内容正文:
第9章 压强
章末作业
一、单项选择题
1. (2024·成都七中期中)生活中需要对一些物理量进行估测,以下估测最接近实际的是( A )
A. 一个中学生双脚站立时对水平地面的压强约为1×104 Pa
B. 峨眉山金顶上的大气压强约为1.2×105 Pa
C. 1个标准大气压能托起760 mm高的水柱
D. 一本物理课本所受的重力约为100 N
A
2. (2024·广安武胜县期末)如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列实例中是为了增大压强的是( B )
A. 木桶的底做得很大 B. 石碾子的质量很大
B
C. 砖坯堆放在宽木板上 D. 扁担做得比较宽
3. 太极拳是国家级非物质文化遗产。一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种姿态静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( C )
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
(第3题)
C
4. (2024·成都邛崃市期末)下列实例(如图)中,不是利用连通器原理工作的是( B )
A. 排水管的U形 “反水弯” B. 微型压强计中的U形管
B
C. 三峡大坝上的船闸 D. 传统锅炉上的水位计
5. (2024·成都青羊区期末)我们生活在大气层中,大气压伴随着我们的生活。下列几个日常生活的实例,没有利用到大气压的是( D )
A. 钢笔吸墨水 B. 用吸管喝水
C. 真空压缩袋保存食物 D. 人呼出气体
D
6. (2024·成都青白江区期末)如图所示,把装满水的矿泉水瓶从正立变为倒立,桌面受到的压力分别为F1和F2,桌面受到的压强分别为p1和p2,水对瓶底和瓶盖的压力分别为F1'和F2',水对瓶底和瓶盖的压强分别为p1'和p2'。下列说法正确的是( D )
A. F1<F2 B. p1=p2
C. F1'=F2' D. p1'=p2'
(第6题)
D
7. 如图所示,底面积和质量都相同的甲、乙两个规则容器(容器壁厚度不计),装有质量相同的A、B两种液体,放在水平桌面上,液面高度相同,若液体对容器底部的压强分别为pA、pB,液体对容器底部的压力分别为FA、FB;容器对桌
面的压强分别为p甲、p乙,容器对桌面的压力分别为F甲、F乙,则它们的大小关系正确的是( B )
B
A. pA>pB,FA>FB;p甲=p乙,F甲=F乙
B. pA<pB,FA<FB;p甲=p乙,F甲=F乙
C. pA=pB,FA=FB;p甲>p乙,F甲>F乙
D. pA<pB,FA<FB;p甲>p乙,F甲>F乙
(第7题)
8. 如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体静止在水平地面上,它们的棱长之比L甲∶L乙=1∶2,质量之比m甲∶m乙=2∶3,甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙。下列计算正确的是( D )
A. ρ甲∶ρ乙=8∶3 B. ρ甲∶ρ乙=3∶4
C. p甲∶p乙=2∶3 D. p甲∶p乙=8∶3
(第8题)
D
9. 如图所示,A、B为两个完全相同的容器,各盛有5 cm深的水。A、B之间用导管连接。若将阀门K打开,最后A、B两容器底部所受水的压强之比为( B )
A. 1∶1 B. 2∶3
C. 3∶7 D. 5∶7
(第9题)
B
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合要求)
10. 图甲是托里拆利实验装置,图乙是“自制气压计”,下列说法正确的是( D )
A. 甲图中的托里拆利实验装置测出当地
的大气压是ρ水银g(h1+h2)
B. 甲图中的托里拆利实验中真空部分如
有空气,测量值将偏大
C. 乙图中瓶内的气压小于外界大气压
D. 同时带着两装置登山,发现h1变小,h3变大
(第10题)
D
11. (2024·成都七中期中)如图所示,方形容器静止在水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( A )
A. 左、右两侧液体对橡皮膜的压力相等
B. 左、右两侧液体对容器底的压力相等
C. 左侧液体的密度大于右侧液体的密度
D. 容器中左、右两侧液体的质量相等
(第11题)
A
