内容正文:
专题02 压强与流体的力现象
【思维导图】 2
【知识讲解】 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 9
【经典例题】 9
考点1:压强 10
考点2:液体压强 16
考点3:大气压强 22
考点4:在流体中运动 27
考点5:认识浮力 31
考点6:科学探究:浮力的大小 39
考点7:沉与浮 48
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:压强
1.(23-24八年级下·山西吕梁·期末)下列实例中,目的是减小压强的是( )
A.推土机的铲子很锋利
B.篆刻刀刀刃很薄
C.破窗锤锤头很尖
D.火车轨道铺在枕木上
【答案】D
【详解】A.推土机的铲子很锋利,减小了受力面积,在压力一定时,可以增大压强,故A不符合题意;
B.篆刻刀刀刃很薄,减小了受力面积,在压力一定时,可以增大压强,故B不符合题意;
C.破窗锤锤头很尖,减小了受力面积,在压力一定时,可以增大压强,故C不符合题意;
D.火车轨道铺在枕木上,增大了受力面积,在压力一定时,可以减小压强,故D符合题意。
故选D。
2.(23-24八年级下·陕西西安·期末)三初学生餐厅美食丰富,饭菜一周内不重样,深受学生喜爱,下列有关说法错误的是( )
A.午饭在即,餐厅内香味四溢,说明分子在永不停息地做无规则运动
B.用手捏刷碗用的海绵,海绵变小,说明分子间有间隙
C.菜刀磨得非常锋利,是为了增大压强
D.饭后三初学子用餐巾纸擦桌子上的饭渍时用力按压是为了增大摩擦
【答案】B
【详解】A.午饭在即,餐厅内香味四溢,这是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动,故A正确,不符合题意;
B.用手捏刷碗用的海绵,海绵变小,这是因为海绵内部有空隙,但这不是分子间的间隙,故B错误,符合题意;
C.菜刀磨得非常锋利,是为了减小受力面积,从而增大压强,故C正确,不符合题意;
D.饭后三初学子用餐巾纸擦桌子上的饭渍时用力按压是通过增大压力的方法从而增大摩擦,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(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。
4.(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。
5.(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
6.(23-24八年级下·广东梅州·期末)用刀切菜时,刀钝了切不动,这时可以使劲切,这是利用 的方法来 压强。活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处。
【答案】 增大压力 增大 大气压
【详解】[1][2]压强与压力、受力面积有关。用刀切菜时,刀钝了切不动,这时可以使劲切,这是利用增大压力的方法来增大压强。
[3]活塞式抽水机抽水时,活塞向上运动,筒内压强减小,水在外界大气压的作用下进入筒内。
7.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图甲所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,A的边长是B的2倍。将A沿水平方向切去高为L的部分,叠放在B的正上方。叠放后,B对地面的压强与L的变化关系、A剩余部分对地面的压强与L的变化关系如图乙所示。图乙中表示B对地面的压强与L变化关系的是图象 (填序号);叠放后,当B对地面的压强是A剩余部分对地面的压强的2倍时,L的值是 cm。
【答案】 ① 1.25
【详解】[1]由题意可知,将A沿水平方向切去高为L的部分,叠放在B的正上方,因此A剩余部分对水平地面的压力减小,所以A剩余部分对水平地面的压强减小,由图乙可知,②是A与L的变化关系,则①反映了pB与L的变化关系。
[2]根据图中知,pA从4000Pa减小到0,L变化了10cm,故
(L单位是cm)
由于A减小的压力等于B增大的压力,A的边长是B的2倍,则A的底面积是B的4倍,根据F=pS知
ΔpA×4=ΔpB×1
而B的压强从5000Pa开始增大,则
当B对地面的压强是A剩余部分对地面的压强的2倍时
解得L=1.25cm。
8.(23-24八年级下·广西崇左·期末)如图甲所示,质量分布均匀的实心正方体A、B静止放置在水平地面上,且A、B对地面的压强相等,现将A与B分别沿水平方向在上表面切去一定高度,剩余部分对地面的压强p与切去的高度h的关系如图乙所示。已知B的密度为0.3×103kg/m3,则A的重力为 N,B的高度为 m。
【答案】 54 0.2
【详解】[1]由图乙可知,正方体A的高度为
则A的底面积
根据可得,正方体A的重力
则A的重力为54N。
[2]由图乙可知,B对水平地面的压强最大值为600Pa,B为质量分布均匀的实心正方体,由柱体压强可得,正方体B的高度
B的高度为0.2m。
9.(23-24八年级下·山东聊城·期末)长颈鹿是陆地上个子最高的动物,因此它的血压在动物中也是最高的。如图所示,长颈鹿的身高可达6m,质量可达2t,一只脚掌的着地面积为。(g取10N/kg)
(1)长颈鹿四脚站立时,它对水平地面的压强是多少?
(2)长颈鹿在搏斗的过程用脚掌踢踏可产生的最大压强为,则最大踢踏力是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)长颈鹿四脚站立时,它对水平地面的压强是
(2)最大踢踏力是
10.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图所示,港珠澳大桥是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥。一辆质量为1.6t的小车在水平桥面上做匀速直线运动时,受到的阻力是车重的0.05倍,小车与桥面接触的总面积为0.04平方米,求:
(1)小车受到的重力;
(2)小车受到的牵引力;
(3)小车对水平桥面的压强。
【答案】(1)1.6×104N
(2)800N
(3)4×105Pa
【详解】(1)小车受到的重力
(2)小车在水平桥面上做匀速直线运动时,处于平衡状态,根据题意和二力平衡条件可得小车受到的牵引力
(3)小车对水平桥面的压力
则小车对水平桥面的压强
考点2:液体压强
11.(22-23八年级下·广东深圳·期中)如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压强p甲、p乙和容器对水平桌面的压强、的关系是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【详解】水平桌面上,甲、乙两容器中两种液体质量相同,由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,由可知,又因为两容器中液体的深度相同,由可知,两液体对容器底部压强;水平桌面上,甲、乙两个相同容器中两种液体质量相等,则甲、乙的总重力相等,容器在水平桌面上,容器对桌面的压力,则甲、乙容器对桌面的压力,由图知,由可知,两容器对桌面的压强。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12.(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。
13.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,两个底面积相同、形状不同的玻璃杯放在水平桌面上、甲杯中装有水,水对甲杯底的压力、压强分别为、;现将甲杯中的水全部倒入乙杯中,水对乙杯底的压力、压强分别为、。下列判断中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】甲杯上粗下细,水对甲杯底的压力
F1<G水
水对甲杯底的压强
乙杯上下粗细相同,水对乙杯底的压力
F2=G水>F1
水对乙杯底的压强
故选A。
14.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别pA和pB,水瓶对桌面的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA=pB,FA=FB B.pA<pB,FA>FB
C.pA<pB,FA=FB D.pA=pB,FA<FB
【答案】C
【详解】如图,倒立时,液体深度更深,由p=ρgh知,pA<pB。水瓶对桌面的压力等于水和瓶子的总重力,而正立和倒立时,总重力相等,所以压力相等,即FA=FB。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15.(23-24八年级下·山西大同·期末)如图所示,在化学实验室中,两只完全相同的平底烧瓶甲和乙中分别装有质量相同的酒精和水,瓶底对地面的压强分别为p甲和p乙,液体对瓶底的压强分别为和,下列分析正确的是( )
A.p甲=p乙, B.p甲=p乙,
C.p甲<p乙, D.p甲>p乙,
【答案】A
【详解】烧瓶对地面的压力大小等于烧瓶和内部液体的重力之和,两只完全相同的平底烧瓶甲和乙中分别装有质量相同的酒精和水,则烧瓶和内部液体的总质量相同,根据,总重力相同,则甲乙烧瓶对地面的压力大小相同,容器底面积相同,根据可知瓶底对地面的压强相同,即p甲=p乙;甲中是酒精,乙中是水,将液体分割如下:
