初中物理压强和浮力综合题

如图所示的高压锅的锅盖上有一空心柱为排气孔，空心柱带着一个帽子为限压阀，当高压锅内气体超过安全值时，锅内的气体就会冲出限压阀，气体跑出一部分，使锅内气体压强减小。现有一个直径为2.4厘米，空心柱小孔的横截面积为10毫米²，限压阀质量为100克的高压锅。若当时的大气压为1.0×10⁵帕，问：

（1）若用此高压锅煮饭则比普通锅          ，若用此高压锅烧开水则比普通锅       （填“快”或者“慢”）。
（2）此高压锅内气体能达到的最大压强为多少？

如图甲所示，一个底面积为 $4\times {10}^{-2}{m}^2$的薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有 $0.3m$深的水。现将物体 $A$放人其中，物体 $A$漂浮于水面上，如图乙所示，此时容器底部受到水的压强比图甲增大了 $400\mathit{Pa}$．当再给物体 $A$施加一个竖直向下大小为 $4N$的力 $F$以后，物体 $A$恰好浸没水中静止（水未溢出），如图丙所示。 $({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$求：

（1）容器中水的质量；

（2）物体 $A$放入前，容器底部受到水的压强；

（3）物体 $A$的密度。

如图1所示，2018年5月23日中央新闻报道，我国自行设计制造的新型磁悬浮列车工程样车运行试验取得成功，时速可达160公里以上，列车由于车体与轨道不接触、无摩擦，具有噪音低损耗小、易维护等优点，被誉为"零高度飞行器"。这种兼具高速与中低速磁浮交通优点的新型磁悬浮列车将为我国城市间提供一种方便快捷的绿色轨道交通工具。

（1）磁浮列车是在车厢底部和轨道上分别安装了磁体，并使它们的同名磁极相互 　 　，车体与轨道不接触，无摩擦，列车能够在轨道上方几厘米的高度上飞驰，避免了来自车轮与轨道之间的摩擦。

（2）如图2所示，列车站台设计成中间高两边低的原因是：进站时列车由于 　 　要保持原来的运动状态冲上站台；从能量转换的角度来说，当列车出站时从高度较高的地方下行，它的 　 　，不用消耗过多的电能或化学能等能量。

（3）如图3所示，当列车进站时，乘客必须站在站台和黄色线以外的位置候车才安全的原因是 　 　。

（4）小张乘坐列车时看见两旁的房屋迅速向东退去，则列车相对于地面正在向 　 　行驶。

如图1所示，银川滨河黄河大桥2016年4月28日正式通车，大桥全长6587米。设计时速每小时80公里，该桥最大跨度为218米，是目前世界上最大跨度的多塔连跨钢混折叠合梁自锚式悬索桥。

（1）小明坐在一辆小汽车的前排副驾座位上通过大桥，感觉大桥的斜拉塔"扑面而来"，此时所选的参照物是 　　。若该小汽车6分钟通过大桥，请通过计算说明该车通过滨河大桥时是否超速。

（2）根据大桥设计，过桥车辆对桥面的压强一般应控制在 $8\times {10}^5\mathit{Pa}$ 以下，有一辆质量为2000千克的6轮轻型货车，如果每个车轮与路面的接触面积为 $200c{m}^2$ ．请你计算允许该货车通过滨河大桥载货的最大质量是多少千克。 $(g$ 取 $10N/\mathit{kg})$

（3）现在轿车都采用流线型设计（如图2所示），这种设计在减小空气阻力、提高车速的同时也产生了新的问题：轿车高速行驶时，常常有"漂"的潜在危险。请你简要说明汽车高速行驶时"漂"的原因。

如图1所示是演示“流体压强和流速的关系”实验装置，形管中装有水，直径相同的、两管中的水静止时液面相平。

（1）如果在右端处往装置里急吹气，导致管上方气流速度　 　管上方的气流速度，管与管的水面上方形成气压差，形管中　　（选填“”或“” 管水面升高，如果升高端的液面比原来升高了，则此时形管底部处左右两侧液体压强差为　　．

（2）图2是某种喷雾器的工作原理示意图，当喷雾器未工作时，细管内外气压相等，细管内外液面　　，当喷雾器工作时，空气从细管的右端快速喷出，导致细管上方空气的流速突然增大，细管内液面上方气压　　细管外液面上方的气压，液体就沿细管的管口流出，同时受到气流的冲击，形成雾状向右喷出，如果此时喷雾器停止工作，细管中的液体将　　。

