内容正文:
2025年中考一轮复习——力学
第三讲 压力和压强
一、知识梳理
考点1:压力和压强
1.压力
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力.
(2)产生条件:物体相互接触并挤压.
(3)压力与重力:压力与重力是两种不同的力,它们之间既有区别又有一定的联系。
(4)压力的作用效果
a.使物体发生形变
b.影响压力作用效果的因素:压力大小、受力面积
2.压强
(1)定义:物体单位面积上受到的压力叫做压强.
(2)公式:P= F是压力,S是受力面积,P是压强. 变形公式:F = PS, S=
⑶单位:帕斯卡,简称帕(Pa) , 1Pa=lN/m2.
(4)意义:压强是表示压力作用效果的物理量。
3.增大或减小压强
(1)增大压强的方法:
①保持受力面积不变,增大压力.
②保持压力不变,减小受力面积.
③同时增大压力和减小受力面积.
(2)减小压强的方法:
①保持受力面积不变,减小压力.
②保持压力不变,增大受力面积.
③同时减小压力和增大受力面积.
考点2柱状固体的圧强
对于规则柱形物体(体积=底面积✖高 ,如圆柱体、长方体、立方体等)压在水平面上时有另一计算压强公式:
考点3 液体压强
1.液体压强的产生原因:由于液体受到重力作用,并且具有流动性.
2.特点:
(1)液体对容器底部和容器侧壁都有压强.
(2)液体内部向各个方向都有压强.
(3)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等.
(4)液体内部的压强只与液体密度和深度有关
3.影响因素:
(1)液体内部的压强只与液体密度和深度有关
a.同种液体,深度越深,压强越大.
b.在深度相同时,液体的密度越大,压强越大.
(2)跟液体的质量、重力体积以及容器的形状、底面积均无关.
4.公式:
ρ液表示液体的密度,单位为kg/m3
P=ρ液gh h表示液体深度,单位为m
P表示压强,单位为Pa
5.适用条件
P=ρ液gh适用于所有液体压强计算
6.液体压强计
(1)作用:测量液体内部压强的仪器.
(2)构造;U形管,橡皮管,探头(主要由金属盒蒙上薄橡皮膜构成)三部分组成。
(3)原理:放在液体里的探头上的薄橡皮膜受到液体压强的作用发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差,液面高度差的大小反映了薄橡皮膜所受压强的大小。使用之前要先检查装置的气密性
7.连通器:
(1)定义:上端开门,下部相连通的容器
(2)原理:连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平
(3)应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
8.液体重力与对底面压力关系
在底面积相同的甲乙丙容器中加入相同质量的水,
a.比较液体对容器底部的压强p甲,p乙,P丙的大小
b.比较液体对容器底部的压力 F甲,F乙,F丙的大小
c.比较甲乙丙中液体对容器底部的压力和液体重力的关系,F与G
分析:
a.由图可知,液体深度 h甲>h乙>h丙,由 P=ρ液gh 得出p甲> p乙>P丙。
b.由 F=PS,得出F甲>F 乙>F丙
c .
小结:
计算液体对容器底的压力和压强问题
一般方法: (一) 首先确定压强P=ρ液gh; (二)其次确定压力 F=pS
特殊情况: 压强: 对直柱形容器可先求 F 再用p=F/S
压力:①作图法 ②对直柱形容器F=G
例题:
1.三种不同容器在不同情况下压强大小的比较(3种容器底面积相同,3种容器质量相等)
①分别装入相同质量的同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
②分别装入相同高度的同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
③分别装入相同质量相同高度的不同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
考点4大气圧强
1.气体压强产生原因:气体受到重力并且具有流动性。
2.证明大气压存在的实验:
(1)马德堡半球实验:
(2)覆杯实验、瓶子吞鸡蛋、吸管吸饮料。
3.大气压测量——托里拆利实验:
(1)一只手握住玻璃管中部,在管内灌满水银,排出空气,用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里,待开口端全部浸入水银槽内时放开手指, 将管子竖直固定,当管内水银液面停止下降时,读出此时水银液柱与水槽中水平液面的竖直高度差,约为760mm。
(2)逐渐倾斜玻璃管,发现管内水银柱的竖直高度不变.
(3)继续倾斜玻璃管,当倾斜到一定程度,管内充满水银,说明管内确实没有空气,而管外液面上受到的大气压强,正是大气压强支持着管内760mm高的汞柱,也就是大气压跟760mm高的汞柱产生的压强相等。(不用水等其它液体的原因是液柱的高度会很大,水的话需要10.3米的水)
(4)用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验(或同时做,把它们并列在一起对比),可以发现水银柱的竖直高度不变.说明大气压强与玻璃管的粗细、长短无关。(控制变量法)
(5)通常人们把高760毫米的汞柱所产生的压强,作为1个标准大气压,符号为latm (atm 为压强的非法定单位),latm的值约为1.013xl05Pa
推导:po=p水银 gh=13.6xl03kg/m3x9.8N/kgx0.76m≈1.013x105Pa
托里拆利实验注意事项:
①托里拆利实验时,若管内有少许空气,水银柱高度将改变,实验结果 (“偏大”, “偏小”“无影响”).
②玻璃管倾斜,液柱变长,但垂直高度不变,对实验结果 (“偏大”,“偏小”严无影 响”).
③玻璃管向上提或下压,液柱不变,对实验结果 (“偏大”,“偏小”,”“无影响”).
④水银槽中水银的多少对实验结果 (“偏大”,“偏小”,”“无影响”)。
⑤玻璃管的粗细对实验结果 (“偏大”,“偏小”,”“无影响").
⑥不小心玻璃管顶部弄破,会出现什么现象?像喷泉一样喷出吗?
⑦不小心弄破玻璃管侧面,会出现什么现象?
4.气压与高度的关系:海拔越高,大气压越小
5.气压与沸点的关系: 液体的沸点随着气压的减小而减小,随气压增大而增大
6.气压与温度的关系: 气压随温度增大而增大高度越高,温度越低,气体密度越小,所以高度和天气影响的根本原因就是温度和密度
7.气压的影响因素: 温度,气体的密度,天气
气压与温度和密度成正比
考点5气压建模
1.下列各图装置均处于静止状态。设大气压强为P₀,用水银封闭一定量的气体在玻璃管中,求封闭气体的压强P。
2.连通器原理:同种液体在同一高度压强相等
考点6 流体圧强与流速的关系
1.流体:气体和液体具有很多相似的性质,人们常常将它们统称为流体.
2.流体压强与流速的关系:事实表明,流体流速越大的位置,压强越小.
液体:打开水龙头,使自来水流过如图所示的玻璃管,由于一定时间里流过a、b、c处的水量是相等的,而b处的水管较细,所以b处的流速一定比a、c两处的流速大。从图可以看出b处竖直水柱的高度较小,表示b处的压强较小。
3.应用
(1)飞机升力:飞机机翼上方的空气流速较快,压强较小;下方空气流速较慢,压强较大。 这样机翼上下表面就存在压强差,因而有压力差,于是就产生了向上的升力.
