天津市河北区中考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-02压强、浮力
一、单选题
1．（2022·天津河北·统考一模）2022年北京冬奥会顺利举办，北京作为史无前例的双奥之城，再次成为全世界瞩目的焦点。下列关于冰雪运动的说法中正确的是（ ）
A．甲图中冰壶的质量约为20kg
B．乙图中冰球球杆的长度约为14.7cm
C．丙图中花样滑冰运动员对地面的压强约为600Pa
D．丁图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时速度约为100m/s
2．（2021·天津河北·统考二模）下列估测最接近实际的是（ ）
A．成年人站立时，对地面的压强约为1.5×103Pa
B．平放在桌面上的物理课本对桌面的压强约60pa
C．教室内大气压的数值约为1×104Pa
D．同学从一楼跑到三楼的过程中，功率大约30W
3．（2021·天津河北·统考二模）某同学在粗细均匀的木棒上缠绕一些细铜丝，制作简易密度计A，如图甲所示。将A依次放入一系列密度已知的液体中，每次当A在液体中处于竖直漂浮状态时，在木棒上标出与液面位置相平的刻度线及相应密度值ρ，并测量木棒浸入液体的深度h，再利用收集的数据画出ρ-h图像，如图乙中图线①所示。该同学继续选用了与A完全相同的木棒，并缠绕了不同质量的铜丝制作简易密度计B。将B同样依次放入一系列密度已知的液体中进行实验，得到图乙中图线②。他进一步研究发现对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变。铜丝的体积可以忽略，下列说法正确的是（ ）
A．上述实验中密度计A在不同液体中漂浮时，浸入的深度h越大，受到的浮力越大
B．密度计B上越靠近铜丝的位置，其刻度线对应的密度值越小
C．密度计A上缠绕铜丝的质量小于密度计B上缠绕铜丝的质量
D．若图乙中ρ3-ρ2=ρ2-ρ1，则密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距大于ρ2与ρ1刻度线的间距
4．（2022·天津河北·统考二模）如图所示，水平桌面上底面积为S的柱形容器中装有水，将金属块和木块叠放在水中，水面恰好与木块上表面相平；将金属块取下放入水中后下沉至底部木块再次静止时，水对容器底压强减小了p．已知金属块的重力为G1，木块的重力为G2，水的密度为ρ，下列说法正确的是( )
A．木块的密度为
B．木块受到的浮力减小pS
C．金属块的体积为
D．金属块的体积为
二、多选题
5．（2020·天津河北·统考一模）一个质量为m的圆柱形瓶身的空玻璃瓶（瓶壁厚度忽略不计），内装高度为h1密度为ρ0的水，密封后放在水平地面上，如图甲所示，再将玻璃瓶分别倒置在盛有水和某种未知液体的容器中，静止后，瓶内、外液面的高度差如图乙和图丙所示（h1> h3> h2），下列说法中正确的是（ ）
A．玻璃瓶在水中受到的浮力小于在未知液体中受到的浮力
B．玻璃瓶底的面积为
C．未知液体的密度为
D．玻璃瓶在水中受到的浮力为
6．（2022·天津河北·统考一模）如图所示，底面积为S且粗细均匀的玻璃管、底厚且平，竖立于水中静止时，其浸入水中的深度为h1；若将玻璃管竖立于液体A中，静止时其浸入液体A中的深度为h2；再向玻璃管中放入一石块，静止时其浸入液体A中的深度为h3。下列说法正确的是（ ）
A．水和液体A的密度关系为ρ水>ρA
B．玻璃管的重力为G0=ρ水gSh1
C．液体A的密度为
D．石块的重力为
三、填空题
7．（2022·天津河北·统考一模）“奋斗者”号首次下潜至逾万米深的马里亚纳海沟。“奋斗者”号入海后，舱壁遇到冷的海水后温度降低，内能减少，这是通过______的方式改变内能的。随着下潜深度的增加，海水对舱壁的压强逐渐变______（选填“大”或“小”）。
