专题二密度浮力压强探究(原卷版+解析)3

专题二密度浮力压强探究[考点导航]密度⭐⭐浮力⭐⭐压强⭐⭐[密度]如图所示为新型材料“气凝胶”，它作为世界最轻的固体，是一种多孔状、类似海绵结构的二氧化硅固体。这种材料密度仅约为3.6kg/m3。它看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用。气凝胶对汽油等有机溶剂具有超快、超强的吸附力，它的吸收量是本身质量的250倍左右，最高可达900倍。“国际”空间站、美国“火星探路者”探测器上，都用到了气凝胶材料。（1）从上述介绍中，请列举关于气凝胶的一点物理性质。（2）若将气凝胶压缩至很小体积之后它能迅速复原，此现象（选填“能”或“不能”）说明分子间有空隙。（3）若某海域发生10.8t的原油泄漏事故，则理论上一次性吸收这些原油需要气凝胶的体积是m3（取气凝胶的吸收量为本身质量的600倍）。（4）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造（质量为1.58×103t），若采用气凝胶代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则只需气凝胶的质量为多少？（钢的密度为7.9×103kg/m3）小科进行测量大米密度的科学实验。①小科想用托盘天平称取5g大米（如图甲），称量过程中发现天平指针偏向右边，接下来小科应如何操作？。②由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量筒直接测量大米体积，则会导致测得的体积值。③由于大米吸水膨胀，小科想用排空气法来测量大米的体积。他设想将大米与空气密封在一个注射器内，只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积，其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢？小科查阅资料得知，温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了如下实验：称取5g大米并装入注射器内（如图丙），从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积，通过压强传感器（气压计）测出此时注射器内空气压强为p；而后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2p时，再读出此时的总体积（压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变）。整理相关数据记录如表：注射器内空气压强注射器内空气和大米的总体积压缩前p23mL压缩后2p13mL④由实验测得大米的密度为g/cm3。（计算结果精确到0.01）[浮力]如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，此时木块A刚好完全浸没在水中，接着打开阀门B，缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，这个过程中，弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ木＝0.7×103kg/m3，木块体积为V0，不计弹簧所受浮力，则下列说法正确的是（）A．C点弹簧处于原长 B．CD段弹簧被压缩 C．D点的横坐标d的值为0.3V0 D．点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2：3为证明空气浮力的存在，科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验：步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示。打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气。步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1。步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2。步骤四：比较m1与m2的大小。（1）实验装置的气密性是本实验成功的关键，写出一种检查图甲装置气密性的方法：。（2）本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1m2。（3）实验中，小组同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，观察到现象，说明金属球受到空气浮力的作用。近几年县、市均开展自制潜水艇比赛，某小组同学开展了自制潜水艇项目，过程如下：【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。