2025-2026学年八年级物理下册 第九章 压强和浮力(单元基础卷)-苏科版(2024)(含解析)

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2025-2026学年八年级物理下册 第九章 压强和浮力(单元基础卷)-苏科版(2024)(含解析)

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第九章 压强和浮力(单元基础卷)
建议用时:100分钟,满分:100分
一.选择题(每题2分,共24分)
1.永乐大典本《王祯农书 农器图谱》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列是人们在劳作时的场景图谱,其中主要是为了减小压强的是(  )
A.犁具耕田 B.夯锤榨油
C.木马秧苗 D.踏碓春谷
2.如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的玻璃容器,容器中盛有等体积的两种液体;分别测得这两种液体中a、b、c三点压强,发现pa=pc的,下列分析一定正确的是(  )
A.a、c两点深度相等
B.甲玻璃杯底受到液体的压强更大
C.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量
D.水平桌面受到甲杯的压力比乙杯的压力小
3.如图所示,将竖直放置的试管倾斜,随着试管的倾斜,试管中的液体对底面的压强将(  )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
4.如图所示是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,天气往往转为阴雨天。下列说法正确的是(  )
A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越明显
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
D.A管液面上升,说明外界气压降低
5.如图所示,走钢丝的杂技演员,两只脚都站在直径为2cm的钢丝上,且脚底与钢丝平行,演员对钢丝的压强最接近于(  )
A.1×103Pa B.6×104Pa C.1×105Pa D.6×105Pa
6.如图所示是个自制气压计,管中液面高于瓶中液面。下列说法正确的是(  )
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升
B.玻璃管上气压计的刻度值上大下小
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
7.如图所示,将质量为2kg的物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为15N(g=10N/kg),下列说法中正确的是(  )
A.物体受到的重力为2N
B.物体受到的浮力为15N
C.物体受到的浮力方向是竖直向下
D.此时物体上表面受到水的压力为2N,则其下表面受到水的压力为7N
8.2024年5月1日,我国“福建”号航母成功海试。如图所示,当航母从长江内港被拖曳船拖入海洋时(  )
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变大
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
9.核潜艇是我国海军的战略利器,如图是核潜艇训练时的场景。下列对此核潜艇分析正确的是(  )
A.在海水中下潜时,它所受浮力逐渐变大
B.浮在水面时,它排开水的重力等于自身重力
C.在海水中漂浮和悬浮时,它受到的浮力相等
D.下潜过程中,海水对它底部的压强不变
10.在验证阿基米德原理的实验中,下列操作会对验证结果产生影响的是(  )
A.溢水杯内未盛满水
B.金属块未完全浸没在水中
C.小桶内原先有少量水
D.将溢水杯中水换成酒精
11.某同学在家里做实验,他把一枚鸡蛋放在透明的玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉入水底(如图甲);他向水中加盐并搅拌,最后鸡蛋悬浮,如图乙所示,下列关于甲,乙两种状态的说法中正确的是(  )
A.鸡蛋排开液体的质量甲小于乙
B.鸡蛋排开液体的体积甲小于乙
C.玻璃杯对桌面的压力甲大于乙
D.乙图中鸡蛋受到的浮力甲大于乙
12.小东同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是(  )
A.玻璃管越细,管内外水银面的高度差越大
B.若把此装置顶部开一个小洞,水银会向上喷出
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
二.填空题(每空1分,共27分)
13.如图,物体与墙的接触面积为0.2m2,某人用500N的力将重为300N的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压力为    N,物体对墙的压强为    Pa.物体受到墙对它的摩擦力为    N。
14.如图,一质地均匀的长方体,将它放在水平桌面上,匀速推出一部分露出桌面(未翻倒),则长方体桌面的压力     (选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),压强     ,摩擦力大小     (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
15.如图所示,A、B为两容器,用一带阀门的管子相连,装有同种液体,液面相平,则a、b两处的压强pa    (选填“>”“<”或“=”)pb。当阀门打开时,液体    (选填“流动”或“不流动”)。如果上面容器中,A、B两容器分别装有盐水和清水,且液面相平,当打开阀门时,液体    (选填“从A流向B”“从B流向A”或“不流动”)。
16.如图所示,船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A和闸门C,再打开阀门B,当闸室中水位与下游水位相平时打开闸门D,船驶入闸室后关闭阀门B和闸门D,打开阀门    ,闸室与    水道构成了一个连通器,待闸室水面与外部水面相平后,打开闸门    ,船可驶离闸室。
17.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃,它是利用     工作的,图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重125.6N,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小     Pa。
18.如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球     (选填“会”或“不会”)浮起来;再用瓶盖将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将浮起来。该实验说明,浮力产生的原因是液体对物体上下表面有     。
19.如图所示,是某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,g取10N/kg,则远洋轮船此时受到的浮力为     N;当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1    (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在印度洋受到的浮力F2;北大西洋的海水密度ρ1    印度洋的海水密度ρ2。
