内容正文:
第九章 压强
基础卷
(考查内容:第九章 压强 时间:45分钟 分值:100分)
一、填空题(本题共6小题,每空3分,共42分)
1.观察和思考是科学发现的基础。众多科学家能从简单的现象中受到启发,从中发现重要的规律,如 通过观察和分析,利用实验测得了大气压的数值。在粗略的计算中,标准大气压可以取 Pa。
2.如图所示,在开口的可乐水瓶上扎一个小孔,水便从小孔喷出。随着瓶内水面的降低,水喷出的距离越来越短,是因为小孔处水的压强逐渐 。堵住瓶口,水很快就停止流出,此时瓶内水面上方的气压比瓶外大气压 。
甲 乙
3.中国武术有着悠久的历史,是中华优秀文化遗产之一。图中的这位武术表演者展示两个武术动作时对水平地面的压力及压强分别为F甲、F乙, p甲、p乙,则F甲 F乙,p甲 p乙。
4.在生活中,我们有时因为生病而需要输液。如图所示是输液时的示意图,药瓶瓶口插有两根管子,其中C管的作用是利用 使药液从A管中顺利流出。针头的表面做得非常光滑,这是为了 以减轻病人的痛苦。若要提高输注速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是 。
5.生活中有很多关于“吸”字的现象和俗语都可以用物理知识解释。如图左图用吸管“吸”饮料,实际上是饮料在 的作用下被压入口中;如图右图用吸尘器“吸”灰尘,主要是利用 ,从而将灰尘推入吸尘器;俗话“大河有水小河满”,所反映的物理现象是 的特点。
6.如图所示,这是一款网红饮料杯的广告图,其原理与茶壶类似,从固定吸管中可直接吸到杯中的饮料,该广告 (选填“符合”或“不符合”)科学性,理由是 。
二、选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13、14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得3分,选对但不全得1分,有错选的得0分)
7.下列仪器中,不能用来测量大气压的是( )
A.水银气压计 B.无液气压计 C.托里拆利实验装置 D.马德堡半球实验
8.一个人站在冰面上时,发现周围的冰将要破裂,则他应该( )
A.踮着脚尖走开 B.迅速跑开 C.轻轻地走开 D.立即躺下爬行离开
9.如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟液体密度的关系 B.液体内部的压强跟深度的关系
C.在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等 D.液体内部向各个方向是否都有压强
10.三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图是轮船通过船闸的示意图,此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭,下列说法正确的是( )
A.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门A两侧的压力相等
B.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B两侧的压力相等
11.下列事例中不是利用大气压的是( )
A.把吸盘式挂衣钩紧贴到墙上后可挂衣服 B.用胶头滴管吸取药液
C.茶壶的盖上留一小孔,水才容易倒出来 D.用力压打气筒的活塞,把气充进轮胎中
12.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8∶1 B.4∶3 C.1∶2 D.4∶1
13.(双选)小林在塑料杯中注满水后,将一个硬纸片盖住杯口并倒置,其实验现象如图所示。下面说法正确的是( )
A.图中纸片不下落,验证了大气压的存在
B.如果塑料杯中注满的是酒精液体,则实验中纸片会下落
C.如果将塑料杯变为高度为20cm的玻璃试管,重做上面的实验,则实验中纸片不会下落
D.如果将塑料杯变为高度为20cm的玻璃试管,注满水银,堵住管口倒置在水银槽中,松手后,液面将下降至水银槽液面相平
14.(双选)如图是托里拆利实验装置的示意图,关于此实验的下列说法错误的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面的高度差变大
B.往水银槽中加些水银,管内外水银面的高度差不变
C.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面的高度差减小
D.如果在玻璃管A端开一个小孔,管内水银会从小孔流出
三、作图题(本题共2小题,每小题3分,共6分)
15.如图所示为一个连通器,在里面灌入某种液体,静止后最左面管中的液面如图所示。请在图中画出其它管内液面的位置。(保留作图痕迹)
16.如图所示,容器内装有水,请你画出A、B两点处水对容器壁压力的示意图。
四、实验探究题(本题共2小题,第17题6分,第18题8分,共14分)
17.如图所示,在空铁桶内放入少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。
(1)你观察到的现象是 ;
(2)这一现象说明了 ;
(3)“用火加热,沸腾之后把桶口堵住”的目的是使 。
18.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察 来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制 大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是 。
(3)下列探究用到的方法和本实验中利用海绵的作用不相同的是 。
①在研究响度与振幅的关系时,用碎纸屑放在鼓面上;
②为了方便地研究光的传播,物理学上引入“光线”的概念,使问题简单化;
③通过塑料吸盘吸在光滑的墙面上说明大气压的存在。
五、综合应用题(本题共1小题,共14分)
19.一个平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,壶中水面离壶底12cm,放置在面积为1m2的水平桌面中央,如图所示。(g=10N/kg)
(1)由于壶身和壶嘴构成了 ,从而使壶身与壶嘴上方液面保持相平。
(2)水对茶壶底部的压力;
(3)茶壶对桌面的压强;
(4)在此茶壶的壶盖上为什么要有一个小洞?
