内容正文:
2025年中考物理复习专题:压强计算题、实验题
一、实验题
1.如图所示是物理学上著名的“帕斯卡裂桶实验”,帕斯卡向细管中灌水,只用了几杯水木桶就被压裂了。此实验很有力的说明了 。假设细管内水深3.4m,桶高0.6m,水对桶底的压强是 Pa。(g=10N/kg)
2.小明同学潜水时,感觉潜水越深,耳膜越痛。于是他利用如图所示的微小压强计,做了探究液体内部压强的实验,得到的数据如下表。
序号
橡皮膜朝向
深度
压强计的U形管
左液面
右液面
液面高度差
1
朝上
3cm
9cm
12cm
3cm
2
朝左
3cm
9cm
12cm
3cm
3
朝下
3cm
9cm
12cm
3cm
4
朝上
6cm
7.5cm
13.5cm
6cm
5
朝上
9cm
6cm
15cm
9cm
(1)在选择微小压强计时,探头上的橡皮膜应该用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)小明使用微小压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,他接下来的操作应该是 (选填选项字母)。
A.拆除软管重新安装
B.从U形管内向外倒出适量的水
(3)小明利用调试好的压强计进行实验,通过分析表中1、2、3三次数据可知:液体内部的同一深度, 的压强都相等;分析表中 (填序号)三次数据可知:液体内部的压强随液体深度的增加而增大。
3.小平用一个长方体木块、弹簧测力计、两个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与 大小有关;
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 个砝码;
(3)小平利用上述器材和一长木板继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平长木板做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示;
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明, ;
(4)请画出丁图中木块对长木板的力的示意图。( )
4.利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图甲、乙、丙所示。
(1)图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的,此过程体现的实验方法为 ;
(2)通过比较图甲和图乙,得到的结论为 ;通过比较图 (填序号)和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 (填“>”、“<”或“=”);
(4)实验时如果将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,小明发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
5.学习小组用侧壁扎有小孔的长塑料瓶做“探究液体压强特点”的实验时,发现每次小孔中水的流量Q(单位时间内喷出水的体积)不同。水的流量与哪些因素有关,大家提出以下猜想。
猜想1∶与小孔的形状有关;
猜想2∶与小孔距水面的深度h有关;
猜想3∶与小孔的横截面积S有关;
(1)为验证猜想1,他们在三个相同塑料瓶侧壁的同一位置各扎一个小孔,三孔形状如图甲所示,在小孔处安装阀门和流量计(测流量的仪器)。将瓶中均装满水,打开阀门,测出流量。此步骤存在的问题是 。
(2)肯定猜想1后,为探究猜想2,他们在同一塑料瓶的不同位置,分别开相同的圆孔进行实验∶
①下表是实验中测得的数据,请在图乙中描点作出流量Q与小孔深度的平方根的关系图线( ),表格中第3次流量Q= 。
序号
孔的面积S/cm2
孔的深度h/cm
h平方根
流量Q/
1
0.2
10
3.2
28
2
0.2
16
4.0
36
3
0.2
25
5.0
4
0.2
36
6.0
54
5
0.2
50
7.1
64
