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- 2021-05-13 发布
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压强 浮力
一、选择题(每小题3分,共36分)
图1
1.如图1是三峡水电站的拦河大坝,决定大坝坝底所受水的压强大小的是 ( )
A.大坝的高度 B.水库中水的体积
C.水库中水的质量 D.水库中水的深度
2.塑料挂钩的吸盘能“吸”在平滑的墙面上,这是由于( )
A.分子间的引力 B.重力
C.吸盘和墙面间的引力 D.大气压力
3.缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的 ( )
图2
A.压力变小 B.压力变大 C.压强变小 D.压强变大
4.如图所示,下列四个实例为了减小压强的是 ( )
5.海上舰艇护航编队在距离较近时一般采用“前后”形式,而不采用“并排”形式,如图中与其原理相同的是 ( )
图3
6.(2016·桂林)如图所示,质量相等的甲、乙两球分别悬浮、漂浮在水中,下列说法正确的是 ( )
A.甲球受到的浮力大
B.乙球受到的浮力大
C.甲球浸在水中的体积大
D.两球浸在水中的体积一样大
7.将一个重为G的鸡蛋放进盛有浓盐水的杯中,鸡蛋漂浮,然后逐渐向杯中加入清水,当鸡蛋下沉至杯底静止时停止加水,如图所示,图中的图象能粗略描述这个过程中浮力随时间变化关系的是 ( )
图4
8.U形管内注入适量的水银,然后在左右两管内分别注入水和煤油。两管通过水平细管相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图所示。当阀门打开瞬间,细管中的液体会 ( )
A.向左流动
B.向右流动
C.不动
D.水向右流动,煤油向左流动
9.在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关。”下列能帮助小柯改变这种想法的实验是 ( )
图5
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
10.人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船,做法是将几个灌满水的浮筒沉到水底并拴在沉船两旁,把空气压进浮筒将浮筒里的水排出,沉船随着浮筒一起浮起,下列说法正确的是 ( )
A.沉船在河底时,受到的浮力等于其重力
B.浮筒充满气后,受到的浮力大于其重力
C.沉船在水下上浮时,受到的浮力逐渐变小
D.船和浮筒浮在水面时,受到的浮力大于其重力
图6
11.如图所示,放在水平桌面上的杯子中装有0 ℃的冰水混合物,水较少,冰块较大,冰与杯底有接触且对杯底有压力,在冰块熔化的过程中,下列判断正确的是 ( )
A.杯中水位高度将保持不变
B.冰块受到水的浮力将逐渐减小
C.杯子对桌面的压强将逐渐增大
D.杯中水的温度降逐渐升高
12.如图所示,烧杯的底面积是200 cm2,里面装有一定量的水(图甲),用弹簧测力计吊着未知物体,先将物体浸没在水中(图乙),水位升高到B处,示数是18 N;再将物体缓慢提出,使水位下降到AB的中点C处,示数是23 N(不计物体带出的水)。g取10 N/kg,下列判断中正确的是 ( )
图7
①物体的质量是2.8 kg;②物体的体积是1×10-3m3;③物体浸没时受到的浮力是15 N;④从乙到丙,水对烧杯底面的压强减小了260 Pa。
A.只有①②④正确 B.只有①②③正确
C.只有①②正确 D.只有③④正确
二、填空题(每空2分,共22分)
13.遂宁涪江河上修建了水利发电站,为了使过往船只能顺利通过,在电站旁修建了船闸。船闸是利用____________原理来工作的。
图8
14.如图8所示,将重2.2 N的物块浸没在水中称量时,弹簧测力计的示数为1.2 N,则物块受到的浮力为________N,物块的体积为________cm3。(g=10 N/kg)
15.皮划艇是一项水上运动项目,如图9所示,某次比赛中,两运动员的总质量为145 kg,双人划艇的质量为15 kg,则该皮划艇静止时所受的浮力大小为________N,排开水的体积为________m3。(取g= 10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
16.如图所示,2012年6月24日,我国自主研制的蛟龙号载人潜水器落入7 km级的深海中,敲开了这一神秘“龙宫”的大门,蛟龙号下潜到700 m处所受海水的压强为______________ Pa,此时,海水对蛟龙号外表面0.01 m2,
面积上产生的压力是________________ N。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g=10 N/kg)
图9 图10 图11
17.将一个新鲜的鸡蛋分别浸入水和浓盐水中,静止后如图所示,则鸡蛋在两液体中的浮力关系是F甲 ________ F乙,若鸡蛋的质量为50 g,则鸡蛋在乙杯盐水中所受到的浮力为______ N。
18.重60 N的空心金属球,悬浮于4 ℃的水中,受到的浮力是________ N,水温从4 ℃降低到1 ℃的过程中,金属球________(填“上浮”或“下沉”)。
三、实验探究题(第19小题6分,第20小题8分,共14分)
19.水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B两个烧杯,小亮学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后,又提出了新的猜想,为此他利用提供的实验器材进行了如下实验探究。
图12
