2023中考物理真题分项精练(五)压强和浮力（有解析）

2023中考物理真题分项精练(五)
压强和浮力
考点1　压力与压强
1.【学科素养·科学思维】(2023四川达州中考)如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的边长之比L甲∶L乙=1∶2,质量之比m甲∶m乙=2∶3,甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙,下列计算正确的是 (　　)
　
A.ρ甲∶ρ乙=8∶3　　　　　　B.ρ甲∶ρ乙=3∶4
C.p甲∶p乙=2∶3　　　　　　D.p甲∶p乙=8∶3
2.【学科素养·科学探究】(2023广东深圳中考)琴琴同学探究压强与受力面积的关系,得出一个错误的结论。
　
(1)谁的压力大　　　　　　,谁的受力面积大　　　　　　;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见:　　　　　　;
(3)对比甲图选择下面一个　　　　对比探究压强和压力大小的关系。
　　　　　　
　　　　　　
3.【学科素养·科学思维】(2023江苏连云港中考)2023年4月26日,第十二届江苏省园艺博览会在连云港盛大开幕,其中科技田园描绘的“孙悟空”形象,成为一道靓丽的风景线。科技田园的维护主要依靠无人机,图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已知该无人机空机质量为5 kg,停放时与地面的总接触面积为80 cm2 ,装满农药后的总质量为32 kg,农药的密度为0.9×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(2)该无人机可装农药的最大体积。
考点2　液体的压强
4.【学科素养·科学思维】(2023山东烟台中考)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是 (　　)
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等
B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等
D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等
5.【新素材·现代科技】(2023安徽中考)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m深处时,其外部0.1 m2的水平舱面上所受的海水压力约为　　　　N。(海水密度近似为1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6.【实验探究·新实验】(2023重庆中考A卷)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
　
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于　　　　(选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置　　
　　(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与　　　　两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强　　　　;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向　　　　移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2 m,则p盐=　　　　　Pa;(g取10 N/kg)
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更　　　　的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点3　大气压强
7.【学科素养·物理观念】(2023四川成都中考)地球被几百千米厚的大气层包围着,大气对浸在其中的物体有压强。以下实例中,与大气压作用有关的是 (　　)
A.沙漠越野车安装宽大的车轮
B.用吸管吸玻璃杯中的饮料
C.船经过船闸从上游驶往下游
D.利用圆木滚动来搬运巨石
8.【跨学科·物理学与日常生活】(2023广东中考)如图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强。若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变　　　　。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越　　　　。
9.【学科素养·科学探究】(2023江苏无锡中考)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20 mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分长度为　　　　cm,则活塞的横截面积为　　　　cm2;
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　;
(3)如图乙所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为　　　　N,此时外界大气压的数值为　　　　Pa;
(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器4 mL刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4 mL。再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8 mL时,弹簧测力计的示数为10 N,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数,将所测数据记录在表中。
注射器内气体 体积V/mL 8 10 12 16 20
弹簧测力计的 示数F/N 10 ▲ 13.3 15 16
①当注射器内气体体积为10 mL时,弹簧测力计示数为　　　　N;
②当注射器内气体体积为20 mL时,注射器内气体压强为　 　
　　Pa。
考点4　流体压强与流速的关系
10.(2023山东济宁中考)如图所示的装置中,AB是一段内径粗细不同的玻璃管,它与蓄水容器相连,在玻璃管较粗和较细的部分,各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是AB玻璃管内同一水平线上的两个点,分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,根据
