内容正文:
第七章 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.如图所示,水平面上足够高的圆柱形容器A、B中分别盛有甲、乙两种液体,且甲对A底部的压强大于乙对B底部的压强。现在两容器中各放入一个物体,甲对容器底部的压强可能小于乙;小王认为:若两物体质量相等,下列判断中正确的是( ____ )
A.两人的观点均正确
B.两人的观点均不正确
C.只有小陈的观点正确
D.只有小明的观点正确
【解析】解:由于物体均漂浮,所以物体受到的浮力等于重力,
C
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则所受浮力相等,由图知,所以甲对容器底部增加的压强一定小于乙,故甲对容器底部的压强可能小于乙。
若两物体体积相等,由于甲,V排的大小无法判断,无法得出液面上升的情况,故小陈的观点是正确的。
故选:C。
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2.在“探究影响压力作用效果的因素”实验时,某同学做了如图所示的实验,下列说法正确的是( ____ )
A.实验中,我们通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的大小
B.比较甲、丙两图可得出压力的作用效果与压力大小有关
C.比较乙、丙两图可得出压力的作用效果与受力面积有关
D.蚊子尖尖的口器可插入皮肤吸吮血液,利用了甲、乙两图的实验结论
C
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【解析】解:A、通过观察海绵被压下的深浅程度来显示压力的作用效果,故A错误;
B、甲、丙两图中,受力面积也不相同、丙两图不能可得出压力的作用效果与压力大小有关;
C、乙、丙两图中,受力面积不同、丙可以得出压力的作用效果与受力面积有关;
D、甲、乙两图中,乙中压力大,蚊子尖尖的口器可插入皮肤吸吮血液,没有用到甲,故D错误。
故选:C。
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3.滑雪运动员脚蹬滑雪板或站在雪橇上,就不容易陷入雪中,这是因为这样做可以( ____ )
A.增大压力
B.减小压力
C.增大压强
D.减小压强
【解析】解:滑雪运动员脚蹬滑雪板或站在雪橇上,是在压力一定时,就不容易陷入雪中,D正确。
故选:D。
D
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4.以下所示事例中,不能作为支持证据验证“流体的压强与流速的关系”的是( ____ )
A.____中间喷水,纸船相互靠拢
B.____水平吹气,水从玻璃管上端喷出
C.____飞机机翼做成图示形状
D
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D.__用吸管将饮料吸入口中
【解析】解:A.向两纸船中间中间喷水使水流速大,两纸船的外部水流速小,两船受到两边向内的压力差,故A不合题意;
B.从横管左端向管内吹气时、压强小,从而形成了向上的压强差,故B不合题意;
C.飞机的机翼做呈上凸下平的形状,机翼上方气流比下方气流的流速快,从而使机翼获得了向上的升力;
D.当用口吸吸管时,小于外界大气压,
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用吸管吸饮料是利用了大气压的作用,故D符合题意。
故选:D。
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5.2024年3月8日起,C919国产大飞机开始执行第三条定期商业航线—“上海虹桥—西安咸阳”。该机型的全部设计均由中国人自己的团队自主完成,标志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是( ____ )
A.乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性
B.降落时飞机的速度越来越小,说明力是维持物体运动状态的原因
C.飞机停在机场时,它受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
C
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D.飞机产生升力的原因是机翼上下表面空气流速不同产生向下的压强差
【解析】解:A.乘客乘坐飞机时系好安全带,惯性与质量有关,惯性不变;
B.降落时飞机的速度越来越小,力是改变物体运动状态的原因,故B错误;
C.飞机停在机场时,地面对它的支持力竖直向上,方向相反,作用在同一个物体上,故C正确;
D.机翼形状上凸下平,上方空气流速大,下方空气流速小压强大,机翼上表面受到的压力小于下表面受到的压力,故D错误。
故选:C。
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6.如图所示,实心圆柱体A和装有液体B的薄壁圆柱形容器甲置于水平地面上。现沿水平方向将柱体A截去一定的厚度,并将截去部分浸没在液体B中,此过程中柱体A对水平地面的压强变化量和液体B对容器底部压强变化量相等。则密度ρA、ρB的关系是( ____ )
A.ρA<ρB
B.ρA=ρB
C.ρA>ρB
D.以上均有可能
A
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【解析】解:设圆柱体A沿水平方向截取的高度为h,截取下来的部分对实心圆柱体A对地面压强的变化量ΔpA=ρAgh,
圆柱体A截取下来的体积SAh放入甲容器的液体B中引起的液面的变化量Δh= ,液体对容器底面压强的变化Δp液=ρBgΔh= ,
由柱体A对水平地面的压强变化量和液体B对容器底部压强变化量相等得ΔpA=Δp液,
ρAgh= ,
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,
由图可知: ,故ρA<ρB,
故A准确;BCD不正确。
故选:A。
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二.填空题
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7.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下
①充气的气球 __________ 。
②弹簧测力计的示数 __________ (选填“明显变大”、“明显变小”或“几乎不变”)。
⑧玻璃杯中的水和塑料片 __________ ,发生变化的原因是
膨胀变大
几乎不变
会落下来
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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
