2024年中考科学复习（新统考）压强与浮力（解析版）

通关13压强和浮力

c中考预测

考点预测概率预测题型预测

压强和浮力大小的比较问题☆☆选择题、填空题

压强和浮力大小的影响因素☆☆选择题、填空题、实验探究题

压强和浮力大小的计算☆☆☆选择题、填空题、解答题

•式秘籍

（可先根据下列要点回答，若有疑问，可查阅中考科学（物理部

分）知识点随身记）

1、压强和浮力是中考试卷必考内容

2、对其概念和简单计算的考查以选择题和填空题为主；对探究压力作用效果、影响液体压强大小的

因素和影响浮力大小因素的考查常见的是实验探究题；在压强和浮力的综合应用的考题中，考题题

型是综合计算题

3、掌握压力的分析，固体压强、液体压强公式及其变形的应用，容器装液体时对容器底和桌面的压

力和压强的比较思路。

4、浮力：阿基米德原理F,¥=P浪gV排，浮力大小的影响因素分析，浮力大小的计算方法，浮力与液

面变化问题的研究（冰块熔化，船载问题……）

<（抢分通关

题型一压强和浮力大小的比较问题

典例精讲

[例题1]（2024•越城区校级一模）如图甲所示，将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上，用水

平向右的推力F缓慢推动长木板，直至图乙所示的位置。在此过程中，下列说法正确的是（）

F

甲乙

A.压力变小，压强变小

B.压力不变，压强不变

C.受力面积变小，摩擦力变小

D.受力面积变小，摩擦力不变

【解答】解：AB、长木板放在水平桌面上，长木板对桌面的压力等于长木板的重力，用水平向右

的推力F缓慢推动长木板，直至图乙所示的位置，因长木板的重力不变，则对水平桌面的压力不

变。

长木板对水平桌面的压力不变，受力面积减小，由公式p=（可知，长木板对桌面的压强变大，故

A、B错误；

CD、由于压力、接触面的粗糙程度均不变，故摩擦力不变，故C错误、D正确。

故选：Do

通关指导

（1）物体放在水平桌面上，物体对桌面的压力等于物体的重力。从物体对桌面的压力和受力

面积的变化进行分析，由压强公式判断压强的变化。

（2）影响摩擦力大小的因素：压力大小和接触面的粗糙程度。

名校模拟

[练习1]（2024•舟山模拟）如图所示，水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器，分

别装有体积不同的同种液体且深度相同，两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底

部所受液体压强分别用P甲、p乙表示，则（）

A.F甲=尸乙，p甲=p乙B.F甲=尸乙,p甲＜p乙

C.F甲〉F乙，p甲=p乙D.F甲=F乙，p甲＞p乙

【解答】解：两容器的质量相等，由图知，液体的体积关系为V甲,V乙，根据m=pV可知，液

体的质量关系为m^＞m乙，由6=11^可得，两容器的总重力关系为G甲,G乙，容器对水平桌面

上压力等于容器的总重力，所以F^>F乙；

甲、乙两容器，分别装有同种液体，且液体深度相同，根据p=pgh可知，两容器底部受到液体

的压强相同，即PEF=P乙，故C正确。

故选：Co

[练习2]（2024•拱墅区校级一模）如图，质地均匀的长方体木块重7N,恰好放在水平桌面边缘，

用6N的力匀速向右推动木块，直到其四分之一露出桌面后静止，匀速运动过程中木块受到摩

擦力（填“变小”“不变”或“变大”）。静止后木块与桌面的接触面积为O.Oln?,则

它对桌面的压强为Pa；如图竖直切除该物体右边的阴影部分，剩余部分对桌面的压

强会（填“变小”“不变”或“变大”）。

【解答】解：（1）木块匀速运动过程中，始终处于平衡状态，受到的推力与摩擦力是一对平衡力,

二者大小相等，所以受到摩擦力大小不变；

