【名师导航】2025年中考科学一轮复习学案 第2讲 密度与压强(含解析)

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第2讲 密度与压强
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 长度、体积、温度的测量 ☆ ①测量常出现在选择或填空,实验中,要掌握操作与对物体的估值,难度不大。 ②密度计算常出现在浮力、杠杆等综合题型中,难度较大,要掌握多个知识点的混合应用 ③压强考察内容较多,固体,液体计算与探究,大气压的测量,流速与压强关系等,同时要注意压力与重力的关系。
考点2 质量、密度及其测量 ☆☆☆
考点3 压强 ☆☆☆
■考点一 长度、体积、温度的测量
一、 长度的测量
1、长度的单位
要测量物体的长度,首先要规定长度的标准——长度单位。
基本单位:米,符号是:m。
(2)常用单位:千米(km)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)和纳米(nm)。
(3)单位换算:
①1km=1×103m=1×106mm=1×109μm=1×1012nm
②1m=10dm=100cm=1000mm
③换算过程:数不变,单位换。如6m=6×100cm=600cm
2、测量长度的工具
我们常使用刻度尺来测量物体的长度,如卷尺、三角尺、直尺都是生活中常见的刻度尺。
3、刻度尺的使用方法
(1)认识刻度尺(会认):使用任何一种测量工具时,首先要了解它的量程和分度值。
①量程:测量范围。
②分度值(最小刻度值):相邻刻度线之间的长度,决定了测量精确度。
(2)选择刻度尺(会选)
测量时应先根据实际情况确定需要达到的程度,选择量程和最小刻度合适的刻度尺。
(3)摆放刻度尺(会放)
①刻度尺的某一刻度线与被测物的一端对齐。
②有刻度的一边要紧贴被测物体。
特别提醒:零刻度线磨损的刻度尺应该选择某一数值刻度线对齐;厚刻度尺应与被测物体垂直放置。
(4)刻度尺读数(会读)
①读数时,视线正对刻度线,与刻度尺尺面垂直。
②读数时,要数清大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。
(5)记录数据(会记):结果=准确值+估读值+单位
4、误差和错误的区别
含义 特点
误差 在正确操作的前提下,测量值与真实值之间的差异 不可避免,只能减小
错误 由于不遵守使用规则,或读取、记录结果时粗心造成的 可以避免
(1)减小误差的方法:①多次测量取平均值②使用更精密的测量工具
(2)有的长度测量会多次测量取平均值。首先要去除错误的测量值,再取剩余测量值的平均值。平均值保留的位数应与测量值的位数相同,如果除不尽则要四舍五入处理。
(3)如2.20厘米、2.21厘米、2.95厘米、2.20厘米、2.22厘米的处理步骤:
第一步去除错误数据:2.95厘米
第二步求和取平均值:(2.20厘米+2.21厘米+2.20厘米+2.22厘米)÷4=2.2075厘米
第三步四舍五入:2.2075厘米≈2.21厘米
(4)形变刻度尺与测量误差
尺子的变化 测量结果 例子
变长 偏小 夏天的钢制刻度尺、拉紧的皮尺
变短 偏大 冬天的钢制刻度尺、未拉紧的皮尺
5、测量长度的特殊方法
(1)生活中粗略的方法:比如用自己的指距估测课桌的长度和用自己的步长估测教室的长度。
(2)累积法
测量步骤 图示 计算公式 注意事项
测铁丝直径 ①将铜丝紧密缠绕在铅笔上 ②用刻度尺测出绕圈部分的总长度L ③数出铜丝缠绕的圈数n ④计算铜丝的直径=L/n 若多数了两匝,结果偏小; 若每匝之间有空隙,结果偏大
测纸张厚度 ①去除封面,压平 ②测出整本书的厚度L ③数清对应的张数n ④计算一张纸的厚度=L/n 如果在步骤③中数的是页数N,则纸的厚度=2L/N
(3)组合法
二、体积的测量
1、体积的定义
体积是物体占有空间的大小,符号V。
2、体积的单位
(1)固体体积
①常用单位是立方米(m3)。
②较小的体积单位是立方厘米(cm3)。
(2)液体体积:还可以用升(L)和毫升(mL)。
(3)单位换算
①1m3=1×103dm3=1×106cm3
②1L=1000mL
③1L=1dm3 1mL=1cm3 1m3=1000L
3、测量体积的工具——量筒和量杯
量筒 量杯
不同点 刻度均匀 上密下疏
相同点 都没有零刻度线
4、量筒的使用方法
①会选:使用前选择量程和最小刻度合适的量筒。
②会放:量筒放在水平桌面上。
③会读:视线与凹液面最低处相平。
④会记:记录结果要带单位。
5、误差分析
读数时仰视 读数时俯视
图示
结果 偏小:测量值小于真实值 偏大:测量值大于真实值
6、测量形状不规则物体的体积
(1)排水法测量小石块的体积
①用烧杯将适量的水倒入量筒,读出水的体积V1。(适量:能浸没石块且不超过量筒的量程)
②将小石块用细线拴住,缓缓放入量筒内的水中。
③当石块被水完全浸没时,读出水面的刻度值V2。(测得的V2是石块和水的总体积)
④计算小石块体积:V石=V2-V1。
特别提醒:如果①③步骤反了,计算出来的石块体积偏大,因为石块会带走一部分水。
塑料盒
(2)助沉法测量塑料盒的体积
①计算塑料盒的体积:V=V4-V3
②多余的步骤是第二步和第三步。
三、温度的测量
1、温度的概念
温度是物体的冷热程度,符号T。
2、温度的单位
(1)常用的温度单位是摄氏度,符号℃。
(2)摄氏温度的规定
在标准大气压下,把冰水混合物的温度定为0℃,水沸腾时的温度定为100℃,0℃和100℃之间分为100 等份,每等份表示1℃。
3、测量温度的仪器——温度计
(1)结构
(2)种类
液体温度计的种类很多,它们各自都有不同的用途。
工作原理
常用的温度计是利用水银、酒精等液体热胀冷缩的性质制成的。
(4)使用方法——以测量水的温度为例
①会选:估计水的温度,选择量程和分度值合适的温度计。
②会放:让玻璃泡全部浸没在水中。(温度计的玻璃泡不能碰到烧杯的内壁和底部)
③会看:等液柱稳定后读数。(视线与液面相平,不能拿出来读数)
④会记:不估读,记录结果要带单位,零度以下应读作“零下多少摄氏度”。
4、体温计与常用温度计的对比
温度计 体温计
用途 测量物体温度 测量人的体温
测量范围 零下n度~1000C左右,范围大 35.00C~42.00C
准确程度 10C 0.10C
结构特点 ①管径相对较粗 ②没有缩口 ①玻璃泡大、玻璃管细; ②玻璃泡与玻璃管之间有一段特别细的弯曲的玻璃管——缩口
使用方法 不能离开物体读数,温度降低时,管内液体自动退回玻璃泡 能离开人体读数,温度降低不能自动退回玻璃泡,要用力甩几下
图示
5、气体温度计
工作原理:气体的热胀冷缩。
两种自制气体温度计
图示 温度上升 温度下降
气体膨胀,液柱向左移动 气体收缩,液柱向右移动
气体膨胀,液柱向下移动 气体收缩,液柱向上移动
■考点二 质量、密度及其测量
一、质量及其测量
质量概念:质量表示物体含有物质的多少。质量是物体的属性,它不随物体的位置、形状、温度和状态等的改变而改变。
质量的单位:常用单位是千克(kg),比它小的单位有克(g)和毫克(mg)。
质量的测量:实验室常用托盘天平测量物体质量。
天平的使用
1.天平的调节:依照“游码归零”和平衡螺母“左偏右调,右偏左调”的原则调节平衡。
2.质量的测量:
调平:把天平放在水平面上,把游码移到横梁标尺左端的“0”刻度线处,再调节横梁两端的平衡螺母,使天平平衡。
称量:被测物体放左盘,砝码放右盘,放在天平上的物体质量不能超过天平的称量。用镊子向右盘由大到小逐个加减砝码再调节游码,直到天平重新平衡。读数时要把砝码质量和游码所示质量相加(m物=m砝+m游示)。
二、密度及其测量
1.单位体积的某种物质的质量,叫做这种物质的密度。
2.密度是物质的一种特性,与质量的多少、体积的大小无关,但当温度、状态等发生改变时,物质的密度也将发生改变。同种状态下,同种物质的密度相等,可以根据密度来鉴别物质,并可用于计算物质的质量或体积。
注:一个容积不变的容器内,气体的密度会随质量的变化而变化。
3.密度公式p= (p表示密度,m表示质量,V表示体积)。
4.密度的单位有:Kg/m3或千克/米3,1克/厘米3=1000 千克/米3。
(1)利用公式ρ=m/V 计算某种物质的密度或鉴别物质。
(2)利用公式m=ρV计算体积为V的某种物质的质量。
(3)利用公式V=m/ρ计算质量为m的某种物质的体积。
5.密度知识的应用
应用 公式 方法 举例
鉴别物质种类 用天平和量筒测出物体的质量和体积,用公式计算出物体的密度,再查密度表,看与何种物质的密度相同 测算出一件工艺品是由哪种材料制成的
计算较大物体的质量 m=ρV 通过查密度表或测一小块样品得到密度,再测出它的体积,根据公式算出该物体的质量 求一块大理石纪念碑的质量
计算不规则物体的体积 用天平测量物体的质量,物质的密度可以从密度表中查出,根据公式可算出不规则物体的体积 测量形状不规则的机器零件的体积
■考点三 压强
一、压力
1.压力
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.压力的特点
压力作用在受力物体的表面上,力的方向与受力物体的表面垂直并指向受力物体。
①压力产生的原因:物体之间相互接触并挤压
②压力的作用点:作用在受力物体表面③压力的方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体
3. 利用二力平衡条件求压力如图甲、乙,压力大小与重力相等,图丙中压力大小与重力无关,图丁中压力大小小于重力。
二、压力的作用效果
1.影响压力作用效果的因素有压力的大小和受力面积的大小。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强= ,P=(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103 Pa)、兆帕(104 Pa)。
(4)对压强单位的认识:对折的报纸对桌面的压强约为1帕,平放的砖块对地面的压强约为103帕,坦克履带对地面的压强约为105帕。
三、增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大压力(受力面积一定时),减小受力面积(压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小压力(受力面积一定时),增大受力面积(压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
四、液体(3)液体内部压强的特点
大量实验表明:一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
P液=ρ液gh
五、大气压强的存在
1、大气压强存在的证据:覆杯实验、吸饮料、瓶中取袋、吸盘等。
2、大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位:帕斯卡Pa。
3、大气压强存在证明实验:马德堡半球实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
4、大气压强产生原因:大气有重力;大气具有流动性。
5、平时人感觉不到大气压存在的原因:身体各部内外所受压力相同,内外平衡。
六、大气压的大小
1、测量工具:大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计测量。空盒气压计的优点是携带和使用比较方便,而水银气压计的优点则是测量较精确。
2、大气压与高度的关系:高度越高,大气压越小。
3、标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于1.01×105帕(即760毫米汞柱)。人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。其数值相当于在1cm2的面积上施加约10牛的压力,1mmHg=133Pa。
4、托里拆利实验(最早精确测量大气压的实验):该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为760mm时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约760mm水银柱产生的压强。
(1)玻璃管中混入空气的影响
若玻璃管中水银没有装满,即管内混入空气,则水银柱的高度将会变小。因为这时玻璃管上方不再是真空,与槽内液面面相平的位置所受到的大气压强等于玻璃管上方的气体压强加上液体压强,因此竖直高度将会变小。
(2)其他影响因素
实验结果还受到其他因素的影响,如:外界大气压强、玻璃管的粗细和形状等。但玻璃管的粗细和形状对测量结果没有影响。
5、自制气压计
6、实验测量大气压
(1)把注射器活塞推至底端,目的是排尽筒内的空气,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,容积V,得活塞的横截面积S=;
(4)由公式P=计算此时大气压的值P=。
七、大气压在生活中的应用
1、真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁。
2、吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3、离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
八、大气压对天气的影响
1、高压区和低压区
在相同的高度上气压较高的区域叫做高压区,气压较低的区域叫做低压区。
2、大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥。低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响 多晴朗天气 多阴雨天气
九、大气压对人体的影响
1、在晴朗的天气,气压较高,人的心情通常比较舒畅;在阴雨天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
2、人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如:高原反应。
3、感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
①如中医的拔罐疗法,当体外局部的压强减到很小时,体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血,达到促进循环的目的。
②由于大气压的变化会对人体造成影响,因此,飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压。同样,因为太空的真空环境中压强几乎为零,对人来说是致命的,所以航天员在太空行走时,必须穿上内部加压的航天服。
十、大气压对液体沸点的影响
1、气压增大,液体沸点 增大 。
验证实验:往装有正在沸腾的水的烧瓶里充气,原来沸腾的水停止沸腾。
2、气压降低,液体沸点 减小 。
验证实验:向装有快要沸腾的水的烧瓶外抽气,原来不沸腾的水开始沸腾。
3、应用:压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。
<提升>:高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系:P内=P0+,即:P +mg/S=P内。
【P0表示外界大气压,m表示限压阀质量,S表示阀门的横截面积,P内表示高压锅内部空气压强】:
①m = (P内-P0)×S/g (知压强算阀门质量)
②P内=(P ×S+mg)/S (知阀门质量算内部压强)
③使用时压力锅内外最大压强差:△p=P内-P =mg/S
十一、流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 越小 ;流速越小的位置,压强 越大 。
2、应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器(喷雾器、香水瓶):当气流通过狭窄管道时,流速快,压强小,汽油喷出形成雾状化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)飞机机翼的原理:由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度大得多。这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多。正是这个压强差,使得飞机得到了一个向上的升力。