②进一步分析,他们认为深度影响流量的原因是深度越大,液体压强越 ,喷出小孔的水流速也越大。
(3)对于猜想3,大家认为是正确的。为进一步探究流量Q与小孔横截面积S之间的定量关系,老师画了图丙所示的水柱模型,其中v表示水从小孔流出的速度,l表示时间t内流出水柱的长度,S表示小孔的横截面积。
①根据流量定义并结合模型,推导流量Q与流速v、面积S的关系式:Q= ;
②通常情况下,喷泉竖直向上喷出的水柱在上升阶段粗细并不均匀,则喷出水柱在空中上端较 (选填“粗”或“细”)。
6.如图甲所示,用自制的液体压强计探究液体内部压强的特点。(ρ盐水>ρ水)
(1)安装好实验仪器后,用手按压压强计的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度没有任何变化,这种现象说明 ;
A.装置漏气
B.U形管内装的液体质量过多
C.装置良好,可以正常使用
(2)实验中,若U形管两侧液面的高度差变大,说明橡皮膜所受的压强 (选填“变大”或“变小”);
(3)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”)的;
(4)将探头放在图乙所示液体内部的A、B、C、D位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,hC<hD,经过多次实验都出现同样的现象,由此得出的结论是 ;
(5)将探头放在图乙所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,且多次实验现象都相同,由此得出的结论是 ;
(6)由以上实验可知图乙中A、B、C、D四个位置的压强从小到大的排列 < < < (分别用pA,pB,pC,pD表示)。
7.在探究性学习活动中,某学习小组做了以下实验探究。
(1)探究影响压力作用效果的因素。该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码,做了如图甲所示实验。该实验是通过比较海绵的 来显示压力的作用效果;由A、B两图所示实验现象可得出: 一定时, ,压力的作用效果越明显。
(2)如图乙所示,把三个高度和密度均相同,但底面积不同的物体,放在水平桌面的海绵上,发现海绵被压下的深度相同。则A、B、C对海绵的压强 (选填“相同”或“不同”)
8.如图所示,“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)两位同学根据观察画出的水沸腾时气泡变化示意图,正确的是 (选填“甲”或“乙”);
(2)他们用相同的酒精灯分别加热两杯热水,根据实验记录数据分别绘制了如图所示a、b两条沸腾曲线,分析图像及实验过程可知:热水的初温为 ;水沸腾时,继续加热,温度 (选填“升高”“降低”或“不变”);
(3)造成两个小组绘制出的图像不同的原因是 ;
(4)如图所示,将烧瓶中的水加热至沸腾后停止加热,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾。水重新沸腾是因为 。
二、计算题
9.如图甲所示,边长20cm,重20N的正方体B放在水平地面上,重12N的正方体A叠放在B上.求:
①正方体B对地面的压强.(画出正方体B所受力的示意图)
②如图乙,将正方体A取下,用8N的力向上提正方体B,此时B对地面的压强有多大?
10.如图所示,薄壁轻质圆柱形容器甲和均匀实心圆柱体乙置于水平桌面上.甲容器高为3h,底面积为2S,内盛有深为2h的水;圆柱体乙高为4h,底面积为3S.
①若甲容器中水的体积为4×10﹣3米3,求水的质量m水;
②若h等于0.1米,求水对容器底部的压强P水;
③现沿竖直方向在圆柱体乙上切去底面积为S的部分,并将切去部分竖直置于容器甲的水中后,自然静止沉在容器底部,此时甲容器对水平桌面的压强P容′与切去后的乙对水平桌面的压强P乙′之比为5:8,求圆柱体乙的密度ρ乙.
11.如图,A为正方体铜块,质量为8.9kg,将它放在水平地面上.求:
(1)铜块的重力;(g=10N/kg)
(2)铜块的体积;(ρ铜 =8.9×103 kg/m3)
(3)铜块对水平地面的压强.
