专题04 密度、压强和浮力-【好题汇编】2025年中考物理一模试题分类汇编(安徽专用)
2025-04-17
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2份
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34页
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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 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 质量和密度,压强,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-一模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 安徽省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 21.51 MB |
| 发布时间 | 2025-04-17 |
| 更新时间 | 2025-04-17 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 好题汇编·一模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-04-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51659273.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题04 密度、压强和浮力
题型
填空题
单选题
实验题
计算题
总数
题数
8
4
4
10
26
一、填空题
1.(2025·安徽合肥·一模)如图,在杭州亚运会上,会运送铁饼的机器狗成了赛场上的“显眼包”,机器狗的质量为15kg,当它背上铁饼静止在水平路面上时,对地面的压强将达到,若该机器狗与地面的总接触面积为,则它背上的铁饼重为 N。
2.(2025·安徽滁州·一模)2025年春晚上机器人——宇树H1“福兮”,身着花袄、手持花绢,踏着节奏明快的舞步,与真人舞蹈演员一同上演了“AI机器秧歌”(如图),表现了科技与传统文化的碰撞融合。每个机器人身高1.8m,体重47kg,每只脚与地面接触面积约为150cm2,当机器人双脚站立时,对舞台的压强为 Pa。(取g=10N/kg,结果保留两位小数)
3.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是进行室内换气的屋顶风帽,只要速度为0.2m/s的微风即可让其运转,不用电,节能环保。其工作过程中风帽转动时 ,室内的污浊空气就在大气压作用下被排出。
4.(2025·安徽合肥·一模)剖面图形状为的圆形玩具飞盘,水平抛出后,初始阶段飞盘轨迹如图中虚线所示,所以飞盘在爬升过程中飞盘的凸面应该向 (选填“上”或“下”)。
5.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是一次研学活动中某校师生乘坐的新能源四轮汽车,如果汽车和师生的总质量为1.5×104kg,汽车四个轮胎与地面的接触总面积是:3000cm2,这辆汽车其中一个轮胎对地面的压强为 Pa。
6.(2025·安徽合肥·一模)如图,在滑雪表演中,运动员为了滑行得更远,通常滑到空中时将身体弯曲和滑雪板构成与飞机的机翼相似的形状,从而获得了一个向上的升力,此时运动员背上流过的空气流速 (选填“大于”“等于”或“小于”)从滑雪板下面流过的空气流速。
7.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,一台底面积为0.045m2的智慧课堂学生机重力为9N,把它平放在面积为1m2的水平桌面中央,它对桌面的压强为 Pa。
8.(2025·安徽·一模)如图所示,水平桌面上的甲、乙两个相同的容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面下降的高度 乙液面上升的高度(选填“大于”“等于”或“小于”)。
二、单选题
9.(2025·安徽合肥·一模)下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含有的热量越多
B.飞机机翼做成上凸下平的形状,是利用流体流速越大的位置压强越大的原理
C.使用测电笔时,手一定不能碰到笔尾金属体
D.声波不可以在真空中传播,但电磁波可以,电磁波在真空中的传播速度为
10.(2025·安徽·一模)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的玻璃容器,容器中盛有等体积的两种液体;分别测得这两种液体中a、b、c三点压强,发现的,下列分析一定正确的是( )
