内容正文:
2024-2025学年苏科版物理八年级下学期期末复习重难点培优讲练(优等生培优版)【2024新教材】
第9章 压强和浮力
(思维导图+知识梳理+易错点拨+12大考点讲练+优选真题难度分层练 共56题)
讲义简介 2
章节知识回顾梳理 2
知识点梳理01:压力 2
知识点梳理02:压强 3
知识点梳理03:液体压强 3
知识点梳理04:大气压强 5
知识点梳理05:流体压强和流速 6
知识点梳理06:浮力 7
知识点梳理07:阿基米德原理 8
知识点梳理08:物体的浮沉条件 8
易错考点点拨汇总 10
易错知识点01:压强的定义与计算 10
易错知识点02:液体内部压强的特点 10
易错知识点03:连通器原理的应用 10
易错知识点04:大气压强的测量与存在证明 10
易错知识点05:浮力的产生原因与方向 10
易错知识点06:物体的浮沉条件 10
易错知识点07:阿基米德原理的理解与应用 10
易错知识点08:密度计、潜水艇和热气球的浮沉原理 11
期末真题考点汇编讲练 11
期末考向一:压强 11
重点考点讲练01:压力的概念 11
重点考点讲练02:探究影响压力效果因素的实验装置和实验过程 13
重点考点讲练03:压强公式的简单应用 16
期末考向二:液体的压强 18
重点考点讲练04:探究液体压强的实验装置和步骤 18
期末考向三:气体的压强 22
重点考点讲练05:设计实验估测大气压的值 22
重点考点讲练06:大气压的应用 25
重点考点讲练07:流体压强与流速的关系及现象解释 26
期末考向四:浮力 28
重点考点讲练08:探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系 28
重点考点讲练09:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 31
重点考点讲练10:浮力的方向及产生原因 34
期末考向五:物体的浮与沉 36
重点考点讲练11:物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 36
重点考点讲练12:密度计原理及应用 39
优选真题难度分层练 42
中档题—夯实基础能力 42
压轴题—强化解题技能 49
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知识点梳理01:压力
1.定义:压力是指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:垂直于受力面,指向被压物体。
细节剖析:
压力与重力的关系:压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力图乙所示。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。
知识点梳理02:压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的一个物理量。
3.公式:
P——表示压强,单位是帕斯卡;
F——表示压力,单位是牛顿;
S——表示受力面积,单位是平方米。
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,
其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
4.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
细节剖析:
1.形状规则密度均匀的物体,压强的大小只与密度和高度有关,与质量和受力面积无关,如长方体、正方体圆柱体。
2.密度均匀的长方体放在水平面上,如果沿红线切去黄色部分,物体对水平面的压力、压强的变化。
(1)甲图中沿竖直方向切,压力变小,压强不变;
(2)乙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变大;
(3)丙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变小。
知识点梳理03:液体压强
1.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。
2.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——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.液体压强的几个概念:
(1)液体对容器底部的压强:
(2)液体对容器底部的压力:
(3)容器对水平桌面的压力:
(4)容器对水平桌面的压强:
4.液体重力与液体对容器底部的压力的比较:
(1)敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(2)形状规则的容器图乙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(3)收口的容器图丙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
5.连通器——液体压强的实际应用:
(1)原理:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
细节剖析:
1.液体压强公式适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于,例如:将一密度均匀,高为h的柱状体放在水平桌面上,桌面受到的压强:p===,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用P=计算液体内某一深度的压强。
2.公式p=中的“h”表示深度,不能理解为高。h是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。液面是指液体的自由表面,不一定是容器的上表面。如图所示,A、B、C三点的深度相同。
3.公式p=和p=的区别和联系,p=是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而p=是通过公式p=结合液体的具体特点推导出来的,只适合于
计算液体的压强。
知识点梳理04: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.证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3.大气压的测量:
(1)托里拆利实验:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,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)气压计测量法:
①气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
②常见的气压计:水银气压计,金属盒气压计,水银气压计是在托里拆利实验中,玻璃管的旁边立一个与玻璃管平行的刻度尺,当外界大气压变化时,从刻度尺上直接读出管内水银柱的高度。
水银气压计的测量结果较准确,但携带不方便。
实际应用中经常使用金属盒气压计,也叫无液气压计,它的主要部分是一个被抽成真空的,表面是波纹状的金属盒,用弹性钢片向外拉着金属盒,弹性钢片与指针相连。当外界大气压发生变化时,金属盒的凸凹程度就发生变化,通过弹性钢片带动指针转动,指示大气压的数值。
金属盒气压计携带方便,但测量结果不够准确。
4.影响大气压的因素:
(1)大气压随高度的升高而降低。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的升高而减小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小100Pa。
(2)天气、气候影响大气压:一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高,大气越潮湿,气压越低。
5.大气压的应用:抽水机、离心式水泵等。
细节剖析:
1.计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以,标准大气压的数值为:P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。
2.以下操作对托里拆利实验没有影响:(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。
3.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。
4.这个实验利用了等效替换的思想和方法。
知识点梳理05:流体压强和流速
1.流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。
2.流体流速越大的位置压强越小:
3.机翼升力产生原因:上下表面的压强差。
4.小实验:
把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手,发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压,这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。
同样道理,当对着两张纸的中间吹气,纸非但不会分开,反而靠的更近了。
5.生活生产中的应用:
等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。
又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
知识点梳理06:浮力
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力就叫浮力。
2.施力物体: 液体或气体。
3.方向:竖直向上。
4.产生原因:液体对物体上下表面的压力差。
知识点梳理07:阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.公式:
细节剖析:
1.从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
2.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
3.当物体浸没在液体中时,,当物体部分浸在液体中时,,()。
4.阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:
知识点梳理08:物体的浮沉条件
1.物体的浮沉条件:浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。
(1)物体浸没在液体中时:,;
①如果,物体下沉,;
②如果,物体上浮,;
③如果,物体悬浮,。
(2)漂浮在液面上的物体: ,
展开为:,
因为:,
所以:。
(3)沉底的物体:,
所以:,。
2.浮力的应用
(1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理——调节重力、浮力的关系:
①要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法,增大体积从而增大浮力,使物体浮于水面,用钢铁做成轮船,就是根据这一道理。
②潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当F浮>G时,潜水艇上浮;当水箱中充水时,自身重力增大,增大到F浮=G时,可悬浮于某一位置航行;水箱中再充水,至F浮<G时,则潜水艇下沉。
③利用密度小于空气的气体,通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积,从而改变所受浮力的大小,来实现升降,气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。
(2)密度计的原理及用途:
密度计是用来测定液体密度的仪器,它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的,密度计在待测液体里呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力,根据浮力公式,
F浮=G排=ρ液gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“0.8,”表示该液体密度是0.8×103kg/m3。
细节剖析:
1.物体浮沉条件
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
2.计算浮力的方法:
(1)根据浮力产生的原因:F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。
(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。
(3)称重法:F浮=G物-F拉,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。
(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
注:运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。
易错知识点01:压强的定义与计算
错误理解:压强就是物体受到的压力。
正确理解:压强是表示压力作用效果的物理量,定义为单位面积上所受的压力。计算公式为p = F/S,其中p为压强,F为压力,S为受力面积。
易错知识点02:液体内部压强的特点
错误理解:液体内部压强只与深度有关,与液体密度无关。
正确理解:液体内部压强与液体的密度和深度都有关。在深度相同的情况下,液体密度越大,压强越大;在液体密度相同的情况下,深度越深,压强越大。
易错知识点03:连通器原理的应用
错误理解:只要容器底部相连通,就是连通器。
正确理解:连通器是指上端开口、底部连通的容器。当连通器内盛有同种液体并且液体不流动时,各容器内的液面总保持相平。但需要注意的是,连通器原理的应用需要满足这些条件。
易错知识点04:大气压强的测量与存在证明
错误理解:大气压强是由空气重力产生的。
正确理解:大气压强确实与空气重力有关,但更准确地说,大气压强是由大气层中空气分子的无规则运动和相互碰撞产生的。马德堡半球实验证明了大气压强的存在,而托里拆利实验则首次测出了大气压强的值。
易错知识点05:浮力的产生原因与方向
错误理解:浮力就是物体受到的向上的力。
正确理解:浮力是物体上下表面受到的液体的压力差。当物体下表面受到的液体的压力大于上表面受到的液体的压力时,物体就受到向上的浮力。浮力的方向总是竖直向上的。
易错知识点06:物体的浮沉条件
错误理解:只要物体受到的浮力大于重力,物体就会上浮。
正确理解:物体的浮沉条件取决于物体受到的浮力和重力的大小关系。当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体悬浮或漂浮(取决于物体是否完全浸没在液体中)。
易错知识点07:阿基米德原理的理解与应用
错误理解:阿基米德原理就是说物体受到的浮力等于它排开的液体的重力。
正确理解:阿基米德原理确实表明物体在液体中所受的浮力等于它所排开的液体受到的重力。但需要注意的是,这里的“排开的液体”是指物体完全或部分浸没在液体中时,所占据的液体体积对应的液体。此外,阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
易错知识点08:密度计、潜水艇和热气球的浮沉原理
错误理解:密度计、潜水艇和热气球的浮沉原理都是相同的。
正确理解:虽然密度计、潜水艇和热气球的浮沉都与浮力和重力的关系有关,但它们的实现原理并不完全相同。密度计是利用物体在液体中的浮沉条件来测量液体密度的;潜水艇是通过改变自身的重力或排水量来实现浮沉的;而热气球则是通过改变气囊内的气体密度(通常是加热气体使其膨胀并排出部分气体)来改变浮力大小,从而实现浮沉的。
期末考向一:压强
重点考点讲练01:压力的概念
【母题精讲】(24-25八年级下·江苏无锡·阶段练习)放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面的压力”的说法,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.桌面未发生形变
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
【答案】A
【规范解答】AD.当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力,故A正确,D错误;
B.茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用力,故施力物体是茶杯,受力物体是桌面,故B错误;
C.由于茶杯和桌面间存在相互的挤压,茶杯和桌面同时发生了形变,故C错误。
故选A。
【训练1】(23-24八年级下·江苏扬州·期中)如图所示,静止在斜面上的物体A对斜面的压力为3牛,请画出该物体对斜面的压力F。
【答案】
【规范解答】根据压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点位置;方向与接触面垂直,过其作用点表示压力的方向。过压力的作用点做垂直于斜面,并指向斜面的力,标上力的大小3N,如图:
【训练2】(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)质量为2kg的物体A和质量为1kg的物体B用轻质弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。第二次将A、B的位置对调,再次静止在地面上。对调后弹簧的形变程度 (选填“变大”“变小”或“不变”),对地面的压力 (选填“变大”“变小”或“不变”),此压力是由于 (物体A/地面/弹簧)形变而产生的。
【答案】 变小 不变 物体A
【规范解答】[1]第一次弹簧受到物体A向下的压力,使弹簧发生弹性形变,从而弹簧产生弹力,弹簧产生弹力的大小等于物体A的重力,即弹簧产生的弹力为
F1=GA=mAg=2kg×10N/kg=20N
第二次弹簧受到物体B向下的压力,使弹簧发生弹性形变,从而弹簧产生弹力,弹簧产生弹力的大小等于物体B的重力,即此时弹簧产生的弹力为
F2=GB=mBg=1kg×10N/kg=10N
因为弹簧的发生弹性形变的程度越大,则产生的弹力越大,第二次产生的弹力小于第一次产生的弹力,说明第二次弹簧形变的程度小于第一次弹簧形变的程度,所以对调后弹簧的形变程度变小。
[2]对调前后两次,对地面的压力都等于物体A、B的总重力,故对调前后两次对地面的压力相等,即对地的压力不变。
[3]对地面的压力是由于物体A发生形变,想要恢复其原状对与其接触的地面一个力,为压力,因此此压力是由于物体A形变而产生的。
重点考点讲练02:探究影响压力效果因素的实验装置和实验过程
【母题精讲】(24-25八年级下·江苏苏州·阶段练习)我国是桥梁建设的大国,目前桥梁总数超过100万座,世界排名前10位的各类型桥梁中,中国占半数以上.桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”,如图1所示,钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量,小明和小亮通过分析桥梁结构作出如下两个猜想:①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关;②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关,为了验证猜想,他们进行了如下实验:
(1)如图2是小亮探究“一根钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时,画出的下垂量h与所受压力F关系的图线,根据图线可知,当压力为时,下垂量是 cm,根据图像可得结论: ;
(2)小明想探究“一根钢梁的下垂h与两个支撑柱的间距的关系”,实验过程中,他应该控制 不变,改变两个支柱间的距离s;
(3)小亮发现将钢梁压制成如图3的倒“V”字形后,能承受更大的压力,请你就这一现象提出一个合理的猜想:钢梁能承受的最大压力可能与 有关。
【答案】(1) 10 见解析
(2)钢梁所受到的压力F大小
(3)钢梁的形状
【规范解答】(1)[1]据图2可知,当压力为时,下垂量是10cm。
[2]由图可知,下垂量h与所受压力F关系的图线为过原点的倾斜直线,故当两个支撑柱间距离等相同时,下垂量h与所受压力F成正比。
(2)由题意可知,探究“钢梁的下垂量h与两个支撑柱间距s的关系”,需要控制钢梁所受到的压力F大小不变,则不断地改变两个支撑柱间距s。
(3)钢梁压制成如图3的倒“V”字形后,可以使其能承受更大的压力,由此可猜测,钢梁能承受的最大压力可能与钢梁的形状有关。
【训练1】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。这种研究方法称为 ;
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是:在受力面积相同时,压力越大, 。小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (选填“>”、“<”或“=”);
