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第八章 压强和浮力
全卷满分100分,基础卷90分,附加卷10分
一、单项选择题(下列各题的四个选项中,只有一个选项符合题意。每题2分,共30分。)
1. 压强的国际单位是( )
A. 牛顿 B. 帕斯卡 C. 托里拆利 D. 马德堡
【答案】B
【解析】
【详解】A.牛顿是力的国际单位,故A不符合题意;
B.帕斯卡是压强的国际单位,符号是“ ”,故B符合题意;
C.托里拆利是意大利科学家,用液体水银间接测出了大气压的数值,故C不符合题意;
D.马德堡实验证明了大气压的存在,马德堡不是人名,是德国的马德堡市,故D不符合题意。
故选B。
2. 如图所示的四种情景中,属于增大压强的是( )
A. 装有很多轮子的平板车 B. 装有细铁丝的切
蛋器
C. 帽很宽大的图钉 D. 装有履带的坦克
【答案】B
【解析】
【详解】A.装有很多轮子的平板车,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.装有细铁丝的切蛋器,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;
C.帽很宽大的图钉,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.装有履带的坦克,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选B。
3. 茶壶的盖上有一个小孔,其作用是( )
A. 便于观察壶内的水位 B. 便于壶内水面上方空气流动,加快茶水冷却
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学科网(北京)股份有限公司C. 让外面空气进入壶内,便于茶水倒出 D. 可以调节水温
【答案】C
【解析】
【详解】茶壶的盖上有一个小孔,在倒水时,壶内液面上方的气压和外界大气压相同,水在重力的作用下
能顺利地流出。所以茶壶的盖上有一个小孔,其作用是让外面空气进入壶内,便于茶水倒出。
故选C。
4. 如图所示,两手用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A. 两手指受到的压力相同,左边手指受到的压强大
B. 两手指受到的压力相同,右边手指受到的压强大
C. 两手指受到的压强相同,左边手指受到的压强大
D. 两手指受到的压强相同,右边手指受到的压强大
【答案】B
【解析】
【详解】铅笔处于静止状态,水平方向受到两手指的压力是一对平衡力, 所以两手指对铅笔的压力相等,
由于手指对铅笔的压力与铅笔对手指的压力是一对相互作用力,所以这两力也相等,由此可知,两手指受
到铅笔的压力相同,由于两手指受到铅笔的压力相同,右边的受力面积小,由 可知,右边手指受到
的压强较大,即右边手指的压力作用效果更明显,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5. 下列关于浮力的说法正确的是
A. 浮力的方向总是竖直向上的
B. 只有密度比水小的材料制成的物体才能漂浮在水面上
C. 飞艇在空中所受浮力一定大于重力
D. 沉底的物体一定不受浮力的作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.浮力是液体对物体的向上和向下的压力差,方向总是与物体受到的竖直向上的压力方向一致,
总是竖直向上的,故A正确;
B.当密度大的物体制成空心的,使它排开更多的水,当浮力等于重力时,它就可以浮在水面上,故B错
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学科网(北京)股份有限公司误;
C.飞艇在空中在加速上升过程中浮力大于重力,加速下降时,重力大于浮力,匀速飞行时浮力等于重力,
故C错误;
D.物体放入液体中,由于受到液体对它竖直向上的浮力小于竖直向下的重力,所以物体会沉入容器底,
所以沉底的物体也会受浮力的作用,故D错误.