20.小明把弹簧测力计改装成测量液体密度的密度秤,他先用弹簧测力计测出空小桶的重力为G=1.0N;再用弹簧测力计测出小桶装满水时总重力为3.0N;最后测出装满某液体时弹簧测力计示数如图甲所示,其示数为     ,则液体密度为     kg/m3;若小桶中待测液体未装满,则测量结果与真实值相比     (选填“偏大”或“偏小”);用同样的方法分别在弹簧测力计的示数处标出对应的液体密度值,并作出弹簧测力计的示数F与液体密度ρ的图像,如图乙所示是小华用不同的小桶进行实验,并在同一坐标系中作出的F﹣ρ图像,分析可知图像     (选填“a”或“b”)所用小桶重些。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
21.阅读材料,回答问题:
2021年10月16日,神舟十三号载人飞船将3名航天员送入太空。
材料一:12月9日,王亚平在中国空间站以“天宫课堂”的形式进行太空授课。演示浮力实验,展示了浸没在水中的乒乓球无法上浮的实验现象,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也被带上太空,如图丙所示。(外太空处于微重力状态,重力可以忽略不计)
材料二:2021年11月8日凌晨,王亚平身穿我国自主研制的“飞天”舱外航天服完成了长达约6.5个小时的出舱活动,如图丁所示。舱外航天服具有保湿、保温、供氧、维持压力、等功能,并配有背包式生命保障系统,以保障航天员的舱外作业。
(1)如图甲所示,说明在空间站中,水对乒乓球各面的压强都    (选填“相同”或“不相同”),乒乓球    (选填“受到”或“不受”)浮力的作用;
(2)如图丙所示,王亚平手持冰墩墩向翟志刚抛去,由牛顿第一定律可知,冰墩墩将做    运动,说明运动    (选填“不需要”或“需要”)力来维持。
三.解答题(共49分)
22.(2分)如图,手指在手机屏上向上滑动浏览信息,画出手指受到的摩擦力和屏受到的压力示意图。
23.(2分)如图所示是三个相同的容器A、B、C.当分别倒入水、酒精、浓盐水后,容器底部受到的液体压强相等,请在图中画出液面的大致位置。(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)
24.(2分)如图所示,浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为10N,请画出物体所受浮力F浮的示意图(需标出力的大小)。
25.(6分)小华在“探究影响压力作用效果的因素”活动中,利用小桌、海绵、砝码等。
(1)小华通过观察     来反映压力的作用效果,因此你认为选择容易     的材料更适宜作为受压面。
(2)a、b两实验表明:对于同一受压面,当受力面积相同时,压力越     (选填“大”或“小”),压力的作用效果越明显。
(3)在d实验中,小华分别比较了一个砝码直接放在海绵上的作用效果和两个砝码并列放在海绵上的作用效果,发现两者的作用效果差不多,    (选填“能”或“不能”)说明压力的作用效果与受力面积无关,这是因为     。
(4)根据实验结果,小华分析坦克的宽大履带是通过     采减小压强。
26.(7分)小红同学用如图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)压强计通过U形管两侧液面的    来反映被测压强大小,这种研究物理问题的方法是    。使用前,发现U形管中两侧液面如甲所示,接下来应进行的操作是    (A.将U形管中水倒出一些B.拆下软管重新安装C.检查装置是否漏气);
(2)小红调节压强计,使U形管左右两侧的水面相平后,把金属盒浸在液体中,如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,可以得到结论:同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强都    ;
(3)小红在图乙的基础上,继续将金属盒下移一段距离,是为了探究液体压强与    之间的关系。如图丙所示,烧杯内装有另一种液体,且液面与图乙中的液面相平,再与图乙比较,    (选填“能”或“不能”)比较两种液体的密度大小关系;
(4)在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将    (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
27.(6分)为估测大气压的值,小明准备了20mL的注射器、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳、小桶、细沙等来进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,注射器刻度线的长度可测得为    cm,活塞的横截面积为    cm2;
(2)如图乙所示,将注射器的活塞推到底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,在活塞上拴挂一个小桶,然后向桶里逐渐增加细沙,直至活塞刚好被拉动,用测力计测出小桶和细沙的总重为19.8N,此时测得大气压的值为    Pa,此测量值比标准大气压值    。
(3)取下小桶后,小明发现活塞最终未复位到注射器筒的底端,说明    。
(4)若另一组同学只有量程0~10N的弹簧测力计,则要完成该实验,下列做法可行的是    。
A.换一个直径更细的注射器
B.仅换一个质量更小的桶
C.仅减小细沙的质量
28.(5分)小亮利用如图所示的装置来探究影响浮力大小的因素。(g取10N/kg)
(1)甲图中,物块静止时受到的重力与弹簧测力计对物块的拉力是一对    力。
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为    N。
(3)比较甲、丁、戊三图可知,在排开液体体积相同的情况下,物块所受浮力大小与液体的    有关。
(4)同组的小张同学想探究物块所受浮力大小与物块所处的深度是否有关?他可以比较    三图(填写图中的序号)。
(5)同学们在学习了阿基米德原理后,结合图中的测量数据及水的密度还计算出了其他一些物理量,下列不能通过以上方法计算得出的是    。
A.物块的密度 B.物块的体积 C.盐水的密度 D.盐水的体积
29.(6分)学习了浮力知识后,科技小组的同学们想自己动手制作密度计。
【材料选取】
一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等。
【制作方案】
先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态。如图甲所示,用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)密度计的制作原理是利用    。制作过程中,将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重,这是为了降低吸管的    ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;
(2)O位置处的刻度值为    g/cm3;
(3)吸管漂浮在其他液体中时,如图乙所示,液面下方的深度h=    (用ρ水、ρ液、H表示);
(4)利用上面的计算结果发现:管壁上标注的5个刻度值,相邻两刻度值之间的距离是否相等?答:    。密度计的刻度由上至下数值逐渐变    。
30.(6分)近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg,求:
(1)该东北虎一只脚印的面积;
(2)该东北虎对雪地产生的压强;
(3)该东北虎的质量。
31.(7分)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。已知,g=10N/kg。求:
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体的密度;
(3)若将圆柱体全部浸入另一种液体中,弹簧测力计示数为2.4N,则该液体的密度是多少?
