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竞赛培训第二讲:密度 压强 浮力

发布时间:2013-10-14 08:04:47  

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竞赛培训第二讲:密度 压强 浮力

一、知识点精讲

1、天平是测量物体________的仪器,在实验室里常用的天平叫_托盘天平_,使用前应观察天平的称量和感量。所谓称量是指天平一次能测得的_______,称量可以从天平底座的________上观察到,或者从与它配套的__________上观察到;所谓感量是指天平所能测得的_________,即游码标尺上的________,因此天平的感量既可以从它的底座_______观察到,也可以从它的___________上观察到。

2、单位体积的____________叫密度,密度是物质的一种____________,其大小由物质的种类_来决定,与物体的________、________、_________均无关。一般来说,物体是_热胀冷缩_的,因此,一般物质在温度升高时密度_______,在温度降低时密度_______。气体的密度还与压强有关,压强越大,气体的密度就_________;压强越小,气体的密度也就_________。测量物质密度的常用仪器是_________和_______,测量原理是___________________。

[例1]右图是一台常见的台秤:参照

天平的使用方法,从放置台秤开始,

到称出物品的质量为止,说出它的使

用步骤。各步骤用序号(1)、(2)、

(3)??标出。

〔第十三界初中应用物理知识竞

赛〕

[例2]宇宙飞船进入预定轨道并关闭

发动机后,在太空运行,在这飞船中用天平测物体的质量,结果( )

A.和在地球上测得的质量一样大 B.比在地球上测得的大

C.比在地球上测得的小 D.测不出物体的质量

[例3]有以下6种物质:铁,牛奶,水晶,白酒,水银,饼干。可以把它们分成两类: 一类包括___________________________________________________________, 其特征为__________________________________________________________; 另一类包括________________________________________________________, 其特征为__________________________________________________________。 〔第十二界初中应用物理知识竞赛〕

[例4]商店常用案秤称量货物的质量(如图)。称量时,

若在秤盘下粘了一块泥,称量的结果比实际质量 (填

“大”、“小”);若砝码磨损了,称量的结果比实际

质量 (填“大”、“小”);若调零螺母的位置

比正确位置向右多旋进了一些,称量的结果比实际质量

____________(填“大”、“小”)。

[例5]已知某种食用油的密度为千克/米3,在

准备了8个容量为1.25升的饮料瓶去商店采购食油,最多可装________千克食油。[第八界全国初中应用物理知识竞赛]

[例6]如图所示,天平平衡后将天平制动,再把一实心物体A放入

左盘盛满水的溢杯中(溢出的水将落在盘外的杯中),待物块在

水中稳定后,再松开制动观察天平,若物块A

的密度大于水的密

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度,则天平将会________,若物块A的密度小于水的密度,则天平将会___________。

[第七界全国初中应用物理知识竞赛]

[例7]有一块金、铜合金块,总质量为185.5克,合金块的体积为15厘米3,已知ρ金=19.3×103千克/米3,ρ铜=8.9×103千克/米3,则可知此合金含金_______克。

[第七界全国初中应用物理知识竞赛]

[例8]某同学用托盘天平测一物体的质量,测量完毕后才发现错误地将物体放

在了右盘,而将砝码放在了左盘。因无法重测,只能根据测量数据来定值。他记得当时用了50g、20g和10g三个砝

码,游码位置如图所示,则该物体的

质量为 [ ]

A.81.4g B.78.6g

C.78.2g D.81.8g [第五界全国初中应用物理知识竞赛]

[例9]某工厂生产酒精,要求含水量(按质量计算)不超过10%,他们用抽测

密度的方法对产品进行检查,则合格酒精的密度应在______千克/米3至______千克/米3范围内。(不考虑酒精与水混合后的体积变化)[第五界全国初中应用物理知识竞赛]

3、在解答有关固体、液体的压力、压强问题时,应注意:固体能传递__________,计算时应先________,后___________;液体能传递__________,计算时应先________,后___________。底部__连通___的容器叫连通器。连通器内若只有一种液体,在静止时,容器中的液面 _______________;若连通器内盛有两种密度不同又不相混合的液体,静止时,密度大的液体的液面总__低于___密度小的液面的液面(选填“高于”或“低于”)。

