2022年四川省中考物理复习专题练5-压强
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2022年四川省中考物理专题练5-压强
一.选择题(共15小题)
1.(2021•自贡)如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙>m丙 D.m甲=m乙=m丙
2.(2021•凉山州)一块长方体合金块,重1.2N,侧放于面积为1m2的水平桌面上,它与桌面的接触面积是1×10﹣3m2,下列说法正确的是( )。
①合金块对桌面的压强是1.2Pa
②合金块对桌面的压强是1200Pa
③若沿竖直方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
④若沿水平方向切去一块,则剩余部分对桌面的压强不变
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
3.(2021•南充)如图所示,甲、乙是两个质量和底面积均相同的容器,容器内装有质量相同的液体,若甲、乙两容器底部受到的液体压力分别是F1、F2,容器对地面的压强分别是p1、p2,下列关系正确的是( )
A.F1=F2,p1>p2 B.F1>F2,p1>p2
C.F1=F2,p1=p2 D.F1>F2,p1=p2
4.(2021•泸州)目前,我国上市的新冠疫苗已经达到4个,据了解疫苗需在2~8℃的冰箱中保存。下列说法正确的是( )
A.注射器吸取疫苗液体的原理和用吸管喝牛奶的原理相同
B.注射疫苗前,用酒精对皮肤消毒,因酒精升华吸热使皮肤感觉凉爽
C.注射疫苗时选用的注射器针尖较细是为了减小压强
D.打开冰箱时看到周围有“白雾”,这是由于水蒸气吸热汽化形成的
5.(2021•武侯区校级模拟)新冠肺炎疫情期间,医护人员长时间戴口罩后,脸上会留下深深的压痕。为减轻由于护目镜和口罩而勒出的勒痕,海军军医大学研发了“防护凝胶贴片”,有效地减轻了医护人员的面部不适。则( )
A.压痕深说明口罩对脸部的压强较小
B.要减轻压痕只能把口罩系得松一点
C.口罩弹性绳形变量越大,弹性绳的弹力越小
D.防护凝胶贴片增大了受力面积,减小了压强
6.(2021•成都模拟)如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p1大小关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p1>p2 D.无法判断
7.(2021•成都模拟)下列事例中,为了增大压强的是( )
A.汽车轮胎上制有花纹
B.压路机的碾子质量很大
C.旅行包的提手处做得很宽大
D.坦克具有宽大的履带
8.(2021•南充一模)如图所示,我国首台自主设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙”号,于6月24日在马里亚纳海沟区域进行下潜试验,成功突破7000米深度,创造了我国深潜新记录。关于潜水器“蛟龙”号的下潜过程,下列说法正确的是( )
A.“蛟龙”号下潜越深,所受海水压强越大
B.“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压强不变
C.“蛟龙”号下潜过程中,某一侧面所受海水压力不变
D.“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压力差减小
9.(2021•荣县校级模拟)如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强pA、pB、pC的大小关系是( )
A.pA>pB>pC B.pA=pB=pC C.pA<pB<pC D.pA=pB>pC
10.(2021•成都模拟)将少量热水倒入一空矿泉水瓶中,轻轻摇晃后将热水倒出,立即拧紧瓶盖,浇上冷水,发现矿泉水瓶迅速变瘪。产生这一现象的主要原因是( )
A.冷水的压力将矿泉水瓶压瘪
B.矿泉水瓶发生了热胀冷缩现象
C.热水将矿泉水瓶吸进去了
D.大气压强将矿泉水瓶压瘪了
11.(2021•武侯区模拟)如图所示,完全相同的两个密闭容器内装有不同液体,液面相平。液体密度分别为ρ1和ρ2,它们分别在水平拉力F1和F2的作用下沿同一水平面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,若F1>F2,则下列关系正确的是( )
A.p1>p2 B.p1=p2 C.ρ1=ρ2 D.ρ1<ρ2
12.(2021•成都模拟)如图所示,现有密度分别为ρ1和ρ2的两种液体,且ρ1<ρ2。在甲杯中盛满这两种液体,两种液体的质量各占一半;在乙杯中也盛满这两种液体,两种液体的体积各占一半。假设两种液体之间不发生混合现象,甲、乙两个杯子也完全相同,则( )
A.液体对甲杯底的压力大
B.乙杯内液体的质量大
C.液体对甲、乙杯底的压力相等
D.无法判断压力大小
13.(2021•成都模拟)成都的清晨风景如画,锦城湖上薄雾缥缈,当太阳升起,薄雾散去,江岸大树拖着长长的影子几只白鹭从江面轻快地掠过,水下的沙石清晰可见,对这些场景的形成解释不正确的是( )
A.“薄雾”的形成是水蒸气的液化现象
B.大树的影子是光的直线传播形成的
C.看见水下的“沙石”是光发生折射形成的虚像
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速小于下方,使上方的压强小于下方,从而形成升力.
