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教科版八年级下册压强浮力练习题
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这是一份教科版八年级下册压强浮力练习题,共59页。
八下压强浮力初中物理练习
一.液体压强的概念和特点(共2小题)
1.如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )
A.液体的重力 B.液体的体积 C.液体的深度 D.液体的密度
2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
二.液体压强的比较大小(共1小题)
3.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小
三.探究液体内部的压强(共4小题)
4.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
5.使用微小压强计探究液体压强的规律时,如图所示下列说法正确的是( )
A.用手按橡皮膜,两管出现高度差,说明此时橡皮膜的气密性很差
B.该实验装置中的“U”形管是一个连通器
C.“U”形管两管液面的高度稳定后,右管中的液体受到非平衡力的作用
D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,则液体压强越大
6.在如图所示的“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,下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
7.某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 。(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 有关。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
四.液体压强的计算以及公式的应用(共5小题)
8.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
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
9.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
10.如图是用新材料制成的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm。现将一球体放入水中,已知球体体积为2×10﹣3m3,密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比( )
A.1:2 B.5:8 C.5:7 D.4:7
11.海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度大,压强 (选填“大”或“小”),会发生相撞事故。三峡大坝的船闸是利用 原理修建的,大坝上游水深100m处的压强是 Pa。(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
12.2021年4月,中国海军组织辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行训练,海军055型驱逐舰首舰南昌舰现身航母编队,如图所示。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰,满载时排水量达1.236×107kg,则舰底距水面3m深处受到海水的压强为 Pa。南昌舰满载时排开海水体积为 m3(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
五.连通器原理(共10小题)
13.在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.用管子吸饮料 B.离心式水泵
C.船闸 D.注射器
14.下列实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.弹簧测力计 B.吸盘式挂钩 C.密度计 D.船闸
15.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
16.下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.温度计 B.液位计 C.订书机 D.抽水机
17.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上升的距离是( )
A.h B.h C.h D.h
18.下列利用连通器原理的事例是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄的形状
B.风沿窗口吹过,窗帘飘向窗外
C.用注射器抽取药液
D.排水管的“反水弯”呈U形
19.下列各图不属于连通器的是( )
A.茶壶 B. 水位计
C. D.洗手间下水管
20.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99℃,则该地的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压
21.如图为连体酒杯,向其中任何一个杯中倒酒,另一杯中就有酒上升,从结构上看这种酒杯是 ;随着酒的增多,酒对杯底的压强 (填“变大”“变小”或“不变”);从瓶中流出的酒受到重力的作用,重力的方向是 。
22.如图所示,粗细相同、高矮不同的甲、乙两把水壶,且壶嘴等高,请问哪把水壶能装更多的水?为什么?
六.大气压强的存在(共2小题)
23.用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.用重物压易拉罐,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空气,易拉罐变瘪
24.在玻璃杯中盛满水,用张纸片盖着,再倒过来,杯中的水不会流出来,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少
C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
七.大气压强的测量方法(共3小题)
25.下列说法中,不正确的是( )
A.托里拆利实验精确测量出了大气压强的值
B.鞋底凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦
C.小轿车安全带是为了减小惯性而设计的
D.水坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大
26.甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差( )
A.往水银槽内加少量水银
B.用粗一些的玻璃管做实验
C.把玻璃管往上提一提,但不出水银面
D.把实验移到高山上去做
27.材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气没有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)
关键问题的回答
支持者
反对者
大气压力支撑水银柱
笛卡尔
帕斯卡
所有亚里士多德学派
罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空
罗贝瓦尔
波义耳
所有亚里士多德学派、笛卡尔、
伽利略、霍布斯
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是 。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是 ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
八.大气压强与高度的关系(共3小题)
28.2020年5月27日11时,我国珠峰测量队8名队员全部登顶成功。再过一段时间,我们就可以知道珠峰的最新“身高”了。若队员在珠峰顶作图示实验,测得的结果会比在同纬度低海拔地区小,原因是( )
A.重物质量变小 B.气压变小
C.地球的吸引作用变小 D.温度变低
29.如图所示为托里拆利实验的情景,要使管内、外水银面高度差h变小,以下操作可行的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜放置
B.将玻璃管稍微向上提升
C.换用更粗的玻璃管做实验
D.将装置拿到山顶上做实验
30.在课外活动中同学们举行爬杆比赛,有同学沿竖直竹竿匀速向上爬,该同学匀速上爬时受到的摩擦力方向为竖直 (选填“向上”“向下”)。取一个瓶子,装入适量的水,再取一根两端开口带刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口上方如图,如果你拿着它从一楼上到六楼时会观察到细玻璃管里的水面 (选填“上升”“下降”或“不变”)。乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在 (选填“上升”“下降”或“静止”)。
九.气体压强跟体积的关系(共2小题)
31.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p3<p4 D.p3=p4
32.在冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住
D.瓶内压强减小,大气压把瓶塞压紧
一十.气压计和抽水机(共1小题)
33.大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士要用高压锅才能将饭煮熟。同学们自制了一个气压计(如图)来研究大气压与高度的关系,他们把这个自制气压计从山脚拿到山顶,发现管内的液柱高度 (选填“变大”、“变小”或“不变),原因是大气压随高度的增加而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
一十一.大气压的综合应用(共1小题)
34.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
一十二.流体压强与流速的关系(共7小题)
35.下列物体在升空过程中,应用流体压强与流速关系的是( )
A.飞机 B.飞艇 C.热气球 D.氢气球
36.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
37.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大
B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大
D.烧杯中水面上气体的压强变小
38.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是( )
A.竖直向上吹气 B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气 D.斜向下吹气
39.遂宁的清晨风景如画,涪江上薄雾缥缈,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,“薄雾散去”是水的汽化现象
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实像
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,使上方的压强小于下方,从而形成升力
40.如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强 (选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
41.如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为 ,从而推动纸条向上运动。
一十三.飞机的升力(共4小题)
42.以下关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力的
B.轮船通过船闸从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而减小
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
43.有关物理知识的应用,说法正确的是( )
A.飞机的机翼能获得升力,是用流体中流速大的地方压强越大的原理
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压强把饮料“压”进了嘴里
C.体操运动员上杠前给手涂防滑粉是为了减小摩擦力
D.超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
44.2012年9月,我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。如图所示,歼﹣15飞机在辽宁舰进行起降飞行训练。下列说法正确的是( )
A.歼﹣15能升空是因为它的密度小于空气密度
B.歼﹣15能降落是因为它改变了自身重力
C.随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压增大
D.歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小
45.2017年5月5日,中国自己的大飞机C919首飞成功,举国欢庆。世界上多了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机。飞机的机翼通常都做成上表面 ,下表面平直的形状。当飞机在空中飞行时,流过机翼上方的空气速度比流过机翼下方的空气速度 。
一十四.实验 研究气体流速与压强的关系(共1小题)
46.飞机机翼初看好像是一个整体,实际上是由几部分组成的,如图。它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转。飞行员在飞机上升、平稳飞行、下降和着陆减速等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯曲度来改变飞机的升力、阻力的。下图是简化的机翼截面图,其中表现飞机上升的是( )
A. B.
C. D.
一十五.浮力与浮力产生的原因(共12小题)
47.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
48.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球
C.航行的“辽宁号” D.下潜的“蛟龙”号
49.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
50.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定受浮力的作用
D.D物体一定受浮力的作用
51.下列说法中正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力大小只与液体的密度有关
D.悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力
52.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
53.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
54.下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
(多选)55.关于桥墩在河水中所受浮力的情况,下列说法中正确的是( )
A.水中的桥墩不受水的浮力
B.河水涨时,桥墩所受浮力减小
C.河水涨时,桥墩所受浮力增大
D.河水涨时,桥墩所受浮力大小不变
56.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做 。如图是浸没在液体中的长方体,液体对它向上的压力F2 液体对它向下的压力F1(选填“<”、“=”或
“>”)。
57.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为 N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 N。
58.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 F向右(填“大于”“等于”或“小于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 F向下(填“大于”、“等于”或“小于”);通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。
一十六.阿基米德原理的应用(共1小题)
59.如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
一十七.比热容的概念及其计算(共1小题)
60.体温计采用水银作为测温物质而不用酒精是因为水银的 较小,相同条件下吸热升温快,能快捷、灵敏的测量体温。我国三峡大坝上下游水位差最高达113m,在上下游之间修建世界上最大的船闸,利用 原理确保船只平稳通行。
八下压强浮力初中物理练习
参考答案与试题解析
一.液体压强的概念和特点(共2小题)
1.如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )
A.液体的重力 B.液体的体积 C.液体的深度 D.液体的密度
【分析】从桶裂这个现象可以看出倒入的几杯水使水桶受到的压强产生了很大的变化,然后再将倒入这几杯水造成的变化与液体压强的特点联系起来进行分析。即可得到答案。
【解答】解:由于是一根细管,所以倒入几杯水后,细管中水的深度增加的很多,根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大,所以这一实验表明的是影响液体内部压强大小的因素是液体的深度。
故选:C。
【点评】液体压强的大小是由液体的密度和深度决定的,与液体的质量没有直接的关系,质量大产生的压强不一定大。
2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
【分析】压强计的工作原理:U形管两侧液面高度差表示压强的大小。
液体压强的特点:同一深度处,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强还跟液体的密度有关。
【解答】解:A、将金属盒向上移动,则浸入液体的深度变小,由液体压强的特点可知,此时压强减小,压强计U形管两边液面的高度差变小,故A错误。
B、仅将金属盒水平移动,液体的深度不变,压强不变,故B错误;
C、仅改变金属盒面的朝向,液体的深度不变,压强不变,故C错误;
D、仅在水中加入食盐,食盐溶解后,深度相同,食盐的密度大于水的密度,压强变大,故D正确。
故选:D。
【点评】观察物理实验现象是学习物理的一项基本能力,学生要多加练习。
二.液体压强的比较大小(共1小题)
3.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小
【分析】容器对水平桌面的压力为F=G容+G液,已知三个容器对桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式F=pS可知容器中液体重力的大小关系,由公式G=mg=ρVg可知液体密度的大小关系;
已知它们的液面在同一水平面上,由公式p=ρ液gh可知液体对容器底的压强大小关系。
【解答】解:三个容器质量相同,由公式G=mg可知,三个容器的重力G容相同,
三个容器对桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式F=pS可知三个容器对水平桌面的压力相同,而容器对水平桌面的压力为F=G容+G液,则三个容器中的液体重力G液相同,
由图示可知,三种液体的体积大小关系为:V甲>V乙>V丙,
由公式G=mg=ρVg可得:,由此可知,三种液体的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙,
根据题意可知三个容器中液体深度相同,由公式p=ρ液gh可知,液体对容器底的压强大小关系为:p甲<p乙<p丙,
