内容正文:
第三辑
质量、密度……………………………………………………………………………01
压强…………………………………………………………………… ………44
浮力……………………………………………………………… …87
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考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
质量与测量
质量的概念及属性(不随位置改变)
中频
★★★
选择/填空/简答
天平的使用与读数(调平、估读)
高频
★★★★
实验操作题/填空
密度及其计算
密度公式(ρ=m/V)及单位换算
高频
★★★★★
计算题/图像分析题
密度物理意义(物质特性)
高频
★★★★
简答题/生活应用题
密度测量实验
固体/液体密度的测量方法
高频
★★★★★
实验设计/误差分析题
密度与物质鉴别
利用密度鉴别物质
中频
★★★
综合应用题
密度与温度、状态
热胀冷缩对密度的影响
低频
★★
填空/简答题
密度应用
空心问题、混合物密度计算
高频
★★★★
综合计算题
分值占比
全国中考平均占比 8-12%,实验题(35%)、计算题(40%)、综合应用题(20%)为主。
命题特点
生活化:结合材料鉴别(如珠宝真伪)、环保问题(如塑料颗粒密度分选)。
实验创新:2024年江苏卷“用量筒和电子秤测不规则固体密度”(数字化工具替代传统天平)。
跨学科:与化学(溶液配制)、地理(矿物密度分析)结合。
易错点
单位换算错误(如g/cm³与kg/m³的转换)。
实验步骤颠倒(如先测体积后测质量导致误差)。
混合物密度计算时忽略体积关系(如酒精与水的混合)
分值与题型
分值:预计占 10-14分(选择题2-3道 + 1道实验题 + 1道综合计算题)。
题型分布:
基础题(4-6分):质量属性判断、密度公式变形应用。
综合题(6-8分):密度测量实验设计、空心问题计算、混合物密度分析。
命题热点预测
科技应用:
新型复合材料密度检测(如碳纤维材料在航空航天中的应用)。
智能密度计在工业生产中的原理(浮力与密度关系)。
实验创新:
用手机3D扫描测不规则物体体积(结合图像处理技术)。
探究“温度对盐水密度的影响”(数字化温度-密度曲线绘制)。
社会热点:
垃圾分类中的密度分选技术(如塑料瓶与金属罐分离)。
碳中和背景下的轻质建筑材料选择(密度与强度的平衡)。
重点关注方向
复杂计算模型:
空心物体判断与计算(如金属球是否空心的多方法验证)。
混合液体密度计算(如盐水密度与浓度关系)。
跨学科整合:
化学:溶液密度与溶质质量分数的关系。
工程:桥梁材料密度与承重能力分析
区域考情提示:
沿海地区可能考查“海水密度与洋流关系”(如广东卷)。
工业城市可能侧重“材料密度与工业应用”(如上海卷)。建议结合本地特色补充案例。
【思维导图】
【考点扫描】
考点一 质量
知识点一:质量
1.定义:物体所含物质的多少叫质量,用字母m表示.
2.单位及单位换算:
(1)基本单位:千克,符号kg;
(2)常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg);
(3)换算关系:1 t=103kg=106 g=109 mg.
3.常见物体的质量:
①一个鸡蛋的质量约为50 g;
②普通中学生的质量约为50kg;
③一瓶矿泉水的质量约为500g;
④物理课本的质量约为200 g.
注意:质量是物质本身的一种属性.物体的质量不随物体的形状、物态和位置的改变而改变.
知识点二:质量的测量—实验室常用托盘天平来测量质量
1.测量工具:日常生活中常用的测量工具:案秤、台秤、杆秤;实验室常用的测量工具:托盘天平.
2.在实验室中也可以用弹簧测力计先测出物体的重力,再通过公式计算出物体的质量,这属于间接测量.
3. 托盘天平的使用:
(1)把托盘天平放在水平台上,把游码放在标尺左端零刻线处。
(2)调节横梁上的平衡螺母,指针向分度盘左端偏斜,平衡螺母向右调节;指针向分度盘右端偏斜,平衡螺母向左调节。
注意:要掌握如何通过指针来判断调节平衡螺母的方向和判断是否调平了。
(3)测量:将被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡。
注意:要掌握什么顺序加砝码,怎么知道调平了?这时能调节平衡螺母吗?调了又会怎么样影响测量的结果呢?
(4)读数:被测物体的质量等于右盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值。
注意:要掌握如果砝码质量变大了或变小了测量值又会怎么变呢?
4.质量的测量步骤:
(1)看:观察天平的指针和标尺的零刻度线。
(2)放:天平放在水平台上,游码放到标尺左端的零刻度线处.
(3)调:调节平衡螺母,使指针指在分度盘中线处(左偏右调,右偏左调).
(4)测:左盘放物体,右盘放砝码,通过增减砝码和移动游码在标尺上的位置,直至横梁恢复平衡(左物右码、先大后小).
(5)读:右盘中砝码的总质量与标尺游码左侧在标尺上对应的刻度值之和就为被测物体的质量,即m物=m砝码+m游码.
注意事项:
(1)被测物体的质量不能超过天平的量程;
(2)称量时,从大到小添加砝码,加减砝码时要用镊子夹取,不能用手接触砝码,不能把砝码弄湿、弄脏;
(3)潮湿的物体和腐蚀性物体不能直接放到天平的托盘中;
(4)移动位置后,要重新调节天平平衡.
注意:托盘天平的使用,右图中存在的错误有:
①游码没有调零.
②物体和砝码的位置放反了.
③用手拿取砝码,未用镊子.
考点二 密度
知识点一:密度
1.定义: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,用ρ表示.
2.公式:,变形公式:m=ρV,V=.
3.单位:密度的单位是千克每立方米,符号是kg/m3.实验室常用的单位是g/cm3;二者的关系是1 g/cm3=1×103kg/m3.
4.物理意义
密度是物质的一种属性,在数值上等于物体单位体积的质量.如纯水的密度为1.0×103 kg/m3,表示体积为1 m3的纯水的质量为1.0×103 kg.
5.密度的可变性:密度在外界因素(如温度、状态、压强等)改变时会发生改变,如氧气瓶中的氧气在使用过程中,瓶中的氧气质量减小,体积不变,密度变小.
6.对密度公式的理解:
(1)同种物质在相同状态下,密度是相同的,它不随物体的质量或体积的变化而变化.
(2)同种物质组成的物体,质量与体积成正比,即当ρ一定时,=.
(3)不同物质组成物体,在体积相同情况下,质量与密度成正比,即当V一定时,=.
(4)不同物质组成物体,在质量相同情况下,体积与密度成反比,即当m一定时,=.
7.生活中常见物质的密度
①水的密度ρ水=1×103kg/m3
②冰的密度ρ冰=0.9×103 kg/m3
③海水的密度ρ海水=1.03×103 kg/m3
④煤油、酒精的密度为0.8×103 kg/m3
知识点二:密度与外界的关系
1.温度与密度的关系
温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中,气体的热胀冷缩最为显著,它的密度受温度的影响也最大;一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样显著,因而密度受温度的影响比较小。
2.水的密度与温度
4℃的水的密度最大。温度高于4℃时,随着温度的升高,水的密度越来越小;温度低于4℃时,随着温度的降低,水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积变大,密度变小。把水的这个特性叫做水的反常膨胀。
注意:水在0至4℃时反常膨胀,即温度升高,体积变小,密度变大;温度下降,体积变大,密度变小)
考点三 密度的测量
知识点一:量筒的使用
1.量筒的使用步骤:
(1)看:看量程、分度值和单位,如图所示,量筒的量程为50mL,分度值为2mL
(2)放:放在水平台上
(3)读:读数时,视线要与凹液面的最低点相平,不能仰视或俯视,如图中正确的读法是B(填字母)
(4)记:记录时,要包括数字和单位,如图所示,液体的体积为40mL
知识点二:测量固体的密度
(1)测比水的密度大的固体物质的密度
①用天平称出固体的质量m1
②利用量筒测量适量水的体积V1
③将物体全部浸没在水中测得体积为V2
(2)测比水的密度小的固体物质的密度。
①用天平称出固体的质量。
②利用排水法测固体体积时,有两种方法。一是用细而长的针或细铁丝将物体压没于水中,通过排开水的体积,测出固体的体积。二是在固体下面系上一个密度比水大的物块,比如铁块。利用铁块使固体浸没于水中。铁块和固体排开水的总体积再减去铁块的体积就等于固体的体积。固体的质量、体积测出后,利用密度公式求出固体的密度。
知识点三:测量液体的密度
(1)步骤:
①用天平测量装有适量液体的容器的质量m1
②将部分液体倒入量筒中测量体积V
③用天平测量剩余液体和容器的质量m2
(2)液体体积无法测量时,在这种情况下,往往需要借助于水,水的密度是已知的,在体积相等时,两种物质的质量之比等于它们的密度之比。我们可以利用这个原理进行测量。测量方法如下:
a.用天平测出空瓶的质量m;
b.将空瓶内装满水,用天平称出它们的总质量m1;
c.将瓶中水倒出,装满待测液体,用天平称出它们的总质量m2;
考点四 密度的应用
知识点一:密度在生活中的应用
1.鉴别物质:密度是物质的特性之一,不同物质密度一般不同,可用密度鉴别物质。密度相同不一定是同一种物质,但是密度不同一定不是同种物质。所以,利用物质密度可以鉴别不同物体。例如外观、规格完全相同的水与盐水,可以通过测量密度来区分;普通石头与铁矿石的密度差距较大,由此可以区分普通石头和铁矿石等。
2.求质量:由于条件限制,有些物体体积容易测量但不便测量质量,用公式m=ρV可以算出它的质量。
3.求体积:由于条件限制,有些物体质量容易测量但不便测量体积,用公式V=m/ρ可以算出它的体积。
4.判断物体空心实心。
【技巧点拨】
技巧 质量概念的理解。
1.物体是由物质组成的。如:铝勺、铝锅都是由铝组成的,牙签和木块是由木材组成的。所以“物体”是指具体的东西;“物质”是做成物体的材料。
2.质量是描述物体所含物质多少的物理量,物体所含物质多,其质量就大。
3. 质量是物质本身的一种属性.物体的质量不随物体的形状、物态和位置的改变而改变。
技巧 天平的使用注意事项。
(1)测量时不能超过天平的最大称量;
(2)保持天平干燥,不要把潮湿的物体和化学药品直接放在天平盘里;
(3)不要用手直接拿砝码,不要把砝码弄脏,以免锈蚀;
(4)在使用前首先要观察天平的称量以及游码标尺上的分度值;
(5)天平指针偏左偏右与平衡螺母旋出旋入的关系:托盘天平指针偏向左侧说明左边沉,平衡螺母应向右移;指针偏向右侧说明右边沉,平衡螺母应向左移。
(6)注意调好的天平不能在桌面上移动,移动后要重新调节,天平的左右盘是不同的。是不能互换的。横梁上的螺母更是不能再动,否则横梁的平衡就被破坏。
技巧 密度的理解分析。
(1)与物体质量、体积的大小无关。测量密度的原理:。
(2)同种物质,密度相同,物体的质量m与体积V成正比,即当ρ一定时;
(3)不同物质,质量相同时,体积与密度成反比,即。
【易错指导】
易混易错点一:生活中的重和物理学中的重混淆易错?
物理学中,质量是指物体中所含物质的多少,生活中我们经常说到的“重”指的就是物体的质量,而物理学中的“重”是指物体所受的重力,不是质量。
易混易错点二:质量和密度的理解有误易错?
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;密度是物质的一种特性,密度的大小与物质的状态、物体的温度等因素有关,而与质量、体积无关.
易混易错点三:公式的理解易错。
正确理解、m和V之间的比例关系,可以方便地分析和解决有关密度问题,但一定要注意控制变量。
①同种物质组成的两个物体甲和乙,因一定,可得
②两种不同物质组成的两个物体甲和乙,当它们体积相同时,则
③不同物质组成的两个物体甲和乙,当它们的质量相同时,有
易混易错点四:密度的单位换算易错。
在国际单位制中,密度的单位是"kg/m3",常用单位有"gcm",它们之间的换算关系是:1 g/cm3=1 000 kg/m3.
1.(2024·青海西宁·中考真题)小西和同学们用天平、量筒和足量的水等实验器材测量小石块的密度。当天平平衡时所用砝码及游码位置如图甲所示,并用如图乙所示的方法测量小石块体积。下列说法正确的是( )
A.小石块的质量为25.4g B.图乙中a是正确的读数方法
C.小石块的密度是 D.若小石块磕掉了一部分,它的密度会变小
2.(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
3.(2024·山东青岛·中考真题)小明帮妈妈做饭时,对几个物理量进行了估测,他的估测中合理的是( )
A.10个鸡蛋的质量约是500g B.煮熟锅米饭约需10s
C.铁锅的直径约是28mm D.刚蒸熟的馒头温度约是37℃
4.(2024·江苏徐州·中考真题)在测量物质密度实验中,调节天平时应将游码移至标尺左端的 刻度线处,用调好的天平测量一枚草莓的质量,当天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图所示,则草莓的质量为 g,使草莓全部浸没在装满水的烧杯中,测得从烧杯中溢出水的质量为20g,则草莓的密度为 g/cm3。
5.(2024·山东泰安·中考真题)在“用天平和量筒测量盐水的密度”实验中,操作过程如下,请回答问题:
(1)把天平放在水平桌面上,将游码拨到标尺左端零刻度线处,指针静止时如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使天平平衡;
(2)继续进行实验:
①向烧杯中倒入适量的盐水,用天平测出烧杯和盐水的质量为109.2g;
②把烧杯中的部分盐水倒入量筒,如图乙所示,量筒中盐水的体积为 ;
③用天平测出烧杯和剩余盐水的质量,天平平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图丙所示;
(3)根据测量的实验数据,计算出盐水的密度为 ;
(4)细心的小明同学发现,在步骤②中有少量盐水倒在了量筒外面,测得盐水的密度比真实值偏 (选填“大”或“小”)。
6.(2024·山东济南·中考真题)济南黑虎泉景区有双虎雕塑,东侧“黑虎”使用黑色花岗石雕凿,西侧“金虎”为铜铸。若铸成这只“金虎”需要的铜,铜的密度是,则该“金虎”所用铜的质量是多少吨?
7.(2024·内蒙古·中考真题)在测量液体密度的实验中,某同学测得液体和烧杯的总质量为168g时,液体体积为20cm3;总质量为258g时,液体体积为120cm3,则该液体的密度为 kg/m3,空烧杯的质量是 g。
8.(2024·江苏镇江·中考真题)为了测量某液体的密度,小李进行了如下实验。
(1)如图1所示,将天平放在水平桌面上,调节天平时应先将游码移到标尺的 处。若指针静止时位置如图2所示,则应再将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节;
(2)在烧杯中装入适量待测液体,用天平正确测量其总质量。当天平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图3所示,其总质量为 ;
(3)将烧杯中的部分液体倒入量筒,图4中读数视线正确的是 (选填“①”、“②”或“③”),量筒中液体的体积为 。
(4)测出烧杯和剩余液体的总质量为,则液体的密度为 。
9.(2024·江苏宿迁·中考真题)橡皮擦从课桌上掉落到地面,对有关橡皮擦数据的估测最接近实际的是( )
A.质量约为 B.体积约为
C.下落距离约为 D.下落时间约为
10.(2024·四川乐山·中考真题)如图所示是甲、乙、丙三种物质质量与体积的关系图像。则ρ甲 ρ乙(选填“>”、“<”或“=”),ρ丙= kg/m3。
11.(2024·四川广元·中考真题)随着广元城区“海绵城市”建设的推进,嘉陵江广元段的江水变得更清了。“梦天”学习小组取回江水样品,测量密度。
(1)实验步骤如下:
①将空烧杯放在调好的天平上,测出其质量为42g;
②在烧杯中倒入适量的水,将其放在天平左盘,在右盘添加砝码并移动游码,直到天平平衡,所用砝码和游码在标尺上的位置如图,则烧杯和水的总质量为 g;
③将烧杯中的水倒入量筒,读出量筒中水的体积为20mL;
④由上述实验数据计算出江水的密度为 。(结果保留两位小数)
(2)实验评估时,小华认为,在步骤③中,由于烧杯中的水有残留,会使密度的测量结果 (选填“偏大”“不变”或“偏小”),他提出只要将实验步骤的顺序作调整就能使测量结果更准确,调整后的顺序为 。(只填实验步骤前的序号)
12.(2024·山东枣庄·中考真题)密度与生活联系非常紧密,关于密度的一些说法正确的是( )
A.1kg的铁块比1kg的棉花重
B.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
C.航空器材常采用熔点高、密度大的新型材料
D.一旦发生火灾,受困人员常采取弯腰撤离,是因为烟雾温度高、密度小,向上方聚集
13.(2024·广东·中考真题)小明摘来李子,用天平、量筒和水测量李子的密度。
(1)调节天平时,应先将游码移至标尺的 处,然后调节平衡螺母,使天平平衡。
(2)用天平测量李子的质量,当天平平衡时,右盘中的砝码和标尺上游码的位置如图所示,李子的质量为 g;用量筒和水测得李子的体积为,则李子的密度为 。
(3)完成上述实验后,在不用量筒的情况下,小明利用天平、烧杯和该李子测量凉茶的密度,实验步骤如下:
①在烧杯中加入适量的凉茶,如图甲所示,并在烧杯上标记此时液面的位置,测得凉茶和烧杯的总质量为240g。
②将李子放入凉茶中,李子沉底,如图乙所示,在烧杯上标记此时液面的位置。
③取出李子,然后向烧杯中加凉茶,使液面上升至位置 ,测得此时凉茶和烧杯的总质量为282g。根据实验数据,可得凉茶的密度为 。从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,这对凉茶密度的测量结果 (选填“有”或“无”)影响,原因是 。
14.(2024·广西·中考真题)小明在测量花生油和实心物体A密度的实验中:
(1)把天平 放置,游码放在标尺左端的零刻度线处,发现指针静止时如图甲所示,则应将平衡螺母向 调节 (选填“左”或“右”),直到横梁平衡;
(2)将花生油倒入空烧杯,用天平测得其总质量为79g;再将烧杯中的花生油倒入量筒中,测得量筒中油的体积为60cm3;用天平测量剩余花生油和烧杯的总质量时,如图乙所示,用手拿砝码的做法 (选填“规范”或“不规范”),当横梁再次平衡时如图丙所示,则剩余花生油和烧杯的总质量为 g,花生油的密度为 kg/m3。
(3)在测量A的密度时,不慎碰坏了量筒,于是利用矿泉水瓶代替量筒继续进行实验,实验步骤如下:
①测出A的质量m1;
②往矿泉水瓶中灌满水,拧紧瓶盖后擦干瓶子,测出其总质量m2;
③ , 测出其总质量m3;
④求得A的密度为ρ= (用ρ水、m1、m2和m3来表示)。
15.(2024·山东临沂·中考真题)2024年5月12日,临沂日报以《时光奔涌日日新沂蒙风光处处好》为题,报道了临沂市全面推进乡村振兴的具体做法,其中采用原位生态净化槽净化农村生活污水是乡村生态振兴的有效措施。小明想知道经过净化槽净化后的水的密度,他进行了如下测量。
(1)将一台能正常使用的托盘天平放在水平桌面上,指针的位置如图甲所示,向左调节平衡螺母,但始终未能将天平调平衡,原因是 ;
(2)将天平调平衡后,先测空烧杯的质量,天平平衡时,右盘中的砝码和称量标尺上游码的位置如图乙所示,则空烧杯的质量为 g;
(3)将适量的净化后的水倒入烧杯中,并通过烧杯上的刻度直接读出水的体积为50mL,然后用天平测出烧杯和水的总质量为78.2g,则净化后的水的密度为 g/cm3,此测量值误差太大,主要原因是 ;
(4)将烧杯中的水全部倒入量筒中,如图丙所示,则水的体积为 mL。利用这一数据计算出净化后的水的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)其真实值。
16.(2025·江苏盐城·一模)如图是用来量取酱油和米酒时内径相等的竹筒。酱油密度为,米酒密度为,应选竹筒 量取米酒,竹筒A、B的高度比为 ,如果用竹筒B装满水,则竹筒中水的质量 。
17.(2025·江苏扬州·一模)正确使用仪器是做好物理实验的基础,下列说法中正确的是( )
A.图甲体会到估测不是很可靠,使用测量工具测量时可以避免误差
B.图乙测量液体温度时,玻璃泡不能接触杯底或杯壁,读数时视线与液柱上表面相平
C.图丙用刻度尺测量长度时,一定要让零刻度线对准物体的左端,视线与尺面垂直
D.图丁在用天平测量质量时,可以调节平衡螺母使横梁平衡
18.(2025·安徽合肥·二模)小军用已调节好的天平测量物体的质量。当他将质量最小的砝码放入天平的右盘时,发现指针的位置如图所示,这时他应该向右移动 (填“平衡螺母”或“游码”)直至指针对准分度盘的中央刻度线。
19.(2025·江苏泰州·一模)《哪吒2》中结界兽的造型元素主要来源于三星堆的金面罩人头铜像和青铜纵目面具。用黄金可做成面罩,主要是利用了黄金的( )
A.导电性好 B.硬度大 C.延展性好 D.密度大
20.(2025·江苏无锡·二模)某氧气瓶中氧气的密度为,给病人供氧用去了氧气质量的一半,则瓶内剩余氧气的密度是 ;病人需要冰块进行物理降温,720g水凝固成冰后,其体积增大了 。()
21.(2025·广东惠州·一模)使用打印技术可以缩短治疗牙齿的时间。如图所示,先打印出塑料牙齿的大致模样,接着手工打磨得到形状完美的塑料牙齿,再根据塑料牙齿铸造得到形状、大小都相同的烤瓷牙齿。打磨过程中塑料牙齿的密度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。从塑料牙齿到烤瓷牙齿,若质量增加,则牙齿的体积为 。烤瓷可用于制作牙齿,是因为它的硬度较 (选填“大”或“小”)。(,)
22.(2025·吉林延边·一模)估测是物理学中常用的一种方法,下面数据中,比较接近实际的是( )
A.人步行的速度约4km/h B.中性笔的长度约5cm
C.人体感觉舒适的气温约37℃ D.一本物理书的质量约200kg
23.(2025·江西·模拟预测)大理石主要被用于加工各种型材、板材,制作建筑物的墙面、地面、台、柱,还常用作纪念性建筑物(如碑、塔、雕像等)的材料。石雕艺术家在用均匀石料雕刻的过程中,石料保持不变的物理量是( )
A.密度 B.形状 C.体积 D.质量
24.(2025·江苏无锡·一模)小明和小华分别用两种方案测量液体密度.
