一、选择题
1.震憾人心的电影《中国机长》是根据川航3U8633航班紧急迫降事件改编的。当飞机正在9800m高空以0.75马赫的速度飞行时,突然驾驶舱右座前挡风玻璃破裂脱落,如图所示,当时飞机外面的气压只有海平面的3成不到,气温接近50C;而正常情况下,客机机舱内的气压会被控制在接近标准大气压的状态,以保证乘客的安全和舒适。己知马赫是速度单位,一马赫即一倍音速,音速没有绝对数值,此时音速取300m/s,以下说法正确的是( )
A.该飞机发生事故时,飞行速度约为25km/h,挡风玻璃破裂后,巨大的内外气压差会将副驾驶员“牢牢压向椅背”
B.该飞机发生事故时,飞机速度约为810km/h,挡风玻璃破裂后,巨大的内外气压差会将副驾驶员向窗外“扯拽”
C.飞机正常飞行,飞机的升力主要来自浮力,与飞行速度无关,与排开空气的重力有关 D.飞机升力的获得是利用了“流体压强与流速有关”的规律,流速大处压强也大 2.如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上对地面的压强相等,若沿竖直方向分别将两正方体截去质量相同的部分,并将所截部分叠放在对方剩余部分的上方,关于甲乙对地面的压强p甲′、p乙′和甲乙所截去的底面积ΔS甲、ΔS乙的判断,正确的是( )
p乙,ΔS甲>ΔS乙 A.p甲p乙,ΔS甲=ΔS乙 C.p甲p乙,ΔS甲<ΔS乙 B.p甲p乙,ΔS甲>ΔS乙 D.p甲3.如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A.pA<pB=pC C.pA>pB=pC
B.pA=pC>pB D.pA=pC<pB
4.小雨将一小石块和一小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,针对这一现象,下列分析正确的是( ) A.木块受到了浮力,但石块却没有受浮力 B.木块受到的浮力一定大于石块的浮力 C.石块沉入水中,浮力小于自身的重力 D.木块浮在水面,浮力大于自身的重力
5.小明用压强计探究液体内部压强的特同点时,将压强计的金属盒放入水中同一深度,并将金属盒朝向不同方向,实验现象如图所示。该实验能得出的结论是( )
A.在同种液体中,深度越大,压强越大 B.不同液体的同一深度,压强不相等
C.在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等 D.在同种液体的同一深度,液体压强的大小跟方向有关
6.两艘船相距较近并排同向行驶,两船会靠的越来越近,甚至发生碰撞,这是因为两船间( )
A.水的流速大,压强大于两船外侧的压强 B.水的流速大,压强小于两船外侧的压强 C.水的流速小,压强大于两船外侧的压强 D.水的流速小,压强小于两船外侧的压强
7.在下面力学实验探究中没有用到等效转换法的是( ) A.探究压力作用效果的影响因素 C.探究液体压强跟什么因素有关
B.托里拆利实验测量大气压 D.二力平衡条件的探究
8.如图所示,用大拇指和食指同时压三角板,拇指受到的压力为F1,拇指受到的压强为p1;食指受到的压力为F2,食指受到的压强为p2,则( )
A.F1=F2 p1<p2 C.F1<F2 p1<p2
B.F1=F2 p1>p2 D.F1>F2 p1>p2
9.在抗击“新型冠状病毒感染的肺炎”疫情中,武汉版的小汤山医院“火神山”、“雷神山”发挥了重要的作用。防止病房内部气体向外扩散,两所医院内部全部处于“负压”状态,所谓“负压”是指室内的气压低于室外的气压,下列现象中有可能处于“负压”状态的是( )
A.正在升空的火箭舱内 B.正在熬排骨汤的高压锅内 C.充满气后的氧气罐内 D.充气后的游泳圈内
10.如图,某同学将两个完全相同的物体A、B分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,A漂浮,B悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为p甲、p乙,物体A、B所受浮力分别为FA、FB。则( )
A.p甲<p乙,FA=FB C.p甲>p乙,FA=FB
