第6章 密度与压强（专项训练）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第6章 密度与压强（专项训练） 目录 A题型建模・专项突破 1 题型一、探究质量与体积的关系 1 题型二、密度的计算 2 题型三、测量密度 3 题型四、应用压强公式分析与计算 5 题型五、探究影响液体压强大小的因素 6 题型六、应用液体压强公式分析与计算 8 题型七、大气压强的存在与现象 9 题型八、大气压强的测量 11 题型九、流体压强与流速的关系 12 B 综合攻坚・能力跃升 14 题型一、探究质量与体积的关系 1．小明同学在“探究液体的质量与体积的关系”时，为了得到可靠的普遍结论，他应选择 （选填“一种”或“多种”）液体进行实验。在实验中，他应用 测出液体的质量，并用 测出液体的体积，根据如图所示的图像可知，甲、乙、丙三种物质中 物质的密度最大。    2．在“探究液体质量与体积的关系”实验中： （1）提供的实验器材有： 、量筒、烧杯和水。 （2）将表格的第一行填写完整。 实验序号 1 2 3 …… …… …… …… （3）实验中不但要对 物质改变体积多次测量，还要测量 物质的质量和体积。（两空均选填“同种”“不同种”） 3. 为了探究物质质量和体积的关系，某小组同学用甲、乙两种物质的不同物体做实验，得到实验数据如下表： 实验序号 甲 乙 体积（厘米3） 质量（克） 体积（厘米3） 质量（克） 1 10.0 5.0 10.0 10.0 2 20.0 10.0 20.0 20.0 3 30.0 15.0 30.0 30.0 4 40.0 20.0 40.0 40.0 ①请在图（a）所示的方格纸中，用图线把甲物质的质量随体积变化的情况表示出来； ②实验中分别多次改变两种物质的质量，其目的是 ； ③根据甲物质的质量随体积变化的图线得到的初步结论是 ； ④分析图像可知同种物质的不同物体其质量与体积的比值 ；不同物质的物体其质量与体积的比值 （以上两空选填“相同”或“不同”）； ⑤如图（b）所示是另一小组同学用丙物质做实验时进行数据处理得到的图像，可见丙物质的密度为 千克/米3。 题型二、密度的计算 4. 如图所示，水平面上两个足够高的圆柱形容器中分别盛有体积相同的甲、乙两种液体，且甲液体的质量大于乙。现在两液体中分别倒入体积相同的原有液体Δm甲和Δm乙，则（　　） A．Δm甲＞Δm乙 B．Δm甲＝Δm乙 C．Δm甲＜Δm乙 D．无法确定 5. 底面积为2×10-2米2的甲容器内盛有体积5×10-3米3的水，另有质量0.6千克的实心金属块乙。 （1）求甲内水的质量m甲； （2）现将乙放入甲容器内并浸没在水中，放入前、后，甲容器内水面高度的变化量Δh以及容器总质量的变化量Δm的数据如表所示。 （米） （千克） 0 0.4 ①求乙的体积V乙。 ②求乙的密度ρ乙。 6. 冬季里小东妈妈喜欢做冻豆腐涮火锅。她买来360g鲜豆腐，体积约为300cm3，鲜豆腐中含水的质量占总质量的40%。将鲜豆腐冰冻后，鲜豆腐中的水结成冰，成为冻豆腐。然后将冻豆腐化冻，让水全部流出，形成数量繁多的孔洞，变成了不含水分的海绵豆腐，在涮火锅时可以充分吸收汤汁。（ρ冰=0.9×103kg/m3）求： （1）鲜豆腐的密度ρ鲜豆腐； （2）冻豆腐中冰的质量m冰； （3）海绵豆腐内所有孔洞的总体积V。 题型三、测量密度 7. 在“测定一块形状不规则金属的密度”的实验中： （1）该实验的实验原理是 ； （2）需用的实验器材有：电子天平、烧杯、水和 。 （3）某同学设计记录表格如下，请在空格处填上栏目。 实验序号                             1 2 3 （4）实验中多次测量的目的是 。 （5）本题实验和“探究液体质量与体积的关系”实验所用测量工具 ，所测量的物理量 （两空均选填“相同”“不同”），“探究液体质量与体积的关系”实验是 性实验，本题实验是 性实验。 8. 小浦同学为了“测定某液体密度”，实验步骤如下： ①将电子天平放在水平桌面上并打开； ②将量筒置于电子天平称量盘的中央，完成“ ”操作； ③取下量筒，并在量筒中倒入 的液体，记下体积V； ④将装有待测液体的量筒放在电子天平称量盘的中央，记下质量m； ⑤根据公式ρ= ，计算出待测液体的密度值。 小浦同学发现，该实验与“探究物质质量与体积关系”的实验目的是 的，测量仪器是 的，测量的物理量是 的，多次测量的目的是 的（以上四空均选填“不同”或“相同”）。小浦同学这次实验多次测量的目的是为了 。 9. 航空航天领域对材料要求严苛，超高温合金材料研发极为关键。西北工业大学于2024年成功研制出新型铌合金材料，如图甲所示。现需检测铌合金样品密度是否达标（标准范围为8.4~9.9g/cm3）。小李同学为了完成此项任务，准备了天平（含砝码）、量筒和足量的水。 （1）小李同学进行了以下几个步骤： ①将天平放在水平桌面上，游码归零，调节 ，使天平横梁平衡； ②将1块铌合金放在天平左盘，在右盘添加砝码并移动游码，天平平衡时右盘中的砝码和游码位置如图乙所示，则1块铌合金的质量为 g； ③将1块铌合金放入装有20mL水的量筒中后液面位置如图丙所示，则铌合金的密度是 g/cm3，由此可判断该铌合金 （ “是”或“否”）合格； （2）小李测量后，小张想用生活中的器材测量铌合金的密度。他找到了家用厨房秤如图丁、足量的水和一个空瓶子，思考后进行了以下几个实验步骤，如图戊： ①把瓶子放在家用厨房秤上，在瓶子中加入适量的水，测得总质量为m1； ②接着在瓶子中依次放入10块铌合金，测得此时总质量为m2，并在水面处做标记； ③取出10块铌合金，往瓶中加水至标记处，测得此时总质量为m3； ④铌合金块密度表达式ρ铌合金= 用所测量和已知量的符号表示，密度ρ水已知； （3）从瓶中取出铌合金时会带出一些水，这对测量结果 选填“有”或“无”影响。 题型四、应用压强公式分析与计算 10. 如图所示，甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上，它们各自对地面的压强相等。若分别在甲、乙上方沿水平方向截去体积相等的部分，并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方，则叠放后，甲、乙对地面的压力F、压强p的大小关系分别为（　　） A．F甲<F乙；p甲<p乙 B．F甲<F乙；p甲>p乙 C．F甲>F乙；p甲<p乙 D．F甲>F乙；p甲>p乙 11. 如图所示，边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上，已知甲、乙对地面的压强均为p。    （1）求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。 （2）现将甲水平切去0.03米的厚度，若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力，已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕，求乙的密度ρ乙。 12. 已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下表所示 物体 密度（千克/米3） 底面积（米2） 高度（米） 甲 5×103 2×10-3 0.6 乙 8×103 5×10-3 0.5 （1）求甲的质量 m甲； （2）求圆柱体乙对地面的压强 p乙； （3）若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分，并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量ΔF甲为 49 N。求乙的底部对地面的压强的变化量Δp乙。 题型五、探究影响液体压强大小的因素 13. 如图所示是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验前，小强发现U形管内的液面不相平，此时他应该 ： A．取下软管重新安装 B．轻轻按压金属盒的橡皮膜 C． 向U形管中加一些红墨水 D．将U形管右侧的红墨水倒出一些 检验压强计的气密性时他应该 ，观察U形管内液面； （2）将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中，在向下浸入的过程中，压强计的高度差会 。停在某一深度处，如图乙，则压强计显示的是橡皮膜 （选填“各个方向”、“上方”或“下方”）的水对它的压强； （3）小强保持甲图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图乙所示。比较甲、乙两次实验，小强得出了初步结论：液体压强与液体密度有关。小红认为他的结论不可靠，原因是： ； （4）他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差对比不明显，则下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是______（选填字母序号）； A．烧杯中换密度差更大的液体 B．U形管中换用密度更小的液体 C．将U形管换成更细的 D．将U形管换成更粗的 （5）小红用丙图所示的装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量。请你推导出待测液体密度的表达式为ρ=______（选择题中合适的字母和ρ水表示）。 A．右侧待测液面到容器底的深度h1 B．右侧待测液面到橡皮膜中心的深度h2 C．左侧水面到容器底的深度h3 D．左侧水面到橡皮膜中心的深度h4 14. 小明利用液体压强计和装有液体的大烧杯来探究液体内部压强的特点。 （1）如图（a）和（b）所示，小明发现U形管两边液面高度差变大，得出初步结论：同种液体， 。如图（b）和（c）所示，小明在研究液体内部的压强与 的关系； （2）如图（d）和（e）所示，两只相同的烧杯盛有体积相同的水和酒精，把金属盒分别浸没到这两种液体中，发现图（c）中U形管两边液面高度差较大，小明认为图（e）烧杯中盛的是密度较大的水，他的判断过程 ；（A．正确     B．不正确） （3）换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当金属盒在液体中的深度相同时，U形管左右两边液面的高度差对比不明显，下列操作能使实验现象更加明显的是___________。