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浮力与压强练习题及答案

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浮力与压强练习题及答案

一、单选题

1.装有不同液体的甲、乙两烧杯,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示,液体对甲、乙两烧杯底部压强分别是p甲、p乙,则下列判断正确的是( )

A.p甲>p乙

B.p甲=p乙

C.p甲D.不能判断

2.如图所示是a、b两种物质的质量与体积关系图,用b物质制成实心长方体,并将其放入水中,则物体在水中最终( )

A.漂浮 B.悬浮 C.沉底 D.无法判断

3.如图所示是航母舰载飞机训练时的图片。下列说法中正确的是( )

A.飞机在航母甲板上加速过程,飞机受到平衡力 B.飞机飞离航母时,惯性将消失 C.飞机飞离航母后,航母所受浮力变小

D.飞机获得向上的升力,是机翼上下空气流速差产生的

4.如图所示,将甲、乙两个容器放在水平桌面上,甲、乙两容器的底面积分别为S甲和S

乙,容器内装有同种液体。现将体积相等的

A、B两个物体分别放入甲、乙两容器后,物体

A悬浮,物体B漂浮且有一半体积露出液面,此时两容器中液面相平。液体对甲容器底部的压强为p1、压力为F1,A物体的密度为ρA、受到的浮力为FA,液体对乙容器底部的压强为p2、压力为F2,B物体的密度为ρB、受到的浮力为FB。已知S乙等于4S甲。则下列判断正确的是( )

A.p1=p2,F1=4F2 C.FA=2FB,A=2B

B.4p1=p2,4F1=F2 D.2FA=FB,2A=B

5.如图甲所示,物体A是一个正立方体,重力为4.8N,硬杆B一端固定在容器底,另一端固定在A底部。现缓慢向容器中倒入密度为的某种液体至A刚好浸没,硬杆B受到物体A的作用力F的大小随水深h变化的图象如图乙所示,不计杆的质量和体积,g取10N/kg。下列说法正确的是( )

A.液体密度为0.8×103kg/m3 B.硬杆B的长度为6cm

C.液体深h为13cm时,仅将硬杆B撤去,物体A在原来的位置保持静止 D.液体深h达到13cm后继续向容器内倒入液体,F可能增大为4.8N

6.电动自行车因方便、快捷深受人们的喜爱。下列关于电动自行车结构及使用说法正确的是( )

A.刹车装置相当于省力杠杆

B.电动自行车转弯时受到平衡力的作用 C.车鞍做成宽且软是为了减小压力

D.电动自行车在正常行驶过程中是将机械能转化为电能

7.如图,是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们并排放在水平面

上,则根据图象可知,甲、乙两物体对水平面的压强之比为( )

A.p甲:p乙=4:1 C.p甲:p乙=2:1 ( )

B.p甲:p乙=8:1 D.p甲:p乙=1:1

8.如图所示,完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体,下列分析正确的是

A.若甲乙液体的质量相等,则A点的压强等于B点的压强 B.若甲乙液体的质量相等,则C点的压强小于D点的压强

C.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量等于乙液体的质量 D.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量小于乙液体的质量 9.关于以下实例的分析,正确的是( ) A.用水做汽车发动机的冷却液,是因为水的比热容小 B.火车轨道铺在枕木上,是为了减小压强

C.汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹,是为了减小摩擦 D.汽油机工作时,输出功率越大效率越高 10.在国际单位制中,功率的单位是( ) A.焦耳

B.瓦特

C.帕斯卡

D.牛顿

11.如图所示,放在细沙面上的饮料瓶子,内部剩有部分饮料,如将瓶盖旋紧后倒过来放在细沙面上,下列分析正确的是( )

A.倒放时液体对瓶塞的压强小于正放时液体对瓶底的压强 B.倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力 C.倒放时瓶子对沙面的压强小于正放时瓶子对沙面的压强 D.倒放时瓶子对沙面的压力大于正放时瓶子对沙面的压力

12.一个鱼缸用隔板隔开两半,分别装入体积相等的淡水和海水(ρ淡水=1g/cm3,ρ海水=1.1g/cm3),且两边水面相平,则( )

A.a、b点的压强相等 C.装入海水的质量较小 ( )

A.用硬纸片盖住装满水的玻璃杯口,倒置后纸片“粘”在杯口上 B.电风扇使用一段时间后,扇叶上“粘”着一层灰尘 C.吸盘式挂钩,可以“粘”在竖直的瓷砖墙壁上 D.两个铅块底面削平挤压后能“粘”在一起

14.如图所示,在2022年北京冬奥会闭幕式上,十二生肖造型的冰车(装有车轮)在“冰面”上滑出一个美丽又巨大的中国结。下面说法中错误的是( )

