专题02 压强和浮力(吉林专用)-【好题汇编】2025年中考物理二模试题分类汇编
2025-07-08
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内容正文:
专题02 压强和浮力
考点01 压力与压强
考点02 液体压强、液体压力
考点03 大气压强及应用
考点04 流体压强与流速的关系
考点05 浮力
考点06 浮力、压强相关计算
压力与压强考点01
1.(2025·吉林长春·二模)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,为了控制货车对路面的压强,平板多轴货车装有很多轮子,下列改变压强的方法与货车相同的是( )
A.注射器的针头做得很尖 B.破窗锤的敲击端做成锥形
C.铁轨的下面铺放枕木 D.篆刻刀的刀口做得很锋利
2.(2025·吉林长春·二模)我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,如图所示。下列说法正确的是( )
A.脚踏碓在应用中属于省力杠杆 B.人脚越靠近O点越省力
C.碓的头部较细是为了增大压力 D.碓头加速下落时动能增加
3.(2025·吉林长春·二模)新立城水库是位于长春市南郊伊通河干流上的综合利用水库,此水库的核心工程是全长2630米的拦河大坝。下列大坝的横截面示意图中,设计最合理的是( )
A. B. C. D.
液体压强、液体压力考点02
1.(2025·吉林松原·二模)如图所示,水平桌面上放着一盆用自动吸水花盆栽种的绿植。储水盆中盛入深度为0.05m的水。已知储水盆的底面积为0.01m2,忽略盆的厚度,g取10N/kg。求:
(1)水对储水盆底的压强;
(2)水对储水盆底的压力。
2.(2025·吉林长春·二模)漏刻是中国历史上使用时间最长的计时装置。漏是指带孔的壶,刻是指附有刻度的漏箭。
(1)图甲为我国汉代的千章铜漏,图乙为其结构示意图。漏箭被浮舟托着浮在水面上,箭杆从壶盖和提梁的孔中穿出。水漏出的过程中,浮舟托着的漏箭慢慢下沉,人们根据漏箭杆对应的刻度来报告时间。箭杆上相同距离的刻线表示相同的时间间隔。随着壶内的水漏出,水对壶底的压强 ,漏水的速度 ,导致计时不准。
(2)科创小组为了减小计时误差,设计了图丙的注水式“漏刻”。利用家中柱形的桶代替铜壶,在桶盖处开两个孔,一个用于向桶内注水,另一个用于箭杆穿出,调整注水装置的滴水速度,每1.5小时桶内的水面升高1cm。其截面图如图丁所示,桶的内部深度为32cm,用一根质地均匀的泡沫条作为“漏箭”,总厚度为1cm的5个相同的柱状金属片作为“浮舟”,金属片面积为泡沫条横截面积的3倍。将泡沫条和金属片固定在一起,放入桶中,向桶中注水至泡沫条和金属片刚好漂浮时,泡沫条浸入水中的深度为19cm。科创小组发现桶内水面与桶盖之间的距离过小,若此时开始计时,至装满水时计时周期不足一昼夜,经讨论,通过拆金属片和取出水,实现了计时周期恰好为一昼夜。请计算只拆下一个金属片,泡沫条和金属片刚好漂浮时,桶底所受水的压强。 (,g=10N/kg,写出必要的文字及推导过程)
大气压强及应用考点03
1.(2025·吉林长春·二模)下列事例中,属于静电现象的是( )
A.闻到百合花香 B.真空吸盘粘在光滑的瓷砖上
C.磁铁吸引铁屑 D.梳头发时头发随塑料梳子飘起来
2.(多选)(2025·吉林长春·二模)中国高铁以“快捷平稳、安全舒适”而著称。如图一枚硬币稳稳立在匀速行驶的高铁的窗台上,正确的是( )
A.以列车为参照物,硬币是静止的 B.硬币立放比平放时对窗台的压力大
C.硬币所受重力和支持力是一对平衡力 D.若硬币突然向前倒,说明列车在加速
流体压强与流速的关系考点04
1.(2025·吉林·模拟预测)乒乓球被称为我国的“国球”深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是( )
A.乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
B.乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
C.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消,它将立即停止
D.同学拉出的“弧圈球”,利用了流体流速大的位置压强大
2.(2025·吉林长春·二模)下图为“会飞”的救生圈,不受环境影响,能精准救人,救援范围达1000米;
(1)某款救生圈电池标有“25V·9Ah”,充满电时储存 J的电能,可潜入水下最大深度1.5m工作一小时,潜入水下受到水的最大压强 Pa,为防止漏电,其电池外壳应利用良好的 体;
(2)救生圈配备的热红外相机可以在风浪、水雾、雨天、夜晚等环境下识别落水者,因为人体温度高于周围环境,辐射红外线比周围环境 ,相机将拍摄的实时照片通过 传给工作人员;
(3)该救生圈旋桨上方是流线型曲面,起飞时利用流体压强与流速的关系: ,从而产生向上的升力;为增大可以利用的浮力,该救生圈做成空心的,且密度 的材料,当该救生圈以12m/s的速度冲向200m处的落水者,需要 s。
3.(2025·吉林长春·二模)如图是一架名为“阳光动力2号”的新能源飞机。白天,飞机两翼上安装的太阳能电池板为飞机提供动力,同时对锂电池充电,以保证夜间飞行,实现不用一滴燃油昼夜飞行。
(1)飞机起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速 机翼下方空气流速。当飞机加速上升时,其动能 ;
(2)太阳能电池板把太阳能转化为 能;在转化的过程中,能的总量 ;
(3)从可持续发展的角度看,太阳能属于 能源;在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 变,释放出巨大的核能;
(4)锂电池充满电时储存的电能为 7×108 J,某次飞行消耗了总储存量30%的电能,若这些能量改由燃烧氢来提供,不考虑能量损失,需要完全燃烧 kg的氢(氢的热值 q=1.4×108 J/kg);燃料燃烧的过程中,其热值 。
浮力考点05
1.(多选)(2025·吉林长春·二模)将制备玻璃的多种原料放入窑炉内加热到很高的温度,原料熔化成玻璃液;玻璃液流入锡槽设备中,玻璃液浮在锡液表面,再用拉边机将玻璃液拉薄;最后进入退火窑,玻璃液凝固(此过程中温度逐渐降低)成0.03mm厚、密度约为:2.5×103 kg/m3的耐超高温光学“超薄玻璃”。下列说法正确的是( )
A.“超薄玻璃”是晶体
B.锡槽中玻璃液的密度小于锡液的密度
C.玻璃液凝固过程中,质量不变
D.面积为2m2的“超薄玻璃”质量约为1.5×105mg
2.(2025·吉林长春·二模)课外小组利用身边器材制作了一个微型密度计并用它来检验在药店买来的消毒酒精是否合格。制作方法如下:将圆柱形吸管两端用蜡封好,在吸管上套一个泡沫塑料球作为浮子,在下端缠绕铜丝作为配重,如图甲所示。反复调整浮子的位置和铜丝的多少,使其能竖直漂浮在液面上。
(1)如图乙、丙所示,把微型密度计分别放入水和酒精中漂浮,静止时,其受到浮力的大小关系:F浮水 F浮酒精。若两容器完全相同,微型密度计静止时液面高度相同,则两容器对水平面的压强的大小关系:p乙 p丙。
(2)如果在总重和浮子体积相同的情况下,为了使微型密度计测量更精确,应选择直径较 的吸管。
(3)如图乙,微型密度计漂浮在水中时,浸入水中的长度h1=10cm;如图丙,漂浮在密度为0.8g/cm3的酒精中时,浸入酒精中的长度h2=18.7cm;如图丁,漂浮在从药店买回的消毒酒精中时,浸入消毒酒精中的长度h3=15.2cm。若消毒酒精密度在0.86~0.88g/cm3范围内属于合格产品,通过计算说明此消毒酒精是否合格。(g=10N/kg,ρ水=1.0g/cm3,写出必要的文字及推导过程)
浮力压强相关计算考点06