(2)列车站台上的安全线要求列车驶过时,旅客必须站在安全线外,以保证人体与列车间 有足够的距离。
⑶两船并排同向行驶,两船距离不能太近.
(4)飞机逆风更容易起飞。
考点7 活塞实验
老师设计了一个探究活动 估测大气压的值。教材中所选取器材包括量程为2mL注射器1只、量程为10N弹簧测力计1只。实验装置如图1所示。
图1
利用注射器估测大气压值的实验装置图,在设计实验步骤时,教材上明确标出
(1) 把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,排净针筒中的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔.从理论上分析可知,注射器中的空气不可能完全排净,至少注射器针筒的尖端部分还有一小段空气柱,针筒中无法出现理想的真空状态,也是造成所测大气压的值比标准大气压值偏小的主要因素。
(2) 当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数F与大气对活塞的压力近似相等。事实证明,此时弹簧测力计对注射器活塞拉力大小与大气对活塞的压力大小相比较差别很大, 直接造成了所要测量的大气压值与标准大气压存在很大误差。(针筒与活塞之间的摩擦力)
表1 原教材实验方案的数据记录与分析处理
大气对活塞
注射器的
针筒上全部
活塞的横截
大气压的值
的压力F/N
容积V/mL
刻度长度L/cm
面积S/m'
p/Pa
9. 6
2
3.18
6. 3 X 10-5
1. 52 X 105
表1是笔者和学生一起按照教材上方法进行实验,并收集的数据。---84 -2014年第5期 物理通报 物理实验
由表格中的数据不难看出,按教材上设计的方案测出的大气压值约为标准大气压值的1.5倍。 从理论上说,注射器中尖端部分残留的少量空气只会造成所测大气压值偏小,显然与上面 实验结论不相符。因此,只有针筒与活塞之间的摩擦力才是造成所测大气压值偏大的主要原因。
二、题型练习
题型一:压强基础
1.(2024秋•镇海区校级期中)关于压力和压强概念的理解,下列说法正确的是( )
A.压强就是压力与受力面积之比
B.放在水平面上的物体,物体越重,压力越大,所以对水平面的压力就是重力
C.压力的方向与重力的方向相同,总是竖直向下的
D.根据压强公式p可知,压强的大小与压力大小成正比
2.(2024春•临海市期末)如图所示是共享自行车的标志,由人、自行车和道路三种元素组成,寓意绿色出行。关于人在水平路面上骑行自行车时的说法,正确的是( )
A.轮胎上的花纹是为了减小摩擦
B.坐垫一般较宽是为了减小压强
C.坐垫对人的支持力和人对坐垫的压力是一对平衡力
D.停止骑行后自行车还会向前运动是受到了惯性的作用
3.(2024秋•鄞州区期中)缙云烧饼名扬海外,如图是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的( )
A.压力变小 B.压力变大 C.压强变小 D.压强变大
4.(2024春•椒江区期末)下列做法中为了减小压强的是( )
A.滑冰鞋冰刀的刀刃很薄
B.滑雪板做得又宽又长
C.切皮蛋时用细绳
D.图钉的尖端制作得很尖
题型二:固体压强
5.(2024秋•镇海区校级期中)人在行走、站立、平躺及负重等不同状态时,对水平地面的压强大小不同,如图所示,甲、乙分别表示中学生正常行走时和负重时压强p与受力面积S的情况,已知中学生的体重约为50kg,则下面根据图像判断乙中人的状态及负重物体的质量最符合实际的是( )
A.行走80kg B.平躺20kg C.站立50kg D.站立30kg
6.(2024•宁波自主招生)如图所示,a、b是两个不同的实心圆柱体,其中的a高度小于b,a的底面积大于b,而他们对地面的压强正好相等,则下列判断正确的是( )
A.因为a的高度比较小,所以a的密度大
B.因为a的质量比较大,所以a的密度大
C.因为a的底面比较大,所以a的密度小
D.因为a的体积比较大,所以a的密度小
7.(2024春•武义县期末)如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= ,水平推力F甲:F乙= 。
8.(2023秋•宁波期末)厚为10cm、质地均匀的长方体物块放在水平地面上。若沿如图所示的斜面将物块切成完全相同的两块,把这两块水平分开后依然平放在水平地面上,它们对地面的压强分别为600Pa和1800Pa,则未切割时此长方体物块对地面的压强为 Pa,物块的密度为 kg/m3。
9.(2023秋•宁波期末)如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放置在水平桌面上,它们的边长之比l甲:l乙=2:1。将乙叠放在甲上方时,物块甲对桌面的压强为p1,拿走物块乙,甲对桌面的压强为p2,已知p1:p2=4:3。回答下列问题。
(1)甲、乙两个正方体的重力之比G甲:G乙= ;
(2)若将甲叠放在乙上方时,物块乙对桌面的压强为p3,则p3:p1= 。
题型三:液体压强
10.(2024•舟山模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲=F乙,p甲>p乙
11.(2024•杭州模拟)水平桌面上的塑料容器装满水,把一个铁球从刚接触水面的位置处由静止释放,铁球便开始向下运动。从铁球刚开始释放到刚碰底这段过程,水对容器底压力F随时间t变化的大致图像是(忽略杯中水的流动对F的影响)( )
A. B.
C. D.
12.(2023秋•海曙区校级期末)如图所示,一上面开口的圆柱形容器内盛有一定质量的水。容器底部开一个小孔,水从小孔中流出。下列图象中正确反映容器中水对容器底的压强p随时间t变化关系的是( )
A. B.
C. D.
13.(2024春•嘉兴期末)有甲、乙两个材料不同、厚度与质量相同的圆柱形容器,向其内加水至相同高度(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力小于乙
B.甲容器对桌面的压力大于乙
C.甲容器底部受到水的压强比乙小
D.甲容器底部受到水的压强比乙大
14.(2024春•西湖区期末)如图所示,两只容器分别盛有相同高度的浓盐水和水,在①、②、③三点处,液体产生的压强( )
A.①处最大 B.②处最大
C.③处最大 D.①②③三处一样大
15.(2023•宁波模拟)将两个容器放在水平面上倒入如图所示不同液体甲、乙,已知ρ甲>ρ乙,若继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,则下列图像中能正确表示容器底部受到的压强p与高度△h的关系是( )
A. B.
C. D.
16.(2023春•平湖市期末)如图所示,小明用如图容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中可能符合事实的是( )
