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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.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”.
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面 来反映被测压强大小的.
(2)比较乙、丙和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 .
(3)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”).
2.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”实验中,某同学用两端开口的玻璃管、橡皮膜、盛水容器、塑料片、烧杯等进行实验.在玻璃管一端扎一块橡皮膜,将玻璃管扎膜端竖直插入盛水容器和盛盐水容器中,分别如图(a)、(b)、(c)所示,回答下列问题.
(1)分析图(a)和(b)两图中的现象,可得出的初步结论是:同种液体内部 .
(2)分析图 两图中的现象,初步结论是:深度相同的液体密度越大,液体的内部压强越大.
(3)在定量探究液体内部压强与深度的关系时,该同学用一块比管口稍大的薄塑料片堵在玻璃管的下端后竖直插入水槽中,松开手指后,如果顺着管壁从上端开口处向管内缓缓注入密度比水小很多的液体,如图所示.当管内外的液面相平时,薄塑料片 脱落.(选填“不会”或“会”)
3.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,所提供的器材有:小桌、海绵、砝码、木板。
(1)图(a)、(b)两个实验,是根据 来比较压力的作用效果的;
(2)根据(a)、(b)图中现象可以得出: 压力的作用效果越明显的初步结论;
(3)此后小泽把小桌挪放到一块木板上,现象如图(c)所示。通过对(a)、(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。造成前后两个结论不一致的原因是: ;由此可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是: ;
(4)设图(b)中小桌对海绵的压强是,图(c)中小桌对木板的压强是,则 (选填“>”、“=”或“<”)。
4.小明同学利用砝码、小桌、装有沙子的容器等实验器材,做“探究压力作用的效果”实验,如图所示。
(1)保持小桌对沙子的压力不变,改变小桌与沙子的接触面积,小明发现接触面积越大。小桌陷入沙子越浅,说明压力的作用效果与 有关;
(2)保持小桌与沙子的接触面积不变,改变小桌对沙子的压力,小明发现压力越大,小桌陷入沙子越深,说明压力的作用效果与 有关。
5.(1)实验室用的温度计根据液体 的规律制成。测量沸水的温度时温度计示数如图所示,为 ℃,此时该地区的大气压可能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)1个标准大气压;
(2)如图所示,小珠利用塑料盒、沙子、弹簧测力计、铁板、木板等探究“影响滑动摩擦力大小的因素”。
在光滑的铁板上,小珠沿水平方向拉动塑料盒做匀速直线运动,改变压力,测量塑料盒的摩擦力大小,根据实验数据画出滑动摩擦力f与压力F关系图线。分析图线可知: ,塑料盒所受的滑动摩擦力也越大。小珠在粗糙的木板上重复实验,发现接触面越粗糙,滑动摩擦力变大了,她画出了木板上摩擦力f与压力F关系图线,图中甲、乙两条图线中, (选填“甲”或“乙”)是实验图像。下列生活中的哪个现象利用了这个结论 。
A.刹车时用力握紧车把 B.书包带做的很宽 C.收音机旋钮上刻有花纹
6.如图所示“探究液体压强与哪些因素有关”的实验:
(1)实验通过观察 反映液体内部压强的大小,这种研究方法叫做 法。实验中还用到了另一种常用的实验方法是 ;
(2)实验前发现U形管左右两侧的液面不在同一高度,如图甲所示,接下来的操作是 ;
(3)比较乙、丙两图,可以得到的结论是: ;
(4)由丙、丁两图可得,当深度相同时,液体的密度越大,液体压强 (选填“越大”或“越小”);
(5)在探究液体压强与液体密度的关系时,为了使结论更具有普遍性,应该 ;
(6)如图戊、己所示,探究液体压强与容器的形状是否有关的实验,由图可知,液体压强与容器的形状 (选填“有关”或“无关”)。
7.如图所示,用压强计研究液体内部的压强:
(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,而小明同学却观察到如图a所示的情景.,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 大气压(填“大于”、“小于”或“等于”);调节的方法是:
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)小明做了如图(b)所示的检查.当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化.出现这种情况的原因是: .
(3)比较c、d图实验,说明 ;
(4)比较d、e图实验,说明 ;
(5)在实验的过程中,小明发现根据压强计液面高度差计算出的压强p1和用烧杯液体深度计算出的压强p2不相等,同学们讨论发现是由于橡皮膜发生形变导致p1 p2(选填“大于”、“小于”或“无法判断”)
(6)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 (选填序号)
①烧杯中换密度差更大的液体②U形管中换用密度更小的酒精③将U型管换成细一点.
