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文档简介
专题13液体压强、大气压强和流体压强1.(2024·山东威海·中考)【新颖情景】某打捞船利用“潜水钟”模拟打捞作业。潜水钟内部配备自动充气装置,使其始终充满空气,水无法进入,以此保证工作人员的安全,潜水钟上方放置两个配重和两个气囊,将人员送入水下,如图甲所示;工作人员到达水底后清理被打捞物体周围的泥沙,并将物体用钢丝绳挂在潜水钟内部;然后扔掉全部配重,并将气囊均充满空气,潜水钟、工作人员及物体一起被打捞船竖直向上匀速提升,如图乙所示。已知:工作人员质量为60kg,潜水钟质量为140kg、体积为2m3,每个气囊充满空气后体积均变为1m3,每个配重质量为1000kg,被打捞物体质量为5000kg、体积为1m3。当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为2.0×105Pa,外界大气压强为请解答下列问题:(1)潜水钟在水底时受到的浮力为多少?(2)当潜水钟下表面触碰到水底时,下表面所处水的深度为多少?(3)水下匀速提升潜水钟时,打捞船需要施加多大的拉力?【答案】(1)2×104N(2)10m(3)12000N【详解】(1)潜水钟在水底时受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2m3=2×104N(2)当潜水钟下表面触碰到水底时(未与水底紧密接触),潜水钟内气压计示数为2.0×105Pa,外界大气压强为1.0×105Pa,下表面受到液体的压强p=2.0×105Pa-1.0×105(3)水下匀速提升潜水钟时,总重力G总=m总g=(60kg+140kg+5000kg)×10N/kg=5.2×104N总浮力F浮总=ρ水gV排总=1×103kg/m3×10N/kg×(2m3+2×1m3)=4×104N打捞船需要施加拉力F拉=G总-F浮总=5.2×104N-4×104N=12000N2.(2023·山东青岛·中考)【现代科技】“国之重器”中的起重船在我国很多伟大的工程中发挥着重要作用。起重船的工作就是将重物起吊移至指定位置。如图甲所示,一艘起重船自身质量m1=10000t,要吊装的重物质量m2=1000t。(取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,排开水的体积是多少?(2)起重机将该重物匀速提升了30m,它的电动机所做的功是7.5×108J,则起重机的机械效率是多少?(3)为了防止起重船吊装重物时发生倾斜,在起重船的船体两侧建造了由许多小舱室组成的水舱。起重船吊起重物后,就通过抽水机将一侧水舱里的水抽向另一侧水舱来保持起重船平衡,示意图如图乙所示。小海设计了一种用力传感器感知抽水量的长方体水舱模型,其底面积为2m2,示意图如图丙所示,其中A是固定的力传感器,能够显示B对它的压力或拉力的大小;B是质量和体积均可忽略的细直杆,B的上端固定在A上,下端固定在物体C上;物体C是质量为20kg、高度为2m的圆柱体。水舱中装有4.2m3的水,抽水机将水抽出的过程中,力传感器示数F的大小随抽出水的体积V变化的图象如图丁所示。当力传感器示数为0时,剩余的水对舱底的压强是多少?
【答案】(1)1.1×104m3;(2)40%;(3)9000Pa。【详解】解:(1)起重船带着重物一起漂浮在水面上时,浮力为F浮=G总=m总g=(m1+m2)g=(10000×103kg+1000×103kg)×10N/kg=1.1×108N由阿基米德原理可知排开水的体积V(2)有用功W有=G2h=m2gh=1000×103kg×10N/kg×30m=3×108J起重机的机械效率η(3)由图乙可知,抽出4m3水,C刚好全部露出水面,此时剩余水的体积V剩=V-V1=4.2m3-4m3=0.2m3水的深度h1=V剩S容=0.2m3开始C完全浸没,C排开水的体积等于C的体积,此时压力是300N,C所受的浮力为F浮C=GC+F压=200N+300N=500NC的体积为V=V排=F浮Cρ水g=500N1×103kg/m3×10N/kg=0.05m3C的横截面积为SC=VChC=0.05mp=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.9m=9000Pa考点一、液体压强1.(2025·山东烟台·中考)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是()A.甲图:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理B.乙图:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮C.丙图:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉D.丁图:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系【答案】BCD【详解】A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成下宽上窄的形状。故A错误;B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁悬浮列车的车体和轨道间是利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮,故B正确;C.潜水器在水中时,排开水的体积不变,是靠改变自身重力实现上浮和下潜。当潜水器水舱进水时,潜水器自身重力增加,浮力小于重力,于是就下潜。反之,水舱中水排出时,潜水器重力减轻,浮力大于重力,于是就上浮,故C正确;D.飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面比较平,飞机前进时,机翼上方的空气流速较大,压强较小;下方的空气流速较小,压强较大,这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。故D正确。故选BCD。2.(2025·山东威海·中考)如图甲所示,摄影师拍摄到水底有亮、暗相间的条纹,条纹随着水面波动发生变化。水波如图乙所示,若一束光竖直入射到图示位置,则相比入射光,进入水中的光传播方向___________(选填“不变”“向左偏折”“向右偏折”);此时水中A点受到水的压强___________B点受到水的压强(选填“<”“=”“>”)。【答案】向右偏折>【详解】[1]根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时折射光线靠近法线,由图乙可知进入水中的光传播方向向右偏折。[2]由图乙可知A点到水面的距离大于B点到水面的距离,根据p=ρgh可知A3.(2025·山东烟台·中考)实践小组为某水箱设计了一个监测水位的装置,图甲是其原理图,电流表的示数可显示水位高低,当示数为0.6A时表示水位达到预定值。电源电压恒定不变,R0为定值电阻,条状变阻器R的最大阻值为70Ω,浮子可带动连接导线的水平金属杆AP上下移动。给水箱加水至预定水位的过程中,电压表的最大示数为12V,电流表示数变化的范围为0.2~0.6A,变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系如图乙所示,则定值电阻R0的阻值为______Ω,水位预定值为______m。若水箱内部的底面积为0.5m2,当水位达到预定值时,水箱底部受到水的压力为______N。(【答案】200.84000【详解】[1][2]分析电路可知,条状变阻器R和定值电阻R0串联,电压表测R0电压,电流表测电路电流。水位上升时,条状变阻器R阻值减小,则总电阻减小,根据I=UR,电流表示数变大,根据水位最低时,由乙图可知,条状变阻器R阻值最大为70Ω,此时电路中电流最小为0.2A,则电源电压为U则水位到达预定水位时,条状变阻器R阻值R根据数学知识可得图乙中变阻器接入电路的阻值随水位的变化关系图像解析式为R=−h+90Ω,将R=10Ω代入解得[3]若水箱内部的底面积为0.5mp则水箱底部受到水的压力为F4.