4、加在密闭容器内的液体上的压强,能够__大小不变___地被液体向__各个方向__传递,这就是著名的帕斯卡定律,__液压___机就是根据这一原理制成的。

5、发生虹吸现象必须满足:(1)_______________;(2)____________;(3)____________。

6、大气压随离地面高度的增大而_____________。在海拔2 000 m以内,可近似地认为,每升高___13.3_______m,大气压降低l mm Hg(133 Pa);大气压还随气候的变化而变化,一 般来说,晴天的大气压比阴天的______;大气压还随季节的变化而变化,冬天的大气压要比夏天的________(选填“高”或“低”)。

7、一定质量的气体,当温度不变时,压缩气体,其压强________,气体膨胀,其压强________;当体积不变时,温度升高,其压强_________,温度降低,其压强_______。

[例1]如图所示,锥形瓶内装有水,置于水平桌面上,此时水对瓶底的

压力为F1,锥形瓶对桌面的压力为F2。若向瓶内放入一个重为0.3N的小

木球,木球浮在水面上。放入球后,上述所说的压力F1、F2将有怎样的

变化?( )〔第十五届初中物理应用知识竞赛〕

A、F1、F2增加的值都是0.3N B、F1、F2增加的值都大于0.3N

C、F1增加的值小于0.3N,F2增加的值等于0.3N D、F1增加的值大于

0.3N,F2增加的值等于0.3N

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[例2]如图是一种气压保温瓶的结构示意图。用手按下按压器时,气室上方的小孔被堵塞,使瓶内气体压强增大,水在气压作用下从出水管口流出。如

果按压器面积是8cm2,瓶内水面低于水管口10cm,按压器的自重不计,

51.01?10Pa,取g=10N/kg.求: 大气压强P0=

(1)要使水从出水管口流出,瓶内水面上方的气体压强至少要多

大?

(2)如果在按下按压器的过程中,气室内弹簧产生的平均弹力是

1.2N,为使水从出水管口流出,人手施加在按压器上的压力至少要

多大?(1995年全国初赛试题)〔第十五届初中物理应用知识竞赛〕

[例3]2003年春季,在我国部分城市出现了“非典”疫情,各地广泛

使用喷雾器对公共场所消毒。图3给出了一种喷雾器的示意图,就其

工作原理要用到的物理知识有(写出两项即可)

(1)_______________________________________________;

(2)_______________________________________________。

〔第十四届初中物理应用知识竞赛〕

[例4]小明设计了一个公厕中的自动冲刷厕所的水箱。这种水箱能把

自来水管持续供给的较小流量的水储备到一定量后,自动开启放水

阀,这样就可用较大水量冲刷便池中的污物。图6为这种水

箱的结构示意图,已知水箱底为边长l=40cm的正方形,A是

一直径d1=8cm的圆形放水阀门,其质量和厚度均可忽略不

计,且恰好能将排水管口及连杆与浮子B相连,连杆的长度

h0=10cm。浮子B是一外部直径d2=8cm、高H=30cm、质量

m=0.4kg的空心圆柱体,设水箱每次放水都能将水箱中的水

全部放净,试通过计算说明:(1)水箱体至少多高,水才不

会从水箱上部溢出?(2)如果自来水管的流量为0.2m3/h,

该水箱某次放水结束到下次开始放水的时间间隔为几分

钟?〔第十二界初中应用物理知识竞赛〕

[例5]汽车更换轮胎时需要把车轴抬起来,这时可以使用“油压千斤顶”。下图是油压千斤顶的原理图。向下按动手柄,圆柱形小活塞把小油缸中的机油压向大油缸。大油缸中的油量增多,把圆柱

形大活塞向上推,带着上面

的重物上升。实验表明,加

在密闭的液体上的压强,能

够按照原来的大小向各个方

向传递(这个规律叫做帕斯

卡定律)。现在有一个油压

千斤顶,有关尺寸如图所示。

如果希望在手柄上用20牛顿

的力向下压时就能在大活塞

上举起1吨的重物,大活塞

的直径至少是多少?〔第十界

初中应用物理知识竞赛〕

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[例6]为农户用的一种风箱的结构示意图,其中在A、B、C、D四处分别装有单向通风阀门,使得无论向左推或向右推活塞时,风箱都能向灶中送风。若此时正向左推活塞,请在丙图中画出这时阀门的开、闭状态。作图时可参照图乙的画法。(1991年初赛试题)〔第十一界初中应用物理知识竞赛〕

