2026年二轮复习专题02 压强与浮力重难点突破--中考科学【高频考点】(含解析)

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2026年二轮复习专题02 压强与浮力重难点突破--中考科学【高频考点】(含解析)

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专题02 压强与浮力重难点突破
【课程标准】
1、压强
①概述压强的概念
②辨认增大和减小
③直接用压强公式或公式变形进行简单计算压强的方法
2、液体压强
①感受液体压强的存在
②知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系
③知道液体压强与流速的定性关系
④用流体压强与流速定性关系解释有关的现象直接用压强公式或公式变形进行简单计算
3、浮力
①知道浮力的概念
②描述阿基米德原理
③认识物体浮沉条件
④直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单计算
【学业要求】
①用压强公式或公式变形进行简单计算压强的方法。
②知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系
③知道液体压强与流速的定性关系
④用流体压强与流速定性关系解释有关的现象直接用压强公式或公式变形进行简单计算。
⑤描述阿基米德原理
⑥认识物体浮沉条件
⑦直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单计算
【命题重点】压强与浮力要掌握液体与固体的计算与探究,浮力的浮沉条件与应用,阿基米德原理的实验。型较分散:选择、填空、实验、计算都会出现。
【方法要点】压强与浮力的计算注意单位转化,探究题要注意影响因素。浮力尤其要注意生活的应用,是否处于漂浮状态。
考点1:固体压强大小的判断
考点解读:判断固体压强大小一般有两种方法:①通常情况下,压强的大小受压力大小和受力面积的大小影响,由接触面积的变化,再利用压强公式P=F/S可求得压强的变化。②如果粗细均匀的物体,比如长方体、正方体和圆柱体,也可根据固体压强公式的变形公式P=ρgh,通过物体密度和高度的变化,也可判断它们对地面压强的大小关系。
例1:如图所示,甲乙两个不同的实心圆柱体放在水平面上。其中甲的高度小于乙,底面积大于乙,而它们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是(  )
A.甲的密度大,甲受到的重力大 B.甲的密度大,甲的质量小
C.甲的密度小,甲受到的重力小 D.甲的密度小,甲的质量大
考点2:液体压强大小的判断
考点解读:判断液体压强大小一般有两种方法:①通常情况下,根据液体压强公式P=ρgh,运用液体压强与液体的深度、液体的密度有关进行比较。②如果横截面积相等的液柱,如长方体、正方体、圆柱体里的液注,也可根据液体压强的变形公式P=F/S,通过比较液体压力和受力面积的变化,也可判断它们对容器底部压强的大小关系。
例2:(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”<“)。
考点3:压强的计算
考点解读:计算固体压力、压强时,一般先算压力,再用公式P=F/S算压强。计算液体压力压强时,一般先用公式p=ρgh算压强,再用公式F=pS算压力。柱体(固、液均可)压强的计算,两个公式均可,可灵活选用。
例3: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。
考点4:估测大气压
考点解读:估测大气压的方法一般有两种:弹簧测力计和吸盘测量法:①用刻度尺测出吸盘的直径D;②将吸盘吸(挤出里面的空气)在玻璃平面上;③用弹簧测力计钩出挂钩,沿垂直于玻璃平面的方向拉吸盘,记下吸盘脱离玻璃时的最大读数F;④计算出大气压P=4F/πD2。弹簧测力计和注射器法:①把注射器的活塞推至注射器的底端,排出针筒内的空气,然后用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,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器的针筒。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数,即为大气对活塞的压力F。③用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,读数注射器的容积V。④计算出大气压P=FL/V。
例4:(2025·吴兴模拟)某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
考点5:大气压对人体的影响
考点解读:大气压对人体的影响:高原反应;拔火罐原理;飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压;宇航员在太空行走时必须穿上加压的航天服。人的情绪心情受气压影响:晴朗天气感到心情舒畅,阴雨天气感到疲倦和心情烦躁。人体对气压的变化有一个逐步适应的过程。人体内也有压强。当人体内外的压强失去平衡后,会对人体产生不良的影响。
例5:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是( ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
考点6:液体沸点与大气压强的关系
考点解读:液体的沸点与气压的大小有关。当气压增大时,液体的沸点增大;当气压减小时,液体的沸点减小。
例6:(2025·宁波模拟) 2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功;
(1)空间站里的航天员理发时会用到一种特殊的“理发神器”———吸尘式理发器;该工具集理发与吸尘功能于一体,可以将剪下的头发碎屑迅速收集到机器内部;吸尘式理发器工作时,机器内部的空气流速   (选填“大于”、“小于”或“等于”)周围空气流速,使头发碎屑在空间站内的气压作用下,向机器内部运动;
(2)宇航员在上飞船前,要先换上舱内压力航天服。若返回舱密封性被破坏,舱内气压骤降,宇航员体内的液体会剧烈汽化,出现“体液沸腾”的危险现象,这是因为液体的沸点随气压降低而   (选填“升高”或“降低”);而穿上舱内压力航天服可以避免这种危险现象的出现;
(3)返回舱外涂有一层烧蚀材料,进入大气层时,返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生熔化、汽化和升华等变化   热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
考点7:流体压强与流速的关系
考点解读:流速与压强的关系:气体(液体)的压强会随流速的增大而减小。具体事例:①当火车高速行驶时,人不能离铁轨太近,为什么?原因:火车附近的空气流速大,压强小,离铁轨较远处大气压强大于铁轨附近大气压强,会被大气压推向铁轨处,非常危险。②两船平行行驶时,要保持一定的距离。③把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗使劲向下吹气,乒乓球不会掉下来。④飞机飞行时,其机翼上侧的气流速度比下侧快,所以机翼上侧的气压比下侧小。
例7:(2025·浙江模拟)为了探究“气体压强与流速的关系”,某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。
(1)该同学用电吹风机从左侧管口吹风,则U形管   (填“左”或“右”)侧液面将升高。说明气体的流速越大,压强越   。
(2)灰鹅在飞行途中突遇强风,会将身体翻转180°,用脚朝上但头保持不变的怪异姿势进行飞行,如图乙所示,其目的是迅速   (填“升高”或“降低”)飞行高度,躲避危险。
考点8:探究影响压力作用效果的因素
考点解读:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积也有关。当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。探究影响压力作用效果的实验中,通过受压物体的形变程度来反映压力的作用效果(转换法),探究压力的作用效果与压力大小的关系时,需保持接触面积不变,改变压力的大小。探究压力的作用效果与受力面积的关系时,需保持压力不变,改变接触面积的大小(控制变量法)。
例8:在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌子、海棉、砝码、木板)设计了如图甲、乙两个实验,通过观察图甲、乙后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌子挪放到一块木板上,发现小桌子对木板的压力效果不够明显,如图丙所示.通过对图甲、丙的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是通过   来比较压力的作用效果的
(2)造成小华前后两次得出的结论不一致的原因是   。
(3)若图乙中小桌子对海棉的压强是 p乙,图丙中小桌子对木板的压强是 p丙 ,则 p乙  p丙 (选填“大于”、等于”、或“小于”)
考点9:探究液体内部压强的特点
考点解读:液体内部朝各个方向都有压强;同种液体在同一深度不同方向处,液体的压强相等;在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。探究液体内部压强的实验中需要用到U形管压强计,根据U形管压强计液面的高度差来判断液体压强的大小(转化法),实验前需调解U形管中液面相平,并检查装置气密性,检查装置气密性的具体方法是用手压探头上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变化,若变化,则气密性良好。实验过程中如果U形管两边液柱的高度几乎不变,那么可能是实验仪器气密性不好或橡皮管破裂。
例9:(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……
考点10:浮力图像的分析及计算
考点解读:浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的托力,这个力叫浮力。浮力的方向竖直向上,施力物体液体(或气体)。计算浮力的方法通常有四种:①阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排液。②称重法:F浮=G-F,其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。③平衡条件法:F浮=G,一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。④压力差法:F浮=F向上-F向下。根据阿基米德原理可知,物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。
例10:(2025·上虞二模)在研究物体浮沉条件的实验中,小虞将一只鸡蛋放入一杯盐水中(如图甲所示),向盐水中缓慢加入清水,鸡蛋受到浮力F随加入清水质量m变化的规律如图乙所示。
(1)当加入清水的量达到乙图中C点时,鸡蛋处于   (填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
(2)分析图乙可知鸡蛋的重力大小是   。
考点11:浮沉条件的应用与计算
考点解读: 物体在液体中的浮沉条件
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮+N=G
ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 V排<V物 ρ液=ρ物 V排=V物 ρ液<ρ物
处于动态(运动状态不断改变),受力不平衡 是“上浮”过程的最终状态 可以停留在液体的任何深度处 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
例11:(2022·台州)某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄味塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将食盐品体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到   现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于   状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质最为10.5克、底面积为1厘米2的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10厘米,如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少?