B.装入水的质量相等 D.a点的压强较大

13.用梳子梳头时,头发容易被梳子“粘”起,下列现象中“粘”的原因与其相同的是

A.冰车装车轮可以减小摩擦

B.小朋友坐上冰车后,冰车对“冰面”的压强变大

C.人推冰车时,人对车的推力大于车对人的推力 D.冰车在匀速滑出中国结时运动状态发生了改变 15.下列数据中最接近实际情况的是( ) A.胜利路晚高峰期间,小轿车的速度大约是25m/s B.一枚大头针所受的重力大约是5N C.雾霾天气,浮在空气中的灰尘直径约2.5nm D.一名中学生站立时对地面的压强大约是1.5×104Pa

16.如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则( )

A.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大 B.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大 C.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D.因素太多,无法判断

17.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )

A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降 B.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降

C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差变大 D.乙装置更能准确地测量出大气压的值

18.如图所示是航母舰载飞机训练时的图片。下列说法中正确的是( )

A.飞机在航母甲板上加速过程,飞机受到平衡力 B.飞机飞离航母时,惯性将消失 C.飞机飞离航母后,航母所受浮力变小

D.飞机获得向上的升力,是机翼上下空气流速差产生的

19.如图,一辆汽车在水平路面上向左匀速行驶,下列说法正确的是( )

A.车身上方比车身下方空气流速小,压强大 B.汽车受到的重力大于地面对它的支持力 C.汽车受到的支持力是由于轮胎发生形变而产生的

D.若汽车突然刹车,车内乘客向前倾倒,是由于汽车的惯性造成的

20.如图所示,用手向上拉活塞能将药液“吸”入针筒。在图所示的四个现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )

A.向水中的两个乒乓球中间注射高速水流,两球“吸”在一起

B.用力挤压两个削平的铅柱,两铅柱“吸”在一起

C. 用力挤压塑料吸盘,吸盘“吸”在墙面上

D. 与头发摩擦过的塑料梳子可以“吸”起小纸屑

21.2022年北京-张家口举办的第24届冬季奥林匹克运动会上,如图是雪运动员从山上滑下的情景,下列有关说法中正确的是( )

A.运动员加速下滑是因为运动员受到了惯性 B.运动员穿上滑雪板,是为了减小对地面的压强 C.运动员采用如图的运动姿态是为了减小摩擦力

D.若运动员下滑过程中一切外力都消失,他将立即停止运动

22.如图所示,将一长木块放在水平桌面上,用一个水平向右的力,将木块沿水平方向推出桌面一些,在木块翻到之前,下列关于木块所受的摩擦力f与桌面所受的压强p的说法中正确的是( )

A.f变小,p变小 C.f不变,p变大

B.f变大,p变大 D.f不变,p不变

23.如图,将三个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中沉底,在乙杯中悬浮,在丙杯中漂浮,且各杯中液体深度相同。则下列判断正确的是( )

A.三种液体的密度关系为:ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.鸡蛋受到三种液体的浮力关系为:F甲>F乙=F丙 C.鸡蛋排开三种液体的质量关系为:m甲D.三种液体对容器底部的压强关系为:p甲=p乙>p丙

24.弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计

1示数的,这个物体的密度是( )

4A.103kg/m3

1B.×103 kg/m3

34C.×103kg/m3

3D.×102 kg/m3

2325.有一小石蜡块,其质量为10g,体积为11cm3,先将它轻轻放入盛满水的溢水杯中,当石蜡块静止时,溢出水的质量为10g;把它取出擦干,再轻轻放入盛满煤油的溢水杯中(煤油0.8g/cm),当石蜡块静止时,溢出煤油的质量是( ) A.11g

B.10g

C.8.8 g

D.8g

26.如图所示,地面上某圆柱形容器内装有水,水的质量为m水,容器底面积为40cm2。将物体B放入容器水中浸没时,B受到的浮力为F1,容器对地面的压力为3N;使用杠杆提起物体B,当杠杆C端挂质量为mA的物体时,杠杆在水平位置恰好平衡,物体B刚好有

314体积露出水面,此时容器对地面的压力为1.6N,物体B受到的浮力为F2,容器内液面下降了0.5cm。设物体B的密度为,已知:OD∶OC=1∶2,(g取10N/kg)。下列结果正确的是( )

A.F1=0.6N;m水=100g B.F2=0.8N;m水=100g C.mA=70g;=5×103kg/m3 D.mA=70g;=2.5×103kg/m3

27.质量相等的实心铝球和铁球分别挂在两只弹簧测力计下,然后将两个金属球全部浸没在水中处于静止状态,铝铁,比较两只弹簧测力计的示数( ) A.挂铝球的示数大 C.一样大

B.挂铁球的示数大 D.无法判断

28.如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后,动滑轮的机械效率为 87.5%, 绳重和摩擦忽略不计,下列说法中正确的是( )

①物块的边长为 0.5m②动滑轮重为 300N③提升物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%

④将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J A.只有①④

B.只有②④

C.只有③④

D.只有①③

29.“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计,自主集成研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000m级,是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器,当它从深海中上浮而未露出水面的过程中,它受到海水的( )

A.压强减小,浮力不变 C.压强减小,浮力减小

B.压强和浮力都不变 D.压强增大,浮力增大

30.如图所示,用阴影部分面积描述的物理量中,不正确的是( )