(4)火车站台上的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
■考点一 长度、体积、温度的测量
◇典例1:(2025七上·衢州期末)小科尝试自制温度计(如图甲)。烧瓶中装有空气,装置不漏气,玻璃管中间封有一段红色液柱。小明把该温度计先后放入10℃和40℃的水中,依次标出红色液柱右侧到达的位置为A 和C(如图乙所示)。
(1)将此装置放在室内,当温度升高时玻璃管内红色液柱向   移(填“内”或“外”)。
(2)把该温度计放入某液体中,红色液柱右侧刚好移到乙图中B处,则此时液体的温度为   ℃。
(3)为了使测量结果更加准确,改进该温度计的措施有:   (写出一条即可)。
【答案】(1)外
(2)85
(3)更细长玻璃管代替原玻璃管或更换用这容积更大的烧瓶,其它合理即可得分
【知识点】温度及温度的测量
【解析】【分析】(1)气体温度计利用气体热胀冷缩性质工作;
(2)刻度尺读数时注意分度值和物体两端与刻度尺刻线对齐的位置,必须估读到分度值的下一位;先计算出A和B之间有多少个小格,再求出一个小格表示的温度。
(3)根据增大容积或减小管子的粗细可以提高精确度分析。
【解答】 (1)根据气体的热胀冷缩,且温度越高,体积越大,液柱会越往左运动。
(2)该温度计先后放入10℃和40℃的水中,A和C两位置之间的长度表示的温度是30℃,则0.1cm表示的温度是3℃,BC两点之间的距离为1.5cm,则BC两点之间相差的温度为
,则此时室内的温度为40℃+45℃=85℃;
(3)为提高精确程度将玻璃泡做大些,玻璃管做细些,或者可以换热胀冷缩更明显的气体。
◆变式训练
1.(2025七上·余杭期末)1865年,英国人阿尔伯特发明了一种很有特色的水银体温计,特点是储存水银的细管里有一狭道,实现了体温计离开人体读数。如图所示,体温计中的   (填序号)与狭道的作用相同。若用该体温计直接测量36.8℃的体温,则其示数是   。
【答案】②;37.8℃
【知识点】温度及温度的测量
【解析】【分析】测量人体温度的温度计叫体温计,它的测量范围一般在35℃-42℃之间,因为人体正常体温是37℃;体温计可以离开身体读数是因为体温表的特殊构造,在玻璃泡和细管相接的地方,有一段很细的缩口,当体温表离开人体后,水银变冷收缩,水银柱就在缩口处断开,上面的水银退不回来,所以体温表离开人体后还能继续显示人的体温度。
【解答】1865年,英国人阿尔伯特发明了一种很有特色的水银体温计,特点是储存水银的细管里有一狭道,实现了体温计离开人体读数,如图体温计中的②结构与狭道的作用相同;图中体温计读数为 37.8℃。
■考点二 质量、密度及其测量
◇典例2:(2024七下·越城期末)如图是甲、乙两种物质的质量和体积关系。现用甲、乙两种物质分别制成均匀实心正方体A、B,当它们平放在水平地面上且对水平地面的压强相等时,则两正方体A、B的质量之比为(  )
A.1:64 B.1:16
C.1:8 D.1:4
【答案】A
【知识点】密度公式的应用
【解析】【分析】 根据图象求出甲、乙两物质的密度之比,根据可求出A、B两正方体的高度之比,从而求出体积之比,利用密度的变形公式m=ρV可推导出其质量关系。
【解答】 由图象可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,
所以甲的密度为:;
当乙的体积为4cm3时,质量为4g,
所以乙的密度为:;
所以ρ甲:ρ乙=8:1;
现用甲、乙两种物质分别制成均匀实心正方体A、B,当它们平放在水平地面上且对水平地面的压强相等时,
由p=ρgh可知,
两正方体的边长之比:;两正方体的体积之比:;
则两正方体的质量之比:。
故选A。
◆变式训练
1.(2024七下·杭州期末)放置在水平地面上的两个物体A和B均为实心长方体,它们的长、宽、高如图所示。物体A的密度为0.8x103kg/m3,物体B的质量为9.6kg(g=10N/kg)。
(1)求物体A的质量;
(2)求长方体A与B的重力之比GA:GB;
(3)若在长方体A与B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体叠放在对方剩余部分的上表面,这时A与B剩余部分对水平地面的压强为PA与PB请通过计算比较它们的大小关系及其对应的比例n的取值范围。
【答案】(1)VA=0.2m×0.1m×0.1m=0.002m3
mA=ρA×VA= 0.8x103kg/m3 ×0.002m3=1.6kg
(2)GA:GB=(mAg):(mBg)=mA:mB=1.6kg:9.6kg=1:6
(3)SA=0.1m×0.2m=0.02m2,
SB=0.2m×0.4m=0.08m2,
SA:SB=0.02m2:0.08m2=1:4,
若pA'=pB',即
将GB=6GA,SB=4SA代入上式
即得
可解得当n=0.08时,pAˊ=pBˊ;
同理分析可得:
当0<n<0.08时,pAˊ<pBˊ;
当0.08<n<1时,pAˊ>pBˊ。
【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】关于固体压强的问题可以联系压强公式——压强=压力÷受力面积。
【解答】(1)将数据代入密度公式ρ=m/V即可求出。
(2)重力之比即为质量之比,代入物体的质量可以方便解决。
(3)根据压强公式,先用字母表示出PA和PB,再分析两者的大小关系和n取值范围的联系。
■考点三 压强
◇典例3:(2024八上·慈溪期中)如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强(  )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】A
【知识点】影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】甲容器为下大上小的容器、乙为柱形容器、丙为下小上大的容器,装入等质量的水后,甲容器内水的深度最大,再根据p=ρgh分析容器底部受到水的压强的大小关系。
【解答】甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水,由容器的形状可知,三个容器内水的深度关系为h甲>h乙>h丙,由p=ρgh可知,三个容器底部受到水的压强关系为p甲>p乙>p丙。
故答案为:A。
◆变式训练
1.(2024八上·浙江期中)如图所示。放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知高度hASB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是(  )
A.A的密度一定大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度
C.A的体积一定大于B的体积 D.A的质量可能等于B的质量
【答案】A
【知识点】固体密度的测量;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 水平面上规则物体对地面的压强计算公式可变形为;
已知A、B对地面的压强相等,根据A、B的高度即可比较密度大小;
已知A、B对地面的压强相等,根据A、B与地面的接触面积即可比较其质量大小。利用V=Sh比较体积大小。
【解答】根据题意可知,pA=pB,hA<hB,
由p=ρgh得到:ρA>ρB,故A正确,B错误;
又因为pA=pB,SA>SB
由G=F=pS得到:GA>GB,即mA>mB,故D错误;
已知hA<hB,SA>SB,
由V=Sh不能确定A的体积一定大于B的体积,故C错误。
故选A。
1.(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
【答案】D
【知识点】种群的概念;速度与物体运动;压强大小比较;溶质的质量分数及相关计算
【解析】【分析】 数学方法即用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预言的方法
【解答】①速度:物体在单位时间内通过的路程,公式v=,应用了数学公式,所以① 符合题意;
②压强:物体单位面积受到的压力,公式p=,应用了数学公式,所以②符合题意;
③种群密度:在一定的范围内生物个体的数量, 是个体数量与单位面积之间的比值,应用了数学比例,所以③符合题意;
④溶质的质量分数:溶液中溶质质量与溶液质量之比,公式 溶质的质量分数=,应用了数学比例,所以④符合题意。
故答案为: D.
2.(2022·台州)为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是(  )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积
B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D.要提高实验的可靠性还需多次实验
【答案】B
【知识点】力的作用效果;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)将瓶盖的面积与鸡蛋上面的面积比较即可;
(2)减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力;
(3)力的作用效果:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态;
(4)根据科学探究的要求判断。
【解答】A.放上瓶盖后可以增大受力面积,故A正确不合题意;
B.敲击时,鸡蛋受到的压力相等,甲的受力面积大于乙,则鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,故B错误符合题意;
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状,故C正确不合题意;
D.要提高实验的可靠性还需多次实验,故D正确不合题意。
故选B。
3.(2023·舟山)物体的结构决定其主要性质与功能,科学研究的重要方法是根据其功能或特性,探索结构,逐步了解规律。下面列举的结构与功能不吻合的是(  )
选项 功能 结构
A 植物能吸收足够的水和无机盐 植物根毛区存在大量根毛
B 飞机飞行时能获得向上的升力 飞机的机翼上面凸下面平
C 鸟类飞行时能减小空气阻力 鸟类胸肌发达,骨骼中空
D 氢气能成为一种清洁能源 氢分子由氢原子构成
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】植物生长需要无机盐;流体压强与流速的关系;能源的种类
【解析】【分析】A.植物的大量根毛增加吸收水和无机盐的面积;
B.飞机的升力的原理为流速和流体压强大小有关;
C. 鸟类胸肌发达,骨骼中空减小了自身的质量;
D.氢气为清洁能源,原因其产物为水;
【解答】A.植物的大量根毛增加吸收水和无机盐的面积,故符合题意;
B. 机翼上面凸下面平 ,上方流速大流体压强小,上下方存在压强差,获得向上的升力;
C. 鸟类飞行时能减小空气阻力原因为其身体呈纺锤形;
D.氢气燃烧产物为水,原因为氢分子由氢原子构成;
故答案为:C.
4.(2022·温州)如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1cm2,质量不计,大气压强为 现将活塞缓慢提高15m,则在该过程中外力对活塞做功为 (  )
A.50J B.100J C.150 J D.200J
【答案】B
【知识点】大气压强的存在;功的计算公式的应用;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】由于大气压强的限制根据P=ρgh的变形式求出活塞上升时,管内、外水位差的最大值,由于河水体积很大且水管的内径很细,故管内水位上升时,管外水位的降低量h外可以忽略不计,得出管内水面(或活塞)相对于河岸的升高量和真空部分的高度。水上升阶段:以活塞为研究对象,它受到向上的力F、向下的大气压力和管内的水向上的压力,根据力的平衡条件得出任意时刻管内、外水位差为h时拉力的表达式,进一步求出力F的平均值,根据W=Fs求出此阶段拉力做的功。水不上升阶段:力F做的功等于活塞克服大气压力做的功,根据F=PS和W=Fs求出此阶段拉力做的功;整个过程中,力F做的功等于两者之和。
【解答】由于大气压强的限制,活塞上升时,管内、外水位差存在一个最大值
所以管内水面相对于河岸的升高量等于管内、外水位差,即
活塞继续上升了
水面不动,活塞与水之间是真空;水上升阶段:设任意时刻向下的大气压力和管内的水向上的压力为、,管内、外水位差为,则有
由于活塞始终平衡,故

解得
可见,力跟成正比,在距离上的平均值为
在距离上的功为
水不上升阶段:力做的功等于活塞克服大气压力做的功,故有
所以整个过程中,力做的功为
故答案为:B。
5.(2022·绍兴)下列关于压强的实验说法不正确的是(  )
A.实验甲说明大气压的存在
B.实验乙说明液体的沸点随着气压的增大而升高
C.实验丙说明气体的压强随着流速的增大而增大
D.实验丁说明同种液体中的压强随着深度的增加面增大
【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;影响液体压强大小的因素;流体压强与流速的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个图片中包含的物理原理即可。
【解答】A.在覆杯实验中,水和纸板受到大气向上的压强,因此没有下落,故A正确不合题意;
B.当烧瓶中的水沸腾后,用东西堵住导气管口,此时瓶内气压增大,水停止沸腾,说明水的沸点升高了,故B正确不合题意;
C.当向两个纸条中间吹气时,纸条中间空气流速大而压强小,在周围大气压强的作用下,纸条都向中间靠拢,故C错误符合题意;
D.在图丁中,当金属盒向下移动时,U形管两侧液面的高度差增大,说明液体的压强随深度的增大而增大,故D正确不合题意。
故选C。
6.(2022·衢州)梅雨时节,天气多变,小科利用气温计对气温变化进行研究。如图是某天上午8:00小科观察到的气温计内液面位置,其读数为(  )
A.20.5℃ B.25℃ C.30.5℃ D.35℃
【答案】B
【知识点】温度及温度的测量
【解析】【分析】根据图片确定温度计的分度值,然后根据液柱的位置读出示数。
【解答】根据图片可知,温度计的分度值为1℃,由于刻度向上增大,因此实际温度在0℃以上,那么示数为25℃。
故选B。
7.(2023·杭州)下列最接近1厘米的是(  )
A.一枚1元硬币的厚度 B.一本初中科学课本的厚度
C.一个篮球的直径 D.一张课桌的高度
【答案】B
【知识点】长度的测量
【解析】【分析】根据对常见物体的长度的认识判断。
【解答】 A.一枚一元硬币的厚度约1mm,故A不合题意;
B.一本初中科学课本的厚度约1cm,故B符合题意;
C.标准篮球的直径为24.6cm,故C不合题意;
D.课桌的高度约75cm,故D不合题意。
故选B。
8.(2023·台州)如图是某温度计的示数。该温度最有可能是(  )
A.冰熔化时的温度 B.人体的正常体温
C.台州夏天的室外温度 D.人体感到舒适的环境温度
【答案】A
【知识点】温度及温度的测量
【解析】【分析】温度是指物体的冷热程度,该温度计的读数为0℃。
【解答】A.冰融化时的温度为0℃,故正确;
B. 人体的正常体温37℃;
C. 台州夏天的室外温度 30℃;
D. 人体感到舒适的环境温度 20℃;
故答案为:A
(8题图) (9题图)
9.(2023·舟山)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是(  )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度
B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量
D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
【答案】A
【知识点】天平的使用及读数;质量及其特性;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】阿基米德原理为:物体在液体中受到竖直向上的浮力,其浮力大小等于其排开液体所受到的重力大小。
【解答】A.左盘放入物体后增加的压力为浮力大小,其浮力等于排开液体所受到的重力大小,故不变;
B.蜡块漂浮, 蜡块受到的浮力等于蜡块的重力;
C.阿基米德原理可知, 量筒中水的质量等于蜡块的质量;
D.排开水的体积小于蜡块的体积;
故答案为:A.