[例7]厨房、卫生间里的脏水,通过下水管流到阴沟,我们却闻不到沟里的臭味,这种下水管的示意图是:( )〔第八界初中应用物理知识竞赛〕

[例8]如图所示,放在水平桌面上的容器A为圆柱形,容器B为圆锥形,两容器本身的质量和底面积都相同,装入深度相同的水后,再分别放入相同质量的木块,如图所示,下列说法中正确的是:[ ] A.放入木块前,两容器对桌面的压力相等

B.放入木块前,由于A容器中的水多于B容器,所以A容器底部受水的压力大于B容器

C.放入木块后,两容器底部所受水的压力相等

D.放入木块后,B′容器底受水的压力大于A′容器底所受水的压力〔第七界全国初中应用物理知识竞赛〕

[例9]如下图所示的三个容器中分别装有酒精、清水与盐水,它们对容器底部的压力相等,则所装三种液体中,质量最大的是________,质量最小的是_______。〔第七界全国初中应用物理知识竞赛〕

9、浸没在液体中的物体,当F浮<G时,物体_________;当F浮=G时,物体_____;当F浮>G时,物体_______。如果物体是匀质实心物体,也可以根据ρ物和ρ液的大小来判断物体的沉浮,当ρ物>ρ液时,物体__________;ρ物=ρ液时,物体_______;ρ物<ρ液时,物体_________。物体漂浮在液面时,F_______G,ρ物______ρ液,V排_____V物。(选填“>”、“一”或“<”)

10、一小球挂在弹簧测力计上,在空气中称时,读数为40N;浸没在水中称时,读数为25N。计算小球所受的浮力应选用公式F浮=__________,计算结果为_________N。 11、一物块浸没在液体中,受到液体向下和向上的压力分别为49 N和58 N,计算物体所受的浮力应选用公式F浮=________,计算结果为F浮=__________N。

12、在盐水中漂浮着一质量为50g的木块,计算木块所受的浮力应选用公式F浮=________,其计算结果为F浮=___________N。 13、有一溢水杯盛满了水,然后放入质量为0.2 kg的木块(ρ水>ρ木),溢出一部分水,木块在水中应处于_________状态,要计算溢出水的重力,应选用公式_________和_______,通过计算可得溢出水的质量为_________kg,若要计算木块排开水的体积,应选用公式_________或__________,其计算结果为V排=___________cm3。

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14、密度计和轮船都是利用_________________来工作的;潜水艇靠改变__________实现下沉、上浮或悬浮的;气球和飞艇是靠改变____________实现上升和下降的。

15、密度计的刻度是______________的(选填“均匀”或“不均匀”),刻度值上面比下面的要_______(选填“大”或“小”),刻度线上部比下部要___________(选填“密”或“疏”),这种刻度特点与__________的刻度特点恰好相反。

[例1]在远洋轮船的船舷上,都漆着几条“载重线”。轮船满载时,

水面不能超过规定的载重线。如图5所示为一艘远洋轮船及载重线

的示意图,其中标有W的是北大西洋载重线,标有S的是印度洋载

重线。运用你学过的物理知识,分析一下这种标识说明了什么?

[例2]小明在一根均匀木杆的一端缠绕少许铅丝,使得木杆放在液体中可以竖直漂浮,从而制成一支密度计。将它放在水中,液面到木杆下端的距离为16.5 cm,再把它放到盐水中,液面到木杆下端的距离为 14.5 cm。如果所用铅丝的体积很小,可以忽略,小明测得的盐水密度是多少?〔第十二界初中应用物理知识竞赛〕

[例3]节日里氢气球飘向高空,越来越小,逐渐看不见了。设想,气球最后可能会怎样。根据你所学的物理知识作出预言,并说明理由。

氢气球上升的过程中将出现的现象是:

A上升到最大高度后由于受到的浮力等于重力,会长期悬浮在空中;

B由于受到的浮力大于重力,气球一直上升;

C因为高空温度很低,球内气体遇冷收缩,气球体积越来越小;

D因为上述过程中球内压强大于球外压强,气球不断膨胀,到一定高度后气球破裂。 〔第八界全国初中物理知识竞赛〕

[例4]已知空气的密度为1.29千克/米3,人体的平均密度与水的密度相当。质量为60千克的人在空气中受到的浮力大约是____牛。〔第九界全国初中物理知识竞赛〕

[例5]烧杯中的冰块漂浮在水中,冰块上部高出杯口,杯中水面恰好与杯口相平。待这些冰块全部熔化后, [ ]

A.将有水从烧杯中溢出。

B.不会有水从烧杯中溢出,杯中水面也不会下降。

C.烧杯中水面会下降。

D.熔化过程中水面下降,完全熔化后有水溢出。

[第六界全国初中应用物理知识竞赛]

[例6]测定血液的密度不用比重计(图为这样做需要的血液量太

大),而采用巧妙的办法:先在几个玻璃管内分别装入浓度不同的、呈淡蓝色的硫酸铜溶液,然后分别在每个管中滴进一滴血液。分析人员只要看到哪一个管中血滴悬在中间,就能判断血液的密度。其根据是 [ ]

A.帕斯卡定律。

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B.液体内同一深度各方向压强相等。

C.物体的浮沉条件。

D.血滴上部所受硫酸铜溶液的压强等于下部所受硫酸铜溶液的压强。

[第五界全国初中应用物理知识竞赛]

[例7]儿童练习游泳时穿的一种“救生衣”实质是将泡沫塑料包缝在背心上。使用时,穿上这种“救生衣”,泡沫塑料位于人的胸部。为确保人的安全,必须使人的头部露出水面儿童的体重约为300牛,人的密度约为l.06×103千克/米3,人的头部体积约占人体总体积的十分之一,泡沫塑料的密度约为10千克/米3,则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为______。[第五界全国初中应用物理知识竞赛]

三、提高练习

1、图7—6所示是某木块的m—V关系图,由图可知,体积是40 cm3的木块的质量是__________g,木块的密度为____________g/cm3。

2、两种液体的密度分别为ρ1和ρ2。,若混合前质量相等,将它们混合后,混合液的密

度ρ=__________ (设混合前后体积不变);若在混合前它们的体积相等,将它们混合后,混合液的密度ρ`=__________;比较上述两种混合液密度,则ρ_______ρ`(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

3、某钢瓶内所装氧气的密度为8kg/m3,一次电焊中用去其中的3/4,则瓶内剩余氧气的密度为___________kg/m3。

4、一节货车车厢的容积为40 m3,最多能载30 t的货物,现要装密度分别为7.9×103 kg/m3的钢材和0.5×103kg/m3的木材,则最多能装_______m3的钢材和_____t的木材。

5、一滴油滴在静止的水面上,展开为均匀圆形薄膜,如果油膜的质量为m,圆形油膜的半径为R,则油膜的厚度为____________。(油的密度为p)

6、为了制作高2 m的英雄塑像,先用同样材料做一个精制小样品,高度为20cm,质量为3 kg,那么这个塑像的质量将是____t。

7、把100 mL的水和100 mL的酒精混合在一起,其混合液的密

度 ( )

A.大于0.9 g/cm3。 B.等于0.9 g/cm3。

C.小于0.9 g/cm3。 D.不可确定

8、三个完全相同的量杯中盛有水,将质量相同的实心铝块、

铁块和铜块分别放入三个量杯中,水面恰好相平,原来盛水最

多的杯子是 ( )

A.放铝块的量杯 B.放铁块的量杯

C.放铜块的量杯 D.三杯盛水一样多

9、在东北,严冬时期结了厚厚的冰,但经常可以看到当地的居民,把冰面凿个大窟隆 捕鱼,厚厚的冰下面的湖水并不结冰,不结冰是由于 ( )

A.水有流动性 B.水结冰时体积变大

C.水结冰时放热 D.在4℃时,水密度最大

11、溜冰运动员穿了装有冰刀的溜冰鞋,就可以在冰面上高速滑行,这是因为冰刀对冰面的________增大,使冰的_________降低,冰刀下表层冰 ________成水,起到润滑作用。

