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- 2021-05-10 发布
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专题07 压强和浮力
一、单选题
1.下列4幅图所呈现的情景中,主要利用了流体力学中“流速越大,压强越小”这一原理的是( )
A. B.
C. D.
【来源】2018年浙江省湖州市中考物理试题
【答案】B
【解析】
【详解】
C、复兴号列车高速行驶,是电流做功的结果,与流体压强与流速的关系无关。故C错误;
D、蛟龙号深潜器通过改变自身重力实现下潜和上浮,利用物体浮沉条件,故D错误。
故选B。
【点睛】
注意流体压强与流速关系的应用,是飞机产生升力的原因,牢记流速大的地方压强小的规律,中考中也是常出现的题目类型,且要能用此特点解释生活中的相关现象。
2.两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量△m甲、△m乙和甲乙的密度满足的关系是( )
44
A. ρ甲>ρ乙,△m甲>△m乙 B. ρ甲<ρ乙,△m甲>△m乙
C. ρ甲<ρ乙,△m甲<△m乙 D. ρ甲>ρ乙,△m甲<△m乙
【来源】2018年上海市中考物理试题
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)正方体对水平地面的压强:,切割之前它们对水平面的压强相等,,即,由图可知,,所以,;BC错误;
(2)由图知,在切割之前,所以由可知,切割之前甲、乙对地面的压力,因为正方体对水平地面的压力等于其重力,且,所以,切割之前,;当沿水平方向切去不同厚度,剩余的压力相同,即,则甲、乙剩余部分的质量:;所以由①②可知,切去的质量,故D正确,A错误。
故选:D。
【点睛】
此题是典型的柱状固体的压强问题,要根据已知条件,灵活选用压强计算式 和(适用于实心柱体对支撑面的压强)进行分析解答。
3.以下是连通器的是( )
A. 液位计 B. 温度计 C. 订书机 D. 抽水机
【来源】2018年上海市中考物理试题
【答案】A
44
【解析】
【分析】
根据连通器定义:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
【详解】
A、液位计是利用连通器的原理制成的,故本选项符合题意;
B、温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,故本选项不符合题意。
C、订书机是根据压强的原理制成的,故本选项不符合题意;
D、抽水机是利用大气压把水抽上来的,故本选项不符合题意;
故选:A。
【点睛】
记住连通器定义,生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。
4.对下列生活现象解释正确的是
A. 水坝上窄下宽——液体的压强随深度增加而减小
B. 伞被“吸”变形——流速大的地方压强大
C. 纸片“托住”满水杯——水有粘性
D. 木块漂浮——漂浮时F浮=G
【来源】湖南省岳阳市2018年中考物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
因为液体压强随深度的增加而增大,所以拦河大坝做成上窄下宽,故A错误;流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;“伞被“吸”变形”实验说明伞上方的空气流速大,压强较小;伞下方的空气流速小,压强大,所以伞面受到一个向上的压强差,故B错误;由图知道,纸片之所以不会落下,是因为大气对纸片有向上的压强,且大于水对纸片产生向下的压强,即说明大气压是存在,故C错误;由物体的漂浮条件知道,当木块漂浮静止时,受到的浮力等于其重力,故D正确,故选D。
【点睛】
44
本题是一道力学综合题,考查了压力作用效果的影响因素、液体内部压强的特点、减小压强的方法,涉及知识点多、但都属于基础知识考查,难度不大。
5.如图是用新材料制成的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm.先将一球体放入水中,已知球体体积为4×10-3m3,密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比( )
A. 1:2 B. 5:8 C. 5:7 D. 4:7
【来源】黑龙江省大庆市2018年中考物理试题
【答案】A
【解析】
【详解】
(1)由题,轻质圆柱形薄桶横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm,则桶内水的体积,
由可得水的质量,
球体的密度
球体的体积,
则球的质量,
桶的质量和厚度忽略不计,则水和球体的总质量
,
水和球体的总重力:,
所以桶对地面的压力F桶=G总=240N。
44
【点睛】
本题考查了重力公式、密度公式、液体压强公式、压强定义式的应用,认识两个压力的不同,明确两个压力的求法是关键。
6.水平桌面上的薄壁圆柱形容器中盛有某种液体,容器底面积为80cm2,用细线拴着体积为为100cm3的金属球沉入容器底,这时液体深度为10cm,它对容器底的压力为1.9N,如图所示。现将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了100Pa,从容器中取出金属球时,表面所沾液体与细线的体积均不计。则下列判断正确的是( )
A. 金属球在液体中所受浮力大小为1N
B. 容器中液体所受重力大小为6.4N
C. 取出金属球后,容器对桌面的压强减小了100Pa
D. 金属球的密度为2.7×103kg/m3
【来源】2018年重庆市中考物理试题(b卷)
【答案】D
【解析】
【详解】
取出小球后,液面下降:
44
将金属球从液体中取出,液体对容器底的压强改变了100Pa,根据得:
;
A. 金属球在液体中所受浮力大小为:
,故A错误;
B. 容器中液体体积为:;
流体重为:,故B错误。
C. 金属球的重为:;
取出金属球后,容器对桌面减小的压强为:,故C错误;
D. 金属球的密度为:,故D正确;
故选D。
【点睛】
重点是阿基米德原理和压强公式的应用,先根据液面下降的高度,结合液体压强公式计算出液体密度的大小,再根据阿基米德原理判断浮力的大小,以及球的重,最后计算取出球后,容器对桌面压强的变化。
7.如图所示的四个物理情景中,相应的描述正确的是( )
A. 建筑工人推的独轮车是费力杠杆
B. 用力未搬起石块,这个力做了功
C. 用吸管喝饮料时利用了大气压强
44
D. 雕刻刀的刀口很薄,是为了减小压强
【来源】2018年重庆市中考物理试题(b卷)
【答案】C
【解析】
【详解】
A、人推独轮车运送货物时,动力臂大于阻力臂,独轮车是省力杠杆,故A错误;
B、用力搬石头但没有搬起,有力无距离,没有做功,故B错误;
C、吸管吸饮料时,是先把吸管内的部分空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故C正确;
D、雕刻刀的刀口很薄,是通过减小受力面积来增大压强,故D错误。
故选C。
【点睛】
