2022年中考二轮物理总复习突破精讲精练(浙江专用)专题07压强和浮力(原卷版+解析版)
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这是一份2022年中考二轮物理总复习突破精讲精练(浙江专用)专题07压强和浮力(原卷版+解析版),共36页。试卷主要包含了压强,液体压强,大气压强,流体压强与流速的关系,浮力,浮力的应用等内容,欢迎下载使用。
专题07 压强和浮力
考点总结
考点一、压强
1. 压力:压力是垂直压在物体表面上的力。
2. 方向:垂直于受力面,指向被压物体。
3. 压力与重力的关系:力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力。
4. 压强: 定义:物体所受压力的大小与受力面积之比;
5. 公式:P=F/S。式中P表示压强,单位是帕斯卡;F表示压力,单位是牛顿;S表示受力面积,单位是平方米。
6. 国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
(1)增大和减小压强的方法
1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
考点二、液体压强
(1)液体压强的特点:1)液体向各个方向都有压强;2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等;3)同种液体中,深度越深,液体压强越大;4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(2)液体压强的大小:1)液体压强与液体密度和液体深度有关;2)公式:P=ρgh。式中,P表示液体压强单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度,单位是米(m)。
(3)连通器——液体压强的实际应用:1)原理:连通器里的液体在不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
考点三、大气压强
(1)大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
(2)证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
(3)大气压的测量——托里拆利实验
要点诠释:(1)实验方法:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。所以,标准大气压的数值为:P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。
(3)以下操作对实验没有影响:①玻璃管是否倾斜;②玻璃管的粗细;③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。
(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。
(4)影响大气压的因素:高度、天气等。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
(5)气压计——测定大气压的仪器。种类:水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。
(6)大气压的应用:抽水机等。
考点四、流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小。
要点诠释:飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
考点五、浮力:
1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力,这个力就是浮力。
要点诠释:
(1) 一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
(2)浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′。
(3)阿基米德原理:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。用公式表示为:F浮=G排。
1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
考点六、浮力的应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件:
1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
上浮 漂浮 悬浮 下沉
ρ物<ρ液 ρ物<ρ液 ρ物=ρ液 ρ物>ρ液
G物<F浮 G物=F浮 G物=F浮 G物>F浮
2.应用
1)轮船
①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。
2)潜水艇
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
3)气球和气艇:原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。
(3)浮力的计算方法
压力差法:F浮=F向上-F向下
阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排
力的平衡法:受力分析。
3.液面升降:确定液面的升降,只要比较变化后的V排与变化前的V排的大小。
冰熔化后液面升降:
(1)纯冰在液体中,冰熔化后液面升降。① ,如冰浮于盐水中,冰熔化后,液面上升;② ,冰熔化后,液面下降;③ ,液面不变。
(2)冰中含杂质,冰熔化后,水面升降。① ,若冰中有铁、铜、铝、石块等,冰熔化后,水面下降;② ,如冰中有木块、蜡、气泡,冰熔化后,水面不变;③ ,水面不变。
漂浮在液面的“载体”:当把所载的物体取出放入液体中时,如,容器中液面下降,当时,容器中液面不变。
4.几个规律问题
(1)同一物体浮在不同液体中:是一个定值,都等于,此时与成反比(密度计原理,轮船浮在海中或浮在江河中,一木块分别浮在不同液体中)。
(2)同种物质组成的不同物体,浮在同一种液体中:
,为一定值,等于(浮在液体中的物体,将露出液面部分切去,物体上浮又露出液面,为定值,等于)。
(3)漂浮在液体中的物体:浮力的变化等于物体重力的变化。
考点突破
一.选择题(共6小题)
1.(2021•台州)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好安全带,如图,系带设计的比较宽是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
2.(2021•宁波)将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,下列判断与事实不符的是( )
