03压强和浮力-2023年中考物理一模试题分类汇编(广西专用)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.(2023·广西·校联考一模)如图所示,不能说明大气压存在的是( )
A.覆杯实验 B.孔明灯升空
C.吸盘挂物件 D.吸管吸饮料
2.(2023·广西贵港·统考一模)下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.人在站立时抬起一只脚后,对地面的压强变小
B.潜水艇在海水中下潜过程中,受到海水的压强不变
C.用吸管将杯中饮料吸进嘴里,利用了大气压强
D.轿车高速行驶时,上表面空气流速大,压强大
3.(2023·广西柳州·统考一模)关于深海潜水技术,我国走在了世界的前列,某型号无动力自主潜水器在水面下匀速下潜过程中,下列说法正确的是( )
A.浮力小于重力 B.受到的浮力变大,压强变大
C.受到的压强变大,浮力不变 D.上、下表面受到的压力差变小
4.(2023·广西·校联考一模)将合金球和木球用细绳相连放入水中时,木球露出水面的体积为它自身体积的,如图所示,当把细绳剪断后,合金球沉底,木球露出水面的体积是它自身体积的,这时合金球受到池底对它的支持力为3N,若已知合金球和木球体积之比为1∶4,则( )
A.合金球所受浮力为3N
B.合金球的重力为3N
C.合金球的密度为3×103kg/m3
D.绳子剪断前后,两物体所受总浮力相差4N
二、填空题
5.(2023·广西柳州·统考一模)如图所示,接种疫苗的注射器针头做得很尖,是为了增大 ___________,便于注射;小明用吸管模拟注射器吸水过程,如图形状的杯子中装有一些水,小明用吸管吸水时,如果每一口吸入水的质量相同,则每吸一口,水对杯底的压强减小量将 ___________;每吸一口,杯子对桌面的压强减小量将 ___________。(以上两空均选填“变大”、“变小”、“不变”)
6.(2023·广西·校联考一模)“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909m,创造了我国载人深潜的新纪录。潜水器在10000m所受液体压强为 ______(海水密度约为水的密度,ρ水=1.0×103kg/m3),潜水器表潜水器表面上0.04m2的面积上受到的海水压力为 ______N。
7.(2023·广西柳州·校考一模)如图所示,质量分布均匀的甲,乙两个正方体叠放在水平地面上,甲放在乙的中央。若乙的边长是甲的2倍,甲对乙的压强与乙对地面的压强相等,将它们分别放入足够多的水中静止时上下表面都处于水平位置,正方体乙漂浮且有的体积浸入水中,甲、乙的质量之比m甲∶m乙=___________,甲、乙浸入水中的深度之比h甲∶h乙=___________。
8.(2023·广西柳州·统考一模)如图所示,一底面积为S圆柱形玻璃平底容器里装有某种金属颗粒,容器直立漂浮于水槽中,容器下表面深度为h1(甲图);从容器中取出一部分金属颗粒后,容器下表面深度为h2(乙图);把取出的金属颗粒放入装有体积为V1的水的量筒中,放入金属颗粒后总体积为V2(丙图),则取出金属颗粒后容器受到的浮力变化了 ______,金属颗粒的密度为 ______。(已知水的密度为ρ水)
三、实验题
9.(2023·广西·校联考一模)在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中:
(1)压强计是通过U形管的___________来显示橡皮膜所受压强大小;
(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平;(不考虑实验结论的偶然性)
①比较图甲和图___________,可以得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大;
②比较图乙和图丙,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?___________,理由是:___________;
(3)某小组成员用塑料瓶进行实验,将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图丁所示,该实验说明液体压强与___________有关。