答案与解析
一.选择题(每题2分,共24分)
1.永乐大典本《王祯农书 农器图谱》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列是人们在劳作时的场景图谱,其中主要是为了减小压强的是(  )
A.犁具耕田
B.夯锤榨油
C.木马秧苗
D.踏碓春谷
【答案】C
【解析】解:A、犁具耕田,在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故A不符合题意;
B、夯锤榨油,是在受力面积一定的情况下,通过增大压力来增大压强,故B不符合题意;
C、木马秧苗,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C符合题意;
D、踏碓春谷,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:C。
2.如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个完全相同的玻璃容器,容器中盛有等体积的两种液体;分别测得这两种液体中a、b、c三点压强,发现pa=pc的,下列分析一定正确的是(  )
A.a、c两点深度相等
B.甲玻璃杯底受到液体的压强更大
C.甲杯中液体质量大于乙杯中液体质量
D.水平桌面受到甲杯的压力比乙杯的压力小
【答案】D
【解析】解:
A、根据图示可知,a的深度要小于c的深度,故A错误;
B、pa=pc,a的深度小于c的深度,根据p=ρgh可知,甲中液体的密度要小于乙中液体的密度;液体总的深度相同,根据p=ρgh可知,乙玻璃杯底受到液体的压强更大,故B错误;
C、液体的体积相同,根据m=ρV可知,甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,故C错误;
D、玻璃容器完全相同,重力相同;甲杯中液体质量小于乙杯中液体质量,根据G=mg可知,甲杯中液体重力小于乙杯中液体重力,所以甲杯总重力小于乙杯的总重力,则甲杯的压力比乙杯的压力小,故D正确。
故选:D。
3.如图所示,将竖直放置的试管倾斜,随着试管的倾斜,试管中的液体对底面的压强将(  )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定
【答案】B
【解析】解:在试管倾斜时,水的总量不变,水的深度逐渐减小,根据公式p=ρgh可知,水对试管底部的压强逐渐减小。
故选:B。
4.如图所示是一个能预报天气的小发明“晴雨表”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。当A管液面明显上升时,天气往往转为阴雨天。下列说法正确的是(  )
A.该“晴雨表”是利用连通器原理工作的
B.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越明显
C.该“晴雨表”从楼下拿到楼上时A管液面会下降
D.A管液面上升,说明外界气压降低
【答案】D
【解析】解:A、A与B下部连通,但B为密闭的玻璃球,不符合连通器原理,故A错误;
B、.A玻璃管越粗,管内水柱高度变化越不明显,故B错误;
C、大气压随着高度的增加而减小,若将此瓶从楼下拿到楼上,外界大气压变小,而B内部气压不变,所以A管液面会上升,故C错误;
D、A管液面上升时,说明内部气体压强大于外界大气压,即外界大气压减小,故D正确。
故选:D。
5.如图所示,走钢丝的杂技演员,两只脚都站在直径为2cm的钢丝上,且脚底与钢丝平行,演员对钢丝的压强最接近于(  )
A.1×103Pa B.6×104Pa C.1×105Pa D.6×105Pa
【答案】B
【解析】解:经验知,演员的重力约为500N,演员对钢丝的压力F=G=500N,由两只脚都站在直径为2cm的钢丝上,且脚底与钢丝平行可知钢丝的受力面积S=2×25cm×2cm=100cm2=0.01m2,演员对钢丝的压强p60000Pa,故B正确。
故选:B。
6.如图所示是个自制气压计,管中液面高于瓶中液面。下列说法正确的是(  )
A.带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐上升
B.玻璃管上气压计的刻度值上大下小
C.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压小于大气压
D.为提高气压计测量精度,可选用更粗的玻璃管
【答案】A
【解析】解:A、登山过程中,大气压随着高度的升高而降低,外界大气压减小,瓶内气压不变,玻璃管内的液柱会上升,故A正确;
B、玻璃管上气压计的刻度值上小下大,外面的大气压越小,玻璃管中液柱上升越高,故B错误;
C、由图可知,外界大气压加上玻璃管内液体的压强等于瓶内的气压,玻璃管内液柱静止时,瓶内气压大于大气压,故C错误;
D、为提高气压计的测量精度,即外界大气压的变化量相同时,水柱变化的高度较大(可标注更多的刻度),且要求瓶内水的体积变化量相对较小,根据ΔV=SΔh可知,应选用更细的玻璃管,故D错误。
故选:A。
7.如图所示,将质量为2kg的物体浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为15N(g=10N/kg),下列说法中正确的是(  )
A.物体受到的重力为2N
B.物体受到的浮力为15N
C.物体受到的浮力方向是竖直向下
D.此时物体上表面受到水的压力为2N,则其下表面受到水的压力为7N
【答案】D
【解析】解:A、物体受到的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N,故A错误;
B、由称重法测浮力得物体受到的浮力:
F浮=G﹣F示=20N﹣15N=5N,故B错误;
C、物体受到的浮力方向是竖直向上的,故C错误;
D、因为物体受到水的浮力F浮=F下表面﹣F上表面,
所以物体下表面受到水的压力:
F下表面=F浮+F上表面=5N+2N=7N,故D正确。