12.如图甲所示是北京四中东校区佑贞楼前的微缩园林,绿荫遮蔽,锦鳞游泳,实在是校园一大美景。水池近似于碗状盛水器皿,在池底有一横截面积为10cm2的排水口(如图乙所示),蓄水深度约为40cm。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)池底处所受液体压强;
(2)如果排水口恰好被一薄片A堵住,求池水对薄片A的压力;
(3)若薄片A重1N,则竖直向上至少要用多大的拉力F拉才能将薄片取走。(画出A的受力示意图)
13.如图所示,质量为0.1kg、底面积为1×10-2m2的木板放在水平地面上。底面积为5×10-3m2的薄壁圆柱形轻质容器置于水平地面上,容器内的水中浸没有一密度为5×103kg/m3的金属球,此时容器中水的深度为0.1m。
(1)求地面受到木板的压强p木;
(2)求水对容器底部的压力F水;
(3)若将该金属球从容器中取出并放到木板上,发现此时木板对水平地面的压强增加了1000Pa,求此时水对容器底部的压强p'水(金属球表面所沾水忽略不计)。
14.据报道,2006年德国世界杯期间,设在慕尼黑“IBC”大厅前的大理石足球雕塑“团队之星”,“足球”和底座的总质量达11t,“足球”的体积约为3。若雕塑底座与地面的接触面积为2,大理石的密度为。
求:(1)该“足球”的质量;
(2)雕塑对地面的压强。
15.如图,水平地面上,有质量为6kg的正方体物块,已知边长为10cm,一中学生用20N的力竖直向上提正方体未提动,请回答:
(1)请画出正方体物块的受力示意图。
(2)求地面所受的压力和对地面的压强。
16.小明的质量为50kg,他每只鞋底与地面的接触面积为200cm2,求:
(1)小明单脚站立时,他对地面的压力;
(2)小明行走时,他对地面的压强。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
学科网(北京)股份有限公司
参考答案:
1. 液体压强与液体的深度有关 4×104
【详解】[1]帕斯卡演示的这个实验表明液体压强与液体的深度有关,与液体的质量、体积以及容器的形状无关。
[2]细管内水深3.4m,桶高0.6m,水的深度
水对桶底的压强
2.(1)薄
(2)A
(3) 向各个方向 1、4、5
【详解】(1)橡皮膜越薄,形变时需要的压强就越小,压强计越灵敏,故在选择微小压强计时,探头上的橡皮膜应该用薄一些的较好。
(2)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样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A符合题意,B不符合题意。
故选A。
(3)[1]由1、2、3次实验数据可知,在同种液体的同一深度,U形管朝向不同,液面高度差相同,说明液体内部向各个方向的压强相等。
[2]要得出液体内部的压强与液体深度的关系,需要控制液体的密度相同,探头的方向相同,改变探头的深度,比较1、4、5次实验数据可知,橡皮膜在水中的方向相同,橡皮膜在水中的深度不同,且深度越大,U形管液面的高度差越大,故通过1、4、5次实验数据可知,同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
3. 压力 1 接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大
【详解】(1)[1]比较图中甲、乙两次实验,受力面积一定,乙中压力大,压力的作用效果明显,即压力的作用效果与压力大小有关。
(2)[2]用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力的大小相同,应在丙图木块上放一个砝码。
(3)[3]图丁中测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N;取下木块上的砝码,木块对水平面的压力变小,接触面的粗糙程度不变,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力变小了,由此可知,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大。
(4)[4]图中弹簧测力计拉对木块有向右的拉力,木块受到木板向左的滑动摩擦力,由于物体间力的作用是相互的,所以木块对木板有向右的滑动摩擦力、木块对木板还有一个垂直接触面向下的压力,如下图所示:
4. 海绵的凹陷程度 转换法 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 乙 = 没有控制压力大小不变
【详解】(1)[1][2]实验中海绵受到的压力的作用效果不同,其凹陷程度也不同,所以可观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果;压力的作用效果无法直接测量观察,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,此过程体现的实验方法为转换法。
(2)[3][4]图甲和图乙中,受力面积相同,压力不同,海绵的凹陷程度不同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,所以说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;要探究压力作用效果与受力面积的关系,需要保持压力相同,改变受力面积,所以应比较图乙和图丙两次实验。
