内容正文:
第九章 压强和浮力
一、单选题
1.小明携带着气压计在不同的地方测量大气压的值,在下列过程中,气压计的示数变小的是( )
A.从山顶走到山脚下 B.从室内走到室外
C.从一楼爬到十五楼 D.从阳光下走到树荫下
2.跨学科实践·研究航天服航天员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上舱内航天服,在舱外必须穿舱外航天服。我国航天员的舱外航天服(如上图所示)是由我国科学家研制的新型航空材料做成的,该材料主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列关于该材料的相关叙述错误的是( )
A.它耐高温、抗氧化 B.它比钢铁轻,但质地较脆
C.它没有固定熔点 D.它是一种新型无机非金属材料
3.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p的变化情况是( )
A.F变小,p不变 B.F不变,p变小
C.F变小,p变大 D.F不变,p变大
4.如图所示,洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,则水堵头( )
A.不受水的压力,受浮力 B.受到水的压力,不受浮力
C.既受水的压力,也受浮力 D.不受水的压力,也不受浮力
5.如图所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平,且甲的质量等于乙的质量。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是( )
A.pA<pB,FA=FB B.pA>pB,FA<FB
C.pA>pB,FA=FB D.pA>pB,FA>FB
6.对沸腾的水停止加热,随即用注射器抽气(如图所示),我们将看到水又沸腾了。以下的物理现象中与上述试验现象产生的原因不相同的是( )
A.高山上用普通锅煮饭煮不熟
B.制药厂为从溶液中提取抗菌素,用加热的方法使溶液沸腾而去除水分,为了控制沸点在80℃以下,采取控制液面上方气体压强的方法,使气体压强低于标准大气压
C.用纸盒盛水放在火上烧,水沸腾了,而纸盒却不会燃烧
7.运用图中器材进行“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,某实验小组进行图中所示操作,(g=10N/kg)小组根据实验形成了以下认识:
①为减小实验误差,该实验合理的顺序应为丁、甲、乙、丙;
②在乙图中,物体受到的浮力为1.5N
③物体的体积为50cm3 ;
④物体的密度是4.0×103 kg/m3
以上说法正确的是( )
A.①③ B.①③④ C.②④ D.②③④
8.在学校举办的科技运动会上,水平抛出一个飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞盘的形状应为下图中的( )
A. B.
C. D.
二、填空题
9.如图所示为“无叶电风扇”,它内部有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环绕式的出风口,从缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大、压强 ,使周围空气 (选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,带动周围空气流动,使人感觉凉爽。从西安到拉萨旅游的小毛发现带去的袋装食品会变得膨胀,由此可以推测外界大气压 (选填“变大”或“变小”),这是因为拉萨比西安的海拔 (选填“高”或“低”)。
10.如图所示,机翼上方的形状为曲线,下方形状近似于直线,则在相同时间内,机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程 ,因而机翼上方空气流速比下方流速 ,机翼上方受到的大气压强比机翼下方受到的压强 ,形成的压强差使飞机获得竖直向 的升力。(前三空均选填“大”或“小”)
11.液体压强的特点:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小 ,深度越深,压强 ;在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强 。
12.物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。图(a)中的拖拉机安装履带后,减小了它对泥地的 ;图(b)中的吸盘式挂钩是利用了 的作用,1654年,著名的 实验有力地证明了它是很大的。
13.小明用饮料吸管和铁丝制作了一个简易密度计,分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入水中的深度为,浸入盐水中的深度为,则 (选填“>”“<”或“=”)。用它测量可乐的密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,则测得的密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
三、实验题
14.小明按照教材中“跨学科实践”的要求制作微型密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。将吸管放到水中的情景如图a所示,测得浸入的长度为H;放到另一种液体中的情景如图b所示,浸入的长度为h。用、分别表示液体和水的密度,则 (选填“大于”“小于”或“等于”),h与、及H的关系式是 ;
(2)小明根据图a在吸管上标出1.0刻度线(单位为,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现1.1刻度线是在1.0刻度线的 (选填“上”或“下”)方,相邻刻度线间距 (选填“均匀”或“不均匀”);
(3)为检验刻度误差,小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后用这个密度计测量,但操作时却出现如图c所示的情形。在不更换食用油的情况下,你认为可以进行怎样的改进: 。
15.如图是小华用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U形管两边液面高度变化 (选填“明显”或“不明显”);在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)调试完成后,小华接着进行如图1所示的实验,如图乙,保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强 ;
(4)比较图1中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随 的增加而增大;
(5)比较 两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某盐水的密度,在此基础上又做了拓展实验,步骤如下:
①将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h1(如图2甲所示);
②将玻璃管缓慢插入装有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水面相平,测出管底到盐水液面高度为h2(如图2乙所示);
③待测盐水密度的表达式ρ盐水= (结果用ρ水、h1、h2表示,不计橡皮膜形变对h1的影响)。
四、计算题
16.如图所示的容器中水深30cm,甲、乙物体由一根细线连接且在水中处于静止状态,已知甲物体的质量为0.2kg,乙物体的质量为0.15kg,体积为。求:(g取)
(1)水对容器底部的压强;
(2)乙物体所受浮力;
(3)甲物体受到的细线的拉力。
17.超限超载运输被称为头号“公路杀手”和“事故元凶”,整治超限超载刻不容缓。国家规定,载货车辆对地面的压强应控制在以内。有一辆空载质量为2000kg的6轮货车,每个车轮与地面的接触面积为,该货车某次实际装货10t,g取。
(1)该货车装货后的总重力是多少?