参考答案及解析点评
一、填空题(每空3分,共42分)
1.托里拆利;105
【考点】大气压强的测量方法
【解析】1644年,意大利科学家托里拆利最早利用玻璃管和水银,测出了大气压强的值,并在此基础上规定了1标准大气压的具体数值,1标准大气压是的值是1.01×105Pa。在粗略计算时用105Pa。
【点评】要熟记选项中各个实验的意义,还要了解一些物理学史,这也是我们必须识记的内容。
2.小;小
【考点】液体的压强的特点;气体压强与体积的关系
【解析】液体的压强与深度有关,随着瓶内水面的降低,水喷出的距离越来越短,是因为小孔处水的深度逐渐变小、压强变小;堵住瓶口,不久水便停止从小孔中射出,因为在流出一部分水后,瓶内上方空气的体积变大,气压就变小,小于外界大气压,水就停止从小孔中射出。
【点评】本题考查了液体压强的特点、气体压强与体积的关系,属于比较基础的内容。
3.=;>
【考点】压力;固体压强大小比较
【解析】因为物体在平面上时,对水平面的压力等于其自身重力,所以甲图和乙图中这位表演者对地面的压力相等,即F甲=F乙;由图可知,甲图中表演者单脚着地,受力面积较小,乙图中受力面积较大,根据p=F/S可知,甲图中对地面的压强较大,乙图中对地面的压强较小,即p甲>p乙。
【点评】此题考查压力及重力、压强的大小比较,关键是知道物体在水平面上时,对水平面的压力等于其自身重力,难度不大。
4.大气压,减小摩擦,提高药瓶的高度
【考点】大气压的综合应用;增大和减小压强的方法和应用;液体压强的计算以及公式的应用
【解析】因为输液时,如果没有C管,外部压强大于瓶内压强时,液体就无法输入到人体中,所以C管是利用大气压使药液从A管顺利流出的;
接触面越光滑,摩擦力越小,针头做得非常光滑,扎针时可以减小针头与血管之间的摩擦,以减轻病人的痛苦;
为了是药液顺利流入人体内,可以提高药瓶的高度,即增大液体对人体的压强。
【点评】根据增大输液体对人体血液的压力、减小针头与血管之间的摩擦进行分析,知道大气压的作用以及液体压强与哪些因素有关。
5.大气压;空气流速越大,压强越小;连通器
【考点】大气压的综合应用;连通器的应用
【解析】用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管;用吸尘器“吸”灰尘时,吸尘器内空气流速大压强小,吸尘器外空气流速小压强大,在压强差的作用下灰尘被“吸”入吸尘器中的;上端开口,底部连通的容器叫连通器。如果连通器中只有一种液体,在液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的。大河和小河是连通的,当大河里水的液面高于小河的液面时,水就会流动,一直到液面相平。
【点评】本题考查了大气压的综合应用和连通器原理,利用所学物理知识解释生活中的相关现象,注重了理论联系实际。
6.不符合;吸管和饮料杯中的液面不相平
【考点】连通器原理
【解析】如图所示的网红饮料杯上端开口、下端连通,构成了一个连通器,
根据连通器的特点可知,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总是相平的,而图中吸管和饮料杯中的液面不相平,所以该广告不符合科学性。
【点评】此题考查的是连通器在生活中的应用,属于基础题目,难度不大,要求我们平时多观察、多思考。
二、选择题(每小题3分,共24分)
7.D
【考点】大气压强的测量方法
【解析】水银气压计、无液气压计、托里拆利实验都能测出大气压的值;但马德堡半球实验只能证实大气压的存在,不能测出大气压的值。
【点评】此题考查了测量大气压的仪器等,特别注意区分开托里拆利实验和马德堡半球实验,托里拆利实验测量大气压的值,马德堡半球实验只证实大气压的存在。
8.D
【考点】增大和减小压强的方法和应用
【解析】脚尖朝着地蹑足走开,接触面积变小,使人对冰面的压强增大,更容易掉入冰中,故A选项错误;迅速往回跑,跑的同时会抬起一只脚,这时人对冰面的压强增大了一倍,人更容易落入冰中,故B选项错误;轻轻地走开,走的过程中,只有一个脚的接触面积,接触面积变小,压强变大,更容易掉入水中,故C选项错误;立即躺下爬行离开,人对冰面的压力没有变化,增大了受力面积,减小了压强,所以冰面不会破裂,故D选项正确。
【点评】解答此类题目的关键是掌握增大或减小压强的方法,人站在冰面上,防止落入水中,就要减小冰承受的压强,怎样减小压强,就是此题的突破口;此类题目贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,同时,也体现了新课程的指导思想。
9.A
【考点】探究液体内部的压强
