专题14 浮力与压强-【好题汇编】三年(2022-2024)中考科学真题分类汇编(浙江专用)
2024-11-20
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内容正文:
三年(2022-2024)中考科学真题分项汇编(浙江专用)
专题18 浮力与压强
考点:固液体压强、大气压与流速、浮力
一、选择题
1.(2024·浙江·中考真题)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道 C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
2.(2023·浙江湖州·中考真题)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )
A. 对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来 B. 用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C. 加热空气后,热气球不断上升 D. 覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
3.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
4.(2023·浙江湖州·中考真题)现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
5.(2023·浙江舟山·中考真题)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度 B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量 D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
6.(2023·浙江湖州·中考真题)科学上常用某领域做出突出贡献的科学家的名字为单位。下列表示压强单位的是( )
A.牛顿 B.安培 C.焦耳 D.帕斯卡
7.(2023·浙江绍兴·中考真题)2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
8.(2022·浙江衢州·中考真题)如图所示,用吸管吸敞口玻璃杯中饮料,使饮料进入口中的力是( )
A.大气的压力 B.饮料的重力 C.手握杯的力 D.杯对饮料的支持力
9.(2022·浙江湖州·中考真题)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则( )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度与液体的密度相等
C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变
D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变
10.(2022·浙江舟山·中考真题)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是( )
A.冷水、热水中都下沉 B.冷水中下沉,热水中上升 C.冷水、热水中都上升D.冷水中上升,热水中下沉
11.(2022·浙江绍兴·中考真题)下列关于压强的实验说法不正确的是( )
A.实验甲说明大气压的存在
B.实验乙说明液体的沸点随着气压的增大而升高
C.实验丙说明气体的压强随着流速的增大而增大
D.实验丁说明同种液体中的压强随着深度的增加而增大
12.(2022·浙江台州·中考真题)为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是( )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积 B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状 D.要提高实验的可靠性还需多次实验
13.(2022·浙江宁波·中考真题)在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触 B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大 D.背包用较宽的背带
14.(2022·浙江湖州·中考真题)图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景,该老虎钳( )
A.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
B.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
C.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
D.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
二、填空题
15.(2022·浙江杭州·中考真题)如图所示,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 。
16.(2022·浙江中考真题)圆柱体容器内直径、高,竖直放置于水平桌面,装满菜籽油和水(菜籽油与水不相溶),液体静止时液面与容器口相平,菜籽油质量是水质量的2倍,此时液体对容器底的压力是 N。将一个边长、密度的小立方体轻轻放入容器内液体中,静止时液体对容器底的压强与放入小立方体前液体对容器底的压强之差是 。g取,取3.14,ρ油=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3。
17.(2022·浙江衢州·中考真题)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球 的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力 它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向 的摩擦力。
三、探究题
18.(2023·浙江金华·中考真题)研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
【实验器材】压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。
