专题05 压强(讲义)(安徽专用)-【上好课】2025年中考物理一轮复习讲练测(安徽专用)
2025-01-03
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精品
内容正文:
主题一 力
专题05 压强(0.5~5分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 压强
考点二 液体压强
考点三 大气压强
考点四 流体压强与流速关系
04题型精研·考向洞悉
题型一 压强
►考向01 探究影响压力作用效果的因素
►考向02 压力、压强及其计算
►考向03 减小或增大压强的方法
题型二 液体压强
►考向01 液体内部压强的特点
►考向02 液体压强相关计算
►考向03 连通器
题型三 大气压强
►考向01 大气压强与应用
►考向02 大气压强的测量
题型四 流体压强与流速关系
►考向01 流体压强现象
►考向02 飞机的升力
05分层训练·巩固提升
►分层训练
►巩固提升
考点要求
课标要求
考查频次
命题预测
压强
· 2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
· 10年4考
《压强》是力学部分的重点内容,也是学生学习过程中较难的部分,尤其是压强的相关计算是学生学习的重点和难点。对压强的学习应和生产和生活中的实例相结合,为此,在备考中,考生应注重所学概念和规律在实际生活中的应用。
本单元常考题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题等。
主要命题点有:探究压力作用效果的影响因素、压强及其计算、增大或减小压强的方法、探究液体内部压强的特点、液体压强的计算、连通器、大气压强及其应用、流体压强与流速关系等。
液体的压强
· 2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。
· 4.2.3 探究液体杨强强与哪些因素有关。
· 10年8考
大气压强
· 2.2.8 知道大气压强与人类生活的关系。
· 5.2.2 调查物理学应用于工程技术的案例,体会物理学对工程技术发展的促进作用。
· 5.3.5 了解我国科技发展的成就,增强科技强国的责任感和使命感。
· 10年1考
流体压强和升力
· 2.2.8 了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
· 10年4考
考点一 压强
名称
压力
重力
区
别
定义
垂直作用在________上的力
由于地球的吸引而使物体受到的力
性质
弹力
引力
施力物体
与它接触并挤压的物体
地球
方向
________________
总是________________
大小
一般不等于物体的重力
G=mg
作用点
受力物体的________
物体的重心
联系
压力不一定是由重力引起的(如用水平力将物体压在竖直的墙壁上),如果压力是由重力引起的,压力的大小也不一定等于物体的重力,方向也不一定相同(如物体放在斜面上),只有在水平面上,不再受其他力时,压力的大小才在数值上________重力的大小,方向________________。
项目
具体内容
定义
物体所受压力的大小与受力面积之比叫做________。
公式
p=,该公式对固体、液体、气体均适用,S指受力面积
物理含义
压强是表示压力作用效果的物理量,在数值上等于物体单位面积所受的压力。压强越大,压力产生的效果越________。
计算固体压力和压强的一般顺序
先算压力F,物体静置在水平面上时有F=G;再根据公式p=计算压强,公式中三个量知道两个,可以求第三个。
项目
具体内容
增大压强
的方法
受力面积不变,________压力,比如自行车车闸。
压力不变,________受力面积,比如菜刀、斧头的刃磨的很薄。
减小压强
的方法
压力不变,________受力面积,比如铁轨铺在枕木上、书包带做得很宽。
受力面积不变,________压力,比如汽车限重等。
压力与压强的区别与联系
1.概念不同:压力是由于发生挤压而垂直作用在物体表面上的力;压强是物体所受压力与受力面积之比,即物体单位面积上所受的压力大小;
2.意义不同:压力是压强产生的必要条件,压强表示压力的作用效果。
作用力和反作用力是同时产生的,并没有先后之分。在初中物理中,为了表述准确、规范,一般说相互作用力,而不说作用力和反作用力。
考点二 液体压强
项目
具体内容
说明
液体内部产生
压强的原因
液体受到重力且具有流动性
测量工具
________________
压强越大,U形管两边的高度差也就越大
影响因素
影响液体内部压强大小的因素是________和________________
项目
具体内容
说明
特点
(1)液体对容器底和侧壁都有________,液体内部向________________都有压强。
(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都________。
(3)液体的压强随深度的增加而________。
(4)不同液体的压强与液体的________有关。
液体压强的大小与液体的质量和容器的形状无关。
液体压强
的公式
p=ρgh,其中p——压强(帕),ρ——液体密度(千克/米3),g——常量(9.8牛/千克),h——深度(米)
规则形状的容器,液体对容器底部的压力等于重力,也可以利用p=计算压强
具体内容
说明
定义
上端________,下部相________的容器。
原理
连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持________。
液体密度均匀且静止不流动。
应用
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。
(1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关。
(2)连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
★特别提醒
连通器各部分中的液面高度相同时的条件:①连通器中的液体是同种液体;②液面静止。
考点三 大气压强
项目
具体内容
说明
定义
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称________,一般用p0表示
“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强,高压锅外称大气压。
大气
压存在
证明实验
马德堡半球实验
第一次证明了大气压的存在。
实例
塑料吸盘、吸水笔吸水、覆杯实验、吸管吸饮料等。
大气压
测量及
数值
第一次测定实验
________________实验
(1)实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,或进入空气,则测量结果偏________;
(2)本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为________m;
(3)将玻璃管稍上提或下压(未离开水银面),管子的粗或细,管内外的高度差________,将玻璃管倾斜,高度________,长度变________。
标准大气压数值
p0=1.013×105 Pa=760 mm Hg产生的压强
气压计
水银气压计和无液气压计。
大气压
的变化
与应用
与高度的关系
大气压强随海拔高度的增加而________。
与天气的关系
晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。
与液体沸点的关系
气压增大,液体沸点升________;气压减小,液体沸点降________。
对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
考点四 流体压强与流速关系
知识点
具体内容
流体压强与
流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越________。
飞机机翼的形状
上表面弯曲,下表面较平。
飞机升力的产生
飞机前进时,机翼上方气流通过路程较长,速度较大,空气对机翼上表面的压强较小;下方正相反。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生________的原因。
升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
题型一 压强
►考向01 探究影响压力作用效果的因素
1.(23-24八年级·安徽蚌埠)如图所示,小致同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与受力面积的关系”的实验。
(1)实验中小致是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)若探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,应比较图 所示的实验。
2.(24-25九年级·安徽六安)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图所示。
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生 (选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的。
(2)通过比较图甲和图乙,说明当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。通过比较图乙和图丙,说明 。
3.(23-24八年级·安徽蚌埠)探究“压力作用效果跟哪些因素有关”的实验如图甲、乙、丙所示。
(1)通过乙,丙实验能够得到的结论是: ;
(2)由甲、乙实验得到的结论可以解释的现象是:_______(选填字母);
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)已知图丙中砝码的质量是600g,砝码的底面积是20cm2,小桌的质量是200g,桌面的底面积是81cm2,则图丙中:________(选填字母)
A.砝码对小桌的压强比小桌对海绵的压强大
B.砝码对小桌的压强比小桌对海绵的压强小
C.小桌对海绵的压强比海绵对小桌的压强大
D.小桌对海绵的压强比海绵对小桌的压强小
►考向02 压力、压强及其计算
【提分秘籍】
(1)叠加体压强的计算:
①单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;
②叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
(2)压力、压强的比较:
①比较固体压力、压强时,一般先比较压力的大小,再结合受力面积比较压强的大小;
②对于密度均匀的水平面上的柱状物体,也可以用公式p=ρgh比较压强,再利用F=pS比较压力。
(3)压强、质量与密度综合:
①对于密度均匀的柱状物体,放立在水平面上时,对地面的压强可以用公式p=ρgh计算;
②由压强相等受力面积不等,根据公式F=pS判断压力的大小,从而比较重力的大小和质量的大小。
(4)压力、压强与图像的结合:
①首先找出图像所表示的含义;②观察图像特点,找出关键信息;③根据找出的特点,利用所学知识和公式进行计算。
从压强的角度认识超载的危害
货车超载后不仅会因为惯性增大不易刹车,引发交通事故,还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的极限,损坏路面。
柱状物体固体压强的计算(公式p=ρgh的使用条件)
(1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
(2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等;
(3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
4.(2024八年级·安徽六安)如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p甲、p乙的大小关系是p甲 p乙。
5.(2024八年级·安徽六安)总重量为700N的人直接站立在六个鸡蛋上,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,如图所示。泡沫板的凹槽增大了鸡蛋的受力面积,从而减小压强来保护鸡蛋。已知两脚与鸡蛋的总接触面积约为1.4×10-3m2,求:
(1)此时脚对鸡蛋的压强;
(2)若此人换成单脚站立在鸡蛋上,计算此时脚对鸡蛋的压强。
6.(23-24八年级·安徽黄山)如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为40N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为16kg,水深0.25m。求:
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)水对鱼缸的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
►考向03 减小或增大压强的方法
【提分秘籍】
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包。
7.(2024九年级·福建三明·竞赛)图中用手握住一个核桃很难将其捏破;将甲、乙两个核桃放在一起捏,甲破了,乙没破。列说法正确的是( )
A.乙给甲的力大于甲给乙的力
B.甲、乙接触处可承受的最大压强相同
C.甲、乙接触处,甲受到的压强等于乙受到的压强
D.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力
8.(23-24八年级·安徽安庆)如图所示,小至利用气球、钉板、木板做了一个实验:将充满气的气球,放在布满密集钉子的钉板上,在气球上方用木板轻轻向挤压气球。列说法正确的是( )
A.气球会被戳破
B.气球不会被戳破
C.将图中钉子数量减小为1枚时气球更难破裂
D.图中实验是通过减小压力的方式来减小压强
9.(23-24八年级·安徽亳州)中医是中华优秀传统文化的重要组成部分和典型代表,如图所示为中医“针灸”的情景。针灸所用的“毫针”很细,这是通过减小受力面积的方式来增大 ,从而利于针具顺利刺入人体。
题型二 液体压强
►考向01 液体内部压强的特点
10.(2024八年级·河南郑州)如图甲所示,将一本书放在台秤上,将整个装置自由释放,发现台秤示数变为0。根据这一现象请你猜想,四周扎有小孔的水杯(如图乙),水在液体压强的作用从小孔流出,若将其自由释放,水是否还会从小孔中流出呢?答: (选填“会”或“不会”),判断的依据是: 。
