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文档简介
2024年中考物理考点复习:压强与浮力刷题练习题汇编
1.如图所示的实例中,能利用大气压强解释的是()
B.锅炉水位计显示水位
D.自制喷雾器喷券
图1图2
A.图1:大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小
B.图2:安仝锤做得很尖是为了减小受力面积,从而减小压强
C.图3:自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中液柱随外界气压增大而升高
I).图4:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,增大水面上方的气压从而降低水的沸点
3.如图,将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为加的木模,用三根竖直细线a、氏。连
接,在水平面上按照“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的'‘张拉整体”结构
原理。则()
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A.a拉力等于mg
B.6的拉力大于a的拉力
C.沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,线仍竖直,线上拉力会改变
D.沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,线仍竖直,地面受到的压力会改变
4.如图,一根水平放置、两端开II的透明亚克力管,下部的抽气孔与抽气机相连。将一个略小于管内径的
纸团置于管中,打开抽气机,在的作用下,两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。当管内气压
较低时关闭抽气机,快速弹开侧塑料片,纸团会从左恻管口飞出。
(1)倒入适量的水,用湿手摩擦杯口会发出声音,是由于物体产生的,改变杯内水量,声音的
会发生改变。
(2)如图所示,纸片被迅速击打出去后,鸡蛋落入杯中,是因为鸡蛋具有__________o
(3)在水中装满水后,杯口朝下,竖宜向上提杯(杯口未离开水面)的过程中,杯内水__________(选填
“减少”或“充满
7.小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
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(1)压强计通过〃形管两侧液面的来反映被测压强大小。使用前.,用手按压金属盒二的橡皮膜,
发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是一
A.向〃形管中注入一些水
B.将〃形管中水倒出一些
C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与
是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压
强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较,(能/不能)得出液体压强与液体密
度有关的初步结论。
8.小华发现,压缩一个己经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭
的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细
甲
cm,则活塞的横截面积为_____cm2;
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验
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abd
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体
的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测用橡皮源的重力为N:
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为N;
(2)由以上实睑可知,浮力大小与物体的形状;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为
(4)第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小
(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与无关:
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力冲,能否完成本实验的探究?
1L“铜壶滴漏”是中国占代的计时工具,距今700多年。如图所示,它上面有三个壶,分别是口壶、月壶
和星壶,也叫送水壶,最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上
开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部
件:一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、
申、酉、戌、亥。每个时辰是两人小时,其中子时代表23:001:00,丑时代表1:00~3:00……以此类推;
另一个是浮筋,由小木块1:连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮筋自然同步上)1。观看浮箭
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顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识,I可答下面问题:
(1)如图是14:0()浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是
铜尺铜尺
一寅—亥
一丑一戌
浮箭浮箭
一子——酉
AD
(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为月孚,则GF淬(选填”或随着
受水壶水位的升高,浮筋下部小木块浸没在水中的深度_____,受水壶壶底受到水的压强o若
想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量V
12.综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简
易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密
封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置取出吸管,
量出。点至封口端的距离〃,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cnJ、。.9g/cm'l.0g/cn?、
l.lg/cnd的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
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(1)。位置处的刻度值为g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度力=_________(用。水、。液、〃表示):
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),
他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将<,
13.“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟:置杯焉则胶,水浅而舟大
也。“出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事
业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度
还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),宽竞与水的深度有关还是与水的质量有关呢?
为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm:高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cn『和12cn?的甲、乙两个
容器中,分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记
录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,夕水=1.0xl()3kg/m3,吏10N/kg。根据实
验现象和实验数据,求:
容器中水深(A/cm)和木块的状态
挺验次数
甲容器甲容器中木块乙容器乙容器中木块
14cm不能浮起4cn不能浮起
25cm不能浮起5cn不能浮起
36cm刚好浮起6CR刚好浮起
47cm浮起7CH浮起
(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强;
(2)木块的密度;
(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取
决于容器中水的深度还是水的质量?