A.冰吸收热量,温度保持不变
B.水面高度始终保持不变
C.冰块漂浮之后,受到的浮力逐渐变小
D.水对容器底部的压力最多增大1.0N
3.(2021•杭州)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
4.(2021•嘉兴)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
5.(2021•杭州)在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是( )
①速度:物体在单位时间内通过的路程
②压强:物体单位面积受到的压力
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A.只有①② B.只有③④ C.只有①③④ D.①②③④都可以
6.(2021•绍兴)如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
二.填空题(共5小题)
7.(2021•嘉兴)双休日小嘉同学乘公交车到南湖旅游,一路上他发现了很多与生活相关的科学问题。
(1)上车后他看到用软质材料做的椅子,坐上去后感觉比用硬质塑料做的椅子要舒服,这是采用 的方法使压强减小的缘故。
(2)车子开动后,小嘉发现公交站台竟然往后运动了,这是因为他以 为参照物。
(3)车子到站后,广播提醒“车辆到站,请各位乘客等车子停稳后再有序下车”。如果车子没有停稳就下车,由于 人往往会站不稳而跌倒。
8.(2021•湖州)如图是小章看爸爸切年糕的场景,爸爸说将年糕竖着切(如图1)比横着切(如图2)要省力。
(1)竖着切省力的原因是由于减小了 。
(2)年糕是人们喜欢的食品,年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中 这一结构。
9.(2021•金华)2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造中国载人深潜新纪录。“奋斗者”号通过舱外机械臂,获取了一批样品,为进一步开展深渊科学研究提供了第一手资料。
(1)在下潜过程中,“奋斗者”号外表面所承受的液体压强将 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)“奋斗者”号携带样品返航时,若以该样品为参照物,“奋斗者”号是 (选填“静止”或“运动”)的。
10.(2022•台州模拟)如图所示,小金用U形管中装有水的压强计探究“影响液体压强大小的因素”。请回答:
(1)保持金属盒位置和方向不变,图甲的烧杯中再注入一定量的水,那么U形管液面高度差将 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)小金通过比较图乙和图丙,可得出液体压强跟 有关;
(3)图丁和图戊是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有种类不同的液体。在距离容器底同一高度处分别有M、N两点,若pM=pN,则两容器底部受到的压强大小关系是p丁 p戊(填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.(2022•台州模拟)“天气瓶”和“彩球温度计”是两款不同的现代居家饰品,都可以获知天气冷暖变化。
(1)图甲为“天气瓶”,当外界温度降低时,瓶中晶体增多。由此推测瓶中晶体的溶解度随温度降低而 。
(2)图乙为“彩球温度计”,当温度降低到小球所标注的温度值时,该小球会浮起。某时,只有“20℃”、“18℃”的小球沉底,则此时的气温范围为 。
(3)图乙中漂浮的“24℃”小球重5克,则其所受浮力为 牛。(g取10牛/千克)
三.实验探究题(共3小题)
12.(2022•舟山模拟)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关,于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处,观察到现象如图A所示,在深度15厘米处观察到现象如图B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的,还需改变深度、更换液体进行多次实验,其目的是 。
13.(2022•台州模拟)小科按照教材中“综合实践活动”的要求,制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝,并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中 。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(填“>”、“<”或“=”)。
实验次数
1
2
3
4
5
液体密度ρ/g•cm﹣3
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度h/cm
6.3
5.6
5.0
4.5
4.2
(3)小科做了五次实验,获得的数据如上表:小科根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线(单位g/cm3)。小科通过比较上述实验数据,可不可以研究浮力大小与液体密度的关系,并请说明原因 。
(4)接着小科再用这个密度计测量食油的密度。但操作时却出现了图(c)所示的情形。请你帮助小科稍加改进,利用该密度计顺利测出食油的密度 。
14.(2021•温州模拟)兴趣小组为探究压力作用效果与哪些因素有关,用如图所示装置做实验。将规格相同的注射器前端的管口密封并固定在小桌子上,在其活塞上放置数量不等的相同重物,活塞下降。经过多次实验,获得如下数据:
实验序号
注射器个数
重物个数
活塞下降距离(格)
甲同学
1
3
1
1
2
3
2
6
3
3
3
8
乙同学
4
4
2
4
5
5
2
2
6
6
2
?
(1)实验中压力作用效果是通过 来反映的;
(2)通过比较实验序号 这四组实验得到的实验结论,可以解释“背包带为什么要做得宽一些”。
(3)实验序号6中“活塞下降距离(格)”为 。
四.计算题(共1小题)
15.(2021•浙江模拟)随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。
(1)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg。当车上载有195kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10﹣2m2,试求轿车对地面的压强(g取10N/kg);
(2)若现在轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示;
①则在0~5s时间内,轿车发动机做功为多少?
②轿车运动过程中受到的阻力是多少?
