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第一部分 教材考点总复习
第9单元 压强
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(1)固体压强
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探究影响压力作用效果的因素
1.(2024·滨州)“做中学”是一种重要的学习方法,小滨利用质量可忽略不计的塑料瓶开展实践体验活动。
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(1)装满水的塑料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,瓶子对桌面压力的大小等于瓶子所受重力的大小,这是因为瓶子所受的重力和桌面对瓶子的支持力是一对 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对
力。小滨发现塑料瓶对桌面的压力作用效果不明显,于是他拿来了容易发生形变的海绵继续体验。
(2)将装满水的塑料瓶先后正放、倒放在相同的海绵上,如图乙、丙所示,塑料瓶对海绵的压力F正 (选填“>”“<”或“=”)F倒,观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 有关。
平衡
相互作用
=
受力面积
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(3)在塑料瓶侧壁上下不同位置钻两个小孔,取下瓶盖,观察到水从小孔喷出的现象如图丁所示,此现象表明:同种液体内部压强的大小与液体的 有关。再次拧紧瓶盖,会看到小孔 (选填“A”“B”或“A和B”)立即停止出水,这是因为 的存在。
(4)塑料瓶停止出水后,再次将塑料瓶正放在海绵上,与图乙相比,会观察到海绵的形变程度更不明显,用这个规律可以解释的事例是 。
A.限制货车超载
B.铁轨下面铺放枕木
C.破窗锤的敲击端做成锥状
深度
A和B
大气压强
A
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压力与压强
2. (2023·滨州)如图所示,重为20 N,棱长为10 cm的正方体物块放在水平桌面上,在10 N的水平拉力F作用下,5 s内沿水平方向匀速移动了50 cm,则物块对水平桌面的压强为 Pa,水平拉力F做功的功率为 W。
2 000
1
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3.(2023·泰安)如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5 N,B重40 N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为FA和FB。物体A和物体B的密度分别是ρA和ρB,下列说法中( )
①FA∶FB=1∶9 ②FA∶FB=1∶8
③ρA∶ρB=27∶8 ④ρA∶ρB=9∶8
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
A
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改变压强的方法
4.(2022·烟台)如图所示的实例中,为了减小压强的是( )
B
A.图钉尖做得很尖 B.铁轨铺在路枕上 C.斧头刃做得很薄 D.推土机土铲做得很锋利
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5. (2023·威海)如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成,若想提高每一次的碾压效果,可以怎样改进工具,请写出两种方法: ; ____________________________。
增大碾盘的质量 减小碾盘的受力面积
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6. (2024·临沂)小小卷笔刀,处处皆学问。对如图所示卷笔刀的分析,正确的是( )
A.摇柄的粗糙条纹是为了减小压力
B.底部的橡胶软垫是为了减小摩擦
C.刀片薄薄的刀刃是为了增大压强
D.透明储屑仓设在下方与惯性有关
C
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压强的计算
7.(2023·济南)一箱某品牌酱油放在水平地面上,如图所示。其包装箱上标识的相关名词含义如下:“规格”是每瓶内酱油的体积×包装箱内酱油的瓶数;“净重”是包装箱内所装酱油的总质量;“毛重”是包装箱及其内部所有物品的总质量;“体积”是包装箱的长度×宽度×高度。请根据包装箱上标识的内容,g取10 N/kg,通过计算回答:
(1)该箱内所装酱油的密度是多少?
(2)这箱酱油对地面的压强是多少?
(1)1.15×103 kg/m3 (2)1 000 Pa
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【解析】(1)由包装箱上标识的相关名词可知,箱内共装12瓶酱油,酱油的总体积V=800 mL×12=9 600 mL=9 600 cm3=9.6×10-3 m3
该箱内所装酱油的密度
ρ==≈1.15×103 kg/m3
(2)这箱酱油总重力 G=m毛g=12 kg×10 N/kg=120 N
因为放在水平地面上,所以对地面的压力 F=G=120 N
受力面积 S=60 cm×20 cm=1 200 cm2=0.12 m2
这箱酱油对地面的压强 p===1 000 Pa
A
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8.(2021·青岛)水平餐桌上有一瓶未开启的矿泉水,瓶身上标有“净含量330 mL”的字样,小明拿起瓶子时发现方格桌布上留有环形印迹,他想利用学过的物理知识估算一下压强值。桌布上每个正方形小格的边长为1 cm。他先利用方格桌布一角测出了水深,示意图如图甲所示,又数出了印迹占有多少个小格(不满一格时,大于半格的算一格,小于半格的不算)。印迹示意图如图乙所示。瓶子的质量忽略不计。求:
(1)瓶底受到的水的压强;
(2)这瓶水对方格桌布的压强。
(1)1.3×103 Pa (2)2.2×103 Pa
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(2)液体压强
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液体压强
1.(2024·临沂)水平桌面上的两个相同的烧杯中盛有两种不同的液体,两个相同的物块在液体中静止时两液面相平,如图所示。下列选项中的物理量相等的是( )
A.两物块底部受到的压力
B.两物块排开液体的质量
C.两液体对烧杯底的压强
D.两烧杯对桌面的压强
B
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2.(2024·枣庄)我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,受到( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强不变,浮力增大
C.压强增大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
C
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3.(2024·烟台)(多选)质量相等的甲、乙两个圆柱形容器静止在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,容器中分别装有质量相等的液体A和液体B,且液面相平。当将质量相等的实心物块M、N分别放入两容器后均沉底,如图所示,此时甲容器对桌面的压强和压力分别为p1和F1,乙容器对桌面的压强和压力分别为p2和F2。若液体A、B的密度分别为ρA和ρB,物块M、N的密度分别为ρM和ρN,则下列关系式一定正确的是( )
A.p1<p2 B.F1>F2
C.ρN>ρA D.ρM>ρB
AC
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连通器