(4)如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最大的是( )。
A. B. C. D.
【答案】(1) 凹陷程度 转换法
(2) 压力的作用效果越明显 乙丙
(3)=
(4)A
【规范解答】(1)[1][2]实验中运用转换法,通过观察海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果的。
(2)[1]甲、乙两实验中,受力面积相同,压力不同,且压力越大海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,因此可得结论为:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[2]坦克车履带的设计是压力一定时,通过增大受力面积来减小压力的作用效果,乙丙两次实验的结论与该应用相同。
(3)丙丁两图中,压力和受力面积相同,则压力的作用效果相同,即。
(4)A.图中压力变为原来的一半,受力面积小于原来的一半,根据可知,压强会变大,故A符合题意;
B.图中压力变为原来的一半,受力面积变为原来的一半,根据可知,压强不变,故B不符合题意;
C.图中压力变为原来的一半,受力面积不变,根据可知,压强会变小,故C不符合题意;
D.图中压力变为原来的一半,受力面积大于原来的一半,根据可知,压强会变小,故D不符合题意。
故选A。
【训练2】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)如图A、B、C、D、E所示是小爱同学用矿泉水瓶和海绵等实验器材“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)如图C、D、E三次实验,小爱同学是在探究压力的作用效果与 的关系;比 较B、C 图两次实验,得出结论:
(2)通过观察如图A 、B两次实验,发现实验过程中,为方便观察比较压力作用效果, 必须选择易发生明显形变的受压物体,且受压物体 ;
(3)矿泉水瓶中装有500mL水,按图C 进行实验,此时矿泉水瓶对海绵的压强约 ;
A.100Pa B.1000Pa C.10000Pa D.100000Pa
(4)如图F 所示实验,将两个完全相同的水瓶靠在一起放在桌面上,对受压物体的压 强与其相同的有如 图所示的实验;B、E 两图实验中, 可以/不可以)比较瓶子对海绵的压强。
【答案】(1) 压力 在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
(2)相同
(3)C
(4) A、B 可以
【规范解答】(1)[1]比较如图中C、D、E三次实验,可得的结论:当受力面积相同时,压力的作用效果与压力有关的结论,压力越大,压力的作用效果越明显。
[2]比较B、C图知道,控制压力相同,改变受力面积,可得在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)因A、B中受压材料不同,故不能根据凹陷程度比较压力作用效果,必须选择易发生明显形变的受压物体,且受压物体相同。
(3)瓶中纯净水的质量
瓶中纯净水的重力
空瓶的重力忽略不计,瓶子对海绵的压力
F=G=5N
矿泉水瓶瓶盖直径为3cm,半径为1.5cm,面积经计算约为7平方厘米,故倒放时海绵的受力面积
矿泉水瓶倒放时对海绵的压强
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[1]将这两个完全相同的水瓶用图F所示的方式紧靠在一起放在水平桌面上,与将其中一个水瓶(装满水)正放在海绵或砖块上相比,对接触面的压力和受力面积都增大为原来的2倍,则由 知道,对接触面的压强不变,所以对受压物体的压强与其相同的有A、B两图。
[2] B、E两图实验中,可以通过海绵的形变程度比较压强。
重点考点讲练03:压强公式的简单应用
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏苏州·期末)李师傅开着一辆洒水车在水平路面上匀速前进,随着水不断的被洒出,下列物理量没有发生变化的是( )
A.车厢内水的质量 B.车对路面的压强
C.车厢内水的密度 D.路面给车的摩擦阻力
【答案】C
【规范解答】A.洒水车在洒水过程中,随着水不断被洒出,车厢内水的质量变小,故A不符合题意;
B.洒水车的质量变小、即重力变小,对地面的压力减小,车与路面的接触面积不变,所以洒水车对路面的压强逐渐减小,故B不符合题意;
C.在洒水的过程中,水的质量虽然减少,但物质种类和状态没有变化,所以水的密度不变,故C符合题意;
D.洒水车在洒水过程中,质量变小,对地面的压力变小,接触面的粗糙程度不变,车轮所受路面的摩擦力变小,故D不符合题意。
故选C。
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·期中)某外卖员骑行如图所示的电动自行车送货,外卖员的质量为60kg,自行车及外卖箱总质量为55kg,骑行过程受到的阻力为总重的0.1倍,g取10Nkg。求:
(1)人、车和箱的总重;
(2)箱内不装货物时,自行车做匀速直线运动时的牵引力;
(3)车轮与地面的总接触面积为8×10-3m2,轮胎能承受的最大压强为2×105Pa,外卖员最多能同时运送货物的重力。
【答案】(1)1150N
(2)115N
(3)450N
【规范解答】(1)人、车和箱的总重
(2)箱内不装货物时,自行车做匀速直线运动时的牵引力
(3)由得,车、外卖员与货物的大重力为
外卖员最多能同时运送货物的重力
【训练2】(21-22八年级下·江苏扬州·期末)叠罗汉是一种两人以上层层叠成各种造型的游戏,也是一种高难度的杂技。如图所示为6人叠成的三层静态造型,假设每个人的质量均为60kg,每只脚鞋底的面积均为250cm2,则最底层右边的罗汉一只脚对地面的压力是 N,最底层中间的罗汉脚对地面的压强是 Pa。
【答案】 525 3×104
【规范解答】[1][2]每个人的重力为
以上方三人为研究对象,设中间层两人每只脚受到的支持力为F,根据力的平衡原理可知,,则
最底层右边的人对地面的压力等于自身的重力加上其上方一只脚的压力,即
其一只脚对地面的压力为
最底层中间的罗汉脚对地面的压力等于自身的重力加上其上方两只脚的压力,即
最底层中间的罗汉脚对地面的压强为
期末考向二:液体的压强
重点考点讲练04:探究液体压强的实验装置和步骤
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)探究液体内部压强的特点:
(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图甲所示。比较A、B可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 (相等/不相等);比较A、C可知:液体内部压强的大小跟 有关;
(2)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验情形如图丙的D、E所示。由此可推断:a、b两种液体密度的大小关系是 ,a、c两种液体密度的大小关系是 。
【答案】(1) 相等 液体深度
(2) ρa<ρb ρa>ρc
【规范解答】(1)[1]比较A、B可知,在液体内部的同一深度,橡皮膜的方向不同,U形管的液面高度差是相同的,液体压强相等,可以得到在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都是相等的。
[2]比较A、C可知,液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面高度差越大,液体压强越大,所以液体内部压强的大小跟深度有关。
(2)[1]由图D可知,橡皮膜在a中液体的深度要大于橡皮膜在b中液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据p=ρgh可知,a的密度要小于b的密度。
[2]图E中,橡皮膜向左凸起,说明橡皮膜右侧受到液体产生的压强大,即p右>p左,而液面到橡皮膜的深度h右<h左,由p=ρgh可知,ρa>ρc,所以橡皮膜下方液体压强
ρcgΔh<ρagΔh
而a、c两种液体对容器底部压强分别为
pa=p左+ρagΔh
pc=p右+ρcgΔh
则有pc<pa。
【训练1】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)小明利用压强计等装置探究“液体内部压强的规律”。
(1)实验前小明在U形管内加入适量清水,安装好其他器材后,检查发现与U形管连接处的软管被压瘪,将压瘪部分整理好后,会出现如图 (选填“甲”或“乙”)所示情况;
(2)观察丙图①②,可以得出结论: ;
(3)在利用丙图②③探究液体内部压强与液体密度的关系时,小华认为两烧杯中液面必须相平,此观点 (选填“正确”或“不正确”);
(4)已知丙图②中U形管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,则橡皮膜到水面的距离为 cm;
(5)如图丁所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,薄膜鼓起的程度不同。据此小明猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 ,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小明的猜想错误。
【答案】(1)甲
(2)同种液体深度越深,压强越大
(3)不正确
(4)6
(5) 倾斜 1、2号管中液面相平
【规范解答】(1)实验前检查器材,发现与U形管连接处的软管被压瘪,但U形管两侧液面等高,说明此时U形管两侧的气压大小相等,将压瘪部分整理好后,压瘪段的气体体积将变大,气压变小,另一端气压不变,则在气压差的作用下,U形管内液体会向压瘪段移动,形成如图甲所示的情况。
(2)比较①②两图,液体的密度相同,探头所处的深度不同,探头所处深度越大,U形管两侧液面的高度差越大,故可以得到:同种液体深度越深,压强越大。
(3)在利用图②③探究液体内部压强与液体密度的关系时,要控制液体的深度相同,只要控制金属盒在液体的深度相同就可以,故此观点不正确。
(4)由题意得,U形管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,两侧液面高度差为6cm,因容器中也为水,因此橡皮膜到水面的距离为6cm。
(5)[1][2]观察1、2两根细玻璃管中的液面高度发现,两根细玻璃管中的液面高度不同,由控制变量法可知,探究液体压强与管内液体的质量关系时,应控制液体密度和液体深度相同,所以可以将2号管倾斜放置,直至1、2号管中液面相平,发现1、2号管橡皮膜的鼓起程度相平,可知小兰的猜想错误。
【训练2】(22-23八年级下·江苏盐城·阶段练习)如题图(1)所示,是某实验小组“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验过程。
(1)实验前,某同学检查实验装置发现:按与不按金属盒的橡皮膜,U形管压强计两侧液面均处在同一水平线上,原因为 。
(2)在使用压强计前,另一位同学发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲,需 ,使U形管左右两侧的液面相平。
(3)比较乙和丙图,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)实验小组的小天和小红利用压强计来鉴别水和酒精,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(2)戊所示,小红先后将调节好的压强计的金属盒没入两种液体中,于是认为烧杯A装的是水,你认为她的结论是 (选填“可靠”、“不可靠”)的,理由是: 。
②小天用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图(2)己所示,从而判断出图己中装水的是 (选填“A”或“B”)烧杯。
【答案】(1)装置漏气
(2)取下左侧橡皮管,重新组装
(3)液体深度
(4)丙、丁
(5) 不可靠 没有控制金属盒在液体中的深度相同 A
【规范解答】(1)按压橡皮膜时,液柱的高度不变表明装置存在漏气,需要检查气密性再进行实验。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,让U形管两边形成连通器,液面就相平了,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,可得出液体的压强与液体的深度有关。
(4)研究液体的压强与液体密度的关系,要控制压强计在液体中的深度和方向相同,使液体的密度不同,丙、丁两图实验中,压强计在液体中的深度和方向相同,液体的密度不同,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关。
(5)[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,根据控制变量法,其结论是不可靠的;所以要想用压强计将它们区别开来,根据控制变量法的要求,应该控制金属盒浸入的深度相同。
[3]压强计两金属盒分别浸入两种液体的深度相同,由图(2)己可知,U形管内液面左低右高,说明烧杯A中液体对金属盒的压强较大,根据可知,深度相同时,密度大的液体产生的压强大,所以烧杯A中液体的密度较大,而水的密度大于酒精的密度,则A是水,B是酒精。
期末考向三:气体的压强
重点考点讲练05:设计实验估测大气压的值
【母题精讲】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。测出注射器全部刻度长10cm,把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为2.1N。则下列说法正确的是( )
A.所测得的针筒横截面积为5×10﹣5m2
B.测得大气压强的值为0.9×105Pa
C.活塞向不同方向运动时,它与针筒间的滑动摩擦力大小不同
D.若考虑摩擦力的影响,测得大气压的值将偏大
【答案】D
【规范解答】A.由
可得,注射器中活塞的面积
故A错误;
B.把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数
则大气压为
故B错误;
C.无论活塞向哪个方向运动,活塞与针筒壁中间的压力和粗糙程度均不变,所以活塞与针筒间的滑动摩擦力大小相同,故C错误;
D.如果活塞与注射器内壁间的摩擦较大,拉力的测量值会偏大,导致测得的大气压值偏大,故D正确。
故选D。
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)估测大气压值的实验装置如图所示,器材有注射器、弹簧测力计、刻度尺等。
(1)观察注射器,读出注射器的容积V=2mL。
(2)用刻度尺测出 ,记为L=4.00cm。
(3)把注射器的活塞推至注射器间的底部,然后封住注射器的小孔。