6. “深海勇士”号是由我国自主研制的载人潜水器,如图所示。它在水面下执行科考任务过程中,若忽略
水的密度变化,下列说法中正确的是( )
A. 潜水器在水下上浮的过程中,它受到的浮力减小
B. 潜水器在水下下潜的过程中,它的观察窗受到水的压强变大
C. 潜水器在水下下潜的过程中,它受到的浮力变大
D. 潜水器在水下下潜的过程中,它受到的重力一定小于浮力
【答案】B
【解析】
【详解】A.潜水器在水下上浮的过程中,因为水密度不变,排开液体体积不变,由 可知,
受到的浮力不变,故A错误;
B.潜水器在水下下潜过程中,水密度不变,下潜过程中深度增大,由 可知,潜水器受到水的压
强会变大,故B正确;
C.根据 可知,潜水器在水下下潜的过程中,因为水密度不变,排开海水体积不变,所以潜
水器受到的浮力不变,故C错误;
D.由浮沉条件可知,潜水器在水下下潜的过程中,它受到的重力大于浮力,故D错误。
故选B。
7. 关于液体和气体压强及相关的应用,下列说法正确的是( )
A. 液体只对容器底部产生压强 B. 用吸管喝饮料是利用了大气压强
C. 气体中流速越大的位置,压强越大 D. 随着海拔高度的增加,水的沸点升高
【答案】B
【解析】
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学科网(北京)股份有限公司【详解】A.液体具有重力且有流动性,所以对侧壁和底部都有压强,故A错误;
B.用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使管内的气压减小,在外界大气压的作用下将
饮料压入口中,故B正确;
C.气体流速越大的地方,压强越小,故C错误;
D.高度增加,气压降低,液体的沸点是降低的,故D错误。
故选B。
8. 一个实心铜球浸没在水中受到的浮力为 ,浸没在煤油中受到的浮力为 ,比较铜球两次受到的浮力,
则有( , )( )
A. B.
C. D. 条件不足,无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】水的密度大于煤油的密度,铜球的体积不变;根据公式F =ρgV 可知,铜球在水中受到的浮力
浮 排
大于在煤油中受到的浮力,即 ,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 一艘船从东海驶入黄浦江时,船受的浮力将会( )
A. 浮力不变,船身下沉些 B. 浮力增大,船身上浮些
C. 浮力减少,船身下沉些 D. 浮力不变,船身上浮些
【答案】A
【解析】
【详解】船在东海和黄浦江均处于漂浮状态,船受到的浮力大小等于重力大小,而船重力不变,则船受到
的浮力大小不变,又因为海水密度大于江水密度,根据阿基米德原理 可知:排开江水的体积
偏大,则船身将下沉些,故A 符合题意.
10. 小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出
了液体压强随深度变化的图象如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
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学科网(北京)股份有限公司A. ρ <ρ B. ρ =ρ
甲 乙 甲 乙
C. ρ >ρ D. 条件不足,无法判定
甲 乙
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知:当甲、乙两种液体的深度相同时,甲液体的压强大于乙液体的压强,由p=ρgh可知,
ρ >ρ ,故ABD不符合题意,C符合题意。
甲 乙
故选C。
11. 如图所示是一种水翼船,船体下安装了水翼.当船在高速航行时,水面下的水翼会使船体整体抬高从
而减小水对船体的阻力.则水翼安装正确的是:( )
A. B. C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】水翼的作用是在船高速行驶时将船体抬高,要使船体太高,船体需要受到向上的力.根据飞机升
空的原理可知,若水翼也做成上凸下平的形状即可.故B正确.
12. 怡然同学把装满水的长20cm的瓶子口朝下放置浸没在水中,如图所示,将瓶子慢慢向上提起,当瓶子
有一部分已从水中提出但瓶口依然在水面下时,下列说法中正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司的
A. 瓶中 水将全部流出,瓶子变成空的
B. 瓶中的水不流出,瓶中仍充满水
C. 露出水面的那段瓶子是空的,浸在水面下的那段瓶子里有水
D. 瓶中的水流出一部分,但瓶中的水面最终仍高于外部水面
【答案】B
【解析】
【详解】在托里拆利实验中,大气压能支持约760mm水银柱的高,而水的密度远低于水银的密度,计算
可知,大气压能支持约10m高的水柱,瓶的高度不过才20cm,水的压强远小于大气压,大气压完全可以
托住它,因此,在瓶口离开水面之前,瓶底露出水面的部分将充满水,故B正确,ACD错误。
故B正确。
13. 同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图所示,甲、乙、丙、丁四种情
况中液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最小的是
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】D
【解析】
【详解】同一小球在甲、乙中漂浮,说明小球的密度小于甲、乙两液体的密度,即ρ >ρ ,ρ >ρ ;
甲 球 乙 球
小球在丙中悬浮,说明小球的密度等于液体丙的密度,即ρ =ρ ;
丙 球
小球在丁中下沉,说明小球的密度大于液体丁的密度,即ρ >ρ ;
球 丁
比较可知,丁液体的密度最小,已知四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式p=ρgh可知,丁容
器底面受到液体压强最小.