(3)如图是水平公路上小明从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮,根据图中所示现象可知 (填序号);
①汽车正在向左转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏左
②汽车正在向左转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右
③汽车正在向右转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏左
④汽车正在向右转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右
(4) 如图A、B是小明爸爸某次经过十字路口违章行驶时.被监控摄像头先后拍下的两张照片,可以看出汽车是在 摄像头(填“靠近”或“远离”)行驶。
专题07 压强和浮力
考点总结
考点一、压强
1. 压力:压力是垂直压在物体表面上的力。
2. 方向:垂直于受力面,指向被压物体。
3. 压力与重力的关系:力的产生原因不一定是由于重力引起的,所以压力大小不一定等于重力。
4. 压强: 定义:物体所受压力的大小与受力面积之比;
5. 公式:P=F/S。式中P表示压强,单位是帕斯卡;F表示压力,单位是牛顿;S表示受力面积,单位是平方米。
6. 国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
(1)增大和减小压强的方法
1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
考点二、液体压强
(1)液体压强的特点:1)液体向各个方向都有压强;2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等;3)同种液体中,深度越深,液体压强越大;4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(2)液体压强的大小:1)液体压强与液体密度和液体深度有关;2)公式:P=ρgh。式中,P表示液体压强单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度,单位是米(m)。
(3)连通器——液体压强的实际应用:1)原理:连通器里的液体在不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。2)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
考点三、大气压强
(1)大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
(2)证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
(3)大气压的测量——托里拆利实验
要点诠释:(1)实验方法:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)计算大气压的数值:P0=P水银=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。所以,标准大气压的数值为:P0=1.013×l05Pa=76cmHg=760mmHg。
(3)以下操作对实验没有影响:①玻璃管是否倾斜;②玻璃管的粗细;③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气,液体高度减小,则测量值要比真实值偏小。
(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。
(4)影响大气压的因素:高度、天气等。在海拔3000m以内,大约每升高10m,大气压减小100Pa。
(5)气压计——测定大气压的仪器。种类:水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。
(6)大气压的应用:抽水机等。
考点四、流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小。
要点诠释:飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
考点五、浮力:
1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上托的力,这个力就是浮力。
要点诠释:
(1) 一切浸在液体或气体里的物体都受到竖直向上的浮力。
(2)浮力=物体重-物体在液体中的弹簧秤读数,即F浮=G-F′。
(3)阿基米德原理:浸在液体里的物体受的浮力,大小等于它排开的液体受的重力。用公式表示为:F浮=G排。
1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
考点六、浮力的应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件:
1)物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。
2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,在平衡力的作用下静止不动。但漂浮是物体在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。
悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。
上浮 漂浮 悬浮 下沉
ρ物<ρ液 ρ物<ρ液 ρ物=ρ液 ρ物>ρ液
G物<F浮 G物=F浮 G物=F浮 G物>F浮
2.应用
1)轮船
①原理:把密度大于水的钢铁制成空心的轮船,使它排开水的体积增大,从而来增大它所受的浮力,故轮船能漂浮在水面上。
②排水量:轮船满载时排开的水的质量。
2)潜水艇
原理:潜水艇体积一定,靠水舱充水、排水来改变自身重力,使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
3)气球和气艇:原理:气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气),通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积,从而改变所受浮力大小。
(3)浮力的计算方法
压力差法:F浮=F向上-F向下
阿基米德原理法:F浮=G排=ρ液gV排
力的平衡法:受力分析。
3.液面升降:确定液面的升降,只要比较变化后的V排与变化前的V排的大小。
冰熔化后液面升降:
(1)纯冰在液体中,冰熔化后液面升降。① ,如冰浮于盐水中,冰熔化后,液面上升;② ,冰熔化后,液面下降;③ ,液面不变。
(2)冰中含杂质,冰熔化后,水面升降。① ,若冰中有铁、铜、铝、石块等,冰熔化后,水面下降;② ,如冰中有木块、蜡、气泡,冰熔化后,水面不变;③ ,水面不变。
漂浮在液面的“载体”:当把所载的物体取出放入液体中时,如,容器中液面下降,当时,容器中液面不变。
4.几个规律问题
(1)同一物体浮在不同液体中:是一个定值,都等于,此时与成反比(密度计原理,轮船浮在海中或浮在江河中,一木块分别浮在不同液体中)。
(2)同种物质组成的不同物体,浮在同一种液体中:
,为一定值,等于(浮在液体中的物体,将露出液面部分切去,物体上浮又露出液面,为定值,等于)。