考点12:探究影响浮力大小的因素
考点解读:浮力的大小与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。与物体的质量、体积、密度、形状及物体在液体中的深度无关。探究影响浮力大小的因素有以下三种情况:①探究浮力的大小与物体浸没的深度的关系:用测力计提着同一物体,让它分别浸没于相同液体的不同深度,观察弹簧测力计的示数变化。②探究浮力的大小与浸入液体体积的关系:用测力计提着同一物体,让物体浸入同种液体中不同的体积,观察弹簧测力计的示数变化。③探究浮力与液体密度的关系:用测力计提着同一物体,让它分别浸没于不同的液体中,观察弹簧测力计的示数变化。
例12:(2025·舟山月考)根据生活常识,同学们对影响浮力大小的因素做出了猜想:
絮识 绣忍
常识一:木头浮在水面,铁钉沉在水底 猜想一:浮力大小可能与物体的密有关
常识二:鸡蛋在清水中下沉,在浓盐水中上浮 猜想二:浮力大小可能与液体的密度有关
常识三:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想三:
(1)根据常识三. 请你提出猜想:   。
(2)为了验证上述猜想,同学用装有沙子的密封玻璃瓶做了如下实验(实验步骤如图所示):
①步骤 A 中弹簧测力计的读数为   牛,
②根据A、C、E三组实验,可以得出浮力的大小跟   有关。
③为验证猜想一,该同学将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于1.8N。依据此数据能否验证猜想一 并说明理由,    .
1.(2023·丽水)如图所示,用吸管吸敞口玻璃杯中饮料,使饮料进入口中的力是(  )
A.大气的压力 B.饮料的重力
C.手握杯的力 D.杯对饮料的支持力
2.(2022·浙江绍兴·中考真题)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而增大
3.(2024·浙江)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是(  )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
4.(2023·鄞州模拟)取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中且保持瓶口朝下;当往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动;当用手堵住瓶口,乒乓球一会儿向上运动。此实验可用于(  )
A.探究液体压强的特点 B.研究物体的沉浮条件
C.解释浮力产生的原因 D.证明大气压强的存在
5.(2023·浦江模拟)如图所示,下列说法正确的是(  )
A.图甲中远洋货轮从长江驶入大海时,浮力会变大
B.图乙无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,都无法使瓶内的“浮沉子”悬浮
C.图丙说明物体浸没在液体中的位置越深,所受的浮力越大
D.图丁中将同一只密度计放在两种液体中漂浮,所受浮力大小Fa=Fb,液体密度ρa<ρb
6.(2025·温州模拟)千年商港,幸福温州。温州朔门古港遗址发现的宋代古沉船是温州作为海上丝绸之路的绝佳阐释。打捞沉船时,电动机将沉船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度,下列表示此过程中绳子拉力的功率P随沉船上升高度h变化的大致曲线,其中合理的是(  )
A. B. C. D.
7.(2025·温州模拟)当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在海水中形成一个类似悬崖的突变水层。如图所示,潜艇在水下航行时,突然从高密度水层进入低密度水层,潜艇会出现迅速下沉的危险情况,危及潜艇安全。下列相关说法正确的是
A.潜艇进入低密度水层时,其所受重力突然变大
B.潜艇进入低密度水层进行自救时,需快速向水舱中补水
C.潜艇进入低密度水层进行自救时,需快速将水舱中的水排出
D.潜艇进入低密度水层进行自救时,其所受浮力一直变大
8.(2025·德清模拟)实验课上,小德通过向水中加盐溶解的方法,使原来沉在烧杯底部的鸡蛋慢慢由沉底变为悬浮,最后漂浮起来(如图所示)。下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋沉底时受到的浮力与悬浮时受到的浮力一样大
B.鸡蛋沉底时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大
C.鸡蛋悬浮时受到的浮力与漂浮时受到的浮力一样大
D.鸡蛋悬浮时受到的浮力比漂浮时受到的浮力大
9.(2023·金华)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.(2024.衢州模拟)如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中装有体积相等的不同液体,静置在水平桌面上,将同种材料制成的实心物体 A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
B.物体A受到的浮力大于物体 B受到的浮力
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
11.(2024·义乌模拟)某学习小组同学用一重为5牛的物体、弹簧测力计、溢水杯等器材验证“阿基米德原理”实验:
(1)将溢水杯装满水,当物体一半体积浸入水中时,物体受到的浮力   (选题“大于”、“等于”或“小于”)物体排开液体的重力;
(2)如图,当物体浸没在水中并静止时,弹簧测力计的读数为2牛,物体下表面与上表面受到的压力差为   牛。
12.(2023·丽水)2023年3月11日,"奋斗者”号载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者”号外壳坚硬,下潜过程中体积保持不变,依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。
(1)潜水器浸没后在下潜的过程中所受的液体压强逐渐   ;
(2)潜水器悬浮在海水中时,所受的浮力   重力(填“大于”,“小于”或“等于”)。
12.(2023·丽水)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。
13.(2023·衢州)小科用如图装置探究液体内部压强规律。
(1)图中金属盒的橡皮膜在水中的深度为   cm。
(2)在探究液体压强与液体密度关系时,为确保实验现象更明显,应选用水和____(填字母)进行对比实验。
A.密度为1.06g/cm3的盐水 B.密度为1.53g/cm3的硝酸钾和氯化钠混合溶液
14.(2025·嘉兴模拟)某环保项目学习小组发现社区河道水体密度异常,想要自制密度计检测水体的污染程度。已知清水密度为 为轻度污染水, 为重度污染水。实验器材: 塑料吸管、橡皮泥、烧杯、刻度尺等。
实验步骤:
①在吸管的一端底部粘上适量橡皮泥,制成简易密度计。
②把简易密度计放入盛水的烧杯中,静止后测出浸入水中的塑料吸管的长度h1(如图所示)。
③____,静止后测出浸入液体的吸管长度h2。请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(1)请将实验步骤③补充完整   。
(2)吸管一端粘上适量的橡皮泥, 目的是为了   。
(3)被测污水的密度表达式: ρ污水=   (用ρ水、 h1、h2表示, 不计橡皮泥体积) ;若测得 h1=10cm,h2=9.6cm,则所测污水属于   。 (选填“轻度污水”或“重度污水”)
15.(2025·浙江模拟)小柯利用家中的乒乓球完成许多科学实验,请用相关知识解决下列问题。
(1)小柯把两个乒乓球放在两个水平放置的筷子上 (如图 1),用吸管对着中间使劲吹气,发现乒乓球向中间靠拢。因为两个乒乓球中间的气体流速大,气体压强   ,形成了气压差。
(2)乒乓球由于重力作用而掉落,在地面上的运动轨迹如图2所示。球到达反弹的最高点B点时,若一切外力消失,则球将   (选填“静止”或“匀速直线运动”)。