理解用吸管“饮料”牛奶时,利用了大气压的作用。详细解释的话,还利用了气体压强与体积的关系,即吸管与口、肺部连通,胸腔扩张时,体积增大,压强减小,小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入口中。
8.寒冷的冬天,太阳能热水器水箱的通气孔(与大气相通)由于冰冻堵塞而不通,放水使用后发现不锈钢水箱变瘪了,如图所示.水箱变瘪说明
A. 存在大气压强
B. 水箱存在热胀冷缩
C. 水箱的不锈钢老化
D. 水变成冰时体积变大
【来源】江苏省宿迁市2018中考物理试题
【答案】A
【解析】
44
【详解】
【点睛】
本题考查的是大气压的存在,要求学生能利用所学知识解释生活中的现象,难度不大。
9.下列关于压强的说法正确的是( )
A. 气体中流速越大的位置,压强越大
B. 刀刃磨得很锋利,是为了增大压强
C. 大气压强随海拔高度的增加而增大
D. 液体内部压强大小与液体密度无关
【来源】新疆维吾尔自治区、生产建设兵团2018年中考物理试题
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)流体压强与流速的关系,气体中流速越大的位置,压强越小;
(2)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强;
(3)大气压强随着海拔高度的增加而减小;
(4)根据公式可以分析液体内部压强的影响因素。
【详解】
A、气体中流速越大的位置,压强越小,故A错误;
B、刀刃磨得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B正确;
C、大气压强随着海拔高度的增加而减小,故C错误;
D、由液体压强公式可知,液体内部压强大小与液体密度和液体深度都有关,故D错误。
故选:B。
【点睛】
本题主同时考查了固体压强、液体压强和气体压强的相关知识,都是有关压强方面的基本规律,应熟知。
10.图象法是利用图象这种特殊且形象的工具,表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。下列从图象中获得的结论错误的是( )
44
A. ρ1>ρ2
B. R1>R2
C. υ1>υ2
D. P1>P2
【来源】浙江省嘉兴市2018年中考科学(物理部分)试题
【答案】B
【解析】
【详解】
44
故选B。
【点睛】
考查了图像的解读,图像是直观的表示物理规律的有效方法,在考试中是很重要的一个考点,注意多练习,熟练掌握从图像得到有用的信息。
11.白洋淀是雄安新区一颗璀璨明珠,吸引无数游人来水上游玩。下列说法正确的是( )
A. 冬天水面结冰,水分子停止热运动
B. 白洋淀周边气温变化比沙漠地区气温变化小,是因为水的比热容小
C. 去景区的柴油汽车排气管有时冒黑烟,因为柴油燃烧不充分,其热值变小
D. 快速行驶的游船不能近距离并行,因为流速大的位置压强小,易引起碰撞
【来源】辽宁省辽阳市2018年中考物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
由分子动理论知道,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,所以,冬天水面结冰,水分子运动会相对减慢,但不会停止热运动,故A错误;白洋淀周边气温变化比沙漠地区气温变化小,是因为水的比热容大,同等情况下吸放热时,其温度变化小,故B错误;燃料的热值是燃料自身的一种性质,与它是否完全燃烧没有关系,排气管冒黑烟,是柴油燃烧不充分,但其热值不变,故C错误;流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小;当快速行驶的游船近距离并行时,由于中间流速大的位置压强小,两侧压强大,产生向中间的压强差,易引起碰撞,故D正确,故选D。
【点睛】
本题考查的知识点较多,涉及了分子的热运动、水的比热容解释生活中的现象、热值的理解、以及流体压强与流速的关系等,但难度不大。
44
12.边长为10cm,密度为0.6×103kg/m3的一个正方体物块放在水平面上,物块对水平面的压强是(g取10N/kg)( )
A. 450Pa B. 550Pa C. 600Pa D. 700Pa
【来源】贵州省铜仁市2018年中考物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】
先根据公式求出正方体物块的重;此时正方体对水平面的压力等于物块的重力,求出受力面积S,再利用即可求出正方体物块对水平面的压强。
【详解】
正方体物块的边长为10cm,则体积;由 可得,正方体实心物块质量:,正方体物块的重:;正方体物块对水平面的压力正方体物块的底面积(受力面积):,物块对水平面的压强:。
故选:C。
【点睛】
此题主要考查重力、密度、压强的计算,解答此题要注意受力面积应为接触面积而不是整个桌面的面积,这也是学生容易出错的地方,因此要向学生强调受力面积这一知识点。
13.下列对应关系正确的是( )
A. 沈括——发现电流周围存在磁场
B. 奥斯特——发现地理两极和地磁场两极不重合
C. 托里拆利——测出大气压强值
D. 安培——发现电磁感应现象
【来源】贵州省铜仁市2018年中考物理试题
【答案】C
【解析】
【分析】
44
根据学过物理学史,记住一些物理学家及他们的贡献,可逐一对题干中的描述做出判断。
【详解】
A、沈括最早发现了磁偏角,故A错误;
B、丹麦物理学家奥斯特最早发现了电流周围存在磁场,故B错误;
C、托里拆利最早测出大气压强值,故C正确;
D、安培最早发现了安培定则,故D错误。
故选C。
【点睛】
本题考查了物理学史方面的知识,学习物理学史不仅能丰富我们的知识,还能激发我们学习物理的兴趣,关键是平时要注意物理学历史知识的学习与积累。
14.下列图示展示了我国劳动人民的智慧成果,对其中涉及的物理知识.下列说法错误的是
A. 司南是最早利用地磁场指示方向的装置
B. 人站在天坛的回音壁前说话,声音经过多次反射,可以在围墙的任何位置听到
C. 碾谷物的石磨选用厚重的石材,是为了减小石磨对谷物的压强
D. 从两心壶的壶嘴能分别倒出两种不同的液体是利用了大气压
【来源】贵州省毕节市2018年中考物理试题
【答案】C
【解析】
【详解】
【点睛】
44
本题考查的是古代劳动人民发明的几种装置,即司南、回音壁、石磨和两心壶等,考查了物理知识在生活中的应用,体现了古代劳动人民的智慧。
15.如图甲所示,是建设罗泊湾大桥时使用的起吊装置(图中未画出)的钢缆绳拉着实心圆柱体A在距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降的情景。A在下降到江底之前,始终保持0.1m/s的速度不变。如图乙所示是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F随时间t变化的图像(江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3 , g取10N/kg)。则
A. A从开始下降直到江面的过程中,钢缆绳对A做的功为5×104J
B. A下降过程中重力的功率为5×103W
C. A的密度为1.6×103kg/m3