B.p甲<p乙,FA>FB D.p甲>p乙,FA<FB
11.如图所示,在三个相同的容器中分别盛有甲、乙、丙三种液体;将三个完全相同的铜球,分别沉入容器底部,当铜球静止时,容器底部受到铜球的压力大小关系是
F甲F乙F丙,则液体密度相比较( )
A.甲的最小 B.乙的最小 C.丙的最小 D.一样大
12.摩拜单车(Mobike)是全球第一个智能共享公共自行车项目,市民使用手机下载APP,用户注册账号并缴纳押金后,即可搜索发现并用智能手机扫码解锁单车,畅行全城。其结构与使用上应用了很多物理知识,下列说法正确的是() A.自行车转弯时受到平衡力的作用 B.坐垫做得较宽是为了减小压力 C.安装滚动轴承是为了减小摩擦
D.下坡时自行车速度越来越大是由于惯性越来越大
二、填空题
13.置于水平桌面上的某容器,底面积为200cm2,质量为200g。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1103Pa 。则容器内水的重力________N,水对容器底部的压力是________N。(已知水1.010kg/m,忽略容器壁的厚度)
14.如图, 轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后,再打开阀门___________,使闸室与上游构成___________,当闸室与上游水位相平时,再打开闸门C,船驶入上游。
33
15.如图所示,甲、乙两个完全相同的圆柱形容器置于水平桌面上,容器中装有体积相等的水和酒精(ρ水>ρ酒精),则水和酒精对容器底部的压强p水______p酒精;若在甲、乙容器中再分别放入完全相同的两个金属球(液体均不溢出),则两容器对桌面的压强变化量
p甲______p乙。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
16.生活中处处有物理:
(1)生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式制作,较少用煮的方式,这是由于高原地区的大气压较______(选填“大”或“小”),水的沸点较_______(选填“高”或“低”)的缘故。
(2)医生把注射器针头插入药水瓶,把注射器活塞往外拉时,药液在______的作用下进入注射器内。注射器针头做得比较尖,这是为了______(选填“增大”或“减小”)压强。 17.弹簧测力计下端挂一个物体,将其全部浸入水中,受到的浮力是0.5N,弹簧测力计的示数是0.9N,该物体的物重是_____N,物体的体积是_____m3。
18.如图所示,小华行,沿途看到路旁树木向后退去,所选的参照物是_________;小华坐在宽大的车座上比较舒服,这是通过增大受力面积减小了___________的缘故.
19.在现实生活中,当一块平板以一定的冲角(平板与水平方向的夹角)α在空气中水平运动时,平板会受到一个竖直向上的升力FL(如图),升力公式为FLCL12S(CL为2升力系数,是一个没有单位的数值,ρ为空气的密度,v为平板的速度,S为平板的面积)。
(1)在研究某飞机机翼的CL与α的关系时,获得如下数据: α/° CL 0 0.3 5 0.6 10 0.9 15 1.2 20 1.5 25 1.3 由表中数据可以看出:随着冲角增大,升力系数____。上述关系可以用图中的图线_____来表示(选填“甲”或“乙”);
(2)根据上述升力公式可知,若加快飞机飞行速度,就会使升力增大,飞机就会向上飘。若要保持飞行高度不变,就应保持飞机的升力不变,因而需要减小___。
20.某核潜艇完全潜入海水中,受到的浮力是F1,上表面受到的压强是p1;排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,受到的浮力是F2,上表面受到的压强是p2,则F1______F2;p1_____p2(均选填“>”“<”或“=”)。
三、解答题
21.有一木块,体积为80cm3,把它轻轻的放在盛满水的溢水杯中,最后漂浮在水面上,测得从杯中溢出的水为50g,求: (1)木块受到的浮力是多大? (2)木块的重力是多少?
