初中物理竞赛浮力、压强经典题目大全(20220320112846).pdf

提高内容一、基本概念1、流体静压强：静止流体作用在单位面积上的力。p设微小面积A上的总压力为P，则平均静压强：APp点静压强：APpAlim0即流体单位面积上所受的垂直于该表面上的力。单位：N/m2(Pa)2、总压力：作用于某一面上的总的静压力。P单位：N(牛)3、流体静压强单位：国际单位：N/m2Pa 物理单位：dyn/cm2 1N=105dyn，1Pa=10 dyn/cm2 工程单位：kgf/m2 混合单位：1kgf/cm2=1at(工程大气压)1atm(标准大气压)1 at=1 kgf/cm2=9.8104Pa=10m水柱1atm1.013105Pa10.3 m 水柱二、流体静压强特性1、静压强作用方向永远 垂直并指向作用面方向特性。2、静止流体中任何一点上各个方向的静压强大小相等，而与作用面的方位无关，即p只是位置的函数大小特性。（各向相等）3、静止流体中任一点的压强p 由两部分组成，即液面压强p0与该点到液面间单位面积上的液柱重量h。推广：已知某点压强求任一点压强hpp124、静止流体中，压强随深度呈线性变化用几何图形表示受压面上压强随深度而变化的图，称为压强分布图。大小：静力学基本方程式方向：垂直并且指向作用面（特性一）例题：AP5、同种连续静止流体中，深度相同的点压力相同。连通器：三、测压计1、分类：根据适用范围、适用条件的不同，分为液式、金属式、电测式。2、液式测压计原理：hpp0（p、p0的标准必须一致，用表压）方法：找等压面（性质 5：两种互不相混的静止流体的分界面 必为等压面）特点：结构简单、使用方便、制造简单，常用于实验室中。a.液面计b.测压管AAhpcU 形管测压计122211hhpphphpHgHg抽真空002121hhphhpHgHgd组合式U 形管测压计132321hhhphhhpHgHgHgeU 形管压差计212211hhphphpf组合式U 形管压差计先找等压面：aa 面、bb 面写出等压面压力表达式：aa 面上hhphpHg2211所以1221hhhppHg当两测点在同一水平面上时：12hhh所以hpppHg21四、静止流体的浮力1、潜体：完全潜没在流体当中的物体。2、浮体：当物体当中的部分浸没在流体中，另一部分露出在自由表面之上时，称为浮体。3、浮力：浮体或潜体表面所受到流体对它的作用力的合力成为浮力。浸入部分浮 VF4、浮心：浮力的作用点，为V的几何中心。五、潜体的稳定与平衡1、受力分析：它受两个力。重力MgG，作用点在重心；浮力F，作用点在浸水部分的几何中心。2、潜体平衡的条件：（1）重力和浮力大小相等，GF（2）重心和浮心要在一条垂直线上三 练习题一、选择题1.如图 24-5 所示，放在水平地面上的是三个由同种材料制成的实心立方体、长方体和圆柱体，则它们对地面的压强最大的是A立方体。B长方体。C圆柱体。D缺少条件，无法判断。2.U 形管内注入适量的水银，然后在左右两管内分别注入水和煤油。两管通过水平细管相连，细管中的阀门将水和煤油隔离，两管中的水银面相平，如图24-7 所示。当阀门打开瞬间，细管中的液体会()A向左流动。B向右流动。C不动。D水向右流动，煤油向左流动。3.如图 5 所示，甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上，甲的边长小于乙的边长。甲对地面的压强为P1，乙对地面的压强为P2。（）(A)如甲、乙密度相等，将甲放到乙上，乙对地面的压强有可能变为P1(B)如甲、乙密度相等，将乙放到甲上，甲对地面的压强有可能变为P2(C)如甲、乙质星相等，将甲放到乙上，乙对地面的压强有可能变为P1(D)如甲、乙质量相等，将乙放到甲上，甲对地面的压强有可能变为P2 4.图 6 是一个足够长，粗细均匀的U 形管，先从A 端注入密度为A的液体，再从B端注入密度为B、长度为二的液柱，平衡时左右两管的液面高度差为主。现再从A 端注入密度为c液体，且 c=21B，要使左右两管的液面相平，则注入的液柱长度为()（A）32L（B）43L(C)54L(D)L 5、如右图所示A、B是两个密闭的球形容器，C、D、E都是两端开口的玻璃管，它们与容器接口处紧密封接。容器A、B和玻璃管D、E内盛有水，各水面高度差如图所示。则E管内水面高出B容器水面的高度h 应等于（）A、0.5 米B、1.0 米C、1.5 米D、2.5 米6、积雪会造成简易厂房和集贸市场屋顶坍塌事故。新下的积雪密度约为0.1 克/厘米3，一夜积雪厚度为10 厘米，则家用轿车车顶积雪的质量约为（）A、4 千克B、40 千克C、400 千克D、4000 千克7统计结果显示一般身材的人的高矮与脚印(面积)大小具有一定的关系。下列关于刑侦人员为估计涉案人员的高矮和体重的做法中，正确的是：()(A)只要获得脚印的大小就可以估计涉案人员的体重(B)只要获得在松软地面上脚印的深浅就可以估计涉案人员的高矮(C)只要获得在松软地面上脚印的大小和深浅就可以估计涉案人员的高矮和体重(D)由于人的身材千差万别。刑侦人员根据脚印的大小和深浅无法估计涉案人员的身高或体重。8、如图所示，连通器左端试管横截面的半径为2R，右端试管横截面的半径为R。左、右水面的高度分别为 H、H21。那么打开开关K后，右管水面能够上升到距离底部的最大高度为()(A)1.5H(B)1.3H(C)1.1H(D)0.9H 9、如图 18 所示，七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来，每块砖的长度均为L，为保证砖块不倒下，6 号砖块与7 号砖块之间的距离S将不超过（）A、1531L B、2L C、25L D、47L 10、如图 21 所示，在一个开口锥形瓶内注入适量水，然后将它放在水平桌面上。此时水对锥形瓶底的压力为3牛；现在锥形瓶内放入一个重为G1的木块，水对锥形瓶底的压力变为4 牛；在锥形瓶内再放入一个重为G2的木块，水对锥形瓶底的压力变为5 牛。