内容正文:
专题五 密度压强浮力(原卷版)
考点01 密度
考点02 固体压强
考点03 液体压强
考点04 大气压强
考点05 流体压强
考点06 阿基米德原理
考点07 浮与沉的应用
考点08 压强电综合
密度考点01
1.(2025·广西南宁·一模)我国计量文化博大精深、历史悠久。古代人们采用“掬手成升”的原始计量方法,使生活中的商品交易变得有据可依,掬即为双手捧,如图所示,人双手捧起的米质量约为( )
A.3g B.3kg C.30kg D.300g
2.(2025·广西南宁·一模)如图甲是一个工艺品模型,它由质量分布均匀的A、B两个圆柱体粘在一起组成,其底面积分别为0.2m2、0.1m2.若将模型沿水平方向从上方切去一定高度,该工艺品剩余部分对地面的压强p随切去部分高度h变化的关系图像如图乙所示。则物体B的高度为 m,物体B的密度为 kg/m3。
3.(2025·广西·一模)某兴趣小组使用托盘天平和量筒来测量液体密度的实验中:
(1)把天平置于 台面上,游码移到标尺左端的 处,若指针位置如图甲所示,应该向 调节平衡螺母,直到天平横梁平衡;
(2)用该天平测出烧杯和牛奶的总质量为97.4g;将一部分牛奶倒入量筒中,如图丙所示,量筒中牛奶的体积为 cm3;
(3)剩余部分牛奶和烧杯的质量如图乙,其质量为 g,则牛奶的密度为 kg/m3;
(4)为了改测橙汁饮料的密度,他们选择天平和容积为V的两个完全相同的瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已调平衡的天平左右两盘,移动游码使天平重新平衡,游码示数为m0,如图丁所示。则橙汁的密度ρ= (用字母V、m0和ρ水来表示)。
4.(2025·广西南宁·一模)课外兴趣小组需要配制密度为1.15g/cm3的盐水。为检验配制的盐水是否合格,小组成员设计了实验方案并进行了如下操作:
(1)将天平放在 桌面上,将游码移至标尺左端的 处;
(2)测量前发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;往烧杯中倒入适量盐水,如图乙所示 g;
(3)将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积如图丙所示,测出烧杯和剩余盐水的总质量为15g,则盐水的密度为 kg/m3;
(4)另一兴趣小组的同学用一根粗细均匀两端开口的薄玻璃管、薄膜(质量不计)、刻度尺、烧杯和水,来测量某种液体的密度(如图丁所示)
①将玻璃管的一端用细线把薄膜扎好;
②将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐插入装有水的烧杯中;
③往玻璃管内缓慢加入待测液体直到薄膜 为止,测出薄膜到水面的距离为h1,薄膜到待测液体的液面距离为h2;
④待测液体密度表达式:ρ液= (用ρ水、h1、h2表示)。
5.(2025·广西南宁·一模)在测量牛奶的密度实验中。
(1)将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻度线处,横梁静止时,指针位置如图甲所示。为使横梁在水平位置平衡,应将横梁上的平衡螺母向 移动;直至指针指在 。
(2)将装有适量牛奶的烧杯放在天平左盘,当天平重新平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和牛奶的质量ma= g。
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如图丙所示。
(4)测出烧杯和剩余牛奶的质量mb=88.6g。
(5)设计的记录数据的表格如表,表格中▲处应补充的内容是 。
烧杯和牛奶的质量ma/g
烧杯和剩余牛奶的质量mb/g
▲m/g
量筒中牛奶的体积V/cm3
牛奶的密度ρ/(g•cm﹣1)
根据测量数据求得牛奶的密度ρ= g/cm3。
(6)小明在家清洗餐具时,发现瓷勺沉到水底,于是想测量瓷勺的密度。他用厨房电子秤、透明塑料杯、细线、厨具支架和水(密度为ρ水),进行如下操作:
a.用电子秤测量瓷勺的质量m1;
b.将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量m2;
c.按照如图丁所示的方式组装,读出电子秤的示数m3;
瓷勺的密度ρ= (用ρ水和所测物理量表示);若图丁中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,会使测得瓷勺的密度 。
6.(2025·广西来宾·一模)小新为了解玛瑙石的密度,将两块不同大小的玛瑙石带到实验室,准备用天平、量筒、烧杯和水等器材进行如下操作:
(1)测量小玛瑙石的质量时,将天平放在 上,所用的砝码及游码的位置如图甲所示,其质量为 g;
(2)将小玛瑙石放入装有40mL水的量筒中,液面位置如图乙所示,小玛瑙石的体积为 ,计算出小玛瑙石的密度是 ;
(3)小新想用同样方法测出大玛瑙石的密度,当他用天平测出大玛瑙石的质量m后,发现大玛瑙石不能直接放入量筒,于是聪明的小新进行了如图丙所示的操作:
①将大玛瑙石浸没在装有水的烧杯中,标记水面位置后取出玛瑙石;
②在量筒中装入适量水,记下水的体积为,用量筒往烧杯中加水至 处;
③记下量筒中剩余水的体积为;
④大玛瑙石的密度表达式为: ;
⑤此方法测出大玛瑙石的密度可能比实际密度 (选填“偏大”或“偏小”)。
7.(2025·广西贵港·一模)在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在 台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为了使天平平衡,应将平衡螺母向 调节;(选填“左”或“右”)
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 ;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积为 ;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为,饮料的密度为 ;
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为;
用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度尺测出瓶子浸入水中的深度为;
将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出 的高度为,则石头密度的表达式为 。(用和测量量的符号表示)
8.(2025·广西南宁·一模)一个不吸水的长方体木块A,底面积为100cm2,高为5cm。如图甲所示,现将A放在容器中,缓慢往容器中注水(水的密度为1×103kg/m3),当水深3cm时,木块对容器底部压力恰好为0。
(1)容器底部受到水的压强;
(2)木块A的密度;
(3)古代有一种计时器称为“漏刻”,其计时原理是通过漏壶或箭壶中水量的均匀变化来度量时间。图乙为我国国家博物馆收藏的西汉时期的计时工具青铜漏壶。图丙为小文同学制作的简易受水壶模型,该模型含有薄壁圆柱形玻璃容器、标有刻度的箭尺,箭尺重力忽略不计,其底部与木块A相连。初始状态下,需要向容器内注水使木块漂浮进入工作状态。当向容器内均匀注水,可使标尺和浮块随水面匀速竖直上升,从而计时;当木块A上升至上表面刚好与容器上沿相平时,一个计时周期结束。已知容器高为50cm,底面积为600cm2,不计容器底和容器壁的厚度。求:
(a)计时周期结束时,容器内水的总质量;
(b)初始状态下,向容器内注水1650g时,请通过计算说明装置是否进入工作状态。
固体压强考点02
9.(2025·广西南宁·一模)书包背带做得较宽是为了( )
A.减小压强 B.增大压强 C.减小压力 D.增大压力
10.(2025·广西来宾·一模)质量分布均匀的长方体对水平面的压强为。将该长方体切成两部分A和,其中A占、B占,则A对地面的压强为 Pa;然后将B放在A上面,并前后对齐,则B对A的压强为 Pa。
11.(2025·广西·一模)如图1所示,甲、乙两个实心物体静止在水平地面上,其中甲为底面积为0.25m2、高2m的均匀柱状体,乙为边长为1m,密度为2×103kg/m3的正方体,当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体上时,甲、乙对地面的压强随截取的长度x的变化如图2所示,则 (选填“a”或“b”)图象代表甲的压强随截取的长度x的变化,图2中p1:p2= .