A、C部分体积相同,但是酒精密度小于水,根据可知A部分酒精质量小于C部分水的质量,因为酒精和水的总质量相同,所以B部分酒精质量大于D部分水的质量,则B部分酒精重力大于D部分水的重力,所以B部分酒精对瓶底的压力大于D部分水对瓶底的压力,容器底面积相同,根据可知B部分酒精对瓶底的压强大于D部分水对瓶底的压强,即。故A正确,BCD错误。
故选A。
16.(23-24八年级下·河北沧州·期末)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐按入水中,在手感受到浮力的同时,会看到排开的水溢至盘中。若溢出的水的体积为,饮料罐受到的浮力的大小为 N;饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时,受到的浮力 ,水对烧杯底部的压强 ,g=10N/kg。(后两空均填“更大”“更小”或“不变”)
【答案】 1.5 更大 不变
【详解】[1]由题意知,杯中溢出水的体积为V=150cm3,即易拉罐排开水的体积,所以饮料罐受到浮力为
[2]饮料罐浸入水中更深,即排开水的体积更大,根据可知,罐受到的浮力更大。
[3]由于烧杯是装满水的,所以在饮料罐浸入水中的过程中,烧杯里水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对烧杯底部的压强不变。
17.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,是我国第二艘舰母“山东舰”正在海面上匀速航行,则其所受海水的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)航母总重力;若航母航速不变,航母上许多舰载机起飞后,航母的总动能 ,航母的底部受到的海水向上的压强 。 (后两个空选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 等于 变小 变小
【详解】[1]因为航母在水面航行时,处于漂浮状态,根据物体浮沉条件可知,它受到的浮力等于它的总重力。
[2]舰载机从航母上起飞后,航母的质量减小,速度不变,动能变小。
[3]因舰载机飞离航母前后,航母始终处于漂浮状态,受到的浮力和自身的总重力相等,所以,航母上的飞机飞离航母后,其总重力减小,受到的浮力变小,由可知,航母排开海水的体积变小,则航母要上浮一些,航母底部所处的深度变小,由p=ρgh可知,航母底部受到的海水向上的压强变小。
18.(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。
19.(23-24八年级下·安徽合肥·期中)如图所示,一个平底玻璃杯放在水平桌面上,玻璃杯质量为100g,里面水的质量为500g,杯子与桌面的接触面积是。求:(g取)
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底部的压力;
(3)整个杯子对桌面的压强。
【答案】(1)
(2)1.2N
(3)
【详解】(1)水对杯子底部的压强为
(2)已知杯子与桌面的接触面积是,则水对杯子底部的压力为
(3)整个杯子对桌面的压力为
整个杯子对桌面的压强为
20.(23-24八年级下·安徽六安·期末)如图所示,一个高为45cm的薄壁容器放在水平地面上,容器内盛有0.8kg的水,容器下部的横截面积为,上部的横截面积为,水深h为40cm,A点到容器底的高度为10cm。(g取,)
(1)求A点受到水的压强;
(2)求水对容器底的压力。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)A点的深度为
hA=h-h1=40cm-10cm=30cmA点受到水的压强
(2)水对容器底的压强
则水对容器底的压力
考点3:大气压强
21.(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。
22.(24-25八年级上·安徽马鞍山·期末)如图所示,甲容器内装有水,乙试管内也装有水,并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中,且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热,则经过一段时间后( )
A.甲容器内的水会沸腾,乙不会 B.乙容器内的水会沸腾,甲不会
C.甲容器、乙试管内的水、都会沸腾 D.甲容器、乙试管内的水、都不会沸腾
【答案】C
【详解】因为甲是密封的,而乙不密封,给甲容器加热过程,甲中水上方的气压会越来越大,当温度达到水在当时气压下的沸点时,水会沸腾。由液体表面上方的气压越高,沸点越高可知,甲中水沸腾时的温度比乙中的水的沸点高,因此乙能从甲中吸收热量,且乙达到沸腾温度后,仍能继续吸热,会沸腾,所以甲、乙中的水都会沸腾,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
23.(24-25八年级上·陕西西安·期末)元代杰出科学家郭守敬在通惠河上建造了二十四座船闸,使运粮船可逆流而上,下列与船闸工作原理不同的是( )
A.U形“反水弯” B.锅炉水位计
C.喂水器 D.自制压强计
【答案】D
【详解】船闸是利用连通器原理工作的;
A.反水弯上端开口,下端连通,属于连通器,与船闸工作原理相同,故A不符合题意;
B.水位计上端开口,下端连通,属于连通器,与船闸工作原理相同,故B不符合题意;
C.喂水器上端开口,下端连通,属于连通器,与船闸工作原理相同,故C不符合题意;
D.自制气压计是利用大气压强工作的,用来测量大气压,故D符合题意。
故选D。
24.(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 。
25.(23-24八年级下·全国·假期作业)沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示。以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差将变大
C.若把此装置从地面移至山顶,则管内外水银面的高度差将变大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会变大
【答案】D
【解析】略
26.(23-24八年级下·河南安阳·期末)托里拆利测量大气压强值的实验如图所示,当时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。这一现象说明了当地的大气压 一标准大气压。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。将图中装置从大厦一楼移到50楼,会发现装置中的水银柱 (均选填“上升”“不变”或“下降”)。
【答案】 750 小于 下降
【详解】[1]由图示知,当地大气压强能压起的水银柱高度为玻璃管内外的高度差750mm。所以当时大气压强等于750mm高水银柱产生的压强。
[2]标准大气压能支持的水银柱高度为760mm,所以当地的大气压低于一标准大气压。
[3]大气压随高度的增大而减小,因此将图中装置从大厦一楼移到50楼,外界大气压会减小,因此可以压起的水银柱高度将减小,因此装置中的水银柱下降。
27.(23-24八年级下·江西南昌·期末)我国古代先贤留下很多智慧的设计,如图a所示的“阴阳壶”就是众多智慧杰作中的一个、通过控制壶柄上的孔,可以控制倒出的液体类型,从而实现“一壶两出”,其原理图如图b所示;若捂住甲孔,倒出的是 (选填“甲”或“乙”)液体,现代生活中与“阴阳壶”原理相同的是 (填序号)。
①用吸管“吸”饮料; ②火车站设计的安全线。
【答案】 乙 ①
【详解】[1]“阴阳壶”使用时,阴阳壶倾斜,两种液体都向下运动,若捂住甲孔,则左侧壶内气体压强随体积的增大而减小,左侧壶内气体压强小于外界大气压,所以甲液体在大气压的作用下不能倒出;而乙孔使得右侧壶内与外界空气相通,则右侧壶内外的气体压强相同,乙液体在重力作用下就可流出来。
[2]①用吸管“吸”饮料利用了大气压强,与“阴阳壶”原理相同,故①符合题意;
②火车站设计的安全线,利用了流体压强与流速的关系,故②不符合题意。
故选①。
28.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,将自制气压计从一楼拿到五楼,观察到玻璃管内水柱 (选填“上升”或“下降”)。驻守在我国青藏高原的边防战士用普通锅连面条也煮不熟,是因为普通锅的密封性能差,锅内气压受外界大气压的影响,使水的沸点 (选填“高于”、“低于”或“等于”)100℃。
【答案】 上升 低于
【详解】[1]大气压和高度有关,大气压随高度的增加而减小,因此,将自制气压计从一楼拿到五楼,由于外界的大气压减小,所以观察到玻璃管内的水柱在内部气压的作用下会逐渐升高。
[2]根据气压与高度的关系,中国珠穆朗玛峰气压值比平原地区小,气压低,沸点低,所以在中国珠穆朗玛峰普通锅难以煮熟食物,是因为普通锅的密封性能较差,锅内气压受外界大气压影响,从而使锅内水的沸点小于100℃。
29.(23-24八年级上·甘肃平凉·期末)烧瓶中停止沸腾的水,浇上冷水后会重新沸腾,是因为浇上冷水后,烧瓶内水蒸气遇到冷的外壁 (填物态变化名称)成水,烧瓶内气压减小,水的沸点 (填“升高”或“降低”)。
【答案】 液化 降低
【详解】[1][2]当向瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,水蒸气遇冷液化变为小水滴,瓶内气体减少,液面上方气压减小,因为液体的沸点随气压的降低而降低,所以导致液体的沸点降低,水重新沸腾起来的。
