内容正文:
第九章 压强和浮力
一、单选题
1.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
2.厦门植物园以其独特的植物资源和多元化的娱乐设施,吸引着无数游客前来参观。已知在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa。厦门当日海拔0m的地方大气压1.013×105Pa,小明登上植物园的山顶,测得大气压为9.96×104Pa,该地的海拔约为( )
A.17m B.100m C.170m D.1700m
3.已知该太极拳爱好者质量为,每只脚与地面的接触面积为,若其如图乙所示情景站在月球上,已知物体在月球表面受到的重力是地球上的,此时该武术爱好者对月球表面的压强是( )
A. B. C. D.
4.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
5.某物理小组决定测量一块鹅卵石的密度,但是手边的测量工具只有量筒.他们设计了如图所示的实验装置。先把鹅卵石浸没在水杯内的水中,向矿泉水瓶中逐渐加水,当加入170mL的水时,瓶子在如图甲所示的位置平衡.拿掉水杯后,再向瓶中加入100mL的水,此时瓶子在如图乙所示的位置平衡.若不考虑鹅卵石的吸水性,忽略瓶子的质量,g取10N/kg,则:鹅卵石在水中受到的浮力和鹅卵石的密度分别是( )
A.1.5N,2.5×103kg/m3 B.1N,2.7×103kg/m3
C.0.5N,2.5×103kg/m3 D.1.5N,2.7×103kg/m3
6.下图所示的方式中,是为了增大压强的是( )
A.菜刀磨得很锋利 B.铁轨铺在枕木上
C.滑雪板很宽大 D.书包带做得很宽
7.如图甲所示,放在水平桌面上的溢水杯装满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;如图乙所示,将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2。下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块的密度
D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
8.在水平桌面上,放置一个从左至右,管口口径依序变大的盛水连通管.今在三管管口上各放置与管口口径相同的甲、乙、丙三活塞,活塞与管壁、水面完全密合且可以在管壁上自由滑动,忽略活塞与管壁间的摩擦力,当三活塞达到静止平衡时,三管内的水面齐高,如图所示,则关于活塞甲、乙、丙的重量大小关系,下列何者正确
A.甲=乙=丙 B.乙>甲=丙
C.甲>乙>丙 D.丙>乙>甲
二、填空题
9.如图为某海监船,它满载时的排水量为10000吨,若船满载时所装补给用品的质量为3000吨,则该船自身的质量为 吨。当该船从黄浦江驶向东海海域时,船身将 (选填“上浮”或“下沉”),该船排开海水的质量将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.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。
11.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”)。
12.一个苹果的质量为100g,体积为,用手将其浸没在水中,此时受到的浮力为 N;松手后苹果将 (选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),苹果静止后浸入水中的体积为 。(,g取)
13.如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其分别放入装有密度为和液体的两个烧杯中,可以判断 (选填“>”、“<”或“=”),密度计所受的浮力 (选填“>”、“<”或“=”)。
三、实验题
14.如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下,如图甲所示,物重G= N。
(2)当用手向上托物体时,如图乙所示,手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水中后,如图丙所示。将图丙中实验与图甲、乙对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
15.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行竖直 ;
(2)探究实验的实验步骤如图中甲、乙、丙、丁所示,合理的实验顺序是 ;
(3)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N,所测出排出水的重力为 N;
(4)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它 ;
(5)以下情况会影响结论的是 ;
A.未放入石块前溢水杯中水面未到达溢水口 B.图甲中物体未全部浸没在水中
(6)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中如图戊所示,在铝块浸入水的过程中 (始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力 ,电子秤的读数 。 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
四、计算题
16.炎热的夏天,某些城市的街道上有雾炮车在向空中喷水,它比普通洒水车的降温、净化空气的效果更好,求:(雾炮车的参数如表所示,取)
雾炮车的部分参数
空载时质量
6000kg
最大装水质量
12000kg
轮胎与地面的总接触面积
(1)雾炮车达到最大装水量时对水平地面的压力;
(2)已知某古桥的桥面能承受的最大压强为,通过计算判断该雾炮车能否满载通过;
(3)空载时,雾炮车对水平地面的压强。
17.如图所示,2024年1月1日,我国首艘国产大型邮轮“爱达·魔都”号从吴淞口国际邮轮港顺利开启首航。其全长323.6米,总吨位(满载时的排水量)为13.55万吨,可搭载乘客5300人,若乘客平均质量60kg(,取10N/kg).求:
(1)“爱达·魔都”号满载时,受到的浮力?
(2)满载邮轮到港后,卸下了一批5682t的货物,乘客全部离船,此时邮轮排开水的体积?
