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秘籍06質(zhì)量與密度、壓強(qiáng)、浮力知識(shí)點(diǎn)1:質(zhì)量【典例探究1】下列關(guān)于質(zhì)量的說法,正確的是()A.把鐵塊軋成薄鐵片,質(zhì)量變小B.冰箱里的一瓶礦泉水結(jié)冰,質(zhì)量變小C.把物理課本放在平邑和放在北京的質(zhì)量是一樣的D.“神舟十三號(hào)”載人飛船從地球到空間站升空后,飛船內(nèi)物資的質(zhì)量變小【解題思路】1.對(duì)質(zhì)量概念的理解及應(yīng)用解答時(shí)牢記質(zhì)量是物體的一種屬性,不隨物體的狀態(tài)、形狀、空間位置、溫度等的變化而變化。即物體不少,質(zhì)量不變。2.生活中常見物體的質(zhì)量估測(cè)【答案】C【解析】質(zhì)量是物體的一種屬性,不隨形狀、狀態(tài)、位置和溫度的改變而變化。A.把鐵塊軋成薄鐵片,形狀改變了,質(zhì)量不變,故A錯(cuò)誤;B.冰箱里的一瓶礦泉水結(jié)冰,狀態(tài)改變了,質(zhì)量不變,故B錯(cuò)誤;C.把物理課本放在平邑和放在北京,位置改變了,質(zhì)量是一樣的,故C正確;D.“神舟十三號(hào)”載人飛船從地球到空間站升空后,位置改變了,飛船內(nèi)物資的質(zhì)量不變,故D錯(cuò)誤。故選C。知識(shí)點(diǎn)2:天平【典例探究1】用托盤天平測(cè)物體質(zhì)量前,調(diào)節(jié)橫梁平衡時(shí),發(fā)現(xiàn)指針指在如圖所示位置,這時(shí)應(yīng)該()A.將平衡螺母向右旋一些B.將平衡螺母向左旋一些C.移動(dòng)游碼D.直接開始測(cè)量質(zhì)量【解題思路】解題口訣“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”。當(dāng)調(diào)天平平衡時(shí),指針向左偏轉(zhuǎn),則平衡螺母向右旋一些;指針向右偏轉(zhuǎn),則平衡螺母向左旋一些。【答案】B【大招快解】根據(jù)“左偏右調(diào),右偏左調(diào)”,題目中指針向右偏,則應(yīng)將平衡螺母向左移動(dòng)。故選B。【小結(jié)歸納】1.用天平測(cè)質(zhì)量的步驟:2.天平使用操作技巧(1)測(cè)量前平衡螺母調(diào)平:左偏右調(diào)、右偏左調(diào)。(2)測(cè)量過程中調(diào)平;左偏移動(dòng)游碼,右偏拿走最小砝碼再移動(dòng)游碼。知識(shí)點(diǎn)3:密度【典例探究1】如圖是將一個(gè)氣球壓入水中的過程(氣球不會(huì)漏氣且不會(huì)爆裂),球內(nèi)氣體的質(zhì)量和密度變化情況是()A.質(zhì)量變大,密度變大B.質(zhì)量不變,密度變小C.質(zhì)量變小,密度不變D.質(zhì)量不變,密度變大【解題思路】【答案】D【解析】氣球壓入水中的過程中,只是位置改變,球內(nèi)氣體多少?zèng)]有變化,則氣球內(nèi)氣體質(zhì)量不變;下壓過程中氣球受到水的壓強(qiáng)增大,所以氣球體積減小,則氣球內(nèi)氣體體積變小,根據(jù)可知,質(zhì)量不變,體積減小,所以密度增大。故D正確。【典例探究2】容積為250mL的容器,裝滿水后的總質(zhì)量為300g,則容器質(zhì)量為______g;若裝滿另一種液體后的總質(zhì)量為250g,則這種液體的密度為______g/cm。(ρ水=1.0×103kg/m3)【解題思路】【答案】500.8【解析】根據(jù)密度公式可得,容器中水的質(zhì)量為m水=ρ水V=1.0g/cm3×250cm=250g則容器的質(zhì)量為m容=m總-m水=300g-250g=50g所求液體的質(zhì)量為m液=m總1-m容=250g-50g=200g液體的體積為V液=V=250cm3則這種液體的密度為知識(shí)點(diǎn)4:測(cè)量物質(zhì)密度量筒的讀數(shù):仰小俯大。測(cè)量液體和形狀不規(guī)則塑料塊的密度1.實(shí)驗(yàn)原理:ρ=eq\f(m,V)。2.實(shí)驗(yàn)器材:天平、量筒、鹽水、形狀不規(guī)則的塑料塊(不吸水)、燒杯、細(xì)線。3.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)測(cè)量鹽水的密度:(1)測(cè)量鹽水的密度:①將待測(cè)液體倒入燒杯中,用天平測(cè)出燒杯和液體的總質(zhì)量m1;②將燒杯中液體的一部分倒入量筒,測(cè)出這部分液體的體積V;③用天平測(cè)量燒杯和剩余液體的總質(zhì)量m2;④根據(jù)密度公式ρ=eq\f(m,V)可計(jì)算出鹽水的密度。