专题04 密度、压强和浮力(讲练)-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测(湖南专用)
2025-03-09
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2份
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107页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 质量和密度,压强,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.60 MB |
| 发布时间 | 2025-03-09 |
| 更新时间 | 2025-03-12 |
| 作者 | 学科网初物精品工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-03-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50880018.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
模块二 力学
专题04 密度、压强和浮力
目 录
01考情透视·目标导航 1
02知识导图·思维导航 2
03核心精讲·题型突破 4
考点一 密度 4
【真题研析】 4
►考法01 质量 4
►考法02 天平的使用与读数 6
►考法03 密度 7
►考法04 密度的测量 9
【核心精讲】 13
知识点01 质量 13
知识点02 密度 13
知识点03 密度的测量 13
【命题预测】 14
考点二 压强 21
【真题研析】 21
►考法01 影响压力作用效果的因素 21
►考法02 压强的理解及计算 22
►考法03 判断压强的变化 25
►考法04 液体压强的影响因素 27
►考法05 连通器 29
►考法06 流体压强和流速的关系 32
【核心精讲】 34
知识点01 压强 34
知识点02 液体的压强 35
知识点03 大气压强和流体压强 35
【命题预测】 35
考点三 浮力 43
【真题研析】 43
►考法01 浮力的产生 43
►考法02 浮力的相关计算 45
►考法03 浮沉条件及应用 48
►考法04 浮力实验 51
【核心精讲】 55
知识点01 浮力 55
知识点02 阿基米德原理 55
知识点03 物体的浮沉条件及应用 56
【命题预测】 57
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01考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
命题预测
密度
1.2.2 知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
1.2.4 了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
密度考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式进行考查,考查的命题点有:质量的概念及其测量、物体质量的估测、对密度概念的理解、密度公式的简单计算、密度与温度的关系、测量物质的密度。常结合生活中常见物理现象、应用等以文字或图表结合的形式呈现。其中物体质量的估测、密度的简单计算、物质密度测量属于常考热点 ,也可能与压强、浮力等考点结合命题。
压强
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
压强考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式考查,考查的命题点有:压力与重力的区别、压强的概念及计算、增大和减小压强的方法、液体压强的特点及计算、连通器原理、大气压强的存在与测量、流体压强与流速的关系。常结合日常生活现象、交通工具、建筑设施、实验装置等,以文字、图表、图像等形式呈现。其中压强的计算、液体压强特点、流体压强与流速关系是常考热点,也可能与浮力等知识综合考查 。
浮力
2.2.9 通过实验,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理,能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
浮力考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题形式考查。考查的命题点有:浮力的概念与产生原因、阿基米德原理、物体的浮沉条件、浮力大小的计算 、漂浮问题的特点及应用。常结合生活中船舶、潜水艇等实例,或实验场景,以文字、图表等形式呈现。其中阿基米德原理的应用、物体浮沉条件的判断是常考热点,也可能与压强、密度、简单机械等知识综合考查。
02知识导图·思维导航
03核心精讲·题型突破
考点一 密度
【真题研析】
►考法01 质量
1.(2023·湖南永州·中考真题)在劳动实践课上,同学们扛上锄头去菜地挖地种菜,请你估测一把锄头的质量最接近( )
A.1500mg B.1500g
C.1500kg D.1500t
【答案】B
【详解】根据实际生活经验可知,一般来说,50厘米长的锄头把对应的锄头重量大约重3斤,而1斤为500g,故一把锄头的质量最接近
故选B。
2.(2022·湖南湘西·中考真题)一个物体的质量是50kg,通常情况下这个物体应该是( )
A.一个中学生 B.一本书 C.一只猫 D.一块饼干
【答案】A
【详解】A.一个中学生的质量约50kg,故A符合题意;
B.一本书的质量约0.2kg,故B不符合题意;
C.一只猫的质量约2kg,故C不符合题意;
D.一块饼干的质量约2g,故D不符合题意。
故选A。
3.(2024·广东·中考真题)嫦娥五号携带月壤样品返回地球。从月球到地球,样品的质量( )
A.变为原来的一半 B.保持不变
C.变为原来的2倍 D.变为原来的4倍
【答案】B
【详解】质量是物体的一种属性,它不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变;月壤样品从月球到地球,位置发生变化,但物质多少没有变化,所以质量不变。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(2024·广东深圳·中考真题)2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。嫦娥六号从月球带回月壤,月壤的( )
A.质量不变 B.质量变小 C.重力变小 D.重力不变
【答案】A
【详解】AB.质量是物体的一种属性,与位置无关,嫦娥六号从月球带回月壤,月壤的质量不变,故A符合题意,B不符合题意;
CD.月壤的质量不变,地球的引力常数大于月球,从月球带回的月壤重力变大,故CD不符合题意。
故选A。
5.(2024·山东滨州·中考真题)篆刻艺术是镌刻在中华艺术文脉上的古老印记。作为国粹之一,被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》。如图所示,一位艺术家正在篆刻一枚方章,与篆刻前相比,篆刻后方章的质量 ,密度 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小 不变
【详解】[1][2]篆刻的方章,与篆刻前相比,篆刻后方章所含物质减少,因此其质量变小;物质的种类不变,密度是物质的一种属性,因此密度不变。
6.(2024·四川广安·中考真题)水是人类赖以生存的宝贵资源,节约用水是每个公民应尽的义务。在对水循环进行探究时,小月将冰块装入一个质量为20g的烧杯中,利用天平测出它们的总质量如图所示,由此得出这块冰的质量为 g;如果这块冰完全熔化成水,其质量 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 42.4 不变
【详解】[1]由图可知,标尺的分度值为0.2g,烧杯和冰的总质量
m总=50g+10g+2.4g=62.4g则冰的质量
m冰=m总−m烧杯=62.4g−20g=42.4g[2]质量是物体的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度都无关,所以这块冰完全熔化成水,其质量不变。
►考法02 天平的使用与读数
7.(2023·重庆·中考真题)小明按托盘天平的使用要求,正确测量正方体木块的质量,天平平衡时,如图所示。下列说法正确的是( )
A.天平的实质是省力杠杆
B.被测木块的质量为20.4g
C.图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强
D.测量结束后,可以直接用手将砝码放回砝码盒
【答案】C
【详解】A.天平的实质是等臂杠杆,故A错误;
B.天平游码以左刻线为准,因此被测物体的质量为20g,故B错误;
C.由图可知游码在0刻度的位置,则砝码和木块的质量相等,重力相等,而静止在水平面的物体对水平面的压力大小等于物体的重力,即压力相等,根据可知,受力面积越小压强越大,因此木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强,故C正确;
D.天平的使用中来回取码需要用镊子,故D错误。
故选C。
8.(2024·四川成都·中考真题)同学们使用天平和量筒测量酱油、盐水和纯净水三种液体的密度。根据你已有的知识和经验判断,三者中密度最小的是 。将装有适量酱油的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中砝码和标尺上的游码如图所示时,天平再次平衡,则酱油和烧杯的总质量为 g。
【答案】 纯净水 91.2
【详解】[1]由于酱油和盐水都是在水中添加其他物质,所以酱油和盐水的密度都比水的密度大,故三者中密度最小的是纯净水。
[2]使用天平称量物体质量时,被测物体的质量应是右盘内砝码的总质量再加上游码左边在标尺上对应的刻度值,由图可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为1.2g,所以酱油和烧杯的总质量
m=50g+20g+20g+1.2g=91.2g
9.(2023·江西·中考真题)如图所示,是某同学放在水平台上的托盘天平。他调节横梁平衡时,应先将游码移到标尺的 ,再将 侧的平衡螺母向 调节,使 指在分度盘的中央红线处,此时天平横梁水平平衡。
【答案】 零刻度线处 右 右 指针
【详解】[1][2][3][4]在使用天平时,首先将天平放在水平台上,并把游码移到标尺左端的零刻度处,图中指针向左偏,需要将右侧的平衡螺母向右调节,使指针指在分度盘的中央红线处,此时天平横梁水平平衡。
►考法03 密度
10.(2022·山东德州·中考真题)现有两个形状、体积完全相同的玉石摆件a和b,其中一个空心。为加以鉴别,先将a、b分别放在已经调好的天平上,当天平再次平衡时,游码位置如图甲所示,然后将a放入盛水的量筒中,放入前后量筒的示数如图乙所示,已知玉石的密度为。下列说法正确的是( )
A.标尺上游码的示数为3.1g B.摆件a是空心的
C.摆件a的质量为64g D.若摆件破损后,玉石的密度将变小
【答案】C
【详解】A.天平标尺的分度值为0.2g,游码位置的读数为3.2g,故A错误;
B.由图甲知,玉石a的质量等于玉石b的质量与游码的示数之和,即
玉石a的质量大于玉石的质量,两者形状、体积完全相同,因此玉石b是空心的,故B错误;
C.由图乙知,玉石a的体积
玉石的密度
则玉石a的质量
故C正确;
D.摆件破损后,玉石的密度不变,故D错误。
故选C。
11.(2023·海南·中考真题)下列现象中,密度变大的是( )
A.铁棒磨成针 B.冰熔化成水
C.橡皮泥捏成小船 D.氧气瓶内的氧气用了一段时间
【答案】B
【详解】A.铁棒磨成针,铁棒的质量和形状变了,但密度不变,故A不符合题意;
B.冰熔化成水,水具有反向膨胀的特点,冰的状态变了,密度变大,故B符合题意;
C.橡皮泥捏成小船,橡皮泥的形状变了,但密度不变,故C不符合题意;
D.氧气瓶内的氧气用了一段时间,氧气的质量变小,体积不变,故密度变小,故D不符合题意。
故选B。
12.(2023·山东潍坊·中考真题)图示为用水泥砖块铺修地面的情景,下列对于工人手中所拿砖块的估测,最符合实际的是( )
A.宽约10cm B.体积约 C.质量约10kg D.密度约
【答案】A
【详解】AB.根据生活实际可知,市面上一块水泥砖尺寸规格主要有的标准砖,体积为1.4628dm3,故A符合题意,B不符合题意;
C.一块标准砖的质量约为2.63kg,故C不符合题意;
D.水的密度为1×103kg/m3,标准砖的密度比水的密度大,即砖密度大于1×103kg/m3,故D不符合题意。
故选A。
13.(2023·辽宁本溪·中考真题)如图,化学老师检验氢气纯度时,用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火,会发出尖锐的爆鸣声或很小的声音,根据声音的不同来判断氢气纯度,说明声可以传递 (填“信息”或“能量”)。其中“很小”是指声音的 (填声音的特性)小。因为氢气密度比空气密度 ,所以检验时试管口要朝下,防止氢气逸出。
【答案】 信息 响度 小
【详解】[1]根据声音的不同来判断氢气纯度,说明声可以传递信息。
[2]响度是指声音的大小,所以“很小”是指声音的响度小。
[3]因为氢气密度比空气密度小,所以检验时试管口要朝下,防止氢气逸出。
14.(2022·广西桂林·中考真题)小桂带了一瓶水进入中考考场,在考试过程中,小桂喝掉一部分水后,瓶中水的质量 、密度 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 减小 不变
【详解】[1][2]小桂喝水后,瓶中水的质量减小,密度与状态、温度有关,与质量无关,故密度不变。
15.(2022·广西河池·中考真题)某品牌盒装酸奶净含量250g,酸奶的体积约200mL,可估算酸奶的密度为 g/cm3;如果从酸奶盒中倒出一半酸奶后,剩余酸奶的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 1.25 不变
【详解】[1]酸奶净含量250g,酸奶的体积约
V= 200mL=200cm3
可估算酸奶的密度为
[2]密度是物质本身的一种特性,与物质的质量和体积无关, 所以如果从酸奶盒中倒出一半酸奶后,剩余酸奶的密度不变。
►考法04 密度的测量
16.(2024·山东淄博·中考真题)在测量液体密度时,用调好的天平测出烧杯和液体的总质量是72g,再将烧杯中的部分液体倒入量筒中(图甲),用天平测出烧杯和剩余液体的质量(图乙),下列分析正确的是( )
A.量筒中液体的体积是
B.实验时图乙中添加砝码的合理顺序是5g、10g、20g
C.量筒中液体的质量是39g
D.液体的密度是
【答案】D
【详解】A.量筒读数时,视线与凹液面的最低处保持水平,因此图甲中量筒读数为,A错误;
B.使用托盘天平时,添加砝码的合理顺序是“先大后小”,即20g、10g、5g,B错误;
C.由图乙可知,烧杯和剩余液体的质量
则量筒中液体的质量
C错误;
D.液体的密度
D正确。
17.(2024·山东滨州·中考真题)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正确的是( )
A.测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B.用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C.称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D.使用量筒测量体积时,可以俯视读数
【答案】B
【详解】A.测量物体体积时,将其从水中拿出时会带出来水,在测量质量会使质量偏大,所以应先测质量,再测体积,故A错误;
B.用调好的天平称量物体质量时,砝码和物体按照左物右码放置,故B正确;
C.称量前,应将游码归零,调节平衡螺母使天平平衡,称量物体质量过程中,不允许再调节平衡螺母,故C错误;
D.使用量筒测量体积时,视线应与液面相平,如果俯视则读数偏小,故D错误。
故选B。
18.(2024·山东东营·中考真题)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带砝码)、量筒、烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的 处,此时指针位置如图甲所示,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,其质量为 g;
(3)用烧杯向量筒中倒入60mL的水,将挂件放入量筒,然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中,量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式(水的密度用水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】 ;
【密度表达式】 。
【答案】(1)零刻线;右;(2)12.0;(3)0.75×103;(4)偏大;(5)见解析;
【详解】(1)[1][2]使用托盘天平前,先将游码移至标尺左端的零刻线处,再根据“左偏右调、右偏左调”调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央。由图甲可知,指针指在分度盘的左侧,因此应向右调节平衡螺母使横梁在水平位置平衡。
(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.0g,挂件的质量为
(3)如图丙所示,量筒的分度值为1mL,量筒水的体积60mL,然后测量挂件和水的总体积为76mL,则挂件的体积为
根据密度公式可得,挂件的密度为
(4)木质挂件具有吸水性,则测得的挂件和水的总体积偏小,挂件体积的测量值偏小,质量测量值准确,根据可知,测得的密度值偏大。
(5)[1]实验步骤为:①用烧杯向量筒内倒入适量的水,体积为V1。
②将挂件漂浮在量筒中的水面上,记下第二次水面处刻度值为V2。
③用长钢针缓慢地把挂件按入水中,使之刚好浸没,记下第三次水面处刻度值为V3。
[2]由①②和阿基米德原理以及浮沉条件可得,挂件漂浮时受到的浮力为
由①③可知,挂件的体积为
则挂件的重力为
则
所以,挂件的密度为
19.(2024·江苏淮安·中考真题)小明在测量橙汁密度时,进行了如下操作:
(1)将天平放在水平台面上,把游码移至零刻度线处,发现指针位置如图甲所示。要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向 调。
(2)为了减小实验误差,下列步骤最合理的顺序是 。
A.将烧杯中的橙汁全部倒入量筒,如图乙所示,橙汁的体积为
B.用天平测出空烧杯的质量为
C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,如图丙所示
(3)由上述测量数据可计算出橙汁的密度为 。
(4)学习过密度知识后,小明在杂志上看到“人口密度”的概念,它与密度定义方法相同,指单位面积土地上居住的人口数量,淮安市2023年人口密度约为490 (填合适的单位)。
【答案】(1)左;(2) CAB 50;(3);(4)人/平方公里
【详解】(1)由图甲得,指针指向分度盘的右边,即右盘下沉,要使天平在水平位置平衡,应将横梁上的平衡螺母向左调。
