内容正文:
2025年中考物理二轮专题复习:压强
【知识梳理】
一、压强
1.压力
(1)定义:物理学中,把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
(2)方向:压力的方向是垂直物体表面并指向物体内部。
压力和重力的区别
区别
压力
重力
产生原因
相互接触的两个物体相互挤压而产生的
物体由于受到地球吸引而产生的
方向
垂直指向接触面(只有接触面为水平方向时,方向才竖直向下)
竖直向下
2.影响压力的作用效果的因素
压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关。受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
3.压强
(1)定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(2)定义式:
(3)单位:(Pa) 1 Pa=1 N/m2
(4)压强和压力的区别:压强是表示压力作用效果的物理量,压力作用效果越明显,压强就越大。压力的大小与受力面积无关,而压强的大小等于单位面积上压力的大小,因此压强不但与压力的大小有关,还与受力面积的大小有关。
4.改变压强的方法
(1)增大压强的方法:增大压力、减小受力面积。例如:压路机的轮子一般做的很重、锋利的刀口容易切东西。
(2)减小压强的方法:减小压力、增大受力面积。例如:坦克上的履带。
二、液体压强
1.产生:由于液体受到重力作用。
注意:由于液体具有流动性,因此液体内部朝各个方向都有压强。
2.特点:
(1)同种液体,深度越大,压强越大;
(2)同一深度的不同液体,密度越大,压强越大;
(3)同种液体的同一深度,朝各个方向的压强相等。
3.液体压强的大小
(1)在液体压强的公式中,p表示液体的压强,单位是Pa,表示液体的密度,单位是kg/m3,h表示液体的深度,单位是m,g一般取9.8 N/kg。
(2)从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状均无关。
(3)液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力,只有柱形容器(圆柱、正方体、长方体)放到水平面上,液体对容器底部的压力才等于液体的重力(F=G)。
4.连通器
(1)定义:上端开口,下部相连通的容器。
(2)特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各容器中的液面高度总是相同的。连通器中深度相同的各点压强相同。
(3)应用:茶壶、船闸、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等都是根据连通器的原理来工作的。
判断是不是连通器时,依据连通器的定义要看两点:一是各容器的底部必须是连通的;二是各容器的上部都是开口的。
三、大气压强
1.对大气压强的理解
(1)大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p0表示;
(2)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性;
(3)马德堡半球实验证明了:①大气压的存在;②大气压很大。
2.托里拆利实验
(1)精确测量出标准气压数值的实验:托里拆利实验;
(2)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm;
(3)结论:大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值随着外界大气压的变化而变化);
3.大气压的特点
(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等;
(2)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高;
(3)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快);
(4)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
【答题技巧】
1.对压强公式P=F/S的理解:
(1)压力F的大小不一定等于重力,方向也不一定是竖直向下。压力与物体表面垂直。
(2)受力面积S是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
(3)在理解了压力和受力面积之后,运用压强公式计算时,F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(4)在讨论压力作用效果时,应该用控制变量法来分析,即当压力F一定时,压强P与受力面积成反比;当受力面积一定时,压强P与压力成正比。如果在增大压力F的同时,减小受力面积,那么物体受到的压强是增大的;在减小压力和同时增大受力面积时,压强是减小的,对后面两点希望大家也要有清醒的认识。
(5)压强公式P=F/S既适用与固体,又适用与液体,也适用与气体。
2.利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:
(1)应用的公式是P=ρgh;
(2)g=9.8N/kg 有时题中为了计算简单给出g=10N/kg
(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3
(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
3.利用流体压强与流速的关系解释现象
①首先要弄清哪部分流速快、哪部分流速慢;
②其次根据流体压强与流速的关系判断哪部分受到的压强大,哪部分受到的压强小;
4.根据物体所受压强差作用将会产生什么表现形式和现象.