12.(2025·广西贵港·一模)如图所示,在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这种实验方法叫 ;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:在 相同时,受力面积越小,压力的作用效果越 ;(选填“明显”或“不明显”)
(3)公共汽车窗边悬挂的“破窗锤”,可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小 来增大压力作用效果的。
13.(2025·广西贵港·一模)如图甲,是密度小于水、高为的均匀柱体(不吸水),是重为、底面积为的薄壁柱形容器,装有深的水,此时底部受到水的压强为 。将沿水平方向切去高为的部分竖直放入中(水未溢出)水的深度随切取高度的变化关系如图乙所示。当时,容器对桌面的压强为 。(,g取)
14.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,有A、B两个实心正方体放置在水平地面上,A的边长为0.4 m。将B沿水平方向切去厚度为h的部分,并将切去的部分叠放在A的上方中央。叠放后A对地面的压强与B剩余的压强随切去厚度h的图像如图乙所示。则物体B的重力 N。若在B切割前,将重力为48 N的物体C分别放置于物体A、B上方中央,为使放上物体C后A、B对水平地面的压强相等,应将物体B沿水平方向切下的质量为 kg。(取g=10 N/kg)
液体压强考点03
15.(2025·广西南宁·一模)在综合实践活动中,小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两个完全相同烧杯内的液体中,观察到静止时的情形如图所示,甲、乙两杯中液体液面相平,下列说法正确的是( )
A.铅笔与橡皮泥在甲杯中受到的浮力较大
B.甲杯中液体的密度较大
C.乙杯液体对杯底的压强较大
D.乙杯对桌面的压强较大
16.(2025·广西南宁·一模)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两圆柱形薄壁容器,两容器底部用细管相连。甲容器底面积为5×10-2m2,水深为0.2m;乙容器中放有底面积为2×10-2m2的圆柱形木块。现打开阀门K缓慢向乙容器中注水,水对乙容器底的压强p水与注水质量m水的关系如图丙所示,木块始终竖直,当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮。,g=10N/kg。求:
(1)打开阀门前甲容器中水的质量;
(2)木块恰好漂浮时,乙容器内水的深度;
(3)打开阀门后,直到水不再流动时,乙容器的底面积和水对乙容器底部的压强。
17.(2025·广西南宁·一模)如图,甲、乙两个相同的轻质薄壁圆柱形容器(高为1m,底面积为)放置在水平地面上,且容器内分别盛有深度都为0.8m的水和酒精。(,,)
(1)求水对甲容器底部的压强。
(2)求乙容器中酒精的质量。
(3)将实心球A先后缓慢放入甲、乙容器中,两容器都有液体溢出,且溢出酒精的体积为,A在甲容器中漂浮但在乙容器中沉底,甲、乙容器对地面的压强增加量相同,求A的密度。
大气压强考点04
18.(2025·广西南宁·一模)小明参考课本自制了两个测量仪器,如图甲所示为温度计,如图乙所示为气压计,下列说法正确的是( )
A.甲瓶浸入热水中,其玻璃管内液面会上升
B.甲瓶口朝下倒置,水会从吸管中全部流出
C.乙瓶中玻璃管选粗一点时液面变化更明显
D.将乙瓶从山脚带到山顶,玻璃管内液面上升
19.(2025·广西来宾·一模)探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图像,如图乙。
液体种类
酒精
水银
熔点℃
沸点℃
78
357
(1)实验中除了图甲的器材,还需要的测量工具是天平和 ;
(2)分析图乙中水的图线可知:水在沸腾过程中,温度 ,水的沸点是 。推断当时实验室的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一个标准大气压;
(3)对比图乙中两条图线可知,选用 煮蛋可以更快地将蛋煮熟;
(4)根据表格中提供的数据,你认为完成本实验应选用 (选填“酒精”或“水银”)温度计。
20.(2025·广西南宁·一模)小明选用如图所示的实验装置探究水沸腾时温度变化的特点。
(1)实验前安装仪器的先后顺序是 (选填“自下而上”或“自上而下”);
(2)实验过程中,小明观察到水中气泡有两种情况,分别如图甲、乙所示。图 (选填“甲”或“乙”)是水沸腾时的情况;
(3)下表是小明记录的实验数据,由表中数据可知,水的沸点为 ℃。此时该地区的大气压 (选填“高于”或“低于”)1标准大气压;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/℃
50
57
64
71
78
85
91
96
98
98
98
(4)小明总结出水沸腾时的特点是:持续吸热,温度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
流体压强考点05
21.(2025·广西贵港·一模)年月日至日,我国第十五届航展在珠海举办。如图为运油在空中水平匀速飞行表演的情景。下列有关运油的说法正确的是( )
A.机身由密度较小的材料制成
B.机舱外的大气压强一定变大
C.所受空气的浮力等于自身重力
D.机翼下方的空气流速比上方的小
22.(2025·广西南宁·一模)下列实例中,应用了“流体压强与流速的关系”的是( )
A.用吸管吸饮料 B.用高压锅煮食物
C.茶壶的壶盖留有小孔 D.火车站台设置安全线
23.(2025·广西·一模)某兴趣小组开展制作飞机模型大赛,他们要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A. B.
