初中物理压强和浮力试题

我国科学家研发的固体浮力材料已成功用于万米深海探测，为深潜器提供浮力，技术水平居于世界前列，固体浮力材料的核心是“微球”（直径很小的空心玻璃球）。若用质量为 $60g$，密度为 $2.4g/c{m}^3$的玻璃制成“微球”后和粘合剂黏合制成一块固体浮力材料，其内部结构的放大示意图如图所示。粘剂的密度为 $1.2g/c{m}^3$，粘合剂体积占固体浮力材料总体积的 $20\%$，制成后的固体浮力材料密度为 $0.48g/c{m}^3$．下列说法错误的是 $($　　 $)$

A．“微球”能承受很大的压强

B．这块固体浮力材料能漂浮在水面上

C．这块固体浮力材料中粘合剂的质量为 $24g$

D．这块固体浮力材料中空心部分的体积为 $175c{m}^3$

小明用 $2\mathit{mL}$的注射器、量程为 $0~10N$的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值，本实验的原理是二力平衡和 $p=$　 $\frac{F}{S}$　。

步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。

步骤二：如图所示安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞　　时，记下弹簧测力计的示数为 $5.2N$。

步骤三：用刻度尺测出注射器　　长度为 $4.00\mathit{cm}$。

步骤四：算出大气压强值为　　 $\mathit{Pa}$。

同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，对实验进行了如下改进：

①将步骤一改为：先将注射器内抽满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于　　。

②取下橡皮帽，重复步骤二的操作，读得弹簧测力计的示数为 $0.3N$，由此可知，此时活塞所受到的　　（摩擦力 $/$大气压力）为 $0.3N$。

小华根据改进后测得的数据，重新计算了大气压的值。

如图，在大玻璃瓶与小玻璃瓶内各装入适量的水，将小瓶瓶口向下放入大瓶，使小瓶恰好悬浮，塞紧大瓶瓶塞，用气筒向大瓶内打气，大瓶内水面上方气压增大，小瓶会　　（下沉 $/$上浮 $/$继续悬浮）；继续打气直到瓶塞跳起，瓶口出现“白雾”，此过程大瓶上方的气体对瓶塞做功，　　能转化为　　能。

如图所示，工人利用滑轮组提升重物，在 $30s$内将静止在水平地面上质量为 $90\mathit{kg}$，底面积为 $200c{m}^2$的长方体物块匀速提升 $5m$，此时工人的拉力为 $400N(g=10N/\mathit{kg})$。求：

（1）提升前物块对水平地面的压强；

（2）工人拉力做功的功率；

（3）滑轮组提升该物块的机械效率。

在测量物质密度的实验中，用调好的天平测量一合金块的质量，所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，将合金块放入盛有 $30\mathit{ml}$水的量筒中，水面位置如图乙所示，则合金块的密度为　　 $g/c{m}^3$．合金块浸没在水中受到的浮力是　　 $N(g=10N/\mathit{kg})$。放入合金块后，量筒底部受到水的压强将　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$。

生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列对物理现象的解释不合理的是 $($　　 $)$

A．用吸管将饮料吸入口中，是利用了大气压强

B．火车进站时乘客必须站在安全黄线内，因为气流速度大，压强大

C．冬天搓手取暖，是通过克服摩擦做功，使手的内能增加

D．坐在行驶汽车上的乘客看路旁的树向后运动，说明运动是相对的

用不同的方法测量小石块和小瓷杯的密度。

（1）测小石块的密度

①天平放置于　　工作台上，将游码移到标尺　　处，调节平衡螺母使横梁平衡；

②用此天平测量小石块的质量，右盘所加砝码和游码位置如图甲所示，则小石块的质量为　　 $g$．在量筒内放入适量的水，用细线绑好小石块，缓慢放入水中，如图乙所示，则小石块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$；

（2）测小瓷杯的密度

如图丙所示，先在量筒内放入适量的水，液面刻度为 $V_1$；再将小瓷杯浸没于水中，液面刻度为 $V_2$；最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒，使其浮于水面（水未损失），液面刻度为 $V_3$，小瓷杯密度的表达式 ${\rho }_{杯}=$　　（用 $V_1$、 $V_2$、 $V_3$和 ${\rho }_{水}$表示）。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净，则所测结果　　（选填“偏大”、偏小”或“不变” $)$。

某款电热水壶的相关信息如表所示现在该水壶内装入质量为 $1\mathit{kg}$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水放置在水平桌面上接通电源使其正常工作，在标准大气压下将水烧开（不计热量损失），求：

额定功率	$1000W$
自重	$5N$
与桌面接触面积	$200c{m}^2$

（1）装入水后水壶对桌面的压强 $p$；

（2）水吸收的热量 $Q$；

（3）将水烧开所需时间 $t$。

$(c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $g=10N/\mathit{kg})$

如图甲所示，一个装有适量水的烧杯放置在水平桌面上，将一装满水的小试管（管壁厚度不计）倒扣在水中。对小试管施加一个竖直向上的拉力 $F$，使其缓慢上升到如图乙所示位置。在此过程中，小试管中一直充满水，这是由于　　的作用，试管口中心的压强　　（选填“变大”、“变小”或“不变” $)$。

2019年4月23日，中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。

（1）两并排行驶的舰艇编队间距较远（如图所示），这是因为若靠得过近，彼此间海水流速会很大，导致压强很　　，压力差会使舰艇发生碰撞；

（2）在仪式上，我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅，它是通过减小所受　　（选填“重力”或“浮力” $)$实现上浮的；