即甲液体对容器底的压强最小,故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了压强大小的比较,灵活应用压强定义式、密度公式和液体压强公式是解题的关键。
三.探究液体内部的压强(共4小题)
4.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
【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p=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p=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p与深度h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:A。
【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。
5.使用微小压强计探究液体压强的规律时,如图所示下列说法正确的是( )
A.用手按橡皮膜,两管出现高度差,说明此时橡皮膜的气密性很差
B.该实验装置中的“U”形管是一个连通器
C.“U”形管两管液面的高度稳定后,右管中的液体受到非平衡力的作用
D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,则液体压强越大
【分析】液体内部存在压强,液体压强的大小用压强计测量。在使用压强计之前要检查其密闭性,防止漏气。
连通器是底部连通上端开口的容器。
物体在静止或匀速直线运动状态时是平衡状态,受到的力是平衡力。
用压强计探究液体内部压强时,橡皮膜受到的压强等于U形管内液体高度差产生的压强。
【解答】解:
A、用手按橡皮膜,两管出现高度差,且U形管中的液体能灵活升降,说明此时橡皮膜的气密性很好。故A错误;
B、“U”形管一端开口,一端封闭,所以它不是一个连通器,故B错误;
C、“U”形管两管液面的高度稳定后,即液体静止时,右管中的液体受到平衡力的作用,故C错误;
D、压强计的测量原理是:压强的变化引起U形管两液面出现高度差,压强越大,高度差越大。故D正确。
故选:D。
【点评】液体压强的变化是通过U形管液面高度差显示的,采用的是转换法;压强与液体密度和深度的关系,采用控制变量法探究。
6.在如图所示的“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,下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
【分析】根据影响压强大小的因素进行判断,要减小U形管两边液面的高度差,根据p=ρ液gh,可以减小深度或减小液体的密度。
【解答】解:A、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,U形管两边液面的高度差变大,故错误;
B、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180°不会影响压强的大小,故错误;
C、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,U形管两边液面的高度差变大,故错误;
D、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,U形管两边液面的高度差减小,故正确。
故选:D。
【点评】通过U形管两边的液面高度差来反映液体压强的大小是转换法的运用。要想顺利解答此题,必须对液体内部压强的规律有一个熟练的掌握才行,这也是我们应重点把握的知识点。
7.某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 相同 。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 高度差 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 不漏气 。(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是 600 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 深度 有关。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 右 侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
【分析】(1)U形管内注入适量的红墨水,则U形管为连通器,根据连通器原理回答;
(2)根据转换法,通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,高度差越大说明此时的液体压强越大;采用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气,否则说明该装置漏气;
(3)根据p=ρgh计算探头受到水的压强;液体压强与液体的深度和密度有关,由控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)根据转换法分析。
【解答】解:(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,根据连通器原理,U形管两侧液面高度相同;
(2)根据转换法,图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气;
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关;
(4)在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则右侧液体压强大,根据p=ρgh,右侧液体的密度较大。
故答案为:(1)相同;(2)高度差;不漏气;(3)600;深度;(7)右。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查连通器原理中、转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
四.液体压强的计算以及公式的应用(共5小题)
8.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
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
【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p=ρgh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:
p上=ρ1gh1=0.8ρgh;
下层液体所产生的压强:
p下=ρ2gh2=ρg×2h=2ρgh;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
p底=p上+p下=0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
【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p=求出液体对烧杯底部的压强。
9.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
【分析】先根据图判断两液体的体积关系,再根据ρ=,判断两液体的密度关系,再根据p=ρgh判断出液体对试管底部的压强大小。
【解答】解:由示意图知,两支完全相同的试管液面相平时,乙试管中液体的体积较大,甲试管中液体的体积较小,
已知两种液体质量相等,由公式ρ=可知:甲液体的密度较大;
由图可知两液体的深度相同,根据p=ρgh可知,甲液体对试管底部的压强较大。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用,能从图中得出h甲=h乙、V乙>V甲是本题的突破口。
10.如图是用新材料制成的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm。现将一球体放入水中,已知球体体积为2×10﹣3m3,密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比( )
A.1:2 B.5:8 C.5:7 D.4:7
【分析】(1)求出桶内水的体积,利用密度公式求水的质量;球体的密度等于水的密度的4倍,知道球体的体积,利用密度公式求球体的质量,桶的质量和厚度忽略不计,可求总质量,利用G=mg求总重力,桶对地面的压力等于总重力;
(2)将一球体放入水中,可求水的深度,利用液体压强公式求水对桶底的压强,再利用F=pS求水对桶底的压力,进而求出水对桶底的压力与桶对地面的压力之比。
【解答】解:
(1)桶内水的体积:
V水=400cm2×20cm=8000cm3,
由ρ=得水的质量:
m水=ρ水V水=1g/cm3×8000cm3=8000g=8kg,
球体的密度:
ρ球=4ρ水=4×1g/cm3=4g/cm3,
球体的体积V球=2×10﹣3m3=2000cm3,
球体的质量:
m球=ρ球V球=4g/cm3×2000cm3=8000g=8kg,
桶的质量和厚度忽略不计,总质量m总=m水+m球=8kg+8kg=16kg,
总重力:
G总=m总g=16kg×10N/kg=160N,
桶对地面的压力:
F桶=G总=160N;
(2)将一球体放入水中,水的深度:
h===25cm=0.25m,
水对桶底的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa,
水对桶底的压力:
F水=pS=2500Pa×400×10﹣4m2=100N,
水对桶底的压力与桶对地面的压力之比:
F水:F桶=100N:160N=5:8。
故选:B。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式的应用,明确两个压力的求法是关键。
11.海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度大,压强 小 (选填“大”或“小”),会发生相撞事故。三峡大坝的船闸是利用 连通器 原理修建的,大坝上游水深100m处的压强是 1×106 Pa。(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
【分析】(1)根据流体压强和流速的关系,分析两舰艇并排时,两舰艇之间和两边压强的大小关系来进行解答;
(2)三峡大坝的船闸是连通器在实际中的具体运用,它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行。
根据液体压强公式p=ρgh可计算出大坝上游水深100m处的压强。
【解答】解:(1)由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;可知:两舰艇并排行驶时,两舰艇之间的压强要小于外面的压强,从而使两舰艇逐渐靠近,有相撞的危险;
(2)人们根据连通器的原理修建了三峡大坝船闸,三峡大坝的船闸是世界上最大的连通器。
大坝上游水深100m处的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa。
故答案为:小;连通器;1×106。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系、连通器的应用以及液体压强的计算,理解并识记流体压强和气流的关系是解题的关键。
12.2021年4月,中国海军组织辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行训练,海军055型驱逐舰首舰南昌舰现身航母编队,如图所示。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰,满载时排水量达1.236×107kg,则舰底距水面3m深处受到海水的压强为 3.09×104 Pa。南昌舰满载时排开海水体积为 1.2×104 m3(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【分析】(1)已知舰底距水面的距离,根据p=ρgh可求出舰底受到海水的压强;
(2)已知满载时排水量,根据密度公式可求出满载时排开海水的体积。
【解答】解:(1)舰底受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×3m=3.09×104Pa;
(2)由ρ=可知,南昌舰满载时排开海水体积:V排===1.2×104m3。
故答案为:3.09×104;1.2×104。
【点评】本题考查液体压强的计算和密度公式的应用,属于基础题。
五.连通器原理(共10小题)
13.在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.用管子吸饮料 B.离心式水泵
C.船闸 D.注射器
【分析】根据连通器定义: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:A、在吸饮料时,细管内的气压变小,外界大气压大于管内大气压,故饮料在外界大气压的作用下压入细管中,故是利用大气压强的原理工作的,故该选项错误;
B、当装满水的水泵叶轮旋转后,其叶轮周围的空气变少,气压变小,外界大气压大于内部大气压,水在外界大气压的作用下被压入水泵内,故是利用大气压强的原理工作的,故该选项错误;
C、船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器,故该选项正确。
D、注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的,故是利用大气压强的原理工作的,故该选项错误;
故选:C。
【点评】记住连通器定义,生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。
14.下列实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.弹簧测力计 B.吸盘式挂钩 C.密度计 D.船闸
【分析】上端开口下部连通的容器称为连通器,若内部装同一种液体,在液体不流动时,液面总是相平的。
【解答】解:
A、弹簧测力计是利用了在弹性限度内,弹簧伸长与所受拉力成正比的原理制成的,与连通器无关,故A错误;
B、吸盘式挂钩利用了大气压将其压在光滑的物体上,与连通器无关,故B错误;
C、密度计是利用了物体的漂浮条件和阿基米德原理,与连通器无关,故C错误;
D、船闸是利用了连通器的原理,在工作时闸室分别与上游和下游构成连通器,故D正确。
故选:D。
【点评】该题考查了连通器的特点和应用实例,属于基本知识,是需要识记的内容。
15.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
【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D符合题意,ABC不合题意。
故选:D。
【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。
16.下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.温度计 B.液位计 C.订书机 D.抽水机
【分析】几个底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。结合选项中物品的结构与使用特点可做出判断。
【解答】解:A、温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的,故A不合题意;
B、锅炉液位计是上端开口,底部相连的容器,构成了一个连通器,故B符合题意;
C、订书机中应用了多种物理知识,包括杠杆、压强等,与连通器无关,故C不合题意;
D、抽水机是利用大气压的原理来工作的,与连通器无关,故D不合题意。
故选:B。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
17.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上升的距离是( )
A.h B.h C.h D.h
【分析】上端开口,底部连通的仪器叫连通器。
竖管中水的总体积不变。当打开开关K时,左右容器构成一个连通器,根据连通器内液体静止时,液面相平求出此时液面的高度,再与原来的高度对比进行分析。
【解答】解:当打开开关K时,左右容器构成一个连通器;由于连通器内水面静止时,水面相平,因此右边水面将下降,左面水面将升高,
由于水的总体积不变,设左管横截面积为S,则右管横截面积为2S,
竖管中水的总体积V=Sh+2S•2h=5Sh,
因为右管横截面积是左管的两倍,则液面相平时,右管中水的体积是左管中水的体积的2倍,
即左管水的体积为V左=×5Sh=,右管水的体积为V右=×5Sh=,
左管水的体积的增大量为﹣Sh=Sh,
即左管水面上升的距离是h。
故选:C。
【点评】本题的解题关键是明确连通器最终的水面相同,同时明确竖管中水的总体积不变,再根据两侧水的体积分配进行推理,有一定的难度。
18.下列利用连通器原理的事例是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄的形状
B.风沿窗口吹过,窗帘飘向窗外
C.用注射器抽取药液
D.排水管的“反水弯”呈U形
【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:
A、由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深压强越大,为了大坝的坚固,下面必须修的宽一些,与连通器原理无关,不符合题意。
B、风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘外侧空气流速变大且大于内侧空气流速,窗帘外侧气体压强小于内侧气体压强。窗帘受向外的压力差作用,所以窗帘飘向窗外。与连通器原理无关,不符合题意;
C、抽取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,利用了大气压,与连通器原理无关,不符合题意;
D、排水管的“反水弯”呈U形,上端开口,下部连通,利用的是连通器原理。符合题意;
故选:D。
【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。
19.下列各图不属于连通器的是( )
A.茶壶 B. 水位计
C. D.洗手间下水管
【分析】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:A、茶壶的壶身与壶嘴都与大气连通,并且壶身和壶嘴底部相连通,是连通器;不符合题意;
B、锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器。不符合题意。
C、图中是用来探究扩散现象的装置,不属于利用连通器原理,符合题意;
D、U形下水管的两侧水面与空气相通,中间底部相连通,是连通器,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题抓住连通器的定义是关键,连通器是上端都要开口,下端都要连通的容器。
20.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99℃,则该地的气压 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压
【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99℃,低于100℃,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。
21.如图为连体酒杯,向其中任何一个杯中倒酒,另一杯中就有酒上升,从结构上看这种酒杯是 连通器 ;随着酒的增多,酒对杯底的压强 变大 (填“变大”“变小”或“不变”);从瓶中流出的酒受到重力的作用,重力的方向是 竖直向下 。
【分析】(1)上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的;
(2)液体压强随着液体深度的增加而增大;
(3)重力的方向始终是竖直向下的。
【解答】解:从结构上看,连体酒杯上端开口,下部连通,属于连通器;
液体压强随着液体深度的增加而增大,故随着酒的增多,酒对杯底的压强变大;
从瓶中流出的酒受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的。
故答案为:连通器;变大;竖直向下。
【点评】此题考查连通器原理、液体压强的特点和重力的方向,虽然涉及到的知识点较多,综合性较强,但难度不大,属于基础知识考查。
22.如图所示,粗细相同、高矮不同的甲、乙两把水壶,且壶嘴等高,请问哪把水壶能装更多的水?为什么?