【实验过程】小金用手指按压橡皮膜,如图所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是 ;
解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录; ②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录;
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差; ④换用密度不同的液体,重复上述实验。
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是 ;
【实验结论】液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
【迁移应用】小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
(3)当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为 (选填“向下凸起”“向上凸起”或“相平”);
【拓展提升】图是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种不同的液体,在距离容器底同一高度处分别有M、N两点。
(4)若,则两容器底部受到的液体压强大小关系是 (选填“>”“=”或“<”)。
19.(2022·浙江丽水·中考真题)如图甲是清代的手持消防水枪,它在消防灭火中发挥过一定作用,其部分结构如图乙:枪身由内外两个套筒组成,外筒底部是进水口,内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,再向下压内筒喷水,如此反复。
(1)[原理分析]使用消防水枪吸水时,主要是利用了 。
(2)[方案设计]如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构,合理的是 。
(3)[尝试实践]为了解消防水枪的使用效果,小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示,用30秒将20千克水喷到15米高处,求他们对水做功的功率。 。
20.(2023·浙江金华·中考真题)“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日,国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放,并进行了初步搜索调查和影像记录,开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题:
(1)下潜过程中,“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察,此时潜水器总质量为a千克,则它受到的浮力为 牛。
21.(2022·浙江温州·中考真题)离瘪塑料袋的袋口一定距离向袋内吹气,塑料袋会鼓起(如图甲)。小明认为塑料袋中的气体都由口中吹出。为了验证猜想,他用瘪塑料袋做了如下实验:
①取口径相同、长度分别为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个,分别标为、,、和、;
②微微张开塑料袋的袋口,将袋口紧贴嘴(如图乙),将口中的气体一次性吹入袋中,直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,塑料袋呈筒状(如图丙),过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比;
③微微张开塑料袋的袋口,将袋口距嘴10厘米,向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比;
④换用塑料袋和、和、,重复步骤②和③,获得结果如表所示。
吹气方式
实验组别
第1组
第2组
第3组
嘴贴袋口吹气
中充满气体
中气体体积约占容积的
中气体体积约占容积的
嘴距袋口10厘米吹气
中充满气体
中充满气体
中充满气体
(1)根据实验结果.可以否定小明猜想的实验组别是 ;
(2)实验中,塑料袋中的气体并未充满,如何用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在容积中的占比? ;
(3)说明“嘴距袋口10厘米吹气,能使塑料袋充满气体”的原因: 。
22.(2022·浙江丽水·中考真题)为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2。则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
23.(2023·浙江湖州·中考真题)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是 (选填“易形变”或“不易形变”)的;
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计上反映的是橡皮膜 (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是 。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体 的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
24.(2023·浙江衢州·中考真题)小科用如图装置探究液体内部压强规律。
(1)图中金属盒的橡皮膜在水中的深度为 cm。
(2)在探究液体压强与液体密度关系时,为确保实验现象更明显,应选用水和 (填字母)进行对比实验。
A.密度为1.06g/cm3的盐水 B.密度为1.53g/cm3的硝酸钾和氯化钠混合溶液
四、解答题
25.(2022·浙江舟山·中考真题)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现,早治疗”。如果在人体中检测到 的遗传物质——核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的 功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大,请你解释悬浮球能被吸起的原因。
26.(2023·浙江舟山·中考真题)甬舟铁路建成后将结束我市未通铁路的历史。2023年4月,甬舟铁路金塘海底隧道正式开工,是世界上最长的海底高铁隧道(如图)。