【解析】由图知,金属盒在液体中的深度相同,U形管液面的高度差不同,可知液体的压强不同,则是因为液体密度不同造成的,所以此实验探究的是液体压强与液体密度的关系,故A正确;因为两图中,金属盒在液体中的深度相同,不能探究液体压强与深度的关系,B错误;因为两图中,金属盒的方向相同,所以不能探究液体压强与方向的关系,C、D错误。
【点评】此题是探究液体压强实验,考查了对实验现象的分析及控制变量法的应用。
10.A
【考点】连通器原理;压强的大小及其计算;液体的压强特点
【解析】上端开口,底部相连通的容器叫连通器,当所装同一种液体静止不流动时,各容器中的液面是相平的,据此分析判断。
图中,上游阀门A打开,下游阀门B关闭;闸室和上游水道构成连通器,当水静止时,两侧水深相同,水对阀门A两侧的压强相等、压力相等,故A正确、B错;阀门B关闭,闸室和下游水道不连通,不能构成连通器,不符合题意,故C、D错。
【点评】本题考查了连通器的实际应用,知道连通器的特点(所装同一种液体静止不流动时,各容器中的液面是相平的)是关键。
11.D
【考点】大气压的综合应用
【解析】吸盘要固定在墙壁上,需要先用力挤压塑料吸盘,把盘内的空气挤出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了墙壁上,故A不符合题意;用滴管移取溶液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里,故B不符合题意;若茶壶的盖上没有小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压压着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,故C不符合题意;用力压打气筒的活塞,是人的推力把气充进轮胎中,与大气压无关,故D符合题意。
【点评】物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
12.D
【考点】压强的大小及其计算;密度的计算
【解析】由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为8g/cm3;当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为1g/cm3;所以ρ甲∶ρ乙=8∶1;
因为ρ甲∶ρ乙=8∶1,m甲∶m乙=1∶1,所以V甲:V乙=1∶8,
因为V=L3,所以边长(高)之比:L甲∶L乙=1∶2;
因为正方体对地面的压强:p=ρLg,
所以两正方体A、B对水平地面的压强之比:
p甲∶p乙=ρ甲L甲g:ρ乙L乙g=(8×1)∶(1×2)=4∶1。
【点评】本题考查了学生对重力公式、密度公式、压强公式的掌握和运用,本题关键:一是通过图象求出甲、乙两物质的密度之比,二是利用好方形或圆柱形均匀物体对水平地面压强的推导公式p=ρLg。
13.A、C
【考点】大气压强的存在
【解析】图中,杯口的纸片不下落,是典型的“覆杯实验”,换作酒精做实验纸片也不会下落,是大气压作用的结果,故A正确,B错误;一标准大气压能支持10m高的水柱,故将塑料杯变为高度为20cm的玻璃试管,重做上面的实验,则实验中纸片不会下落;一标准大气压能支持0.76m的水银柱,故将塑料杯变为高度为20cm的玻璃试管,注满水银,堵住管口倒置在水银槽中,松手后,水银仍充满整个杯子,故C正确,D错误。
【点评】只有对托里拆利实验理解了,才能解答此题。
14.B、C
【考点】大气压强的测量方法
【解析】在做托里拆利实验时,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差就不变,改变玻璃管的粗细、少许改变管的倾斜程度、将玻璃管轻轻上提一点、往水银槽中加些水银,这些都不会影响到管内外水银面的高度差;当外界大气压发生变化时,玻璃管中内外的水银面的高度差才能发生变化,故A错误,B正确;将此装置从山脚移到山顶,大气压减小,管内外水银面的高度差减小,故C正确;当管顶开一个小孔时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降。此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终液面会相平,故D错误。
【点评】解决本题的关键是学生对托里拆利实验和大气压与高度的关系的理解和掌握,是一道基础题。
三、作图题(每小题3分,共6分)
15.如答案图1所示
答案图1
【考点】连通器原理