30.(23-24八年级下·安徽合肥·期中)2020年5月27日,我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰,并开展峰顶测量,12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高度为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加,大气压强不断 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。珠穆朗玛峰峰顶的大气压强约为3.2×104Pa,这个压强值表示的物理意义是 。
【答案】 减小 1m2的受力面积上受到的压力为3.2×104N
【详解】[1]随着登山队员攀登高度的不断增加,大气越稀薄,大气压强不断减小。
[2]珠穆朗玛峰峰顶的大气压强约为
这个压强值表示1m2的受力面积上受到的压力为3.2×104N。
考点4:在流体中运动
31.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图所示,用漏斗向点燃的蜡烛的火焰吹气,烛焰将( )
A.向左飘动 B.向右飘动
C.静止在原位置不动 D.无法确定
【答案】A
【详解】当用力吹漏斗时,气流从漏斗快速流出,速度比较大,蜡烛的左侧气流流速大,压强比较小,蜡烛的右侧受到的大气压是不变的,蜡烛的火焰会向左飘动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
32.(23-24八年级下·河南郑州·期末)在学校举办的科技运动会上,水平抛出一个飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞盘的形状应为下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】只有飞盘的上表面凸起,下面平直,飞盘升空时,流过飞盘上方的空气流速大压强小,流过飞盘下方的空气流速小压强大,在这个压强差造成的压力差的作用下,快速前进的飞盘才会越升越高,四个选项中,只有A选项中飞盘的形状符合题意。
故选A。
33.(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。
34.(23-24八年级下·山东聊城·期末)“想想议议”与“想想做做”是教材中的两个重要栏目,下列有关说法正确的是( )
A.甲图:排水管的U形“反水弯”是一个连通器
B.乙图:拿着自制气压计上楼时,玻璃管中的水柱会下降
C.丙图:在硬币上方沿着与桌面垂直的方向用力吹一口气,硬币就可能跳过木块
D.丁图:用嘴对着“机翼”前端细线的位置用力沿水平方吹气,可以看到“机翼”保持水平
【答案】A
【详解】A.甲图:排水管的U形“反水弯”是一个连通器,可以在其中形成水封,防止难闻的气味进入室内,故A正确;
B.乙图:拿着自制气压计上楼时,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内,玻璃管中的水柱会上升,故B错误;
C.丙图:在硬币上方沿着桌面方向用力吹一口气,硬币上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的升力,使硬币跳起,在气流带动下硬币就可能跳过木块,如果在硬币上方沿着与桌面垂直的方向用力吹一口气,会将硬币压在桌面上,故C错误;
D.丁图:用嘴对着“机翼”前端细线的位置用力沿水平方吹气,“机翼”上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的升力,可以看到“机翼”向上升起,但是不一定保持水平,故D错误。
故选A。
35.(23-24八年级下·重庆·期末)火车和轻轨轨道附近都设有安全线,是因为列车高速驶来时,车与人之间的空气流速大,压强 (选填“大”或“小”);船闸是利用了 原理。
【答案】 小 连通器
【详解】[1]根据流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小。当列车高速驶来时,车与人之间的空气流速大,所以压强小。
[2]船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以船闸是利用了连通器原理。
36.(24-25八年级上·陕西西安·期末)中华文化博大精深,很多诗词、谚语中蕴含着科学道理:“磨刀不误砍柴工”,磨刀使刀刃变薄就是通过 的方式来增大压强。关于竹蜻蜓的最早记载见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中,竹蜻蜓的原理如图所示,当旋转时,流过叶片上方的气流速度较 ,叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向 的压力差,使竹蜻蜓飞行。
【答案】 减小受力面积 快 上
【详解】[1]磨刀使刀刃变薄,减小了受力面积,从而增大压强,所以磨刀使刀刃变薄是通过减小受力面积的方式来增大压强。
[2][3]根据流体压强与流速的关系可知,流体流速越快的地方压强越小,当竹蜻蜓旋转时,由于叶片上部的形状使其上方的空气流速更快,压强更小,小于叶片下方的气体压强,因此会产生向上的压强差从而形成对向上的压力差,进而推动竹蜻蜓的飞行。
37.(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。
38.(23-24八年级下·甘肃天水·期末)高铁站的站台上都有一道安全线,要求乘客必须站在安全线外候车(如图),因为当列车驶过时,带动它周围的气体以很大的速度向前流动,人此时若站在安全线以内,则身体靠近列车一侧空气压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)身体远离列车一侧空气压强,空气容易把人推向运动着的列车。
【答案】小于
【详解】当列车进站时,列车与安全线之间的空气流速变大,压强变小,乘客外侧的空气流速小,压强大,则身体靠近列车一侧空气压强小于身体远离列车一侧空气压强,空气容易把人推向运动着的列车,所以乘客在候车时不得站在安全线以内,以免发生危险。
39.(23-24八年级下·河北邯郸·期末)轮船是采用 的办法增大可以利用的浮力,一艘排水量为3000t的轮船在航行,满载时船及所装的货物共重 N。两艘船不宜近距离并排航行,这是由于 。
【答案】 增大排开液体的体积 3×107 流速越大,压强越小
【详解】[1]轮船是中空的,增大了体积,可以在重力一定时,通过增大排开液体的体积来增大浮力。
[2]轮船漂浮在水面,所受的浮力等于自身重力,所以满载时船及所装货物的重力
G=F浮=G排=m排g=3000×103kg×10N/kg=3×107N
[3]流速越大,压强越小,两艘船不宜近距离并排航行,是因为并排行驶时,两艘船内侧水的流速大于外侧水的流速,造成两艘船内侧水的压强小于外侧水的压强,易导致碰撞事故。
40.(23-24八年级下·青海果洛·期末)2024年3月31日凌晨,江西省南昌市发生了强降雨,雷电暴风等强对流天气,导致一小区居民楼的窗户被破坏,三人被大风卷走坠楼身亡,其主要原因是屋外空气流动速度 (选填“大于”或“小于”)屋内的空气流动速度,屋外空气的压强 (选填“大于”或“小于”)屋内空气的压强,产生了压力差,将人卷走。
【答案】 大于 小于
【详解】[1][2]流体流速越大,压强越小;大风天气时,室外空气的流速大于室内空气的流速,室外的气压小于室内的气压,在气压差作用下,玻璃与人被推出窗外。
考点5:认识浮力
41.(23-24八年级下·安徽合肥·期末)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为,下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力
B.小烧杯中的水重
C.两次实验中,水对溢水杯底的压强
D.两次实验中,溢水杯对桌面的压力
【答案】D
【详解】A.F1为铁块浸没水中前的拉力,等于铁块的重力,F2为铁块浸没水中后的拉力,根据称重法测浮力可知,铁块受到的浮力为
F浮=F1-F2
故A错误;
B.根据阿基米德原理可知,铁块所受浮力等于排开水的重力,所以小烧杯中水的重力即排开水的重力为
G=F浮=F1-F2
故B错误;
C.甲、乙液面相平,且液体均为水,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强相等,故C错误;
D.溢水杯对桌面的压力等于水对溢水杯底的压力与溢水杯的重力之和。铁块浸没在水中后,水面高度不变,水对杯底的压强不变,根据F=pS可知,水对杯底的压力不变,溢水杯的重力不变,所以溢水杯对桌面的压力不变,即F甲=F乙,故D正确。
故选D。
42.(23-24八年级下·全国·期末)如图甲所示,水平地面上有一底面积为300cm2、重为3N的盛水薄壁柱形容器,圆柱体A的底面积为100cm2,上表面固定一根细杆(细杆的质量、体积均不计)。现将A竖直向下匀速浸入水中,直至A刚好触底(水未溢出),此过程细杆对圆柱体A的作用力F与时间t的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.圆柱体A浸没时受到的浮力3N
B.圆柱体A的密度为0.5×103kg/m3
C.第3.5s时容器底部所受压强为2100Pa