(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
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甲乙
14.阅读材料,回答问题
“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深
远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达1.IXIO'kg。平台采用“半潜式”
设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片。浮式基础上方
是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动,
生戌绿色电力,年发电最将士2.2X10W-ho
(1)风能属于_________(选填“可”或“不可”)再生能源;
(2)根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为________m(保留整数);
甲乙
(3)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达_________n?(海水密度用LOXlO'kg/m,计算,
不考虑锚链对平台的作用);
(4)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图乙)。两种方式相比较,你认为“半潜式”
的一个明显优点是。
15.静止在水平桌面上的套丛书,质量为1.65kg,与桌面的接触面积为0.03mL求:
(1)该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压强。
16.一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为1.8N。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为L6N。已知
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=LOxlO3kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)奖牌的质量;
(2)奖牌的体积。
17.2023年4月26日,笫十二届江苏省园艺博览会在连云港盛大开幕,其中科技田园描绘的“孙悟空”形
象,成为一道靓丽的风景线。科技田园的维护主要依靠无人机,图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已
知该无人机空机质量为5kg,停放时与地面的总接触面积为80cmL装满农药后的总质量为32kg,农药的
密度为0.9x10'kg/n?,g取10N/kg。求:
(1)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(2)该无人机可装农药的最大体积。
18.2023年5月13日,“恩平20—4钻采平台”的安装,创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录,
浮托安装类似于运动员挺举过程,巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示,涨潮时,工程船托
运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口,落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接
口上。工程船满载时的排水量为5.35xl()7kg,所安装的平台组块质量为1.55xl()7kg。(g取10N/kg)
(1)工程船满载航行在海面上时,受到的浮力为多大?
(2)平台组块所受重力大小为多少?
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参考答案
1.如图所示的实例中,能利用大气压强解释的是()
A.轨道铺在枕木上B.锅炉水位计显示水位
用吸管吸饮料D.自制喷雾器喷券
【答案】C
【解析】A.列车的钢轨要铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意:
B.锅炉的水位计和炉身上端开口,下端连通,水静止时两侧液面总相平,属于连通器,故B不符合颍竟:
C.用吸管吸饮料时,吸管内压强小于外界大气压,在大气压的作用下,将饮料压入嘴中,故C符合题意;
D.自制喷雾器喷雾,用嘴用力吹气时,竖管上端空气流速大压强小,下端流速小压强大,形成向上的压强
差,产生向上的压力差,水受到向上的力,从竖管中喷出,故D不符合题意。
故选Co
2.如图,下列有关压强的描述正确的是()
图1图2图3图4
A.图1:大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小
B.图2:安全锤做得很尖是为了减小受力面积,从而减小压强
C.图3:自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中液柱随外界气压增大而升高
I).图4:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,增大水面上方的气压从而降低水的沸点
【答案】A
【解析】A.由于机翼模型上凸下平,则在相等时间内,气流通过机翼上表面的路程大,上表面的流速大、
压强小,而机翼下衣面流速小、压强大,则机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力,从而产生了向
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上的升力,故A正确;
B.安全锤做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C.把气压计从山脚拿到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压
的作用下,会有一部分水被压入玻璃管内,因此玻璃管的水柱升高,故C错误;
D,向烧瓶瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,瓶内水蒸气遇冷液化,因此瓶内液面上方气压减小,导
致水的沸点降低,因此水重新沸腌起来。故D错误。
故选A。
3.如图,将质量均匀的木棒切割并组装成两个形状相同、质量均为勿的木模,用三根竖直细线a、氏。连
接,在水平面上按照“互”字型静置,上方木模呈现悬浮效果,这是利用了建筑学中的“张拉整体”结构
原理。贝IJ()
A.a拉力等于mg
B.b的拉力大于a的拉力
C.沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,线仍竖直,线上拉力会改变
D.沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,线仍竖直,北面受到的压力会改变
【答案】C
【解析】AB.上方木模受到自身向卜的重力勿乡两根长线分别向下的拉力和短线a向上的拉力,两根长线
