内容正文:
专题03 密度、压强和浮力综合
质量的估测
1.(2025·河北省唐山市·二模)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.一名初中生的质量是50kg
B.一名普通初中生的身高是216cm
C.初中生的正常体温是39℃
D.中学生通常情况下的步行速度可达4km/s
【答案】A
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】A.成年人的质量在70kg左右,初中生的质量比成年人小一些,在50kg左右,故A符合题意;
B.一名普通初中生的身高比教室门框低,约为160cm,故B不符合题意;
C.初中生的正常体温约为36.5℃,39℃属于发烧,故C不符合题意;
D.中学生通常情况下1s约行走2步,每步大约60cm,根据可知,约为1.2m/s,故D不符合题意。故选A。
2.(2025·河北省保定市·二模)下列数据中最接近事实的是( )
A.一张课桌的高度约为1.6m
B.中学生步行上学的速度约为10m/s
C.一个鸡蛋的质量约为50g
D.让人感觉舒适的环境温度约为37℃
【答案】C
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】A.中学生的身高约为1.6m,课桌的高度约为学生身高的一半,约为0.8m,故A不符合题意;
B.中学生步行上学的速度约为1m/s,故B不符合题意;
C.1斤鸡蛋大约有10个,1斤等于500g,一个鸡蛋的质量约为50g,故C符合题意;
D.让人感觉舒适的环境温度约为23℃,故D不符合题意。
故选C。
大气压强
1.(2025·河北省秦皇岛市·二模)如图为汽车油箱及某款加油枪加油示意图,油箱中左侧紧贴侧壁固定一长方体传感器,浮子带动滑片随油量的变化升降。加油时,油箱中的气体通过细管a进入空腔,再通过空腔上方的小孔进入油箱,从而保持空腔内有一定的气压。当油位到达细管a的管口时,不再有气体通过细管a进入空腔,空腔内气压发生变化,细管b右侧的圆柱体向左移动,从而插销T被释放,截断向左流动的汽油,完成自动跳枪。下列说法正确的是( )
A.加油过程中,浮子的机械能不变
B.浮子所受浮力随油量增加而增大
C.汽油在空腔与加油管之间比在管口处的流速大压强大
D.当加满油时,不再有气体通过细管a进入空腔,空腔内的气压减小
【答案】D
【来源】 2025年河北省秦皇岛市抚宁区中考二模物理试题
【解析】A.加油过程中,浮子随油面匀速上升,质量不变,速度不变,则动能不变,高度增加,则重力势能变大,所以机械能变大,故A错误;
B.加油过程中,浮子始终漂浮,浮力等于重力,重力不变,则浮力不变,故B错误;
C.根据流体压强与流速的关系可知,汽油在空腔与加油管之间比在管口处的流速小压强大,故C错误;
D.当加满油时,细管a被堵住,不再有气体进入空腔,小孔处流速大压强小,空腔内的气体只出不进,气压减小,在大气压的作用下导致细管b右侧的圆柱体向左移动,实现了自动跳枪,故D正确。
故选D。
2.(2025·河北省唐山市·二模)下列几幅图中有关压强的知识,正确的是( )
A.图甲,用注射器打针利用了大气压
B.图乙:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内外水银面高度差不变
C.图丙:飞机机翼上方空气流速快,流体压强大
D.图丁:洗手池下水管只有一端开口不是连通器
【答案】B
【来源】2025年河北省唐山市第十中学中考二模物理试题
【解析】A.用注射器打针利用了推力的作用,而不是大气压,故A错误;
B.托里拆利实验,玻璃管倾斜,大气压不变,大气压能够支撑的水银柱高度不变,故管内外水银面高度差不变,故B正确;
C.根据流体压强的特点,飞机机翼上方空气流速快,流体压强小,飞机机翼下方空气流速慢,流体压强大,产生向上的升力,故C错误;
D.洗手池下水管上端开口,下部相连通,因此是连通器,故D错误。
故选B。
3.(2025·河北省唐山市·二模)根据图甲和图乙所示的实验回答下列问题。
(1)如图甲所示,在小瓶里装满红颜色的水,用带玻璃管的塞子将小瓶塞紧,这就是一个简单的自制温度计,此温度计的原理是利用液体的________性质。如果要使该自制温度计的准确程度提高,写出一条改进方法________。
(2)如图乙所示,是一个自制气压计,对着管上端吹气,管中水面上升,原因是瓶内气体压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压。将这个自制气压计坐电梯从1楼移到15楼,玻璃管中的水柱高度将________,(选填“上升”、“降低”或“不变”)这是因为大气压随高度的增加而________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(1)热胀冷缩 见解析
