内容正文:
第九章 压强
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一.选择题
二.填空题
三.实验探究题
四.解答题
五.计算题
六.科普阅读题
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一.选择题
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1.某同学测量大气压强的过程如图所示,下列说法中正确的是( ____ )
A.此时水银槽液面上方气压低于标准大气压
B.如果将玻璃管倾斜,水银柱长度不变
C.最早证明大气压强存在的是托里拆利实验
D.如果在管的顶部开一个小孔,则会有部分水银从小孔流出,还会有部分下降至水银槽
【解析】解:A、由图可知:此时液柱高度750mm,低于标准大气压;
B、如果将玻璃管倾斜,所以水银柱高度不变,故B错误;
C、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;
A
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D、管的顶部开一个小孔,水银在大气压作用下下落,内外液面相平。
故选:A。
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2.如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器,甲容器内只有水,此时两容器内水面相平。若在两容器中分别抽取相同体积的水,最终木块仍能漂浮在水面上甲、p乙,容器对地面的压力为F甲、F乙,则( ____ )
A.p甲=p乙;F甲=F乙
B.p甲=p乙;F甲>F乙
C.p甲>p乙;F甲>F乙
D.p甲>p乙;F甲=F乙
【解析】解:根据题意可知,两容器内水面相平,则液面下降的高度相同,根据p=ρgh可知,即:p甲=p乙;
A
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木块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知;根据阿基米德原理可知,所以木块的重力等于排开的水的重力,甲、乙两个装置的总重力是相同的,抽去的水的重力相同,对地面的压力相同甲=F乙。
故选:A。
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3.质量相等的均匀实心正方体甲、乙置于水平地面上,如图所示。若想使甲、乙对地面的压强相等。小周和小顾提出了不同的设想。小周设想:先分别对两物体沿水平方向切去相同质量的部分后,再分别对剩余部分沿竖直方向切去相同体积的部分。小顾设想:先分别对两物体沿竖直方向切去相同体积的部分后,你认为( ____ )
A.小周的设想可行
B.小顾的设想可行
C.两人的设想都可行
D.两人的设想都不可行
B
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【解析】解:质量相等的均匀实心正方体甲、乙置于水平地面上,则压力相等,故甲的密度较小;
先分别对两物体沿水平方向切去相同质量的部分后,剩余的质量相等,而甲的底面积大,而再分别对剩余部分沿竖直方向切去相同体积的部分 = = = =ρgh知,故甲的压强小于乙;
先分别对两物体沿竖直方向切去相同体积的部分后,甲的密度小,故剩余的甲的质量大,剩余部分甲的质量较大,而甲的底面积也较大,故小顾设想可行。
故选:B。
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4.下列各实例中,属于利用连通器原理工作的是( ____ )
A.吸尘器
B.船闸
C.体温计
D.脱排油烟机
【解析】解:
A、吸尘器在工作时、压强小;故A不符合题意;
B、船闸的上游阀门打开时,下游阀门打开时,所以船闸是利用连通器原理工作的;
C、体温计是利用液体的热胀冷缩原理制成的;
B
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D、流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,由于转动的扇叶处气体的流速大,从而在周围大气压的作用下将油烟压向扇口排出。
故选:B。
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5.如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后,甲、乙对地面的压强变化量相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力的关系是( ____ )
A.p甲<p乙,F甲>F乙
B.p甲<p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲>F乙
D.p甲>p乙,F甲<F乙
【解析】解:由图可知,甲切去的高度小于乙切去的高度,甲、乙对地面的压强变化量Δp相等
C
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可知Δp=ρgΔh甲>ρ乙;
因为甲、乙剩余部分的高度均为h甲剩>p乙剩,原先甲、乙对地面的压强为:p=ρg(h+Δh)=ρgh+ρgΔh=p剩+Δp,所以p甲>p乙,又因为S甲>S乙,由 可知,甲甲>F乙,故C正确。
故选:C。
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6.小明发现将如图所示的气球从1楼带到40楼的家中,气球变得更鼓了,其原因是随着高度的增加( ____ )
A.大气压减小,气球体积增大,气球变得膨胀
B.大气压减小,气球体积减小,气球变得膨胀
C.大气压增大,气球体积增大,气球变得膨胀
D.大气压增大,气球体积减小,气球变得膨胀
【解析】解:小明发现将如图所示的气球从1楼带到40楼的家中,大气压随高度的增加而减小,气球体积增大,故A符合题意。