的拉力相等,由受力平衡
居=mg+2Fb
则F>mg,QR,故AB不符合题意;
C.沿左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,上方木模仍受力平衡,则线仍竖直,但力的作用点改变,
方向不变,而力的作用效果相同,故力的大小会改变。故C符合题意;
D.将两个木模看成一个整体,整体静止在地面上,受竖直向下的总重力、地面对它竖直向上的支持力,沿
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左右方向平移三根细线在上方木模的接线点,整体还是处于平衡状态,故地面受到的压力还是木模的总重
力,即不变。故D不符合题意。
故选Co
4.如图,-•根水平放置、两端开口的透明亚克力管,下部的抽角孔与抽气机相连。将•个略小于管内径的
纸团置于管中,打开抽气机,在的作用下,两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。当管内气压
【解析】打开抽气机抽气,使其管内气压变小,在大气压的作用下,塑料片外侧的大气压大于内侧的气压,
所以的塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。
纸团从左侧管口飞出,说明纸团右侧受到的压力比左侧的大,故应收弹开右侧的塑料片,使右侧的气压变
大。
5.如图,作出漂浮在水面上的物体所受的重力和浮力的示意图。
【解析】漂浮在水面上的物体受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,方向相反:重力竖宜向下,浮
力竖直向上,且在同一条直线上,如图所示:
6.利用高脚玻璃杯做几个小实验:
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(1)倒入适最的水,用湿手摩擦杯口会发出声音,是由于物体产生的,改变杯内水量,声音的
__________会发生改变。
(2)如图所示,纸片被迅速击打出去后,鸡蛋落入杯中,是因为鸡蛋具有。
(3)在水中装满水后,杯口朝下,竖直向上提杯(杯口未离开水面)的过程中,杯内水(选填
“减少”或"充满”)。
【答案】①.振动②.音调③.惯性④.充满
【解析1(1)在玻璃杯中倒入适量的水,用手摩擦杯口,杯子会振动,使其发出声音,声音是由杯子振动
产生的:改变杯中水量,杯干振动的频率会发牛变化,便声音的音调发牛改变。
(2)纸片被迅速击打出去后,鸡蛋落入杯中,这是因为纸片受到力的作用,改变了运动状态,而鸡蛋由于
惯性,要保持原来的静止状态,由于重力作用落入杯中。
(3)向上提起玻璃杯的过程中,玻璃杯露出水面的体积增大,由于杯口未离开水面,且1标准大气压能够
支撑大约10m高的水柱,所以水能够充满整个玻璃杯。
7.小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过〃形管两侧液面的_________来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒二的橡皮膜,
发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是________:
A.向〃形管中注入一些水
B.将〃形管中水倒出一些
C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与
是否有关:
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压
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强变大。若接下来乂进行了图乙所示实验,再与图甲比较,(能/不能)得出液体压强与液体密
度有关的初步结论。
【答案】①.高度差②.c③.方向④.不能
【解析】(1)根据转换法,实验是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。
使用前用手轻轻按压几卜.橡皮膜是检查装置的气密性;如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏
气;液面没有明显变化,则说明装置漏气;故AB不符合题意,C符合题意。
故选C.
(2)保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,说明液体对橡皮膜的压力的方向不同,故目的是为了探究液
体内部压强大小与方向是否有关。
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,需控制液体的深度相同,而图乙所示实验与图甲比较,液体的密
度不同,液体深度的深度也不同,故不能得出液体压强与液体密度有关的初步结论,
8.小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但根杷它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭
的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细
甲
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验
是否漏气,不增加器材,方法是______;
(3)如图乙所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计一
端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如
图乙所示为____N,此时外界大气压的数值为Pa;
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(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器4mL刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保
不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4mL.再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,
当注射器内气体体积变为8mL时,弹簧测力计的示数为10N,整续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器
内气体体枳与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积V/mL810121620
弹簧测力计的示数//N10▲13.31516
①当注射器内气体体积为10mL时,弹簧测力计示数为N;
②当注射器内气体体积为20mL时,注射器内气体压强为Pa。
【答案】©.10.000.2③.用手拉动注射器活塞,根据难易程度判断气密性20⑤.
IxlO512⑦.1x10,
【解析】m如图甲所示,注射器刻度部分左端对准零刻线,右端对准10cm刻线,刻度尺的分度,直为0.1mm,
刻度尺测出注射器刻度部分的长度为10.00cm,则活塞的横截面积为
V_20cn?