(3)漂浮在液体中的物体:浮力的变化等于物体重力的变化。
考点突破
一.选择题(共6小题)
1.(2021•台州)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好安全带,如图,系带设计的比较宽是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
2.(2021•宁波)将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,下列判断与事实不符的是( )
A.冰吸收热量,温度保持不变
B.水面高度始终保持不变
C.冰块漂浮之后,受到的浮力逐渐变小
D.水对容器底部的压力最多增大1.0N
3.(2021•杭州)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
4.(2021•嘉兴)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
5.(2021•杭州)在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是( )
①速度:物体在单位时间内通过的路程
②压强:物体单位面积受到的压力
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A.只有①② B.只有③④ C.只有①③④ D.①②③④都可以
6.(2021•绍兴)如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
二.填空题(共5小题)
7.(2021•嘉兴)双休日小嘉同学乘公交车到南湖旅游,一路上他发现了很多与生活相关的科学问题。
(1)上车后他看到用软质材料做的椅子,坐上去后感觉比用硬质塑料做的椅子要舒服,这是采用 的方法使压强减小的缘故。
(2)车子开动后,小嘉发现公交站台竟然往后运动了,这是因为他以 为参照物。
(3)车子到站后,广播提醒“车辆到站,请各位乘客等车子停稳后再有序下车”。如果车子没有停稳就下车,由于 人往往会站不稳而跌倒。
8.(2021•湖州)如图是小章看爸爸切年糕的场景,爸爸说将年糕竖着切(如图1)比横着切(如图2)要省力。
(1)竖着切省力的原因是由于减小了 。
(2)年糕是人们喜欢的食品,年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中 这一结构。
9.(2021•金华)2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造中国载人深潜新纪录。“奋斗者”号通过舱外机械臂,获取了一批样品,为进一步开展深渊科学研究提供了第一手资料。
(1)在下潜过程中,“奋斗者”号外表面所承受的液体压强将 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)“奋斗者”号携带样品返航时,若以该样品为参照物,“奋斗者”号是 (选填“静止”或“运动”)的。
10.(2022•台州模拟)如图所示,小金用U形管中装有水的压强计探究“影响液体压强大小的因素”。请回答:
(1)保持金属盒位置和方向不变,图甲的烧杯中再注入一定量的水,那么U形管液面高度差将 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)小金通过比较图乙和图丙,可得出液体压强跟 有关;
(3)图丁和图戊是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有种类不同的液体。在距离容器底同一高度处分别有M、N两点,若pM=pN,则两容器底部受到的压强大小关系是p丁 p戊(填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.(2022•台州模拟)“天气瓶”和“彩球温度计”是两款不同的现代居家饰品,都可以获知天气冷暖变化。
(1)图甲为“天气瓶”,当外界温度降低时,瓶中晶体增多。由此推测瓶中晶体的溶解度随温度降低而 。
(2)图乙为“彩球温度计”,当温度降低到小球所标注的温度值时,该小球会浮起。某时,只有“20℃”、“18℃”的小球沉底,则此时的气温范围为 。
(3)图乙中漂浮的“24℃”小球重5克,则其所受浮力为 牛。(g取10牛/千克)
三.实验探究题(共3小题)
12.(2022•舟山模拟)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关,于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处,观察到现象如图A所示,在深度15厘米处观察到现象如图B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的,还需改变深度、更换液体进行多次实验,其目的是 。
13.(2022•台州模拟)小科按照教材中“综合实践活动”的要求,制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝,并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中 。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 ρ水(填“>”、“<”或“=”)。
实验次数
1
2
3
4
5
液体密度ρ/g•cm﹣3
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度h/cm
6.3
5.6
5.0
4.5
4.2
(3)小科做了五次实验,获得的数据如上表:小科根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线(单位g/cm3)。小科通过比较上述实验数据,可不可以研究浮力大小与液体密度的关系,并请说明原因 。
(4)接着小科再用这个密度计测量食油的密度。但操作时却出现了图(c)所示的情形。请你帮助小科稍加改进,利用该密度计顺利测出食油的密度 。
14.(2021•温州模拟)兴趣小组为探究压力作用效果与哪些因素有关,用如图所示装置做实验。将规格相同的注射器前端的管口密封并固定在小桌子上,在其活塞上放置数量不等的相同重物,活塞下降。经过多次实验,获得如下数据:
实验序号
注射器个数
重物个数
活塞下降距离(格)
甲同学
1
3
1
1
2
3
2
6
3
3
3
8
乙同学
4
4
2
4
5
5
2
2
6
6
2
?
(1)实验中压力作用效果是通过 来反映的;
(2)通过比较实验序号 这四组实验得到的实验结论,可以解释“背包带为什么要做得宽一些”。
(3)实验序号6中“活塞下降距离(格)”为 。
四.计算题(共1小题)
15.(2021•浙江模拟)随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。
(1)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg。当车上载有195kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10﹣2m2,试求轿车对地面的压强(g取10N/kg);
(2)若现在轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示;
①则在0~5s时间内,轿车发动机做功为多少?
②轿车运动过程中受到的阻力是多少?