(2)大于 上升 减小
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】(1)[1][2]一般液体具有热胀冷缩的性质,温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制成的;如果要使该自制温度计的准确程度提高,可以把它换成更细、更长的玻璃管,同样温度变化,液面变化更明显。
(2)[1]对着管上端吹气,此时瓶内大气压大于外界大气压,会使管中水面上升,高于瓶内液面,这样做好一个气压计。
[2][3]大气压与高度的关系是:海拔越高,气压越低,所以将自制气压计从1楼移到15楼,外界大气压变小,瓶内气压不变,水柱上升。
4.(2025·河北省唐山市·二模)将椭圆形厚塑料瓶装满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中,沿着不同方向用力捏厚塑料瓶。可观察到沿椭圆形长轴ab捏时,液面下降;沿椭圆形短轴cd捏时,液面上升;吸管内液面的变化说明______;若将瓶子换成圆形玻璃瓶,还可以自制______计和______计。
【答案】力可以改变物体的形状 温度 气压
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】[1]沿ab捏时,内部体积变大,水柱下降;沿cd捏时,内部体积变小,水柱上升,所以吸管内液面的变化,说明在捏的时候力改变了物体的形状。
[2][3]由于瓶内水的体积受温度的影响,所以吸管内液面受温度影响;由于瓶内外气压差会影响吸管内液面高度,所以将瓶子换成圆形玻璃瓶,还可以自制温度计和气压计。
流体压强与流速的关系
1.(2025·河北省唐山市·二模)科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面________(选填“上升”或“下降”),说明了________。
【答案】上升 流体中,流速越大的位置压强越小
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】[1][2]当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。这说明在流体中,流速越大的位置压强越小。
2.(2025·河北省唐山市·二模)2025年4月20日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取得型号合格证,该机型具备飞机和船的特性,如图所示,“鲲龙”在水中航行时,相对于河岸是___________(选填“运动”或“静止”)的;在空中飞行时,机翼上方的空气压强___________(选填“大于”“小于”或“等于”)下方的空气压强。
【答案】运动 小于
【来源】2025年河北省唐山市路北区中考二模物理试题
【解析】[1]“鲲龙”在水中航行时,“鲲龙”与河岸之间的位置不断发生改变,所以“鲲龙”相对于河岸是运动的。
[2]由于两栖飞机机翼的形状是“上凸下平”,同一股气流在相同时间内通过机翼的上方和下方,上方气流通过时的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时的路程小,速度小,压强大,故机翼下方压强大于上方压强,机翼的上下表面产生了向上的压力差,从而产生向上的升力。
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲从倒置的漏斗口用力吸气后,乒乓球不掉落,说明____的存在。如图乙用力持续向下吹气,乒乓球也不掉落,这是因为乒乓球两侧上方空气的流速大,球上方的气体压强比下方气体压强____。
【答案】大气压 小
【来源】2025年河北省唐山市路南区中考二模物理试题
【解析】[1]从倒置的漏斗口用力吸气后,乒乓球上方气压变小,小于乒乓球下方的大气压,大气压将乒乓球向上压,乒乓球在大气压的作用下不会掉下来。
[2]当用力持续向下吹气时,乒乓球上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生了向上的压强差,所以乒乓球不会掉下来。
