内容正文:
课时训练(九) 压强
A 基础练
一、选择题
1.(2024青海)在火箭与导弹领域,手工制造固体燃料依然十分重要,火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高,又因为固体燃料极其敏感,静电、不合理的摩擦,甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。如图K9-1所示,雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了 ( )
图K9-1
A.减小压强 B.减小压力 C.增大压强 D.增大压力
2.(2024长沙)(多选)在下列生产生活的实例中,属于增大压强的是 ( )
A.图钉尖做得很细
B.书包背带做得较宽
C.菜刀磨得很锋利
D.货车限载保护路面
3.(2024无锡)如图K9-2所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是 ( )
图K9-2
A.同一个人操作
B.液体质量相等
C.操作时间相等
D.金属盒面的中心在液体中的深度相等
4.(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K9-3所示,若ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为 ( )
图K9-3
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
5.(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K9-4所示。纸片和塑料管里的水不会掉下来,是因为 ( )
图K9-4
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
6.(2024湖南)如图K9-5所示现象中的“吸”,利用了大气压强的是 ( )
图K9-5
7.(2024乐山)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成图K9-6中的 ( )
图K9-6
8.(2024自贡)图K9-7中能够用流体压强与流速关系说明的是 ( )
图K9-7
9.(2024齐齐哈尔)下面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
10.(2023天门)(多选)如图K9-8所示,质量、底面积均相同的薄壁容器甲、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 ( )
图K9-8
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甲=F乙=F丙
二、填空题
11.(2024内江)饮料吸管一端都做得较尖,这是通过减小受力面积来增大 (选填“压强”或“压力”)的。在水杯中加半杯水,然后将一根吸管插入水中不同深度处,用嘴吹气,使水下冒气泡,插入水中越深,吹气越费力,这是因为液体内部的压强随深度的增加而 。
12.(2024临夏州)2023年3月11日,“奋斗者号”载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者号”总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7429 m,下潜最大深度10010.9 m。因液体压强随深度的增加而 (选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者号”载人潜水器下潜至10000 m时,所受到海水的压强为 Pa。(ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
13.(2024绥化)如图K9-9所示飞机能够在空中飞行,原理在于机翼下方比上方空气流速小,压强 (选填“大”或“小”),从而获得向上的升力。随着飞机升空,海拔高度增加,大气压 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
图K9-9
14.(2024哈尔滨)图K9-10中容器是 器。塞子拔出后各管中液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中飘浮;②C919大客机在空中飞行;③中国空间站绕地球飞行)。
图K9-10
15.(2024兰州)小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘外部大气压强 (选填“大于”或“小于”)吸盘内部气压。
16.(2024深圳)学习“液体压强”时,老师展示了如图K9-11甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔c和d(圆孔a、b、c、d的直径相同),并进行了如图乙所示实验,观察得sc小于sd。
图K9-11
(1)现已知hc<hd,则pc pd。
(2)其他条件不变,将木板向右平移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置。
(3)sc'和sd'分别为木板平移后的最远距离,则sc' sd'。
(4)辉辉同学的结论是否正确?请说出你的判断和理由:
。
三、实验探究题
17.(2024齐齐哈尔)在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
图K9-12