(2)[1]在烧杯中称量再倒入量筒时,烧杯中可能会有残留,因此为了减小误差,其最合理的顺序是C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,如图丙所示;A.将烧杯中的橙汁全部倒入量筒中,读出橙汁的体积,如图乙所示;B.用天平测出空烧杯的质量为51.8g,即正确顺序时CAB。
A[2]量筒的分度值为1mL,量筒中橙汁的体积为
(3)由图丙可知,横梁的分度值为0.2g,游码的示数为1.8g,则橙汁的总质量为
量筒中橙汁的质量为
橙汁的密度为
(4)人口密度是衡量城市人口的重要数据,基本单位是人/平方公里。
【核心精讲】
知识点01 质量
知识
概念
理解
质量
(1)质量:物体所含物质的多少。
(2)单位:
国际单位:kg;常用单位:t、g、mg。
1t=103kg 1g=10-3kg 1mg=10-3g=10-6kg
(3)质量是物体本身的一种属性。
(4)天平的使用。
物体的质量不随它的形状、物态、位置和温度而改变,是物体本身的一种属性。
知识点02 密度
知识
概念
理解
密度
(1)定义
物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。
(2)密度是物质的一种特性。
(3)公式:
(4)单位kg/m3、g/cm3 1g/cm3=103kg/m3
同种物质的质量跟体积成正比,质量跟体积的比值是一个定值。不同物质,这个比值一般不同,说明这个比值反映的是物质的某种特性,质量跟体积的比值就是密度。
知识点03 密度的测量
知识
概念
理解
密度的测量
(1) 测量固体的密度
(2)测量液体的密度
(3)特殊方法测密度
测量密度比水小的物体的密度;有天平无砝码测量石块的密度;有天平无量筒测量密度等。
【命题预测】
1.【新情境】太空生命培养我国航天员在空间站里开展高秆水稻“从种子到种子”全生命周期空间培养实验。完成了水稻种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。高秆水稻种子从地球带到太空中一定不会发生变化的是( )
A.质量 B.速度 C.温度 D.位置
【答案】A
【详解】A.物体所含物质的多少叫做质量,高秆水稻种子从地球带到太空中位置发生了变化,但水稻种子内部所含物质的多少并不会发生变化,所以质量不会发生变化,故A符合题意;
B.速度是表示物体运动快慢的物理量,高秆水稻种子从地球带到太空中,速度很可能发生变化,故B不符合题意;
C.空间站和地球表面温度是不同的,所以高秆水稻种子从地球带到太空中,温度发生了变化,故C不符合题意;
D.高秆水稻种子从地球带到太空中,水稻种子的位置发生了变化,故D不符合题意。
故选A。
2.如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中,小球的质量为6g,体积为。下列描述正确的是( )
A.小球的密度为
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙中的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入图乙容器中(液体不溢出),小球浸入液体中的体积不变
【答案】B
【详解】A.已知小球的质量为6g,体积为10cm3,小球的密度,故A 错误;
B.由图甲和乙可知,小球在水和酒精中处于漂浮,根据浮沉条件 F浮=G球,根据阿基米德原理 F浮=G排,即G排=G球, 两小球完全相同,则G排水=G排酒精,根据可知,小球排开水的质量等于排开酒精的质量,故B正确;
C.用力将图乙的小球向下压的过程中, 变大,由可知,浮力变大,故 C 错误;
D.将酒精注入乙容器中(不溢出液体),即水中加入酒精,混合液体密度变小,但仍大于小球密度(混合液体密度大于酒精密度,小球密度小于酒精密度),小球仍处于漂浮,浮力大小不变,由可知,混合液体密度变小,小球浸入液体的体积变大,故D错误。
故选B。
3.制造飞行器时,需要考虑材料的各种物理属性,从减轻飞行器的质量角度,选取的材料应具备下列哪种特点( )
A.良好的弹性 B.较小的密度 C.较好的导热性 D.较好的导电性
【答案】B
【详解】制造飞行器时,其体积大小不变,欲减轻飞行器的质量,由可知,应选用密度较小的材料,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.正方体物块由甲、乙两种物质组合,总质量为m,甲物质的密度为3g/cm3,正方体总体积为300cm3,如果将甲物质换成密度为6g/cm3的丙物质,为保证总质量仍然为m,总体积可能减小到( )
A.90cm3 B.120cm3
C.150cm3 D.180cm3
【答案】D
【详解】如果正方体物块由甲物质组成,乙物质的含量为零,甲物质的密度为3g/cm3,将甲物质换成密度为6g/cm3的丙物质,保证总质量不变,由可知,质量不变,更换后密度变为2倍,则体积减小为原来的一半,原来正方体总体积为300cm3,则体积减小为150cm3,由于物块中有乙物质,所以更换后体积一定大于150cm3,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.小云想测出杯子中水的质量,她先测出杯子和水的总质量,然后把水倒出,又测出杯子的质量m,得出杯子中水的质量为,此结果与原来杯子中水的实际质量相比( )
A.偏小 B.偏大
C.一样 D.无法判断
【答案】A
【详解】小云先测出杯子和水的总质量m总,然后把水倒出,又测出杯子的质量m,由于此时杯中有水残留,导致测得的杯子的质量偏大,因此得出的杯子中水的质量为
会偏小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.如图所示,小华正在用托盘天平测量苹果的质量,下列因素可能不会对所测量的结果产生影响的是( )
A.右边的托盘出现缺口 B.使用的砝码生锈
C.测量前没有将游码移到零刻度线处 D.测量过程中调节平衡螺母
【答案】A
【详解】A.右边的托盘出现缺口,将天平调至水平平衡时,托盘的质量不会影响称量结果,故A符合题意;
B.生锈的砝码会使其质量变大,就必须少添加或少移动游码的位置,从而使最终的读数变小,故B不符合题意;
C.游码未移至零刻度线处,说明在测量之前就已经使天平右边有了一定的示数,读数时,再加上游码先前的示数,测量结果必然偏大,故C不符合题意。
D.由于测量过程中,只能加减砝码,移动游码,不能调节平衡螺母,所以测量过程中调节平衡螺母会影响测量的结果,故D不符合题意。
故选A。
7.金属锇是一种稀有金属,它有独特的物理和化学性质,在多个领域都有着重要的应用,一块质量225.9g锇的体积为10cm3;地球上含量最多的金属为铝,已知铝的密度为2.7×103kg/m3,下列说法中正确的是( )
A.锇的密度小于铝的密度
B.铝的密度为2.7×103kg/m3,它表示的物理意义是1m3的铝的质量为2.7×103kg/m3
C.将这块锇切除一半,其剩余部分的密度将变为原来的一半
D.锇的密度与其质量和体积都无关
【答案】D
【详解】A.锇的密度为
锇的密度大于铝的密度,故A错误;
B.铝的密度为2.7×103kg/m3,它表示的物理意义是1m3的铝的质量为2.7×103kg,故B错误;
C.密度是物质的一种特性,只与物质种类有关,锇的密度与其质量和体积都无关,将这块锇切除一半,其剩余部分的密度不变,仍为,故C错误,D正确。
故选D。
8.如图为钢管横截面示意图,其外径为D,壁厚为d,长为L,钢管的密度为,则钢管的质量为 ;若钢管截去一半,其密度为 。
【答案】 πρdL(D-d) ρ
【详解】[1]钢管的体积为
则钢管的质量为
[2]密度是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,若钢管截去一半,其密度仍旧为。
9.【模型建构】甲、乙两个正方体实心玻璃砖,边长之比::2,则: ;在玻璃砖内嵌入金属丝制作的各种图案就可以制成精美的工艺品,现有一大一小且中间嵌有大小相同的金属月季花正方体玻璃工艺品A、B,如图,其质量分别为、,边长分别为、,通过这些数据可推导出玻璃砖的密度为 。
【答案】 1:1
【详解】[1]实心玻璃砖,都是玻璃的,材料相同,密度相同,则。
[2]在玻璃砖内嵌入金属丝制作的各种图案就可以制成精美的工艺品,现有一大一小且中间嵌有大小相同的金属月季花正方体玻璃工艺品A、B,由于金属相同,两者相差的部分都是玻璃,则多出的玻璃的质量
多出玻璃的体积
则玻璃的密度为
10.“面密度”是纸张品质的一个重要参数,表示单位面积的纸张质量。我们通常使用的打印纸面密度为,表示 。用50张这种纸制作复习资料,若每页纸的面积为,则此复习资料纸张的质量为 g(不计印刷过程中纸张的质量变化)。
【答案】 打印纸每平方米的质量是70g 210
【详解】[1][2]打印纸面密度为,表示打印纸每平方米的质量是70g;此复习资料纸张的质量为
11.下表为部分金属的密度值,其中铁的密度为 ,体积相等的实心铝球、铁球和铜球, 球的质量最大;质量和体积均相同的铝球、铁球和铜球, 球一定是空心的。
物质
密度值(千克/米3)
铝
2.7×103
铁
7.8×103
铜
8.9×103
【答案】 铜 铜和铁
【详解】[1]由表格数据可知,铁的密度为。
[2]由表格数据可知,根据m=ρV可知,体积相等的实心铝球、铁球和铜球,铜球的质量最大。
[3]因铝球、铁球和铜球的质量相等,且,所以由可知,三球材料的实际体积关系为,又因三球的体积相等,所以,铜球和铁球一定是空心的,铝球可能是实心的,也可能是空心的。
12.【新情境】太空探测2024年5月3日“嫦娥六号”月球探测器在文昌发射,成功着陆在月球背面,并于6月25日携带月球背面“样品”1935.3克返回,实现世界首次月球背面采样返回。
(1)质量是物体所含 的多少;“样品”从月球运输到地球的过程中,其质量 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)火箭发射时向下喷出气体,同时火箭受到一个向上的推力,说明 ;当推力 火箭自身重力(选填“大于”“等于”或“小于”),火箭就升空了;
(3)如图所示,若用托盘天平测量部分“样品”质量,先把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的 处;当指针位置如图(a)所示,应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”)使天平水平平衡。称量时,天平再次平衡,右盘中砝码和游码位置如图(b)所示,则被测“样品”的质量为 千克。
【答案】(1)物质;不变;(2) 物体间力的作用是相互的;大于;(3)零刻线;左;26.6
【详解】(1)[1]在物理学中,物体所含物质的多少叫质量。
[2]质量是物体本身的一种属性,与物体所含物质的多少有关,与物体的形状、状态、位置和温度无关。“样品”从月球运输到地球的过程中,位置改变,但物体所含物质的多少不变,所以质量不变。
(2)[1]火箭对喷出的气体有向下的力,同时气体对火箭产生了向上巨大的推力,这说明物体间力的作用是相互的。
[2]力可以改变物体的运动状态,火箭加速上升时,推力大于重力。
(3)[1]天平使用前,应放在水平桌面上,并将游码移至标尺左端零刻度线处。
[2]图a中指针偏向分度盘的右边,说明天平的右边质量较大,则平衡螺母应向左调节,使横梁在水平位置平衡。
[3]物体质量等于砝码质量和游码示数之和,游码分度值为0.2g,故物体质量为
13.【核心素养】科学探究物理兴趣小组的同学们在学习测量质量和密度的方法后,准备了适量盐水、烧杯、量筒、砝码,将天平放在水平台上,游码归零,调节平衡螺母使横梁平衡,准备做以下实验:
(1)只需要测出盐水的质量,请从下面选项中选出合适的步骤并排好操作顺序: ;
(2)需要测出盐水的密度,请从下面选项中选出合适的步骤并排好操作顺序: ;
①用天平测量空烧杯的质量m1;
②用天平测量烧杯和盐水的总质量m2;
③将全部盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V1;
④将一部分盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V2;
⑤测量烧杯和剩余盐水的总质量m3;
⑥用m2-m1计算盐水的质量;
⑦用计算盐水密度;
⑧用计算盐水密度。
(3)同学们还测了一金属块的密度,当天平平衡时,盘中砝码和游码如图甲,该金属块放入量筒前、后的情况如图乙、丙所示,则金属块的密度是 kg/m3。
【答案】(1)①②⑥;(2)②④⑤⑧;(3)7.2×103
【详解】(1)只需要测出盐水的质量,可以先用天平测量空烧杯的质量m1,再用天平测量烧杯和盐水的总质量m2,即可得到盐水的质量,即。因此合适的步骤为①②⑥。
(2)要测盐水的密度,需要测出盐水的质量和体积。先用天平测量烧杯和盐水的总质量m2,将一部分盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V2,再测量烧杯和剩余盐水的总质量m3,则量筒中盐水的质量为,则可得到盐水的密度。因此合适的步骤为②④⑤⑧。
(3)由图甲可知,金属块的质量为,金属块的体积为。则金属块的密度为。
14.【新情境】民生问题为满足人民群众多样化的住房需求,许多地区对老旧小区楼房增加了外墙保温改造这一项目。某物理兴趣小组在综合实践中对保温材料的各种性能及其应用进行了研究,以下为市场上三种常用的保温材料相关信息,其中传热系数W越大,保温效果越差。
保温材料名称
传热系数W/(m2•k)
防火性能
最高使用温度/℃
Z(kg/m2)
聚氨酯泡沫
0.033
阻燃B1级
75
1.4
聚苯乙烯泡沫
0.042
阻燃B1级
65
1.0
岩棉
0.065
不燃A级
600
2.4
(1)某地秋冬季气温普遍较低,结合题干信息,你建议该地区房屋改造选择哪种保温材料,请说明理由;
(2)选择保温材料时,密度是重要考虑因素,小桂发现表格缺少密度信息,于是对三种保温材料的质量和体积进行测量,其中一种样本的质量为0.8g,体积为40cm3,求该样本材料的密度;
(3)小林发现,表格中参数“Z”的单位与密度“ρ”很相似,猜想“Z”与“ρ”在数值上可能有一定关系,即当保温材料厚度一定时,可以推导出“Z”与“ρ”的关系。根据小林猜想,结合(2)中的信息,当样本材料的厚度为5cm时,算出该样本材料的Z值,并判断该样本材料的名称。
【答案】(1)见解析;(2);(3);该样本材料是聚苯乙烯泡沫
【详解】(1)由题意可知,传热系数W越大,保温效果越差,由于该地秋冬气温普遍较低,为保温,该地区房屋改造时应选择聚氨酯泡沫作为保温材料。
(2)该样本材料的密度为
(3)密度的单位是kg/m3,“Z”的单位是kg/m2,当保温材料厚度一定时,“Z”与“ρ”的关系为,所以当样本材料的厚度为5cm时,样本材料的Z值为
查表可知,该样本材料是聚苯乙烯泡沫。
考点二 压强
【真题研析】
►考法01 影响压力作用效果的因素
1.(2022·江苏南京·中考真题)在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中,均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是( )
A.都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
B.都需要观察小桌陷入沙中的深度
C.前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D.后者实验中小桌不需要倒放
【答案】A
【详解】A.在“探究影响压力作用效果因素”实验中,选用大小不同的木块是为了改变压力大小;在“探究影响重力势能大小因素”实验中,选用大小不同的木块是为了改变质量大小,所以两个使用改变的物理量不同,故A错误,符合题意;
B.两个实验都运用了转换法,前者实验通过观察小桌陷入沙中的深度,判断压强大小;后者实验通过观察小桌陷入沙中的深度,判断重力势能的大小,故B正确,不符合题意;
C.前者实验探究压力大小对压力作用效果的影响,不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放,故C正确,不符合题意;
D.后者实验探究质量大小对重力势能大小的影响,小桌不需要倒放,只需要观察,小桌陷入沙中的深度,故D正确,不符合题意。
故选A。
2.(2023·湖南湘潭·中考真题)探究压力的作用效果与压力的关系时,保持受力面积不变。采用的方法是( )
A.类比法 B.理想实验法 C.控制变量法 D.等效替代法
【答案】C
【详解】实验中保持受力面积相同,控制了其中的一个影响因素不变,所以使用了控制变量法,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.(2019·山东滨州·中考真题)在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了乙、丙的实验结论
【答案】B
【详解】A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法,故A错误;
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法,故B正确;
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,是压力相同,受力面积越小,压力作用效果越明显,是利用了乙、丙的实验结论,故C错误;
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了甲、乙的实验结论,故D错误。
故选B。
►考法02 压强的理解及计算
4.(2024·山东青岛·中考真题)黄海海平面是中国高程系统唯一基准面,在青岛的黄海海滨矗立着一座“中华人民共和国水准零点”雕塑,标志着“高度从这里开始”,这座雕塑高6m,质量约为10t,它的四个支脚处在同一水平面上,每个支脚与地面的接触面积约为250cm2,它对地面的压强大约是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】雕塑的重力为
雕塑对地面的压力等于其自身的重力,则雕塑对地面的压强为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.(2024·西藏·中考真题)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
A.甲图中,破窗锤是通过减小受力面积的方式增大压强
B.乙图中,用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中,三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中,从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强大
【答案】A
【详解】A.由压力越大,受力面积越小,压强越大可知,破窗锤头部较尖,是通过减小受力面积的方式增大压强。故A正确;
B.液体表面上方的气压越高,沸点越高。用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的增大而升高。故B错误;
C.同种液体中,深度越深,压强越大。三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增加。故C错误;
D.在流体中流速越大的位置,压强越小。从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强小。故D错误。
故选A。