12. 如图甲所示,将一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图像如图乙所示。已知木板宽
为0.25m,下列判断正确的是( B )
B
甲
A. 长木板的底面积为0.25m2
B. 当x=0.26m时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C. 当x=0.30m时,木板对桌面的压力为9N
D. 移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
乙
(第12题)
13. 如图所示,甲、乙为质量均匀的正方体,对水平地面的压力相等,甲的底面积大于乙的底面积,对甲、乙进行下列选项中的操作后,它们对水平地面的压强分别为p甲、p乙,下列判断正确的是( AD )
A. 沿水平方向切去相同的体积后,p甲可能等于p乙
B. 沿竖直方向切去相等的质量后,p甲可能大于p乙
C. 沿水平方向切去相同的高度后,p甲一定小于p乙
D. 在甲、乙上方各叠加相同体积的原种
材料物体后,p甲一定小于p乙
(第13题)
AD
14. (2024·成都七中期中)有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为8 cm、底面积为25 cm2,B的高为10 cm、底面积为50 cm2。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为p1,B对桌面的压强为p2=3.0×103 Pa;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为p3,A对桌面的压强变为p4=8.0×103 Pa。下列判断正确的是(g取10 N/kg)( AC )
AC
A. A的密度为2.5 g/cm3
B. B所受的重力为1.5 N
C. p1∶p3=1∶3
D. p3=5.0×103 Pa
(第14题)
【解析】图乙中,B对桌面的压强p2====3.0×103 Pa,解得GB=15 N,故B错误;若按图丙的方式放置时,B对A的压强p3====6×103 Pa,故D错误;若按图丙的方式放置时,A对桌面的压强p4=
===8.0×
103 Pa,解得GA=5 N;
(第14题)
A的密度ρA====2.5×103 kg/m3=2.5 g/cm3,故A正确;图甲中,A对桌面的压强p1====2×103 Pa,则p1∶p3=2×103 Pa∶6×103 Pa=1∶3,故C正确。综上,选AC。
(第14题)
三、填空题
15. (2024·内江)饮料吸管一端都做得较尖,这是通过减小受力面积来增大 压强 (选填“压强”或“压力”);在水杯中加半杯水,然后将一根吸管插入水中不同深度处,用嘴吹气,使水下冒气泡,插入水中越深,吹气越费力,这是因为液体内部的压强随深度增加而 增大 。
压强
增大
16. (2024·成都青白江区期末)若将如图所示的茶壶略微倾斜,水面静止时,壶嘴和壶身中的水面 相平 (选填“相平”或“不相平”)。壶盖上有个小孔的目的是使茶壶内的气压 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)大气压,便于把茶水顺畅地倒出来。
(第16题)
相平
等于
17. 如图所示,一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直浸入水中,第一次瓶口朝上,如图甲所示,第二次瓶口朝下,如图乙所示。两次药瓶在水里的位置相同,则第一次橡皮膜向 内凹 (选填“内凹”或“外凸”),图 乙 (选填“甲”或“乙”)中橡皮膜形变程度更大。
内凹
乙
(第17题)
18. (2024·成都七中期中)马德堡半球实验证明了 大气压强 的存在;制药时为了在不超过80 ℃的温度下从溶液中除去水分而提取抗菌素,采用的方法是 降低 (选填“升高”或“降低”)容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃。
大
气压强
降低
19. 人类第一个测出大气压值的实验叫 托里拆利 实验,1个标准大气压能支持 760 mm高的水银柱,大小约等于 1.01×105 Pa。在1个标准大气压下,大气作用在2 m2的桌面上,桌面受到的大气压力约为 2.02×105 N。
托里拆利
760
1.01×105
2.02×105
