文档内容
第十章 压强和浮力
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列所示的实例中,属于减小压强的是 ( )
A.安全锤的敲击端做成锥状
B.盲道由凸起的棱和圆点组成
C.滑雪时穿上滑雪板
D.斧头用过一段时间要磨一磨
2.下列小实验都与压强有关,其中能证明大气压存在的是( )
A B C D
3.家用小汽车每个车轮与地面的接触面积为0.01 m2,车重1.2×104 N.驾驶员及乘客共重
3×103 N.在水平地面上小汽车对地面的压强是( )
A.3.00×105 Pa B.3.75×105 Pa C.1.20×106 Pa D.1.50×106 Pa
4.2018年10月20日,我国自主研制的大型灭火和水上救援水陆两栖飞机AG600,在湖北荆门
漳河机场成功实施首次水上试飞任务.关于AG600下列说法正确的是 ( )
A.飞机起飞时,机翼上方的压强小
B.飞机升入高空后,飞机外的大气压将增大
C.飞机各零件中需安装螺丝的地方,都加垫圈,为了增大压强
D.飞机在水面上静止时,受到的浮力大于飞机的重力
5.饺子是大家喜爱的食品,煮饺子时,饺子刚放入水中会下沉,过一会儿煮熟的饺子又会上浮,
漂浮在水面.下列分析正确的是 ( )
A.饺子在水中下沉的过程中所受的浮力变小B.饺子在水中下沉的过程中所受水的压强变小
C.饺子漂浮,排开水的重力等于饺子的重力
D.沉在水底的饺子所受的浮力等于饺子的重力
6.一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,药瓶
浸入水中的位置相同,如图所示.甲、乙两图橡皮膜都向内凹且乙图中橡皮膜凹进得更多.从
图甲到图乙的过程中,下列说法不正确的是 ( )
A.药瓶内空气的密度变大
B.药瓶内空气的压强不变
C.橡皮膜所受水的压强变大
D.若图甲中药瓶处于悬浮状态,则图乙中药瓶会下沉
7.小明看到鸡蛋浮在盐水面上,如图所示.他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉,在此过程中,鸡
蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是下图中的 ( )
A B C D
2
8.一个棱长为10 cm的正方体,放入水中静止时,有 的体积露出水面,此时受到水的浮力为F
5
3
.把该正方体放入某种液体中,待正方体静止时,有 的体积浸入液体中,此时受到液体的浮力
水
4
为F ,液体的密度为ρ (g取10 N/kg),则 ( )
液 液
A.F =6 N,ρ =2.4×103 kg/m3 B.F =6 N,ρ =0.8×103 kg/m3
液 液 水 液
C.F =4 N,ρ =0.53×103 kg/m3 D.F =4 N,ρ =0.8×103 kg/m3
液 液 水 液
9.将体积相同、材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯
中,甲球下沉至杯底,乙球漂浮,丙球悬浮,如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.三个小球的质量大小关系是m >m >m
甲 乙 丙
B.三个小球受到的浮力大小关系是F =F p >p
甲 乙 丙
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是p' >p' =p'
甲 乙 丙
10.某同学探究弹簧测力计的示数F与金属块A下表面离液面的距离h的关系,实验装置如图
甲所示.用弹簧测力计提着金属块A,使其缓慢浸入酒精中且液体未溢出,得到F与h的关系图
像如图乙所示.则金属块A完全浸在酒精中受到的浮力和金属块A的密度分别为(ρ
酒精
=0.8×103 kg/m3) ( )
A.2 N,2.5×103 kg/m3 B.2 N,2.0×103 kg/m3
C.4 N,2.5×103 kg/m3 D.4 N,2.0×103 kg/m3
二、填空题(每空1.5分,共33分)
11.如图所示,用拇指与中指压一支笔的两端, (填“拇指”或“中指”)受到的压强
大.若拇指受到的压力为2 N,笔尖的受力面积为0.2 mm2,则中指受到的压强为 Pa.
12.如图所示,行驶中的汽车,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气的流速 车内空气的
流速,天窗外空气的压强 车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外.(两空均填
“大于”“等于”或“小于”)
13.把两个完全相同的密度计分别放入盛满不同液体的甲、乙两个烧杯中,静止时的状态如
图.甲、乙两杯中液体的密度ρ ρ ,密度计在两杯中所受浮力的大小关系是F
甲 乙 甲
F .(以上均填“大于”“等于”或“小于”)
乙14.一长方体金属块的质量为9×103 kg,长、宽、高分别为3 m、2 m、0.5 m,将它置于水平地
1
面上,其对水平地面的最小压强为 Pa;若沿水平方向截去 ,其对水平地面的压强为
2
3
Pa;若沿竖直方向截去 ,其对水平地面的压强为 Pa.(g=10 N/kg)
4
15.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两
侧压强不同时其形状为一凹面.图中显示橡皮膜凹向左侧,说明在此处 (填“左”或
“右”)侧液体产生的压强大,左侧液体的密度 (填“大”或“小”),当左右两侧分别
倒入h 和h(h>h )深度的水时,橡皮膜将凹向 侧.