6.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为和,下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
【答案】B
【详解】甲、乙两个均匀的实心正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于其重力,则水平地面受到的压强
它们对地面的压强相等,即
因为h甲 > h乙,所以ρ甲 <ρ乙,若在两个正方体的上部分别截去相同高度,甲剩余部分对水平地面的压强为
乙剩余部分对水平地面的压强为
因为ρ甲 <ρ乙,所以
又因为
所以
即p甲>p乙。
甲对水平地面的压力为
F甲=P甲S甲
乙对水平地面的压力为
F乙=P乙S乙
因为P甲>P乙,S甲>S乙,所以F甲>F乙。综上可知,只有①③正确。
故选B。
7.(2024·山东泰安·中考真题)一辆重为的坦克静止在水平地面上,已知履带着地总面积为,它对地面的压强是 。
【答案】
【详解】坦克静止在水平地面上时对地面的压力
F=G=4×105N
对地面的压强
8.(2024·青海西宁·中考真题)如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA长1m,OB长0.6m,在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重,他在B端施加竖直向下的拉力时,杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N,两只脚与地面接触的总面积为,不计杆重与绳重,g取10N/kg。求此时:
(1)配重的重力;
(2)拉力;
(3)小宁同学对地面的压强。
【答案】(1);(2);(3)5000Pa
【详解】(1)配重的重力为
(2)杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件则有
则拉力为
(3)拉力,根据相互作用力,小宁同学受到杆的B端对其向上的力,小宁处于静止状态,受力分析可得
力的作用是相互的,则小宁对地面的压力等于支持力为
则小宁同学对地面的压强为
►考法03 判断压强的变化
9.(2024·江苏宿迁·中考真题)如图所示,是修筑公路的压路机,下列措施为了增大压强的是( )
A.碾子质量很大 B.轮胎很宽
C.用橡胶制作轮胎 D.向转轴加润滑油
【答案】A
【详解】A.碾子质量很大,对路面压力较大,在受力面积一定时,可以增大对路面的压强,故A符合题意;
B.轮胎很宽,增大了受力面积,在压力一定时可以减小压强,故B不符合题意;
C.用橡胶制作轮胎,这是利用橡胶弹性好、耐磨的特性,故C不符合题意;
D.向转轴加润滑油可以减小摩擦,故D不符合题意。
故选A。
10.(2024·青海·中考真题)在火箭与导弹领域,手工制造固体燃料依然十分重要,火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高,又因为固体燃料极其敏感,静电、不合理的摩擦,甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。如图所示,雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了( )
A.减小压强 B.减小压力
C.增大压强 D.增大压力
【答案】C
【详解】雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了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。
11.(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
【答案】C
【详解】当“奋斗者”号在水下下潜过程中,深度逐渐增大,由知道,所以受的压强逐渐增大;“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,“奋斗者”号排开海水的体积和海水密度不变,由知道,下潜过程中所受浮力不变,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12.(2024·湖北·中考真题)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面,两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 (选填“能”或“不能”)起到省力的作用;此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、,鼎受到的拉力之和为 。鼎在水中上升的过程中,其底部所受水的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 不能 减小
【详解】[1]图中的滑轮是固定的,不能随重物一起移动,所以是定滑轮,定滑轮不能省力,只能改变力的方向。
[2]两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力,鼎受到的合力方向竖直向上,所以鼎受到的拉力之和
F合=F1+F2[3]鼎在水中上升的过程中,其底部在水中的深度逐渐减小,由于液体压强随深度减小而减小,所以其底部所受水的压强减小。
►考法04 液体压强的影响因素
13.(2024·四川成都·中考真题)在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙两图,可得出结论:在同种液体中,深度越深压强越大
B.比较甲、丙两图,可得出结论:在不同液体中,深度越深压强越大
C.比较乙、丙两图,可得出结论:液体密度越小,压强越大
D.比较甲、丙两图,可得出结论:液体密度越大,压强越大
【答案】A
【详解】A.甲、乙两图,同种液体,密度相同,探头所处深度不同,乙图中,深度较大,U形管内液面的高度差较大,说明乙图中探头所在位置的液体压强较大,可得出结论:在同种液体中,深度越深压强越大,故A正确;
B.甲、丙两图,液体不同,密度不同,探头所处深度不同,没有控制探头所处深度相同,不符合控制变量法的要求,因此不能得出在不同液体中,深度越深压强越大的结论,故B错误;
C.乙、丙两图,液体不同,密度不同,探头所处深度相同,丙图中,盐水的密度较大,U形管内液面的高度差较大,说明丙图中探头所在位置的液体压强较大,可得出结论:液体密度越大,压强越大,故C错误;
D.甲、丙两图,根据B选项分析可知,不能得出液体密度越大,压强越大的结论,故D错误。
故选A。
14.(2023·湖北武汉·中考真题)同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
【答案】B
【详解】ABD.a、b在同一竖直线上,b孔的深度更大,从b孔喷出的水比从a孔喷出的水急而远,这说明水内部的压强随深度增加而增大;由于b点处水的压强要大于a处水的压强,从而导致了b处得水流速度大于a处得水流速度,所以相同时间内b孔喷出水的质量多,故AD错误,B正确;
C.由于该实验只用了水,无法判断其它液体的情况,即没有控制变量,所以,无法判断液体内部压强的大小是否与液体的密度有关,故C错误。
故选B。
15.(2022·江苏宿迁·中考真题)如图所示是小明同学探究“影响液体内部压强因素”实验时的情景,关于此操作的探究目的最合理的是( )
A.液体内部压强跟液体密度的关系
B.液体内部压强跟深度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.同一深度,液体内部向各个方向压强大小是否相等
【答案】B
【详解】A.液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。由图可知,金属盒在液体中的深度不同,根据控制变量法,不能研究液体内部压强跟液体密度的关系,故A不符合题意;
B.在两图中看出,金属盒在液体中的深度不同,故可探究液体内部压强跟深度的关系,故B符合题意;
CD.金属盒的方向相同,因此不能探究液体压强跟方向的关系,故CD不符合题意。
故选B。
16.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。当橡皮膜向一侧凸起时,可判断隔板两侧液体压强的大小,此时用到的研究方法是 ;若图中容器的隔板两侧装入的是同种液体,可判断液体压强与 有关。
【答案】 转换法 深度
【详解】[1]根据转换法,可通过橡皮膜凸出的方向判断隔板两侧液体压强的大小。
[2]若图中容器的隔板两侧装入的是同种液体,右侧深度大,橡皮膜向左凸出,说明右侧压强大,可判断液体压强与深度有关。
17.(2021·江苏·中考真题)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 c bd形变相同 变小
【详解】(1)[1]橡皮膜c下方有水,会受到向上的压强,故观察c。
(2)[2]由题,需要找同深度的橡皮膜,为bd,所以现象是bd形变相同。
(3)[3]不断增大塑料盒浸没后的深度,压强增大,橡皮膜发生形变,盒子体积变小,根据F浮=ρgV排,浮力减小。
►考法05 连通器
18.(2023·四川乐山·中考真题)以下情境与大气压强无关的是( )
A.覆在管口的纸片不掉落 B.用吸管吸饮料
C.连通器 D.塑料吸盘吸附在墙上
【答案】C
【详解】A.覆在管口的纸片不掉落是因为受到大气压的作用,故A不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.上端开口、下端连通的容器叫做连通器,连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的,与大气压强无关,故C符合题意;
D.塑料吸盘挂钩能贴在瓷砖上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
19.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)关于下面四幅图,下列说法正确的是( )
A.甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为它对地面的压力和压强都大
B.乙图是工作中的船闸,其原理是连通器
C.丙图是自制水气压计,把它从山脚移到山顶,细管内水柱下降
D.丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管水面上升是因为流速越大的位置压强越大
【答案】B
【详解】A.甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器,故B正确;
C.把自制气压计从山下移到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C错误;
D.丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管上方流速较大,压强较小,a管中液体受到向上的压强大于向下的气体压强,所以a管内的水面上升,故D错误。
故选B。
20.(2022·辽宁阜新·中考真题)下列应用实例利用连通器原理工作的是( )
A.托盘天平 B.三峡船闸 C.拦河大坝 D.水银气压计
【答案】B
【详解】A.托盘天平是等臂杠杆,利用的是杠杆平衡条件,不是连通器,故A不符合题意;
B.船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故B符合题意;
C.拦河大坝是根据液体压强随深度的增加而增大建造的,其结构不属于连通器,故C不符合题意;
D.水银气压计是根据大气压强的原理制成的,故D不符合题意。
故选B。
21.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)如图所示的容器是 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中漂浮 ②C919大客机在空中飞行 ③中国空间站绕地球飞行)。
【答案】 连通 ②
【详解】[1]图中容器底部连通,上端开口,是连通器。
[2]塞子拔出后,粗管处液柱高细管处液柱低,是因为流速大的位置压强小。
①热气球在空中漂浮,冲入密度小于空气的气体,浮力等于重力,故①不符合题意;
②C919大客机在空中飞行,是利用气体流速大,压强小的原理获得升力,故②符合题意;
③中国空间站绕地球飞行,受到地球引力,故③不符合题意。
22.(2023·山东威海·中考真题)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A”“B”或“C”)
【答案】 连通器 C
【详解】[1]如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管上端开口、底部相互连通,相当于连通器。
[2]如图所示,阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,A底端管道最宽,水流动最慢,压强最大,则水面最高,C底端管道最窄,水流动最快,压强最小,则水面最低。
23.(2023·山东聊城·中考真题)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用 (选填“红外线”或“紫外线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了 原理。
【答案】 红外线 连通器
【详解】[1]感应窗发出红外线,照射到手上,发生反射,改变传播方向,重新被感应窗接收,控制出水情况。
[2]洗脸池排水管设计的U形反水弯上部开口、下部连通,属于连通器;U形反水弯内装有水且静止时,两侧水面相平,可以防止下水道异味窜入室内。
►考法06 流体压强和流速的关系
24.(2024·四川乐山·中考真题)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AC.图中模型上下表面对称,即空气流速相同,压强相同,无压强的差值,不会获得向上的升力,故AC不符合题意;
B.图中模型上凸下平,上方空气流速快,向下压强小,下方空气流速慢,向上压强大,会产生向上的压强差,压力差,能够获得向上的升力,因此该图为机翼横截面的形状。故B符合题意;
D.图中模型上平下凸,上方空气流速慢,向下压强大,上方空气流速快,向上压强小,会产生向下的压强差,压力差,不能获得向上的升力,故D不符合题意。
故选B。
25.(2024·江苏苏州·中考真题)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.吹气时纸条向上 B.用吸管喝水
C.将硬币吹进盘中 D.吹气时乒乓球不掉
【答案】B
【详解】A.吹气时纸条上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的压强差,故纸条会向上飘,能用流体压强与流速的关系来解释,故A不符合题意;
B.吸管吸饮料时,用力吸时,管内压强减小,饮料在大气压的作用下被压入嘴里,不能用流体压强与流速的关系来解释,故B符合题意;
C.没有吹气时,硬币上方和下方的空气流速相同,硬币上方的压强等于下方的压强,硬币在重力作用下落在盘中;吹气时,硬币上方空气流速变大,压强变小,小于下方的空气压强,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,故C不符合题意;
D.对着乒乓球的上方吹气,上方空气流速增大,压强变小,下方空气流速慢,压强大,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,故D不符合题意。
故选B。
26.(2024·陕西·中考真题)风洞是一种检测飞行器性能的设施。如图,将飞行器固定在风洞中,通过人工产生并控制气流,模拟飞行器飞行时周围气体的流动。检测时,飞行器相对气流是 的,其上方气体流速大,压强 ,从而获得向上的升力。
【答案】 运动 小
【详解】[1][2]检测时,以气流为参照物,飞行器相对气流的位置发生了变化,飞行器相对于气流是运动的;其上方气体流速大,压强小,下方气体流速小,压强大,从而形成向上的压强差和压力差,获得了向上的升力。
27.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示,在两张纸中间向下吹气,纸会相互靠拢。这个现象说明:在气体中,流速越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)。
【答案】小
【详解】由于流速越大的地方压强越小,所以当向两张纸中间吹气时,中间的空气流速快,压强小,而外侧的空气流速慢,压强大,在此压强差的作用下,纸会相互靠拢。
28.(2024·宁夏·中考真题)如图所示,高铁车头采用流线型设计是为了减小 ;高铁站台设置有安全线,乘客候车时,不能越过安全线,这是因为在气体中,流速越大的位置,压强越 。
【答案】 空气阻力 小
【详解】[1]高铁车头采用流线型,车身线条更加流畅优美,车头颇像子弹头是为了减小空气阻力。
[2]流体的压强与流速有关,流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大;列车在高速行驶时,车体附近流速大,压强小,外侧的空气流速小,压强大,在内外压强差的作用下易把人压向列车,造成安全事故,故为避免候车乘客被“吸”向火车事故发生,站台上设计了安全线。
【核心精讲】
知识点01 压强
知识
概念
理解
压强
(1)物理意义:表示压力的作用效果。
(2)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(3)公式: p=
适用于所有物体间的压强计算,包括气体、固体、液体。
(4)单位:帕斯卡pa。
垂直作用在物体表面上的力叫做压力,影响压力作用效果的因素:压力大小和受力面积。
柱体产生的压强可以用p=ρgh 分析。
压强的改变
(1)减小方法:当受力面积一定时,减小压力;当压力一定时,增大受力面积。
(2)增大方法:当受力面积一定时,增大压力;当压力一定时,减小受力面积。
生活中减小、增大压强的事例。
知识点02 液体的压强
知识
概念
理解
液体
压强
(1)液体内部压强的大小特点
在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;深度越深,密度越大,液体的压强越大。
(2)液面下深度为h处液体的压强 p=ρgh
(3)压强计:测量液体内部压强的仪器。
液体内部压强只跟液体密度和深度有关。
连通器
(1)连通器:上端开口、下端连通的容器。
(2)连通器的特点
连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的。
(3)连通器的应用。
船闸是巨大的连通器。
知识点03 大气压强和流体压强
知识
概念
理解
大气
压强
(1)概念:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强。
(2)大气压的测量:托里拆利实验。
(3)气压计。
(4)大气压的变化。
(5)大气压的应用。
液体的沸点与液体表面上方的气压有关,气压降低,沸点降低;气压升高,沸点升高。
流体
压强
(1)在流体中,流速越大的位置,压强越小。
(2)飞机的升力:机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
一些与“流体压强与流速的关系”有关的事例:
火车站台的安全线、草原犬鼠的洞穴、跑车的气流偏导器等。
【命题预测】
