上海华东政法大学附属中学物理八年级第九章,压强中考专项复习训练
上海华东政法大学附属中学物理八年级第九章
压强中考专项复习训练
一、选择题 1.三个相同容器内分别盛满不同的液体,现将三个完全相同的小球轻轻放入容器,小球静止后的状态如图所示,以下判断正确的是(
)
A.液体的密度关系是 ρ 甲 <ρ 丙 <ρ 乙
B.液体对容器底部的压强关系是 p 乙 >p 甲 >p 丙
C.容器对桌面的压强关系是 p p p 甲 乙 丙
D.小球受到的浮力大小关系是 F 乙 =F 甲 =F 丙
2.下列估测值中,最符合实际的是(
)
A.通常情况下空气的密度约为 1.29g/cm 3
B.一本物理教科书的质量约为 2.510 5
mg
C.一位初中生游泳时排开水的体积约为 0.5m 3
D.行走在水平地面上的人对地面压强约为 5000Pa
3.如图是用 U 型管压强计测量液体内部压强规律的实验装置 U 型管中所填充的液体为水;将探头浸入密度为 1.2×10 3
kg/m 3 的液体中 h 深度时,U 型管压强计左右两侧水面的高度分别为 6cm 和 36cm;若将烧杯中的液体换成密度为 0.8×10 3
kg/m 3 的酒精,且探头在酒精中的深度仍为 h 不变,则 U 型管压强计左右侧水面高度差为
A.18 cm B.20 cm C.24 cm D.32 cm
4.两个完全相同的圆柱形容器中分别盛有质量相等的水和煤油。如图所示,下列说法中正确的是(
)
A.盛水容器底部对桌面的压强较大
B.液面下深度相同的 a、b 两点处的压强相等
C.两个容器底部受到的压强相等
D.盛水容器底部受到的压强较大
5.如图所示,桌面上有两个相同的容器甲,乙,现将两个容器倒入体积相同的不同液体,若甲容器中液体对容器底部的压强比乙容器中液体对容器底部压强大,试比较两容器对桌面的压强 p 甲 ,p 乙 (
)
A.p 甲 >p 乙
B.p 甲 <p 乙
C.p 甲 =p 乙
D.不能确定
6.如图所示,A、B
两个柱形容器(S A >S B ,容器足够高),分别盛有质量相同的甲、乙两种液体,则下列说法正确的是(
)
A.分别向 A、B 容器中倒入相同质量的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强 p 甲 可能等于 p 乙
B.分别从 A、B 容器中抽出相同体积的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强 p 甲 一定大于 p 乙
C.分别向 A、B 容器中倒入相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压力 F 甲 一定小于 F 乙
D.分别从 A、B 容器中抽出相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强 p 甲 一定大于 p 乙
7.如图所示,有两个正方体实心物体 A、B 叠放在水平桌面上,物体 A 重 24N,B 重 3N。若物体 B 对 A 的压强与此时物体 A 对桌面的压强相等,则物体 A 的密度 ρ A 与物体 B 的密度 ρ B 之比为(
)
A.1:2 B.27:8 C.8:27 D.3:1
8.两端开口,粗细均匀的 C 型管内充满了水,用轻塑料片盖住两端管口,再用手指压住塑料片,把管放在竖直平面内,如图,放开手指后则(
)
A.水从 a 端流出
B.水从 b
端流出。
C.水从 a , b 两端同时流出。
D.水不会从任何一端流出
9.在室温下,吹鼓一个气球,把它放进真空罩中,抽走真空罩中的气体,发现气球变大了。下列说法正确的是 (
)
A.气球内气体质量变大,体积变大,密度不变
B.气球内气体质量不变,体积变大,密度变小
C.气球变大因为气球内的气压变大
D.抽气后,真空罩内气压大于气球内的气压
10.如图是表示甲、乙两种物质“质量与体积关系”的图象. 用这两种物质分别做成 A、B 两个质量相等的实心正方体. 把它们放在水平地面上,A、B 两物体对水平地面的压强之比p A :p B
A.1:1 B.2:1
C.4:1 D.8:1
二、填空题 11.如图为我国自主设计生产的、世界最大的观光潜水器 “寰岛蛟龙 1”号。该潜水器设计最大下潜深度为 40m,空载时质量为 24t,总长 7.9m、总宽 3.6m、总高 4.4m,配备有供电系统、浮力调节系统、生命支持系统及导航控制系统等。海水密度取 1.0×10 3 kg/m 3 。(g=10N/kg)
(1)潜水器潜入水面后,在下潜过程中受到海水的浮力________,海水对它的压强________ (选填:不变、变大或变小)
(2)该潜水器在水面下 40m 处、面积为 1cm 2 的外壳上承受的海水压力有多大_______?
(3)该潜水器空载浮在海面时,受到的浮力多大______?排开海水的体积约为多大_______?