11.(2024八年级·安徽六安)某同学在探究液体压强,甲乙两图中橡皮膜分别向和向上进行探究,则甲图中探究的是液体对橡皮膜有向 的(选填“上”或“”)压强;若此时乙图中橡皮膜距离水面距离为8cm,则水对橡皮膜的压强为 Pa。
12.(2024·安徽阜阳·二模)科技逐梦小组探究液体压强与哪些因素有关时,将玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜,并用两种方式将其浸没在水中,如图甲、乙所示。
(1)比较图甲中玻璃圆筒上、两端橡皮膜的凹陷程度可知,液体内部的压强跟 有关;
(2)若用图乙所示装置验证在同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强相等,这一装置是否可行,并叙述实验现象。
►考向02 液体压强相关计算
【提分秘籍】
压力、压强的分析与计算顺序:解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。
(1)固体(先压力后压强):一、分析、计算压力;二、由分析计算压强。
(2)液体(先压强后压力):一、根据液体压强公式p=ρgh分析、计算液体的压强;二、根据F=pS分析、计算压力。
★易错警示
液体压力与压强的计算:对应形状不规则的容器,里面装的液体对容器底的压力F一般不等于液体的重力G液。
13.(2024·安徽安庆·二模)已知矿泉水瓶盖的面积为6cm2,内装有重力为4N 的矿泉水,按照如图所示倒立时,水对瓶盖的压强为 Pa 。()
14.(23-24八年级·安徽六安)如图所示,一个高为45cm的薄壁容器放在水平地面上,容器内盛有0.8kg的水,容器部的横截面积为,上部的横截面积为,水深h为40cm,A点到容器底的高度为10cm。(g取,)
(1)求A点受到水的压强;
(2)求水对容器底的压力。
15.(23-24八年级·安徽合肥)如图所示,容器重15N,放在水平桌面上,向容器内注入64.5kg的水,容器上部水的深度,部分水的深度,容器上端开口面积,底面积。已知,g取10N/kg,求:
(1)容器底部受到水的压力 ;
(2)容器对桌面的压强 ;
(3)若往容器中放入一个底面积为,高为30cm的圆柱体铁柱且浸没(水未溢出),容器底受到水的压强增加量 。
►考向03 连通器
16.(23-24八年级·河南郑州)如图所示,甲、乙为两容器,用一带阀门的管子相连,两容器装有水,液面相平。当打开阀门时( )
A.由于A处压强大于B处压强,水会由A流向B
B.水往低处流,所以水由B流向A
C.根据连通器原理,水不流动
D.水会左右流动几次,最后静止
17.(23-24八年级·安徽蚌埠)如图所示,其中图a中书包带做得较宽是增大 来减小压强,图b的船闸中水面相平是应用 的原理。
18.(23-24八年级·安徽宿州)关于如图所示的各种情景,列说法不正确的是( )
A.甲图中,若,,则物体对地面压强
B.乙图说明锅炉水位计应用连通器原理
C.丙图中,水对容器底的压强是800Pa()
D.丁图中,若液体的密度,深度,底面积,则液体对容器底的压力
题型三 大气压强
►考向01 大气压强与应用
19.(2024·安徽合肥·二模)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。如图所示,挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到 的存在。
20.(23-24八年级·安徽六安)在探究“大气压强是否存在”的过程中,小明将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小明认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小红不同意这个观点,她认为鸡蛋是在重力作用进入瓶中的。小明要为自己的观点提供充分的证据,他接来的操作是:首先,将热水倒入瓶中充分摇晃,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口 (选填“向上”或“水平”),再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,这样做的目的是 。如果 ,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
21.(24-25九年级上·安徽芜湖)如图所示是某学校科技节上展示的两件作品,小明为此作了以解说:
甲是简易的温度计,它是利用 的性质而制成的。它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的 有关;
【提出问题】小华发现甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的 受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用;
【拓展】查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如图丙所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会 。
►考向02 大气压强的测量
【提分秘籍】
测量方法
将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程
丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析
玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论
我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示;
p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa;
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验
22.(23-24八年级·安徽阜阳)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值为3.8N/kg,星球表面气体稀薄。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,实验测得玻璃管内外水柱高度差,则该星球表面的大气压为 Pa;若将实验中用的水换成酒精,玻璃管中的液面将 (选填“上升”或“降”)。(,)
23.(23-24八年级·安徽安庆)如图,在某星球表面做托里拆利实验,测得玻璃管中水银柱高h为80cm,已知该星球表面大气压为水银的密度为,则该星球上物体所受重力与质量的比值的大小为 。
24.(23-24八年级·安徽蚌埠)如图所示,这是测量某地大气压的实验过程示意图。
(1)取一根长约、一端封闭的直玻璃管,沿内壁将水银缓慢地倒入管中,避免混入 ;
(2)将玻璃管开口瑞浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢降,但降到一定程度就不再降了,由此证明了 的存在;
(3)用刻度尺量出玻璃管内外水银面的高度差为;
(4)将玻璃管倾斜(水银液面未到顶),水银柱竖直高度 ;若将该实验装置从教学楼一楼搬到顶楼,水银柱竖直高度 。(均选填“升高”“降低”或“不变”)
题型四 流体压强与流速关系
►考向01 流体压强现象
【提分秘籍】
(1)明确“因果”,辨别现象:流体流动时,不同的区域流速不同,压强大小不同,流速大的区域压强小,不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时,物体的形状或运动状态就会发生改变。这时,流体流动是“因”,压强差是:“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。
(2)利用流体压强与流速的关系解题时,先弄清哪个位置的流体流速大,哪个位置的流体流速小,再找出各处压强的大小的关系,进而分析物体受力情况和可能发生的现象。
25.(2024九年级·安徽阜阳)列与图中所给现象原理不同的是
A.火车站台都有安全线,乘客应站在安全线外.
B.乒乓球运动员能够打出各种弧旋球.
C.用塑料管能将瓶内饮料吸入口中.
D.春天是放风筝,美丽的风筝在大风中升上了高空.
26.(24-25九年级·安徽淮南)小红为了研究流体压强与流速的关系,她找来一个透明的U形管,管内装有适量水,发现右侧管内水面上升,平行于右侧管口吹气,如图所示,这说明 。
27.(23-24八年级·安徽滁州)水翼船是一种高速船,船身底部有支架,支架上装有水翼。水翼船行驶时,水对水翼会产生一定的升力。如图所示,水翼船部安装水翼的方法正确的是 。
►考向02 飞机的升力
28.(2024·湖南衡阳·一模)如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b都只能沿竖直方向上自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为、,列说法正确的是( )
A.当风向反向时,模型a将降
B.当风突然停止时,模型b将降
C.当相同的风速吹向飞机模型时,
D.当相同的风速吹向飞机模型时,
29.(23-24八年级·安徽蚌埠)生活处处皆物理,玩具中蕴藏着许多物理原理。如图是我国民间的一种玩具——竹蜻蜓。用手迅速搓动细竹棍并松手,竹片旋转时对方空气有一个向的力,竹蜻蜓就会上升,使竹蜻蜓上升的施力物体是 。 (选填“大型客机”或“直升机”)的升空原理与“竹蜻蜓”是一样的。
30.(23-24八年级·安徽合肥)感动中国2023年度人物—俞鸿儒,潜心研究风洞技术50年,是我国高超声速风洞奠基人。飞机在设计、制造的过程中,要进行风洞实验,如图所示。无风时,托盘测力计示数为15N,当迎面吹着飞机的风速达到时,托盘测力计的示数会减小,出现这种现象的原因是 。
基础巩固
一、单选题
1.(2024·山东德州·一模)在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示,工人师傅这样做的目的是( )
A.为了找到两个相同高度的点 B.把水管当压强计用
C.把水管当刻度尺用 D.为了测量两个点的水平距离
2.(2024全国·中考模拟)如图所示,打开水坝的闸门时,液体压强使坝底的水奔流而出,决定坝底水的压强大小的主要因素是( )
A.水的深度 B.水的体积
C.坝的高度 D.坝的宽度
3.(22-23八年级·安徽六安)关于大气压强,下列说法错误的是( )
A.吸管吸饮料是利用大气压把饮料压入嘴中
B.大气压随海拔高度的增加而减小
C.马德堡半球实验最早测出了大气压的数值
D.活塞式抽水机利用大气压将水从井中抽出
4.(2024八年级辽宁沈阳)如图所示,某同学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.甲液体的密度小于乙液体的密度
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
5.(2024八年级湖北黄石)物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行讨论,其中错误的是( )
A.图甲:高压锅是利用水的沸点随气压增大而升高的特点制成的
B.图乙:根据乒乓球被弹开的幅度,探究声音的响度与振幅的关系
C.图丙:像两张纸之间吹气,两纸会向中间靠拢,是因为两纸中间部分的气压比两侧高
D.图丁:利用铅垂线确定竖直方向,这是利用重力的方向总是竖直向下的道理
二、填空题
6.(22-23八年级安徽六安)把一个质地均匀的实心正方体放在水平桌面上,若从虚线沿竖直方向分成大小不同的两块,且底面积之比是S甲∶S乙=2∶1,如图所示。则甲、乙两块对桌面的压强之比p甲∶p乙= 。
7.(2024·安徽合肥·模拟预测)如图所示是一瓶未开盖的农夫山泉矿泉水。小军不小心用针将水滴图标处扎了个小孔,他发现瓶中的水并不会流出来,从物理角度分析,是由于小孔处的水受到 的作用。
8.(2024八年级安徽安庆)2021年安徽省各地陆续开展整治非机动车违规安装遮阳棚(伞)专项行动。如图是小雯家安装有遮阳棚的电动自行车,棚的形状导致电动车快速行驶时,棚上方和下方空气流通的速度不相同,从而使棚下方受到空气压强比上方 (选填“大”、“小”或“相等”),棚容易向上掀起,存在极大的安全隐患。
9.(2024八年级安徽蚌埠)2021年5月15日,中国“祝融号”火星车在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,“祝融号”火星车的质量达到240kg,火星车车轮与地面的接触总面积为300cm2,已知火星上的重力系数为(重力与质量的比)4N/kg,则静止时“祝融号”火星车对火星表面产生的压强为 。
10.(2024八年级安徽合肥)如图甲所示是根右端封闭的薄壁U形管,管中装有一定质量的水银,右侧水银面上方为真空。当气压作用在左侧的水银面上,U形管中的水银静止时,左右两侧液面就有一个高度差h。若带着该装置登山,上山过程中图中真空部分的长度将 (选填 “增大”、“减小”或“不变”);到达山顶上,测得U形管中的水银静止时左右两侧液面的高度为h=0. 7m,则山顶此时的气压约为 Pa。 (已知水银的密度为13.6 ×103kg /m3,g取10N/kg)
11.(2024八年级江苏扬州)长江三峡大坝是世界大型水利发电工程,坝高185m,最大蓄水水位可达175m,则此时坝底所受水的压强约为 Pa、进入夏季由于雨水增多,使得长江水中的泥沙含量增加,这相当于液体的密度 了,因此在同等深度的情况下,长江水对堤坝的压强 ,从而使堤坝受到破坏的可能性增加了。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
三、实验题
12.(2024八年级山东临沂)如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,液体压强越 (选填“大”或“小”);
(2)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现右边U形管两边液面的高度差均不改变,由此可得出结论,液体内部向各个方向的压强都 ;
(3)把探头慢慢下移,发现右边U形管两边液面的高度差逐渐增大,从而得知:在同一种液体里,液体压强随着 的增加而增大;
(4)将烧杯中的水换成浓盐水,观察到探头在相同的深度时,U形管两边液面的高度差增大了,说明液体压强与 有关。
13.(22-23八年级安徽合肥)探究“压力作用效果”的实验如甲、乙、丙所示。
(1)通过甲、乙实验能够得到的结论是 。
(2)通过乙、丙实验能够得到的结论是 。
14.(2024八年级·河北)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图1至图3所示.