【分析】上端开口、下部相连通的容器叫连通器,连通器中的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相平的。
【解答】答:两把壶能装的水一样多。因为水壶的壶嘴与壶身构成连通器,连通器中的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相平的,由于两把壶的粗细相同、且壶嘴等高,所以最多都能装水到与壶嘴相平的位置,即装水一样多。
【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。
六.大气压强的存在(共2小题)
23.用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.用重物压易拉罐,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空气,易拉罐变瘪
【分析】用空易拉罐体验大气压时,手或其它物体不能对空易拉罐施加力的作用。
【解答】解:A、用手捏易拉罐,易拉罐变瘪,是手给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故A错误。
B、用重物压易拉罐,易拉罐变瘪,是重物给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故B错误。
C、让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪,是地面给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故C错误。
D、用注射器抽取密封易拉罐中空气,易拉罐内的气压减小,易拉罐外面大气压大于易拉罐内部压强,所以易拉罐受到向内的压力大于向外的压力,这两个力的合力把易拉罐压瘪,可以证明大气压的存在,故D正确。
故选:D。
【点评】用易拉罐证明大气压的实验还可以把易拉罐放在火上烤,然后易拉罐倒放用水封住易拉罐口,会看到易拉罐变瘪,还可以往易拉罐中灌热水,倒出热水,易拉罐倒放用冷水封住易拉罐口,会看到易拉罐变瘪,这两个实验也能证明大气压的存在。
24.在玻璃杯中盛满水,用张纸片盖着,再倒过来,杯中的水不会流出来,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少
C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
【分析】根据我们对大气压的了解,大气压可以支持10.3m高的水柱,当然可以托住纸片和杯内的水。
【解答】解:“用纸片把盛满水的杯子盖严,使杯口朝下,纸片不会掉下来,水也不会流出来”是因为大气对纸片有向上的压力,能支持纸片和杯内的水,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了覆杯实验的原理,是基础题。
七.大气压强的测量方法(共3小题)
25.下列说法中,不正确的是( )
A.托里拆利实验精确测量出了大气压强的值
B.鞋底凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦
C.小轿车安全带是为了减小惯性而设计的
D.水坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大
【分析】(1)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(2)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,只与物体的质量有关,而与物体是否受力、物体的运动状态无关;
(4)液体的压强随深度的增加而增加。
【解答】解:A、托里拆利实验最先精确测量出了大气压强的值,故A正确
B、鞋底凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故B正确;
C、小轿车安全带是为了防止惯性造成伤害,但不能减小惯性,故C错误;
D、液体的压强随深度的增加而增加,越往下,深度越深,压强越大,水对水坝的压力越大,因此水坝越往下越宽,故D正确。
故选:C。
【点评】此题涉及到大气压的测量、增大或减小摩擦的方法、惯性、液体压强的特点,是一道综合性较强的题目,但难度不大。
26.甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差( )
A.往水银槽内加少量水银
B.用粗一些的玻璃管做实验
C.把玻璃管往上提一提,但不出水银面
D.把实验移到高山上去做
【分析】托里拆利实验要抓住是大气压支持住水银柱,故大气压有多大,支持住的水银柱就有多高。
【解答】解:往水银槽加水银、用粗一些的玻璃管做实验、把玻璃管往上提,这三个方法既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化。只有把实验移到高山上去做,高山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小。
故选:D。
【点评】托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即P大气=P水银=ρ水银gh。
27.材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气没有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)
关键问题的回答
支持者
反对者
大气压力支撑水银柱
笛卡尔
帕斯卡
所有亚里士多德学派
罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空
罗贝瓦尔
波义耳
所有亚里士多德学派、笛卡尔、
伽利略、霍布斯
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是 酒精容易蒸发 。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是 不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同 ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有 CD
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
【分析】(1)物质由液态保持气体的过程是液化现象;
(2)大气压能够支持76cm的水银柱;
(3)科学发现是一个不断完善、不断修正的过程、实验是科学研究的重要方法。
【解答】解:(1)反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是酒精比水更容易蒸发;
(2)大气压能够支持76cm的水银柱,用1m长的玻璃管做实验,结果不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同,就可以反驳反对者们的观点;
(3)A、由题意知:从1614年开始,伽利略认为空气是有重量,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了著名的托里拆利实验,故公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点是错误的,故A错误;
B、科学实验中要努力得到和前人不一样的实验结论,故B错误;
C、科学发现是一个不断完善、不断修正的过程,故C正确;
D.物理是一门以实验为基础的学科,实验是科学研究的重要方法,故D正确。
故选CD。
故答案为:(1)酒精容易蒸发;(2)不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同;(3)CD。
【点评】本题考查学生分析问题的能力,有一定的难度。
八.大气压强与高度的关系(共3小题)
28.2020年5月27日11时,我国珠峰测量队8名队员全部登顶成功。再过一段时间,我们就可以知道珠峰的最新“身高”了。若队员在珠峰顶作图示实验,测得的结果会比在同纬度低海拔地区小,原因是( )
A.重物质量变小 B.气压变小
C.地球的吸引作用变小 D.温度变低
【分析】同一物体在地球上离地面越远,地球的吸引力越小。
质量是物体的一种属性,其大小与物体的形状、状态、位置、温度的变化而变化。
【解答】解:
(1)纬度相同,海拔越高,距离地球越远,地球对物体的吸引力越小,弹簧测力计的示数越小,使得测得的结果会比在同纬度低海拔地区小,故C正确;
(2)重物到珠峰顶,位置改变、质量不变,原因不是重物质量变小,弹簧测力计的示数变小与气压、温度无关,故ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对重力与距离地面的远近的关系,基础题目。
29.如图所示为托里拆利实验的情景,要使管内、外水银面高度差h变小,以下操作可行的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜放置
B.将玻璃管稍微向上提升
C.换用更粗的玻璃管做实验
D.将装置拿到山顶上做实验
【分析】(1)进行托里拆利实验时,玻璃管的长短、玻璃管的粗细、玻璃管是否倾斜、玻璃管的上提下压、水银的多少都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差。
(2)进行托里拆利实验时,玻璃管内灌入空气、玻璃管外大气压的变化都影响玻璃管内外水银柱的高度差。
【解答】解:ABC、玻璃管的长短、玻璃管的粗细、玻璃管是否倾斜、玻璃管的上提下压、水银的多少都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差,故ABC不符合题意。
D、山顶海拔升高,气压减小,将装置拿到山顶进行实验,山上大气压减小,支持的水银柱降低,故D符合题意。
故选:D。
【点评】进行托里拆利实验时,不但要记住大气压值,还要明确什么因素影响玻璃管内外水银柱的高度差,什么因素不影响玻璃管内外水银柱的高度差。
30.在课外活动中同学们举行爬杆比赛,有同学沿竖直竹竿匀速向上爬,该同学匀速上爬时受到的摩擦力方向为竖直 向上 (选填“向上”“向下”)。取一个瓶子,装入适量的水,再取一根两端开口带刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口上方如图,如果你拿着它从一楼上到六楼时会观察到细玻璃管里的水面 上升 (选填“上升”“下降”或“不变”)。乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在 下降 (选填“上升”“下降”或“静止”)。
【分析】(1)由于该同学沿竖直竹竿匀速向上爬,那么在竖直方受到平衡力的作用:重力和摩擦力;
(2)知道大气压随高度的增加而减小;瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压高于瓶外大气压;
(3)对于同一个物体所选的参照物不同,其运动状态也不同,因此在判断物体运动状态时应先确定参照物,然后观察物体与参照物之间的位置是否发生变化,从而判断物体的运动与静止。
【解答】解:
(1)沿竖直竹竿匀速向上爬,在竖直方受到重力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力方向与重力方向相反竖直向上;
(2)把自制气压计从一楼带到六楼,由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压;管内的水面变高;所以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小;
(3)乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在下降。
故答案为:向上;上升;下降。
【点评】本题考查摩擦力的方向,气压与海拔的关系,以及运动的相对性,难度不大。
九.气体压强跟体积的关系(共2小题)
31.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p3<p4 D.p3=p4
【分析】可根据图中气球体积的变化来判断气球内气压、玻璃瓶内气压与外界大气压的大小关系。
【解答】解:
抽气前气球内气体压强与外界大气压强相通,气球体积没有变化,所以与大气压相等;抽气后,气球与外界大气相通,气球内气压等于大气压,故p1=p2,故A错误,B正确;
抽气前瓶内气体压强与外界大气压强相通,与大气压强相等;用抽气机向外抽气时发现瓶内的气球在膨胀,说明此时气球内气体压强大,玻璃瓶内气体压强小才会导致气球膨胀,即p3>p4,故CD错误。
故选:B。
【点评】能根据气球的膨胀情况判定瓶内外压强的大小是解题的关键。
32.在冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住
D.瓶内压强减小,大气压把瓶塞压紧
【分析】剩下半瓶水,说明瓶内有一定体积的空气,从温度对空气压强的影响角度分析,再与外界大气压比较,就可找出其中的原因。
【解答】解:冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,温度下降,使瓶内气体收缩压强减小,大气压大于内部气压,将瓶塞压紧在瓶口,因此,只有选项D符合题意。
故选:D。
【点评】从瓶内压强变化的角度分析此题,是解决问题的关键。
一十.气压计和抽水机(共1小题)
33.大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士要用高压锅才能将饭煮熟。同学们自制了一个气压计(如图)来研究大气压与高度的关系,他们把这个自制气压计从山脚拿到山顶,发现管内的液柱高度 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变),原因是大气压随高度的增加而 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】大气压随高度的增加而减小,小红拿着自制气压计从1楼乘坐电梯到20楼后,高度增加,大气压减小,使得管内水位升高、水柱高度增加。
【解答】解:这个自制气压计从山脚拿到山顶,由于高度增加,外界大气压减小,又因瓶内空气的压强不变,且瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以玻璃管内水柱的高度会升高。说明大气压随高度的增加而变小。
故答案为:变大;减小。
【点评】学生利用身边的器材做成气压计探究大气压的变化,知道大气压随高度增加而减小的规律是解决此题的关键,用所学的知识分析判断,学以致用
一十一.大气压的综合应用(共1小题)
34.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
【分析】(1)用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,在大气压力的作用下被压入嘴中。
(2)拔火罐时,罐内的气压小于罐外的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。
(3)高压锅密封好,锅内气压高于外面大气压,而液体的沸点与气压有关,气压越高沸点越高,所以高压锅内水的沸点高于100℃,高压锅与大气压无关。
(4)先赶出吸盘内的空气,使吸盘内的气压小于吸盘外的大气压,外界大气压将吸盘紧紧压在墙壁上。
【解答】解:
ABD选项中、吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的;而C选项中高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压强在生活中的应用和液体的沸点与气压的关系问题,本题难度不大,属于常考题。
一十二.流体压强与流速的关系(共7小题)
35.下列物体在升空过程中,应用流体压强与流速关系的是( )
A.飞机 B.飞艇 C.热气球 D.氢气球
【分析】流体的压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,据此分析四种情形。
【解答】解:
A、飞机的机翼上凸下平,飞机在飞行时,其机翼上方的空气流速快、压强小,而机翼下方的空气流速慢、压强大,给飞机提供向上的升力,故A符合题意;
BCD、飞艇、热气球和氢气球都是利用浮力原理来升空的;故BCD不合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强与流速关系、浮力的应用,要求灵活运用所学力学知识加以分析。
36.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
【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:伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强、压力差,使伞面向上吸;故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系在实际生活中的应用,既考查了学生对物理知识的掌握情况,又提高了学生的安全意识,是一道与生活联系非常密切的好题。
37.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大
B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大
D.烧杯中水面上气体的压强变小
【分析】吹气之前,吸管和烧杯构成连通器,吸管内和烧杯内液面相平;当向b管吹气时,a管上方的空气流动速度增大,压强减小,a管下方压强不变,a管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】解:往B管中轻轻吹气,可以看到a管中的水面上升,原因是:往b管中吹气,吸管a上方空气的流速增大,压强减小,a管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以a管水上升后从管口喷出;烧杯中水面上气体的压强是不变,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【点评】对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
38.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是( )
A.竖直向上吹气 B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气 D.斜向下吹气
【分析】首先分析不吹气时乒乓球的状态,再分析吹气时乒乓球的状态,如果乒乓球受到流体压力时运动状态变化了,就能探究流速对流体压强的影响。
【解答】解:A、不吹气时,乒乓球受到的重力和支持力是平衡力,乒乓球处于静止状态;竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大压强小,乒乓球上面流速小压强大,产生向下的压力,乒乓球受竖直向下的重力,乒乓球还受到支持力作用,这三个力是平衡力,乒乓球也处于静止状态,所以竖直向上吹气没有改变乒乓球的运动状态,不能很好的探究流体流速对流体压强的影响,故A不合理。
B、不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速大压强小,乒乓球右侧空气流速小压强大,产生向左的压力,乒乓球保持静止状态,所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故B合理。
C、不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下落,竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,产生向上的压力,乒乓球保持静止状态,所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故C合理。
D、不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大压强小,乒乓球左下方空气流速小压强大,产生向右上方的压力,乒乓球保持静止状态,所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故D合理。
故选:A。
【点评】通过本实验给我们一个启示,进行探究实验时不但要理解小实验探究的过程和实验结论,更要大胆想象实验过程变化时是否能得出实验结论。
39.遂宁的清晨风景如画,涪江上薄雾缥缈,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,“薄雾散去”是水的汽化现象
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实像
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,使上方的压强小于下方,从而形成升力
【分析】(1)物质由气态变成液态的现象叫做液化;物质由液态变成气态的现象叫做汽化;
(2)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播;
(3)光从水或者其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,人逆着射来的光线看去,可看到物体的虚像;
(4)流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:
A、“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴;“薄雾散去”是小水滴汽化为水蒸气,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错误;
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正确。
故选:C。
【点评】本题通过生活中的现象,考查了物态变化、光的直线传播与光的折射、流体压强与流速关系的理解等,综合性强,体现了物理与生活的联系。
40.如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强 越小 (选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】在流体中,流速越大的地方,压强越小。据此分析回答。
【解答】解:所有流体(包括气体在内)都是流速大的位置,压强越小;
当风速增大时,机翼模型受到的向上的升力增大。测力计的读数等于机翼的重力减去机翼受到的升力,而机翼的重力是不变的,所以,测力计读数会减小。
故答案为:越小;减小。
【点评】本题考查流体压强与流速关系的应用,并证明了飞机升力的产生,考查学生的对所学物理知识的应用能力。
41.如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为 纸条上方气体流速大,气体压强小 ,从而推动纸条向上运动。
【分析】气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。在分析纸条的运动现象时应分析纸条上下方空气的流速大小,找出压力的方向,再判断纸条的运动状态。
【解答】解:如图所示,把一纸条靠近嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,纸条上方的空气流速大,压强小;纸条下方的空气流速小,压强大,在空气压强差的作用下,纸条会向上偏移。
故答案为:纸条上方气体流速大,气体压强小。
【点评】对于流体压强和流速的关系的问题,首先确定好被研究的物体,然后分析物体两侧流体流速的变化,从而确定压强大小变化。
一十三.飞机的升力(共4小题)
42.以下关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力的
B.轮船通过船闸从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而减小
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
【分析】(1)飞机机翼设计成流线型,利用流体压强与流速的关系获得升力来升空的。
(2)连通器的特点: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。
(3)液体压强随深度的增加而增加。
(4)茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来。
【解答】解:
A、飞机机翼设计成流线型,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,则机翼受到向上的压强差,即产生了向上的升力。故A正确;
B、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;所以,船闸是利用连通器原理工作的。故B正确;
C、拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增加,故C错误;
D、堵住茶壶盖的小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,故D正确。
本题选错误的;
故选:C。
【点评】本题考查气体压强、液体压强的知识的应用,解答时需要准确区分各物理知识点及其应用,这些知识点中考出现概率很高。