(4)潜水器返回母船时,利用母船艉部起吊装置将潜水器缓缓吊上母船甲板。若潜水器在海面上被吊起的过程中,起吊装置的机械效率为 80%,潜水器匀速竖直上升速度为0.2m/s,则起吊装置在 1min 内的总功为多少________?起吊装置的功率为多大_______?(设起吊过程中潜水器空载)。
12.如图所示,质量相等的 A、B 两个均匀实心正方体放在水平面上,A 的边长比 B 大。如果从其正中间水平或竖直方向打通一个横截面积大小相同的圆柱形的小孔,使其剩余部分对水平面压强相等。设想了下列四种做法:
①两个正方体均水平打孔;
②两个正方体均竖直打孔;
③A 竖直打孔、B 水平打孔;
④A 水平打孔,B 竖直打孔;
以上想法中能实现目的是______________。
A.① ②
B.① ③
C.② ③
D.③ ④
请你简单说明你选择这两个做法的理由:
做法_____________;____________________________________________________。
做法_____________;____________________________________________________。
13.如图甲所示,一个底面积为 200 cm 2 且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,现用一弹簧将边长为 10 cm 的正方体实心物体 M(不吸水)固定连接在容器底部的中心位置。现往容器中缓慢注水,弹簧弹力大小与注水体积的变化图象如图乙所示,当 M 浸没时受到的浮力为_______N,从 A 到 B 的加水过程中,容器底部受到水的压强变化量为_____Pa(不计弹簧的质量和体积,弹簧伸长量每变化 1 cm,弹力变化 1 N,且弹簧在弹性限度内变化)。
14.如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后,使甲乙剩余部分的高度均为 h。若此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,则甲、乙原先对地面的压强 p 甲 、p 乙 的关系是 p 甲 ______p 乙 ,压力 F 甲 、F 乙 的关系是 F甲 ______F 乙 (均选填“>/</=”)。
15.“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,取决于桶壁上最短的那块。如图所示木桶的底面积为 4×10 -2 m 2 (不计桶的厚度),当桶装满水时,桶底受到水的压强为______Pa,桶底受到水的压力为______N。
16.如图,将半瓶矿泉水翻过来瓶口向下倒立在桌面上,则瓶对桌面的压强_____,瓶中水对瓶底或瓶盖的压力_____(填“变大”、“不变”或“变小”)。
17.如图,底面积和质量都相同的 AB 两薄壁容器,装有深度相同的同种液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压力 F A ___F B ,容器对桌面的压强 p A ___p B .(选填“大于”“等于”“小于”)
18.如图,装有液体的轻质密闭圆台形容器放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则液体对容器底部的压力将________,容器对地面的压强将________(均选填“变大”、“不变”或“变小”).
19.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为 pA 和 pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为 F A 和F B ,则 p A
_____ p B ,F A ____F B (选填“>”、“<”或“=”)。
20.如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体 A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体 A、B 对水平地面的压强之比为________。
三、实验题 21.物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压.测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为 F;
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积 V;
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度 L.
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对_____(选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于_____状态.若不考虑其它因素,根据_____的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等.
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果_____(选填“偏大”、“不变”或“偏小”).同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽.你的方法是_____.
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以_____.实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小_____对实验的影响,从而提高实验的精确程度.
(4)若同学们用图乙中 B 注射器在测量时,弹簧测力计被拉到 5N,活塞仍没有滑动.可改用图乙中的_____(选填“A”或“C”)注射器.用测量步骤中的 V、L 和 F 表示大气压的值,则 p=_____.
22.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为 h。把这个自制气压计从 1楼带到 5 楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如表所示:
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
根据实验现象:
(1)往瓶内吹气后,瓶内气压_____瓶外大气压;
(2)水柱高度 h 变高,说明外界大气压_____;
(3)上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免_____对测量结果的影响。
23.某兴趣小组开展科学探究活动.
(提出问题)液体产生的压强跟深度有什么关系?
(设计实验)探究液体产生的压强跟深度的关系,用如图所示装置,在弹簧秤下挂一实心圆柱体,容器中盛有某种液体.
(获取证据)测得圆柱体的体积为 0.5×l0 -4 米3 ,柱体的重为 0.6 牛顿.当圆柱体缓慢地浸人液体中时(圆柱体始终竖直且没有被浸没),记下圆柱体下表面所处的深度 h、弹簧秤相应的示数 F,求得相应的圆柱体在下表面处产生对液体的压强 p(体在圆柱体下表面处产生的压强也为 p),所得数据如下表:
(得出结论)根据以上数据可得出的结论是______________________________________.
(讨论与交流)(1)根据第 5 次实验所得数据,求得圆柱体在下表面处对液体产生的压强是_______帕,实心圆柱体的密度为___________.
(2)当弹簧秤的示数为 0.12 牛时,圆柱体受到的浮力为_____牛.
24.通过以下两个现象:A.制作“自制气压计”时,从吸管中往里吹气,放开后水在吸管中升高.B.自行车放在太阳下暴晒,充足气的轮胎可能会爆裂.晓周猜想:当气体的体积一定时,气体压强可能与气体的______和______有关.
为了验证猜想,晓周进行了下列实验:
(1)把细玻璃管插入装有半瓶水的密闭烧瓶中,如图所示.从细管上端往烧瓶里吹气,瓶内气体压强______(填“增大”“减小”或“不变”),观察到细玻璃管内的水柱上升到 a 处静止.
(2)用一块浸过酒精的纱布覆盖在烧瓶外部,过一会儿水柱高度将_______(填“升高”“降低”或“不变”).
(3)如果把实验(1)中的烧瓶拿到山顶上,则管内水柱将_______(填“高于”“低于”或“等于”)a 处位置,原因是___________________________.(假设温度不变)
25.如图是小华做"估测大气压的的实验”示意图.
(1)请将下列实验步骤补充完整.
A.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.
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒.当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数 F .
C.用刻度尺测出注射器的刻度线长度,记为 L,读出注射器的容积 V,计算活塞的面积S=____________.
D.最后计算出此时大气压的数值:p=_______________(写出表达式).