（2）静止后木块对桌面的压强为：p=（=*=5^2=700Pa；

（3）竖直切除右边的阴影部分，剩余部分的重力减少，对桌面的压力会变小，

设长方体原来的底面积为Si,图中与桌面的接触面积为S,

没切除时，长方体对桌面的压强p=d，

由S<Si可知，P=,>^--------------①

当竖直切除该物体右边的阴影部分，设剩余部分的重力为kG,则剩余部分的受力面积为kSi，

此时物体对桌面的压力F，=kG,

剩余部分对桌面的压强p'=箫=5--------------------②

由①②可知，p>p，可知，剩余部分对桌面的压强会变小。

故答案为：不变；700；变小。

[练习3]（2024•杭州模拟）水平桌面上两个相同的烧杯中分别装有甲、乙两种不同液体，将两个不

同材料制成的正方体A、B（VA<VB）,按如图两种方式放入两种液体中，待静止后B刚好浸

没在甲液体中，A刚好浸没在乙液体中，两杯中液面恰好相平。下列说法正确的是（）

甲乙

A.甲图中B受到的浮力大于乙液体中A受到的浮力

B.甲液体对杯底的压强等于乙液体对杯底的压强

C.甲液体对B下表面的压力等于乙液体对A下表面的压力

D.装甲液体的容器对水平桌面的压力等于装乙液体的容器对水平桌面的压力

【解答】解：A、把A、B两物体作为一个整体，由图知，该整体在两液体中都处于漂浮状态，

由漂浮条件可知F浮=6人+68,所以该整体在两液体中受到的浮力相等，则甲图中B受到的浮力

等于乙液体中A受到的浮力，故A错误；

B、由图知V排甲=VB，V排乙=VA,且VA＜VB，

所以V排rp＞V排乙；

因整体在两液体中受到的浮力相等，且排开甲液体的体积较大，所以，由F浮=p渍gV排可知，两

液体的密度关系：p甲＜p乙，

由题意可知两液体的深度h相同，且p甲＜p乙，由p=pgh可知，甲液体对杯底的压强小于乙液体

对杯底的压强，故B错误；

C、因整体受到的浮力相等（即甲液体中B物体受到的浮力等于乙液体中A物体受到的浮力），

且两物体上表面没有受到液体的压力，

所以，由浮力产生的原因可知，甲液体中B物体与乙液体中A物体的下表面受到的液体压力相等,

故C正确；

D、两烧杯中液面恰好相平且烧杯相同，则液体与物块排开液体的体积之和相同，但V排甲〉V排

乙，所以甲液体的体积较小，又知p甲＜Pz，则根据G液=m液g=p液gV液可知，甲液体的重力较小；

烧杯对水平桌面的压力F=G杯+GA+GB+G液，因两烧杯相同、其重力相同，且A、B两物体的重

力不变，甲液体的重力较小，所以，装甲液体的烧杯对水平桌面的压力较小，故D错误。

故选：Co

[练习4]（2024•浙江模拟）甲、乙两只完全相同的杯子里盛有水和盐水，将一只鸡蛋先后放入其中。

当鸡蛋静止时，两杯中液面相平，鸡蛋所处的位置如图所不，鸡蛋在甲、乙两杯中受到的浮力

分别为F甲、F乙，放入鸡蛋前后，甲、乙两杯底部所受液体压强的增加量分别为Ap甲、Ap乙,

则（）

a日

甲乙

A.F甲=F乙,Ap甲=△p乙B.F甲=F乙,Ap甲VAp乙

C.F,<F乙,△p甲>△p乙D.FTVFZ，Ap,<Ap乙

【解答】解：读图可知，鸡蛋在甲杯中悬浮，在乙杯中漂浮，则浮沉条件可知，它们此时所受的

浮力都等于自身的重力，即FT=F乙，故CD错误；

鸡蛋在甲杯中悬浮，在乙杯中漂浮，由于是同一只鸡蛋，则杯底部所受液体压力的增加量相等，

都等于鸡蛋的重力；

由于甲、乙是两只完全相同的杯子，则根据p=1可知杯底部所受液体压强的增加量相等，即Ap

spuAp乙，故A正确、B错误。

故选：Ao

［练习5］（2023•文成县二模）小科同学探究“一定质量的气体，在温度不变时，其压强跟体积的关

系”，实验装置如图甲所示（固定的铁架台未画出）。

步骤一：用一支容量为2.5mL的针筒，先将轻质活塞（活塞质量不计）的下底面拉到刚好对准2.

