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【中考物理】2021-2023近三年上海市静安区统考一模知识点真题专项练习—力学（基础题）含解析
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这是一份【中考物理】2021-2023近三年上海市静安区统考一模知识点真题专项练习—力学（基础题）含解析，共29页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，计算题，实验题，综合题等内容，欢迎下载使用。
【中考物理】2021-2023近三年上海市静安区统考一模知识点
真题试卷专项练习—力学（基础题）
一、单选题
1．（2023·上海静安·统考一模）下列实例中，属于利用大气压的是（ ）
A．密度计 B．血压计 C．液位计 D．脱排油烟机
2．（2023·上海静安·统考一模）下列实例中，属于减小压强的是（ ）
A．磨得锋利的刀刃 B．前端尖锐的逃生锤
C．滑雪时脚蹬的滑雪板 D．啄木鸟细而长的尖喙
3．（2023·上海静安·统考一模）如图所示，盛有液体甲的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙置于水平地面，液体甲对容器底部的压强等于乙对地面的压强。现从容器内抽取部分液体甲并沿水平方向截取部分圆柱体乙，使得它们剩余部分的深度或高度均为，则甲、乙的密度以及液体甲对容器底部、乙对地面的压强变化量∆p的关系是（ ）
A．； B．；
C．； D．；
4．（2022·上海静安·统考一模）能够用来鉴别物质种类的物理量是（ ）
A．体积 B．密度 C．重力 D．质量
5．（2022·上海静安·统考一模）下列实例中，应用连通器原理工作的是（ ）
A．茶壶 B．体温计 C．吸尘器 D．水库大坝
6．（2022·上海静安·统考一模）下列实例在工作中，属于减小压强的是（ ）
A．盲道上凸起的圆点
B．刀刃磨得锋利
C．安全锤头部做成锥形
D．坦克宽大的履带
7．（2022·上海静安·统考一模）浸在液体中的物体所受到的浮力，大小等于（ ）
A．物体的体积 B．物体排开液体的体积
C．物体的重力 D．物体排开液体的重力
8．（2022·上海静安·统考一模）如图所示，底面积不同的薄壁圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体，两液面保持相平。现从两容器中抽出部分液体后，其液面仍保持相平，若此时甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力，则抽取前，甲、乙各自对容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是（ ）
A．pA＜pB，FA＜FB B． pA＜pB，FA＞FB
C． pA＞pB，FA＜FB D． pA＞pB，FA＞FB
9．（2020·上海静安·统考一模）1644年，首先用实验测定大气压强值的意大利物理学家是（ ）
A．托里拆利 B．牛顿 C．帕斯卡 D．安培
10．（2020·上海静安·统考一模）物体部分浸在液体中时，它受到浮力的大小等于它所排开这部分液体的（ ）
A．密度 B．体积 C．质量 D．重力
11．（2020·上海静安·统考一模）下列各实例中，属于增大压强的是（ ）
A．图钉的宽大钉帽
B．磨得锋利的刀刃
C．雪上行驶的雪橇
D．铁轨下铺设的枕木
12．（2020·上海静安·统考一模）下列各实例中，主要属于应用密度知识的是（ ）
A．高原地区煮食物时使用高压锅 B．包装盒中防震填充物采用泡沫塑料
C．中医传统的治疗器械—拔火罐 D．拦河大坝筑成上窄下宽的形状
13．（2020·上海静安·统考一模）如图所示，均匀圆柱体甲和盛有液体乙的薄壁薄底圆柱形容器置于水平地面，圆柱体和容器的高度相等但底面积不同，甲对地面的压力等于液体乙对容器底部的压力。现沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙，使得它们剩余部分的高度或深度均为h，则甲、乙的密度ρ以及它们截取或抽取部分质量m的关系是（ ）
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
二、填空题
14．（2023·上海静安·统考一模）上海家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为 __伏，它与家庭中的其他用电器之间是 __的（选填“串联”或“并联”）。电热水壶工作时的电流约为6 __（填单位），壶身上的水位计是利用 __原理工作的。
15．（2023·上海静安·统考一模）马德堡半球实验证明了 ______的存在； ______实验首先测定了大气压强的值；1标准大气压约为帕，即在每平方米面积上承受的压力为 ______牛；珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压 ______（选填“高”或“低”）。
16．（2023·上海静安·统考一模）容器内有一块质量为0.9千克，体积为米3的冰块，其密度为 __千克/米3。当这块冰熔化成水后，水的质量为 __千克，水的体积为 __米3。若这些水刚好可以装满容器，则这个容器 __（选填“能”或“不能”）盛下0.9千克的浓盐水（）。
17．（2023·上海静安·统考一模）如图所示，用弹簧测力计吊着重为9牛的金属块静止在水面下，弹簧测力计的示数为5牛，则金属块受到的浮力大小为 ______牛。当增大金属块浸没的深度，金属块受到的浮力大小 ______，金属块下表面受到水的压力 ______，容器底部受到水的压强 ______。（后三空均选填“变大”“变小”或“不变”）
18．（2023·上海静安·统考一模）某同学用比较坚韧的薄纸做成了一盏孔明灯，如图所示，用棉花团蘸上酒精放在孔明灯底部的燃料盒内，点燃棉花团，过了一会儿，孔明灯凌空而起。为了揭秘其中的原因，该同学查阅资料后得知：（a）在空气中，物体受到的浮力大于重力时，物体会升空；（b）孔明灯点燃后，排开外界空气的体积不变；（c）压强一定时，空气在部分温度下的密度见表。
空气温度（℃）
0
100
200
300
空气密度（千克米
1.293
0.946
0.746
0.616
（1）分析比较表中空气温度、密度及相关条件，可归纳得出的初步结论是：在空气的压强一定时，______；
（2）根据上述信息并结合相关知识，分析孔明灯点燃前后，灯内空气的质量变化情况，并说明孔明灯凌空而起的原因 ______；
（3）为了使孔明灯更容易凌空而起，下列方法可行的是 ______。
A．减小燃料盒的质量
B．减小薄纸做成孔明灯的体积
19．（2022·上海静安·统考一模）冰的密度为0.9×103 kg/m3，它表示每立方米冰的_____是0.9×103千克．当冰熔化成水时，质量将_____，体积将_____（选填“变小”、“不变”或“变大”）．
20．（2022·上海静安·统考一模）著名的______实验向人们显示大气压强是很大的，意大利科学家______首次测定了大气压强的数值为1.01×105帕，由此估计，人的拇指指甲所受到的大气压力约为______牛（选填“1”、“10”或“100”）。
21．（2022·上海静安·统考一模）某油轮的排水量为5106千克，则满载时油轮受到的浮力为______牛。若油轮满载，从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域，油轮所受到的浮力将______，其船身浸入海水中的体积将______（均选填“变小”、“不变”或“变大”）。
22．（2022·上海静安·统考一模）在“测定物质的密度”的实验中，需要用______测出物体的质量，然后用量筒测出物体的______。在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验时，需要用到如图所示的装置，该装置叫做______，若用手按压金属盒上的橡皮膜，两管中液面将______（选填“相平”或“不相平”）。
23．（2020·上海静安·统考一模）茶壶、锅炉液位计等是____原理的应用。奥托·格里克所做的_____实验证明了大气压强的存在。滑动变阻器是通过改变电阻线接入电路中的______来实现变阻的。
24．（2020·上海静安·统考一模）如图所示，用细绳吊着正方体金属块并将其浸没在水中，当其上表面位于0.1米深处时，此处水的压强为____帕，若此时该金属块上、下表面受到水的压力为10牛、17牛，该金属块受到的浮力为____牛。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下，这三个力中大小不变的是_____。