D.第6s末容器对水平地面的压强2200Pa
【答案】D
【详解】结合甲、乙两图分析可知,当A开始在水面之外时,杆对A产生向上的拉力且保持不变,此时A只受到重力和杆的拉力,由二力平衡可知A的重力大小,在t=2s时,物体A接触水面开始进入水中,杆对A的拉力开始减小,在t=3.5s时,杆对A的拉力为零,此时处于漂浮状态;在第3.5s之后杆对A的施加竖直向下的压力,当物体完全浸没在水中时,杆对A的竖直向下的压力大小为6N,且保持不变,在t3=6s时,直至A刚好触底(水未溢出),
A.由图可知物体的重力为9N,在t=6s时,A完全浸没在水中,杆对A的作用力向下,杆对A的压力大小为F压=6N,圆柱体A浸没时受到的浮力
F浮=G+F压=9N+6N=15N
故A错误;
B.物体A的体积
物体A的高度
物体A的质量
物体A的密度
故B错误;
CD.当t=3.5s时,物体受到的浮力等于重力,即F浮′=G=9N,
此时A浸入液体的体积
A浸入水中的高度为
水面上升的高度
A下降的速度
有图乙可知,A下表面在2s刚触水时,在6s时下表面触底,A运动的时间为
A运动的路程
由于A浸入水中的过程中,水面同时升高,所以从2s-4s的过程中,水面上升的高度
所以6s时,水面的总高度
容器中水的体积
V水=Sh0﹣V=300×10﹣4m2×0.21m﹣1.5×10﹣3m3=4.8×10﹣3m3
容器中水的重力
G=mg=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×4.8×10﹣3m3×10N/kg=48N
当t=3.5s时的水面高度
第3.5s时容器底部所受压强为
p=ρ水ght=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.19m=1900Pa
故C错误;
由力的作用是相互的可知,第6s末时A对水的压力等于A受到的浮力为15N,所以此时容器对水平桌面的压力为
F容=G容+G+F浮=3N+48N+15N=66N
则容器对地面的压强为
故D正确。
故选D。
43.(23-24八年级下·贵州贵阳·期中)如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是( )
A.立在河水中的桥墩 B.悬停在水中的鸡蛋
C.航行中的“辽宁号” D.浮在空中的热气球
【答案】A
【详解】A.由图可知,圆柱形桥墩的下底面埋在地下,其下底面与河底紧密接触,桥墩没有受到水向上的压力,所以桥墩不受浮力作用,故A符合题意;
B.悬停在水中的鸡蛋,受到的浮力等于重力,故B不符合题意;
C.航行中的“辽宁号”,漂浮在水面上,物体受到水向上的压力,即受到的浮力,故C不符合题意;
D.浮在空中的热气球,浸没在空气中,受到空气的浮力,故D不符合题意。
故选A。
44.(23-24八年级下·全国·课前预习)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如下图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】鸡蛋悬浮在液体中,此时鸡蛋上、下表面受到的压力不同,这个压力差就是鸡蛋所受浮力,因此浮力的方向总是竖直向上的,所以正确。
故选C。
45.(22-23八年级下·广西钦州·阶段练习)如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的压力为4N,下表面受到的压力为7N,则长方体受到水的浮力为( )
A.3N B.4N C.7N D.11N
【答案】A
【详解】长方体受到水的浮力为
F浮=F下表面﹣F上表面=7N﹣4N=3N
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
46.(22-23八年级下·陕西咸阳·阶段练习)下列情景中的物体没有受到浮力的是( )
A.水面戏水的鸭子 B.水中游动的小鱼
C.水中大桥的桥墩 D.沉入水底的石头
【答案】C
【详解】ABD.鸭子、小鱼和石头都浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故ABD不符合题意;
C.桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故C符合题意。
故选C。
47.(23-24八年级下·四川南充·期中)将重力为15N的金属块浸没到盛满水的容器中,溢出水的重力为8N,则金属块所受的浮力大小为 N;若金属块一半的体积浸入水中,则金属块下表面所受水的压力大小为 N。
【答案】 8 4
【详解】[1]把金属块轻轻放入盛满清水的溢水杯中,排开的水重:G排=8N,金属块受到的水的浮力
F浮=G排=8N[2]若金属块一半的体积浸入水中,则,由F浮= ρ水gV排得,此时金属块受到的浮力
由浮力产生的原因可知,金属块下表面所受水的压力大小
F=F浮′=4N
48.(23-24八年级下·福建厦门·阶段练习)如图所示,明宇利用弹簧测力计测量物体所受浮力,物体的重力为 N,物体浸没在水中时受到的浮力为 N。
【答案】 4 0.8
【详解】[1][2]弹簧测力计的分度值为0.2N,左侧测力计示数为4N,则物体重力为4N;右侧测力计示数为3.2N,根据称重法,物体浸没在水中时受到的浮力为
49.(23-24八年级下·全国·课前预习)如图所示,质量为2kg、边长为10cm的正方体挂在弹簧测力计下,并浸没在水中,物体的上表面距水面2cm。则物体的密度为 ;弹簧测力计的示数为 N;物体的下表面受到水的压力为 N。(g取10N/kg)
【答案】 10 12
【详解】[1]物体的密度
[2]物体的重力
物体所受浮力
弹簧测力计的示数
[3]物体的上表面距水面2cm,物体边长为10cm,则下表面距谁买的距离为12cm,下表面受到的水的压力为
50.(22-23八年级下·河南安阳·阶段练习)如图所示,一圆柱体挂在弹簧测力计下端浸没在水中,将圆柱体缓慢竖直向上拉升的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。则在提升高度为10cm前,圆柱体受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),圆柱体受到的最大浮力为 N;圆柱体的密度为 kg/m3。(g取 10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
【答案】 不变 0.4 5×103
【详解】[1]由乙图可知,圆柱体在提升高度为10cm前,弹簧测力计示数不变,由称重法可知,圆柱体受到的浮力不变。
[2]由乙图可知,弹簧测力计最大示数为2N,则圆柱体的重力为2N,弹簧测力计最小示数为1.6N,则圆柱体浸没时,受到的拉力为1.6N,则圆柱体受到的最大浮力
F浮=G-F拉=2N-1.6N=0.4N
[3]圆柱体浸没时,受到的浮力等于排开水的重力,则物体的体积等于排开水的体积
圆柱体的密度
考点6:科学探究:浮力的大小
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·辽宁大连·期末)某小组同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验时,实验结束后,在交流中,他们发现从减小误差和操作方便的角度考虑,该实验顺序最合理的是( )
A.乙甲丙丁 B.丁乙甲丙 C.甲乙丙丁 D.丁甲乙丙
【答案】D
【详解】为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
53.(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。
54.(23-24八年级下·江苏南通·期末)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,直到A刚好完全浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示,下列关于物体A说法正确的是( )
A.刚好浸没时h为12cm B.边长为8cm
C.密度为 D.重力为6N
【答案】D
【详解】D.由乙可知,当水位上升到A的下表面之前,A不受浮力,此时物体A对力传感器的压力等于物体A的重力,力传感器的示数为6N,则A的重力为6N,故D正确;
ABC.当水位逐渐上升,刚好到达A的下表面,水的深度为。水位继续上升,A开始受到浮力的作用,且逐渐变大,力传感器示数逐渐变小,当浮力等于重力,即
力传感器的示数为零,由图乙可知,A浸入水中的深度
A此时排开水的体积
则A的底面积
由于A为正方体,则A的边长
刚好浸没时水深
根据可得,A的密度
故ABC错误。
故选D。
55.(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。
56.(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
57.(2024·江苏盐城·二模)如图甲是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计。竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10cm,则A处应标为 g/cm3,将该密度计漂浮在酒精中,所受的浮力 在水中所受的浮力(大于/小于/等于);小华用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计,如图乙,直接将小明的刻度线和相应密度值标在自己制作的密度计上,若用小华的密度计来测量液体密度,测量值比真实值偏 。
