2025年中考备考物理复习之压强(尖子生版)
2024-08-15
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内容正文:
2025年中考备考物理复习之压强
一.选择题(共18小题)
1.(2024•滕州市二模)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
C.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
D.乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
2.(2023•烟台)如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
3.(2023•淄博)“做中学”是一种重要的学习方式,小明用吸管进行科学研究,正确的说法是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强
B.图乙:用吸管制成水气压计,从山下移到山顶时管内的水柱下降
C.图丙:用吸管自制温度计显示温度高低,利用了液体热胀冷缩的性质
D.图丁:用吸管对着两个乒乓球的中间吹气,乒乓球会向两边分开
4.(2024•沂水县一模)下列关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
C.图丙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
5.(2024•崂山区二模)船闸是利用连通器的原理进行工作的。如图所示,上游一艘客轮准备通过船闸进入下游。客轮进入闸室前,应( )
A.关闭下游闸门D,打开下游阀门B
B.关闭下游闸门D,打开上游阀门A
C.打开下游闸门D,关闭下游阀门B
D.打开下游闸门D,关闭上游阀门A
6.(2024•沾化区模拟)学习了“大气压强”后,老师布置了一项作业:自制气压计观察大气压强随高度的变化。如图甲、乙分别是小枫和小红同学利用一个厚玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管做的“气压计”,其中有一个自制的装置不能达到目的,另一个自制的装置能达到目的、于是将此装置从一楼带到五楼的过程中(每层楼高3m),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示,则以下说法不正确的是( )
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面高度差(cm)
5
5.3
5.6
5.9
6.2
A.甲装置可以探究力的作用效果和温度计的原理
B.乙装置上楼后管内水柱升高,说明大气压变大
C.甲装置中,如果选用更细的玻璃管,会使实验现象更明显
D.根据表格中的数据,可大致得到结论:每升高1m,大气压降低10Pa
7.(2022•泰安)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小
B.如乙图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
D.如丁图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
8.(2024•滨州模拟)如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示.下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是76cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
9.(2023•兰山区校级模拟)将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置.如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别pA和pB,水瓶对桌面的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB,FA=FB B.pA<pB,FA>FB
C.pA<pB,FA=FB D.pA=pB,FA<FB
10.(2024•临沂)2024年5月9日,山东省女子手球锦标赛在临沂奥体公园开赛。关于如图所示的手球比赛,分析正确的是( )
A.被运动员握在手中的手球只受重力
B.手球被抛出说明力能改变物体的形状
C.跳起在空中的运动员因受重力而落下
D.走动中的运动员对地面的压强比站立时小
11.(2024•枣庄)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示,取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为0.64×103kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
12.(2023•泰安)如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为FA和FB。物体A和物体B的密度分别是ρA和ρB,下列说法中( )
①FA:FB=1:9
②FA:FB=1:8
③ρA:ρB=27:8
④ρA:ρB=9:8
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
13.(2022•临沂)线上教学期间,居家学习的小明进行实验探究:将水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,把两个质量相同的小球分别放入两杯中,两小球静止时如图所示,则( )
A.甲杯中溢出水的体积小
B.乙杯中小球所受浮力大
C.甲杯底部受到水的压强小
D.两杯对桌面的压强一样大
14.(2024•蒙阴县二模)如图所示,在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中,探头在液体中所处的深度均相同,除图丁杯中装的是浓盐水外,其余杯里装的都是水。关于本实验下列说法中错误的是( )
A.使用前应检查装置是否漏气,方法是用手指轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气
B.压强计是通过U形管中液面的高度差来反映液体压强大小的
C.比较甲、乙两次实验,说明液体内部压强大小与在液体中的方向有关
D.比较丙、丁两次实验,说明液体内部压强大小跟液体的密度有关
15.(2024•临清市模拟)A、B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
①F甲:F乙=1:1
②p甲:p乙=1:2
③F甲:F乙=1:2
④p甲:p乙=1:4
A.①和② B.②和④ C.①和④ D.②和③
16.(2024•枣庄三模)如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=110N,B是棱长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为10N
B.A物体受到的合力为0N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
17.(2024•枣庄模拟)自制气压计静置在一楼,如图甲所示。它在一楼和三十楼(假设温度不变)静置时,有不同情形。所有合理的情形是( )
A.乙、丙 B.丁、戊 C.乙、丙、戊 D.丙、丁、戊
18.(2024•滨州模拟)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
二.填空题(共3小题)
19.(2024•济宁)2024年4月26日,神舟十八号载人飞船采用自主快速交会对接模式,对接于中国空间站天和核心舱径向对接口,形成三船三舱组合体。成功对接后,以天和核心舱为参照物,神舟十八号载人飞船是 的;2020年11月10日,全海深载人潜水器“奋斗者”号在深潜试验中最大下潜深度达到10909m,创造了中国载人深潜新的历史。此次深潜试验中“奋斗者”号在最大下潜深度处承受海水的压强为 Pa。(取g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
20.(2024•烟台)春节期间,小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中,外界大气压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”);在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼是 (选填“静止”或“运动”)的;机翼 方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。
21.(2023•威海)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A”、“B”或“C”)
三.实验探究题(共1小题)
22.(2024•滨州)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验。
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 有关。
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 的存在。
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是: 。
A.限制货车超载
B.铁轨下面铺放枕本
C.破窗锤的敲击端做成锥状
四.计算题(共6小题)
23.(2023•威海)五一假期,小明和爸爸自驾到海边游玩,小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶,请来救援车帮忙,如图甲所示,救援车固定不动,利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为1.2t,轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2,整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示,其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。(g=10N/kg)求:
(1)小轿车静止时对沙滩的压强是多少?