(4)水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=4.6N,根据 原理可知。此时大气对活塞的压力为4.6N。
(5)则大气压的值p= Pa(用以上测量值计算)。据知此时当地气压为一个标准大气压,造成实验误差的原因可能是 。
【答案】 注射器全部刻度的长度 二力平衡 9.2×104 注射器筒内空气没有排尽
【规范解答】(2)[1]用刻度尺测量出注射器筒全部刻度的长度,记为L=4.00cm,注射器的容积V=2mL=2cm3,则可求出注射器筒的横截面积为
(4)[2]水平向右缓慢拉动注射器,活塞受到的作用力为弹簧测力计的拉力和大气对活塞的压力,当注射器中的活塞开始滑动时,由二力平衡的知识可知,记下弹簧测力计的示数F即为大气对活塞的压力F。
(5)[3]由可得,大气压强为
[4]若注射器筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式可知,会导致测得的大气压值偏小。
【训练2】(22-23八年级下·江苏盐城·阶段练习)小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 ;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F为8.2N,根据所学知识知道,大气对活塞的压力近似等于F;
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L,可计算出活塞的横截面积;
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 Pa;
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的好处是: (写一条即可)
【答案】(1)排尽筒内空气
(2) 慢慢 注射器筒
(3)全部刻度部分
(4) 1.09×105
(5)见解析
【规范解答】(1)实验中,为了排尽注射器内的空气,需要将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔。
(2)[1][2]用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,为了读取弹簧测力计的示数,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F。
(3)因活塞为圆柱体,知道注射器的容积,而活塞的横截面积可以通过公式来求出,所以需要用刻度尺量出针筒有刻度部分的长度L。
(4)[1][2]由图可知,注射器全部刻度的长度L为6.00cm;活塞横截面积S即为注射器的横截面积
大气压强的值
(5)实验时,在活塞周围涂抹润滑油,将其插入针筒中,可以减小摩擦对实验的影响,使测量值更准确。
重点考点讲练06:大气压的应用
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏泰州·阶段练习)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图(a)中,针筒吸取药液利用的是 的知识;针尖做得尖锐是为了能产生很大的 。如图(b)所示,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是 。(均填写所学物理概念或规律)
【答案】 大气压强 压强 见详解
【规范解答】[1]在图(a)中,当活塞向后拉动时,筒内气压减小,外面的大气压强将药液压入筒内,故针筒吸取药液利用的是大气压强的知识。
[2]压强大小与压力和受力面积有关,针尖做得尖锐可以减小受力面积,是为了能产生很大的压强。
[3]根据液体压强的特征,在密度一定时,液体压强与深度有关,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是同一液体,深度越深,液体内部的压强越大。
【训练1】(22-23八年级下·江苏南通·阶段练习)将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,可以看到( )
A.无法确定 B.水将流出一部分
C.水将全部流出 D.仍是满罐水
【答案】D
【规范解答】我们可以根据我们的生活常识——饮水机的使用,即可判断出仍是满罐水。因为大气压可以支持10.3m高的水柱,远高于40cm,当然可以支持这一罐水,除非桶内混入少量的空气,桶内的水才可能流出一部分,所以将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,桶中仍然是满桶水。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【训练2】(23-24八年级下·江苏扬州·期末)一所房屋,屋顶面积是。则:(取10N/kg,标准大气压取)
(1)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是多少?
(2)这么大的压力,为什么没有把屋顶压塌?
(3)在一次发生龙卷风时,屋外大气压降到了,此时屋顶内外受到的大气压力差是多少?
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【规范解答】(1)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是
(2)屋内也受到大气压强,而且房屋内外大气压强相等,受力面积也相等,所以,屋顶内侧受到的大气压力也为,两侧的压力是平衡力,作用效果相互平衡,所以,不会把屋顶压塌。
(3)屋外大气压降到时,屋外受到的大气压力为
此时屋顶内外受到的大气压力差是
重点考点讲练07:流体压强与流速的关系及现象解释
【母题精讲】(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)回旋镖已成为人类的一种益智玩具,它的一面平整,一面凸起。有经验的玩家扔出回旋镖,它便在空气升力的作用下旋转一周后回到人的手中,如图所示。图中回旋镖的 (选填“a”或“b”)面是凸起的,它受到的空气升力与自身重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【答案】 b 不是
【规范解答】[1]回旋镖在空中运动时,b面在上,a面在下,b面凸起,a面平整,空气同时流经a面和b面,空气经过b面时运动的路程长,速度快,压强小,从而形成升力。
[2]扔出回旋镖,它便在空气升力的作用下旋转一周后回到人的手中,说明回旋镖在升力和重力的作用下不是处于平衡状态,所以二力不是一对平衡力。
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)小明利用压强计研究液体压强规律:
(1)压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强大小的;
(2)比较图(b)和(c),可以初步得出的结论是 ;
(3)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 (选填“>”、“<”或“=”)水的密度,那么他是选择了(d)图和 图进行对比得出的;
A.只能是(a) B.只能是(b) C.只能是(c) D.(a)、(b)、(c)都可以
(4)速度是v1和v2的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管液面的高度差如图e和f所示,则它们的大小关系是v1 v2。
【答案】(1)U形管液面高度差
(2)在同一液体的同一深度,液体向各个方向上的压强相等
(3) 大于 D
(4)大于
【规范解答】(1)根据转换法,实验中通过U形管液面高度差来判断液体压强大小的,液体压强越大,U形管液面高度差越大。
(2)比较图(b)和(c)知液体的密度相同,液体的深度相同,U形管液面的高度差相同,液体产生的压强相等,故可以得出:在同一液体的同一深度,液体向各个方向上的压强相等。
(3)[1]由(a)(d)知橡皮膜的深度相同,U形管液面的高度差不同,且(d)中液面的高度差大,(d)中橡皮膜受到的压强大,说明该液体的密度大于水的密度。
[2]因为同一液体同一深度各个方向上的压强相等,比较(c)(d)或(b)(d)知,U形管液面的高度差相同,液体内部的压强相等,但(b)或(c)的深度大于(d)的深度,根据p=pgh知该液体的密度大于水的密度;故选D。
(4)速度是v1和v2的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管液面的高度差如图e和f所示,因左图中U形管液面高度差较大,气体产生的压强较小,根据气体流速越大,压强越小,因则它们的大小关系是v1大于v2。
【训练2】(2020·四川乐山·中考真题)如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强 (选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 越小 减小
【规范解答】[1]所有流体(包括气体在内)都是流速大的位置,压强小。
[2]当风速增大时,机翼模型受到的向上的升力增大。测力计的读数等于机翼的重力减去机翼受到的升力,而机翼的重力是不变的,所以,测力计读数会减小。
期末考向四:浮力
重点考点讲练08:探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【母题精讲】(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小月做了如图所示实验;
(1)物体所受的重力为 N;
(2)分析 两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析②③两次实验,可知浮力的大小跟 有关;
(4)根据图中实验数据计算出物体在盐水中所受浮力为 N。
【答案】(1)4.5
(2)③④
(3)排开液体的体积
(4)2.1
【规范解答】(1)由图①弹簧测量计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是4.5N,故物体的重力是4.5N。
(2)探究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的无关,要控制液体的密度、物体进入液体的体积相同,物体浸没在液体中的深度不同,观察测力计的示数是否发生变化,故应选择③④两次实验数据。
(3)实验②③中,物体浸没在同一种液体水中,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体所受浮力不同,故分析②③两次实验的数据可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(4)由①⑤可知,物体在盐水中受到的浮力
【训练1】(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到容器内水面上升,初步分析得出:物体所受浮力的大小与它 有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为 N;
(4)为探究浮力与 的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中;他发现物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是 。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
【答案】 排开液体的体积 0.8 液体密度 D
【规范解答】(2)[1]物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,观察到烧杯内水面在上升,则物体排开水的体积慢慢变大,因此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关。
(3)[2]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物体的重力为1.8N,如图乙和丙,液体是水,而且都浸没,故浮力的大小不变,故浮力的大小为
(4)[3]小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,浸没后,物体排开液体的体积等于物体的体积,都是浸没在液体中,排开液体的体积相同,而物体的密度不同,因此是为了探究浮力与液体密度的关系。
[4]A.换用体积更大的同种物块,浮力比较大,弹簧测力计示数变化明显,故A不符合题意;
B.换用密度比水小得多的液体,由可知,浮力变化比较大,故B不符合题意;
C.换用精确程度更高的测力计,微量的浮力变化就可以测量出来,该方案可行,故C不符合题意;
D.利用现有器材进行多次实验,浮力的大小不变,两次浮力的变化不明显,故不可行,故D符合题意。
故选D。
【训练2】(22-23八年级下·江苏无锡·期末)小雨同学在学习了阿基米德原理后想到物体受到浮力大小可能还跟物体的密度有关?他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块(已知铜的密度大于铁的密度),进行了如图的实验。
验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关?小雨应该选取图中的BE和 (填字母符号)步骤进行对比;
根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】AD 45. 等于 无关
【解析】验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,根据控制变量法,应控制除物体的密度以外的因素相同。D、E中体积和形状都相同的实心铜块和铁块均浸没在水中,根据称重法,由BE可得铜块受到的浮力,由AD可得铁块受到的浮力。故小雨应该选取图中的BE和AD进行对比。
[1][2]由图中步骤BE可知,铜块完全浸没时受到的浮力
由图中步骤AD可知,铁块完全浸没时受到的浮力
故铜块受到的浮力等于铁块受到的浮力,所以物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
重点考点讲练09:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏苏州·期末)如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为400g的圆筒,筒内装有25cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积为67.5cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出且圆柱体不接触筒壁和筒底),g取10N/kg。则:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,液体对圆筒底部的压强是多少?