1.(2025·吉林长春·二模)市面上有一种防溺水手环如图所示。将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的CO₂会迅速充满气囊,充气后气囊体积为20L。利用浮力上浮,最终使人漂浮于水面。使用时要求人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四,才可以确保头部露出水面,正常呼吸。
(1)手环内气瓶的CO₂的气压 气囊的气压才能实现充气;
(2)人落入深水中后打开手环进行自救,在上升的过程中气囊受到的液体压强 ;
(3)有一辆密度为2.5×103kg/m3的滑板车落入深水池中,质量为62.5kg小洋要携带防溺水手环拉着滑板车返回到水面,将滑板车递给岸上的伙伴。为了确保小洋的头部全部露出水面,滑板车只能有3/8体积露出水面,此时滑板车受到的浮力是多少?(ρ人=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略手环体积和自重)(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
2.(2025·吉林长春·二模)2024年4月19日,我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装,它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录,“海基二号”由上部组块和水下的导管架组成。如图是质量为6×104t的“海洋石油229”驳船将质量为3.7×104t的导管架运载至安装海域的情景。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)如图所示,导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板,这4块钢板的作用是 。“海基二号”在指定海域成功安装后,这4块钢板处于水深324m的海底处,它们受到海水的压强是 Pa。
(2)当驳船上的导管架全部滑入海水中后,驳船将 一些。
(3)这次海上安装采用了滑移下水方式:工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分,又向船尾水舱注入一部分水,使驳船小角度倾斜,最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离,导管架就在自身重力作用下顶端朝前沿着轨道滑入海中。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为2.2×103m3和6×103m3时,导管架顶端浸入海水中的体积为200m3,则驳船和固定在驳船上的导管柴总共受到的浮力是多少N?(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果)
压力与压强考点01
1.(2025·吉林长春·二模)天工开物“北耕兼种”中,耧下端的“蹴尖”是通过什么方式增大压强的( )
A.增大受力面积 B.减小受力面积
C.增大压力 D.减小压力
2.(2025·吉林长春·二模)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。结合上述材料回答:
(1)如图甲,木头风干时,成垛交叠,留有空隙,可以加快木头中水分的 ;闻到淡淡的木香是由于分子在不停地做 。
(2)如图乙,雕花时,正在挑起木屑的刻刀属于 杠杆;刻刀要磨锋利使用,是为了增大 。
(3)打磨过程,将粗砂纸换成细砂纸,可以减小砂纸与木头间的 ;切割木头时工人要带上降噪耳塞,这是在 减弱噪声。
3.(2025·吉林延边·二模)相传“舜作萧,其形参差”,萧是由许多长短不同的竹管排列而成的,成语“参差不齐”即源于此。如图是小李用自己复刻的吹奏的情形;
(1)小李在复刻箫时,用刀将竹子切成长短不一的竹管,这是力改变了物体的 。刀刃制作得很锋利,这是通过 的方法来增大压强;
(2)小李吹奏长短不同的竹管发出不同的声音,主要是改变了声音的 。观众看不到小李颈部衬衣的纽扣是由于光在同种均匀介质中 。
4.(2025·吉林长春·二模)国家级非物质文化遗产之一的景德镇手工制瓷技艺,是中华优秀传统文化的重要组成部分。图中展现了手工制瓷中的四道重要工序。
(1)揉泥:反复揉压泥料,使泥料达到均匀细腻、软硬适中的状态;
(2)拉坯:用捏、捧、拉等手法使坯成型,说明力可以改变物体的 ;
(3)晒坯:坯体在晒架上晾晒,坯体变干的过程需要 热量;
(4)利坯:用刀具对坯体进行修整。刀具的刀刃磨得很锋利是为了 。
5.(2025·吉林长春·二模)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的,是否可以用木板代替海绵来完成实验?答: 。
(2)比较图2、图3所示的实验现象,这样做的目的是为了控制 相同;可以得出结论: 。可用此结论解释的生活事例是: 。(一个即可)
(3)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 p2。
液体压强、液体压力考点02
1.(2025·吉林延边·二模)如图所示,一玻璃杯(厚度不计),静止放在水平桌面上,杯内装有150g的水,水深为7.5cm,玻璃杯的底面积为16cm2,求:
(1)玻璃杯中水的重力;
(2)水对玻璃杯底的压力。
2.(2025·吉林长春·二模)如图1是福建外海的漂浮式风力发电机组,被称为“海上大风车”,整体高度相当于40层楼高,是全球最大单机容量的海上风力发电机组。其下端有多个细圆柱体浮体,能保证风力发电机始终处于漂浮状态,并用多根系勃张力腿连接海底锚固处。图2是其简易模型图,退潮时,系勃张力腿松弛,涨潮时,系勃张力腿绷紧(不考虑风浪影响,系勃张力腿始终保持竖直)。为保证设备安全,水始终不能没过浮体上表面。(水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)图2中,涨潮时,系勃张力腿绷紧且保持竖直,此时若水位继续上涨,浮体底部受到的液体压强将 。
(2)图2中,当风正面垂直吹向静止叶片时,从正面看,叶片会 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(3)图3为物理小组做的一个浮体模型,由浮体A和细线组成。浮块A的高度和细绳长度相等均为10cm。开始慢慢向容器中加水,此时容器内水的深度为6cm,浮块A刚好漂浮。继续加水细绳被拉直,测出此时细绳拉力为2N时,与刚好漂浮时比水对容器底部压强变化量为1700Pa。求浮体A的密度为 kg/m3(忽略细绳的重力和体积的影响)。
3.(2025·吉林延边·二模)夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。
(1)用微小压强计U形管左右两边液面的 来反映探头处液体压强的大小,微小压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)比较①②两次实验操作,初步得出结论:同种液体的压强随深度的增加而 ;
(3)应比较 (选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成 (选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
4.(2025·吉林长春·二模)明珠少年科学院的同学们受邀为雕塑公园景观池设计液体深度监测仪。图甲为他们设计的模拟装置示意图,一个底部有传感器(固定在容器底)的薄壁圆柱形容器(足够深),容器底面积为250cm2,传感器的体积忽略不计,将一个底面积为200cm2、高10cm的圆柱体A放在传感器上方,A与传感器通过不可伸长的细线(质量、体积都不计)相连,向容器中加某种液体,传感器测得的圆柱体A对它的压力或者绳子对它的力 F随容器中液体深度h的变化关系图像如图乙所示。