(2)该货车装货后对路面的压强是否符合国家规定?
试卷第2页,共6页
试卷第3页,共6页
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《第九章 压强和浮力》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
B
D
B
C
C
B
A
1.C
【详解】A.大气压随高度的增加而减小,把气压计从山顶拿到山脚下,高度减小,大气压增大,则示数变大,故A不符合题意;
B.把气压计从室内拿到室外,由于海拔高度不变,所以,气压大小不变,故B不符合题意;
C.从一楼爬到十五楼,海拔高度增大,气压减小,所以,气压计的示数变小,故C符合题意;
D.从阳光下走到树荫下,海拔高度不变,气压不变,所以,气压计的示数不变,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】A.由于外太空环境中的辐射非常强烈,且具有极端温度环境,这些辐射和极端温度会对材料造成损害,导致材料老化、性能下降等问题,因此舱外航天服需要具有耐高温、抗氧化的性能,故A正确,不符合题意;
B.舱外航天服为了减轻航天员的重量,需要轻;为了便于活动应有一定的延展性,因此碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的材料质地比钢铁轻,质地不能脆,故B错误,符合题意;
C.航空材料,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的混合物,没有固定熔沸点,故C正确,不符合题意;
D.各成分都是由非金属元素组成的无机物,所以是一种新型无机非金属材料,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,用水平力F向右缓慢地推木板时,木板对桌面的压力F不变,始终等于木板自身的重力。水平力F向右缓慢地推木板时,木板与桌面的接触面积变小,即受力面积变小,由可知,木板对桌面的压强p变大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.B
【详解】洗手盆底部的出水口塞着橡胶制成的水堵头,受到水向下的压力,但水堵头的下表面没有水,没有受到水向上的压力,所以水堵头不受浮力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】由图知,容器底面积SA<SB
因为V=Sh,液面相平,h相同,所以V甲<V乙
因为m甲=m乙
由可知两液体的密度关系,即
若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,即
根据可知,液体对各自容器底部的压强pA、pB的关系为pA>pB
因加液体前甲的质量等于乙的质量,即
则
各自加入液体后,仍与相等,即
因圆柱形容器,液体对容器底部的压力
所以此时液体对各自容器底部的压力FA=FB
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.C
【详解】在注射器的活塞向外拉的过程中,瓶内空气减少,气压减小,从而使水的沸点降低;这个现象说明水的沸点与液面上方的气体压强有关。
A.因为海拔越高,气压越低,水的沸点越低,所以在高原地区水的沸点低于100℃,用普通锅煮饭往往不熟,说明了水的沸点与液面上方的气体压强有关,故A不符合题意;
B.减小药液液面上的气压,气压降低,则水的沸点降低,所以可以采取控制液面上方气压的方法,使气压低于标准大气压,降低水的沸点,说明了水的沸点与液面上方的气体压强有关,故B不符合题意;
C.用纸锅烧水时,水开始吸热温度升高,水沸腾后,水的温度不再升高,由于水的沸点远低于纸的着火点,所以纸盒不会燃烧,不能说明水的沸点与液面上方的气体压强有关,故C符合题意。
故选C。
7.B
【详解】①若按图中甲乙丙丁的顺序进行实验时,先测量水和桶的总重力,再测量空桶的重力,由于空桶中有残留的水使得空桶的重力偏大,会导致排开水的重力偏小,应该先测量物体或空桶的重力,再将圆柱体放入水中,得出弹簧测力计的示数,最后测出桶和水的总重力,可减小实验误差,实验合理的顺序应为丁、甲、乙、丙,故①正确;
②由称量法可知,在乙图中,物体受到的浮力为
故②错误;
③④由甲、乙两次实验可得物体的重力为2N,浸没在水中时受到的浮力为0.5N,物体的体积等于排开水的体积
则物体的密度为
故③④正确。故ACD错误,B正确。
故选B。
8.A
【详解】只有飞盘的上表面凸起,下面平直,飞盘升空时,流过飞盘上方的空气流速大压强小,流过飞盘下方的空气流速小压强大,在这个压强差造成的压力差的作用下,快速前进的飞盘才会越升越高,四个选项中,只有A选项中飞盘的形状符合题意。
故选A。
9. 小 靠近 变小 高
【详解】[1][2]根据流体压强和流速的关系可知,空气经过加压后被送入环绕式的出风口,从缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气向这部分喷射空气靠近,带动周围空气流动,使人感觉凉爽。
[3][4]气压与高度有关,海拔越高的地方气压越低,食品包装袋变得鼓起来,这是因为大气压随高度增加而减小,使得袋内的气压大于外部大气压,因此包装袋会鼓鼓的,故拉萨比西安的海拔高。
10. 大 大 小 上