(2)小轿车被匀速拉动通过的路程是多少?在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率是多少?(滑轮轮轴处摩擦不可忽略)
24.(2023•济宁)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4cm2的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。取g=10N/kg,求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
25.(2024•蓬莱区一模)如图所示的大力神杯是国际足联世界杯的奖杯,也是足球界最高荣誉的象征。大力神杯主体是由约5kg的18k金制造的空心奖杯,总体积大约为2500cm3,底面积约为100cm2。已知制作大力神杯的18k金密度约为16g/cm3,取g=10N/kg。通过计算回答:
(1)大力神杯主体的重力约为多少牛?
(2)置于桌面时,大力神杯对桌面的压强为多少?
(3)如果大力神杯是18k金铸造的实心奖杯,则需要18k金多少千克?
26.(2024•槐荫区二模)我国云南省有一种野牛,被当地人称为“白袜子”(如图),属国家重点保护动物。某动物保护组织在我国西南边陲云南寻找国家重点保护动物野牛时,采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型。经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm,质量为450g,对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×105Pa。已知石蜡的密度ρ蜡=0.9g/cm3,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)石蜡模型的体积是多少?
(2)这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力是多少?
(3)这头野牛的质量是多少?
27.(2024•莱西市模拟)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。求;
(1)物体A重力;
(2)物体A的密度;
(3)当F大小为0时,容器底部受到水的压强。
28.(2024•滨州)“水能载舟,亦能覆舟”出自《荀子•哀公》,它告诉我们人民才是社会的主人!习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诚全党必须牢记这个道理。习近平总书记说:“老百姓是天,老百姓是地。忘记了人民,脱离了人民,我们就会成为无源之水、无本之木,就会一事无成。”从物理学角度来说,浸在水中的物体,当排开水的体积不同时,浮力和压强会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小组设计如下实验进行探究。
如图甲所示,质地均匀的长方体物体,质量为1kg,底面积为1×10﹣2m2,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(筒壁厚度不计)内(ρ水=1.0×103kg/m3,取10N/kg),求:
(1)物体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示,求水对容器底部的压强。
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示,求物体的密度。
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌的大小有何关系。
2025年中考备考物理复习之压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.(2024•滕州市二模)如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会上升
C.乙图中大气压变小时,玻璃管内的液面会下降
D.乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
【分析】(1)托里拆利实验测量的结果是大气压相当于约760mm水银柱产生的压强,后来这一压强被规定为1标准大气压;
(2)在托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的高度代表了外界大气压强的大小,外界大气压变大时,玻璃管内的液面会升高;
(3)从大气压与瓶内压强的关系角度进行考虑,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压;
(4)大气压随着高度的增加而减小。
【解答】解:A、甲图水银的高度是750mm,标准大气压相当于760mm水银柱产生的压强,故A错误;
B、甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故B正确;
C、乙图中,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压,瓶内气压不变,外界大气压变小时,玻璃管内的液面会上升,故C错误;
D、把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故D错误。
故选:B。
【点评】第一次精确地测出大气压值的实验是托里拆利实验,是意大利科学家托里拆利最早通过玻璃管、水银、刻度尺等完成测量的。其测量的结果是大气压相当于约760mm水银柱产生的压强,后来这一压强被规定为1标准大气压。
2.(2023•烟台)如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
【分析】流体压强与流速有关,流体流速越大的位置,压强越小;大气对浸在里面的物体会产生压强的作用,简称大气压。
【解答】解:A、图甲,刮大风时,伞面上方空气流速大、压强小,伞面下方空气流速小、压强大,产生向上的“升力”,所以伞面会被向上“吸”起,故A不合题意;
B、图乙,向两张纸之间吹气,两张纸中间空气流速大、压强小,两侧空气流速小、压强大,产生向中间的压强差,所以纸会相互“吸”起来,故B不合题意;
C、图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,因为列车行驶时,靠近列车一侧空气流速大、压强小,远离列车一侧空气流速小、压强大,产生向列车一侧的压强差,人如果离列车太近,有可能会被“吸”向列车,故C不合题意;
D、图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上,这是利用了大气压的作用,不能用流体压强与流速的关系解释,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了对流体压强与流速关系的理解,要能与实际现象相结合,并能与大气压现象相区分。
3.(2023•淄博)“做中学”是一种重要的学习方式,小明用吸管进行科学研究,正确的说法是( )
A.图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强
B.图乙:用吸管制成水气压计,从山下移到山顶时管内的水柱下降
C.图丙:用吸管自制温度计显示温度高低,利用了液体热胀冷缩的性质
D.图丁:用吸管对着两个乒乓球的中间吹气,乒乓球会向两边分开
【分析】(1)压强的大小与压力大小和受力面积有关,据此判断;
(2)大气压强与高度有关,高度越高大气压强越小;
(3)一般液体温度计都是利用了液体的热胀冷缩的性质;
(4)流体在流速小的地方压强较大。
【解答】解:A、吸管一端做得很尖,是在压力一定时,为了减小受力面积,增大压强,故A错误;
B、自制气压计从山下带到山顶,外界大气压减小,瓶内气压基本不变,把液体压入玻璃管内,细玻璃管内液柱上升,故B错误;
C、自制温度计利用了液体热胀冷缩的性质,故C正确;
D、向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间空气流速大,压强变小,在流速小的地方压强较大,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压与高度的关系、压强大小的影响因素、流体压强和流速的关系、液体温度计的构造与原理,知识点较多,但都是基础题。
4.(2024•沂水县一模)下列关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