22.如图所示的容器放在水平桌面上,上部横截面积原为S1,下部横截面积为S2,当容器中注入密度为ρ1、重为G1的某种液体时,上部液柱与容器的下部液体的高度都是h。求:
(1)液体对容器底部的压力;
(2)空容器重为G0,容器与桌面的接触面积为S3,容器对桌面的压强。
23.如图,学生课桌质量为9kg,桌子与地面有四个接触面,每个接触面的面积为4×10-4
m2;某同学将底面积为2.5×10-3m2、容量为1L、装满水后水深为18cm的塑料水杯放在
课桌的桌面上(不计水杯的质量)求: (1)水对塑料水杯底部的压强; (2)塑料水杯对桌面的压强; (3)课桌对地面的压强。
24.如图甲所示,底面积为100cm2的长方体容器内盛有足够多的水,容器壁的厚度不计,用弹簧测力计挂着一金属块并将金属块逐渐浸入容器的水中且水始终不会溢出。图乙是描述在这个过程中弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况。求: (1)从A到C的过程中,金属块下底部受到水的最大压强值; (2)金属块的密度大小;
(3)金属块浸没水中后(但未触及容器底部)与其在浸入水之前相比较,容器底部受到水的压强增大多少帕斯卡?
25.容器底部有一开口,厚度不计的挡板A刚好盖住开口(如图所示)。容器中水深0.5m,挡板A面积为2×10-3m2,质量为0.15kg。已知ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg。 (1)A受到水的压力是多少?
(2)对A的正中心施加一个向上的力F,使水从开口处排出,求F至少是多少?
26.小明将一物体挂在弹簧测力计上,测出在空气中所受的重力为1.2N,再将物体浸没在水中,示数如图乙所示。请你帮他解答下列问题: (1)物体所受的浮力; (2)物体的体积: (3)物体的密度;
【参】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题 1.B 解析:B
AB.该飞机发生事故时,飞行速度为0.75马赫,约为
v=0.75v声=0.75×300m/s=225m/s=810km/h
客机机舱内的气压接近标准大气压,飞机外面的气压只有海平面(标准大气压)的3成不到,挡风玻璃破裂后,巨大的内外气压差会将副驾驶员压向窗外。故A错误,B正确; CD.飞机机翼上凸下平,飞机高速飞行时,机翼上表面的空气流速大于下表面,导致机翼上表面受到空气的压强小于下表面,从而产生向上的压强差、压力差,获得向上的升力。
故CD错误。 故选B。
2.C
解析:C
水平地面上的物体对地面的压强
pFGmgVgShggh SSSSS竖直截去质量相同的部分,截取的重力相等,对地面的压力相等,由p=ρgh可知对地面的压强相等,由SF可知甲乙截去的底面积相等,即 pΔS甲=ΔS乙
甲、乙被切去相等质量并叠加后,对水平表面的压力不变,因为甲的底面积大于乙的底面积,甲乙截去的底面积相等,甲剩余的底面积较大,由p=
p甲′<p乙′
故选C。
F可知 s3.D
解析:D
由图知A、B、C三点处的深度关系为B点的深度最深,A和C两点的深度相同,由于水的密度确定,由公式液体压强的公式pgh可知,此三点的压强关系为B处的压强最大,A和C处的压强相等。 故选D。
4.C
解析:C
A.水中的石块和木块都受到浮力作用,故A错误;
B.物体受到的浮力大小与排开的水量有关,无法确定二者浮力大小,故B错误; CD.石块沉底,浮力小于重力,木块漂浮,浮力等于重力,故C正确,D错误。 故选C。
5.C
解析:C
由题意可知,烧杯中的液体都是水,压强计的金属盒放在水中同一深度,不同的是金属盒朝向不同。根据控制变量法的思想可知:探究的是液体内部压强与方向的关系。U形管压强计两侧的液面高度差反应压强的大小,三次实验中液面高度差相同,则可得出的结论:在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等。故ABD不符合题意,C符合题意。 故选C。