1.【模型建构】有完全相同的两个气球A和B,A球套在一个大漏斗下方,B球套在一个细玻璃管下方,漏斗和玻璃管中都装入水,水面高度如下图所示。则( )
A.气球A胀破的可能性大 B.气球B胀破的可能性大
C.两气球胀破的可能性相同 D.无法判断两气球胀破的可能性大小
【答案】B
【详解】漏斗和玻璃管都装入水,所以液体密度相同,由AB两图可知,B液体的深度大于A液体的深度,由p=ρ液gh得,B中水对气球的压强较大,所以气球B涨破的可能性大。
故选B。
2.在太空中,航天服起着至关重要的作用,关于太空中航天服内的气压,下列说法正确的是( )
A.航天服内的气压与地球表面的气压相同
B.航天服内的气压比太空中的气压高很多
C.航天服内的气压比地球表面的气压低很多
D.航天服内的气压几乎为零
【答案】B
【详解】AD.太空中的气压几乎为零,因此航天服内的气压设定是为了适应太空环境,并非简单地模拟地球表面的气压,内设的气压约为地球气压的0.4倍,故AD错误;
BC.太空中的气压接近真空,几乎为零。航天服必须维持足够的气压以确保航天员生存。虽然航天服内的气压(约40千帕)比地球表面(约101千帕)低很多,但更强调与太空环境的对比。由于航天服需抵御外部真空,其内部气压必须显著高于太空中的气压(接近零),故B正确,C错误。
故选B。
3.将一根质量可忽略的一端封闭的塑料管倒插入液体中,塑料管在竖直向下的力F作用下保持平衡,如图所示,那么管内外液面的高度差H的大小将与下列哪个因素无关( )
A.管子的半径 B.液体的密度
C.大气压的大小 D.力F的大小
【答案】C
【详解】分析可知,管内气体的压强等于大气压与高度为H的液体产生的压强和,即,设塑料管的横截面积为S,由于塑料管受到竖直向下的压力F等于管内气体向上的压力,则有,化简得。塑料管的横截面积与管子的半径有关,所以管内外液面的高度差H的大小与管子的半径、液体的密度、力F的大小有关,与大气压的大小无关,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.【模型建构】质量相等的均匀实心正方体甲、乙置于水平地面上,如图所示。若想使甲、乙对地面的压强相等。小周和小顾提出了不同的设想。小周设想:先分别对两物体沿水平方向切去相同质量的部分后,再分别对剩余部分沿竖直方向切去相同体积的部分。小顾设想:先分别对两物体沿竖直方向切去相同体积的部分后,再分别对剩余部分沿水平方向切去相同质量的部分。对两人的设想,你认为( )
A.小周的设想可行 B.小顾的设想可行
C.两人的设想都可行 D.两人的设想都不可行
【答案】B
【详解】A.质量相等的均匀实心正方体甲、乙置于水平地面上,它们的质量相等,根据
F=G=mg
可知,它们对地面的压力相等; 先分别对两物体沿水平方向切去相同质量的部分后,剩余的质量相等,则剩余部分对地面的压力仍相等,而甲的底面积大,故甲对地面的压强较小;长方体对水平面的压强为
而再分别对剩余部分沿竖直方向切去相同体积的部分时,两长方体的密度、高度都没有改变,所以,甲对地面的压强仍小于乙,故小周设想不可行,故A不符合题意;
BCD.两正方体质量相等,而甲的体积大,故甲的密度较小;先分别对两物体沿竖直方向切去相同体积的部分后,甲的密度小,切去的质量小,故剩余的甲的质量大,且切去后甲的底面积较大;再分别对剩余部分沿水平方向切去相同质量的部分,剩余部分甲的质量仍较大,对地面的压力较大,而甲的底面积也较大,故此方法可能使得它们对地面的压强相等,故小顾设想可行。故B符合题意,CD不符合题意。
故选B。
5.【控制变量】原平整的细沙面上放上甲、乙两个质地均匀实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的密度一定比乙大 B.甲对沙子的压力一定比乙对沙子的压力大
C.甲的重力一定比乙小 D.无法判断甲、乙的质量大小
【答案】D
【详解】由图可知,甲、乙两个实心正方体放在原来平整的细沙面上时,乙的凹陷程度比较深,则乙对沙面产生的压强较大,即p甲<p乙,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,实心正方体对沙面的压强
由可知,当p甲<p乙且h甲>h乙时,ρ甲<ρ乙,即甲的密度一定比乙小;由得正方体对沙面的压力F=pS,由
得正方体的质量
由于p甲<p乙、S甲>S乙,但两者的关系不确定,则甲、乙的质量关系无法确定,根据G=mg,则甲、乙的重力关系无法确定,甲对沙子的压力和乙对沙子的压力关系无法确定,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.以下所示事例中,不能作为支持证据验证“流体的压强与流速的关系”的是( )
A.中间喷水,纸船相互靠拢
B.水平吹气,水从玻璃管上端喷出
C.飞机机翼做成图示形状
D.用吸管将饮料吸入口中
【答案】D
【详解】A.向两纸船中间喷水使水流速大,压强小,两纸船的外部水流速小,压强大,两船受到两边向内的压力差,所以纸船相互靠拢,故A不合题意;
B.从横管左端向管内吹气时,竖管上端的空气流速快、压强小,而竖管下端的大气压较大,从而形成了向上的压强差,所以水从竖管上端喷出,故B不合题意;
C.飞机的机翼做成上凸下平的形状,飞机飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速快,下方空气的压强大于上方空气的压强,从而使机翼获得了向上的升力,故C不合题意;
D.用吸管将饮料吸入口中,先将吸管内空气吸走,吸管内的气压小于外界大气压强,于是饮料在大气压强的作用下被压入口中,故D符合题意。
故选D。
7. 胶头滴管(如图)是实验室里常见的仪器。使用时按压胶头挤出里面的空气,松开手后,由于内部压强
(选填“大于”“小于”或“等于”)外界压强,液体进入滴管,完成了吸入的工作。
【答案】小于
【详解】使用时按压胶头挤出里面的空气,松开手后胶头内部的气压小于外界气压,在大气压的作用下将液体压入滴管,完成了吸入的工作。
8.【新情境】传统文化成语是中国传统文化的瑰宝,其中有些成语蕴含了物理知识。如:“冰山一角”表明冰山藏在水面下的 很大;“轻如鸿毛”表明鸿毛的 很小;“如坐针毡”表明针尖产生的 很大。(均填写物理量名称)
【答案】 体积 密度 压强
【详解】[1]“冰山一角”表明冰山藏在水面下的体积很大,只有很小一部分冒出水面。
[2]“轻如鸿毛”表明鸿毛的密度很小,单位体积的质量小。
[3]针尖受力面积小,能产生很大压强,“如坐针毡”表明针尖产生的压强很大。
9.如图所示的是某一品牌的抽油烟机正在工作时的情景。抽油烟机工作时,其内部的风扇转动,风管处空气的流速变大,压强变 ,油烟在 的作用下被压向扇口从而排出厨房。
【答案】 小 大气压
【详解】[1][2]根据流体压强与流速的关系可知,抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
10.如图所示,小球静止在地面上,紧挨墙壁,小球对墙壁 压力,小球对地面水平地面 压力。如果小球重20N,则小球对地面的压力为 N。(前两空均选填“有”或“没有”)
【答案】 没有 有 20
【详解】[1][2][3]如图所示,小球静止在水平地面上,紧挨竖直墙壁,如果小球对墙壁有压力,因力的作用是相互的,则墙壁对小球也有反作用力,则小球在水平方向上不能静止,所以小球对墙壁没有压力。小球对地面有压力,在水平地面上压力与物体的重力大小相等,小球重20N,则小球对水平地面的压力也为 20N。
11.【新情境】社会发展如图(a)所示,建造水电站时要在河道中修筑大坝。如图(b)所示,大坝的下部应当比上部更为厚实,主要原因是水的压强随 的增大而增大;为了估算建造大坝所需混凝土的质量可应用 知识;如图(c)所示,大坝边上的船闸是 应用的实例。
【答案】 深度 密度 连通器
【详解】[1]液体的压强随深度的增加而增大,为让大坝能承受更大的水压,拦河大坝要设计成下宽上窄的形状。
[2]为了估算建造大坝所需混凝土的质量,可先估测混凝土的体积,混凝土密度相对固定,再利用m=ρv估算混凝土的质量。
[3]大坝边上的船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器。
12.【核心素养】科学探究小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时,用到的压强计如图1所示;
(1)如图1,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性 (选填“良好”或“差”),如果液体内部存在压强,将探头放入液体内部,U形管两侧水面就会产生高度差,高度差的大小反映探头 (选填“A”或“B”)面所受压强大小;
(2)小明通过探究得出结论:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。继续探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表1所示。分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
9.0
9.6
10.4
11.2
12.0
(3)小明发现,虽然U形管和水槽中装入的是相同的水,但是U形管两侧水面的高度差h与探头浸入水中的深度H不相等,猜想其可能与橡皮膜发生形变有关。进一步分析数据发现,H增大时,h也随之增大,且h始终小于H。你还能从表1中发现数据变化的规律是 ,你认为数据变化呈现这种规律的原因可能是 ;
(4)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图3所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度 cm处的压强。改变,记录和对应的,多次实验,记录数据,如表所示。分析数据可知,去掉橡皮薄膜后,可以准确反映处的液体压强大小;
实验次数
1
2
3
4
5
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
(5)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H2为10.0cm,记录U形管两侧水面的高度差,如表,已知,则该未知液体的密度为 。
液体种类
酒精
水
盐水
某未知液体
10.0
10.0
10.0
10.0
8.0
10.0
11.0
15.0
【答案】(1) 良好 A;(2)大;(3) 随着H的增大,h与H的差值越来越大 由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强;(4)6.0;(5)1.5
【详解】(1)[1]用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性良好,若装置漏气,则U形管两侧的水面不会有变化。
[2]高度差的大小反映有橡皮膜一侧,即探头A面所受压强大小。
(2)U形管两侧液面高度差越大,表示液体内部压强越大;分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深压强越大。
(3)[1]还能从表1中发现数据变化规律是随着H的增大,h与H的差值越来越大。
[2]数据变化呈这种规律的原因是由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强。
(4)如图3所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的压强为
(5)根据可得该未知液体的密度
13.甲、乙两个完全相同的轻质薄壁圆柱形容器放置在水平地面上(容器足够高),甲容器内装有一定量的酒精、乙容器内装有一定量的水。把球A放入酒精中,静止时两容器内液面如图所示。(千克/米)
(1)求水面下0.1米处水的压强。
(2)若酒精的质量为1.6千克,求酒精的体积。
(3)将球A从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量为400帕、放入球前后水对容器底压强变化量为450帕。根据上述信息,能否确定球A的密度?如果能确定,请计算出;如果无法确定,请说明理由。
【答案】(1)980帕;(2)米;(3)见解析
【详解】(1)水面下0.1米处水的压强
(2)酒精的体积
(3)将球A从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量为
放入球前后水对容器底压强变化量为
压强变化量之比
则,,则A在水中处于漂浮状态,,则A的密度
考点三 浮力
【真题研析】
►考法01 浮力的产生
1.(2023·四川泸州·一模)下图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图,艇体采用轻质的复合织物材料制成,外观呈白色,囊体上层装有压缩氨气,通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度达到9032m。高度越高,大气越稀薄。不计艇体体积的变化。下列说法正确的是( )
A.浮空艇在空气中加速上升时,它的动能转化为重力势能
B.浮空艇悬于空中时,空气对它向上和向下的压力差为零
C.浮空艇的上升是靠改变它在空气中受到的浮力来实现的
D.浮空艇运动时与空气摩擦是做功的方式改变了它的内能
【答案】D
【详解】A.浮空艇在空气中加速上升时,它的质量不变,速度增大,动能增大;高度增大,重力势能增大,不是动能转化为重力势能,故A错误;
B.浮空艇悬于空中时,艇体受到空气的浮力作用,浮力等于艇体上下表面的压力差,因此空气对它向上和向下的压力差不为零,故B错误;
C.上升过程中,囊体上层装有压缩氨气,通过向艇外排出下层部分的空气,空气的密度比较大,减轻了浮空艇的重力,重力小于浮力,从而实现上升,故C错误;
D.浮空艇运动时与空气摩擦,克服摩擦做功,机械能转化为内能,是通过做功的方式改变了它的内能,故D正确。
故选D。
2.(2024·四川成都·二模)下列物体受到了浮力的是( )
A.静止在湍急河水中的柱形桥墩
B.正在水中加速下落的一块大石头
C.“飘”在太空中的天宫空间站
D.空间站里面被放在水中的乒乓球
【答案】B
【详解】A.大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故A不符合题意;
B.水中加速下沉的石头,其中上表面受到的压力大于下表面受到的压力,所以石头受到浮力作用,故B符合题意;
C.太空中没有空气,太空中的天宫空间站不受浮力,故C不符合题意;
D.太空中是接近于完全失重状态,浮力是物体的上下表面所受压力差,空间站里面被放在水中的乒乓球和水都处于失重状态,二者没有相互作用力,因此乒乓球不受浮力,故D不符合题意。
故选B。
3.(2024·河南周口·模拟预测)中国航天员在中国空间站进行的太空授课,被称为“天宫课堂”。空间站里的航天员王亚平把乒乓球浸到 水里,手移走后乒乓球并没有像北京演播室里那样浮在水面上,而是停留在了水中。下列说法正确的是( )
A.北京演播室里乒乓球上浮时所受的浮力变大
B.空间站里的乒乓球停留在水中,是因为其重力大于所受浮力
C.空间站的水杯中,越深的地方受到的液体压强越大
D.空间站里的乒乓球停留在水中,是因为其上下表面没有压力差
【答案】D
【详解】A.北京演播室里乒乓球上浮时,根据可知,所受的浮力不变,在露出水面的过程中,浮力减小,最后漂浮时,浮力等于重力。故A错误;
BD.在空间站将乒乓球按入水中,水几乎不受重力,则水内几乎没有压强,则乒乓球不受水的压力,故乒乓球几乎不受浮力,故B错误,D正确。
C.在空间站里水几乎不受重力,则水不向下流动,所以水内几乎没有压强,故C错误;
故选D。
4.(2024·山东济南·二模)如图所示,福建泉州的洛阳桥是中国古代桥梁建筑史上的杰作,素有“海内第一桥”之称。据《天工开物》记载:筏形基础、种蛎固基法、浮运架梁法是洛阳桥的三大创新。“筏形基础”是向桥梁中轴线方向的江底抛置大量的石块,形成一条像筏子一样的矮石墙,它在水中 (选填“受”或“不受”)到浮力作用。以矮石墙作为桥的基础,在上面建设桥墩,由于其底面积大,在压力相同时,可以减小基底的 ,有效地增强基底的整体性,调整不均匀沉降。
【答案】 不受 压强
【详解】[1]“筏形基础”是向桥梁中轴线方向的江底抛置大量的石块,形成一条像筏子一样的矮石墙,它的底部不受水的压力的作用,浮力是由于物体上下表面的压力差引起的,则它在水中不受到浮力作用。
[2]以矮石墙作为桥的基础,在上面建设桥墩,由于其底面积大,在压力相同时,通过最大受力面积,可以减小基底的压强,有效地增强基底的整体性,调整不均匀沉降。
5.(2024·四川内江·二模)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于静止状态,此时物体所受浮力大小为2N,方向 ;如将物体再下沉5cm,其上表面受到液体的压力变为3N,则下表面受到的压力为
【答案】 竖直向上 5
【详解】[1]浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力,浮力的方向竖直向上。
[2]根据浮力产生的原因,下表面受到的压力为
F下=F浮+F上=3N+2N=5N
►考法02 浮力的相关计算
6.(2022·广西河池·中考真题)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为
D.丙图中盐水的密度为
【答案】B
【详解】A.石块浸没在水中后,弹簧测力计对石块的拉力变小了,说明石块受到竖直向上的浮力,故A错误;
B.由图甲可知,物体的重力G=2N,由图乙可知,石块浸没在水中时弹簧测力计的示数,则石块在水中受到的浮力为
故B正确;
C.石块浸没在水中时,根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
故C错误;
D.物体的重力G=2N,由图丙可知,石块浸没在盐水中时弹簧测力计的示数,则石块在盐水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,盐水的密度为
故D错误。
故选B。
7.(2022·四川广元·中考真题)在物理实验操作考试中,小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示;然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,水未溢出,g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.下列说法中正确的是( )
A.物块受到的重力是10N
B.物块完全浸没在水中受到的浮力是0.64N
C.物块的密度为6g/cm3
D.物块刚好浸没时,物块下表面受到水的压强是1.25×103Pa
【答案】C
【详解】A.由图可知当物体没有浸入液体中,弹簧测力计示数为12N,说明物体重力为12N,故A错误;
B.物体完全浸没在水中后,弹簧测力计示数为10N,则物体受到浮力
故B错误;
C.由B知物体在水中受到浮力为2N,可得物体的体积
物体的密度
故C正确;
D.由乙图可知,物体刚好完全浸没时h=4cm,则物体下表面受到压强
故D错误。
故选C。
8.(2024·海南·中考真题)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3。()
【答案】 2
【详解】[1]柱体上表面恰好与水面相平,则上表面受到水的压力为0,则它受到的浮力为
[2]柱体的重力为
柱体的质量为
柱体的体积为
柱体的密度为
9.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
【答案】 2.0 1000 0.5