10.(2022·宁波)一个实心的长方体由两种不同的均匀物质组成,两种物质各占一半体积,其密度分别为ρ1、ρ2,如图所示,如果实心长方体完全浸入静水中能保持悬浮状态,则下列等式一定正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】密度及其特性;密度公式的应用;固体密度的测量
【解析】【分析】根据物体的悬浮条件,利用密度的公式列出等式,再进行整理,即可得出它们之间的密度关系。
【解答】 由于两种物质各占一半体积,则两种物质的体积相等为V,由得:
物质的质量为m1=ρ1V,m2=ρ2V,
则实心球的质量m球=m1+m2=ρ1V+ρ2V=(ρ1+ρ2)V,
实心球的体积为V球=2V,

由于实心球完全浸入静水中能保持悬浮状态,则ρ球=ρ水,
所以,(ρ1+ρ2)=2ρ水。
故答案为:C。
11.(2023·绍兴)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)小金提出质疑,认为图   的方式不合理,因为该方式没有控制   。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为   帕。
【答案】(1)乙;压力相同
(2)10000
【知识点】压强的大小及其计算;压力的作用效果
【解析】【分析】(1)根据控制变量法的要求分析解答;
(2)根据公式计算食指受到的压强。
【解答】(1)探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力相等,只改变受力面积。在乙图中,下面拇指受到的压力等于上面食指的压力和铅笔的重力之和,大于上面手指受到的压力,因此:我认为乙的方式不合理,因为没有控制压力相同。
(2)食指受到的压强约为:。
12.(2022·浙江)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离同一高度分别有A、B两点。若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是pA   pB;若A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲    p乙。(两空均选填“>”“=”或“<”)
【答案】<;>
【知识点】影响液体压强大小的因素;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)由图知V甲<V乙,若两种液体的质量相等,由可知液体密度ρ甲>ρ乙,可得A、B下方对容器底的压强关系;因为两种液体的质量相等,液体对容器底的压强,可得液体对容器底的压强相等;进而得出A、B两点的压强关系;
(2)由图知A、B深度hA<hB,若A、B两点的压强相等,由p=ρgh可知液体密度ρ甲>ρ乙,进而得出A、B下方对容器底的压强关系,液体对容器底的压强p底=p+p下,可得液体对容器底的压强关系。
【解答】解:
(1)由图知V甲<V乙,若两种液体的质量相等,由ρ可知液体密度ρ甲>ρ乙,
A、B下方对容器底的压强:
pA下>pB下,
因为两种液体的质量相等,液体对容器底的压强,
所以液体对容器底的压强:
p甲底=p乙底,
因为液体对容器底的压强p甲底=pA+pA下,p乙底=pB+pB下,
所以A、B两点的压强关系:pA<pB;
(2)由图知A、B深度hA<hB,若A、B两点的压强相等,由p=ρgh可知液体密度ρ甲>ρ乙,
A、B下方对容器底的压强:
pA下>pB下,
因为液体对容器底的压强p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,
所以液体对容器底的压强:
p甲>p乙。
13.(2022·温州)血管变细是“高血压”病的诱因之一。为研究这一问题,我们可做一些简化和假设:设血液通过一定长度血管时受到的阻力 f与血液流速v成正比,即f= kv(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d1时所需的压强差为△p,若血管内径减小为d2时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,此时血液的流速是原来的   倍;血管两端的压强差必须变为原来的   倍。
【答案】;
【知识点】压强的大小及其计算;液体的压强
【解析】【分析】 根据血液是匀速流动,说明受力平衡,然后根据两种情况下,血管在相同时间内流过的血液量不变,列出等式;最后根据血管横截面积前后变化的定量关系,结合前面列出的等式,联立成方程组,就可求出答案。
【解答】血管内径为d1时,要维持血液匀速流动,则阻力为f=Δp·S=Δp·πd12①
由题意知f=kv②
由①②联立得v=③
同理可得,当血管血管内径减为d2时,血液的速度为v'=Δp'④
相同的时间内,血管中流过的血液的体积相等,则⑤
得到⑥
③④⑤联立得Δp'=
14.(2022·衢州)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
【答案】(1)变大
(2)大于或>;外或左
【知识点】摩擦力的存在;物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)气球总是向气压减小的一侧膨胀。
(2)根据浮沉条件解答。摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】(1)如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力
的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
(14题图) (15题图)
15.(2024·浙江)某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯,其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流,带动风叶转动而发电。
(1)风力发电机的发电原理是____(填字母)。
A.电磁感应
B.电流周围存在磁场
C.通电线圈在磁场中转动
(2)灯罩上方空气流速大,压强   。
(3)若路灯额定功率为100瓦,风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作   小时。
【答案】(1)A
(2)小
(3)10
【知识点】流体压强与流速的关系;电磁感应;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】 (1)发电机的工作原理是电磁感应;
(2)流体的压强跟流速有关:流体的流速越大、压强越小;流体的流速越小、压强越大;
(3)根据计算工作时间。
【解答】 (1)电磁感应是指闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,电路中会产生感应电流,风力发电机原理是电磁感应现象,故选A;
(2) 灯罩上方空气流速大,压强越小;
(3) 风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作 。
16.(2022·宁波)甲、乙两种液体分别倒入完全相同的两个量筒中,甲液体的深度为h,乙液体的深度为2h,甲、乙两种液体的质量之比为2:3,则甲、乙的密度之比为   ;甲、乙对量筒底部产生的压强之比   。
【答案】4:3;2:3
【知识点】密度公式的应用;压强大小比较;液体的压强
【解析】【分析】液体压强的计算公式为。
【解答】两个量筒完全相同,则横截面积相同,乙的深度是甲的2倍,说明乙的体积是甲的2倍,甲乙质量比为2:3,则密度之比为。
甲乙对量筒底部产生的压强之比为。
17.(2023·湖州)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是   (选填“易形变”或“不易形变")的。
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计,上反映的是橡皮膜   (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是   。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体   的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
【答案】(1)易形变
(2)上方;转换法
(3)密度
【知识点】影响液体压强大小的因素;探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】影响液体压强大小的因素:液体的密度以及深度
转换法主要是指在保证效果相同的前提下,将不可见、不易见的现象转换成可见、易见的现象
【解答】(1) U形管压强计的原理:当金属盒上的橡皮膜与液体接触时,在水压的作用下,橡皮膜发生形变,向内凹,使得金属盒与U型管内液体之间的气体压强变大,将U型管左侧液面往下压,从而形成液面的高度差;水的压强越大,橡皮膜的形变程度越大,U型管液面的高度差越大,故橡皮膜应选用易形变的。
(2)将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,压强计上反应的是橡皮膜上方水产生的压强;压强大小用U形管左右液面高度差来反映,是将压强的大小转换成了U型管液面的高度差,故采用的是转换法
(3)图3和图4中的液体种类不同,改变了液体的密度,因此探究的是液体压强与液体密度的关系
故答案为:(1)易形变 (2)上方 转换法 (3)密度
18.(2023·金华)研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
[实验器材]压强计、橡皮胰两端开口的玻璃管.玻璃杯、圆柱形容器等。
[实验过程]小金用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是    ;
(2)解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录;
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录;
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差;
④换用密度不同的液体,重复上述实验。
该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是   ;
[实验结论]液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
(3)[迁移应用]小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为    (选填”向下凸起”“向上凸起”或”相平”);
(4)[拓展提升]图3是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种不同的液体,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液体压强大小关系是P甲   P乙(选填”>““=“或”<“)。
【答案】(1)装置漏气
(2)转换法
(3)向上凸起
(4)>
【知识点】探究液体压强的特点实验;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)如果压强计的密封性不好,那么橡皮膜上受到压强后,里面的气体会向外溢出,导致U形管内气压几乎不变,因此两侧液面的高度几乎不变。
(2)物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
(3)根据液体压强公式p=ρ液gh比较橡皮膜受到水和酒精的压强大小,而橡皮膜总是向压强小的一侧凸起。
(4)首先根据液体压强公式p=ρ液gh比较两种液体密度大小,再根据这个公式比较液体对容器底部压强的大小。
【解答】(1)小金用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化,这说明橡皮管内气压几乎不变,那么可能原因为:这个装置漏气。
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是转换法;
(3)酒精的密度小于水的密度, 当玻璃管内外液面相平时, 根据液体压强公式p=ρ液gh可知,则酒精对橡皮膜向下的压强小于外面水对它向上的压强,则橡皮膜向上凸起。
(4)根据图片可知,深度hMρ乙。
甲对容器底部的压强:p甲=ρ甲gh甲=ρ甲g(hM+h)=ρ甲ghM+ρ甲gh=pM+ρ甲gh;
乙对容器底部的压强:p乙=ρ乙gh乙=ρ乙g(hN+h)=ρ乙 ghN+ρ乙gh=pN+ρ乙gh;
比较可知,p甲>p乙。
19.(2023·绍兴)温度计的发明及温标(温度的标准)的确定经历了漫长的过程。
(1)当外界温度升高时,伽利略发明的温度计玻璃管中液面将会    (选填”升高”、”不变”或”下降”)。
(2)温度计的发展史上,测温物质在不断改进,考虑的影响因素有    (写出其中一条)。
(3)对于温标的确定过程认识正确的有 。
A.测量是一个把待测量与公认的标准进行比较的过程,所以温标必须具有稳定性
B.西门特学院的学者选择的温标具有一定缺陷,所以是没有任何价值的
C.施特默尔将这两点的数值对调,可能是因为更符合人们的习惯
D.温标的确定是一个不断发展和完善的过程
【答案】(1)下降
(2)大气压(测温物质的凝固点、沸点)
(3)A;C;D
【知识点】温度及温度的测量
【解析】【分析】(1)根据热胀冷缩分析外界温度升高时管内空气体积的变化,据此确定玻璃管中液面的高度变化。
(2)根据对温度计工作原理的理解分析解答;
(3)根据对科学研究的认识判断。
【解答】(1)当外界温度升高时,玻璃泡内的空气受热体积膨胀,于是玻璃管内液面将会下降。
(2)测温介质的沸点和凝固点会影响温度计的测量范围,而大气压强会影响液体的沸点,因此测温物质在不断改进时,需要考虑的因素为:大气压(测温物质的凝固点、沸点)。
(3)A.测量是一个把待测量与公认的标准进行比较的过程,所以温标必须具有稳定性,故A正确;
B.西门特学院的学者选择的温标具有一定缺陷,但是可以为以后的改进提高借鉴意义,故B错误;
C.施特默尔将这两点的数值对调,则温度升高时刻度增大,此时更符合人们的习惯,故C正确;
D.温标的确定是一个不断发展和完善的过程,故D正确。
故选ACD。
20.(2022·金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒,该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶,若受到的阻力为重力的0.1倍,此时小车的功率为多少瓦?
