内容正文:
备考精练9 压强
题组一 基础知识精练
一、单项选择题
1.(2024·长沙)在一端封闭的塑料管中灌满水,用纸片盖住管口后倒过来,如图所示。纸片和塑料管里的水不会掉下来,是因为( )
A.水受到的重力
B.空气对水的浮力
C.塑料管对纸片的弹力
D.大气压力
2.(2024·广州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若 ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
3.(2024·兰州)小敏利用如图甲所示的高脚玻璃杯做实验,下列说法中不正确的是( )
甲 乙
A.纸板被击打后迅速飞出,鸡蛋却落入杯中,这是因为鸡蛋具有惯性
B.轻敲杯口,听到声音的同时看到水面出现波纹,说明声音是由物体振动产生的
C.改变杯内水量,敲击杯子发声时的音调改变,这是由杯壁的振幅改变引起的
D.用装满水的玻璃杯做如图乙所示的“覆杯实验”,可以证明大气压强的存在
4.(2024·无锡)如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A.同一个人操作
B.液体质量相等
C.操作时间相等
D.金属盒面的中心在液体中的深度相等
5.(2024·深圳)2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月球背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,如图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图。“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,其目的是( )
A.减小压力
B.增大压力
C.减小压强
D.增大压强
6.(2024·新疆)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.36 kg B.0.40 kg C.0.44 kg D.0.48 kg
7.(2024·湖南)下列现象中的“吸”,利用了大气压强的是( )
A.用吸管吸饮料 B.带电气球吸起头发
C.苹果受到地球 D.磁性黑板刷被吸住
的吸引力
8.(2024·福建)如图所示的生产生活实例,利用大气压强的是( )
A.吸盘 B.连通器
C.铅垂线 D.书包带
9.(2024·河南)如图,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2,下列说法正确的是( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是平衡力
C.水杯对木板的压强为D.木板对海绵的压强为10.(2024·乐山)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A B
C D
二、填空题
11.(2024·兰州)小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘外部大气压强 (选填“大于”或“小于”)吸盘内部气压,小雅想要将两吸盘分开,请你为小雅提供一条可行的建议: 。
12.(2024·临夏州)科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面
(选填“上升”或“下降”),说明了 。
三、实验题
13.(2024·齐齐哈尔)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
图1 图2 图3
图4 图5
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵
来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验。
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是控制 相同,改变压力的大小,可以得出结论:
。
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的
是 。
A.书包的背带做得很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为p2。则p1 (选填“<”“=”或“>”)p2。
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
14.(2024·黑龙江)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
甲 乙
丙 丁
(1)安装完实验器材后,小遥发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: 。
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, ,压强越大。
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8 cm,请你计算该处水的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
(5)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论,他的结论是
(选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
四、计算题
15.(2024·新疆)如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5 kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的,将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2,求:
(1)空心砖的重力;
(2)空心砖竖放时对水平地面的压强;
(3)空心砖的材料的密度。
16.(2024·广安)茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(ρ水=1.0×103 kg/m3,
g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
题组二 综合能力提升
一、多项选择题
1.(2024·眉山改编)物理兴趣小组的同学,对如图所示的现象进行讨论,其中正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲图,用吸管喝饮料,瓶里的饮料是被吸上来的
B.乙图,吹气时两纸向中间靠拢,说明流体压强与流速的关系
C.丙图,洗手槽排水管下方设计成U形“反水弯”,利用了连通器原理
D.丁图,停止沸腾的水,浇上冷水后水再次沸腾,说明液面气压减小沸点降低
2.(2024·成都改编)如图,可以用吸管“吸”取杯中的饮料,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A.公路旁用隔音墙“吸”收部分