注意:流速大小关系的判断方法:①自然流动——如流动的空气、水流,一般是在较宽阔的地方流速慢,较狭窄的地方流速快。②高速运动的物体周围,离物体越近的地方流体的流速越大,压强越小。③物体表面凸出的地方,其周围流体的流速大。
【直击中考】
一.选择题(共18小题)
1.(2024•日照)下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释正确的是( )
A.甲图中轮船过船闸,是利用了连通器的原理
B.乙图中撞击锤柄紧固锤头,是为了增大锤头的惯性
C.丙图中运动员手上涂防滑粉,是为了增大单杠对运动员的支持力
D.丁图中小朋友能将饮料吸进嘴里,是由于吸管受到浮力的作用
2.(2024•长沙)在一端封闭的塑料管中灌满水,用纸片盖住管口后倒过来,如图所示。纸片和塑料管里的水不会掉下来,是因为( )
A.水受到的重力 B.空气对水的浮力
C.塑料管对纸片的弹力 D.大气压力
3.(2024•广州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若,g=10N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104Pa B.9.0×104Pa C.1.0×105Pa D.1.3×105Pa
4.(2024•东营)如图所示,下列四个实例中,能利用流体压强和流速关系的知识解释的是( )
A.甲图:拦河大坝设计成下宽上窄的形状
B.乙图:火车道路的铁轨下面铺放路枕
C.丙图:用吸管吸饮料时,饮料顺着吸管流进嘴里
D.丁图:候车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向行驶的列车
5.(2024•安阳)关于如图所示的四幅图的说法正确的是( )
A.如图甲,吹气时A管中水面上升,是因为流体中流速越小的位置压强越小
B.如图乙,若将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如图丙,增大罐内气压后洒水车洒水更远,此时罐体与出水管是连通器
D.如图丁,铁路的钢轨铺在枕木上,是为了减小压强
6.(2024•淄博)骑电动车戴头盔已成为市民的自觉行为习惯。下列说法正确的是( )
A.头盔用碳纤维制成,利用了该材料密度小、抗冲击力强的特性
B.白色的头盔能吸收各种色光
C.头盔的绑带做得较宽是为了增大压强
D.戴头盔骑行过程中,以头盔为参照物,人是运动的
7.(2024•德州)如图为一本放在课桌上的物理课本,下列估测正确的是( )
A.课本中一张纸的厚度约为1mm
B.课本受到的重力约为2N
C.课本从课桌掉落到地面的时间约为1min
D.课本平放时上表面受到的大气压力约为50N
8.(2024•齐齐哈尔)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时,水面相平,利用了连通器的特点
B.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
C.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越大
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
9.(2024•西藏)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
A.甲图中,破窗锤是通过减小受力面积的方式增大压强
B.乙图中,用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中,三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中,从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强大
10.(2024•海南)说明流体中流速大的地方压强小的原理是( )
A.将气球按压在钉板上,气球没有破裂
B.将气球放在里面有热气的瓶口上,气球被吞了进去
C.向气球中间吹气,两球靠拢
D.将两个被毛织品摩擦过的气球靠近,两球相互弹开
11.(2024•江西)如图所示是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
12.(2024•兰州)小敏利用如图甲所示的高脚玻璃杯做实验,下列说法中不正确的是( )
A.纸片被击打后迅速飞出,鸡蛋却落入杯中,这是因为鸡蛋具有惯性
B.轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,说明声音是由物体振动产生的
C.改变杯内水量,敲击杯子发声时的音调改变,这是由于杯壁的振幅改变引起的
D.用装满水的玻璃杯做如图乙所示的“覆杯实验”,可以证明大气压强的存在
13.(2024•北京)如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是( )
A.手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B.手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C.手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D.手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
14.(2024•成都)在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙两图,可得出结论:在同种液体中,深度越深压强越大
B.比较甲、丙两图,可得出结论:在不同液体中,深度越深压强越大
C.比较乙、丙两图,可得出结论:液体密度越小,压强越大
D.比较甲、丙两图,可得出结论:液体密度越大,压强越大
15.(2024•青岛)下列实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.拦河坝上窄下宽更加稳固
B.用活塞式抽水机抽水
C.飞机机翼上凸下平获得升力
D.船只利用船闸在上下游之间往返
16.(2024•泰安)如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,下列说法中( )
①F甲>F乙
②F甲=F乙
③p甲>p乙
④p甲<p乙
A.只有①④正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
17.(2024•赤峰)下列选项是对图中物理现象的解释,其中错误的是( )