A.a、c两点深度相等 B.甲玻璃杯底受到液体的压强更大
C.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量 D.水平桌面受到甲杯的压力比乙杯的压力小
11.(2025·安徽合肥·一模)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
12.(2025·安徽合肥·一模)福建舰是我国自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰。如图是它的电磁弹射装置,电磁弹射车处于导轨的强磁场中,给弹射车内的导体通入强电流,它会获得强大推力,并推动舰载机快速起飞。下列说法正确的是( )
A.飞机加速过程中惯性变大
B.巨大推力使飞机加速起飞,说明力可以改变物体的运动状态
C.飞机升力的产生利用了流体在流速大的地方压强大的原理
D.电磁弹射过程中将机械能转化为电能
三、实验题
13.(2025·安徽合肥·一模)某实验小组利用天平和量筒测量一小块矿石的密度,实验过程如下:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)天平平衡后,所用砝码及游码在称量标尺上的位置如图乙所示。向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示。实验所测矿石的密度为 kg/m3。
14.(2025·安徽·一模)小明同学要测量某一品牌陈醋的密度,其操作过程如图所示。
(1)他将天平放在水平台面上,横梁静止时,指针如图甲所示。接下来正确的操作是 ,直至横梁静止时指针指在分度盘中线上,或指针在中线左右等幅摆动为止。
(2)将用调节好的天平两次称量烧杯和陈醋的总质量,当天平平衡时,砝码和游码的示数如图乙和丙所示,量筒中陈醋的体积如图丁所示,则陈醋的密度为 。
15.(2025·安徽合肥·一模)小南利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“液体压强大小与什么因素有关”。实验操作如下:
(Ⅰ)如图(a)所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C,在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,开始时橡皮膜是平的。
(Ⅱ)先在A箱中不断加水,实验现象如图(b)、(c)所示。
(Ⅲ)然后B箱中加入一定量盐水,使盐水和水的液面相平,实验现象如图(d)所示。(已知)
(1)实验中,小南通过观察橡皮膜的形变程度来反映液体压强的大小,由图(c)、(d)现象可知,液体深度相同时,密度越大的液体产生的压强越 。
(2)小南还利用薄壁实验箱测量出某未知液体的密度,如图(e)所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得此时厘米,厘米,厘米,则未知液体的密度为 kg/m3。(已知)
16.(2025·安徽滁州·一模)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中用 比较液体压强大小;
(2)通过比较乙、丙两图得出结论:同种液体, ,压强越大;
(3)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。请对小遥的实验过程进行评价 。
四、计算题
17.(2025·安徽合肥·一模)如图甲所示,烧杯内装有适量的水,质量和体积均忽略不计的塑料薄管漂浮在水中,此时塑料薄管中液体的深度为,塑料薄管底部距离水面的深度为。塑料薄管的底面积为S,水的密度和g已知,求:
(1)图甲中塑料薄管底部受到水的压强(用题中已知物理量表示);
(2)塑料薄管内液体的重力(用题中已知物理量表示);
(3)若在塑料薄管底部用不可伸长的质量和粗细都不计的细绳拴住体积的金属小球,此时塑料薄管内的液面和烧杯中的水面恰好相平,如图乙所示。若测出,,底面积,,,则金属小球的密度为多少?
18.(2025·安徽合肥·一模)小海用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉,挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,其底面积S=2cm2,高h=7.5cm,忽略其底和壁的厚度。第一次用适当大小的力挤压大瓶,小瓶仍漂浮,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差h1=3.5cm,小瓶开口处到大瓶内水面的距离h2=7cm。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)不装水时小瓶的质量;
(2)第二次再用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时小瓶内水增加的质量;
(3)当“浮沉子”恰好在水中悬浮,与漂浮时相比较,小瓶内水对瓶口处压强的变化量。