D. 当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A对江底的压强为5×103 Pa
【来源】广西贵港市2018年中考物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
A.由图乙可知,A从开始下降直到江面的过程中,下降高度h=vt=0.1m/s×20s=2m,
钢缆绳对A做的功W=Fs=3×104N×2m=6×104J,故A错误。
B.A下降过程中重力的功率,故B错误。
C.A全部浸没在水中所受浮力
,
根据阿基米德原理可得,
物体的体积,
故A的密度,故C错误。
44
D.由图乙可知,A物体从开始浸入江水中至完全浸没所用时间t’=30s-20s=10s,
A物体的高度h’=vt’=0.1m/s×10s=1m,
圆柱体A的底面积,
当A下降到水平的江底,卸下钢缆绳后,A对江底的压力
,
则A对江底的压强,故D正确。
故答案为D。
【点睛】
本题是力学综合计算题,具有一定的难度,读懂图,能从图像中找出有用的信息并加以应用是关键。
16.体积相同的铁球、铝块和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力( )
A. 铝球受到的浮力最大
B. 木块受到的浮力最大
C. 铜块受到的浮力最大
D. 它们受到的浮力一样大
【来源】【全国市级联考】四川省德阳市2018年初中毕业生学业考试及高中阶段学校招生考试物理试题
【答案】D
【解析】
【详解】
根据阿基米德原理判断。
由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,因物体浸没时排开液体的体积等于自身的体积;
所以,体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等;
根据可知,它们受到的浮力一样大。
故选D。
44
【点睛】
重点是阿基米德原理的应用,根据,浮力的大小只与液体密度和排开的液体体积有关,与其它因素无关,所以排开液体的体积相等时,在同种液体中受到的浮力也肯定相等。
二、多选题
17.容器内装有一定质量的水,将物体A、B叠放后一起放入水中,静止时如图所示。再将A从B上拿下放入水中,B静止时在水面漂浮。下列说法正确的是( )
A. 物体A的密度大于物体B的密度
B. 物体B漂浮后,水对容器底的压强变小
C. 物体B漂浮后,桌面受到的压力变大
D. 物体B漂浮后,物体A所受的浮力不变
【来源】辽宁省辽阳市2018年中考物理试题
【答案】ABD
【解析】
【详解】
当物体A、B叠放悬浮在水中时,V排1 =VA +VB;当物体B漂浮时,A下沉,则V排2 =VA +VB排,且VB排<VB,即V排2 <V排1,所以排开水的总体积减小,水面下降,由p=ρgh知道水对容器底的压强变小,故B正确;
物体A、B叠放悬浮时,容器对水平桌面的压力是:F1 =G总=G容+G水+GA +GB;当物体B漂浮、A下沉时,容器对水平桌面的压力是:F2 =G总=G容+G水+GA+GB,即桌面受到的压力不变,故C错误;
物体B漂浮后,物体A下沉,所以A物体仍处于浸没状态,即A排开水的体积不变,由F浮=ρ液 gV排知道,物体A所受的浮力不变,故D正确,所以应选ABD。
【点睛】
44
本题考查的是液体压强公式、物体浮沉条件、阿基米德原理的的综合应用,此题综合性强,计算过程复杂,有一定难度。
三、填空题
18.一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有的长度露出桌面外,如图所示。
(1)直棒对桌面的压强为_____帕。
(2)在棒的右端至少应施加_____牛的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面。
【来源】2018年浙江省湖州市中考物理试题
【答案】10001.5
【解析】
【详解】
(1)直棒对桌面的压力:;
有的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强为:
;
(2)在棒的右端施加力,使左端抬起,此时直棒相当于杠杆,支点在桌边,如图所示:
支点左侧重,即阻力为:,左侧的重心位置距离支点,即阻力臂为:;
支点右侧重:,此部分重的力臂为:;
在棒的右端施加力,力臂为,使左端抬起,根据杠杆平衡条件得:
解得:。
【点睛】
重点是压强的计算和杠杆平衡条件的应用及计算,关键是确定支点后,正确判断出动力臂及阻力臂。
44
19.搓手是通过_____方式改变内能的;运动员打乒乓球,球弹出,这主要是表明力可以改变物体的_____;山顶的气压比山脚的气压_____(填高或低)。
【来源】2018年上海市中考物理试题
【答案】做功运动状态低
【解析】
【分析】
力可以改变物体的运动状态和形状;大气压随着高度的增加而减小。改变内能的两种方式是做功和热传递;
【详解】
在搓手的过程中,要克服摩擦做功,使手的温度升高,内能增加,故搓手是通过做功的方式改变内能的;运动员打乒乓球,球弹出,这主要是表明力可以改变物体的运动状态;
由于大气压随着高度的增加而降低,山顶的气压比山脚的气压低;
故答案为:做功;运动状态;低。
【点睛】
此题重点考查了改变内能的方式、力的作用效果和大气压与高度的关系,要认真分析。
20.图是我国自主研制的蛟龙号载人潜水器,2012年蛟龙号潜水器顺利完成7km级的潜水试验,则7km深处海水的压强为_____Pa,设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只手伸到外面的水里,若手背的面积为0.6×10﹣2m2,则海水对手背的压力为_____N(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【来源】2018年内蒙古赤峰市中考物理试题
【答案】7×107pa4.2×105N
【解析】
【详解】
(1)根据计算,7km深处海水的压强:
;
(2)根据可得,手背受到海水的压力:
。
44
【点睛】
重点是固体压强公式和液体压强公式的应用,注意在液体中压力时,必须先求出压强,再利用求压力,不可根据液体的重求压力。
21.如图质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为__Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会_____(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【来源】湖南省岳阳市2018年中考物理试题
【答案】700减小。
【解析】
【详解】
【点睛】
本题考查的是固体压强的计算及大小分析,解决此题的关键是利用好公式p=F/S。
22.如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图(乙)所示,则阀门未打开前水对容器底都的压强为_____Pa.当t=52s时,细杆对物体的作用力大小为_____N。
【来源】2018年重庆市中考物理试题(b卷)
【答案】50000.8
【解析】
【详解】
44
(1)由图乙知,当t=0,水对容器底部的压力为50N,则阀门未打开前水对容器底都的压强为:
;