43.有关物理知识的应用,说法正确的是( )
A.飞机的机翼能获得升力,是用流体中流速大的地方压强越大的原理
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压强把饮料“压”进了嘴里
C.体操运动员上杠前给手涂防滑粉是为了减小摩擦力
D.超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
【分析】(1)流体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,这是使飞机获得升力的原因;
(2)吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里;
(3)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面粗糙程度;
(4)超导材料电阻为零,根据这一特点做出判断。
【解答】解:A、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,故A错误;
B、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用大气压,故B正确;
C、体操运动员上杠前给手涂防滑粉,是采用增大接触面的粗糙程度,增大了摩擦,故C错误;
D、超导体的电阻为零,不会放热,所以电能无法转化为内能,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。故超导材料可用于远距离输电线,但不能应用于电饭锅,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是事例都是生活中的常用的现象,利用生活现象考查物理知识,体现物理和生活的密切关系,体现了学以致用的目的。
44.2012年9月,我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。如图所示,歼﹣15飞机在辽宁舰进行起降飞行训练。下列说法正确的是( )
A.歼﹣15能升空是因为它的密度小于空气密度
B.歼﹣15能降落是因为它改变了自身重力
C.随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压增大
D.歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小
【分析】①飞机升力是利用流体压强与流速的关系获得的。流体中流速越快的地方压强越小。
②大气压随高度的增加在减小。
【解答】解:A、飞机的机翼做成流线型,在相同时间内,空气经过上方的路程长、速度大;经过下方的路程短、速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力,所以能升空。飞机的密度比空气的密度大的多。故A选项错误。
B、飞机降落时,升力应有所减小,但其重力是不变的。故B选项错误。
C、随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小。故C选项错误。
D、随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小。故D选项正确。
故选:D。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、大气压与高度的关系,属于基础题。
45.2017年5月5日,中国自己的大飞机C919首飞成功,举国欢庆。世界上多了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机。飞机的机翼通常都做成上表面 呈弧形凸起 ,下表面平直的形状。当飞机在空中飞行时,流过机翼上方的空气速度比流过机翼下方的空气速度 大 。
【分析】(1)机翼的下表面平直,上表面呈弧形凸起;
(2)飞机是利用流体的压强与流速的关系来产生升力的。
【解答】解:机翼的下表面平直,上表面呈弧形凸起。当飞机起飞时,飞机上方的空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,就会产生一个向上的压力差,这就是飞机升力的产生原因。
故答案为:呈弧形凸起;大。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系,解决本题的关键是了解机翼的形状,找出机翼上下方空气流速的特点。
一十四.实验 研究气体流速与压强的关系(共1小题)
46.飞机机翼初看好像是一个整体,实际上是由几部分组成的,如图。它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转。飞行员在飞机上升、平稳飞行、下降和着陆减速等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯曲度来改变飞机的升力、阻力的。下图是简化的机翼截面图,其中表现飞机上升的是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题目考查了流体压强与流速的关系与飞机飞行的原理,当飞机在机场跑道滑行时,流过机翼上方的空气流速大,流过机翼下方空气流速小,机翼上下方所受的压力差形成向上的升力,当飞机滑行速度大到一定值时,机翼所受的升力超过飞机的自重,飞机就起飞了。从题目中我们发现飞机在上升过程中,需要的升力最大,也就需要机翼上方的凸度最明显,显而易见A选项是飞机上升的过程。
【解答】解:飞机上升时,要让机翼下方的压强大于上方的压强,使机翼上下方所受的压力差形成向上的升力,而当升力超过自身的重力时,飞机就起飞了。所以要让机翼上方空气流速大压强小。通过四个图发现,只有A选项中机翼上方的凸度最明显,形成向上的升力最大,符合飞机上升时的状况。
故选:A。
【点评】本题目主要讲流体流速与压强的关系,学生只要将相关知识点掌握扎实,选项不难选出。
一十五.浮力与浮力产生的原因(共12小题)
47.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
【分析】(1)柱形物体浸没在液体中,当物体的底部没有液体时,液体对物体是不产生浮力的。
(2)判断物体是运动还是静止,看被研究的物体和参照物之间是否发生了位置的改变。
(3)知道路程和速度,根据速度公式计算时间。
(4)人看物体不刺眼比较舒服是因为物体发生漫反射。
【解答】解:A、桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,不会产生浮力。故A正确。
B、汽车行驶时,汽车和灯杆之间距离发生的变化,所以以灯杆为参照物,汽车是运动的。故B错误。
C、t===0.057h=3.42min,故C错误。
D、隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料,说明人看隧道壁不会刺眼,所以隧道洞壁发生漫反射。故D错误。
故选:A。
【点评】从汽车行驶这个日常生活问题考查速度公式、运动相对性、反射、浮力等,体现生活中处处有物体,所以我们要认真观察生活。
48.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球
C.航行的“辽宁号” D.下潜的“蛟龙”号
【分析】根据浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。
【解答】解:A、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故A符合题意;
B、空中上升的热气球受到空气的浮力,故B不符合题意;
C、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故C不符合题意;
D、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】解答此题的关键是明确浮力的定义,难度不大。
49.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
【分析】先判断物体是否受力平衡,然后根据力的合成计算同方向的合力,最后根据平衡力的特点进行分析。
【解答】解:因为物体悬浮即静止状态,所以物体受力平衡;
又因为物体竖直向上受到水对物体向上的压力、竖直向下受到水对物体向下的压力和重力作用,并且竖直向上的力等于竖直向下的力,所以上下表面受到的压力差等于物体的重力。所以F1>F2。
故选:A。
【点评】会判断物体是否受力平衡,会根据力的合成和平衡力来判断力的关系。
50.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定受浮力的作用
D.D物体一定受浮力的作用
【分析】根据浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;对A、B、C、D逐一分析即可。
【解答】解:A、由图可知,水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体一定受浮力的作用;
B、B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差,故B物体也受浮力的作用;
C、C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上下表面没有产生压力差,故C物体不受浮力的作用;
D、由图可知,水对D物体上下表面产生了向上的压力差,故D物体受浮力的作用。
故选:C。
【点评】此题考查了浮力产生的原因,明确物体上下表面是否产生了压力差是解答此题的关键。
51.下列说法中正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力大小只与液体的密度有关
D.悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力
【分析】(1)阿基米德原理既适用于液体又适用于气体;
(2)根据浮力产生的实质进行分析;
(3)浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上。
【解答】解:A、阿基米德原理既适用于液体又适用于气体,因此浸在液体或气体中的物体都受浮力,故A错误;
B、浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,即上下表面的压力差等于浮力,故此浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力,故B正确;
C、浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,故C错误;
D、悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力符合二力平衡的条件,因此是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理、浮力产生的实质、二力平衡条件以及影响浮力大小的因素,考查浮力相关知识非常全面,对学生要求比较高。
52.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
【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p=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:△p=,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BCD错误,A正确。
故选:A。
【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)。
53.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
【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:A、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A错;
B、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B错;
C、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C正确;
D、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D错。
故选:C。
【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。
54.下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
【分析】浸在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力;同理可知在气体中的物体也受到浮力的作用。
【解答】解:
ACD、在水中下沉的铁块、浮在水面上的轮船、空中上升的气球,都受到液体或气体向上的压力,由浮力的产生原因可知,它们都受到浮力作用,故ACD不符合题意;
B、桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故B符合题意;
故选:B。
【点评】本题考查了对浮力产生原因的理解,属于基础题,难度不大。
(多选)55.关于桥墩在河水中所受浮力的情况,下列说法中正确的是( )
A.水中的桥墩不受水的浮力
B.河水涨时,桥墩所受浮力减小
C.河水涨时,桥墩所受浮力增大
D.河水涨时,桥墩所受浮力大小不变
【分析】物体浸没在液体中,当物体的底部没有液体时,液体对物体是不产生浮力的。
【解答】解:桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,没有上下表面的压力差,故不会产生浮力,桥墩所受浮力为0,浮力大小不变,故AD正确,BC错误。
故选:AD。
【点评】本题考查浮力产生的原因,难度不大。
56.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做 浮力 。如图是浸没在液体中的长方体,液体对它向上的压力F2 > 液体对它向下的压力F1(选填“<”、“=”或
“>”)。
【分析】浮力产生的实质:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力;
据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;
而长方体上、下表面所受的压力是不同的,下表面深度为h2,上表面所处的深度为h1。
则上表面受到的压强为p1=ρ液gh1,根据p=可得,受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1S;
下表面受到的压强为p2=ρ液gh2,根据p=可得,受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2S;
因为h2>h1。
所以F2>F1。
故答案为:浮力;>。
【点评】本题考查浮力产生的实质,可根据液体产生的压强和压力进行分析。
57.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为 4.9 N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 24.5 N。
【分析】已知金属块在空气中的重力和浸没水中的重力,根据F浮=G排=G物﹣F示可求浮力;
已知浮力,根据F浮=F下表面﹣F上表面变形后计算得出。
【解答】解:金属块受到的浮力为:F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N;物体所受到的浮力等于排开液体的重力。
下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N;
故答案为:4.9;24.5。
【点评】本题考查对浮力计算公式的综合应用,知道浮力等于自身重力与弹簧测力计读数之差;还可以等于金属块上下表面所受的水的压力之差。
58.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 等于 F向右(填“大于”“等于”或“小于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 大于 F向下(填“大于”、“等于”或“小于”);通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 液体对物体上下表面的压力差 。
【分析】物体浸在液体(或气体)中,物体将受到的液体(或气体)对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的。
【解答】解:
(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;
(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
【点评】此题综合考查了学生对浮力产生的原因的理解,实际考查了压强公式、液体压强公式的应用。
一十六.阿基米德原理的应用(共1小题)
59.如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 c (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 b、d的形变程度相同 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)本实验中,通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强,同时在液体密度一定时,通过观察橡皮膜的形变程度来说明压强与深度的关系。
(2)根据公式F浮=ρ液gV排来分析浮力的大小变化。
【解答】解:(1)实验中,我们通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强,当橡皮膜c向上凸起时,说明液体内部存在向上的压强;
(2)橡皮膜b、d处于水中相同深度处,若橡皮膜b、d的形变程度相同,说明液体内部同一深度处各个方向压强大小相等;
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,各橡皮膜受到的压强不断增大,形变程度不断增大,塑料盒的体积不断减小,在水的密度一定时,
由公式F浮=ρ液gV排可知,塑料盒受到的浮力变小。
故答案为:(1)c;(2)b、d的形变程度相同;(3)变小。
【点评】本题考查液体内部压强特点的应用,难度一般。
一十七.比热容的概念及其计算(共1小题)
60.体温计采用水银作为测温物质而不用酒精是因为水银的 比热容 较小,相同条件下吸热升温快,能快捷、灵敏的测量体温。我国三峡大坝上下游水位差最高达113m,在上下游之间修建世界上最大的船闸,利用 连通器 原理确保船只平稳通行。
【分析】(1)水银的比热容小,质量相同的水银和其它物质相比,吸收相同的热量,水银的温度变化大;
(2)上端开口、底部相连通的容器是连通器,连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。
【解答】解:
(1)体温计是用水银作为测温物质,主要是因为水银比热容较小,质量相同的水银和其它物质相比,吸收相同的热量,水银的温度变化大,能快捷、灵敏的测量体温;
(2)打开底部的阀门时,船闸与上游(或下游)上端开口,且底部连通,是一个连通器,水静止时水面相平,再打开闸门,船顺利通过,船闸是利用连通器原理工作的。
故答案为:比热容小;连通器。
【点评】本题考查学生对比热容特性的理解、连通器原理的应用,属于基础题目。
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八下压强浮力初中物理练习
一.液体压强的概念和特点(共2小题)
1.如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )
A.液体的重力 B.液体的体积 C.液体的深度 D.液体的密度
2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
二.液体压强的比较大小(共1小题)
3.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小
三.探究液体内部的压强(共4小题)
4.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
5.使用微小压强计探究液体压强的规律时,如图所示下列说法正确的是( )
A.用手按橡皮膜,两管出现高度差,说明此时橡皮膜的气密性很差
B.该实验装置中的“U”形管是一个连通器
C.“U”形管两管液面的高度稳定后,右管中的液体受到非平衡力的作用
D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,则液体压强越大
6.在如图所示的“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,下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
7.某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 。(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 有关。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
四.液体压强的计算以及公式的应用(共5小题)
8.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
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
9.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
10.如图是用新材料制成的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm。现将一球体放入水中,已知球体体积为2×10﹣3m3,密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比( )
A.1:2 B.5:8 C.5:7 D.4:7
11.海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度大,压强 (选填“大”或“小”),会发生相撞事故。三峡大坝的船闸是利用 原理修建的,大坝上游水深100m处的压强是 Pa。(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
12.2021年4月,中国海军组织辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行训练,海军055型驱逐舰首舰南昌舰现身航母编队,如图所示。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰,满载时排水量达1.236×107kg,则舰底距水面3m深处受到海水的压强为 Pa。南昌舰满载时排开海水体积为 m3(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
五.连通器原理(共10小题)
13.在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.用管子吸饮料 B.离心式水泵
C.船闸 D.注射器
14.下列实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.弹簧测力计 B.吸盘式挂钩 C.密度计 D.船闸
15.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
16.下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.温度计 B.液位计 C.订书机 D.抽水机
17.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上升的距离是( )
A.h B.h C.h D.h
18.下列利用连通器原理的事例是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄的形状
B.风沿窗口吹过,窗帘飘向窗外
C.用注射器抽取药液
D.排水管的“反水弯”呈U形
19.下列各图不属于连通器的是( )
A.茶壶 B. 水位计
C. D.洗手间下水管
20.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99℃,则该地的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压
21.如图为连体酒杯,向其中任何一个杯中倒酒,另一杯中就有酒上升,从结构上看这种酒杯是 ;随着酒的增多,酒对杯底的压强 (填“变大”“变小”或“不变”);从瓶中流出的酒受到重力的作用,重力的方向是 。
22.如图所示,粗细相同、高矮不同的甲、乙两把水壶,且壶嘴等高,请问哪把水壶能装更多的水?为什么?