(3)如图是水平公路上小明从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮,根据图中所示现象可知 (填序号);
①汽车正在向左转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏左
②汽车正在向左转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右
③汽车正在向右转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏左
④汽车正在向右转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右
(4)如图A、B是小明爸爸某次经过十字路口违章行驶时.被监控摄像头先后拍下的两张照片,可以看出汽车是在 摄像头(填“靠近”或“远离”)行驶。
专题07 压强和浮力
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.(2021•台州)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好安全带,如图,系带设计的比较宽是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
【分析】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。
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解答】解:安全头盔的系带设计的比较宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D正确、ABC错误。
故选:D。
2.(2021•宁波)将密度为0.9g/cm3、边长为10cm的立方体冰块,放入盛有水的柱状容器中,静止时冰块有2cm露出水面,如图所示。对容器缓慢加热,直至冰块完全熔化。在冰熔化过程中,下列判断与事实不符的是( )
A.冰吸收热量,温度保持不变
B.水面高度始终保持不变
C.冰块漂浮之后,受到的浮力逐渐变小
D.水对容器底部的压力最多增大1.0N
【分析】(1)晶体熔化时,吸收热量,温度不变;
(2)由图求出静止时冰块排开水的体积,根据水和冰的密度求出冰变成水后的体积,然后进而判断水面高度的变化;
(3)冰块漂浮之后,根据漂浮条件即可判断受到的浮力的变化;
(4)由于容器是柱状容器,水对容器底部的压力与液体的重力相等,当冰块完全熔化时水对容器底部的压力最大,根据F=G即可求出增加的最大压力。
【解答】解:
A、冰是晶体,在冰熔化过程中,吸收热量,温度不变;故A正确;
B、由图可知,静止时冰块排开水的体积为:V排=S冰(L冰﹣h露)=L冰2(L冰﹣h露)=(10cm)2×(10cm﹣2cm)=800cm3;
当冰块完全熔化后,熔化为水的质量和冰的质量相同,即:ρ水V冰化水=ρ冰V冰,所以,V冰化水V冰(10cm)3=900cm3;
则:V冰化水>V排,即熔化为水的体积大于原来排开水的体积,故液面高度升高,故B错误;
C、冰块漂浮之后,由于冰处于熔化中,则冰的重力逐渐变小,根据漂浮条件可知受到的浮力与重力相等,所以浮力逐渐变小,故C正确;
D、由于容器是柱状容器,水对容器底部的压力与液体的重力相等,当冰块完全熔化时水对容器底部的压力最大,
则水对容器底部增加的压力为:△F=G冰﹣G排=ρ冰V冰g﹣ρ水V排g=0.9×103kg/cm3×(0.1m)3×10N/kg﹣1.0×103kg/cm3×800×10﹣6m3×10N/kg=1N,故D正确。
故选:B。
3.(2021•杭州)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
【分析】(1)物体补充 放在水平桌面上的物体,它对水平桌面的压力大小等于其重力大小,重力不变,压力也就不变;
(2)根据公式比较压强的大小关系。
【解答】解:AC、水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,故A、C错误;
BD、由公式可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B错误、D正确。
故选:D。
4.(2021•嘉兴)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
【分析】(1)根据p=ρgh分析判断压强变化情况;
(2)根据F浮=ρ液v排g分析判断浮力变化情况。
【解答】解:AB.海水的密度ρ海水不变,根据p=ρgh可知,在下潜过程中,深度增加,受到的海水的压强变大,水平游动时,深度不变,受到的海水的压强不变,故A正确、B错误;
CD.海水的密度ρ海水不变,根据F浮=ρ液v排g可知,对背心进行放气后,排开水的体积变小,受到海水的浮力变小,对背心进行充气后,排开水的体积变大,受到海水的浮力变大,故CD错误。
故选:A。
5.(2021•杭州)在科学研究中经常用到数学方法,如公式、图像、比例等。下列科学概念可以使用数学方法表示的是( )
①速度:物体在单位时间内通过的路程
②压强:物体单位面积受到的压力
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比
A.只有①② B.只有③④ C.只有①③④ D.①②③④都可以
【分析】在科学研究中经常用到数学方法有公式、图像、比例等,逐项分析题干中的概念和方法,得出结论。
【解答】解:①速度是指物体在单位时间内通过的路程,公式为v,可以使用数学方法表示;
②压强是指物体单位面积受到的压力,公式为p,可以使用数学方法表示;
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量,例如在10米2的地里种了50棵玉米,则玉米的种群密度为5棵/米2,可以使用数学方法表示;
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比,显然这是用公式来计算溶质的质量分数,可以使用数学方法表示。
故选:D。