【答案】 1 等于 小
【详解】[1]密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,说明此时密度计在A处显示的密度值应该为水的密度,所以A处应标为1g/cm3。
[2]由题意可知,密度计在酒精消毒液中处于漂浮状态,所受的浮力也等于密度计的重力;由于密度计在水中也处于漂浮状态,所以密度计在水中受到的浮力也等于密度计的重力,所以密度计漂浮在酒精中,此时所受的浮力等于在水中所受的浮力。
[3]等质量较细的密度计,横截面积小,漂浮在液体中受到的浮力不变,排开液体的体积不变,浸入的深度变大,若按照较粗密度计的刻度值标注,所测密度值偏小。
58.(23-24八年级下·全国·期末)如图甲所示,足够高且质量为1kg的长方体薄壁容器C置于水平地面,不吸水的A、B两物体叠放置于容器内,A为正方体,B为长方体,A、B的高度均为0.1m,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.12m时停止加水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示。停止加水后,将物体A取走,水面下降了3cm(设物体上、下表面始终与水面平行)。求:
(1)刚加完水时,水对容器底部的压强;
(2)A受到的重力;
(3)取走物体A后,若继续向容器中注水,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为8:9时,容器对水平地面的压强是多少Pa。
【答案】(1 1.2×103Pa;(2)24N;(3)1125Pa
【详解】
解:(1)刚加完水时,水对容器底部的压强
(2)由图乙可知,当水的深度为h1=0.08m时,容器内加入水的质量为m水1=1.6kg;当水的深度为h2=0.12m时,容器内加入水的质量为m水2=4.8kg;而当水的深度为h1=0.08m时,加水的质量变化出现转折点,由于物体B的高度为0.1m,物体A、B恰好漂浮,则水的深度由h1增加到h2时,水的深度增加量为
容器内水的质量的增加量为
增加的水的体积为
故容器的底面积为
当水的深度为h1=0.08m时,此时水的体积为
则物体B浸入水中的体积为
由于A和B漂浮,根据物体浮沉条件可得,A和B的总重力为
原来A和B的整体处于漂浮状态,且B浸入水中的深度为0.08m,将物体A取走,水面下降了3cm,根据减小的浮力等于减小的重力,A的重力为
B的重力为
(3)容器C的重力
取走物体A后,若继续向容器中注水,假设注入水的深度为Δh,则注入水的重力
容器中原来水的重力
水对容器底部的压强
容器对桌面的压强
由于水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为8:9,则p水:p桌=8:9,将数据代入上面两式,可得,Δh=0.01m,则注入水的重力
容器对水平地面的压强
答:(1)刚加完水时,水对容器底部的压强是1.2×103Pa;
(2)A受到的重力是24N;
(3)容器对水平地面的压强是1125Pa。
59.(23-24八年级下·天津南开·期中)重庆寸滩港区是长江上游航运中心的标志性工程。立方工件A必须隔绝空气浸没在水中运输,现在钢缆绳拉着工件A从某一高度沿竖直方向匀速下降,一个底面积为,高为2.5m的薄壁集装箱放在水平地面上,集装箱质量为1000kg,内盛有2m深的水。图乙是绳对A的拉力F随时间t变化的图像,时工件A刚好浸没,求:
(1)工件A浸没后受到的浮力;
(2)工件A的密度;
(3)当工件A刚好下降到集装箱底,卸去钢缆绳,集装箱对地面的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)如图乙可知,工件A的重力是,工件A浸没后,绳对A的拉力是,由称重法可知,受到的浮力
(2)工件A浸没后,其体积为排开液体的体积
则工件 A 的密度
(3)当工件A刚好下降到集装箱底,此时A完全浸没,排开水的体积等于A的体积,水面上升的高度为
水原来的高度为2m,水面上升0.1m,集装箱高度为2.5m,所以水不会溢出。
集装箱内水的重力
集装箱的重力是
集装箱对地面的压强
答:(1)工件A浸没后受到的浮力;
(2)工件A的密度;
(3)当工件A刚好下降到集装箱底,卸去钢缆绳,集装箱对地面的压强。
60.(23-24八年级下·福建厦门·期中)科创小组设计了水库水位报警装置模型,其顶部开有小孔,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度为不吸水材料制成高,底面积的圆柱体。B能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。水面上涨,当圆柱体对压力传感器的压力为2N,触发报警装置。求:
(1)“水库”未注水时,圆柱体B对支持面的压强;
(2)当模型内水深为多少时,圆柱体B对支持面的压力为0;
(3)刚触发报警装置时,圆柱体B浸在液体中的体积为多少?
【答案】(1)1500Pa;(2)0.15m;(3)9.5×10-4m3
【详解】解:(1)“水库”未注水时,圆柱体B对支持面的压强
(2)水对圆柱体B的压强等于圆柱体B对支持面的压强,圆柱体B对支持面的压力为0,此时水的深度
(3)B的重力
GB=mBg=ρSBhBg=0.6×103kg/m3×50×10-4m2×0.25m×10N/kg=7.5N
刚触发报警装置时圆柱体对压力传感器的压力为2N,因力的作用是相互的,则传感器对圆柱体向下的压力也为2N,由力的平衡条件可知,此时B受到的浮力
F浮=GB+F1=7.5N+2N=9.5N
B排开水的体积为
答:(1)“水库”未注水时,圆柱体B对支持面的压强是1500Pa;
(2)当模型内水深为0.15m时,圆柱体B对支持面的压力为0;
(3)刚触发报警装置时,圆柱体B浸在液体中的体积为9.5×10-4m3。
考点7:沉与浮
61.(23-24八年级下·重庆·期末)如图所示,现将重为4N的正方体木块A用细绳系在盛有水的容器底部,容器的重力为3N,底面积为300cm2,木块处于静止状态,此时水深30cm,绳子的拉力为6N。若剪断细绳,待木块A静止后,下列说法正确的是( )
A.水面下降了6cm
B.水对木块底部的压力为10N
C.容器对桌面的压强的变化量为200Pa
D.水对容器底部的压强为2800Pa
【答案】D
【详解】A.剪断细绳之前,木块A浸没且静止,A受到的拉力、重力与浮力平衡,所以木块A受到的浮力为F浮=G+F拉=4N+6N=10N
此时木块A排开的水的体积为
剪断细绳后,由于F浮>G,待木块A静止后,漂浮在水面上,根据漂浮的条件可知,此时的浮力等于重力,F浮′=G,此时排开水的体积为
排开水的体积减小量为ΔV排=V排-V排′=1×10-3m3-4×10-4m3=6×10-4m3
水面下降的高度为
故A错误;
B.剪断细绳,待木块A静止后,木块A漂浮且受到的浮力F浮′=4N,根据浮力产生的原因可知,水对木块A底部的压力为F下底面 =F浮′=4N
故B错误;
C.剪断细绳前后,容器对桌面的压力等于容器的重力、水的重力和木块A重力之和,三者重力之和不变,所以容器对桌面的压力不变,又受力面积不变,根据可知,剪断细绳,待木块静止时,容器对桌面的压强不变,故C错误;
D.剪断细绳之前,水深30cm,剪断细绳后,水面降低了2cm,剪断后容器中水的深度为h=30cm-2cm=28cm=0.28m
剪断细绳后,水对容器底部的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.28m=2800Pa
故D正确。
故选D。
62.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)“我劳动,我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力等于自身的重力
D.西红柿的密度大于茄子的密度
【答案】D
【详解】A.茄子漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,茄子受到的浮力等于它受到的重力,故A错误;
B.茄子漂浮在水面上,茄子受到的浮力等于它受到的重力,西红柿沉在水底,西红柿受到的浮力小于它受到的重力,由于不知道茄子和西红柿的质量关系,无法比较二者受到浮力的大小关系,故B错误;
C.西红柿沉在盆底,根据物体的浮沉条件可知,西红柿受到的浮力小于它受到的重力,即西红柿排开水的重力小于自身的重力,故C错误;
D.根据物体的浮沉条件可知,西红柿下沉,说明西红柿的密度大于水的密度;茄子漂浮,说明茄子的密度小于水的密度,所以西红柿的密度大于茄子的密度,故D正确。
故选D。
63.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)质量相等的A、B两实心物块,密度之比A∶B=2∶3,分别放入足够多的水中,物块所受浮力分别为FA和FB。当两物块静止时所受浮力FA与FB之比不可能的是( )
A.1∶1 B.3∶2 C.∶ D.∶
【答案】C
【详解】质量相等的A、B两实心物块,密度之比
ρA∶ρB=2∶3
根据密度公式可知,体积之比为3∶2。
A.若两球的密度都小于水的密度,都漂浮,浮力等于重力,物块的质量相同,重力相同,故浮力的大小相等,故浮力之比为1∶1,故A不符合题意;
B.当两个球的密度都大于水的密度,都沉底时,根据,浮力之比即为体积之比,故比值为3∶2,故B不符合题意;