(3)为比较图2中A、B、C三处乒乓球的机械能大小,该同学换用表面涂黑的排球进行模拟,来比较M和N点的弹力大小。结合科学知识推测   点的地面上留下的黑色圆斑更大。
16.(2025·江北模拟)如图甲是小宁家里新买的神奇的鱼缸,查看说明书后,他知道这种鱼缸叫做负压鱼缸.“负压”指的是低于一个标准大气压的气体压力状态。它是由一个主缸和一个负压缸组成,其中主缸就是一个普通的敞口的玻璃缸,而负压缸是一个小型的鱼缸倒扣在主缸的水面下,其结构图如图乙所示,当负压缸内有水时,小鱼会游入其中,远远看上去就像小鱼在空中游动,大大增加了小鱼的观赏性。负压鱼缸的操作如图乙所示。将简易换水器的抽水端放入负压缸内,利用换水器将负压缸内空气吸出,此时负压缸内水位上升。
(1)鱼缸内所有的生物构成了一个   (填“种群”“群落”或“生态系统”)。
(2)若鱼缸内热带鱼过多,因呼吸作用会导致鱼缸内pH值过低而影响其生存。请用化学方程式表示鱼缸内 pH值变小的原因   。
(3)用换水器将负压缸内空气吸出时,外缸水位不可以   (填“高于”或“低于”)图中的水位线A.请利用所学知识简述当换水器将负压缸内空气吸出,负压缸内水位上升的原因:   。
(4)如图乙所示,计算负压缸顶部液面上方的气压为多少 Pa
(已知液体压强计算公式 标准大气压
17.(2025·温州模拟)小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀,估读时误差较大,为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具,刻度是均匀的,于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。
可用器材:木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。
①用绳子绑在木棒上,使悬挂时杆秤处于水平平衡,悬挂点即为秤纽位置。
②将金属块固定挂在杆秤左侧,提起秤纽,重物不放入烧杯中,移动秤砣,当杆秤处于水平平衡时,将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。
③烧杯中装足量的水,将金属块浸没在水中,移动秤砣,当杆秤处于水平平衡时(如图乙),将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位:g/cm)
④刻度标记: 待填 。
(1)若悬挂时,木棒静止在图甲位置,则应将秤纽向   移。
(2)有图丙三种金属块可供选择,从测量范围角度考虑,最合适的是   。
(3)步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3),请简要写出他的操作   。
(4)某次测量时,发现测量的液体密度比实际密度小,可能的原因是(  ).
A.测量过程中有水溢出
B.重物未完全浸没在待测液体中
C.秤砣的金属块生锈
D.测量时杆秤右端下沉但仍保持静止
18.(2024·滨江模拟)某项目化小组开展“看谁制作的橡皮泥船的装载能力强”的活动,他们用一块体积为30厘米3的实心橡皮泥(如图甲)先制作成恰好能漂浮在水中的船(如图乙),后增大中空体积,制作成最多能装载20g物体的船(如图丙)。已知橡皮泥的密度为1.5×103千克/米3,水的密度为1.0×103千克/米3。求:
(1)此实心球橡皮泥的重力是多少
(2)此实心橡皮泥完全沉入水中后,受到的浮力为多少
(3)这艘橡皮泥“船”装载最多20g物体时,排开水的体积为多少
(4)除了增大排开液体的体积外,你还有什么办法继续提高橡皮泥船的装载能力 请给出方法并说明理由。
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专题02 压强与浮力重难点突破
【课程标准】
1、压强
①概述压强的概念
②辨认增大和减小
③直接用压强公式或公式变形进行简单计算压强的方法
2、液体压强
①感受液体压强的存在
②知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系
③知道液体压强与流速的定性关系
④用流体压强与流速定性关系解释有关的现象直接用压强公式或公式变形进行简单计算
3、浮力
①知道浮力的概念
②描述阿基米德原理
③认识物体浮沉条件
④直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单计算
【学业要求】
①用压强公式或公式变形进行简单计算压强的方法。
②知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系
③知道液体压强与流速的定性关系
④用流体压强与流速定性关系解释有关的现象直接用压强公式或公式变形进行简单计算。
⑤描述阿基米德原理
⑥认识物体浮沉条件
⑦直接运用阿基米德原理或公式的变形进行简单计算
【命题重点】压强与浮力要掌握液体与固体的计算与探究,浮力的浮沉条件与应用,阿基米德原理的实验。型较分散:选择、填空、实验、计算都会出现。
【方法要点】压强与浮力的计算注意单位转化,探究题要注意影响因素。浮力尤其要注意生活的应用,是否处于漂浮状态。
考点1:固体压强大小的判断
考点解读:判断固体压强大小一般有两种方法:①通常情况下,压强的大小受压力大小和受力面积的大小影响,由接触面积的变化,再利用压强公式P=F/S可求得压强的变化。②如果粗细均匀的物体,比如长方体、正方体和圆柱体,也可根据固体压强公式的变形公式P=ρgh,通过物体密度和高度的变化,也可判断它们对地面压强的大小关系。
例1:如图所示,甲乙两个不同的实心圆柱体放在水平面上。其中甲的高度小于乙,底面积大于乙,而它们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是(  )
A.甲的密度大,甲受到的重力大 B.甲的密度大,甲的质量小
C.甲的密度小,甲受到的重力小 D.甲的密度小,甲的质量大
【答案】A
【解析】上下粗细一致的柱体对地面的压强,据此比较液体密度大小,再根据G=F=pS比较重力大小,最后根据比较物体质量大小。
【解答】甲和乙对地面的压强相等,根据公式p=ρgh可知,物体的密度ρ甲>ρ乙。
底面积S甲>S乙,根据G=F=pS可知,物体的重力G甲>G乙;
根据可知,物体的重力m甲>m乙。
故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
考点2:液体压强大小的判断
考点解读:判断液体压强大小一般有两种方法:①通常情况下,根据液体压强公式P=ρgh,运用液体压强与液体的深度、液体的密度有关进行比较。②如果横截面积相等的液柱,如长方体、正方体、圆柱体里的液注,也可根据液体压强的变形公式P=F/S,通过比较液体压力和受力面积的变化,也可判断它们对容器底部压强的大小关系。
例2:(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)>
【解析】(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。
考点3:压强的计算
考点解读:计算固体压力、压强时,一般先算压力,再用公式P=F/S算压强。计算液体压力压强时,一般先用公式p=ρgh算压强,再用公式F=pS算压力。柱体(固、液均可)压强的计算,两个公式均可,可灵活选用。
例3: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
【解析】(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:。
考点4:估测大气压
考点解读:估测大气压的方法一般有两种:弹簧测力计和吸盘测量法:①用刻度尺测出吸盘的直径D;②将吸盘吸(挤出里面的空气)在玻璃平面上;③用弹簧测力计钩出挂钩,沿垂直于玻璃平面的方向拉吸盘,记下吸盘脱离玻璃时的最大读数F;④计算出大气压P=4F/πD2。弹簧测力计和注射器法:①把注射器的活塞推至注射器的底端,排出针筒内的空气,然后用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,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器的针筒。当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数,即为大气对活塞的压力F。③用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,读数注射器的容积V。④计算出大气压P=FL/V。