10.(2023·广西贵港·统考一模)在实验室做实验时,爱动脑筋的菲菲找来了天平和量筒要测量三个小橘子的密度:
(1)如图甲所示,菲菲将天平放在水平桌面上发现指针指向分度盘中央,是想要测量小橘子的质量,请你指出菲菲的错误之处:______;改正过后想要将天平调平需要向______(选填“左”或“右”)调节平衡螺母;
(2)将天平调平后,测量三个小橘子的质量,天平平衡时,砝码及游码位置如图乙所示,则三个小橘子的质量为______g,然后将小橘子放入量筒中测小橘子的体积如图丙所示,则三个小橘子的体积为______cm3;
(3)计算出小橘子的密度为______kg/m3;
(4)菲菲发现在天平调平之前右盘有一个缺口,会导致测量结果______(选填“偏大”,“偏小”或“仍然准确”);
(5)菲菲在实验过后不小心在量筒中的水中混入少量食盐,于是菲菲想要利用密度为ρ的小橘子测量量筒中盐水的密度(如图丁):
①将少量盐水装在烧杯中,用天平测出盐水和烧杯的总质量m1;
②用细线拴住三个小橘子放入烧杯中(不要碰到烧杯底和烧杯壁),此时天平的示数为m2;
③松开细线使小橘子落入烧杯中,天平示数稳定后读出此时天平示数为m3;
④盐水密度的表达式为______(用题中所给的物理量表示)。
11.(2023·广西·校联考一模)小王和小张选取大小不同的两块工艺石进行密度测量;
(1)小王进行了如下操作:
①天平放在水平台面上,游码归零,发现指针位置如图甲,平衡螺母应向 ___(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
②测得工艺石的质量是29g,体积测量如图乙所示,则该工艺石密度为 ___kg/m3;
(2)小张的设计方案如下:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
①用弹簧测力计测量另一块工艺石的重力,再将此工艺石浸没在水中,如图丙;
②此工艺石浸没时浮力为 ___N,体积为 ___m3,由此可进一步求出此工艺石的密度;
③又将此工艺石浸没在某液体中,弹簧测力计示数为1.8N,则该液体密度为 ___g/cm3。
四、计算题
12.(2023·广西·校联考一模)如图所示是小明从5m水深的井里提水的装置,桶的容积为3×10-3m3,每个滑轮重5N,在匀速提起桶的过程中,桶露出水面前的拉力为7.5N,完全露出水面后,拉力变为25N(绳子与滑轮间的摩擦及绳重不计,g=10N/kg)。求:
(1)水井底受到水的压强;
(2)桶的质量;
(3)桶的材料密度。
13.(2023·广西柳州·统考一模)如图所示,水平桌面上有一底面积为300cm2、重为3N、深为20cm的圆柱形容器,内装有18cm深的水。现将一个边长为10cm、质量为900g的正方体木块缓慢放入水中,不计容器的厚度,求:
(1)放入木块前水对容器底的压强;
(2)放入木块后,木块受到的浮力;
(3)放入木块后容器对桌面的压强。
14.(2023·广西柳州·校考一模)如图所示,轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面,容器中盛有质量为4kg的水。
(1)求水的体积V水;
(2)求0.2m深处水的压强p水;
(3)现有质量为4kg的物体,其底面积是容器的一半。若通过两种方法增大地面受到的压强, 并测出压强的变化量,如表所示。请根据表中的信息,通过计算判断将物体放入容器时是否有水溢出,若有水溢出请求出溢出水的重力G溢水;若无水溢出请说明理由。
方法 地面受到压强的变化量(帕)
将物体放入容器中 1000
将物体垫在容器下方 3000
15.(2023·广西贵港·统考一模)如图所示,均匀实心柱体甲和柱形容器乙置于水平桌面上。容器乙高为0.2m,重为0.4N,内盛有深度为0.15m的液体;已知:S甲=3×10-3m2,S乙=4×10-3m2。现沿竖直方向在甲中切去底面积为S的部分,并将切去部分置于容器乙的液体中,切去部分会自然沉底,并静止在容器底部。截取甲的部分放入乙中静止后,容器乙对桌面的压强随截取面积S的变化关系如图丙所示。容器乙的壁厚忽略不计,求:
(1)截取甲之前,容器乙对桌面的压力;
(2)乙中液体的密度;
(3)甲的密度。
16.(2023·广西贵港·统考一模)一质量为600g,密度为0.6g/cm3的正方体木块用细线系于底面积为40cm2容器的水中,如图所示,求:
(1)木块所受的浮力大小是多少?