【不定项选择】 A．换用更细的U形管 B．换用更长的U形管 C．U形管中换用密度更小的液体 15. 某小组同学探究液体内部压强与哪些因素有关，作出以下猜想：    猜想一：液体内部压强与所处液体的深度h有关； 猜想二：液体内部压强与液体密度有关； 猜想三：液体内部压强与所处位置离容器底部的距离d有关。 他们选用两个完全相同的容器分别装有酒精和水（ρ酒精＜ρ水）。如图所示，他们改变压强计的金属盒在液体中的深度h和离容器底部的距离d，并观察U形管中液面高度差L。将实验数据记录在下表中： 表一：酒精                          表二：水 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 1 5 25 3 6 5 25 4 2 10 20 6 7 10 20 8 3 15 15 9 8 15 15 12 4 20 15 12 9 20 15 16 5 25 15 14 10 25 15 19 （1）分析比较实验序号1与6（或2与7，或3与8，或4与9，或5与10）的数据及相关条件，得出结论：当所处液体中的深度h相同，离容器底部的距离d相同时， ； （2）分析比较实验序号 ，得出结论：在同种液体内部，离容器底部的距离d相同，所处液体深度h越大，该处液体压强也越大； （3）为了探究猜想三，小组设计了记录表三，请完成表三空缺处的填写。 表三：水 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 11 / 12 / 题型六、应用液体压强公式分析与计算 16. 如图所示，底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体，两液面相平，且甲液体的质量等于乙液体的质量。若在两容器中分别加入原有液体后，液面仍保持相平，则此时液体对各自容器底部的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是（    ） A．p甲>p乙，F甲=F乙 B．p甲>p乙，F甲<F乙 C．p甲=p乙，F甲=F乙 D．p甲>p乙，F甲>F乙 17. 甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器，容器高度为0.8m，甲中有2kg的水，乙中A液体的质量为m，底面积为S0。 （1）求甲中水的体积V甲； （2）乙对地面的压强p乙。 （3）若甲中水的深度为0.6m，乙中再加入A液体，使甲乙对地面的压强相等，求乙液体的密度范围。   18. 如图所示，薄壁圆柱形容器甲和均匀实心柱体乙置于水平桌面上，甲容器的底面积为2×10-2m2，内盛有0.2m深的水，乙的密度为2.5×103kg/m3。 放入前 放入后 （Pa） 2450 4900 （1）求水对甲容器底部的压强p水； （2）现将乙浸没在甲容器的水中（无水溢出），乙放入前后，甲容器对水平桌面的压强p容的值记录在下表中。求： （a）乙所受重力G的大小及它的质量m； （b）乙放入后，水对容器底部的压强增加量Δp水。 题型七、 大气压强的存在与现象 19. 如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　　） A．甲瓶中的液面高 B．乙瓶中的液面高 C．甲、乙两瓶中的液面一样高 D．以上三种情况均有可能 20. 大气压与我们的生活息息相关。 （1）下列装置利用大气压工作的是（　　） A．吸尘器 B．密度计 C．液位计 D．订书机 （2）如图所示， 实验首先测出了大气压强的值。 ①若将玻璃管直径加粗，管中汞柱的高度将 ； A．变高        B．变低        C．不变 ②将玻璃管略微倾斜，管中汞柱的竖直高度 ； A．变高        B．变低        C．不变 （3）某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系，他们操控带有压强传感器的无人机，使其从地面（A点）沿竖直方向飞到最大高度（D点约为60m），再原路返回。传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示。无人机飞行到B点时，大气压强为 Pa；分析图中的曲线及相关条件，可知，每升高10m，大气压强约降低 Pa。 21. 如图所示为中国航天员在离地球360千米的高空完成太空作业的情况，小华在观看视频时发现航天员要穿着厚厚的航天服才能走出太空舱，通过查阅资料，他得到以下信息：（1）1个标准大气压是人类最适应的环境，0.3个标准大气压是人类低气压承受极限；（2）不同海拔高度处的大气压值不同（见下表）： 海拔高度h千米 0 0.1 0.2 0.3 0.4 1 1.5 2 3 4 5 6 7 大气压强p/105帕 1.0 0.99 0.98 0.97 0.96 0.9 0.85 0.8 0.7 0.62 0.54 0.47 0.41 ①分析表中的数据大气压强p和海拔高度h的变化情况，可得出的初步结论是： ； ②进一步分析表中数据可得：当海拔高度h为0.8千米时，p为 105帕； ③根据上述查阅资料的信息和表格中的相关信息，说明航天服的作用，并写出判断依据： 。 题型八、 大气压强的测量 22. 某同学测量大气压强的过程如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．此时水银槽液面上方气压高于标准大气压 B．如果将玻璃管倾斜，水银柱高度差不变 C．如果将玻璃管向下压一些，管内外水银柱高度差变大 D．向槽中继续注入少量水银，管内外水银面高度差变大 23. 如果把空气比作海洋，我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用，大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强。大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。 序号 海拔（千米） 大气压强（标准大气压） 空气密度（千克/米3） 1 0 1.00 1.29 2 2 0.78 1.01 3 3 0.69 0.91 4 5 0.53 0.74 5 8 0.35 0.51 ①根据表中数据，可得初步结论： ； ②小明为了计算出大气层的厚度，有如下的推理： 如图所示，设想人将手摊开，手掌面积为S，手掌距大气“海面”的距离为h，手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为p=F/S=G/S。若空气密度为ρ，则 。 由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压，该值约为1.01×105帕。 小明查阅相关资料得知：“地球的大气层厚度约为80~100千米”，发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理，并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因 。 24. 小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下。 （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是 ； （2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为 N； （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm； （4）计算得到大气压强的数值为 Pa； （5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是 。（写出一条） 题型九、 流体压强与流速的关系 25. 在火车站的站台上，列车开动时，会带动列车周围的空气流动。离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，旅客必须站在如图所示的区域候车，以防被行驶列车“吸入”。 （1）根据所学知识可知，流体压强与流速的关系是 。 （2）结合所学知识，指出被行驶列车“吸入”的原因，并写出分析过程 。 26. 长江江面上还有其他轮船，两艘同向行驶的轮船不能并排行驶，是因为流体流速大的位置压强 。下列图实验中，能说明这个规律的是 。 A．向自由下垂的两张纸中间吹气，两张纸向中间靠拢 B．甩动两端开口的塑料软管，一端靠近碎纸屑，纸屑从另一端飞出 C．将乒乓球靠近水流时，乒乓球被吸引过去 D．将粗试管装满水，再将稍细的空试管放入其中后迅速倒置过来，细试管缓缓上升 27. 小闵一家准备长假期间去青海旅游，一家人积极做攻略。下图是他们搜集的一张图片资料。 （1）小闵想起物理课上学习过海拔越高，大气压越 的知识，同时了解了高原反应的相关知识；在学校利用测量大气压的工具 测出了上海的大气压，恰好为1个标准大气压即 帕，等于 毫米汞柱产生的压强。 （2）小闵和奶奶在超市采购的时候，告诉奶奶大气压的相关知识： 实验证明了大气压存在且很大，物理学家 测出了大气压的值。 （3）奶奶准备了几包鼓鼓囊囊的膨化食品，小闵认为这些不能带去青海，包装袋可能会胀破。请用物理知识解释小闵这样认为的原因： （4）到了青海后，一家人开始了愉快的旅行。小闵为了防晒撑起了遮阳伞（如图）。一阵风来，伞差点被向上吹翻。下列解释合理的是（　　） A．雨伞上方空气流速等于下方，雨伞向上做匀速直线运动 B．雨伞上方空气流速小于下方，上方向下的压力较小 C．雨伞上方空气流速大于下方，上方向下的压力较小 D．雨伞下方空气流速小于上方，雨伞受到向上的合力 28. 相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上。甲中盛有水，乙中盛有另一种液体，水和液体的质量均为4千克。 容器在天平上的读数 抽出液体前 抽出液体后 M甲水（克） 4300 3800 m乙液（克） 3700 （1）求甲容器中水的体积V水； （2）分别从甲乙容器中抽出相同体积的液体，上表为抽出液体前后两容器在电子天平上的读数； （a）问抽出液体前乙容器在电子天平上的读数m乙液，并说明理由； （b）求乙容器中液体的密度ρ乙液。 29. 如图所示，均匀正方体A、B置水平面上，A的高度hA为0.1米，质量mA为2千克。 ①求A的密度ρA； ②若B的质量为m0，底面积为S0，求B对水平面的压强pB； ③若B的高度hB不高于0.2米，当B的高度大于0.1米时，恰能使A、B对水平面的压强相等，求B的密度ρB的取值范围。 30. 如图所示，完全相同的轻质圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上，分别盛有2千克的水和酒精。（ρ酒精=0.8×103千克/米3） （1）求A容器中水的体积V水。 （2）在容器A中注入水，使两容器中液面相平，此时水对容器A底部的压强增加了196帕。 （a）求酒精对容器B底部的压强p酒精。 （b）容器A对地面的压强pA。 31. 小华旅游时，乘坐同型号飞机往返于甲、乙两市。 （1）飞机在某一巡航高度匀速飞行1600km，所用时间为2h，此过程中飞机飞行速度大小为 km/h； （2）小华发现所乘飞机在两市机场起飞所需的跑道长度不同。为了探究其原因，他查阅资料得知： （a）飞机发动机推力越大，其达到起飞速度所需距离越短； （b）该型号飞机发动机最大推力F和空气密度ρ的关系如图所示； （c）不同海拔高度H对应的大气压强p和空气密度ρ的值，见表1； （d）甲市、乙市的海拔高度分别约为500m、4000m。 表1 0 1 2 3 4 5 6 7 101.3 89.87 79.50 70.11 61.64 54.02 47.18 41.06 1.225 1.112 1.014 0.892 0.802 0.719 0.644 0.543 结合上述信息： ①海拔越高，飞机发动机的最大推力越 ，请写出分析过程 ； ②该型号的飞机在甲市机场起飞所需的跑道长度 （选填“A大于”“B等于”或“C小于”）其在乙市机场起飞所需的跑道长度。 32．国之重器 中国商飞C919（英文：COMAC C919），是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机，如图所示。C919机长38.9米、翼展35.8米、机高11.95米，空机质量45.7吨，最大商载18.9吨，为C类飞机。座级158-192座，航程4075-5555公里，具有安全、经济、舒适、环保的特点，可满足航空公司对不同航线的运营需求。采用先进气动设计、先进推进系统和先进材料，碳排放更低、燃油效率更高，经济性竞争优势明显。 （1）这么大的飞机停在地面上时对地面的压强会有多大呀？小西查阅资料后发现，飞机前后起落架的六个轮子和地面之间的总接触面积为0.2米2，请你帮他计算飞机满载（达到最大商载）停在水平地面上时对地面的压力和压强；（g取10牛/千克） （2）这么大的飞机是怎么飞上天空的呢？对飞机制造感兴趣的小西查阅资料后了解到，几百吨的飞机能飞上天，主要依靠的就是发动机以及完美的空气动力学设计。 ①完美的空气动力学设计主要是机翼特殊的形状。如图所示是机翼的一个截面示意图，机翼上方的形状为曲线，下方形状近似于直线，则在相同时间内，机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程大，因而（请补充完整） 使飞机获得竖直向上的升力； 喜欢钻研的小西在观看C919的飞行纪录片时发现飞机在起飞时要先在水平路面上一直加速，而且机身并不是保持水平状态，而是有一个仰角（机翼下表面与水平面的夹角，称为：机翼仰角）。于是他猜测飞机受到的升力大小与飞机的速度，以及机翼仰角有关。小西联合有同样兴趣的小伙伴们利用塑料泡沫等材料自制机翼模型，把圆柱形空心笔杆穿过“机翼”并固定在“机翼”上，将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定，确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动。将“机翼”挂在测力计的下方，实验装置如图所示。用鼓风机对着“机翼”吹风模拟飞机在空中飞行。    ②为研究升力大小与机翼仰角的关系，用鼓风机对同一个“机翼”吹风，并保持 不变，改变 ，观察并记录测力计的示数；实验数据记录在下表（每次吹风前测力计的示数均为F0=3.5N）； 实验序号 机翼仰角 风速 弹簧测力计示数F示/N 1 0°（水平） 低 3.2 2 0°（水平） 中 3.0 3 0°（水平） 高 2.6 4 较小 高 2.4 5 较大 高 2.3 6 最大 高 2.7 ③实验中升力的表达式为：F升= （用题目中已知符号表示）。根据表格数据，他们得出结论：机翼仰角相同时，风速越大，升力 ；风速相同时，随着机翼仰角的增大，升力 ； ④你认为飞机升力的大小可能还与哪些因素有关，回答并说明理由 （言之合理一点即可）； （3）“一代材料，一代飞机”对于中国民机产业来说也同样如此，作为一款全新研制的飞机，新材料的应用是C919的一大技术亮点。目前，民用飞机上使用的复合材料主要是碳纤维增强树脂基复合材料，具有密度低，强度大的特点，化学组成也非常稳定。一次偶然的机会，小西获得了一小块这种新材料，如图（a）所示，他想要获得这种新材料的密度，于是和其他几位同学一起来到学校实验室选择实验器材测量这种新材料的密度； ①他们将一小块这种材料放在 上，测出它的质量为40g； ②如图（b）所示，在量筒中倒入适量的水，读出此时水的体积，三位同学的读数情况如图所示，其中 同学读数方法正确，此时水的体积为 cm3； ③如图（c）所示，用细线系住新材料放入水中使其浸没，读出此时的体积，则新材料的体积为 cm3； ④通过计算，获得该新材料的密度为 kg/m3；C919某零件原使用的是优质钢制造（ρ钢=8×103kg/m3），耗钢40kg。改用新材料制作该零件后，质量会减少多少 ？ （4）C919的风挡玻璃比其他同级别飞机的风挡玻璃都要大。风挡玻璃是飞机的关键部件，相对整架飞机来说，它的面积虽小，却涵盖了玻璃制造中几乎所有的高精尖技术，是最难造的玻璃之一，目前也已打破技术壁垒，实现国产替代。这种高性能航空玻璃，能够抗冲击、抗划伤、能承受机舱内外巨大的压力差，还能承受地面和高空之间的温度差，堪称“全能选手”。机舱内外为什么会有巨大的压力差？小西查阅资料后发现，如图右所示，随着海拔高度的增大，大气压强在不断 。飞机在10000米高空航行时，机舱内的气压约为0.7个标准大气压，则风挡玻璃内外的压强差约为 个标准大气压，若飞机风挡玻璃的总面积为4米2，则风挡玻璃内外的压力差为 牛。（已知一个标准大气压为1.0×105帕，这一数据是在1643年，由意大利科学家 通过实验测得，相当于 厘米高的汞柱所产生的压强） （5）除了飞上天空的C919大飞机，小西同学对我国的航海和深潜事业也很感兴趣。2023年3月11日，“探索一号”科考船携“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，这激发了小西同学探究液体内部压强的兴趣，探究实验如图所示，图甲是U形管压强计，乙、丙、丁为实验过程。 ①实验过程中通过观察U形管两侧 来比较液体内部压强大小； ②U形管压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 （选填“薄”或“厚”）一些的较好，从结构来看，U形管压强计 （选填“是”或“不是”）连通器； ③乙、丙、丁容器中液面高度相同，比较图乙、丁两次实验可初步得出结论： 。若实验时乙、丁容器中液面高度不同， （选填“能”或“不能”）完成该实验探究，还需要的测量工具是 ； ④小西查阅资料还发现深海潜水器比浅海潜水器外壳更厚，这可以通过 两次实验得出的结论来解释； ⑤小西发现用图戊装置不仅可以探究“液体内部压强的规律”，还可以用它测量未知液体的密度，于是他进行了如下操作： a、往左侧加入深度为h1的水，测得左侧水面到橡皮膜中心的竖直距离为h2； b、接着往右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜相平； c、测得待测液体液面到容器底的竖直距离为h3，液面到橡皮膜中心的竖直距离为h4； 请选择相关的物理量，利用所学的知识推理得出待测液体密度的表达式 ；（水的密度用表示） ⑥若测得这种未知液体的密度为800千克/米3，实验室中还有500毫升这样的液体装在如图所示的容器（厚度忽略不计）中，容器的质量为0.1千克，底面积为0.005米2，液体的深度为20厘米，求： a、该液体对容器底部的压力 ； b、容器对水平桌面的压力 ； c、用力的示意图画出容器对水平桌面的压力 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6章 密度与压强（专项训练） 目录 A题型建模・专项突破 1 题型一、探究质量与体积的关系 1 题型二、密度的计算 3 题型三、测量密度 5 题型四、应用压强公式分析与计算 8 题型五、探究影响液体压强大小的因素 10 题型六、应用液体压强公式分析与计算 13 题型七、大气压强的存在与现象 16 题型八、大气压强的测量 18 题型九、流体压强与流速的关系 21 B 综合攻坚・能力跃升 23 题型一、探究质量与体积的关系 1．小明同学在“探究液体的质量与体积的关系”时，为了得到可靠的普遍结论，他应选择 （选填“一种”或“多种”）液体进行实验。在实验中，他应用 测出液体的质量，并用 测出液体的体积，根据如图所示的图像可知，甲、乙、丙三种物质中 物质的密度最大。    【答案】 多种 天平 量筒 甲 【详解】为了得到可靠的普遍结论，避免偶然性，应选择多种液体进行实验。 在测定液体密度时，可用量筒测量液体的体积，用天平测液体的质量。由图可知，甲、乙、丙三种物质体积相同时，甲的质量最大，由ρ=m/V得到甲物质的密度最大。 2．在“探究液体质量与体积的关系”实验中： （1）提供的实验器材有： 、量筒、烧杯和水。 （2）将表格的第一行填写完整。 实验序号 1 2 3 …… …… …… …… （3）实验中不但要对 物质改变体积多次测量，还要测量 物质的质量和体积。（两空均选填“同种”“不同种”） 【答案】(1)天平；(2) 质量（kg），体积（m3），质量与体积之比（kg/m3）；(3)同种，不同种 【详解】（1）“探究液体质量与体积的关系”实验目的是：在液体一定时，探究液体的质量与体积的关系；因此需要测量液体的质量和体积，所对应的测量工具是天平、量筒。 （2）由分析可知，在实验时需要测量并记录液体的质量和体积，并要对质量与体积之比进行分析比较，所以表中应填入的内容为，质量（kg）、体积（m3）、质量与体积之比（kg/m3）。 （3）为了得到普遍规律，需要对同种物质改变体积多次测量；同时，为了比较不同物质的特性，还要测量不同种物质的质量和体积。 3. 为了探究物质质量和体积的关系，某小组同学用甲、乙两种物质的不同物体做实验，得到实验数据如下表： 实验序号 甲 乙 体积（厘米3） 质量（克） 体积（厘米3） 质量（克） 1 10.0 5.0 10.0 10.0 2 20.0 10.0 20.0 20.0 3 30.0 15.0 30.0 30.0 4 40.0 20.0 40.0 40.0 ①请在图（a）所示的方格纸中，用图线把甲物质的质量随体积变化的情况表示出来； ②实验中分别多次改变两种物质的质量，其目的是 ； ③根据甲物质的质量随体积变化的图线得到的初步结论是 ； ④分析图像可知同种物质的不同物体其质量与体积的比值 ；不同物质的物体其质量与体积的比值 （以上两空选填“相同”或“不同”）； ⑤如图（b）所示是另一小组同学用丙物质做实验时进行数据处理得到的图像，可见丙物质的密度为 千克/米3。 【答案】见下图，多次探究物质质量和体积的关系，寻找普遍规律；同种物质，质量与体积成正比 相同；不同， 【详解】①根据数据在图像中找到相应的点，并把点连接起来，如下图所示： ②实验中探究物质质量和体积的关系，多次改变物体的体积，并测出相应的质量，目的是为了得到物体质量与体积关系的普遍性结论。 ③分析甲物质的质量随体积变化的图线可知，甲物质的体积增大几倍，质量也会增大几倍，所以可以得出的初步结论是：同种物质，质量与体积成正比。 ④分析图像可知，甲物质的质量与体积之比始终为0.5g/cm3，所以同种物质的不同物体，质量与体积的比值是相同的。 由数据可知，乙物质的质量与体积的比值始终为1g/cm3，所以不同物质的物体其质量与体积的比值是不同的。 ⑤图丙中，当丙物质的体积是6cm3时，其质量为18g，则丙物质的密度为 题型二、密度的计算 4. 如图所示，水平面上两个足够高的圆柱形容器中分别盛有体积相同的甲、乙两种液体，且甲液体的质量大于乙。现在两液体中分别倒入体积相同的原有液体Δm甲和Δm乙，则（　　） A．Δm甲＞Δm乙 B．Δm甲＝Δm乙 C．Δm甲＜Δm乙 D．无法确定 【答案】A 【详解】已知甲、乙两种液体体积相同，设甲、乙液体的体积都为V，甲液体的质量为m甲，乙液体的质量为m乙，且m甲＞m乙，根据密度公式，可得甲液体的密度，乙液体的密度，因为m甲＞m乙，且体积相同，所以ρ甲＞ρ乙。 现在两液体中分别倒入体积相同的原有液体，设倒入甲、乙液体的体积都为，则倒入甲液体的质量，倒入乙液体的质量，因为ρ甲＞ρ乙，且倒入体积相同的原有液体，所以，即，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 5. 底面积为2×10-2米2的甲容器内盛有体积5×10-3米3的水，另有质量0.6千克的实心金属块乙。 （1）求甲内水的质量m甲； （2）现将乙放入甲容器内并浸没在水中，放入前、后，甲容器内水面高度的变化量Δh以及容器总质量的变化量Δm的数据如表所示。 （米） （千克） 0 0.4 ①求乙的体积V乙。 ②求乙的密度ρ乙。 【答案】(1)5kg；(2)， 【详解】（1）甲容器内水的质量为 （2）①放入前、后，甲内水面高度的变化量∆h为0，说明原来甲容器内盛满水容器总质量的变化量 则溢出水的质量 溢出的水的体积为 因为乙浸没在水中，所以乙的体积 ②乙的密度为 6. 冬季里小东妈妈喜欢做冻豆腐涮火锅。她买来360g鲜豆腐，体积约为300cm3，鲜豆腐中含水的质量占总质量的40%。将鲜豆腐冰冻后，鲜豆腐中的水结成冰，成为冻豆腐。然后将冻豆腐化冻，让水全部流出，形成数量繁多的孔洞，变成了不含水分的海绵豆腐，在涮火锅时可以充分吸收汤汁。（）求： （1）鲜豆腐的密度； （2）冻豆腐中冰的质量； （3）海绵豆腐内所有孔洞的总体积V。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）鲜豆腐的密度 （2）鲜豆腐中水的质量为 鲜豆腐中的水结成冰后质量不变，所以冻豆腐中冰的质量 （3）海绵豆腐内所有孔洞的总体积 题型三、测量密度 7. 在“测定一块形状不规则金属的密度”的实验中： （1）该实验的实验原理是 ； （2）需用的实验器材有：电子天平、烧杯、水和 。 （3）某同学设计记录表格如下，请在空格处填上栏目。 实验序号                             1 2 3 （4）实验中多次测量的目的是 。 （5）本题实验和“探究液体质量与体积的关系”实验所用测量工具 ，所测量的物理量 （两空均选填“相同”“不同”），“探究液体质量与体积的关系”实验是 性实验，本题实验是 性实验。 【答案】（1） ρ=m/V；（2）量筒；（3）质量（kg），体积（m3），密度（kg/m3），密度的平均值（kg/m3）；（4）取平均值减小误差；（5）相同，相同，探究，测量 【详解】（1）测定密度的实验原理是密度的计算公式ρ=m/V，通过测量物体的质量m和体积V 来计算密度ρ。 （2）已知有电子天平测质量，烧杯、水，还需要量筒来测量金属块的体积。 （3）根据实验原理，要测量金属块的质量、体积，再计算密度，所以表格栏目依次为：金属块的质量（kg）；金属块的体积（m3） ；金属块的密度 (kg/m3)；密度的平均值（kg/m3）。 （4）实验中多次测量是为了减小由于测量误差造成的实验结果的偏差，即减小误差。 （5）本实验和"探究液体质量与体积的关系"实验都用到电子天平和量筒，所用测量工具相同；都测量质量和体积，所测量的物理量相同；"探究液体质量与体积的关系"实验是为了探究普遍规律，是探究性实验，本题实验是为了测定具体金属的密度，是测量性实验。 8. 小浦同学为了“测定某液体密度”，实验步骤如下： ①将电子天平放在水平桌面上并打开； ②将量筒置于电子天平称量盘的中央，完成“ ”操作； ③取下量筒，并在量筒中倒入 的液体，记下体积V； ④将装有待测液体的量筒放在电子天平称量盘的中央，记下质量m； ⑤根据公式ρ= ，计算出待测液体的密度值。 小浦同学发现，该实验与“探究物质质量与体积关系”的实验目的是 的，测量仪器是 的，测量的物理量是 的，多次测量的目的是 的（以上四空均选填“不同”或“相同”）。小浦同学这次实验多次测量的目的是为了 。 【答案】 清零或去皮 适量待测 m/V 不同 相同 相同 不同 取平均值减少实验误差 【详解】②将量筒置于电子天平称量盘的中央，完成“清零”操作，在量筒中倒入液体体示数即为倒入的液体的质量，这样操作较方便； ③取下量筒，并在量筒中倒入适量的待测液体，记下液体的体积V； ④将装有待测液体的量筒放在电子天平称量盘的中央，记下质量m；即量筒中待测液体的质量为m； ⑤根据公式ρ=m/V，可以计算出待测液体的密度值。 测量某液体密度实验的目的是测量液体的密度；测量仪器是电子天平和量筒，多次测量的目的是为了多次测量取平均值，减小测量误差；探究物质质量与体积关系实验的目的是同种物质，物体的质量和体积的关系；测量仪器是电子天平和量筒，多次测量的目的是为了对数据分析，得到质量与体积关系的普遍规律。所以两实验的目的是不同的，所用的测量工具和所测量的物理量是相同的，实验中多次测量的目的是不同的。 测量液体密度实验中多次测量的目的是为了多次测量取平均值，减小测量误差。 9. 航空航天领域对材料要求严苛，超高温合金材料研发极为关键。西北工业大学于2024年成功研制出新型铌合金材料，如图甲所示。现需检测铌合金样品密度是否达标（标准范围为8.4~9.9g/cm3）。小李同学为了完成此项任务，准备了天平（含砝码）、量筒和足量的水。 （1）小李同学进行了以下几个步骤： ①将天平放在水平桌面上，游码归零，调节 ，使天平横梁平衡； ②将1块铌合金放在天平左盘，在右盘添加砝码并移动游码，天平平衡时右盘中的砝码和游码位置如图乙所示，则1块铌合金的质量为 g； ③将1块铌合金放入装有20mL水的量筒中后液面位置如图丙所示，则铌合金的密度是 g/cm3，由此可判断该铌合金 （ “是”或“否”）合格； （2）小李测量后，小张想用生活中的器材测量铌合金的密度。他找到了家用厨房秤如图丁、足量的水和一个空瓶子，思考后进行了以下几个实验步骤，如图戊： ①把瓶子放在家用厨房秤上，在瓶子中加入适量的水，测得总质量为m1； ②接着在瓶子中依次放入10块铌合金，测得此时总质量为m2，并在水面处做标记； ③取出10块铌合金，往瓶中加水至标记处，测得此时总质量为m3； ④铌合金块密度表达式ρ铌合金= 用所测量和已知量的符号表示，密度ρ水已知； （3）从瓶中取出铌合金时会带出一些水，这对测量结果 选填“有”或“无”影响。 【答案】（1）平衡螺母，44，8.8，是；(2)；(3)无 【详解】（1）根据托盘天平的使用要求，将天平放在水平桌面上，应先将游码归零，再调节两端的平衡螺母，使天平横梁平衡。 如图乙所示，天平横梁标尺的分度值为0.2g，则1块铌合金的质量为 如图丙所示，量筒分度值为，示数为，则1块铌合金体积为 则铌合金的密度 标准范围为，所以该铌合金是合格的。 （2）铌合金的质量为 铌合金的体积与二次加水的体积相同，即铌合金的体积为 则铌合金块密度 （3）取出铌合金后向瓶中加水使液面上升至标记位置时，已经把带走的水补齐了，这些水对测量铌合金的体积无影响，故对铌合金的密度测量无影响。 题型四、应用压强公式分析与计算 10. 如图所示，甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上，它们各自对地面的压强相等。若分别在甲、乙上方沿水平方向截去体积相等的部分，并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方，则叠放后，甲、乙对地面的压力F、压强p的大小关系分别为（　　） A．F甲<F乙；p甲<p乙 B．F甲<F乙；p甲>p乙 C．F甲>F乙；p甲<p乙 D．F甲>F乙；p甲>p乙 【答案】D 【详解】甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上，它们各自对地面的压强相等，可知 根据p =ρgh可知ρ甲<ρ乙；由图可知，S甲>S乙，故G甲>G乙，设截取的体积为V，则由m=ρV知，截取的质量Δm甲<Δm乙，由G=mg知，ΔG甲<ΔG乙，叠放之后， 甲对地面的压力为F甲=G甲＋ΔG乙-ΔG甲>G甲 乙对地面的压力为F乙=G乙＋ΔG甲-ΔG乙<G乙 所以F甲>F乙； 由于叠放后甲对地面的压力增大，受力面积不变，所以甲对地面的压强增大；叠放后乙对地面的压力减小，受力面积不变，所以乙对地面的压强减小，所以叠放后p甲>p乙。