内容正文:
压强综合训练
一.选择题(共10题)
1.如图所示,滑雪运动员的滑雪板做得宽大,其目的是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
2.如图为托里拆利实验的装置图,下列表述正确的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变低
B.将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将变小
D.换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差将不变
3.对于如图所涉及的物理知识,分析不合理的是( )
A.如图甲,卫生间的地漏设计采用了连通器原理
B.如图乙,高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压越高,液体沸点越高
C.如图丙,向硬币上方水平吹气,硬币向上“跳”起,硬币上方空气流速小,压强大
D.如图丁,蚊子能吸食人血,是因为蚊子的口器尖,对皮肤的压强大
4.如图所示装置和物品中,不属于连通器的是( )
A.水池下的回水管 B.茶壶
C.船闸 D.活塞式抽水机
5.关于压强,下列说法正确的是( )
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越大
B.最早证明大气压强存在的科学家是托里拆利
C.菜刀磨得很锋利是为了减小压强
D.拦河坝建成上窄下宽,是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大
6.一中学生双脚站立时与地面的接触面积是500cm2,此时他对地面的压强约为( )
A.102Pa B.103Pa C.104Pa D.105Pa
7.甲、乙两种物体的质量和体积的关系图象如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比是( )
A.4:1 B.8:1 C.4:3 D.1:2
8.如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( )
A.p1=p2=p3 B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
9.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p′甲=p′乙
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
10.两个底面积不同的(SA>SB)薄壁圆柱形容器A和B,容器足够高,分别盛有甲、乙两种液体,且两种液体对容器底部的压强相等,如图所示。若在两容器中同时倒入或同时抽出原液体,使两种液体对容器底部的压力相等,正确的判断是( )
A.倒入的液体体积V甲可能等于V乙
B.倒入的液体高度h甲一定小于h乙
C.抽出的液体体积V甲一定小于V乙
D.抽出的液体质量m甲可能小于m乙
二.多选题(共2题)
11.如图所示,在小瓶中装入适量带色的水,瓶口用橡皮塞塞住。再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,从管子上端吹入少量气体就制成了一个简易的气压计。把气压计从山顶带到山脚,下列说法正确的是( )
A.玻璃管内水柱的高度将变大
B.瓶内液面上方的气压变小
C.瓶底内表面受到的压强将变大
D.玻璃管内、外液面的高度差变小
12.如下图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A.水对杯底的压强为600 Pa
B.水对杯底的压力为1.8 N
C.水杯对桌面的压强为1000 Pa
D.水杯对桌面的压力为2.8 N
三.填空题(共4题)
13.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于 mm水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将 (选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。
14.如图所示,甲、乙两长方体,已知乙的质量是甲质量的,甲长方体底面积与乙长方体的底面积之比为1:3,将甲方叠放在乙长方体上,甲对乙压强为p1,乙对地面的压强为p2,则p1:p2= 。在1标准大气压下,在做托里拆利实验时,如果水银上方存在少量的空气,这时测得的水银柱的高度将 760mmHg(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
15.在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过 受力面积的方法,从而 压强来破坏玻璃窗逃生。(两空均选填“增大”或“减小”)
16.在做托里拆利实验时,不小心玻璃管中留有少量残余空气,那么大气压强的测量值将 真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”).某容器内水面上方的气压为1.5个标准大气压,则容器内水的沸点 100℃(选填“高于”、“低于”或“等于”)。
四.实验探究题(共3题)
17.小王同学利用托里拆利实验装置测量大气压,如图所示:托里拆利实验。
(1)将装满水银的玻璃管倒放入水银槽内,松开下面的手,待管内水银柱稳定后,测出的高度差如图,则当地大气压相当于, mm水银柱产生的压强;
(2)实验中玻璃管内水银面的上方是 ,管外水银面的上方是空气;
(3)在实验中,如果将玻璃管由竖直稍微倾斜,则管内外水银面高度差将 ;如果在操作时管中漏进了一个小气泡,则将导致测得的气压值 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)在这个实验中,如把水银换成水,将玻璃管灌满水后,倒插在水槽内时,管中的水柱 (选填“会”或“不会”)下降:如果这时在管顶开一个小孔,水柱 (选填“会”或“不会”)向上喷出。
18.小武同学用压强计探究液体的压强,进行了如图所示的操作:
(1)使用前用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的气密性,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (填“漏气”或“不漏气”);实验时通过观察U形管两端液面 来反映被测压强大小的。
(2)要探究液体压强与密度的关系,应选用 两图进行对比;对比丙丁两图可知:液体压强与容器的形状 (填“有关”或“无关”);由甲、乙两图得出的结论:在同种液体里,液体压强随 的增加而增大。根据此结论可以解释下面的现象或应用是 。(写字母序号)
A.拦河大坝做成上窄下宽
B.飞机机翼做成流线型
19.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;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ,压力的作用效果越明显,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)实验中主要采用的研究方法是 (填“控制变量法”或“实验推理法”);
(4)将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p1和图丁中木板受到的压强p2的大小关系为p1 p2(填“>”“<”或“=”);
(5)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 。
五.解答题(共3题)
20.某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡。如图所示,已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计。(g=10N/kg)
(1)水对塑料片产生的压强和压力。
(2)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到20cm时,发现塑料片刚好下落。那么该液体的密度为多少?