6.(2021•绍兴)如图所示,已知鸡蛋的质量为55克,体积为50立方厘米。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底(图甲);逐渐将食盐溶解在水中,鸡蛋恰好悬浮(图乙);继续溶解食盐,最终鸡蛋漂浮(图丙)。下列说法正确的是( )
A.图甲中鸡蛋所受浮力为0.55牛
B.图乙中盐水的密度是1.1×103千克/米3
C.图丙中鸡蛋所受浮力大于鸡蛋自身重力
D.图中三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙<F丙
【分析】(1)根据物体的浮沉条件分析浮力的大小;
(2)根据密度公式求出鸡蛋的密度,物体悬浮在液体中时,物体的密度等于液体的密度;
(3)物体漂浮时,浮力等于自身的重力;
(4)根据浮沉条件比较浮力的大小。
【解答】解:
A、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力,鸡蛋的重力为G=mg=0.055kg×10N/kg=0.55N,即浮力小于0.55N,故A错误;
B、鸡蛋的密度为:ρ1.1g/cm3=1.1×103kg/m3,图乙中,鸡蛋悬浮在液体中时,鸡蛋的密度等于液体的密度,所以盐水的密度是1.1×103kg/m3,故B正确;
C、图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,故C错误;
D、图甲中鸡蛋处于沉底状态,则浮力小于重力;图乙中鸡蛋悬浮在液体中时,浮力等于重力;图丙中鸡蛋漂浮,所受浮力等于鸡蛋自身重力,所以三种状态下浮力的大小关系是F甲<F乙=F丙,故D错误。
故选:B。
二.填空题(共5小题)
7.(2021•嘉兴)双休日小嘉同学乘公交车到南湖旅游,一路上他发现了很多与生活相关的科学问题。
(1)上车后他看到用软质材料做的椅子,坐上去后感觉比用硬质塑料做的椅子要舒服,这是采用 增大受力面积 的方法使压强减小的缘故。
(2)车子开动后,小嘉发现公交站台竟然往后运动了,这是因为他以 公交车 为参照物。
(3)车子到站后,广播提醒“车辆到站,请各位乘客等车子停稳后再有序下车”。如果车子没有停稳就下车,由于 惯性 人往往会站不稳而跌倒。
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
(2)被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变,被研究的物体是运动的,如果没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的。
(3)物体由于惯性要保持原来的运动状态。
【解答】解:(1)人坐在椅子上,压力相等,人坐在用软质材料做的椅子,受力面积大,压强小,人感觉舒服。
(2)车子开动后,小嘉发现公交站台竟然往后运动了,公交站台是被研究的物体,公交站台和公交车之间发生了位置的变化,所以以公交车为参照物,公交站台是运动的。
(3)车子行驶时,乘客随车一起运动,当车没有停稳时乘客下车,乘客由于惯性保持原来的运动状态,人往往站不稳而跌倒。
故答案为:(1)增大受力面积;(2)公交车;(3)惯性。
8.(2021•湖州)如图是小章看爸爸切年糕的场景,爸爸说将年糕竖着切(如图1)比横着切(如图2)要省力。
(1)竖着切省力的原因是由于减小了 受力面积 。
(2)年糕是人们喜欢的食品,年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中 胚乳 这一结构。
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)水稻种子由种皮、胚和胚乳三部分组成,种皮有保护作用,胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成,胚乳是储存养料的结构,因此,水稻所含的营养物质主要来自种子的胚乳。
【解答】解:将年糕竖着切与横着切相比,减小了受力面积,在压力一定时,增大了压强,所以将年糕竖着切比横着切要省力;
水稻种子的营养物质储存在胚乳中,因此米饭中的淀粉来自于水稻种子的胚乳。
故答案为:受力面积;胚乳。
9.(2021•金华)2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造中国载人深潜新纪录。“奋斗者”号通过舱外机械臂,获取了一批样品,为进一步开展深渊科学研究提供了第一手资料。
(1)在下潜过程中,“奋斗者”号外表面所承受的液体压强将 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)“奋斗者”号携带样品返航时,若以该样品为参照物,“奋斗者”号是 静止 (选填“静止”或“运动”)的。
【分析】(1)由p=ρgh可知,液体的压强与液体的密度和深度有关;
(2)在研究物体的运动情况时,要先选取一个参照物,研究对象相当于参照物的位置发生了改变,就说它是运动的,如果位置没有发生改变,就说它是静止的。
【解答】解:(1)由于液体内部压强随着深度的增加而增大,故“奋斗者”在下潜过程中,所受压强将增大;
(2)“奋斗者”号携带样品返航时,若以该样品为参照物,“奋斗者”号与样品之间没有发生位置的变化,是静止的。
故答案为:(1)增大;(2)静止。
10.(2022•台州模拟)如图所示,小金用U形管中装有水的压强计探究“影响液体压强大小的因素”。请回答:
(1)保持金属盒位置和方向不变,图甲的烧杯中再注入一定量的水,那么U形管液面高度差将 变大 (填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)小金通过比较图乙和图丙,可得出液体压强跟 液体的密度 有关;
(3)图丁和图戊是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有种类不同的液体。在距离容器底同一高度处分别有M、N两点,若pM=pN,则两容器底部受到的压强大小关系是p丁 大于 p戊(填“大于”、“等于”或“小于”)。
【分析】(1)保持金属盒位置和方向不变,图甲的烧杯中再注入一定量的水,金属盒所处的深度变大,根据p=ρ水gh可知金属盒所受的压强的变化情况,根据转换法可知那么U形管液面高度差的变化情况;