(1)圆柱体A的重力为 N;
(2)从开始加液体到液体深度为7.5cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力,则该液体密度为 kg/m3;
(3)细线的长度为 cm;
(4)圆柱体A刚好浸没在液体中时,细线对转感器的拉力为 N;
(5)当液体深度为20cm时,停止注入液体,切断细线,最终物体静止时,容器底部受到的液体压强为 Pa。
大气压强及应用考点03
1.(2025·吉林松原·模拟预测)如图所示利用身边的器材可以做很多小实验来验证我们所学的物理知识。小明利用气球和玻璃瓶做了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,气球处于静止。两只手对气球施加的力大小 ;
(2)如图乙所示,将气球按压在钉板上,气球没有破裂,说明在压力一定时,增大受力面积,可以 压强;
(3)如图丙所示是自制的气压计,它是通过观察玻璃管内的水柱 从而知道大气压的变化的。将玻璃瓶从一楼移至五楼,玻璃管内的水柱将 。
流体压强与流速的关系考点04
1.(2025·吉林延边·二模)下列实例可用“流体压强与流速的关系”解释的是( )
A.用塑料梳子梳头,头发随梳子飘起
B.磁悬浮列车“悬浮”行驶
C.树叶被“吸”向高速行驶的列车
D.“拔火罐”的过程中,罐体紧紧“吸”在人体皮肤上
2.(2025·吉林松原·二模)为实现“碳中和”目标,我国大力推动电动汽车发展。
(1)当充电桩为电动汽车的电池充电时, (选填“充电桩”或“电池”)是用电器;
(2)一辆电动汽车电池的规格为“”,该汽车充满电时存储了 的电能;
(3)电动汽车高速行驶时,汽车上方空气流速大压强 。高速行驶后,汽车表面容易粘有灰尘,是因为汽车与空气摩擦 ,从而容易吸引灰尘。
3.((2025·吉林长春·模拟预测)小明直接用塑料瓶往水槽中倒水,如图所示,发现原本挂在瓶口竖直方向的轻质塑料带 (选填“靠近”或“远离”)水流,这是由于水流带动它和塑料带之间的空气流动,使得A、B两处的气体压强pA (选填“>”“<”或“=”)pB。
4.(2025·吉林延边·二模)中国铁路部门在部分“复兴号”动车组列车上推出了静音车厢,为旅客提供更加安静、舒适的旅行环境。
(1)从物理学角度看这种措主要是为了减小声音的 ,动车的车窗采用双层玻璃,这是在 减弱噪声;
(2)在车厢内实现了Wi-Fi网络全覆盖,Wi-Fi采用的是低强度的 波传输信号;
(3)高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,是为了避免乘客被“吸”向列车,因为列车进站时空气流速大,产生的压强 。
浮力考点05
1.(2025·吉林长春·二模)2025年3月,中国第41次南极考察队完成了在南极阿蒙森海和罗斯海的大洋考察作业任务,其中包括回收首套南极生态潜标。据了解,潜标通常由传感器、浮球、重块等部分组成,中间通过缆绳穿成一串,如图甲所示。传感器可以持续收集所处海水层的相关数据,浮球的浮力作用可以使整串潜标保持与水面垂直,重块则沉在海底,起到锚定的作用。
(1)浮球的浮力作用可以使整串潜标保持与水面垂直,是因为浮力的方向总是 的;浸没在海水中的重块下落的过程中,其所受的浮力 (海水密度均匀)。
(2)热爱探索的小阳自制了一套简易潜标模型进行研究。如图乙所示,质量为0.4kg、高为12.5cm的圆柱体 A 与边长为10cm质地均匀的实心正方体 B通过细线(质量忽略不计且不可伸长)连接,构成简易潜标,将其放置在底面积为200cm²的薄壁柱状盛水容器中,正方体 B 沉在水底,圆柱体 A 在浮力的作用下将细线拉直,此时A的下底面距水面5cm;调整潜标时,小阳将连接AB的细线剪短3cm,稳定后,水对容器底的压强增加了200Pa,正方体B 与容器底接触但无作用力。根据以上信息,请求出正方体B的密度。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果,取ρ水=1.0×103 kg/m3, g=10N/ kg)
浮力、压强相关计算考点06
1.(2025·吉林长春·二模)“浮选法”是目前选矿领域被广泛应用的技术。主要原理是:用药剂处理矿物表面,使矿浆中的有益矿物具有亲水性,能附着在矿液中的气泡上并使其上浮,直至漂浮;别的矿石具有疏水性,沉在矿液的底部,从而将它们分开。矿液的密度为1.2g/cm3,假设气泡体积为5×10-4cm3,某个边长为2×10-4m的正方体有益矿物颗粒,其密度为4g/cm3。
(1)矿物沉在矿液底部,原因是 ;
(2)矿物颗粒上升过程中所受液体压强将 ;在10cm深处它所受的液体压强为 Pa;
(3)气泡所受的浮力为 N。为保证顺利上浮,气泡和有益矿物颗粒的组合体的重力不能超过其浮力的50%,则此气泡最多能带出 个这样的有益矿物颗粒浮出液面。(不计气泡自身的重力和体积变化)
2.(2025·吉林长春·二模)明珠少年科学院的同学们受邀为雕塑公园景观池设计液体深度监测仪。图甲为他们设计的模拟装置示意图,一个底部有传感器(固定在容器底)的薄壁圆柱形容器(足够深),容器底面积为250cm2,传感器的体积忽略不计,将一个底面积为200cm2、高10cm的圆柱体A放在传感器上方,A与传感器通过不可伸长的细线(质量、体积都不计)相连,向容器中加某种液体,传感器测得的圆柱体A对它的压力或者绳子对它的力 F随容器中液体深度h的变化关系图像如图乙所示。
(1)圆柱体A的重力为 N;
(2)从开始加液体到液体深度为7.5cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力,则该液体密度为 kg/m3;
(3)细线的长度为 cm;
(4)圆柱体A刚好浸没在液体中时,细线对转感器的拉力为 N;
(5)当液体深度为20cm时,停止注入液体,切断细线,最终物体静止时,容器底部受到的液体压强为 Pa。
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专题02 压强和浮力
考点01 压力与压强
考点02 液体压强、液体压力
考点03 大气压强及应用
考点04 流体压强与流速的关系
考点05 浮力
考点06 浮力、压强相关计算
压力与压强考点01
1.(2025·吉林长春·二模)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,为了控制货车对路面的压强,平板多轴货车装有很多轮子,下列改变压强的方法与货车相同的是( )
A.注射器的针头做得很尖 B.破窗锤的敲击端做成锥形
C.铁轨的下面铺放枕木 D.篆刻刀的刀口做得很锋利
【答案】C
【详解】平板多轴货车装有很多轮子,是为了增大受力面积减小压强。
A.注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,减小受力面积增大压强,故A不符合题意;
B.破窗锤的敲击端做成锥形,是在压力一定时,减小受力面积增大压强,故B不符合题意;
C.铁轨的下面铺放枕木,是在压力一定时,增大受力面积减小压强,故C符合题意;
D.篆刻刀的刀口做得很锋利,是在压力一定时,减小受力面积增大压强,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·吉林长春·二模)我国古代科技著作《天工开物》中记载了用脚踏碓给稻谷去壳的过程,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落,如图所示。下列说法正确的是( )
A.脚踏碓在应用中属于省力杠杆 B.人脚越靠近O点越省力
C.碓的头部较细是为了增大压力 D.碓头加速下落时动能增加
【答案】D
【详解】A.脚踏碓工作时,动力臂(脚到支点O的距离)小于阻力臂(碓头到支点O的距离),属于费力杠杆,可以节省移动距离但需要更大的力,故A错误;