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生 (选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的,我们 (选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验.
(2)通过比较图1和图2,说明受力面积一定时,压力 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图3,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
(3)实验中主要采用的研究方法是 (选填“控制变量法”或“理想实验法”).
四、计算题
15.(2024九年级重庆·专题练习)2024年3月28日晚7点,小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市,如图所示的小米汽车的整备质量做到了2.2吨,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。求:
(1)该车的重力是多少?
(2)若车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则它空载时对水平地面的压强是多大?
16.(23-24八年级安徽铜陵)我国自主研发的长航程极地漫游机器人,质量约,装有四条三角形履带,每条履带与地面的接触面积为1000cm2,该机器人在南极内陆冰盖完成了自主行走(g取)。求:
(1)该机器人所受的重力是多少;
(2)该机器人停在水平冰盖时,对冰盖的压强是多少?
17.(23-24八年级安徽合肥)2024年5月3日17时27分,我国嫦娥六号月球探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。嫦娥六号探测器总重8.2吨,其中着陆器(如图)的质量约为2.04吨,与月面的总接触面积约为。已知月球引力为地球引力的六分之一,地球上g取10N/kg。(设着陆器所在的月面是水平的)求:
(1)着陆器对月球表面的压力;
(2)着陆器对月面的压强。
能力提升
一、单选题
1.(24-25八年级·安徽阜阳)如图所示,在烧杯中盛有适量的水,在两只完全相同试管中分别装有水和酒精,(标准大气压水的沸点比酒精的沸点高),下列说法中正确的是( )
A.当烧杯中水沸腾时,两试管中液体均会沸腾
B.当烧杯中水沸腾时,两试管中液体均不会沸腾
C.若看到烧杯和甲中液体沸腾,则甲中装的一定是酒精
D.若看到烧杯和甲中液体沸腾,要使乙也能沸腾,可以在乙试管上加盖
2.(23-24八年级·安徽铜陵)如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压力的作用效果较明显
B.两手指压力的作用效果相同,两手指受到的压力一样大
C.两手指受到的压强相同,左边受到的压力较大
D.两手指受到的压力相同,右边手指压力的作用效果更明显
3.(23-24八年级·广西河池)如图所示是甲、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等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.4:1 D.1:2
4.(23-24八年级·湖北省直辖县级单位)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB<pA<pC
C.液体对容器底部的压力FB>FA>FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
5.(23-24八年级·安徽阜阳)如图所示,甲、乙两个完全相同的圆柱体容器中盛有质量相等的两乙种液体,A、B两点到各自液面的距离相等,则( )
A.A、B两点受到液体的压强相等
B.甲、乙两容器中液体对容器底部的压强相等
C.甲容器中液体的密度比乙容器中液体的密度小
D.甲容器对桌面的压强比乙容器对桌面的压强小
6.(23-24八年级·安徽安庆)如图所示,水平地面上放置一个底面积为20cm2、重力为30N的长方体,现对其施加一个竖直向上大小为10N的拉力F,下列说法正确的是( )
A.物体所受的合力为10N
B.物体受到的支持力为30N
C.物体对地面的压强为1×104Pa
D.若减小F,物体对地面的压强变小
二、填空题
7.(24-25九年级·安徽六安)桥头立着如图所示的限重标志牌。若某重型载重汽车达到最大承重时对地面压力为2×105N,汽车车轮与地面接触总面积为0.2m2,则汽车对路面的压强为 Pa。
8.(24-25九年级·安徽六安)在北京奥运会上,质量为60kg的中国选手张湘样在男子举重62kg级决赛中摘得金牌,挺举成绩是170kg,如图所示,已知他每只脚与地面的接触面积为200cm2,则举起杠铃时张湘祥对地面的压强为 Pa。
9.(23-24八年级·安徽阜阳)如图所示,在某科技馆内陈列着一个模拟“风洞实验室”。一架重为15N的模型飞机固定在台秤的秤盘上,当迎风吹向飞机的风速v达到20m/s时,台秤的读数为7N,则模型飞机得到的升力为 N。设由于空气流动,在模型飞机的上方A点和下方B点产生的压强分别为,则 (选填“>”“<”或“=”)。
10.(24-25九年级·安徽池州)一根均匀长方体木条放在水平桌上,用水平方向10N的力推它做匀速运动,当木条经过如图所示位置时,桌面对它的摩擦力为 N。它对桌面的压强在 (“增大”,“减小”或“不变”)。
11.(23-24九年级·安徽)如图所示是一种可粗略测量气温的装置,当气温上升时,玻璃管中的液面会下降;当气温降低时,玻璃管中的液面反而会上升。它的工作原理是气体的 。
12.(2024八年级·江西宜春)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 b管液面高度(填“大于”、“小于”或“等于”);再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 b管液面高度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
三、实验题
13.(23-24八年级·安徽芜湖)如图所示是关于压强的三个实验情景:
(1)如图甲实验中,通过观察两手指的凹陷程度反映压力的作用效果与 有关;
(2)如图乙实验中,玻璃管倾斜时,玻璃管内水银柱的长度将 (选填“变长”“变短”或“不变”);
(3)如图丙实验中,向玻璃管中吹风,U形管 管(选填“A”或“B”)上方空气流速大,压强小,该管中的液面将 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
14.(23-24八年级·安徽合肥)如图所示,小明利用海绵、小桌、砝码、木板等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较乙、丙两次实验,可得出结论: ;
(3)小明还用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,分别采用如图丁所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端,你认为图 (选填“①”或“②”)的方法不合理。
15.(23-24八年级·安徽合肥)某物理兴趣小组在“探究液体内部压强大小与哪些因素有关”的实验中,进行如下的实验操作和分析:
(1)在使用液体压强计进行实验前,同学们发现U形管左右两侧水面存在明显的高度差,如图1所示。出现这种情况的原因是: ;为校准该压强计,接下来应该进行的实验操作是 (选填代表正确答案的字母);
A.从U形管内向外倒出适量的水 B.拆除软管重新安装
(2)根据图2、图3所示的实验现象可以得出的实验结论为:液体内部压强大小与 有关;依据图3、图4所示的实验现象可知液体内部的压强特点是: ;
(3)同学们利用图5所示的实验装置并结合所学习的液体压强知识测量食盐水的密度,实验过程如下:①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;②再向容器中的右侧缓慢倒入适量的食盐水,直至橡皮膜变平;③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1,测得食盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;④可计算出该食盐水的密度为ρ盐水= (用物理量符号h1、h2和ρ水写出表达式,不用带上单位)。
四、计算题
16.(23-24八年级·安徽马鞍山)如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车。登月前,在地球水平地面上进行了测试,月球车匀速直线行驶180m用时。若车的质量为140kg。网状轮子与地面接触的总面积为。(取)求:
(1)月球车的速度;
(2)月球车对水平地面的压强。
17.(22-23八年级·安徽合肥)“北有景德镇,南有小江瓷”,小江瓷是浦北县的传统文化品牌,距今已有1500多年的历史。如图所示,一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11m,筒内深度为0.10m。笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为8.1×102Pa;笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103Pa,已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。求:
(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比;
(3)青花瓷笔筒材质的密度。
18.(22-23八年级·重庆巴南)如图所示重为4N的薄壁容器(容器厚度不计),放在水平桌面上,容器下部是边长a=10cm的正方体,上部是边长b=5cm的正方体,若向容器内注入体积为1.1×10﹣3m3的水。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水的质量;
(2)这个装着水的容器对桌面的压强;
(3)水对容器底部的压强和压力。
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主题一 力
专题05 压强(0.5~5分)
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 压强
考点二 液体压强
考点三 大气压强
考点四 流体压强与流速关系
04题型精研·考向洞悉
题型一 压强
►考向01 探究影响压力作用效果的因素
►考向02 压力、压强及其计算
►考向03 减小或增大压强的方法
题型二 液体压强
►考向01 液体内部压强的特点
►考向02 液体压强相关计算
►考向03 连通器
题型三 大气压强
►考向01 大气压强与应用
►考向02 大气压强的测量
题型四 流体压强与流速关系
►考向01 流体压强现象
►考向02 飞机的升力
05分层训练·巩固提升
►分层训练
►巩固提升
考点要求
课标要求
考查频次
命题预测
压强
· 2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
· 10年4考
《压强》是力学部分的重点内容,也是学生学习过程中较难的部分,尤其是压强的相关计算是学生学习的重点和难点。对压强的学习应和生产和生活中的实例相结合,为此,在备考中,考生应注重所学概念和规律在实际生活中的应用。
本单元常考题型有:选择题、填空题、实验探究题、计算题等。
主要命题点有:探究压力作用效果的影响因素、压强及其计算、增大或减小压强的方法、探究液体内部压强的特点、液体压强的计算、连通器、大气压强及其应用、流体压强与流速关系等。
液体的压强
· 2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。
· 4.2.3 探究液体杨强强与哪些因素有关。
· 10年8考
大气压强
· 2.2.8 知道大气压强与人类生活的关系。
· 5.2.2 调查物理学应用于工程技术的案例,体会物理学对工程技术发展的促进作用。
· 5.3.5 了解我国科技发展的成就,增强科技强国的责任感和使命感。
· 10年1考
流体压强和升力
· 2.2.8 了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
· 10年4考
考点一 压强
名称
压力
重力
区
别
定义
垂直作用在物体表面上的力
由于地球的吸引而使物体受到的力
性质
弹力
引力
施力物体
与它接触并挤压的物体
地球
方向
垂直于接触面
总是竖直向下
大小
一般不等于物体的重力
G=mg
作用点
受力物体的表面
物体的重心
联系
压力不一定是由重力引起的(如用水平力将物体压在竖直的墙壁上),如果压力是由重力引起的,压力的大小也不一定等于物体的重力,方向也不一定相同(如物体放在斜面上),只有在水平面上,不再受其他力时,压力的大小才在数值上等于重力的大小,方向垂直接触面向下。
项目
具体内容
定义
物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
公式
p=,该公式对固体、液体、气体均适用,S指受力面积
物理含义
压强是表示压力作用效果的物理量,在数值上等于物体单位面积所受的压力。压强越大,压力产生的效果越明显。
计算固体压力和压强的一般顺序
先算压力F,物体静置在水平面上时有F=G;再根据公式p=计算压强,公式中三个量知道两个,可以求第三个。
项目
具体内容
增大压强
的方法
受力面积不变,增大压力,比如自行车车闸。
压力不变,减小受力面积,比如菜刀、斧头的刃磨的很薄。
减小压强
的方法
压力不变,增大受力面积,比如铁轨铺在枕木上、书包带做得很宽。
受力面积不变,减小压力,比如汽车限重等。
压力与压强的区别与联系
1.概念不同:压力是由于发生挤压而垂直作用在物体表面上的力;压强是物体所受压力与受力面积之比,即物体单位面积上所受的压力大小;