例4:(2025·吴兴模拟)某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为 V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对   的压力。 (选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为   。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因____ 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会   。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1)活塞
(2)P0=FL/V
(3)B
(4)变小
【解析】(1)活塞有一侧没有大气,可知测量的是大气对活塞的压力。
(2)结合题中数据和进行计算。
(3)由压力偏大,则测得的大气压偏大。
(4)根据高度越高,大气压越小进行分析。
【解答】(1)活塞一侧有空气,一侧没有空气,说明一侧受到大气压力,一侧没有受到大气压力,可是实验探究的是大气对活塞的压力。
(2)横截面积为,大气压为。
(3)A、橡皮帽气密性不好,气体进入活塞,抵消一部分大气压力,会导致测量结果偏小,故A错误;
B、活塞与注射器筒壁之间有摩擦,测得的大气压产生的压力其实是大气压的压力加摩擦力,会导致的大气压偏大,故B正确;
C、内部空气没有排尽,会抵消一部分大气压力,会导致测量的结果偏小,故C错误。故答案为:B。
(4)海拔较高的山上大气稀薄,大气压偏小,由可知,压力会变小,可知测力计示数变小。
考点5:大气压对人体的影响
考点解读:大气压对人体的影响:高原反应;拔火罐原理;飞机在高空飞行时,机舱内必须进行增压;宇航员在太空行走时必须穿上加压的航天服。人的情绪心情受气压影响:晴朗天气感到心情舒畅,阴雨天气感到疲倦和心情烦躁。人体对气压的变化有一个逐步适应的过程。人体内也有压强。当人体内外的压强失去平衡后,会对人体产生不良的影响。
例5:阴雨天气时,有些人易产生疲倦、心绪不宁等反应.原因是( ) 。
A.阴雨天气压高,血液溶氧能力减弱
B.阴雨天气压高,血液溶氧能力增强
C.阴雨天气压低,血液溶氧能力减弱
D.阴雨天气压低,血液溶氧能力增强
【答案】C
【解析】阴天地区的大气膨胀比较厉害,从而导致阴天地区的大气横向向外扩散,使空气的密度减小,同时阴天地区大气的湿度比较大,也使大气的密度减小。因这两个因素的影响,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低。
【解答】阴雨天气的大气压低,影响到氧气溶解到血液中的量,气压越低,溶解量越低,因此人会产生疲倦、心绪不宁等反应,C符合题意。
考点6:液体沸点与大气压强的关系
考点解读:液体的沸点与气压的大小有关。当气压增大时,液体的沸点增大;当气压减小时,液体的沸点减小。
例6:(2025·宁波模拟) 2023年10月26日,神舟十七号载人飞船发射成功;
(1)空间站里的航天员理发时会用到一种特殊的“理发神器”———吸尘式理发器;该工具集理发与吸尘功能于一体,可以将剪下的头发碎屑迅速收集到机器内部;吸尘式理发器工作时,机器内部的空气流速   (选填“大于”、“小于”或“等于”)周围空气流速,使头发碎屑在空间站内的气压作用下,向机器内部运动;
(2)宇航员在上飞船前,要先换上舱内压力航天服。若返回舱密封性被破坏,舱内气压骤降,宇航员体内的液体会剧烈汽化,出现“体液沸腾”的危险现象,这是因为液体的沸点随气压降低而   (选填“升高”或“降低”);而穿上舱内压力航天服可以避免这种危险现象的出现;
(3)返回舱外涂有一层烧蚀材料,进入大气层时,返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生熔化、汽化和升华等变化   热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
【答案】(1)大于
(2)降低
(3)吸收
【解析】(1)在流体中,流速越大的位置,压强越小;
(2)气压越低,沸点也就越低;
(3)返回舱与大气摩擦产生的热量很容易烧毁火箭,所以要利用特殊材料在物态变化过程中吸收热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
【解答】(1)吸尘式理发器工作时,机器内部的空气流速大于周围空气流速,压强小于周围空气的压强,使头发碎屑在空间站内的气压作用下,向机器内部运动。
(2)因为液体的沸点随气压的降低而降低,当返回舱密封性破坏,空气泄漏,舱内气压下降时,宇航员体内的液体会剧烈汽化,出现“体液沸腾”的危险现象,这是因为液体的沸点随气压降低而降低;
(3)返回舱外包裹的烧蚀材料高温下发生熔化、蒸发和升华等变化,上述变化的过程中会吸收热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
故答案为:(1)大于;(2)降低;(3)吸收。
考点7:流体压强与流速的关系
考点解读:流速与压强的关系:气体(液体)的压强会随流速的增大而减小。具体事例:①当火车高速行驶时,人不能离铁轨太近,为什么?原因:火车附近的空气流速大,压强小,离铁轨较远处大气压强大于铁轨附近大气压强,会被大气压推向铁轨处,非常危险。②两船平行行驶时,要保持一定的距离。③把乒乓球放在漏斗里,对着漏斗使劲向下吹气,乒乓球不会掉下来。④飞机飞行时,其机翼上侧的气流速度比下侧快,所以机翼上侧的气压比下侧小。
例7:(2025·浙江模拟)为了探究“气体压强与流速的关系”,某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中两端开口的U形管中有适量的水,U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通。
(1)该同学用电吹风机从左侧管口吹风,则U形管   (填“左”或“右”)侧液面将升高。说明气体的流速越大,压强越   。
(2)灰鹅在飞行途中突遇强风,会将身体翻转180°,用脚朝上但头保持不变的怪异姿势进行飞行,如图乙所示,其目的是迅速   (填“升高”或“降低”)飞行高度,躲避危险。
【答案】(1)左;小
(2)降低
【解析】流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小。
【解答】(1)小科用电吹风机从左侧管口吹风,使得U形管左端气体流速变快,压强减小,则U形管左侧液面将升高;
(2)灰鹅在飞行途中突遇强风,会将身体翻转180°,脚朝上但头保持不变的怪异姿势进行飞行,如图乙所示,使得上方空气流速小于下方,则上方的压强大于下方的压强,使灰鹅降低飞行高度。
考点8:探究影响压力作用效果的因素
考点解读:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积也有关。当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。探究影响压力作用效果的实验中,通过受压物体的形变程度来反映压力的作用效果(转换法),探究压力的作用效果与压力大小的关系时,需保持接触面积不变,改变压力的大小。探究压力的作用效果与受力面积的关系时,需保持压力不变,改变接触面积的大小(控制变量法)。
例8:在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌子、海棉、砝码、木板)设计了如图甲、乙两个实验,通过观察图甲、乙后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论。此后小华把小桌子挪放到一块木板上,发现小桌子对木板的压力效果不够明显,如图丙所示.通过对图甲、丙的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是通过   来比较压力的作用效果的
(2)造成小华前后两次得出的结论不一致的原因是   。
(3)若图乙中小桌子对海棉的压强是 p乙,图丙中小桌子对木板的压强是 p丙 ,则 p乙  p丙 (选填“大于”、等于”、或“小于”)