C.图丙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等;
(3)液体压强跟液体密度和液体的深度有关;在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大;
(4)流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:A、图甲中,剪刀有锋利的刃,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、图乙中,吸钢笔水时,先用手捏笔胆排除里面的空气,松手后笔胆内空气体积增大,压强减小,墨水在大气压的作用下被压入笔胆,故B正确;
C、图丙中,将玻璃管竖直下压,液体的密度不变,液体深度越大,液体压强越大,因此下端管口橡皮膜受到的压强变大,故C错误;
D、图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查增大压强的方法、液体压强的特点、大气压强的应用和流体压强与流速的关系,虽知识点多、但都属于基础,难度不大,关键平时知识的理解和掌握。
5.(2024•崂山区二模)船闸是利用连通器的原理进行工作的。如图所示,上游一艘客轮准备通过船闸进入下游。客轮进入闸室前,应( )
A.关闭下游闸门D,打开下游阀门B
B.关闭下游闸门D,打开上游阀门A
C.打开下游闸门D,关闭下游阀门B
D.打开下游闸门D,关闭上游阀门A
【分析】上端开口、下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是相平的。
【解答】解:由图可知,轮船要由上游通过船闸到达下游,应关闭上游闸门C、下游闸门D及下游阀门B,打开上游阀门A,使闸室和上游水道构成一个连通器,当闸室水面上升到和上游水面相平后,打开上游闸门C,船可以平稳地驶入闸室。
故选:B。
【点评】本题考查了连通器的结构特点和应用,属基础题,难度不大。
6.(2024•沾化区模拟)学习了“大气压强”后,老师布置了一项作业:自制气压计观察大气压强随高度的变化。如图甲、乙分别是小枫和小红同学利用一个厚玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管做的“气压计”,其中有一个自制的装置不能达到目的,另一个自制的装置能达到目的、于是将此装置从一楼带到五楼的过程中(每层楼高3m),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示,则以下说法不正确的是( )
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面高度差(cm)
5
5.3
5.6
5.9
6.2
A.甲装置可以探究力的作用效果和温度计的原理
B.乙装置上楼后管内水柱升高,说明大气压变大
C.甲装置中,如果选用更细的玻璃管,会使实验现象更明显
D.根据表格中的数据,可大致得到结论:每升高1m,大气压降低10Pa
【分析】甲图瓶内充满液体是一个自制”温度计“;乙图瓶内有气体,可以观察大气压强随高度的变化。
【解答】解:
A、甲图瓶内充满液体是一个自制”温度计“,根据液体的热胀冷缩来显示温度高低,如果有力的挤压,也可以通过液柱的变化来探究力的作用效果,故A正确;
B、通过表格中数据分析,随着楼层高度的增加,管内与瓶内水面高度差在增大,说明外界大气压随高度的增加而减小,故B错误;
C、甲装置中,如果选用更细的玻璃管,液体的热胀冷缩会更明显,使实验现象更明,故C正确;
D、大气压随高度的增加而减小,同时管内水柱升高,则减小的大气压值等于增加的水柱产生的压强,
从1楼到2楼的高度为3m,由表格数据可知管内与瓶内水面高度差为0.3cm,
所以降低的大气压:Δp=ρgΔh=103kg/m3×10N/kg×0.003m=30Pa,则可知每升高1m大气压降低10Pa,
所以,根据表中数据,可大致得到结论:每升高1m大气压降低10Pa,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查自制温度计和自制气压计的使用,是一道基础题。
7.(2022•泰安)关于下面四幅图的说法正确的是( )
A.如甲图,A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小
B.如乙图,将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如丙图,把水气压计从山下移到山顶,细管内的水柱下降
D.如丁图,盆景中的水位能保持一定高度,是利用了连通器原理
【分析】(1)流体的压强跟流体的流速有关,流速越大,压强越小;
(2)托里拆利管内是真空,在托里拆利实验中,外界大气压不变,则管内水银柱的高度不变,当管倾斜时,水银柱的长度变长;
(3)大气压强随着高度的增加而减小,当内外压强差增大时,管内水柱的高度增大;
(4)连通器的原理是两个开口的容器底部相通,当液体不流动时,两侧的液面位于同一水平面。
【解答】解:A、A管中水面上升,是因为流体中流速越大的位置压强越小,故A正确;
B、在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,因此在大气压不变的情况下,玻璃管倾斜,水银柱高度不变,但水银柱长度会变长,故B错误;
C、把水气压计从山下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故C错误;
D、在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来,不是利用连通器原理,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系、大气压强的测量、大气压强跟高度的关系及其应用,属于综合题。
8.(2024•滨州模拟)如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示.下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是76cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【分析】在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小,在正常测量时,外界大气压不变,水银柱的高度差就不会改变。
【解答】解:
A、玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确。
B、若外界压强低于76cm高水银柱,则水银柱会越低,由竖直管可知外界大气压强肯定是76cm高水银柱,故B正确。
C、水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强不变,所以会有向上压强,故C正确。
D、上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了托里拆利实验的原理,能知道玻璃管倾斜时水银柱的长度大于水银柱的竖直高度是本题的关键。
9.(2023•兰山区校级模拟)将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置.如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别pA和pB,水瓶对桌面的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB,FA=FB B.pA<pB,FA>FB
C.pA<pB,FA=FB D.pA=pB,FA<FB
【分析】(1)水对瓶底和瓶盖的压强可直接利用p=ρgh进行判断;
(2)水瓶对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的总重力.
【解答】解:(1)由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即pA<pB;
(2)因为是同一个未装满水且密闭的矿泉水瓶,且水瓶对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的总重力,所以两种情况下水瓶对桌面的压力相等,即FA=FB,故C正确,ABD错误.
故选:C。
【点评】比较液体压强的大小关系可以根据液体压强的计算公式p=ρgh进行分析;容器对桌面的压力与容器的重力相等.
