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文檔簡介
專題08壓強和浮力
β0OΘ
O
一.選擇題
1.(2021?福建)下列關(guān)于水沸騰時的說法正確的是()
A.繼續(xù)加熱,水溫不斷升高
B.繼續(xù)加熱,沸點不斷升高
C.氣泡上升過程中體積變大
D.氣泡上升過程中壓強不變
【答案】C
【解析】
AB、水在沸騰的過程中,需要吸收熱量,但溫度保持不變;沸點的高低與氣壓有關(guān),氣
壓不變,沸點不變,故AB錯誤;
CD、氣泡在上升的過程中,水的密度不變,深度變小,根據(jù)p=pgh可知,氣泡受到水
的壓強變小,同時不斷有水蒸氣補充到氣泡中,所以氣泡的體積變大,故C正確,D錯
誤。
故選:Co
2.(2021?福建)如圖,《天工開物》中描述了古代勞動人民在田間割稻、脫粒等情景,下
列說法錯誤的是()
A.把鐮刀口磨鋒利是為了增大壓強
B.木桶底面積較大是為了減小壓力
C.用力擊稻是為了利用慣性脫粒
D.撐開稻草晾曬是為了加快蒸發(fā)
【答案】B
【解析】
A、把鐮刀口磨鋒利是為在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故A正確;
B、木桶底面積較大是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,面積大不能減小壓
力,故B錯誤;
C、用力擊稻,稻草受到阻力停止運動,而稻粒由于慣性仍然會向前運動,從而實現(xiàn)了脫
粒,故C正確;
D、撐開稻草晾曬是通過增大表面積的方法來加快蒸發(fā)的,故D正確。
故選:B0
3.(2019?福建)如圖,裝有兩種不同液體的燒杯置于水平面上,兩液體沒有混合。上層液
體的高度為
h,密度為0.8p;下層液體的高度為2h,密度為p.則液體對燒杯底部的壓強為()
A.2.4pghB.2.7pghC.2.8pghD.3pgh
【答案】C
【解析】上層液體所產(chǎn)生的壓強:
P]:=PlghI=0.8pgh;
下層液體所產(chǎn)生的壓強:
pI-=P2gh2=pg×2h=2pgh;
因燒杯是柱形容器,則液體對?燒杯底部的壓強:
P底=P]:+P卜?=O.8pgh+2pgh=2.8pgh°
故選:Co
4.(2022?福建)如圖,小華利用自制噴霧器澆花。推動注射器的活塞時吸管內(nèi)水面上升,
這是因為吸管
A.流速大,壓強大B.流速大,壓強小
C.流速小,壓強大D.流速小,壓強小
【答案】B
【解析】在吸管的上方推動注射器的活塞時,吸管上方空氣的流動速度較大,壓強較小,在
瓶內(nèi)氣壓作用下水面上升。
故選:B?
5.(2020?福建)如圖,體積相同的兩物體A、B用不可伸長的細線系住,放入水中后,A
有四分之一體積露出水面,細線被拉直。已知A重4N,B受到的浮力為8N,A、B密度
之比為2:5.那么()
A.A、B所受的重力之比為5:2
B.A、B所受的浮力之比為1:2
C.細線對A的拉力大小為1N
D.B對容器底部的壓力為零
【答案】D
【解析】
A、由題知,A、B密度之比pA:PB=2:5.VA:VB=1:1>
由G=mg=pVg可得A、B所受的重力之比:
GA:GB=PAVAg:PBVBg=PA:PB=2:5,故A錯誤;
B、已知A、B的體積相同,設(shè)均為V,A有四分之一體積露出水面,則A排開水的體積
V#A=3V,B排開水的體積V*B=V,
4
則A、B所受的浮力之比:
F浮A:F浮B=PZkV抨Ag:P木VWBg=aV:v=3:4,故B錯誤;
4
C、由題知,B受到的浮力F浮B=8N,
因F浮A:F浮B=3:4,
貝IJA受到的浮力:F浮A=3F浮B=3X8N=6N,
44
A受到向上的浮力、向下的重力和拉力,
由力的平衡條件可得細線對A的拉力大?。?/p>
Ft,?,=F浮A-GA=6N-4N=2N,故C錯誤;
D、因為GA:GB=2:5,且GA=4N,
所以GB=?GA=SX4N=10N,
22
B對容器底部的壓力:
F(S=GA+GB-F浮A-F浮B=4N+10N-6N-8N=ON,故D正確。
故選:D。
二.填空題
6.(2019?福建)如圖是我國古代勞動人民在工地上運送巨木的情景。架在支架上的橫桿屬
于杠桿(選填“省力”“費力”或“等臂”);支架下面墊有面積較大的石塊,
是為了對地面的壓強(選填“增大”或“減小”)。
/W.石塊
【答案】省力;減小。
【解析】由圖知,架在支架上的橫桿在使用過程中,動力臂大于力臂,是省力杠桿;
支架下面墊有面積較大的石塊,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小對地面的壓
強。
7.(2021?福建)如圖,將一邊長為IOCm的正方體木塊放入裝有某液體的圓柱形容器中。
木塊靜止時露出液面的高度為2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液體的壓強
變化了80Pa,則木塊底部受到液體壓強為Pa,木塊受到的浮力為N。
【解析】(1)液面比放入前升高1cm,即h=0.01m,容器底部受到液體的壓強變化了80Pa;
由P=Pgh得,液體的密度為:P=2=------;8°Pa---------=800kg∕m3;
gh10N∕kg×0.Olm
正方體木塊的邊長為IOCm,木塊靜止時露出液面的高度為2cm,則木塊下表面距水面的
距離為:h*=IOcm-2cm=8cm=0.08m;