8．（2020·天津河北·天津外国语大学附属外国语学校校考模拟预测）最早是由科学家______测出了大气压强的数值，玉树地震后，救灾人员在玉树地区用普通锅煮鸡蛋时很难煮熟，是因为该地区海拔高，大气压强低，水的沸点____（选填“高”或“低”）造成的。
9．（2020·天津河北·天津外国语大学附属外国语学校校考模拟预测）如图所示，放在水平桌面上的三个完全相同的容器内，装有适量的水。将A、B、C三个体积相同的正方体分别放入容器内，待正方体静止后，三个物体的密度大小关系为 _____ （用ρA、ρB、ρC表示），容器对桌面的压强大小关系为 _____ （用p甲、p乙、p丙表示）。
10．（2020·天津河北·统考一模）水平桌面上的甲、乙两圆柱形容器，装有质量相同的水，如图所示．水对甲、乙两容器底的压力和压强的大小关系分别是：F甲_____F乙；p甲_____p乙．（都选填“＞”、“＜”或“＝”）
11．（2020·天津河北·天津外国语大学附属外国语学校校考模拟预测）两船距离很近且并排行驶时，容易发生相撞事故，这主要是因为两船内测水的流速__于两船外侧水的流速，造成了两船内侧水的压强__于外侧水的压强的原因（选填“大”、“小”或“等”）。
12．（2021·天津河北·统考二模）在“测量物体浸没在液体中所受的浮力”实验中，某同学在弹簧测力计下悬挂一个物块，静止时弹簧测力计的示数F1=2.2N，再将物体浸没在酒精中，静止时弹簧测力计的示数F2=1.4N，如图所示，则物体在酒精中受到的浮力是 ______ N，物体的体积是 ______ m3。（ρ酒精=0.8×103kg/m3，g取10N/kg）
四、实验题
13．（2020·天津河北·天津外国语大学附属外国语学校校考模拟预测）如题图所示，图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)_____两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=_______N。_______两步骤可得出物块排开水所受的重力G排。比较F浮与G排，可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
(2)如题图所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时，根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。
分析图像可得：当物块没有浸没之前，h增大时，弹簧测力计示数_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。当h=4cm时，物块所受的浮力为_______N，浸没后，h继续增大时，弹簧测力计示数为______N，该圆柱体物块的高度是________cm。
14．（2022·天津河北·统考二模）小明想知道胡麻油的密度，于是找来了透明容器、普通玻璃杯A（底厚能直立于水中）、足量的水、一瓶胡麻油、刻度尺、滴管、记号笔和一个面积为S粗细均匀的玻璃杯B（底薄不能直立于水中）。请你用下列物品帮他设计一个测量胡麻油密度的实验方案。要求：
（1）写出主要的实验步骤及所需测量的物理量；
（2）写出胡麻油密度的数学表达式（用已知量和测量量表示）。
五、计算题
15．（2020·天津河北·天津外国语大学附属外国语学校校考模拟预测）自动售货机是一种能根据投入的货币自动付货的机器。又被称为24小时营业的微型超市，其硬币识别原理简化图如图甲所示。OAB为一轻质杠杆。O为支点。OA与OB的长度之比为lOA∶lOB=1∶10，电源电压恒为14V，R0=15Ω，电压表量程为0~12 V；电阻R为压敏电阻，其阻值随压力的变化如图乙所示。使用该自动售货机购买一件商品币盒内。当硬币投入储币盒后。售货机会根据R0两端的电压值。判断投入硬币的种类和数量。不计储币盒的质量（g=10 N/kg）。求：