(2024·山东德州·中考)小强用如图所示的实验装置验证阿基米德原理,通过调节升降台让金属块浸入盛满水的溢水杯中(金属块始终未与容器底接触),溢出的水会流入右侧空桶中,下列说法正确的是()A.金属块浸入水中越深,水对溢水杯底部的压力越大B.金属块浸没在水中的深度越深,弹簧测力计A的示数越小C.金属块从接触水面至浸入水中某一位置,弹簧测力计A和B的变化量∆FA=∆FBD.若实验前溢水杯中未装满水,对实验结果没有影响【答案】C【详解】A.金属块浸入水中的深度增大时,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对溢水杯底部的压强不变,根据F=pS可知,水对溢水杯底部的压力不变,故A错误;B.金属块浸没在水中的深度变化时,排开水的体积不变,根据F浮=ρgV排可知,受到的浮力不变,根据F拉=G金-F浮知,金属块受到的拉力不变,弹簧测力计A的示数不变,故B错误;C.由图可知,弹簧测力计A的示数FA=G-F浮弹簧测力计B的示数FB=G桶+G排则∆FA=∆F浮,∆FB=∆G排,根据阿基米德原理可知,∆F浮=∆G排,则∆FA=∆FB,故C正确;D.若实验前溢水杯中未装满水,则测得的F浮不变、G排偏小,对实验结果有影响,故D错误。故选C。5.(2024·山东日照·中考)下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释正确的是()A.甲图中轮船过船闸,是利用了连通器的原理B.乙图中撞击锤柄紧固锤头,是为了增大锤头的惯性C.丙图中运动员手上涂防滑粉,是为了增大单杠对运动员的支持力D.丁图中小朋友能将饮料吸进嘴里,是由于吸管受到浮力的作用【答案】A【详解】A.甲图:船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故A正确;B.乙图:紧固锤头时撞击锤柄的下端松动的锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,并不是为了增大锤头的惯性。惯性是物体保持其运动状态不变的性质,与物体的质量有关,故B错误;C.丙图:运动员手上涂防滑粉,并不是为了增大单杠对运动员的支持力。防滑粉的作用是增加手与单杠之间的摩擦力,防止手滑脱,以便于运动员更好地抓握单杠,故C错误;D.丁图:小朋友能将饮料吸进嘴里,并不是由于吸管受到浮力的作用。吸饮料的原理是利用大气压强,当小朋友吸饮料时,吸管内部的气压降低,饮料在外部大气压的作用下被压进吸管里,故D错误。故选A。6.(2024·山东威海·中考)下列对生产、生活中涉及到的物理知识解释错误的是(
)A.锅炉水位计显示炉内水位——连通器原理B.保险丝保护电路——电流的热效应C.火箭用液态氢作燃料——液态氢的热值大D.盘山公路蜿蜒曲折——斜面可以省功【答案】D【详解】A.锅炉水位计与锅炉内下端相连通,上端连通气压相同,是连通器,水位计可以显示锅炉内水位,故A正确,不符合题意;B.电流通过保险丝时,保险丝会产生热量,保险丝熔断,说明电流有热效应,故B正确,不符合题意;C.运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故C正确,不符合题意;D.由功的原理知道,使用任何机械不能省功,故D错误,符合题意。故选D。7.(2024·山东潍坊·中考)物理兴趣小组把吸管的下端密闭并缠绕一段细铜丝(细铜丝体积忽略不计),自制一个简易密度计。如图所示,密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,且保持竖直姿态。密度计在三种液体中静止时,在密度计上与液面平齐处各标记一条刻线,共得到三条刻线。已知密度计在c液体中,有18的体积浸入液体,浸入体积为5×10−6液体种类液体密度/(kg⋅ma液体0.5×b液体1×c液体2×A.三条刻线的间隔距离不相等B.密度计的质量为0.1kgC.密度计在三种液体中所受浮力不相等D.密度计在b液体中的浸入体积为3×【答案】A【详解】A.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力等于下表面受到的压力,漂浮状态时密度计受到的浮力都等于重力,设密度计下表面积为S,即F浮=G=ρ液ghS故密度计浸入液体的深度为h=Gρ液gS由表格可知,b液体密度为aB.已知密度计在c液体中,有18的体积浸入液体,浸入体积为5×10−6m3,则ρC.密度计分别放入a、b、c三种液体中时,均漂浮在液体中,故密度计受到的浮力都等于重力,故密度计在三种液体中所受浮力相等,故C错误;D.密度计在b液体中的浸入体积为V排b故选A。8.(2024·山东枣庄·中考)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到(
)A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变【答案】C【详解】当“奋斗者”号在水下下潜过程中,深度逐渐增大,由p=ρgh故选C。9.(2024·山东枣庄·中考)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/mA.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cmB.圆柱体的密度为0.64×103C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500PaD.向容器内注水的总质量是4200g【答案】D【详解】A.由图乙知,当注水高度为16cm时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的深度为16cm,露出水面的高度为h=h圆柱体-h1=20cm-16cm=4cm故A错误;B.圆柱体漂浮时,所受的浮力等于自身重力。此时排开水的体积V圆柱体的重力G=F浮=ρ水gV排=1.0×C.由A可知,圆柱体漂浮时,圆柱体浸入水中的深度为16cm,即圆柱体底部所处的深度为16cm,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度不变,仍为16cm=0.16m,则水对圆柱体底部的压强p故C错误;D.水的深度为25cm时,水及圆柱体浸入水中部分的总体积V水=Sh2m故D正确。故选D。10.(2024·山东临沂·中考)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量,相等的是()A.两物块底部受到的压力 B.两物块排开液体的质量C.两液体对烧杯底的压强 D.两烧杯对桌面的压强【答案】B【详解】由图可知,物块在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,浮力等于自身重力,因此两个相同的物块在液体中静止时受到的浮力相等。A.将两个相同的物块分别放在两烧杯中,两物块受到的浮力相等,都等于物块的重力,浮力是浸在液体中的物体上下表面受到的压力差,即F浮B.根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开液体的重力,两物体受到的浮力相等,所以排开甲液体的重力等于物块排开乙液体的重力,故B符合题意;B.根据浮沉条件可知,物体漂浮时ρ甲液>ρ物,物体悬浮时ρ乙液=ρD.由图知,甲液体的体积大于乙液体的体积,且甲液体的密度大于乙液体的密度,根据m=ρV知,甲液体的质量大于乙液体的质量,又因为两物块的质量和两烧杯的质量都相同,根据G=故选B。11.(2024·山东济南·中考)济南护城河有东、西两个船闸、游船进入船闸的闸室后,能随着水面的变化在上下游之间通行,船闸利用了___________原理。炎热的夏天,大明湖公园内明显感觉比其他地方凉爽,主要是因为水的___________比砂石和泥土大。【答案】连通器比热容【详解】[1]由于船闸的闸室和上、下游的底部相连通,上端开口,所以船闸和上、下游组成了连通器,故船闸利用了连通器的原理。[2]因为水的比热容大于砂石和泥土的比热容,相同质量的水和沙石吸收相同的热量时,水升高的温度低,所以炎热的夏季,大明湖公园内明显比其他地方凉爽很多。12.(2024·山东济宁·中考)2024年4月26日,神舟十八号载人飞船采用自主快速交会对接模式,对接于中国空间站天和核心舱径向对接口,形成三船三舱组合体。