方案一:小明利用天平和量筒测量液体密度。
(1)实验步骤如下:
①如图甲所示,将天平放在水平台面上,取下 ,并将游码移至左端零刻度线,此时指针如图乙所示,他应将平衡螺母向 调节,直至天平平衡;
②利用天平测出空烧杯的质量为30g;
③如图丙所示,在烧杯中倒入适量待测液体,测出烧杯和液体的总质量为 ;
④如图丁所示,将烧杯中待测液体全部倒入量筒中,读出液体的体积;
⑤计算待测液体的密度为 。
(2)小组交流时,小华认为:将上述实验步骤①②③④⑤的顺序调整为 (填序号),可以减小测量误差。
方案二:小华仅用天平测量液体密度。
(3)如图戊所示,小华将体积均为V的水和待测液体分别倒入两个相同的烧杯中,放置在已经调节平衡的天平两端。为使天平恢复平衡,小华向右移动游码,此操作的作用相当于 ,当天平再次平衡时,读出游码的示数为m,则待测液体的密度值 (用此题中所给字母表示,水的密度为)。
25.(2025·辽宁沈阳·一模)我国研发团队经过一千多天的日夜奋战,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”虽与铁的密度相同,但厚度只有0.015mm,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是( )
A.“手撕钢”的厚度为15nm
B.航空太阳能板衬底材料采用“手撕钢”是因为其密度小可折叠的特点
C.“手撕钢”的温度升高时质量不变
D.“手撕钢”表面可以当镜子用,说明其表面非常光滑
26.(2025·广东珠海·一模)篆刻艺术是镌刻在中华艺术文脉上的古老印记。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”)。某品牌学生奶净含量250g,牛奶的体积约200mL,可估算酸奶的密度为 g/cm3。
27.(2025·广东珠海·一模)甲、乙两种物质的质量与体积关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲的密度是30g/cm3 B.物体的质量越大,密度越大
C.物体的体积越大,密度越小 D.甲、乙物质的密度之比是3:1
28.(2025·江苏徐州·一模)小明同学利用天平、水和烧杯来测量一个不吸水的小石块的密度,请将他们的实验步骤补充完整。(已知水的密度)
(1)把托盘天平放在水平台面上,将标尺上的游码移到左端的零刻度线处,此时指针指在分度盘中线的左侧,应向 调节平衡螺母使天平平衡;
(2)用天平测量小石块的质量,天平平衡时右盘中的砝码和标尺上的游码位置如图甲所示,则小石块的质量为 g;
(3)如图乙所示,首先往烧杯中加入适量(可淹没石块)的水,测得烧杯和水的总质量为143g;然后,把小石块浸没在水中,在水面到达的位置上作标记;取出小石块慢慢往烧杯中加水,水面到达标记处时停止加水,再测出此时烧杯和水的总质量为174g;由此,可以计算小石块的密度为 ;
(4)在将石块从烧杯中取出时带出一些水,这将导致所测密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
29.(2025·江苏泰州·一模)小明使用免洗洗手液时,发现洗手液流动性较差黏度较高,他对这种洗手液的密度进行了测量。
(1)实验前,将托盘天平放在水平工作台上,游码移到标尺的“0”刻度线处,发现指针静止在如图甲所示的位置,此时应将右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使天平水平平衡;
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图乙所示,烧杯和洗手液的总质量m1为 g;将烧杯中的部分洗手液倒入量筒,测得烧杯和剩余洗手液的总质量m2为39.4g;经过一段时间后,观察到量筒内的液面如图丙所示,量筒内洗手液的体积V是 cm3,则洗手液的密度为 g/cm3;
(3)小华认为上述测量方法会产生较大误差,原因是洗衣液黏度较高,在量筒壁上有粘黏现象,导致所测密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
30.(2025·广东广州·一模)将空量筒放在电子秤上测得质量如图甲,用其量取40ml某液体后置于电子秤上如图乙,接着放入不吸水的实心物块,此时,电子秤与量筒示数如图丙,则( )
A.液体的质量为90g
B.物块的体积为70mL
C.液体密度为1g/cm3
D.物块密度为1.5g/cm3
31.新2B铅笔从课桌上掉落到地面,对有关2B铅笔数据的估测最接近实际的是( )
A.铅笔的质量约为50g B.铅笔的长度约0.02m
C.铅笔下落的高度约为0.7m D.铅笔下落的时间约为5s
32.在测量金属块密度的实验中,晓舟将金属块放在调节好的天平左盘内,通过一系列操作,使天平横梁在水平位置重新平衡,如图甲所示;然后,晓舟将系好细线的金属块放入盛有50mL水的量筒中,量筒中的水面升高到如图乙所示的位置。根据实验过程及现象,下列四个选项中,判断正确的是( )
A.测量质量时,通过向右盘中增减砝码和调节平衡螺母,使天平再次平衡
B.金属块的质量为
C.金属块的体积为
D.金属块的密度为
33.如图所示,是某学习小组在做“测量固体密度”实验时的部分场景。下列选项不正确的是( )
A.天平使用前指针位置如图甲所示,为使天平平衡,平衡螺母应向右调
B.天平平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,该固体的质量为27.4g
C.放入固体前后量筒的示数如图丙所示,该固体的体积为40cm3
D.多次测量后绘制m-V图像如图丁所示,该固体的密度为2.7g/cm3
34.物理兴趣小组利用量程为0~200g的托盘天平、质量为10g的烧杯来测量石块密度,石块在吸水后自身体积不变,水的密度为1g/cm3。
(1)天平的调节:把托盘天平放在水平桌面上,将游码归零后发现指针指在分度标尺中线的左侧,则应该将平衡螺母向 适当调节,直至天平平衡;
(2)具体测量过程:
①向烧杯中加入适量水,用调好的天平测出烧杯和水的总质量为90g,如图甲;
②将石块轻轻地放入烧杯的水中,待液面静止后,在水面到达的位置处作标记a,用调好的天平测量烧杯、水和石块的总质量为140g,细线体积忽略不计,如图乙;
③从烧杯的水中取出石块后,轻轻擦干石块表面的水后,测出此时石块的质量为55g;
④用调好的天平测出剩余水和烧杯的总质量为83g,如图丙;
⑤再向烧杯加水,直到水面到达所作标记a处为止,如图丁,并用调好的天平测烧杯和水的总质量,此时砝码和游码如图戊所示,则烧杯和水的总质量为 g;
(3)根据实验数据,可较为精确地测得石块的密度为 g/cm3;
(4)兴趣小组讨论后决定尝试用天平、烧杯和前面实验中所做的标记a来测量某种未知液体的密度,先将图丁中烧杯中的水全部倒掉后擦干,将待测液体加至标记a处,然后用天平称出烧杯和液体的总质量,则可以计算出待测液体的密度,使用上述方法利用该装置可测出未知液体密度的最大值为 g/cm3,可以鉴别密度差异不小于 g/cm3的液体(结果精确到0.001)。
35.建筑工地需要长1.0m宽0.5m高0.3m的花岗岩350块,花岗岩的密度为2.6×103kg/m3,现用一辆载重5t的卡车去加工厂将其运回,则共需运( )
A.27次 B.28次 C.29次 D.30次
36.冰化成水后质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。一个矿泉水瓶上标有500mL的字样,为使瓶内的水结冰后瓶子不变形,瓶内最多能装 mL的水。(,)
37.研究液体密度时,用两个完全相同的容器分别装入甲、乙两种液体,并绘制出总质量m与液体体积V的关系如图所示,由图像可知( )
A.容器的质量是20kg
B.甲液体密度是2.5g/cm3
C.乙液体密度是1.2g/cm3
D.密度为0.8g/cm3的液体的m-V图像应位于Ⅲ区域
38.我国研发团队经过一千多天的日夜奋战,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”的密度为7.9g/cm3,但厚度只有0.015mm,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是( )
A.“手撕钢”的厚度为15nm
B.2m2“手撕钢”的质量为237kg
C.“手撕钢”的温度升高时质量不变,密度不变
D.用“手撕钢”做的手术刀轻薄灵活,“轻”是指质量小
39.体脂率是指人体内脂肪的质量占人体总质量的百分比。人运动时,存储在脂肪中的能量的一部分转化为人体的内能,导致人体温度升高,人的体脂率下降,则人体的密度 (选填“增大”或“减小”),小强的父亲经锻炼后质量从80kg降为78kg,体脂率从25%降为20%,若肌肉的密度为1.12×103kg/m3,则小强的父亲增加的肌肉的体积为 dm3(结果保留整数)。
40.走进考场,你正在做的物理试卷的厚度大约是70 ,你写字的笔的质量大约是15 。(均填合适的单位)
41.由清华大学牵头设计的“望舒之辇”方案,入选为我国载人月球车研制方案初选结果,其灵感来自于秦始皇陵铜车马。物理兴趣小组的小明利用3D打印机打印了一辆望舒之辇实心模型,如图所示。打印材料密度为,模型车质量为350g。求该月球车模型的体积为多少?
42.我们常说“铁比木头重”,是指铁的 比木头大。氧气瓶中的氧气用去一半后,瓶中氧气的密度 (填“变大”“不变”或“变小”)。
43.为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖,如图所示。已知每块空心砖的质量是2.1kg,体积是。若砖的密度是,每块空心砖空心部分的体积是 cm3,生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料的质量是 kg。
44.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。
45.物理社团里,小林和瑶瑶利用天平和量筒测量某液体的密度:
(1)小林在实验前,将天平放在水平台面上,将游码移至零刻度线处,此时指针如图甲所示,他应将平衡螺母向 调(选填“左”或“右”),直至天平横梁平衡;
(2)调好天平后,实验步骤如下:①将空烧杯放在天平上,测出其质量为48.5g;②在烧杯中倒入适量待测液体,测出烧杯和液体的总质量如图乙所示,为 ;③将烧杯中的液体全部倒入量筒中,读出液体的体积如图丙所示;
(3)根据实验数据可知待测液体的密度为 kg/m3;该实验方法测得的密度值与实际值相比 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”),小林提出只要将实验步骤的顺序作调整就能使测量结果更准确,则调整后的顺序为 ;(填实验步骤前的序号)
(4)聪明的瑶瑶还想到用容积为V的两个完全相同的瓶子,分别装满待测液体和水,放在已调平的天平左右两盘中,如图丁所示,移动游码使天平平衡,游码示数为m0,由此可得待测液体密度为 ;(用V、m0、水表示)
(5)小林还想利用家里的电子秤测量金属球的密度:A.用电子秤测出金属球的质量,如图①;B.将金属球放入溢水杯中,向溢水杯中注满水,测出总质量,如图②;C.缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出总质量,如图③;D.金属球密度的测量值是 g/cm3。(ρ水=1g/cm3)
1.C
【知识点】密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用、量筒(杯)的选择和使用、托盘天平的读数
【详解】A.由图甲知,标尺的分度值是0.2g,被测物体的质量
m=20g+5g+4.2g=29.2g故A错误;
B.量筒读数时,视线要与液柱上表面相平,则b是正确的读数方法,故B错误;
C.小石块的体积
V=40mL-30mL=10mL=10cm3则小石块的密度
故C正确;
D.密度是物质本身的特性,物质体积和质量变化时,它的密度不变,故D错误。
故选C。
2.D
【知识点】测量液体密度的实验器材和实验步骤
【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。
3.A
【知识点】常见的长度及估测、常见物体的温度、时间的估测、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.通常2个鸡蛋约为100g,故10个鸡蛋的质量约是500g,故A符合题意;
B.煮熟一锅米饭约需10min,约600s,故B不符合题意;
C.铁锅的直径比一根筷子的长度略长,约是28cm,故C不符合题意;
D.刚蒸熟的馒头很烫,温度约100℃,故D不符合题意。
故选A。
4. 零 18 0.9
【知识点】测量固体密度的数据处理和误差分析、测量固体密度的实验器材和实验步骤
【详解】[1]调节天平时,应将天平放在水平工作台面上,然后将游码移至标尺的左端零刻度线处后再调节平衡螺母。
[2]由图可知草莓的质量为
m=10g+5g+3g=18g
[3]使草莓全部浸没在装满水的烧杯中,测得从烧杯中溢出水的质量为20g,草莓的体积
草莓的密度
5.(1)右
(2)60
(3)1.03
(4)大
【知识点】测量液体密度的数据处理和误差分析、测量液体密度的实验器材和实验步骤
【详解】(1)由图甲可知,指针向左偏,则平衡螺母要向右调,使天平平衡。
(2)[1]将烧杯中一部分盐水倒入量筒中(如图乙),则量筒内盐水的体积是60cm3。
[2]由图丙可知烧杯和剩余盐水的质量
m2=20g+20g+5g+2.4g=47.4g
(3)倒入量筒内的盐水的质量
m=m1-m2=109.2g-47.4g=61.8g
盐水的密度
(4)在步骤②中有少量盐水倒在了量筒外面,测量盐水的体积偏小,质量不变,由可知测得盐水的密度比真实值偏大。
6.8.01t
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】解:由密度公式可得,该“金虎”所用铜的质量
答:该“金虎”所用铜的质量是8.01t。
7. 0.9×103 150
【知识点】测量液体密度的数据处理和误差分析、密度公式的简单应用
【详解】[1]液体和烧杯的总质量为168g时,液体体积为20cm3;总质量为258g时,液体体积为120cm3,液体质量变化量为
液体体积变化量为
液体的密度为
[2]空烧杯的质量
8.(1) “0”刻度线 右
(2)128
(3) ② 30
(4)0.8
【知识点】测量液体密度的实验器材和实验步骤
【详解】(1)[1]根据天平的使用可知,将天平放在水平桌面上,调节天平时应先将游码移到标尺的“0”刻度线处。
[2]若指针静止时,位置如图2所示,天平的指针向左边偏,说明左侧偏重,为了天平的平衡,则应再将平衡螺母向右端调节。
(2)如图3所示,其总质量为
(3)[1]将烧杯中的部分液体倒入量筒,读数时视线要与凹液面的最低处相平,即图4中读数视线正确的是②。
[2]如图,量筒中的读数是,液体的体积为。
(4)测出烧杯和剩余液体的总质量为,根据密度公式可知,液体的密度为
9.C
【知识点】常见物体的质量及质量估算、时间的估测、常见的长度及估测
【详解】A.质量约为10g,故A不符合题意;
B.体积约为
故B不符合题意;
C.下落距离等于课桌的高度,约为,故C符合题意;
D.下落时间约为,故D不符合题意。
故选C。
10. > 0.5×103
【知识点】比较密度的大小、密度公式的简单应用
【详解】[1]由图像可知,当甲、乙物质的质量相等时,甲的体积小于乙的体积,由可知,ρ甲>ρ乙。
[2]由图像可知,当丙的体积为20cm3是,其质量是10g,则丙的密度为
11. 62.4 1.02 偏大 ②③①④
【知识点】直接测量液体的密度、测量液体密度的数据处理和误差分析、测量液体密度的实验器材和实验步骤
【详解】(1)[1]在烧杯中倒入适量的水,将其放在天平左盘,在右盘添加砝码并移动游码,直到天平平衡,所用砝码和游码在标尺上的位置如图,则烧杯和水的总质量为62.4g。
[2]测得江水的质量为
测得江水的体积为
计算出江水的密度为
(2)[3]在步骤③中,由于烧杯中的水有残留,会使测得的江水体积变小,则会使密度的测量结果偏大。
[4]只要将实验步骤的顺序作调整就能使测量结果更准确,调整后的顺序为②③①④。
12.D
【知识点】与密度有关的物理现象
【详解】A.1k的棉花和1kg的铁的质量相同,故A错误;
B.利用密度可鉴别物质,因为不同物质的密度一般不同,但也有一些物质密度相同的,例如:冰和蜡的密度都为0.9g/cm3,故B错误;
C.在体积不变时,为了减轻质量, 通常在航空器材中采用强度高,密度小的材料,故C错误;
D.发生火灾时,是因为烟雾温度升高,密度变小,会大量聚集在房间上方,所以受困人员逃生时,应弯腰甚至爬行撤离。故D正确。
故选D。
13. 零刻度线 44 1.1 M2 1.05 无 取出李子后向烧杯中加凉茶使液面上升至位置M2时已经将被带走的凉茶补齐了
【知识点】测量液体密度的实验器材和实验步骤、直接测量液体的密度、测量固体密度的数据处理和误差分析、测量固体密度的实验器材和实验步骤、直接测量固体的密度
【详解】(1)[1]在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的左端零刻度线处,这是天平使用前的必要步骤,以确保测量的准确性。然后,通过调节平衡螺母,使天平的横梁在水平位置平衡,为后续的测量做好准备。
(2)[2]根据图示的天平读数,我们可以知道右盘中的砝码总质量为
20g+20g=40g标尺上游码的示数为4g。因此,李子的质量m为砝码总质量与游码示数之和,即
m=40g+4g=44g[3]已知李子的体积V=40cm3,根据密度公式,我们可以计算出李子的密度为
(3)[4][5]在测量凉茶密度的实验中,我们需要确保在取出李子后加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2。这样,我们就可以通过比较加入凉茶前后的质量差来计算出被李子排开的凉茶的质量,进而利用李子的体积(即被排开凉茶的体积)来求出凉茶的密度。
具体计算如下:首先,根据图示我们可以知道,加入凉茶后凉茶和烧杯的总质量为282g,而最初凉茶和烧杯的总质量为240g。因此,被李子排开的凉茶的质量为
m排=282g−240g=42g由于李子沉底,所以李子的体积就等于被排开凉茶的体积,即
V排=V李=40cm3因此,凉茶的密度ρ茶可以通过公式计算得出,即
[6][7]关于实验误差的分析,从烧杯中拿出李子时会带出一些凉茶,但这并不会影响凉茶密度的测量结果。因为我们在计算凉茶密度时,是通过比较加入凉茶前后的质量差来求出被排开凉茶的质量的,而这个质量差与是否带出少量凉茶无关。只要我们确保加入的凉茶量能够使液面恢复到原来的标记位置M2,就可以准确地求出凉茶的密度。
14. 水平 右 不规范 25 0.9×103 见解析
【知识点】测量固体密度的数据处理和误差分析、测量液体密度的实验器材和实验步骤、直接测量固体的密度、测量固体密度的实验器材和实验步骤、直接测量液体的密度、测量液体密度的数据处理和误差分析、测量液体密度的常见错误
【详解】(1)[1][2]实验中,天平水平放置,游码放在标尺左端的零刻度线处,图叫中指针偏向分度值的左侧,需要将平衡螺母向右调节。
(2)[3]夹取砝码时要用镊子,图乙中用手拿砝码是错误的。
[4]由图丙可知,剩余花生油和烧杯的总质量为
m剩=20g+5g=25g
[5]花生油的密度
(3)③[6]将A放入矿泉水瓶中,拧紧瓶盖后擦干瓶子,测出其总质量m3;
④[7]A的体积
A的密度
15. 游码未移到称量标尺左端的零刻度线上 32.6 0.912 烧杯上的刻度分度值较大,使得直接读出的水的体积与真实值误差较大 45 大于
【知识点】直接测量液体的密度、测量液体密度的实验器材和实验步骤、测量液体密度的数据处理和误差分析
【详解】(1)[1]在调节天平平衡时,应先将游码移至标尺的零刻线处,再调节平衡螺母;如图甲所示,指针偏向分度盘的右侧,说明左侧高,应向左调节平衡螺母;但始终未能将天平调平衡,说明天平的横梁已经不平衡了,即游码未移到称量标尺左端的零刻度线上。
(2)[2]由图乙可知,天平标尺的分度值为0.2g,则空烧杯的质量
m1=20g+10g+2.6g=32.6g
(3)[3]由题意知,烧杯和水的总质量为78.2g,则水的质量
m=m2−m1=78.2g−32.6g=45.6g
则水的密度
[4]烧杯上的刻度分度值较大,使得直接读出的水的体积与真实值误差较大,从而测量出水的密度的误差较大。
(4)[5]由丙图知,量筒的分度值为1mL,则量筒中水的体积为45mL。
[6]由于将烧杯中的水倒入量筒中时,烧杯壁粘水而使量筒中水的体积偏小,故在质量一定时,体积偏小,则密度偏大,所以计算出净化后的水的密度大于其真实值。
16. A 小于
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】[1]由题意知,酱油和米酒的质量相同,酱油的密度比米酒大,根据可得,酱油的体积比米酒小,又因为竹筒的内径相等,竹筒A的高度比竹筒B高一点,竹筒A的容积比竹筒B的大,所以应选竹筒A量取米酒。
[2]根据可得,竹筒A、B的容积比为,竹筒的内径相等,由可得,竹筒A、B的高度比为容积比即23:19。
[3]如果用竹筒B装满水,水的密度是1kg/m3,小于酱油的密度,由得,相同容积的容器,水的质量小于酱油的质量500g。
17.B
【知识点】温度计的构造和原理、托盘天平的构造、刻度尺的使用规则、误差与错误
【详解】A.使用测量工具测量时不可以避免误差的产生,误差是无法避免的,故A错误;
B.温度计的玻璃泡需浸没在待测液体中,玻璃泡不能接触杯底或杯壁,读数时视线与液柱上表面相平,故B正确;
C.图丙用刻度尺测量长度时,不一定要让零刻度线对准物体的左端,若零刻度线磨损,可以将物体的左端与整刻度线对齐,读数时,视线要与尺面垂直,故C错误;
D.图丁在用天平测量质量时,不可以调节平衡螺母使横梁平衡,只能通过加减砝码,或者移动游码使横梁平衡,故D错误。
故选B。
18.游码
【知识点】托盘天平的使用方法
【详解】将质量最小的砝码放入天平的右盘时,发现指针向左偏转,说明天平右端的质量小于物体的质量,接下来应该将游码向右移动。
19.C
【知识点】认识物质的物理属性
【详解】黄金可以被做成面罩,是因为黄金具有良好的延展性,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
20. 3 80
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】[1]一瓶氧气的密度为6kg/m3,给人供氧用去了一半,质量减半,而体积保持不变, 根据可得,氧气的密度变为原来的一半,故瓶内剩余氧气的密度为3kg/m3。
[2]水的质量为m=7200g=0.72kg
水的体积
水结冰后质量不变,冰的体积
水结成冰,体积增大了
21. 不变 0.5 大