CD.若一漂一沉,B的密度大于A的密度,即B球沉底,A漂浮,则B球的浮力为
而A球漂浮,则A的重力等于浮力,即
则
又因为
ρA∶ρB=2∶3
则
则
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
64.(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。
65.(24-25八年级上·全国·期末)发生火灾时,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离。这是因为含有有害物质的空气温度较高,密度 (选填“较大”、“不变”、“较小”),大量聚集在房间的 (选填“下方”、“中间”、“上方”)。
【答案】 较小 上方
【详解】[1]发生火灾时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小。
[2]根据物体的浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方,所以为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离。
66.(23-24八年级下·云南德宏·期末)如图所示小智坐在静止于水面的小船上,此时小船受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)船和小智的重力,当小智用力推另一艘小船时,两艘小船向相反的方向运动,说明物体间力的作用是 的。
【答案】 等于 相互
【详解】[1]小船漂浮在液面上,根据物体的浮沉条件可知,小船受到的浮力与小船的总重力大小相等。
[2]力的作用是相互的,当小智用力推另一艘小船时,两艘小船向相反的方向运动。
67.(23-24八年级下·吉林松原·期末)如图,两个相同的弹簧测力计上端固定在同一水平木板上,下端分别悬挂两个完全相同的柱形金属块。在其正下方同一水平面上放置甲、乙两个完全相同的容器。分别向两个容器中缓慢注入水和盐水,当两个金属块各有一部分浸入液体中,且两个弹簧测力计的示数相等时,此时两个金属块所受浮力的大小关系为 ,两个容器底受到的液体压强的大小关系为 。(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 = <
【详解】[1][2]两个完全相同的柱形金属块的重力相等,当两个弹簧测力计的示数相等时,由F浮=G-F可知,两圆柱体受到的浮力相等,由浮力产生的原因可知,F浮=F下-F上=F下-0=F下
即两个金属块下表面所受的液体压力相等,故。因相同柱形金属块的底面积相等,所以,由可知,两个金属块下表面所受的液体压强相等,即p甲=p乙。两个相同的弹簧测力计,上端固定在同一高度,下端分别悬挂两个完全相同的柱形金属块,当弹簧测力计的示数相等时,两柱形金属块下表面到相同容器底部的距离相等,因盐水密度大于水的密度,且浮力相等,所以,由可知,柱形金属块排开盐水的体积较小,其浸入盐水的深度较小,则盐水的深度较小,因盐水的密度较大,而盐水的深度较小,所以,不能直接用判断液体对容器底的压强;在两金属块下表面处作一水平虚线,把液体对容器底的压强分为上下两部分液体产生的压强,因p甲=p乙,即p水上=p盐水上 ①
由前面分析可知,虚线以下的液体深度相等,且盐水密度较大,由可得, ②
则
即。
68.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)图甲为某一水下滑翔机,主要由图乙所示的密封舱、非密舱两部分组成。该滑翔机通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜。当需要上浮时,要将油向 (内/外)油囊转移,通过改变 (重力/浮力)的方法实现。
【答案】 外 浮力
【详解】[1][2]根据物体浮沉条件可知,当需要上浮时,浮力应大于重力,根据阿基米德原理
可知,应该增大体积来增大浮力,即油从内油囊转移到外油囊,增大排开水的体积。
69.(23-24八年级下·山东济南·期末)测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值,如图甲所示。图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其分别放入盛有不同液体的乙、丙两个烧杯中,它会竖直立在液体中,如图乙、丙所示,则密度计在两种液体中所受的浮力 ,两种液体的密度 。(两空均选填“>”“=”或“<”)
【答案】 = <
【详解】[1][2] 如图乙、丙所示,密度计在两种液体中均漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,即=;密度计在乙中排开液体的体积较大,根据可知乙液体的密度较小,即<。
70.(23-24八年级下·河北邢台·期末)如图所示,这是我国研制的地效翼船,被称为海陆空“三栖巨兽”,其机翼侧面为上凸下平的形状,是利用流体流速越大,压强越 的原理产生向上的升力的。如果其质量为4.4t,静止在海面上时排开水的体积为 。(海水密度为,g取10N/kg)
【答案】 小 4
【详解】[1]如图是我国研制的地效翼船,被称为海陆空“三栖巨兽”,其机翼侧面为上凸下平的形状,是利用流体流速越大,压强越小的原理产生向上的升力的。
[2]如果其质量为4.4吨,静止在海面上所受的浮力等于其自身重力,即
根据阿基米德原理可知,排开水的体积为
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专题02 压强与流体的力现象
【思维导图】 2
【知识讲解】 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 9
【经典例题】 9
考点1:压强 10
考点2:液体压强 12
考点3:大气压强 15
考点4:在流体中运动 18
考点5:认识浮力 21
考点6:科学探究:浮力的大小 24
考点7:沉与浮 27
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:压强
1.(23-24八年级下·山西吕梁·期末)下列实例中,目的是减小压强的是( )
A.推土机的铲子很锋利 B.篆刻刀刀刃很薄
C.破窗锤锤头很尖 D.火车轨道铺在枕木上
2.(23-24八年级下·陕西西安·期末)三初学生餐厅美食丰富,饭菜一周内不重样,深受学生喜爱,下列有关说法错误的是( )
A.午饭在即,餐厅内香味四溢,说明分子在永不停息地做无规则运动
B.用手捏刷碗用的海绵,海绵变小,说明分子间有间隙
C.菜刀磨得非常锋利,是为了增大压强
D.饭后三初学子用餐巾纸擦桌子上的饭渍时用力按压是为了增大摩擦
3.(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
4.(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 。
5.(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 。
6.(23-24八年级下·广东梅州·期末)用刀切菜时,刀钝了切不动,这时可以使劲切,这是利用 的方法来 压强。活塞式抽水机是利用 把水从低处抽到高处。
7.(23-24八年级下·广西南宁·期末)如图甲所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,A的边长是B的2倍。将A沿水平方向切去高为L的部分,叠放在B的正上方。叠放后,B对地面的压强与L的变化关系、A剩余部分对地面的压强与L的变化关系如图乙所示。图乙中表示B对地面的压强与L变化关系的是图象 (填序号);叠放后,当B对地面的压强是A剩余部分对地面的压强的2倍时,L的值是 cm。
8.(23-24八年级下·广西崇左·期末)如图甲所示,质量分布均匀的实心正方体A、B静止放置在水平地面上,且A、B对地面的压强相等,现将A与B分别沿水平方向在上表面切去一定高度,剩余部分对地面的压强p与切去的高度h的关系如图乙所示。已知B的密度为0.3×103kg/m3,则A的重力为 N,B的高度为 m。
9.(23-24八年级下·山东聊城·期末)长颈鹿是陆地上个子最高的动物,因此它的血压在动物中也是最高的。如图所示,长颈鹿的身高可达6m,质量可达2t,一只脚掌的着地面积为。(g取10N/kg)
(1)长颈鹿四脚站立时,它对水平地面的压强是多少?
(2)长颈鹿在搏斗的过程用脚掌踢踏可产生的最大压强为,则最大踢踏力是多少?
10.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)如图所示,港珠澳大桥是建筑史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海大桥。一辆质量为1.6t的小车在水平桥面上做匀速直线运动时,受到的阻力是车重的0.05倍,小车与桥面接触的总面积为0.04平方米,求:
(1)小车受到的重力;
(2)小车受到的牵引力;
(3)小车对水平桥面的压强。
考点2:液体压强
11.(22-23八年级下·广东深圳·期中)如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压强p甲、p乙和容器对水平桌面的压强、的关系是( )
A., B.,
C., D.,
12.(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.