【答案】(1)5.4N
(2)0.8×103kg/m3
(3)2.54×103Pa
【规范解答】(1)由图象知,当h=0时,弹簧测力计的示数为17.4N,圆柱体的重力等于弹簧测力计的示数,则G=17.4N,当h≥10cm时,弹簧测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时圆柱体受到的拉力F拉=12N,圆柱体浸没液体时受到的浮力为
(2)圆柱体浸没在液体中,排开液体的体积为
由得,筒内液体的密度为
(3)当圆柱体全部浸没时,筒内液体上升的高度为
此时筒内液体的总深度
则此时液体对圆筒底的压强
【训练1】(17-18八年级下·安徽合肥·期末)某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①线
B.构件的边长为4m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
【答案】D
【规范解答】A.由图可知,构件在沉入过程中,构件排开的水的体积变大,根据阿基米德原理可知,其受到的浮力逐渐变大;当构件完全浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②,故A错误;
B.从乙图中可以看出,当构件刚好完全浸没时的高度为2m,则构件边长为2m,故B错误;
C.从乙图中可以看出,当构件完全浸没时受到的浮力小于1.2×105 N,故C错误;
D.构件完全浸没在水中时,排开水的体积等于构件的体积,即
根据阿基米德原理可得,构件受到的浮力为
由图乙可知,构件完全浸没后,钢绳对构件的拉力为,由于构件是缓缓浸入水中,所以构件处于平衡状态,受力平衡,则有
所以构件的重力为
所以,构件的密度为
故D正确。
故选D。
【训练2】(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好漫没,力传感器的示数大小F随水深变化的图象如图乙所示。(g取10N/kg)物体A所受到的重力为 N:当容器内水的深度为13cm时,正方体A受到的浮力大小为 N。
【答案】 6 10
【规范解答】[1]由图乙可知,当h0=0cm时,力传感器的示数为F0=6N,由细杆的质量不考虑可知,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力为
G=F0=6N
[2]由图乙可知,当h1=3cm时,力传感器的示数大小F开始减小,则物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h2=13cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长
l=h2-h1=13cm-3cm=10cm=0.1m
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,此时正方体A排开水的体积
V=l3=(0.1m)3=0.001m3
正方体A受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N
重点考点讲练10:浮力的方向及产生原因
【母题精讲】(23-24八年级下·甘肃武威·期中)如图一个小球漂浮在水面上,请在图中画出小球受力的示意图。
【答案】
【规范解答】小球处于漂浮状态,受浮力和重力,浮力和重力是一对平衡力,受力示意图如下图所示
【训练1】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图所示,一枚鸡蛋浸没在浓盐水中(ρ盐水>ρ鸡蛋)画出鸡蛋所受的重力和浮力的示意图。
【答案】
【规范解答】浮力的方向竖直向上,重力的方向竖直向下,鸡蛋处于悬浮状态,二力平衡,两个力的长度要一样长,如图所示:
【训练2】(23-24八年级下·江苏徐州·期末)如图所示,一个鸡蛋悬浮在水中,请作出鸡蛋受浮力示意图。
【答案】
【规范解答】浮力的方向竖直向上,作用点在鸡蛋的重心上,作图如下:
期末考向五:物体的浮与沉
重点考点讲练11:物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【母题精讲】(20-21八年级下·江苏无锡·阶段练习)水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有水,将两支形状相同的密度计A、B分别放入两个容器中,静止后如图所示,两容器中水面相平。则下列判断正确的是( )
A.密度计A的质量比密度计B的质量大
B.甲容器中水对底部的压强比乙容器中水对底部的压强小
C.若向甲容器中倒入浓盐水,密度计A会下沉
D.两支密度计浸入水中的体积之差为,若将两容器中的水均换成另一种密度较大的液体,两支密度计静止时浸入液体的体积之差为,则
【答案】D
【规范解答】A.由图得,B密度计排开水的体积较大,由得,B受到的浮力较大,密度计漂浮在水面上,由漂浮条件得,密度计受到的浮力等于密度计的重力,则B密度计的重力较大,由得,密度计A的质量比密度计B的质量小,故A错误;
B.由图得,甲乙的水的深度相同,由得,甲容器中水对底部的压强与乙容器中水对底部的压强相同,故B错误;
C.若向甲容器中倒入浓盐水,液体密度越大,密度计A会上浮,故C错误;
D.由浮沉条件与得,两支密度计浸入水中的体积之差为
若将两容器中的水均换成另一种密度较大的液体,两支密度计静止时浸入液体的体积之差为
由于
则
故D正确。
故选D。
【训练1】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)一金属块在空气中称重为2.4N。把它全部浸没在水中弹簧测力计的读数为0.8N,把它全部浸没在某种液体中弹簧测力计的读数为1.2N,求:
(1)该金属块受到水对它的浮力;
(2)该金属块的体积;
(3)某液体的密度。
【答案】(1)1.6N
(2)1.6×10﹣4m3
(3)0.75×103kg/m3
【规范解答】(1)根据称重法可知,金属块受到水的浮力
(2)根据可知,金属块排开水的体积
由于金属块浸没水中,则金属块的体积
(3)根据称重法可知,金属块浸没在液体中时,受到液体对它的浮力
金属块浸没在液体中,则排开液体的体积
根据可知,液体的密度
【训练2】(22-23八年级下·江苏南通·阶段练习)一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为 N。在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为 kg,油轮排开水的体积变为 m3,卸下燃油后的油轮从长江驶入内河后,油轮受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),吃水深度 (ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】 3×106 8×104 220 不变 变大
【规范解答】[1]由阿基米德原理可知,油轮受到的浮力为
[2]在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为
[3]油轮在卸下燃油前后都处于漂浮状态,卸下燃油前,油轮的重力为
卸下燃油后,油轮的重力为
卸下燃油后游轮受到的浮力
由阿基米德原理可得,油轮排开水的体积变为
[4]卸下燃油后的油轮从长江驶入内河后,仍处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,因此油轮受到的浮力不变。
[5]油轮从长江驶入内河后,受到的浮力不变,液体密度变小,由可知,油轮排开水的体积变大,因此吃水深度变大。
重点考点讲练12:密度计原理及应用
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏南通·阶段练习)如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,应将密度计 在被测液体中(选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”)。现将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中(密度分别为ρ1和ρ2),可以判断:ρ1 ρ2(选填“<”、“=”或“>”,下同),若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1 m2。若密度计上标有刻度,则从下到上刻度值逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 漂浮 < = 变小
【规范解答】[1]密度计用来测量液体密度时,在液体中处于漂浮状态。
[2]将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中,都处于漂浮状态,浮力都等于自身重力,密度计在甲液体中排开液体体积大,根据可知甲液体的密度小,即ρ1<ρ2。
[3]密度计在甲、乙两种液体中都处于漂浮状态,浮力都等于自身重力,根据阿基米德原理,可知排开液体重力相等,排开液体质量也相等。
[4]液体密度越大,密度计浸入液体中的体积越小,液体密度越小,密度计浸入液体中的体积越大,所以密度计从下到上刻度值逐渐变小。
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能 在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 (填“>”“<”或“=”)ρ水,h与ρ水、ρ液及H的关系式是h= 。
(3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm³,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (填“上”或“下”)方,相邻刻线的间距 (填“均匀”或“不均匀”)。
(4)为了增大自制密度计的相邻刻度线的距离,可采取的措施: (写出一种即可)。
【答案】(1)竖直漂浮
(2) >
(3) 下 不均匀
(4)保持吸管及铜丝的总重不变换用更细的吸管
【规范解答】(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,吸管下端塞入适量金属丝作为配重并用石蜡封口;这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中。
(2)[1]由于吸管在甲、乙图中均漂浮,所以F浮=G,则吸管在水和另一种液体中受到的浮力相等,由图可知,吸管在水中时V排大,由可知,。
[2]设吸管的底面积为S,吸管在水和另一种液体中受到的浮力相等,结合阿基米德原理可得
可得
(3)[1][2]结合前面分析结论,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大,即1.1刻线是在1.0刻线的下方;对于同一支密度计,漂浮在不同液体中时,浸入液体中的深度与液体的密度成反比,所以上端刻度疏、下端刻度密;相邻刻线的间距不均匀。
(4)密度计漂浮时,浮力等于重力,结合阿基米德原理有
则有
密度不同的两种液体,刻度线之间的距离为
若吸管及铜丝总重一定,两液体密度一定,当S变小,则变大,即相邻刻度线的距离增大。按此分析,若吸管横截面积一定,增大铜丝的质量,也可达到增大相邻刻度线之间的距离的目的。
【训练2】(22-23八年级下·河南南阳·阶段练习)如图所示是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图(甲)中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.图(乙)中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图(丙)中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图(丁)中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
【答案】B
【规范解答】A.浸没在水中的潜水艇在下潜过程中,水密度和排开水的体积不变,由知道,所受的浮力不变,故A错误;
B.巨轮之所以能够浮在水面上,是利用空心的方法来增大排开液体的体积来增大浮力,故B正确;
C.密度计测液体密度时,都是漂浮的,所以浮力都等于重力,在不同液体中,密度计所受浮力不变,故C错误;
D.气球是利用在空气中的浮力来工作的,当气体的密度小于空气的密度时,才可以升空,故D错误。
故选B。
中档题—夯实基础能力
1.(23-24八年级下·江苏南通·期中)如图,甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上,留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲( )
A.对沙的压强比乙对沙的压强大
B.对沙的压强比乙对沙的压强小
C.所受的重力比乙所受的重力大
D.所受的重力与乙所受的重力相等
【答案】C
【规范解答】AB.甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上,他们在沙地上留下的脚印深浅相同,说明他们对沙地的压强相等,即p甲=p乙,故AB错误;
CD.由图知S甲>S乙,且p甲=p乙,由F=pS可知甲对沙地的压力较大,即F甲>F乙;由于物体对水平面的压力大小等于重力,所以甲受到的重力较大,故D错误,C正确。
故选C。
2.(23-24八年级下·江苏镇江·期中)以下说法正确的是( )
A.直升机起飞时,使直升机升空的力是螺旋桨对空气的推力
B.火箭升空时,使火箭升空的力是空气对火箭的推力
C.人游泳时,使人前进的力是水对人的推力
D.人原地起跳时,使人升空的力是人对地面的推力
【答案】C
【规范解答】A.直升机起飞时,因为流速大的地方压强小,使直升机升空的力是空气对螺旋桨的升力,故A错误;
B.火箭升空时,使火箭升空的力是燃气对火箭的推力,故B错误;
C.人游泳时,使人前进的力就是水对人的推力,人给谁一个力,水给人一个推力,作用力与反作用力,故C正确;
D.人原地起跳时,使人升空的力是地面对人的推力,故D错误。
故选C。
3.(23-24八年级下·江苏南通·期中)将10枚一元硬币叠故在规格为“100mm×50mm”的白纸上,用手机正对拍摄的全景图片如图。请估测这叠硬币对白纸的压强最接近于( )
A.60Pa B.6000Pa C.120Pa D.1200Pa
【答案】D
【规范解答】由物理常识可知,1枚一元硬币的质量约为6g,10枚一元硬币的总质量约为60g即0.06kg,一元硬币的面积约为5cm2,即5×10-4m2,则可得这叠硬币对白纸的压强约为
故选D。
4.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)水平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等(VM<VN)的实心正方体物块M、N分别放入两烧杯中,静止时如图所示,液面恰好相平。则M受到的浮力 N受到的浮力,甲杯底受到的压力 乙杯底受到的压力(以上两空,均选填“大于”、“等于”或“小于”),若将N也放入甲液体中静止时,N (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。
【答案】 等于 大于 漂浮
【规范解答】[1]物块M在甲中漂浮,则
物块N在乙中悬浮,则
而两物块质量相等,由可知
所以M受到的浮力等于N受到的浮力。
[2][3]由图知,M的体积小于N的体积,两物块质量相等,根据密度公式可知,M的密度大于N的密度。M排开液体的体积小于N排开液体的体积,又知M受到的浮力等于N受到的浮力;根据可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即
两液面等高,根据可知,甲液体对杯底的压强大于乙液体对杯底的压强,由可知,甲杯底受到的压力大于乙杯底受到的压力;物块N在乙中悬浮,则
又因为
所以
故将N放入甲液体中静止时,N漂浮。
5.(23-24八年级下·江苏盐城·阶段练习)如图是用橡皮泥粘在铅笔的一端制成的简易密度计。将其置于水和酒精中,静止时的情景如图。该密度计在两杯液体中都处于 (选填“漂浮”或“悬浮”)状态,在甲杯中受到的浮力 (选填“<”、“>”或“=”)在乙杯中受到的浮力,乙杯中的液体是 (选填“水”或“酒精”)。
【答案】 漂浮 = 水
【规范解答】[1]如图,密度计在两个杯子中都是部分浸入液体中,所以该密度计在两杯液体中都处于漂浮状态。
[2]密度计漂浮时,受到的浮力都等于密度计的重力,故密度计在甲、乙两种液体中受到的浮力相等。
[3]密度计在甲液体中浸没的深度更深,排开液体的体积更大,由
得
可知,甲液体的密度小于乙液体的密度。即乙杯中的液体是水,甲杯中的液体是酒精。
6.(22-23八年级·全国·课后作业)浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体所受的 ,这就是著名的 ,用公式表示就是 。
【答案】 重力 阿基米德原理 F浮=G排
【规范解答】[1][2][3]两千多年前,阿基米德发现了阿基米德原理: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到的重力。公式为F浮=G排=ρ液gV排
7.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)按题目要求作答:(g=10N/kg)
一烧杯放在斜面上,画出图中质量为0.5kg的小球静止时受浮力的示意图。
【答案】
【规范解答】小球受到的重力是
小球处于漂浮状态,故浮力大小等于重力大小,方向竖直向上,受力图如图所示:
8.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)如图甲、乙、丙所示,小明利用矿泉水瓶、海绵等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)比较图C、D、E所示实验,可得出结论:受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。通过比较图 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用第二个结论的是 ;
A.图钉的一端做得很尖 B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包的背带做得又宽又大 D.压路机的碾子很重
(3)将整矿泉水瓶放置在砖块上(如图A)时,砖块受到的压强p1;放置在海绵上(如图B)时,海绵受到压强p2,则两次压强的大小关系为p1 p2(选填“>”“<”或“=”下同)。若将两瓶泉水瓶并排放置在地面上(如图F)时,对地面的压强为p3,则p1 p3。
【答案】(1)海绵凹陷的深度
(2) 压力 B、C A
(3) = =
【规范解答】(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,为转换法。
(2)[1]比较图C、D、E所示实验可知,受力面积相同,C中压力最大,海绵的凹陷程度最大,即压力作用效果最明显,故可得出结论:受力的面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[2]比较图B、C所示实验可知,压力相同,C的受力面积较小,海绵的凹陷程度最大,故可得出结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[3]A.图钉的一端做得很尖是在压力一定时减小受力面积,增大压力作用效果的,应用了此原理,故A符合题意;
B.交通管理部门规定,严禁货车超载是在受力面积一定时,减小压力,减小压力作用效果的,没有用到此原理,故B不符合题意;
C.书包带做得较宽是在压力一定时增大受力面积,减小压力作用效果的,没有应用了此原理,故C不符合题意;
D.压路机的碾子很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增加压力作用效果的,故D不符合题意。
故选A。
(3)[1]将整矿泉水瓶放置在砖块上(如图A)时,砖块受到的压强p1;放置在海绵上(如图B)时,海绵受到压强p2 ,因压力和受力面积相同,则两次压强的大小相等。
[2]若将两瓶泉水瓶并排放置在地面上(如图F)时,对地面的压强为p3,因压力变为原来的2倍,受力面积也变为原来的2倍,根据可得,压强不变,即p1=p3。
9.(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)2015年5月31日,一场特大暴雨突袭莆田,致使某村庄一千多名群众被洪水围困!武警某部官兵利用冲锋舟为受困群众开辟了水上生命线,该冲锋舟自重为,满载时排开水的体积为,吃水深度为0.5m。(已知,取),求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人?