“蛟龙”号载人潜水器蛟龙号载人潜水器研制与海试于2013年4月通过科技部组织的专家验收，标志着我国已系统地掌握了大深度载人潜水器设计、建造和试验技术，实现了从跟踪模仿向自主集成、自主创新的转变，并跻身世界载人深潜先进国家行列．6月10日上午，“向阳红09号”船搭载着“蛟龙”号载人潜水器从江苏省江阴市码头起航，奔赴南海和太平洋执行首个试验性应用航次任务．当地时间8月8号7时，“蛟龙”号在我国多金属结核勘探合同区，开展了试验性应用航次第二航段首次应用下潜，国家海洋局第二海洋研究所、海洋生物学家王春生随“蛟龙”号下潜至最大深度5268米，成为我国大洋科考中第一位下潜的科学家．

（1）“蛟龙”号下潜至最大深度5268米时，海水对“蛟龙”号产生的压强是    Pa（水的密度取1.0×10³kg/m³）
（2）“蛟龙”号载人潜水器研制和海试项目通过专家验收，标志着我国  技术进入世界先进行列．（填出一项即可得分）

在“研究液体内部的压强”的实验中，小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器，分别盛适量的水和盐水进行实验，操作过程如图甲所示。

（1）小红将压强计的探头插入水中后，发现探头看上去变大了，这是因为容器和水的共同作用相当于　　，起到了放大的作用。

（2）通过比较 $B$、 $C$三个图可以得出的结论是：在同种液体的内部，　　。

（3）小红比较 $C$、 $D$两个图得出液体压强和液体密度有关的结论，小明认为这样比较得出结论是不正确的，他的理由是：　　。

（4）小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶，测量出矿石的密度，如图乙，实验过程如下：

①用量筒量取适量的水，读出体积为 $V_0$；

②将小瓶放入量筒内，小瓶漂浮在水面上，读出体积为 $V_1$；

③将适量的矿石放入小瓶中，再将小瓶放入量筒内，小瓶仍漂浮在水面上，读出体积为 $V_2$；

④将瓶内的矿石全部倒入水中，再将小瓶放入量筒内，读出体积为 $V_3$。

根据以上信息计算（水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）：在图乙③中，小瓶和矿石受到的浮力 $F_{浮}=$　　；矿石的密度表达式为 ${\rho }_{石}=$　　。

2014年5月17日，国外媒体报道了我国最先进的“翼龙”无人机出口沙特的消息，引起了人们对中国无人机的关注。翼龙无人机机身质量1.1吨，翼展14米，机长9米，最大升空高度5300米(16400英尺)，其他参数如表格所示。

飞行速度	280千/时
正常巡航速度	160千/时
续航时间	20小时
续航航程	4000千
载荷量	200千克
载燃油量	300千克

 
（1）翼龙无人机头部设计成流线型，且表面复合材料极其光滑，目的是                       。
（2）翼龙无人机满载燃油，并以最大载荷量停在水平跑道上蓄势待发，此时无人机轮胎与地面接触的总面积为0.04米²。无人机对水平跑道的压强多大?
（3）翼龙无人机若以正常巡航速度从某机场飞往相距2000千米的目的地执行任务，需飞行多少小时？(g取10N/Kg)

2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在月球上软着陆成功。并成功实施着陆器和巡视器（“玉兔”号月球车）分离。
(1) 探测器在向月面降落的过程中，不能采用打开降落伞的方法来减小下落的速度，原因是月球上     ，不能通过摩擦阻力做功来使其速度减小。
(2)月球车两翼、六轮、质量约120千克，每个轮子的着地面积是10平方厘米，不管是遇到什么样的障碍物六个车轮都是着地的，月球引力约是地球引力的六分之一，则当月球车在水平月面上行驶的时候对月面的压强是多少？（地球上的g=10N/kg）
月球车在月面上行驶时，受到的阻力是月球车重力的0.2倍，则月球车在月面上行驶20米克服阻力做的功为多少？（地球上的g=10N/kg）

2014年6月4日宁夏新闻网报道：银川——西安高速铁路预计在5年内建设完成，全线运营长度约632km，其中宁夏境内长度185.32km一北起银川站，途经吴忠、盐池，由甜水堡出境至甘肃庆阳市、陕西咸阳市，最终到达西安市。
（1）线路建成后，若高铁列车以200km/h的速度行驶，则它比原来普通列车14小时的全程运行时间缩短了多少？
（2）普通铁路的铁轨固定在枕木上，而高铁的铁轨则铺在用混凝土、沥青等混合料浇灌而成的路基板上，请你说出这样做的主要目的？
（3）从安全角度考虑，高铁路线要求尽可能取直，少走弯道。请你用学过的物理知识简要说明为什么要少走弯道。