A. 用电器的电功率 B. 物体所受的压强

C. 物体的质量 D. 物体运动的路程

二、填空题

31.用橡皮泥捏成的小船,浮在水盆中,将硬币一个个放入“小船”,在此过程中,整个船所受浮力逐渐_______(选填“不变”、“变大”、“变小”),此时船底受到的水的压强_______(选填“不变”、“变大”、“变小”)。橡皮泥小船漂在水面不放硬币时水盆底受到的压强

_______(选填“大于”、“小于”、“等于”)橡皮泥小船因破裂而进水沉底时盆底受到的压强。

32.如图甲,高度足够高的圆柱形容器,高处有一个注水口,以10cm3/s均匀向内注水,容器正上方天花板上,有轻质细杆(体积忽略不计)粘合着由两个横截面积不同的实心圆柱体组成的组合,此组合的A、B部分都是密度为0.6g/cm3的不吸水复合材料构成,图乙中坐标记录了从注水开始到注水结束的1min内,水面高度h的变化情况,根据相关信息可知B物体的高为______cm,B物体的横截面积为______cm2。

33.2017年12月24日,我国自主研制的最大水陆两栖飞机在广东珠海首飞成功。它可以在地面或水上起飞和降落,20s内可以汲满水12t,主要用于大型灭火和水上救援。已知飞机空载质量为41.5t,最大巡航速度为500kmh。(ρ水1.0×103kgm3,g取10Nkg)

(1)为了使飞机获得向上的升力,机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧做成平面形状,其科学原理是______。

(2)蓄有8.5t水的飞机静止在水面上时受到的浮力是多少_____?排开水的体积是多少_____?

(3)蓄有8.5t水的飞机在某次水面滑行测试中,以36kmh的速度匀速直线滑行1min,若滑行过程中所受阻力为总重的2,求飞机的牵引力做了多少功_____?此时飞机的功率是多少_____?

1

34.在水平桌面上有一个盛有水的柱状容器,高10cm的长方体木块用细线系住没入水中,如图甲,细线绷直,长4cm,木块上表面在水下1cm,已知容器底面积是木块底面积的4倍,如图所示。将细线剪断,木块最终浮在水面上,且有4cm高度高出水面。木块与水的密度比是______,剪断细线前后,木块受到的浮力之比是______,水对容器底的压强比是______。

35.如图所示实验器材,请利用其中一种或多种器材,分别完成一个指定实验和另外设计一个力学实验。根据示例的要求,将表格中的空白填写完整。

选用的器材 示例:锥子、橡皮泥 小石块、一张白纸 实验内容 探究:压力的作用效果与什么因素有关 探究:物体是否具有惯性 操作方法 分别用锥子的两端用相同的压力压橡皮泥 发生现象 用锥子尖压橡皮泥时,凹陷明显 36.如图所示,重1.2N的平底烧瓶内装有300mL的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为30 cm2,测得水的深度为5 cm,则水对烧瓶底的压力是______ N,烧瓶对桌面的压强是______Pa。

37.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B的密度之比为________,A、B对水平地面的压强之比为______。

38.

如图所示,将一个质量为60g的鸡蛋轻轻放入盛有适量盐水的玻璃杯中,鸡蛋最终漂浮在盐水中保持静止状态,已知玻璃杯中盐水的密度为1.2×10kg/m,则此时鸡蛋所排开的盐水体积为_______cm。

三、实验题

39.小明用多种方法测量了一个正方体木块的密度。

(1)如图甲所示,小明测量了木块的边长,其长度a为_______cm;判断木块为规则正方体;把天平放在水平桌面上,先将游码移动到标尺最左端_______处,再调节天平横梁平衡。测量木块的质量m时,将最小为5g的砝码放在天平右盘中后,分度盘指针如图乙所示,此时应_______,使横梁平衡。横梁平衡后,所用砝码和游码的位置如图丙所示,则木块的质量为_______g。他根据关系式ρ=________(用m、a表示)算出了密度;

(2)为了减小体积测量带来的误差,小明又找来了一个量筒。量筒中装入如图丁所示的水。他用_______(选填“细针”、“筷子“或“棉线“)将漂浮在水面上的木块压至恰好浸没在水中,量简中的水面升高至60mL刻度线处。由此方法测得的木块密度为_______kg/m3; (3)他想到石头也能将木块拉入水中,通过思考,他设计并进行了以下实验: 第一步:如图甲所示用弹簧测力计测量木块所受的重力,其示数为F1;

第二步:如图乙所示将木块与石块用细线系在一起,静止时弹簧测力计示数为F2; 第三步:如图丙所示将木块与石块用细线系在一起,静止时弹簧测力计示数为F3; 第四步:如图丁所示将木块与石块用细线系在一起,静止时弹簧测力计示数为F4。 分析这个设计方案,第_______步是不必要的。

40.小华在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,盐水等。

(1)小华用弹簧测力计进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为___________N;用弹簧测力计挂住铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中: 实验步骤 弹簧测力计示数/N B 2.6 C 2.5 D 2.4 E 2.4 F 2.3 (2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=___________N。

(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟_________有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟___________有关;

