2025年中考备考物理复习之压强(中等生版)
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.(2022•烟台)如图所示的实例中,为了减小压强的是( )
A.图钉尖做得很尖
B.铁轨铺在路枕上
C.斧头刃做得很薄
D.推土机土铲做得很锋利
2.(2022•烟台)如图所示的实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.拦河坝设计得下宽上窄
B.锅炉水位计显示水位
C.用吸管吸饮料
D.自制喷雾器喷雾
3.(2024•黄岛区二模)如图所示,水平桌面放置一个平底广口空玻璃水杯,若将其倒置桌面上,则水杯对桌面的压力、压强变化说法正确的是( )
A.压力变大 B.压力变小 C.压强变大 D.压强变小
4.(2024•菏泽)下列四幅图中关于压强的描述错误的是( )
A.用吸管喝牛奶利用了大气压强
B.泰山山顶的大气压强比山脚下的小
C.潜水员在水中上升过程受到的压强越来越大
D.飞机机翼是利用气体流速大压强小的原理设计的
5.(2023•菏泽)在我国探索太空的历程中,设计出了多种空中飞行器。下列飞行器中,利用大气压强升空的是( )
A.风筝 B.孔明灯 C.火箭 D.地球卫星
6.(2024•乳山市一模)如图是生活中的一些农具,其中属于减小压强的是( )
A.木犁下方的犁头做得很薄
B.竹背篓的背带做得很宽
C.铁耙的耙钉做得很尖
D.石碾的碾子很重
7.(2024•蓬莱区一模)“物竟天择,适者生存”,动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境。下列动物体征中,能达到增大压强效果的是( )
A.骆驼有宽大的脚掌
B.鱼有流线型的身材
C.蚊子有针状口器
D.泥鳅体表有光滑的粘液
8.(2024•枣庄一模)如图所示,甲、乙两只完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
9.(2024•广饶县校级模拟)如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压强p甲、p乙和容器对水平桌面的压强p甲′、p乙′的关系是( )
A.p甲>p乙,p甲′>p乙′ B.p甲<p乙,p甲′<p乙′
C.p甲=p乙,p甲′<p乙′ D.p甲=p乙,p甲'>p乙
10.(2024•沂源县模拟)如图所涉及的物理知识,分析正确的是( )
A.甲图容器中装入同种液体不流动时,各部分的液面高度不同,因为它们的形状不同
B.乙图用吸管吸饮料,饮料就会上升到嘴中,因为饮料上方的大气压强变大了
C.丙图往B管中吹气,A管中液柱上升,因为流体的流速越大,压强越大
D.丁图中蚊子吸食人血,因为蚊子的口器尖,即受力面积小,对皮肤的压强大
11.(2024•市北区一模)下列实验现象中,说法错误的是( )
A.图甲,瓶中装水越多,压力的作用效果越明显
B.图乙,堤坝上窄下宽是因为液体深度越深压强越大
C.图丙,吸盘很难被拉开是因为大气压的作用
D.图丁,往纸片中间吹气,纸片会靠拢,说明流体中流速较大的地方压强较大
12.(2023•兰山区校级模拟)利用小桌、砝码、泡沫塑料,探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验如下图所示。下列说法错误的是( )
A.泡沫塑料的形变程度可反映压力的作用效果
B.由甲、乙两图可得压力的作用效果与压力大小有关
C.由乙、丙两图可得压力的作用效果与受力面积大小有关
D.由甲、丙两图可得压力的作用效果与压力大小和受力面积大小都有关
13.(2023•烟台)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是( )
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等
B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等
D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等
14.(2022•枣庄)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
15.(2022•聊城)第24届冬季奥运会在北京和张家口举行,下列关于赛场上一些现象和情景的说法中正确的是( )
A.滑雪手套掌心处设计的颗粒是为了增大摩擦
B.宽大的滑雪板可以减小运动员对地面的压力
C.击出的冰球仍高速运动,是因为受到惯性的作用
D.短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,运动状态不变
16.(2024•历城区一模)小明和小华在沙滩上玩耍时发现:两人在沙滩上行走的脚印大小不同,小明的脚印较大,但两人脚印的深浅相同,则他们对沙滩的压强及压力相比( )
A.p小明>p小华,F小明>F小华
B.p小明>p小华,F小明<F小华
C.p小明=p小华,F小明>F小华
D.p小明=p小华,F小明<F小华
17.(2024•成武县三模)2022年北京冬季奥运会将于2月4日至2月20日举行。作为冬奥会的经典项目滑雪运动中蕴含着许多物理知识,下列描述不正确的是( )
A.运动员把滑雪杆用力向后撑地前进,利用了物体间力的作用是相互的
B.滑雪板做的宽大是为了减小雪地受到的压力
C.运动员在滑行过程中做曲线运动,他的运动状态不断变化
D.雪地上留下滑雪板的划痕,说明力可以使物体发生形变
18.(2023•兰山区校级模拟)如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入深度相同的甲、乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
C.该实验装置中的“U”形管是一个连通器
D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,液体压强越小
二.填空题(共9小题)
19.(2023•威海)如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成,若想提高每一次的碾压效果,可以怎样改进工具,请写出两种方法: , 。
20.(2023•聊城)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用 (选填“红外线”或“紫外线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了 原理。
21.(2023•德州)“山东舰”航母编队出海执行任务,护卫舰与航母不能近距离并排航行,是因为近距离并排航行时舰艇间海水流速大压强 ,易造成碰撞事故。
22.(2022•聊城)如图甲所示,小明将装满水的玻璃杯,用薄塑料片盖严杯口并倒置,塑料片不会掉下来,这个现象说明了 的存在。图乙小明又把一支铅笔放在这个装满水的玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到那支“笔”,他惊奇地发现,铅笔的笔尖本来是朝左的,可他看到的却是“笔尖”朝右,这是因为盛水的玻璃杯水平方向相当于凸透镜,他看到的是铅笔的 (选填“实”或“虚”)像。
23.(2022•滨州)2022年5月21日,我国海军辽宁舰航母编队圆满完成演习任务,从太平洋返回东海。如图所示各舰船同速前行时,相邻舰船相对 (选填“运动”或“静止”);且各舰船之间需保持一定距离,以防止相邻舰船间水的流速大,压强 (选填“大”或“小”)而出现碰撞。
24.(2024•济宁四模)中国首艘国产电磁弹射型航母即将出海试验,吃水深度13m,即舰艇底部距离海面为13m,则舰艇底部受到的液体压强是 Pa;当一驾质量为30吨的歼﹣35舰载机停在水平甲板上,飞机与甲板的总接触面积是0.5m2,则飞机对甲板的压强是 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