【产品调试】任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留；任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留；任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为10厘米3）到B位置并稳定停留。（1）小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，当观察到现象，则气密性良好。（2）完成任务二上浮过程，对注射器活塞的操作是：。（3）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升。完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在哪个刻度？（提示：结果用含a的代数式表示；注射器内气压始终等于外界大气压；水的密度为1克/厘米3）如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题：（1）当t＝140s时，物块M在水中处于（填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态。（2）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是多少？（3）图乙中a的值是多少？[压强]如图甲所示，长木板重10N，长木板底面积为100cm2，现将其底面积50cm2与水平桌面接触，木板静止时对桌面的压强为Pa；在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动，直至木板全部移到桌面上，在这个过程中，木板所受摩擦力的大小（选填“变大”“变小”或“不变”）。小明做了图乙的探索，长木板长度为L，将该长木板的0.2L长度伸出桌子边缘，用竖直向下的力F0压长木板的一端，当F0＝时，长木板刚好会被翘起。据统计，全国发生的车祸中有超过四分之一是超速引起的！为此，杭州市近年来加大了道路限速监控管理。一种是“定点测速”，即监测汽车在某点的车速；另一种是“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度。如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距25km，全程限速120km/h，一辆轿车质量为1.8吨，通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h，通过两个监测点的时间如图所示。（1）采用“定点测速”，该轿车通过监测点A、B时被判超速。（填“会”或“不会”）（2）采用“区间测速”，这辆轿车在该路段被判超速。（选填“会”或“不会”）（3）该汽车的燃料是汽油，在热机工作过程中做功冲程是将能转化为机械能。（4）已知车内人员质量为200千克，每个轮胎与地面的接触面积为250cm2，当车子静止在路面上时，对路面的压强为。

[猜押题专练]一．选择题（共7小题）1．共享单车给市民带来很多的方便。下列关于共享单车说法错误的是（）A．单车的速度逐渐减小，运动状态发生了变化，受到了非平衡力的作用 B．共享单车车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强 C．骑共享单车上坡时，需要用力踩上几脚来加速，便于获得更大的惯性，有利于上坡 D．共享单车的车把套花纹，是为了增大接触面粗糙程度，从而增大摩擦力2．如图所示，置于水平桌面上的一个密闭的圆锥形容器内装满了重力为G的某种液体。已知：圆锥形容器的容积公式为V＝πR2h/3，其中，R、h分别为容器的底面半径和高。则容器内的液体对容器侧面的压力大小为（）A．1G B．2G C．3G D．03．将一个重为G的鸡蛋放进盛有稀盐水的烧杯中，鸡蛋恰好悬浮（如图甲）。向盐水中继续加入食盐，从鸡蛋渐渐浮起到露出水面直至静止的整个过程中（如图乙），下列判断错误的是（）A．鸡蛋最后静止时所受的浮力大小等于G B．鸡蛋受到的浮力一直增大 C．容器底部受到的液体压强先增大后减小 D．使潜水艇从海底上浮的方法与图中使鸡蛋上浮的方法不同4．完全相同的甲、乙两个容器内都装满水。静止于水中的A、B两个实心小球体积相同、材料不同，其中A球沉底，B球漂浮，如图所示。则下列说法正确的是（）A．两个小球的密度相同 B．两个小球所受浮力相同 C．水对两个烧杯底部压强相同 D．两个烧杯对桌面压力相同5．在平整地面上有一层厚度均匀的积雪，小明用力向下踩，形成了一个下凹的脚印，如图所示。脚印下的雪由于受外力挤压可近似看成冰层，利用冰的密度，只要测量下列哪组物理量，就可以估测出积雪的密度？（）A．积雪的厚度和脚印的深度 B．积雪的厚度和脚印的面积 C．冰层的厚度和脚印的面积 D．脚印的深度和脚印的面积6．