B.根据杠杆平衡原理,当动力臂减小时需要更大的动力,因此人脚越靠近O点(支点)时动力臂越小,反而越费力,故B错误;
C.碓的头部较细是通过减小受力面积来增大压强,而不是增大压力,压力的大小主要由碓头的重量决定,故C错误;
D.碓头加速下落时,质量不变,速度增大,所以动能增加,故D正确。
故选D。
3.(2025·吉林长春·二模)新立城水库是位于长春市南郊伊通河干流上的综合利用水库,此水库的核心工程是全长2630米的拦河大坝。下列大坝的横截面示意图中,设计最合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】 根据液体压强的特点可知,在液体密度相同时,深度越深,压强越大,所以要把拦河坝的横截面设计成下宽上窄,即样式,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
液体压强、液体压力考点02
1.(2025·吉林松原·二模)如图所示,水平桌面上放着一盆用自动吸水花盆栽种的绿植。储水盆中盛入深度为0.05m的水。已知储水盆的底面积为0.01m2,忽略盆的厚度,g取10N/kg。求:
(1)水对储水盆底的压强;
(2)水对储水盆底的压力。
【答案】(1)500Pa (2)5N
【详解】(1)储水盆中盛入深度为0.05m的水,则水对储水盆底的压强
(2)储水盆的底面积为0.01m2,则水对储水盆底的压力
2.(2025·吉林长春·二模)漏刻是中国历史上使用时间最长的计时装置。漏是指带孔的壶,刻是指附有刻度的漏箭。
(1)图甲为我国汉代的千章铜漏,图乙为其结构示意图。漏箭被浮舟托着浮在水面上,箭杆从壶盖和提梁的孔中穿出。水漏出的过程中,浮舟托着的漏箭慢慢下沉,人们根据漏箭杆对应的刻度来报告时间。箭杆上相同距离的刻线表示相同的时间间隔。随着壶内的水漏出,水对壶底的压强 ,漏水的速度 ,导致计时不准。
(2)科创小组为了减小计时误差,设计了图丙的注水式“漏刻”。利用家中柱形的桶代替铜壶,在桶盖处开两个孔,一个用于向桶内注水,另一个用于箭杆穿出,调整注水装置的滴水速度,每1.5小时桶内的水面升高1cm。其截面图如图丁所示,桶的内部深度为32cm,用一根质地均匀的泡沫条作为“漏箭”,总厚度为1cm的5个相同的柱状金属片作为“浮舟”,金属片面积为泡沫条横截面积的3倍。将泡沫条和金属片固定在一起,放入桶中,向桶中注水至泡沫条和金属片刚好漂浮时,泡沫条浸入水中的深度为19cm。科创小组发现桶内水面与桶盖之间的距离过小,若此时开始计时,至装满水时计时周期不足一昼夜,经讨论,通过拆金属片和取出水,实现了计时周期恰好为一昼夜。请计算只拆下一个金属片,泡沫条和金属片刚好漂浮时,桶底所受水的压强。 (,g=10N/kg,写出必要的文字及推导过程)
【答案】(1) 逐渐减小 逐渐减小 (2)1800Pa
【详解】(1)[1]根据液体压强公式p=ρgh,随着壶内的水漏出,水的深度h逐渐减小,水的密度ρ和g不变,所以水对壶底的压强逐渐减小。
[2]由于水对壶底的压强逐渐减小,根据F=pS,壶底受到水的压力也逐渐减小,水从壶底小孔漏出的速度也会逐渐减小。
(2)设泡沫条的横截面积为S0,则金属片的横截面积为3S0,一个金属片的体积①
当泡沫条浸入水中的深度为19cm,此时泡沫条和5个金属片刚好漂浮,根据物体的浮沉条件F浮=G总可得:②
只拆下一个金属片后,泡沫条和金属片刚好漂浮时,设此时泡沫条浸入水中的深度为h,根据物体的浮沉条件可得:③
由①②③解得h=17.2cm。此时桶内水的深度
根据液体压强公式p=ρgh可得桶底所受水的压强为p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa
大气压强及应用考点03
1.(2025·吉林长春·二模)下列事例中,属于静电现象的是( )
A.闻到百合花香 B.真空吸盘粘在光滑的瓷砖上
C.磁铁吸引铁屑 D.梳头发时头发随塑料梳子飘起来
【答案】D
【详解】A.闻到百合花香,说明分子在做永不停息的无规则运动,故A不符合题意;
B.真空吸盘粘在光滑的瓷砖上,是由于大气压的作用,故B不符合题意;
C.磁铁吸引铁屑,说明磁体具有磁性,对铁屑有吸引作用,故C不符合题意;
D.梳头发时,梳子和头发摩擦产生静电,使头发被吸引,属于静电现象,故D符合题意。
故选D。
2.(多选)(2025·吉林长春·二模)中国高铁以“快捷平稳、安全舒适”而著称。如图一枚硬币稳稳立在匀速行驶的高铁的窗台上,正确的是( )
A.以列车为参照物,硬币是静止的 B.硬币立放比平放时对窗台的压力大
C.硬币所受重力和支持力是一对平衡力 D.若硬币突然向前倒,说明列车在加速
【答案】AC
【详解】A.硬币与高铁之间没有相对运动,以列车为参照物,硬币是静止的,故A正确;
B.硬币对窗台的压力等于其重力,无论立放还是平放,压力大小相同即重力不变,故B错误;
C.硬币受到的重力和窗台对它的支持力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一物体上,是一对平衡力,故C正确;
D.若列车加速,硬币会因惯性保持原有运动状态而向后倒,故D错误。
故选AC。
流体压强与流速的关系考点04
1.(2025·吉林·模拟预测)乒乓球被称为我国的“国球”深受同学们喜欢。关于乒乓球运动中蕴含的力学知识,下列说法正确的是( )
A.乒乓球的质量小,所以容易被快速抽杀
B.乒乓球在空中飞行时受到了向前的推力
C.空中飞行的乒乓球,如果所受的力全部消,它将立即停止
D.同学拉出的“弧圈球”,利用了流体流速大的位置压强大
【答案】A
【详解】A.乒乓球质量小,惯性小,所以容易改变它的运动状态,即容易来回抽杀,故A正确;
B.乒乓球在空中向前飞行,是由于惯性;此时球不再受到球拍的作用力,故B错误;
C.空中飞行的乒乓球,若所受的力全部消失,由牛顿第一定律可知,它将做匀速直线运动,故C错误;
D.同学拉出的“弧圈球”,利用了流体流速大的位置压强小,故D错误。
故选A。
2.(2025·吉林长春·二模)下图为“会飞”的救生圈,不受环境影响,能精准救人,救援范围达1000米;
(1)某款救生圈电池标有“25V·9Ah”,充满电时储存 J的电能,可潜入水下最大深度1.5m工作一小时,潜入水下受到水的最大压强 Pa,为防止漏电,其电池外壳应利用良好的 体;
(2)救生圈配备的热红外相机可以在风浪、水雾、雨天、夜晚等环境下识别落水者,因为人体温度高于周围环境,辐射红外线比周围环境 ,相机将拍摄的实时照片通过 传给工作人员;
(3)该救生圈旋桨上方是流线型曲面,起飞时利用流体压强与流速的关系: ,从而产生向上的升力;为增大可以利用的浮力,该救生圈做成空心的,且密度 的材料,当该救生圈以12m/s的速度冲向200m处的落水者,需要 s。
【答案】(1) 绝缘
(2) 强 电磁波
(3) 流速越大的位置,压强越小 小 16.7
【详解】(1)[1]根据电能公式可得救生圈电池充满电时储存的电能为
[2]根据液体压强公式可得,潜入水下受到水的最大压强为
[3]为防止漏电,其电池外壳应利用不易导电的材料,即应利用良好的绝缘材料。
(2)[1]根据红外线的热效应可知,由于人体温度高于周围环境,故辐射红外线比周围环境强。
[2]热红外相机拍摄的照片通过电磁波传递给工作人员。
(3)[1]该救生圈旋桨上方是流线型曲面,起飞时上方流体流速大、压强小,下方流体流速小、压强大,从而产生向上的压强差、压力差,从而产生向上的升力,故是利用流体压强与流速的关系,流速越大的位置,压强越小。
[2]根据物体的浮沉条件可知,为增大可以利用的浮力,该救生圈应做成空心的,且采用密度小的材料。
[3]所需时间为
3.(2025·吉林长春·二模)如图是一架名为“阳光动力2号”的新能源飞机。白天,飞机两翼上安装的太阳能电池板为飞机提供动力,同时对锂电池充电,以保证夜间飞行,实现不用一滴燃油昼夜飞行。