故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 11. 如图所示，边长分别为2a和a的甲、乙实心正方体物块置于水平地面上，已知甲、乙对地面的压强均为p。    （1）求甲、乙对地面压力的比F甲∶F乙。 （2）现将甲水平切去0.03米的厚度，若甲剩余部分对地面的压力恰好等于乙对地面的压力，已知甲剩余部分对地面的压强变为294帕，求乙的密度ρ乙。 【答案】(1)4∶1；(2) 【详解】（1）因为h甲=2a，h乙=a，所以S甲=4a2， S乙=a2，即S甲=4S乙，则甲、乙对地面压力的比 F甲∶F乙=p甲S甲∶p乙S乙=p×4S乙∶p×S乙=4∶1 （2）将甲水平切去0.03米的厚度后，因为F乙=F'甲，所以 则p=1176Pa，根据题意有 则 因为甲、乙对地面的压强均为p，所以 解得 12. 已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下表所示 物体 密度（千克/米3） 底面积（米2） 高度（米） 甲 5×103 2×10-3 0.6 乙 8×103 5×10-3 0.5 （1）求甲的质量 m甲； （2）求圆柱体乙对地面的压强 p乙； （3）若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分，并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量ΔF甲为 49 N。求乙的底部对地面的压强的变化量Δp乙。 【答案】（1）6kg；（2）；（3）9800Pa 【详解】（1）甲的质量 （2）圆柱体乙对地面的压强 （3）由于甲、乙对地面的总压力不变，故甲的底部对地面的压力变化量ΔF甲为 49 N，则乙底部对地面的压力变化量为49N，则乙的底部对地面的压强的变化量 题型五、探究影响液体压强大小的因素 13. 如图所示是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验前，小强发现U形管内的液面不相平，此时他应该 ： A．取下软管重新安装 B．轻轻按压金属盒的橡皮膜 C． 向U形管中加一些红墨水 D．将U形管右侧的红墨水倒出一些 检验压强计的气密性时他应该 ，观察U形管内液面； （2）将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中，在向下浸入的过程中，压强计的高度差会 。停在某一深度处，如图乙，则压强计显示的是橡皮膜 （选填“各个方向”、“上方”或“下方”）的水对它的压强； （3）小强保持甲图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图乙所示。比较甲、乙两次实验，小强得出了初步结论：液体压强与液体密度有关。小红认为他的结论不可靠，原因是： ； （4）他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差对比不明显，则下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是______（选填字母序号）； A．烧杯中换密度差更大的液体 B．U形管中换用密度更小的液体 C．将U形管换成更细的 D．将U形管换成更粗的 （5）小红用丙图所示的装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量。请你推导出待测液体密度的表达式为ρ=______（选择题中合适的字母和ρ水表示）。 A．右侧待测液面到容器底的深度h1 B．右侧待测液面到橡皮膜中心的深度h2 C．左侧水面到容器底的深度h3 D．左侧水面到橡皮膜中心的深度h4 【答案】（1） A，见解析；（2）增大，上方；（3）没有控制液体深度相同；（4）AB；（5） 【详解】（1）发现U形管内的液面不相平，说明压强计两边液柱受到的压强不同，不是存在漏气现象，若漏气，则液面是相平的；故接下来的操作应该是取下橡皮管，使U形管液面相平，再重新安装，故选A；用手指轻轻按压探头的橡皮膜，发现U形管两边的液面高度差变化都很小，这说明该压强计的气密性很差。 （2）深度越深液体压强越大，在向下浸入的过程中，压强计的高度差会增大；橡皮膜所受的压强为水对它的压强，压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中，压强计显示的是橡皮膜上方的水对它的压强。 （3）研究液体压强与液体密度有关，要控制液体的深度相同，保持甲图中金属盒的位置不变，将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，他的结论不可靠，因为没有控制液体深度相同。 （4）A．烧杯中换密度差更大的液体，探头在液体中的深度相同，根据p=ρgh，液体产生的压强变大，根据转换法，两侧液面高度差对比更加明显，故A符合题意； B．U形管中换用密度更小的液体，根据p=ρgh可知，在液体产生的压强不变的条件下，两侧液面高度差对比更加明显，故B符合题意； CD．液体压强只与液体的密度与深度有关，与U形管粗细无关，故CD不符合题意。故选AB； （5）实验时，橡皮膜两侧受到的压强容易观察，所以需要利用水和液体在橡皮膜处的压强相等来计算液体压强，因此需要测量待测液体和水到橡皮膜中心的深度，如图戊，橡皮膜相平，所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等，即p左=p右 根据液体压强公式得ρ水gh4=ρgh2，待测液体密度的表达式为 14. 小明利用液体压强计和装有液体的大烧杯来探究液体内部压强的特点。 （1）如图（a）和（b）所示，小明发现U形管两边液面高度差变大，得出初步结论：同种液体， 。如图（b）和（c）所示，小明在研究液体内部的压强与 的关系； （2）如图（d）和（e）所示，两只相同的烧杯盛有体积相同的水和酒精，把金属盒分别浸没到这两种液体中，发现图（c）中U形管两边液面高度差较大，小明认为图（e）烧杯中盛的是密度较大的水，他的判断过程 ；（A．正确     B．不正确） （3）换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当金属盒在液体中的深度相同时，U形管左右两边液面的高度差对比不明显，下列操作能使实验现象更加明显的是___________。【不定项选择】 A．换用更细的U形管 B．换用更长的U形管 C．U形管中换用密度更小的液体 【答案】(1) 深度越大，液体压强越大，方向；(2)B；(3)C 【详解】（1）如图（a）和（b）所示，同种液体，（b）中探头的深度大，U形管两边液面高度差变大，由转换法可知产生的压强也大，得出初步结论：同种液体，深度越大，液体压强越大。 如图（b）和（c）所示，同种液体，金属盒的深度相同，金属盒的朝向不同，研究液体内部的压强与方向的关系。 （2）研究液体压强与液体密度的关系要控制深度相同，如图（d）和（e）所示，两只相同的烧杯盛有体积相同的水和酒精，把金属盒分别浸没到这两种液体中，图（e）中金属盒在液体中较深，图（e）中U形管两边液面高度差较大，小明认为图（e）烧杯中盛的是密度较大的水，他的判断过程不正确，没有控制探头的深度相同。 （3）根据p=ρgh可知，液体压强与只与液体的密度和深度有关，与管的粗细、长度无关。 AB．换用更细的U形管或换用更长的U形管，不能使实验现象更加明显，故AB不符合题意； C．U形管中换用密度更小的液体，根据p=ρgh可知，在液体产生的压强一定时，高度差变大，故C符合题意。故选C。 15. 某小组同学探究液体内部压强与哪些因素有关，作出以下猜想：    猜想一：液体内部压强与所处液体的深度h有关； 猜想二：液体内部压强与液体密度有关； 猜想三：液体内部压强与所处位置离容器底部的距离d有关。 他们选用两个完全相同的容器分别装有酒精和水（ρ酒精＜ρ水）。如图所示，他们改变压强计的金属盒在液体中的深度h和离容器底部的距离d，并观察U形管中液面高度差L。将实验数据记录在下表中： 表一：酒精                          表二：水 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 1 5 25 3 6 5 25 4 2 10 20 6 7 10 20 8 3 15 15 9 8 15 15 12 4 20 15 12 9 20 15 16 5 25 15 14 10 25 15 19 （1）分析比较实验序号1与6（或2与7，或3与8，或4与9，或5与10）的数据及相关条件，得出结论：当所处液体中的深度h相同，离容器底部的距离d相同时， ； （2）分析比较实验序号 ，得出结论：在同种液体内部，离容器底部的距离d相同，所处液体深度h越大，该处液体压强也越大； （3）为了探究猜想三，小组设计了记录表三，请完成表三空缺处的填写。 表三：水 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 11 / 12 / 【答案】溶液密度越大，压强越大；3、5或者8、10；见解析；见解析；见解析；见解析 【详解】（1）通过转换法将液体内部压强转换为U形管中液面的高度差，高度差越大则说明液体内部压强越大，由表格中数据可得，当所处液体中的深度h相同，离容器底部的距离d相同时，不同液体种类压强不同，液体密度越大，压强越大。 （2）根据控制变量法可知，要得到在同种液体内部，离容器底部的距离d相同，所处液体深度h越大，该处液体压强也越大的结论，液体种类、h和d 要相同，故可以选择3、5或者8、10。 （3）根据单一变量原则，要验证液体内部压强与所处位置离容器底部的距离d有关，则需要除了d不同外，其它条件都相同，结合题意及上述分析，具体如下表所示： 序号 h（厘米） d（厘米） L（格） 11 10 15 12 10 15 题型六、应用液体压强公式分析与计算 16. 如图所示，底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体，两液面相平，且甲液体的质量等于乙液体的质量。若在两容器中分别加入原有液体后，液面仍保持相平，则此时液体对各自容器底部的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是（    ） A．