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文檔簡介

1、競賽試題匯編壓強一、選擇題(91年第一屆)2.運載重物的大型板車都裝有諸多車輪,這是為了( )A.增大受力面積,減少對路面的壓力。B.增大受力面積,減少對路面的壓強C.增大受力面積,即減少壓強,又減少壓力 D.增大受力面積,以減少壓強,增大壓力答案:B(91年第一屆)3.有一只自制的水銀氣壓計,測得的數(shù)據(jù)偏低,其重要因素是( )A.玻璃管中有空氣進入 B.水銀槽內(nèi)水銀太多C管子沒有豎直放置 D.管子太粗答案:A(91年第一屆)5.如圖,公路兩側(cè)的甲、乙兩條水渠由路面下傾斜涵洞相連,兩渠水面相平,涵洞中的水流方向,對的的說法是( )由于水向低處流,涵洞中的水從乙流向甲由于甲側(cè)面洞口在水下位置較,

2、壓強較大,涵洞中的水從甲流向乙由于兩渠水面相平,涵洞中的水不流動答案:C(92年第二屆)6拖拉機的履帶是由一塊塊金屬板做成的,每塊板上均有一、二條凸起的棱 A金屬板和它上面的棱都是為了減小對地面的壓強 B金屬板和它上面的棱都是為了增大對地面的壓強 C金屬板是為了減小對地面的壓強;棱是為了增大對地面的壓強 D金屬板是為了增大對地面的壓強;棱是為了減小對地面的壓強答案:C(94第四屆)5手持抽氣、打氣兩用氣筒的構(gòu)造如圖1所示,a為筒身,B為活塞,C和J是氣門裝置,類似于自行車內(nèi)胎上套有氣門芯的氣門嘴,起閥門作用。使用這種氣筒時 A接D氣門,起打氣作用;接c氣門,起抽氣作用。B接D氣門,起抽氣作用;

3、接C氣門,起打氣作用。C向外拉活塞,2個氣門都起抽氣作用。D向里推活塞,2個氣門都起打氣作用。答案:A(94第四屆復)6下圖的四種河堤的設(shè)計中,最不合理的是 答案:B(97第七屆)2在下列事例中,目的為增大壓強的是: A在坦克的輪子上安裝履帶 B菜刀鈍了,磨一磨C將背包的背帶做得寬某些 D在鐵軌下鋪設(shè)枕木答案:B(97第七屆)9如下有關(guān)離心式水泵的揚程及工作原理的說法中,不對的的是: A離心式水泵靠大氣壓提水,因此其揚程不也許高于10.4米B離心式水泵的實際揚程可以高達20米以上C離心式水泵的吸水揚程不也許高于10.4米D離心式水泵的提水過程不僅僅靠大氣壓的作用答案:A(98第八屆)7廚房、衛(wèi)

4、生間里的臟水,通過下水管流到陰溝,我們卻聞不到溝里的臭味。這種下水管的示意圖是: 答案:C(07第十七屆)5由于長期的河道淤塞,黃河下游的河床已被抬高。沿河農(nóng)民一般采用如圖3所示的方式,引黃河水來灌溉農(nóng)田。有關(guān)這種引水灌溉方式,下列說法中錯誤的是 ( ) A這種取水灌溉方式運用了連通器原理 B使用時B端管口必須低于A處水面C使用時先將管道中灌滿水 D高度差B越大,管道中的水流得就越快答案:A(09第十九屆)6如圖2甲所示,煤氣管道涉及戶外和戶內(nèi)兩部分,兩者之間連接著一只煤氣表。工人師傅給每戶安裝完戶內(nèi)管道后,都要檢查一下管道與否漏氣。有一種檢測裝置如圖2乙所示,在兩端開口的透明的 U 型管中裝

5、有水,當U型管兩端壓強相等時,兩側(cè)水面相平。檢測時,關(guān)閉開關(guān)后,用力向顧客管道口Y內(nèi)吹氣,然后迅速將U型管的一端Y與顧客管道口Y相連接, U型管內(nèi)水面浮現(xiàn)高度差(如圖2丙所示)。觀測 U 型管中水面的變化可以判斷戶內(nèi)管道與否漏氣( )A若水面高度差逐漸增大,則表白不漏氣 B若水面高度差逐漸減小,則表白不漏氣 C若水面高度差保持不變,則表白漏氣 D若水面高度差保持不變,則表白不漏氣答案:D二、填空題(92年第二屆)5醫(yī)生測量血壓時將逐漸以國際單位千帕(l千帕=1000帕斯卡)取代舊單位毫米汞柱。已知水銀的密度是13.6103公斤米3,還懂得1帕斯卡=_牛頓米3,這樣就能得出1毫米汞柱=_帕斯卡。

6、1991年的高等學校招生體檢原則規(guī)定,肱動脈舒張壓超過11.46千帕的考生不能報考地質(zhì)勘探等專業(yè),這里11.46千帕=_毫米汞柱。答案:1 133 86(93第三屆)4都市燃氣供應(yīng)行業(yè)常用毫米水柱作為燃氣的壓強單位。JMB-3型煤氣表的銘牌如下表所示(銘牌中“壓力”指的是壓強)。當煤氣的壓強不小于_帕,不不小于_帕時,這種煤氣表可以正常工作。JMB-3型煤氣表額定流量2.5mh使用壓力50300毫米水柱回轉(zhuǎn)數(shù)41.7轉(zhuǎn)分使用介質(zhì)都市煤氣出廠日期1991.4北京煤氣表廠答案:490;2940(97第七屆復)13如下圖所示的三個容器中分別裝有酒精、清水與鹽水,它們對容器底部的壓力相等,則所裝三種液

7、體中,質(zhì)量最大的是_,質(zhì)量最小的是_。答案:酒精;鹽水。(99第九屆)10如圖10內(nèi)徑均勻的U形管內(nèi)盛有密度不同的兩種液體其中一種液體的密度是1;另一種液體的密度是2,體積是V且21靜止時,兩種液體不混合若U形管的橫截面積為S,則兩邊液面的高度差h等于 答案:(01第十一屆)7圖甲所示,為農(nóng)戶用的一種風箱的構(gòu)造示意圖,其中在A、B、C、D到處分別裝有單向通風閥門,使得無論向左推或向右推活塞時,風箱都能向灶中送風。若此時正向左推活塞,請在丙圖中畫出這時閥門的開、閉狀態(tài)。作圖時可參照圖乙的畫法。答案:7.A、B、C、D處開全狀態(tài)如圖(第十三屆)4(4分)如圖3所示,在某科技館內(nèi)陳列著一種模擬“風洞

