专题04 压强和浮力(复习讲义,江苏专用)2026年中考物理二轮复习讲练测
2026-04-02
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2份
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73页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 压强,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.84 MB |
| 发布时间 | 2026-04-02 |
| 更新时间 | 2026-04-02 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57151570.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题04 压强和浮力
目录
【01 考情剖析·命题前瞻】 3
【02 思维导图·网络构建】 4
【03 考点通关·靶向突破】 5
考点1 压强 5
教材·知识夯基 1. 压力 2. 压强 3. 增大/减小压强
中考·考法聚焦 考法1:改变压强的方法 考法2:切割叠加体压强的计算 考法3:利用 求固体的压强
考点2 液体压强 8
教材·知识夯基 1. 产生原因 2. 特点 3. 公式: 4. 连通器
中考·考法聚焦 考法1:探究液体内部的压强的特点 考法2:比较液体在容器底部的压力和压强
考点3 大气压强 10
教材·知识夯基 1. 存在证明实验 2. 测量 3. 大气压与高度、沸点 4. 流体压强与流速
中考·考法聚焦 考法1:大气压强的存在证明 考法2:设计测量大气压的值的实验 考法3:大气压的影响因素 考法4:流体压强与流速的关系
考点4 浮力 13
教材·知识夯基 1. 浮力产生原因 2. 阿基米德原理 3. 物体的浮沉条件(浸没时) 4. 漂浮与悬浮 5. 浮力计算常用四法
中考·考法聚焦 考法1:浮力基础 考法2:阿基米德原理 考法3:物体的沉浮 考法4:浮力的应用
【04 素养拓展·思维导图】 19
拓展1:液面升降与函数图像相结合 19
拓展2:浮力与电学的综合问题 20
【05 优题精选·练能提分】 23
考点
考查形式
考查内容
考法分析
压强
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
☑计算题
压力与压强的概念、压强公式 及应用、增大/减小压强的方法、压强示意图绘制。
选择题以生活实例判断压强变化;填空题直接计算压强或分析受力;作图题要求绘制压力示意图;实验题探究压力作用效果的影响因素;计算题结合固体压强公式求解未知量。
液体
压强
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
液体压强的特点、液体压强公式 、连通器原理、液体压强的探究实验。
选择题考查液体压强的方向与深度关系;填空题结合容器形状计算压强或压力;实验题探究液体压强与深度/密度的关系;计算题综合运用液体压强公式解决实际问题。
大气
压强
☑选择题
☑填空题
☑实验题
大气压的存在与证明、托里拆利实验、大气压的变化规律、大气压的应用(如吸盘、抽水机)。
选择题以生活现象判断大气压作用;填空题考查大气压的测量值或变化;实验题创新测量大气压的值。
浮力
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
浮力的概念、阿基米德原理、物体的浮沉条件、浮力的计算(称重法、压力差法、阿基米德原理法、平衡法)。
选择题判断浮力大小与浮沉状态;填空题结合浮沉条件计算浮力或密度;实验题探究浮力与排开液体重力的关系;计算题综合浮力公式与受力平衡求解密度、体积等未知量。
命题新趋势
情境生活化:以潜水、高压锅、轮船等生活场景为背景,考查压强与浮力知识的实际应用。
跨学科融合:结合数学函数图像、工程学知识,多学科视角解决力学问题。
实验探究深化:从验证性实验转向探究性实验,如改进“探究影响浮力大小的因素”实验,增加变量设计与开放性问题。
科技前沿渗透:以深海探测、潜水器等科技成果为背景,考查高压环境下的压强与浮力知识,体现物理与现代科技的联系。
命题预测
1.基础概念考查:压强公式、液体压强特点、阿基米德原理等仍为重点,以选择题/填空题形式出现,背景更贴近校园生活、家庭场景。
2.实验探究创新:在“探究液体压强的特点”“探究浮力的大小”等经典实验基础上,创新实验装置、步骤优化与数据处理,考查科学探究能力。
3.综合计算强化:压强与浮力的综合计算题比重提升,常结合容器形状、物体浮沉状态,考查受力分析与公式综合应用。
4.情境与科技结合:以我国深海探测、水利工程等科技成就为背景,考查压强与浮力在复杂场景下的应用,引导学生关注科技发展与物理知识的联系。
考点1 压强
1. 压力
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力。
(2)方向:垂直于接触面,指向被压物体。
(3)压力≠重力:只有水平面上自由放置时,。
2. 压强
(1)物理意义:表示压力作用效果的物理量。
(2)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(3)公式:
(4)单位:帕斯卡(Pa),
(5)理解:
① 压力一定,受力面积越小,压强越大;
② 受力面积一定,压力越大,压强越大。
3. 增大/减小压强
(1)增大压强:增大压力、减小受力面积(针尖、刀刃、钉子);
(2)减小压强:减小压力、增大受力面积(铁轨铺枕木、书包带宽、履带)。
考法1:改变压强的方法
【典例1】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示为女性常用来夹头发的鲨鱼夹,由坚硬的材料制成齿状;由于发生多起因不慎向后摔倒,鲨鱼夹硬齿刺伤后脑的事件,鲨鱼夹被认为有安全隐患;下列事例中,与鲨鱼夹硬齿伤人的主要原理相同的是( )
A.压路机的碾子很重 B.轻装过冰面
C.斧头的刃很薄 D.骆驼的脚掌很宽大
【答案】C
【详解】A.鲨鱼夹,由坚硬的材料制成齿状,不慎向后摔倒,硬齿尖锐,受力面积小,对后脑的压强大,容易刺伤后脑;压路机的碾子很重,是通过增大压力从而增大压强,故A不符合题意;
B.轻装过冰面时通过减小压力从而减小压强,故B不符合题意;
C.斧头的刃很薄是通过减小受力面积从而增大压强,故C符合题意;
D.骆驼的脚掌很宽大是通过增大受力面积从而减小压强,故D不符合题意。
故选C。
考法2:切割叠加体压强的计算
【典例2】(多选)(2025·四川宜宾·中考真题)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,g=10N/kg。下列结果正确的是( )
A.物体B的高度为10cm B.物体B的重力为10N
C.物体A的重力为24N D.物体A的密度为1.2×10³kg/m³
【答案】AD
【详解】A.将B沿水平方向截取高为h的柱体,则它对地面的压强越来越小,由图可知,下方图像为B对地面的压强p与截取高度h的关系;由图可知,当h = 10cm时,B对地面的压强为0,这意味着此时B全部被截取,所以物体B的高度为10cm,故A正确。
B.由题意可知,B未截取时对地面的压强为,由可知,B的密度为
因物体B是正方体,则边长为10cm,则底面积为0.01m2,B受到的重力为
故B错误;
C.当h = 4cm = 0.04m时,截取部分B的重力为,则由图可知,此时A对地面的压强为
当h = 10cm = 0.1m时,截取部分B的重力,则可知,此时A对地面的压强为
联立以上两式解得,
故C错误。
D.A的底面积为,则A的边长为0.2m,则A的质量为
A的密度为
故D正确。
故选 AD。
考法3:利用p=ρgh求固体的压强
【典例3】(2025·四川广安·中考真题)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:
B.物体对水平面的压力:
C.物体的密度:
D.物体的质量:
【答案】D
【详解】甲、乙、丙三个实心长方体材料相同,则密度相同,即
因高度
底面积
由可知,
由可知,
由可知,
因物体对水平面的压力
故
物体对水平面的压强
因
则
故ABC错误,D正确。
故选D。
考点2 液体压强
1. 产生原因
液体受重力,且具有流动性。
2. 特点
(1)液体内部向各个方向都有压强;
(2)在同种液体同一深度处,各个方向压强相等;
(3)在同种液体中,深度越深,液体压强越大;
(4)同一深度,液体密度越大,压强越大。
3. 公式:
(1):深度——从液面到该点的竖直距离;
(2)只与:液体密度、深度有关,与容器形状、液体体积无关。
4. 连通器
(1)定义:上端开口、底部相连通的容器。
(2)特点:静止时,各液面保持相平。
(3)应用:茶壶、船闸、锅炉水位计、地漏。
考法1:探究液体内部的压强的特点
【典例4】(2025·江苏南京·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,应观察压强计的U形管两侧液面是否_______。
(2)比较甲、乙两图,可以探究液体压强大小与_______的关系。
(3)比较________两图,可以发现液体内部同一深度不同方向的压强大小相等。
(4)比较甲、丁两图,可以得到:在深度相同时,_________越大,液体压强越大。
【答案】(1)相平 (2)深度 (3)乙、丙 (4)液体密度
【详解】(1)实验前,应观察压强计的U形管两侧液面是否相平;如果两侧液面不相平,说明压强计可能存在漏气问题,需要拆除橡胶管重新安装。
(2)比较甲、乙两图,同种液体,探头所处深度不同,可以探究液体压强大小与深度的关系。
(3)比较乙、丙两图,探头在水中的深度相同,探头的方向不同,U形管两侧液面的高度差相同,所以液体内部同一深度不同方向的压强大小相等。
(4)比较甲、丁两图,探头深度相同,盐水密度大于水的密度,探头在盐水中U形管两侧液面高度差大,所以可以得到:在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
考法2:比较液体在容器底部的压力和压强
【典例5】(多选)(2025·四川泸州·中考真题)在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型。甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮。则放入小瓶后,下列判断正确的是( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量
D.各容器底部受液体压力变化量
【答案】AC
【详解】AB.因为完全相同的密闭小瓶在三种液体中均能漂浮,根据漂浮条件,小瓶受到的浮力相等。因为,由阿基米德原理可知。因为三个容器的底面积相同,又因为甲容器越往上开口越小,乙容器上下粗细相同,丙容器越往上开口越大,可得各容器内液面上升高度,故B错误,A正确;
CD.因为小瓶受到的浮力相等,根据阿基米德原理,小瓶排开液体的重力都等于小瓶的重力,即相当于向三个容器加入了重力相等的液体。
因为甲容器越往上开口越小,甲容器底部受液体压力变化量大于小瓶的重力;
因为乙容器上下粗细相同,乙容器底部受液体压力变化量等于小瓶的重力;
因为丙容器越往上开口越大,丙容器底部受液体压力变化量小于小瓶的重力;
所以各容器底部受液体压力变化量,故D错误,C正确。
故选AC。
考点3 大气压强
1. 存在证明实验
马德堡半球实验、覆杯实验、吸管吸饮料、吸盘
2. 测量
托里拆利实验:标准大气压
3. 大气压与高度、沸点
(1)海拔越高,气压越低;
(2)气压越低,沸点越低(高山上煮饭不易熟)。
4. 流体压强与流速
(1)规律:流速越大,压强越小;
(2)应用:飞机升力、火车站安全线、喷雾器、窗帘外飘。
考法1:大气压强的存在证明
【典例6】(2025·江苏徐州·中考真题)如图所示,在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,纸不会掉下来,主要是由于纸受到( )
A.大气压力 B.水的压力 C.分子引力 D.重力
【答案】A
【详解】在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,由于大气压的作用,水和纸受到大气压施加的一个竖直向上的大气压力,所以不会掉落,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考法2:设计测量大气压的值的实验
【典例7】(2023·江苏无锡·中考真题)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为_____,则活塞的横截面积为_____;
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是______;
(3)如图乙所示,用细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,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为______N,此时外界大气压的数值为_____;
(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为.再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为时,弹簧测力计的示数为,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数