A.甲图用吸管吸饮料利用了大气压
B.乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C.丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D.丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
18.(2024•河南)如图,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2,下列说法正确的是( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为
D.木板对海绵的压强为
二.填空题(共5小题)
19.(2024•安徽)在高铁站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线(如图所示),所有乘客都必须站在安全线以外的区域候车。这是因为当列车驶过时,列车附近的空气流速大,压强 ,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
20.(2024•盐城)小明乘车去奶奶家玩,坐在行驶的汽车上,以汽车为参照物,路边的树木是 的;刹车时,人会向前倾,这是由于人具有 ;车上安全锤的头部做得很尖,这样设计的目的是为了增大 。
21.(2024•泰安)一辆重为4×105N的坦克静止在水平地面上,已知履带着地总面积为5m2,它对地面的压强是 Pa。
22.(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)
23.(2024•常州)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、乙试管竖直,两试管内液面相平。甲试管内的液体密度为ρ甲,液体对试管底部的压强为p甲,乙试管内的液体密度为ρ乙,液体对试管底部的压强为p乙,则ρ甲 ρ乙,p甲 p乙。
三.计算题(共2小题)
24.(2024•长沙)有一个质量为4kg,底面积为500cm2的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上。g取10N/kg。
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示。向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为3ℎ0时,取出其中一个物体,水面下降2cm。当水深为3h0时,水对容器底部的压强是多少帕?(不考虑取出物体的过程中带出的水,ρ水=1.0×103kg/m3)
25.(2024•吉林)质量为1.6×103kg的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为0.08m2。求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力(g取10N/kg);
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.(2024•日照)下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释正确的是( )
A.甲图中轮船过船闸,是利用了连通器的原理
B.乙图中撞击锤柄紧固锤头,是为了增大锤头的惯性
C.丙图中运动员手上涂防滑粉,是为了增大单杠对运动员的支持力
D.丁图中小朋友能将饮料吸进嘴里,是由于吸管受到浮力的作用
【分析】(1)船闸是利用连通器的原理工作的;
(2)一切物体都具有惯性,惯性的大小只与物体的质量有关;
(3)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;
(4)饮料在大气压的作用下被压入吸管。
【解答】解:A、图中船闸是利用了连通器的原理工作的,故A正确;
B、锤柄在石墩上撞击时,锤柄停止运动,松动的锤头由于惯性仍保持原来的运动状态,所以锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤头的惯性,惯性的大小不变,故B错误;
C、运动员手涂防滑粉,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C错误;
D、用吸管吸饮料时,吸走管内一部分空气,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,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了连通器、惯性、摩擦力和大气压的应用,属于基础题。
2.(2024•长沙)在一端封闭的塑料管中灌满水,用纸片盖住管口后倒过来,如图所示。纸片和塑料管里的水不会掉下来,是因为( )
A.水受到的重力 B.空气对水的浮力
C.塑料管对纸片的弹力 D.大气压力
【分析】大气压强:大气对浸在它里面的物体具有力的作用。
【解答】解:在一端封闭的塑料管中灌满水,用纸片盖住管口后倒过来,水不会掉下来是因为受到大气压力的作用。
故选:D。
【点评】本题考查了大气压力,属于基础题。
3.(2024•广州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若,g=10N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104Pa B.9.0×104Pa C.1.0×105Pa D.1.3×105Pa
【分析】利用液体压强公式可求出c处所受水的压强。
【解答】解:c处到水面的距离为:h=10m+3m=13m,
则c处所受水的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×13m=1.3×105Pa。
故选:D。
【点评】此题考查液体压强公式的应用和计算,属于基础题、难度不大。
4.(2024•东营)如图所示,下列四个实例中,能利用流体压强和流速关系的知识解释的是( )
A.甲图:拦河大坝设计成下宽上窄的形状
B.乙图:火车道路的铁轨下面铺放路枕
C.丙图:用吸管吸饮料时,饮料顺着吸管流进嘴里
D.丁图:候车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向行驶的列车
【分析】(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器,连通器中装同种液体,液体静止时液面是相平的;
