专题09 压强动态选择题 压强与浮力信息题-【好题汇编】5年(2020-2024)中考1年模拟物理真题分类汇编(上海专用)
2024-08-08
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2份
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44页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 压强,浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 832 KB |
| 发布时间 | 2024-08-08 |
| 更新时间 | 2024-08-08 |
| 作者 | 爱啥自由不如学小书 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2024-08-08 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46721648.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题09 压强动态选择题 压强与浮力信息题
【生活情景应用】
1.(2021•上海)小明在高海拔地区旅行时,发现鸡蛋在沸水里煮了很久,仍未煮熟。为了探究原因,小明查阅资料后得知:(a)煮熟鸡蛋需要达到一定的温度;(b)水温达到沸点后,继续加热,水温不变;(c)不同气压下水的沸点不同,如下表:
序号
水面上方气压p(×105帕)
水的沸点t(℃)
1
0.51
81
2
1.01
100
3
2.03
120
(1)分析比较序号1~3的数据及p,t的变化情况,可得出的初步结论是: 。
(2)结合所学知识及上述信息,指出鸡蛋未煮熟的原因,并写出分析过程: 。
(3)小明想在高海拔地区快速煮熟鸡蛋,应挑选一个 。
A.材料较耐烧的锅
B.材料比热容较大的锅
C.使用内部气压高的锅
1.(2020•上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙.若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则( )
A.p甲可能小于p乙 B.p甲可能大于p乙
C.p甲一定小于p乙 D.p甲 一定大于p乙
一.选择题
1.(2023秋•青浦区一模)如图所示,底面积不同的物体甲、乙分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两物体上方分别水平截去部分物体后,剩余部分物体对地面的压强仍然相等,则截去部分的物体可能具有( )
A.相同的高度,不同的质量
B.相同的体积,不同的质量
C.相同的质量,不同的高度
D.相同的质量,不同的体积
2.(2023秋•嘉定区一模)如图所示,实心均匀正方体甲、乙对水平地面的压力相等。现将甲、乙沿水平方向切去相同厚度,此时甲、乙剩余部分对水平地面的压力为F甲′、F乙′。接着再将甲、乙沿顺时针方向翻转90度后放置,此时甲、乙对水平地面的压强为p甲′、p乙′。则( )
A.F甲′<F乙′,p甲′>p乙′
B.F甲′<F乙′,p甲′<p乙′
C.F甲′>F乙′,p甲′>p乙′
D.F甲′>F乙′,p甲′<p乙′
3.(2023秋•崇明区一模)如图所示,质量相同的实心均匀正方体甲、乙分别放置在水平地面上,若沿水平方向切去相同的比例,则此时甲、乙对地面的压力F甲、F乙和压强p甲、p乙的关系是( )
A.F甲=F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲<F乙,p甲<p乙 D.F甲=F乙,p甲<p乙
4.(2023秋•长宁区一模)如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积S甲<S乙。现沿水平方向将甲、乙切去相同的高度,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F甲、F乙,对地面的压强变化量为Δp甲、Δp乙,则( )
A.F甲>F乙,Δp甲>Δp乙 B.F甲>F乙,Δp甲=Δp乙
C.F甲=F乙,Δp甲>Δp乙 D.F甲=F乙,Δp甲=Δp乙
5.(2023秋•金山区一模)如图所示,放置在水平地面上的均匀圆柱体甲和乙,质量和高度均相等。沿水平方向在两柱体上截去相同高度后,剩余部分对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲<p乙,F甲=F乙 B.p甲=p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲=F乙 D.p甲=p乙,F甲>F乙
6.(2023秋•杨浦区一模)如图所示,实心均匀长方体甲、乙置于水平地面上(底面积S甲<S乙),它们对地面的压力分别为F甲、F乙,对地面的压强为p甲、p乙。现沿竖直方向切去甲、乙相同的体积,甲、乙对地面的压力变化量相等,则( )
A.F甲>F乙,p甲>p乙 B.F甲<F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲<F乙,p甲=p乙
7.(2023秋•静安区一模)如图1所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压强相等。若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系是( )
A.p甲<p乙,F甲<F乙 B.p甲>p乙,F甲>F乙
C.p甲=p乙,F甲<F乙 D.p甲=p乙,F甲>F乙
8.(2023秋•闵行区一模)将完全相同的两小球放入装有水的轻质薄壁容器甲、乙后水面相平,如图所示。已知甲、乙两容器的底面积相等,将两小球分别从两容器中取出后,容器对水平地面的压强分别为p甲、p乙,水对容器底部的压力变化量分别为ΔF甲水,ΔF乙水,下列判断中正确的是( )
A.p甲>p乙,ΔF甲水<ΔF乙水
B.p甲=p乙,ΔF甲水<ΔF乙水
C.p甲>p乙,ΔF甲水=ΔF乙水
D.p甲=p乙,ΔF甲水=ΔF乙水
9.(2024•静安区二模)如图所示,甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上,甲对地面的压强大于乙对地面的压强。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的质量相等。若甲、乙切去部分的高度分别为Δh甲、Δh乙,对水平地面的压强变化量分别为Δp甲、Δp乙,则( )
A.Δh甲<Δh乙,Δp甲<Δp乙
B.Δh甲<Δh乙,Δp甲>Δp乙
C.Δh甲>Δh乙,Δp甲<Δp乙
D.Δh甲>Δh乙,Δp甲>Δp乙
10.(2024•嘉定区二模)如图所示,薄壁柱形容器甲、乙置于水平桌面,分别盛有体积相同的不同液体,液体对容器底部的压强相等。现将两个完全相同的金属球分别浸没在甲、乙容器中(液体不溢出),液体对容器底部的压力增加量分别为ΔF甲和ΔF乙,压强为p甲和p乙,则( )
A.ΔF甲<ΔF乙 B.ΔF甲=ΔF乙 C.p甲<p乙 D.p甲=p乙
11.(2024•杨浦区三模)如图所示,均匀实心正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙。在两个正方体上方分别叠放质量为mA、mB的两个物体,此时正方体甲、乙对地面的压强大小关系p甲′>p乙′。以下判断正确的是( )
A.若p甲=p乙,则mA一定小于mB
B.若p甲=p乙,则mA可能等于mB
C.若p甲>p乙,则mA一定大于mB
D.若p甲>p乙,则mA可能等于mB
二.填空题
12.(2023秋•宝山区一模)如图1所示,铜壶滴漏是中国古代的计时工具,它上面有三个壶,分别是日壶、月壶和星壶;最下面的寿壶,也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件;一个是竖立固定在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00、丑时代表1:00~3:00……以此类推;另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同步上升。观察浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
