内容正文:
专题04 密度、压强和浮力
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新考向 跨学科 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
考点01 质量的测量
考点02 密度
考点03 压强
考点04 浮力
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新考法】在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在水平台面上,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;
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 g;向量筒中倒入部分饮料,如图乙读出量筒中饮料的体积:用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g,则饮料的密度为 ;
(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:
①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;
②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;
③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)
【新情境】2026年8月8日,四川省第15届运动会将在广安市、内江市和宜宾市举行。据悉广安将会发行纪念币来纪念该赛事。假设一枚纪念币质量是16.1g,体积为4.3cm3,则这枚纪念币的密度是 g/cm3(保留到小数点后一位)。
【新载体】图示为加装了遮阳伞的电动车,现在已被各地警察局严厉禁止。这是由于电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强 ,导致车身不稳,易引发交通事故。
【新载体】某同学想知道大气给人体表面的压力大小,于是查找了气压与海拔高度的关系,如图所示。已知人体表面积约为200dm2,当所处高度和海平面相同时,人体表面受到的大气压力为 N。
【新考法】如图,利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和正方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成,杠杆始终在水平位置平衡。已知,A的体积为0.01 m3,A重为800 N,B的边长0.1 m,B重为250 N,动滑轮重200 N,不计绳重与摩擦()。求:
(1)A的密度;
(2)水位上涨到A的上表面时,A受到的浮力;
(3)在单独使用该滑轮组且完全浸没在水中匀速提升A时的机械效率(百分数取整);
(4)水位上涨过程中,电子秤所受的最大压强。
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 质量的测量
1.(2025·安徽亳州·模拟预测)在“测量盐水密度”的实验中,步骤如下:
(1)将装有适量盐水的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示时,天平再次平衡,则盐水和烧杯的总质量为 g。
(2)然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图乙所示。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,为51.4g,则盐水的密度为 kg/m3。
2.(2025·安徽·模拟预测)某同学测量物体的质量,天平平衡时如图所示,则测得物体的实际质量是 。
3.(2025·安徽芜湖·三模)某同学用托盘天平测量物体质量时,将天平放在水平桌面上,正确调节天平平衡后,进行了如图所示的操作,请你指出该同学操作中的一处错误: 。
考点02 密度
1.(2025·安徽阜阳·模拟预测)中国发现新矿种——高纯石英矿,世界稀缺,高纯石英对半导体、光伏等产业不可或缺。高纯石英矿的密度为,其物理意义是 。
2.(2025·安徽黄山·模拟预测)在测量液体密度时,用调好的天平测出烧杯和液体的总质量是72g,再将烧杯中的部分液体倒入量筒中(如图甲所示),用天平测出烧杯和剩余液体的总质量(如图乙所示),则液体的密度为 。
3.(2025·安徽淮南·模拟预测)小明找来天平、量筒、水等器材测量一个物块的密度。
(1)调节天平平衡,将物块放在左盘,天平再次平衡后,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则物块的质量为 g。
(2)将物块用细线系住,慢慢放入量筒中,读出水面上升的高度,得出体积,就可以计算物块的密度。若小明计算出物块的密度为,则将物块放入如图乙所示的量筒中,水面应上升到 处。
考点03 压强
1.(2025·安徽芜湖·模拟预测)小林自制的气压计如图所示,他把该气压计从某山脚拿到山顶过程中,细玻璃管中的水面上升了11cm,则山的高度约 m。(g取10N/kg,,已知海拔每升高10m,大气压减小110Pa)
2.(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,小明同学将三支蜡烛并排放置并靠近,仅点燃外侧的两支蜡烛,然后向点燃的两支蜡烛中间吹气,发现中间的蜡烛被“吹”燃,这是因为在流体中流速越大的地方压强越 。
3.(2025·安徽蚌埠·三模)如图所示,一个下半部分为圆柱形的薄壁玻璃瓶,深度为,内封闭有质量为的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为,则该玻璃瓶的容积为 。(已知水的密度为)
考点04 浮力
1.(2026·安徽·模拟预测)某兴趣小组设计了一款圆筒状的“浸泡上漆器”,现对简化装置进行如下测试:用一根不可伸长的细线将柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,此时弹簧测力计示数为。现启动升降台使柱体浸没于油漆并静止,此时弹簧测力计示数为,测得上漆器内的液面升高,柱体上表面距离液面,如图所示;将升降台缓慢下降,使柱体再浸泡一段时间,此时弹簧测力计示数为。已知上漆器内部底面积为,柱体底面积为,,,g取10N/kg,忽略因上漆导致油漆量的减少。求:
(1)柱体的高度H;
(2)柱体底部受到的液体压强p;
(3)柱体的密度。
2.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图甲所示,薄壁圆筒的底面积是,在圆筒下用细线(忽略体积)拴一个体积为的实心物块(密度大于水),再放入盛水的大桶中,静止时,圆筒底部到水面的距离为5cm,然后在圆筒内倒入深为5cm的某种液体,圆筒底部到水面的距离为8cm,如图乙所示。取,水的密度为。问:
(1)图甲中,实心物块所受的浮力是多少?
(2)图甲中,圆筒底部受到水的压力是多少?
(3)圆筒内液体的质量和密度分别是多少?
3.(2025·安徽合肥·模拟预测)完成下列两个有关浮力的实验探究题。
(1)由图甲、乙、丙所示实验可得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小跟 有关;
(2)由图 所示实验可以探究浮力的大小与液体密度的关系;
(3)由图中提供的数据,可以求出盐水的密度为水的密度的 倍。
二阶·素养进阶练
1.(25-26八年级上·安徽亳州·期末)容器中盛有某种液体,把容器中的液体向外倒出,测得剩余液体和容器的总质量与倒出液体的体积V的关系如图所示,根据图像可知( )
A.同种物质的密度和质量成正比 B.同种物质的密度和体积成反比
C.容器的质量是95g D.液体的密度是
2.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度大小关系是
B.液体对容器底部的压强大小关系是
C.容器对桌面的压强大小关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
3.(2025·安徽淮北·三模)如图所示的是车辆在高速公路上行驶的画面,下列说法中正确的是( )
A.汽车使用的北斗卫星导航系统是通过超声波定位汽车的位置的
B.小轿车在高速行驶时,小轿车顶部上方的气体流速大压强大
C.司乘人员要系好安全带,是为了防止汽车突然减速时,惯性带来的危害
D.高速行驶的汽车表面容易沾上灰尘,是因为汽车与空气摩擦产生电荷,从而吸引灰尘
4.(24-25八年级下·安徽淮北·月考)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。下列说法正确的是( )
A.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
B.环境温度升高时彩球4受到的浮力变大
C.彩球4的密度大于彩球5的密度
D.若要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、密度更小的彩球
5.(25-26八年级上·安徽合肥·期末)如图所示是托盘天平示意图,在天平左右两托盘各放入一定量的体积相等的由不同物质制成的A、B两种实心球,天平左盘有3个A球和2个B球,右盘有1个A球和5个B球,此时天平刚好平衡。制成A、B两种实心球的物质密度之比为 。
6.(25-26八年级下·安徽·课后作业)物体A在水平推力F的作用下,从下图所示的位置匀速运动到桌面中央的过程中,A对桌面的压力将 ,A对桌面的压强将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
7.如图甲所示,往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面升高,由此可知:在空气中,流速大的地方,压强 。图乙所示的是普通列车经过车站站台时的安全线,而高铁站台前也有一条安全线,根据所学知识,你认为高铁站台前的安全线与高铁列车间的距离应 (选填“更大”“更小”或“一样”)。
8.(24-25八年级下·安徽淮北·月考)一艘潜水艇从长江内河潜行到海洋时(航行时不露出水面),潜水艇受到的浮力 (填“变小”“不变”“变大”)。(江水=1.0×l03 kg/m3,海水=1.03×l03 kg/m3)
9.(25-26八年级上·安徽宿州·期末)项目学习小组自制了果汁,他们利用量筒、烧杯、天平等器材测量果汁的密度。
(1)将天平放在水平台面上,把游码放到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图甲所示。为使天平横梁平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)小组同学测出烧杯和果汁的总质量为103g后,将烧杯中的部分果汁倒入量筒中,如乙图所示,则果汁的体积为 ,然后测出烧杯和剩余果汁的质量(如图丙所示)为 g,则该果汁的密度为 。
10.(25-26九年级上·安徽合肥·月考)小明用如图1所示的压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
(1)小明探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表格所示。分析数据可初步得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
(2)如图2所示,根据图甲、图乙实验现象可知:在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强 。
11.(24-25八年级下·安徽淮北·月考)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。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体内部压强大小可能与液体深度有关
B.液体内部压强大小可能与液体密度有关
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体内部压强的大小,这种研究物理问题的方法是 ;
(2)为了验证猜想B,应比较图乙中 (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。
12.(2025·安徽滁州·模拟预测)如图所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为,不吸水的正方体物体B的棱长为、重为,质量和体积均忽略不计的细线一端固定在容器底部,另一端固定在物体B的底面中央,细线长度为,。
(1)如图1所示,物体B静止在容器A的底部,则物体B对容器底的压强多大?