【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知
[2]由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强
[3]圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力
►考法03 浮沉条件及应用
10.(2024·江苏淮安·中考真题)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上.现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是( )
A.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B.木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
【答案】C
【详解】A.容器对地面的压力等于容器、液体、杯子和木块的重力之和,甲、乙中容器、杯子和木块重力相同。水和盐水的体积相同,盐水的密度大,根据可知,乙中盐水的质量更大,因此盐水的重力更大,两容器的底面积相同,根据可知,乙对地面的压强更大,故A错误;
B.由图可知,木块在甲容器中放在杯子中,受到杯子的支持力,大小等于木块的重力,木块没有排开液体,即没有受到浮力。木块在乙中排开了液体,受到的了浮力,木块的密度未知,因此无法得出浮力与重力的关系,综上所述,木块在甲容器中受到的浮力小于在乙容器中受到的浮力,故B错误;
C.甲中,杯子和木块整体漂浮在水中,整体受到的浮力等于整体的重力;乙中,杯子和木块整体悬浮在水中,整体受到的浮力等于整体的重力。因此甲、乙中整体受到的浮力相同,乙中盐水的密度更大,根据可知,甲中排开液体的体积大于乙中排开液体的体积,根据可知,甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度,故C正确;
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,根据可知,杯子和木块受到的压强增大,但整体内部没有空气,整体的体积不会改变,因此整体受到的浮力不变,仍等于整体的重力,故仍悬浮在液体中,不会沉底,故D错误。
故选C。
11.(2024·四川巴中·中考真题)一个体积为100cm3、质量为90g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( )
A.漂浮 0.9N B.漂浮 1N C.沉底 0.9N D.沉底 1N
【答案】A
【详解】当小球完全浸没后受到的浮力为
小球的重力为
由于可知,小球会加速上浮,最终漂浮,浮力等于重力为0.9N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(2024·四川内江·中考真题)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
【答案】B
【详解】AB.当驱逐舰从海洋驶入长江时,仍然处于漂浮状态,所以,浮力仍然等于重力,故浮力不变,故A不符合题意,B符合题意;
CD.由于
ρ海水>ρ水
液体密度变小,所以排开水的体积增大,即舰船的吃水深度变大,故CD不符合题意。
故选B。
13.(2024·贵州·中考真题)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。
【答案】 上浮 大于
【详解】[1]根据浮与沉的条件,茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,根据F浮=ρ液V排g可知,浮力增大,由于浮力大于重力,所以茶叶上浮。
[2]过一段时间,由于茶叶吸收了水分,茶叶的平均密度大于水的密度,所以将会下沉到杯底。
14.(2024·四川眉山·中考真题)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力 ,液体对杯底的压强 (选填“<”“=”或“>”)
【答案】
【详解】[1]由图可知,简易密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,此时浮力等于重力,因同一支密度计的重力不变,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即
[2]由图知,密度计排开甲液体的体积大于排开乙液体的体积,密度计在两种液体中所受的浮力相等,根据可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,乙容器内液面高度较高,根据可知,甲烧杯底部受到的液体压强较小,即
15.(2023·四川绵阳·中考真题)甲、乙、丙是三个体积、形状相同的球,完全浸入水中后由静止释放,最后情况如图所示,则受浮力最小的是 球,重力最大的是 球。(选填“甲”“乙”或“丙”)
【答案】 甲 丙
【详解】[1][2]由图可知,三个球排开水的体积
因为
可知,三个球受到的浮力
即甲球受到的浮力最小;由图可知,甲漂浮,乙悬浮,丙沉底,则
所以
即丙球的重力最大。
►考法04 浮力实验
16.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
【答案】(1)甲、乙;(2)偏小;(3)B;(4)丁甲乙丙;(5);(6)能
【详解】(1)由图甲可知,物块的重力为2N,由图乙可知,将物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1N,因此物块受到的浮力大小为
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致溢出水的体积偏小,则导致测出的偏小。
(3)为了得到更普遍的结论,应该选择不同的液体或者物体重复试验,使用相同的方案和器材多次测量是没有意义的。故选B。
(4)实验步骤的最佳顺序是先测出空小桶的重力,再测出物块的重力,然后将物块浸没在水中进行排水,最后测得小桶和溢出水的总重力,所以最佳顺序是丁甲乙丙。
(5)物块的体积为
则物块的密度为
(6)将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,木块的浮力可以由漂浮时浮力等于重力得到,根据原来的方法得到,所以也能得到与(1)相同的结论。
17.(2024·内蒙古通辽·中考真题)小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3();
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F1、F2,则石块受到的浮力表达式F浮= ,密度表达式 (以上两空用F1、F2、等符号表示)。
【答案】(1) 13.2 1.32×103;(2) 恢复原状 1.1×103;(3) F1-F2
【详解】(1)[1]由图甲可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为3.2g,则萝卜块的质量
[2]由乙图可知,量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积为50mL,量筒中水和萝卜块的总体积为60mL,则萝卜块的体积
V萝卜=60mL-50mL=10mL=10cm3
则萝卜块的密度
(2)[1]向隔板左侧倒入10cm酱油,向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜恢复原状,则橡皮膜左右两侧液体压强相等,由液体压强公式,便于计算酱油的密度。
[2]向隔板左侧倒入10cm酱油,向隔板右侧倒入11cm水,橡皮膜恢复原状,则橡皮膜左右两侧液体压强相等,即
由液体压强公式可得
代入数据可得酱油的密度
(3)[1]由图丁可知,弹簧测力计挂着石块,弹簧测力计示数为F1,则石块的重力
G=F1弹簧测力计挂着石块浸没在水中,弹簧测力计示数为F2,则由称重法可得,石块受到的浮力
[2]由阿基米德原理可得石块的体积
石块的密度
18.(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
【答案】(1)1.4;(2) 变小 不变 物体排开液体的体积;(3)体积 相等;(4)丙
【详解】(1)测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2)[1][2][3]由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[1][2]根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4)当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;结合图可知,液体会对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差
F差=F向上-F向下
实际上,这个压力差就是液体对物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
【核心精讲】
知识点01 浮力
知识
概念
浮力
(1)浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,常用字母F浮表示。
(2)浮力的方向:竖直向上。
(3)称重法测浮力:F浮=F1-F2。
(4)浮力产生的原因
液体对物体向上和向下的压力差产生的,即F浮=F1-F2。
决定浮力大小的因素
物体在液体中所受的浮力大小,跟它排开液体的体积有关,跟液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
知识点02 阿基米德原理
知识
概念
理解
阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)数学表达式: F浮=G排=m排g=ρ液gV排
该定律也适用于气体。
验证阿基米德原理
(1)测量浮力的方法(称重法) :F浮=F1-F3。
(2)测量排开液体所受的重力(溢水法):G排=F4-F2
知识点03 物体的浮沉条件及应用
知识
概念
物体的浮沉条件
(1)比较浮力与重力
①若浮力F浮>G,则物体会上浮,最后漂浮;
②若浮力F浮=G,则物体会悬浮,可停在液体内部任意位置;
③若浮力F浮<G,则物体会下沉,
(2)比较物体密度与液体密度
①当ρ液>ρ物时,物体上浮;
②当ρ液= ρ物时,物体悬浮;
③当ρ液<ρ物时,物体下沉。
浮力的应用
(1)轮船的工作原理
把轮船做成“空心”体后放在水里,排开的水较多,因而受到较大的浮力。
(2)潜水艇
因为潜水艇浸没在水里时,所受浮力基本不变,靠改变自身重力实现浮沉。
(3)气球和飞艇
通过充入密度小于空气的气体,使气球受到的浮力大于自身的重力而升空。
(4)密度计
密度计在液体中是漂浮的,受到的浮力等于它自身的重力且不变。根据F浮=ρ液gV排可知,放在密度比较大的液体里,它浸入液体的体积小,上浮一些。
【命题预测】
1.【情境创设】把一个密度为、体积为的圆柱体,放入盛有150g水的容器中,该圆柱体最终( )
A.一定漂浮 B.一定悬浮 C.一定沉底 D.漂浮或沉底
【答案】A
【详解】圆柱体密度为,水的密度为。则圆柱体的密度小于水的密度,根据物体的浮沉条件可知,圆柱体一定会漂浮,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.【图像问题】小华同学对“阿基米德原理”进行实验验证时,对物块下表面刚接触水面(图甲)到下降到浸入水中一定深度处(图乙)这一过程进行分析。若物体受到的浮力为、溢水杯中水对容器底部压强为、溢水杯对地面的压强为、小烧杯对地面的压强为,它们随物体下降距离h的变化图像(图丙)正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】物块下降高度h为0时,物体受到的浮力为0,从开始浸入水中到浸没前,受到的浮力与下降的高度成正比,浸没后受到的浮力不变,第一个图像正确;在物体浸入过程中,溢水杯中水的深度不变,溢水杯中水对容器底部压强不变,第二个图像错误;在物块浸入溢水杯时,由于溢水杯中装满水,则溢出水受到的重力等于浮力,相当于溢水杯中既没有增加水也没有减少水,所以溢水杯对地面的压强不变,第三个图像错误;在物块没有浸入溢水杯时,小烧杯对地面有压强,在物块浸入溢水杯的过程中,物块排开水的体积增大,小烧杯中的水变多,重力增大,对地面的压强增大,在物块完全浸入水中后,物块排开水的体积一定,小烧杯中的水一定,重力一定,对地面的压强一定,第四个图像正确。故B正确,ACD错误。
故选B。
3.【新情境】军事发展当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法正确的是( )
A.潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力大于其重力
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水箱中的水
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,其所受浮力变大
【答案】C
【详解】A.潜艇在高密度水层悬浮时,潜艇处于静止状态,所受的浮力等于其重力,故A错误;
B.由阿基米德原理知道,潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,不变,变小,因此所受的浮力变小,故B错误;
C.潜艇遭遇“掉深”时潜艇受到的浮力小于重力,因此进行自救时,需快速排出水箱中的水,减小潜艇的重力,从而使重力小于潜艇受到的浮力才能重新上浮,故C正确;
D.由阿基米德原理知道,潜艇从刚露出水面至漂浮在水面的过程,所受的浮力变小。故D错误。
故选C。
4.如图,体积相等的甲、乙两实心球分别静止在同一水中不同的位置(其中乙球受到容器底部的支持力),下列说法正确的是( )
A.甲球受到的浮力最大
B.往水中加入足够量的酒精可使乙球上浮(酒精的密度比水小)
C.如果把甲球露出水面的那部分切去,则甲球将会悬浮在水中
D.乙球的密度一定大于水的密度
【答案】D
【详解】A.因为两个小球体积相同,由图可以看出,两个小球排开液体的体积大小为
根据可知,甲球受到的浮力最小,故A错误;
B.因为酒精的密度比水小,当往水中加入足够量的酒精时,可知,乙球受到的浮力更小,所以乙球继续沉底,不可能上浮,故B错误;
C.如果把甲球露出水面的那部分切去,甲球的受到的重力减小,若甲球悬浮,其受到的浮力不变,此时甲球受到的浮力大于其重力,所以甲球会上浮,故甲球不可能悬浮,故C错误;
D.由于乙球沉底,由于
又
可得
可知乙球的密度一定大于水的密度,故D正确。
故选D。
5.悬浮在水中的铁球( )
A.一定空心 B.可能空心
C.一定实心 D.无法判定
【答案】A
【详解】因为铁的密度大于水的密度,放入水中一定是沉入水底,然而铁球悬浮在水中,故铁球一定是空心的,故A正确,BCD错误。
故选A
6.【跨学科】生产实践芜湖港是安徽省最早对外开放的一类口岸,地处青弋江、运漕河与长江汇合处,是长江溯流而上的最后一个深水良港。如图所示,排水量为1000t的货轮正在卸载货物。将一个质量为26t的集装箱从船上吊起时,船会 一些,船所受的浮力会减小 N。(g取)
【答案】 上浮
【详解】[1][2]当吊车将一个重为26t的集装箱从船上吊起时,船的重力会减小,根据漂浮条件知浮力会减小,根据F浮=ρ液gV排,排开水的体积会减小,船会上浮一些;因为漂浮时浮力等于重力,重力减小,浮力也减小,减小的浮力等于减小的重力,即减小的浮力为
ΔF浮=ΔG=Δmg=26×103kg×10N/kg=2.6×105N
7.【新情境】古代技术在我国元代的《熬波图》中已经记载了人们估测盐水密度的方法:准备四种密度不同的对照液体,将四颗莲子分别浸在四种对照液体中,浸透后,莲子的密度与对照液体密度相同。再将莲子放入盛有盐水的竹管内,根据莲子的浮沉情况即可估测盐水的密度范围。
(1)这种方法与密度计原理相类似,都是应用了 。
(2)将四颗体积相同,浸在不同对照液体中的莲子放入盛有盐水的竹管内,莲子静止时如图所示,请判断:这四颗莲子密度的大小关系,并说明理由。 。
【答案】(1)物体的浮沉条件;(2)ρD>ρC>ρA>ρB;
【详解】(1)这种方法与密度计原理相类似,都是应用了物体的浮沉条件,通过物体在液体中的浮沉情况来反映液体的密度大小。
(2)由图可知,D悬浮在盐水中,D的密度等于盐水的密度;A、B、C漂浮在盐水中,它们的密度都小于盐水的密度;当物体处于漂浮状态时,受到的浮力等于重力,即F浮=G,结合阿基米德原理及密度、重力公式,可解得,莲子体积相同,它们排开盐水的体积关系为VC>VA>VB,则它们的密度关系为ρC>ρA>ρB,所以,这四颗莲子密度的大小关系为:ρD>ρC>ρA>ρB。
8.小华同学利用家里的胡萝卜自制了“潜水艇”,如图所示。刚开始“潜水艇”沉入水底,当插入一支吸管后,“潜水艇”便上浮了;插入三支吸管后,“潜水艇”继续上浮。“潜水艇”沉入水底时,所受的浮力 重力;当插入吸管后,“潜水艇”所受的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 小于 增大
【详解】[1]由物体的浮沉条件可知,当“潜水艇”沉入水底时,所受的浮力小于重力。
[2]当插入吸管后,“潜水艇”排开水的体积增大,根据,“潜水艇”所受的浮力增大。
9.某同学利用如下图所示的实验过程验证阿基米德原理(实验中的液体是水)。若不考虑实验顺序对实验误差的影响,则 用计算出物体所受的浮力, 用计算出物体排开水的重力。(均选填“可以”或“不可以”)
【答案】 可以 不可以
【详解】[1]根据称重法可知,可以用计算出物体所受的浮力。
[2]由图甲可知,溢水杯中的水并未装满,故小桶中水的体积小于物体排开液体的体积,故不可以用计算出物体排开水的重力。
10.【新情境】旅游景点炎炎夏日,人们想到许多避暑的好方法。下图所示的是游客在南昌梅岭大峡谷景区体验漂流的场景。游客乘坐的漂流艇能浮在水面上,是因为它受到了 力的作用,该力的方向是 的。
【答案】 浮 竖直向上
【详解】[1]游客乘坐的漂流艇能浮在水面上,是由于受到液体施加的向上托起的力,即浮力。
[2]漂流艇浮在水面上时受到的重力跟浮力为一对平衡力,大小相等、方向相反,故浮力方向为竖直向上。
11.【科学小实验】亲爱的同学,请你运用所学知识完成下列实验:
(1)探究影响浮力大小的因素:如图A所示,为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,接下来的操作是 ,并观察弹簧测力计示数的变化。将水换成酒精,比较物体在两种液体中浸没时弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与 的关系;
(2)验证阿基米德原理:在如图B所示的实验中,将一个悬挂在弹簧测力计下、重力为10N的金属块浸在水中,弹簧测力计的示数为8N,则该金属块受到的浮力大小为 N。该实验是要研究物体所受浮力与它排开液体 之间的大小关系;
(3)测液体的密度:如图C所示的是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块的重力是 N,金属块在水中受到的浮力是 N,所测液体的密度是 。(g取)
【答案】(1)减小物体排开水的体积;液体的密度;(2)2;重力;(3)4.8;2;
【详解】(1)[1]要探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应在其它条件不变的情况下,改变物体排开液体的体积,接下来可以减小物体排开水的体积,并观察弹簧测力计的示数。