①如图2所示是8:00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是 。
②浮箭重力为G,在受水壶中所受浮力为F浮,则G F浮(选填“大于”“等于”或“小于”)。随着受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度 ,受水壶壶底受到水的压强 。(两空均选填“增加”“不变”或“减小”)若想测量1个小时内浮力对浮箭做的功,还需要测量 。
13.(2023秋•闵行区一模)如图所示的装置是人体腹式呼吸过程的简单模型,气球相当于肺,橡皮膜相当于体内腹部上方的横膈膜。小陈用手捏住橡皮膜向下拉,发现气球变大。为了解释这一现象,他查找相关信息,得到质量和温度一定时,密闭气体的气压和体积的数据如表所示。
质量和温度一定的密闭气体
气体体积(×10﹣3米3)
0.2
0.1
0.05
0.04
0.025
0.02
气压(×105帕)
1
2
4
5
8
10
①比较表中气压与气体体积的数据及相关条件,可归纳得出的结论是:当密闭气体的质量和温度一定时, 。
②请结合所学知识及上述信息解释“气球变大”的原因。 。
14.(2023秋•奉贤区一模)进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加。为了探究原因,小明查阅资料后得知:(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化。当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表:
n
1.00
0.90
0.80
0.75
0.60
v(厘米/秒)
18
20
22.5
24
30
①血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压”的“压”指的是 (选填“压强”或“压力”)。
②结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程: 。
③病人在输液时,药水瓶上除了输液管外,另外还插有一根“闲置”的管,管口朝上“敞开”在空气中,如图8所示。这是让药液顺利进入静脉,同时保证药水瓶相对针管有一定的高度,血液不会流到输液管内,说明病人静脉的血压 (选填“大于”、“等于”或“小于”)大气压强。
15.(2023秋•青浦区一模)潜水器能通过注水和排水方式改变水仓内海水的重力,从而在海中实现上浮、下潜和保持既不上浮也不下潜的状态,其结构示意图如图所示。某同学为了研究浸没在水中的物体上浮、下沉的原因,选择六个物体,分别测量了它们的重力G,并将它们浸没在水中,分别测出了物体所受的浮力F、观察了它们运动的情况,得到如下表数据。
物体
物体重力G(牛)
物体所受浮力F(牛)
运动情况
物体1
60
49
下沉
物体2
45
35
下沉
物体3
30
20
下沉
物体4
50
55
上浮
物体5
40
60
上浮
物体6
20
26
上浮
①比较表中数据,可得出的初步结论是:浸没在水中的物体,当 ,物体下沉。
②若潜水器从海水密度较小的海域潜入到密度较大的海域过程中,为了能保持既不上浮也不下沉的运动,现有两种方案可供选择:
A.在潜水器水仓内注入海水
B.将海水从潜水器水仓排出
(a)应该选择的方案是 (选择“A”或“B”)。
(b)请根据上述信息并结合浮力知识,说明你选择的理由。 。
16.(2023秋•长宁区一模)如图所示,是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时,输液管的上端通过针头与输液瓶的瓶口连接,输液管的下端通过针头与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到:(a)在温度不变的情况下,质量一定的密闭气体,体积变大,气压减小;(b)液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和;(c)要使药液能顺利流入人体,在针头B处药液产生的实际压强应大于该处静脉血管中血液的实际压强。
①在输液过程中,涉及到的物理知识有 。
A.阿基米德原理
B.大气压强
C.液体内部压强
②为确保输液顺利进行,需使瓶中药液通过图中“进气管”与 相通,理由是: 。
17.(2023秋•浦东新区一模)如图所示的预警信息,提示大风天气可能会对居民的生活造成影响,例如:有时候正面大风会向内“吹碎”迎风玻璃,有时候大楼与大楼之间的“穿堂风”甚至还能向外“吸走”窗户玻璃。为探究玻璃被“吸走”的原因,小华查阅资料后得知:(a)通常居家环境中的风速小于3米/秒:(b)空气流速小的地方,气体压强大:(c)不同风级的风产生的气体压强相对于1个标准大气压的变化量Δp与风速v的关系如下表所示:
无风
轻风
和风
强风
烈风
基风
风级
0
2
4
6
9
11
v(米/秒)
0﹣0.2
1.6﹣3.3
5.5﹣7.9
10.8﹣13.8
20.8﹣24.4
28.5﹣32.6
Δp(帕)
0﹣0.025
0.16﹣6.8
18.9﹣39
73﹣119
270﹣372
508﹣664
①分析比较上表中Δp与v的关系,可得出的初步结论是: 。
②结合所学知识及上述信息,指出窗户玻璃被“吸走”的原因,并写出分析过程: 。
18.(2023秋•普陀区一模)如图所示是一款“天气预报瓶”,可以粗略预测天气的晴雨。左侧球形容器与右侧弯管底部相通,内装有一定量的有色液体,球形容器内被封闭气体的压强为p1且几乎不变,弯管最上端开口处与大气相通。当外界气压发生变化时,左右容器内液面位置会随之发生变化。
①“天气预报瓶”是根据 原理制成的,从图中左右容器内液面位置关系可知:p1 p0(选填“大于”“等于”或“小于”)。
②当右侧弯管液面明显上升,说明周围环境处于“阴雨天”还是“晴天”?请结合所学大气压强知识进行分析 。
19.(2023秋•杨浦区一模)如果把空气比作海洋,我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。
序号
海拔(千米)
大气压强(标准大气压)
空气密度(千克/米3)
1
0
1.00
1.29
2
2
0.78
1.01
3
3
0.69
0.91
4
5
0.53
0.74
5
8
0.35
0.51
①根据表中数据,可得初步结论: 。
②小明为了计算出大气层的厚度,有如下的推理:
如图所示,设想人将手摊开,手掌面积为S,手掌距大气“海面”的距离为h,手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为。若空气密度为ρ,则。
由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压,该值约为1.01×105帕。
米
小明查阅相关资料得知:“地球的大气层厚度约为80~100千米”,发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理,并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因。
20.(2023秋•静安区一模)某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系,他们操控带有压强传感器的无人机,将其从地面沿竖直方向飞到空中,再原路返回。在此过程中,无人机传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示,其中A点和D点分别表示无人机从地面出发时和飞到最大高度(约为50米)时的数据。
①根据图中的图线,可以发现:无人机从B点到C点的飞行过程中,大气压强变化了约 帕。
②分析图中的图线及相关条件,可得出大气压强与海拔高度的关系是: 。
③结合压强知识及上述信息,分析飞机起飞过程中,有些乘客的耳朵会感觉胀痛的原因。 。
21.(2024•徐汇区二模)如图所示的氢气球之所以飞上高空后会发生爆裂,小敏认为是热胀冷缩导致,而小华认为是大气压强变化导致。他们为此查阅相关资料得知:
(1)一般氢气球充气时只充到其极限体积的90%左右,若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积,气球就会发生爆裂;
(2)空气温度和大气压强会随海拔高度的变化而变化,某地具体变化关系见表。
海拔(米)
空气温度(摄氏度)
大气压强(×103帕)
0
15.0
101.3
200
13.7
98.8