(4)小华用表格中的数据算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是________Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐________(选填“增大”或“减小”);

(5)小刚带来了另外一种液体,请求小华帮助他测量该未知液体的密度,小华选择了一块密度为ρ0的物块A,设计了如图G、H的实验方案:

①用弹簧测力计测出了物块A的重力G0;

②向底部固定有滑轮的烧杯中倒入适量的未知液体,用细线系住物块A,绕过滑轮,用弹簧测力计拉住细线,使物块A浸没在液体中保持静止,读出此时弹簧测力计的示数为F; ③不计绳重和摩擦,则可以计算未知液体的密度表达式为: ρ液=______(用已知物理量ρ0、Go、F表示);

④当小华完成实验后,小刚在整理实验器材时发现,当A物体漂浮在该未知液体中时,有一半以上的体积露出了液面,并且弹簧测力计在竖直放置时,其指针指向“0”刻度线以上,这样得到的液体密度测量值与真实值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 41.小芳在探究“影响液体内部压强大小的因素”的过程中。

(1)实验时要比较探头所受液体压强的大小,主要是观察:___________;

(2)开始时小芳用U形管压强计探究液体内部压强的规律时,发现按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处于同一水平线,出现这一现象的原因可能是:___________; (3)小芳后来选用了另一个能正常使用的压强计进行实验,实验的情形如图所示:

①比较图A、B、C三次实验,你得出的结论是:同一液体,___________越大,液体压强越大;

②若要探究液体压强与液体密度的关系,则要选择图___________这两个图进行比较,通过比较你得出的结论是:___________。

42.某同学探究液体内部压强的特点,实验过程如图所示。

(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,如图甲所示。实验前,要通过调试,使压强计U形管两边液面 ______;

(2)如图甲、乙、丙所示,将压强计的探头放在水中的 ______深度处(选填“同一”、“不同”)。使橡皮膜朝向不同的方向,观察到U形管内液面高度差 ______(选填“不改变”或“改变”);

(3)若要探究液体压强与深度的关系,应根据 ______两个图的实验现象进行对比; (4)为了探究液体压强与液体密度的关系,该同学用水和盐水,利用图戊所示的装置进行实验,若橡皮膜出现图示情况,说明隔板 ______(选填“左”或“右”)侧的液体是盐水。

四、计算题

43.如图,实心圆柱体甲、乙的密度均为3×103kg/m3,甲的质量为6kg,甲的底面积为200cm2,乙的质量为12kg,底面积为300cm2,水平地面上的轻质薄壁容器丙内盛有9cm深的水,容器上部分高度为下部分高度的五分之一,容器下底面积为1000cm2,若把甲沿水平方向切割∆h的高度,切割下来的部分竖直缓慢浸没在丙容器的水中,液面的上升高度∆h

水与切割的高度∆h的部分关系如图丁所示。求:(g取10N/kg)

(1)容器中的水质量;

(2)乙放在水平地面上对地面的压强; (3)容器丙中上半部分的底面积;

(4)若将圆柱体乙放入原装有9cm深水的容器丙中,此时容器丙对水平地面的压强。

44.如图甲所示,竖直细杆(不计细杆的重力和体积)a的一端连接在力传感器A上,另一端与圆柱体物块C固定,并将C置于轻质水箱(质量不计)中,水箱放在力传感器B上,在原来水箱中装满水,水箱的底面积为400cm2。打开水龙头,将水箱中的水以100cm3/s的速度放出,力传感器A受力情况和放水时间的关系如乙图像所示,力传感器B受力情况和放水时间的关系如丙图所示。放水1 min,刚好将水箱中的水放完。(g取10N/kg)求:(解答要有必要的过程) (1)物块C的重力; (2)物块C的密度; (3)乙图中的b值;

(4)初始装满水时,水对水箱底部的压强。

45.如图甲所示,甲、乙是两个完全相同的、重为10.8N的均匀实心圆柱体,用细绳分别系于杠杆的A、B两端,圆柱体甲放在水平地面上,圆柱体乙悬挂在杠杆的B端时,杠杆在水平位置平衡,且AO∶OB=2∶1,此时甲对地面的压强为2700Pa;如图乙所示,当把圆柱体乙放入底面积为30cm2的薄壁圆柱形容器M中,将质量为450g的水注入容器,圆柱3体乙刚好有体积浸在水中,水在容器中的深度为25cm。 A、B两端的绳子均不可伸长。

4求:

(1)圆柱体的底面积是多少? (2)圆柱体乙受到的浮力是多少? (3)圆柱体的密度是多少?

