内容正文:
专题02 压强和浮力
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点01: 压力与压强 2
知识点02:液体压强 3
知识点03:连通器 4
知识点04:气体压强 5
知识点05:流体压强与流速的关系 5
知识点06:浮力 5
知识点08:探究影响浮力大小的因素 6
知识点09:探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 7
知识点10:阿基米德原理 8
知识点11:物体的浮沉条件及最终状态 8
知识点12:浮力的应用 8
【经典例题】 9
考点1:压力与压强 9
考点2:液体压强 17
考点3:大气压强 17
考点4:流体压强与流速的关系 26
考点5:浮力的基础 33
考点6:阿基米德原理 39
考点7:物体的沉与浮 45
考点8:浮力的应用 54
知识点01: 压力与压强
1. 压力: 垂直 作用在物体表面上的力叫压力。
2. 压力与重力
(1)压力和重力的区分
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
地球的吸引
物体对物体的挤压
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
重力
压力
作用点
物体的重心
在被压物体的表面
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意
压力不一定是由于物体受到重力而引起的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
(2)压力与重力的关系
压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。
分类
直接放置
水平受力
竖直下压
竖直上拉
顶在顶板
压在墙上
受力
情况
压力
G
G
G+F
G-F
F-G
F
2. 压强:物体单位面积上 压力的作用效果
3. 压强公式: ,式中P单位是:帕斯卡,简称:帕,符号Pa,1=1N/m2,压力F单位是:牛,符号N;受力面积S单位是:米2,符号m2 。
4. 增大压强方法 :(1)S不变,F↑;(2)F不变,S↓ (3) 同时把F↑,S↓。而减小压强方法则相反。
知识点02:液体压强
1. 产生原因:是由于 液体受到重力 。
2. 液体压强特点:
(1)液体内部 任意位置 都有压强,
(2)液体内部 同一位置 , 各个方向 压强大小均相等;
(3)液体的压强随 深度 增加而 增大 ,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)不同液体的压强还跟 密度 有关系。
3. 液体压强计算公式:p=ρgh,(ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=9.8N/Kg;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是m。)
4. 根据液体压强公式:p=ρgh可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。
5. 固体压强与液体压强
固体压强
液体压强
产生原因
固体间接触且相互挤压
液体受到重力作用
传递情况
平衡状态下,通常加在固体上的压力,只能沿力的方向,大小不变地传递,如手压图钉
加在密闭液体上的压强能大小不变地向各个方向传递,如液压千斤顶
影响因素
压力和受力面积的大小
液体的密度和深度
常用公式
p=F/S
p= ρgh
压力、压强的计算
如果物体自由放置在水平面上,①先根据F=G确定压力;②再根据公式p=F/S计算压强
①先根据公式p=ρgh计算压强;②再根据公式F=pS计算液体产生的压力
6. 对放在水平面上装有液体的容器的分析
容器形状
压力
压强
说明
液体对容器底
均匀柱形容器
h为深度
S为底面积
非柱形容器
或
容器对水平面
任何形状
S为底面积
7. 对放在水平面上均匀柱状固体的分析
均匀柱状固体包括圆柱体、正方体、长方体等,如图所示。
对水平面的压力
对水平面的压强
知识点03:连通器
1. 定义:上端开口、下端连通的容器。
2. 特点:连通器里的同种液体不流动时,各部分中的液面总保持相平。
3. 应用:茶壶、下水管道中的U形水管、地漏、船闸、锅炉水位计等。
知识点04:气体压强
1. 证明大气压强存在的实验: 马德堡半球实验 ;测定大气压强值的实验: 托里拆利实验 。
2. 产生的原因:① 空气具有重力 ;② 空气具有流动性 。
3. 测定大气压的仪器是:气压计,常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)。
4. 标准大气压:把等于 760毫米 高水银柱产生的液体压强。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
5. 大气压的变化规律
具体描述
应用说明
与海拔的关系
海拔越高,气压越小
由于大气压是大气层受到重力作用而产生的,因此离地面越高,空气越稀薄,气压越小
与天气、季节的关系
一般晴天比阴天气压高,
冬天比夏天气压高
空气中水蒸气含量越大,气压越低
与沸点的关系
一切液体的沸点都随气压减小而降低,随气压增大而升高
在青藏高原上,水的沸点在80℃ 左右,家用压力锅内水的沸点可达120℃
气体压强与体积的关系
温度不变时一定质量的气体,体积越小,压强越大;体积越大,压强越小
打气筒打气、利用压缩空气制动、抽水机
6. 流体压强大小与流速关系:在流体中 流速越大 地方,压强 越小 ;流速 越小 的地方,压强 越大 。
知识点05:流体压强与流速的关系
伯努利效应
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大
适用于液体和气体在内的一切流体
知识点06:浮力
1、定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,常用字母F浮表示。
2、方向:竖直向上。
3、施力物体:液体(或气体)。
4、产生原因
(1)浸没在液体中的立方体,左右两侧面、前后两侧面所受液体的压力大小相等,方向相反,彼此平衡;
(2)上、下两表面处在液体中不同深度,所受到的液体的压强不同,受到的压力也不相等;
(3)下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力,因而产生了浮力,其大小为或 。
【注】当物体部分浸入液体中时,上表面不受液体压力,则或。
5、称重法测浮力
首先用弹簧测力计测出物体的重力G,再测量物体浸在某种液体中静止时的示数F示,则。
知识点08:探究影响浮力大小的因素
1、实验过程
实验方案
示意图
数据分析
实验结论
探究浮力大小与物体浸在液体中的深度的关系
F1=F2
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关
探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关
F1>F2
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关
探究浮力大小与液体的密度是否有关
F1>F2
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与液体的密度有关
2、实验结论:实验结果表明,物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【注】实验中若物体没有全部浸入,能(能、不能)得出正确结论。
知识点09:探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
1、实验步骤
(1)①用测力计测出物体所受的重力F1。②测出空桶的重力F2;③将物体浸没在盛满水的溢水杯中,测出拉力的大小F3;④用弹簧测力计测出小桶和排开水的总重力F4;
计算出F浮=F1-F3;G排=F4-F2。
2、实验结论
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,即。
3、误差分析
(1)若先将物体放入水中测浮力,再测物体的重力,由于物体沾水会使所测重力偏大,则所测浮力偏大;
(2)先测桶和排开液体的重力,再测桶的重力,所测桶沾水重力偏大,所测排开液体的重力偏小。
(3)物块在浸入前,水面要与溢水口相平,若水面不与溢水口相平,不会影响浮力的大小,但会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积,最终会得出物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。
(4)实验中换用大小不同的物块,不同的液体,进行多次测量,是为了使实验结论更具有普遍性。
知识点10:阿基米德原理
1、内容: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:,其中为液体的密度,单位是kg/m3 ,为排开液体的体积,单位m3。
3、对公式的理解
(1)是物体排开液体的体积,不一定等于物体的体积。
(2)浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
(3)阿基米德原理也适用于气体。
知识点11:物体的浮沉条件及最终状态
1、物体的浮沉条件
上浮
漂浮
悬浮
下沉
沉底
示意图
F浮与G物的关系
F浮>G物
F浮=G物
F浮=G物
F浮<G物
F浮=G物-F支
V排与V物的关系
V排=V物
V排<V物
V排=V物
V排=V物
V排=V物
ρ液与ρ物的关系
ρ液>ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
ρ液<ρ物
运动状态和受力情况
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
静态,受平衡力作用
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
说明
上浮是个过程,漂浮是上浮的最终状态
悬浮是个状态
下沉是个过程,沉底是下沉的最终状态
2、物体的浮沉条件的理解
(1)物体的浮沉取决于浮力F浮和重力G物的大小关系。
(2)悬浮状态:物体浸没在液体中,且只受到浮力和重力,可以在液体内部任意位置静止。
(3)漂浮状态:物体的一部分浸人液体中,且只受到浮力和重力,可以在液面任意位置静止。
知识点12:浮力的应用
1、轮船
(1)原理:利用空心法,即把密度比水大的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上。
(2)轮船的排水量:表示轮船的大小,指轮船装满货物时排开水的质量,等于船和货物的总质量。
例如若一艘轮船的排水量是10000t,则轮船的浮力F浮=G排=m排g=1×107kg×10N/kg=108N。
(3)吃水深度:轮船在密度大的水域中吃水深度浅(吃水线低)。在密度小的水域中,吃水深度深(吃水线高)。
例如,当轮船由海中驶入河中时,浮力不变,吃水深度变大。
2、潜水艇
潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。浸没在水中的潜水艇排开的水的体积是始终不变的,所以潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉,可吸水F浮<G。若要上浮,可排水,使F浮>G。
3、热气球
气球和飞艇里充入的是密度小于空气的气体。火焰对球内的空气加热,使球内空气的密度小于外界空气的密度,气球受到的浮力大于受到的重力,热气球升入空中。
4、密度计
(1)用途:测量液体密度的仪器。
(2)原理:密度计放在液体中都是漂浮的,因此受到的浮力始终等于它受到的重力且不变,F浮=G。
(3)刻度特点:根据F浮=G排=ρ液g V排可知,液体的密度较大时,V排较小,密度计露出液面的体积就会大些,反之就小,因此从上至下刻度值是逐渐增大的,但刻度不均匀(均匀、不均匀),上疏下密。(疏、密)
考点1:压力与压强
1.(23-24八年级下·重庆·期末)下面所述案例是物理学知识在生活中的广泛应用,其中说法正确的是( )
A.菜刀不锋利了在磨石上磨一磨,是为了减小压强
B.用吸管能把饮料吸入嘴里,其实是大气压的作用
C.用高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压大液体沸点低
D.水坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而减小
【答案】B
【详解】A.菜刀不锋利了在磨石上磨一磨,是为了减小受力面积,增大压强,故A错误;
B.用吸管吸饮料时,把吸管内的空气吸走了,瓶内的饮料在瓶内大气压的作用下进入嘴里,故B正确;
C.水的沸点随气压的升高而增大,用高压锅煮食物时,增大了锅内的气压,从而提高了水的沸点,所以熟得快,故C错误;
D.水坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而增大,故D错误。
故选B。
2.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是( )
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该实验方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,就是直接利用甲、乙两图的实验结论
【答案】A
【详解】A.在三次实验中,小桌对海绵的压力作用效果大小不能直接比较,均用海绵被压下的深浅,来比较小桌对海绵的压力作用效果大小,采用了转换法,故A错误,符合题意;
B.对比甲、乙两图发现,受力面积相同时,压力越大,海绵的凹陷程度越明显,所以可以得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关,故B正确,不符合题意;
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,需要控制压力大小相同,所以可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比,控制压力大小相同,改变受力面积大小,故C正确,不符合题意;
D.通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,即受力面积相同,控制了最大压力,所以利用甲、乙两图的实验结论:受力面积相同,压力越大,压力作用效果越明显,故D正确,不符合题意。
故选A。
3.(11-12九年级·山东聊城·期中)如下图所示,物体A在水平推力F的作用下,从图甲位置匀速运动到图乙位置。在此过程中,A对桌面的压力 ,A对桌面的压强 。
【答案】 不变 变小
【详解】[1][2]物体A在水平推力F的作用下,在水平桌面上,压力等于重力,从甲图位置匀速运动到乙图位置,重力不变,压力不变。根据可知,压力不变,受力面积变大,A对桌面的压强将变小。
4.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)如图所示,大小活塞的面积之比时5:1,不计摩擦及活塞的重力,则要使左侧大活塞上200N重物被匀速举起,右侧小活塞上的压力F至少为 N。
【答案】40
【详解】根据图中容器左右两端的压强相等可得
即
带入数据为
解得。
5.(23-24八年级下·河南郑州·期末)少林功夫驰名中外,一武术爱好者以图中所示的姿势练功时,如果他的体重为500N,单只脚与地面的接触面积为2×10-2m2,他双脚站立时对水平地面的压强为 Pa,则其中的一只脚对地面的压强 Pa,他走路时对水平地面的压强相比双脚站立时 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 1.25×104 1.25×104 变大
【详解】[1][2]以如图所示姿势练功时,对地面的压力等于人自身的重力,则他双脚站立时对水平地面的压强为
此时每只脚对地面的压强都是1.25×104Pa。
[3]走路时,始终只有一只脚落地,因此他与地面的接触面积变小,即受力面积变小,对地面的压力不变,根据可知他对地面的压强将变大。
6.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图所示,同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙两物体对桌面的压强分别为100帕和50帕,则甲、乙两正方体的边长之比为 ,对地面的压力之比为 。
【答案】 2∶1 8∶1
【详解】[1]设甲正方体的高度(边长)为a,密度为ρ,则其体积为
甲正方体的质量为
甲正方体对水平面的压力等于其重力,则
正方体的底面积
甲正方体对水平面的压强为
同理,乙正方体对水平面的压强为(b为乙正方体的高度),由题知道,两正方体的密度相同,则
即甲、乙两正方体的棱长之比为2∶1。
[2]由 知道,甲乙对对地面的压力比是
7.(23-24八年级下·吉林·期末)小强同学利用洗手间的肥皂、海绵探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,实验探究过程如图所示。
(1)小强通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这种研究方法是 ;
(2)比较 两图中的实验可知,压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图甲和图乙可以得出结论,下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号);
①书包要用宽的背带
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车禁止超载
(4)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如丁图所示,发现无论是大块肥皂还是小块肥皂,对海绵的作用效果都与之前一样。他经过分析得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是 (正确、错误)的,理由是: 。
【答案】(1) 凹陷程度 转换法
(2) 甲丙 受力面积
(3)③
(4) 错误 没有控制压力大小一定
【详解】(1)[1][2]实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显。使用了转换法。
(2)[1][2]由甲、丙两图知道,压力大小相同,受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以可得在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)由图甲和图乙知道,受力面积大小相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,所以可得在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。①书包要用宽的背带,是在压力一定时,通过减小受力面积来减小压强,故①不符合题意;②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度,使用了连通器原理,故②不符合题意;③交通管理部门规定,货车禁止超载,是因为受力面积一定时,压力越大,对地面的压强越大,故③符合题意。故选③。
(4)[1][2]将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,得出压力作用效果跟受力面积的关系,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。
8.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)(1)如图物体A静止在斜面,请作出斜面对物体A的摩擦力和物体A对斜面的压力示意图。
(2)一小球在水中上浮,作出小球受到的力的示意图。
(3)如图所示在易拉罐内装进适量的水,使罐侧立而不倒下。请在图中画出装了适量水的整个罐受到重力的示意图。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)斜面对物体A的摩擦力方向沿斜面向上,物体A对斜面的压力垂直斜面向下,如下图所示:
(2)小球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力,小球在水中上浮,则浮力大于重力,如下图所示:
(3)此时易拉罐受到的重力与支持力是一对平衡力,则这两个力在一条直线上,所以其重心在其与地面的接触点的正上方,过易拉罐的重心沿竖直向下的方向画一条有向线段,用G表示。如下图所示:
9.(23-24八年级下·重庆·期末)如图所示,重力不计的木杆AB可绕O点无摩擦转动,在A端挂一个边长为50cm的正方体M,当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时,物体M对地面的压强刚好为零,且AO=1m,BO=3m。求:
(1)此时杠杆A端所受到的拉力;
(2)物体M的密度;
(3)当F减小至300N时,M对地面的压强。
【答案】(1)1200N
(2)
(3)
【详解】(1)当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时杠杆平衡 ,即FA×OA= F×OB
因为AO=1m,BO=3m,即FA×1m=400N×3m
解得 FA=1200N。
(2)杠杆平衡时,物体M对地面的压强刚好为零,即G= FA=1200N
物体M的质量为
物体M的密度。
(3)当F减小至300N时,杠杆平衡 FA′×OA= F′×OB
即FA′×1m=300N×3m
解得FA′=900N,
M对地面的压强。
10.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)共享单车是节能环保的交通工具。如图所示的共享单车,其相关数据见下表:
质量为50kg的小明骑共享单车上学,在平直的水平路面上匀速行驶时,10min行驶了3km。求:
整车质量/kg
单轮接触地面面积/cm2
15
(1)小明行驶的速度是多少m/s?合多少km/h?