3
則木塊底部受到液體壓強為P木=Pghg=8OOkg∕m×10N∕kg×0.08m=640Pa;
(2)木塊排開液體的體積為:V排=0.ImXo.lmX0.08m=0.0008m3;
木塊受到的浮力為:Fi=PV;>g=8OOkg∕m3×0.0(M)8nι3×10N∕kg=6.4No
8.(2020?福建)我國自主研制的“海斗一號”全海深自主遙控潛水器,填補了我國萬米級
作業(yè)型無人潛水器的空白。當潛水器下潛到1.0X10%]深度靜止時,受到海水的壓強約
33
為Pa(pi?Λ1.03×10kg∕m,g取ION∕kg);在預(yù)定深度完成任務(wù)后,潛水器
拋掉配重物,潛水器受到的浮力(選填“大于”、“等于”或“小于”)自重,
從而上浮。
【答案】103X1()8;大于。
【解析】(1)當潛水器卜潛到LOXlO%n深度靜止時,受到海水的壓強:
P=P海水gh=1.03X103kg∕m3×ION∕kg×1,O×104m=l.03×IO8Pa;
(2)在預(yù)定深度完成任務(wù)后,潛水器拋掉配重物時,潛水器排開海水的體積不變,
由F浮=PgV怵可知,受到的浮力不變,而自身的總重力減小,
當潛水器受到的浮力大于自重時,潛水器會上浮。
9.(2021?福建)我國南極泰山站采用輕質(zhì)材料裝配而成,為了避免被強橫風(fēng)吹動移位,支
架上懸空部分結(jié)構(gòu)特點如圖,其上方空氣的流速下方的流速,上方的壓強
下方的壓強,使房屋更加牢固。
【答案】小于;大于。
【解析】支架上懸空部分結(jié)構(gòu)特點如圖所示,當空氣流過時上方氣體的流速小,壓強大,
下方的流速大,壓強小,產(chǎn)生了一個向下的壓力差,使房屋更加牢固。
10.(2018?福建)如圖,薄壁圓柱形容器A、B放在水平桌面上,分別盛有不同的液體。
A、B的底面積之比SA:SB=2:1,液面的高度之比hA:hβ=3:2,液體對兩個容器底
部的壓力大小相等。現(xiàn)將完全相同的兩小球分別放入A、B液體未溢出。靜止時,A中
的小球懸浮,B中的小球(選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”),A、B容器底
部受到液體的壓強之比PA:PB=
【答案】漂??;I:2。
【解析】(1)液體的體積之比為:∑A=??L=12S1=3.,
VBSBhB1×21
由于液體對兩個容器底部的壓力大小相等,則根據(jù)F=G=mg可知:niA=mB,
mA
PVAmAvI/1
所以液體密度之比為:一上A=——=—*β=WL=!1;
PBΞ?1×33
VB
則PA
由于A中的小球懸浮,根據(jù)懸浮條件可知:P理=PA;
所以P球<PB,根據(jù)物體的浮沉條件得出B液體的漂浮;
(2)將完全相同的兩小球分別放入A、B液體未溢出,則液體對容器底部的壓力等于液
體的重力和小球的重力之和,
所以液體對容器底部的壓力相等;即FA=FB;
根據(jù)P=E■可得:
FAFRFASp
PA:PB=R√-=-a×√-=∣:2。
S2
ABFBSA
≡.實驗探究題
11.(2022?福建)在探究影響液體壓強因素的實驗中,用幾根一端封有相同橡皮薄膜的玻
璃管進行實驗,在5號管中裝入鹽水,其它管中裝入水,如圖。
I2324∣I526
甲乙丙
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液體的大小。
(2)根據(jù)圖甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液體的壓強可能與液體的質(zhì)量、
重力、體積或有關(guān)。
(3)圖乙中,4號管上段更粗,下段與2號管粗細相同,兩管中水的總長度相同,發(fā)現(xiàn)
兩管薄膜鼓起的程度相同,可得:液體壓強的大小與液體的質(zhì)量、重力、體積都o
(4)圖丙中,5號管和2號管的液柱長度相等,利用5號管和2號管可探究液體壓強與
液體的是否有關(guān)。
(5)為了探究液體長度對液體壓強的影響,選用2號管和6號管進行實驗,6號管水柱
比2號管水柱長,實驗時需控制兩管水柱的相等。
【答案】(1)壓強;(2)深度;(3)無關(guān);(4)密度;(5)深度。
【解析】(1)通過橡皮膜鼓起的程度反應(yīng)液體壓強的大小,利用的方法是轉(zhuǎn)換法;
(2)相同的1、2、3號管中裝的液體種類相同,且管內(nèi)液體的深度逐漸增加,則橡皮膜
鼓起的程度逐漸增大,說明液體的壓強與深度有關(guān),相應(yīng)的質(zhì)量、體積、重力也逐漸增
大,所以猜想:液體的壓強與液體的質(zhì)量、重力、體積或深度有關(guān);
(3)通過2號管和4號管的比較可見,4號管中液體的質(zhì)量、體積、重力一定大于2號
管,但二者橡皮膜鼓起的程度相同,說明液體的壓強與質(zhì)量、重力、體積無關(guān),只與深
度有關(guān);
(4)探究液體的壓強與液體的密度是否有關(guān),利用控制變量法:5號管中鹽水和2號管
中的水比較,二者的深度相同,由于鹽水的密度大于水的密度,則5號管橡皮膜鼓起的
程度大;
(5)為了探究液體長度對液體壓強的影響,利用控制變量法,2號管和6號管是相同的
兩支玻璃管,內(nèi)裝液體的種類相同、深度相同、長度不同時,橡皮膜鼓起的程度相同,
表明液體的壓強跟液體的長度無關(guān)。
12.(2019?福建)如圖,“驗證阿基米德原理”的實驗步驟如下:
甲乙丙丁
①用彈簧測力計測出物體所受的重力G(圖甲);
②將物體浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接從溢水杯里被物體排開
的水,讀出這時測力計的示數(shù)F(圖乙);
③測出接水后小桶與水所受的總重力Gl(圖丙);
④將小桶中的水倒出,測出小桶所受的重力G2(圖丁);
⑤分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力,并比較它們的大小是否相同。
回答下列問題:
(1)物體浸沒在水中,受到水的浮力F浮=,被排開的水所受的重力G樣
=o(用上述測得量的符號表示)
(2)指出本實驗產(chǎn)生誤差的原因(寫出兩點):
(a);
(b)。
(3)物體沒有完全浸沒在水中,(選填“能”或“不能”)用實驗驗證阿基米
德原理。
【答案】(l)G-F;G∣-G2;
(2)(a)測力計的精度不夠,測量時測力計未保持靜止等;(b)小桶中的水未倒凈,
排開的水未全部流入小桶等;
(3)能。
【解析】
(1)根據(jù)稱重法測浮力:物體浸沒在水中,受到水的浮力:
F浮=G-F;
被排開的水所受的重力:
G推=Gl-Go;
(2)實驗產(chǎn)生誤差的原因:
(a)測力計的精度不夠,測量時測力計未保持靜止等;
(b)小桶中的水未倒凈,排開的水未全部流入小桶等。
(3)物體沒有完全浸沒在水中,按照上面的方法,能用實驗驗證阿基米德原理。
13.(2022?福建)在探究聲音的傳播時,對課本的實驗進行改進,如圖。
(1)為了避免聲音通過底部固體傳出,利用磁懸浮裝置使發(fā)聲體懸浮于空中,A磁體上
端為N極,則B磁體下端為極。
(2)將內(nèi)部充有少量空氣的氣球口系緊,并懸掛于玻璃罩內(nèi)壁,實驗過程發(fā)現(xiàn)氣球體積
變大,說明罩內(nèi)氣壓變。
(3)罩內(nèi)空氣不斷減少,最后幾乎聽不到聲音了,但發(fā)聲體上方的輕質(zhì)小球照舊跳動,
說明發(fā)聲體仍在。
(4)本實驗無法抽成絕對真空,需在實驗的基礎(chǔ)上,進一步推理得出:真空傳
聲。寫出一個運用類似研究方法的實驗:.
【答案】(1)N;(2)??;(3)振動;(4)不能;探究牛頓第一定律。
【解析】(I)A磁體上端為N極,根據(jù)同名磁極相互排斥可知,則B磁體下端為N極;
(2)一個充滿氣的氣球其體積將變大,因為氣球內(nèi)的氣壓大于外部氣壓,說明此時罩內(nèi)
氣壓變??;
(3)罩內(nèi)空氣不斷減少,最后幾乎聽不到聲音了,但發(fā)聲體上方的輕質(zhì)小球照舊跳動,
說明發(fā)聲體仍在振動;
(4)因為聲音的傳播需要介質(zhì),所以當把正在響鈴的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi),逐漸抽出其中
的空氣,發(fā)現(xiàn)聲音越來越小,最后幾乎聽不到聲音,說明真空不能傳聲,本實驗采用了
推理的方法,探究牛頓第一定律也運用了推理法。
四.計算題
14.(2021?福建)一輛5G無人配送車,質(zhì)量為400kg,輪胎與路面的總接觸面積為0.025m2,
在水平路面上勻速行駛時受到的阻力是車重的0.05倍。如圖是配送車某次運動的路程與
時間圖象。求:
(1)IOmin內(nèi)配送車的平均速度。
(2)配送車勻速行駛時的牽引力。
【答案】(I)IOmin內(nèi)配送車的平均速度為2m/s。
(2)配送車勻速行駛時的牽引力為200N。
(3)配送車對水平地面的壓強為1.6Xl()5pa°
【解析】(1)根據(jù)圖像可知,配送車在IOmin內(nèi)通過的路程為1.2km,
3
ιπ
IOmin內(nèi)配送車的平均速度:V=旦=>2"1°=2m∕s;
t10×60s
(2)配送車的重力:G=mg=400kg×10N∕kg=4000N,
配送車勻速行駛受到的阻力:f=0.05G=0.05×4000N=200N,
由于配送車勻速行駛時受到的阻力和牽引力是一對平衡力,則牽引力:F布=f=200N;
(3)配送車對水平地面的壓力:F=G=4000N,
5
配送車對水平地面的壓強:P=E=-44N=I.6XIOPao
S0.025m2
15.(2020?福建)如圖所示,“玉兔二號”月球車在月球背面留下屬于中國的第一道印記。
登月前,在水平地面上進行測試,月球車勻速直線行駛90m用時30min,月球車的質(zhì)量
為135kg,車輪與地面接觸的總面積為LSXlO.n?,g取ION/kg。求:
(I)測試時,月球車行駛的速度;
(2)測試時,月球車對水平地面的壓強;
(3)登月后,月球車在月球上的質(zhì)量。
【答案】(1)測試時,月球車行駛的速度為0.05m∕s;
(2)測試時,月球車對水平地面的壓強為9Xl()4pa;
(3)登月后,月球車在月球上的質(zhì)量為135kg。
【解析】
(1)測試時,月球車行駛的速度:
V=旦=—5?2l≥—=0.05m∕s;
t30×60s
(2)測試時,月球車對水平地面的壓力:
F=G=mg=135kgXlON/kg=1350N,
月球車對水平地面的壓強:
4
P=E=——135QM------=9×∣oPa;
S1.5×10^2m2
(3)因質(zhì)量是物體本身的一種屬性,其大小與物體的空中位置無關(guān),
所以,登月后,月球車在月球上的質(zhì)量不變,即mq=m=135kg.
