初中物理流体压强与流速关系的探究实验试题

如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图。DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖直平面内转动，OD的长度为2m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量m_E为250kg。安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为20kg。电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动。固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的圆柱体A。圆柱体A完全在水中，以0.1m/s匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η₁，配重E对地面的压强为p₁；物体A以原来的速度匀速竖直上升，全部露出水面后，最终停在空中某高度时，配重E对地面的压强为p₂。滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡。电动机H处绳子拉力的功率随时间变化的情况如图乙所示。已知圆柱体A的质量m_A为60kg，底面积为30dm²，p₁与p₂之比为4∶1。物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置。在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，电动机Q处拉力T的功率为5W，行走装置受到的水平拉力为F。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg。

求：（1）动滑轮M所受的重力；（2）机械效率η₁；（3）OC的长度；（4）拉力F。

甲、乙两个实心正方体分别放在水平地面上，它们对水平地面的压强相等，且ρ_甲>ρ_乙。若在它们上部沿水平方向分别切去相同体积，则它们对地面压强变化量Δp_甲、Δp_乙的大小关系是：Δp_甲 ________ Δp_乙（选填“大于”、“等于”或“小于”）

如图所示，体积相等、密度分别为的ρ_A、ρ_B的A、B两个立方体正对叠放在水平桌面上，且ρ_A：ρ_B=1：3．A对B的压强为p_A，B对桌面的压强为p_B．

①如果A的体积为1.0×10^﹣3米³，密度为3×10³千克/米³，求A的质量、A对B的压强．
②如果逐渐减小A的体积，但始终保持A的形状为立方体且密度不变，在A的体积逐渐减小的过程中，列出p_A与p_B的比值的表达式，并指出比值的变化规律．

一绝缘细绳的一端与可绕O点转动的轻质杠杆的E端相连，另一端绕过动滑轮D、定滑轮C，与滑动变阻器的滑片P相连；B为一可导电的轻质弹簧，如图所示接入电路中，一端通过绝缘绳固定在地面上，另一端与滑片P相连；一人站在地面上拉住与杠杆H端相连的细绳．已知电源电压为8V，灯泡标有"6V 3W"字样，人的质量为50kg，人与地面的接触面积为50cm ²，EO：HO=2：5．人对绳子拉力最小时，电流表示数为I1，且滑片刚好位于滑动变阻器的a端；人对绳子拉力最大时，电流表示数为I ₂，且I ₁：I ₂=2：1，滑动变阻器的阻值与弹簧所受拉力的关系如下表所示：

R（Ω）	0	2	4	6	8	10	12	14	…
F（N）	0.5	50.5	100.5	150.5	200.5	250.5	300.5	350.5	…

不计杠杆、弹簧、滑片、细绳的重力，不计摩擦，不计弹簧电阻．整套装置始终处于平衡状态，物体A始终不离开地面．灯泡电阻不变，且不会被烧坏．g=10N/kg．求：

（1）人的拉力最大时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？
（2）物体A的质量是多少？
（3）人的拉力最大时，人对地面的压强是多少？
（4）当灯泡正常发光时，物体A对地面的压力是多少？

某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm²，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×10⁵Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）汽油机的功率．

汽车已经普及到家庭，在购买汽车时大家都比较关心发动机的容积V ，这直接关系到汽车的使用。如图为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了发动机做功的公式W =" P" V 的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、L 或 P 表示）：设活塞的面积为S，冲程长为 L，燃气对活塞的压强为P，则：
燃气对活塞的压力F=＿＿＿＿＿＿＿＿，
燃气对活塞所做的功W=＿＿＿＿＿＿＿＿，
又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=＿＿＿＿＿＿＿＿，故 W=" P" V。

某实心正立方体金属块的质量是m，边长是a，则金属块的密度ρ=＿＿＿（用m、a 表示）。取6个这样的金属块，分别以图中甲、乙两种方式放置在水平地面上，则甲、乙两种方式放置的金属块对水平地面的压力之比F_甲∶F_乙=＿＿＿＿，压强之比P_甲∶P_乙=＿＿＿＿。

发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．

若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如表所示．
（1）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作的四个冲程的顺序是       （对甲、乙、丙、丁重新排序），      图所示的冲程中内燃机给汽车提供动力，此冲程中能量的转化是      ．
（2）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，它等于活塞在最下方时气缸的容积．汽车排气量越大，功率越大．空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比．当汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率是      ．（计算结果保留一位小数；可能用到的公式w=pt）
汽车发动机数据表：

如图所示，甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上．它们对地面的压强相等，则下列判断正确的是（ ）

A．甲的密度大，甲受到的重力小

B．甲的密度小，甲受到的重力小

C．甲的密度小，甲受到的重力大

D．甲的密度大，甲受到的重力大

如图所示的甲、乙两个实心正方体分别放在水平地面上．

①若甲的质量为1千克，求物体甲的密度ρ_甲；
②若乙的质量为2千克，求物体乙对地面的压强p_乙；
方案   设计的方法
A   加在两物体上的力方向都向下
B   加在两物体上的力方向都向上
C   甲物体上的力方向向上，乙物体上的力方向向下
D   甲物体上的力方向向下，乙物体上的力方向向上
③若甲、乙的质量分别是m、2m，底面积分别是S、nS（n＞2），要使两个正方体对水平地面的压强相等，可同时在两个正方体上表面施加一个竖直方向、大小相等的力F．某同学分别设计了如右表所示的四种方案．
选择：方案      的设计是可行的；且方案      的力F最小；
求出：可行的方案中的最小力F_小．

如图所示，质量为0.5千克的正方体冰块静止在水平放置的圆柱形容器中，冰块对容器底部的压力为      牛．当冰熔化成水后（ρ_冰＜ρ_水），它的质量将      ，对容器底部的压强将      （选填“变小”、“不变”或“变大”）．

如图所示，盛有液体的圆柱形容器甲和均匀圆柱体乙放置在水平地面上，容器质量忽略不计，甲、乙对地面的压强相等．现从容器中抽取部分液体、将圆柱体沿水平方向切去部分后，甲对地面的压强大于乙对地面的压强．则甲、乙剩余部分的体积分别是V_甲、V_乙，则（ ）

A．V甲一定大于V乙	B．V甲可能等于V乙
C．V甲一定小于V乙	D．V甲可能小于V乙

图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象．若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B，把它们平放在水平地面上，则两正方体A、B对水平地面的压强之比为（

A．8：1    B．4：3    C．1：2    D．4：1

如图所示，a、b两个不同的实心圆柱体，放在水平地面上，它们对地面的压强相等，则下列判断正确的是（ ）

A．a的密度大，受到的重力大	B．a的密度小，受到的重力小
C．a的密度小，受到的重力大	D．a的密度大，受到的重力小

如图所示，将未装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，如图所示。两次放置时，水对瓶底和瓶盖的压强分别为和，瓶底和瓶盖对桌面的压强分别为和，则(    )

A．＞，＞

B．＜，=

C．＞，＜

D．＜，＜