p甲>p乙，F甲=F乙 B．p甲>p乙，F甲<F乙 C．p甲=p乙，F甲=F乙 D．p甲>p乙，F甲>F乙 【答案】A 【详解】已知甲液体的质量等于乙液体的质量，两液面相平，即 即 图中甲液体的体积小于乙液体的体积，根据ρ=m/V可知，甲液体的密度大于乙液体的密度。若在两容器中分别加入原有液体后，液面仍保持相平，根据p=ρgh可知，甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强；此时，液面仍相平，则h甲=h乙 则 即此时甲液体的质量等于乙液体的质量，甲液体的重力等于乙液体的重力，液体对容器底部的压力大小等于液体的重力，故液体对容器底部的压力大小相等，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 17. 甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器，容器高度为0.8m，甲中有2kg的水，乙中A液体的质量为m，底面积为S0。 （1）求甲中水的体积V甲； （2）乙对地面的压强p乙。 （3）若甲中水的深度为0.6m，乙中再加入A液体，使甲乙对地面的压强相等，求乙液体的密度范围。   【答案】（1）2×10-3m3；（2）；（3） 【详解】（1）甲中水的体积 （2）轻质薄壁柱形容器的重力是忽略不计的，乙对地面的压力 乙对地面的压强 （3）当甲乙对地面的压强相等时，甲乙对地面的压力相等，甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器，所以甲乙两容器内液体的重力相等 即 乙液体的深度越小，密度越大，当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时，乙液体的密度最小，故乙液体的最小密度为 由图可知，此时乙液体的深度比水略大，还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等，故乙液体的密度最大为水的密度，所以乙液体的密度范围为 18. 如图所示，薄壁圆柱形容器甲和均匀实心柱体乙置于水平桌面上，甲容器的底面积为2×10-2m2，内盛有0.2m深的水，乙的密度为2.5×103kg/m3。 放入前 放入后 （Pa） 2450 4900 （1）求水对甲容器底部的压强p水； （2）现将乙浸没在甲容器的水中（无水溢出），乙放入前后，甲容器对水平桌面的压强p容的值记录在下表中。求： （a）乙所受重力G的大小及它的质量m； （b）乙放入后，水对容器底部的压强增加量Δp水。 【答案】(1) 1980Pa；(2)49N，5kg，980Pa 【详解】（1）水对甲容器底部的压强为 （2）乙所受重力G的大小为 则乙的质量为 将乙浸没在甲容器的水中（无水溢出），则排开水的体积为 则液面上升的高度为 则乙放入后，水对容器底部的压强增加量为 题型七、 大气压强的存在与现象 19. 如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等，液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶时会发现（此时两个输液瓶内还有大量的溶液）（　　） A．甲瓶中的液面高 B．乙瓶中的液面高 C．甲、乙两瓶中的液面一样高 D．以上三种情况均有可能 【答案】B 【详解】读图分析该装置的工作过程可知，药液从乙瓶中流下，乙瓶中被封闭的空气体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变。药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气部分的体积增大，压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降；液体如此流动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲、乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管；因此，在输液开始后不久，乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 20. 大气压与我们的生活息息相关。 （1）下列装置利用大气压工作的是（　　） A．吸尘器 B．密度计 C．液位计 D．订书机 （2）如图所示， 实验首先测出了大气压强的值。 ①若将玻璃管直径加粗，管中汞柱的高度将 ； A．变高        B．变低        C．不变 ②将玻璃管略微倾斜，管中汞柱的竖直高度 ； A．变高        B．变低        C．不变 （3）某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系，他们操控带有压强传感器的无人机，使其从地面（A点）沿竖直方向飞到最大高度（D点约为60m），再原路返回。传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示。无人机飞行到B点时，大气压强为 Pa；分析图中的曲线及相关条件，可知，每升高10m，大气压强约降低 Pa。 【答案】(1)A；(2)托里拆利，C，C；(3) 1.012×105，100 【详解】（1）A．吸尘器工作时，内部电机使气压降低，外界大气压将灰尘压入吸尘器，利用了大气压，故A符合题意； B．利用物体的浮沉条件（漂浮时浮力等于重力）工作，与大气压无关，故B不符合题意； C．液位计（如锅炉水位计）是利用连通器原理工作的，连通器内同种液体不流动时，各容器中的液面保持相平，没有利用大气压。故C不符合题意； D．订书机利用杠杆原理（省力杠杆）工作，与大气压无关。故D不符合题意。 故选A。 （2）图中实验是托里拆利实验，首次测出了大气压强的值。 托里拆利实验中，管中汞柱高度由大气压决定（），与玻璃管直径无关，因此直径加粗后，汞柱高度不变。故选C。 玻璃管倾斜时，汞柱的竖直高度仍由大气压决定，因此竖直高度不变。故选C。 （3）由图可知，无人机飞到B点时，大气压强为1.02×105Pa。 A到D点高度约60m，A点压强，D点压强，压强降低了 可知每升高10m，压强降低约 21. 如图所示为中国航天员在离地球360千米的高空完成太空作业的情况，小华在观看视频时发现航天员要穿着厚厚的航天服才能走出太空舱，通过查阅资料，他得到以下信息：（1）1个标准大气压是人类最适应的环境，0.3个标准大气压是人类低气压承受极限；（2）不同海拔高度处的大气压值不同（见下表）： 海拔高度h千米 0 0.1 0.2 0.3 0.4 1 1.5 2 3 4 5 6 7 大气压强p/105帕 1.0 0.99 0.98 0.97 0.96 0.9 0.85 0.8 0.7 0.62 0.54 0.47 0.41 ①分析表中的数据大气压强p和海拔高度h的变化情况，可得出的初步结论是： ； ②进一步分析表中数据可得：当海拔高度h为0.8千米时，p为 105帕； ③根据上述查阅资料的信息和表格中的相关信息，说明航天服的作用，并写出判断依据： 。 【答案】 大气压随海拔高度的增加而减小 0.92 保持压力平衡，依据见解析 【详解】①分析表中的数据可以看出，海拔高度h越大，大气压强p的值越小，可得出的初步结论是：大气压随海拔高度的增加而减小。 ②由表格数据可知，海拔高度越高，大气压值越小，高度每升高100m，大气压减小0.01×105 Pa，即高度每升高1m，大气压减小10Pa，所以大气压强p随高度h变化的关系式是 当海拔高度h为0.8千米时，p为 ③中国航天员在离地球360千米的高空完成太空作业时，处于真空环境，大气压为零，航天服的作用是：使人在太空中承受的压力与在地球上承受的压力相似，即保持压力平衡。在真空环境中，人体血液中含有的氮气会变成气体，使体积膨胀；如果人不穿加压气密的航天服，就会因体内外的气压差悬殊而发生生命危险。 题型八、 大气压强的测量 22. 某同学测量大气压强的过程如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．此时水银槽液面上方气压高于标准大气压 B．如果将玻璃管倾斜，水银柱高度差不变 C．如果将玻璃管向下压一些，管内外水银柱高度差变大 D．向槽中继续注入少量水银，管内外水银面高度差变大 【答案】B 【详解】A．标准大气压的大小与760mm水银柱产生的压强相等，此时水银柱高度为750mm，小于760mm，可知此时水银槽液面上气压低于标准大气压，故A错误； BCD．水银槽上方大气压大小不变，无论是将玻璃管倾斜海水向下压或再注入少量水银，水银柱高度差均不会发生变化，故B正确，CD错误。 故选B。 23. 如果把空气比作海洋，我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用，大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强。大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。 序号 海拔（千米） 大气压强（标准大气压） 空气密度（千克/米3） 1 0 1.00 1.29 2 2 0.78 1.01 3 3 0.69 0.91 4 5 0.53 0.74 5 8 0.35 0.51 ①根据表中数据，可得初步结论： ； ②小明为了计算出大气层的厚度，有如下的推理： 如图所示，设想人将手摊开，手掌面积为S，手掌距大气“海面”的距离为h，手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为p=F/S=G/S。若空气密度为ρ，则 。 由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压，该值约为1.01×105帕。 小明查阅相关资料得知：“地球的大气层厚度约为80~100千米”，发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理，并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因 。 【答案】 大气压强、空气密度均随h的增大而减小 见解析 【详解】（1）根据表中数据可知，随着高度的增加，大气压强和空气密度均减小。 （2）不合理，小明的推导中的成立条件是手掌上方空气柱的密度均匀，由于空气密度随海拔的增大而减小，所以手掌上方空气柱不是密度均匀的柱体。小明选用空气的最大密度计算大气层的厚度，导致计算结果偏小，与实际情况相差很大。 24. 小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下。 （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是 ； （2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为 N； （3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为 cm； （4）计算得到大气压强的数值为 Pa； （5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大的原因是 。（写出一条） 【答案】 排尽注射器内的空气，防止外界的空气进入注射器 8.2 6.00 注射器内空气没有排尽 【详解】（1）将活塞推至注射器筒的底部，是为了排尽注射器内的空气，再用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目是为了防止外界的空气进入注射器。 （2）由图知，弹簧测力计分度值为0.2N，指针指在第一个刻度线处，所以示数为8.2N。 （3）由图可知，注射器的全部刻度的长度为L=8.00cm-2.00cm=6.00cm （4）注射器的体积为 活塞的横截面积为 大气压为 （5）注射器中的空气不可能完全排净，这会使结果偏小。 题型九、 流体压强与流速的关系 25. 在火车站的站台上，列车开动时，会带动列车周围的空气流动。离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线，旅客必须站在如图所示的区域候车，以防被行驶列车“吸入”。 （1）根据所学知识可知，流体压强与流速的关系是 。 （2）结合所学知识，指出被行驶列车“吸入”的原因，并写出分析过程 。 【答案】(1)流体流速越大，压强越小；(2)见解析 【详解】（1）实验结果表明，流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 （2）列车行驶时，其周围空气随列车一起快速运动，导致列车附近空气流速大，根据流体压强与流速的关系，此处压强小；而旅客站在离列车一定距离的外侧区域，空气流速小，压强大。这样就在旅客的内侧（靠近列车侧）和外侧之间形成了一个由外侧指向内侧的压强差，这个压强差产生的压力差会将旅客推向列车，从而出现被 “吸入” 的危险。 26. 长江江面上还有其他轮船，两艘同向行驶的轮船不能并排行驶，是因为流体流速大的位置压强 。下列图实验中，能说明这个规律的是 。 A．向自由下垂的两张纸中间吹气，两张纸向中间靠拢 B．甩动两端开口的塑料软管，一端靠近碎纸屑，纸屑从另一端飞出 C．将乒乓球靠近水流时，乒乓球被吸引过去 D．将粗试管装满水，再将稍细的空试管放入其中后迅速倒置过来，细试管缓缓上升 【答案】 小 ABC 【详解】根据流体压强与流速的关系可知，流体流速大的位置压强小。 A．向自由下垂的两张纸中间吹气，中间空气流速大，压强小，两侧空气流速小，压强大，在压强差的作用下两张纸向中间靠拢，能说明流体流速大的位置压强小。故A符合题意； B．甩动两端开口的塑料软管，软管上端空气流速快，压强小，下端空气流速慢，压强大，软管下端管口的空气压强大于上端管口空气压强，会看到纸片被吸进软管并从上端管口飞出。该现象可以证明“在流体中，流速越大的位置压强越小”，故B符合题意； C．将乒乓球靠近水流时，乒乓球靠近水流一侧的空气流速大、压强小；另一侧的大气压不变；在内外压强差的作用下，乒乓球被压入水流的中心，该现象可以证明“在流体中，流速越大的位置压强越小”，故C符合题意； D．粗试管中注水并插入细试管后，水填充了小试管和大试管底部之间的部分，迅速倒过来，水会在自身重力的作用下，从两个试管壁之间的空隙流出，从而在细试管底部形成一部分真空区域，在大气压的作用下，细试管会向上运动。不能证明“在流体中，流速越大的位置压强越小”，故D不符合题意。 故选ABC。 27. 小闵一家准备长假期间去青海旅游，一家人积极做攻略。下图是他们搜集的一张图片资料。 （1）小闵想起物理课上学习过海拔越高，大气压越 的知识，同时了解了高原反应的相关知识；在学校利用测量大气压的工具 测出了上海的大气压，恰好为1个标准大气压即 帕，等于 毫米汞柱产生的压强。 （2）小闵和奶奶在超市采购的时候，告诉奶奶大气压的相关知识： 实验证明了大气压存在且很大，物理学家 测出了大气压的值。 （3）奶奶准备了几包鼓鼓囊囊的膨化食品，小闵认为这些不能带去青海，包装袋可能会胀破。请用物理知识解释小闵这样认为的原因： （4）到了青海后，一家人开始了愉快的旅行。小闵为了防晒撑起了遮阳伞（如图）。一阵风来，伞差点被向上吹翻。下列解释合理的是（　　） A．雨伞上方空气流速等于下方，雨伞向上做匀速直线运动 B．雨伞上方空气流速小于下方，上方向下的压力较小 C．雨伞上方空气流速大于下方，上方向下的压力较小 D．雨伞下方空气流速小于上方，雨伞受到向上的合力 【答案】(1)小，气压计，1.013×105，760；(2)马德堡半球，托里拆利；(3)见解析；(4)CD 【详解】（1）大气压随海拔高度升高而减小，海拔越高，大气压越小。 测量大气压的仪器是气压计，所以用气压计测出大气压的值。 1标准大气压=1.013×105Pa。1标准大气压等于760毫米水银柱产生的压强。 （2）马德堡半球实验用两个中间抽成真空而压合在一起的铜半球有力地证明了大气压的存在。 物理学家托里拆利测量大气压的值。 （3）青海海拔较高，大气压较低，包装袋内部气压不 变，内部气压大于外界大气压，包装袋可能会胀破。 （4）等质量的空气在相同的时间内同时通过伞的上表 面和下表面，由于上表面弯曲，下表面平直，所以 空气通过上表面的流速大，通过下表面的流速较 小。因为伞上方的空气流速大，压强较小；伞下方 的空气流速小，压强大，所以伞面受到一个向上的 压强差，伞被向上“吸”，受到的合力向上。 故选CD。 28. 相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上。甲中盛有水，乙中盛有另一种液体，水和液体的质量均为4千克。 容器在天平上的读数 抽出液体前 抽出液体后 M甲水（克） 4300 3800 m乙液（克） 3700 （1）求甲容器中水的体积V水； （2）分别从甲乙容器中抽出相同体积的液体，上表为抽出液体前后两容器在电子天平上的读数； （a）问抽出液体前乙容器在电子天平上的读数m乙液，并说明理由； （b）求乙容器中液体的密度ρ乙液。 【答案】（1）；（2），理由见解析， 【详解】（1）甲容器中水的体积为 （2）（a）根据题意可知圆柱形容器的质量为 液体的总质量为4千克，所以抽出液体前乙容器在电子天平上的读数为 （b）取出水的质量为 取出水的体积 取出液体的质量为 由图题意可知，取出液体的体积和取出水的体积相等，则液体的密度为 29. 如图所示，均匀正方体A、B置水平面上，A的高度hA为0.1米，质量mA为2千克。 ①求A的密度ρA； ②若B的质量为m0，底面积为S0，求B对水平面的压强pB； ③若B的高度hB不高于0.2米，当B的高度大于0.1米时，恰能使A、B对水平面的压强相等，求B的密度ρB的取值范围。 【答案】①2×103千克/米3；②；③1×103千克/米3≤ρB＜2×103千克/米3 【详解】①A的密度 ②B对水平面的压强 ③由于A与B均为均匀柱体置于水平面上，物体对地面的压强为 A、B对水平面压强相等，即 则 所以 由于 则 所以 30. 如图所示，完全相同的轻质圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上，分别盛有2千克的水和酒精。（ρ酒精=0.8×103千克/米3） （1）求A容器中水的体积V水。 （2）在容器A中注入水，使两容器中液面相平，此时水对容器A底部的压强增加了196帕。 （a）求酒精对容器B底部的压强p酒精。 （b）容器A对地面的压强pA。 【答案】(1)；(2)784Pa，980Pa 【详解】（1）根据密度公式可知容器中水的体积 （2）（a）在容器A中注入水，使两容器中液面相平，此时水对容器A底部的压强增加了196Pa，注水高度为 根据题意可知，2千克的水和酒精的高度差为0.02m，根据密度公式及体积公式有 解方程可得S=0.025m2 酒精的高度 酒精对容器B底部的压强p酒精=ρ酒精gh′=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=784Pa （b）所注水质量m′=ρ水Sh=1.0×103kg/m3×0.025m2×0.02m=0.5kg 容器A对地面的压力F=G=(m+m′)g=(2kg+0.5kg)×9.8N/kg=24.5N 容器A对地面的压强 31. 小华旅游时，乘坐同型号飞机往返于甲、乙两市。 （1）飞机在某一巡航高度匀速飞行1600km，所用时间为2h，此过程中飞机飞行速度大小为 km/h； （2）小华发现所乘飞机在两市机场起飞所需的跑道长度不同。为了探究其原因，他查阅资料得知： （a）飞机发动机推力越大，其达到起飞速度所需距离越短； （b）该型号飞机发动机最大推力F和空气密度ρ的关系如图所示； （c）不同海拔高度H对应的大气压强p和空气密度ρ的值，见表1； （d）甲市、乙市的海拔高度分别约为500m、4000m。 表1 0 1 2 3 4 5 6 7 101.3 89.87 79.50 70.11 61.64 54.02 47.18 41.06 1.225 1.112 1.014 0.892 0.802 0.719 0.644 0.543 结合上述信息： ①海拔越高，飞机发动机的最大推力越 ，请写出分析过程 ； ②该型号的飞机在甲市机场起飞所需的跑道长度 （选填“A大于”“B等于”或“C小于”）其在乙市机场起飞所需的跑道长度。 【答案】(1)800；(2)小；由表1可得，海拔H越高，空气密度ρ越小，由图可得，同一飞机随着空气密度ρ的减小，发动机的最大推力F越小； C 【详解】（1）此过程中飞机飞行速度 （2）由表1可知，海拔H越大，空气密度ρ越小；由图可知，飞机发动机的最大推力F随空气密度ρ的减小而减小。