(2)在0﹣40s,40s﹣64s,64s﹣84s三个时间段,水对容器底部的压力随时间变化的规律分别为一直线,说明40s时,水面到达A,64s时,水面离开A。
图乙知,40s时,容器底受到的压力为30N,则压强为:
,
根据得,此时水的深度为:
;
64s时,容器底受到的压力为10N,同理解得,水的深度又为:
;
则圆柱体A的高度:;
在0﹣40s这个时间段,流出的水量:
;
此水量等于A与容器间隙部分的体积,即
解得A的底面积为:;
因为液面下降与流速成正比,52s时从A的上表面计,下降的高度为:
,
则A在水面下的部分高度为:
A受到的浮力为:;
A的重为:;
静止时受力平衡,可知细杆对物体的作用力大小为:
。
【点睛】
44
重点是阿基米德原理、液体压强公式和平衡力的应用,关键是能从乙图获得有用信息,结合液体压强的公式得出物体A的高度,再根据排出的水量计算出A的横截面积,最后根据重力、浮力、细杆的支持力,三个力平衡得出结果。
23.如图是牲畜自动饮水器,从结构上看,左、右两个容器相当于一个_____。将B端所受的力看成动力,杠杆AOB是____(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆。浮漂浸入水中的体积为1.5×103cm3,浮漂所受浮力为_____N;右侧饮水槽水深30cm,饮水槽底部受到水的压强为_______Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【来源】辽宁省辽阳市2018年中考物理试题
【答案】连通器省力153×103
【解析】
【详解】
由图知道,左、右两个容器上端开口下端连通,所以相当于是一个连通器;由图知道,杠杆AOB支点为O,若将B端所受的力看成动力,则其阻力为A端所受的力,所以动力臂是OB,阻力臂是OA,由于OB大于OA,所以AOB是省力杠杆;由阿基米德原理知道,浮漂所受的浮力是:F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×1.5×10-3m3 =15N;由p=ρgh知道,饮水槽底部受到水的压强是:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103 Pa。
【点睛】
本题考查的知识点较多,考查了连通器原理、杠杆的分类、浮力和液体压强的计算,关键是熟练掌握相关知识和原理,难度不大。
24.2018年4月2日,我国“天宫一号”空间站完成使命,坠入大气层“完美回家”。随着高度降低,天宫一号周围的大气压强___(选填“变大”、“变小”或“不变”);“天宫一号”与大气摩擦时内能会增大,这是通过___的方式增加内能;天文爱好者观察到正在燃烧的“天宫一号”,说明正在燃烧的“天宫一号”____(选填“是”或“不是”)光源。
【来源】辽宁省辽阳市2018年中考物理试题
44
【答案】变大做功是
【解析】
【详解】
因为大气压强随高度的增加而减小,随高度的减小而增大,所以,随着高度降低,天宫一号周围的大气压强变大;“天宫一号”与大气摩擦通过功的方式内能增加;能自身发光的物体是光源,所以,正在燃烧的“天宫一号”能发光,则是光源。
【点睛】
本题考查的是大气压强的变化,改变内能的方式及光源的概念,是一道基础题。
25.如图所示是“西电东送”的重点水电站一—洪家渡水电站,电站拦河大坝高约180m.当蓄满水时水对坝底的压强约为_______Pa;水电站是利用水从高处流下,把______转化为_____ ,再通过发电机转化为电能。
【来源】贵州省毕节市2018年中考物理试题
【答案】1.8×106重力势能动能
【解析】
【详解】
根据题意知道,坝底所受水的压强是:p=ρgh=1×103 kg/m3 ×10N/kg×180m=1.8×106 Pa;水电站是利用水从高处流下,把重力势能转化为动能 ,再通过发电机转化为电能。
【点睛】
本题考查的是液体压强的计算及能量的相互转化,都属于基础知识,难度不大。
26.2018年5月18日,我国第二艘航母001A号完成首次出海试验任务,返回大连造船厂码头。
(1)航行过程中,热机的____冲程使航母获得动力,雷达系统发射的电磁波在真空中传播的速度约为____m/s;
(2)航母排水量达65000吨,它满载时排开水的体积是____m3(海水密度近似取1.0×103kg/m3);
(3)001A号航母计划搭载40架歼﹣15型舰载机,当舰载机加速升空时,动能____,重力势能____(两空均选填“增大”“减小”或“不变”)。
【来源】新疆维吾尔自治区、生产建设兵团2018年中考物理试题
【答案】做功3×1086.5×104增大增大
【解析】
【分析】
44
(3)动能与质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能与高度和质量有关,质量越大,高度越高,重力势能增大。
【详解】
(1)在热机的做功冲程中,燃料燃烧生成高温高压的燃气,燃气推动活塞运动,活塞从而带动曲轴转动,使轮船获得动力,在此过程中,将内能转化为机械能;电磁波可以在真空中传播,且不同频率的电磁波在真空中的传播速度最快,其速度是c=3×108m/s;
(2)满载时受到的浮力:;由公式得,。
(3)舰载机离机起飞过程中,质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度增大,重力势能增大。
故答案为: (1). 做功 (2). 3×108 (3). 6.5×104 (4). 增大 (5). 增大
【点睛】
本题以航母为题考查了热机的原理、阿基米德原理的运用、排水量的理解、机械能大小的影响因素等,综合性较强,难度适中。重点和难点是阿基米德原理的运用。
27.如图所示,一底面积是100cm2的圆柱形容器内盛有1.5kg的水,静止在水平桌面上。现将含有合金块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6cm(没有水溢出)。当冰块全部熔化后,容器底部所受水的压强改变了58Pa。容器的质量及厚度可忽略不计,g取10N/kg,ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3。则含有合金块的冰块悬浮时,容器对水平桌面的压强为_______Pa,该合金块的密度为_______kg/m3。
【来源】广西贵港市2018年中考物理试题
【答案】21003.9×103
【解析】
【详解】
44
(1)将含有合金块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6cm(没有水溢出)。则物体体积,
因物体悬浮时,受到的浮力等于自身重力,所以含有合金块的冰块的重力
,
容器中水的重力G水=m水g=1.5kg×10N/kg=15N,
所以含有合金块的冰块悬浮时,容器对水平面的压力
F=G水+G=15N+6N=21N,
容器对水平桌面的压强为;
(2)当冰块全部熔化后,容器底部所受水的压强改变了58Pa。
由p=ρgh可得,液面下降的高度
,
则冰块熔化后减少的体积
,
因为冰熔化后,质量不变,体积变小,根据可得,
解得:m冰=522g
冰的体积,
含有合金块的冰的总质量,
合金块的质量,
合金块的体积,
则合金块的密度.