C. D.
24.(2025·广西来宾·一模)大气压会随高度的增加而 (选填“增大”或“减小”);气体具有流动性,小明将乒乓球放在漏斗口向下吹气时,如图所示,乒乓球不会下落,这是因为气体流速越大,压强越 。
25.(2025·广西南宁·一模)用吸管喝饮料,是靠 把饮料压上来的。手握两张纸,如图所示,让纸自然下垂,纸向中间靠拢,是因为两张纸中间的空气流速变大,压强 (选填“变大”或“变小”)。
26.(2025·广西南宁·一模)(1)在“探究冰熔化过程温度的变化规律”实验中,某时刻温度计的示数如图甲所示为 ℃,根据实验数据绘制的冰熔化过程温度随时间变化的图像如图乙所示,由图乙可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图丙所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对 有力的作用,利用这一原理可以制成 。
(3)如图丁,两只气球悬挂在空中。为使两只气球靠拢,你所采用的方法是 ,其中用到的物理知识是 。
阿基米德原理考点06
27.(2025·广西南宁·一模)画出方形木块在水中漂浮时所受到的浮力。
28.(2025·广西南宁·一模)小明同学按如图所示步骤,探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,金属块的重力为 N;在丁图中,金属块受到浮力为 ;
(2)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体 有关;通过比较步骤甲、丙、丁可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的 无关;
(3)小明又做了如图己的实验,若满足关系式:F1﹣F3= ,则验证了“阿基米德原理”;浸入液体中的金属块所受的浮力的大小等于金属块排开液体所受的 的大小。若将金属块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
29.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为 cm,当F大小为0时,容器底部受到水的压强为 Pa。
浮与沉的应用考点07
30.(2025·广西·一模)如图甲,古代有一种计时器称为“漏刻”,其计时原理是通过受水壶中水量的均匀变化来度量时间。图乙为小文同学制作的简易受水壶模型,该模型由薄壁圆柱形玻璃容器、长方体浮块(不吸水)和标有刻度的标尺构成,标尺重力忽略不计,其底部与浮块相连,当向容器内均匀注水,可使标尺和浮块随水面匀速竖直上升,从而计时。已知容器高为50cm,底面积为600cm2;浮块重2N,高为5cm,底面积为50cm2。初始状态下,需要向容器内注水使浮块漂浮进入工作状态。工作状态下,从浮块刚漂浮到浮块上升至上表面刚好与容器上沿相平时为一个计时周期。不计容器底和容器壁的厚度,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)浮块进入工作状态时受到的浮力;
(2)浮块刚漂浮时,水对容器底的压强;
(3)请通过计算,分析从刚开始注水到上表面刚好与容器上沿相平的过程,并在丙图中大致画出此过程浮块上升的高度随注入水的质量变化的关系图线。
31.(2025·广西来宾·一模)将一底部贴有橡皮膜的物体放入装有水的柱形容器中,物体静止时有的体积浸入水中,容器中水深h1为15cm,如图甲所示。已知物体的质量为0.24kg,圆柱形容器底面积S为100cm2。现通过注射器向物体底部的橡皮膜内注满某种配制液体后,物体在水中的位置如图乙所示,此时容器中水深h2为18.6cm,整个过程容器中的水未溢出,橡皮膜未破裂(ρ水=1.0×103 kg/m3)。求:
(1)图甲中物体受到水的浮力;
(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压力;
(3)注入橡皮膜内液体的密度。
压强电综合考点08
32.(2025·广西贵港·一模)如图是科技小组设计的具有防干烧功能的饮水机装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热电路电源电压恒为,。控制电路电源电压恒为,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体的底面积为、高。科技小组对饮水机模型进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至距浮体底部处时,电磁铁线圈中的电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当电磁铁线圈中的电流为时,防干烧功能启动。(形硬杆的质量和电磁铁线圈的电阻忽略不计,,取
(1)求加热电路工作时的电流;
(2)求饮水机防干烧功能启动时底部受到水的压强;
(3)为了防止防干烧功能太早启动,请提出一种可行的方法(如更换电源、电阻、电磁继电器弹簧等)并说明理由。
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专题五 密度压强浮力(解析版)
考点01 密度
考点02 固体压强
考点03 液体压强
考点04 大气压强
考点05 流体压强
考点06 阿基米德原理
考点07 浮与沉的应用
考点08 压强电综合
密度考点01
1.(2025·广西南宁·一模)我国计量文化博大精深、历史悠久。古代人们采用“掬手成升”的原始计量方法,使生活中的商品交易变得有据可依,掬即为双手捧,如图所示,人双手捧起的米质量约为( )
A.3g B.3kg C.30kg D.300g
【答案】D
【难度】0.94
【详解】一个苹果的质量约250g左右,一个普通人双手掬起的大米质量约等于一个苹果的质量,双手掬起的大米质量约为300g,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.(2025·广西南宁·一模)如图甲是一个工艺品模型,它由质量分布均匀的A、B两个圆柱体粘在一起组成,其底面积分别为0.2m2、0.1m2.若将模型沿水平方向从上方切去一定高度,该工艺品剩余部分对地面的压强p随切去部分高度h变化的关系图像如图乙所示。则物体B的高度为 m,物体B的密度为 kg/m3。
【答案】 0.7 4×103
【难度】0.65
【详解】[1]由图乙可知,当切去高度h=0时,压强,此时是A、B整体对地面的压强;当切去高度时,压强与切去部分高度h变化的关系线发生变化,说明此时刚好切完B,所以物体B的高度。
[2]由图乙可知,当刚好切完B时物体A对地面的压强变化量为
这个变化是由物体B对物体A的压力变化引起的,物体B对物体A的压力与它的重力相等,所以B圆柱的重力
物体B的质量
物体B的体积
物体B的密度为。
3.(2025·广西·一模)某兴趣小组使用托盘天平和量筒来测量液体密度的实验中:
(1)把天平置于 台面上,游码移到标尺左端的 处,若指针位置如图甲所示,应该向 调节平衡螺母,直到天平横梁平衡;
(2)用该天平测出烧杯和牛奶的总质量为97.4g;将一部分牛奶倒入量筒中,如图丙所示,量筒中牛奶的体积为 cm3;
(3)剩余部分牛奶和烧杯的质量如图乙,其质量为 g,则牛奶的密度为 kg/m3;
(4)为了改测橙汁饮料的密度,他们选择天平和容积为V的两个完全相同的瓶子等器材。两个瓶子分别装满水和橙汁,放在已调平衡的天平左右两盘,移动游码使天平重新平衡,游码示数为m0,如图丁所示。则橙汁的密度ρ= (用字母V、m0和ρ水来表示)。
【答案】(1) 水平 零刻度线 右
(2)20
(3) 77 1.02×103
(4)
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2][3]实验天平时,要把天平置于水平台面上,然后将游码移到标尺左端的零刻度线处;如图甲所示,指针偏向分度盘中线的左侧,应该向右调节平衡螺母,直到天平横梁平衡。