2.意义不同:压力是压强产生的必要条件,压强表示压力的作用效果。
作用力和反作用力是同时产生的,并没有先后之分。在初中物理中,为了表述准确、规范,一般说相互作用力,而不说作用力和反作用力。
考点二 液体压强
项目
具体内容
说明
液体内部产生
压强的原因
液体受到重力且具有流动性
测量工具
液体压强计
压强越大,U形管两边的高度差也就越大
影响因素
影响液体内部压强大小的因素是液体的密度和液体的深度
项目
具体内容
说明
特点
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
(2)在同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(3)液体的压强随深度的增加而增大。
(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
液体压强的大小与液体的质量和容器的形状无关。
液体压强
的公式
p=ρgh,其中p——压强(帕),ρ——液体密度(千克/米3),g——常量(9.8牛/千克),h——深度(米)
规则形状的容器,液体对容器底部的压力等于重力,也可以利用p=计算压强
具体内容
说明
定义
上端开口,下部相连通的容器。
原理
连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平。
液体密度均匀且静止不流动。
应用
锅炉水位计、茶壶、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
(1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关。
(2)连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
★特别提醒
连通器各部分中的液面高度相同时的条件:①连通器中的液体是同种液体;②液面静止。
考点三 大气压强
项目
具体内容
说明
定义
大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压,一般用p0表示
“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强,高压锅外称大气压。
大气
压存在
证明实验
马德堡半球实验
第一次证明了大气压的存在。
实例
塑料吸盘、吸水笔吸水、覆杯实验、吸管吸饮料等。
大气压
测量及
数值
第一次测定实验
托里拆利实验
(1)实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,或进入空气,则测量结果偏小;
(2)本实验若把水银改成水,则需要玻璃管的长度为10.3m;
(3)将玻璃管稍上提或下压(未离开水银面),管子的粗或细,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
标准大气压数值
p0=1.013×105 Pa=760 mm Hg产生的压强
气压计
水银气压计和无液气压计。
大气压
的变化
与应用
与高度的关系
大气压强随海拔高度的增加而减小。
与天气的关系
晴天比阴天气压高,冬天比夏天气压高。
与液体沸点的关系
气压增大,液体沸点升高;气压减小,液体沸点降低。
对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
考点四 流体压强与流速关系
知识点
具体内容
流体压强与
流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小。
飞机机翼的形状
上表面弯曲,下表面较平。
飞机升力的产生
飞机前进时,机翼上方气流通过路程较长,速度较大,空气对机翼上表面的压强较小;下方正相反。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是飞机产生升力的原因。
升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
题型一 压强
►考向01 探究影响压力作用效果的因素
1.(23-24八年级·安徽蚌埠)如图所示,小致同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与受力面积的关系”的实验。
(1)实验中小致是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)若探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,应比较图 所示的实验。
【答案】(1)海绵的凹陷程度 (2)甲丙
【解析】(1)物体对海绵压力的作用效果不同,海绵的凹陷程度不同,所以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果。
(2)要探究压力作用效果与受力面积的关系,应保持压力不变,改变受力面积,比较图甲和丙实验可达到目的。
2.(24-25九年级·安徽六安)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图所示。
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生 (选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的。
(2)通过比较图甲和图乙,说明当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。通过比较图乙和图丙,说明 。
【答案】(1)形变 (2)压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【解析】(1)压力作用通过海绵凹陷(形变)程度来反映。海绵凹陷(形变)程度越大,压力作用效果越明显;海绵凹陷(形变)程度越小,压力作用效果越不明显,这是转换法的运用。
(2)压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在研究其中一个量时,必须控制其他的量不变,通过比较图乙和图丙,控制压力大小相等,发现乙接触面积小,海绵凹陷(形变)程度大,可以说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
3.(23-24八年级·安徽蚌埠)探究“压力作用效果跟哪些因素有关”的实验如图甲、乙、丙所示。
(1)通过乙,丙实验能够得到的结论是: ;
(2)由甲、乙实验得到的结论可以解释的现象是:_______(选填字母);
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)已知图丙中砝码的质量是600g,砝码的底面积是20cm2,小桌的质量是200g,桌面的底面积是81cm2,则图丙中:________(选填字母)
A.砝码对小桌的压强比小桌对海绵的压强大
B.砝码对小桌的压强比小桌对海绵的压强小
C.小桌对海绵的压强比海绵对小桌的压强大
D.小桌对海绵的压强比海绵对小桌的压强小
【答案】(1)压力大小一定时,受力面积越小,压力作用效果越大 (2)C (3)A
【解析】(1)比较乙、丙的实验结果可知,两组实验的压力大小相同,受力面积不同,乙实验中受力面积更小,海绵凹陷程度更大,压力的作用效果更明显,说明在压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)通过甲、乙两组实验可以得出的结论是当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
A.菜刀要经常磨一磨,这是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压力的作用效果,故A不符合题意;
B.书包要用宽的背带,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压力的作用效果,故B不符合题意;
C.汽车限重,这是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压力的作用效果,故C符合题意;
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,这是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压力的作用效果,故D不符合题意。
故选C。
(3)AB.砝码对小桌的压力为
砝码对小桌的压强为
小桌对海绵的压力为
小桌对海绵的压强为
由此可知,砝码对小桌的压强比小桌对海绵的压强大,故A符合题意,B不符合题意;
CD.由物体间力的作用是相互的可知,小桌对海绵的压力大小与海绵对小桌的压力大小相等,且受力面积相同,所以小桌对海绵的压强大小等于海绵对小桌的压强大小,故CD错误。
故选A。
►考向02 压力、压强及其计算
【提分秘籍】
(1)叠加体压强的计算:
①单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;
②叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
(2)压力、压强的比较:
①比较固体压力、压强时,一般先比较压力的大小,再结合受力面积比较压强的大小;
②对于密度均匀的水平面上的柱状物体,也可以用公式p=ρgh比较压强,再利用F=pS比较压力。
(3)压强、质量与密度综合:
①对于密度均匀的柱状物体,放立在水平面上时,对地面的压强可以用公式p=ρgh计算;
②由压强相等受力面积不等,根据公式F=pS判断压力的大小,从而比较重力的大小和质量的大小。
(4)压力、压强与图像的结合:
①首先找出图像所表示的含义;②观察图像特点,找出关键信息;③根据找出的特点,利用所学知识和公式进行计算。
从压强的角度认识超载的危害
货车超载后不仅会因为惯性增大不易刹车,引发交通事故,还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的极限,损坏路面。
柱状物体固体压强的计算(公式p=ρgh的使用条件)
(1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);
(2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等;
(3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
4.(2024八年级·安徽六安)如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p甲、p乙的大小关系是p甲 p乙。
【答案】=
【解析】由于实心正方体所受支持力
所以对桌面的压强为
将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,由于甲乙两块仍为规则形状,两木块、g、h均不变,故。
5.(2024八年级·安徽六安)总重量为700N的人直接站立在六个鸡蛋上,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,如图所示。泡沫板的凹槽增大了鸡蛋的受力面积,从而减小压强来保护鸡蛋。已知两脚与鸡蛋的总接触面积约为1.4×10-3m2,求:
(1)此时脚对鸡蛋的压强;
(2)若此人换成单脚站立在鸡蛋上,计算此时脚对鸡蛋的压强。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)人两脚站立在六个鸡蛋上,脚对鸡蛋的压强为
(2)此人换成单脚站立在鸡蛋上,脚对鸡蛋的压强为
6.(23-24八年级·安徽黄山)如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为40N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为16kg,水深0.25m。求:
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)水对鱼缸的压力;
(3)鱼缸对桌面产生的压强。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)水对鱼缸底部的压强
(2)根据可得,水对鱼缸的压力
(3)鱼缸内的水、鱼、沙石等总重力
则鱼缸对桌面的压力
则鱼缸对桌面产生的压强
►考向03 减小或增大压强的方法
【提分秘籍】
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包。
7.(2024九年级·福建三明·竞赛)图中用手握住一个核桃很难将其捏破;将甲、乙两个核桃放在一起捏,甲破了,乙没破。列说法正确的是( )
A.乙给甲的力大于甲给乙的力
B.甲、乙接触处可承受的最大压强相同
C.甲、乙接触处,甲受到的压强等于乙受到的压强
D.两个核桃放在一起容易捏破,主要是因为增大了压力
【答案】C
【解析】A.两核桃相互挤压时,甲给乙的力与乙给甲的力是一对相互作用力,两个力的大小相等。甲核桃被乙核桃挤破是因为乙核桃比甲核桃硬,故A错误;
BC.两核桃相互挤压时甲给乙的力与乙给甲的力是一对相互作用力,大小相等。而两核桃接触面积相同,由可知,甲受到的压强等于乙受到的压强;甲破了,说明甲可承受的最大压强小于乙可承受的最大压强,故B错误,C正确;
D.两个核桃放在一起容易捏破,它们之间的受力面积远远小于一只核桃与手的受力面积,由可知,受力面积越小,压强越大。所以两只核桃放在一起挤压就能挤破主要是增大了压强。故D错误。
故选C。
8.(23-24八年级·安徽安庆)如图所示,小至利用气球、钉板、木板做了一个实验:将充满气的气球,放在布满密集钉子的钉板上,在气球上方用木板轻轻向挤压气球。列说法正确的是( )
A.气球会被戳破
B.气球不会被戳破
C.将图中钉子数量减小为1枚时气球更难破裂
D.图中实验是通过减小压力的方式来减小压强
【答案】B
【解析】AB.图中在气球上方用木板轻轻向挤压气球,由于钉子比较密集,使得气球与钉子的受力面积增大,压强减小,气球不会被戳破,故B正确,A错误;