【点睛】
44
本题考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,涉及到液面的变化,难度较大。利用冰熔化后,质量不变,体积变小,建立关系式求解。
四、计算题
28.两个相同的薄壁圆柱形容器,一个装有水,另一个装有某种液体,水的质量为5千克。
(1)求水的体积V。
(2)现从两容器中分别抽取相同体积后,水和液体对容器底部的压强关系如下表:
求抽出液体前,液体原来的质量。
【来源】2018年上海市中考物理试题
【答案】(1)5×10﹣3m3;(2)5kg。
【解析】
【分析】
(1)根据密度公式变形可求水的体积;
(2)根据液体压强公式可求水的深度,根据可得薄壁圆柱形容器的底面积,抽取相同体积前后分别由液体压强公式求液体深度,再根据压强公式可求压力,即重力,根据重力公式求质量。
【详解】
(1)由可得水的体积:;
(2)由可得抽出前水的深度: ,由可得抽出后水的深度:,薄壁圆柱形容器的底面积:;抽取的体积:;抽取前后体积深度相差△h=0.1m,由可得抽出前液体的对底面的压力;,薄壁圆柱形容器底面压力等于液体的重力:,液体的质量:。
44
【点睛】
本题考查了学生对液体压强公式、密度公式的掌握和运用,涉及到容器底受到液体压强的变化,要求灵活运用公式分析求解。特别是压强变化量的比值,比较复杂,要进行细心分析判断。
29.如图所示,是我市著名民营企业生产的力帆100E型电动微型轿车。轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶1min所通过的路程为720m。已知轿车总质量m=600kg,受到的阻力f大小恒为轿车重量的0.1倍,轮胎与路面接触的总面积S=3×10﹣2m2.求:
(1)轿车行驶的速度大小。
(2)轿车对路面产生的压强。
(3)牵引力对轿车做功的功率。
【来源】2018年重庆市中考物理试题(b卷)
【答案】(1)43.2km/h;(2)2×105Pa;(3)7.2kW。
【解析】
【详解】
(1)匀速直线行驶1min,即60s所通过的路程为720m。
则轿车的速度:;
(2)轿车对水平地面的压力等于车的总重,故压力为:
;
轿车对地面的压强为:
;
(3)阻力f大小恒为轿车重量的0.1倍,则轿车受到的阻力:
44
;
轿车匀速直线行驶,受力平衡,则牵引力等于阻力,即:,
根据得牵引力做功的功率:
。
【点睛】
重点是速度、功、功率的计算,综合性较强,关键是熟悉各公式的应用,注意计算时单位的统一,通常都使用主单位进行。
30.小明发现家中鱼缸的电源适配器(与手机充电器功能相同)烧坏,供氧系统的气泵不工作了,鱼缸里的鱼存在缺氧危险.经检查发现:电源适配器与家中淘汰的手机充电器在输入电压、输出电压、输出电流等主要规格上完全相同,由此小明设想利用手机充电器和手机电池替换坏掉的电源适配器,构建一个不间断供电系统:当手机充电器不工作时,由手机电池给气泵供电;当手机充电器工作时,手机充电器能够同时给手机电池充电和气泵供电.已知气泵额定功率为2.5W,手机电池电压为3.7V、容量为2000mA·h(容量:电池充满电后,供电电流与可供电时间的乘积).
(1)请用笔画线代替导线,将图甲中电路连接完整,实现对气泵不间断供电功能.___
(2)将导气管末端放入鱼缸,发现随着放入水中深度的增大,导气管放出的气量在减少,说明水的压强具有____的特点.
(3)当只有手机电池对气泵供电时,为了测量气泵的实际功率,小明应该选择电流表的____(选填“0~0.6A”或“0~3A”)量程接入电路;电流表正确接入电路后指针如图乙所示,气泵的实际功率为____W.
(4)在(3)状态下,气泵能够工作的最长时间为____h.
【来源】江苏省宿迁市2018中考物理试题
【答案】随深度增大而增大0~0.61.48(1.5也正确)5
44
【解析】
【详解】
(1)根据题意知道,“手机充电器不工作时,由手机电池给气泵供电;当手机充电器工作时,手机充电器能够同时给手机电池充电和气泵供电”,所以,是手机电池和气泵并联后又和手机充电器串联,这样在手机充电器不工作时,手机电池与气泵构成闭合电路给气泵供电,故电路如图:
(2)根据题意知道,将导气管末端放人鱼缸,发现随着放入水中深度的增大,导气管放出的气量在减少,说明水的压强随深度增大而增大;
(3)由图乙知道,若电流表选用0-3V的量程,则电流表示数应是2A,气泵的实际功率是:P=UI=3.7V×2A=7.4W,此结果远大于气泵的额定功率,所以,说明电流表应该选用0-0.6A的量程;由图乙知道,气泵的电流应是:I=0.4A;气泵的实际功率是:P实=UI实=3.7V×0.4A=1.48W;
(4)根据题意知道,手机电池电压为3.7V、容量为2000mA·h,所以,储存的电能是:W=UIt=3.7V×2A×3600s=26640J;
在(3)状态下,气泵能够工作的最长时间是:t=W/P=26640J/1.48W=18000s=5h。
【点睛】
本题是一道综合题,考查了电路的连接,液体压强的特点,电流表量程的选择,电功,电功率公式的应用,有一定的难度。
31.六月正是库车小白杏大量上市的季节,放在水平地面上的一箱小白杏质量为3kg,箱子的底面积是0.06m2.(g取10N/kg)求:
(1)这箱小白杏所受重力;
(2)箱子对地面的压强。
【来源】新疆维吾尔自治区、生产建设兵团2018年中考物理试题
【答案】(1)30N;(2)500Pa
【解析】
【分析】
(1)知道这箱小白杏的质量,利用公式可计算这箱小白杏的重力;
(2)知道箱子的底面积,利用公式可计算箱子对地面的压强大小。
44
【详解】
(1)这箱小白杏的重力:;
(2)箱子对地面的压力:,箱子对地面的压强:
答:(1)这箱小白杏的重力是30N;
(2)地面受到的压强是500Pa。
【点睛】
本题主要考查了利用重力公式和压强公式进行简单的计算,知道放在水平地面的物体对地面产生的压力就等于自身的重力,再将相关数据代入公式计算即可,难度不大。关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
32.如图所示,中国人民解放军建军90周年,众多新式战车在“朱日和”举行的阅兵式上精彩亮相。某辆轮式伞兵突击战车满载时总质量为1.6t,车轮与水平地面接触总面积为4×103cm2,战车以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时,发动机的功率为6×104W.(q汽油=4.6×107J/kg,g取10Nkg)求:
(1)战车满载时静止在水平地面上,对水平地面的压强。
(2)战车此次行驶时,受到的阻力。
(3)战车此次共行驶23min,若汽油机的效率为30%,消耗汽油的质量。
【来源】辽宁省辽阳市2018年中考物理试题
【答案】(1)4×104Pa;(2)3000N;(3)6kg。
【解析】
【详解】
(2)根据题意知道,战车匀速行驶,行驶的速度是:v=72km/h=20m/s,所以处于平衡状态,即受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
44
由P=W/t=Fs/t=Fv知道,战车受到的阻力是:f=F′=P/v=6×104W/20m/s=3000N;
(3)此次战车共行驶23min,牵引力做的功是:W=Pt=6×104 W×23×60s=8.28×107 J,
由η=W/Q放×100%知道,汽车完全燃烧释放的热量是:Q放=W/η=8.28×107J/30%=2.76×108 J,
由Q放=mq可知消耗汽油的质量是:m′=Q放/q=2.76×108J/4.6×107J/kg=6kg。
【点睛】
本题考查的是重力和压强、功率、效率及燃料完全燃烧释放热量公式的应用,考查的知识点较多,但难度不大。