(2)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了多少
参考答案:
1.B
【详解】A.覆杯实验杯口的纸片不落下,是大气压作用的结果,故A不符合题意;
B.孔明灯升空是灯罩内气体膨胀,密度变小,孔明灯向下的重力小于向上的浮力,从而升起来,故B符合题意;
C.用吸盘挂钩挂物件,是大气压将其压在墙上,能说明大气压的存在,故C不符合题意;
D.从杯子中吸饮料,是因为吸管内气压小于大气压,杯子中的饮料在大气压的作用下,进入口中,故D不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】A.人站在水平地面上,地面受到的压力等于人的重力,当抬起一只脚后,人与地面的受力面积减小,由p=可得,人对地面的压强变大,故A错误。
B.潜水器在海水中下潜的过程中,深度增大,受到的海水压强增大,故B错误;
C.用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用下将饮料压入口中,利用了大气压强,故C正确;
D.行驶在高速公路上的轿车,轿车上方的空气流速大于下方的空气流速,轿车上表面空气流速大压强小,故D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.潜水器在水面下匀速下潜,受到的浮力与重力二力平衡,大小相等,即浮力等于重力,故A错误;
BC.潜水器在水面下匀速下潜,海水的密度不变,潜水器浸没在水中,其排开水的体积不变,深度变大,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水器受到的浮力不变;根据p=ρgh可知,潜水器受到的压强变大,故B错误,C正确;
D.根据浮力产生的原因可知,浮力是液体对物体上、下表面的压力差,潜水器受到的浮力不变,则上、下表面受到的压力差不变,故D错误。
故选C。
4.A
【详解】AB.合金球和木球体积之比为1∶4,则
V木=4V合金
把细线剪断前,木球和合金球漂浮,总浮力等于总重力,此时木球露出水面的体积为它自身体积的,则
G木+G合金=F合金浮+F木浮
由阿基米德原理知道
即
-----①
细线剪断后,木球漂浮,浮力等于重力,木球露出水面的体积为自身体积的,则
-----②
合金球沉入容器底,受向下的重力、向上的支持力和浮力,由力的平衡条件知道
G合金=F支+F合金浮=3N+ρ水gV合金------③
②式+③式可得
G木+G合金=3N+3ρ水gV合金------④
联立①④解得
V合金=3×10-4m3
将V合金=3×10-4m3分别代入③式解得合金球的重力
G合金=6N
合金球所受浮力
F合金浮=ρ水gV合金=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=3N
故A正确,B错误;
C.由知道,合金球的密度
故C错误;
D.由①知道,细线剪断前受到的总浮力
F浮总=4ρ水gV合金=4×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3=12N
由②③知道,细线剪断后受到的总浮力
F浮总′=2ρ水gV合金+(G合金-F支)=2×103kg/m3×10N/kg×3×10-4m3+(6N-3N)=9N
故绳子剪断前后,两物体所受总浮力相差
12N-9N=3N
故D错误。
故选A。
5. 压强 变大 不变
【详解】[1]接种疫苗的注射器针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
[2]如果每一口吸入水的质量相同,根据公式可得每次吸入水的体积相同,则杯中水减小的体积相同;由于杯子的形状是上宽下窄,则杯中水每次下降的高度逐渐增大,而水对杯底的压强减小量
则将变大。
[3]杯子对桌面的压强减小量
因每次吸入水的质量相同,则每次杯中减少水的质量相同,受力面积不变,所以杯子对桌面的压强减小量保持不变。
6. 1.0×108Pa 4×106
【详解】[1]潜水器在10000m所受液体压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.0×108Pa