故选:D。
8.2024年5月1日,我国“福建”号航母成功海试。如图所示,当航母从长江内港被拖曳船拖入海洋时(  )
A.舰体略上浮,受到浮力不变
B.舰体略上浮,受到浮力变大
C.舰体略下沉,受到浮力不变
D.舰体略下沉,受到浮力变大
【答案】A
【解析】解:航母始终处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,受到的浮力等于重力,当航母从长江内港被拖曳船拖入海洋时,航母重力不变,所以航母受到的浮力不变;
由于水的密度变大,根据F浮=ρ液gV排可知舰体排开水的体积变小,所以舰体略上浮,故A正确。
故选:A。
9.核潜艇是我国海军的战略利器,如图是核潜艇训练时的场景。下列对此核潜艇分析正确的是(  )
A.在海水中下潜时,它所受浮力逐渐变大
B.浮在水面时,它排开水的重力等于自身重力
C.在海水中漂浮和悬浮时,它受到的浮力相等
D.下潜过程中,海水对它底部的压强不变
【答案】B
【解析】解:A.根据F浮=ρ液gV排,核潜艇在海面下下潜的过程中,海水密度保持不变,排开海水体积也不变,所以所受浮力不变,故A错误;
B.根据F浮=G排,当核潜艇漂浮在水面时,处于平衡状态,此时它受到的浮力等于它自身所受的重力,即F浮=G,所以G排=G,也就是核潜艇漂浮在水面时,排开的海水所受重力等于它所受重力,故B正确;
C.物体漂浮或悬浮时,所受浮力都等于自身重力,即F浮=G,核潜艇悬浮时水仓中水更多,整体重力更大,所以悬浮时所受浮力比漂浮时更大,故C错误;
D.根据p=ρgh,核潜艇在海水中下潜的过程中,海水密度不变,深度增大,所以所受海水的压强增大,故D错误。
故选:B。
10.在验证阿基米德原理的实验中,下列操作会对验证结果产生影响的是(  )
A.溢水杯内未盛满水
B.金属块未完全浸没在水中
C.小桶内原先有少量水
D.将溢水杯中水换成酒精
【答案】A
【解析】解:A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意;
C.图丁小桶内有少量水,小桶的重力大,测量的小桶和水的总重力也偏大,但G排=G总﹣G桶不变,所以对实验没有影响,故C不符合题意;
D.如果把水换成酒精,其他操作步骤均正确,由称重法可知,物体受到的浮力的大小等于它排开酒精所受重力的大小,不会对得出实验结论产生影响,故D不符合题意。
故选:A。
11.某同学在家里做实验,他把一枚鸡蛋放在透明的玻璃杯中,加入清水后发现鸡蛋沉入水底(如图甲);他向水中加盐并搅拌,最后鸡蛋悬浮,如图乙所示,下列关于甲,乙两种状态的说法中正确的是(  )
A.鸡蛋排开液体的质量甲小于乙
B.鸡蛋排开液体的体积甲小于乙
C.玻璃杯对桌面的压力甲大于乙
D.乙图中鸡蛋受到的浮力甲大于乙
【答案】A
【解析】解:
AD、鸡蛋在甲中沉入水底,则F浮甲<G鸡蛋;在图乙中悬浮,则F浮乙=G鸡蛋;
所以鸡蛋受到的浮力F浮甲<F浮乙,
因为F浮=G排=m排g,
所以鸡蛋排开液体的质量甲小于乙,故A正确、D错误;
B、鸡蛋在甲中沉入水底,则V排甲=V;在图乙中悬浮,则V排乙=V;所以鸡蛋排开液体的体积甲等于乙,故B错误;
C、加盐后,水的密度变大,则水的质量变大,重力变大,因为玻璃杯对桌面的压力等于玻璃杯、玻璃杯内液体和鸡蛋的总重力,所以玻璃杯对桌面的压力甲小于乙,故C错误。
故选:A。
12.小东同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是(  )
A.玻璃管越细,管内外水银面的高度差越大
B.若把此装置顶部开一个小洞,水银会向上喷出
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
【答案】D
【解析】解:A、在托里拆利实验中,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差就不变,与玻璃管的粗细无关。所以玻璃管越细,管内外水银面的高度差也不会改变,故A错误。
B、若在装置顶部开一个小洞,此时管内水银与外界大气相通,托里拆利管和水银槽构成连通器,根据连通器原理,管内外的水银面会趋于水平,水银不会向上喷出,故B错误。
C、若玻璃管内混入少量空气,这些空气会产生一定的压强,从而抵消掉一部分外界大气压,使得水银柱的高度降低,根据p=ρgh可知,所测的大气压值会偏小,故C错误。
D将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,由于大气压不变,能支持的水银柱高度不变,即管内外水银面的高度差不变,在标准大气压下,这个高度差约为 760mm,故D正确。
故选:D。
二.填空题(每空1分,共27分)
13.如图,物体与墙的接触面积为0.2m2,某人用500N的力将重为300N的物体压在墙上处于静止状态,则物体对墙的压力为 500  N,物体对墙的压强为 2500  Pa.物体受到墙对它的摩擦力为 300  N。
【答案】500;2500;300
【解析】解:物体对墙的压力为500N;物体对墙的压强为P2500Pa;
物体受到墙对它的摩擦力f=G=300N。
故答案为:500;2500;300。
14.如图,一质地均匀的长方体,将它放在水平桌面上,匀速推出一部分露出桌面(未翻倒),则长方体桌面的压力  不变  (选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),压强  变大  ,摩擦力大小  不变  (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】不变;变大;不变。
【解析】解:水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力不变;
向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,根据p知木板对桌面的压强p变大;
因为接触面的粗糙程度不变,压力不变,故滑动摩擦力不变。