10
▲
13.3
15
16
①当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为_____N;
②当注射器内气体体积为时,注射器内气体压强为_____。
【答案】 10.00 2 用手拉动注射器活塞,根据难易程度判断气密性 20 12
【详解】(1)[1][2]如图甲所示,注射器刻度部分左端对准零刻线,右端对准10cm刻线,刻度尺的分度值为0.1mm,刻度尺测出注射器刻度部分的长度为10.00cm,则活塞的横截面积为
(2)[3]排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是:用手拉动注射器的活塞,如果比较容易拉动,则证明气密性不好,如果不容易被拉动,则证明气密性良好。
(3)[4]如图乙,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为20N。
[5]此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力,外界大气压的数值
(4)①[6]注射器内被封闭的气体体积为,再用测力计拉动活塞时,测力计的拉力与注射器内气体对活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力
由以上步骤(3)可知,外界大气压对活塞的压力为20N,由此得到下表
注射器内气体体积
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数
10
▲
13.3
15
16
注射器内气体对活塞的压力
10
8
6.7
5
4
观察表中的数据可以发现:注射器内的气体变化为原来体积的2倍时,注射器内气体对活塞的压力减半,由上表可知,注射器内气体为20mL时注射器内气体对活塞的压力为4N,因此注射器内气体为10mL时注射器内气体对活塞的压力为8N,当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为
②[7]当注射器内气体体积为时,弹簧测力计的示数为16N,外界大气压对活塞的压力为20N,则注射器内气体对活塞的压力为
注射器内气体压强为
考法3:大气压的影响因素
【典例8】(2025·江苏扬州·二模)在探究液体沸腾实验中,用完全相同的加热方式,在室温下同时对甲(150g水)、乙(200g水)、丙(200g食用油)进行加热,绘制出液体的温度随时间变化图象如图甲所示。
(1)通过对甲图分析可知,物质甲的图线是图中______(a/b/c),根据实验可知:食用油的比热容______水的比热容(大于/小于/等于);
(2)水沸腾后,撤去酒精灯,将烧瓶从铁架台上取下。拿橡皮塞塞紧瓶口,采用乙、丙两种方式用冷水喷洒瓶底,方式______里面的水能重新沸腾,这是因为______。
【答案】(1) b 小于
(2) 乙 气压减小,液体的沸点降低
【详解】(1)[1]甲乙均为水,丙为食用油,甲的质量小于乙的质量,则甲乙的沸点相同,丙的沸点与甲乙不同;由图甲得,甲乙丙的初温相同,则甲加热到沸腾,升高的温度与乙相等,由得,甲加热到沸腾吸收的热量较小,实验中采用相同的加热装置,在甲被加热到沸腾的时间小于乙被加热到沸腾的时间,则物质甲的温度随时间变化的图线是图中b,物质乙的温度随时间变化的图线是c,物质丙的温度随时间变化的图线是图中a。
[2]由图甲得,丙加热到沸腾的时间小于乙加热到沸腾的时间,则丙加热到沸腾吸收的热量小于乙加热到沸腾吸收的热量;加热到沸腾丙升高温度大于乙升高温度;依题意得,乙丙的质量相等,由得,色拉油的比热容小于水的比热容。
(2)[1][2]乙图方式用冷水浇瓶底,瓶内的水蒸气遇冷液化,使瓶内的气压变小,瓶内水沸点降低,里面的水会重新沸腾;丙图方式用冷水喷洒瓶底,瓶内水的温度降低,小于水的沸点,则里面的水不能重新沸腾。
考法4:流体压强与流速的关系
【典例9】(2025·江苏宿迁·中考真题)运-20是我国研究制造的新一代军用大型运输机,如图甲所示。图乙是机翼的横截面的大致形状,机翼这种特殊形状,使得其上方气体流速较___________,下方气体流速较___________,因而机翼下方气体的压强较___________。
【答案】 大 小 大
【详解】[1][2][3]由图乙可知,飞机的机翼形状是上凸下平,飞机飞行时,机翼上方空气流速较大,压强较小,机翼下方空气流速较小,压强较大,形成向上的压强差,从而产生向上的压力差,产生向上的升力。
考点4 浮力
1. 浮力产生原因
(1)液体对物体向上和向下的压力差,公式:。
(2)方向:竖直向上
2. 阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
(2)公式:
(3)浮力只与:、 有关。
3. 物体的浮沉条件(浸没时)
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
F浮+F支=G物
物体处于动态,受到的是非平衡力
物体处于静止状态,受平衡力
4. 漂浮与悬浮
(1)漂浮:,
(2)悬浮:,
5. 浮力计算常用四法
(1)压力差法:
(2)称重法:
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:漂浮/悬浮
考法1:浮力基础
【典例10】(2025·山东东营·中考真题)如图甲所示,用弹簧测力计将圆柱体从盛水的容器中缓慢提出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示(忽略液面的变化,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
①圆柱体浸没时受到的浮力是2N
②圆柱体受到的重力是3N
③圆柱体的密度是
④圆柱体的底面积是
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】A
【详解】①②由图乙可知,当时,弹簧测力计示数为,且在提升圆柱体时示数保持不变,此过程中圆柱体完全浸没在水中;当时,弹簧测力计的示数为,且示数保持不变,此时圆柱体位于空中,由二力平衡条件可知,圆柱体的重力
圆柱体完全浸没时受到的浮力
故①正确,②错误;
③圆柱体的质量
圆柱体的体积等于完全浸没时排开水的体积
则圆柱体的密度
故③正确;
④由图乙可知,圆柱体从开始露出水面到完全离开水面,则圆柱体的高度
则圆柱体的底面积
故④错误;
综上所述,A正确,BCD错误。
故选A。
考法2:阿基米德原理
【典例11】(2025·江苏淮安·一模)小明想利用实验室里的器材和一个压力显示仪制作一个测量液体密度的密度测量仪。他取来两个圆柱体A和B(均不吸水),B的重力为200N。一个压力显示仪,一个带有螺母的杠杆,一个圆柱形容器(底面积400cm2)。他先调节杠杆两侧的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,将圆柱体A和B通过两个细绳挂在杠杆如图甲如示的位置(忽略摩擦)。测量过程中应使A(底面积200cm2)全部浸没在被测液体中,通过压力显示仪测量并计算出液体的密度。测量完成后,液体通过阀门全部放出(阀门内液体不计)。逐渐向圆柱形容器中注水,记录并绘制出压力显示仪的示数随水的深度变化图象如图乙所示。
(1)当将A浸没在某液体中时,压力显示仪示数为128N,测此液体的密度为______kg/m3。此液体密度计测量的最大密度是______kg/m3;
(2)因为容器内无液体时杠杆无法平衡,他将A的挂绳向左移动了一段距离,则此时密度计的测量范围为______。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)[1][2]由乙图像可知,当水深时,圆柱体A下表面刚好与水面相平,当水深时,圆柱体A刚好浸没在水中,则圆柱体的高度
圆柱体A的体积为
圆柱体A刚好浸没在水中时,圆柱体A受到的浮力为
圆柱体B对压力传感器的压力
压力传感器对圆柱体B的支持力与圆柱体B对压力传感器的压力是一对相互作用力,大小相等,则
根据力的平衡可知,右端绳对圆柱体B的拉力为
则绳对杠杠右端的拉力
设杠杠上一个小格的长度为L,根据杠杠平衡条件可知
解得绳对杠杆左端的拉力
绳对圆柱体A的拉力为
根据力的平衡可知,圆柱体A受到的重力
当将A浸没在某液体中时,压力显示仪示数为128N,即圆柱体B对压力传感器的压力
压力传感器对圆柱体B的支持力与圆柱体B对压力传感器的压力是一对相互作用力,大小相等,则
根据力的平衡可知,右端绳对圆柱体B的拉力为
则绳对杠杆右端的拉力
设杠杠上一个小格的长度为L,根据杠杆平衡条件可知
解得绳对杠杆左端的拉力
绳对圆柱体A的拉力为
根据力的平衡可知,圆柱体A浸没在液体中受到的浮力
由阿基米德原理可知,液体的密度
当液体密度最大时,圆柱体A受到的浮力最大,绳对圆柱体A的拉力最小,根据杠杆平衡条件可知,绳对圆柱体B的拉力最小,圆柱体B对压力传感器的压力最大,最大压力等于圆柱体B的重力,绳对圆柱体B的最小拉力为0N,绳对圆柱体A的最小拉力也为0N,圆柱体A受到的最大浮力等于圆柱体A的重力,则此液体密度计测量的最大密度是
(2)[3]结合第(1)小问分析可知,将A的挂绳向左移动了一段距离,杠杆平衡时,压力传感器的示数为0,绳对圆柱体B的拉力最大,等于圆柱体B的重力,绳对杠杆右端的拉力最大,根据杠杠平衡条件可知,绳对杠杆左端的拉力最大,浮力最小为0N,液体密度为0,即当压力传感器有最小示数为0时,液体密度最小为0;当压力传感器有最大示数为200N时,绳对圆柱体B的拉力最小为0,绳对杠杆右端拉力最小也为0,根据杠杆平衡条件可知,绳对杠杆左端拉力最小也为0,绳对圆柱体A的拉力最小也为0,圆柱体A受到的最大浮力依然等于圆柱体A的重力,液体的最大密度依然为,即当压力传感器有最大示数为200N时,液体密度最大为。则此时密度计的测量范围为。
考法3:物体的沉浮
【典例12】(2025·江苏苏州·中考真题)用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置,使用时,在竖直漂浮的塑料杯中放入待测物体,杯子仍竖直漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量,制作标尺时,通过在杯中放入砝码进行质量标注(杯子竖直漂浮),如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度的变化标注;
若水槽和塑料杯的底面积分别为和,三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】已知水槽底面积,塑料杯底面积,将待测物放入塑料杯中时,杯子仍然竖直漂浮,设标尺变化均为Δh时,对应的质量分别为和。由图可知,杯子排开水的体积变化时,三种标尺上高度变化量之间的关系为
杯子排开水的体积的变化量可表示为
变形可解得
故有
则有、、
由题知, ,
则有
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
考法4:浮力的应用
【典例13】(2025·江苏苏州·二模)分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示.现将两支密度计放入同一个盛有盐水的烧杯中,静止后与图中相比,密度计A上升的高度为hA和B上升的高度为hB.则( )
A.hA<hB B.hA>hB C.hA=hB D.无法判断
【答案】A
【详解】密度计在盐水中是漂浮的,受到的浮力等于自身的重力,所以密度计放入盐水中后受到的浮力不变;A排开的水的体积为,B排开的水的体积为,A排开的盐水的体积为,B排开的盐水的体积为。则A排开的液体的体积变化量为
B排开的液体的体积变化量为
B受到的浮力大,则ΔVA<ΔVB,所以将两支密度计,放入同一个盛有盐水的烧杯中,静止后与图中相比,密度计A上升的高度小于B上升的高度,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
拓展1:液面升降与函数图像相结合
【典例14】(2025·四川巴中·中考真题)如图所示,高度为15cm,底面积为的圆柱形容器放在水平桌面上,质量为150g,高度为10cm,底面积为的圆柱体物块静置于容器中。现用一装置以每分钟的速度向容器中注水,圆柱体物块不吸水且未与容器底部紧密接触。求:
(1)圆柱体物块的密度;
(2)圆柱体物块浸没时,圆柱体物块对容器底的压力;
(3)从开始注水到容器注满水的过程中,容器底部所受水的压强p与注水时间t分钟的函数表达式(函数表达式中可含有分数)。
【答案】(1)1.5g/cm3 (2)0.5N
(3)当0min≤t≤10min时,p=100t;当10min<t≤17.5min时,
【详解】(1)圆柱体物块的体积
物块的质量m=150g,物块的密度
(2)物块浸没时,排开水的体积
根据阿基米德原理,物块受到的浮力
物块的重力
因为物块静止在容器底,受到重力、浮力和容器底的支持力,且G=F浮+F支,所以容器底对物块的支持力
根据力的作用是相互的,物块对容器底的压力
(3)阶段 1:物块未被水淹没(水的深度h≤10cm)
物块的密度ρ=1.5g/cm3>ρ水,初始时物块沉在容器底。注水体积V水=20tcm3,此时水的底面积
水的深度
当时,注水时间
此时注水体积
此阶段压强
阶段 2:物块被水淹没后到容器注满(t>10min)
容器的容积
物块体积V=100cm3,所以需要注水的总体积