(2)如图丙所示,量筒中牛奶的体积为V=20mL=20cm3
(3)[1][2]如图乙,剩余部分牛奶和烧杯的质量为50g+20g+5g+2g=77g
则牛奶的密度为
(4)天平平衡时,橙汁质量和水的质量关系是
即
则橙汁的密度为
4.(2025·广西南宁·一模)课外兴趣小组需要配制密度为1.15g/cm3的盐水。为检验配制的盐水是否合格,小组成员设计了实验方案并进行了如下操作:
(1)将天平放在 桌面上,将游码移至标尺左端的 处;
(2)测量前发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;往烧杯中倒入适量盐水,如图乙所示 g;
(3)将烧杯中的部分盐水倒入量筒中,读出盐水的体积如图丙所示,测出烧杯和剩余盐水的总质量为15g,则盐水的密度为 kg/m3;
(4)另一兴趣小组的同学用一根粗细均匀两端开口的薄玻璃管、薄膜(质量不计)、刻度尺、烧杯和水,来测量某种液体的密度(如图丁所示)
①将玻璃管的一端用细线把薄膜扎好;
②将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐插入装有水的烧杯中;
③往玻璃管内缓慢加入待测液体直到薄膜 为止,测出薄膜到水面的距离为h1,薄膜到待测液体的液面距离为h2;
④待测液体密度表达式:ρ液= (用ρ水、h1、h2表示)。
【答案】(1) 水平 零刻度
(2) 左 59.8
(3)1.12×103
(4) 变平
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]实验前,需要将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的零刻度线上,通过调节平衡螺母时天平平衡。
(2)[1][2]调节横梁平衡时,由图甲可知,指针指在分度盘中线的右侧,向左移动平衡螺母;由图乙可知,烧杯和盐水的总质量为m总=50g+5g+4.8g=59.8g
(3)由图丙可知,量筒中盐水的体积为V=40mL=40cm3
量筒中盐水的质量m=m总-m剩=59.8g-15g=44.8g
盐水的密度
(4)[1][2]往玻璃管内缓慢加入待测液体直到薄膜变平为止,此时薄膜内外压强相等,即p液=p水
则ρ液gh2=ρ水gh1
液体的密度
5.(2025·广西南宁·一模)在测量牛奶的密度实验中。
(1)将天平放在水平台面上,将游码移到标尺的零刻度线处,横梁静止时,指针位置如图甲所示。为使横梁在水平位置平衡,应将横梁上的平衡螺母向 移动;直至指针指在 。
(2)将装有适量牛奶的烧杯放在天平左盘,当天平重新平衡时,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则烧杯和牛奶的质量ma= g。
(3)将烧杯中部分牛奶倒入量筒中,液面的位置如图丙所示。
(4)测出烧杯和剩余牛奶的质量mb=88.6g。
(5)设计的记录数据的表格如表,表格中▲处应补充的内容是 。
烧杯和牛奶的质量ma/g
烧杯和剩余牛奶的质量mb/g
▲m/g
量筒中牛奶的体积V/cm3
牛奶的密度ρ/(g•cm﹣1)
根据测量数据求得牛奶的密度ρ= g/cm3。
(6)小明在家清洗餐具时,发现瓷勺沉到水底,于是想测量瓷勺的密度。他用厨房电子秤、透明塑料杯、细线、厨具支架和水(密度为ρ水),进行如下操作:
a.用电子秤测量瓷勺的质量m1;
b.将适量的水装入塑料杯并测出杯和水的总质量m2;
c.按照如图丁所示的方式组装,读出电子秤的示数m3;
瓷勺的密度ρ= (用ρ水和所测物理量表示);若图丁中瓷勺接触杯底并对杯底有压力,会使测得瓷勺的密度 。
【答案】 右 分度盘中央 130.6 量筒中牛奶的质量 1.05 偏小
【难度】0.65
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,天平指针向左偏转,则应向右调节平衡螺母,使天平水平平衡,即指针指在分度盘中央。
(2)[3]由图乙可知,砝码的质量为130g,游码的示数为0.6g,则烧杯和牛奶的总质量为130g+0.6g=130.6g
(5)[4]要测量牛奶的密度,故需要测量牛奶的质量和牛奶的体积,则应称量倒入量筒中牛奶的质量。
[5]量筒中牛奶的体积V=40mL=40cm3
倒入量筒中牛奶的质量m=130.6g﹣88.6g=42g
则牛奶的密度
(6)[6]由步骤b、c可知瓷勺放入后排开水的质量m排=m3﹣m2
则瓷勺排开水的体积即为瓷勺的体积
则瓷勺的密度
[7]瓷勺接触杯底,会使m3的示数增大,导致浮力增大,使得瓷勺的体积增大,则根据知瓷勺的密度偏小。
6.(2025·广西来宾·一模)小新为了解玛瑙石的密度,将两块不同大小的玛瑙石带到实验室,准备用天平、量筒、烧杯和水等器材进行如下操作:
(1)测量小玛瑙石的质量时,将天平放在 上,所用的砝码及游码的位置如图甲所示,其质量为 g;
(2)将小玛瑙石放入装有40mL水的量筒中,液面位置如图乙所示,小玛瑙石的体积为 ,计算出小玛瑙石的密度是 ;
(3)小新想用同样方法测出大玛瑙石的密度,当他用天平测出大玛瑙石的质量m后,发现大玛瑙石不能直接放入量筒,于是聪明的小新进行了如图丙所示的操作:
①将大玛瑙石浸没在装有水的烧杯中,标记水面位置后取出玛瑙石;
②在量筒中装入适量水,记下水的体积为,用量筒往烧杯中加水至 处;
③记下量筒中剩余水的体积为;
④大玛瑙石的密度表达式为: ;
⑤此方法测出大玛瑙石的密度可能比实际密度 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1) 水平桌面 58
(2) 20 2.9
(3) 标记 偏小
【难度】0.65
【详解】(1)[1]将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺的零刻度线处,再调节平衡螺母。
[2]由图可知,横梁标尺的分度值是,小玛瑙的质量为:
(2)[1]将小玛瑙石放入装有40mL水的量筒中后,液面位置如图乙所示,量筒的分度值是4mL,量筒中水和小玛瑙石的体积为60mL,小玛瑙石的体积为:
[2]根据密度公式,小玛瑙石的密度为:
(3)[1][2][3]用天平测出大玛瑙石的质量m后,
①将大玛瑙石浸没在装有水的烧杯中,标记水面位置后取出玛瑙石;
②在量筒中装入适量水,记下水的体积为,用量筒往烧杯中加水至标记处;
③记下量筒中剩余水的体积为;大玛瑙石的体积等于加入水的体积,即
大玛瑙石的密度
取出玛瑙石带出了部分水,因而添加的水的体积比玛瑙石的体积大,根据知,测量的密度偏小。
7.(2025·广西贵港·一模)在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在 台面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现天平指针指在分度盘中线的左侧,为了使天平平衡,应将平衡螺母向 调节;(选填“左”或“右”)
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 ;向量筒中倒入部分饮料,如图乙,量筒中饮料的体积为 ;用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为,饮料的密度为 ;
(3)接着,用水、刻度尺、薄壁轻质塑料瓶测石头的密度,设计了如图丙所示方案,请将实验步骤补充完整:
在薄壁轻质塑料瓶中装适量的水,用刻度尺测出瓶中水的深度为;
用双面胶(不考虑质量和体积)把石头粘在瓶底,将瓶子放水中,瓶子恰好在竖直方向漂浮,用刻度尺测出瓶子浸入水中的深度为;
将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,用刻度尺测出 的高度为,则石头密度的表达式为 。(用和测量量的符号表示)