【答案】(1)解:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
P= =5000Pa
(2)解:1分20秒=80秒
v==0.5m/s
(3)解:f=0.1G=0.1×1N=0.1N
物体匀速直线运动时,F=f=0.1N
P=Fv=0.1N×0.8m/s=0.08w
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)首先根据F=G=mg计算出小车对地面的压力,再根据公式计算出小车对地面的压强;
(2)根据公式计算出小车的速度;
(3)首先根据f=0.1G计算出小车受到的阻力,再根据二力平衡的知识计算出小车受到的牵引力,最后根据P=Fv计算小车的功率。
21.(2023·衢州) 2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出   性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱   ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力   重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
【答案】(1)向地
(2)受热均匀
(3)大于
(4)
【知识点】力与运动的关系;压强的大小及其计算;土壤的性状与植物的生长
【解析】【分析】(1)植物由于地心引力单方向的作用所引起的向性运动叫向地性;
(2)当返回舱转动时,整个舱体都会与摩擦面接触然后离开,从而使其受热均匀,据此分析解答;
(3)当合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力方向与运动方向相反时,物体做减速运动。
(4)首先根据F=G=mg计算返回舱对地面的压力,再根据计算返回舱对地面的压强。
【解答】(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出向地性。
(2)通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱受热均匀,从而避免舱体受损。
(3)当返回舱减速时,它受到的合力方向与运动方向相反,即G-f<0,则G22.(2023·宁波)学习了项目化课程后,小宁自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示,取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN,N端用合金块封口,再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值,仪器就完成制作。如图乙所示,当仪器竖直漂浮在待测液体中时,液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30cm,质量m1为3g,塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2;合金块高l2为2cm,质量m2为18g。请计算:
(1)该仪器的重力。
(2)该仪器竖直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度。
(3)该仪器竖直漂浮在水中,水对该仪器底部的压强大小。
(4)为了找出该仪器的重心,小宁用细线将它悬挂起来,使其水平平衡,如图丙所示,重心O点离N端的距离d为   cm
(5)物体浮力作用点位于物体浸入液体部分的几何中心。该仪器的浮力作用点位于重心及以下时,将会在液体中倾倒,难以测量。从理论上分析,该仪器竖直漂浮在某种液体中时,如果浮力作用点恰好与该仪器重心重合,则该液体的密度为g/cm3(计算结果精确到0.1g/cm3)
【答案】(1)解:m总=m1+m2=3g+18g=21g=0.021kg
G总=m总g=0.021kg×10N/kg=0.21N。
答:该仪器的重力为0.21N
(2)解:该仪器正常工作时处于漂浮状态
F=G=0.21N
由F浮=ρ液gV排得
答:该仪器漂浮在水中的浮力为0.21N,浸入水中的深度为0.175m。
(3)解:
答:该仪器漂浮在水中时水对该仪器底部的压强为1750Pa。
(4)3
(5)根据上面的分析可知,整个装置的中心在3cm处,
而物体浮力作用点位于物体浸入液体部分的几何中心,
即该仪器浸入水中的深度为:h浸入=3cm×2=6cm;
根据漂浮条件得到:F浮力=G总;
ρ液gV排=G总;
ρ液×10N/kg×(1.2×10-4m2×0.06m)=0.21N;
解得:ρ液=2.9×103kg/m3=2.9g/cm3。
【知识点】重力的大小;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)该仪器的重力等于塑料管的重力与合金块的重力之和,首先根据 m总=m1+m2 计算二者的总质量,再根据 G总=m总g 计算二者的总重力。
(2)根据漂浮条件F浮=G计算该仪器受到的浮力,再根据阿基米德原理的变形式 计算它排开水的体积,最后根据 计算该仪器浸入水中的深度。
(3)首先根据浮力产生的原因F浮=F向上-F向下计算下表面受到的压力,再根据 计算该仪器底部受到的压强。
(4)将塑料管的重力看作动力,作用在一半长度处;将金属块的重力看作阻力,阻力臂为金属块的重心到O点的距离,最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算。
(5)根据该仪器的重心位置确定浸入水中的深度,再根据浮沉条件,结合阿基米德原理F浮=ρ液gV排列式计算即可。
【解答】(4)根据丙图可知,将塑料管的重力看作动力,作用在总长度的处,
则动力臂L1=;
将金属块的重力看作阻力,作用在金属块的中心处,则阻力臂L2=d-;
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到:3g×g×(0.15m-d)=18g×g×(d-001m);
解得:d=0.03m=3cm。
23.(2023·丽水)按压泵常用于瓶装的洗手液、洗发水等,既方便收用,又节约用量。图甲是一瓶已启用的洗手液,按压泵中已充满洗手液。图乙是按压泵的结构示意图,其中手柄与活塞连成一个整体,小球A(阀门A处)、小球B(阀门B处)密度比洗手液略大,小球的上下活动引起阀门的开合。取液时,按压手柄,少量洗手液从出液口溢出;松手后,手柄弹回原位,洗手液又充满储液室。请用所学知识解释上述工作过程。
【答案】取液前,小球A、B密度比洗手液略大,浮力小于重力,小球沉在阀门口,阀门A、B关闭。取液时按压手柄,力能使物体发生形变,弹簧受到向下压力而压缩,活塞往下运动,储液室内液体压强增大。小球B不动,阀门B关闭;小球A受到向上的液体压力增大,F向上>F向下,小球A向上运动,阀门A打开,储液室部分液体被挤出,洗手液从出液口溢出。松开手柄,压力消失,弹簧恢复原状,手柄弹回原位;活塞受到一个向上的力,力改变物休的运动状态,推动活塞向上运动,储液室内形成了一个低压区,小球A因为F向下>F向上,小球A下沉,阀门A关闭:在瓶内气压作用下,小球B因为F向上>F向下,小球B上升,阀门B打开,洗手波压进储液室。
【知识点】力的作用效果;力与运动的关系;压强的变化;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】本题属于综合分析类的说理题,考查的知识点为运动与力的关系,物体的浮沉条件等知识点。
【解答】可从以下方面进行回答:
1.按压时,判断AB两个小球的运动情况,可根据物体的浮沉关系来判断A球的运动情况;
2.按压后,判断AB球的运动方向(可通过受力情况判断),来分析阀门A是否堵住了出液口,并分析此时储液室中的气压变化,来判断B球的运动情况,利用B的运动情况来判断阀门B是否打开。
故答案为:1. 取液前,小球A、B密度比洗手液略大,浮力小于重力,小球沉在阀门口,阀门A、B关闭。
2.取液时按压手柄,力能使物体发生形变,弹簧受到向下压力而压缩,活塞往下运动,储液室内液体压强增大。小球B不动,阀门B关闭;小球A受到向上的液体压力增大,F向上>F向下,小球A向上运动,阀门A打开,储液室部分液体被挤出,洗手液从出液口溢出。
3.松开手柄,压力消失,弹簧恢复原状,手柄弹回原位;活塞受到一个向上的力,力改变物体的运动状态,推动活塞向上运动,储液室内形成了一个低压区,小球A因为F向下>F向上,小球A下沉,阀门A关闭:在瓶内气压作用下,小球B因为F向上>F向下,小球B上升,阀门B打开,洗手液压进储液室。
24.(2022·舟山)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到   的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的   功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。请你解释悬浮球能被吸起的原因   。
【答案】(1)新冠病毒
(2)气体交换;用嘴吸气,悬浮球上方空气被吸走,气压低,下方气压大,故悬浮球会被吸起
【知识点】传染病及其传播;传染病的预防措施;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)病毒的结构非常简单,没有细胞结构,仅由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,不能独立生存,只有寄生在活细胞里才能进行生命活动。
(2)肺是人体的呼吸器官,位于胸腔,左右各一,覆盖于心之上。
【解答】(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到新冠病毒的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的气体交换功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。
如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。
悬浮球能被吸起的原因:用嘴吸气,悬浮球上方空气被吸走,气压低,下方气压大,故悬浮球会被吸起。
25.(2021·台州)1823年德贝菜纳发现氢气在空气中遇到铂会起火,并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机,如图甲所示。德贝菜纳打火机的结构如图所示。使用时,将顶盖上的开关打开,从内管中冲出的氢气贝点燃。开关关闭,喷嘴被堵住、火焰熄灭,随后氢气停止产生,请你用所学过的科学知识介绍德贝菜纳打火机的使用原理。
【答案】①内管气压大于外界大气压,开关打开时,氢气出,氢气在空气中遇到粉发生燃烧
②锌和稀硫酸反应不断产生氢气。
③没有氢气喷出,火焰灭
④开关关后,与稀硫酸仍续反应产生氢气,使内管的气压变大
⑤内管液面下降,使锌与硫酸分离,停止产生氢气
【知识点】大气压强的存在;金属的化学性质;酸的化学性质
【解析】【分析】①内管气压大于外界大气压,开关打开时,氢气出,氢气在空气中遇到粉发生燃烧;
②锌和稀硫酸反应不断产生氢气;
③没有氢气喷出,火焰灭;
④开关关后,与稀硫酸仍续反应产生氢气,使内管的气压变大;
⑤内管液面下降,使锌与硫酸分离,停止产生氢气,据此分析解答。
【解答】打火机的开关打开时,锌和稀硫酸反应不断产生氢气,由于内管气压大于外界大气压,所以氢气从管中冲出,在空气中遇到铂发生燃烧,开关关掉后,锌与稀硫酸仍续反应产生氢气,使内管的气压变大,内管液面下降,使锌与硫酸分离,停止产生氢气。由于没有氢气喷出,所以打火机的火焰熄灭。
26.(2022·杭州)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。
(2)合金板的密度。
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为   (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
【答案】(1)解:p盒= =1000Pa
(2)解:V合金=V外-V空心=720cm3-400cm3=320cm3
ρ合金= =4.5×103kg/m3
(3)沉底 盒子受到的最大浮力F浮=ρ水gV浮=1.0×103kg/m3×10N/kg×720×10-6m3=7.2N G盒=m盒g=1.44kg×10N/kg=14.4N F浮【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)盒子对桌面的压力等于自身的重力,根据压强公式 计算即可;
(2)根据图可知,盒子内空心部分为长方体,长和宽为:12cm-2cm=10cm,高为:5cm-1cm=4cm,根据V空=abc计算出空心体积,再用同样方法计算出盒子外部的总体积,然后二者相减得到合金的体积,最后根据公式 计算出合金的密度。
(3)当盒子上沿与水面平齐后,它排开水的体积等于自身的总体积,根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV浮 计算出它受到的浮力,再与盒子的重力比较,从而确定它的运动状态。
【解答】(2)根据图可知,盒子内空心部分为长方体,长和宽为:12cm-2cm=10cm,高为:5cm-1cm=4cm,
根据V空=abc=10cm×10cm×4cm=400cm3;
盒子的总体积:V=a'b'c'=12cm×12cm×5cm=720cm3;
则V合金=V外-V空心=720cm3-400cm3=320cm3;
则合金的密度: 。
1.(2024·温州模拟) 两个完全相同的细玻璃管以不同的方式放置,玻璃管内注入质量相同的不同液体,甲管中液面的位置如图所示。关于这两种液体密度ρ、液体对玻璃管底的压强ρ的大小关系,下列说法中正确的是 (  )
A.如图乙管液面比甲高,则ρ中一定大于ρz,p甲一定大于 pz
B.如果乙管液面比甲高,则ρ甲可能大于ρz,p甲可能等于 pz
C.如果乙管液面比甲低,则ρ甲一定大于ρz,p甲一定大于 pz
D.如果乙管液面比甲低,则ρ甲可能大于ρz,p甲可能等于 pz
【答案】A
【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】 (1)甲、乙玻璃管内液体质量相同,其重力相等,结合图示分析液体对玻璃管底部的压力大小,然后利用分析压强大小;
(2)根据甲乙液面的高度比较体积,利用比较液体密度关系。
【解答】 (1)由图可知,甲管竖直放置,液体对玻璃管底部的压力等于其重力;乙管倾斜,一部分液体压在玻璃管的侧壁上,液体对玻璃管底部的压力小于其重力,
因甲、乙玻璃管内液体质量相同,重力相同,
所以甲玻璃管底受到的压力大,乙玻璃管底受到的压力小,
又因两玻璃管粗细相同,则底面积相同,
所以根据可知,甲玻璃管底受到的压强较大,乙玻璃管底受到的压强较小,即p甲>p乙,故BD错误。
如果乙管液面比甲低,则甲、乙两液体的体积无法比较(甲管内液体的体积可能较大或较小,还可能与乙管内液体的体积相等),所以无法比较甲、乙两液体的密度,故C错误;
如果乙管液面比甲高,则乙液体的体积大于甲液体的体积,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确。
故选A。
(1题图) (2题图)
2.(2024·杭州模拟)如图所示,自制密度计由轻质密闭细管和配重M组成,吸管和配重的粗细相同。P、Q为自制密度计上的两根刻度线,其中一根与其静止于酒精中时的液面重合,另一根与其静止于水中时的液面重合;现自制密度计静止于X 液体中,其液面位置到 P、Q刻度线的距离相等。则下列分析正确的是 (  )
A.X液体的密度大于水和酒精密度的平均值
B.X液体的密度等于水和酒精密度的平均值
C.X液体的密度小于水和酒精密度的平均值
D.X液体的密度大于、等于水和酒精密度的平均值
【答案】C
【知识点】密度公式的应用;与密度相关的物理现象
【解析】【分析】密度计的使用原理:密度计在使用时始终处于漂浮状态,浮力大小等于重力大小,浮力不变;根据阿基米德原理推导出液体密度与密度计浸入液体深度的关系分析解答。
【解答】因为密度计在使用时始终处于漂浮状态,浮力大小等于重力大小,密度计的重力不变,浮力不变,由阿基米德原理可知,液体密度与密度计浸入液体深度的关系为:,则液体的密度越大密度计浸入液体深度小,又水的密度大于酒精的密度,所以P与自制密度计静止于水中时的液面重合,Q与自制密度计静止于酒精中时的液面重合;
由可知,所测液体的密度与密度计浸入液体的深度成反比,液体密度越大,浸入深度越小,所以密度计下端刻度大,并且刻度是不均匀的,上疏下密。当X液体液面位置在PQ中点时,此X液体的密度在水和酒精密度的中点,故此液体密度小于水和酒精密度的平均值,故C正确。
故答案为:C。
3.(2024·舟山模拟) 在体积为VL的干燥烧瓶中,用向上排空气法充入 HCl气体后,测得瓶中气体对 O2的相对密度为1.062。此气体进行喷泉实验,喷泉停止后,进入烧瓶中的液体体积是(  )(已知空气的平均式量为29)
A.0.33VL B.0.5VL C.0.67VL D.VL
【答案】C
【知识点】密度及其特性;密度公式的应用
【解析】【分析】根据瓶中气体对O2的相对密度的数值计算出混合气体的平均相对分子质量,再根据相对分子质量的计算计算出混合气体中氯化氢的体积,进入水的体积即为氯化氢的体积解答。
【解答】解:由;在相同条件下气体的相对分子质量之比等于密度之比,
瓶中气体对O2的相对密度为1.062,则混合气体的平均相对分子质量为1.062×32=33.984;
设混合气体中含有xmol空气,ymol氯化氢,
则有29x+36.5y=33.984×(x+y),x:y≈1:2;
根据阿伏加德罗定律可知,在相同条件下气体的物质的量之比等于气体的体积之比,混合气体中氯化氢的体积为

氯化氢极易溶于水而氧气不易溶于水,因此气体进行喷泉实验,喷泉停止后,进入烧瓶中的液体体积等于氯化氢气体的体积。
故答案为:C。
4.(2024·瑞安模拟)下列说法最接近实际的是 (ˊ )
A.一枚一元人民币硬币的直径为2mm B.一本《科学》课本的质量约为300g
C.人体感觉适宜的温度为37℃ D.人步行速度约为12m/s
【答案】B
【知识点】长度的测量;温度及温度的测量;质量及其特性;速度与物体运动
【解析】【分析】 首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】 A.一枚一元人民币硬币的直径为2cm,故A错误;
B.一本《科学》课本的质量约为300g,故B正确;