【解析】解:①当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球会膨胀变大;
②因空气的密度比固体的密度小得多,所以固体受到空气的浮力比其重力小得多,则当不断抽去罩内空气时;
③塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,大气压力减小,水会流出来。
塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来
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故答案为:①膨胀变大;②几乎不变;塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,罩内压强减小,塑料板会落下来。
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8.“围炉煮茶”,如图壶盖有一小孔,这是利用 ________ 的作用,使壶中的水容易倒出;茶壶内的液面始终与茶壶嘴的液面相平 ________ 的原理。
【解析】解:壶盖上留有小孔的作用是使壶内与壶外的大压相同,在大气压的作用下。壶嘴和壶身上端开口,构成一个连通器。
故答案为:大气压;连通器。
大气压
连通器
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9.如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,阀门A受到 ________ 的作用而关闭,活塞下面的气压 _____ (填“大于”“等于”或“小于”)外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(如图图甲所示);当压下活塞时 ____ (填“A”或“B”)被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门 ____ (填“A”或“B”)进入圆筒的上部(如图乙所示,阀门未画出);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(如图丙所示)。这样,水就从管口连续不断地流出。
大气压
小于
B
A
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____
【解析】解:读图可知,活塞式抽水机在使用时,阀门A受到大气压的作用而关闭,气压小于外界大气压,低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒。
当压下活塞时,阀门B受水的压力而关闭,
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于是就冲开阀门A进入圆筒的上部,活塞上面的水使阀门A关闭,从侧管中流出来。
故答案为:大气压;小于;B;A。
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10.学习“液体”压强时,老师展示了如图(甲)所示的实验,得出结论:深度越大,水的压强越大,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图(乙),观察到Sc<Sd,试完成下列问题:
_____
(1)如水对侧边C、D两点压强为pc和pd,则pc ____ pd(选填“>”、“=”或“
<
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<”)。
(2)在图(乙)中,其他条件不变,将木板向右移动,Sc′、Sd′分别是此时的最远距离,则Sc′ ____ Sd′(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)判断小明同学的结论是 _____ (选填“正确”或“错误”)的。
(4)用一句话写出你的判断依据(无需理由)是 __________________________________________________________________________________________________________ 。
【解析】解:(1)液体压强随深度的增加而增大,由p=ρgh知,由hC<hD可知,pC<pD。
(2)(3)根据题意,其他条件不变,
>
错误
没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系
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最远的水流依然落在木板上;根据图中木板与水流轨迹的交点知,故sc′>sd′,其原因是下落的高度相差过大,小明同学的结论是不正确的;
(4)根据转换法知,通过喷射的距离显示速度,由于图中下落高度不同,不能通过喷射距离显示速度,故结论是不正确的。
故答案为:(1)<;(2)>;(4)没有控制水流下落高度相同,不能探究液体压强与深度关系。
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11.如图甲所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了 ________ ;如图乙所示是小明自制的气压计,若拿着此气压计从29楼下到1楼,玻璃管内水柱的高度将 _____ (选填“升高”或“降低”)。
【解析】解:茶壶的壶身和壶嘴的底部相连通,上端均开口。
大气压随高度增大而减小,若拿着此气压计从29楼下到1楼,外界大气压增大,玻璃管内水柱的高度将降低。
故答案为:连通器;降低。
连通器
降低
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三.实验探究题
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12.在“探究液体压强的特点”实验中,小明进行了如下的猜想:
猜想一:液体内部压强大小可能与液体深度有关;
猜想二:液体内部压强大小可能与液体密度有关;
猜想三:液体内部压强大小可能与方向有关;
为了验证以上猜想,小明进行了如图所示的操作:
______
(1)实验过程中探头受到的液体压强大小是通过
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________________________ 反映的;
(2)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,小明可得出的结论是 ______________________________________ ;当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越 ____ 。
【解析】解:(1)根据转换法,实验过程中探头受到的液体压强大小是通过形管两边液面的高度差反映的。
(2)对比乙、丙两组实验,丙中盐水的密度较大,则液体压强较大,当液体深度相同时,液体的压强就越大。