=2cm2
/10cm
(2)排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是:用手
拉动注射器的活塞,如果比较容易拉动,则证明气密性不好,如果不容易被拉动,则证明气密性良好。
(3)如图乙,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为20N。
此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力,外界大气压的数值
F_20N
=lxlO5Pa
-T-2xlO^m2
(4)①注射器内被封闭的气体体积为4mL,再用测力计拉动活塞时,测力计的拉力与注射器内气体对活
塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力
五大气压=4+4内
由以上步骤(3)可知,外界大气压对活塞的压力为20N,由此得到下表
注射器内气体体积V/mL810121620
弹簧测力计的示数尸/N10▲13.31516
注射器内气体对活塞的压力//N1086.754
观察表中的数据可以发现;注射相内的气体变化为原来体积的2倍时,注射器内气体对活塞的压力减半,
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由上表可知,注射器内气体为2()此时注射器内气体对活塞的压力为4N,因此注射器内气体为10mL时注射
器内气体对活塞的压力为8N,当注射器内气体体积为10mL时,弹簧测力计示数为
心=20N-8N=12N
②当注射器内气体体枳为20mL时,弹簧测力计的示数为16N,外界大气压对活塞的压力为2cM则注射器
内气体对活塞的压力为
户内=20N-16N=4N
注射器内气体压强
:4
%=也=—^r^=lxlOPa
〃内S2xl(Lm2
9.某小组同学做科学探究实验,如图所示:
a.将一个长方体物体(物体不吸水)挂在弹簧测力计下,物体的下表面刚好与水面接触,如图甲所示;
b.移动弹簧测力计使物体向下移动4cm,弹簧测力计的示数如图乙所示;
c.继续移动弹簧测力计使物体再句下移动4cm,物体刚好浸没水中,如图丙所示,此时弹簧测力计的示数
为4N;
(1)图乙中弹簧测力计的示数为_____N;
(2)分析测量结果可知,在图丙中物体受到的浮力比在图乙中受到的浮力大N,由此说明,物体所
受浮力的大小与物体排开液体的体积;
(3)图乙中液体对容器底的压力为生,图丙中液体对容器底的压力为斗,则七—牛;
(4)该物体的密度为______kg/m3o
甲乙丙
【答案】①.4.4②.0.4③.有关④.<⑤.6xlO\g/m3
【解析】(1)图乙中弹簧测力计将1N分为五个小格,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故弹簧测力计的读
数为4.4N。
(2)由七二G-晨可知,重力不变,弹簧测力计示数减小的量就是浮力增加的量,即
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△/=AF^=4.4N-4N=0.4N
从乙图到内图,物体排开液体的体积增加了,所受浮力增大,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开
液体的体积有关。
(3)乙中物体从一半浸入液体,丙中物体完全浸入液体,所以丙中液体的液面比乙中高,即生<〃内,由
淞颜可知,P乙<P丙,又由尸二〃S可知,受力面积相等,七<£内。
(4)乙图中物体受到的浮力为
乙二G一尸示乙
设容器底面积为S,将上式展开
P以gSh乙=p^gSh乙一F市乙
代人数值
lxl()3kg/m3xlON/kgxSxO.()4m=/?物x1ON/kgxSx0.08m-4.4N
同理,内图中物体受到的浮力为
/丙二6一七丙
将上式展开
。笊gSh内=。物gSh内一F示两
代入数值
lxl()3kg/m3x1ON/kgx5x0.()8m=p物x1ON/kgx5x0.08m-4N
将两式联立,解得
「物nGxlO,kg/m'
10.【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
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【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体
的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测用橡皮源的重力为N:
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为N;
(2)由以上实睑可知,浮力大小与物体的形状;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为
(4)第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小
(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与无关:
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力冲,能否完成本实验的探究?