某兴趣小组利用天平和量杯测量液体的密度，他们根据实验数据绘出如图图像，则下列说法正确的是（）A．液体甲的密度小于液体乙的密度 B．液体乙的密度是1.0×103千克/米3 C．当体积为60厘米3时，液体甲的质量为80克 D．当质量相同时，液体甲与液体乙的体积比是4：57．下列对于ρ=mA．密度是物质的特性，只与物质的种类有关 B．密度表示单位体积某物质的质量 C．密度与质量成正比 D．密度与体积成反比二．填空题（共3小题）8．如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为800千克。某次电梯搭载一位质量为60千克的乘客上楼，电梯上升的速度与时间关系及电动机输出功率与时间关系如图乙所示（钢丝绳重力及摩擦忽略不计）。（1）当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为300厘米2，则乘客对轿厢的压强为帕。（2）该电梯的配重为牛。9．排气阀是供暖设备中的重要部件，它能及时排出管内热水汽化产生的气体，使水正常流动，从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示：水中气体在流动过程中，积聚于封闭的排气阀内，使阀内气压变大，浮筒随水面一起下降，此时阀内气体排出使气压变小，从而浮筒上升，堵杆重新堵住排气孔。（1）水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米，要使水流能携带气泡流动，则水从水管起始端流到终端最多要多少时间？（2）排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克，计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。（水的密度取1.0×103千克/米3）10．伦敦奥运会2012年7月27日21时开幕，在奥运会上奖牌是对运动员的成绩的肯定，伦敦奥运会上，金牌创历届奥运会中的金牌中几个之最，金牌总重最大，由于金银价格走高，所以价值最高，但是含金量最低，金牌直径85毫米、厚度7毫米；重量达到410克。所含黄金仅为6克，92.5%都是银合金，还掺有一些铜。银牌93%是白银；其余为铜。铜牌几乎都是铜。伦敦奥运会的金牌体积厘米3，含金量，金牌的合金的密度克/厘米3。三．实验探究题（共2小题）11．某项目化学习小组同学制作“浮漂器”，成功地验证了阿基米德定律。【选材制作】选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。【验证步骤】①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯，取一小石块放在上托盘，在支撑杆上标出水位刻度线；②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平；③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。【结果分析】由步骤①②得出石块所受浮力F浮＝G砝码，由步骤②③得出烧杯中水的重力G排＝G砝码。因此，F浮＝G排，即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。（1）泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一，利用其与密度计相同的原理：在液体中处于状态（F浮＝G总）。（2）步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯，判断杯中水为“适量”的依据是。（3）完成步骤②③后，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力，即G排＝G砝码。推测其观察到的现象为：。12．小东想测量家里食用油的密度，可手中的实验器材只有：直刻度尺（测量范围0﹣60cm）、3根细线、两个烧杯、水和食用油、两个小石块、铁架台。请你利用这些器材帮他设计一个测量食用油密度的实验方案，要求写出实验的步骤以及需要测量的物理量，并推导出食用油密度的表达式。四．解答题（共1小题）13．如图甲所示，有一柱形容器置于水平桌面上，容器高度为15cm，内装有10cm深的水。如图乙所示示，用细线拴一重为16.2N的金属块，将金属块的一半浸在水中，弹簧测力计的示数为13.2N，容器中的液面相对于图甲上升了3cm。将细线剪断，金属块沉到容器底部，如图丙所示.求：（1）当金属块的一半浸在水中时受到的浮力；（2）该金属块的密度；（3）图丙中水平桌面受到的压强相对于图乙增加了多少Pa？专题二密度浮力压强探究[考点导航]密度⭐⭐浮力⭐⭐压强⭐⭐[密度]如图所示为新型材料“气凝胶”，它作为世界最轻的固体，是一种多孔状、类似海绵结构的二氧化硅固体。这种材料密度仅约为3.6kg/m3。