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翰文竞赛试卷(密度与浮力、压强)


芜湖市翰文学校第二届物理知识竞赛
八年级试题
班级 姓名 得分 一、选择题(每题 4 分,共 8 分) 1. 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

2. 手持抽气、打气两用气筒的构造如图1所示,a为筒身,B为活塞,C和J是气门装 置,类似于自行车内胎上套有气门芯的气门嘴,起 阀门作用。使用这种气筒时 [ ] A.接D气门,起打气作用;接c气门,起抽气作用。 B.接D气门,起抽气作用;接C气门,起打气作用。 C.向外拉活塞,2个气门都起抽气作用。 D.向里推活塞,2个气门都起打气作用。

二、填空题(每空 2 分,共

14 分)

1. 医生测量血压时将逐渐以国际单位于帕 千帕=1000 帕斯卡) (l 取代旧单位毫米汞 3 3 柱。 已知水银的密度是 13.6×10 千克/米 , 还知道 1 帕斯卡=________牛顿/米 3, 这样就能得出 1 毫米汞柱=_______帕斯卡。2008 年的高等学校招生体检标准规定, 肱动脉舒张压超过 11.46 千帕的考生不能报考地质勘探等专业,这里 11.46 千帕 =________毫米汞柱。 2. 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. 3. 如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_______。

三、综合简答题 1. 一个瓶子,如果装满酒精,瓶和酒精的总质量为 1 千克;如果装满植物油,瓶和植物油 的总质量为 1.1 千克;那么用这个瓶子最多能装多少体积的水?(ρ 洒精=0.8×103 千克/ 米 3;ρ 植物油=0.9×103 千克/米 3)(6 分) 。

2. 如图 4—2 所示,A、B 是从同一块厚薄均匀的铁块上裁下来的两块小铁板,其中 A 的形 状不规则,B 是正方形。给你刻度尺和一架天平(有砝码) ,你能准确地求出铁板 A 的面积 吗?说出你的办法。 分) (6

3. 小刚今年 15 岁因重感冒输液,针头插在左手臂的静脉上,其间他必须下床,这时他发现 只有右手把药瓶高高举起时血液才不会回流到输液管内, 试根据这个现象估算, 他手上静脉 的血压比大气压强大多少,这个差值相当于多少 mmHg 产生的压强(水银的密度是 13.6× 103kg/m3)?(10 分)

4. 采取什么方法可以把大块马铃薯尽快煮熟?尽可能多得写出可行的方法,并说明其中的 物理原理和这种方法的优缺点或适用场合。 分) (6

5. 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(2 种),并说明理由。(6 分)

6. 现有透明塑料软管连接着的两根直玻璃管及铁架台、米尺、滴管和足够的水。用这 些器材可以测出不溶于水的液体(例如食用油)的密度。请你说明测量 步骤和计算方法。 (10 分)

四、计算题 1. 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 管口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=1.01×105帕,g=10牛/千克,按压 器所受重力忽略不计)(10分)

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

f ? k? 。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 S 1
时,两端所需的压强差为 ?p1 ;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 ?p2 。请你通过计算比较 ?p1、 ?p 2 的大小,说明血管变细 可能是诱发高血压的重要因素之一。 (14 分)

3. 小杰家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂 24cm 压力锅”的字样,他测得限压阀的质量 是 100g,排气孔的直径约为 3mm。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 l.01×105 帕)(10 分)

D A 1. 1 133 86 这是一个单位换算的问题, 1mmHg 就是 1mm 高 的水银柱所产生的压强,由液体压强的公式 p=ρ gh 可以得到 - 1mmHg=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×10 3m=133pa 11.46kpa=

11.6 ? 10 3 mmHg ? 86 mmHg 133

答案:1,133,86

2. 答案:气压低(或小于 1 标准大气压) ,水的沸点降低(或低于 100℃) ;
盐水



3. 酒精,

1. 【分析】瓶子最多能装多少水,是由瓶子的容积来决定的。本题其实就是求瓶的容积。装满 酒精或植物油时,酒精的体积和植物油的体积是相等的。都等于瓶的容积。再根据密度、质量、 体积关系列出方程组即可求解。 【解】设空瓶质量为 m,瓶的容积为 V。则

又 m 酒精=ρ 酒精 V m 植物油=ρ 植物油 V 将两上式代入①、②式后②式减①式得 ρ 植物油 V—ρ 酒精 V=0.1 千克

=0.001 米 3 【评注】对于此类题通常的方法就是找出等量关系列方程组求解。或利用体积相等,运用比例方 法求解。

2. 【分析】用天平可以分别测出 A、B 两块铁板的质量 mA 和 mB。由于铁的密度一定,
根据密度知识可知,两块铁板的质量跟它们的体积成正比。又因为铁板的厚薄均匀,它们的 体积之比等于二者的面积之比,正方形 B 的面积可测量算出,则可求出 A 的面积。