33.如图所示重力不计的轻杆AOB可绕支点O无摩擦转动,当把甲乙两物体如图分别挂在两个端点A、B上时,轻杆恰好在水平位置平衡,此时乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里且水未溢出,物体乙未与容器底接触,已知轻杆长2.2m,支点O距端点B的距离为12m,物体甲的质量为8.28kg,物体乙的体积为0.001m3.(g=l0N/kg.忽略绳重)求:
(1)甲物体的重力:
(2)乙物体受到水的浮力:
(3)弹簧测力计的示数:
(4)乙物体的密度。
【来源】贵州省毕节市2018年中考物理试题
【答案】见解析所示
【解析】
【详解】
(1)因为物体甲的质量是:m=8.28kg,所以甲物体的重力是:
G甲=m甲g=8.28kg×10N/kg=82.8N;
(2)因为物体乙的体积为0.001m3,且乙物体刚好完全浸没在装有水的容器里,所以,乙物体受到水的浮力是:F浮乙=ρ水gV排 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.001m3 =10N;
(3)由杠杆的平衡条件FA •OA=FB •OB知道,弹簧测力计的示数是:
FB =FA×OA/OB=GA×OA/OB=82.8N×(2.2m−1.2m)/1.2m=69N
(4)根据力的平衡条件知道,乙受到的重力、浮力与拉力的关系是:
44
G乙=F浮+FB =10N+69N=79N;
所以,乙的质量是:m乙=G乙/g=79N/10N/kg=7.9kg;
故乙的密度是:ρ乙=m乙/V乙=7.9kg/0.001m3=7.9×103 kg/m3
【点睛】
本题是一道力学综合题,涉及的知识点较多,考查了重力、浮力、密度、平衡力的计算,难度不大。
34.如图所示,小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,准备了质量为100g、底面积为80cm2的容器两个,其中甲容器中装有深度为10cm的水,乙容器中装有质量0.7kg的酒精。他将物体A悬挂在弹簧测力计下,缓慢浸没在水中,观察到指针停在3.2N位置不变;:若缓慢浸没在酒精中,弹簧测力计的示数减小到3.4N后保持不变。求:(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)甲容器中未放物体A时,水对甲容器底的压强;
(2)容器乙中未放物体A时,水平桌面受到的压强;
(3)物体A的体积。
【来源】2018年广西钦州市中考物理试题
【答案】(1)1000Pa;(2)1000Pa;(3)100cm3。
【解析】
【详解】
(1)甲容器中未放物体A时,水对甲容器底的压强:
;
(2)水平面上的物体,对水平面的压力等于其重力,水平桌面受到容器乙的压强为:
;
(3)由题可知,物体A均浸没在水和酒精中,
A在水中受的浮力:,根据阿基米德原理可得:
44
﹣﹣﹣﹣﹣①
A在酒精中受的浮力:,同理可得:
﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:
解得:。
【点睛】
重点是固体压强、流体压强、阿基米德原理的应用,根据称重法测量浮力的原理得出浮力后,根据可求排开液体的体积,即物体的体积,根据两次体积相等可求物体的体积。
35.如图所示,一正方体物块边长为10cm,漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中,有1/5体积露出水面。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)该物块受到的浮力;
(2)该物块的密度;
(3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为F0。试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力F1和物块浸没时水对容器底部的压强P2;
(4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了200Pa,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30:29,则未投入物块时容器中水的深度是多少?
【来源】广西贵港市2018年中考物理试题
【答案】(1)8N(2)0.8×103 kg/ m3(3)F0+8 N; ( F0+10)/ S0Pa (4) 0.125m
【解析】
【详解】
解:(1)物块受到的浮力
44
;
(2)由可得,该物块的密度
;
(4) 由题,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30:29,
则 ,解得F0=50N,
又若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了200Pa,则
,
解得S0=0.04m2,
未投入物块时水对容器底的压强,
根据液体压强公式p=ρgh可得,未投入物块时容器中水的深度
。
答:(1)该物块受到的浮力为8N;(2)该物块的密度为;(3)物块漂浮时,水对容器底部的压力F1=F0+8N,物块浸没时水对容器底部的压强;(4)未投入物块时容器中水的深度是0.125m;
【点睛】
44
本题综合考查密度公式、阿基米德原理、物体浮沉条件的掌握和运用,解题时要仔细审题,利用好容器为圆柱形容器时,水对容器底的压力等于水的重力。
36.边长为10cm的正方体木块,漂浮在水面上,露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,如图甲所示;将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2N的小铁块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求:
(1)图甲中木块所受浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面所受压强的大小。
【来源】2018年四川省巴中市中考物理试题
【答案】(1)6N;(2)0.8×103kg/m3;(3)800Pa
【解析】
【分析】
(1)求出物体所排开水的体积,再根据阿基米德原理解题;
(2)根据物体的漂浮特点,再根据阿基米德原理解题;
(3)根据液体内部压强的特点,由求解。
【详解】
(1)由题可知,木块的体积:,露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,则由阿基米德原理可得:;
(2)木块的重力:,木块表面上放一重2N的铁块,当它静止时,,即,液体的密度:。
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:。
答:(1)图甲中木块受的浮力为6N;
(2)图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。
44
【点睛】
本题考查阿基米德原理的运用,涉及到重力和密度的计算,要理解物体漂浮时的特点,掌握液体内部压强的运算。物体漂浮时是解答此题的关键。
37.如图所示,将质量为80g,体积为100cm3的铁制小球放入盛水的薄玻璃容器的水中在玻璃容器下方有一已经接入电路的螺线管,小灯炮L标有“6V 3W”字样,通过螺线管的电流Ⅰ与螺线管对铁制小球的作用力F的关系如下表所示(灯丝电阻保持不变,不考虑铁制小球与螺线管距离的远近对作用力F的影响)求:
(1)断开开关铁制小球静止时露出水面的体积是多少?