A. B.
C. D.
17.(2023秋•江北区校级期中)在水平桌面上,放置一个从左至右,管口口径依序变大的盛水连通管。今在三管管口上各放置与管口口径相同的甲、乙、丙三活塞,活塞与管壁、水面完全密合且可以在管壁上自由滑动,忽略活塞与管壁间的摩擦力,当三活塞达到静止平衡时,三管内的水面齐高,如图,则关于活塞甲、乙、丙的重力大小关系,下列何者正确( )
A.G甲<G乙<G丙 B.G甲>G乙>G丙
C.G甲=G乙<G丙 D.G甲>G乙=G丙
18.(2024秋•镇海区校级期中)如图甲所示,一底面积为200cm2的薄壁柱形容器放在水平桌面上,现向该容器中注入某种液体,直到容器刚好注满时停止,此过程中薄壁容器对水平桌面的压强p与注入液体深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该薄壁容器重5N
B.注入液体的密度为0.6g/cm3
C.该薄壁容器对水平桌面的压力先不变,后变大
D.该薄壁容器的高度为5cm
19.(2024春•余杭区期末)为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为40厘米2,瓶盖面积为8厘米2,并将瓶子装满550毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)正放时水对瓶底的压力为F1,倒放时水对瓶盖的压力为F2。则F1 F2(选填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
20.(2023秋•镇海区校级期末)如图所示的三个容器中分别装有酒精、清水与盐水,它们对容器底部的压力相等,则所装三种液体中,质量m酒精、m清水、m盐水的大小关系是 。
题型四:大气压及其测量
21.(2023秋•海曙区期末)科学是一门以实验为基础的学科,关于下列实验的说法正确的是( )
A.甲实验在同一深度改变橡皮膜的朝向,U形管两侧液面高度差变大
B.乙实验将玻璃管略微倾斜会导致水银面高度低于 760mm
C.丙实验将简易气压计从山底带到山顶,玻璃管内液面会上升
D.丁实验为使烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,向外拉动活塞,可增大气压,降低沸点
22.(2023秋•滨江区校级期中)青藏铁路建成后,乘高原列车去西藏旅游的人越来越多。与普通列车相比,高原列车内还配有供氧系统和医疗应急系统,这样做是因为高原上( )
A.大气压强小,空气中含氧量大
B.大气压强大,空气中含氧量大
C.大气压强小,空气中含氧量小
D.大气压强大,空气中含氧量小
23.(2023秋•钱塘区期中)如图所示,把一根两端开口的细玻璃管通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生如表所示的变化,根据实验现象,下列判断中,错误的是( )
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/厘米
5
5.3
5.7
6
6.3
A.水柱高度h增大,说明大气压减小
B.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内、外的气体压强差越大
24.(2024秋•杭州期中)科学源于生活又高于生活,生活中的许多现象往往隐含着科学道理。小李细心地注意到一个有趣的现象,请你帮他解答:如图,一根试管竖直放置,5cm长水银柱封住一部分气体,那么气体的压强为(1标准大气压等于760mmHg)( )
A.76cm水银柱 B.71cm水银柱
C.81cm水银柱 D.86cm水银柱
25.(2023秋•平湖市期末)
高压锅是一种密闭的加热容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的控制。已知图甲的高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。水的沸点跟气压的关系图像如图乙所示。下列选项正确的是(大气压值取1.0×105Pa)( )
A.该高压锅内的最大压强为1.8×105Pa
B.用该高压锅烧水,水温最高可以达到115℃
C.可以通过减小限压阀的质量,来提高锅内水的沸点
D.用该高压锅在高山上和山脚煮熟食物的效果一样
26.(2024秋•杭州期中)下列事例中,不是利用大气压的是( )
A.我们吸气时将新鲜空气吸入肺里
B.用活塞式抽水机抽水
C.茶壶盖上要开一个小孔
D.用高压锅煮饭
27.(2024秋•慈溪市期中)据报道,我国已制造出“世界上最快的高速列车(如图),运行速度可达380km/h。这种列车进站速度要比普通列车大一些。为避免候车乘客被“吸”向火车的事故发生,站台上的安全线与列车的距离也要更大些。这是因为列车进站时车体附近( )
A.气流速度更大、压强更小
B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强更大
D.气流速度更小、压强更小
28.(2024秋•湖州期中)小科做了如图所示的一个装置,两端都开口的直玻璃管插入瓶塞中,瓶塞与瓶口及玻璃管之间密封良好,直玻璃管的下端套有一个小气球。当小科将装置从山下带到海拔较高的山上时,小气球发生的变化是( )
A.不会发生变化 B.鼓起一些
C.变瘪一些 D.先变瘪后鼓起
29.(2024秋•镇海区校级期中)公元前4世纪,亚里士多德提出“自然界厌恶真空”的观点,即自然界不存在真空,如果有真空的话,就有水、气来填补。17世纪托里拆利提出大气受到重力作用存在压强的观点。下列现象可分别佐证亚里士多德和托里拆利观点的是( )
①用胶头滴管“吸”液体
②两船并行相“吸”碰撞
③抽水机只能将水“吸”到约10米高
④两光滑铅块压紧后“吸”住
A.①和③ B.①和④ C.④和②③ D.④和①③
30.(2023•柯桥区模拟)某同学自己设计了一个粗测大气压强的实验:把两个橡胶皮碗对在一起,用力挤出中间的空气,如图所示,把皮碗悬吊起来,在皮碗下挂重物,逐渐增加所挂的重物,测出最多能挂的物重G,再测出此时皮碗的直径d,皮碗的重忽略不计,则根据这些数据计算大气压p的公式是( )
A.p B.p C.p D.pπd2G
31.(2024秋•拱墅区校级月考)将装满水的量筒口朝下浸入水中,慢慢将量筒提升,在量筒口没有离开水面之前,量筒内水面位置将( )
A.逐渐降低,但始终高于筒外水面
B.逐渐降低,保持与筒外水面相平
C.不降低,充满整个筒子
D.无法判断
32.(2023秋•东阳市期末)下列关于四个现象的说法中正确的是( )
A.甲图,“拔罐”既能说明大气有压强,又能说明人体内部有压强
B.乙图,马德堡半球实验,选用不同直径的半球,拉开半球时所用的力相同
C.丙图,医生用注射器给病人注射药物是利用了大气压的原理
D.丁图,如图所示的自制气压计,瓶内水柱升高说明外界大气压强增大
33.(2023秋•临平区校级期末)如图所示的实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法中正确的是( )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B.乙图中大气对下面吸盘的压力大于钩码的重力
C.利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D.利用乙图的实验可以粗测大气压的值
34.(2023秋•越城区校级月考)2016年7月1日起,全省二级以上医院(除儿童医院)全面停止门诊患者静脉输注抗菌药物;如图是医院为病人输液部分装置,图中A为输液瓶,B为滴壶,C为进气管,与大气相通,则在输液过程中(瓶A中尚有液体),下列说法错误的是( )
①瓶A中液面下降,但A中上方气体的压强不变
②瓶A中上方气体的压强随液面的下降而增大
③在瓶中药液输完以前,滴壶B中的气体压强保持不变
④滴壶B中的气体压强随A中液面的下降而减小
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
35.(2023秋•吴兴区期末)在自主学习探究过程中,某同学利用带拉环的吸盘、弹簧测力计、水、刻度尺来测量大气压强的大小,具体实验步骤是:
①将蘸水的塑料吸盘按在光滑水平板面上,并多次挤压吸盘。