【答案】(1)
(2)15人
【规范解答】(1)满载时排开水的体积为,冲锋舟满载时所受的浮力为
(2)冲锋舟满载时,设人的总重为,有,即
求得
由题意知
所以冲锋舟最多能承载的人数为
则冲锋舟最多能承载15人。
10.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)“业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印。为了估测人的体重,在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图,图中每个小方格的面积是5cm2.,每只鞋底接触地面部分共30格。为了测量压强,在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是20N。根据以上数据,试求(g取10N/kg):
(1)垫片对地面的压强;
(2)人的体重多少牛?
【答案】(1)2×104Pa;
(2)600N
【规范解答】(1)垫片对地面的压力是20N,与地面接触的面积是10cm2,由可知,垫片对地面的压强
(2)图中每个小方格的面积是5cm2.,每只鞋底接触地面部分共30格,则两只鞋与地面的接触面积
由可知,人的体重
压轴题—强化解题技能
11.(24-25八年级下·江苏盐城·阶段练习)小明坐飞机去旅游,当飞机在高空平稳飞行时,她从背包中取出一袋密封的薯片,发现薯片袋子比起飞前膨胀一些。若如图的点M表示起飞前薯片袋内气体的“m﹣V”关系,则能正确表示起飞后袋内气体的“m﹣V”关系的是( )
A.点L B.点N C.点P D.点Q
【答案】B
【规范解答】因为质量是物体的一种基本属性,当飞机在高空平稳飞行时,这袋密封的薯片的位置虽然变了,但薯片和袋内空气的质量均不变;当飞机在高空中,海拔升高,大气压降低,而零食包装袋是密封的,内部气压保持不变,因此袋内气体对外界的压力增大,导致包装袋膨胀变大,则袋内气体体积变大,据“m-V”关系图可知只有点N对应气体的质量与点M对应气体的质量相等,且N对应气体的体积大于点M对应气体的体积。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),橙汁对杯底的压强和杯子对桌面的压强的变化分别是( )
A.增大,增大 B.减小,增大 C.增大,减小 D.减小,减小
【答案】D
【规范解答】不论正立还是倒立,杯中装的都是橙汁,液体密度相同,由图知道,正放时的深度变大,由知道,倒放时对杯底的压强减小;因为杯子静止放在水平桌面上,压力等于重力,重力不变则压力不变,即,倒立时受力面积增大,由 知道,倒放时杯子对桌面的压强压强减小。
故选D。
13.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)日常生活中,下列估测接近实际的是( )
A.一个小铁钉受到的重力约为10N
B.成人的质量大约是600kg
C.空气的密度约为1.29g/cm3
D.人站在地面上,对地面的压强约为1.5×104Pa
【答案】D
【规范解答】A.如果一个小铁钉受到的重力约为10N,小铁钉的质量
但现实中,一个小铁钉的质量没有1kg那么大,故A不符合题意;
B.成人的质量约为50~80kg,可能为60kg,一般不能为600kg,故B不符合题意;
C.空气的密度约为1.29kg/m3,而1.29g/cm3=1.29×103kg/m3,故C不符合题意;
D.人站在地面上,对地面的压力约为F=G=mg=60kg×10N/kg=600N
接触面积约为S=2×200cm2=400cm2=0.04m2
那么人站在地面上,对地面的压强约为
故D符合题意。
故选D。
14.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)有一种炊具叫“高压锅”,“高压锅”中的“压”字的含义指的是 (选填“压强”、“压力”);“高压锅”能更快地煮熟食物,不仅节约了时间;“高压锅”能更快煮熟食物是利用了“气压增大,沸点 的原理(选填“升高”、“降低”或“不变”)。如图为同一密封的小包装袋食品的两张照片, (选填“甲”或“乙”)图摄于海拔较高的地方。
【答案】 压强 升高 乙
【规范解答】[1][2]“高压锅”中的“压”字的含义指的是压强,高压锅使用时,锅内的气压大于外界大气压;“高压锅”能更快地煮熟食物,是因为高压锅内的气压大于外界大气压,水的沸点高于100℃, 因此“高压锅”能更快煮熟食物是利用了“气压增大,沸点升高”。
[3]海拔高度越高,大气压强越小,袋内气体的压强大于外界大气压,袋内气体体积膨胀,所以图乙是拍摄于海拔较高的地方,袋内气体的质量不变,体积增大。
15.(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)甲、乙为同种材料制成的完全相同的两个实心长方体。将乙平放水平面上,甲竖放在乙的上表面中央,如图所示,图中a与c之比为3∶1,则甲对乙的压力与乙对水平面的压力之比为 ;甲对乙的压强与乙对水平面的压强之比为 。
【答案】 1∶2 3∶2
【规范解答】[1]甲、乙为同种材料制成的完全相同的两个实心长方体,甲乙的重力相等,甲对乙的压力
F甲=G
乙对水平面的压力
F乙=2G
甲对乙的压力与乙对水平面的压力之比为
F甲∶F乙=G∶2G=1∶2
[2]长方体放到水平面上,对水平面的压强
甲对乙的压强
p甲=ρga
甲的放置方式不影响乙对地面的压强,所以甲可以看作平放在乙之上,则乙对地面的压强
p乙=ρgh′=ρg(c+c)=2ρgc
已知a与c之比为3∶1,则
p甲∶p乙=ρga∶2ρgc=a∶2c=3∶2
16.(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)A、B两物体均为正方体,分别放在水平地面上,已知它们质量相同,体积之比是8∶1,则两个物体对地面的压力之比是 ,对地面的压强之比是 。
【答案】 1∶1 1∶4
【规范解答】[1][2]已知两正方体物体的体积之比是8∶1,由V=a3可知,它们的边长之比为
a1∶a2=2∶1
由S=a2可知,它们的底面积之比为
S1∶S2=4∶1
由于两个物体的质量相等,所以两物体的重力相等,又因为物体放在水平地面上时,水平地面受到的压力等于重力,所以压力之比为
F1∶F2=1∶1
由可得,两物体对地面的压强之比
17.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)按题目要求作答:(g=10N/kg)
如图,氦气球在空中沿图示箭头方向匀速向上运动,请画出此刻氦气球的受力示意图(不计空气阻力)。
【答案】
【规范解答】氦气球在空中沿图示箭头方向匀速向上运动,因此它受到的力是平衡力,在竖直方向上,气球受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,过气球重心,如图所示:
18.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,小明发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,他接下来的操作应该是 (①重新安装软管、②向U形管内加适量的红墨水、③从U形管向外倒出适量的红墨水”,填序号);
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强的大小;这种研究问题的方法是 法;
(3)用手按压强计的橡皮膜,U形管内水面出现高度差;将橡皮膜放入水中,U形管内水面也出现高度差;这说明 ;
(4)比较图甲和图乙,可初步得出结论:同种液体中,液体内部压强随液体的 增加而增大;
(5)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当金属盒在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,小强应采取哪些操作才能使现象更加明显? (选填序号);
①烧杯中换密度差更大的液体
②U形管中换用密度更小的液体
③换用更细的U形管
④换用稍长的U形管
(6)实验后,小明自制了如图丁所示的装置继续探究,小明向隔板左侧倒水,当加到一定程度时,橡皮膜变平,则容器底部A点和B点受到液体压强关系是pA pB(选填“>”、“=”或“<”);
(7)小强在两个相同的柱形容器中分别盛A、B两种液体,将两个完全相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体中,当两容器内液面相平时,小强则认为图B烧杯中盛的是密度较大的液体;他的结论正确吗? 。
【答案】(1)①
(2) 高度差 转换
(3)液体内部存在压强
(4)深度
(5)①②
(6)>
(7)正确
【规范解答】(1)实验过程中通过U形管液面的高度差来反映液体内部压强的大小,使用压强计之前,应调整U形管压强计,使左右两边玻璃管中的液面相平。如图所示,压强计U形管两边红墨水的高度不相等,说明软管内的气压与外界大气压不相等;向U形管内加适量的红墨水或从U形管向外倒出适量的红墨水,都不能改变橡胶管内的压强,使液面相平,则接下来的操作应该是取下橡皮管重新安装,故选①。
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小,U形管液面高度差越大,橡皮膜受到的压强越大,这种研究问题的方法是转换法。
(3)用手按压强计的橡皮膜,U形管内水面出现高度差;将橡皮膜放入水中,U形管内水面也出现高度差,这说明液体内部有压强;用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入水中,所起的效果是一样的都会给橡皮膜一个压强,使U形管内水面出现高度差。
(4)比较图甲和图乙,液体密度相同,乙中液体深度大,产生压强大,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体的深度增加而增大。
(5)根据可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强一定时,U形管两侧液面的高度差一定,与U形管粗细和长度无关;烧杯中换密度差更大的液体时,同一深度液体的密度越大,液体产生的压强越大,U形管液面的高度差更大,现象更明显;液体压强一定时,U形管中换用密度更小的液体,根据可知,U形管左右两侧液面的高度差将变大,故选①②。
(6)如图丁所示,小明向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,说明橡皮膜左、右两侧的压强相等,即;橡皮膜以上右侧部分液体深度大,根据可知,水的密度大于右侧液体的密度,即;橡皮膜以下左、右两侧液体深度相同,根据知,水的密度大,水产生压强大,即;液体对容器底的压强等于橡皮膜以上部分液体产生的压强加上橡皮膜以下部分液体的压强,故容器底部受到液体压强关系是。
(7)U形管内液面的高度差相同,说明此时液体产生的压强相同;两容器内液面相平,由图丁可知,A液体中金属盒的深度大,根据液体压强计算公式可知:,他的结论是正确。
19.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)圆柱体受到的重力?