(1)目前从大桥通行两地约半小时,海底隧道建成后,全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花多少时间?
(2)海底隧道建设时需考虑海水压力的影响,据测算该隧道受到水的最大压强约为帕,则隧道1m2需要承受水产生的最大压力为多少牛?
27.(2023·浙江温州·中考真题)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要 小时;
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克; (海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
28.(2023·浙江杭州·中考真题)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
29.(2022·浙江台州·中考真题)某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将食盐晶体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到 现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于 状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质量为10.5克、底面积为1厘米的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10厘米,如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少?
30.(2022·浙江温州·中考真题)排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。
(1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间?
(2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。(水的密度取1.0×103千克/米3)
31.(2022·浙江杭州·中考真题)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强;
(2)合金板的密度;
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为 (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
32.(2022·浙江宁波·中考真题)2022年4月28日,“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300m的科考营地顺利升空,4点40分达到海拔9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
(1)该浮空艇总质量约2625kg,它受到重力的大小约为 N。
(2)已知海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9060m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为 N。
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要 (填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
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三年(2022-2024)中考科学真题分项汇编(浙江专用)
专题18 浮力与压强
考点:固液体压强、大气压与流速、浮力
一、选择题
1.(2024·浙江·中考真题)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是( )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道 C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
【答案】D
【解析】A.借助浮筒能增大浮力,可以使船上浮,故A不符合题意;
B.将货船拖回到航道,可以使船继续航行,故B不符合题意;
C.清除货船底部淤泥,能增大船排开的水的体积,从而增大浮力,故C不符合题意;
D.将货物搬到甲板上,船和货物的总重力不变,在浮力不变的情况下,不能继续航行,故D符合题意。
故选D。
2.(2023·浙江湖州·中考真题)2023年5月28日,中国国产大飞机C919首个商业航班飞行圆满完成。某飞机机翼横截面的大致形状如图所示。下列现象中涉及的原理与机翼获得升力的原理相同的是( )
A. 对着漏斗嘴向下吹气,乒乓球不掉下来 B. 用吸管吸牛奶,牛奶盒发生形变
C. 加热空气后,热气球不断上升 D. 覆杯实验中松手后,硬纸片不会掉下
【答案】A
【解析】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;
A.当沿漏斗管口用力吹气时,乒乓球上面的空气流速加快,压强变小,而球下方的压强仍是大气压,大于球上方的压强,故乒乓球不会掉下去,故A符合题意;
B.吸牛奶的过程中不仅吸了牛奶同时吸出了空气,故牛奶盒外部的空气对牛奶盒有一个向里的力,使牛奶盒变形,证明大气压的存在,故B不符合题意;
C.热气球升空利用的是空气浮力和物体的浮沉条件,故C不符合题意;
D.纸片托水的“覆杯实验”,纸片托水正是因为大气压托起了纸片,能证明大气压的存在,故D不符合题意。
故选A。
3.(2023·浙江衢州·中考真题)小科通过研究得到“物体在液体中受到的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,与物体浸入液体的深度无关”的结论,下列四组实验可以证明“物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关”的是( )
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上
A.只有②③ B.只有②④ C.只有②③④ D.①②③④
【答案】C
【解析】要探究物体受到的浮力大小与物体浸入液体的深度无关,要保持物体浸在同种液体中的体积不变,只改变物体浸入液体的深度;
①测力计挂着浸在水中的铁块,慢慢下移,在铁块浸没前测力计示数逐渐变小,改变了铁块浸入水中的体积,不合题意;
②测力计挂着浸没在水中的铁块,让铁块再下移一段距离测力计示数不变,铁块浸没时体积不变,只改变深度,符合题意;