16.(2019?福建)將平底薄壁直圓筒狀的空杯,放在飲料機的水平杯座上接飲料。杯座受
到的壓力F隨杯中飲料的高度h變化的圖像如圖。飲料出口的橫截面積S∣=0.8CΠΛ飲
料流出的速度v=50cm?,杯高H=IOCm,杯底面積Sz=SOcn?,g取ION/kg。
(1)裝滿飲料時,杯底受到飲料的壓力為多大?
(2)飲料的密度為多大?
(3)設(shè)杯底與杯座的接觸面積也為S2,飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的
壓強為多大?
【答案】(1)裝滿飲料時,杯底受到飲料的壓力為3.6N;
(2)飲料的密度為1.2×103kg∕m3;
(3)設(shè)杯底與杯座的接觸面積也為S2,飲料持續(xù)流入空杯5s后關(guān)閉開關(guān),杯對杯座的
壓強為LlXlO3Pa.
【解析】
(1)由圖可知空杯對杯座的壓力:Fo=O.9N;
裝滿飲料時,杯對杯座的壓力:F∣=4.5N;
因杯子為平底薄壁直圓筒狀,
所以杯底受到飲料的壓力:F=F∣-Fo=4.5N-0.9N=3.6N°
(2)飲料的質(zhì)量:m=色=E=-?型一=0.36kg;
gg10N∕kg
杯中飲料的體積:V=S2H=30cm2χIOCm=300cπ√=3X10^4m3;
036k33
則飲料的密度:p=-gl=?^=1.2×10kg∕m;
V3×10~4m3
(3)飲料持續(xù)流入空杯5s,則流入杯中飲料的質(zhì)量:
mi=PSlVt=1.2X103kg∕m3×0.8×10-4m2×0.5m∕sX5s=0.24kg;
此時飲料對杯底的壓力:F2=m∣g=0.24kg×10N∕kg=2.4N,
此時杯對杯座的壓強:P=F2=Q9N+2:嚴=]1Xι03pa.
≡230×10^4m2
17.(2018?福建B卷)學(xué)校機器人興趣小組進行了“精準吊裝”試驗。n塊長短不一的長
方體木塊均平放在水平試驗平臺上,機器人將木塊按長度從小到大依次吊裝并對稱疊放,
如圖。已知木塊的寬度相同,高度均為h=0.2m,密度均為p=O?5Xl()3kg∕m3,長度分別
為ai,a2、a3…,a∏且長度之比ai:a2:ay:,??:an=1:2:3:?,,:n,g取IONZkg
(1)求吊裝前長度為a的木塊對試驗平臺的壓強;
(2)若該平臺夠承受的最大壓強為p=1.5Xl()4pa,平臺上最多能疊放幾塊木塊?
(3)若吊裝某木塊的過程中需克服木塊重力做功60J.吊裝下一塊需做功120J,則再吊
【答案】(1)吊裝前長度為a的木塊對試驗平臺的壓強為IOooPa:
(2)該平臺夠承受的最大壓強為p=1.5Xl()4pa,平臺上最多能疊放5塊木塊。
(3)吊裝某木塊的過程中需克服木塊重力做功60J.吊裝下一塊需做功120J,再吊裝下
一塊需做功200Jo
【解析】(1)設(shè)長度a∣的木塊底面積為Si,則其對水平臺的壓力為:
F=Gi=m∣g=pVιg=pS∣hg
FPShga.