20. 如图所示,水平桌面上放置甲、乙两个质量相等、底面积不等的容器(S甲>S乙),将质量相等的水分别倒入其中,水均未溢出,容器对桌面的压强分别为p甲、p乙,水对容器底部的压力分别为F甲、F乙,则p甲 < p乙,
F甲 < F乙。(均选填“>”“<”或“=”)
(第20题)
<
<
21. 如图所示,甲、乙两个正方体对水平地面的压强相等,则密度较大的是 乙 (选填“甲”或“乙”)。若此时甲对地面的压强为p0,将甲沿竖直方向切去一半,则甲对地面的压强为 p0 ;若将甲沿AB对角线切去一半,则剩下左侧部分对地面的压强为 ;若沿AC(C为底边任意一点)切割,则剩余左侧部分对地面的压强为 。
乙
p0
(第21题)
22. 如图所示,A、B是两个放在水平面上的完全相同的薄壁柱形金属容器,质量为1 kg,底面积为0.01 m2,高为80 cm,A容器内装有3×10-3 m3的水,B容器内装有4×10-3 m3的酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3),则A容器对水平面的压强为 4 000 Pa(g取10 N/kg)。两个容器中的液体在增大同一深度h后,满足容器中的液体对底部的压强达到p水>p酒精,则h的范围
是 0.1 m<h≤0.4 m 。
4 000
0.1 m< h≤0.4 m
(第22题)
【解析】A容器对水平面的压力等于水和A容器的总重,则可求出A容器对水平面的压强。易得原来水的高度为0.3 m,酒精的高度为0.4 m。若增大同一深度h,当p水>p酒精时,ρ水g(h水+h)>ρ酒精g(h酒精+h),代入数据,解得h>0.1 m。所加液体的最大深度为0.8 m-0.4 m=0.4 m,故0.1 m<h≤0.4 m。
(第22题)
23. 质量分布均匀的实心正方体A、B静止在水平桌面上,如图甲所示,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系图像如图乙所示,则B的密度为 0.6×103 kg/m3,A所受的重力为 6 N。(g取10N/kg)
甲
0.6×103
6
乙
(第23题)
【解析】均匀规则柱体对水平桌面的压强p=ρgh,由图乙知,截取前pB=6×102 Pa,hB=10 cm,则ρB==0.6×103 kg/m3;当B截取2 cm时,剩余部分对桌面的压强pB'=ρBghB'=480 Pa,将截取的B叠放在A上时A对水平桌面的压强pA'=480 Pa,即480 Pa===①,易知GB=ρBVBg=6 N,由图乙知,B全
部放在A上后A对水平地面的压强
为8×102 Pa,即8×102 Pa
=②,联立①②,
解得GA=6 N。
甲
乙
(第23题)
四、作图与计算题24.如图所示,重为6 N的物体静止在水平地面上,请画出它对水平地面的压力F的示意图。
如答案图所示
(第24题)
(答案图)
25. (2024·广安)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。(g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强;
解:(1)壶中水的深度:
h=12 cm=0.12 m
则水对茶壶底的压强:p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa
(第25题)
(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)
解:(2)m壶=600 g=0.6 kg,S壶=100 cm2=10-2 m2
已知水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则p壶S=0.6(m水+m壶)g
即ρ水ghS壶=0.6(m水+m壶)g
故茶壶内水的质量:m水=-m壶=
-0.6 kg=1.4 kg
(第25题)
26. (2024·成都七中期中)如图所示,均匀实心柱体甲和柱形容器乙静止在水平桌面上。容器乙高为0.2 m,重为0.4 N,内盛有深度为0.15 m的液体;已知S甲=3×10-3 m2,S乙=4×10-3 m2。现沿竖直方向在甲中切去底面积为S的部分,并将切去部分置于容器乙的液体中,切去部分会自然沉底,并静止在容器乙底部。截取甲的部分
放入乙中静止后,容器乙
对桌面的压强随截取面积
S的变化关系图像如图
丙所示。(容器乙的壁
厚忽略不计,g取10 N/kg)
(第26题)
(第26题)
(1)截取甲之前,容器乙对桌面的压力为多少?