③将两块相同的木块以横、竖不同的姿态放入水中,均漂浮在水面上,木块受到的浮力等于重力,排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
④将质量相同、形状各异的实心物体放入水中,均漂浮在水面上,物体受到的浮力相同排开水的体积相等,浸入的深度不同,符合题意;
由以上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.(2023·浙江湖州·中考真题)现将一杯子和木块(不吸水,密度为)以两种方式放入同一容器中(容器内水的质量保持不变)。如图所示,图1杯子开口向上,浮在水面上。图2杯子倒扣(里面充满水),木块紧贴杯底,一起悬浮在水中。两种情况下( )
A.木块所受浮力的大小相同 B.杯子所受浮力的大小相同
C.容器内水的深度相同 D.木块对杯子底部力的大小相同
【答案】C
【解析】A.图1木块未排开液体,由阿基米德原理可知,木块不受到浮力的作用,图2木块排开液体,由阿基米德原理可知,木块受到浮力的作用,因此木块所受浮力的大小不相同,故A不符合题意;
B.图1杯子所受的浮力大于杯子的重力,图2杯子所受浮力小于杯子的重力,故B错误;
C.图1杯子和木块漂浮,浮力等于重力;图2杯子和木块悬浮,浮力等于重力;由可知,两种情况时杯子和木块排开水的体积相同,容器内水的深度相同,故C符合题意;
D.图1木块对杯底的压力等于木块的重力;图2木块对杯子底部的压力等于木块受到的浮力减重力,对杯子底部压力的大小不同,故D不符合题意。
故选C。
5.(2023·浙江舟山·中考真题)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是( )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度 B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量 D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
【答案】A
【解析】AB.由于蜡块漂浮在水中,由沉浮条件可知,蜡块受到的浮力等于蜡块的重力,由阿基米德原理可知,蜡块受到的浮力等于排开液体重力,等量代换可得,蜡块的重力等于排开液体重力,所以天平指针仍指向分度盘中央刻度,故A正确,B错误。
C.由于蜡块的重力等于排开液体重力,由可得,量筒中水的质量等于蜡块的质量,故C错误;
D.由于量筒中水的质量等于蜡块的质量,水的密度大于蜡块的密度,由可得,量筒中水的体积小于蜡块的体积,故D错误。
故选A。
6.(2023·浙江湖州·中考真题)科学上常用某领域做出突出贡献的科学家的名字为单位。下列表示压强单位的是( )
A.牛顿 B.安培 C.焦耳 D.帕斯卡
【答案】D
【解析】A.牛顿是力的单位,符号是N,故A不符合题意;
B.安培是电流的单位,符号是A,故B不符合题意;
C.焦耳是功、能量的单位,符号是J,故C不符合题意;
D.帕斯卡是压强的单位,符号是Pa,故D符合题意。
故选D。
7.(2023·浙江绍兴·中考真题)2023年3月,“探索一号”科考船完成了首次环大洋洲载人深潜科考任务,搭载的“奋斗者”号多次完成了深度超过万米的下潜。不考虑海水密度与潜水器体积的变化,潜水器在海面下下潜的过程中( )
A.浮力不变,压强变大 B.浮力变大,压强变大
C.浮力变大,压强不变 D.浮力不变,压强不变
【答案】A
【解析】潜水艇下潜过程中,排开液体的体积不变,液体的密度不变,根据阿基米德原理
可知受到的浮力大小不变,再根据液体压强公式
液体的密度不变,液体深度增大,故受到的压强变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(2022·浙江衢州·中考真题)如图所示,用吸管吸敞口玻璃杯中饮料,使饮料进入口中的力是( )
A.大气的压力 B.饮料的重力 C.手握杯的力 D.杯对饮料的支持力
【答案】A
【解析】吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压力的作用下,饮料就被压进吸管里,与饮料的重力、手握杯的力、杯对饮料的支持力无关。
故选A。
9.(2022·浙江湖州·中考真题)两个边长相同、材料不同的实心正方体甲和乙,用质量不计的细线连接,轻轻放入某液体中,静止后悬浮,细线处于绷紧状态,如图所示。则( )
A.甲受到的浮力比乙受到的浮力大
B.甲的密度与液体的密度相等
C.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到的压力大小不变
D.如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器底部受到液体的压强不变
【答案】C
【解析】A.甲和乙两个正方体边长相同,则根据体积公式可知其体积相等,两个正方体都浸没在同一液体中,则其排开液体的体积相等,根据F浮=ρ液gV排可知,甲受到的浮力等于乙受到的浮力,故A不符合题意;
B.把甲和乙作为一个整体,甲和乙在液体中静止时悬浮,根据物体浮沉条件可知,甲和乙的平均密度等于液体的密度,而甲和乙由不同材料制成,其密度不同,所以甲的密度与液体的密度不相等,故B不符合题意;
C.柱形容器中,容器底部受到的压力大小等于容器内液体和物体的总重力,如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,容器内液体和物体的总重力不变,则容器底部受到的压力大小不变,故C符合题意;
D.根据题意可知,细线处于绷紧状态,如果将细线剪断,甲、乙再次静止后,甲将漂浮在液面上,则甲和乙排开液体的总体积变小,液体深度变小,根据p=ρ液gh分可知,容器底部受到液体的压强变小,故D不符合题意。
故选C。
10.(2022·浙江舟山·中考真题)学习了物体的浮沉条件后,小舟做了如下实验:在两个薄气球中加满温水,扎紧后剪去多余部分,分别浸没于盛有冷水与热水的玻璃杯中(如图)。若不计气球自重,放手后两气球的运动情况是( )
A.冷水、热水中都下沉 B.冷水中下沉,热水中上升
C.冷水、热水中都上升 D.冷水中上升,热水中下沉
【答案】D
【分析】先判断温水与冷水和热水的密度关系,然后根据物体的浮沉条件分析两气球的运动情况:①ρ物<ρ液,上浮; ②ρ物=ρ液,悬浮;③ρ物>ρ液,下沉。
【解析】温水的密度小于冷水的密度,由物体的浮沉条件可知,装温水的气球在冷水中上浮;温水的密度大于热水的密度,由物体的浮沉条件可知,装温水的气球在热水中下沉,故D符合题意。
故选D。
11.(2022·浙江绍兴·中考真题)下列关于压强的实验说法不正确的是( )
A.实验甲说明大气压的存在