(2)完全浸没时,圆柱体受到的浮力?
(3)圆柱体的体积?
(4)圆柱体的密度?
【答案】(1)12N
(2)8N
(3)8×10-4m3
(4)1.5×103kg/m3
【规范解答】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知G=F拉=12N
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析,根据平衡关系可知圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得物体排开液体的体积
因为物体全部浸没,所以物体的体积等于排开液体的体积,即V物=V排=8×10-4m3
(4)物体的质量
圆柱体的密度
20.(24-25八年级下·江苏苏州·阶段练习)如图甲所示的开口容器,其底面积为S1,容器口横截面积为S2。先往容器内注水,所加水的质量与水深的关系如图乙所示。,已知ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)当水深6cm时,水的质量m1;
(2)容器口的横截面积S2;
(3)将一个质量为500g、实心部分占总体积一半的球轻轻放入这个装满水的容器中,当球沉入水底时,从容器中溢出250g的水,求球的材料密度ρ。
【答案】(1)360g
(2)100cm2
(3)4g/cm3
【规范解答】(1)当水深6cm时,水的体积为
则水的质量为
(2)据乙图可知,容器口横截面积为S2的容器中装水的质量为
水的体积为
上方容器中水的高度为
容器口的横截面积为
(3)根据阿基米德原理可知,球受到的浮力为
球的体积为
实心部分的体积为
球的材料密度为
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2024-2025学年苏科版物理八年级下学期期末复习重难点培优讲练(优等生培优版)【2024新教材】
第9章 压强和浮力
(思维导图+知识梳理+易错点拨+12大考点讲练+优选真题难度分层练 共56题)
讲义简介 2
章节知识回顾梳理 2
知识点梳理01:压力 2
知识点梳理02:压强 3
知识点梳理03:液体压强 3
知识点梳理04:大气压强 5
知识点梳理05:流体压强和流速 6
知识点梳理06:浮力 7
知识点梳理07:阿基米德原理 8
知识点梳理08:物体的浮沉条件 8
易错考点点拨汇总 10
易错知识点01:压强的定义与计算 10
易错知识点02:液体内部压强的特点 10
易错知识点03:连通器原理的应用 10
易错知识点04:大气压强的测量与存在证明 10
易错知识点05:浮力的产生原因与方向 10
易错知识点06:物体的浮沉条件 10
易错知识点07:阿基米德原理的理解与应用 10
易错知识点08:密度计、潜水艇和热气球的浮沉原理 11
期末真题考点汇编讲练 11
期末考向一:压强 11
重点考点讲练01:压力的概念 11
重点考点讲练02:探究影响压力效果因素的实验装置和实验过程 12
重点考点讲练03:压强公式的简单应用 14
期末考向二:液体的压强 15
重点考点讲练04:探究液体压强的实验装置和步骤 15
期末考向三:气体的压强 16
重点考点讲练05:设计实验估测大气压的值 16
重点考点讲练06:大气压的应用 18
重点考点讲练07:流体压强与流速的关系及现象解释 19
期末考向四:浮力 20
重点考点讲练08:探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系 20
重点考点讲练09:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量 22
重点考点讲练10:浮力的方向及产生原因 23
期末考向五:物体的浮与沉 24
重点考点讲练11:物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系 24
重点考点讲练12:密度计原理及应用 25
优选真题难度分层练 26
中档题—夯实基础能力 26
压轴题—强化解题技能 30
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知识点梳理01:压力
1.定义:压力是指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:垂直于受力面,指向被压物体。
细节剖析:
压力与重力的关系:压力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力图乙所示。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力图甲所示。
知识点梳理02:压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的一个物理量。
3.公式:
P——表示压强,单位是帕斯卡;
F——表示压力,单位是牛顿;
S——表示受力面积,单位是平方米。
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,
其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
4.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
细节剖析:
1.形状规则密度均匀的物体,压强的大小只与密度和高度有关,与质量和受力面积无关,如长方体、正方体圆柱体。
2.密度均匀的长方体放在水平面上,如果沿红线切去黄色部分,物体对水平面的压力、压强的变化。
(1)甲图中沿竖直方向切,压力变小,压强不变;
(2)乙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变大;
(3)丙图中沿斜线方向切,压力变小,压强变小。
知识点梳理03:液体压强
1.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。
2.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——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.液体压强的几个概念:
(1)液体对容器底部的压强:
(2)液体对容器底部的压力:
(3)容器对水平桌面的压力:
(4)容器对水平桌面的压强:
4.液体重力与液体对容器底部的压力的比较:
(1)敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(2)形状规则的容器图乙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(3)收口的容器图丙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
5.连通器——液体压强的实际应用:
(1)原理:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
(2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
细节剖析:
1.液体压强公式适用范围:这个公式只适用于计算静止液体的压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体产生压强恰好也等于,例如:将一密度均匀,高为h的柱状体放在水平桌面上,桌面受到的压强:p===,但这只是一种特殊情况,不能由此认为固体对支持物产生压强都可以用p=来计算。但对液体来说无论液体的形状如何,都可以用P=计算液体内某一深度的压强。
2.公式p=中的“h”表示深度,不能理解为高。h是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。液面是指液体的自由表面,不一定是容器的上表面。如图所示,A、B、C三点的深度相同。
3.公式p=和p=的区别和联系,p=是压强的定义式,也是压强的计算公式,无论对固体、液体、还是气体都是适用的。而p=是通过公式p=结合液体的具体特点推导出来的,只适合于
计算液体的压强。
知识点梳理04: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.证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3.大气压的测量:
(1)托里拆利实验:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,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)气压计测量法:
①气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
②常见的气压计:水银气压计,金属盒气压计,水银气压计是在托里拆利实验中,玻璃管的旁边立一个与玻璃管平行的刻度尺,当外界大气压变化时,从刻度尺上直接读出管内水银柱的高度。
水银气压计的测量结果较准确,但携带不方便。
实际应用中经常使用金属盒气压计,也叫无液气压计,它的主要部分是一个被抽成真空的,表面是波纹状的金属盒,用弹性钢片向外拉着金属盒,弹性钢片与指针相连。当外界大气压发生变化时,金属盒的凸凹程度就发生变化,通过弹性钢片带动指针转动,指示大气压的数值。
金属盒气压计携带方便,但测量结果不够准确。
4.影响大气压的因素:
(1)大气压随高度的升高而降低。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的升高而减小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小100Pa。
(2)天气、气候影响大气压:一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高,大气越潮湿,气压越低。
5.大气压的应用:抽水机、离心式水泵等。
细节剖析:
1.计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以,标准大气压的数值为:P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。
2.以下操作对托里拆利实验没有影响:(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。
3.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。
4.这个实验利用了等效替换的思想和方法。
知识点梳理05:流体压强和流速
1.流体:气体和液体都具有流动性,统称为流体。
2.流体流速越大的位置压强越小:
3.机翼升力产生原因:上下表面的压强差。
4.小实验:
把乒乓球放在翻转的漏斗中,用嘴通过漏斗向下吹气,同时放开手,发现乒乓球没有掉下来。由物体的平衡条件可知,竖直方向除了受到重力以外,还由于乒乓球上表面的空气流速大从而使上方气压小于下方气压,这样空气就给了乒乓球一个向上的压力。使乒乓球不会掉下来。
同样道理,当对着两张纸的中间吹气,纸非但不会分开,反而靠的更近了。
5.生活生产中的应用:
等车的时候人要站在安全线以外;汽车的整体形状类似飞机机翼,有助于减小汽车对地面的压力;鼠洞的通风系统;乒乓球的上旋和下旋等。
又如航海规定两艘轮船不能同向航行时靠得太近,否则容易造成事故。
知识点梳理06:浮力
1.定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力就叫浮力。
2.施力物体: 液体或气体。
3.方向:竖直向上。
4.产生原因:液体对物体上下表面的压力差。
知识点梳理07:阿基米德原理
1.阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
2.公式:
细节剖析:
1.从公式中可以看出:液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。
2.阿基米德原理对浸没或部分浸在液体中的物体都适用。
3.当物体浸没在液体中时,,当物体部分浸在液体中时,,()。
4.阿基米德原理也适用于气体,其计算公式是:
知识点梳理08:物体的浮沉条件
1.物体的浮沉条件:浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。
(1)物体浸没在液体中时:,;
①如果,物体下沉,;
②如果,物体上浮,;
③如果,物体悬浮,。
(2)漂浮在液面上的物体: ,
展开为:,
因为:,
所以:。
(3)沉底的物体:,
所以:,。
2.浮力的应用
(1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理——调节重力、浮力的关系:
①要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法,增大体积从而增大浮力,使物体浮于水面,用钢铁做成轮船,就是根据这一道理。
②潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当F浮>G时,潜水艇上浮;当水箱中充水时,自身重力增大,增大到F浮=G时,可悬浮于某一位置航行;水箱中再充水,至F浮<G时,则潜水艇下沉。
③利用密度小于空气的气体,通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积,从而改变所受浮力的大小,来实现升降,气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。
(2)密度计的原理及用途:
密度计是用来测定液体密度的仪器,它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的,密度计在待测液体里呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力,根据浮力公式,
F浮=G排=ρ液gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“0.8,”表示该液体密度是0.8×103kg/m3。
细节剖析:
1.物体浮沉条件
浮沉状况
物理现象
运动状态
条件
物液密度关系
与的关系
浮
上浮
在液体中向上运动
向上运动
漂浮
浮在液面上
静止在液面上
悬
悬浮
停留在液体中任何深度的地方
静止在液体中
沉
下沉
在液体中向下运动
向下运动
沉底
停留在容器底部
静止在容器底部
2.计算浮力的方法:
(1)根据浮力产生的原因:F浮=F向上-F向下,一般用于已知物体在液体中的深度,且形状规则的物体。
(2)根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排,这个公式对任何受到浮力的物体都适用。
(3)称重法:F浮=G物-F拉,将挂在弹簧秤下的物体浸在液体中,静止时,物体受到重力,浮力和竖直向上的拉力。这三个力平衡。
(4)根据漂浮、悬浮条件:F浮=G物,这个公式只适用于计算漂浮或悬浮物体的浮力。
注:运用上述方法求浮力时,要明确它们的适用范围,弄清已知条件,不可乱套公式。
易错知识点01:压强的定义与计算
错误理解:压强就是物体受到的压力。
正确理解:压强是表示压力作用效果的物理量,定义为单位面积上所受的压力。计算公式为p = F/S,其中p为压强,F为压力,S为受力面积。
易错知识点02:液体内部压强的特点
错误理解:液体内部压强只与深度有关,与液体密度无关。
正确理解:液体内部压强与液体的密度和深度都有关。在深度相同的情况下,液体密度越大,压强越大;在液体密度相同的情况下,深度越深,压强越大。
易错知识点03:连通器原理的应用
错误理解:只要容器底部相连通,就是连通器。
正确理解:连通器是指上端开口、底部连通的容器。当连通器内盛有同种液体并且液体不流动时,各容器内的液面总保持相平。但需要注意的是,连通器原理的应用需要满足这些条件。
易错知识点04:大气压强的测量与存在证明
错误理解:大气压强是由空气重力产生的。
正确理解:大气压强确实与空气重力有关,但更准确地说,大气压强是由大气层中空气分子的无规则运动和相互碰撞产生的。马德堡半球实验证明了大气压强的存在,而托里拆利实验则首次测出了大气压强的值。
易错知识点05:浮力的产生原因与方向
错误理解:浮力就是物体受到的向上的力。
正确理解:浮力是物体上下表面受到的液体的压力差。当物体下表面受到的液体的压力大于上表面受到的液体的压力时,物体就受到向上的浮力。浮力的方向总是竖直向上的。
易错知识点06:物体的浮沉条件
错误理解:只要物体受到的浮力大于重力,物体就会上浮。
正确理解:物体的浮沉条件取决于物体受到的浮力和重力的大小关系。当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体悬浮或漂浮(取决于物体是否完全浸没在液体中)。
易错知识点07:阿基米德原理的理解与应用
错误理解:阿基米德原理就是说物体受到的浮力等于它排开的液体的重力。
正确理解:阿基米德原理确实表明物体在液体中所受的浮力等于它所排开的液体受到的重力。但需要注意的是,这里的“排开的液体”是指物体完全或部分浸没在液体中时,所占据的液体体积对应的液体。此外,阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