(2)小明骑着这辆共享单车在水平路面上行驶时受到的阻力是总重的0.03,小明骑车前进的牵引力是多少?
(3)小明骑着的共享单车对地面的压强是多少?
【答案】(1)18km/h
(2)18N
(3)2×105Pa
【详解】(1)小明行驶的速度是
(2)小明与单车的总重力为
单车匀速行驶,牵引力F与摩擦力f二力平衡
(3)小明骑着的共享单车对地面的压强是
考点2:液体压强
11.(23-24八年级下·江西抚州·期末)为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一个容器分成左右两部分,隔板下部有一个圆孔用橡皮膜封闭。当左右两侧各注入适量的液体后,下列符合实际情况的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.两边装的都是水,右侧的水到达橡皮膜的深度大一些,所以右侧的压强大些,故橡皮膜应该左凸,而图中橡皮膜不形变,故A不符合题意;
B.由于水的密度大,所以在深度相同的情况下,水的压强比酒精的压强大,故橡皮膜应该右凸,故B符合题意;
C.两边装的都是水,且深度相同,所以橡皮膜不形变,而图中橡皮膜向右凸,故C不符合题意;
D.由于水的密度大,所以在深度相同的情况下,水的压强比酒精的压强大,故橡皮膜应该右凸,故D不符合题意。
故选B。
12.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)如图所示,容器中装有水,其中h1=1m,h2=0.2m,h3=0.2m。则容器内A、B两点的压强之比为( )
A.1∶5 B.1∶4 C.1∶1 D.4∶1
【答案】B
【详解】由图可知,A点的深度为
hA=h2=0.2mB点的深度为
hB=h1-h2=1m-0.2m=0.8m
容器内A、B两点的压强之比为
故选B。
13.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体对容器底部的压强:p甲>p乙;②液体的密度:ρ甲<ρ乙
③容器对桌面的压力:F甲=F乙; ④容器对桌面的压强:p甲′>p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】A
【详解】因两容器的底面积相同,液体深度也相同,则由图可知,甲容器中液体的体积较小,已知两种液体的质量相等,根据可知,甲容器中液体的密度较大,即ρ甲>ρ乙,故②错误; 两容器中液体的深度相同,且ρ甲>ρ乙,则根据p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙,故①正确; ③④容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,两容器的质量相等,液体的质量相等,根据
F=G总=m总g
可知,容器对桌面的压力F甲=F乙;两容器的底面积相同,根据可知,容器对桌面的压强p甲′=p乙′,故③正确,④错误, 故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)小华同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图8所示,铅笔在甲、乙两杯液体中受到的浮力 ;若甲、乙两杯液体等高,则甲、乙两杯液体对杯底的压强 。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 等于 小于
【详解】[1]因铅笔漂浮在液面上,即铅笔受力平衡:浮力等于铅笔的重力,故两种液体内铅笔受浮力相等。
[2]由图知道,甲中排开水的体积比乙中的大,则由知道,甲杯液体的密度比乙杯密度小。由知道,甲杯液体对杯底的压强小于乙两杯液体对杯底的压强。
15.(22-23八年级下·陕西西安·阶段练习)如图,玻璃管装有水倾斜放置,管内水对容器底部的压强为 Pa将玻璃管放竖直,此时对容器底部的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)。()
【答案】 4000 增大
【详解】[1]由图知道,水的深度为
h=40cm=0.4m
水对容器底部的压强为
[2]将玻璃管放竖直,水的深度增大,由p=ρgh知道,此时对容器底部的压强增大。
16.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯(烧杯质量不计),已知水的质量为800g,杯的底面积为80cm2,将一个质量为1000g、体积为2000cm3的实心长方体A用细线系着逐渐放入水中(整个过程杯内水没有溢出)。当A的一半浸入水中前后,台秤的示数变化了 N;若此时剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 10 不变
【详解】[1]]质量为1000g、体积为2000cm3的实心长方体的密度为
即物体的密度比水小,所以当物体A放入水中时物体处于漂浮状态,没有细线牵引,物体漂浮时受到的浮力为
当物体放入水中时,排开液体的体积为
为总体积的一半,所以当A的一半浸入水中前后,物体A受到的浮力增加了10N,由力的作用是相互的可知,物体A对水向下压力增加了10N,则烧杯对台秤的压力也增加了10N,所以台秤的示数变化了10N。
[2]若此时剪断细线,物体排开液体的体积仍为总体积的一半,待液面静止后,物体排开液体的体积并没有发生变化,所以水的深度不变,由可知,水对容器底的压强不变。
17.(23-24八年级下·重庆·期末)(1)在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强和小敏利用如图所示的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图所示的实验。
请分析:①小强是根据 的现象来比较压力的作用效果的;
②通过观察图2中甲、乙两图得出结论: ;
③此后小敏把小桌挪放到一块木板上,如图丙所示,她发现小桌对木板的压力作用效果不够明显。小敏通过对图甲、丙的比较,又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。小强和小敏实验结论不一致的原因是: 。
(2)小月在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的实验步骤:
①图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。从结构来看,压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;
②比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”);比较图乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”);
③小月保持图乙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,她发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部压强就越大”的结论。你认为她的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”),原因是: ;
④实验中,小月发现根据压强计液面高度差计算出的压强p1和用烧杯中金属盒表面所处深度计算出的压强p2不相等,这是由于橡皮膜发生形变导致p1 p2(选填“>”或“<”)。
【答案】(1) 海绵的凹陷程度 压力不变,受力面积越小,压力的作用效果越明显 没有控制被压物体的材料相同
(2) 薄 不是 增大 有关 不可靠 没有控制金属盒所处深度不变 <
【详解】(1)[1]通过海绵的凹陷程度来反映压力作用效果是否明显,海绵凹陷深,说明压力的作用效果大,反之,说明压力的作用效果小。
[2]图甲与图乙相比,小桌对海绵的压力都是砝码的重力与小桌的重力之和,二者对海绵的压力相同,图甲的受力面积是桌面的面积,图乙的受力面积是桌腿的面积,二者对海绵的受力面积不同,二者使海绵凹陷的程度不同,所以压力的作用效果不同,因此通过比较甲、乙两图,可得当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
[3]由图甲乙知道,受压物体材料相同,物体间的压力相同而接触面的面积不同,图乙的受力面积小,形变程度大,压力作用效果明显,小强由此得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;由甲丙两图知道,实验中,形变物体的材料不同,所以得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显的错误结论,综上所述,小强和小敏实验结论不一致的原因是:小强选择了相同的受压物体材料,小敏没有选择受压物体材料相同。
(2)[1]橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,越能反映受到液体压强的变化,所以压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的。
[2]U形管压强计的左侧上端与金属盒探头相连,没有开口,不是上端开口底部连通的容器,因此不是连通器。
[3]由乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,液体越深,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,说明同种液体内部压强随深度的增加而增大。
[4]由乙,丁两次实验知,液体的深度相同,液体的密度越大,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,说明液体压强跟液体密度有关。
[5][6]小月得出的结论不可靠,因为小月要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持液体深度不变,小月保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,该实验过程中没有控制液体深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。
[7]橡皮膜由于发生形变会损失一部分压强,所以根据压强计液面高度差计算出的压强p1偏小,即根据压强计液面高度差计算出的压强p1小于用烧杯中金属盒表面所处深度计算出的压强p2。
18.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为40N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为16kg,水深0.25m。求:
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)水对鱼缸的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水对鱼缸底部的压强
(2)根据可得,水对鱼缸的压力
(3)鱼缸内的水、鱼、沙石等总重力
则鱼缸对桌面的压力
则鱼缸对桌面产生的压强
19.(23-24八年级下·福建福州·期末)图甲所示,水平放置的圆柱形容器底部有一个重为8N、边长为10cm的实心均匀的正方体物块M,M与容器底部不密合。以流速恒定的水流缓慢向容器内注水。
(1)还没开始注水时,物块M对容器底的压强;
(2)当t=t1时,物块M下表面受到水的压力;
(3)在0-t2时间内,物块M克服重力做的功。
【答案】(1)800Pa
(2)8N
(3)见解析
【详解】(1)还没开始注水时,物块对容器底的压力
F=G=8N
容器底的面积
物块对容器底的压强
(2)由乙图知,当t=t1时,容器底部受到水的压强,因同一深度处液体内部向各个方向的压强相等,则物块M下表面受到水的压力
(3)由t1时物块M下表面受到水的压力为8N,等于物块受到的重力,因此可以知道物体的密度可能等于水的密度,或小于水的密度。
若,则物体在0-t2过程中,始终未离开水底,因此克服重力做功为0J。
若,则物体在0-t1过程,未离开水底,因此重力做功W1=0J,t1时刻,物体恰好漂浮,在t1-t2过程,物体随水面上升,由液体压强公式知,物体上升的高度为
因此t1-t2过程,物块克服重力做功为
因此0-t2过程,物体克服重力做功
综上可知,在0~t1过程中,物块M克服重力做功为0J或0.32J。
20.(23-24八年级下·广西河池·期末)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到底面积为25cm2的圆柱形平底玻璃杯里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当玻璃杯下表面所处的深度h1=10cm时,玻璃杯处于直立漂浮状态,如图a所示。求:
(1)水对玻璃杯下表面的压强;
(2)玻璃杯受到的浮力;
(3)若从玻璃杯中取出100cm3的液体后,此时玻璃杯下表面所处的深度h2=7cm,玻璃杯仍处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
【答案】(1)1000Pa;(2)2.5N;(3)0.75g/cm3
【详解】解:(1)玻璃杯放在水槽中,玻璃杯下表面所处的深度
h1=10cm=0.1m
玻璃杯底部受到水的压强为
p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(2)玻璃杯排开水的体积
V排=Sh1=25cm2×10cm=250cm3=2.5×10-4m3
玻璃杯受到水的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-4m3=2.5N
(3)从玻璃杯中取出100cm3的液体后,玻璃杯下表面所处的深度
h2=7cm=0.07m
玻璃杯减少的浮力为
ΔF浮=ρ水gΔV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-3m2×(0.1-0.07)m=0.75N
减小的浮力等于减小的重力,所以
ΔF浮=G液减=0.75N
所以从玻璃杯中取出液体的质量为
液体的密度为
答:(1)水对玻璃杯下表面的压强为1000Pa;
(2)玻璃杯受到的浮力2.5N;
(3)液体的密度为0.75g/cm3。
考点3:大气压强
21.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)关于下面三幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,实验中玻璃管内水银柱上方会有少量气体
B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变高
C.如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱下降
D.如丙图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
【答案】C
【详解】A.如甲图,玻璃管立起来前,里面水银是满的,立起来后水银柱产生的压强等于大气压强,此时玻璃管内水银柱上方是真空,故A错误;
B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度变长,由于大气压强不变,因此水银柱的高度不变,故B错误;
C.大气压随海拔高度的增加而降低,随海拔高度的减小而升高;如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,瓶外大气压增大,根据瓶内大气压等于瓶外大气压加上水柱压强可知,瓶内气体压强不变,水柱压强减小,所以,细管内的水柱下降,故C正确;
D.盆景中的水位能保持一定高度,是利用了大气压,瓶子上方时是封闭的,不属于连通器,所以没有利用连通器原理,故D错误。
故选C。
22.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图所示,在一个一端开口的U形管内装有水,管的左端封闭着一些空气,一只小试管浮在水面,小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况( )
A.小试管将不动 B.小试管将下沉一些
C.小试管将先向上浮一些,再下沉 D.小试管将上浮一些
【答案】B
【详解】向右管中注水,密闭端的气体压强增大,小试管内的气压也要跟着增加,小试管才会保持平衡,小试管中的一定量空气,压强增大,体积减小,空气柱长度变短,相对水面是下沉的,故B正确,ACD错误。
故选B 。
23.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)一个空茶壶质量为0.5kg,放在水平桌面上与桌面的接触面积为,茶壶盛入1.5kg水后,水的深度为12cm,下列说法错误的是( )(,)
A.水对茶壶底部的压力为15N B.水对茶壶底部的压强为
C.茶壶对桌面的压强为2000Pa D.茶壶盖上小孔的作用是为了使壶内外气压相同
【答案】A
【详解】AB.水对茶壶底部的压强为
则水对茶壶底部的压力为
故A错误,符合题意,B正确,不符合题意;
C.茶壶对桌面的压力为
则茶壶对桌面的压强为
故C正确,不符合题意;
D.茶壶盖上小孔的作用是为了使壶内外气压相同,便于将茶水倒出,故D正确,不符合题意。
故选A。
24.(23-24八年级下·福建厦门·期末)厦门植物园以其独特的植物资源和多元化的娱乐设施,吸引着无数游客前来参观。已知在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa。厦门当日海拔0m的地方大气压1.013×105Pa,小明登上植物园的山顶,测得大气压为9.96×104Pa,该地的海拔约为( )
A.17m B.100m C.170m D.1700m
【答案】C
【详解】该地的海拔约为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
25.(23-24八年级下·江苏镇江·期末)端午节有“吃粽子”的习俗,高压锅煮粽子更容易熟,这是由于水的沸点随气压升高而 。 一瓶氧气的密度为 5kg/m3,质量为3kg,则瓶中氧气的体积是 m3;若用去一半,则剩余氧气的密度为 kg/m3。
【答案】 升高 0.6 2.5
【详解】[1]高压锅内气压高,而水的沸点随气压的升高而升高,所以更容易将粽子煮熟。
[2]由知,瓶中氧气的体积为
[3]用去一半后,氧气的质量变为原来的一半,为1.5kg,体积不变,故密度为