13.(23-24八年级下·云南曲靖·期末)如图所示,两个底面积相同、形状不同的玻璃杯放在水平桌面上、甲杯中装有水,水对甲杯底的压力、压强分别为、;现将甲杯中的水全部倒入乙杯中,水对乙杯底的压力、压强分别为、。下列判断中正确的是( )
A. B.
C. D.
14.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别pA和pB,水瓶对桌面的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA=pB,FA=FB B.pA<pB,FA>FB
C.pA<pB,FA=FB D.pA=pB,FA<FB
15.(23-24八年级下·山西大同·期末)如图所示,在化学实验室中,两只完全相同的平底烧瓶甲和乙中分别装有质量相同的酒精和水,瓶底对地面的压强分别为p甲和p乙,液体对瓶底的压强分别为和,下列分析正确的是( )
A.p甲=p乙, B.p甲=p乙,
C.p甲<p乙, D.p甲>p乙,
16.(23-24八年级下·河北沧州·期末)如图所示,把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐按入水中,在手感受到浮力的同时,会看到排开的水溢至盘中。若溢出的水的体积为,饮料罐受到的浮力的大小为 N;饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时,受到的浮力 ,水对烧杯底部的压强 ,g=10N/kg。(后两空均填“更大”“更小”或“不变”)
17.(23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·期末)如图所示,是我国第二艘舰母“山东舰”正在海面上匀速航行,则其所受海水的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)航母总重力;若航母航速不变,航母上许多舰载机起飞后,航母的总动能 ,航母的底部受到的海水向上的压强 。 (后两个空选填“变大”、“变小”或“不变”)
18.(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”)。()
19.(23-24八年级下·安徽合肥·期中)如图所示,一个平底玻璃杯放在水平桌面上,玻璃杯质量为100g,里面水的质量为500g,杯子与桌面的接触面积是。求:(g取)
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底部的压力;
(3)整个杯子对桌面的压强。
20.(23-24八年级下·安徽六安·期末)如图所示,一个高为45cm的薄壁容器放在水平地面上,容器内盛有0.8kg的水,容器下部的横截面积为,上部的横截面积为,水深h为40cm,A点到容器底的高度为10cm。(g取,)
(1)求A点受到水的压强;
(2)求水对容器底的压力。
考点3:大气压强
21.(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
22.(24-25八年级上·安徽马鞍山·期末)如图所示,甲容器内装有水,乙试管内也装有水,并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中,且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热,则经过一段时间后( )
A.甲容器内的水会沸腾,乙不会 B.乙容器内的水会沸腾,甲不会
C.甲容器、乙试管内的水、都会沸腾 D.甲容器、乙试管内的水、都不会沸腾
23.(24-25八年级上·陕西西安·期末)元代杰出科学家郭守敬在通惠河上建造了二十四座船闸,使运粮船可逆流而上,下列与船闸工作原理不同的是( )
A.U形“反水弯” B.锅炉水位计
C.喂水器 D.自制压强计
24.(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
25.(23-24八年级下·全国·假期作业)沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示。以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍微倾斜,则管内外水银面的高度差将变大
C.若把此装置从地面移至山顶,则管内外水银面的高度差将变大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会变大
26.(23-24八年级下·河南安阳·期末)托里拆利测量大气压强值的实验如图所示,当时的大气压强等于 mm高水银柱所产生的压强。这一现象说明了当地的大气压 一标准大气压。(选填“大于”、“小于”或“等于”)。将图中装置从大厦一楼移到50楼,会发现装置中的水银柱 (均选填“上升”“不变”或“下降”)。
27.(23-24八年级下·江西南昌·期末)我国古代先贤留下很多智慧的设计,如图a所示的“阴阳壶”就是众多智慧杰作中的一个、通过控制壶柄上的孔,可以控制倒出的液体类型,从而实现“一壶两出”,其原理图如图b所示;若捂住甲孔,倒出的是 (选填“甲”或“乙”)液体,现代生活中与“阴阳壶”原理相同的是 (填序号)。
①用吸管“吸”饮料; ②火车站设计的安全线。
28.(23-24八年级下·辽宁大连·期末)如图所示,将自制气压计从一楼拿到五楼,观察到玻璃管内水柱 (选填“上升”或“下降”)。驻守在我国青藏高原的边防战士用普通锅连面条也煮不熟,是因为普通锅的密封性能差,锅内气压受外界大气压的影响,使水的沸点 (选填“高于”、“低于”或“等于”)100℃。
29.(23-24八年级上·甘肃平凉·期末)烧瓶中停止沸腾的水,浇上冷水后会重新沸腾,是因为浇上冷水后,烧瓶内水蒸气遇到冷的外壁 (填物态变化名称)成水,烧瓶内气压减小,水的沸点 (填“升高”或“降低”)。
30.(23-24八年级下·安徽合肥·期中)2020年5月27日,我国的登山队员成功登顶珠穆朗玛峰,并开展峰顶测量,12月8日宣布珠穆朗玛峰的最新高度为8848.86米。随着登山队员攀登高度的不断增加,大气压强不断 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。珠穆朗玛峰峰顶的大气压强约为3.2×104Pa,这个压强值表示的物理意义是 。
考点4:在流体中运动
31.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)如图所示,用漏斗向点燃的蜡烛的火焰吹气,烛焰将( )
A.向左飘动 B.向右飘动
C.静止在原位置不动 D.无法确定
32.(23-24八年级下·河南郑州·期末)在学校举办的科技运动会上,水平抛出一个飞盘,快速前进的飞盘越升越高。从侧面看,飞盘的形状应为下图中的( )
A. B.
C. D.
33.(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
34.(23-24八年级下·山东聊城·期末)“想想议议”与“想想做做”是教材中的两个重要栏目,下列有关说法正确的是( )
A.甲图:排水管的U形“反水弯”是一个连通器
B.乙图:拿着自制气压计上楼时,玻璃管中的水柱会下降
C.丙图:在硬币上方沿着与桌面垂直的方向用力吹一口气,硬币就可能跳过木块
D.丁图:用嘴对着“机翼”前端细线的位置用力沿水平方吹气,可以看到“机翼”保持水平
35.(23-24八年级下·重庆·期末)火车和轻轨轨道附近都设有安全线,是因为列车高速驶来时,车与人之间的空气流速大,压强 (选填“大”或“小”);船闸是利用了 原理。
36.(24-25八年级上·陕西西安·期末)中华文化博大精深,很多诗词、谚语中蕴含着科学道理:“磨刀不误砍柴工”,磨刀使刀刃变薄就是通过 的方式来增大压强。关于竹蜻蜓的最早记载见于晋朝葛洪所著的《抱朴子》一书中,竹蜻蜓的原理如图所示,当旋转时,流过叶片上方的气流速度较 ,叶片上下表面产生压强差,形成对叶片向 的压力差,使竹蜻蜓飞行。
37.(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。
38.(23-24八年级下·甘肃天水·期末)高铁站的站台上都有一道安全线,要求乘客必须站在安全线外候车(如图),因为当列车驶过时,带动它周围的气体以很大的速度向前流动,人此时若站在安全线以内,则身体靠近列车一侧空气压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)身体远离列车一侧空气压强,空气容易把人推向运动着的列车。
39.(23-24八年级下·河北邯郸·期末)轮船是采用 的办法增大可以利用的浮力,一艘排水量为3000t的轮船在航行,满载时船及所装的货物共重 N。两艘船不宜近距离并排航行,这是由于 。
40.(23-24八年级下·青海果洛·期末)2024年3月31日凌晨,江西省南昌市发生了强降雨,雷电暴风等强对流天气,导致一小区居民楼的窗户被破坏,三人被大风卷走坠楼身亡,其主要原因是屋外空气流动速度 (选填“大于”或“小于”)屋内的空气流动速度,屋外空气的压强 (选填“大于”或“小于”)屋内空气的压强,产生了压力差,将人卷走。
考点5:认识浮力
41.(23-24八年级下·安徽合肥·期末)如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,弹簧测力计挂一个实心铁块其示数为。将铁块缓慢浸没入水中(未接触溢水杯),若溢出的水全部流入小烧杯,弹簧测力计的示数为,下列判断正确的是( )
A.铁块受到的浮力
B.小烧杯中的水重
C.两次实验中,水对溢水杯底的压强
D.两次实验中,溢水杯对桌面的压力
42.(23-24八年级下·全国·期末)如图甲所示,水平地面上有一底面积为300cm2、重为3N的盛水薄壁柱形容器,圆柱体A的底面积为100cm2,上表面固定一根细杆(细杆的质量、体积均不计)。现将A竖直向下匀速浸入水中,直至A刚好触底(水未溢出),此过程细杆对圆柱体A的作用力F与时间t的关系图像如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.圆柱体A浸没时受到的浮力3N
B.圆柱体A的密度为0.5×103kg/m3
C.第3.5s时容器底部所受压强为2100Pa
D.第6s末容器对水平地面的压强2200Pa
43.(23-24八年级下·贵州贵阳·期中)如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是( )
A.立在河水中的桥墩 B.悬停在水中的鸡蛋
C.航行中的“辽宁号” D.浮在空中的热气球
44.(23-24八年级下·全国·课前预习)一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上,如下图所示。图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应是( )