【答案】(1)比较凹陷程度(2)没有控制材质相同(3)等于
【解析】(1)小桌子对海绵产生压力,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显。
(2)只有当小桌下面的材质相同时,才能通过凹陷程度判断压力作用效果的大小;
(3)根据公式比较压强的大小。
【解答】(1)小明和小华是通过比较凹陷程度来比较压力的作用效果的;
(2)造成小华前后两次得出的结论不一致的原因是:没有控制材质相同;
(3)根据图片可知,图乙和图丙中,桌子对下表面的压力相同,且接触面积相同,根据可知,压强相等,即p乙=p丙。
考点9:探究液体内部压强的特点
考点解读:液体内部朝各个方向都有压强;同种液体在同一深度不同方向处,液体的压强相等;在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。探究液体内部压强的实验中需要用到U形管压强计,根据U形管压强计液面的高度差来判断液体压强的大小(转化法),实验前需调解U形管中液面相平,并检查装置气密性,检查装置气密性的具体方法是用手压探头上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变化,若变化,则气密性良好。实验过程中如果U形管两边液柱的高度几乎不变,那么可能是实验仪器气密性不好或橡皮管破裂。
例9:(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
【解析】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
考点10:浮力图像的分析及计算
考点解读:浸在液体(或气体)中的物体受到竖直向上的托力,这个力叫浮力。浮力的方向竖直向上,施力物体液体(或气体)。计算浮力的方法通常有四种:①阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排液。②称重法:F浮=G-F,其中F为物体浸入液体时弹簧测力计的读数。③平衡条件法:F浮=G,一般指物体在液体中处于悬浮或漂浮状态。④压力差法:F浮=F向上-F向下。根据阿基米德原理可知,物体在液体中所受浮力的大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。
例10:(2025·上虞二模)在研究物体浮沉条件的实验中,小虞将一只鸡蛋放入一杯盐水中(如图甲所示),向盐水中缓慢加入清水,鸡蛋受到浮力F随加入清水质量m变化的规律如图乙所示。
(1)当加入清水的量达到乙图中C点时,鸡蛋处于   (填“漂浮”“悬浮”或“沉底”)状态。
(2)分析图乙可知鸡蛋的重力大小是   。
【答案】(1)沉底 (2)F0
【解析】(1)由沉浮条件进行分析,漂浮和悬浮时浮力与重力相等,重力不变,则浮力不变。下沉时,浮力小于重力,根据阿基米德原理判断浮力大小变化情况。
(2)根据(1)中分析结合图像判断重力大小。
【解答】(1)由图可知,从A到B,鸡蛋受到的浮力不变,液体密度变小而浮力不变,说明这个阶段鸡蛋处于漂浮状态,浮力等于力,重力不变,所以浮力不变。B点后浮力变小,所以鸡蛋沉底,排开液体的体积不变,但液体密度变小,所以浮力减小。
(2)由(1)可知,AB段鸡蛋的浮力等于重力,可知鸡蛋的重力为F0。
考点11:浮沉条件的应用与计算
考点解读: 物体在液体中的浮沉条件
上浮 下沉 漂浮 悬浮 沉底
F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮+N=G
ρ液>ρ物 ρ液<ρ物 ρ液>ρ物 V排<V物 ρ液=ρ物 V排=V物 ρ液<ρ物
处于动态(运动状态不断改变),受力不平衡 是“上浮”过程的最终状态 可以停留在液体的任何深度处 是“下沉”过程的最终状态
处于静态,受平衡力作用
例11:(2022·台州)某同学用食盐、水和一支装有沙子的薄味塑料管来测量新鲜鸡蛋的密度,步骤如下:
(1)室温下,将食盐品体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到   现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于   状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
(3)把鸡蛋从食盐溶液中取出,将总质最为10.5克、底面积为1厘米2的塑料管放入该食盐溶液中,直立漂浮时测得液面下塑料管的长度为10厘米,如图所示。请计算该新鲜鸡蛋的密度为多少?
【答案】(1)食盐晶体不能继续溶解
(2)悬浮
(3)解:G物=m物g=1.05×10-2千克×10牛/千克=0.105牛
因为塑料管漂浮在液面,所以F浮=G物=0.105牛
塑料管排开液体的体积:V排=Sh=10厘米2×1厘米=10厘米3=10-5米3
根据F浮=ρ盐水gV排得:
盐水的密度:ρ盐水= =1.05×103千克/米3
ρ鸡蛋=ρ盐水=1.05×103千克/米3
答:该新鲜鸡蛋的密度为1.05×103千克/米3
【解析】(1)如果溶液中出现未溶的固体,那么溶液饱和;否则,无法判断溶液是否饱和;
(2)当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力等于重力时,物体悬浮;当浮力小于重力时,物体下沉。
(3)首先根据漂浮条件计算出塑料管受到的浮力,再根据V排=Sh计算出塑料管排开液体的体积,最后根据阿基米德原理 计算出盐水的密度。
【解答】(1)室温下,将食盐品体慢慢加入水中,充分搅拌,当观察到食盐晶体不能继续溶解现象时,所得溶液为饱和溶液。
(2)将新鲜鸡蛋放入上述饱和溶液中,鸡蛋处于漂浮状态。然后慢慢加水,当鸡蛋处于悬浮状态时,鸡蛋的密度等于食盐溶液的密度。
考点12:探究影响浮力大小的因素
考点解读:浮力的大小与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。与物体的质量、体积、密度、形状及物体在液体中的深度无关。探究影响浮力大小的因素有以下三种情况:①探究浮力的大小与物体浸没的深度的关系:用测力计提着同一物体,让它分别浸没于相同液体的不同深度,观察弹簧测力计的示数变化。②探究浮力的大小与浸入液体体积的关系:用测力计提着同一物体,让物体浸入同种液体中不同的体积,观察弹簧测力计的示数变化。③探究浮力与液体密度的关系:用测力计提着同一物体,让它分别浸没于不同的液体中,观察弹簧测力计的示数变化。
例12:(2025·舟山月考)根据生活常识,同学们对影响浮力大小的因素做出了猜想:
絮识 绣忍
常识一:木头浮在水面,铁钉沉在水底 猜想一:浮力大小可能与物体的密有关
常识二:鸡蛋在清水中下沉,在浓盐水中上浮 猜想二:浮力大小可能与液体的密度有关
常识三:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想三:
(1)根据常识三. 请你提出猜想:   。
(2)为了验证上述猜想,同学用装有沙子的密封玻璃瓶做了如下实验(实验步骤如图所示):
①步骤 A 中弹簧测力计的读数为   牛,
②根据A、C、E三组实验,可以得出浮力的大小跟   有关。
③为验证猜想一,该同学将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于1.8N。依据此数据能否验证猜想一 并说明理由,    .
【答案】(1)浮力大小可能与物体排开液体体积大小有关
(2)2.8;液体密度;不能,没有测出此时瓶子和沙子的总重力,无法求得物体所受的浮力
【解析】(1)人从泳池浅水区走向深水区,唯一变量是排开液体的体积,所以猜想浮力与排开液体的体积有关。
(2)由控制变量法可知,唯一变量即为探究的影响因素,由图可知CE的变量是液体密度。
【解答】(1)人从泳池浅水区走向深水区,排开液体的体积变大,感觉身体变轻,所以猜想:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。
(2)①测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N。
②称重法测浮力,浮力等于重力减拉力,图A中测力计的示数等于物体的重力。由图可知,CE中物体排开液体的体积相同而液体密度不同,所以探究的是浮力大小与液体密度的关系。