成功对接后,以天和核心舱为参照物,神舟十八号载人飞船是______的;2020年11月10日,全海深载人潜水器“奋斗者”号在深潜试验中最大下潜深度达到10909m,创造了中国载人深潜新的历史。此次深潜试验中“奋斗者”号在最大下潜深度处承受海水的压强为______Pa。(取g=10Nkg【答案】静止1.123627×【详解】[1]以天和核心舱为参照物,神舟十八号载人飞船的位置不变,是静止的。[2]“奋斗者”号在最大下潜深度处承受海水的压强为p13.(2024·山东枣庄·中考)如图甲所示,使圆柱体缓慢下降,直至其全部没入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像如乙所示。则圆柱体受到的重力是___N,圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强是____Pa,圆柱体受到的最大浮力是______N。(g取10N/kg,忽略圆柱体下降过程中液面高度的变化)【答案】2.010000.5【详解】[1]由图像可知,当h=0时,弹簧测力计示数为2N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知G[2]由图知物体下降高度到10cm时,下表面接触水面,下降20cm时圆柱体刚好浸没水中,此时圆柱体下表面距水面距离是10cm,则下表面受到水的压强p[3]圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力为1.5N,则圆柱体受到的浮力F14.(2024·山东临沂·中考)4月25日,2024山东省文旅产业高质量发展大会在临沂开幕.同日,水韵琅琊·点靓沂河亮相央视,吸引着海内外广大游客光“临”,体验临沂之“美”。(1)出行之“美”:如图所示,点靓沂河·光影巴士化身“行走的BGM”把沂河点“靓”!①乘客登上光影巴士的上层,他的重力势能________(选填“增大”“减小”或“不变”);②乘客可以依据声音的________不同,判断出车载背景音乐中的不同乐器;③巴士充电时,车载电池相当于电路中的________.(2)沂河之“美”:动感酷炫的沂河灯光秀惊艳全网,一时间成为临沂的“新晋顶流”。①如图所示,位于灯光秀“C位”的临沂广播电视塔发出炫目的光束,这是光的________现象;②游客的白色上衣在红色灯光的照射下呈现________色;③岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间是________联的;④游客纷纷举着手机拍照.某游客的手机电池的额定电压为3.8V,额定容量为4000mA·h,该手机电池充满电后储存的电能为__________J.(3)体验之“美”:登上如图所示的“水韵琅琊”游船,听“王羲之”穿越古今的告白,观酷炫的灯光秀表演.①游客陆续登船的过程中,游船受到的浮力________,船底受到水的压强________(均选填“增大”“减小”或“不变”);②夜风吹来,游客感到阵阵凉意是因为________;③游客感觉电视塔“迎面而来”是以________为参照物的;④游览结束后,关闭发动机的游船仍能向前运动,是因为游船________。(4)文化之“美”:琅琊古城展演的《国秀·琅琊》剧目,让观众在美轮美奂的意境中触摸琅琊璀璨的历史画卷。①如图所示,演员在钢圈的拉力作用下离开地面,说明力可以改变物体的________;②在重现诸葛亮借东风的场景时,舞台的烟雾效果是因干冰(固态二氧化碳)________(填物态变化名称),使水蒸气遇冷液化所致。(5)味蕾之“美”:“品沂蒙名糁,吃临沂炒鸡”是游客来“临”的必选项。①糁店使用特制的大型电热锅熬糁时,电热锅的金属外壳必须________,以保证用电安全;②炒鸡的香味扑鼻说明了分子________。【答案】增大音色用电器直线传播红并5.472×10【详解】(1)[1]乘客登上光影巴士的上层,质量不变,但高度升高,重力势能增大,所以重力势能增大。[2]不同乐器的发出的声音的音色不同,乘客可以依据声音的音色判断乐器。[3]巴士充电时,车载电池消耗电能,相当于用电器。(2)[4]如图所示,光在均匀的空气中沿直线传播。[5]红色灯光照射在游客的白色上衣,红色光被反射,所以游客的白色上衣在红色灯光的照射下呈现红色。[6]岸边高楼上展现山水人文画卷的各彩灯之间互不影响,是并联的。[7]电池充满电后储存的电能为W(3)[8][9]游船是漂浮的,浮力等于总重力,游客陆续登船的过程中,重力增大,则浮力也增大;根据F浮=ρ[10]夜风吹来,加快了汗液蒸发,蒸发吸热,所以游客感到凉意。[11]以乘客自己为参照物,电视塔离乘客越来越近,所以游客感觉电视塔“迎面而来”是以自己为参照物。[12]游览结束后,关闭发动机的游船具有惯性,仍能向前运动。(4)[13]力可以改变物体的运动状态,所以演员在钢圈的拉力作用下可以离开地面。[14]干冰(固态二氧化碳)在常温下升华为气体二氧化碳,升华吸热,使周围的温度下降,使水蒸气遇冷液化成小水珠,使舞台有烟雾效果。(5)[15]用电器的金属外壳必须接地,避免用电器漏电时使人触电。[16]炒鸡的香味扑鼻,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。15.(2024·山东东营·中考)休渔政策有利于海洋渔业持续、稳定、高质量发展。5月1日起,我市开始进入海洋伏季休渔期;9月1日休渔期结束后,各渔港码头“千帆竞发”,渔船可出海进行捕捞作业。如图为某型号渔船,其部分参数如表。(g取10N/kg)总长度(m)34.2宽度(m)6排水量(t)200最大吃水深度(m)2.1发动机额定动力输出功率(kW)280鱼舱容量(m3)147(1)该渔船满载时,求它受到的浮力;(2)满载时,求船底受到海水的压强;(ρ海水取1×103kg/m3)(3)为方便保鲜,现需要将质量为3×103kg、温度为19℃的海水降低到4℃,求此过程放出的热量;[c海水取4.2×103J/(kg·℃)](4)若发动机以额定动力输出功率运行1h,消耗燃油60kg,求内能转化为机械能的效率。(q油取4.2×107J/kg)【答案】(1)2×(2)2.1×(3)1.89×(4)40%【详解】(1)渔船满载时排开水的质量m排=200t=2×10(2)满载时,船底受到海水的压强p(3)此过程放出的热量Q(4)发动机输出的机械能,即动力所做的功W=Pt=280kW×1h=280kW⋅h=1.008×109J消耗燃油16.(2024·山东淄博·中考)如图甲所示,水平放置的长方体容器中水深16cm,用细线将沉在容器底的圆柱体物块竖直向上匀速提升。从物块刚刚离开容器底到拉出水面的过程中,拉力F与物块下表面到容器底的距离h的关系如图乙所示(细线的质量、体积及物块带走的水均忽略不计,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:(1)物块浸没在水中时受到的浮力;(2)物块取出后,水对容器底的压强;(3)容器中水的质量。【答案】(1)5N;(2)1500Pa;(3)7.5kg【详解】(1)由图乙可知,当h>15cm时,物块完全离开水面,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力,处于二力平衡状态,则物块的重力G=F′=13N当h<9cm时,物块完全浸没在水中,此时拉力F=8N,物块受到的竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的浮力,处于三力平衡状态,即(2)由图乙可知,当h=15cm时,物块下表面刚好离开水面,则物块取出后,容器中水的深度h水对容器底的压强p(3)根据F浮=ρ水gV排可得,物块浸没时排开水的体积容器中水的体积V水=Sh水17.(2024·山东德州·中考)如图所示,2024年5月8日我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”完成首次海试,航空母舰在某段海域以54km/h的速度匀速直线航行,此过程发动机的输出功率为1.5×108W。