注水时间
当t>10min时,水的深度
此阶段压强
综上所述,从开始注水到容器注满水的过程中,容器底部所受水的压强p与注水时间t分钟的函数表达式
当0≤t≤10min时,p=100t
当10min<t≤17.5min时,
拓展2:浮力与电学的综合问题
【典例15】(2025·江苏镇江·一模)储液池液面监测装置如图1所示,柱形容器K内液面始终与储液池液面相平。当通过报警器的电流时,其可发出报警铃声。当容器K内液面升高到一定高度后,电流表示数开始变化,显示液面位置。金属片T、轻质力传感器B、轻杆N、正方体M均相互连接。L、Q为两个固定支架,滑片P在电阻R的最下端,P与T接触且之间弹力为0。J是金属导轨,当P上下滑动时,P与J、R之间没有摩擦。R全长为11cm,其全部接入电路时总电阻为33Ω。为力敏电阻,其阻值与力传感器B所受向下的拉力F的关系如图3。若力传感器B不受到向下的拉力时,将立刻断开,切断电路。已知:电源电压,T重2N,P重1N,M的密度为,边长为10cm,M底部到容器底距离,,报警器、滑片及导轨电阻不计。
(1)求物体M的重力;
(2)调至10Ω,若储液池中装水且水位(水面到容器K底部距离)为8cm时,M受到的浮力为______N,轻杆N对B的拉力为______N。此时报警器______(选填“会”或“不会”)报警;
(3)若储液池中装水,将调到12Ω。
①电流表指针指向图2中的A处,且L和Q对T无弹力,则水位最低为______m;
②将电流表改为水位表,则可测储液池水位最高为______m。若使可测最高水位更高,可______;
A.增加滑片P的质量 B.将调大
C.增大M的密度 D.增大电源的电压U
(4)储液池中存储其它液体时,为保证电流表可正常显示液面高度,池中可存储液体的最小密度为______。
【答案】(1)4N
(2) 3 1 会
(3) 0.12 0.22 ABC
(4)0.7
【详解】(1)物体M的重力为
(2)[1]若储液罐中装水且水位(水面到容器K底部距离)为8cm时,M排开水的体积为
则M受到的浮力为
[2][3]根据力的平衡条件,N对M的拉力为
则轻杆N对B的拉力为1N。由图3可知,此时力敏电阻阻值为,上方支路中,和、报警器串联,则通过报警器的电流
当通过报警器的电流时,其可发出报警铃声,所以此时会报警。
(3)[1]如图2所示电流表的量程为,电流表指针指向A处,则示数为0.2A,此时电流表所在支路总电阻
则电阻R阻值为
则滑片P仍处于R最下端,又L和Q对T无弹力,说明T受力平衡,故轻杆N通过轻质力传感器B的金属片T的支持力大小等于滑片P和T自身重力的合力,则支持力大小为F1=GP+GT=1N+2N=3N
由此可得物体M应受到整体向上的合力大小等于F1=3N,即
故此时M受到的水的浮力F浮1=F1+GM=3N+4N=7N
由浮力公式可得,此时M浸入水中的体积
即此时M底部到水面的距离为h2=7cm,又因滑片P仍处于R最下端,说明M底部到K底部的距离仍为5cm,所以水位最低为
[2]由题意及①可知,当物体M浸入水中深度为7cm且M底部与K距离保持为5cm时,为最低水位,对应的电流表示数为0.2A,故当电流表改为水位表,水位最高时,对应的电流表示数最大为0.6A,此时电流表所在支路总电阻
则电阻R阻值为
因R全长为11cm,其全部接入电路时总电阻为,故当R接入电路时的电阻为时,表明滑片P从R最底端向上移动了10cm,与此对应的T、B、N、M整体向上移动了10cm,此时的物体M底部与容器K底部的距离为15cm,说明其最高水位为7cm+15cm =22cm =0.22m
[3]AC.水位的高低在保持R总长不变的情况下,当增加滑片P的质量或物体M的密度时,M浸入水中的体积会增大,水位会增大,故AC符合题意;
B.将调大时,在电源电压固定不变的情况下,R接入电路中的阻值会变得更小,滑片P上移的距离更大,水位也会增大,故B符合题意;
D.增大电源电压时,因保持不变,电流表示数最大为0.6A,此时,因电流表所在支路总电阻,当U增大,随之增大,电阻R的阻值反而变得更大,即滑片P上移的距离会变得更小,致使水位的范围被缩小。故D不符合题意。
故选ABC。
(4)由①②可知,当T、B、N、M整体受力平衡时,液面水位的高低变化改变了滑片P在电阻R上的移动距离,从而改变了电流表所在支路的总电阻大小,导致电流表示数的变化,即为保证电流表在储液池中存储其它液体时可正常显示其液面高度,需保持T、B、N、M整体受力平衡,其中,物体M在液体中所受浮力大小需保持为7N不变,由浮力公式可知,液体密度为水的密度时,大小为,当液体密度变小时,物体M排开液体的体积会逐渐变大,故当储液池中存储其它液体时,所存储的液体密度最小时,物体M排开液体的体积最大,物体M排开液体的体积最大为。故在保持物体M在液体中所受浮力大小为7N不变的情况下,所存储液体的最小密度为
一、单选题
1.(2026·江苏南通·一模)每年的3月,市中学的团员和志愿者都会去到福利院献爱心,同时也收获了一些物理知识,下列事例与物理知识对应正确的是( )
A.用扫帚扫地——扫帚和地面之间摩擦力大小和扫帚对地面的压力大小无关
B.给木凳装上软垫坐起来更舒服——受力面积越大压强越大
C.烧水给福利院的孩子们煮面条——水的沸点是100℃
D.用筷子夹饺子——筷子是费力杠杆
【答案】D
【详解】A.扫帚和地面之间的摩擦力属于滑动摩擦力,其大小与扫帚对地面的压力大小和接触面粗糙程度有关,故A错误;
B.给木凳装上软垫坐起来发生形变,受力面积更大,压强越小,更舒服,故B错误;
C.只有在标准大气压下,水的沸点才是100℃,福利院所在位置的气压不一定是标准大气压,因此水的沸点不一定为100℃,故C错误;
D.用筷子夹饺子时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D正确。
故选D。
2.(2025·江苏南京·二模)采摘的新鲜草莓,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。小明将同一个草莓(不考虑吸水)分别放入体积相等、密度不同的盐水中进行清洗,静止时的情景如图所示(两容器 完全相同)。草莓所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲和p乙,容器对水平面的压强分别为p'甲和p'乙,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】甲盐水中的草莓在盐水处于悬浮状态,受到的浮力等于草莓的重力,乙盐水中的草莓在盐水处于漂浮状态,受到的浮力等于草莓的重力,由于两个草莓是相同的,重力相等,因此草莓在甲、乙两液体中受到的浮力相等,即。
甲中的草莓完全浸没在盐水中,乙中的草莓部分浸在盐水中,所以甲中的草莓排开盐水的体积大于乙中的草莓排开盐水的体积,由于草莓在甲、乙两液体中受到的浮力相等,由可知, 甲盐水的密度小于乙盐水的密度。
两个相同容器中的液面恰好相平,深度相等,甲盐水的密度小于乙盐水的密度,由可知,液体对乙容器底部的压强较大,液体对甲容器底部的压强较小,即。
由于甲盐水的密度小于乙盐水的密度,由图可知,甲盐水的体积小于乙盐水的体积,由可知,甲盐水的质量小于乙盐水的质量,由可知,甲盐水的重力小于乙盐水的重力;由于两个容器重力相等,同一个草莓重力相等,所以甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,两个容器相同,受力面积相等,由可知,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强。故ABC错误,D正确。
故选D。
3.(2025·江苏盐城·三模)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲:把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;再用细针将草莓轻压入水中,如图丙;实验过程中水均未溢出,电子秤示数依次为、、,细针体积忽略不计,下列对草莓的判断正确的是( )
A.草莓的重力
B.乙图中草莓受到的浮力
C.丙图中草莓受到的压力
D.草莓的体积
【答案】B
【详解】A.乙图中,草莓漂浮,根据甲、乙电子秤示数,草莓重力
故A错误;
B.乙图中,草莓漂浮,浮力等于重力,即
故B正确;
C.丙图中,草莓被细针压入水中,根据甲、丙示数可得,丙图中草莓排开水的质量
丙图草莓受到的浮力
草莓重力
草莓在丙图中受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力、竖直向下的压力,处于静止状态,由力的平衡条件,则细针对草莓的压力
故C错误;
D.丙图草莓浸没,丙图中草莓排开水的质量
根据,则草莓体积
故D错误。
故选B。
4.(2025·河南漯河·二模)小明将两根完全相同的钢钉分别放入盛有水和盐水的两只烧杯中,钢钉在两烧杯中均沉底,此时两烧杯中的液面高度相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.钢钉在两烧杯中均不受浮力的作用
B.两烧杯中的液体对烧杯底的压强相等
C.钢钉在水中受到的浮力大于在盐水中受到的浮力
D.水中的钢钉对烧杯底的压力大于盐水中的钢钉对烧杯底的压力
【答案】D
【详解】A.钢钉在两烧杯中均浸没,都受到浮力,故A错误;
B.两烧杯中的液面高度相平,但液体密度不同,根据,两烧杯中的液体对烧杯底的压强不相等,故B错误;
CD.钢钉在两烧杯中均浸没,排开液体的体积相同,因为盐水密度较大,根据可知钢钉在水中受到的浮力小于在盐水中受到的浮力;对钢钉受力分析,钢钉在重力、支持力和浮力作用下静止,则有
根据力的相互作用,钢钉对烧杯底的压力
钢钉在水中受到的浮力小于在盐水中受到的浮力,所以水中的钢钉对烧杯底的压力大于盐水中的钢钉对烧杯底的压力,故C错误,D正确。
故选D。
5.(2025·江苏常州·二模)与头发摩擦过的塑料尺“吸”引纸屑,下列现象与其“吸”的原理相同的是( )
A.挤压后的橡胶吸盘“吸”在瓷砖上 B.干手揉搓的塑料袋“吸”在手上
C.削平的两铅柱挤压后“吸”在一起 D.快速行驶汽车窗帘“吸”出窗外
【答案】B
【详解】与头发摩擦过的塑料尺能“吸”起纸屑,这是因为带电的塑料尺可以吸引轻小物体。
A .挤压后的橡胶吸盘里面的空气被挤出,在外界大气压的作用下,将吸盘“吸”在瓷砖上,故A不符合题意;
B.干手揉搓的新塑料袋“吸”在手上,是因为干手和塑料袋之间摩擦后带静电,会吸引轻小物体,故B符合题意;
C.削平的铅柱挤压后会“吸”在一起,是因为分子间有引力,故C不符合题意;
D.行驶的汽车,车外的空气流速大,压强小,车内的空气流速小、压强大,压强差就把窗帘压向窗外,故D不符合题意。
故选B。
6.(2025·江苏扬州·三模)如图是用易拉罐、水、橡皮泥、酒精灯进行“体验大气压强的存在”的实验。在易拉罐中注入少量水,用酒精灯加热,待罐口出现白雾时将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,会观察到易拉罐被压瘪。下列说法中正确的是( )
A.易拉罐被压瘪能说明液体压强的存在
B.易拉罐被压瘪发生的形变是弹性形变
C.用酒精代替水注入罐中也能完成实验
D.如果酒精灯里的酒精完全燃烧,酒精灯的加热效率可以达到100%
【答案】C
【详解】在易拉罐中注入少量水,用酒精灯加热,待罐口出现白雾时将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,里面的水蒸气会液化,里面的气压会减小,里面的气压小于外面的大气压,会观察到易拉罐被压瘪。
A.易拉罐被压瘪能说明大气压强的存在,不是说明液体压强的存在,故A错误;
B.易拉罐被压瘪发生的形变是塑性形变,因为形变后不能恢复原状,故B错误;
C.用酒精代替水注入罐中也能完成实验,同样能够达到排出易拉罐里面的空气的目的,最终使里面的气压小于外面的大气压,故C正确;
D.如果酒精灯里的酒精完全燃烧,酒精灯的加热效率不可能达到100%,因为热量损失不可避免,会有部分热量散失到空气中。故D错误。
故选C。
7.(2025·江苏连云港·二模)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙 B.容器对桌面的压强p甲<p乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙 D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
【答案】D
【详解】A.因两容器的底面积相同,液体深度也相同,则由图可知,甲容器中液体的体积较小,因为两种液体的质量相等,根据可知ρ甲>ρ乙,故A错误;
B.容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,两容器的质量相等,液体的质量相等,根据 F=G总=m总g可知,容器对桌面的压力F甲=F乙;两容器的底面积相同,根据可知,容器对桌面的压强p甲=p乙,故B错误;
CD.两容器中液体的深度相同,且ρ甲>ρ乙,由p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲'>p乙';容器底面积相同,根据可知,液体对容器底部的压力F甲>F乙,故C错误,D正确。
故选D。
8.(2024·江苏无锡·一模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是
B.两个容器对桌面压强的大小关系是
C.两种液体对容器底压强的大小关系是
D.桌面对两个容器支持力的大小关系是
【答案】C