19.(2025·安徽滁州·一模)一个柱形木块,底面积为50cm2,高10cm,放入底面积为100cm2的盛有水的圆柱形杯子中,木块露出水面高度为4cm(如图甲),在杯子侧壁水面位置做一标记记为A;将一石块轻轻放在木块正上方,静止后木块刚好浸没水中(如图乙),在杯子侧壁水面位置做一标记记为B;用轻质细线将石块与木块连接后放入水中,静止后如图丙所示。
(1)求木块的密度。
(2)分析图乙中木块底部相对于标记A变化的距离。
(3)分析图丙中水面相对于B的变化,并写出推理过程。
20.(2025·安徽合肥·一模)小明受“曹冲称象”故事的启发,制作了一个带刻度的“浮力秤”,如图所示,柱形小筒可以竖直漂浮在圆柱体水槽的水中如图甲。已知透明水槽足够深,当秤盘上不放物体时,小筒底部浸在水中深度为,小筒底面积为,水的密度为,用表示。(所有答案用题中给定的字母表示)求:
(1)当秤盘上不放物体时,小筒底部受到的水的压强;
(2)当秤盘上不放物体时,浮力秤的质量;
(3)如图乙在秤盘上放上质量为的物体后,小筒浸入水中深度为,求证浮力秤所称物体的质量与成正比。()
21.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,一容器放在水平桌面上,容器中装有适量水,容器底部固定的细线连接一物块A,物块A浸没在水中且不吸水。已知容器的底面积为,物块A的密度为0.5g/cm3,体积为,不计细线体积和质量。(g取10N/kg,)求:
(1)此时物块A所受浮力;
(2)此时细线所受拉力;
(3)剪断细线,当物块A静止时,容器中水对容器底部的压强的变化量。
22.(2025·安徽合肥·一模)如图a所示,边长为的正方体木块放入水中,静止时有的体积露出水面.如图b所示,将边长为的正方体合金块轻轻放在木块上,木块刚好浸没,已知水的密度为。求:
(1)图a中水对木块底部的压强;
(2)合金块的密度。
23.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)辰辰和瑶瑶两位同学要测量一矿石的密度,设计了如下方案:将矿石放入装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的长方体透明薄壁容器中(容器放置在水平桌面上),用圆筒底边对应的位置在长方体容器上标出一条水平直线AB(如图甲所示);然后将矿石取出,用圆筒底边对应的位置在长方体容器上标出另一条水平直线CD(如图乙所示);再将矿石缓慢放入长方体透明薄壁容器中,静止后用圆筒底边对应的位置在长方体容器上标出第三条水平直线EF(如图丙所示)。薄壁圆筒的底面积为S=50cm2,长方体容器底面积为2S=100cm2,甲图中水面到AB的深度为h=10cm,乙图中AB到CD的距离h1=3cm,丙图中CD到EF的距离h2=1cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求
(1)甲图中薄壁圆筒和细沙以及矿石一起受到的总浮力F浮;
(2)矿石的重力G;
(3)矿石的密度ρ。
24.(2025·安徽马鞍山·一模)如图所示,薄壁烧杯内装质量800g的水,烧杯的底面积是,将一个质量是200g、体积是的实心长方体A用细线吊着,然后将其体积的三分之一浸入烧杯内的水中。(杯内的水在实验过程中始终没有溢出。,)求:
(1)长方体A受到的浮力;
(2)细线对长方体A的拉力;
(3)若剪断细线,待A静止后,水对烧杯底的压强变化量。
25.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有密度为0.4×103kg/m3的正方体物块A,当容器中水的深度为30cm时,此时弹簧恰好处于自然伸长状态。求:
(1)物块A浸入水中的体积占总体积的几分之几?
(2)往容器缓慢加水至物块A刚好浸没水中时,弹簧对物块A的拉力为F=6N,求物块A的体积。
26.(2025·安徽阜阳·一模)小安同学学习了浮力知识之后,利用一个小圆柱形塑料桶、一把刻度尺和几枚硬币,借助水来测量某些物体的密度。将几枚硬币放入小圆柱形塑料桶内,目的是使塑料桶和硬币整体的重心降低,用刻度尺测出桶的高度为如图甲。
(1)将桶口向上放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为,(如图乙)将桶捞出擦干并放入酱油中使其竖直漂浮,测出桶口露出酱油面的高度为(如图丙)则酱油的密度为多少?(用L、、、表示)
(2)在(1)的基础上,又进行了如下操作,将项链放入桶中,将桶口向上放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为,(如图丁)将项链取出粘在桶(粘胶的体积和质量忽略不计)将桶和项链一起放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为(如图戊)若用刻度尺测出,,,,。。
①当把项链放入桶中(如图丁),桶底受到的压强多大?
②项链的密度为多少?