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)在水下5m深处,舰体受到海水的压强;(2)一架质量为18t的舰载机静止在水平甲板上,与水平甲板总接触面积为0.5m2,该舰载机对水平甲板的压强;(3)航空母舰以54km/h的速度匀速直线航行时受到的牵引力。【答案】(1)5×(2)3.6×(3)1×【详解】(1)在水下5m深处,舰体受到海水的压强为p(2)因为甲板水平,所以该舰载机对水平甲板的压力为FN=G(3)航空母舰的速度为v=54km/h=15m/s根据P=W18.(2024·山东泰安·中考)古代有一种计时器称为“漏刻”,其计时原理是通过漏壶或箭壶中水量的均匀变化来度量时间。图甲为我国国家博物馆收藏的西汉时期的计时工具青铜漏壶。图乙为某同学设计的计时工具箭壶模型,该模型由薄壁圆柱形玻璃容器、长方体木块(不吸水)和标有刻度的箭尺构成,箭尺重力忽略不计,其底部与木块相连,当向容器内均匀注水,可使箭尺和木块随水面匀速竖直上升,从而计时。已知容器高为50cm,底面积为700cm2;木块重1.5N,高为5cm。初始状态下,容器内有部分水,刚好使木块在浮力作用下与容器底部脱离接触,此时水深为3cm;工作状态下,当木块上升至上表面刚好与容器上沿相平时,一个计时周期结束。g取10N/kg,(1)初始状态下木块受到的浮力;(2)木块的密度;(3)计时周期结束时木块底部受到的水的压强和容器内水的质量。【答案】(1)1.5N(2)0.6×(3)300Pa,33.45kg【详解】(1)初始状态下,木块漂浮,则木块受到的浮力为F(2)木块重1.5N,高为5cm,初始状态下水深为3cm,可知V排=35V木①由木块漂浮可知F(3)计时周期结束时,容器内水深为h=50cm−5cm−3cm=48cm木块底部距水面3cm,则木块底部受到的水的压强为p水=ρ水gh119.(2024·山东滨州·中考)“水能载舟,亦能覆舟”出自《荀子·哀公》,它告诉我们人民才是社会的主人!习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诫全党必须牢记这个道理。习近平总书记说:“老百姓是天,老百姓是地。忘记了人民,脱离了人民,我们就会成为无源之水、无本之木,就会一事无成。”从物理学角度来说,浸在水中的物体,当排开水的体积不同时,浮力和压强会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小组设计如下实验进行探究。如图甲所示,质地均匀的长方体物体,质量为1kg,底面积为1×10-2m2,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(筒壁厚度不计)内(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),求:(1)物体对容器底部的压强。(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示,求水对容器底部的压强。(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示,求物体的密度。(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌的大小有何关系。【答案】(1)1000Pa;(2)200Pa;(3)0.5×103kg/m3;(4)Δp水=Δp桌【详解】解:(1)无水时,物体对容器底的压力等于其重力,即F=G=mg=1kg×10N/kg=10N压强p(2)水深度为2cm即0.02m,根据p=ρgh得水对容器底部的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa(3)当水深为物体高度一半时,压力为0,则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理,所受浮力为F浮=ρ水V排g=12ρ水V物g而物体重力为故ρ(4)将物体露出水面部分切去,切去其中一半,即切去质量为m=0.5kg。假设容器底面积为S,则容器对桌面压强的变化量Δp桌=mgS当物体切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开液体质量与剩余物体质量相等,均为0.5kg,即排开液体质量也为m=0.5kg;排开液体变化量Δm=0.5kg;则有ΔV排=Δm排ρ水20.(2024·山东烟台·中考)为庆祝中国人民解放军海军成立75周年,海军烟台舰于2024年4月20日至24日期间访问家乡烟台,并同步开展了军民共建活动。海军烟台舰,舷号“538”,属国产054A型导弹护卫舰,舰长134m,最大宽度16m,高度35m,排水量(满载)约4000t,巡航速度18节(1节=1.852km/h),续航里程4000海里(1海里=1.852km),抗风力大于12级,除极区外任何海区均可安全航行。烟台舰创造了当年护航时间最长、直升机飞行时间最长、编队人数最少、访问国家最多的“四个之最”。(g=10N/kg,海水的密度取1.0×103kg/m(1)满载时烟台舰所受的浮力约为多大?(2)某次航行中烟台舰吃水深度为4m,则在舰底0.5m2的面积上受到海水的压力为多大?(3)若烟台舰在某次航行过程中以18节的巡航速度航行3000海里,其航行时间为多少小时?(结果保留一位小数)【答案】(1)4×107N【详解】解:(1)满载时烟台舰排水量(满载)约4000tm排=4000t=4000×10(2)某次航行中烟台舰吃水深度为h=4m,烟台舰吃水深度为4m时的压强为p烟台舰底0.5m2的面积上受到海水的压力F(3)烟台舰的巡航速度V=18节=18×1.852km/h航行距离s=3000海里=3000×1.852kmt21.(2023·山东淄博·中考)将乒乓球压入水底,松手后乒乓球上浮过程中经过位置1和位置2,最终在位置3静止,如图所示。则乒乓球()
A.在位置1时处于悬浮状态,受到的浮力等于自身重力B.从位置1至位置2的过程中,受到的浮力逐渐变大C.从位置1至位置2的过程中,受到水的压强逐渐变大D.在位置3时受到的浮力小于在位置1时受到的浮力【答案】D【详解】ABD.乒乓球在1、2位置时排开的水的体积相同,所受的浮力相同,因为乒乓球最终漂浮,所以浸没在水中时,所受的浮力大于重力,乒乓球在3位置时漂浮,排开水的体积比1、2位置小,所受的浮力小于1、2位置的浮力,故AB不符合题意,D符合题意;C.从1至2位置,水的深度变浅,据p=故选D。22.(2023·山东德州·中考)水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水,让同学们进行区分,聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计,先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示,下列说法正确的是(
)
A.密度计在乙液体中受到的浮力更大 B.甲液体是浓盐水C.两液体对容器底的压强相等 D.乙容器对桌面的压力更大【答案】D【详解】A.由图可知,密度计在水和浓盐水中均为漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,密度计在水中和浓盐水中受到的浮力大小均与密度计自身的重力大小相等,所以密度计在两液体中受到的浮力相等,故A错误;B.由图可知,密度计在甲液体中排开液体的体积更大,由密度计在两液体中受到的浮力相等和F浮=ρ液gV排可知,甲液体的密度更小,所以甲液体是水,故B错误;C.两液体的深度相同,甲液体的密度更小,由p=ρgh可知,甲液体对容器底的压强更小,故C错误;D.甲液体的密度小于乙,由图可知,甲液体的体积小于乙,由m=ρV可知,甲液体的质量小于乙液体,甲液体的重力小于乙液体。两容器中密度计的质量相同,所以甲容器对桌面的压力更小,乙容器对桌面的压力更大,故D正确。故选D。23.(2023·山东聊城·中考)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。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水,不能判断哪侧是清水,哪侧是浓盐水的是()A.
B.
C.
D.