(1)飞机起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速 机翼下方空气流速。当飞机加速上升时,其动能 ;
(2)太阳能电池板把太阳能转化为 能;在转化的过程中,能的总量 ;
(3)从可持续发展的角度看,太阳能属于 能源;在太阳内部,氢原子核在超高温下发生 变,释放出巨大的核能;
(4)锂电池充满电时储存的电能为 7×108 J,某次飞行消耗了总储存量30%的电能,若这些能量改由燃烧氢来提供,不考虑能量损失,需要完全燃烧 kg的氢(氢的热值 q=1.4×108 J/kg);燃料燃烧的过程中,其热值 。
【答案】(1) 大于 增大(2) 电 保持不变(3) 可再生 核聚(4) 1.5 不变
【详解】(1)[1]飞机起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速大于机翼下方空气流速,上方压强小于下方压强,所以产生向上的压力差。
[2]当飞机加速上升时,其质量不变,速度变大,则动能变大。
(2)[1][2]太阳能电池板把太阳能转化为电能供新能源飞机使用;根据能量守恒定律,在转化的过程中,能的总量保持不变。
(3)[1][2]从可持续发展的角度看,太阳能可以从自然界源源不断获取,属于可再生能源;利用核能的方式是核裂变和核聚变,在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能。
(4)[1]氢完全燃烧放出的热量为
则消耗氢的质量为
[2]热值是燃料的一种属性,与质量、燃烧情况无关,燃料燃烧的过程中,其热值不变。
浮力考点05
1.(多选)(2025·吉林长春·二模)将制备玻璃的多种原料放入窑炉内加热到很高的温度,原料熔化成玻璃液;玻璃液流入锡槽设备中,玻璃液浮在锡液表面,再用拉边机将玻璃液拉薄;最后进入退火窑,玻璃液凝固(此过程中温度逐渐降低)成0.03mm厚、密度约为:2.5×103 kg/m3的耐超高温光学“超薄玻璃”。下列说法正确的是( )
A.“超薄玻璃”是晶体
B.锡槽中玻璃液的密度小于锡液的密度
C.玻璃液凝固过程中,质量不变
D.面积为2m2的“超薄玻璃”质量约为1.5×105mg
【答案】BCD
【详解】A.“超薄玻璃”在凝固过程中温度逐渐降低,说明其没有固定的凝固点,故“超薄玻璃”不是晶体,故A错误;
B.因为玻璃液流入锡槽设备中,玻璃液浮在锡液表面,根据物体的浮沉条件可知,密度小的液体会漂浮在密度大的液体表面,所以玻璃液的密度小于锡液的密度,故B正确;
C.凝固过程中,“超薄玻璃”所含物质的多少没有发生改变,故此过程中物质质量不变,故C正确;
D.面积为2m2的“超薄玻璃”的体积为,其质量约为,故D正确。
故选BCD。
2.(2025·吉林长春·二模)课外小组利用身边器材制作了一个微型密度计并用它来检验在药店买来的消毒酒精是否合格。制作方法如下:将圆柱形吸管两端用蜡封好,在吸管上套一个泡沫塑料球作为浮子,在下端缠绕铜丝作为配重,如图甲所示。反复调整浮子的位置和铜丝的多少,使其能竖直漂浮在液面上。
(1)如图乙、丙所示,把微型密度计分别放入水和酒精中漂浮,静止时,其受到浮力的大小关系:F浮水 F浮酒精。若两容器完全相同,微型密度计静止时液面高度相同,则两容器对水平面的压强的大小关系:p乙 p丙。
(2)如果在总重和浮子体积相同的情况下,为了使微型密度计测量更精确,应选择直径较 的吸管。
(3)如图乙,微型密度计漂浮在水中时,浸入水中的长度h1=10cm;如图丙,漂浮在密度为0.8g/cm3的酒精中时,浸入酒精中的长度h2=18.7cm;如图丁,漂浮在从药店买回的消毒酒精中时,浸入消毒酒精中的长度h3=15.2cm。若消毒酒精密度在0.86~0.88g/cm3范围内属于合格产品,通过计算说明此消毒酒精是否合格。(g=10N/kg,ρ水=1.0g/cm3,写出必要的文字及推导过程)
【答案】(1) = > (2)小 (3)见解析
【详解】(1)[1]密度计在水或酒精中始终漂浮,受到的浮力均与其自身重力相等,因此F浮水=F浮酒精。
[2]据图可知,丙图中密度计进入液体中的体积大,根据可知,丙中液体的密度小于乙中液体的密度,微型密度计静止时液面高度相同,可得丙中液体的体积小于乙中液体的体积,则丙中液体的质量小于乙中液体的质量,容器的质量相同,密度计的质量相同,则两容器中乙容器对水平面的压力大于丙容器对水平面的压力,容器的底面积相同,根据可知。
(2)在总重和浮子体积相同的情况下,为了使微型密度计测量更精确,应增大微型密度计的长度,根据可知,应选择直径较小的吸管。
(3)加速泡沫球的体积为V0; 根据图中结合F浮=ρ液gV排有G=1.0×103kg/m3×10N/kg×(V0+S×0.1m)
酒精中G=0.8×103kg/m3×10N/kg×(V0+S×0.187m)
消毒酒精中G=ρ消×10N/kg×(V0+S×0.152m)
解得ρ消=0.87×103kg/m3=0.87g/cm3
在0.86~0.88g/cm3范围内,属于合格产品。
浮力压强相关计算考点06
1.(2025·吉林长春·二模)市面上有一种防溺水手环如图所示。将手环系在手臂上,紧急情况下打开手环,手环内气瓶的CO₂会迅速充满气囊,充气后气囊体积为20L。利用浮力上浮,最终使人漂浮于水面。使用时要求人体浸入水中的体积不能超过人体总体积的五分之四,才可以确保头部露出水面,正常呼吸。
(1)手环内气瓶的CO₂的气压 气囊的气压才能实现充气;
(2)人落入深水中后打开手环进行自救,在上升的过程中气囊受到的液体压强 ;
(3)有一辆密度为2.5×103kg/m3的滑板车落入深水池中,质量为62.5kg小洋要携带防溺水手环拉着滑板车返回到水面,将滑板车递给岸上的伙伴。为了确保小洋的头部全部露出水面,滑板车只能有3/8体积露出水面,此时滑板车受到的浮力是多少?(ρ人=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略手环体积和自重)(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
【答案】(1)大于(2)减小(3)25N
【详解】(1)手环内气瓶的CO₂的气压大于气囊的气压时,气瓶内的CO₂气体才会在气压差的作用下进入气囊实现充气。
(2)在上升的过程中液体深度减小,根据,气囊受到的液体压强减小。
(3)人的体积为
因为漂浮,则总的浮力等于总重力,则有,代入数据则有
解得
则此时滑板车受到的浮力
2.(2025·吉林长春·二模)2024年4月19日,我国海洋油气生产平台“海基二号”总体结构完成安装,它刷新了高度、质量、作业水深和建造速度等多项亚洲纪录,“海基二号”由上部组块和水下的导管架组成。如图是质量为6×104t的“海洋石油229”驳船将质量为3.7×104t的导管架运载至安装海域的情景。(ρ海水=1.0×103kg/m3)
(1)如图所示,导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板,这4块钢板的作用是 。“海基二号”在指定海域成功安装后,这4块钢板处于水深324m的海底处,它们受到海水的压强是 Pa。
(2)当驳船上的导管架全部滑入海水中后,驳船将 一些。
(3)这次海上安装采用了滑移下水方式:工程人员将驳船船头水舱的水排出一部分,又向船尾水舱注入一部分水,使驳船小角度倾斜,最后将驳船和导管架之间的连接点切割分离,导管架就在自身重力作用下顶端朝前沿着轨道滑入海中。若驳船船头水舱排出的水和船尾水舱注入的水的体积分别为2.2×103m3和6×103m3时,导管架顶端浸入海水中的体积为200m3,则驳船和固定在驳船上的导管柴总共受到的浮力是多少N?(写出必要的文字说明、表达式及最后的结果)
【答案】(1) 减小压强 3.24×106(2) 上浮 (3)1.08×109N
【详解】(1)[1]导管架的底部固定着4块面积非常大的钢板,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的。