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专题04 密度、压强和浮力
题型
填空题
单选题
实验题
计算题
总数
题数
8
4
4
10
26
一、填空题
1.(2025·安徽合肥·一模)如图,在杭州亚运会上,会运送铁饼的机器狗成了赛场上的“显眼包”,机器狗的质量为15kg,当它背上铁饼静止在水平路面上时,对地面的压强将达到,若该机器狗与地面的总接触面积为,则它背上的铁饼重为 N。
【答案】10
【解析】当机器狗背上铁饼静止在水平路面上时,对地面的压力为
则机器狗和铁饼的总重力为
机器狗重力为
则背上的铁饼重力为
2.(2025·安徽滁州·一模)2025年春晚上机器人——宇树H1“福兮”,身着花袄、手持花绢,踏着节奏明快的舞步,与真人舞蹈演员一同上演了“AI机器秧歌”(如图),表现了科技与传统文化的碰撞融合。每个机器人身高1.8m,体重47kg,每只脚与地面接触面积约为150cm2,当机器人双脚站立时,对舞台的压强为 Pa。(取g=10N/kg,结果保留两位小数)
【答案】15666.67
【解析】当机器人双脚站立时,对舞台的压力等于重力
对舞台的压强为
3.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是进行室内换气的屋顶风帽,只要速度为0.2m/s的微风即可让其运转,不用电,节能环保。其工作过程中风帽转动时 ,室内的污浊空气就在大气压作用下被排出。
【答案】空气流速增大,压强减小
【解析】由流体流速与压强的关系可知,流速越大的位置压强越小,风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,内部气压小于外部大气压,室内的污浊气体在大气压的作用下被排出。
4.(2025·安徽合肥·一模)剖面图形状为的圆形玩具飞盘,水平抛出后,初始阶段飞盘轨迹如图中虚线所示,所以飞盘在爬升过程中飞盘的凸面应该向 (选填“上”或“下”)。
【答案】上
【解析】飞盘的原理类似飞机机翼。当飞盘凸面向上水平抛出时,空气流过飞盘上表面的路程较长,流速较大,根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小;空气流过飞盘下表面路程较短,流速较小,压强较大。这样上下表面就产生了压强差,进而产生向上的升力,使飞盘能够爬升 。所以飞盘在爬升过程中飞盘的凸面应该向上。
5.(2025·安徽合肥·一模)如图所示是一次研学活动中某校师生乘坐的新能源四轮汽车,如果汽车和师生的总质量为1.5×104kg,汽车四个轮胎与地面的接触总面积是:3000cm2,这辆汽车其中一个轮胎对地面的压强为 Pa。
【答案】5×105
【解析】这辆汽车对地面的压力等于汽车和师生的总重力,即
F=G=mg=1.5×104kg×10N/kg=1.5×105N
汽车轮胎与地面的总接触面积
S=3000×10-4m2=0.3m2
这辆汽车其中一个轮胎对地面的压强
6.(2025·安徽合肥·一模)如图,在滑雪表演中,运动员为了滑行得更远,通常滑到空中时将身体弯曲和滑雪板构成与飞机的机翼相似的形状,从而获得了一个向上的升力,此时运动员背上流过的空气流速 (选填“大于”“等于”或“小于”)从滑雪板下面流过的空气流速。
【答案】大于
【解析】飞机机翼的形状设计使得机翼上方的空气流速大于下方的空气流速。由于流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。因此,机翼上方压强小于下方压强,产生向上的升力。 在滑雪表演中,运动员通过弯曲身体和调整滑雪板的角度,使得背上流过的空气流速大于从滑雪板下面流过的空气流速,则运动员背上方的空气压强就会小于滑雪板下方的空气压强,从而产生一个向上的升力。使得运动员能够在空中获得额外的升力,滑行得更远。
7.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,一台底面积为0.045m2的智慧课堂学生机重力为9N,把它平放在面积为1m2的水平桌面中央,它对桌面的压强为 Pa。
【答案】200
【解析】它对桌面的压强为
8.(2025·安徽·一模)如图所示,水平桌面上的甲、乙两个相同的容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面下降的高度 乙液面上升的高度(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】等于
【解析】打开开关K后装置为连通器,当液体不流动时,液面相平,所以甲中的液面下降的高度等于乙液面上升的高度。
二、单选题
9.(2025·安徽合肥·一模)下列说法正确的是( )
A.物体的温度越高,所含有的热量越多
B.飞机机翼做成上凸下平的形状,是利用流体流速越大的位置压强越大的原理