【答案】D【详解】A.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,左侧液体是清水,右侧液体是浓盐水,故A不符合题意;B.由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左、右两边液体压强相等,而左边的液面高度低于右边液面的高度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大,左侧液体是浓盐水,右侧液体是清水,故B不符合题意;C.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强小,而左边的液面高度大于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,左侧液体是清水,右侧液体是浓盐水,故C不符合题意;D.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强小,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据p=ρgh可知判断左右两侧液体的密度大小关系,故D符合题意。故选D。24.(2023·山东济南·中考)在学习“液体的压强”时,同学们通过活动体验了“液体内部向各个方向都有压强”后,物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶中形成了如图所示的“喷泉”。各学习小组根据观察到的现象,提出了以下四个有待深入研究的问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是()
A.水内部的压强与所处的深度有什么关系B.液体内部的压强与所处的深度有什么关系C.液体内部的压强与液体的种类是否有关D.液体内部的压强与哪些因素有关【答案】B【详解】AB.根据题意可知,物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,深度越深,小孔水喷得越高,说明在同种液体内部,压强随深度的增大而增大,为了使实验具有普遍性,换用其它液体进行实验,因此探究“液体内部的压强与液体的深度有什么关系?”最有探究价值且易于探究,故A不符合题意,B符合题意;C.实验中用到的是同种液体,不能探究液体内部的压强与液体的种类是否有关,故C不符合题意;D.实验中探究液体压强与深度的关系,没有探究液体压强与其它因素的关系,故D不符合题意。故选B。25.(2023·山东烟台·中考)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是(
)
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等 B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等 D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等【答案】C【详解】A.如图所示,两个玻璃板底面积和质量相同,右杯装水体积比左杯大,根据m=ρV可知,右杯水的质量较大,故右杯和水总质量较大;根据B.因为两个玻璃板底面积相等,右杯对桌面的压力比左杯对桌面的压力大,根据p=CD.因为两杯水的密度和深度都相同,根据p=ρgh故选C。26.(2023·山东临沂·中考)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。下列判断正确的是()
A.甲容器中的物体所受浮力大 B.甲容器中的液体的密度大C.乙容器对水平桌面的压强大 D.乙容器底部所受液体的压力大【答案】C【详解】A.因为物体在甲、乙两液体中漂浮或悬浮,浮力都等于物体的重力,因为是完全相同的物体,所以甲、乙两液体中受到的浮力相等,故A错误;B.根据物体的浮沉条件,物体在甲液体中悬浮,ρ物=ρC.因为容器对桌面的压力大小等于G容+GD.因为甲、乙两容器为规则形状,液体对容器底部的压力等于液体的重力与物块的重力之和,两容器液体的重力相等,物块的重力相等,则液体对容器底部的压力相等,根据p=故选C。27.(2023·山东淄博·中考)如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是__________Pa,木块受到的浮力是__________N,木块的质量是__________kg,木块的密度是__________kg/m3(ρ水=1.0×10
【答案】30030.36×102【详解】[1]木块下表面受到水的压强为p[2]由阿基米德原理可知,木块受到的浮力F[3]木块漂浮在水中,由物体的浮沉条件可知,木块的重力G=F浮=3N由G=mg可得,木块的质量为m[4]木块漂浮在水中,排开水的体积V排=F浮ρ水g28.(2023·山东德州·中考)1988年,中国“核潜艇之父”黄旭华设计的第一代核潜艇成功下潜至水下300m处,此处的液体压强是_______Pa,核潜艇是利用_______(选填“核裂变”或“核聚变”)提供动力的。(g=10N/kg,ρ【答案】3×10【详解】[1]根据p=ρgh可得水下[2]核潜艇是利用铀原子核裂变时放出的核能提供动力的。29.(2023·山东威海·中考)如图所示,长方体容器内装有水,将苹果放入后漂浮(水未溢出),则水对容器底增加的压力_________苹果的重力;苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强分别为pM、pN,则pM
【答案】等于等于【详解】[1]由于是长方体容器,则水对容器底的压力等于水的重力,当苹果放入后漂浮时,由于水未溢出,则水对容器底增加的压力等于苹果排开的水的重力;根据漂浮条件和阿基米德原理可知苹果排开的水的重力等于苹果的重力,所以,水对容器底增加的压力等于苹果的重。[2]由于M点与N点的深度相同,根据液体压强公式p=pgh可知苹果下方M点与相同深度的N点受到水的压强相等,即PM=PN。30.(2023·山东聊城·中考)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用______(选填“红外线”或“紫外线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了______原理。
【答案】红外线连通器【详解】[1]感应窗发出红外线,照射到手上,发生反射,改变传播方向,重新被感应窗接收,控制出水情况。[2]洗脸池排水管设计的U形反水弯上部开口、下部连通,属于连通器;U形反水弯内装有水且静止时,两侧水面相平,可以防止下水道异味窜入室内。31.(2023·山东临沂·中考)2023年4月29日,我市“水韵琅琊·夜游沂河”文旅项目试营业、游客可乘船观看全国首部东夷和魏晋文化主题行进式实景演出,如图所示。
(1)该项目所在三河口处宽阔的水面能对气温起到一定的调节作用是因为水的比热容较__________;(2)岸边的太阳能景观灯利用的太阳能属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;(3)船上的游客看到水中欢快游动的鱼儿是光的__________形成的虚像;(4)一阵风吹来,游船随风微动,说明力可以改变物体的__________;游客感到凉爽是因为汗液蒸发时__________(选填“吸收”或“放出”)热量;(5)实景演出时,追光灯发出的红光照到演员黄色的衣服上时,衣服呈__________色;(6)游玩结束后,关闭了发动机的游船依然能向前运动一段距离,这是因为游船具有__________;游客逐渐离船上岸的过程中,游船排开的水的质量__________(选填“增大”“减小”或“不变”);水面下0.5m深处的船舷受到的水的压强为__________Pa(水的密度为1.0×103kg/m【答案】大可再生折射运动状态吸收黑惯性减小5×103【详解】(1)[1]因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,对周围气温起到很好的调节作用。(2)[2]太阳能指的是太阳的热辐射能,是一种可再生能源。(3)[3]渔民叉鱼时,看到的水中的鱼是由于水中鱼反射出的光,在水面处发生了折射,折射光线向远离法线的方向偏折,因此我们看到的是变浅的鱼的虚像。(4)[4]一阵风吹来,游船随风微动,风给船一个力的作用,使得船由静止状态变为运动状态,说明力可以改变物体的运动状态。[5]游客感到凉爽是因为汗液蒸发时吸收身体的热量,从而感到凉爽。(5)[6]红光照在黄色衣服上,黄色衣服不能反射红光,只能反射黄光,没有光线进入观众的眼忠,观众看到演员的衣服就是黑色的。(6)[7]关闭了发动机的游船依然能向前运动一段距离,这是因为游船具有惯性,保持原来向前运动的状态。[8]游客逐渐离船上岸的过程中,游船上的总质量减小,所以排开的水的质量就减小。[9]水面下0.5m深处的船舷受到的水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa32.(2023·山东东营·中考)如图是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