(1)若1枚1元硬币的质量为6g，投入储币盒中时的受力面积为5cm2，那么，1枚1元硬币对储币盒的压强为多少？
(2)投入1枚1元硬币时，预设的电压表的示数为多少？
(3)若1枚1角硬币的质量为3g，1枚5角硬币的质量为4g，1枚1元硬币的质量为6 g，那么，按照自动售货机器的设计，最多能投入硬币的面值是多少元？
六、综合题
16．（2021·天津河北·统考二模）如图所示，足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上，容器内水的质量为1kg，水的深度为10cm，实心圆柱体A质量为400g，底面积为20cm2，高度为16cm，实心圆柱体B质量为mx克（mx取值不确定)，底面积为50cm2，高度为12cm，实心圆柱体A和B均不吸水，已知ρ水=1.0×103kg/m3，常数 g取10N/kg。
(1)求容器的底面积；
(2)若将圆柱体A竖直放入容器内，求静止时水对容器底部的压强p1；
(3)若将圆柱体B竖直放入容器内，求静止时水对容器底部的压强p2与mx的函数关系式。
参考答案：
1．A
【详解】A．冰壶由岩石制成，标准直径30cm、高11.5cm、质量约为20kg。故A正确；
B．乙图中，由球杆和人身高的比例可看出，冰球球杆的长度约为147cm，故B错误；
C．丙图中运动员的质量约60kg，所受重力约为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
一只冰鞋的冰刀于地的接触面积约为10cm2，则运动员对地面的压强约为
故C错误；
D．丁图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时速度约为10m/s，故D错误。
故选A。
2．B
【详解】A．成年人站立时，对地面的压力约为500N，与地面的接触面积约为500cm2，对地面的压强约为
故A不符合题意；
B．平放在桌面上的物理课本对桌面的压力约3N，与桌面的接触面积约为500cm2，对桌面的压强约为
故B符合题意；
C．教室内大气压的数值约为1×105Pa，故C不符合题意；
D．同学从一楼跑到三楼的过程中，做的功约3000J，所用时间约10s，功率大约
故D不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】A．密度计A的重力不变，不同的液体中，处于竖直漂浮状态，浮力等于重力，重力不变，浮力不变，故A错误；
B．对同一密度计浸入液体的深度h和对应密度ρ的乘积不变，密度计B上越靠近铜丝的位置，浸入液体的深度越小，对应密度越大，故B错误；
C．由图乙可知，密度计浸入液体深度相同，密度计B对应的密度较大，根据F浮=ρ液gV排可知，V排相同，密度计B受到的浮力较大，由漂浮条件可知密度计B的重力较大，由G=mg可知密度计B的质量较大，故C正确；
D．如图所示：
密度计A上三个密度和对应的深度的乘积相等，即
，，
ρ3与ρ2刻度线的间距
①
ρ2与ρ1刻度线的间距
因为
ρ3-ρ2=ρ2-ρ1
所以
②
比较①②，由于
h2＞h3，ρ2＞ρ1
所以
h2-h3＜h1-h2
密度计A上ρ3与ρ2刻度线的间距小于ρ2与ρ1刻度线的间距，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】A．金属块和木块叠放在水中时浮力F浮＝G1+G2，
由阿基米德原理可得木块的体积：
V=V排==，
则木块的密度为：
==，
故A正确；
B．金属块和木块叠放在水中时，处于漂浮状态，浮力等于木块和金属块的总重力，即F浮＝G1+G2，
将金属块取下放入水中，木块漂浮，金属块沉底，总浮力等于木块的重力加上金属块的浮力，即F浮′＝G2+F浮金，
所以，减小的浮力:
△F浮＝F浮﹣F浮′＝G1+G2﹣（G2+F浮金）＝G1﹣F浮金﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由题知，金属块沉底后，木块再次静止时液面高度下降了h，则减小的浮力:
△F浮＝ρg△V排＝ρghS﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
结合①②可得，金属块沉底时，其受到的支持力:
F支＝G1﹣F浮金＝ρghS＝pS，
所以木块与金属块受到的浮力和减小了pS，其木块受到的浮力的减小量即金属块的重力，大于pS，故B错误；
CD．由B知减小的浮力:
△F浮＝G1﹣F浮金＝pS，
又因为F浮金＝ρgV金属，所以G1﹣ρgV金属＝pS，解得：
V金属＝，
故CD错误．
5．BD
【详解】A．玻璃瓶在水中和未知液体中都是漂浮，则所受的浮力都等于其本身的总重力，故A错误；
B．图乙中玻璃瓶处于漂浮状态，浮力等于其总重力，即
F浮水=G瓶+G水
ρ0gS(h1+h2)=G瓶+ρ0gSh1
ρ0gSh2 =G瓶=mg
那么玻璃瓶底面积
故B正确；
C．设玻璃瓶的底面积为S，玻璃瓶在水中和在液体中受到的浮力相等，那么
ρ0gS(h1+h2)= ρ液gS(h1+h3)
所以
故C错误；
D．玻璃瓶在水中受到的浮力
F浮水= G水+G瓶=m水g+mg
根据和V=Sh得，
F浮水=ρ0gSh1+mg
而，所以
故D正确。
故选BD。
6．BCD
【详解】B．由图可知，玻璃管在水中处于漂浮状态，浮力等于重力，即
F浮=G0
又根据阿基米德原理，可知
所以玻璃管的重力为
故B正确；
C．玻璃管在液体A中也处于漂浮状态，浮力等于重力，即
所以
则
故C正确；
A．因为h1>h2，所以，故A错误；
D．再向玻璃管中放入一石块，玻璃管的总重为
G总=G0+G石
玻璃管在液体A中处于漂浮状态，浮力等于总重力，即
则石块的重力为
故D正确。
故选BCD。
7． 热传递 大
【详解】[1]舱壁遇到冷的海水后对外放出热量，温度降低，内能减少，所以这是通过热传递的方式改变内能。
[2]根据知，下潜深度增加，所以海水对舱壁的压强逐渐变大。
8． 托里拆利 低
【详解】[1]托里拆利最早测出了大气压的值。
[2]救灾人员在玉树地区用普通锅煮鸡蛋时很难煮熟，因为该地区海拔高，大气压随高度的增加而减小，大气压降低，水的沸点降低。
9． ρA＜ρB＜ρC p甲=p乙=p丙
【详解】[1]由图可知，A、B、C三个正方体排开水的体积关系为
VA排＜VB排＜VC排
根据F浮=ρ液gV排可知，浮力的大小关系为
FA＜FB＜FC
A和B处于漂浮，C处于悬浮，则由浮沉条件可知
GA=FA
GB=FB
GC=FC
由于
FA＜FB＜FC
所以
GA＜GB＜GC
由于正方体A、B、C的体积相同，根据ρ=可知，物体密度的大小关系
ρA＜ρB＜ρC
[2]因正方体分别处于漂浮或悬浮状态，则浮力等于自身重力，由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，即说明容器中正方体的重力等于正方体排开水的重力，即可以理解为，容器中正方体的重力补充了它排开的水的重力，能看出三个容器内总重力相等；由于容器相同，所以三个容器对桌面的压力关系为
F甲=F乙=F丙
容器的底面积相同，根据p=可知，容器对桌面的压强大小关系为
p甲=p乙=p丙
10． = >
【详解】根据重力公式G＝mg，两容器中水的质量相等所以重力相等．因为甲、乙都是圆柱形容器，所以水对容器底的压力等于水的重力，即F甲＝F乙．根据压强公式p＝ρgh，因两容器都装水，所以密度相同，压强大小取决于水的深度，深度大则压强大，因为h甲＞h乙，所以p甲＞p乙．
11． 大 小
【详解】[1]两船并排行驶时，两船带动其周围的水随船向前运动，结果使两船内侧即两船之间的水流速度大于两船外侧的水流速度。
[2]水的流速越大，压强越小，水的流速越小压强越大，由于两船内侧水流速度大于两船外侧水流速度，因此两船内侧水的压强小于两船外侧水的压强，船内外测的水存在压强差，水的压强差使两船靠近，进而发生碰撞。
12． 0.8
【详解】[1]根据称重法，可知物体在酒精中受到的浮力是