(2)測(cè)量不規(guī)則塑料塊的密度:①用調(diào)好的天平測(cè)出塑料塊的質(zhì)量m;②在量筒中倒入適量的水,讀出水的體積V1;③將鐵塊用細(xì)線系好,慢慢放入盛有適量水的量筒中,讀出這時(shí)鐵塊和水的總體積V2;④將鐵塊從水中撈出,把塑料塊和鐵塊捆在一起,放入量筒中,再次讀出水、鐵塊和塑料塊的總體積V3;⑤根據(jù)密度公式ρ=eq\f(m,V)可計(jì)算出不規(guī)則塑料塊的密度。測(cè)量固體的密度1.實(shí)驗(yàn)器材:天平、砝碼、量筒、水、細(xì)線等。2.實(shí)驗(yàn)原理:ρ=eq\f(m,V)。3.方法:①用天平測(cè)出物體的質(zhì)量m;②在量筒中倒入適量的水,讀出體積V1;③用細(xì)線系好物體,浸沒在量筒中,讀出總體積V2,則物體體積為V=V2-V1;④利用公式ρ=eq\f(m,V)得到物體的密度。4.技巧點(diǎn)擊:該實(shí)驗(yàn)應(yīng)先測(cè)固體的質(zhì)量,再測(cè)固體的體積,否則固體沾上水,質(zhì)量就偏大了;用量筒測(cè)不規(guī)則固體體積時(shí),采用排液法測(cè)量,這是一種科學(xué)方法叫做“等效替代法”。【典例探究】在“探究固體的質(zhì)量與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中(1)將天平調(diào)節(jié)好以后,在左盤中放入鐵塊,向右盤中添加了幾個(gè)砝碼后,觀察到天平的指針指在分度盤的位置如圖甲所示;再添加一個(gè)質(zhì)量最小的砝碼,指針指在分度盤的位置如圖乙所示。此時(shí),應(yīng)先取下質(zhì)量最小的砝碼,接著___________,直到指針指在分度盤的中央刻度線;(2)小明用3個(gè)鐵塊、小麗用3個(gè)木塊、小強(qiáng)用3個(gè)鋁塊分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在老師的引導(dǎo)下,他們用這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出了如圖丙所示的關(guān)系圖像。從圖像可以看出:同種物質(zhì)組成的不同物體,質(zhì)量與體積的比值___________;不同物質(zhì)組成的物體,質(zhì)量與體積的比值一般___________。因此,這個(gè)比值反映的是物質(zhì)的一種特性,物理學(xué)中把它定義為物質(zhì)的密度;(3)小明通過這次實(shí)驗(yàn)真正明白了人們常說的“鐵比木頭重”這句話的含義。下列說法能體現(xiàn)這句話正確含義的是___________。A.鐵比木頭的質(zhì)量大
B.相同體積的鐵比木頭的質(zhì)量大C.鐵比木頭的密度大
D.相同質(zhì)量的鐵比木頭的體積小【答案】移動(dòng)游碼
相同
不同
BC【解析】【解析】(1)[1]將天平調(diào)節(jié)好以后,在左盤中放入鐵塊,向右盤中添加了幾個(gè)砝碼后,觀察到天平的指針指在分度盤的中央刻度線的左側(cè);再添加一個(gè)質(zhì)量最小的砝碼,指針指在分度盤的中央刻度線的右側(cè);根據(jù)天平的使用,此時(shí),應(yīng)先取下質(zhì)量最小的砝碼,接著移動(dòng)游碼,直到指針指在分度盤的中央刻度線。(2)[2][3]從圖像可知,單獨(dú)觀察三個(gè)組中的任何一個(gè)組,同一物質(zhì)是一條過原點(diǎn)的傾斜的直線,所以,同種物質(zhì)組成的不同物體,質(zhì)量與體積的比值相同;對(duì)比三個(gè)組,不同物質(zhì)組成的物體,質(zhì)量與體積的比值一般不同。(3)[4]密度是物質(zhì)的屬性,不同物質(zhì)的密度一般不同,鐵這種物質(zhì)比木頭這種物質(zhì)的密度大,我們通常說“鐵比木頭重”,其含義是體積相同的鐵和木頭相比,鐵的質(zhì)量比木頭的質(zhì)量大,反映了鐵的密度比木頭的密度大,故AD不符合題意,BC符合題意。故選BC。【歸納總結(jié)】1.測(cè)量液體密度的一般過程2.測(cè)液體密度的誤差分析(1)液體倒入量筒中時(shí)少量附在量筒內(nèi)壁,體積測(cè)量值偏小,密度偏大。(2)先測(cè)容器的質(zhì)量,再測(cè)容器和液體的總質(zhì)量,由于容器壁有殘留倒不干凈,體積測(cè)量值偏小,密度偏大。知識(shí)點(diǎn)5:密度的計(jì)算項(xiàng)目具體內(nèi)容說明定義某種物質(zhì)組成的物體質(zhì)量與體積的比值。同種材料,同種物質(zhì),ρ不變,m與V成正比,即eq\f(m1,m2)=eq\f(V1,V2);物體的密度ρ與物體的質(zhì)量、體積、形狀無關(guān),但與質(zhì)量和體積的比值有關(guān);密度隨溫度、壓強(qiáng)、狀態(tài)等改變而改變,不同物質(zhì)的密度一般不同,所以密度是物質(zhì)的一種特性。