【答案】(1) 水平 右
(2)
(3) 瓶子内外水面
【难度】0.4
【详解】(1)[1]使用天平时,先要放平,即将天平放在水平台面上。
[2]将游码调至标尺左端零刻度线处,指针不在分度盘的中央时,按照指针左偏右调,右偏左调的方法,调节平衡螺母,直到天平平衡,故指针指在分度盘中线的左侧时,向右调节平衡螺母。
(2)[1]图甲中,烧杯和饮料的总质量
[2]图乙中量筒的分度值时,量筒中液体的体积
[3]量筒中液体的质量
饮料的密度
(3)[1]将瓶子和石头上下对调,再将瓶子放入水中,瓶子仍在竖直方向漂浮,由于瓶子和石头的总重力不变,则浮力的大小不变,那么排开液体的体积不变,设瓶子的底面积为S,则水的体积为,根据第②可知,总的排开水的体积为石头的体积和之和,步骤③中,若用刻度尺测量出瓶子内外水面的高度,则可以知道排开水的体积为,那么石头的体积为
[2]由物体的沉浮条件和阿基米德原理得,石块的重力
石块的密度
8.(2025·广西南宁·一模)一个不吸水的长方体木块A,底面积为100cm2,高为5cm。如图甲所示,现将A放在容器中,缓慢往容器中注水(水的密度为1×103kg/m3),当水深3cm时,木块对容器底部压力恰好为0。
(1)容器底部受到水的压强;
(2)木块A的密度;
(3)古代有一种计时器称为“漏刻”,其计时原理是通过漏壶或箭壶中水量的均匀变化来度量时间。图乙为我国国家博物馆收藏的西汉时期的计时工具青铜漏壶。图丙为小文同学制作的简易受水壶模型,该模型含有薄壁圆柱形玻璃容器、标有刻度的箭尺,箭尺重力忽略不计,其底部与木块A相连。初始状态下,需要向容器内注水使木块漂浮进入工作状态。当向容器内均匀注水,可使标尺和浮块随水面匀速竖直上升,从而计时;当木块A上升至上表面刚好与容器上沿相平时,一个计时周期结束。已知容器高为50cm,底面积为600cm2,不计容器底和容器壁的厚度。求:
(a)计时周期结束时,容器内水的总质量;
(b)初始状态下,向容器内注水1650g时,请通过计算说明装置是否进入工作状态。
【答案】(1)300Pa
(2)0.6×103kg/m3
(3)28.5kg,1650g
【难度】0.4
【详解】(1)容器底部受到水的压强
(2)当水深3cm时,木块对容器底部压力恰好为0,此时木块受到的浮力等于木块重力,由可得
则
则
木块的密度
(3)(a)由题知,将A放在容器中,缓慢往容器中注水,当水深3cm时,木块对容器底部压力恰好为0,此时刚好使木块在浮力作用下与容器底部脱离接触,此时木块露出水面的高度
计时周期结束时,容器内水深为
水的体积与木块排开水的体积之和
木块排开水的体积
水的体积
由可得水的质量
(b)初始状态下,水的深度
水的体积
由可得水的质量
所以向容器内注水1650g时,该装置进入工作状态。
固体压强考点02
9.(2025·广西南宁·一模)书包背带做得较宽是为了( )
A.减小压强 B.增大压强 C.减小压力 D.增大压力
【答案】A
【难度】0.85
【详解】书包背带做得较宽是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.(2025·广西来宾·一模)质量分布均匀的长方体对水平面的压强为。将该长方体切成两部分A和,其中A占、B占,则A对地面的压强为 Pa;然后将B放在A上面,并前后对齐,则B对A的压强为 Pa。
【答案】
【难度】0.65
【详解】[1]设长方体的重力为G,分割之前受力面积为S,则长方体对水平面的压强
切割后,A占总重的,A的底面积也为原来的,则A对地面的压强为
[2]B占总重的,即B对A的压力,此时受力面积,则B对A的压强为
11.(2025·广西·一模)如图1所示,甲、乙两个实心物体静止在水平地面上,其中甲为底面积为0.25m2、高2m的均匀柱状体,乙为边长为1m,密度为2×103kg/m3的正方体,当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体上时,甲、乙对地面的压强随截取的长度x的变化如图2所示,则 (选填“a”或“b”)图象代表甲的压强随截取的长度x的变化,图2中p1:p2= .
【答案】 b 4:5
【难度】0.65
【详解】当沿水平方向截取不同高度的甲物体,并平稳地放在乙物体上时,甲剩余的质量减小,对地面的压力减小,受力面积不变,由可知,甲对地面压强减小,由图2可知,b图象代表甲的压强随截取的长度x的变化,则a图象代表乙的压强随截取的长度x的变化;
由图2可知,甲截取的长度为x1时,p1=p甲=p乙,设此时甲截取的重力为 ,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以由 可得: ,,则,即,由图2可知,p2表示甲物体完全放在乙物体上方时乙对地面的压强,则,所以可以得到:.
12.(2025·广西贵港·一模)如图所示,在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力的作用效果,这种实验方法叫 ;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:在 相同时,受力面积越小,压力的作用效果越 ;(选填“明显”或“不明显”)
(3)公共汽车窗边悬挂的“破窗锤”,可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小 来增大压力作用效果的。
【答案】(1) 凹陷程度 转换法
(2) 压力 明显
(3)受力面积
【难度】0.85
【详解】(1)[1]海绵受到压力会凹陷,实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
[2]用看得见的海绵凹陷程度来表现看不见的压力作用效果,称为转换法。
(2)[1][2]对比甲、乙两图,压力相同,受力面积不同,甲图受力面积小,甲图海绵凹陷程度比较大,故结论为在压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)公共汽车窗边悬挂的“破窗锤”,可以在紧急逃生时用来砸破汽车窗玻璃。“破窗锤”的锤尖是利用减小受力面积来增大压力作用效果的。
13.(2025·广西贵港·一模)如图甲,是密度小于水、高为的均匀柱体(不吸水),是重为、底面积为的薄壁柱形容器,装有深的水,此时底部受到水的压强为 。将沿水平方向切去高为的部分竖直放入中(水未溢出)水的深度随切取高度的变化关系如图乙所示。当时,容器对桌面的压强为 。(,g取)
【答案】
【难度】0.4
【详解】[1]根据p=ρgh可得,水对容器底的压强为p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa
[2]由图乙可知,将A水平切去高度为h1=30cm时,放入水中时恰好漂浮,浸在水中深度为h水=15cm,设A的底面积为SA,A的密度为ρA,由物体的沉浮条件得G1=F浮1,即SAh1ρAg=SAh水ρ水g,解得
当h1=30cm时物体恰好漂浮,所以物体A的底面积
切去部分的重力 G1=SAh1ρAg=0.5×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.3m=15N
薄壁柱形容器中水的重力 G水=m水g=ρ水SBhg=1.0×103kg/m3×300×10-4m2×0.1m×10N/kg=30N
当h=30cm时,容器B对桌面的压强为
14.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,有A、B两个实心正方体放置在水平地面上,A的边长为0.4 m。将B沿水平方向切去厚度为h的部分,并将切去的部分叠放在A的上方中央。叠放后A对地面的压强与B剩余的压强随切去厚度h的图像如图乙所示。则物体B的重力 N。若在B切割前,将重力为48 N的物体C分别放置于物体A、B上方中央,为使放上物体C后A、B对水平地面的压强相等,应将物体B沿水平方向切下的质量为 kg。(取g=10 N/kg)