【参】

一、单选题 1.A 2.A 3.C 4.C 5.A 6.A 7.A 8.D 9.B 10.B 11.B

12.D 13.B 14.C 15.D 16.C 17.C 18.C 19.B 20.C 21.B 22.C 23.C 24.C 25.C 26.D 27.B 28.A 29.A 30.B 二、填空题

31. 变大 变大 大于 【解析】 【详解】

[1]将硬币放入“小船”中后,小船的重力增大,因小船仍漂浮于水面,根据物体的浮沉条件可知小船所受浮力逐渐变大。

[2]根据阿基米德原理,“小船”排开水的体积变大,船底浸入水的深度变大,根据p=ρgh可知此时船底受到的水的压强变大。

[3]橡皮泥小船漂在水面上时,受到的浮力和自身的重力相等;橡皮泥小船因破裂而进水沉底时,受到的浮力小于自身的重力。根据重力不变可知,橡皮泥小船漂在水面上时受到的浮力大于沉底时的浮力;根据F浮=ρgV排可知,橡皮泥小船漂在水面上时排开液体的体积较大,根据hV可知,漂在水面上时液面上升的高度较大,由p=ρgh可知,漂在水面上S时液体的压强增加的量大,由F=pS可知,漂在水面上时液体对水盆底受到的压强大于橡皮泥小船因破裂而进水沉底时盆底受到的压强。 32. 10 28 【解析】 【详解】

[1]由图乙可知,0~8s水面升高的高度为

h1=2cm

8~20s时,水面升高的高度为

h2=12cm-2cm=10cm

由图乙可知,0~8s内和8~20s对应的直线倾斜程度不同,故可知,0~8s水面刚好上升到B物体的底面;8s~20s是圆柱体B浸入水中的过程,已知B部分物体材料的密度为0.6g/cm3,小于水的密度,但因轻质细杆(体积忽略不计)粘合着由两个横截面积不同的

实心圆柱体组成的组合,故B浸没时,B也不会上升,而是保持静止状态。 t=20s时,B刚刚全部浸没,则B物体的高为

hB=h2=10cm

[2]根据已知条件,0~8s内容器中注入的水体积为

V1=vt1=10cm3/s×8s=80cm3

因0~8s时水面升高的高度为h1=2cm,所以,容器的底面积

V180cm3S容40cm2

h12cm8s~20s时间内,注入的水体积为

V2=vt2=10cm3/s×(20s-8s)=120cm3

t=20s时,B刚刚全部浸没,B圆柱体的体积

VB=S容h2-V2=40cm2×10cm-120cm3=280cm3

B物体的横截面积为

VB280cm3SB28cm2

hB10cm33. 流体流速大的位置压强小 5×105N 50m3 1.5×108J 2.5×106W 【解析】 【详解】

(1)[1] 机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状;空气通过机翼上表面的流速大、压强小,而通过下表面的流速小、压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而产生向上的升力。

(2)[2]飞机静止在水面上处于漂浮状态,浮力等于重力

F浮=G机+G水=(41.5t+8.5t)103kg10N/kg=5105N

[3]排开水的体积

F浮5105NV排==50m3 33水g110kg/m10N/kg(3)[4]滑行过程中受到的阻力为车重力的一半

f1G机+G水=2.5105N 21h103m=600m 60飞机匀速直线滑行Ff2.5105N ,飞行的距离

svt36km/h飞机牵引力做的功

WFs2.5105N600m=1.5108J

[5]飞机的功率

W1.5108JP=2.5106W

t60s34. 3︰5 5︰3 15︰14 【解析】 【详解】

[1]将细线剪断,木块最终浮在水面上,浮力等于重力,即

F浮=G木

根据阿基米德原理

F浮=ρ液gV排 G木=m木g=ρ木gV木

ρ液gV排=ρ木gV木

木块有4cm高度高出水面,故

V排V木10cm10cm10cm4cm10cm10cm10cm3 5代入得

木V排3 水V木5[2]剪断细线前木块排开水的体积

V排′=V木

根据F浮=ρ液gV排可知剪断细线前后,木块受到的浮力之比

''V排F前水gV排V5木 F后水gV排V排V木排3[3]由甲图可知,将细线剪断前,水的深度为

h前=1cm+10cm+4cm=15cm

设木块的底面积为S, 剪断细线后,木块排开水的体积与浸没时相比减小了

ΔV=S×4cm

已知容器底面积是木块底面积的4倍,故水面下降的深度

hVS4cm1cm 4S4S故将细线剪断后,水的深度为

h后=15cm﹣1cm=14cm

故剪断细线前后,水对容器底的压强比

p前水gh前h15cm15前 p后水gh后h后14cm1435.见解析 【解析】

【详解】

一切物体都具有惯性,即保持原来的运动状态不变,小石块的质量较大,惯性也较大,容易表现也惯性现象,所以可把小石块放在白纸上,迅速拉动白纸,会观察到白纸被抽出时,小石块由于惯性保持运动状态不变,仍停在原来位置,说明小石块具有惯性。题中有塑料瓶及水,可以设想探究液体压强与深度的关系;为了完成实验,可以用锥子在塑料瓶壁不同高度处打一些孔,可以观察水由小孔射出的远近不同,从而得出液体压强随深度变化的规律,故填写表格如下: 选用的器材 小石块、一张白纸 锥子、塑料瓶及水 实验内容 探究:物体是否具有惯性 探究:液体内部压强与深度的关系 操作方法 发生现象 小石块仍在原来位置 水射的远近不同 把小石块放在白纸上,迅速拉动白纸 在装满水的塑料瓶壁不同深度处用锥子打几个孔 36. 1.5 1.4×103 【解析】 【详解】 [1]水对瓶底的压强

