初中物理压强和浮力试题

现有甲、乙两个完全相同的容器，盛有体积相同的不同液体，把一个鸡蛋分别放入两容器中的情形如图所示，鸡蛋在甲、乙两杯液体中所受的浮力分别为 $F_{\mathit{甲浮}}$和 $F_{\mathit{乙浮}}$，两杯液体对容器底部的压力分别是 $F_{甲}$和 $F_{乙}$，压强分别是 $p_{甲}$和 $p_{乙}$，以下判断正确的是 $($　　 $)$

A． $F_{\mathit{甲浮}}<F_{\mathit{乙浮}}$　 $F_{甲}=F_{乙}$　 $p_{甲}<p_{乙}$

B． $F_{\mathit{甲浮}}>F_{\mathit{乙浮}}$　 $F_{甲}<F_{乙}$　 $p_{甲}<p_{乙}$

C． $F_{\mathit{甲浮}}=F_{\mathit{乙浮}}$　 $F_{甲}>F_{乙}$　 $p_{甲}>p_{乙}$

D． $F_{\mathit{甲浮}}=F_{\mathit{乙浮}}$　 $F_{甲}<F_{乙}$　 $p_{甲}>p_{乙}$

某课外科技小组的同学对自动冲水装置进行了研究（如图所示）。该装置主要由水箱、浮球 $B$、盖板 $C$和一个可以绕 $O$点自由转动的硬杆 $\mathit{OB}$构成， $\mathit{AC}$为连接硬杆与盖板的细绳。随着水位的上升，盖板 $C$所受的压力和浮球 $B$所受的浮力均逐渐增加，当浮球 $B$刚好浸没到水中时，硬杆 $\mathit{OB}$处于水平状态，盖板 $C$恰好被打开，水箱中的水通过排水管排出。经测量浮球 $B$的体积为 $1\times {10}^{-3}{m}^3$，盖板的横截面积为 $6\times {10}^{-3}{m}^2$， $O$点到浮球球心的距离为 $O$点到 $A$点距离的3倍。不计硬杆、盖板以及浮球所受的重力以及盖板的厚度。求： $(g=10N/\mathit{kg})$

（1）水箱内所能注入水的最大深度；

（2）在你以上的计算中忽略了硬杆、盖板以及浮球的重力，如果考虑它们的重力，你认为设计时应采取哪些措施可保证自动冲水装置正常工作？（写出一种措施即可）

在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明同学和他的同伴们进行了如图所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块体积相同，实验数据在图中已列出。

（1）图①③④三次实验是为了探究浮力的大小与哪个因素的关系？

（2）分析①②④⑥四次实验得到的结论是什么？

（3）为探究浮力大小跟物体浸没在液体中深度的关系，应选哪几次实验分析比较？

（4）根据有关实验数据，你得到的盐水的密度是多少？

图中的实验中不能揭示流体压强与流速关系的实验是 $($　　 $)$

A．B．

C．D．

边长为 $20\mathit{cm}$的薄壁正方形容器（质量不计）放在水平桌面

上，将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部，其横截面积为 $200c{m}^2$，高度为 $10\mathit{cm}$。如图1所示。然后向容器内缓慢注入某种液体，圆柱体始终直立，圆柱体对容器底部的压力与注入液体质量的关系如图2所示。 $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（1）判断圆柱体的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据；

（2）当圆柱体刚被浸没时，求它受到的浮力；

（3）当液体对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为 $1:3$时，求容器内液体的质量。

仿照实例，请将运用的主要物理知识填写在右侧的横线上。

例：铅垂线的应用 $--$重力的方向总是竖直向下的。

（1）塑料吸盘的安装 $--$　    　；

（2）飞机升力的产生 $--$　　；

（3）三峡大坝的船闸的使用 $--$　　。

如图所示，在上端开口的圆柱形容器中盛有适量水，水中放置一圆柱体，圆柱体高 $H=0.6m$，密度 ${\rho }_{柱}=3.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，其上表面距水面 $L=1m$，容器与圆柱体的横截面积分别为 $S_{面}=3\times {10}^{-2}{m}^2$，和 $S_{柱}=1\times {10}^{-2}{m}^2$，现将绳以 $v=0.1m/s$的速度竖直向上匀速提升圆柱体，直至离开水面，已知水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的阻力忽略不计。

（1）在圆柱体从开始运动到上表面刚露出水面过程中，求绳拉力对圆柱体做的功；

（2）在圆柱体上表面刚露出水面到其底面离开水面过程中，求绳的拉力随时间变化关系式；

（3）在给出的坐标纸上画出（2）中绳的拉力的功率 $P$随时间变化的图象。

电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点，如图，是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为 $1.6\times {10}^3\mathit{kg}$，每个轮胎和地面的接触面积为 $2\times {10}^{-2}{m}^2$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$，求：

（1）车对地面的压力；

（2）车对地面的压强。

阅读下列短文

三峡船闸

我国的三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程，三峡大坝上下游的水位差最高可达 $113m$。巨大的落差有利于生产可观的电力。但也带来了航运方面的问题：下游的船只驶往上游，怎样把这些船只举高一百多米？上游的船只驶往下流，又怎样让船只徐徐降落一百多米？解决这个问题的途径就是修建船闸。