C.将图中钉子数量减小为1枚时,受力面积减小,压强增大,气球更容易被戳破,故C错误;
D.图中实验是通过增大受力面积的方式来减小压强,故D错误。
故选B。
9.(23-24八年级·安徽亳州)中医是中华优秀传统文化的重要组成部分和典型代表,如图所示为中医“针灸”的情景。针灸所用的“毫针”很细,这是通过减小受力面积的方式来增大 ,从而利于针具顺利刺入人体。
【答案】压强
【解析】针灸所用的“毫针”很细,这是在压力一定时,通过减小受力面积的方式来增大压强,从而利于针具顺利刺入人体。
题型二 液体压强
►考向01 液体内部压强的特点
10.(2024八年级·河南郑州)如图甲所示,将一本书放在台秤上,将整个装置自由释放,发现台秤示数变为0。根据这一现象请你猜想,四周扎有小孔的水杯(如图乙),水在液体压强的作用从小孔流出,若将其自由释放,水是否还会从小孔中流出呢?答: (选填“会”或“不会”),判断的依据是: 。
【答案】 不会 液体处于失重状态,此时液体压强不存在,所以不会流出
【解析】[1][2]将一本书放在台秤上,将整个装置自由释放,书对秤盘没有压力,所以推测液体自由释放时,液体内部不存在压力,也不存在压力差,此时液体内部没有压强,水从小孔流出是因为液体压强的存在,而自由释放时,液体压强不存在,所以水不会流出。
11.(2024八年级·安徽六安)某同学在探究液体压强,甲乙两图中橡皮膜分别向和向上进行探究,则甲图中探究的是液体对橡皮膜有向 的(选填“上”或“”)压强;若此时乙图中橡皮膜距离水面距离为8cm,则水对橡皮膜的压强为 Pa。
【答案】 上 800
【解析】[1]甲图中橡皮膜向,橡皮膜向上凹,说明液体对橡皮膜有向上的压强,则甲图中探究的是液体对橡皮膜有向上的压强。
[2]图中橡皮膜距离水面距离为8cm,则水对橡皮膜的压强为
12.(2024·安徽阜阳·二模)科技逐梦小组探究液体压强与哪些因素有关时,将玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜,并用两种方式将其浸没在水中,如图甲、乙所示。
(1)比较图甲中玻璃圆筒上、两端橡皮膜的凹陷程度可知,液体内部的压强跟 有关;
(2)若用图乙所示装置验证在同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强相等,这一装置是否可行,并叙述实验现象。
【答案】(1)深度 (2)见解析
【解析】(1)图甲中比较玻璃圆筒上、两端橡皮膜的凹陷程度可知,玻璃圆筒上端浸入液体的深度小,上端的橡皮膜凹陷的少;玻璃圆筒端浸入液体的深度大,端的橡皮膜凹陷的多;可知:液体内部的压强跟深度有关,深度增加液体压强增大。
(2)研究在同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强相等,要控制液体的深度和液体的密度相同,故这一装置方法可行,只需要比较图乙玻璃圆筒左、右两侧的橡皮膜的凹陷程度相同,即可得出:在同种液体的同一深度处液体向各个方向的压强相等。
►考向02 液体压强相关计算
【提分秘籍】
压力、压强的分析与计算顺序:解答关于压强的综合题时一定要注意分析、计算的是固体压强还是液体压强。
(1)固体(先压力后压强):一、分析、计算压力;二、由分析计算压强。
(2)液体(先压强后压力):一、根据液体压强公式p=ρgh分析、计算液体的压强;二、根据F=pS分析、计算压力。
★易错警示
液体压力与压强的计算:对应形状不规则的容器,里面装的液体对容器底的压力F一般不等于液体的重力G液。
13.(2024·安徽安庆·二模)已知矿泉水瓶盖的面积为6cm2,内装有重力为4N 的矿泉水,按照如图所示倒立时,水对瓶盖的压强为 Pa 。()
【答案】1.5×103
【解析】由图得,水对瓶盖的压强为
14.(23-24八年级·安徽六安)如图所示,一个高为45cm的薄壁容器放在水平地面上,容器内盛有0.8kg的水,容器部的横截面积为,上部的横截面积为,水深h为40cm,A点到容器底的高度为10cm。(g取,)
(1)求A点受到水的压强;
(2)求水对容器底的压力。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)A点的深度为
hA=h-h1=40cm-10cm=30cmA点受到水的压强
(2)水对容器底的压强
则水对容器底的压力
15.(23-24八年级·安徽合肥)如图所示,容器重15N,放在水平桌面上,向容器内注入64.5kg的水,容器上部水的深度,部分水的深度,容器上端开口面积,底面积。已知,g取10N/kg,求:
(1)容器底部受到水的压力 ;
(2)容器对桌面的压强 ;
(3)若往容器中放入一个底面积为,高为30cm的圆柱体铁柱且浸没(水未溢出),容器底受到水的压强增加量 。
【答案】(1)720N (2) (3)
【解析】(1)由题意可知,容器中水的总深度
所以容器底部受到水的压强
由可得,容器底部受到水的压力
(2)容器中水的重力为
容器对桌面的压力为
容器对桌面的压强
(3)铁柱浸没入水中后,水面上升,即
则液面上升的高度
故容器底受到水的压强增加量为
►考向03 连通器
16.(23-24八年级·河南郑州)如图所示,甲、乙为两容器,用一带阀门的管子相连,两容器装有水,液面相平。当打开阀门时( )
A.由于A处压强大于B处压强,水会由A流向B
B.水往低处流,所以水由B流向A
C.根据连通器原理,水不流动
D.水会左右流动几次,最后静止
【答案】C
【解析】当阀门打开时,A和B的上端开口底部连通,构成了连通器。由于容器中装同一种液体水,并且液面相平,因此打开阀门后,液面仍保持相平,故液体不会流动。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
17.(23-24八年级·安徽蚌埠)如图所示,其中图a中书包带做得较宽是增大 来减小压强,图b的船闸中水面相平是应用 的原理。
【答案】 受力面积 连通器
【解析】[1]书包带做得较宽,是为了在压力一定的情况,通过增大受力面积来减小压强。
[2]船闸底部的阀门打开时,上游和闸室之间、闸室和游之间都可以构成连通器,船闸中水面相平是应用连通器的原理。
18.(23-24八年级·安徽宿州)关于如图所示的各种情景,列说法不正确的是( )
A.甲图中,若,,则物体对地面压强
B.乙图说明锅炉水位计应用连通器原理
C.丙图中,水对容器底的压强是800Pa()
D.丁图中,若液体的密度,深度,底面积,则液体对容器底的压力
【答案】D
【解析】A.甲图中,若,,由可知,物体对地面压强,故A正确,不符合题意;
B.图乙中锅炉水位计液面相平,锅炉水位计上端开口,底部连通,属于连通器,故B正确,不符合题意;
C.丙图中,水对容器底的压强
故C符合题意;
D.丁图中,液体的密度,深度,底面积,由可知,液体对底面积的压力相等,故D错误,符合题意。
故选D。
题型三 大气压强
►考向01 大气压强与应用
19.(2024·安徽合肥·二模)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。如图所示,挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到 的存在。
【答案】大气压
【解析】挤出两个正对的吸盘内的空气,大气压将两个吸盘紧紧压在一起,很难拉开它们,可体验到大气压的存在。
20.(23-24八年级·安徽六安)在探究“大气压强是否存在”的过程中,小明将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小明认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小红不同意这个观点,她认为鸡蛋是在重力作用进入瓶中的。小明要为自己的观点提供充分的证据,他接来的操作是:首先,将热水倒入瓶中充分摇晃,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口 (选填“向上”或“水平”),再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,这样做的目的是 。如果 ,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
【答案】 水平 消除鸡蛋重力的影响 鸡蛋被“吞”进瓶中
【解析】[1][2]首先,将热水倒入瓶中充分摇晃目的是为了加热瓶内空气,接着,把水倒出后用手拿着瓶子让瓶口水平,这样就可以消除了鸡蛋受到重力的作用而竖直向运动的影响,同时也避免了小红认为的气体托力的影响,然后,再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口。
[3]若此时鸡蛋被“吞”进瓶中,则这能说明鸡蛋就是被大气压压入瓶中而不是由于受到重力所致,此实验证明了大气压强的存在。
21.(24-25九年级上·安徽芜湖)如图所示是某学校科技节上展示的两件作品,小明为此作了以解说:
甲是简易的温度计,它是利用 的性质而制成的。它的测温效果与小玻璃瓶的容积和玻璃管的 有关;
【提出问题】小华发现甲、乙的构造非常相似,提出乙是否也能做温度计使用?
【设计实验和进行实验】把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,观察到乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,这是由于瓶内的 受热膨胀更显著,故乙也能做温度计使用;
【拓展】查阅相关资料,了解到人们很早就发明了如图丙所示的气体温度计,当外界环境气温升高时,该温度计中的管内液面会 。
【答案】 液体热胀冷缩 内径大小 气体 降
【解析】[1]图甲中简易温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。
[2]简易温度计是利用液体温度升高时,体积膨胀,通过玻璃管中液体高度的变化判断温度的变化,所以在小玻璃瓶的容积一定时,玻璃管的内径越小,实验现象越明显,测温效果与玻璃管内径大小有关。
[3]把两装置中的小玻璃瓶同时没入同一热水中,乙装置中玻璃管内液柱上升是由于瓶内气体温度升高,体积膨 胀,乙装置中玻璃管内液柱上升更明显,说明气体受热膨胀更显著。
[4]图丙所示的气体温度计,方容器与大气相通,外界环境气温升高时,细管上方密封的气体体积膨胀,压强变大,管内液体液面降。
►考向02 大气压强的测量
【提分秘籍】
测量方法
将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程
丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析
玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论
我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示;
p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa;
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验
22.(23-24八年级·安徽阜阳)在某星球表面,物体所受重力与质量的比值为3.8N/kg,星球表面气体稀薄。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,实验测得玻璃管内外水柱高度差,则该星球表面的大气压为 Pa;若将实验中用的水换成酒精,玻璃管中的液面将 (选填“上升”或“降”)。(,)
【答案】 760 上升
【解析】[1]某星球表面,物体所受重力与质量的比值为3.8N/kg,即g=3.8N/kg,该星球表面的大气压
[2]将实验中用的水换成酒精,该星球的大气压不变,根据,酒精的密度比水的小,玻璃管中的液面将上升。
23.(23-24八年级·安徽安庆)如图,在某星球表面做托里拆利实验,测得玻璃管中水银柱高h为80cm,已知该星球表面大气压为水银的密度为,则该星球上物体所受重力与质量的比值的大小为 。
【答案】12.5N/kg
【解析】根据液体压强公式得,该星球上物体所受重力与质量的比值g星的大小
24.(23-24八年级·安徽蚌埠)如图所示,这是测量某地大气压的实验过程示意图。
(1)取一根长约、一端封闭的直玻璃管,沿内壁将水银缓慢地倒入管中,避免混入 ;
(2)将玻璃管开口瑞浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢降,但降到一定程度就不再降了,由此证明了 的存在;
(3)用刻度尺量出玻璃管内外水银面的高度差为;
(4)将玻璃管倾斜(水银液面未到顶),水银柱竖直高度 ;若将该实验装置从教学楼一楼搬到顶楼,水银柱竖直高度 。(均选填“升高”“降低”或“不变”)
【答案】 空气 大气压 不变 降低
【解析】(1)[1]沿内壁将水银缓慢地倒入管中,避免混入空气,导致实验出现误差。
(2)[2]将玻璃管开口端浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢降,但降到一定程度就不再降了,此时大气压支撑了水银柱,由此证明了大气压的存在。
(4)[3]管内水银柱的高度差只与当时的大气压有关,如果将玻璃管倾斜放置,可以观察到玻璃管中的水银柱长度变长,玻璃管中的水银柱竖直高度不变。
[4]大气压随高度升高而减小,若将该实验装置从教学楼一楼搬到顶楼,高度升高,大气压减小,水银柱竖直高度降低。
【点睛】此题考查模拟托里拆利的实验,注意操作过程。
题型四 流体压强与流速关系
►考向01 流体压强现象
【提分秘籍】
(1)明确“因果”,辨别现象:流体流动时,不同的区域流速不同,压强大小不同,流速大的区域压强小,不同的区域之间就会出现压强差。有压强差时,物体的形状或运动状态就会发生改变。这时,流体流动是“因”,压强差是:“果”。根据这个“因”和“果”辨别是不是流体压强跟流速的关系导致的现象。
(2)利用流体压强与流速的关系解题时,先弄清哪个位置的流体流速大,哪个位置的流体流速小,再找出各处压强的大小的关系,进而分析物体受力情况和可能发生的现象。
25.(2024九年级·安徽阜阳)列与图中所给现象原理不同的是
A.火车站台都有安全线,乘客应站在安全线外.