對水平臺產(chǎn)生的壓強為:Pl=-L1=--------1-----=pgh=0.5×103kg∕m3×10N∕kg×0.2m=
S1S1
IOOOPai
(2)設(shè)疊放i塊木塊后,對平臺的壓強達到最大,由
F大PS遇h總
4
=s?≈pgh.s=1.5×10Pa,
bIι
由G=F=PS可知,木塊的總重G&=F=PJa大S∣=15OOOPaXS∣=15Go,
由題可知,木塊長度之比ai:a2:a?:,??:an=l:2:3:???:n,所以Gi:G2:G3:
G∏=l:2:3:???:n,所以G總=G1+G2+G3+…+Gn=Go(1+2+3+…+n),當n=5時G
s=15Go,所以該平臺最多只能疊放5塊木塊。(3)設(shè)疊放第n塊時所做的功為60J,
由題可知,木塊的寬及高度相同,長度之比為ai:a2:ay:???:an=l:2:3:???n,
可得Gn=nGι,由W=Gh可得:
Wn=Gn(n-1)h=n(n-1)hG∣=60J①
Wn+ι=Gn+ι(n+l-1)h=n(n+l)G∣h=120J②
由①②可解得n=3,
則吊裝下一塊為第5塊,所做的功為:
W§_5Gl(5-l)h_5
¥74G1(4-l)h
可得:W5=$XW4=2X120J=200J。
33
18.(2018?福建A卷)學(xué)校機器人興趣小組進行“精準吊裝”實驗。7塊長短不一的
長方體木塊均平放在水平地面上,機器人將木塊按長度從大到小依次吊裝并對稱疊放。
已知木塊的密度相同,高度均為h=0.2m,寬度均為b=0.2m,不同序號木塊的質(zhì)量如下表,
其中m=12kg,g取ION/kg。
序號1234567
mmmmm
質(zhì)量2mm
?TT-5百
(1)已知1號木塊的長度a=1.2m,求未疊放時1號木塊對地面的壓強:
(2)如圖,把2號木塊吊裝到1號木塊的上面,求此過程克服木塊重力所做的功;
(3)機器人完成全部吊裝疊放用時6min求整個過程克服木塊重力做功的功率。
【答案】(1)已知1號木塊的長度a=1.2m,未疊放時1號木塊對地面的壓強為IOOoPa:
(2)把2號木塊吊裝到1號木塊的上面,此過程克服木塊重力所做的功為24J:
(3)機器人完成全部吊裝疊放用時?6min,整個過程克服木塊重力做功的功率為0.4W。
【解析】
⑴由題可知,木塊放在水平地面上,1昊木塊對地面的壓力大小為
F1=G1=m?g=2mg=2×12kg×10N/kg=240N
2
S=ab=1.2m×0.2m=0.24m
1,
FI240N
p=一二------=IOOOPa
則1昊木塊對地面產(chǎn)生的壓強為:1Sl0.24m2;
(2)由題可知,把2號木塊吊裝到I號木塊的上面,此過程中克服木塊所做的功為:
W2=G2A=mg?=12kg×10N/kg×0.2m=24J.
⑶由表中數(shù)據(jù)可知,吊裝n(n>l)昊木塊所做的功為:
m
W=G(n-1)A=--×g×(∏-1)?=mg/z=24J
nπnn-1
則W總=6Wn=6×24J=144J
W144J
P=—=----------=0.4W
功率大小為:t6×60s。
19.(2022?福建)如圖是一款能自動浮沉的潛水玩具,正方體潛水器內(nèi)裝有智能電磁鐵,
將它放入裝有水的圓柱形薄壁容器中,容器放置在水平鐵板上,不計容器的重力。潛水
器啟動后通過傳感器測出其底部與鐵板間的距離1,自動調(diào)節(jié)電磁鐵電流大小,改變潛水
器與鐵板間的吸引力F的大小。閉合開關(guān)前,潛水器處于漂浮狀態(tài)。閉合開關(guān),潛水器
啟動后先勻速下沉,完全浸入水中后,變?yōu)榧铀傧鲁林敝寥萜鞯撞?,下沉全過程F隨1
變化的關(guān)系保持不變,水深變化的影響忽略不計。已知潛水器的邊長為IOCm,重為5N,
容器的底面積為IOOOCm2,水深為25cm。求:
(1)潛水器漂浮時受到的浮力。
(2)下沉全過程潛水器重力所做的功。
(3)潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強。
潛水器
,……EP--
25Cm
>l——k鐵板
【答案】(1)潛水器漂浮時受到的浮力為5N;
(2)下沉全過程潛水器重力所做的功為1J;
(3)潛水器沉底靜止后容器對鐵板的壓強為2700Pao
【解析】(1)潛水器處于漂浮狀態(tài)時,潛水器受到的浮力F浮=G滯燧=5N;
(2)潛水器的底面積Si=IOcmXIOcm=IOOcm2=O.Olm2;
由F浮=P濾Vftg=p水gS∣hι得,漂浮時浸入水中的深度hi=
CF浮C=-------o---------/-------------------------=0.05m,此時正方體的重心恰好與
P水gSι1.0×103kg∕m3×10N∕kg×0.Olm2
水面相平,所以潛水器下降的距離h2=h-h∣=0.25m-0.05m=0.2m:
潛水器的重力所做的功W=G潛水a(chǎn)sh2=5NX0.2m=1J:
(3)潛水器勻速下沉?xí)r,F(xiàn)隨1的變化關(guān)系式為F=F浮-G潛水器=p,κgS∣(h-?)-Gifs
332
*a=1.0×10kg∕m×1ON/kg×0.01m×(0.25m-?)-5N=(20-1001)N;
依題意,潛水器浸沒后加速下沉,F(xiàn)隨I的變化關(guān)系不變,即F=(20-1001)N;
潛水器沉底靜止時,1=0,受到的吸力F=20N;
潛水器漂浮時,潛水器受到的重力等于它排開水的重力,因此潛水器和水的總重G等于
容器中只裝25Cm深的水重G?;
22
容器的底面積S2=IOOOcm=OJm;
潛水器和水的總重G總=G次=p水gS2h=1.0X103kg∕m3X1ON/kg×0.Im2X0.25m=250N;
潛水器沉底靜止時,容器對鐵板的壓力F慶=F+G總=20N+250N=270N;
由P=E可得,容器對鐵板的壓強P=E?=?270N2700Pa.