(2)小金通过比较图乙和图丙,金属盒所处的深度相同,但盐水的密度大于水的密度,且两U形管液面高度差不同据此得出结论;
(3)若M、N两点的压强相等,M的深度小于M的深度,利用p=ρ液gh可得两液体的密度关系;而M、BM两点到容器底的距离相等,可得从M、N两点向下的液体对容器底的压强大小关系;两种液体对容器底的压强等于M、N点的压强加上M、N点以下液体产生的压强,最后得出两种液体对容器底的压强大小关系;
【解答】解:(1)保持金属盒位置和方向不变,图甲的烧杯中再注入一定量的水,金属盒所处的深度变大,根据p=ρ水gh可知,金属盒所受的压强变大,根据转换法可知那么U形管液面高度差将变大;
(2)小金通过比较图乙和图丙,金属盒所处的深度相同,但盐水的密度大于水的密度,且两U形管液面高度差不同,可得出液体压强跟液体的密度有关;
(3)已知pM=pN,
因为hA<hB,根据p=ρ液gh可知两液体的密度关系:ρ丁>ρ戊,
又因为M、N两点到容器底的距离相等,
所以从M、N两点以下的液体对容器底的压强关系:pM′>pN′,
而两种液体对容器底的压强:p丁=pM+pM′,p戊=pN+pN′,
所以两容器底部受到的压强大小关系是p丁大于p戊。
故答案为:(1)变大;(2)液体的密度;(3)大于。
11.(2022•台州模拟)“天气瓶”和“彩球温度计”是两款不同的现代居家饰品,都可以获知天气冷暖变化。
(1)图甲为“天气瓶”,当外界温度降低时,瓶中晶体增多。由此推测瓶中晶体的溶解度随温度降低而 减小 。
(2)图乙为“彩球温度计”,当温度降低到小球所标注的温度值时,该小球会浮起。某时,只有“20℃”、“18℃”的小球沉底,则此时的气温范围为 20℃﹣22℃ 。
(3)图乙中漂浮的“24℃”小球重5克,则其所受浮力为 0.05 牛。(g取10牛/千克)
【分析】(1)考查晶体的溶解度和温度的关系,得出答案。
(2)浸没在液体中的小球,由于排开液体的体积不变,当环境温度变化时,液体密度随之改变,根据浮起的小球进行判断。
(3)根据漂浮时,浮力等于重力进行计算。
【解答】解:(1)当外界温度降低时,瓶中晶体增多。由此推测瓶中晶体的溶解度随温度降低而 减小。
(2)当温度降低到小球所标注的温度值时,该小球会浮起。只有“20℃”、“18℃”的小球沉底,则温度大于“20℃”,另外分析可知“22℃”、“24℃”的小球上浮,则温度小于“22℃”,故此时的气温范围为 20℃﹣22℃。
(3)F浮=G=mg=0.005kg×10N/kg=0.05N。
故答案为:
(1)减小;
(2)20℃﹣22℃;
(3)0.05;
三.实验探究题(共3小题)
12.(2022•舟山模拟)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关,于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处,观察到现象如图A所示,在深度15厘米处观察到现象如图B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有 A、B (填字母);
A.转换法
B.控制变量法
C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 装置漏气 ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的,还需改变深度、更换液体进行多次实验,其目的是 得出普遍性的结论 。
【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(2)液体压强计是通过管内的气体传递橡皮膜上受到的压强的,如果装置漏气,U形管两侧的液面高度差会逐渐减小;
(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
【解答】解:(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论。
故答案为:(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论。
13.(2022•台州模拟)小科按照教材中“综合实践活动”的要求,制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝,并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中 漂浮 。
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b)所示,浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 > ρ水(填“>”、“<”或“=”)。
实验次数
1
2
3
4
5
液体密度ρ/g•cm﹣3
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
浸入的深度h/cm
6.3
5.6
5.0
4.5
4.2
(3)小科做了五次实验,获得的数据如上表:小科根据实验数据在吸管上标出0.8、0.9、1.0、1.1、1.2刻度线(单位g/cm3)。小科通过比较上述实验数据,可不可以研究浮力大小与液体密度的关系,并请说明原因 不可以,没有控制排开液体的体积相同 。
(4)接着小科再用这个密度计测量食油的密度。但操作时却出现了图(c)所示的情形。请你帮助小科稍加改进,利用该密度计顺利测出食油的密度 再向容器中添加食油或换成直径细些的容器 。
【分析】(1)物体的重心越低越稳定,吸管的重心在中间位置,因此漂浮在水面上时它处于躺平状态。如果在一端塞入金属丝,那么会使重心向一端移动,从而使吸管竖立时重心最低,保证它在水面漂浮。
(2)首先根据浮沉条件比较浮力的大小,再根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排比较液体密度的大小;
(3)浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关,探究浮力与液体密度的关系时,必须控制排开液体的体积相同而改变液体密度;