B.实验乙说明液体的沸点随着气压的增大而升高
C.实验丙说明气体的压强随着流速的增大而增大
D.实验丁说明同种液体中的压强随着深度的增加而增大
【答案】C
【解析】A.覆杯实验中,装满水的杯子排出了杯内的空气,在大气压的作用下纸片掉不下来,说明了大气压强的存在,故A正确,不符合题意;
B.烧瓶中的水开始沸腾,这时,若向烧瓶内不断注入气体,会看到沸腾停止,因为增大气压后,水的沸点升高,故B正确,不符合题意;
C.对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于外界的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间,说明流体流速越大的地方、压强越小,故C错误,符合题意;
D.图中液体的密度相同,金属盒在液体中深度越大,U形管液面的高度差越大,液体压强越大,说明说明同种液体中的压强随着深度的增加而增大,故D正确,不符合题意。
故选C。
12.(2022·浙江台州·中考真题)为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是( )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积 B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状 D.要提高实验的可靠性还需多次实验
【答案】B
【解析】A.放上瓶盖后增大了受力面积,从而减小了压强,故A正确,不符合题意;
B.鸡蛋甲上方放着瓶盖,敲击时增大了受力面积,从而减小了压强,所以甲比乙受到的压强小,故B错误,符合题意。
C.力能改变物体的形状,能改变物体的运动状态,鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状,故C正确,不符合题意;
D.为使实验具有普遍性,可多次进行实验,故D正确,不符合题意。
故选B。
13.(2022·浙江宁波·中考真题)在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触 B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大 D.背包用较宽的背带
【答案】B
【解析】A.坦克通过履带与地面接触,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.单钢轮压路机有较重的前轮,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B符合题意;
C.滑雪板与雪地接触面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.背包用较宽的背带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选B。
14.(2022·浙江湖州·中考真题)图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景,该老虎钳( )
A.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
B.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
C.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
D.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
【答案】C
【解析】由图可知,用老虎钳剪钢丝的过程中,动力臂大于阻力臂,则老虎钳是省力杠杆;把刀口制得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
15.(2022·浙江杭州·中考真题)如图所示,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 。
【答案】 靠扰 见解析
【解析】[1][2]对着两张纸的中间吹气,纸片中间气体流速大压强小,纸片中间气压小于两侧大气压,在两侧大气压的作用下将纸片向内挤压。
16.(2022·浙江中考真题)圆柱体容器内直径、高,竖直放置于水平桌面,装满菜籽油和水(菜籽油与水不相溶),液体静止时液面与容器口相平,菜籽油质量是水质量的2倍,此时液体对容器底的压力是 N。将一个边长、密度的小立方体轻轻放入容器内液体中,静止时液体对容器底的压强与放入小立方体前液体对容器底的压强之差是 。g取,取3.14,ρ油=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3。
【答案】 87.7 0.0159
【解析】[1]因为菜籽油质量是水质量的2倍,所以 m油=2m水 ρ油V油=2ρ水V水 ρ油Sh油=2ρ水Sh水
0.9×103kg/m3×(0.3m-h水)=2×1×103kg/m3×h水
水的质量
菜籽油质量 m油=2m水=2×2.923kg=5.846kg
液体的总质量 m总=m油+m水=5.846kg+2.923kg≈8.77kg
此时液体对容器底的压力 F=G总=m总g=8.77kg×10N/kg=87.7N
[2]小立方体轻轻放入容器内液体中,由于立方体的密度大于菜籽油的密度小于水的密度,在液体中会悬浮,同时排开等体积的菜籽油,所以容器底受到液体压力的变化量为
静止时液体对容器底的压强与放入小立方体前液体对容器底的压强之差
17.(2022·浙江衢州·中考真题)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球 的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力 它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向 的摩擦力。
【答案】 变大 大于/> 外/左
【解析】(1)[1]如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,外界空气进入到气球中,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)[2][3]玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
三、探究题
18.(2023·浙江金华·中考真题)研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