序号容器液体种类探头的朝向探头在液体中深度/cmU形管两侧液面高度差/cm1水向下43.92水向右43.93水向上43.94水向左43.95水向下87.86水向下1211.77浓盐水向下88.6(1)组装好压强计,将探头放入液体之前,发现压强计U形管两侧液面已存在高度差,接下来的操作是__________。A从管中倒出适量液体
B.取下软管重新组装(2)调试好压强计后开始实验,把探头放进液体中,进行不同操作,记录的相关数据如上表所示:a.比较第1、2、3、4组数据,可得出结论:_____________;b.比较第1、5、6组数据,可得出结论:_____________;c.比较第_________组数据,可得出结论:液体压强与液体的密度有关。(3)有同学提出,如果不使用压强计,选用一个较深的容器,用隔板分成左右两部分,边缘密封好,在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封,也可探究液体压强是否与液体的密度有关。请利用此装置设计实验,写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】:自制的带隔板容器(如上图)、水、硫酸铜溶液【实验步骤】:____【分析与论证】:____【答案】B在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等同一液体,深度越深,压强越大5、7左右两侧分别倒入相同深度的水和硫酸铜溶液观察橡皮膜的形变方向,橡皮膜向哪边凸,说明哪边的压强小【详解】(1)[1]压强计U形管两侧液面已存在高度差,说明里面气压不相等,可以拆了重装,使两侧气体压强相等,故选B。(2)[2]根据控制变量法,1、2、3、4次实验只有探头方向不同,故探究的是液体压强与方向的关系,根据实验数据可知,在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等。[3]1、5、6次实验只有深度不同,故探究的是液体压强与深度的关系,根据实验数据可知,同一液体,深度越深,压强越大。[4]要探究体压强与液体的密度有关,则只改变液体密度,其他条件均保持不变,故应选择第5、7组数据。(3)[5]利用题中所给实验仪器,为探究液体压强是否与液体的密度有关,则应使两侧液体不同,且保持深度相同,故步骤为:左右两侧分别倒入相同深度的水和硫酸铜溶液。[6]根据实验原理可知,可以根据橡皮膜形变方向判断液体压强大小,橡皮膜向哪边凸,说明哪边的压强小。33.(2023·山东潍坊·中考)在物理项目化学习活动中,某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A和所盛水的总重为5N,圆柱形浮筒B底面积为100cm2,重为18N。电路中电源电压恒定,R0为定值电阻,压敏电阻Rx(表面绝缘,厚度不计)固定于容器C底部,上表面积为50cm2,Rx阻值随所受水的压力变化关系如图乙所示。关闭排水阀,向C中注入适量水后关闭进水阀,装置静止时,测得C中水深为20cm,B浸入水中的深度为7cm(未浸没),闭合开关S,此时电流表示数I(1)B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力;(2)动滑轮的重力;(3)C中水深为20cm时Rx(4)电路中电源电压值。
【答案】(1)7N;(2)4N;(3)100Ω;(4)4.8V【详解】解:(1)根据题意可知,当B浸入水中的深度为7cm时,B浸入水中的体积为V由F浮F(2)模型中的船厢A和所盛水的总重为5N,又根据滑轮组可知,n=3T1=3GA=3×5N=15NT1=T(3)C中水深为20cm时,水对容器C底部的压强为p又C的上表面积为50cm2,则对C的底部的压力为F=pS(4)在容器C中注水后,船厢A的总重力不变,滑轮组细绳的拉力不变,则浮筒B受到竖直向上的拉力不变,由F浮=G−F拉可知,浮筒B受到的浮力不变,所以,浮筒B浸入水中的深度仍为7cm不变,在容器C中再注入一定质量的水,浮筒B将上升,使船厢A下降30cm,浮筒B浸入水中的深度不变,所以水面上升10cm,容器底部受到水的压强的增加量为ΔF根据图乙可知,此时Rx的阻值为RxUU联立解得R0=60Ω则电路中电源电压值为34.(2023·山东济宁·中考)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4cm2的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有14体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有34(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
【答案】(1)0.4N;(2)0.75×【详解】解:(1)由题意可知,两次实验中测力计示数的变化量即是排开水体积变化量所对应的浮力,设圆柱体体积为V,则根据F浮=ρgV排有关系如下(2)如图乙所示,圆柱体有34体积浸入水中时,圆柱体底部距离水面的高度为则此时圆柱体底部受到水的压强为p35.(2023·山东滨州·中考)“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水之积也不厚,则其负大舟也无力。”是指水的深度还是水的质量呢?即物体能否在水中漂浮(所受浮力的大小),究竟与水的深度有关还是与水的质量有关呢?为了探究这一问题,某兴趣小组用烧杯、水、圆柱形木块、刻度尺等器材,进行了如下探究,如图所示。将两个完全相同的底面积为8cm2,高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两个容器中,分别向两个容器中加水,观察和记录每个容器每次加水的深度和木块的状态,实验数据及现象记录如下表。实验中,容器足够高,无水溢出,不考虑木块吸水,ρ水=1.0×10实验次数容器中水深(h/cm)和木块的状态甲容器甲容器中木块乙容器乙容器中木块14cm不能浮起4cm不能浮起25cm不能浮起5cm不能浮起36cm刚好浮起6cm刚好浮起47cm浮起7cm浮起(1)甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强;(2)木块的密度;(3)木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。并由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?(4)实验完成,把木块从甲容器拿出,甲容器对桌面压强的变化量。
【答案】(1)600Pa;(2)0.6×103【详解】解:(1)由题意知木块刚好浮起时,甲容器水深6cm,根据p=p(2)在甲容器水深6cm时,物块刚好浮起,此时木块排开水的体积等于浸入水的体积为V此时木块受到得浮力等于其自身重力,根据F浮F根据G=mg可得木块质量为m=GV=Sh=8×10-4(3)由题意知,甲容器水深6cm时,物块刚好浮起时,水的体积为V同理,乙容器中,水的体积为V根据密度公式ρ=mV可得,甲中水的质量为m水甲=(4)由题意知,木块从甲容器拿出,容器中水得体积减少,其减少的体积就是木块浮起时,浸入水的体积,即ΔV=V浸=4.8×10−5m36.(2023·山东泰安·中考)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为2×10−4m3,ρ水(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;(2)乙图中,小船有25
【答案】(1)5×103【详解】解:(1)已知金属块A上表面距离水面50cm,即h=50cm=0.5m由p=ρgh(2)由题意知,小船装有18N沙石时,处于漂浮状态,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计,则小船此时受到得浮力为F浮=G沙V当沙石清除后,小船有25V根据F浮F由图乙可知,A完全浸没在水中,根据F浮F金属块A被拉出淤泥静止在水中,则此时小船受到的浮力和金属球受到的浮力等于金属A的重力,则GA=F浮+F浮′=2N+12N=14N由G=37.(2023·山东枣庄·中考)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:(1)金属块所受的重力;(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧测力计的示数;(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