【知识点】密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用、认识物质的物理属性
【详解】[1]打磨过程中,组成塑料牙齿的物质减少,所以其质量变小,但物质种类、状态和温度不变,所以密度不变。
[2]设牙齿的体积为V,由题意可知ρ烤瓷V-ρ塑料V=Δm
代入数值得2.9g/cm3·V-0.9g/cm3·V=1g
解得V=0.5cm3。
[3]由于烤瓷的硬度大,所以烤瓷可用于制作牙齿。
22.A
【知识点】常见的长度及估测、常见物体的速度及速度的估测、常见物体的温度、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.人步行的速度约1m/s=4km/h,故A符合题意;
B.中性笔的长度约18cm,故B不符合题意;
C.人体感觉舒适的气温约25℃,故C不符合题意;
D.一本物理书的质量约200g,故D不符合题意。
故选 A。
23.A
【知识点】密度的概念、定义式及单位
【详解】密度是物质的一种特性,它不随物质的质量或体积的变化而变化。石雕艺术家在用均匀石料雕刻的过程中,石料的质量、体积和形状变小,石料不变的物理量是密度,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
24.(1) 垫圈 右 62g
(2)①③④②⑤
(3) 增加右盘中的质量
【知识点】测量液体密度的数据处理和误差分析、只用天平(及辅助工具)测量物体的密度
【详解】(1)[1]图甲所示,在调节天平平衡前,应先把垫圈取下。
[2]游码移到左端零刻度线,指针在分度盘中向左偏转(如图乙),应向右调节平衡螺母,才能让天平在水平位置平衡。
[3]由图丙知,标尺分度值为0.2g,烧杯和液体的总质量
[4]由图丁知,量筒的分度值为1mL,示数为40mL,即量筒中液体的体积为40cm3。待测液体的质量
待测液体的密度
(2)实验中,将待测液体倒入量筒中时,烧杯中有液体残留,造成测得的液体体积偏小,测得的密度偏大,将步骤调整为①③④②⑤,烧杯中有液体残留,不会对实验造成影响,可以减小测量误差。
(3)[1]图戊中,平衡的天平中,左盘放置水,右盘放置待测液体后,向右移动游码,让天平再次平衡,向右移动游码,相当于增加右盘中的质量。
[3]天平再次平衡时,则有
则有
所以待测液体的密度
25.CD
【知识点】长度单位及换算、质量的概念及特性、密度的概念、定义式及单位、镜面反射
【详解】A.“手撕钢”的厚度为
故A错误;
B.“手撕钢”与铁的密度相同,只是厚度较小,故B错误;
C.根据质量的属性可知,“手撕钢”的温度升高时质量不变,故C正确;
D.“手撕钢”表面可以当镜子用,属于平面镜成像,发生镜面反射,说明其表面非常光滑,故D正确。
故选CD。
26. 变小 不变 1.25
【知识点】密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用、质量的概念及特性
【详解】[1][2]质量是物体所含物质的多少,由此可知与篆刻前相比,篆刻后方章的质量变小;密度是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与质量和体积无关,所以篆刻后方章的密度不变。
[3]酸奶的密度为
27.D
【知识点】密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用
【详解】A.由可知,甲的密度为,故A错误;
BC.密度是物质自身的一种属性,与质量和体积无关,故BC错误;
D.由可知,甲的密度为,甲、乙物质的密度之比为,故D正确。
故选D。
28.(1)右
(2)62
(3)2 × 103
(4)不变
【知识点】只用天平(及辅助工具)测量物体的密度、托盘天平的读数、托盘天平的使用方法
【详解】(1)在调节天平平衡时,分度盘中的指针向左侧偏转,说明天平的右侧上翘,应向右调节平衡螺母才能让天平在水平位置平衡。
(2)由图甲知,天平标尺的1g∼2g之间有5个小格,其分度值为0.2g,游码左侧指在2g刻线处,示数为2g,小石块的质量m石=50g+10g+2g=62g
(3)由题意知,往烧杯中所加水的体积等于小石块的体积,所以小石块的体积
小石块的密度
(4)虽然取出小石块时带出一部分水,但当往烧杯中加水时,会将石块带出的水补充上,石块带走的水对图乙第1、4两幅图测质量的方法测得石块的体积没有影响,所以密度的测量值与实际值相等,故选不变。
29.(1)右
(2) 72. 4 30 1.1
(3)偏大
【知识点】测量液体密度的实验器材和实验步骤、测量液体密度的数据处理和误差分析
【详解】(1)由图可知,指针左偏,说明天平的左边偏重,需要将平衡螺母向右调节,使天平水平平衡。
(2)[1]由图乙可知,标尺的分度值为0.2g,游码对应的刻度为2.4g,则烧杯和洗手液的总质量m1=50g+20g+2.4g=72.4g
[2]由图丙可知,量筒一大格为10mL,一大格有5小格,则一小格为2mL,即量筒的分度值为2mL,则读数为30mL,所以量筒内洗手液的体积V=30mL=30cm3
[3]倒入量筒的洗手液的质量m=m1-m2=72.4g-39.4g=33g
则洗手液的密度
(3)上述的测量方法会存在较大误差,原因是洗手液较为粘稠,粘在量筒壁上,会导致所测洗手液的体积偏小,由可知,洗手液的密度偏大。
30.D
【知识点】密度公式的简单应用、计算不便直接测量的固体或液体的体积
【详解】A.由图甲、乙可知,某液体的质量,故A不符合题意;
B.由图乙、丙可知,量筒的分度值是1ml,未放物块前液体的体积是40ml,放物块后液体的体积是80ml,则物块的体积,故B不符合题意;
C.某液体的体积
液体密度,故C不符合题意;
D.物块的质量
物块密度,故D符合题意。
故选D 。
31.C
【知识点】常见的长度及估测、时间的估测、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.一个鸡蛋的质量大约为50g,一个鸡蛋相当于几支铅笔的质量,故A不符合题意;
B.铅笔的长度约,故B不符合题意;
C.课桌的高度约为,因此铅笔下落的高度约为0.7m,故C符合题意;
D.铅笔下落的时间约为0.5s,故D不符合题意。
故选C。
32.CD
【知识点】测量固体密度的实验器材和实验步骤、测量固体密度的数据处理和误差分析
【详解】A.根据托盘天平的使用方法,平衡螺母在测量前调节天平平衡,测量时通过向右盘增减砝码和调节游码,使天平再次平衡,故A错误;
B.如图甲所示,标尺分度值为0.2g,则金属块的质量为,故B错误;
C.由题意及图乙可知,量筒分度值为2mL,金属块的体积为,故C正确;
D.由可得,金属块的密度为,故D正确。
故选CD。
33.ABC
【知识点】托盘天平的使用方法、托盘天平的读数、m-V图像、测量固体体积的特殊方法
【详解】A.由图可知,此时指针偏右,天平应左端高右端低,根据哪端高往哪边调节的原则,此时应该将平衡螺母向左移动,故A不正确,符合题意;
B.由图可知,固体的质量m=20g+5g+2g=27g,故B不正确,符合题意;
C.由图可知,固体的体积V=40cm3-30cm3=10cm3,故C不正确,符合题意;
D.由图可知,当物体的体积为30cm3时,物体的质量为81g,由密度公式可得该固体的密度,故D正确,不符合题意。
故选ABC。
34.(1)右
(2)105
(3)2.5
(4) 2 0.002
【知识点】测量固体密度的数据处理和误差分析、测量固体密度的实验器材和实验步骤
【详解】(1)先把天平放在水平桌面上,以便指针指在分度盘的中央刻度时天平在水平位置平衡;指针指在分度盘中线左侧,说明天平右侧质量较小,需要把平衡螺母向右调节。
(2)由图戊可知,烧杯和水的总质量为m总=50g+50g+5g=105g
(3)由图甲、图乙可知,石块的质量为m石=m乙-m甲=140g-90g=50g
图丁相对于图甲补充的水的质量为m1=m戊-m甲=105g-90g=15g
石块吸收的水的质量为m2=m石吸-m石=55g-50g=5g
所以与石块相等体积的水的质量为m3=m1+m2=15g+5g=20g
则石块的体积为
石块的密度为
(4)[1]由题意可知,空烧杯质量为20g,丁图中水的体积为
由于天平最大测量值为200g,则待测液体加至标记a处,烧杯和液体总质量最大为200g,此时液体质量为m液=m最大-m杯=200g-10g=190g
液体的最大密度为
[2]天平的分度值为0.2g,则理论上两种液体都加到标记处时,质量相差不能小于0.2g,允许两种液体密度的最小差异为
35.D
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】花岗岩的体积为
花岗岩的密度为2.6×103kg/m3,一块花岗岩质量
一辆车运送的花岗岩块数为(去尾法)
则共需运的次数为(收尾法)
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
36. 不变 450
【知识点】质量的概念及特性、密度公式的简单应用
【详解】[1]质量是物体的属性,与状态无关,故冰化成水后质量不变。
[2]根据题意可知,使瓶内的水结冰后瓶子不变形,那么冰充满瓶子,则
根据水结冰后质量不变,,即,所以
37.D
【知识点】密度公式的简单应用、m-V图像
【详解】A.液体体积为零时质量为零,由图象可知,液体体积为零时,对应质量为20g,该质量为容器的质量,故A不符合题意;
B.由图象可知,当甲液体体积为40cm3时,甲液体质量
甲液体的密度
故B不符合题意;
C.由图象可知,当乙液体体积为60cm3时,乙液体质量
乙液体的密度
故C不符合题意;
D.因密度是0.8g/cm3 的液体的密度比乙的密度还小,根据公式可知,质量相同时,该液体的体积大于乙液体的体积,故该液体的m-V关系图象应该在Ⅲ区域,故D符合题意。
故选D。
38.D
【知识点】质量的概念及特性、密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用
【详解】A.“手撕钢”的厚度为0.015mm=1.5×104nm,故A错误;
B.2m2的“手撕钢”的体积为
质量为
故B错误;
C.“手撕钢”温度升高时质量保持不变,因为质量是物体的一种属性,但温度升高时体积会膨胀,故密度变小,故C错误;
D.“轻”是指质量小,用“手撕钢”做的手术刀体积小,拿在手里感觉手术刀的质量小,故D正确。
故选D。
39. 增大 2
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】[1]体脂率下降,则脂肪的质量减小,肌肉的质量增加。当脂肪被肌肉替代时,脂肪质量减少得更多,则人体总质量减少。而人体总体积减少得更多,由可知,人体的密度会增大。
[2]小强父亲锻炼前脂肪质量为80kg×25%=20kg
锻炼后脂肪质量为78kg×20%=15.6kg
则脂肪减少4.4kg,肌肉增加4.4kg-(80kg-78kg)=2.4kg
则增加的肌肉体积为
40. g
【知识点】长度单位及换算、常见物体的质量及质量估算
【详解】[1]试卷的厚度接近1mm,约为70。
[2]写字笔的质量较小,约为15g。
41.
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】由得,月球车模型的体积为
42. 密度 变小
【知识点】密度的概念、定义式及单位、密度公式的简单应用
【详解】[1]因为铁和木头的质量以及体积都不确定,但相同体积的铁比木头的质量大,所以“铁比木头重”是指铁的密度比木头大。
[2]一瓶氧气用去一半后,质量变小、体积不变,由公式可知,密度变小。
43. 600 0.9
【知识点】密度公式的简单应用
【详解】[1]根据可得,砖实心部分的体积
则每块空心砖空心部分的体积
[2]相当于空心部分体积的材料质量,即节省的材料质量
44.(1)右
(2)
【知识点】测量固体密度的实验器材和实验步骤、测量固体密度的数据处理和误差分析
【详解】(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
45.(1)左
(2)74
(3) 偏大 ②③①
(4)
(5)7.5
【知识点】只用量筒(及辅助工具)测量物体的密度、测量液体密度的数据处理和误差分析、只用天平(及辅助工具)测量物体的密度、测量液体密度的实验器材和实验步骤
【详解】(1)使用天平时,将天平放在水平工作台面上,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)接着在烧杯中倒入适量待测液体,如图乙所示,标尺的分度值为0.2g,烧杯和液体的总质量为m总=50g+20g+4g=74g
(3)[1]液体的质量m液=m总-m杯=74g-48.5g=25.5g
液体的体积V液体=30mL=30cm3
根据实验数据可知待测液体的密度为
[2]若考虑空烧杯中的残留液体,测量体积变小,由可知,该实验方法测得的密度值与实际值相比偏大。
[3]只需要调成②③①,这样测的空烧杯的质量就将残留的液体质量包含在内了,最终结果会更加准确。
(4)由丁图可知,待测液体的体积等于水的体积,都等于瓶子的容积为V,同样的瓶子质量相等,天平平衡,所以
即
解得
(5)如图戊①所示金属球的质量为m球=72.0g
将金属球放入溢水杯中,然后向溢水杯中注满水,测出总质量,如图戊②所示为m1=98.0g
缓慢取出金属球,再向溢水杯中补满水,测出此时总质量如图戊③所示为m2=35.6g
所以金属球排开水的质量为m排=m球+m2-m1=72.0g+35.6g-98.0g=9.6g
金属球的体积为
金属球密度的测量值为
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
压强基础
压强定义式(p=F/S)及单位换算
高频
★★★★
计算题/简答题
增大/减小压强的方法
高频
★★★★
生活应用题/图示分析
液体压强
液体压强公式(p=ρgh)
高频
★★★★
计算题/实验探究题
连通器原理及应用(船闸)
中频
★★★
填空/简答题
大气压强
大气压存在证明
中频
★★★
实验分析题
气压与沸点关系
高频
★★★★
综合应用题
流体压强与流速
伯努利原理(流速大压强小)
高频
★★★★
生活情境题/实验设计
实验探究
探究液体压强的影响因素
高频
★★★★
实验设计/误差分析
托里拆利实验原理与计算
低频
★★
填空/选择
分值占比
全国中考平均占比 10-14%,计算题(35%)、实验题(30%)、综合应用题(25%)为主。
命题特点
生活化:结合生活工具(如注射器吸药液)、交通工具(如高铁站台安全线)。
实验创新:2024年广东卷“用传感器探究液体压强与深度的关系”(数字化实验)。
跨学科:与地理(深海探测)、生物(血管血压)结合。
易错点
混淆“压力”与“压强”(如认为压力大压强一定大)。
液体压强计算时误将“深度”当作“高度”(如容器形状影响)。
伯努利原理应用中方向判断错误(如地铁进站时气流方向)
分值与题型
分值:预计占 12-16分(选择题3-4道 + 1道实验题 + 1道综合计算题)。
题型分布:
基础题(6-8分):压强方法判断、液体压强公式应用。
综合题(6-8分):连通器设计、流体压强实验分析、含复杂容器的液体压强计算。
命题热点预测
科技应用:
深海探测器耐压外壳设计(液体压强与材料强度)。
碳中和背景下的风力发电机叶片流体力学优化。
实验创新:
用透明软管制作“U形压强计”探究气体流速与压强关系(低成本实验)。
探究“非均匀液体(如油水混合)的压强分布规律”。
社会热点:
极端天气下的建筑抗风压设计(台风地区门窗密封原理)。
航天服内气压维持系统(与太空环境压强差异)。
重点关注方向
复杂容器压强计算:
不规则容器底部压强与液体重力的关系(如口大底小容器)。
气体与液体压强的综合问题(如潜水艇沉浮)。
跨学科整合:
地理:喜马拉雅山峰顶沸点与气压关系。
工程:大坝底部厚度设计的压强依据。
区域考情提示:
沿海地区可能侧重“台风气压与建筑安全”(如福建卷)。
内陆城市可能关注“高原气压与生活适应”(如云南卷)。建议结合本地实际补充案例。
【思维导图】
【考点扫描】
考点 压力与压强
压力
1.压力
(1)定义:压力是垂直作用在物体表面上的力。
(2)产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。
(3)方向:垂直于接触面。
(4)大小:压力的大小不一定等于重力的大小,压力的方向也不一定与重力的方向相同。只有放在水平面上的物体对水平面的压力才等于物体的重力。
(5)压力与重力的区别
压强
1.压强
(1)定义:物体所受的压力的大小与受力面积之比叫压强,数值上等于单位面积受到的压力.压强用符号P表示.
(2)物理意义:压强是表示压力作用效果的物理量.
(3)公式: p=.
(4)单位:帕斯卡,简称帕,符号Pa.
2. 规则柱体的压强计算:
注意事项:(1)公式是压强的定义式,具有普遍适用性,既适用于固体也适用于液体和气体.
(2)公式中的S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,两者接触面的面积.如图所示,将一底面积为S的物体分别放置在面积为S1和S2的两个水平桌面上,两种情况下,物体对水平桌面的压力不变,但图甲中受力面积是S1,图乙中受力面积是S2
3.增大和减小压强的方法及应用
考点 液体的压强
液体压强
1. 液体压强产生的原因:由于重力的作用,并且液体具有流动性,因此发发生挤压而产生的。
2. 液体压强的特点
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
3. 液体压强的大小
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式:p=ρgh。式中,
p表示液体压强,单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度,单位是米(m)。
3. 连通器—液体压强的实际应用
(1)原理:连通器里的液体在不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。
(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闹、下水道的弯管。世界上最大的人造连通器是三峡船闸。
4.液体内部压强大小:
(1)同种液体:向各个方向都有压强;(2)同一深度处,压强一致;(3)深度越深,压强越大。
(2)不同液体:同一深度,密度越大,压强越大。
(3)公式:p=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m³,压强p的单位是Pa。
(4)由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。这个公式定量地给出了液体内部压强地规律。
深度是指点到液面的距离,液体的压强只与深度和液体的密度有关,与液体的质量无关。
4.对液体压强公式的理解
(1)液体内部某处的压强只取决于液体的密度和深度,与液体的质量、体积等无关.
(2)液体深度是指液体中被研究的点到液面(液体与空气的分界面)的竖直距离.
(3)公式p=ρgh适用于静止的、密度均匀的和均匀的柱体,不适用于质地不均匀、形状不规则的固体和流动的液体、气体。
探究影响液体压强大小的因素
探究课题:探究影响液体压强大小的因素
实验装置
实验方法
控制变量法,转换法
实验原理
根据U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小
探究过程
1.根据如图甲所示,按照组装U形管压强计
2.将水倒入烧杯,如图乙,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;
3.如图乙、丙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;
4.如图丙、丁,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入下表;
记录表格
实验内容
液体物质
探头浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管两端液面高度差(cm)
a
水
相同(5cm)
向下
相同(5cm)
向前
相同(5cm)
向上
b
水
不同(3cm)
向下
不同(5cm)
不同(7cm)
向下
向下
c
水
相同(5cm)
向下
盐水
相同(5cm)
向下
实验结论
液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
考点 大气压强
大气压强
1. 大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
2. 马德堡半球实验证明了大气压强是存在的,并且大气压强很大。
3. 大气压的测量—托里拆利实验
(1)实验方法:在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用于指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开于指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)计算大气压的数值:p0=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以,标准大气压的数值为:P0=1.013Xl05Pa=760mmHg。
(3)以下操作对实验没有影响 ①玻璃管是否倾斜;②玻璃管的粗细;
③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。
(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。
3. 影响大气压的因素:高度、天气等。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
(1).与高度的关系:大气压随着高度的增加不断减小.
(2).与沸点的关系:液体沸点随气压的升高而增大.
(3).与体积的关系:温度和气体质量不变时,气压随体积的增大而减小
4. 气压计—测定大气压的仪器。种类:水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。
5. 大气压的应用:抽水机等。一切抽吸液体的过程都是由于大气压强的作用。
考点 流体压强与流速的关系
流体压强与流速的关系
1. 在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
2. 飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
3.跟流体压强与流速的关系相关的生活实例
(1)足球运动中的香蕉球;
(2)乒乓球运动中的弧旋球;
(3)火车站站台上的安全线;
(4)窗外有风吹过时,窗帘飘向窗外.