C.使用测电笔时,手一定不能碰到笔尾金属体
D.声波不可以在真空中传播,但电磁波可以,电磁波在真空中的传播速度为
【答案】D
【解析】A.热量是过程量,不能说“含有的热量”,故A错误;
B.飞机机翼做成上凸下平的形状,是利用流体流速越大的位置压强越小的原理,故B错误;
C.使用测电笔时,手一定不能碰到笔尖金属体,要接触笔尾金属体,故C错误;
D.声波不可以在真空中传播,声音的传播需要介质,但电磁波可以,电磁波在真空中的传播速度为,电磁波可以传递信息,故D正确。
故选D。
10.(2025·安徽·一模)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的玻璃容器,容器中盛有等体积的两种液体;分别测得这两种液体中a、b、c三点压强,发现的,下列分析一定正确的是( )
A.a、c两点深度相等 B.甲玻璃杯底受到液体的压强更大
C.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量 D.水平桌面受到甲杯的压力比乙杯的压力小
【答案】D
【解析】A.根据图示可知,a的深度要小于c的深度,故A错误;
B.,a的深度小于c的深度,根据可知,甲中液体的密度要小于乙中液体的密度;液体总的深度相同,根据可知,乙玻璃杯底受到液体的压强更大,故B错误;
C.液体的体积相同,根据可知,甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,故C错误;
D.玻璃容器完全相同,重力相同;甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,根据可知,甲杯中液体重力小于乙杯中液体重力,所以甲杯总重力小于乙杯的总重力。两杯对桌面压力等于自身总重,则甲杯的压力比乙杯的压力小,故D正确。
故选D。
11.(2025·安徽合肥·一模)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。
12.(2025·安徽合肥·一模)福建舰是我国自主设计建造的首艘电磁弹射型航空母舰。如图是它的电磁弹射装置,电磁弹射车处于导轨的强磁场中,给弹射车内的导体通入强电流,它会获得强大推力,并推动舰载机快速起飞。下列说法正确的是( )
A.飞机加速过程中惯性变大
B.巨大推力使飞机加速起飞,说明力可以改变物体的运动状态
C.飞机升力的产生利用了流体在流速大的地方压强大的原理
D.电磁弹射过程中将机械能转化为电能
【答案】B
【解析】A.惯性只与物体的质量有关,与速度无关。飞机加速过程中,其质量不变,因此惯性也不变,故A错误,不符合题意;
B.因为电磁弹射装置产生的巨大推力改变了飞机的运动状态,使其加速起飞,说明力可以改变物体的运动状态,故B正确,符合题意;
C.飞机升力的产生是基于流体与流速的关系,即流体在流速大的地方压强小,而不是压强大,故C错误,不符合题意;
D.电磁弹射过程中实际上是将电能转化为机械能,故D错误,不符合题意。
故选B。
三、实验题
13.(2025·安徽合肥·一模)某实验小组利用天平和量筒测量一小块矿石的密度,实验过程如下:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)天平平衡后,所用砝码及游码在称量标尺上的位置如图乙所示。向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示。实验所测矿石的密度为 kg/m3。
【答案】(1)右;(2)
【解析】(1)把天平放在水平桌面上,将游码移至称量标尺左端的零刻度线上,指针的位置如图甲所示,指针左偏,说明左端重,则此时应向右调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)如图乙所示,天平横梁标尺分度值为0.2g,则矿石的质量为
向量筒中倒入60mL的水,用细线拴住矿石并放入量筒中后,量筒中的水面如图丙所示,量筒分度值为,此时示数为,则矿石体积为
则实验所测矿石的密度为
14.(2025·安徽·一模)小明同学要测量某一品牌陈醋的密度,其操作过程如图所示。
(1)他将天平放在水平台面上,横梁静止时,指针如图甲所示。接下来正确的操作是 ,直至横梁静止时指针指在分度盘中线上,或指针在中线左右等幅摆动为止。
(2)将用调节好的天平两次称量烧杯和陈醋的总质量,当天平平衡时,砝码和游码的示数如图乙和丙所示,量筒中陈醋的体积如图丁所示,则陈醋的密度为 。
【答案】(1)向左调节平衡螺母;(2)
【解析】[1]使用天平时,将天平放在水面台面上,将游码调至标尺左端零刻度线处,指针不在分度盘中央时,按照指针左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡,图甲中指针右偏,故向左调节平衡螺母。