21.两个物体甲、乙置于水平桌面上,实心均匀圆柱体甲的质量为6kg、底面积为5×10﹣3m2,容器乙为内装一定量水的薄壁圆柱形容器,乙底面积为2×10﹣3m2。(g取10N/kg)
(1)求甲对桌面的压力F甲;
(2)将质量为M的物体A放在甲物体上方,甲对桌面压强的变化量为Δp甲,将物体A浸没在乙容器的水中(水未溢出),水对容器底压强的变化量为Δp乙。若Δp甲=Δp乙,求物体A的密度ρA。
22.以茶待客,是历代中国人社交的首选。如图所示,水平桌面上放有一个平底茶壶。已知壶内茶水的深度是10cm,茶壶与茶水总重为10N,茶壶底面积为2×10﹣3m2,g取10N/kg,茶水密度近似取1.0×103kg/m3,壶内茶叶的质量忽略不计,试求:
(1)茶水对茶壶底部的压强;
(2)平底茶壶对桌面的压强。
压强综合训练
答案与解析
一.选择题(共10题)
1.解析解:
滑雪运动员的滑雪板做得宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对雪地的压强。
故选:D。
2.解析解:由于水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,因此将玻璃管稍微倾斜、将玻璃管稍微向上提起但没有离开液面、向槽中继续注入少量水银、换用更粗一些的等长玻璃管,管内外水银面高度差都将不变,选项ABC错误,D正确。
故选:D。
3.解析解:A、地漏是连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平,故A正确;
B、因为液体的沸点随气压的增大而升高,煮食物时高压锅内的气压比普通锅内的气压高,所以高压锅内液体的沸点高,饭菜熟的快,故B正确;
C、用力从硬币上方吹气,因为硬币上方的空气流速大,压强小,硬币下方的空气流速小,压强大,硬币受到一个竖直向上的压力差,所以硬币向上“跳”起,故C错误;
D、蚊子的口器尖,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D正确。
故选:C。
4.解析解:A、水池下的回水管上端开口、底部连通,是连通器的应用,故A不符合题意。
B、茶壶的壶嘴和壶身上端开口、底部连通,构成了连通器,故B不符合题意。
C、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器,故C不符合题意。
D、塞式抽水机是利用大气压来工作的,不是利用连通器原理工作的,故D符合题意。
故选:D。
5.解析解:
A、根据流体压强和流速的关系可知,在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,故A错误;
B、最早证明大气压强存在的不是托里拆利实验,而是马德堡半球试验,故B错误;
C、菜刀磨得很锋利,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D、是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大,所以拦河大坝建成上窄下宽的形状,故D正确。
故选:D。
6.解析解:中学生的质量约为:m=50kg,
则他对地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
所以他双脚站立时对地面的压强约为:p104Pa。
故选:C。
7.解析解:(1)由图可知,当V甲=1cm3时m甲=8g,当m乙=4g时V乙=4cm3,则
ρ甲8g/cm3,ρ乙1g/cm3,
则;
(2)圆柱体对水平地面的压强:
pρgh,
所以,等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比:
。
故选:B。
8.解析解:因为放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都属于柱形固体,都是由铁制成的实心物体,即ρ相同,且h1<h2<h3,
所以,根据pρgh可知,它们对地面的压强关系为:p1<p2<p3。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
9.解析解:(1)水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的质量相等,根据G=mg可知二者的总重力相等,因为容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,故容器对桌面的压力F甲=F乙,故①错误;
受力面积相同,根据p可知,两容器对桌面的压强相等,即p甲ʹ=p乙ʹ,故④正确;
(2)从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,根据ρ可知ρ甲>ρ乙,因两容器中液体的深度相同,根据p=ρ液gh知,液体对杯底的压强p甲>p乙,故②错误,③正确;
故选:D。
10.解析解:倒入或抽出液体前,p甲=p乙,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由图可知,h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;