5mL的刻度线，用橡皮泥封住针口，此时活塞静止。

步骤二：在活塞上加祛码，当活塞再次静止时，记录下活塞上祛码质量，重复五次实验（实验过

程中温度保持20℃不变，不计活塞和筒壁之间的摩擦）。

步骤三：将测得数据绘成图像，如图乙所示。

（1）实验中是通过来反映封闭气体的压强大小。

（2）根据图像乙可得到实验结论：o

（3）已知外界大气压为1.01X105帕，想要用如图甲装置测算出针筒内气体压强的数值，还需要

测量出什么数据。o

【解答】解：（1）实验中通过活塞上祛码的质量来反映封闭气体的压强大小，所加祛码的质量越

大，表示管内的气体压强越大；

（2）由图像乙可知，托盘和祛码的质量与气体体积成反比，所以可得结论：一定质量的气体，

在温度不变时，体积越大，压强越小；

（3）由p=［可知，想要用如图甲装置测算出针筒内气体压强的数值，还需要测量针筒上全部刻

度的总长度h,然后利用s=（求出活塞的横截面积。

故答案为：（1）祛码的质量大小；（2）一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越小;

（3）针筒上全部刻度的总长度。

题型二压强和浮力大小的影响因素

典例精讲

[例题2]（2023•婺城区一模）科学源于生活又高于生活，日常生活中的许多现象，往往隐含着科学

道理。

【生活现象】①一只略有凹陷的乒乓球放进一杯热水中，乒乓球会鼓起来恢复球形:

②压缩一段封闭在注射器内的空气，发现越压缩越费力。

小明对上述现象非常感兴趣，于是想探索其中奥秘。

【提出问题】一定质量的气体压强大小与什么因素有关呢?

【建立猜想】

猜想一：一定质量的气体压强大小可能与温度有关。

猜想二：一定质量的气体压强大小可能与体积有关。

（1）小明作出猜想一是基于生活现象（填“①”或"②”）。

【获取证据】

小明为了验证猜想二，他找来一个注射器和一个气压传感器，在注射器里密封了30mL空气（不

计注射器活塞重力和摩擦，大气压强，并与传感器密封连接，接上数据采集器，如图所示，然后

缓缓推动活塞，记录数据如下:

压强

।iiiuiiiiir-传感器

数据采集器

实验次数12345

体积（mL）3025201510

压强（XIOPa11.21.52.03.0

）

【得出结论】

（2）小明分析表中数据可得出的结论是

【交流评价】

（3）实验中如果小明快速推动活塞，传感器的读数会（填“偏大”、“偏小”或“无影

响”），理由是。

【解答】解：【建立猜想】乒乓球放进一杯热水中，改变了温度，故生活现象①说明气体压强和

温度有关，与猜想一致；

【得出结论】根据表中的数据可知，当体积变为原来几倍时，压强变为原来的几分之一，因此结

合实验条件可得出实验结论：在气体质量和温度相同时，气体压强和体积成反比；

【交流评价】快速推动活塞的过程中，活塞对注射器中的气体做功，内能增大，温度升高，而由

前面分析可知一定质量的气体，在体积相同时，温度越高气压越大，由此可知传感器的读数会偏

大。

故答案为：【建立猜想】①；【得出结论】在气体质量和温度相同时，气体压强和体积成反比；【交

流评价】偏大；活塞对注射器中的气体做功，内能增大，温度升高，压强变大。

通关指导

（1）气体的压强和气体的温度、质量、体积有关，分析气体压强与其中一个因素的关系时，

应注意运用控制变量法；

（2）分析表格中的数据，得出压强与体积的关系；

（3）快速推动活塞的过程中，活塞对注射器中的气体做功，内能增大，温度升高，结合前面

气体压强跟温度的关系分析解答。

'名校模拟］

［练习6］（2023•苍南县模拟）气体产生的压强（气压）大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组了

解到如下信息后提出了相关猜想。

信息：①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎。②篮球充气越多，越不易被压扁。③密封在针筒内

的空气只能被小范围压缩。

猜想：气压大小可能与气体的质量、温度及体积有关。

（1）信息（填序号）可作为“气压大小可能与气体体积有关”的猜想依据。

（2）兴趣小组欲利用如图所示装置探究气压大小与温度的关系，请你选择实验器材设计实验步

骤。实验器材：气球、细线、固定有滑轮的容器、冷水、热水、刻度尺、记号笔。

【解答】解：（1）由信息。③密封在针筒内的空气只能被小范围压缩，说明体积缩小，压强会增

大；

（2）步骤如下:

步骤一：往气球内充入一定量的空气后，用细线扎紧气球口。

步骤二：在容器底部固定一滑轮，往容器中加入适量的水。

步骤三：拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中，标记水面位置并测出细线露出水面的长度。

步骤四：升高水温，拉动细线改变气球深度，使水面的位置保持不变，测出细线露出水面的长度。

①气球浸没在不同温度的水中时，保持水面位置不变是为了控制气体（或气球）的体积不变。

②实验中对多个不易观测的量，进行了巧妙的“转换”，如“细线露出水面的长度越长”反映“气

球浸入水中的深度越大”；“气球浸入水中的深度越大”反映气球内气体的气压越大。

③通过本实验还可以得出液体内部压强与深度的关系是液体内部压强随深度的增加而增大。

故答案为：（1）③；（2）见解答。

[练习7]（2024•舟山模拟）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mi。

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mi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mim2。

（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。

【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mi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mi>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mi保持不变；（2）>；（3）金属球会上升，配重

下降。

[练习8]（2023•婺城区模拟）如图甲是某校项目化学习小组设计的水面落叶收集器：由一个剪去底

部的大塑料瓶、四根可竖直方向调节高度的泡沫块及一个电动抽水泵组装而成，每根泡沫块底

面积为4平方厘米。启动装置时，装在瓶口的电动水泵将水从塑料瓶中往外泵出，同时瓶外的

水会带动水面落叶不断地从收集口流入瓶内。

【设计原理】

甲乙丙T

（1）将装置放入水中并启动，如图乙。判断A、B两点压强较大的是o

【收集能力】

调试发现收集口与水面相平时较厚落叶不易进入瓶中，小组讨论后决定将收集口位置下调至水面

以下2厘米处，同学们提出以下两个方案。

（2）小金的方案：在四根竖直方向上的泡沫块顶端各安装一个相同的闪光球，使水面落叶收集

器更加美观（如图丙），则每个闪光球的质量是o

（3）小华的方案：将密度为7.4克/立方厘米的合金块放入瓶口处（如图丁），则加入的合金块质

量为=9水=1.0乂103]^/1113）

【平衡性能】

（4）实践发现小华方案中加入的合金块对收集器的平衡性有影响。小组同学继续讨论改进，小

明提出不加外物，仅调节装置自身结构也能实现收集口下调2厘米，请写出该方案并简要说明理

由：。

【解答】解：

（1）打开底部水泵后，靠近入水口水的流速变大，压强变小，A、B两点压强较大的是B；

（2）由图可知树叶收集器模型的上方有4根浮条，收集器入水口低于水面2厘米时，浮条浸入

水中的体积的变化量为：V排=4X2cmX4cm2=32cm3=3.2Xl（f5m3,

根据阿基米德原理可知收集器受到的浮力变化量为：F浮=p，kgVH^l.OXKpkg/mSxiON/kgXSZ

X10-5m3=0.32N,

则闪光球的总重力为：G=F浮=0.32N,

则闪光球的总质量为：m=g=0.032kg=32g,

u1U7V/KU

即每个每个闪光球的质量为：32g+4=8g；

（3）图丁和图丙中，收集口位置均在水面以下2厘米处，则收集器排开水的体积相同，由阿基

米德原理可知收集器受到的浮力相同，根据漂浮条件可知两种情况下收集器的总重力也相同，因

塑料瓶、泡沫块以及抽水泵的重力不变，所以G水+G球总=G/+G令金块（注意两种情况下收集器

内部水的重力不同），

根据重力公式可得：m水+m球总=m水'+m合金块-------------------------①

且由图可知：V水-V水'=v合金块=二^卫----------②

P合金

由①②可得：

m合金块

m合金块=11水-m水'+m球总=p水（V水-V水'）+m球总—P水X-rHm球总,

P合金

P水

整理可得：m合金块（1—-）=m球总，

P合金

代入数据可得：m合金块X（1-黑焉）=32g，

解得加入的合金块质量m合金块=37g；

（4）根据阿基米德原理F浮npiggV排知，决定浮力大小的因素是液体密度和物体排开液体的体

积，落叶收集器在不加外物的情况下，适当减小泡沫块粗细，也能实现收集口下调2厘米。

[练习9]（2022•温州模拟）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。

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，往上托盘加祛码，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取下祛码，把烧杯中的水全部倒入上托盘。

由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G磋削由步骤②③得出烧杯中水的重力6排=6祛+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。确定泡沫块高度，应考虑的因素有

（可多选）

A.支撑杆的高度

B.托盘的质量

C.溢水杯的质量

D.泡沫块的密度

E.液体的密度

（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）分析步骤②③，该组同学得出结论：烧杯中所收集水的重力等于祛码的总重力，即6排=