26.(23-24八年级下·吉林长春·期末)如图所示,在足够多的水中放一个两端开口的细长圆管,管内有一质量不计且与细长管间密封的活塞,其下表面与水面相平,面积为1cm2,大气压强为1.0×10⁵Pa。现用竖直向上的力F将活塞匀速提高0.5m,该过程中F对活塞做功为 J,此过程中细长管内水面的位置 。
【答案】 5 上升
【详解】[1]根据题意可知,活塞的质量不计,所以活塞的重力不计,对活塞受力分析可知,其受到大气对其向下的压力以及竖直向上的力F,由于活塞匀速提高,所以活塞受力平衡,故
所以,该过程中F对活塞做功为
[2]活塞被提上去的过程中,由于圆管内活塞与水之间的气压小于外界大气压,因此在大气压的作用下水被压进圆管内,此过程中细长管内水面的位置上升。
27.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)小明在学习了大气压强的知识后,将自制的一个气压计(如图中甲所示)、装满水的杯子及盖着的薄塑料片(来验证大气压的存在,如图中乙所示)和充有一定量空气的气球(如图中丙所示)放入密闭的玻璃罩内,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,根据所学的知识推测:甲玻璃管内的液柱 (选填“上升”、“下降”或“不变”);乙实验中薄塑料片将 (选填“掉落”或“不掉落”);丙实验中气球的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若乙杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm2(不考虑分子间作用力),当钟罩内气压降到 Pa时,会看到推测的现象。
【答案】 上升 掉落 变大 800
【详解】[1]当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,玻璃罩里面的气压降低,甲中瓶内的气压大于玻璃罩内的气压,瓶内大气压会将液体压上来,所以甲玻璃管内液柱上升。
[2]乙中玻璃罩内大气压降低,产生的压力变小,当璃罩内气体产生的压力小于杯中水和塑料片总重力时,薄塑料片会掉落。
[3]丙中当抽气时,玻璃罩内的气压变小,气球里面的气压大于外面的,所以气球的体积会变大。
[4]当塑料片即将掉下来时,玻璃罩内气体对塑料片与杯中水总体产生的压力大小等于塑料片与水的总重力的大小,则有
F=G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
玻璃罩内气体产生的压强为
28.(23-24八年级下·山东临沂·期末)利用注射器、弹簧测力计和刻度尺等器材测量大气压,方案如下。
(1)读出注射器针筒上有刻度部分的容积V,并用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L,可以计算出针筒的 ;
(2)把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器注射孔,这样做的目的是 ;
(3)如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F,即为 (选填“针筒”或“活塞”)受到的大气压力;
(4)实验所测大气压的值为 (用测量步骤中的V、L和F表示);
(5)让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 对实验的影响,从而提高实验的精确程度;
(6)实验时,注射器针筒的底端装针头处的空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),为排除这一因素的影响,可采取的办法是 ;
(7)影响实验结果的因素还有: (列出一个即可)。
【答案】(1)横截面积
(2)排出针筒内的空气
(3)活塞
(4)
(5)活塞重力
(6) 偏小 见解析
(7)见解析
【详解】(1)由针筒上有刻度部分的容积和针筒上有刻度部分的容积得到活塞的横截面积。
(2)实验中为了排出针筒内的空气,需要把注射器的活塞推至注射器针筒的底端。
(3)当活塞刚开始滑动时,此时活塞在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等,活塞受到的大气压力等于弹簧测力计的示数为F。
(4)所测大气压的值
(5)当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,由于活塞受重力的作用,使得测力计的拉力不等于大气压力,从而影响测得的大气压,所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向,目的是为了减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的准确程度。
(6)[1][2]注射器顶端装针头处空气无法排尽,即有残余气体,注射器内还会有一定气压,这样会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽。
(7)如果装置漏气,则无法测量大气压的值,而活塞与针筒间有摩擦会导致弹簧测力计的拉力偏大,从而测出实验结果与标准大气压差异较大。
29.(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)
【详解】(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
30.(23-24八年级下·安徽池州·期末)研究力学问题时,可以将抽象问题转化成物理模型,再利用受力分析解决相关问题。如图甲所示是通过托里拆利实验测量大气压,玻璃管内外水银面的高度差为h,在玻璃管内水银面与外界水银面齐平的位置处选取一个“理想液片”作为物理模型(即液片的质量忽略不计),对其进行受力分析。
(1)请在乙图画出“理想液片”竖直方向的受力示意图。
(2)请根据受力分析推导出大气压的值。()
(3)某星球表面上物体所受重力与质量的比值g=3.7N/kg,该星球表面上某处大气压是740Pa,假如在此星球用酒精来做托里拆利实验,则玻璃管内外酒精液面的高度差h是多少? (ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】(1);(2);(3)0.25m
【详解】解:(1)“理想液片”受到外界大气压向上的压力,同时受到管内水银柱产生的向下的压力,因为液片静止,所以这两个力大小相等,如图所示:
(2)“理想液片”受到外界大气压向上的压力和受到管内水银柱产生的向下的压力大小相等,即
根据可得
可得大气压的值为
(3)根据可知
答:(1)“理想液片”竖直方向的受力示意图;
(2)大气压的值;
(3)玻璃管内外酒精液面的高度差h是0.25m。
考点4:流体压强与流速的关系
31.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)假期小明全家坐高铁去旅游,在站台等待列车时,站台的乘务人员让旅客在安全线后面候车,是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速小,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速大,压强小
【答案】D
【详解】列车进站时车体附近空气流速大,压强小,小于大气压。人和物体在大气压作用下,会被“吸”向列车而发生事故,因此等待列车时必须站立在安全线以外,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
32.(23-24八年级下·山东青岛·期中)小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球运动状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。下列方案中不合理的是( )
A.竖直向上吹气 B.斜向下吹气
C.竖直向下吹气 D.水平向左吹气
【答案】A
【详解】A.不吹气时,乒乓球由于重力作用在漏斗内,乒乓球不能被吹走,易被误认为是吹力不够大,故不能很好的探究流速对流体压强的影响,故A符合题意;
B.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大压强小,乒乓球左下方空气流速小压强大,产生向右上方的压力,乒乓球保持静止状态,所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故B不符合题意;
C.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下落,竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,产生向上的压力差,乒乓球保持静止状态,所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故C不符合题意;
D.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,水平向左吹气时,乒乓球右侧空气流速大压强小,乒乓球左侧空气流速小压强大,产生向右的压力差,乒乓球保持静止状态,所以水平向左吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故D不符合题意。
故选A。
33.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)以下与压强有关的科技实例中,表述错误的是( )
A.图中是我国C919大型客机腾空起飞,客机起飞利用了伯努利原理
B.图中是我国三峡大坝的船闸工程,它是利用连通器原理解决了轮船的航运问题
C.图中是用真空吸盘搬运沉重的玻璃,是利用了大气压完成的
D.图中是中国99式主战坦克,它宽大的履带可减小对地面的压力
【答案】D
【详解】A.飞机的机翼做成上凸下平的形状,当飞机运动的时候机翼上方的气流经过的路程长,机翼下方的气流经过的路程短。而气流经过机翼上下方的时间相同,所以机翼上方的空气流速大压强小,机翼下方的空气流速小压强大,机翼上下方就有了向上的压力差,所以飞机获得了升力,使飞机飞上蓝天,利用了伯努利原理,故A正确,不符合题意;
B.船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。若船要从上游驶向下游,先关闭下游阀门和闸门,打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后关闭上游阀门和闸门,打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游,分析可知,船闸利用连通器原理解决了轮船的航运问题,故B正确,不符合题意;
C.因为真空吸盘里面真空对外的压强几乎为零,外面的大气压把吸盘紧紧地压在玻璃上,从而搬运玻璃,是利用了大气压,故C正确,不符合题意;
D.坦克的履带非常宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误,符合题意。
故选D。
34.(23-24八年级下·安徽六安·期末)如图所示,对生产生活中现象的描述,正确的是( )
A.甲图:b孔水喷得更远,说明液体内部压强随深度的增加而减小
B.乙图:三峡五级船闸,利用连通器的原理工作
C.丙图:自制简易气压计从一楼拿到二十楼,玻璃管内的液柱会下降
D.丁图:A管内水面上升,说明流体在流速大的位置压强大
【答案】B
【详解】A.甲图:b孔水喷得更远,说明液体内部压强随深度的增加而增大,故A错误;
B.乙图:三峡五级船闸,当底部的阀门打开时,上游和闸室、闸室和下游之间都可以构成连通器,利用连通器的原理工作,使船只顺利通行,故B正确;
C.丙图:自制简易气压计从一楼拿到二十楼,外界大气压随高度增大而减小,瓶内的水在水面上方气压作用下进入玻璃管,玻璃管内的液柱会上升,故C错误;
D.丁图:A管内水面上升,是因为A管上端处空气压强变小,烧杯内的水在大气压作用下进入A管并上升,说明流体在流速大的位置压强小,故D错误。
故选B。
35.(23-24八年级下·山东临沂·期末)2024年6月14日,C919客机开启了第四条商业定期航线,这意味着C919已经通达了中国民航的北京、上海、广州三大枢纽。如图所示,正在匀速升空的C919( )
A.所受合力指向飞行方向 B.发动机向后的推力不做功
C.机舱外的大气压强越来越大 D.机翼下方的空气流速比上方的小
【答案】D
【详解】A.正在匀速升空的C919处于平衡状态,因此所受合力为零,故A错误;
B.发动机给空气一个向后的推力,空气给飞机一个向前的力使其飞行,因此发动机向后的推力做功,故B错误;
C.飞机升高过程中,所处深度越来越高,因此机舱外的大气压强越来越小,故C错误;
D.根据流体压强的特点可知,机翼下方的空气流速比上方的小,因此机翼上方的压强小,下方的压强大,产生了一个向上的压力差使飞机升空,故D正确。
故选D。
36.(23-24八年级下·江苏宿迁·期末)某同学一只手拿着羽毛球筒(两端开口)的中部,另一只手用力击打球筒的上端,将羽毛球从筒中取出,如图所示,则( )
A.羽毛球从筒的上端出来 B.说明空气流速大的地方压强大
C.羽毛球只受到重力和摩擦力 D.羽毛球在球筒中运动时,受到的摩擦力向上
【答案】A
【详解】A.一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端,羽毛球筒在力的作用下向下运动,而羽毛球由于惯性而保持静止,所以羽毛球会从筒的上端出来,故A符合题意;
B.该操作利用了物体具有惯性,不能说明空气流速大的地方压强小,而且“空气流速大的地方压强大”这句话本身也是错误的,故B不符合题意;
C.羽毛球受到重力和摩擦力,以及羽毛球筒对它的压力,故C不符合题意;
D.羽毛球相对球筒向上运动,受到的摩擦力向下,故D不符合题意。
故选A。
37.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)中国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”完成了高寒试飞任务。
(1)在“鲲龙”执行森林灭火的投水任务中,飞行员应在飞机到达着火地点 (填“前”或“后”)进行投水;在 (填“逆风”或“顺风”)时,飞机更容易起飞:加速滑行时,空气对飞机上、下表面的压力差 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)“鲲龙”在水下悬浮时,若注入60t海水,“鲲龙”将先加速下潜后匀速,在下潜过程中,“鲲龙”受到海水的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”),受到海水的压强 (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 前 逆风 增大
(2) 不变 变大
【详解】(1)[1]飞机和水一起向前运动,当飞机投水后,水由于惯性保持原来的运动状态继续向前运动,所以要提前投放。
[2]飞机的起飞主要依靠机翼上下两侧空气流速产生的压强差来提供升力,逆风起飞时,飞机的相对空气速度增加,从而产生更大的升力,这使得飞机能够在较短的滑跑距离内达到起飞速度,缩短起飞滑跑距离。
[3]加速滑行时机翼下表面的空气流速比上表面空气流速小,机翼下表面受到的压强大于上表面受到的压强,下表面受到的压力大于上表面受到的压力,空气对飞机上、下表面的压力差变大,所以产生向上的升力。
(2)[1]在下潜过程中,排开水的体积不变,由可知,浮力不变。
[2]由可知,密度不变,深度增加,压强增大。
38.(23-24八年级下·广东江门·期末)广东夏季烈日炎炎,有不少摩托车主选择加装如图所示的遮阳伞。虽然这样的遮阳伞能够让车主免受阳光的荼毒,但是存在很大的安全隐患,这是因为,当摩托车快速行驶时,伞上方的空气流速 (选填“大于”或“小于”)下方的空气流速,导致上方的大气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的大气压强,驾驶员会感觉车被向 (选填“上”或“下”)提起。
【答案】 大于 小于 上
【详解】[1][2][3]遮阳伞“上凸下平”,当摩托车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强(或压力)差,伞面会被吹起,驾驶员会感觉车被向上提起,存在严重的安全隐患。
39.(23-24八年级下·江苏宿迁·期末)图甲所示为和吊瓶。针头很尖是通过 来增大压强:若出现“回血”现象(血液进入输液软管中),则需将药液袋举高,这是利用了液体压强与 有关。图乙所示的水中气泡随着水流动,从水管较粗的一端流入较细的一端,其体积 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 减小受力面积 深度 变大
【详解】[1]生病输液时,所用的针头很尖,由公式可知,这是在压力F一定时,通过减小受力面积来增大压强。
[2]若出现“回血”现象(血液进入输液软管中),需将药水瓶举高,这是因为由公式p=ρgh可知,在ρg一定时,药液的压强p随深度h的增大而增大。
[3]水中气泡随着水流动,从水管较粗的一端流入较细的一端时,液体流速变大,压强变小,此时气泡外部压强小于内部压强,导致气泡体积变大。
40.(23-24八年级下·江苏无锡·期末)一座桥头立着如图甲所示的标志牌,它的作用是提醒司机所驾驶车辆的总重不允许超过 N,否则就可能发生危险,车辆对这座桥面的压力是由于 (选填“轮胎”或“地面”)发生形变产生的。若在无风的天气,汽车在公路上快速行驶时,车后面的树叶总会向如图乙中所示的 (选填“A”、“B”或“C”)方向飘动,这是因为汽车在快速行驶时,马路中间的空气流速大,压强 。
【答案】 2×105 轮胎 A 小
【详解】[1]图甲表示该桥允许车辆的最大质量为20t,即为20000kg,所以车辆的最大重力为
[2]弹力是由于物体发生弹性形变而产生的,因此车辆对这座桥面的压力,是因为轮胎发生弹性形变要恢复到原来的形状而对地面产生的力。
[3][4]汽车在快速行驶时,马路中间的空气流速大,根据流体压强与流速的关系可知,A位置的空气流速大,压强小,所以车后面的树叶总会向A方向飘动。
考点5:浮力的基础
41.(23-24八年级下·四川攀枝花·期末)对下列图中各现象的描述正确的是( )
A.水中下沉的苹果不受浮力
B.拉弯的弓具有弹性势能
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时,动能增大。
D.老人和小孩一起爬楼梯,小孩跑得快,说明小孩做功快。
【答案】B
【详解】A.水中下沉的苹果,由于下部有水,因此会受到浮力的作用,故A错误;
B.拉弯的弓发生弹性形变,具有弹性势能,故B正确;