[2]图乙中烧杯和陈醋的总质量
图丙中剩余陈醋和烧杯的质量
倒入量筒的陈醋的质量
量筒的分度值是2mL,量筒中陈醋的体积,陈醋的密度
15.(2025·安徽合肥·一模)小南利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“液体压强大小与什么因素有关”。实验操作如下:
(Ⅰ)如图(a)所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C,在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,开始时橡皮膜是平的。
(Ⅱ)先在A箱中不断加水,实验现象如图(b)、(c)所示。
(Ⅲ)然后B箱中加入一定量盐水,使盐水和水的液面相平,实验现象如图(d)所示。(已知)
(1)实验中,小南通过观察橡皮膜的形变程度来反映液体压强的大小,由图(c)、(d)现象可知,液体深度相同时,密度越大的液体产生的压强越 。
(2)小南还利用薄壁实验箱测量出某未知液体的密度,如图(e)所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得此时厘米,厘米,厘米,则未知液体的密度为 kg/m3。(已知)
【答案】(1)大;(2)
【解析】(1)观察图(d),此时A箱装水,B箱装盐水,盐水和水的液面相平,也就是液体深度相同。已知,从图中可以看到橡皮膜向水的一侧凸起,这说明盐水对橡皮膜产生的压强大于水对橡皮膜产生的压强。由此可知,在液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(2)在A 箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,则水和未知液体的压强相同,根据有
此时厘米,厘米,厘米则未知液体的密度为
16.(2025·安徽滁州·一模)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中用 比较液体压强大小;
(2)通过比较乙、丙两图得出结论:同种液体, ,压强越大;
(3)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论。请对小遥的实验过程进行评价 。
【答案】(1)U形管两侧液面高度差;(2)深度越深;(3)见解析
【解析】(1)根据转换法,压强计两边液面高度差越大表示液体压强越大,故实验中用U形管两边液面高度差比较液体压强大小。
(2)通过比较乙、丙两图,液体的密度相同,深度越深,压强计两边液面高度差越大,可以得出结论:液体内部的压强与液体的深度有关,同种液体深度越深,压强越大。
(3)向烧杯中多次加盐水,改变了液体密度的同时也改变了液体深度,没有控制液体的深度相同,不符合控制变量法要求,故结论错误。
四、计算题
17.(2025·安徽合肥·一模)如图甲所示,烧杯内装有适量的水,质量和体积均忽略不计的塑料薄管漂浮在水中,此时塑料薄管中液体的深度为,塑料薄管底部距离水面的深度为。塑料薄管的底面积为S,水的密度和g已知,求:
(1)图甲中塑料薄管底部受到水的压强(用题中已知物理量表示);
(2)塑料薄管内液体的重力(用题中已知物理量表示);
(3)若在塑料薄管底部用不可伸长的质量和粗细都不计的细绳拴住体积的金属小球,此时塑料薄管内的液面和烧杯中的水面恰好相平,如图乙所示。若测出,,底面积,,,则金属小球的密度为多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)图甲中塑料薄管底部距离水面的深度为,则塑料薄管底部受到水的压强为。
(2)塑料薄管漂浮,浮力等于重力,塑料薄管质量和体积均忽略不计,则塑料薄管内液体的重力为
(3)乙中塑料薄管和小球整体漂浮,仍满足浮力等于重力,则,则金属小球的重力为
则金属小球的密度为
18.(2025·安徽合肥·一模)小海用大塑料瓶(大瓶)和开口的小玻璃瓶(小瓶)制作了如图甲所示的“浮沉子”。装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气,通过挤压大瓶可实现小瓶的浮沉,挤压过程中,小瓶不接触大瓶瓶壁。小瓶可视为圆柱形容器,其底面积S=2cm2,高h=7.5cm,忽略其底和壁的厚度。第一次用适当大小的力挤压大瓶,小瓶仍漂浮,此时简化的模型如图乙所示,两瓶内水面的高度差h1=3.5cm,小瓶开口处到大瓶内水面的距离h2=7cm。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)不装水时小瓶的质量;
(2)第二次再用适当大小的力挤压大瓶,使小瓶恰好悬浮时小瓶内水增加的质量;