【答案】 108 1.344
【难度】0.15
【详解】[1]由图乙可知,当将B沿水平方向切去厚度为0.3m时B剩余部分对地面的压强为0,则物体B的高度为0.3m,物体B为正方体,可得其边长为0.3m,则物体B的底面积为
SB=(0.3m)2=0.09m2
当B没有被切去时,B对地面的压强为1200Pa,根据可得,此时B对地面的压力为
FB=pBSB=1200Pa×0.09m2=108N
因为水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,所以
GB=FB=108N
[2]由图乙可知,当A上没有放B时,A对地面的压强为1200Pa,物体A的底面积为
SA=(0.4m)2=0.16m2
根据可得,此时A对地面的压力为
FA=pASA=1200Pa×0.16m2=192N
因为水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,所以
GA=FA=192N
设物体B沿水平方向切下部分的重力为ΔG,又因为放上物体C后A、B对水平地面的压强相等,则有
即
解得ΔG=13.44N,则B物体切下的质量为
液体压强考点03
15.(2025·广西南宁·一模)在综合实践活动中,小明在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两个完全相同烧杯内的液体中,观察到静止时的情形如图所示,甲、乙两杯中液体液面相平,下列说法正确的是( )
A.铅笔与橡皮泥在甲杯中受到的浮力较大
B.甲杯中液体的密度较大
C.乙杯液体对杯底的压强较大
D.乙杯对桌面的压强较大
【答案】CD
【难度】0.65
【详解】A.粘有橡皮泥的铅笔漂浮在液体中,受力平衡,浮力等于铅笔与橡皮泥的总重力,故在两种液体中铅笔与橡皮泥所受浮力大小相等,故A错误;
B.根据 阿基米德原理可知,当F浮相同时,V排大的液体密度小,由图知甲中V排大,所以甲中液体 密度小,乙中液体密度大,故B错误;
C.因甲中液体密度小,乙中液体密度大,液面相平,根据可知, 乙中液体对杯底的压强更大,故C正确;
D.因甲中液体密度小,乙中液体密度大,甲杯液体体积小于乙杯,粘有橡皮泥的铅笔质量相同,则总质量,即,则两杯对桌面的压强,故D正确。
故选CD。
16.(2025·广西南宁·一模)如图所示,水平桌面上放置甲、乙两圆柱形薄壁容器,两容器底部用细管相连。甲容器底面积为5×10-2m2,水深为0.2m;乙容器中放有底面积为2×10-2m2的圆柱形木块。现打开阀门K缓慢向乙容器中注水,水对乙容器底的压强p水与注水质量m水的关系如图丙所示,木块始终竖直,当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮。,g=10N/kg。求:
(1)打开阀门前甲容器中水的质量;
(2)木块恰好漂浮时,乙容器内水的深度;
(3)打开阀门后,直到水不再流动时,乙容器的底面积和水对乙容器底部的压强。
【答案】(1)10kg
(2)
(3),1375Pa
【难度】0.65
【详解】(1)打开阀门前,甲容器中水的体积为
则甲容器中水的质量为
(2)当注入水的质量等于0.5kg时,木块恰好漂浮,由图乙可知,此时水对乙容器底的压强为,则此时乙容器内水的深度
(3)木块恰好漂浮时,乙容器内水的体积为
此时乙容器内水的深度为0.05m,则有
解得乙容器的底面积。木块恰好漂浮时,排开水的体积为
打开阀门,甲与乙构成连通器,当水不再流动时,两侧水面相平,深度相等,此时容器内水的深度为
则水不再流动时,水对乙容器底部的压强
17.(2025·广西南宁·一模)如图,甲、乙两个相同的轻质薄壁圆柱形容器(高为1m,底面积为)放置在水平地面上,且容器内分别盛有深度都为0.8m的水和酒精。(,,)
(1)求水对甲容器底部的压强。
(2)求乙容器中酒精的质量。
(3)将实心球A先后缓慢放入甲、乙容器中,两容器都有液体溢出,且溢出酒精的体积为,A在甲容器中漂浮但在乙容器中沉底,甲、乙容器对地面的压强增加量相同,求A的密度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【难度】0.4
【详解】(1)
水对容器甲底部的压强为
(2)乙容器中酒精的质量
(3)
实心物体A先后慢慢放入水和酒精中,设溢出的水重为,溢出的酒精重为,已知,由于甲、乙两个相同的容器是轻质薄壁圆柱形,则
所以,根据可得溢出的水和酒精的体积之比为
因为A在甲容器中漂浮但在乙容器中沉底,物体A的密度小于水的密度,大于酒精的密度,则实心物体A漂浮在水面上、浸没在酒精中,物体A的体积为
溢出水的体积为
物体A的质量为
则物体A的密度为
大气压强考点04
18.(2025·广西南宁·一模)小明参考课本自制了两个测量仪器,如图甲所示为温度计,如图乙所示为气压计,下列说法正确的是( )
A.甲瓶浸入热水中,其玻璃管内液面会上升
B.甲瓶口朝下倒置,水会从吸管中全部流出
C.乙瓶中玻璃管选粗一点时液面变化更明显
D.将乙瓶从山脚带到山顶,玻璃管内液面上升
【答案】AD
【难度】0.65
【详解】A.甲瓶浸入热水中,瓶内气体受热膨胀,压强增大,推动玻璃管内的液面上升,这是气体热胀冷缩原理的应用,故A正确;
B.甲瓶倒置时,由于大气压的作用,外界大气压会阻止水从吸管中流出,只有当瓶内气压足够大时水才会流出,故B错误;
C.乙瓶作为气压计,玻璃管越细,相同气压变化时液面高度变化越明显,因为细管中液柱变化更易观察,粗管会减弱液面变化的视觉效果,故C错误;
D.山顶气压低于山脚,乙瓶外界气压减小后,瓶内气压相对较大,会推动玻璃管内液面上升,这是气压计的工作原理,故D正确。
故选AD。
19.(2025·广西来宾·一模)探究液体在沸腾前后温度变化的特点,实验装置如图甲。取质量相等的水和盐水分别放入两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时加热,根据实验数据,绘制温度随时间变化的图像,如图乙。
液体种类
酒精
水银
熔点℃
沸点℃
78
357
(1)实验中除了图甲的器材,还需要的测量工具是天平和 ;
(2)分析图乙中水的图线可知:水在沸腾过程中,温度 ,水的沸点是 。推断当时实验室的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一个标准大气压;
(3)对比图乙中两条图线可知,选用 煮蛋可以更快地将蛋煮熟;
(4)根据表格中提供的数据,你认为完成本实验应选用 (选填“酒精”或“水银”)温度计。
【答案】(1)秒表
(2) 不变 98 低于
(3)盐水
(4)水银
【难度】0.65
【详解】(1)取质量相等的水和盐水需要测量工具是天平,实验中需记录温度随时间的变化,所以要用秒表记录时间,用温度计测量温度,实验需要的另一个测量仪器是秒表。
(2)[1][2]实验用加热的时间表示吸收热量。分析图乙中水的图线可知:水在沸腾过程中,继续加热,温度为保持不变,故水的沸点是。
[3]气压越低,水的沸点越低。在一个标准大气压下,水的沸点为。此时水的沸点小于,故推断当时实验室的气压小于一个标准大气压。
(3)分析图乙中图线可知,其他条件相同时,在同样加热的情况下,盐水的沸点高于水的,且升温较快,故选用盐水煮蛋可以更快地将蛋煮熟。
(4)实验中水的沸点为98℃,盐水的沸点更高(可能超过100℃)。酒精温度计的沸点为78℃,无法测量水的沸点;水银温度计的沸点为357℃,可覆盖实验温度范围。因此,应选用水银温度计。
20.(2025·广西南宁·一模)小明选用如图所示的实验装置探究水沸腾时温度变化的特点。
(1)实验前安装仪器的先后顺序是 (选填“自下而上”或“自上而下”);
(2)实验过程中,小明观察到水中气泡有两种情况,分别如图甲、乙所示。图 (选填“甲”或“乙”)是水沸腾时的情况;