(2)向容器A中慢慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),则物体B排开水的体积多大?
(3)继续向容器A中缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,此时,容器底部受到水的压强多大?细线对物体B的拉力是多大?
13.(2025·安徽黄山·三模)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注入海水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)若该海域的平均深度为50m,则海底受到的压强多大?
(2)若某管段的质量为300t,浸没海水中时排开水的总体积为3.06×103m3,至少需要向水箱中加入多少t水该管段才能匀速沉入海底?
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小,这一压力的大小与哪些因素有关?
14.(2025·安徽六安·三模)如图甲所示是一只精美的瓷瓶,可简化成图乙所示的容器模型。容器由上下两部分组成,上部为柱形,内部横截面积,容器内水深。将体积的正方体实心木块放入水中,木块静止时有露出水面,如图丙所示。已知水的密度,g取。求:
(1)木块在水中静止时受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块在水中静止时水对容器底的压强。
真●题●验●证
考法01 质量的测量
1.(2024·安徽·中考真题)某同学用托盘天平测一物块的质量。他按照正确的实验步骤进行操作,当天平平衡时,右盘内的砝码情况和游码在标尺上的位置如图所示,则物块的质量为 g。
2.(2020·安徽·中考真题)实验室用的托盘天平,砝码盒中常配备的砝码规格有∶100g、50g、20g、10g、5g。现要测量一物体的质量(约为70g)。
(1)调节横梁平衡∶将天平放在水平桌面上,取下两侧的垫圈,指针就开始摆动。稳定后指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为∶ 。
(2)调节天平横梁平衡后,将物体放在左盘中,用镊子由大到小在右盘中加减砝码……,当放入5g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,如图乙所示。则接下来的操作是 ,直到横梁恢复平衡。
3.(2019·安徽·中考真题)小明使用天平测小石块的质量.测量前他将天平放在水平桌面上,然后进行天平横梁平衡的调节.调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示.
(1)请你指出小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤:
(2)完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁平衡,他需向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使指针指到分度盘中央刻度线或在中央刻度线两侧等幅摆动;
(3)调节横梁平衡后,小明将小石块放在左盘,在右盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡.这时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g
考法02 密度
1.(2013·安徽·中考真题)如图,静止在花朵上的是一种叫“全碳气凝胶”的固体材料,它是我国科学家研制的迄今为止世界上最轻的材料.一块体积为100cm3的“全碳气凝胶”的质量只有0.016g,则它的密度为 kg/m3.
2.(2016·安徽·中考真题)2016年5月.科学家又发现了9颗位于宜居带(适合生命存在的区域)的行星,若宜居带中某颗行星的质量约为地球的6倍,体积约为地球的8倍,则它的密度与地球的密度之比约为 (行星与地球均看作质量均匀分布的球体)。
3.(2017·安徽·中考真题)同学们通过以下实验步骤测量未知液体的密度:
(1)取一只烧杯,向其中倒入适量的待测液体,用托盘天平测出此时烧杯(包括其中的液体)的质量为76.4g;
(2)另取一只100 mL的量筒,将烧杯中的部分液体缓慢倒入量筒中,如图a所示,量筒内液体的体积为 mL.;
(3)再用托盘天平测量此时烧杯(包括剩余液体)的质量,如图b所示,托盘天平的读数为 g;则该液体的密度ρ= kg/m3。
4.(2015·安徽·中考真题)某同学按照以下步骤测量盐水的密度:
①在烧杯中倒入适量盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;
②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒,测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;
③ ;
④把测得的数据填入表格,计算出盐水的密度。
(1)请补充步骤③的内容。
(2)为了记录相关数据,他设计了如下表格,请将表格中第一行所缺的项目补充完整。
烧杯和盐水的总质量/g
烧杯和剩余盐水的总质量/g
量筒内盐水的质量/g
盐水的密度/(g·cm-3)
(3)盐水密度的表达式为ρ= (用测量的物理量符号表示)。
考法03 压强
1.(2025·安徽·中考真题)图示为航行中的水翼船,其下部装有上表面凸起、下表面平直的水翼,类似飞机机翼。当船在水中高速航行时,水翼会获得升力,这是由于相对于水翼下方,水翼上方水流的流速 ,压强小。
2.(2024·安徽·中考真题)小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 ;
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为:ρC ρD(选填“>”“=”或“<”)。
3.(2024·安徽·中考真题)在高铁站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线(如图所示),所有乘客都必须站在安全线以外的区域候车。这是因为当列车驶过时,列车附近的空气流速大,压强 ,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
4.(2023·安徽·中考真题)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10000m深处时,其外部的水平舱面上所受的海水压力约为 N。(海水密度近似为,g取)
5.(2022·安徽·中考真题)为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, ,液体的压强越大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。
6.(2021·安徽·中考真题)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为3.8N/kg,大气压约为760Pa。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为1.0×103kg/m3,则经实验测出的h约为 m。
考法04 浮力
1.(2025·安徽·中考真题)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度为,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱体的高为,圆柱体与容器的底面积之比为,,取,不计容器壁厚度。求:
(1)调节升降台前水对容器底部的压强;
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度;
(3)圆柱体的密度。
2.(2024·安徽·中考真题)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示);再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ与此时水面的距离为,与MN的距离为。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知和g。
(1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示);
(2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示):
(3)若求金属块的密度。
3.(2023·安徽·中考真题)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小;
(2)图2中A排开水的体积;
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
4.(2022·安徽·中考真题)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示); 将物块浸没在水中, 静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求 :
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
5.(2021·安徽·中考真题)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验;
A.在弹簧测力计下悬挂个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
B.将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
C. 将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为 N,图丙中液体的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
6.(2020·安徽·中考真题)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。(已知容器的底面积S=25cm2 ,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
7.(2019·安徽·中考真题)将底面积S=3×10-3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深=0.05m(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3.g取10N/kg).求
(1)水对圆柱体底部的压强P1
(2)圆柱体受到的浮力F浮;
(3)圆柱体对水槽底部的压强P2.