B.乒乓球运动员能够打出各种弧旋球.
C.用塑料管能将瓶内饮料吸入口中.
D.春天是放风筝,美丽的风筝在大风中升上了高空.
【答案】C
【解析】硬币跳高利用的物理原理是流体压强与流速的关系:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大;
A. 火车站台都有安全线,乘客应站在安全线外,包含流体压强与流速的关系,不符合题意.
B. 乒乓球运动员能够打出各种弧旋球,利用流体压强与流速的关系,不符合题意.
C. 用塑料管能将瓶内饮料吸入口中,利用了大气压强,符合题意.
D. 春天是放风筝,美丽的风筝在大风中升上了高空,利用了流体压强与流速的关系,不符合题意.
26.(24-25九年级·安徽淮南)小红为了研究流体压强与流速的关系,她找来一个透明的U形管,管内装有适量水,发现右侧管内水面上升,平行于右侧管口吹气,如图所示,这说明 。
【答案】流体流速越快的位置压强越小
【解析】平行于右侧管口吹气,右侧管口空气流速加快,发现右侧管内水面上升,说明右侧管口气压变小,小于左侧管口气压,左侧管内的水就会向右侧流动,这说明流体流速越快的位置压强越小。
27.(23-24八年级·安徽滁州)水翼船是一种高速船,船身底部有支架,支架上装有水翼。水翼船行驶时,水对水翼会产生一定的升力。如图所示,水翼船部安装水翼的方法正确的是 。
【答案】甲
【解析】在流体中流速越大的位置,压强越小,当船在水中高速航行时,水翼上表面凸起,它与船体间的水流速度大,压强小;水翼表面做成平面,水流速度小,压强大,因此在水翼的上表面存在向上的压力(压强)差,所以船体被抬高了;故水翼的形状应该是图中的甲。
►考向02 飞机的升力
28.(2024·湖南衡阳·一模)如图所示,两个完全相同的机翼模型a和b都只能沿竖直方向上自由运动,A、B两弹簧测力计的示数分别为、,列说法正确的是( )
A.当风向反向时,模型a将降
B.当风突然停止时,模型b将降
C.当相同的风速吹向飞机模型时,
D.当相同的风速吹向飞机模型时,
【答案】C
【解析】A.当风向反向时,模型a上表面的空气流速较快,压强较小,在竖直向上的压力差的作用,将上升,故A错误;
B.有风时,模型b表面的空气流速较快,压强较小,在竖直向的压力差的作用,将降,当风突然停止时,压力差消失,模型b将上升,故B错误;
CD.如图所示,a的形状类似于机翼,气流流过时,上方空气流速大、压强小,方空气流速小、压强大,会产生向上的升力,所以弹簧测力计A的示数变小;图中b的形状是装反了的机翼,气流流过时,方空气流速大、压强小,上方空气流速小、压强大,会产生向的力,所以弹簧测力计B的示数变大;所以Fa<Fb,故C正确,D错误。
故选C。
29.(23-24八年级·安徽蚌埠)生活处处皆物理,玩具中蕴藏着许多物理原理。如图是我国民间的一种玩具——竹蜻蜓。用手迅速搓动细竹棍并松手,竹片旋转时对方空气有一个向的力,竹蜻蜓就会上升,使竹蜻蜓上升的施力物体是 。 (选填“大型客机”或“直升机”)的升空原理与“竹蜻蜓”是一样的。
【答案】 空气 直升机
【解析】[1][2]用手迅速搓动细竹棍并松手,竹片旋转时对方空气有一个向的作用力,由于物体间力的作用是相互的,空气就会对它产生一个向上的推力使其向上运动,所以,使竹蜻蜓上升的施力物体是空气;直升机的升空原理与“竹蜻蜓”是一样的,大型客机利用的是流体压强与流速的关系产生升力。
30.(23-24八年级·安徽合肥)感动中国2023年度人物—俞鸿儒,潜心研究风洞技术50年,是我国高超声速风洞奠基人。飞机在设计、制造的过程中,要进行风洞实验,如图所示。无风时,托盘测力计示数为15N,当迎面吹着飞机的风速达到时,托盘测力计的示数会减小,出现这种现象的原因是 。
【答案】见解析
【解析】飞机在设计、制造的过程中,要进行风洞实验,在风洞中对飞机吹风时,流过机翼上方的空气流速大,压强小,流过机翼方的空气流速小,压强大。机翼上方所受到的压力差便形成向上的升力,所以托盘测力计的示数减小。
基础巩固
一、单选题
1.(2024·山东德州·一模)在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示,工人师傅这样做的目的是( )
A.为了找到两个相同高度的点 B.把水管当压强计用
C.把水管当刻度尺用 D.为了测量两个点的水平距离
【答案】A
【解析】透明塑料软管的两端开口,底部连通正符合连通器的特点,所以工人师傅这样做的目的是保证两点在同一等高线上。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2024全国·中考模拟)如图所示,打开水坝的闸门时,液体压强使坝底的水奔流而出,决定坝底水的压强大小的主要因素是( )
A.水的深度 B.水的体积
C.坝的高度 D.坝的宽度
【答案】A
【解析】液体的压强与液体密度、液体深度有关,液体的密度不变时,液体的深度越大,压强越大。水坝中水的密度不变,故决定坝底水的压强大小的主要因素是水的深度。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(22-23八年级·安徽六安)关于大气压强,下列说法错误的是( )
A.吸管吸饮料是利用大气压把饮料压入嘴中
B.大气压随海拔高度的增加而减小
C.马德堡半球实验最早测出了大气压的数值
D.活塞式抽水机利用大气压将水从井中抽出
【答案】C
【解析】A.用吸管吸饮料时,嘴吸气后,使得管内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故A正确,不符合题意;
B.通常情况下,大气压随着高度的升高而减小,故B正确,不符合题意;
C.著名的马德堡半球实验证实了大气压的存在,首先测出了大气压强值的实验是托里拆利实验,故C错误,符合题意;
D.活塞式抽水机是利用大气压把水从低处抽到高处的,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.(2024八年级辽宁沈阳)如图所示,某同学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.甲液体的密度小于乙液体的密度
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
【答案】A
【解析】用压强计探究液体内部压强时,液体内部压强的大小是通过U形管两侧的液面高度差来反映的,U形管两侧液面的高度差越大,液体压强越大。由图可知,压强计的金属盒所处的深度相同,朝向相同,甲、乙两种液体的密度不同;甲图中U形管两边的高度差大于乙图中U形管两边的高度差,所以,甲金属盒处的压强大于乙金属盒处的压强,根据p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度。
故选A。
5.(2024八年级湖北黄石)物理兴趣小组的同学对如图所示的现象进行讨论,其中错误的是( )
A.图甲:高压锅是利用水的沸点随气压增大而升高的特点制成的
B.图乙:根据乒乓球被弹开的幅度,探究声音的响度与振幅的关系
C.图丙:像两张纸之间吹气,两纸会向中间靠拢,是因为两纸中间部分的气压比两侧高
D.图丁:利用铅垂线确定竖直方向,这是利用重力的方向总是竖直向下的道理
【答案】C
【解析】A.液体沸点与气压有关,液体沸点随气压的增大而升高,高压锅就是利用水的沸点随气压增大而升高的特点制成的,故A正确,不符合题意;
B.乒乓球振动幅度越大,说明音叉振动幅度比较大,物体的振幅影响声音的响度,振幅越大,响度越大,所以,此实验探究声音的响度跟振幅的关系,故B正确,不符合题意;
C.对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间,故C错误,符合题意;
D.重力的方向总是竖直向下的,利用这个道理制成的重垂线可以用来检查窗台是否水平,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
6.(22-23八年级安徽六安)把一个质地均匀的实心正方体放在水平桌面上,若从虚线沿竖直方向分成大小不同的两块,且底面积之比是S甲∶S乙=2∶1,如图所示。则甲、乙两块对桌面的压强之比p甲∶p乙= 。
【答案】1∶1
【解析】根据水平面上的物体对水平面的压力等于重力,则
高度相同,密度相等,压强之比
p甲∶p乙=1∶1
7.(2024·安徽合肥·模拟预测)如图所示是一瓶未开盖的农夫山泉矿泉水。小军不小心用针将水滴图标处扎了个小孔,他发现瓶中的水并不会流出来,从物理角度分析,是由于小孔处的水受到 的作用。
【答案】大气压
【解析】小军不小心用针将水滴图标处扎了个小孔,在外界大气压的作用,瓶中的水并不会流出来。
8.(2024八年级安徽安庆)2021年安徽省各地陆续开展整治非机动车违规安装遮阳棚(伞)专项行动。如图是小雯家安装有遮阳棚的电动自行车,棚的形状导致电动车快速行驶时,棚上方和下方空气流通的速度不相同,从而使棚下方受到空气压强比上方 (选填“大”、“小”或“相等”),棚容易向上掀起,存在极大的安全隐患。
【答案】大
【解析】如图,在相同时间内,空气经过棚上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速越大,压强越小;下方空气流速越小,压强越大。所以棚下方的气压大于上表面的气压,所以棚会被向上掀起来。
9.(2024八年级安徽蚌埠)2021年5月15日,中国“祝融号”火星车在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,“祝融号”火星车的质量达到240kg,火星车车轮与地面的接触总面积为300cm2,已知火星上的重力系数为(重力与质量的比)4N/kg,则静止时“祝融号”火星车对火星表面产生的压强为 。
【答案】3.2×104Pa
【解析】[1]由
可知在火星上“祝融号”火星车的重力为
静止时“祝融号”对火星表面的压力大小等于重力大小,即
静止时“祝融号”火星车对火星表面产生的压强
10.(2024八年级安徽合肥)如图甲所示是根右端封闭的薄壁U形管,管中装有一定质量的水银,右侧水银面上方为真空。当气压作用在左侧的水银面上,U形管中的水银静止时,左右两侧液面就有一个高度差h。若带着该装置登山,上山过程中图中真空部分的长度将 (选填 “增大”、“减小”或“不变”);到达山顶上,测得U形管中的水银静止时左右两侧液面的高度为h=0. 7m,则山顶此时的气压约为 Pa。 (已知水银的密度为13.6 ×103kg /m3,g取10N/kg)
【答案】 增大 9.52×10
【解析】[1]离海平面越高的地方,空气越稀薄,大气压强越小。若带着该装置登山,左侧的随大气压强减小,高度差h减小,图中真空部分的长度将增大。
[2]根据压强公式
11.(2024八年级江苏扬州)长江三峡大坝是世界大型水利发电工程,坝高185m,最大蓄水水位可达175m,则此时坝底所受水的压强约为 Pa、进入夏季由于雨水增多,使得长江水中的泥沙含量增加,这相当于液体的密度 了,因此在同等深度的情况下,长江水对堤坝的压强 ,从而使堤坝受到破坏的可能性增加了。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
【答案】 1.75×106 变大 增大
【解析】[1]由题干可知水深175m,则坝底受到水的压强为
[2]长江水中混入密度更大的泥沙会导致其平均密度变大,故液体的密度变大了。
[3]由于液体的密度增大,而深度不变,则长江水对堤坝的压强变大了。
三、实验题
12.(2024八年级山东临沂)如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,液体压强越 (选填“大”或“小”);
(2)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现右边U形管两边液面的高度差均不改变,由此可得出结论,液体内部向各个方向的压强都 ;
(3)把探头慢慢下移,发现右边U形管两边液面的高度差逐渐增大,从而得知:在同一种液体里,液体压强随着 的增加而增大;
(4)将烧杯中的水换成浓盐水,观察到探头在相同的深度时,U形管两边液面的高度差增大了,说明液体压强与 有关。
【答案】 大 相等 深度 密度