14.(2021•五通桥区模拟)如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟液体密度的关系
B.液体内部的压强跟深度的关系
C.在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等
D.液体内部向各个方向是否都有压强
15.(2021•成都模拟)如图所示,下列情况属于减小压强的( )
A.注射器针头 B.蚊子的口器
C.钢轨铺设枕木 D.啄木鸟的喙
二.填空题(共3小题)
16.(2021•德阳)2020年12月1日,嫦娥五号探测器在月球预选着陆区着陆,并成功地将“玉兔号”月球车降落在月球表面(如图乙),“玉兔号”月球车的车轮做的比较宽大,是为了 (选填“增大”或“减小”)对月球表面的压强。2021年5月15日,天问一号巡视器成功地在火星预选着陆区着陆(如图甲),天问一号向火星着陆过程中,它相对于火星地面是 (选填“静止的”或“运动的”)。
17.(2021•南充)“奋斗者号”是我国自行研制的世界领先深海潜水器,若在某次工作过程中该潜水器下潜深度为10000m,此时潜水器受到的海水压强为 Pa;若“奋斗者号”舱门面积约为0.6m2,则舱门所受液体压力为 N(g=10N/kg,ρ海水≈1.03×103kg/m3)。
18.(2022•自贡模拟)如图是“擦窗机器人”,它的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(g取10N/kg)
(1)机器人工作时,主机内部的气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)吸盘与玻璃的接触面积为2×10﹣3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa,则吸盘对玻璃的压力是 N。
三.实验探究题(共3小题)
19.(2021•锦江区模拟)如图所示,是某同学用压强计探究“液体内部的压强”的实验。
(1)在使用压强计前,发现U形管左、右两侧的液面有一定的高度差,如图甲,调节的方法是 (填字母序号),使U形管左右两侧的水面相平。
A.从U形管右管口向外抽出适量水
B.拆除软管重新安装
(2)排除故障后,他将探头浸没于水中,如图乙所示。由此可以判断该同学探究的问题是 。
(3)该实验中采用的科学研究方法有 。(至少写两种)
20.(2021•自贡模拟)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果。
(2)对比甲、乙两图可以得出:当 一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与 的关系。
(4)对比甲、丁两图,同组的小强认为压力作用效果与压力大小无关,小明认为他的观点是错误的;理由是 。
21.(2021•凉山州模拟)如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)该实验通过比较海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种实验方法叫做 法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验,可探究压力的作用效果与 的关系;通过比较图 两次实验,可探究压力的作用效果与受力面积的关系。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,认为静止在水平桌面上的固体,对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力。
四.解答题(共2小题)
22.(2021•南充模拟)请阅读《风洞试验》并回答问题。
风洞试验
风洞是一种产生人造气流的管道,用来研究物体在气流中所产生的气动效应以及进行耐热抗压实验,其目的是为了测量物体与空气相对运动所受到的阻力。图所示,科研人员能根据需要在风洞中产生各种人造气流,在风洞中利用荧光毛线显示机翼上气流的变化。以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。
实验分为实物和模型两大类,一般多指模型实验。实验过程中可以让空气运动,如风洞实验等;也可以让物体或模型运动,如模型自由飞实验等;还可以空气和模型都运动,如尾旋实验等。
风洞种类多种多样,按气流速度可分为亚声速、跨声速、超声速、高超声速等类型;在直径尺寸上,小到几厘米,大到可容纳整架飞机。例如风洞试验把飞机、机翼或模型固定在管道中,用风扇、高压存贮气体释放等手段产生人造气流,通过准确地控制气流的速度、压力、温度等实验条件,可以高效地模拟飞机在各种复杂飞行状态下的空气动力学特征。风洞试验几乎是飞行器研发中不可或缺的环节。
中国空气动力研究能力已跻身世界先进行列,在载人航天、探月工程、国产大飞机、风力发电机、动车组的研制中发挥了不可替代的作用。
请回答以下问题:
(1)如图所示,有风吹过时,机翼上表面气体压强 。(选填“变大”或“变小”)
(2)我国在风洞研究应用领域的应用。(写出两个方面)