(2)实验中,小华正确使用了测量仪器,且读数正确,但她发现测量结果总是偏小,其主要原因是_____________________________________________.
四、作图题 26.如图所示,一物体以某一速度从光滑水平面中冲上粗糙斜面,请在图中作出该物体所受力的示意图。
27.如图所示,小球在挡板的作用下静止在水平放置的斜面上,请画出小球所受重力和小球对斜面压力的示意图.
28.画出静止在斜面上的木块受到的重力和木块对斜面压力的示意图.
(_______)
五、计算题 29.如图所示,平底茶壶的质量是 400 g,底面积是 40 cm 2 ,内盛 0.6 kg 深度为 12 cm 的开水,放置在面积为 1 m 2 的水平桌面中央。试求:(g 取 10 N/kg)
(1)水对茶壶底部的压强是多大?
(2)水对茶壶底部的压力是多大?
(3)茶壶对水平桌面的压强是多大?
30.如图所示为一个质地均匀的正方体铝块,放在水平桌面上(如图甲),已知正方体铝块的边长为 0.3m,铝的密度为 2.7×10 3
kg/m 3 ,求:
(1)铝块对水平桌面的压强;
(2)如图乙所示将铝块沿 EB 方向切除后,余下铝块对桌面的压强为 6750 Pa,其中CE∶ED=1∶2,然后将铝块倒置放在水平桌面上(如图丙),它对桌面的压强为多少?
31.如图所示,放在水平桌面上的圆柱型容器重 5N,底面积 100cm 2 ,细线上拉着重为 3N的木块浸没水中,容器内水面由 15cm 上升到 20cm(g=10N/kg).求:
(1)木块未放入水中时,容器底受到的水的压强;
(2)木块受到的浮力;
(3)木块浸没水中后,容器对桌面的压强。
(4)剪断绳子后,木块静止时液体对容器底的压强增大还是减小了?改变了多少?
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一、选择题
1.A 解析:A
【详解】
A.由于小球在丙中悬浮,故
丙 物
在乙容器中漂浮,故
乙 物> 在甲中下沉,故
甲 物< 三种液体密度关系
甲 乙 丙< <
故 A 选项正确;
B.静止时三个容器的液面恰好相平,即深度 h 相等,由于乙液体的密度最大,甲液体的密度最小,根据 P ρgh 可知,乙容器底受到的液体压强最大,甲容器底受到的液体压强最小,B 错误;
C.开始时
甲 乙 丙V V V
放入小球后,甲、丙溢出相同体积的液体,则剩余液体体积
V V 甲 丙
由于 甲 丙<
,故
m m甲 丙<
重力
G G甲 丙<
乙液体溢出的最少,故剩余液体体积 V 乙 最大,又因为 ρ 乙
最大,所以乙的质量最大、重力最大
G G G甲 丙 乙< <
容器相同,则容器重力相等,三个完全相同的小球,则小球的重力相等,容器对水平桌面的压力等于容器、容器内的液体和物体的重力之和,根据FPS
得
P P P乙 丙 甲> >
C 选项错误;
D.由图知,小球在丙容器中悬浮,在乙容器中漂浮,所以小球所受的浮力与自身的重力相等;在甲中下沉,浮力小于其重力,故小球受到的浮力大小关系是
F F F 乙 丙 甲>
D 选项错误。
故选择 A。
2.B 解析:B
【详解】
A.通常情况下水的密度约为 1 g/cm 3 ,空气的密度为 1.29kg/m³远小于水的密度,故 A 项不符合实际;
B.一本物理教科书的质量约为 250g 合 2.510 5
mg,故 B 项符合实际;
C.一位初中生的质量约为 50kg,人体密度与水的密度相当,所以人的体积约为
33 350kg= 0.05m1.0 10 kg mmV 则,游泳时排开水的体积约为 0.05m 3 ,故 C 项不符合实际;
D.人行走在水平地面上,只有一只脚与地面接触,中学生平均体重约为 500N,两脚的总面积约为 0.03m 2 ,人对地面压强约为
42500N2 10 Pa10.05m2FpS 故 D 项不符合实际。
故选 B。
3.B 解析:B
【详解】
液体内部压强与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大;液体内部压强的大小转换成U 型管内面高度差来判断,液面高度差越大,表示液体内部压强越大。由此可得
1 12 2p hp h 由液体内部压强公式 p gh 可得
3 33 321.2 10 ? kg/m10 ? kg/m36cm 6cm=8ghgh h 0. 解得
2h =20cm
故选 B。
4.C 解析:C
【详解】
A.两种液体质量相等,容器质量也是相等的,所以对桌面的压力是相等的,根据FPS可知,由于容器是相同容器,底面积相等,所以容器底部对桌面的压强相等,故 A 错误;
B.a、b 两点深度相同,根据 P ρgh 可知,液体密度不同,所以压强不相等,故 B 错误;
CD.两中液体质量相等,又是直柱型容器,故压力等于液体的重力,所以两个容器底部受到的压力相等,根据FPS 可知,压强也是相等的,故 C 正确,D 错误。
故选 C。
5.A 解析:A
【详解】
由图可知甲乙两容器底部所处的深度 h 相同,且甲容器中液体对容器底部的压强比乙容器中液体对容器底部压强大,根据公式 p gh 可得,甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度,又因甲乙两种液体的体积相等,根据公式 m V 得,甲容器中液体的质量大于乙容器中液体的体积,则甲容器中液体的重力大于乙容器中液体的重力,故甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,两个容器相同,说明容器和桌面的接触面积相同,根