4.飞机的升力与空气对飞机的浮力的区别
升力不等于浮力,升力是由于机翼上、下表面空气的流速不同,产生向上的压力差;浮力是由于飞机上、下表面所处的大气层的高度不同,产生向上的压力差。
【技巧点拨】
技巧 压力与重力的关系判断
不同情况下压力与重力的关系.(已知物体所受重力为G)
技巧 压强与压力的理解分析
⑴受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大(此时压强与压力成正比)。
⑵同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同。受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小。
⑶压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关。压强是物体单位面积受到的压力。跟受力面积有关。
⑷压力、压强的单位是有区别的。压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的。压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的。在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”。
技巧 压强公式p=的理解分析
(1)p=适用于所有物体间压强的计算(无论物体是气体、液体还是固体).
(2)计算时,各物理量的单位必须对应,如p的单位为Pa,F的单位为N,S的单位为m2.
(3)F是压力而不是重力,但有些情况下压力的数值可能等于重力.
(4)公式中的S是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,两者相互接触的面积.
(5)压力F和受力面积S之间不存在因果关系,但压强p与压力F和受力面积S之间有密切关系.即在S一定时,p与F成正比;在F一定时,p与S成反比.
技巧 压强公式p=ρ液gh的理解分析
总结归纳:公式p=ρ液gh中的h表示液体的深度,而不是高度.深度是指液体的液面到计算压强的那个点之间的距离.如图所示,A、B、C三点的深度分别为:hA=20cm,hB=40cm,hC=50cm.
注意:三种情形下容器底部受到液体的压力与液体重力的关系:
技巧 探究影响液体压强大小的因素实验注意事项
1.液体压强产生的原因是:液体受到重力作用;液体有流动性
2.实验前的两个操作:(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。
(2)检查装置的气密性:(用手压金属盒上的橡皮膜,观察U型管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好)
3.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么?怎么解决?
答:气密性不好,拆下来重新安装
4.使用的U型管是不是连通器?答:不是
5.此实验U型管内液体为什么要染成红色?答:使实验效果明显,便于观察
5.实验需要多次进行,目的是:总结普通规律
6.比较乙、丙实验结论是:液体密度一定时,深度越深,液体产生的压强越大
7.比较丙、丁实验结论是:当液体深度相同时,液体密度越大,液体产生的压强越大
技巧 对大气压强的几点理解
1.产生:空气受到重力作用,而且空气具有流动性,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强,简称大气压。
2.马德堡半球实验:有力地证明了:①大气压的存在;②大气压很大。
3.托里拆利实验表明76cm汞柱的高度是由当地的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关。所以一个标准大气压约为1.013×10⁵Pa。
【易错指导】
易混易错点一:压力等同于重力易错?
在某些情况下,尤其是日常生活中,有许多实例是重力和压力大小相等,方向相同,常被误认为是同一个力,但压力和重力是两个完全不同的力,两者没有直接关系。压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。
易混易错点二:液体压强,对深度的理解易错。
液体压强公式p=ρgh中,h是指从自由液面到该点的竖直距离,同学们在理解此处时,常见的错误有:(1)认为h是该点到液体底部的距离(混淆深度和高度的概念)。(2)认为h是该点到液面的长度(混淆深度与长度的概念)。
易混易错点三:对压强概念的理解易错。
在日常生活中,作用在水平面上的物体,压力与重力大小相等,但对于非柱形容器,即使容器在水平面上,容器内液体对容器底部的压力也不等于液体所受的重力,有些同学在判断容器内液体对容器底部的压力大小时,不考虑容器的形状,简单地认为一定与容器内液体所受的重力相等而导致错误.
易混易错点四:固体压强的计算易错。
1.在运用压强公式计算时,要明确受力面积应该是指物体相互挤压的那部分面积部分同学容易错误地理解为是物体的面积,或对受力面积考虑不周全,导致多计、少算的现象。
2.关于压强公式中压力的确定,部分同学会错误地认为压力大小就等于物体所受的重力,其实只有放在水平地面上的物体,对水平地面的压力大小才等于物体所受的重力。
易混易错点五:流体压强与流速的关系判断易错。
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,因此,在确定流体压强大小时,首先要判断流体流速的快慢,可从以下方面来分析:自然流动—如流动的空气(风)、流动的水,一般是在较宽阔的地方流体流速慢,较狭窄的地方流体流速快;运动的物体引起的空气和液体流动-运动物体周围流体流速快,其余地方流体流速慢知道了流体流速的快慢,就可以根据流体压强与流速的关系判断压强的大小部分同学在理解时,容易错误地认为流体在流速越大的位置压强越大。
1.(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。
2.(2024·山东淄博·中考真题)骑电动车戴头盔已成为市民的自觉行为习惯。下列说法正确的是( )
A.头盔用碳纤维制成,利用了该材料密度小、抗冲击力强的特性
B.白色的头盔能吸收各种色光
C.头盔的绑带做得较宽是为了增大压强
D.戴头盔骑行过程中,以头盔为参照物,人是运动的
3.(2024·山东德州·中考真题)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是( )
A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大
B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小
C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FB
D.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响
4.(2024·山东日照·中考真题)如图甲所示,将一底面积为的长方体木块用细线系在一个空容器的底部,然后向容器中缓慢加水,直到木块的上表面与液面相平.木块底部受到水的压强p随容器中水的深度h的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(,)( )
A.木块的重力是24N B.木块的体积是
C.木块完全浸没后受到的浮力是40N D.木块的密度是
5.(2024·山东日照·中考真题)下图所示的四个事例中,关于压强的说法正确的是( )
A.甲为压路机,碾子做的很大,是为了减小压强
B.乙为安全锤,锤头做得很尖,是为了减小压强
C.丙图中加热后再密封的铁桶被压扁,是因为外部大气压强远大于内部压强
D.丁图中热气球能在空中自由升降,是利用“气体流速大的地方压强小”的原理
6.(2024·山东青岛·中考真题)下列实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.拦河坝上窄下宽更加稳固 B.用活塞式抽水机抽水
C.飞机机翼上凸下平获得升力 D.船只利用船闸在上下游之间往返
7.(2024·江苏淮安·中考真题)无人机在许多领域发挥着重要的作用。如图所示为某型号无人机,整机质量为,静止时两起落架与地面的总接触面积为。(g取)
(1)画出无人机所受重力的示意图(O点为重心);
(2)求无人机空载时受到的重力大小;
(3)求无人机空载且静止在水平地面时,对地面产生的压强。
8.(2024·海南·中考真题)小海发现,他站在齐胸深的水中时感觉胸口有压迫感,爱动脑筋的他产生了疑问:液体压强究竟与哪些因素有关呢?他猜想:液体的压强与液体的多少有关。为验证猜想,他用U形管压强计进行探究。
(1)用U形管压强计研究液体的压强,原因是金属盒上的薄膜受到的外力作用越大U形管两侧液面的高度差 (选填“越大”“不变”或“越小”);
(2)根据图①和②实验现象可知,在深度相同时,液体的压强与液体的多少 (选填“有关”或“无关”);
(3)请你猜想,液体的压强可能与 (只写一种因素即可)有关。为了验证你的猜想,你将选择图中的 和 进行探究(选填图中对应的序号)。通过观察实验,你得出的结论是 。
9.(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”)。
10.(2024·新疆·中考真题)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为,且,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为。求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
11.(2024·山东济南·中考真题)如图所示,是载有舰载机的山东舰在某海域开展实战化训练的情景。舰载机经弹射器弹射获得一定的初速度后,在发动机推力的作用下,继续加速到甲板末段滑跃起飞,在空中进行实战演练。下列说法正确的是( )
A.弹射后,发动机推力改变了舰载机的运动状态
B.舰载机被弹射前的惯性小于它被弹射后的惯性
C.舰载机利用了流体压强与流速的关系获得升力
D.以起飞后的舰载机为参照物,山东舰是运动的
12.(2024·山东威海·中考真题)如图是用羊皮制作的锅,锅中水沸腾时水的温度始终在90℃左右,此地大气压强 标准大气压(选填“低于”“等于”“高于”);羊皮锅不会因温度过高而损坏是因为 。
13.(2024·内蒙古·中考真题)物理知识与人们的生活息息相关,以下说法正确的是( )
A.拔火罐时在重力作用下玻璃罐“吸”在皮肤上
B.水壶的壶嘴与壶身组成了连通器
C.用高压锅煮食物时,锅内液面上方气压低,液体沸点高
D.风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗内
14.(2024·北京·中考真题)近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg,求:
(1)该东北虎一只脚印的面积 ;
(2)该东北虎的质量 。
15.(2024·山东菏泽·中考真题)下列四幅图中关于压强的描述错误的是( )
A.用吸管喝牛奶利用了大气压强
B.泰山山顶的大气压强比山脚下的小
C.潜水员在水中上升过程受到的压强越来越大
D.飞机机翼是利用气体流速大压强小的原理设计的
16.(2025·湖南长沙·一模)实心均匀圆柱体A和装有水的足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的底面积为,将圆柱体A沿水平方向截取,,截取前圆柱体A对桌面的压强为,截取后对桌面的压强为。将截取部分竖直浸没水中,放入前水对容器底部的压强为,放入后水对容器底部的压强为,h的值 ,圆柱体A的底面积为 。
17.(2025·湖南长沙·一模)厨房中的抽油烟机工作时,其发动机带动风扇转动,扇叶转动处的空气流速变大,压强变 ,油烟在 的作用下被压向扇口从而排出厨房。
18.(2025·湖南长沙·一模)物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )
A.用久的菜刀需要磨一磨,是为了增大压强
B.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外大气压变大
D.轧路机使用大滚筒,是为了增大受力面积,减小压强
19.(2025·安徽芜湖·二模)如图是中国自主研发的“海斗一号”无人潜水器是通过水舱吸水和排水来实现上浮和下潜,已知海水的密度为1.03×103kg/m3,在10000米深处,海水对潜水器的压强大小为 Pa。(g=10N/kg)
20.(2025·重庆·一模)新一代标准动车组“复兴号”是中国自主研发、具有完全知识产权的新一代高速列车。列车高速运行时,带动周围空气流速变大,空气流速越大处,压强越 。通过实验第一次测出了大气压强大小的是意大利科学家 (填人名)。
21.(2025·安徽合肥·二模)如图所示,一个薄壁容器放在水平桌面上,它的底面积为0.01m²,内装有4.5kg的水,深度为30cm,水对容器底部的压力为 N。
22.(2025·黑龙江大庆·一模)跑车尾部一般都安装有气流偏导器(如图所示),它的上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,气流偏导器下方的空气流速 ,压强 (前两空均填“大”或“小”),从而使偏导器受到向 (填“上”或“下”)的压力差,使车的后轮能更好地抓紧地面,提高跑车的稳定性。跑车在加速运动过程中气流偏导器相对于车体是 (填“运动”或“静止”)的。
23.(2025·新疆·二模)如图所示,一块密度分布均匀的木块放在水平地面上,现在沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,B的上、下底面面积之比为,则A、B对地面的压强之比为( )
A. B. C. D.
24.(2025·山东济南·二模)如图所示是某小组“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验装置及根据实验数据绘制的图像,下列分析正确的是( )
A.水不断冒出“白气”是液化现象
B.水沸腾时,水中上升的气泡由大变小
C.水沸腾时温度不变,需要吸热
D.该实验地点的气压低于1标准大气压
25.(2025·山东淄博·一模)如图是“观察水的沸腾”实验,水正在沸腾,下列说法错误的是( )
A.沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气
B.气泡上升过程中,气泡下表面受到水的压强变小
C.由实验现象可知,实验时的大气压小于一标准大气压
D.水要保持沸腾,需要继续加热
26.(2025·安徽马鞍山·一模)在2025年2月16日结束的亚洲公路自行车锦标赛上,中国车手吕先景成功夺得精英组大赛冠军。假设人与车总质量约。每个轮胎与地面接触面积约为,则自行车对地面的压强 。()
27.(2025·安徽芜湖·二模)同学们,你见过这种会转动的石球吗?如图所示,喷水时,“泉水”中央硕大的石球居然能不停地翻滚,这是怎么回事呢?若仔细观察,你就会发现石球两侧的水流速度和水流量不同,左侧水流慢,右侧水流快,使石球能不停地转动,其转动的原理是: 。
28.(2025·安徽芜湖·二模)如图所示是家庭厨房常见的洗菜水槽,水槽出水口下方连接排水管,水槽中水深为20cm,出水口有一质量为0.05kg,上表面积为80cm2的橡胶塞子。塞子刚好嵌入出水口,塞子与出水口间的摩擦忽略不计。(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)问:
(1)水对橡胶塞子的压力是多少?
(2)若塞子与水槽的接触面积为30cm2,求塞子对水槽的压强有多大?
(3)用手向上拉细绳一端,至少需要多大的拉力才能提起塞子?
29.(2025·江苏南京·模拟预测)实验小组“探究影响液体内部压强大小的因素”的过程如图甲、乙、丙所示:
(1)若不论如何按压橡皮膜,U形管两侧液面的高度差不变,可能是因为压强计 ;
(2)实验小组的小天和小红利用压强计来鉴别水和酒精(ρ酒精=0.8g/cm3),现有两只相同的烧杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精:
①如图乙所示,小红先后将调节好的压强计的金属盒没入两种液体中,发现烧杯A的U形管两边液面的高度差较大,于是认为烧杯A装的是水。你认为她的结论是否可靠: ,理由是 ;
②如图丙所示,小天用自己改装并调试好的压强计进行实验,将压强计的两个金属盒分别没入两种液体中,从而判断出图中装酒精的是 (填字母)烧杯。
30.(2025·江苏盐城·一模)小明利用传感器探究“气体压强与流速的关系”。图甲装置中三节长度相同、粗细不同的塑料管紧密连接在一起,左端与抽气机连通。(塑料管A最细,塑料管C最粗)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节塑料管中,传感器与电脑相连,2.5s后启动抽气机抽气。第一阶段抽气10s收集到的信息如图乙,已知①②③三条图线分别对应塑料管、、中气体压强随时间变化的情况。实验时的环境气压为 ,抽气内流过塑料管A的空气体积 流过塑料管C的空气体积,塑料管 中的气流速度最大。由图像可知:平稳流动的气体,流速大处压强 ;
(2)第二阶段改变抽气机的功率继续抽气,图像中①②③三条图线均出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速相比第一阶段均在 ;
(3)聪明的小明用3D打印机制作了图丙所示的机翼模型,置于电子秤上,用吹风机从右向左水平吹风,电子秤示数会 。
31.“探究液体压强与哪些因素有关”的实验情景如图所示,下列说法正确的是( )
A.压强计在使用前U形管左右两侧的水面如图甲所示,应将右侧管中高出的水倒出
B.通过比较图乙和图丙可知,液体的压强与深度有关
C.为探究液体压强与液体密度的关系,应比较图乙和图丁
D.在丁图烧杯中加入少量水,液体对烧杯底部的压强大小不变
32.(2025·江苏扬州·一模)如图所示,是学生在物理课上做的几个实验,分析正确的是( )
A.图甲:当向管B中用力吹气时,管A中液面将会下降
B.图乙:向外拉活塞,试管内的水会再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
C.图丙:将压强计的探头往上提,U形管两侧液面的高度差会变小
D.图丁:此实验装置不能探究压力作用效果与受力面积和压力大小的关系
33.如图所示,放风筝是一项充满乐趣的活动。一般来说,逆风放飞风筝,风筝更容易升空,这是因为逆风时,风筝上表面空气流速快,压强 ,可以产生足够的升力,使风筝顺利升高。
34.关于压强的知识,下列四个实例中说法正确的是( )
A.图甲:飞机机翼上凸下平获得升力,因为流速大的地方压强小
B.图乙:用活塞式抽水机抽水主要利用液体压强使水上升到高处
C.图丙:火车轨道的铁轨下面铺放枕木可以减小地面受到的压力
D.图丁:将长方体木块沿虚线方向竖直切割,剩余部分对水平面的压强变小
35.下列实例中,采用了相同科学研究方法的是( )
①用光线表示光传播的径迹和方向
②“探究液体内部压强的特点”时,用U形管两侧液面的高度差表示液体压强的大小
③探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,保持压力大小不变
④探究声音的产生时,在鼓面上放些碎纸屑,用碎纸屑的跳动来反映鼓面的振动
A.①② B.②③
C.②④ D.①④
36.“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功下潜坐底深度10909米,创造了中国载人深潜的新纪录。海水密度近似取1.0×103kg/m3,“奋斗者号”上的观察窗口所使用的特制玻璃面积约0.2m2,若该窗口设计最大能承受海水的压力为2.4×107N,则该窗口可以承受“奋斗者号”最大下潜深度为 m。
37.小明感冒输液时看到药液袋外面有如图所示的标识,询问医生得知:“0.9%”是指每的这种液体中含有0.9g食盐、其余是纯净的水;护士在调试输液管时提醒小明,每分钟不要超过40滴,不能太快。小明的下列估计中正确的是( )
A.未开封时袋内所装药液的质量略大于250g
B.图中护士调试时输液袋的顶端距离地面的高度约1.5m
C.输液过程中,输液袋内的气压大约为1.013×106Pa
D.小明通过脉搏监控滴速,应比其脉搏速度要慢一些
38.江都区各小区排水管网改造正如火如荼地进行,如图甲是改造工程中的压路机,压路机的碾子质量很大,可以 对地面的压强。图乙中运渣土的载重卡车车轮上有较深的花纹,主要目的是 车轮与地面间的摩擦力。突发情况紧急刹车时,由于卡车具有 ,不能立即停止,此时 (选填“安全带”或“汽车头枕”)对驾驶员起到保护作用。
39.如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗,它能稳健地爬陡坡。它的出现,让我国机器人技术达到国际一流水平。机器狗质量为70kg,每只脚与地面接触面积为5×10-3m2。机器狗行走时(两脚着地),它对地面的压强为 Pa。
40.如图所示,甲、乙两容器分别盛有相同质量的不同液体(),它们对容器底的压力分别为,对容器底的压强分别为。下列说法正确的是( )