【实验器材】压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。
【实验过程】小金用手指按压橡皮膜,如图所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是 ;
解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录; ②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录;
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差; ④换用密度不同的液体,重复上述实验。
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是 ;
【实验结论】液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
【迁移应用】小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
(3)当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为 (选填“向下凸起”“向上凸起”或“相平”);
【拓展提升】图是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种不同的液体,在距离容器底同一高度处分别有M、N两点。
(4)若,则两容器底部受到的液体压强大小关系是 (选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 装置漏气 转换法 向上凸起 >
【解析】(1)[1]若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,则U形管中的液面就不会出现高度差,所以出现这种情况的原因是压强计的气密性不好。
(2)[2]该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,U形管左右两边液面高度差越大,说明液体压强越大,用到转换法。
(3)[3]玻璃管内倒入一定量的酒精,玻璃管外面是水,当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜上方酒精和水的深度相同,水的密度大于酒精的密度,由p=ρgh可知水的压强较大,橡皮膜向上凸起。
(4)[4]已知 pM=pN
因为 hM<hN
根据p=ρgh可知两液体的密度关系 ρ甲>ρ乙
又因为M、N两点到容器底的距离相等,所以从M、N两点以下的液体对容器底的压强关系 pM′>pN′
而两种液体对容器底的压强 p甲=pM+pM′,p乙=pN+pN′
所以两容器底部受到的压强大小关系是 p甲>p乙
19.(2022·浙江丽水·中考真题)如图甲是清代的手持消防水枪,它在消防灭火中发挥过一定作用,其部分结构如图乙:枪身由内外两个套筒组成,外筒底部是进水口,内筒顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,再向下压内筒喷水,如此反复。
(1)[原理分析]使用消防水枪吸水时,主要是利用了 。
(2)[方案设计]如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构,合理的是 。
(3)[尝试实践]为了解消防水枪的使用效果,小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示,用30秒将20千克水喷到15米高处,求他们对水做功的功率。 。
【答案】 大气压 丙 100W
【解析】(1)[1]使用消防水枪吸水时,首先用力推动活塞,将水枪筒内的空气排出,然后将进水口浸入水中,再拉动活塞,此时筒内气压减小,在外界大气压的作用下,水被压入水枪筒内,故使用消防水枪吸水时,主要是利用了大气压。
(2)[2]将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,此时阀门应打开,再向下压内筒喷水,阀门应关闭,由消防水枪的结构看,丙符合要求,而丁图中结合吸水时阀门会关闭,喷水时阀门会打开。
(3)[3]喷水时对水做的功 W=Gh=mgh=20kg×10N/kg×15m=3000J
对水做功的功率
20.(2023·浙江金华·中考真题)“深海勇士号”是中国第二台深海载人潜水器。2023年5月20日,国家文物局利用该潜水器在沉船附近完成水下永久测绘基点布放,并进行了初步搜索调查和影像记录,开启了中国深海考古新篇章。回答下列问题:
(1)下潜过程中,“深海勇士号”潜水器受到海水的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(2)若“深海勇士号”潜水器悬停在水下4000米处考察,此时潜水器总质量为a千克,则它受到的浮力为 牛。
【答案】 变大 ag或10a
【解析】(1)[1]根据液体压强的特点可知,当所处的深度越深时,压强越大。
(2)[2]因为潜水器悬浮在水里,根据液体的浮沉条件可知,所受的浮力等于潜水器的重力为
21.(2022·浙江温州·中考真题)离瘪塑料袋的袋口一定距离向袋内吹气,塑料袋会鼓起(如图甲)。小明认为塑料袋中的气体都由口中吹出。为了验证猜想,他用瘪塑料袋做了如下实验:
①取口径相同、长度分别为30厘米、60厘米、90厘米的瘪塑料袋各两个,分别标为、,、和、;
②微微张开塑料袋的袋口,将袋口紧贴嘴(如图乙),将口中的气体一次性吹入袋中,直至人不能吹气时迅速扎紧袋口,塑料袋呈筒状(如图丙),过程中保证不漏气。用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比;
③微微张开塑料袋的袋口,将袋口距嘴10厘米,向袋内快速吹一口气,然后迅速扎紧袋口,用刻度尺粗略测量并估算袋中气体的体积在塑料袋容积中的占比;
④换用塑料袋和、和、,重复步骤②和③,获得结果如表所示。
吹气方式
实验组别
第1组
第2组
第3组
嘴贴袋口吹气
中充满气体
中气体体积约占容积的
中气体体积约占容积的
嘴距袋口10厘米吹气
中充满气体
中充满气体
中充满气体
(1)根据实验结果.可以否定小明猜想的实验组别是 ;
(2)实验中,塑料袋中的气体并未充满,如何用刻度尺粗略测量并估算袋中气体体积在容积中的占比? ;
(3)说明“嘴距袋口10厘米吹气,能使塑料袋充满气体”的原因: 。
【答案】 第2、3组 见解析 见解析
【解析】(1)[1]由实验数据表格可知,第1组实验结果相同,均充满气体,无法否定小明猜想,第2、3组实验结果不同,可以否定小明猜想。
(2)[2]将袋内气体挤压到底部,用刻度尺测出鼓起部分的长度,计算出与袋子长度的比值。