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时,高度增加,重力势能会增加,由于人造地球卫星机械能守恒,则动能会减小,故C错误;
D.老人和小孩一起爬楼梯,小孩跑得快,只能说时间短,老人的重力大,做的功多,由于不知道具体的功和时间的关系,根据无法比较功率的大小,故D错误。
故选B。
42.(21-22八年级下·福建三明·期中)下列物体没有受到浮力的是( )
A.在太空中遨游的“天宫一号”
B.在海面上航行的航母“山东号”
C.在海水中下潜的“奋斗者号”
D.在空气中上升的热气球
【答案】A
【详解】A.太空中没有空气,太空遨游的“天宫一号”没有受到浮力,故A符合题意;
B.海面航行的“山东号”漂浮在海面上,受到海水对它的浮力,故B不符合题意;
C.水中下潜的“奋斗者”号浸在水中,受到水对它的浮力,故C不符合题意;
D.空中上升的热气球浸在空气中,受到空气对它的浮力,故D不符合题意。
故选A。
43.(23-24八年级下·山东聊城·期末)伐木工人为了能把砍伐的木材从林场方便地运出,有水道的地方常常将木材连接成木排,使其顺流而下,下列关于此时的木排说法正确的是( )
A.将砍伐的木材连接成木排才会受浮力
B.流水没有对木排做功
C.水深的地方,木排受到的浮力大
D.木排所受浮力的方向为竖直向上
【答案】D
【详解】A.将砍伐的木材浸入水中即受到浮力,故A错误;
B.木排随水向下漂流,所以流水对木排做功,故B错误;
C.木排受到的浮力与它排开水的体积有关,与水的深度无关,故C错误;
D.木排所受浮力等于水对它向上和向下的压力差,方向为竖直向上,故D正确。
故选D。
44.(23-24八年级下·山东威海·期末)一个重为5N的小茶杯漂浮在水面上,将它按入水中后会沉在水底。下列说法不正确的是( )
A.茶杯的密度大于水的密度
B.漂浮时茶杯受到的浮力为5N
C.漂浮时茶杯下表面所受到的压力为5N
D.茶杯分别漂浮在水和盐水中时,它排开盐水的体积大于排开水的体积
【答案】D
【详解】A.将茶杯按入水中后会沉在水底,所以,茶杯的密度大于水的密度,故A正确,不符合题意;
B.漂浮时茶杯受到的浮力等于它的重力,大小为5N,故B正确,不符合题意;
C.物体受到的浮力等于液体对它向上和向下的压力差,所以,漂浮时茶杯下表面所受到的压力为5N,故C正确,不符合题意;
D.茶杯分别漂浮在水和盐水中时,受到的浮力大小相等,都等于它的重力,盐水的密度大于水的密度,根据阿基米德原理可知,它排开盐水的体积小于排开水的体积,故D错误,符合题意。
故选D。
45.(23-24八年级下·吉林长春·期末)如图所示将完全相同的两个长方体分别水平和竖直放置在水中,它们上下表面受到的压力差和压强差的大小关系是:FA FB,pA pB。
【答案】 = <
【详解】[1]长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差相等,即FA=FB。
[2]长方体物块上下表面受到水的压强差:,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以,长方体物块竖直放置比水平放置上下表面受到水的压强差大,即pA<pB。
46.(23-24八年级下·广东汕尾·期末)老师给了刘羽一个量筒,给了项邦一个弹簧测力计,让他们分别测量两个相同金属球浸没在水中时受到的浮力大小。刘羽用量筒和水测出了金属球的体积为20cm3,随后他计算出了金属球在水中受到的浮力为 N,项邦则用弹簧测力计测出了金属球的重力G,随后将金属球浸没水中并读出弹簧测力计的示数F=1.8N,再计算出了金属球的浮力,发现与刘羽的一致,则金属球的重力G= N。随后他们又制作了一个密度计,测量了如图甲乙液体的密度,则密度较大的是 液体。(g取10N/kg)
【答案】 0.2 2 甲
【详解】[1]金属球在水中受到的浮力为
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×20×10-6m3×10N/kg=0.2N
[2]由称重法测浮力可知,金属球的重力
G=F浮+F=0.2N+1.8N=2N
[3]由图可知,密度计在甲乙液体中漂浮,受到的浮力等于自身重力,因此浮力相同,乙中密度计浸入水中更深些,排开液体的体积更大,由F浮=ρ液V排g可知,乙液体密度更小。密度较大的是甲液体。
47.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,体积为V=400cm3的木块在绳子拉力F=1.6N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计)。则木块此时受到浮力为 N;木块的密度为 kg/m3。
【答案】 4 0.6×103
【详解】[1]木块此时受到浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N
[2]木块的重力为
G=F浮-F=4N-1.6N=2.4N
木块的密度为
48.(23-24八年级下·广东珠海·期末)如图1所示,小海进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。当物块浸没在水中时受到的浮力为 N,比较图甲、乙、丙、丁可得出结论:浮力大小与 有关,如2图所示,图线 (选填“a”或“b”)能表示物体所受浮力F与浸入液体深度h的关系。
【答案】 4 排开液体的体积 b
【详解】[1]由图甲可知,物块的重力G=5N,由图丙可知,物块完全浸没在水中时弹簧测力计示数为1N,则由称重法可知,物块浸没在水中时受到的浮力为
[2]由图甲可知物块的重力,由图乙、丙可知,随着物块排开水的体积逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐减小,图丙和图丁中,物块排开水的体积相同,弹簧测力计的示数相同,因此可知,浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]物块缓慢浸入水中的过程中,随物体排开液体体积的增加,物体受到的浮力增加,当物体完全浸没后,排开液体的体积不变,则浮力不变,因此随着物块浸入液体深度h的增大,物块受到的浮力先增大后不变,故图线b能表示物体所受浮力F与浸入液体深度h的关系。
49.(23-24八年级下·山东烟台·期末)用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下降高度h的关系如图乙所示 (忽略液面变化),物体受到的最大浮力为 ,物体的体积为 ,物体的密度为 。(g取10N/kg)
【答案】 4N 4×10-4m3 2.25×103kg/ m3
【详解】[1] 由图可知,物体重力为9N,全部浸没时测力计示数为5N,根据称重法,物体受到的最大浮力为
[2] 物体的体积为
[3] 物体的密度为
50.(23-24八年级下·山东滨州·期末)如图,小明把一金属块挂在弹簧测力计下,然后浸没在水中,再浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图所示。则该金属块的密度为 kg/m3,丙图中液体的密度为 kg/m3。
【答案】 2.7×103 0.8×103
【详解】[1] 由图甲可知,金属块的重力为G=2.7N,金属块的质量为
金属块浸没在水中时的浮力为
F浮水=G-F水=2.7N-1.7N=1N
浸没在水中时,金属块的体积等于排开水的体积,即
所以金属块的密度为
[2] 金属块浸没在液体中时的浮力为
F浮液=G-F液=2.7N-1.9N=0.8N
因为金属块浸没在水中和浸没在液体中时排开液体的体积相等,由F浮=ρ液gV排知,浮力与液体密度成正比,即
代入数据得液体的密度为
考点6:阿基米德原理
51.(24-25八年级上·四川眉山·期末)甲、乙两物体的密度之比为3:5,质量之比为3:4,现将它们完全浸没在水中,则它们受到的浮力之比F甲:F乙为( )
A.3:5 B.4:5 C.4:3 D.5:4
【答案】D
【详解】由题知m甲∶m乙=3∶4,ρ甲∶ρ乙=3∶5
由公式可知,
又知道两球都浸没在液体中,则V排=V物,甲乙两球排开的液体体积之比
又因为F浮=ρ液gV排,浸没在同种液体中,所以甲、乙两球所受浮力之比
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
52.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个实心小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是( )
A.乙容器中木块的密度等于丙容器中小球的密度
B.三个容器中的水对容器底部的压力相等
C.如果向乙容器中加入盐水(ρ盐水>ρ水),木块受到的浮力变大
D.如果向丙容器中加入酒精(ρ酒精<ρ水),小球受到的浮力不变
【答案】B
【详解】A.根据物体的浮沉条件可知,木块漂浮在水中,木块的密度小于水的密度,小球悬浮在水中,小球的密度等于水的密度,因此小球的密度大于木块的密度,故A错误;
B.三个容器中水面的高度相同,根据可知,水对容器底部的压强相等,三个容器的底面积相同,由可知,三个容器中的水对容器底部的压力相等,故B正确;
C.如果向乙容器中加入盐水,导致液体的密度变大,木块的密度仍然小于液体的密度,仍然会漂浮,浮力等于其重力,保持不变,故C错误;
D.如果向丙容器中加入酒精,导致液体的密度变小,小球的密度会大于液体的密度,导致小球下沉,小球仍处于浸没状态,排开液体的体积不变,由可知,小球受到的浮力变小,故D错误。
故选B。
53.(23-24八年级下·山东济宁·期末)在图甲中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像,若不计水的摩擦力,则下列说法中正确的是( )
A.石料的质量为1400kg B.石料的体积为0.05m3
C.石料的密度为2.8kg/m3 D.石料在水中受到的最大浮力为900N
【答案】B
【详解】A.由图乙知道,石料没有浸入水中时,拉力为1400N,由于是匀速下降,所以石料的重力也为1400N,则石料的质量为
故A错误;
B.由图乙可知,石料完全浸没时在水中受到的浮力
由于完全浸没,石料的体积等于它排开水的体积,根据阿基米德原理得石料的体积为
故B正确;
C.石料的密度为
故C错误;
D.石料完全浸没在水中时所受浮力最大,由B可知石料在水中受到的最大浮力为500N,故D错误。
故选B。
54.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,用一根细线 (质量和体积均不计)将A、B两个实心物体相连接并轻轻地放入水中,当两物体保持静止时,正方体A的上表面恰好与水面齐平。已知正方体A的边长为10cm、重力为8N,球形物体B的重力为7N。此时物体A受到的浮力为 N;物体B的体积为 m³。
【答案】 10
【详解】[1]正方体A浸没在水中,排开水的体积等于正方体A的体积为
物体A受到的浮力为
[2]图中两物体保持静止,属于平衡状态受到的总重力与总浮力相等,即
解得,物体B受到的浮力为
物体B浸没体积等于其排开水的体积为
55.(23-24八年级下·甘肃陇南·期末)小平测得一个鸡蛋的质量是60g,她将该鸡蛋放入盐水中时,发现鸡蛋漂浮在盐水中,则鸡蛋受到的浮力为 N;向盐水中逐渐加入清水,发现鸡蛋最后沉入水底,由此现象可知物体所受浮力大小与 有关。
【答案】 0.6 液体密度
【详解】[1]鸡蛋的重力
G=mg=0.06kg×10N/kg=0.6N
鸡蛋悬浮在盐水中,鸡蛋受到的浮力等于重力,所以鸡蛋受到的浮力为0.6N。
[2]向盐水中逐渐加入清水,发现鸡蛋最后沉入水底,鸡蛋受到浮力小于重力,由于排开水的体积不变,而盐水中由于加入清水,密度变小,由此现象可知物体所受浮力大小与 液体密度有关。
56.(23-24八年级下·重庆·期末)在科技节,小勇用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆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的下端受到的作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小随水深变化的图像如图乙所示,则细杆的长度为 cm,当容器中的水深为11cm时,力传感器的示数为 N。
【答案】 3 2
【详解】[1]由图乙可知,在水深从0到3cm的过程中,力传感器的示数保持6N不变。因为此时还没有水对正方体A产生浮力,力传感器的示数就等于正方体A的重力G = 6N,且此时水还未接触到正方体A,从开始加水到水刚接触正方体A时,水深为3cm,所以细杆的长度为3cm。
[2]细杆的长度为3cm,当水深为13cm时正方体A刚好浸没,所以正方体A的边长
当水深11cm时,正方体A浸入水中的深度
对正方体A进行受力分析,它受到竖直向下的重力G = 6N,竖直向上浮力
浮力大于重力,故细杆的拉力F拉竖直向下,即
即力传感器的示数为2N。
57.(23-24八年级下·江苏无锡·期末)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。如图甲,先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,用笔在吸管上标记水面位置为O点;取出吸管,量出O点至封口端的距离H。通过分析与计算,除O点外,还在吸管上相应位置分别标上、、、密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为 ;
(2)如图乙,吸管漂浮在其他液体中时,吸管底部距离液面的深度 (用、、H表示);
(3)观察简易密度计,管壁上标注的刻度线分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的;
(4)如图丙,若小明将密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,用重新“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 1 不均匀 偏大
【详解】(1)[1]密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中O处,说明此时密度计在O处显示的密度值应该为水的密度,所以则O处应标为1.0g/cm3。
(2)[2]图甲中,密度计漂浮,受到的浮力等于自身重力,若密度计的底面积即为S,则密度计排开水的体积,密度计受到的浮力
图乙中,密度计在液体中漂浮,受到的浮力仍等于自身重力,即
故吸管底部距离液面的深度
(3)[3]由可知,h和是反比例函数,因此管壁上标注刻度线分布不均匀。
(4)[4]小明把吸管中的细铁丝拿出来,缠绕在吸管的下端,再用这支密度计去测量液体的密度,此时排开液体的体积不变,因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铜丝的体积,所以,吸管排开液体的体积减小,会上浮一些,测得的密度值偏大,即测出的同一液体密度值偏大。
58.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图甲所示,圆柱形容器中盛有密度为ρ的液体,质量分布均匀的圆柱体A竖直漂浮在液面上,露出液面的体积占总体积的,则圆柱体A的密度为 。将圆柱体A取出(圆柱体A没有吸附液体),液面下降了h(图乙),若将圆柱体A露出液面部分切取后竖直静置于水平地面上(图丙),它对地面的压强为p。则圆柱体A的底面积SA与容器的底面积S之比为 (用ρ、h、g、p、n符号表示)。
【答案】 ρgh∶np
【详解】[1]根据物体漂浮条件可知,圆柱体A漂浮在液面上时
且A排开液体的体积为
结合公式、可得
即A的密度为
[2]由题意知,取出A后,液面下降了h,则A排开液体的体积为
即
切取的A露出液面部分对水平地面的压强为
即
圆柱体A的底面积SA与容器的底面积S之比为
59.(23-24八年级下·重庆·期末)小艾同学按如图所示步骤,进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)物体的重力为 N,B步骤中物体受到的浮力为 N;
(2)比较步骤A、B、C、D,可以得出:同种液体中,物体受到的浮力与 有关;
(3)仔细分析实验数据,可知物体的体积为 cm3;图E中弹簧测力计示数 (选填“>”、“=”或“<”)3N;(ρ酒精=0.8g/cm3)
(4)若完成实验后,小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 ;(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(5)如图所示,小艾又做了如下实验测量合金块的密度。
①如图甲所示,用电子秤测出合金块的质量为60.0g;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的总质量为400.0g;
③如图丙所示,将合金块和气球用绳子系在一起后,使金属块浸没在水中,待示数稳定后,电子秤示数为420.0g;
④如图丁所示,合金块和气球都浸没后,待示数稳定后,电子秤示数为428.0g;
⑤如图戊所示,继续使合金块下降(不触底),待示数稳定后,电子秤示数为427.0g。
请帮助小艾完成测量和分析:
A.合金块密度是 g/cm3;
B.图丁到图戊,电子秤示数减小了1.0g,原因可能是: 。(实验过程中所有操作均正确规范)
【答案】(1) 4 0.4
(2)排开液体的体积
(3) 100 >
(4)不变
(5) 3 液体压强增大,气球的体积减小,浮力减小
【详解】(1)[1]弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为4.0N,因此物体的重力为4.0N。
[2]B步骤中弹簧测力计的示数为3.6N,根据称重法可得,物体受到的浮力为
(2)分析实验步骤A、B、C、D可知,物体浸在液体的体积增大,即物体排开液体的体积增大,测力计示数变小,根据称量法可知,物体所受浮力增大,可以得出结论:液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大,因此,同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[1]物体完全浸没后排开液体的体积等于物体的体积,据AD两步骤可知,物体浸没受到的浮力为
物体的体积为
[2]当物体完全浸没在酒精中,排开液体的体积相同,则在酒精中受到的浮力为
则图E中弹簧测力计示数
(4)若弹簧测力计都忘记了校零,那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力大小应不变。
(5)[1]根据实验②③两步可知,合金块完全浸没后排开水的质量为