14. 把一蜡块放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量是4克;若把该蜡块放入盛满水的容器中,已知ρ
蜡
=0.9×103kg/m3,ρ =0.8×103kg/m3,则溢出水的质量是(容器足够大)( )
酒精
A. 4克 B. 4.5克 C. 5克 D. 3.6克
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学科网(北京)股份有限公司【答案】B
【解析】
【详解】蜡的密度比酒精的密度大,在酒精中下沉,完全浸没在酒精中,排开的酒精的体积就是蜡块的体
积,所以蜡块体积
V =V = =5cm3
蜡 排
蜡块的质量
m =ρ V =0.9g/cm3×5cm3=4.5g
蜡 蜡 蜡
蜡的密度比水的密度小,在水中漂浮,因此浮力等于蜡的重力,即F =G,因此排开水的质量和蜡块的质
浮
量相等,为4.5g。
故选B。
15. 如图所示,已调好的弹簧测力计下挂着重为3N的物体,物体一半浸入水中时,弹簧测力计的示数为1
N,g取10N/kg.下列说法中正确的是
A. 物体受到的浮力是1N
B. 物体的体积是2×10-4m3
C. 物体的密度是0.75×103kg/m3
D. 如果测力计不拉着物体,物体在水中会沉底
【答案】C
【解析】
【详解】A.浮力F =G-F=3N-1N=2N,故A错误;
浮
B.物体排开水的体积: ,
物体的体积:V=2V =4×10-4m3,故B错误;
排
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学科网(北京)股份有限公司C.物体的密度: ,故C正确;
D.物体的密度小于水的密度,物体在水中不会沉底,故D错误.
二、多项选择题(下列各小题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共15分,每
小题3分。每小题选项全选对的每3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
16. 关于下图所示的各种情景,下列说法正确的是( )
A. 甲图中:水坝筑成下宽、上窄的形状,因为水对坝体侧面压强随深度增加而增大
B. 乙图中:小硕推木箱但没有推动,是因为他推木箱的力小于木箱受到的摩擦力
C. 丙图中:蓄水槽中装水,打开阀门水流动时,A、B、C三支竖管中水柱的高度不同
D. 丁图中:金鱼吐出的气泡正在水中上升时,受到水的浮力逐渐变小
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,并且液体的
压强随深度增加而增大。水坝筑成下宽、上窄的形状,是考虑到水对坝体侧面有压强,故A正确;
B.人推木箱但没有推动,处于静止状态,是因为人推木箱的力等于木箱受到的摩擦力,故B错误;
C.蓄水槽中装水,当阀门打开水流动时,B竖管下部的水流速快压强小,所以水柱的高度最低,故C错
误;
D.金鱼吐出的气泡正在水中上升时,因为水对它的压强越来越小,所以气泡变大,排水体积变大,受到
水的浮力变大,故D错误。
故选A。
17. 关于图所示各种情景,下列说法中正确的是
A. 甲图:科技馆体验展品“球吸现象”,两球向中间靠拢是因为中间压强大
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学科网(北京)股份有限公司B. 乙图:三峡水利工程利用连通器的原理修筑了船闸
C. 丙图:从北京带到高原地区的食物包装变鼓是因为海拔越高,大气压强越小
D. 丁图:吸盘式挂钩是利用了大气压强的作用
【答案】BCD
【解析】
【详解】A. “球吸现象”中,两球向中间空气流速大,压强小,而两球外侧空气流速小,压强大.所以两
球的内外产生压强差使两球靠拢.故A错误.
B. 船闸的上游与闸室、闸室与下游是各构成连通器,是利用连通器原理工作的.故B正确.
C. 北京是低海拔地区,气压高,对食物包装的压力大,所以不会鼓;而高原地区因为海拔高,气压低,
食物包装内的气压大于外界大气压,所以变鼓了.故C正确.
D. 吸盘式挂钩在安装时,要用力按压将盘内空气挤出,松手后空气不能流回盘内,所以盘内气压就小于
外界大气压,即大气压将吸盘压住,从而增大吸盘与墙壁的摩擦力使得吸盘不会掉下.是利用了大气压.