③将沙子倒出,物体的密度改变,重力也发生改变,没有再次测量倒出沙子后沙子和瓶子的总体积,所以无法计算浮力值,因此不能验证猜想一。
1.(2023·丽水)如图所示,用吸管吸敞口玻璃杯中饮料,使饮料进入口中的力是(  )
A.大气的压力 B.饮料的重力
C.手握杯的力 D.杯对饮料的支持力
【答案】A
【解析】根据大气压强的知识分析判断。
【解答】用吸管吸敞口玻璃杯中饮料时,用力吸出吸管中的空气,从而使吸管中气压减小。在外界大气压强的作用下,饮料被压入口中,故A正确,而B、C、D错误。
2.(2022·浙江绍兴·中考真题)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而增大
【答案】C
【解析】A.覆杯实验中,装满水的杯子排出了杯内的空气,在大气压的作用下纸片掉不下来,说明了大气压强的存在,故A正确,不符合题意;
B.烧瓶中的水开始沸腾,这时,若向烧瓶内不断注入气体,会看到沸腾停止,因为增大气压后,水的沸点升高,故B正确,不符合题意;
C.对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于外界的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间,说明流体流速越大的地方、压强越小,故C错误,符合题意;
D.图中液体的密度相同,金属盒在液体中深度越大,U形管液面的高度差越大,液体压强越大,说明说明同种液体中的压强随着深度的增加而增大,故D正确,不符合题意。
3.(2024·浙江)运河中一艘货船因偏离航道搁浅(如图)。为使该货船能回到航道继续航行,下列措施一定不可行的是(  )
A.借助浮筒使船上浮 B.将货船拖回到航道
C.清除货船底部淤泥 D.将货物搬到甲板上
【答案】D
【解析】根据增大浮力的方法和物体的浮沉条件分析。
【解答】A.借助浮筒能增大浮力,可以使船上浮,故A不符合题意;
B.将货船拖回到航道,可以使船继续航行,故B不符合题意;
C.清除货船底部淤泥,能增大船排开的水的体积,从而增大浮力,故C不符合题意;
D.将货物搬到甲板上,船和货物的总重力不变,在浮力不变的情况下,不能继续航行,故D符合题意。
故选D。
4.(2023·鄞州模拟)取一只瓶口直径略小于乒乓球直径的透明塑料瓶,将瓶底切去后,塑料瓶倒立放置,将乒乓球放入瓶中且保持瓶口朝下;当往塑料瓶里注水,乒乓球静止不动;当用手堵住瓶口,乒乓球一会儿向上运动。此实验可用于(  )
A.探究液体压强的特点 B.研究物体的沉浮条件
C.解释浮力产生的原因 D.证明大气压强的存在
【答案】C
【解析】如图所示操作,改变了前后乒乓球下方是否受到水对其的压力,若有水就形成了上下表面的液体压力差。
【解答】在实验操作的第二幅图和第三幅图中,前后对照形成了上下表面的液体压力差,故解释了浮力产生的原因。
5.(2023·浦江模拟)如图所示,下列说法正确的是(  )
A.图甲中远洋货轮从长江驶入大海时,浮力会变大
B.图乙无论怎样挤压矿泉水瓶侧面,都无法使瓶内的“浮沉子”悬浮
C.图丙说明物体浸没在液体中的位置越深,所受的浮力越大
D.图丁中将同一只密度计放在两种液体中漂浮,所受浮力大小Fa=Fb,液体密度ρa<ρb
【答案】D
【解析】(1)根据浮沉条件比较浮力的变化;
(2)挤压塑料瓶时,瓶内气压发生改变,于是浮沉子里面的水会流出或流进,从而改变自身重力,实现浮沉变化;
(3)根据阿基米德原理F=p液gV排分析;
(4)根据物体浮沉条件和阿基米德原理F=p液gV排分析作答。
【解答】A.远洋货轮由长江驶入大海后,仍然在水面漂浮。根据漂浮条件,漂浮的物体受到的浮力等于重力。远洋货轮重力不变,所以受到的浮力不变,故A错误;
B.压矿泉水瓶侧面,松开手,大瓶内水面上的空气体积增大,压强减小,“浮沉子”里面被压缩的空气把水压出来,此时“浮沉子”的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮;当浮力等于重力,就会悬浮在水中,故B错误;
C.当物体浸没在液体中深度增大时,它排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F=p液gV排可得,此时它受到的浮力不变,故C错误;
D.密度计在两种液体中均处于漂浮状态,则受到的浮力和重力是一对平衡力。由平衡力的特点可得,其受到的重力和浮力大小相等,即Fa=Fb,由图丁可得,排开液体的体积关系为Va>Vb,根据阿基米德原理F=p液gV排可得,液体密度ρa<ρb,故D正确。
6.(2025·温州模拟)千年商港,幸福温州。温州朔门古港遗址发现的宋代古沉船是温州作为海上丝绸之路的绝佳阐释。打捞沉船时,电动机将沉船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度,下列表示此过程中绳子拉力的功率P随沉船上升高度h变化的大致曲线,其中合理的是(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】船匀速上升,说明受力平衡,拉力等于重力减去浮力,结合阿基米德原理分析浮力变化情况,从而获知拉力大小变化情况,通过P=Fv判断功率变化情况。
【解答】船未露出水面之间,由可知,排开液体的体积不变,所以浮力不变,物体匀速运动,受力平衡,拉力等于重力减浮力,可知拉力不变,由P=Fv可知,绳子拉力的功率不变;
船从刚开始露出水面至完全离开水面的过程中,排开液体的体积逐渐减小,浮力减小,拉力将逐渐变大,可知绳子拉力的功率将变大。由于船的形状是不规则的,所以相同时间内浮力变化量不同,可知功率变化量也不同,所以是图像应是一段曲线,不是直线。
船离开水面,不再受到浮力,拉力等于重力,且保持不变,可知功率不变。
故答案为:B。
7.(2025·温州模拟)当海水的温度及所含盐分变化时,可能会导致海水密度发生突变,在海水中形成一个类似悬崖的突变水层。如图所示,潜艇在水下航行时,突然从高密度水层进入低密度水层,潜艇会出现迅速下沉的危险情况,危及潜艇安全。下列相关说法正确的是
A.潜艇进入低密度水层时,其所受重力突然变大
B.潜艇进入低密度水层进行自救时,需快速向水舱中补水
C.潜艇进入低密度水层进行自救时,需快速将水舱中的水排出
D.潜艇进入低密度水层进行自救时,其所受浮力一直变大
【答案】C
【解析】(1)本题考查浮力的相关知识,包括浮力的计算公式()以及物体的浮沉条件(当浮力大于重力时物体上浮,当浮力小于重力时物体下沉)。
(2)潜艇的重力主要由自身结构和水舱内的水的重力组成,浮力则与海水的密度和潜艇排开海水的体积有关。
【解答】A、潜艇进入低密度水层时,其自身的质量不变,根据G=mg,重力不会突然变大,故该选项错误。
B、潜艇进入低密度水层时,浮力变小,重力大于浮力,潜艇会下沉。若快速向水舱中补水,会使潜艇的重力进一步增大,下沉更快,不利于自救,故该选项错误。
C、潜艇进入低密度水层时,浮力变小,重力大于浮力,潜艇会下沉。快速将水舱中的水排出,可减小潜艇的重力,当重力小于浮力时,潜艇可上浮,从而实现自救,故该选项正确。
D、潜艇进入低密度水层进行自救时,在排水过程中,潜艇排开海水的体积不变,但海水密度不变(低密度水层密度不变),根据
,浮力不变,当重力减小到小于浮力时,潜艇上浮,此时浮力还是等于重力(上浮过程中浮力不变),故该选项错误。
故答案为:C。
8.(2025·德清模拟)实验课上,小德通过向水中加盐溶解的方法,使原来沉在烧杯底部的鸡蛋慢慢由沉底变为悬浮,最后漂浮起来(如图所示)。下列说法正确的是(  )
A.鸡蛋沉底时受到的浮力与悬浮时受到的浮力一样大
B.鸡蛋沉底时受到的浮力比悬浮时受到的浮力大
C.鸡蛋悬浮时受到的浮力与漂浮时受到的浮力一样大
D.鸡蛋悬浮时受到的浮力比漂浮时受到的浮力大
【答案】C
【解析】同一只鸡蛋的重力不变,根据图甲中沉底、图乙中悬浮、图丙中漂浮,利用物体的浮沉条件即可判断三种情况下鸡蛋所受浮力之间的关系。
【解答】鸡蛋在甲中沉入水底,则F浮甲<G;
在图乙中悬浮,则F浮乙=G;
在图丙中漂浮,则F浮丙=G;
所以鸡蛋沉底时受到的浮力小于悬浮时受到的浮力,故AB错误;
鸡蛋悬浮时受到的浮力与漂浮时受到的浮力一样大,故C正确,D错误。
故选C。
9.(2023·金华)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
【解析】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;