可得合金块的体积为
合金块密度是
[2]由于深度越深,液体压强越大,因此液体压强增大,气球的体积减小,排开液体的体积减小,浮力减小。
60.(23-24八年级下·重庆·期末)如图,水平桌面上放置底面积为300cm2的薄壁圆柱形容器,容器侧壁靠近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口,边长为10cm的正方体A用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止,此时有的体积露出水面,细线受到的拉力为12N,容器中水深为18cm。细线能承受的最大拉力为15N,物体A不吸水。求:
(1)物体有的体积露出水面时受到的浮力;
(2)在(1)问中物体A的底部所受水的压强;
(3)打开阀门K使水缓慢流出,求细线刚好断裂时,放出水的体积。
【答案】(1);
(2)800Pa ;
(3)
【详解】(1)物体有的体积露出水面时,物体排开液体的体积为
此时物体受到的浮力为
(2)根据浮力的定义,此时物体下表面受到的压力F下=F浮=8N,物体A的底部所受水的压强为
(3)细线受到的拉力为12N时,对物体A受力分析可得,G=F浮+F拉=8N+12N=20N
刚好断裂时,F拉'=15N,此时受到的浮力为F浮'= G- F拉'=20N-15N=5N
物体排开液体体积的改变量为
物体浸入水中深度的改变量为
所以放水的体积为
考点7:物体的沉与浮
61.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图所示,水平桌面上甲、乙两个相同的容器装有体积相等的不同液体,将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力等于物体B受到的浮力
B.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.物体A的重力大于物体B的重力
【答案】D
【详解】A.静止时两容器中的液面保持相平,说明排开液体的体积相同,因两种液体的密度不同,则排开液体的质量不相同,由可知,受到的浮力不相同,故A不符合题意;
BD.A漂浮在甲液体中,B悬浮在乙液体中,根据物体的浮沉条件可知,,,因为AB两物体的密度相同,因此可得,已知两液体的体积相同,则甲液体的质量大于乙液体的质量,已知AB两物体放入两容器中,排开液体的体积相同,结合AB在液体中所处的状态可知,A的体积大于B的体积,由可知,A的质量大于B的质量,两容器对桌面的压力大小等于两容器的总重力,因为甲容器中液体和物体A的总质量大于乙容器中液体和B物体的总质量,即甲容器的总重力大于乙容器的总重力,则甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故B不符合题意,D符合题意;
C.甲、乙两容器中液体的深度相同,液体的密度不同,则底部受到液体的压强不相等,故C不符合题意。
故选D。
62.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图所示,装有适量水的水杯放置在水平桌面上,水中漂浮着一个正方体木块。现向杯中注入质量为m的水(水未溢出),待木块静止后,与注水前相比,下列说法中正确的是( )
A.木块排开水的重量保持不变 B.木块下表面所受水的压力增大
C.杯底所受水的压力增加量为mg D.水杯对桌面的压力增加量大于mg
【答案】A
【详解】A.注水前后,木块始终漂浮在水面上,排开水的重量始终等于木块的重力,保持不变,故A正确;
B.木块上表面不受水的压力作用,水受到的浮力等于木块上下表面的水的压力差,且保持不变,则下表面所受水的压力不变,故B错误;
C.杯底受到的水的压力小于水与木块的总重力,注水后杯底所受水的压力增加量小于为mg,故C错误;
D.水杯对桌面的压力等于容器的总重力,增加量等于mg,故D错误。
故选A。
63.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)一木块在水中漂浮时,有2/5的体积露出水面,将露出水面的部分锯掉,当剩余部分的木块静止时,下列说法正确的是( )
A.木块的密度是0.4×103kg/m3 B.悬浮在水中
C.沉入水底 D.漂浮,露出水面的体积为剩余部分的2/5
【答案】D
【详解】A.木块在水中漂浮时,浮力等于重力,则有
解得木块的密度为
故A错误;
BCD.木块的密度小于水的密度,将露出水面的部分锯掉,由于木块的密度不变,当剩余部分的木块静止时,仍然漂浮,根据,由于水的密度和木块的密度不变,所以露出水面的体积为剩余部分的2/5,故BC错误,D正确。
故选D。
64.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为2ρ。一个正方体小物块,有浸没在A液体中,其余部分浸没在B液体中,物块的上表面与A液体的上表面齐平,则物块的密度为( )
A.1.2ρ B.1.3ρ C.1.4ρ D.1.5ρ
【答案】C
【详解】因物体悬浮,所以物块的总浮力
F浮=F浮A+F浮B=G
则
解得 物体的密度
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
65.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)如图所示为我国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为,则驱逐舰满载时受到的浮力为 N;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),它排开江水的体积 (选填“大于”“等于”或“小于”)排开海水的体积。(g取,)
【答案】 不变 大于
【详解】[1]驱逐舰满载时受到的浮力为
[2][3]该驱逐舰从海洋驶入长江时,始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变。由于,根据,可知排开江水的体积大于排开海水的体积。
66.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)将一个实心物体放入足够多的水中,静止时排开水的质量为90g;将该物体放入足够多的酒精中,静止时排开酒精的质量是80g,则该物体的密度为 kg/m3(酒精的密度是0.8g/cm3)。
【答案】0.9×103
【详解】实心物体排开水的体积为
实心物体排开酒精的体积为
由于,所以物体在水中一定漂浮。由于物体排开水和排开酒精的质量不同,根据可知物体在水中和酒精中受到的浮力不同,所以实心物体在酒精中一定不是漂浮或悬浮。即实心物体在酒精中沉底,由此可知物体的体积
又物体在水中漂浮,物体的重力为
可得物体的质量
实心物体的密度为
67.(23-24八年级下·云南德宏·期末)“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一典故,制作了一“浮力秤”,将直筒形状的厚底玻璃杯浸入水中如图所示。如果玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm,将杯子开口向上,竖直放入水中时(注:水未进入杯中),杯子受到的浮力为 N,此时浮力秤能够称量物体的最大重力为 N。
【答案】 2 2.5
【详解】[1]杯子的重力为
杯子在水中处于漂浮状态,浮力和重力为一对平衡力,则受到的浮力为
[2]当往杯子内放被测物时,若杯子下沉到水面刚 好到杯口(水未进杯内),此时杯子下沉的深度为
受到的浮力
能称量的最大值为
68.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)如图,在一个装有水的长方体容器底部固定一根不可伸缩的细绳,细绳上端连接着一个棱长为0.1m的正方体实心物块。当容器中的水的质量为5kg时,物块A有的体积露出水面,此时细绳刚好伸直且不对物块A产生拉力如图甲所示。求:
(1)图中物块A受到的浮力大小;
(2)物块A的密度;
(3)往容器中加入500g食盐,食盐完全溶解后,求细绳对物块A的拉力。(忽略盐的体积,忽略液体体积的变化)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)物块A的体积
物块A浸入水中的体积
受到的浮力大小
(2)细线刚好伸直,说明浮力和重力二力平衡
物体A的质量为
物块A的密度为
(3)食盐完全溶解后,忽略体积的变化,则水的体积为
盐水的密度变为
此时物体A受到的浮力为
则细绳对物块A的拉力为
69.(23-24八年级下·河南许昌·期末)小亮在学习了“浮力”之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验,其主要操作步骤如下:如图所示,先在水平桌面上放置一个底面积为的圆筒形容器(厚度可忽略),向容器中注入10cm深的水,再取一个鸡蛋,称得其质量为55g将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了5mm,然后,向容器中加食盐并不停地搅动,直到鸡蛋恰好悬浮起来为止(,g取)。求:
(1)鸡蛋沉到底部时所受的浮力是多少?
(2)容器中放入鸡蛋时,水对容器底部的压强是多大?
(3)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是多少?
【答案】(1)0.5N;(2);(3)
【详解】解:(1)鸡蛋沉至容器底部时,水面上升的高度为
排开水的体积为
此时鸡蛋受到的浮力为
(2)放入鸡蛋后水面的高度为
水对容器底部的压强为
(3)鸡蛋的重力为
因为鸡蛋恰好悬浮,受到的浮力等于鸡蛋的重力,即为0.55N,且排开盐水的体积为,由公式可得,盐水的密度为
答:(1)鸡蛋沉到底部时所受的浮力0.5N;
(2)容器中放入鸡蛋时,水对容器底部的压强是;
(3)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是。
70.(23-24八年级下·云南昆明·期末)如图甲所示,将一个边长为20cm的正方体实心木块A(不吸水)放入装有水的甲容器中,静止时,露出水面的高度为8cm。已知,求
(1)水对木块A下表面的压力为多大?
(2)木块A的密度为多少?
(3)则图乙所示,用细线在木块A下方挂一个密度为的实心物体B不吸水若二者刚好一起悬浮在水中,不计细线的质量和体积,实心物体B的体积为多大?
【答案】(1)48N;(2)0.6×103kg/m3;(3)2000cm3
【详解】解:(1)依题意得,木块漂浮在水面上,木块排开水的体积为
水对木块A下表面的压力为
(2)木块漂浮,木块的重力
木块A的密度为
(3)依题意得,AB整体悬浮在水中,则AB整体的密度为
则实心物体B的体积为
答:(1)水对木块A下表面的压力为48N;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)则图乙所示,用细线在木块A下方挂一个密度为的实心物体B不吸水若二者刚好一起悬浮在水中,不计细线的质量和体积,实心物体B的体积为2000cm3。
考点8:浮力的应用
71.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)在学校举办的“自主创新实验”活动中,创新小组制作了如图所示的沉船打捞模型,用注射器通过胶管向“浮筒”中充气或从“浮筒”中抽气,就可以使“浮筒”上浮或下沉。若将“浮筒”从如图所示的位置上浮直至露出水面,从而带动沉船上浮(胶管在水中的体积变化忽略不计)。下列分析正确的是( )
A.“浮筒”上浮过程中所受的浮力逐渐变大
B.“浮筒”露出水面过程中排开水的重力逐渐变小
C.“浮筒”是通过改变自身体积实现上浮和下沉
D.当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气,其所受重力等于浮力
【答案】B
【详解】A.由可知,当浮筒完全浸没入水中,浮筒在上浮过程中所受的浮力不变,故A错误;
B.由可知,“浮筒”露出水面过程中排开水的体积变小,故受到的浮力变小,故B正确;
C.由浮沉原理可知,向“浮筒”中充气把里边的水排出,浮筒自身重力减小,或从“浮筒”中抽气,水进入浮筒,浮筒的自身重力增大,就可以使“浮筒”上浮或下沉,是靠改变“浮筒”的自身重力实现上浮或下潜。故C错误;
D.当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气,使水进入浮筒,其所受重力增大排开水的体积不变,故受到的浮力不变,重力大于浮力,故D错误。
故选B。
72.(23-24八年级下·河南郑州·期末)自制的简易密度计如图所示,它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法错误的是( )
A.密度计漂浮在水面上静止时,水对密度计的浮力等于它的重力
B.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,剩余的部分在水面下静止不动
C.密度计浸入液体的体积越大,说明该液体的密度越小
D.木棒越粗,测量误差越大
【答案】B
【详解】A.密度计漂浮在水面上静止时,根据漂浮条件可知:F浮=G;故A正确,不符合题意;
B.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,密度计的重力减小,因此受到的浮力也减小,根据阿基米德原理可知,排开水的体积变小,因此剩余的部分将上浮,故B错误,符合题意;
C.因为浮力等于排开液体受到的重力,木棒在液体中受到浮力相等,排开液体重力和质量也相等,木棒浸入液体的体积越大,排开液体的体积越大,说明该液体的密度越小,故C正确,不符合题意;
D.木棒重力一定,浮力一定,排开水的体积一定,则木棒越粗,在液体外得长度变化越不明显,测量误差越大,故D正确,不符合题意。
故选B。
73.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)下列关于浮力的说法正确的是( )
A.上升中的热气球的浮力不可能等于重力
B.宇航员在空间站飘起来不是浮力的作用
C.潜水艇是靠改变自身体积来实现上浮和下沉的
D.上表面不受压力的物体,没有浮力
【答案】B
【详解】A.匀速上升中的热气球的浮力等于重力,故A错误;
B.宇航员在空间站飘起来是因为不受重力的作用,故B正确;
C.潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的,故C错误;
D.浮力是物体上下表面的压力差,下表面不受压力的物体,没有浮力,故D错误。
故选B。
74.(23-24八年级下·广西百色·期末)如图所示,用盐水选种时,需要配制一定浓度的盐水,把种子倒入盐水中,漂浮的是次种,沉入容器底的是良种,下列说法正确的是( )
A.次种所受的浮力大于它的重力
B.良种所受的浮力大于它的重力
C.所用盐水的密度要大于每个种子的密度
D.若要选出更饱满种子,需要往盐水中加入适当的盐
【答案】D
【详解】AB.次种漂浮、所受浮力等于重力;良种下沉,所受浮力小于重力,故AB错误;
C.若所用盐水的密度大于所有种子的密度,所有种子都漂浮,无法选种,故C 错误;
D.更饱满种子的密度更大,若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的盐,增大盐水的密度,增大种子所受的浮力,使不够饱满的种子将上浮,故D 正确。
故选D。
75.(23-24八年级下·云南昆明·期末)如图所示的浮力的应用中,说法正确的是 ( )
A.图甲:潜水艇在下潜的过程中受到的浮力变小
B.图乙:舰艇漂浮在水面上,它的排水量大于它自身的质量
C.图丙:孔明灯上升时,没有受到浮力作用
D.图丁:热气球升空时是通过减小球内气体密度来实现的
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,由于潜水艇排开水的体积V排不变,且水的密度ρ液也是常数,所以潜水艇在下潜过程中受到的浮力保持不变。故A错误;
B.舰艇漂浮在水面上,舰艇受到的浮力等于其重力,也等于它排开水的重力,所以舰艇的排水量(即排开水的质量)等于它自身的质量。故B错误;
C.孔明灯在上升过程中,不但受到浮力而且受到重力的作用。故C错误;
D.热气球是通过加热空气、减小气体密度来减小自身的重力,从而实现升空的。故D正确。
故选D。
76.(23-24八年级下·甘肃酒泉·期末)在木棒的一端缠绕几圈细铜丝,制成一支简易液体密度计,将其先后放入盛有甲、乙两种液体的相同烧杯中,处于静止状态,如图所示。若密度计在甲、乙液体中所受浮力分别是、,甲、乙两种液体的密度分别是、,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】C
【详解】密度计在不同液体中始终处于漂浮状态,都有浮力大小等于重力,则密度计在甲、乙液体中所受浮力,根据阿基米德原理,密度计在甲中排开液体的体积大,则液体的密度小,则甲、乙两种液体的密度,故ABD不符合题意。C符合题意。
故选C。
77.(23-24八年级下·甘肃陇南·期末)潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对水舱 (选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 注水 不变
【详解】[1]潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,则需要重力大于浮力,所以需要增大潜水艇的重力,故应对水舱注水。
[2]在下潜过程中,潜水艇上、下表面受到海水对它的压力差等于潜水艇自身受到浮力,由阿基米德原理知道,由于排开水的体积不变,水的密度不变,即浮力保持不变,所以海水对潜水艇上下表面的压力差不变。
78.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)2024年5月1日上午,中国海军福建舰航母出海开展首次航行试验,可谓万众瞩目之至。已知航母满载排水量约8×104吨,则航母满载时受到的浮力是 N。当福建舰从海上驶回长江港口,受到的浮力 (选填“不变”、“变大”或“变小”),航母要 (选填“下沉”或“上浮”)一些。
【答案】 8×108 不变 下沉
【详解】[1]“福建舰”的排水量约8万吨,该舰满载时受到的浮力等于排开水的重力
F浮=G排=m排g=8×104×103kg×10N/kg=8×108N
[2]因为“福建舰”始终处于漂浮状态时,浮力等于自身的重力,浮力保持不变。
[3]由于海水密度大于长江水的密度,由F浮=ρ液gV排可得,液体密度变小,故航母要下沉一些。