　　　　原理,两竖直细玻璃管内水面是　　　　的;打开阀门K,水流出过程中,M点的压强　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)N点的压强。
考点5　浮力阿基米德原理
11.【跨学科·物理学与日常生活】(2023北京中考)(多选)小京洗水果时,发现体积较小的桔子漂浮在水面上,而体积较大的芒果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.桔子的密度小于芒果的密度
B.桔子受到的浮力大于它受到的重力
C.桔子受到的重力小于芒果受到的重力
D.桔子受到的浮力大于芒果受到的浮力
12.【跨学科·物理学与日常生活】(2023河北中考)(多选)柱状容器内加入浓盐水,把一枚土豆轻轻放入其中,静止时土豆漂浮在水面上,如图甲所示;向容器中缓慢注入清水,土豆逐渐下沉;注入适量清水时,土豆悬浮在盐水中,如图乙所示;继续注入清水,土豆沉到容器底部,如图丙所示。下列说法正确的是　 (　　)
　　　　
A.漂浮在水面上时,土豆受到的浮力与其重力大小相等
B.悬浮在盐水中时,土豆的密度与此时盐水的密度相等
C.沉到底部后,土豆受到的浮力可能大于漂浮时受到的浮力
D.沉到底部后,继续注入清水,土豆受到的浮力不再变化
13.【新素材·现代科技】(2023四川成都中考)如图甲是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇,其内部有两个气囊,主气囊内充满氦气(密度小于空气),副气囊内充有空气。当驻空的浮空艇要上浮时,排出副气囊内的部分空气,使浮空艇受到的重力　　　　浮力,实现上浮。图乙是国产大飞机C919,飞机在空中飞行时,机翼上表面的空气流速大,压强　　　　,机翼的上下表面形成压力差,使飞机获得升力。
　
14.【学科素养·科学探究】(2023山东烟台中考)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示:
(1)实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小 哪些能够计算出物体排开液体的重力大小 (用图中的序号表示)
(2)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作
(4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么 (写出一条即可)
15.(2023安徽中考)“浮沉子”最早是由科学家笛卡儿设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”:装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为h。手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为ρ水,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小;
(2)图2中A排开水的体积;
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
　　　
　　　
考点7　综合计算
16.【学科素养·科学思维】(2023山东枣庄中考)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4 kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5∶1,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2 cm 时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
　
答案全解全析
1.D　甲、乙体积之比==,密度之比==×=×=,A、B错误。它们对地面的压力之比===,甲、乙的底面积之比==,甲、乙对地面的压强之比==×=×=,C错误,D正确。
2.(1)两个相等　海绵的大　(2)都用海绵(或沙坑)来进行实验　(3)A
解析　(1)两次实验中都使用同一个物体,对海绵或沙坑的压力一样大。海绵上物体横放,沙坑上物体竖放,由图可得,海绵的受力面积大。
(2)实验为“探究压强与受力面积的关系”,应只改变受力面积大小,物体和下面的受力物体保持不变,故改进意见为甲、乙都用海绵(或沙坑)进行实验。(3)要探究压强和压力大小的关系,应保持受力面积相同,受力物体相同,只改变压力大小,对比甲图,应该选择A。
3.解析　(1)F=G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N,S=80 cm2=8×10-3 m2,
p===6.25×103 Pa;
(2)可装农药的质量m农药=m总-m=32 kg-5 kg=27 kg,
可装农药的最大体积V农药===0.03 m3
4.C　两个玻璃杯底面积和质量相同,右杯装水体积比左杯大,根据m=ρV可知,右杯中水的质量较大,故右杯和水的总质量较大,根据G=mg可知右杯总重力较大,由于放在水平桌面上时玻璃杯对桌面的压力与其重力相等,故右杯对桌面的压力较大,A错误;因为两个玻璃杯底面积相等,右杯对桌面的压力比左杯大,根据p=可知,右杯对桌面的压强更大,B错误;因为两杯水的密度和深度都相同,根据p=ρgh可知,水对玻璃杯底部的压强大小相等,又因为两个玻璃杯底面积相等,根据F=pS可知,水对两个玻璃杯底部的压力大小相等,C正确,D错误。
5.107
解析　水平舱面上所受海水的压强
p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 000 m=1×108 Pa;
0.1 m2的水平舱面上所受海水的压力F=pS=1×108 Pa×0.1 m2=1×107 N。
6.(1)打开　不漏气　(2)丙　相等　(3)上　2 000　(4)小　变大
解析　(1)U形管与探头连接时,需要保持U形管两侧的压强相同,因此需要把阀门K打开。轻压探头的橡皮膜时,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置的气密性较好,装置不漏气。(2)探究液体压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变探头所处的深度,图乙、丙符合题意。图丙与丁中,同种液体,探头所处的深度相同,只改变探头的方向,U形管内液面的高度差几乎相同,说明:同种液体同一深度向各个方向的压强大小相等。(3)若要通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,因此图戊中的探头需要向上移动。U形管内液面的高度差相同时,探头受到的压强大小相等,探头受到盐水的压强p盐=p水=ρ水gh=1×103 kg/m3×
10 N/kg×0.2 m=2 000 Pa。(4)U形管两液面的高度差不明显,根据p=ρgh可知,可将U形管中的水换成密度更小的液体进行实验;将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的高度差不变,但距离将会变大。