10.(2024•临沂)2024年5月9日,山东省女子手球锦标赛在临沂奥体公园开赛。关于如图所示的手球比赛,分析正确的是( )
A.被运动员握在手中的手球只受重力
B.手球被抛出说明力能改变物体的形状
C.跳起在空中的运动员因受重力而落下
D.走动中的运动员对地面的压强比站立时小
【分析】(1)对手球进行受力分析,注意:运动员握在手中的手球;
(2)力作用在物体上,都能产生那些效果;
(3)运动和力之间是怎样的关系;
(4)压强的大小与哪些因素有关。
【解答】解:A、被运动员握在手中的手球,受到重力和手握球的力,故A错误;
B、力可以改变物体的形状,也可以改变物体的运动状态,手球被抛出说明力能改变物体的运动状态,故B错误;
C、运动和力之间的关系是,力是改变物体运动状态的原因,跳起在空中的运动员因受重力而落下,体现了重力改变了人体的运动状态,故C正确;
D、物体对支撑面的压强的大小,与压力大小有关,还与受力面积有关,当压力一定时,受力面积越小,压强越大。运动员不管是走路还是站立,压力一定,走路时受力面积小,走动中的运动员对地面的压强比站立时大,故D错误。
故选:C。
【点评】在一个问题中,同时考查了重力,力的作用效果,运动和力之间的关系,还考查了压强,我们对知识一定活学活用。
11.(2024•枣庄)将一底面积为200cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50cm2、高20cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时圆柱体漂浮,继续注水到25cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,其注水质量m与容器中水的深度h的关系图像如图乙所示,取10N/kg),则以下说法正确的是( )
A.当圆柱体漂浮时,露出水面的高度为9cm
B.圆柱体的密度为0.64×103kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为2500Pa
D.向容器内注水的总质量是4200g
【分析】(1)根据图乙判断圆柱体在加水过程的浮沉状态变化,从而得到圆柱体刚好漂浮时注入水的深度,据此得出圆柱体露出水面的高度;
(2)当圆柱体刚好漂浮时,根据阿基米德原理求出圆柱体受到的浮力,据此得出圆柱体的重力,利用密度公式求出圆柱体的密度;
(3)注水停止时,圆柱体处于漂浮状态,根据p=ρ水gh1求出水对圆柱体底部的压强;
(4)根据数学关系求出水的体积,利用密度公式求出水的质量。
【解答】解:A、由图乙可知,当注入水的深度在16cm时,图象出现拐点,且此后注入相同深度的水时水的质量增大,而圆柱体高是20cm,所以,当注入水的深度h1=16cm时,圆柱体恰好处于漂浮状态,此时圆柱体露出水面的高度为20cm﹣16cm=4cm,故A错误;
B、当圆柱体刚好漂浮时,圆柱体受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=ρ水gS柱h1=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10﹣4m2×0.16m=8N,即G=F浮=8N,
根据密度公式结合G=mg可知,圆柱体的密度为:
ρ柱====0.8×103kg/m3,故B错误;
C、注水停止时,圆柱体处于漂浮状态,浸入水中的深度不变,则水对圆柱体底部的压强为:
p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa,故C错误;
D、注入水的体积为:
V水=V总﹣V排=S容h﹣S柱h1=200cm2×25cm﹣50cm2×16cm=4200cm3,
水的质量为:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×4200cm3=4200g,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了密度公式、液体压强公式、阿基米德原理公式以及浮沉条件的综合应用,根据图象正确的判断出圆柱体在水中的状态是解题的关键。
12.(2023•泰安)如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为FA和FB。物体A和物体B的密度分别是ρA和ρB,下列说法中( )
①FA:FB=1:9
②FA:FB=1:8
③ρA:ρB=27:8
④ρA:ρB=9:8
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【分析】物体A对B的压力等于A的重力,物体B对桌面的压力等于AB的重力之和,据此计算物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比;
两个物体都是正方体,A和B的接触面积是A的底面积,也就是A边长的平方,B和桌面的接触面积是B的底面积,也就是B边长的平方,根据公式p=列出关系式,求出两个边长的关系,再利用密度与质量的关系,求出密度之比。
【解答】解:物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比:
===,故①正确,②错误;
正方体物体A对B的压强:pA====,
正方体物体B对桌面的压强:pB====,
由题意可知:pB=pA,
即:=,
解得:3LA=LB;
根据重力公式和密度公式可得,物体对接触面的压强:p====,
所以,pA==ρALAg,
pB==ρBLBg+g=3ρBLAg+g,
因pB=pA,所以ρALAg=3ρBLAg+g,
=,故③正确,④错误。
故选:A。
【点评】本题考查压强和密度的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,还要知道在水平面上压力等于物体自身的重力。
13.(2022•临沂)线上教学期间,居家学习的小明进行实验探究:将水平桌面上的甲、乙两只相同的塑料杯中分别装满水,把两个质量相同的小球分别放入两杯中,两小球静止时如图所示,则( )
A.甲杯中溢出水的体积小
B.乙杯中小球所受浮力大
C.甲杯底部受到水的压强小
D.两杯对桌面的压强一样大
【分析】(1)(2)根据两个小球的状态,利用物体的浮沉条件得出浮力的大小关系,根据阿基米德原理分析排开的水的体积的大小关系;
(3)根据p=ρgh分析杯子底部受到的压强的大小关系;
(4)容器对桌面的压力等于杯子重力、水的重力、小球的重力的和,据此分析两个杯子总重力的大小,根据p=分析桌面受到的压强的大小关系。
【解答】解:
AB、两个小球的质量相同,根据G=mg可知,小球的重力相同;小球在甲中漂浮,受到的浮力等于自身的重力;小球在乙中悬浮,受到的浮力等于自身的重力,所以两杯中小球受到的浮力相同,水的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,两个小球排开的水的体积是相同的,烧杯原来都装满水,则溢出水的体积相同,故AB错误;
C、两杯中液面深度相同,水的密度不变,根据p=ρgh可知,两杯底部受到的水的压强是相同的,故C错误;
D、甲杯中小球排开的水的重力等于小球的重力,乙杯中小球排开的水的重力等于小球的重力,小球的重力相同,所以排开的水的重力相同;杯子的重力相同,所以杯子重力、水的重力、小球的重力的和是相同的,受力面积相同,根据p=可知,桌面受到的压强相同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体浮沉条件、阿基米德原理、压力和压强大小的比较等,综合性强,难度较大;解题时要注意压强公式的正确选择。