4.(2025·河北省邢台市·二模)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,无噪声,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变___________,室内的污浊气体在___________作用下被排出。
【答案】小 大气压
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】[1][2]根据流体压强与流速的关系可知,流速越大的位置,压强越小,流速越小的位置,压强越大,风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出。
5.(2025·河北省唐山市·二模)我国首款按照最新国际适航标准研制的民用飞机C919试飞成功,当飞机起飞后,以飞机为参照物,机上乘客是_____的;它的机翼下平上凸,如图所示,在飞行时获得向上的升力,升力的产生应用的物理知识主要是_____。
【答案】静止 流速大的地方压强小
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】[1]当飞机起飞后,机上乘客与飞机的位置关系保持不变,以飞机为参照物,乘客的位置没有发生变化,因此乘客是静止的。
[2]飞机机翼下平上凸的特殊形状,使得机翼上方空气流速较大、压强较小,而机翼下方空气流速较小、压强较大,这种压强差产生了向上的升力,应用的物理原理是流体流速大的地方压强小。
6.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)根据图1和图2所示实验回答下列问题。
(1)如图1所示,将一个两端开口的塑料筒倾斜放置,下端对着盘内的乒乓球,用吹风机向塑料筒上端开口处吹气,乒乓球会像“炮弹”一样射出。这说明空气流速越快,压强越_______(选填“大”或“小”)。请写出一个日常生活中运用此原理的实例:_________;
【答案】(1)小 飞机的机翼
【来源】2025年河北省唐山市迁安市中考二模物理试题
【解析】(1)[1][2]用吹风机向塑料筒上端开口处吹气,塑料管上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,产生向上的压强差,将乒乓球吸入塑料管中射出,生活中飞机的机翼就是靠机翼上下表面空气流速不同,获得的升力。
压强综合应用分析与计算
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)如图甲所示,将空玻璃杯中放如一乒乓球,沿图示方向用力吹气,我们发现乒乓球会跳出玻璃杯,这说明流体在流速大的地方压强______;随后将杯子内装满水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出,这是由于_________的作用。
【答案】小 大气压强
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】[1]当从杯口吹气时,杯口的空气流动速度增大。根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小。因此,杯口处的空气压强减小,而杯底处的空气流速相对较小,压强相对较大。这样,乒乓球在压强差的作用下,受到一个向上的压力差,从而跳出玻璃杯。
[2]当杯子装满水并用纸板盖住后,倒置时,纸板受到向下的水的压力和向上的大气压力。由于大气压力足够大,能够抵消水的压力,因此纸板被紧紧压在杯口上,水不会流出。这个现象说明了大气压的存在和作用。
2.(2025·河北省唐山市·二模)在矿泉水瓶的同一高度不同位置扎l2个小孔,往瓶内加入适量的水,从瓶口正上方往下看,可以看到水向四周喷出的距离都相同,如图所示,此现象表明:_________.若此时盖上瓶盖并拧紧,水就不再喷出,这是由于瓶内气压___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)瓶外大气压。
【答案】在同一深度,水向各个方向的压强都相等 小于
【来源】2025年河北省唐山市丰润区中考二模物理试题
【解析】[1]液体的压强与深度有关,从瓶口正上方往下看,可以看到水向四周喷出的距离都相同,说明在同一深度,液体向各个方向压强相等。
[2]盖上瓶盖并拧紧,不久水便停止从小孔中射出,因为在流出一部分水后,瓶内上方空气的体积变大,气压就变小,小于外界大气压,水就停止从小孔中射出。
3.(2025·河北省保定市·二模)根据如图所示实验回答下列问题。