25．（2020·上海静安·统考一模）以下选自九年级教科书中关于大气压强的一段文字，阅读并完成填空：我们的地球被一层厚度约为80～100千米的大气层包围着。如果把空气比作海洋，我们就生活在这层海洋的_____。我们周围每立方米空气的质量约为______千克（选填“0.1”“1”或“10”），由于大气受到_____作用，大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强。
三、作图题
26．（2023·上海静安·统考一模）在图中，重为10牛的小球静止在水中，用力的图示法画出该球受到的浮力。
27．（2022·上海静安·统考一模）在图中，重为10牛的小球漂浮在液面，请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
28．（2020·上海静安·统考一模）在图中，重为6牛的小球静止在水中，用力的图示法画出该球所受的浮力F浮．
( )
四、计算题
29．（2023·上海静安·统考一模）将一块重为10牛的合金块浸没在水中，合金块排开水的体积为米3。求：
（1）合金块所受浮力的大小；
（2）合金块所受重力与浮力的合力的大小与方向。
30．（2023·上海静安·统考一模）如图所示，高度相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上，甲容器的底面积为米，乙容器的底面积为米。甲中盛有水，乙中盛有酒精（克米3）。若把两个相同的金属块分别浸没在甲、乙两容器中，现将金属块放入前，液体对甲、乙两容器底部的压强以及金属块放入后，液体对甲、乙容器底部的压强变化量的值记录在表中。
容器
放入前，液体对容器底部的压强（帕）
放入后，液体对容器底部的压强变化量（帕）
甲
3920
1960
乙
3920
1960
（1）求金属块放入前，水对甲容器底部的压力。
（2）尝试分析甲、乙两容器在金属块放入后是否有液体溢出，若有，请计算溢出液体的质量；若没有，请说明理由。
31．（2022·上海静安·统考一模）浸在水中合金块排开水的体积为3×10-4米3， 求合金块所受浮力F浮的大小．
32．（2020·上海静安·统考一模）浸在水中的合金块排开水的体积为5×10-4米3，求合金块所受浮力F浮的大小。
33．（2020·上海静安·统考一模）质量为18千克的冰块，密度为0.9×103千克/米3：
(1)求冰块的体积V冰；
(2)若冰块吸热后，有5×10-3米3的冰熔化成水，求水的质量m水。
34．（2020·上海静安·统考一模）质量均为60千克的均匀圆柱体A、B放置在水平地面上。A的底面积为0.15米2，A的密度为2.0103千克/米3，B的高度为0.375米。
(1)求圆柱体A对水平地面的压强pA；
(2) 现分别从圆柱体A、B上部沿水平方向截取相同的厚度h，截取前后两圆柱体对地面的压强值（部分）记录在表中；
圆柱体对地面的压强
截取前
截取后
pA（帕）
1960
pB（帕）
2940
①求圆柱体B的密度rB；
②求圆柱体B剩余部分的质量m B剩。
五、实验题
35．（2022·上海静安·统考一模）在学习浮力的知识后，小华尝试将装有金属颗粒的试管作为实验仪器来比较液体密度的大小。现将该仪器分别置于甲、乙两种液体中，仪器均处于静止状态，此时用笔标记所记液面位置分别为A、B，如图（a）、（b）所示。
①以图（a）为例，尝试写出并分析该仪器静止时所受力的情况；______
②根据图（a）、（b）所示现象，结合相关知识判断甲、乙液体密度大小的关系。______（需写出判断的过程）
36．（2022·上海静安·统考一模）为了研究物体在浸入液体的过程中，液体对柱形容器底部的压力增加量的情况，某小组同学利用一个金属圆柱体、水、酒精以及相同的柱形容器（足够高）等进行实验。如图所示，他们先在容器内倒入足够的酒精，再将金属圆柱体分别缓慢浸入酒精中，逐步改变其下表面到液面的深度h，并计算得到液体对容器底部的压力增加量F，然后换用相同体积的水再次实验，实验数据记录在表一、表二中。
表一 酒精（ρ酒精=0.810千克/米3）
实验序号
h（米）
F（牛）
1
0
0
2
0.02
0.4
3
0.05
1.0
4
0.10
2.0
5
0.14
2.8
6
0.18
2.8
表二 水7（ρ水=1.0103千克/米3）
实验序号
h（米）
F（牛）
7
0
0
8
0.02
0.5
9
0.08
2.0
10
0.10
2.5
11
0.16
3.5
12
0.18
3.5
①分析比较实验序号______中F与h的倍数关系及相关条件，可得出的初步结论：同一圆柱体在浸入相同柱形容器的同种液体过程中，F与h成正比；
②分析比较实验序号2与8或4与10中F与h的关系及相关条件，可得出的初步结论：同一圆柱体在浸入相同柱形容器的不同液体过程中，______；
③进一步分析表一、表二中的数据，发现F与h的关系有两种情况。请你根据表一、表二中的数据，尝试分析并写出这两种情况发生的临界深度h的值。______（需写出分析过程）
37．（2020·上海静安·统考一模）物理研究通常会用建立模型的方法来解释或解决问题。在研究浮力知识时，就可以将一定形状的物体作为模型，根据液体内部压强的大小和方向的知识，来解释浮力产生的原因，并以此推导阿基米德原理。现有浸没在液体中的正方体、圆柱体、球体和圆锥体，可供选择作为模型，如图(a)(b)(c)和(d)所示。
(1)请判断，图中的_____不适合作为模型推导阿基米德原理。（填写图序）
(2)若液体的密度为ρ，请从图中选择一个作为模型，要求：
①将所选的模型填入_____；（在答题纸的相应位置作答）
②在图中添注所需的物理量（用字母表示），运用液体内部压强等知识，推导阿基米德原理_____。
38．（2020·上海静安·统考一模）图中（a）所示是探究液体内部的压强与 _______ 的关系的实验情景；图（b）所示是验证阿基米德原理的实验情景，图中弹簧测力计的示数F1____F2（选填“大于”“等于”或“小于”），为验证阿基米德原理，需用 _______ 的固体和液体进行多次实验（选填“相同”或“不同”）。
六、综合题
39．（2022·上海静安·统考一模）如图所示，薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。甲容器足够高，底面积为3S；乙的底面积为3S。
（1）现将水注入甲中，水深0.1米，求水对甲底部的压强p水。( )
（2）若继续在甲内注水，使其深度为2H。现有A、B和C三个均匀圆柱体，其规格如下表所示。请从中选择一个，将其分别竖直置于甲中、乙的上表面中央，使水对甲底部压强增加量p水和乙对地面压强增加量p乙均为最大。
①应选择序号为______的圆柱体；
②求出相应的最大增加量p水和p乙。( )
序号
密度
底面积
高度
A
3ρ水
2S
2H
B
2ρ水
S
6H
C
2ρ水
2S
2H
答案：
1．D
【详解】A．密度计利用的是物体漂浮条件，不属于大气压利用，故A不符合题意；
B．血压计利用的是液体压强，不属于大气压利用，故B不符合题意；
C．液位计的上端开口、下端连通，是利用连通器原理工作的，即水位计中的水位与锅炉水位是相同的，故C不符合题意；
D．抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出，利用了大气压，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】ABD．磨得锋利的刀刃、前端尖锐的逃生锤、啄木鸟细而长的尖喙都是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故ABD不符合题意；
C．滑雪时脚蹬的滑雪板，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C符合题意。
故选C。
3．C
【详解】薄壁容器的质量和厚度均可忽略，液体甲对容器底部的压强等于乙对地面的压强，则有。由图可知，，则。设液体甲的高度减少，乙的高度减少，则抽取或截取前，液体甲对容器底部的压强等于乙对地面的压强，即
①
抽取或截取后，液体甲对容器底部的压强为
乙对地面的压强
已知，则
②
综合①②可得
即∆p甲<∆p乙。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】密度是物质的一种特性，不同物质的密度一般是不同的；而质量、体积、重力不是物质的特性，和物质的种类没有关系，即不同物质都可以有相同的质量、体积、重力，所以可以直接用来鉴别物质种类的是密度。
故选B。
5．A
【详解】A．茶壶的壶嘴和壶身上端开口，底部连通，是利用连通器的原理来工作的，故A符合题意；
B．体温计是利用液体的热胀冷缩原理工作的，故B不符合题意；
C．吸尘器内空气流速大压强小，吸尘器外空气流速小压强大，在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的，利用了流体压强与流速的关系，故C不符合题意；
D．大坝建的上窄下宽，是因为液体压强随着深度的增加而增大，故D不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】A．盲道上凸起的圆点，是通过减小受力面积，增大压强，故A不符合题意；
B．刀刃磨得锋利，是通过减小受力面积，增大压强，故B不符合题意；
