5.(2018?无锡)为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下:
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度I=_____cm.
(2)如图乙,把注射器活塞推推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器简,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F=______N. (3)该同学所测得的大气压强值为_______Pa.
【答案】:(1)4.00cm; (2)6.4N; (3)1.024×105Pa; 【解析】:
(1)从图甲中可以看出,注射器可容纳的药水体积为2.5ml=2.5cm3,长度由刻度尺可看出,刻度尺的分度值为0.1cm,其示数为4.00cm。 (2)弹簧测力计的分度值是0.2N,其示数是6.4N. (3)活塞的横截面积为S=
则大气压强P=
=
=0.625cm2=6.25× m2,
=
=1.024× Pa
【点评】:本题考查测量大气压强实验,以及基本的压强公式。 6.(2018?徐州)阅读短文,回答文后的问题.
浮子流量计
气体的流量一般指单位时间内流过通气管道的气体体积,流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积.生活生产中经常要对气体的流量进行控制,例如医院给病人输氧时,用阀门控制氧气瓶输出氧气的流量,在管道中接入流量计,可以反映流量的大小.
浮子流量计是一种常用的流量计.其结构如图所示,一个上粗下细的锥形管,管内倒放着一个铝制的圆锥体浮子.工作时,气体从锥形管下端流入,向上冲击浮子,然后流过圆锥体浮子底面与锥形管之间的环形空隙,从上端流出.如果浮子受到气流的冲力大,就会向上移动,环形空隙加大,气体流速变小,对浮子的冲力就会变小,这样浮子最终稳定在某一位置,这个位置的高低就反映了气体流量的大小.
(1)浮子流量计使用时,锥形管应处于(______) A.水平方向 B.竖直方向 C.斜向上 D.斜向下
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略.当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子重力的关系是______.
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1;气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m.当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为Q =___________.
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,请你提出一条可行的改进措施:_________________________________________. 【答案】 (1). B (2). 二力平衡 (3). 【解析】
(1)根据题意可知,当流量一定时,气流向上的冲击力与浮子的重平衡,即这一过程要利用浮子的重,所以浮子流量计使用时,锥形管必须处于竖直方向。
(2)浮子所受气体浮力很小,可以忽略.当浮子稳定在某一位置时,气流对浮子的冲力和浮子的重力,二力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,所以二力平衡。
(3)对于某个制成的浮子流量计,浮子和锥形管之间的环形空隙的面积和浮子高度成正比,比例系数为k1,即可得:
;
(4). 用密度更大的材料制作浮子
气流对浮子的冲力和流速成正比,比例系数为k2;浮子的质量为m.且冲力与重力平衡,可得:则:
;
根据题意:流量等于气体的流速和通道横截面积的乘积.所以当浮子稳定在高度h时,气体流量Q的表达式为:
。
(4)浮子流量计能反映的最大流量是有限的,如果要让这个浮子流量计能反映更大的流量,根据料制作浮子
【点评】认真阅读短文,理解这种浮子流量计利用了二力平衡的原理,第三问得出流量的表达式是个难点,要根据文中描述的每个关系,用数学式表示出来,最后将式子综合在一起,就一定能得到需要的表达式。
7.(2018?扬州)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变 ,说明盛水的塑料袋排开 越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到 现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是 原故。
可知,当浮子的质量越大时,流量越大,所以改进措施为:用密度更大的材
【答案】 (1). 小 (2). 水的体积 (3). 袋内水面与烧杯中的水面相平的 (4). 塑料袋中水没有装满
【解析】,由于塑(1)在塑料袋慢慢浸入水的过程中(袋内水面与烧杯中的水面相平之前)料袋排开水的体积增大,根据F浮=ρ水gV排可知水对塑料袋的浮力F浮增大;弹簧测力计的示数F′=G﹣F浮,由于G不变、F浮增大,则弹簧测力计的示数将变小;当袋内水面与烧杯中的水面相平时,排开水的体积等于袋内水的体积,即V排=V水,则排开水的重力等于袋内水的重力,即:G排=G水,此时测力计的示数为零(F示=0),根据称重法测浮力可得塑料袋所受的浮力:F浮=G水;综上分析可得,F浮=G排,由此验证了阿基米德原理。
(2)将塑料袋装满水做同样的实验,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,说明袋内水面与烧杯中的水面相平,由于塑料袋尚未完全浸人水中,所以塑料袋中水没有装满,水的上方有空气。
【点评】:塑料袋慢慢浸入水的过程中,塑料袋排开水的体积增大,水的密度不变,水对塑料袋的浮力增大,而塑料袋内水受到的重力=拉力+浮力,物体的重力不变,浮力增大,弹簧测力计对物体的拉力(示数)减小;当袋内水面与烧杯中的水面相平,则排开水的体积等于袋内水的体积,根据阿基米德原理,此时排开水的重力等于袋内水的重力,所以测力计的示数应为零。
8.(2018?镇江)如图所示,水平桌面上有两个相同的圆柱形容器A和B,置于其中的圆台形实心铁块甲和乙完全相同,它们的上表面均与容器中水面相平,则甲、乙受到的浮力 甲______ 乙,当从两容器中分别取出相等质量的水后 未取完 ,A、B底部受到水的压强 ______ ,甲、乙受到的浮力 甲______ 乙 均选填“ ”“ ”或“ ”
【答案】 ; ;
【解析】解: 圆台形实心铁块甲和乙完全相同,将它们完全浸没在水中,排开液体的体积相同,根据 浮 液 排知甲乙所受浮力的大小相等,即 甲 乙;
由图知:当从容器中取出相同质量的水,甲铁块浸没在水中的体积较大,则甲容器中剩余水的深度较大,根据 知水对甲容器底部的压强较大,即 ,根据 浮 液 排知甲受到的浮力大,即 甲 乙。
【点评】:本题考查了压强和浮力的比较,熟练压强和浮力公式即可解答。 根据 浮 液 排分析甲乙所受浮力的大小;
由图知当从容器中取出相同质量的水,甲铁块浸没在水中的体积较大,则甲容器中剩余水的深度较大,根据 判断出水对容器底部压强的大小,根据 浮 液 排判断出甲乙受浮力的大小。