10.(2024.衢州模拟)如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中装有体积相等的不同液体,静置在水平桌面上,将同种材料制成的实心物体 A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器的底部受到液体的压强相等
B.物体A受到的浮力大于物体 B受到的浮力
C.甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度
D.甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力
【答案】B
【解析】[B.首先根据题目中给出的条件判断,判断实心物体A、B的体积关系,又知实心物体A、B由同种材料制作,利用密度公式判断其质量关系,再利用重力公式判断其重力关系;根据物体浮沉条件判定浮力的大小关系;
C.根据物体浮沉条件,结合图示判断两种液体的密度关系;
A.已知两种液体的密度关系,又知深度关系,根据p=ρ液gh判断两容器底部所受液体压强关系。
D.根据m=ρV可知两液体的质量的大小关系,根据G=mg可知两液体的重力的大小关系,因容器对桌面的压力等于容器、液体和物体的重力之和,据此得出两杯对桌面的压力大的大小关系,由压强公式判断出甲杯和乙杯对桌面压强的关系。
【解答】B.根据题意可知,甲、乙两相同的容器中装有体积相等的两种液体,将实心物体A、B分别放入两容器中,静止时液面等高,则甲液体与A排开液体的体积之和等于乙液体与B排开液体的体积之和。由图可知,A处于漂浮状态,A排开液体的体积小于物体的体积,B处于悬浮状态,B排开液体的体积等于物体的体积,所以A的体积大于B的体积;
实心物体A、B由同种材料制作,则密度相等,根据m=ρV得到,A的质量大于B的质量,根据G=mg可知,A的重力大于B的重力;
由图可知,A处于漂浮状态,A受到的浮力等于其重力,A的密度小于甲液体的密度;B处于悬浮状态,B受到的浮力等于其重力,B的密度等于乙液体的密度;因为A的重力大于B的重力,所以A受的浮力大于B受到的浮力,故B正确;
C.由图可知,A漂浮在甲液体中,A的密度小于甲液体的密度;B悬浮在乙液体中,B的密度等于乙液体的密度,由于实心物体A、B由同种材料制作,则A、B的密度相等,所以,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,故C错误;
A.由于甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,静止时两容器中的液面保持相平,根据p=ρ液gh可知,甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强,故A错误;
D.由题可知甲杯中液体的体积等于乙杯中液体的体积,甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度,由m=ρV可知甲杯中液体的质量大于乙杯中液体的质量,根据G=mg可知,甲杯中液体的重力大于乙杯中液体的重力,A的重力大于B的重力,甲杯和乙杯对水平桌面的压力等于液体、物体和杯子的总重力,两个杯子是相同的,重力相同,所以甲杯对水平桌面的压力大于乙杯对水平桌面的压力,两个杯子的底面积相等,由可知,甲杯对水平桌面的压强大于乙杯对水平桌面的压强,故D错误。
故选B。
11.(2024·义乌模拟)某学习小组同学用一重为5牛的物体、弹簧测力计、溢水杯等器材验证“阿基米德原理”实验:
(1)将溢水杯装满水,当物体一半体积浸入水中时,物体受到的浮力   (选题“大于”、“等于”或“小于”)物体排开液体的重力;
(2)如图,当物体浸没在水中并静止时,弹簧测力计的读数为2牛,物体下表面与上表面受到的压力差为   牛。
【答案】(1)等于(2)3
【解析】根据阿基米德原理以及浮力产生的原因进行分析。
【解答】(1)根据阿基米德原理可知,浮力等于物体排开液体的重力;
(2)浸没在水中时,浮力等于重力减拉力,即F浮=G-F=5N- 2N = 3N,根据浮力产生的原因可知,浮力等于物体上下表面压力差,故压力差为3N。
12.(2023·丽水)2023年3月11日,"奋斗者”号载人潜水器圆满完成了国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。“奋斗者”号外壳坚硬,下潜过程中体积保持不变,依靠调整配备的压载铁来实现下潜和上浮。
(1)潜水器浸没后在下潜的过程中所受的液体压强逐渐   ;
(2)潜水器悬浮在海水中时,所受的浮力   重力(填“大于”,“小于”或“等于”)。
【答案】(1)增大(2)等于
【解析】本题考查影响液体压强大小的因素(液体深度,密度),以及物体浮沉条件的相关应用。
【解答】(1)下潜过程中,其所处深度变大,故液体压强逐渐增大;
(2)由平衡力的相关知识可知,悬浮时处于静止状态,故其浮力等于重力;
12.(2023·丽水)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
【解析】(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。
13.(2023·衢州)小科用如图装置探究液体内部压强规律。
(1)图中金属盒的橡皮膜在水中的深度为   cm。
(2)在探究液体压强与液体密度关系时,为确保实验现象更明显,应选用水和____(填字母)进行对比实验。
A.密度为1.06g/cm3的盐水 B.密度为1.53g/cm3的硝酸钾和氯化钠混合溶液
【答案】(1)12 (2)B
【解析】(1)深度是从液面到参考点的垂直距离;(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析判断。
【解答】(1)根据图片可知,金属盒所在的深度为:h=22cm-10cm=12cm;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh可知,当深度相同时,液体的密度差越大,则探头受到的压强差越大,因此U形管两侧液面的高度差越大,实验现象越明显,故选B。
14.(2025·嘉兴模拟)某环保项目学习小组发现社区河道水体密度异常,想要自制密度计检测水体的污染程度。已知清水密度为 为轻度污染水, 为重度污染水。实验器材: 塑料吸管、橡皮泥、烧杯、刻度尺等。
实验步骤:
①在吸管的一端底部粘上适量橡皮泥,制成简易密度计。
②把简易密度计放入盛水的烧杯中,静止后测出浸入水中的塑料吸管的长度h1(如图所示)。
③____,静止后测出浸入液体的吸管长度h2。请将上面实验步骤补充完整并回答下列问题:
(1)请将实验步骤③补充完整   。
(2)吸管一端粘上适量的橡皮泥, 目的是为了   。
(3)被测污水的密度表达式: ρ污水=   (用ρ水、 h1、h2表示, 不计橡皮泥体积) ;若测得 h1=10cm,h2=9.6cm,则所测污水属于   。 (选填“轻度污水”或“重度污水”)
【答案】(1)把简易密度计放在盛污水的烧杯中
(2)使密度计竖直地漂浮在液体中
(3);轻度污水
【解析】(1)密度计漂浮在不同液体中时,它受到的浮力相等,即F浮水=F浮液,即ρ水gsh水=ρ液gsh液,化简得到:ρ水h水=ρ液h液,则只要测出密度计在水中和液体中浸入的深度,就能测出液体的密度;
(2)如果没有橡皮泥,吸管会躺在水面上。在吸管下端粘上橡皮泥后,重心下降到水面附近,因此密度计会竖直立在液面上;
(3)根据漂浮条件和阿基米德原理F浮=ρ液gV排列式计算即可。将计算出污水的密度与判断标准对照即可。
【解答】(1)实验步骤③的内容:把简易密度计放在盛污水的烧杯中, 静止后测出浸入液体的吸管长度h2;
(2)吸管一端粘上适量的橡皮泥, 目的是为了使密度计竖直地漂浮在液体中;
(3)密度计漂浮在不同液体中时,它受到的浮力相等,即F浮水=F浮液,
即ρ水gsh水=ρ液gsh液,
化简得到:ρ水h1=ρ液h2,
解得:。
此时污水密度;
则为轻度污染水。
15.(2025·浙江模拟)小柯利用家中的乒乓球完成许多科学实验,请用相关知识解决下列问题。
(1)小柯把两个乒乓球放在两个水平放置的筷子上 (如图 1),用吸管对着中间使劲吹气,发现乒乓球向中间靠拢。因为两个乒乓球中间的气体流速大,气体压强   ,形成了气压差。
(2)乒乓球由于重力作用而掉落,在地面上的运动轨迹如图2所示。球到达反弹的最高点B点时,若一切外力消失,则球将   (选填“静止”或“匀速直线运动”)。