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉,直到吸盘脱离板面。
③记录刚拉脱时弹簧测力计的读数F0=47N,即为大气对吸盘的压力大小。
④再量出吸盘与水平板面的接触面积S=5cm2。
⑤计算出大气压。
(1)步骤①中“将吸盘蘸水”和“多次挤压吸盘”,目的是 。
(2)根据上述实验计算所测得的大气压的值是 Pa。
(3)若按图乙中的两种方式进行实验,实验器材和步骤均相同,示数分别为F1、F2,小明认为F0=F1=F2,小明得出此结论的依据 。而实际测量过程中发现F0>F1>F2,小明忽略了 对实验结果的影响。
36.(2024秋•宁波期中)某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器简的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)如图1,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N。
(3)如图2,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后,计算活塞的横截面积。
(4)同学们发现测量结果偏大,请分析,该实验过程中导致误差的原因 。
(5)针对以上实验的误差,小明对该实验进行了改进采用了图示3装置,将该注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动,此时所测大气压的值应为 Pa。
37.(2024秋•瑞安市期中)科学兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)操作A的目的是 。
(2)测量前,同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的好处: 。
(3)若同学们用图乙中②注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“①”或“③”)注射器。
(4)用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
38.(2023秋•宁波期末)如图所示,图甲是非洲草原鼠洞穴的横截面示意图。洞穴有两个出口,一个是平的,另一个是隆起的土堆,这样设计是为了使地面上的风吹进洞穴,给洞穴内的草原鼠带来凉风。于是,小明设计了如图乙所示的模拟实验装置。
(1)为了能直接观察到管道内空气的运动情况,最适合本实验的小球是 。
A.铁球
B.泡沫球
C.玻璃球
(2)如图乙所示,用电吹风模拟水平吹风,发现小球向上运动,这是因为 。
(3)小明将电吹风从右往左进行吹风,小球的运动方向是 。
39.(2023秋•武义县期末)如图a,小华家的高压锅出气孔横截面积为10mm2。小华不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。(说明:当外界气压为1×105Pa时,该锅内最高温度达到115℃)
(1)高压锅的工作原理与图 (填“甲”或“乙”)相同。
(2)根据图b中锅内水的沸点与锅内气压的关系图像,当外界气压为1×105Pa时,锅内气体压强最高可达 Pa。
(3)请你根据说明书给出的数据,通过计算说明小华应该买哪一种限压阀。
40.(2023秋•绍兴期末)出土于战国时期墓葬的竹节柄铜汲酒器如图甲,是我国目前发现最早利用大气压原理的青铜器,比马德堡半球实验早了近两千年。该铜汲酒器长柄上端与球形底部各开一小孔a、b,如果想用该汲酒器从酒坛(图乙)中将酒汲取转移到酒杯中,写出操作方法并解释原理。
三、课后练习
1.(2024春•宁波期末)只要留心观察,就会发现我们周围有很多物品是利用大气压工作的。以下过程不是利用大气压工作的是( )
A.注射器推入药水 B.塑料吸盘挂衣物
C.吸尘拖把洁地 D.真空袋收纳衣物
2.(2024秋•宁波期中)如图所示,轻质细绳将物体A,B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
3.(2024秋•瑞安市期中)“瓯海农商银行杯”2024浙江省第四届国际龙舟公开赛暨温州第十一届龙舟系列赛总决赛在温州龙舟运动中心举行。龙舟项目是一项充分体现团体合作精神的比赛,考验运动员爆发力和耐力,请回答下面小题。在比赛过程中,当龙舟快速经过赛道浮球时,浮球会向龙舟靠近。若浮球与龙舟之间水的流速为v1,压强为p1,浮球另一侧水的流速为v2,压强为p2,则它们之间的大小关系正确的是( )
A.v1>v2,p1>p2 B.v1<v2,p1<p2
C.v1<v2,p1>p2 D.v1>v2,p1<p2
4.(2024秋•瑞安市期中)科学发展一般经过观察现象、解释现象、发现规律和应用规律,如图甲所示,下列说法错误的是( )
A.现象:向两张纸中间吹气时,两张纸向中间靠拢
B.解释:中间气压小于两侧气压
C.规律:气流越大,气压越小
D.应用:飞机机翼上平下凸(如图乙)
5.(2024秋•拱墅区校级月考)如图所示,把测量大气压强的托里拆利实验装置放在电子秤上,玻璃管A由支架固定,且跟水银槽B的底部不接触。当大气压强是1.0×105Pa时,电子秤的示数为Q,若外界大气压强下降时,电子秤的读数将( )
A.等于Q B.大于Q C.小于Q D.无法确定
6.(2024春•拱墅区月考)小科用饮料瓶做了一个水钟(如图),A瓶的水从瓶盖的小孔中滴落到B瓶。他每分钟观察1次A瓶中的水位,并在A瓶的瓶壁上标出水位刻度。关于“A瓶水位与时间的关系”的示意图,正确的是( )
A. B.
C. D.
7.(2024秋•杭州期中)科学兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔。
B.如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F。
C.读出注射器针筒上有刻度部分的容积V。
D.用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)实验时发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(2)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做的好处: 。
(3)若同学们用图乙中②注射器在测量时,弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“①”或“③”)注射器。
(4)用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
8.(2024秋•瑞安市期中)学习小组利用烧瓶、导管、针筒等器材研究气压的相关问题。
(1)将甲装置从山脚到山顶,导管中的液柱向 移动。
(2)往烧瓶中注入一定量的水,并将针筒与导管相连接,将烧瓶中的水加热到沸腾。若想证明气压增大,沸点升高,正确的做法是 。
(3)将烧瓶中的沸水倒出后迅速倒扣在冷水中,水槽中的水立即进入烧瓶中,形成“喷泉”现象如图丙所示。请结合大气压的相关知识解释形成“喷泉”现象的原因是 。
9.(2024春•慈溪市期末)将一把普通钢尺置于水平桌面上,并使钢尺的一半伸出桌面(如图1)。从伸出桌面一端的钢尺上方约15cm处静止释放一小球,钢尺被击落到地上。若在未伸出桌面一端的钢尺上覆盖一张普通白纸(如图2),重复以上操作,钢尺仿佛被白纸压住了,无法被小球击落。若将白纸揉成团置于钢尺上(如图3),重复以上操作,钢尺被击落。请用大气压相关知识解释“钢尺被白纸压住,无法被小球击落”的原理。
10.(2024•浙江模拟)美丽乡村建设道路加宽工程完成后,检测部门在新修路面适当位置钻取了4个圆柱形样本进行质量检测(每个样本底面积100cm2、高25cm)。除了水泥标号、砂石比例等指标都合格外,还要求混凝土的密度标准不得小于2.6×103kg/m3。质量检测员将取回的所有样本称得总质量为30kg。求:
(1)所取样本的总重力是多少?
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强是多少?
(3)计算分析该项工程混凝土密度标准是否合格?