(3)[5]图丙和图丁中,受力面积和压力都相同,所以海绵和木板受到的压强相等,即=。
(4)[6]要探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应保持压力大小不变,受力面积的大小不同,但小明在实验中,改变受力面积的同时,也改变了压力的大小。
5. 没有控制小孔的横截面积相同 45 大 粗
【详解】(1)[1]要探究水的流量与小孔的形状的关系,应控制小孔的大小相同,由图甲知三个小孔的大小不同,故此步骤存在的问题是没有控制小孔的横截面积相同。
(2)①[2]在图中,把表中各数据描点,再连线得到流量Q与小孔深度的平方根的关系图线
[3]由表格中数据可得流量Q与小孔深度的平方根成正比,即
表格中第3次流量
②[4]由液体压强的特点知,在同种液体中,液体深度越大,液体压强越大,喷出小孔的水流速也越大。
(3)①[5]流量是表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,由图丙所示的水柱模型,水柱的长度l=vt,水柱体积为
V=Sl=Svt
则流量Q与流速v、面积S的关系式为
②[6]任意横截面的流量相等,下端水柱速度较上端水柱的速度大,由Q=Sv,(S为水柱截面积,v为水柱中水的流速)可知,上端水柱截面积较大,即喷出水柱在空中上端较粗。
6. A 变大 有色 见解析 见解析 pA pB pC pD
【详解】(1)[1]安装好实验仪器后,用手按压压强计的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度没有任何变化,说明装置漏气,橡皮膜所受的压强不能传递到U形管,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)[2]实验中,橡皮膜受到压强,U形管两侧液面会出现高度差,橡皮膜所受压强越大,U形管两侧液面高度差越大。若U形管两侧液面的高度差变大,说明橡皮膜所受的压强变大。
(3)[3]为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的,方便观察U形管液面高度差变化。
(4)[4]将探头放在图乙中,左图所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差大小关系是hB>hA,右图所示液体内部的C、D位置,观察到U形管两侧液面高度差大小关系是,经过多次实验观察到同样的现象,根据控制变量法,液体的密度一定,液体的深度越大,压强越大,这说明同种液体内部的压强随液体深度的增加而增大。
(5)[5]将探头放在右图中所示液体内部等深的B、C位置,由题知,根据控制变量法,液体的深度一定,液体的密度越大,压强越大,即,所以,观察到U形管两侧液面的高度差,由此得出的结论是在深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(6)[6][7][8][9]由第(4)小题分析知,在水中,同样,在盐水中,且,以上实验可知右图所示液体内部A、B、C、D四个位置压强的大小关系是。
7.(1) 凹陷程度 受力面积 压力越大
(2)相同
【详解】(1)[1]通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法。
[2][3]A、B两图中,受力面积相同,B图中压力更大,海绵的形变程度大,故得出的结论是:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)由题可知,把三个高度和密度均相同,但底面积不同的物体,放在水平桌面的海绵上,发现海绵被压下的深度相同。通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,海绵被压下的深度相同,说明压力的作用效果相同,说明压强相同。
8. 乙 90 不变 两杯水的质量不同 瓶内水蒸气温度降低液化、气压减小,水的沸点降低
【详解】(1)[1]水沸腾时,各处的水的温度相同,产生的气泡在上升过程中不断有水汽化进入气泡,同时水的压强越来越小,气泡逐渐变大,所以乙图正确。
(2)[2][3]由图像可知,加热前水的初温为90℃;水沸腾时,继续加热,水吸热但温度不变。
(3)[4]由图像可知,两个小组水的初温和末温都相同,但加热至沸腾的时间不同,原因可能是水的质量不同,质量多的加热时间更长一些。
(4)[5]水的沸点与气压有关,气压减小,沸点随之降低;将烧瓶中的水加热至沸腾后停止加热,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,瓶内气体温度降低,水蒸气液化形成小水滴,瓶内气压降低,水的沸点降低,当沸点低于水的温度时水会重新沸腾。
9.①正800Pa, ;②300Pa.
【详解】(1)如图,A叠放在B上面,则B对地面的压力为两个物体重的和,即
,
B的底面积为:
正方体B对地面的压强为:
;
物体B受到重力、A对B的压力,以及地面对B的支持力,且三力是平衡的,作用点都画在重心上,如图:
(2)将正方体A取下,用8N的力向上提正方体B,则压力为A的重减去8N的提力,所以此时B对地面的压强为:
.
10.①4kg;②1960Pa;③3.0×103kg/m3.