解:(1)由图丙可知:截取甲之前,容器乙对桌面的压强:p1=1 000 Pa
则截取甲之前,容器乙对桌面的压力:
F压=p1S乙=1 000 Pa×4×10-3 m2=4 N
(第26题)
(2)乙中液体的密度为多少?
解:(2)截取甲之前乙中液体所受的重力:
G液=F压-G容=4 N-0.4 N=3.6 N
则乙中液体的质量:
m液===0.36 kg
乙中液体的体积:
V液=S乙h1=4×10-3 m2×0.15 m=6×10-4 m3
(第26题)
故乙中液体的密度:
ρ液===0.6×103 kg/m3
(3)甲的密度为多少?
解:(3)由图丙可知:在S=20 cm2时,图像出现转折点,则当S=20 cm2时,容器乙恰好装满水,则此时切去的物体甲的体积:
V切=V排=S乙(h2-h1)=4×10-3 m2×(0.2 m-0.15 m)=2×10-4 m3
因为容器乙为柱形容器,所以切去的物体甲的重力:
G切=ΔF=(p2-p1)S乙=(1 800 Pa-1 000 Pa)×4×10-3 m2=3.2 N
切去的物体甲的质量:
m切===0.32 kg
故物体甲的密度:
ρ甲===1.6×103 kg/m3
(第26题)
(4)若将甲全部放入容器乙中,容器乙对桌面的压强p'为多少?
解:(4)因为沿竖直方向在甲中切去底面积为S的部分,所以有==
因为S=20 cm2时,切去的甲物体的体积:
V切=2×10-4 m3
则甲的体积:V甲=·V切
=×2×10-4 m3=3×10-4 m3
(第26题)
甲的质量:m甲=ρ甲V甲=1.6×103 kg/m3×3×10-4 m3=0.48 kg
甲的重力:G甲=m甲g=0.48 kg×10 N/kg=4.8 N
由图丙可知:当S>20 cm2时,乙中的液体会溢出,故将甲全部放入乙中,乙中液体会溢出,此时液体的深度:h2=0.2 m
则剩余液体的重力:
G剩余=m剩余g=ρ液(V乙-V甲)g=0.6×103 kg/m3×(4×10-3 m2×0.2 m-3×10-4 m3)×10 N/kg=3 N
容器乙对水平桌面的压力:
F=G甲+G剩余+G容=4.8 N+3 N+0.4 N=8.2 N
故将甲全部放入容器乙中时,容器乙对桌面的压强:p'===2 050 Pa
五、实验与探究题
27. (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。
(1)将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 平衡 力,瓶子对桌面的压力和桌面对瓶子的支持力是一对 相互 作用 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。
平衡
相互作用
(第27题)
(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 = F倒(选填“>”“<”或“=”),观察到海绵形变程度不同,说明压力的作用效果与 受力面积 有关。
=
受力面积
(第27题)
(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 深度 有关;再次拧紧瓶盖,会看到小孔 A (选填“A”“B”或“A和B”)停止出水,这是因为 大气压强 的存在。
深度
A
大
气压强
(第27题)
(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 。
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
A
(第27题)
28. (2024·宜宾)某兴趣小组利用如图1所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图1甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 C 。
A. 将U形管右侧高出部分的液体倒出
B. 向U形管中继续盛装液体
C. 取下橡皮管,重新进行安装
C
(第28题)
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 高度差 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图1中 乙、丙 两个实验,可以探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 控制变量 法;依据得出的结论可知,拦河大坝要做成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
高度差
乙、丙
控
制变量
上窄下宽
(第28题)
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 800 Pa。(ρ红墨水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
800
(第28题)
(5)利用如图2甲所示的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图2乙所示,当在A中盛水,测得深度为12 cm,在B中盛某种液体,测得深度为15 cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,
则B中液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
0.8×103
(第28题)
$$