(1)图所示,①简易气压计从山脚带到山顶,吸管内水柱的高度将________;②用另一个吸管对着简易气压计的吸管口水平吹气,可以看到简易气压计吸管内液面将________,下面实例的原理与形成该现象原理相同的是________(选填“用吸管吸饮料”或“机翼的升力”)。
【答案】(1)变大 升高 机翼的升力
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】(1)[1]把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,玻璃管内液面升高,说明外界大气压减小,可以得到大气压随高度的增加而降低。
[2][3]用另一个吸管对着简易气压计的吸管口水平吹气,管上方空气的流动速度较大,压强变小,吸管中的水柱在瓶内气压作用下而上升,所以吸管内水柱的高度变大;用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用大气压;飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;实例的原理与形成该现象原理相同的是机翼的升力。
4.(2025·河北省邢台市·二模)如图所示,水平地面上放置了质量均匀的甲、乙、丙三个实心物体,甲的边长分别为0.1m、0.2m、0.3m,密度为;乙是质量为8kg的圆柱体;丙是边长未知的正方体。(g取10N/kg)
(1)求甲的质量;
(2)若将乙放在甲的上方,求甲对地面压强增加量的最大值;
(3)沿水平或竖直方向将甲、丙各切去的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、丙对地面压强的变化如下表所示,求丙的密度。
压强的变化量(Pa)
0
1000
【答案】(1);
(2);
(3)
【来源】2025年河北省邢台市襄都区中考二模物理试题
【解析】(1)甲的体积为
甲的质量为
(2)若将乙放在甲的上方,甲对地面压力增加量与乙的重力大小相等
当甲对地面受力面积最小时,对地面压强增加量最大
(3)由表中数据可知,沿水平或竖直方向将甲、丙各切去的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、丙对地面压强的变化为0和1000Pa,如果甲沿竖直方向切,根据可知,甲叠加前压强不变,叠加丙切去的部分后,压强会增大,因此甲只能沿水平方向切,且切掉的甲的的重力与叠加的丙的那部分重力相等,才能使甲对地压强不变。即
则
甲的的重力为
如果丙水平切,再叠加甲切掉的的体积,总重量保持原来不变,丙对地压强不变,因此丙只能竖直切,丙变化的压强为
可求得,丙的密度为
物体浮沉条件及其应用
1.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。选种前需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种(如图)。下列有关盐水选种的说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.盐水选种时所用盐水的密度要大于所有种子的密度
C.若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
D.若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的水
【答案】C
【来源】2025年河北省唐山市迁安市中考二模物理试题
【解析】A.良种下沉,所受浮力小于重力,次种漂浮,所受浮力等于重力,故A错误;
B.若盐水选种时所用盐水的密度都大于次种的密度,小于良种的密度,故B错误;
C.若良种和次种的体积相同,良种排开的盐水的体积大,由F浮=ρ液V排g可知,良种受到的浮力较大,故C正确;
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,将次种漂浮起来,故D错误。
故选C。
2.(2025·河北省保定市·二模)如图甲是我国自主建造的第一艘极地破冰船“雪龙2号”,该船满载时总质量为14000t。破薄冰时,该船直接将冰撞碎;破厚冰时,船头会压上冰面,利用巨大的压强将冰面压碎(如图乙)。某次航行中,“雪龙2号”满载行驶,求:(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“雪龙2号”满载不破冰时,它所受浮力的大小;
(2)破薄冰时,“雪龙2号”匀速前进,所受的阻力为满载时总重力的0.15倍,若此时推进功率为6.3×104kW,船的速度为多少?