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中,此时小灯泡消耗的功率是多大?
(3)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光,当铁制小球静止时,小球对容器底的压力是多大?
【来源】2018年四川省凉山州中考物理试题
【答案】(1)20cm3;(2)1.92W;(3)0.05N
【解析】
【详解】
(1)小球的密度为:
可见小球的密度小于水的密度,所以,断开开关时,铁制小球静止时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,则小球受到的浮力:
44
由可得,小球排开水的体积:
则小球露出水面的体积为:
;
(2)闭合开关,调节滑动变阻器的滑片使铁制小球能悬停在水中时,小球受到的浮力为:
因小球悬停静止时,处于平衡状态,由力的平衡条件可得:
则螺线管对铁制小球的作用力:
根据表格可知,此时电路中的电流为0.4A;
根据可得,灯泡的电阻:
所以此时小灯泡消耗的功率为:;
,
因小球对容器底的压力和受到的支持力是一对相互作用力,二力大小相等,所以小球对容器底的压力为:。
【点睛】
考查了电功率的相关计算,浮沉条件和阿基米德原理的应用,多力平衡的分析,综合性较强,步骤较多,注意从整体把握题意,理清思路。涉及电功率的计算时,牢记和
44
,在纯电阻电路中两公式可以直接使用,计算稍显简单。
38.如图所示,用细绳将质量为200g的木块系住,使木块浸没在水中,当木块静止时细绳对木块的拉力为1N,容器底部水的深度为20cm,已知容器底面积为40cm2,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)水对容器底部的压力和压强。
【来源】2018年四川省凉山州中考物理试题
【答案】(1)3N;(2)8N; 2000Pa
【解析】
【详解】
(1)木块的重力为:;
细绳对木块的拉力为1N;
由图可知,木块静止在水中,木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,三力平衡,所以得木块受到的浮力为:
;
(2)根据得水对容器底部的压强为:
;
根据计算水对容器底部的压力为:
。
【点睛】
第一问中关键是明确木块静止时,浮力、重力、拉力三个力平衡;求液体对容器底部的压力时,一般情况下先求出压强,再利用求压力,因为很多时候压力不等于液体的重。
五、综合题
44
39.全球在建规模最大的水电枢纽工程我国白鹤滩水电站进入全面建设阶段。按设计,水电总库容206.27亿立方米,混凝土双拱坝最大坝高289米,顶宽13米,最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
(1)水电站库区建成后,该地区空气湿度会增大,这与水的___________(填物念变化名称)有关。
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处_________。
(3)水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒,泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪,6分钟内所泄出水的质量是多少 ________?
【来源】浙江省嘉兴市2018年中考科学(物理部分)试题
【答案】汽化见解析所示见解析所示
【解析】
【详解】
(1)水电站库区建成后,水面增大,因为水会不断汽化,即向空气中蒸发大量水蒸气,所以该地区空气湿度会增大,即空气湿度增大与水的汽化有关。
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处:
从坝体对坝基的作用看,下宽的坝体,受力面积大,在压力一定时,可以减小对地基的压强;
从液体压强的特点看,越深水产生的压强越大,所以下宽的坝体可以抵御更大的压强。
(3)最大总泄洪量约为42000立方米/秒,6分钟泄洪量体积为:
;
水的质量为:
。
【点睛】
重点是密度公式和压强公式的应用,注意求密度时,先求出泄洪的体积,再利用密度公式的变形式计算质量。
40.体积为100cm3的一个形状不规则物块,重为1.6N,放在密度为1.0×103kg/m3的水中( g取10N/Kg ).求:
(1)通过计算说明物块下沉的原因?
44
(2)当物块浸没在水中时,容器中的水深15cm,则容器底受到水的压强是多大?
(3)物块在水中静止时,物块对容器底部的压力是多大?