(3)下表是小明记录的实验数据,由表中数据可知,水的沸点为 ℃。此时该地区的大气压 (选填“高于”或“低于”)1标准大气压;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/℃
50
57
64
71
78
85
91
96
98
98
98
(4)小明总结出水沸腾时的特点是:持续吸热,温度 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)自下而上
(2)乙
(3) 98 低于
(4)不变
【难度】0.65
【详解】(1)安装实验器材时,应按照自下而上的顺序进行,先点燃酒精灯,调节铁圈的高度,最后调节温度计的高度,不能碰到杯底和杯壁。
(2)水沸腾前底部水温度较高,上部分水温度较低,底部水变为水蒸气产生气泡,气泡遇到上面部分温度较低的水,遇冷液化成小水滴,气泡上升变小,到水面破裂开来,所以甲为沸腾前的情况。沸腾时水温都达到沸点,水在各个部位同时汽化,因此大量气泡上升过程中逐渐得到补充,加之越往水面液体压强越小,因此气泡会变大,所以乙为沸腾时的情况。
(3)[1]由表中数据可知,从8min开始,持续加热但温度保持在98℃不变,水的沸点为98℃。
[2]此时水沸腾时的温度低于100℃,气压越低沸点越低,该地区的大气压低于1标准大气压。
(4)最后由表格可知水沸腾时的特点是持续吸热但温度保持不变。
流体压强考点05
21.(2025·广西贵港·一模)年月日至日,我国第十五届航展在珠海举办。如图为运油在空中水平匀速飞行表演的情景。下列有关运油的说法正确的是( )
A.机身由密度较小的材料制成
B.机舱外的大气压强一定变大
C.所受空气的浮力等于自身重力
D.机翼下方的空气流速比上方的小
【答案】AD
【难度】0.65
【详解】.根据可知,体积相同的不同物质,密度越小,质量越小,所以为了便于飞行,机身由密度较小的材料制成,故A正确;
B.根据大气压和高度的关系可知,机舱外的大气压强一定变小,故B错误;
C.运油在空中水平匀速飞行时,处于平衡状态,所受升力与自身重力平衡,大小相等,故C错误;
D.由于机翼上方凸起,机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大一些,故D正确。
故选。
22.(2025·广西南宁·一模)下列实例中,应用了“流体压强与流速的关系”的是( )
A.用吸管吸饮料 B.用高压锅煮食物
C.茶壶的壶盖留有小孔 D.火车站台设置安全线
【答案】D
【难度】0.65
【详解】A.用吸管吸饮料时,是大气压把饮料压入人的口中,利用了大气压,故A不符合题意;
B.用高压锅炖煮食物熟得快,是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而升高,故B不符合题意;
C.茶壶盖上的小孔与外界大气连通,在壶内气压减小时,大气压通过小孔作用在水上,使水顺利流出壶嘴,所以是利用了大气压,故C不符合题意;
D.当火车经过站台时,车身附近的空气流速大、压强小,此时人外侧的空气流速慢、压强较大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,所以火车站台设置安全线,故D符合题意。
故选D。
23.(2025·广西·一模)某兴趣小组开展制作飞机模型大赛,他们要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】0.65
【详解】飞机机翼的横截面应做成上凸下平的形状,则空气经过上表面的流速大于下表面的,而流速大的位置压强小,所以形成一个向上的升力,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
24.(2025·广西来宾·一模)大气压会随高度的增加而 (选填“增大”或“减小”);气体具有流动性,小明将乒乓球放在漏斗口向下吹气时,如图所示,乒乓球不会下落,这是因为气体流速越大,压强越 。
【答案】 减小 小
【难度】0.85
【详解】[1]大气压强是由大气重力产生的,高度越高,上方的大气越稀薄(空气密度减小),因此大气压随高度增加而减小。
[2]当用力吹漏斗时,气流从漏斗的壁快速流出,速度比较大,乒乓球的上部气流流速大,压强比较小,乒乓球的下部受到的大气压是不变的,托着乒乓球不会掉下来。
25.(2025·广西南宁·一模)用吸管喝饮料,是靠 把饮料压上来的。手握两张纸,如图所示,让纸自然下垂,纸向中间靠拢,是因为两张纸中间的空气流速变大,压强 (选填“变大”或“变小”)。
【答案】 大气压 变小
【难度】0.65
【详解】[1]用吸管喝饮料时,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,饮料被压入吸管和嘴中。
[2]当向两张纸的中间吹气时,中间的空气流动速度变大,气体压强变小,纸外侧的大气压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,所以纸在压力差的作用下向中间靠拢。
26.(2025·广西南宁·一模)(1)在“探究冰熔化过程温度的变化规律”实验中,某时刻温度计的示数如图甲所示为 ℃,根据实验数据绘制的冰熔化过程温度随时间变化的图像如图乙所示,由图乙可知冰是 (选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图丙所示的实验中,闭合开关,观察到铝棒向左运动,实验现象说明磁场对 有力的作用,利用这一原理可以制成 。
(3)如图丁,两只气球悬挂在空中。为使两只气球靠拢,你所采用的方法是 ,其中用到的物理知识是 。
【答案】(1) -3 晶体
(2) 通电导体 电动机
(3) 向两气球中间用力吹气 流速越大的位置,压强越小
【难度】0.65
【详解】(1)[1]如图甲所示,温度计的分度值为1℃,示数在零刻度以下,因此为-3℃。
[2]由图乙可知,冰在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,因此是晶体。
(2)[1][2]如图丙所示的实验中,闭合开关,此时铝棒为通电导体,观察到铝棒向左运动,说明磁场对通电导体有力的作用,利用这一原理可以制成电动机。
(3)[1][2]如图丁,两只气球悬挂在空中。为使两只气球靠拢,所采用的方法是向两气球中间用力吹气,其中用到的物理知识是流速越大的位置,压强越小。
阿基米德原理考点06
27.(2025·广西南宁·一模)画出方形木块在水中漂浮时所受到的浮力。
【答案】
【难度】0.85
【详解】方形木块在水中漂浮时受到竖直向上的浮力,作用点在重心上,如下图所示:
28.(2025·广西南宁·一模)小明同学按如图所示步骤,探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,金属块的重力为 N;在丁图中,金属块受到浮力为 ;
(2)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体 有关;通过比较步骤甲、丙、丁可以得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的 无关;
(3)小明又做了如图己的实验,若满足关系式:F1﹣F3= ,则验证了“阿基米德原理”;浸入液体中的金属块所受的浮力的大小等于金属块排开液体所受的 的大小。若将金属块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则 (选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
【答案】(1) 5 4
(2) 体积 深度
(3) F4﹣F2 重力 能
【难度】0.85
【详解】(1)[1]由图甲可知金属块的重力G=5N。
[2]由丙图可知金属块浸没在水中时,受到的浮力F浮=G﹣F丙=5N﹣1N=4N