25.(2023•济宁)如图所示的装置中,A、B是一段内径粗细不同的玻璃管,它与蓄水容器相连,在玻璃管较粗和较细的部分,各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是A、B玻璃管内同一水平线上的两个点,分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,根据 原理,两竖直细玻璃管内水面是相平的;打开阀门K,水流出过程中,M点的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)N点的压强。
26.(2022•东营)在“小实验、小制作”比赛活动中,物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水,展示了如图实验。
(1)“敲击实验”。如图甲,用笔杆敲击使空玻璃瓶发生 ,产生声音,加大敲击的力量,声音的 (选填“音调”“响度”或“音色”)发生了改变;
(2)自制温度计。如图乙,将玻璃瓶放入热水中,观察到吸管中的液面 (选填“上升”“下降”或“不变”),验证了温度计是根据液体 的规律制成的;
(3)自制水气压计。如图丙,提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升,说明了大气压强随海拔高度升高而 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)自制“喷雾器”,如图丁,往B管中吹气,可以看到A管中的液面 (选填“上升”“下降”或“不变”),这表明:在气体中,流速越大的位置压强 (选填“越大”“越小”或“不变”)。
27.(2022•德州)如图甲所示是2022年2月北京冬奥会冰壶比赛时的场景。比赛所用冰壶的高度如图乙所示,为 cm,若冰壶质量为19kg,与冰道的接触面积为0.02m2,则冰壶对冰道的压强为 Pa。(g取10N/kg)
三.实验探究题(共3小题)
28.(2024•莒南县一模)为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,实验小组采用如图所示装置进行实验,实验装置经测试均可以正常使用。请回答下列问题:
(1)关于实验装置以下描述正确的是 ;
A.实验过程中,通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部压强的大小
B.该装置不是连通器
(2)实验过程:
①在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,为了使U形管左右两侧的液面相平,正确的调节方法是 ;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
C.向右侧支管中加入少量的水
②深海鱼类多是扁片状,其原因可以用对比 两图所得出的结论进行说明;
③比较a、b两图可知, 。
29.(2022•滨州)在探究性学习活动中,某学习小组做了以下系列实验探究。
(1)探究影响压力作用效果的因素,该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码,做了如图甲所示实验。请根据 两图中的情景,提出一个要探究的问题是: 。经过多次实验表明影响压力作用效果的因素是 。根据实验结论,建立了压强概念和压强的表达式p=。
(2)该小组取三个高度均为h,密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体,B是长方体,A、B的底面积都为S,C的底面积为。把它们放在水平桌面的海绵上,如图乙所示,发现海绵被压下的深度相同。
该小组结合在(1)中得到的结论和表达式,分析出了A、B、C三个物体对海绵的压强均为p= (只写出结果),解释了“海绵被压下的深度相同”的原因。
(3)该小组研究液体内部的压强,用图丙A所示的器材进行实验探究。他们利用这些器材 (选填“能”或“不能”)探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关。此过程用的实验方法是 (只写出一种)。
该小组对液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系进一步思考。在图丙B容器内装有密度为ρ的液体,他们受到上面实验的启发,要想得到液面下深度h处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,平面的面积为S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。因此,液面下深度h处的压强为p= (写出推导过程)。
(4)由(3)推导出的表达式, (选填“能”或“不能”)应用于大气压强。
30.(2024•沾化区模拟)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的,这是利用了物理学中的 法来研究问题。
(2)通过比较图甲、乙,说明受力面积相同时, ,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p p′(选填“>”、“<”或“=”);
(5)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关,其他同学认为他的结论是错误的,原因是 。
(6)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金圆柱体(如图所示)为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S)。表达式为 。
四.计算题(共3小题)
31.(2022•济南)根据遥测数据判断,2021年5月22日10时40分,“祝融号”火星车安全驶离着陆平台,到达火星表面开始巡视探测,如图所示。
已知“祝融号”火星车在火星表面受到的重力为888N,轮子与火面的总接触面积约0.08m2。求火星车对水平火面的压强。
32.(2023•济南)一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,取:g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
33.(2022•泰安)电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了800m,已知他和电动车的总重力为860N,轮胎和地面的总接触面积为20cm2。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为50N,在此骑行过程中,求:
(1)牵引力做的功;
(2)电动车对水平路面的压强。
五.作图题(共1小题)
34.(2024•广饶县校级模拟)如图所示,重5N的物体静止在斜面上,请在图上画出物体所受重力和斜面所受压力的示意图。
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.(2022•烟台)如图所示的实例中,为了减小压强的是( )
A.图钉尖做得很尖
B.铁轨铺在路枕上
C.斧头刃做得很薄
D.推土机土铲做得很锋利
【分析】减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力减小压强;在压力一定时,增大受力面积减小压强;
增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力可以增大压强;在压力一定时,减小增大受力面积可以增大压强。
【解答】解:A、图钉尖做得很尖,在压力一定时,减小受力面积增大压强,故A错误;