故选:A。
A
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二.填空题
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7.在探究液体内部的压强特点的实验中,小茗同学自制了一个如图所示装置,容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,实验时可以用 ____________________ 显示左右两侧的液体压强大小,为了研究液体压强与液体密度的关系,小茗同学接下来的操作应是 ____________________________________________________________________________________ 。
【解析】解:橡皮膜两侧受到的压强不同,则橡皮膜凸出的方向不同;
为了研究液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度相同,故操作是:橡皮膜两侧倒入深度相同的不同液体。
橡皮膜凸出的方向
橡皮膜两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的凸出方向判定压强的大小
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故答案为:橡皮膜凸出的方向;橡皮膜两侧倒入深度相同的不同液体。
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8.一个密度为ρ的实心零件,由粗细不同的两部分圆柱体组成,两圆柱体的高度均为h,零件对水平面的压强为1.2ρgh,则粗、细圆柱体的底面积S粗:S细= _____ ;如图乙所示放置时,零件对水平面的压强为 ______ (用字母ρ、g、h表示)。
【解析】解:实心零件放在水平面上,则它对水平面的压力等于两个圆柱体的总重力,两者的总重力不变;
设甲图中上下两圆柱体的底面积分别为S1和S2,
由ρ= 可得上下两圆柱体的质量分别为:
5:1
6ρgh
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m上=ρV上=ρS3h,m下=ρV下=ρS2h,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以零件对水平面的压力:F=G上+G下=m上g+m下g=ρS1hg+ρS6hg,
则图甲中零件对水平面的压强:
p甲= = = •ρgh+ρgh=1.2ρgh,
解得: = =1:5、细圆柱体的底面积S粗:S细=S3:S1=5:4;
如乙图所示放置时,由前面解答可知压力不变,
则此时零件对水平地面的压强:
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p乙= = =ρgh+ 。
故答案为:5:1;5ρgh。
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9.小龙用一个侧壁开有小孔的塑料桶研究液体压强的特点,在塑料桶中灌满水,他观察到了如图所示的现象 _____________________________________________________ 。
【解析】解:塑料桶盛有水,密度一定、b、c三点,水喷射的最远,水喷射的最近,a点水产生的压强最小,液体深度越大。
在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大
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10. _____________ 实验证明了大气压强的存在;物理学家 __________ 使用密度很大的水银做实验测量出了大气压强的值,根据该实验原理人们制成了水银 ________ 来测量大气压强的值。
【解析】解:最早证明大气压存在的,并且最著名的实验是马德堡市的市长奥托格里克做的马德堡半球实验;
首先测定大气压强值的是意大利物理学家托里拆利做的实验--托里拆利实验,他选用密度较大的水银进行实验,即一个标准大气压相当于0.76米高水银柱产生的压强5Pa,根据该实验原理人们制成了水银气压计来测量大气压强的值。
故答案为:马德堡半球;托里拆利。
马德堡半球
托里拆利
气压计
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11.如图,带吸管的玻璃杯可以看作是一个 ,当杯中饮料静止时,图中A点的液体压强 B点的液体压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。装有饮料的玻璃杯总质量为0.3千克,放置在水平桌面上-4米2,则杯子对桌面的压强为 帕。
【解析】解:自带吸管的玻璃杯可以看作是一个连通器;
当杯中吸管饮料静止时,由图可知,所以根据p=ρ液gh可知,A点压强等于B点压强;
杯子和水的总重力:G=mg=0.3kg×10N/kg=8N;
杯子对桌面的压力:F=G=3N,
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杯子对桌面的压强:p= = =1×107Pa。
故答案为:连通器;等于4。
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三.实验探究题
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12.小明和小华完成“探究影响压力作用效果的因素”的实验。
___________
(1)小明用砝码、小桌、海绵等器材进行的探究过程如图甲所示,他是通过 __________________ 来判断压力的作用效果的;对比 ____ 两图,可以初步得出压力作用效果与压力大小的关系;
(2)小华利用铁块、海绵、沙坑等器材探究压力的作用效果与受力面积的关系,实验过程如图乙所示,得出了“在压力相同时,压力的作用效果越显著”的结论。你认为小华的实验过程存在的问题是什么?