8.(2017·安徽·中考真题)如图a所示,一长方体木块质量为0.12kg,高为4.0cm;将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2.0cm,如图b所示,利用金属块和细线,使木块浸没水中且保持静止状态.已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg,求:
(1)木块的密度ρ木
(2)细线对木块的拉力F.
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 8
学科网(北京)股份有限公司
$
专题04 密度、压强和浮力
中
目 录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
新考向 跨学科 新情境
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
一阶·考点靶向练
考点01 质量的测量
考点02 密度
考点03 压强
考点04 浮力
第三部分 真题验证 对标中考,感悟考法
风●向●速●递
【新考法】在测量液体和固体密度的实验中:
(1)将天平放在水平台面上,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;
(2)如图甲,测得烧杯和饮料的总质量为 g;向量筒中倒入部分饮料,如图乙读出量筒中饮料的体积:用天平测得烧杯和剩余饮料的总质量为40g,则饮料的密度为 ;
(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:
①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;
②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;
③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)右;(2)71.2 ;(3)瓶内外水面
【解析】(1)天平指针指在分度盘中线左侧,说明左侧偏重,应将平衡螺母向右调节。
(2)烧杯和饮料的总质量:砝码质量为
游码示数为,总质量
量筒中饮料的质量
量筒中饮料体积
饮料密度
(3)[1][2]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,用刻度尺测量出瓶子内外水面的高度,则石块的体积
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
【新情境】2026年8月8日,四川省第15届运动会将在广安市、内江市和宜宾市举行。据悉广安将会发行纪念币来纪念该赛事。假设一枚纪念币质量是16.1g,体积为4.3cm3,则这枚纪念币的密度是 g/cm3(保留到小数点后一位)。
【答案】1.7
【解析】这枚纪念币的密度是
【新载体】图示为加装了遮阳伞的电动车,现在已被各地警察局严厉禁止。这是由于电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强 ,导致车身不稳,易引发交通事故。
【答案】小
【解析】根据流体压强的特点,流速大的地方,压强小;由于电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小,伞下方空气流速小,压强大,产生向上的升力,导致车身不稳,易引发交通事故。
【新载体】某同学想知道大气给人体表面的压力大小,于是查找了气压与海拔高度的关系,如图所示。已知人体表面积约为200dm2,当所处高度和海平面相同时,人体表面受到的大气压力为 N。
【答案】
【解析】由图可知,海平面处大气压
人体表面积
则人体表面受到的大气压力
【新考法】如图,利用电子秤监控水库水位的模拟装置,由长方体A和正方体B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成,杠杆始终在水平位置平衡。已知,A的体积为0.01 m3,A重为800 N,B的边长0.1 m,B重为250 N,动滑轮重200 N,不计绳重与摩擦()。求:
(1)A的密度;
(2)水位上涨到A的上表面时,A受到的浮力;
(3)在单独使用该滑轮组且完全浸没在水中匀速提升A时的机械效率(百分数取整);
(4)水位上涨过程中,电子秤所受的最大压强。
【答案】(1)8×103kg/m3;(2)100 N;(3)78%;(4)1×104Pa
【解析】(1)A的质量
A的密度
(2)当水位上涨到A的上表面时,A被完全浸没在水中,此时排开水的体积等于A的体积。即
根据阿基米德原理,A受到的浮力为
(3)当A完全浸没在水中时,滑轮组需要克服的有用拉力为
滑轮组做的有用功为
滑轮组做的总功包括克服A的视重和动滑轮重力所做的功
滑轮组的机械效率为
(4)电子秤受到的压力等于B的重力减去绳子对B的拉力FD,即
要使电子秤所受的压力最大,则绳子的拉力FD必须最小。
根据力的相互作用以及杠杆平衡条件
又因为
所以
要使FD最小,作用在C点的力FC必须最小。
FC是滑轮组绳端的拉力,由图可知,滑轮组有3段绳子承担总重物,则
要使FC最小,A受到的浮力必须最大。
当A完全浸没时,浮力最大,
此时,C点的最小拉力为
D点的最小拉力为
电子秤受到的最大压力为
B是边长为0.1m的正方体,其底面积(即受力面积)为
电子秤所受的最大压强为
分●层●突●破
一阶·考点靶向练
考点01 质量的测量
1.(2025·安徽亳州·模拟预测)在“测量盐水密度”的实验中,步骤如下:
(1)将装有适量盐水的烧杯放在已调平的天平左盘,当右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示时,天平再次平衡,则盐水和烧杯的总质量为 g。
(2)然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图乙所示。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,为51.4g,则盐水的密度为 kg/m3。
【答案】(1)1.8;(2)
【解析】(1)天平读数为砝码的质量和游码的示数之和,甲图中标尺的分度值是1.2g,读数为2.8g,则盐水和烧杯的总质量
(2)由题意可知,量筒中盐水的质量
由题图乙可知,量筒的分度值是1mL,量筒中盐水的体积
则盐水的密度
2.(2025·安徽·模拟预测)某同学测量物体的质量,天平平衡时如图所示,则测得物体的实际质量是 。
【答案】1.4
【解析】从图中可知,左盘中砝码的质量为
天平标尺上的分度值为1.2g,游码对应的示数为
根据天平使用规则,应在左盘放物体,右盘放砝码,而图中左盘放的是砝码,右盘放的是物体,则物体质量为
3.(2025·安徽芜湖·三模)某同学用托盘天平测量物体质量时,将天平放在水平桌面上,正确调节天平平衡后,进行了如图所示的操作,请你指出该同学操作中的一处错误: 。
【答案】见解析
【解析】根据天平使用方法可知,物体应放在左盘,砝码放在右盘,且加减砝码时应用镊子,由图可知,在称量物体质量的操作中存在的错误:①烧杯与砝码的位置放反了;②用手直接拿砝码。
考点02 密度
1.(2025·安徽阜阳·模拟预测)中国发现新矿种——高纯石英矿,世界稀缺,高纯石英对半导体、光伏等产业不可或缺。高纯石英矿的密度为,其物理意义是 。
【答案】高纯石英矿的质量为
【解析】高纯石英矿的密度为,它的物理含义是高纯石英矿的质量为。
2.(2025·安徽黄山·模拟预测)在测量液体密度时,用调好的天平测出烧杯和液体的总质量是72g,再将烧杯中的部分液体倒入量筒中(如图甲所示),用天平测出烧杯和剩余液体的总质量(如图乙所示),则液体的密度为 。
【答案】
【解析】由乙图可知,烧杯和剩余液体的总质量为
烧杯和液体的总质量是72g,则倒出的液体质量为
由甲图可知,量筒的分度值为2mL,示数为30mL,则倒出的液体体积为30mL,即,则液体的密度为
3.(2025·安徽淮南·模拟预测)小明找来天平、量筒、水等器材测量一个物块的密度。
(1)调节天平平衡,将物块放在左盘,天平再次平衡后,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则物块的质量为 g。
(2)将物块用细线系住,慢慢放入量筒中,读出水面上升的高度,得出体积,就可以计算物块的密度。若小明计算出物块的密度为,则将物块放入如图乙所示的量筒中,水面应上升到 处。
【答案】(1)63;(2)45