A. B. C. D.
45.(22-23八年级下·广西钦州·阶段练习)如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的压力为4N,下表面受到的压力为7N,则长方体受到水的浮力为( )
A.3N B.4N C.7N D.11N
46.(22-23八年级下·陕西咸阳·阶段练习)下列情景中的物体没有受到浮力的是( )
A.水面戏水的鸭子 B.水中游动的小鱼
C.水中大桥的桥墩 D.沉入水底的石头
47.(23-24八年级下·四川南充·期中)将重力为15N的金属块浸没到盛满水的容器中,溢出水的重力为8N,则金属块所受的浮力大小为 N;若金属块一半的体积浸入水中,则金属块下表面所受水的压力大小为 N。
由浮力产生的原因可知,金属块下表面所受水的压力大小
48.(23-24八年级下·福建厦门·阶段练习)如图所示,明宇利用弹簧测力计测量物体所受浮力,物体的重力为 N,物体浸没在水中时受到的浮力为 N。
49.(23-24八年级下·全国·课前预习)如图所示,质量为2kg、边长为10cm的正方体挂在弹簧测力计下,并浸没在水中,物体的上表面距水面2cm。则物体的密度为 ;弹簧测力计的示数为 N;物体的下表面受到水的压力为 N。(g取10N/kg)
50.(22-23八年级下·河南安阳·阶段练习)如图所示,一圆柱体挂在弹簧测力计下端浸没在水中,将圆柱体缓慢竖直向上拉升的过程中,弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙所示。则在提升高度为10cm前,圆柱体受到的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”),圆柱体受到的最大浮力为 N;圆柱体的密度为 kg/m3。(g取 10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
考点6:科学探究:浮力的大小
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·辽宁大连·期末)某小组同学在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验时,实验结束后,在交流中,他们发现从减小误差和操作方便的角度考虑,该实验顺序最合理的是( )
A.乙甲丙丁 B.丁乙甲丙 C.甲乙丙丁 D.丁甲乙丙
53.(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
54.(23-24八年级下·江苏南通·期末)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,直到A刚好完全浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图像如图乙所示,下列关于物体A说法正确的是( )
A.刚好浸没时h为12cm B.边长为8cm
C.密度为 D.重力为6N
55.(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。
56.(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
57.(2024·江苏盐城·二模)如图甲是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计。竖直漂浮在水中时,水面位于图中A处,图中AB间距离为10cm,则A处应标为 g/cm3,将该密度计漂浮在酒精中,所受的浮力 在水中所受的浮力(大于/小于/等于);小华用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计,如图乙,直接将小明的刻度线和相应密度值标在自己制作的密度计上,若用小华的密度计来测量液体密度,测量值比真实值偏 。
58.(23-24八年级下·全国·期末)如图甲所示,足够高且质量为1kg的长方体薄壁容器C置于水平地面,不吸水的A、B两物体叠放置于容器内,A为正方体,B为长方体,A、B的高度均为0.1m,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.12m时停止加水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示。停止加水后,将物体A取走,水面下降了3cm(设物体上、下表面始终与水面平行)。求:
(1)刚加完水时,水对容器底部的压强;
(2)A受到的重力;
(3)取走物体A后,若继续向容器中注水,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为8:9时,容器对水平地面的压强是多少Pa。
59.(23-24八年级下·天津南开·期中)重庆寸滩港区是长江上游航运中心的标志性工程。立方工件A必须隔绝空气浸没在水中运输,现在钢缆绳拉着工件A从某一高度沿竖直方向匀速下降,一个底面积为,高为2.5m的薄壁集装箱放在水平地面上,集装箱质量为1000kg,内盛有2m深的水。图乙是绳对A的拉力F随时间t变化的图像,时工件A刚好浸没,求:
(1)工件A浸没后受到的浮力;
(2)工件A的密度;
(3)当工件A刚好下降到集装箱底,卸去钢缆绳,集装箱对地面的压强。
60.(23-24八年级下·福建厦门·期中)科创小组设计了水库水位报警装置模型,其顶部开有小孔,如图所示。其中A为压力传感器,B是密度为不吸水材料制成高,底面积的圆柱体。B能沿固定的光滑细杆在竖直方向自由移动。水面上涨,当圆柱体对压力传感器的压力为2N,触发报警装置。求:
(1)“水库”未注水时,圆柱体B对支持面的压强;
(2)当模型内水深为多少时,圆柱体B对支持面的压力为0;
(3)刚触发报警装置时,圆柱体B浸在液体中的体积为多少?
考点7:沉与浮
61.(23-24八年级下·重庆·期末)如图所示,现将重为4N的正方体木块A用细绳系在盛有水的容器底部,容器的重力为3N,底面积为300cm2,木块处于静止状态,此时水深30cm,绳子的拉力为6N。若剪断细绳,待木块A静止后,下列说法正确的是( )
A.水面下降了6cm
B.水对木块底部的压力为10N
C.容器对桌面的压强的变化量为200Pa
D.水对容器底部的压强为2800Pa
62.(23-24八年级下·四川遂宁·期末)“我劳动,我快乐。”小明放学帮妈妈洗菜时发现,放在盆中的茄子浮在水面,西红柿沉在盆底。他用所学的物理知识对此现象作出一些分析,其中正确的是( )
A.茄子受到的浮力小于它受到的重力
B.茄子受到的浮力大于西红柿受到的浮力
C.西红柿排开水的重力等于自身的重力
D.西红柿的密度大于茄子的密度
63.(23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末)质量相等的A、B两实心物块,密度之比A∶B=2∶3,分别放入足够多的水中,物块所受浮力分别为FA和FB。当两物块静止时所受浮力FA与FB之比不可能的是( )
A.1∶1 B.3∶2 C.∶ D.∶
64.(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
65.(24-25八年级上·全国·期末)发生火灾时,受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离。这是因为含有有害物质的空气温度较高,密度 (选填“较大”、“不变”、“较小”),大量聚集在房间的 (选填“下方”、“中间”、“上方”)。
66.(23-24八年级下·云南德宏·期末)如图所示小智坐在静止于水面的小船上,此时小船受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)船和小智的重力,当小智用力推另一艘小船时,两艘小船向相反的方向运动,说明物体间力的作用是 的。
67.(23-24八年级下·吉林松原·期末)如图,两个相同的弹簧测力计上端固定在同一水平木板上,下端分别悬挂两个完全相同的柱形金属块。在其正下方同一水平面上放置甲、乙两个完全相同的容器。分别向两个容器中缓慢注入水和盐水,当两个金属块各有一部分浸入液体中,且两个弹簧测力计的示数相等时,此时两个金属块所受浮力的大小关系为 ,两个容器底受到的液体压强的大小关系为 。(选填“>”、“<”或“=”)
68.(23-24八年级下·江苏苏州·期末)图甲为某一水下滑翔机,主要由图乙所示的密封舱、非密舱两部分组成。该滑翔机通过液压泵将油在内、外两个弹性油囊间来回转移,从而实现上浮和下潜。当需要上浮时,要将油向 (内/外)油囊转移,通过改变 (重力/浮力)的方法实现。
69.(23-24八年级下·山东济南·期末)测量液体密度的仪器叫密度计,将其插入被测液体中,待静止后直接读取液面处的刻度值,如图甲所示。图乙和图丙是自制的简易密度计,它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的。将其分别放入盛有不同液体的乙、丙两个烧杯中,它会竖直立在液体中,如图乙、丙所示,则密度计在两种液体中所受的浮力 ,两种液体的密度 。(两空均选填“>”“=”或“<”)
70.(23-24八年级下·河北邢台·期末)如图所示,这是我国研制的地效翼船,被称为海陆空“三栖巨兽”,其机翼侧面为上凸下平的形状,是利用流体流速越大,压强越 的原理产生向上的升力的。如果其质量为4.4t,静止在海面上时排开水的体积为 。(海水密度为,g取10N/kg)
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