C.人体感觉适宜的温度为25℃,故C错误;
D.人步行速度约为1.1m/s,故D错误。
故选B。
5.(2024·嵊州模拟)某同学根据表中提供几种物质的密度(常温常压下),得出以下四个结论,正确的是()
物质 密度(g/cm3) 物质 密度(g/cm3)
蜂蜜 1.4 冰 0.9
酒精 0.8 铝 2.7
水银 13.6 铜 8.9
A.液体的密度一定小于固体的密度
B.蜂蜜和酒精混合后的液体密度为2.2g/cm3
C.把50g酒精倒掉一半,剩余酒精密度仍为0.8g/cm3
D.铝的密度小于铜的密度,所以铝的质量比铜小
【答案】C
【知识点】密度及其特性;密度公式的应用
【解析】【分析】物质的密度是物种的一种属性,随着物质的种类改变而改变。
【解答】A、根据题表,液体水银的密度大于固体铝铜等,错误;
B、混合密度根据混合后的总质量除以总体积计算,不同的比例混合,混合密度也不同,不是简单的密度相加,错误;
C、密度为物质的一种属性,不会随着体积和质量的改变而改变,正确;
D、物质质量的多少,由物质的密度和体积的乘积来确定,光凭密度大小,不能确定质量多少,错误;
故答C
6.(2023·宁波模拟)如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,可有效(  )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力
C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法
【解析】【分析】根据减小或增大压强的方法判断。
【解答】如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,是通过增大受力面积的方式减小对雪地的压强,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.(2024·平湖模拟)如图,小宁将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示:将一个物块放入水中,漂浮时台秤示数为360g(如图乙):用力将物块下压至全部浸没在水中时,台秤示数为400g(如图丙):将物块继续下压(从图丙到图丁),物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出。下列说法正确的是(  )
A.木块的质量为100g
B.木块的密度为0.6g/cm3
C.从图丙到图丁,杯底所受的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体受到水的浮力也增加了0.8N
【答案】B
【知识点】液体的压强;阿基米德原理;浮力大小的计算
【解析】【分析】根据阿基米德原理以及液体压强的决定因素进行分析。
【解答】A.将 盛水的烧杯放在电子台秤上,示数为300 g,则烧杯和水的质量为300 g,将物块投
人水中,漂浮时台秤示数为360g,所以物块的质量m=360g-300g=60g,故A错误。
B.用力将物块全部压入水中,此时台秤示数为400 g,则排开水的质量m=400 g- 300 g= 100 g,则物块的体积V物=V排= 100cm3 ,则物块的密度=0.6 g/cm3',故B正确。
CD.从图丙到图丁,物块始终浸没在水中,水面不再升高,由p=pgh可知,杯底水的压强不变,浮力不变,故CD错误;
故答案为:B
8.(宁波自主招生) 把同种材料制成的甲、乙、丙三个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙、丙对桌面的压强分别为p1、p2和p3。把甲、乙、丙按如图所示叠放在水平桌面上,则丙对桌面的压强为 (  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)放置于水平面的物体对水平面的压力等于物体的重力,即F=G;
(2)密度均匀的柱体对水平面的压强,由此我们可以求得三个正方体的棱长;
(3)在计算丙对地面的压强时,丙与地面的接触面积为受力面积。
【解答】 设甲、乙、丙的密度为ρ。根据公式p=ρgh可得:甲的棱长,乙的棱长,丙的棱长。
由可得,G甲=p1S甲=p1l甲2=,G乙=p2S乙=p2l乙2=,G丙=p3S丙=p3l丙2=。
当三者叠放时,丙对地面的压力为:++;
丙的底面积为:;
则丙对地面的压强,故C正确,A、B、D错误。
故选C。
(8题图) (9题图)
9.(2024·鄞州模拟)如图所示,上大下小的圆台形容器内盛有水,当温度升高后,容器内的水面因热彭胀而升高,在不考虑容器热彭胀和水蒸发的情况下,容器底部承受的压强与温度升高前相比将 (  )
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】容器的侧壁会承担液体的部分重力,根据温度升高后水的体积变化分析容器底部受到压力和压强的变化即可。
【解答】根据图片可知,容器上大下小,则容器的侧壁会承担液体的部分重力。温度升高后,水的体积膨胀,则液面升高,那么容器侧壁承担水的重力更多,自然容器底部承担水的重力变小,即容器底部受到的压力减小。根据可知,容器底部承受的压强变小。
故选A。
10.(2024·鄞州模拟) 如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个质量和厚度均不计,面积分别为 和 的活塞,它们之间用一根细杆连接,可在气缸内无摩擦滑动且不运动至交界处,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为2千克的重物M连接,活塞的初始状态为静止。已知大气压强为1×105Pa,g 取10N/ kg。下列说法不正确的是 (  )
A.活塞初始静止时,活塞A 受到细杆的作用力水平向右
B.活塞初始静止时,气缸内压强为
C.若升高气缸内气体温度,活塞 B 向左移动
D.若降低气缸内气体温度10℃,活塞运动一段距离L 就停止,停止时气缸内压强比初始状态时气缸内压强要小
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)两活塞用细杆连接,可将两个看成一个整体,对整体受力分析可求得;
(2)由于两活塞整体受力没有变化,压强不变,所以气体做等压变化。
【解答】A、活塞初始静止时,设细杆对A的作用力向左,以活塞A为研究对象,受到大气向右的压力、缸内气体向左的压力和细杆向左的作用力,
由平衡条件可知,p1S1-p0S1+F=0,因为p1>p0,则F为负值,所以细杆的作用力的方向与大气压力的方向相同,即方向向右,故A正确;
B、设静止时气缸内气体压强为p1,活塞受力平衡:
p1S1+p0S2=p0S1+p1S2+mg,
代入数据解得压强:p1=1.2×105Pa,故B正确;
C、由等压变化可知,
,当温度增加时,气体体积增加,外部压强不变,所以活塞B向左移动,故C正确;
D、对于等压变化
,当T2=(T1-10)K时,活塞会向右运动,停止时气缸内压强和初始状态时气缸内压强相同,故D错误。
故答案为: D。
11.(2024·绍兴模拟)如图,一个圆台形的筒子,下方有一重力忽略不计的薄片贴住,浸入水中后,薄片不会下落,如果筒中注入100g酒精,恰能使它脱落,则下列情况哪种能使薄片下落 (  )
A.在薄片中央轻放100g砝码 B.慢慢注入100g水
C.慢慢注入100g水银 D.上述三种做法都不行
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】薄片之所以不会下落是因为受到水对它向上的压力,由图可看出,容器上窄下宽,100g酒精对薄片产生的压力F=pS=ρ酒精gh酒精S大于100g酒精的重力。只要放入的物体所产生的压力大于筒内100g酒精对薄片产生的压力,薄片就会下落。
【解答】 A.在薄片中央轻放100g砝码的重力等于100g水的重力,薄片不下落,故A错误;
B.对于圆柱体的容器,加入相同质量的水或水银时,由于m水=m酒精,ρ酒精=0.8ρ水,那么V水=0.8V酒精,h水=0.8h酒精;
结合图中给出的容器形状:上细下粗,那么h水<0.8h酒精,则:
F水=p水S=ρ水gh水S<1.25ρ酒精g 0.8h酒精S,即:质量相同的水和酒精对薄片的压力:F酒精>F水;
因此100g的水不可以使薄片下落。故B错误;
C.水银密度大于水,质量相同时体积小,所以100g水银产生的压力F=pS=ρ水银gh水银S,小于100g酒精对薄片产生的压力,薄片不会下落(解法同B),故C错误;
D.综上所述,三种情况都不能使薄片下落,故D正确。
故选D。
(11题图) (12题图)
12.(2024·浙江模拟)如图所示,有一个盛水玻璃容器,水中浮着一个倒立的玻璃杯,杯中封有部分空气,处于图示静止状态,当小管中水位发生变化时,关于玻璃杯状态的叙述正确的是 (  )
A.往小管中加水,玻璃杯将向上运动
B.往小管中加水,玻璃杯仍然保持静止状态
C.打开阀门,小管中水位下降,玻璃杯将向上运动
D.不管小管中水位升还是降,玻璃杯永远保持静止
【答案】C
【知识点】液体的压强;探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】(1)当向小管内加水时,容器中水的压强会变大,水的压强大了,杯子中气体的体积会减小,那么杯子受到的浮力就小了,会下沉;
(2)当打开阀门时,小管中水位下降,对应的容器压强减小,小杯子内的气体因压强减小导致体积变大,V排变大,浮力变大,会上浮。
【解答】 小管与容器相通,容器内的水压与小管水位成正比;
当小管水位上升,容器内水压增加,玻璃杯中的空气被压缩,玻璃杯受到的浮力随之减小,玻璃杯向下运动。
同理,当小管水位下降,容器内水压减小,玻璃杯中的空气体积增大,玻璃杯受到的浮力随之增大,玻璃杯向上运动。
故答案为:C。
13.(2024·杭州模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部受到的液体压力分别是F甲、F乙、两容器对桌面的压强分别用p甲、p乙表示,则(  )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲>F乙,p甲>p乙
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】①根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到液体压强的大小,再根据F=pS比较容器底部受到压力的大小;
②容器对桌面的压力等于容器重力和液体重力之和。
【解答】①同种液体密度相同,深度相同,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,容器底部受到液体压强相等。容器的底面积相等,根据F=ps可知,容器底部受到液体压力相等,即F甲=F乙;
②甲容器上下粗细一致,则液体的重力等于液体压力;乙容器下口大,则液体的重力小于液体压力。因为液体对容器底部的压力相等,所以甲液体的重力大于乙液体的重力。
容器对桌面的压力等于容器重力和液体重力之和,因此容器对桌面的压力甲大于乙;
容器的底面积相等,根据可知,容器对桌面的压强p甲>p乙。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
14.(2022·温州模拟)温州市区和永嘉隔江相望,为了安全两边江岸需要建设防护堤。如图是瓯江一段江面的示意图,甲、乙、丙、丁是江岸同一深度的不同位置,其中受到流水压强最大的是(  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系判断。
【解答】根据图片可知,从甲到丁,江面逐渐变宽,则河水流速变小,根据流体压强和流速的关系可知,甲处压强最小而丁处压强最大。
故选D。
15.(2024·杭州模拟)如图,某创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,Y为上端开口的容器,储存液体, 为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。M、N分别是 内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是 (  )
A.开关关闭时, 内的液面高于 内的液面
B.开关打开时,X1内的液面低于 内的液面
C.开关关闭时,液体在 M点的压强大于液体在 N点的压强
D.开关打开时,液体在 M点的压强大于液体在 N点的压强
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】(1)上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中装有同一种液体,液体不流动时,各个容器中液面总是相平的;
(2)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大;
(3)分别根据连通器原理、流体压强和流速的关系判断开关关闭、打开时M点和N点到液面的距离大小,然后利用p=ρ液gh判断液体在M点的压强和液体在N点的压强大小。
【解答】AC、开关关闭时,液体处于静止状态,X1、X2与Y构成连通器,根据连通器特点可知,X1内的液面与X2内的液面相平,则由题意可知M点和N点在液体中所处的深度相同,根据p=ρ液gh可知,液体在M点的压强等于液体在N点的压强,故AC错误;
BD、开关打开时,由于X1下面的管子比X2下面的矿泉水瓶细,液体流经X1下面的管子时流速大,压强小,而流经X2下面的矿泉水瓶时流速小,压强大,所以X1内的液面低于X2内的液面,结合题意可知此时M点所处的深度较小,根据p=ρ液gh可知,液体在M点的压强小于液体在N点的压强,故B正确,D错误。
故答案为:B。
16.(2024·温州模拟) 学习了《测量物质的密度》后,某小组同学测量了一块石头的密度,设计实验步骤如下:
A.用天平测出的石头的质量m1;
B. 在量筒中倒入适量的水,记下水面对应的刻度值V1;
C. 把石头浸没在量筒内的水中,记下水面对应的刻度值
D. 计算出石头的密度。
(1)用天平测量石头质量时,把天平放在水平台面上,将游码移到标尺左端零刻度线后,发现指针如图甲所示,接下来应将右平衡螺母   (选填“旋进”或“旋出”),直到指针指在分盘的中央线处。
(2) 当横梁重新平衡时,砝码及游码的位置如图丙所示,图丁是石头放入量筒前后的液面情况,则所测石头的密度是   kg/m3。
(3)某同学实际操作时,先把石头放入量筒测出体积,后取出石头测质量,最终实验结果   (选填“偏大”“偏小”“不变”)。
【答案】(1)旋出
(2)
(3)偏大
【知识点】固体密度的测量
【解析】【分析】(1)平衡螺母向较轻的一侧调节;
(2)石头的质量等于砝码和游码的质量和,石块的体积V=V2-V1,最后根据计算石块的密度;
(3)石头会带出部分水,据此分析对石块质量的影响,再根据分析对石块密度的影响。
【解答】(1)根据甲图可知,天平的指针偏左,则右盘轻,那么平衡螺母应该向右调节,即向右旋出一些;
(2)根据丙图可知,石头的质量m=50g+10g+4g=64g;
根据丁图可知,石头的体积V=V2-V1=38cm3-30cm3=8cm3;
则石块的密度为:.
(3) 同学实际操作时,先把石头放入量筒测出体积,后取出石头测质量, 由于石头带出部分水,那么会导致体积不变,而质量变大。根据可知,最终测量结果偏大。
17.(2024·宁波模拟) 把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2。把甲放在乙的上面,如图所示,则乙对桌面的压强为   。
【答案】
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】设甲、乙两个实心正方体的棱长分别为a和b,根据把它们分别放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2,利用压强公式变形分别求出a和b,然后利用密度公式、重力公式和压强公式即可求出把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压强。
【解答】 设两正方体的密度为ρ,边长分别为a和b,

则正方体的棱长,,
把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压力:
F=G总=(m甲+m乙)g=(ρV甲+ρV乙)g=(ρa3+ρb3)g;
乙对桌面的压强:;
18.(2022·杭州模拟)在一个密闭的玻璃瓶内装一些红色的水(内留部分空气),用一个两端开口的细玻璃管穿过瓶塞子插入水中,便制成了一个简易的多功能科学实验演示器(如图甲),用该装置可以演示   (填序号);
①大气压与高度的关系 ②瓶内气体压强与温度的关系 ③力能使物体发生形变
【答案】(1)①②③
【知识点】力的作用效果;流体压强与流速的关系;大气压强与高度的关系
【解析】【分析】(1)对插有玻璃管的水瓶进行分析,利用已有的知识确定是否能够研究对应的实验内容。
【解答】(1)①当玻璃管内水柱高度不变时,瓶内气体压强=水柱压强+大气压强。当它的高度增大时,玻璃管内水柱高度增大,则水柱压强增大,那么大气压强减小,从而说明大气压强随高度的增大而减小;
②当瓶内气体温度升高时,玻璃管内水柱升高,则水柱压强增大。根据瓶内压强=水柱压强+大气压强可知,此时瓶内气体压强增大,那么得到气体温度升高,气压增大的规律;
③当用力挤压玻璃瓶时,玻璃管内水柱高度增大,说明瓶子发生了形变。
故选①②③。
19.(2024·宁波模拟)已知在体积不变的密闭容器中,气体的压强与气体的分子数成正比。将一小块焦炭和m g氧气同时放入一装有压力表的容器中,压力表所示为p0,当充分反应后,恢复到原来温度,压力为p1。
(1)如果. ,则焦炭质量ω应满足的关系式是   。
(2)如果 ,则ω应满足的关系式是   。
(3)如果p1是p0的n倍,则ω是   g,n的取值范围是   。
【答案】(1)
(2)
(3);
【知识点】大气压强的存在;气体压强跟体积的关系
【解析】【分析】 根据在相同温度和相同体积的条件下,气体压强与气体分子数目成正比关系,可判断反应前后气体的分子数目的改变;根据碳在氧气中充分燃烧与不充分燃烧的规律,此时碳应充分燃烧全部生成一氧化碳或二氧化碳,其中氧气足量或过量;根据碳在氧气中完全燃烧的化学方程式,由反应中碳与所消耗氧气的质量关系,判断密闭容器中wg碳和ng氧气的关系。
【解答】 根据题意,反应前后分子数目不变,由C+O2CO2与
2C+O22CO,可判断碳在氧气中充分燃烧生成二氧化碳,分子数目变大则只生成一氧化碳或一氧化碳二氧化碳共存.