(3)[3]吹出气体进入袋内,袋口内气体流速大于周围气体,气压小于外界气压,周围空气进入袋中。
22.(2022·浙江丽水·中考真题)为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2。则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
【答案】 受力面积 等于 480
【解析】(1)[1]实验中,一个塑料瓶分别正放和倒放,压力大小相等,当它倒放时,受力面积较小,海绵形变较大,压力作用效果较明显,所以本实验说明压力作用效果与受力面积有关。
(2)[2]瓶中装满水,将瓶子竖直倒置,水的密度和水的深度不变,由液体压强公式p=ρgh可知,两种情况下水对瓶底的压强相等,即 p1=p2
(3)[3]这瓶水的质量为 m=ρV=1×103kg/m3×600×10-6m3=0.6kg
这瓶水重为 G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
瓶子对海绵的压力 F=G=6N
瓶子正放时对海绵的压强为
要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,倒放时水的重力 G′=F′=p1S=×104Pa×7×10-4m2=1.2N
倒出水的重力 ΔG=G-G′=6N-1.2N=4.8N
倒出水的体积
23.(2023·浙江湖州·中考真题)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是 (选填“易形变”或“不易形变”)的;
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计上反映的是橡皮膜 (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是 。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体 的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
【答案】 易形变 上方 转换法 密度
【解析】(1)[1]橡皮膜越容易发生形变,越能反映受到液体压强的变化,所以压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用易形变的。
(2)[2][3]如图2所示,橡皮膜的方向是向上的,液体对橡皮膜向下有压强,所以将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,则压强计显示的是橡皮膜上方的水对它的压强;压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
(3)[4]图3和图4探头的深度相同,液体密度不同,是想探究液体压强与液体密度的关系。
24.(2023·浙江衢州·中考真题)小科用如图装置探究液体内部压强规律。
(1)图中金属盒的橡皮膜在水中的深度为 cm。
(2)在探究液体压强与液体密度关系时,为确保实验现象更明显,应选用水和 (填字母)进行对比实验。
A.密度为1.06g/cm3的盐水 B.密度为1.53g/cm3的硝酸钾和氯化钠混合溶液
【答案】 12 B
【解析】(1)[1]深度为液面到橡皮膜的竖直距离,金属盒的橡皮膜在水中的深度
(2)[2]根据可知,探头所处深度一定时,液体密度越大液体压强越大;当两种液体密度相差较大时,压强计液面的高度差的值相差较大,现象更明显;已知水的密度为,密度为的硝酸钾和氯化钠混合溶液与水的密度相差较大,水和硝酸钾和氯化钠混合溶液压强差最大,实验现象更明显,故选B。
四、解答题
25.(2022·浙江舟山·中考真题)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现,早治疗”。如果在人体中检测到 的遗传物质——核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的 功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大,请你解释悬浮球能被吸起的原因。
【答案】 新型冠状病毒 扩张 呼吸训练器内的气体被吸入人体内,呼吸训练器内的气压减小,小于大气压,所以大气压产生的压力大于悬浮球的重力,悬浮球就会被吸起。
【解析】(1)病毒不具有细胞结构,只是由蛋白质外壳和遗传物质组成的核心构成,新型冠状病毒必须寄生在动物体的细胞中。核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到新型冠状病毒的遗传物质——核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎重症患者容易出现呼吸肌(膈肌和肋间肌)疲劳,导致呼吸肌收缩时,肺部扩张功能降低,进而使吸入的气体减少。同时肺泡内渗出液增多,阻碍了肺泡与血液间的气体交换。由呼吸训练器示意图可知,使用时用嘴吸气,悬浮球能被吸起的原因是:呼吸训练器内的气体被吸入人体内,呼吸训练器内的气压减小,小于大气压,所以大气压产生的压力大于悬浮球的重力,悬浮球就会被吸起。
26.(2023·浙江舟山·中考真题)甬舟铁路建成后将结束我市未通铁路的历史。2023年4月,甬舟铁路金塘海底隧道正式开工,是世界上最长的海底高铁隧道(如图)。
(1)目前从大桥通行两地约半小时,海底隧道建成后,全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花多少时间?
(2)海底隧道建设时需考虑海水压力的影响,据测算该隧道受到水的最大压强约为帕,则隧道1m2需要承受水产生的最大压力为多少牛?
【答案】(1)0.08小时;(2)N
【解析】解:(1)全长约16千米,若按200千米/小时的速度,通过隧道只需花的时间
(2)隧道受到水的最大压强约为帕,则隧道1m2需要承受水产生的最大压力
答:(1)通过隧道只需花0.08小时;
(2)隧道1m2需要承受水产生的最大压力为N。
27.(2023·浙江温州·中考真题)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要 小时;
(2)图中,当往水箱中注水的质量为6×104千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为3.06×103米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克; (海水密度取1.0×103千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?