故D正确.
18. 如图所示属于连通器的是( )
A. 活塞式抽水机的缸筒和活塞
B. 锅炉和外面的水位计
C. 排水管的U 形回水弯
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学科网(北京)股份有限公司D. 微小压强计的U 形玻璃管
【答案】BC
【解析】
【详解】A.活塞式抽水机是利用大气压工作的,它的缸筒和活塞不符合连通器的结构特点,故A不符合
题意;
BC.锅炉和外面的水位计下、排水管的U形回水弯的结构都符合上端开口、下端连通的特点,是利用连
通器的原理工作的,故BC符合题意;
D.微小压强计的U形管只有一端是开口的,不符合连通器的结构特点,不是利用连通器的原理工作的,
故D不符合题意。
故选BC。
19. 小翰同学将平底柱形烧杯中盛上水,在水中放入一个鸡蛋,静止时如图甲所示;在水中慢慢加入食盐
使其溶解,鸡蛋静止时如图乙所示;继续加入食盐,鸡蛋静止时如图丙所示。则关于小翰同学所做实验,
下列判断正确的是( )
A. 三幅图中,鸡蛋受到的浮力相等 B. 甲图中鸡蛋受到的浮力最小
C. 乙图中杯底受到液体压强最大 D. 丙图中杯底对桌面的压强最大
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据浮沉条件可知,图甲: ,图乙: ,图丙: ,则
。三幅图中,鸡蛋受到的浮力不相等,且甲图中鸡蛋受到的浮力最小,故A错误,B
正确;
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学科网(北京)股份有限公司C.根据浮沉条件可知
ρ <ρ
甲 鸡蛋
ρ =ρ
乙 鸡蛋
ρ >ρ
丙 鸡蛋
所以
ρ <ρ <ρ
甲 乙 丙
由于甲乙的液面深度相同,根据p=ρgh可知
p <p
甲 乙
图乙和图丙中;烧杯底部受到的压力等于杯子内盐水和鸡蛋的重力之和,丙的水中比乙的水中多加了盐,
所以
F <F
乙 丙
由于是同一个烧杯,所以底面积相同,根据 可知
p <p
乙 丙
所以盐水对杯底的压强大小关系是
p <p <p
甲 乙 丙
故C错误。
D.由题可知,杯底对桌面的等于水的重力、鸡蛋的重力、加入盐的重力和杯子的总重力之和,水的重力、
鸡蛋的重力和杯子的重力不变,图丙中加入的盐的质量最多,所以图丙种盐的重力最大,所以图丙中杯底
对桌面的压力最大,由 可知,杯底的面积一定,所以丙图中杯底对桌面的压强最大,故D正确。
故选BD。
20. 小鹿同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝,制作简易密度计A,如图甲所示。将A依次放入一系
列密度已知的液体中,每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时,在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及
相应密度值 ,并测量木棒浸入液体的深度h,再利用收集的数据画出 图像,如图乙中图线①所示。
小妍同学继续选用了与A完全相同的木棒,并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B。将B同样依次放
入一系列密度已知的液体中进行实验,得到图乙中图线②。她们进一步研究发现对同一密度计浸入液体的
深度h和对应密度 的乘积不变。铜丝的体积可以忽略,下列说法正确的是( )
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学科网(北京)股份有限公司A. 上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时,浸入的深度h越大,受到的浮力越大
B. 密度计B上越靠近铜丝的位置,其刻度线对应的密度值越大
C. 密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量
D. 若图乙中 ,则密度计A上 与 刻度线间距小于 与 刻度线间距
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.密度计A的重力不变,不同的液体中,处于竖直漂浮状态,浮力等于重力,重力不变,浮力
不变,故A错误;
B.对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度 的乘积不变,密度计B上越靠近铜丝的位置,浸入液体
的深度越小,对应密度越大,故B正确;
C.由图乙可知,密度计浸入液体深度相同,密度计B对应的密度较大,根据 可知,V 相同,
排
密度计B受到的浮力较大,由漂浮条件可知密度计B的重力较大,由G=mg可知密度计B的质量较大,故
C正确;
D.如图所示:
密度计A上三个密度和对应的深度的乘积相等,即
,
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学科网(北京)股份有限公司与 刻度线的间距
①
与 刻度线的间距
因为
所以
②
比较①②,由于
,
所以
即密度计A上 与 刻度线的间距小于 与 刻度线的间距,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(26题5分,其余每空2分,共33分)