11.(2024春•定海区期末)现代家具越来越重视“人体力学”的设计,如所示的电脑椅图a,当人向后靠时就比端坐在椅子上要舒服,如图b、c所示。下表中数据为重500N的人使用电脑椅时的一些参数。(g取10N/kg)
椅子的质量(千克)
10
每个轮子的受力面积(厘米2)
4
人端坐在椅子上时对座垫的受力面积(厘米2)
800
人端坐在椅子上时对座垫的压力(牛)
320
人向后靠时对座垫的压强(帕)
2000
(1)椅子脚上装有轮子的作用是 。
(2)没人坐在椅子上时,求椅子对地面的压力。
(3)计算人端坐在椅子上时对坐垫的压强,说明人“后靠”时比“端坐”时舒服的原因。
12.(2024春•平湖市期末)血液在流经血管时会受到一定的阻力,要使血液通过血管就必须在血管两端加一定的压强差Δp。(本题中血管视作圆柱体模型如图,不考虑血管壁厚度)
(1)有一段长为L,截面积为S的水平直血管,血液以速度v匀速流动,求流量Q。(流量为单位时间内通过管道截面的血液体积。)
(2)血液匀速通过长度一定的血管时,受到的阻力f与血液的流速成正比(即f=kv,k为定值)。
①当血管截面积为S1时,两端所需的压强差为Δp1,此时推动血液流动的压力大小为 (用字母表示)。
②当血管截面积减小为S2时,为了维持在相同的时间内流过同样体积的血液,压强差必须变为Δp2。请比较Δp1、Δp2的大小(写出比较过程)。
参考答案与试题解析
知识梳理
一、知识梳理
考点4
【答案】①偏小②无影响③无影响④无影响⑤无影响⑥不会像喷泉一样喷出,但是玻璃管中的液体会流入水银槽中⑦洞的上部液体会被压到试管的顶部,破洞的下方会流入水银槽中
二、题型练习
题号
1
2
3
4
5
6
10
11
12
13
14
答案
A
B
C
B
D
A
C
C
A
B
B
题号
15
16
17
18
21
22
23
24
25
26
27
答案
C
D
A
D
C
C
B
C
B
D
A
题号
28
29
30
31
32
33
34
41
42
43
44
答案
C
A
C
C
A
D
C
A
D
D
D
题号
45
46
答案
B
D
一.试题(共52小题)
1.【解答】解:A、压强就是压力与受力面积之比,故A正确;
B、压力是垂直作用在物体表面上的力,重力是地球附近物体由于地球吸引受到的力,所以压力不是重力,物体的重力大,压力不一定大,故B错误;
C、压在竖直面上的物体产生的压力不是由于重力的原因产生的,所以压力不一定是由重力产生的,所以压力的方向不一定是竖直向下的,故C错误;
D、在受力面积一定时,压强的大小与压力大小成正比,故D错误。
故选:A。
2.【解答】解:A、轮胎上的花纹是为了增大摩擦,故A错误;
B、根据可知:在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强,坐垫一般较宽为了减小压强,故B正确;
C、坐垫对人的支持力和人对坐垫的压力是一对相互作用力,故C错误;
D、停止骑行后自行车还会向前运动是由于惯性,惯性不是一种力,是物体本身的一种性质,故D错误。
故选:B。
3.【解答】解:从揉团到压扁过程中,烧饼的质量不变,重力不变,则对桌面的压力不变,但受力面积变大,根据p可知,对桌面的压强变小。
故ABD错误,C正确。
故选:C。
4.【解答】解:A.冰刀的刀刃很锋利,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.滑雪板做得又宽又长,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.切皮蛋时用细绳,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.图钉的尖端制作得很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:B。
5.【解答】解:由图可知甲、乙压强之比为,乙受力面积为甲的2倍,所以甲为行走,乙为站立,则,
中学生的质量约为50kg,中学生的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,则甲对地面的压力F甲=500N,
所以乙对地面的压力F乙800N,
乙对地面的压力等于人和物体的总重力,负重物体的质量:m′30kg,故ABC错误,D正确。
故选:D。
6.【解答】解:实心圆柱体对水平桌面的压强:
Pρgh;
∵ha<hb,Pa=Pb,
∴ρa>ρb
∵G=F=PS,Sa>Sb
∴Ga>Gb
∵G=mg,
∴ma>mb。
故选:A。
7.【解答】解:因实心正方体A、B的材质相同,即密度相同,
所以,由m=ρV=ρL3可得,它们的边长之比:
,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,甲、乙两种情况对地面的压强之比:
()2=()2;
因两种情况下整体对地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,
所以,整体受到的滑动摩擦力f相同,
因物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,
所以,F甲=F乙=f,即F甲:F乙=1:1。
故答案为:4:1; 1:1。
8.【解答】解:地面上的物体对地面的压力等于自身的重力,设长方体物块的重力为2G,将物块切成完全相同的两块,则每一块的重力为G,
它们对水平地面的压强之比为:
,
设S右=S,则S左=3S,所以长方体的底面积为4S,
由p左600Pa可得:G=1800Pa×S,
未切割时此长方体物块对地面的压强为:
p900Pa;
由pρgh可得长方体物块的密度:
ρ0.9×103kg/m3。
故答案为:900;0.9×103。
9.【解答】解:(1)将乙叠放在甲上方时,乙对甲的压力等于自身重力,物块甲对桌面的压力等于物块甲和物块乙的重力之和,
已知l甲:l乙=2:1,根据G=mg、ρ、V=l3可得:
,
解得ρ甲:ρ乙=3:8,
则G甲:G乙3:1;
(2)将甲叠放在乙上方时物块乙对桌面的压力,将乙叠放在甲上方时物块甲对桌面的压力,都等于物块甲和物块乙的重力之和,
则。
故答案为:3:1;4:1。
10.【解答】解:两容器的质量相等,由图知,液体的体积关系为V甲>V乙,根据m=ρV可知,液体的质量关系为m甲>m乙,由G=mg可得,两容器的总重力关系为G甲>G乙,容器对水平桌面上压力等于容器的总重力,所以F甲>F乙;
甲、乙两容器,分别装有同种液体,且液体深度相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相同,即p甲=p乙,故C正确。
故选:C。
11.【解答】解:水平桌面上的塑料容器装满水,把一个铁球从刚接触水面的位置处由静止释放,铁球便开始向下运动。从铁球刚开始释放到刚碰底这段过程,容器内水的深度不变,水的密度不变,由p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变,由p的变形式F=pS知,容器底受到水的压力F不变;图象是平行t轴的直线;
所以,此过程容器底受到水的压力F随时间t变化的大致图象如C中图。
故选:C。