C．安全锤头部做成锥形，是通过减小受力面积，增大压强，故C不符合题意；
D．坦克宽大的履带，是通过增大受力面积，减小压强，故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8．D
【详解】因为两容器液平，抽出部分液体之后液面仍然相平，所以抽出液体的高度相同。由图可知，容器底面积SA＜SB，由V=Sh可知，液平，高度h相同，所以VA＜VB，由于甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力，所以G甲＞G乙，即m甲＞m乙；由公式可知，两液体的密度关系为ρA＞ρB，根据柱形容器液体压强的计算公式p=ρgh可知，pA＞pB。液体对容器底部的压力为
F=pS=ρghS=ρgV=mg=G
所以液体对各自容器底部的压力为FA＞FB，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9．A
【详解】A．托里拆利第一个准确测量了大气压的值，故A符合题意；
B．牛顿的主要贡献是总结了牛顿三大定律，为力学奠定的基础，故B不符合题意；
C．帕斯卡研究了帕斯卡定律，属于液体压强问题，故C不符合题意；
D．安培主要贡献在于电磁学的研究，故D不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】根据阿基米德原理可知，浸在液体中物体所受的浮力大小等于它所排开液体的重力，即
F浮=G排
故选D。
11．B
【详解】A．图钉的宽大钉帽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故A不合题意；
B．磨得锋利的刀刃，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故B符合题意；
C．雪上行驶的雪橇，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故C不合题意；
D．铁轨下铺设的枕木，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故D不合题意。
故选B。
12．B
【详解】A．高压锅在使用时利用限压阀增大锅内气体压强，气压增大，水的沸点就会升高，故A不符合题意；
B．相同体积的泡沫塑料与其它材料比较，由于泡沫塑料的密度较小，所以质量较小，适合做包装中的填充物，故B符合题意；
C．拔火罐在使用时，由于燃烧，火罐内部的气压减小，小于外部大气压，所以火罐被压在皮肤上，其原理是利用了大气压，故C不符合题意；
D．水坝筑成下宽、上窄的形状，是考虑到水对坝体侧面有压强，并且水的压强随深度的增加而增大，故D不符合题意。
故选B。
13．C
【详解】因为甲为规则圆柱体，乙为规则的圆柱形容器，则甲对地面的压力
F甲=G甲=ρ甲gV甲=ρ甲gS甲h甲
乙对容器底的压力
F乙=G乙=ρ乙gV乙=ρ乙gS乙h乙
已知F甲= F乙，即
ρ甲gS甲h甲=ρ乙gS乙h乙
由图可知：h甲h乙，所以
ρ甲gS甲ρ乙gS乙
S甲=S乙
故ρ甲<ρ乙；
沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙，使得它们剩余部分的高度或深度均为h，则剩余部分的重力
G甲剩=ρ甲gS甲h，G乙剩=ρ乙gS乙h
因为
ρ甲gS甲ρ乙gS乙
所以
ρ甲gS甲hρ乙gS乙h
即G甲剩 G乙剩，故甲截取的重力大于乙抽取的重力，甲截取的质量大于乙抽取的质量，即m甲> m乙。
故选C。
14． 220 并联 A 连通器
【详解】[1]我国家庭电路的电压为220V，上海家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为220伏。
[2]家庭电路中，各用电器的工作互不影响，并联连接，所以 电热水壶与家庭中的其他用电器之间是并联的。
[3]电热水壶电功率约1200W，则电热水壶工作时的电流为
故电热水壶工作时的电流约为6A。
[4]壶身上的水位计与壶身的下端连通，上端开口，是利用连通器原理工作的。
15． 大气压强 托里拆利 低
【详解】[1] 著名的马德堡半球实验把半球的空间抽成真空，就需再用十六匹马才能拉开，有力的证明了大气压强的存在。
[2] 意大利科学家托里拆利用一根玻璃管第一个测量出大气压的值。
[3] 一个标准大气压的大小约相当于760毫米水银柱所产生的压强，大小约为，表示的物理意义是每平方米面积上受到的压力为。
[4] 大气压不是固定不变的，海拔高度越高，空气越稀薄，密度越小，大气压强就越小，即大气压随着海拔的高度的增高而减小，所以珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压低。
16． 0.9 0.9×10-3 能
【详解】[1]冰的密度
[2]冰熔化成水后，质量不变，水的质量为0.9kg。
[3]水的体积
[4]由可知：质量一定时，密度越大，液体的体积越小，由可知，相同质量的盐水和水的体积关系为V水>V盐水，所以杯子能盛下质量为的盐水。
17． 4 不变 变大 不变
【详解】[1] 金属块静止在水面下，金属块受到的浮力
[2]根据阿基米德原理
当增大金属块浸没的深度，金属块排开水的体积不变，金属块受到的浮力大小不变。
[3] 增大金属块浸没的深度，金属块下表面浸在水中的深度变大，根据，金属块下表面压强变大，由可知金属块下表面受到水的压力变大。
[4] 由于金属块排开水的体积不变，所以容器内液体的深度不变，根据液体压强公式可知，容器底部受到水的压强不变。
18． 温度越高，密度越小 见解析 A
【详解】（1）[1]由（c）表可看出，空气温度升高时，空气密度变小，即在空气的压强一定时，温度越高，密度越小。
（2）[2]孔明灯点燃前，灯内空气温度低，点燃后灯内空气的温度升高，由（1）可知灯内空气的密度变小；根据（b）可知孔明灯的体积不变，灯内空气的体积不变，由可知，孔明灯内空气的质量变小，孔明灯的总质量变小，根据可知，孔明灯的重力变小；孔明灯点燃后，排开外界空气的体积不变，根据阿基米德原理可知，孔明灯所受空气的浮力不变；当孔明灯所受浮力大于重力时，由（a）可知孔明灯凌空而起。所以孔明灯凌空而起的原因是：孔明灯点燃后，灯内温度升高，空气密度减小，灯内空气质量减小，孔明灯所受重力减小，浮力不变，当浮力大于重力时孔明灯凌空而起。
（3）[3]孔明灯所受的浮力不变，重力减小更容易升空，所以根据阿基米德原理，灯的体积不能减小，而灯的质量减小可以减小灯所受重力，则A符合题意，B不符合题意。
故选A。
19． 质量 不变 变小
【详解】冰的密度为0.9×103kg/m3,它表示每立方米冰的质量是0.9×103千克;质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变．故冰熔化成水后,状态改变了,质量不变．根据公式ρ=，可知当物体的质量不变时，体积和物体的密度成反比，冰熔化成水后，密度变大，体积变小．
20． 马德堡半球 托里拆利 10
【详解】[1]1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在，并且大气压很大。
[2]意大利科学家托里拆利，利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度，即76cm，这也就是后来规定的1个标准大气压的大小。
[3]中学生拇指指甲的面积约
1cm2=10-4m2
拇指指甲受到的大气压力约为
F=pS=1.0×105Pa×10-4m2=10N
21． 4.9×107 不变 变小
【详解】[1]由于轮船漂浮，由物体浮沉条件知道，满载时油轮受到的浮力
F浮=G=mg=m排g=5×106kg×9.8N/kg=4.9×107N
[2]轮船漂浮，自重不变，所以，轮船从海水密度较小的水域驶入密度较大的水城，受到的浮力都等于自重，大小不变。
[3]由于受到的浮力不变，由F浮=ρ液gV排知道，从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域，排开水的体积变小。
22． 天平 体积 液体压强计 不相平
【详解】[1]测量物体质量的器材是天平。
[2]在测密度实验中，用排水法测体积，量筒是测量物体体积的。
[3]如图所示的装置叫液体压强计，用来探究液体内部压强的影响因素。
[4]液体压强计的橡皮膜不受压时，两管液平，受压时，两管液面不相平。
23． 连通器 马德堡半球 长度
【详解】[1]连通器的特点：上端开口下端连通的容器，茶壶、锅炉液位计是利用连通器的原理制成的。
[2]马德堡半球实验有力的证明了大气压的存在。
[3]滑动变阻器的使用原理是通过改变连入电路中的电阻线的长度来改变电阻的大小。
24． 980 7 F浮
【详解】[1]金属块上表面位于0.1米深处时，此处水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
[2]由浮力产生的原因可知，金属块受到的浮力