A. B.无法比较、的大小
C. D.
41.关于图中所示的实例,下列说法正确的是( )
A.背包的背带做得较宽,是为了增大压强
B.三峡船闸工作时,是利用连通器的原理
C.吸盘式挂钩吸在墙壁上,是因为分子间存在引力
D.乘客需在安全线外等候列车进站,是因为列车周围的空气流速快压强大
42.如图所示,从倒置的漏斗口向下吹气,漏斗中的乒乓球将 掉下来(选填“会”或“不会”),下列实例中所应用的物理原理与之不同的是 (选填序号)。
A.同向行驶的两艘船之间不能靠的太近
B.将吸盘吸在玻璃上
C.地铁列车站台上设置安全线
43.小明和小华利用液体压强计、水和酒精等器材来探究液体内部的压强与哪些因素有关。
(1)压强计在使用前出现图甲情形,原因是U形管左侧的气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压,调节的方法是 。(选填字母)
A.将右侧管中的液体倒掉一些 B.取下软管重新安装
(2)小明调整好后进行实验,将金属盒放在图乙水中某一深度,利用旋钮改变橡皮膜的朝向,通过观察到U形管两侧液面高度差相同的现象,说明在同一深度处液体内部压强的大小与 无关。
(3)小华将金属盒逐渐放入图丙水中,观察得到结论:液体内部某点压强与该点到容器底的距离有关。为进一步探究,小明将压强计金属盒分别放在图丁三个装水容器中的A、B、C位置处,他根据压强计形管两侧液面高度差得到三点处水的压强关系: (选填“”、“”或“”),由此可判断小华的结论是 (选填“正确”或“错误”)的。
44.材料阅读题。
桥梁桩基:稳固千吨大桥的“隐形英雄”
桥梁桩基是深埋地下的支撑结构,如同大树的根系。以某跨江大桥为例,工程师需根据地质勘探数据选择桩型:江岸土层松软,采用摩擦桩,利用桩身与土壤的摩擦力承重;江心区域有坚硬岩层,改用端承桩,让桩端直接接触岩层传递荷载。混凝土可抵抗巨大压力,钢筋则增强桩体的抗拉能力。施工时需严格控制桩身垂直度,若倾斜会导致桥梁受力不均;灌注桩钻孔后需注入泥浆保护孔壁,防止坍塌。最终,桩基顶部通过承台连接桥墩,将整座桥的重量分散到数十根桩上,大幅降低单桩承受的压强,确保桥梁安全。
根据上述材料回答以下问题:
(1)长江三角洲冲积平原,土层以软土 淤泥质土为主,此类地质条件常选用 (摩擦/端承)桩;
(2)如图所示的桥梁,其桥墩采用摩擦桩,若其它条件不变的时,增加桥墩直径 (能/不能)提高桥墩的承载能力,其简支梁里是 (上层/下层)钢筋更多。
45.在一个底面积为200cm2、高20cm的薄壁柱形容器中加入隔板和橡皮膜。将容器隔成左右大小相等的两个容器,设计了如图甲所示的装置探究“液体内部压强的规律”,装置的总质量400g,上隔板长10cm,下隔板长6cm,隔板底面积为10cm2,橡皮膜厚度不计。他将容器放在水平桌面上,先往左侧容器加水,当往右侧容器缓慢倒入1384g的另一液体时,橡皮膜刚好相平,测得水面到橡皮膜中心的深度为8cm,另一液体液面到橡皮膜中心的深度为10cm,如图乙所示。求:
(1)水对橡皮膜中心的压强;
(2)液体的密度;
(3)倒入另一种液体后,整个装置对水平桌面的压强。
1. 运动 小
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、机械运动的相对性
【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。
2.A
【知识点】减小压强的方法及生活中的实例、不透明物体的颜色、认识物质的物理属性、不同参照物下描述运动
【详解】A.根据头盔的用途可知,其材料应符合密度小且硬度大的特点,所以头盔用碳纤维制成,利用了该材料密度小、抗冲击力强的特性,故A正确;
B.白色的头盔能反射各种色光,因此看起来是白色的,故B错误;
C.头盔的绑带做得较宽是为了增大受力面积来减小压强,故C错误;
D.戴头盔骑行过程中,以头盔为参照物,人的位置没有发生变化,因此是静止的,故D错误。
故选A。
3.C
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强的特点及其应用
【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变,根据F=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;
B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,根据
F拉=G金-F浮
知,金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;
C.由图可知,弹簧测力计A的示数
FA=G-F浮
弹簧测力计B的示数
FB=G桶+G排
则∆FA=∆F浮,∆FB=∆G排,根据阿基米德原理可知,∆F浮=∆G排,则∆FA=∆FB,故C正确;
D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的F浮不变、G排偏小,对实验结果有影响,故D错误。
故选C。
4.AC
【知识点】密度公式的简单应用、压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】A.由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,细线对木块没有拉力,当容器中水的深度超过18cm时,细线对木块产生拉力且逐渐变大,所以在AB过程中细线对物体没有拉力;由图像知,容器中水的深度在6cm时,木块刚好漂浮,此时水对木块下表面的压强是600Pa,由压强公式得,木块下表面受到水的压力为
F=pS=600Pa×0.04m2=24N此时木块刚好漂浮,根据浮力产生的原因得
F浮=F=24N根据漂浮条件得,木块的重力
G=F浮=24N
故A正确;
C.由图像知,当容器中水的深度是22cm时,木块刚好浸没,木块下表面受到水的压强是1000Pa,由压强公式得,此时木块下表面受到水的压力为
F'=p'S=1000Pa×0.04m2=40N根据浮力产生的原因得
F'浮=F'=40N
故C正确;
B.由F浮=ρ水gV排可知,木块的体积为
故B错误;
D.由
G=mg=ρVg可得,木块的密度为
故D错误。
故选AC。
5.C
【知识点】增大压强的方法及生活中的实例、大气压的应用、根据物体的浮沉状态判断密度大小
【详解】A.压路机的碾子质量很大是为了在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A错误;
B.安全锤做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强的,故B错误;
C.加热铁桶过程中,铁桶内空气体积膨胀,质量减小,再密封铁桶,随着温度降低,内部气压降低,由于外部大气压强远大于内部压强,所以铁桶被压扁,故C正确;
D.热气球中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气,从而使密度小于外界空气密度,实现了空中飞行,故D错误。
故选C。
6.C
【知识点】液体压强的特点及其应用、生活中常见的连通器、大气压的应用、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】A.根据可知,河水越深压强越大,拦河坝上窄下宽更加稳固,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机抽水是利用了大气压强的原理,故B不符合题意;
C.在流体中,流速越大的位置压强越小,飞机机翼上凸下平,上面压强小,下面压强大,产生了压强差,从而获得升力,故C符合题意;
D.船只利用船闸在上下游之间往返是利用了连通器的原理,上端开口下端连通,故D不符合题意。
故选C。
7.(1)
(2)60N
(3)
【知识点】重力的计算与估算、重力的示意图、压强公式的简单应用
【详解】(1)重力的方向竖直向下,作用在重心处,作图如下:
(2)无人机空载时受到的重力大小为
(3)无人机空载且静止在水平地面时,对地面产生的压强为
8.(1)越大
(2)无关
(3) 液体的密度 ④ ⑤ 液体深度相同时,液体密度越大,液体的压强越大
【知识点】探究液体压强的实验装置和步骤、探究液体压强的实验数据记录和结果分析
【详解】(1)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,金属盒上的薄膜受到的外力作用越大U形管两侧液面的高度差越大。
(2)根据图①和②实验现象可知,在深度相同时,U形管两侧液面高度差相等,所以可知,液体的压强与液体的多少无关。
(3)[1][2][3]液体的压强可能与液体的密度有关系,为了验证这个猜想,应该保证压强计在液体中的深度相同,且液体的密度不同,所以选择图中的④和⑤进行探究,通过观察实验④⑤压强计两侧液面高度差,可以得出的结论是:液体深度相同时,液体密度越大,液体的压强越大。
9.小
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释
【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。
10.(1)15N
(2)
(3)
【知识点】重力的计算与估算、压强公式的简单应用、密度公式的简单应用
【详解】(1)根据题意可知,空心砖的重力为
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强为
(3)设空心砖的长宽高分别为
、、,
压力不变,根据可知
已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为,则有
②
联立①②,解得空心砖的体积为
则空心砖的材料的密度为
11.ACD
【知识点】力可以改变物体的运动状态、惯性的大小与哪些因素有关、流体压强与流速的关系及现象解释、不同参照物下描述运动
【详解】A.弹射后,舰载机获得一定的初速度后,发动机推力改变了舰载机的运动状态,故A正确;
B.舰载机的惯性大小只与其质量大小有关,与速度大小无关,因此舰载机被弹射前的惯性等于它被弹射后的惯性,故B错误;
C.流体流速越大的位置压强越小,舰载机利用了流体压强与流速的关系获得升力,故C正确;
D.以起飞后的舰载机为参照物,山东舰相对于舰载机的位置发生了变化,山东舰是运动的,故D正确。
故选ACD。
12. 低于 见解析
【知识点】大气压对液体沸点的影响、沸腾的现象及特征
【详解】[1]气压低,水的沸点低,1标准大气压下水的沸点是100℃,锅中水沸腾时水的温度始终在90℃左右,说明此地大气压强低于标准大气压。
[2]当水沸腾后,虽然不断吸热,但温度保持不变,羊皮锅不会因温度过高而损坏。
13.B
【知识点】生活中常见的连通器、流体压强与流速的关系及现象解释、大气压对液体沸点的影响、大气压的应用
【详解】A.拔火罐使用时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。因此这是由于大气压强的作用引起的,故A错误;
B.茶壶的壶嘴与壶身组成了连通器,因此壶身的水位总是与壶嘴的水位相平,故B正确;
C.液体的沸点与气压有关,用高压锅煮食物容易煮熟,原因是液面上方气压越大液体沸点越高,故C错误;
D.风沿着外墙吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面。故D错误。
故选B。
14.(1)135cm2
(2)162kg
【知识点】压强公式的简单应用
【详解】(1)由图乙可知,脚印占用的小方格的数量为15,因此该东北虎一只脚印的面积约为
(2)容器及内部物体的总质量为30kg时,平底容器对地面的压力为
平底容器对地面的压强为
当容器下陷的深度与脚印的深度相同,则东北虎对地面的压强与容器对地面的压强相等,则东北虎对地面的压力即重力为
该东北虎的质量
15.C
【知识点】液体压强的特点及其应用、大气压与高度的关系、大气压的应用、流体压强与流速的关系、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】A.用吸管喝牛奶时,先吸去管中的空气,使管中气压变小,在大气压的作用下,牛奶进入吸管再流入口中,利用了大气压原理,故A正确,不符合题意;
B.大气压随着高度的升高而减小,因此泰山山顶的大气压强比山脚下的小,故B正确,不符合题意;
C.潜水员在水中上升过程距离水面的深度越来越小,由可知,受到的压强越来越小,故C错误,符合题意;
D.飞机机翼设计成流线型,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,则机翼受到向上的压强差,从而产生了向上的升力,故D正确,不符合题意。
故选C。
16. 0.2
【知识点】液体压强公式的简单应用
【详解】[1]由得
则
[2]截取部分竖直浸没水中,放入前水对容器底部的压强为,放入后水对容器底部的压强为,由得
则截取部分竖直浸没水中后,水的深度变为
水的深度升高
此时截取部分排开水的体积等于截取部分的体积,则
则
17. 小 大气压
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】[1][2]流体的压强随流速的增大而减小,发动机带动风扇转动,扇叶转动处的空气流速变大,压强变小,小于外界的大气压,油烟在大气压的作用下被压向扇口从而排出厨房。
18.AB
【知识点】增大压强的方法及生活中的实例、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】A.用久的菜刀需要磨一磨,是压力不变时,通过减小受力面积,增大压强,故A正确;
B.飞机受到升力,是因为机翼上表面空气的流速大于下表面空气的流速,导致机翼上表面的气压小于下表面的气压,从而获得竖直向上的压力差,即升力,故B正确;
C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外空气流速变快,压强变小,小于窗内的气压,在压力差的作用下窗帘飘向窗外,故C错误;
D.轧路机使用大滚筒,是通过增大压力,增大压强,故D错误。
故选AB。
19.1.03×108Pa
【知识点】液体压强公式的简单应用
【详解】在10000米深处,海水对潜水器的压强大小为
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa
20. 小 托里拆利
【知识点】托里拆利实验、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】[1]流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强大;所以列车高速运行时,带动周围空气流速变大,而且空气流速越大,空气的压强越小。
[2]意大利科学家托里拆利利用液体水银间接测出了大气压的数值,此实验运用了平衡法,即大气压大小等于水银柱产生的压强,通过计算水银柱的压强也就得出了大气压的数值。
21.30
【知识点】压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用
【详解】水对容器底部的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa
水对容器底部的压力为F=pS=3×103Pa×0.01m2=30N
22. 大 小 下 静止
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、机械运动的相对性
【详解】[1][2][3]流体流速越快,压强越小。气流偏导器的上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,气流偏导器下方的空气流速大,压强小,小于气流偏导器上方的压强,从而使偏导器受到向下的压力差,使车的后轮能更好地抓紧地面,提高跑车的稳定性。
[4]跑车在加速运动过程中气流偏导器相对于车体的位置不变,是静止的。
23.B
【知识点】利用p=ρgh的公式计算柱状固体的压强、压强公式的简单应用
【详解】沿虚线方向将木块锯成A和B两部分,再将B部分分割成C、D两部分,如下图所示:
因A、B两部分均为质量均匀的长方体,且密度、高度均相同,由
可知AC对地面的压强为pA=pC=ρgh
C对地面的压强
已知B的上底面和下底面的面积之比为1∶3,即C的上底面和D的下底面的面积之比为1∶2,且右边的D部分为三棱柱,则根据几何知识可知D部分的体积和C部分的体积的相等,根据G=mg=ρVg可知D的重力和C的重力相等,水平面上物体的压力和自身的重力相等,则B对地面的压强
A、B对地面的压强之比为
故选B。
24.ACD
【知识点】大气压对液体沸点的影响、探究水在沸腾前后温度变化的特点、液化的概念和现象
【详解】A.杯口不断地冒出大量“白气”,这是由于水蒸气遇冷后液化成的小水滴,故A正确;
B.液体的沸腾是内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象,沸腾时不断有水汽化为水蒸气进入气泡内,使气泡在上升的过程中体积逐渐增大,最后破裂,故B错误;
C.水在加热过程中,吸收热量,温度升高;沸腾时,吸收热量,温度不变,故C正确;
D.由表格数据知,水在4min开始沸腾,沸腾时水不断吸收热量,水保持98℃不变,这个不变的温度是水的沸点,所以此时水的沸点是98℃,该实验地点的气压低于1标准大气压,故D正确。
故选ACD。
25.A
【知识点】液化的概念和现象、液体压强公式的简单应用、大气压对液体沸点的影响、沸腾的条件、沸点
【详解】A.沸腾时,烧杯中不停地冒出“白气”,这些“白气”是水蒸气遇冷液化成的水珠,故A错误,符合题意;
B.气泡上升过程中,气泡下表面在水中的深度变小,由得,气泡下表面受到水的压强变小,故B正确,不符合题意;
C.由图得,水在沸腾时,温度计的示数为99℃,即水的沸点为99℃;一标准大气压下水的沸点为100℃,气压越低,水的沸点越低,则实验时的大气压小于一标准大气压,故C正确,不符合题意;
D.水沸腾的条件是:温度达到沸点,不断吸收热量,则水要保持沸腾,需要继续加热,故D正确,不符合题意。
故选A。
26.
【知识点】重力的计算与估算、压强公式的简单应用
【详解】自行车对地面的压强为
27.见解析
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】根据压强和流速的关系可知,球左侧水的流速小、压强大,右侧水的流速大、压强小,所以左侧的压强大于右侧水的压强,从而产生一个压力差,使得水球转动。
28.(1)16N
(2)5.5×103Pa
(3)16.5N
【知识点】压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用、二力或多力平衡问题
【详解】(1)水槽中水深为20cm=20×10-2m
水对橡胶塞的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2×103Pa
水对橡胶塞子的压力F=pS=2×103Pa×80×10-4m2=16N
(2)塞子的重力G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N
塞子对水槽的压力为F1=F+G=16N+0.5N=16.5N
塞子对水槽的压强
(3)对橡胶塞子受力分析可知,橡胶塞子受到竖直向下的重力、水对橡胶塞子竖直向下的压力和提起塞子的拉力,根据力的平衡条件可知,提起塞子拉力F拉=G+F=0.5N+16N=16.5N
29.(1)漏气
(2) 不可靠 没有控制金属盒在液体中的深度相同 B
【知识点】探究液体压强的实验装置和步骤、探究液体压强的实验数据记录和结果分析、控制变量法
【详解】(1)若压强计气密性不好,存在漏气情况,当按压橡皮膜时,气体泄漏,就不能使U形管两侧液面产生高度差。
(2)[1][2]液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,而小红在实验时两杯中的液体密度、金属盒的浸没深度均不相同,没有控制金属盒在液体中的深度相同,因此其结论是不可靠的。
[3]如图丙所示,压强计两金属盒浸入两种液体中的深度相同,U形管内液面右边高,说明右边压强较小。根据,深度相同时,压强小的液体密度小,酒精的密度小于水,所以烧杯B是酒精。
30.(1) 101.4 等于 A 小
(2)增大/变大
(3)增大/变大
【知识点】探究流体压强与流速的关系
【详解】(1)[1]由图乙可知实验时的环境气压为101.4kPa。
[2][3][4]气体在塑料管中流动时,由于抽气机的风扇转速是恒定的,因此可以认为通过同一根塑料管不同横截面积处的流量不变,即10秒内通过两部分塑料管的气体体积相等。抽气10s内流过塑料管A的空气体积等于流过塑料管C的空气体积,三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,流速最大,所以细管内气体流速比粗管内气体流速大,流体的流速越大压强越小。
(2)①②③三条图线出现了下移,说明流体的压强变小,流速增大。
(3)机翼模型下表面弯曲,上表面较平直,相同时间内,空气经过下面的速度大,上面速度小,所以机翼下表面压强小,上表面压强大,上下表面出现压强差,产生向下的压力,电子秤示数会增大。
31.B
【知识点】探究液体压强的实验数据记录和结果分析
【详解】A.如图,压强计在使用前U形管左右两侧的水面不相平,此种情况是软管内气压与大气压不平衡造成的,应该重新安装软管使U形管两侧液面相平。故A错误;
B.图乙和图丙两图中,待测液体密度相同,探头在液体中深度不同,U形管左右两侧液面高度差也不同,则液体压强不同,可以说明,液体的压强与深度有关,故B正确;
C.探究液体压强与液体密度关系,应该控制探头在液体中深度相同。而两图并未控制探头在液体中深度相同,无法进行探究,故C错误;
D.加水后,烧杯中盐水的重力变大,对烧杯底的压力也变大,受力面积不变,所以,液体对烧杯底部的压强变大,故D错误。
故选B。
32.C
【知识点】探究影响压力效果因素的实验装置和实验过程、探究液体压强的实验装置和步骤、大气压对液体沸点的影响、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】A.图甲:当向管B中用力吹气时,A管上方空气流速快,压强小,甲中的液体在大气压作用下会沿A管上升,故A错误;
B.图乙:向外拉活塞,试管内气压减小,水会再次沸腾,可知气压减小,水的沸点降低,故B错误;
C.图丙:将压强计的探头往上提,探头上的橡皮膜受到的压强变小,U形管两侧液面的高度差会变小,故C正确;
D.图丁:通过正放和倒放瓶子及改变瓶内水的多少,既可以探究压力作用效果与受力面积的关系,又可以探究压力作用效果与压力大小的关系,故D错误。
故选C。
33.小
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】一般来说,逆风放飞风筝,风筝更容易升空,这是因为逆风时,风筝上表面空气流速快,压强小,下表面的空气流速小、压强大,形成向上的压力差,可以产生足够的升力,使风筝顺利升高。
34.A
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释、压强公式的简单应用、减小压强的方法及生活中的实例、大气压的应用
【详解】A.因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力,故A正确;
B.活塞式抽水机工作时,是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,水被压进抽水机内,进而被抽到高处,因此该现象与大气压有关,故B错误;
C.铁轨下面铺放枕木,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,故C错误;
D.沿图示位置切去右侧的一半后,它对桌面压力和受力面积都变小,且都变为原来的一半,由可知,它对桌面压强不变,故D错误。
故选A。
35.C
【知识点】影响滑动摩擦力大小因素实验装置和实验步骤、探究液体压强的实验数据记录和结果分析、探究声音的产生、理想模型法
【详解】A.利用光线来表示光的传播路径和方向,用到模型法;
B.在“探究液体压强的影响因素”的实验中,用压强计U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,这里使用了转换法;
C.探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系时,保持接触面的粗糙程度不变,采用的是控制变量法;
D.探究声音的产生时,在鼓面上放些碎纸屑,用碎纸屑的跳动来反映鼓面的振动,用到转换法。
采用了相同科学研究方法的是②④。
故选C。
36.