[2]由 知道,潜水器表面上0.04m2的面积上受到的海水压力为
F=pS=1.0×108Pa×0.04m2=4×106N
7. 1∶3 4∶3
【详解】[1]因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以甲对乙的压强
乙对桌面的压强
因甲对乙的压强与乙对桌面的压强相等,所以
则乙的边长是甲的2倍,则
4m甲g=m甲g+m乙g
解得3m甲=m乙,则甲、乙的质量之比
m甲∶m乙=1∶3
甲乙的密度之比
[2]乙漂浮在水面上,乙的密度小于水的密度,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,即
F浮=G乙=ρ乙gV乙
由阿基米德原理可得
则
解得ρ乙=0.3ρ水,甲乙的密度之比为8∶3,则甲的密度
小于水的密度,所以甲在水中漂浮,甲、乙在水中处于漂浮状态,因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,即
F浮=G=mg①
由阿基米德原理可得
F浮=ρ液gV排=ρ液gSh浸=ρ液gL2h浸②
由①②可得
mg=ρ液gL2h浸
即
则甲、乙浸入水中的深度之比
8. ρ水gS(h1﹣h2)
【详解】[1]根据阿基米德原理可知,取出金属颗粒后容器受到的浮力变化了
ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水gS(h1﹣h2)
[2]容器漂浮时,所受浮力等于容器的重力,则取出金属颗粒的重力等于减少的浮力,即
G减=ΔF浮=ρ水gS(h1﹣h2)
根据G=mg知从容器中取出金属颗粒的质量为
金属颗粒的密度为
9. 两侧液面高度差 乙 能 见解析 深度
【详解】(1)[1]压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大。
(2)①[2]探究液体压强和深度的关系,保持液体的密度不变,改变探头在液体中的深度,选择图甲和图乙进行实验。
②[3][4]图乙和图丙中液体的密度不同,探头所处的深度不同,图丙中探头所处的深度较小,但图丙中U形管两侧液面高度差较大,说明液体产生的压强较大,可以说明液体内部压强与液体密度有关。
(3)[5]图丁中,观察到水从小孔射出,小孔的位置越低,射出的水越急越远,液体压强越大,该现象说明液体压强与深度有关。
10. 游码没有在零刻度线处 右 14.4 12 1.2×103 仍然准确
【详解】(1)[1][2]天平放在水平桌面上,游码没有移到标尺左端的零刻度处,就测量小橘子的质量的错误的,当游码归零时,天平的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动可以将天平调平。
(2)[3]物体的质量等于砝码的质量和游码对应刻度之和,由图乙可知三个小橘子的质量为
m=10g+4.4g=14.4g
[4]物体浸没水前后,水面对应刻度的差为物体的体积,由图丙可知,三个小橘子的体积为
V=52mL-40mL=12mL=12cm3
(3)[5]小橘子的密度
(4)[6]天平放在水平桌面上,游码归零,调节平衡螺母使天平的横梁平衡,左右盘是否有缺口对测量质量不受影响,测量结果仍然准确。
(5)[7]小橘子浸没在盐水中,小橘子受到盐水竖直向上的浮力作用,同时小橘子给盐水一个竖直向下的压力作用在天平上,这两个力是相互作用力,大小相等,所以小橘子受到的浮力
F浮=(m2-m1)g
小橘子浸没在盐水中排开盐水的体积
V排=V
小橘子浸没在盐水中受到的浮力
F浮=G排=ρ盐水gV
根据浮力相等,所以
(m2-m1)g=ρ盐水gV
小橘子的质量
m=m3-m1
小橘子的密度是ρ,所以小橘子的体积为
所以
盐水的密度
11. 右 2.9×103 1 1×10-4 1.2
【详解】(1)①[1]由图甲可知天平的指针向左偏,故向右调节平衡螺母,才能使天平平衡。
②[2]由图乙可知水的体积为20mL=20cm3,小石块和水的体积为30mL=30cm3,小石块的体积
小石块的密度