它看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用。气凝胶对汽油等有机溶剂具有超快、超强的吸附力，它的吸收量是本身质量的250倍左右，最高可达900倍。“国际”空间站、美国“火星探路者”探测器上，都用到了气凝胶材料。（1）从上述介绍中，请列举关于气凝胶的一点物理性质密度小。（2）若将气凝胶压缩至很小体积之后它能迅速复原，此现象不能（选填“能”或“不能”）说明分子间有空隙。（3）若某海域发生10.8t的原油泄漏事故，则理论上一次性吸收这些原油需要气凝胶的体积是5m3（取气凝胶的吸收量为本身质量的600倍）。（4）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造（质量为1.58×103t），若采用气凝胶代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则只需气凝胶的质量为多少？（钢的密度为7.9×103kg/m3）【解答】解：（1）“气凝胶”，它作为世界最轻的固体，这种材料密度仅约为3.6kg/m3，密度小；（2）若将气凝胶压缩至很小体积之后它能迅速复原，是物体的宏观运动，此现象不能说明分子间有空隙；（3）若某海域发生10.8t的原油泄漏事故，则理论上一次性吸收这些原油需要气凝胶的质量m=10.8×1需要气凝胶的体积V=mρ气凝胶（4）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造（质量为1.58×103t），飞机的体积V飞机=m钢ρ若采用气凝胶代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则只需气凝胶的质量m′＝ρ气凝胶V飞机＝3.6kg/m3×200m3＝720kg。故答案为：（1）密度小；（2）不能；（3）5；（4）只需气凝胶的质量为720kg。小科进行测量大米密度的科学实验。①小科想用托盘天平称取5g大米（如图甲），称量过程中发现天平指针偏向右边，接下来小科应如何操作？向左盘加适量大米直到天平平衡。②由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量筒直接测量大米体积，则会导致测得的体积值偏大。③由于大米吸水膨胀，小科想用排空气法来测量大米的体积。他设想将大米与空气密封在一个注射器内，只要测出注射器内空气和大米的总体积及空气的体积，其差值就是大米的体积。但如何测出空气的体积呢？小科查阅资料得知，温度不变时，一定质量气体的体积与其压强的乘积是定值。于是进行了如下实验：称取5g大米并装入注射器内（如图丙），从注射器的刻度上读出大米和空气的总体积，通过压强传感器（气压计）测出此时注射器内空气压强为p；而后将注射器内的空气缓慢压缩，当空气压强增大为2p时，再读出此时的总体积（压缩过程中大米的体积、空气的温度均不变）。整理相关数据记录如表：注射器内空气压强注射器内空气和大米的总体积压缩前p23mL压缩后2p13mL④由实验测得大米的密度为1.67g/cm3。（计算结果精确到0.01）【解答】解：①天平的指针偏右，说明左盘大米的质量偏小，因此小科应该：向左盘加适量大米直到天平平衡；②由于米粒间存在较大间隙，按图乙的方式用量筒直接测量大米体积，则会导致测得的体积值偏大。④设大米的体积为V，根据气体的体积和压强的乘积为定值得到：（23mL﹣V）×p＝（13mL﹣V）×2p；解得：V＝3mL＝3cm3；那么大米的密度为：ρ=m故答案为：①向左盘加适量大米直到天平平衡；②偏大；④1.67[浮力]如图甲所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，此时木块A刚好完全浸没在水中，接着打开阀门B，缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，这个过程中，弹簧弹力F与木块露出水面的体积V的关系如图乙所示。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ木＝0.7×103kg/m3，木块体积为V0，不计弹簧所受浮力，则下列说法正确的是（）A．C点弹簧处于原长 B．CD段弹簧被压缩 C．D点的横坐标d的值为0.3V0 D．点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为2：3【解答】解：A、由图乙可知，C点木块A刚好完全浸没在水中，因为ρ水＞ρ木，所以此时木块所受的浮力大于木块的重力，即F浮＞G木，则弹簧对木块有竖直向下的拉力，弹簧被拉伸，处于伸长状态，故A错误；B、在D点时，弹簧弹力F＝0N，弹簧处于原长，所以CD段弹簧被拉伸，故B错误；C、在D点时，弹簧弹力F＝0N，弹簧处于原长，此时木块漂浮在水面上，F浮＝G木，即ρ水gV排＝ρ木gV0，ρ水g（V0﹣V）＝ρ木gV0，则木块露出水面的体积：V＝（1−ρ木ρ水）V0＝（1−0.7×1即D点的横坐标d的值为0.3V0，故C正确；D、在C点木块完全浸没时，木块排开水的体积V排＝V0，此时弹簧弹力F＝F浮﹣G木＝ρ水gV0﹣ρ木gV0＝（ρ水﹣ρ木）gV0；在E点木块A完全离开水面时，弹簧被压缩，此时弹簧弹力等于木块的重力，即F′＝G木＝ρ木gV0，则FF'即点C与点E的纵坐标c、e的绝对值之比为3：7，故D错误。