(2)减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强;
(3)拦河坝设计成下宽上窄的形状,是因为液体的压强随深度的增加而增大;
(4)流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。
【解答】解:A.拦河大坝设计成下宽上窄的形状,是因为液体压强随深度的增加而增大,故A错误。
B.火车道路的铁轨下面铺放路枕,是通过增大受力面积来减小压强,故B错误。
C.用吸管吸饮料时,饮料顺着吸管流进嘴里,是因为饮料受到大气压强的作用,故C错误。
D.行驶的列车快速驶过时,列车与候车的乘客之间的空气流速变大、压强变小,因而乘客会受到指向列车的压力差,可能会被“吸”向行驶的列车,所以候车的乘客应站在安全线以外,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了改变压强的方法、液体压强的特点、连通器的应用等物理知识,属于基础题。
5.(2024•安阳)关于如图所示的四幅图的说法正确的是( )
A.如图甲,吹气时A管中水面上升,是因为流体中流速越小的位置压强越小
B.如图乙,若将竖直玻璃管倾斜,水银柱的长度不变
C.如图丙,增大罐内气压后洒水车洒水更远,此时罐体与出水管是连通器
D.如图丁,铁路的钢轨铺在枕木上,是为了减小压强
【分析】(1)流体的压强跟流体的流速有关,流速越大的地方,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)连通器是上端开口,底部连通的容器;
(4)压力一定时,受力面积越小,压强越大;受力面积越大,压强越小。
【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错误;
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、连通器是上端开口,底部连通的容器,而洒水车的罐体是密封的,只有水管一端开口,因此不是连通器,故C错误;
D、列车的钢轨要铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系、大气压强的测量、连通器和减小压强,属于综合题。
6.(2024•淄博)骑电动车戴头盔已成为市民的自觉行为习惯。下列说法正确的是( )
A.头盔用碳纤维制成,利用了该材料密度小、抗冲击力强的特性
B.白色的头盔能吸收各种色光
C.头盔的绑带做得较宽是为了增大压强
D.戴头盔骑行过程中,以头盔为参照物,人是运动的
【分析】要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象。
白色物体能反射所有色光,而不吸收任何色光,黑色物体能吸收所有色光,而不反射任何色光。
密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料。
物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。
【解答】解:A.盔用碳纤维制成,利用了该材料密度小、抗冲击力强的特性,故A正确;
B.白色的头盔能反射各种色光,故B错误;
C.头盔的绑带做得较宽是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故C错误;
D.戴头盔骑行过程中,以头盔为参照物,人与头盔没有相对位置的变化,人是静止的,故D错误。
故选:A。
【点评】本题是结压强、运动和静止、密度与颜色等知识点的综合题,难度不大。
7.(2024•德州)如图为一本放在课桌上的物理课本,下列估测正确的是( )
A.课本中一张纸的厚度约为1mm
B.课本受到的重力约为2N
C.课本从课桌掉落到地面的时间约为1min
D.课本平放时上表面受到的大气压力约为50N
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、课本中100张纸的厚度约为1cm,一张纸的厚度约为0.1mm,故A不符合题意;
B、物理课本的质量在200g=0.2kg左右,受到的重力在G=mg=0.2kg×10N/kg=2N左右,故B符合实际;
C、课本从课桌掉落到地面的时间约为0.4s,故C不符合实际;
D、课本的长26cm、宽18cm、课本的上表面面积在S=ab=0.26m×0.18m=0.0468m2左右,空气对课本上表面的压力约为F=pS=105Pa×0.0468m2=4680N.故D不符合实际。
故选:B。
【点评】物理与社会生活联系紧密,多了解一些生活中的常见量的值可帮助我们更好地学好物理,同时也能让物理更好地为生活服务。
8.(2024•齐齐哈尔)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时,水面相平,利用了连通器的特点
B.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
C.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越大
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
【分析】(1)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,各容器中液面总是相平的;
(2)用注射器给病人注射药液是利用人的推力;
(3)流体压强与流速的关系,流速越大,压强越小。飞机的升力就是利用这一原理产生的;
(4)悬浮的物体受到的浮力等于自身的重力。
【解答】解:A、茶壶是一个上端开口、底部连通的容器,静止时水面相平,故A正确;
B、用注射器给病人注射药液是利用人的推力产生的压强作用,不是大气压的作用,故B错误;
C、飞机的机翼上方突起,下方平直,这样的结果决定了当飞机启动后,机翼上方空气流速快,空气压强小,空气压力方向向下;机翼下方空气流速慢,空气压强大,空气压力方向向上,两个压力形成一个向上的合力,当合力达到一定程度后,飞机就可以腾空而起,故C错误;
D、飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力等于它受到的重力,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了飞机的升力、连通器、物体的浮沉条件等,属于基础题。
9.(2024•西藏)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
A.甲图中,破窗锤是通过减小受力面积的方式增大压强