12.【解答】解:容器底部受到液体的压强与液体的深度有关,深度越深压强越大,相同面积受到的压力就越大,相同时间从小孔流出的水量越多。随着H降低,水对容器底的压强逐渐减小,相同时间从小孔流出的水量减少,并且开始高度减小的得快,由p=ρgh可知,水对容器底的压强减小的越快,故A正确,BCD错误。
故选:A。
13.【解答】解:AB、由图可知,甲容器中水的体积大于乙容器中水的体积,根据m=ρV可知,甲容器中水的质量大于乙容器中水的质量,容器的质量相同,根据F=G=m总g可知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故A错误、B正确;
CD、水的高度相同,即容器底部水的深度相同,根据p=ρ水gh可知,水对两容器底的压强相等,故CD错误。
故选:B。
14.【解答】解:由图可知,①、②、③三点处,液体的深度关系:h1<h2=h3,
因为浓盐水的密度大于水的密度,所以由p=ρ液gh可知三处液体产生的压强关系:p1<p2、p2>p3,
即②处液体产生的压强最大,故B正确。
故选:B。
15.【解答】解:已知ρ甲>ρ乙、h甲>h乙,根据p=ρgh知p甲>p乙,所以开始时甲图线在乙图线的上面,继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,因为ρ甲>ρ乙,所以Δp甲>Δp乙,甲的压强增大得快,所以甲、乙图像随着倒入液体高度的增加压强越来越远离,故C正确、ABD错误。
故选:C。
16.【解答】解:液体压强大小与深度、液体的密度有关,密度相同时,深度越深压强越大。深度相同时,液体密度越大压强越大。
A、图中橡皮膜两侧都是酒精,密度相同,左侧深度大于右侧深度,则橡皮膜左侧受到的压强大于右侧受到的压强,所以橡皮模应向右凸,故A错误;
BC、图中橡皮膜左侧液体是盐水,密度大于右侧的酒精密度,深度也大于右侧的深度,则橡皮膜左侧受到的压强大于右侧受到的压强,所以橡皮模应向右凸,故BC错误;
D、图中橡皮膜左侧液体是盐水,密度大于右侧的酒精密度,但深度小于右侧的深度,所以橡皮膜两侧受到的压强可能相等,橡皮膜可能保持平整,故D正确。
故选:D。
17.【解答】解:由帕斯卡原理可知,三个活塞对水产生的压强大小:p甲=p乙=p丙,因为p,S甲<S乙<S丙,所以三个活塞对水的压力:F甲<F乙<F丙,
因为三个活塞对水的压力F=G,所以三个活塞的重力关系为:G甲<G乙<G丙。
故选:A。
18.【解答】解:A.由图乙可知,没有注水时,容器对桌面的压强为50Pa,该薄壁容器的重力G=F=pS=50Pa×200×10﹣4m2=1N,
故A错误;
B.容器为柱形容器,注满液体时,由于底面积相同,根据增加的液体的重力等于液体的压力,则液体对容器底部产生的压强等于注液体前后容器对桌面压强的变化量,液体对容器底部产生的压强p液=Δp=450Pa﹣50Pa=400Pa,
如图,注入1cm液体时,容器对桌面的压强增加了80Pa,注满液体时,容器对桌面的压强增加了400Pa,因此注入液体的深度为5cm,由于容器是柱形的,故液体的密度;故B错误;
C.由图乙可知,注液体过程中该薄壁容器对水平桌面的压力一直变大,故C错误;
D.由B可知,注满液体时液体的深度为5cm,则该薄壁容器的高度为5cm,故D正确。
故选:D。
19.【解答】解:(1)瓶中装满水,将瓶子竖直倒置,水的密度ρ、水的深度h不变,
由液体压强公式p=ρgh可知,瓶子正放时对海绵的压强与瓶子倒放时对海绵的压强相等,
所以p1=p2;
由于S1>S2,由F=pS知F1>F2;
(2)V=550mL=550×10﹣6m3
这瓶水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×550×10﹣6m3=0.55kg。
这瓶水重为:G=mg=0.55kg×10N/kg=5.5N;
物体放在水平面上,则F=G=5.5N。
瓶子正放时对海绵的压强为:
p11375Pa;
要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,
由p得:倒放时水的重力G′=F′=pS′=1375Pa×8×10﹣4m2=1.1N,
倒出的水的重力ΔG=G﹣G′=5.5N﹣1.1N=4.4N,
则由G=mg得:Δm0.44kg,
由m=ρV得V4.4×10﹣4m3=0.44×103cm3=440mL。
故答案为:大于;440。
20.【解答】解:设酒精的深度为h1,密度为ρ1,
则酒精对容器底的压强:p1=ρ1gh1,
若容器的底面积为s1.则酒精对容器底的压力:
F酒精=p1s1=ρ1gh1s1,
酒精的重力:G酒精=m酒精g=ρ1v1g,
由图示装酒精的容器的形状可知:h1s1<v1,
∴ρ1gh1s1<ρ1v1g,
∴酒精受到的重力大于酒精对容器底的压力,G酒精>F酒精;
同理,可以求得:G清水=F清水,G盐水<F盐水;
∵三种液体对容器底的压力相等,
∴G酒精>G清水>G盐水,即:m酒精g>m清水g>m盐水g,
∴m酒精>m清水>m盐水。
故答案为:m酒精>m清水>m盐水。
21.【解答】解:A、甲实验在同一深度改变橡皮膜的朝向,U形管两侧液面高度差不变,故A错误。
B、气压相同,支撑水银柱的高度也相同,故乙实验将玻璃管略微倾斜会导致水银面高度还是 760mm,故B错误。
C、丙实验将简易气压计从山底带到山顶,山顶气压变低,玻璃管内气压不变,故玻璃管内液面会上升,故C正确。
D、丁实验为使烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,向外拉动活塞,可减小气压,降低沸点,故D错误。
故选:C。
22.【解答】解:大气压强不是固定不变的,还与海拔高度有关,海拔越高,气压越低,氧气的含量越小。故ABD错误,C正确。
故选:C。
23.【解答】解:A、外面的大气压越大,瓶内的气压压着水沿玻璃管上升的高度越小,故A正确;
B、往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压,压着瓶内的水沿玻璃管上升,故B错误;
C、瓶内气体温度升高,瓶内气体压强变大,会压着瓶内的水沿玻璃管上升,影响测量的结果,故C正确;
D、水柱高度h约大,说明外界的气压约低,故瓶内外的气体压强差越大,故D正确。
故选:B。
24.【解答】解:气体的压强能撑起水银柱的高度:为P气=P外+P水银=760mm+5cm=81cm,故C正确。
故选:C。
25.【解答】解:A.该高压锅内的最大压强p=p大气压1.0×105Pa1.6×105Pa,故A错误;
B.由图乙可知,当该高压锅内的最大压强为1.6×105Pa时,对应的水温为115℃,故B正确;
C.液面上方的气压越大,液体的沸点越高,由A中的推导式可知,增大限压阀的质量,可以提高锅内水的沸点,故C错误;
D.高山上气压较低,山脚处气压较高,由A中的推导式可知,高山上的最大压强小于山脚处的最大压强,则锅内水的最高温度不同,煮熟食物的效果不同,故D错误。
故选:B。
26.【解答】解:
A、人在吸气时,人肺内的气体压强小于外界大气压,新鲜空气在外在大气压力作用下被压入肺内,属于大气压的应用,故A不符合题意;
B、用活塞式抽水机抽水时,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压,故B符合题意;
C、茶壶盖上开小孔是为了倒水的方便,若不加小孔的话,倒水时,随着水的流出,水上方的气体压强逐渐减小,在大气压的作用下,水不易倒出,故C不符合题意;