二、计算题
8.图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形薄壁鱼缸,鱼缸重为30N,底面积为0.12m2,缸内的水和鱼的总重力为330N,此时水的深度为0.2m。求:(g=10N/kg)
(1)水对鱼缸底部的压力F水;
(2)鱼缸对桌面产生的压强p桌。
9.如图甲所示的平底薄壁玻璃杯,底面积为3×10-3m2,装满水后水深0.1m.现将一个5×10-5m3的木块缓慢放入水中,静止后木块有的体积浸在水中(如图乙).ρ水=1.0×103 kg/m3,求:
(1)放入木块前水对杯底的压强是多少?
(2)放入木块后木块所受的浮力是多少?
(3)放入木块后水对杯底的压力是多少?
10.如图所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20cm2,杯中水深10cm。杯和水的总重力为3N,已知,试求:
(1)杯对水平桌面的压强。
(2)水对杯底的压力为F(茶杯杯壁厚度不计)
11.如图所示,质量为50kg小帆骑电动平衡车在水平公路上骑行,小帆匀速骑行时受到阻力为人与车总重的0.2倍,独轮电动车平衡车的部分参数如表,求:
质量
10kg
轮胎与地面接触面积
30cm2
最大速度
16km/h
充满电行程
24km
(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,电动平衡车能行驶的最长时间;
(2)小帆骑电动平衡车匀速行驶,电动平衡车的牵引力;
(3)小帆骑电动平衡车在水平路面匀速行驶时,电动平衡车对路面的压强。
12.“木桶定律”讲一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而是取决于桶壁上最短的那块,也可称为“短板效应”。如图所示,已知桶壁上最长的木板的竖直高度为60cm,最短的木板的竖直高度为25cm,桶底内部的底面积为400cm2,桶底外部的底面积为500cm2。(g取10N/kg,)求:
(1)若空桶的质量为2.5kg,则空桶对水平地面的压强;
(2)当桶装足水时,桶底受到水的压强;
(3)当桶装足水时,桶底受到水的压力。
13.如图是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,可在极地零下40℃的低温环境中作业,并首次在南极内陆冰盖地区完成了30km匀速自主行走。该机器人质量为0.5t,装有四条履带,每条履带与水平冰面的接触面积为,g取10N/kg,求:
(1)该机器人的重力。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强。
(3)若该机器人在水平冰面匀速行驶时,所受阻力是其总重力的0.2倍,则该机器人匀速行驶时所受牵引力的大小。
14.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。求:
(1)瓶内水的质量;
(2)正立放置时瓶底所受水的压强;
(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和压强。
15.中国的火星探测器天问一号及其火星车于2021年5月15日成功登陆火星,已知此火星车的质量为270kg,火星车有四个轮子,每个轮子与地面的接触面积为。另火星上的物体重力与质量的比值只有地球上g的五分之二(已知地球上的)。求:
(1)此火星车在火星上的重力;
(2)此火星车在火星上行驶时,对火星水平表面的压强。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 高度差 相等 变大
【详解】(1)实验中通过U形管中两边的液面高度差来反应被测压强大小的,U形管中两边的液面高度差越大,压强越大;
(2)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(3)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,可以观察到U形管两边液面的高度差将变大,说明深度相同时,液体密度变大,液体压强变大.
2. 深度越深,液体压强越大 (a)与(c) 不会
【详解】(1)[1]因为图(a)、(b)中液体的密度相同,深度不同,橡皮膜的凹陷程度不同,故可得出初步结论:同种液体,深度越深,压强越大.
(2)[2]因为图(a)、(c)中液体的深度相同,密度不同,橡皮膜的凹陷程度不同,故可得出初步结论:液体深度相同时,液体密度越大,压强越大.
(3)[3]向管内注入液体,液体对塑料片有向下的压强,同时塑料片在水下也受到水的压强,水对塑料片产生向上的压强.由于液体内外相平,故液体的深度相同.由于注入的液体的密度小于水的密度,由液体压强公式p=ρgh可得,在液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大,因此水对塑料片向上的压强大于液体向下的压强,因此塑料片不会脱落.