【解析】(1)由图甲可知,标尺的分度值为1.2g,示数为3g,物块的质量
(2)物块的密度为
由可得,物块的体积
由图乙可知,量筒的分度值是1mL,量筒中水的体积,则将物块放入量筒中,水面应上升到
考点03 压强
1.(2025·安徽芜湖·模拟预测)小林自制的气压计如图所示,他把该气压计从某山脚拿到山顶过程中,细玻璃管中的水面上升了11cm,则山的高度约 m。(g取10N/kg,,已知海拔每升高10m,大气压减小110Pa)
【答案】100
【解析】从山脚到山顶,大气压强减小,导致细玻璃管中的水面上升。大气压强的减小量等于上升水柱产生的压强。大气压强的减小量为
海拔每升高10m,大气压减小110Pa,则山的高度为
2.(2025·安徽宿州·模拟预测)如图所示,小明同学将三支蜡烛并排放置并靠近,仅点燃外侧的两支蜡烛,然后向点燃的两支蜡烛中间吹气,发现中间的蜡烛被“吹”燃,这是因为在流体中流速越大的地方压强越 。
【答案】小
【解析】向中间区域吹气时,中间区域的空气流速增大,压强减小,然而外侧区域的压强较大;两侧火焰受到压力差作用而向中间汇聚,导致中间蜡烛被“吹”燃;说明在流体中,流速越大的位置,流体压强越小。
3.(2025·安徽蚌埠·三模)如图所示,一个下半部分为圆柱形的薄壁玻璃瓶,深度为,内封闭有质量为的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为,则该玻璃瓶的容积为 。(已知水的密度为)
【答案】500
【解析】根据可得,水的体积
正放时,根据可得,水的深度
根据得,玻璃瓶的底面积
倒放时水的深度
倒放时无水部分的高度
无水部分的体积
玻璃瓶的容积
考点04 浮力
1.(2026·安徽·模拟预测)某兴趣小组设计了一款圆筒状的“浸泡上漆器”,现对简化装置进行如下测试:用一根不可伸长的细线将柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,此时弹簧测力计示数为。现启动升降台使柱体浸没于油漆并静止,此时弹簧测力计示数为,测得上漆器内的液面升高,柱体上表面距离液面,如图所示;将升降台缓慢下降,使柱体再浸泡一段时间,此时弹簧测力计示数为。已知上漆器内部底面积为,柱体底面积为,,,g取10N/kg,忽略因上漆导致油漆量的减少。求:
(1)柱体的高度H;
(2)柱体底部受到的液体压强p;
(3)柱体的密度。
【答案】(1)16cm;(2)2550Pa;(3)1.25×103kg/m3
【解析】(1)设柱体的体积为V柱,高度为H,底面积
上漆器内部底面积
当柱体浸没于油漆中时,排开油漆的体积等于柱体的体积V柱,排开的油漆体积导致液面上升,此体积等于上漆器内部底面积与液面上升高度h1的乘积,即
柱体的高度为
(2)柱体在空气中时,弹簧测力计的示数F₁等于其重力G,即;柱体浸没在油漆中时,受到浮力F浮,弹簧测力计的示数
因此,柱体受到的浮力
根据阿基米德原理,且
油漆的密度
此时,柱体上表面距离液面
柱体高度
柱体底部所在的深度
柱体底部受到的液体压强
(3)当升降台缓慢下降时,油漆液面相对于柱体下降,导致柱体部分露出液面,浮力减小,弹簧测力计示数F₃增大,设液面相对于柱体下降的高度为Δh,则柱体露出液面的体积
这部分体积的油漆会填充到容器中,使液面相对于容器底部上升
液面相对于柱体的总下降高度
整理得
此时柱体浸入油漆的深度
此时柱体受到的浮力
弹簧测力计的示数
弹簧测力计的示数
根据题意
可得
解得柱体的重力,柱体的质量
柱体的密度
2.(2025·安徽黄山·模拟预测)如图甲所示,薄壁圆筒的底面积是,在圆筒下用细线(忽略体积)拴一个体积为的实心物块(密度大于水),再放入盛水的大桶中,静止时,圆筒底部到水面的距离为5cm,然后在圆筒内倒入深为5cm的某种液体,圆筒底部到水面的距离为8cm,如图乙所示。取,水的密度为。问:
(1)图甲中,实心物块所受的浮力是多少?
(2)图甲中,圆筒底部受到水的压力是多少?
(3)圆筒内液体的质量和密度分别是多少?
【答案】(1)1N;(2)1.5N;(3)30g,
【解析】(1)由题意可知,,
实心物块完全浸没在水中,其排开水的体积等于自身的体积。根据阿基米德原理,图甲中,实心物块所受的浮力
(2)由题意可知,圆筒底部到水面的距离
圆筒底面积
图甲中,圆筒底部受到水的压强
圆筒底部受到水的压力
(3)由题意可知,圆筒内倒入液体后,圆筒排开水的高度变化为
圆筒底面积
乙图中,圆筒排开水的体积变化量
装置始终处于漂浮状态,所受浮力等于总重力,则放入液体的重力等于增加的浮力,即:
圆筒内液体的质量
液体的体积
圆筒内液体的密度
3.(2025·安徽合肥·模拟预测)完成下列两个有关浮力的实验探究题。
(1)由图甲、乙、丙所示实验可得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小跟 有关;
(2)由图 所示实验可以探究浮力的大小与液体密度的关系;
(3)由图中提供的数据,可以求出盐水的密度为水的密度的 倍。
【答案】(1)物体排开液体的体积;(2)甲、丙、丁;(3)
【解析】(1)图甲中,弹簧测力计示数为。图乙中,物体A部分浸入水中,弹簧测力计示数为 ,浮力
图丙中,物体A完全浸没在水中,弹簧测力计示数为 ,浮力
可以看出,在液体密度相同(均为水)的情况下,物体排开液体的体积越大(乙到丙),弹簧测力计示数越小,浮力越大。因此,结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
(2)根据控制变量法,要探究浮力与液体密度的关系,需要保持物体排开液体的体积相同,而液体密度不同。因此,应选择甲、丙、丁所示实验来探究浮力与液体密度的关系。
(3)图丙中,物体A完全浸没在水中时,弹簧测力计示数 ,浮力为
根据浮力公式 ,可得
由图丁,物体A完全浸没在盐水中时,弹簧测力计示数,浮力为
同样,根据浮力公式,将 ,可得,
解得,因此,盐水的密度是水的密度的 1.1 倍。
二阶·素养进阶练
1.(25-26八年级上·安徽亳州·期末)容器中盛有某种液体,把容器中的液体向外倒出,测得剩余液体和容器的总质量与倒出液体的体积V的关系如图所示,根据图像可知( )
A.同种物质的密度和质量成正比 B.同种物质的密度和体积成反比
C.容器的质量是95g D.液体的密度是
【答案】D
【解析】AB.密度是物质的一种特性,对于同种物质,其密度是定值,不随质量或体积的改变而改变,故AB不符合题意;
C.由图可知,剩余液体和容器的总质量与倒出液体的体积V的关系式为
当液体倒出时,烧杯和剩余液体的质量为80g,代入关系式得到①
当液体倒出时,烧杯和剩余液体的质量为50g,代入关系式得到②
由①和②得到,,关系式为
当倒出液体的体积为0时,剩余液体和容器的总质量为,故C不符合题意;
D.由图可知,当液体倒出时,烧杯和剩余液体的质量为80g,当液体倒出时,烧杯和剩余液体的质量为50g,则该液体的质量为
液体的密度为
故D符合题意。
故选D。
2.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器中,小球静止后的状态如下图所示。下列判断正确的是( )
A.液体的密度大小关系是
B.液体对容器底部的压强大小关系是
C.容器对桌面的压强大小关系是
D.小球受到的浮力大小关系是
【答案】C
【解析】A.三个完全相同的小球,其质量、体积和密度都相同。小球在甲中下沉,故;在乙中漂浮,故;在丙中悬浮,故。所以三种液体的密度大小关系为,故A错误;
B.静止时三个容器的液面恰好相平,即深度h相等,由于乙中液体的密度最大,根据可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,即,故B错误;
C.开始时,液体的体积,放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体的体积;由于,故,重力,乙液体溢出的最少,故剩余液体的体积最大;又因为最大,所以乙的质量最大、重力最大,故;容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和球的重力之和,即;由于受力面积相同,由可得,,故C正确;
D.由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲容器中下沉,浮力小于其重力,所以小球受到的浮力大小关系是,故D错误。
故选C。
3.(2025·安徽淮北·三模)如图所示的是车辆在高速公路上行驶的画面,下列说法中正确的是( )
A.汽车使用的北斗卫星导航系统是通过超声波定位汽车的位置的