D、用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,水的沸点升高的原理,不是利用大气压来工作,故D不符合题意。
故选:D。
27.【解答】解:人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,发生交通事故。
故选:A。
28.【解答】解:将装置从山下带到海拔较高的山上时,高度增大,外界大气压减小,瓶内气压不变,瓶内外气压差增大,所以小气球会变瘪一些。
故选:C。
29.【解答】解:①用吸管吸饮料时,吸管内的气压减小,饮料在外界大气压的作用下被压入嘴里,也可以说明吸管内是真空,下方的饮料来填补吸管内的真空部分,故①符合题意;
②当船并行时,中间的水流动速度增大,压强减小。船外侧大的压强将船向中间挤压,造成相吸相撞,利用的是流体压强和流速的关系,故②不符合题意;
③一标准大气压能支持水柱的高度约为10m,抽水机只能将水“吸”到约10米高,说明大气压的存在,故③符合题意。
④两光滑铅块压紧后“吸”住,说明分子之间存在引力,故④不符合题意;
综上可知,①③符合题意。
故选:A。
30.【解答】解:皮碗的表面积S=πr2=π,
根据题意可知,最多能挂的物重G等于对皮碗的拉力,
而大气对皮碗的压力与物体对皮碗的拉力是一对平衡力,则F=G,
所以,大气压:p。
故选:C。
31.【解答】解:量筒的高度是15cm左右,将装满水的量筒口朝下浸入水中,慢慢将量筒提升,在量筒口没有离开水面之前,量筒中没有空气,所以大气压支持量筒中的水不降低。
故选:C。
32.【解答】解:A、罐子会吸附在皮肤上,是因为罐内气压小于外界的大气压,故是说明大气有压强;皮肤上的圆形血印是向外凸起,说明人体内也有压强,体内压强比罐内压强大,导致皮肤向外凸起,故A正确。
B、进行马德堡半球实验时,根据F=pS可知,大气压一定,选用不同的直径的半球时,受力面积不同,产生的大气压力不同,拉开半球所用的力不同,故B错误;
C、医生给注射器内吸药液时用到了大气压,但现在是向病人体内注射药液,利用的是人的推力,与大气压无关,故C错误;
D、瓶内气体压强等于大气压强与水柱产生压强之和;外界大气压变小,瓶内气压大于外界大气压与水柱产生压强之和,会进一步向外压水柱,所以水柱将会升高,故D错误。
故选:A。
33.【解答】解:A、甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和墙对吸盘的支持力,二力也是一对平衡力;因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,故A错误;
B、乙图中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的重力,故B错误;
C、由A选项的分析可知,甲图不能求出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值,故C错误;
D、由B选项的分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,再测出吸盘的面积,根据压强公式可以粗测大气压的值,故D正确。
故选:D。
34.【解答】解:瓶A中上方气体的压强为外界大气压与瓶A中的液体产生的压强差,瓶A中的液体面下降,液体产生的压强就减小,所以瓶A中上方气体的压强会增大,①错误,②正确。
进气管C处的压强为大气压强,不变化,从C到滴壶B之间的液柱高度不变,所以滴壶B中的气体压强在瓶中药液输完以前是不变的。③正确,④错误。
故选:C。
35.【解答】解:(1)将吸盘蘸水后按在光滑水平板面上,加强了吸盘与板面之间的密封性,排尽空气,防止漏气,以减小吸盘内气体对实验结果的影响;
(2)已知甲图中F1=47N,吸盘的受力面积S=5cm2=5×10﹣4m2,
则大气压强:;
(3)若按图乙中的两种方式进行实验,实验器材和步骤均相同,示数分别为F1、F2,小明认为F0=F1=F2,小明得出此结论的依据解:大气压对吸盘的作用力和弹簧测力计对吸盘的拉力是一对平衡力;因为吸盘有重力所以由图甲弹簧测力计的示数F0的数据将大于实际大气压力,乙图中水平拉动,此时弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,丙图中弹簧测力计的拉力小于大气的压力,则F0、F1、F2的大小关系是F0>F1>F2。
故答案为:(1)排尽吸盘中的空气;(2)9.4×104;(3)大气压对吸盘的作用力和弹簧测力计对吸盘的拉力时一对平衡力;吸盘的重力。
36.【解答】解:(1)将注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮膜堵住折射器的小孔,目的是排尽注射器内的空气;
(4)弹出测力计的示数F=F大气+f摩擦,大气压p大气,故因为活塞受到针筒的摩擦力,使得测量结果偏大;
(5)当烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始移动时,F拉1=F大气+f摩擦,
当从烧杯中向外缓慢抽水,活塞又开始移动时,F拉2=F大气﹣f摩擦,
所以F大气29.4N
活塞的截面积Scm2,
大气压强为p大气8.82×104Pa;
故答案为:(1)排尽注射器中的空气;(4)活塞与针筒之间存在摩擦力;(5)8.82×104。
37.【解答】解:(1)实验中操作A的目的是排尽注射器内的空气,使活塞受到拉力和大气压对活塞的作用力二力平衡;
(2)在活塞周围涂抹润滑油可以起到密封作用,同时减小活塞和筒壁的摩擦力对实验的影响;
(3)弹簧测力计对活塞的拉力F和大气压对活塞截面的作用力使一对平衡力即F=p大气S,p大气
一定,要减小F,就要减小活塞的截面积S,故选③;
(4)由二力平衡可知F=p大气S,所以p大气;
故本题答案为:(1)排尽注射器内的空气;(2)密封不漏气,减小摩擦力对实验的影响;(3)③;(4)。
38.【解答】解:(1)为了能直接观察到管道内空气的运动情况应有质量轻的泡沫球,故B正确、AC错误;
(2)(3)用电吹风模拟水平吹风,管上方的空气流动速度较快,压强较小,发现小球向上运动;
故答案为:(1)B;(2)上方的空气流动速度较快,压强较小;(3)向上。
39.【解答】解:(1)高压锅是根据增加锅内气压,从而提高水的沸点的原理制造的,与甲的原理相同;
(2)由图b可知,当锅内温度为115℃时,锅内压强p=1.6×105Pa。
(3)由(2)可知,当锅内温度为115℃时,锅内压强p=1.6×105Pa。
此时限压阀受力:F0+G=F,
设限压阀的质量为m,则有:poS+mg=pS,
应选择限压阀质量为 。
答:(1)甲;
(2)1.6×105;
(3)小华应该买60g的限压阀。
40.【解答】答:当汲酒器插入酒中,使得内部充满酒水,堵住上方小孔a,向上提升长柄取酒,此时由于下方有大气压的支撑,就不会流出,到达酒杯上方,松开a孔,与外界大气相通,酒水会在重力的作用下流出进入酒杯。
三、课后练习
1.【解答】解:A、医生用针筒把药水推入病人肌肉中利用的是人的推力,不是大气压,故A符合题意
B、把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂物体,故B不符合题意;