六.大气压强的存在(共2小题)
23.用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.用重物压易拉罐,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空气,易拉罐变瘪
24.在玻璃杯中盛满水,用张纸片盖着,再倒过来,杯中的水不会流出来,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少
C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
七.大气压强的测量方法(共3小题)
25.下列说法中,不正确的是( )
A.托里拆利实验精确测量出了大气压强的值
B.鞋底凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦
C.小轿车安全带是为了减小惯性而设计的
D.水坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大
26.甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差( )
A.往水银槽内加少量水银
B.用粗一些的玻璃管做实验
C.把玻璃管往上提一提,但不出水银面
D.把实验移到高山上去做
27.材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气没有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)
关键问题的回答
支持者
反对者
大气压力支撑水银柱
笛卡尔
帕斯卡
所有亚里士多德学派
罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空
罗贝瓦尔
波义耳
所有亚里士多德学派、笛卡尔、
伽利略、霍布斯
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是 。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是 ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
八.大气压强与高度的关系(共3小题)
28.2020年5月27日11时,我国珠峰测量队8名队员全部登顶成功。再过一段时间,我们就可以知道珠峰的最新“身高”了。若队员在珠峰顶作图示实验,测得的结果会比在同纬度低海拔地区小,原因是( )
A.重物质量变小 B.气压变小
C.地球的吸引作用变小 D.温度变低
29.如图所示为托里拆利实验的情景,要使管内、外水银面高度差h变小,以下操作可行的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜放置
B.将玻璃管稍微向上提升
C.换用更粗的玻璃管做实验
D.将装置拿到山顶上做实验
30.在课外活动中同学们举行爬杆比赛,有同学沿竖直竹竿匀速向上爬,该同学匀速上爬时受到的摩擦力方向为竖直 (选填“向上”“向下”)。取一个瓶子,装入适量的水,再取一根两端开口带刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口上方如图,如果你拿着它从一楼上到六楼时会观察到细玻璃管里的水面 (选填“上升”“下降”或“不变”)。乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在 (选填“上升”“下降”或“静止”)。
九.气体压强跟体积的关系(共2小题)
31.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p3<p4 D.p3=p4
32.在冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住
D.瓶内压强减小,大气压把瓶塞压紧
一十.气压计和抽水机(共1小题)
33.大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士要用高压锅才能将饭煮熟。同学们自制了一个气压计(如图)来研究大气压与高度的关系,他们把这个自制气压计从山脚拿到山顶,发现管内的液柱高度 (选填“变大”、“变小”或“不变),原因是大气压随高度的增加而 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
一十一.大气压的综合应用(共1小题)
34.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
一十二.流体压强与流速的关系(共7小题)
35.下列物体在升空过程中,应用流体压强与流速关系的是( )
A.飞机 B.飞艇 C.热气球 D.氢气球
36.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
37.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大
B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大
D.烧杯中水面上气体的压强变小
38.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是( )
A.竖直向上吹气 B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气 D.斜向下吹气
39.遂宁的清晨风景如画,涪江上薄雾缥缈,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,“薄雾散去”是水的汽化现象
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实像
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,使上方的压强小于下方,从而形成升力
40.如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强 (选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
41.如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为 ,从而推动纸条向上运动。
一十三.飞机的升力(共4小题)
42.以下关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力的
B.轮船通过船闸从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而减小
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
43.有关物理知识的应用,说法正确的是( )
A.飞机的机翼能获得升力,是用流体中流速大的地方压强越大的原理
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压强把饮料“压”进了嘴里
C.体操运动员上杠前给手涂防滑粉是为了减小摩擦力
D.超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
44.2012年9月,我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。如图所示,歼﹣15飞机在辽宁舰进行起降飞行训练。下列说法正确的是( )
A.歼﹣15能升空是因为它的密度小于空气密度
B.歼﹣15能降落是因为它改变了自身重力
C.随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压增大
D.歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小
45.2017年5月5日,中国自己的大飞机C919首飞成功,举国欢庆。世界上多了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机。飞机的机翼通常都做成上表面 ,下表面平直的形状。当飞机在空中飞行时,流过机翼上方的空气速度比流过机翼下方的空气速度 。
一十四.实验 研究气体流速与压强的关系(共1小题)
46.飞机机翼初看好像是一个整体,实际上是由几部分组成的,如图。它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转。飞行员在飞机上升、平稳飞行、下降和着陆减速等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯曲度来改变飞机的升力、阻力的。下图是简化的机翼截面图,其中表现飞机上升的是( )
A. B.
C. D.
一十五.浮力与浮力产生的原因(共12小题)
47.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
48.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球
C.航行的“辽宁号” D.下潜的“蛟龙”号
49.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
50.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定受浮力的作用
D.D物体一定受浮力的作用
51.下列说法中正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力大小只与液体的密度有关
D.悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力
52.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
53.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
54.下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
(多选)55.关于桥墩在河水中所受浮力的情况,下列说法中正确的是( )
A.水中的桥墩不受水的浮力
B.河水涨时,桥墩所受浮力减小
C.河水涨时,桥墩所受浮力增大
D.河水涨时,桥墩所受浮力大小不变
56.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做 。如图是浸没在液体中的长方体,液体对它向上的压力F2 液体对它向下的压力F1(选填“<”、“=”或
“>”)。
57.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为 N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 N。
58.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 F向右(填“大于”“等于”或“小于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 F向下(填“大于”、“等于”或“小于”);通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 。
一十六.阿基米德原理的应用(共1小题)
59.如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
一十七.比热容的概念及其计算(共1小题)
60.体温计采用水银作为测温物质而不用酒精是因为水银的 较小,相同条件下吸热升温快,能快捷、灵敏的测量体温。我国三峡大坝上下游水位差最高达113m,在上下游之间修建世界上最大的船闸,利用 原理确保船只平稳通行。
八下压强浮力初中物理练习
参考答案与试题解析
一.液体压强的概念和特点(共2小题)
1.如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )
A.液体的重力 B.液体的体积 C.液体的深度 D.液体的密度
【分析】从桶裂这个现象可以看出倒入的几杯水使水桶受到的压强产生了很大的变化,然后再将倒入这几杯水造成的变化与液体压强的特点联系起来进行分析。即可得到答案。
【解答】解:由于是一根细管,所以倒入几杯水后,细管中水的深度增加的很多,根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大,所以这一实验表明的是影响液体内部压强大小的因素是液体的深度。
故选:C。
【点评】液体压强的大小是由液体的密度和深度决定的,与液体的质量没有直接的关系,质量大产生的压强不一定大。
2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
【分析】压强计的工作原理:U形管两侧液面高度差表示压强的大小。
液体压强的特点:同一深度处,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强还跟液体的密度有关。
【解答】解:A、将金属盒向上移动,则浸入液体的深度变小,由液体压强的特点可知,此时压强减小,压强计U形管两边液面的高度差变小,故A错误。
B、仅将金属盒水平移动,液体的深度不变,压强不变,故B错误;
C、仅改变金属盒面的朝向,液体的深度不变,压强不变,故C错误;
D、仅在水中加入食盐,食盐溶解后,深度相同,食盐的密度大于水的密度,压强变大,故D正确。
故选:D。
【点评】观察物理实验现象是学习物理的一项基本能力,学生要多加练习。
二.液体压强的比较大小(共1小题)
3.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小
【分析】容器对水平桌面的压力为F=G容+G液,已知三个容器对桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式F=pS可知容器中液体重力的大小关系,由公式G=mg=ρVg可知液体密度的大小关系;
已知它们的液面在同一水平面上,由公式p=ρ液gh可知液体对容器底的压强大小关系。
【解答】解:三个容器质量相同,由公式G=mg可知,三个容器的重力G容相同,
三个容器对桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式F=pS可知三个容器对水平桌面的压力相同,而容器对水平桌面的压力为F=G容+G液,则三个容器中的液体重力G液相同,
由图示可知,三种液体的体积大小关系为:V甲>V乙>V丙,
由公式G=mg=ρVg可得:,由此可知,三种液体的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙,
根据题意可知三个容器中液体深度相同,由公式p=ρ液gh可知,液体对容器底的压强大小关系为:p甲<p乙<p丙,
即甲液体对容器底的压强最小,故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了压强大小的比较,灵活应用压强定义式、密度公式和液体压强公式是解题的关键。
三.探究液体内部的压强(共4小题)
4.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
【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p=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p=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p与深度h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:A。
【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。
5.使用微小压强计探究液体压强的规律时,如图所示下列说法正确的是( )
A.用手按橡皮膜,两管出现高度差,说明此时橡皮膜的气密性很差
B.该实验装置中的“U”形管是一个连通器
C.“U”形管两管液面的高度稳定后,右管中的液体受到非平衡力的作用
D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,则液体压强越大
【分析】液体内部存在压强,液体压强的大小用压强计测量。在使用压强计之前要检查其密闭性,防止漏气。
连通器是底部连通上端开口的容器。
物体在静止或匀速直线运动状态时是平衡状态,受到的力是平衡力。
用压强计探究液体内部压强时,橡皮膜受到的压强等于U形管内液体高度差产生的压强。
【解答】解:
A、用手按橡皮膜,两管出现高度差,且U形管中的液体能灵活升降,说明此时橡皮膜的气密性很好。故A错误;
B、“U”形管一端开口,一端封闭,所以它不是一个连通器,故B错误;
C、“U”形管两管液面的高度稳定后,即液体静止时,右管中的液体受到平衡力的作用,故C错误;
D、压强计的测量原理是:压强的变化引起U形管两液面出现高度差,压强越大,高度差越大。故D正确。
故选:D。
【点评】液体压强的变化是通过U形管液面高度差显示的,采用的是转换法;压强与液体密度和深度的关系,采用控制变量法探究。
6.在如图所示的“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,下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
【分析】根据影响压强大小的因素进行判断,要减小U形管两边液面的高度差,根据p=ρ液gh,可以减小深度或减小液体的密度。
【解答】解:A、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,U形管两边液面的高度差变大,故错误;
B、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180°不会影响压强的大小,故错误;
C、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,U形管两边液面的高度差变大,故错误;
D、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,U形管两边液面的高度差减小,故正确。
故选:D。
【点评】通过U形管两边的液面高度差来反映液体压强的大小是转换法的运用。要想顺利解答此题,必须对液体内部压强的规律有一个熟练的掌握才行,这也是我们应重点把握的知识点。
7.某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 相同 。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 高度差 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 不漏气 。(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是 600 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 深度 有关。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 右 侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
【分析】(1)U形管内注入适量的红墨水,则U形管为连通器,根据连通器原理回答;
(2)根据转换法,通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,高度差越大说明此时的液体压强越大;采用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气,否则说明该装置漏气;
(3)根据p=ρgh计算探头受到水的压强;液体压强与液体的深度和密度有关,由控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)根据转换法分析。
【解答】解:(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,根据连通器原理,U形管两侧液面高度相同;