据公式FpS 可得,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强。
故选 A。
6.C 解析:C
【详解】
由题知
m 甲 =m 乙
根据重力大小公式 G=mg 得
G 甲 =G 乙
由图可知
h 甲 >h 乙 ,V 甲 >V 乙
由密度公式mV 得
ρ 甲 <ρ 乙
由于是柱形容器,有 V=hS,根据液体压强公式 p=ρgh、压强定义式FpS 和密度公式mV 可得,液体对容器底面压力为
F=pS=ρghS=ρVg=mg=G
则液体对容器底部的压强为
p=GS 又根据 S A >S B ,得
p 甲 < p 乙
A.分别向 A、B 容器中倒入相同质量的甲、乙液体后,有
m 甲 ’=m 甲 +Δm,m 乙 ’=m 乙 +Δm
根据 m 甲 =m 乙 得
m 甲 ’=m 乙 ’
则可得出
p 甲 ′<p 乙 ′
故 A 错误;
B.分别从 A、B 容器中抽出相同体积的甲、乙液体后,
m 甲 ’=m 甲 -ΔVρ 甲 ,m 乙 ’=m 乙 -ΔVρ 乙
根据 m 甲 =m 乙 ,ρ 甲 <ρ 乙 得
m 甲 ’>m 乙 ’
则
G 甲 ’>G 乙 ’
故无法得出 p 甲 ′与 p 乙 ′的确定关系,故 B 错误;
C.分别向 A、B 容器中倒入相同高度的甲、乙液体后,
m 甲 ′=m 甲 +ρ 甲 ΔhS 甲 ,m 乙 ′=m 乙 +ρ 乙 ΔhS 乙
故
G 甲 ′=G 甲 +ρ 甲 gΔhS 甲 ,G 乙 ′=G 乙 +ρ 乙 gΔhS 乙
则
p 甲 ′=p 甲 +ρ 甲 gΔh,p 乙 ′=p 乙 +ρ 乙 gΔh
根据 p 甲 <p 乙 ,ρ 甲 <ρ 乙 得
p 甲 +ρ 甲 gΔh<p 乙 +ρ 乙 gΔh
即
p 甲 ′<p 乙 ′
故 C 正确;
D.分别从 A、B 容器中抽出相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强
m 甲 ′=m 甲 -ρ 甲 ΔhS 甲 ,m 乙 ′=m 乙 -ρ 乙 ΔhS 乙
故
G 甲 ′=G 甲 -ρ 甲 gΔhS 甲 ,G 乙 ′=G 乙 -ρ 乙 gΔhS 乙
则
p 甲 ′=p 甲 -ρ 甲 gΔh,p 乙 ′=p 乙 -ρ 乙 gΔh
故无法得出 p 甲 ′与 p 乙 ′的确定关系,故 D 错误。
故选 C。
7.C 解析:C
【详解】
因为水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,所以,物体 B 对 A 的压强
B BB2B B B3N F GpS S L 物体 A 对桌面的压强
A A BA2 2A B A A24N 3N 27 F G G NpS S L L 因为物体 B 对 A 的压强与此时物体 A 对桌面的压强相等,即 p A
=p B ,所以,由以上两式解得
AB31LL 又因为实心正方体的重力
3= G mg Vg L g
所以,物体 A 与物体 B 的密度之比
A33 3A A A B3BB B A3B24N 1 83N 3 27GL g G LGG LL g 故选 C。
8.B 解析:B
【详解】
A.手指从上、下两开口处同时移开后,a 端水的压强等于大气压,管内外的压强差为零,水不会从 a 端流出,故 A 不符合题意;
BCD.而 b 端水的压强等于大气压加上 C 形管中高出 b 端所在水平面以上水柱所产生的压强,所以 b 端水的压强大于大气,b 端管内外存在压强,水从压强大的地方流向压强小的地方,所以 C 内的水会从 b 端流出,故 B 符合题意,C 不符合题意,D不符合题意。
故选 B。
9.B 解析:B
【解析】
【详解】
AB.质量是物体本身的一种属性,不随位置、状态、形状、温度的改变而改变;气体的质量一定时,体积越大,密度越小;故 A 错误,B 正确;
CD.抽走真空罩中的气体,玻璃罩内气体压强逐渐减小,小于气球内的气压,所以气球变大。故 CD 错误。
10.C 解析:C
【解析】
【分析】
(1)根据图象求出甲、乙两物质的密度,根据密度公式求出质量相等时两者的体积之比,进一步根据体积公式求出边长之比、底面积之比;
(2)根据压强公式求出两物体对水平地面的压强之比。
【详解】
由图可知,当 m 甲 =12g 时 V 甲 =2cm 3 ,当 m 乙 =3g时 V 乙 =4cm 3 ,
甲的密度为:3312g6g/cm2cmmV 甲甲甲,
当 m 乙 =3g 时 V 乙 =4cm 3 ,
乙的密度为:333g0.75g/cm4cmmV 乙乙乙,
密度之比为:336g/cm 8 0.75g/cm 1 甲乙;
质量相等的 A、B 两个实心正方体的体积之比:
1 8ABmVmV 甲 乙甲乙,
根据 V=L 3 得,两正方体的边长之比:1 2ABLL,
两正方体的底面积之比:221 4A AB BS LS L ,
两物体对水平地面的压强之比:41AA A A BBB AB BF mgp S S SF mgp SS S 。
故选:C。
二、填空题
11.不变
变大
40N
2.4×105N