[2]将水换成酒精,物体在两种液体中浸没时,排开液体的体积相同,液体的密度不同,可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系。
(2)[1]据称重法知,该金属块所受到的浮力大小
[2]图B中,水装在量筒中,将金属块浸没在水中,通过量筒水面的变化,可求得,金属块排开水的体积,从而求得,排开水的重力,通过测力计的示数变化,可求得金属块所受的浮力,则实验可探究物体所受浮力与它排开液体重力之间的大小关系。
(3)由图C知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4.8N,则金属块的重力为4.8N。
[2]金属块浸没水中,测力计的示数为2.8N,所受的浮力。
[3]金属块浸没水中排开水的体积,即金属块的体积为
金属块浸没在某液体中,测力计的示数为2.4N,所受的浮力
液体的密度
12.【科学实践】国庆假期、学校展开自制科学仪器的科学竞赛,小明在学习完浮力后在家自制密度计,并在家完成了水的密度的标注。
(1)在校内科学老师指导下,小明将密度计放在食用油中进行标刻,则你认为食用油的刻度应该标在 (填“p点”或“q点”);
(2)如图乙所示,小明将密度计放在食用油中后发现密度计沉底,请你帮助小明,如何操作能让密度计正常使用: (写出一种方法即可);
(3)小明对它能测的最小密度起了兴趣,已知小明的密度计近似是一个圆柱体,用刻度尺量出标注水的密度距密度计底端长度为L1,整根密度计长度为L2,试用已知物理量推理出该自制密度计可以标刻的最小密度值为 (水的密度用表示)。
【答案】(1)p点;(2)加油或者换用更细长的容器;(3)
【详解】(1)密度计在测液体密度时总处于漂浮状态,它受到的浮力等于重力,因此浮力保持不变。根据可知,食用油的密度小于水的密度,则此时密度计在食用油中的深度大于在水中的深度,即刻度应该在p点。
(2)根据题意可知,要使密度计漂浮在液面上,需要增大密度计的浮力,则要增大浸入液体中的深度,那么可以加油。
(3)当液体密度最小时,密度计浸入的深度最大,等于密度计整根的长度L2,根据浮力大小不变得
则可以测量的最小密度值
13.【核心素养】科学探究小明利用如图所示的装置探究浮力大小与哪些因素有关。
(1)其中弹簧测力计是测量 (选填“质量”或“力”)大小的仪器;如图所示,弹簧测力计的读数是 N;
(2)本实验采用了 法,其中图A、B是为了验证,当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受浮力 ;图B、C是为了验证,浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的 无关;图C、D是为了验证物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力 。
【答案】(1) 力 2.8;(2) 称重 越大 深度 越大
【详解】(1)[1]弹簧测力计是测量力的工具。
[2]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为2.8N。
(2)[1]物体在液体中所受浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,在研究与其中某一因素的关系时,控制另一影响因素不变。实验中采用了控制变量法。
[2]图A、B两实验,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,且物体排开液体的体积越多,受到的浮力越大。
[3]图B、C两实验,液体的密度相同,排开液体的体积相同,浸在液体的深度不同,所受的浮力不变。说明浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的深度无关。
[4]图C、D两实验,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,且液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
14.【新考法】小刚借来楠楠“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验报告进行学习。
(1)学习时,小刚发现实验报告中有两个猜想没填上,如下表所示,请你根据前面的生活事例还原合理猜想。猜想2: ;猜想3: ;
生活事例
猜想
1.将浮于水面的塑料瓶往水中按,塑料瓶进入水中深度越大,感觉需要的力越大。
1.浮力大小与物体进入液体中的深度有关。
2.往盛有沉底鸡蛋的水杯里加盐,鸡蛋漂浮起来了。
3.铁块在水杯里沉底,相同体积的木块在水里漂浮。
(2)楠楠为了验证以上三种猜想,设计了如图所示的实验步骤:
①小刚发现楠楠的实验步骤顺序不是最佳,最佳的步骤顺序应为 (填序号);
②小刚根据a、c、d、e深入分析得出结论:浮力大小与 有关,与物体浸入液体的深度 ;
③通过a、e、f可以对猜想 (填序号)进行验证,根据实验数据可知物体浸没在水中所受浮力大小为 N,f图中液体的密度为 。
【答案】(1)浮力大小与液体的密度有关;浮力大小与物体的密度有关;(2)b、a、c、d、e、f;物体排开液体的体积;无关;2 ;1.5;
【详解】(1)[1]往盛有沉底鸡蛋的水杯里加盐,液体密度变大,鸡蛋漂浮起来了,据此可以猜想:浮力大小与液体的密度有关。
[2]铁块在水杯里沉底,相同体积的木块在水里漂浮,铁块和木块的密度不同,据此可以猜想:浮力大小与物体的密度有关。
(2)[1]为避免重复的步骤,使得操作更流畅,最佳的步骤顺序应为b、a、c、d、e、f。
[2][3]c、d中,物体排开液体的体积不同,测力计示数不同,则浮力不同,可得:浮力大小与物体排开液体的体积有关;d、e中,物体排开液体的体积相同,深度不同,测力计示数相同,则浮力相同,可得:浮力与物体浸入液体的深度无关。
[4]e、f中只有液体密度不同,可以验证浮力大小与液体的密度是否有关。
[5]根据a、d,结合称重法可知物体浸没在水中所受浮力大小为
[6]物体排开液体的体积为
根据a、f,结合称重法可知物体浸没在未知液体中的浮力为
则f图中液体的密度为
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$$模块二 力学
专题04 密度、压强和浮力
目 录
01考情透视·目标导航 1
02知识导图·思维导航 2
03核心精讲·题型突破 4
考点一 密度 4
【真题研析】 4
►考法01 质量 4
►考法02 天平的使用与读数 5
►考法03 密度 5
►考法04 密度的测量 6
【核心精讲】 8
知识点01 质量 8
知识点02 密度 8
知识点03 密度的测量 9
【命题预测】 9
考点二 压强 13
【真题研析】 13
►考法01 影响压力作用效果的因素 13
►考法02 压强的理解及计算 13
►考法03 判断压强的变化 15
►考法04 液体压强的影响因素 16
►考法05 连通器 17
►考法06 流体压强和流速的关系 18
【核心精讲】 20
知识点01 压强 20
知识点02 液体的压强 20
知识点03 大气压强和流体压强 21
【命题预测】 21
考点三 浮力 26
【真题研析】 26
►考法01 浮力的产生 26
►考法02 浮力的相关计算 27
►考法03 浮沉条件及应用 28
►考法04 浮力实验 30
【核心精讲】 31
知识点01 浮力 31
知识点02 阿基米德原理 32
知识点03 物体的浮沉条件及应用 32
【命题预测】 33
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01考情透视·目标导航
考点要求
课标要求
命题预测
密度
1.2.2 知道质量的含义。会测量固体和液体的质量。
1.2.3 通过实验,理解密度。会测量固体和液体的密度。能解释生活中与密度有关的一些物理现象。
1.2.4 了解关于物质属性的研究对生产生活和科技进步的影响。
密度考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式进行考查,考查的命题点有:质量的概念及其测量、物体质量的估测、对密度概念的理解、密度公式的简单计算、密度与温度的关系、测量物质的密度。常结合生活中常见物理现象、应用等以文字或图表结合的形式呈现。其中物体质量的估测、密度的简单计算、物质密度测量属于常考热点 ,也可能与压强、浮力等考点结合命题。
压强
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
压强考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式考查,考查的命题点有:压力与重力的区别、压强的概念及计算、增大和减小压强的方法、液体压强的特点及计算、连通器原理、大气压强的存在与测量、流体压强与流速的关系。常结合日常生活现象、交通工具、建筑设施、实验装置等,以文字、图表、图像等形式呈现。其中压强的计算、液体压强特点、流体压强与流速关系是常考热点,也可能与浮力等知识综合考查 。
浮力
2.2.9 通过实验,认识浮力。探究并了解浮力大小与哪些因素有关。知道阿基米德原理,能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。
浮力考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题形式考查。考查的命题点有:浮力的概念与产生原因、阿基米德原理、物体的浮沉条件、浮力大小的计算 、漂浮问题的特点及应用。常结合生活中船舶、潜水艇等实例,或实验场景,以文字、图表等形式呈现。其中阿基米德原理的应用、物体浮沉条件的判断是常考热点,也可能与压强、密度、简单机械等知识综合考查。
02知识导图·思维导航
03核心精讲·题型突破
考点一 密度
【真题研析】
►考法01 质量
1.(2023·湖南永州·中考真题)在劳动实践课上,同学们扛上锄头去菜地挖地种菜,请你估测一把锄头的质量最接近( )
A.1500mg B.1500g
C.1500kg D.1500t
2.(2022·湖南湘西·中考真题)一个物体的质量是50kg,通常情况下这个物体应该是( )
A.一个中学生 B.一本书 C.一只猫 D.一块饼干
3.(2024·广东·中考真题)嫦娥五号携带月壤样品返回地球。从月球到地球,样品的质量( )
A.变为原来的一半 B.保持不变
C.变为原来的2倍 D.变为原来的4倍
4.(2024·广东深圳·中考真题)2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。嫦娥六号从月球带回月壤,月壤的( )
A.质量不变 B.质量变小 C.重力变小 D.重力不变
5.(2024·山东滨州·中考真题)篆刻艺术是镌刻在中华艺术文脉上的古老印记。作为国粹之一,被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》。如图所示,一位艺术家正在篆刻一枚方章,与篆刻前相比,篆刻后方章的质量 ,密度 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.(2024·四川广安·中考真题)水是人类赖以生存的宝贵资源,节约用水是每个公民应尽的义务。在对水循环进行探究时,小月将冰块装入一个质量为20g的烧杯中,利用天平测出它们的总质量如图所示,由此得出这块冰的质量为 g;如果这块冰完全熔化成水,其质量 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
►考法02 天平的使用与读数
7.(2023·重庆·中考真题)小明按托盘天平的使用要求,正确测量正方体木块的质量,天平平衡时,如图所示。下列说法正确的是( )
A.天平的实质是省力杠杆
B.被测木块的质量为20.4g
C.图中木块对托盘的压强小于砝码对托盘的压强
D.测量结束后,可以直接用手将砝码放回砝码盒
8.(2024·四川成都·中考真题)同学们使用天平和量筒测量酱油、盐水和纯净水三种液体的密度。根据你已有的知识和经验判断,三者中密度最小的是 。将装有适量酱油的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中砝码和标尺上的游码如图所示时,天平再次平衡,则酱油和烧杯的总质量为 g。
9.(2023·江西·中考真题)如图所示,是某同学放在水平台上的托盘天平。他调节横梁平衡时,应先将游码移到标尺的 ,再将 侧的平衡螺母向 调节,使 指在分度盘的中央红线处,此时天平横梁水平平衡。
►考法03 密度
10.(2022·山东德州·中考真题)现有两个形状、体积完全相同的玉石摆件a和b,其中一个空心。为加以鉴别,先将a、b分别放在已经调好的天平上,当天平再次平衡时,游码位置如图甲所示,然后将a放入盛水的量筒中,放入前后量筒的示数如图乙所示,已知玉石的密度为。下列说法正确的是( )
A.标尺上游码的示数为3.1g B.摆件a是空心的
C.摆件a的质量为64g D.若摆件破损后,玉石的密度将变小
11.(2023·海南·中考真题)下列现象中,密度变大的是( )
A.铁棒磨成针 B.冰熔化成水
C.橡皮泥捏成小船 D.氧气瓶内的氧气用了一段时间
12.(2023·山东潍坊·中考真题)图示为用水泥砖块铺修地面的情景,下列对于工人手中所拿砖块的估测,最符合实际的是( )
A.宽约10cm B.体积约 C.质量约10kg D.密度约
13.(2023·辽宁本溪·中考真题)如图,化学老师检验氢气纯度时,用拇指堵住集满氢气的试管口,靠近火焰,移开拇指点火,会发出尖锐的爆鸣声或很小的声音,根据声音的不同来判断氢气纯度,说明声可以传递 (填“信息”或“能量”)。其中“很小”是指声音的 (填声音的特性)小。因为氢气密度比空气密度 ,所以检验时试管口要朝下,防止氢气逸出。
14.(2022·广西桂林·中考真题)小桂带了一瓶水进入中考考场,在考试过程中,小桂喝掉一部分水后,瓶中水的质量 、密度 (均选填“增大”、“减小”或“不变”)。
15.(2022·广西河池·中考真题)某品牌盒装酸奶净含量250g,酸奶的体积约200mL,可估算酸奶的密度为 g/cm3;如果从酸奶盒中倒出一半酸奶后,剩余酸奶的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
►考法04 密度的测量
16.(2024·山东淄博·中考真题)在测量液体密度时,用调好的天平测出烧杯和液体的总质量是72g,再将烧杯中的部分液体倒入量筒中(图甲),用天平测出烧杯和剩余液体的质量(图乙),下列分析正确的是( )
A.量筒中液体的体积是
B.实验时图乙中添加砝码的合理顺序是5g、10g、20g
C.量筒中液体的质量是39g
D.液体的密度是
17.(2024·山东滨州·中考真题)用天平和量筒测量固体密度的实验中,下列说法正确的是( )
A.测量时先测物体的体积,再测物体的质量
B.用调好的天平称量物体质量时,物体应放在天平的左盘中
C.称量物体质量过程中,若横梁不平衡,可调节平衡螺母
D.使用量筒测量体积时,可以俯视读数
18.(2024·山东东营·中考真题)某同学为测量一木质小挂件的密度,选用以下器材:天平(带砝码)、量筒、烧杯(装有足量水)和长钢针,进行实验。
(1)把天平放在水平桌面上,游码移动到标尺左端的 处,此时指针位置如图甲所示,则应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使横梁平衡;
(2)将挂件放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码,当天平平衡时,砝码质量及游码在标尺上的位置如图乙所示,其质量为 g;
(3)用烧杯向量筒中倒入60mL的水,将挂件放入量筒,然后用长钢针按住挂件使其刚好浸没于水中,量筒中的水面如图丙所示。算出挂件的密度为 kg/m3;
(4)因木质挂件具有吸水性,实验测得的密度值 (选填“偏大”或“偏小”);
(5)有同学提出:不用天平,仅使用其他上述器材也可测出该挂件的密度。请写出实验步骤和密度的表达式(水的密度用水表示,其他符号自定)。
【实验步骤】 ;
【密度表达式】 。
19.(2024·江苏淮安·中考真题)小明在测量橙汁密度时,进行了如下操作:
(1)将天平放在水平台面上,把游码移至零刻度线处,发现指针位置如图甲所示。要使横梁水平平衡,应将平衡螺母向 调。
(2)为了减小实验误差,下列步骤最合理的顺序是 。
A.将烧杯中的橙汁全部倒入量筒,如图乙所示,橙汁的体积为
B.用天平测出空烧杯的质量为
C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,如图丙所示
(3)由上述测量数据可计算出橙汁的密度为 。
(4)学习过密度知识后,小明在杂志上看到“人口密度”的概念,它与密度定义方法相同,指单位面积土地上居住的人口数量,淮安市2023年人口密度约为490 (填合适的单位)。
【核心精讲】
知识点01 质量
知识
概念
理解
质量
(1)质量:物体所含物质的多少。
(2)单位:
国际单位:kg;常用单位:t、g、mg。
1t=103kg 1g=10-3kg 1mg=10-3g=10-6kg
(3)质量是物体本身的一种 性。
(4)天平的使用。
物体的质量不随它的形状、物态、位置和温度而改变,是物体本身的一种
性。
知识点02 密度
知识
概念
理解
密度
(1)定义
物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。
(2)密度是物质的一种 性。
(3)公式:
(4)单位 、 1g/cm3= kg/m3
同种物质的质量跟体积成 比,质量跟体积的比值是一个定值。不同物质,这个比值一般 ,说明这个比值反映的是物质的某种特性,质量跟体积的比值就是密度。
知识点03 密度的测量
知识
概念
理解
密度的测量
(1) 测量固体的密度
(2)测量液体的密度
(3)特殊方法测密度
测量密度比水小的物体的密度;有天平无砝码测量石块的密度;有天平无量筒测量密度等。
【命题预测】
1.【新情境】太空生命培养我国航天员在空间站里开展高秆水稻“从种子到种子”全生命周期空间培养实验。完成了水稻种子萌发、幼苗生长、开花结籽全生命周期的培养实验。高秆水稻种子从地球带到太空中一定不会发生变化的是( )
A.质量 B.速度 C.温度 D.位置
2.如图所示,两个完全相同的小球,分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中,小球的质量为6g,体积为。下列描述正确的是( )
A.小球的密度为
B.小球排开水的质量等于排开酒精的质量
C.用力将图乙中的小球向下压的过程中,小球受到的浮力不变
D.将酒精注入图乙容器中(液体不溢出),小球浸入液体中的体积不变
3.制造飞行器时,需要考虑材料的各种物理属性,从减轻飞行器的质量角度,选取的材料应具备下列哪种特点( )
A.良好的弹性 B.较小的密度 C.较好的导热性 D.较好的导电性
4.正方体物块由甲、乙两种物质组合,总质量为m,甲物质的密度为3g/cm3,正方体总体积为300cm3,如果将甲物质换成密度为6g/cm3的丙物质,为保证总质量仍然为m,总体积可能减小到( )
A.90cm3 B.120cm3
C.150cm3 D.180cm3
5.小云想测出杯子中水的质量,她先测出杯子和水的总质量,然后把水倒出,又测出杯子的质量m,得出杯子中水的质量为,此结果与原来杯子中水的实际质量相比( )
A.偏小 B.偏大
C.一样 D.无法判断
6.如图所示,小华正在用托盘天平测量苹果的质量,下列因素可能不会对所测量的结果产生影响的是( )