F浮=F下表面-F上表面=17N-10N=7N
[3]用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，金属块上表面和下表面所处水的深度不断增加，根据p=ρgh和F=pS可知，上下表面所受到的压力F上和F下变大；但在该过程中，金属块排开水的体积不会发生变化，根据F浮=ρgV排可知，该金属块受到水的浮力F浮不变。
25． 底部 1 重力
【详解】(1)[1]球被一层厚厚的大气层包围着，我们生活在“海洋”的底部。
(2)[2]空气的密度为1.29kg/m3，故我们周围每立方米空气的质量约为1千克。
(3)[3]大气压的定义：由于大气受到重力作用，大气会对处于其中的物体产生压强。
26．
【详解】如图该球漂浮，故重力等于浮力，浮力的方向竖直向上，故过重心做一条竖直向上的箭头，即为浮力，如下图所示：
27．
【详解】先确定一个标度，小球悬浮在水中，则浮力等于重力，为10N，方向竖直向上，作用点在小球重心，如图所示
28．
【详解】由图可知，小球悬浮在水中，受到的浮力，方向竖直向上，作用点可画在重心处．
本题考查了物体浮沉条件的应用以及力的图示法，要注意力的图示必须要确立一个标度，这样才能准确表示力的大小．
29．（1）4.9N；（2）5.1N，竖直向下
【详解】解：（1）合金块所受浮力大小为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N
（2）合金块所受重力与浮力是同一直线上，方向相反的两个力，所以合金块所受重力与浮力的合力大小为
F合=G-F浮=10N-4.9N=5.1N
方向与重力方向一致，竖直向下。
答：（1）合金块的浮力为4.9N；
（2）合金块重力与浮力的合力为5.1N，方向竖直向下。
30．（1）78.4N；（2）有，1.176kg
【详解】解：（1）金属块放入前，液体对容器甲底部的压强
甲容器的底面积为
由可得，金属块放入前，水对甲容器底部的压力
（2）甲容器中水对容器底部的压强变化量
由液体压强公式可知，甲容器中水的深度变化量
由题意可知，金属块的体积
金属块浸没在乙容器中的酒精中时，乙容器中体积变化量
若金属块放入前后，乙容器中酒精未溢出，乙容器中酒精深度的变化量
由液体压强公式可知，乙容器中酒精对容器底部的压强变化量
因（表格数据），所以，酒精由溢出，由表格数据可知，乙容器中水对容器底部的压强实际变化量
由液体压强公式可知，甲容器中水的深度变化量
由题意可知，容器容积与原来酒精体积之差
所以溢出的酒精体积
由密度公式可知，溢出的酒精质量
答：（1）金属块放入前，水对甲容器底部的压力；
（2）乙两容器在金属块放入后有液体溢出，溢出液体的质量。
31．2.94N
【详解】根据阿基米德原理知道，合金块所受浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3 ×9.8N/kg×3×10-4 m3 =2.94N．
32．4.9牛
【详解】合金块受到的浮力
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N
答：合金块所受浮力的大小是4.9N。
33．(1)0.02米3；(2)4.5千克
【详解】(1)冰块的体积
V冰==0.02m3
(2)冰的质量
m冰=ρ冰V冰′=0.9×103kg/m3×5×10-3m3=4.5kg
因为冰化水质量不变，所以冰块熔化成水后的质量
m水=m冰=4.5kg
答：(1)冰块的体积为0.02m3；
(2)若冰块吸热后，有5×10-3m3的冰熔化成水，水的质量为4.5kg。
34．(1)3920 Pa；(2) ①0.8103 kg/m3；②44 kg
【详解】(1)圆柱体A对地面的压力等于其重力，即
FA＝GA＝mAg＝60kg×9.8N/kg＝588N
圆柱体A对水平地面的压强
pA===3920Pa
圆柱体A对水平地面的压强为3920Pa。
(2)①圆柱体A、B质量相等，圆柱体B对地面的压力等于圆柱体A对地面的压力，即
FB=FA=588N
圆柱体B的底面积
SB===0.2m2
圆柱体B的体积
VB=SBhB=0.2m2×0.375m=0.075m3
圆柱体B的密度
ρB===0.8×103kg/m3
圆柱体B的密度为0.8103kg/m3。
②圆柱体A截取前后对地面的压强差
△pA=pA− pA′=3920 Pa−1960 Pa=1960 Pa
截取的圆柱体A的重力
FA′=△pASA=1960 Pa×0.15m2=294N
圆柱体A的体积
VA===3×10-2m3
圆柱体A的高度
hA===0.2m
由△pA= pA′得
hA剩=hA截=0.1m
圆柱体B截取的高度
hB截= hA截=0.1m
圆柱体B剩余的高度
hB剩=hBhB截=0.375m0.1m=0.275m
圆柱体B剩余部分的质量
m B剩=rBVB剩=rBSBhB剩=0.8×103kg/m3×0.2m2×0.275m=44kg
圆柱体B剩余部分的质量为44kg。
答：(1)圆柱体A对水平地面的压强为3920Pa；
(2)①圆柱体B的密度为0.8×103kg/m3；
②圆柱体B剩余部分的质量为44kg。
35． 见详解 甲液体的密度大于乙液体
【详解】①[1]如图（a）所示，试管静止在甲液体中，受力平衡，受到的有竖直向上的浮力和竖直向下的重力作用，重力和浮力大小相等，方向相反，是一对平衡力。
②[2]因为试管和金属颗粒的总重力不变，试管和金属颗粒都是漂浮在液体中，受到的浮力等于重力，浮力保持不变，根据F浮=ρ液gV排，可知，浮力相等时，液体的密度越大，排开液体的体积越小，由图可知，V排甲小于V排乙，所以甲液体的密度大于乙液体。
36． 2、3、4、5或8、9、10 当浸入液体深度相同时，ΔF与液体密度成正比 0.14m，过程见详解
【详解】（1）[1]要得出结论为同一圆柱体在浸入相同柱形容器的同种液体过程中，ΔF与h成正比，需在同种液体实验中，查找ΔF与h数值，使其比值为定值即可，如2、3、4、5序号
或8、9、10序号
（2）[2] 由2与8可知，分别在酒精和水中，浸入深度相同
即
可得出的初步结论：同一圆柱体在浸入相同柱形容器的不同液体过程中，当浸入液体深度相同时，ΔF与液体密度成正比。
（3）[3]由表一数据可知，在2、3、4、5、6序号中
2、3、4、5数据成正比，6数据与之前不成正比，即可知0.14m时刚好浸没，0.18m时已经全部浸没在酒精中。
由表二数据可知，在8、9、10、11、12序号中
8、9、10数据成正比，11、12数据与之前不成正比，即可知0.16m时已经全部浸没在水中。
综合可知，发生两种情况的临界深度为0.14m。
37． c、d a 详见解析
【分析】(1)由于排开液体的重力只能利用得出，所以推导出阿基米德原理，就应根据浮力产生的原因（即液柱的上下表面的压力差）得出浮力，据此分析作答。
(2)根据求得物块上、下表面受到液体的压强，然后利用变形公式可求得物块上、下表面受到液体的压力；根据浮力产生的原因上下压力差，以及浮力公式，推导即可得出结论。
【详解】(1)[1]推导出阿基米德原理，主要根据浮力产生的原因，即液柱的上下表面的压力差进行推导，为了便于计算上下表面的压力，通常选取的形状为柱体模型，所以图中的c、d不适合作为模型推导阿基米德原理。
(2)[2]①选择图(a)模型。
[3]②添注所需的物理量如下图所示：
根据浮力产生的原因（上下压力差）有
其合力的方向是竖直向上；而正方体浸没在此液体中所受浮力的大小，因为是全部浸没，所以，则长方体在液体中所受压力的合力（上下压力差）与正方体浸没在此液体中所受浮力的大小相等，即
38． 深度 大于 不同
【详解】[1]图(a)中，三种液体相同，由于压强计金属盒的深度不同，U形管液面高度也不同，即压强不同。所以由此可知此图是探究液体内部的压强与深度的关系的实验情景。
[2]图(b)中，，，所以图中弹簧测力计的示数F1大于 F2。
[3]为验证阿基米德原理，需用不同的固体和液体进行多次实验，寻找普遍规律，避免偶然性。
39． 980Pa A ，
【详解】解：（1）[1]水对甲底部的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
（2）①②[2][3]根据题意知三个物体的密度都大于水的密度，所以三个物体放入水中都下沉，但由于B的高度6H大于容器内水的深度2H，所以B部分浸入，AC全部浸没，原来容器中水的体积
V水=3S×2H=6SH
若将B放入容器中后水的深度为h，则容器中原有的水的体积表示为
V水=(3S-S)×hB=2ShB
所以
2ShB=6SH
所以hB=3H；所以B放入容器中水的深度变化量
ΔhB=hB-2H=3H-2H=H
若将AC放入容器中后，排开水的体积等于各自的体积
VA=2S×2H=4SH
VC=2S•2H=4SH
则
VA=VC
水的深度变化量
由于
ΔhB＞Δh
所以由p=ρgh得到AC放入容器中后水对甲底部压强增加量最大，最大增加量
由题意可知物体放在乙物体上，乙对水平地面压力增加量
ΔF乙=G物
ABC三个均匀圆柱体的质量
mA=ρAVA=3ρ水×2S×2H=12ρ水SH