B、铁轨铺在路枕上,在压力一定时,增大受力面积减小压强,故B正确;
C、斧头刃做得很薄,在压力一定时,减小受力面积增大压强,故C错误;
D、推土机土铲做得很锋利,在压力一定时,减小受力面积增大压强,故D错误。
故选:B。
【点评】知道压强大小的影响因素,掌握生活中有关增大和减小压强的方法,要学会利用控制变量法解释。
2.(2022•烟台)如图所示的实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.拦河坝设计得下宽上窄
B.锅炉水位计显示水位
C.用吸管吸饮料
D.自制喷雾器喷雾
【分析】(1)液体压强随深度增加而增大;
(2)上端开口、底部连通的容器,是连通器;
(3)吸管吸饮料时,利用了大气压;
(4)流体流速大的地方,压强小。
【解答】解:A、拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而增大,故A错误;
B、锅炉水位计与锅炉内下端相连通,上端开口,是连通器,水位计可以显示锅炉内水位,故B错误;
C、用吸管吸饮料,饮料就会上升到嘴中,是因为管内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下上升,故C错误;
D、向上管中吹气时,上管上端空气流速大,压强小,大气压不变,管内外压强差的作用下上升、喷雾,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了生活中的现象与对应的物理量知识,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
3.(2024•黄岛区二模)如图所示,水平桌面放置一个平底广口空玻璃水杯,若将其倒置桌面上,则水杯对桌面的压力、压强变化说法正确的是( )
A.压力变大 B.压力变小 C.压强变大 D.压强变小
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此判断容器对桌面的压力关系;根据p=判断容器对桌面的压强关系。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,且容器的总重力不变,所以正放和倒放时容器对桌面的压力相等;
由图可知,倒置后受力面积变小,由p=可知,容器倒置后对桌面的压强变大。
故选:C。
【点评】本题考查压强公式的应用、压力大小的比较,难度不大。
4.(2024•菏泽)下列四幅图中关于压强的描述错误的是( )
A.用吸管喝牛奶利用了大气压强
B.泰山山顶的大气压强比山脚下的小
C.潜水员在水中上升过程受到的压强越来越大
D.飞机机翼是利用气体流速大压强小的原理设计的
【分析】(1)吸管喝牛奶利用了大气压的作用;
(2)大气压随海拔的升高而降低;
(3)液体的压强随深度的增加而增大;
(4)流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:A、用吸管喝牛奶利用了大气压强,故A正确;
B、泰山山顶的海拔高,大气压强比山脚下的小,故B正确;
C、潜水员在水中上升过程深度减小,受到的压强越来越小,故C错误;
D、飞机机翼上凸下平,是利用气体流速大压强小的原理设计的,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了对大气压的了解,大气压与海拔的关系,液体压强的规律,流体压强与流速关系等的理解与应用,属基础题。
5.(2023•菏泽)在我国探索太空的历程中,设计出了多种空中飞行器。下列飞行器中,利用大气压强升空的是( )
A.风筝 B.孔明灯 C.火箭 D.地球卫星
【分析】物体在空气中受到的浮力是由于物体上下表面受到的大气压力不相等而产生的,据此分析。
【解答】解:A、风筝是利用流体的流速越快,压强越小,产生升力使得风筝升空的,故A不符合题意;
B、孔明灯是利用空气的浮力升空的,而空气的浮力是由于物体上下表面受到的大气压力不相等而产生的,所以孔明灯也是依靠大气压强升空的,故B符合题意;
C、火箭是依靠发动机喷气获得反推力升空的,故C不符合题意;
D、地球卫星是依靠运载火箭的推力升空的,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】本题考查浮力的产生原因、大气压的应用,属于易错题。
6.(2024•乳山市一模)如图是生活中的一些农具,其中属于减小压强的是( )
A.木犁下方的犁头做得很薄
B.竹背篓的背带做得很宽
C.铁耙的耙钉做得很尖
D.石碾的碾子很重
【分析】增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力来增大压强;在压力一定时,减小受力面积来增大压强。
减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力来减小压强;在压力一定时,增大受力面积来减小压强。
【解答】解:A.木犁下方的犁头做得很薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.竹背篓的背带做得很宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.铁耙的耙钉做得很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.石碾的碾子很重,是在受力面积一定的情况下,通过增大压力来增大压强,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】掌握压强大小的影响因素,在平时的学习过程中,要擅于运用物理知识来解释一些日常现象,从而为解答此类题积累经验。
7.(2024•蓬莱区一模)“物竟天择,适者生存”,动物的进化会使它们的身体结构和功能更适应环境。下列动物体征中,能达到增大压强效果的是( )
A.骆驼有宽大的脚掌
B.鱼有流线型的身材
C.蚊子有针状口器
D.泥鳅体表有光滑的粘液
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
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;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、骆驼的脚掌很大,是在压力一定的情况,通过增大受力面积来减小压强,便于在沙漠里行走,故A不符合题意;
B、鱼有流线型的身材,这样可以减小其在水中时受到的阻力,故B不符合题意;
C、蚊子有针状口器,是在压力一定的情况,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D、泥鳅体表的黏液,是在压力一定时,通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦,容易在泥里穿行,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了增大和减小压强的方法、减小摩擦的方法,属于基础题目。
8.(2024•枣庄一模)如图所示,甲、乙两只完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
【分析】根据题意可知甲、乙中液体的质量相等,由图可知乙试管倾斜则液体的体积较大,由密度公式判断两试管中液体的密度关系,再根据p=ρgh比较液体对两试管底的压强关系。
【解答】解:由题意可知,两试管中所装的液体的质量相等,即m甲=m乙,
由图可知,乙管是倾斜的,则乙管中所装的液体体积比较大,即V甲<V乙,
由ρ=可知,ρ甲>ρ乙,
因液体的深度相同,所以,由p=ρgh可知,p甲>p乙。
故选:A。
【点评】本题考查了密度公式和液体压强公式的应用,关键是根据图得出两者的体积关系。
9.(2024•广饶县校级模拟)如图所示,水平桌面上放有两个完全相同的容器甲、乙,分别盛有质量相同的不同液体,液体的高度相同,则液体对甲、乙两容器底部的压强p甲、p乙和容器对水平桌面的压强p甲′、p乙′的关系是( )