3.6×106J
6×104W
【解析】
【详解】
第一空.下潜过程中排开液体体积不变,由可知受到的浮力大小不变; 解析:不变
变大
40N
2.4×10 5 N
324m
3.6×10 6 J
6×10 4 W
【解析】
【详解】
第一空.下潜过程中排开液体体积不变,由 F ρ V g 浮 液 排可知受到的浮力大小不变;
第二空.下潜过程中深度不断增加,由液体压强公式 p gh 可知,压强增大;
第三空.水面下 40m处受到的压强为:
3 3 5=10 kg/m ?10N/kg? 40m=4? 10 Pa p gh
压力为:
5 -4 24? 10 Pa?10 m =40N F ps
;
第四空.因为漂浮,所以浮力等于重力为:
3 524?10 kg?10N/kg=2.4?10 N F G mg 浮 ;
第五空.排开海水的体积约为:
533 32.4?10 N= 24m0 kg/m ? 10N/kgFV =g 浮排液 ;
第六空.有用功为:
5 624? 10 N? 0.2m/s?60s=2.88?10 J W Gh Gvt 有
因为WW 有总则
总功为:
662.88?10 J= = = 3.6? 10 J80% 80%WW有总;
第七空.起吊装置的功率为:
643.6? 10 J= = 6? 10 W60sWPt
。
12.B
①
见详解
③
见详解
【解析】
【详解】
已知 A、B 两个正方体质量相等的放在水平面上;由于正方体对地面的压力等于自身的重力,则 A、B 两个正方体对地面的压力相等; 解析:B
①
见详解
③
见详解
【解析】
【详解】
已知 A、B 两个正方体质量相等的放在水平面上;由于正方体对地面的压力等于自身的重力,则 A、B 两个正方体对地面的压力相等;已知 A 的边长比 B 大,则 A、B 的底面积 S A >S B ;
根据FpS
可知:A、B 两个正方体对地面的压强A Bp p < ;
①.两个正方体均水平打孔时;A 小孔的重力为AASG GS孔,B 小孔的重力为BBSG GS孔,则 G A ′ <G B ′ ,由于剩余部分对水平面压力 F ′ =G-G ′ ,则 F A ′ >F B ′ ;由于 A、B 的底面积不变,S A >S B ;则根据FpS 可知,剩余部分对水平面压强Ap 可能会与Bp 相等,故两个正方体均水平打孔可行;
②柱状体对水平面产生的压强 p gh ,当竖直打孔时,由于物体仍是柱状体且高度不变,则根据 p gh 可知剩余部分对水平面压强不变,所以,两个正方体均竖直打孔时剩余部分对水平面压强仍是A Bp p < ,故两个正方体均竖直打孔不可行;
③A 竖直打孔,A 剩余部分对水平面压强不变;B 水平打孔,由于重力减小,底面积不变,根据FpS 可知 B 剩余部分对水平面压强Bp 减小,则剩余部分对水平面压强可以达到相等,故 A 竖直打孔 B 水平打孔可行;
④ A 水平打孔,由于重力减小,底面积不变,根据FpS 可知 A 剩余部分对水平面压强
Ap 减小,B 竖直打孔,B 剩余部分对水平面压强不变;则剩余部分对水平面压强A Bp p < ;故 A 水平打孔、B 竖直打孔不可行;
故 ACD 错误,B 正确。
第一空.B
第二空.①
第三空.见详解
第四空.③
第五空.见详解
13.1200
【解析】
【详解】
第一空.M 的体积 V=(0.1m)3=1×10-3m3, 当 M 浸没时受到的浮力 F 浮=ρ 液 gV 排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N; 解析:1200
【解析】
【详解】
第一空.M 的体积 V=(0.1m)
3 =1×10 -3 m 3 ,
当 M 浸没时受到的浮力
F 浮 =ρ 液 gV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×1×10 -3 m 3 =10N;
第二空.M 的底面积 S M =(10cm)
2 =100cm 2 ,
由图乙可知,水加到 A 位置开始,弹力减小,说明物体受到浮力,A 位置是物体的下表面,
当水加到 1700cm 3 时,弹力为零,说明浮力等于重力,设弹簧从 A 位置到弹力为零(弹簧为自然伸长状态)时,弹簧上升的高度为 Δh,A 位置到弹力为零,加入水的体积
V 1 =1700cm 3 -800cm 3 =900cm 3 ,
S 容 Δh+ S M Δh= V 1 ,
200cm 2 ×Δh+100cm 2 Δh=900cm 3 ,
Δh=3cm,
弹力 F 1 =3cm1cm/N=3N,
说明弹力变化了 3N,A位置之前物体受到的弹力是 3N,此时弹力和重力相等,即G=F 1 =3N,
当水加到 1700cm 3 时,物体受到的浮力
F 浮 1 = G=3N,
排开水的体积
V 排 1 =13 33N1 10 kg/m 10N/kgFg 浮水=3×10 -4 m 3 =300cm 3 ,
水面到物体下表面的距离
h 1 =312M300cm=100cmVS排=3cm,
由图乙可知,弹簧在 A、B 位置的弹力相同,B 位置的弹力为 F 2 =3N,B 位置时弹簧处于拉伸状态,弹力为零到 B 位置弹簧的形变量 Δh 1 =3cm,B 位置物体受到浮力
F 浮 2 =F 2 +G=3N+3N=6N,
排开水的体积