14.(2024•蒙阴县二模)如图所示,在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中,探头在液体中所处的深度均相同,除图丁杯中装的是浓盐水外,其余杯里装的都是水。关于本实验下列说法中错误的是( )
A.使用前应检查装置是否漏气,方法是用手指轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气
B.压强计是通过U形管中液面的高度差来反映液体压强大小的
C.比较甲、乙两次实验,说明液体内部压强大小与在液体中的方向有关
D.比较丙、丁两次实验,说明液体内部压强大小跟液体的密度有关
【分析】(1)要注意转换法在物理实验中的运用,本实验中,液体内部压强的大小不容易观察到,液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)(3)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;根据转换法分析。
【解答】解:A、用手轻轻按压橡皮膜几下,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,气密性良好,故A正确;
B、液体内部压强的大小不容易观察到,压强计是通过U形管两侧的液面高度差来反映液体内部压强的大小,故B正确;
C、比较甲、乙两次实验,U形管中液面的高度差相同,根据转换法,可以得出的结论是:在液体内部同一深度,液体向各个方向的压强相同,与在液体中的方向无关,故C错误;
D、比较丙、丁两次实验,液体深度相同,而密度不同,是为了探究液体内部压强大小跟液体的密度是否有关,U形管中液面的高度差不同,说明液体内部压强大小跟液体的密度有关,故D正确
故选:C。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
15.(2024•临清市模拟)A、B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是( )
①F甲:F乙=1:1
②p甲:p乙=1:2
③F甲:F乙=1:2
④p甲:p乙=1:4
A.①和② B.②和④ C.①和④ D.②和③
【分析】甲、乙两图中,地面受到的压力等于总重力,总重力相等,压力相等;
根据V=计算A、B体积之比,根据数学方法计算边长之比,计算面积之比,根据p=计算压强之比。
【解答】解:甲、乙两图中,地面受到的压力等于总重力,所以压力之比F甲:F乙=1:1;
A、B体积之比==×=,
A、B边长之比===,
A、B面积之比===,
甲图中地面受到的压强p甲==,
乙图中地面受到的压强p乙==,
压强之比==×==,故ABD错误,C正确。
故选:C。
【点评】本题要求学生知道水平地面上的固体,对地面的压力等于总重力;要求学生能够灵活运用固体压强公式p=进行计算。
16.(2024•枣庄三模)如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=110N,B是棱长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法不正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为10N
B.A物体受到的合力为0N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
【分析】(1)弹簧测力计读数时,多数都是在静止或匀速直线运动状态即平衡状态下使用的,此时弹簧测力计的示数等于弹簧测力计受到的拉力;
(2)通过分析B的受力情况和相互作用力的大小关系得出B对地面的压力,根据p=求出B对地面的压强。
【解答】解:AB.图示中,A物体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力的作用静止,处于平衡状态,所受合力为0,A物体对弹簧测力计的拉力为10N,B物体通过绳子对测力计起固定作用,所以测力计的示数为10N,故AB正确;
C.测力计的示数为10N,则测力计对B的拉力为10N,B静止在支撑面上,受到竖直向上的拉力、支持力和竖直向下的重力的作用,支持力F支=GB﹣F拉=110N﹣10N=100N;
支撑面对B的支持力与B对支撑面的压力是相互作用力,大小相等,所以B对支撑面的压力为100N。故C正确;
D.B物体对支撑面的压强p===2.5×103Pa,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了二力平衡条件、相互作用力的应用以及压强的计算,要注意弹簧测力计处于静止状态时,受到的力是平衡力,弹簧测力计的示数等于其中一个力的大小。
17.(2024•枣庄模拟)自制气压计静置在一楼,如图甲所示。它在一楼和三十楼(假设温度不变)静置时,有不同情形。所有合理的情形是( )
A.乙、丙 B.丁、戊 C.乙、丙、戊 D.丙、丁、戊
【分析】根据流体压强和流速的关系、大气压与高度的关系分析解答。
(1)液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
(2)大气压随着高度的增加而减小。
【解答】解:由图可知,乙、丙、丁图所在高度与甲图相同,均在1楼,戊图所在高度为30楼。
(1)当气流通过竖管上方时时,细管上方空气流速大压强小,竖管中的液面在瓶内液面上方的大气压的作用下上升。由图可知,乙图液面下降,丁图液面上升,故乙不合理,丁合理;
(2)丙图中向竖管充气,因细管中有液体,则气体无法进入瓶内,但细管上方的气压增大,所以细管中液面会下降,故丙图合理;
(3)当自制气压计由1楼拿到30楼时,所在高度上升,外界大气压减小,竖管中的液面在瓶内液面上方的大气压的作用下上升。由图可知,戊图液面上升了,故戊图合理;
综上分析可知,合理的是丙、丁、戊。
故选:D。
【点评】此题以自制气压计为题材,综合考查了流体压强和流速的关系、大气压与高度的关系,设计巧妙,难度适中,是一道好题。
18.(2024•滨州模拟)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
【分析】首先判断甲、乙两种液体体积的大小关系,然后再根据公式ρ=比较得出两种液体密度的大小关系,接下来根据液体压强公式p=ρgh比较两种液体对容器底部压强的大小关系。
【解答】解:观察图片可知,容器的底面积S甲=S乙,液体的深度h甲=h乙;
因为液体的体积V甲>V乙,液体的质量m甲=m乙,根据公式ρ=可知,所以液体的密度;ρ甲<ρ乙;
因为液体的深度h甲=h乙,根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强p甲<p乙。
故选:B。
【点评】掌握密度公式,液体的压强公式,并能结合题目条件综合运用是解题的关键所在。
二.填空题(共3小题)
19.(2024•济宁)2024年4月26日,神舟十八号载人飞船采用自主快速交会对接模式,对接于中国空间站天和核心舱径向对接口,形成三船三舱组合体。成功对接后,以天和核心舱为参照物,神舟十八号载人飞船是 静止 的;2020年11月10日,全海深载人潜水器“奋斗者”号在深潜试验中最大下潜深度达到10909m,创造了中国载人深潜新的历史。此次深潜试验中“奋斗者”号在最大下潜深度处承受海水的压强为 1.0909×108 Pa。(取g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)