公式若用ρ表示密度,用m表示質(zhì)量,用V表示體積,則ρ=eq\f(m,V),變形得m=ρV,V=eq\f(m,ρ)單位國際單位制:主單位是kg/m3,常用單位是g/cm3。單位換算關(guān)系:1g/cm3=103kg/m3密度與溫度物體的密度受溫度影響,一般溫度越高物體的密度越小。水在0~4攝氏度出現(xiàn)反膨脹現(xiàn)象,也就是溫度越高密度越大。密度公式的應(yīng)用鑒別物質(zhì)——利用公式算出物質(zhì)的密度,對(duì)照密度表,即可判斷物質(zhì)的種類。求質(zhì)量——對(duì)于質(zhì)量無法直接測(cè)量的物體,只要知道其密度和體積,可利用公式m=ρV算出其質(zhì)量。求體積——對(duì)于體積無法直接測(cè)量的物體,只要知道其密度和質(zhì)量,可利用公式V=eq\f(m,ρ)算出其體積。測(cè)量物質(zhì)的密度:物體的質(zhì)量需要用天平測(cè)量,物體的體積需要用量筒測(cè)量,不規(guī)則形狀固體的體積一般利用排水法測(cè)量。知識(shí)點(diǎn)6:壓強(qiáng)【典例探究1】圖示的四個(gè)實(shí)例中,為了增大壓強(qiáng)的是()。A.飲料管的一端剪成斜口B.鐵軌下面鋪枕木C.較寬的書包背帶D.較大的圖釘帽面積【解題思路】改變壓強(qiáng)的方法【答案】A【解析】飲料管的一端剪成斜口是減小受力面積,增大壓強(qiáng);在鐵軌下面鋪枕木、書包背帶做得較寬、圖釘帽的面積做得較大都是增大受力面積,減小壓強(qiáng),故A符合題意,BCD不符合題意。故選A。【典例探究2】某同學(xué)質(zhì)量為50kg,每只鞋底與地面的接觸面積為200cm3,則他雙腳站在水平地面上時(shí),對(duì)地面的壓力為________N,壓強(qiáng)為________Pa。(g=10N/kg)【解題思路】固體壓強(qiáng)的計(jì)算公式【答案】500
1.25×104【解析】[1]質(zhì)量為50kg,人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N由于靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力等于其自身重力,故他雙腳站在水平地面上時(shí),對(duì)地面的壓力F=G=500N[2]每只鞋底與地面的接觸面積為200cm3,雙腳站在水平地面上時(shí),他與地面的接觸面積S=200×2×10-4m2=4×10-2m2他對(duì)地面的壓強(qiáng)【典例探究3】如圖所示,甲、乙、丙是三個(gè)完全相同的圓柱體堅(jiān)放在水平地面上,若把乙、丙中的陰影部分切除后,甲、乙、丙對(duì)水平地面的壓強(qiáng)大小關(guān)系正確的是()A.p甲=p乙=p丙B.p甲<p乙<p丙C.p甲=p乙<p丙D.p甲<p乙=p丙【解題思路】解題口訣技巧“豎切不變橫切小,斜切就看頭比腳”。解決固體壓強(qiáng)切割問題,若豎直切割,則剩余部分固體壓強(qiáng)不變(豎切不變);若水平橫向切割,則剩余部分壓強(qiáng)變小(橫切小);若斜向切割,當(dāng)剩余部分,上面(頭)比下面(腳)大時(shí),則剩余部分壓強(qiáng)變大;當(dāng)剩余部分,上面(頭)比下面(腳)小時(shí)則剩余部分壓強(qiáng)變小(斜切就看頭比腳)。【答案】C【解題大招】根據(jù)大招“豎切不變”可知,圖乙是豎直切割,則壓強(qiáng)不變,故p甲=p乙;根據(jù)大招“斜切就看頭比腳”可知,圖丙是斜向切制,且剩余部分,頭比腳大,則壓強(qiáng)變大,故p甲<p丙;由此可得,p甲=p乙<p丙,故答案為C。【典例探究4】如圖所示,甲、乙兩個(gè)實(shí)心均勻正方體分別放在水平地面上,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相等。若在兩個(gè)正方體的上部,沿水平方向分別截去相同高度的部分,則剩余部分對(duì)水平地面的壓強(qiáng)關(guān)系是()A.p甲<p乙B.p甲>p乙C.p甲=p乙D.無法判斷【解題思路】解題口訣技巧“極限法比壓強(qiáng)”。兩個(gè)均勻?qū)嵭闹鶢钗矬w放在水平地面上,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相等,當(dāng)題目中要求沿水平方向切去相同體積或相同高度(厚度)時(shí),可以假設(shè)其中一個(gè)物體被全部切去,則剩下的物體對(duì)桌面壓力、壓強(qiáng)更大,在沒有全部切完的情況下,也有同樣的結(jié)論。【答案】B【解題大招】利用極限法,假設(shè)切去的高度為乙的高度,則甲還剩余一部分,乙被全部切完,顯然剩余部分壓強(qiáng)的關(guān)系為甲的大于乙的,故答案為B。