6.B
解析:B
两艘船并排行驶时,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速度小,根据流体压强与流速的关系可知,两船内侧水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向
中间靠拢,出现相撞的情形,故B符合题意,ACD不符合题意。 故选B。
7.D
解析:D
A.探究压力作用效果的影响因素实验中把压力作用效果转换为小木桌陷入沙中的深度,采用了转换法,故A不符合题意;
B.托里拆利实验测量大气压实验中把大气压转换为水银柱高度,采用了转换法,故B不符合题意;
C.探究液体压强跟什么因素有关实验中把液体压强转换为U型管两边液面的高度差,采用了转换法,故C不符合题意;
D.二力平衡条件的探究实验中没有采用转换法,故D符合题意。 故选D。
8.A
解析:A
力的作用是相互的,拇指与食指受到的压力是相同的,F1=F2;由p积小,受到的压强大,p1<p2。 故选A。
F可知,食指受力面S9.A
解析:A
所谓“负压”是指内部的气压低于外部的气压:
A.正在升空的火箭舱是密封的,可以人为改变舱内的气压使其小于外部气压,可能处于“负压”状态,故A符合题意;
B.高压锅利用高压煮熟食物,正在熬排骨汤的高压锅内压力大于外部气压,故B不符合题意;
C.充满气后的氧气罐内气体密度增加,内压大于外压,故C不符合题意; D.充气后的游泳圈内压力比外部气压大,使游泳圈体积变大,故D不符合题意。 故选A。
10.C
解析:C
由于A、B完全相同,则重力相等,由图可知:A在甲液体中漂浮,B在乙液体中悬浮,由物体的漂浮、悬浮条件可知
FAG FBG
所以
FAFB
根据浮沉条件可知,甲液体中的A漂浮则
甲液A
乙液体中的B悬浮则
乙液B
两种液体的密度
甲液乙液
又因为两容器液面等高,所以由pgh可知,两种液体对容器底压强
p甲>p乙
故C正确,ABD错误。 故选C。
11.A
解析:A
容器底部受到铜球的压力大小上等于铜球所受重力和浮力之差,当铜球静止时,容器底部受到铜球的压力大小关系是F甲F乙F丙,所以甲受到的浮力最小,丙受到的浮力最大,由F浮=ρ水gV排可知液体密度相比较甲的最小.
12.C
解析:C 【分析】
自行车上的物理知识有压强、摩擦力、简单机械等。
A.自行车转弯时运动状态发生变化,受到非平衡力的作用,故A错误; B.坐垫做得较宽是为了增大受力面积减小压强,故B错误; C.安装滚动轴承是为了用滚动代替滑动减小摩擦,故C正确;
D.下坡时自行车的质量不变,惯性不变,速度越来越大是受到非平衡力的作用,故D错误。 故选C。
二、填空题 13.30
解析:30
[1]容器未装水时的质量为0.2kg,则容器的重力
G=mg=0.2kg×10N/kg=2N
根据题意知道,容器盛水后容器对桌面的压强为1.1×103Pa,则此时容器对桌面的压力
F桌面=p桌面S=1.1×103Pa×200×10-4 m2=22N
将容器和水看做一个整体,对桌面的压力等于容器和水的重力之和,故水的重力
G水=F桌面-G=22N-2N=20N
[2]容器盛水后,水对容器底部的压强
p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa
由pF 知道,水对容器底部的压力 SF′=p′S=1.5×103Pa×200×10-4 m2=30N
14.A连通器
解析:A 连通器
[1][2]船进入闸室后,应打开阀门A,使闸室与上游构成连通器,上游的水进入闸室,才能让闸室内水位与上游水位能够相平。
15.大于等于
解析:大于 等于
[1]完全相同的容器中装有等体积的水和酒精,则水和酒精的高度相同,由于水的密度大于酒精的密度,根据p=ρgh可知,水和酒精对容器底部的压强相等,即
p水>p酒精
