
8.1.5ρ0 ρ0
9.D 10.C 11.D 12.B 13.AD 14.BC
15.解:(1)平衡车对地面的压力等于小朋友和平衡车的总重力,即F=G总=m总g=(25 kg+5 kg)×10 N/kg=300 N (2分)
(2)小朋友驾驶平衡车时对地面的压强:
p===7.5×104 Pa (2分)
(3)最大压力:F'=p'S=2.5×105 Pa×2×20×10-4 m2=1000 N
驾驶人的最大重力:G=F'-G车=F'-m车g=1000 N-5 kg×10 N/kg=950 N (2分)
16.解:(1)由ρ=可知,浮墙的质量:m浮=ρ浮V浮=0.2×103 kg/m3×0.7 m3=140 kg (2分)
(2)当没有水进入防洪堤,浮墙静止在防洪堤底部时,浮墙对水平底部的压力:
F=G=mg=140 kg×10 N/kg=1400 N
浮墙对水平底部的压强:p===2800 Pa (2分)
(3)当水面上涨至如图乙所示时,浮墙底部的水的深度:h=2 m-0.8 m=1.2 m
水对浮墙底部的压强:p'=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.2 m=12000 Pa
由p=可知,水对浮墙底部的压力:F'=p'S=12000 Pa×5000×10-4 m2=6000 N (2分)
(4)答:相平。通道A、B构成连通器,连通器里的水面是相平的。 (2分)
17.解:(1)物体A受到的浮力:
F浮=G-F拉=10 N-5.2 N=4.8 N (2分)
(2)因为浸没,所以V排=V物=400 cm3=4×10-4 m3,
由F浮=ρ液gV排得液体的密度:ρ液===1.2×103 kg/m3; (2分)
(3)柱形容器重为6 N,水平桌面上放置一底面积为100 cm2,容器内装有20 cm深的液体的体积为V液=100 cm2×20 cm=2000 cm3=2×10-3 m3,
液体的重力:G液=m液g=ρ液V液g=1.2×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=24 N
A没有浸入液体中时,容器对桌面的压力为F1=G液+G容器=24 N+6 N=30 N;
物体A浸没时,容器对桌面增加的压力等于A排开液体的重力,即A受到的浮力,此时容器对桌面的压力:F=F1+F浮=30 N+4.8 N=34.8 N
受力面积为S=100 cm2=0.01 m2,
容器对桌面的压强:p===3480 Pa (2分)
(4)将物块取出,容器中液体的深度减小了Δh===4 cm
容器受到的压强将变化了Δp=ρ液gΔh=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-2 m=480 Pa。 (2分)
18.(1)①大气压 ②不变 不变 ③变小
(2)丁 不能 上升
评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
19.【证据】(1)高度差 橡皮膜
(2)相平 B
(3)丙、丁
【解释】深度
【评估】合理
评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
20.(1)排开液体的体积 无关
(2)④⑤
(3)4 1 1.2×103
(4)实验次数太少,建议选用密度不同的多种液体重复上述实验
评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
21.【证据】(2)体积 体温计
(3)下降 下沉
(4)B
【交流】浮力 不同
评分标准:每空1分,共7分;有其他合理答案均参照给分
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