用硬币做以下物理小实验

（1）甲图中，硬币的直径为 　　cm。

（2）图乙中，用力吹气能将硬币吹入盘中。吹气时，硬币上方空气流速大，气体压强 　 　。

（3）图丙中，将一枚硬币放在碗底，眼睛在A处恰好看不到它，保持人眼、碗和硬币的位置不变，要使眼睛再次看到"硬币"，以下方案：

①沿碗壁缓缓向碗中加水；

②在碗上方适当位置放一光屏；

③用手电筒照亮硬币；

④在碗上方适当位置放一平面镜；

其中可行的有 　　。

第7题图

端午节，小马和爸爸一起开着小轿车去探望外婆。

（1）轿车在行驶过程中小马看到路边的树向后退，他选择的参照物是        。
（2）若轿车的总质量是1600千克，停放在水平路面上时，轮胎与地面接触的总面积是0.04m²，则轿车对水平路面的压强是多少?
（3）轿车以60千瓦的恒定功率行驶，10 s内发动机做功多少？
（4）在限速70千米／时的某路段，小马看到一起交通事故，交警测得肇事轿车留下的刹车痕迹(制动距离)长为27米。
查阅资料得知轿车以不同速度行驶时，反应距离、制动距离、停车距离的统计数据如表：

速度(千米/时)	反应距离(米)	制动距离(米)	停车距离 (米)
20	5	3	8
40	10	12	22
80	20	48	68
100	25	75	100

 
(注：反应距离指司机发现情况到踩下刹车这段时间汽车行驶的距离；制动距离指踩
下刹车后汽车滑行的距离；停车距离指司机发现情况到汽车停止的距离，它等于反应距离加上制动距离。)
根据上表的数据可以判断出该肇事轿车        (填“超速”、“不超速”)。

在一个闯关游戏中，需要把相同的正方体叠放起来，正方体边长为a，由密度为ρ的材料制成，质量分布均匀，如图甲所示。（g为已知，推导过程及结果无需带单位。）
(1)某选手用水平力推正方体，但未推动，这时的推力_______（填“大于”、“小于”或“等于”）地面对正方体的摩擦力，理由是________________________________________________________________________。
(2)请推导出该正方体水平放置时对地面的压强。
(3)某选手在时间t内把地面上另外两个相同的正方体叠放在第一个正方体上面，如图乙所示,请推导出该选手在叠放这两个正方体过程中，克服正方体重力做功的功率。

图甲是我国首艘国产航母 $-001A$型航空母舰，它属于中型常规动力航母。该航母满载时的总质量为 $7\times {10}^{4}t$，航母上配置了滑跃式起飞的歼 $-15$舰载机，每架舰载机的质量为 $30t$，舰载机与航母甲板的总接触面积为 $6000c{m}^2$．2018年5月13日该航母再次下水进行试航，航母在 $10\mathit{min}$内航行了 $6\mathit{km}$。如图乙所示是该航母试航过程中牵引力 $F$与航行速度 $\nu$的关系图象。 $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

试计算：

（1）航母试航时的平均速度是多少？

（2）航母满载时排开水的体积是多少？

（3）每架舰载机对航母甲板的压强是多少？

（4）试航过程中，航母的牵引力所做的功是多少？

如图所示是小明自制的用来探究影响浮力大小因素的装置：将弹簧和标尺固定在支架上，用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端，弹簧静止时指针正对标尺上的 $A$ 位置（本装置使用时，弹簧未超过弹性限度）。

（1）向杯中缓慢注水，从金属块底部接触水面，到金属块刚好浸没水中的过程中，指

针由标尺上的 $A$ 位置缓慢上移至 $C$ 位置，说明物体所受浮力的大小跟 　　有关，此过程中支架上 $O$ 点所受拉力的最大变化量为△ $F_1$ ；继续向杯中注水，指针 　　（选填"上移"、"不动"或"下移" $)$ ：当注满水时，金属块底部受到的压强为 $p_1$ 。

（2）将水倒尽，向杯中缓慢注入某种液体 $({\rho }_{液}\ne {\rho }_{水})$ ，当指针指在 $C$ 位置时，金属块底部受到的压强为 $p_2$ ，则 $p_1$ 　　 $p_2$ （选填" $>$ "、" $=$ "或" $<$ " $)$ ，分析推理可知：金属块所受浮力的大小还与 　　有关。

（3）将液体倒尽，用等体积塑料块 $({\rho }_{水}<{\rho }_{\mathit{塑料}}<{\rho }_{\mathit{金属}})$ 替换金属块进行实验。向杯中缓慢注水，从塑料块底部接触水面，到塑料块浸没水中的过程中，支架上 $O$ 点所受拉力的最大变化量为△ $F_2$ ，则△ $F_1$ 　　△ $F_2$ （选填" $>$ "、" $=$ "或" $<$ " $)$ 。