【知识点】液体压强公式的简单应用
【详解】该窗口设计最大能承受海水的压强
则该窗口可以承受“奋斗者号”最大下潜深度为
37.AD
【知识点】常见的长度及估测、常见物体的速度及速度的估测、标准大气压的值、常见物体的质量及质量估算
【详解】A.水的质量为250g,盐水的密度大于水,所以药液的质量要略大于250g,故A正确;
B.图中护士调试时输液袋的顶端距离地面的高度比护士身高略高,约为1.7m,故B错误;
C.输液过程中,输液袋内的气压大约为一个标准大气压,约为1.013×105Pa,故C错误;
D.药液滴速每分钟不超过40滴,人的脉搏每分钟约60次,所以小明通过脉搏监控滴速,应比其脉搏速度要慢一些,故D正确。
故选AD。
38. 增大 增大 惯性 安全带
【知识点】增大摩擦的方法及生活中的实例、惯性的利用及危害防止、增大压强的方法及生活中的实例
【详解】[1]压路机的碾子质量很大,碾子对地面的压力大,是在受力面积一定的情况下,通过增大压力的方式,增大碾子对地面的压强,使地面被压实。
[2]运渣土的载重卡车车轮上有较深的花纹,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度来增大车轮与地面间的摩擦力。
[3][4]突发情况紧急刹车时,由于卡车具有惯性,不能立即停止,此时驾驶员由于具有惯性会向前倾倒,安全带对驾驶员起到保护作用。
39.7×104
【知识点】压强公式的简单应用、压力大小的计算
【详解】机器狗的重力
行走时(两脚着地),受力面积为
它对地面的压强为
40.D
【知识点】比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小
【详解】两容器中液体的质量相等,由G=mg知,重力相等,对于柱状的容器,液体对容器底的压力等于液体的重力,所以两个容器底部受到水的压力相等,即F甲=F乙;两个容器底部受到的压力相等,甲的容器底面积大于乙的容器底面积,由可知,甲容器底受到水的压强小于乙容器底受到水的压强,即p甲<p乙。故D正确,ABC错误。
故选D。
41.B
【知识点】熟悉船闸的工作过程、减小压强的方法及生活中的实例、大气压的应用、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】A.书包的背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A错误;
B.三峡的船闸,闸室和上、下游能构成连通器,是利用连通器原理工作的,故B正确;
C.吸盘式挂钩吸在墙壁上,是因为吸盘内的气压小于吸盘外的气压,大气压把吸盘压在墙壁上,故C错误;
D.乘客需在安全线外等候列车进站,是因为列车周围的空气流速大压强小,安全线外的空气流速慢,气压大,如果乘客站在安全线以内,会发生危险,故D错误。
故选B。
42. 不会 B
【知识点】流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】[1][2]当向下用力吹气时,增大乒乓球上方的空气的流动速度,压强减小,乒乓球下面的压强不变,乒乓球下面的压强大于上面的压强,乒乓球在压强差的作用下悬浮在漏斗中;生活中同向行驶的两艘船之间不能靠的太近,地铁列车站台上设置安全线都是利用了流体压强与流速关系的特性;而吸盘贴在玻璃上主要依靠挤出空气后形成的低压来吸附,不属于伯努利原理,因此与其他选项的原理不同,故选B。
43.(1) 大于 B
(2)方向
(3) < = 错误
【知识点】探究液体压强的实验装置和步骤、探究液体压强的实验数据记录和结果分析
【详解】(1)[1]压强计使用前,U 形管左侧液面低于右侧液面 ,说明 U 形管左侧的气压大于右侧与大气相通的液面上方的气压,即 U 形管左侧的气压大于大气压。
[2]要调节压强计,使 U 形管两侧液面相平,应取下软管重新安装,这样能让 U 形管两侧上方气压都等于大气压,从而使两侧液面相平。将右侧管中的液体倒掉一些不能从根本上解决气压不等的问题。
故选B。
(2)在图乙实验中,金属盒在水中深度相同,改变橡皮膜朝向,U 形管两侧液面高度差相同。根据液体压强计原理,U 形管两侧液面高度差反映液体压强大小,这说明在同一深度处,液体内部压强大小与方向无关。
(3)[1][2][3]小华将金属盒逐渐放入图丙水中,观察得到结论:液体内部某点压强与该点到容器底的距离有关。为进一步探究,小明将压强计金属盒分别放在图丁三个装水容器中的A、B、C位置处,由深度的含义可知,A和C点的深度相同,都小于B的深度, 根据p=ρgh可知,pA<pB,pA=pC,而A、B到容器底的距离相等,都小于C到容器底的距离。由此可判断小华的结论是错误的。
44.(1)摩擦
(2) 能 下层
【知识点】重心、减小压强的方法及生活中的实例
【详解】(1)根据文意“江岸土层松软,采用摩擦桩”,因此长江三角洲冲积平原,土层以软土 淤泥质土为主,此类地质条件常选用摩擦桩。
(2)[1]采用摩擦桩,利用桩身与土壤的摩擦力承重,其它条件不变时,可以增大桩侧面积,理论上可以增加桩侧面所受土层的阻力,从而提高单桩的承载能力。
[2]因为钢筋的抗拉性好,而混凝土的抗压性较好,所以下层钢筋较多有助于提高桥梁的抗弯承载能力和整体刚度,还能防止裂缝产生和满足抗震要求。
45.(1)800Pa
(2)0.8×103kg/m3
(3)1652Pa
【知识点】压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用
【详解】(1)由可得,水对橡皮膜中心的压强为
(2)由题意可得,橡皮膜刚好相平,两侧液体对橡皮膜的压强相等,由可得,液体的密度为
(3)由题意可得,橡皮膜的高度为
则橡皮膜中心到容器底的高度为
右侧水面的总高为
右侧容器底面积为
右侧水的质量为
整个装置对桌面的压力为由可得,整个装置对水平桌面的压强为
考点分类
核心知识点
考查频率
星级
典型题型
浮力产生原因
上下表面压力差
中频
★★★
简答题/图示分析
阿基米德原理
F浮=G排=ρ液gV排
高频
★★★★
计算题/实验探究题
浮沉条件
物体浮沉判断(ρ物 vs ρ液)
高频
★★★★
选择/综合应用题
浮力计算
称重法(F浮=G−F拉)
高频
★★★★
计算题/实验题
漂浮与悬浮
F浮=G物(漂浮/悬浮)
高频
★★★★
综合计算题
浮力应用
轮船(排水量)、密度计、潜水艇
中频
★★★
生活应用题/简答题
实验探究
探究浮力大小与V排、ρ液关系
高频
★★★★
实验设计/数据分析
分值占比
全国中考平均占比 10-14%,计算题(40%)、实验题(30%)、综合应用题(25%)为主。
命题特点
生活化:结合游泳圈承重、盐水选种、热气球升降等场景。
实验创新:2024年北京卷“用压力传感器测浮力变化”(数字化实验工具)。
跨学科:与地理(死海浮力)、工程(船舶设计)结合。
易错点
误认为“浮力大小与浸没深度有关”(忽略V排不变时的浮力恒定)。
混淆“漂浮”与“悬浮”条件(漂浮时ρ物<ρ液,悬浮时ρ物=ρ液)。
计算时单位错误(如体积未换算为m³导致F浮计算偏差)。
分值与题型
分值:预计占 12-16分(选择题3-4道 + 1道实验题 + 1道综合计算题)。
题型分布:
基础题(6-8分):浮沉条件判断、阿基米德公式变形应用。
综合题(6-8分):密度计原理分析、浮力与压强综合计算、实验方案设计。
命题热点预测
科技应用:
浮式风力发电机的浮体设计(平衡浮力与稳定性)。
深海探测器(如“奋斗者号”)的浮力调节系统。
实验创新:
用注射器改变液体密度探究F浮F浮与ρ液ρ液关系(如盐水浓度梯度实验)。
探究“不规则物体V排V排的测量方法”(溢水杯与电子秤结合)。
社会热点:
碳中和背景下“碳捕获浮筒”的浮力设计(储存液态CO₂的密度问题)。
洪涝灾害中的自救设备浮力分析(如救生衣承重极限)。
重点关注方向
动态浮力问题:
冰熔化后液面变化(淡水vs盐水)。
浮力与压强综合(如正方体浸没时底面压强与浮力关系)。
跨学科整合:
化学:溶液密度变化对浮力的影响(如鸡蛋在不同浓度盐水中的浮沉)。
工程:船舶载重线(“吃水线”)的物理原理。
区域考情提示:
沿海地区可能考查“船舶载重线与海水密度关系”(如浙江卷)。
内陆地区可能侧重“盐水选种与浮力应用”(如河南卷)。建议结合本地特色补充案例。
【思维导图】
【考点扫描】
考点 浮力
浮力
1.定义:液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的力,这个力叫做浮力.
2.产生原因:如图所示,浸在液体(或气体)中的物体,其上、下表面受到液体(或气体)对它的压力不同,且向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是物体受到的浮力,公式为F浮=F向上-F向下,当物体漂浮时,F向下=0N。
注意:浮力产生的理解:
(1)当物体上表面露出液面时,F向下=0,则F浮=F向上。如:物体漂浮时,受到的浮力等于液体对它向上的压力。
(2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如:桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合,水对它向上的压力F向上=0,故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是:F浮=F向上—F向下>0,即F向上>F向下。当F向上=0或F向上≤F向下时,物体不受浮力作用。
(3)同一物体浸没在液体的不同深度,所受的压力差不变,浮力不变。
(4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此,在分析物体的受力情况时,浮力和液体的压力不能同时考虑。
F向上
F向下
F向上
3.浮力方向:竖直向上,施力物体是液(气)体。
4.影响因素:物体浸在液体(或气体)中的体积越大,液体(或气体)的密度越大,物体受到的浮力越大。
考点 阿基米德原理
阿基米德原理
1. 内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2. 公式:F浮=G排=m排g=.ρ液表示液体密度,单位为kg/m3;V排表示物体排开液体的体积,单位为m3
(注:当物体部分浸入液体时V排<V物,当物体完全浸没时V排=V物)
3. 变形式:求液体密度:ρ液= ;求排开液体的体积:V排= .
4. 适用范围:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体.
考点 物体的沉浮条件及应用
物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体,浮沉情况由重力和浮力的大小关系共同决定。对物体进行受力分析,物体在悬浮时,重力和浮力是一对平衡力,若是上浮,则浮力大于重力,若是下沉,则浮力小于重力;漂浮时物体处于平衡状态,重力等于浮力。
浮力表达式:F浮=ρ液gV排,重力表达式:G=mg=ρ物gV物
①物体浸没在液体中,有上浮、下沉以及悬浮三种情况,都满足V排=V物。
上浮:F浮>G,ρ液gV排>ρ物gV物,ρ液>ρ物
下沉:F浮<G,ρ液gV排<ρ物gV物,ρ液<ρ物
悬浮:F浮=G,ρ液gV排=ρ物gV物,ρ液=ρ物
②物体漂浮时,物体部分浸入液体中,V排<V物。
漂浮:F浮=G,ρ液gV排=ρ物gV物,V排<V物,ρ液>ρ物
③判断物体浮沉条件,有两种方法:比较F浮与G大小关系或比较ρ液与ρ物的大小关系。
④切片问题:密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把同一物体切成大小不等的两块放入同一液体中,则大块、小块都悬浮(或漂浮),即浮沉情况没有发生改变,和没有切割前相同,因为物块切割前后密度始终没有发生改变。此时的浮沉情况可由密度来进行判断。
物体浮沉条件的应用
(1)轮船
①工作原理:空心法,即把密度比水大的钢材制成空心的,使它能排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上,这是浮沉条件的应用;
②轮船可以漂浮在水面上,轮船的重力等于浮力,也可以根据浮沉条件中密度关系进行分析:轮船的平均密度小于水的密度;
③同一搜轮船,不论在海里航行,还是在河里航行,浮力均等于重力,所以浮力不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,由于海水和河水的密度不同,ρ海水>ρ河水,故轮船在海水里排开的体积小于河里,即河里吃水深度(吃水线)大于海里。轮船的排水量=船自身重量+满载时货物的重量。
排水量:F浮=排水量(千克)×g轮船的满载重量,一般是以排水量表示的,即是排开水的质量,船也是浮体,根据浮体平衡条件得:船受到的总F浮=G总=排水量(千克)×g,就是船排开水的重,即是浮力,又等于船、货的总重力。
(2)潜水艇
靠改变自重来实现上浮或下沉的。当潜水艇需要下潜时,就打开两侧的水舱,当水舱注水后,潜水艇重力变大,超过水的浮力,它就开始下沉。当潜水艇需要上浮时,就启动压缩机,用高压的空气将水舱内的水排出,潜水艇自身重力减小,就可以上浮。
(3)气球和飞艇
热气球和飞艇通过加热空气或氢气、氦气等措施,使球内密度小于球外空气密度到一定程度,从而使气球上升到空中,若要使充有氦气或氢气的气球降回地面,可以放出球内的一部分气体,使气球体积缩小,减小浮力;对于热气球,只要停止加热,热空气冷却,气球体积就会缩小,浮力减小。
(4)密度计
原理:利用物体的漂浮条件来进行工作(二力平衡)。
构造:下面的金属粒能使密度计直立在液体中。
刻度:刻度线从上到下,对应的液体密度越来越大(上小下大)。
【技巧点拨】
技巧 浮力的四种计算方法?
1.示差法(称重法):F浮=G-F拉(空气中重力减去弹簧测力计拉力)(用弹簧测力计)
2.公式法:F浮=G排=m排g=ρ液gV排
3.漂浮法:F浮=G物(又叫平衡法)
4.压力差法:F浮=F↑-F↓(向上与向下的压力差)。
技巧 阿基米德原理的理解应用?
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
(2)G排指被物体排开的液体所受的重力,F浮= G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
(3)V排是表示被物体排开的液体的体积,当物体全部浸没在液体里时,V排=V物;当物体只有一部分浸入液体里时,则V排<V物。
(4)由可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ液应该为ρ气。
技巧 漂浮问题的几个规律技巧?
规律一:物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力;
规律二:同一物体在不同液体里漂浮,所受浮力相同;
规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;
规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;
规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
【易错指导】
易混易错点一:浮力的方向判断易错?
浮力的方向始终竖直向上,(不是垂直向上),与重力的方向相反,和物体所处的位置、运动状态、形状、液体放置方式都无关。
易混易错点二:浮力与物体浸在液体中深度的关系理解易错?
(1)“浸在”包含两种情景,一是部分浸入;二是全部浸没。
(2)浮力与物体浸在液体中深度的关系(两种情况)
物体浸没前,物体浸入的深度越深,浮力越大
物体浸没后,浮力与深度无关。
(3)影响浮力大小的因素:液体的密度、排开水的体积。
物体在液体中所受浮力的大小与物体的形状、体积、密度,液体的多少,物体所处的状态等均无关。
易混易错点三:物体体积与排开液体体积的关系理解易错。
(1)物体的体积与排开液体的体积不同。
①当物体浸没在液体中时,V排= V物,物体体积不变,排开液体体积也不变,浮力大小与深度无关;
②当物体只有一部分浸入液体中时,V排 < V物,当物体逐渐浸人液体中时,排开液体的体积增大,物体所受浮力也增大。
(2)只有溢水杯中的水与溢水口相平时,溢出水的体积才等于物体浸入液体中的体积。
易混易错点四:物体在液体中沉浮时的各种状态分析易错。
状态分析
动态(受非平衡力)
静态(受平衡力)
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
向上运动
向下运动
静止在液体内部任意深度
静止在液面上
静止在容器底
受力示意图
受力分析
F浮>G
F浮<G
F浮=G
F浮=G
F浮+F支=G
密度分析
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
体积分析
V排=V物(未露出液面前)
V排=V物
V排=V物
V排<V物
V排=V物
易混易错点五:有关漂浮问题的五大规律理解易错。
规律一:“二力平衡”即物体漂浮在液面上时,物体所受浮力等于自身重力(F浮=G物)。
规律二: “质量相等”即物体漂浮在液面上,排开液体的质量等于自身质量(m排=m物)。
规律三:“体积比与密度比有关”,即物体漂浮在液面上,浸入液体的体积是物体体积的几分之几,物体密度即液体密度的几分之几。
规律四:“浮力恒等”, 即物体漂浮在不同液面上时,所受浮力相等(F1=F2=······=Fn=G物)。
规律五:“密大浸少”,即物体漂浮在不同液面上,在密度大的液体中物体浸入液体的体积小。
1.(2024·青海西宁·中考真题)“福建舰”是我国完全自主设计建造的航空母舰,满载排水量为8万吨。在海上航行时,水下10m处海水对舰体的压强为 Pa;满载时“福建舰”受到的浮力为 N(海水密度ρ取,g取10N/kg);假如“福建舰”从密度大的海域驶入密度小的海域,浮力 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
2.(2024·陕西·中考真题)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
3.(2024·山东淄博·中考真题)下列有关说法错误的是( )
A.气球飘浮,气球内充入密度比空气小的气体
B.飞机升空,机翼上方空气的流速大,压强大
C.船通过船闸,利用了连通器原理
D.潜艇浮沉,靠改变自身重力实现
4.(2024·山东德州·中考真题)如图所示,水平桌面上有A、B两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器液面相平,A、B两容器对桌面的压力分别为F1、F2,则ρ1 ρ2,F1 F2(均选填“>”“ <”或“=”)。
5.(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
6.(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。()
7.(2024·四川巴中·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”号在水下5000米时,潜水器上0.1m2的表面上受到海水的压力为 N(ρ海水=1.1×103kg/m3)。如果继续下潜,潜水器所受浮力将 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
8.(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
9.(2024·山东威海·中考真题)小明洗菜时发现体积较大的土豆沉入水底,体积较小的西红柿浮于水面,土豆受到的浮力 西红柿受到的浮力;他想测量土豆的密度,用细线将土豆挂在弹簧测力计下示数为2.4N,再将其完全浸没水中测力计示数为0.4N,则土豆的密度是 。
10.(2024·江苏南通·中考真题)将新鲜度不同的甲、乙两鸡蛋放入水中,静止时的状态如图所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙体积相等,甲受到的浮力小 B.若甲、乙质量相等,甲受到的浮力小
C.向杯中加盐水后,乙受到的浮力变大 D.向杯中加酒精后,乙受到的浮力变大
11.(2024·内蒙古·中考真题)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F;
(2)如图乙所示,将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与 有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与 无关,此过程中瓶底所受的压强大小变化情况是 ;
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为 F,说明浮力的大小与物重无关。
12.(2024·北京·中考真题)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是( )
A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力
B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足24℃<t<26℃
D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球
13.(2024·山东潍坊·中考真题)物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有的体积浸入液体,浸入体积为。三种液体密度如表格所示,下列分析正确的是( )
液体种类
液体密度/()
a液体
b液体
c液体
A.三条刻线的间隔距离不相等
B.密度计的质量为0.1kg
C.密度计在三种液体中所受浮力不相等
D.密度计在b液体中的浸入体积为
14.(2024·江苏宿迁·中考真题)科技创新助力中国发展,中国桥梁建设领先世界。小明对桥梁建造产生浓厚的兴趣,想探究桥墩对河底压力与水深度的关系。他找来底面积为的圆柱体,放于水平地面的压力传感器上,如图甲所示,示数为100N。考虑不方便测量圆柱体对河底的压力,于是将圆柱体挂在拉力传感器下方,缓慢向下放至刚好与容器底部接触,如图乙所示。向容器内加水,记录传感器示数和水的深度,并画出如图丙所示的图像。(,)求:
(1)圆柱体的质量;
(2)圆柱体的密度;
(3)取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强。
15.(2024·四川泸州·中考真题)钓鱼是一项户外运动。图甲是钓鱼常用的一种钓具,其主要由鱼钩、铅坠、浮漂(7颗相同浮子)构成,该钓具各部分参数如下表所示。假如垂钓时,浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上,漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上,为浮子的理想状态(忽略鱼线弯曲造成的影响,即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用)。如图乙所示,某钓鱼爱好者在鱼塘垂钓时,鱼饵的质量为,体积为,沉到水底后未与塘底紧密接触,有4颗浮子浸没在水下、有3颗浮子漂浮在水面上,且浮子处于理想状态。取,,则:
名称
1颗浮子
铅坠
鱼钩
鱼线
质量m/kg
不计
体积
不计
不计
(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为多大?
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为多大?
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,浮子仍处于理想状态,水面下浸没的浮子有多少颗?
16.(2025·安徽芜湖·二模)用试管、铁丝、透明胶带、细管、胶管、容器和注射器等,制作如图所示的潜水艇模型(不计胶管的体积),然后将模型放入水中,使其上浮或下沉,下列说法正确的是( )
A.当模型漂浮于水面时,它受到的浮力小于模型的重力
B.让浅处悬浮的模型下潜至深处悬浮,应使试管内的水先增加后减少
C.向内推注射器活塞,试管内气压会变大,模型将下沉
D.向外拉注射器活塞,水会被吸入试管,可实现模型上浮
17.(2025·江苏盐城·一模)如图是小明利用容积为,质量为厚度不计的硬质饮料瓶做成的潜水艇模型,配重螺母质量为,体积不计;其余部件质量与体积均不计,取。求:
(1)当饮料瓶内不装水时,模型受到的重力;
(2)模型悬浮在水中时,饮料瓶中水的质量;
(3)排尽瓶中水静止后,模型排开水的体积。
18.(2025·江苏无锡·一模)用细线将重为4N的物块挂在竖直放置的弹簧测力计下,将其体积的五分之一浸入水中时测力计的示数为3N,此时物块所受浮力为 N;剪断细线,物块静止时处于 (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)状态。若将该物块轻轻放入水平桌面上装满某液体的溢水杯中,放入前后溢水杯对桌面的压强不变,则物块静止时,排开液体重为 N,该液体密度ρ的最小值为 。
19.(2025·江苏盐城·一模)跨学科实践小组制作简易密度计。在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来。
(1)如图甲所示,这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,液体的密度越大,它露出液面部分的长度越 (选填“长”或“短”);
(2)如图乙所示为设计好的密度计的一部分,其刻度线上A至下C,量程是1g/cm3~1.6g/cm3。若把这个密度计放入某种液体中,液面位置恰好在AC的中点B,则这种液体的密度 (选填“大于”、“小于”或“等于”)1.3g/cm3;
(3)在配重不变的情况下,选用细的吸管,测量误差将会 一些。(选填“大”或“小”)
20.(2025·江苏连云港·一模)重为10牛的物块用细线挂在弹簧测力计挂钩上,当物块浸没在水中静止时测力计示数如图所示,则物块所受的浮力大小为 N。逐渐增大物块浸没在水中的深度,其上表面受到水的压强将 (选填“增大”、“减小”或“不变”),弹簧测力计示数将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
21.(2025·江苏南京·模拟预测)如图所示,水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种液体,将棱长分别为5cm和8cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两杯中液面恰好相平。甲、乙液体对杯底的压强分别为p1和p2,排开液体的质量分别为m1和m2,两烧杯对水平桌面的压力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:p1 p2,m1 m2,F1 F2(均选填“>”“=”或“<”)。若乙为水,则A和B的总质量为 kg。
22.(2025·江苏无锡·一模)小红用弹簧测力计、量筒、水和石块做“验证阿基米德原理”的实验,实验情景和测量数据如图所示,根据图中信息可知石块所受浮力为 N;通过乙、丙两图的实验数据计算得出了物体排开液体的重力,由此得出的初步结论为 。随后经分析思考,根据实验数据推算出了石块的密度为 kg/m3(g取10N/kg)。
23.(2025·江苏无锡·一模)小明利用天平和量筒测量未知液体的密度:
(1)天平放在水平工作台上,将游码拨至零刻度线后指针如图甲所示,此时应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡;
(2)小明为称量20g液体,先测出空烧杯的质量,接着在右盘中再加20g砝码,在烧杯中加入液体,发现指针向右偏转,接下来的操作是 。称得20g液体后,小明将所有液体倒入量筒测得体积为25mL,则液体的密度为 g/cm3;
(3)小华利用一把刻度尺、装有适量水的水槽和两个相同的薄壁圆柱形平底玻璃容器(容器厚度忽略不计),也测量出了未知液体的密度,操作如下:
①向容器中倒入适量的液体,将容器缓慢的放入水槽中,使其竖直漂浮,如图乙所示,测出容器下表面到水面的距离为h1;
②从容器中取出一部分液体,放入另一个玻璃容器中,如图丙所示,测量出容器内液体深度为h0;
③容器再次处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出容器下表面到水面的距离为h2;
④液体密度ρ液= (用h1、h2、h0、ρ水表示)。
24.(2025·江苏扬州·一模)如图所示,将同一个小球分别放入甲、乙两种不同液体中,静止时小球在甲液体中漂浮、在乙液体中悬浮,此时两液面相平。则下列说法中正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.小球在甲液体中所受浮力小于在乙液体中所受浮力
C.甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强
D.两容器对地面的压强相等
25.(2025·安徽淮南·二模)随着全球气候变暖,极地冰川在不断熔化,导致近百年来海平面已上升了,对沿海地区社会经济、自然环境及生态系统有着重大影响。为了验证冰山消融后海平面会上升,同学们进行了下列实验:取一个底面积为的薄壁圆柱形玻璃杯,杯内装有适量的盐水,盐水中放入一块底面积为、重为的长方体冰块,在冰块上放一个金属块,在液面位置做标记A,如图甲所示。已知,,g取。
(1)取下金属块,液面下降,在液面位置做标记B,如图乙所示,求此时冰块下表面受到盐水的压强;
(2)冰块完全熔化后,液面仍在标记A处,如图丙所示,求A、B之间的高度差;
(3)求金属块的质量。
26.(2025·重庆·一模)水平桌面上放有一足够高的轻质薄壁方形底柱状杯,底面积为,内部装有一定量的水。现将一底面积,高10cm,质量400g的不吸水长方体A放入其中,A漂浮在水面上且下表面距离杯底0.6cm,此时A所受的浮力大小为 N。将A沿竖直方向切去一半并取出,将另一底面积,高6cm,质量1200g的不吸水长方体B竖直放入容器中,再用力将余下的A往下压,使其下移2cm并保持静止,此时杯对桌面的压强为 Pa。
27.(2025·北京朝阳·一模)水下机器人也称无人遥控潜水器,是一种工作于水下的极限作业机器人。如图所示,是某型号水下机器人。已知该机器人的体积为1.2×10-2m3(体积不变,含机械臂),内部水舱的容积为4×10-3m3,水舱未充水时机器人的质量为10.8kg。海底散落了一些物体(未与水底紧密接触),需机器人潜入海底用机械臂进行打捞。机器人下水前,先将水舱充满水,再在外部加装浮块(每个浮块质量均为0.5kg,体积均为1×10-3m3),下潜到打捞物体的位置,机械臂抓住物体,然后排空水舱中的水,机器人上浮完成打捞任务。下列说法正确的是(海水的密度ρ海=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.若打捞物体的质量为7kg、体积为4×10-3m3,则加装4个浮块可以完成打捞任务
B.若打捞物体的质量为7kg、体积为4×10-3m3,则加装6个浮块可以完成打捞任务
C.若打捞物体的质量为6kg、体积为1×10-3m3,则加装5个浮块可以完成打捞任务
D.若打捞物体的质量为6kg、体积为1×10-3m3,无论加装几个浮块都无法完成打捞任务
28.(2025·江苏泰州·一模)洗水果时发现葡萄在水中沉底,苹果和冬枣都处于漂浮状态,苹果露出水面的体积占总体积的,冬枣露出水面的体积占总体积的,假设三种水果都是密度均匀的物体,下列说法正确的是( )
A.葡萄的密度比水的密度小
B.若葡萄和冬枣的体积相等,则葡萄比冬枣受到的浮力大
C.苹果的密度比冬枣的密度大
D.若葡萄和冬枣的质量相等,则葡萄比冬枣受到的浮力大
29.(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。
30.(2025·山东济南·一模)如图甲所示,潜水艇模型相邻两舱之间密封不连通,水舱与注射器通过塑料软管相连,推拉注射器活塞可以实现潜水艇的浮沉。此潜水艇的总体积是,所用材料的总质量是。如图乙所示,当水舱内没水时,该潜水艇漂浮在水槽的水面上;在水舱内注入适量的水,该潜水艇会在水面下悬停。g取。当潜水艇在水面下12cm处悬停时,通过计算回答:
(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是多少?