[2]它们受到海水的压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×324m=3.24×106Pa
(2)根据阿基米德原理,在导管架滑入海水的过程中,海水的密度不变,导管架排开海水的体积逐渐变大,由于总重力不变,则总浮力变大,根据阿基米德原理可知,驳船排开水的体积减少,即船将上浮一些。
(3)驳船小角度倾斜前,驳船和导管架的总重力G总=(m驳+m架)g=(6×104×103kg+3.7×104×103kg)×10N/kg=9.7×108N
驳船小角度倾斜时,水舱中水增加的重力ΔG=Δmg=ρ海水ΔVg=1.0×103kg/m3×(6×103m3-2.2×103m3)×10N/kg=3.8×107N
驳船小角度倾斜时处于漂浮状态,总浮力等于总重力,即F浮总=G总+ΔG=9.7×108N+3.8×107N=1.08×109N
压力与压强考点01
1.(2025·吉林长春·二模)天工开物“北耕兼种”中,耧下端的“蹴尖”是通过什么方式增大压强的( )
A.增大受力面积 B.减小受力面积
C.增大压力 D.减小压力
【答案】B
【详解】耧下端的“蹴尖”受力面积较小,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
故选B。
2.(2025·吉林长春·二模)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。结合上述材料回答:
(1)如图甲,木头风干时,成垛交叠,留有空隙,可以加快木头中水分的 ;闻到淡淡的木香是由于分子在不停地做 。
(2)如图乙,雕花时,正在挑起木屑的刻刀属于 杠杆;刻刀要磨锋利使用,是为了增大 。
(3)打磨过程,将粗砂纸换成细砂纸,可以减小砂纸与木头间的 ;切割木头时工人要带上降噪耳塞,这是在 减弱噪声。
【答案】(1) 汽化/蒸发 无规则运动
(2) 费力 压强
(3) 摩擦/摩擦力 人耳处
【详解】(1)[1][2]物质由液态变为气态的过程叫做汽化;不同物质的分子在互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散;扩散现象说明切物质的分子都在不停地做无规则运动,木头风干,是水分从液态变为气态,发生的是汽化现象,闻到淡淡的木香是扩散现象,是由于分子在不停地做无规则运动。
(2)[1][2]雕花时,正在挑起木屑的刻刀,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,将篆刻刀磨锋利,是在压力一定时,减小受力面积,增大压强。
(3)[1][2]打磨过程,将粗砂纸换成细砂纸,是在压力一定的情况下,通过减小接触面的粗糙程度,减小砂纸与木头间的摩擦力,切割木头时工人要带上降噪耳塞,这是在人耳处减弱噪声。
3.(2025·吉林延边·二模)相传“舜作萧,其形参差”,萧是由许多长短不同的竹管排列而成的,成语“参差不齐”即源于此。如图是小李用自己复刻的吹奏的情形;
(1)小李在复刻箫时,用刀将竹子切成长短不一的竹管,这是力改变了物体的 。刀刃制作得很锋利,这是通过 的方法来增大压强;
(2)小李吹奏长短不同的竹管发出不同的声音,主要是改变了声音的 。观众看不到小李颈部衬衣的纽扣是由于光在同种均匀介质中 。
【答案】(1) 形状 减小受力面积
(2) 音调 沿直线传播
【详解】(1)[1]用刀将竹子切成长短不一的竹管,物体的形状发生了变化,这是力改变了物体的形状。
[2]刀刃制作得很锋利,受力面积小,这是通过减小受力面积增大压强。
(2)[1]小李吹奏长短不同的竹管发出不同的声音,空气柱的长短不同,振动的频率不同,主要是改变了声音的音调。
[2]光在同种均匀介质中是由直线传播的,在不均匀的介质中并不是直线传播。
4.(2025·吉林长春·二模)国家级非物质文化遗产之一的景德镇手工制瓷技艺,是中华优秀传统文化的重要组成部分。图中展现了手工制瓷中的四道重要工序。
(1)揉泥:反复揉压泥料,使泥料达到均匀细腻、软硬适中的状态;
(2)拉坯:用捏、捧、拉等手法使坯成型,说明力可以改变物体的 ;
(3)晒坯:坯体在晒架上晾晒,坯体变干的过程需要 热量;
(4)利坯:用刀具对坯体进行修整。刀具的刀刃磨得很锋利是为了 。
【答案】 形状 吸收 增大压强
【详解】(2)[1]力可以改变物体的形状和运动状态。用捏、捧、拉等手法使坯成型,说明力可以改变物体的形状。
(3)[2]坯体在晒架上晾晒,坯体变干的过程发生的物态变化是汽化,汽化需要吸热。
(4)[3]刀具的刀刃磨得很锋利是为了在压力一定时通过减小受力面积增大压强。
5.(2025·吉林长春·二模)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的,是否可以用木板代替海绵来完成实验?答: 。
(2)比较图2、图3所示的实验现象,这样做的目的是为了控制 相同;可以得出结论: 。可用此结论解释的生活事例是: 。(一个即可)
(3)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 p2。
【答案】(1) 凹陷程度 不可以
(2) 压力大小 压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显 见解析
(3)=
【详解】(1)[1][2]根据转换法,该实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显。因木板受压形变不明显,故我们不可以用木板代替海绵来完成实验。
(2)[1][2][3]比较图2、图3知两个相同的小桌分别正放和倒放在海绵上,砝码相同,其目的是控制压力大小相同,改变受力面积,可以得出:压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显(压强越大);钉子尖做得很尖,菜刀磨得锋利就是根据此道理制成的。
(3)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2。由于压力和受力面积都不变,故压强不变,则p1=p2。
液体压强、液体压力考点02
1.(2025·吉林延边·二模)如图所示,一玻璃杯(厚度不计),静止放在水平桌面上,杯内装有150g的水,水深为7.5cm,玻璃杯的底面积为16cm2,求:
(1)玻璃杯中水的重力;
(2)水对玻璃杯底的压力。
【答案】(1)1.5N
(2)1.2N
【详解】(1)玻璃杯中水的重力
(2)水对玻璃杯底的压强为
水对玻璃杯底的压力
2.(2025·吉林长春·二模)如图1是福建外海的漂浮式风力发电机组,被称为“海上大风车”,整体高度相当于40层楼高,是全球最大单机容量的海上风力发电机组。其下端有多个细圆柱体浮体,能保证风力发电机始终处于漂浮状态,并用多根系勃张力腿连接海底锚固处。图2是其简易模型图,退潮时,系勃张力腿松弛,涨潮时,系勃张力腿绷紧(不考虑风浪影响,系勃张力腿始终保持竖直)。为保证设备安全,水始终不能没过浮体上表面。(水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)图2中,涨潮时,系勃张力腿绷紧且保持竖直,此时若水位继续上涨,浮体底部受到的液体压强将 。
(2)图2中,当风正面垂直吹向静止叶片时,从正面看,叶片会 (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(3)图3为物理小组做的一个浮体模型,由浮体A和细线组成。浮块A的高度和细绳长度相等均为10cm。开始慢慢向容器中加水,此时容器内水的深度为6cm,浮块A刚好漂浮。继续加水细绳被拉直,测出此时细绳拉力为2N时,与刚好漂浮时比水对容器底部压强变化量为1700Pa。求浮体A的密度为 kg/m3(忽略细绳的重力和体积的影响)。