知識(shí)點(diǎn)7:液體壓強(qiáng)【典例探究1】如圖所示,鐵桶重18N,桶的底面積為180cm,往桶里倒入5kg的水,水的深度為20cm,平放在面積為1m2的水平臺(tái)面的中央(g=10N/kg),則:(1)桶底受到水的壓力為多大?(2)臺(tái)面受到桶的壓強(qiáng)為多大?【解題思路】解題口訣技巧“固壓先求力,液壓先求p”。求解壓力、壓強(qiáng)問題時(shí),如果問的是固體壓強(qiáng)。優(yōu)先考慮通過受力分析求出壓力,再利用公式求壓強(qiáng);如果問的是液體壓力,應(yīng)先考慮直接通過公式p=ρgh求出壓強(qiáng),再求壓力。【答案】(1)36N;(2)377.8Pa【解題大招】(1)第一問求液壓。先求壓強(qiáng)p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa再求壓力F水=p水S=2×103Pa×0.018m2=36N(2)第二問求固壓。先求壓力F=G水+G桶=5kg×10N/kg+18N=68N再求壓強(qiáng)【歸納總結(jié)】液體壓強(qiáng)公式p=ρgh應(yīng)用時(shí)的幾點(diǎn)注意:(1)由公式p=ρgh可以看出,液體壓強(qiáng)跟液體的密度和液體的深度有關(guān)而跟液體的質(zhì)量、重力、體積以及容器的形狀、底面積的大小無關(guān)。(2)該公式只適用于靜止的液體,且由p=ρgh計(jì)算出的壓強(qiáng)是液體由于自身重力及流動(dòng)性產(chǎn)生的壓強(qiáng),它不包括液體受到的外加壓強(qiáng)。(3)在液體壓強(qiáng)公式中h表示深度,而不是長度。h指液面到液體內(nèi)研究的點(diǎn)的豎直高度。,如圖所示,甲圖中A點(diǎn)的深度為30cm,乙圖中B點(diǎn)的深度為40cm,丙圖中C點(diǎn)的深度為50cm。(4)對(duì)于液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)和壓力問題,一般解題思路是先根據(jù)液體壓強(qiáng)的公式p=ρgh求出壓強(qiáng),再根據(jù)F=pS求出壓力。(5)對(duì)于液體對(duì)固體的壓力、壓強(qiáng)問題,先根據(jù)公式p=ρgh計(jì)算壓強(qiáng),再根據(jù)公式F=pS計(jì)算壓力;對(duì)于固體對(duì)固體的壓力、壓強(qiáng)問題,一般是在水平面上,先根據(jù)壓力等于重力求出壓力,再根據(jù)公式計(jì)算壓強(qiáng)。兩種情況下的順序一般不能顛倒。【典例探究2】如圖所示,某圓臺(tái)形容器中裝了部分水,如甲、乙兩種方式放置。甲、乙兩種情況下容器底面所受水的壓力情況為:F甲____F乙(選填“大于”“等于”或“小于”)。【解題思路】解題口訣技巧“好容器省力,壞容器費(fèi)力”。在液體壓強(qiáng)問題中,經(jīng)常就出現(xiàn)一類問題:形杯問題,即杯口大或者杯口小的問題。好容器是指口大底小,側(cè)壁托著里面的部分水,所以底面支持力比重力小,省力。壞容器是指口小底大,側(cè)壁壓著里面的部分水,所以底面支持力比重力大,費(fèi)力。【答案】大于【解題大招】甲是壞容器,壓著水,所以壓力大于重力;乙是好容器,托著水,所以壓力小于重力。故答案為:大于。【典例探究3】如圖所示,甲、乙兩個(gè)相同的量筒放在同一水平面上,甲量筒內(nèi)盛水,乙量筒內(nèi)盛酒精,兩個(gè)量筒內(nèi)底部所受液體的壓強(qiáng)相等,比較兩液體內(nèi)同一高度上A、B兩點(diǎn)的液體壓強(qiáng)pA和pB的大小,則()A.pA>pBB.pA=pBC.pA<pBD.無法判斷【解題思路】解題口訣技巧“等壓雞爪法”。當(dāng)已知兩種液體中某兩點(diǎn)的液體壓強(qiáng)相等時(shí),將壓強(qiáng)相等的兩點(diǎn)相連,即A1B1和A2B2,并找到兩條等壓線的交點(diǎn)O,從O點(diǎn)做等壓線OA,則A點(diǎn)和B點(diǎn)壓強(qiáng)相等,而B點(diǎn)深度大于B'點(diǎn),則B點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)壓強(qiáng)。【答案】C【解題大招】將液壓相等兩點(diǎn)連線,即A1B1和A2B2,并找到兩條等壓線的交點(diǎn)O,從O點(diǎn)做等壓線OA,則A點(diǎn)和B'點(diǎn)壓強(qiáng)相等,而B點(diǎn)深度大于B'點(diǎn),則B點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)壓強(qiáng)。故答案為C。