(2)该潜水艇受到的浮力是多少?
(3)该潜水艇水舱内水的质量是多少?
31.如图甲,是密度小于水、高为的均匀柱体(不吸水),是重为、底面积为的薄壁柱形容器,装有深的水,此时底部受到水的压强为 。将沿水平方向切去高为的部分竖直放入中(水未溢出)水的深度随切取高度的变化关系如图乙所示。当时,容器对桌面的压强为 。(,g取)
32.2024年9月14日,形似“大白鲸”的极目一号Ⅰ型浮空艇在西藏双湖完成了22天来的第8次科学观测。如图所示,该浮空艇是软式飞艇,在科学观测上升过程中需通过调整气囊中的气压来保持外形不变,下列判断正确的是( )
A.浮空艇上升过程中受到的浮力变大 B.浮空艇受到的浮力等于排开空气的重力
C.浮空艇上升过程中排开空气的体积变大 D.浮空艇上升过程中受到的大气压不变
33.如题图所示,杯中重为5N的木块在水中上浮,最后木块漂浮。在木块上浮且还未露出水面的这段过程中,木块下表面受到水的压强会 (选填“变大”“变小”或“不变”,下同),受到水的浮力会 。经过一段时间,木块最终静静地漂浮在水面上,此时木块受到水的浮力大小为 N。
34.2024年3月28日,“探索一号”科考船搭载“奋斗者”号全海深载人潜水器返回海南三亚。“奋斗者”号在水面以下作业时,若海水密度保持不变,下列说法正确的是( )
A.“奋斗者”号在上浮过程中,所受浮力变大
B.“奋斗者”号匀速下潜过程中,所受浮力等于“奋斗者”号受到的重力
C.“奋斗者”号下潜过程中,排开海水的质量保持不变
D.“奋斗者”号在水下作业时,所受浮力小于其排开海水的重力
35.水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示.下列选项中的物理量,相等的是( )
A.两物块排开液体的体积 B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强 D.两烧杯对桌面的压强
36.“明月如霜照夜天,孔明灯火照人间”中,孔明灯通过燃烧松脂加热内部的空气,使内部空气的密度变 ,当孔明灯所受浮力 重力时,实现升空。
37.如图所示,小明把一块立方体木块放入一个柱形容器中,向容器中逐渐加水,观察木块的漂浮情况。已知木块的质量为75g,边长为5cm,容器底面积为45cm²,当木块漂浮时,小明将液面处用笔在木块上作出标记a点,然后小明取出木块,倒出水,擦干木块和容器,再次把木块放入容器中,向容器中逐渐加入密度为1.1g/cm³的盐水,当木块再次漂浮后,用笔在木块上作出液面处标记b点,不计木块吸水。(,)下列说法正确的是( )
A.向容器中倒入至少75g的水,木块才能漂浮
B.向容器中倒入40g水时,容器底受到水的压力为0.9N
C.当容器中水足够多且不溢出,用力F刚好把木块全部浸没水中,木块重为G,则F:G=2:3
D.若再将木块放入密度为0.9g/cm³的液体中,木块静止时,液面所在的位置为图中的c点,且
38.小明用天平、烧杯、油性笔及足量的水测量一鹅卵石的密度,实验步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端 ,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧。要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往 (填“左”或“右”)调。用调好的天平测出鹅卵石的质量和空烧杯的质量分别是48.8g、60g。
(2)如图甲所示,把鹅卵石轻轻放入烧杯中,往烧杯倒入适量的水,用油性笔在烧杯壁上记下此时水面位置为M,然后放在天平左盘,测出质量如图丙所示为 g。
(3)将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至 ,如图乙所示用天平测出烧杯和水的总质量为133g,此时杯中水的体积为 。
(4)根据所测数据计算出鹅卵石的密度为 。
(5)接着他用鹅卵石继续探究浮力的大小与哪些因素有关,用细线系好鹅卵石。
a.烧杯中倒入适量的水,用天平测出水和杯子的质量
b.将鹅卵石刚好一半的体积浸入水中,不接触烧杯(如图丁),天平的读数为;
c.将鹅卵石完全浸没在水中,不接触烧杯(如图戊),天平的读数为;
d.将烧杯中的水换成等质量的酱油,提着细线,按图戊的测量方式,将鹅卵石浸没在酱油中,不接触烧杯,天平的读数为;
①对比a、b、c可知,浸在液体中的物体受到的浮力与 体积有关;
②通过以上实验,酱油的密度 。(用、,以及表示)
39.如图所示,三个相同的容器内装入体积相同的液体,用弹簧测力计提起相同物体浸入液体后,物体均静止。甲 乙两图中物体露出液面的体积相等,两容器底部受到液体压强的变化量为;甲 乙 丙三图中测力计读数分别为和(示数未标出)。则它们的大小关系是: , , .()(以上均填:“//”)
40.如图甲所示是一款U型水上机器人,它被誉为“会跑的救生圈”,通过操控手柄可远距离、快速、精准送达,实现对落水人员的快速救援。已知这款机器人的质量为12kg,体积为0.14m3。如图乙所示,若一个被救援的人正怀抱这款机器人一起漂浮在水面上,人的质量为60kg,人有的体积露出水面。则下列说法正确的是( )
A.图甲,漂浮在水面的机器人受到的浮力大于重力
B.图甲,漂浮在水面的机器人排开水的体积为0.14m3
C.图乙,被救援的人和机器人受到的总浮力为480N
D.图乙,被救援人和机器人排开水的总体积为0.072 m3
41.2022年6月17日,我国第三艘国产航空母舰“福建舰”成功下水,其满载排水量为,如图所示,该航母满载时,受到的浮力为 N,当一架质量是的舰载机飞离航母后,舱底所受海水压强变 ,舰载机飞离航母时为了获得较大的升力,应 (选填“顺风”或“逆风”)起飞。
42.近年来我国在深空探索和深海探测等领域取得了重大成就,实现了毛主席在《水调歌头·重上井冈山》中所描绘的“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的情景,如图所示。对下列科技成就所涉及的物理知识分析不正确的是( )
①图甲,将某物体从地球运送到中国“空间站”后质量会变小
②图乙,国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强较大
③图丙,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强越大
④图丁,“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时船身会下沉一些(船的重力不变)
A.①②③④ B.①②④
C.①③④ D.②③
43.小明受到“曹冲称象”的故事启发,打算自制一个“浮力秤”。他首先利用实验器材“探究影响浮力大小的因素”,图甲是他的实验过程。
(1)在步骤A之前,应将弹簧测力计在 方向上校零;在图B中,物体受到的浮力为 N;
(2)由A、B、C三图可知,浮力大小与 有关;由A、C、D三图可知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度 。据此,小明设计了如图乙的“浮力秤”,为使内筒竖直漂浮在水中,在其内装入适量沙子;
(3)内筒中未放钩码,漂浮时水面的位置定为零刻度线,画在内筒外壁。内筒中放入50g的钩码,漂浮时水面的位置定为“50g”刻度线,以此类推。若内筒底面积为20cm2,则“200g”刻度线距离零刻度线 cm。将质量越大的物体放入内筒中(内筒未沉底),内筒底部受到的液体压强越 ;(g=10N/kg)
(4)结合A、D、E三图可知,若将该“浮力秤”放入盐水中测量物体的质量,测量值会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。为提高“浮力秤”的测量精度,可以采取哪些方法?请写出一种: 。
44.小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体,液体中有a、b、c三个挂有温度标牌体积相同的小球,其热胀冷缩可以忽略,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。如图1,标有“21℃”的小球悬浮,另外两个小球分别标记“17℃”“25℃”。图1、2、3中小球a、b、c均静止,则下列说法正确是( )
A.c小球标记的温度为17℃
B.b小球在图1中受到的浮力小于图2
C.图1液体的温度比图3中液体温度高
D.a小球在17℃液体中受到的浮力大于在21℃时的浮力
45.小能同学发现家中的太阳能热水器可以实现水位预警,于是查阅了相关资料并且制作了一个太阳能热水模拟器(如图甲所示),圆柱形容器的底面积为200,柱体A为质量500g、底面积50、高20cm的圆柱体,细杆固定在底部中央,A套在固定杆上且能在竖直方向自由移动(截面图如图乙所示),注水过程出水口处于关闭状态;当注水至一定深度时,柱体A才开始上浮,直至压力传感器B受到2N压力时达到预警水位,进水口自动关闭,注水结束,柱体A相对于未注水时上升了30cm,不计A与杆的摩擦和杆的体积。求:
(1)柱体A的重力大小;
(2)注水结束时,容器底受到的水的压强;
(3)为了使压力传感器B受到1.5N压力时,也能实现原水位的进水口自动关闭,注水结束,小能认为可以沿竖直方向在柱体A的两侧截取一部分,则截取部分的质量为多少kg;除了小能的方法,请提出另一方案(只写方法)。
1. 不变
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、液体压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]水下10m处海水对舰体的压强为
[2]满载时“福建舰”受到的浮力为
[3]该舰从密度大的海域驶入密度小的海域后,仍然处于漂浮状态,自身的重力不变,由于物体漂浮时浮力等于自身的重力,所以受到的浮力不变。
2.C
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、潜水艇的原理
【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.由阿基米的原理知道,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。
3.B
【知识点】熟悉船闸的工作过程、飞机的升力及其应用、潜水艇的原理、气球和飞艇的原理
【详解】A.根据浮与沉的条件可知,气球飘浮,是因为气球内充入了密度比空气小的气体,故A正确,不符合题意;
B.飞机的机翼上方突起,下方平直,这样导致机翼上方空气流速快,压强小,机翼下方空气流速慢,压强大,从而使飞机获得升力实现升空,故B错误,符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船闸是利用连通器原理工作的,故C正确,不符合题意;
D.潜水艇浸没在水中时排开水的体积不变,受到的浮力不变,为了实现上浮和下沉,是通过改变自身的重力来实现的,故D正确,不符合题意。
故选B。
4. > >
【知识点】根据物体的浮沉状态判断密度大小、压力大小的计算
【详解】[1][2]小球在A容器中漂浮,则
小球在B容器中悬浮,则
综上可得
两容器液面相平,由图可知,两容器中液体的体积关系为
根据可得,两容器中液体的质量关系为
桌面水平,两容器对桌面的压力
综上可得
5.C
【知识点】压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【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。
6. 2
【知识点】密度公式的简单应用、重力的计算与估算、称重法测浮力的大小、根据浮力产生的原因计算浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【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
7. 5.5×106 不变
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、压力大小的计算
【详解】[1]“奋斗者”号在水下5000米时,受到的海水压强为
潜水器上0.1m2的表面上受到海水的压力为
[2]潜水器完全浸没在液体中,继续下潜的过程中,由于液体的密度不变,排开液体的体积不变,则浮力不变。
8.A
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【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。
9. 大于 1.2
【知识点】称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、应用阿基米德原理解释生活中的现象
【详解】[1]根据可知,土豆的体积较大,西红柿的体积较小,则土豆受到的浮力大于西红柿受到的浮力。
[2]根据称重法测浮力可知,土豆的重力为2.4N,土豆受到的浮力为
土豆沉入水底,体积等于其排开水的体积,为
土豆的密度为
10.B
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】A.若甲、乙体积相等,乙排开液体的体积小,根据公式可知,乙受到的浮力比甲小,故A错误;
B.若甲、乙质量相等,由G=mg可知,甲、乙重力相等,乙漂浮,浮力等于重力,甲沉底,浮力小于重力,则甲受到的浮力小,故B正确;
C.原来乙漂浮,说明乙密度小于水的密度,加入盐水后,液体密度变大,乙密度依旧小于液体密度,仍然漂浮,乙受到的浮力仍然等于重力,故乙受到的浮力不变,故C错误;
D.向杯中加酒精,液体密度会变小,乙会下沉一些,可能漂浮或悬浮,此时浮力仍然等于重力;也可能沉底,此时浮力小于重力,浮力变小;故乙受到的浮力不会变大,故D错误。
故选B。
11. 物体排开液体的体积 深度 变大 0.6
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【详解】(2)[1]图甲中玻璃瓶装满水后部分浸没水中,容器A中水面上升h1,弹簧测力计示数为F;图乙知玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容器A中水面又上升h1,弹簧测力计示数为0.7F,说明排开水的体积变大,弹簧测力计的示数减小,由
F浮=G-F示
可知浮力变大,即浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
[2][3]物体浸没后继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,由
F浮=G-F示
可知浮力不变,说明物体所受浮力的大小与浸没的深度无关。此过程中瓶底的深度增加,由p=ρgh知,瓶底所受水的压强大小变大。
(3)[4]图甲中玻璃瓶装满水后部分浸没水中,容器A中水面上升h1,弹簧测力计示数为F;图乙知玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容器A中水面又上升h1,说明
根据F浮=ρ液gV排知,在液体密度一定时
又因为
且
则
故
所以,即
由图乙、图丙可知,水面深度相同,玻璃瓶排开水的体积相同,所以图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为0.6F,说明浮力的大小与物重无关。
12.CD
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】当温度升高时,液体的密度变小,原来悬浮的小球因为浮力变小而沉底,彩球4号表示环境温度为22℃,彩球5号比4号先沉底,说明彩球5号表示的温度低于彩球4号表示的温度,所以彩球5号表示环境温度为20℃,那么彩球3号表示环境温度24℃,彩球2号表示环境温度为26℃,彩球1号表示28℃。
A.彩球4在22℃时悬浮,彩球4的密度等于液体的密度,浮力等于重力,在18℃时,温度低,液体的密度比较大,彩球4号处于漂浮状态,浮力等于重力,彩球所受的浮力相同,故A错误;
B.由前面分析可知,该温度计能测量的最低温度为20℃,此时彩球5处于悬浮状态,另外4个小球均处于漂浮状态,故B错误;
C.若有2个彩球漂浮,则彩球1、2号漂浮,说明最高温度小于26℃,3个彩球沉底,彩球3、4、5号沉底,说明最低温度不低于24℃,故环境温度t满足
24℃<t<26℃
故C正确;
D.要增大该温度计能测得的最高温度,此时说明彩球内的液体密度最小,最后悬浮,故需要找一个密度小的彩球,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球,最后悬浮,故D正确。
故选CD。
13.A
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力等于下表面受到的压力,漂浮状态时密度计受到的浮力都等于重力,设密度计下表面积为S,即
故密度计浸入液体的深度为
由表格可知,b液体密度为a液体密度的2倍,c液体密度为b液体密度的2倍,故密度计浸入a液体的深度是浸入b液体深度的2倍,密度计浸入b液体的深度是浸入c液体深度的2倍,故三条刻线的间隔距离不相等,故A正确;
B.已知密度计在c液体中,有 的体积浸入液体,浸入体积为 ,则
则
故B错误;
C.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力都等于重力,故密度计在三种液体中所受浮力相等,故C错误;
D.密度计在b液体中的浸入体积为
故D错误。
故选A。
14.(1)10kg;(2)5×103kg/m3;(3)8000Pa
【知识点】密度公式的简单应用、重力的计算与估算、压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】解:(1)依题意得,圆柱体的重力为100N,由得,圆柱体的质量
(2)由图丙得,圆柱体的高度为0.2m,圆柱体的体积为
圆柱体的密度
(3)圆柱体浸没在水中,排开水的体积为
圆柱体受到的浮力为
圆柱体对容器底的压力
此时圆柱体对杯底的压强
答:(1)圆柱体的质量10kg;
(2)圆柱体的密度5×103kg/m3;
(3)取走拉力传感器,圆柱体浸没于水中时对杯底的压强8000Pa。
15.(1);(2);(3)3颗
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】解:(1)由知道,4颗浮子受到的总浮力
(2)不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用,将水面下的四个浮子、铅坠、鱼饵、鱼钩作为一个整体分析,其总重力与其所受总浮力及水平塘底对鱼饵的支持力平衡。则四个浮子的重力
鱼饵的重力
鱼钩的重力
铅坠的重力
铅坠所受浮力
鱼饵受到的浮力
故鱼饵受到的支持力为
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,假设有n颗浮子浸没在水中,根据物体浮沉条件可得,此时,鱼钩、铅坠和浮漂整体受到的总浮力
鱼钩、铅坠和浮漂的重力为
根据阿基米德原理可得,总浮力为
可得
解得n=3颗。
答:(1)浸没在水中的4颗浮子受到的总浮力为;
(2)当鱼饵静止在水平塘底时,鱼饵受到的支持力为;
(3)当鱼饵被全部吃掉,而鱼未上钩,稳定后,水面下浸没的浮子有3颗。
16.B
【知识点】探究物体的浮沉条件
【详解】A.由浮沉条件知道,当模型漂浮在水面时,它受到的浮力与重力相等,故A错误;
B.让原本在较浅处悬浮的模型下潜至更深处悬浮,应使瓶内的水先增加,使模型重力大于浮力,模型下沉,当模型下沉到更深处时,再使瓶内的水减少,使模型重力等于浮力,模型悬浮,故B正确;
C.向内推注射器活塞,瓶内气体体积减小,压强变大,试管内的水将变少,模型的重力减小,浮力不变,浮力大于重力,模型将上浮,故C错误;
D.向外拉注射器活塞,瓶内气体体积增大,压强变小,小于外界大气压,水被压入试管中,模型重力变大,浮力不变,重力大于浮力,模型下沉,故D错误。
故选B。
17.(1)1N
(2)0.3kg
(3)1×10-4m3
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)当饮料瓶内不装水时,模型的总质量m=0.02kg+0.08kg=0.1kg
模型的总重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
(2)饮料瓶的容积
当模型悬浮时,排开水的体积
悬浮时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N
模型的总重力
模型的总质量
饮料瓶中水的质量
(3)排尽水后,悬浮时,因为,所以模型排尽水后,在水中上浮,静止时漂浮,此时浮力等于重力为1N,根据阿基米德原理可知,模型排开水的体积
18. 1 漂浮 4 0.8×10³kg/m³
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、压强公式的简单应用
【详解】[1]将其体积的五分之一浸入水中,此时物块所受浮力F浮=G-F=4N-3N=1N
[2]将其体积的五分之一浸入水中时,物块受到的浮力
若物块浸没在水中时受到的浮力F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV=5F浮=5×1N=5N>G=4N
所以,剪断细线后物块所处漂浮状态。
[3][4]物块的体积
物块的密度
若将该物块轻轻放入水平桌面上装满某液体的溢水杯中,放入前后溢水杯对桌面的压强不变,据此可知溢水杯对桌面的压力不变,由于物块放入溢水杯前,溢水杯对桌面的压力等于溢水杯的重力、液体的重力之和,物块放入溢水杯前,溢水杯对桌面的压力等于溢水杯的重力、剩余液体的重力、物块的重力之和,所以,物块排开的液体的重力和物块的重力相等,即G排=G物=4N;由于物块排开的液体的重力和物块的重力相等,则物块在液体中一定不能下沉,处于悬浮或漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知:液体的密度ρ≥ρ物=0.8×103kg/m3,该液体密度ρ的最小值为0.8×103kg/m3。
19.(1)长
(2)小于
(3)小
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、密度计原理及应用
【详解】(1)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时,浮力等于其重力,由于重力不变,所以浮力不变;根据知,液体的密度越大,密度计排开液体的体积越小,即浸入液体的体积越小,所以,它露出液面部分的长度越长。
(2)由,得 ,S为底面积,h为浸入深度,因为密度计的重力G不变,则F浮不变、横截面积S不变,g为常量,则液体密度与吸管浸入深度成反比。已知密度计的量程是1g/cm3~1.6g/cm3,A点对应的密度为1g/cm3,C点对应的密度为1.6g/cm3,若液面位置恰好在AC的中点B,由于密度计的刻度是不均匀的,且密度越大,排开液体体积变化越小,刻度越密集。 所以B点对应的密度不是A、C两点密度的平均值,即不是1.3g/cm3,而是小于1.3g/cm3。
(3)在配重不变的情况下,密度计受到的浮力不变,选用细的吸管,由可知,测量同种液体的密度时,吸管浸入水中深度增加,刻度变稀疏,测量误差将会小一些。
20. 7.6 增大 不变
【知识点】液体压强公式的简单应用、称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】[1]如图,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.4N,则物块所受的浮力大小为F浮=G-F=10N-2.4N=7.6N