mB=ρBVB=2ρ水×S×6H=12ρ水SH
mC=ρCVC=2ρ水×2S×2H=8ρ水SH
mC＜mA=mB
AB在乙的上表面中央，乙对地面压强增加量最大，最大值
题目要求从中选择一个，将其分别竖直置于甲中、乙的上表面中央，使水对甲底部压强增加量p水和乙对地面压强增加量p乙均为最大，所以选择A圆柱体可以使水对甲底部压强增加量p水和乙对地面压强增加量p乙均为最大。
【中考物理】2021-2023近三年上海市静安区统考一模知识点
真题试卷专项练习—力学（基础题）
一、单选题
1．（2023·上海静安·统考一模）下列实例中，属于利用大气压的是（ ）
A．密度计 B．血压计 C．液位计 D．脱排油烟机
2．（2023·上海静安·统考一模）下列实例中，属于减小压强的是（ ）
A．磨得锋利的刀刃 B．前端尖锐的逃生锤
C．滑雪时脚蹬的滑雪板 D．啄木鸟细而长的尖喙
3．（2023·上海静安·统考一模）如图所示，盛有液体甲的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙置于水平地面，液体甲对容器底部的压强等于乙对地面的压强。现从容器内抽取部分液体甲并沿水平方向截取部分圆柱体乙，使得它们剩余部分的深度或高度均为，则甲、乙的密度以及液体甲对容器底部、乙对地面的压强变化量∆p的关系是（ ）
A．； B．；
C．； D．；
4．（2022·上海静安·统考一模）能够用来鉴别物质种类的物理量是（ ）
A．体积 B．密度 C．重力 D．质量
5．（2022·上海静安·统考一模）下列实例中，应用连通器原理工作的是（ ）
A．茶壶 B．体温计 C．吸尘器 D．水库大坝
6．（2022·上海静安·统考一模）下列实例在工作中，属于减小压强的是（ ）
A．盲道上凸起的圆点
B．刀刃磨得锋利
C．安全锤头部做成锥形
D．坦克宽大的履带
7．（2022·上海静安·统考一模）浸在液体中的物体所受到的浮力，大小等于（ ）
A．物体的体积 B．物体排开液体的体积
C．物体的重力 D．物体排开液体的重力
8．（2022·上海静安·统考一模）如图所示，底面积不同的薄壁圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体，两液面保持相平。现从两容器中抽出部分液体后，其液面仍保持相平，若此时甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力，则抽取前，甲、乙各自对容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是（ ）
A．pA＜pB，FA＜FB B． pA＜pB，FA＞FB
C． pA＞pB，FA＜FB D． pA＞pB，FA＞FB
9．（2020·上海静安·统考一模）1644年，首先用实验测定大气压强值的意大利物理学家是（ ）
A．托里拆利 B．牛顿 C．帕斯卡 D．安培
10．（2020·上海静安·统考一模）物体部分浸在液体中时，它受到浮力的大小等于它所排开这部分液体的（ ）
A．密度 B．体积 C．质量 D．重力
11．（2020·上海静安·统考一模）下列各实例中，属于增大压强的是（ ）
A．图钉的宽大钉帽
B．磨得锋利的刀刃
C．雪上行驶的雪橇
D．铁轨下铺设的枕木
12．（2020·上海静安·统考一模）下列各实例中，主要属于应用密度知识的是（ ）
A．高原地区煮食物时使用高压锅 B．包装盒中防震填充物采用泡沫塑料
C．中医传统的治疗器械—拔火罐 D．拦河大坝筑成上窄下宽的形状
13．（2020·上海静安·统考一模）如图所示，均匀圆柱体甲和盛有液体乙的薄壁薄底圆柱形容器置于水平地面，圆柱体和容器的高度相等但底面积不同，甲对地面的压力等于液体乙对容器底部的压力。现沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙，使得它们剩余部分的高度或深度均为h，则甲、乙的密度ρ以及它们截取或抽取部分质量m的关系是（ ）
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
二、填空题
14．（2023·上海静安·统考一模）上海家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为 __伏，它与家庭中的其他用电器之间是 __的（选填“串联”或“并联”）。电热水壶工作时的电流约为6 __（填单位），壶身上的水位计是利用 __原理工作的。
15．（2023·上海静安·统考一模）马德堡半球实验证明了 ______的存在； ______实验首先测定了大气压强的值；1标准大气压约为帕，即在每平方米面积上承受的压力为 ______牛；珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压 ______（选填“高”或“低”）。
16．（2023·上海静安·统考一模）容器内有一块质量为0.9千克，体积为米3的冰块，其密度为 __千克/米3。当这块冰熔化成水后，水的质量为 __千克，水的体积为 __米3。若这些水刚好可以装满容器，则这个容器 __（选填“能”或“不能”）盛下0.9千克的浓盐水（）。
17．（2023·上海静安·统考一模）如图所示，用弹簧测力计吊着重为9牛的金属块静止在水面下，弹簧测力计的示数为5牛，则金属块受到的浮力大小为 ______牛。当增大金属块浸没的深度，金属块受到的浮力大小 ______，金属块下表面受到水的压力 ______，容器底部受到水的压强 ______。（后三空均选填“变大”“变小”或“不变”）
18．（2023·上海静安·统考一模）某同学用比较坚韧的薄纸做成了一盏孔明灯，如图所示，用棉花团蘸上酒精放在孔明灯底部的燃料盒内，点燃棉花团，过了一会儿，孔明灯凌空而起。为了揭秘其中的原因，该同学查阅资料后得知：（a）在空气中，物体受到的浮力大于重力时，物体会升空；（b）孔明灯点燃后，排开外界空气的体积不变；（c）压强一定时，空气在部分温度下的密度见表。
空气温度（℃）
0
100
200
300
空气密度（千克米
1.293
0.946
0.746
0.616
（1）分析比较表中空气温度、密度及相关条件，可归纳得出的初步结论是：在空气的压强一定时，______；
（2）根据上述信息并结合相关知识，分析孔明灯点燃前后，灯内空气的质量变化情况，并说明孔明灯凌空而起的原因 ______；
（3）为了使孔明灯更容易凌空而起，下列方法可行的是 ______。
A．减小燃料盒的质量
B．减小薄纸做成孔明灯的体积
19．（2022·上海静安·统考一模）冰的密度为0.9×103 kg/m3，它表示每立方米冰的_____是0.9×103千克．当冰熔化成水时，质量将_____，体积将_____（选填“变小”、“不变”或“变大”）．
20．（2022·上海静安·统考一模）著名的______实验向人们显示大气压强是很大的，意大利科学家______首次测定了大气压强的数值为1.01×105帕，由此估计，人的拇指指甲所受到的大气压力约为______牛（选填“1”、“10”或“100”）。
21．（2022·上海静安·统考一模）某油轮的排水量为5106千克，则满载时油轮受到的浮力为______牛。若油轮满载，从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域，油轮所受到的浮力将______，其船身浸入海水中的体积将______（均选填“变小”、“不变”或“变大”）。
22．（2022·上海静安·统考一模）在“测定物质的密度”的实验中，需要用______测出物体的质量，然后用量筒测出物体的______。在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验时，需要用到如图所示的装置，该装置叫做______，若用手按压金属盒上的橡皮膜，两管中液面将______（选填“相平”或“不相平”）。
23．（2020·上海静安·统考一模）茶壶、锅炉液位计等是____原理的应用。奥托·格里克所做的_____实验证明了大气压强的存在。滑动变阻器是通过改变电阻线接入电路中的______来实现变阻的。
24．（2020·上海静安·统考一模）如图所示，用细绳吊着正方体金属块并将其浸没在水中，当其上表面位于0.1米深处时，此处水的压强为____帕，若此时该金属块上、下表面受到水的压力为10牛、17牛，该金属块受到的浮力为____牛。现用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，则该金属块受到水的浮力F浮、其上表面受到水的压力F上和下表面受到水的压力F下，这三个力中大小不变的是_____。
25．（2020·上海静安·统考一模）以下选自九年级教科书中关于大气压强的一段文字，阅读并完成填空：我们的地球被一层厚度约为80～100千米的大气层包围着。如果把空气比作海洋，我们就生活在这层海洋的_____。我们周围每立方米空气的质量约为______千克（选填“0.1”“1”或“10”），由于大气受到_____作用，大气会对处于其中的物体产生压强，我们称它为大气压强。