400
12.4
96.4
600
11.1
94.3
800
9.8
92.1
1000
8.5
89.9
(1)分析比较表中数据可知:随着海拔高度的升高,空气温度会 (选填“升高”“不变”或“降低”),大气压强会 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)关于“氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因”,你赞同 观点(均选填“小敏”或“小华”),你质疑另一观点的理由是: 。
22.(2023秋•徐汇区一模)如图1所示,U形管压强计能研究液体内部的压强。小汇想研究其工作原理,查阅资料后得知:
(1)探头、橡皮软管和U形管的左管之间封闭了一部分气体;
(2)U形管中装有同种液体,两边液面的高低可以比较液面上方的气体压强大小;
(3)在温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系见如表所示。
体积V(mL)
12
11.5
11
10.5
10
气体压强p(标准大气压)
1.00
1.04
1.09
1.14
1.20
①分析比较表中气体压强p与体积V的数据关系,可得:在温度不变的情况下,一定质量的气体 。
②结合所学知识及上述信息,指出挤压橡皮膜后U形管压强计左管液面低于右管液面的原因,并写出分析过程: 。
③图2中,与U形管压强计工作原理相同的是 。
23.(2024•宝山区二模)小宝同学根据经验常识,对影响浮力大小的因素做出了猜想,如下表。
序号
常识
猜想
①
人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻
与浸入液体的深度有关
②
轮船从长江驶入东海,船身会上浮一些
与液体的密度有关
③
木头漂在水面,铁块沉在水底
与物体的密度有关
为了验证上述猜想,小宝同学用装有沙子的玻璃瓶做了如下实验(实验步骤如图所示):
(1)根据A、B、C的结果,可得猜想①是 (选填“正确”或“错误”)的;根据A、C、D的结果,可得猜想①是 (选填“正确”或“错误”)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与 无关,与 有关。
(2)根据A、D和E (选填“能”或“不能”)对猜想②进行验证。
(3)为验证猜想③,小宝将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于1.8N。依据此数据能否验证猜想③?若“能”,请说明理由;若“不能”,请指出实验中存在的问题。 (选填“能”或“不能”),理由/问题: 。
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专题09 压强动态选择题 压强与浮力信息题
【生活情景应用】
1.(2021•上海)小明在高海拔地区旅行时,发现鸡蛋在沸水里煮了很久,仍未煮熟。为了探究原因,小明查阅资料后得知:(a)煮熟鸡蛋需要达到一定的温度;(b)水温达到沸点后,继续加热,水温不变;(c)不同气压下水的沸点不同,如下表:
序号
水面上方气压p(×105帕)
水的沸点t(℃)
1
0.51
81
2
1.01
100
3
2.03
120
(1)分析比较序号1~3的数据及p,t的变化情况,可得出的初步结论是: 水面上方气压p越大,水的沸点t越高 。
(2)结合所学知识及上述信息,指出鸡蛋未煮熟的原因,并写出分析过程: 高海拔地区,气压较小,水的沸点也较低,达不到鸡蛋被煮熟的温度,所以鸡蛋煮不熟; 。
(3)小明想在高海拔地区快速煮熟鸡蛋,应挑选一个 C 。
A.材料较耐烧的锅
B.材料比热容较大的锅
C.使用内部气压高的锅
【分析】(1)液体的沸点与气压有关,气压越大,沸点越高;气压越小,沸点越低;
(2)大气压与海拔高度有关,海拔越高的地方,气压越小;海拔越低的地方,气压越大;
(3)水沸腾后,温度将不再升高,若想提高水的沸点,则需要增大水面上方的气压。
【解析】解:(1)分析比较序号1~3的数据知,随着大气压的增大,水的沸点也增大,这就说明水的沸点与气压有关,气压越大,沸点越高;
(2)气压随着海拔高度的增大而减小,所以在高海拔地区,气压较小,水的沸点较低;由题知,煮熟鸡蛋需要一定的温度,水沸腾后温度不再升高,所以,若高海拔地区水沸腾时的温度低于煮熟鸡蛋所需的温度,鸡蛋将无法煮熟;
(3)为使水的温度升高到足以煮熟鸡蛋,就需要提高水的沸点。由(1)可知,应采取的方法是增大水面上方的气压,所以选C。
故答案为:(1)水面上方气压p越大,水的沸点t越大;(2)高海拔地区,气压较小,水的沸点也较低,达不到鸡蛋被煮熟的温度,所以鸡蛋煮不熟;(3)C。
【点评】本题考查我们从文字及表格中获取信息的能力;熟知沸点与气压的关系、气压与海拔的关系是解题的关键。
1.(2020•上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙.若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等。则( )
A.p甲可能小于p乙 B.p甲可能大于p乙
C.p甲一定小于p乙 D.p甲 一定大于p乙
【分析】物体对水平面的压力和自身的重力相等,均匀正方体对地面的压强为p======ρgh,据此表示出原来压强和沿水平方向切去部分后甲、乙对地面压强,根据剩余的高度判断出两正方体的密度关系,再根据p=ρgh比较剩余部分对地面的压强关系,进一步得出原来两者对地面的压强关系。
【解析】解:正方体水平放置在地面上,物体对地面的压强为p======ρgh;
所以有p甲=ρ甲gh甲,p乙=ρ乙gh乙
若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为h甲′,h乙′,
因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,
则有p甲′=ρ甲gh甲′=p乙′=ρ乙gh乙′,
由图可知h甲′<h乙′,
所以有ρ甲>ρ乙
切去的体积相同,则有ΔV=S甲Δh甲=S乙Δh乙
因为S甲<S乙,所以得Δh甲>Δh乙
则切去后甲对地面的压强减少量为Δp甲=ρ甲gΔh甲
乙对地面的压强减少量为Δp乙=ρ乙gΔh乙
所以Δp甲>Δp乙
则有p甲=p甲′+Δp甲,p乙=p乙′+Δp乙,
因为p甲′=p乙′,Δp甲>Δp乙,
所以p甲>p乙,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了压强大小的比较,利用均匀、规则物体(正方体、长方体、圆柱体等)对水平面上的压强公式p======ρgh是关键。
一.选择题
1.(2023秋•青浦区一模)如图所示,底面积不同的物体甲、乙分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若在两物体上方分别水平截去部分物体后,剩余部分物体对地面的压强仍然相等,则截去部分的物体可能具有( )
A.相同的高度,不同的质量
B.相同的体积,不同的质量
C.相同的质量,不同的高度
D.相同的质量,不同的体积
【分析】(1)首先根据原来它们对地面的压强相等,由p=推导出甲、乙对地面的压力关系,然后可知其重力关系和质量关系,若在两物体上方分别水平截去部分物体后,剩余部分物体对地面的压强仍然相等,由此可推出截去部分的物体的质量关系;
(2)根据原来它们对地面的压强相等,由p=====ρgh可分析甲、乙的密度关系,由p=====ρgh可分析截去部分的物体高度关系;
(3)由V=分析截去部分的物体关系。
【解析】解:CD、已知底面积不同的物体甲、乙分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等,即p甲=p乙,由图可知,S甲>S乙,由p=可知,甲、乙对地面的压力F甲>F乙,则G甲>G乙,m甲>m乙,
若在两物体上方分别水平截去部分物体后,剩余部分物体对地面的压强仍然相等,即p甲剩=p乙剩,
设水平截去部分物体的质量分别为m甲切、m乙切,则=,
因为F甲>F乙,S甲>S乙,所以截去部分的物体质量m甲切>m乙切,因此截去部分的物体质量不可能相同,故CD错误;
AB、已知底面积不同的物体甲、乙分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等,即p甲=p乙,
由图可知,h甲<h乙,由p=====ρgh可知,甲、乙的密度关系ρ甲>ρ乙,
若截取相同的高度,则剩余部分物体对地面的压强不会相等,故A错误;