23.(2020•温江区模拟)图中圆柱形容器底面积为40cm2,圆柱形玻璃管(管壁厚度不计)一端封口,底面积为10cm2,高度为20cm。如图甲所示,容器内水深22.5cm,玻璃管漂浮在水面上,浸入水中的深度为10cm。如图乙所示,用容器中的水装满玻璃管,把玻璃管倒扣在水中,玻璃管底部刚好与水面齐平。对玻璃管施加一个竖直向上的力F(力的大小不恒定),使其缓慢上升至底部距离液面的高度h=10cm,如图丙所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。备注:整个过程容器中的水的质量不变。
(1)求玻璃管的质量。
(2)求图丙中F的大小。
(3)在竖直向上的力F作用下,玻璃管缓慢上升,玻璃管底部距离液面的高度h变大,求水对容器底部的压强p与h的函数关系式,并在图丁中作出p﹣h图象。
2022年四川省中考物理复习专题练5-压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.【解答】解:
(1)因为甲、乙、丙都是实心圆柱体,
所以对水平地面的压强p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSℎgS=ρgh;
由图知甲、乙、丙的高度h甲=h乙<h丙,且三者对地面的压强相等,所以由p=ρgh可知,三圆柱体的密度关系:ρ甲=ρ乙>ρ丙;故A正确,B错误;
(2)由图知甲、乙的底面积S甲<S乙,高度h甲=h乙,所以V甲<V乙,
因为ρ甲=ρ乙,m=ρV,所以甲乙圆柱体的质量关系:m甲<m乙;
已知乙、丙的底面积S乙=S丙,对地面的压强相等,则由p=FS=GS=mgS可知,乙丙圆柱体的质量关系:m乙=m丙;
所以三圆柱体的质量关系:m甲<m乙=m丙;故CD错。
故选:A。
2.【解答】解:(1)合金块的桌面的压力为F=G=1.2N,对桌面的压强为p=FS=1.2N1×10−3m2=1200Pa,故①错误,②正确;
(2)长方体的桌面的压强为p=FS=mgS=ρVgS=ρgSℎS=ρgℎ,由此可见,长方体对桌面的压强与物体的密度和高度有关,沿竖直方向切去一块,物体密度和高度不变,所以剩余部分对桌面的压强不变,③正确;沿水平方向切去一块,密度不变,高度减小,剩余部分对桌面的压强变小,④错误,所以正确的是②③。
故选:B。
3.【解答】解:(1)由题意可知,两容器的底面积S相等,两容器内液体的质量相等时它们的重力相等(G1=G2),
由p=FS和p=ρgh可得,液体对容器底部的压力F=pS=ρ液ghS,
由图可知,甲中V液=Sh1,则F1=ρ1gh1S=ρ1gV1=m1g=G1,
乙中V液>Sh2,则F2=ρ2gh2S<ρ2gV2=m2g=G2,
由G1=G2可知,F1>F2,故AC错误;
(2)因两容器的质量和底面积S相等,两容器内液体的重力相等,
所以,由p=FS=GS可知,两容器对地面的压强相等,即p1=p2,故B错误、D正确。
故选:D。
4.【解答】解:
A、注射器吸取疫苗液体的原理和用吸管喝牛奶的原理相同,都是利用了大气压,故A正确;
B、皮肤感到凉爽,是因为酒精汽化吸热使皮肤降温,故B错误;
C、注射器的针尖做得很细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D、打开冰箱门时冒出一团“白气”是空气中的水蒸气遇冷就会液化形成“白气”,故D错误。
故选:A。
5.【解答】解:A、压痕深,即压力作用的效果明显,说明压强较大,故A错误;
B、要减轻压痕可以把口罩系的松一点,也可以增大受力面积,故B错误;
C、口罩弹性绳形变量越大,弹性绳的弹力越大,故C错误;
D、防护凝胶贴片是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强(减轻压痕),故D正确。
故选:D。
6.【解答】解:
A、图中伞的形状下平上凸(类似于飞机的机翼),相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,上方流速大,压强小,即p1>p2.故A错误;
B、该洞穴有两个出口,左边是平的,而右边是隆起的土堆,等质量的空气在相同时间内通过出口的上表面时,吹过左表面的风运动速度小,压强大;吹过右表面的风运动速度大,压强小,即p1>p2,故B错误;
C、对着细管的上面吹气,细管上方空气流速快,压强小,应为p1>p2,故C正确;
D、如下图,因A管下方的横截面积大于B管下方的横截面积,所以,同体积的水流过时,A管下方的水流速度小于B管下方的水流速度,由流体压强与流速的关系可知,A管下方水的压强较大,即p1>p2,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A、汽车轮胎上制有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,故A不符合题意;
B、压路机的碾子质量很大,在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B符合题意;
C、旅行包的提手处做得很宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D、坦克具有宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:B。
