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2025年中考物理一轮复习备考考点突破:
压强实验、计算题
一、实验题
1.小语在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压U形管压强计探头的橡皮膜,U形管内两液面有明显的高度差,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与图 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与图丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若保持图丁中金属盒的位置不变,将适量的浓盐水倒入烧杯中搅匀后,发现U形管两侧液面高度差变大。小语由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。小婷认为她的结论不可靠,分析原因应是 ;
(4)实验过程中小婷想到:本实验主要是通过观察U形管内两液面的高度差来间接判断液体压强大小的,那应该可以通过这个高度差来计算探头位置液体压强的大小,于是小婷测出图丁中U形管两液面高度差为10cm,并由此计算出此时探头橡皮膜受到的液体压强 Pa。小婷的同桌却对此结论提出了质疑,认为探头橡皮膜实际受到液体的压强 p(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是 。
2.小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而她所观察到如图甲所示的情景,调节的方法是 (选填“A“或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度如图乙所小,同时比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究 。
3.小雅在滑雪时发现,对于质量大致相同的滑雪者和步行者,步行者在雪地中下陷的深度更深,人对雪地的压力产生的作用效果不同,小雅用细沙模拟雪地设计了如图所示的实验,探究影响压力作用效果的因素。
(1)对比甲、丙两图可知,压力的作用效果与 有关;
(2)小雅在滑雪时观察到的现象可以用 两图所得结论来解释;
(3)在老师讲解了压强概念以后,小雅发现同一小桌放在木板上与放在细沙上相比较,压力的作用效果不同,如图丙和图丁所示,她认为小桌对细沙的压强更大,你认为她的观点 (选填“正确”或“错误”)。
4.小虎同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。这样做的目的 ;
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出活塞的直径为d,则大气压的值可表示为p= ;(活塞和筒壁之间的摩擦力忽略不计)
(3)本实验中注射器筒内会有少量空气没有排干净。则所测大气压值 ;(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)大气压的大小不是一成不变的,为了便于对比,人们通常把 mm高的汞柱所产生的压强叫做一个标准大气压。为了了解大气压的变化,小明自制如图2所示的水气压计,当将此装置从山下移到山顶,则细管中的水柱 (选填“上升”、“不变”或“下降”)。
5.(1)如下图所示,物理小组的同学在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,请仔细观察并回答下列问题:
①该实验是通过观察海绵 来显示压力的作用效果;
②由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时, 越大,压力作用效果越明显;
③由 两图所示实验现象可得出压力作用效果与受力面积的关系。
(2)如下图所示,小明在探究流速大小对流体压强的影响时,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球,然后从漏斗口向下用力吹气,当他将手指移开时,乒乓球没有下落。这是因为乒乓球上方气体流速 (选填“增大”“减小”或“不变”),压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
6.同学们利用U型管压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,从结构上来看,U型管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器:在选择U型管压强计时,探头上的橡皮膜应该用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)把U型管压强计的探头放在液体中,通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 ;
(3)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
(4)通过 所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随着深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(5)小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,他发现U型管两边液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。他的结论是不可靠的,原因是 。
7.在“研究影响液体内部压强”的实验中:
(1)压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)压强计是通过观察U形管的两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小;
(3)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而她所观察到两侧液面不相平的情景,调节的方法是 (选填“A”或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(4)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体 的增加而增大;
(5)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择 进行比较;
(6)已知乙图中U形管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,则U形管底部受到的液体的压强为 Pa(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
8.如图所示,要使两个气球靠近,应用吸管对准 点(选填“A”、“B”或“C”)沿垂直于纸面方向用力吹气。这个实验可以说明,流体的压强与流速有关,流速越大,压强 。
二、计算题
9.如图所示,重为20N的容器放在水平桌面上,容器容积V=6×10﹣3m3。底面积S=2×10﹣2m2,高h=0.4m。当容器装满水时,(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)求:
①水对容器底部的压强和压力;
②容器对水平桌面的压强和压力。
10.在CCTV春节联欢晚会上,别开生面的情景杂技“化蝶”成为晚会的一个亮点.那委婉抒情的伴奏曲,那刚柔相济的舞姿,将亿万观众带到了一个如诗如画、如梦如幻的美妙境界.如图若女演员所受的重力是450牛,足尖与男演员肩膀的接触面积是9cm2 . 若此时男演员对舞台的压强是3.5×104帕,双脚着地面积是320 cm2 , 求男演员的体重是多少牛?