V 排 2 =23 36N1 10 kg/m 10N/kgFg 浮水=6×10 -4 m 3 =600cm 3 ,
水面到物体下表面的距离
h 2 =322M600cm=100cmVS排=6cm,
水面到 A 位置的距离
h= h 2 +Δh+Δh 1 =6cm+3cm+3cm=12cm,
容器底部受到水的压强变化量
p=ρgh=1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×0.12m=1200Pa。
14.<
<
【详解】
[1]切去之后甲、乙对地面的压力相等,则剩余部分的重力相等、质量也相等;由于甲、乙剩余部分的高度均为 h,且 S 甲>S 乙,所以 V 甲剩>V 乙剩 由可知 ρ 甲<ρ 乙 由图可 解析:<
<
【详解】
[1]切去之后甲、乙对地面的压力相等,则剩余部分的重力相等、质量也相等;由于甲、乙剩余部分的高度均为 h,且 S 甲 >S 乙 ,所以
V 甲剩 >V 乙剩
由mV 剩剩可知
ρ 甲 <ρ 乙
由图可知,原来两柱体的高度关系为
h 甲 <h 乙
由柱体压强公式 p=ρgh 可知,原来的压强关系为
p 甲 <p 乙
[2]由图可知,甲切去的体积更小,且甲的密度更小,所以可知
G 甲切 <G 乙切
而原来的重力=剩余部分的重力+切去部分的重力,所以可知
G 甲 <G 乙
即
F 甲 <F 乙
15.80
【详解】
[1]从图中可以看到,当桶装满水时,水的高度只是 0.2m,根据可知,当桶装满水时,桶底受到水的压强
桶底受到水的压强是 2000Pa。
[2]桶底受到水的压力
桶底受到水的 解析:80
【详解】
[1]从图中可以看到,当桶装满水时,水的高度只是 0.2m,根据 p gh 可知,当桶装满水时,桶底受到水的压强
3 31.0 10 kg/m 10N/kg 0.2m 2000Pa p gh
桶底受到水的压强是 2000Pa。
[2]桶底受到水的压力
-2 22000Pa 4 10 m 80N F pS
桶底受到水的压力是 80N。
16.变大
变小
【分析】
本题主要考察固体压强和液体压强的比较。第一空运用固体压强公式可以得出结论,第二空需要首先对液体压力和液体重力进行比较,再得出结果。
【详解】
[1]瓶对桌面的压强 解析:变大
变小
【分析】
本题主要考察固体压强和液体压强的比较。第一空运用固体压强公式可以得出结论,第二空需要首先对液体压力和液体重力进行比较,再得出结果。
【详解】
[1]瓶对桌面的压强属于固体压强,由于两种情况下压力都与总重力相等,而受力面积变
小,根据公式FpS 可知,压强变大。
[2]a 图中,水对瓶底的压力等于液体的重力,而在 b 图中,水对瓶底的压力小于液体的重力。因此水对瓶底的压力变小。
17.=
>
【详解】
[1]由于两种液体质量相同,得:
; 已知液面高度相同:
, 由液体压强公式得:
两容器底部所受液体的压强关系是 ; 又两个容器底面积相同,由得液体对容器底部的压力 解析:=
>
【详解】
[1]由于两种液体质量相同,得:
A B ;
已知液面高度相同:
A Bh h ,
由液体压强公式 p gh 得:
两容器底部所受液体的压强关系是
A Bp p ;
又两个容器底面积相同,由 F pS 得液体对容器底部的压力
A BF F ;
[2]两个容器底面积相同,形状不同,在液面等高的情况下,两个容器内液体的体积关系为:
A BV V > ;
由 m V 得两个容器的质量以及所装液体的质量
A Bm m > ;
所以两个容器对桌面的压力
" "A BF F > ,
又已知容器底面积相等,由FpS 得:两个容器对桌面的压强关系是
" "A Bp p > .
18.变小
变大
【解析】
【详解】
设如图放置时的底面积为 S 大,倒置过来后的底面积为 S 小,第一次水对容器底的压力:,即水对容器底的压力是以 S 大为底面积,h 为高的这部分液柱所产生的压力,由图 解析:变小
变大
【解析】
【详解】
设如图放置时的底面积为 S 大 ,倒置过来后的底面积为 S 小 ,第一次水对容器底的压力:F pS ghS 大 ,即水对容器底的压力是以 S 大 为底面积,h 为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
第二次水对容器底的压力:
F p S ghS 小 小 ,即水对容器底的压力是以 S 小 为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况,水对容器底部的压力将会变小。
倒置前后容器对桌面的压力等于液体和容器的总重力,因总重力不变,故对桌面的压力不变,而倒置后接触面积减小,根据FpS 可知,对水平桌面的压强将变大。
19.<.
> 【解析】如图倒放时,瓶口部分变细,所以水的深度大,根据,深度大,压强大,所以; 压力为垂直作用在表面上的力,如图 A,瓶下半部分,粗细均匀,所以水的重力全部作用在底面上,即压力等于水的 解析:
<.
>
【解析】如图倒放时,瓶口部分变细,所以水的深度大,根据 P gh ,深度大,压强大,所以A Bp p ;
压力为垂直作用在表面上的力,如图 A,瓶下半部分,粗细均匀,所以水的重力全部作用在底面上,即压力等于水的重;
如图 B,倒放时,瓶盖面积小,水的重力部分作用在瓶盖上,即以瓶盖为底面的圆柱体的
水的重为瓶盖受到的压力,所以A BF F 。
答案:(1). <.