船闸由闸室和上下流闸门以及上、下游阀门组成。如图描述了一艘轮船由上游通过船闸驶往下流的过程示意图。

三峡船闸总长 $1621m$，是世界上最大的船闸，船只在船闸中要经过5个闸室使船依次升高（或降低），每个闸室水位闸变化超过 $20m$，因此三峡船的闸门非常高大，首级人字闸门高近 $40m$，宽近 $20m$，如果平放在地面上，有两个篮球场大，倘若门外的水压在闸门上，设想有10万人每人用 $1000N$的力来顶着门，也挡不住水的压力，可见水对闸门的压力之大，为此，三峡船闸的闸门足足有 $3m$厚，无愧是“天下第一门”。

请回答下列问题：

（1）三峡船闸是根据　　原理建造的。

（2）船只从上游经过船闸到达下游，重力势能　　（选填“增加”或“减小” $)$。

（3）一艘总重为 $100t$的船，在闸室中缓慢上升 $20m$，此过程中浮力对船做功为　　 $J(g$取 $10N/\mathit{kg})$

（4）若三峡大坝内蓄水深度为 $113m$，请你估测一下，此时水对坝底产生的压强约为多少个标准大气压？　　（结果取整数）

如图所示，是一个蓄水箱示意图，箱内装满水， $M$、 $N$是管内同一水平线上的两点， $K$是阀门， $K$关闭时 $M$、 $N$两点的压强分别是 $p_M$、 $p_N$， $K$打开流出水时， $M$、 $N$两点的压强分别是 $p_M\text{'}$、 $p_N\text{'}$，则 $($　　 $)$

A． $p_M=p_N$B． $p_M>p_N$C． $p_M\text{'}=p_N\text{'}$D． $p_M\text{'}>p_N\text{'}$

如图是利用电子秤显示压力大小反映水箱水位变化的装置示意图。该装置由滑轮 $C$，长方体物块 $A$、 $B$以及杠杆 $\mathit{DE}$组成。物块 $A$通过细绳与滑轮 $C$相连，物块 $B$放在电子秤上并通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点 $O$转动并始终在水平位置平衡，且 $\mathit{DO}:\mathit{OE}=1:2$，已知物块 $A$的密度为 $1.5\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，底面积为 $0.04m^2$，高 $1m$，物块 $A$的上表面与水箱顶部相平，物块 $B$的重力为 $150N$．滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦以及滑轮、杠杆和绳的自重均忽略不计 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$。请解答下列问题：

（1）当水箱装满水时，物块 $A$的下表面受到水的压强是多大？此时物块 $A$所受的拉力是多大？

（2）从水箱装满水到水位下降 $1m$，电子秤所显示的压力示数变化范围是多少？

按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在 $7\times {10}^5\mathit{Pa}$以内。某型号货车部分参数如表所示。王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶 $15\mathit{km}$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，沙子的密度为 $2.4\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，燃油的热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

自重	$6\times {10}^{4}N$
车轮个数	10
每个轮胎触地面积	$3\times {10}^{-2}{m}^2$
车厢容积	$10m^3$

请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：

（1）通过计算判断该货车是否超载？

（2）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？

（3）货车在这一过程中消耗燃油 $4\mathit{kg}$，其热机效率是多少？

牛奶密度是检验牛乳质量的一项重要指标，小明为了比较市场上两种不同品牌牛奶的密度，设计了如下实验：

（1）通过观察比较牛奶的密度

小明将一正方体塑料块先后放入两种牛奶中，让它漂浮在液面上，观察塑料块露出液面的体积，露出液面体积较大的牛奶的密度较　　。又将压强计的金属盒先后放入两种牛奶中的同一深度，观察 $U$形管液面的高度差，高度差较大的牛奶的密度较　　。

（2）通过测量比较牛奶的密度

小明利用弹簧测力计、烧杯、石块、细绳和水等物品来测量。其操作步骤是：

①用弹簧测力计测出石块的重力为 $G$；

②将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为 $F_1$；

③　　（写出具体方法和要测出的物理量并用字母表示） $:$

④牛奶密度的表达式为 ${\rho }_{\mathit{牛奶}}=$　　（用测出物理量的字母表示，水的密度用 ${\rho }_{水}$表示）。

如图所示，一圆柱形容器底面积为 $8\times {10}^{-2}{m}^2$，把它放在水平桌面上，在容器内放入一个底面积为 $2\times {10}^{-2}{m}^2$，重为 $20N$的圆柱形物块，物块的密度为 $0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．则物块对容器底的压强是　　 $\mathit{Pa}$．向容器中缓慢注水使物块刚好离开容器底，此时容器中水的深度是　　 $m$． $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的密度为 $1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3)$

乒乓球是人们常见的一项体育运动。分析这项体育运动在哪些方面应用了什么物理知识，请根据示例再写出两条。

示例：球拍表面贴橡胶，是为了增大球与球拍间的摩擦

（1）　　；

（2）　　。