8、實驗室”,一架重1 5 N的模型飛機固定在臺秤的秤盤上,當迎風吹向飛機的風速V達到2 0 ms時臺秤的讀數(shù)為7 N,則模型飛機得到的升力為_N。設(shè)由于空氣流動,在模型飛機的上方A點和下方B點產(chǎn)生的壓強分別為,則PA_PB(選填“、“或“=”)答案:8;(05第十五屆)1(3分)在裝修房屋時,工人師傅常用一根灌有水(水中無氣泡)且足夠長的透明塑料軟管的兩端靠在墻面的不同地方并做出標記,如圖2所示。她們這樣做的目的是_,在做標記時用到的物理知識是_。答案:找水平位置連通器原理(06第十六屆)3(3分)在海拔3000m以上的高原地區(qū),汽車發(fā)動機的冷卻水容易沸騰,這是由于高原地區(qū) 的緣故。常年生活在平

9、原地區(qū)的人達到該地區(qū)后,由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反映,為了得到足夠的氧氣,人會不自覺地進行深呼吸,這時肺的容積與在平原上相比要擴張得更 (選填“大”或“小”)某些。答案:氣壓低(或不不小于1原則大氣壓),水的沸點減少(或低于100);大(第十八屆)3圖5所示的是醫(yī)院為病人輸液時用的吊瓶,瓶中插入兩條管子, A管是輸液管、B管是空氣管。在輸液的過程中,如果發(fā)現(xiàn)病人的血液沿輸液管回流,可將吊瓶合適地升高,血液就會隨著藥液重新流入患者的血管而不再回流。這是由于當?shù)跗可吆螅龃罅肆魅牖颊哐芩幰旱?,制止了血液的流出。B管的作用是 。答案:壓強;使瓶內(nèi)保持一定的氣壓(與大氣相通)三、實驗題(94第四屆

10、 ) 四、(6分)運用平常生活中裝飲料的塑料空瓶可以做演示液體壓強或大氣壓強存在和性質(zhì)的物理實驗。請就演示液體壓強和大氣壓強的實驗各舉一種實例。規(guī)定制作措施簡樸,并只附加少量其她輔助器材,寫明制作措施、實驗環(huán)節(jié)和闡明了什么物理內(nèi)容。答案:演示液體壓強的實驗:1在不同高度處扎小孔;注入水;演示液體內(nèi)部壓強隨深度變化。2在同一高度處不同方向扎小孔;瓶中裝滿水,蓋緊蓋,擠瓶,闡明帕斯卡定律。3去瓶底,扎上橡皮膜;筒內(nèi)裝水,橡皮膜向下凸出,闡明液體對容器底有壓強。演示大氣壓強的實驗:1在蓋上扎小孔;放入水中,擠壓瓶后松手,水進入瓶中,闡明大氣壓強存在。2去瓶底,配以活塞;放入水中,水隨活塞上升而上升,

11、闡明大氣壓強存在。3用一硬紙片,做覆杯實驗,闡明大氣壓強存在。(98第八屆復)一、(8分)如圖1所示,是一種自行車的打氣筒的截面示意圖,其中有一處地方構(gòu)造沒有畫全,請根據(jù)打氣的原理和過程,在圖上補全構(gòu)造,并用文字簡要闡明這種打氣筒跟一般氣筒不同的打氣原理。答案:如圖1所示,在小筒右側(cè)進氣管處應(yīng)裝有活門,空氣只能進入小筒,不能從小筒回到右側(cè)大筒。這種氣筒的特點是:打氣時能在小筒中儲存壓縮氣體,比較均勻地向車胎里打氣。(99第九屆)三、(5分)在趣味物理表演會上,小明展示了如圖所示的蓄水和放水裝置。如果本來水箱是空的,注水時水箱中的水位高于哪點時排水口才有水流出?如果本來水箱是滿的,放水時水箱中的

12、水位降到哪點時排水口才停止出水?如果進水口不斷地向箱中注水,但進水流量較小,使得當出水口有水流出時,進水流量不不小于出水流量,這種狀況下排水口的水流有什么特點?答案:注水時水位高于D點才有水流出,水位降到C點才停止出水。排水口會間歇式地放水。(01第十一屆)4(6分)要學好物理就要多動手實驗。請你列舉出用大塑料可樂瓶制成的三種物理實驗器具,并簡述制作過程及用它所演示的物理現(xiàn)象。答案:制作量杯用實驗室已有的量筒定量地向瓶中倒入水,并刻上刻度作液體側(cè)壓強實驗器在瓶的測壁不同的高度處扎等大的小孔,倒入水后,從水流的狀況可以直觀地反映液體內(nèi)部的壓強隨深度的增大而增大演示噴霧器用細塑料管插入加蓋的盛水可

13、樂瓶,用手使勁捏可樂瓶,水會成霧狀從細塑料管中噴出(01第十一屆)四、(10分)小英設(shè)計了一種實驗,驗證水的內(nèi)部壓強和水深的關(guān)系,所用的裝置如圖所示,增長細管內(nèi)的砂??梢宰兓毠艹寥胨械纳疃?。指出所作的測量工具,并用字母表達需要測量的物理量。逐條寫出實驗環(huán)節(jié)。根據(jù)測量量導出在不同深度處計算壓強的公式。闡明如何通過實驗成果判斷水的內(nèi)部壓強與否與水深成正比。答案:1需要用的測量工具是直尺;需測量細管的直徑 D和細管沉入水中的深度 H1,H22實驗環(huán)節(jié):測出細管的直徑D;在細管中加入少量砂粒,將細管放入盛有水的容器中,平衡后用直尺測出細管沉入水中的深度H1;增長細管中的砂粒,再將細管放入盛有水的容

14、器中,平衡后用直尺測出細管沉入水中的深度H23導出計算壓強的公式平衡時,細管(含砂粒)所受重力G管與所受浮力F浮相等,即G管=F浮又G管F浮水水g故得水g 4同樣可證水g因此闡明水的內(nèi)部壓強與水深是成正比的(第十二屆)3(6分)廁所的坐便器在沖水之后由自來水自動上水,當水箱內(nèi)的水達到一定深度時,浮標帶動杠桿壓住進水口,停止上水(圖5)。有一種水箱的浮標,形狀是中間有隔斷的圓柱體,隔斷的中部有小孔通過塑料管連在一種閥門上(圖6)。閥門安裝在便器坐圈的下面,平時是閉合的,當坐圈落在便器上并受到壓力時閥門打開,塑料管與大氣相通。(1)說出這種設(shè)計的目的。(2)說出這種設(shè)計的工作原理,特別要指出在什么

15、地方用到了什么物理知識。答案:略(02第十二屆) 八、(12分)回答下面三個問題。(1)圖7中的兩個實驗現(xiàn)象闡明氣體的壓強與什么因素有關(guān)?有什么關(guān)系?甲下垂的兩張紙,向中間吹氣,這兩張紙互相靠攏。乙向飲料管A吹氣,飲料管B中的液體會上升并從管口噴出。圖7有關(guān)氣體流動的兩個實驗(2)用細線吊起一種空的塑料飲料瓶,用手轉(zhuǎn)動飲料瓶,使它繞對稱軸線旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動的塑料瓶帶動四周的空氣繞它旋轉(zhuǎn)。如果這時用電扇向它吹風,由于瓶的轉(zhuǎn)動,它兩側(cè)的風速將不同樣(圖8)。按照第(l)小題中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,旋轉(zhuǎn)著的飲料瓶應(yīng)當向哪個方向移動?請在圖中標出。(3)乒乓球邁進過程中由于不同的旋轉(zhuǎn)方向會沿不同的徑跡運動。運動員用三