S0.Im2
五.解答題
20.(2019?福建)蒸粽子時將碗倒扣在盛有適量水的鍋中當支架,把裝有粽子的盤子放在
上方,如圖甲。蒸好后打開鍋蓋,看到鍋蓋內(nèi)表面有許多小水珠。熄火一會兒,發(fā)現(xiàn)鍋
中的水被“吸入”碗內(nèi),如圖乙。
(1)鍋蓋內(nèi)表面為什么有許多小水珠?
(2)鍋中的水為什么會被“吸入”碗內(nèi)?
甲乙
【解析】答:(1)鍋中的水蒸氣遇到溫度相對較低的鍋蓋,放出熱量,液化成小水珠:
(2)熄火后,碗中的氣體壓強減小,在外界大氣壓的作用下,鍋中的水被“吸入”碗內(nèi)。
21.(2018?福建)如圖,礦泉水瓶蓋側(cè)面刻有凹凸不平的條紋,便于旋開瓶蓋;帶有橡膠
塞的口服液所配置的吸管,其表面也刻有棱狀條紋,便于吸上口服液。聯(lián)系所學(xué)的物理
知識,分別說明上述兩個實例中條紋的作用。
Iioiitf
Il東a圖h曲東Enl
【解析】答:礦泉水瓶蓋側(cè)面刻有凹凸不平的條紋,增大了手與瓶蓋之間的粗糙程度,從
而增大了兩者之間的摩擦,這樣便于旋開瓶蓋;口服液吸管表面的棱狀條紋,UJ以使空
氣進入瓶內(nèi),讓瓶內(nèi)氣體與大氣相通,在大氣的作用下吸上口服液。
一、單選題
1.(2022.福建漳州?二模)我國運動員谷愛凌獲得北京冬奧會女子大跳臺比賽冠軍,如圖
是她在斜面上滑行時的簡筆畫,則她對斜面壓力示意圖正確的是()
【答案】C
【解析】
AB.由于壓力的方向是垂直于接觸面,故垂直于斜面,故AB錯誤;
CD.她對斜面壓力,她是施力物體,斜面是受力物體,力的作用點需要做在受力物體上,
C正確;D錯誤。
故選C。
2.(2022.福建南平?二模)如圖,將一個金屬塊以不同方式放在水平桌面上,它對桌面的
壓力分別為尸尹和尸乙,對桌面的壓強分別為P4,和P乙,則()
【答案】D
【解析】
AC.金屬塊放在水平桌面上,它對桌面的壓力等于它的重力,故尸,尸尸乙故AC不符合題
意;
BD.甲的受力面積大于乙的受力面積,由P=?可知,在壓力相等時,乙對桌面的壓強大
于甲,即PMP乙。故C不符合題意,D符合題意。
故選D。
3.(2022?福建泉州?二模)如圖是一種吸塵器,它的工作原理是電動機帶動葉片高速旋轉(zhuǎn),
在密封的殼體內(nèi)產(chǎn)生空氣負壓,吸取塵屑。與吸塵器工作原理相同的是()
A.茶壺B.船閘
C.潛水艇D.離心泵
【答案】D
【解析】
吸塵器的工作原理是氣體流速快,壓強小。
A.茶壺的原理是連通器,故A不符合題意;
B.船閘的原理是連通器,故B不符合題意:
C.潛水艇的原理是通過改變自身重力控制浮沉,故C不符合題意;
D.離心泵的原理是流速快壓強小,故D符合題意。
故選D。
4.(2022?福建泉州?一模)如圖所示,汽車天窗改變了傳統(tǒng)的換氣形式,風(fēng)吹過時形成一
股氣流,將車廂內(nèi)的渾濁空氣"抽'’出去達到換氣的目的,下列有關(guān)汽車天窗換氣的原理,說
法正確的是()
空氣流動方向
新鮮空氣
A.車外氣體流速大于車內(nèi),車外氣壓大于車內(nèi)
B.車外氣體流速大于車內(nèi),車外氣壓小于車內(nèi)
C.車外氣體流速小于車內(nèi),車外氣壓大于車內(nèi)
D.車外氣體流速小于車內(nèi),車外氣壓小于車內(nèi)
【答案】B
【解析】
天窗前閉后開,在車頂形成一個凸面,加大了車頂空氣的流速,使天窗開口處的氣壓小于車
內(nèi)的氣壓,則在壓力差的作用下車內(nèi)污濁的空氣被自動“抽出”,從而保持車內(nèi)空氣清新,故
B符合題意,ACD不符合題意。
故選B。
5.(2022?福建省福州外國語學(xué)校模擬預(yù)測)用真空采血管抽血時,將采血針一端刺入人體
靜脈后,另一端插入真空采血管的膠塞,血液便會自動流入采血管。血液能夠流進真空采血
管的動力來自()
A.大氣壓B.人體內(nèi)血壓C.護士的拉力D.血液自身重力
【答案】B
【解析】
真空采血管在組裝后應(yīng)保持一定的負壓,即真空管內(nèi)氣體的壓強低于大氣壓,針頭插入檢查
者的靜脈時,在檢查者體內(nèi)血壓的壓力下,血液流入真空采血管。故選B。
6.(2022.福建漳州?二模)下圖中沒有受到浮力的物體是()
航行中的“遼寧
號''航母
C.飛行中的“殲20”戰(zhàn)斗機D.下潛的“蛟龍
號”潛水器
【答案】A
【解析】