[2]由阿基米德原理可知，物体的体积是
13． BD 1.2 AE 变小 0.8 3 6
【详解】(1)[1][2][3]根据称量法可知由BD可求出物体浸没在水中时的浮力
由AE可测出排开水的重力；
(2)[4][5]当物块没有浸没之前，h增大时，排开液体的体积增大，浮力增大，弹簧秤的示数
，所以弹簧测力计示数变小，当h=4cm时，物块所受的浮力为
[6][7]由图可知浸滑后，h继续增大时，弹簧测力计示数为3N，当物体完全浸入后弹簧秤的示数不变，当h达到6cm后，弹簧测力计的示数保持不变，所以圆柱体的高度为6cm。
14．（1）见解析；（2）
【详解】（1）没有天平，没有量筒，不能够直接测量胡麻油的密度，但是可以间接利用浮力的方法测量密度，可以利用A杯中装水和油，都到相同的标记处，说明此时排开水的体积相同，那么它们所受的浮力相同，从而求质量关系，再根据B杯中，液面高度变化，知道水和油的体积关系，①在透明容器中加入适量的水，将A杯放入透明容器中如图甲所示。
②在B杯中加入适量的水，用刻度尺测量出水柱的高度h0，并标记水面位置如图乙所示。
③将B杯中适量的水倒入A杯中，用记号笔标出A杯中的水与容器中的水面相平的位置如图丙所示，并用刻度尺测量出B杯中剩余水柱的高度h1；
④将A、B杯中的水倒净后擦干，向B杯中倒入胡麻油至标记1处，然后将B杯中的胡麻油倒入A杯，用滴管使其到标记2处并再次与水面相平，测出B杯中剩余胡麻油的高度h2。
（2）根据③可知，则A杯中水的体积为
则水的质量为
根据④可知，A杯中油的体积为
用滴管使其到标记2处并再次与水面相平，说明此时A杯排开水的体积相同，即所受的浮力相同，漂浮时，浮力等于总重力，而A杯相同，故水和胡麻油的质量相同，则胡麻油的密度为
15．(1) 120Pa；(2) 7.2V；(3)4元
【详解】(1) 1枚1元硬币对储币盒的压力
F=G=mg=6×10-3kg×10N/kg=6×10-2N
对储币盒的压强
p==120Pa
(2)由F压×lOA=G×lOB可得，投入1枚1元硬币时R受到的压力
F压=G=10×6×10-2N=0.6N
由表格数据可知，压敏电阻的阻值R=10Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流
I==0.48A
则预设的电压表的示数
U0=IR0=0.48A×15Ω=7.2V
(3)当电压表示数为12V时，投入硬币的面值最大；故当电压表示数为12V时
R′=×15Ω=2.5Ω
由图乙可知
FR=6NΩ
所以压敏电阻受到的压力为2.4N。根据杠杆平衡条件可得G′×lOB=F′×lOA
G′=×2.4N=0.24N
m′==0.024kg=24g
投入的硬币为4枚1元的，即共投入4元。
答：(1) 1枚1元硬币对储币盒的压强为120Pa；
(2)投入1枚1元硬币时，预设的电压表的示数为7.2V；
(3)最多能投入硬币的面值是4元。
16．(1)100cm2 ；(2) 1250Pa；(3) 若B沉底或悬浮时，压强为1600Pa；若漂浮时，压强为(1000+mx)Pa
【详解】解：（1）水的体积为
容器的底面积为
（2）A的密度为
因为A的密度大于水的密度，因此A会沉底，此时水的深度为
因为，所以物体A未被淹没，则水对容器底部的压强为
（3）①假设B会沉底或悬浮，即物体B的密度大于或等于水的密度，则此时，实心圆柱体B质量为
因此 ，此时水的深度为
此时压强为为
②假设B漂浮，即B的密度小于水的密度，则此时，实心圆柱体B质量为
因此 ，此时液体对容器的压强为
答：（1）容器的底面积100cm2；
（2）将圆柱体A竖直放入容器内，水对容器底部的压强为1250Pa；
（3）将圆柱体B竖直放入容器内若B沉底或悬浮压强为1600Pa，若漂浮压强为(1000+mx)Pa。
试卷第1页，共3页
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