【详解】①由ρ=m/V知道,甲容器中水的质量是:m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3 ×4×10-3 m3 =4kg;
②当h=0.1m时,甲容器中水的深度是:h水 =2h=2×0.1m=0.2m,
水对容器底部的压强是:p水=ρ水gh水=1.0×103 kg/m3 ×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
③根据题意知道,乙圆柱体的质量是:m乙=ρ乙V乙=ρ乙S乙h乙=ρ乙×3S×4h=12Shρ乙 ,沿竖直方向在圆柱体乙上切去底面积为S的部分后,截取部分的质量是:m截取=1/3m乙 =1/3×12Shρ乙=4Shρ乙,乙剩余部分的质量是:m剩乙=2/3m乙=2/3×12Shρ乙=8Shρ乙,
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,乙对水平桌面的压强是:
p乙′=F乙剩/S乙剩=G乙剩/S乙剩=G乙剩g/S乙剩=8Shρ乙g/2S=4ρ乙gh,
甲容器的容积是:V甲=S甲h甲=2S×3h=6Sh,
甲容器中水的体积是:V水甲=S甲h水′=2S×2h=4Sh,
将切去部分竖直置于容器甲的水中后,若容器甲恰好不溢水,则需要水的体积是:V水′=V甲 -V切浸=V甲-Sh甲=6Sh-S×3h=3Sh,
因为V水甲>V水′,所以水有溢出,则甲容器内剩余水的体积是:V剩水=(S甲-S)h甲 =(2S-S)3h=3Sh,
故剩余水的质量是:m剩水=ρ水V剩=ρ水×3Sh=3Shρ水 ,
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,且甲容器的重力忽略不计,
所以,甲对水平桌面的压强是:p容′=F容/S甲=G剩水+G截取/S甲=m剩水g+m截取g/S甲=3Shρ水g+4Shρ乙g/2S=1.5ρ水 gh+2ρ乙gh,
由p容′:p乙′=5:8知道,p容′/p乙′=1.5ρ水gh+2ρ乙gh/4ρ乙gh=5/8,整理得:ρ乙 =3ρ水 g=3×1.0×103 kg/m3 =3.0×103 kg/m3.
11.(1)89N ;(2)10-3m3 ;(3)8900Pa
【详解】解:
(1)铜块的重力
(2)铜块的体积
所以铜块的边长为0.1m
(3)铜块对水平地面的压力
受力面积S=(0.1m)2=10-2m2
铜块对水平地面的压强
12.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)池底所受液体压强
(2)由得,池水对薄片A的压力
(3)薄片A的受力分析如图
由图可知
13.(1)100Pa;(2)5N;(3)600Pa
【详解】解:(1)木板的重力
木板对水平地面的压力
地面受到木板的压强
(2)水对容器底部的压强
由可知,水对容器底部的压力
(3)由可知,此时木板对水平地面增加的压力
则金属球的重力
由可知,金属球的质量
由可知,金属球的体积
金属球浸没在水中时水和金属球的总体积
则容器中水的体积
取出金属球后容器中水的深度
则此时水对容器底部的压强
答:(1)地面受到木板的压强为100Pa;
(2)水对容器底部的压力为5N;
(3)此时水对容器底部的压强为600Pa。
14.
【详解】解:(1)[1]足球的质量为
(2)[2]雕塑对地面的压力为
雕塑对地面的压强
答:(1)该“足球”的质量为;
(2)雕塑对地面的压强为。
15.(1)(2)40N;4000Pa
【详解】解:(1)根据题意可知正方体重力
G=mg=6kg×10N/kg=60N
中学生的拉力F1=20N。由于正方体未提动,正方体处于平衡状态,根据二力平衡可知,地面对正方体的支持力为
F2=G-F1=60N-20N=40N
故正方体物块的受力示意图,如图所示:
(2)由于物体间力的作用是相互的,地面所受的压力
F压=F2=40N
正方体的底面积
S=10cm×10cm=100cm2=0.01m2
正方体地面的压强
答:(1)见解析;
(2)地面所受的压力为40N;对地面的压强为4000Pa。
16.(1);(2)
【详解】解:(1)小明单脚站立时,他对地面的压力为
(2)小明行走时,与地面的接触面积等于一只鞋底与地面的接触面积,即为受力面积;所以他对地面的压强为
答:(1)小明单脚站立时,他对地面的压力为;
(2)小明行走时,他对地面的压强为。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
学科网(北京)股份有限公司
$$