（3）901综合补给舰也一起亮相，该舰的满载排水量约为 $40000t$，它满载时所受的浮力约为　　 $N$． $(g=10N/\mathit{kg})$

阅读短文，回答问题。

地铁

南通即将进入地铁时代。乘坐地铁需文明出行、确保安全。地铁站的站台上标有黄色警戒线；乘客应留意车厢内红、绿色的线路指示灯。手持式安检仪用于检测乘客是否携带违禁金属物品，工作人员能根据安检仪发出低沉或尖锐的警报声，判断金属物品的大小；手持式安检仪的电池容量为 $2\times {10}^3\mathit{mAh}$，额定电压为 $9V$，额定功率为 $0.36W$，电池容量指放电电流与放电总时间的乘积；当剩余电量减为电池容量的 $10\%$时，安检仪不能正常工作。

图甲为另一种安检仪的原理模型，固定的矩形虚线区域内存在方向竖直向上的磁场，宽度为 $0.6m$。边长 $0.2m$的正方形金属线圈 $\mathit{abcd}$放在水平传送带上，可随传送带一起以速度 $v$匀速运动。线圈进、出磁场过程中会产生电流，从而线圈会受到大小随线圈速度增大而增大、方向水平的磁场力作用，因此线圈与传送带间也存在摩擦力；运动过程中线圈整体处于磁场中时，线圈中无电流产生。在线圈与传送带间无相对滑动时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率 $P$与对应的速度 $v$的数据如表。

$v/m·s^{-1}$	0.2	0.3	0.5	0.6	0.8
$P/W$	0.016	0.036		0.144	0.256

（1）候车时乘客越过黄色警戒线会有危险，那是因为流体的流速越大，压强越　　；有乘客手捧鲜花进入车厢，所有乘客都闻到了花香，这是因为分子在　　。

（2）下列说法中，正确的是　　。

$A$．手持式安检仪也能检测出酒精等易燃违禁物品

$B$．通过手持式安检仪报警声的音调可判断金属物大小

$C$．站立的乘客拉住扶手是为了避免受惯性作用造成伤害

$D$．佩戴紫色眼镜的乘客也能准确辨别出线路指示灯的颜色

（3）手持式安检仪正常工作时的电流为　　 $\mathit{mA}$；电池充满电后，安检仪能正常工作的最长时间为　　 $h$。

（4）分析表中数据，当传送带速度为 $0.5m/s$时，传送带克服线圈摩擦力做功的功率 $P=$　　 $W$；线圈进入磁场时受到的摩擦力 $f$与传送带匀速运动的速度 $v$的变化关系如图乙所示，则当 $v>$　　 $m/s$时线圈将在传送带上滑动。

（5）设传送带的速度保持 $0.2m/s$不变。已知线圈的 $\mathit{bc}$边进入磁场时， $\mathit{bc}$边受到的磁场力方向水平向左，当 $\mathit{bc}$边出磁场时，由于 $\mathit{ad}$边受到磁场力作用，线圈会受到方向水平向　　（选填“左”或“右” $)$的摩擦力的作用；将多个与图甲中相同的线圈每隔相同时间△ $t$从传送带的左端逐一释放，释放后线圈即与传送带保持 $0.2m/s$的速度一起运动。则△ $t=$　　 $s$时，一段时间后，传送带就会不间断的受到一个线圈的摩擦力作用。

共享单车是绿色环保的交通工具。用车前需手机扫码解锁，如强行开锁则会报警。开锁和报警所需电能由自行车传动放电提供。

（1）车锁外壳应采用硬度较　　的材料；骑行时车轮带动发电机发电将　　能转化为电能，车轮获得向前动力的同时也将地面的沙尘向后扬起，说明　　。

（2）单车和小明的总重 $600N$，小明骑单车时，车胎与地面接触的总面积为 $4.0\times {10}^{-3}{m}^2$，则车辆对地面的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

（3）单车报警控制电路的原理图如图。电源电压为 $4.0V$， $R_0$为定值电阻， $R$为压敏电阻，阻值与所受压力 $F$的大小关系为 $R=10-0.3F\left(\Omega \right)$。当 $F=0$时电路电流 $I=0.25A$；当 $I⩾0.4A$时会报警。则报警时压敏电阻受到的压力至少为　　 $N$。

某款家用吸尘器额定电压为 $220V$，额定电流为 $4A$，吸尘器能吸取灰尘是利用了　　。 吸尘器的额定功率为　　 $W$，正常工作 $15\mathit{min}$，使标有“ $800\mathit{imp}/(\mathit{kW}·h)$”的电能表指示灯共闪烁　　次。 若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为 $32W$，则电动机线圈的电阻为　　 $\Omega$。

用天平测量体积为 $30c{m}^3$的实心物块的质量，天平右盘中的砝码及游码的示数如图甲，则物块的密度为　　 $g/c{m}^3$．将物块浸没在水中，物块受到的浮力为　　 $N$． 如图乙所示，把该物块放入盛有另一种液体的烧杯中，液体对杯底的压强将　　；物块恰好处于悬浮状态，则液体的密度为　　 $g/c{m}^3$． $(g$取 $10N/\mathit{kg})$

如图，将装有适量水的小玻璃瓶瓶口向下，使其漂浮在大塑料瓶内的水面上，拧紧大瓶瓶盖，通过改变作用在大瓶侧面的压力大小，实现小瓶的浮与沉。则 $($　　 $)$

A．用力捏大瓶，小瓶不能实现悬浮

B．用力捏大瓶，小瓶内的气体密度变大

C．盖上小瓶瓶盖，捏大瓶也能使小瓶下沉

D．打开大瓶瓶盖，捏大瓶也能使小瓶下沉