B.小轿车在高速行驶时,小轿车顶部上方的气体流速大压强大
C.司乘人员要系好安全带,是为了防止汽车突然减速时,惯性带来的危害
D.高速行驶的汽车表面容易沾上灰尘,是因为汽车与空气摩擦产生电荷,从而吸引灰尘
【答案】C
【解析】A.北斗卫星导航系统是通过电磁波来定位的,不是超声波,因为超声波不能在真空中传播,而卫星在太空,故A错误;
B.根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小。小轿车高速行驶时,顶部上方气体流速大压强小,故B错误;
C.司乘人员系安全带,是为了防止汽车突然减速时,人由于惯性继续向前运动而带来的危害,故C正确;
D.高速行驶的汽车表面容易沾上灰尘,是因为汽车与空气摩擦起电,带电体有吸引轻小物体的性质,所以会吸引灰尘,静电现象是由于摩擦过程中电子转移,不是产生了电荷,D错误。
故选C。
4.(24-25八年级下·安徽淮北·月考)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。下列说法正确的是( )
A.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮
B.环境温度升高时彩球4受到的浮力变大
C.彩球4的密度大于彩球5的密度
D.若要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、密度更小的彩球
【答案】D
【解析】A.5个彩球密度不同,当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,有一彩球为悬浮状态,并不是同时漂浮在同种液体中,故A错误;
B.液体的温度升高时,液体密度变小,彩球4浸没在液体中,由阿基米德原理可知彩球4受到的浮力变小,故B错误;
C.彩球4悬浮,其密度等于液体密度,彩球5沉底,其密度大于液体密度,彩球4的密度小于彩球5的密度,故C错误;
D.当环境温度升高时,液体的密度减小,若要增大该温度计可测的最高温度,此时液体的密度更小,根据悬浮条件可知,应增加一个与彩球1体积相等、密度更小的彩球,故D正确。
故选D。
5.(25-26八年级上·安徽合肥·期末)如图所示是托盘天平示意图,在天平左右两托盘各放入一定量的体积相等的由不同物质制成的A、B两种实心球,天平左盘有3个A球和2个B球,右盘有1个A球和5个B球,此时天平刚好平衡。制成A、B两种实心球的物质密度之比为 。
【答案】
【解析】由天平平衡可知,所以
根据公式可得
则,整理得
6.(25-26八年级下·安徽·课后作业)物体A在水平推力F的作用下,从下图所示的位置匀速运动到桌面中央的过程中,A对桌面的压力将 ,A对桌面的压强将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 不变 变小
【解析】[1][2]物体A对桌面的压力大小等于重力大小,与水平方向的推力F无关,故压力大小不变;在物体移动的过程中受力面积变大,由可知,因压力大小不变,受力面积增大,故压强将变小。
7.如图甲所示,往吸管B中吹气,可以看到吸管A中的水面升高,由此可知:在空气中,流速大的地方,压强 。图乙所示的是普通列车经过车站站台时的安全线,而高铁站台前也有一条安全线,根据所学知识,你认为高铁站台前的安全线与高铁列车间的距离应 (选填“更大”“更小”或“一样”)。
【答案】 小 更大
【解析】[1]往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,A管上方空气的流速增大,压强减小,在管外大气压的作用下,A管内的水面上升;
[2]当列车急速驶过车站,警戒线区域内的空气流速会变大,由流体压强与流速的关系可知,警戒线以内的地方空气压强减小,而此时人外侧的空气流动速度慢,人外侧的空气压强大,会产生一个向内侧的压强差,将人推向列车,易出现危险;高铁列车速度大于普通列车,则向内侧的压强差会更大,所以应该增大站台上乘客与行驶的高铁之间安全距离。
8.(24-25八年级下·安徽淮北·月考)一艘潜水艇从长江内河潜行到海洋时(航行时不露出水面),潜水艇受到的浮力 (填“变小”“不变”“变大”)。(江水=1.0×l03 kg/m3,海水=1.03×l03 kg/m3)
【答案】变大
【解析】一艘潜水艇从长江内河潜行到海洋时(航行时不露出水面),潜水艇排开水的体积不变,已知海水的密度大于江水的密度,根据可知潜水艇受到的浮力变大。
9.(25-26八年级上·安徽宿州·期末)项目学习小组自制了果汁,他们利用量筒、烧杯、天平等器材测量果汁的密度。
(1)将天平放在水平台面上,把游码放到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图甲所示。为使天平横梁平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;
(2)小组同学测出烧杯和果汁的总质量为103g后,将烧杯中的部分果汁倒入量筒中,如乙图所示,则果汁的体积为 ,然后测出烧杯和剩余果汁的质量(如图丙所示)为 g,则该果汁的密度为 。
【答案】(1)右;(2)30 1.2
【解析】(1)天平放在水平台面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处。由图甲可知,指针偏向中央刻度线的左侧,按照“左偏右调”的原则,应把平衡螺母向右调节。
(2)[1]由图乙可知,量筒内果汁的体积为
[2]由图丙可知,托盘天平的标尺分度值为1.2g,游码所对刻度值为2.2g,则烧杯和剩余果汁的质量为
由题意可知,量筒内果汁的质量为
[3]果汁的密度为
10.(25-26九年级上·安徽合肥·月考)小明用如图1所示的压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
实验次数
1
2
3
4
5
6
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
(1)小明探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表格所示。分析数据可初步得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 ;
(2)如图2所示,根据图甲、图乙实验现象可知:在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强 。
【答案】(1)大;(2)越大
【解析】(1)观察表格数据,随着橡皮膜浸入水中深度H的增大,U形管两侧水面的高度差ℎ也在增大。因为U形管两侧液面高度差越大,表示液体内部压强越大,所以在相同液体内部,深度越深,压强越大。
(2)图2中甲、乙探头所处深度相同,液体分别是水和盐水,盐水密度大于水的密度,且图乙中U形管两侧液面高度差更大,即液体内部压强更大。所以在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强越大。
11.(24-25八年级下·安徽淮北·月考)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。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体内部压强大小可能与液体深度有关
B.液体内部压强大小可能与液体密度有关
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体内部压强的大小,这种研究物理问题的方法是 ;
(2)为了验证猜想B,应比较图乙中 (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。
【答案】(1)转换法;(2)②③
【解析】(1)实验中U形管压强计是通过左右两端液面的高度差反映液体压强的,左右两端液面的高度差越大,说明液体压强越大,用到转换法。
(2)验证猜想B(液体压强与密度的关系)时,需控制液体深度相同、改变液体密度,实验②和③符合这一控制变量要求,故应比较②③两次操作。
12.(2025·安徽滁州·模拟预测)如图所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为,不吸水的正方体物体B的棱长为、重为,质量和体积均忽略不计的细线一端固定在容器底部,另一端固定在物体B的底面中央,细线长度为,。
(1)如图1所示,物体B静止在容器A的底部,则物体B对容器底的压强多大?