【来源】贵州省铜仁市2018年中考物理试题
【答案】(1)计算表明,物体浸没在水中时,有F浮<G,所以物块下沉;(2)1.5×103Pa;(3)0.6N。
【解析】
【分析】
(1)计算物体浸没在水中时所受的浮力,根据物体的浮沉条件,比较浮力与重力之间的关系,据此判断;
(2)根据题目中的条件,由解题;
(3)物块在水中静止时,所受的力是平衡的,据此解题。
【详解】
(1)物块的体积:,假设物块浸没在水中,则物块所受的浮力:,比较可知F浮<G,则物块在水中下沉;
(2)容器中的水深15cm,则容器底受到水的压强:;
(3)物块在容器底静止时,其受到的支持力:;又由于压力与支持力是一对相互作用力,所以,物块对容器底部的压力:。
答:(1)计算表明,物体浸没在水中时,有F浮<G,所以物块下沉;
(2)当物块浸没在水中时,容器中的水深15cm,则容器底受到水的压强是1.5×103Pa;
(3)物块在水中静止时,物块对容器底部的压力是0.6N。
【点睛】
本题考查有关压强、浮力的计算,解题的关键是熟记相关的公式,找出隐含的条件,注意物理量的单位要统一。
六、简答题
41.只要留心观察,生活处处有物理。天太热时小红把家里门窗打开通风,发现屋内开着门,有一阵风吹过后,门会关上,如图所示。请你用物理知识解释这一现象。
【来源】贵州省毕节市2018年中考物理试题
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【答案】风从门前吹过,门前空气流速大于门后空气流速,门前受到的空气压强小于门后受到的空气压强,门后受到的空气压力大于门前受到的空气压力,所以门会关上。
【解析】
【详解】
【点睛】
本题考查的是流体压强与流速的故选,体现了物理知识与生活的密切关系,难度不大。
七、实验题
42.为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学,用同一物体进行了如图所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。物体未放入前溢水杯装满水,物体浸没后,用量筒测出了溢出水的体积,如图丁所示。
(1该小组同学通过比较F1和F2的大小,得到了“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是否正确)_______(选填“正确”或“不正确”)。
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择________两图。
(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为_________N,盐水的密度为_____kg/m3(g=10N/kg)
【来源】黑龙江省大庆市2018年中考物理试题
【答案】不正确乙丙0.51.2×103
【解析】
【详解】
(1)研究浮力大小与物体浸没的深度的关系,要控制排开液体的密度和体积相同,改变物体浸在液体中的深度。题中没有控制甲、乙没有控制物体排开液体的体积相同,所以得出的结论不正确;
(2)为了探究浮力的大小与液体密度的关系,应控制排开液体的体积相同,选择密度不同的液体进行实验,故应选择乙、丙两图;
(3)物体浸没在水中时,所受浮力大小为
如图丁所示,量筒的分度值为2mL,水的体积为50mL,即物体浸没在水中时,排开水的体积V排=50cm3
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,则物体排开水的重力:
G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3=0.5N,
根据阿基米德原理,物体浸没在水中时受到的浮力:F浮水=G排=0.5N;,
由称重法可得:F2=G-F浮水,故物体的重力:G=F2+F浮水=1.5N+0.5N=2N,
所以在丙图中,物体浸没在盐水中所受的浮力:F浮盐水=2N-1.4N=0.6N,
根据阿基米德原理,物体浸没在液体中所受浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gV物,因排开液体的体积不变,所以,
盐水的密度;
【点睛】
本题探究浮力的大小跟哪些因素有关,考查了控制变量法和阿基米德原理的运用,求出物体的重力是关键,最后利用物体浸没时,排开液体的体积相同,物体所受到的浮力与液体的密度成正比,从而求得盐水的密度,第3小题是难点。
43.某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”,设计了如下实验步骤和数据记录表格:
①在量筒中加入水,读出量筒内水面位置的刻度。
②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上,测出铁块的重力。
③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里,再次读出弹簧测力计的示数。
④读出量筒内水面位置升高后的刻度。
⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。
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实验过程中,小组同学发现设计的表格中缺少一項,该项是__________。补充完整后,完成实验。分析数据得出结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体受到的重力。
实验后,该组同学进行了反思:
(1)量筒中不能加入太多的水,否则无法直接测出________,从而不能得出实验结论。
(2)通过以上实验得出结论不可靠,理由是________。
A.没有进行多次重复实验
B.没有换用其它液体进行实验
C.没有进行物体部分浸人水中时的实验
【来源】浙江省嘉兴市2018年中考科学(物理部分)试题
【答案】铁块的重力/N水和铁块的总体积或水的体积ABC
【解析】
【详解】
【点睛】
理解量筒中加入适量水的含义:最少水量应是物体放入量筒后能完全浸没,最大水量指放入物体后量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值。
44.测算不溶于水的新型合金材料密度
(1)小明拿来一个弹簧测力计,如图a所示在没有挂重物时,已产生_____N的读数,应将指针向_____(选填“上或“下”)移动,进行调零
(
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2)小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图b,大小为_____N.再将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数如图c。由此,小磊得出材料在水中受到的浮力F浮=_____N。
(3)若取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,可以计算出材料的质量m=_____kg.体积V=_____m3(用科学记数法表示),并由此算出材料的密度ρ=_____kg/m3
(4)小明提出若取g=9.8N/kg会使测量结果更准确,而小磊认为无影响。你认为_____(填小明或小磊)的说法正确。
【来源】2018年湖北省黄石市中考物理试题
【答案】0.2上4.22.00.422.0×10﹣42.1×103小磊
【解析】
【详解】
(1)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.2N,在没有挂重物时,弹簧测力计示数为0.2N;故应将指针向上移动,进行调零。
(2)材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计示数如图b,分度值为0.2N,,物体重力为4.2N;
将材料全部浸入水中,静止时弹簧测力计示数为2.2N,根据称重法测量浮力的原理得,材料在水中受到的浮力:。
(3)材料的质量;
根据,材料全部浸没在水中,材料的体积即排开水的体积为:
;
则材料的密度:
;
(4)材料的密度可表示为:
可见g的取值,对测量结果无影响,小磊的说法正确。
【点睛】
重点是理解称重法测量浮力的原理及阿基米德原理的应用,称重法求出浮力后,根据
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可求排开水的体积,即物体的体积,再结合质量就可计算密度的大小了。
八、作图题
45.如图甲所示,实心物体被绳子拉着浸没在水中,此时它受到_______个力的作用;剪断绳子后该物体运动直至静止,请在图乙中画出浮力F浮随时间t变化的大致图象__________。
【来源】广东省2018年初中学业水平考试(中考)物理试题
【答案】3
【解析】
【详解】
由图可知,实心物体被绳子拉着浸没在水中,处于静止状态。它受到竖直向下的重力G、绳子向下的拉力F和竖直向上的浮力F浮的作用,此时它受到3个力的作用;
由平衡条件可得F浮=G+F,则F浮>G。所以当剪断绳子后,物体将上浮直至漂浮在水面。
根据阿基米德原理可知,物体在上浮至未露出水面之前,排开水的体积不变,则浮力大小不变;随着物体上升逐渐露出水面,物体排开水的体积减小,浮力变小;当浮力等于其重力时,物体漂浮在水面上,浮力大小不再变化;所以物体受到的浮力先不变(大于物体的重力)再减小最后不变(等于物体的重力),据此作出物体受到的浮力F浮随时间t变化的大致图象如下图所示:
【点睛】
本题考查力的平衡、物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,根据物体排开液体体积的变化和漂浮条件判断所受浮力的大小是作图的关键;
46.如图所示,请画出静止在水面上的木块a在竖直方向上的受力示意图。
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【来源】贵州省铜仁市2018年中考物理试题
【答案】
【解析】
【分析】
先分析物体a静止在水面时受力情况,再根据力的示意图的画法画出各力。
【详解】
因为物体a静止在水面,所以物体a受到的浮力和重力大小相等,浮力方向竖直向上,重力方向竖直向下,作用点都画在重心处,如图所示:
【点睛】
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