[2]放入金属球后,容器对水平地面的压力变化量等于增加的球的重力,即容器对桌面的压力增加量相同,且容器完全相同,根据pF可知两容器对桌面的压强变化量相同,即 Sp甲p乙
16.小低大气压增大【分析】(1)高度越高气压越低水的沸点越低(2)吸取药液的过程中当向外拉活塞时针管内的气体体积变大气压减小大气压不变大气压将药
液压入针管内;当压力一定时减小受力面积(针头做得比较尖)可
解析:小 低 大气压 增大 【分析】
(1)高度越高,气压越低,水的沸点越低。
(2)吸取药液的过程中,当向外拉活塞时,针管内的气体体积变大,气压减小,大气压不变,大气压将药液压入针管内;当压力一定时,减小受力面积(针头做得比较尖),可以增大压强。
(1)[1][2]因为地球周围的大气层分布很不均匀,越到高空空气稀薄,空气密度较小,所以高原地区的大气压较低,水的沸点会很低,所以煮的食物会不熟,往往是采用炒、烤等方式制作。
(2)[3]注射器能将药液吸入针管是因为针管内的气压减小,外界大气压把药液压入针管。 [4]由公式p=
F
可知,注射器的针头做得很尖,通过减小受力面积来增大压强。 S
17.45×10﹣5【分析】将物体全浸入水中物体受到的浮力加上弹簧测力计的拉力等于物体的重力据此求物体的重力;知道物体浸没水中受到的浮力利用阿基米德原理求物体排开水的体积(物体的体积)
解析:4 5×10﹣5 【分析】
将物体全浸入水中,物体受到的浮力加上弹簧测力计的拉力等于物体的重力,据此求物体的重力;知道物体浸没水中受到的浮力,利用阿基米德原理求物体排开水的体积(物体的体积)。
[1][2]由称量法F浮=G﹣F示知,物体受到的浮力加上弹簧测力计的拉力等于物体重力,即物体的重力为
G=F浮+F示=0.5N+0.9N=1.4N
由阿基米德原理F浮=ρ水V排g可得,物体的体积
F浮0.5NV=V排==5×10﹣5m3 33水g110kg/m10N/kg18.单车压强【解析】试题分析:小华行若以行驶的单车为参照物树与单车之间的位置不断发生变化是运动的所以他会看到路旁的树向后退去;自行车车座比较宽大是在压力一定时通过增大受力面积来减小压强因此坐在宽
解析:单车 压强 【解析】
试题分析:小华行,若以行驶的单车为参照物,树与单车之间的位置不断发生变化,是运动的,所以他会看到路旁的树向后退去;自行车车座比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,因此坐在宽大的车座上比较舒服. 【考点定位】减小压强的方法及其应用;参照物及其选择
19.先变大后变小甲冲角
解析:先变大,后变小 甲 冲角
(1)[1][2]由表中数据可知,冲角在020°范围内,升力系数随着冲角的增大而增大。但是冲角超过20°,升力系数随着冲角的增大而减小;它们的关系可以用图中的图线甲来表示。
(2)[3]由升力公式FLCL12S可知,飞机飞行时所受升力大小与升力系数、空气密度、2飞机飞行速度、机翼的展开面积四个因素有关,在飞机飞行时这四个因素当中可以人为改变的因素只有飞机飞行速度和升力系数,故在增大机速的同时要使飞升受到的升力不变,需减小冲角从而使升力系数降低。
20.=>
解析:= >
[1]排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,上浮过程中排开液体体积、液体密度没有改变,则所受液体浮力不变,所以
F1=F2
[2]排出一部分水后,潜艇缓慢上浮,但未露出水面,上浮以后,上表面所处液体深度减小,根据pgh可知上表面受到的压强减小,所以
p1>p2
三、解答题
21.(1)0.5N;(2)0.5N
(1)由阿基米德原理可知木块受到的浮力是
F浮G排mg50103kg10N/kg=0.5N
(2)木块漂浮在水面上,由物体沉浮条件可知,重力等于浮力为
G木F浮0.5N
答:(1)木块受到的浮力是0.5N;(2)木块的重力是0.5N。 22.(1)21ghS2;(2)