B.乙图中,用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中,三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中,从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强大
【分析】(1)压强与压力大小和受力面积有关。
(2)大气压随高度的增加而减小;
(3)液体的压强随深度的增加而增大;
(4)流动的气体和液体都称为流体,流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
【解答】解:A、高铁列车上的破窗锤是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故A正确;
B、用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的增大而升高,故B错误;
C、三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增大,故C错误;
D、从漏斗口向下吹气,上方空气流速大压强,产生压力差,使得乒乓球不会掉落,说明流体中流速大的位置压强小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查增大压强的方法、沸点与气压的关系、液体压强与深度关系、流体压强与流速关系等知识的理解和应用,难度不大。
10.(2024•海南)说明流体中流速大的地方压强小的原理是( )
A.将气球按压在钉板上,气球没有破裂
B.将气球放在里面有热气的瓶口上,气球被吞了进去
C.向气球中间吹气,两球靠拢
D.将两个被毛织品摩擦过的气球靠近,两球相互弹开
【分析】(1)在压力一定时,增大受力面积可以减小压强;
(2)大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果;
(3)流体压强和流速的关系:流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大;
(4)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:A、图A中,将气球按压在钉板上,气球没有破裂,说明在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强,故A不符合题意;
B、瓶吞气球实验实际上是大气压把气球压入到瓶中,能够证明大气压的存在,故B不符合题意;
C、向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间流速大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,所以乒乓球外侧压强大于内侧压强,所以乒乓球向中间靠拢,故C符合题意;
D、根据同种电荷相互排斥可知两气球一定都带电,且带有同种电荷,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题通过一系列小实验考查了流体压强和流速的关系、减小压强的方法、大气压的应用等,有一定的综合性。
11.(2024•江西)如图所示是我国自主研发的“奋斗者”号载人潜水器,它创造了万米的载人深潜新纪录,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,以下说法正确的是( )
A.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强变大
B.“奋斗者”号受到海水的浮力不变、压强不变
C.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强不变
D.“奋斗者”号受到海水的浮力变大、压强变大
【分析】潜水器在水面下下潜过程中,排开水的体积保持不变,所处的深度变大,利用F浮=ρgV排可知浮力的变化,利用p=ρgh可知所受压强的变化。
【解答】解:“奋斗者”号在万米深海处继续下潜的过程中,不考虑海水密度及潜水器体积的变化,“奋斗者”号排开水的体积保持不变,所处的深度变大,
由F浮=ρgV排可知,“奋斗者”号所受的浮力保持不变;
由p=ρgh可知,“奋斗者”号所受水的压强变大。
故选:A。
【点评】本考查液体压强公式和浮力公式的应用,关键知道影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度,影响浮力的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
12.(2024•兰州)小敏利用如图甲所示的高脚玻璃杯做实验,下列说法中不正确的是( )
A.纸片被击打后迅速飞出,鸡蛋却落入杯中,这是因为鸡蛋具有惯性
B.轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,说明声音是由物体振动产生的
C.改变杯内水量,敲击杯子发声时的音调改变,这是由于杯壁的振幅改变引起的
D.用装满水的玻璃杯做如图乙所示的“覆杯实验”,可以证明大气压强的存在
【分析】(1)任何物体都有保持原来运动状态不变的性质叫惯性;
(2)声音是由物体振动产生的;
(3)声音的音调由频率决定;
(4)覆杯实验中杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到水对它向上的大气压的作用,说明大气压的存在。
【解答】解:A、纸片被迅速击打出去后,板上的鸡蛋不随纸板一起飞出的原因是鸡蛋具有惯性,要保持原来的静止状态,用力迅速击打硬纸板,硬纸板飞出去,鸡蛋由于惯性没有一起飞出,在重力的作用下落入杯中,故A正确;
B、轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,由此可说明声音是由物体振动产生的,故B正确;
C、改变杯内水量,杯子振动的频率变化,音调改变,故C错误;
D、覆杯实验中杯口的纸片和杯中水不掉下来,是因为纸片受到水对它向上的大气压的作用,说明大气压的存在,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了大气压的存在、物体的惯性、声音的产生和音调的影响因素,难度一般。
13.(2024•北京)如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是( )
A.手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B.手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C.手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D.手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