【详解】A.a、b两种液体质量相同,由图可知,a液体体积较大,根据可知,a液体密度较小,则,故A错误;
B.甲、乙两个薄壁容器质量相同,a、b两种液体质量相同,所以两个容器总质量相同,根据,容器总重力相同,则两个容器对桌面压力相同,两个容器底面积相同,根据,两个容器对桌面压强相同,即,故B错误;
C.甲中液体上下同宽,对底面的压力等于重力,乙中液体上窄下宽,对底面的压力大于重力,所以乙容器底面受到液体的压力更大,两个容器底面积相同,由可知,b液体对容器底的压强更大,即,故C正确;
D.两个容器总重力相同,容器静止在桌面上,根据二力平衡条件,桌面对两个容器支持力等于容器的总重力,因此桌面对两个容器支持力的大小相同,即,故D错误。
故选C。
9.(2025·江苏连云港·二模)在美丽的东海,骑自行车出行已成为新风尚,下列与自行车有关的说法中正确的( )
A.较宽的坐垫可以增大压强
B.轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦
C.车龙头相当于一个杠杆,可以省力
D.停放在地面时,车对地面的压力和地面对车的支持力是平衡力
【答案】C
【详解】A.压强与受力面积和压力大小有关,较宽的坐垫是通过增大受力面积减小压强,故A错误;
B.轮胎表面凹凸的花纹是通过增大接触面的粗糙程度增加摩擦力,故B错误;
C.车龙头属于轮轴,实质相当于一个杠杆,根据杠杆平衡条件可知,在使用时动力臂大于阻力臂,则为省力杠杆,故C正确;
D.停放在地面时,车对地面的压力和地面对车的支持力作用在不同的物体上,不是平衡力,故D错误。
故选C。
10.(2025·江苏南京·三模)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上。现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是( )
①木块在甲容器中受到的浮力小于在乙容器中受到的浮力
②甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
③将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
④甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【答案】D
【详解】①甲容器中,木块与水不接触,木块没有排开水,木块不受浮力;乙容器中,木块与盐水接触,木块排开一些盐水,木块受浮力,木块在甲容器中受到的浮力小于在乙容器中受到的浮力,故①正确;
②甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,由于水的密度小于盐水的密度,所以水的质量小于盐水的质量;将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,两个容器中增加的质量相等,所以,甲容器的总质量小于乙容器的总质量,甲容器对水平面的压力小于乙容器对水平面的压力,甲容器对水平面的压强小于乙容器对水平面的压强,故②错误;
③根据阿基米德原理,浮力大小与液体密度和排开液体体积有关,将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,液体密度和排开液体体积都不变,杯子和木块所受浮力不变,仍然悬浮,故③错误;
④根据阿基米德原理,浮力大小与液体密度和排开液体体积有关,杯子和木块在甲容器中漂浮,在乙容器中悬浮,两次浮力都等于重力之和,两次浮力相等,但水的密度小于盐水的密度,所以甲容器中排开水的体积大于乙容器中排开盐水的体积,甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度,故④正确。
综上所述,正确的有①④,故D正确,ABC错误。
故选D。
11.(2024·江苏宿迁·三模)小永研究浮力大小与深度的关系。现将一立方体金属块,浸没在某种液体中,如图甲所示;将它缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计示数F随金属块下表面提升高度h变化的图像,如图乙所示。根据该图像可以得出的正确结论是( )
A.金属块的质量是30g
B.金属块所受最大浮力为2.0N
C.金属块的密度为3.0×103kg/m3
D.液体的密度是0.8×103kg/m3
【答案】D
【详解】A.由乙图可知,当金属块被拉出10cm后,测力计示数不再发生变化,说明物体已经完全被拉出液体,此时测力计的示数等于金属块的重力,由乙图可知,金属块的重力为3.0N,所以物体的质量
故A错误;
B.0~5cm时,物体浸没在液体中,测力计示数为2.0N,金属块重力为3.0N,所以金属块受到的最大浮力为
F浮=G-F=3.0N-2.0N=1.0N
故B错误;
C.由乙图可知,h=5cm时,金属块上表面接触液面,h′=10cm时,金属块下表面离开液面,所以正方体金属块的棱长
L=10cm-5m=5m
则正方体金属块的体积
V=L3=5m×5m×5m=125cm3
由密度公式得,金属块的密度
故C错误;
D.物体浸没在液体中所受到的浮力为1.0N,根据阿基米德原理得,液体的密度为
故D正确。
故选D。
12.(2024·江苏南京·二模)如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内分别装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,烧杯甲、乙对桌面的压强为p甲、p乙,若将两个体积相等的实心物体M、N分别轻轻地放入甲、乙两容器中,发现M漂浮在甲液面上,N悬浮在乙液体中,两容器中液体均未溢出,则下列说法正确的是( )
A.p甲与p乙的大小无法确定
B.两物体的密度关系为ρM>ρN
C.放入两物体后,容器底增加的压强关系为△p甲<△p乙
D.两物体受到的浮力关系为F甲=F乙
【答案】C
【详解】A.由图可知,A、B所处的深度关系为hA>hB,因A、B两点压强相等,即pA=pB,由p=ρgh可知两液体的密度关系为ρ甲<ρ乙,因圆柱形容器内液体对容器底部的压力和液体的重力相等,由
G=F=pS
可知,A点和B点液面以上两液体的重力相等,又因A、B两点距离杯底同一高度,所以,A点和B点液面以下两液体的体积相等,由
G=mg=ρVg
可知,A点液面以下液体的重力小于B点液面以下液体的重力,综上可知,甲容器内液体的重力小于乙容器内液体的重力,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,由
可知,甲、乙两烧杯对桌面的压强关系为p甲<p乙,故A错误;
B.将两个体积相等的实心物体M、N分别轻轻地放入甲、乙两容器中,发现M漂浮在甲液面上,N悬浮在乙液体中,因物体的密度小于液体的密度时漂浮,物体密度等于液体密度时悬浮,所以ρM<ρ甲,ρN=ρ乙,则ρM<ρN,故B错误;
C.因实心物体M、N的体积相等,M漂浮在甲液面上时排开甲液体的体积小于N悬浮在乙液体中排开液体的体积,由V=Sh可知,放入M、N两物体后,乙烧杯内液面上升的高度较大,由Δp=ρgΔh可知,乙烧杯内的液体密度大,上升的高度大,则乙容器底增加的压强大,即Δp甲<Δp乙,故C正确;
D.因乙液体的密度大,N排开液体的体积大,由F浮=ρgV排可知,M受到的浮力小于N受到的浮力,故D错误。
故选C。
13.(2025·江苏苏州·一模)实心长方体和放置在水平地面上,物体和物体的质量之比为1:7,它们的长、宽、高如图所示.现在长方体、的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,此时、剩余部分对水平地面的压强为、,下列关于切割比例取值范围和对应、的大小关系正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
【答案】A
【详解】物体A和物体B的质量之比为1∶7,重力与质量成正比,,截取后物体A对水平地面的压强为,截取后物体B对水平地面的压强,由图中数据可知,。所以当时,解得:n=0.1 ;当时,解得: n>0.1;当时,解得: n<0.1。所以当1>n>0.1时,;当n=0.1时,;当0<n<0.1时,。
故选A。
二、填空题
14.(2026·江苏无锡·一模)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内质量为m的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动注水。当水箱内水位降低到最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关水箱进水,此时控制棒受到的浮力为______(用字母表示);当水位上升时,力传感器的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),当力传感器所受拉力等于时,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若换用一根形状完全相同但密度更大的控制棒,将会使水箱中的最高水位______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】 变小 升高
【详解】[1]对控制棒受力分析,控制棒静止,满足平衡关系
控制棒重力G=mg,此时拉力为,因此浮力
[2]水位上升时,控制棒浸入水中的体积变大,根据阿基米德原理,浮力变大;由拉力
可知,拉力变小,因此力传感器的示数变小。
[3]停止注水的条件是拉力减小到,即满足
变形得
换用形状相同、密度更大的控制棒后,控制棒重力更大,因此需要更大的浮力才能让拉力降到,更大的浮力对应更大的排开水体积,即需要更高的水位才能触发停止,因此水箱最高水位升高。
15.(2024·江苏泰州·三模)2024年6月1日,中国东方航空使用C919大型客机,从上海虹桥机场飞往香港特区,如图所示。飞机在升空过程中,乘客相对于座椅是___________(选填“静止”或“运动”)的;此时机翼___________方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 静止 上 变小
【详解】[1]以座椅为参照物,乘客与座椅之间的位置没有改变,故乘客相对于座椅是静止的。
[2]在飞机升空时,即飞机受到向上的升力,此时对于机翼来说,机翼上方的空气流速大,压强小,而机翼下方飞空气流速小,压强大,故飞机在较大的向上的升力的作用下升空。
[3]随着海拔高度的升高,空气越稀薄,外界大气压强会变小。
16.(2025·江苏南京·三模)质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,将甲、乙沿水平方向切去高度△h,剩余部分对地面的压强p与△h的关系如图所示,已知,,乙的边长为30cm,则乙的密度是____kg/m3,未切前,甲的质量为_______g,图中hA=____cm,pA=___ Pa
【答案】 2×103 4.8×104 15 3×103
【详解】[1]由图可知,乙物体未被削去时,对地面的压强为6×103Pa,因为甲、乙两个物体均为正方体,所以由压强公式化简可得正方形物体对水平地面的压强公式为
变形可得乙的密度为
[2]由图可知,当△h=20cm时,p甲=0Pa,故甲物体的边长为20cm=0.2m,则甲的体积为
所以甲的质量为m甲=ρ甲V甲=6×103kg/m3×0.008m3=48kg=4.8×104g
[3][4]由图知,切去高度hA时,甲和乙对地面的压强相等,则有ρ甲g(h甲-hA)=ρ乙g(h乙-hA),即 6×103kg/m3×g×(0.2m-hA)=2×103kg/m3×g×(0.3m-hA)
解得hA=0.15m=15cm
pA=ρ甲g(h甲-hA)=6×103kg/m3×10N/kg×(0.2m-0.15m)=3×103Pa
17.(2025·江苏常州·二模)小方暑假去西藏旅游,他买了总质量为1.6kg、容积为0.96L的氧气罐(如图所示),罐底面积50cm2,罐内氧气密度为5kg/m3。该氧气罐内氧气的质量为_______g,当氧气罐内的氧气用去一半后,剩余氧气的密度是________kg/m3。氧气罐平放于桌面(使用前),桌面受到的压强为_______Pa。
【答案】 4.8 2.5 3200/
【详解】[1]已知氧气罐的容积
则氧气的质量为
[2]当氧气瓶内的氧气用去一半后,氧气的质量减少一半,变为
氧气的体积不变,则剩余氧气的密度为
[3]氧气罐平放于桌面,桌面受到的压力等于自身的重力,即
桌面受到的压强为
18.(2022·江苏常州·二模)在一个圆柱形容器底部放入一个长方体木块,容器底面积是木块底面积的4倍,如图甲。滋滋同学向容器中缓慢加水,当加入质量为的水时,木块刚好脱离容器底,如图乙,此时她在木块上与水面相平处做好标记。接着她将水倒出,又向容器中加入质量为的酒精,木块也刚好脱离容器底面,同样在液面处标上。(已知,)
加入水和酒精的质量关系是________(填“大于”“等于”或“小于”),此木块的质量为________g。
(1)根据浮力的知识,她想到可以用此方法来测量各种液体的密度。滋滋拿来一大瓶可乐,重复上述实验,在准备标记时,发现木块上附有很多气泡,她想通过计算在此处标记可乐密度的话,会比可乐的真实密度要________(选填“偏大”或“偏小”);
(2)润润重新拿了一个重6牛的木块,在容器中加水至足够高度,当木块上放入4N的砝码时,木块刚好全部浸没,如图丙。则此木块的密度为多少________?
(3)要让这个6牛的木块完全浸没在酒精中,则需要放上多重的砝码________?