【答案】(1)4N;(2)3.8N;(3)500Pa;(4)100Pa【详解】解:(1)由题意可得,金属块受到的重力为G=mg=0.4kg×10N/kg=4N(2)由题图乙可知,当h=2cm时,金属块排开水的体积V排=20×10-6m3,此时金属块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10-6m3=0.2N弹簧测力计的示数为F拉=G-F浮=4N-0.2N=3.8N(3)由题图乙可知,当h=5cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5cm,此时金属块底部受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa(4)金属块的底面积为S金=V′排h=50cm35cm=10cm2容器的底面积为S=5S金=5×10cm2=50cm2增加的压力等于水对金属块的浮力,则△F=F浮′=ρ水Δ38.(2023·山东威海·中考)某大学科研团队研制了一款无人潜航器,如图甲所示,其体积可通过从内部油舱向外部油囊压入油量的多少来改变,从而实现浮沉。(ρ煤油=0.8×103kg/
(1)当用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时,潜航器总保持水平静止,B点处于潜航器中间位置。请判断潜航器重心在______点位置附近(选填“A”或“B”);(2)将潜航器从空中缓慢下放至水下,缆绳的拉力F随下降的高度h变化规律如图乙所示。求潜航器的体积是多少______?(油囊没有充油,不计水的阻力)(3)解开缆绳后潜航器下潜至海底,此时A点距海平面3000m,A点受到海水的压强是多少______?若想使潜航器上浮,至少向油囊压入多少kg的煤油______?(忽略煤油因水压导致的体积变化)【答案】A0.45m33×107Pa40kg【详解】(1)[1]用缆绳吊起潜航器A点处挂钩时,潜航器总保持水平静止,说明A点前后重量分布相等,则重心就在A点附近。(2)[2]由图像可知,G物=5000N,浸没后F所以潜航器的体积即排开水的体积为V(3)[3]A点受到海水的压强为p[4]若想使潜航器上浮,浮力至少等于重力,所以需要增加的浮力为ΔF浮=G−F浮=5000N−4500N=500N考点二、大气压强1.(2025·山东烟台·中考)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是()A.甲图:用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调B.乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变C.丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大D.丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用【答案】D【详解】A.用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,玻璃瓶的振动幅度不同,能改变声音的响度,故A错误;B.用力捏玻璃瓶,玻璃瓶发生微小的形变,使玻璃瓶的容积变小,从而使细管中液面上升,故B错误;C.大气压强随高度升高而降低,将瓶子从一楼拿到十楼,外界大气压降低,细管中液面上升,故C错误;D.用吸管吸水时,是先吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用将饮料压入嘴中;故D正确。故选D。2.(2025·山东·中考)镓铟锡合金常温下处于液态,且无毒。物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水银测量大气压强,他们决定先测量镓铟锡合金的密度,再测量大气压强。(1)测量密度前,为了提高液体体积测量的精确度,应在图中所示的三种注射器中选择______(选填“5mL”“20mL”或“30mL”)的注射器。(2)同学们先测量了所选用注射器的质量m1随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金。他们发现抽取液态合金时,注射器中会有气泡,于是将气泡排出后,读取合金的体积V,并用天平衡量它们的总质量m2实验次数注射器的质量m1/g注射器和合金总质量m2/g抽取的合金体积/mL合金密度g/cm316.213.91.26.4228.53.66.234.0第3次实验所测m2如图乙所示,为______g,计算得合金密度为______g/cm3通过三次实验,得到所测镓铟锡合金的密度为______g/cm3。(3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡液态合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在液态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160cm,小组测得的大气压强为______Pa。(取g=10N/kg)(4)交流评估时,小明回想起,测量液态合金体积过程中。注射器零刻度线前端接口处,还有一小部分液体,如图丁所示,这部分液态合金体积未被计入,会导致密度的测量结果______(选填“偏大”或“偏小”)。请你利用现有器材设计实验,消除这一小部分液体带来的影响,测得更准确的密度值。简要说明你的实验思路______________。【答案】(1)5mL(2)31.46.36.3(3)1.008×105(4)偏大见解析【详解】(1)为了提高液体体积测量的精确度,应选择量程合适且分度值较小的注射器。在测量过程中,我们需要抽取一定体积的镓铟锡合金,从实验数据来看,抽取的合金体积在1~4mL左右,5mL量程的注射器既能满足测量需求,其分度值相对20mL和30mL量程的注射器更小,测量更精确。故应选择5mL的注射器。(2)[1]观察乙图,天平游码标尺的分度值为0.2g,游码示数为1.4g,则第3次实验所测质量m[2]第3次实验抽取的合金体积为4.0mL,计算得合金密度为ρ[3]通过三次实验,得到所测镓铟锡合金密度的平均值为ρ(3)镓铟锡合金密度ρ=6.3g/cm3=6.3×103(4)[1]测量液态合金体积过程中,注射器零刻度线前端接口处还有一小部分液体未被计入体积,根据ρ=[2]可以先吸入较多的液体读出体积并测量总质量,然后排出一部分液体测量剩余的质量,并读出体积。3.(2024·山东东营·中考)我国古代科技展现了劳动人民的智慧,如图所示,下列应用涉及的物理知识描述错误的是()A.甲图:勺柄指南,是因为受到了地磁场的作用B.乙图:大小不同的钟振动幅度相同时,发声的音调相同C.丙图:人站在墙壁附近说话,声音经过多次反射,可以在围墙内的任何位置听到D.丁图:用鼎烧水,锁住鼎扣时水温可升至120℃,因为液面上方气压越大,沸点越高【答案】B【详解】A.地球是个巨大的磁体,地磁北极在地理南极附近,地磁南极在地理北极附近;勺柄相当于一个指南针,指南针总是一端指南一端指北是受到地磁场的作用。故A正确,不符合题意;B.大小不同的钟振动幅度相同时,响度相同,而它们振动的频率不同,发声的音调不同,故B错误,符合题意;C.站在回音壁的围墙附近说话,声音遇到障碍物会反射回来,声音经过多次反射,故可以在围墙的任何位置听到。故C正确,符合题意;D.水的沸点与大气压有关,大气压越高,水的沸点越高。所以,用鼎烧水,锁住鼎扣时水的上方气压大于标准大气压,水温可升至120℃。故D正确,不符合题意。故选B。4.(2024·山东德州·中考)如图为一本放在课桌上的物理课本,下列估测正确的是()A.课本中一张纸的厚度约为1mmB.课本受到的重力约为2NC.课本从课桌掉落到地面的时间约为1minD.课本平放时上表面受到的大气压力约为50N【答案】B【详解】A.课本中100张纸的厚度约为1cm,一张纸的厚度约为0.1mm,故A错误;B.课本的质量约为200g=0.2kg,受到的重力G=mg=0.2kg×10N/kg=2N故B正确;C.课桌的高度不到1m,课本从课桌掉落地面的时间很短,在0.5s左右,故C错误;D.课本的长约为26cm,即0.26m;宽约为18cm,即0.18m,在标准大气压下,课本平放时上表面受到的大气压力约为F=p0S=1×105Pa×0.26m×0.18m=4680N故D错误。故选B。5.