故选：C。为证明空气浮力的存在，科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验：步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示。打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气。步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1。步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2。步骤四：比较m1与m2的大小。（1）实验装置的气密性是本实验成功的关键，写出一种检查图甲装置气密性的方法：用天平称出整个装置的质量为m1保持不变。（2）本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1＞m2。（3）实验中，小组同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，观察到金属球会上升，配重下降现象，说明金属球受到空气浮力的作用。【解答】解：（1）若本实验装置的气密性良好，则用天平称出整个装置的质量为m1保持不变；（2）在步骤三中：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大，则气球受到的浮力变大，称出整个装置的质量为m2。本实验能验证气球在空气中受到浮力，其依据是m1＞m2；（3）如图乙所示的改进型实验装置：将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上，调节配重质量使二者保持静止，空心金属球与的体积明显大于配重的体积，用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气，金属球受到空气浮力的作用（比配重受到的浮力大），故观察到金属球会上升，配重下降现象，说明金属球受到空气浮力的作用。故答案为：（1）用天平称出整个装置的质量为m1保持不变；（2）＞；（3）金属球会上升，配重下降。近几年县、市均开展自制潜水艇比赛，某小组同学开展了自制潜水艇项目，过程如下：【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。【产品调试】任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留；任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留；任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为10厘米3）到B位置并稳定停留。（1）小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，当观察到没有气泡产生现象，则气密性良好。（2）完成任务二上浮过程，对注射器活塞的操作是：向内推活塞。（3）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升。完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在哪个刻度？（提示：结果用含a的代数式表示；注射器内气压始终等于外界大气压；水的密度为1克/厘米3）【解答】解：（1）关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，如果漏气，会观察到气泡产生，即：当观察没有气泡产生现象，则气密性良好。（2）完成任务二上浮过程，要减小潜水器自身的重力，需要向外排水，对注射器活塞的操作是：向内推活塞；（3）重物G＝0.3N，受到的浮力为：F浮＝ρ水v排g＝1.0×103kg/cm3×10×10﹣6m3×10N/kg＝0.1N，完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留，在浮力不变的情况下，要减小自身的重力，即向外排出水的重力为：G水＝G﹣F浮＝0.3N﹣0.1N＝0.2N，向外排出水的质量为：m水=G根据密度公式得，向外排出水的体积为：V水=m水ρ则注射器活塞需要向内推入V气＝V水＝20mL的气体，已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在的刻度是：a﹣V水＝a﹣20mL。故答案为：（1）没有气泡产生；（2）向内推活塞；（3）完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在a﹣20mL刻度。