三、作图题
26．（2023·上海静安·统考一模）在图中，重为10牛的小球静止在水中，用力的图示法画出该球受到的浮力。
27．（2022·上海静安·统考一模）在图中，重为10牛的小球漂浮在液面，请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
28．（2020·上海静安·统考一模）在图中，重为6牛的小球静止在水中，用力的图示法画出该球所受的浮力F浮．
( )
四、计算题
29．（2023·上海静安·统考一模）将一块重为10牛的合金块浸没在水中，合金块排开水的体积为米3。求：
（1）合金块所受浮力的大小；
（2）合金块所受重力与浮力的合力的大小与方向。
30．（2023·上海静安·统考一模）如图所示，高度相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上，甲容器的底面积为米，乙容器的底面积为米。甲中盛有水，乙中盛有酒精（克米3）。若把两个相同的金属块分别浸没在甲、乙两容器中，现将金属块放入前，液体对甲、乙两容器底部的压强以及金属块放入后，液体对甲、乙容器底部的压强变化量的值记录在表中。
容器
放入前，液体对容器底部的压强（帕）
放入后，液体对容器底部的压强变化量（帕）
甲
3920
1960
乙
3920
1960
（1）求金属块放入前，水对甲容器底部的压力。
（2）尝试分析甲、乙两容器在金属块放入后是否有液体溢出，若有，请计算溢出液体的质量；若没有，请说明理由。
31．（2022·上海静安·统考一模）浸在水中合金块排开水的体积为3×10-4米3， 求合金块所受浮力F浮的大小．
32．（2020·上海静安·统考一模）浸在水中的合金块排开水的体积为5×10-4米3，求合金块所受浮力F浮的大小。
33．（2020·上海静安·统考一模）质量为18千克的冰块，密度为0.9×103千克/米3：
(1)求冰块的体积V冰；
(2)若冰块吸热后，有5×10-3米3的冰熔化成水，求水的质量m水。
34．（2020·上海静安·统考一模）质量均为60千克的均匀圆柱体A、B放置在水平地面上。A的底面积为0.15米2，A的密度为2.0103千克/米3，B的高度为0.375米。
(1)求圆柱体A对水平地面的压强pA；
(2) 现分别从圆柱体A、B上部沿水平方向截取相同的厚度h，截取前后两圆柱体对地面的压强值（部分）记录在表中；
圆柱体对地面的压强
截取前
截取后
pA（帕）
1960
pB（帕）
2940
①求圆柱体B的密度rB；
②求圆柱体B剩余部分的质量m B剩。
五、实验题
35．（2022·上海静安·统考一模）在学习浮力的知识后，小华尝试将装有金属颗粒的试管作为实验仪器来比较液体密度的大小。现将该仪器分别置于甲、乙两种液体中，仪器均处于静止状态，此时用笔标记所记液面位置分别为A、B，如图（a）、（b）所示。
①以图（a）为例，尝试写出并分析该仪器静止时所受力的情况；______
②根据图（a）、（b）所示现象，结合相关知识判断甲、乙液体密度大小的关系。______（需写出判断的过程）
36．（2022·上海静安·统考一模）为了研究物体在浸入液体的过程中，液体对柱形容器底部的压力增加量的情况，某小组同学利用一个金属圆柱体、水、酒精以及相同的柱形容器（足够高）等进行实验。如图所示，他们先在容器内倒入足够的酒精，再将金属圆柱体分别缓慢浸入酒精中，逐步改变其下表面到液面的深度h，并计算得到液体对容器底部的压力增加量F，然后换用相同体积的水再次实验，实验数据记录在表一、表二中。
表一 酒精（ρ酒精=0.810千克/米3）
实验序号
h（米）
F（牛）
1
0
0
2
0.02
0.4
3
0.05
1.0
4
0.10
2.0
5
0.14
2.8
6
0.18
2.8
表二 水7（ρ水=1.0103千克/米3）
实验序号
h（米）
F（牛）
7
0
0
8
0.02
0.5
9
0.08
2.0
10
0.10
2.5
11
0.16
3.5
12
0.18
3.5
①分析比较实验序号______中F与h的倍数关系及相关条件，可得出的初步结论：同一圆柱体在浸入相同柱形容器的同种液体过程中，F与h成正比；
②分析比较实验序号2与8或4与10中F与h的关系及相关条件，可得出的初步结论：同一圆柱体在浸入相同柱形容器的不同液体过程中，______；
③进一步分析表一、表二中的数据，发现F与h的关系有两种情况。请你根据表一、表二中的数据，尝试分析并写出这两种情况发生的临界深度h的值。______（需写出分析过程）
37．（2020·上海静安·统考一模）物理研究通常会用建立模型的方法来解释或解决问题。在研究浮力知识时，就可以将一定形状的物体作为模型，根据液体内部压强的大小和方向的知识，来解释浮力产生的原因，并以此推导阿基米德原理。现有浸没在液体中的正方体、圆柱体、球体和圆锥体，可供选择作为模型，如图(a)(b)(c)和(d)所示。
(1)请判断，图中的_____不适合作为模型推导阿基米德原理。（填写图序）
(2)若液体的密度为ρ，请从图中选择一个作为模型，要求：
①将所选的模型填入_____；（在答题纸的相应位置作答）
②在图中添注所需的物理量（用字母表示），运用液体内部压强等知识，推导阿基米德原理_____。
38．（2020·上海静安·统考一模）图中（a）所示是探究液体内部的压强与 _______ 的关系的实验情景；图（b）所示是验证阿基米德原理的实验情景，图中弹簧测力计的示数F1____F2（选填“大于”“等于”或“小于”），为验证阿基米德原理，需用 _______ 的固体和液体进行多次实验（选填“相同”或“不同”）。
六、综合题
39．（2022·上海静安·统考一模）如图所示，薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。甲容器足够高，底面积为3S；乙的底面积为3S。
（1）现将水注入甲中，水深0.1米，求水对甲底部的压强p水。( )
（2）若继续在甲内注水，使其深度为2H。现有A、B和C三个均匀圆柱体，其规格如下表所示。请从中选择一个，将其分别竖直置于甲中、乙的上表面中央，使水对甲底部压强增加量p水和乙对地面压强增加量p乙均为最大。
①应选择序号为______的圆柱体；
②求出相应的最大增加量p水和p乙。( )
序号
密度
底面积
高度
A
3ρ水
2S
2H
B
2ρ水
S
6H
C
2ρ水
2S
2H
答案：
1．D
【详解】A．密度计利用的是物体漂浮条件，不属于大气压利用，故A不符合题意；
B．血压计利用的是液体压强，不属于大气压利用，故B不符合题意；
C．液位计的上端开口、下端连通，是利用连通器原理工作的，即水位计中的水位与锅炉水位是相同的，故C不符合题意；
D．抽油烟机在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出，利用了大气压，故D符合题意。
故选D。
2．C
【详解】ABD．磨得锋利的刀刃、前端尖锐的逃生锤、啄木鸟细而长的尖喙都是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故ABD不符合题意；
C．滑雪时脚蹬的滑雪板，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C符合题意。
故选C。
3．C
【详解】薄壁容器的质量和厚度均可忽略，液体甲对容器底部的压强等于乙对地面的压强，则有。由图可知，，则。设液体甲的高度减少，乙的高度减少，则抽取或截取前，液体甲对容器底部的压强等于乙对地面的压强，即
①
抽取或截取后，液体甲对容器底部的压强为
乙对地面的压强
已知，则
②
综合①②可得
即∆p甲<∆p乙。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】密度是物质的一种特性，不同物质的密度一般是不同的；而质量、体积、重力不是物质的特性，和物质的种类没有关系，即不同物质都可以有相同的质量、体积、重力，所以可以直接用来鉴别物质种类的是密度。
故选B。
5．A
【详解】A．茶壶的壶嘴和壶身上端开口，底部连通，是利用连通器的原理来工作的，故A符合题意；
B．体温计是利用液体的热胀冷缩原理工作的，故B不符合题意；
C．吸尘器内空气流速大压强小，吸尘器外空气流速小压强大，在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的，利用了流体压强与流速的关系，故C不符合题意；
D．大坝建的上窄下宽，是因为液体压强随着深度的增加而增大，故D不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】A．盲道上凸起的圆点，是通过减小受力面积，增大压强，故A不符合题意；
B．刀刃磨得锋利，是通过减小受力面积，增大压强，故B不符合题意；
C．安全锤头部做成锥形，是通过减小受力面积，增大压强，故C不符合题意；
D．坦克宽大的履带，是通过增大受力面积，减小压强，故D符合题意。
故选D。
7．D
【详解】根据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