(2). >
点睛:判断压力时,重点理解倒放时,瓶盖受到的压力小于水的重,因为有一部分水的重作用于变形的瓶壁,所以压力小重力。
20.8∶1 【解析】(1)由图可知,当 V 甲=1cm3 时,m 甲=8g;当 m 乙=4g 时,V 乙=4cm3,则
∴
(2)∵圆柱体对水平地面的压强 ∴等高的实心圆柱体 A、B 对水平地面的压强之比:
故答案 解析:8∶1
【解析】(1)由图可知,当 V 甲 =1cm 3 时,m 甲 =8g;当 m 乙 =4g 时,V 乙 =4cm 3 ,则
3 33 38 48 / 1 /1 4m m g gg cm g cmV cm V cm 甲 乙甲 乙甲 乙, ,
∴338 / 81 / 1g cmg cm 甲乙,
(2)∵圆柱体对水平地面的压强F G mg Vg Sghp ghS S S S S ,
∴等高的实心圆柱体 A、B 对水平地面的压强之比:
81A AB Bp ghp gh 甲乙 故答案为:8∶1
【点睛】本题考查了密度公式和压强公式的应用,关键是根据图象得出两物质的密度之比和推出规则形状物体如正方体、长方体、圆柱体对水平地面压强的表达式 p=ρgh 的应用。
三、实验题
21.活塞
运动
二力平衡
偏小
将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口
减小摩擦
活塞自身重力
C
FLV
【详解】
(1)[1]测量中,活塞是将针筒的内外分开的,活塞受到大气压的作用,所以分析研究的是大气对活塞的压力;
[2]当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,活塞相对地面的位置不变,所以处于静止状态;
[3]若不考虑其它因素,活塞受到大气压产生的压力与弹簧测力计的拉力作用,根据二力平衡的知识,活塞在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等.
(2)[4]实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,即注射器中留存少量的空气,这部分空气要产生一定的压力,这个压力与测力计的拉力之和等于大气压的压力,所以这将会使测量结果偏小;
[5]联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽.方法是:将注射器内抽满水,然后推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,这样注射器中不会留存空气.
(3)[6]测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好,不容易漏气;二是润滑油油膜光滑,相当于减小了接触面的粗糙程度,所以可以减小摩擦力;
[7]实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以避免重力的影响,即减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的精确程度.
(4)[8]若同学们用图乙中 B 注射器在测量时,弹簧测力计被拉到 5N,活塞仍没有滑动,说明大气压力大于测力计的量程,所以要使实验正常进行,应减小大气压力的作用,根据F pS 知,在大气压强不变的情况下,减小受力面积,可以减小压力,所以可改用图乙中直径较小的 C 注射器;
[9]大气压强表达式的求解:测力计的拉力即压力为 F;注射器为圆柱形,针筒上有刻度部分的容积为 V,针筒上有刻度部分的长度 L,所以其横截面积可表示为:VSL ;
所以大气压的值可表示为:
F F FLpVS VL .
22.大于
变小
温度
【详解】
(1)[1]从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为 h,那么瓶内的气压等于瓶外的气压与 h 高度的水压强之和,即
p p p 水 外 内 可知瓶内气压大于瓶外大气压。
(2)[2]水柱高度 h 变高,说明水p变大,而 p 内 大小不变,那么 p 外 变小,即外界大气压变小。
(3)[3]上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响;因为热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化,影响实验结果,所以上楼的过程中,应保持瓶中水温度不变。
23.同种液体产生的压强跟深度成正比
6.0×10 3
1.2×10 3
0.48 牛
【解析】
根据所得数据可知,液体压强深度的增加而增大,且在一种液体中时,压强与深度成正比.
(1)根据压强与深度成正比可得:
354.8 10 Pa0.4m 0.5mp ,
解得第 5 次圆柱体在下表面处对液体产生的压强为:356.0 10 Pa p
实心圆柱体的质量为:0.6N0.06kg10N/kgGmg 实心圆柱体的密度为:
3 3-4 30.06kg1.2 10 kg/m0.5? l0 mmV
(2)根据称重法测浮力的原理,当弹簧秤的示数为 0.12 牛时,圆柱体受到的浮力为:
0.6N 0.12N 0.48N F G F 浮 24.温度
质量
增大
降低
高于
山顶上气压低于标准大气压
【解析】
A、向瓶内吹气时,瓶内气体质量增加,水在吸管中升高,说明压强增大,所以说明气体体积一定时,压强与质量有关.
B、充足气的轮胎,在太阳下暴晒,轮胎可能会爆裂,说明气体体积一定时,压强与温度有关.
(1)因为气体体积一定时,气体质量越大,压强越大,所以从细管上端往烧瓶里吹气时,瓶内气体压强增大,水柱会上升.
(2)因为气体体积一定时,温度越低,压强越小,所以用一块浸过酒精的纱布覆盖在烧瓶外部,酒精蒸发吸热,温度降低,则瓶内压强减小,所以过一会儿水柱高度将降低.
(3)把实验(1)中的烧瓶拿到山顶上,因为气压随海拔的升高而减小,所以瓶内压强大于瓶外压强,水柱会上升,即管内水柱将高于 a 处位置.
答案:
(1). 温度
(2). 质量
(3). 增大
(4). 降低
(5). 高于
(6). 山顶上气压低于标准大气压
25.V/L
FL/V
注射器中空气未排尽
【解析】
(1)③注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出空积 V,得出活塞的面积 S
VL ;④将测量结果代入压强公式得:p FF FLVS L V , (2)实验测出的大气压值比大气压强的实际值偏小,产生原因如:注射器内的空气无法排尽、活塞与注射器壁间存在摩擦.