(3)若破厚冰时,船头压在冰面上的面积是,破冰船排开海水体积比不破冰时减少了,此时船头对冰面的压强是多大?(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
【答案】(1)
(2)
(3)
【来源】2025年河北省保定市阜平县中考二模物理试题
【解析】(1)因为 “雪龙 2 号” 满载不破冰时处于漂浮状态,根据物体漂浮的条件:浮力等于重力,它所受浮力
(2)“雪龙2号”匀速前进,所受的阻力为满载时总重力的0.15倍,若此时推进功率为6.3×104kW,则
(3)破冰船排开海水体积比不破冰时减少了,此时的浮力为
此时船头对冰面的压强是
密度、压强、浮力综合分析
1.(2025·河北省唐山市·二模)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小
B.乙烧杯底部受到液体的压强小
C.甲烧杯中小球受到的浮力大
D.甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
【答案】B
【来源】2025年河北省唐山市龙华中学中考二模物理试题
【解析】AB.由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,,,所以,小球静止时两烧杯液面相平,根据可知,乙烧杯底部受到液体的压强小,故A错误,B正确;
C.小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力都等于重力,所以浮力相等,故C错误;
D.甲液体密度大于乙液体密度,从图中可知,甲液体的体积大于乙液体的体积,根据可知,甲液体的质量大于乙液体的质量,烧杯质量相同,小球质量相同,根据
可知,甲烧杯对桌面的压力较大,故D错误。
故选B。
2.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,已知鸡蛋的质量为,体积为,将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(g取)( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为
B.图乙中盐水的密度是
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋排开盐水的重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是
【答案】B
【来源】2025年河北省唐山市丰润区中考二模物理试题
【解析】A.图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为
即浮力小于0.55N,故A错误;
B.鸡蛋的密度为
图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是1.1×103kg/m3,故B正确;
C.由阿基米德原理知道,图丙中物体漂浮,鸡蛋所受浮力等于鸡蛋排开盐水的重力,故C错误;
D.图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是
故D错误。故选B
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,柱形薄壁容器的底面积为500cm2,内装深度大于10cm的某种液体。物体B是一个体积为的均匀正方体,质量为600g,在液体中静止时,有体积露出液面。A为实心长方体,其重力为2.5N。(g取10N/kg)
(1)在甲图中画出物体B的受力示意图(O为物体B的重心);__________
(2)液体的密度是多少?__________
(3)把A 放在物体B上表面中心位置,物体B静止时如图乙所示。放置物体A 前后,容器底受到液体压强的变化量是多少?(此过程中液体没有溢出)__________
【答案】 50Pa
【来源】2025年河北省唐山市玉田县中考二模物理试题
【解析】(1)[1]物体B受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,因为物体B在液体中静止,故重力与浮力是一对平衡力,大小相等,如下图所示:
(2)[2]图甲中,物体B排开液体的体积
因为物体B漂浮,则有
F浮=GB
即
ρ液gV排=mBg
则
(3)[3]由图乙可知,物体A、B一起漂浮,则有
F浮'=GA+GB
与放置A前相比,物体B所受浮力增加
ΔF浮=GA=2.5N
由F浮=ρ液gV排可得,排开液体的体积的变化量
放置物体A前后,液面高度变化量
放置物体A 前后,容器底受到液体压强的变化量
密度、压强、浮力综合计算
1.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌面上,其底面积为,内盛有质量为6千克的水。求:
(1)容器中水的体积;
(2)容器底部受到水的压强;
(3)将一实心金属球浸没在水中,水位升高了0.1米,并且容器对桌面压强的增加量为4900帕,求小球所受重力与浮力之比。
【答案】(1)6×10-3m3;(2)2940Pa;(3)5∶1
【来源】2025年河北省唐山市丰南区中考第二次模拟质量检测物理试题
【解析】解:(1)容器中水的体积
=6×10-3m3
(2)容器内水的深度
=0.3m
容器底部受到水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2940Pa
(3)将一实心金属球浸没在水中,容器对桌面压力的增加量
ΔF=ΔpS=4900Pa×2×10-2m2=98N
小球的重力
G=ΔF=98N