已经推出m甲切>m乙切,由ρ=可得,截去部分的物体体积可能相同,也可能不同,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查质量、重力、压力、压强的计算,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力;标准几何体可以利用液体压强公式。
2.(2023秋•嘉定区一模)如图所示,实心均匀正方体甲、乙对水平地面的压力相等。现将甲、乙沿水平方向切去相同厚度,此时甲、乙剩余部分对水平地面的压力为F甲′、F乙′。接着再将甲、乙沿顺时针方向翻转90度后放置,此时甲、乙对水平地面的压强为p甲′、p乙′。则( )
A.F甲′<F乙′,p甲′>p乙′
B.F甲′<F乙′,p甲′<p乙′
C.F甲′>F乙′,p甲′>p乙′
D.F甲′>F乙′,p甲′<p乙′
【分析】如图所示,实心均匀正方体甲、乙的棱长L甲<L乙,底面积S甲<S乙,甲、乙对水平地面的压力相等,即F甲=F乙,根据压强公式可知,甲、乙对水平地面的压强关系:p甲>p乙,根据密度公式可知,甲、乙密度关系:ρ甲>ρ乙,甲、乙对水平地面的压力:p甲S甲=p乙S乙;现将甲、乙沿水平方向切去相同厚度h,则ρ甲gh>ρ乙gh,甲、乙剩余部分对水平地面的压力:(p甲﹣ρ甲gh)S甲<(p乙﹣ρ乙gh)S乙,即F甲′<F乙′;将甲、乙沿顺时针方向翻转90度后放置,甲、乙的竖直高度还等于自己的棱长,此时甲、乙对水平地面的压强ρ甲gL甲>ρ乙gL乙,即p甲′>p乙′。
【解析】解:如图所示,实心均匀正方体甲、乙的棱长L甲<L乙,底面积S甲<S乙,甲、乙对水平地面的压力相等,即F甲=F乙,根据压强公式可知,甲、乙对水平地面的压强关系:p甲>p乙,根据密度公式可知,甲、乙密度关系:ρ甲>ρ乙,甲、乙对水平地面的压力:p甲S甲=p乙S乙;现将甲、乙沿水平方向切去相同厚度h,则ρ甲gh>ρ乙gh,甲、乙剩余部分对水平地面的压力:(p甲﹣ρ甲gh)S甲<(p乙﹣ρ乙gh)S乙,即F甲′<F乙′;将甲、乙沿顺时针方向翻转90度后放置,甲、乙的竖直高度还等于自己的棱长,此时甲、乙对水平地面的压强ρ甲gL甲>ρ乙gL乙,即p甲′>p乙′。
故选:A。
【点评】本题考查学生对压强的理解与应用,难度较大。
3.(2023秋•崇明区一模)如图所示,质量相同的实心均匀正方体甲、乙分别放置在水平地面上,若沿水平方向切去相同的比例,则此时甲、乙对地面的压力F甲、F乙和压强p甲、p乙的关系是( )
A.F甲=F乙,p甲>p乙 B.F甲>F乙,p甲<p乙
C.F甲<F乙,p甲<p乙 D.F甲=F乙,p甲<p乙
【分析】先根据均匀正方体甲、乙对地面的压力相等得出甲乙密度的关系;然后由压强公式p=推导出均匀实心正方体对地面压强的表达式P=ρhg,然后据此表达式分析解答此题。
【解析】解:放在水平地面上的均匀实心正方体对地面的压力相等,即甲乙的质量相等,根据图可知甲的体积大于乙的体积,由ρ=可知,甲的密度小于乙的密度;
放在水平地面上的均匀实心正方体对地面的压强p====ρhg;
若在两物体上部沿水平方向切去相同的比例,又原先的质量是相同的,所以剩余部分的质量相等,对水平地面的压力就是相同的,即F甲=F乙;
由图可以看出甲物体的底面积大于乙物体底面积,根据p=,可得,p甲<p乙。
故选:D。
【点评】本题考查压强的大小计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求剩余部分的重力和接触面积,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
4.(2023秋•长宁区一模)如图所示,质量和高度均相同的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,其底面积S甲<S乙。现沿水平方向将甲、乙切去相同的高度,并将切去部分叠放到对方剩余部分的上方。若叠放后甲、乙对地面的压力为F甲、F乙,对地面的压强变化量为Δp甲、Δp乙,则( )
A.F甲>F乙,Δp甲>Δp乙 B.F甲>F乙,Δp甲=Δp乙
C.F甲=F乙,Δp甲>Δp乙 D.F甲=F乙,Δp甲=Δp乙
【分析】根据甲、乙原来的质量相等列等式得出ρ甲S甲h甲=ρ乙S乙h乙;沿水平方向切去高度相等的部分,当切掉的高度为Δh时有ρ甲S甲Δh=ρ乙S乙Δh,判断出切掉部分质量的关系,结合压力变化量的关系,利用Δp=可判断对地面压强变化量的关系。
【解析】解:甲、乙原来的质量相等,即ρ甲V甲=ρ乙V乙,ρ甲S甲h甲=ρ乙S乙h乙,因为h甲=h乙,所以ρ甲S甲=ρ乙S乙;
沿水平方向切去厚度相等的部分,设切掉的高度为Δh,所以有ρ甲S甲Δh=ρ乙S乙Δh,则切掉部分的质量相等,即m甲切=m乙切;
所以,两圆柱体剩余部分的质量也相等,即m甲剩余=m乙剩余,
并将切下部分叠放到对方剩余部分的上方,则可知:
F甲=(m甲剩余+m乙切)g;
F乙=(m乙剩余+m甲切)g;
故F甲=F乙;
因切掉部分的质量相等,所以将切下部分叠放到对方剩余部分的上方时,与原来相比,甲、乙对地面的压力不变,所以甲、乙对地面的压力变化量均为0,即ΔF甲=F乙=0,
根据Δp=可知Δp甲=Δp乙=0,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查压强公式和密度公式的灵活运用,难度较大。
5.(2023秋•金山区一模)如图所示,放置在水平地面上的均匀圆柱体甲和乙,质量和高度均相等。沿水平方向在两柱体上截去相同高度后,剩余部分对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲<p乙,F甲=F乙 B.p甲=p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲=F乙 D.p甲=p乙,F甲>F乙
【分析】均匀圆柱体甲和乙,质量和高度均相等,甲的体积较大,根据ρ=可知二者密度大小关系,根据p=====ρgh可知剩余部分对地面的压强的大小关系;
截去相同高度后,剩余部分的高度相等,则剩余部分的体积占总体积的比例相同,故剩余部分的质量占总质量的比例相同,故剩余部分的质量相同,根据F=G=mg可知剩余部分对地面的压力的大小关系。
【解析】解:均匀圆柱体甲和乙,质量和高度均相等,甲的体积较大,根据ρ=可知,ρ甲<ρ乙,根据p=====ρgh可知剩余部分对地面的压强p甲<p乙;
截去相同高度后,剩余部分的高度相等,则剩余部分的体积占总体积的比例相同,故剩余部分的质量占总质量的比例相同,故剩余部分的质量相同,根据F=G=mg可知剩余部分对地面的压力F甲=F乙。
故选:A。
【点评】本题考查压强、压力的有关知识,是一道综合题。
6.(2023秋•杨浦区一模)如图所示,实心均匀长方体甲、乙置于水平地面上(底面积S甲<S乙),它们对地面的压力分别为F甲、F乙,对地面的压强为p甲、p乙。现沿竖直方向切去甲、乙相同的体积,甲、乙对地面的压力变化量相等,则( )
A.F甲>F乙,p甲>p乙 B.F甲<F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲<F乙,p甲=p乙
【分析】沿竖直方向切去甲、乙相同的体积,甲、乙对地面的压力变化量相等,由于在水平面上,压力等于自身的重力,所以甲、乙对地面的压力变化量等于甲、乙重力的变化量,根据ΔG=Δmg=ρgΔV判断出甲、乙的密度的关系;
由图知h甲<h乙,由p======ρgh判断和甲、乙对地面压强的关系;由F=pS判断出甲、乙对地面的压力的关系。
【解析】解:沿竖直方向切去甲、乙相同的体积,甲、乙对地面的压力变化量相等,由于在水平面上,压力等于自身的重力,所以甲、乙对地面的压力变化量等于甲、乙重力的变化量,根据ΔG=Δmg=ρgΔV知甲、乙的密度相同,即ρ甲=ρ乙;
由图知h甲<h乙,由p======ρgh知甲、乙对地面的压强p甲<p乙;
由于p甲<p乙,S甲<S乙,由F=pS知F甲<F乙,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查压强公式和密度公式的灵活运用,难度较大。
7.(2023秋•静安区一模)如图1所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压强相等。若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系是( )
A.p甲<p乙,F甲<F乙 B.p甲>p乙,F甲>F乙