G祛段推测其观察到的现象为o

（4）有同学认为，往上托盘“加祛码”的操作存在缺陷，改进方法有（写出一种）。

【解答】解：（1）支撑杆的高度会影响“浮漂器”的重心，越高重心，越不稳，所以支撑杆的高

度不能太高，即需要考虑支撑杆的高度，故A正确；

泡沫块高度与泡沫块所受浮力有关，而其浮力应大于托盘质量，故B正确；

浮漂器能上浮，说明其所受浮力还得大于自身重力，即泡沫块的密度小于液体的密度，故DE正

确；

又因为溢水杯在泡沫块的外部，溢水杯静止不动，所以C不影响泡沫块的高度。

故选：ABDEo

（2）为避免对实验结果产生影响，判断杯中水为“适量”的依据是将小石块放入上托盘时，有

少量水溢出（或水位刚好达到溢水口处）；

（3）两重力相等直观的现象是有相同的作用效果，即水位刻度线与水面相平；

（4）祛码有最小重量，食盐颗粒的最小重量较祛码更小，故更精确。

题型三压强和浮力大小的计算

典例精讲j

[例题3]（2024•拱墅区校级一模）密度为p=0.6X103kg/m3的实心圆柱体，高hi=20cm,底面积S

i=50cm2,放在底面积S2=80cm2、高h2=30cm的柱形容器中，求：

（1）圆柱体对容器底部的压强。

（2）若向容器内加水，最多可加多少克水且水不溢出，（取g=10N/kg）

【解答】解：（1）圆柱体的体积Vi=Sihi=50cm2x20cm=1000cm3=1.0X10-3m3,

由「=今可得，圆柱体的质量m=pVi=0.6X103kg/m3X1.0X103m3=0.6kg,

圆柱体对容器底部的压力F=G=mg=0.6kgX10N/kg=6N,

3

圆柱体对容器底部的压强p=各=匚/％3—2=L2义10Pa；

「白15X10

2333

（2）柱形容器的体积V2=S2h2=80cmX30cm=2400cm=2.4X10m,

因为实心圆柱体密度小于水的密度，所以若向容器内加水，圆柱体将漂浮，

此时受到的浮力F浮=G=mg=0.6kgX10N/kg=6N,

F一

由F浮=p〃gV排可得，圆柱体浸入水中的体积V排=0=1.0x3"."=6X

334333

若向容器内加水,最多可加水的体积AV=V2-Vw=2.4X10m-6X10m=1.8X10-m,

所加水的质量△m=pzKAV=L0X103kg/m3><1.8X10-3m3=1.8kg=1800g,

还可以这样计算：

m=p水112s2-phiSi=lg/cm3X30cmX80cm2-0.6g/cm3X20cmX50cm2=1800g,

通关指导

(1)圆柱体对容器底部的压力等于其重力，再利用p=(可求得圆柱体对容器底部的压强。

(2)因为实心圆柱体密度小于水的密度，所以若向容器内加水，圆柱体将漂浮，根据尸浮=「

水gV排可求得圆柱体浸入水中的体积

容器体积减去圆柱体浸入水中的体积即为所加水的体积，然后可求水的质量。

名校模拟

一—H

[练习10](2023•杭州二模)如图所示，实心均匀正方体A、B放置在水平地面上，它们的高度分别

为0.2米和0.1米，A的密度为2X103千克/米3,B质量为1千克。

求：①A的质量；

②B对水平地面的压强；

③若在正方体A、B上沿竖直方向按相同比例n截下一部分，并将截下的部分分别叠放在对方

剩余部分上，这时A、B剩余部分对水平地面的压强为PA'、PB'，请通过计算比较它们的大小关

系及其对应的比例n的取值范围。

333

【解答】解：(1)mA=pAVA=2X10kg/mX(0.2m)=16kgo

答：A的质量为16kg。

(2)FB—GB—msg—lkgX9.8N/kg—9.8N,

PB=斐==980Pao

答：B对水平地面的压强为980Pa。

G/16S/4

(3)—=—=丁，­=—

GBmB1sBi

若PA'=PB',

FA_FB'

SB'

G{(1—71)+GB九—71)+6471

S4(「n)=SB(1F)

16(1—n)+n(1—n)+16n

4~1

解得11=0.16

当PA>PB'则0<n<0.16

当PA'VPB则0.16<n<lo

答：正方体A、B上沿竖直方向按相同比例n截下一部分。A、B剩余部分对水平地面的压强PA'