如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题：（1）当t＝140s时，物块M在水中处于漂浮（填“沉底”“悬浮”或“漂浮”）状态。（2）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是多少？（3）图乙中a的值是多少？【解答】解：（1）物块M的体积V＝（0.1m）3＝0.001m3；物块M的质量：m=G物块M的密度ρM=mV=0.8kg0.001m3=0.8×10即物块的密度小于水的密度，由图象可知：当t＝140s时，水的深度为h＝12cm，大于立方体物块M的边长为10cm；则根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮；（2）当t＝140s时，注入的水的体积V水＝vt＝5mL/s×140s＝700mL＝7×10﹣4m3，则G水＝ρ水gV水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×7×10﹣4m3＝7N；所以液体对底部的压力F＝G水+GM＝7N+8N＝15N；（3）当t＝40s时，正好是物块M处于刚刚开始漂浮的状态，则F浮＝GM＝8N，根据F浮＝ρ液gV排可得：V排=F浮ρ水g=8N所以深度a=V答：（1）当t＝140s时，物块M在水中处于漂浮状态；（2）当t＝140s时，水对容器底部的压力大小是15N；（3）图乙中a的值是8cm。[压强]如图甲所示，长木板重10N，长木板底面积为100cm2，现将其底面积50cm2与水平桌面接触，木板静止时对桌面的压强为2×103Pa；在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动，直至木板全部移到桌面上，在这个过程中，木板所受摩擦力的大小不变（选填“变大”“变小”或“不变”）。小明做了图乙的探索，长木板长度为L，将该长木板的0.2L长度伸出桌子边缘，用竖直向下的力F0压长木板的一端，当F0＝15N时，长木板刚好会被翘起。【解答】解：木板静止时对桌面的压力F＝G＝10N，木板静止时对桌面的压强p=FS=在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动，直至木板全部移到桌面，在这个过程中，木板对桌面的压力不变，木板和桌面的接触面的粗糙程度不变，则受到的摩擦力不变；长木板刚好会被翘起，此时杠杆的支点是桌子边缘，根据杠杆的平衡条件可知，F0×0.2L＝G×（0.5L﹣0.2L），即F0×0.2L＝10N×（0.5L﹣0.2L），解得：F0＝15N。故答案为：2×103；不变；15。据统计，全国发生的车祸中有超过四分之一是超速引起的！为此，杭州市近年来加大了道路限速监控管理。一种是“定点测速”，即监测汽车在某点的车速；另一种是“区间测速”，就是测算出汽车在某一区间行驶的平均速度。如果超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距25km，全程限速120km/h，一辆轿车质量为1.8吨，通过监测点A、B的速度分别为100km/h和110km/h，通过两个监测点的时间如图所示。（1）采用“定点测速”，该轿车通过监测点A、B时不会被判超速。（填“会”或“不会”）（2）采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会被判超速。（选填“会”或“不会”）（3）该汽车的燃料是汽油，在热机工作过程中做功冲程是将内能转化为机械能。（4）已知车内人员质量为200千克，每个轮胎与地面的接触面积为250cm2，当车子静止在路面上时，对路面的压强为2×105Pa。【解答】解：（1）因为vA＝100km/h＜120km/h，vB＝110km/h＜120km/h，所以，采用“定点测速”，该轿车通过监测点A、B时不会被判超速。（2）由图可知，轿车的行驶时间：t＝10：41﹣10：31＝10min=1则轿车在该路段的平均速度：v=s所以，采用“区间测速”，这辆轿车在该路段会被判超速。（3）在热机工作过程中做功冲程是将内能转化为机械能。（4）车子静止在路面上时，对路面的压力：F＝G总＝m总g＝（1.8×103kg+200kg）×10N/kg＝2×104N，轮胎与地面的接触面积：S＝4×250cm2＝1000cm2＝0.1m2，汽车对路面的压强：p=FS=故答案为：（1）不会；（2）会；（3）内；（4）2×105Pa。