(3)对比图乙中的第④步实验,结合图丙中 ____ ,
海绵的凹陷程度
①②
B
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可以初步判断出压力的作用效果与压力大小的关系。
_________
【解析】解:(1)该实验是通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,用到了转换法;
探究压力的作用效果与压力的大小的关系时,应控制受力面积不变,说明压力一定时,压力的作用效果越明显;
(2)小华利用铁块、海绵,实验过程如图乙所示,受力面积不同,它们受到相同的压力作用效果形变有可能不同;
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(3)要初步判断出压力的作用效果与压力大小的关系,应控制受力面积不变,对比图乙中的第④步实验。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;①②;(3)B。
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四.解答题
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13.如图所示,将底面积均为1×10-2米2三个不同形状的容器放在水平桌面上,现在某一个容器内装满水,水深为0.1米
(1)求水对该容器底部的压强p水。
(2)现将水换成某种液体,并装满容器,此时液体对该容器底部的压力减小了1.96牛液,若能,求出ρ液;若不能,请说明理由。
【解析】解:(1)水对容器底部的压强为:p水=ρ水gh=1×103kg/m7×9.8N/kg×8.1m=980Pa;
(2)水对容器底部的压力为:F液=p水S=980Pa×1×10-5m2=9.8N,
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现将水换成某种液体,并装满容器,则液体对容器底部的压力为:F液=F水-1.96N=9.3N-1.96N=7.84N,
液体对容器底部的压强为:p液= =784Pa,
则该液体的密度ρ液= =0.8×104kg/m3。
故答案为:(1)980Pa;(2)0.7×103kg/m3。
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五.计算题
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14.一个长方体木箱,质量90kg,底面积500cm2,放在水平地面。求:
(1)木箱对水平地面的压力;
(2)木箱对水平地面的压强。
【解析】解:
(1)木箱对水平地面的压力:F=G=mg=90kg×10N/kg=900N;
(2)木箱对水平地面的压强为:p= = =1.8×104Pa。
答:(1)木箱对水平地面的压力为900N;
(2)木箱对水平地面的压强为1.3×104Pa。
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六.科普阅读题
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15.阅读短文,回答下列问题:
汽车安全带
汽车安全带是用于保护驾乘人员安全的装置,如图甲。
安全带结构一般由软带、卷带装置等部分组成,软带做得很宽,汽车正常行驶时,如图乙,使软带随身体的移动而自由伸缩且不会松弛。
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当紧急制动、碰撞或车辆行驶状态急剧变化时,安全带能在人尚未移动时拉紧软带,将乘员紧紧地绑在座椅上,待冲击力峰值过去时,适当放松安全带,同时卷收器内的敏感元件将驱动锁止机构锁住卷轴,使软带固定在某一个位置上
(1)安全带的软带做得很宽,目的是 __________ 。
(2)紧急制动时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来,说明力可以改变物体的 __________ 。
(3)下列说法正确的是 ____ 。
A.汽车突然拐弯时,安全带能自由伸缩
B.为了安全,安全带要尽可能系得松一些
C.用手快速拉安全带,安全带不能被拉动
减小压强
运动状态
C
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D.汽车突然启动时,安全带能对人起保护作用
【解析】解:(1)安全带的软带做得很宽,目的是在压力一定时;
(2)紧急制动时,安全带将急速前倾的驾乘人员拉回来;
(3)A.为了起到安全作用,安全带不能能自由伸缩;
B.为了安全,故B错误;
C.用手快速拉安全带,故C正确;
D.汽车突然刹车时;汽车突然启动时。故D错误。
所以正确的选项为C。
故答案为:(1)减小压强;(2)运动状态。
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$$