A.p甲>p乙,p甲′>p乙′ B.p甲<p乙,p甲′<p乙′
C.p甲=p乙,p甲′<p乙′ D.p甲=p乙,p甲'>p乙
【分析】(1)根据液体的质量相等,再结合容器内的液体体积关系,利用密度公式可判断出容器内部液体的密度关系,利用液体压强公式比较容器底部压强的大小关系;
(2)静止在水平面上的物体对桌面的压力大小等于自身的重力,根据p=比较桌面受到压强的大小。
【解答】解:(1)水平桌面上,甲、乙两容器中两种液体质量相同,由图可知甲液体的体积大于乙液体的体积,由ρ=可知,ρ甲<ρ乙;又因为两容器中液体的深度相同,由p=ρgh可知,两液体对容器底部压强:p甲<p乙;
(2)水平桌面上,甲、乙两个相同容器中两种液体质量相等,则甲、乙的总重力相等,故对桌面的压力F甲=F乙;由图知S甲>S乙,由p=可知,两容器对桌面的压强:p甲′<p乙′;
综上所述,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对密度公式、压强公式和液体压强公式的掌握和运用,是一道中等题。
10.(2024•沂源县模拟)如图所涉及的物理知识,分析正确的是( )
A.甲图容器中装入同种液体不流动时,各部分的液面高度不同,因为它们的形状不同
B.乙图用吸管吸饮料,饮料就会上升到嘴中,因为饮料上方的大气压强变大了
C.丙图往B管中吹气,A管中液柱上升,因为流体的流速越大,压强越大
D.丁图中蚊子吸食人血,因为蚊子的口器尖,即受力面积小,对皮肤的压强大
【分析】(1)根据连通器的特点:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面相平;
(2)吸管吸饮料时,利用了大气压;
(3)当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,管内外产生压强差将液体压上去;
(4)根据压强公式p=进行判断。
【解答】解:A.甲容器是上端开口,下端连通的,是连通器,装入同种液体不流动时,各部分的液面高度相同,故A错误;
B.用吸管能把饮料吸进嘴里,是因为吸管内的气压变小,饮料上方的大气压强大于吸管内的大气压强,故B错误;
C.往A管上端吹气,其上端的空气流速变大,压强变小,水面上方的气体流速不变,压强不变,A管上端的气体压强小于水面上方的气体压强,A管中的水面上升,故C错误;
D.蚊子的口器尖,是在压力一定时,通过减小受力面积而增大压强,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查连通器原理,大气压的应用,流速与压强的关系,以及压强公式的应用,是一道综合题。
11.(2024•市北区一模)下列实验现象中,说法错误的是( )
A.图甲,瓶中装水越多,压力的作用效果越明显
B.图乙,堤坝上窄下宽是因为液体深度越深压强越大
C.图丙,吸盘很难被拉开是因为大气压的作用
D.图丁,往纸片中间吹气,纸片会靠拢,说明流体中流速较大的地方压强较大
【分析】(1)影响压力作用效果的因素是压力和受力面积;
(2)液体内部的压强随深度的增大而增大;
(3)抽成真空的吸盘很难被拉开,是因为大气压的存在;
(4)流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置压强越小。
【解答】解:A、图甲,瓶中装水越多,产生的压力越大,压力的作用效果越明显,故A正确;
B、图乙,堤坝上窄下宽是因为液体深度越深产生的压强越大,故B正确;
C、图丙,抽成真空的吸盘很难被拉开,是因为两吸盘之间为真空,而外界受大气压强的作用,要想把吸盘拉开应克服大气压强产生的压力,故C正确;
D、图丁,往纸片中间吹气,纸片会靠拢,说明流体中流速较大的地方压强较小,故D错误。
故选:D。
【点评】此类题举出的例子一般都是学生平时接触过的,上课时老师有讲过,或是平时练习时有做过的,所以要在平时学习中多留心这类与物理有关的生活现象。
12.(2023•兰山区校级模拟)利用小桌、砝码、泡沫塑料,探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验如下图所示。下列说法错误的是( )
A.泡沫塑料的形变程度可反映压力的作用效果
B.由甲、乙两图可得压力的作用效果与压力大小有关
C.由乙、丙两图可得压力的作用效果与受力面积大小有关
D.由甲、丙两图可得压力的作用效果与压力大小和受力面积大小都有关
【分析】(1)本实验通过泡沫塑料的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,分析相关实验,找出相同的量和变化的量,分析得出压力作用效果与变化量的关系。
【解答】解:A、该实验中泡沫塑料的形变程度可反映压力的作用效果,用到了转换法,故A正确;
B、由甲、乙两图可知,受力面积相同,而压力大小不同,泡沫塑料的形变程度不同,故可得出压力的作用效果与压力大小有关,故B正确;
C、由乙、丙两图可知,压力大小相同,而受力面积不同,泡沫塑料的形变程度不同,故可得出压力的作用效果与受力面积大小有关,故C正确;
D、甲、丙两图中压力和受力面积大小均不同,不符合控制变量法的要求,所以不能得出压力的作用效果与压力大小和受力面积大小都有关,故D错误。
故选:D。
【点评】本题是探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查了控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
13.(2023•烟台)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是( )
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等
B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等
D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等
【分析】(1)由图知左、右玻璃杯中水体积的关系,由m=ρV得出左右玻璃杯中水质量的关系,进而判断出水重力的关系,由玻璃杯质量的关系判断出左、右图对桌面压力的关系,由于玻璃杯的底面积相同,由p=判断出左、右图对桌面压强的关系;
(2)由p=ρgh得出水对容器底部的压强的关系,由F=pS得两容器内的水对底部压力的关系。
【解答】解:AB、由图知左图中水的体积比右图中的小,由m=ρV知左图中水的质量小,故左图水的重力比右图的小,由于玻璃杯的质量相同,左图对桌面的压力小于右图对桌面的压力,由于玻璃杯的底面积相同,由p=知左图对桌面的压强小于右图对桌面的压强,故AB错误;
CD、水对容器底部的压强由p=ρgh得,两容器内水面的高度相同,容器底所处深度相同,故水对容器底部的压强相等,由F=pS得,两容器内的水对底部的压力相等,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】此题题主要考查了固体压强、液体压强、密度公式的应用,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是解题的关键。
14.(2022•枣庄)如图是测量大气压强的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
B.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
【分析】(1)此装置为托里拆利实验装置,玻璃管倾斜,不会影响所测水银柱高度;
(2)在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变。
(3)混入空气后,受管内气压的影响,测量高度要小;
(4)大气压随高度的升高而降低.