易错知识点08:密度计、潜水艇和热气球的浮沉原理
错误理解:密度计、潜水艇和热气球的浮沉原理都是相同的。
正确理解:虽然密度计、潜水艇和热气球的浮沉都与浮力和重力的关系有关,但它们的实现原理并不完全相同。密度计是利用物体在液体中的浮沉条件来测量液体密度的;潜水艇是通过改变自身的重力或排水量来实现浮沉的;而热气球则是通过改变气囊内的气体密度(通常是加热气体使其膨胀并排出部分气体)来改变浮力大小,从而实现浮沉的。
期末考向一:压强
重点考点讲练01:压力的概念
【母题精讲】(24-25八年级下·江苏无锡·阶段练习)放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面的压力”的说法,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.桌面未发生形变
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
【训练1】(23-24八年级下·江苏扬州·期中)如图所示,静止在斜面上的物体A对斜面的压力为3牛,请画出该物体对斜面的压力F。
【训练2】(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)质量为2kg的物体A和质量为1kg的物体B用轻质弹簧连接并竖直地静置于水平地面上。第二次将A、B的位置对调,再次静止在地面上。对调后弹簧的形变程度 (选填“变大”“变小”或“不变”),对地面的压力 (选填“变大”“变小”或“不变”),此压力是由于 (物体A/地面/弹簧)形变而产生的。
重点考点讲练02:探究影响压力效果因素的实验装置和实验过程
【母题精讲】(24-25八年级下·江苏苏州·阶段练习)我国是桥梁建设的大国,目前桥梁总数超过100万座,世界排名前10位的各类型桥梁中,中国占半数以上.桥梁建设时需要考虑钢梁的“下垂量”,如图1所示,钢梁向下弯曲偏离水平位置的距离h叫下垂量,小明和小亮通过分析桥梁结构作出如下两个猜想:①钢梁的下垂量h可能与钢梁所受到的压力F有关;②钢梁的下垂量h可能与两个支撑柱的间距s有关,为了验证猜想,他们进行了如下实验:
(1)如图2是小亮探究“一根钢梁的下垂量h与钢梁所受的压力F的关系”时,画出的下垂量h与所受压力F关系的图线,根据图线可知,当压力为时,下垂量是 cm,根据图像可得结论: ;
(2)小明想探究“一根钢梁的下垂h与两个支撑柱的间距的关系”,实验过程中,他应该控制 不变,改变两个支柱间的距离s;
(3)小亮发现将钢梁压制成如图3的倒“V”字形后,能承受更大的压力,请你就这一现象提出一个合理的猜想:钢梁能承受的最大压力可能与 有关。
【训练1】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验时,同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的系列实验。
(1)同学们是根据海绵的 来比较压力的作用效果的。这种研究方法称为 ;
(2)观察比较图甲、乙的情况可以得到结论是:在受力面积相同时,压力越大, 。小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,忽略受力面积的变化,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (选填“>”、“<”或“=”);
(4)如图所示,将质量分布均匀的长方体置于水平桌面上,现分别按照图示的方法切去一半,则剩余阴影部分对桌面压强最大的是( )。
A. B. C. D.
【训练2】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)如图A、B、C、D、E所示是小爱同学用矿泉水瓶和海绵等实验器材“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验:
(1)如图C、D、E三次实验,小爱同学是在探究压力的作用效果与 的关系;比 较B、C 图两次实验,得出结论:
(2)通过观察如图A 、B两次实验,发现实验过程中,为方便观察比较压力作用效果, 必须选择易发生明显形变的受压物体,且受压物体 ;
(3)矿泉水瓶中装有500mL水,按图C 进行实验,此时矿泉水瓶对海绵的压强约 ;
A.100Pa B.1000Pa C.10000Pa D.100000Pa
(4)如图F 所示实验,将两个完全相同的水瓶靠在一起放在桌面上,对受压物体的压 强与其相同的有如 图所示的实验;B、E 两图实验中, 可以/不可以)比较瓶子对海绵的压强。
重点考点讲练03:压强公式的简单应用
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏苏州·期末)李师傅开着一辆洒水车在水平路面上匀速前进,随着水不断的被洒出,下列物理量没有发生变化的是( )
A.车厢内水的质量 B.车对路面的压强
C.车厢内水的密度 D.路面给车的摩擦阻力
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·期中)某外卖员骑行如图所示的电动自行车送货,外卖员的质量为60kg,自行车及外卖箱总质量为55kg,骑行过程受到的阻力为总重的0.1倍,g取10Nkg。求:
(1)人、车和箱的总重;
(2)箱内不装货物时,自行车做匀速直线运动时的牵引力;
(3)车轮与地面的总接触面积为8×10-3m2,轮胎能承受的最大压强为2×105Pa,外卖员最多能同时运送货物的重力。
【训练2】(21-22八年级下·江苏扬州·期末)叠罗汉是一种两人以上层层叠成各种造型的游戏,也是一种高难度的杂技。如图所示为6人叠成的三层静态造型,假设每个人的质量均为60kg,每只脚鞋底的面积均为250cm2,则最底层右边的罗汉一只脚对地面的压力是 N,最底层中间的罗汉脚对地面的压强是 Pa。
期末考向二:液体的压强
重点考点讲练04:探究液体压强的实验装置和步骤
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)探究液体内部压强的特点:
(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图甲所示。比较A、B可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 (相等/不相等);比较A、C可知:液体内部压强的大小跟 有关;
(2)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验情形如图丙的D、E所示。由此可推断:a、b两种液体密度的大小关系是 ,a、c两种液体密度的大小关系是 。
【训练1】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)小明利用压强计等装置探究“液体内部压强的规律”。
(1)实验前小明在U形管内加入适量清水,安装好其他器材后,检查发现与U形管连接处的软管被压瘪,将压瘪部分整理好后,会出现如图 (选填“甲”或“乙”)所示情况;
(2)观察丙图①②,可以得出结论: ;
(3)在利用丙图②③探究液体内部压强与液体密度的关系时,小华认为两烧杯中液面必须相平,此观点 (选填“正确”或“不正确”);
(4)已知丙图②中U形管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,则橡皮膜到水面的距离为 cm;
(5)如图丁所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,薄膜鼓起的程度不同。据此小明猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 ,对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小明的猜想错误。
【训练2】(22-23八年级下·江苏盐城·阶段练习)如题图(1)所示,是某实验小组“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验过程。
(1)实验前,某同学检查实验装置发现:按与不按金属盒的橡皮膜,U形管压强计两侧液面均处在同一水平线上,原因为 。
(2)在使用压强计前,另一位同学发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,如图甲,需 ,使U形管左右两侧的液面相平。
(3)比较乙和丙图,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)实验小组的小天和小红利用压强计来鉴别水和酒精,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(2)戊所示,小红先后将调节好的压强计的金属盒没入两种液体中,于是认为烧杯A装的是水,你认为她的结论是 (选填“可靠”、“不可靠”)的,理由是: 。
②小天用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图(2)己所示,从而判断出图己中装水的是 (选填“A”或“B”)烧杯。
期末考向三:气体的压强
重点考点讲练05:设计实验估测大气压的值
【母题精讲】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图是小明利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。测出注射器全部刻度长10cm,把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为2.1N。则下列说法正确的是( )
A.所测得的针筒横截面积为5×10﹣5m2
B.测得大气压强的值为0.9×105Pa
C.活塞向不同方向运动时,它与针筒间的滑动摩擦力大小不同
D.若考虑摩擦力的影响,测得大气压的值将偏大
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)估测大气压值的实验装置如图所示,器材有注射器、弹簧测力计、刻度尺等。
(1)观察注射器,读出注射器的容积V=2mL。
(2)用刻度尺测出 ,记为L=4.00cm。
(3)把注射器的活塞推至注射器间的底部,然后封住注射器的小孔。
(4)水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=4.6N,根据 原理可知。此时大气对活塞的压力为4.6N。
(5)则大气压的值p= Pa(用以上测量值计算)。据知此时当地气压为一个标准大气压,造成实验误差的原因可能是 。
【训练2】(22-23八年级下·江苏盐城·阶段练习)小明利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压强的值。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,这样做的目的是 ;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右 (选“慢慢”或“快速”)拉动 (选填“活塞”或“注射器筒”),当注射器中的活塞刚开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F为8.2N,根据所学知识知道,大气对活塞的压力近似等于F;
(3)用刻度尺测出注射器 的长度L,可计算出活塞的横截面积;
(4)由公式 可计算出大气压强的值约为 Pa;
(5)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的好处是: (写一条即可)
重点考点讲练06:大气压的应用
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏泰州·阶段练习)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图(a)中,针筒吸取药液利用的是 的知识;针尖做得尖锐是为了能产生很大的 。如图(b)所示,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是 。(均填写所学物理概念或规律)
【训练1】(22-23八年级下·江苏南通·阶段练习)将一满罐“纯净水”(高约40cm)开口朝下放在水中,可以看到( )
A.无法确定 B.水将流出一部分
C.水将全部流出 D.仍是满罐水
【训练2】(23-24八年级下·江苏扬州·期末)一所房屋,屋顶面积是。则:(取10N/kg,标准大气压取)
(1)在标准大气压下,大气对屋顶的压力是多少?
(2)这么大的压力,为什么没有把屋顶压塌?
(3)在一次发生龙卷风时,屋外大气压降到了,此时屋顶内外受到的大气压力差是多少?
重点考点讲练07:流体压强与流速的关系及现象解释
【母题精讲】(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)回旋镖已成为人类的一种益智玩具,它的一面平整,一面凸起。有经验的玩家扔出回旋镖,它便在空气升力的作用下旋转一周后回到人的手中,如图所示。图中回旋镖的 (选填“a”或“b”)面是凸起的,它受到的空气升力与自身重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)小明利用压强计研究液体压强规律:
(1)压强计是通过U形管 来显示橡皮膜所受压强大小的;
(2)比较图(b)和(c),可以初步得出的结论是 ;
(3)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 (选填“>”、“<”或“=”)水的密度,那么他是选择了(d)图和 图进行对比得出的;
A.只能是(a) B.只能是(b) C.只能是(c) D.(a)、(b)、(c)都可以
(4)速度是v1和v2的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管液面的高度差如图e和f所示,则它们的大小关系是v1 v2。
【训练2】(2020·四川乐山·中考真题)如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强 (选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
期末考向四:浮力
重点考点讲练08:探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【母题精讲】(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小月做了如图所示实验;
(1)物体所受的重力为 N;
(2)分析 两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析②③两次实验,可知浮力的大小跟 有关;
(4)根据图中实验数据计算出物体在盐水中所受浮力为 N。
【训练1】(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到容器内水面上升,初步分析得出:物体所受浮力的大小与它 有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为 N;
(4)为探究浮力与 的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中;他发现物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是 。
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
【训练2】(22-23八年级下·江苏无锡·期末)小雨同学在学习了阿基米德原理后想到物体受到浮力大小可能还跟物体的密度有关?他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块(已知铜的密度大于铁的密度),进行了如图的实验。
验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关?小雨应该选取图中的BE和 (填字母符号)步骤进行对比;
根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”)。
重点考点讲练09:利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏苏州·期末)如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为400g的圆筒,筒内装有25cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积为67.5cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出且圆柱体不接触筒壁和筒底),g取10N/kg。则:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,液体对圆筒底部的压强是多少?