79.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)一艘轮船空载时的排水量是3000t,装满货物时的排水量为8000t,那么这艘轮船最多可以装载 t的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力 。
【答案】 5000 不变
【详解】[1]轮船空载时漂浮,则
G船=F浮=G空排=m空排g------------①
装满货物时轮船受到的浮力
F浮′=G排′=m满排′g-------------------②
轮船满载时漂浮
F浮′=G船+G货=m空排g+m货g-----------③
由①②③可得
m满排′g=m船g+m货g
所以,这艘轮船最多可以装载
m货=m满排′-m空排=8000t-3000t=5000t
[2]如果它从长江驶进大海,因船处于漂浮状态,所受浮力不变。
80.(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图甲为用传感器设计的力学装置,竖直轻细杆的上端通过力传感器固定在天花板上,轻杆下端与圆柱体相连,悬挂在空容器中。向容器中加水,力传感器示数F大小随容器中水的高度h变化的图象如图乙。求:
(1)圆柱体的重。
(2)时力传感器的示数。
(3)圆柱体的密度。
【答案】(1)9N
(2)3N
(3)
【详解】(1)解:由图乙知道,水的高度为15cm时,水面恰好与圆柱体下表面相平,此时压力传感器受到的拉力F=9N,即圆柱体的重力G=F=9N
答:圆柱体的重力为9N。
(2)解:当水的高度为30cm时,力传感器受到的示数F=0,说明圆柱体受到的浮力 ①
此时圆柱体浸在水中的长度为
设圆柱体的底面积为S,即此时圆柱体排开水的体积
圆柱体受到的浮力 ②
当水的高度为35cm时,力传感器受到的示数F保持不变,说明圆柱体恰好浸没水中,此时圆柱体浸没在水中长度
圆柱体排开水的体积
圆柱体受到的浮力 ③
由①②③解得
时,圆柱体受到的浮力与时的相等,则力传感器的示数
答:时力传感器的示数为3N。
(3)解:圆柱体的体积
则圆柱体的密度
答:圆柱体的密度为
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专题02 压强和浮力
【思维导图】 2
【知识梳理】 2
知识点01: 压力与压强 2
知识点02:液体压强 3
知识点03:连通器 4
知识点04:气体压强 5
知识点05:流体压强与流速的关系 5
知识点06:浮力 5
知识点08:探究影响浮力大小的因素 6
知识点09:探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 7
知识点10:阿基米德原理 8
知识点11:物体的浮沉条件及最终状态 8
知识点12:浮力的应用 8
【经典例题】 9
考点1:压力与压强 9
考点2:液体压强 13
考点3:大气压强 13
考点4:流体压强与流速的关系 16
考点5:浮力的基础 19
考点6:阿基米德原理 22
考点7:物体的沉与浮 25
考点8:浮力的应用 29
知识点01: 压力与压强
1. 压力: 垂直 作用在物体表面上的力叫压力。
2. 压力与重力
(1)压力和重力的区分
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
地球的吸引
物体对物体的挤压
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
重力
压力
作用点
物体的重心
在被压物体的表面
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意
压力不一定是由于物体受到重力而引起的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
(2)压力与重力的关系
压力并不都是由重力产生的,因此压力的大小并不一定与重力大小相等,有时甚至无关。
分类
直接放置
水平受力
竖直下压
竖直上拉
顶在顶板
压在墙上
受力
情况
压力
G
G
G+F
G-F
F-G
F
2. 压强:物体单位面积上 压力的作用效果
3. 压强公式: ,式中P单位是:帕斯卡,简称:帕,符号Pa,1=1N/m2,压力F单位是:牛,符号N;受力面积S单位是:米2,符号m2 。
4. 增大压强方法 :(1)S不变,F↑;(2)F不变,S↓ (3) 同时把F↑,S↓。而减小压强方法则相反。
知识点02:液体压强
1. 产生原因:是由于 液体受到重力 。
2. 液体压强特点:
(1)液体内部 任意位置 都有压强,
(2)液体内部 同一位置 , 各个方向 压强大小均相等;
(3)液体的压强随 深度 增加而 增大 ,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(4)不同液体的压强还跟 密度 有关系。
3. 液体压强计算公式:p=ρgh,(ρ是液体密度,单位是kg/m3;g=9.8N/Kg;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是m。)
4. 根据液体压强公式:p=ρgh可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。
5. 固体压强与液体压强
固体压强
液体压强
产生原因
固体间接触且相互挤压
液体受到重力作用
传递情况
平衡状态下,通常加在固体上的压力,只能沿力的方向,大小不变地传递,如手压图钉
加在密闭液体上的压强能大小不变地向各个方向传递,如液压千斤顶
影响因素
压力和受力面积的大小
液体的密度和深度
常用公式
p=F/S
p= ρgh
压力、压强的计算
如果物体自由放置在水平面上,①先根据F=G确定压力;②再根据公式p=F/S计算压强
①先根据公式p=ρgh计算压强;②再根据公式F=pS计算液体产生的压力
6. 对放在水平面上装有液体的容器的分析
容器形状
压力
压强
说明
液体对容器底
均匀柱形容器
h为深度
S为底面积
非柱形容器
或
容器对水平面
任何形状
S为底面积
7. 对放在水平面上均匀柱状固体的分析
均匀柱状固体包括圆柱体、正方体、长方体等,如图所示。
对水平面的压力
对水平面的压强
知识点03:连通器
1. 定义:上端开口、下端连通的容器。
2. 特点:连通器里的同种液体不流动时,各部分中的液面总保持相平。
3. 应用:茶壶、下水管道中的U形水管、地漏、船闸、锅炉水位计等。
知识点04:气体压强
1. 证明大气压强存在的实验: 马德堡半球实验 ;测定大气压强值的实验: 托里拆利实验 。
2. 产生的原因:① 空气具有重力 ;② 空气具有流动性 。
3. 测定大气压的仪器是:气压计,常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)。
4. 标准大气压:把等于 760毫米 高水银柱产生的液体压强。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
5. 大气压的变化规律
具体描述
应用说明
与海拔的关系
海拔越高,气压越小
由于大气压是大气层受到重力作用而产生的,因此离地面越高,空气越稀薄,气压越小
与天气、季节的关系
一般晴天比阴天气压高,
冬天比夏天气压高
空气中水蒸气含量越大,气压越低
与沸点的关系
一切液体的沸点都随气压减小而降低,随气压增大而升高
在青藏高原上,水的沸点在80℃ 左右,家用压力锅内水的沸点可达120℃
气体压强与体积的关系
温度不变时一定质量的气体,体积越小,压强越大;体积越大,压强越小
打气筒打气、利用压缩空气制动、抽水机
6. 流体压强大小与流速关系:在流体中 流速越大 地方,压强 越小 ;流速 越小 的地方,压强 越大 。
知识点05:流体压强与流速的关系
伯努利效应
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大
适用于液体和气体在内的一切流体
知识点06:浮力
1、定义:浸在液体(或气体)中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力,常用字母F浮表示。
2、方向:竖直向上。
3、施力物体:液体(或气体)。
4、产生原因
(1)浸没在液体中的立方体,左右两侧面、前后两侧面所受液体的压力大小相等,方向相反,彼此平衡;
(2)上、下两表面处在液体中不同深度,所受到的液体的压强不同,受到的压力也不相等;
(3)下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力,因而产生了浮力,其大小为或 。
【注】当物体部分浸入液体中时,上表面不受液体压力,则或。
5、称重法测浮力
首先用弹簧测力计测出物体的重力G,再测量物体浸在某种液体中静止时的示数F示,则。
知识点08:探究影响浮力大小的因素
1、实验过程
实验方案
示意图
数据分析
实验结论
探究浮力大小与物体浸在液体中的深度的关系
F1=F2
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度无关
探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关
F1>F2
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关
探究浮力大小与液体的密度是否有关
F1>F2
浸在液体中的物体,所受浮力的大小与液体的密度有关
2、实验结论:实验结果表明,物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【注】实验中若物体没有全部浸入,能(能、不能)得出正确结论。
知识点09:探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
1、实验步骤
(1)①用测力计测出物体所受的重力F1。②测出空桶的重力F2;③将物体浸没在盛满水的溢水杯中,测出拉力的大小F3;④用弹簧测力计测出小桶和排开水的总重力F4;
计算出F浮=F1-F3;G排=F4-F2。
2、实验结论
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,即。
3、误差分析
(1)若先将物体放入水中测浮力,再测物体的重力,由于物体沾水会使所测重力偏大,则所测浮力偏大;
(2)先测桶和排开液体的重力,再测桶的重力,所测桶沾水重力偏大,所测排开液体的重力偏小。
(3)物块在浸入前,水面要与溢水口相平,若水面不与溢水口相平,不会影响浮力的大小,但会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积,最终会得出物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。
(4)实验中换用大小不同的物块,不同的液体,进行多次测量,是为了使实验结论更具有普遍性。
知识点10:阿基米德原理
1、内容: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:,其中为液体的密度,单位是kg/m3 ,为排开液体的体积,单位m3。
3、对公式的理解
(1)是物体排开液体的体积,不一定等于物体的体积。
(2)浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
(3)阿基米德原理也适用于气体。
知识点11:物体的浮沉条件及最终状态
1、物体的浮沉条件
上浮
漂浮
悬浮
下沉
沉底
示意图
F浮与G物的关系
F浮>G物
F浮=G物
F浮=G物
F浮<G物
F浮=G物-F支
V排与V物的关系
V排=V物
V排<V物
V排=V物
V排=V物
V排=V物
ρ液与ρ物的关系
ρ液>ρ物
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液<ρ物
ρ液<ρ物
运动状态和受力情况
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
静态,受平衡力作用
动态,受非平衡力作用
静态,受平衡力作用
说明
上浮是个过程,漂浮是上浮的最终状态
悬浮是个状态
下沉是个过程,沉底是下沉的最终状态
2、物体的浮沉条件的理解
(1)物体的浮沉取决于浮力F浮和重力G物的大小关系。
(2)悬浮状态:物体浸没在液体中,且只受到浮力和重力,可以在液体内部任意位置静止。
(3)漂浮状态:物体的一部分浸人液体中,且只受到浮力和重力,可以在液面任意位置静止。
知识点12:浮力的应用
1、轮船
(1)原理:利用空心法,即把密度比水大的钢铁制成空心的,能使它排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上。
(2)轮船的排水量:表示轮船的大小,指轮船装满货物时排开水的质量,等于船和货物的总质量。
例如若一艘轮船的排水量是10000t,则轮船的浮力F浮=G排=m排g=1×107kg×10N/kg=108N。
(3)吃水深度:轮船在密度大的水域中吃水深度浅(吃水线低)。在密度小的水域中,吃水深度深(吃水线高)。
例如,当轮船由海中驶入河中时,浮力不变,吃水深度变大。
2、潜水艇
潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮或下潜的。浸没在水中的潜水艇排开的水的体积是始终不变的,所以潜水艇所受的浮力始终不变。若要下沉,可吸水F浮<G。若要上浮,可排水,使F浮>G。
3、热气球
气球和飞艇里充入的是密度小于空气的气体。火焰对球内的空气加热,使球内空气的密度小于外界空气的密度,气球受到的浮力大于受到的重力,热气球升入空中。
4、密度计
(1)用途:测量液体密度的仪器。
(2)原理:密度计放在液体中都是漂浮的,因此受到的浮力始终等于它受到的重力且不变,F浮=G。
(3)刻度特点:根据F浮=G排=ρ液g V排可知,液体的密度较大时,V排较小,密度计露出液面的体积就会大些,反之就小,因此从上至下刻度值是逐渐增大的,但刻度不均匀(均匀、不均匀),上疏下密。(疏、密)
考点1:压力与压强
1.(23-24八年级下·重庆·期末)下面所述案例是物理学知识在生活中的广泛应用,其中说法正确的是( )
A.菜刀不锋利了在磨石上磨一磨,是为了减小压强
B.用吸管能把饮料吸入嘴里,其实是大气压的作用
C.用高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压大液体沸点低
D.水坝上窄下宽,是因为液体内部的压强随深度的增加而减小
2.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。下列有关说法错误的是( )
A.在三次实验中,用海绵被压下的深浅来显示小桌对海绵的压力作用效果,该实验方法叫控制变量法
B.对比甲、乙两图可得出初步结论:受力面积相同时,压力的作用效果与压力大小有关
C.若想通过比较甲、丙两图也得出“压力大小相同时,压力的作用效果与受力面积有关”的实验结论,可以将丙图中的砝码取下并与甲图对比
D.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,就是直接利用甲、乙两图的实验结论
3.(11-12九年级·山东聊城·期中)如下图所示,物体A在水平推力F的作用下,从图甲位置匀速运动到图乙位置。在此过程中,A对桌面的压力 ,A对桌面的压强 。
4.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)如图所示,大小活塞的面积之比时5:1,不计摩擦及活塞的重力,则要使左侧大活塞上200N重物被匀速举起,右侧小活塞上的压力F至少为 N。
5.(23-24八年级下·河南郑州·期末)少林功夫驰名中外,一武术爱好者以图中所示的姿势练功时,如果他的体重为500N,单只脚与地面的接触面积为2×10-2m2,他双脚站立时对水平地面的压强为 Pa,则其中的一只脚对地面的压强 Pa,他走路时对水平地面的压强相比双脚站立时 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
6.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图所示,同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙两物体对桌面的压强分别为100帕和50帕,则甲、乙两正方体的边长之比为 ,对地面的压力之比为 。
7.(23-24八年级下·吉林·期末)小强同学利用洗手间的肥皂、海绵探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,实验探究过程如图所示。
(1)小强通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这种研究方法是 ;
(2)比较 两图中的实验可知,压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图甲和图乙可以得出结论,下列事例中,直接应用该结论的是 (填序号);
①书包要用宽的背带
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度
③交通管理部门规定,货车禁止超载
(4)小强将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如丁图所示,发现无论是大块肥皂还是小块肥皂,对海绵的作用效果都与之前一样。他经过分析得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为小强的方法是 (正确、错误)的,理由是: 。
8.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)(1)如图物体A静止在斜面,请作出斜面对物体A的摩擦力和物体A对斜面的压力示意图。
(2)一小球在水中上浮,作出小球受到的力的示意图。
(3)如图所示在易拉罐内装进适量的水,使罐侧立而不倒下。请在图中画出装了适量水的整个罐受到重力的示意图。
9.(23-24八年级下·重庆·期末)如图所示,重力不计的木杆AB可绕O点无摩擦转动,在A端挂一个边长为50cm的正方体M,当在B点施加一个大小为400N、方向竖直向下的力F时,物体M对地面的压强刚好为零,且AO=1m,BO=3m。求:
(1)此时杠杆A端所受到的拉力;
(2)物体M的密度;
(3)当F减小至300N时,M对地面的压强。
10.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)共享单车是节能环保的交通工具。如图所示的共享单车,其相关数据见下表:
质量为50kg的小明骑共享单车上学,在平直的水平路面上匀速行驶时,10min行驶了3km。求:
整车质量/kg
单轮接触地面面积/cm2
15
(1)小明行驶的速度是多少m/s?合多少km/h?