C.p甲=p乙,F甲<F乙 D.p甲=p乙,F甲>F乙
【分析】甲、乙两种液体对各自容器底部的压强相等,由图知甲液体的深度大于乙液体的深度,由p=ρgh判断出甲、乙液体密度的关系;
若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,由图知甲容器的底面积大于乙容器的底面积,由V=Sh判断出甲、乙剩余液体深度的关系,由p=ρgh判断出甲、乙剩余液体对容器底部压强关系;
容器中剩余液体的体积相同,由G=mg=ρgV判断出甲、乙剩余甲液体重力的关系,进而判断出甲、乙剩余液体对容器底部压力的关系。
【解析】解:甲、乙两种液体对各自容器底部的压强相等,由图知甲液体的深度大于乙液体的深度,由p=ρgh知甲液体的密度小于乙液体的密度;
若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,由图知甲容器的底面积大于乙容器的底面积,由V=Sh知甲剩余液体的深度小于乙剩余液体的深度,由p=ρgh知甲剩余液体对容器底部的压强小于乙剩余液体对容器底部的压强,即p甲<p乙;
容器中剩余液体的体积相同,由G=mg=ρgV知剩余甲液体的重力小于乙液体的重力,所以甲剩余液体对容器底部的压力小于乙剩余液体对容器底部的压力,即F甲<F乙,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查了液体压强、密度公式的应用,知道规则形状容器液体对容器底的压力等于液体自身的重力是解题的关键。
8.(2023秋•闵行区一模)将完全相同的两小球放入装有水的轻质薄壁容器甲、乙后水面相平,如图所示。已知甲、乙两容器的底面积相等,将两小球分别从两容器中取出后,容器对水平地面的压强分别为p甲、p乙,水对容器底部的压力变化量分别为ΔF甲水,ΔF乙水,下列判断中正确的是( )
A.p甲>p乙,ΔF甲水<ΔF乙水
B.p甲=p乙,ΔF甲水<ΔF乙水
C.p甲>p乙,ΔF甲水=ΔF乙水
D.p甲=p乙,ΔF甲水=ΔF乙水
【分析】由图知甲容器中水的体积大于乙容器中水的体积,由G=mg=ρgV判断出甲、乙容器中水的重力,进而判断出将两相同的小球分别从两容器中取出后甲、乙容器对桌面的压力的关系,由p=知甲、乙容器对水平地面压强的关系;
由容器的形状判断出将两小球分别从两容器中取出后甲、乙容器液面的变化量,由Δp=ρgh判断出甲、乙容器底部压强的变化量,由ΔF=ΔpS判断出水对容器底部压力变化量的关系。
【解析】解:由图知甲容器中水的体积大于乙容器中水的体积,由G=mg=ρgV知甲容器中水的重力大于乙容器中水的重力,甲、乙两容器的底面积相等,将两相同的小球分别从两容器中取出后,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由p=知容器对水平地面的压强p甲>p乙,故BD错误;
由容器的形状知将两小球分别从两容器中取出后,甲容器液面降低的比乙液面降低的少,由Δp=ρgh知甲容器底部的压强变化量小于乙容器底部的压强变化量,由ΔF=ΔpS知水对容器底部的压力变化量分别为ΔF甲水<ΔF乙水,故A正确,C错误。
故选:A。
【点评】此题综合考查了压强的大小比较,有一定的难度。
9.(2024•静安区二模)如图所示,甲、乙两个均匀的实心正方体放在水平地面上,甲对地面的压强大于乙对地面的压强。沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的质量相等。若甲、乙切去部分的高度分别为Δh甲、Δh乙,对水平地面的压强变化量分别为Δp甲、Δp乙,则( )
A.Δh甲<Δh乙,Δp甲<Δp乙
B.Δh甲<Δh乙,Δp甲>Δp乙
C.Δh甲>Δh乙,Δp甲<Δp乙
D.Δh甲>Δh乙,Δp甲>Δp乙
【分析】甲对地面的压强大于乙对地面的压强,根据压强计算公式计算压力大小;根据沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的质量相等,采用假设法,若甲切掉一半高度,则质量也切掉一半,而此时乙切掉的高度一定小于乙高度的一半,计算高度变化关系,比较甲、乙对水平地面的压强变化量,从而判断压强变化,据此分析。
【解析】解:甲与乙的重力等于它们对地面的压力,大小为:
G甲=F甲=p甲S甲,
G乙=F乙=p乙S乙;
由于甲对地面的压强大于乙对地面的压强,且由图可知S甲>S乙,所以G甲>G乙沿水平方向去部分后,甲、乙剩余部分的质量相等,即m甲′=m′乙,根据G=mg可知,甲、乙剩余的重力相等:即G′甲=G′乙,则
G甲﹣G甲切=G乙﹣G乙切
所以G甲切>G乙切,
采用假设法,若甲切掉一半高度,则质量也切掉一半,而此时乙切掉的高度一定小于乙高度的一半,所以有Δh甲>Δh乙,由于
p剩余==
p乙==
所以p甲剩余<p乙剩余,
甲、乙对水平地面的压强变化量分别为
Δp甲=p甲﹣p甲剩余,
Δp=p乙﹣p乙剩余,
所以Δp甲>Δp乙,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了压强的计算和压强比值的计算,利用好均匀、规则物体(如长方体、正方体、圆柱体等)对水平面上的压强公式p=ρgh是关键。
10.(2024•嘉定区二模)如图所示,薄壁柱形容器甲、乙置于水平桌面,分别盛有体积相同的不同液体,液体对容器底部的压强相等。现将两个完全相同的金属球分别浸没在甲、乙容器中(液体不溢出),液体对容器底部的压力增加量分别为ΔF甲和ΔF乙,压强为p甲和p乙,则( )
A.ΔF甲<ΔF乙 B.ΔF甲=ΔF乙 C.p甲<p乙 D.p甲=p乙
【分析】根据p=ρgh分析出两种液体的密度关系,根据F浮=ρ液gV排判断浮力大小,根据物体间力的作用是相互的判断出液体对容器底压力的变化;
根据p=判断液体对容器底部的压强变化量的大小,进而判断出液体对容器底压强的关系。
【解析】解:由于液体对容器底部的压强相等且A液体的高度小于B液体的高度,根据p=ρgh知A液体的密度大于B液体的密度;
(1)两个完全相同的金属球分别浸没在甲、乙容器中,排开液体的体积相同,根据F浮=ρ液gV排知金属球在A液体中受到的浮力大,由于物体间力的作用是相互的,小球对A液体压力大,所以液体对容器底部的压力增加量分别为ΔF甲>ΔF乙,故AB错误;
(2)放入物体后,压强的变化量为:ΔpA=ρAg=ρAg=,
同理ΔpB=;
因为ρAghA=ρBghB,VA=VB,所以ΔpA=ΔpB,
因为放入物体前,液体对容器底部的压强相等,所以放入物体后,液体对容器底部的压强相等,即p甲=p乙,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了阿基米德原理、液体、固体压强的计算公式的应用和分析,题目较难。
11.(2024•杨浦区三模)如图所示,均匀实心正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙。在两个正方体上方分别叠放质量为mA、mB的两个物体,此时正方体甲、乙对地面的压强大小关系p甲′>p乙′。以下判断正确的是( )
A.若p甲=p乙,则mA一定小于mB
B.若p甲=p乙,则mA可能等于mB
C.若p甲>p乙,则mA一定大于mB
D.若p甲>p乙,则mA可能等于mB
【分析】根据水平面上的物体压力等于总重力,增大的压力ΔF=ΔpS分析比较AB重力大小,得出质量关系。
【解析】解:均匀实心正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强分别为p甲、p乙。在两个正方体上方分别叠放质量为mA、mB的两个物体,对地面的压力等于总重力,
此时正方体甲、乙对地面的压强大小关系p甲′>p乙′。
AB、如果p甲=p乙,且p甲′>p乙′,则甲增大的压强Δp甲>Δp乙,
而S甲>S乙,根据ΔF=ΔpS,甲增大压力大于乙增大的压力,由于压力等于总重力,则A的重力大于B的重力,则mA一定大于mB;故AB错误;
C、若p甲>p乙,且p甲′>p乙′,则甲增大的压强可能等于、小于或大于乙增大的压强,而S甲>S乙,则甲增大的压力等于、小于或大于乙增大的压力,故则mA可能等于mB,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强的计算,属于中档题。
二.填空题