(2024·山东德州·中考)小强同学“物理学习笔记”中的摘录正确的是()①科学家与贡献②装置与原理③物理知识与应用④社会发展与物理奥斯特:电磁感应船闸:连通器原理光的折射:潜望镜倒车雷达:超声波阿基米德:杠杆原理验电器:同种电荷互相排斥等臂杠杆:天平二极管:半导体材料焦耳:焦耳定律体温计:液体的热胀冷缩大气压强:活塞式抽水机核能:可再生能源A.① B.② C.③ D.④【答案】B【详解】①奥斯特发现了电流的磁效应,即电能生磁;杠杆的平衡条件也称为杠杆原理,最早是由古希腊学者阿基米德总结出来的;焦耳发现焦耳定律,故①错误;②船闸利用了连通器原理;验电器的原理是同种电荷相互排斥;体温计是根据液体热胀冷缩的规律制成的,故②正确;③潜望镜的原理是光的反射;天平的动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆;活塞式抽水机能把水抽上来主要利用了大气压强,故③错误;④汽车倒车雷达靠超声波定位障碍物,说明声音可以传递信息。二极管是用半导体材料制成的;核能是不可再生能源,故④错误。故选B。6.(2024·山东日照·中考)下图所示的四个事例中,关于压强的说法正确的是()A.甲为压路机,碾子做的很大,是为了减小压强B.乙为安全锤,锤头做得很尖,是为了减小压强C.丙图中加热后再密封的铁桶被压扁,是因为外部大气压强远大于内部压强D.丁图中热气球能在空中自由升降,是利用“气体流速大的地方压强小”的原理【答案】C【详解】A.压路机的碾子质量很大是为了在受力面积一定时,增大压力来增大压强,故A错误;B.安全锤做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强的,故B错误;C.加热铁桶过程中,铁桶内空气体积膨胀,质量减小,再密封铁桶,随着温度降低,内部气压降低,由于外部大气压强远大于内部压强,所以铁桶被压扁,故C正确;D.热气球中充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气,从而使密度小于外界空气密度,实现了空中飞行,故D错误。故选C。7.(2024·山东济宁·中考)在学习交流活动中,小明收集了一些观点:①人站在平面镜前,当走近平面镜时,他的像变大;②重力为5N的水能浮起重力为10N的物体;③力臂等于支点到力的作用点的距离;④海拔高度越高的地方,大气压强越大;⑤两物体相互摩擦,失去电子的物体带正电;⑥内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能。下列选项中观点都正确的是(
)A.①③⑥ B.②③④ C.①④⑤ D.②⑤⑥【答案】D【详解】①平面镜成的像和物体大小相等,人站在平面镜前,当走近平面镜时,他的像不变,故①错误;②物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与液体的重力无关,重力为5N的水能浮起重力为10N的物体,故②正确;③力臂是支点到力的作用线的距离,而不是支点到力的作用点的距离,故③错误;④海拔高度越高的地方,大气压强越小,故④错误;⑤两物体相互摩擦,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电,故⑤正确;⑥内燃机在其做功冲程中,燃气膨胀做功,将燃气的内能转化为机械能,故⑥正确。故选D。8.(2024·山东济宁·中考)关于水的性质,下列说法不正确的是(
)A.500mL水的质量为0.5kg B.水结成冰后,其体积会增大C.水的沸点不会超过100℃ D.水倒去一半后,其比热容不变【答案】C【详解】A.500mL水的质量为m=B.水结成冰后,质量不变,密度变小,根据公式V=C.水的沸点与大气压有关,在1标准大气压下,水的沸点是100℃,如果气压大于1标准大气压,水的沸点就会高于100℃,故C不正确,符合题意;D.比热容是物质的一种特性,与质量无关,所以水倒去一半后,其比热容不变,故D正确,不符合题意。故选C。9.(2024·山东烟台·中考)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,对以下生活实例解释正确的是()A.夏天向地面洒水可以降温,是因为水蒸发吸热B.打扫卫生时尘土飞扬,说明分子在永不停息地做无规则运动C.高压锅的原理是通过增大气压使液体的沸点降低D.冬天搓手取暖是通过热传递的方式改变物体的内能【答案】A【详解】A.夏天向地面洒水可以降温,水不见了,这是因为水蒸发(汽化)吸热降温,故A正确;B.打扫卫生时尘土飞扬,这是机械运动,不是分子运动,故B错误;C.高压锅的原理是因为锅内气压增大水的沸点提高,故C错误;D.做功和热传递都能改变物体的内能,冬天搓手取暖是通过做功的方式改变物体的内能,故D错误。故选A。10.(2024·山东济南·中考)我国牵头建设的国际月球科研站预计在2035年基本建成。若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,只有物体受到的重力是在地球上所受重力的16A.用托盘天平测量物体的质量时,测得的质量小于物体在地球上测得的质量B.用酒精温度计测冰水混合物温度时,测得的温度等于在地球上测得的温度C.探究重力与质量的关系时,仍能得到物体所受的重力与质量成正比的结论D.用1m长的细玻璃管做托里拆利实验时,发现玻璃管内的水银柱不会下降【答案】BCD【详解】A.用天平测量物体的质量,是利用等臂杠杆原理,因为动力臂和阻力臂相等,所以天平平衡时,两托盘中物体的重力相等,由于月球上的重力是地球的16B.用温度计测量物体的温度,温度计利用了液体的热胀冷缩原理,与重力无关,所以用酒精温度计测冰水混合物温度时,测得的温度等于在地球上测得的温度,故B正确;C.由于月球上的物体受到的重力是在地球上所受重力的16D.若月球科研站内温度、气压等环境条件与地球上实验室的环境条件相同,大约1个标准大气,由于月球的重力是地球的六分之一,故大气压支持的水银柱是地球的6倍,超过1米,用1m长的细玻璃管做托里拆利实验时,玻璃管内的水银柱不会下降,故D正确。故选BCD。11.(2024·山东淄博·中考)中医药是中华民族的瑰宝,其中蕴含着许多物理知识。熬制中药时闻到浓浓的药味,这一现象表明_______。拔火罐时,玻璃罐在________的作用下吸附在理疗部位。【答案】分子在不停地做无规则运动大气压强【详解】[1]熬制中药的过程中,闻到浓浓的药味儿,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。[2]拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后罐内气压降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以“拔火罐”利用的是大气压强。12.(2024·山东威海·中考)如图是用羊皮制作的锅,锅中水沸腾时水的温度始终在90℃左右,此地大气压强______标准大气压(选填“低于”“等于”“高于”);羊皮锅不会因温度过高而损坏是因为______。【答案】低于见解析【详解】[1]气压低,水的沸点低,1标准大气压下水的沸点是100℃,锅中水沸腾时水的温度始终在90℃左右,说明此地大气压强低于标准大气压。[2]当水沸腾后,虽然不断吸热,但温度保持不变,羊皮锅不会因温度过高而损坏。13.(2024·山东聊城·中考)煮面条时,人们一般先用大火使水迅速沸腾,再改用小火使水保持沸腾。改用小火使水保持沸腾时,水的温度________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。使用高压锅煮饭更容易把饭煮熟,原因是气压越高水的沸点越________(选填“高”或“低”)。【答案】不变高【详解】[1]由液体沸腾时的特点可知,液体沸腾时温度保持不变。所以改用小火使水保持沸腾时,水的温度不变。[2]用密封性好的高压锅煮饭时,随着温度的升高,水不断汽化成水蒸气,水蒸气在高压锅内不易外泄,导致锅内气压增大,根据沸点与气压的关系可知,水上方的气压越高,水的沸点就会越高,所以用高压锅煮饭更容易把饭煮熟。14.(2024·山东滨州·中考)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对______力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对______力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验;(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正______F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与______有关
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