【解】先用直尺测出 B 的边长 a,则它的面积 SB=a2,再用天平称出 A、B 两块铁板的质量 故 mA、 mB。 铁的密度一定, 又铁板的厚薄均匀。 则 于是有

可得铁板 A 的面积

【评注】这是一道利用密度知识进行间接测量的例子。学习了密度知识以后,可以用刻度尺 和量筒测质量,可以用天平测长度、面积和体积,这样,扩大了测量工具的使用范围。

3. 答案:右手高举药瓶时,羡慕中的液面与针头的高度差约为 1m,这个液柱产生的压强就 等于静脉血压与大气压之差。△p=ρ gh 代入数值后,得 △p=104Pa 由于水银的密度是水的密度的 13.6 倍,所以要产生同样大的压强,水银柱的高度只需 1m/13.6,即 74 mm。 4. 答案: 1、使用高压锅,压强增大,锅内水的沸点增高,可以用较短时间把马铃薯煮熟。 优点是速度快,而且由于温度高,马铃薯更好吃,缺点是不能随时开锅观察,有可能性把马 铃薯煮烂。2、把马铃薯切成小块再煮。这是因为热量比较容易到达小块马铃薯内部,内部 温度上升较快。优点是简单易行,缺点是水分过多地深入马铃薯内部,口味变差,营养也有 损 5. 答案: 有两种可能.一是因为高空中的气体逐渐稀薄,压强降低,气球上升过程中,球内压
强大于球外压强,气球不断膨胀,最后“爆炸”破裂. 另一是因高空的空气较稀薄,气球上升过程中所受浮力逐渐减小,当浮力等于重力时,气球 上升的速度最大.然后,浮力小于重力,气球开始向上做减速运动.在气球的速度为零之后,又 加速下落,浮力逐渐变大,当气球通过浮力等于重力的位置后,浮力大于重力,气球开始作向下 的减速运动.在气球的速度减为零之后,又开始加速上升.如此反复,气球将在浮力等于重力这 一特殊位置附近上、下往复运动.

6. 思路点拨 利用题给材料,可以用塑料软管将两根直玻璃管连通起来而 构成一个 U 形管,则在此 U 形管的两臂分别注入水和待测液体, 待其平衡后,根据在两种液体分界面处两种液体内的压强相等和 液体的压强公式,并测出此时两种液体对应的深度,便可建立方 程而求出待测液体的密度. 答案:解测量步骤: (1)将两根玻璃管竖直固定在铁架台上,以塑料软管将两玻璃管的下端相连通,使此三 者组成一 U 形管. (2)在上述 U 形管中注入适量的水. (3)用滴管向 U 形管的一臂中注人适量的待测液体. (4)从待测液体和水的分界面处的水平面向上分别测量两管中液体的高度,如图,其中 h 为水柱的高度,hx 为待测液柱的高度. 计算方法: 由于两液体分界面处两液体内部的压强相等,以ρ 和ρ x 分别表示水的密度和待测液体

的密度,则有 ρ gh=ρ xghx 故得待测液体的密度为 ρ x=(h/hx)ρ 1. 答案:管口与瓶内水面之间的压强差

水面上的压强P=P0+P水=1.01×105+1.0×103 =1.02×105(帕) (2)

克服压强差所需的压力F水=P水S=1.0×103×8×10-4 =0.8(牛) (3) 考虑克服弹簧弹力后所需的压力F=F水+F弹=0.8+1.0 =1.8(牛) (4)
2. 答案:假设截面积为 S 1 时的压强差为 ?p1 ,流速为 ? 1 , 假设截面积为 S 2 ? (1 ? 10%)S1 ? 0.9S1 时的压强为 ?p2 ,流速为 ? 2 ; 依题意可列方程:

kv1 ? ?p1 S1 kv2 ? ?p2 S 2
?p1 v1 S 2 ? ? ?p 2 v 2 S 1

① ②

(3 分) (3 分)

由①、②两式可得:



(2 分)

又相同的时间内流过同样体积的血液,所以有: S1l1 ? S 2 l 2

S1v1t ? S 2 v2 t S1v1 ? S 2 v2
由④式可得



(2 分)

v1 S 2 ? ? 0 .9 v 2 S1 ?p1 ? 0.9 ? 0.9 ? 0.81 ?p 2 <1



(2 分)

⑤式代入③式可得

即 ?p1 < ?p2 ,说明血管变细血压增高,血管变细可能是诱发高血压的重要因素之一。 (2 分)

3. 答案: 设大气压为 P0,排气孔的面积 S ?

?D 2
4

S

锅内的压强 p ? p0 ?

mg 4mg ? p0 ? S ?D 2

代入数值,得 P=2.4×105pa。 所以,锅内的最大压强为大气压强的 2.4 倍。锅盖承受的压力等于锅内、外的压力差,即

F ? ( p ? p0 ) S ? ? ( p ? p0 )

?D 2
4

代入数值,得 F=6.3×103N。


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