【解答】解:A、在测量过程中,由于外界的气压不变,则支持的水银柱的高度不变,如果玻璃管倾斜,管内水银的长度会变长,但高度差不变,故A正确;
B、水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,不会影响水银柱的最终高度,则玻璃管内外水银面高度差仍为760mm,故B错误;
C、玻璃管中混入了空气,空气会对水银柱产生向下的压强,抵消了大气压的部分作用效果,所测高度将变小,则所测的大气压值偏小,故C错误;
D、因为大气压随高度的升高而降低,故将此装置从山脚移到山顶,管内被托起的水银将下降,即管内外水银液面高度差减小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,托里拆利实验的实验依据和实验中注意的事项,以及哪些因素会对测量结果产生影响。
15.(2022•聊城)第24届冬季奥运会在北京和张家口举行,下列关于赛场上一些现象和情景的说法中正确的是( )
A.滑雪手套掌心处设计的颗粒是为了增大摩擦
B.宽大的滑雪板可以减小运动员对地面的压力
C.击出的冰球仍高速运动,是因为受到惯性的作用
D.短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,运动状态不变
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
(4)物体的运动状态的改变包括速度大小和方向的变化,如果速度大小和方向不变,说明运动状态不变。
【解答】解:
A、滑雪手套的掌心处设计花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A正确
B、滑雪板设计得较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C、击出的冰球仍高速运动,是因为冰球具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,运动方向不断变化,所以运动状态改变,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查增大摩擦和减小压强的方法、惯性、物体运动状态变化的判断,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
16.(2024•历城区一模)小明和小华在沙滩上玩耍时发现:两人在沙滩上行走的脚印大小不同,小明的脚印较大,但两人脚印的深浅相同,则他们对沙滩的压强及压力相比( )
A.p小明>p小华,F小明>F小华
B.p小明>p小华,F小明<F小华
C.p小明=p小华,F小明>F小华
D.p小明=p小华,F小明<F小华
【分析】物理学中用压强来描述压力作用的效果,根据脚印深浅相同,可知二人压力作用效果相同,也就是压强相等,即p小明=p小华.然后利用p=的变形公式F=pS进行分析得出压力的大小关系。
【解答】解:两人脚印的深浅相同,说明他们对沙滩的压强相等,由F=pS可知:p一定时,若S小明>S小华,则F小明>F小华,故C正确;
故选:C。
【点评】此题考查的是压强物理意义和压强计算公式的定性分析,运用了控制变量的方法。
17.(2024•成武县三模)2022年北京冬季奥运会将于2月4日至2月20日举行。作为冬奥会的经典项目滑雪运动中蕴含着许多物理知识,下列描述不正确的是( )
A.运动员把滑雪杆用力向后撑地前进,利用了物体间力的作用是相互的
B.滑雪板做的宽大是为了减小雪地受到的压力
C.运动员在滑行过程中做曲线运动,他的运动状态不断变化
D.雪地上留下滑雪板的划痕,说明力可以使物体发生形变
【分析】(1)物体间力的作用是相互的。
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(3)运动状态不变的情况:静止或匀速直线运动。
(4)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状;②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:A、运动员把滑雪杆用力向后撑地前进,利用了物体间力的作用是相互的,故A正确;
B、滑雪板做的宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C、运动员在滑行过程中做曲线运动,运动方向变化,说明他的运动状态不断变化,故C正确;
D、雪地上留下雪板的划痕,说明力可以使物体发生形变,故D正确。
故选:B。
【点评】知道力的作用的相互性、力的两个作用效果、减小压强的方法、运动状态变化的情况,理解惯性概念,可解答此题。
18.(2023•兰山区校级模拟)如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入深度相同的甲、乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
C.该实验装置中的“U”形管是一个连通器
D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,液体压强越小
【分析】AB、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;
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;
由已知条件结合p=ρgh分析;
C、连通器是底部连通上端开口的容器;
D、根据p=ρgh分析。
【解答】解:AB、两实验中,金属盒的深度相同,甲中U形管两边液面的高度差大,由转换法,甲金属盒处的压强大于乙金属盒处的压强,B错误;
根据p=ρgh有ρ=,甲液体的密度大于乙液体的密度,A正确;
C、“U“形管一端开口,一端封闭,所以它不是一个连通器,故C错误;
D、橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,液体压强越大,D错误。
故选:A。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
二.填空题(共9小题)
19.(2023•威海)如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成,若想提高每一次的碾压效果,可以怎样改进工具,请写出两种方法: 增大碾盘的质量 , 减小碾盘的受力面积 。
【分析】压强大小与压力和受力面积有关,增大压力、减小受力面积可以增大压强。
【解答】解:如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成,若想提高每一次的碾压效果,就是增大压力的作用效果,即增大压强,在受力面积一定时,增大碾盘的质量、增大压力,可以增大压强:在压力一定时,减小碾盘的受力面积可以增大压强。
故答案为:增大碾盘的质量:减小碾盘的受力面积。
【点评】本题考查增大压强的方法,属于中档题。
20.(2023•聊城)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用 红外线 (选填“红外线”或“紫外线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了 连通器 原理。
【分析】(1)红外线感应水龙头是通过红外线反射原理;
(2)连通器的结构特征是上端开口、底部相连通;连通器内装同种液体且不流动时液面总是相平的。
【解答】解:
(1)感应窗发出红外线,照射到手上,发生反射,改变传播方向,重新被感应窗接收,控制出水情况;
(2)洗脸池排水管设计的U形“反水弯”上部开口、下部连通,属于连通器;U形“反水弯”内装有水且静止时,两侧水面相平,可以防止下水道异味窜入室内。