11.冰墩墩是2022年北京冬季奥运会的吉祥物,将熊猫形象与富有超能量的冰晶外壳相结合,整体形象酷似航天员。图中冰墩墩质量为2kg,静止放在水平桌面上,与桌面的接触面积为0.1m2,冰墩墩的重力为 N,对桌面的压强为 Pa。(g=10N/kg)
12.甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,容器高度为0.8m,甲中有2kg的水,乙中A液体的质量为m,底面积为。
(1)求甲中水的体积V甲;
(2)乙对地面的压强p乙。
(3)若甲中水的深度为0.6m,乙中再加入A液体,使甲乙对地面的压强相等,求乙液体的密度范围。
13.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,下部分水的深度,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 。
14.小明放学回家,看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯,如图所示。于是他利用家中的皮尺测得水深12cm,粗略测出玻璃杯的底面积为2×10-3m2,又估测出水和杯子的总质量约为0.4kg,并提出了下列问题。请你同他一起解答这些问题。(g=10N/kg)
(1)水对杯底的压强;
(2)水对杯底的压力;
(3)水和杯子的总重力;
(4)杯子对水平茶几的压强。
15.如图中所示的扫地机器人,质量为3kg. (g取10N/kg)求:
(1)该机器人的重力
(2)该机器人对水平地面压力
16.新冠肺炎疫情爆发后,山东人民向疫情重灾区武汉伸出援助之手。距武汉1080km的蔬菜大市寿光率先行动,18个小时之内就将350吨、价值200多万元的各类蔬菜采摘调配完毕,18辆装满蔬菜的货车从寿光出发前往武汉。如图所示为其中的一辆货车,自身质量8000kg,载有蔬菜20t。若该货车设计最高时速90km/h,轮胎与地面总接触面积为0.6m2,从寿光到武汉共用了13.5h。取。通过计算回答:
(1)该货车从寿光到达武汉的平均速度是多少?
(2)若车上蔬菜的平均密度为,这些蔬菜的体积是多少?
(3)该货车停在水平路面上对路面的压强多大?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 打开 不漏气 丙 相等 没有控制深度相同 1×103 大于 橡皮膜具有弹性本身也会受到液体的压强
【详解】(1)[1][2]为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平;按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显并保持稳定,说明实验装置密封良好,不漏气。
(2)[3][4]比较图乙与图丙两图,探头深度增加,U形管两侧液面高度差增大,可得出结论:液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图可知,探头在水中的深度相同,方向不同,U形管内液柱的高度差相同,因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(3)[5]将适量的浓盐水倒入烧杯中搅匀后,水的密度变大的同时,探头所处的深度也会增加,故探究液体压强与液体密度时,没有控制深度相同,不满足控制变量法,得出的结论不可靠。
(4)[6][7][8]此时探头橡皮膜受到的液体压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa
因为橡皮膜具有弹性本身也会受到液体的压强,通过高度差来计算液体压强比实际值偏小,即探头橡皮膜实际受到液体的压强大于测量值。
2. B 液体内部压强与深度的关系
【详解】(1)[1]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,若U形管中的液面出现了高度差,就说明软管中的气体压强大于大气压,在压力差的作用下,U形管中的液面出现高度差;要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B。
(2)[2]实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,探究的是液体内部压强与深度的关系。
3. 压力大小 甲、乙 错误
【详解】(1)[1]图甲、丙中,受力面积相同,压力不同,探究压力作用效果与压力的关系。
(2)[2]滑雪时,滑雪者与步行都的质量相同,则重力相同,说明两者对雪地的压力相同,滑雪者的受力面积与步行者的受力面积不同,压力的作用效果不同,图甲、乙中,压力相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,所以小雅观察到的现象可用甲、乙两图所得结论来解释。
(3)[3]小雅的观点错误,因为要探究压力的作用效果时,应将小桌放在软硬程度相同的接触面进行实验。
4. 排尽筒内空气,防止空气进入 偏小 760 上升
【详解】(1)[1]将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是排尽注射器内的空气,防止外面的空气进入。
(2)[2]活塞的直径为d,活塞的面积为
由知道,大气压强
(3)[3]如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式知道 ,导致测得的大气压值偏小。
(4)[4][5]一个标准大气压能够支持760mm高的水银柱;图2装置是小明自制的气压计,当将此装置从山下移到山顶,由于海拔越高,气压越低,此时外界大气压降低,细管中的水柱在瓶内气压的作用下上升。
5. 凹陷程度 压力 乙丙 增大 变小
【详解】(1)①[1]实验中,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,用海绵的凹陷程度来反映压力作用效果。
②[2]甲、乙两图,受力面积相同,压力越大,泡沫塑料凹陷的程度越大,压力作用效果越明显,所以在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
③[3]要得出压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力相同,受力面积不同,因此可以通过乙、丙两图得出结论。
(2)[4][5]当从漏斗处向下用力吹气时,增大乒乓球上方空气的流动速度,压强减小,乒乓球下面的压强不变,乒乓球下面的压强大于上面的压强,乒乓球在压强差的作用下悬浮在漏斗中不会下落。