A、倒入液体的体积为V甲和V乙,
则倒入后A容器中液面的高度h甲,B容器中液面的高度h乙,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲)=ρ乙gSB(h乙),
ρ甲gSAh甲+ρ甲gSAρ乙gSBh乙+ρ乙gSB,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gV甲<ρ乙gV乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以V甲<V乙,故A错误;
B、倒入液体的高度Δh甲和Δh乙,
则倒入后A容器中液面的高度h甲+Δh甲,B容器中液面的高度h乙+Δh乙,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,
由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲+Δh甲)=ρ乙gSB(h乙+Δh乙),
ρ甲gSAh甲+ρ甲gSAΔh甲=ρ乙gSBh乙+ρ乙gSBΔh乙,
因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gSAh甲>乙gSBh乙,
所以ρ甲gSAΔh甲<ρ乙gSBΔh乙,又因为ρ甲>ρ乙,SA>SB,所以Δh甲<Δh乙,故B正确;
C、抽出液体的体积为V甲和V乙,
则抽出后A容器中液面的高度h甲,B容器中液面的高度h乙,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲)=ρ乙gSB(h乙),
ρ甲gSAh甲﹣ρ甲gSAρ乙gSBh乙﹣ρ乙gSB,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gV甲>ρ乙gV乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以V甲可能大于V乙,也可能等于V乙,也可能小于V乙,故C错误;
D、抽出液体的质量为m甲和m乙,
则抽出后A容器中液面的高度h甲,B容器中液面的高度h乙,
因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲)=ρ乙gSB(h乙),
ρ甲gSAh甲﹣ρ甲gSAρ乙gSBh乙﹣ρ乙gSB,即ρ甲gSAh甲﹣m甲g=ρ乙gSBh乙﹣m乙g,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以m甲g>m乙g,即m甲>m乙,故D错误。
故选:B。
二.多选题(共2题)
11.解析解:气压计的工作原理p内=p外+p液。
A.把气压计从山顶带到山脚,外界气压p外增大,p内基本不变,则p液减小,所以玻璃管内水柱的高度将变小,故A错误;
B.由A可知:把气压计从山顶带到山脚,玻璃管内水柱的高度将变小,瓶内液面下降,在温度不变的情况下,瓶内气体体积减小,压强增大,故B错误;
C.瓶内气体和液体看做一个整体,外界气压增大,瓶底受到的压强变大,故C正确;
D.由B可知:把气压计从山顶带到山脚,玻璃管内水柱的高度将变小,瓶内液面上升,玻璃管内、外液面的高度差变小,故D正确。
故选:CD。
12.解析解:
(1)杯内水的深度:
h=6cm=0.06m,
水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,
根据p可得,水对杯底的压力:
F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N;故AB正确;
(2)已知G水=2N,G杯=1N,
在水平桌面上,杯对桌面的压力:
F′=G水+G杯=2N+1N=3N,
杯对桌面的压强:
p′1000Pa;故C正确,D错误;
故选:ABC。
三.填空题(共4题)
13.解析解:图中750mm高度才是水银柱的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等;
标准大气压下水银柱的高度为760mm,故此时的气压小于标准大气压,水的沸点低于100℃。
故答案为:750;低于。
14.解析解:设甲的质量为m,结合乙的质量是甲质量的可知乙的质量为0.6m,
将甲方叠放在乙长方体上,甲对乙的压强为,
乙对地面的压强为,
两式相比有;
1标准大气压下等于760mmHg产生的压强,如果试管的顶端混入了少量空气,那管内气压与少量空气产生的压强相加等于外界大气压,故测得管内外水银柱的高度差小于760mmHg。
故答案为:15:8;小于。
15.解析解:逃生安全锤有一端设计成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
故答案为:减小;增大。
16.解析解:在做托里拆利实验时,不小心玻璃管中留有小量残余空气,则此时里面空气的压强与水银柱的压强和等于外面大气压,所以通过水银柱的高度计算出的测量值会偏小。
某容器内水面上方的气压为1.5个标准大气压,大于1标准大气压,则容器内水的沸点高于100℃。
故答案为:小于;高于。
四.实验探究题(共3题)
17.解析解:(1)通过上图可以看出,当管内水银柱稳定后,管内外水银面高度差为750mm,故当地大气压相当于750mm水银柱产生的压强。
