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2025年中考物理第一轮压轴题复习专题:压强实验、计算题
一、实验题
1.如图所示是小陶子用压强计“探究影响液体内部压强大小因素”的实验,除②图烧杯中装的是浓盐水外,其余烧杯中装的都是水,且①②③④中探头所处深度相同。
(1)压强计是通过U形管中液面的 来反映被测压强大小的;使用前检查装置是否漏气的方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)组装完好的压强计中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器,压强计U形管两边的液面应该 ;
(3)比较②③两次实验,可以得出的结论是:当深度相同时, 越大,液体压强越大;
(4)比较①③④三次实验,可以得出的结论是:在同一液体的同一深度,液体内部压强与探头方向 (选填“有关”或“无关”)。
2.如图是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的 来反映;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲。其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到结论: ;
(4)在图乙中,固定探头的橡皮膜在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差 (选填“不变”或“改变”);
(5)若保持丙图中探头的位置不变,将一杯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。小芳由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为她的结论是否可靠? 。原因是 ;
(6)实验结束后,小芳猜想:液体的压强可能与容器形状有关。然后进行了两次实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小芳的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
3.物理实验小组想“探究液体压强与哪些因素有关”,于是找来一个塑料瓶,将两端切掉,在一端蒙上橡皮膜并用万能胶粘住。
(1)如图1所示,向塑料瓶内加水,塑料瓶底部橡皮膜会向 (选填“内凹”或“外凸”)。
(2)如图2所示,在烧杯中加入适量的水,将有橡皮膜的一端伸入水中不同深度处,实验中通过 反映液体压强的大小,可初步得出结论:在同一液体中,液体的深度越深压强越 ;图2a中橡皮膜在水中的深度为 cm。
(3)在探究液体压强与液体密度关系时,为确保实验现象更明显,应选用水和 (填字母)进行对比实验。
A.密度为的盐水
B.密度为的硝酸钾和氯化钠混合溶液
(4)实验后小明将两个完全相同的探头分别放入水和盐水中(密度分别为、),且两探头所处的深度分别为和,U形管中的液面位置如图3所示,用刻度尺测量出中间U形管中液面的高度差为,则U形管中液体的密度为 。(忽略橡皮膜的弹力)
4.如图所示,小明利用小桌、海绵、铁块,探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)由图甲、乙实验可以得出,压力作用效果与 有关。
5.为探究压力的作用效果与哪些因素有关,小勇同学在同一海绵上做了如图所示的实验来进行研究(所用每块砖的重力和型号大小都相同)
(1)小勇是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)观察比较图甲、乙的情况可知,压力的作用效果与 有关;
(3)我们 (选填“能”或“不能”)用木板代替海绵来完成实验;将图丙中的小桌和砝码放在木板上,如图丁所示,则在丙、丁两图中小桌对接触面的压强分别是p丙和p丁,则p丙 p丁(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
6.在探究液体内部压强的特点时,小阳用微小压强计进行实验。
(1)使用前为了检验微小压强计是否漏气或完好,我们可以 ,看U型管两侧液面有没有 ;
(2)装置调整好后,若将探头先后放在同一容器的A、B两处,如图所示,则可以得道A、B两处压强大小关系是: 。由此可以得到的结论是:液体内部的压强与 有关。
7.在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中:
(1)通过观察海绵的 来比较压力的作用效果。
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到结论: ,压力的作用效果越明显。
(3)如图丁,铅笔两端在两根手指上的凹陷程度不同,这一现象可以通过比较 两次实验得出的结论进行解释。
8.为了探究“压力的作用效果与受力面积和压力的大小是否有关”,小刚找了这些器材:规格相同的两块海绵和相同的三本字典,设计了下面的实验:如图所示,图(a)海绵平放在桌面上;图(b)海绵上平放一本字典;图(c)海绵上叠放两本字典;图(d)海绵上立放一本字典;图(e)一本字典平放在桌面上。
(1)实验中,小刚是根据 来比较压力的作用效果;该研究方法是 ,下列研究事例中,也采用这种研究方法的是 ;
A.敲动音叉所引起的乒乓球的弹开来说明一切发声体都在振动
B.牛顿对大量的实验事实进行深入研究,总结出牛顿第一定律
C.在研究滑动摩擦力与压力大小的关系时,控制接触面积的粗糙程度相同
(2)通过观察比较图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)设图(b)中字典对海绵的压强是pb,图(e)中字典对桌面的压强是pa,则pb (选填“>”“<”或“=”)pa。
二、计算题
9.如图所示的玻璃容器,底面积为40厘米2,内装有密度是0.8×103千克/米3的酒精500cm3,酒精的深度为10厘米,(g=10N/kg)求:
(1)容器内酒精的重力;
(2)酒精对容器底部的压强;
(3)酒精对容器底部的压力.