4.(2023·济宁)如图所示的装置中,A、B是一段内径粗细不同的玻璃管,它与蓄水容器相连,在玻璃管较粗和较细的部分,各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是A、B玻璃管内同一水平线上的两个点,分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,根据 原理,两竖直细玻璃管内水面是相平的;打开阀门K,水流出过程中,M点的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)N点的压强。
连通器
小于
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5.(2023·聊城)如图是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用________ (选填“红外线”或“紫外线”)实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了 原理。
红外线
连通器
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探究影响液体压强的相关因素
6.(2023·东营)如图1是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)组装好压强计,将探头放入液体之前,发现压强计U形管两侧液面已存在高度差,接下来的操作是 。
A.从管中倒出适量液体 B.取下软管重新组装
B
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(2)调试好压强计后开始实验,把探头放进液体中,进行不同操作,记录的相关数据如下表所示:
序
号 容器液体种类 探头的朝向 探头在液体中深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 水 向下 4 3.9
2 水 向右 4 3.9
3 水 向上 4 3.9
4 水 向左 4 3.9
5 水 向下 8 7.8
6 水 向下 12 11.7
7 浓盐水 向下 8 8.6
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a.比较第1、2、3、4组数据,可得出结论:
_________________________________________________________ 。
b.比较第1、5、6组数据,可得出结论:
_____________________________________________________ 。
c.比较第 组数据,可得出结论:液体压强与液体的密度有关。
在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强相等
在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
5、7
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(3)有同学提出,如果不使用压强计,选用一个较深的容器,用隔板分成左右两部分,边缘密封好,在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封,也可探究液体压强是否与液体的密度有关。请利用此装置设计实验,写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】自制的带隔板容器(如图2)、水、硫酸铜溶液。
【实验步骤】 。
【分析与论证】 。
在隔板两侧分别倒入水和硫酸铜溶液,并使水和硫酸铜溶液的深度相同
观察薄橡皮膜的形状是否变化,如果橡皮膜向一侧突出,
则说明液体压强与液体的密度有关
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液体压强的计算
7.(2024·滨州)“水能载舟,亦能覆舟”出自《荀子·哀公》,它告诉我们人民才是社会的主人!从物理学角度来说,浸在水中的物体,当排开水的体积不同时,浮力和压强会发生怎样的变化呢?为了探究这个问题,某小组设计如下实验进行探究。
如图甲所示,质地均匀的长方体物体,质量为1 kg,底面积为1×10-2 m2,竖直放入水平桌面上的薄壁圆柱形容器(筒壁厚度不计)内
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg),求:
A
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(1)物体对容器底部的压强。
(2)向容器内注入2 cm深的水,物体不会倾斜,也没有浮起,如图乙所示,求水对容器底部的压强。
(3)现不断往容器内注水,当注水深度为物体高度的一半时,物体对容器底部的压力刚好为0,如图丙所示,求物体的密度。
(4)在容器内继续注入适量的水,物体静止时如图丁所示,将露出水面的部分切去,待剩余部分再次静止后,请推理说明水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌的大小有何关系。
(1)1 000 Pa (2)200 Pa (3)0.5×103 kg/m3 (4)水对容器底部压强的变化量Δp水与容器对桌面压强的变化量Δp桌相等
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【解析】(1)无水时,物体对容器底的压力等于其重力,即F=G=mg=1 kg×10 N/kg=10 N
压强p===1 000 Pa。
(2)水深度为2 cm=0.02 m,再根据液体压强公式得:
p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.02 m=200 Pa。
(3)当水深为物体高度一半时,压力为0,则此时浮力等于重力。根据阿基米德原理,所受浮力为:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物,
而物体重力为G物=m物g=ρ物gV物,根据二力平衡,浮力等于重力,得到ρ水gV物=ρ物gV物,故ρ物=ρ水=0.5×103 kg/m3。
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(4)将物体露出水面部分切去,切去其中一半,即切去质量为m=0.5 kg。假设容器底面积为S,则容器对桌面压强的变化量Δp桌=。当物体切去一半后,剩下的一半仍漂浮,故排开液体质量与剩余物体质量相等,均为0.5 kg,即排开液体质量也为m=0.5 kg;排开液体质量变化量Δm排=m=
0.5 kg;则由ΔV排=,水面高度变化量Δh==;则水对容器底部压强的变化量Δp水=ρ水gΔh=
ρ水g=。因此Δp桌=Δp水。
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(3)大气压、流体压强与流速的关系
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大气压的应用
1.(2023·滨州)如图所示的实例中,能利用大气压强解释的是( )
C
A.轨道铺在枕木上 B.锅炉水位计显示水位 C.用吸管吸饮料 D.自制喷雾器喷雾
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2.(2023·济南)(多选)如图为鱼缸中的电动过滤增氧泵的原理图。电动机带动水泵的叶轮旋转把水从进水口吸入,从喷水口中快速喷出,空气就会从进气管进入水中,随水流一起从出水口流出。下列说法正确的是( )
A.水从进水口进入水泵,主要利用了大气压
B.水从水泵中快速甩出来,水泵对水做了功
C.喷水口越狭窄,进气管底端的压强就越小
D.增氧泵工作时,把电能转化为水的机械能
ABCD
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流体压强与流速的关系
3.(2023·威海)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 (选填“A”“B”或“C”)。
连通器
C
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4.(2024·临沂)2024年1月29日,世界首款四座氢内燃飞机原型机成功首飞。如图所示,正在匀速升空的原型机( )
A.机身由密度较大的材料制成
B.所受空气的浮力等于自身重力
C.机翼下方的空气流速比上方的小
D.机舱外的大气压强越来越大
C
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$$