知識(shí)點(diǎn)8:大氣壓強(qiáng)【典例探究】著名的_____________實(shí)驗(yàn)證明了大氣壓強(qiáng)的存在;____________實(shí)驗(yàn)測(cè)出了大氣壓強(qiáng)的值,該實(shí)驗(yàn)中管內(nèi)水銀柱上方為______;物理學(xué)把760mm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫做1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=________Pa;離地面越高的地方,大氣壓越____。【解題思路】1.大氣壓的存在2.大氣壓強(qiáng)變化的規(guī)律具體描述應(yīng)用說明與海拔的關(guān)系海拔越高,氣壓越小由于大氣壓是大氣層受到重力作用而產(chǎn)生的,離地面越高,空氣越稀薄與天氣、季節(jié)的關(guān)系一般晴天比陰天氣壓高,冬天比夏天氣壓高空氣中水蒸氣含量越大,氣壓越低氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系溫度不變時(shí),氣體體積越小,壓強(qiáng)越大;氣體體積越大,壓強(qiáng)越小打氣筒打氣和利用壓縮制動(dòng)原理的抽水機(jī)3.大氣壓的測(cè)量在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,由于玻璃管內(nèi)外水銀柱高度差所產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于外界大氣壓,所以只要外界大氣壓不變,管內(nèi)外水銀柱的高度差就不變,與玻璃管的粗細(xì)、傾斜程度、槽中水銀的多少無關(guān)。做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí),將玻璃管傾斜、改變玻璃管的粗細(xì)、改變玻璃管浸入水銀槽中的深度都不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。注意:水銀柱的高度不是長度。【答案】馬德堡半球托里拆利真空1.013×105小【解析】馬德堡半球?qū)嶒?yàn)和托里拆利實(shí)驗(yàn)都是與大氣壓強(qiáng)有關(guān)的著名實(shí)驗(yàn),前者證明了大氣壓的存在,后者測(cè)量出了大氣壓值;在托里拆利實(shí)驗(yàn)中,利用一根一端密閉的玻璃管測(cè)出了大氣壓所能支持的水銀柱的高度,水銀柱的上方為真空,1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的大小,其具體數(shù)值是p=大氣壓強(qiáng)與高度的關(guān)系,高度越高,大氣壓強(qiáng)越小。知識(shí)點(diǎn)9:浮力【典例探究1】體積為1000cm3的金屬塊浸沒在水中(g取10N/kg),金屬塊所受浮力的大小為()A.1000NB.100NC.10ND.1N【解題思路】壓強(qiáng)浮力的數(shù)字密碼“100cm,100Pa;一百粒米一頓飯”當(dāng)遇到題中明確g=10N/kg,液體已知為水,給出深度,求解水產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小的問題時(shí),可直接記憶1cm水深對(duì)應(yīng)100Pa水的壓強(qiáng);當(dāng)遇到題中明確g=10N/kg,液體已知為水,給出物體排開水的體積求解物體受到浮力的問題時(shí),可直接記憶排開水的體積為100cm2對(duì)應(yīng)物體受到的浮力是1N,簡(jiǎn)稱:“100cm,100Pa;一百粒米一頓飯”。浮力的四種計(jì)算方法:【答案】C【解題大招】已知體積為1000cm的金屬塊浸沒在水中,根據(jù)大招:壓強(qiáng)浮力的數(shù)字密碼“一百粒米一頓飯”在滿足g=10N/kg,且液體為水的條件下,1000cm3,10牛頓,浮力為10N,故選C。知識(shí)點(diǎn)10:阿基米德原理【典例探究1】物體漂浮在水面,有一半體積露出水面,則物體的密度為(ρ水=1.0×103kg/m3)()A.1.0×103kg/m3B.0.5×103kg/m3C.2.0×103kg/m3D.0.25×103kg/m3【解題思路】解題口訣技巧“排總比找物業(yè)”。浮沉條件大招:物體漂浮時(shí)可得到推論。【答案】B【解題大招】由得:,解得ρ物=0.5×103kg/m3,故選B。【典例探究2】在圖甲中,石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降,直至全部沒入水中。