【答案】(1)增大(2)顺时针(3)
【详解】(1)涨潮时水位继续上涨,浮体底部所处水的深度增大,水的密度和g不变,由p=ρgh可知,浮体底部受到的液体压强将增大。
(2)当风正面垂直吹向静止叶片时,观察叶片形状,叶片一面较平,一面较凸。风经过叶片时,相同时间内,空气经过凸面的路程长,流速大,压强小;经过平面的路程短,流速小,压强大。所以叶片在压强差的作用下,从正面看,叶片会顺时针转动。
(3)设浮块A的底面积为S,容器内水的深度为6cm,浮块A刚好漂浮,由沉浮条件可知,浮块A受到的浮力等于重力,浮块A浸入水中深度为6cm,由阿基米德原理可得
即
浮块A的高度和细绳长度相等均为10cm,即
解得浮体A的密度
3.(2025·吉林延边·二模)夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。
(1)用微小压强计U形管左右两边液面的 来反映探头处液体压强的大小,微小压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;
(2)比较①②两次实验操作,初步得出结论:同种液体的压强随深度的增加而 ;
(3)应比较 (选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成 (选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
【答案】(1) 高度差 不是(2)增大(3)②③(4)上窄下宽
【详解】(1)[1][2]压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小,U形管两端液面的高度差越大,说明橡皮膜所受液体压强越大,这种研究物理问题的方法是转换法。连通器是上端开口,下端连通的容器,微小压强计一端是封闭的,不是连通器。
(2)比较①②两次实验操作,可知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加。
(3)探究液体压强大小与液体密度的关系,应该控制液体的深度相同,改变液体的密度,所以分析②③两次实验操作。
(4)由于液体压强随液体深度的增加而增加,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成上窄下宽的形状。
4.(2025·吉林长春·二模)明珠少年科学院的同学们受邀为雕塑公园景观池设计液体深度监测仪。图甲为他们设计的模拟装置示意图,一个底部有传感器(固定在容器底)的薄壁圆柱形容器(足够深),容器底面积为250cm2,传感器的体积忽略不计,将一个底面积为200cm2、高10cm的圆柱体A放在传感器上方,A与传感器通过不可伸长的细线(质量、体积都不计)相连,向容器中加某种液体,传感器测得的圆柱体A对它的压力或者绳子对它的力 F随容器中液体深度h的变化关系图像如图乙所示。
(1)圆柱体A的重力为 N;
(2)从开始加液体到液体深度为7.5cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力,则该液体密度为 kg/m3;
(3)细线的长度为 cm;
(4)圆柱体A刚好浸没在液体中时,细线对转感器的拉力为 N;
(5)当液体深度为20cm时,停止注入液体,切断细线,最终物体静止时,容器底部受到的液体压强为 Pa。
【答案】(1)12(2)(3)6(4)4(5)1440
【详解】(1)根据题意和题图信息可知,当未向容器内加入液体时,圆柱体A对传感器的压力大小等于圆柱体的重力大小,所以,圆柱体A的重力为G=12N。
(2)从开始加液体到液体深度为7.5cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力,此时圆柱体受到的浮力等于圆柱体的重力,则,由阿基米德原理可得
即
解得该液体密度为。
(3)由图乙可知,当液体深度为13.5cm时,绳子开始对传感器有力的作用,可知,当圆柱体A对传感器刚好无压力时继续加液体,圆柱体会漂浮在液面上,当液体深度为13.5cm时,此时绳子刚好伸直,圆柱体排开液体的深度为7.5cm,所以,绳子(细线)的长度为
(4)圆柱体A刚好浸没在液体中时,圆柱体受到的浮力为
对圆柱体受力分析可得
所以,圆柱体受到细线的拉力为
根据物体间力的作用是相互的和二力平衡可知,细线对转感器的拉力为
(5)由题意可知,圆柱体A刚好浸没在液体中时,此时液体的深度为6cm+10cm=16cm
当液体深度为20cm时,停止注入液体,此时已加液体的体积为
根据题意,由于,即圆柱体完全浸没在液体中受到的浮力大于其自身的重力,切断细线,圆柱体会上浮,最终物体静止时,漂浮在液面上,此时圆柱体浸入液体中的深度为7.5cm,则有
即
所以,此时液体的深度为,容器底部受到的液体压强为
大气压强及应用考点03
1.(2025·吉林松原·模拟预测)如图所示利用身边的器材可以做很多小实验来验证我们所学的物理知识。小明利用气球和玻璃瓶做了以下几个小实验:
(1)如图甲所示,一只手平压在气球上,另一只手的食指顶住气球,气球处于静止。两只手对气球施加的力大小 ;
(2)如图乙所示,将气球按压在钉板上,气球没有破裂,说明在压力一定时,增大受力面积,可以 压强;
(3)如图丙所示是自制的气压计,它是通过观察玻璃管内的水柱 从而知道大气压的变化的。将玻璃瓶从一楼移至五楼,玻璃管内的水柱将 。
【答案】(1)相等(2)减小(3) 高度 上升
【详解】(1)图甲中气球处于静止状态,其受到的力是平衡力,则两只手对气球施加的力大小相等。
(2)图乙中,将气球按压在钉板上,气球没有破裂,说明在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强。
(3)[1][2]如图丙所示是自制的气压计,它是通过观察玻璃管内的水柱高度从而知道大气压的变化的。将玻璃瓶从一楼移至五楼,玻璃管内的水柱将上升,因为大气压随高度的增加而减小。
流体压强与流速的关系考点04
1.(2025·吉林延边·二模)下列实例可用“流体压强与流速的关系”解释的是( )
A.用塑料梳子梳头,头发随梳子飘起
B.磁悬浮列车“悬浮”行驶
C.树叶被“吸”向高速行驶的列车
D.“拔火罐”的过程中,罐体紧紧“吸”在人体皮肤上
【答案】C
【详解】A.用塑料梳子梳头,摩擦生电,头发随梳子飘起,是因为异种电荷相互吸引,与流体压强无关,故A不符合题意;
B.磁悬浮列车“悬浮”行驶,是利用同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引工作的,与流体压强无关,故B不符合题意;
C.高速行驶的列车带动周围的空气高速运动,导致列车附近的压强变小,树叶被“吸”向高速行驶的列车,故C符合题意;
D.“拔火罐”的过程中,罐体紧紧“吸”在人体皮肤上,是利用大气压强,与流体压强无关,故D不符合题意。
故选C。
2.(2025·吉林松原·二模)为实现“碳中和”目标,我国大力推动电动汽车发展。
(1)当充电桩为电动汽车的电池充电时, (选填“充电桩”或“电池”)是用电器;
(2)一辆电动汽车电池的规格为“”,该汽车充满电时存储了 的电能;
(3)电动汽车高速行驶时,汽车上方空气流速大压强 。高速行驶后,汽车表面容易粘有灰尘,是因为汽车与空气摩擦 ,从而容易吸引灰尘。
【答案】(1)电池(2)20(3) 小 带电
【详解】(1)当充电桩为电动汽车的电池充电时,电池消耗电能,即电池为用电器。
(2)汽车充满电时存储的电能为
(3)[1]电动汽车高速行驶时,根据流体流速快的位置压强小,汽车上方空气流速大压强小。
[2]高速行驶后,汽车与空气摩擦带电,带电体具有吸引轻小物质的性质,故汽车表面容易粘有灰尘。
3.((2025·吉林长春·模拟预测)小明直接用塑料瓶往水槽中倒水,如图所示,发现原本挂在瓶口竖直方向的轻质塑料带 (选填“靠近”或“远离”)水流,这是由于水流带动它和塑料带之间的空气流动,使得A、B两处的气体压强pA (选填“>”“<”或“=”)pB。