故答案为:不变;变大;不变。
15.如图所示,A、B为两容器,用一带阀门的管子相连,装有同种液体,液面相平,则a、b两处的压强pa <  (选填“>”“<”或“=”)pb。当阀门打开时,液体 不流动  (选填“流动”或“不流动”)。如果上面容器中,A、B两容器分别装有盐水和清水,且液面相平,当打开阀门时,液体 从A流向B  (选填“从A流向B”“从B流向A”或“不流动”)。
【答案】<;不流动;从A流向B。
【解析】解:如图可知,a、b两点的深度关系ha<hb,且装有同一种液体,由p=ρgh可知,pa<pb。
当阀门打开时,A和B的上端开口底部连通,构成了连通器,由于容器中装同一种液体,并且液面相平,因此打开阀门后,液面仍保持相平,故液体不会流动。
由于清水的密度小于盐水的密度,根据p=ρgh可知,在同一深度,pA>pB,所以若A、B两容器分别装有盐水和清水,且液面相平,当打开阀门时,液体从A流向B。
故答案为:<;不流动;从A流向B。
16.如图所示,船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A和闸门C,再打开阀门B,当闸室中水位与下游水位相平时打开闸门D,船驶入闸室后关闭阀门B和闸门D,打开阀门 A  ,闸室与 上游  水道构成了一个连通器,待闸室水面与外部水面相平后,打开闸门 C  ,船可驶离闸室。
【答案】A;上游;C。
【解析】解:船闸是利用连通器原理工作的;
当船从下游驶向船闸时,先关闭阀门A和闸门C,再打开阀门B,此时闸室与下游组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,水面相平时,打开下游闸门D,船进入闸室;
船驶入闸室后,关闭阀门B和闸门D,打开阀门A,闸室与上游水道构成了一个连通器,待闸室水面与外部水面相平后,打开闸门C,船可驶离闸室。
故答案为:A;上游;C。
17.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃,它是利用  大气压  工作的,图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重125.6N,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小  4000  Pa。
【答案】大气压;4000
【解析】解:在工厂里用圆形吸盘搬运玻璃时将吸盘里的空气排出,则玻璃在大气压的作用下吸住;所以它是利用大气压工作的;
因为G=F=ΔpS,所以Δp。
故答案为:大气压;4000。
18.如图所示,将一只去盖、去底的饮料瓶的瓶口朝下,把乒乓球放入瓶内并注水,看到有少量水从瓶口流出,此时乒乓球  不会  (选填“会”或“不会”)浮起来;再用瓶盖将瓶口堵住,过一会儿,观察到乒乓球将浮起来。该实验说明,浮力产生的原因是液体对物体上下表面有  压力差  。
【答案】不会;压力差。
【解析】解:图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口向下流出,但球的下表面没有受到水的压力,而上表面受到水向下的压力,则受到的合力方向向下,即乒乓球不受浮力的作用,所以乒乓球不能上浮;
用手堵住瓶口,乒乓球受到液体对乒乓球上下表面的压力差即浮力作用,当浮力大于重力时,乒乓球上浮,最终乒乓球漂浮在水中;由该实验可以说明:浮力产生的原因是液体对物体上、下表面的压力差。
故答案为:不会;压力差。
19.如图所示,是某远洋轮船的船舷上标的“吃水线”,又称“载重线”,其中标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”。若此远洋轮船在海面航行时的排水量为1×106kg,g取10N/kg,则远洋轮船此时受到的浮力为  1×107 N;当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,远洋轮船在北大西洋受到的浮力F1 等于  (选填“大于”、“等于”或“小于”,下同)在印度洋受到的浮力F2;北大西洋的海水密度ρ1 大于  印度洋的海水密度ρ2。
【答案】1×107;等于;大于。
【解析】解:若此远洋轮船在海面航行时,根据阿基米德原理可知:F浮=G排=m排g=1×106kg×10N/kg=1×107N;
当该远洋轮船从北大西洋驶向印度洋时,因为轮船漂浮,所以轮船受到的浮力都等于轮船受到的重力G,即:F1=F2;
标有W的是北大西洋“载重线”,标有S的是印度洋“载重线”,由图可知北大西洋“载重线”在下方,
则轮船排开海水的体积:V排1<V排2,即轮船在北大西洋航行时V排较小,
根据F浮=ρ液gV排可知北大西洋的海水密度大于印度洋的海水密度,即:ρ1>ρ2。
故答案为:1×107;等于;大于。
20.小明把弹簧测力计改装成测量液体密度的密度秤,他先用弹簧测力计测出空小桶的重力为G=1.0N;再用弹簧测力计测出小桶装满水时总重力为3.0N;最后测出装满某液体时弹簧测力计示数如图甲所示,其示数为  3.4  ,则液体密度为  1.2×103 kg/m3;若小桶中待测液体未装满,则测量结果与真实值相比  偏小  (选填“偏大”或“偏小”);用同样的方法分别在弹簧测力计的示数处标出对应的液体密度值,并作出弹簧测力计的示数F与液体密度ρ的图像,如图乙所示是小华用不同的小桶进行实验,并在同一坐标系中作出的F﹣ρ图像,分析可知图像  a  (选填“a”或“b”)所用小桶重些。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】3.4;1.2×103;偏小;a。
【解析】解:弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.4N;
装满水后水的重力为:
G水=3N﹣1N=2N;
根据G=mg=ρVg有:2N=ρ水Vg;﹣﹣﹣﹣﹣①
装满液体后液体的重力为:G液=3.4N﹣1N=2.4N;