小球受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×9.8N/kg×2×10-2m2×0.1m=19.6N
小球所受重力与浮力之比
G∶F浮=98N∶19.6N=5∶1
答:(1)容器中水的体积是6×10-3m3;
(2)容器底部受到水的压强是2940Pa;
(3)小球所受重力与浮力之比是5∶1。
2.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)如图(a)所示,装有水的薄壁柱形容器甲置于水平地面上,容器乙中盛有质量为0.4千克的某液体,容器乙漂浮在容器甲中的水面上,此时甲中水的深度为0.5米。
(1)求水对容器甲底部的压强;
(2)若容器乙中液体的体积为米,求该液体的密度;
(3)若容器甲和容器乙的底面积分别为和,如图(b)所示,将物体丙浸没在容器乙的液体中,容器乙仍然漂浮在水面上,甲中水的深度增加了,乙中液体的深度增加了,水和液体均未溢出。求物体丙的密度。
【答案】(1)5×103Pa
(2)0.8×103kg/m3
(3)6×103kg/m3
【来源】2025年河北省唐山市遵化市中考二模物理试题
【解析】(1)由题意知,甲中水的深度为0.5米。水对容器甲底部的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa
(2)容器乙中液体的体积为米,该液体的密度
(3)由题意可知,丙的体积为V=SΔh
丙的重力G=ρ丙gSΔh
丙放入后漂浮,增大的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3S×2Δh
根据增大的浮力等于丙的重力,则ρ丙×10N/kg×SΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3S×2Δh
解得ρ丙=6×103kg/m3。
3.(2025·河北省唐山市·二模)一底面积为30cm2的柱形容器放置在水平地面上,内放有一底面积10cm3、高20cm质地均匀的长方体木块(),如图甲所示。缓慢向容器中注水,到一定深度时木块会漂浮,继续注水到距容器底24cm高度时停止。(,g取10N/kg)求:
(1)木块的质量及图甲中注水前木块对容器底的压强;
(2)注入水的体积;
(3)将木块沿水平方向切下质量为m的部分,换成等质量的合金块()并用细线悬挂在木块下方且不与容器底接触,则木块剩余部分刚好浸没在水中,如图乙所示,求m的值。
【答案】(1)180g,1800Pa;(2)540cm3;(3)28.125g
【来源】2025年河北省唐山市古冶区中考二模物理试题
【解析】解:(1)木块的体积
根据密度公式得,木块的质量
长方体木块的质地均匀,注水前木块对容器底的压强
(2)当水面距容器底24cm,此高度大于木块的高度,说明木块漂浮
此时木块排开水的体积
注入水的体积
(3)图乙中整体悬浮,浮力等于重力,木块的体积
合金的体积
切换后整体的质量不变,故
代入数据
解得
答:(1)木块的质量及图甲中注水前木块对容器底的压强1800Pa;
(2)注入水的体积;
(3)m的值为。
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专题03 密度、压强和浮力综合
质量的估测
1.(2025·河北省唐山市·二模)下列数据中,最接近生活实际的是( )
A.一名初中生的质量是50kg
B.一名普通初中生的身高是216cm
C.初中生的正常体温是39℃
D.中学生通常情况下的步行速度可达4km/s
2.(2025·河北省保定市·二模)下列数据中最接近事实的是( )
A.一张课桌的高度约为1.6m
B.中学生步行上学的速度约为10m/s
C.一个鸡蛋的质量约为50g
D.让人感觉舒适的环境温度约为37℃
大气压强
1.(2025·河北省秦皇岛市·二模)如图为汽车油箱及某款加油枪加油示意图,油箱中左侧紧贴侧壁固定一长方体传感器,浮子带动滑片随油量的变化升降。加油时,油箱中的气体通过细管a进入空腔,再通过空腔上方的小孔进入油箱,从而保持空腔内有一定的气压。当油位到达细管a的管口时,不再有气体通过细管a进入空腔,空腔内气压发生变化,细管b右侧的圆柱体向左移动,从而插销T被释放,截断向左流动的汽油,完成自动跳枪。下列说法正确的是( )
A.加油过程中,浮子的机械能不变
B.浮子所受浮力随油量增加而增大
C.汽油在空腔与加油管之间比在管口处的流速大压强大
D.当加满油时,不再有气体通过细管a进入空腔,空腔内的气压减小
2.(2025·河北省唐山市·二模)下列几幅图中有关压强的知识,正确的是( )
A.图甲,用注射器打针利用了大气压
B.图乙:托里拆利实验,玻璃管倾斜,管内外水银面高度差不变
C.图丙:飞机机翼上方空气流速快,流体压强大
D.图丁:洗手池下水管只有一端开口不是连通器
3.(2025·河北省唐山市·二模)根据图甲和图乙所示的实验回答下列问题。
(1)如图甲所示,在小瓶里装满红颜色的水,用带玻璃管的塞子将小瓶塞紧,这就是一个简单的自制温度计,此温度计的原理是利用液体的________性质。如果要使该自制温度计的准确程度提高,写出一条改进方法________。
(2)如图乙所示,是一个自制气压计,对着管上端吹气,管中水面上升,原因是瓶内气体压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压。将这个自制气压计坐电梯从1楼移到15楼,玻璃管中的水柱高度将________,(选填“上升”、“降低”或“不变”)这是因为大气压随高度的增加而________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