21. 下表是小崔同学做“研究液体的压强”实验的部分数据记录:
(1)实验次数1、4、5说明:水的压强随_________增加而增大;
(2)实验次数1、2、3说明:在同一深度,水向各个方向的压强_________。
水
实验次数 深度(cm) 橡皮膜方向
压强计左右液面高度差(cm)
1 3 朝上 2.6
2 3 朝下 2.6
3 3 朝侧面 2.6
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学科网(北京)股份有限公司4 6 朝上 5.4
5 9 朝上 8.2
【答案】 ①. 液体深度 ②. 相同
【解析】
【详解】(1)[1]1、4、5实验中,在同种液体中,橡皮膜方向相同,只是深度不同,压强计液面差不同,
说明液体内部压强随深度增加而变大。
(2)[2]1、2、3中同种液体,相同深度,橡皮膜的方向不同,压强计液面差相同,说明在同种液体中,相
同深度向各个方向的压强相等。
22. 小铭同学在探究液体压强与液体密度的关系时,他向水平桌面上的两个相同容器中装入甲、乙两种液
体,调节微小压强计使U形管的两液面_________。然后他将压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的
_________(选填“相同”或“不同”)深度处,观察U形管中两次液面的高度差,如图所示。由此可知,
液体压强与液体密度_________(选填“有关”或“无关”);若要使两U形管中液面的高度差相同,则
需要进行的操作是将乙中的探头向_________移动(选填“上”或“下”)。
【答案】 ①. 相平 ②. 相同 ③. 有关 ④. 上
【解析】
【详解】[1]实验中使用转换法,利用U形管两液面高度差反映液体压强的大小,利用微小压强计研究液体
内部压强,实验前应将U形管两液面调到相平。
[2][3]要探究液体压强与液体的密度有关,需改变液体的密度,控制探头所处的深度相同;而U形管中液
面的高度差却不同,其中甲的高度差小于乙的高度差,说明乙中的压强更大,因此可知液体压强与液体密
度有关。
[4]由 可知乙液体的密度更大,若要想两U形管中液面的高度差相同,可以减小乙的压强,所以,
需要进行的操作是:让微小压强计的探头在乙中的深度变小,即将乙中的探头向上移动。
23. 探究气体压强与流速关系的实验装置如图甲所示,其中两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左
端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。小汤用电吹风机向玻璃管中吹风,风速为 时,U形管内水面高
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学科网(北京)股份有限公司度差如图乙所示;改变风速为 后,U形管内水面高度差如图丙所示。比较乙、丙两图中U形管内水面高
度差,可知风速大小 _________ 。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】大于
【解析】
【详解】用电吹风机向玻璃管中吹风,U形管左侧上方的空气流速增大,压强减小,U形管右侧的压强不
变,液体在压强差作用下,向左移动,U形管左侧上方的空气流动速度越大,压强越小,U形管中液体向
左移动越大,液面差越大。因此乙中U形管左侧压强较小,风速较大,即 。
24. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:可能与物体的密度有关;
C:可能与物体的体积有关;
D:可能与物体浸在液体中的体积有关;
E:可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验。
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想___________是正确的;分析比较实验④⑤,
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学科网(北京)股份有限公司可以验证猜想___________是错误的(选填“A、B、C、D、E”)。
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想___________是错误的(选填“A、B、C、D、E”)。
(3)分析比较实验__________可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是:___________________。
【答案】 ①. D ②. A ③. B ④. ⑥⑦ ⑤. 控制变量法
【解析】
【详解】(1)[1]在实验③④中,都是浸没在水中,液体密度相同,但排开水的体积不同, ,计
算浮力可知
说明物体受到的浮力与排开液体的体积有关,即猜想D是正确的;
[2]在实验④⑤中,液体的密度相同,排开液体的体积相同,但物体浸没在液体中的深度不同,此时,弹簧
测力计的示数相同都是1.0N,计算可知
说明物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,即猜想A是错误的;