【答案】 等于 300 偏大 2N
【详解】[1][2]容器底面积是木块底面积的4倍,所以木块排开水的体积是倒入水体积的
即
V1=3V排水 ①
同理木块排开酒精的体积是倒入酒精体积的
V2=3V排酒精 ②
根据阿基米德原理,设木块质量为m,结合已知条件,则有
mg=ρ水gV排水=ρ酒精gV排酒精 ③
由①②③得
ρ水V1=ρ酒精V2
即
m1=m2
木块的质量
(1)[3]木块上附有很多气泡,气泡在水中受到浮力作用,根据力的平衡和力的相互作用,木块要受到气泡向上的力的作用f,即得
mg-f=ρ真实可乐gV排可乐
可知V排可乐会偏小,算密度时
标记ρ可乐会偏大。
(2)[4]设木块密度为ρ′,木块排开水的重力
m水g=m砝码g+m木g
根据m=ρV和题干已知量,得
故有
(3)[5]设砝码重为G′,根据(2)中条件可得
则砝码的重为
19.(2025·江苏苏州·一模)如图甲,将边长为的立方体木块放于容器中,向容器中缓慢加水,此时木块对容器底部压力与水深的变化关系如图乙所示,该木块重力为________N。将该木块放置于水平地面,若自棱边沿任意平面方向将木块分割为上、下两部分,如图丙,撤去上边部分后,木块对地面压强的最小值为________
【答案】 40 500
【详解】[1]由题图乙可知当水深时,木块对容器底部的压力刚好为0,说明此时木块刚好漂浮起来。根据浮沉条件有。
[2]假设截去角度α等于45°时,M和N对桌面的压强相同,当截去角度α小于45°时,如图,沿红色虚线截去,此时剩下N部分受力面积S不变,F增大,由可知,压强增大,故可知:当截去角度α小于45°时,剩下部分的压强始终随α的减小而增大。当截去角度α大于45°时,如图,沿蓝色虚线截去,由于立方体是质量分布均匀的,因此此时剩下N部分受力面积S和F成比例减小,由可知,压强不变,等于沿对角线切一半时的压强。综上:当切去的角度α大于等于45°时,木块对地面的压强最小,
20.(2026·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上两个相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,将边长分别为2cm和3cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两容器中液面恰好相平。
(1)甲、乙液体对容器底的压强分别为和,排开液体的质量分别为和,两容器对水平桌面的压力分别为和,则它们的大小关系为:__________,__________,__________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)已知甲液体为水,现将甲液体中的正方体A从正方体B上方取下放入水中,此时正方体A沉底,正方体B有露出水面,则液体乙的密度__________,正方体A的密度__________。
【答案】(1) 小于 等于 小于
(2) 1.35
【详解】(1)[2]将A、B两正方体视作一个整体,该整体在两液体中都处于漂浮状态,,所以该整体在两液体中受到的浮力相等,由阿基米德原理知,排开液体受到的重力相等,则排开液体的质量相等,即。
[3]由图知,,,因为,所以,由可知,两液体的密度关系是;放入正方体前,甲液体的体积小于乙液体的体积,根据可得,甲液体的重力小于乙液体的重力;容器对水平桌面的压力,因容器受到重力相同,且A、B两正方体受到的重力不变,甲液体受到的重力较小,所以,装甲液体的容器对水平桌面的压力较小,即。
[1]由于两个容器中液面相平,甲液体密度较小,根据可得,甲、乙液体对容器底的压强关系为。
(2)[1]若甲液体为水,则A和B的总重力为
AB整体在两种液体中受到的浮力相等,故乙液体的密度为
[2]取下A后,正方体B有露出水面,处于漂浮状态,则B的重为
A的重力为
A的质量为
则A的密度为
三、实验题
21.(2025·江苏无锡·一模)小明准备测量鸡蛋的密度。
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,观察到指针的偏转情况如图甲所示,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调,使天平横梁平衡;正确操作后天平的示数如图乙所示,则鸡蛋质量是______g。接着将鸡蛋放在装满水的溢水杯中,测量溢出水的体积如图丙的量筒所示,则鸡蛋的密度为______;
(2)小明又想利用浮力测鸡蛋的密度,于是找来一个底面积为的圆柱形透明杯子、刻度尺、水槽和适量的水,按照如图丁所示的过程,测出了鸡蛋的密度,实验步骤如下:
①向杯内倒入适量的水,测出杯内水的高度为;
②将鸡蛋缓慢放入水中直至浸没,测出杯内水的高度,鸡蛋的体积______;
③取出鸡蛋,将杯内水倒净使其漂浮在水槽中,测出杯底浸入水中深度为;
④再将鸡蛋擦净后放入杯中,测出杯底浸入水中的深度为,则鸡蛋的密度______。(以上两空均选用、、、、、表示)
(3)小明实验后发现步骤③中有水残余在杯内,则所测鸡蛋密度______(选填“偏大”“偏小"或“不变”)。
【答案】(1) 左 57.2 1.144
(2) S(h2﹣h1)
(3)不变
【详解】(1)[1]天平的调节原则:把天平放在水平桌面上,将游码移到标尺左端的零刻度线处;发现图甲中指针右偏,所以平衡螺母向左调。
[2]由图乙知道,天平的分度值为0.2g,则蛋的质量
[3]图丙中,将鸡蛋浸没到倒满水的烧杯中,然后将排开的水倒入量筒中,量筒的分度值为2mL,量筒中水的体积即为鸡蛋的体积
鸡蛋的密度
(2)[1]向杯内倒入适量的水,用刻度尺测出杯内水的高度为h1;将熟鸡蛋浸没在杯内的水中,用刻度尺测出杯内水的高度为h2;则熟鸡蛋的体积V蛋=S(h2﹣h1)
[2]取出鸡蛋,将杯内水倒净使其漂浮在水盆中,用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为h3;此时杯子的重力为G1=F浮=ρ水gSh3
再将鸡蛋放入杯中,用刻度尺测出杯底浸入水中的深度为h4;此时杯子和熟鸡蛋的总重力G2=F浮′=ρ水gSh4
熟鸡蛋的重力G=G2﹣G1=ρ水gSh4﹣ρ水gSh3=ρ水gS(h4﹣h3)
熟鸡蛋的质量
熟鸡蛋的密度
(3)步骤③中有水残余在杯内,测出的是残余水、杯子的总重力,步骤④时将鸡蛋放入杯中,测出的是残余水、杯子和熟鸡蛋的总重力,根据求出熟鸡蛋的重力没有影响,所以所测鸡蛋密度不变。
22.(2025·江苏无锡·三模)为测量大气压强的数值,同学们进行了大量的实验:
(1)小华利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
①在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是___________,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大如图所示时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p =___________Pa;
②实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值___________;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值___________;(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
③在实验评估后,他对实验进行了适当的改进,首先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L;然后仍按照图乙所示的过程,慢慢的拉注射器(第一次没有盖上橡皮帽、第二次在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2,下列计算式正确且最接近真实值的是( )
A. B. C. D.
(2)①小欣同学将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的直径为d;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。②吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是___________,所测大气压强的表达式是___________;③该方法所测数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):___________。
【答案】(1) 排出注射器中的空气,使注射器密封 1.08×105 偏小 偏大 C
(2) G 吸盘内空气未排尽
【详解】(1)①[1]实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,测量的大气压比较准确,实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,使注射器密封。
[2]由图甲可知,注射器的刻度部分长为L=8.00cm-2.00cm=6.00cm
其容积为V=4.5mL=4.5cm3
则注射器活塞的横截面积为
把注射器的活塞推至底端,排尽筒内空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,瓶内可认为是真空,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大到8.1N时,注射器中的活塞刚开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,大气对活塞产生的压力F=8.1N,所以大气压为
②[3]实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,这样会使得测得的大气压值偏小。
[4]拉动活塞时,活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则测得的拉力变大,这会造成最终测量的结果偏大。
③[5]丙图没有盖上橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数F1等于活塞与筒壁的摩擦力大小,丁图在排尽空气后盖上了橡皮帽,刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数是F2等于活塞与筒壁的摩擦力和大气的压力之和,所以,大气对活塞产生的压力F2大=F2-F1
大气压为
故选C。
(2)[1][2]吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(桶和细砂的重力)等于大气压对吸盘的压力,即p大气S=G
所以大气压强
[3]实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如:挤压吸盘时,吸盘内的空气没有完全都被挤出;(或吸盘的气密性不好;实验过程中有外部空气进入吸盘;吸盘脱离玻璃板前面积有所减小等)。
23.(2025·江苏盐城·一模)小鸣看到爷爷用一根吸管和一个水盆就可以给家里养鱼的大鱼缸换水,觉得很神奇。他想两个容器连通,满足哪些条件水就可以从一个容器流到另一个容器中呢?小鸣为此设计实验展开探究。
【收集证据】
(1)如图所示,将盛有水的容器a置于高处,盛有少量水的容器b置于低处。将一透明软管的两个端口A、B分别插入容器a、b内的水中,软管中没有形成水流。
(2)取出软管,在管中注满水,堵住两个端口,不让______进入管中,把它们分别插入容器a、b内的水中,同时放开两个管口,水不断从a流入b中。
(3)将b不断抬高,当容器中的水面b低于a时,都有水从B端流出;当两容器中的水面相平时,水不再流出而是静止在管中;当容器中的水面b高于a时,软管中的水便倒流到a中。
(4)将软管的A端插在a容器水中,B端在容器外,且比a内水面______,用嘴从软管的B端吸气,当水要进入口中时,迅速捏住软管,将B端从口中取出,松开后也有水从B端流出。
【交流结论】
(1)水管中形成水流的原理:如图所示,C点左段离水面高度比右段小,即,虽然容器a中的水面与容器b中的水面都受到向下的______的作用,但由于液体的压强与深度成正比,故管中C点压向b点的力______C点压向a点的力,故容器a中的水就不断流向容器b中。
(2)分析以上实验可知,软管中要形成水流必须满足的条件有______和______。
【答案】 空气 低 大气压 大于 液面存在高度差 排尽管内空气
【详解】收集证据:
(2)[1]取出软管,在管中注满水,堵住两个端口,不让空气进入管中,内部没有气压,把它们分别插入容器a、b内的水中,同时放开两个管口,水不断从a流入b中。因为如果有空气进入管中,管内空气压强会影响水的流动,只有管内充满水且无空气时,才能利用液体压强差使水流动。
(4)[2]将软管的A端插在a容器水中,B端在容器外,且a内水面高于b出水口,用嘴从软管的B端吸气,使得内部没有大气压,外界大气压将水压入管中,当水要进入口中时,迅速捏住软管,将B端从口中取出,松开后也有水从B端流出。
交流结论:
(1)[3][4]水管中形成水流的原理:如图所示,C点左段离水面高度比右段小,即,虽然容器a中的水面与容器b中的水面都受到向下的大气压的作用,但由于液体的压强与深度成正比,b处深度大,液体压强大,C点压向b点的力压强和C点压向a点的压强都等于大气压与水的压强之差,C点压向b点的压强大于C点压向a点的压强,故管中C点压向b点的力大于C点压向a点的力,故容器a中的水就不断流向容器b中。
(2)[5][6]分析以上实验可知,软管中要形成水流,首先必须排尽管内空气,使外界大气压推动液体在管内流动;第二液面存在高度差,因为高度差会产生压强差,促使液体从高处向低处流动。
24.(2025·江苏南京·模拟预测)物理创新实验小组的小巴和小蜀一起测量盐水和一个小球的密度。
(1)小巴把天平放在水平桌面上,将游码归零,发现指针静止时偏向分度盘中线的右侧,此时应将平衡螺母向_________(填“左”或“右”)调节,使横梁平衡;
(2)天平调平后小巴进行了三步操作:
①测空烧杯的质量为32g;
②如图甲,用天平测烧杯和盐水的总质量为_________g;
③将盐水全部倒入量筒,液面如图乙;则盐水的密度为_________g/cm3;
(3)测量盐水密度完成后,小蜀利用所测盐水(密度用ρ0表示)、量筒、水(密度用ρ水表示)和如图丙简易装置(隔板位于中间位置),测量小球的密度:
①先单独向隔板右侧注水,发现隔板中间的橡皮膜向左凸,将所测盐水缓慢注入左侧,直到橡皮膜变平;
②将小球轻轻放在盐水中漂浮,橡皮膜向右侧凸出,说明_________侧的液体对橡皮膜的压强大,用量筒量取适量的水,缓慢注入右侧水中,直到隔板上橡皮膜变平,读出倒入水的体积为V1,如图丁;
③取出小球擦干,从右侧抽出水直到橡皮膜变平,再将小球轻轻放在水中沉底.橡皮膜向左侧凸出,用量筒量取适量的盐水,倒入左侧直到隔板上橡皮膜变平,读出倒入盐水的体积为V2;
④计算小球的密度ρ球=_________(用ρ0、ρ水、V1、V2表示)。
【答案】(1)左
(2) 92.0 1.2
(3) 左
【详解】(1)根据天平的使用方法可知,天平放在水平桌面上且将游码移至标尺左端的零刻度线处,发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧,由“右偏左调,左偏右调”的规则可知,应将平衡螺母向左调节,使指针对准分度盘中央的刻度线,直到横梁在水平位置平衡。
(2)[1]由图甲知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.0g,烧杯和盐水的总质量为
[2]如图乙所示,量筒的分度值为2mL,量筒盐水的体积为
盐水的质量为
根据密度公式可得,盐水的密度为
(3)[1]容器左侧放入盐水,右侧放入水,橡皮膜变平说明橡皮膜上方左右液体产生的压强相等,将小球轻轻放在盐水中漂浮,橡皮膜向右侧凸出,说明左侧的液体对橡皮膜的压强大。
[2]没有放小球前,橡皮膜两边受到的压力相同,将小球轻轻放在盐水中漂浮,橡皮膜向右侧凸出,盐水对橡皮膜压力增大为小球的重,用量筒取适量水,注入水中,直到隔板上橡皮膜变平,此时橡皮膜两边受到的压力再次相等,则步骤②中量筒取水的质量即为小球的质量;取出小球擦干,调整橡皮膜到①状态,再将小球轻轻放在水中沉底,橡皮膜向左侧凸出,用量筒量取适量的盐水,直到隔板上橡皮膜变平,读出量取盐水的体积为,步骤③中量筒取盐水的质量为,则小球的体积,则小球的密度。
四、计算题
25.(2025·江苏常州·二模)一个质量忽略不计的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器里面盛有25cm深的酒精,把一个体积为的实心小球用细线拴好放入酒精中,当小球刚好完全浸没在酒精中时(如图甲所示),细线所受拉力刚好为33N;然后手放掉细线,当小球静止在酒精中时如图乙所示.[,g取、细线质量忽略不计]求:
(1)小球完全浸没在酒精中时受到酒精的浮力;
(2)小球的密度;
(3)小球静止在容器底时,容器对桌面的压强为6500Pa,求容器的底面积。
【答案】(1)12N
(2)
(3)
【详解】(1)小球浸没,排开液体的体积与小球的体积相等为
则小球完全浸没在酒精中时受到酒精的浮力为
(2)对图甲中的小球受力分析,小球受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的拉力,可得小球的重力为
小球的质量为
小球的密度为
(3)设容器底面积为S,容器对桌面的压力大小为
容器对桌面的压强为
带入数据为
解得。
26.(2025·江苏无锡·二模)某马桶水箱的结构如图所示,浮臂AB视为可绕O点转动的杠杆,,,A端通过硬杆AC与柱状浮筒连接,浮筒质量为50g,B端通过硬杆BD与止水阀连接,止水阀上下表面积为。当水箱中水量较少时,浮筒下降,止水阀向上打开,水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时,浮筒上升,硬杆AC推动杠杆A端,使止水阀刚好堵住进水管,停止进水,此时AB处于水平位置。大气压强,进水管中水压,除浮筒外其它装置所受重力均不计,忽略所有摩擦。[,]
(1)浮筒所受重力为多少牛_______?
(2)止水阀刚好堵住进水管时,止水阀受到的大气压力为多少牛_______?
(3)停止进水时,AB处于水平位置,B端受到硬杆BD的支持力为______N,此时浮筒排开水的体积为______。
【答案】(1)0.5N
(2)2N
(3) 6
【详解】(1)浮筒所受重力为
(2)止水阀受到的大气压力大小为
(3)[1]停止进水时,AB处于水平位置,止水阀受到进水管中水的压力大小为
B端受到向上的力为
即B端受到硬杆BD的支持力为6N。
[2]根据杠杆平衡条件则有
则A端受到向上的力的大小为
浮筒受到的浮力大小为
浮筒排开水的体积为
27.(2025·江苏宿迁·三模)如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动,PO:OQ=1:3;P端通过竖直绳连接a,a通过竖直轻杆固定在地面上;b浸没在水中,通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平,打开出水口阀门,轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma=1.5kg、mb=1.08kg,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计,忽略所有摩擦,g=10N/kg,水的密度。求:
(1)打开阀门前b受到的浮力;
(2)b的密度;
(3)当b受到的拉力大小为8.4N时,b下表面处的液体压强。
【答案】(1)4N
(2)2.7×103kg/m3
(3)2.4×103Pa
【详解】(1)由图乙可知,当水面下降高度x小于10cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全浸没在水中;当水面下降高度x在10cm至50cm之间时,轻杆对a的作用力F方向先向上,大小逐渐减小,直至减小为零,之后F方向变为向下,大小逐渐增大,此时P端绳对a的拉力逐渐增大,Q端绳的拉力也逐渐增大,绳对b的拉力也逐渐增大,b受到的浮力逐渐减小,此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程;当水面下降高度x大于50cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力F=4.8N,物体a处于静止状态,竖直方向受力平衡,则打开阀门前P端绳对a的拉力为FP拉=Ga-F=mag-F=1.5kg×10N/kg-4.8N=10.2N
由PO:OQ=1:3可知,打开阀门前Q端绳的拉力为
图中承重绳子股数n=2,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计,此时绳子对b的拉力为Fb=2FQ拉=2×3.4N=6.8N
此时,物体b处于静止状态,竖直方向受力平衡,则打开阀门前b受到的浮力为Fb浮=Gb-Fb=mbg-6.8N=1.08kg×10N/kg-6.8N=4N
(2)由得,b的体积为
b的密度为
(3) 当b浸没时,受到的拉力为6.8N,b的重力不变,当b受到的拉力大小为8.4N时,浮力需减小,则此时b上表面露出水面,由得,,即b下表面处的液体压力等于浮力,当b受到的拉力大小为8.4N时,b下表面处的液体压力为
由图乙可知,当水面下降高度x小于10cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全浸没在水中;当水面下降高度x在10cm至50cm之间时,轻杆对a的作用力F方向先向上,大小逐渐减小,直至减小为零,之后F方向变为向下,大小逐渐增大,此时P端绳对a的拉力逐渐增大,Q端绳的拉力也逐渐增大,绳对b的拉力也逐渐增大,b受到的浮力逐渐减小,此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程;当水面下降高度x大于50cm时,轻杆对a的作用力F不变,则P端绳对a的拉力不变,Q端绳的拉力不变,绳对b的拉力不变,b受到的浮力不变,此时b完全露出水面。由此可知,b的高度为h=50cm-10cm=40cm
b的底面积为
b下表面处的液体压强为
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专题04 压强和浮力
目录
【01 考情剖析·命题前瞻】 3
【02 思维导图·网络构建】 4
【03 考点通关·靶向突破】 5
考点1 压强 5
教材·知识夯基 1. 压力 2. 压强 3. 增大/减小压强
中考·考法聚焦 考法1:改变压强的方法 考法2:切割叠加体压强的计算 考法3:利用 求固体的压强
考点2 液体压强 8
教材·知识夯基 1. 产生原因 2. 特点 3. 公式: 4. 连通器
中考·考法聚焦 考法1:探究液体内部的压强的特点 考法2:比较液体在容器底部的压力和压强
考点3 大气压强 10
教材·知识夯基 1. 存在证明实验 2. 测量 3. 大气压与高度、沸点 4. 流体压强与流速
中考·考法聚焦 考法1:大气压强的存在证明 考法2:设计测量大气压的值的实验 考法3:大气压的影响因素 考法4:流体压强与流速的关系
考点4 浮力 13
教材·知识夯基 1. 浮力产生原因 2. 阿基米德原理 3. 物体的浮沉条件(浸没时) 4. 漂浮与悬浮 5. 浮力计算常用四法
中考·考法聚焦 考法1:浮力基础 考法2:阿基米德原理 考法3:物体的沉浮 考法4:浮力的应用
【04 素养拓展·思维导图】 19
拓展1:液面升降与函数图像相结合 19
拓展2:浮力与电学的综合问题 20
【05 优题精选·练能提分】 23
考点
考查形式
考查内容
考法分析
压强
☑选择题
☑填空题
☑作图题
☑实验题
☑计算题
压力与压强的概念、压强公式 及应用、增大/减小压强的方法、压强示意图绘制。
选择题以生活实例判断压强变化;填空题直接计算压强或分析受力;作图题要求绘制压力示意图;实验题探究压力作用效果的影响因素;计算题结合固体压强公式求解未知量。
液体
压强
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
液体压强的特点、液体压强公式 、连通器原理、液体压强的探究实验。
选择题考查液体压强的方向与深度关系;填空题结合容器形状计算压强或压力;实验题探究液体压强与深度/密度的关系;计算题综合运用液体压强公式解决实际问题。
大气
压强
☑选择题
☑填空题
☑实验题
大气压的存在与证明、托里拆利实验、大气压的变化规律、大气压的应用(如吸盘、抽水机)。
选择题以生活现象判断大气压作用;填空题考查大气压的测量值或变化;实验题创新测量大气压的值。
浮力
☑选择题
☑填空题
☑实验题
☑计算题
浮力的概念、阿基米德原理、物体的浮沉条件、浮力的计算(称重法、压力差法、阿基米德原理法、平衡法)。
选择题判断浮力大小与浮沉状态;填空题结合浮沉条件计算浮力或密度;实验题探究浮力与排开液体重力的关系;计算题综合浮力公式与受力平衡求解密度、体积等未知量。
命题新趋势
情境生活化:以潜水、高压锅、轮船等生活场景为背景,考查压强与浮力知识的实际应用。
跨学科融合:结合数学函数图像、工程学知识,多学科视角解决力学问题。
实验探究深化:从验证性实验转向探究性实验,如改进“探究影响浮力大小的因素”实验,增加变量设计与开放性问题。
科技前沿渗透:以深海探测、潜水器等科技成果为背景,考查高压环境下的压强与浮力知识,体现物理与现代科技的联系。
命题预测
1.基础概念考查:压强公式、液体压强特点、阿基米德原理等仍为重点,以选择题/填空题形式出现,背景更贴近校园生活、家庭场景。
2.实验探究创新:在“探究液体压强的特点”“探究浮力的大小”等经典实验基础上,创新实验装置、步骤优化与数据处理,考查科学探究能力。
3.综合计算强化:压强与浮力的综合计算题比重提升,常结合容器形状、物体浮沉状态,考查受力分析与公式综合应用。
4.情境与科技结合:以我国深海探测、水利工程等科技成就为背景,考查压强与浮力在复杂场景下的应用,引导学生关注科技发展与物理知识的联系。
考点1 压强
1. 压力
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力。
(2)方向:垂直于接触面,指向被压物体。
(3)压力≠重力:只有水平面上自由放置时,。
2. 压强
(1)物理意义:表示压力作用效果的物理量。
(2)定义:物体所受压力大小与受力面积之比。
(3)公式:
(4)单位:帕斯卡(Pa),
(5)理解:
① 压力一定,受力面积越小,压强越大;
② 受力面积一定,压力越大,压强越大。
3. 增大/减小压强
(1)增大压强:增大压力、减小受力面积(针尖、刀刃、钉子);
(2)减小压强:减小压力、增大受力面积(铁轨铺枕木、书包带宽、履带)。
考法1:改变压强的方法
【典例1】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示为女性常用来夹头发的鲨鱼夹,由坚硬的材料制成齿状;由于发生多起因不慎向后摔倒,鲨鱼夹硬齿刺伤后脑的事件,鲨鱼夹被认为有安全隐患;下列事例中,与鲨鱼夹硬齿伤人的主要原理相同的是( )
A.压路机的碾子很重 B.轻装过冰面
C.斧头的刃很薄 D.骆驼的脚掌很宽大
考法2:切割叠加体压强的计算
【典例2】(多选)(2025·四川宜宾·中考真题)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,g=10N/kg。下列结果正确的是( )
A.物体B的高度为10cm B.物体B的重力为10N
C.物体A的重力为24N D.物体A的密度为1.2×10³kg/m³
考法3:利用p=ρgh求固体的压强
【典例3】(2025·四川广安·中考真题)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度,底面积,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:
B.物体对水平面的压力:
C.物体的密度:
D.物体的质量:
考点2 液体压强
1. 产生原因
液体受重力,且具有流动性。
2. 特点
(1)液体内部向各个方向都有压强;
(2)在同种液体同一深度处,各个方向压强相等;
(3)在同种液体中,深度越深,液体压强越大;
(4)同一深度,液体密度越大,压强越大。
3. 公式:
(1):深度——从液面到该点的竖直距离;
(2)只与:液体密度、深度有关,与容器形状、液体体积无关。
4. 连通器
(1)定义:上端开口、底部相连通的容器。
(2)特点:静止时,各液面保持相平。
(3)应用:茶壶、船闸、锅炉水位计、地漏。
考法1:探究液体内部的压强的特点
【典例4】(2025·江苏南京·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,应观察压强计的U形管两侧液面是否_______。
(2)比较甲、乙两图,可以探究液体压强大小与_______的关系。
(3)比较________两图,可以发现液体内部同一深度不同方向的压强大小相等。
(4)比较甲、丁两图,可以得到:在深度相同时,_________越大,液体压强越大。
考法2:比较液体在容器底部的压力和压强
【典例5】(多选)(2025·四川泸州·中考真题)在探究液体压强与容器形状关系的过程中,同学们建立了以下模型。甲、乙、丙三个容器的底面积相同而形状不同,容器中分别装有且深度相同的三种液体,将完全相同的密闭小瓶按如图方式放入液体中,均能漂浮。则放入小瓶后,下列判断正确的是( )
A.各容器内液面上升高度
B.各容器内液面上升高度
C.各容器底部受液体压力变化量
D.各容器底部受液体压力变化量
考点3 大气压强
1. 存在证明实验
马德堡半球实验、覆杯实验、吸管吸饮料、吸盘
2. 测量
托里拆利实验:标准大气压
3. 大气压与高度、沸点
(1)海拔越高,气压越低;
(2)气压越低,沸点越低(高山上煮饭不易熟)。
4. 流体压强与流速
(1)规律:流速越大,压强越小;
(2)应用:飞机升力、火车站安全线、喷雾器、窗帘外飘。
考法1:大气压强的存在证明
【典例6】(2025·江苏徐州·中考真题)如图所示,在瓶内装满水,用一张纸盖住瓶口,压紧后将瓶子倒置,纸不会掉下来,主要是由于纸受到( )
A.大气压力 B.水的压力 C.分子引力 D.重力
考法2:设计测量大气压的值的实验
【典例7】(2023·江苏无锡·中考真题)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为_____,则活塞的横截面积为_____;
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是______;
(3)如图乙所示,用细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,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为______N,此时外界大气压的数值为_____;
(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为.再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为时,弹簧测力计的示数为,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数
10
▲
13.3
15
16
①当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为_____N;
②当注射器内气体体积为时,注射器内气体压强为_____。
注射器内气体体积
8
10
12
16
20
弹簧测力计的示数
10
▲
13.3
15
16
注射器内气体对活塞的压力
10
8
6.7
5
4
考法3:大气压的影响因素
【典例8】(2025·江苏扬州·二模)在探究液体沸腾实验中,用完全相同的加热方式,在室温下同时对甲(150g水)、乙(200g水)、丙(200g食用油)进行加热,绘制出液体的温度随时间变化图象如图甲所示。
(1)通过对甲图分析可知,物质甲的图线是图中______(a/b/c),根据实验可知:食用油的比热容______水的比热容(大于/小于/等于);
(2)水沸腾后,撤去酒精灯,将烧瓶从铁架台上取下。拿橡皮塞塞紧瓶口,采用乙、丙两种方式用冷水喷洒瓶底,方式______里面的水能重新沸腾,这是因为______。
考法4:流体压强与流速的关系
【典例9】(2025·江苏宿迁·中考真题)运-20是我国研究制造的新一代军用大型运输机,如图甲所示。图乙是机翼的横截面的大致形状,机翼这种特殊形状,使得其上方气体流速较___________,下方气体流速较___________,因而机翼下方气体的压强较___________。
考点4 浮力
1. 浮力产生原因
(1)液体对物体向上和向下的压力差,公式:。
(2)方向:竖直向上
2. 阿基米德原理
(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
(2)公式:
(3)浮力只与:、 有关。
3. 物体的浮沉条件(浸没时)
上浮
下沉
漂浮
悬浮
沉底
F浮+F支=G物
物体处于动态,受到的是非平衡力
物体处于静止状态,受平衡力
4. 漂浮与悬浮
(1)漂浮:,
(2)悬浮:,
5. 浮力计算常用四法
(1)压力差法:
(2)称重法:
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:漂浮/悬浮
考法1:浮力基础
【典例10】(2025·山东东营·中考真题)如图甲所示,用弹簧测力计将圆柱体从盛水的容器中缓慢提出水面,该过程中弹簧测力计读数F随圆柱体上升高度h的关系如图乙所示(忽略液面的变化,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )
①圆柱体浸没时受到的浮力是2N
②圆柱体受到的重力是3N
③圆柱体的密度是
④圆柱体的底面积是
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
考法2:阿基米德原理
【典例11】(2025·江苏淮安·一模)小明想利用实验室里的器材和一个压力显示仪制作一个测量液体密度的密度测量仪。他取来两个圆柱体A和B(均不吸水),B的重力为200N。一个压力显示仪,一个带有螺母的杠杆,一个圆柱形容器(底面积400cm2)。他先调节杠杆两侧的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,将圆柱体A和B通过两个细绳挂在杠杆如图甲如示的位置(忽略摩擦)。测量过程中应使A(底面积200cm2)全部浸没在被测液体中,通过压力显示仪测量并计算出液体的密度。测量完成后,液体通过阀门全部放出(阀门内液体不计)。逐渐向圆柱形容器中注水,记录并绘制出压力显示仪的示数随水的深度变化图象如图乙所示。
(1)当将A浸没在某液体中时,压力显示仪示数为128N,测此液体的密度为______kg/m3。此液体密度计测量的最大密度是______kg/m3;
(2)因为容器内无液体时杠杆无法平衡,他将A的挂绳向左移动了一段距离,则此时密度计的测量范围为______。
考法3:物体的沉浮
【典例12】(2025·江苏苏州·中考真题)用柱形水槽、柱形塑料杯(含配重)、质量已知的砝码和水,可制作测量物体质量的装置,使用时,在竖直漂浮的塑料杯中放入待测物体,杯子仍竖直漂浮,根据制作好的标尺便可读出待测物体的质量,制作标尺时,通过在杯中放入砝码进行质量标注(杯子竖直漂浮),如图所示,标注的方式有三种:
①在水槽外壁,用水面高度的变化标注;
②在塑料杯内壁,用杯子浸入水中的深度的变化标注;
③在水槽外壁,用杯底所装指针离槽底的高度的变化标注;
若水槽和塑料杯的底面积分别为和,三种标尺上相同距离的刻线间对应的物体质量变化分别为和,则( )
A. B.
C. D.
考法4:浮力的应用
【典例13】(2025·江苏苏州·二模)分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示.现将两支密度计放入同一个盛有盐水的烧杯中,静止后与图中相比,密度计A上升的高度为hA和B上升的高度为hB.则( )
A.hA<hB B.hA>hB C.hA=hB D.无法判断
拓展1:液面升降与函数图像相结合
【典例14】(2025·四川巴中·中考真题)如图所示,高度为15cm,底面积为的圆柱形容器放在水平桌面上,质量为150g,高度为10cm,底面积为的圆柱体物块静置于容器中。现用一装置以每分钟的速度向容器中注水,圆柱体物块不吸水且未与容器底部紧密接触。求:
(1)圆柱体物块的密度;
(2)圆柱体物块浸没时,圆柱体物块对容器底的压力;
(3)从开始注水到容器注满水的过程中,容器底部所受水的压强p与注水时间t分钟的函数表达式(函数表达式中可含有分数)。
拓展2:浮力与电学的综合问题
【典例15】(2025·江苏镇江·一模)储液池液面监测装置如图1所示,柱形容器K内液面始终与储液池液面相平。当通过报警器的电流时,其可发出报警铃声。当容器K内液面升高到一定高度后,电流表示数开始变化,显示液面位置。金属片T、轻质力传感器B、轻杆N、正方体M均相互连接。L、Q为两个固定支架,滑片P在电阻R的最下端,P与T接触且之间弹力为0。J是金属导轨,当P上下滑动时,P与J、R之间没有摩擦。R全长为11cm,其全部接入电路时总电阻为33Ω。为力敏电阻,其阻值与力传感器B所受向下的拉力F的关系如图3。若力传感器B不受到向下的拉力时,将立刻断开,切断电路。已知:电源电压,T重2N,P重1N,M的密度为,边长为10cm,M底部到容器底距离,,报警器、滑片及导轨电阻不计。
(1)求物体M的重力;
(2)调至10Ω,若储液池中装水且水位(水面到容器K底部距离)为8cm时,M受到的浮力为______N,轻杆N对B的拉力为______N。此时报警器______(选填“会”或“不会”)报警;
(3)若储液池中装水,将调到12Ω。
①电流表指针指向图2中的A处,且L和Q对T无弹力,则水位最低为______m;
②将电流表改为水位表,则可测储液池水位最高为______m。若使可测最高水位更高,可______;
A.增加滑片P的质量 B.将调大
C.增大M的密度 D.增大电源的电压U
(4)储液池中存储其它液体时,为保证电流表可正常显示液面高度,池中可存储液体的最小密度为______。
一、单选题
1.(2026·江苏南通·一模)每年的3月,市中学的团员和志愿者都会去到福利院献爱心,同时也收获了一些物理知识,下列事例与物理知识对应正确的是( )
A.用扫帚扫地——扫帚和地面之间摩擦力大小和扫帚对地面的压力大小无关
B.给木凳装上软垫坐起来更舒服——受力面积越大压强越大
C.烧水给福利院的孩子们煮面条——水的沸点是100℃
D.用筷子夹饺子——筷子是费力杠杆
2.(2025·江苏南京·二模)采摘的新鲜草莓,用盐水浸泡可清洗表面的农药残留物。小明将同一个草莓(不考虑吸水)分别放入体积相等、密度不同的盐水中进行清洗,静止时的情景如图所示(两容器 完全相同)。草莓所受浮力分别为F甲和F乙,容器底部受到的液体压强分别为p甲和p乙,容器对水平面的压强分别为p'甲和p'乙,则下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025·江苏盐城·三模)质量为的杯子,装入适量的水后放在水平的电子秤上,如图甲:把草莓轻放入水中,草莓漂浮,如图乙;再用细针将草莓轻压入水中,如图丙;实验过程中水均未溢出,电子秤示数依次为、、,细针体积忽略不计,下列对草莓的判断正确的是( )
A.草莓的重力
B.乙图中草莓受到的浮力
C.丙图中草莓受到的压力
D.草莓的体积
4.(2025·河南漯河·二模)小明将两根完全相同的钢钉分别放入盛有水和盐水的两只烧杯中,钢钉在两烧杯中均沉底,此时两烧杯中的液面高度相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.钢钉在两烧杯中均不受浮力的作用
B.两烧杯中的液体对烧杯底的压强相等
C.钢钉在水中受到的浮力大于在盐水中受到的浮力
D.水中的钢钉对烧杯底的压力大于盐水中的钢钉对烧杯底的压力
5.(2025·江苏常州·二模)与头发摩擦过的塑料尺“吸”引纸屑,下列现象与其“吸”的原理相同的是( )
A.挤压后的橡胶吸盘“吸”在瓷砖上 B.干手揉搓的塑料袋“吸”在手上
C.削平的两铅柱挤压后“吸”在一起 D.快速行驶汽车窗帘“吸”出窗外
6.(2025·江苏扬州·三模)如图是用易拉罐、水、橡皮泥、酒精灯进行“体验大气压强的存在”的实验。在易拉罐中注入少量水,用酒精灯加热,待罐口出现白雾时将罐口堵住,撤去酒精灯,让易拉罐冷却,会观察到易拉罐被压瘪。下列说法中正确的是( )
A.易拉罐被压瘪能说明液体压强的存在
B.易拉罐被压瘪发生的形变是弹性形变
C.用酒精代替水注入罐中也能完成实验
D.如果酒精灯里的酒精完全燃烧,酒精灯的加热效率可以达到100%
7.(2025·江苏连云港·二模)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρ甲<ρ乙 B.容器对桌面的压强p甲<p乙
C.液体对容器底部的压强p甲=p乙 D.液体对容器底部的压力F甲>F乙
8.(2024·江苏无锡·一模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是
B.两个容器对桌面压强的大小关系是
C.两种液体对容器底压强的大小关系是
D.桌面对两个容器支持力的大小关系是
9.(2025·江苏连云港·二模)在美丽的东海,骑自行车出行已成为新风尚,下列与自行车有关的说法中正确的( )
A.较宽的坐垫可以增大压强
B.轮胎表面凹凸的花纹可以减少摩擦
C.车龙头相当于一个杠杆,可以省力
D.停放在地面时,车对地面的压力和地面对车的支持力是平衡力
10.(2025·江苏南京·三模)如图所示,甲、乙两个相同的容器分别盛有体积相同的水和盐水,静置在水平面上。现将一杯子和木块以两种方式分别放在甲、乙两容器中,甲中杯子静止时漂浮在水面上,乙中木块紧贴杯底(杯中无气体)并与杯子一起悬浮在盐水中,下列说法中正确的是( )
①木块在甲容器中受到的浮力小于在乙容器中受到的浮力
②甲容器对水平面的压强大于乙容器对水平面的压强
③将乙容器中的杯子轻轻向下推动少许,杯子和木块将沉到容器底
④甲容器中液面上升的高度大于乙容器中液面上升的高度
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
11.(2024·江苏宿迁·三模)小永研究浮力大小与深度的关系。现将一立方体金属块,浸没在某种液体中,如图甲所示;将它缓缓从液体中竖直提出来的过程中,画出了测力计示数F随金属块下表面提升高度h变化的图像,如图乙所示。根据该图像可以得出的正确结论是( )
A.金属块的质量是30g
B.金属块所受最大浮力为2.0N
C.金属块的密度为3.0×103kg/m3
D.液体的密度是0.8×103kg/m3
12.(2024·江苏南京·二模)如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内分别装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,烧杯甲、乙对桌面的压强为p甲、p乙,若将两个体积相等的实心物体M、N分别轻轻地放入甲、乙两容器中,发现M漂浮在甲液面上,N悬浮在乙液体中,两容器中液体均未溢出,则下列说法正确的是( )
A.p甲与p乙的大小无法确定
B.两物体的密度关系为ρM>ρN
C.放入两物体后,容器底增加的压强关系为△p甲<△p乙
D.两物体受到的浮力关系为F甲=F乙
13.(2025·江苏苏州·一模)实心长方体和放置在水平地面上,物体和物体的质量之比为1:7,它们的长、宽、高如图所示.现在长方体、的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,此时、剩余部分对水平地面的压强为、,下列关于切割比例取值范围和对应、的大小关系正确的是( )
A.当时, B.当时,
C.当时, D.当时,
二、填空题