圖乙是鋼繩拉力F隨時(shí)間t變化的圖像,若不計(jì)水的摩擦力,則可算出該石料的密度為()A.1.6×103kg/m3B.2.3×103kg/m3C.2.8×103kg/m3D.3.2×103kg/m3【解題思路】解題口訣技巧“重浮比找物業(yè)”。當(dāng)物體浸沒求解物體密度問題時(shí),利用求解。具體推導(dǎo):。【答案】C【解析】由圖像可知,物體重力為1400N,浸沒時(shí)物體所受的浮力為500,水的密度為1.0×103kg/m3,代人求解,可得ρ物=2.8×103kg/m3。故答案為C。【典例探究3】如圖甲所示:一個(gè)底面積為50cm2的燒杯裝有酒精,把小石塊放在木塊上,靜止時(shí)酒精深h1=16cm;如圖乙所示,若將小石塊放入酒精中,液體深h2=12cm,石塊對(duì)杯底的壓力F=1.6N;如圖丙所示,取出小石塊后,酒精深h3=10cm。則小石塊的密度ρ石為___________kg/m3(g取10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3)【解題思路】解題口訣技巧“船球模型測(cè)密度”。在遇到類似船球模型的應(yīng)用求解物體密度的題型中,如圖:(當(dāng)題目中是體積時(shí):)【答案】2.4×103【解題大招】代入公式,故答案為2.4×103kg/m3。知識(shí)點(diǎn)11:物體的浮沉條件【典例探究1】放在同一水平桌面上的甲、乙兩個(gè)相同的容器盛有不同的液體,現(xiàn)將兩個(gè)相同的物塊分別放入兩容器中。當(dāng)兩物塊靜止時(shí),兩容器中液面恰好相平,兩物塊所處的位置如圖所示,則()A.甲容器中液體的密度較小B.乙容器底部受到液體的壓強(qiáng)較小C.甲容器所盛液體的質(zhì)量較大D.乙容器中物塊受到液體的浮力較大【解題思路】解題口訣技巧“低調(diào),物大液小”。在比較物體或液體密度的大小關(guān)系時(shí),首先找到位置偏低的狀態(tài)(低調(diào))若相同液體比較物體密度,則位置偏低的物體密度大(物大);若相同物體比較液體密度,則位置偏低的物體所在液體密度小(液小)。【答案】A【解題大招】A.甲容器中物塊的位置偏低,則根據(jù)“低調(diào),物大液小”可知,甲容器中液體密度較小,故A正確;B.由于乙容器中液體密度較大,深度相同,根據(jù)p=ρ液gh可知,乙容器中液體壓強(qiáng)較大,故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,甲、乙容器中液體的體積關(guān)系是V甲<V乙,則根據(jù)m=ρV可知,甲乙容器中液體的質(zhì)量關(guān)系是m甲<m乙,故C錯(cuò)誤;D.甲容器中物塊懸浮,則F甲浮=G物,乙容器中物塊漂浮,則F乙浮=G物,則甲、乙容器中物塊受到的浮力相等,故D錯(cuò)誤。故答案為A。【典例探究2】如圖甲所示,圓柱形容器中盛有適量的水,其內(nèi)底面積為100cm2。彈簧測(cè)力計(jì)的下端掛著一個(gè)正方體花崗巖,將花崗巖從容器底部開始緩慢向上提起的過程中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與花崗巖下表面距容器底部的距離h的關(guān)系如圖乙所示。則花崗巖露出水面前所受水的浮力為____N;從開始提起到花崗巖完全離開水面,水對(duì)容器底部減小的壓強(qiáng)為_______Pa(g取10N/kg)。【解題思路】當(dāng)遇到水平面上的柱形容器中液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的變化量問題時(shí),可以用大招求解。具體推導(dǎo)如下:;由壓強(qiáng)公式可知,故。【答案】2200【解析】由圖像可知,花崗巖露出水面前所受的浮力為F浮=5.6N-3.6N=2N水對(duì)容器底部減小的壓強(qiáng),根據(jù)大招可得故水對(duì)容器底部減小的壓強(qiáng)為200Pa。一、單選題1.(2024·上海金山·一模)如圖所示,放置在水平地面上的均勻圓柱體甲和乙,質(zhì)量和高度均相等。沿水平方向在兩柱體上截去相同高度后,剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)p甲、p乙和壓力F甲、F乙的關(guān)系是()A.p甲<p乙,F(xiàn)甲=F乙 B.p甲=p乙,F(xiàn)甲<F乙C.p甲>p乙,F(xiàn)甲=F乙 D.p甲=p乙,F(xiàn)甲>F乙2.(23-24九年級(jí)上·上海·期中)如圖質(zhì)量、底面積相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲為圓柱形,乙、丙為圓臺(tái)形,分別裝有A、B、C三種質(zhì)量和深度均相同的液體,下列說法正確的是(