16、種不同的擊球措施把乒乓球擊出,請判斷,圖9中l(wèi)、2、3三條徑跡哪一種是上旋球(圖中沿逆時針方向旋轉(zhuǎn))的、下旋球(圖中沿順時針方向旋轉(zhuǎn))的。不轉(zhuǎn)球的。闡明你為什么覺得上旋球應(yīng)當沿著你所選的徑跡運動。答案:略(第十三屆)六、(8分)高壓鍋的鍋蓋通過幾種牙齒似的鍋齒與鍋鑲嵌旋緊,鍋蓋與鍋之間有橡皮制的密封圈,不會漏氣。鍋蓋中間有一排氣孔,上面套著類似砝碼的限壓閥將排氣孔堵住,當加熱高壓鍋(鍋內(nèi)有水、食物),鍋內(nèi)氣體壓強增長到一定限度時氣體就會把限壓閥頂起來,蒸氣即可從排氣孔排出鍋外,這樣就不會由于鍋內(nèi)壓強過大而導致爆炸,以保證安全(如圖1 0)。已知高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為100.8 g,排氣孔的面積

17、為7 mm2 )。求:1鍋內(nèi)氣體的壓強最大可達多少?2.設(shè)鍋內(nèi)壓強每增長36 103P a,水的沸點就相應(yīng)的增長1,則鍋內(nèi)的最高溫度可達多高? (g取1 0 Nk g:外界大氣壓強為1原則大氣壓,計算時取1105Pa)答案:1.( 4分)鍋內(nèi)最大壓強為P=P0+mg/S (公式對的2分) =1105Pa+(0.1008kg10N/kg)/710-6m2 =2.44 105 Pa。 (2分)2鍋增長壓強為 P=P-P0=1.44 10 5 Pa (2分) 水的沸點增高 t=(1.44lO 53.6103Pa) =40 (1分)因此,鍋內(nèi)溫度最高可達:t=100+40 =140。 (1分)(第十三

18、屆復)一、目前許多平房和多層建筑的屋頂都安裝了太陽能熱水器,用于家庭洗浴。試分析熱水器對供水壓力、水管強度兩方面的規(guī)定。答案:設(shè)熱水器距地面的高度為h,熱水器中的水在地面附近產(chǎn)生的壓強為pgh供水管要能把水送到熱水器上,水壓要不小于p。(到此可得15分,答出如下再加4分)例如:樓頂高10m,規(guī)定供水壓強不小于pgh10310101105Pa,相稱于原則大氣壓。底層的水管要能承受105Pa以上的壓強,頂層水管的耐壓規(guī)定可以低些,例如直接與熱水器相連的水管可以用塑料管。(07第十七屆) 1小華感冒咳嗽,媽媽給她買了“雙黃連口服液”。粗心的小華將口服液盒內(nèi)特制吸管弄丟了,只得拿來一根飲料吸管插入瓶中

19、,成果她費了很大的勁才把藥液“吸”上來。后來,她發(fā)現(xiàn)這兩種吸管的形狀不同樣:飲料吸管外壁光滑,口服液吸管外壁有棱,兩種吸管的截面形狀如圖7所示。請你運用物理知識解釋為什么兩種吸管“吸”藥的效果不同。答案:吸管插入藥液后,由于飲料吸管的外壁光滑,它與藥液的橡膠瓶蓋緊密接觸,空氣不能進入,因此很難“吸”上藥液。而藥液吸管的外壁是有棱角的(或凹凸不平),利于空氣的進入,藥液在大氣壓的作用下被壓入口中。(第十八屆復)三、(共15分)家庭水暖又叫“土暖氣”,是國內(nèi)北方廣大農(nóng)村及某些都市使用的一種取暖設(shè)備, 圖3是一種家庭水暖的安裝示意圖,其中下水管的D 端比A 端略高,其坡度為1:100。請看圖思考并回

20、答如下問題:1這種水暖設(shè)備并沒有應(yīng)用水泵,但是當點燃鍋爐后,水便可以在管中按箭頭所示方向自行流動。請具體分析管中的水流動的因素是什么。2為什么要安裝放氣閥?3使用該套設(shè)備時,對水箱中的水位高下有什么規(guī)定?答案:1在管中A點附近取一截面,截面右側(cè)水管ABC段中的水溫高,密度A右小;(2分) 水經(jīng)暖氣片放熱后,溫度減少,因此水管CDA段中的水溫較低,密度A左較大(2分) 根據(jù)液體壓強公式p=gh,A截面左側(cè)CDA段中的水產(chǎn)生的壓強不小于右側(cè)ABC段水的壓強,因此水管中的水會按逆時針方向流動。(2分) 同步安裝水管時又有一定的坡度,即D端高、A端低,為水的逆時針流動發(fā)明了有利的條件(2分) (闡明:

21、只闡明“上暖氣”中水的流動是對流,而沒有具體解釋的給2分) 2當水管中有空氣時,氣泡會沿管道向上移動,并匯集在最高處,涉及管道中向上凸起的部分、暖氣片的頂部等處。(3分) 如果匯集的氣體過多,會形成氣柱,分斷了水管中的水,阻礙水的流動,從而影響用熱水供暖的效果。(2分) 3水箱中的水位一定要高于整個循環(huán)水路的最高點,才干在整個循環(huán)水路中灌滿水(1分) 否則循環(huán)水路中就會有空氣,水就不能正常流動,從而影響用熱水供暖的效果。圖5圖6(第十八屆復)五、(18分)圖5圖61. 圖5中藥液為什么會勻速滴下?2. 圖6中哪個藥瓶中的藥液先流完?為什么?3. 根據(jù)病房的既有條件,如果要估測出輸液過程中的一滴

22、藥液的質(zhì)量,需要收集哪些數(shù)據(jù),請寫出體現(xiàn)式,并簡要闡明估測中作了哪些近似解決。答案:1如答圖1為例闡明輸液過程:開始時瓶中氣體的壓強大概是1個大氣壓,藥瓶吊在高處,從瓶中液面到插在病人血管中的針頭處有相稱大的高度差,這段液柱產(chǎn)生的壓強使針頭處藥液的壓強較大,不小于血管中的壓強,藥液自動流入血管。(2分) 藥液流出使瓶中的(一定質(zhì)量的)氣體體積變大,壓強減少,瓶中氣體壓強不不小于大氣壓,大氣壓強將空氣從進氣管壓入瓶中,使瓶中空氣的壓強基本上保持在一種大氣壓(一種大氣壓相稱于10.3m高水柱產(chǎn)生的壓強,而在輸液狀況下液面升降幅度局限性0.2m,可見壓強相稱穩(wěn)定),使藥液均勻地流下。(2分) 2甲瓶