【答案】①.4②.2③.无关④.控制变量法⑤.不变⑥.深度⑦.能
【解析】由图a可知,弹簧测力计的所示是4N,所以橡皮泥的重力为4N。
(1)由图b可知,弹簧测力计的示数是2N,橡皮泥受到的浮力
尸部二片片=4N-2N=2N
(2)由实验现象可知,同一块橡皮泥捏成不同形状物体浸没在水中,弹簧测力计的示数相同,由称重法可
知浮力相同,说明浮力的大小与物体的形状无关。
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(3)探究浮力的大小与物体的形状的关系,保持其它因素都相同,只改变物体的形状,用到控制变量法。
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,排开水的体积不变,由阿
基米德原理可知浮力大小不变,说明浮力大小与深度无关。
(5)用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮筋的长度,
比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而比较浮力的大小,能完成本实验的探究。
11.“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具,距今700多年。如图所示,它上面有三个壶,分别是日壶、月壶
和星壶,也叫送水壶,最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上
开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部
件:一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、
申、酉、戌、亥。每个时辰是两人小时,其中子时代表23:001:00,丑时代表1:00~3:00……以此类推;
另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同步上升。观看浮箭
顶端指示的铜尺刻度,就可以知瞪当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问颍:
(1)如图是14:00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是
铜尺铜尺铜尺铜尺
—寅—已—申一亥
--,——丑一八——未-J-戌
浮箭------浮箭------浮箭------浮箭------
一子—卯一午——酉
ABD
(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为月学,则G与(选填”或随着
受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度________,受水壶壶底受到水的压强________。若
想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量_________o
【答案】①.C②.:③.不变④.变大⑤.浮箭上升的高度
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【解析】(1)分析可知,14:0()在13:()015:00之间,为未时,所以浮箭指向未。故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)浮筋漂浮,处于二力平衡状态,浮筋的重力为G,在受水壶中所受的浮力为人力则依厂洋。
随着受水壶水位的升高,浮筋也跟着.上升,浮力不变,故浮箭下部小木块浸没在水中的深度不变,受水壶
壶底受到水的压强变大。
若想测最1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量浮箭上升的高度。
12.综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简
易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密
封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置。取出吸管,
量出。点至封口端的距离"通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cn?、。.9g/cm,、1.0g/cn?、
1.lg/end的位置并标上密度值。
III
■水BwB
甲乙丙
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度“
(1)。位置处的刻度值为g/cm3;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度方=(用夕水、P液、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离(相等/不相等):
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),
他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将。
PxH
【答案】①.1.0②.③.不相等④•偏大⑤.变高
P液
【解析】(1)密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中。处,说明此时密度计在。处显示的密度值应该为
水的密度,所以则。处应标为Ig/cn?
(2)由题意知密度计漂浮在水面上时,1公=附则有四尸。拗,即
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G物=。水g%=P水、9
当密度计漂浮在密度为。液的液体中时,唳*SA,则有心液“物,即
G物=夕液g/液=P液gSh
可得
P液gSh=p水gSH
解得
〃=训
P液
,p.H
(3)由力=—可知,力和。双是反比例函数,刻度分布不均匀。
夕液
(4)小明杷吸管中的细铁丝拿出来,缠绕在吸管的下端,再用这支密度计去测显液体的密度,此时排开液
体的体积不变,因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铜丝的体积,所以,吸管排开液体的体
积减小,会上浮一些,测得的密度值偏大,即测出的同一液体密度值偏大。
(5)为了使测量结果更准确,使密;度计上两条刻度线之间的距离大一些,增加塞入吸管中铁丝的质量,从
而获得更大的重力,即浮力更大,排开体积更大,由片s方可知,S不变,即可使力变大,据此设计精确程
度更高。
13.“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力“覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大
也J出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事
业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力」是指水的深度
还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?
为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。
将两个完全相同的底面积为8cm:高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm?和12cm2的甲、乙两个
容器中,分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记
录如下表。实验中,容滞足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,。水nl.OxlO'kg/H?,^lON/kgo根据实
验现象和实验数据,求:
容器中水深(力/cm)和木块的状态
实验次数
甲容器甲容器中木块乙容器乙容器中木块
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14cm不能浮起4cn不能浮起
25cm不能浮起5cn不能浮起
36cm刚好浮起6cn刚好浮起
47cm浮起7cn浮起
(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强;
(2)木块的密度;
(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取
决于容器中水的深度还是水的质量?
(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
【答案】(1)600Pa;(2)O.6xlO3kg/m3;(3)木块能否浮起,取决于容器中水的深度:(4)480Pa
【解析】解:(1)由题意知木块刚好浮起时,甲容器水深6cm,根据〃二夕0,可得,水对容器底部的压强
为
p=pgh=l.Oxltfkg/m3xlON/kgx0.06m=600Pa
(2)在甲容器水深6cm时,物块刚好浮起,此时木块排开水的体积等于浸入水的体积为
V非=%=s木〃=8X1o4m2X0.06m=4.8x105m3
此时木块受到得浮力等于其自身重力,根据场.=夕液g、『可得
E浮=G=夕水g%=1.0x1tfkg/m3x1ON/kgx4.8xl0-5m3=0.48N
根据G=mg可得木块质量为
G0.48N
m=—=------=---0.048kg
g1ON/kg
己知木块底面枳为8cm*高为10cm,可得其体积为
V=5/z=8xl0,m2x0.1m=8xl05m-
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又夕二名得,木块的密度为
%£=*=0.6,°kg/m
(3)由题意知,甲容器水深6cm时,物块刚好浮起时,水的体积为
以甲'=晨甲-%=(S甲-S木)h=(10x1O^m2-8X1O^m2)x0.06m=1.2xl05m3
同理,乙容器中,水的体积为
以乙'=唳乙"非=(S甲-S木)h=(12x1O^nr-8x1O^m2)x0.06m=2.4xl05in3
m
根据密度公式夕=歹可得,甲中水的质量为
以甲=pV=1.0x103kg/m3x1.2x10'm3=1.2x102kg
同理可得,乙中水的质量为
m水乙==LOxlO3kg/m3x2.4x10'm'=2.4x102kg
可知,容器甲和乙中,木块刚好浮起时,加入水的质量不相等,可以判断,木块能否浮起,取决于容器中
水的深度。
(4)由题意知,木块从甲容器拿巴,容器中水得体积减少,其减少的体积就是木块浮起时,浸入水的体积,
即
AV=V.=4.8x10-5m3
可得,拿出木块后,容沸水的液面变化量为
AV4.8x]0-5m3
Ai=4.8xl0-2m
=——S甲=-l-O--x-M-L-7n-f^r
根据〃=得,甲容器对桌面压强的变化量为
5=P水=1.0x1tfkg/m3X1ON/kgx4.8xio2m=480Pa
答:(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强为600Pa。
(2)木块的密度为0.6xl0*kg/n?。
(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取
决于容器中水的深度。
(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量为480Pa。
14.阅读材料,回答问题
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“海油观澜号”深远海浮式风电平台
2023年5月20日,我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网,标志着我国深
远海风电关键技术取得重大进展。
“海油观澜号”由浮式基础和风机组成,整体高度超200米,总质量达LIXIO'kg。平台采用“半潜式”
设计,底部是一个三角形浮式基础,包括3个边立柱和1个中间立柱,图甲为其实物照片。浮式基础上方
是高约83米的圆筒状柱子,柱子上方安装有机舱,机舱前部的3只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动,
生成绿色电力,年发电量将达2.2X10?kW-h。
(1)风能属于_________(选填“可”或“不可”)再生能源;
(2)根据图甲估测“海油观澜号”单个叶片长度约为________m(保留整数);
甲乙
(3)风平浪静叶片不动时,平台基础排开海水的体积达_________n?(海水密度用LOXIO'kg/mS计算,
不考虑锚链对平台的作用);
(4)海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式(图乙)。两种方式相比较,你认为“半潜式”
的一个明显优点是。
【答案】①.可②.7()
③.l.lxlC/④.i.8xl06⑤.吃水深度较浅,适用海域范围较广
【解析】(1)风能在短时间可以再次产生,属于可再生能源。
(2)由甲图可知,单个叶片长度比浮式基础上方圆筒状柱子稍短些,而圆柱子高83米,所以单个叶片长
度约为65'80m。
(3)“海油观澜号”总质量达l.lKlO,kg,漂浮在海面上,根据漂浮条件可知,“海油观澜号”受到的浮
力为
F^=G=\,1X107kgX10N/kg=l.1X1O8N
根据阿基米德原理可得,平台基础排开海水的体积为
=一—=1,1x10^^
"p海水g1.OxlO5kg/m3xlON/Tcg
(4)由乙图可知,“半潜式”海浮式风电平台基础吃水深度较浅,所以它的优点是适用海域范围较广。
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15.静止在水平桌面上的套从书,质量为1.65kg,与桌面的接触面积为0.031/,求:
(1)该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压强。
【答案】(1)16.5N;(2)550Pa
【解析】解:(1)该套丛书受到的重力
伊吟1.65kgX10N/kg=16.5N
(2)该套丛书对桌面的压强
p/=g=W=550Pa
SS0.03m2
答:(1)该套丛书受到的重力为16.5N;
(2)该套丛书对桌面的压强为550Pa。
16.一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为1.8N。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.6N。已知
33
/?A=l.OxlOkg/m,g取10N/kg。求:
(1)奖牌的质量;
(2)奖
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