A.右边的托盘出现缺口 B.使用的砝码生锈
C.测量前没有将游码移到零刻度线处 D.测量过程中调节平衡螺母
7.金属锇是一种稀有金属,它有独特的物理和化学性质,在多个领域都有着重要的应用,一块质量225.9g锇的体积为10cm3;地球上含量最多的金属为铝,已知铝的密度为2.7×103kg/m3,下列说法中正确的是( )
A.锇的密度小于铝的密度
B.铝的密度为2.7×103kg/m3,它表示的物理意义是1m3的铝的质量为2.7×103kg/m3
C.将这块锇切除一半,其剩余部分的密度将变为原来的一半
D.锇的密度与其质量和体积都无关
8.如图为钢管横截面示意图,其外径为D,壁厚为d,长为L,钢管的密度为,则钢管的质量为 ;若钢管截去一半,其密度为 。
9.【模型建构】甲、乙两个正方体实心玻璃砖,边长之比::2,则: ;在玻璃砖内嵌入金属丝制作的各种图案就可以制成精美的工艺品,现有一大一小且中间嵌有大小相同的金属月季花正方体玻璃工艺品A、B,如图,其质量分别为、,边长分别为、,通过这些数据可推导出玻璃砖的密度为 。
10.“面密度”是纸张品质的一个重要参数,表示单位面积的纸张质量。我们通常使用的打印纸面密度为,表示 。用50张这种纸制作复习资料,若每页纸的面积为,则此复习资料纸张的质量为 g(不计印刷过程中纸张的质量变化)。
11.下表为部分金属的密度值,其中铁的密度为 ,体积相等的实心铝球、铁球和铜球, 球的质量最大;质量和体积均相同的铝球、铁球和铜球, 球一定是空心的。
物质
密度值(千克/米3)
铝
2.7×103
铁
7.8×103
铜
8.9×103
12.【新情境】太空探测2024年5月3日“嫦娥六号”月球探测器在文昌发射,成功着陆在月球背面,并于6月25日携带月球背面“样品”1935.3克返回,实现世界首次月球背面采样返回。
(1)质量是物体所含 的多少;“样品”从月球运输到地球的过程中,其质量 (选填“变大”“不变”或“变小”);
(2)火箭发射时向下喷出气体,同时火箭受到一个向上的推力,说明 ;当推力 火箭自身重力(选填“大于”“等于”或“小于”),火箭就升空了;
(3)如图所示,若用托盘天平测量部分“样品”质量,先把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺的 处;当指针位置如图(a)所示,应将平衡螺母向 调节(选填“左”或“右”)使天平水平平衡。称量时,天平再次平衡,右盘中砝码和游码位置如图(b)所示,则被测“样品”的质量为 千克。
13.【核心素养】科学探究物理兴趣小组的同学们在学习测量质量和密度的方法后,准备了适量盐水、烧杯、量筒、砝码,将天平放在水平台上,游码归零,调节平衡螺母使横梁平衡,准备做以下实验:
(1)只需要测出盐水的质量,请从下面选项中选出合适的步骤并排好操作顺序: ;
(2)需要测出盐水的密度,请从下面选项中选出合适的步骤并排好操作顺序: ;
①用天平测量空烧杯的质量m1;
②用天平测量烧杯和盐水的总质量m2;
③将全部盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V1;
④将一部分盐水倒入量筒中,读出量筒中盐水的体积V2;
⑤测量烧杯和剩余盐水的总质量m3;
⑥用m2-m1计算盐水的质量;
⑦用计算盐水密度;
⑧用计算盐水密度。
(3)同学们还测了一金属块的密度,当天平平衡时,盘中砝码和游码如图甲,该金属块放入量筒前、后的情况如图乙、丙所示,则金属块的密度是 kg/m3。
14.【新情境】民生问题为满足人民群众多样化的住房需求,许多地区对老旧小区楼房增加了外墙保温改造这一项目。某物理兴趣小组在综合实践中对保温材料的各种性能及其应用进行了研究,以下为市场上三种常用的保温材料相关信息,其中传热系数W越大,保温效果越差。
保温材料名称
传热系数W/(m2•k)
防火性能
最高使用温度/℃
Z(kg/m2)
聚氨酯泡沫
0.033
阻燃B1级
75
1.4
聚苯乙烯泡沫
0.042
阻燃B1级
65
1.0
岩棉
0.065
不燃A级
600
2.4
(1)某地秋冬季气温普遍较低,结合题干信息,你建议该地区房屋改造选择哪种保温材料,说明理由;
(2)选择保温材料时,密度是重要考虑因素,小桂发现表格缺少密度信息,于是对三种保温材料的质量和体积进行测量,其中一种样本的质量为0.8g,体积为40cm3,求该样本材料的密度;
(3)小林发现,表格中参数“Z”的单位与密度“ρ”很相似,猜想“Z”与“ρ”在数值上可能有一定关系,即当保温材料厚度一定时,可以推导出“Z”与“ρ”的关系。根据小林猜想,结合(2)中的信息,当样本材料的厚度为5cm时,算出该样本材料的Z值,并判断该样本材料的名称。
考点二 压强
【真题研析】
►考法01 影响压力作用效果的因素
1.(2022·江苏南京·中考真题)在“探究影响压力作用效果因素”与“探究影响重力势能大小因素”两个实验中,均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是( )
A.都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
B.都需要观察小桌陷入沙中的深度
C.前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D.后者实验中小桌不需要倒放
2.(2023·湖南湘潭·中考真题)探究压力的作用效果与压力的关系时,保持受力面积不变。采用的方法是( )
A.类比法 B.理想实验法 C.控制变量法 D.等效替代法
3.(2019·山东滨州·中考真题)在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.通过观察海绵被压下的深浅来显示压力的作用效果,这种实验方法叫类比法
B.探究压力作用效果与压力大小关系时,控制受力面积不变,这是运用了控制变量法
C.蚊子尖尖的口器可以插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙的实验结论
D.交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,利用了乙、丙的实验结论
►考法02 压强的理解及计算
4.(2024·山东青岛·中考真题)黄海海平面是中国高程系统唯一基准面,在青岛的黄海海滨矗立着一座“中华人民共和国水准零点”雕塑,标志着“高度从这里开始”,这座雕塑高6m,质量约为10t,它的四个支脚处在同一水平面上,每个支脚与地面的接触面积约为250cm2,它对地面的压强大约是( )
A. B. C. D.
5.(2024·西藏·中考真题)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
A.甲图中,破窗锤是通过减小受力面积的方式增大压强
B.乙图中,用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中,三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中,从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强大
6.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为和,下列说法中( )
① ② ③ ④
A.只有①④正确 B.只有①③正确 C.只有②③正确 D.只有②④正确
7.(2024·山东泰安·中考真题)一辆重为的坦克静止在水平地面上,已知履带着地总面积为,它对地面的压强是 。
8.(2024·青海西宁·中考真题)如图是小宁同学利用健身器材进行锻炼的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动,OA长1m,OB长0.6m,在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重,他在B端施加竖直向下的拉力时,杆AB在水平位置平衡。已知小宁重为450N,两只脚与地面接触的总面积为,不计杆重与绳重,g取10N/kg。求此时:
(1)配重的重力;
(2)拉力;
(3)小宁同学对地面的压强。
►考法03 判断压强的变化
9.(2024·江苏宿迁·中考真题)如图所示,是修筑公路的压路机,下列措施为了增大压强的是( )
A.碾子质量很大 B.轮胎很宽
C.用橡胶制作轮胎 D.向转轴加润滑油
10.(2024·青海·中考真题)在火箭与导弹领域,手工制造固体燃料依然十分重要,火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高,又因为固体燃料极其敏感,静电、不合理的摩擦,甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。如图所示,雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了( )
A.减小压强 B.减小压力
C.增大压强 D.增大压力
11.(2024·山东枣庄·中考真题)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
12.(2024·湖北·中考真题)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”画面,两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 (选填“能”或“不能”)起到省力的作用;此时两边绳子对鼎竖直向上的拉力分别为、,鼎受到的拉力之和为 。鼎在水中上升的过程中,其底部所受水的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
►考法04 液体压强的影响因素
13.(2024·四川成都·中考真题)在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙两图,可得出结论:在同种液体中,深度越深压强越大
B.比较甲、丙两图,可得出结论:在不同液体中,深度越深压强越大
C.比较乙、丙两图,可得出结论:液体密度越小,压强越大
D.比较甲、丙两图,可得出结论:液体密度越大,压强越大
14.(2023·湖北武汉·中考真题)同学们可能做过这样的实验:在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b,注入水,水从两个小圆孔喷出。在某一时刻,从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处,其中d离塑料瓶远些,如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中d是从a孔喷出水的落点
B.这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C.这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D.在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
15.(2022·江苏宿迁·中考真题)如图所示是小明同学探究“影响液体内部压强因素”实验时的情景,关于此操作的探究目的最合理的是( )
A.液体内部压强跟液体密度的关系
B.液体内部压强跟深度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.同一深度,液体内部向各个方向压强大小是否相等
16.(2024·青海西宁·中考真题)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。当橡皮膜向一侧凸起时,可判断隔板两侧液体压强的大小,此时用到的研究方法是 ;若图中容器的隔板两侧装入的是同种液体,可判断液体压强与 有关。
17.(2021·江苏·中考真题)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d,抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
►考法05 连通器
18.(2023·四川乐山·中考真题)以下情境与大气压强无关的是( )
A.覆在管口的纸片不掉落 B.用吸管吸饮料
C.连通器 D.塑料吸盘吸附在墙上
19.(2023·内蒙古呼和浩特·中考真题)关于下面四幅图,下列说法正确的是( )
A.甲图是行走在沙漠中的骆驼,它之所以不会陷入沙中,是因为它对地面的压力和压强都大
B.乙图是工作中的船闸,其原理是连通器
C.丙图是自制水气压计,把它从山脚移到山顶,细管内水柱下降
D.丁图中,口含b管对a管上方吹气,a管水面上升是因为流速越大的位置压强越大
20.(2022·辽宁阜新·中考真题)下列应用实例利用连通器原理工作的是( )
A.托盘天平 B.三峡船闸 C.拦河大坝 D.水银气压计
21.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)如图所示的容器是 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中漂浮 ②C919大客机在空中飞行 ③中国空间站绕地球飞行)。
22.(2023·山东威海·中考真题)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A”“B”或“C”)
23.(2023·山东聊城·中考真题)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用 (选填“红外线”或“紫外线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了 原理。
►考法06 流体压强和流速的关系
24.(2024·四川乐山·中考真题)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A. B.
C. D.
25.(2024·江苏苏州·中考真题)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.吹气时纸条向上 B.用吸管喝水
C.将硬币吹进盘中 D.吹气时乒乓球不掉
26.(2024·陕西·中考真题)风洞是一种检测飞行器性能的设施。如图,将飞行器固定在风洞中,通过人工产生并控制气流,模拟飞行器飞行时周围气体的流动。检测时,飞行器相对气流是 的,其上方气体流速大,压强 ,从而获得向上的升力。
27.(2024·山东泰安·中考真题)如图所示,在两张纸中间向下吹气,纸会相互靠拢。这个现象说明:在气体中,流速越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)。
28.(2024·宁夏·中考真题)如图所示,高铁车头采用流线型设计是为了减小 ;高铁站台设置有安全线,乘客候车时,不能越过安全线,这是因为在气体中,流速越大的位置,压强越 。
【核心精讲】
知识点01 压强
知识
概念
理解
压强
(1)物理意义:表示压力的作用效果。
(2)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(3)公式: p=
适用于所有物体间的压强计算,包括气体、固体、液体。
(4)单位: pa。
作用在物体表面上的力叫做压力,影响压力作用效果的因素: 大小和 。
柱体产生的压强可以用p= 分析。
压强的改变
(1)减小方法:当受力面积一定时,减小 ;当压力一定时,增大 。
(2)增大方法:当受力面积一定时,增大 ;当压力一定时,减小 。
生活中减小、增大压强的事例。
知识点02 液体的压强
知识
概念
理解
液体
压强
(1)液体内部压强的大小特点
在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 ;深度越深, 越大,液体的压强越大。
(2)液面下深度为h处液体的压强 p=
(3)压强计:测量液体内部压强的仪器。
液体内部压强只跟液体 和
有关。
连通器
(1)连通器:上端开口、下端连通的容器。
(2)连通器的特点
连通器里装 液体,当液体 时,连通器各部分中的液面总是 的。
(3)连通器的应用。
船闸是巨大的连通器。
知识点03 大气压强和流体压强
知识
概念
理解
大气
压强
(1)概念:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强。
(2)大气压的测量:托里拆利实验。
(3)气压计。
(4)大气压的变化。
(5)大气压的应用。
液体的沸点与液体表面上方的气压有关,气压降低,沸点 ;气压升高,沸点 。
流体
压强
(1)在流体中,流速越大的位置,压强越 。
(2)飞机的升力:机翼上、下表面的 差是产生升力的原因。
一些与“流体压强与流速的关系”有关的事例:
火车站台的安全线、草原犬鼠的洞穴、跑车的气流偏导器等。
【命题预测】
1.【模型建构】有完全相同的两个气球A和B,A球套在一个大漏斗下方,B球套在一个细玻璃管下方,漏斗和玻璃管中都装入水,水面高度如下图所示。则( )
A.气球A胀破的可能性大 B.气球B胀破的可能性大
C.两气球胀破的可能性相同 D.无法判断两气球胀破的可能性大小
2.在太空中,航天服起着至关重要的作用,关于太空中航天服内的气压,下列说法正确的是( )
A.航天服内的气压与地球表面的气压相同
B.航天服内的气压比太空中的气压高很多
C.航天服内的气压比地球表面的气压低很多
D.航天服内的气压几乎为零
3.将一根质量可忽略的一端封闭的塑料管倒插入液体中,塑料管在竖直向下的力F作用下保持平衡,如图所示,那么管内外液面的高度差H的大小将与下列哪个因素无关( )
A.管子的半径 B.液体的密度
C.大气压的大小 D.力F的大小
4.【模型建构】质量相等的均匀实心正方体甲、乙置于水平地面上,如图所示。若想使甲、乙对地面的压强相等。小周和小顾提出了不同的设想。小周设想:先分别对两物体沿水平方向切去相同质量的部分后,再分别对剩余部分沿竖直方向切去相同体积的部分。小顾设想:先分别对两物体沿竖直方向切去相同体积的部分后,再分别对剩余部分沿水平方向切去相同质量的部分。对两人的设想,你认为( )
A.小周的设想可行 B.小顾的设想可行
C.两人的设想都可行 D.两人的设想都不可行
5.【控制变量】原平整的细沙面上放上甲、乙两个质地均匀实心正方体,沙面凹陷程度如图所示,则( )
A.甲的密度一定比乙大 B.甲对沙子的压力一定比乙对沙子的压力大
C.甲的重力一定比乙小 D.无法判断甲、乙的质量大小
6.以下所示事例中,不能作为支持证据验证“流体的压强与流速的关系”的是( )
A.中间喷水,纸船相互靠拢
B.水平吹气,水从玻璃管上端喷出
C.飞机机翼做成图示形状
D.用吸管将饮料吸入口中
7. 胶头滴管(如图)是实验室里常见的仪器。使用时按压胶头挤出里面的空气,松开手后,由于内部压强
(选填“大于”“小于”或“等于”)外界压强,液体进入滴管,完成了吸入的工作。
8.【新情境】传统文化成语是中国传统文化的瑰宝,其中有些成语蕴含了物理知识。如:“冰山一角”表明冰山藏在水面下的 很大;“轻如鸿毛”表明鸿毛的 很小;“如坐针毡”表明针尖产生的 很大。(均填写物理量名称)
9.如图所示的是某一品牌的抽油烟机正在工作时的情景。抽油烟机工作时,其内部的风扇转动,风管处空气的流速变大,压强变 ,油烟在 的作用下被压向扇口从而排出厨房。
10.如图所示,小球静止在地面上,紧挨墙壁,小球对墙壁 压力,小球对地面水平地面 压力。如果小球重20N,则小球对地面的压力为 N。(前两空均选填“有”或“没有”)