【分析】从两手对气球的压力和压强进行区分比较即可,注意好平衡力和相互作用力概念上的区别。
【解答】解:
A、手指对气球的压力和手掌对气球的压力,是作用在气球上的一对平衡力,故应当相等,A选项错误;
B、手指和手掌对气球的压力相等,但是手指对气球压力的受力面积比手掌对气球压力的受力面积小,因此手指对气球压强更大,B选项正确;
C、手掌对气球的压力与气球对手掌的压力,是一对相互作用力,C选项错误;
D、手指与手掌受到气球的压力并不是互换施力物体,故不是相互作用力,D选项错误;
故选:B。
【点评】本题考查了气球受力和压强比较,重点在于要会区分平衡力和相互作用力,结合压力压强的概念解答即可,难度中等。
14.(2024•成都)在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
A.比较甲、乙两图,可得出结论:在同种液体中,深度越深压强越大
B.比较甲、丙两图,可得出结论:在不同液体中,深度越深压强越大
C.比较乙、丙两图,可得出结论:液体密度越小,压强越大
D.比较甲、丙两图,可得出结论:液体密度越大,压强越大
【分析】液体压强跟液体密度和液体的深度有关,要探究液体压强和其中一个因素的关系,就要采用控制变量法控制另外一个因素一定。
【解答】解:A、甲、乙两图,液体的密度相等,液体越深,U形管内液面高度差越大,说明在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大,故A正确;
BD、甲、丙两图,液体的深度不相等,液体的密度也不同,没有控制变量,故BD错误;
C、乙、丙两图,液体的深度相等,乙液体的密度小于丙液体的密度,乙图U形管内液面高度差小,说明在液体深度一定时,液体密度越小,液体压强越小,故C错误。
故选:A。
【点评】本题利用控制变量法和转换法探究液体压强大小的影响因素,是比较基础的液体压强实验题。
15.(2024•青岛)下列实例中,能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.拦河坝上窄下宽更加稳固
B.用活塞式抽水机抽水
C.飞机机翼上凸下平获得升力
D.船只利用船闸在上下游之间往返
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体流速越大的地方、压强越小,流体流速越小的地方、压强越大。
【解答】解:A、水的深度的增加时,根据p=ρ水gh可知,ρ水和g是不变的,所以大坝受到水的压强增大;
为了使大坝能承受较大的压强,所以大坝应当建成上窄下宽的形状,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A不符合题意;
B、用活塞式抽水机抽水时,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压,能利用流体压强与流速的关系解释,故B不符合题意;
C、飞机机翼上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢,压强大,于是产生向上的升力,故C符合题意;
D、船闸是根据连通器原理修建的,不能利用流体压强与流速的关系解释,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】此题是一道综合题,涉及了连通器、液体压强、大气压、流体压强与流速等知识点,要求灵活运用所学力学知识加以分析。
16.(2024•泰安)如图所示,质地均匀的正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强相等,甲与乙的高度关系是h甲>h乙。若在甲、乙的上部沿水平方向切去相同的高度,剩余部分对地面的压力和压强分别为F甲、F乙和p甲、p乙,下列说法中( )
①F甲>F乙
②F甲=F乙
③p甲>p乙
④p甲<p乙
A.只有①④正确 B.只有①③正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
【分析】均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等,利用p======ρgh可知,甲、乙的密度关系,利用p=ρgh可知在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度后,它们剩余部分对地面的压强关系;
根据F=pS可知它们剩余部分对水平地面的压力关系。
【解答】解:甲、乙两个均匀的实心正方体分别放在水平地面上,水平地面受到的压力等于其重力,则水平地面受到的压强:p======ρgh;它们对地面的压强相等,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
因为h甲>h乙,所以ρ甲<ρ乙,
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度,
甲剩余部分对水平地面的压强为:p甲=ρ甲g(h甲﹣h)=ρ甲gh甲﹣ρ甲gh,
乙剩余部分对水平地面的压强为:p乙=ρ乙g(h乙﹣h)=ρ乙gh乙﹣ρ乙gh,
因为ρ甲<ρ乙,所以ρ甲gh<ρ乙gh,
又因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
所以,ρ甲gh甲﹣ρ甲gh>ρ乙gh乙﹣ρ乙gh,即p甲>p乙;
甲对水平地面的压力为:F甲=p甲S甲,
乙对水平地面的压力为:F乙=p乙S乙,
因为p甲>p乙,S甲>S乙,所以F甲>F乙。
综上可知,①③正确。
故选:B。
【点评】此题是典型的柱状固体的压强问题,要根据已知条件,灵活选用压强计算式进行解答。
17.(2024•赤峰)下列选项是对图中物理现象的解释,其中错误的是( )
A.甲图用吸管吸饮料利用了大气压
B.乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C.丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D.丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
【分析】(1)用吸管吸饮料利用了大气压强;
(2)上端开口,底部连通的仪器叫连通器;
(3)液体压强随深度的增加而增大;
(4)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大.