【答案】 1.5 3×106千克 海水密度、海底深度、隔墙面积
【解析】(1)[1]根据可得,拖运管段所用的时间为
(2)[2]根据阿基米德原理可得,沉管所受的浮力为
沉管匀速下沉,根据二力平衡可得,注水后的沉管总重力为
则注水前管段与水箱总质量为
(3)[3]由于物体在海水中受到的压力与其所受的压强的关系为,又因为物体在海水中受到的海水压强为p=ρ海水gh,则管段隔墙下沉到海底时受到的压力大小与海水密度、海底深度、隔墙面积等有关。
28.(2023·浙江杭州·中考真题)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氦气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
【答案】(1)1080kg;(2)0.5m/s;(3)2×104N
【解析】解:(1)氦气球内氦气的质量
(2)氦气球上升的速度
(3)氦气球受到的浮力
氦气球(含氦气)连同吊篮等配件及乘客的总重力
不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力,此时缆绳对吊篮的拉力为
答:(1)氦气球内氦气的质量是1080kg;
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是0.5m/s;
(3)氦气球(含氦气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为2×104N。
29.(2022·浙江台州·中考真题)某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将食盐晶体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到 现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于 状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质量为10.5克、底面积为1厘米的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10厘米,如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少?
【答案】 食盐晶体不能继续溶解 悬浮
【解析】(1)[1]饱和溶液是指在一定温度下,一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。所以,室温下,将食盐晶体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到食盐晶体不能继续溶解时,所得溶液为饱和溶液。
(2)[2]测量盐水的密度间接测量鸡蛋的密度,需要盐水的密度等于鸡蛋的密度。所以,当鸡蛋处于悬浮状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)[3]由 知道,塑料管的重力
因为塑料管漂浮在液面,所以
塑料管排开液体的体积
由知道,盐水的密度
所以,鸡蛋的密度
30.(2022·浙江温州·中考真题)排气阀是供暖设备中的重要部件,它能及时排出管内热水汽化产生的气体,使水正常流动,从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示:水中气体在流动过程中,积聚于封闭的排气阀内,使阀内气压变大,浮筒随水面一起下降,此时阀内气体排出使气压变小,从而浮筒上升,堵杆重新堵住排气孔。
(1)水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米,要使水流能携带气泡流动,则水从水管起始端流到终端最多要多少时间?
(2)排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克,计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。(水的密度取1.0×103千克/米3)
【答案】(1)240s;(2)2×10-5m3
【解析】解:(1)水从水管起始端流到终端最多需要的时间
(2)该浮筒处于漂浮状态时受到的浮力 F浮=G物=mg=0.02kg×10N/kg=0.2N
排气阀排气时浮筒浸在水中的体积
答:(1)水从水管起始端流到终端最多要240s;
(2)排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为2×10-5m3。
31.(2022·浙江杭州·中考真题)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强;
(2)合金板的密度;
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为 (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
【答案】 沉底 见解析
【解析】(1)[1]盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强为
(2)[2]合金板的体积为 V合金=V外-V空心=12cm×12cm×5cm-10cm×10cm×4cm=720cm3-400cm3=320cm3
合金板的密度
(3)[3][4]盒子受到的最大浮力 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.12m×0.12m×0.05m)=7.2N
盒子的重力 G盒=m盒g=1.44kg×10N/kg=14.4N
因为 F浮<G盒
所以盒子在水中沉底。
32.(2022·浙江宁波·中考真题)2022年4月28日,“巅峰使命”珠峰科考全面启动。5月15日凌晨1点26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4300m的科考营地顺利升空,4点40分达到海拔9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测的世界纪录。
(1)该浮空艇总质量约2625kg,它受到重力的大小约为 N。
(2)已知海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3。如图所示,该浮空艇在营地升空前体积达9060m3,此时浮空艇受到的浮力大小约为 N。
(3)“极目一号”浮空艇内部有三层:上层装有氦气(相同条件下氦气密度比空气小得多),中间隔开,下层是空气。当悬于空中的浮空艇需要 (填“上浮”或“下降”)的时候,可以用上层的氦气排出下层的部分空气,以此改变自身重力,同时使整个浮空艇的压差在安全范围内。
【答案】 2.625×104 72480 上浮
【解析】(1)[1]由知道,浮空艇受到重力的大小约为
(2)[2]由知道,该浮空艇在营地升空前受到的浮力大小约为
(3)[3]由于氦气密度比空气小得多,当用上层的氦气排出下层的部分空气时,自身重力减小,由于悬于空中的浮空艇受到的浮力等于重力,所以,此时浮力会大于重力,合力的方向竖直向上,故浮空艇会上浮。
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