23、的藥液先流完。(1分) 由于甲、乙、丙三瓶采用串聯(lián)的方式,其工作狀況是這樣的: 藥液從丙瓶中流下,丙瓶中空氣體積增大、壓強下降,乙瓶中空氣將乙瓶中藥液壓入丙瓶補充,使丙瓶液面保持不變。(1分) 藥液從乙瓶中流至丙瓶后,乙瓶中空氣體積增大、壓強下降,甲瓶中空氣將甲瓶中藥液壓入乙瓶補充,使乙瓶液面保持不變。(1分)藥液從甲瓶中流至乙瓶后,甲瓶中空氣體積增大、壓強下降,大氣壓將外界空氣壓入甲瓶,甲瓶中液面下降。(1分) 液體如此流動,直到甲瓶的藥液所有流完,這時甲瓶中空氣與外界直接連通,連接甲、乙兩瓶的管子相稱于甲瓶當時的進氣管。(1分) 后來的過程是藥液從丙瓶流入血管,乙管中藥液流入丙瓶補充,空氣

24、流入乙瓶,直至乙瓶中藥液流完,乙瓶與大氣直接連通。然后才是空氣直接進入丙瓶,直到丙瓶中藥液逐漸流完。(1分) (闡明:大體按分析的幾步計分即可) 3收集數(shù)據(jù)和計算環(huán)節(jié)如下: 從藥瓶上的刻度讀出瓶中藥液的體積V1(1分) 當某一滴藥液剛好落下時數(shù)“0”開始記時,當數(shù)到第“n”個液滴滴下時停止記時,記下所用時間t0 (1分) 算出一種液滴下落的時間間隔為:T=n (1分) 記下完畢一瓶滴注的時間t (1分) 算出一瓶藥液的總滴數(shù)N= nt /t0 (1分) 算出每滴藥液的體積為:V0= V/N = V t0/(nt) (1分) 則每滴藥液的質(zhì)量為m= 水V0=水V t0/(nt) (1分) 上述估

25、算中兩處作了近似解決: 把藥液的密度看作水的密度。忽視了輸液結(jié)束時瓶中殘留的藥液。(1分) (闡明:大體按分析的幾步計分即可)(10第二十屆)4.小麗在廚房幫媽媽做飯時發(fā)現(xiàn)菜刀上有兩種孔,如圖9所示,她對這兩種孔的作用不理解。請你給她解釋圖中孔、的作用。答案:有兩個要點:(1)孔是掛刀孔,用此孔把菜刀掛在墻(或支架)上;(2)孔為透氣孔,在切菜的時候,透氣孔中的空氣會在菜片和菜刀之間形成隔層,避免大氣壓將菜片直接壓緊在菜刀上而增人切菜阻力;同步菜片和菜刀之間的空氣可使菜片脫落而不粘刀。(10第二十屆)5.中新網(wǎng)5月20日電:英國每日郵報19日刊登了一組照片,如圖10所示。灰鵝在飛行途中突遇強風

26、,這只藝高膽大的灰鵝做出了令人吃驚的動作以飛行方向為軸線,橫向轉(zhuǎn)體180度,但最難的是它的頭部仍然保持著正常飛行時的姿態(tài)!雖然這看起來有些不可思議,連世界上最優(yōu)秀的運動員都會被其柔韌的鵝脖所折服。請你思考并回答,灰鵝這樣轉(zhuǎn)體的效果是什么,為什么?答案:有四個要點:(1)迅速減少高度;(2)這樣轉(zhuǎn)體可使翅膀下方空氣流速不小于上方空氣流速:(3)根據(jù)流速大的地方壓強小,流速小的地方壓強大的規(guī)律;(4)灰鵝受到的向下的壓力不小于向上的壓力從而使灰鵝受到空氣的壓力的合力方向向下,有助于灰鵝迅速減少高度,規(guī)避強風,使飛行更安全。四、計算題(91年第一屆)七、(7分)壓力鍋直徑為24厘米,限壓出氣口直徑為

27、3.5毫米,限壓閥質(zhì)量為100克,使用時,壓力鍋內(nèi)外最大壓強差為多少?合多少原則大氣壓?鍋蓋與鍋的接口處至少能承受多大的壓力?答案:1atm,4600N(91年第一屆)十,(8分)市場上有一種圓形軟塑料吸盤,把它按在玻璃上,擠出它與玻璃之間的空氣,它就可以“吸”在玻璃上,如圖所示;請你運用這樣的吸盤、彈簧秤和刻度尺來估測大氣壓強的數(shù)值。規(guī)定: 1寫出操作環(huán)節(jié); 2導出大氣壓強的計算式。 答案:操作環(huán)節(jié):用刻度尺測出吸盤壓平時的直徑;用細線系住吸盤背部,把它吸在干凈的玻璃或其他光滑的平面上;用彈簧秤勾住細線,沿垂直于玻璃面的方向拉吸盤,記下吸盤脫離玻璃時彈簧秤的最大示數(shù)Fp=(93第三屆)七、(

28、8分)有些家用玻璃茶幾的桌架是用四個塑料吸盤吸附在桌面上的(圖12所示)。如果每個吸盤的直徑是4厘米,計算一下,桌架質(zhì)量不超過多少時,抬起桌面就能把桌架帶起。事實上,所能帶起的桌架質(zhì)量總不不小于上述計算值,請分析因素。答案:桌架是依托四個吸盤所受大氣壓力而帶起。假設(shè)吸盤內(nèi)的空氣全被排出,則大氣壓力 F=4pS=41.01105帕3.140.022米2=507牛事實上吸盤中的空氣不也許完全被排出,因此實際所帶起的質(zhì)量總不不小于上述計算值。(95第五屆)五、(6分)有一種氣壓保溫瓶其構(gòu)造如圖所示。用手壓下按壓器,氣室上方小孔被堵住,在瓶內(nèi)氣體壓強作用下,水經(jīng)出水管流出。按壓器面積為8厘米2,瓶內(nèi)水

29、面低于出水管口10厘米。要將水壓出管口,瓶內(nèi)水面上方的壓強至少要多大?在按壓器上至少要加多大的壓力?(彈簧的平均彈力為1牛,p0=1.01105帕,g=10牛公斤,按壓器所受重力忽視不計)答案:管口與瓶內(nèi)水面之間的壓強差水面上的壓強P=P0+P水=1.01105+1.0103=1.02105(帕)(2)克服壓強差所需的壓力F水=P水S=1.0103810-4=0.8(牛)(3)考慮克服彈簧彈力后所需的壓力F=F水+F彈=0.8+1.0=1.8(牛)(4)(96第六屆)五、(6分)某地下油層的壓強為2.10107帕。從地面向此油層鉆一口油井,自油層頂部向上計算,原油自噴時也許達到的最大高度為多少