(1)如图K9-12甲、乙、丙所示,实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验。
(2)比较图甲、乙所示的实验现象,将小桌均正立放在海绵上,这样做的目的是控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论:
。
(3)比较图乙、丙所示的实验现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是 。
A.书包的背带做得很宽 B.严禁货车超载
(4)图丙中桌面对海绵的压强为p1,小航将图丙中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图丁所示,桌面对沙子的压强为p2,则p1 (选填“<”“=”或“>”)p2。
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图戊所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是:
。
18.(2024乐山)如图K9-13所示,在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
图K9-13
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性 (选填“好”或“差”)。
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面的高度差来判断,这种研究问题的方法是 。
(3)比较 、 两图可知,液体压强与液体深度有关。
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体 有关。
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示,可判断出A杯中盛有 (选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向
(选填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。
四、综合应用题
19.(2024新疆)如图K9-14所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5 kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2。求:(g取10 N/kg)
(1)空心砖的重力。
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强。
(3)空心砖的材料的密度。
图K9-14
B 提升练
20.(2024新疆)如图K9-15所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
图K9-15
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
21.(2024重庆B卷)地质队获得了一段地质样品,由底面积分别为300 cm2和240 cm2的圆柱体A、B组成。经测量,A高10 cm。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割,如图K9-16甲所示。传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是(g取10 N/kg) ( )
图K9-16
A.圆柱体A的密度大小为2.5 g/cm3
B.切割前,A对传感器的压力为72 N
C.当h=2 cm时,圆柱体B剩余部分对A的压强为600 Pa
D.当h=2 cm时,剩余样品与切割前的总重之比为13∶15
22.(2024南充)(多选)质量分布均匀的实心正方体甲、乙放在水平地面上,将甲、乙沿水平方向切去高度Δh,剩余部分对地面的压强p与Δh的关系如图K9-17所示,已知,ρ甲=6×103 kg/m3,乙的边长为30 cm,下列选项正确的是(g取10 N/kg) ( )
图K9-17
A.乙的密度为2×103 kg/m3 B.切去前,甲的质量为24 kg
C.图中hA=10 cm D.图中pA=3×103 Pa
23.(2023贵港平南四模)如图K9-18所示,均匀实心圆柱体甲和薄壁轻质(不计质量)圆柱形容器乙(内盛一定质量的水)置于水平地面上,甲的重力为10 N,底面积为S甲=5×10-3 m2,若在甲物体上,沿水平方向截取一段高为x的物体A,将物体A平稳浸没在乙容器的水中(液体无溢出),截取后,甲、乙对地面的压强随截取高度x的变化关系如图丙所示,求:(g取10 N/kg)
(1)甲对地面的压强p甲。
(2)乙容器内水面下3 cm深处水的压强。
(3)乙容器中未放入物体A时,水的深度。
(4)乙容器的底面积。
图K9-18
【参考答案】
1.C
2.AC [解析]图钉尖做得很细、菜刀磨得很锋利,都是通过减小受力面积来增大压强的,A和C均符合题意;书包背带做得较宽,是通过增大受力面积来减小压强的,B不符合题意;货车限载保护路面,是通过减小压力来减小压强的,D不符合题意。
3.D
4.D [解析]由题图可知,水龙头关闭时,c处水的深度为h=10 m+3 m=13 m,所以c处所受水的压强为p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×13 m=1.3×105 Pa。
5.D
6.A
7.B [解析]流体流速大的位置压强小,为了让飞机获得升力,应将机翼设计成上凸下平的形状。
8.B