10.小华同学从家骑自行车匀速行驶到书城,该自行车自身重力为150N,轮胎能承受的最大压强为,行驶时自行车轮胎与地面的总接触面积始终保持30cm2。已知小华质量为45kg,匀速行驶时受到的总阻力为总重的5%,g取10N/kg。求:
(1)小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的牵引力。
(2)小华骑行过程中,最多能承载的货物重力。
11.一个重60N的水桶(如图所示)放在水平地面上,底面积为2.5×103cm2,将6×105cm3的煤油倒入桶中,深度为20cm。(煤油密度为0.8×103kg/m3)
(1)煤油对桶底的压力?
(2)叶子姐姐站在自己家阳台上,用绳子将这个桶匀速提升,如图。叶子姐姐质量60kg,她一只鞋的底面积约200cm2,求匀速提升水桶过程中,她对阳台地板的压强。(请在框中画出叶子姐姐的受力示意图)
12.如图所示,水平地面上有一个扫地机器人,它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触,清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘,遇到障碍物能够自动改变方向继续行进,某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s,然后继续扫地2min,总行驶路程为36m.已知机器人质量为3.8kg,圆形身体半径为0.2m,三个轮子与地面接触的总有效面积为2×10﹣4m2,行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N,忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响,取g=10N/kg.求:
(1)若机器人某段时间做匀速直线运动,机器人受到的牵引力是多大?
(2)机器人在本次清扫工作中的平均速度
(3)机器人清扫工作中对地面的压强;
13.如图所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水.现将一只质量为2千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强p水、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强p地,如下表所示.求:
浸入前
浸没后
p水(帕)
1960
2352
P地(帕)
2450
3430
①小球浸入前,容器中水的深度h水.
②容器中水的重力G水.
③实心球的密度ρ球.
14.如图(a)所示,实心均匀长方体砖块放置在水平地面上。
(1)若砖块的质量为2kg、高为0.05m、底面积为,求砖块对地面的压力。
(2)将砖块沿虚线斜切为相等的两块,然后将它们分开放置于水平地面,如图(b)所示。若它们对水平地面的压强分别为p1、p2,求斜切之前砖块对水平地面的压强p(用题中的字母表示)。
15.福鼎作为白茶故乡,福鼎白茶一直以来都以其具有独特的品种优势和独特的地理、气候、土壤优势等著称于世界。如图平底茶杯中盛有150 g的茶水,杯子放在水平桌面上时,杯中茶水液面距杯底6cm,杯底面积为3×10-3 m2,其中茶水密度近似为1.0×103 kg/m3 ,求:
(1)茶水对杯底的压强;
(2)茶水对杯底的压力。
16.坦克既可在松软陆地上行驶,又可在坚硬的冰面上通行。已知坦克的总质量m=2.4×104 kg,g取10 N/kg。
(1)坦克在水平地面上行驶时,每条履带着地的面积S=2m2,求它对地面的压力和压强的大小。
(2)坦克在冰面上行驶时,冰面受到的压强为4.8×105Pa,则该坦克履带着冰的总面积又是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 高度差 不漏气
(2) 不是 相平
(3)液体密度
(4)无关
【详解】(1)[1][2]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,采用了转换法;用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[1][2]U形管的一端被软管封闭,故组装完好的压强计中的U形管不是连通器,压强计U形管两边的液面应该相平。
(3)比较②③两次实验,可知探头所处深度相同,盐水的密度较大,②中U形管液面高度差较大,故②中探头所处位置的液体压强较大。可以得出的结论是:当深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(4)比较①③④三次实验,液体密度相同,探头所处深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管的液面高度差相同,故三次实验中探头所处位置的液体压强相同。可以得出的结论是:在同种液体的同一深度处,液体内部压强大小与探头方向无关。
2. 高度差 B 当液体密度相同时,深度越深,液体压强越大 不变 不可靠 未保持单一变量,既改变了液体密度,又改变了深度 错误
【详解】(1)[1]由压强计的工作原理可知,U形管内的液面高度差可以反映液体内部压强的大小。
(2)[2]压强计U形管左右两侧的水面有一定的高度差说明U形管中两管上方的气体压强不相等,此时需要将软管取下并重新安装,使气体压强相等,这样在不测测量液体压强时压强计U形管左右两侧的水面是相平的,压强计才可以正常使用。
(3)[3]对比图乙和图丙可知,两次实验的液体都是水,密度相同,但是探头所在的深度不同,其中图丙探头的深度更大,U形管内的液面高度差更大,说明此深度的液体压强更大,所以可以得到结论:当液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
(4)[4]液体内部同一深度的压强在各个方向上都相同,所以使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差都不变。