(2)小明骑着这辆共享单车在水平路面上行驶时受到的阻力是总重的0.03,小明骑车前进的牵引力是多少?
(3)小明骑着的共享单车对地面的压强是多少?
考点2:液体压强
11.(23-24八年级下·江西抚州·期末)为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一个容器分成左右两部分,隔板下部有一个圆孔用橡皮膜封闭。当左右两侧各注入适量的液体后,下列符合实际情况的是( )
A. B. C. D.
12.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)如图所示,容器中装有水,其中h1=1m,h2=0.2m,h3=0.2m。则容器内A、B两点的压强之比为( )
A.1∶5 B.1∶4 C.1∶1 D.4∶1
13.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体对容器底部的压强:p甲>p乙;②液体的密度:ρ甲<ρ乙
③容器对桌面的压力:F甲=F乙; ④容器对桌面的压强:p甲′>p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
14.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)小华同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图8所示,铅笔在甲、乙两杯液体中受到的浮力 ;若甲、乙两杯液体等高,则甲、乙两杯液体对杯底的压强 。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
15.(22-23八年级下·陕西西安·阶段练习)如图,玻璃管装有水倾斜放置,管内水对容器底部的压强为 Pa将玻璃管放竖直,此时对容器底部的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”)。()
16.(23-24八年级下·江苏扬州·期末)如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯(烧杯质量不计),已知水的质量为800g,杯的底面积为80cm2,将一个质量为1000g、体积为2000cm3的实心长方体A用细线系着逐渐放入水中(整个过程杯内水没有溢出)。当A的一半浸入水中前后,台秤的示数变化了 N;若此时剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)
17.(23-24八年级下·重庆·期末)(1)在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强和小敏利用如图所示的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图所示的实验。
请分析:①小强是根据 的现象来比较压力的作用效果的;
②通过观察图2中甲、乙两图得出结论: ;
③此后小敏把小桌挪放到一块木板上,如图丙所示,她发现小桌对木板的压力作用效果不够明显。小敏通过对图甲、丙的比较,又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。小强和小敏实验结论不一致的原因是: 。
(2)小月在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的实验步骤:
①图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。从结构来看,压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;
②比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”);比较图乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”);
③小月保持图乙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,她发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部压强就越大”的结论。你认为她的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”),原因是: ;
④实验中,小月发现根据压强计液面高度差计算出的压强p1和用烧杯中金属盒表面所处深度计算出的压强p2不相等,这是由于橡皮膜发生形变导致p1 p2(选填“>”或“<”)。
18.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为40N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为16kg,水深0.25m。求:
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)水对鱼缸的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
19.(23-24八年级下·福建福州·期末)图甲所示,水平放置的圆柱形容器底部有一个重为8N、边长为10cm的实心均匀的正方体物块M,M与容器底部不密合。以流速恒定的水流缓慢向容器内注水。
(1)还没开始注水时,物块M对容器底的压强;
(2)当t=t1时,物块M下表面受到水的压力;
(3)在0-t2时间内,物块M克服重力做的功。
20.(23-24八年级下·广西河池·期末)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到底面积为25cm2的圆柱形平底玻璃杯里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当玻璃杯下表面所处的深度h1=10cm时,玻璃杯处于直立漂浮状态,如图a所示。求:
(1)水对玻璃杯下表面的压强;
(2)玻璃杯受到的浮力;
(3)若从玻璃杯中取出100cm3的液体后,此时玻璃杯下表面所处的深度h2=7cm,玻璃杯仍处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
考点3:大气压强
21.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)关于下面三幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,实验中玻璃管内水银柱上方会有少量气体
B.如甲图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的高度变高
C.如乙图,把自制气压计从山顶移到山下,细管内的水柱下降
D.如丙图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
22.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图所示,在一个一端开口的U形管内装有水,管的左端封闭着一些空气,一只小试管浮在水面,小试管中也封闭着一些空气。向右管中注入水,则小试管相对左管内的水面变化情况( )
A.小试管将不动 B.小试管将下沉一些
C.小试管将先向上浮一些,再下沉 D.小试管将上浮一些
23.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)一个空茶壶质量为0.5kg,放在水平桌面上与桌面的接触面积为,茶壶盛入1.5kg水后,水的深度为12cm,下列说法错误的是( )(,)
A.水对茶壶底部的压力为15N B.水对茶壶底部的压强为
C.茶壶对桌面的压强为2000Pa D.茶壶盖上小孔的作用是为了使壶内外气压相同
24.(23-24八年级下·福建厦门·期末)厦门植物园以其独特的植物资源和多元化的娱乐设施,吸引着无数游客前来参观。已知在海拔3000m以内,每升高10m,大气压减小约100Pa。厦门当日海拔0m的地方大气压1.013×105Pa,小明登上植物园的山顶,测得大气压为9.96×104Pa,该地的海拔约为( )
A.17m B.100m C.170m D.1700m
25.(23-24八年级下·江苏镇江·期末)端午节有“吃粽子”的习俗,高压锅煮粽子更容易熟,这是由于水的沸点随气压升高而 。 一瓶氧气的密度为 5kg/m3,质量为3kg,则瓶中氧气的体积是 m3;若用去一半,则剩余氧气的密度为 kg/m3。
26.(23-24八年级下·吉林长春·期末)如图所示,在足够多的水中放一个两端开口的细长圆管,管内有一质量不计且与细长管间密封的活塞,其下表面与水面相平,面积为1cm2,大气压强为1.0×10⁵Pa。现用竖直向上的力F将活塞匀速提高0.5m,该过程中F对活塞做功为 J,此过程中细长管内水面的位置 。
27.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)小明在学习了大气压强的知识后,将自制的一个气压计(如图中甲所示)、装满水的杯子及盖着的薄塑料片(来验证大气压的存在,如图中乙所示)和充有一定量空气的气球(如图中丙所示)放入密闭的玻璃罩内,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,根据所学的知识推测:甲玻璃管内的液柱 (选填“上升”、“下降”或“不变”);乙实验中薄塑料片将 (选填“掉落”或“不掉落”);丙实验中气球的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若乙杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm2(不考虑分子间作用力),当钟罩内气压降到 Pa时,会看到推测的现象。
28.(23-24八年级下·山东临沂·期末)利用注射器、弹簧测力计和刻度尺等器材测量大气压,方案如下。
(1)读出注射器针筒上有刻度部分的容积V,并用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L,可以计算出针筒的 ;
(2)把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器注射孔,这样做的目的是 ;
(3)如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F,即为 (选填“针筒”或“活塞”)受到的大气压力;
(4)实验所测大气压的值为 (用测量步骤中的V、L和F表示);
(5)让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 对实验的影响,从而提高实验的精确程度;
(6)实验时,注射器针筒的底端装针头处的空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不变”),为排除这一因素的影响,可采取的办法是 ;
(7)影响实验结果的因素还有: (列出一个即可)。
29.(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?
30.(23-24八年级下·安徽池州·期末)研究力学问题时,可以将抽象问题转化成物理模型,再利用受力分析解决相关问题。如图甲所示是通过托里拆利实验测量大气压,玻璃管内外水银面的高度差为h,在玻璃管内水银面与外界水银面齐平的位置处选取一个“理想液片”作为物理模型(即液片的质量忽略不计),对其进行受力分析。
(1)请在乙图画出“理想液片”竖直方向的受力示意图。
(2)请根据受力分析推导出大气压的值。()
(3)某星球表面上物体所受重力与质量的比值g=3.7N/kg,该星球表面上某处大气压是740Pa,假如在此星球用酒精来做托里拆利实验,则玻璃管内外酒精液面的高度差h是多少? (ρ酒精=0.8×103kg/m3)
考点4:流体压强与流速的关系
31.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)假期小明全家坐高铁去旅游,在站台等待列车时,站台的乘务人员让旅客在安全线后面候车,是因为列车进站时车体附近( )
A.空气流速小,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速大,压强小
32.(23-24八年级下·山东青岛·期中)小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球运动状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。下列方案中不合理的是( )
A.竖直向上吹气 B.斜向下吹气
C.竖直向下吹气 D.水平向左吹气
33.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)以下与压强有关的科技实例中,表述错误的是( )
A.图中是我国C919大型客机腾空起飞,客机起飞利用了伯努利原理
B.图中是我国三峡大坝的船闸工程,它是利用连通器原理解决了轮船的航运问题
C.图中是用真空吸盘搬运沉重的玻璃,是利用了大气压完成的
D.图中是中国99式主战坦克,它宽大的履带可减小对地面的压力
34.(23-24八年级下·安徽六安·期末)如图所示,对生产生活中现象的描述,正确的是( )
A.甲图:b孔水喷得更远,说明液体内部压强随深度的增加而减小
B.乙图:三峡五级船闸,利用连通器的原理工作
C.丙图:自制简易气压计从一楼拿到二十楼,玻璃管内的液柱会下降
D.丁图:A管内水面上升,说明流体在流速大的位置压强大
35.(23-24八年级下·山东临沂·期末)2024年6月14日,C919客机开启了第四条商业定期航线,这意味着C919已经通达了中国民航的北京、上海、广州三大枢纽。如图所示,正在匀速升空的C919( )
A.所受合力指向飞行方向 B.发动机向后的推力不做功
C.机舱外的大气压强越来越大 D.机翼下方的空气流速比上方的小
36.(23-24八年级下·江苏宿迁·期末)某同学一只手拿着羽毛球筒(两端开口)的中部,另一只手用力击打球筒的上端,将羽毛球从筒中取出,如图所示,则( )
A.羽毛球从筒的上端出来 B.说明空气流速大的地方压强大
C.羽毛球只受到重力和摩擦力 D.羽毛球在球筒中运动时,受到的摩擦力向上
37.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)中国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”完成了高寒试飞任务。
(1)在“鲲龙”执行森林灭火的投水任务中,飞行员应在飞机到达着火地点 (填“前”或“后”)进行投水;在 (填“逆风”或“顺风”)时,飞机更容易起飞:加速滑行时,空气对飞机上、下表面的压力差 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)“鲲龙”在水下悬浮时,若注入60t海水,“鲲龙”将先加速下潜后匀速,在下潜过程中,“鲲龙”受到海水的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”),受到海水的压强 (填“变大”“变小”或“不变”)。
38.(23-24八年级下·广东江门·期末)广东夏季烈日炎炎,有不少摩托车主选择加装如图所示的遮阳伞。虽然这样的遮阳伞能够让车主免受阳光的荼毒,但是存在很大的安全隐患,这是因为,当摩托车快速行驶时,伞上方的空气流速 (选填“大于”或“小于”)下方的空气流速,导致上方的大气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的大气压强,驾驶员会感觉车被向 (选填“上”或“下”)提起。
39.(23-24八年级下·江苏宿迁·期末)图甲所示为和吊瓶。针头很尖是通过 来增大压强:若出现“回血”现象(血液进入输液软管中),则需将药液袋举高,这是利用了液体压强与 有关。图乙所示的水中气泡随着水流动,从水管较粗的一端流入较细的一端,其体积 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
40.(23-24八年级下·江苏无锡·期末)一座桥头立着如图甲所示的标志牌,它的作用是提醒司机所驾驶车辆的总重不允许超过 N,否则就可能发生危险,车辆对这座桥面的压力是由于 (选填“轮胎”或“地面”)发生形变产生的。若在无风的天气,汽车在公路上快速行驶时,车后面的树叶总会向如图乙中所示的 (选填“A”、“B”或“C”)方向飘动,这是因为汽车在快速行驶时,马路中间的空气流速大,压强 。
考点5:浮力的基础
41.(23-24八年级下·四川攀枝花·期末)对下列图中各现象的描述正确的是( )
A.水中下沉的苹果不受浮力
B.拉弯的弓具有弹性势能
C.人造地球卫星从近地点向远地点运动时,动能增大。
D.老人和小孩一起爬楼梯,小孩跑得快,说明小孩做功快。
42.(21-22八年级下·福建三明·期中)下列物体没有受到浮力的是( )
A.在太空中遨游的“天宫一号” B.在海面上航行的航母“山东号”
C.在海水中下潜的“奋斗者号” D.在空气中上升的热气球
43.(23-24八年级下·山东聊城·期末)伐木工人为了能把砍伐的木材从林场方便地运出,有水道的地方常常将木材连接成木排,使其顺流而下,下列关于此时的木排说法正确的是( )