【解析】静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上。根据连通器的道理可知:各个管中的液面应在同一水平面上。
【点评】本题主要考查对连通器特点的了解,是一道基础题。
16.如答案图2所示
答案图2
评分标准:16小题FA2分,FB比FA长1分,如果不是给0分;如果没有箭头、方向不与壁垂直扣0.5分(只扣1次),方向明显错误0分。
【考点】液体压强的特点;压力的概念;力的示意图
【解析】由于液体具有流动性,所以液体对容器侧壁有压力作用;根据压力与接触面垂直并指向接触面,过A、B点表示出压力的方向。
作用点在受力物体的接触面上,方向垂直接触面指向被压物体,过A、B点做垂直于杯壁指向外的力,由于B点较A点深,所以压强大,压力也大,在同一图上,示意图力的线段也长。如答案图2所示。
【点评】垂直作用在物体表面的力为压力;会根据压力的概念确定压力的方向,并且会用力的示意图表示压力的三要素,知道液体的压强与深度的关系,从而知道液体越深压力越大和在同一图上,示意图力的线段也长。
四、实验探究题(17题6分,18题10分,共16分)
17.(1)铁桶被压瘪;(2)大气压强的存在;(3)桶内的气压小于外面的大气压
【考点】探究大气压强存在的实验
【解析】(1)(2)在空铁桶内放入少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,再浇上冷水,铁桶内的气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压瘪了;这一现象说明了大气压的存在;
(3)用火加热,气体热胀冷缩,桶内空气被排出,把桶口堵住,不让外界空气进入铁桶,外界大气压大于桶内的气压,把铁桶压瘪。
【点评】本题结合生活事例考查了大气压强和力的作用效果,物理来源于生活,要学以致用。
18.(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)②
【考点】探究影响压力作用效果的因素
【解析】(1)实验中该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法的运用。
(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵,这样可以控制压力相同,改变受力面积的大小。
从该实验中得出的结论是压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)实验中该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法的运用。
在研究响度与振幅的关系时,用碎纸屑放在鼓面上,采用了转换法,故①不符合题意;为了方便地研究光的传播,物理学上引入“光线”的概念,使问题简单化,采用了模型法,故②符合题意;通过塑料吸盘吸在光滑的墙面上说明大气压的存在,采用了转换法,故③不符合题意;故选②。
【点评】掌握压力作用效果的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究压力作用效果跟影响因素之间的关系是解答本题的关键。
五、综合应用题(共12分)
19.
【考点】连通器原理;液体压强和固体压强的计算以及公式的应用;大气压的应用
【解析】解:(1)茶壶的壶身与壶嘴符合上端开口、下端连通的特点,当水静止时,水面保持相平,是利用连通器原理工作的;
(2)水对茶壶底部的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa。
则水对茶壶底部的压力:F=pS=1200Pa×40×10-4m2=4.8N;
(3)茶壶对桌面的压力:
F′=G总=(m壶+m水)g=(400×10-3kg+0.6kg)×10N/kg=10N,
茶壶对桌面的压强:
p′=F′/S′=10N/40×10−4m2=2500Pa;
(4)壶盖上留有一个小孔的作用是在倒水时能保持壶内外的大气压相等,水容易倒出。
答:(1)连通器;
(2)水对茶壶底部的压力为4.8N;
(3)茶壶对桌面的压强为2500Pa;
(4)保持壶内外的大气压相等,水容易倒出。
【点评】本题考查连通器的原理和液体压强计算的应用,正确区分固体压强和液体压强是解决此题的关键。要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等以及单位的换算。
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