(3)某次航线为上海→东京→华盛顿,请你分析“爱达·魔都”号沿该航线航行时,吃水深度的变化情况?(已知)
试卷第1页,共3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
B
C
D
C
B
A
D
D
1.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。
2.C
【详解】该地的海拔约为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.D
【详解】由于物体在月球表面受到的重力是地球上的可知,武术爱好者对月球表面的压力为
武术爱好者对月球表面的压强为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.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。
5.B
【详解】根据定滑轮特点,由图乙得
由图甲得鹅卵石在水中受到的浮力
由于,所以
=1×10−4m3
所以石块浸没。
所以V石=V排=1×10−4m3,所以石块的密度
ρ石==2.7×103kg/m3
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.A
【详解】A.菜刀磨得很锋利,可以减小受力面积,在压力一定时,由可知,压强变大,故A符合题意;
BCD.铁轨铺在枕木上、滑雪板很宽大和书包带做得很宽,是压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故BCD不符合题意。
故选A。
7.D
【详解】A.根据可知,无论排开多少液体,溢水杯的深度不变,故水对溢水杯底部的压强相等,故A错误;
B.水对溢水杯底部的压强相等,受力面积相同,根据可知,溢水杯对桌面的压力相等,故B错误;
C.根据称重法测浮力可知,浮力大小为
铁块的体积等于排开水的体积,为
铁块的密度为
故C错误;
D.根据阿基米德原理可知,铁块受到的浮力等于排开液体所受的重力,故小烧杯中水的重力为
故D正确。
故选D。
8.D
【详解】由帕斯卡原理知道,三个活塞对水产生的压强大小是:p甲=p乙=p丙,由于知道,S甲<S乙<S丙,所以三个活塞对水的压力是:F甲<F乙<F丙,又因为三个活塞对水的压力F=G,所以三个活塞的重力关系是:G甲<G乙<G丙,即只有D正确.
9. 7000 上浮 不变
【详解】[1]因为船漂浮,所受浮力等于重力,即,根据阿基米德原理,则有
根据,则有
所以该船自身的质量为
[2][3]船始终漂浮,重力等于浮力,重力不变,则浮力不变。当该从黄浦江驶向东海海域时,水的密度变大,根据可知减小,所以船身将上浮。根据可知该船排开海水的质量将不变。
10. 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。
11. 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。
12. 1.8 上浮 100
【详解】[1][2][3]用手将苹果浸没在水中,此时受到的浮力为
苹果重力为
所以松手后苹果将上浮,最终苹果将漂浮,浮力等于重力,则苹果静止后浮力为
则苹果静止后浸入水中的体积为
13. < =
【详解】[1][2]密度计放在两种液体中都漂浮,根据漂浮条件可知,密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于密度计受到的重力G,即
F浮1=F浮2=G
由图知密度计排开液体的体积
V排1>V排2
由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知液体的密度关系
ρ1<ρ2
14.(1)3.6
(2)1.4
(3)2.2
【详解】(1)如图甲所示,根据二力平衡原理可知物体受到的重力大小等于弹簧测力计对物体的拉力大小,即弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小,而图甲中的弹簧测力计分度值为0.2N,读数为3.6N,所以可知物重G=3.6N。
(2)如图乙所示,物体受到重力、弹簧测力计对它的拉力及手对它的托力,其处于平衡状态,则由力的平衡原理可得G=F托+F拉,手对物体向上的托力F托=G-F拉=3.6N-2.2N=1.4N
(3)物体受到重力、弹簧测力计对它的拉力及水对它的浮力,其处于平衡状态,由力的平衡原理可得水对物体的浮力为F浮=G-F拉=3.6N-1.4N=2.2N
15.(1)调零
(2)丁、乙、甲、丙
(3) 2 2
(4)排开液体的重力
(5)A
(6) 不变 不变
【详解】(1)由于弹簧测力计需要在竖直方向上测量石块的重力,为了减小测量误差,所以在使用前,需要先在竖直方向上调零。
(2)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,减小误差,应先测量空桶的重;实验中利用二次称重法得到石块浸入水中受到的浮力,则应先测量石块在空气中的重力,再将石块直接浸入水中观察测力计的示数,然后求出石块浸入水中的浮力,最后测量小桶和水的总重力,得到石块排出的水的重力,最合理的顺序应为:丁、乙、甲、丙。
(3)[1]乙图中弹簧测力计分度值为0.2N,示数为3.4N,则石块的重力为3.4N,由甲图可知,石块浸没在水中,弹簧测力计对石块的拉力为1.4N,根据称重法可知,石块受到的浮力
[2]由图丙可知,小桶和水的总重力为3.2N,由图丁可知,小桶的重力为1.2N,则石块排开的水所受的重力
(4)由以上计算结果可知
即石块受到的浮力等于石块排开水的重力,所以可得结论是浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(5)A.未放入石块前,溢水杯中水面未到达溢水口,则放入石块后,排开水的体积小于石块浸入水中的体积,所以会影响结论,故A符合题意;
B.图甲中物体未全部浸没在水中,排开水的体积仍等于物体浸入水中的体积,所以不会影响结论,故B不符合题意。
故选A。
(6)[1]铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,水对溢水杯底的压强不变,溢水杯底面积不变,所以水对溢水杯底的压力不变。
[2]由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以电子秤示数不变。
16.(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)雾炮车达到最大装水量时对水平地面的压力
(2)方法一:雾炮车满载时对水平地面的压强
所以该雾炮车能满载通过。
方法二:当受力面积为时,古桥能承受的最大压力
所以该雾炮车能满载通过。
(3)雾炮车空载时对水平地面的压力
雾炮车空载时对水平地面的压强
17.(1);
(2);
(3)见解析
【详解】(1)由阿基米德原理可知,“爱达·魔都”号满载时,受到的浮力为
(2)卸下货物,乘客离船后轮船剩余质量为
此时排开水的体积为
(3)邮轮某次航线为上海→东京→华盛顿,该过程中轮船依次经过长江、太平洋和大西洋,一直处于漂浮状态,浮力等于重力始终不变,由公式可知,排开液体的体积和液体的密度成反比,密度逐渐增大,排开液体的体积逐渐减小,故邮轮沿航线航行时,吃水深度不断减小。
答案第1页,共2页
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