【解答】解:A、用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,故A正确;
B、洗手盘下方弯管的水密封利用了连通器原理,故B正确;
C、由于液体压强随深度的增加而增大,所以越靠下端喷出的水流越急,故C正确;
D、A管中水面上升,是因为向B管中吹气时,A管上方的空气流速增大、压强减小,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查大气压的应用、液体压强、连通器、流体压强和流速的关系,涉及到的知识点比较多,综合性非常强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
18.(2024•河南)如图,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2,下列说法正确的是( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为
D.木板对海绵的压强为
【分析】(1)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面,重力的施力物体是地球;只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力;
(2)根据p=求出甲对海绵的压强、乙对甲的压强。
【解答】解:AC、水杯对木板的压力大小等于水杯受到的重力,但是压力不是重力,
水杯对木板的压强p=,故A错误,C正确;
B、水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是一对相互作用力,故B错误;
D、木板对海绵的压强为,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对压力和重力的区别的理解与掌握以及压强的计算,是一道较为简单的应用题。
二.填空题(共5小题)
19.(2024•安徽)在高铁站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线(如图所示),所有乘客都必须站在安全线以外的区域候车。这是因为当列车驶过时,列车附近的空气流速大,压强 小 ,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
【分析】流体的压强与流速有关:流速大的地方压强小,流速慢的地方压强大。
【解答】解:在高铁站列车驶过时会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢、压强大,而内侧流速快、压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,因此,若越过安全线,即使与列车保持一定的距离,也是非常危险的。
故答案为:小。
【点评】本题考查流体压强跟流速的关系,解答这类题目的思路是先确定哪里的流体流速大,压强小,在这个压力差的作用下便产生了什么现象。
20.(2024•盐城)小明乘车去奶奶家玩,坐在行驶的汽车上,以汽车为参照物,路边的树木是 运动 的;刹车时,人会向前倾,这是由于人具有 惯性 ;车上安全锤的头部做得很尖,这样设计的目的是为了增大 压强 。
【分析】(1)物体相当于参照物位置的改变是运动的;
(2)任何物体都具有惯性,物体由于惯性要保持原来的运动状态;
(3)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。
【解答】解:坐在行驶的汽车上,以汽车为参照物,路边的树木的位置在改变,是运动的;刹车时,人会向前倾,这是由于人具有惯性保持原来的运动状态继续运动;车上安全锤的头部做得很尖,在压力一定时,减小了受力面积增大压强。
故答案为:运动;惯性;压强。
【点评】本题考查惯性、增大压强的方法、运动的相对性,属于基础题。
21.(2024•泰安)一辆重为4×105N的坦克静止在水平地面上,已知履带着地总面积为5m2,它对地面的压强是 8×104 Pa。
【分析】坦克静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G可知其大小,又知道履带着地面积,根据p=求出对地面的压强。
【解答】解:坦克静止在水平地面上时对地面的压力等于其重力大小,即:F=G=4×105N,
对地面的压强:
p===8×104Pa。
故答案为:8×104Pa。
【点评】本题考查了压强的计算,关键知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
22.(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。
23.(2024•常州)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、乙试管竖直,两试管内液面相平。甲试管内的液体密度为ρ甲,液体对试管底部的压强为p甲,乙试管内的液体密度为ρ乙,液体对试管底部的压强为p乙,则ρ甲 < ρ乙,p甲 < p乙。
【分析】甲试管倾斜时,与乙试管液面相平,故甲试管竖直时,液面比乙试管高,据此进行判断即可。