[猜押题专练]一．选择题（共7小题）1．共享单车给市民带来很多的方便。下列关于共享单车说法错误的是（）A．单车的速度逐渐减小，运动状态发生了变化，受到了非平衡力的作用 B．共享单车车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强 C．骑共享单车上坡时，需要用力踩上几脚来加速，便于获得更大的惯性，有利于上坡 D．共享单车的车把套花纹，是为了增大接触面粗糙程度，从而增大摩擦力【解答】解：A.单车的速度逐渐减小，运动状态发生了变化，受到了非平衡力的作用，故A正确；B.共享单车车座做得扁而平，来增大受力面积，以减小它对身体的压强，故B正确；C.骑共享单车上坡时，需要用力踩上几脚来加速，是为了有足够的动能转化为重力势能，有利于上坡，而惯性大小不变，故C错误；D.共享单车的车把套花纹，是为了增大接触面粗糙程度，从而增大摩擦力，故D正确。故选：C。2．如图所示，置于水平桌面上的一个密闭的圆锥形容器内装满了重力为G的某种液体。已知：圆锥形容器的容积公式为V＝πR2h/3，其中，R、h分别为容器的底面半径和高。则容器内的液体对容器侧面的压力大小为（）A．1G B．2G C．3G D．0【解答】解：∵V=π∴G＝mg＝ρVg＝ρgπR即ρghπR2＝3G．而容器底受到的压力F＝PS＝ρghS＝ρghπR2＝3G。而液体能够提供给底面的压力只有G，换句话说底面受到的压力中还有2G是其他地方提供的，而能提供压力的只有容器侧壁了，根据物体间力的作用是相互的，因此液体对容器侧壁的压力为3G﹣G＝2G。故选：B。3．将一个重为G的鸡蛋放进盛有稀盐水的烧杯中，鸡蛋恰好悬浮（如图甲）。向盐水中继续加入食盐，从鸡蛋渐渐浮起到露出水面直至静止的整个过程中（如图乙），下列判断错误的是（）A．鸡蛋最后静止时所受的浮力大小等于G B．鸡蛋受到的浮力一直增大 C．容器底部受到的液体压强先增大后减小 D．使潜水艇从海底上浮的方法与图中使鸡蛋上浮的方法不同【解答】解：A、鸡蛋最后静止时，漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，故A正确；B、在鸡蛋没有露出液面前，由于液体密度增大，鸡蛋所受浮力增大，从开始露出液面所受浮力减小直至漂浮，浮力不再发生变化，故B错误；C、将一个重为G的鸡蛋放进盛有稀盐水的烧杯中，鸡蛋恰好悬浮，向盐水中继续加入食盐，液体的密度逐渐变大，液体质量变大，液体受到重力变大，对于柱形容器，液体对容器底面产生的压力等于液体和鸡蛋的重力之和，由p=FD、潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的，图中使鸡蛋上浮的方法改变液体密度从而改变浮力使上浮，所以两者方法不同，故D正确。故选：BC。4．完全相同的甲、乙两个容器内都装满水。静止于水中的A、B两个实心小球体积相同、材料不同，其中A球沉底，B球漂浮，如图所示。则下列说法正确的是（）A．两个小球的密度相同 B．两个小球所受浮力相同 C．水对两个烧杯底部压强相同 D．两个烧杯对桌面压力相同【解答】解：A、A球下沉至容器底部，B球漂浮，所以A球的密度大于水的密度，B球的密度小于水的密度，因此两个小球的密度大小关系是：ρA＞ρB．故A错误；B、由于AB个实心小球体积相同，则根据图可知排开水的体积关系：V甲排＝V球，V乙排＜V球，所以V甲排＞V乙排，根据F浮＝ρ液V排g可知：FA＞FB，故B错误；C、因为两个相同烧杯中都装满水，放入球后烧杯中液面高度不变，根据p＝ρgh可知烧杯底部受到水的压强相等，即：p甲＝p乙；故C正确；D、两个相同烧杯中都装满水，里面的水的重力G水相等，由于烧杯底部对桌面的压力等于容器的总重力，则放入物体后对桌面的压力变化为：F＝G容器+G水+G球﹣G排和G排＝F浮，据此可得：F′甲＝G容器+G水+G甲﹣G排甲＝G容器+G水+G甲﹣F甲；F′乙＝G容器+G水+G乙﹣G排乙＝G容器+G水+G乙﹣F乙；由于甲球下沉至容器底部，乙球漂浮，则G甲＞F甲；G乙＝F乙；所以F′甲＞F′乙，故D错误。故选：C。5．在平整地面上有一层厚度均匀的积雪，小明用力向下踩，形成了一个下凹的脚印，如图所示。脚印下的雪由于受外力挤压可近似看成冰层，利用冰的密度，只要测量下列哪组物理量，就可以估测出积雪的密度？（）A．积雪的厚度和脚印的深度 B．积雪的厚度和脚印的面积 C．冰层的厚度和脚印的面积 D．脚印的深度和脚印的面积【解答】解：设脚印的面积为S，积雪的厚度为h，脚印的深度为h1，冰的密度为ρ冰，脚印下积雪的质量为m雪＝ρ雪V雪＝ρ雪Sh，被挤压变为冰后的质量为m冰＝ρ冰V冰＝ρ冰S（h﹣h1），根据m雪＝m冰得：ρ雪Sh＝ρ冰S（h﹣h1），所以得：ρ雪=ℎ−ℎ1故选：A。6．某兴趣小组利用天平和量杯测量液体的密度，他们根据实验数据绘出如图图像，则下列说法正确的是（）A．液体甲的密度小于液体乙的密度 B．液体乙的密度是1.0×103千克/米3 C．当体积为60厘米3时，液体甲的质量为80克 D．当质量相同时，液体甲与液体乙的体积比是4：5【解答】解：据图可知，当液体体积为0时，甲、乙图线对应质量均为20g，即量杯的质量为20g，甲液体的密度：ρ甲=m甲V乙液体的密度：ρ乙=m乙VA、液体甲的密度大于液体乙的密度，故A错误；B、ρ乙＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3，故B错误；C、当甲液体体积V＝60厘米3时，m甲＝ρ甲V＝1g/cm3×60cm3＝60g，故C错误；D、当质量相同时，V甲故选：D。