[2]逐渐增大物块浸没在水中的深度,则上表面在水中所处深度增大,根据可知,其上表面受到水的压强将增大。
[3]逐渐增大物块浸没在水中的深度,它排开液体的体积不变,则受到的浮力不变,所以,弹簧测力计示数不变。
21. < = < 0.125
【知识点】液体压强公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]把A、B两物体看成一个整体,由图知,该整体在两液体中都处于漂浮状态, 由漂浮条件可知F浮=GA+GB
所以该整体在两液体中受到的浮力相等; 由图知V排甲=VB,V排乙=VA
由题意知VA<VB, 所以V排甲>V排乙; 液体中受到的浮力相等,且排开甲液体的体积较大,由F浮=ρ液gV排可知,两液体的密度关系ρ甲<ρ乙,已知两液体的深度h相同,由p=ρgh可知,甲液体对杯底的压强小于乙液体对杯底的压强,即p1<p2。
[2]因整体受到的浮力相等,由阿基米德原理知排开液体的重力相等,由G=mg知排开液体的质量相等,即m1=m2。
[3]两容器中液面恰好相平且容器相同,则液体与物块排开液体的体积之和相同,但V排甲>V排乙,所以甲液体的体积较小,又知ρ甲<ρ乙,则根据G液=m液g=ρ液gV液
可知,甲液体的重力较小;整个容器水平桌面的压力F=G容+GA+GB+G液
因容器相同、其重力相同,且A、B两物体的重力不变,甲液体的重力较小,所以,装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,即F1<F2。
[4]若乙为水,A和B的总重力GA+GB=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.05m)3=1.25N
A和B的总质量
22. 2 浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力 2.4×103
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】[1]由称重法可知石块受到的浮力大小为。
[2]由乙、丙两图可知,
物体排开液体的重力为
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开的水所受的重力,即。
[3]根据图甲可知物体的重力,则物体的质量为
体积为
则物体的密度为
23.(1)左
(2) 再加入适量液体直到天平平衡 0.8
(3)
【知识点】测量液体密度的实验器材和实验步骤、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、测量液体密度的数据处理和误差分析
【详解】(1)天平放在水平工作台上,将游码拨至零刻度线后指针如图甲所示,指针右偏,此时应向左调节平衡螺母,使横梁在水平位置平衡。
(2)[1]小明为称量20g液体,先测出空烧杯的质量,接着在右盘中再加20g砝码,在烧杯中加入液体,发现指针向右偏转可知,砝码的质量大一点,接下来的操作是再加入适量液体直到天平平衡。
[2]称得20g液体后,小明将所有液体倒入量筒测得体积为25mL,则液体的密度为
(3)容器再次处于竖直漂浮状态,如图所示,测出容器下表面到水面的距离为h2,此时容器受到的浮力为,则图丙容器内液体的重力为
图丁所示容器内液体的质量为
液体密度为
24.C
【知识点】比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小、物体在不同液体中的浮沉比较浮力和密度的大小、压强公式的简单应用、根据物体的浮沉状态判断密度大小
【详解】A.小球在甲液体中漂浮,甲液体密度大于小球的密度;在乙液体中悬浮,乙液体密度等于小球的密度,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,故A错误;
B.无论小球是漂浮还是悬浮,受到的浮力都等于小球的重力,所以小球在甲液体中所受浮力等于在乙液体中所受浮力,故B错误;
C.容器内液体深度相同,甲液体的密度大于乙液体的密度,根据公式可知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,故C正确;
D.容器对地面的压力等于容器重力、小球重力及液体重力之和。两图中容器及小球的重相同,甲液体密度大于乙液体密度,甲液体体积大于乙液体体积,根据公式可知,甲液体质量大于乙液体质量,甲液体重力大于乙液体重力。则甲容器对地面的压力大于乙容器对地面的压力,底面积相同,根据公式可知,甲容器对地面的压强大于乙容器对地面的压强,故D错误。
故选C。
25.(1)
(2)
(3)
【知识点】浮力与压强的综合问题
【详解】(1)根据浮力的产生原因,漂浮时的浮力等于下底面的压力,题图乙中冰块受到的重力与浮力是一对平衡力,因此盐水对冰块底部的压力等于冰块的重力,此时冰块下表面受到盐水的压强
(2)图乙中冰块排开盐水的体积为,则
排开盐水的体积
冰块熔化时质量不变,化成水的体积
体积变化量
A、B之间的高度差
(3)由上述分析可知,当金属块和冰块漂浮于盐水中时,金属块排开盐水的体积即为,根据阿基米德原理可得
即
金属块的质量
26. 4 900
【知识点】浮力与压强的综合问题
【详解】[1]A漂浮在水面上,A受到的浮力F浮A=GA=mAg=0.4kg×10N/kg=4N
[2]A排开水的体积
A浸入水中的深度
A漂浮在水面上且下表面距离杯底0.6cm,水的深度为h=hA浸+h下=4cm+0.6cm=4.6cm
容器中水的体积V水=S容h-V排A=250cm2×4.6cm-400cm3=750cm3
容器中水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×750cm3=750g
容器中水的重力G水=m水g=0.75kg×10N/kg=7.5N
将A沿竖直方向切去一半并取出,剩余的质量
用力将余下的A往下压,使其下移2cm,增加的浮力
此时杯对桌面的压力
此时杯对桌面的压强为
27.AD
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】AB.若打捞物体的质量为7kg、体积为4×10-3m3,打捞上浮时浮力至少等于重力,根据阿基米德和G=mg知,。代入数据有
解得n=3.6,至少需要4块。打捞前的浮力为
充满水的总重力
此时重力大于浮力,可以下沉,能够完成打捞。若加装6个浮块,打捞前的浮力为
充满水的总重力
此时重力小于浮力,不可以下沉,不能够完成打捞,故A正确,B错误;
CD.若打捞物体的质量为6kg、体积为1×10-3m3,则有
解得n=7.2,则至少需要8块,打捞前的浮力为
充满水的总重力
此时重力小于浮力,不可以下沉,不能够完成打捞,故D正确,C错误。
故选AD。
28.B
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.洗水果时发现葡萄在水中沉底,根据浮沉条件可知葡萄的密度比水的密度大,故A错误;
B.若葡萄和冬枣的体积相等,因为葡萄沉底,冬枣漂浮,葡萄排开水的体积较大,根据可知葡萄比冬枣受到的浮力大,故B正确;
C.放入水中后,苹果和冬枣都处于漂浮状态,则苹果和冬枣的密度均小于水的密度,且浮力等于重力,则有,可得。苹果露出水面的体积约占总体积的,苹果浸入水中的体积约占总体积的,冬枣露出水面的体积约占总体积的,冬枣浸入水中的体积约占总体积的,所以冬枣的较大,则冬枣的密度比苹果的密度大,故C错误;
D.若葡萄和冬枣的质量相等,则重力相等。葡萄沉底,浮力小于重力,冬枣漂浮,浮力等于重力,所以冬枣比葡萄受到的浮力大,故D错误。
故选B 。
29.(1)
(2)
(3)
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(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
30.(1)
(2)
(3)
【知识点】液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)水槽内的水对潜水艇舱底的压强是
(2)潜水艇受到的浮力是
(3)悬停浮力等于总重力,该潜水艇水舱内水的质量是
31.
【知识点】压强公式的简单应用、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]根据p=ρgh可得,水对容器底的压强为p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
[2]由图乙可知,将A水平切去高度为h1=30cm时,放入水中时恰好漂浮,浸在水中深度为h水=15cm,设A的底面积为SA,A的密度为ρA,由物体的沉浮条件得G1=F浮1,即SAh1ρAg=SAh水ρ水g,解得
当h1=30cm时物体恰好漂浮,所以物体A的底面积
切去部分的重力 G1=SAh1ρAg=0.5×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.3m=15N
薄壁柱形容器中水的重力 G水=m水g=ρ水SBhg=1.0×103kg/m3×300×10-4m2×0.1m×10N/kg=30N
当h=30cm时,容器B对桌面的压强为
32.B
【知识点】大气压与高度的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】AC.海拔越高,空气的密度越小,由于上升过程中气囊的外形不变,浮空艇排开空气的体积不变,根据可知,浮空艇上升过程中受到的浮力越来越小,故AC错误;
B.由阿基米德原理可知,浮空艇上升过程中受到的浮力等于它排开空气的重力,故B正确;
D.海拔越高、气压越低,浮空艇上升过程中大气对它的压强越来越小,故D错误。
故选B。
33. 变小 不变 5
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】[1]在木块上浮且还未露出水面的这段过程中,木块下表面在水中的深度减小,由得,受到水的压强会变小。
[2]木块上浮过程中,排开水的体积不变,由得,木块受到水的浮力会不变。
[3]木块最终静静地漂浮在水面上,此时木块受到水的浮力大小等于木块的重力,为5N。
34.C
【知识点】密度公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、二力或多力平衡问题
【详解】A.“奋斗者”号在上浮过程中,在露出水面之前,排开的海水的体积不变,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力不变;在露出水面的过程中,排开的海水的体积变小,海水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,受到的浮力变小,故A错误;
B.潜水器匀速下潜过程中,受力平衡,重力方向竖直向下,而浮力与水的阻力竖直向上,故重力等于浮力和阻力之和,不等于“奋斗者”号受到的重力,故B错误;
C.潜水器浸没海水中后继续下潜过程中,排开海水的体积不变,海水密度不变,根据m=ρV可知,排开海水的质量不变,故C正确;
D.“奋斗者”号在水下作业时,根据阿基米德原理可知,所受浮力等于其排开海水的重力,故D错误。
故选C。
35.B
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、液体压强公式的简单应用
【详解】A.由图可知,物块在第一个杯中处于漂浮状态,;物块在第二个杯中处于悬浮状态,;所以两物块排开液体的体积不相等,故A不符合题意;
B.物块在两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力等于自身重力,因此两个相同的物块在液体中静止时受到的浮力相等,即它们排开液体的质量相等,故B符合题意;
C.物块在第一个杯中处于漂浮状态,;物块在第二个杯中处于悬浮状态,,所以,两杯中液面相平,根据可知,两个烧杯底受到液体的压强不相等,故C不符合题意;
D.由图知,第一杯液体的体积大于第二杯液体的体积,且第一杯液体的密度大于第二杯液体的密度,根据知,第一杯液体的质量大于第二杯液体的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据知,第一烧杯对桌面的压力大于第二烧杯对桌面的压力,根据知,第一烧杯对桌面的压强大于第一烧杯对桌面的压强,故D不符合题意。
故选B。
36. 小 大于
【知识点】密度公式的简单应用、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]孔明灯内部空气被加热时,质量不变,体积变大,密度变小。
[2]孔明灯内部空气密度变小,小于外部空气密度时,所受的浮力大于重力,实现升空。
37.BC
【知识点】浮力与压强的综合问题
【详解】AB.木块漂浮,浮力F浮=G=mg=0.075kg×10N/kg=0.75N
而浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh
则有0.75N=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.05m)2×h
解得h=0.03m=3cm
注入水的深度为3cm;质量为m=ρ水V=ρ水Sh=1.0×103kg/m3×10N/kg×[0.0045m2-(0.05m)2]×0.03m=0.06kg=60g
向容器中倒入40g水时,没有漂浮,注入到物体与容器的间隔中,水的体积
深度为
容器底受到的压强p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
容器底受到水的压力F=pS=200Pa×45×10-4m2=0.9N
故B正确,A错误;
C.当容器中水足够多且不溢出,用力F刚好把木块全部浸没水中,浮力F'浮=ρ水gV'排=ρ水gSh=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.05m)3=1.25N
则压力F=F'浮-G=1.25N-0.75N=0.5N
故F∶G=0.5N∶0.75N=2∶3
故C正确;
D.若再将木块放入密度为0.9g/cm3的液体中,木块静止时,液面所在的位置为图中的c点,仍漂浮,根据浮力等于重力则不变,而F浮=ρ水gV排=ρ水gSh
密度与深度成反比,故密度越小,h越大,类比密度计上疏下密,且密度减小相同,深度增大更大,故hab<hac,故D错误。
故选BC。
38.(1) 零刻度线处 左
(2)161.8
(3) M 73
(4)2.44
(5) 排开液体
【知识点】测量固体密度的实验器材和实验步骤、测量固体密度的数据处理和误差分析、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、与浮力相关的设计实验
【详解】(1)[1][2]根据天平的使用方法,应将天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左端零刻度线处,发现横梁稳定时指针偏向分度盘的右侧,根据指针“左偏右调,右偏左调”,要使横梁在水平位置平衡,应将平衡螺母往左调。
(2)如图丙所示,标尺的分度值为0.2g,游码在标尺上对应的刻度值为1.8g,则所测物体质量为m=100g+50g+10g+1.8g=161.8g
(3)[1][2]将鹅卵石从水中取出后,再往烧杯中缓慢加水,使水面上升至 M处,如图乙所示,用天平测出烧杯和水的总质量为133g,此时杯中水的质量为m水=133g-60g=73g
由密度公式可知,杯中水的体积为
(4)鹅卵石排开水的质量为m"=133g+48.8g-161.8g=20g
鹅卵石的体积等于其排开水的体积为
鹅卵石的密度为
(5)[1]由戊和丁实验可知,排开水的重力分别为G1=(m1-m0)g,G2=(m2-m0)g
由题意知,m2大于m1,结合阿基米德原理可知,戊中受到的浮力大于丁实验,故对比a、b、c可知,浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积有关。
[2]戊中鹅卵石排开水的体积即鹅卵石的体积为
将烧杯中的水换成等质量的酱油,提着细线,按图戊的测量方式,将鹅卵石浸没在酱油中,不接触烧杯,天平的读数为m3;故排开酱油的质量为m3-m0
通过以上实验,酱油的密度
39. < > >
【知识点】液体压强公式的简单应用、称重法测浮力的大小、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】[1]甲 乙两图中物体露出液面的体积相等,物体排开液体的体积相同,根据可知,液体密度越大,受到的浮力越大,因此甲图中物体受到的浮力大于乙图中物体受到的浮力,根据称重法可知,甲图中弹簧测力计的示数小于乙图中弹簧测力计的示数,即<。
[2]乙丙两图中液体的密度相同,丙图中物体排开液体的体积大于乙图中物体排开液体的体积,根据可知,丙图中物体受到的浮力大于乙图中物体受到的浮力,根据称重法可知,丙图中弹簧测力计的示数小于乙图中弹簧测力计的示数,即>。
[3]甲 乙两图中物体排开液体的体积相同,则液面上升的距离相同,根据可知,液体的密度越大,容器底部受到液体压强的变化量越大,因此。
40.D
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.图甲,漂浮在水面的机器人,由二力平衡得,机器人受到的浮力等于重力,故A错误;
B.图甲,漂浮在水面的机器人,受到的浮力为
由得,机器人排开水的体积为
故B错误;
C.图乙,被救援的人和机器人一起漂浮在水面上,被救援的人和机器人受到的总浮力为
故C错误;
D.图乙,由得,被救援人和机器人排开水的总体积为
故D正确。
故选D。
41. 8.8×108 小 逆风
【知识点】液体压强公式的简单应用、流体压强与流速的关系及现象解释、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】[1]满载时受到的浮力为F浮=G排=m排g=88000×103kg×10N/kg=8.8×108N
[2]舰载机飞离航母后,航母仍漂浮,但航母总重力变小,航母所受浮力减小,由F浮=ρ水V排g可知,排开水的体积要减小,航母将会上浮一些,舱底到海面的深度h会变小,根据p=ρ液gh可知舰底所受海水的压强变小。
[3]飞机的机翼通常都做成上面凸起,下面平直的形状,飞机在长长的跑道上加速滑行时,流过机翼上方的空气速度快,流过机翼下方的空气流速慢;机翼上下方所受空气的压力差形成向上的升力;当飞机滑行的速度达到一定值时,机翼所受的升力大于飞机自身的重力,飞机就起飞了;在舰艇上的跑道不可能很长,飞机逆风起飞时飞机的速度不需要加速到很大,飞机就可相对空气有一个较大的相对速度,从而获得足够的升力。
42.B
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、质量的概念及特性、液体压强的特点及其应用、流体压强与流速的关系及现象解释
【详解】①质量是物体的一种基本属性,它不会随物体的位置、形状、状态等因素的改变而改变。因此,将某物体从地球运送到中国“空间站”后,虽然它的位置发生了改变,但它的质量并不会变小。故①错误,符合题意;
②对于流体来说,流速越大的地方压强越小。因此,在国产C919大型客机起飞爬升过程中,机翼上方空气流速较大,压强应该较小,而不是较大。故②错误,符合题意;
③根据液体压强的公式,可以知道,在液体密度不变的情况下,深度越深,所受的压强就越大。因此,“奋斗者”号载人潜水器下潜的深度越深,所受海水的压强就越大。故③正确,不符合题意;
④“雪龙”号破冰船从长江驶入大海时,由于海水的密度大于江水的密度,根据浮力的公式可以知道,在浮力不变的情况下,液体密度越大,排开液体的体积就越小,即船身会上浮一些,而不是下沉一些。故④错误,符合题意。
故选B。
43.(1) 竖直 1.4
(2) 物体排开液体的体积 无关
(3) 10 大
(4) 偏小 见解析
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)[1][2]由实验过程可知,要用弹簧测力计竖直拉动物体,故用弹簧测力计拉动物体前,应该应将弹簧测力计在竖直方向调零;由图A可知弹簧测力计的示数4N,物体的重力是4N,在图B中,物体受到的拉力是2.6N,物体受到的浮力为F浮=G-F=4N-2.6N=1.4N
(2)[1]由A、B、C三图可知,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力大小不同,因此,可以得出结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]由A、C、D三图可知,物体都浸没在液体中,排开液体的体积相同,但浸没的深度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力大小不同,因此,可以得出结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)[1]内筒中放入200g的钩码,钩码的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
处于漂浮状态,浮力F浮=G=2N
排开水的体积
水面上升的高度
[2]将质量越大的物体放入内筒中(内筒未沉底),受到的浮力越大,排开液体的体积越大,浸入液体中越深,由p=ρgh可知内筒底部受到的液体压强越大。
(4)[1]由ADE可知,物体全部浸入液体中,E图中盐水的密度较大,受到的拉力较小,由称重法可知浮力较大,若将该“浮力秤”放入盐水中测量物体的质量,盐水的密度大于水的密度,在测量同一物体时,物体重力不变,浮力秤漂浮,浮力等于重力,即浮力不变,由阿基米德原理可知排开盐水的体积变小,浸入盐水中的深度变小,测量值会偏小。
[2]当放入相同质量的物体时,浮力不变,排开液体的体积不变。若减小内筒的底面积,则内筒浸入液体的深度会增加,这样在相同质量变化下,液面在浮力秤上移动的距离更大,刻度可以划分得更精细,从而提高测量精度。
44.A
【知识点】物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】A.图2中小球c沉底,由浮沉条件可知ρc球>ρ2液,则当c球悬浮时,对应的液体密度等于c球的密度大于图2中液体的密度,因液体的密度随温度降低而变大,所以小球c对应的温度更低,应标记为17℃,故A正确;
B.图2中b漂浮,图1中悬浮,都是受到的浮力也等于其自身的重力,所以此时b所受浮力等于图1中b所受浮力,故B错误;
C.图1b悬浮,温度为21℃,由图3知,三个小球都下沉,由“环境温度越高时,液体的密度变小,浮力越小,悬浮的小球会下沉”可知液体的温度比25℃还高,图1液体的温度比图3中液体温度低,故C错误;
D.a小球在25℃时悬浮,因液体的密度随温度降低而变大,在17℃液体和在21℃时都是漂浮,浮力等于重力,故在17℃液体中受到的浮力等于在21℃时的浮力,故D错误。
故选A。
45.(1)5N
(2)3.35×103Pa
(3)0.08kg,见解析
【知识点】重力的计算与估算、液体压强公式的简单应用、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)柱体A为质量500g,柱体A的重力为
(2)注水结束时,压力传感器B受到2N压力,则此时柱体A受到的浮力为
柱体A排开水的体积,即进入水中的体积为
柱体A进入水中的深度为
此时容器底部所处的深度为
容器底受到的水的压强为
(3)实现原水位的进水口自动关闭,设排开液体体积减小为,柱体进入水中的高度不变,则柱体减小的体积与排开液体体积减小量之比为
此时
即
根据题意可得柱体的密度为
带入上式解得
则截取部分的质量为
小能的方法是按竖直方向截取部分质量,还可以横向截取部分质量。
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