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12、金鱼缸中小金鱼吐出小气泡,在升至水面的过程中,气泡的体积逐渐_______,这是因为__________;对烧杯中的水加热,在水沸腾前,从烧杯底产生的气泡在升至水面的过程中体积逐渐_____________,这是因为____________________o

13、如图11—13所示的C形管中充满水,开口处用手堵住,若放开手,水将从____端流出,这是因为__________ _____。

14、病人输液时,要让药液均匀下滴注入体内,采用的装置应是(图11—17) ( )

15、在圆柱形容器内注入同种液体,使侧壁所受的压力与底面所受的压力相等,则液柱高与底面半径之比为 ( )

A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.π:1

16、如图11—19所示,两端开口的弯管中充满液体,两端分别插入

装有液体的两槽中,弯管顶部装有阀门S,A槽装水,h1=0.8 m,B

槽装酒精,h2=0.9m,当阀门S开启后,液体将 ( )

A.向右流 B.向左流 C.不流动 D.无法判断

17、如图11—20所示的玻璃杯中盛有两种不相溶的液体,它们的

密度ρ1<ρ2,这时对容器底压强为P甲,若把两种液体搅拌混合(总

体积保持不变),这时对底面的压强为P乙,则P甲和P乙的大小关系是

( )

A.P甲>P乙 B.P甲=P乙 C.P甲<P乙 D.无法判断

18、在图11—23所示的容器内装有密度不同又不相混合的两种液体,打开阀门K1与K2后,A、B两管的液面 ( )

A.相平

B.A管的液面比B管高

C.A管的液面比B管低

D.无法判断

20、假设地球对物体的引力突然变为原来的1/2(其他的物理规律不变),对于一艘航行在海洋中的轮船,它的质量将______,它的吃水深度将______。(选填“增加”、“减小”或“不变”)

21、在野外施工的工人将装备器材放在木筏上渡河。不载器材时,人和木筏总重为G, 此时木筏露出水面的体积是木筏总体积的1/3,这个木筏装载器材的重力不能超过_______。

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22、如图12—9所示,实心小球A的体积是10 dm3,当A有一半体积露

出水面时,弹簧对A竖直向上的支持力为29.4 N。若去掉弹簧,当小

3球静止时,露出水面的体积为_________dm。

23、实际工作中,我们常用密度计测液体的密度,将密度计放在被测

液体中,密度计竖直浮在液面时,有关密度计的说法中正确的是 ( )

A.自下而上,密度计的刻度值逐渐变大

B.自下而上,密度计的刻度值逐渐变小

C.密度计刻度间距是均匀的

D.刻度间距是不均匀的,越向上刻度间距越小

24、甲、乙两个密度计分别放入水中时,水面与甲的上端刻度相齐平,而水面与乙的下端刻度相齐平,现要测牛奶的密度(ρ牛奶>ρ),则应选用 ( )

A.甲密度计 B.乙密度计

C.其中任何一个都可以 D.都不能使用

25、海中轮船吃水线在A处,涨潮时,海水1 h上涨10 cm,2 h后吃水深度为 ( )

A.在A点上面20 cm B.在A点上面10 cm

C.其中任何一个都可以 D.仍在A点处

26、水底有一气泡,在上升过程中,若气泡没有破裂且水为恒温,则所受的浮力( )

A.大小不变 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.无法确定

27、如图12—11所示,两个均匀对称完全相同的石鼓放人盛有水的

容器中,它们的下底面与容器底密合,甲的上表面与水面齐平,

乙的一半体积浸入水中,则石鼓甲、乙对容器底部的压力F甲

和F乙的大小关系 ( )

A.F甲>F乙. B.F甲=F乙 C、F甲<F乙, D、无法比较

28、如图12一12所示,一端开口的U形玻璃管中装有水,其左端封闭着

一些空气,水中有只小试管悬浮在水中,管中也封闭着一段空气,若向右管注水,则

( )

A.小试管下沉 B.小试管上浮

C.小试管先沉后浮 D.无法判断

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