(2)根据转换法,图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气;
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关;
(4)在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则右侧液体压强大,根据p=ρgh,右侧液体的密度较大。
故答案为:(1)相同;(2)高度差;不漏气;(3)600;深度;(7)右。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查连通器原理中、转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
四.液体压强的计算以及公式的应用(共5小题)
8.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
h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
【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p=ρgh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:
p上=ρ1gh1=0.8ρgh;
下层液体所产生的压强:
p下=ρ2gh2=ρg×2h=2ρgh;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
p底=p上+p下=0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
【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p=求出液体对烧杯底部的压强。
9.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
【分析】先根据图判断两液体的体积关系,再根据ρ=,判断两液体的密度关系,再根据p=ρgh判断出液体对试管底部的压强大小。
【解答】解:由示意图知,两支完全相同的试管液面相平时,乙试管中液体的体积较大,甲试管中液体的体积较小,
已知两种液体质量相等,由公式ρ=可知:甲液体的密度较大;
由图可知两液体的深度相同,根据p=ρgh可知,甲液体对试管底部的压强较大。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用,能从图中得出h甲=h乙、V乙>V甲是本题的突破口。
10.如图是用新材料制成的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm。现将一球体放入水中,已知球体体积为2×10﹣3m3,密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比( )
A.1:2 B.5:8 C.5:7 D.4:7
【分析】(1)求出桶内水的体积,利用密度公式求水的质量;球体的密度等于水的密度的4倍,知道球体的体积,利用密度公式求球体的质量,桶的质量和厚度忽略不计,可求总质量,利用G=mg求总重力,桶对地面的压力等于总重力;
(2)将一球体放入水中,可求水的深度,利用液体压强公式求水对桶底的压强,再利用F=pS求水对桶底的压力,进而求出水对桶底的压力与桶对地面的压力之比。
【解答】解:
(1)桶内水的体积:
V水=400cm2×20cm=8000cm3,
由ρ=得水的质量:
m水=ρ水V水=1g/cm3×8000cm3=8000g=8kg,
球体的密度:
ρ球=4ρ水=4×1g/cm3=4g/cm3,
球体的体积V球=2×10﹣3m3=2000cm3,
球体的质量:
m球=ρ球V球=4g/cm3×2000cm3=8000g=8kg,
桶的质量和厚度忽略不计,总质量m总=m水+m球=8kg+8kg=16kg,
总重力:
G总=m总g=16kg×10N/kg=160N,
桶对地面的压力:
F桶=G总=160N;
(2)将一球体放入水中,水的深度:
h===25cm=0.25m,
水对桶底的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa,
水对桶底的压力:
F水=pS=2500Pa×400×10﹣4m2=100N,
水对桶底的压力与桶对地面的压力之比:
F水:F桶=100N:160N=5:8。
故选:B。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式的应用,明确两个压力的求法是关键。
11.海上护航舰艇都采用前后编队航行,是因为舰艇平行急速行驶时,舰艇间水流速度大,压强 小 (选填“大”或“小”),会发生相撞事故。三峡大坝的船闸是利用 连通器 原理修建的,大坝上游水深100m处的压强是 1×106 Pa。(g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)
【分析】(1)根据流体压强和流速的关系,分析两舰艇并排时,两舰艇之间和两边压强的大小关系来进行解答;
(2)三峡大坝的船闸是连通器在实际中的具体运用,它能让大型轮船在上下游之间顺利往返航行。
根据液体压强公式p=ρgh可计算出大坝上游水深100m处的压强。
【解答】解:(1)由流体压强和流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;可知:两舰艇并排行驶时,两舰艇之间的压强要小于外面的压强,从而使两舰艇逐渐靠近,有相撞的危险;
(2)人们根据连通器的原理修建了三峡大坝船闸,三峡大坝的船闸是世界上最大的连通器。
大坝上游水深100m处的压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa。
故答案为:小;连通器;1×106。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系、连通器的应用以及液体压强的计算,理解并识记流体压强和气流的关系是解题的关键。
12.2021年4月,中国海军组织辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行训练,海军055型驱逐舰首舰南昌舰现身航母编队,如图所示。南昌舰是中国吨位最大的驱逐舰,满载时排水量达1.236×107kg,则舰底距水面3m深处受到海水的压强为 3.09×104 Pa。南昌舰满载时排开海水体积为 1.2×104 m3(g=10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)
【分析】(1)已知舰底距水面的距离,根据p=ρgh可求出舰底受到海水的压强;
(2)已知满载时排水量,根据密度公式可求出满载时排开海水的体积。
【解答】解:(1)舰底受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×3m=3.09×104Pa;
(2)由ρ=可知,南昌舰满载时排开海水体积:V排===1.2×104m3。
故答案为:3.09×104;1.2×104。
【点评】本题考查液体压强的计算和密度公式的应用,属于基础题。
五.连通器原理(共10小题)
13.在下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.用管子吸饮料 B.离心式水泵
C.船闸 D.注射器
【分析】根据连通器定义: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:A、在吸饮料时,细管内的气压变小,外界大气压大于管内大气压,故饮料在外界大气压的作用下压入细管中,故是利用大气压强的原理工作的,故该选项错误;
B、当装满水的水泵叶轮旋转后,其叶轮周围的空气变少,气压变小,外界大气压大于内部大气压,水在外界大气压的作用下被压入水泵内,故是利用大气压强的原理工作的,故该选项错误;
C、船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器,故该选项正确。
D、注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的,故是利用大气压强的原理工作的,故该选项错误;
故选:C。
【点评】记住连通器定义,生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。
14.下列实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.弹簧测力计 B.吸盘式挂钩 C.密度计 D.船闸
【分析】上端开口下部连通的容器称为连通器,若内部装同一种液体,在液体不流动时,液面总是相平的。
【解答】解:
A、弹簧测力计是利用了在弹性限度内,弹簧伸长与所受拉力成正比的原理制成的,与连通器无关,故A错误;
B、吸盘式挂钩利用了大气压将其压在光滑的物体上,与连通器无关,故B错误;
C、密度计是利用了物体的漂浮条件和阿基米德原理,与连通器无关,故C错误;
D、船闸是利用了连通器的原理,在工作时闸室分别与上游和下游构成连通器,故D正确。
故选:D。
【点评】该题考查了连通器的特点和应用实例,属于基本知识,是需要识记的内容。
15.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
【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D符合题意,ABC不合题意。
故选:D。
【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。
16.下列工具中,主要利用连通器原理工作的是( )
A.温度计 B.液位计 C.订书机 D.抽水机
【分析】几个底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。结合选项中物品的结构与使用特点可做出判断。
【解答】解:A、温度计是利用液体的热胀冷缩原理制成的,故A不合题意;
B、锅炉液位计是上端开口,底部相连的容器,构成了一个连通器,故B符合题意;
C、订书机中应用了多种物理知识,包括杠杆、压强等,与连通器无关,故C不合题意;
D、抽水机是利用大气压的原理来工作的,与连通器无关,故D不合题意。
故选:B。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
17.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上升的距离是( )
A.h B.h C.h D.h
【分析】上端开口,底部连通的仪器叫连通器。
竖管中水的总体积不变。当打开开关K时,左右容器构成一个连通器,根据连通器内液体静止时,液面相平求出此时液面的高度,再与原来的高度对比进行分析。
【解答】解:当打开开关K时,左右容器构成一个连通器;由于连通器内水面静止时,水面相平,因此右边水面将下降,左面水面将升高,
由于水的总体积不变,设左管横截面积为S,则右管横截面积为2S,
竖管中水的总体积V=Sh+2S•2h=5Sh,
因为右管横截面积是左管的两倍,则液面相平时,右管中水的体积是左管中水的体积的2倍,
即左管水的体积为V左=×5Sh=,右管水的体积为V右=×5Sh=,
左管水的体积的增大量为﹣Sh=Sh,
即左管水面上升的距离是h。
故选:C。
【点评】本题的解题关键是明确连通器最终的水面相同,同时明确竖管中水的总体积不变,再根据两侧水的体积分配进行推理,有一定的难度。
18.下列利用连通器原理的事例是( )
A.拦河坝设计成下宽上窄的形状
B.风沿窗口吹过,窗帘飘向窗外
C.用注射器抽取药液
D.排水管的“反水弯”呈U形
【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:
A、由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深压强越大,为了大坝的坚固,下面必须修的宽一些,与连通器原理无关,不符合题意。
B、风沿着窗外的墙面吹过时,窗帘外侧空气流速变大且大于内侧空气流速,窗帘外侧气体压强小于内侧气体压强。窗帘受向外的压力差作用,所以窗帘飘向窗外。与连通器原理无关,不符合题意;
C、抽取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,利用了大气压,与连通器原理无关,不符合题意;
D、排水管的“反水弯”呈U形,上端开口,下部连通,利用的是连通器原理。符合题意;
故选:D。
【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。
19.下列各图不属于连通器的是( )
A.茶壶 B. 水位计
C. D.洗手间下水管
【分析】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:A、茶壶的壶身与壶嘴都与大气连通,并且壶身和壶嘴底部相连通,是连通器;不符合题意;
B、锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器。不符合题意。
C、图中是用来探究扩散现象的装置,不属于利用连通器原理,符合题意;
D、U形下水管的两侧水面与空气相通,中间底部相连通,是连通器,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题抓住连通器的定义是关键,连通器是上端都要开口,下端都要连通的容器。
20.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99℃,则该地的气压 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压
【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99℃,低于100℃,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。
21.如图为连体酒杯,向其中任何一个杯中倒酒,另一杯中就有酒上升,从结构上看这种酒杯是 连通器 ;随着酒的增多,酒对杯底的压强 变大 (填“变大”“变小”或“不变”);从瓶中流出的酒受到重力的作用,重力的方向是 竖直向下 。
【分析】(1)上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的;
(2)液体压强随着液体深度的增加而增大;
(3)重力的方向始终是竖直向下的。
【解答】解:从结构上看,连体酒杯上端开口,下部连通,属于连通器;
液体压强随着液体深度的增加而增大,故随着酒的增多,酒对杯底的压强变大;
从瓶中流出的酒受到重力的作用,重力的方向是竖直向下的。
故答案为:连通器;变大;竖直向下。
【点评】此题考查连通器原理、液体压强的特点和重力的方向,虽然涉及到的知识点较多,综合性较强,但难度不大,属于基础知识考查。
22.如图所示,粗细相同、高矮不同的甲、乙两把水壶,且壶嘴等高,请问哪把水壶能装更多的水?为什么?
【分析】上端开口、下部相连通的容器叫连通器,连通器中的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相平的。
【解答】答:两把壶能装的水一样多。因为水壶的壶嘴与壶身构成连通器,连通器中的液体不流动时,各容器中的液面高度总是相平的,由于两把壶的粗细相同、且壶嘴等高,所以最多都能装水到与壶嘴相平的位置,即装水一样多。
【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。
六.大气压强的存在(共2小题)
23.用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.用重物压易拉罐,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空气,易拉罐变瘪
【分析】用空易拉罐体验大气压时,手或其它物体不能对空易拉罐施加力的作用。
【解答】解:A、用手捏易拉罐,易拉罐变瘪,是手给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故A错误。
B、用重物压易拉罐,易拉罐变瘪,是重物给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故B错误。
C、让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪,是地面给易拉罐一个力,改变了易拉罐的形状,故C错误。
D、用注射器抽取密封易拉罐中空气,易拉罐内的气压减小,易拉罐外面大气压大于易拉罐内部压强,所以易拉罐受到向内的压力大于向外的压力,这两个力的合力把易拉罐压瘪,可以证明大气压的存在,故D正确。
故选:D。
【点评】用易拉罐证明大气压的实验还可以把易拉罐放在火上烤,然后易拉罐倒放用水封住易拉罐口,会看到易拉罐变瘪,还可以往易拉罐中灌热水,倒出热水,易拉罐倒放用冷水封住易拉罐口,会看到易拉罐变瘪,这两个实验也能证明大气压的存在。
24.在玻璃杯中盛满水,用张纸片盖着,再倒过来,杯中的水不会流出来,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少
C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
【分析】根据我们对大气压的了解,大气压可以支持10.3m高的水柱,当然可以托住纸片和杯内的水。
【解答】解:“用纸片把盛满水的杯子盖严,使杯口朝下,纸片不会掉下来,水也不会流出来”是因为大气对纸片有向上的压力,能支持纸片和杯内的水,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了覆杯实验的原理,是基础题。
七.大气压强的测量方法(共3小题)
25.下列说法中,不正确的是( )
A.托里拆利实验精确测量出了大气压强的值
B.鞋底凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦
C.小轿车安全带是为了减小惯性而设计的
D.水坝上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大
【分析】(1)托里拆利实验最早测出了大气压的值;
(2)滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关,在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力;
(3)物体保持运动状态不变的性质叫惯性,只与物体的质量有关,而与物体是否受力、物体的运动状态无关;
(4)液体的压强随深度的增加而增加。
【解答】解:A、托里拆利实验最先精确测量出了大气压强的值,故A正确
B、鞋底凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,故B正确;
C、小轿车安全带是为了防止惯性造成伤害,但不能减小惯性,故C错误;
D、液体的压强随深度的增加而增加,越往下,深度越深,压强越大,水对水坝的压力越大,因此水坝越往下越宽,故D正确。
故选:C。
【点评】此题涉及到大气压的测量、增大或减小摩擦的方法、惯性、液体压强的特点,是一道综合性较强的题目,但难度不大。
26.甲同学做托里拆利实验,测得管内外水银面高度差约76cm,乙同学采取下面哪个措施可以改变这个高度差( )
A.往水银槽内加少量水银
B.用粗一些的玻璃管做实验
C.把玻璃管往上提一提,但不出水银面
D.把实验移到高山上去做
【分析】托里拆利实验要抓住是大气压支持住水银柱,故大气压有多大,支持住的水银柱就有多高。
【解答】解:往水银槽加水银、用粗一些的玻璃管做实验、把玻璃管往上提,这三个方法既不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故都不能使管内外高度差变化。只有把实验移到高山上去做,高山上大气压小,能支持的水银柱高度也就变小。
故选:D。
【点评】托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即P大气=P水银=ρ水银gh。
27.材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气没有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如表)