(2)向容器A中慢慢加水,物体B上浮后停止加水,当物体B静止时如图2所示(细线处于松弛状态),则物体B排开水的体积多大?
(3)继续向容器A中缓慢加水,物体B随水上升后细线拉直,当物体B的上表面恰好与水面相平时停止加水,如图3所示,此时,容器底部受到水的压强多大?细线对物体B的拉力是多大?
【答案】(1);(2);(3),
【解析】(1)物体B静止在容器A的底部时,对容器底部的压力等于其自身重力。则压力
容器A的底部受力面积为物体B的底面积
根据压强公式可得物体B对容器底的压强为
(2)如图2所示,当物体B上浮后静止,细线处于松弛状态,说明物体B处于漂浮状态。根据漂浮条件,物体B受到的浮力等于其重力,即
根据阿基米德原理,可得物体B排开水的体积
(3)当物体B的上表面恰好与水面相平时,水面的深度
根据液体压强公式,容器底部受到水的压强为
物体B完全浸没在水中,排开水的体积等于其自身体积,则物体B的体积
物体B受到的浮力
根据力的平衡条件可知,物体B所受浮力等于自身重力和细线拉力的总和,由
得细线对物体B的拉力
13.(2025·安徽黄山·三模)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注入海水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)若该海域的平均深度为50m,则海底受到的压强多大?
(2)若某管段的质量为300t,浸没海水中时排开水的总体积为3.06×103m3,至少需要向水箱中加入多少t水该管段才能匀速沉入海底?
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小,这一压力的大小与哪些因素有关?
【答案】(1);(2)2760;(3)见解析
【解析】(1)海底受到的压强为
(2)管段浸没时受到的浮力为
管段匀速下沉时,总重力
管段自身的重力为
需要加入水的重力为
由得,要加入水的质量为
(3)隔墙在海底时,其外侧受到海水的压力。根据得,压力的大小与海水产生的压强p和隔墙的面积S有关。而海水产生的压强由液体压强公式决定,与海水的密度ρ和管段所处的深度h有关。因此,隔墙受到的压力大小与海水的密度、管段所处的深度以及隔墙自身的面积这三个因素有关。
14.(2025·安徽六安·三模)如图甲所示是一只精美的瓷瓶,可简化成图乙所示的容器模型。容器由上下两部分组成,上部为柱形,内部横截面积,容器内水深。将体积的正方体实心木块放入水中,木块静止时有露出水面,如图丙所示。已知水的密度,g取。求:
(1)木块在水中静止时受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块在水中静止时水对容器底的压强。
【答案】(1)4N;(2);(3)
【解析】(1)由题意知,木块静止时有露出水面,则木块排开水的体积(即浸入水中的体积)为
由阿基米德原理可知,木块受到的浮力为
(2)根据物体漂浮条件可知,木块的重力等于其受到的浮力,即
由可得,木块的质量为
已知木块的体积为,由可得,木块的密度为
(3)木块放入水中后,由于排开了一定体积的水,导致容器内水面上升。由题意可知,水面上升的高度为
放入木块后,容器内水的总深度为
由可得,水对容器底部的压强为
真●题●验●证
考法01 质量的测量
1.(2024·安徽·中考真题)某同学用托盘天平测一物块的质量。他按照正确的实验步骤进行操作,当天平平衡时,右盘内的砝码情况和游码在标尺上的位置如图所示,则物块的质量为 g。
【答案】1.0
【解析】由图可知,标尺的分度值为1.2g,则物块的质量等于砝码的质量加游码的示数,即m=50g+10g+1g=2.0g
2.(2020·安徽·中考真题)实验室用的托盘天平,砝码盒中常配备的砝码规格有∶100g、50g、20g、10g、5g。现要测量一物体的质量(约为70g)。
(1)调节横梁平衡∶将天平放在水平桌面上,取下两侧的垫圈,指针就开始摆动。稳定后指针指在分度盘的位置如图甲所示。则接下来的调节过程为∶ 。
(2)调节天平横梁平衡后,将物体放在左盘中,用镊子由大到小在右盘中加减砝码……,当放入5g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,如图乙所示。则接下来的操作是 ,直到横梁恢复平衡。
【答案】游码归零,调节平衡螺母至指针指在分度盘中央 取下5g砝码,向右缓慢移动游码
【解析】(1)[1]调节横梁平衡∶将天平放在水平桌面上,取下两侧的垫圈,指针就开始摆动。稳定后指针指在分度盘的位置,游码未归零,且指针偏右,故接下来的调节过程为∶游码归零,调节平衡螺母至指针指在分度盘中央。
(2)[2]调节天平横梁平衡后,将物体放在左盘中,用镊子由大到小在右盘中加减砝码……,当放入5g的砝码时,指针偏向分度盘的右侧,但5g砝码为可用的最小砝码,故接下来的操作是取下5g砝码,向右缓慢移动游码,直到横梁恢复平衡。
3.(2019·安徽·中考真题)小明使用天平测小石块的质量.测量前他将天平放在水平桌面上,然后进行天平横梁平衡的调节.调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示.
(1)请你指出小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤:
(2)完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁平衡,他需向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母使指针指到分度盘中央刻度线或在中央刻度线两侧等幅摆动;
(3)调节横梁平衡后,小明将小石块放在左盘,在右盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡.这时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为 g
【答案】游码调零 右 1.4
【解析】(1)使用天平时,应先把游码移到标尺的零刻度线处,即游码归零,再调节平衡螺母使天平平衡,而小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏了游码归零这一步骤.