【分析】(1)研究对象相对于参照物没有位置的变化,则参照物是静止的。
(2)“奋斗者”号在马里亚纳海沟下潜最深h=10909m时,承受的海水对它产生的压强最大,根据p=ρ海水gh得出最大压强。
【解答】解:成功对接后,以天和核心舱为参照物,神舟十八号相对于天和核心舱位置没有变化,故神舟十八号是静止的。
“奋斗者”号下潜最深h=10909m时,承受的海水对它产生的压强最大,最大压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa。
故答案为:静止;1.0909×108。
【点评】本题考查浮沉条件和阿基米德原理的应用,并考查压强的计算,是一道综合题。
20.(2024•烟台)春节期间,小明和父母乘飞机去上海旅游。在飞机上升的过程中,外界大气压强 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”);在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼是 静止 (选填“静止”或“运动”)的;机翼 上 方(选填“上”或“下”)的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。
【分析】(1)大气压随海拔高度的升高而减小。
(2)物体相对于参照物位置不变,则是静止的,如果位置改变,则是运动的;
(3)流体的压强与流速的关系是:流速越大,压强越小;流速越小,其压强越大。
【解答】解:在飞机上升的过程中,高度升高,空气变得稀薄,外界大气压强变小;在飞机飞行过程中,座位上的小明相对于窗外的机翼之间的位置不变,是静止的;机翼上凸下平,使得上方的空气流速快,压强小,因此获得了向上的升力。
故答案为:变小;静止;上。
【点评】本题考查运动的相对性、流体的压强、大气压的变化,属于中档题。
21.(2023•威海)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 连通器 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 C 。(选填“A”、“B”或“C”)
【分析】(1)上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;
(2)流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
【解答】解:(1)当阀门1和阀门2均关闭时,A、B、C三根竖管上端开口,底部相通,构成连通器;
(2)若阀门1、阀门2均打开,横截面积越小的位置,水流速越快,产生的压强越小,水的高度越小,所以C的压强最小,水的高度最低,A的压强最大,水的高度最大。
故答案为:连通器;C。
【点评】本题考查了连通器的原理和流体压强跟流速的关系:流体流速越大,压强越小。
三.实验探究题(共1小题)
22.(2024•滨州)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 平衡 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 相互作用 力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验。
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 = F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 受力面积 有关。
(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 深度 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 A (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 大气压强 的存在。
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是: A 。
A.限制货车超载
B.铁轨下面铺放枕本
C.破窗锤的敲击端做成锥状
【分析】(1)二力平衡的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;一对相互作用力的条件是:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在两个物体上;
(2)根据瓶子倒放和正放时压力的大小进行分析;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关;
(3)AB两处水的流速不同,反映了两处水的压强不同,结合两处的深度不同,从而得出结论;瓶盖拧紧后,瓶内气压会减小,再根据大气压的知识进行判断;
(4)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
【解答】解:(1)瓶子受到的支持力与重力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上,是一对平衡力;瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力作用在不同的物体上,是一对相互作用力;
(2)瓶子正放与倒放时,对桌面的压力都等于自身的重力,大小是相同的;由图乙和图丙可知,压力大小相同,受力面积不等,故探究的是与受力面积的关系;
(3)A、B两处深度不同,由于液体压强随着深度的增加而增大,且B处的深度比A处的深度要大,所以,B处水的压强要大于A处水的压强,从而导致了B处的水流速度大于A处的水流速度,实验现象表明:同种液体,深度越深压强越大;
再次拧紧瓶盖时,因瓶内没有空气补充进来,则瓶内气压会减小,在外界大气压的作用下A孔会立即停止出水,而B孔的位置较低,瓶内气压与上方水的压强之和仍大于大气压,所以B孔不会立即停止出水。
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比探究的是与压力大小的关系,A.限制货车超载是改变压力大小,符合要求;BC.都是改变受力面积,不符合要求;故选A。
故答案为:(1)平衡;相互作用;(2)=;受力面积;(3)深度;A;大气压强;(4)A。
【点评】本题考查了平衡力和相互作用力的区别、探究压力作用效果的影响因素以及液体压强、大气压强的相关知识,是一道综合题。
四.计算题(共6小题)
23.(2023•威海)五一假期,小明和爸爸自驾到海边游玩,小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶,请来救援车帮忙,如图甲所示,救援车固定不动,利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为1.2t,轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2,整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示,其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。(g=10N/kg)求:
(1)小轿车静止时对沙滩的压强是多少?