关键问题的回答
支持者
反对者
大气压力支撑水银柱
笛卡尔
帕斯卡
所有亚里士多德学派
罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空
罗贝瓦尔
波义耳
所有亚里士多德学派、笛卡尔、
伽利略、霍布斯
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降,为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是 酒精容易蒸发 。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是 不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同 ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有 CD
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
【分析】(1)物质由液态保持气体的过程是液化现象;
(2)大气压能够支持76cm的水银柱;
(3)科学发现是一个不断完善、不断修正的过程、实验是科学研究的重要方法。
【解答】解:(1)反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是酒精比水更容易蒸发;
(2)大气压能够支持76cm的水银柱,用1m长的玻璃管做实验,结果不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同,就可以反驳反对者们的观点;
(3)A、由题意知:从1614年开始,伽利略认为空气是有重量,他的同事兼学生托里拆利在1643年做了著名的托里拆利实验,故公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点是错误的,故A错误;
B、科学实验中要努力得到和前人不一样的实验结论,故B错误;
C、科学发现是一个不断完善、不断修正的过程,故C正确;
D.物理是一门以实验为基础的学科,实验是科学研究的重要方法,故D正确。
故选CD。
故答案为:(1)酒精容易蒸发;(2)不同直径的玻璃管内水银柱的高度相同;(3)CD。
【点评】本题考查学生分析问题的能力,有一定的难度。
八.大气压强与高度的关系(共3小题)
28.2020年5月27日11时,我国珠峰测量队8名队员全部登顶成功。再过一段时间,我们就可以知道珠峰的最新“身高”了。若队员在珠峰顶作图示实验,测得的结果会比在同纬度低海拔地区小,原因是( )
A.重物质量变小 B.气压变小
C.地球的吸引作用变小 D.温度变低
【分析】同一物体在地球上离地面越远,地球的吸引力越小。
质量是物体的一种属性,其大小与物体的形状、状态、位置、温度的变化而变化。
【解答】解:
(1)纬度相同,海拔越高,距离地球越远,地球对物体的吸引力越小,弹簧测力计的示数越小,使得测得的结果会比在同纬度低海拔地区小,故C正确;
(2)重物到珠峰顶,位置改变、质量不变,原因不是重物质量变小,弹簧测力计的示数变小与气压、温度无关,故ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对重力与距离地面的远近的关系,基础题目。
29.如图所示为托里拆利实验的情景,要使管内、外水银面高度差h变小,以下操作可行的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜放置
B.将玻璃管稍微向上提升
C.换用更粗的玻璃管做实验
D.将装置拿到山顶上做实验
【分析】(1)进行托里拆利实验时,玻璃管的长短、玻璃管的粗细、玻璃管是否倾斜、玻璃管的上提下压、水银的多少都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差。
(2)进行托里拆利实验时,玻璃管内灌入空气、玻璃管外大气压的变化都影响玻璃管内外水银柱的高度差。
【解答】解:ABC、玻璃管的长短、玻璃管的粗细、玻璃管是否倾斜、玻璃管的上提下压、水银的多少都不影响玻璃管内外的水银柱的高度差,故ABC不符合题意。
D、山顶海拔升高,气压减小,将装置拿到山顶进行实验,山上大气压减小,支持的水银柱降低,故D符合题意。
故选:D。
【点评】进行托里拆利实验时,不但要记住大气压值,还要明确什么因素影响玻璃管内外水银柱的高度差,什么因素不影响玻璃管内外水银柱的高度差。
30.在课外活动中同学们举行爬杆比赛,有同学沿竖直竹竿匀速向上爬,该同学匀速上爬时受到的摩擦力方向为竖直 向上 (选填“向上”“向下”)。取一个瓶子,装入适量的水,再取一根两端开口带刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口上方如图,如果你拿着它从一楼上到六楼时会观察到细玻璃管里的水面 上升 (选填“上升”“下降”或“不变”)。乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在 下降 (选填“上升”“下降”或“静止”)。
【分析】(1)由于该同学沿竖直竹竿匀速向上爬,那么在竖直方受到平衡力的作用:重力和摩擦力;
(2)知道大气压随高度的增加而减小;瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压高于瓶外大气压;
(3)对于同一个物体所选的参照物不同,其运动状态也不同,因此在判断物体运动状态时应先确定参照物,然后观察物体与参照物之间的位置是否发生变化,从而判断物体的运动与静止。
【解答】解:
(1)沿竖直竹竿匀速向上爬,在竖直方受到重力和摩擦力是一对平衡力,摩擦力方向与重力方向相反竖直向上;
(2)把自制气压计从一楼带到六楼,由于高度增加,大气压减小,则瓶内的气压高于瓶外大气压;管内的水面变高;所以玻璃管内水柱的高度增加,说明大气压随高度增加而变小;
(3)乘坐观光电梯时,透过玻璃看到户外树木向上运动,说明观光电梯在下降。
故答案为:向上;上升;下降。
【点评】本题考查摩擦力的方向,气压与海拔的关系,以及运动的相对性,难度不大。
九.气体压强跟体积的关系(共2小题)
31.小柯设计了一个“不用绳子扎口的气球”,如图所示,先将气球放入玻璃瓶中,再将球口紧套在玻璃瓶口,从抽气口抽气,观察到气球变大;停止抽气后,马上用橡皮套封住抽气口,此时气球不用绳子扎,也能保持膨胀状态。假设抽气前后气球内的气压分别是p1、p2,瓶内的气压分别是p3、p4,则下列关系正确的是( )
A.p1<p2 B.p1=p2 C.p3<p4 D.p3=p4
【分析】可根据图中气球体积的变化来判断气球内气压、玻璃瓶内气压与外界大气压的大小关系。
【解答】解:
抽气前气球内气体压强与外界大气压强相通,气球体积没有变化,所以与大气压相等;抽气后,气球与外界大气相通,气球内气压等于大气压,故p1=p2,故A错误,B正确;
抽气前瓶内气体压强与外界大气压强相通,与大气压强相等;用抽气机向外抽气时发现瓶内的气球在膨胀,说明此时气球内气体压强大,玻璃瓶内气体压强小才会导致气球膨胀,即p3>p4,故CD错误。
故选:B。
【点评】能根据气球的膨胀情况判定瓶内外压强的大小是解题的关键。
32.在冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧,不易拔出来,其主要原因是( )
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.瓶内气体温度降低而把瓶塞粘住
D.瓶内压强减小,大气压把瓶塞压紧
【分析】剩下半瓶水,说明瓶内有一定体积的空气,从温度对空气压强的影响角度分析,再与外界大气压比较,就可找出其中的原因。
【解答】解:冬季,剩下半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,温度下降,使瓶内气体收缩压强减小,大气压大于内部气压,将瓶塞压紧在瓶口,因此,只有选项D符合题意。
故选:D。
【点评】从瓶内压强变化的角度分析此题,是解决问题的关键。
一十.气压计和抽水机(共1小题)
33.大气压与生活密切相关,驻守青藏高原的战士要用高压锅才能将饭煮熟。同学们自制了一个气压计(如图)来研究大气压与高度的关系,他们把这个自制气压计从山脚拿到山顶,发现管内的液柱高度 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变),原因是大气压随高度的增加而 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】大气压随高度的增加而减小,小红拿着自制气压计从1楼乘坐电梯到20楼后,高度增加,大气压减小,使得管内水位升高、水柱高度增加。
【解答】解:这个自制气压计从山脚拿到山顶,由于高度增加,外界大气压减小,又因瓶内空气的压强不变,且瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以玻璃管内水柱的高度会升高。说明大气压随高度的增加而变小。
故答案为:变大;减小。
【点评】学生利用身边的器材做成气压计探究大气压的变化,知道大气压随高度增加而减小的规律是解决此题的关键,用所学的知识分析判断,学以致用
一十一.大气压的综合应用(共1小题)
34.下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
A.吸饮料 B.拔火罐
C.高压锅煮饭 D.吸盘紧贴在墙面
【分析】(1)用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,在大气压力的作用下被压入嘴中。
(2)拔火罐时,罐内的气压小于罐外的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上。
(3)高压锅密封好,锅内气压高于外面大气压,而液体的沸点与气压有关,气压越高沸点越高,所以高压锅内水的沸点高于100℃,高压锅与大气压无关。
(4)先赶出吸盘内的空气,使吸盘内的气压小于吸盘外的大气压,外界大气压将吸盘紧紧压在墙壁上。
【解答】解:
ABD选项中、吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的;而C选项中高压锅是根据气压越高沸点越高来工作的。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压强在生活中的应用和液体的沸点与气压的关系问题,本题难度不大,属于常考题。
一十二.流体压强与流速的关系(共7小题)
35.下列物体在升空过程中,应用流体压强与流速关系的是( )
A.飞机 B.飞艇 C.热气球 D.氢气球
【分析】流体的压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,据此分析四种情形。
【解答】解:
A、飞机的机翼上凸下平,飞机在飞行时,其机翼上方的空气流速快、压强小,而机翼下方的空气流速慢、压强大,给飞机提供向上的升力,故A符合题意;
BCD、飞艇、热气球和氢气球都是利用浮力原理来升空的;故BCD不合题意。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强与流速关系、浮力的应用,要求灵活运用所学力学知识加以分析。
36.近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
【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:伞面“上凸下平”,当电动车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强、压力差,使伞面向上吸;故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系在实际生活中的应用,既考查了学生对物理知识的掌握情况,又提高了学生的安全意识,是一道与生活联系非常密切的好题。
37.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大
B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大
D.烧杯中水面上气体的压强变小
【分析】吹气之前,吸管和烧杯构成连通器,吸管内和烧杯内液面相平;当向b管吹气时,a管上方的空气流动速度增大,压强减小,a管下方压强不变,a管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】解:往B管中轻轻吹气,可以看到a管中的水面上升,原因是:往b管中吹气,吸管a上方空气的流速增大,压强减小,a管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以a管水上升后从管口喷出;烧杯中水面上气体的压强是不变,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【点评】对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
38.小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是( )
A.竖直向上吹气 B.水平向右吹气
C.竖直向下吹气 D.斜向下吹气
【分析】首先分析不吹气时乒乓球的状态,再分析吹气时乒乓球的状态,如果乒乓球受到流体压力时运动状态变化了,就能探究流速对流体压强的影响。
【解答】解:A、不吹气时,乒乓球受到的重力和支持力是平衡力,乒乓球处于静止状态;竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大压强小,乒乓球上面流速小压强大,产生向下的压力,乒乓球受竖直向下的重力,乒乓球还受到支持力作用,这三个力是平衡力,乒乓球也处于静止状态,所以竖直向上吹气没有改变乒乓球的运动状态,不能很好的探究流体流速对流体压强的影响,故A不合理。
B、不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速大压强小,乒乓球右侧空气流速小压强大,产生向左的压力,乒乓球保持静止状态,所以水平向右吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故B合理。
C、不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下落,竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,产生向上的压力,乒乓球保持静止状态,所以竖直向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故C合理。
D、不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大压强小,乒乓球左下方空气流速小压强大,产生向右上方的压力,乒乓球保持静止状态,所以斜向下吹气改变了乒乓球的运动状态,可以探究流速对流体压强的影响,故D合理。
故选:A。
【点评】通过本实验给我们一个启示,进行探究实验时不但要理解小实验探究的过程和实验结论,更要大胆想象实验过程变化时是否能得出实验结论。
39.遂宁的清晨风景如画,涪江上薄雾缥缈,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,“薄雾散去”是水的汽化现象
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实像
D.白鹭飞翔时,翅膀上方空气流速大于下方,使上方的压强小于下方,从而形成升力
【分析】(1)物质由气态变成液态的现象叫做液化;物质由液态变成气态的现象叫做汽化;
(2)光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播;
(3)光从水或者其他介质斜射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折,人逆着射来的光线看去,可看到物体的虚像;
(4)流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:
A、“薄雾”的形成是水蒸气液化形成的小水滴;“薄雾散去”是小水滴汽化为水蒸气,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错误;
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正确。
故选:C。
【点评】本题通过生活中的现象,考查了物态变化、光的直线传播与光的折射、流体压强与流速关系的理解等,综合性强,体现了物理与生活的联系。
40.如图所示,用弹簧测力计挂上飞机机翼模型,再用电风扇对着机翼模型吹风。因为在流体中,流速越大的位置,压强 越小 (选填“越大”、“越小”或“不变”),所以增大风速,弹簧测力计示数 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】在流体中,流速越大的地方,压强越小。据此分析回答。
【解答】解:所有流体(包括气体在内)都是流速大的位置,压强越小;
当风速增大时,机翼模型受到的向上的升力增大。测力计的读数等于机翼的重力减去机翼受到的升力,而机翼的重力是不变的,所以,测力计读数会减小。
故答案为:越小;减小。
【点评】本题考查流体压强与流速关系的应用,并证明了飞机升力的产生,考查学生的对所学物理知识的应用能力。
41.如图所示,把纸条放在嘴边,用力沿纸条上方向前吹气,会发现纸条向上飘动。这是因为 纸条上方气体流速大,气体压强小 ,从而推动纸条向上运动。
【分析】气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。在分析纸条的运动现象时应分析纸条上下方空气的流速大小,找出压力的方向,再判断纸条的运动状态。
【解答】解:如图所示,把一纸条靠近嘴边,在纸条的上方沿水平方向吹气时,纸条上方的空气流速大,压强小;纸条下方的空气流速小,压强大,在空气压强差的作用下,纸条会向上偏移。
故答案为:纸条上方气体流速大,气体压强小。
【点评】对于流体压强和流速的关系的问题,首先确定好被研究的物体,然后分析物体两侧流体流速的变化,从而确定压强大小变化。
一十三.飞机的升力(共4小题)
42.以下关于力学现象的分析中不正确的是( )
A.飞机的机翼上凸下平,是利用流体压强与流速的关系来获得升力的
B.轮船通过船闸从下游开到上游,船闸是利用连通器原理工作的
C.拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而减小
D.堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
【分析】(1)飞机机翼设计成流线型,利用流体压强与流速的关系获得升力来升空的。
(2)连通器的特点: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。
(3)液体压强随深度的增加而增加。
(4)茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来。
【解答】解:
A、飞机机翼设计成流线型,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,则机翼受到向上的压强差,即产生了向上的升力。故A正确;
B、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;所以,船闸是利用连通器原理工作的。故B正确;
C、拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增加,故C错误;
D、堵住茶壶盖的小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,故D正确。
本题选错误的;
故选:C。
【点评】本题考查气体压强、液体压强的知识的应用,解答时需要准确区分各物理知识点及其应用,这些知识点中考出现概率很高。
43.有关物理知识的应用,说法正确的是( )
A.飞机的机翼能获得升力,是用流体中流速大的地方压强越大的原理
B.人用吸管吸食饮料是靠大气压强把饮料“压”进了嘴里
C.体操运动员上杠前给手涂防滑粉是为了减小摩擦力
D.超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线
【分析】(1)流体在流速大的地方压强小、在流速小的地方压强大,这是使飞机获得升力的原因;