C.吸尘拖把洁地利用高速流动的空气使得压强减小,在大气压的作用下,把灰尘压入吸尘器内,故C不符合题意;
D.真空袋收纳衣物时,抽出空气,内部压强减小,在大气压的作用下压缩衣物,故D不符合题意。
故选:A。
2.【解答】解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的10N的拉力,
因弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的力是一对平衡力,
所以,B也对弹簧测力计施加了一个10N的拉力,则弹簧测力计的示数F=10N,故AB错误;
(2)B受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这三个力是平衡力,
所以,物体B受到的支持力:
F支持=GB﹣F=100N﹣10N=90N,
因支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,B物体对支撑面的压力:
F压=F支持=90N,故C错误;
B对地面的压强:
p2.25×103Pa,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:当龙舟快速经过赛道浮球时,龙舟与浮球之间的水流速度大大于浮球另一侧的水流速度,流速大的地方,压强小,故v1>v2;p1<p2。
故选:D。
4.【解答】解:当向下垂的两张纸中间吹气时,中间的空气流动速度增大,压强减小。纸外侧的压强不变,纸受到向内的压强大于向外的压强,受到向内的压力大于向外的压力,纸在压力差的作用下向中间靠拢,说明气体流速越大的地方压强越小。故ABC正确。
飞机机翼下平上凸,是利用气体流速越大的地方压强越小,产生向上的升力,故D错误。
故选:D。
5.【解答】解:由图知:托盘电子秤称的是水银槽和槽中的水银;而管中的水银处于大气压所产生向上的力和重力的平衡力;大气压强下降时,进入玻璃管的水银减少,使水银槽中的水银增多,水银槽中的水银增加,使水银槽及槽中的水银所受的重力增加,故示数大于Q。
故选:B。
6.【解答】解:开始时水位高,压力大,水滴得快,随着水位的下降,压力变小,水滴得会越来越慢。随时间流逝,A瓶中的水越来越少,而且水减少的速度逐渐变慢,关于“A瓶水位与时间的关系”的示意图,正确的是D。
故选:D。
7.【解答】解:(1)如果注射器顶端装针头处空气无法排尽,测量的拉力F偏小,大气压p,拉力偏小,横截面积不变,测得大气压偏低;
(2)在活塞周围涂抹润滑油可以起到密封作用,同时减小活塞和筒壁的摩擦力对实验的影响;
(3)弹簧测力计对活塞的拉力F和大气压对活塞截面的作用力是一对平衡力,即F=p大气S,p大气一定,要减小F,就要减小活塞的截面积S,故选③;
(4)由二力平衡可知:F=p大气S,所以p大气;
故本题答案为:(1)偏小;(2)密封效果好,减小摩擦力对实验的影响;(3)③;(4)。
8.【解答】解:(1)将甲装置从山脚到山顶,山顶的气压变小,故液柱上升,导管中的液柱向右移动;
(2)将烧瓶中的水加热到沸腾。若想证明气压增大,沸点升高,正确的做法是:向里推动活塞,里面的气压增大,水的沸点升高,水将不再沸腾;
(3)形成“喷泉”现象的原因是:将烧瓶中的沸水倒出后,烧瓶内的大气压小于外界气压,在大气压的作用下,水槽中的水被压进烧瓶中,形成喷泉。
故答案为:(1)右边;(2)向里推动活塞;(3)将烧瓶中的沸水倒出后,烧瓶内的大气压小于外界气压,在大气压的作用下,水槽中的水被压进烧瓶中,形成喷泉。
9.【解答】解:图2中“钢尺被白纸压住”是因为白纸的表面积大,大气对纸片向下的压力大,钢尺仿佛被白纸压住了,无法被小球击落;图3中“钢尺被小球击落”,是因为白纸揉成团,纸团的表面积小于白纸的,大气对纸团有向下的压力小,故钢尺被击落。
故答案为:图2中“钢尺被白纸压住”是因为白纸的表面积大,大气对纸片向下的压力大,钢尺仿佛被白纸压住了,无法被小球击落;图3中“钢尺被小球击落”,是因为白纸揉成团,纸团的表面积小于白纸的,大气对纸团有向下的压力小,故钢尺被击落。
10.【解答】解:(1)已知样本的总质量:m=30kg,则样本的重力:G=mg=30kg×10N/kg=300N;
(2)样本对地面的压力等于自身的重力,则浇筑的混凝土对地面的压强:
p7500Pa;
(3)混凝土样本的总体积:V=4Sh=4×100×10﹣4m2×0.25m=0.01m3,
则混凝土样本的密度为:
ρ3×103kg/m3>2.6×103kg/m3,故混凝土样本的密度高于标准的密度,故该项工程混凝土的密度合格。
答:(1)所取样本的总重力是300N;
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强约是7500Pa;
(3)该项工程混凝土的密度合格。
11.【解答】解:(1)椅子脚上装有轮子是为了变滑动摩擦为滚动摩擦,减小摩擦方便移动。
(2)椅子所受的重力为G=mg=10kg×10N/kg=100N,
没人坐在椅子上时,椅子对地面的压力F=G=100N,
(3)人端坐时对坐垫的压强
p14×103Pa。
人后靠时对坐垫的压强p′=2000Pa
因为p1′<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以“后靠”时比“端坐”时舒服。
答:(1)减小摩擦;(2)没人坐在椅子上时,椅子对地面的压力为100N;(3)因为p1′<p1,压强越小,压力的作用效果越不明显,所以“后靠”时比“端坐”时舒服。
12.【解答】解:(1)根据流量定义:单位时间内通过管道截面的血液体积,可知:QSv;
(2)①由压强公式p可知,此时推动血液流动的压力大小为F=ΔpS1;
②血液受到的阻力和流速成正比可得到f=kv(k为常数)
因血液匀速流动时,血管两端压强差产生的压力与阻力相等,
血管截面积为S1时,有 Δp1S1=f1=kv1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
血管截面积减小为S2时,有 Δp2S2=f2=kv2﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因在相同的时间内流过同样体积的血液,即:Q1=Q2,
所以,S1v1t=S2v2t,即③,由①②可得:④
由③④可得:,已知 S2<S1,所以,故Δp1<Δp2。
故答案为:(1)流量Q为Sv;(2)①推动血液流动的压力大小为ΔpS1;
②血液受到的阻力和流速成正比可得到f=kv(k为常数)
因血液匀速流动时,血管两端压强差产生的压力与阻力相等,
血管截面积为S1时,有 Δp1S1=f1=kv1﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
血管截面积减小为S2时,有 Δp2S2=f2=kv2﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
因在相同的时间内流过同样体积的血液,即:Q1=Q2,
所以,S1v1t=S2v2t,即③,由①②可得:④
由③④可得:,已知 S2<S1,所以,故Δp1<Δp2。
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