(2)小轿车被匀速拉动通过的路程是多少?在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率是多少?(滑轮轮轴处摩擦不可忽略)
【分析】(1)根据G=mg求出小轿车的重力,因小轿车在水平沙滩上,小轿车对地面的压力大小等于小轿车的重力,利用p=求出小轿车静止时对沙滩的压强;
(2)根据图甲确定滑轮组绳子股数,由图乙确定小轿车被匀速拉动时的速度,根据速度公式求出小轿车被匀速拉动通过的路程,利用s绳=ns车求出滑轮组自由端通过的距离;根据W总=Fs求出总功,利用η=求出滑轮组做的有用功,根据P=求出小轿车受到的拉力做功的功率。
【解答】解:(1)小轿车的质量为1.2t,因小轿车在水平沙滩上,小轿车对地面的压力大小等于小轿车的重力,
则F压=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N,
故小轿车静止时对沙滩的压强为:
p===6×104Pa;
(2)由图甲可知,n=2,
由图乙可知,小轿车被匀速拉动的速度为0.5m/s,拉动的时间为10s,则小轿车被匀速拉动通过的路程为:
s车=vt=0.5m/s×10s=5m;
滑轮组自由端通过的距离为:
s绳=ns车=2×5m=10m,
滑轮组做的总功为:
W总=Fs绳=2×103N×10m=2×104J,
根据η=可知,滑轮组做的有用功为:
W有=W总η=2×104J×90%=1.8×104J,
则小轿车受到的拉力做功的功率为:
P===1800W。
答:(1)小轿车静止时对沙滩的压强是6×104Pa;
(2)小轿车被匀速拉动通过的路程是5m;在此过程中滑轮的机械效率为90%,则小轿车受到的拉力做功的功率是1800W。
【点评】本题考查了压强的计算、速度公式、功率公式和滑轮组机械效率的应用等知识,综合性较强,有一定的难度。
24.(2023•济宁)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4cm2的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。取g=10N/kg,求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
【分析】(1)由称重法可得物体受到的浮力F浮=G﹣F,由阿基米德原理可得物体受到的浮力F浮=ρ水gV排,列出方程组可解得物体重力和体积,进而求浮力;
(2)由体积可知圆柱体浸入水中的深度h,根据压强公式p=ρ水gh可得圆柱体底部受到水的压强。
【解答】解:(1)图甲中,由称重法可得物体受到的浮力F浮=G﹣F=G﹣1.1N,由阿基米德原理可得物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=,则G﹣1.1N= ①
图乙中,由称重法可得物体受到的浮力F浮=G﹣F=G﹣0.9N,由阿基米德原理可得物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=,则G﹣0.9N= ②
由①②式相除解得G=1.2N,V物=4×10﹣5m3,
圆柱体全部浸入水中时受到的浮力F浮=ρ水gV物=4×(G﹣1.1N)=4×(1.2N﹣1.1N)=0.4N;
(2)图乙中,圆柱体浸入水中的深度h====0.075m,
圆柱体底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m=750Pa。
答:(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力为0.4N;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强为750Pa。
【点评】本题是称重法和阿基米德原理求浮力的典型结合,同时要熟记压强公式。
25.(2024•蓬莱区一模)如图所示的大力神杯是国际足联世界杯的奖杯,也是足球界最高荣誉的象征。大力神杯主体是由约5kg的18k金制造的空心奖杯,总体积大约为2500cm3,底面积约为100cm2。已知制作大力神杯的18k金密度约为16g/cm3,取g=10N/kg。通过计算回答:
(1)大力神杯主体的重力约为多少牛?
(2)置于桌面时,大力神杯对桌面的压强为多少?
(3)如果大力神杯是18k金铸造的实心奖杯,则需要18k金多少千克?
【分析】(1)知道大力神杯主体的质量,根据G=mg计算重力;
(2)大力神杯对水平桌面的压力大小等于自身的重力,利用压强计算公式求得大力神杯对桌面的压强;
(3)根据密度公式计算18k金的质量。
【解答】解:(1)大力神杯主体的重力为
G=m金g=5kg×10N/kg=50N
(2)大力神杯对水平桌面的压力大小等于自身的重力,对桌面的压强为
(3)18k金的质量为
答:(1)大力神杯主体的重力约为50牛;
(2)置于桌面时,大力神杯对桌面的压强为5×103Pa;
(3)如果大力神杯是18k金铸造的实心奖杯,则需要18k金40千克。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、压强公式的应用,难度不大。
26.(2024•槐荫区二模)我国云南省有一种野牛,被当地人称为“白袜子”(如图),属国家重点保护动物。某动物保护组织在我国西南边陲云南寻找国家重点保护动物野牛时,采集到了野牛在水平沙地上站立时留下的脚印石蜡模型。经测量该石蜡模型的平均厚度为2cm,质量为450g,对该沙地进行抗压实验,发现使沙地达到相同深度的压强为2×105Pa。已知石蜡的密度ρ蜡=0.9g/cm3,取g=10N/kg,通过计算回答:
(1)石蜡模型的体积是多少?
(2)这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力是多少?
(3)这头野牛的质量是多少?