(2)吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里;
(3)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面粗糙程度;
(4)超导材料电阻为零,根据这一特点做出判断。
【解答】解:A、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,故A错误;
B、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用大气压,故B正确;
C、体操运动员上杠前给手涂防滑粉,是采用增大接触面的粗糙程度,增大了摩擦,故C错误;
D、超导体的电阻为零,不会放热,所以电能无法转化为内能,所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作。故超导材料可用于远距离输电线,但不能应用于电饭锅,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是事例都是生活中的常用的现象,利用生活现象考查物理知识,体现物理和生活的密切关系,体现了学以致用的目的。
44.2012年9月,我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军。如图所示,歼﹣15飞机在辽宁舰进行起降飞行训练。下列说法正确的是( )
A.歼﹣15能升空是因为它的密度小于空气密度
B.歼﹣15能降落是因为它改变了自身重力
C.随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压增大
D.歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小
【分析】①飞机升力是利用流体压强与流速的关系获得的。流体中流速越快的地方压强越小。
②大气压随高度的增加在减小。
【解答】解:A、飞机的机翼做成流线型,在相同时间内,空气经过上方的路程长、速度大;经过下方的路程短、速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压,便形成向上的升力,所以能升空。飞机的密度比空气的密度大的多。故A选项错误。
B、飞机降落时,升力应有所减小,但其重力是不变的。故B选项错误。
C、随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小。故C选项错误。
D、随着歼﹣15上升高度增加,机舱外大气压减小。故D选项正确。
故选:D。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、大气压与高度的关系,属于基础题。
45.2017年5月5日,中国自己的大飞机C919首飞成功,举国欢庆。世界上多了一款属于中国的完全按照世界先进标准研制的大型客机。飞机的机翼通常都做成上表面 呈弧形凸起 ,下表面平直的形状。当飞机在空中飞行时,流过机翼上方的空气速度比流过机翼下方的空气速度 大 。
【分析】(1)机翼的下表面平直,上表面呈弧形凸起;
(2)飞机是利用流体的压强与流速的关系来产生升力的。
【解答】解:机翼的下表面平直,上表面呈弧形凸起。当飞机起飞时,飞机上方的空气流速大、压强小,下方流速小、压强大,就会产生一个向上的压力差,这就是飞机升力的产生原因。
故答案为:呈弧形凸起;大。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系,解决本题的关键是了解机翼的形状,找出机翼上下方空气流速的特点。
一十四.实验 研究气体流速与压强的关系(共1小题)
46.飞机机翼初看好像是一个整体,实际上是由几部分组成的,如图。它的襟翼可以绕轴向后下方、后上方偏转。飞行员在飞机上升、平稳飞行、下降和着陆减速等过程中,是通过操纵杆改变襟翼的弯曲度来改变飞机的升力、阻力的。下图是简化的机翼截面图,其中表现飞机上升的是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题目考查了流体压强与流速的关系与飞机飞行的原理,当飞机在机场跑道滑行时,流过机翼上方的空气流速大,流过机翼下方空气流速小,机翼上下方所受的压力差形成向上的升力,当飞机滑行速度大到一定值时,机翼所受的升力超过飞机的自重,飞机就起飞了。从题目中我们发现飞机在上升过程中,需要的升力最大,也就需要机翼上方的凸度最明显,显而易见A选项是飞机上升的过程。
【解答】解:飞机上升时,要让机翼下方的压强大于上方的压强,使机翼上下方所受的压力差形成向上的升力,而当升力超过自身的重力时,飞机就起飞了。所以要让机翼上方空气流速大压强小。通过四个图发现,只有A选项中机翼上方的凸度最明显,形成向上的升力最大,符合飞机上升时的状况。
故选:A。
【点评】本题目主要讲流体流速与压强的关系,学生只要将相关知识点掌握扎实,选项不难选出。
一十五.浮力与浮力产生的原因(共12小题)
47.被誉为“新世界七大奇迹”的港珠澳大桥(如图)由“水上桥面”和“海底隧道”两部分组成,其中海底隧道长5.7km,设计时速100km/h,隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料。下列说法正确的是( )
A.水中的桥墩不受海水的浮力
B.桥面上行驶的汽车相对灯杆静止
C.通过海底隧道最少需要34.2min
D.光在装饰材料上发生镜面反射
【分析】(1)柱形物体浸没在液体中,当物体的底部没有液体时,液体对物体是不产生浮力的。
(2)判断物体是运动还是静止,看被研究的物体和参照物之间是否发生了位置的改变。
(3)知道路程和速度,根据速度公式计算时间。
(4)人看物体不刺眼比较舒服是因为物体发生漫反射。
【解答】解:A、桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,不会产生浮力。故A正确。
B、汽车行驶时,汽车和灯杆之间距离发生的变化,所以以灯杆为参照物,汽车是运动的。故B错误。
C、t===0.057h=3.42min,故C错误。
D、隧道洞壁采用了让人视觉舒适的新型装饰材料,说明人看隧道壁不会刺眼,所以隧道洞壁发生漫反射。故D错误。
故选:A。
【点评】从汽车行驶这个日常生活问题考查速度公式、运动相对性、反射、浮力等,体现生活中处处有物体,所以我们要认真观察生活。
48.以下情景中没有受到浮力的物体是( )
A.遨游的“天宫一号” B.上升的热气球
C.航行的“辽宁号” D.下潜的“蛟龙”号
【分析】根据浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)竖直向上托起的力叫浮力。
【解答】解:A、太空中没有空气,故太空中运行的“天宫一号”不受到浮力,故A符合题意;
B、空中上升的热气球受到空气的浮力,故B不符合题意;
C、浮力是浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托起的力,航行的“辽宁号”受到水的向上托起的力,即受到浮力,故C不符合题意;
D、下潜的“蛟龙”号在水中尽管下沉,但仍然受到浮力,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】解答此题的关键是明确浮力的定义,难度不大。
49.如图所示,圆锥体重为G,悬浮在水中时受到水对它向上的压力为F1,向下的压力为F2这两个力之间的关系是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
【分析】先判断物体是否受力平衡,然后根据力的合成计算同方向的合力,最后根据平衡力的特点进行分析。
【解答】解:因为物体悬浮即静止状态,所以物体受力平衡;
又因为物体竖直向上受到水对物体向上的压力、竖直向下受到水对物体向下的压力和重力作用,并且竖直向上的力等于竖直向下的力,所以上下表面受到的压力差等于物体的重力。所以F1>F2。
故选:A。
【点评】会判断物体是否受力平衡,会根据力的合成和平衡力来判断力的关系。
50.如图所示,A、B是能自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则下列说法错误的是( )
A.A物体一定受浮力的作用
B.B物体一定受浮力的作用
C.C物体一定受浮力的作用
D.D物体一定受浮力的作用
【分析】根据浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;对A、B、C、D逐一分析即可。
【解答】解:A、由图可知,水对A物体上下表面产生了向上的压力差,故A物体一定受浮力的作用;
B、B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上下表面产生了向上的压力差,故B物体也受浮力的作用;
C、C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上下表面没有产生压力差,故C物体不受浮力的作用;
D、由图可知,水对D物体上下表面产生了向上的压力差,故D物体受浮力的作用。
故选:C。
【点评】此题考查了浮力产生的原因,明确物体上下表面是否产生了压力差是解答此题的关键。
51.下列说法中正确的是( )
A.浸在气体中的物体不受浮力
B.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力的大小就是液体对物体压力的合力
C.浸在液体中的物体受到的浮力,浮力大小只与液体的密度有关
D.悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力是一对相互作用力
【分析】(1)阿基米德原理既适用于液体又适用于气体;
(2)根据浮力产生的实质进行分析;
(3)浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上。
【解答】解:A、阿基米德原理既适用于液体又适用于气体,因此浸在液体或气体中的物体都受浮力,故A错误;
B、浸在液体中的物体受到各个方向的压力,由于上下表面存在高度差,因此只有受到竖直向上的压力与竖直向下的压力无法抵消,即上下表面的压力差等于浮力,故此浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体压力的合力,故B正确;
C、浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,故C错误;
D、悬浮在液体中的物体受到的重力与浮力符合二力平衡的条件,因此是一对平衡力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查阿基米德原理、浮力产生的实质、二力平衡条件以及影响浮力大小的因素,考查浮力相关知识非常全面,对学生要求比较高。
52.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
【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p=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:△p=,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BCD错误,A正确。
故选:A。
【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)。
53.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
【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:A、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A错;
B、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B错;
C、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C正确;
D、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D错。
故选:C。
【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。
54.下列物体中,不受浮力作用的是( )
A.在水中下沉的铁块 B.在水中的桥墩
C.浮在水面上的轮船 D.空中上升的气球
【分析】浸在液体中的物体,液体对物体向上的压强大于向下的压强,向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差的作用,这个压力差是物体受到的浮力;同理可知在气体中的物体也受到浮力的作用。
【解答】解:
ACD、在水中下沉的铁块、浮在水面上的轮船、空中上升的气球,都受到液体或气体向上的压力,由浮力的产生原因可知,它们都受到浮力作用,故ACD不符合题意;
B、桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,则桥墩不受浮力作用,故B符合题意;
故选:B。
【点评】本题考查了对浮力产生原因的理解,属于基础题,难度不大。
(多选)55.关于桥墩在河水中所受浮力的情况,下列说法中正确的是( )
A.水中的桥墩不受水的浮力
B.河水涨时,桥墩所受浮力减小
C.河水涨时,桥墩所受浮力增大
D.河水涨时,桥墩所受浮力大小不变
【分析】物体浸没在液体中,当物体的底部没有液体时,液体对物体是不产生浮力的。
【解答】解:桥墩下面没有水,水不会对桥墩产生向上的压力,没有上下表面的压力差,故不会产生浮力,桥墩所受浮力为0,浮力大小不变,故AD正确,BC错误。
故选:AD。
【点评】本题考查浮力产生的原因,难度不大。
56.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做 浮力 。如图是浸没在液体中的长方体,液体对它向上的压力F2 > 液体对它向下的压力F1(选填“<”、“=”或
“>”)。
【分析】浮力产生的实质:浸没在液体中的物体,液体对物体向上的压力大于向下的压力,物体受到向上和向下的压力差就是物体受到的浮力。
【解答】解:浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫做浮力;
据相同深度液体向各个方向的压强相等的特点可知,长方体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即可以相互抵消掉;
而长方体上、下表面所受的压力是不同的,下表面深度为h2,上表面所处的深度为h1。
则上表面受到的压强为p1=ρ液gh1,根据p=可得,受到的压力为F1=p1S=ρ液gh1S;
下表面受到的压强为p2=ρ液gh2,根据p=可得,受到的压力为F2=p2S=ρ液gh2S;
因为h2>h1。
所以F2>F1。
故答案为:浮力;>。
【点评】本题考查浮力产生的实质,可根据液体产生的压强和压力进行分析。
57.弹簧秤下吊着重为14.7N的正方形金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为9.8N,则金属块排开水的重力为 4.9 N.若金属块上表面所受水的压力为19.6N,则金属块下表面所受水的压力为 24.5 N。
【分析】已知金属块在空气中的重力和浸没水中的重力,根据F浮=G排=G物﹣F示可求浮力;
已知浮力,根据F浮=F下表面﹣F上表面变形后计算得出。
【解答】解:金属块受到的浮力为:F浮=G物﹣F示=14.7N﹣9.8N=4.9N;物体所受到的浮力等于排开液体的重力。
下表面所受水的压力为F下表面=F浮+F上表面=19.6N+4.9N=24.5N;
故答案为:4.9;24.5。
【点评】本题考查对浮力计算公式的综合应用,知道浮力等于自身重力与弹簧测力计读数之差;还可以等于金属块上下表面所受的水的压力之差。
58.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小关系是F向左 等于 F向右(填“大于”“等于”或“小于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下的大小关系是F向上 大于 F向下(填“大于”、“等于”或“小于”);通过以上探究,你认为浮力产生的原因是 液体对物体上下表面的压力差 。
【分析】物体浸在液体(或气体)中,物体将受到的液体(或气体)对它产生的压力,求出合力,即受到的浮力,从而得出浮力产生的原因是液体(或气体)对物体上下表面的压力差;浮力的方向是竖直向上的。
【解答】解:
(1)当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p=ρgh可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和F向右的大小相等,水平方向的合力为0;
(2)当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由p=ρgh可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由p=可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,此时竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;
因此液体会对玻璃圆筒产生向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:等于;大于;液体对物体上下表面的压力差。
【点评】此题综合考查了学生对浮力产生的原因的理解,实际考查了压强公式、液体压强公式的应用。
一十六.阿基米德原理的应用(共1小题)
59.如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 c (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 b、d的形变程度相同 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)本实验中,通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强,同时在液体密度一定时,通过观察橡皮膜的形变程度来说明压强与深度的关系。
(2)根据公式F浮=ρ液gV排来分析浮力的大小变化。
【解答】解:(1)实验中,我们通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强,当橡皮膜c向上凸起时,说明液体内部存在向上的压强;
(2)橡皮膜b、d处于水中相同深度处,若橡皮膜b、d的形变程度相同,说明液体内部同一深度处各个方向压强大小相等;
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,各橡皮膜受到的压强不断增大,形变程度不断增大,塑料盒的体积不断减小,在水的密度一定时,
由公式F浮=ρ液gV排可知,塑料盒受到的浮力变小。
故答案为:(1)c;(2)b、d的形变程度相同;(3)变小。
【点评】本题考查液体内部压强特点的应用,难度一般。
一十七.比热容的概念及其计算(共1小题)
60.体温计采用水银作为测温物质而不用酒精是因为水银的 比热容 较小,相同条件下吸热升温快,能快捷、灵敏的测量体温。我国三峡大坝上下游水位差最高达113m,在上下游之间修建世界上最大的船闸,利用 连通器 原理确保船只平稳通行。
【分析】(1)水银的比热容小,质量相同的水银和其它物质相比,吸收相同的热量,水银的温度变化大;
(2)上端开口、底部相连通的容器是连通器,连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。
【解答】解:
(1)体温计是用水银作为测温物质,主要是因为水银比热容较小,质量相同的水银和其它物质相比,吸收相同的热量,水银的温度变化大,能快捷、灵敏的测量体温;
(2)打开底部的阀门时,船闸与上游(或下游)上端开口,且底部连通,是一个连通器,水静止时水面相平,再打开闸门,船顺利通过,船闸是利用连通器原理工作的。
故答案为:比热容小;连通器。
【点评】本题考查学生对比热容特性的理解、连通器原理的应用,属于基础题目。
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