4.(2025·河北省唐山市·二模)将椭圆形厚塑料瓶装满水,把细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入瓶中,沿着不同方向用力捏厚塑料瓶。可观察到沿椭圆形长轴ab捏时,液面下降;沿椭圆形短轴cd捏时,液面上升;吸管内液面的变化说明______;若将瓶子换成圆形玻璃瓶,还可以自制______计和______计。
流体压强与流速的关系
1.(2025·河北省唐山市·二模)科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面________(选填“上升”或“下降”),说明了________。
2.(2025·河北省唐山市·二模)2025年4月20日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600“鲲龙”取得型号合格证,该机型具备飞机和船的特性,如图所示,“鲲龙”在水中航行时,相对于河岸是___________(选填“运动”或“静止”)的;在空中飞行时,机翼上方的空气压强___________(选填“大于”“小于”或“等于”)下方的空气压强。
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲从倒置的漏斗口用力吸气后,乒乓球不掉落,说明____的存在。如图乙用力持续向下吹气,乒乓球也不掉落,这是因为乒乓球两侧上方空气的流速大,球上方的气体压强比下方气体压强____。
4.(2025·河北省邢台市·二模)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,无噪声,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变___________,室内的污浊气体在___________作用下被排出。
5.(2025·河北省唐山市·二模)我国首款按照最新国际适航标准研制的民用飞机C919试飞成功,当飞机起飞后,以飞机为参照物,机上乘客是_____的;它的机翼下平上凸,如图所示,在飞行时获得向上的升力,升力的产生应用的物理知识主要是_____。
6.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)根据图1和图2所示实验回答下列问题。
(1)如图1所示,将一个两端开口的塑料筒倾斜放置,下端对着盘内的乒乓球,用吹风机向塑料筒上端开口处吹气,乒乓球会像“炮弹”一样射出。这说明空气流速越快,压强越_______(选填“大”或“小”)。请写出一个日常生活中运用此原理的实例:_________;
压强综合应用分析与计算
1.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)如图甲所示,将空玻璃杯中放如一乒乓球,沿图示方向用力吹气,我们发现乒乓球会跳出玻璃杯,这说明流体在流速大的地方压强______;随后将杯子内装满水,用纸板盖住水杯,倒置后水没有流出,这是由于_________的作用。
2.(2025·河北省唐山市·二模)在矿泉水瓶的同一高度不同位置扎l2个小孔,往瓶内加入适量的水,从瓶口正上方往下看,可以看到水向四周喷出的距离都相同,如图所示,此现象表明:_________.若此时盖上瓶盖并拧紧,水就不再喷出,这是由于瓶内气压___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)瓶外大气压。
3.(2025·河北省保定市·二模)根据如图所示实验回答下列问题。
(1)图所示,①简易气压计从山脚带到山顶,吸管内水柱的高度将________;②用另一个吸管对着简易气压计的吸管口水平吹气,可以看到简易气压计吸管内液面将________,下面实例的原理与形成该现象原理相同的是________(选填“用吸管吸饮料”或“机翼的升力”)。
4.(2025·河北省邢台市·二模)如图所示,水平地面上放置了质量均匀的甲、乙、丙三个实心物体,甲的边长分别为0.1m、0.2m、0.3m,密度为;乙是质量为8kg的圆柱体;丙是边长未知的正方体。(g取10N/kg)
(1)求甲的质量;
(2)若将乙放在甲的上方,求甲对地面压强增加量的最大值;
(3)沿水平或竖直方向将甲、丙各切去的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、丙对地面压强的变化如下表所示,求丙的密度。
压强的变化量(Pa)
0
1000
物体浮沉条件及其应用
1.(2025·河北省唐山市迁安市·二模)盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种巧妙的挑选种子的方法。选种前需要配制一定浓度的盐水,然后把种子倒入盐水中,漂浮于水面的是次种,沉入容器底的是良种(如图)。下列有关盐水选种的说法正确的是( )
A.良种所受浮力小于重力,次种所受浮力大于重力
B.盐水选种时所用盐水的密度要大于所有种子的密度
C.若良种和次种的体积相同,则良种受到的浮力较大
D.若要选出更饱满种子,则需要往盐水中加入适当的水
2.(2025·河北省保定市·二模)如图甲是我国自主建造的第一艘极地破冰船“雪龙2号”,该船满载时总质量为14000t。破薄冰时,该船直接将冰撞碎;破厚冰时,船头会压上冰面,利用巨大的压强将冰面压碎(如图乙)。某次航行中,“雪龙2号”满载行驶,求:(海水密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“雪龙2号”满载不破冰时,它所受浮力的大小;
(2)破薄冰时,“雪龙2号”匀速前进,所受的阻力为满载时总重力的0.15倍,若此时推进功率为6.3×104kW,船的速度为多少?