假设wg碳和mg氧气恰好完全反应生成二氧化碳,则
C+ O2= CO2
12 32
wg mg
假设wg碳和mg氧气恰好完全反应生成一氧化碳,则
2C+ O2= 2CO
24 32
wg mg
(1)如果p0<p1,则生成的气体分子数变多,可以是只生成一氧化碳,也可是即生成二氧化碳由生成一氧化碳,则 ;
(2)如果p0=p1,此时只发生生成二氧化碳的反应,若容器中氧气有剩余,反应前后分子数目也不变,反应前后压强也相同,因此,
容器中碳的质量满足:;
(3)如果p1是p0的n倍,则,n的取值范围是:1≤n≤2.
20.(2024·富阳模拟)小科从超市买来一瓶橙汁,他想不用量筒,只用托盘天平,两个完全相同的烧杯和适量的水,来测量橙汁的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,他发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,如图甲所示,则他应   (写出操作方法),进行调平;
(2)小科的其他操作如下:
①用已调好的天平测空烧杯的质量,如当汞平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图乙所示;
②向一个烧杯倒入适量橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量为132g;
③向另一个烧杯中倒入与橙汁等体积的纯净水(如图丙),用天平测出水和烧杯的总质量为122g。则橙汁的密度ρ橙汁=   kg/m3。
(3)小科根据所测数据,在图丁上描出一个对应的点A。接着他又换用另一饮料重复上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表两种饮料的密度,则ρA   (选填“>”、“<”或“=”)ρB。
【答案】(1)将平衡螺母向左调节
(2)1.2×103
(3)>
【知识点】液体密度的测量
【解析】【分析】(1)天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,平衡螺母向上翘的一端调节,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)根据水和烧杯的总质量、烧杯的质量求出水的质量,根据密度公式求出水的体积;水的体积等于橙汁的体积,然后求出橙汁的密度。
(3)将两个点分别与原点相连得到图像,再根据比较液体密度的大小。
【解答】(1) (1)将托盘天平放在水平桌面上,将游码移到零刻度处时,分度盘的指针偏向右边,说明天平的右端下中小学教育资源及组卷应用平台
第2讲 密度与压强
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 长度、体积、温度的测量 ☆ ①测量常出现在选择或填空,实验中,要掌握操作与对物体的估值,难度不大。 ②密度计算常出现在浮力、杠杆等综合题型中,难度较大,要掌握多个知识点的混合应用 ③压强考察内容较多,固体,液体计算与探究,大气压的测量,流速与压强关系等,同时要注意压力与重力的关系。
考点2 质量、密度及其测量 ☆☆☆
考点3 压强 ☆☆☆
■考点一 长度、体积、温度的测量
一、 长度的测量
1、长度的单位
要测量物体的长度,首先要规定长度的标准——长度单位。
基本单位:米,符号是:m。
(2)常用单位: 、 、毫米(mm)、微米(μm)和纳米(nm)。
(3)单位换算:
①1km=1×103m= mm=1×109μm=1×1012nm
②1m= dm=100cm= mm
③换算过程:数不变,单位换。如6m=6×100cm=600cm
2、测量长度的工具
我们常使用刻度尺来测量物体的长度,如卷尺、三角尺、直尺都是生活中常见的刻度尺。
3、刻度尺的使用方法
(1)认识刻度尺(会认):使用任何一种测量工具时,首先要了解它的量程和分度值。
①量程:测量范围。
②分度值(最小刻度值):相邻刻度线之间的长度,决定了测量精确度。
(2)选择刻度尺(会选)
测量时应先根据 确定需要达到的程度,选择量程和最小刻度合适的刻度尺。
(3)摆放刻度尺(会放)
①刻度尺的某一刻度线与被测物的一端对齐。
②有刻度的一边要紧贴被测物体。
特别提醒:零刻度线磨损的刻度尺应该选择 刻度线对齐;厚刻度尺应与被测物体 放置。
(4)刻度尺读数(会读)
①读数时,视线正对刻度线,与刻度尺尺面垂直。
②读数时,要数清大格和小格的数目,读出准确值,并估读到分度值的下一位。
(5)记录数据(会记):结果= +单位
4、误差和错误的区别
含义 特点
误差 在正确操作的前提下,测量值与真实值之间的差异 不可避免,只能减小
错误 由于不遵守使用规则,或读取、记录结果时粗心造成的 可以避免
(1)减小误差的方法:①多次测量取平均值②使用更精密的测量工具
(2)有的长度测量会多次测量取平均值。首先要 ,再取剩余测量值的平均值。平均值保留的位数应与测量值的位数相同,如果除不尽则要 处理。
(3)如2.20厘米、2.21厘米、2.95厘米、2.20厘米、2.22厘米的处理步骤:
第一步去除错误数据:2.95厘米
第二步求和取平均值:(2.20厘米+2.21厘米+2.20厘米+2.22厘米)÷4=2.2075厘米
第三步四舍五入:2.2075厘米≈2.21厘米
(4)形变刻度尺与测量误差
尺子的变化 测量结果 例子
变长 夏天的钢制刻度尺、拉紧的皮尺
变短 冬天的钢制刻度尺、未拉紧的皮尺
5、测量长度的特殊方法
(1)生活中粗略的方法:比如用自己的指距估测课桌的长度和用自己的步长估测教室的长度。
(2)累积法
测量步骤 图示 计算公式 注意事项
测铁丝直径 ①将铜丝紧密缠绕在铅笔上 ②用刻度尺测出绕圈部分的总长度L ③数出铜丝缠绕的圈数n ④计算铜丝的直径=L/n 若多数了两匝,结果偏小; 若每匝之间有空隙,结果偏大
测纸张厚度 ①去除封面,压平 ②测出整本书的厚度L ③数清对应的张数n ④计算一张纸的厚度=L/n 如果在步骤③中数的是页数N,则纸的厚度=2L/N
(3)组合法
二、体积的测量
1、体积的定义
体积是物体占有空间的大小,符号V。
2、体积的单位
(1)固体体积
①常用单位是 。
②较小的体积单位是立方厘米(cm3)。
(2)液体体积:还可以用升 和毫升(mL)。
(3)单位换算
①1m3=1×103dm3=1×106cm3
②1L=1000mL
③1L=1dm3 1mL=1cm3 1m3=1000L
3、测量体积的工具——量筒和量杯
量筒 量杯
不同点
相同点
4、量筒的使用方法
①会选:使用前选择量程和最小刻度合适的量筒。
②会放:量筒放在水平桌面上。
③会读:视线与凹液面最低处相平。
④会记:记录结果要带单位。
5、误差分析
读数时仰视 读数时俯视
图示
结果 偏小:测量值小于真实值 偏大:测量值大于真实值
6、测量形状不规则物体的体积
(1)排水法测量小石块的体积
①用烧杯将适量的水倒入量筒,读出水的体积V1。(适量:能浸没石块且不超过量筒的量程)
②将小石块用细线拴住,缓缓放入量筒内的水中。
③当石块被水完全浸没时,读出水面的刻度值V2。(测得的V2是石块和水的总体积)
④计算小石块体积:V石=V2-V1。
特别提醒:如果①③步骤反了,计算出来的石块体积偏大,因为石块会带走一部分水。
塑料盒
(2)助沉法测量塑料盒的体积
①计算塑料盒的体积:V=V4-V3
②多余的步骤是第二步和第三步。
三、温度的测量
1、温度的概念
温度是 ,符号T。
2、温度的单位
(1)常用的温度单位是摄氏度,符号℃。
(2)摄氏温度的规定
在标准大气压下,把 的温度定为0℃,水沸腾时的温度定为100℃,0℃和100℃之间分为100 等份,每等份表示1℃。
3、测量温度的仪器——温度计
(1)结构
(2)种类
液体温度计的种类很多,它们各自都有不同的用途。
工作原理
常用的温度计是利用水银、酒精等液体热胀冷缩的性质制成的。
(4)使用方法——以测量水的温度为例
①会选:估计水的温度,选择量程和分度值合适的温度计。
②会放:让玻璃泡全部浸没在水中。(温度计的玻璃泡不能碰到烧杯的内壁和底部)
③会看:等液柱稳定后读数。(视线与液面相平,不能拿出来读数)
④会记:不估读,记录结果要带 ,零度以下应读作“ ”。
4、体温计与常用温度计的对比
温度计 体温计
用途 测量物体温度 测量人的体温
测量范围 零下n度~1000C左右,范围大 35.00C~42.00C
准确程度 10C 0.10C
结构特点 ①管径相对较粗 ②没有缩口 ①玻璃泡大、玻璃管细; ②玻璃泡与玻璃管之间有一段特别细的弯曲的玻璃管——缩口
使用方法 不能离开物体读数,温度降低时,管内液体自动退回玻璃泡 能离开人体读数,温度降低不能自动退回玻璃泡,要用力甩几下
图示
5、气体温度计
工作原理:气体的热胀冷缩。
两种自制气体温度计
图示 温度上升 温度下降
气体膨胀,液柱向左移动 气体收缩,液柱向右移动
气体膨胀,液柱向下移动 气体收缩,液柱向上移动
■考点二 质量、密度及其测量
一、质量及其测量
质量概念:质量表示物体含有物质的多少。质量是物体的属性,它不随物体的位置、形状、温度和状态等的改变而改变。
质量的单位:常用单位是 ,比它小的单位有克(g)和毫克(mg)。
质量的测量:实验室常用托盘天平测量物体质量。
天平的使用
1.天平的调节:依照“游码归零”和平衡螺母“左偏右调,右偏左调”的原则调节平衡。
2.质量的测量:
调平:把天平放在水平面上,把游码移到横梁标尺左端的“0”刻度线处,再调节横梁两端的平衡螺母,使天平平衡。
称量:被测物体放 ,砝码放 ,放在天平上的物体质量不能超过天平的称量。用镊子向右盘由大到小逐个加减砝码再调节游码,直到天平重新平衡。读数时要把砝码质量和游码所示质量相加(m物=m砝+m游示)。
二、密度及其测量
1. 体积的某种物质的质量,叫做这种物质的密度。
2.密度是物质的一种特性,与质量的多少、体积的大小无关,但当温度、状态等发生改变时,物质的密度也将发生改变。同种状态下,同种物质的密度相等,可以根据密度来鉴别物质,并可用于计算物质的质量或体积。
注:一个容积不变的容器内,气体的密度会随质量的变化而变化。
3.密度公式p= (p表示密度,m表示质量,V表示体积)。
4.密度的单位有:Kg/m3或千克/米3,1克/厘米3=1000 千克/米3。
(1)利用公式ρ=m/V 计算某种物质的密度或鉴别物质。
(2)利用公式m=ρV计算体积为V的某种物质的质量。
(3)利用公式V=m/ρ计算质量为m的某种物质的体积。
5.密度知识的应用
应用 公式 方法 举例
鉴别物质种类 用天平和量筒测出物体的质量和体积,用公式计算出物体的密度,再查密度表,看与何种物质的密度相同 测算出一件工艺品是由哪种材料制成的
计算较大物体的质量 m=ρV 通过查密度表或测一小块样品得到密度,再测出它的体积,根据公式算出该物体的质量 求一块大理石纪念碑的质量
计算不规则物体的体积 用天平测量物体的质量,物质的密度可以从密度表中查出,根据公式可算出不规则物体的体积 测量形状不规则的机器零件的体积
■考点三 压强
一、压力
1.压力
压力是 作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.压力的特点
压力作用在受力物体的表面上,力的方向与受力物体的表面垂直并指向受力物体。
①压力产生的原因:物体之间相互接触并挤压
②压力的作用点:作用在受力物体表面③压力的方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体
3. 利用二力平衡条件求压力如图甲、乙,压力大小与重力相等,图丙中压力大小与重力无关,图丁中压力大小小于重力。
二、压力的作用效果
1.影响压力作用效果的因素有压力的大小和受力面积的大小。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强= ,P=(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称 。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103 Pa)、兆帕(104 Pa)。
(4)对压强单位的认识:对折的报纸对桌面的压强约为1帕,平放的砖块对地面的压强约为103帕,坦克履带对地面的压强约为105帕。
三、增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大 (受力面积一定时),减小 (压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小压力(受力面积一定时),增大 (压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
四、液体(3)液体内部压强的特点
大量实验表明:一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等。液体的压强还跟液体的密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
P液=ρ液gh
五、大气压强的存在
1、大气压强存在的证据: 瓶中取袋、吸盘等。
2、大气会向 对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位:帕斯卡Pa。
3、大气压强存在证明实验: 实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
4、大气压强产生原因:大气有重力;大气具有流动性。
5、平时人感觉不到大气压存在的原因:身体各部内外所受压力相同,内外平衡。
六、大气压的大小
1、测量工具:大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计测量。空盒气压计的优点是携带和使用比较方便,而水银气压计的优点则是测量较精确。
2、大气压与高度的关系:高度越高,大气压越小。
3、标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于 。人们通常把这个大气压称为 。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。其数值相当于在1cm2的面积上施加约10牛的压力,1mmHg=133Pa。
4、 实验(最早精确测量大气压的实验):该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为760mm时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约 水银柱产生的压强。
(1)玻璃管中混入空气的影响
若玻璃管中水银没有装满,即管内混入空气,则水银柱的高度将会变小。因为这时玻璃管上方不再是真空,与槽内液面面相平的位置所受到的大气压强等于玻璃管上方的气体压强加上液体压强,因此竖直高度将会变小。
(2)其他影响因素
实验结果还受到其他因素的影响,如:外界大气压强、玻璃管的粗细和形状等。但玻璃管的粗细和形状对测量结果没有影响。
5、自制气压计
6、实验测量大气压
(1)把注射器活塞推至底端,目的是 ,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下 ;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L, ,得活塞的横截面积S=;
(4)由公式P=计算此时大气压的值P=。
七、大气压在生活中的应用
1、真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁。
2、吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3、离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个 ,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
八、大气压对天气的影响
1、高压区和低压区
在相同的高度上气压较高的区域叫做高压区,气压较低的区域叫做低压区。
2、大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥。低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
比较项目 高气压区 低气压区
范围 气压高的区域 气压低的区域
空气流动方向 从上向下 从下向上
空气的变化 越往下气温越高,水蒸气越不容易液化 气温逐渐降低, 空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响
九、大气压对人体的影响
1、在晴朗的天气,气压较高,人的心情通常比较 ;在 天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
2、人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如:高原反应。
3、感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
①如中医的拔罐疗法,当体外局部的压强减到很小时,体内外的压强差会使该部位的皮肤向外凸出,同时体内的血液也会聚集到该部位皮肤的毛细血管中,使皮肤充血,达到促进循环的目的。
②由于大气压的变化会对人体造成影响,因此,飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压。同样,因为太空的真空环境中压强几乎为零,对人来说是致命的,所以航天员在太空行走时,必须穿上内部加压的航天服。
十、大气压对液体沸点的影响
1、气压增大,液体沸点 增大 。
验证实验:往装有正在沸腾的水的烧瓶里充气,原来沸腾的水停止沸腾。
2、气压降低,液体沸点 减小 。
验证实验:向装有快要沸腾的水的烧瓶外抽气,原来不沸腾的水开始沸腾。
3、应用: 就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。
<提升>:高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系: ,即:P +mg/S=P内。
【P0表示外界大气压,m表示限压阀质量,S表示阀门的横截面积,P内表示高压锅内部空气压强】:
①m = (P内-P0)×S/g (知压强算阀门质量)
②P内=(P ×S+mg)/S (知阀门质量算内部压强)
③使用时压力锅内外最大压强差:△p=P内-P =mg/S
十一、流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速 的位置,压强 越小 ;流速越小的位置,压强 越大 。
2、应用
(1) 的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2) (喷雾器、香水瓶):当气流通过狭窄管道时,流速快,压强小,汽油喷出形成雾状化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)飞机机翼的原理:由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度大得多。这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多。正是这个压强差,使得飞机得到了一个向上的升力。
(4)火车站台上的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