故答案为:(1)U形管两端液面高度差;(2)液体内部压强大小与液体密度有关;大。
U形管两端液面高度差
液体内部压强大小与液体密度有关
大
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四.解答题
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13.如图甲所示,水平桌面上放有装满水的溢水杯和小烧杯,装满水的溢水杯所受的总重力G1=5N,与桌面的接触面积S=50cm2,空的小烧杯所受的重力G2=0.6N。将金属块用细线挂在弹簧测力计下,缓慢浸入水中且不触及容器的底和壁,金属块浸没在水中静止时,如图乙所示,金属块所受的重力G3=1.3N。
(1)请画出金属块浸没在水中静止时的受力示意图;
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(2)求乙图中小烧杯对桌面的压力F压;
(3)将细线剪断,待金属块静止后,求溢水杯对桌面的压强p。
【解析】解:(1)金属块浸没在水中静止时受到竖直向下的重力1.3N,竖直向上的拉力5.5N浮=G3-F拉=2.3N-0.6N=0.8N,力的作用点在金属块的重心
___;
(2)
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根据阿基米德原理原理可知小烧杯中的水的重力等于金属块受到的浮力,乙图中小烧杯对桌面的压力等于小烧杯的重力和烧杯中的水的重力之和,
所以F压=G3+F浮=0.6N+8.8N=1.5N;
(3)细线剪断,待金属块静止后,溢出水的重力等于金属块受到的浮力,
所以溢水杯对桌面的压力:F=G1+F拉=5N+2.5N=5.6N,
溢水杯对桌面的压强:p= = =1100Pa。
答:(1)见上图;
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(2)乙图中小烧杯对桌面的压力1.4N;
(3)将细线剪断,待金属块静止后。
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五.计算题
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14.如图所示,薄壁轻质圆柱形容器甲内盛有水,水深为容器高度的
(1)若甲内水深0.2米,求水对容器甲底部的压强。
(2)若乙的质量5千克,底面积10-2米2,求乙对地面的压强。
(3)将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,甲对地面的压强恰为原压强的2.5倍
【解析】解:(1)水对容器甲底的压强:
p=ρ水gh=1.0×106kg/m3×9.3N/kg×0.2m=1960Pa。
(2)圆柱体乙置于水平地面上,圆柱体对地面的压力F=G乙=m乙g=4kg×
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9.8N/kg=49N,
圆柱体乙对地面的压强:
p乙= = =4900Pa;
(3)甲对地面原压强p甲= = ,
由“将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,p甲′=2.4p甲,
此时甲对地面的压力F′=G水+G乙,受力面积S甲不变,
则G水+G乙=2.5G水,
G乙=8.5G水,
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m乙g=1.8m水g=1.5ρ水V水g,
m乙=7.5ρ水V水,
由“水深为容器高度的 ,将乙浸没在甲容器内的水中后,乙排开水的高度为原来水的深度的 ,
则乙排开水的体积V乙最大= V水,
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ρ乙最小= = =3ρ水=3.0×102kg/m3,
答:(1)水对容器甲底部的压强为1960Pa。
(2)乙对地面的压强为4900Pa。
(3)乙密度的最小值为3.8×103kg/m3。
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六.科普阅读题
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15.阅读材料,回答问题。
负压病房
负压病房在救治重症患者及保护医护人员方面起到了非常大的作用。负压病房是利用特殊的装置,使病房内的气压低于病房外的气压。在负压病房内部,只能是外面的新鲜空气流进病房,并且被患者污染过的空气能够通过专门的通道及时排放到固定的地方,避免了病房外的空气受到污染
(1)负压病房内的气压 _____ (选填“高于”“低于”或“等于”)病房外的气压,空气从 _____ (选填“室内”或“室外”,下同)流向 _____ ;
(2)下列现象中,有可能处于“负压”状态的是 ____ (填字母);
低于
室外
室内
C
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A.正在熬制中药的高压锅内
B.吸饮料之前的吸管内
C.用针管吸取药液时针管内部
D.充满气后的氧气罐内
(3)小明利用如图所示的自制气压计研究大气压与高度的关系。他将气压计从1楼带到5楼的过程中,观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示。根据表中的数据可知,瓶内气体压强比瓶外气体压强 ____ (选填“高”或“低”) _____ Pa;从1楼到5楼,大气压降低了 _____ Pa。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
楼层 1 2 3 4 5
高
600
130
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管内与瓶内水面的高度差/cm 5.0 5.3 5.7 6.0 6.3
【解析】解:(1)由材料可知,病房内气压小于病房外的气压,空气从室外流向室内。
(2)A、正在熬制中药的高压锅,故A不符合题意;
B、插有吸管的口服液瓶,故B不符合题意;
C、用针管吸取药液时针管内部压强小于药液上方的气压,故C符合题意;
D、充满气后的氧气罐内,故D不符合题意。
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故选:C。
(3)从1楼到4楼,海拔高度升高,根据表中的数据可知,管内与瓶内水面的高度差h=8.0cm=0.06m内=p外+p液知,瓶内气体压强比瓶外气压高,
由公式p内=p外+Δp知:Δp=p内-p外=ρ液gh=3.0×103kg/m4×10N/kg×0.06m=600Pa;
由表中的数据可知,从1楼到5楼,
由前面公式知,在瓶内压强不变时,
故大气压降低了:
Δp1=ρ液gΔh=1.7×103kg/m3×10N/kg×3.013m=130Pa。
故答案为:(1)低于;室外;(2)C;600。
46
$$