A.太空中沒有空氣,故太空中運行的“天宮二號”不受到浮力,故A符合題意:
B.浮力是浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)向上托起的力,航行的“遼寧
號'’受到水的向上托起的力,即受到浮力,故B不符合題意;
C.七行中的“殲20”戰(zhàn)斗機受到空氣的浮力,故C不符合題意;
D.卜潛的“蛟龍”號在水中盡管下沉,但仍然受到浮力,故D不符合題意。
故選Ao
7.(2022?福建福州?模擬預(yù)測)虎年春晚的歌曲《愛在一起》,歌曲的背景展現(xiàn)了生物在
海洋中遨游的情景,其中有在“海面上嬉戲的小海豚”、“深海處游弋的巨大鯨魚如圖所示,
則它們在密度相同的海水中所受浮力的大小關(guān)系是()
A.浮在海面的小海豚受到的浮力大
B.巨大鯨魚受到的浮力大
C.它們受到的浮力大小相等
D.無法判斷
【答案】B
【解析】
根據(jù)阿基米德原理可知,海豚和鯨魚受到的浮力與液體的密度和排開液體的體積有關(guān),浮在
海面的小海豚排開液體的體積小,所以受到的浮力小,鯨魚排開液體的體積大,所以鯨魚受
到的浮力大,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選Bo
8.(2022?福建?模擬預(yù)測)將一木塊用細線在空的容器底部,開始往容器中緩慢加水至圖
甲所示位,木塊受到的浮力廠隨容器中水深力的變化關(guān)系如圖乙,則木塊()
甲乙
A.重為8NB.體積為4xl0?4m3
C.密度為0.5xK)3kg∕m3D.受到細線的最大拉力為12N
【答案】C
【解析】
A.由圖像可知,當容器中水的高度為4cm~10cm時,木塊處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和重
力相等,因此木塊的重力為4N,故A不符合題意;
B.由圖像可知,木塊全部淹沒受到的浮力為8N,由
可得,木塊的體積為
8N
V=%==8×10-4m3
「水g1.0×103kg∕m3×1ON/kg
故B不符合題意;
C.由
G=mg
可得,木塊的質(zhì)量為
WJq=3=0
g10N∕kg
根據(jù)密度的計算公式可得,木塊的密度為
m0.4kg
p--=0.5×103kg∕m3
V8×10^4kg∕m3
故C符合題意;
D.木塊完全浸沒水中時受到的浮力最大,此時細線對木塊向下的拉力最大,受到細線的最
大拉力為
F蝠=FW-G=8N-4N=4N
故D不符合題意。
故選C。
9.(2022?福建南平?二模)如圖實例中,利用連通器原理工作的是()
出水管
葉片
?葉輪
鬣離心式抽水機
密度計
-大氣壓
?吸水管
D.壓強計
【答案】C
【解析】
A.密度計是利用物體的漂浮條件工作的,即讓密度計在液體中漂浮,則可知密度計在任何
液體中所受浮力都等于密度計的重力,通過密度計浸入液體的深度來反映液體密度的大小,
故A不符合題意;
B.離心式水泵是利用大氣壓將水從低處抽到高處,故B不符合題意;
C.船閘是利用了連通器的原理,在工作時閘室分別與上游和下游構(gòu)成連通器,故C符合題
意;
D.U形管壓強計上端沒有開口,所以不是連通器,故D不符合題意。
故選Co
10.(2022.福建南平?二模)如圖為帕斯卡實驗,在一個封閉的木桶內(nèi)裝滿水,從桶蓋上插
入一根細長的管,向細管里只灌了幾杯水,就把木桶壓裂。這個實驗說明液體壓強大小與下
B.液體的深度
C.液體的體積D.液體的密度
【答案】B
【解析】
由液體壓強公式P=Pg人可知,當液體的密度不變時,深度〃越大,壓強也越大,當壓強超
過木板的承受極限后,木桶就被壓裂,故ACD不符合題意,B符合題意。
故選Bo
??.(2022.福建泉州?二模)如圖,氣球下面用細線懸掛一小石塊,它們恰好能懸浮在水中。
現(xiàn)緩慢沿容器注水,則小石塊()
國
A.將上浮B.將下沉
C.所受浮力變大D.所受浮力變小
【答案】B
【解析】
由題意可知,當緩慢沿容器注水時,水的深度增加,由P=Pg九可知,氣球和小石塊所處的
位置的液體壓強增大,根據(jù)尸=PS,氣球和小石塊受到水的壓力增大,所以氣球的體積會
減小,由冷=Z?g%t,由于氣球懸浮在水中,排開體積等于物體體積,因此,氣球體積減
小,所受浮力減小,氣球和小石塊的總重不變,根據(jù)物體浮沉條件可知,當尸?。糋物時,物
體會卜.沉。故B符合題意,ACD不符合題意。
故選B?