所以海拔越高，飞机发动机的最大推力越小。 已知甲市、乙市的海拔高度分别约为500m、4000m，甲市的海拔较低，则飞机发动机的最大推力较大。因为飞机发动机推力越大，其达到起飞速度所需距离越短，所以该型号的飞机在甲市起飞所需的跑道长度小于其在乙市起飞所需的跑道长度，故选C。 32．国之重器 中国商飞C919（英文：COMAC C919），是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机，如图所示。C919机长38.9米、翼展35.8米、机高11.95米，空机质量45.7吨，最大商载18.9吨，为C类飞机。座级158-192座，航程4075-5555公里，具有安全、经济、舒适、环保的特点，可满足航空公司对不同航线的运营需求。采用先进气动设计、先进推进系统和先进材料，碳排放更低、燃油效率更高，经济性竞争优势明显。 （1）这么大的飞机停在地面上时对地面的压强会有多大呀？小西查阅资料后发现，飞机前后起落架的六个轮子和地面之间的总接触面积为0.2米2，请你帮他计算飞机满载（达到最大商载）停在水平地面上时对地面的压力和压强；（g取10牛/千克） （2）这么大的飞机是怎么飞上天空的呢？对飞机制造感兴趣的小西查阅资料后了解到，几百吨的飞机能飞上天，主要依靠的就是发动机以及完美的空气动力学设计。 ①完美的空气动力学设计主要是机翼特殊的形状。如图所示是机翼的一个截面示意图，机翼上方的形状为曲线，下方形状近似于直线，则在相同时间内，机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程大，因而（请补充完整） 使飞机获得竖直向上的升力； 喜欢钻研的小西在观看C919的飞行纪录片时发现飞机在起飞时要先在水平路面上一直加速，而且机身并不是保持水平状态，而是有一个仰角（机翼下表面与水平面的夹角，称为：机翼仰角）。于是他猜测飞机受到的升力大小与飞机的速度，以及机翼仰角有关。小西联合有同样兴趣的小伙伴们利用塑料泡沫等材料自制机翼模型，把圆柱形空心笔杆穿过“机翼”并固定在“机翼”上，将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定，确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动。将“机翼”挂在测力计的下方，实验装置如图所示。用鼓风机对着“机翼”吹风模拟飞机在空中飞行。    ②为研究升力大小与机翼仰角的关系，用鼓风机对同一个“机翼”吹风，并保持 不变，改变 ，观察并记录测力计的示数；实验数据记录在下表（每次吹风前测力计的示数均为F0=3.5N）； 实验序号 机翼仰角 风速 弹簧测力计示数F示/N 1 0°（水平） 低 3.2 2 0°（水平） 中 3.0 3 0°（水平） 高 2.6 4 较小 高 2.4 5 较大 高 2.3 6 最大 高 2.7 ③实验中升力的表达式为：F升= （用题目中已知符号表示）。根据表格数据，他们得出结论：机翼仰角相同时，风速越大，升力 ；风速相同时，随着机翼仰角的增大，升力 ； ④你认为飞机升力的大小可能还与哪些因素有关，回答并说明理由 （言之合理一点即可）； （3）“一代材料，一代飞机”对于中国民机产业来说也同样如此，作为一款全新研制的飞机，新材料的应用是C919的一大技术亮点。目前，民用飞机上使用的复合材料主要是碳纤维增强树脂基复合材料，具有密度低，强度大的特点，化学组成也非常稳定。一次偶然的机会，小西获得了一小块这种新材料，如图（a）所示，他想要获得这种新材料的密度，于是和其他几位同学一起来到学校实验室选择实验器材测量这种新材料的密度； ①他们将一小块这种材料放在 上，测出它的质量为40g； ②如图（b）所示，在量筒中倒入适量的水，读出此时水的体积，三位同学的读数情况如图所示，其中 同学读数方法正确，此时水的体积为 cm3； ③如图（c）所示，用细线系住新材料放入水中使其浸没，读出此时的体积，则新材料的体积为 cm3； ④通过计算，获得该新材料的密度为 kg/m3；C919某零件原使用的是优质钢制造（ρ钢=8×103kg/m3），耗钢40kg。改用新材料制作该零件后，质量会减少多少 ？ （4）C919的风挡玻璃比其他同级别飞机的风挡玻璃都要大。风挡玻璃是飞机的关键部件，相对整架飞机来说，它的面积虽小，却涵盖了玻璃制造中几乎所有的高精尖技术，是最难造的玻璃之一，目前也已打破技术壁垒，实现国产替代。这种高性能航空玻璃，能够抗冲击、抗划伤、能承受机舱内外巨大的压力差，还能承受地面和高空之间的温度差，堪称“全能选手”。机舱内外为什么会有巨大的压力差？小西查阅资料后发现，如图右所示，随着海拔高度的增大，大气压强在不断 。飞机在10000米高空航行时，机舱内的气压约为0.7个标准大气压，则风挡玻璃内外的压强差约为 个标准大气压，若飞机风挡玻璃的总面积为4米2，则风挡玻璃内外的压力差为 牛。（已知一个标准大气压为1.0×105帕，这一数据是在1643年，由意大利科学家 通过实验测得，相当于 厘米高的汞柱所产生的压强） （5）除了飞上天空的C919大飞机，小西同学对我国的航海和深潜事业也很感兴趣。2023年3月11日，“探索一号”科考船携“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，这激发了小西同学探究液体内部压强的兴趣，探究实验如图所示，图甲是U形管压强计，乙、丙、丁为实验过程。 ①实验过程中通过观察U形管两侧 来比较液体内部压强大小； ②U形管压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 （选填“薄”或“厚”）一些的较好，从结构来看，U形管压强计 （选填“是”或“不是”）连通器； ③乙、丙、丁容器中液面高度相同，比较图乙、丁两次实验可初步得出结论： 。若实验时乙、丁容器中液面高度不同， （选填“能”或“不能”）完成该实验探究，还需要的测量工具是 ； ④小西查阅资料还发现深海潜水器比浅海潜水器外壳更厚，这可以通过 两次实验得出的结论来解释； ⑤小西发现用图戊装置不仅可以探究“液体内部压强的规律”，还可以用它测量未知液体的密度，于是他进行了如下操作： a、往左侧加入深度为h1的水，测得左侧水面到橡皮膜中心的竖直距离为h2； b、接着往右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜相平； c、测得待测液体液面到容器底的竖直距离为h3，液面到橡皮膜中心的竖直距离为h4； 请选择相关的物理量，利用所学的知识推理得出待测液体密度的表达式 ；（水的密度用表示） ⑥若测得这种未知液体的密度为800千克/米3，实验室中还有500毫升这样的液体装在如图所示的容器（厚度忽略不计）中，容器的质量为0.1千克，底面积为0.005米2，液体的深度为20厘米，求： a、该液体对容器底部的压力 ； b、容器对水平桌面的压力 ； c、用力的示意图画出容器对水平桌面的压力 。 【答案】(1)， (2) 见解析 风速 机翼仰角 F0-F示 越大 先增大后减小 见解析 (3)天平 乙 60 20 2×103 (4)减小 0.43 1.72×105 托里拆利 76 (5)液面高度差，薄，不是；深度相同时，液体密度越大，液体内部压强越大；能；刻度尺；乙丙 ，8N；5N；见下图 【详解】（1）飞机满载（达到最大商载）停在水平地面上时对地面的压力为 对地面的压强为 （2）流体中，流速越快的位置压强越小。机翼上方的形状为曲线，下方形状近似于直线，则在相同时间内，机翼上方的气流通过的路程比下方气流通过的路程大，因而机翼上方空气流速比下方流速大，机翼上方受到的大气压强比下方受到压强小，形成了向上的压强差，使飞机获得竖直向上的升力。 根据控制变量法，为研究升力大小与机翼仰角的关系，用鼓风机对同一个“机翼”吹风，并保持风速不变，改变机翼仰角，观察并记录测力计的示数。 “机翼”受重力、弹簧测力计的拉力和升力，根据力的平衡条件，实验中升力的表达式为：F升= F0-F示。比较1、2、3实验数据可知，机翼仰角相同时，风速越大，弹簧测力计示数越小，则升力越大；比较4、5、6实验数据可知，风速相同时，随着机翼仰角的增大，弹簧测力计示数先减小后增大，则升力先增大后减小。 升力可能还与机翼面积有关，因为由公式F=pS可知，压强差p相同时，机翼面积S越大，升力F越大。 （3）天平是测量质量的仪器，将小块这种材料放在天平上，测出它的质量为40g。 量筒读数时，示数要与液面相平，所以读数方法正确的是乙同学；量筒分度值为，则此时水的体积为，即。 如图（c）所示，用细线系住新材料放入水中使其浸没，读出此时的体积为，即，根据排水法，则新材料的体积为 新材料的密度为 该零件的体积为 改用新材料制作的零件质量为 则减少的质量为 （4）由图可知，海拔越高，气压越低。 由图可知，海拔10000米时，外界大气压为0.27个标准大气压，机舱内的气压约为0.7个标准大气压，则风挡玻璃内外的压强差约为 即风挡玻璃内外的压强差约为0.43个标准大气压，若飞机风挡玻璃的总面积为4米2，则风挡玻璃内外的压力差为 意大利科学家托里拆利利用水银最早测得了标准大气压的值，一个标准大气压能够支撑起的汞柱的高度为76cm。 （5）根据转换法，实验过程中通过观察U形管两侧液面高度差来比较液体内部压强大小。 为使得压强计更灵敏，U形管压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好，受压更易形变；从结构来看，U形管压强计一端封闭，不属于连通器。 比较乙、丁，探头所处深度相同，液体密度不同，所以是探究液体压强与液体密度的关系。乙中液体密度较大，U形管两侧液面高度差较大，可得：深度相同时，液体密度越大，液体内部压强越大；由于探究的是液体压强与液体密度的关系，可以借助刻度尺控制探头所处深度相同，所以若实验时乙、丁容器中液面高度不同，仍能完成该实验探究。 比较乙丙，液体密度相同，探头所处深度不同，丙中探头所处深度较大，U形管两侧液面高度差较大，可得：液体密度相同时，深度越深，液体内部压强越大。此结论可以解释深海潜水器比浅海潜水器外壳更厚的现象。 橡皮膜相平，则左右两侧液体对其压强相等，根据p=ρgh则有 解得测液体密度 该液体对容器底部的压强为 则该液体对容器底部的压力为 液体的质量为 则容器对水平桌面的压力为 容器对水平桌面的压力垂直于桌面向下，大小为5N，作图如下： 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $