2022年中考物理复习之专题突破训练《专题二:压强与浮力》
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这是一份2022年中考物理复习之专题突破训练《专题二:压强与浮力》,共136页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021年中考物理复习之专题突破训练《专题二:压强与浮力》
一、选择题(共30小题)
1.(2020•延庆区一模)关于压力,下列说法正确的是
A.压力的施力物体一定是地球
B.压力与形变一定同时产生
C.压力的大小,总是等于重力大小
D.压力的方向总是竖直向下
2.(2019•聊城),两个实心正方体的质量相等,密度之比,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是
A., B.,
C., D.,
3.(2020•无锡二模)物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行了讨论,其中正确的是
A.图甲表示用压强计可以准确测量液体内部各处压强的大小
B.图乙杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到的吸力非常大
C.图丙实验中用小桌陷入沙子的深度显示所产生的压强的大小
D.图丁向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
4.(2019•哈尔滨)下列涉及压强知识说法不正确的是
A.海绵块的形变显示了压力作用效果
B.用微小压强计可以研究液体压强
C.托里拆利实验可以测出大气压值
D.船闸不是连通器
5.(2020•花都区校级模拟)如图所示,有两个完全相同的梯形物体(各个表面粗糙程度相同,丙图中的轮子质量忽略不计),它们在不同拉力的作用下,以下图的四种方式沿相同的水平面做匀速直线运动,下列说法错误的是
A.物体所受的摩擦力比较,图甲中的摩擦力等于图丁中的摩擦力
B.物体所受的拉力比较,图丙中拉力最小
C.物体对地面的压力比较,图乙中的压力最大
D.物体对地面的压强比较,图甲中的压强小于图丁中的压强
6.(2019•普陀区二模)如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体和正方体放置在水平地面上,的直径等于的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分,并将切下部分叠放在对方剩余部分的上方,此时它们对地面的压强分别为、,则
A.可能大于 B.一定大于
C.一定小于 D.一定等于
7.(2020•延庆区一模)下列四个实例中,目的是为了增大压强的是
A.高铁的铁轨铺在枕木上
B.《流浪地球》里的车有多个车轮
C.切瓜神器的切片很薄
D.旅行包的提手处做得很宽大
8.(2019•闵行区校级一模)“嫦娥四号”探测器支架底部安装有面积较大的底盘,是为了
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
9.(2020•郴州模拟)甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。现沿水平方向分别在甲、乙正方体上截去一部分,且截去部分的质量相等,如图所示,则所截去的高度、的关系是
A.一定大于 B.一定小于
C.可能大于 D.可能等于
10.(2019•益阳)家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为,车重.驾驶员及乘客共重.在水平地面上小轿车对地面的压强是
A. B. C. D.
11.(2019•宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
12.(2019•武汉)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是
A. B.
C. D.
13.(2020•石景山区一模)三个相同的容器,分别装有甲乙丙三种等质量的液体,液面位置如图所示,液体对容器底的压强分别为、、,其中正确的是
A. B. C. D.无法判断
14.(2019•福建)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为
,密度为;下层液体的高度为,密度为.则液体对烧杯底部的压强为
A. B.2.7 C.2.8 D.3
15.(2019•闵行区模拟)两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个相同的形管压强计的金属盒分别放入液体中,形管内液面的高度差△相同,如图,此时两容器内液面相平。若将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,则此时两形管内液面的高度差分别为△、△,两液体的密度分别为、.则下列判断中正确的是
A.,△△ B.,△△
C.,△△ D.,△△
16.(2020•招远市一模)有一种生活在田野的小老鼠,它把自己的洞穴打在了小斜坡上,如图所示,这个洞穴有两个入口和,以及一个存放粮食的地方,有一次下大雨,水从斜坡上方的洞口灌到洞穴里,则
A.水面最高会到达存放粮食处的顶端
B.水面最高会到达洞口的顶端
C.洞穴内所有的水都会从处流出
D.水面最高会到达洞口的顶端
17.(2019•烟台)连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示的实例中不是利用连通器原理工作的是
A.水壶 B.锅炉水位计
C.船闸 D.拦河大坝
18.(2020•无锡模拟)在“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,如图所示,下列操作能使形管两边液面的高度差增加的是
A.将探头放在同样深度的酒精中
B.将探头在原位置转动
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
19.(2019•株洲)如图,弹簧测力计上端固定,下端挂一底面积已知的圆柱体(带有纵向刻度,零刻度在底端),盛有适量液体的透明玻璃杯置于升降台上,调节升降台高度从而改变圆柱体底面在液体中的深度。利用该装置探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系,实验中不需要测量(或读出)的是
A.液体的密度 B.底面所处深度 C.圆柱体重力 D.测力计的示数
20.(2019•涡阳县一模)在如图所示的现象中,与大气压无关的是
A. 橡皮膜凸出 B. 吸盘式挂衣钩
C. 纸片托水 D. 用管子吸饮料
21.(2019•襄阳)下列现象中利用了大气压强的是
A.用吸管喝饮料 B.拦河坝做的下宽上窄
C.雪橇做的比较宽大 D.刀口磨的很锋利
22.(2019•宁夏)厨房中的抽油烟机能将油烟“吸”走。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是
A.与头发摩擦过的气球能“吸”起纸屑
B.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
C.削平的铅柱挤压后会吸”在一起
D.客车行驶时窗帘被“吸”出窗外
23.(2019•诸城市二模)如图所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,台下连通一个装有红墨水的形管.当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是
A.管上方空气流速大 B.管上方空气流速小
C.管液面比管液面高 D.管液面比管液面低
24.(2019•湖州)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
25.(2019•百色)下列有关压强与浮力知识的说法正确的是
A.马德堡半球实验证明了液体内部具有压强
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用
D.升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同
26.(2020•樊城区一模)下面能够证明浸在液体中或气体中的物体受到浮力的现象是
A.石块落在水中会下沉
B.桥墩在水中“稳如泰山”
C.在弹簧测力计下面悬挂一个重物,当把重物浸入水中时,测力计的示数减小
D.在宇宙飞船中,杨利伟松开手中的圆珠笔,笔会“飘“在空中
27.(2020•包河区一模)将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
28.(2019•北京)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是
A.上、下表面受到水压力的合力大于受到的浮力
B.上、下表面受到水压力的合力大小等于受到的重力大小
C.上表面受到水的压力大于下表面受到水的压力
D.上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是一对平衡力
29.(2020•雄县一模)溢水杯装满水,将小球放入溢水杯,溢水杯里溢出来的水;将溢水杯里装满酒精,将小球放入溢水杯,溢水杯里溢出的酒精,,则以下说法正确的是
A.小球的质量是 B.小球的质量是
C.小球的体积是 D.小球的体积是
30.(2020•福建一模)三峡升船机是世界上最大的升船机。船只驶入装有水的承船厢后,在拉力作用下竖直升降。如图所示,重量不同的船舶驶入承船厢,通过排放水使厢内水深保持不变,则三种情况下,匀速提升所需的拉力
A.最大 B.最大
C.最大 D.、、一样大
二、填空题(共25小题)
31.(2019•河南)少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 发生形变而产生的;若他对地面的压强为,则其中一只脚对地面的压强为 。
32.(2018•湘潭)如图,竖放在水平地面上的均匀长方体木块,重为、高为、底面是边长为的正方形。将其由竖放改为平放,木块对地面的压力 (选填“增大”、“减小”或“不变” 。木块平放时对地面的压强是 。
33.(2020•天津模拟)用手向竖直墙上按图钉时,手对图钉帽的压力 图钉帽对手的压力(选填“大于”、“小于”、“等于” ;图钉尖对墙的压强 手对图钉帽的压强(选填“大于”、“小于”、“等于” 。
34.(2019•平罗县二模)如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中玻璃缸对桌面的压强分别为和,两只玩具鸭受到的浮力分别为和,则它们的大小关系为: , .(选填“”,“ ”或“”
35.(2019•苍溪县模拟)如图所示,底面积和质量都相同的、两容器,装有等深、等质量的不同液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压力 ,液体对容器底部的压强 ,容器对桌面的压强 (均选填“大于”、“等于”或“小于” 。
36.(2020•铜山区一模)除夕夜解放军医疗队出征武汉前,战士们都要注射抗病毒疫苗。注射器针头做的很尖,其目的是为了 ;注射器能将药液吸入针筒是利用了 的作用;注射器针头的横截面积为,假设用的力将针头扎入皮肤,针头对皮肤的压强为 。
37.(2020•贵港一模)装甲车通常用履带而不用车轮,是为了增大接触面积来 (选填“增大”或“减小)压强;水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为液体的压强随深度增大而 (选填“增大”或“减小)。
38.(2019•双流区校级模拟)装甲车通常用履带而不用车轮,是为了增大接触面积来 (选填“增大”或“减小)压强;飞机通过机翼来获得向上的升力。是因为流体压强随流速的减小而 (填“增大”或“减小。;水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为液体的压强随深度增大而 (选填“增大”或“减小)
39.(2019•眉山)如图所示,质量为、底面积为的薄壁容器中盛有水。将容器放置在水平地面上,容器内水深为,则水对容器底部的压力为 ,容器对地面的压强为 .,取
40.(2019•闵行区模拟)装有液体的轻质密闭圆台形容器如图放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则容器对水平地面的压强将 ,液体对容器底部的压力将 (均选填“变大”、“不变”或“变小” 。如果倒置前、后容器对地面的压强变化量为△,液体对容器底部的压强变化量为△,则△ △(选填“”、“ ”或“” 。
41.(2019•绵阳)我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器,曾创造了下潜7062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,其体积约为.蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面时,进行预定的悬停作业,此时上表面受海水压强是 ,蛟龙号受到海水的浮力是 .取,。
42.(2019•德阳)如图,有一圆柱形容器,放在水平桌面上。现将一体积为,质量为的矩形金属块放在容器底部,再向容器中加入水至深时,水对容器底的压强是 ,金属块对容器底部的压力是 (金属块与容器底部不是紧密接触,,取。
43.(2019•潮阳区一模)在中央电视台大型科普节目《加油!向未来》中,节目组利用“蛟龙号”将一块边长的长方体泡沫塑料带到马里亚纳海沟的处,泡沫塑料将被压成边长的长方体,此时“泡沫塑料”受到海水的压强为 ,受到的浮力为 ,如果此时剪断固定“泡沫塑料”的绳子,它将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮” 。,,
44.(2019•襄阳)一正方体物块边长为,漂浮于足够高的盛有足量水的圆柱形容器中,有体积露出水面。若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了,则容器的底面积为 ;物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为,则未投入物块时容器中水的深度是 .取,下同)
45.(2019•绥化)如图所示,水壶的壶嘴和壶身构成一个简单的 。若水对壶底压强是,则壶中水深 。
46.(2019•常德)如图所示,水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了 的原理;某地水沸腾时的温度是,则该地的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于” 个标准大气压
47.(2019•无锡)如图所示,将压强计的金属盒放在同种液体中,金属盒面的朝向不同。
(1)要观察到形管两侧液面的高度差相等,必须控制金属盒面的中心在液体中的 相等,由上述实验可知:液体内部某一点,来自各个方向的压强大小是 的。
(2)不增加器材,用这套装置还可以探究液体内部压强与 的关系。
48.(2020•扬州一模)著名的 实验证明了大气压强的存在。托里拆利实验第一次测定了大气压强的数值。一标准大气压相当于 高的水银柱产生的压强。
49.(2020•肥东县一模)乌鸦喝水的故事大家都听过,学了物理知识后,这只乌鸦找到了一根吸管,很轻松的喝到了瓶底的水,聪明的乌鸦喝水利用物理知识是 。
50.(2020•中山区二模)如图所示,“无叶电风扇”比传统三瓣叶风扇,不仅造型独特美观、消除了对小朋友的安全隐患,吹出的风也是连续不间断的。其原理是利用空气流动造成的气压改变从而形成风,它的底座有台超强电动机,它吸入大量空气,再从环形的内壁缝隙向后喷出,这部分喷射空气因流速大,压强 ,周围空气 (填“靠近”或“远离” 这部分喷射空气流动,就形成了风。
51.(2020•东平县二模)一艘轮船的排水量是,这只轮船满载货物时受到的浮力为 ,排开水的体积是 。
52.(2019•宜昌)如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”,某次执行任务时它的质量为,当它停在水面上时,排开水的体积是 ,受到的浮力为 .
53.(2020•夹江县模拟)如图所示,物体静止时弹簧测力计示数为,排开水的体积为,则物体所受浮力为 ,当向水中加盐时,物体所受浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变” 。取
54.(2019•东莞市)如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力与其下表面浸入液体中的深度之间的关系如图乙所示。则物块受到的重力为 ,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为 ,未知液体的密度为 .取,木块在下降过程中不考虑液面的变化)
55.(2020•桂林)如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变” 。
三、作图题(共3小题)
56.(2019•琼海模拟)小球匀速下滑时,请在图中画出小球对滑梯压力的示意图。
57.(2019•青海)如图所示,请画出鸡蛋在盐水中上浮时所受力的示意图。
58.(2019•朝阳)如图所示,一个小球在水面保持静止,请画出小球的受力示意图。
四、实验探究题(共10小题)
59.(2019•衡阳)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下 (选填“ “、“”或“” 实验中。
.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
.当电压一定时,探究电流与电阻的关系
.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点 (选填“正确”或“错误” ,并说明理由: 。
60.(2019•防城区一模)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的。我们 (填“可以”或“不可以” 用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)实验中主要采用的研究方法是 (填“控制变量法”或“理想实验法” 。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (填“”“ ”或“” 。
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
61.(2019•枣庄)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的形管 (选填“属于”或“不属于” 连通器。
(2)在使用压强计前,发现形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“”或“” ,使形管左右两侧的水面相平。
.将右侧支管中高出的水倒出 .取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到;液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 .,,。
62.(2019•湘潭)如图1所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用形管两侧液面的 来表示。
(2)为了使实验现象更明显,形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色” 。
(3)将探头放在图2所示液体内部的、位置,观察到形管两侧液面的高度差,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大。
(4)将探头放在图2中所示液体内部等深的、位置,观察到形管两侧液面的高度差 (选填“”、“ ”或“” ,这是为了研究液体压强与液体 关系。
(5)由以上实验可知图2所示液体内部、、、四个位置压强最大的是位置 。
63.(2018•南关区模拟)如图所示是小明用来研究液体内部压强特点的实验装置,容器中间用隔板分成左右两边,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
(1)他在容器左右两侧分别倒入甲、乙两种不同的液体,实验现象如图所示,橡皮膜向左侧突起。可以判断 (选填“左”或“右” 侧液体产生的压强较大。
(2)继续向左侧加入甲液体,观察橡皮膜向左凸起程度逐渐减小,分析现象可知液体压强随着 的增加而增大。
(3)当容器左右两侧的液面相平时,观察到橡皮膜仍然向左凸起,分析现象可知液体压强与 有关。
(4)在(3)的基础上,在左右两个容器中分别放入、两个小球,都漂浮在液面上,此时橡皮膜变平,则两球受到的浮力大小关系为 ,此时两容器底受到的压强大小关系为 。
64.(2019•泰州)小明用的注射器、量程为的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和 。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为。
步骤三:用刻度尺测出注射器 长度为。
步骤四:算出大气压强值为 。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为由此可知,此时活塞所受到的 (摩擦力大气压力)为。
小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。
65.(2019•福建)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力(图丙);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点)
(a) ;
(b) 。
(3)物体没有完全浸没在水中, (选填“能”或“不能” 用实验验证阿基米德原理。
66.(2019•香洲区一模)探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,如题图所1示,依次将体积为的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数与物体的下表面浸入液体中的深度的关系图象如图2所示。
(1)分析图2发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 (选填“物体体积”或“排开液体体积” 有关。
(2)物体密度为 ,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力为 。
(3)当时,物体受到浮力为 ,下表面所受压强为 ;整个过程,物体下表面所受液体压强与其浸入液体中深度的关系图象应该是图3中的 。
(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与 有关。
67.(2019•清远一模)如图是“探究浮力的大小与排开的水所受重力关系”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中的所用圆柱体的重力为 。
(2)在如图中存在的错误是 。
(3)纠正错误后,继续实验,在图中圆柱受到的浮力 。
(4)根据如图 可以得出,圆柱体排开的水所受的重力为 。
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于” 。
(6)纠正如图中的错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,水对杯底的压强 (选填“逐渐增大”、“逐渐减小、“保持不变” 。
68.(2019•黑龙江)为探究浮力大小与哪些因素有关,小高设计了如图所示实验,请依据实验回答:
①比较,两图可知,物体浸在水中的体积越大,受到的浮力 。
②比较图 和图可知,物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
③由图的实验数据可知,盐水的密度为 。
五、计算题(共10小题)
69.(2019•南京)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就 “玉兔二号”月球车成功登陆月球背面。图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为。
(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛?取
(2)若车轮与地面的总接触面积为,则车对地面的压强为多少帕?
70.(2019•重庆)小杨选择了两个高度分别为和,底面积的实心均匀的圆柱体、进行工艺品搭建,、置于水平桌面上,如图1所示。他从的上表面沿水平方向截取高为的圆柱块,并将截取部分平放在的中央,则对桌面的压强随截取高度的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体的密度;
(2)从截取的圆柱块平放在的中央,对桌面的压强增加量;
(3)图2中的值。
71.(2019•黄浦区一模)如图所示,面积为的水平桌面的正中央放着一个底面积为,重为的圆形鱼缸。鱼缸内装有深,质量为的水。求取,取
(1)鱼缸底部受到的水的压强;
(2)水对鱼缸底部的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
72.(2019•海淀区一模)如图,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止,容器底面积为,容器和水总重为.木块放在水中后处于漂浮状态,此时浸在水中的体积为,容器中水深为。取,水的密度为,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)放入木块后水对容器底部的压强;
(3)放入木块后容器对桌面的压强。
73.(2019•福建)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力随杯中饮料的高度变化的图象如图。饮料出口的横截面积,饮料流出的速度,杯高,杯底面积,取
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为,饮料持续流入空杯后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
74.(2019•孝感)水平桌面上有一容器,底面积为,容器底有一个质量为、体积的小球,如图甲所示,
(1)向容器中注入质量为的水时,水深,如图乙所示,求水对容器底的压强;
(2)再向容器中慢慢加入适量盐并搅拌,直到小球悬浮为止,如图丙所示,求此时盐水的密度;
(3)继续向容器中加盐并搅拌,某时刻小球静止,将密度计放入盐水中,测得盐水的密度,求小球浸入盐水的体积。
75.(2019•黄冈)具有中国自主知识产权的、亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”(图甲),可用于挖掘水下泥土、砂石等。其长、宽,满载排水量为。作业时,输送系统将水下挖掘的泥石等,通过输送管输送到指定地方。已知水的密度为,取。
(1)水面下处的船体上受到水的压强是多少?
(2)若“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积为,则它受到的总重力是多少?
(3)某次作业时,水下重为的泥沙沿着输送管匀速运动,泥沙运动的高度与时间的关系如图乙所示。设输送系统的总功率为,效率为,泥沙在水平运动时受到输送管的阻力为。请推导在水平运动过程中,泥沙速度的表达式。
76.(2019•百色)如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为的薄壁容器内装有质量为的液体,将一个质量为、体积为的物体放入容器内,物体漂浮在液面时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为,求:
(1)物体受到的重力;
(2)容器内液体的密度;
(3)容器内液体对容器底部的压强。
77.(2019•贺州)如图甲所示,是一圆柱形容器,放在水平桌面上,内装有深的液体,该液体对容器底部产生的压强为取。求:
(1)液体的密度;
(2)若将边长为的正方体木块放入圆柱形容器中如图乙所示,木块静止时,有的体积露出液面,此时木块受到的浮力大小;
(3)要使木块浸没至少需要施加多大向下的压力。
78.(2019•怀化)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水。现将体积为、质量为的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图所示。(已知,求:
(1)正方体受到的重力的大小;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。
六、解答题(共2小题)
79.(2019•雁江区模拟)如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为,把它们平放在同一水平桌面上,在甲物体上,沿水平方向截取一段长为的物体,并平稳放入容器乙中,用力使物体刚好浸没在液体中不与容器乙接触,液体无溢出)。截取后,甲、乙对桌面的压强随截取长度的变化关系如图丙所示。已知甲的密度为,(容器乙的壁厚和质量均忽略不计,取,求:
(1)圆柱体甲截取前和容器乙中的液体的质量比;
(2)圆柱体甲截取前对桌面的压强;
(3)容器乙中液体的密度。
80.(2019•西城区一模)阅读以下材料,回答相关问题。
港珠澳大桥海底隧道
港珠澳大桥海底隧道,全长6.7公里,它由两个人工岛的隧道预埋段、33节巨型沉管、长约12米重达6500吨的“最终接头”拼接而成。隧道的海底部分长约5664米,最大安装水深超过40米。该隧道是我国建设的第一座外海沉管隧道,也是世界上最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道。我国的独创技术走在了沉管隧道技术的全球首位。
每节制作完成的巨型沉管(简称管节),其管道长180米,宽37.95米,高11.4米,排水量达8万吨,相当于一艘航母。这些巨型沉管是怎样被运送到海中沉放现场并下沉到指定地点的呢?如图是这一过程的示意图。
甲图:管节先被移动到船坞的浅坞区,在其两端安装止水带,在其内部安装可注入或排出海水的压载水系统,并在管内无水时将其两端封闭。
乙图:关闭两个坞门,向船坞内灌水使管节起浮,再将管节移至船坞的深坞区。
丙图:船坞排水,至坞内外水面相平后,打开坞门2。
丁图:由大马力拖轮将管节拖出船坞,并拖运至沉放现场。
戊图:利用压载水系统向管节内灌水,使其下沉,并利用深水无人沉放定位系统调位。
请回答下列问题:
(1)管节漂浮时,其上表面几乎与水面齐平。请你估算:管节漂浮时受到的浮力约为 。
(2)请你利用所学知识,试分析乙图中管节起浮的原因。
(3)管节灌水沉放的原理与 的工作原理相同。(选填“轮船”、“潜水艇”或“热气球”
2021年中考物理复习之专题突破训练《专题二:压强与浮力》
参考答案与试题解析
一、选择题(共30小题)
1.(2020•延庆区一模)关于压力,下列说法正确的是
A.压力的施力物体一定是地球
B.压力与形变一定同时产生
C.压力的大小,总是等于重力大小
D.压力的方向总是竖直向下
【考点】81:压力及重力与压力的区别
【专题】62:应用能力;31:定性思想;12:应用题;572:运动和力
【分析】(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面;
(2)只有物体自由放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力。
【解答】解:、压力可以由重力引起,也可以与重力无关,如将物体压在竖直的墙面上,其压力与重力无关,所以压力的施力物体不是地球,是物体本身,故错误;
、压力与形变同时产生,同时消失,故正确;
、只有物体自由放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力,不在水平面上的物体对支持面的压力不一定等于物体所受的重力,故错误;
、压力的方向总是垂直于物体的接触面,并不一定竖直向下,故错误;
故选:。
【点评】本题考查了压力与重力的区别,及压力的方向,要知道压力是垂直作用在物体表面上的力,属于基础题。
2.(2019•聊城),两个实心正方体的质量相等,密度之比,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是
A., B.,
C., D.,
【考点】86:压强的大小及其计算;81:压力及重力与压力的区别
【专题】581:压强、液体的压强;34:比较思想
【分析】(1)由正方体边长比可得其体积比,结合密度比可得质量比(即物重比),根据静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力,可知压力之比,
(2)根据甲、乙两个实心正方体的密度之比和质量之比可求得体积之比,然后可知其边长之比,从而求得面积之比,再根据叠加情景和压强公式可以求解压强之比。
【解答】解:(1)若按(甲的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力,
若按(乙的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力,故;
(2)由,,,可得,,
则边长之比为,则面积之比为,
因为,
所以按(甲、(乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是。
故选:。
【点评】本题考查压强大小的比较,关键要知道固体叠加问题总压力等于两物体重力之和。受力面积应该为两表面的接触部分。
3.(2020•无锡二模)物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行了讨论,其中正确的是
A.图甲表示用压强计可以准确测量液体内部各处压强的大小
B.图乙杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到的吸力非常大
C.图丙实验中用小桌陷入沙子的深度显示所产生的压强的大小
D.图丁向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越大
【考点】82:压强;88:液体的压强的特点;:大气压强的存在;:流体压强与流速的关系
【专题】12:应用题;:其他综合题
【分析】(1)压强计是测量液体压强的工具;
(2)根据大气压强的应用分析;
(3)压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关;
(4)流速越大的地方,压强越小。
【解答】解:
、测量液体压强的工具叫压强计,它是根据形管两边液面的高度差来判断液体内部压强的大小的,但不能准确测出液体压强的大小,故错误;
、装满水的杯子倒置后,纸片和杯中水不掉下来,而在纸片的周围只有空气,所以是大气压力的作用使其没有掉下来,即利用了大气压强,故错误;
、压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关;在实验中,将小桌放到沙子上,往小桌上放不同质量的砝码,观察桌腿陷入沙子的深度,通过陷入沙子的深度的变化显示所产生压强的大小,故正确;
、向两张纸的中间吹气纸片靠拢,说明流体中流速越大的地方压强越小,故错误。
故选:。
【点评】此类题举出的例子一般都是学生平时接触过的,上课时老师有讲过,或是平时练习时有做过的,所以要在平时学习中多留心这类与物理有关的生活现象。
4.(2019•哈尔滨)下列涉及压强知识说法不正确的是
A.海绵块的形变显示了压力作用效果
B.用微小压强计可以研究液体压强
C.托里拆利实验可以测出大气压值
D.船闸不是连通器
【考点】82:压强;:探究液体压强的特点实验;:连通器原理;:大气压强的测量方法
【专题】13:实验题;:其他综合题
【分析】(1)在探究压力的作用效果时,通过海绵的凹陷程度来表现压力作用效果,这叫做转换法;
(2)压强计的工作原理是;橡皮膜受到压力时,形管内两边液面出现高度差,两边高度差表示压强的大小,压强越大,液面高度差也越大;
(3)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(4)连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
【解答】解:、在压力作用下,海绵发生形变,故我们可以通过观察实验时海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果。故正确;
、压强计的工作原理是;橡皮膜受到压强时,形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法;液体压强越大,两侧液面高度差也越大。故用微小压强计可以研究液体压强。故正确;
、托里拆利最早精确地测出了大气压的值,故正确;
、船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故错误。
故选:。
【点评】此题涉及到压力的作用效果,探究液体压强的特点实验,连通器原理,大气压的测量方法等多个知识点,是一道综合性较强的题目。
5.(2020•花都区校级模拟)如图所示,有两个完全相同的梯形物体(各个表面粗糙程度相同,丙图中的轮子质量忽略不计),它们在不同拉力的作用下,以下图的四种方式沿相同的水平面做匀速直线运动,下列说法错误的是
A.物体所受的摩擦力比较,图甲中的摩擦力等于图丁中的摩擦力
B.物体所受的拉力比较,图丙中拉力最小
C.物体对地面的压力比较,图乙中的压力最大
D.物体对地面的压强比较,图甲中的压强小于图丁中的压强
【考点】:摩擦力的大小;83:压强大小比较;81:压力及重力与压力的区别
【专题】12:应用题;58:压强和浮力;63:分析、综合能力
【分析】(1)在接触面材料、接触面的粗糙程度相同的情况下,物体间的正压力越小,物体受到的摩擦力越小;
减小摩擦力的方法:受力面积一定时,减小压力;压力一定时,增大受力面积;变滑动为滚动;
(2)根据二力平衡判断拉力的大小;
(3)水平面上的物体,压力等于重力;
(4)根据判断压强的大小。
【解答】解:、比较甲、丁两图可知,接触面粗糙程度相同、压力相等,又都做匀速直线运动,因此图甲中的摩擦力等于图丁中的摩擦力,故正确;
、比较甲、乙两图可知,接触面的大小以及粗糙程度相同,压力的大小不同,乙图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即;
比较甲、丙两图可知,压力相同,滚动摩擦力小于滑动摩擦力,即;
故这四个图摩擦力大小顺序是:;
因为物体做匀速直线运动,因此拉力和摩擦力是一对平衡力,即图丙中拉力最小,故正确;
、因为压力等于重力,所以图乙中的压力最大,故正确;
、比较甲、丁两图可知,压力相等,丁的受力面积大,由可得,图甲中的压强大于图丁中的压强,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了影响摩擦力大小的因素、减小摩擦力的方法、二力平衡条件的应用以及压强大小的比较,解题的关键在于分析各图之间的压力、接触面的粗糙程度以及受力面积的关系。
6.(2019•普陀区二模)如图所示,高度相同的均匀实心圆柱体和正方体放置在水平地面上,的直径等于的边长,它们对水平地面的压强相等。现分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分,并将切下部分叠放在对方剩余部分的上方,此时它们对地面的压强分别为、,则
A.可能大于 B.一定大于
C.一定小于 D.一定等于
【考点】83:压强大小比较
【专题】62:应用能力;12:应用题;581:压强、液体的压强;63:分析、综合能力
【分析】由题意可知,均匀实心圆柱体和正方体的高度相同,且它们对水平地面的压强相等,根据可知两者材料的密度相等,分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分后,剩余圆柱体和正方体的高度不变、密度不变,则剩余部分对水平面的压强不变,根据△△△可知切去部分的重力相等,据此可知将切下部分叠放在对方剩余部分的上方后两剩余部分对地面的压力的增加量关系,根据圆柱体的横截面积公式和正方体的底面积公式结合的直径等于的边长判断出两者的面积关系,进一步得出剩余部分的底面积关系,然后根据得出剩余部分对水平地面压强增加量的大小关系,进一步得出答案。
【解答】解:因圆柱体或正方体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,均匀实心圆柱体和正方体对水平地面的压强:
,
因均匀实心圆柱体和正方体的高度相同,且它们对水平地面的压强相等,
所以,圆柱体和正方体材料的密度相等,
分别在两物体上沿图中虚线竖直切下底面积相等的部分后,
因剩余圆柱体和正方体的高度不变、密度不变,
所以,两者剩余部分对水平面的压强不变,即,
由△△△可知,切去部分的重力相等,
将切下部分叠放在对方剩余部分的上方后,
由△△可知,两剩余部分对地面的压力的增加量相等,
因的直径等于的边长,且圆柱体的底面积,正方体的底面积,
所以,,则剩余部分的底面积关系为,
由可知,剩余圆柱体对水平地面压强的增加量大于剩余正方体压强的增加量,即△△,
则△△,即一定大于。
故选:。
【点评】本题考查了压强大小的比较,利用好规则、均匀物体(如长方体、正方体、圆柱体等)对水平面的压强表达式是关键。
7.(2020•延庆区一模)下列四个实例中,目的是为了增大压强的是
A.高铁的铁轨铺在枕木上
B.《流浪地球》里的车有多个车轮
C.切瓜神器的切片很薄
D.旅行包的提手处做得很宽大
【考点】84:增大压强的方法及其应用
【专题】12:应用题;62:应用能力;581:压强、液体的压强;41:控制变量法
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:、铁轨铺在枕木上,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小铁轨对路基的压强。不符合题意。
、《流浪地球》里的车有多个车轮,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小车对地面的压强。不符合题意。
、切瓜神器的切片很薄,是为了在压力一定时,减小受力面积来增大刀对瓜的压强。符合题意。
、旅行包的提手处做得很宽大,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小旅行包对手的压强。不符合题意。
故选:。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
8.(2019•闵行区校级一模)“嫦娥四号”探测器支架底部安装有面积较大的底盘,是为了
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
【考点】85:减小压强的方法及其应用
【专题】12:应用题;41:控制变量法;581:压强、液体的压强
【分析】影响压强大小的因素有压力和受力面积,在压力一定时,增大受力面积可减小压强。
【解答】解:“嫦娥四号”探测器在每个支脚的底部都安装了一个面积较大的底盘,这是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
故选:。
【点评】本题考查了学生对影响压强大小因素的理解,特别是对压强变化的分析是本题考查的重点。
9.(2020•郴州模拟)甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。现沿水平方向分别在甲、乙正方体上截去一部分,且截去部分的质量相等,如图所示,则所截去的高度、的关系是
A.一定大于 B.一定小于
C.可能大于 D.可能等于
【答案】
【考点】压强的大小及其计算
【专题】压强、液体的压强;应用题
【分析】均匀正方体对水平地面的压力和自身的重力相等,根据重力公式和密度公式、得出正方体对地面压强的表达式,结合密度关系得出边长关系,根据表示出甲乙截取的质量,然后判断截去部分的质量相等时两者的高度的关系。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,正方体对水平地面的压强:
,
因甲、乙两个均匀实心正方体对水平地面的压强相等,即,
所以,,即,①
由可知,,②
设截去的高度为,截去的部分的质量,
因沿水平方向截去相同质量,则有:,③
由①③两式可得:,
由可知,。
故选:。
【点评】本题考查了压强公式和密度公式的灵活应用,利用好均匀规则物体(如圆柱体、长方体、正方体等)对水平面的压强表达式是关键。
10.(2019•益阳)家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为,车重.驾驶员及乘客共重.在水平地面上小轿车对地面的压强是
A. B. C. D.
【考点】86:压强的大小及其计算
【专题】581:压强、液体的压强;32:定量思想;62:应用能力
【分析】汽车和驾驶员及乘客的重力是已知的,汽车在水平地面上,对地面的压力等于汽车的重力,受力面积等于四个轮胎和地面的接触面积,根据求出汽车对水平地面的压强。
【解答】解:
汽车、驾驶员及乘客共重:;
汽车静止在水平地面上时对地面的压力:
;
地面的受力面积:
;
汽车对水平地面的压强:
;
故选:。
【点评】本题考查了压强的计算,关键是知道水平面上物体的压力与自身的重力相等。
11.(2019•宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
【考点】88:液体的压强的特点
【专题】41:控制变量法;13:实验题;581:压强、液体的压强
【分析】根据液体压强的特点分析解答,液体压强特点:
①液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
②液体的压强随深度的增加而增大;
③不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大。
【解答】解:液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;
在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显。
综上分析可知,两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多。
故错误,正确。
故选:。
【点评】此题考查了液体压强的特点,以及根据现象分析总结结论的能力。
12.(2019•武汉)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是
A. B.
C. D.
【考点】88:液体的压强的特点
【专题】:图析法;:转换法;12:应用题;581:压强、液体的压强
【分析】液体压强大小的影响因素是液体的深度和密度,而液体压强的大小是通过橡皮膜的突起体现出来的,据此结合图示逐一分析解答即可。
【解答】解:、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据判断左右两侧液体密度大小关系。故符合题意;
、由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故不合题意;
、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故不合题意;
、由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左右两边液体压强一样大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故不合题意。
故选:。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,难度不大,关键是注意转换法的运用。
13.(2020•石景山区一模)三个相同的容器,分别装有甲乙丙三种等质量的液体,液面位置如图所示,液体对容器底的压强分别为、、,其中正确的是
A. B. C. D.无法判断
【考点】89:液体的压强的计算
【专题】62:应用能力;12:应用题;581:压强、液体的压强
【分析】规则容器底部受到的压力等于液体的重力,根据判断液体对容器底压强的大小关系。
【解答】解:由于该容器为圆柱形容器,而三个容器中装有质量相等的液体,因此液体对容器底的压力等于液体的重力,故压力相等;
由于受力面积也相同,因此由可得,液体对容器底的压强相等,即。
故选:。
【点评】此题考查压强和压力的大小比较,关键是会根据容器形状判断液体对容器底部的压力与自身重力的关系。
14.(2019•福建)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为
,密度为;下层液体的高度为,密度为.则液体对烧杯底部的压强为
A. B.2.7 C.2.8 D.3
【考点】89:液体的压强的计算
【专题】581:压强、液体的压强;12:应用题
【分析】对柱形容器来说,液体对容器底的压强是两种液体产生的压强之和,利用分别求出两种液体的压强,最后求出它们的和。
【解答】解:上层液体所产生的压强:
;
下层液体所产生的压强:
;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
。
故选:。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,关键是知道下层液体会对上层液体产生的压强大小不变向各个方向传递;另对于直壁容器中,容器内液体对容器底的压力等于液体的重力,所以也可以首先求出容器中液体的总重力,然后得出容器底部的压力,利用求出液体对烧杯底部的压强。
15.(2019•闵行区模拟)两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个相同的形管压强计的金属盒分别放入液体中,形管内液面的高度差△相同,如图,此时两容器内液面相平。若将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,则此时两形管内液面的高度差分别为△、△,两液体的密度分别为、.则下列判断中正确的是
A.,△△ B.,△△
C.,△△ D.,△△
【考点】:液体压强计算公式的应用;88:液体的压强的特点
【专题】12:应用题;581:压强、液体的压强
【分析】(1)形管压强计内液面的高度差表示的就是金属盒受到的液体压强的大小,这个高度差越大,表示液体的压强越大;
(2)液体的压强与液体的深度和密度有关,计算公式,根据公式结合形管内液面的高度差来判断液体密度大小关系;
(3)将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,根据判断出的液体密度关判断出增加的液体压强大小关系,从而确定此时形管内液面的高度差的大小关系。
【解答】解:(1)形管内液面的高度差△相同,说明此时液体压强相同;
两容器内液面相平,甲液体中金属盒的深度大,根据液体压强计算公式可知:;
(2)将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,由于甲液体的密度小,因此甲金属盒受到的液体压强增加的比乙小;由于原来的液体压强相等,因此最后甲液体中的金属盒受到的压强比乙小,所以甲液体中压强计形管内液面的高度差△△。
故选:。
【点评】本题重点考查了液体压强计算公式的应用,知道形管内液面的高度差表示液体压强的大小是解题的关键,抓住影响液体压强大小的因素是解题的关键,有一定的难度。
16.(2020•招远市一模)有一种生活在田野的小老鼠,它把自己的洞穴打在了小斜坡上,如图所示,这个洞穴有两个入口和,以及一个存放粮食的地方,有一次下大雨,水从斜坡上方的洞口灌到洞穴里,则
A.水面最高会到达存放粮食处的顶端
B.水面最高会到达洞口的顶端
C.洞穴内所有的水都会从处流出
D.水面最高会到达洞口的顶端
【考点】:连通器原理
【专题】582:气体的压强、流体压强与流速的关系;12:应用题
【分析】上端开口下部连通的容器称为连通器,在连通器内若装入同种液体,在液体不流动时,液面总是保持相平的;如生活中的茶壶、船闸、锅炉水位计、涵洞等都是连通器。
【解答】解:(1)两个通道上端开口下部连通的可以构成连通器,两侧液面保持相平,故水面在洞穴里到达的最高位置是洞口的顶端,故正确、错误;
(2)根据连通器原理,只有高于端的水会流出,低于洞口端的水不会从处流出;故错误;
(3)由于上端没有开口,当水进入洞穴后处空气不能排出,由于气压的作用水不会到达存放粮食处的顶端,故错误。
故选:。
【点评】本题的关键是明确连通器的定义,知道其特点,相对比较简单,属于基础题。
17.(2019•烟台)连通器在日常生活和生产中应用广泛,如图所示的实例中不是利用连通器原理工作的是
A.水壶 B.锅炉水位计
C.船闸 D.拦河大坝
【考点】:连通器原理
【专题】581:压强、液体的压强;61:理解能力;31:定性思想
【分析】连通器:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
【解答】解:水壶、锅炉水位计、船闸都是上端开口、下部连通的,即都是利用连通器原理制成的;拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增加,与连通器原理无关,故符合题意,不合题意。
故选:。
【点评】此题考查的是连通器在生活中的应用;这就要求我们平时要多观察、多思考。
18.(2020•无锡模拟)在“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,如图所示,下列操作能使形管两边液面的高度差增加的是
A.将探头放在同样深度的酒精中
B.将探头在原位置转动
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
【考点】:探究液体压强的特点实验
【专题】13:实验题;581:压强、液体的压强
【分析】根据影响压强大小的因素进行判断,要减小形管两边液面的高度差,根据,可以减小深度或减小液体的密度;
【解答】解:.将探头放在食盐水中的同样深度处,液体的密度变大,橡皮膜受到的压强变大,将探头放在同样深度的酒精中,形管两边液面的高度差变小,故错误;
、液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原处转动不会影响压强的大小,故错误;
、将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到的压强变大,形管两边液面的高度差变大,故正确;
、将探头向上移动一段距离,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,形管两边液面的高度差减小,故错误。
故选:。
【点评】本题考查液体压强特点的实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
19.(2019•株洲)如图,弹簧测力计上端固定,下端挂一底面积已知的圆柱体(带有纵向刻度,零刻度在底端),盛有适量液体的透明玻璃杯置于升降台上,调节升降台高度从而改变圆柱体底面在液体中的深度。利用该装置探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系,实验中不需要测量(或读出)的是
A.液体的密度 B.底面所处深度 C.圆柱体重力 D.测力计的示数
【考点】:探究液体压强的特点实验
【专题】12:应用题;581:压强、液体的压强
【分析】探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系时,就是设法测出圆柱体底部对液体的压力,利用求出圆柱体底面处液体压强,然后比较液体压强和深度的关系即可得出答案。
【解答】解:
弹簧测力计上端固定,下端挂一底面积已知的圆柱体,先读出弹簧测力计在空气中的示数即圆柱体的重力,然后读出圆柱体浸入水中后的示数,两者的差值即为圆柱体受到液体向上的作用力(即浮力),
又知道圆柱体的底面积,根据求出圆柱体底面处液体压强;
圆柱体带有纵向刻度且零刻度在底端,通过透明玻璃杯读出圆柱体底面所处的深度,
用同样的方法测出多组数据,然后求出圆柱体底面处液体压强与深度的比值,归纳总结得出圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系,
综上可知,实验中不需要测量(或读出)的是液体的密度。
故选:。
【点评】本题考查了探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系,利用好压强定义式和知道圆柱体受到的浮力等于圆柱体对水的压力是关键。
20.(2019•涡阳县一模)在如图所示的现象中,与大气压无关的是
A. 橡皮膜凸出 B. 吸盘式挂衣钩
C. 纸片托水 D. 用管子吸饮料
【考点】:大气压强的存在
【专题】31:定性思想;582:气体的压强、流体压强与流速的关系
【分析】(1)生活中很多现象的工作原理都利用了大气压强,抽气机、吸管、茶壶、针管、塑料吸盘等都可能利用到大气压;
(2)逐个分析选择项中提到的物理情景,结合对应的物理知识从而确定答案。
【解答】解:
、凸出的橡皮膜说明液体对容器底部有压强,与大气压无关,故符合题意;
、使用带挂钩的塑料吸盘挂衣物,先用力将吸盘中的气体挤出,是大气压将吸盘紧紧压在墙面上,是利用大气压的,故不符合题意;
、图中是证明大气压存在的实验,是大气压支持着纸片不会掉下来,与大气压有关,故不符合题意;
、在吸饮料时,细管内的气压变小,外界大气压大于管内气压,饮料在外界大气压的作用下压入细管中,是利用大气压工作的,故不符合题意。
故选:。
【点评】本题考查学生对课本基础知识的掌握。近几年的中考题也更多地注重对基础知识的考查。在生活中对大气压的相关实例有所了解,这样才能够比较快地得出答案
21.(2019•襄阳)下列现象中利用了大气压强的是
A.用吸管喝饮料 B.拦河坝做的下宽上窄
C.雪橇做的比较宽大 D.刀口磨的很锋利
【考点】:大气压的综合应用
【专题】62:应用能力;582:气体的压强、流体压强与流速的关系;31:定性思想
【分析】大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”。
【解答】解:、用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,故利用了大气压的作用;故符合题意;
、拦河坝修成上窄下宽的形状是因为液体的压强随深度的增加而増大,这样可承受更大的压强,不是利用大气压,故不符合题意;
、雪橇做的比较宽大是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故不符合题意;
、刀口磨的很锋利是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故不符合题意。
故选:。
【点评】此类题举出的例子一般都是学生平时接触过的,上课时老师有讲过,或是平时练习时有做过的,所以要在平时学习中多留心这类与物理有关的生活现象。
22.(2019•宁夏)厨房中的抽油烟机能将油烟“吸”走。下列现象中“吸”的物理原理与其相同的是
A.与头发摩擦过的气球能“吸”起纸屑
B.拔火罐时罐子“吸”在皮肤上
C.削平的铅柱挤压后会吸”在一起
D.客车行驶时窗帘被“吸”出窗外
【考点】:大气压的综合应用
【专题】12:应用题;581:压强、液体的压强
【分析】(1)根据摩擦起电现象和带电物体的性质分析。
(2)由于大气有重力且具有流动性,故大气会对地球表面的物体产生压强;大气压在生活中有很广泛的应用,如:吸饮料、钢笔吸墨水、吸盘式挂钩等等;
(3)分子之间存在着引力和斥力;
(4)流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
【解答】解:据流体压强与流速的关系可知,可知抽油烟机在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。故厨房内的抽油烟机工作时是利用流速越大,压强越小的方法将油烟“吸”走的;
、与头发摩擦过的气球能“吸”起纸屑,这是因为带电体可以吸引轻小物体;故不符合题意;
、拔火罐使用时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。因此这是由于大气压强的作用引起的,故不符合题意;
、削平的铅柱压紧后能“吸”在一起,因为分子间有引力,故不符合题意;
、行驶的汽车,车外的空气流速快、压强小,车内的空气流速小、压强大,向外的压强差就把窗帘压向窗外,故符合题意。
故选:。
【点评】此题考查增大压强的方法、流体压强和流速的关系、大气压的应用等知识点,是一道综合性很强的题目,此题与实际生活联系密切,学习时注意这些物理知识在实际生活中的应用,将所学知识与实际结合起来。
23.(2019•诸城市二模)如图所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,台下连通一个装有红墨水的形管.当用吹风机向玻璃管中吹风时,出现的现象是
A.管上方空气流速大 B.管上方空气流速小
C.管液面比管液面高 D.管液面比管液面低
【考点】:流体压强与流速的关系
【专题】582:气体的压强、流体压强与流速的关系;12:应用题
【分析】气体和液体称为流体,常见的流体是空气和水,流体流速大,压强小。当向管中吹风时,相同时间内,风经过管上方和管上方的空气流动速度不同,压强不同,液柱上升的高度不同。
【解答】解:管上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,风经过管上方的流动速度小于管上方的空气流动速度,管上方的压强大于管上方的压强,红墨水被压向管,管液面下降,管液面上升。
故选:。
【点评】掌握流体的流速大,压强小。并能用流体速度和压强的关系解释生活中的问题。
24.(2019•湖州)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
【考点】:流体压强与流速的关系;:大气压强的存在
【专题】12:应用题;582:气体的压强、流体压强与流速的关系
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大压强越小。据此对各选项逐一进行分析然后做出判断即可。
【解答】解:
、风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,受到的向上的压力大于向下的压力,产生一个向上的压力差,把屋顶掀开,其原理是流体压强和流速的关系;
、刮大风时,风沿着外墙吹过,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面,其原理是流体压强和流速的关系;
、当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车,其原理是流体压强和流速的关系;
、将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上,利用的是大气压强。
综上分析可知,与其他三种的原理不同的是。
故选:。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释生活中的问题,注重了物理和生活的联系。
25.(2019•百色)下列有关压强与浮力知识的说法正确的是
A.马德堡半球实验证明了液体内部具有压强
B.利用托里拆利实验可以测出大气压的值
C.浮在水面上的物体受到浮力作用,沉入水里的物体不受浮力作用
D.升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理相同
【考点】:大气压强的存在;:大气压强的测量方法;:飞机的升力;:浮力产生的原因
【专题】12:应用题;:其他综合题
【分析】(1)马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(3)根据阿基米德原理,浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于该物体排开的液体受到的重力;
(4)根据升空时,飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理分析解答。
【解答】解:、马德堡半球实验证明了大气压的存在,故错误;
、托里拆利最早精确地测出了大气压的值,故正确;
、不论物体漂浮在水面上,还是沉入水里,均受到浮力的作用,故错误;
、飞机的机翼能获得向上的升力,是应用了流速越大流体的压强越小的原理;热气球升空利用的是物体的浮沉条件,所以飞机机翼的升力和热气球的升力产生的原理不相同,故错误。
故选:。
【点评】本题考查大气压的存在和测量,以及浮力产生的原因、流体压强与流速的关系等,涉及到的知识点多,综合性强,但相对比较简单,属于基础题。
26.(2020•樊城区一模)下面能够证明浸在液体中或气体中的物体受到浮力的现象是
A.石块落在水中会下沉
B.桥墩在水中“稳如泰山”
C.在弹簧测力计下面悬挂一个重物,当把重物浸入水中时,测力计的示数减小
D.在宇宙飞船中,杨利伟松开手中的圆珠笔,笔会“飘“在空中
【考点】:浮力产生的原因
【专题】12:应用题;583:浮力;61:理解能力
【分析】根据浮力的方向总是竖直向上的特点以及浮力产生的原因对各个选项逐个分析。
【解答】解:、由于重力的方向总是竖直向下的,所以石块落在水中会下沉不能说明石块受到浮力的作用;故错;
、桥墩在水中“稳如泰山”,由于桥墩的下半部深埋入水底,没有“上下表面的压力差”,所以不受浮力,故错;
、在弹簧测力计下悬挂着一个重物,由于重力的作用,弹簧被拉长;当把重物浸没在水中时,测力计的示数减小,说明受到竖直向上的浮力作用,故正确;
、在宇宙飞船中,杨利伟松开手中的圆珠笔,笔会“飘“在空中,是处于“失重”状态,而不是受到浮力,故错。
故选:。
【点评】本题考查浮力的产生原因和应用,关键是知道浮力的方向和浮力的产生。
27.(2020•包河区一模)将同一长方体分别水平与竖直放置在水中,如图所示,它所受到的
A.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差相等
B.向上、向下压强差不等,向上、向下压力差不等
C.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差不等
D.向上、向下压强差相等,向上、向下压力差相等
【考点】88:液体的压强的特点;:浮力产生的原因
【专题】12:应用题;62:应用能力;581:压强、液体的压强
【分析】物体浸没在水中受到的浮力等于物体上下表面受到水的压力差(浮力实质),根据可求物体上下表面受到水的压强差。
【解答】解:长方体物块悬浮在水中,说明受到水的浮力不变,而浮力等于物体上下表面受到水的压力差,所以长方体物块上下表面受到水的压力差不变;
而长方体物块上下表面受到水的压强差:△,竖直放置比水平放置上下表面积小,所以长方体物块上下表面受到水的压强差不相等。
综合上述分析可知,选项错误,正确。
故选:。
【点评】本题考查了学生对物体的浮沉条件的掌握和运用,本题关键是知道浮力的实质(物体上下表面受到水的压力差)。
28.(2019•北京)如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块悬浮在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是
A.上、下表面受到水压力的合力大于受到的浮力
B.上、下表面受到水压力的合力大小等于受到的重力大小
C.上表面受到水的压力大于下表面受到水的压力
D.上表面受到水的压力和下表面受到水的压力是一对平衡力
【考点】:平衡力的辨别;:浮力产生的原因;:物体的浮沉条件及其应用
【专题】12:应用题;583:浮力;43:推理法
【分析】根据物体浮沉条件:浸没水中的物体,,上浮(最后漂浮:;,下沉;,悬浮;
结合浮力产生的原因:上下表面受到的压力差分析解答。
【解答】解:
、正方体物块悬浮在水中,则,
其上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,上、下表面受到水压力的合力大小,
所以,故错误,正确;
、由图知,上表面所处的深度较小,根据可知,上表面受到水的压强小于下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由可知,上表面受到水的压力小于下表面受到水的压力,所以,上表面受到水的压力和下表面受到水的压力不是一对平衡力,故错误;
故选:。
【点评】本题考查了学生对平衡力的辨别和物体浮沉条件的掌握和运用。
29.(2020•雄县一模)溢水杯装满水,将小球放入溢水杯,溢水杯里溢出来的水;将溢水杯里装满酒精,将小球放入溢水杯,溢水杯里溢出的酒精,,则以下说法正确的是
A.小球的质量是 B.小球的质量是
C.小球的体积是 D.小球的体积是
【考点】:阿基米德原理的应用;:物体的浮沉条件及其应用
【专题】12:应用题;583:浮力;584:浮沉的应用;63:分析、综合能力
【分析】(1)已知溢出的液体质量,根据分别求出小球在水和酒精中溢出的液体体积,然后比较其大小判断得出小球在水里所处的状态;根据漂浮条件和阿基米德原理即可求出小球的质量;
(2)根据阿基米德原理求出小球酒精中受到的浮力和小球的重力,即可判断小球在酒精中处于浸没状态,根据溢出的酒精体积即可得出小球的体积。
【解答】解:
(1)根据可得,溢出水和酒精的体积分别为:
;
;
由于,所以可知小球在水中是处于漂浮状态,
根据漂浮条件和阿基米德原理可知:,
即,
所以,小球的质量;故错误,正确;
(2)小球在酒精中受到的浮力:;
小球的重力:;
由于,则小球在酒精中下沉,处于浸没状态,
所以,小球的体积:;故错误。
故选:。
【点评】本题考查阿基米德原理和密度公式的应用,注意小球排开的水的体积与排开酒精的体积与小球的体积关系,知道排开液体的体积一定小于或等于物体的体积。
30.(2020•福建一模)三峡升船机是世界上最大的升船机。船只驶入装有水的承船厢后,在拉力作用下竖直升降。如图所示,重量不同的船舶驶入承船厢,通过排放水使厢内水深保持不变,则三种情况下,匀速提升所需的拉力
A.最大 B.最大
C.最大 D.、、一样大
【考点】:阿基米德原理的应用
【专题】12:应用题;583:浮力
【分析】升船机漂浮,根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力,厢内水深保持不变,厢,水、船的总重相同,匀速提升,拉力等于总重力大小。
【解答】解:根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力,厢内水深保持不变,重量不同的船舶驶入承船厢,重的船舶排出的水也多,且排出水的重力与船舶的重力相等,所以三种情况下,厢,水、船的总重相同,匀速提升,拉力等于总重力大小,则三种情况下,匀速提升所需的拉力、、一样大。
故选:。
【点评】本题主要考查了阿基米德原理及浮力公式的运用,还包括对排水量概念的理解等,难度适中。
二、填空题(共25小题)
31.(2019•河南)少林功夫驰名中外,一武术爱好者在如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 鞋(脚 发生形变而产生的;若他对地面的压强为,则其中一只脚对地面的压强为 。
【考点】83:压强大小比较;81:压力及重力与压力的区别
【专题】12:应用题;573:重力、弹力、摩擦力;61:理解能力;581:压强、液体的压强;43:推理法
【分析】物体受到的弹力是由施力物体发生形变产生的;
根据分析一只脚对地面的压力和面积即可判断压强的变化。
【解答】解:他对水平地面的压力,施力物体是脚(鞋,则他对地面的压力是由于脚(鞋发生形变而产生的。
人双脚对地面的压力,受力面积为,压强为,且;
结合图中的姿势可知,一只脚对地面的压力,受力面积,
则一只脚对地面的压强:。
故答案为:鞋(脚;。
【点评】本题主要考查弹力和压强的相关知识,注意双脚对地面的压强与一只脚对面的压强相等,看题题目,不是抬起一只脚后对地面的压强,易错点。
32.(2018•湘潭)如图,竖放在水平地面上的均匀长方体木块,重为、高为、底面是边长为的正方形。将其由竖放改为平放,木块对地面的压力 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变” 。木块平放时对地面的压强是 。
【考点】86:压强的大小及其计算;81:压力及重力与压力的区别
【专题】573:重力、弹力、摩擦力;581:压强、液体的压强;11:计算题
【分析】置于水平面上的物体,其对水平面的压力等于其重力;
利用面积公式求出块平放时的受力面积,然后利用计算压强。
【解答】解:水平地面上的均匀长方体木块无论竖放,还是平放,木块对地面的压力不变,都等于其重力,即,
平放时,受力面积,
故对地面的压强。
故答案为:不变;。
【点评】此题考查压强的大小计算,难度不大,关键是知道置于水平面上的物体,其对水平面的压力等于其重力。
33.(2020•天津模拟)用手向竖直墙上按图钉时,手对图钉帽的压力 等于 图钉帽对手的压力(选填“大于”、“小于”、“等于” ;图钉尖对墙的压强 手对图钉帽的压强(选填“大于”、“小于”、“等于” 。
【考点】81:压力及重力与压力的区别;83:压强大小比较
【专题】31:定性思想;581:压强、液体的压强;62:应用能力
【分析】(1)用手向竖直墙上按图钉时,手对图钉帽的压力和图钉帽对手的压力是一对相互作用力,据此判断二力的大小关系;
(2)固体能够传递压力,钉帽受到的压力就等于人施加的力,图钉将外力大小和方向不变的进行传递,压力通过钉帽、钉尖传递给墙壁,大小不变。判断手对图钉帽和图钉尖对木板受力面积的大小关系,再利用公式判断压强的大小关系。
【解答】解:
(1)用手向竖直墙上按图钉时,手对图钉帽的压力和图钉帽对手的压力是一对相互作用力,所以二力的大小相等;
(2)固体能够大小不变的传递压力,图钉将外力大小和方向不变的进行传递,压力通过钉帽、钉尖传递给墙壁,大小不变,所以手对图钉帽的压力等于图钉尖对墙的压力,等于人施加的力。
手对图钉帽的受力面积大,由公式可知,其产生的压强小,图钉尖对木板的受力面积小,其产生的压强大,
所以,图钉尖对墙的压强大于手对图钉帽的压强。
故答案为:等于;大于。
【点评】本题主要考查固体对压力的传递特点及熟练应用压强公式.解题关键是明确固体在处于平衡状态时,能够等值的传递外加压力,但压强的传递是非等值的,它随受力面积的变化而变化。在压力一定的情况下,压强的大小与受力面积成反比。
34.(2019•平罗县二模)如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中玻璃缸对桌面的压强分别为和,两只玩具鸭受到的浮力分别为和,则它们的大小关系为: , .(选填“”,“ ”或“”
【考点】83:压强大小比较
【专题】12:应用题;58:压强和浮力
【分析】(1)甲、乙两个玻璃缸完全相同装满了水时,水的质量相等,由可知它们对水平桌面的压力相等,两只玩具鸭漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理可知玩具鸭排开水的重力和受到的浮力相等,所以玩具鸭的重力等于排开水的重力,即漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等,根据比较两玻璃缸对桌面的压强关系;
(2)由图可知两玩具鸭排开水的体积关系,根据阿基米德原理比较两者受到的浮力关系。
【解答】解:(1)甲、乙两个玻璃缸完全相同装满了水时,水的质量相等,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,甲、乙两个玻璃缸装满水时对桌面的压力相等;
又因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,由阿基米德原理可知,,即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等,
则漂浮着玩具时玻璃缸对桌面的压力仍然相等,
因玻璃缸完全相同(底面积相同),
所以,由可知,两玻璃缸对桌面的压强相等,即:;
(2)甲、乙缸装满了水,玩具鸭子漂浮,由图可知,甲玻璃缸中鸭子排开水的体积大,
由可知可知,甲玻璃缸中鸭子受到的浮力较大,即:。
故答案为:;。
【点评】本题考查了压强和浮力大小的比较,涉及到物体浮沉条件和阿基米德原理、压强定义式的应用,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
35.(2019•苍溪县模拟)如图所示,底面积和质量都相同的、两容器,装有等深、等质量的不同液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压力 小于 ,液体对容器底部的压强 ,容器对桌面的压强 (均选填“大于”、“等于”或“小于” 。
【考点】83:压强大小比较;81:压力及重力与压力的区别
【专题】581:压强、液体的压强;12:应用题
【分析】由题意可知,、两容器内液体的深度和质量相等,由图可知容器内液体的体积大于容器内液体的体积,根据可知两容器内液体的密度关系,利用可知液体对容器底部的压强关系,又因两容器的底面积相等,利用可知液体对容器底部的压力关系;容器对面的压力等于液体和容器的重力之和,根据得出容器对桌面的压强关系。
【解答】解:由题意可知,、两容器内液体的深度和质量相等,
由图可知,容器内液体的体积大于容器内液体的体积,
由可知,两容器内液体的密度关系为,
由可知,液体对容器底部的压强关系为,
因两容器的底面积相等,
所以,由的变形式可知,液体对容器底部的压力关系为;
又因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器的质量和液体的质量相等,
所以,由可知,容器对桌面的压强。
故答案为:小于;小于;等于。
【点评】本题考查了液体压强和固体压强公式的综合应用,根据题意得出两液体的密度关系是关键,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
36.(2020•铜山区一模)除夕夜解放军医疗队出征武汉前,战士们都要注射抗病毒疫苗。注射器针头做的很尖,其目的是为了 增大压强 ;注射器能将药液吸入针筒是利用了 的作用;注射器针头的横截面积为,假设用的力将针头扎入皮肤,针头对皮肤的压强为 。
【考点】86:压强的大小及其计算;:大气压的综合应用;84:增大压强的方法及其应用
【专题】62:应用能力;581:压强、液体的压强;582:气体的压强、流体压强与流速的关系;12:应用题
【分析】(1)根据压强的定义式知,当压力一定时,减小受力面积,可增大压强;
(2)注射器将药液吸入针筒之前,需要先排出针筒内的空气,这样,针筒内的气压减小,药液受到外界大气压的作用,会被压入针筒中。
(3)利用压强的公式带入数据可进行计算。
【解答】解:
(1)由公式可知,注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
(2)注射器能将药液吸入针筒是因为针筒内的气压较小,外界大气压把药液压入针筒。
(3)针头对皮肤的压强为。
故答案为:增大压强;大气压;。
【点评】此题考查了增大压强的方法、大气压应用和压强的计算,在计算时注意单位的换算。
37.(2020•贵港一模)装甲车通常用履带而不用车轮,是为了增大接触面积来 减小 (选填“增大”或“减小)压强;水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为液体的压强随深度增大而 (选填“增大”或“减小)。
【考点】85:减小压强的方法及其应用;88:液体的压强的特点
【专题】12:应用题;581:压强、液体的压强
【分析】(1)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(2)液体的压强随着深度的增加而增大。
【解答】解:装甲车通常用履带而不用车轮,是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
因为液体的压强随深度的增加而增大,所以水坝的下部比上部建造的宽;
故答案为:减小;增大。
【点评】此题考查压强的相关知识,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
38.(2019•双流区校级模拟)装甲车通常用履带而不用车轮,是为了增大接触面积来 减小 (选填“增大”或“减小)压强;飞机通过机翼来获得向上的升力。是因为流体压强随流速的减小而 (填“增大”或“减小。;水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为液体的压强随深度增大而 (选填“增大”或“减小)
【考点】88:液体的压强的特点;85:减小压强的方法及其应用;:飞机的升力
【专题】581:压强、液体的压强;12:应用题
【分析】(1)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
(2)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小、却在流速小的地方压强大。
(3)液体的压强随着深度的增加而增大。
【解答】解:装甲车通常用履带而不用车轮,是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
根据流体压强和流速的关系可知,飞机通过机翼来获得向上的升力,是因为流体压强随流速的减小而增大;
因为液体的压强随着深度的增加而增大,所以水坝的下部比上部建造的宽,是由于水对坝的压强随深度的增加而增大,
故答案为:减小;增大;增大。
【点评】此题考查压强的相关知识,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
39.(2019•眉山)如图所示,质量为、底面积为的薄壁容器中盛有水。将容器放置在水平地面上,容器内水深为,则水对容器底部的压力为 6 ,容器对地面的压强为 .,取
【考点】89:液体的压强的计算;86:压强的大小及其计算
【专题】573:重力、弹力、摩擦力;581:压强、液体的压强
【分析】(1)知道容器内水的深度,根据可求水对容器底部的压强,利用求出水对容器底部的压力;
(2)容器底部对地面的压力等于水和容器的重力之和,根据求出其大小,根据求出容器底部对地面的压强。
【解答】解:(1)容器内水深为,水对容器底部的压强:
,
由可得,水对容器底部的压力:
;
(2)容器底部对地面的压力:
,
容器底部对地面的压强:
。
故答案为:6;5000。
【点评】本题考查了液体和固体压力、压强的计算,同时出现固体和液体压力、压强的计算时,要注意先后顺序:液体,先计算压强,后计算压力;固体:先计算压力,后计算压强。
40.(2019•闵行区模拟)装有液体的轻质密闭圆台形容器如图放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则容器对水平地面的压强将 变大 ,液体对容器底部的压力将 (均选填“变大”、“不变”或“变小” 。如果倒置前、后容器对地面的压强变化量为△,液体对容器底部的压强变化量为△,则△ △(选填“”、“ ”或“” 。
【考点】88:液体的压强的特点;83:压强大小比较;81:压力及重力与压力的区别
【专题】34:比较思想;43:推理法;581:压强、液体的压强
【分析】(1)由容器质量不变,则可知容器对水平面的压力不变,受力面积减小,则由压强公式可得容器对水平面的压强。
(2)因容器倒置后,液面深度变大,由液体压强公式可得液体对容器底部的压强变化情况,再由可得液体对容器底部压力的变化;
(3)倒置前、后液体对容器底部的压强发生变化。
【解答】解:(1)在水平面上,,
由题知,液体的质量不变,液体的总重不变,
将该容器倒置放置后底面积减小,容器对水平面的压力不变,即;
由,可得,容器对水平面的压强增大,即;
(2)正放时,液体对容器底部的压力,
若将该容器倒置放置,液体对容器底部的压力,
所以,该容器倒置放置后,液体对容器底部的压力变小,即;
(3)表示容器中液体的体积,倒置前、后容器对地面的压强变化量为△,
和是倒置前后虚线内液体的体积,液体对容器底部的压强变化量△,
因为,,所以△△。
故答案为:变大;变小;。
【点评】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用。对于形状不规则的容器,计算液体对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强,再计算液体对容器底的压力;对于容器对水平桌面的压力和压强,要先计算压力,再计算压强。
41.(2019•绵阳)我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器,曾创造了下潜7062米的世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,其体积约为.蛟龙号某次在太平洋某海域下潜到上表面距海面时,进行预定的悬停作业,此时上表面受海水压强是 ,蛟龙号受到海水的浮力是 .取,。
【考点】:浮力大小的计算;89:液体的压强的计算
【专题】581:压强、液体的压强;583:浮力
【分析】(1)利用液体压强计算公式便可以算出第一问答案;
(2)当蛟龙号下潜到海面下时,它完全浸入水中其排开水的体积等于自身的体积,利用阿基米德原理便可算出答案;
【解答】解:
(1)当蛟龙号下潜到上表面距海面时,其上表面受到海水的压强:
。
(2)此时蛟龙号它完全浸入水中,其排开水的体积等于自身的体积,
蛟龙号受到海水的浮力:
。
故答案是:;。
【点评】本题考查了学生对液体压强的计算,以及利用阿基米德原理求浮力。
42.(2019•德阳)如图,有一圆柱形容器,放在水平桌面上。现将一体积为,质量为的矩形金属块放在容器底部,再向容器中加入水至深时,水对容器底的压强是 1400 ,金属块对容器底部的压力是 (金属块与容器底部不是紧密接触,,取。
【考点】:力的合成与应用;:浮力大小的计算;89:液体的压强的计算
【专题】572:运动和力;11:计算题;581:压强、液体的压强;584:浮沉的应用
【分析】(1)根据液体内部压强的特点,由解题;
(2)根据阿基米德原理求金属块的浮力,然后根据力的合成求出压力。
【解答】解:
(1)水的深度,则水对容器底的压强:
;
(2)由图可知,金属块浸没在水中,
根据阿基米德原理可得,金属块所受的浮力:
;
金属块的重力:
;
根据力的合成可知金属块对容器底部的压力:
。
故答案为:1400;3.4。
【点评】本题考查了压强及浮力的有关计算,要理解力的合成。
43.(2019•潮阳区一模)在中央电视台大型科普节目《加油!向未来》中,节目组利用“蛟龙号”将一块边长的长方体泡沫塑料带到马里亚纳海沟的处,泡沫塑料将被压成边长的长方体,此时“泡沫塑料”受到海水的压强为 ,受到的浮力为 ,如果此时剪断固定“泡沫塑料”的绳子,它将 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮” 。,,
【考点】:阿基米德原理的应用;89:液体的压强的计算
【专题】11:计算题;581:压强、液体的压强
【分析】(1)根据公式求出海水的压强;
(2)求得泡沫塑料将被压成边长的长方体的体积,泡沫塑料浸没在水中,,利用可求得受到的浮力;
(3)利用密度公式变形可求得泡沫塑料的质量,然后可求得其重力,在与浮力比较即可知是否浮沉。
【解答】解:
“泡沫塑料”在处受到海水的压强为:
;
泡沫塑料将被压成长方体的体积:
,
泡沫塑料受到的浮力:
;
由可得,泡沫塑料的质量:
,
泡沫塑料的重力:
,
因为,即,
所以此时剪断固定“泡沫塑料”的绳子,它将上浮。
故答案为:;0.81;上浮。
【点评】本题主要考查液体压强、密度公式及其变形的应用,阿基米德原理的应用等,是一道典型的计算题目。
44.(2019•襄阳)一正方体物块边长为,漂浮于足够高的盛有足量水的圆柱形容器中,有体积露出水面。若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了,则容器的底面积为 0.05 ;物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为,则未投入物块时容器中水的深度是 .取,下同)
【考点】:液体压强计算公式的应用
【专题】581:压强、液体的压强;11:计算题
【分析】(1)已知正方体的边长算出体积,利用计算出体积露出水面所受浮力;
(2)由于容器为圆柱形容器,木块漂浮时,水对容器底部的压力等于原来压力加上木块的重力;木块浸没时,水对容器底部的压力等于原来压力加上排开水的重力;
(3)根据题意列出两次水对容器底部的压力之比的等式,求出,再根据题意求出底面积,根据求出未投入物块时水对容器底部的压强,再根据求出未投入物块时容器中水的深度。
【解答】解:
(1)正方体的体积:;
体积露出水面时木块受到的浮力:
;
(2)由于容器为圆柱形容器,木块漂浮时,木块受到的浮力等于木块重力,水对容器底部的压力:
;
木块浸没时,水对容器底部的压力:
;
物块浸没时水对容器底部的压强:
;
(3)物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比:,
解得,
物块漂浮时,水对容器底部的压强,
未投入物块时,水对容器底部的压强,
根据题意可知,,
解得,
未投入物块时水对容器底部的压强:,
由得:
未投入物块时容器中水的深度:
。
故答案为:0.05;0.14。
【点评】本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,本题难点在第四问:找不到突破口,根据题意得出相应的关系式是关键。
45.(2019•绥化)如图所示,水壶的壶嘴和壶身构成一个简单的 连通器 。若水对壶底压强是,则壶中水深 。
【考点】:液体压强计算公式的应用;:连通器原理
【专题】582:气体的压强、流体压强与流速的关系;581:压强、液体的压强;12:应用题
【分析】(1)上端开口、下部相连通的容器叫连通器;
(2)知道水对壶底压强,根据求出壶中水深。
【解答】解:
(1)水壶的壶嘴和壶身下部连通、上端开口,符合连通器的特点,即水壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器;
(2)由可得,壶中水深:。
故答案为:连通器;15。
【点评】本题考查了连通器的简单应用和液体压强公式的应用,是一道基础题目。
46.(2019•常德)如图所示,水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了 连通器 的原理;某地水沸腾时的温度是,则该地的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于” 个标准大气压
【考点】:连通器原理;:沸点及沸点与气压的关系
【专题】31:定性思想;582:气体的压强、流体压强与流速的关系;61:理解能力
【分析】(1)连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征;
(2)气压越小、沸点越低。
【解答】解:
茶壶的壶身和壶嘴,它们上端开口、底部连通,符合连通器的特点,所以其设计遵循了连通器原理;
某地水沸腾时的温度是,低于,则该地的气压低于一个标准大气压。
故答案为:连通器;低于。
【点评】本题考查了连通器的原理和沸点与气压的关系,难度不大,属于基础题。
47.(2019•无锡)如图所示,将压强计的金属盒放在同种液体中,金属盒面的朝向不同。
(1)要观察到形管两侧液面的高度差相等,必须控制金属盒面的中心在液体中的 深度 相等,由上述实验可知:液体内部某一点,来自各个方向的压强大小是 的。
(2)不增加器材,用这套装置还可以探究液体内部压强与 的关系。
【考点】:探究液体压强的特点实验
【专题】13:实验题;581:压强、液体的压强
【分析】(1)形管压强计是通过观察形管两边液面的高度差判断液体内部压强大小的;分析图所示现象,找出相同量和不同因素,分析得出液体压强与不同因素的关系;
(2)液体内部压强与液体深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,
改变压强计的探头在水中的深度,据此分析。
【解答】解:(1)如图比较液体内部压强大小的仪器名称是形管压强计,实验中判断压强大小是通过观察形管两边液面的高度差实现的;
由图所示现象知,压强计的探头处于同种液体的同一深度,但朝向不同,而形管压强计两管液面高度差相等,故得出的初步结论是:同种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强均相等;
(2)液体密度相同,如果改变压强计的探头在水中的深度,即只改变深度的大小,故可探究液体内部压强与深度的关系。
故答案:(1)深度;相等;(2)深度。
【点评】本题比较液体内部压强大小,考查实验器材及原理、控制变量法的运用。
48.(2020•扬州一模)著名的 马德堡半球 实验证明了大气压强的存在。托里拆利实验第一次测定了大气压强的数值。一标准大气压相当于 高的水银柱产生的压强。
【考点】:大气压强的存在;:大气压强的测量方法
【专题】62:应用能力;12:应用题;582:气体的压强、流体压强与流速的关系
【分析】(1)著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在;
(2)意大利著名的科学家托里拆利利用实验测定了一个标准大气压能够支持高的水银柱,即一标准大气压相当于水银柱所产生的压强。
【解答】解:
(1)由课本中提到的物理史实可知,马德堡市的市长奥托格里克做的马德堡半球实验,最早证明大气压存在的。
(2)意大利科学家托里拆利最早测得大气压的值,一个标准大气压支持的水银柱的高度。合帕。
故答案为:马德堡半球;76。
【点评】此题主要考查的是大气压强的存在证明实验马德堡半球实验,以及大气压强的测量托里拆利实验和大气压强的数值,属于识记性内容,比较简单。
49.(2020•肥东县一模)乌鸦喝水的故事大家都听过,学了物理知识后,这只乌鸦找到了一根吸管,很轻松的喝到了瓶底的水,聪明的乌鸦喝水利用物理知识是 大气压 。
【考点】:大气压的综合应用
【专题】12:应用题;582:气体的压强、流体压强与流速的关系
【分析】吸管吸水时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,水就被压进吸管里。
【解答】解:乌鸦用吸管吸水时,吸管内气压减小,小于外界大气压,水在大气压的作用下被压入吸管,从而进入乌鸦口中;
故答案为:大气压。
【点评】本题考查利用大气压知识解释生活中的现象,重点考查了学生用物理知识解决实际问题的能力,难度不大。
50.(2020•中山区二模)如图所示,“无叶电风扇”比传统三瓣叶风扇,不仅造型独特美观、消除了对小朋友的安全隐患,吹出的风也是连续不间断的。其原理是利用空气流动造成的气压改变从而形成风,它的底座有台超强电动机,它吸入大量空气,再从环形的内壁缝隙向后喷出,这部分喷射空气因流速大,压强 小 ,周围空气 (填“靠近”或“远离” 这部分喷射空气流动,就形成了风。
【考点】:流体压强与流速的关系
【专题】12:应用题;582:气体的压强、流体压强与流速的关系
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
【解答】解:根据流体压强和流速的关系可知,空气宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气靠近这部分喷射空气流动,就形成了风。
故答案为:小;靠近。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系,此类知识在生活中应用非常广泛,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
51.(2020•东平县二模)一艘轮船的排水量是,这只轮船满载货物时受到的浮力为 ,排开水的体积是 。
【考点】:阿基米德原理的应用
【专题】583:浮力;11:计算题;62:应用能力
【分析】(1)轮船满载时的排水量是指排开水的质量,利用阿基米德原理求轮船满载时受到的浮力;
(2)知道满载时轮船排开水的质量,根据密度公式求出排开水的体积。
【解答】解:
(1)由阿基米德原理可得,这只轮船满载货物时受到的浮力:
;
(2)由可得,满载时轮船排开水的体积:
。
故答案为:;。
【点评】本题考查了阿基米德原理和密度公式的应用,明白排水量的含义是关键。
52.(2019•宜昌)如图是我国自主研制的首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”,某次执行任务时它的质量为,当它停在水面上时,排开水的体积是 38 ,受到的浮力为 .
【考点】:阿基米德原理的应用;:密度公式的应用
【专题】584:浮沉的应用;11:计算题
【分析】当它停在水面上时,处于漂浮,根据漂浮条件即可求出浮力,根据可得排开水的体积。
【解答】解:当飞机停在水面上时,由漂浮条件可得飞机受到的浮力:
,
根据可得排开水的体积:
。
故答案为:38;。
【点评】本题考查液体压强公式、阿基米德原理和漂浮条件的应用,难度适中。
53.(2020•夹江县模拟)如图所示,物体静止时弹簧测力计示数为,排开水的体积为,则物体所受浮力为 0.3 ,当向水中加盐时,物体所受浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变” 。取
【考点】:阿基米德原理的应用;:浮力大小的计算
【专题】11:计算题;583:浮力
【分析】(1)根据计算物体所受浮力;
(2)浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关。
【解答】解:由题知,排开水的体积,
则物体所受浮力为:;
当向水中加盐时,水的密度变大,排开水的体积不变(物体浸没在水中),根据知,物体所受浮力将变大。
故答案为:0.3;变大。
【点评】此题主要考查浮力的大小计算、阿基米德原理的应用,难度不大,属于较为简单的计算题。
54.(2019•东莞市)如图甲所示,弹簧测力计通过细线拉着正方体物块缓慢浸入某未知液体中,物块受到的拉力与其下表面浸入液体中的深度之间的关系如图乙所示。则物块受到的重力为 15 ,物块刚好浸没在液体中时其下表面浸入的深度为 ,未知液体的密度为 .取,木块在下降过程中不考虑液面的变化)
【考点】:阿基米德原理的应用;:浮力大小的计算
【专题】563:密度及其应用;12:应用题;583:浮力
【分析】(1)由图象可知,弹簧测力计的最大示数,此时物块未浸入液体中,物块重力等于最大示数;
(2)由图象可知,物块从刚浸入液体到完全浸入,物块浸入深度,即正方体物块的边长;
(3)求出物块的体积,由图得出物块全浸入时弹簧测力计的示数,利用称重法求受到的浮力,物块排开液体的体积等于物块的体积,再利用求液体的密度。
【解答】解:
(1)由图象可知,弹簧测力计的最大示数,此时物块未浸入液体中,则物块重力;
(2)由图象可知,物块从刚浸入液体到完全浸入,物块浸入深度,即正方体物块的边长为;
(3)物块的体积,物块全浸入时弹簧测力计的示数,
受到的浮力,
物块排开液体的体积:
,
由可得液体的密度:
。
故答案为:15;10;。
【点评】本题考查了密度公式、阿基米德原理的应用,分析图象得出相关信息是关键。
55.(2020•桂林)如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 自重 来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 (选填“变大”、“变小”或“不变” 。
【考点】:阿基米德原理的应用;:物体的浮沉条件及其应用
【专题】12:应用题
【分析】潜水艇浸没在水中,潜水艇的体积不变(排开水的体积不变),受浮力不变;通过让海水进、出压力舱改变潜水艇受到的重力,根据物体的浮沉条件分析是怎么上浮或下沉的。
【解答】解:在水中,潜水艇受到水的浮力和重力的作用,
,潜水艇的体积不变,排开水的体积不变,
潜水艇受到水的浮力不变;
把压缩空气压入潜水艇的压力舱,将海水排出,潜水艇自重减小,当时,潜水艇上浮;
打开压力舱的阀门,让海水进入压力舱内,潜水艇自重增大,当时,潜水艇下沉;
当时,潜水艇悬浮,可以停留在任何深度;
由此可见,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变自重来实现的。
故答案为:自重,不变。
【点评】本题考查了学生对阿基米德原理和物体浮沉条件的掌握和运用,知道潜水艇自身体积不变(排开水的体积不变、受浮力不变)是本题的关键。
三、作图题(共3小题)
56.(2019•琼海模拟)小球匀速下滑时,请在图中画出小球对滑梯压力的示意图。
【考点】81:压力及重力与压力的区别
【专题】14:作图题;573:重力、弹力、摩擦力;62:应用能力
【分析】根据压力的作用点在接触面上确定压力的作用点,然后根据压力的方向与接触面垂直,再过作用点表示出压力的方向。
【解答】解:在滑梯斜面上选取小球与接触面的接触点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段即为压力示意图,如图所示:
【点评】知道压力与接触面垂直,会用力的示意图表示力的作用点和方向。
57.(2019•青海)如图所示,请画出鸡蛋在盐水中上浮时所受力的示意图。
【考点】:物体的浮沉条件及其应用
【专题】62:应用能力;14:作图题;584:浮沉的应用
【分析】鸡蛋在盐水中上浮,是因为浮力大于重力,分别按力的示意图的作法作出浮力和重力。
【解答】解:浮力、重力均作用在重心上,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;鸡蛋在盐水中上浮,所以浮力大于重力,则表示浮力的线段长度较长,如图所示:
【点评】重力和浮力一般能作出,关键要注意浮力和重力的大小关系。
58.(2019•朝阳)如图所示,一个小球在水面保持静止,请画出小球的受力示意图。
【考点】:物体的浮沉条件及其应用
【专题】31:定性思想;583:浮力;61:理解能力
【分析】小球受到的浮力方向竖直向上,重力竖直向下,作用点在小球的重心上,根据力的示意图的定义即可画出力的示意图。
【解答】解:小球所受浮力的方向是竖直向上的,我们可以从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力,并标出;重力竖直向下用标出,作用点在重心上,因为小球漂浮,浮力等于重力,如图所示:
.
【点评】画力的示意图的方法是:一定点,二画线,再在线上标尖尖。解释:“点”指力的作用点,“尖尖”指力的方向。
四、实验探究题(共10小题)
59.(2019•衡阳)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下 (选填“ “、“”或“” 实验中。
.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
.当电压一定时,探究电流与电阻的关系
.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点 (选填“正确”或“错误” ,并说明理由: 。
【考点】87:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【专题】581:压强、液体的压强;:转换法;42:等效替代法;41:控制变量法
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(2)(3)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答。
【解答】解:(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法叫转换法:
.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点,采用了等效替代法;
.当电压一定时,探究电流与电阻的关系,采用了控制变量法;
.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱,采用了转换法,选;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同,因甲、丁两图中受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故他的观点错误。
故答案为:(1);(2)受力面积;(3)错误;没有控制受力面积相同。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
60.(2019•防城区一模)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果的。我们 (填“可以”或“不可以” 用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)实验中主要采用的研究方法是 (填“控制变量法”或“理想实验法” 。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (填“”“ ”或“” 。
(5)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示。小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【考点】87:探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【专题】:转换法;581:压强、液体的压强;41:控制变量法
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;选用的受压材料形变要明显;
(2)(3)(5)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,
探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答;
(4)因受压材料不同,故不能受压材料的凹陷程度比较,根据分析。
【解答】解:(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。因沙子受压形变明显,故我们可以用沙子代替海绵来完成实验;
(2)通过比较图甲和图乙知,说明压力越大,压力的作用效果越明显;研究压力的作用效果与受力面积关系时,要控制压力一定,故通过比较图乙和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)实验中主要采用的研究方法是控制变量法。
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,根据,因压力和受力面积相同,故图丙中海绵受到的压强等于图丁中木板受到的压强的大小,;
(5)研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;可以;(2)增大;乙;(3)控制变量法;(4);(5)没有控制压力大小不变。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
61.(2019•枣庄)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的形管 不属于 (选填“属于”或“不属于” 连通器。
(2)在使用压强计前,发现形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“”或“” ,使形管左右两侧的水面相平。
.将右侧支管中高出的水倒出 .取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到;液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 .,,。
【考点】探究液体压强的特点实验
【专题】探究型实验综合题;实验题
【分析】(1)测量液体压强的仪器叫压强计;上端开口,下端连通的容器叫连通器。
(2)形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;形管右端液面比较高,就说明形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让形管左端液面和大气相通,这样形管两端的液面就是相平的;
(3)在相同液体的不同一深度,液体的压强不相等;
(4)在丙丁图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(5)根据求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差
【解答】解:
(1)这是测量液体压强的压强计;它的左端是密闭的,所以不是连通器。
(2)若在使用压强计前,发现形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,形管中的液面就是相平的,则正确;故选;
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故可以得到:在不同深度,液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大;
(4)在丁图中,若将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到形管两边液面的高度差将变大,故比较丙、丁两图。
(5)图丁中形管左右两侧水面的高度差,
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:。
故答案为:(1)不属于;(2);(3)液体的深度;(4)丙、丁;(5)1000。
【点评】此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。注意物理实验中研究方法等效替代法和控制变量法的运用。液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
62.(2019•湘潭)如图1所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用形管两侧液面的 高度差 来表示。
(2)为了使实验现象更明显,形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色” 。
(3)将探头放在图2所示液体内部的、位置,观察到形管两侧液面的高度差,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大。
(4)将探头放在图2中所示液体内部等深的、位置,观察到形管两侧液面的高度差 (选填“”、“ ”或“” ,这是为了研究液体压强与液体 关系。
(5)由以上实验可知图2所示液体内部、、、四个位置压强最大的是位置 。
【考点】探究液体压强的特点实验
【专题】实验题;压强、液体的压强
【分析】(1)压强计的工作原理是;橡皮膜受到压力时,形管内两边液面出现高度差,两边高度差表示压强的大小,压强越大,液面高度差也越大;
(2)为了使实验现象更明显,形管中的液体最好用有色液体;
(3)(4)(5)液体内部向各个方向都有压强,深度越深压强越大,液体压强的大小还与液体的密度有关;根据控制变量法解答。
【解答】解:(1)压强计的工作原理是;橡皮膜受到压强时,形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法;液体压强越大,两侧液面高度差也越大;
(2)为了使实验现象更明显,形管中的液体最好用有色液体;
(3)将探头放在图2所示液体内部的、位置,观察到形管两侧液面的高度差,探头慢慢下移,深度变大,发现形管两边液面的高度差逐渐增大,故结论为:深度越深液体压强越大;
(4)将探头放在图2中所示液体内部等深的、位置,观察到形管两侧液面的高度差,在相同的深度时,探头在浓盐水时形管两边液面的高度差增大了,即压强变大了,故结论为:在深度相同中,液体密度越大,压强越大。这是为了研究液体压强与液体密度关系;
(5)点位于密度大,深度大的位置,故该点液体压强最大。
故答案为:(1)高度差;(2)有色;(3)深度;(4);密度;(5)。
【点评】此题主要考查的是液体内部压强的规律,注意转换法、制变量法在实验中的运用,液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
63.(2018•南关区模拟)如图所示是小明用来研究液体内部压强特点的实验装置,容器中间用隔板分成左右两边,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
(1)他在容器左右两侧分别倒入甲、乙两种不同的液体,实验现象如图所示,橡皮膜向左侧突起。可以判断 右 (选填“左”或“右” 侧液体产生的压强较大。
(2)继续向左侧加入甲液体,观察橡皮膜向左凸起程度逐渐减小,分析现象可知液体压强随着 的增加而增大。
(3)当容器左右两侧的液面相平时,观察到橡皮膜仍然向左凸起,分析现象可知液体压强与 有关。
(4)在(3)的基础上,在左右两个容器中分别放入、两个小球,都漂浮在液面上,此时橡皮膜变平,则两球受到的浮力大小关系为 ,此时两容器底受到的压强大小关系为 。
【考点】:探究液体压强的特点实验
【专题】581:压强、液体的压强;13:实验题
【分析】(1)实验中通过观察橡皮膜的突起方向来判断压强的大小;
(2)同种液体中,液体压强随着深度的增大而增大;
(3)不同液体的同一深度,密度大的液体压强大;
(4)通过橡皮膜的突出方向判断液体密度关系,从而得出排开液体所受重力,及浮力大小,判断压强时将橡皮膜上下分开考虑。
【解答】解:(1)橡皮膜向左凸起,说明橡皮膜右侧受到液体产生的压强大;
(2)继续向左侧加入甲液体,橡皮膜向左凸起的程度逐渐减小,说明橡皮膜左侧受到的压强逐渐变大,因此,可知液体压强随着深度的增加而增大;
(3)左右液面相平时,橡皮膜向左突出,说明相同深度处的压强与液体的密度有关;
(4)左右液面相平时,橡皮膜向左突出,由可知,,当橡皮膜变平时,两侧液体对橡皮膜的压强相等,则左侧液面高于右侧液面,且球排开液体的重力大于球排开液体的重力,即球受到的浮力大于球受到的浮力;容器底部受到的压强可看成橡皮膜上部和橡皮膜下部的液体产生的压强之和,橡皮膜上部的压强相同,下部深度相同,甲液体密度小,产生的压强也小,因此;
故答案为:(1)右;(2)深度;(3)液体密度;(4)大于;小于。
【点评】本题考查探究液体压强特点的实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
64.(2019•泰州)小明用的注射器、量程为的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和 。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞 时,记下弹簧测力计的示数为。
步骤三:用刻度尺测出注射器 长度为。
步骤四:算出大气压强值为 。
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于 。
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为由此可知,此时活塞所受到的 (摩擦力大气压力)为。
小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。
【考点】:大气压强的测量方法
【专题】582:气体的压强、流体压强与流速的关系;65:实验基本能力;11:计算题;13:实验题
【分析】(1)根据二力平衡的条件和测量大气压;
(2)当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力;
(3)用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度;
(4)根据公式将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小;
①先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力作用下平衡时,拉力大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果。
【解答】解:本实验的原理是二力平衡和;
由于注射器活塞颈部用绳与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右慢慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩;当注射器中的活塞开始运动时,说明此时拉力等于大气对活塞的压力。故记下的弹簧测力计示数,就是大气对活塞的压力;
注射器全部刻度的长度为,有刻度部分的容积为,注射器活塞的横截面积为,
此时大气压的数值;
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力作用下平衡时,拉力大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。所以小华取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为,此时活塞所受到的摩擦力为。
故答案为:;刚被拉动;有刻度部分的;;①排空注射器内的空气;②摩擦力。
【点评】本题属于实验探究题,实验探究题一般对学生的要求都较高,不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识,还要求学生具有一定的发散思维。
65.(2019•福建)如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力(图丙);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点)
(a) ;
(b) 。
(3)物体没有完全浸没在水中, (选填“能”或“不能” 用实验验证阿基米德原理。
【考点】:阿基米德原理的应用
【专题】:探究型实验综合题;583:浮力;18:误差分析和数据处理
【分析】(1)根据称重法测浮力得出物体浸没在水中受到水的浮力;被排开的水所受的重力:;
(2)实验产生误差的原因:
(a)从测力计测量的角度分析;
(b)从小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等分析;
(3)若物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,仍能用实验验证阿基米德原理。
【解答】解:
(1)根据称重法测浮力:物体浸没在水中,受到水的浮力:
;
被排开的水所受的重力:
;
(2)实验产生误差的原因:
(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;
(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。
(3)物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理。
故答案为:(1);;
(2)(a)测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;(b)小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等;
(3)能。
【点评】本题验证阿基米德原理,考查实验过程和误差分析,要掌握。
66.(2019•香洲区一模)探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,如题图所1示,依次将体积为的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数与物体的下表面浸入液体中的深度的关系图象如图2所示。
(1)分析图2发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与 排开液体体积 (选填“物体体积”或“排开液体体积” 有关。
(2)物体密度为 ,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力为 。
(3)当时,物体受到浮力为 ,下表面所受压强为 ;整个过程,物体下表面所受液体压强与其浸入液体中深度的关系图象应该是图3中的 。
(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与 有关。
【考点】:探究影响浮力大小因素的实验
【专题】32:定量思想;:探究型实验综合题
【分析】(1)物体浸没在水中之前,物体浸入液体中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,当完全浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,从而判断出影响浮力的因素;
(2)由图象可知物体重力,再由密度公式可求物体的密度;
对放入水中的物体受力分析和平衡力的知识算出静止时物体受到容器底的支持力;
(3)根据称量法测量浮力,根据阿基米德原理算出液体的密度,根据算出下表面所受压强;
由分析物体下表面所受液体压强与其浸入水中深度的关系得出答案;
(4)根据影响浮力的因素分析解答。
【解答】解:(1)物体浸没在水中之前,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,当完全浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与排开液体体积有关;
(2)由图2可知,时,弹簧秤的示数等于重力,故;
物体的质量:,
物体的密度:;
物体浸没在液体中时,弹簧测力计的示数不变,故,;
若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力,
所以容器底的支持力;
(3)当时,物体受到浮力为:;
根据可得,液体的密度为:
下表面所受压强:;
根据可知,物体下表面所受液体压强随其浸入水中深度的增大而增大,且与成正比,选项中符合;
(4)将容器中液体更换为水,发现当物体浸没时测力计的示数大于浸没在原来液体中时的示数,根据可知浮力减小,说明浸在液体中的物体所受浮力大小还与液体的密度有关。
故答案为:(1)排开液体体积;(2)5;3.9; (3)1.1;440;; (4)液体密度。
【点评】本题考查了探究浮力的大小与哪些因素有关的实验和密度的测量实验,综合了密度、压强、浮力的有关知识,综合性强。
67.(2019•清远一模)如图是“探究浮力的大小与排开的水所受重力关系”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中的所用圆柱体的重力为 4 。
(2)在如图中存在的错误是 。
(3)纠正错误后,继续实验,在图中圆柱受到的浮力 。
(4)根据如图 可以得出,圆柱体排开的水所受的重力为 。
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力(选填“大于”、“小于”或“等于” 。
(6)纠正如图中的错误后,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,弹簧测力计的示数逐渐减小,水对杯底的压强 (选填“逐渐增大”、“逐渐减小、“保持不变” 。
【考点】:探究影响浮力大小因素的实验
【专题】58:压强和浮力;13:实验题
【分析】(1)读出弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力;
(2)用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器(需先测出其重力)接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;
(3)利用可求得圆柱受到的浮力;
(4)根据图知:用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即为圆柱体排开的水所受的重力;
(5)比较浸在水中的物体受到的浮力和圆柱体排开的水所受的重力可得出结论;
(6)根据可知弹簧测力计的示数的变化;判断根据分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强。
【解答】解:(1)由图可知,实验中的所用圆柱体的重力为;
(2)圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以,在情景图中存在的错误是溢水杯未注满水,应改为在溢水杯中装满水;
(3)由图可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数,
则圆柱受到的浮力:;
(4)由图可知,小桶和水的总重力;由图可知,空小桶的重力,
则圆柱体排开水所受的重力:;
(5)由(3)(4)可知,浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。
(6)纠正错误后,即溢水杯中的水应该满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,排开水的体积逐渐增大,浮力逐渐增大,根据知,弹簧测力计的拉力逐渐减小;
溢水杯中的水是满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
故答案为:(1)4;(2)溢水杯未注满水;(3)1;(4);1;(5)等于;(6)保持不变。
【点评】在“探究浮力的大小”实验中,用“称量法”测出物体受到的浮力,即;用两次称重测出物体在液体中排开液体的重力,进行比较得出:物体在液体中受到的浮力,大小等于它排开的液体的重力。
68.(2019•黑龙江)为探究浮力大小与哪些因素有关,小高设计了如图所示实验,请依据实验回答:
①比较,两图可知,物体浸在水中的体积越大,受到的浮力 越大 。
②比较图 和图可知,物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
③由图的实验数据可知,盐水的密度为 。
【考点】探究影响浮力大小因素的实验
【专题】探究型实验综合题;定量思想;科学探究能力
【分析】(1)(2)应用控制变量法分析图示实验,然后得出结论;
(3)根据称重法求物体浸没在水和盐水中的浮力大小,由阿基米德原理,根据排开液体的体积相同,求盐水的密度。
【解答】解:(1)浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数;
由图和图所示实验可知,水的密度不变,物体排开水的体积变大,弹簧测力计的示数越小,物体受到的浮力变大,由此可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大;
(2)要探究物体所受浮力的大小与液体的密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度,图和符合题意;
(3)由实验数据可知,物体浸没在水中受到的浮力:
;
物体浸没在盐水中受到的浮力:
;
因物体浸没,故排开液体的体积相等,即,
所以,根据可得:,
则盐水的密度:
。
故答案为:①越大;②;③。
【点评】本题考查了实验现象分析,应用控制变量法分析实验现象,根据实验控制的变量与实验现象即可得出结论。
五、计算题(共10小题)
69.(2019•南京)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就 “玉兔二号”月球车成功登陆月球背面。图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为。
(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛?取
(2)若车轮与地面的总接触面积为,则车对地面的压强为多少帕?
【考点】81:压力及重力与压力的区别;86:压强的大小及其计算
【专题】11:计算题;581:压强、液体的压强;573:重力、弹力、摩擦力
【分析】(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力等于其重力,利用求出;
(2)已知压力和受力面积,利用计算车对地面的压强。
【解答】解:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力:
。
(2)车对地面的压强:
。
答:(1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为;
(2)若车轮与地面的总接触面积为,则车对地面的压强。
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、压强的大小计算,关键是知道模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力等于其重力。
70.(2019•重庆)小杨选择了两个高度分别为和,底面积的实心均匀的圆柱体、进行工艺品搭建,、置于水平桌面上,如图1所示。他从的上表面沿水平方向截取高为的圆柱块,并将截取部分平放在的中央,则对桌面的压强随截取高度的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体的密度;
(2)从截取的圆柱块平放在的中央,对桌面的压强增加量;
(3)图2中的值。
【考点】86:压强的大小及其计算
【专题】581:压强、液体的压强;11:计算题;21:信息给予题
【分析】(1)从的上表面沿水平方向截取高为的圆柱块,并将截取部分平放在的中央,则对桌面的压强逐渐减小,对桌面的压强逐渐增加,判断出的图象;
读出、开始的压强,根据算出圆柱体、的密度;
(2)从截取的圆柱块平放在的中央,对桌面的压强增加量等于压力增加量和受力面积的比值。求出压力增加量是关键。
(3)从图象知,截取后,把截取部分再叠加在上,两者的压强相等,根据压强相等列出等式即可求出的值。
【解答】解:
(1)从的上表面沿水平方向截取高为的圆柱块,并将截取部分平放在的中央,则对桌面的压强逐渐减小,对桌面的压强逐渐增加,
可以判断的最初压强是,
均匀柱体对水平面的压强,则圆柱体的密度:
;
(2)从截取的圆柱块的重力:△△,已知,
将圆柱块平放在的中央,对桌面的压强增加量:
△;
(3)由图象知,的最初压强是,则由可得圆柱体的密度:
,
由图象知,截取高度,剩下部分和截取后叠加的压强相等,
即:,
则有:,
因为,(即,
所以化简代入数据可得:,
解得:。
答:(1)圆柱体的密度是;
(2)从截取的圆柱块平放在的中央,对桌面的压强增加;
(3)图2中的值是3。
【点评】图象问题最近些年是非常常见的习题,从图象中搜取数据是非常重要的。
71.(2019•黄浦区一模)如图所示,面积为的水平桌面的正中央放着一个底面积为,重为的圆形鱼缸。鱼缸内装有深,质量为的水。求取,取
(1)鱼缸底部受到的水的压强;
(2)水对鱼缸底部的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
【考点】89:液体的压强的计算;86:压强的大小及其计算
【专题】11:计算题;581:压强、液体的压强
【分析】(1)知道鱼缸内水的深度,根据求出鱼缸底部受到的水的压强;
(2)知道鱼缸底部受到的水的压强和圆形鱼缸的底面积即受力面积,根据求出水对鱼缸底部的压力;
(3)根据水的质量,根据求出水的重力,鱼缸对桌面产生的压力等于鱼缸和水的重力之和,根据求出鱼缸对桌面产生的压强。
【解答】解:(1)鱼缸底部受到的水的压强:
;
(2)由可得,水对鱼缸底部的压力:
;
(3)鱼缸对桌面产生的压力:
,
鱼缸对桌面产生的压强:
。
答:(1)鱼缸底部受到的水的压强为;
(2)水对鱼缸底部的压力为;
(3)鱼缸对桌面产生的压强为。
【点评】本题考查了液体压强公式和压强定义式、重力公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等,要注意受力面积等于鱼缸与桌面的接触面积。
72.(2019•海淀区一模)如图,盛有水的柱形平底薄壁容器放在水平桌面上静止,容器底面积为,容器和水总重为.木块放在水中后处于漂浮状态,此时浸在水中的体积为,容器中水深为。取,水的密度为,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)放入木块后水对容器底部的压强;
(3)放入木块后容器对桌面的压强。
【考点】86:压强的大小及其计算;:浮力大小的计算;89:液体的压强的计算
【专题】58:压强和浮力;11:计算题
【分析】(1)知道浸在水中的体积,根据求出木块受到的浮力;
(2)知道容器中水深,根据求出放入木块后水对容器底部的压强;
(3)放入木块后木块处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,此时容器对桌面的压力等于水和容器、木块的重力之和,根据求出容器对桌面的压强。
【解答】解:(1)木块受到的浮力:
;
(2)放入木块后水对容器底部的压强:
;
(3)由图可知,木块漂浮,则的重力,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,放入木块后容器对桌面的压力:
,
放入木块后容器对桌面的压强:
。
答:(1)木块受到的浮力为;
(2)放入木块后水对容器底部的压强为;
(3)放入木块后容器对桌面的压强为。
【点评】本题考查了阿基米德原理和液体压强公式、物体浮沉条件、压强定义式的应用等,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
73.(2019•福建)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力随杯中饮料的高度变化的图象如图。饮料出口的横截面积,饮料流出的速度,杯高,杯底面积,取
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为,饮料持续流入空杯后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
【考点】81:压力及重力与压力的区别;86:压强的大小及其计算;:密度的计算
【专题】62:应用能力
【分析】(1)分析杯座受到的压力随杯中饮料的高度变化的图象,可得出空杯对杯座的压力及饮料对杯座的压力;
(2)根据密度的计算公式计算饮料的密度;
(3)先根据计算出流 入杯中饮料的质量,再算出饮料对杯底的压力及压强。
【解答】解:
(1)由图可知空杯对杯座的压力:;
装满饮料时,杯对杯座的压力:;
因杯子为平底薄壁直圆筒状,
所以杯底受到饮料的压力:。
(2)饮料的质量:;
杯中饮料的体积:;
则饮料的密度:;
(3)饮料持续流入空杯,则流入杯中饮料的质量:
;
此时饮料对杯底的压力:,
此时杯对杯座的压强:。
答:(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为;
(2)饮料的密度为;
(3)设杯底与杯座的接触面积也为,饮料持续流入空杯后关闭开关,杯对杯座的压强为。
【点评】本题考查了密度、质量、重力、液体压强公式的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,解题过程中要注意单位的换算。
74.(2019•孝感)水平桌面上有一容器,底面积为,容器底有一个质量为、体积的小球,如图甲所示,
(1)向容器中注入质量为的水时,水深,如图乙所示,求水对容器底的压强;
(2)再向容器中慢慢加入适量盐并搅拌,直到小球悬浮为止,如图丙所示,求此时盐水的密度;
(3)继续向容器中加盐并搅拌,某时刻小球静止,将密度计放入盐水中,测得盐水的密度,求小球浸入盐水的体积。
【考点】89:液体的压强的计算;:物体的浮沉条件及其应用;:阿基米德原理的应用
【专题】11:计算题;581:压强、液体的压强;584:浮沉的应用
【分析】(1)根据求水对容器底的压强;
(2)求出小球的密度。根据悬浮条件即可判断液体密度;
(3)根据浮沉条件可知小球处于漂浮状态,根据漂浮条件和求小球浸入盐水的体积。
【解答】解:(1)水对容器底的压强:
;
(2)图丙所示,小球悬浮,则:
此时盐水的密度;
(3)由于,则小球在密度为的盐水处于处于漂浮状态,
则;
根据可得:
。
答:(1)水对容器底的压强为;
(2)此时盐水的密度;
(3)小球浸入盐水的体积为。
【点评】本题考查液体压强公式、阿基米德原理的运用,关键是浮沉条件的应用。
75.(2019•黄冈)具有中国自主知识产权的、亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”(图甲),可用于挖掘水下泥土、砂石等。其长、宽,满载排水量为。作业时,输送系统将水下挖掘的泥石等,通过输送管输送到指定地方。已知水的密度为,取。
(1)水面下处的船体上受到水的压强是多少?
(2)若“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积为,则它受到的总重力是多少?
(3)某次作业时,水下重为的泥沙沿着输送管匀速运动,泥沙运动的高度与时间的关系如图乙所示。设输送系统的总功率为,效率为,泥沙在水平运动时受到输送管的阻力为。请推导在水平运动过程中,泥沙速度的表达式。
【考点】:物体的浮沉条件及其应用;89:液体的压强的计算
【专题】584:浮沉的应用;581:压强、液体的压强;11:计算题;592:功、功率、机械效率
【分析】(1)已知深度,利用液体压强公式即可求出;
(2)知道“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积,利用阿基米德原理求该舰满载时所受浮力;根据漂浮条件可知它受到的总重力。
(3)已知输送系统的总功率为,效率为,根据和效率公式可求出输送系统在时间内做的有用功;
在时间内做的有用功为克服泥沙的重力做功,在时间内做的有用功为克服泥沙与输送管间的阻力做功,根据图象和题意以及功的计算公式表示出、,而,由此可求出泥沙速度的表达式。
【解答】解:(1)水面下处的船体上受到水的压强:
。
(2)“天鲲号”漂浮在水面时排开水的体积,
则受到的浮力:;
根据漂浮条件可知“天鲲号”受到的总重力:
;
(3)由图乙可知,在时间内泥沙上升的高度为,在时间内泥沙上升的高度为0,此时泥沙在水平管道中匀速运动;
由题知,输送系统的总功率为,效率为,
则输送系统在时间内做的有用功:①,
而在时间内做的有用功为克服泥沙的重力做功,
则:②,
在时间内做的有用功为克服泥沙与输送管间的阻力做功,
则:③,
因,
所以有:,
解得:。
答:(1)水面下处的船体上受到水的压强是;
(2)若“天鲲号”漂浮在水面时它受到的总重力是;
(3)在水平运动过程中,泥沙速度的表达式是。
【点评】本题考查了液体压强和浮力的计算,还考查了功和效率的计算,解题的关键:①看懂图象,明确泥沙向上运动和水平运动时的有用功;②注意整个过程的有用功等于这两部分有用功之和。
76.(2019•百色)如图所示,置于水平桌面上的一个上宽下窄、底面积为的薄壁容器内装有质量为的液体,将一个质量为、体积为的物体放入容器内,物体漂浮在液面时有一半的体积浸在液体中,此时容器内液体的深度为,求:
(1)物体受到的重力;
(2)容器内液体的密度;
(3)容器内液体对容器底部的压强。
【考点】89:液体的压强的计算;:物体的浮沉条件及其应用;78:重力的计算
【专题】11:计算题;581:压强、液体的压强;583:浮力
【分析】(1)利用求物体受到的重力;
(2)由于物体漂浮在液面上,物体受到的浮力等于物体重力,求出物体排开水的体积,利用阿基米德原理求液体的密度;
(3)利用求容器内液体对容器底部的压强。
【解答】解:
(1)物体受到的重力:
;
(2)因为物体漂浮在液面上,
所以物体受到的浮力:
,
物体排开水的体积:
,
由阿基米德原理可得液体的密度:
;
(3)容器内液体对容器底部的压强:
。
答:(1)物体受到的重力为;
(2)容器内液体的密度为;
(3)容器内液体对容器底部的压强为。
【点评】本题考查了重力公式、阿基米德原理、液体压强公式以及物体漂浮条件的应用,属于基础题目。
77.(2019•贺州)如图甲所示,是一圆柱形容器,放在水平桌面上,内装有深的液体,该液体对容器底部产生的压强为取。求:
(1)液体的密度;
(2)若将边长为的正方体木块放入圆柱形容器中如图乙所示,木块静止时,有的体积露出液面,此时木块受到的浮力大小;
(3)要使木块浸没至少需要施加多大向下的压力。
【考点】:液体压强计算公式的应用;:物体的浮沉条件及其应用;:阿基米德原理的应用
【专题】11:计算题;63:分析、综合能力;583:浮力;581:压强、液体的压强
【分析】(1)已知液体的深度和液体对容器底部的压强,根据液体压强公式的变形式即可求出;
(2)利用体积公式求出物块的体积,从而可以求出排开液体的体积,根据阿基米德原理即可求出;
(3)假设物体全部浸没水中,求出此时的浮力,减去现在的浮力即为向下的压力。
【解答】解:
(1)已知液体的深度为:,
根据液体压强公式可知,液体的密度为:
;
(2)木块的体积为:,
木块浸在液体中排开液体的体积为:
,
根据阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:
;
(3)假设物体全部浸没到水中,此时排开液体的体积为:
,
根据阿基米德原理可知,此时木块受到的浮力为:
;
所以需要施加的压力为:
。
答:
(1)液体的密度为;
(2)木块受到的浮力大小是;
(3)要使木块浸没至少需要施加向下的压力为。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式、液体压强公式、阿基米德原理以及力的平衡条件的应用,计算过程要注意单位的换算。
78.(2019•怀化)某容器放在水平桌面上,盛有足量的水。现将体积为、质量为的实心正方体放入水中,正方体不断下沉,直到沉底,如图所示。(已知,求:
(1)正方体受到的重力的大小;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小和正方体对容器底部的压强。
【考点】:阿基米德原理的应用;86:压强的大小及其计算;78:重力的计算
【专题】573:重力、弹力、摩擦力;11:计算题;581:压强、液体的压强;584:浮沉的应用
【分析】(1)知道正方体的质量,利用即可求出正方体的重力;
(2)正方体浸没在水中,排开水的体积与正方体的体积相等,根据求出受到的浮力;
(3)正方体沉在底部,根据重力和浮力利用力的平衡即可求出支持力;
根据力的相互作用可知正方体对容器底部的压力,利用计算正方体对容器底部的压强。
【解答】解:(1)正方体的重力;
(2)正方体浸没在水中,,
则;
(3)正方体沉在底部,由于处于静止状态,则受力平衡,即,
所以,;
由于支持力与压力是一对相互作用力,则可知正方体对容器底部的压力,
正方体的边长,
则正方体对容器底部的压强。
答:(1)正方体受到的重力的大小为;
(2)正方体浸没在水中受到的浮力的大小;
(3)容器底部对正方体的支持力的大小为,正方体对容器底部的压强为。
【点评】此题考查浮力和液体压强的计算,关键是浮力公式、液体压强公式和压强定义式的应用,此题难度适中,适合学生训练,是一道好题。
六、解答题(共2小题)
79.(2019•雁江区模拟)如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为,把它们平放在同一水平桌面上,在甲物体上,沿水平方向截取一段长为的物体,并平稳放入容器乙中,用力使物体刚好浸没在液体中不与容器乙接触,液体无溢出)。截取后,甲、乙对桌面的压强随截取长度的变化关系如图丙所示。已知甲的密度为,(容器乙的壁厚和质量均忽略不计,取,求:
(1)圆柱体甲截取前和容器乙中的液体的质量比;
(2)圆柱体甲截取前对桌面的压强;
(3)容器乙中液体的密度。
【答案】(1)圆柱体甲截取前和容器乙中的液体的质量比为;
(2)圆柱体甲截取前对桌面的压强为;
(3)容器乙中液体的密度为。
【考点】压强的大小及其计算
【专题】压强、液体的压强;计算题;分析、综合能力
【分析】(1)由图象可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强和容器乙对桌面的压强,根据求出圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比;
(2)设截取前圆柱体甲的高度为,根据表示出圆柱体甲截取前后对桌面的压强,联立以上两式代入数据可解得圆柱体的高度,进而得出圆柱体甲截取前对桌面的压强;
(3)容器乙中未放入物体时,根据表示出容器乙中放入前后对桌面的压强,圆柱体甲截取长度时,其物体的体积,联立可解得容器乙中未放入物体时液体的深度,再根据题意求出的大小,利用求出容器乙中液体的密度。
【解答】解:(1)由图象可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强,容器乙对桌面的压强,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由得,圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比:
;
(2)设截取前圆柱体甲的高度为,则圆柱体甲对桌面的压强:
,
圆柱体甲截取长度后,圆柱体甲对桌面的压强:
,
联立以上两式代入数据可解得:,
所以,圆柱体甲截取前对桌面的压强:
;
(3)容器乙中未放入物体时,对桌面的压强等于液体的压强(容器乙的壁厚和质量均忽略不计),
即:①
圆柱体甲截取长度时,则物体的体积,
将物体浸没在液体乙中,液面上升的高度:
△②
物体刚好浸没在液体中时,容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强,
即:△③
联立①②③可解得:,
,
由得,容器乙中液体的密度:
。
答:(1)圆柱体甲截取前和容器乙中的液体的质量比为;
(2)圆柱体甲截取前对桌面的压强为;
(3)容器乙中液体的密度为。
【点评】本题主要考查压强公式和液体压强公式的灵活应用,关键要明确可以用求出柱体对桌面的压强,能从图象上找出有用的信息即可正确解题,有一定的难度。
80.(2019•西城区一模)阅读以下材料,回答相关问题。
港珠澳大桥海底隧道
港珠澳大桥海底隧道,全长6.7公里,它由两个人工岛的隧道预埋段、33节巨型沉管、长约12米重达6500吨的“最终接头”拼接而成。隧道的海底部分长约5664米,最大安装水深超过40米。该隧道是我国建设的第一座外海沉管隧道,也是世界上最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道。我国的独创技术走在了沉管隧道技术的全球首位。
每节制作完成的巨型沉管(简称管节),其管道长180米,宽37.95米,高11.4米,排水量达8万吨,相当于一艘航母。这些巨型沉管是怎样被运送到海中沉放现场并下沉到指定地点的呢?如图是这一过程的示意图。
甲图:管节先被移动到船坞的浅坞区,在其两端安装止水带,在其内部安装可注入或排出海水的压载水系统,并在管内无水时将其两端封闭。
乙图:关闭两个坞门,向船坞内灌水使管节起浮,再将管节移至船坞的深坞区。
丙图:船坞排水,至坞内外水面相平后,打开坞门2。
丁图:由大马力拖轮将管节拖出船坞,并拖运至沉放现场。
戊图:利用压载水系统向管节内灌水,使其下沉,并利用深水无人沉放定位系统调位。
请回答下列问题:
(1)管节漂浮时,其上表面几乎与水面齐平。请你估算:管节漂浮时受到的浮力约为 。
(2)请你利用所学知识,试分析乙图中管节起浮的原因。
(3)管节灌水沉放的原理与 的工作原理相同。(选填“轮船”、“潜水艇”或“热气球”
【考点】:阿基米德原理的应用;:浮力大小的计算
【专题】21:信息给予题;583:浮力
【分析】(1)根据阿基米德原理求解管节受到的浮力;
(2)根据图示,结合阿基米德原理和物体浮沉条件,利用控制变量法分析解答;
(3)潜水艇是通过改变自身重力来实现浮沉的。
【解答】解:
(1)由题知,管节的排水量达8万吨,则管节受到的浮力:
。
(2)向船坞内灌水后,变大,一定,根据可知,管节受到的浮力变大,当浮力大于重力时,管节起浮。
(3)根据管节沉放的过程可知,在管内无水时将其两端封闭,沉放时,利用压载水系统向管节内灌水,管节重力变大,当大于管节受到的浮力时,管节下沉,故其沉放原理与潜水艇的工作原理相同。
故答案为:(1);
(2)向船坞内灌水后,变大,一定,根据可知,管节受到的浮力变大,当浮力大于重力时,管节起浮。
(3)潜水艇。
【点评】此题考查浮力的大小计算、阿基米德原理的应用,知道潜水艇的工作原理,正确理解排水量的含义是解答此题关键。
考点卡片
1.沸点及沸点与气压的关系
【知识点的认识】
(1)沸点是指物体由液态转化为气态的温度;
(2)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低.但液体沸腾时温度保持不变.
(3)理由:液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时,液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点.
(3)当外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,达到沸腾.当外界压力降低时,温度比较低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,达到沸腾.
【命题方向】
利用气压对沸点的影响来解决生活中的一些现象,例如高压锅煮食物熟得快等问题都是命题重点.
例1:成都的蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的破坏,常常对蔬菜进行真空脱水,使之成为脱水蔬菜.从物理学的角度看,真空脱水的原理是( )
A.真空环境的温度极低,可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华,从而实现脱水
B.真空环境的温度很高,可使蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水
C.真空环境的空气密度很小,可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度,从而实现脱水
D.真空环境的气压很小,因而大大降低了水的沸点,使蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水
分析:液体表面的气压增大、沸点升高,气压减小、沸点降低,据此分析判断.
解:真空环境,气压很小,这样大大降低了水的沸点,使蔬菜中的水分迅速沸腾(汽化),从而实现脱水,使蔬菜成为脱水蔬菜.
故选D.
点评:本题考查了液体沸点与气压的关系,记住沸点与气压的关系是本题的关系.
例2:用高压锅烹煮食物能节约燃料并且节省时间,是因为( )
A.锅内气压大,液体沸点高
B.锅内气压大,液体沸点低
C.锅内气压小,液体沸点高
D.锅内气压小,液体沸点低
分析:用高压锅烹煮食物能节约燃料并且节省时间是因为高压锅内温度高,而高压锅内温度高是因为气压高而使得沸点高造成的.
解:根据沸点与气压的关系,气压高沸点高;又因高压锅内气压是大的,所以B、C、D错误,故A正确.
故选A.
点评:要解答本题需要知道沸点与气压的关系,又要知道高压锅内气压是高的.
【解题方法点拨】
要理解熟记气压与沸点的关系.
2.密度的计算
【知识点的认识】
(1)密度的公式:ρ=(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)
(2)密度公式变化:m=ρV、V=
【命题方向】
利用公式计算出密度来鉴别物质,利用控制变量法分析函数图来比较密度的大小.
例1:有不同物质组成的甲乙两个体积相同的实心物体,质量之比是2:3,这两种物质的密度值比是( )
A.2:3 B.3:2 C.1:1 D.以上答案都不对
分析:解答此题的关键是学生明确甲乙两个体积相同,根据密度公式即可得出答案.
解:由V甲=V乙,=可得=,故选项A正确;故选A.
点评:此题主要考查学生对密度公式的理解与掌握,此题比较简单,是密度计算题的基础,因此是一道基础题.
例2:小明郊游时捡到一块外形不规则的石头.为了测定它的密度,小明称出石头和一个盛满水的容器的质量 分别为0.56kg、2kg,然后将石头轻轻放入容器中,又测出了容器的总质量为2.36kg.(石头吸水不计,g取10N/kg)求:
(1)石头的体积;
(2)石头的密度;
(3)若石头吸水,所测石头的密度是偏大还是偏小,为什么?
分析:由题意可知,石头的体积等于它排开水的体积,所以根据盛满水的容器溢出的水求出石头的体积;根据密度公式求出石块的密度;若石头吸水,则石块排开水的体积减小,由此判断所测石头的密度值的情况.
解:(1)排出水的质量为:
m排=(0.56kg+2kg)﹣2.36kg=0.2kg;
∵石块完全浸没
∴V石=V排===2×10﹣4m3;
(2)石头的密度:
ρ石===2.8×103kg/m3;
(3)由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积;
根据ρ=可知,石头的密度偏大.
答:(1)石头的体积为2×10﹣4m3;(2)石头的密度为2.8×103kg/m3;(3)偏大,由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积,根据ρ=可知,石头的密度偏大.
点评:本题考查了密度公式的应用.关键是知道石头浸没水中时,排开水的体积等于石头的体积;石头吸水时,排出水的体积小于石头的体积.
【解题方法点拨】
对于密度公式,还要从以下四个方面理解:
(1)同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变.当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的.因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
(2)具有同种物质的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比;
(3)具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比=
(4)具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比=.
3.密度公式的应用
【知识点的认识】
利用公式ρ=及它的变形公式V=,m=ρV,可以解决一些实际应用中的问题。
(1)根据公式ρ=来鉴别物质。测出物体的质量和体积,运用公式ρ=求出物质的密度,然后对照密度表就可以知道该物质的种类。
(2)利用公式V=计算不便测量的物体的体积。测出物体的质量,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式V=就可以计算出物体的体积。
(3)利用m=ρV计算不便测量的物体的质量。测出物体的体积,利用密度表查出该种物质的密度,利用公式m=ρV就可以计算出物体的质量。
(4)空、实心的判断:通过对物体的密度、质量、体积的比较,可判断物体时空心的还是实心的,即当ρ物=ρ为实心,ρ物<ρ为空心;m物=m为实心,m物<m为空心;V物=V为实心,V物>V为空心。
【命题方向】
利用密度知识直接求物体质量,求物体的体积。对一些体积庞大的物体,质量不便测量。可以测量出它的体积,从密度表中查出它的密度,最后计算出它的质量;有的物体、体积不规则,不便于直接测量,可以测出它的质量,从密度表中查出它的密度,最后计算出它的体积。判断这个球是空心还是实心问题。
例1:图所示三个规格相同的杯子里分别装有质量相等的水、盐水和煤油。(盐水的密度1.1×103kg/m3,煤油的密度0.8×103kg/m3)根据杯中液面的位置可以判定( )
A.甲杯是水,乙杯是盐水
B.甲杯是盐水,乙杯是煤油
C.乙杯是盐水,丙杯是水
D.乙杯是水,丙杯是煤油
分析:质量相同的不同物质,密度大小与体积成反比。据此分析判断。
解:
已知三种液体的质量相同,由图知:甲液体的体积最大,乙液体的体积最小,丙液体的体积居中,根据公式ρ=得:甲液体密度最小,为煤油;乙液体密度最大,是盐水;丙液体密度居中,是水。
故选C。
点评:此题考查的是对密度公式的理解和应用。对同种物质,密度与质量、体积无关;对不同物质,密度与质量成正比,与体积成反比。
例2:我省富“硒”的矿泉水资源非常丰富,如果要将其开发为瓶装矿泉水,且每瓶净装550g,则:
(1)每个矿泉水瓶的容积至少要多少mL?
(2)若用该矿泉水瓶来装家庭常用的酱油,装满后至少能装多少mL的酱油?(ρ矿泉水=1.0×103kg/m3,ρ酱油=1.1×103kg/m3)
分析:瓶子能装液体的体积是相同的,利用密度公式的变形公式V=求出能装水的体积(瓶子的容积),能装酱油的体积就等于瓶子的容积。
解:(1)V水===550cm3=550mL,
(2)∵瓶子能装液体的体积是相同的,
∴V酱油=V水=550mL。
答:(1)每个矿泉水瓶的容积至少要550mL;
(2)若用该矿泉水瓶来装家庭常用的酱油,装满后至少能装550mL的酱油。
点评:本题考查了密度公式的应用,计算时注意单位换算:1cm3=1mL,1×103kg/m3=1g/cm3。
【解题方法点拨】
熟练运用密度公式及其变形进行计算。判断这个球是空心还是实心有密度比较法、质量比较法、体积比较法三种。
4.平衡力的辨别
【知识点的认识】
两个力同时作用在同一物体同一直线上,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0),我们就说这两个力平衡.两个力作用在物体上,如果物体不能保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力的作用效果不可相互抵消(合力不为0),我们就说这两个不力平衡,也叫非平衡力.
【命题方向】
判断两个力是否为平衡力,平衡状态的物体有哪些平衡力都是中考的命题方向.
例1:如图所示,人抓住牵牛绳沿水平方向拉牛,但没有拉动.其中说法正确的是( )
A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力
B.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
C.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
分析:(1)物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运功)时,所受的力就是平衡力.
(2)二力平衡的条件是两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上.
(3)相互作用力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上.
解:因牛处于静止状态,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力;
绳拉牛的同时,牛也要拉绳,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,分别作用在牛和绳上是一对相互作用力.
故选:D.
点评:本题考查了平衡力和相互作用力的辨别,两者的区别是看作用点是否在同一物体上,这也是学生容易出错的地方.
例2:踢出去的足球在水平草地上滚动,在以下列举的各对力中,属于一对平衡力的是( )
A.球对草地的压力和草地对球的支持力
B.球所受的重力和球所受的摩擦力
C.球所受的重力和球对草地的压力
D.球所受的重力和草地对球的支持力
分析:二力平衡的条件是:作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上.缺一不可.
解:A、球对草地的压力,作用在草地上,方向竖直向下;草地对球的支持力,作用在球上,方向竖直向上,这两个力不是作用在同一个受力物体上,不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故该选项不符合题意;
B、球受到的重力的方向竖直向下,球受到摩擦力的方向是水平方向,不在同一直线上,不符合二力平衡的条件,故该选项不符合题意;
C、球受的重力,作用在球上,方向竖直向下,球对草地的压力,作用在草地上,方向也竖直向下,不符合二力平衡中作用在同一物体上和方向相反的条件,故该选项不符合题意;
D、球受到的重力,作用在球上,方向竖直向下,草地对球的支持力,也作用在球上,方向竖直向上,二者大小相等、方向相反,作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,故该选项符合题意.
故选D.
点评:(1)二力平衡的条件是:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,缺一不可.
(2)注意平衡力和相互作用力的区别:相互作用力是作用在两个不同的物体上,平衡力是作用在同一个物体上.
【解题方法点拨】
判断两个力是否为平衡力,必须从分析两个力是否“同物”开始,如果不“同物”肯定不是平衡力,如果“同物”再分析它们是否等大、反向、共线.只有同时满足四个条件才是平衡力.相互作用的两个力也具有等大、反向、共线的性质,但受力物体不同.
5.重力的计算
【知识点的认识】
物体由于地球的吸引而受到的力叫重力.重力的施力物体是地球.重力的方向总是竖直向下.公式G=mg,其中G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g取9.8N/kg,粗略计算时,可取g=10N/kg.
【命题方向】
中考命题方向:(1)公式的表述:重力大小跟物体的质量成正比,不能反过来表述:物体的质量跟重力大小成正比.(2)直接利用公式进行重力、质量的计算.(3)由质量计算出重力或直接计算重力做功或克服重力做功.(4)与力的合成或平衡力结合出题.
例1:下列说法正确的是( )
A.“G=mg”表明:物体受到的重力跟它的质量成正比
B.“m=”表明:物体的质量跟它的重力成正比
C.“g=”表明:g值大小等于物体受的重力跟它质量的比值,且是一个恒定的值
D.上述说法都正确
分析:理解重力公式及其变形的物理意义;对各个选项逐一分析.
解:A、公式G=mg表示物体受到的重力跟它的质量成正比,正确;
B、物体的质量是表示物体所含物质的多少,与重力没有关系,故B错误;
C、g在地球上不同的位置,大小不同,所以不能说是一个恒定的值,故C错误;
故选A.
点评:本题考查重力、质量、g的含义,关键是明白他们所表示的物理意义.
例2:甲、乙两人受到的重力之比是5:4,甲的质量是60kg,则乙的质量和重力分别是( )
A.48kg,470.4N B.470.4kg,470.4N C.48kg,48N D.75kg,735N
分析:重力大小跟质量的关系是:物体所受的重力跟它的质量成正比,知道甲、乙两人受到的重力之比,从而可以计算甲、乙两人的质量之比,又知道甲的质量,可求乙的质量,再利用公式G=mg计算乙的重力.
解:物体所受的重力跟它的质量成正比,
∵甲、乙两人受到的重力之比是5:4,
∴甲、乙两人的质量之比是5:4,
又∵m甲=60kg,
∴==,
从而可知,m乙=48kg,
∴乙的重力为:G乙=m乙g=48kg×9.8N/kg=470.4N.
故选A.
点评:本题考查了重力公式的应用,物体所受的重力跟它的质量成正比,而且比值是个定值,等于9.8N/kg.
【解题方法点拨】
理解公式的含义,注意知识点之间的联系.
6.摩擦力的大小
【知识点的认识】
对于初中摩擦力的大小不需要利用公式计算,摩擦力大小只要求求出静摩擦力和滑动摩擦力,这两种摩擦力一般与平衡力相结合出题,例如:静摩擦力,要根据受力的情况来分析,而不要想当然或跟着思维定势走.
例:用手握住一个瓶子静止不动,随着手的握力的增大,瓶子受到的摩擦力的大小如何变化?
讲解:此时瓶子处于静止状态,在竖直方向上除受一个重力之外,还受到一个竖直向上的摩擦力作用,且摩擦力的大小与重力大小相等.由于瓶子的重力大小是不变的,所以瓶子静止不动时摩擦力的大小是不变的,它不随握力的变化而变化.不能认为所有情况都是“压力越大,摩擦力越大”.
例:一木块放在水平桌面上,某人用10牛的力拉木块在桌面上做匀速直线运动,若改用15牛的水平拉力拉木块,仍使木块在水平桌面上运动,此时木块受到的摩擦力大小应如何变化?
讲解:当木块受10牛的力在做匀速直线运动时,摩擦力与拉力二力平衡,大小为10牛.当木块受15牛的拉力作用时,压力、接触面的粗糙程度都没改变,所以摩擦力的大小不变,只是此时,也正是摩擦力没有改变而拉力变大,所以导致的结果必然是木块在做加速运动,这也跟生活经验相吻合.不少同学认为“拉力越大,摩擦力越大”是没有根据的.
【命题方向】
静摩擦力和滑动摩擦力与平衡力相结合出题是中考命题方向.
例1:一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时受到的摩擦力为40N,若物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动,此时它受到的摩擦力( )
A.大于40N B.小于40N C.等于40N D.无法确定
分析:(1)首先根据二力平衡知识判断出摩擦力的大小;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度,根据影响因素判断摩擦力的变化情况.
解:一物体以1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,f=F=40N,方向与拉力方向相反;
物体运动的速度增加到3m/s时仍在该桌面上做匀速直线运动,此时压力和接触面的粗糙程度都未变化,所以摩擦力仍不变,为40N.
故选C.
点评:此题考查了二力平衡条件的应用及影响摩擦力大小的因素,在解析摩擦力的变化时,关键是分析影响因素是否变化,与物体的运动速度无关.
例2:如图所示,叠放在一起的物体A和B,在大小为F的恒力作用下沿水平面做匀速直线运动,则下列结论中正确的是( )
A.甲、乙两图中A物体所受的摩擦力大小均为F
B.甲、乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为0,物体B受到地面对它的摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它的摩擦力为F
分析:在分析时,分别以整体、A、B为研究对象进行分析,且物体处于匀速直线运动状态时,受平衡力的作用.
解:乙图,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,A不受摩擦力的作用,AD错误;
以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,两种情况下B受到的摩擦力相等,B正确;
甲图以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的静摩擦力作用,且f=F,C错误.
故选B.
点评:此题考查了摩擦力大小的判定,将甲乙两图相互对比,关键是能够对整体和部分进行受力分析,根据平衡力的知识进行判断,对学生来说应属于难题.
【解题方法点拨】
摩擦力的大小计算应当联系二力平衡的知识与力的合成(当物体静止或做匀速直线运动时物体受力一定受平衡力).
7.压力及重力与压力的区别
【知识点的认识】
(1)压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.
(2)产生的条件:压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力.
(3)方向:压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体.例如按图钉,其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.
(4)作用点:压力的作用点在受压物体的表面上.
(5)辨析:重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的
物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
(6)影响压力作用效果的因素:压力和受力面积.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
【命题方向】
主要从这几个方面命题:(1)压力与重力的区别方面出选择题;(2)利用压力的作用效果方面来体现控制变量法;(3)作图题:重力、压力的示意图
例1:放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法中,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力就是重力
B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
分析:物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力.压力是由于物体的形变而产生的.
解:A、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯.两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等;故A错误;
B、茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用,故施力物体是茶杯,受力物体是桌面.故B错误.
CD、当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力.故C正确.D错误.
故选C.
点评:(1)此题考查了弹力的产生、压力与重力的区别、力的定义等知识点.
(2)放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,但压力永远不会是重力.
(3)哪个物体对别的物体施加了压力,该物体就发生了弹性形变.
例2:如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入质量相等的水,三个容器底部所受水的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
分析:由图可知,知道装入水的质量相等,可知各容器内水的深度关系,然后根据液体压强的公式分析容器底部受到水的压强的大小关系;然后利用p=分析三个容器底部所受水的压力关系.
解:如图三容器装入相同质量的水,
∵容器的底面积相同,
∴三容器内水的深度:h甲>h乙>h丙,
又∵p=ρgh,
∴容器底部受到水的压强p甲>p乙>p丙;
∴由p=得F=pS可知,三个容器底部所受水的压力甲最大.
故选A.
点评:本题考查了学生对压强公式和液体压强公式的掌握和运用,对液体压强大小变化分析关键是确定深度大小,对固体压强的大小情况分析关键是确定压力和受力面积的大小.
【解题方法点拨】
注意压力的概念,理解压力与重力的区别于联系,学会控制变量法分析问题,控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
8.压强
【知识点的认识】
压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量.在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的),即牛顿/平方米.压强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托.一般以英文字母「p」表示.对于压强的定义,应当着重领会四个要点:
(1)受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大.(此时压强与压力成正比)
(2)同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同.受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小.
(3)压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关.
压强是物体单位面积受到的压力.跟受力面积有关.
(4)压力、压强的单位是有区别的.压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的.压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的.在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”.
【命题方向】
命题点:(1)压强的物理意义(2)压强的单位及单位换算(3)压力与压强的理解.
例1:对于压强公式p=的理解,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压强越大
B.物体受到的压力越大,产生的压强就越大
C.受力面积越大,产生的压强就越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力的大小成正比
分析:压强指压力的作用效果,压强的大小与压力大小和受力面积大小有关.据此分析判断.
解:A、压强的大小与压力大小有关,与物体的重力没有直接关系;故A错误;
B、当受力面积相同时,物体受到的压力越大,产生的压强才越大;故B错误;
C、在压力相同时,受力面积越大,产生的压强越小;故C错误;
D、由p=可知,当受力面积不变时,压强与压力的大小成正比,故D正确;
故选D.
例2:近年来,汽车超载现象异常突出,公路损坏严重.你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于( )
A.汽车的大小 B.汽车对公路的压强 C.汽车的速度 D.汽车的惯性
分析:汽车超载对公路的压力就越大,压力大对路面产生的压强就越大;压强大就标志着压力的作用效果明显﹣﹣对公路损坏就越严重.
解:汽车超载现象异常突出,超载导致对地面的压力增大(压力F=G),压强是指压力的作用效果,就此题来说,效果越明显则对路面的损坏就越严重;而压力越大压强越大;故超载汽车对公路的损坏主要取决对公路的压强;故B正确;
而汽车的大小、速度、惯性不是对公路损坏的主要原因;
故选B.
点评:明确压强的物理意义﹣﹣压力的作用效果.
【解题方法点拨】
学会用表述法表述物理量,熟记压强的单位及压力与压强的区别.
9.压强大小比较
【知识点的认识】
(1)固体压强的比较
准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。中考中对于压强的考查,往往在同一情境中出现多个力、多个面积发生变化的情景。要想准确的比较、计算压强的大小,找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键。我们审题时要抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式p=,采用控制变量法:
(2)液体压强的比较
液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
【命题方向】
比较压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例1:如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(ρ盐水>ρ水),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系说法正确的是( )
A.pa>pb>pcB.pc>pb>paC.pb>pa>pcD.pc>pa>pb
分析;液体压强与液体的密度和深度有关,密度越大,深度越大,液体压强越大。
解:由b、c两点可知,深度相同,由于盐水的密度大于纯水的密度,所以pc>pb;
a、b两点可知,同种液体中,压强随深度的增加而增大,所以pb>pa;综上所述,pc>pb>pa。
故选B。
点评:本题考查影响液体压强的因素,注意液体压强与密度和深度有关。
例2:如图所示,两个完全相同的装满豆浆的密闭杯子,以下列四种不同的方式放在水平桌面上,若杯子上表面面积是下表面面积的2倍,它们对桌面的压强大小分别是p甲、p乙、p丙、p丁,则( )
A.p甲<p乙<p丙<p丁B.p乙<p甲<p丁<p丙C.p乙<p甲=p丁<p丙D.p丙<p乙<p丁=p甲
分析:杯子放在水平地面上,杯子对水平地面的压力等于杯子自身的重力;
地面的受力面积等于杯子和桌面的接触面积;
可以设一个杯子的重力为G,杯子的下表面积为S1,杯子的上表面积为S2;
根据压强的计算公式P=求出各种情况下的压强,进行比较得出结论。
解:两个装满豆浆的密闭杯子的重力是一定的,杯子放在水平地面上对水平地面的压力就等于杯子的重力;
设一个装满豆浆的杯子的重力为G,杯子正放时地面的受力面积等于杯子的下表面积S1,倒放时地面的受力面积等于杯子的上表面积S2,S2=2S1;
甲图中地面受到的压强p甲==;
乙图中地面受到的压强p乙===;
丙图中地面受到的压强p丙==;
丁图中地面受到的压强p丁====。
通过比较可知,p乙<p甲=p丁<p丙。
故选C。
点评:解答此题我们需要知道:
①某种情况下,物体对水平地面的压力等于物体的自身重力;
②受力面积等于物体和被压物体表面的接触面积;
③压强的计算公式为p=。
【解题方法点拨】
在解题中要注意控制变量法的使用,控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
10.增大压强的方法及其应用
【知识点的认识】
利用公式:p=来分析增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积;
(2)受力面积一定,增大压力;
(3)同时增大压力,减小受力面积.
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车.
【命题方向】
生活中那些是增大压强的现象,是命题方向.
例1:如图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A. B. C. D.
书包背带做得较宽 切苹果器的刀片做得较薄 铁轨铺在枕木上“好奇”号火星车模型轮子大而宽
分析:(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小.
(2)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积.
(3)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积.
解答:解:A、书包带子做的宽一些,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
B、切苹果器的刀片做得较薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、轨道铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
D、“好奇”号火星车模型轮子大而宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意.
故选B.
点评:这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义.解答时,要注意使用控制变量法.
例2:在一些公共汽车上配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图中的( )
A. B. C. D.
分析:(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强.
解:在压力一定时,减小逃生锤和玻璃的受力面积,可以增大逃生锤对玻璃的压强,以便打破玻璃顺利逃生.
故选C.
点评:掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题.
【解题方法点拨】
利用公式:p=采用控制变量法(控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
11.减小压强的方法及其应用
【知识点的认识】
利用公式:p=来分析减小压强方法:
(1)压力一定,增大受力面积;
(2)受力面积一定,减小压力;
(3)同时减小压力,增大受力面积.
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽.
【命题方向】
生活中那些是减少压强的现象,是命题方向.
例1:如图所示的事例中,属于减小压强的是( )
A. B.
刀切芒果 线切鸡蛋
C. D.
用针绣花 厚纸片垫提手处
分析:(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小.
(2)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积.
(3)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积.
解:A、B、C都是在压力一定时,减小受力面积来增大压强.不符合题意.
D、提塑料袋时,用厚纸片垫在提手处,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强.符合题意.
故选D.
点评:掌握压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法.能在生活中应用压强知识.
例2:细心的小玲同学发现,较重的衣服挂在图中甲衣架上时更不容易变形,这是因为压力一定时,甲衣架能增大与衣服的 受力面积 ,从而减小了对衣服的 压强 .
分析:压强大小跟压力大小和受力面积大小有关.减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强.
解:由图知,甲衣架比乙衣架宽、受力面积大,在压力一定时,减小了对衣服的压强,从而使衣服更不容易变形.
故答案为:受力面积; 压强.
点评:本题考查了减小压强的方法以及在生活中的应用,学习压强时要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象.
【解题方法点拨】
利用公式:p=采用控制变量法(控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
12.压强的大小及其计算
【知识点的认识】
(1)压强定义或解释
①垂直作用于物体单位面积上的力叫做压力.
②物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强.
(2)单位
在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,即牛顿/平方米.压强的常用单位有千帕、标准大气压、托、千克力/厘米2、毫米水银柱等等.(之所以叫帕斯卡是为了纪念法国科学家帕斯卡)
(3)公式:p=F/S
p表示压强,单位帕斯卡(简称帕,符号Pa) F表示压力,单位牛顿(N) S表示受力面积,单位平方米
(4)补充说明:
对于(3)所写的为定义式,任何压强都可以用.但是对于液体和气体压强,还有推导公式:
【命题方向】
压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题.题型常见的有填空、选择、计算及探究题.压强的定义式p=F/S,经验表明,不少学生在学习了这一部分内容后,一般会记住公式,但理解往往是片面的,有时甚至是错误的.因此,学习中要注意对压强公式的理解,除明确各物理量间的数学关系(学生往往重视这一点),明确各量的单位,最重要的是要明确公式所表达的物理意义(学生往往忽略这一点).进行计算时,要能正确地确定压力、确定受力面积.除此以外,还要明确,由于固体不具有流动性,而液体具有流动性,造成了计算固体对水平支持面的压力压强的方法,与计算液体对容器底部的压力压强的方法一般不同.另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点.
例1:如图为站在沙地上的一名初三同学要搬走木箱,已知他一只鞋底的面积为200cm2,请你估计木箱对地面的压强约为( )
A.1000Pa B.7000Pa C.10000Pa D.20000Pa
分析:求木箱对地面的压强,而没有告知木箱对地面的压力和受力面积的大小,因此只有通过比较人和木箱在沙地上的凹陷程度来间接判断.那么就必须先求出人对地面的压强,首先估算人的重力,然后算出两个鞋底的面积,再由压强公式可得出人对沙地的压强,至此题目的未知量就已求出.
解:人的质量大约为60kg,那么其重力约为:G=mg=60kg×10N/kg=600N;
人和地面的接触面积为:S=2×200cm2=400cm2=400×10﹣4m2;
那么人对地面的压强约为:p人===12500Pa;
由图片知:木箱在沙地中的凹陷程度要大于人在沙地中的凹陷程度,因此木箱对地面的压强要远大于人对地面的压强,即:p木箱>p人;
在给出的四个选项中,只有D选项符合这个条件,故选D.
点评:在此题中,与所求内容相关的物理量没有直接给出,所以能够从人和木箱在沙地中的不同凹陷程度入手来得出两个压强的大小关系,是解答此题的突破口,也是难点所在.
例2:一长方体木块平放和侧放在水平地面上时,其受力面积之比为3:1,则平放和侧放时,对地面的压强之比是 1:3 ,压力之比是 1:1 .
分析:木块平放和侧放时对水平地面的压力和自身的重力相等,重力不变,压力不变;根据压强公式求出两者对地面的压强之比.
解:∵木块平放和侧放时,对水平地面的压力和自身的重力相等,
∴木块的重力G不变时,压力F不变,即两种情况下对地面的压力之比为1:1;
∵p=,且S平:S侧=3:1,
∴====.
故答案为:1:3;1:1.
【解题方法点拨】
压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.
13.探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【知识点的认识】
在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验,通过观察图(a)、(b)后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论.此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如图(c)所示.通过对图(a)、(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论.
请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是根据 的现象来比较压力的作用效果的.
(2)造成前后两个结论不一致的原因是.
(3)设图(b)中小桌对海绵的压强是Pb,图(c)中小桌对木板的压强是Pc,则Pb Pc.
(4)比较图(b)和图(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是:.
答案:(1)受力面(海绵和木板表面)的形变程度
(2)前后两次受力面的材料不同
(3)“=”
(4)必须在相同的物体表面(或相同的材料)的情况下进行比较.
【命题方向】
探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验是中考命题的重要知识点,尤其来考查控制变量法的典型实验.
例:在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,某同学作了如图所示的三个实验:
(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的 形变量 ,显示压力作用的效果;
(2)比较 a 与 c 两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较 a 与 b 两图所示实验,说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.
(4)该实验说明了:压力的作用效果与 压力大小 、 受力面积 有关.
分析:力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显;根据控制变量法的要求,分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象,然后得出实验结论.
解:(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的形变量(凹陷程度),显示压力作用的效果;
(2)由图a与c所示实验可知,两实验中受力面积相同为压力不同,泡沫塑料的形变量不同,这说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)由图a与b所示实验可知,物体间的压力相同为受力面积不同,泡沫塑料的形变量不同,压力作用效果不同,受力面积越小,压力作用效果越明显,这说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.
(4)该实验说明了:压力的作用效果与压力大小、受力面积有关.
故答案为:(1)形变量;(2)a;c;(3)a;b;(4)压力大小;受力面积.
点评:本题考查了压力作用效果实验,实验应用了控制变量法,正确应用控制变量法、分析图示实验现象即可正确解题.
【解题方法点拨】
在解题时要注意物理学方法:控制变量法﹣﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
14.液体的压强的特点
【知识点的认识】
1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用.若液体在失重的情况下,将无压强可言.
2.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强.固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直.
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等.同种液体,深度越深,压强越大.
(3)计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系.
(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递.
液体压强与重力的关系
3.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等.
【命题方向】
命题知识点:(1)液体压强产生的原因(2)液体压强的特点(3)利用公式p=ρgh分析压强的大小.
例1:潜水员由水面下2m深处潜入水面下20m深处的过程中,他受到的压强、浮力变化情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强增大,浮力不变
C.压强不变,浮力增大 D.压强减小,浮力不变
分析:①由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知浮力的变化.
②潜水员在下潜过程中,深度越来越大,由液体压强公式p=ρ液gh可知所受液体压强的变化.
解:
①由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,而液体的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,在潜水员继续下潜过程中,受到的浮力大小不变;
②潜水员在下潜过程中,深度越来越大,由液体压强公式p=ρ液gh可知,潜水员在下潜过程中,所受的压强逐渐增大.
故选B.
点评:题考查液体压强公式和阿基米德原理的应用,关键知道影响浮力的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度.抓住下潜时深度变大、排开水的体积不变是本题的关键.
例2:在公园平静的湖水中,有一小气泡从湖底向上升.则小气泡在水中向上运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.气泡所受的液体压强不变
B.气泡所受的液体压强变大
C.气泡所受的液体压强变小
D.气泡所受的浮力变小
分析:(1)液体压强跟液体密度和液体的深度有关.在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大.
(2)浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大越大,物体受到的浮力越大;在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大.
解:小气泡在水中向上运动的过程中,水的密度不变,气泡深度减小,根据p=ρgh得,气泡受到的压强减小,气泡受到的压强减小,气泡体积增大,根据F浮=ρ水gV排得,气泡受到的浮力变大.
故选C.
点评:掌握液体压强和浮力大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强和浮力大小的变化.
【解题方法点拨】
记忆性的知识点,要熟记.
15.液体的压强的计算
【知识点的认识】
计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。运用液体压强的公式计算时,必须注意相关知识理解,以免造成干扰。确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
【命题方向】
液体压强的计算,题型常见的有填空、选择、计算及探究题。
例1:如图所示三个规格相同的杯子里分别装有水、盐水和煤油。它们对容器底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定( )(ρ油<ρ水<ρ盐水)
A.甲杯是水,乙杯是盐水
B.甲杯是盐水,乙杯是煤油
C.乙杯是盐水,丙杯是水
D.乙杯是水,丙杯是煤油
分析:根据液体压强计算公式可知,压强相等时密度越大深度越小。
解:根据p=ρgh可知,压强相等时,密度越大深度越小,因为盐水密度最大,所以深度最小的是盐水,其次是水,最多的是油。
故选C。
点评:本题考查液体压强公式的应用和计算。
【解题方法点拨】
液体的压强与液体的深度和密度有关,因此计算时关键找到“液体”的深度和密度。当容器是柱形容器时,液体对容器底部压力等于液体重力时,先判断压力等于重力后利用p=F/S求压强。
16.液体压强计算公式的应用
【知识点的认识】
液体压强中隐含“密度不同”的有关计算:
由液体的压强公式p=ρgh可知,液体的压强大小取决于液体的密度和深度,深度的不同比较直观,一眼可以看到,而密度不同需引起注意,有时直接给出物质不同,密度不同,有时则隐含着密度不同,需要自己发现。
液体对容器底的压力与液体的重力
1.由于液体具有流动性,静止在水平放置的容器中的液体,对容器底的压力不一定等于液体的重力。只有当容器是柱形时,容器底的压力才等于液体的重力:底小口大的容器底受到的压力小于液体的重力;底大口小的容器底受到的压力大于液体的重力。液体对容器底的压力F=pS=ρghS,而Sh的含义是以容器底为底、以液体深度为高的柱体的体积。即V柱=Sh,所以F=pS=ρghS=pgV柱=m柱g=G柱,G柱的含义为以V柱为体积的那部分液体的重力,如图中阴影部分。即若容器为柱体,则F=G液;若容器为非柱体,则F≠G液。
2.在盛有液体的容器中,液体对容器底的压力、压强遵循液体的压力、压强规律;而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体的压力、压强规律。
液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法:
液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
1.液体内部压强是由液体的重力产生的,但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力,而等于底面积所受的压强乘以受力面积,因此,处理液体内部问题时,先求压强再算压力。
2.容器对支持面的压力和压强,可视为固体问题 处理,先分析压力大小,再根据p=计算压强大小。
【命题方向】
利用液体压强的公式比较液体的压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例:如图是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象。设甲液体的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲和ρ乙的关系是( )
A.ρ甲=ρ乙B.ρ甲<ρ乙C.ρ甲>ρ乙D.无法确定
分析:要比较甲、乙两种液体的密度关系,可控制两种液体的深度相同,通过比较两种液体的压强大小来判断其密度关系。
解:由图可知,当甲乙两液体深度相同时,甲中的压强大于乙中的压强,由p=ρgh可得:ρ甲>ρ乙。
故选C。
点评:图象法是物理中的重要方法之一,应用较多,本题应注意由控制变量法分析图象
【解题方法点拨】
(1)是液体的压强公式,对于固体来说,不能直接应用此公式,但对于长方体、正方体、圆柱体等规则形状的物体来说,经过推导以后可以使用。
(2)找出题目中隐含条件是解本题的关键。
(3)一些题按常规方法比较,很复杂。重要是抓住问题的关键:容器内液体体积不变。结合图形分析、比较,得出结论。
17.连通器原理
【知识点的认识】
上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器.连通器的原理可用液体压强来解释.若在U形玻璃管中装有同一种液体,在连通器的底部正中设想有一个小液片AB.假如液体是静止不流动的.左管中之液体对液片AB向右侧的压强,一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强.因为连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式p=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等.所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平.
【命题方向】
连通器原理的应用(生活中的事例)是命题方向例如,水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器.世界上最大的人造连通器是三峡船闸和自来水水塔.
例:如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. B. C. D.
分析:根据连通器:上端开口下端连通的容器.连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的.
解:A、茶壶是利用连通器的原理制成的,本选项不符合题意;
B、锅炉水位计也是利用连通器的原理工作的,本选项不符合题意;
C、盆景的自动给水装置是利用大气压来工作的,本选项符合题意;
D、乳牛自动喂水器是利用连通器的原理制成的,本选项不符合题意.
故选:C.
点评:本题考查生活中常见的连通器原来的应用,同时干扰选项设计到大气压的应用,属于简单题目,考试需要准确区分各物理知识点及其应用.此点中考出现概率很高.
【解题方法点拨】
利用原理解题是关键,同时要注意物理学方法﹣﹣﹣理想模型法:通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为理想模型法.理想模型法是物理学中经常使用的一种研究方法.这种方法的主要特点是,它把研究对象所具有的特征理想化,也就是它突出强调了研究对象某方面的特征或主要特征,而有意识地忽略研究对象其他方面的特征或次要的特征.使用这种方法的根本目的在于,使人们能集中全力掌握研究对象在某些方面表现出的本质特征或运动规律.事实证明,这是一种研究物理问题的有效方法,也是我们理解有关物理知识的基础.
18.探究液体压强的特点实验
【知识点的认识】
研究液体内部的压强与哪些因素有关
1.观察U形管压强计
U形管压强计左右两管中液面相平,液面上方的压强相等。用手指轻压橡皮膜,橡皮膜所受的压强较小,两管液面呈现较小的液面差。用手指稍重一些压橡皮膜,橡皮膜所受的压强较大,两管液面呈现较大的液面差。
2.研究液体内部的压强与液体内部深度的关系。
[实验 一]玻璃筒中盛有水,将U形管压强计的覆有橡皮膜的金属盒放入玻璃筒中,观察在不同深处U形管压强计左右两管中液面高度差的变化情况。
U形管压强的金属盒在水内较深处,U形管左、右两管中液面的高度差大于金属盒在水内较浅处的高度差。
[实验 二]玻璃筒中盛有水,将U形管压强计的覆有橡皮膜的金属盒放入玻璃筒中,观察在一定深度处,改变橡皮膜面的朝向,观察U形管压强计左右两管中液面高度差的变化情况。
U形管压强计的金属盒在水内一定深度处,改变橡皮膜的朝向,U形管左、右两管中液面的高度差。
实验表明,在同种液体内部,深度越小,该处压强越小;在同一深度处,各个方向的压强相等。
3.研究液体内部液强与液体密度的关系。
[实验 三]两个玻璃筒内分别盛有水和浓盐水,将U形管压强计的覆有橡皮膜的金属盒放在水和浓盐水内部同一深度处,观察U形管压强计左右两管中液面高度差的变化情况。
U形管压强计的金属盒在浓盐水内一定深处,左、右两管中液面的高度差大于金属盒在水内相同深处的高度差。
实验表明,在不同液体的同一深度处,密度大的液体产生的压强。
4.液体内部的压强取决于液体密度的和液体内部的深度。
【命题方向】
考查探究实验液体压强的大小跟什么因素有关是命题关键,主要加强考查物理学方法。
例:小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表:
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.9
2
水
5
朝下
4.9
3
水
5
朝侧面
4.9
4
水
10
朝侧面
9.7
5
水
15
朝侧面
14.6
6
酒精
15
朝侧面
11.8
根据表中的数据,请回答下列问题:
(1)比较序号为 1、2、3 的三组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。
(2)比较序号3、4、5的三组数据,可得出的结论是: 液体压强的大小随深度的增加而增大 。
(3)比较序号为 5、6 的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与密度有关。
分析:由图表可知,(1)同种液体、深度相同,不同的是方向,液面差相等即压强相等;
(2)同种液体、方向相同、深度增加,压强计液面差增大即压强增大;
(3)同一深度、不同液体,只有5、6组。
解:由图表可知:
(1)序号为1、2、3的三组数据液体相同、深度相同,方向不同,液面差相等即压强相等,说明液体压强与方向无关;
(2)序号3、4、5的三组数据液体相同、方向相同、深度增加,压强计液面差增大即压强增大,说明液体压强与深度有关,深度越深压强越大;
(3)同一深度、不同液体,只有5、6组。
故答案为:(1)1、2、3;(2)液体的压强随深度的增加而增加;(3)5、6。
点评:本题研究液体压强的特点,采用的是控制变量法。即探究与其中一个因素的关系时,必须控制其他的量不变。
【解题方法点拨】
通过猜想﹣﹣设计实验﹣﹣进行实验﹣﹣分析归纳﹣﹣总结交流等环节培养良好的探究习惯。注意控制变量法(控制变量法﹣﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。)的使用。
19.大气压强的存在
【知识点的认识】
空气受到重力作用,而且空气具有流动性,因此空气内部向各个方向都有压强,这个压强就叫大气压强,1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,马德堡半球实验有力地证明了:①大气压的存在②大气压很大.
【命题方向】
(1)大气压强是怎样产生的(2)证明大气压强存在的实验(3)用大气压强解释自然现象.这三个小知识点都是命题方向.
例:如图是一种“吸盘式”挂衣钩.将它紧压在平整、光洁的竖直玻璃上,可挂衣帽等物品.它主要部件是一个“橡皮碗”,下面有关的说法错误的是( )
A.被玻璃“吸”住后,皮碗内的气压小于大气压
B.皮碗内挤出的空气越少,吸盘贴在玻璃上就越紧
C.皮碗与玻璃之间的摩擦阻止衣物向下的移动
D.不能紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与吸盘之间有缝隙、会漏气
分析:衣钩能牢牢地贴在玻璃上,是靠皮碗内外的气压差,即大气压强大于皮碗内气压,把皮碗“压”在了玻璃上.
解:ABC、挂衣钩要固定在玻璃上,需要先用力挤压塑料皮碗,把皮碗内的空气挤出,这样皮碗就被外界的大气压紧压在了玻璃或墙壁上;并且碗内挤出的空气越多,吸盘贴在玻璃上就越紧;这时吸盘与玻璃之间产生了一个摩擦力,这个摩擦力可以克服衣服的重力,使其不会掉下去;故AC正确,B错误;
D、如果将挂衣钩紧贴在粗糙的水泥墙壁上,粗糙面与吸盘之间有缝隙、会漏气,使内外气压相等,在挂衣钩的自重作用下,将滑下来.故D正确.
故选B.
点评:挂衣钩、吸盘,都是利用了大气压来工作,学习大气压时,注意发现身边的例子.
【解题方法点拨】
注意生活中的一些气压现象,例如1.杯子内盛满水,用纸片把杯口盖严,手按住纸片把杯子倒过来,纸片不掉,水不流出.
20.大气压强的测量方法
【知识点的认识】
11年前意大利科学家托里拆利在一根1米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了24厘米后就不再下降了.这24厘米的空间无空气进入,是真空.托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度,这就是著名的托里拆利实验.托里拆利实验:在长约1m,一段封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中.放开手指,管内水银下降到一定程度时就不再下降,这时管内外水银高度差约为760mm,把玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变.测量结果表明这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关.标准大气压约为1.013×105 Pa.
大气压强的测量方法很多:(1)利用气压计(2)设计实验
【命题方向】
此知识点主要考查教材中测量大气压的方法和怎样设计实验来测量大气压.
例:小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量.其实验步骤如下:
a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔.
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示.当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N.
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm.
d.根据测量数据,算出大气压的值.
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和 刻度尺 .
(2)此注射器活塞的横截面积是 0.625 cm2.根据实验数据计算出大气压强是多大?
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦;
③弹簧测力计的示数没有读准;
④活塞与注射器筒壁不完全密封.
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 B .
A.①③;B.①④;C.②③;D.②④.
(4)小红对小明所做实验进行改进,在完成a、b步骤,活塞口到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.2N”这一实验步骤,这是为什么?
分析:(1)实验中要测出注射器的长度,因此要用到刻度尺.
(2)注射器的容积可通过图中读出,其单位为ml,注射器是圆柱体,利用公式V=SL的变形,可求其横截面积的大小;
根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力;再根据公式p=将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小;
(3)注射器筒内有空气或没有读准弹簧测力计的示数都会导致测量值大于真实值.
(4)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果.
解:(1)实验中要测出注射器的长度,因此除了:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水,还要有刻度尺.
(2)读图可知,注射器容积为2.5ml,即2.5cm3.注射器全部刻度的长度L=4cm,因为注射器为圆柱体,根据其体积公积可得,S===0.625cm2
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.弹簧测力计的示数F=7.5N,这就是大气对活塞的压力,将其代入公式得,
p===1.2×105Pa;
(3)活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;没有读准弹簧测力计的示数也会导致测量值小于真实值,也会大于真实值,故选B.
(4)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大.所以小红的这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响.
故答案为:(1)刻度尺;
(2)0.625;实验数据计算出大气压强是1.2×105Pa;
(3)B;
(4)减小摩擦力对实验结果的影响.
点评:本题属实验探究题,实验探究题一般对学生的要求都较高,不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识,还要求学生具有一定的物理素养.
【解题方法点拨】
借助于压强的计算公式及二力平衡的知识.
21.大气压的综合应用
【知识点的认识】
亦称“大气压强”.重要的气象要素之一.由于地球中大量气体分子碰撞而产生.其大小与高度、温度等条件有关.一般随高度的增大而减小.例如,高山上的大气压就低.产生原因:空气受重力的作用,空气又有流动性,因此向各个方向都有压强.气压变化:温度、湿度与大气压强的关系:湿度越大大气压强越小.
面上的大气压小得多.在水平方向上,大气压的差异引起空气的流动.
【命题方向】
生活中利用大气压来为人类服务的例子命题,例如:钢笔吸墨水、吸管吸饮料、注射器吸药液、抽水机抽水、吸盘吸在光滑墙壁上,高压锅是利用锅内气压增大、沸点升高的原理煮熟食物的.
例:小华想用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
分析:分析易拉罐变瘪的原因(A是手的压力、B是水的压力、C是地面的撞击力、D是大气压的作用),判断是否能体验大气压的存在而得出答案.
解:A、用手捏易拉罐,手对易拉罐施力,使易拉罐变形、变瘪,与大气压无关,不符合题意,故A错;
B、液体内部的压强随深度的增加而增大,将密封易拉罐置于深水中,受到水的压强很大,而使易拉罐变形,与大气压无关,不符合题意,故B错;
C、易拉罐从高处下落撞击地面,地面给易拉罐一个很大的力,使易拉罐变形,与大气压无关,不符合题意,故C错;
D、用注射器抽取密封易拉罐中的空气,使里面的气压变小,在外界大气压的作用下变形,符合题意,故D正确.
故选D.
点评:学生利用身边的器材验证大气压的存在、用所学的知识分析判断,有意义!
【解题方法点拨】
知道什么是大气压强,大气压强产生的原因,大气压强与高度的关系及其他原因与气压的影响来解题.
22.流体压强与流速的关系
【知识点的认识】
液体和气体都具有流动性,统称为流体.如:空气、水等.流体流动时的压强称作流体压强.空气和水流动时有快有慢,流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.
【命题方向】
联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向,一般出现选择题、填空题或简答题.
例:如图是家用煤气灶灶头的示意图使用时打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,而煤气不会从进口处向空气中泄漏,其原因是( )
A.进口处煤气流速小,压强大于大气压强
B.进口处煤气流速小,压强小于大气压强
C.进口处煤气流速大,压强小于大气压强
D.进口处煤气流速大,压强大于大气压强
分析:流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.比较煤气进口处的内外气体的流速是解决本题的关键.
解:因为流速越快,流体的压强越小,所以进口处煤气流速大,压强小于大气压,煤气和空气在大气压的作用下流向燃烧头,而煤气不会向空气中泄露.
故选C.
点评:掌握流体的流速和压强的关系,并能运用压强和流速的关系解释生活中有关流体压强的问题.
【解题方法点拨】
理解、记住流体压强与流速的关系.
23.飞机的升力
【知识点的认识】
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于有气流迎面流过机翼.气流被机翼分成上下两部分,由于机翼横截面的形状上线不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短.因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼得上下表面产生了压强差,这就是向上的升力.
【命题方向】
利用流体压强与流速的关系解释一些现象是命题关键:流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.飞机、小鸟飞翔就是利用这一原理飞翔的.
关于飞机升力的解释,以下说法正确的是( )
A.飞机的升力就是飞机高速起飞时的惯性力
B.飞机的升力是由于发动机的动力产生的
C.飞机的升力就是飞机在空气中受到的浮力
D.飞机的升力是空气对机翼下方的压力与上方的压力差
分析:利用流体压强与流速的关系解释:机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力.
解:因为飞机机翼截面形状是:上方凸起、下方较平;
所以,飞机前进时,机翼与周围空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼;气流被机翼分成上下两部分,由于机翼截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,它对机翼的压强较小;下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼的压强较大.因此在机翼上下表面产生了压强差,这就产生了向上的升力.
故选D.
点评:主要考查流体压强与流速的关系,必须牢记:在流体中,流速越大的位置,压强越小.
【解题方法点拨】
从图上理解飞机的升力产生的原因:从空气流过机翼的流线谱可以看出:相对气流流过机翼时,分成上下两股,分别沿机翼上表面流过,而在机翼的后缘重新汇合向后流去.因机翼表面突起的影响,上表面流线密集,流管细,其气流流速快、压力小;而下表面流线较稀疏,流管粗,其气流流速慢,压力较大.因此,产生了上下压力差.这个压力差就是空气动力(R),它垂直流速方向的分力就是升力(Y).升力维持飞机在空中飞行.
24.浮力产生的原因
【知识点的认识】
浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力浮力的产生原因是因为物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力.
【命题方向】
浮力产生的原因,作浮力的示意图.
例:浮力产生的原因是由于( )
A.液体(或气体)对物体有压力
B.液体(或气体)对物体有压力差
C.液体(或气体)有质量
D.物体对液体(或气体)有压力
分析:解答此题的关键是求浸在液体(或气体)中的物体受到的液体(或气体)对它产生的压力的合力,从而找出浮力产生的原因,
解:假设物体为一正方体,浸没在液体(或气体)中,正方体的上表面与液体(或气体)表面相平,
这时正方体的六个表面都受到液体(或气体)的压力作用如右图:
正方体的前面和后面、左面和右面,处在液体(或气体)中的同一深度处.则h前=h后,h左=h右,
所以由F=Ps=ρ液ghs可得:F前=F后,F左=F右.
即正方体的前面和后面受到的压力、左面和右面受到的压力是平衡力,合力为零.
而上、下表面都受到液体(或气体)的压力,由于上下表面所处的深度不同,即:h下>h上.
∵F下=Ps=ρ液gh下s,F上=Ps=ρ液gh上s.
∴F下>F上
∴下表面受到液体(或气体)的压力比上表面大,其合力F合=F下﹣F上.
由此可知物体受到液体(或气体)对它的上、下表面的压力的合力,这个合力就叫浮力.
这就是浮力产生的原因,所以选项A、C、D错误.
故选B.
点评:此题综合考查学生对浮力产生的原因,但同时主要考查二力平衡的条件,即大小相等,方向相反,二力作用在同一物体上,且在同一条直线上; 辨别时四个条件缺一不可.
【解题方法点拨】
理解上下表面的压力差利用总结的公式解题:F 浮=F下表面﹣F上表面.
25.阿基米德原理的应用
【知识点的认识】阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排液。
【命题方向】
直接用阿基米德原理来解题,用阿基米德原理分析解决与浮力有关的问题。
例:将一铁块第一次浸没于水中,第二次浸没于煤油中,比较铁块在两种液体中所受到的浮力,正确的是( )
A.铁块浸没于水中受到的浮力大
B.铁块浸没于煤油中受到的浮力大
C.两次铁块受到的浮力一样大
D.无法比较两次铁块所受到的浮力大小
分析:同一铁块浸没于水中和煤油中,排开液体的体积相同,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排判断铁块所受浮力大小关系。
解:∵铁块浸没于水和煤油中,
∴铁块排开水和煤油的体积相同,
∵F浮=ρgV排,水的密度大于煤油的密度,
∴浸没在水中的铁块受到的浮力大。
故选A。
点评:本题关键是知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,本题的影响因素是液体的密度,本题隐含的条件是铁块排开液体的体积相同。
【解题方法点拨】
解题时注意找物理量,分析问题时要注意控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法。
26.浮力大小的计算
【知识点的认识】
浮力大小的计算方法:
(1)两次称量求差法 F浮=F1﹣F2
(2)二力平衡法 F浮=G物
(3)阿基米德原理法 F浮=G排
【命题方向】
利用公式计算或综合性题目,即浮力与密度、压强、二力平衡条件和杠杆等相结合类题目。
例:一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
分析:根据公式F浮=ρgV排可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大,完全浸没后物体排开水的体积不再变化,所受浮力不再变化。
解:铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρgV排可知,物体所受浮力随浸没深度的增加而增大,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大;当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变。
故选A。
点评:本题考查浮力大小与物体浸入深度的关系,关键知道完全浸没前和完全浸没后的区别,还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
【解题方法点拨】
要灵活运用以上各种方法例如:
1.两次称量求差法
由上面的分析知道,浮力的方向是竖直向上的,与重力的方向刚好相反,所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力F1,然后把物体浸入液体中,这时弹簧测力计的读数为F2,则。
2.二力平衡法
把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动,它的运动状态无非有三种可能:下沉、不动或上浮。物体浸没在液体中静止不动,叫做悬浮,上浮的物体最终有一部分体积露出液面,静止在液面上,叫做漂浮。下沉的物体最终沉入液体的底部。根据物体的受力平衡可知,悬浮和漂浮的物体,浮力等于重力,
3.阿基米德原理法
阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
27.探究影响浮力大小因素的实验
【知识点的认识】
“探究浮力的大小等于什么?”的实验有时候也叫为“阿基米德原理实验”。该实验是学生学习阿基米德原理的基础。在“探究浮力大小与什么因素有关“时,根据要求完成下列探究过程。
(1)石块的重力G
(2)石块浸没在水中后测力计的示数G′,由此可得石块所受浮力F浮。
(3)石块排开水所受到的重力G排。
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮=G排。
【命题方向】
此知识点是中考命题的要点之一,形式很多,但主要考查控制变量法。
例:阿基米德原理告诉我们:“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”。小刚在学习了该原理后思考:物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗?于是他猜想:物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了验证猜想,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验。
(1)如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,小刚应该选取图中的 A、B、D、E 等步骤进行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度,那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析,发现随着物体浸入液体中深度的增加,物体所受到的浮力在变大,于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论。你认为小刚的结论是 错误 的(选填“正确”、“错误”),原因是: 过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系 。
分析:本题目就是考查学生对影响浮力大小因素的掌握,关键是学生要利用称重法分别求出铁块与铜块所受浮力的大小,然后判断浮力的大小与物体密度的关系。第二问中,观察物体所受浮力大小与物体密度的关系时,一定要控制变量,保证其他条件不变。
解:(1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,就必须控制除密度以外其他物理量相同,要算出最后的数据就得前后对比,所以我们选择A、B、D、E这几组来验证,
由称重法得,F浮铁=G1﹣F1=4.0N﹣3.5N=0.5N,
F浮铜=G﹣F2=4.4N﹣3.9N=0.5N;
得出浮力相同,说明浮力大小与物体密度无关。
(2)而在B、C、D三步的对比分析中,小刚得出的结论是不对的,物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化。所以应该将物体完全浸没后,再探究浮力与深度是否有关。
故答案为:(1)A、B、D、E;等于;无关;
(2)错误;过程不完整,没有探究物体浸没后受到浮力与深度的关系。
点评:本题目考查了学生对浮力的掌握程度,并且考查学生能否灵活应用控制变量法。
【解题方法点拨】
探究浮力大小的实验关系时,根据控制变量法的思想。控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法。
28.物体的浮沉条件及其应用
【知识点的认识】
物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【命题方向】
主要以选择题、计算题的形式考查:物理的浮沉,如何控制物体的浮沉,怎样运用物体的浮沉原理解释问题等。
例1:质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
分析;由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,根据浮沉条件得出球受到的浮力与重力的关系,而4个小球的质量相同、重力相同,可得4个小球受到的浮力大小关系。
解:由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,
∵漂浮和悬浮时,F浮=G=mg,4个小球的质量相同
∴甲、乙、丙球受到的浮力:
F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,
丁球沉入容器底部时,F浮丁<G,
∴F浮甲=F浮乙=F浮丙>F浮丁,
则丁球的浮力最小。
故选D。
点评:本题考查了重力的公式、物体的浮沉条件,利用好漂浮和悬浮条件是本题的关键。
例2:一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 变大 (填“变大”、“变小”“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到的浮力 不变 (填“变大”、“变小”“不变”),船身相对于水面将 上浮 (填“上浮”、“下沉”“不变”)。
分析:货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况;
当船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉。
解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,
∵F浮=ρ水V排g,
∴船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,
船受到的浮力:F浮=G,
∵船受到的重力不变,
∴船受到的浮力不变;
∵F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水,
∴排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大,不变,上浮。
点评:本题关键有二,一是漂浮条件的使用,二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
【解题方法点拨】
判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
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