3. 海绵的形变(凹陷)程度 在压力大小相同时,受力面积越小 前后两次受力面的材料不同 必须在易发生形变且相同的物体表面(相同的材料)进行比较 =
【详解】(1)[1]图(a)、(b)两个实验,是根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果更明显。
(2)[2]根据(a)、(b)图中,压力相同,受力面积不同,图b压力作用效果更明显,可以得出:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显的初步结论。
(3)[3]通过对(a)、(c)的比较可知,压力大小相同,接触面积不同,接触面不同,得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论是错误的;造成前后两个结论不一致的原因是:前后两次受力面的材料不同。
[4] 由此可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是:必须在易发生形变且相同的物体表面(相同的材料)进行比较,这样更容易观察和得出结论。
(4)[5]设图(b)中小桌对海绵的压强是,图(c)中小桌对木板的压强是,由于两图中压力相同,接触面积相同,压力对接触面的作用效果相同,则。
4. 受力面积 压力
【详解】(1)[1]当保持压力不变,受力面积变化时,压力的作用效果也跟着变化,说明压力的作用效果与受力面积有关。
(2)[2]当保持受力面积不变,压力的大小变化时,压力的作用效果也跟着变化,说明压力的作用效果与压力大小有关。
5. 热胀冷缩 98 小于 压力越大 甲 C
【详解】(1)[1]温度计是根据液体的热胀冷缩规律制成的。
[2]由图示知,温度计的分度值为1℃,其示数为98℃。
[3]水在标准大气压下的沸点为100℃,而此时水的沸点低于100℃,那么该地区的大气压可能小于1个标准大气压。
(2)[4]由图线知,在接触面不变时,压力越大,塑料盒所受的滑动摩擦力也越大。
[5]在压力一定时,接触面直粗糙,滑动摩擦力越大,而粗糙木板接触面的粗糙程度大于光滑铁板的,那么塑料盒在木板上所受的滑动摩擦力大于在光滑铁板上的,所以图甲应是在木板上进行实验的图像。
[6]刹车时用力握紧车把,是在接触面相同时,通过增大压力来增大摩擦,A错误;书包带做得很宽是压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,B错误;旋钮上该有花纹是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,C正确。
6.(1) U形管左右两侧液面的高度差 转换 控制变量法
(2)将橡皮管取下来重新进行安装
(3)同种液体,深度越深,液体压强越大
(4)越大
(5)换密度不同的液体多次进行实验
(6)无关
【详解】(1)[1][2]实验中液体压强大小不易观察,根据转换法,可以通过比较U形管左右两侧液面的高度差来反映液体压强的大小,U形管左右两侧液面的高度差越大,说明液体压强越大。
[3]此实验还采用了控制变量法,在探究液体压强与液体密度关系时,控制探头深度相同;在探究液体压强与深度的关系时,控制液体密度相同。
(2)实验前U形管左右两侧的液面不在同一高度,可将橡皮管取下来,待两侧液面高度相同时重新进行安装。
(3)由图可知,乙、丙两图中液体密度相同,丙中探头深度更深,U形管左右两侧液面的高度差更大,说明探头受到的液体压强更大,故可得:在液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
(4)由图可知,丙、丁两图中探头所处深度相同,丙图中液体密度更大,U形管左右两侧液面的高度差更大,说明探头受到的液体压强更大,故可得:在深度一定时,液体密度越大,液体压强越大。
(5)只通过水和食盐水的实验结果就得出的结论具有偶然性,为了使实验结论更具普遍性,应该换密度不同的液体多次进行实验。
(6)由图戊、己可知,液体密度和探头深度相同时,采用形状不同的容器进行实验,U形管左右两侧液面的高度差相同,说明探头受到的液体压强相同,故可得:液体压强与容器的形状无关。
7. 大于 B 气密性不好 同种液体压强随深度增加而增大 同种液体在同一深度各个方向压强相等 小于 ③
【分析】(1)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的.
(2)压强计是通过橡皮膜来感受压强的,当橡皮膜受到压强时,软管中的气体压强变大,大于大气压强就会将U形管中的液面出现高度差,高度差越大,表示橡皮膜受到的压强越大;若和橡皮膜连接的软管出现漏气,不论橡皮膜是否受到压强,软管中气体的压强都等于大气压,压强计中液面就不会出现高度差;
(3)(4)液体压强与液体的密度与深度有关,在同一深度,向各个方向的压强相等,结合控制变量法,观察图示可得出结论;
(5)橡皮膜由于发生形变,自身产生一个向外的压强,据此分析解答即可;
(6)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系.