30、?若油層距地面米,油井直徑為10厘米,要制止原油噴出地面,至少要向出油口施加多大的壓力(原油密度為0.9103公斤米3)?答案:由p=gh得代入數(shù)據(jù),得h=2381米(2)油層距地面h1=米地面處油壓 P=P-gh1(3) P=3.36106帕S=7.8510-3米2 F=pS(5) F=2.64104牛(6)(96第六屆復)二、(15分)小杰家的壓力鍋鍋蓋上標有“鋁制品廠24厘米壓力鍋”的字樣,她測得限壓閥的質(zhì)量是100克,排氣孔的直徑約為3毫米。這個壓力鍋正常工作時內(nèi)部水蒸氣的最大壓強相稱于大氣壓的多少倍?鍋蓋至少要能承受多大壓力才干保證安全?(大氣壓強為l.01105帕)答案:設(shè)大氣壓為

31、P0,代入數(shù)值,得P=2.4105帕。因此,鍋內(nèi)的最大壓強為大氣壓強的2.4倍。鍋蓋承受的壓力等于鍋內(nèi)、外的壓力差,即代入數(shù)值,得F=6.3103牛。(97第七屆復)四、(12分)小杰家的壓力鍋蓋上標有“鋁制品廠24公分壓力鍋”的字樣。她測得限壓閥的質(zhì)量是100克,排氣孔的直徑為3毫米,這個壓力鍋正常工作時內(nèi)部水蒸氣的最大壓強相稱于大氣壓的多少倍?鍋蓋至少要能承受多大壓力才干保證安全?(大氣壓強為1.01105帕)答案:鍋內(nèi)最大壓強是大氣壓強的2.4倍。鍋蓋的有效面積為:S=D24鍋蓋至少要能承受的壓力等于鍋內(nèi)外的壓力差:(第十屆)四、(6分)測得一種24厘米高壓鍋的限壓閥的質(zhì)量為0.1公斤,

32、排氣孔的內(nèi)徑為3毫米。如果用它煮水消毒,根據(jù)下面水的沸點與壓強關(guān)系的表格,這個高壓鍋內(nèi)的最高溫度大概是多少?T/9095100105110112114116118120122124126128130p/千帕7084101121143154163175187199211226239258270答案:(1)(2)(3)把(1)、(2)代入(3)式(4)代入數(shù)值p = 2.4105帕 (5)從表中查出,鍋內(nèi)溫度約為126 。(02第十二屆復)六、(14分)小剛今年15歲,因重感冒輸液,針頭插在左手背的靜脈上。其間她必須下床,這時她發(fā)現(xiàn)只有右手把藥瓶高高舉起時,血液才不會回流到輸液管內(nèi)。試根據(jù)這個現(xiàn)象

33、估算,她手上靜脈的血壓比大氣壓強大多少。這個差值相稱于多少毫米高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(水銀的密度是13.6103 kg / m3)?答案:104Pa,74mm 解析:右手高舉藥瓶時,瓶中液面與針頭的高度差約為1m,這個液柱產(chǎn)生的壓強就等于靜脈血壓與大氣壓之差: P=gh=104 Pa 由于水銀的密度是水的密度的l36倍,因此產(chǎn)生同樣大的壓強,水銀柱的高度,h水銀=0074m=74mm(05第十五屆復)二、(14分)類比水壓是形成水流的因素,李楠同窗猜想,血液在血管內(nèi)流動時也需要一定的壓力差來維持。假設(shè)血液勻速通過長度一定的血管時,受到的阻力與血液的流速成正比,即。那么,要想讓血液勻速流過,血管兩

34、端就需要一定的壓力差。設(shè)血管截面積為時,兩端所需的壓強差為;若血管截面積減少10%時,為了維持在相似的時間內(nèi)流過同樣體積的血液,壓強差必須變?yōu)?。請你通過計算比較的大小,闡明血管變細也許是誘發(fā)高血壓的重要因素之一。答案:假設(shè)截面積為時的壓強差為,流速為,假設(shè)截面積為時的壓強為,流速為;依題意可列方程: (3分) (3分)由、兩式可得: (2分)又相似的時間內(nèi)流過同樣體積的血液,因此有: (2分)由式可得 (2分)式代入式可得 1即,闡明血管變細血壓增高,血管變細也許是誘發(fā)高血壓的重要因素之一。(第十七屆復)五(12分)我們已經(jīng)懂得,肺活量是一種人做最大吸氣后再做最大呼氣所呼出的氣體的體積,單位是

35、毫升(m1)。肺活量是身體機能的重要指標之一,對青少年的成長及后來身體與否健康都關(guān)系重大。我們要注意增強自身的肺活量。圖2所示的是一種測定肺活量的實用措施,圖中A為倒扣在水中的開口薄壁圓筒,測量前排盡其中的空氣(即測量前筒內(nèi)布滿水)。測量時,被測者吸足空氣,再通過B盡量將空氣呼出,呼出的空氣通過導管進入A內(nèi),使A浮起。測得圓筒質(zhì)量為m,橫截面積為s,筒底浮出水面的高度為H,大氣壓強為po,求:1此時圓筒內(nèi)氣體的體積。2此時筒內(nèi)氣體的壓強。3“肺活量體重指數(shù)”是人體重要的呼吸機能指數(shù),它重要通過人體的肺活量與體重的比值來反映肺活量和體重的有關(guān)限度,用以對不同年齡、性別的個體與群體進行客觀的定量比

36、較分析。 肺活量體重指數(shù): EQ F(肺活量,體重) ,單位是mlkg例如,國內(nèi)初三年級男生肺活量體重指數(shù)原則:67以上為優(yōu)秀;5066為良好;3349為及格;32如下為不及格。如果體重60kg的小強用上面的肺活量儀測肺活量,測得H=18cm,已知筒A的質(zhì)量為200g,橫截面積為200cm2,請計算她的肺活量體重指數(shù)是多少?答案:1由于圓簡漂浮在水面上,因此有F浮=G=mg1分 又據(jù)阿基米德原理F浮=P水gV排1分 因此P水gv排=mg,,v排=m/P水1分 筒內(nèi)氣體的總體積V=V排+SH=m/p水+SH1分 2如題圖2,筒外水面比筒內(nèi)水面高出高度為h=V排/S=m/(P水S)2分 由分析得:

37、筒內(nèi)氣體壓強為P=(P0+P水gh=P0+P水g m/(P水S)=P0+mg/s2分 3她的肺活量為 V=V排+SH=m/p水+SH=200g/(1g/cm3)+200cm218cm=3800cm3=3800ml2分 肺活量體重指數(shù)=肺活量/體重=3800/60=63(ml/kg)(09第十九屆復)二、(16分)小明家的高壓鍋鍋體直徑為24cm,排氣孔內(nèi)徑為4mm。小明不慎丟失了鍋的限壓閥,當她到商店購買時售貨員告訴她,生產(chǎn)這個鍋的廠家提供的限壓閥有兩種,孔徑相似,質(zhì)量分別為100g和60g。1請你根據(jù)闡明書給出的數(shù)據(jù),通過計算闡明,小明應(yīng)當買哪一種限壓閥。(闡明書標有:當大氣壓為105Pa時