1 2 1 2
16.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后放入同一杯水中,如图所
示.两次牙膏袋的质量m 和m 的大小关系是m m ;两次排开水的体积 V 和V 的
甲 乙 甲 乙 甲 乙
大小关系是V V ;两次所受的浮力F 和F 的大小关系是F F ;两次杯底受到
甲 乙 甲 乙 甲 乙
的水的压强p 和p 的大小关系是p p .(以上均填“>”“<”或“=”)
甲 乙 甲 乙
14.如图所示,质量为20 g的蜡块,在盛水的烧杯中静止,此时它所受浮力为 N,排开水
的体积为 cm3.逐渐向烧杯中加入密度为1.08×103 kg/m3的盐水,整个过程中没有液
体溢出,蜡块排开液体的体积 (填“变大”“变小”或“不变”).(ρ =1.0×103
水
kg/m3,ρ =0.9×103 kg/m3,g=10 N/kg)
蜡18.小明用细线系住重为5 N的物体,使其一半的体积浸入盛满水的溢水杯中,物体排开的水
重为2 N,将物体浸没在水中,此时物体所受的浮力为 N,物体排开的水的体积为
m3,松手后,物体将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”).(g取10 N/kg)
三、实验探究题(第19、21题6分,第20题5分,共17分)
19.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小聪在平底的矿泉水瓶中装水后,分
别放在海绵和砖块上进行实验,实验过程中的情景如图A、B、C、D、E所示(已知B、C两
图中瓶内的水是满的.)
(1)实验过程中,通过观察 来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果.
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用如图中 两次实验,结论:当压
力大小相等时,受力面积越 (填“大”或“小”),压力的作用效果越明显.
(3)比较如图中C、D、E三次实验,可得的结论:当受力面积相等时,压力越 (填
“大”或“小”),压力的作用效果越明显.
(4)你认为能否通过分析如图中A、B两次实验现象得出压力作用效果与压力大小的关系?
(填“能”或“不能”),理由是 .
20.小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素.
甲 乙 丙
(1)用手轻按橡皮膜,U形管内 (填“左”或“右”)侧液面会上升.
(2)探究过程中,应将橡皮膜先后放在 (填“a、b”“a、c”或“a、d”)两点,观察到的实
验现象是 .
(3)图中a点和d点的压强分别是p 和p,则p (填“<”“>”或“=”)p.
a d a d(4)下列操作中,有可能让丙图中烧杯底部所受液体压强变小的是 .
A.向烧杯内加浓盐水 B.向烧杯中加入适量的水 C.倒掉一些盐水
21.为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两组实验.
(1)第一组:甲、乙、丙图是小方同学的实验过程.(整个过程为同一物块,g取10 N/kg)
①由以上实验过程及数据分析可得:物体所受浮力大小与 有关;
②该物块浸没在水中所受的浮力为 N;
③物块的密度为 kg/m3.
(2)第二组:在水平桌面上,两个完全相同的烧杯中装有相同体积的水,小杨将A、B两个不同的
实心物块,分别放入两个烧杯中,A物块沉入杯底,B物块漂浮于水面.待A、B均静止后,两液面
的高度仍相同,如下图所示.则:
A物块所受浮力 B物块所受浮力;A物块的密度 B物块的密度;甲杯对桌面
的压力 乙杯对桌面的压力.(以上均填“>”“<”或“=”)
四、计算题(每题10分,共20分)
22.质量为45 kg的小明骑着自行车上学,自行车的质量为15 kg,行驶时轮胎和地面总接触面
积为2×10-2 m2.
(1)求自行车所受重力是多少?
(2)求小明在水平地面上骑车时,自行车对地面的压强是多少?
(3)若轮胎能承受最大压强为1.2×105 Pa,小明骑车在水平地面上行驶时,自行车后座上最多能
承载的重力是多少?23.水平桌面上放有一盛满水的烧杯,水深12 cm.将一个质量为55 g的鸡蛋,轻轻放入烧杯后
沉入底部,排出50 g的水;然后向烧杯中加盐并搅拌,直到鸡蛋悬浮.已知g=10 N/kg,ρ
水
=1.0×103 kg/m3.求:
(1)水对烧杯底的压强;
(2)鸡蛋在水中受到的浮力;
(3)当鸡蛋悬浮时,盐水的密度.参考答案
1.C 【解析】 压力一定时,受力面积越大,产生的压强越小,因此滑雪时穿上滑雪板可以通
过增大受力面积来减小压强;而安全锤的敲击端做成锥状、盲道凸起的棱和圆点、斧头用过
一段时间磨一磨都是通过减小受力面积来增大压强的.