pgh1.0103kg/m310N/kg5102m500Pa

水对瓶底的压力

FpS500Pa30104m21.5N

[2]瓶中水的体积

V=300mL=300cm3=3×10-4m3

水的质量

mV1.0103kg/m33104m30.3kg

水的重力

Gmg0.3kg10N/kg3N

烧瓶对桌面的压力为

FGG容3N1.2N4.2N

烧瓶对桌面的压强为

p37. 8∶1 4∶1 【解析】 【详解】

F4.2N1.4103Pa 42S3010m[1]由图可知,当甲的质量为8g时,其体积为1cm3,由密度公式可计算出其密度

AmA8g=8g/cm3 3VA1cmmB4g=1g/cm3 3VB4cm同理,当乙的质量为4g时,其体积为4cm3,由密度公式可计算出其密度

B所以物体A、B的密度之比为8∶1。

[2]因为A、B两物体的质量相等,所以A、B两物体的质量之比为1∶1,再由密度公式变形式Vm可知两个物体的体积之比

11VA∶VB=∶=18∶

81而物体体积V=L3,则两物体的边长之比为1∶2,所以两物体的底面积之比为1∶4;A、B两物体放置在水平地面上,且他们的质量相等,由重力公式G=mg可知它们的重力相等,因为物体在水平面上时,水平面受到的压力大小等于物体重力大小,所以它们对水平桌面的压力之比为1∶1,再根据压强公式pF可知,两物体对水平地面的压强之比 S11pA∶pB=∶=41∶

1438.50 【解析】 【详解】

漂浮时,可知浮力为

F浮Gmg6010-3kg10N/kg=0.6N

由F浮液gV排可得,排开的盐水体积为

V排F浮0.6N=510-5m3=50cm3 33液g1.210kg/m10N/kg三、实验题

39. 2.70 零刻度线 取下最小砝码,移动游码 12 【解析】 【详解】

(1)[1]由图得,刻度尺的分度值为0.1cm,木块的左端在刻度尺0.00cm位置,右端在刻度尺2.70cm位置,木块的边长为

m3

3 细针 0.6×10 二 aa2.70cm

[2]天平使用应放在水平桌面上,先将游码移动到标尺最左端刻度尺处,进行调零,再调节平衡螺母使天平水平位置平衡。

[3]由图乙得,将最小为5g的砝码放在天平右盘中后,分度盘指针指向分度盘右边,说明右盘中砝码的质量大于物体的质量,所以应该取下最小砝码,移动游码使天平在水平位置平衡。

[4]由图丙得,木块的质量为

m10g+2g=12g

[5]木块的体积为

Va3

木块的密度为

mm Va3(2)[6]木块静止在水中时,漂浮在水面上。棉线无法将木块压入水中,细针的体积较小,故应用细针将漂浮在水面上的木块压至恰好浸没在水中。 [7]依题意得,木块的体积为

V60mL-40mL=20mL

木块密度为

m12g=0.6g/cm30.6103kg/m3 3V20cm(3)[8]第一步:如图甲所示用弹簧测力计测量木块所受的重力,其示数为F1,由mGg得到木块的质量m。第三步:如图丙所示将木块与石块用细线系在一起,静止时弹簧测力计示数为F3;第四步:如图丁所示将木块与石块用细线系在一起,静止时弹簧测力计示数为F4,木块浸没在水中受到的浮力为

F浮=F3-F4F浮=水V排g

木块的体积为

VV排=F浮FF34 水g水gm得到石块的密度,因此由步骤一、三、四V即由步骤三、四可得木块的体积,最后由即可得到木块的密度,不需要的步骤为第二步。

40. 2.7 0.1 排开液体的体积 液体密度 200 增大

G0F0 G0 偏大 【解析】 【详解】

(1)[1]测力计的分度值为0.1N,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N,即铜块的重力G=2.7N。

(2)[2]由铜块的重力和表中对应的示数,在实验步骤中B中,铜块所受浮力

F浮=G-FB=2.7N-2.6N=0.1N

(3)[3]由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。

[4]由A、E、F实验可知,物体排开液体体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,这说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体密度有关。

(4)[5]由表格数据可知,步骤B中铜块所受浮力F浮=0.1N,由浮力产生的原因可知,步骤B中铜块下表面受到水的压力

F=F浮=0.1N

下表面受到水的压强

pF0.1N200Pa S5104m2(5)③[7]图G中测出物块A的重力为G0,图H所示的物块A浸没在液体中时共受到重力、拉力、浮力三个力的作用,图H中弹簧测力计的拉力为F,则物块A块受到的浮力

F浮A=G0+F

物块A浸没在液体中,排开液体的体积为

V排VAmAG0 0g0由F浮A=ρ液gV排得液体的密度为

液F浮AGFG0F00gV排gG0G0

0gG0F2ΔF0,则

G0ΔF④[8]弹簧测力计在竖直放置时,其指针指向“0”刻度线以上,测力计使用时没有调零,导致测量的力偏小为ΔF,则该液体的实际密度为液实液实液ΔFG0FG0F2ΔFGF0000……①