)A.液體的密度A>B>CB.液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)pB>pA>pCC.液體對(duì)容器底部的壓力FB<FA<FCD.容器對(duì)桌面的壓力F乙<F甲<F丙3.(2024·上海靜安·一模)根據(jù)連通器的原理,下列情形中,當(dāng)水面靜止時(shí),液面的位置符合事實(shí)的是(
)A.U形管中的液面位置 B.茶壺傾斜時(shí),壺身和壺嘴中的液面位置C.下水道存水彎中的液面位置 D.鍋爐液位計(jì)液面的位置4.(2024·廣東·模擬預(yù)測(cè))舞獅是我國最具特色的傳統(tǒng)文化,如圖為舞獅時(shí)“獅子乙”站在水平地面上,“獅子甲”站在“獅子乙”身上靜止時(shí)的情景,下列說法正確的是()A.“獅子乙”受到的重力與地面對(duì)它的支持力是一對(duì)平衡力B.“獅子乙”抬起一只腳后對(duì)地面的壓力變大C.“獅子甲”騰空而起過程中,其慣性增大D.躍起的“獅子甲”最終落向地面,是因?yàn)槭艿街亓Φ淖饔?.(2024·全國·模擬預(yù)測(cè))如圖所示容器內(nèi)放有一長方體木塊M,上面壓有一鐵塊m,木塊浮出水面的高度為h1(圖a);用細(xì)繩將該鐵塊系在木塊的下面,木塊浮出水面的高度為h2(圖b);將細(xì)繩剪斷后(圖c),則木塊浮出水面的高度h3為()A. B.C. D.二、多選題6.(2024·河南駐馬店·一模)如圖所示,一裝有適量水的杯子放在水平桌面上,小木塊在繩子拉力的作用下浸沒在水中,下列說法正確的是(
)A.剪斷繩子,待小木塊靜止后,木塊受到的浮力不變B.沿杯壁緩慢加水,小木塊受到繩子的拉力變大C.沿杯壁緩慢加鹽水,小木塊受到的繩子的拉力變大D.繩子剪斷前后,水對(duì)容器底的壓力變化量等于原來繩子的拉力大小7.(2024·河南新鄉(xiāng)·一模)實(shí)驗(yàn)探究課上,小敏利用土豆來探究物體的浮沉條件。她先取兩個(gè)相同的燒杯并倒入相同多的水,接著將一半挖空的土豆放入水中,靜止后如圖甲所示,又將另一半挖空的土豆放在水面上,靜止后如圖乙所示。已知兩次放入的土豆完全相同,關(guān)于甲、乙兩圖,下列說法正確的是()A.甲圖中土豆排開的水所受的重力較小B.甲圖中水對(duì)容器底的壓強(qiáng)較大C.乙圖中水對(duì)容器底的壓力較大D.乙圖中土豆受到的浮力大于其自身重力8.(2024·云南昆明·模擬預(yù)測(cè))如圖所示密度計(jì),AB部分是粗細(xì)均勻的玻璃管,其上標(biāo)有刻度,A、B兩點(diǎn)分別是最上面和最下面的刻度位置,這個(gè)密度計(jì)的測(cè)量范圍是1.00×103~1.50×103kg/m3;BC部分是一個(gè)玻璃泡,最下端泡內(nèi)裝有鉛粒或水銀,以保證密度計(jì)總能豎直地漂浮在液體中。該密度計(jì)質(zhì)量為0.03kg,AB部分長L為0.1m,D為AB的中點(diǎn),B處以下的體積為V。下列說法正確的是()
A.密度計(jì)漂浮在不同液體中受到的浮力均相等B.密度計(jì)的刻度越往上刻度值越大C.D處刻度線的刻度值為1.20g/cm3D.AB部分橫截面積為1cm29.(2024·云南·一模)如圖所示,放有適量水的燒杯置于水平桌面上,將一木塊浸沒到水中一定深度,剪斷細(xì)線,木塊開始上浮,最后漂浮在水面上,漂浮時(shí)有五分之二體積露出水面,已知水的密度為1.0×103kg/m3,下列敘述中正確的是()A.木塊的密度為6.0×103kg/m3B.在露出水面之前,木塊所受浮力不變C.在露出水面之前,木塊所受浮力大于木塊的重力D.在木塊浸沒和漂浮兩種情況下,水對(duì)燒杯底的壓強(qiáng)相等三、填空題10.(2023·江蘇蘇州·中考真題)托盤天平相當(dāng)于杠桿。調(diào)節(jié)天平平衡時(shí),指針如圖甲,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向調(diào)節(jié)。測(cè)量物體質(zhì)量時(shí),右盤砝碼及游碼示數(shù)如圖乙,物體質(zhì)量為g。
11.(2024·陜西西安·三模)小明做鑒別水和鹽水的實(shí)驗(yàn)如圖-1,用相同小桶盛裝體積相同的水和鹽水,分別用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出其重力,左邊的小桶中裝的是;如圖-2,將壓強(qiáng)計(jì)做了改進(jìn),將兩探頭置于空氣中時(shí),U形管兩側(cè)液面相平,現(xiàn)將兩探頭分別放入盛有水和鹽水的A、B兩燒杯中,當(dāng)兩探頭所處深度分別為hA和hB時(shí),U形管兩側(cè)液面重新相平,則燒杯中裝的是鹽水。如圖-3,將同一支密度計(jì)分別放入水和鹽水中,靜止時(shí)的位置如圖所示,則右側(cè)容器中盛裝的是。12.(2024·廣西南寧·一模)某廣場(chǎng)上的塑像由上方的名人塑像B和下方的底座A構(gòu)成,整體可以簡(jiǎn)化為如圖甲所示的模型。