木 块 与 锥 形 瓶 始 终 不 接触，则（）A、G1G21 牛B、G2G1G21 牛11 如图 2 所示，在水平放置的圆形长直管中，有一个光滑的，可自由移动的活塞刚好把长直管分成左右两部分，且活塞左、右两端面的形状如图。当左、右两部分中气体的压强分别为p1和 p2时，活塞可停在图示位置不动。现在同时缓缓增大左、右两部分中气体的压强，使活塞仍然停在图示位置不动。若左、右两部分中气体压强的变化量p1和 p2。则下列关于它们关系的说法中正确的是：（）A p1p2 B p1”、“”或“=”）。取走该物块，将另一物块完全浸没在该试管水中，发现试管内水面与容器底部的距离恰好又变为h，如图 24-23(c)所示，若试管横截面积与容器横截面积之比为1：5，则新放入的物块密度为_千克米3。第 3 题图A B 5在建造高楼大厦时，其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础，就是把整栋大楼占地范围的地皮掏空挖深，然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于：第一，增大了大楼与地面的接触面积，从而减小了大楼对地面的，可有效地防止地皮大幅度的下陷；第二，降低了整栋大楼的，增大了大楼的稳度，提高了大楼的抗震能力。6在海拔3000m 以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，这是因为高原地区_的缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区后，由于空气稀薄会产生缺氧反应，为了得到足够的氧气，人会不自觉地进行深呼吸，这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更_(选填“大”或“小”)一些。7 如图所示，横截面积为S的容器内盛有部分水，水面上方压有一块横截面积也为S的活塞 M，现在活塞的中央挖一面积为S0的小孔，小孔内塞入一木塞N。假设 N 与 M 之间、M 与容器器壁之间紧密结合，且不考虑任何摩擦。已知水的密度为水，当在 N 的上方放置一块质量为m的物块后，活塞M 上升的距离为_；木塞 N 下沉的距离 _。8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300N，人的密度约为l.06103kg/m3，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10kg/m3，则此儿童使用的“救生衣”的最小体积为_。9已知空气的密度为1.29kg/m3，人体的平均密度与水的密度相当。质量为 60kg 的人在空气中受到的浮力大约是_N。10.1978 年夏天，法国、意大利、西班牙等国的科学工作者曾乘坐容积为3.3 万 m3的充氦气球升入高空。如果气球本身所受的重力（不包括里面的氦气）是它在低空所受浮力的1/4，气球在低空飞行时可吊起最重物体的质量是 _kg。（常温时一个大气压下空气的密度是1.29kg/m3，氦气的密度是0.18kg/m3）三 计算1.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？2.类比水压是形成水流的原因，李楠同学猜想，血液在血管内流动时也需要一定的压力差来维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时，受到的阻力f与血液的流速成正比，即kf。那么，要想让血液匀速流过，血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为1S时，两端所需的压强差为1p；若血管截面积减少10%时，为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液，压强差必须变为2p。请你通过计算比较21p、p的大小，说明血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。3、一个铝制空心圆柱体的外径R=2m，内径 r=1m，h=80cm，把它放在水平地面上，它对地面的压强是多少？4、某纪念牌质量为100t，立在高 1m 的基石上，基石密度为2103kg/m3，如果地面能承受的压强不能超过6.86104Pa，基石的底面积最少应是多少？5、有一个两端开口的玻璃管，在它的一端挡一轻薄塑料片后插入水中，如图所示，当向管中注入100g 水时，塑料片刚好脱落，如果不注入水，而是轻轻放入一个100g 的砝码，塑料片是否会脱落？为什么？6、如图所示，有些家用玻璃茶几的桌架是用四个塑料吸盘吸附在桌面上的，如果每个吸盘的直径是4cm，计算一下，桌架质量不超过多少时，抬起桌面就能把桌架带起？7、压力锅直径为24cm，限压出气口直径为3.5mm，限压阀质量为100g，使用时，压力锅内外最大压强差为多少？合几个标准大气压？锅盖与锅的接口处至少能承受多大的力？（g=10N/kg）8、佳佳家的压力锅盖上标有“铝制品厂24 公分压力锅”的字样。他测得限压阀的质量是100 克，排气孔的直径为 3 毫米，这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相当于大气压的多少倍？锅盖至少要能承受多大压力才能保证安全？（大气压强为1.01105帕）9、有一种气压保温瓶其结构如图所示。用手压下按压器，气室上方小孔被堵住，在瓶内气体压强作用下，水经出水管流出。按压器面积为8 厘米2，瓶内水面低于出水管10 厘米。要将水压出管口，瓶内水面上方的压强至少要多大？在按压器上至少要加多大的压力？（弹簧的平均弹力为1 牛，p0=1.01105帕，g=10 牛千克，按压器所受重力忽略不计）