G0ΔFG0GΔFG00物体A漂浮在该未知液体中时受到的浮力为

FA漂=G0=ρ液gVA浸

物体A浸没在该未知液体中时受到的浮力为

F浮A=G0+F=ρ液gVA

由A物体漂浮在该未知液体中时,有一半以上的体积露出了液面,则F浮A>2FA漂,即

G0+F>2G0

则G0液实液0

即ρ液>ρ液实,则测量的密度值偏大。

41. U形管两侧液面高度差 实验装置漏气 深度 C、D 同一深度下,液体密度越大,液体压强越大 【解析】 【详解】

(1)[1]探头处的液体压强可以通过U形管两侧液面的高度差来反映,液面高度差越大,探头所受液体压强越大,故实验时要比较探头处所受液体压强的大小,主要是观察U形管两侧液面的高度差。

(2)[2]若实验装置气密性较好,则按压橡皮膜时,U形管两侧液面会出现高度差,而当按压橡皮膜时,U形管两侧液面仍处于同一高度线,则原因可能是实验装置漏气。 (3)①[3]由图A、B、C三次实验可知,液体密度相同时,探头在液体中的深度越大,U

形管两侧液面的高度差越大,故可知同一液体,深度越大,液体压强越大。

②[4][5]若要探究液体压强与液体密度的关系,应控制探头在液体中的深度相同,故应选择C、D这两个图进行比较,由图中可知,探头深度相同时,探头在盐水中时,U形管两侧液面高度差更大,故可知,在同一深度,液体密度越大,产生的压强越大。 42. 相平 同一 不改变 甲、丁 右 【解析】 【详解】

(1)[1]实验前要正确安装压强计,调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平。

(2)[2][3]液体内部压强,在同种液体,同一深度,向各个方向压强相等。图甲、乙、丙中,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同的方向,观察到U形管内液面高度差不改变。

(3)[4]若要探究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,故应根据甲、丁两个图的实验现象进行对比。

(4)[5]为了探究液体压强与液体密度的关系,该同学用水和盐水,利用图戊所示的装置进行实验,若橡皮膜出现图示情况,即橡皮膜向左凸出,说明隔板左侧的液体对橡皮膜压强小于隔板右侧的液体对橡皮膜压强,根据p=ρgh可知右侧液体的密度大,则隔板右侧的液体是盐水。

四、计算题

43.(1)9kg;(2)4×103Pa;(3)500cm2;(4)1940Pa 【解析】 【详解】

解:(1)容器中水的质量

m水=ρ水V水=1.0g/cm3×9cm×1000cm2=9000g=9kg

(2)乙对水平地面的压力

F乙=G乙=m乙g=12kg×10N/kg=120N

乙对水平地面的压强

p乙F乙120N4103Pa 42S乙30010m(3)根据丁图可知,当Δh=5cm,Δh水=lcm时刚好是容器上下部分的分界线,而水上升的体积等于甲浸没在水中的体积,则有Δh'水S丙上=Δh'S甲,容器丙上部分的底面积为

S丙上ΔhS甲9cm5cm200cm2==500cm2 'Δh水2.6cm1cm(4)根据题意,由丁图可知,Δh=5cm时,Δh水=lcm,然后Δh水上升更快,表明其底面积减小了,所以容器下部分的高度为

h下=9cm+lcm=10cm

则上部分的高度为

11h上h下10cm2cm

55圆柱体乙的密度大于水的密度,放入容器丙的水中沉底,圆柱体乙的高度为

h乙m乙12kg0.133m13.3cm12cm 3乙S乙310kg/m3300104m2即将圆柱体乙放入丙容器中,将会有一部分露出容器外。丙图中容器的容积为

V容=S丙下h丙下+S丙上h丙上=1000cm2×10cm+500cm2×2cm=1.1×104cm3

将乙放入丙内时,水和乙物体在容器中所占据的总体积为

V总=V乙占+V水=300cm2×12cm+9cm×1000cm2=1.26×104cm3

因V总>V容,则溢出水的体积

V溢水=V总-V容=1.26×104cm3-1.1×104cm3=1.6×103cm3

溢出水的质量

m溢水=ρ水V溢水=1.0g/cm3×1600cm3=1600g=1.6kg

容器丙中剩余水的总质量为

m′水=9kg-1.6kg=7.4kg

将乙放入丙内时,对水平面的压力等于总重力,即

F=G总=(m′水+m乙)g=(7.4kg+12kg)×10N/kg=194N

根据压强的公式pF可得:此时容器丙对水平地面的压强为 Sp地FS丙下=194N=1940Pa

1000104m2答:(1)容器中的水质量为9kg;