和PB'的大小关系及其对应的n的取值范围：

若PA'>PB'则0<n<0.16

若PA'=PB则n=0.16=

若PA'<PB'则0.16<n<lo

[练习11]（2022•定海区一模）2022年北京冬奥会成功举办，向世界展示了中国绿色低碳的发展理

念，高科技场馆引人注目。整个冬奥会体现了奥林匹克精神与“绿色”、“环保”的结合。

（1）开幕式上，本届冬奥会的火炬“飞扬”（甲图）采用的是碳纤维材质，燃烧的是氢能源，在

奥运史上首次实现了零排放。

①碳纤维是一种力学性能优异的新材料，被誉为材料中的“黑黄金”。碳纤维每平方毫米可以承

受3530牛的拉力，问火炬“飞扬”碳维“外衣”能承受的压强为多少帕？

②开幕式的“微火”创意让我们非常惊奇，手持火炬在雪花中心长明不熄，氢燃料流量约为1.2

立方米/小时（氢气密度为0.09kg/m3）。若按照该流量设计，奥运圣火燃烧15个昼夜，共需要消

耗氧气多少kg?

（2）赛事期间大量使用氢燃料电池车，以减少污染排放。氢燃料电池工作原理如图乙所示，电

池工作时，电子从电极A经外部电路通过电动机M到达电极B,形成电流，此时，通过电动机

的电流方向是o（选填"A—M-B"或"BfM-A"）

（3）国家速滑馆首次选用世界上最先进的制冷技术一一二氧化碳跨临界直接制冰系统。应用此

技术，国家速滑馆全冰面模式下每年仅制冰部分就能节省至少2X106度电，若完全燃烧标准煤释

放的热能转化为电能的效率为30%,就相当于节约多少千克煤？（标准煤的热值是3X107j/kg）

氧气氧气

QV~

甲乙

【解答】解：（1）①火炬"飞扬"碳维“外衣”能承受的压强p==1；；；黑^2=36

3X109Pa；

②每小时氢的体积V=1.2m3/hXlh=1.2m3,每小时氢的质量m=pV=0.09kg/m3X1.2m3=0.108

kg,

15天燃烧的氢的总质量m总=15X24Xm=15X24X0.108kg=38.88kg,

点燃

2H2+O2—2H2O

432

38.88m氧气

4_38.88

32一团氧气

解得m氧气=311.04kg,即15天消耗的氧气的质量是311.04kg；

(2)电子带负电荷，电子的定向移动的方向与电流方向相反，所以电路中的电流方向是BfM—

A；

(3)完全燃烧煤放出的热量Q放==2.4X1013J,

完全燃烧煤的质量m==8X105kgo

q3x10/〃kg0

[练习12](2023•瓯海区二模)2021年4月25印度尼西亚的一艘排水量1390吨的潜艇在海下300m

处断裂，通过水下搜索发现了海面下850m处的失事潜艇。应印方要求，我国派出排水量为70

00吨的军舰协助施救。发现水下有一块排水体积为20m3的残骸，假设残骸被军舰上的起重机

匀速向上拉起。已知海水密度为1.03Xl()3kg/m3。求：

(1)此潜艇残骸在海底受到的浮力多大？残骸向上拉的过程中(未出水)浮力(填“变

大”、“变小”或“不变”)。

(2)已知起重机的拉力为1.2X1()6N,求该残骸的密度。

【解答】解：⑴此潜艇残骸在海底受到的浮力：F浮=p海水V排g=1.03X103kg/m3x20m3xi0N/

kg=2.06X105N；

残骸向上拉的过程中(未出水)，残骸排开的水的体积不变，水面的密度不变，根据F浮=p海水V

排g可知，浮力不变；

(2)残骸在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力的共同作用，残骸做

匀速直线运动，受力平衡，则残骸的重力为：

G=F+F浮=1.2X1()6N+2.06X1()5N=L406X1()6N；

残骸的密度为：p=A^=焉繇黑=7.03X10%g/m3。

[练习13](2023•西湖区二模)如图甲是一种抽水马桶。冲水原理如图乙，出水阀打开，水箱中的水

减少，空心铜球就在重力作用下，随着水位下降而向下运动，通过金属杆AB绕O点转动，向

上拉动进水管阀门，使水能通过进水管进入水箱；当出水阀关闭，随着不断进水，水箱中