12.(2023秋•宝山区一模)如图1所示,铜壶滴漏是中国古代的计时工具,它上面有三个壶,分别是日壶、月壶和星壶;最下面的寿壶,也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件;一个是竖立固定在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00、丑时代表1:00~3:00……以此类推;另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同步上升。观察浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
①如图2所示是8:00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是 B 。
②浮箭重力为G,在受水壶中所受浮力为F浮,则G = F浮(选填“大于”“等于”或“小于”)。随着受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度 不变 ,受水壶壶底受到水的压强 变大 。(两空均选填“增加”“不变”或“减小”)若想测量1个小时内浮力对浮箭做的功,还需要测量 浮箭1个小时上浮的路程 。
【分析】(1)由题知,一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00,丑时代表1:00~3:00……以此类推,由此即可解答;
(2)浮箭漂浮在水面,所受的浮力等于浮箭的重力;
根据阿基米德原理进行解答;
根据p=ρgh进行解答;
根据W=Fs进行解答。
【解析】解:(1)由题知,一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00,丑时代表1:00~3:00……以此类推,辰时是7:00~9:00,8:00浮箭应指在辰时正中间的刻度,故选:B;
(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为F浮,由于浮箭在水中总是处于漂浮状态,所受浮力等于重力,则G=F浮;
随着受水壶水位的升高,浮箭受到的浮力不变,根据阿基米德原理,浮箭排开水的体积不变,下部小木块的底面积不变,所以,浸没在水中的深度不变;
受水壶中水的深度变大,根据p=ρgh得,受水壶壶底受到水的压强变大;
已知浮力,若想测量1个小时浮力对浮箭做的功,根据W=Fs可知,还需要测量浮箭1个小时上浮的路程。
故答案为:(1)B;(2)=;不变;变大;浮箭1个小时上浮的路程。
【点评】本题考查了古代计时的方法,从题目中找出有用的知识是解题的关键,体现了学以致用。
13.(2023秋•闵行区一模)如图所示的装置是人体腹式呼吸过程的简单模型,气球相当于肺,橡皮膜相当于体内腹部上方的横膈膜。小陈用手捏住橡皮膜向下拉,发现气球变大。为了解释这一现象,他查找相关信息,得到质量和温度一定时,密闭气体的气压和体积的数据如表所示。
质量和温度一定的密闭气体
气体体积(×10﹣3米3)
0.2
0.1
0.05
0.04
0.025
0.02
气压(×105帕)
1
2
4
5
8
10
①比较表中气压与气体体积的数据及相关条件,可归纳得出的结论是:当密闭气体的质量和温度一定时, 密闭气体的气压随着体积的减小(增大)而增大(减小) 。
②请结合所学知识及上述信息解释“气球变大”的原因。 因为质量和温度一定的密闭气体的气压随着体积的增大而减小,所以当小陈用手向下拉橡皮膜时,玻璃瓶中的封闭气体的体积变大,瓶内(气球外部)气压减小,而气球内部与外界大气相通,气球内的气压等于外界大气压,且保持不变;则气球内部气压大于瓶内(气球外部)气压,所以气球的体积变大。 。
【分析】解题时要抓住题目所给关键词句,如:小陈用手捏住橡皮膜向下拉,发现气球变大。为了解释这一现象;质量和温度一定时;比较表中气压与气体体积的数据及相关条件;请结合所学知识及上述信息,这样才能读懂题目意思,体会出题人的意图,结合实际问题,利用物理知识准确作答。
【解析】解:(1)通过观察表格中的数据可以看出:质量和温度一定的密闭气体的气压随着体积的减小(增大)而增大(减小)。
(2)①气球内部与外界大气相通,气球内的气压等于外界大气压,且保持不变;②小陈用手捏住橡皮膜向下拉时,玻璃瓶中的封闭气体的体积变大,根据(1)中的结论瓶内气体的气压减小;③小陈没有用手向下拉橡皮膜时,气球内部气压等于瓶内(气球外部)气压,所以气球体积不变;当小陈用手向下拉橡皮膜时,瓶内(气球外部)气压减小,气球内部气压大于瓶内(气球外部)气压,所以气球的体积变大。
故答案为:(1)密闭气体的气压随着体积的减小(增大)而增大(减小)。
(2)因为质量和温度一定的密闭气体的气压随着体积的增大而减小,所以当小陈用手向下拉橡皮膜时,玻璃瓶中的封闭气体的体积变大,瓶内(气球外部)气压减小,而气球内部与外界大气相通,气球内的气压等于外界大气压,且保持不变;则气球内部气压大于瓶内(气球外部)气压,所以气球的体积变大。
【点评】本题要求学生在已有知识的基础上,通过对表格中数据的分析,得出结论,并应用此结论解释现象,对学生的分析归纳能力、应用迁移能力、语言表达能力等要求较高,简答型题目往往是学生的弱项。
14.(2023秋•奉贤区一模)进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加。为了探究原因,小明查阅资料后得知:(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化。当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表:
n
1.00
0.90
0.80
0.75
0.60
v(厘米/秒)
18
20
22.5
24
30
①血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压”的“压”指的是 压强 (选填“压强”或“压力”)。
②结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程: 温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高 。
③病人在输液时,药水瓶上除了输液管外,另外还插有一根“闲置”的管,管口朝上“敞开”在空气中,如图8所示。这是让药液顺利进入静脉,同时保证药水瓶相对针管有一定的高度,血液不会流到输液管内,说明病人静脉的血压 大于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)大气压强。
【分析】(1)单位面积上受到的压力叫做压强;
(2)根据血管热胀冷缩血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,分析压力和压强变化;
(3)输液时,在大气压力作用下,瓶内液体流入较细的输液软管形成水柱,当水柱压力大于静脉压时,瓶内的液体流入静脉。
【解析】解:(1)单位面积上受到的压力叫做压强;血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压”的“压”指的是压强;
(2)气温变化,会引起血管热胀冷缩;温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高。
(3)在输液时,药水瓶上除了输液管外,另外还插有一根“闲置”的管,这是为了利用大气压让药液顺利进入静脉,同时还要保证药水瓶相对针管有一定的高度,血液才不会流到输液管内,由此可知病人静脉的血压大于大气压强。
故答案为:①压强;②温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高。③大于。
【点评】输液瓶的原理对很多学生来说是个难点,因为它涉及的问题相对较多,在分析时要抓住我们所学过的知识,能理解的要理解,涉及我们知识以外的内容有兴趣的可以去了解,但不要纠缠于哪些我们没有接触过的知识上。
15.(2023秋•青浦区一模)潜水器能通过注水和排水方式改变水仓内海水的重力,从而在海中实现上浮、下潜和保持既不上浮也不下潜的状态,其结构示意图如图所示。某同学为了研究浸没在水中的物体上浮、下沉的原因,选择六个物体,分别测量了它们的重力G,并将它们浸没在水中,分别测出了物体所受的浮力F、观察了它们运动的情况,得到如下表数据。
物体
物体重力G(牛)
物体所受浮力F(牛)
运动情况
物体1
60
49
下沉
物体2
45
35
下沉
物体3
30
20
下沉
物体4
50
55
上浮
物体5
40
60
上浮
物体6
20
26
上浮
①比较表中数据,可得出的初步结论是:浸没在水中的物体,当 物体重力G大于物体受到的浮力F ,物体下沉。