38、,該鍋最高溫度為120。已知:水的沸點與壓強的關(guān)系如圖1所示,取g =10N/kg)2請你闡明如果買另一種限壓閥,使用時會浮現(xiàn)什么問題。答案:1由圖1可知,當鍋內(nèi)溫度為120時,鍋內(nèi)壓強p=1.8105Pa 此時限壓閥受力:F0+G=F 設(shè)安全閥的質(zhì)量為m,則有:p0S+mg=pS 2分 可得:m=kg =0.1kg=100g 因此,應(yīng)當買質(zhì)量為100g的限壓閥。2如果買了另一種質(zhì)量為60g的限壓閥,使用時會浮現(xiàn)鍋內(nèi)的最高氣壓值偏小,鍋內(nèi)溫度不能達到120的后果。五、綜合(91年第一屆)4有一種農(nóng)村柴灶風箱,在推、拉活塞時都能向灶內(nèi)吹風,圖中活塞正在向右運動,請你在A、B、C、D各裝一種閥門,

39、畫出此刻它們的開合狀態(tài)。答案: (97第七屆)1體檢時一位同窗記錄了自己的某些測量成果,其中有三項忘掉寫單位了,請你替她補上:她的身高是1.57_,體重(質(zhì)量)是40_,血壓的收縮壓是1.5104_。答案:米,公斤,帕(97第七屆復)2如圖所示,放在水平桌面上的容器A為圓柱形,容器B為圓錐形,兩容器自身的質(zhì)量和底面積都相似,裝入深度相似的水后,再分別放入相似質(zhì)量的木塊,如圖所示,下列說法中對的的是: A放入木塊前,兩容器對桌面的壓力相等B放入木塊前,由于A容器中的水多于B容器,因此A容器底部受水的壓力不小于B容器C放入木塊后,兩容器底部所受水的壓力相等D放入木塊后,B容器底受水的壓力不小于A容

40、器底所受水的壓力答案:D競賽試題匯編浮力一、選擇題(91年第一屆)4體積為005米的救生圈重100牛頓,體重為400牛頓的人使用這個救生圈,則( ) A人或圈可以部分露出水面。 B人和圈沒入水中后可以懸浮在水中。C.人和圈會沉沒下去 D要做出對的判斷,還需懂得人的體積。答案:A(91年第一屆)4.一杯濃桔子汁加入了冰塊后剛好不會溢出。如果冰塊完全熔解,杯中桔汁( )A.將會溢出 B.液面將會下降 C.仍然剛好不會溢出答案:A(93第三屆)13圖7所示,水中有甲、乙兩支密度計,水面與甲的最上端刻度齊,與乙的最下端刻度齊,在回答“測牛奶的密度應(yīng)當用哪支密度計?”這個問題時,一位同窗用到了如下7句話

41、:(1)把密度計放入牛奶中它會漂浮在液面上:(2)密度計漂浮在任何液體的液面上時,它所排開的液體受到的重力都與它自身受到的重力相等;(3)牛奶的密度不小于水的密度;(4)一定體積的牛奶受到的重力不小于同體積的水重;(5)密度計排開較小體積的牛奶就可以獲得足夠的浮力;(6)密度計漂浮在牛奶中的位置要比在水中的位置高某些;(7)應(yīng)當選用密度計甲。這些話中有的是多余的,采用下列哪種說法可以把問題講得既精練又精確? A(1)(2)(3)(4)(6)(7) B(2)(3)(5)(6)(7) C(2)(3)(5)(6)D(2)(3)(4)(7)答案:B(94第四屆)4有四種飛行器:(l)直升飛機;(2)飛

42、艇;(3)熱氣球;(4)滑翔機。其中運用空氣浮力升空的是 A(1)和(4)。B(2)和(3)。C(1)和(3)。D(2)和(4)。答案:B(94第四屆復)4在江河湖海游泳的人上岸時,在由深水走向淺水的過程中,如果水底布滿石頭,如下體驗和分析合理的是: A腳不痛。因人越來越輕 B腳越來越痛。因人越來越重C腳不痛。因水底對人的支持力越來越小 D腳越來越痛。因水底對人的支持力越來越大答案:D(96第六屆)12如圖3,燒杯中的冰塊漂浮在水中,冰塊上部高出杯口,杯中水面正好與杯口相平。待這些冰塊所有熔化后, A將有水從燒杯中溢出 B不會有水從燒杯中溢出,杯中水面也不會下降。C燒杯中水面會下降 D熔化過程

43、中水面下降,完全熔化后有水溢出。答案:B(97第七屆)4運用空氣浮力升空的飛行器是: A飛艇 B直升機C滑翔機 D火箭答案:A(99第九屆復)1水糟內(nèi)有鹽水,鹽水上漂浮著一塊冰(冰=O9103公斤/米3)這塊冰所有溶化后,水糟的液面( )A仍保持不變 B將下降 C將上升 D無法判斷答案:C二、填空題(91年第一屆)2北京觀象臺每天四次放出氣象探空氣球。氣球所載儀器及球皮的總質(zhì)量為27公斤,球內(nèi)所充氣體為氫氣,已知氫氣球的密度為009公斤米3,空氣的密度為1.29公斤米3。為使這樣的氣球升空,球內(nèi)所充氫氣的體積至少應(yīng)為 米3。答案:2.25(91年第一屆)3.用銅線繞在木筷的一端可以制成一種密度

44、計。把這樣的密度計先后放在A、B兩種液體中,它的位置如圖所示,密度大的是 種液體。如果把這支密度計放在比A、B兩種液體密度更小的C種液體中,密度計露出液面部分比在A、B兩種液體中更 。答案:B,少(94第四屆復)2一杯中裝有冰水混合物,冰完全溶解后,杯中水面高度將_;碗中水面木板上放一石塊,石塊掉入水中被水沉沒,水面高度將_。答案:不變;下降。(95第五屆)2小朋友練習游泳時穿的一種“救生衣”實質(zhì)是將泡沫塑料包縫在背心上。使用時,穿上這種“救生衣”,泡沫塑料位于人的胸部。為保證人的安全,必須使人的頭部露出水面小朋友的體重約為300牛,人的密度約為l.06103公斤米3,人的頭部體積約占人體總體