7．下列对于ρ=mA．密度是物质的特性，只与物质的种类有关 B．密度表示单位体积某物质的质量 C．密度与质量成正比 D．密度与体积成反比【解答】解：A、密度是物质的特性，也与物质的状态有关，故A错误；B、密度等于质量与体积的比值，表示单位体积某物质的质量，故B正确；C、体积相同的不同物质，密度与质量成正比，故C错误；D、质量相同的不同物质，密度与体积成反比，故D错误。故选：B。二．填空题（共3小题）8．如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为800千克。某次电梯搭载一位质量为60千克的乘客上楼，电梯上升的速度与时间关系及电动机输出功率与时间关系如图乙所示（钢丝绳重力及摩擦忽略不计）。（1）当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为300厘米2，则乘客对轿厢的压强为20000帕。（2）该电梯的配重为5600牛。【解答】解：（1）乘客对轿厢的压力：F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，乘客对轿厢的压强：p=F（3）前2s的速度v＝2m/s，由P=W电动机对轿厢的拉力：F拉=P轿厢和乘客的总重力：G总＝m总g＝（800kg+60kg）×10N/kg＝8600N，配重的重力：G配＝G总﹣F拉＝8600N﹣3000N＝5600N。故答案为：20000；5600。9．排气阀是供暖设备中的重要部件，它能及时排出管内热水汽化产生的气体，使水正常流动，从而保证供暖效果。排气阀工作原理如图所示：水中气体在流动过程中，积聚于封闭的排气阀内，使阀内气压变大，浮筒随水面一起下降，此时阀内气体排出使气压变小，从而浮筒上升，堵杆重新堵住排气孔。（1）水管内的水流速度至少达到0.25米/秒才能携带气泡流动。若水管总长为60米，要使水流能携带气泡流动，则水从水管起始端流到终端最多要多少时间？（2）排气阀中的浮筒和堵杆总质量为0.02千克，计算排气阀排气时浮筒浸在水中的体积。（水的密度取1.0×103千克/米3）【解答】解：（1）由v=st=s（2）由图可知，排气阀排气时浮筒处于漂浮状态，则此时浮筒所受的浮力为：F浮＝G＝mg＝0.02kg×10N/kg＝0.2N，由阿基米德原理可知，排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为：V排=F浮ρ水g=答：（1）水从水管起始端流到终端最多要240s；（2）排气阀排气时浮筒浸在水中的体积为2×10﹣5m3。10．伦敦奥运会2012年7月27日21时开幕，在奥运会上奖牌是对运动员的成绩的肯定，伦敦奥运会上，金牌创历届奥运会中的金牌中几个之最，金牌总重最大，由于金银价格走高，所以价值最高，但是含金量最低，金牌直径85毫米、厚度7毫米；重量达到410克。所含黄金仅为6克，92.5%都是银合金，还掺有一些铜。银牌93%是白银；其余为铜。铜牌几乎都是铜。伦敦奥运会的金牌体积40厘米3，含金量1.5%，金牌的合金的密度10.25克/厘米3。【解答】解：（1）金牌体积V＝Sh=14πD2h=14×3.14×（85mm）2（2）含金量为6g410g（3）金牌的密度ρ=mV=故答案为：40；1.5%；10.25。三．实验探究题（共2小题）11．某项目化学习小组同学制作“浮漂器”，成功地验证了阿基米德定律。【选材制作】选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成，下托盘由细铁丝制成。【验证步骤】①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯，取一小石块放在上托盘，在支撑杆上标出水位刻度线；②将小石块改放在下托盘，往上托盘加砝码，同时用空烧杯接收溢出的水，直到水位刻度线与水面相平；③取下砝码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。【结果分析】由步骤①②得出石块所受浮力F浮＝G砝码，由步骤②③得出烧杯中水的重力G排＝G砝码。因此，F浮＝G排，即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力，从而验证了阿基米德原理。（1）泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一，利用其与密度计相同的原理：在液体中处于漂浮状态（F浮＝G总）。（2）步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯，判断杯中水为“适量”的依据是泡沫块可以浸没水中但又不会使水溢出。（3）完成步骤②③后，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重