(2)开始时玻璃管内灌满水银,管内空气全部排出,当灌满水银的玻璃管倒插入槽内,管内水银下降一定高度后停止,此时玻璃管内水银面的上方是真空。
(3)玻璃管倾斜,管中水银柱长度将增大,由于外界的大气压值不变,所以管内外水银面高度差不变。
如果在操作时管中漏进了一个小气泡,则气泡会产生一定的向下的压强,使管中水银柱高度将减小,所以测得的气压值会偏小。
(4)在托里拆利实验中,若将水银换成水,那么外界大气压强会产生约10m高的水柱,因此,玻璃管装满水后倒插在水槽内时,管中的水柱不会下降。
当管顶开一个小孔时,管内的水与外界的大气相通,玻璃管和水槽组成连通器,则管内的水不会从小孔喷出,反而会立即下降,直到液面相平。
故答案为:(1)750;(2)真空;(3)不变;偏小;(4)不会;不会。
18.解析解:(1)根据转换法,实验是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的.使用前用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的气密性;如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)要探究液体压强与密度的关系,要控制深度相同,故应选用乙、丙两图进行对比;
由丙、丁可知,在同种液体中,液体深度相同时,液体压强相同,U形管两端的液面高度差相同,故液体压强与容器的形状无关;
由甲、乙两图可知,液体密度相同,深度不同,U形管两端的液面高度差不同,即压强不同,所以可得出的结论:在同种液体里,液体压强随深度的增加而增大。
A、拦河坝做成上窄下宽,是因为液体的压强随着深度的增加而增加,坝受到的压强较大;
B、飞机机翼做成流线型,是因为流速大的地方,压强小。
故选:A。
故答案为:(1)不漏气;高度差;(2)乙丙;无关;深度;A。
19.解析解:
(1)根据转换法,图中压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷程度来比较的;
(2)通过比较图甲和图乙可知,受力面积相同,乙中压力大,海绵的凹陷程度大,说明压力越大,压力的作用效果越明显;
探究压力的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力的大小不变,通过比较图乙和图丙,说明:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验中主要采用的研究方法是控制变量法;
(4)将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p1和图丁中木板受到的压强p2的大小,因为压力大小和受力面积均相同,所以根据p可知p1=p2;
(5)探究压力的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力的大小不变;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,两块砖对海绵的压力大小不相等,所以他得出的结论是错误的,存在的问题是没有控制压力的大小相等。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力越大;乙;(3)控制变量法;(4)=;(5)没有控制压力的大小相等。
五.解答题(共3题)
20.解析解:(1)水对塑料片产生的压强:
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa,
由p可得,水对塑料片产生的压力:
F水=pS=2500Pa×10×10﹣4m2=2.5N;
(2)因塑料片刚好下落时,塑料片受到水的压强和玻璃管内倒入该液体的压强相等,
所以,p水=p液,即ρ水gh水=ρ液gh液,
则该液体的密度:
ρ液ρ水1.0×103kg/m3=1.25×103kg/m3。
答:(1)水对塑料片产生的压强为2500Pa,压力为2.5N;
(2)该液体的密度为1.25×103kg/m3。
21.解析解:(1)甲的重力:G=mg=6kg×10N/kg=60N,
甲对地面的压力等于自身的重力,则甲对桌面的压力F甲为60N;
(2)将质量为M的物体A放在甲物体上方,甲对桌面压强的变化量为Δp甲,
将物体A浸没在乙容器的水中(水未溢出),水面上升的高度:Δh,
水对容器底压强的变化量为Δp乙=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg,
Δp甲=Δp乙,即1×103kg/m3×10N/kg,
解得物体A的密度ρA=2.5×103kg/m3。
答:(1)甲对桌面的压力F甲为60N;
(2)物体A的密度ρA为2.5×103kg/m3。
22.解析解:
(1)水的深度h=10cm=0.1m,
水对壶底的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)茶壶对桌面的压力F=G总=10N,
茶壶对桌面的压强
p′5000Pa。
答:(1)水对茶壶底部的压强为1000Pa;
(2)茶壶对桌面的压强为5000Pa。
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