(3)若破厚冰时,船头压在冰面上的面积是,破冰船排开海水体积比不破冰时减少了,此时船头对冰面的压强是多大?(解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
密度、压强、浮力综合分析
1.(2025·河北省唐山市·二模)将两个完全相同的小球,分别放入装有不同液体的甲、乙两个完全相同的烧杯中,小球静止时两烧杯液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A.甲烧杯中液体的密度小
B.乙烧杯底部受到液体的压强小
C.甲烧杯中小球受到的浮力大
D.甲、乙两烧杯对桌面的压力相等
2.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,已知鸡蛋的质量为,体积为,将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是(g取)( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为
B.图乙中盐水的密度是
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋排开盐水的重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是
3.(2025·河北省唐山市·二模)如图甲所示,柱形薄壁容器的底面积为500cm2,内装深度大于10cm的某种液体。物体B是一个体积为的均匀正方体,质量为600g,在液体中静止时,有体积露出液面。A为实心长方体,其重力为2.5N。(g取10N/kg)
(1)在甲图中画出物体B的受力示意图(O为物体B的重心);__________
(2)液体的密度是多少?__________
(3)把A 放在物体B上表面中心位置,物体B静止时如图乙所示。放置物体A 前后,容器底受到液体压强的变化量是多少?(此过程中液体没有溢出)__________
密度、压强、浮力综合计算
1.(2025·河北省唐山市·二模)如图所示,轻质薄壁圆柱形容器足够高且置于水平桌面上,其底面积为,内盛有质量为6千克的水。求:
(1)容器中水的体积;
(2)容器底部受到水的压强;
(3)将一实心金属球浸没在水中,水位升高了0.1米,并且容器对桌面压强的增加量为4900帕,求小球所受重力与浮力之比。
2.(2025·河北省唐山市遵化市·二模)如图(a)所示,装有水的薄壁柱形容器甲置于水平地面上,容器乙中盛有质量为0.4千克的某液体,容器乙漂浮在容器甲中的水面上,此时甲中水的深度为0.5米。
(1)求水对容器甲底部的压强;
(2)若容器乙中液体的体积为米,求该液体的密度;
(3)若容器甲和容器乙的底面积分别为和,如图(b)所示,将物体丙浸没在容器乙的液体中,容器乙仍然漂浮在水面上,甲中水的深度增加了,乙中液体的深度增加了,水和液体均未溢出。求物体丙的密度。
3.(2025·河北省唐山市·二模)一底面积为30cm2的柱形容器放置在水平地面上,内放有一底面积10cm3、高20cm质地均匀的长方体木块(),如图甲所示。缓慢向容器中注水,到一定深度时木块会漂浮,继续注水到距容器底24cm高度时停止。(,g取10N/kg)求:
(1)木块的质量及图甲中注水前木块对容器底的压强;
(2)注入水的体积;
(3)将木块沿水平方向切下质量为m的部分,换成等质量的合金块()并用细线悬挂在木块下方且不与容器底接触,则木块剩余部分刚好浸没在水中,如图乙所示,求m的值。
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