8.【解答】解:AB、下潜过程中,所处深度不断增大,由p=ρ液gh知,潜水器受到海水的压强越大,故A正确、B错误;
C、“蛟龙”号下潜过程中,所受压强增大,某一侧面的受力面积不变,由公式F=pS可知,某一侧面所受海水压力变大,故C错误;
D、由浮力产生的原因可知,“蛟龙”号下潜过程中,所受海水压力差其实就是它受到的浮力,由F浮=ρ液gV排可知,海水的密度和排水体积不变,则浮力不变、压力差不变,故D错误。
故选:A。
9.【解答】解:由题意知,hA>hB>hC,开始A、B、C对容器底部的压强相等,根据p=ρ液gh可知ρA<ρB<ρC;
若分别从三个容器内抽出相同深度的液体,根据p=ρ液gh可知减小压强△pA<△pB<△pC,则剩余液体的压强pA>pB>pC;故A正确,BCD错误。
故选:A。
10.【解答】解:因为瓶子注入热水并振荡后,瓶中气体受热膨胀跑出了一些,倒出热水的矿泉水瓶密封后,再浇上冷水,瓶内气体温度降低,气压减小,内部压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,矿泉水瓶被压扁了,故D正确。
故选:D。
11.【解答】解:密闭容器在水平拉力F1和F2的作用下沿同一水平面做匀速直线运动,此时容器处于平衡状态,受到平衡力的作用,拉力与摩擦力大小相等,
因为F1>F2,所以摩擦力f1>f2;
在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大,
因为摩擦力f1>f2,且在同一水平面上运动,接触面的粗糙程度相同,
所以压力F1压>F2压,
又因为在水平面上压力等于重力,且容器的重力相等,
所以G1>G2,
由图知V1<V2
根据G=mg=ρVg知ρ1>ρ2,故CD错误;
由题意知液面相平,
根据p=ρ液gh知p1>p2,故A正确,B错误;
故选:A。
12.【解答】解:
根据题意可知,甲杯中两种液体的质量相同,因为ρ1<ρ2,由V=mρ可知密度为ρ1的液体体积更大,如图甲所示;
乙杯中两种液体的体积相同,如图乙所示:
由图可知,两虚线外侧的液体密度和体积相同,则质量相等;虚线之间部分,体积相等,ρ1<ρ2,由m=ρV可知,甲杯中虚线以内的液体质量小于乙杯中虚线以内的液体质量,所以可知甲杯中液体的总质量m甲小于乙杯中液体的总质量m乙,即乙杯内液体的质量大,故B正确。
根据公式G=mg可知,甲杯中液体的总重力G甲小于乙杯中液体的总重力G乙,因为是柱形容器,所以液体对容器底的压力等于液体的总重力,即F压=G液,所以F甲小于F乙,即液体对甲杯底的压力小,故ACD错误。
故选:B。
13.【解答】解:
A、“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴,故A正确;
B、大树的影子是光的直线传播形成的,故B正确;
C、看见水下的“沙石”是光发生折射形成的虚像,而不是实像,故C正确;
D、白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,流速大的地方压强小、流速小的地方压强大,所以翅膀上方的压强小于下方,从而形成了翅膀的升力,故D错误。
故选:D。
14.【解答】解:A、由图知,金属盒在液体中的深度相同,U形管液面的高度差不同,可知液体的压强不同,则是因为液体密度不同造成的,所以此实验探究的是液体压强与液体密度的关系,故A正确;
B、因为两图中,金属盒在液体中的深度相同,不能探究液体压强与深度的关系,B错误;
CD、因为两图中,金属盒的方向相同,所以不能探究液体压强与方向的关系,CD错误。
故选:A。
15.【解答】解:注射器针头、蚊子的口器、啄木鸟的喙都是利用在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的;钢轨铺设枕木是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故C正确。
故选:C。
二.填空题(共3小题)
16.【解答】解:月球车的车轮做得比较宽,是在压力一定时,增大受力面积减小车对地面的压强;
天问一号向火星着陆过程中,它与火星地面之间发生了位置的改变,是运动的。
故答案为:减小;运动的。
17.【解答】解:该潜水器下潜深度为10000m处所受海水的压强为:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa,
由p=FS可知,舱门所受液体压力为:
F=pS=1.03×108Pa×0.6m2=6.18×107N。
故答案为:1.03×108;6.18×107。
18.【解答】解:(1)机器人工作时,主机内部的气体流速大气压小,外面气体流速小,气压大,故主机内部的气压小于大气压而产生吸力
(2)“擦窗机器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,“擦窗机器人”静止时处于平衡状态,即受力平衡,在竖直方向上摩擦力和重力平衡,则摩擦力大小等于重力大小20N,只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止,重力不变,摩擦力就不变;