(5)[5][6]倒入浓盐水后,不仅液体密度发生了变化,探头在液体中的深度也发生了变化,没有控制单一变量,所以无法得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。
(6)[7]由图戊可知,两组实验中液体的密度相同,探头所在的深度也相同,只有容器的形状不同,而U形管内的液面高度差是相同的,说明液体的压强与容器形状无关,所以小芳的猜想是错误的。
3. 外凸 橡皮膜内凹程度 大 5 B 0.8
【详解】(1)[1]如图1所示,向玻璃管内加水,玻璃管底部橡皮膜受到向下的压强而外凸。
(2)[2]如图2所示,在烧杯中加入适量的水,将有橡皮膜的一端伸入水中,橡皮膜受到水向上的压强而内凹,在不同深度处,受到的压强不同,内凹的程度不同,因此可以通过橡皮膜内凹程度来反映液体压强大小。
[3]如图2所示,将有橡皮膜的一端伸入水中不同深度处,橡皮膜所处的深度越大,橡皮膜内凹的程度越大,则受到的压强越大,可初步得到结论:在同一液体中,液体的深度越深,压强越大。
[4]图2a中橡皮膜在水中的深度为
(3)[5]根据,深度一定时,液体的密度越大,液体压强越大,水的密度为 ,故密度为的硝酸钾和氯化钠混合溶液与水的密度相差更大,相同深度处产生的压强差最大,实验现象更明显。
(4)[6]实验后小明将两个完全相同的探头分别放入水和盐水中,两探头所处的深度分别为和,根据可知,在盐水中受到的压强更大,U形管中的液面出现高度差,高度差为,则盐水与水的压强差等于U形管中的液面高度差产生的压强差,则有
液体密度为
4. 海绵的凹陷程度 压力大小
【详解】(1)[1]压力作用效果不可见,也无法测量,则实验通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,运用的是转换法。
(2)[2]观察甲、乙实验可知,压力不同,受力面积相同,小桌陷入海绵的程度不同,故可以得出:受力面积相同时,压力作用效果与压力大小有关。
5. 海绵的凹陷程度 压力的大小 不能 等于
【详解】(1)[1]在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,小勇是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)[2]甲图和乙图中,小桌对海绵的受力面积相同,图乙小桌对海绵的压力更大,海绵的凹陷程度更大,压力的作用效果更明显,说明压力的作用效果与压力大小有关。
(3)[3]用木板代替海绵,小桌对木板有压力的作用,但木板的形变程度不明显,不能用木板的形变程度反映压力的作用效果,故不能用木板代替海绵来完成实验。
[4]图丙和图丁中,小桌对海绵的压力大小等于小桌对木板的压力大小,且二者的受力面积也相同,由可知,丙、丁两图中小桌对接触面的压强相等,即p丙等于 p丁。
6. 轻压探头的橡皮膜 变化 < 液体深度
【详解】(1)[1][2]液体内部压强大小不易直接观察,当微小压强计的橡皮膜受到压力时,U形管两液面会出现高度差,故在实验前应可以轻压探头的橡皮膜,观察U型管两侧液面有没有变化,如果变化明显,表明气密性良好,不漏气。
(2)[3][4]液体内部压强与液体的密度和深度有关,如图所示,同种液体中,密度相同,A处深度小于B处,故。根据控制变量法,由此可以得到的结论是:液体内部的压强与深度有关。
7. 凹陷程度 受力面积一定时,压力越大
乙、丙
【详解】(1)[1]本实验通过海绵的凹陷程度来体现压力的作用效果,力能使物体的形状发生变化,根据形变程度来比较压力的作用效果,这种物理研究方法叫转换法。
(2)[2]由甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力越大,海绵凹陷程度越大,力的作用效果越明显,由此可知:受力面积相同,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[3]由乙、丙两图所示实验可知,物体间的压力相同而受力面积不同,受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,由此可知:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,压力相同,受力面积不同,两根手指上的凹陷程度不同,这一现象可以通过比较乙、丙两次实验得出的结论进行解释。
8. 海绵的凹陷程度 转换法 A (b)、(d) >
【详解】(1)[1][2]力可以改变海绵的形状,字典放在海绵上,对海绵有压力作用,所以可以通过海绵形变程度表示压力作用效果。这里采用的研究方法是转换法。
[3]A.敲动音叉所引起的乒乓球的弹开来说明一切发声体都在振动,是通过乒乓球的弹开来反映物体在振动,是转换法,故A符合题意;
B.牛顿对大量的实验事实进行深入研究,总结出牛顿第一定律,所用的研究方法是实验推理法,故B不符合题意;
C.在研究滑动摩擦力与压力大小的关系时,控制接触面的粗糙程度相同,所用的研究方法是控制变量法,故C不符合题意。
故选A。
(2)[4]在探究压力的作用效果与受力面积大小关系时,应控制压力相同,改变接触面积。由图可知,应选(b)、(d)。由(b)、(d)两图可知,(d)图受力面积小,压力的作用效果明显,所以得出的结论是压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[5]图(b)(e)两图中,压力相等,(b)图的受力面积更小,根据可知pb>pa。
9.(1)4N(2)800Pa(3)3.2N
【详解】(1)容器内酒精的体积:V=500cm3,酒精的密度ρ=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,
酒精的质量:m=ρV=0.8g/cm3×500cm3=400g=0.4kg,
酒精的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N;
(2)酒精对容器底部的压强:p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa;
(3)酒精对容器底部的压力:F=pS=800Pa×40×10−4m2=3.2N.