(2)甲图中没有将游码移至零刻度线,横梁就平衡了,如果将游码调零,则指针会偏向分度盘左侧,此时要使横梁平衡,则应将平衡螺母向右调节;
(3)由图知,小石块的质量m=50g+20g+5g+1.4g=2.4g.
考法02 密度
1.(2013·安徽·中考真题)如图,静止在花朵上的是一种叫“全碳气凝胶”的固体材料,它是我国科学家研制的迄今为止世界上最轻的材料.一块体积为100cm3的“全碳气凝胶”的质量只有0.016g,则它的密度为 kg/m3.
【答案】1.16
【解析】,特别需要注意的是单位的换算ρ=m/V=0.016g/100cm3 =1.6×10-4g/cm3=0.16kg/m3
2.(2016·安徽·中考真题)2016年5月.科学家又发现了9颗位于宜居带(适合生命存在的区域)的行星,若宜居带中某颗行星的质量约为地球的6倍,体积约为地球的8倍,则它的密度与地球的密度之比约为 (行星与地球均看作质量均匀分布的球体)。
【答案】3∶4
【解析】已知行星与地球的质量、体积关系为m星=6m地,V星=8V地
由密度公式可得,行星的密度与地球的密度之比为
3.(2017·安徽·中考真题)同学们通过以下实验步骤测量未知液体的密度:
(1)取一只烧杯,向其中倒入适量的待测液体,用托盘天平测出此时烧杯(包括其中的液体)的质量为76.4g;
(2)另取一只100 mL的量筒,将烧杯中的部分液体缓慢倒入量筒中,如图a所示,量筒内液体的体积为 mL.;
(3)再用托盘天平测量此时烧杯(包括剩余液体)的质量,如图b所示,托盘天平的读数为 g;则该液体的密度ρ= kg/m3。
【答案】60 1.2 2.803×103
【解析】(2)[2]如图a所示,量筒的分度值是4mL,量筒内液体的体积为V=60mL。
(3)[3][4] 如图b所示,托盘天平的读数为m剩=20g+5g+1.2g=2.2g
由密度公式可得该液体的密度
4.(2015·安徽·中考真题)某同学按照以下步骤测量盐水的密度:
①在烧杯中倒入适量盐水,用天平测出烧杯和盐水的总质量m1;
②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒,测出烧杯和剩余盐水的总质量m2;
③ ;
④把测得的数据填入表格,计算出盐水的密度。
(1)请补充步骤③的内容。
(2)为了记录相关数据,他设计了如下表格,请将表格中第一行所缺的项目补充完整。
烧杯和盐水的总质量/g
烧杯和剩余盐水的总质量/g
量筒内盐水的质量/g
盐水的密度/(g·cm-3)
(3)盐水密度的表达式为ρ= (用测量的物理量符号表示)。
【答案】 读出量筒内盐水的体积V 量筒内盐水的体积/cm3
【解析】(1)[1]在测量液体密度时,要利用密度公式ρ=,所以用天平测量液体质量,用量筒测量液体体积,第①步与第②步测出了液体的质量,所以第③步用量筒测液体体积,即读出量筒内盐水的体积V。
(2)[2]表格中缺少的是液体体积,所以应补充量筒内盐水的体积/cm3。
(3)[3]盐水的密度公式ρ==
考法03 压强
1.(2025·安徽·中考真题)图示为航行中的水翼船,其下部装有上表面凸起、下表面平直的水翼,类似飞机机翼。当船在水中高速航行时,水翼会获得升力,这是由于相对于水翼下方,水翼上方水流的流速 ,压强小。
【答案】大
【解析】流体中,流速越快的位置压强越小。船在水中高速行驶时,水翼上表面凸起,水流速度大,压强小,水翼下表面的水流速度小,压强大,因此在水翼的上下表面存在向上的压强差,所以船便获得升力。
2.(2024·安徽·中考真题)小亮同学用图甲所示的装置探究液体压强与哪些因素有关,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,橡皮膜两侧压强不同时橡皮膜的形状发生改变。
(1)将同种液体倒入容器左右两边,右侧液面高于左侧,观察到橡皮膜的形状如图乙所示。将A、B两种不同的液体(ρA<ρB)分别倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,观察到橡皮膜的形状如图丙所示。
①由图乙可初步得出:同种液体中,深度越大,压强越大;
②由图丙可初步得出:深度相同时,液体的密度越大,压强越 ;
(2)若将C、D两种不同的液体分别倒入容器左右两边,倒入液体的深度如图丁所示,发现橡皮膜的形状几乎没有变化。由此可知两种液体的密度大小关系为:ρC ρD(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 大 <
【解析】(1)[1]由图丙可知,A、B两种不同的液体倒入容器左右两边,使左右两侧的液面相平,此时橡皮膜向左凸出,说明橡皮膜右侧受到的液体压强较大,而橡皮膜右侧液体密度较大,说明深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(2)[2]由图丁可知,橡皮膜的形状几乎没有变化,说明左右两侧的压强相等,左侧的C液体深度较深,由p=ρgh可知,隔板左侧的C液体密度小于隔板右侧D液体密度,即ρC<ρD。
3.(2024·安徽·中考真题)在高铁站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线(如图所示),所有乘客都必须站在安全线以外的区域候车。这是因为当列车驶过时,列车附近的空气流速大,压强 ,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
【答案】小
【解析】当列车驶过时带动空气流速加快,使人身体前面压强变小,而身后空气流速慢压强大,当列车驶过时,即使与车保持一定的距离,也很容易被身后的压强推入火车道,因此是非常危险的。
4.(2023·安徽·中考真题)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10000m深处时,其外部的水平舱面上所受的海水压力约为 N。(海水密度近似为,g取)
【答案】
【解析】当“奋斗者”号下潜到10000m深度时,此时所受压强为
由压强公式变形可得,外部的水平舱面上所受的海水压力约为
5.(2022·安徽·中考真题)为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, ,液体的压强越大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。
【答案】 深度越大 乙
【解析】(1)[1]由甲、乙两图可知,虽然两次塑料瓶在水里的位置相同,但瓶口朝向不同,甲图中的瓶口所处的深度小于乙图中瓶口所处的深度,乙图中瓶口的橡皮膜凹进得更多。则可得到的实验结论是:同种液体中,深度越大,液体的压强越大。
(2)[2]用体积相同的酒精放入相同的塑料瓶中,则两液体的液面处于同一水平高度。如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,塑料瓶的瓶口朝向也相同,即瓶口处橡皮膜在两种液体的同一深度,由液体压强与液体的密度和深度有关,当液体深度相同时,液体的密度越大,压强越大可知,橡皮膜在水中受到的压强大于在酒精中受到的压强,所以乙图中的橡皮膜凹进得更多。
6.(2021·安徽·中考真题)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为3.8N/kg,大气压约为760Pa。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为1.0×103kg/m3,则经实验测出的h约为 m。
【答案】1.2
【解析】水的高度为
考法04 浮力
1.(2025·安徽·中考真题)某兴趣小组要测量一实心圆柱体(不吸水且不溶于水)的密度,进行了如下操作:用一根不可伸长的细线将圆柱体竖直悬挂在铁架台上并保持静止,将一盛有水的柱形容器放在水平升降台上,容器和升降台整体安放在圆柱体的正下方,使容器内的水面与圆柱体下表面恰好不接触,测得容器内水的深度为,如图所示;缓慢调节升降台使细线恰好伸直且无拉力,测得容器上升的高度为,整个过程没有水溢出,圆柱体始终处于竖直状态。已知圆柱体的高为,圆柱体与容器的底面积之比为,,取,不计容器壁厚度。求:
(1)调节升降台前水对容器底部的压强;
(2)调节升降台后圆柱体浸入水中的深度;
(3)圆柱体的密度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)调节升降台前水对容器底部的压强
(2)缓慢调节升降台后使细线恰好伸直且无拉力,故圆柱体的位置始终不变。由水的体积不变可得,
所以圆柱体浸入水中的深度
(3)调节升降台后细线恰好伸直且无拉力,则圆柱体处于漂浮状态,所以,则有,则圆柱体的密度