(3)当“浮沉子”恰好在水中悬浮,与漂浮时相比较,小瓶内水对瓶口处压强的变化量。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)小瓶在水中漂浮时,浮力等于重力,则小瓶的重力为
则不装水时小瓶的质量为
(2)小瓶恰好悬浮时,浮力等于重力,则小瓶内增加的水的重力为
则小瓶内增加的水的质量为
(3)当“浮沉子”恰好在水中悬浮,与漂浮时相比较,小瓶内水深度增加了
同一液体同一深度处的压强相等,所以当“浮沉子”恰好在水中悬浮,与漂浮时相比较,小瓶内水对瓶口处压强的变化量为
19.(2025·安徽滁州·一模)一个柱形木块,底面积为50cm2,高10cm,放入底面积为100cm2的盛有水的圆柱形杯子中,木块露出水面高度为4cm(如图甲),在杯子侧壁水面位置做一标记记为A;将一石块轻轻放在木块正上方,静止后木块刚好浸没水中(如图乙),在杯子侧壁水面位置做一标记记为B;用轻质细线将石块与木块连接后放入水中,静止后如图丙所示。
(1)求木块的密度。
(2)分析图乙中木块底部相对于标记A变化的距离。
(3)分析图丙中水面相对于B的变化,并写出推理过程。
【答案】(1);(2)4cm;(3)见解析
【解析】(1)图甲中木块漂浮故,木块的密度为
(2)乙中木块底部相对于标记A变化的距离
(3)图乙和图丙中木块和石块整体均处于漂浮状态,则有,
故
故
故乙丙中水面相对于B的变化为零。
20.(2025·安徽合肥·一模)小明受“曹冲称象”故事的启发,制作了一个带刻度的“浮力秤”,如图所示,柱形小筒可以竖直漂浮在圆柱体水槽的水中如图甲。已知透明水槽足够深,当秤盘上不放物体时,小筒底部浸在水中深度为,小筒底面积为,水的密度为,用表示。(所有答案用题中给定的字母表示)求:
(1)当秤盘上不放物体时,小筒底部受到的水的压强;
(2)当秤盘上不放物体时,浮力秤的质量;
(3)如图乙在秤盘上放上质量为的物体后,小筒浸入水中深度为,求证浮力秤所称物体的质量与成正比。()
【答案】(1);(2);(3)见解析
【解析】(1) 已知当秤盘上不放物体时,小筒底部浸在水中深度为,水的密度为,用表示。根据液体压强计算公式,小筒底部受到的水的压强。
(2)当秤盘上不放物体时,小筒底部浸在水中深度为,小筒底面积为,排开液体的体积
根据阿基米德原理
小筒竖直漂浮在水中,此时小筒受到的浮力等于小筒自身的重力,即
由重力计算公式有
即
(3)当在秤盘上放上质量为m的物体后,小筒仍然漂浮,此时小筒和物体整体受到的浮力F浮'等于小筒和物体的总重力G总,即
小筒底部浸在水中深度为,根据阿基米德原理,此时排开液体的体积体积,所以
又因为,所以
移项可得
因为,则
因为和是定值,所以浮力秤所称物体的质量与成正比。
21.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,一容器放在水平桌面上,容器中装有适量水,容器底部固定的细线连接一物块A,物块A浸没在水中且不吸水。已知容器的底面积为,物块A的密度为0.5g/cm3,体积为,不计细线体积和质量。(g取10N/kg,)求:
(1)此时物块A所受浮力;
(2)此时细线所受拉力;
(3)剪断细线,当物块A静止时,容器中水对容器底部的压强的变化量。
【答案】(1)10N;(2)5N;(3)
【解析】(1)物块A浸没在水中,此时物块A所受浮力为
(2)物块A重力为
则此时细线所受拉力为
(3)剪断细线,由于浮力大于重力,物体A将上浮至漂浮,最终浮力等于重力,即静止时浮力为
排开水的体积为
则水位变化量为
则容器中水对容器底部的压强的变化量为
22.(2025·安徽合肥·一模)如图a所示,边长为的正方体木块放入水中,静止时有的体积露出水面.如图b所示,将边长为的正方体合金块轻轻放在木块上,木块刚好浸没,已知水的密度为。求:
(1)图a中水对木块底部的压强;
(2)合金块的密度。
【答案】(1);(2)
【解析】(1)图a中水对木块底部的压强为
(2)将边长为的正方体合金块轻轻放在木块上,木块刚好浸没,此时合金块与木块的总重力刚好等于木块排开的水的重力,由浮沉条件得,合金块的重力等于的木块排开的水重力,即合金块的重力
由得,合金块的质量为
合金块的密度
23.(2025·安徽马鞍山·模拟预测)辰辰和瑶瑶两位同学要测量一矿石的密度,设计了如下方案:将矿石放入装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的长方体透明薄壁容器中(容器放置在水平桌面上),用圆筒底边对应的位置在长方体容器上标出一条水平直线AB(如图甲所示);然后将矿石取出,用圆筒底边对应的位置在长方体容器上标出另一条水平直线CD(如图乙所示);再将矿石缓慢放入长方体透明薄壁容器中,静止后用圆筒底边对应的位置在长方体容器上标出第三条水平直线EF(如图丙所示)。薄壁圆筒的底面积为S=50cm2,长方体容器底面积为2S=100cm2,甲图中水面到AB的深度为h=10cm,乙图中AB到CD的距离h1=3cm,丙图中CD到EF的距离h2=1cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求