(4)根据c图可知,吸管的下端触底了,只有让吸管离开烧杯底部才能正常使用,据此分析解答。
【解答】解:(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝,并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中漂浮;
(2)吸管在水和液体中都是漂浮,则它受到的浮力都等于自身重力,即浮力保持不变。根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度与排开液体体积成反比;因为排开液体的体积V液<V水,所以液体密度ρ液>ρ水;
(3)小科通过比较上述实验数据,不可以研究浮力大小与液体密度的关系,原因:没有控制排开液体的体积相同;
(4)根据c图可知,吸管的下端触底了,只有让吸管离开烧杯底部才能正常使用,则改进方案为:再向容器中添加食油或换成直径细些的容器;
故答案为:(1)漂浮;(2)>;(3)不可以,没有控制排开液体的体积相同;(4)再向容器中添加食油或换成直径细些的容器。
14.(2021•温州模拟)兴趣小组为探究压力作用效果与哪些因素有关,用如图所示装置做实验。将规格相同的注射器前端的管口密封并固定在小桌子上,在其活塞上放置数量不等的相同重物,活塞下降。经过多次实验,获得如下数据:
实验序号
注射器个数
重物个数
活塞下降距离(格)
甲同学
1
3
1
1
2
3
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乙同学
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?
(1)实验中压力作用效果是通过 活塞下降的距离或格数 来反映的;
(2)通过比较实验序号 2、4、5、6 这四组实验得到的实验结论,可以解释“背包带为什么要做得宽一些”。
(3)实验序号6中“活塞下降距离(格)”为 1 。
【分析】(1)本实验通过活塞下降的距离或格数来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法。根据控制变量法解答。
(3)通过比较第1和6两组数据中注射器个数和重物个数的关系,可判断活塞下降的距离。
【解答】解:(1)实验中,压力作用效果是通过活塞下降的距离或格数来反映的,属转换法的应用;
(2)背包带为什么要做得宽一些,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,实验中应该控制压力一定,改变受力面积的大小,故选用2、4、5、6这四组实验得到的实验结论;
(3)比较第1和6两组数据中注射器个数和重物个数可知,第6组实验中,注射器个数和重物个数都增加了一倍,则活塞下降的距离不变,因此,实验序号6中活塞下降的格数为1。
故答案为:(1)活塞下降的距离或格数;(2)2、4、5、6;(3)1。
四.计算题(共1小题)
15.(2021•浙江模拟)随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭。小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。
(1)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg。当车上载有195kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10﹣2m2,试求轿车对地面的压强(g取10N/kg);
(2)若现在轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示;
①则在0~5s时间内,轿车发动机做功为多少?
②轿车运动过程中受到的阻力是多少?
(3)如图是水平公路上小明从车后看到的一辆行驶着的汽车的右后轮,根据图中所示现象可知 ② (填序号);
①汽车正在向左转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏左
②汽车正在向左转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右
③汽车正在向右转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏左
④汽车正在向右转弯,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右
(4)如图A、B是小明爸爸某次经过十字路口违章行驶时.被监控摄像头先后拍下的两张照片,可以看出汽车是在 靠近 摄像头(填“靠近”或“远离”)行驶。
【分析】(1)汽车对水平地面的压力等于它的重力,由压强公式可以求出汽车对地面的压强;
(2)①根据W=Pt求出轿车发动机做的功;②由图可知轿车匀速直线运动时的速度,根据P=Fv求出牵引力的大小,再根据匀速直线运动时阻力和牵引力是一对平衡力求出阻力的大小;
(3)由图知轮胎受地向左的摩擦力,此力提供向心力,所以汽车正在向左转弯,由反作用力轮对地面作用力的方向为向下偏右;
(4)由凸透镜成像的动态规律“成实像时,物近像远像变大”可得出答案。
【解答】解:(1)汽车对水平地面的压强:
p4.8×105Pa;
(2)①因轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动,所以轿车发动机做功W=Pt=6×104W×5s=3×105J;
②轿车运动过程中受到的阻力f=F2000N;
(3)从图可判断车有向右运动的趋势,则汽车正在向左转弯,车轮受到向左的摩擦力,右后轮对地面作用力的方向为向下偏右。故选②;
(4)由图中可知,车的实像时变大的,由规律“成实像时,物近像远像变大”可知汽车靠近摄像头;
答:(1)汽车对水平地面的压强为4.8×105Pa;
(2)①轿车发动机做功3×105J;②轿车运动过程中受到的阻力为2000N;
(3)②;
(4)靠近。
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