【解析】(1)[1]通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,所以,高度差越大,液体压强越大。
(2)[2]把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现U形管两边液面的高度差均不改变,由此可知:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)[3]保证液体密度不变时,把探头慢慢下移,发现U形管两边液面的高度差逐渐增大,说明液体压强变大,所以,在同一种液体里,液体压强深度的增加而增大。
(4)[4]将烧杯中的水换成浓盐水,液体密度增大,发现U形管两边液面的高度差增大,说明液体压强变大,故说明液体压强与液体密度有关。
13.(22-23八年级安徽合肥)探究“压力作用效果”的实验如甲、乙、丙所示。
(1)通过甲、乙实验能够得到的结论是 。
(2)通过乙、丙实验能够得到的结论是 。
【答案】 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果就越明显 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
【解析】(1)[1]通过甲、乙实验可以看出,受力面积相同,压力不同,海绵的凹陷程度不同,故得到的结论是:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)[2]通过乙、丙实验可以看出,压力相同,受力面积不同,作用效果不同,故能够得到的结论是:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
14.(2024八年级·河北)利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图1至图3所示.
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生 (选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的,我们 (选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验.
(2)通过比较图1和图2,说明受力面积一定时,压力 (选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显,通过比较图 (填序号)和图3,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
(3)实验中主要采用的研究方法是 (选填“控制变量法”或“理想实验法”).
【答案】 形变 可以 越大 2 控制变量法
【分析】(1)力可以使物体发生形变,相同受力面的形变程度越大,压力作用效果越明显,可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果,用到的是转换法;
(2)应用控制变量法分析图示实验,根据实验所控制的变量与实验现象得出实验结论;
(3)“控制变量法”:在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系.
【解析】(1)实验中,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,即压力的作用效果是通过比较海绵的凹陷程度来反映的;我们一般选择海绵、泡沫塑料、沙子等较易形变的材料,如果用沙子代替海绵做此实验,则仍然可以完成本次实验;(2)由图1和图2可知,受力面积相同,而压力不同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,故可得到的结论是:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;由图2和图3可知,压力相同而受力面积不同,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,力的作用效果越明显,由此可知:压力相同,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)1、2两图比较,受力面积相同,压力不同;2、3两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法.
四、计算题
15.(2024九年级重庆·专题练习)2024年3月28日晚7点,小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市,如图所示的小米汽车的整备质量做到了2.2吨,最长续航超过800km,这两个数值均是如今的顶尖水准。求:
(1)该车的重力是多少?
(2)若车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则它空载时对水平地面的压强是多大?
【答案】(1)2.2×104N;(2)4.4×105Pa
【解析】解:(1)汽车的重力为
G=mg=2.2×103kg×10N/kg=2.2×104N
(2)汽车空载时对水平地面的压强为
答:(1)该车的重力是2.2×104N;
(2)若车轮与地面的总接触面积为0.05m2,则它空载时对水平地面的压强是4.4×105Pa。
16.(23-24八年级安徽铜陵)我国自主研发的长航程极地漫游机器人,质量约,装有四条三角形履带,每条履带与地面的接触面积为1000cm2,该机器人在南极内陆冰盖完成了自主行走(g取)。求:
(1)该机器人所受的重力是多少;
(2)该机器人停在水平冰盖时,对冰盖的压强是多少?
【答案】(1)5000N;(2)12500Pa
【解析】解:(1)该机器人所受的重力是
(2)机器人对冰盖的压力为
对冰盖的压强为
答:(1)该机器人所受的重力是5000N;
(2)该机器人停在水平冰盖时,对冰盖的压强是12500Pa。
17.(23-24八年级安徽合肥)2024年5月3日17时27分,我国嫦娥六号月球探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射。嫦娥六号探测器总重8.2吨,其中着陆器(如图)的质量约为2.04吨,与月面的总接触面积约为。已知月球引力为地球引力的六分之一,地球上g取10N/kg。(设着陆器所在的月面是水平的)求:
(1)着陆器对月球表面的压力;
(2)着陆器对月面的压强。
【答案】(1);(2)
【解析】解:(1)由题可知,地球对着陆器的引力为
则月球对着陆器的引力为
着陆器对月球表面的压力为
(2)着陆器对月面的压强为
答:(1)着陆器对月球表面的压力为;
(2)着陆器对月面的压强为。
能力提升
一、单选题
1.(24-25八年级·安徽阜阳)如图所示,在烧杯中盛有适量的水,在两只完全相同试管中分别装有水和酒精,(标准大气压水的沸点比酒精的沸点高),下列说法中正确的是( )
A.当烧杯中水沸腾时,两试管中液体均会沸腾
B.当烧杯中水沸腾时,两试管中液体均不会沸腾
C.若看到烧杯和甲中液体沸腾,则甲中装的一定是酒精
D.若看到烧杯和甲中液体沸腾,要使乙也能沸腾,可以在乙试管上加盖
【答案】C
【解析】ABC.水在沸腾时温度保持不变,当烧杯中的水沸腾后,温度不再继续上升,当试管中的水的温度升高至沸点时,温度与烧杯中的水相同,不能继续吸热,所以不能沸腾;在标准大气压下水的沸点比酒精的沸点高,所以酒精的温度达到沸点能继续吸热,因此,酒精可以沸腾,故AB错误,C正确;
D.在乙试管上加盖,会导致乙试管中的气压增大,水的沸点变大,则试管中的水不仅不会沸腾,其温度也达不到沸点,故D错误。
故选C。
2.(23-24八年级·安徽铜陵)如图所示,两手指用力捏住铅笔,使它保持静止,下列说法中正确的是( )
A.两手指受到的压力相同,左边手指受到的压力的作用效果较明显
B.两手指压力的作用效果相同,两手指受到的压力一样大
C.两手指受到的压强相同,左边受到的压力较大
D.两手指受到的压力相同,右边手指压力的作用效果更明显
【答案】D
【解析】AD.铅笔处于静止状态,受到两手指的压力是一对平衡力。所以两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对相互作用力,所以两手指受到的压力相同,由于右手的受力面积小,由可知,右手压力的作用效果大于左手压力的作用效果,故A错误,D正确;
BC.由图两只手的凹陷程度不同,则说明压力的作用效果不同,故BC错误。
故选D。
3.(23-24八年级·广西河池)如图所示是甲、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等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为( )
A.8:1 B.4:3 C.4:1 D.1:2
【答案】A
【解析】由图可知,当V甲=1cm3时,m甲=8g,当V乙=2cm3时,m乙=2g,则甲与乙的密度之比为
圆柱体对水平地面的压强为
等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(23-24八年级·湖北省直辖县级单位)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB<pA<pC
C.液体对容器底部的压力FB>FA>FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
【答案】C
【解析】A.由题知,三个容器的底面积相同,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,三种液体的质量和深度均相同;由图中容器的形状可知,B液体的体积最小,C液体的体积最大,根据可知,B液体的密度最大,C液体的密度最小,即
ρB>ρA>ρC
故A错误;
B.液体密度的关系
ρB>ρA>ρC
三种液体的深度相同,根据公式p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系为
pB>pA>pC
故B错误;
C.因液体对容器底部的压强
pB>pA>pC
三个容器的底面积相同,根据公式F=pS可知,液体对容器底部的压力关系为
FB>FA>FC
故C正确;
D.容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同,则根据G总=m总g可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即
F甲=F乙=F丙
故D错误。
故选C。
5.(23-24八年级·安徽阜阳)如图所示,甲、乙两个完全相同的圆柱体容器中盛有质量相等的两乙种液体,A、B两点到各自液面的距离相等,则( )
A.A、B两点受到液体的压强相等
B.甲、乙两容器中液体对容器底部的压强相等
C.甲容器中液体的密度比乙容器中液体的密度小
D.甲容器对桌面的压强比乙容器对桌面的压强小
【答案】B
【解析】AC.由图示知,甲中液体的体积比乙的小,两种液体质量相等,据知,甲液体的密度大于乙的密度,A、B两点的深度相同,据知,A点受到液体的压强比B点的大,故AC不符合题意;
B.甲、乙是完全相同的圆柱体容器,则液体对容器底的压力等于自身的重力,两液体的质量相等,重力相等,两容器的底面积相等,据知,液体对容器底部的压强相等,故B符合题意;
D.容器对桌面的压力等于容器及液体的总重力,容器重力相同,液体的重力相同,则容器对桌面的压力相等,容器的底面积相等,据知,容器对桌面的压力相等,故D不符合题意。
故选B。
6.(23-24八年级·安徽安庆)如图所示,水平地面上放置一个底面积为20cm2、重力为30N的长方体,现对其施加一个竖直向上大小为10N的拉力F,下列说法正确的是( )
A.物体所受的合力为10N
B.物体受到的支持力为30N
C.物体对地面的压强为1×104Pa
D.若减小F,物体对地面的压强变小
【答案】C
【解析】A.拉力小于重力,物体不会被拉动,物体处于静止状态,所受的合力为0N,故A错误;
B.物体受到的支持力为
F支=G-F=30N-10N=20N
故B错误;
C.物体对地面的压力为
F压=F支=20N
物体对地面的压强为
故C正确;