A、B是質(zhì)量分布均勻的柱形物體,底面積分別為、,若沿水平方向?qū)⒃撃P颓腥ヒ徊糠郑⑶腥ゲ糠址旁谕凰降孛嫔希S嗖糠謱?duì)水平地面的壓強(qiáng)為,與切去部分的高度h的關(guān)系如圖乙所示。則當(dāng)時(shí),A對(duì)水平地面的壓力大小為N;B的密度為。13.(2024·廣東深圳·模擬預(yù)測(cè))如圖(a)所示,重為牛的潛艇懸停在海水某深度處,它排開海水的重力為N。潛艇的水艙向外排出牛的海水后開始上浮,在圖(b)所示位置時(shí)潛艇受到的浮力為N。最終潛艇靜止在圖(c)所示海面,潛艇受到的浮力為N。由此可見潛水艇是通過改變實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。14.(2024·安徽合肥·一模)如圖所示是我國海上主戰(zhàn)艦艇“大連艦”,它的重力為,在海上靜止時(shí),排開海水的體積是。(取)四、作圖題15.(2024·河南焦作·一模)如圖所示,雞蛋在水中加速下沉。忽略雞蛋受到的阻力,請(qǐng)?jiān)趫D中O點(diǎn)畫出雞蛋受力的示意圖。
五、實(shí)驗(yàn)題16.(2024·陜西西安·三模)近幾年,西安市開始對(duì)老舊小區(qū)居民樓進(jìn)行外墻保溫隔熱改造。某物理興趣小組的同學(xué)們?cè)诰C合實(shí)踐活動(dòng)中,選擇研究保溫材料的各種性能及其應(yīng)用。他們從市場(chǎng)上選擇了三種常見的保溫隔熱材料進(jìn)行研究,如圖,材料相關(guān)信息入下表。項(xiàng)目Ⅰ號(hào)Ⅱ號(hào)Ⅲ號(hào)熱傳導(dǎo)系數(shù)W/(m·K)0.0330.0420.065吸水性%≤0.08≤0.2≤0.5隔音性好好一般最高使用溫度/℃7565600Z/()1.01.02.4(1)考慮到高空墜物存在安全隱患,同學(xué)們觀察表格中缺少材料的密度信息,于是選取了表中的一種材料,利用家中的電子秤和一個(gè)礦泉水瓶進(jìn)行密度測(cè)量,如圖所示。①先用電子秤測(cè)得材料的質(zhì)量是0.4g;②將礦泉水瓶裝滿水?dāng)Q上瓶蓋后,測(cè)得其質(zhì)量為569.6g,擰下瓶蓋,將材料緩慢放入瓶中并按壓下去使其浸沒且水不再溢出,再次擰上瓶蓋并擦干瓶外的水,測(cè)得總質(zhì)量為550g;③則溢出水的質(zhì)量為g,材料的密度為g/cm3。(2)當(dāng)保溫材料厚度一定時(shí),為了方便比較材料的性能,在表格中的項(xiàng)目里引入?yún)?shù)“Z”,單位為。同學(xué)們觀察表格中是Z,猜想它可能與密度有一定關(guān)系;①已知保溫材料厚度為h,請(qǐng)推導(dǎo)出Z與材料密度ρ的關(guān)系Z=。(結(jié)果用已知量的符號(hào)表示)②三種材料厚度均為5cm,請(qǐng)利用上述實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的密度值計(jì)算出該材料的Z值,從而推斷出它是號(hào)材料;(3)請(qǐng)根據(jù)你家居住地的氣候特點(diǎn)、房屋位置等因素及表格中保溫材料的相關(guān)性能,為你居住的房屋選出一種合格的保溫材料,并說明選擇依據(jù)。(注:傳熱系數(shù)越大,保溫性能越差)選擇號(hào)保溫材料。17.(2024·江西贛州·一模)小彬用如圖所示的裝置研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。(1)圖1裝置是測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)的儀器。它的探頭是由空金屬盒蒙上橡皮膜構(gòu)成的。如果液體內(nèi)部存在壓強(qiáng),放在液體里的薄膜就會(huì),U形管左右兩側(cè)液面就會(huì)產(chǎn)生;(2)根據(jù)圖2、圖3所示現(xiàn)象可以研究:液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與的關(guān)系。根據(jù)研究得出的結(jié)論,攔河壩應(yīng)設(shè)計(jì)成(選填“下寬上窄”或“下窄上寬”)的形狀:(3)如圖3、圖4所示,保持探頭在水中的深度不變,改變探頭的方向,觀察U形管左右兩側(cè)液面的變化,得出結(jié)論:;(4)為研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小是否與液體密度有關(guān),小彬接著將濃鹽水緩慢倒入圖3所示容器的水中(液體未溢出、探頭位置不變),靜置待均勻混合后,觀察到U形管左右兩側(cè)液面發(fā)
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