根据G=mg=ρVg有:2.4N=ρ液Vg;﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②得:ρ液=1.2ρ水=1.2×1.0×103kg/m3=1.2×103kg/m3;
测量中液体没有装满,所测出的质量偏小,但体积会认为与小桶容积相同。根据ρ可知所测密度会偏小;
当小桶内不装液体时,液体密度应是0,此时拉力示数即为小桶重力,故a组小桶更重。
故答案为:3.4;1.2×103;偏小;a。
21.阅读材料,回答问题:
2021年10月16日,神舟十三号载人飞船将3名航天员送入太空。
材料一:12月9日,王亚平在中国空间站以“天宫课堂”的形式进行太空授课。演示浮力实验,展示了浸没在水中的乒乓球无法上浮的实验现象,她用吸管把乒乓球轻轻压入水中,取出吸管后,观察到乒乓球静止不动,如图甲所示。在中国科技馆的同学们做了同样的实验,乒乓球却迅速上浮直至漂浮,如图乙所示。北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也被带上太空,如图丙所示。(外太空处于微重力状态,重力可以忽略不计)
材料二:2021年11月8日凌晨,王亚平身穿我国自主研制的“飞天”舱外航天服完成了长达约6.5个小时的出舱活动,如图丁所示。舱外航天服具有保湿、保温、供氧、维持压力、等功能,并配有背包式生命保障系统,以保障航天员的舱外作业。
(1)如图甲所示,说明在空间站中,水对乒乓球各面的压强都 相同  (选填“相同”或“不相同”),乒乓球 不受  (选填“受到”或“不受”)浮力的作用;
(2)如图丙所示,王亚平手持冰墩墩向翟志刚抛去,由牛顿第一定律可知,冰墩墩将做 匀速直线  运动,说明运动 不需要  (选填“不需要”或“需要”)力来维持。
【答案】(1)相同;不受;(2)匀速直线;不需要。
【解析】解:(1)浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水的重力几乎消失,所以水对乒乓球各面的压力都接近于零,则杯中浸没在水中的乒乓球不受浮力的作用。
(2)外太空处于微重力状态,重力可以忽略不计,王亚平将冰墩墩用手抛向翟志刚,根据牛顿第一定律,运动的冰墩墩不受力的作用将保持匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持。
故答案为:(1)相同;不受;(2)匀速直线;不需要。
三.解答题(共49分)
22.(2分)如图,手指在手机屏上向上滑动浏览信息,画出手指受到的摩擦力和屏受到的压力示意图。
【答案】
【解析】解:滑动过程中手指受到的摩擦力的作用点在手指上,方向与运动方向相反,即沿屏幕向下;
屏幕受到的压力的作用点在屏幕上,方向是垂直于屏幕向左下方;
两个力的作用点均可以画在手指与屏幕的接触面的中点上,如图所示:
23.(2分)如图所示是三个相同的容器A、B、C.当分别倒入水、酒精、浓盐水后,容器底部受到的液体压强相等,请在图中画出液面的大致位置。(ρ盐水>ρ水>ρ酒精)
【答案】
【解析】解:已知ρ盐水>ρ水>ρ酒精,还知道它们对容器底部的压强相等,根据公式p=ρgh可知,液体密度越大,液体深度越小,液体密度越小,液体深度越大,所以三液体深度h盐水<h水<h酒精,如图所示:

24.(2分)如图所示,浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为10N,请画出物体所受浮力F浮的示意图(需标出力的大小)。
【答案】
【解析】解:浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为6N,下表面受到水的压力为10N,
根据浮力产生的原因可得,物体所受浮力F浮=F下﹣F上=10N﹣6N=4N;
从物体重心开始,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并在线段的末尾标上F浮及其大小。如图所示:
25.(6分)小华在“探究影响压力作用效果的因素”活动中,利用小桌、海绵、砝码等。
(1)小华通过观察  海绵的凹陷程度  来反映压力的作用效果,因此你认为选择容易  发生形变  的材料更适宜作为受压面。
(2)a、b两实验表明:对于同一受压面,当受力面积相同时,压力越  大  (选填“大”或“小”),压力的作用效果越明显。
(3)在d实验中,小华分别比较了一个砝码直接放在海绵上的作用效果和两个砝码并列放在海绵上的作用效果,发现两者的作用效果差不多, 不能  (选填“能”或“不能”)说明压力的作用效果与受力面积无关,这是因为  没有控制压力相同  。
(4)根据实验结果,小华分析坦克的宽大履带是通过  在压力一定时,增大受力面积  采减小压强。
【答案】(1)海绵的凹陷程度;发生形变;(2)大;(3)不能;没有控制压力相同;(4)在压力一定时,增大受力面积。
【解析】解:(1)实验中,压力的作用效果是通过观察、比较海绵的凹陷程度来确定的,属于转换法;选择容易发生形变的材料更适宜作为受压面,实验现象更加明显;
(2)比较a、b两实验,受力面积相同,压力大小不同,b实验中压力大,海绵的凹陷程度大,由此能得出:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)根据控制变量法的要求,探究压力的作用效果与受力面积的关系时,必须控制压力相同,而d图中压力大小不同;
(4)坦克装有宽大的履带是通过在压力一定时,增大受力面积来减小压强的。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;发生形变;(2)大;(3)不能;没有控制压力相同;(4)在压力一定时,增大受力面积。
26.(7分)小红同学用如图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)压强计通过U形管两侧液面的 高度差  来反映被测压强大小,这种研究物理问题的方法是 转换法  。使用前,发现U形管中两侧液面如甲所示,接下来应进行的操作是 B  (A.将U形管中水倒出一些B.拆下软管重新安装C.检查装置是否漏气);