【分析】(1)(2)根据石蜡模型的质量和石蜡的密度可求出石蜡模型的体积,再除以平均厚度即为石蜡模型的面积,石蜡模型的面积即为这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积;根据沙地达到相同深度的压强为2×105Pa和这头野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积;利用压强公式变形即可求出野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力;
(3)此时这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力即为其重力。利用G=mg变形即可求出这头野牛的质量。
【解答】解:(1)石蜡模型的体积V===500cm3;
(2)牛一只脚与地面的接触面积:s==250cm2,
因野牛在水平沙地上站立时四脚着地,所以野牛在水平沙地上站立时与地面的接触面积为:s总=4×250cm2=1000cm2=0.1m2;
野牛站立时对地面的压力:F=ps总=2×105Pa×0.1m2=2×104N;
(3)在水平地面上,压力等于重力,这头野牛的质量m=====2000kg。
答:(1)石蜡模型的体积是500cm3;
(2)这头野牛在水平沙地上站立时对沙地的压力为2×104N;
(3)这头野牛的质量为2000kg。
【点评】此题难易程度适中,解答时注意两点:一是野牛在水平沙地上站立时四脚着地,二是计算时要注意单位的统一。
27.(2024•莱西市模拟)如图甲所示,体积可忽略不计的轻质硬杆B一端固定在容器底,一端与不吸水的实心正方体A固定。现缓慢向容器中加水,当水深为15cm时正方体A刚好浸没,杆B受到正方体A的作用力F随注水深度变化的图像如图乙所示。求;
(1)物体A重力;
(2)物体A的密度;
(3)当F大小为0时,容器底部受到水的压强。
【分析】(1)根据图乙可知,当h=0cm时力传感器的示数,细杆的质量不考虑可知,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,据此得出正方体A的重力;
(2)根据图乙可知,当h=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度h=15cm时,正方体A刚好浸没,据此求出正方体A的边长,根据V=L3求出正方体A的体积,根据G=mg求出正方体A的质量,根据密度公式求出正方体A的密度;
(3)根据图乙可知,当h=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,据此求出细杆的长度;当力传感器的示数大小F为0时,正方体A受到的浮力等于重力,根据阿基米德原理求出此时正方体A排开水的体积,根据体积公式求出正方体A浸在水中的深度,进而求出容器中水的深度,根据p=ρgh求容器底部受到水的压强。
【解答】解:(1)由图乙可知,当h0=0cm时,力传感器的示数为F0=6N,
由细杆的质量不考虑可知,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力:G=F0=6N;
(2)由图乙可知,当h2=5cm时,物体A的下表面恰好与水面接触,
当容器内水的深度h1=15cm时,正方体A刚好浸没,
则正方体A的边长:
L=h浸1=15cm﹣5cm=10cm=0.1m,
正方体的体积:
V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由G=mg可知,正方体A的质量:
m===0.6kg,
则正方体A的密度:
ρ===0.6×103kg/m3;
(3)由图乙可知,当h=5cm时物体A的下表面恰好与水面接触,因此细杆的长度:L杆=5cm,
当力传感器的示数大小F为0时,正方体A受到的浮力等于正方体A的重力,即:F浮'=G=6N,
由F浮=ρ液gV排可知,此时正方体A排开水的体积:
V排'===6×10﹣4m3=600cm3,
则正方体A浸在水中的深度:
h排===6cm,
所以此时容器中水的深度:
h=L杆+h排=5cm+6cm=11cm=0.11m,
则当力传感器的示数大小F为0时,容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1100Pa。
答:(1)物体A重力为6N;
(2)物体A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)当力传感器的示数大小F为0时,容器底部受到水的压强为1100Pa。
【点评】本题考查了阿基米德原理和重力公式、密度公式、液体压强公式和压强定义式的应用,从图像中获取有用的信息是关键,有一定的难度。
28.(2024•滨州)“水能载舟,亦能覆舟”出自《荀子•哀公》,它告诉我们人民才是社会的主人!习近平总书记在纪念红军长征胜利80周年大会上的讲话中告诚全党必须牢记这个道理。习近平总书记说:“老百姓是天,老百姓是地。忘记了人民,脱离了人民,我们就会成为无源之水、无本之木,就会一事无成。”从物理学角度来说,浸在水中的物体,当排开水的体积不同时,浮力和压强会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小组设计如下实验进行探究。
如图甲所示,质地均匀的长方体物体,质量为1kg,底面积为1×10﹣2m2,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(筒壁厚度不计)内(ρ水=1.0×103kg/m3,取10N/kg),求:
(1)物体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入2cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示,求水对容器底部的压强。
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示,求物体的密度。
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌的大小有何关系。
【分析】此题为综合问题,第(1)问为固体压强,第(2)问为液体压强,第(3)问为浮沉与密度综合问题,第(4)问是综合探究,每问难度逐次升高,按问题逐问回答即可。
【解答】解;(1)无水时,物体对容器底的压力等于其重力,即F=G=mg=1kg×10N/kg=10N
压强
(2)水深度为2cm=0.02m,再根据液体压强公式得:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
(3)当水深为物体高度一半时,压力为0,则此时浮力等于重力。
根据阿基米德原理,所受浮力为:
而物体重力为G物=m物g=ρ物gV物
根据二力平衡,浮力等于重力,得到,故
(4)将物体露出水面部分切去,切去其中一半,即切去质量为m=0.5kg。假设容器底面积为S,则容器对桌面压强的变化量Δp桌=
当物体切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开液体质量与剩余物体质量相等,均为0.5kg,即排开液体质量也为m=0.5kg;
排开液体变化量△m=0.5kg;
则有,水面高度变化量;
则水对容器底部压强的变化量Δp水=。
因此Δp桌=Δp水。
答:(1)物体对容器底部的压强为1000Pa;(2)水对容器底部的压强为200Pa;(3)物体的密度为0.5×103kg/m3;(4)水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌相等。
【点评】此题每一问所涉及到的点都比较有难度,而且后面两问考察物理中无数据的代数式计算,有一定的难度。
声明:试题解析著作权属所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2024/8/14 11:10:43;用户:组卷16;邮箱:zyb016@xyh.com;学号:41418979
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