G1G0 S3(1)液体对容器底部的压强
p1g2h21gh
根据pF可得,液体对容器底部的压力 SFpS221ghS2
(2)容器对桌面的压力
FG0G1
则容器对桌面的压强
pFG0G1 S3S3G1G0。 S3答:(1)液体对容器底部的压力为21ghS2;(2)容器对桌面的压强为23.(1)1.8×103Pa;(2)4×103Pa;(3)6.25×104Pa 解:(1)水对塑料水杯底部的压强
pgh1.0103kg/m310N/kg0.18m=1.8103Pa
(2)杯中水的质量
mV1.0103kg/m31103m31kg
杯对桌面的压力
FGmg1kg10N/kg=10N
杯对桌面的压强
p杯(3)课桌的重
F10N4103Pa -32S2.5?10mG桌mg9kg?10N/kg=90N
课桌对地面的压力
F桌G桌+G90N+10N=100N
课桌对地面的压强
p桌F桌S桌100N=6.25?104Pa -424?4?10m答:(1)水对塑料水杯底部的压强为1.8×103Pa; (2)塑料水杯对桌面的压强为4×103Pa; (3)课桌对地面的压强为6.25×104Pa。
24.(1)800Pa;(2)3×103kg/m3;(3)200Pa
(1)由图可知,金属块下表面最大深度为8cm,即为0.08m,金属块下底部受到水的最大压强为
pgh1103kg/m310N/kg0.08m800Pa
(2)由乙图可知,金属块的重力为6N,金属块的质量为
mG6N0.6kg g10N/kg当金属块浸没时,金属块的体积等于浸入液体的体积,所以金属块的体积为
F浮6N-4NVV浸210-4m3 33水g110kg/m10N/kg金属块的密度为
m0.6kg3103kg/m3 -43V210m(3)当金属块浸没后比浸入水中前,容器底部增大的压力为
FF浮2N
增大的压强为
pF2N2N200Pa S100cm20.01m2答:(1)从A到C的过程中,金属块下底部受到水的最大压强值800Pa。 (2)金属块的密度大小为3103kg/m3。
(3)金属块浸没水中后(但未触及容器底部)与其在浸入水之前相比较,容器底部受到水的压强增大200Pa。 25.(1)10N;(2)11.5N。 解:(1)A受到水的压力
FA=pAS=ρ水ghS=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m×2×10-3m2=10N
(2)A受到的重力
G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N
A刚要被顶起时,挡板A受到的水的压力加上A的重力等于向上的力F,即
F=G+F压=1.5N+10N=11.5N
答:(1)A所受水的压力为10N; (2)F至少为11.5N。
26.(1)0.8N;(2)8×10-5m3;(3)1.5×103kg/m3
解:(1)由图乙可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,指针在零刻度线下两小格处,示数为0.4N,故物体所受到的浮力为
F浮=G-F示=1.2N-0.4N=0.8N
(2)已知常温、常压下水的密度为
水=1.0103kg/m3
由
F浮=水gV排
可得,物体的体积为
5F浮0.8N=810m3 33水g1.010kg/m10N/kgV物体=V排=(3)由题可知,物体在空气中所受的重力为
G=1.2N
由
G=mg
可得,物体的质量为
m由
G1.2N0.12kg g10N/kg=可得,物体的密度为
m Vm0.12kg331.510kg/m 5V810m3答:(1)物体所受的浮力为0.8N; (2)物体的体积为8×10-5m3: (3)物体的密度为1.5×103kg/m3。
=
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