8．D
【详解】因为两容器液平，抽出部分液体之后液面仍然相平，所以抽出液体的高度相同。由图可知，容器底面积SA＜SB，由V=Sh可知，液平，高度h相同，所以VA＜VB，由于甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力，所以G甲＞G乙，即m甲＞m乙；由公式可知，两液体的密度关系为ρA＞ρB，根据柱形容器液体压强的计算公式p=ρgh可知，pA＞pB。液体对容器底部的压力为
F=pS=ρghS=ρgV=mg=G
所以液体对各自容器底部的压力为FA＞FB，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9．A
【详解】A．托里拆利第一个准确测量了大气压的值，故A符合题意；
B．牛顿的主要贡献是总结了牛顿三大定律，为力学奠定的基础，故B不符合题意；
C．帕斯卡研究了帕斯卡定律，属于液体压强问题，故C不符合题意；
D．安培主要贡献在于电磁学的研究，故D不符合题意。
故选A。
10．D
【详解】根据阿基米德原理可知，浸在液体中物体所受的浮力大小等于它所排开液体的重力，即
F浮=G排
故选D。
11．B
【详解】A．图钉的宽大钉帽，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故A不合题意；
B．磨得锋利的刀刃，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强；故B符合题意；
C．雪上行驶的雪橇，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故C不合题意；
D．铁轨下铺设的枕木，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强；故D不合题意。
故选B。
12．B
【详解】A．高压锅在使用时利用限压阀增大锅内气体压强，气压增大，水的沸点就会升高，故A不符合题意；
B．相同体积的泡沫塑料与其它材料比较，由于泡沫塑料的密度较小，所以质量较小，适合做包装中的填充物，故B符合题意；
C．拔火罐在使用时，由于燃烧，火罐内部的气压减小，小于外部大气压，所以火罐被压在皮肤上，其原理是利用了大气压，故C不符合题意；
D．水坝筑成下宽、上窄的形状，是考虑到水对坝体侧面有压强，并且水的压强随深度的增加而增大，故D不符合题意。
故选B。
13．C
【详解】因为甲为规则圆柱体，乙为规则的圆柱形容器，则甲对地面的压力
F甲=G甲=ρ甲gV甲=ρ甲gS甲h甲
乙对容器底的压力
F乙=G乙=ρ乙gV乙=ρ乙gS乙h乙
已知F甲= F乙，即
ρ甲gS甲h甲=ρ乙gS乙h乙
由图可知：h甲h乙，所以
ρ甲gS甲ρ乙gS乙
S甲=S乙
故ρ甲<ρ乙；
沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙，使得它们剩余部分的高度或深度均为h，则剩余部分的重力
G甲剩=ρ甲gS甲h，G乙剩=ρ乙gS乙h
因为
ρ甲gS甲ρ乙gS乙
所以
ρ甲gS甲hρ乙gS乙h
即G甲剩 G乙剩，故甲截取的重力大于乙抽取的重力，甲截取的质量大于乙抽取的质量，即m甲> m乙。
故选C。
14． 220 并联 A 连通器
【详解】[1]我国家庭电路的电压为220V，上海家庭中使用的电热水壶正常工作时的电压为220伏。
[2]家庭电路中，各用电器的工作互不影响，并联连接，所以 电热水壶与家庭中的其他用电器之间是并联的。
[3]电热水壶电功率约1200W，则电热水壶工作时的电流为
故电热水壶工作时的电流约为6A。
[4]壶身上的水位计与壶身的下端连通，上端开口，是利用连通器原理工作的。
15． 大气压强 托里拆利 低
【详解】[1] 著名的马德堡半球实验把半球的空间抽成真空，就需再用十六匹马才能拉开，有力的证明了大气压强的存在。
[2] 意大利科学家托里拆利用一根玻璃管第一个测量出大气压的值。
[3] 一个标准大气压的大小约相当于760毫米水银柱所产生的压强，大小约为，表示的物理意义是每平方米面积上受到的压力为。
[4] 大气压不是固定不变的，海拔高度越高，空气越稀薄，密度越小，大气压强就越小，即大气压随着海拔的高度的增高而减小，所以珠穆朗玛峰上的大气压比山脚下的大气压低。
16． 0.9 0.9×10-3 能
【详解】[1]冰的密度
[2]冰熔化成水后，质量不变，水的质量为0.9kg。
[3]水的体积
[4]由可知：质量一定时，密度越大，液体的体积越小，由可知，相同质量的盐水和水的体积关系为V水>V盐水，所以杯子能盛下质量为的盐水。
17． 4 不变 变大 不变
【详解】[1] 金属块静止在水面下，金属块受到的浮力
[2]根据阿基米德原理
当增大金属块浸没的深度，金属块排开水的体积不变，金属块受到的浮力大小不变。
[3] 增大金属块浸没的深度，金属块下表面浸在水中的深度变大，根据，金属块下表面压强变大，由可知金属块下表面受到水的压力变大。
[4] 由于金属块排开水的体积不变，所以容器内液体的深度不变，根据液体压强公式可知，容器底部受到水的压强不变。
18． 温度越高，密度越小 见解析 A
【详解】（1）[1]由（c）表可看出，空气温度升高时，空气密度变小，即在空气的压强一定时，温度越高，密度越小。
（2）[2]孔明灯点燃前，灯内空气温度低，点燃后灯内空气的温度升高，由（1）可知灯内空气的密度变小；根据（b）可知孔明灯的体积不变，灯内空气的体积不变，由可知，孔明灯内空气的质量变小，孔明灯的总质量变小，根据可知，孔明灯的重力变小；孔明灯点燃后，排开外界空气的体积不变，根据阿基米德原理可知，孔明灯所受空气的浮力不变；当孔明灯所受浮力大于重力时，由（a）可知孔明灯凌空而起。所以孔明灯凌空而起的原因是：孔明灯点燃后，灯内温度升高，空气密度减小，灯内空气质量减小，孔明灯所受重力减小，浮力不变，当浮力大于重力时孔明灯凌空而起。
（3）[3]孔明灯所受的浮力不变，重力减小更容易升空，所以根据阿基米德原理，灯的体积不能减小，而灯的质量减小可以减小灯所受重力，则A符合题意，B不符合题意。
故选A。
19． 质量 不变 变小
【详解】冰的密度为0.9×103kg/m3,它表示每立方米冰的质量是0.9×103千克;质量是物体的一种属性,不随物体的形状、状态、位置和温度的改变而改变．故冰熔化成水后,状态改变了,质量不变．根据公式ρ=，可知当物体的质量不变时，体积和物体的密度成反比，冰熔化成水后，密度变大，体积变小．
20． 马德堡半球 托里拆利 10
【详解】[1]1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验，马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在，并且大气压很大。
[2]意大利科学家托里拆利，利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度，即76cm，这也就是后来规定的1个标准大气压的大小。
[3]中学生拇指指甲的面积约
1cm2=10-4m2
拇指指甲受到的大气压力约为
F=pS=1.0×105Pa×10-4m2=10N
21． 4.9×107 不变 变小
【详解】[1]由于轮船漂浮，由物体浮沉条件知道，满载时油轮受到的浮力
F浮=G=mg=m排g=5×106kg×9.8N/kg=4.9×107N
[2]轮船漂浮，自重不变，所以，轮船从海水密度较小的水域驶入密度较大的水城，受到的浮力都等于自重，大小不变。
[3]由于受到的浮力不变，由F浮=ρ液gV排知道，从海水密度较小的水域驶入密度较大的水域，排开水的体积变小。
22． 天平 体积 液体压强计 不相平
【详解】[1]测量物体质量的器材是天平。
[2]在测密度实验中，用排水法测体积，量筒是测量物体体积的。
[3]如图所示的装置叫液体压强计，用来探究液体内部压强的影响因素。
[4]液体压强计的橡皮膜不受压时，两管液平，受压时，两管液面不相平。
23． 连通器 马德堡半球 长度
【详解】[1]连通器的特点：上端开口下端连通的容器，茶壶、锅炉液位计是利用连通器的原理制成的。
[2]马德堡半球实验有力的证明了大气压的存在。
[3]滑动变阻器的使用原理是通过改变连入电路中的电阻线的长度来改变电阻的大小。
24． 980 7 F浮
【详解】[1]金属块上表面位于0.1米深处时，此处水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
[2]由浮力产生的原因可知，金属块受到的浮力
F浮=F下表面-F上表面=17N-10N=7N
[3]用细绳吊着该金属块继续在水中下沉，金属块上表面和下表面所处水的深度不断增加，根据p=ρgh和F=pS可知，上下表面所受到的压力F上和F下变大；但在该过程中，金属块排开水的体积不会发生变化，根据F浮=ρgV排可知，该金属块受到水的浮力F浮不变。
25． 底部 1 重力
【详解】(1)[1]球被一层厚厚的大气层包围着，我们生活在“海洋”的底部。