【答案】 靠近 <
【详解】[1][2]用塑料瓶往水槽中倒水,水流带动它和塑料带之间的空气流动速度增大,压强减小,外部压强不变,内外压强差使挂在瓶口竖直方向的轻质塑料带靠近水流,此时A、B两处的气体压强pA<pB。
4.(2025·吉林延边·二模)中国铁路部门在部分“复兴号”动车组列车上推出了静音车厢,为旅客提供更加安静、舒适的旅行环境。
(1)从物理学角度看这种措主要是为了减小声音的 ,动车的车窗采用双层玻璃,这是在 减弱噪声;
(2)在车厢内实现了Wi-Fi网络全覆盖,Wi-Fi采用的是低强度的 波传输信号;
(3)高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,是为了避免乘客被“吸”向列车,因为列车进站时空气流速大,产生的压强 。
【答案】(1) 响度 传播过程中(2)电磁波(3)小
【详解】(1)[1]静音车厢是指声音的响度小,从物理学角度看这种措主要是为了减小声音的响度。
[2]动车的车窗采用双层玻璃,是阻碍声音的传播,所以是在传播过程中减弱噪声。
(2)由于电磁波的传播范围广,传播速度快,电磁波能传递信息,所以Wi-Fi采用的是低强度的电磁波波传输信号。
(3)由于流体压强与流体流速有关,流速越快,流体压强越小,所以列车进站时空气流速大,产生的压强小。
浮力考点05
1.(2025·吉林长春·二模)2025年3月,中国第41次南极考察队完成了在南极阿蒙森海和罗斯海的大洋考察作业任务,其中包括回收首套南极生态潜标。据了解,潜标通常由传感器、浮球、重块等部分组成,中间通过缆绳穿成一串,如图甲所示。传感器可以持续收集所处海水层的相关数据,浮球的浮力作用可以使整串潜标保持与水面垂直,重块则沉在海底,起到锚定的作用。
(1)浮球的浮力作用可以使整串潜标保持与水面垂直,是因为浮力的方向总是 的;浸没在海水中的重块下落的过程中,其所受的浮力 (海水密度均匀)。
(2)热爱探索的小阳自制了一套简易潜标模型进行研究。如图乙所示,质量为0.4kg、高为12.5cm的圆柱体 A 与边长为10cm质地均匀的实心正方体 B通过细线(质量忽略不计且不可伸长)连接,构成简易潜标,将其放置在底面积为200cm²的薄壁柱状盛水容器中,正方体 B 沉在水底,圆柱体 A 在浮力的作用下将细线拉直,此时A的下底面距水面5cm;调整潜标时,小阳将连接AB的细线剪短3cm,稳定后,水对容器底的压强增加了200Pa,正方体B 与容器底接触但无作用力。根据以上信息,请求出正方体B的密度。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果,取ρ水=1.0×103 kg/m3, g=10N/ kg)
【答案】(1) 竖直向上 不变 (2)1.4×103kg/m3
【详解】(1)[1]根据浮力的基本性质,浮力的方向始终是竖直向上的,这能使浮球对整串潜标产生向上的拉力,让潜标保持与水面垂直 。
[2]由阿基米德原理可知,浸没在海水中的重块下落过程中,海水密度不变,g为常量,重块排开海水的体积等于自身的体积也不变,所以其所受浮力不变。
(2)由题意,水面上升高度
细线剪短3cm,水面上升2cm,那么圆柱体A浸入水中深度的变化量
细线剪断前后,圆柱体A浮力的变化量
得
细线剪断后,正方体B与容器底接触但无作用力,此时B受到的浮力加上绳子拉力等于B的重力 ,而绳子拉力等于圆柱体A增加的浮力,即
即绳子拉力为4N,正方体B所受浮力
所以
则正方体B的密度。
浮力、压强相关计算考点06
1.(2025·吉林长春·二模)“浮选法”是目前选矿领域被广泛应用的技术。主要原理是:用药剂处理矿物表面,使矿浆中的有益矿物具有亲水性,能附着在矿液中的气泡上并使其上浮,直至漂浮;别的矿石具有疏水性,沉在矿液的底部,从而将它们分开。矿液的密度为1.2g/cm3,假设气泡体积为5×10-4cm3,某个边长为2×10-4m的正方体有益矿物颗粒,其密度为4g/cm3。
(1)矿物沉在矿液底部,原因是 ;
(2)矿物颗粒上升过程中所受液体压强将 ;在10cm深处它所受的液体压强为 Pa;
(3)气泡所受的浮力为 N。为保证顺利上浮,气泡和有益矿物颗粒的组合体的重力不能超过其浮力的50%,则此气泡最多能带出 个这样的有益矿物颗粒浮出液面。(不计气泡自身的重力和体积变化)
【答案】(1)矿物的密度大于矿液的密度#矿物所受浮力小于矿物的重力
(2) 减小
(3) 9
【详解】(1)根据物体的浮沉条件可知,矿物沉在矿液底部,原因是矿物所受浮力小于矿物的重力。
(2)[1]矿物颗粒上升过程中深度减小,液体密度不变,根据p=ρ液gh可知,所受液体压强减小。
[2]10cm=0.1m,在10cm深处它所受的液体压强为p=ρ液gh=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1200Pa
(3)[1]根据阿其米德原理可得,气泡受到的浮力F浮=ρ液gV气泡=1.2×103kg/m3×10N/kg×5×10-4×10-6m3=6×10-6N
[2]有益矿物颗粒的重力G=mg=ρVg=4×103kg/m3×10N/kg×(2×10-4m)3=3.2×10-7N
气泡和有益矿物颗粒的组合体的重力不能超过其浮力的50%,总重力为G总=50%×6×10-6N=3×10-6N
气泡最多能带出的有益矿物颗粒的个数为
2.(2025·吉林长春·二模)明珠少年科学院的同学们受邀为雕塑公园景观池设计液体深度监测仪。图甲为他们设计的模拟装置示意图,一个底部有传感器(固定在容器底)的薄壁圆柱形容器(足够深),容器底面积为250cm2,传感器的体积忽略不计,将一个底面积为200cm2、高10cm的圆柱体A放在传感器上方,A与传感器通过不可伸长的细线(质量、体积都不计)相连,向容器中加某种液体,传感器测得的圆柱体A对它的压力或者绳子对它的力 F随容器中液体深度h的变化关系图像如图乙所示。
(1)圆柱体A的重力为 N;
(2)从开始加液体到液体深度为7.5cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力,则该液体密度为 kg/m3;
(3)细线的长度为 cm;
(4)圆柱体A刚好浸没在液体中时,细线对转感器的拉力为 N;
(5)当液体深度为20cm时,停止注入液体,切断细线,最终物体静止时,容器底部受到的液体压强为 Pa。
【答案】(1)12(2)(3)6(4)4(5)1440
【详解】(1)根据题意和题图信息可知,当未向容器内加入液体时,圆柱体A对传感器的压力大小等于圆柱体的重力大小,所以,圆柱体A的重力为G=12N。
(2)从开始加液体到液体深度为7.5cm时,圆柱体A对传感器刚好无压力,此时圆柱体受到的浮力等于圆柱体的重力,则,由阿基米德原理可得
即
解得该液体密度为。
(3)由图乙可知,当液体深度为13.5cm时,绳子开始对传感器有力的作用,可知,当圆柱体A对传感器刚好无压力时继续加液体,圆柱体会漂浮在液面上,当液体深度为13.5cm时,此时绳子刚好伸直,圆柱体排开液体的深度为7.5cm,所以,绳子(细线)的长度为
(4)圆柱体A刚好浸没在液体中时,圆柱体受到的浮力为
对圆柱体受力分析可得
所以,圆柱体受到细线的拉力为
根据物体间力的作用是相互的和二力平衡可知,细线对转感器的拉力为
(5)由题意可知,圆柱体A刚好浸没在液体中时,此时液体的深度为6cm+10cm=16cm
当液体深度为20cm时,停止注入液体,此时已加液体的体积为
根据题意,由于,即圆柱体完全浸没在液体中受到的浮力大于其自身的重力,切断细线,圆柱体会上浮,最终物体静止时,漂浮在液面上,此时圆柱体浸入液体中的深度为7.5cm,则有
即
所以,此时液体的深度为,容器底部受到的液体压强为
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