(2)乙放在水平地面上对地面的压强为4×103Pa; (3)容器丙中上半部分的底面积为500cm2; (4)容器丙对水平地面的压强为1940Pa。

44.(1)15N;(2)0.6103kg/m3;(3)10;(4)3103Pa 【解析】 【详解】

解:(1)根据乙图可知,0~5s力传感器受到的力为10N,保持不变,说明5s水面刚好下降到C的上表面,之后水位逐渐下降,圆柱体物块C排开水的体积逐渐变小,由阿基米德原理,圆柱体物块C受到的浮力变小;由图乙可知, 圆柱体物块C在5~bs时间内,力传感器A受到的力变小至0,因圆柱体物块C的重力保持不变,故可知0~5s,力传感器受到细杆竖直向上的压力。放水1min,即60s,刚好将水箱中的水放完,由图乙可知,第50s开始力传感器A受到的竖直向下的拉力大小不变为15N,说明第50s时水位刚好下降到圆柱体物块C下表面,其不再受到浮力的作用,故可知圆柱体物块C的重力为

GC=15N

(2)根据图乙可知,圆柱体物块C浸没在水中时,力传感器受到的竖直向上的压力为10N,由力的平衡结合阿基米德原理有

水gVCGCFA1

物块C的体积为

VCGCFA115N+10N2.5103m3 33水g1.010kg/m10N/kg物块C的密度为

GC15N330.610kg/m gVC10N/kg2.5103m3(3)由图丙可知,第20s时,水位刚好下降到水箱M处时,如下所示:

此时力传感器B受到的压力为50N,即水箱内剩余水的重力及C受到的浮力之和为50N,从20s~60s流出水的体积为

V40100cm34000cm3

这部分水的重力为

G水gV103kg/m310N/kg4000106m340N

40N水gV排250N

解之得出圆柱体C自M处到C下表面的对应部分排开水的体积为

V排2103m3

圆柱体C自M处到C上表面的对应部分排开水的体积为

V排12.5103m3103m31.5103m3

因物块C的横截面积不变,可知

h1:h23:2

当物块C受到的浮力等于重力时,细杆对力传感器A的作用力为0,根据阿基米德原理有

水gVGC

103kg/m310N/kgV15N

此时物块C排开水的体积为

V1.5103m3

即物块C露出水面的体积占总体积的

VCV2.5103m31.5103m32k

VC2.5103m35由图丙知,水面从N处下降到M处所用时间为

20s-5s=15s

3即水面下降的高度为C圆柱体高的的时间为15s,故水面从圆柱体C的项端下降到C的

52圆柱体高的处的时间为

5t15s210s 3此时,细杆对力传感器A的作用力为0,即乙图中的b等于10。

(4)根据图丙知,水位从M处下降到C的下底面所用时间为30s,流出的水量为

V流3=30s×100cm3/s=3000cm3

V排2103m31000cm3

故有

h2S容底V流3V排2

h2400cm23000cm31000cm3

h210cm

可知

h115cm

从水位自C的下表面到水全部流出,由图丙知用时10s,流出的水量为

V流4=10s×100cm3/s=1000cm3

故水位自C的下表面到水箱底部的高度为

V流41000cm3h下2.5cm

S400cm2圆柱体C的高度为

h=h1+h2=15cm+10cm=25cm

圆柱体C的横截面积为

VC2.5103m3S柱0.01m2100cm2 2h0.25m设水箱上半部分的底面积为S容上,水位在15秒内流出的水量为

V流2=1500cm3

故有

(S容上-S柱)×h1=V流2

(S容上-100cm2)×15 cm =1500cm3

S容上=200cm2

可知水箱顶部到圆柱体C顶端的高度

V流1500cm3h上2.5cm

S容上200cm2故初始装满水时,水的深度为

h总=h上+ h下+h=2.5cm+2.5cm+25cm=30cm=0.3m

初始装满水时,水对水箱底部的压强

p水gh总1.0103kg/m310N/kg0.3m=3103Pa

答:(1)物块C的重力为15N; (2)物块C的密度为0.6103kg/m3; (3)乙图中的b值为10;

(4)初始装满水时,水对水箱底部的压强为3103Pa。 45.(1)20cm2;(2)3N;(3)2.7×103kg/m3 【解析】 【详解】

解:(1)根据杠杆平衡条件得

F甲×OA=G乙×OB

所以绳对A端的拉力

11F甲G乙10.8N5.4N

22圆柱体甲的底面积

S甲(2)容器中水的体积

G甲F甲10.8N5.4N0.002m220cm2 p甲2700Pam水0.45kg=4.5104m3 33水1.010kg/mV水=总体积

V总=Sh=3×10-3m2×0.25m=7.5×10-4m3

圆柱体乙排开水的体积

V排=V总-V水=7.5×10-4m3-4.5×10-4m3=3×10-4m3

圆柱体乙受到的浮力

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3 = 3N

(3)圆柱体甲的质量

m圆柱体甲的体积

G10.8N1.08kg, g10N/kgV甲=V乙=3×10-4m3×43=4×10−4m3

圆柱体甲的密度

甲m甲1.08kg2.7103kg/m3 43V甲410m答:(1)圆柱体的底面积是20cm2;

(2)圆柱体乙受到的浮力是3N; (3)圆柱体的密度是2.7×103kg/m3。

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