45、積的十分之一,泡沫塑料的密度約為10公斤米3,則此小朋友使用的“救生衣”的最小體積為_。答案:4.6710-2米3(97第七屆)81978年夏天,法國、意大利、西班牙等國的科學工作者曾乘坐容積為3.3萬立方米的充氦氣球升入高空。如果氣球自身所受的重力(不涉及里面的氦氣)是它在低空所受浮力的1/4,氣球在低空飛行時可吊起最重物體的質(zhì)量是_公斤。(常溫時一種大氣壓下空氣的密度是1.29公斤/米3,氦氣的密度是0.18公斤/米3)答案:2.6104(97第七屆復)14如圖所示,天平平衡后將天平制動,再把一實心物體A放入左盤盛滿水的溢杯中(溢出的水將落在盤外的杯中),待物塊在水中穩(wěn)定后,再松開制動觀測

46、天平,若物塊A的密度不小于水的密度,則天平將會_,若物塊A的密度不不小于水的密度,則天平將會_。答案:失去平衡,左盤下降;保持平衡(98第八屆)4某地質(zhì)勘探隊將設(shè)備裝在木筏上渡河,若不載貨品,人和木筏共重為G,木筏露出水面的體積是木筏總體積的1/3,則此木筏的載貨重至多為_。答案:G2(99第九屆)3已知空氣的密度為1.29公斤/米3,人體的平均密度與水的密度相稱。質(zhì)量為60公斤的人在空氣中受到的浮力大概是_牛。答案:0.76。答案在0.757至0.774之間都給分(99第九屆復)4有一空心球,將它放入水中靜止時,露出水面的部分占整個球體體積的1/3;若把球的空心部分布滿水,則它可懸浮于水中的

47、任一位置此球空心部分的體積與整個球體體積之比是 答案:1:3三、實驗題(01第十一屆)3(4分)節(jié)日里氫氣球飄向高空,越來越小,逐漸看不見了。設(shè)想,氣球最后也許會如何。根據(jù)你所學的物理知識作出預言,并闡明理由。答案:有兩種也許。一是由于高空中的氣體逐漸稀薄,壓強減少,氣球上升過程中,球內(nèi)壓強不小于球外壓強,氣球不斷膨脹,最后“爆炸”破裂。另一是因高空的空氣較稀薄,氣球上升過程中所受浮力逐漸減小,當浮力等于重力時,氣球上升的速度最大然后,浮力不不小于重力,氣球開始向上做減速運動在氣球的速度為零之后,又加速下落,浮力逐漸變大,當氣球通過浮力等于重力的位置后,浮力不小于重力,氣球開始作向下的減速運動

48、在氣球的速度減為零之后,又開始加速上升如此反復,氣球?qū)⒃诟×Φ扔谥亓@一特殊位置附近上、下往復運動(04第十四屆)2(4分)在遠洋輪船的船舷上,都漆著幾條“載重線”。輪船滿載時,水面不能超過規(guī)定的載重線。如圖5所示為一艘遠洋輪船及載重線的示意圖,其中標有W的是北大西洋載重線,標有S的是印度洋載重線。運用你學過的物理知識,分析一下這種標記闡明了什么?圖5圖5答案:不同海域的海水的密度不同樣,北大西洋的海水密度比印度洋的密度大(10第二十屆)28月1日,京津城際高速鐵路正式開通運營,使用的是國產(chǎn)“和諧號”CRH3型動車組(如圖7所示)。該車車廂內(nèi)部設(shè)有獨特的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng),夏天送冷風時,車頂中部和下

49、部的送風量之比約為3:1;冬天送熱風時,車頂中部和下部的送風量之比約為1:3.這樣送出的風平和、均勻,保障車廂各處溫度合適。請定性解釋采用這種送風比例設(shè)計的因素。答案:有兩個要點:(1)溫度低的空氣密度大,冷風從車頂吹進來后,迅速下沉,結(jié)合窗口送風可使整個車箱溫度不久均勻減少。(2)溫度高的空氣密度小,熱風從下部吹進來后,迅速上升,結(jié)合車頂送風可使整個車箱溫度不久均勻升高。四、計算題(93第三屆)五、(7分)圖10為一種設(shè)計中的牲口飲水用自動裝置。底蓋A平時頂住水箱的出水口,一旦飲水槽水位下降,浮子受到的浮力減小,水就從小箱流入飲水槽。設(shè)計中水箱水位最高為60cm,水箱出水口直徑是6cm,底蓋

50、A及豎桿B的總質(zhì)量是420g,浮子D的質(zhì)量是580g,體積是2dm3,橫桿C的質(zhì)量可以忽視。通過計算闡明,這個自動裝置在水箱蓄滿水時不能正常工作。答案:如圖13所示,作用于底蓋、豎桿和浮子的力有:向上的浮力:F浮=Vg=10321039.8=19.6(牛)向下的總重力:G總=(0.42+0.58)9.8=9.8(牛)水箱的水向下的壓力:F壓=ghS=1039.80.63.140.032=16.6(牛)向下的力的總和F向下=G總+F壓=26.4牛F浮底蓋A將下移,裝置無法正常工作。(99第九屆復B)二、(10分)小明用薄玻璃管做了一種液體密度計,她先把管的下端密封,裝入少量鉛粒,然后豎直放入水中

51、,在水的位置做個刻度,標為1.0。這個刻度的單位是什么?如果再設(shè)法做出其他刻度,較大的刻度是在上面還是在下面?管中為什么要放入鉛粒?如果不放入鉛粒,對這種物質(zhì)的密度有什么規(guī)定?答案:1.0的單位是g/cm3,較大的刻度在下面。管中放入鉛粒是為了使管能直立在液體中,如果不放鉛粒而放別的顆粒,這種物質(zhì)的密度越大越好。(02第十二屆)五、(8分)小明在一根均勻木桿的一端纏繞少量鉛絲,使得木桿放在液體中可以豎直漂浮,從而制成一支密度計。將它放在水中,液面到木桿下端的距離為16.5 cm,再把它放到鹽水中,液面到木桿下端的距離為 14.5 cm。如果所用鉛絲的體積很小,可以忽視,小明測得的鹽水密度是多少

52、?答案:.14103kg/m3(02第十二屆復)四、(14分)已知空氣的密度為1.29 kg / m3,估算人體在空氣中受到的浮力。答案:游泳時,人可以用呼吸控制人在水中的浮沉,這個事實闡明人體的密度與水的密度大體相似。即人=水 人的體積 V人=m/人=m/水 人排開空氣的體積:V排空=V人=m/水 人在空氣中受到的浮力 F=08 N(04第十四屆復)一、(14分)1998年某地區(qū)遭受洪澇災(zāi)害,為了抗洪搶險,急需在20h內(nèi)從甲地調(diào)運65t鋼材到乙地,現(xiàn)僅剩余一艘滿載時排水量為80t的貨船,船身(涉及船員)質(zhì)量約17t,已知甲、乙兩地的水路距離為80km,船行駛的平均速度為10km/h(不計水流

53、速度)。(1)請你設(shè)計一種完畢此項任務(wù)的可行性方案;(2)通過度析、計算,找出最佳方案,(剛剛密度為7.9103kg/m3)答案:(1)設(shè)計方案:根據(jù)問題中所給條件,又在這種特定狀況下,可以把部分鋼材放在船體外的水中,并設(shè)法將其“貼”在船體上為避免船體發(fā)生傾斜,船體兩側(cè)所放置鋼材的質(zhì)量應(yīng)當相等(2)最佳方案:設(shè)放置在船體兩側(cè)鋼材的質(zhì)量為m,因船與船體外鋼材組合的整體浮在水面上,故F浮=G,即 F船浮+F外鋼浮=G船+G鋼 代入數(shù)據(jù)后 F船浮=80103kg10N/kg=8105NF外鋼浮=1103kg/m310N/kg(m7.9103kg/m3)G船+G鋼(6517)103kg10N/kg8.