故答案为:红外线;连通器。
【点评】本题考查了红外线、连通器的应用,属于基础题目。
21.(2023•德州)“山东舰”航母编队出海执行任务,护卫舰与航母不能近距离并排航行,是因为近距离并排航行时舰艇间海水流速大压强 小 ,易造成碰撞事故。
【分析】流体的压强跟流体的速度有关,流速越大,压强越小。
【解答】解:因为在流体中,流速越大的位置压强越小,若航母与其他舰艇在海面航行时,近距离并行,则两舰艇中间水的流速大压强小,两舰艇外两侧水的流速小压强大,从而产生向中间的压强差,容易引起碰撞,所以该航母与其他舰艇在海面航行时,不能近距离并行,否则易造成碰撞事故。
故答案为:小。
【点评】本题考查流体的压强与流速关系,属于基础题。
22.(2022•聊城)如图甲所示,小明将装满水的玻璃杯,用薄塑料片盖严杯口并倒置,塑料片不会掉下来,这个现象说明了 大气压强 的存在。图乙小明又把一支铅笔放在这个装满水的玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到那支“笔”,他惊奇地发现,铅笔的笔尖本来是朝左的,可他看到的却是“笔尖”朝右,这是因为盛水的玻璃杯水平方向相当于凸透镜,他看到的是铅笔的 实 (选填“实”或“虚”)像。
【分析】(1)此实验是证实大气压存在的最常见的实验,纸片没有掉下来就是因为受到外界大气压对纸片向上压力的作用;
(2)凸透镜成像的规律:a、当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;b、当物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像;c、当物距小于二倍焦距、大于一倍焦距时,成倒立、放大的实像;d、当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:纸板受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,而纸板受到向上的大气压远大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来,这个现象说明了大气压强的存在;
装满水后的玻璃杯相当于一个凸透镜,铅笔的笔尖本来是朝左的,可他看到的却是“笔尖”朝右,方向相反,成的是倒像,倒立的都是实像。
故答案为:大气压强;实。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用和大气压强的应用,难度不大,注意凸透镜成像是倒立的都是实像。
23.(2022•滨州)2022年5月21日,我国海军辽宁舰航母编队圆满完成演习任务,从太平洋返回东海。如图所示各舰船同速前行时,相邻舰船相对 静止 (选填“运动”或“静止”);且各舰船之间需保持一定距离,以防止相邻舰船间水的流速大,压强 小 (选填“大”或“小”)而出现碰撞。
【分析】(1)一个物体与另一个物体的相对位置没有改变,我们就说这个物体是静止的。
(2)流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.
【解答】解:(1)各舰船运动方向相同,速度相同,它们之间的相对位置没变,所以说它们之间是相对静止的。
(2)各舰船之间需保持一定距离,以防止相邻舰船间水的流速大,压强小而出现碰撞。
故答案为:(1)静止;(2)小。
【点评】本题考查了流速与压强的关系,静止和运动的相对性,属于基础题,要求学生熟练掌握。
24.(2024•济宁四模)中国首艘国产电磁弹射型航母即将出海试验,吃水深度13m,即舰艇底部距离海面为13m,则舰艇底部受到的液体压强是 1.3×105 Pa;当一驾质量为30吨的歼﹣35舰载机停在水平甲板上,飞机与甲板的总接触面积是0.5m2,则飞机对甲板的压强是 6×105 Pa。(ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【分析】(1)根据公式p=ρ液gh便可计算得出;
(2)根据G=mg算出直升机的重力,直升机对甲板的压力大小等于直升机的重力大小,根据p=算出直升机停放在甲板上时对甲板的压强。
【解答】解:(1)吃水深度13m,此时底部受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×13m=1.3×105Pa;
(2)舰载机的重力:G=mg=30×103kg×10N/kg=3×105N;
因为在水平面上,所以压力等于重力,即F=G=3×105N,
停放在甲板上时对甲板的压强:p===6×105Pa。
故答案为:1.3×105;6×105。
【点评】本题考查压强定义式、液体压强公式的应用,属于中档题。
25.(2023•济宁)如图所示的装置中,A、B是一段内径粗细不同的玻璃管,它与蓄水容器相连,在玻璃管较粗和较细的部分,各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是A、B玻璃管内同一水平线上的两个点,分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,根据 连通器 原理,两竖直细玻璃管内水面是相平的;打开阀门K,水流出过程中,M点的压强 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)N点的压强。
【分析】(1)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;
(2)在流体中,流速越大的位置压强越小,据此判断。
【解答】解:(1)由图可知,关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,两支竖直细玻璃管和蓄水容器共同构成了上端开口、下部连通的容器,根据连通器原理,两竖直细玻璃管内水面是相平的;
(2)打开阀门K,水流出过程中,M点较细,水的流速大、压强小,N点较粗,水的流速小、压强大,故M点的压强小于N点的压强。
故答案为:连通器;小于。
【点评】本题考查了连通器的应用,流体压强与流速关系的理解,属基础题,难度不大。
26.(2022•东营)在“小实验、小制作”比赛活动中,物理兴趣小组利用身边的小玻璃瓶、单孔橡皮塞、两端开口的透明吸管、水,展示了如图实验。
(1)“敲击实验”。如图甲,用笔杆敲击使空玻璃瓶发生 振动 ,产生声音,加大敲击的力量,声音的 响度 (选填“音调”“响度”或“音色”)发生了改变;
(2)自制温度计。如图乙,将玻璃瓶放入热水中,观察到吸管中的液面 上升 (选填“上升”“下降”或“不变”),验证了温度计是根据液体 热胀冷缩 的规律制成的;
(3)自制水气压计。如图丙,提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升,说明了大气压强随海拔高度升高而 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(4)自制“喷雾器”,如图丁,往B管中吹气,可以看到A管中的液面 上升 (选填“上升”“下降”或“不变”),这表明:在气体中,流速越大的位置压强 越小 (选填“越大”“越小”或“不变”)。
【分析】(1)声音是由物体振动产生的;响度和振幅有关,振幅越大,响度越大。
(2)温度计的原理:液体的热胀冷缩。
(3)大气压强和高度有关,高度越高,气压越低。
(4)流体压强和流速的关系:流体流速大的位置压强小。
【解答】解:(1)用笔杆敲击使空玻璃瓶,使玻璃瓶发生振动,从而产生声音,说明声音由物体的振动产生的;响度与发声体的振幅有关,振幅越大,响度越大,用更大的力敲击玻璃瓶,玻璃瓶振动的幅度改变,故声音的响度发生改变。
(2)将玻璃瓶放入热水中,玻璃瓶中液体吸收热量,体积膨胀,所以吸管中的液面上升,实验验证了温度计是根据液体的热胀冷缩的规律制成的。