9.A [解析]茶壶的壶嘴和壶身利用了连通器的特点,A正确;用注射器给病人注射药液时,利用了外加的推力,B错误;气体流速越大的位置压强越小,C错误;飞艇悬停在空中,受到的浮力等于它受到的重力,D错误。
10.BD
11.压强 增大
12.增大 1×108
[解析]液体压强与深度有关,随深度的增加而增大;当“奋斗者号”载人潜水器下潜至10000 m时,所受到海水的压强为p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10000 m=1×108 Pa。
13.大 减小 14.连通 ② 15.大于
16.(1)<
(2)如图所示
(3)>
(4)结论是不正确的,没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强,不能探究压强与深度的关系
17.(1)被压下的深浅(凹陷程度) 不可以
(2)受力面积 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)A (4)= (5)没有控制压力的大小相同
18.(1)差 (2)转换法
(3)甲 乙
(4)密度 (5)水 上
19.解:(1)空心砖的重力:
G=mg=1.5 kg×10 N/kg=15 N。
(2)空心砖竖放时对地面的压强:
p3==3000 Pa。
(3)根据压强公式p=可知,空心砖平放、侧放、竖放于水平地面上时,对地面的压力相等,受力面积之比等于压强的反比,故三个受力面积之比为=3∶2∶1;竖放时受力面积为50 cm2,则侧放时受力面积为100 cm2,平放时受力面积为150 cm2,但平放时底面有的部分是空心孔,故整个底面(含空心孔)的面积为=200 cm2,整个砖块(含空心孔)的体积为V=abc==200 cm2×100 cm2×50 cm2=1000 cm3,空心部分体积占了,故材料部分体积为1000 cm3×=750 cm3;空心砖材料的密度为ρ==2 g/cm3。
20.B [解析]正放时水深:p=ρgh,h1==9×10-2 m;且p1=,S= m2;倒放时水深:h2==0.14 m;倒放时水面上方空余高度:h=0.2 m-0.14 m=0.06 m,则瓶子的容积:V=V水+V空=(0.09 m+0.06 m)× m2=5×10-4 m3,装满酒精的质量为m=ρ酒精V=0.8×103 kg/m3×5×10-4 m3=0.4 kg。
21.D [解析]由图乙可知,当h=15 cm时,传感器所受压强为0,则A、B的总高度为15 cm,则B的高度hB=h-hA=
15 cm-10 cm=5 cm;由图乙可知,传感器所受压强随切去高度h的函数关系为p=-20000 Pa/m×h+3000 Pa;当B全部切去时,传感器所受压强p=-20000 Pa/m×0.05 m+3000 Pa=2000 Pa;根据p==ρgh可得,A的密度:ρA==2×103 kg/m3=2 g/cm3,A错误;切割前A对传感器的压强为3000 Pa,A对传感器的压力F=p'SA=3000 Pa×300×10-4 m2=90 N,B错误;切割前A、B的总重力G总=F=90 N,A的重力:GA=mAg=ρAgVA=
2×103 kg/m3×10 N/kg×300×10×10-6 m3=60 N,B的重力:GB=G总-GA=90 N-60 N=30 N;当h=2 cm时,B切去的重力:
G切B=×GB=×30 N=12 N,B剩余部分对A的压强:p″==750 Pa;当h=2 cm时,剩余样品与切割前的总重之比:,C错误,D正确。
22.AD [解析]由图可知,未切时,乙对地面的压强为6×103 Pa,则乙的密度为
ρ乙==2×103 kg/m3,A正确;
由图可知,甲切去高度为20 cm时,对地面的压强为0,故甲的边长为20 cm,即0.2 m,甲的体积为V甲=(0.2 m)3=
8×10-3 m3,则未切去时甲的质量为m甲=ρ甲V甲=6×103 kg/m3×8×10-3 m3=48 kg,B错误;
由图可知,当切去高度为hA时,两物体对地面的压强相等,即p甲'=ρ甲g(h甲-hA)=p乙'=ρ乙g(h乙-hA),代入数据可得:6×103 kg/m3×10 N/kg×(0.2 m-hA)=2×103 kg/m3×10 N/kg×(0.3 m-hA),解得hA=0.15 m=15 cm,C错误;
由C选项分析可知,当切去高度为hA时,两物体对地面的压强为pA=p甲'=ρ甲g(h甲-hA)=6×103 kg/m3×10 N/kg×
(0.2 m-0.15 m)=3×103 Pa,故D正确。
23.解:(1)甲对地面的压力等于其重力大小,
即F甲=G=10 N,甲对地面的压强:
p甲==2×103 Pa。
(2)乙容器内水面下3 cm深处水的压强:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.03 m=300 Pa。
(3)由图可知截取前甲对桌面的压强为4p0,则4p0=2×103 Pa,解得:p0=5×102 Pa;
由图可知乙容器中未放入物体A时,乙对桌面的压强为p0,由于容器质量忽略不计,则水对乙容器底的压强等于p0,
由p=ρgh可知乙容器中未放入物体A时,水的深度:h'==0.05 m。
(4)由图可知当x=10 cm时,甲对地面的压强变为2p0,此时甲对地面的压强变为原来的一半,由p=可知截取部分A的重力为甲原来重力的一半,即GA=G=×10 N=5 N,
乙容器中未放入物体A时,乙对地面的压强为p0,乙容器中水的重力:G'=p0S乙,
将物体A平稳浸没在乙容器中,此时乙对地面的压强变为2p0,即=2p0,
代入数据得:=2×5×102 Pa,解得:S乙=0.01 m2。
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