【详解】(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)若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差;
(3)比较c、d图实验,可以看出,液体相同,但深度不同,可得出结论:在同种液体中,深度越深,液体的压强越大;
(4)比较d、e图实验,可以看出,液体相同,深度也相同,只是橡皮膜的朝向不同,可得出结论:同种液体在同一深度各个方向压强相等;
(5)橡皮膜由于发生形变,自身产生一个向外的压强,所以根据压强计液面高度差计算出的压强p1小于用烧杯液体深度计算出的压强p2.
(6)探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差最大;“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差较大;“将U型管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选③.
8.(1)240N;(2)3000Pa
【详解】解:(1)水对鱼缸底部的压强
水对鱼缸底部的压力
(2)缸、水和鱼的总重力
G=G缸+G水鱼= 30N+330N= 360N
鱼缸对桌面产生的压力等于缸、水和鱼的总重力,所以鱼缸对桌面产生的压强
答:(1)水对鱼缸底部的压强是 ;
(2)鱼缸对桌面产生的压强3000Pa。
9.(1)水对杯底压强……2分
(2)木块所受浮力……3分
(3)水对杯底的压力
【分析】1)知道水深和水的密度,利用液体压强公式求放入木块前水对杯底的压强;(2)知道浸入水中的体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求木块受到的浮力;(3)因为放入木块后,水深不变,水对杯底的压强不变,利用F=ps求放入木块后水对杯底的压力.
【详解】(1)水对杯底的压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
(2)木块所受浮力:F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×35×5×10−5m3=0.3N,
(3)放入木块后,水深h不变,水对杯底的压强不变,因为p=,所以水对杯底的压力:
F=ps=1000Pa×3×10−3m2=3N.
答:(1)放入木块前水对杯底的压强是1000Pa;
(2)放入木块后木块所受的浮力是0.3N;
(3)放入木块后水对杯底的压力是3N.
10.(1);(2)2N
【详解】解:(1)杯对水平桌面的压强
(2)水对杯底的压强为
水对杯底的压力为
答:(1)杯对水平桌面的压强;
(2)水对杯底的压力为2N。
11.(1)1.5h;(2)120N;(3)2×105Pa
【详解】(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,根据可得,能行驶的最长时间为
(2)人和电动平衡车的总重力为
因为电动平衡车在水平地面上匀速行驶,所以牵引力为
(3)车对水平地面的压力为
车对水平地面的压强为
答:(1)该车充满电后,若以最大速度行驶,电动平衡车能行驶的最长时间是1.5h;
(2)小帆骑电动平衡车匀速行驶,电动平衡车的牵引力是120N;
(3)小帆骑电动平衡车在水平路面匀速行驶时,电动平衡车对路面的压强是2×105Pa。
12.(1)500Pa;(2)2500Pa;(3)100N
【详解】解:(1)空桶的质量为2.5kg,则空桶对水平地面的压力
由可知,空桶对水平地面的压强
(2)当桶装足水时,水的深度为25cm=0.25m;由可得,桶底受到水的压强
(3)由可知,当桶装足水时,桶底受到水的压力
答:(1)若空桶的质量为2.5kg,则空桶对水平地面的压强为500Pa;
(2)当桶装足水时,桶底受到水的压强为2500Pa;
(3)当桶装足水时,桶底受到水的压力为100N。
13.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)该机器人的重力为
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强
(3)该机器人在水平冰面匀速行驶时,则水平方向受力平衡,故牵引力大小为
14.(1)0.28kg;(2)1000Pa;(3)2.8N,3500Pa
【详解】解:(1)由图可知,矿泉水瓶内水的体积为
由可得,水的质量为
(2)由图可知,矿泉水瓶正立放置时水的深度为
h=10cm=0.10m
正立放置时瓶底所受水的压强为
(3)瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力为
由可得,倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为
答:(1)瓶内水的质量为0.28kg。
(2)正立放置时瓶底所受水的压强为1000Pa。
(3)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力为2.8N和压强为3500Pa。
15.(1)1080N;(2)
【详解】解:(1)因为火星上的物体重力与质量的比值只有地球上g的五分之二,所以在火星上
所以在火星上火星车受到的重力为
(2)火星车与地面的总接触面积为
火星车对火星表面的压强为
答:(1)火星车在火星上的重力为1080N;
(2)火星车对火星水平表面的压强为。
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