②若潜水器从海水密度较小的海域潜入到密度较大的海域过程中,为了能保持既不上浮也不下沉的运动,现有两种方案可供选择:
A.在潜水器水仓内注入海水
B.将海水从潜水器水仓排出
(a)应该选择的方案是 A (选择“A”或“B”)。
(b)请根据上述信息并结合浮力知识,说明你选择的理由。 潜入到密度较大的海域过程中,海水的密度变大,根据阿基米德F浮=ρ液gV排可知受到的浮力变大,为了能保持潜水艇既不上浮也不下沉的运动,应当增大潜水艇的自重,所以应在潜水器水仓内注入海水 。
【分析】①分析表格中物体重力G和物体受到的浮力F的大小关系,得出物体下沉的条件;
②潜水器排开海水的体积一定,海水的密度变大,根据阿基米德压强判断物体受到浮力的大小变化,进一步选择解决问题方案。
【解析】解:①观察表中数据可知,当物体重力G大于物体受到的浮力F时,物体下沉;
②潜水器排开海水的体积不变,潜入到密度较大的海域过程中,海水的密度变大,根据阿基米德F浮=ρ液gV排可知受到的浮力变大,为了能保持潜水艇既不上浮也不下沉的运动,应当增大潜水艇的自重,所以应在潜水器水仓内注入海水,故选方案A。
故答案为:①物体重力G大于物体受到的浮力F;
②A;潜入到密度较大的海域过程中,海水的密度变大,根据阿基米德F浮=ρ液gV排可知受到的浮力变大,为了能保持潜水艇既不上浮也不下沉的运动,应当增大潜水艇的自重,所以应在潜水器水仓内注入海水。
【点评】本题考查了浮沉条件的灵活应用,关键是明确潜水艇的浮沉原理。
16.(2023秋•长宁区一模)如图所示,是患者到医院就诊时进行静脉输液的情景。输液时,输液管的上端通过针头与输液瓶的瓶口连接,输液管的下端通过针头与病人的静脉血管连接。小明查阅相关资料了解到:(a)在温度不变的情况下,质量一定的密闭气体,体积变大,气压减小;(b)液体中某深度处的实际压强等于液面上方气体压强与液体压强之和;(c)要使药液能顺利流入人体,在针头B处药液产生的实际压强应大于该处静脉血管中血液的实际压强。
①在输液过程中,涉及到的物理知识有 BC 。
A.阿基米德原理
B.大气压强
C.液体内部压强
②为确保输液顺利进行,需使瓶中药液通过图中“进气管”与 大气 相通,理由是: 保证滴壶中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的 。
【分析】(1)输液过程涉及到的物理知识大气压强和液体内部压强;
(2)输液过程中必须通过它与大气相通,保证滴壶中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。
【解析】解:①根据题意和图示可知,输液过程涉及到的物理知识有大气压强和液体内部压强,故BC正确;
(2)①“进气管”的作用是:输液过程中必须通过它与大气相通;进气管C处的压强为大气压强,不变化,从C到滴壶之间的液柱高度不变,滴壶中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。
故答案为:①BC;②大气;保证滴壶中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。
【点评】本题考查大气压强的运用,难度不大。
17.(2023秋•浦东新区一模)如图所示的预警信息,提示大风天气可能会对居民的生活造成影响,例如:有时候正面大风会向内“吹碎”迎风玻璃,有时候大楼与大楼之间的“穿堂风”甚至还能向外“吸走”窗户玻璃。为探究玻璃被“吸走”的原因,小华查阅资料后得知:(a)通常居家环境中的风速小于3米/秒:(b)空气流速小的地方,气体压强大:(c)不同风级的风产生的气体压强相对于1个标准大气压的变化量Δp与风速v的关系如下表所示:
无风
轻风
和风
强风
烈风
基风
风级
0
2
4
6
9
11
v(米/秒)
0﹣0.2
1.6﹣3.3
5.5﹣7.9
10.8﹣13.8
20.8﹣24.4
28.5﹣32.6
Δp(帕)
0﹣0.025
0.16﹣6.8
18.9﹣39
73﹣119
270﹣372
508﹣664
①分析比较上表中Δp与v的关系,可得出的初步结论是: 随着风速v的增大,室内外的压强差Δp变大 。
②结合所学知识及上述信息,指出窗户玻璃被“吸走”的原因,并写出分析过程: 当大楼与大楼之间的“穿堂风”风速很大时,室外的空气流速大,压强小,而室内空气不流动,压强大,产生较大的压强差,对玻璃产生较大的压力差,当压力差达到一定程度时,可能向外“吸走”窗户玻璃 。
【分析】(1)根据表格数据分析得出结论;
(2)根据室内空气流速小的地方,气体压强大,室外空气流速大,压强小,产生压力差分析。
【解析】解:(1)根据表格中数据可知,随着风速v的增大,室内外的压强差Δp变大;
(2)当大楼与大楼之间的“穿堂风”风速很大时,室外的空气流速大,压强小,而室内空气不流动,压强大,产生较大的压强差,对玻璃产生较大的压力差,当压力差达到一定程度时,可能向外“吸走”窗户玻璃。
故答案为:(1)随着风速v的增大,室内外的压强差Δp变大;(2)当大楼与大楼之间的“穿堂风”风速很大时,室外的空气流速大,压强小,而室内空气不流动,压强大,产生较大的压强差,对玻璃产生较大的压力差,当压力差达到一定程度时,可能向外“吸走”窗户玻璃。
【点评】本题考查流体压强与流速关系的应用,属于中档题。
18.(2023秋•普陀区一模)如图所示是一款“天气预报瓶”,可以粗略预测天气的晴雨。左侧球形容器与右侧弯管底部相通,内装有一定量的有色液体,球形容器内被封闭气体的压强为p1且几乎不变,弯管最上端开口处与大气相通。当外界气压发生变化时,左右容器内液面位置会随之发生变化。
①“天气预报瓶”是根据 瓶内气体大气压与外界大气压存在压强差 原理制成的,从图中左右容器内液面位置关系可知:p1 > p0(选填“大于”“等于”或“小于”)。
②当右侧弯管液面明显上升,说明周围环境处于“阴雨天”还是“晴天”?请结合所学大气压强知识进行分析 阴雨天 。
【分析】(1)瓶内外压强相等时,左右侧液面相平,瓶内外压强不相等时,左右液面有变化,由此可知①“天气预报瓶”的制成原理;根据装置的结构和忒点,结合大气压的大小进行判断;
(2)晴天空气中水汽含量远小于阴天,相对氧浓度较高,所以晴天气压较大,阴天气压较低。
【解析】解:(1)由图可知,左侧球形容器与右侧弯管液面不想平,说明左右侧大气压存在压强差,故“天气预报瓶”是根据瓶内气体大气压与外界大气压存在压强差原理制成的;左侧液面低,右侧液面高,说明左侧压强大于右侧压强,故p1>p0;
(2)晴天空气中水汽含量远小于阴天,相对氧浓度较高,所以晴天气压较大,阴天气压较低,故当右侧弯管液面明显上升,说明外界大气压低,说明现在是阴雨天。
故答案为:①瓶内气体大气压与外界大气压存在压强差;>;
②阴雨天。
【点评】本题考查大气压的相关知识,与生活实际相结合,考查学生的综合能力。
19.(2023秋•杨浦区一模)如果把空气比作海洋,我们就生活在这层海洋的底部。由于大气也受到重力作用,大气会对处于其中的物体产生压强,我们称它为大气压强。大气压强、空气密度随海拔的变化情况如下表所示。
序号
海拔(千米)
大气压强(标准大气压)
空气密度(千克/米3)
1
0
1.00
1.29
2
2
0.78
1.01
3
3
0.69
0.91
4
5
0.53
0.74
5
8
0.35
0.51
①根据表中数据,可得初步结论: 随着高度的增大,空气密度越来越小 。
②小明为了计算出大气层的厚度,有如下的推理:
如图所示,设想人将手摊开,手掌面积为S,手掌距大气“海面”的距离为h,手掌上方受到的大气压力等于手掌上方体积为Sh的空气柱所受的重力G。则手掌上受到的大气压强为。若空气密度为ρ,则。
由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压,该值约为1.01×105帕。
米
小明查阅相关资料得知:“地球的大气层厚度约为80~100千米”,发现计算结果与实际情况相差很大。请写出小明的推理是否合理,并简述“计算结果与实际情况相差很大”的原因。
【分析】(1)根据表格数据分析得出结论;
(2)根据密度不是固定的值进行分析解答。
【解析】解:(1)根据表格数据知,随着高度的增大,空气密度越来越小;
(2)由表中数据可知海拔0米处大气压强值为1标准大气压,该值约为1.01×105帕。
米,计算过程使用了高度最低处的空气密度,使得计算结果偏小,故小明的推理不合理,空气的密度不是定值,所用密度偏大,计算的高度偏小。
故答案为:(1)随着高度的增大,空气密度越来越小;