54、2105N從以上各式求得m=15.8103kg=15.8t 在這種極特殊的狀況下(正常狀況下是不可取的),只能采用把至少158t鋼材均分放置在船外兩側(cè)的水中且緊貼船體,經(jīng)t=s/v=80km10km/h=8h即可送到乙地。(04第十四屆復)五、(16分)圖3甲是使用汽車打撈水下重物的示意圖,汽車通過定滑輪牽引水下一種圓柱形重物,在整個打撈過程中,汽車以恒定的速度v=0.2m/s向右運動。圖3乙是此過程中汽車拉動重物的功率P隨時間t變化的圖像。設(shè)t=0時汽車開始提高重物,忽視水的阻力和滑輪的摩擦,g取10N/kg。求:(1)圓柱形重物的質(zhì)量;(2)圓柱形重物的密度;(3)打撈前,圓柱形重物上表面

55、所收的水的壓力。答案:(1)由公式P=Wt=Fst=Fv,故汽車在AB段對重物的拉力為F1=700W0.2ms=3500N同理,汽車在CD段對重物的拉力為F3=4000N整個重物打撈過程應(yīng)當分為三個階段: 第一階段,將重物從水底拉至上表面剛好接觸水面。這一過程,G不變,F(xiàn)浮不變,F(xiàn)1不變,且有 G=F浮+F1 相應(yīng)圖3乙AB段第二階段,將重物拉出水面的過程。這一過程中,G不變,F(xiàn)浮變小直至為0,故拉力F越來越大,相應(yīng)圖3乙BC段。第三階段,重物剛好所有拉出水面,后來繼續(xù)向上拉的過程。這一過程中,G不變,F(xiàn)3與重力G相等, G=F3 相應(yīng)圖3乙CD段。由于G=F3=4000N,因此m=Gg=40

56、00N10N/kg=400kg(2)由知F浮=GF1=F3F1=500N由于F浮=水gV排=水gV物因此V物=510-2m3 物=mV物=400kg510-2m3=8103kg/m3 (3)由圖3乙的BC段可知,打撈的重物從上表面接觸水面到剛好整個物體所有出水,歷時60s?D50s=10s,上升速度為0.2ms,因此物體高h=10s0.2ms=2m因此,物體上、下表面積為S=mV物=510-2m32m=2.510-2m2又由圖3乙AB段可知,物體從水底上升到上表面剛好接觸水面歷時50s,上升高度H=50s0.2ms=10m故物體沉在水底時上表面離水面10m,水對物體上表面產(chǎn)生的壓力為F壓=pS

57、=水gHS=1.010310102.510-2N=2.5103N(第十八屆)六、(12分)8月12日,在巴倫支海參與軍事演習的俄羅斯北方艦隊 “庫爾斯克”號核潛艇(圖14),意外沉沒,所有艙室都灌滿了海水,艇上118名官兵所有遇難。引起了國際社會的普遍關(guān)注。已知“庫爾斯克”號核潛艇的質(zhì)量m=1.4107kg,海水密度近似取作水=1.0103kgm3,制造潛艇的材料的平均密度取作船=7.0103kgm3,g取10 Nkg。請回答: (1)核裂變和核聚變是大量獲得核能的兩種途徑,核潛艇中反映堆的核能是通過哪種途徑獲得的? (2)為了精確地探測到潛艇沉沒的位置,在潛艇正上方海面向下發(fā)出超聲波,從發(fā)出

58、信號至接受到由潛艇反射回來的信號經(jīng)歷的時間t=0.146 s,如果超聲波在海水中的傳播速度v=1450 ms,則潛艇沉沒的實際深度h約為多大?(計算成果取整數(shù)) (3)有人提出一種打撈“庫爾斯克”號的方案,就是在潛艇周邊纏滿可充氣的負載量大的浮力袋,若每只浮力袋的質(zhì)量為50 kg,充氣后的體積V0=10 m3,試估算要將 “庫爾斯克”號核潛艇打撈起來,至少需用多少只浮力袋?答案:(1)核裂變(2分)(2)根據(jù)速度公司有(3分)(3)設(shè)至少需要N個浮子袋才干把潛艇拉離海底。潛艇受到重力、浮力和浮子袋的拉力,要使?jié)撏Ц∑?,潛艇受到的浮力和浮子袋的拉力之和必不小于潛艇受到的重力(浮子袋的質(zhì)量與潛艇的

59、質(zhì)量相比可忽視)(2分)潛艇受到的浮力 F浮1=水gV排m=水gm/潛 (1分)潛艇受到的浮子袋的拉力可近似為(如果學生回答是考慮了浮子袋的質(zhì)量,同樣給分) F浮2=水gNV0(1分)為了使?jié)撏苌细?,至少?yīng)滿足:F浮1+ F浮2=mg(1分)即水gm/潛+水gNV0=mg, 解得:N=1.2103只(2分)(09第十九屆)六、( 14 分)科技小組的同窗想運用學到的浮力知識制作一種浮力秤。她們找來一種瓶身為柱狀體的空飲料瓶,剪掉瓶底,旋緊瓶蓋,在瓶蓋系上一塊質(zhì)量合適的石塊,然后將其倒置在水桶里,如圖8 所示。使用時,只要把被測物體投入瓶中,從水面所對的刻度就可以直接讀出被測物體的質(zhì)量。 1在

60、這里石塊的作用是什么?試應(yīng)用所學物理知識分析其中的道理。 2這種浮力秤的質(zhì)量刻度是均勻的嗎?為什么? 3經(jīng)測量,該飲料瓶圓柱狀部分的直徑為8.0cm ,當浮力秤中不放被測物體時,水面所對位置為零刻度(如圖 8 所示)。請根據(jù)圖中標明的長度值,通過計算,在1 、2 、3 、4 各刻度線右側(cè)給浮力秤標明相應(yīng)的質(zhì)量值。(取3.1,最后成果只保存整數(shù))答案:1石塊的作用是使浮力秤可以豎直地漂浮在水中。( l 分)石塊受到的重力遠不小于空飲料瓶受到的重力,因此浮力秤的重心較低,并低于浮力的作用點,如圖答一3 所示,當浮力等于重力時,浮力秤將豎直漂浮在水中。(如果沒有石塊,整套裝置的重心將會高于浮力的作用

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