D.若减小F,物体对地面的压力变大,受力面积不变,物体对地面的压强变大,故D错误。
故选C。
二、填空题
7.(24-25九年级·安徽六安)桥头立着如图所示的限重标志牌。若某重型载重汽车达到最大承重时对地面压力为2×105N,汽车车轮与地面接触总面积为0.2m2,则汽车对路面的压强为 Pa。
【答案】1×106
【解析】汽车对路面的压强为
8.(24-25九年级·安徽六安)在北京奥运会上,质量为60kg的中国选手张湘样在男子举重62kg级决赛中摘得金牌,挺举成绩是170kg,如图所示,已知他每只脚与地面的接触面积为200cm2,则举起杠铃时张湘祥对地面的压强为 Pa。
【答案】5.75×104
【解析】举起杠铃时张湘祥对地面的压强为
9.(23-24八年级·安徽阜阳)如图所示,在某科技馆内陈列着一个模拟“风洞实验室”。一架重为15N的模型飞机固定在台秤的秤盘上,当迎风吹向飞机的风速v达到20m/s时,台秤的读数为7N,则模型飞机得到的升力为 N。设由于空气流动,在模型飞机的上方A点和下方B点产生的压强分别为,则 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 8 <
【解析】[1]台秤的读数为7N,则模型飞机对台秤的压力为7N,飞机对台秤的压力与台秤对飞机的支持力是一对相互作用力,所以飞机受到的向上的支持力为7N,飞机处于平衡状态,在竖直方向上所受的向下的重力和向上的支持力和升力是平衡力,所以飞机得到的升力
f=G-F=15N-7N=8N
[2]由图示知,飞机的上凸下平,空气经过飞机时,上方A点的空气流速比B点的大,而流速大的位置压强小,所以A的压强小于B的压强。即。
10.(24-25九年级·安徽池州)一根均匀长方体木条放在水平桌上,用水平方向10N的力推它做匀速运动,当木条经过如图所示位置时,桌面对它的摩擦力为 N。它对桌面的压强在 (“增大”,“减小”或“不变”)。
【答案】 10 增大
【解析】[1]木条做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为10N。
[2]木条对桌面的压力等于木条的重力,所以压力不变,受力面积减小,由可知,压强增大。
11.(23-24九年级·安徽)如图所示是一种可粗略测量气温的装置,当气温上升时,玻璃管中的液面会下降;当气温降低时,玻璃管中的液面反而会上升。它的工作原理是气体的 。
【答案】热胀冷缩
【解析】当外界气温上升的时候,球形容器内的气体受热膨胀,由于密闭,所以压强增大,使管内的液面下降,利用气体热胀冷缩的规律制成的。
12.(2024八年级·江西宜春)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 b管液面高度(填“大于”、“小于”或“等于”);再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 b管液面高度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 等于 大于
【解析】[1]打开A阀门,水流入管道,a管、b管、大烧杯组成了连通器,因为连通器中装有同种液体,所以根据连通器原理可知,当水稳定后,a管液面高度等于b管液面高度。
[2]再打开B阀门,由于a管下端比较粗、b管下端比较细,水的流量相同,所以a管处水的流速小、压强大,支持的水柱高;b管处水的流速大、压强小,支持的水柱低;所以a管液面高度大于b管液面高度。
三、实验题
13.(23-24八年级·安徽芜湖)如图所示是关于压强的三个实验情景:
(1)如图甲实验中,通过观察两手指的凹陷程度反映压力的作用效果与 有关;
(2)如图乙实验中,玻璃管倾斜时,玻璃管内水银柱的长度将 (选填“变长”“变短”或“不变”);
(3)如图丙实验中,向玻璃管中吹风,U形管 管(选填“A”或“B”)上方空气流速大,压强小,该管中的液面将 (选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 受力面积 变长 A 上升
【解析】(1)[1]甲图实验中,两边手指的受力面积不同,受到的压力相同,利用转换法通过观察两手指的凹陷程度反映压力的作用效果与受力面积有关。
(2)[2]乙图实验中,玻璃管倾斜时,玻璃管内水银长度变长,外界大气压不变,根据可知玻璃管内外水银面的高度差不变。
(3)[3][4]由图丙可知,A管上方气流通过的横截面比B管上方要小,故A管上方气流通过的速度大,压强小,B管上方气流通过的速度小,压强大;所以A管中的液面在压强差的作用下上升。
14.(23-24八年级·安徽合肥)如图所示,小明利用海绵、小桌、砝码、木板等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)通过比较乙、丙两次实验,可得出结论: ;
(3)小明还用铅笔探究压力的作用效果与受力面积的关系,分别采用如图丁所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端,你认为图 (选填“①”或“②”)的方法不合理。
【答案】 海绵的凹陷程度 在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 ①
【解析】(1)[1]力的作用效果之一是改变物体的形状,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,采用了转换法。
(2)[2]乙、丙两次实验中,小桌对海绵的压力相等,乙中海绵受力面积较小,海绵的凹陷程度较大,压力作用效果较明显,所以,通过比较乙、丙两次实验,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[3]方法①中,由于铅笔受到重力作用,竖直放置时,铅笔对两个手指的压力不相等,所以,这样操作不能控制铅笔对两手的压力相等,不能探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种方法是不合理的。
15.(23-24八年级·安徽合肥)某物理兴趣小组在“探究液体内部压强大小与哪些因素有关”的实验中,进行如下的实验操作和分析:
(1)在使用液体压强计进行实验前,同学们发现U形管左右两侧水面存在明显的高度差,如图1所示。出现这种情况的原因是: ;为校准该压强计,接下来应该进行的实验操作是 (选填代表正确答案的字母);
A.从U形管内向外倒出适量的水 B.拆除软管重新安装
(2)根据图2、图3所示的实验现象可以得出的实验结论为:液体内部压强大小与 有关;依据图3、图4所示的实验现象可知液体内部的压强特点是: ;
(3)同学们利用图5所示的实验装置并结合所学习的液体压强知识测量食盐水的密度,实验过程如下:①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;②再向容器中的右侧缓慢倒入适量的食盐水,直至橡皮膜变平;③测得水面到橡皮膜中心的深度为h1,测得食盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;④可计算出该食盐水的密度为ρ盐水= (用物理量符号h1、h2和ρ水写出表达式,不用带上单位)。
【答案】 U形管左侧玻璃管液面上方的气压大于外界的大气压 B 深度 同种液体同一深度向各个方向上的压强大小相等
【解析】(1)[1]实验之前U形管压强计组装好之后两侧液面上方气体压强应该相同,故液柱高度应该相平,如果最终未相平说明U形管左侧上方气体压强大于右侧上方大气压强。
[2]如果组装好U形管压强计两侧液面不相平需要拆掉重装。
(2)[3]图2和图3液体密度相同,深度不同,深度越大,橡皮膜凹陷程度越大,受到的液体压强越大,所以在液体密度一定时,液体内部压强随深度的增加而增大。
[4]图3和图4液体深度相同,密度相同,橡皮膜朝向不同,U形管压强计两侧液面高度差相同,所以同种液体同一深度向各个方向上的压强大小相等。
(3)[5]橡皮膜最终变平说明两侧液体压强相同,即p水=p盐水,由p=ρgh得盐水的密度
ρ盐水====
四、计算题
16.(23-24八年级·安徽马鞍山)如图所示为我国首辆“玉兔号”月球车。登月前,在地球水平地面上进行了测试,月球车匀速直线行驶180m用时。若车的质量为140kg。网状轮子与地面接触的总面积为。(取)求:
(1)月球车的速度;
(2)月球车对水平地面的压强。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)月球车的速度
(2)月球车受到的重力
月球车对地面的压力
月球车对水平地面的压强
17.(22-23八年级·安徽合肥)“北有景德镇,南有小江瓷”,小江瓷是浦北县的传统文化品牌,距今已有1500多年的历史。如图所示,一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11m,筒内深度为0.10m。笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为8.1×102Pa;笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103Pa,已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。求:
(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比;
(3)青花瓷笔筒材质的密度。
【答案】(1)1×103Pa;(2)5:1;(3)2.7×103kg/m3
【解析】解:(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.10m=1×103Pa
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,压力相同,由知,接触面积与压强成反比,则笔筒与桌面的接触面积之比
所以笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比为5︰1。
(3)笔筒受到的重力等于压力
G=F=p底S底=p上S上
由G=mg知笔筒的质量
笔筒材质的体积
V=hS上+(H-h)S底=0.1m×S上+(0.11m-0.1m) ×S底=0.03m×S底
笔筒材质的密度
答:(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强为1×103Pa;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比为5︰1;
(3)青花瓷笔筒材质的密度为2.7×103kg/m3。
18.(22-23八年级·重庆巴南)如图所示重为4N的薄壁容器(容器厚度不计),放在水平桌面上,容器下部是边长a=10cm的正方体,上部是边长b=5cm的正方体,若向容器内注入体积为1.1×10﹣3m3的水。求:(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)水的质量;
(2)这个装着水的容器对桌面的压强;
(3)水对容器底部的压强和压力。
【答案】(1)1.1kg ;(2)1500Pa ;(3)1400Pa, 14N
【解析】解:(1)根据密度的定义式计算得出水的质量
(2)注入容器中的水的重力
装了水后,容器对桌面的压力
F=G容器+G水=4N+11N=15N
受力面积
容器对桌面的压强
(3)容器下部正方体的体积
V1=0.1×0.1×0.1m3=0.001m3
容器上部正方体所装的水的体积
V2=V水-V1=1.1×10-3m3-0.001m3=10-4m3
容器上部正方体中水的深度
容器中,水的总深度
h=h1+h2=0.1m+0.04m=0.14m
容器底部所受水的压强
p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1400Pa
水对容器底部的压力
答:(1)水的质量是1.1kg ;
(2)这个装着水的容器对桌面的压强是1500Pa;
(3)水对容器底部的压强是1400Pa,压力是14N。
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