(2)[3]在实验①⑤中,铁块完全浸没在水中,计算可知, ,在实验②⑥中,铜块完全浸没在水
中,计算可知, ,比较可知,铁块和铜块排开水的体积相同,液体的密度相同,受到的浮力
相同,说明物体受到的浮力与物体的密度无关,即猜想B错误;
(3)[4]研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,浸没在不同液体中;实验
②⑥⑦中,铜块排开液体的体积相同,浸没在不同的液体(水、盐水)中,弹簧测力计的示数不同,即浮
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学科网(北京)股份有限公司力不同,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)[5]当研究一个物理量同时与多个因素有关时,则采用控制变量法,把多因素的问题变成多个单因素的问
题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,
分别加以研究,最后再综合解决。
的
25. 如图是小悠同学利用量筒和水(密度 )测量橡皮泥密度 实验,请完成填空。
(1)在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值 ;
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心的放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值 ;
(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值 ;
(4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式 _________;(结果用字母表示)
(5)请你帮助小悠同学画出此测量实验的数据记录表_________。
【答案】 ①. ②. 见解析
【解析】
【详解】(4)[1]把橡皮泥捏成碗状,小心的放入量筒使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值 ,
则橡皮泥排开水的体积为
受到的浮力为
再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值 ,则橡皮泥的体积为
橡皮泥的重力为
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学科网(北京)股份有限公司橡皮泥漂浮时,受到的浮力等于自身重力,即
则橡皮泥的密度为
(5)[2]实验的数据记录表如下所示:
橡皮泥
量筒中水 橡皮泥漂浮时 橡皮泥沉底时 橡皮泥漂浮时排 橡皮泥
的体积
的体积 水的体积 / 水的体积 / 开水的体积 的密度
/
/cm3 cm3 cm3
/cm3
cm3
26. 小梓同学猜想“浸没在水中的固体所受的浮力大小可能跟固体的形状有关”,现有体积相同、形状不
同、重力均为G的物体A和B(密度大于水),一个已调零的弹簧测力计,符合要求的烧杯和水,请据此
设计实验证明小梓同学的猜想是错误的。要求写出实验操作,以及判断的依据。
【答案】见解析
【解析】
【详解】实验步骤:
①用细线将物体A悬挂在弹簧测力计下,测出A的重力G ;
A
②将物体A浸没在水中,读出弹簧测力计的示数
③将物体A浸没在水中,改变形状,读出弹簧测力计的示数F ;
A2
④将物体B用细线悬挂在弹簧测力计下,测出B的重力G ;
B
⑤将物体B浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F ;
B1
⑥将物体B浸没在水中,改变形状,读出弹簧测力计的示数F ;
B2
判断依据:若
则浸没在水中的固体所受的浮力大小跟固体的形状无关,小梓同学的猜想是错误的。
四、科普阅读题(每空2分,共4分)
27. 阅读《海上风电》,回答问题。
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学科网(北京)股份有限公司海上风电
今天,大力发展可再生能源的中国,在水电、风电、太阳能等领域的发电规模均已达世界第一,而其中风
电以其技术可靠、成本低廉的优势尤为受到关注,海上蕴含着巨大的风能,随着陆地风电的逐步开发,海
上风电技术也得到了快速发展(如下图所示)。
风力发电就是利用风能带动风力发电机组的叶片旋转,通过一系列内部轴承带动发电机发电。叶片设计是
风力机研制最核心的步骤之一,直接决定了风力机捕获风能水平的高低,风力机的叶片形状看起来和飞机
的机翼很相似,因为它是基于飞机机翼设计原理而发展出来的,让我们以叶片中的某一个翼型(叶片的截
面)为例,看看空气和叶片是如何相互作用的。如下图所示,当风以一定的攻角(叶片的前缘和后缘的连
线ab与风速的夹角)流经叶片的时候,叶片背面气流速度比较大,叶片腹面气流速度较小,使叶片背面的
空气压力与叶片腹面的空气压力不同。由于存在压力差,这个力就是推动叶片转动的“升力”。
请回答下列问题:
(1)在上图中,当风以一定的攻角流经叶片的时候,叶片背面的空气压力_________(选填“大于”、
“等于”或“小于”)叶片腹面的空气压力;