(2)②[3][4]由图丙可知,大块工艺石的重力为3N,此工艺石浸没在水中时测力计的示数为2N,此工艺石浸没在水中时受到的浮力为
此工艺石的体积为
[5]③此工艺石浸没在液体中时受到的浮力为
液体的密度为
12.(1)5×104Pa;(2)1.5kg;(3)3×103kg/m3
【详解】解:(1)水底受到水的压强
(2)桶中水的质量
桶中水的重力
不计绳重和摩擦,提升物体时绳端的拉力
因此全露出水面后,滑轮组对桶拉力为
即
桶重
桶的质量
(3)匀速提起桶的过程中,桶露出水面前的拉力为7.5N,由得,此时滑轮对桶拉力为
桶受到的浮力
排开水中的体积(桶的体积)
桶材料的密度
答:(1)水底受到水的压强5×104Pa;
(2)桶的质量为1.5kg;
(3)桶的密度3×103kg/m3。
13.(1)1.8×103Pa;(2)9N;(3)2100Pa
【详解】解:(1)木块放入前,水的高度
h=18cm=0.18m
容器底受到水的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa
(2)木块的质量
m=900g=0.9kg
木块的重力为
G=m木g=0.9kg×10N/kg=9N
木块的密度为
因为木块的密度小于水的密度,所以木块放入水中静止时处于漂浮状态,根据二力平衡,浮力等于重力,即
F浮=G=9N
(3)根据F浮=ρ水gV排得排开水的体积为
水面上升的高度为
所以木块放入水中后有水溢出;根据阿基米德原理和漂浮的条件知,放入木块后,容器内水的质量加上木块的质量等于原来容器装满水时的总质量;容器装满水时的总体积
V水=Sh'=300cm2×20cm=6000cm3=6×10-3m3
容器内装满水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg
容器内装满水的重力为
G水=m水g=6kg×10N/kg=60N
整个容器总重力为
G总=G水+G容器=60N+3N=63N
容器对桌面的压力
F=G总=63N
容器对桌面的压强
答:(1)放入木块前水对容器底的压强为1.8×103Pa;
(2)放入木块后,木块受到的浮力为9N;
(3)放入木块后容器对桌面的压强为2100Pa。
14.(1)4×10 - 3m3 ;(2) 2000Pa;(3)无水溢出
【详解】解:(1)水的体积
(2)0.2 米深处水的压强
p 水=ρ水gh水=1×103kg/m3 ×10N/kg×0.2m=2000Pa
(3)已知物体的底面积是容器的一半,将物体垫在容器下方,增大的压力等于物体的重力,根据压强公式可得
即
解得S容=0.04m2,无水溢出情况下,将物体放入容器中增大的压强
比较可知 Δp1'= Δp1=1000Pa ,所以无水溢出。
答:(1)求水的体积4×10 - 3m3;
(2)0.2m深处水的压强2000Pa;
(3)无水溢出。
15.(1)4N;(2)0.6×103kg/m3;(3)1.6×103kg/m3
【详解】解:(1)因为圆柱形容器乙置于水平桌面上,由图丙知道,截取甲之前,容器乙对桌面的压强p1=1000Pa,截取甲之前,容器乙对桌面的压力
F压=p1S乙=1000Pa×4×10-3m2=4N
(2)截取甲之前乙容器和液体的总重力
G总=F压=4N
乙中液体的重力
G液= G总-G容=4N-0.4N=3.6N
乙中液体的密度
(3)因为切去部分会自然沉底,且当S=20cm2时,液体对容器底部的压强p2=1800Pa,由丙图可知,此时乙容器恰好装满,则切去的甲物体的体积为
柱体甲的高度
切去的甲物体的重力为
切去的甲物体的质量为
甲物体的密度为
答:(1)截取甲之前,容器乙对桌面的压力为4N;
(2)乙中液体的密度为0.6×103kg/m3;
(3)甲的密度为1.6×103kg/m3。
16.(1)10N;(2)103Pa
【详解】解(1)由得
木块浸没
根据阿基米德原理得
(2)剪断细线后,由于ρ木<ρ水,则木块上浮,静止时漂浮,此时
又,则
露出水面的体积为
则
故
答:(1)木块所受的浮力大小是;
(2)将细线剪断后,木块静止时,容器底部受到水的压强变化了。
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