(3)大气压不是固定不变的,随着高度的升高而减小,所以提着瓶子从一楼走到四楼,观察到吸管中的液面上升。
(4)往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速变大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管水上升。表明在气体中,流速越大的位置压强越小。
故答案为:(1)振动;响度;(2)上升;热胀冷缩;(3)减小;(4)上升;越小。
【点评】本题考查的比较综合,涉及到了声音的产生、温度计的原理、大气压和高度的关系以及流体压强和流速的关系,注意理解。
27.(2022•德州)如图甲所示是2022年2月北京冬奥会冰壶比赛时的场景。比赛所用冰壶的高度如图乙所示,为 11.50 cm,若冰壶质量为19kg,与冰道的接触面积为0.02m2,则冰壶对冰道的压强为 9.5×103 Pa。(g取10N/kg)
【分析】先观察刻度尺的分度值,再读数;
根据p=进行分析。
【解答】解:由图乙可知,刻度尺的分度值为1mm,读数为11.50cm。
冰壶对冰道的压强。
故答案为:11.50;9.5×103。
【点评】本题考查压强公式的应用,难度不大。
三.实验探究题(共3小题)
28.(2024•莒南县一模)为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,实验小组采用如图所示装置进行实验,实验装置经测试均可以正常使用。请回答下列问题:
(1)关于实验装置以下描述正确的是 B ;
A.实验过程中,通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部压强的大小
B.该装置不是连通器
(2)实验过程:
①在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,为了使U形管左右两侧的液面相平,正确的调节方法是 B ;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
C.向右侧支管中加入少量的水
②深海鱼类多是扁片状,其原因可以用对比 b、c 两图所得出的结论进行说明;
③比较a、b两图可知, 当深度一定时,液体内部的压强随液体密度增大而增大 。
【分析】(1)据图可知,压强计是通过看U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小的;连通器的特点:上端开口下端连通的容器;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
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。
【解答】解:(1)A.U形管是通过液面高度差来判断液体压强的大小的,故A错误;
B.根据连通器的特点,该装置下部连通,但左侧的上端没有开口,所以不是连通器,故B正确。
故选B。
(2)①在使用压强计前,发现U形管左右两侧的液面有一定的高度差,说明左右两侧的压强不等,进行调节时,只需将软管取下再重新安装即可,这样U形管中两管上方的气体压强是相等的,都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面是相平的,故B正确,AC错误。
故选B。
②深海鱼类多是扁平状,适应海底较大的压强,是因为液体的压强随着深度的增加而变大,比较b、c两图可知,液体的密度相同,深度越大,U形管中液面高度差越大,压强越大,所以可用来解释深海鱼类扁平状的原因。
③a、b两图,液体的深度相同,改变的是液体的密度,其中酒精的密度小于盐水的密度,U形管中液面高度差不同,即压强不同,且酒精的高度差小于盐水,所以可得:当深度一定时,液体内部的压强随液体密度增大而增大。
故答案为:(1)B;(2)①B;②b、c;③当深度一定时,液体内部的压强随液体密度增大而增大。
【点评】本题考查液体压强的探究,属于中档题。
29.(2022•滨州)在探究性学习活动中,某学习小组做了以下系列实验探究。
(1)探究影响压力作用效果的因素,该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码,做了如图甲所示实验。请根据 A、B 两图中的情景,提出一个要探究的问题是: 压力作用效果可能与压力大小有关 。经过多次实验表明影响压力作用效果的因素是 压力大小、受力面积大小 。根据实验结论,建立了压强概念和压强的表达式p=。
(2)该小组取三个高度均为h,密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体,B是长方体,A、B的底面积都为S,C的底面积为。把它们放在水平桌面的海绵上,如图乙所示,发现海绵被压下的深度相同。
该小组结合在(1)中得到的结论和表达式,分析出了A、B、C三个物体对海绵的压强均为p= ρgh (只写出结果),解释了“海绵被压下的深度相同”的原因。
(3)该小组研究液体内部的压强,用图丙A所示的器材进行实验探究。他们利用这些器材 能 (选填“能”或“不能”)探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关。此过程用的实验方法是 控制变量法 (只写出一种)。
该小组对液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系进一步思考。在图丙B容器内装有密度为ρ的液体,他们受到上面实验的启发,要想得到液面下深度h处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,平面的面积为S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。因此,液面下深度h处的压强为p= =====ρgh (写出推导过程)。
(4)由(3)推导出的表达式, 不能 (选填“能”或“不能”)应用于大气压强。
【分析】(1)影响压力作用效果的因素:压力大小、受力面积大小;实验方法有:控制变量法、转换法;
(2)利用压强的定义式推导规则均匀柱体对水平面的压强,即可得出答案;
(3)探究液体内部的压强跟液体的深度、液体的密度关系时,应使用控制变量法来选定合适的器材和设计实验方案。液面下深度h处的压强的推导时,先把液体对液面的压力和受力面积分别表示出来,再代入压强的定义式,即可得出结果;
(4)根据p=ρgh的适用范围,分析该表达式能否应用于大气压强。
【解答】解:(1)A、B两图中,小桌与海绵的接触面积相同,压力大小不同,导致海绵的凹陷程度不同,即压力作用效果不同,所以根据A、B两图可以探究压力作用效果可能与压力大小有关;
(2)A、B、C三个柱体对海绵的压力分别为:
FA=GA=mAg=ρVAg=ρShg,FB=GB=mBg=ρVBg=ρShg,FC=GC=mCg=ρVCg=ρhg;
A、B、C三个柱体对海绵的压强分别为:
pA===ρgh,pB===ρgh,pC===ρgh;
因为A、B、C三个柱体对海绵的压强相等,所以“海绵被压下的深度相同”。
(3)①在图丙A中,将压强计的探头放在液体中a、b两点时,探头的深度不同,液体密度相同,可探究液体的压强跟液体的深度关系;在图丙A中,将压强计的探头放在不同液体中的b、c两点时,液体密度不同,探头的深度相同,可探究液体的压强跟液体的密度关系,所以用图丙A所示的器材能探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度的关系;
②实验方法有控制变量法;
③液面下深度h处的压强p======ρgh;
(4)由于地球周围的大气很厚,大气的密度是不均匀的,同时大气的深度也无法确定,所以p=ρgh不能应用于大气压强。