(2)不合理,空气的密度不是定值,所用密度偏大,计算的高度偏小。
【点评】本题考查空气密度的变化与压强公式的应用,属于中档题。
20.(2023秋•静安区一模)某小组同学研究大气压强与海拔高度的关系,他们操控带有压强传感器的无人机,将其从地面沿竖直方向飞到空中,再原路返回。在此过程中,无人机传感器记录的大气压强随时间的变化图线如图所示,其中A点和D点分别表示无人机从地面出发时和飞到最大高度(约为50米)时的数据。
①根据图中的图线,可以发现:无人机从B点到C点的飞行过程中,大气压强变化了约 400 帕。
②分析图中的图线及相关条件,可得出大气压强与海拔高度的关系是: 海拔越高,压强越小 。
③结合压强知识及上述信息,分析飞机起飞过程中,有些乘客的耳朵会感觉胀痛的原因。 在地面时,人耳鼓膜内外气压平衡;飞机起飞时,外界气压变小,鼓膜内外形成气压差,耳朵会感觉胀痛 。
【分析】①分别找到B、C两点对应的压强,计算两点压强差即可得出大气压强变化情况;
②分析图中的图线及相关条件,可得出大气压强与海拔高度的关系;
③正常情况,人耳鼓膜内外压强相等;飞机起飞,外界大气压变小,鼓膜内外压强不同,存在压强差。
【解析】解:①由图可知,B、C两点对应的压强是1012百帕和1008百帕,两点压强差p=1012百帕﹣1008百帕=4百帕=400帕,即大气压强变化为400帕;
②由题可知,飞机起飞的过程,压强越来越小,飞机下降时,压强越来越大,故大气压强与海拔高度的关系是:海拔越高,压强越小;
③在地面时,人耳鼓膜内外气压平衡;飞机起飞时,外界气压变小,鼓膜内外形成气压差,耳朵会感觉胀痛。
故答案为:①400;②海拔越高,压强越小;③在地面时,人耳鼓膜内外气压平衡;飞机起飞时,外界气压变小,鼓膜内外形成气压差,耳朵会感觉胀痛。
【点评】本题考查压强与海拔的关系,其解题关键就是要把握住:海拔高,气压小;气压小,海拔高。反之亦然。
21.(2024•徐汇区二模)如图所示的氢气球之所以飞上高空后会发生爆裂,小敏认为是热胀冷缩导致,而小华认为是大气压强变化导致。他们为此查阅相关资料得知:
(1)一般氢气球充气时只充到其极限体积的90%左右,若内部气体体积膨胀达到气球的极限体积,气球就会发生爆裂;
(2)空气温度和大气压强会随海拔高度的变化而变化,某地具体变化关系见表。
海拔(米)
空气温度(摄氏度)
大气压强(×103帕)
0
15.0
101.3
200
13.7
98.8
400
12.4
96.4
600
11.1
94.3
800
9.8
92.1
1000
8.5
89.9
(1)分析比较表中数据可知:随着海拔高度的升高,空气温度会 降低 (选填“升高”“不变”或“降低”),大气压强会 减小 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)关于“氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因”,你赞同 小华 观点(均选填“小敏”或“小华”),你质疑另一观点的理由是: 随着海拔高度的升高,空气温度会降低,气球不会涨大,反而会缩小,故不是热胀冷缩导致 。
【分析】(1)随着海拔升高,空气温度逐渐降低,同时大气压强逐渐减小;
(2)氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因是大气压强变化导致,故小华的观点正确。
【解析】解:(1)分析表格数据可知,随着海拔升高,空气温度逐渐降低,同时大气压强逐渐减小;
(2)随着海拔高度的升高,空气温度会降低,故氢气球升空后遇冷反而收缩,不会膨胀,不会发生爆裂,但是随着海拔变高,外界压强逐渐减小,气球内气压大于外界气压,会向外膨胀,氢气球飞上高空后发生爆裂的主要原因是大气压强变化导致,故小华的观点正确。
故答案为:(1)降低;减小;(2)小华;随着海拔高度的升高,空气温度会降低,气球不会涨大,反而会缩小,故不是热胀冷缩导致。
【点评】本题探究大气压强随温度和海拔的变化而变化,认证分析表格可得出正确结论。
22.(2023秋•徐汇区一模)如图1所示,U形管压强计能研究液体内部的压强。小汇想研究其工作原理,查阅资料后得知:
(1)探头、橡皮软管和U形管的左管之间封闭了一部分气体;
(2)U形管中装有同种液体,两边液面的高低可以比较液面上方的气体压强大小;
(3)在温度不变的情况下,一定质量的气体压强与体积的关系见如表所示。
体积V(mL)
12
11.5
11
10.5
10
气体压强p(标准大气压)
1.00
1.04
1.09
1.14
1.20
①分析比较表中气体压强p与体积V的数据关系,可得:在温度不变的情况下,一定质量的气体 体积越小,压强越大 。
②结合所学知识及上述信息,指出挤压橡皮膜后U形管压强计左管液面低于右管液面的原因,并写出分析过程: 挤压橡皮膜,U形管左管的封闭气体体积变小,压强变大;U形管右管液面上方气体不变,左管液面上方气压大于右管液面上方气压,使得左管液面下降,右管液面上升 。
③图2中,与U形管压强计工作原理相同的是 B 。
【分析】(1)根据表格数据分析解答;
(2)根据气体压强与体积的关系,分析左侧压强的变化,与右侧压强进行比较即可;
(3)液位计利用了连通器的原理;水银柱血压计利用了气体压强与体积的关系;密度计利用了漂浮条件和阿基米德原理。
【解析】解:①分析比较表中气体压强p与体积V的数据关系可以看出:在温度不变的情况下,一定质量的气体,体积越小,压强越大,即压强与体积成反比;
②U形管中液体两边液面开始等高,说明两边液面上方的气体压强都等于大气压强;挤压橡皮膜,U形管左管的封闭气体体积变小,在温度不变时,左管的封闭气体的压强变大,大于大气压强;U形管右管液面上方与大气相通,气体压强始终等于大气压强;左管液面上方气体压强大于右管液面上方气体压强,使得左管液面下降,左管液面低于右管液面;
③图2中,液位计利用了连通器的原理;水银柱血压计利用了气体压强与体积的关系;密度计利用了漂浮条件和阿基米德原理,因此,与U形管压强计工作原理相同的是血压计。
故答案为:①体积越小,压强越大;②挤压橡皮膜,U形管左管的封闭气体体积变小,压强变大;U形管右管液面上方气体不变,左管液面上方气压大于右管液面上方气压,使得左管液面下降,右管液面上升;③B。
【点评】本题通过实验探究了一定质量的气体压强与体积的关系,并考查了这一规律的应用。
23.(2024•宝山区二模)小宝同学根据经验常识,对影响浮力大小的因素做出了猜想,如下表。
序号
常识
猜想
①
人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻
与浸入液体的深度有关
②
轮船从长江驶入东海,船身会上浮一些
与液体的密度有关
③
木头漂在水面,铁块沉在水底
与物体的密度有关
为了验证上述猜想,小宝同学用装有沙子的玻璃瓶做了如下实验(实验步骤如图所示):
(1)根据A、B、C的结果,可得猜想①是 正确 (选填“正确”或“错误”)的;根据A、C、D的结果,可得猜想①是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与 深度 无关,与 浸入液体的体积 有关。
(2)根据A、D和E 能 (选填“能”或“不能”)对猜想②进行验证。
(3)为验证猜想③,小宝将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于1.8N。依据此数据能否验证猜想③?若“能”,请说明理由;若“不能”,请指出实验中存在的问题。 不能 (选填“能”或“不能”),理由/问题: 没有仿照步骤A进行测量,无法得到浮力大小 。
【分析】(1)浮力大小与深度是否有关,实验过程中需要控制变量。
(2)影响浮力的因素有:液体的密度和物体浸入液体的体积,实验过程中需要控制变量。
【解析】解:(1)B、C两次实验没有控制物体进入液体的体积相同,所以得出的结论有偏差。C、D两组实验控制了液体密度和物体浸入液体的体积一定,可以得出了浮力与深度无关;
(2)要验证浮力与液体密度是否有关,需要控制物体浸入液体的体积一定,D和E两图控制了该变量故可以验证猜想②;
(3)该实验测量浮力需要用到称重法,需要测量物体的重力。小宝的操作中缺少了测量物体重力的一步,故不能验证猜想③。
故答案为:(1)正确;错误;深度;浸入液体的体积 (2)能 (3)不能;没有仿照步骤A进行测量,无法得到浮力大小
【点评】本题考查了学生对影响浮力大小的因素的理解以及控制变量法在该实验中的应用。
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