噪声
B.拔火罐时火罐紧紧吸附在皮肤上
C.化学实验中用胶头滴管“吸”取药液
D.用丝绸摩擦过的玻璃棒“吸”引纸屑
3.(2024·成都改编)物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )
A.用久的菜刀需要磨一磨,是为了增大压强
B.人行盲道有凸起,是为了增大受力面积,减小压强
C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外大气压变大
D.飞机受到升力,是因为机翼上下表面空气的流速不同
4.(2024·自贡改编)下列各项能够用流体压强与流速关系说明的是( )
A.拦河坝设计成 B.向下吹气,乒乓球
上窄下宽 不下落
C.飞机的机翼做 D.用吸管喝饮料
成上凸下平
5.(2024·赤峰)下列选项是对图中物理现象的解释,其中正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.甲图用吸管吸饮料利用了大气压
B.乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C.丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D.丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
6.(2024·齐齐哈尔改编)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.茶壶的壶嘴和壶身内的水静止时,水面相平,利用了连通器的特点
B.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
C.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
7.(2024·成都改编)在“探究液体内部的压强”实验中,实验现象如图所示,U形管内液面的高度差越大,表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙
A.比较甲、乙两图,可得出结论:在同种液体中,深度越深压强越大
B.比较甲、丙两图,可得出结论:在不同液体中,深度越深压强越大
C.比较乙、丙两图,可得出结论:液体密度越小,压强越小
D.比较甲、丙两图,可得出结论:液体密度越大,压强越大
8.(2024·天津改编)小明对我国一些科技成就进行了梳理,如下表所示。在“相关内容分析”中正确的是( )
序号
科技成就
相关内容分析
①
三峡船闸
轮船通行时利用了连通器的特点
②
“玉兔号”月球车
车轮宽大可减小对月球表面的压强
③
神舟飞船返回舱
它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④
国产大飞机C919
机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A.① B.② C.③ D.④
9.(2024·苏州改编)下列现象能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.吹气时纸条向上 B.用吸管喝水
C.将硬币吹进盘中 D.吹气时乒乓球不掉
二、填空、作图题
10.(2024·无锡)生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在 (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为2×10-3 m2,外界大气压为1×105 Pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 力。
11.(2024·齐齐哈尔)如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为F1、F2,则F1 F2;用沿水平方向的力F3、F4分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且容器未倾斜时,则F3 F4。(两空均选填“<”“=”或“>”)
12.(2024·广安)如图所示,请作出静止在水平桌面上的书所受的摩擦力和书对桌面压力的示意图。
三、实验题
13.(2024·乐山)探究“液体压强与哪些因素有
关”的实验中,进行了如下操作:
甲 乙 丙 丁
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性 (选填“好”或“差”);
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面高度差来判断,这种研究问题的方法是 ;
(3)比较 、 两图可知,液体压强与液体深度有关;
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体 有关;
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示可判断出A杯中盛有
(选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向
(选填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。
14.(2024·盐城)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气
的关系。
【收集证据】
甲 乙
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止
。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤3,多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图像。
【交流结论】
(1)若小气球半径R1=2 cm,大气球半径R2=4 cm,则它们相连通后空气将向半径 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 种。
四、计算题
15.(2024·河北)A为质量分布均匀的长方体物块,质量为300 g,棱长如图甲所示。B为内部平滑的圆柱形薄壁容器,底面积为300 cm2,高为15 cm,如图乙所示。A、B均静置于水平地面上。水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。
甲 乙
(1)求A的密度;
(2)图甲中A对地面的压强为p1,将A放入B后,B对地面的压强为p2,且p1∶p2=5∶2,求B的质量;
(3)将A放入B后,向B中缓慢加水,在A对B底部的压力恰好最小的所有情况中,分析并计算水对容器底部的最小压力。
16.(2024·长沙)有一个质量为4 kg,底面积为500 cm2的足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上。g取10 N/kg。
(1)容器受到的重力是多大?
(2)容器对水平地面的压强是多大?