【训练1】(17-18八年级下·安徽合肥·期末)某大桥施工时,要向江中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入江水中(如图甲),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①线
B.构件的边长为4m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
【训练2】(23-24八年级下·江苏苏州·阶段练习)在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好漫没,力传感器的示数大小F随水深变化的图象如图乙所示。(g取10N/kg)物体A所受到的重力为 N:当容器内水的深度为13cm时,正方体A受到的浮力大小为 N。
重点考点讲练10:浮力的方向及产生原因
【母题精讲】(23-24八年级下·甘肃武威·期中)如图一个小球漂浮在水面上,请在图中画出小球受力的示意图。
【训练1】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图所示,一枚鸡蛋浸没在浓盐水中(ρ盐水>ρ鸡蛋)画出鸡蛋所受的重力和浮力的示意图。
【训练2】(23-24八年级下·江苏徐州·期末)如图所示,一个鸡蛋悬浮在水中,请作出鸡蛋受浮力示意图。
期末考向五:物体的浮与沉
重点考点讲练11:物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【母题精讲】(20-21八年级下·江苏无锡·阶段练习)水平桌面上放置的两个圆柱形容器中盛有水,将两支形状相同的密度计A、B分别放入两个容器中,静止后如图所示,两容器中水面相平。则下列判断正确的是( )
A.密度计A的质量比密度计B的质量大
B.甲容器中水对底部的压强比乙容器中水对底部的压强小
C.若向甲容器中倒入浓盐水,密度计A会下沉
D.两支密度计浸入水中的体积之差为,若将两容器中的水均换成另一种密度较大的液体,两支密度计静止时浸入液体的体积之差为,则
【训练1】(23-24八年级下·江苏苏州·期末)一金属块在空气中称重为2.4N。把它全部浸没在水中弹簧测力计的读数为0.8N,把它全部浸没在某种液体中弹簧测力计的读数为1.2N,求:
(1)该金属块受到水对它的浮力;
(2)该金属块的体积;
(3)某液体的密度。
【训练2】(22-23八年级下·江苏南通·阶段练习)一条油轮在长江中航行时,排开水的体积是300m3,油轮受到的浮力为 N。在码头卸下了100m3的燃油,卸下燃油的质量为 kg,油轮排开水的体积变为 m3,卸下燃油后的油轮从长江驶入内河后,油轮受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),吃水深度 (ρ油=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。
重点考点讲练12:密度计原理及应用
【母题精讲】(22-23八年级下·江苏南通·阶段练习)如图所示为一种自制简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的,用它来测量液体密度时,应将密度计 在被测液体中(选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”)。现将其先后放入装有不同液体的甲乙两个烧杯中(密度分别为ρ1和ρ2),可以判断:ρ1 ρ2(选填“<”、“=”或“>”,下同),若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2,则m1 m2。若密度计上标有刻度,则从下到上刻度值逐渐 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【训练1】(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能 在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图甲所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图乙所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 (填“>”“<”或“=”)ρ水,h与ρ水、ρ液及H的关系式是h= 。
(3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm³,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现,1.1刻线是在1.0刻线的 (填“上”或“下”)方,相邻刻线的间距 (填“均匀”或“不均匀”)。
(4)为了增大自制密度计的相邻刻度线的距离,可采取的措施: (写出一种即可)。
【训练2】(22-23八年级下·河南南阳·阶段练习)如图所示是关于浮力知识的应用实例,其中说法正确的是( )
A.图(甲)中浸没在水中的潜水艇在下潜过程中所受浮力逐渐变大
B.图(乙)中巨轮之所以能够浮在水面是因为用空心的办法增大了排开液体的体积
C.图(丙)中液体的密度越大,密度计漂浮时受到的浮力就越大
D.图(丁)中气球是利用填充气体密度大于空气密度的原理上浮
中档题—夯实基础能力
1.(23-24八年级下·江苏南通·期中)如图,甲、乙两人站在完全相同的水平沙滩上,留下深浅相同、大小不同的脚印。则甲( )
A.对沙的压强比乙对沙的压强大
B.对沙的压强比乙对沙的压强小
C.所受的重力比乙所受的重力大
D.所受的重力与乙所受的重力相等
2.(23-24八年级下·江苏镇江·期中)以下说法正确的是( )
A.直升机起飞时,使直升机升空的力是螺旋桨对空气的推力
B.火箭升空时,使火箭升空的力是空气对火箭的推力
C.人游泳时,使人前进的力是水对人的推力
D.人原地起跳时,使人升空的力是人对地面的推力
3.(23-24八年级下·江苏南通·期中)将10枚一元硬币叠故在规格为“100mm×50mm”的白纸上,用手机正对拍摄的全景图片如图。请估测这叠硬币对白纸的压强最接近于( )
A.60Pa B.6000Pa C.120Pa D.1200Pa
4.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)水平桌面上放有两个完全相同的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体。将质量相等、体积不等(VM<VN)的实心正方体物块M、N分别放入两烧杯中,静止时如图所示,液面恰好相平。则M受到的浮力 N受到的浮力,甲杯底受到的压力 乙杯底受到的压力(以上两空,均选填“大于”、“等于”或“小于”),若将N也放入甲液体中静止时,N (选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”)。
5.(23-24八年级下·江苏盐城·阶段练习)如图是用橡皮泥粘在铅笔的一端制成的简易密度计。将其置于水和酒精中,静止时的情景如图。该密度计在两杯液体中都处于 (选填“漂浮”或“悬浮”)状态,在甲杯中受到的浮力 (选填“<”、“>”或“=”)在乙杯中受到的浮力,乙杯中的液体是 (选填“水”或“酒精”)。
6.(22-23八年级·全国·课后作业)浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开液体所受的 ,这就是著名的 ,用公式表示就是 。
7.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)按题目要求作答:(g=10N/kg)
一烧杯放在斜面上,画出图中质量为0.5kg的小球静止时受浮力的示意图。
8.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)如图甲、乙、丙所示,小明利用矿泉水瓶、海绵等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)比较图C、D、E所示实验,可得出结论:受力面积相同时, 越大,压力的作用效果越明显。通过比较图 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。下列实例中,直接应用第二个结论的是 ;
A.图钉的一端做得很尖 B.交通管理部门规定,严禁货车超载
C.书包的背带做得又宽又大 D.压路机的碾子很重
(3)将整矿泉水瓶放置在砖块上(如图A)时,砖块受到的压强p1;放置在海绵上(如图B)时,海绵受到压强p2,则两次压强的大小关系为p1 p2(选填“>”“<”或“=”下同)。若将两瓶泉水瓶并排放置在地面上(如图F)时,对地面的压强为p3,则p1 p3。
9.(23-24八年级下·江苏南通·阶段练习)2015年5月31日,一场特大暴雨突袭莆田,致使某村庄一千多名群众被洪水围困!武警某部官兵利用冲锋舟为受困群众开辟了水上生命线,该冲锋舟自重为,满载时排开水的体积为,吃水深度为0.5m。(已知,取),求:
(1)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(2)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人?
10.(23-24八年级下·江苏扬州·阶段练习)“业余侦探”小星发现两个并拢的“可疑”鞋印。为了估测人的体重,在方格纸上描下一只鞋底接触地面部分的轮廓如图,图中每个小方格的面积是5cm2.,每只鞋底接触地面部分共30格。为了测量压强,在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,与地面接触的面积是10cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度相同时,测力计读数是20N。根据以上数据,试求(g取10N/kg):
(1)垫片对地面的压强;
(2)人的体重多少牛?
压轴题—强化解题技能
11.(24-25八年级下·江苏盐城·阶段练习)小明坐飞机去旅游,当飞机在高空平稳飞行时,她从背包中取出一袋密封的薯片,发现薯片袋子比起飞前膨胀一些。若如图的点M表示起飞前薯片袋内气体的“m﹣V”关系,则能正确表示起飞后袋内气体的“m﹣V”关系的是( )
A.点L B.点N C.点P D.点Q
12.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图A),然后反过来倒立在桌面上(如图B),橙汁对杯底的压强和杯子对桌面的压强的变化分别是( )
A.增大,增大 B.减小,增大 C.增大,减小 D.减小,减小
13.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)日常生活中,下列估测接近实际的是( )
A.一个小铁钉受到的重力约为10N
B.成人的质量大约是600kg
C.空气的密度约为1.29g/cm3
D.人站在地面上,对地面的压强约为1.5×104Pa
14.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)有一种炊具叫“高压锅”,“高压锅”中的“压”字的含义指的是 (选填“压强”、“压力”);“高压锅”能更快地煮熟食物,不仅节约了时间;“高压锅”能更快煮熟食物是利用了“气压增大,沸点 的原理(选填“升高”、“降低”或“不变”)。如图为同一密封的小包装袋食品的两张照片, (选填“甲”或“乙”)图摄于海拔较高的地方。
15.(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)甲、乙为同种材料制成的完全相同的两个实心长方体。将乙平放水平面上,甲竖放在乙的上表面中央,如图所示,图中a与c之比为3∶1,则甲对乙的压力与乙对水平面的压力之比为 ;甲对乙的压强与乙对水平面的压强之比为 。
16.(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)A、B两物体均为正方体,分别放在水平地面上,已知它们质量相同,体积之比是8∶1,则两个物体对地面的压力之比是 ,对地面的压强之比是 。
17.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)按题目要求作答:(g=10N/kg)
如图,氦气球在空中沿图示箭头方向匀速向上运动,请画出此刻氦气球的受力示意图(不计空气阻力)。
18.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,小明发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,他接下来的操作应该是 (①重新安装软管、②向U形管内加适量的红墨水、③从U形管向外倒出适量的红墨水”,填序号);
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强的大小;这种研究问题的方法是 法;
(3)用手按压强计的橡皮膜,U形管内水面出现高度差;将橡皮膜放入水中,U形管内水面也出现高度差;这说明 ;
(4)比较图甲和图乙,可初步得出结论:同种液体中,液体内部压强随液体的 增加而增大;
(5)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当金属盒在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,小强应采取哪些操作才能使现象更加明显? (选填序号);
①烧杯中换密度差更大的液体
②U形管中换用密度更小的液体
③换用更细的U形管
④换用稍长的U形管
(6)实验后,小明自制了如图丁所示的装置继续探究,小明向隔板左侧倒水,当加到一定程度时,橡皮膜变平,则容器底部A点和B点受到液体压强关系是pA pB(选填“>”、“=”或“<”);
(7)小强在两个相同的柱形容器中分别盛A、B两种液体,将两个完全相同的U形管压强计的金属盒分别放入液体中,当两容器内液面相平时,小强则认为图B烧杯中盛的是密度较大的液体;他的结论正确吗? 。
19.(23-24八年级下·江苏无锡·阶段练习)在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止。如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:(g取值10N/kg,在此过程中水面上升高度可忽略不计)
(1)圆柱体受到的重力?
(2)完全浸没时,圆柱体受到的浮力?
(3)圆柱体的体积?
(4)圆柱体的密度?
20.(24-25八年级下·江苏苏州·阶段练习)如图甲所示的开口容器,其底面积为S1,容器口横截面积为S2。先往容器内注水,所加水的质量与水深的关系如图乙所示。,已知ρ水=1.0×103kg/m3。求:
(1)当水深6cm时,水的质量m1;
(2)容器口的横截面积S2;
(3)将一个质量为500g、实心部分占总体积一半的球轻轻放入这个装满水的容器中,当球沉入水底时,从容器中溢出250g的水,求球的材料密度ρ。
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