(1)甲图中薄壁圆筒和细沙以及矿石一起受到的总浮力F浮;
(2)矿石的重力G;
(3)矿石的密度ρ。
【答案】(1)5N;(2)3N;(3)3×103kg/m3
【解析】(1)根据甲图,整体排开液体的体积V排=Sh,根据阿基米德原理薄壁圆筒和细沙以及矿石一起受到的总浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10×10-6m3=5N
(2)对比甲、乙,减小的浮力等于石块的重力,乙图中少排开液体的体积使得液面下降距离为h3,则
故h3=h1=3cm
矿石的重力G=ΔF浮=ρ水g×2Sh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×3×10-6m3=3N
(3)对比乙、丙知,矿石的体积V =2Sh2=100×1×10-6m3=10-4m3
矿石的密度
24.(2025·安徽马鞍山·一模)如图所示,薄壁烧杯内装质量800g的水,烧杯的底面积是,将一个质量是200g、体积是的实心长方体A用细线吊着,然后将其体积的三分之一浸入烧杯内的水中。(杯内的水在实验过程中始终没有溢出。,)求:
(1)长方体A受到的浮力;
(2)细线对长方体A的拉力;
(3)若剪断细线,待A静止后,水对烧杯底的压强变化量。
【答案】(1)1N;(2)1N;(3)100Pa
【解析】(1)实心长方体A的体积浸入烧杯内的水中时排开水的体积为
长方体A受到的浮力为
(2)长方体A的重力为
对物体A受力分析可知,物体A受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力以及绳子对物体A的拉力,根据力的平衡条件可知,细线对物体A的拉力
(3)若剪断细线,由于长方体全部浸没时受到的浮力为
根据物体的浮沉条件可知,长方体会先上浮,待A静止后,长方体A处于漂浮状态,长方体A漂浮时受到的浮力
根据阿基米德原理可知,漂浮时排开水的体积
与A体积浸没时相比排开水的体积增加量
由可知,烧杯内水面上升的高度
水对烧杯底的压强增大量
25.(2025·安徽合肥·一模)如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上端连有密度为0.4×103kg/m3的正方体物块A,当容器中水的深度为30cm时,此时弹簧恰好处于自然伸长状态。求:
(1)物块A浸入水中的体积占总体积的几分之几?
(2)往容器缓慢加水至物块A刚好浸没水中时,弹簧对物块A的拉力为F=6N,求物块A的体积。
【答案】(1);(2)1×10-3m3
【解析】(1)当容器中水的深度为30cm时,弹簧恰好处于自然伸长状态,此时物块A刚好漂浮于水面上, 根据阿基米德原理和漂浮条件有F浮 =G排=GA
即ρ水gV排 =ρAgVA
所以物块A浸入水中的体积占总体积的比例为
(2)物块A刚好完全浸没水中时,弹簧对物块A的作用力为F=6N, 根据受力平衡有F浮′=GA+F
即:ρ水gVA =ρAgVA+F
代入数据解得
26.(2025·安徽阜阳·一模)小安同学学习了浮力知识之后,利用一个小圆柱形塑料桶、一把刻度尺和几枚硬币,借助水来测量某些物体的密度。将几枚硬币放入小圆柱形塑料桶内,目的是使塑料桶和硬币整体的重心降低,用刻度尺测出桶的高度为如图甲。
(1)将桶口向上放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为,(如图乙)将桶捞出擦干并放入酱油中使其竖直漂浮,测出桶口露出酱油面的高度为(如图丙)则酱油的密度为多少?(用L、、、表示)
(2)在(1)的基础上,又进行了如下操作,将项链放入桶中,将桶口向上放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为,(如图丁)将项链取出粘在桶(粘胶的体积和质量忽略不计)将桶和项链一起放入水中使其竖直漂浮,测出桶口露出水面的高度为(如图戊)若用刻度尺测出,,,,。。
①当把项链放入桶中(如图丁),桶底受到的压强多大?
②项链的密度为多少?
【答案】(1);(2)1600Pa,
【解析】(1)设塑料桶底面积是S,当把塑料桶放入水中,塑料桶在水中漂浮,塑料桶受到水的浮力为
当把塑料桶放入酱油中,塑料桶在酱油中漂浮,塑料桶受到酱油的浮力为
塑料桶受到的浮力都等于重力,所以
所以酱油的密度
(2)[1]将项链放入桶中时,桶底受到的压强为
[2]对于漂浮的物体增加的浮力等于增加的重力,由乙、丁两图可知,项链的重力
项链的质量
丁、戊两图,重力相等,浮力相等,所以
项链的体积为
项链的密度
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