(2)[1]比较步骤甲、乙、丙排开液体的体积不同,浮力不同,故同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
[2]比较步骤甲、丙、丁浸入液体的深度不同,浮力相同,同种液体中,金属块受到的浮力大小与浸没在液体中的深度无关。
(3)[1][2]物体受到的浮力等于F1﹣F3,排开液体的重力为F4﹣F2,若两者相等即符合阿基米德原理。说明浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力大小。
[3]无论物体是部分浸入液体中还是全部浸入液体中,物体受到的浮力始终等于排开液体所受的重力,即实验中若物体没有完全浸没在水中,仍能验证阿基米德原理。
29.(2025·广西南宁·一模)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。则杆B的长度为 cm,当F大小为0时,容器底部受到水的压强为 Pa。
【答案】 5 1100
【难度】0.15
【详解】[1]由图乙可知,当h0=0cm时,力传感器的示数为F0=6N,由于细杆的质量不考虑,所以正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力G=F0=6N,由图乙可知,当h2=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,因此细杆的长度L杆=5cm。
[2]当力传感器的示数大小F为0时,正方体A受到的浮力等于正方体A的重力,即F'浮=G=6N,由图乙可知,当h2=5cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h1=15cm时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长L=h浸1=15cm-5cm=10cm
由阿基米德原理公式变形可知,此时正方体A排开水的体积
则正方体A浸在水中的深度
所以此时容器中水的深度h=L杆+h排=5cm+6cm=11cm=0.11m
则当力传感器的示数大小F为0时,容器底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa
浮与沉的应用考点07
30.(2025·广西·一模)如图甲,古代有一种计时器称为“漏刻”,其计时原理是通过受水壶中水量的均匀变化来度量时间。图乙为小文同学制作的简易受水壶模型,该模型由薄壁圆柱形玻璃容器、长方体浮块(不吸水)和标有刻度的标尺构成,标尺重力忽略不计,其底部与浮块相连,当向容器内均匀注水,可使标尺和浮块随水面匀速竖直上升,从而计时。已知容器高为50cm,底面积为600cm2;浮块重2N,高为5cm,底面积为50cm2。初始状态下,需要向容器内注水使浮块漂浮进入工作状态。工作状态下,从浮块刚漂浮到浮块上升至上表面刚好与容器上沿相平时为一个计时周期。不计容器底和容器壁的厚度,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)浮块进入工作状态时受到的浮力;
(2)浮块刚漂浮时,水对容器底的压强;
(3)请通过计算,分析从刚开始注水到上表面刚好与容器上沿相平的过程,并在丙图中大致画出此过程浮块上升的高度随注入水的质量变化的关系图线。
【答案】(1)2N
(2)400Pa
(3)
【难度】0.65
【详解】(1)由题意可知,浮块进入工作状态时处于漂浮状态,则由二力平衡条件可知,浮块受到的浮力
(2)当浮块刚漂浮时,由可得,排开液体的体积为
浮块漂浮时浸入水中的深度为
此时水对容器底的压强为
(3)阶段一:开始注水到浮块刚漂浮过程,浮块未浮起,上升高度;此过程注入水的体积为
注入水的质量为
阶段二:浮块刚漂浮到上表面刚好与容器上沿相平的过程,浮块浮起,由于容器是柱形容器,上升高度随注水量均匀上升,直到一个周期计时结束;上升高度为
此过程注入水的体积为
注入水的质量为
注入水的总质量为
整个过程浮块上升的高度随注入水的质量变化的关系图线如图所示:
31.(2025·广西来宾·一模)将一底部贴有橡皮膜的物体放入装有水的柱形容器中,物体静止时有的体积浸入水中,容器中水深h1为15cm,如图甲所示。已知物体的质量为0.24kg,圆柱形容器底面积S为100cm2。现通过注射器向物体底部的橡皮膜内注满某种配制液体后,物体在水中的位置如图乙所示,此时容器中水深h2为18.6cm,整个过程容器中的水未溢出,橡皮膜未破裂(ρ水=1.0×103 kg/m3)。求:
(1)图甲中物体受到水的浮力;
(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压力;
(3)注入橡皮膜内液体的密度。
【答案】(1)2.4N;(2)15N;(3)1.8×103 kg/m3
【难度】0.4
【详解】解:(1)图甲中物体漂浮在水面上,物体受到水的浮力等于物块的重力,则物体受到水的浮力为
F浮=G=mg=0.24kg×10N/kg=2.4N
(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压强为
p=ρ水gh1 =1.0×103kg/m3×10N/kg×15×10-2m=1500Pa
圆柱形容器底部受到水的压力为
F=pS=1500Pa×100×10-4m2=15N
(3)甲图中物体排开水的体积为
由于物体静止时有的体积浸入水中,所以物体的体积为
乙图中,物体在水中增加的体积和橡皮膜内液体的体积为
V排′=S(h2-h1)=100cm2×(18.6cm-15cm)=360cm3
橡皮膜内液体的体积为
乙图物体和橡皮膜内的液体悬浮,受到的浮力等于总重力,所以橡皮膜内液体和物体的总重力为
G总=F浮′=ρ水g(V+V液)=1.0×103kg/m3×10N/kg×(4×10-4m3+2×10-4m3)=6N
液体的重力为
G液=G总-G=6N-2.4N=3.6N
橡皮膜内液体的质量为
橡皮膜内液体的密度为
答:(1)图甲中物体受到水的浮力为2.4N;
(2)图甲中圆柱形容器底部受到水的压力为15N;
(3)注入橡皮膜内液体的密度为1.8×103 kg/m3。
压强电综合考点08
32.(2025·广西贵港·一模)如图是科技小组设计的具有防干烧功能的饮水机装置模型,由控制器和加热器组成,可在水量不足时自动停止加热。加热电路电源电压恒为,。控制电路电源电压恒为,,为压敏电阻,下方固定一个轻质绝缘形硬杆,水箱注水后圆柱形浮体竖直上浮,通过形杆对压敏电阻产生压力,所受压力每增加,电阻减小。浮体的底面积为、高。科技小组对饮水机模型进行测试:向水箱内缓慢注水,当液面上升至距浮体底部处时,电磁铁线圈中的电流为,此时衔铁恰好被吸下,加热器开始工作;当电磁铁线圈中的电流为时,防干烧功能启动。(形硬杆的质量和电磁铁线圈的电阻忽略不计,,取
(1)求加热电路工作时的电流;
(2)求饮水机防干烧功能启动时底部受到水的压强;
(3)为了防止防干烧功能太早启动,请提出一种可行的方法(如更换电源、电阻、电磁继电器弹簧等)并说明理由。
【答案】(1)
(2)
(3)适当减小阻值
【难度】0.4
【详解】(1)加热电路中,单独工作,则加热电路工作时的电流
(2)控制电路中,和串联。加热器开始工作时,控制电路总电阻为
则此时阻值为
防干烧功能启动时,控制电路总电阻为
则此时阻值为
压敏电阻的压力每增加,电阻减小,所以从加热器开始工作到防干烧启动,阻值增大了,则压力减小了5N。形硬杆的质量忽略不计,则压敏电阻受到的压力,所以浮力变化量为
则形硬杆排开水的体积减小量为
则水箱内液面下降的高度为
则防干烧功能启动时,底部深度
则底部受到水的压强
(3)若防干烧功能启动时的电流不变,则控制电路总电阻不变。为让防干烧功能延迟启动,则防干烧功能启动时压敏电阻的压力变小,则阻值变大,所以应适当减小阻值。
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