(2)小红调节压强计,使U形管左右两侧的水面相平后,把金属盒浸在液体中,如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,可以得到结论:同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强都 相等  ;
(3)小红在图乙的基础上,继续将金属盒下移一段距离,是为了探究液体压强与 深度  之间的关系。如图丙所示,烧杯内装有另一种液体,且液面与图乙中的液面相平,再与图乙比较, 能  (选填“能”或“不能”)比较两种液体的密度大小关系;
(4)在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 变大  (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
【答案】(1)高度差;转换法;B;(2)相等;(3)深度;能;(4)变大。
【解析】解:(1)实验中,压强计是通过观察U形管中液面的高度差来显示液体内部压强大小的,U形管两侧的液面高度差越大,液体内部的压强越大,这种将不易测量的物理量转换为容易测量的物理量来进行研究的方法叫转换法。
若在使用压强计前发现U形管中有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选B。
(2)保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,可以看到U形管两侧液面高度差不变,因此可得,同一深度,液体内部向各个方向压强都相等。
(3)继续将金属盒下移一段距离,只改变了所处金属盒所处液体深度,为了探究液体压强与深度之间的关系。
比较乙、丙两图,探头在乙液体中的深度深,U形管液面高度差小,液体的压强小;探头在丙液体中的深度浅,U形管液面高度差大,液体的压强大;由p=ρgh可知,丙液体的密度较大,所以比较乙、丙两图,能比较两种液体的密度大小关系。
(4)在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),则金属盒以下部分深度不变,若液体的密度大于水的密度,则加清水后液体密度变小,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大,所以橡皮膜受到的液体压强将变大;若液体的密度等于水的密度,则加清水后液体密度不变,金属盒以下部分液体压强不变,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大,所以橡皮膜受到的液体压强将变大;若液体的密度小于水的密度,则加清水后液体密度变大,则金属盒以上部分液体的深度和密度均变大,由p=ρgh知,金属盒(橡皮膜)以上的压强变大,所以橡皮膜受到的液体压强将变大,综上所述,橡皮膜受到的液体压强将变大。
故答案为:(1)高度差;转换法;B;(2)相等;(3)深度;能;(4)变大。
27.(6分)为估测大气压的值,小明准备了20mL的注射器、大量程弹簧测力计、刻度尺、细绳、小桶、细沙等来进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,注射器刻度线的长度可测得为 10.00  cm,活塞的横截面积为 2  cm2;
(2)如图乙所示,将注射器的活塞推到底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,在活塞上拴挂一个小桶,然后向桶里逐渐增加细沙,直至活塞刚好被拉动,用测力计测出小桶和细沙的总重为19.8N,此时测得大气压的值为 9.9×104 Pa,此测量值比标准大气压值 小  。
(3)取下小桶后,小明发现活塞最终未复位到注射器筒的底端,说明 注射器内空气没有排尽  。
(4)若另一组同学只有量程0~10N的弹簧测力计,则要完成该实验,下列做法可行的是 A  。
A.换一个直径更细的注射器
B.仅换一个质量更小的桶
C.仅减小细沙的质量
【答案】(1)10.00;2;(2)9.9×104;小;(3)注射器内空气没有排尽;(4)A。
【解析】解:(1)测量长度时,要注意刻度尺的分度值,读取数据时,估算到分度值的下一位,图乙甲中针筒的有刻度部分的长度为10.00cm;
则活塞的截面积S2cm2=2×10﹣4m2;
(2)向桶内逐渐增加细沙,直到活塞刚好被拉动,此时小桶对活塞的拉力等于大气对活塞的压力F大气=F拉=19.8N,
此时测得大气压强为:p9.9×104Pa;
结合标准大气压的数值可知,此测量值比标准大气压值小;(3)取下小桶后,活塞最终未复位到注射器的底部,因为针筒内有少量空气,一定量的气体,在温度不变的情况下,体积减小时压强增大,当大气压和里面空气的压强相同时,体积不在变化;
(4)小桶的质量、细沙的质量对测量结果没有直接影响,只要能使活塞刚好被拉动,测量的就是大气压力与摩擦力的合力(若有摩擦)。换一个直径更细的注射器,活塞的横截面积减小,拉力随之减小。
故答案为:(1)10.00;2;(2)9.9×104;小;(3)注射器内空气没有排尽;(4)A。
28.(5分)小亮利用如图所示的装置来探究影响浮力大小的因素。(g取10N/kg)
(1)甲图中,物块静止时受到的重力与弹簧测力计对物块的拉力是一对 平衡  力。
(2)物块浸没在水中时受到的浮力为 2  N。
(3)比较甲、丁、戊三图可知,在排开液体体积相同的情况下,物块所受浮力大小与液体的 密度  有关。
(4)同组的小张同学想探究物块所受浮力大小与物块所处的深度是否有关?他可以比较 甲、丙、丁  三图(填写图中的序号)。
(5)同学们在学习了阿基米德原理后,结合图中的测量数据及水的密度还计算出了其他一些物理量,下列不能通过以上方法计算得出的是 D  。
A.物块的密度
B.物块的体积
C.盐水的密度
D.盐水的体积