(3)由p=FS得,吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N。
故答案为:(1)小于;(2)不变;(3)300。
三.实验探究题(共3小题)
19.【解答】解:(1)若在使用压强计前发现U形管中有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U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,U形管中的液面就是相平的,即选B;
(2)比较图乙和丙,液体密度相同,探头所在深度不同,U形管两侧液面的高度差不变,可以得到液体的压强与深度有关;
(3)在探究影响液体内部压强的因素时,在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定,需要用到控制变量法;压强的大小通过U形管内液面的高度差表现出来,采用转换法。
故答案为:(1)B;(2)液体的压强与深度的关系;(3)转换法、控制变量法。
20.【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。
(2)研究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,只改变受力面积大小,故分析图甲和乙所示两图实验,可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)比较图甲、丙所示实验,受力面积相同,丙中压力大,压力作用效果明显,甲、丙两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系。
(4)对比甲、丁两图,得出压力作用的效果与压力大小无关,是错误的,因为没有控制受力面积不变,同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力;(3)压力大小;(4)没有控制受力面积相同。
21.【解答】解:(1)实验中是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是转换法。
(2)乙图中小桌子上加砝码的目的是为了增大压力大小,比较甲、乙可以得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显,探究压力的作用效果与压力大小的关系;丙图中小桌子倒放的目的是为了增大受力面积大小,比较乙、丙探究压力的作用效果与受力面积的关系;
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对相互作用力。
故答案为:(1)转换; (2)压力大小; 乙和丙;(3)相互作用。
四.解答题(共2小题)
22.【解答】解:(1)有风吹过时,由于机翼的上表面是凸出的,则上表面空气的流速大,压强小;
(2)风洞设备和技术与航空航天飞行器的发展紧密相连;风洞在桥梁的设计方面也有重要的应用,利用风洞实验,在设计桥梁时能提高桥梁的抗风能力;通过风洞实验可以着手设计汽车的外形,从而减少空气的阻力。
故答案为:(1)小;(2)风洞设备和技术与航空航天飞行器的发展紧密相连;风洞在桥梁的设计方面也有重要的应用,利用风洞实验,在设计桥梁时能提高桥梁的抗风能力。
23.【解答】解:(1)图甲中,玻璃管浸入水中的深度为:h1=10cm=0.1m,玻璃管的底面积为:S管=10cm2=1×10﹣3m2,
排开水的体积为:V排1=h1S管=0.1m×1×10﹣3m2=1×10﹣4m3;
此时玻璃管所受浮力为:F浮1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣4m3=1N;
玻璃管漂浮时:G=F浮1=1N;
所以玻璃管的质量为:m=Gg=1N10N/kg=0.1kg;
(2)图丙中,不计管壁厚度的玻璃管中装满了水,玻璃管在水中部分所受浮力等于水中部分管内水的重力,
所以图丙中的拉力:F=G水+G=ρ水ghS管+G=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m×1×10﹣3m2+1N=2N;
(3)图乙中,玻璃管底部刚好与水面齐平,此时水面高度:h乙=h管=20cm=0.2m,由于容器的底面积:S器=40cm2=4×10﹣3m2,
所以水的体积:V水=h乙S器=0.2m×4×10﹣3m2=8×10﹣4m3;
当玻璃管底部距离液面的高度为h时,玻璃管中水面以上的水的体积为:V3=hS管,容器中水面高度为:h3=V水−V3S器,
水对容器底部的压强为:p=ρ水gh3=ρ水gV水−V3S器=ρ水gV水−ℎS管S器
带入数据得:p=(﹣25Pa/cm)•h+2000Pa。
图象如图:
答:(1)玻璃管的质量为0.1kg;
(2)图丙中F的大小为2N;
(3)水对容器底部的压强p与h的函数关系式为p=(﹣25Pa/cm)•h+2000Pa,图象如上图。
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