(2)[2]空气的密度为1.29kg/m3，故我们周围每立方米空气的质量约为1千克。
(3)[3]大气压的定义：由于大气受到重力作用，大气会对处于其中的物体产生压强。
26．
【详解】如图该球漂浮，故重力等于浮力，浮力的方向竖直向上，故过重心做一条竖直向上的箭头，即为浮力，如下图所示：
27．
【详解】先确定一个标度，小球悬浮在水中，则浮力等于重力，为10N，方向竖直向上，作用点在小球重心，如图所示
28．
【详解】由图可知，小球悬浮在水中，受到的浮力，方向竖直向上，作用点可画在重心处．
本题考查了物体浮沉条件的应用以及力的图示法，要注意力的图示必须要确立一个标度，这样才能准确表示力的大小．
29．（1）4.9N；（2）5.1N，竖直向下
【详解】解：（1）合金块所受浮力大小为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N
（2）合金块所受重力与浮力是同一直线上，方向相反的两个力，所以合金块所受重力与浮力的合力大小为
F合=G-F浮=10N-4.9N=5.1N
方向与重力方向一致，竖直向下。
答：（1）合金块的浮力为4.9N；
（2）合金块重力与浮力的合力为5.1N，方向竖直向下。
30．（1）78.4N；（2）有，1.176kg
【详解】解：（1）金属块放入前，液体对容器甲底部的压强
甲容器的底面积为
由可得，金属块放入前，水对甲容器底部的压力
（2）甲容器中水对容器底部的压强变化量
由液体压强公式可知，甲容器中水的深度变化量
由题意可知，金属块的体积
金属块浸没在乙容器中的酒精中时，乙容器中体积变化量
若金属块放入前后，乙容器中酒精未溢出，乙容器中酒精深度的变化量
由液体压强公式可知，乙容器中酒精对容器底部的压强变化量
因（表格数据），所以，酒精由溢出，由表格数据可知，乙容器中水对容器底部的压强实际变化量
由液体压强公式可知，甲容器中水的深度变化量
由题意可知，容器容积与原来酒精体积之差
所以溢出的酒精体积
由密度公式可知，溢出的酒精质量
答：（1）金属块放入前，水对甲容器底部的压力；
（2）乙两容器在金属块放入后有液体溢出，溢出液体的质量。
31．2.94N
【详解】根据阿基米德原理知道，合金块所受浮力：
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3 ×9.8N/kg×3×10-4 m3 =2.94N．
32．4.9牛
【详解】合金块受到的浮力
F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-4m3=4.9N
答：合金块所受浮力的大小是4.9N。
33．(1)0.02米3；(2)4.5千克
【详解】(1)冰块的体积
V冰==0.02m3
(2)冰的质量
m冰=ρ冰V冰′=0.9×103kg/m3×5×10-3m3=4.5kg
因为冰化水质量不变，所以冰块熔化成水后的质量
m水=m冰=4.5kg
答：(1)冰块的体积为0.02m3；
(2)若冰块吸热后，有5×10-3m3的冰熔化成水，水的质量为4.5kg。
34．(1)3920 Pa；(2) ①0.8103 kg/m3；②44 kg
【详解】(1)圆柱体A对地面的压力等于其重力，即
FA＝GA＝mAg＝60kg×9.8N/kg＝588N
圆柱体A对水平地面的压强
pA===3920Pa
圆柱体A对水平地面的压强为3920Pa。
(2)①圆柱体A、B质量相等，圆柱体B对地面的压力等于圆柱体A对地面的压力，即
FB=FA=588N
圆柱体B的底面积
SB===0.2m2
圆柱体B的体积
VB=SBhB=0.2m2×0.375m=0.075m3
圆柱体B的密度
ρB===0.8×103kg/m3
圆柱体B的密度为0.8103kg/m3。
②圆柱体A截取前后对地面的压强差
△pA=pA− pA′=3920 Pa−1960 Pa=1960 Pa
截取的圆柱体A的重力
FA′=△pASA=1960 Pa×0.15m2=294N
圆柱体A的体积
VA===3×10-2m3
圆柱体A的高度
hA===0.2m
由△pA= pA′得
hA剩=hA截=0.1m
圆柱体B截取的高度
hB截= hA截=0.1m
圆柱体B剩余的高度
hB剩=hBhB截=0.375m0.1m=0.275m
圆柱体B剩余部分的质量
m B剩=rBVB剩=rBSBhB剩=0.8×103kg/m3×0.2m2×0.275m=44kg
圆柱体B剩余部分的质量为44kg。
答：(1)圆柱体A对水平地面的压强为3920Pa；
(2)①圆柱体B的密度为0.8×103kg/m3；
②圆柱体B剩余部分的质量为44kg。
35． 见详解 甲液体的密度大于乙液体
【详解】①[1]如图（a）所示，试管静止在甲液体中，受力平衡，受到的有竖直向上的浮力和竖直向下的重力作用，重力和浮力大小相等，方向相反，是一对平衡力。
②[2]因为试管和金属颗粒的总重力不变，试管和金属颗粒都是漂浮在液体中，受到的浮力等于重力，浮力保持不变，根据F浮=ρ液gV排，可知，浮力相等时，液体的密度越大，排开液体的体积越小，由图可知，V排甲小于V排乙，所以甲液体的密度大于乙液体。
36． 2、3、4、5或8、9、10 当浸入液体深度相同时，ΔF与液体密度成正比 0.14m，过程见详解
【详解】（1）[1]要得出结论为同一圆柱体在浸入相同柱形容器的同种液体过程中，ΔF与h成正比，需在同种液体实验中，查找ΔF与h数值，使其比值为定值即可，如2、3、4、5序号
或8、9、10序号
（2）[2] 由2与8可知，分别在酒精和水中，浸入深度相同
即
可得出的初步结论：同一圆柱体在浸入相同柱形容器的不同液体过程中，当浸入液体深度相同时，ΔF与液体密度成正比。
（3）[3]由表一数据可知，在2、3、4、5、6序号中
2、3、4、5数据成正比，6数据与之前不成正比，即可知0.14m时刚好浸没，0.18m时已经全部浸没在酒精中。
由表二数据可知，在8、9、10、11、12序号中
8、9、10数据成正比，11、12数据与之前不成正比，即可知0.16m时已经全部浸没在水中。
综合可知，发生两种情况的临界深度为0.14m。
37． c、d a 详见解析
【分析】(1)由于排开液体的重力只能利用得出，所以推导出阿基米德原理，就应根据浮力产生的原因（即液柱的上下表面的压力差）得出浮力，据此分析作答。
(2)根据求得物块上、下表面受到液体的压强，然后利用变形公式可求得物块上、下表面受到液体的压力；根据浮力产生的原因上下压力差，以及浮力公式，推导即可得出结论。
【详解】(1)[1]推导出阿基米德原理，主要根据浮力产生的原因，即液柱的上下表面的压力差进行推导，为了便于计算上下表面的压力，通常选取的形状为柱体模型，所以图中的c、d不适合作为模型推导阿基米德原理。
(2)[2]①选择图(a)模型。
[3]②添注所需的物理量如下图所示：
根据浮力产生的原因（上下压力差）有
其合力的方向是竖直向上；而正方体浸没在此液体中所受浮力的大小，因为是全部浸没，所以，则长方体在液体中所受压力的合力（上下压力差）与正方体浸没在此液体中所受浮力的大小相等，即
38． 深度 大于 不同
【详解】[1]图(a)中，三种液体相同，由于压强计金属盒的深度不同，U形管液面高度也不同，即压强不同。所以由此可知此图是探究液体内部的压强与深度的关系的实验情景。
[2]图(b)中，，，所以图中弹簧测力计的示数F1大于 F2。
[3]为验证阿基米德原理，需用不同的固体和液体进行多次实验，寻找普遍规律，避免偶然性。
39． 980Pa A ，
【详解】解：（1）[1]水对甲底部的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
（2）①②[2][3]根据题意知三个物体的密度都大于水的密度，所以三个物体放入水中都下沉，但由于B的高度6H大于容器内水的深度2H，所以B部分浸入，AC全部浸没，原来容器中水的体积
V水=3S×2H=6SH
若将B放入容器中后水的深度为h，则容器中原有的水的体积表示为
V水=(3S-S)×hB=2ShB
所以
2ShB=6SH
所以hB=3H；所以B放入容器中水的深度变化量
ΔhB=hB-2H=3H-2H=H
若将AC放入容器中后，排开水的体积等于各自的体积
VA=2S×2H=4SH
VC=2S•2H=4SH
则
VA=VC
水的深度变化量
由于
ΔhB＞Δh
所以由p=ρgh得到AC放入容器中后水对甲底部压强增加量最大，最大增加量
由题意可知物体放在乙物体上，乙对水平地面压力增加量
ΔF乙=G物
ABC三个均匀圆柱体的质量
mA=ρAVA=3ρ水×2S×2H=12ρ水SH
mB=ρBVB=2ρ水×S×6H=12ρ水SH
mC=ρCVC=2ρ水×2S×2H=8ρ水SH
mC＜mA=mB
AB在乙的上表面中央，乙对地面压强增加量最大，最大值
题目要求从中选择一个，将其分别竖直置于甲中、乙的上表面中央，使水对甲底部压强增加量p水和乙对地面压强增加量p乙均为最大，所以选择A圆柱体可以使水对甲底部压强增加量p水和乙对地面压强增加量p乙均为最大。
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