2.C 【解析】 A探究的是固体压强与受力面积的关系,B探究的是液体压强与深度的关
系,C可以证明大气压的存在,D探究的是流体压强与流速的关系.
3.B 【解析】 汽车、驾驶员及乘客共重G=1.2×104 N+3×103 N=1.5×104 N;
汽车静止在水平地面上时对地面的压力F =G=1.5×104 N;
压
地面的受力面积S=4×0.01 m2=0.04 m2;
汽车对水平地面的压强p=F =1.5×104N=3.75×105 Pa.故选B.
压
S 0.04m2
4.A 【解析】 飞机起飞时,机翼上方的空气流速大压强小,机翼下方的空气流速小压强大,
从而产生向上的升力,故A正确;升入高空后,空气越稀薄,飞机外的大气压将减小,故B错误;
飞机各零件中需安装螺丝的地方,都加垫圈,一是为了在压力一定时,增大受力面积减小螺帽
对工件的压强,二是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力防滑,故C
错误;飞机在水面上静止时,处于漂浮状态,受到的浮力等于飞机的重力,故D错误.故选A.
5.C 【解析】 饺子下沉的过程中,排开水的体积不变,则受到的浮力不变,故A错误.饺子在
下沉的过程中,深度h变大,由p=ρgh可知,所受水的压强变大,故B错误.煮熟后的饺子漂浮,浮
力等于重力,由阿基米德原理可知,排开水的重力等于饺子的重力,故C正确.煮饺子时,饺子刚
放入水中,由于饺子所受的重力大于浮力,所以饺子会沉入锅底,故D错误.故选C.
6.B 【解析】 图乙中橡皮膜凹进得更多,质量不变,体积变小,故药瓶内空气的密度变大,故
A正确;药瓶内空气的密度变大,药瓶内空气的压强变大,故B错误;橡皮膜朝下时,浸入水的深
度大,橡皮膜凹的更明显,说明在液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大,故C正确;图
乙中瓶内空气的密度变大,若图甲中药瓶处于悬浮状态,则图乙中药瓶会下沉,故D正确.故选
B.
7.A 【解析】 向盐水中加入清水后,其密度变小,鸡蛋排开盐水的体积会变大,故鸡蛋会下
沉一些,但此时仍会漂浮在液面上,这段时间受到的浮力不变;但随着清水继续加入,鸡蛋全部浸入,其排开液体的体积不再变化,但液体密度减小,故鸡蛋所受浮力会逐渐变小,但最终仍会
受到一定浮力的作用,故A正确.
2
8.B 【解析】 正方体的体积V=(10 cm)3=1 000 cm3=1×10-3 m3,则排开水的体积V =(1-
排水
5
3
)V= ×1×10-3 m3=6×10-4 m3,受到水的浮力F =ρ gV =1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-4
水 水 排水
5
m3=6 N;正方体在水中漂浮,则重力G=F =6 N,正方体在液体中也漂浮,则受到液体的浮力F
水
3 3
=G=6 N,排开液体的体积V = V= ×1×10-3 m3=7.5×10-4 m3,根据F =ρ gV 可得,液体
液 排液 浮 液 排
4 4
F 6N
的密度:ρ = 液 = =0.8×103 kg/m3.B正确.
液 gV 10N/kg×7.5×10-4m3
排液
9.D 【解析】 甲球下沉,密度大于水的密度;乙球漂浮,密度小于水的密度;丙球悬浮,密度
等于水的密度;甲、乙、丙三个小球的体积相等,由m=ρV得,m >m >m ,A错误.由阿基米
甲 丙 乙
德原理可知浮力F=G =ρgV ,故浮力大小关系为F =F >F ,B错误.三个烧杯中水的高度
排 排 甲 丙 乙
相等,由p=ρgh得,p =p =p ,C错误.三个烧杯底部对桌面的压力等于烧杯、烧杯中原来的
甲 乙 丙
水与球的重力之和减去排开水的重力,即F' =G +G +G -G ,又因为G =F ,所以
N 容器 水 球 排 排 浮
F' =G +G +G -F ;甲球下沉至杯底,乙球漂浮,丙球悬浮,则G >F ,G =F ,G =F ,
N 容器 水 球 浮 甲 甲 乙 乙 丙 丙
F
则烧杯对桌面的压力F' >F' =F' ,三个烧杯底面积S相等,由p= N可知p' >p' =p' ,D
N甲 N乙 N丙 甲 乙 丙
S
正确.