■考点一 长度、体积、温度的测量
◇典例1:(2025七上·衢州期末)小科尝试自制温度计(如图甲)。烧瓶中装有空气,装置不漏气,玻璃管中间封有一段红色液柱。小明把该温度计先后放入10℃和40℃的水中,依次标出红色液柱右侧到达的位置为A 和C(如图乙所示)。
(1)将此装置放在室内,当温度升高时玻璃管内红色液柱向   移(填“内”或“外”)。
(2)把该温度计放入某液体中,红色液柱右侧刚好移到乙图中B处,则此时液体的温度为   ℃。
(3)为了使测量结果更加准确,改进该温度计的措施有:   (写出一条即可)。
◆变式训练
1.(2025七上·余杭期末)1865年,英国人阿尔伯特发明了一种很有特色的水银体温计,特点是储存水银的细管里有一狭道,实现了体温计离开人体读数。如图所示,体温计中的   (填序号)与狭道的作用相同。若用该体温计直接测量36.8℃的体温,则其示数是   。
■考点二 质量、密度及其测量
◇典例2:(2024七下·越城期末)如图是甲、乙两种物质的质量和体积关系。现用甲、乙两种物质分别制成均匀实心正方体A、B,当它们平放在水平地面上且对水平地面的压强相等时,则两正方体A、B的质量之比为(  )
A.1:64 B.1:16
C.1:8 D.1:4
◆变式训练
1.(2024七下·杭州期末)放置在水平地面上的两个物体A和B均为实心长方体,它们的长、宽、高如图所示。物体A的密度为0.8x103kg/m3,物体B的质量为9.6kg(g=10N/kg)。
(1)求物体A的质量;
(2)求长方体A与B的重力之比GA:GB;
(3)若在长方体A与B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体叠放在对方剩余部分的上表面,这时A与B剩余部分对水平地面的压强为PA与PB请通过计算比较它们的大小关系及其对应的比例n的取值范围。
■考点三 压强
◇典例3:(2024八上·慈溪期中)如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强(  )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
◆变式训练
1.(2024八上·浙江期中)如图所示。放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知高度hASB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是(  )
A.A的密度一定大于B的密度 B.A的密度可能小于B的密度
C.A的体积一定大于B的体积 D.A的质量可能等于B的质量
1.(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
2.(2022·台州)为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是(  )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积
B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D.要提高实验的可靠性还需多次实验
3.(2023·舟山)物体的结构决定其主要性质与功能,科学研究的重要方法是根据其功能或特性,探索结构,逐步了解规律。下面列举的结构与功能不吻合的是(  )
选项 功能 结构
A 植物能吸收足够的水和无机盐 植物根毛区存在大量根毛
B 飞机飞行时能获得向上的升力 飞机的机翼上面凸下面平
C 鸟类飞行时能减小空气阻力 鸟类胸肌发达,骨骼中空
D 氢气能成为一种清洁能源 氢分子由氢原子构成
A.A B.B C.C D.D
4.(2022·温州)如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1cm2,质量不计,大气压强为 现将活塞缓慢提高15m,则在该过程中外力对活塞做功为 (  )
A.50J B.100J
C.150 J D.200J
5.(2022·绍兴)下列关于压强的实验说法不正确的是(  )
A.实验甲说明大气压的存在
B.实验乙说明液体的沸点随着气压的增大而升高
C.实验丙说明气体的压强随着流速的增大而增大
D.实验丁说明同种液体中的压强随着深度的增加面增大
6.(2022·衢州)梅雨时节,天气多变,小科利用气温计对气温变化进行研究。如图是某天上午8:00小科观察到的气温计内液面位置,其读数为(  )
A.20.5℃ B.25℃ C.30.5℃ D.35℃
7.(2023·杭州)下列最接近1厘米的是(  )
A.一枚1元硬币的厚度 B.一本初中科学课本的厚度
C.一个篮球的直径 D.一张课桌的高度
8.(2023·台州)如图是某温度计的示数。该温度最有可能是(  )
A.冰熔化时的温度 B.人体的正常体温
C.台州夏天的室外温度 D.人体感到舒适的环境温度
(8题图) (9题图)
9.(2023·舟山)将装满水的溢水杯放在天平左盘,砝码放右盘,调节天平至指针指向分度盘中央。向溢水杯里轻放一个密度比水小的蜡块,待蜡块静止,排开的水全部流入量筒后(如图),下列有关说法正确的是(  )
A.天平指针仍指向分度盘中央刻度 B.蜡块受到的浮力大于蜡块的重力
C.量筒中水的质量小于蜡块的质量 D.量筒中水的体积等于蜡块的体积
10.(2022·宁波)一个实心的长方体由两种不同的均匀物质组成,两种物质各占一半体积,其密度分别为ρ1、ρ2,如图所示,如果实心长方体完全浸入静水中能保持悬浮状态,则下列等式一定正确的是(  )
A. B.
C. D.
11.(2023·绍兴)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图两种方式压在铅笔两端。
(1)小金提出质疑,认为图   的方式不合理,因为该方式没有控制   。
(2)若笔尾横截面积约为0.5厘米2,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为   帕。
12.(2022·浙江)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离同一高度分别有A、B两点。若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是pA   pB;若A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲    p乙。(两空均选填“>”“=”或“<”)
13.(2022·温州)血管变细是“高血压”病的诱因之一。为研究这一问题,我们可做一些简化和假设:设血液通过一定长度血管时受到的阻力 f与血液流速v成正比,即f= kv(其中k与血管粗细无关),为维持血液匀速流动,在这血管两端需要有一定的压强差。设血管内径为d1时所需的压强差为△p,若血管内径减小为d2时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,此时血液的流速是原来的   倍;血管两端的压强差必须变为原来的   倍。
14.(2022·衢州)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
(14题图) (15题图)
15.(2024·浙江)某兴趣小组设计了一款自带风力发电机的一体式路灯,其模型及纵截面示意图如图所示。任意方向吹来的风经过灯罩的上、下表面时都会产生上升气流,带动风叶转动而发电。
(1)风力发电机的发电原理是____(填字母)。
A.电磁感应 B.电流周围存在磁场 C.通电线圈在磁场中转动
(2)灯罩上方空气流速大,压强   。
(3)若路灯额定功率为100瓦,风力发电机产生1千瓦时的电能,能使该路灯正常工作  小时。
16.(2022·宁波)甲、乙两种液体分别倒入完全相同的两个量筒中,甲液体的深度为h,乙液体的深度为2h,甲、乙两种液体的质量之比为2:3,则甲、乙的密度之比为   ;甲、乙对量筒底部产生的压强之比   。
17.(2023·湖州)学习小组利用压强计探究“影响液体压强大小的因素”,进行如下实验。
(1)图1是U形管压强计,为了使实验现象更加明显,金属盒上的橡皮膜选用的是   (选填“易形变”或“不易形变")的。
(2)如图2,将压强计金属盒上的橡皮膜朝上,逐渐浸入至水中某一深度,压强计,上反映的是橡皮膜   (选填“上方”、“下方”或“各个方向”)水产生的压强。压强大小用U形管左右液面高度差来反映,此处采用的科学方法是   。保持橡皮膜朝向不变,继续向下浸入,发现U形管左右液面高度差变大,说明液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)学习小组选择图3和图4进行实验,是想探究液体压强与液体   的关系。小组其他成员指出探究还不完整,继续探究……
18.(2023·金华)研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
[实验器材]压强计、橡皮胰两端开口的玻璃管.玻璃杯、圆柱形容器等。
[实验过程]小金用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是    ;
(2)解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录;
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录;
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差;
④换用密度不同的液体,重复上述实验。
该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是   ;
[实验结论]液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
(3)[迁移应用]小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为    (选填”向下凸起”“向上凸起”或”相平”);
(4)[拓展提升]图3是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种不同的液体,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液体压强大小关系是P甲  P乙(选填”>““=“或”<“)。
19.(2023·绍兴)温度计的发明及温标(温度的标准)的确定经历了漫长的过程。
(1)当外界温度升高时,伽利略发明的温度计玻璃管中液面将会    (选填”升高”、”不变”或”下降”)。
(2)温度计的发展史上,测温物质在不断改进,考虑的影响因素有    (写出其中一条)。
(3)对于温标的确定过程认识正确的有 。
A.测量是一个把待测量与公认的标准进行比较的过程,所以温标必须具有稳定性
B.西门特学院的学者选择的温标具有一定缺陷,所以是没有任何价值的
C.施特默尔将这两点的数值对调,可能是因为更符合人们的习惯
D.温标的确定是一个不断发展和完善的过程
20.(2022·金华)太阳能将成为全球未来供电的主要能源。某学校开展了“制作太阳能动力小车”的项目活动。小科制作的小车已经完成测定的参数如下:小车的质量为100g,车长8cm、宽6.5cm、高3cm,轮胎与地面的总接触面积为2cm2。完成下列问题:
(1)小车静止在水平地面时,对地面的压强为多少?
(2)某次测试中,小车在阳光照射下行驶40米用时1分20秒,该次测试中小车的速度为多少?
(3)测试中,小车以最快速度0.8m/s在水平地面上匀速直线行驶,若受到的阻力为重力的0.1倍,此时小车的功率为多少瓦?
21.(2023·衢州) 2022年10月31日,我国组建完成的“天宫”空间站,是当今世界上第二个在轨实验室。航天员可乘坐飞船往返地球和空间站,开展科学实验。
(1)在空间站生长的水稻,呈现“生长方向杂乱”的现象,其原因是在微重力环境中,它不会像在地球上生长那样表现出   性。
(2)神舟飞船返回舱结构呈钟形,稳定性好。返回舱返回地球时以倾斜的姿态飞行,与大气剧烈摩擦,舱外产生1500℃的高温和烈焰,迎着大气层的一侧更是比背着大气层的一侧产生更多的热量,通过调姿发动机自动调整,使返回舱自转起来。自转有利于返回舱   ,从而避免舱体受损。
(3)返回舱降落时,使用降落伞让返回舱不断减速,这个过程中返回舱受到的阻力   重力(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)已知返回舱的总质量为8000kg,与水平地面的接触面积为5m2,求此时返回舱对地面的压强。
22.(2023·宁波)学习了项目化课程后,小宁自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示,取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN,N端用合金块封口,再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值,仪器就完成制作。如图乙所示,当仪器竖直漂浮在待测液体中时,液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30cm,质量m1为3g,塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2;合金块高l2为2cm,质量m2为18g。请计算:
(1)该仪器的重力。
(2)该仪器竖直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度。
(3)该仪器竖直漂浮在水中,水对该仪器底部的压强大小。
(4)为了找出该仪器的重心,小宁用细线将它悬挂起来,使其水平平衡,如图丙所示,重心O点离N端的距离d为   cm
(5)物体浮力作用点位于物体浸入液体部分的几何中心。该仪器的浮力作用点位于重心及以下时,将会在液体中倾倒,难以测量。从理论上分析,该仪器竖直漂浮在某种液体中时,如果浮力作用点恰好与该仪器重心重合,则该液体的密度为g/cm3(计算结果精确到0.1g/cm3)
23.(2023·丽水)按压泵常用于瓶装的洗手液、洗发水等,既方便收用,又节约用量。图甲是一瓶已启用的洗手液,按压泵中已充满洗手液。图乙是按压泵的结构示意图,其中手柄与活塞连成一个整体,小球A(阀门A处)、小球B(阀门B处)密度比洗手液略大,小球的上下活动引起阀门的开合。取液时,按压手柄,少量洗手液从出液口溢出;松手后,手柄弹回原位,洗手液又充满储液室。请用所学知识解释上述工作过程。
24.(2022·舟山)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到   的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的   功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。请你解释悬浮球能被吸起的原因   。
25.(2021·台州)1823年德贝菜纳发现氢气在空气中遇到铂会起火,并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机,如图甲所示。德贝菜纳打火机的结构如图所示。使用时,将顶盖上的开关打开,从内管中冲出的氢气贝点燃。开关关闭,喷嘴被堵住、火焰熄灭,随后氢气停止产生,请你用所学过的科学知识介绍德贝菜纳打火机的使用原理。
26.(2022·杭州)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。
(2)合金板的密度。
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为  (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
1.(2024·温州模拟) 两个完全相同的细玻璃管以不同的方式放置,玻璃管内注入质量相同的不同液体,甲管中液面的位置如图所示。关于这两种液体密度ρ、液体对玻璃管底的压强ρ的大小关系,下列说法中正确的是 (  )
A.如图乙管液面比甲高,则ρ中一定大于ρz,p甲一定大于 pz
B.如果乙管液面比甲高,则ρ甲可能大于ρz,p甲可能等于 pz
C.如果乙管液面比甲低,则ρ甲一定大于ρz,p甲一定大于 pz
D.如果乙管液面比甲低,则ρ甲可能大于ρz,p甲可能等于 pz
(1题图) (2题图)
2.(2024·杭州模拟)如图所示,自制密度计由轻质密闭细管和配重M组成,吸管和配重的粗细相同。P、Q为自制密度计上的两根刻度线,其中一根与其静止于酒精中时的液面重合,另一根与其静止于水中时的液面重合;现自制密度计静止于X 液体中,其液面位置到 P、Q刻度线的距离相等。则下列分析正确的是 (  )
A.X液体的密度大于水和酒精密度的平均值
B.X液体的密度等于水和酒精密度的平均值
C.X液体的密度小于水和酒精密度的平均值
D.X液体的密度大于、等于水和酒精密度的平均值
3.(2024·舟山模拟) 在体积为VL的干燥烧瓶中,用向上排空气法充入 HCl气体后,测得瓶中气体对 O2的相对密度为1.062。此气体进行喷泉实验,喷泉停止后,进入烧瓶中的液体体积是(  )(已知空气的平均式量为29)
A.0.33V L B.0.5V L C.0.67V L D.VL
4.(2024·瑞安模拟)下列说法最接近实际的是 (ˊ )
A.一枚一元人民币硬币的直径为2mm B.一本《科学》课本的质量约为300g
C.人体感觉适宜的温度为37℃ D.人步行速度约为12m/s
5.(2024·嵊州模拟)某同学根据表中提供几种物质的密度(常温常压下),得出以下四个结论,正确的是()
物质 密度(g/cm3) 物质 密度(g/cm3)
蜂蜜 1.4 冰 0.9
酒精 0.8 铝 2.7
水银 13.6 铜 8.9
A.液体的密度一定小于固体的密度
B.蜂蜜和酒精混合后的液体密度为2.2g/cm3
C.把50g酒精倒掉一半,剩余酒精密度仍为0.8g/cm3
D.铝的密度小于铜的密度,所以铝的质量比铜小
6.(2023·宁波模拟)如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,可有效(  )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力
C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
7.(2024·平湖模拟)如图,小宁将盛水的烧杯放在电子台秤上,台秤的示数如图甲所示:将一个物块放入水中,漂浮时台秤示数为360g(如图乙):用力将物块下压至全部浸没在水中时,台秤示数为400g(如图丙):将物块继续下压(从图丙到图丁),物块下表面受到水的压力增加了0.8N,整个过程水始终未溢出。下列说法正确的是(  )
A.木块的质量为100g
B.木块的密度为0.6g/cm3
C.从图丙到图丁,杯底所受的压强逐渐增大
D.从图丙到图丁,物体受到水的浮力也增加了0.8N
8.(宁波自主招生) 把同种材料制成的甲、乙、丙三个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙、丙对桌面的压强分别为p1、p2和p3。把甲、乙、丙按如图所示叠放在水平桌面上,则丙对桌面的压强为 (  )