答:(1)容器内酒精的重力为4N;
(2)酒精在容器底部的压强为800Pa;
(3)酒精对容器底部的压力为3.2N.
10.(1)30N;(2)300N
【详解】解:(1)小华的重力
小华和车的总重力
自行车在匀速行驶过程中,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,自行车所受到向前的牵引力
(2)小华在骑车过程中,轮胎对地面的压力
小华骑行过程中的最大压力
小华骑行过程中能载货物的最大重力
答:(1)小华骑车在水平地面上匀速行驶时该车受到的牵引力为30N;
(2)小华骑行过程中,最多能承载的货物重力为300N。
11.(1)400N;(2)4560Pa;
【详解】解:(1)根据液体压强公式
可得煤油对桶底的压强为
再根据
可得煤油对桶底的压力为
(2)用绳子将这个桶匀速提升,则此时她对阳台地板的压力为
此时她对阳台地板的压强为
受力示意图如下
答:(1)煤油对桶底的压力为400N;
(2)匀速提升水桶过程中,她对阳台地板的压强为;受力示意图如下
12.(1)10N(2)0.18m/s(3)1.9105Pa
【详解】(1)∵机器人做匀速直线运动时,所受的摩擦阻力和牵引力是一对平衡力,
∴牵引力:F牵=f=10N,
(2)机器人在本次清扫工作中的所用时间:
t=160s20s260s=200s,
机器人在本次清扫工作中的平均速度:
v===0.18m/s;
(3)机器人清扫工作中对地面的压力:
F=G=mg=3.8kg10N/kg=38N,
机器人清扫工作中对地面的压强:
p===1.9105Pa;
13.0.2米;39.2牛;2.5×103千克/米3
【详解】①有液体压强公式p=gh可得,1960=1.0kg/h得,h=0.2m.
②小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强差:
△p地=p地2-p地1=3430Pa-2450Pa=980Pa
由p=可得受力面积(容器底面积):S====0.02m2,
因为容器是柱形容器,所以水的重力:G水=F水1=p水1S=1960Pa×0.02m2=39.2N;
(3)小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差:△p水=p水2-p水1=2352Pa-1960Pa=392Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度变化:△h水==0.04m;因为小球浸没,所以小球的体积:V球=V排=S×△h水=0.02m2×0.04m=8×10-4m3,小球的密度:ρ球===2.5×103kg/m3.
14.(1)20N;(2)
【详解】解:(1)已知砖块的质量为2kg,由得,砖块对地面的重力为
由题意知砖块对地面的压力为20N。
(2)将砖块沿虚线斜切为相等的两块,设它们的重力均为G,因物体对水平面的压力和自身的重力相等,由
得,两部分的底面积为
斜切之前砖块对水平地面的压强为
答:(1)砖块对地面的压力为20N。
(2)斜切之前砖块对水平地面的压强为。
15.①600 Pa;②1.8N
【详解】(1)茶水对杯底的压强
p=gh=1.0kg/10N/kg6m=600Pa
(2)根据p=得茶水对杯底的压力
F=pS=600Pa3=1.8N
答:(1)茶水对杯底的压强是600Pa。
(2)茶水对杯底的压力是1.8N。
16.(1)2.4×105N;6×104 Pa;(2)0.5m2
【详解】解:(1)坦克的重力为
G=mg=2.4×104 kg×10 N/kg=2.4×105N
坦克对地面的压力
压强为
(2)由可得
答:(1)坦克对地面的压力为2.4×105N和压强的大小为。
(2)坦克履带着冰的总面积为。
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