①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为6 cm,如图甲所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L为10 cm,如图乙所示,记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
小亮发现h1大于h2,于是小亮得出结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”。
请你利用这些器材,设计一个实验证明小亮的结论是错误的,写出实验步骤和实验现象。
20.2016年5月27日在越南中部的义安省,一条15米长、2米高的活鲸鱼突然遇到退潮,搁浅在沙滩上了,对鲸鱼搁浅的原因,小天和小江展开讨论,猜想浸入水中的物体所受的浮力与水的多少有关,并分别进行了探究。
图13
Ⅰ.小天的探究过程如下:
(1)在标有刻度的烧杯A、B内均倒入体积为50 mL的水;
(2)将相同物体分别放入A、B烧杯内的水中,静止时分别如图甲、乙(乙中物体未与容器底密合)。
请根据小天的实验过程填写下表:
A或B烧杯中水重G/N
图甲中物体所受浮力F浮1/N
图乙物体所受浮力F浮2/N
0.5
0.5
根据实验数据,小天认为,浮力的大小跟水的多少__________(填“有关”或“无关”)。
Ⅱ.小江的探究过程如下:
(1)将重为4 N的物体浸入装有适量水的容器中静止,弹簧测力计示数为F1,如图丙;
(2)减少容器中的水量,物体静止时,弹簧测力计示数变为F2,如图丁。
请根据小江的实验过程填写下表
物理量
图丙
图丁
物体所受浮力F浮/N
1.4
物体排开水的体积V/m3
1.4×10-4
根据小天和小江的实验数据,你认为鲸鱼搁浅的原因是__________。
①海边的水太少,产生的浮力也很少 ②水位下降,导致鲸鱼的重力变大
③水位下降,导致鲸鱼浸入海水中的体积减少
四、计算题(21小题9分,22小题9分,23小题10分,共28分)
21.近期在日本召开了以美欧日等国的“七国峰会”,在会上日本再次无理提出了我国南海问题。为了捍卫国家主权,我军派满载排水量达67 500 t的“辽宁”号航空母舰加强了对南海黄岩岛等岛屿的巡逻,在某次巡逻演习中雷达发现假想敌潜艇在15海里外的水下10 m处潜行,随即投下重量为100 kg的感应式浅水水雷攻击,并成功将敌潜艇击沉。(g=10 N/kg、水的密度为1×103 kg/m3)问:
图14
(1)航空母舰满载时受到的浮力为多少?
(2)敌潜艇受到水的压强有多大?
(3)如图为感应式浅水水雷在水中待命时示意图,假设欲使水雷悬浮在水中,需在其下方用细绳悬挂一个密度为5×103 kg/m3、质量为31.25 kg的物体,水雷的密度是多少?(细绳的体积和质量忽略不计)
22.水平放置的平底柱形容器A重3 N,底面积是200 cm2,内装有一些水,不吸水的正方体木块B重5 N,边长为10 cm,被一体积可以忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉直的细线长为L=5 cm,受到拉力为1 N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求:
图15
(1)木块B受到的浮力是多大?
(2)容器底部受到水的压强是多大?
(3)容器对桌面的压强是多大?
23.2014年4月14日,为寻找失联的MH370航班,启用了“蓝鳍金枪鱼-21”(简称“金枪鱼”)自主水下航行器进行深海搜寻。其外形与潜艇相似(如图16甲所示),其相关参数为:体积1 m3、重量 7 500 N,最大潜水深度4 500 m,最大航速7.4 km/h(为简化计算,不考虑海水密度变化,海水密度ρ取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
图16
(1)假设“金枪鱼”上有面积为2×10-3 m2的探测窗口,当它下潜至4 000 m深度处时,该探测窗口承受海水的压力是多少?
(2)“金枪鱼”搜寻任务完成后,变为自重时,能静止漂浮在海面上,求此时“金枪鱼”露出海面的体积为多大?
(3)若上述漂浮在海面的“金枪鱼”,由起重装置将其匀
速竖直吊离海面。从某时刻计时起,起重装置拉力的功率随时间变化的图像如图乙所示,图中P3=3P1。请分析出t3时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力,并求出t1时刻起重装置对“金枪鱼”的拉力(不考虑水的阻力)。
参考答案
1.D 2.D 3.C 4.A 5.D 6.D 7.C 8.A 9.D 10.B 11.B 12.C
13.连通器 14.1 100 15.1 600 0.16
16.7.21×106 7.21×104 17.< 0.5 18.60 下沉
19.①将微小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L1,探头到水面的距离H,读出压强计U形管两侧的液面高度差h1,将以上数据记录下来;②向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在的位置,使探头到水面的距离仍为H,用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离L2,读出压强计U形管两侧的液面高度差h2,将以上数据记录在表格中,实验现象:通过数据可发现L1≠L2,h1=h2;由此证明液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L无关,所以小亮的观点是错误的。
20.Ⅰ.(2)无关 Ⅱ.(2)③
21.(1)6.75×108 N (2)1×105 Pa (3)0.8×103 kg/m3
22.(1)6 N (2)1.1×103 Pa (3)1 200 Pa
23.(1)8×104 N (2)0.25 m3 (3)2 500 N