2.(2024·安徽·中考真题)某兴趣小组要测量一金属块的密度,设计了如下方案:将装有适量细沙的薄壁圆筒,缓慢竖直放入盛有适量水的、水平放置的长方体透明薄壁容器中,待圆筒静止后,在圆筒上对应水面的位置标记一点A,并在长方体容器上标出此时的水位线MN(如图甲所示);然后将待测金属块用细线悬挂在圆筒下方,缓慢竖直放入水中,圆筒静止后(金属块不接触容器底部),在长方体容器上标出此时的水位线PQ(如图乙所示);再向长方体容器中缓慢注水至圆筒上的A点与MN在同一水平面上(如图丙所示)。测出PQ与此时水面的距离为,与MN的距离为。若圆筒的底面积为S,长方体容器的底面积为4S,A点到圆筒底部的竖直距离为h,不计细线的质量和体积,已知和g。
(1)求图甲中圆筒和细沙总重力G的大小(用题中给定的物理量符号表示);
(2)求金属块的体积V(用题中给定的物理量符号表示):
(3)若求金属块的密度。
【答案】(1)ρ水gSh;(2)3Sh2-Sh1;(3)6×103kg/m3
【解析】解:(1)图甲中,圆桶所受浮力等于圆桶和沙子的重力
G=F浮=ρ水gV排=ρ水gSh(2)图乙和图丙相比,浮力相等,V排相等,A点在水面下的深度相等,所以乙图中,A点到水面PQ的距离应该等于(h1+h2),A点到MN的距离应该等于h1,图乙和图甲相比
ΔV排=ΔV桶浸+V金属金属块的体积
V金属=ΔV排-V桶浸=4Sh2-S(h1+h2)=3Sh2-Sh1(3)由图甲图乙可知,金属块的重力
G金属=ΔF浮=ρ水g4Sh2金属块的质量
金属块的密度
3.(2023·安徽·中考真题)“浮沉子”最早是由科学家笛卡尔设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小;
(2)图2中A排开水的体积;
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
【答案】(1)mg;(2);(3)
【解析】解:(1)图2中A处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力F浮=G=mg
(2)根据阿基米德原理可得,A排开水的体积
(3)忽略小瓶壁厚,图2中小瓶内空气的体积V空气2=Sh
图3中小瓶悬浮,忽略小瓶自身的体积,则瓶内空气的体积等于A排开水的体积,由于A受到的浮力仍等于其重力,大小不变,因此图3中A排开水的体积仍为,图3中小瓶内空气的体积
小瓶内空气的质量不变,根据得到图2和图3中小瓶内空气的密度之比
4.(2022·安徽·中考真题)小华采用如下方法测量一物块(不溶于水)的密度:弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N(如图甲所示); 将物块浸没在水中, 静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0N(如图乙所示)。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求 :
(1)物块的质量m;
(2)物块的体积V;
(3)物块的密度ρ。
【答案】(1)1.3kg;(2)2.0×10-4m3;(3)3×103kg/m3
【解析】解:(1)由图甲可知,物体的重力G=F1=1.0N
所以物体的质量为
(2)根据称重法可得物体浸没水中受到的浮力为F浮=F1-F2=1.0N-2.0N=3.0N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,可以得出
物体浸没时V=V排=1.0×10-4m3
(3)物块的密度为
5.(2021·安徽·中考真题)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验;
A.在弹簧测力计下悬挂个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
B.将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
C. 将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为 N,图丙中液体的密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】1.0 小于
【解析】[1]甲图中弹簧测力计的示数等于金属球的重力。由图乙可知,弹簧测力计分度值为1.2N,则金属球浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.6N。故金属球浸没在水中时受到的浮力大小为F浮=G-F示=3.6N-4.6N=5.0N
[2]由图丙可知,弹簧测力计的示数为1.8N,则金属球浸没在液体中时受到的浮力大小为=G-=2.6N-1.8N=0.8N
与浸没在水中相比,金属球排开液体的体积相同,在液体中受到的浮力小于在水中受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排可知,图丙中液体的密度小于水的密度。
6.(2020·安徽·中考真题)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加入到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放入盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。(已知容器的底面积S=25cm2 ,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
【答案】(1)1000Pa;(2)1.5N;(3)2.8×103kg/m³
【解析】(1)水对容器下表面的压强p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.1m=1000Pa
(2)容器受到的浮力F浮=p1S=1000Pa×25×10-4m2=1.5N
(3)图a中容器漂浮,所以容器和容器中液体总重力等于此时所受的浮力,即G液+G容=F浮
此为①式,图b中,水对容器下表面的压强p2=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.068m=680Pa
此时,容器受到的浮力F浮'=p2S=680Pa×25×10-4m2=1.7N
容器和容器中液体总重力也等于此时所受的浮力,即G液'+G容=F浮'
此为②式,由①②两式得,取出液体的重力∆G液=F浮-F浮'=1.5N-2.7N=3.8N
取出液体的质量
液体密度
7.(2019·安徽·中考真题)将底面积S=3×10-3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图所示(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深=0.05m(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3.g取10N/kg).求
(1)水对圆柱体底部的压强P1
(2)圆柱体受到的浮力F浮;
(3)圆柱体对水槽底部的压强P2.
【答案】(1)5×102Pa (2)1.5N (3)2.2×103Pa
【解析】(1)水的深度h1=0.05m,则水对圆柱体底部的压强:=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(2)由图可知,圆柱体浸在水中的体积:=3×10-3m2×0.05m=1.5×10-4m3,根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力:=1.0×103kg/m3×1.5×10-4m3×10N/kg=1.5N;
(3)圆柱体的重力:=2.7×103kg/m3×3×10-3m2×0.1m×10N/kg=8.1N;圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部的压力:F压=G铝-F浮=8.1N-1.5N=6.6N,则圆柱体对水槽底部的压强:.
8.(2017·安徽·中考真题)如图a所示,一长方体木块质量为0.12kg,高为4.0cm;将木块平稳地放在水面上,静止时木块露出水面的高度为2.0cm,如图b所示,利用金属块和细线,使木块浸没水中且保持静止状态.已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg,求:
(1)木块的密度ρ木
(2)细线对木块的拉力F.
【答案】(1)1.5×103kg/m3;(2)2.2N
【解析】试题分析:解:(1)由物体浮沉条件以及阿基米德原理,物体漂浮受到的重力等于浮力
由
得木块的密度
(2)物体在水中处于静止状态,受竖直向上的浮力,竖直向下的拉力和物块的重力,
又
所以
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究! 8
学科网(北京)股份有限公司
$