(2)如下图所示设计的原理与风力发电机叶片设计原理相同的是________。
A. 电风扇的扇叶
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学科网(北京)股份有限公司B. 飞机的机翼
C. 皮艇两头尖中间宽
【答案】 ①. 小于 ②. AB
【解析】
【详解】(1)[1]在图2中,当风以一定的攻角流经叶片的时候,叶片背面空气流速快、压强小,叶片腹
面空气流速小、压强大,因此,叶片背面的空气压力小于叶片腹面的空气压力。
(2)[2]A.电风扇的扇叶设计成弯曲状,其原理与风力发电机叶片设计原理相同,当风以一定的攻角流经
叶片的时候,叶片背面气流速度比较大,叶片腹面气流速度较小,使叶片背面的空气压力与叶片腹面的空
气压力不同。由于存在压力差,这个力就是推动叶片转动的“升力”,这种升力的产生,可以让风扇叶子
受到较大的风力。故A符合题意;
B.由于机翼上表面弯曲、下表面平直,所以空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小因为
机翼上方的空气流速大,压强较小;机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,
飞机受到向上的压力差,也就是升力,故B符合题意;
C.皮艇两头尖中间宽,是为了减小水的阻力,故C不符合题意。
故选AB。
五、计算题(写出必要的公式和解题过程,29题4分,30题4分,共8分)
28. 体积为 的一块固体,重为1.8N,放在足量的水中。已知 ,g取
。求:
(1)固体浸没在水中时所受浮力多大?
(2)固体最终静止在容器底部时,它所受的支持力多大?
【答案】(1)1.2N;(2)0.6N
【解析】
【详解】解:(1)固体浸没在水中时所受浮力为
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学科网(北京)股份有限公司(2)固体最终静止在容器底部时,受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和浮力,在三个力作用下处
于平衡状态,则它所受的支持力为
答:(1)固体浸没在水中时所受浮力为1.2N;
(2)固体最终静止在容器底部时,它所受的支持力为0.6N。
29. 如图所示,盛满水的轻质硬薄塑料杯放置在水平桌面上,塑料杯的容积为 、底面积为
,高为0.1m。将体积为 、重为1N的正方体物块放入水中后沉底,水的密度为
,g取 ,不计杯重。求:
(1)放入物块以后,水对杯底的压强;
(2)物块静止在水中时,杯子对桌面的压强。
【答案】(1)1000Pa;(2)1600Pa
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,塑料杯的高为0.1m,塑料杯里装满了水,放入物块以后,水面高度不变,
则水对杯底的压强
(2)物块的密度为
因此物块放入水中后会沉底。杯子中装满水时水的重力为
物块排开水的重力为
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学科网(北京)股份有限公司放入物块后,杯中水的重力为
物块的重力为1N,物块静止在水中时,杯子对桌面的压力等于水的重力、杯子的重力和物块的重力之和,
因为杯子的重力不计,因此此时杯子对桌面的压力为
杯子对桌面的压强
答:(1)放入物块以后,水对杯底的压强为1000Pa;
(2)物块静止在水中时,杯子对桌面的压强为1600Pa。
六、(单选题,每空2分,共10分)
30. 小安在木棒的一端绕一些铜丝制成一支简易密度计,将其分別放在A、B两种不同液体中,静止时的
情景如图所示。则比较密度计在两种液体中所受的浮力 、 ,及两种液体的密度 、 ,下列结论
正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于同一支密度计在A、B两种液体里都漂浮,则
F =G
浮
因此密度计在两种液体中受到的浮力相等,都等于密度计受到的重力G.即
F=F =G
A B
由图可知,密度计在A、B两种液体中排开液体的体积
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学科网(北京)股份有限公司V >V
排A 排B
由于F =ρ gV 可知液体的密度
浮 液 排
ρ <ρ
A B
故A符合题意,BCD不符合题意 。
故选A。
31. 如图所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的边长小于乙的边长。甲对地面的压强为 ,
乙对地面的压强为 ,则( )
A. 如甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为
B. 如甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为
C. 如甲、乙质量相符,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为
D. 如甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为
【答案】C
【解析】
【详解】A.设甲的边长为a,乙的边长为b,由题意知a