14.(2026·江苏无锡·一模)某小组设计了水箱自动控制进水装置,如图所示。水箱内质量为m的圆柱形金属控制棒用不可伸长的细线悬挂在力传感器下面,并始终浸在水中,通过它对力传感器拉力的大小触发开关,控制水泵自动注水。当水箱内水位降低到最低水位时,力传感器所受拉力等于,触发开关水箱进水,此时控制棒受到的浮力为______(用字母表示);当水位上升时,力传感器的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”),当力传感器所受拉力等于时,再次触发开关,水泵停止向水箱注水。若换用一根形状完全相同但密度更大的控制棒,将会使水箱中的最高水位______(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
15.(2024·江苏泰州·三模)2024年6月1日,中国东方航空使用C919大型客机,从上海虹桥机场飞往香港特区,如图所示。飞机在升空过程中,乘客相对于座椅是___________(选填“静止”或“运动”)的;此时机翼___________方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小;随着海拔高度的升高,外界大气压强___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
16.(2025·江苏南京·三模)质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,将甲、乙沿水平方向切去高度△h,剩余部分对地面的压强p与△h的关系如图所示,已知,,乙的边长为30cm,则乙的密度是____kg/m3,未切前,甲的质量为_______g,图中hA=____cm,pA=___ Pa
17.(2025·江苏常州·二模)小方暑假去西藏旅游,他买了总质量为1.6kg、容积为0.96L的氧气罐(如图所示),罐底面积50cm2,罐内氧气密度为5kg/m3。该氧气罐内氧气的质量为_______g,当氧气罐内的氧气用去一半后,剩余氧气的密度是________kg/m3。氧气罐平放于桌面(使用前),桌面受到的压强为_______Pa。
18.(2022·江苏常州·二模)在一个圆柱形容器底部放入一个长方体木块,容器底面积是木块底面积的4倍,如图甲。滋滋同学向容器中缓慢加水,当加入质量为的水时,木块刚好脱离容器底,如图乙,此时她在木块上与水面相平处做好标记。接着她将水倒出,又向容器中加入质量为的酒精,木块也刚好脱离容器底面,同样在液面处标上。(已知,)
加入水和酒精的质量关系是________(填“大于”“等于”或“小于”),此木块的质量为________g。
(1)根据浮力的知识,她想到可以用此方法来测量各种液体的密度。滋滋拿来一大瓶可乐,重复上述实验,在准备标记时,发现木块上附有很多气泡,她想通过计算在此处标记可乐密度的话,会比可乐的真实密度要________(选填“偏大”或“偏小”);
(2)润润重新拿了一个重6牛的木块,在容器中加水至足够高度,当木块上放入4N的砝码时,木块刚好全部浸没,如图丙。则此木块的密度为多少________?
(3)要让这个6牛的木块完全浸没在酒精中,则需要放上多重的砝码________?
19.(2025·江苏苏州·一模)如图甲,将边长为的立方体木块放于容器中,向容器中缓慢加水,此时木块对容器底部压力与水深的变化关系如图乙所示,该木块重力为________N。将该木块放置于水平地面,若自棱边沿任意平面方向将木块分割为上、下两部分,如图丙,撤去上边部分后,木块对地面压强的最小值为________
20.(2026·江苏南京·一模)如图所示,水平桌面上两个相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,将边长分别为2cm和3cm的A、B两个正方体,按图示方式放入液体中,待静止后,B刚好浸没在甲液体中,A刚好浸没在乙液体中,且两容器中液面恰好相平。
(1)甲、乙液体对容器底的压强分别为和,排开液体的质量分别为和,两容器对水平桌面的压力分别为和,则它们的大小关系为:__________,__________,__________(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)已知甲液体为水,现将甲液体中的正方体A从正方体B上方取下放入水中,此时正方体A沉底,正方体B有露出水面,则液体乙的密度__________,正方体A的密度__________。
三、实验题
21.(2025·江苏无锡·一模)小明准备测量鸡蛋的密度。
(1)他将天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端零刻度线处,观察到指针的偏转情况如图甲所示,应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调,使天平横梁平衡;正确操作后天平的示数如图乙所示,则鸡蛋质量是______g。接着将鸡蛋放在装满水的溢水杯中,测量溢出水的体积如图丙的量筒所示,则鸡蛋的密度为______;
(2)小明又想利用浮力测鸡蛋的密度,于是找来一个底面积为的圆柱形透明杯子、刻度尺、水槽和适量的水,按照如图丁所示的过程,测出了鸡蛋的密度,实验步骤如下:
①向杯内倒入适量的水,测出杯内水的高度为;
②将鸡蛋缓慢放入水中直至浸没,测出杯内水的高度,鸡蛋的体积______;
③取出鸡蛋,将杯内水倒净使其漂浮在水槽中,测出杯底浸入水中深度为;
④再将鸡蛋擦净后放入杯中,测出杯底浸入水中的深度为,则鸡蛋的密度______。(以上两空均选用、、、、、表示)
(3)小明实验后发现步骤③中有水残余在杯内,则所测鸡蛋密度______(选填“偏大”“偏小"或“不变”)。
22.(2025·江苏无锡·三模)为测量大气压强的数值,同学们进行了大量的实验:
(1)小华利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材粗测大气压值。
①在做好甲图实验后,小华把注射器的活塞推至底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,目的是___________,按图乙所示安装好器材,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当弹簧测力计的示数增大如图所示时,注射器中的活塞刚开始滑动,则测得大气压值p =___________Pa;
②实验时若筒内空气没有排尽,将导致测得大气压值___________;若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,将导致测得大气压值___________;(均选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
③在实验评估后,他对实验进行了适当的改进,首先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度的长度为L;然后仍按照图乙所示的过程,慢慢的拉注射器(第一次没有盖上橡皮帽、第二次在排尽空气后盖上了橡皮帽),刚好拉动活塞时,弹簧测力计示数分别是F1和F2,下列计算式正确且最接近真实值的是( )
A. B. C. D.
(2)①小欣同学将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的直径为d;将装适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱落掉下,测出塑料挂钩、小桶和沙的总重力为G。②吸盘即将脱离玻璃板时,空气对塑料吸盘的压力大小是___________,所测大气压强的表达式是___________;③该方法所测数值往往比实际值小一些,你认为产生这一误差的原因可能是(一条即可):___________。
23.(2025·江苏盐城·一模)小鸣看到爷爷用一根吸管和一个水盆就可以给家里养鱼的大鱼缸换水,觉得很神奇。他想两个容器连通,满足哪些条件水就可以从一个容器流到另一个容器中呢?小鸣为此设计实验展开探究。
【收集证据】
(1)如图所示,将盛有水的容器a置于高处,盛有少量水的容器b置于低处。将一透明软管的两个端口A、B分别插入容器a、b内的水中,软管中没有形成水流。
(2)取出软管,在管中注满水,堵住两个端口,不让______进入管中,把它们分别插入容器a、b内的水中,同时放开两个管口,水不断从a流入b中。
(3)将b不断抬高,当容器中的水面b低于a时,都有水从B端流出;当两容器中的水面相平时,水不再流出而是静止在管中;当容器中的水面b高于a时,软管中的水便倒流到a中。
(4)将软管的A端插在a容器水中,B端在容器外,且比a内水面______,用嘴从软管的B端吸气,当水要进入口中时,迅速捏住软管,将B端从口中取出,松开后也有水从B端流出。
【交流结论】
(1)水管中形成水流的原理:如图所示,C点左段离水面高度比右段小,即,虽然容器a中的水面与容器b中的水面都受到向下的______的作用,但由于液体的压强与深度成正比,故管中C点压向b点的力______C点压向a点的力,故容器a中的水就不断流向容器b中。
(2)分析以上实验可知,软管中要形成水流必须满足的条件有______和______。
24.(2025·江苏南京·模拟预测)物理创新实验小组的小巴和小蜀一起测量盐水和一个小球的密度。
(1)小巴把天平放在水平桌面上,将游码归零,发现指针静止时偏向分度盘中线的右侧,此时应将平衡螺母向_________(填“左”或“右”)调节,使横梁平衡;
(2)天平调平后小巴进行了三步操作:
①测空烧杯的质量为32g;
②如图甲,用天平测烧杯和盐水的总质量为_________g;
③将盐水全部倒入量筒,液面如图乙;则盐水的密度为_________g/cm3;
(3)测量盐水密度完成后,小蜀利用所测盐水(密度用ρ0表示)、量筒、水(密度用ρ水表示)和如图丙简易装置(隔板位于中间位置),测量小球的密度:
①先单独向隔板右侧注水,发现隔板中间的橡皮膜向左凸,将所测盐水缓慢注入左侧,直到橡皮膜变平;
②将小球轻轻放在盐水中漂浮,橡皮膜向右侧凸出,说明_________侧的液体对橡皮膜的压强大,用量筒量取适量的水,缓慢注入右侧水中,直到隔板上橡皮膜变平,读出倒入水的体积为V1,如图丁;
③取出小球擦干,从右侧抽出水直到橡皮膜变平,再将小球轻轻放在水中沉底.橡皮膜向左侧凸出,用量筒量取适量的盐水,倒入左侧直到隔板上橡皮膜变平,读出倒入盐水的体积为V2;
④计算小球的密度ρ球=_________(用ρ0、ρ水、V1、V2表示)。
四、计算题
25.(2025·江苏常州·二模)一个质量忽略不计的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,容器里面盛有25cm深的酒精,把一个体积为的实心小球用细线拴好放入酒精中,当小球刚好完全浸没在酒精中时(如图甲所示),细线所受拉力刚好为33N;然后手放掉细线,当小球静止在酒精中时如图乙所示.[,g取、细线质量忽略不计]求:
(1)小球完全浸没在酒精中时受到酒精的浮力;
(2)小球的密度;
(3)小球静止在容器底时,容器对桌面的压强为6500Pa,求容器的底面积。
26.(2025·江苏无锡·二模)某马桶水箱的结构如图所示,浮臂AB视为可绕O点转动的杠杆,,,A端通过硬杆AC与柱状浮筒连接,浮筒质量为50g,B端通过硬杆BD与止水阀连接,止水阀上下表面积为。当水箱中水量较少时,浮筒下降,止水阀向上打开,水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时,浮筒上升,硬杆AC推动杠杆A端,使止水阀刚好堵住进水管,停止进水,此时AB处于水平位置。大气压强,进水管中水压,除浮筒外其它装置所受重力均不计,忽略所有摩擦。[,]
(1)浮筒所受重力为多少牛_______?
(2)止水阀刚好堵住进水管时,止水阀受到的大气压力为多少牛_______?
(3)停止进水时,AB处于水平位置,B端受到硬杆BD的支持力为______N,此时浮筒排开水的体积为______。
27.(2025·江苏宿迁·三模)如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动,PO:OQ=1:3;P端通过竖直绳连接a,a通过竖直轻杆固定在地面上;b浸没在水中,通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平,打开出水口阀门,轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma=1.5kg、mb=1.08kg,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计,忽略所有摩擦,g=10N/kg,水的密度。求:
(1)打开阀门前b受到的浮力;
(2)b的密度;
(3)当b受到的拉力大小为8.4N时,b下表面处的液体压强。
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