【解答】解:甲试管倾斜、乙试管竖直时液面相平,则甲试管竖直后,液体长度不变、高度将大于乙试管,故甲试管液体体积大于乙试管液体体积。
根据得知,质量相同时,液体密度与体积成反比,故甲试管液体密度小于乙试管液体密度。
根据液体压强公式p=ρgh得知,深度相同时,底部所受压强与液体密度成正比,故甲试管液体压强小于乙试管液体压强。
故答案为:<;<。
【点评】本题考查了液体密度和压强的综合比较,需要进行等体积转化,有一定难度。
三.计算题(共2小题)
24.(2024•长沙)有一个质量为4kg,底面积为500cm2的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上。g取10N/kg。
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示。向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为3ℎ0时,取出其中一个物体,水面下降2cm。当水深为3h0时,水对容器底部的压强是多少帕?(不考虑取出物体的过程中带出的水,ρ水=1.0×103kg/m3)
【分析】(1)根据G=mg求出容器受到的重力;
(2)容器对水平地面的压力等于其重力,利用p=求出容器对水平地面的压强;
(3)由题意及图像可知,A、B浸没或漂浮时均有hB=2hA,根据注水体积由0~3V0、3V0~7V0和7V0~12V0的过程中水的体积关系确定A、B和容器底面积的关系,据此求出正方体A的边长;若ρ物≥ρ水,则A、B浸没,由ΔV排=VA可知,取出的物体为A,h0为A的高度,根据液体压强公式求出水对容器底部的压强;若ρ物<ρ水,则A、B漂浮,由ΔV排=VA=VB可知,取出的物体为B,由图可知A浸入水中的深度为h0,B浸入水中的深度为2h0,由于ΔV排=SB•2h0,据此求出h0,利用液体压强公式求出水对容器底部的压强。
【解答】解:(1)容器受到的重力:
G=mg=4kg×10N/kg=40N;
(2)容器对水平地面的压力等于其重力,即F=G=40N,底面积S=500cm2=0.05m2,
容器对水平地面的压强:
p===800Pa;
(3)由题意及图像可知,A、B浸没或漂浮时均有hB=2hA,注水体积由0~3V0的过程中,(S容﹣SA﹣SB)h0=3V0……①;
注水体积由3V0~7V0的过程中,(S容﹣SB)h0=7V0﹣3V0……②;
注水体积由7V0~12V0的过程中,S容h0=12V0﹣7V0……③;
联立①②③解得:SA=SB=S容=100cm2,
由此可知正方体A边长l=10cm;
取出其中一个物体时,ΔV排=S容•Δh=500cm2×2cm=1000cm3=VA=VB;
①若ρ物≥ρ水,则A、B浸没,由ΔV排=VA可知,取出的物体为A,h0为A的高度,h0=l=10cm,
水对容器底部的压强为:
p=ρ水g•3h0=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×0.1m=3000Pa;
②若ρ物<ρ水,则A、B漂浮,由ΔV排=VA=VB可知,取出的物体为B,
由图可知A浸入水中的深度为h0',B浸入水中的深度为2h0',
由于ΔV排=SB•2h0',即1000cm3=100cm2×2h0',
解得:h0'=5cm,水对容器底部的压强为:
p=ρ水g•3h0'=1.0×103kg/m3×10N/kg×3×0.05m=1500Pa。
答:(1)容器受到的重力是40N;
(2)容器对水平地面的压强是800Pa;
(3)当水深为3h0时,水对容器底部的压强是3000Pa或1500Pa。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式和液体压强公式的综合应用,能从图乙获取相关信息是解题的关键。
25.(2024•吉林)质量为1.6×103kg的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为0.08m2。求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力(g取10N/kg);
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
【分析】(1)由G=mg算出这辆新能源汽车受到的重力;
(2)汽车停在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,根据G=mg计算其自身的重力,根据p=计算其对地面的压强。
【解答】解:(1)这辆新能源汽车受到的重力为:
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N;
(2)汽车停在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,即F=G=1.6×104N;
其对地面的压强:
p===2×105Pa。
答:(1)这辆新能源汽车受到的重力为1.6×104N;
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强为2×105Pa。
【点评】本题考查重力公式和压强公式的运用,是一道基础题。
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