故答案为:(1)A、B;压力作用效果可能与压力大小有关;压力大小、受力面积大小;(2)ρgh;(3)能;控制变量法;见解答过程;(4)不能。
【点评】本题探究了影响压力作用效果的因素、液体压强的特点的实验,考查了控制变量法的应用和液体压强、固体压强公式的推导过程,有一定的综合性,属于中等难度。
30.(2024•沾化区模拟)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力作用效果的,这是利用了物理学中的 转换 法来研究问题。
(2)通过比较图甲、乙,说明受力面积相同时, 压力越大 ,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图 乙、丙 (填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p = p′(选填“>”、“<”或“=”);
(5)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关,其他同学认为他的结论是错误的,原因是 没有控制压力的大小相同 。
(6)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金圆柱体(如图所示)为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S)。表达式为 P=ρgh 。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果;
(2)(3)(5)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变,据此分析回答;
(4)因受压材料不同,故不能根据材料的凹陷程来比较压力的作用效果,根据p=分析;
(6)根据压强的公式p=,结合重力与压力的关系,可进行推导得出压强的表达式
【解答】解:(1)根据海绵的凹陷程来比较压力的作用效果,应用了转换法;
(2)比较图甲、乙所示实验,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,故可得出结论:在受力的面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,需要控制压力的大小相同,改变受力面积,故图乙、丙符合题意;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丁中木板受到的压强p′,图丙中海绵受到的压强p,因受压材料不同,故不能根据材料的凹陷程来比较压力的作用效果,根据p=,因压力大小和受力面积大小相同,故压强大小关系为p=p′。
(5)研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小一定,实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,则压力大小不同,由此得出的结论“压力的作用效果与受力面积无关”是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力的大小相同;
(6)已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S,由压强的公式推导过程为:p======ρgh。
故答案为:(1)凹陷程度;转换;(2)压力越大;(3)乙、丙;(4)=;(5)没有控制压力的大小相同;(6)P=ρgh。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
四.计算题(共3小题)
31.(2022•济南)根据遥测数据判断,2021年5月22日10时40分,“祝融号”火星车安全驶离着陆平台,到达火星表面开始巡视探测,如图所示。
已知“祝融号”火星车在火星表面受到的重力为888N,轮子与火面的总接触面积约0.08m2。求火星车对水平火面的压强。
【分析】火星车对水平火面的压力大小等于火星车的重力,受力面积等于轮子与火面的总接触面积,根据p=求出火星车对水平火面的压强。
【解答】解:火星车对水平火面的压力F=G=888N,
则火星车对水平火面的压强:p===1.11×104Pa。
答:火星车对水平火面的压强为1.11×104Pa。
【点评】本题考查了压强的计算,属于基础题。
32.(2023•济南)一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,取:g=10N/kg,通过计算回答:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
【分析】(1)根据包装箱上的净含量和包装箱内每瓶酱油的体积,利用密度的公式得到酱油的密度;
(2)水平地面上物体的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小;
求出底面积(受力面积),利用p=得到这箱酱油对地面的压强。
【解答】解:(1)由包装箱上标识的相关名词可知,箱内共装12瓶酱油,
酱油的总体积V=800mL×12=9600mL=9600cm3=9.6×10﹣3m3,
该箱内所装酱油的密度;
(2)这箱酱油总重力G=m毛g=12kg×10N/kg=120N,
因为放在水平地面上,所以对地面的压力F=G=120N,
受力面积S=60cm×20cm=1200cm2=0.12m2,
这箱酱油对地面的压强。
答:(1)该箱内所装酱油的密度是1.15×103kg/m3;
(2)这箱酱油对地面的压强是1000Pa。
【点评】解题时,注意题目所给的信息,要求酱油的密度必须要知道酱油的质量和体积。
33.(2022•泰安)电动车是人们便捷出行的交通工具。某人骑着电动车在水平路面上沿直线行驶了800m,已知他和电动车的总重力为860N,轮胎和地面的总接触面积为20cm2。假定骑行过程中电动车的牵引力恒为50N,在此骑行过程中,求:
(1)牵引力做的功;
(2)电动车对水平路面的压强。
【分析】(1)根据功的计算公式可得;
(2)电动车对水平路面的压力等于人和电动车的总重力;根据p=求出自行车对水平路面的压强。
【解答】解:(1)牵引力做的功:
W=Fs=50N×800m=40000J;
(2)电动车对水平路面的压力:
F=G总=860N;
电动车对水平路面的压强:
p===4.3×105Pa;
答:(1)牵引力做的功40000J;
(2)电动车对水平路面的压强4.3×105Pa。
【点评】本题考查了压力和压强、功的计算,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等,属于基础题。
五.作图题(共1小题)
34.(2024•广饶县校级模拟)如图所示,重5N的物体静止在斜面上,请在图上画出物体所受重力和斜面所受压力的示意图。
【分析】重力是物体受到的力,因此根据规则物体的重心在物体的几何中心,重力的方向总是竖直向下的,从物体的重心表示出重力的方向即可;
压力是接触面受到的力,因此压力的作用点在接触面上,即物体与接触面的中点;然后根据压力的方向垂直于受力面,并从压力作用点表示出压力的方向即可。
【解答】解:从物体重心画带箭头的线段,方向竖直向下,符号为G,大小为5N,即为物体所受重力;
在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,从压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F,即为物体所受压力,如图所示;
【点评】此题主要考查了力的示意图的画法,首先要分析出力的大小、方向和作用点,然后把力的三要素表示在图上。
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