(3)为比较图2中A、B、C三处乒乓球的机械能大小,该同学换用表面涂黑的排球进行模拟,来比较M和N点的弹力大小。结合科学知识推测   点的地面上留下的黑色圆斑更大。
【答案】(1)越小
(2)匀速直线运动
(3)M
【解析】气压大小与气体流速有关。气流速度越大,气压越小。
【解答】(1)根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小 。两个乒乓球中间气体流速大,压强小 ,外侧压强大,形成气压差使球靠拢。
(2)球到达反弹最高点B时,竖直方向速度为0 ,但水平方向有速度。根据牛顿第一定律,一切外力消失时,物体将保持原来运动状态,所以球将匀速直线运动 。
(3)机械能包括动能和势能,乒乓球在运动中机械能因摩擦等有损耗,A 处机械能大于B 、C 处(C 处又小于B 处 ,整体A>B>C )。换排球模拟,M点对应A 处,机械能大,下落时转化的弹性势能大,形变程度大,黑色圆斑更大,所以M 点圆斑更大 。
16.(2025·江北模拟)如图甲是小宁家里新买的神奇的鱼缸,查看说明书后,他知道这种鱼缸叫做负压鱼缸.“负压”指的是低于一个标准大气压的气体压力状态。它是由一个主缸和一个负压缸组成,其中主缸就是一个普通的敞口的玻璃缸,而负压缸是一个小型的鱼缸倒扣在主缸的水面下,其结构图如图乙所示,当负压缸内有水时,小鱼会游入其中,远远看上去就像小鱼在空中游动,大大增加了小鱼的观赏性。负压鱼缸的操作如图乙所示。将简易换水器的抽水端放入负压缸内,利用换水器将负压缸内空气吸出,此时负压缸内水位上升。
(1)鱼缸内所有的生物构成了一个   (填“种群”“群落”或“生态系统”)。
(2)若鱼缸内热带鱼过多,因呼吸作用会导致鱼缸内pH值过低而影响其生存。请用化学方程式表示鱼缸内 pH值变小的原因   。
(3)用换水器将负压缸内空气吸出时,外缸水位不可以   (填“高于”或“低于”)图中的水位线A.请利用所学知识简述当换水器将负压缸内空气吸出,负压缸内水位上升的原因:   。
(4)如图乙所示,计算负压缸顶部液面上方的气压为多少 Pa
(已知液体压强计算公式 标准大气压
【答案】(1)群落 (2)
(3)低于;换水器将负压缸内气体抽出时,缸内气压变小,大气压将水压入负压缸中,导致负压缸内水位上升。
(4)
【解析】(1)种群:一定范围内所有同种生物的总和。
生态系统:生物群落与周围环境的总和。
(2)碳酸呈酸性,所以鱼缸内的水多的pH值降低。
(3)换水器的原理是利用压强差,缸内的压强减小,水会被压进缸内。
(4)负压缸顶部液面上方的气压等于标准大气压与液体压强的差值。
【解答】(1)一定范围内所有生物的总和称为群落可知鱼缸内所有的生物构成了一个群落。
(2)呼吸作用产生的二氧化碳与水反应产生酸性的碳酸,导致鱼缸内水的pH值减小,方程式为:。
(3)若外缸水位低于水位线A,则负压缸内的水会流出,可知外缸水位不能低于水位线A。
换水器将负压缸内气体抽出时,缸内气压变小,大气压将水压入负压缸中,导致负压缸内水位上升。
17.(2025·温州模拟)小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀,估读时误差较大,为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具,刻度是均匀的,于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。
可用器材:木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。
①用绳子绑在木棒上,使悬挂时杆秤处于水平平衡,悬挂点即为秤纽位置。
②将金属块固定挂在杆秤左侧,提起秤纽,重物不放入烧杯中,移动秤砣,当杆秤处于水平平衡时,将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。
③烧杯中装足量的水,将金属块浸没在水中,移动秤砣,当杆秤处于水平平衡时(如图乙),将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位:g/cm)
④刻度标记: 待填 。
(1)若悬挂时,木棒静止在图甲位置,则应将秤纽向   移。
(2)有图丙三种金属块可供选择,从测量范围角度考虑,最合适的是   。
(3)步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3),请简要写出他的操作   。
(4)某次测量时,发现测量的液体密度比实际密度小,可能的原因是(  ).
A.测量过程中有水溢出
B.重物未完全浸没在待测液体中
C.秤砣的金属块生锈
D.测量时杆秤右端下沉但仍保持静止
【答案】(1)左
(2)③
(3)用刻度尺将AB间平均分成十等分,依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度
(4)B;D
【解析】(1)根据杠杆平衡条件判断秤纽移动的方向。
(2)根据杠杆平衡条件进行判断。
(3)由题中提示“经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具,刻度是均匀的”设计操作步骤。
(4)液体密度越大,拉力越小,秤砣的力臂越小,可知秤砣离秤纽越近,说明液体点的密度越大。
【解答】(1)由图可知,杆秤向左下沉,由杠杆平衡条件可知,应减小左侧力臂,故应将秤纽向左调。
(2)由杠杆平衡条件可知,动力臂与阻力臂一定时,阻力越大,动力越大,测量范围越大,所以最合适的是③。
(3)由题中信息可知,杆秤上刻度是均匀的,所以操作为:用刻度尺将AB间平均分成十等分,依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度。
(4)A、杆秤受到的拉力等于重力减浮力,测量过程中有水溢出,不会影响实验测量结果,故A错误;
B、杆秤受到的拉力等于重力减浮力,由杠杆平衡条件可知,液体密度越大,浮力越大,拉力越小,秤砣与秤纽之间的距离越小。若物体没有完全浸入待测液中,排开液体的体积偏小,浮力偏小,拉力偏大,秤砣与秤纽之间的距离偏大,可知测得的密度偏小,故B正确;
C、秤砣的金属块生锈,阻力变大,由杠杆平衡条件可知,阻力臂将变小,可知测得的密度将偏大,
故C错误;
D、测量时杆秤右端下沉,说明阻力臂偏大,由B可知,测得的密度将偏小,故D正确。
故答案为:BD。
18.(2024·滨江模拟)某项目化小组开展“看谁制作的橡皮泥船的装载能力强”的活动,他们用一块体积为30厘米3的实心橡皮泥(如图甲)先制作成恰好能漂浮在水中的船(如图乙),后增大中空体积,制作成最多能装载20g物体的船(如图丙)。已知橡皮泥的密度为1.5×103千克/米3,水的密度为1.0×103千克/米3。求:
(1)此实心球橡皮泥的重力是多少
(2)此实心橡皮泥完全沉入水中后,受到的浮力为多少
(3)这艘橡皮泥“船”装载最多20g物体时,排开水的体积为多少
(4)除了增大排开液体的体积外,你还有什么办法继续提高橡皮泥船的装载能力 请给出方法并说明理由。
【答案】(1)m=pv=1.5kg/m3x30x10-6m3=0.045kg
G =mg=0.045kgx10N/kg=0.45N
(2)F浮=p水gV =1000kg/m3x10N/kgx30x10-6m3=0.3N
(3)G物=mg=0.02kgx10N/kg=0.2N,G总=0.45N+0.2N=0.65N
因为漂浮,所以F浮=G总=0.65N,根据Fn=p水gVn可知,V=F浮/(p 水g)=0.65N/(1000kg/m3x10N/kg)=6.5x10-5m3
(4)如果要提高橡皮泥的装载能力,根据阿基米德原理F浮=p液 gV 排和受力平衡原理,我们可以增大液体密度或减少船身自身重力来提高装载能力。
【解析】(1)首先根据 m=ρV计算实心球橡皮泥的质量,再根据 G=mg 计算橡皮泥的重力;
(2)橡皮泥沉入水中时排开水的体积等于它的体积,根据 F浮=ρ水gV排 计算它受到的浮力;
(3)根据G物=mg计算物体的重力,根据 G总=G+G物计算它们的总重力,然后根据漂浮条件计算此时受到的浮力,最后根据计算此时排开水的体积即可。
(4)根据F浮=ρ水gV排和F浮=G+G物分析增大橡皮泥船装载能力的方法。
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