【答案】(1)平衡;(2)2;(3)密度;(4)甲、丙、丁;(5)D。
【解析】解:(1)当弹簧测力计和物体处于静止或匀速直线运动状态时,物体受力平衡,即弹簧测力计向上的拉力与物体的重力相等,则测力计对物块的拉力和物块的重力是一对平衡力;
(2)由称重法可知F浮=G﹣F拉=3N﹣1N=2N;
(3)甲丁戊三图可知,在排开液体体积、深度相同的情况下,物块所受浮力大小与液体密度有关;
(4)由图甲、丙、丁所示实验可知,物体排开液体的密度相同排开液体的体积相同,浸入液体的深度不同,故可探究物块所受浮力大小与物块所处的深度是否有关;
(5)根据甲、丙用称重法测出浮力F浮,再根据阿基米德公式求出物块的体积V=V排,物块的质量为m,物块的密度为ρ;根据阿基米德公式求盐水的密度为ρ盐,但无法求出盐水的体积。
故答案为:(1)平衡;(2)2;(3)密度;(4)甲、丙、丁;(5)D。
29.(6分)学习了浮力知识后,科技小组的同学们想自己动手制作密度计。
【材料选取】
一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等。
【制作方案】
先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态。如图甲所示,用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)密度计的制作原理是利用 漂浮时浮力等于重力  。制作过程中,将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重,这是为了降低吸管的 重心  ,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;
(2)O位置处的刻度值为 1.0  g/cm3;
(3)吸管漂浮在其他液体中时,如图乙所示,液面下方的深度h=   (用ρ水、ρ液、H表示);
(4)利用上面的计算结果发现:管壁上标注的5个刻度值,相邻两刻度值之间的距离是否相等?答: 不相等  。密度计的刻度由上至下数值逐渐变 大  。
【答案】(1)漂浮时浮力等于重力;重心;(2)1.0;(3);(4)不相等;大。
【解析】解:(1)密度计的制作原理是利用漂浮时浮力等于重力。制作过程中,将一些铁丝密绕成小团后塞入吸管一端作为配重,这是为了降低吸管的重心,从而让它能够竖直的漂浮在液面上;(2)如图甲所示,小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,用笔在吸管上标记此时水面位置O,O位置处的刻度值为水的密度值1.0g/cm3;
(3)因为密度计是漂浮在液体中,所受浮力等于本身的重力,则F浮水=F浮液=G,即ρ水gSH=ρ液gSh=G,可得:h;
(4)因为h,ρ水和H已知,h和ρ液是反比例函数,所以刻度分布不均匀,相邻两刻度值之间的距离不相等,且密度计的刻度由上至下数值逐渐增大,密度变大时h液变化越小。
故答案为:(1)漂浮时浮力等于重力;重心;(2)1.0;(3);(4)不相等;大。
30.(6分)近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg,求:
(1)该东北虎一只脚印的面积;
(2)该东北虎对雪地产生的压强;
(3)该东北虎的质量。
【答案】(1)该东北虎一只脚印的面积为135cm2;
(2)该东北虎对雪地产生的压强为3×104Pa;
(3)该东北虎的质量为162kg。
【解析】解:(1)由乙图可知,脚印占用小方格的数量为 15,因此该东北虎一只脚印的面积约为:
S=15×9cm2=135cm2;
(2)容器及内部物体的总质量为30kg时,平底容器对地面的压力:
F压=G容=m容g=30kg×10N/kg=300N,
则平底容器对地面的压强为:
p3×104Pa,
因容器下陷的深度与脚印的深度相同时,说明平底容器对地面的压强与东北虎对地面的压强相等,故该东北虎对雪地产生的压强为3×104Pa;
(3)根据p可知,东北虎对地面的压力为:
F'压=pS'=p×4S=3×104Pa×4×135×10﹣4m2=1620N,
东北虎的重力等于东北虎对地面的压力,即G=F'压=1620N,
故该东北虎的质量为:
m162kg。
答:(1)该东北虎一只脚印的面积为135cm2;
(2)该东北虎对雪地产生的压强为3×104Pa;
(3)该东北虎的质量为162kg。
31.(7分)如图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入水中某一深度处。如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像。已知,g=10N/kg。求:
(1)圆柱体的体积;
(2)圆柱体的密度;
(3)若将圆柱体全部浸入另一种液体中,弹簧测力计示数为2.4N,则该液体的密度是多少?
【答案】(1)圆柱体的体积为8×10﹣4m3;
(2)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)该液体的密度是1.2×103kg/m3。
【解析】解:(1)由图像知,圆柱体的重力G=12N。浸没时的拉力F=4N,说明圆柱体浸没水中所受的浮力为
F浮=G﹣F1=12N﹣4N=8N;
圆柱体浸没时,排开水的体积等于自身的体积,据阿基米德原理知,

(2)由图像知,圆柱体的重力G=12N,根据G=mg知,圆柱体的质量

圆柱体的密度

(3)圆柱体浸没另一种液体中,测力计的示数为2.4N,所受的浮力F浮1=G﹣F2=12N﹣2.4N=9.6N;
该液体的密度

答:(1)圆柱体的体积为8×10﹣4m3;
(2)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3;
(3)该液体的密度是1.2×103kg/m3。
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