【详解】[1][2][3][4]两点之间线段最短,等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,上表面弯曲,下表面平直,在相同时间内,机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程大,所以空气通过上表面的流速大,通过下表面的流速较小,因为机翼上方的空气流速大,压强较小,下方的空气流速小,压强大,所以机翼面受到一个向上的压强差,使飞机获得竖直向上的升力。
11. 相等 越大 越大
【详解】[1]由得,液体的压强只与液体的密度、深度有关,与液体方向无关,则在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。
[2]同一液体,液体密度相同,由得,深度越深,压强越大。
[3]由得,在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
12. 压强 大气压 马德堡半球
【详解】[1]在拖拉机对地面的压力大小不变的条件下,安装宽大的履带,增大了受力面积,从而减小拖拉机对地面的压强,不会陷进地里。
[2][3]图(b)中的吸盘式挂钩不掉下去是利用了大气压的作用,1654年,著名的马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在,且证明大气压是很大的。
13. > 偏大
【详解】[1]因为密度计不管是在水中还是在盐水中,都是漂浮状态,所以
设密度计的底面积为S,则根据得
因为
所以
[2]由于密度计漂浮时浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,根据可知排开液体的体积不变,当测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,此时,
所以,密度计浸入可乐中的体积变小,由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大,所以,测得的液体密度偏大。
14.(1) 大于
(2) 下 不均匀
(3)往烧杯中继续加食用油
【详解】(1)[1]由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,所以,F浮=G,即在水和另一种液体中受到的浮力相等,由图可知,,由 知道。
[2]设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件知道,,即 ,则
(2)[1][2]由于且,h和ρ液是反比例函数,所以,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方且相邻刻线的间距不均匀。
(3)图(c)所示的情形,说明食用油的密度小,密度计排开食用油的体积不够大而导致受到的浮力不够大,不足以使其漂浮;为了使密度计漂浮在液体中,不沉底,要增大密度计排开食用油的体积,所以要增加食用油来增加食用油的深度。
15.(1)不属于
(2) 明显 B
(3)大小相等
(4)液体深度
(5)丙、丁
(6)
【详解】(1)连通器是上端开口,底部连通的容器,而U形管左端没有开口,所以不属于连通器。
(2)[1]当按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显,则说明该装置不漏气,气密性良好。
[2]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面是相平的。若U形管中的液面出现了高度差就说明软管中的气体压强大于大气压,若使U形管中液面相平,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的,U形管中的液面就是相平的,故选B。
(3)保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,说明各个方向的压强大小相等,因此可得结论为:同种液体、同一深度,各个方向的压强大小相等。
(4)如图乙、丙可知,在液体的密度相同时,探头的深度越深,相应的U形管左、右两侧液面高度差越大,说明液体的压强越大。由此得出∶在同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
(5)探究液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,改变液体的密度,因此选择丙、丁两实验。
(6)当橡皮膜表面与水面相平时,说明盐水对橡皮膜向上的压强和水对橡皮膜向下的压强大小相等,即,根据可得
解得盐水的密度为
16.(1)
(2)0.25N
(3)1.25N
【详解】(1)水对容器底部的压强
(2)乙物体浸没在水中,乙物体所受浮力
(3)静止时,甲物体受到的细线的拉力大小等于乙物体受到的细线的拉力大小,即
乙物体的重力
甲物体受到的细线的拉力大小
17.(1)
(2)该货车装货后对路面的压强不符合国家规定
【解析】【小题1】货车空载质量为2000kg,装货10t,该货车装货后的总质量
则总重力
【小题2】货车对路面的压力
6轮货车,每个车轮与地面的接触面积为,受力面积
则该货车对路面的压强
因为,所以该货车装货后对路面的压强不符合国家规定。
答案第6页,共6页
答案第7页,共7页
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