点睛:本实验的原理是,先排出注射器内的空气,再向外拉活塞,由于外界大气压的作用,要拉动活塞需要很大的力,这个力的大小为 F=P 大气 S,故测出活塞横截面积 S 和拉动时的拉力 F,就可根据 P 大气 =FS,求出大气压强的值.
四、作图题
26.见解析所示
【解析】一物体以某一速度从光滑水平面中冲上粗糙斜面,会受到斜面的摩擦力,方向沿斜面向下,还会受到垂直于斜面向上的支持力,同时任何物体都受到重力的作用,方向竖直向下,所以物体受到三个力,作用点都画在物体的重心,如图:
27.
【解析】
试题分析:小球所受重力的作用点在小球的球心,方向竖直向下;压力的作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下.分别过重力的作用点和压力的作用点表示出重力 G 和压力 F 的方向. 如下图所示:
.
28. 【详解】
过木块重心画带箭头的线段,方向竖直向下,符号为 G,在斜面上选取木块与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为 F,如图所示:
五、计算题
29.(1)1.2×10 3 Pa;(2)4.8N;(3) 2500Pa
【详解】
(1)茶壶内水的深度
h=12cm=0.12m
水对壶底的压强
p 水 =ρ 水 gh=1.0×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×0.12m=1.2×10 3 Pa
(2)由FpS 可得水对茶壶底部的压力
F 1 =P 1 S=1200Pa×40×10 -4 m 2 =4.8N
(3)茶壶的重力
G 壶 =m 壶 g=400×10 -3 kg×10N/kg=4N
水的重力
G 水 =m 水 g=0.6kg×10N/kg=6N
茶壶对水平桌面的压力
F=G 水 +G 壶 =6N+4N=10N
壶底面积
S=40cm 2 =40×10 -4 m 2 =4×10 -3 m 2
茶壶对水平桌面的压强
3 210N2500Pa4 10 mFpS 答:(1)水对茶壶底部的压强是 1.2×10 3 Pa;
(2)水对茶壶底部的压力是 4.8N;
(3)茶壶对水平桌面的压强是 2500Pa 。
30.①8100 Pa;②10125 Pa
【详解】
(1)因为质地均匀的柱状物体对地面的压强为
p=FS=GS=mgS=VgS=ShgS= gh
所以质地均匀的正方体铝块对水平桌面的压强
p= gh=2.7310 kg/3m 10N/kg 0.3m=8.1310 Pa=8100Pa
(2)如图乙所示将铝块沿 EB 方向切除后,然后将铝块倒置放在水平桌面上,倒置前后压力大小不变,因为 CE:ED=1:2,则受力面积变为原来的23,根据 p=FS可知,对桌面的压强变为原来的32,即
6750Pa32 =10125Pa
答:(1)铝块对水平桌面的压强为 8100Pa。
(2)如图乙所示将铝块沿 EB 方向切除后,然后将铝块倒置放在水平桌面上,它对桌面的压强为 10125Pa。
31.(1)1500Pa;(2)5N;(3)2300Pa。(4)减小了; 200Pa。
【解析】
【详解】
(1).水面由 15cm 上升到 20cm,即原来深度 h 1 =15cm=0.15m,后来深度为:h 2 =20cm=0.2m;未放木块前,容器底受到的水的压强为:
p=ρgh 1 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2).容器底面积为:S 容 =100cm 2 =0.01m 2 ;
木块浸没在水中后,排开水的体积为:
V 排 =S 容 (h 2 -h 1 )=0.01m 2 ×(0.1m-0.15m)=0.0005m 3 ;
木块受到的浮力为:
F 浮 =G 排 =ρ 液 gV 排 =1×10 3 kg/m 3 ×10N/kg×0.0005m 3 =5N;
(3).水的体积为:
V 水 =S 容 h 1 =0.01m 2 ×0.15m=0.0015m 3 ;
水的质量为:
m 水 =ρV 水 =1×10 3 kg/m 3 ×0.0015m 3 =1.5kg;
水的重力为:
G 水 =m 水 g=1.5kg×10N/kg=15N;
木块浸没水中后,容器对桌面的压力为:
F=G 容 +G 水 +G 木 =5N+15N+3N=23N;
容器对桌面的压强为:
p 桌 =FS 容=223N0.01m=2300Pa;
(4).剪断绳子后,木块静止,处于漂浮状态,受到的浮力为:
F 浮 ′=G 木 =3N;
木块排开的体积为:
V 排 ′=" Fg 浮水=33N1000kg/ m 10N/ kg =0.0003m 3 ;
V 露 =V 木 -V 排 ′=V 排 -V 排 ′=0.0005m 3 -0.0003m 3 =0.0002m 3 ;
由于木块漂浮,液面下降,故液体对容器底的压强变小了;水面降低的高度为:
△h=VS露容=320.0002m0.01m=0.02m;
液体对容器底压强减小值为:
△p=ρg△h=1000kg/m 3 ×10N/kg×0.02m=200Pa;
答:(1).木块未放入水中时,容器底受到的水的压强为 1500Pa;
(2).木块受到的浮力为 5N;
(3).木块浸没水中后,容器对桌面的压强为 2300Pa。
(4).剪断绳子后,木块静止时液体对容器底的压强减小了;减小了 200Pa。
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