11.【新情境】社会发展如图(a)所示,建造水电站时要在河道中修筑大坝。如图(b)所示,大坝的下部应当比上部更为厚实,主要原因是水的压强随 的增大而增大;为了估算建造大坝所需混凝土的质量可应用 知识;如图(c)所示,大坝边上的船闸是 应用的实例。
12.【核心素养】科学探究小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时,用到的压强计如图1所示;
(1)如图1,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性 (选填“良好”或“差”),如果液体内部存在压强,将探头放入液体内部,U形管两侧水面就会产生高度差,高度差的大小反映探头 (选填“A”或“B”)面所受压强大小;
(2)小明通过探究得出结论:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。继续探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表1所示。分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
9.0
9.6
10.4
11.2
12.0
(3)小明发现,虽然U形管和水槽中装入的是相同的水,但是U形管两侧水面的高度差h与探头浸入水中的深度H不相等,猜想其可能与橡皮膜发生形变有关。进一步分析数据发现,H增大时,h也随之增大,且h始终小于H。你还能从表1中发现数据变化的规律是 ,你认为数据变化呈现这种规律的原因可能是 ;
(4)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图3所示,此时U形管两侧水面的高度差反映的是深度 cm处的压强。改变,记录和对应的,多次实验,记录数据,如表所示。分析数据可知,去掉橡皮薄膜后,可以准确反映处的液体压强大小;
实验次数
1
2
3
4
5
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
(5)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H2为10.0cm,记录U形管两侧水面的高度差,如表,已知,则该未知液体的密度为 。
液体种类
酒精
水
盐水
某未知液体
10.0
10.0
10.0
10.0
8.0
10.0
11.0
15.0
13.甲、乙两个完全相同的轻质薄壁圆柱形容器放置在水平地面上(容器足够高),甲容器内装有一定量的酒精、乙容器内装有一定量的水。把球A放入酒精中,静止时两容器内液面如图所示。(千克/米)
(1)求水面下0.1米处水的压强。
(2)若酒精的质量为1.6千克,求酒精的体积。
(3)将球A从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量为400帕、放入球前后水对容器底压强变化量为450帕。根据上述信息,能否确定球A的密度?如果能确定,请计算出;如果无法确定,请说明理由。
考点三 浮力
【真题研析】
►考法01 浮力的产生
1.(2023·四川泸州·一模)下图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图,艇体采用轻质的复合织物材料制成,外观呈白色,囊体上层装有压缩氨气,通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度达到9032m。高度越高,大气越稀薄。不计艇体体积的变化。下列说法正确的是( )
A.浮空艇在空气中加速上升时,它的动能转化为重力势能
B.浮空艇悬于空中时,空气对它向上和向下的压力差为零
C.浮空艇的上升是靠改变它在空气中受到的浮力来实现的
D.浮空艇运动时与空气摩擦是做功的方式改变了它的内能
2.(2024·四川成都·二模)下列物体受到了浮力的是( )
A.静止在湍急河水中的柱形桥墩
B.正在水中加速下落的一块大石头
C.“飘”在太空中的天宫空间站
D.空间站里面被放在水中的乒乓球
3.(2024·河南周口·模拟预测)中国航天员在中国空间站进行的太空授课,被称为“天宫课堂”。空间站里的航天员王亚平把乒乓球浸到 水里,手移走后乒乓球并没有像北京演播室里那样浮在水面上,而是停留在了水中。下列说法正确的是( )
A.北京演播室里乒乓球上浮时所受的浮力变大
B.空间站里的乒乓球停留在水中,是因为其重力大于所受浮力
C.空间站的水杯中,越深的地方受到的液体压强越大
D.空间站里的乒乓球停留在水中,是因为其上下表面没有压力差
4.(2024·山东济南·二模)如图所示,福建泉州的洛阳桥是中国古代桥梁建筑史上的杰作,素有“海内第一桥”之称。据《天工开物》记载:筏形基础、种蛎固基法、浮运架梁法是洛阳桥的三大创新。“筏形基础”是向桥梁中轴线方向的江底抛置大量的石块,形成一条像筏子一样的矮石墙,它在水中 (选填“受”或“不受”)到浮力作用。以矮石墙作为桥的基础,在上面建设桥墩,由于其底面积大,在压力相同时,可以减小基底的 ,有效地增强基底的整体性,调整不均匀沉降。
5.(2024·四川内江·二模)如图所示,将一长方体物体浸没在装有足够深水的容器中恰好处于静止状态,此时物体所受浮力大小为2N,方向 ;如将物体再下沉5cm,其上表面受到液体的压力变为3N,则下表面受到的压力为
►考法02 浮力的相关计算
6.(2022·广西河池·中考真题)某同学用石块、细线、弹簧测力计、烧杯、水和食盐等器材,进行如图所示的实验探究。下列说法正确的是( )
A.石块在水中受到的浮力方向竖直向下
B.石块在水中受到的浮力大小为
C.石块浸没在水中时,排开水的体积为
D.丙图中盐水的密度为
7.(2022·四川广元·中考真题)在物理实验操作考试中,小马同学用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示;然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,水未溢出,g取10N/kg,水的密度是1.0×103kg/m3.下列说法中正确的是( )
A.物块受到的重力是10N
B.物块完全浸没在水中受到的浮力是0.64N
C.物块的密度为6g/cm3
D.物块刚好浸没时,物块下表面受到水的压强是1.25×103Pa
8.(2024·海南·中考真题)用弹簧测力计悬挂一个实心柱体,将它浸入水中静止时,其上表面恰好与水面相平。此时弹簧测力计的示数为3N,柱体下表面受到水的压力为2N,则柱体受到的浮力为 N,其密度是 kg/m3。()
9.(2024·山东枣庄·中考真题)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是 N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是 Pa,圆柱体受到的最大浮力是 N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)
►考法03 浮沉条件及应用
10.(2024·江苏淮安·中考真题)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上.现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是( )
A.甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
B.木块在甲容器中受到的浮力大于在乙容器中受到的浮力
C.甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
D.将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
11.(2024·四川巴中·中考真题)一个体积为100cm3、质量为90g的球放入足够深的水中,静止后的状态及所受浮力大小为( )
A.漂浮 0.9N B.漂浮 1N C.沉底 0.9N D.沉底 1N
12.(2024·四川内江·中考真题)“青岛号”导弹驱逐舰从海洋驶入长江时,受到的浮力和吃水深度的变化是(ρ海水>ρ水,忽略驱逐舰自重的变化)( )
A.浮力变大 B.浮力不变
C.吃水深度变小 D.吃水深度不变
13.(2024·贵州·中考真题)泡茶时可以欣赏到茶叶在水中浮沉“起舞”。如图所示,冲泡茶叶时,部分茶叶表面附着气泡使其排开水的体积增大,由于浮力大于重力而 ;茶叶充分吸水后由于其密度 水的密度而下沉。
14.(2024·四川眉山·中考真题)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计,分别放入盛有不同液体的两个烧杯中,静止时液面相平如图所示,密度计在液体中受到浮力 ,液体对杯底的压强 (选填“<”“=”或“>”)
15.(2023·四川绵阳·中考真题)甲、乙、丙是三个体积、形状相同的球,完全浸入水中后由静止释放,最后情况如图所示,则受浮力最小的是 球,重力最大的是 球。(选填“甲”“乙”或“丙”)
►考法04 浮力实验
16.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由 两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的 ;
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是 ;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将物块换成小石块,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是 ;
(5)根据实验数据,还可以计算出物块的密度ρ= (g取10N/kg);
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
17.(2024·内蒙古通辽·中考真题)小明、小刚和小强分别用三种不同的方法测量物体的密度,进行了如下实验设计与操作:
(1)小明用调节好的天平测量萝卜块的质量,天平平衡时,如图甲所示,m= g;将萝卜块浸没在有水的量筒中,如图乙所示,则萝卜块的密度为 kg/m3;
(2)小刚用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭,橡皮膜形状如图丙;
①向隔板左侧倒入酱油,发现橡皮膜向右凸,量出液面到橡皮膜中心的深度为10cm;
②向隔板右侧倒入水,直至橡皮膜 (选填“向左凸”、“继续向右凸”或“恢复原状”)为止;量出水面至橡皮膜中心的深度为11cm,则酱油的密度为 kg/m3();
(3)小强用弹簧测力计挂着石块,做了如图丁两个图的测量,读出弹簧测力计示数分别为F1、F2,则石块受到的浮力表达式F浮= ,密度表达式 (以上两空用F1、F2、等符号表示)。
18.(2024·山东青岛·中考真题)小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
【核心精讲】
知识点01 浮力
知识
概念
浮力
(1)浮力:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,常用字母F浮表示。
(2)浮力的方向: 。
(3)称重法测浮力:F浮= 。
(4)浮力产生的原因
液体对物体向上和向下的压力差产生的,即F浮= 。
决定浮力大小的因素
物体在液体中所受的浮力大小,跟它排开液体的 有关,跟液体的 有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
知识点02 阿基米德原理
知识
概念
理解
阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体 。
(2)数学表达式: F浮=G排=m排g=
该定律也适用于 体。
验证阿基米德原理
(1)测量浮力的方法(称重法) :F浮= 。
(2)测量排开液体所受的重力(溢水法):G排=
知识点03 物体的浮沉条件及应用
知识
概念
物体的浮沉条件
(1)比较浮力与重力
①若浮力F浮>G,则物体会 ,最后漂浮;
②若浮力F浮=G,则物体会 ,可停在液体内部任意位置;
③若浮力F浮<G,则物体会 ,
(2)比较物体密度与液体密度
①当ρ液 ρ物时,物体上浮;
②当ρ液 ρ物时,物体悬浮;
③当ρ液 ρ物时,物体下沉。
浮力的应用
(1)轮船的工作原理
把轮船做成“ ”体后放在水里,排开的水较多,因而受到较大的浮力。
(2)潜水艇
因为潜水艇浸没在水里时,所受浮力基本不变,靠改变 实现浮沉。
(3)气球和飞艇
通过充入密度 空气的气体,使气球受到的浮力大于自身的重力而升空。
(4)密度计
密度计在液体中是 的,受到的浮力等于它自身的 且不变。根据F浮=ρ液gV排可知,放在密度比较大的液体里,它浸入液体的体积小, 一些。
【命题预测】
1.【情境创设】把一个密度为、体积为的圆柱体,放入盛有150g水的容器中,该圆柱体最终( )
A.一定漂浮 B.一定悬浮 C.一定沉底 D.漂浮或沉底
2.【图像问题】小华同学对“阿基米德原理”进行实验验证时,对物块下表面刚接触水面(图甲)到下降到浸入水中一定深度处(图乙)这一过程进行分析。若物体受到的浮力为、溢水杯中水对容器底部压强为、溢水杯对地面的压强为、小烧杯对地面的压强为,它们随物体下降距离h的变化图像(图丙)正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.【新情境】军事发展当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层,在如图所示的情形中,若有潜艇潜航至此水域时,就会急速下沉,发生“掉深”事故,危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法正确的是( )
A.潜艇在高密度水层悬浮时,所受浮力大于其重力
B.潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时,所受浮力不变
C.潜艇遭遇“掉深”进行自救时,需快速排出水箱中的水
D.潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中,其所受浮力变大
4.如图,体积相等的甲、乙两实心球分别静止在同一水中不同的位置(其中乙球受到容器底部的支持力),下列说法正确的是( )
A.甲球受到的浮力最大
B.往水中加入足够量的酒精可使乙球上浮(酒精的密度比水小)
C.如果把甲球露出水面的那部分切去,则甲球将会悬浮在水中
D.乙球的密度一定大于水的密度
5.悬浮在水中的铁球( )
A.一定空心 B.可能空心
C.一定实心 D.无法判定
6.【跨学科】生产实践芜湖港是安徽省最早对外开放的一类口岸,地处青弋江、运漕河与长江汇合处,是长江溯流而上的最后一个深水良港。如图所示,排水量为1000t的货轮正在卸载货物。将一个质量为26t的集装箱从船上吊起时,船会 一些,船所受的浮力会减小 N。(g取)
7.【新情境】古代技术在我国元代的《熬波图》中已经记载了人们估测盐水密度的方法:准备四种密度不同的对照液体,将四颗莲子分别浸在四种对照液体中,浸透后,莲子的密度与对照液体密度相同。再将莲子放入盛有盐水的竹管内,根据莲子的浮沉情况即可估测盐水的密度范围。
(1)这种方法与密度计原理相类似,都是应用了 。
(2)将四颗体积相同,浸在不同对照液体中的莲子放入盛有盐水的竹管内,莲子静止时如图所示,请判断:这四颗莲子密度的大小关系,并说明理由。 。
8.小华同学利用家里的胡萝卜自制了“潜水艇”,如图所示。刚开始“潜水艇”沉入水底,当插入一支吸管后,“潜水艇”便上浮了;插入三支吸管后,“潜水艇”继续上浮。“潜水艇”沉入水底时,所受的浮力 重力;当插入吸管后,“潜水艇”所受的浮力 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
9.某同学利用如下图所示的实验过程验证阿基米德原理(实验中的液体是水)。若不考虑实验顺序对实验误差的影响,则 用计算出物体所受的浮力, 用计算出物体排开水的重力。(均选填“可以”或“不可以”)
10.【新情境】旅游景点炎炎夏日,人们想到许多避暑的好方法。下图所示的是游客在南昌梅岭大峡谷景区体验漂流的场景。游客乘坐的漂流艇能浮在水面上,是因为它受到了 力的作用,该力的方向是 的。
11.【科学小实验】亲爱的同学,请你运用所学知识完成下列实验:
(1)探究影响浮力大小的因素:如图A所示,为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,接下来的操作是 ,并观察弹簧测力计示数的变化。将水换成酒精,比较物体在两种液体中浸没时弹簧测力计的示数,可探究物体所受浮力大小与 的关系;
(2)验证阿基米德原理:在如图B所示的实验中,将一个悬挂在弹簧测力计下、重力为10N的金属块浸在水中,弹簧测力计的示数为8N,则该金属块受到的浮力大小为 N。该实验是要研究物体所受浮力与它排开液体 之间的大小关系;
(3)测液体的密度:如图C所示的是小聪同学利用水、弹簧测力计和金属块测量某液体密度的情景。根据图中信息可知,金属块的重力是 N,金属块在水中受到的浮力是 N,所测液体的密度是 。(g取)
12.【科学实践】国庆假期、学校展开自制科学仪器的科学竞赛,小明在学习完浮力后在家自制密度计,并在家完成了水的密度的标注。
(1)在校内科学老师指导下,小明将密度计放在食用油中进行标刻,则你认为食用油的刻度应该标在 (填“p点”或“q点”);
(2)如图乙所示,小明将密度计放在食用油中后发现密度计沉底,请你帮助小明,如何操作能让密度计正常使用: (写出一种方法即可);
(3)小明对它能测的最小密度起了兴趣,已知小明的密度计近似是一个圆柱体,用刻度尺量出标注水的密度距密度计底端长度为L1,整根密度计长度为L2,试用已知物理量推理出该自制密度计可以标刻的最小密度值为 (水的密度用表示)。
13.【核心素养】科学探究小明利用如图所示的装置探究浮力大小与哪些因素有关。
(1)其中弹簧测力计是测量 (选填“质量”或“力”)大小的仪器;如图所示,弹簧测力计的读数是 N;
(2)本实验采用了 法,其中图A、B是为了验证,当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受浮力 ;图B、C是为了验证,浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的 无关;图C、D是为了验证物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力 。
14.【新考法】小刚借来楠楠“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验报告进行学习。
(1)学习时,小刚发现实验报告中有两个猜想没填上,如下表所示,请你根据前面的生活事例还原合理猜想。猜想2: ;猜想3: ;
生活事例
猜想
1.将浮于水面的塑料瓶往水中按,塑料瓶进入水中深度越大,感觉需要的力越大。
1.浮力大小与物体进入液体中的深度有关。
2.往盛有沉底鸡蛋的水杯里加盐,鸡蛋漂浮起来了。
3.铁块在水杯里沉底,相同体积的木块在水里漂浮。
(2)楠楠为了验证以上三种猜想,设计了如图所示的实验步骤:
①小刚发现楠楠的实验步骤顺序不是最佳,最佳的步骤顺序应为 (填序号);
②小刚根据a、c、d、e深入分析得出结论:浮力大小与 有关,与物体浸入液体的深度 ;
③通过a、e、f可以对猜想 (填序号)进行验证,根据实验数据可知物体浸没在水中所受浮力大小为 N,f图中液体的密度为 。
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