12.(2022.福建福州?二模)如圖中主要是利用連通器原理工作的是()
【答案】B
【解析】
A.密度計是利用物體的浮沉條件工作的,故A不符合題意;
B.船閘的閥門打開時,閘室和上游或下游形成了連通器,故B符合題意;
C.攔河大壩的上窄下寬,是因為液體的壓強與深度有關(guān),液體深度越深,壓強越大,是利
用了液體壓強的特點。故C不符合題意;
D.活塞式抽水機能夠?qū)⑺槌龅孛妫且驗槌樗畽C的氣體壓強小于抽水機外的大氣壓強,
于是大氣壓將水壓進了抽水機,所以是利用大氣壓工作的,故D不符合題意。
故選B。
∣3.(2022?福建省福州外國語學(xué)校模擬預(yù)測)2022北京冬奧冠軍谷愛凌正在“傾斜”的雪地
上勻速向下滑行,對雪有壓力,下列有關(guān)說法正確的是()
A.谷愛凌對雪的壓力是豎直向下的
B.谷愛凌對雪的壓力大小就等于其重力的大小
C.谷愛凌對雪的壓力是作用在谷愛凌上的
D.谷愛凌對雪的壓力是由于滑雪板發(fā)生形變而產(chǎn)生
【答案】D
【解析】
A.壓力是垂直作用在受壓面上的力,谷愛凌時雪的壓力是垂直于雪面向下的,故A錯誤;
B.水平面上的物體對水平面的壓力等于物體的重力,谷愛凌處于斜面上,對雪的壓力小于
其重力,故B錯誤;
CD.谷愛凌對雪的壓力受力物是雪,施力物是滑雪板,壓力屬于彈力,是施力物形變產(chǎn)生
的,故谷愛凌對雪的壓力是由于滑雪板發(fā)生形變而產(chǎn)生,故C錯誤,D正確。
故選D。
14.(2022?福建泉州?一模)如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平
底容器,分別裝有深度相同,質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是()
A.液體對容器底部的壓強:P鏟P乙B.液體的密度:PV=PL
C.容器對桌面的壓力:F鏟F乙D.容器對桌面的壓強:p'#p'乙
【答案】A
【解析】
B.根據(jù)題意知道,甲、乙液體的質(zhì)量相等,乙液體的體積大,由?=會知道,甲的密度大
于乙的密度,即"尹故B錯誤;
A.由于兩液體深度相同,但甲液體密度大,由p=°g∕7知道,液體對容器底部的壓強仔>p
乙,故A正確:
C.容器對桌面的壓力等于容器的重力與液體的重力之和,兩容器質(zhì)量相同,則重力相等,
甲、乙兩種液體質(zhì)量相等,重力相等,所以容器對桌面的壓力相等,即尸衍尸乙故C錯誤;
D.兩容器底面積相同,由知道,兩容器對桌面的壓強相等,即“w=pZ,故D錯誤。
故選A0
15.(2022?福建福州?模擬預(yù)測)如圖所示,水面下同一地方同一深度有兩艘完全相同的潛
艇,其中一艘正在上浮,另一艘正在下潛,以下判斷正確的是(
A.正在上浮的是乙艇
B.潛艇在下潛的過程中,所受的水的壓強不變
C.沒露出水面前,上浮潛艇所受的浮力不斷增大
D.沒露出水面前,兩艘潛艇所受的浮力相同
【答案】D
【解析】
A.潛水艇是通過改變水艙中的水的重力來改變自身重力的,要使?jié)撍细?,?yīng)使?jié)撍?/p>
所受的浮力大于潛水艇的重力,所以水艙中水較少時潛水艇上浮,故甲圖為上浮時的情景,
乙圖為下潛時的情景,故A錯誤;
B.根據(jù)波的知,正在下潛的潛艇,深度變大,所受的水的壓強變大,故B錯誤;
C.根據(jù)F,▽窿gV冰知,在沒露出水面前,上浮潛艇排開水的體積不變,所受的浮力不變,
故C錯誤;
D.兩艘完全相同的潛艇,其體積相同;沒露出水面前(浸沒),潛艇排開水的體積等于自
身的體積,所以兩潛艇排開水的體積相同,根據(jù)已溶0成gv∕τ知它們所受的浮力相等,故
D正確。
故選D。
16.(2022?福建?模擬預(yù)測)如圖所示,放在水平桌面上的三個完全相同的容器內(nèi),裝有適
量的水,將A、B、C三個體積相同的正方體分別放入容器內(nèi),待正方體靜止后,三個容器
內(nèi)水面高度相同.下列說法正確的是()
A.物體受到的浮力大小關(guān)系為FA>FB>FC
B.三個物體的密度大小關(guān)系是PA>PB>PC
C.容器對桌面的壓力大小關(guān)系為F",=FZ=F內(nèi)
D.容器底部受到水的壓強大小關(guān)系為P.l>>PK>P丙
【答案】C
【解析】
A、由圖可知,VA<∣<VB排<Vc指,根據(jù)阿基米德原理可得浮力的大小關(guān)系為:FA<FB<FC,
故A錯誤:B、A和B漂浮,C懸浮,由浮沉條件可知:GA=FA,GB=FB,Gc=Fc,又FA<FB<Fc,
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