7.B　沙漠越野车安装宽大的车轮,是通过增大受力面积来减小车对沙子的压强,A不符合题意;用吸管吸饮料时,先吸走管中的空气,使管内气压减小,这时大气压就把饮料压入管中,B符合题意;船闸应用了连通器原理,C不符合题意;利用圆木滚动搬运巨石,是用滚动代替滑动的方法来减小摩擦力,D不符合题意。
8.小于　大　小
解析　将两个吸盘对接,用力挤压出空气后,内部属于真空状态,气体压强变小,内外形成压强差,内部气体压强小于外界大气压强,使其难以分开。若在吸盘上戳一个小孔,空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强就会变大。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明内外气体压强差变小了,内部气体压强保持不变,则外部大气压强变小了,即海拔越高,大气压强越小。
9.(1)10.00　2　(2)用手拉动注射器活塞,根据难易程度判断气密性　(3)20　1×105　(4)12　2×104
解析　(1)注射器刻度部分左端对准零刻度线,右端对准10 cm刻度线,刻度尺的分度值为1 mm,刻度尺测出注射器刻度部分的长度为
10.00 cm,则活塞的横截面积为S===2 cm2。(2)排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是用手拉动注射器的活塞,如果比较容易拉动,则证明气密性不好,如果不容易被拉动,则证明气密性良好。(3)如图乙,弹簧测力计的分度值为0.2 N,读数为20 N。此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力,外界大气压的数值p===1×105 Pa。(4)①注射器内被封闭的气体体积为 4 mL,再用测力计拉动活塞时,测力计的拉力与注射器内气体对活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力即F大气压=F示+F内,由(3)可知,外界大气压对活塞的压力为20 N,观察表中的数据可发现:注射器内的气体体积变化为原来的2倍时,注射器内气体对活塞的压力减半,由表可知,注射器内气体体积为20 mL时注射器内气体对活塞的压力为4 N,因此注射器内气体体积为10 mL时注射器内气体对活塞的压力为8 N,弹簧测力计示数为F示=20 N-8 N=12 N。②当注射器内气体体积为20 mL时,弹簧测力计的示数为16 N,外界大气压对活塞的压力为20 N,则注射器内气体对活塞的压力为F内=
20 N-16 N=4 N,注射器内气体压强p内===2×104 Pa。
10.连通器　相平　小于
解析　关闭阀门K时,将水注入蓄水容器中,此装置上端都开口,下端相连通,是个连通器,因为上端开口,大气压相同,所以两竖直细玻璃管内水面是相平的。打开阀门K,水流出过程中,M处玻璃管比N处要细一些,所以M点水的流速较大,根据流体流速与压强的关系可知,流速越大压强越小,故M点的压强小于N点的压强。
11.AC　由桔子漂浮,芒果沉底可得,桔子的密度小于水的密度,芒果的密度大于水的密度,因此桔子的密度小于芒果的密度,A正确;桔子处于漂浮状态,其受到的浮力等于受到的重力,B错误;桔子的体积小于芒果,桔子排开水的体积小于桔子的体积,芒果排开水的体积等于芒果的体积,故桔子排开水的体积小于芒果排开水的体积,由F浮=ρ液V排g得,桔子受到的浮力小于芒果受到的浮力,桔子受到的浮力等于它受到的重力,芒果受到的浮力小于它受到的重力,则桔子受到的重力小于芒果受到的重力,C正确,D错误。
12.AB　土豆漂浮在水面上,由漂浮可知,土豆受到的浮力等于它的重力,A正确;土豆悬浮在盐水中,由浮沉条件可知,土豆的密度等于盐水的密度,B正确;漂浮时土豆受到的浮力等于它的重力,沉到底部后,土豆受到的浮力小于它的重力,土豆的重力不变,则沉到底部后,土豆受到的浮力小于漂浮时受到的浮力,C错误;沉到底部后,继续注入清水,盐水的密度变小,土豆排开盐水的体积不变,由F浮=ρ盐水gV排可知土豆受到的浮力变小,D错误。
13.小于　小
解析　驻空的浮空艇处于静止状态,浮力等于重力,排出副气囊内的部分空气,飞艇所受浮力不变,重力减小,浮空艇受到的重力小于浮力,实现上浮;飞机机翼表面呈明显的弧度结构,在运动过程中机翼上表面的空气流速大,压强小,而下表面的空气流速小,压强大,从而形成压力差,使飞机获得向上的升力。
14.(1)②③　①④　(2)浮力大小与排开液体的重力相等　(3)见解析　(4)见解析
解析　(1)实验过程中,利用步骤②③的测量数据,用称重法能够计算出物体所受的浮力大小;利用步骤①④的测量数据,能够计算出物体排开液体的重力大小。(2)物块受到的浮力F浮=G-F拉=2.0 N-1.5 N=0.5 N,空桶重力为0.5 N,桶和液体的总重力为1 N,则排开液体的重力G排=
G总-G桶=1.0 N-0.5 N=0.5 N,根据F浮=G排可得浮力大小与排开液体的重力相等。(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该更换不同物块在不同的液体里多实验几次,通过分析实验数据,最终得出结论。(4)根据题意,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,原因可能是在弹簧测力计拉着物块浸入液体前,溢水杯中液体没有装满,导致测量到的排开液体的重力偏小;还有可能是物块在浸入液体后和容器底接触到了,导致测得的浮力偏大。
15.解析　(1)漂浮时F浮=G=mg;
(2)根据阿基米德原理,V排===;
(3)图2小瓶内空气的体积V=Sh,小瓶内空气的密度ρ空==,图3小瓶处于悬浮状态,ρ物=ρ液,小瓶密度即小瓶内空气的密度等于水的密度ρ空'=ρ水,所以图2和图3中小瓶内空气的密度之比==。
16.解析　(1)G=mg=0.4 kg×10 N/kg=4 N;
(2)由题图乙可知,h=2 cm时,V排=20×10-6 m3,
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20×10-6 m3=0.2 N,
弹簧测力计的示数F拉=G-F浮=4 N-0.2 N=3.8 N;
(3)由图乙知,h=5 cm时,金属块刚好浸没,即金属块的高度为5 cm,p=
ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-2 m=500 Pa;
(4)金属块的底面积S金===10 cm2,
容器的底面积为S=5S金=5×10 cm2=50 cm2,
水对容器底部增加的压力等于水对金属块的浮力,则ΔF=F浮'=
ρ水gV排'=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×50×10-6 m3=0.5 N,水对容器底部增加的压强Δp===100 Pa。
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