(3)科技小组利用这个容器来研究物体的浮沉,他们将同种材料制成的不吸水的正方体A和长方体B放在容器中,如图甲所示。向容器内缓慢加水,A、B始终保持竖直,水深h与加水体积V的关系如图乙所示。当水深为3h0时,取出其中一个物体,水面下降2 cm。当水深为3h0时,水对容器底部的压强是多少帕?(不考虑取出物体的过程中带出的水,ρ水=1.0×
103 kg/m3)
甲 乙
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备考精练9 压强
题组一 基础知识精练
1. D 2. D 3. C 4. D 5. C 6. B 7. A 8. A 9. C 10. B
11. 大于 在吸盘上戳一个小孔(答案合理即可)
12. 上升 流速越大的位置压强越小
13. (1)凹陷程度 不可以 (2)受力面积 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 (3)A (4)= (5)没有控制压力的大小相同
14. (1)拆除软管重新安装 (2)不属于 (3)深度越大 (4)800 错误 没有控制液体的深度相同
15. (1)15 N (2)3 000 Pa (3)2 g/cm3
【解析】(1)G=mg=1.5 kg×10 N/kg=15 N。
(2)空心砖放在水平地面上,压力F=G=15 N,接触面积S=50 cm2=5×10-3 m2;压强p===
3 000 Pa。
(3)根据压强公式p=可知,空心砖平放、侧放、竖放于水平地面上时,物体对地面压力相等,接触面积之比等于压强的反比,故三个面积之比为 ∶ ∶ =3∶2∶1;竖放时面积为50 cm2,则侧放面积为100 cm2,平放面积为150 cm2,但平放时底面有 的面积是空心孔,故整个底面(含空心孔)的面积为150 cm2÷=200 cm2,整个砖块(含空心孔)的体积为
V=abc== cm3=1 000 cm3
空心部分占了,故材料部分体积为1 000 cm3×=
750 cm3;
空心砖块材料的密度为ρ===2 g/cm3。
16. (1)1 200 Pa (2)1.4 kg
【解析】(1)壶中水的深度h=12 cm=0.12 m。
水对茶壶底的压强
p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa
(2)m壶=600 g=0.6 kg,S=100 cm2=10-2 m2,
水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,p底S=
0.6(m水+m壶)g,
可以写成ρ水ghS=0.6(m水+m壶)g,
m水=-m壶=-0.6 kg=
1.4 kg
题组二 综合能力提升
1. BCD 2. BC 3. AD 4. BC 5. ABC 6. AC 7. AC
8. ABD 9. ACD
10. 平整 200 摩擦力
11. = >
12. 如图所示
13. (1)差 (2)转换法 (3)甲 乙 (4)密度 (5)水 上
14. 【明确思路】压强
【收集证据】(1)橡胶管脱落 (2)夹住 (3)注射器
【交流结论】(1)大 (2)3
15. (1)0.75×103 kg/m3 (2)600 g (3)11.25 N
【解析】(1)A为质量分布均匀的长方体物块,质量为300 g,其体积为VA=8c m×5 cm×10 cm=400 cm3,则A的密度为ρA===0.75 g/cm3=0.75×103 kg/m3。
(2)A对地面的压力等于自身的重力,则A对地面的压强为= = = B对地面的压力等于自身的重力加A的重力,则B对地面的压强为p2= = =,
因p1∶p2=5∶2,则 ∶=5∶2,即
∶ =5∶2
代入数据,∶=5∶2,
解得mB=600 g。
(3)将A放入B后,向B中缓慢加水,因A的密度小于水的
密度,当A刚好漂浮,即F浮=GA=mAg=0.3 kg×10 N/kg=
3 N时,A对B底部的压力恰好为0;
当长方体底面积最大时,水的深度最小,此时水对容器底部的压力最小;
由图可知,最大底面积为SA=0.08 m×0.1 m=0.008 m2,
根据阿基米德原理可知,容器中水的最小深度(此时A浸入水中的深度)
hmin=h浸min===0.0375 m
则水对容器底部的最小压强
pmin=ρ水ghmin=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.037 5 m=375 Pa,
由p=可知水对容器底部的最小压力为
Fmin=pminSB=375 Pa×300×10-4 m2=11.25 N
16. (1)40 N (2)800 Pa (3)3 000 Pa或1 500 Pa
【解析】(1)容器受到的重力
G=mg=4 kg×10 N/kg=40 N
(2)容器对水平地面的压力等于其重力,即F=G=40 N,底面积S=500 cm2=0.05 m2,
容器对水平地面的压强p===800 Pa。
(3)由题意及图像可知,B浸没或漂浮时均有hB=2hA,注水体积由0~3V0的过程中,有
(S容-SA-SB)h0=3V0……①
注水体积由3V0~7V0的过程中,有
(S容-SB)h0=7V0-3V0……②
注水体积由7V0~12V0的过程中,有
S容h0=12V0-7V0……③
联立①②③解得SA=SB=S容=100 cm2,
由此可知正方体A棱长l=10 cm;
取出其中一个物体时,ΔV排=S容·Δh=500 cm2×2 cm=1 000 cm3=VA=VB;
①若ρ物≥ρ水,则B浸没,由ΔV排=VA可知,取出的物体为A,h0为A的高度,h0=l=10 cm,
水对容器底部的压强为
p=ρ水g·3h0=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×0.1 m=
3 000 Pa
②若ρ物<ρ水,则B漂浮,由ΔV排=VA=VB可知,取出的物体为B,
由图可知A浸入水中的深度为h0′,B浸入水中的深度为2h0′,
由于ΔV排=SB·2h0′,即1 000 cm3=100 cm2×2h0′,
解得h0′=5 cm,水对容器底部的压强为
p=ρ水g·3h0′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×0.05 m=
1 500 Pa
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