A. B.
C. D.
(8题图) (9题图)
9.(2024·鄞州模拟)如图所示,上大下小的圆台形容器内盛有水,当温度升高后,容器内的水面因热彭胀而升高,在不考虑容器热彭胀和水蒸发的情况下,容器底部承受的压强与温度升高前相比将 (  )
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法确定
10.(2024·鄞州模拟) 如图所示,两端开口的气缸水平固定,A、B是两个质量和厚度均不计,面积分别为 和 的活塞,它们之间用一根细杆连接,可在气缸内无摩擦滑动且不运动至交界处,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为2千克的重物M连接,活塞的初始状态为静止。已知大气压强为1×105Pa,g 取10N/ kg。下列说法不正确的是 (  )
A.活塞初始静止时,活塞A 受到细杆的作用力水平向右
B.活塞初始静止时,气缸内压强为
C.若升高气缸内气体温度,活塞 B 向左移动
D.若降低气缸内气体温度10℃,活塞运动一段距离L 就停止,停止时气缸内压强比初始状态时气缸内压强要小
11.(2024·绍兴模拟)如图,一个圆台形的筒子,下方有一重力忽略不计的薄片贴住,浸入水中后,薄片不会下落,如果筒中注入100g酒精,恰能使它脱落,则下列情况哪种能使薄片下落 (  )
A.在薄片中央轻放100g砝码 B.慢慢注入100g水
C.慢慢注入100g水银 D.上述三种做法都不行
(11题图) (12题图)
12.(2024·浙江模拟)如图所示,有一个盛水玻璃容器,水中浮着一个倒立的玻璃杯,杯中封有部分空气,处于图示静止状态,当小管中水位发生变化时,关于玻璃杯状态的叙述正确的是 (  )
A.往小管中加水,玻璃杯将向上运动
B.往小管中加水,玻璃杯仍然保持静止状态
C.打开阀门,小管中水位下降,玻璃杯将向上运动
D.不管小管中水位升还是降,玻璃杯永远保持静止
13.(2024·杭州模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部受到的液体压力分别是F甲、F乙、两容器对桌面的压强分别用p甲、p乙表示,则(  )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲>F乙,p甲>p乙
14.(2022·温州模拟)温州市区和永嘉隔江相望,为了安全两边江岸需要建设防护堤。如图是瓯江一段江面的示意图,甲、乙、丙、丁是江岸同一深度的不同位置,其中受到流水压强最大的是(  )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
15.(2024·杭州模拟)如图,某创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,Y为上端开口的容器,储存液体, 为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。M、N分别是 内液体中同一水平线上的两个点。下列判断正确的是 (  )
A.开关关闭时, 内的液面高于 内的液面
B.开关打开时,X1内的液面低于 内的液面
C.开关关闭时,液体在 M点的压强大于液体在 N点的压强
D.开关打开时,液体在 M点的压强大于液体在 N点的压强
16.(2024·温州模拟) 学习了《测量物质的密度》后,某小组同学测量了一块石头的密度,设计实验步骤如下:
A.用天平测出的石头的质量m1;
B. 在量筒中倒入适量的水,记下水面对应的刻度值V1;
C. 把石头浸没在量筒内的水中,记下水面对应的刻度值
D. 计算出石头的密度。
(1)用天平测量石头质量时,把天平放在水平台面上,将游码移到标尺左端零刻度线后,发现指针如图甲所示,接下来应将右平衡螺母   (选填“旋进”或“旋出”),直到指针指在分盘的中央线处。
(2) 当横梁重新平衡时,砝码及游码的位置如图丙所示,图丁是石头放入量筒前后的液面情况,则所测石头的密度是   kg/m3。
(3)某同学实际操作时,先把石头放入量筒测出体积,后取出石头测质量,最终实验结果   (选填“偏大”“偏小”“不变”)。
17.(2024·宁波模拟) 把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p1和p2。把甲放在乙的上面,如图所示,则乙对桌面的压强为   。
18.(2022·杭州模拟)在一个密闭的玻璃瓶内装一些红色的水(内留部分空气),用一个两端开口的细玻璃管穿过瓶塞子插入水中,便制成了一个简易的多功能科学实验演示器(如图甲),用该装置可以演示   (填序号).
19.(2024·宁波模拟)已知在体积不变的密闭容器中,气体的压强与气体的分子数成正比。将一小块焦炭和m g氧气同时放入一装有压力表的容器中,压力表所示为p0,当充分反应后,恢复到原来温度,压力为p1。
(1)如果. ,则焦炭质量ω应满足的关系式是   。
(2)如果 ,则ω应满足的关系式是   。
(3)如果p1是p0的n倍,则ω是   g,n的取值范围是   。
20.(2024·富阳模拟)小科从超市买来一瓶橙汁,他想不用量筒,只用托盘天平,两个完全相同的烧杯和适量的水,来测量橙汁的密度。
(1)将托盘天平放在水平桌面上,他发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧,如图甲所示,则他应   (写出操作方法),进行调平;
(2)小科的其他操作如下:
①用已调好的天平测空烧杯的质量,如当汞平平衡时,右盘中的砝码和游码位置如图乙所示;
②向一个烧杯倒入适量橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量为132g;
③向另一个烧杯中倒入与橙汁等体积的纯净水(如图丙),用天平测出水和烧杯的总质量为122g。则橙汁的密度ρ橙汁=   kg/m3。
(3)小科根据所测数据,在图丁上描出一个对应的点A。接着他又换用另一饮料重复上述实验,将所测数据在图上又描出了另一个对应的点B,若ρA、ρB分别代表两种饮料的密度,则ρA (选填“>”、“<”或“=”)ρB。
21.(2024·上虞模拟)小虞同学尝试制作简易密度计。
(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竖直   (选填“漂浮”、 “悬浮”或“下沉”)在液体中。
(2)将吸管放到水中如图(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,测得浸入的长度为h。用 ρ水、ρ液分别表示水和液体的密度,则 ρ水   ρ水(选填“=”、 “>”或“<”),此外h与ρ水、ρ液及H的关系式为h=   。
(3)小虞根据图(a)在吸管上标出 1.0 刻度线(单位 g/cm3,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了08、0.9、1.1、1.2 的刻度线(图中未画出)。结果发现相邻刻线的间距   (选填“均匀”或“不均匀”)。
(4)小虞用这个自制密度计测量食用油密度时出现了图(c)所示的情形,无法得出结果。请你根据经验或思考,在不更换食用油的情况下,你认为可以进行怎样的尝试:   。
22.(2024·拱墅会考)覆杯实验是科学中的经典实验。小乐在薄壁玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住硬纸片,将玻璃杯倒置,水不流出,硬纸片也不掉下,如图甲所示。
(1)小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态,其目的是证明   。
(2)当玻璃杯处于如图甲所示状态时,玻璃杯中水的高度为15cm,杯口圆面积为,若实验时大气压强为,不计硬纸片质量,则硬纸片与水和杯接触的部分,受到向下的压力为   N;得出上述数据的理由是   。
23.(2024·余姚模拟)小科发现吹气球时所用的力大小是在变的,于是通过查阅资料得知某型号气球弹力产生的压强p与半径R 的关系如图甲所示。为此小科用二只相同的该型号气球A、B按如图乙所示的装置进行探究:
【实验步骤】
①闭合阀门3,打开阀门1、2,向 A气球中充气,使其半径为15cm,闭合阀门2。
②打开阀门3,向B气球中充气,使其半径为10cm,闭合阀门1。
③打开阀门2,观察并记录实验现象。
【实验分析】
(1)根据图甲描述该气球弹力产生的压强与半径的关系:   。
(2)完成步骤①和步骤②后,A、B气球弹力产生的压强大小关系为 pA   pB。
(3)推测步骤③中两气球大小如何变化并说明理由:   。
24.(2023·北仑模拟)有一足够大的水池,在其水平池底竖直放置一段圆木.圆木可近似看作一个圆柱体,底面积0.8m2 , 高5m,密度0.7×103kg/m3。(g=10N/kg)
(1)未向水池内注水时,圆木对池底的压力和压强分别为多大?
(2)向水池内缓慢注水,在水位到达1m时圆木受到水的浮力和圆木对池底的压力分别为多大?
(3)当向水池内注水深度达到4m时,圆木受到的浮力又为多大?
25.(2024·浙江模拟) 近年来,各地接连发生多起抽屉柜倒塌压死/伤儿童事件,再一次警示人们家装安全的重要性。如图甲所示为一款家庭常用的抽屉柜,柜高 109cm,长60cm,宽40cm,空柜质量为20kg。
(1)若柜子中所装物品的总质量为6kg,求抽屉柜对地面的压强。(结果保留整数)
(2)如图乙所示为抽屉柜的侧视图,此时抽屉的拉开距离为30cm,点O为抽屉柜的重心所在位置,假设体重为18kg的小文将身体的全部重量均压在与抽屉相接触的作用点A 上,问此时抽屉柜是否会被拉动
(3)为避免抽屉柜倒塌意外的发生,请你提出一条合理的建议   。
26.(2024·浙江模拟)我国第一艘利用电磁弹射系统的航空母舰“福建舰”的电磁弹射装置结构简图如图所示。“福建舰”满载排水量可达8万吨,可搭载歼-15舰载机,歼-15舰载机的最大起飞质量为32.5t,空载质量为17.5t。(ρ海水取1×103kg/m3)
(1)根据结构图分析电磁弹射器工作原理是   (写出对应的电与磁的规律即可)。
(2)一架歼-15空载静止在水平甲板时与甲板的总接触面积为5000cm2,求该歼-15对水平甲板的压强。
(3)求“福建舰”满载时排开海水的体积。
27.(2024·富阳模拟)如图,质地均匀的长方体质量为5kg,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为   Pa:竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会   (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
28.(2024·浙江模拟)高速公路 ETC 收费系统,对过往车辆无需停车即能实现收费。如图甲是某高速公路入口处的ETC通道示意图,现有一辆总质量为1800kg的汽车,在进入 ETC 收费岛区域前S1=50m处开始减速, 经 后运动至 ETC收费岛(图中阴影区域)边界,然后再经t2=6s匀速通过ETC 收费岛,其长 (不计车长, g取 10N/kg) 求:
(1)汽车从减速开始到离开 ETC 收费岛全过程的平均速度;
(2)ETC 通道入口处常用横杆来控制车辆的进出,如图乙所示,若横杆AB粗细相同、质量分布均匀,且可绕O点转动, 重力G=120N, AB=3.0m, AO=0.3m,要匀速转动提升横杆, 让车辆通过, 对横杆A端施加的拉力F至少是多大;
(3)若汽车车轮与水平地面的总接触面积为0.1m2,求汽车静止时对水平地面的压强。
29.(2024·温岭模拟)温岭市地处东南沿海风能带,风能开发利用潜力很大。近日,我市已计划建造“温岭1号”和“温岭2号”两个海上风力场项目,其装机总容量可达100万千瓦,建成后将大大缓解我市的用电高峰压力。
(1)风能是清洁的、   (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)风力发电机组的叶片横截面的设计原理如图所示,当风从正面垂直吹向静止的叶片时,从正面看,叶片A会   (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。
(3)两个海上风力场项目建成后,假设装机总容量100万千瓦的发电机组同时工作,发电10小时输出的电能相当于多少千克的煤完全燃烧放出的热量。(焦/千克)
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