6. 不是 薄 转换法 相等 图乙、图丁 上窄下宽 没有控制深度相同
【详解】(1)[1][2]从结构来看,由于压强计一端封闭,所以不是连通器;压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
(2)[3]液体内部压强大小不能直接测量,需要通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法。
(3)[4]由图乙、丙所示知道,保持探头在水中的深度不变,改变它的方向,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体,同一深度,U形管两边液柱的高度差相等,故液体内部向各个方向压强都相等。
(4)[5][6]由图乙、丁所示知道,液体密度相同,丁中深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(5)[7]研究液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度相同,小张保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,即改变了液体的密度,也改变了液体的深度,所以她的操作不可靠。
7. 不属于 高度差 B 深度 乙、丙 1×103
【详解】(1)[1]上端开口,下端连通的容器叫做连通器,压强计一端与大气连通,一端连接密封的橡皮膜,所以压强计不属于连通器。
(2)[2]橡皮膜所受液体压强越大,U形管左右两侧液面高度差越大,压强计是通过观察U形管的两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(3)[3]当取下软管,U形管的左右两侧构成连通器,装同种液体不流动时,液面总是相平的,所以当压强计的U形管两侧液面不相平时,只需取下软管重新安装即可。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(4)[4]甲乙两图中,压强计的橡皮膜放在水中的不同位置,橡皮膜在水中的位置越深时,U形管左右两侧液面的高度差越大,由此得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(5)[5]如果要探究液体内部压强是否与液体密度有关,应将压强计的橡皮膜置于密度不同的液体中的同一深度,比较U形管左右两侧液面的高度差,所以应选择乙、丙两图实验进行比较。
(6)[6]图乙中U形管右侧与大气相通,U形管底部所处的深度
h=10cm=0.1m
U形管底部受到的液体的压强
8. 越小
【详解】[1][2]在流体中,流速越大的位置压强越小,据此可知,要使两个气球靠近,应用吸管对准点沿垂直于纸面方向用力吹气,使气球间的空气流速增大,压强减小,气球在两侧大气压的作用下向中间靠拢,故应对准吹气。
9.①4×103Pa,80N;②4000Pa,80N
【详解】解:①水对容器底的压强
p1=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
由可得,水对容器底的压力
F1=p1S=4×103Pa×2×10﹣2m2=80N
②水的重力
G水=m水g=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣3m3=60N
容器对水平桌面的压力
F2=G容+G水=20N+60N=80N
容器对水平桌面的压强
答:①水对容器底的压强为4×103Pa,水对容器底的压力为80N;
②容器对水平桌面的压力为80N,容器对水平桌面的压强为4000Pa。
10.670N
【分析】(1)男演员对地面的压力等于两人的重力之和,根据公式F=pS可求对地面的压力.有女演员的体重,即求男演员的体重.
【详解】(1)男演员对地面的压力:F=pS=3.5×104Pa×0.032m2=1120N,
男演员的重力:G男=F−G女=1120N−450N=670N.
11. 20 200
【详解】[1]根据G=mg可得,冰墩墩的重力为
G=mg=2kg×10N/kg=20N
[2]根据可得,对桌子的压强为
12.(1)2×10-3m3;(2);(3)
【详解】解:(1)甲中水的体积
(2)轻质薄壁柱形容器的重力是忽略不计的,乙对地面的压力
乙对地面的压强
(3)当甲乙对地面的压强相等时,甲乙对地面的压力相等,甲、乙为两个相同的薄壁柱形容器,所以甲乙两容器内液体的重力相等
即
乙液体的深度越小,密度越大,当乙容器中液体深度为容器高度0.8m时,乙液体的密度最小,故乙液体的最小密度为
由图可知,此时乙液体的深度比水略大,还需再加入A液体才能使甲乙对地面的压强相等,故乙液体的密度最大为水的密度,所以乙液体的密度范围为
答:(1)甲中水的体积V甲为2×10-3m3;
(2)乙对地面的压强p乙为;
(3)乙液体的密度范围为。
13.(1)720N
(2)
(3)
【详解】(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
14.(1)1.2×103Pa;(2)2.4N;(3)4N;(4)2×103Pa
【分析】由公式p=ρgh计算液体压强,由公式计算压力;由G=mg计算重力。
【详解】(1)水对杯底的压强为
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×12×10-2m=1.2×103Pa
(2)水对杯底的压力为
F=ps=1.2×103Pa×2×10-3m2=2.4N
(3)水杯和水的总重力为
G=mg=0.4kg×10N/kg=4N
(4)杯子对水平茶几的压力为自重,则压强为
答:(1)水对杯底的压强为1.2×103Pa;
(2)水对杯底的压力为2.4N;
(3)水和杯子的总重力为4N;
(4)杯子对水平茶几的压强为2×103Pa。
15.(1)30N;(2)30N
【详解】(1)机器人的重力:G=mg=3kg×10N/kg=30N;
(2)该机器人对水平地面压力:F=G=30N.
答:(1)机器人的重力是30N;
(2)该机器人对水平地面压力是30N.
16.(1);(2);(3)
【详解】解:(1)该货车从寿光到达武汉所用时间
(2)根据已知条件
由公式,可得蔬菜的体积
(2)车的总质量
车的总重力
车对水平路面的压力
车对水平路面的压强
答:(1)该货车从寿光到达武汉的平均速度是;
(2)这些蔬菜的体积是;
(3)该货车停在水平路面上对路面的压强为。
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