10.D 【解析】 由题图知,当h=0时,弹簧测力计的示数为10 N,即金属块A的重力G=10
N,浸没在酒精中时,金属块A受到的浮力F =G-F=10 N-6 N=4 N;根据F =ρ gV 可得,金
浮 浮 液 排
属块A排开酒精的体积
F 4N
V = 浮 = =5×10-4 m3;
排 ρ g 0.8×103kg/m3×10N/kg
酒精
G
金属块A浸没在酒精中,故金属块A的体积V=V =5×10-4 m3;金属块A的质量m= =
排
g
10N m 1kg
=1 kg,金属块A的密度ρ= = =2×103 kg/m3.故选D.
10N/kg V 5×10-4m3
11.【答案】 中指 107F 2N
【解析】 中指受到的压强为p= = =107 Pa.
S 0.2×10-6m2
12.【答案】 大于 小于
13.【答案】 小于 等于
【解析】 由题图可知,密度计在甲、乙两烧杯中处于漂浮状态,此时F =G,两个完全相同
浮
的密度计重力相同,所以密度计在两种液体中所受的浮力相等,即F =F ;由题图知,密度计
甲 乙
排开甲杯中液体的体积大于排开乙杯中液体的体积,根据F =ρgV 可知,甲杯中液体的密度
浮 排
小于乙杯中液体的密度,即ρ <ρ .
甲 乙
14.【答案】 1.5×104 7.5×103 1.5×104
【解析】 长方体金属块对水平地面的压力F=G=mg=9×103 kg×10 N/kg=9×104 N,最大受
力面积S=3 m×2 m=6 m2,则长方体金属块对水平地面的最小压强p=F=9×104N=1.5×104
S 6m2
1 F
Pa.若沿水平方向截去 ,受力面积不变,根据公式p= 可知,其对水平地面的压强变为原来的
2 S
1 3 F G mg ρVg ρSℎg
,即7.5×103 Pa.若沿竖直方向截去 ,根据公式p= = = = = =ρgh可知,密
2 4 S S S S S
度不变,高度不变,则其对水平地面的压强不变,仍为1.5×104 Pa.
15.【答案】 右 小 右
【解析】 题图中显示薄橡皮膜凹向左侧,说明在此处右侧液体产生的压强大,两边液面等
高,即液体深度相同,根据p=ρ gh 可知,左侧液体的密度小;当左右两侧分别倒入h 和
液 1
h(h>h )深度的水时,根据p=ρ gh可知,左边水产生的压强大于右边水产生的压强,故薄橡皮
2 1 2 液
膜将凹向右侧.
16.【答案】 = < < <
【解析】 牙膏袋的形状发生变化,但质量不变,所以m =m ;甲沉入水底,F >
【解析】 (1)②由题图可知,该物块的重力为4.8 N,故该物块浸没在水中时所受浮力F
浮
F
=4.8 N-3.8 N=1.0 N;③由阿基米德原理可知,物块体积V=V
排
= 浮 =
ρ g
水
1.0N G 4.8N
=1×10-4 m3,物块密度ρ= = =4.8×103
1.0×103kg/m3×10N/kg gV 10N/kg×1×10-4m3
kg/m3.
(2)未放入物块时两烧杯中水的体积相等,放入物块后两液面高度仍相同,说明A、B两物块排
开水的体积相等,由F =ρgV 可知,两物块所受浮力相等;A物块在水中沉底,故ρ >ρ ,G >F
浮 排 A 水 A
,B物块在水中漂浮,故ρ <ρ ,G =F ,故ρ >ρ ,G >G ;杯对桌面的压力大小等于烧杯、水
浮A B 水 B 浮B A B A B
和物块的重力之和,故甲杯对桌面的压力大于乙杯对桌面的压力.
22.解:(1)自行车所受重力G =m g=15 kg×10 N/kg=150 N.
车 车
(2)该同学和车的总重力G=(m +m )g=(45 kg+15 kg)×10 N/kg=600 N,
人 车
该同学骑车时,自行车对地面的压强F G 600N
p= = = =3×104 Pa.
S S 2×10-2m2
F
(3)由p= 可得,行驶过程中承载的最大重力等于对地面的压力
S
G =F =pS=1.2×105 Pa×2×10-2 m2=2 400 N,
最大 最大
则该自行车最多能承载的重量是G'=G -G -G =2 400 N-600 N=1 800 N.
最大 人 车
23.解:(1)水对烧杯底的压强p=ρ gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa.
水
(2)鸡蛋在水中受到的浮力F =G =m g=50×10-3 kg×10 N/kg=0.5 N.
浮 排 排
m 50g
(3)鸡蛋的体积V=V = 排 = =50 cm3
排 ρ 1g/cm3
水
m 55g
因为鸡蛋在盐水中悬浮,故ρ =ρ = 鸡蛋= =1.1 g/cm3=1.1×103 kg/m3.
盐水 鸡蛋 V 50cm3