A.将砍伐的木材连接成木排才会受浮力 B.流水没有对木排做功
C.水深的地方,木排受到的浮力大 D.木排所受浮力的方向为竖直向上
44.(23-24八年级下·山东威海·期末)一个重为5N的小茶杯漂浮在水面上,将它按入水中后会沉在水底。下列说法不正确的是( )
A.茶杯的密度大于水的密度
B.漂浮时茶杯受到的浮力为5N
C.漂浮时茶杯下表面所受到的压力为5N
D.茶杯分别漂浮在水和盐水中时,它排开盐水的体积大于排开水的体积
45.(23-24八年级下·吉林长春·期末)如图所示将完全相同的两个长方体分别水平和竖直放置在水中,它们上下表面受到的压力差和压强差的大小关系是:FA FB,pA pB。
46.(23-24八年级下·广东汕尾·期末)老师给了刘羽一个量筒,给了项邦一个弹簧测力计,让他们分别测量两个相同金属球浸没在水中时受到的浮力大小。刘羽用量筒和水测出了金属球的体积为20cm3,随后他计算出了金属球在水中受到的浮力为 N,项邦则用弹簧测力计测出了金属球的重力G,随后将金属球浸没水中并读出弹簧测力计的示数F=1.8N,再计算出了金属球的浮力,发现与刘羽的一致,则金属球的重力G= N。随后他们又制作了一个密度计,测量了如图甲乙液体的密度,则密度较大的是 液体。(g取10N/kg)
47.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,体积为V=400cm3的木块在绳子拉力F=1.6N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计)。则木块此时受到浮力为 N;木块的密度为 kg/m3。
48.(23-24八年级下·广东珠海·期末)如图1所示,小海进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。当物块浸没在水中时受到的浮力为 N,比较图甲、乙、丙、丁可得出结论:浮力大小与 有关,如2图所示,图线 (选填“a”或“b”)能表示物体所受浮力F与浸入液体深度h的关系。
49.(23-24八年级下·山东烟台·期末)用弹簧测力计悬挂一实心物体,将物体从水面上方某一高度匀速下降,如图甲所示,物体下降过程中,弹簧测力计示数F与物块下降高度h的关系如图乙所示 (忽略液面变化),物体受到的最大浮力为 ,物体的体积为 ,物体的密度为 。(g取10N/kg)
50.(23-24八年级下·山东滨州·期末)如图,小明把一金属块挂在弹簧测力计下,然后浸没在水中,再浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图所示。则该金属块的密度为 kg/m3,丙图中液体的密度为 kg/m3。
考点6:阿基米德原理
51.(24-25八年级上·四川眉山·期末)甲、乙两物体的密度之比为3:5,质量之比为3:4,现将它们完全浸没在水中,则它们受到的浮力之比F甲:F乙为( )
A.3:5 B.4:5 C.4:3 D.5:4
52.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,三个完全相同的容器内装有适量的水后,在乙容器内放入木块漂浮在水面上,丙容器内放一个实心小球悬浮在水中,此时,甲、乙、丙三个容器内水面高度相同,下列说法正确的是( )
A.乙容器中木块的密度等于丙容器中小球的密度
B.三个容器中的水对容器底部的压力相等
C.如果向乙容器中加入盐水(ρ盐水>ρ水),木块受到的浮力变大
D.如果向丙容器中加入酒精(ρ酒精<ρ水),小球受到的浮力不变
53.(23-24八年级下·山东济宁·期末)在图甲中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力F随时间t变化的图像,若不计水的摩擦力,则下列说法中正确的是( )
A.石料的质量为1400kg B.石料的体积为0.05m3
C.石料的密度为2.8kg/m3 D.石料在水中受到的最大浮力为900N
54.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,用一根细线 (质量和体积均不计)将A、B两个实心物体相连接并轻轻地放入水中,当两物体保持静止时,正方体A的上表面恰好与水面齐平。已知正方体A的边长为10cm、重力为8N,球形物体B的重力为7N。此时物体A受到的浮力为 N;物体B的体积为 m³。
物体A受到的浮力为
55.(23-24八年级下·甘肃陇南·期末)小平测得一个鸡蛋的质量是60g,她将该鸡蛋放入盐水中时,发现鸡蛋漂浮在盐水中,则鸡蛋受到的浮力为 N;向盐水中逐渐加入清水,发现鸡蛋最后沉入水底,由此现象可知物体所受浮力大小与 有关。
56.(23-24八年级下·重庆·期末)在科技节,小勇用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆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的下端受到的作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小随水深变化的图像如图乙所示,则细杆的长度为 cm,当容器中的水深为11cm时,力传感器的示数为 N。
57.(23-24八年级下·江苏无锡·期末)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。如图甲,先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,用笔在吸管上标记水面位置为O点;取出吸管,量出O点至封口端的距离H。通过分析与计算,除O点外,还在吸管上相应位置分别标上、、、密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为 ;
(2)如图乙,吸管漂浮在其他液体中时,吸管底部距离液面的深度 (用、、H表示);
(3)观察简易密度计,管壁上标注的刻度线分布是 (选填“均匀”或“不均匀”)的;
(4)如图丙,若小明将密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,用重新“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
58.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图甲所示,圆柱形容器中盛有密度为ρ的液体,质量分布均匀的圆柱体A竖直漂浮在液面上,露出液面的体积占总体积的,则圆柱体A的密度为 。将圆柱体A取出(圆柱体A没有吸附液体),液面下降了h(图乙),若将圆柱体A露出液面部分切取后竖直静置于水平地面上(图丙),它对地面的压强为p。则圆柱体A的底面积SA与容器的底面积S之比为 (用ρ、h、g、p、n符号表示)。
59.(23-24八年级下·重庆·期末)小艾同学按如图所示步骤,进行“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)物体的重力为 N,B步骤中物体受到的浮力为 N;
(2)比较步骤A、B、C、D,可以得出:同种液体中,物体受到的浮力与 有关;
(3)仔细分析实验数据,可知物体的体积为 cm3;图E中弹簧测力计示数 (选填“>”、“=”或“<”)3N;(ρ酒精=0.8g/cm3)
(4)若完成实验后,小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 ;(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(5)如图所示,小艾又做了如下实验测量合金块的密度。
①如图甲所示,用电子秤测出合金块的质量为60.0g;
②如图乙所示,测出圆柱形容器和适量水的总质量为400.0g;
③如图丙所示,将合金块和气球用绳子系在一起后,使金属块浸没在水中,待示数稳定后,电子秤示数为420.0g;
④如图丁所示,合金块和气球都浸没后,待示数稳定后,电子秤示数为428.0g;
⑤如图戊所示,继续使合金块下降(不触底),待示数稳定后,电子秤示数为427.0g。
请帮助小艾完成测量和分析:
A.合金块密度是 g/cm3;
B.图丁到图戊,电子秤示数减小了1.0g,原因可能是: 。(实验过程中所有操作均正确规范)
60.(23-24八年级下·重庆·期末)如图,水平桌面上放置底面积为300cm2的薄壁圆柱形容器,容器侧壁靠近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口,边长为10cm的正方体A用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止,此时有的体积露出水面,细线受到的拉力为12N,容器中水深为18cm。细线能承受的最大拉力为15N,物体A不吸水。求:
(1)物体有的体积露出水面时受到的浮力;
(2)在(1)问中物体A的底部所受水的压强;
(3)打开阀门K使水缓慢流出,求细线刚好断裂时,放出水的体积。
考点7:物体的沉与浮
61.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图所示,水平桌面上甲、乙两个相同的容器装有体积相等的不同液体,将同种材料制成的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平,则( )
A.物体A受到的浮力等于物体B受到的浮力
B.甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力
C.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
D.物体A的重力大于物体B的重力
62.(23-24八年级下·安徽铜陵·期末)如图所示,装有适量水的水杯放置在水平桌面上,水中漂浮着一个正方体木块。现向杯中注入质量为m的水(水未溢出),待木块静止后,与注水前相比,下列说法中正确的是( )
A.木块排开水的重量保持不变 B.木块下表面所受水的压力增大
C.杯底所受水的压力增加量为mg D.水杯对桌面的压力增加量大于mg
63.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)一木块在水中漂浮时,有2/5的体积露出水面,将露出水面的部分锯掉,当剩余部分的木块静止时,下列说法正确的是( )
A.木块的密度是0.4×103kg/m3 B.悬浮在水中
C.沉入水底 D.漂浮,露出水面的体积为剩余部分的2/5
64.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,水槽里有不相溶的A、B两种液体,A液体的密度为ρ,B液体的密度为2ρ。一个正方体小物块,有浸没在A液体中,其余部分浸没在B液体中,物块的上表面与A液体的上表面齐平,则物块的密度为( )
A.1.2ρ B.1.3ρ C.1.4ρ D.1.5ρ
65.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)如图所示为我国新一代通用型导弹驱逐舰,其排水量为,则驱逐舰满载时受到的浮力为 N;该驱逐舰从海洋驶入长江时所受到的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”),它排开江水的体积 (选填“大于”“等于”或“小于”)排开海水的体积。(g取,)
66.(23-24八年级下·安徽马鞍山·期末)将一个实心物体放入足够多的水中,静止时排开水的质量为90g;将该物体放入足够多的酒精中,静止时排开酒精的质量是80g,则该物体的密度为 kg/m3(酒精的密度是0.8g/cm3)。
67.(23-24八年级下·云南德宏·期末)“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校兴趣小组模仿这一典故,制作了一“浮力秤”,将直筒形状的厚底玻璃杯浸入水中如图所示。如果玻璃杯的质量为200g,底面积为30cm2,高度为15cm,将杯子开口向上,竖直放入水中时(注:水未进入杯中),杯子受到的浮力为 N,此时浮力秤能够称量物体的最大重力为 N。
68.(23-24八年级下·安徽黄山·期末)如图,在一个装有水的长方体容器底部固定一根不可伸缩的细绳,细绳上端连接着一个棱长为0.1m的正方体实心物块。当容器中的水的质量为5kg时,物块A有的体积露出水面,此时细绳刚好伸直且不对物块A产生拉力如图甲所示。求:
(1)图中物块A受到的浮力大小;
(2)物块A的密度;
(3)往容器中加入500g食盐,食盐完全溶解后,求细绳对物块A的拉力。(忽略盐的体积,忽略液体体积的变化)
69.(23-24八年级下·河南许昌·期末)小亮在学习了“浮力”之后,做了一个观察鸡蛋悬浮的实验,其主要操作步骤如下:如图所示,先在水平桌面上放置一个底面积为的圆筒形容器(厚度可忽略),向容器中注入10cm深的水,再取一个鸡蛋,称得其质量为55g将它轻轻放入水中,发现鸡蛋沉至容器底部,此时测得水面升高了5mm,然后,向容器中加食盐并不停地搅动,直到鸡蛋恰好悬浮起来为止(,g取)。求:
(1)鸡蛋沉到底部时所受的浮力是多少?
(2)容器中放入鸡蛋时,水对容器底部的压强是多大?
(3)当鸡蛋悬浮起来时,盐水的密度是多少?
70.(23-24八年级下·云南昆明·期末)如图甲所示,将一个边长为20cm的正方体实心木块A(不吸水)放入装有水的甲容器中,静止时,露出水面的高度为8cm。已知,求
(1)水对木块A下表面的压力为多大?
(2)木块A的密度为多少?
(3)则图乙所示,用细线在木块A下方挂一个密度为的实心物体B不吸水若二者刚好一起悬浮在水中,不计细线的质量和体积,实心物体B的体积为多大?
考点8:浮力的应用
71.(23-24八年级下·陕西咸阳·期末)在学校举办的“自主创新实验”活动中,创新小组制作了如图所示的沉船打捞模型,用注射器通过胶管向“浮筒”中充气或从“浮筒”中抽气,就可以使“浮筒”上浮或下沉。若将“浮筒”从如图所示的位置上浮直至露出水面,从而带动沉船上浮(胶管在水中的体积变化忽略不计)。下列分析正确的是( )
A.“浮筒”上浮过程中所受的浮力逐渐变大
B.“浮筒”露出水面过程中排开水的重力逐渐变小
C.“浮筒”是通过改变自身体积实现上浮和下沉
D.当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气,其所受重力等于浮力
72.(23-24八年级下·河南郑州·期末)自制的简易密度计如图所示,它是在木棒的一端缠绕铜丝做成的,将其放入不同的液体中,会呈竖直漂浮状态。下列说法错误的是( )
A.密度计漂浮在水面上静止时,水对密度计的浮力等于它的重力
B.密度计漂浮在水面上静止时,把露出的部分剪去,剩余的部分在水面下静止不动
C.密度计浸入液体的体积越大,说明该液体的密度越小
D.木棒越粗,测量误差越大
73.(23-24八年级下·湖南长沙·期末)下列关于浮力的说法正确的是( )
A.上升中的热气球的浮力不可能等于重力
B.宇航员在空间站飘起来不是浮力的作用
C.潜水艇是靠改变自身体积来实现上浮和下沉的
D.上表面不受压力的物体,没有浮力
74.(23-24八年级下·广西百色·期末)如图所示,用盐水选种时,需要配制一定浓度的盐水,把种子倒入盐水中,漂浮的是次种,沉入容器底的是良种,下列说法正确的是( )
A.次种所受的浮力大于它的重力
B.良种所受的浮力大于它的重力
C.所用盐水的密度要大于每个种子的密度
D.若要选出更饱满种子,需要往盐水中加入适当的盐
75.(23-24八年级下·云南昆明·期末)如图所示的浮力的应用中,说法正确的是 ( )
A.图甲:潜水艇在下潜的过程中受到的浮力变小
B.图乙:舰艇漂浮在水面上,它的排水量大于它自身的质量
C.图丙:孔明灯上升时,没有受到浮力作用
D.图丁:热气球升空时是通过减小球内气体密度来实现的
76.(23-24八年级下·甘肃酒泉·期末)在木棒的一端缠绕几圈细铜丝,制成一支简易液体密度计,将其先后放入盛有甲、乙两种液体的相同烧杯中,处于静止状态,如图所示。若密度计在甲、乙液体中所受浮力分别是、,甲、乙两种液体的密度分别是、,则( )
A., B.,
C., D.,
77.(23-24八年级下·甘肃陇南·期末)潜水艇悬浮在海水中,要使潜水艇下潜,应对水舱 (选填“注水”或“排水”),在下潜过程中,海水对潜水艇上下表面的压力差 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
78.(23-24八年级下·湖北武汉·期末)2024年5月1日上午,中国海军福建舰航母出海开展首次航行试验,可谓万众瞩目之至。已知航母满载排水量约8×104吨,则航母满载时受到的浮力是 N。当福建舰从海上驶回长江港口,受到的浮力 (选填“不变”、“变大”或“变小”),航母要 (选填“下沉”或“上浮”)一些。
79.(23-24八年级下·甘肃武威·期末)一艘轮船空载时的排水量是3000t,装满货物时的排水量为8000t,那么这艘轮船最多可以装载 t的货物。如果它从长江驶进大海,它所受到的浮力 。
80.(23-24八年级下·福建泉州·期末)如图甲为用传感器设计的力学装置,竖直轻细杆的上端通过力传感器固定在天花板上,轻杆下端与圆柱体相连,悬挂在空容器中。向容器中加水,力传感器示数F大小随容器中水的高度h变化的图象如图乙。求:
(1)圆柱体的重。
(2)时力传感器的示数。
(3)圆柱体的密度。
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