第九章 压强 (深圳卷,人教版2024)-【新教材】2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练(广东专用,人教版2024)
2025-03-06
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2份
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24页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 复习与提高 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 压强 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 深圳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.87 MB |
| 发布时间 | 2025-03-06 |
| 更新时间 | 2025-03-06 |
| 作者 | 启明数学物理探究室 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-03-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50839808.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷(人教版)
第九章 压强
本卷满分70分,考试时间60分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:人教版八年级下册第九章。
一、单选题(本大题共7小题,每小题2分,共14分。在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如下图甲中,向吸管B中用力吹气,可以看到吸管A内的水柱上升,则右图中实例中与此原理不相同的是( )
A.图乙:吹不掉的乒乓球 B.图丙:吹气两纸靠拢
C.图丁:飞机的升力 D.图戊:火箭升空
2.如图所示为项目组同学自制的气压计,将气压计由一楼拿到六楼时,细玻璃管中液面会升高,下列说法正确的是( )
A.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水不能装满
B.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变大
C.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值
D.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
3.在正方体玻璃盒的四个面上各开一个相同的孔,并蒙上绷紧程度相同的橡皮膜,如图所示,将此装置分别置于水和酒精中,则下列哪个选项能反映橡皮膜受到液体的压强的情况?( )
A.B.C. D.
4.如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强、的大小关系是( )
A. B. C. D.无法判断
5.如图1所示侧长图为我国战国时期的青铜汲酒器,取“应龙吸水”之意,反映了我国古人高超的智慧与非凡匠心。如图2所示①和②是使用该汲酒器取酒要经历的过程,手指正确的操作分别是( )
A.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
B.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
C.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
D.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
6.如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是( )
A.A容器对桌面的压强最大,C容器对桌面的压强最小
B.液体对C容器底部的压强最大,对A容器底部的压强最小
C.液体密度关系为:ρC<ρB<ρA
D.A容器对桌面的压力最小,C容器对桌面的压力最大
7.如图所示。水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面深度不同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是 B.两种液体密度的大小关系是
C.两个容器对桌面压强的大小关系是 D.两种液体对容器底压力的大小关系是
二、填空题(本大题共3小题,每空1分,共9分)
8.广东夏季烈日炎炎,有不少摩托车主选择加装如图所示的遮阳伞。虽然这样的遮阳伞能够让车主免受阳光的荼毒,但是存在很大的安全隐患,这是因为,当摩托车快速行驶时,伞上方的空气流速 (选填“大于”或“小于”)下方的空气流速,导致上方的大气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的大气压强,驾驶员会感觉车被向 (选填“上”或“下”)提起。
9.出土于战国时期墓葬的竹节柄铜汲酒器如图甲所示,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。图乙是该汲酒器取酒过程的示意图,长柄上端与球形底部各开一小孔a、b。当汲酒器插入酒缸中时,汲酒器和酒缸就构成了一个 ,汲酒器中充满酒水后,用拇指轻轻压住方孔a并向上提起,汲进之酒毫无滴洒,是由于 的作用。松开拇指,酒水在 的作用下缓缓流出。
10.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计。 则倒置后桌面受到的压强大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),瓶中水的重力大小为 N,倒立放置时瓶盖受水的压力 N。(g取10 N/kg)
三、作图题(本大题共2小题,每题2分,共4分)
11.如图所示,请画出容器所能装水的最高位置并画出容器对斜面的压力。
12.请在图中画出不倒翁所受的重力和对地面的压力的示意图。
四、实验题(本大题共3小题,共20分)
13.如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”实验中。
(1)小川通过观察海绵的形变程度来比较压力的作用效果,这种研究方法叫 ;
(2)通过比较甲、乙两图,可以得到结论:当受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)为了保护公路,推土机上路时要装上履带,可以利用 两图所得结论来解释;
(4)接着他又做了图丁实验,发现和图丙中效果不一样,则两次实验中小桌产生的压强p丙 p丁(选填“>”、“=”或“<”);
(5)同组的小天将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成去一部分(如图戊),发现肥皂对海绵的压力作用效果跟之前一样。于是她分析得出结论:压力的作用效果跟受力面积无关,你认为小天的做法和结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
14.2020年11月,“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小钟同学探究液体内部压强的兴趣,他进行了如图的操作。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的能更好地对比实验现象,从结构来看,正常使用的U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;实验前,小钟没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图所示)接下来的操作是 ,使U形管左右两侧的水面相平;
(2)分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:在同种液体中,液体压强的大小随液体深度的增加而 (选填“增加“减小”或“不变”),因此拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)小钟同学在原探究的圆柱容器中又装进一些纯净水后,原海水的密度变小了,则:海水对容器底的压强 (选填:“变大”、“变小”、“不变”)
15.小龙用生活中常见物品探究液体压强的影响因素:
(1)小龙找来了食品用的塑料手套,带在手上,发现手套只是蓬松的套在手上,然后将手伸向水中,发现手套的每一部分都紧贴在手上,这一现象说明液体向 方向有压强;
(2)图甲是套有橡皮膜的漏斗,漏斗口内深度h1为5cm。小龙用它进行了探究,如图乙、丙、丁所示,实验通过橡皮膜 反映液体压强大小;
(3)对比图 中的现象可知,液体压强与液体深度有关;对比图乙、丙中的现象可知,液体压强与 有关;
(4)已知漏斗口的面积为20cm2, 漏斗圆柱部分的横截面积为2cm2,漏斗口内容积(不含圆柱部分)为40cm3,漏斗浸入的深度h2=10cm,漏斗壁厚度不计,忽略容器内液面的变化。若向图丁漏斗中加水,直到橡皮膜恢复水平为止,所加水的质量为 g,此时,橡皮膜上表面受到水的压力是 N。(g取10N/kg)
五、计算题(本大题共2小题,16题4分,17题6分,共10分)
16.如图所示,铁桶重为60N,桶的底面积为3×10-2m2,往桶里倒入150N的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上(g=10N/kg)。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)水平台面受到这桶水的压强。
17.某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示。隔板上下两部分的厚度不同,隔板较厚部分相对于较薄部分左右两侧凸出的厚度均为0.lm。已知隔板的长为10m,左储液池内储有密度为1.1×103kg/m3的液体。右储液池内储有密度为1.3×103kg/m3的液体。隔板左侧凸出部分的下表面所在的深度为0.5m,隔板凸出部分两侧的下表面受到的液体的压强差与整个隔板最低处受到的两侧液体的压强差均为1.0×103Pa。求:
(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强;
(2)隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力;
(3)左储液池中液体的深度。
六、综合题(本大题共2小题,共13分)
18.如图所示,“擦窗机器人”的质量为2kg,它的“腹部”有两个吸盘,吸盘与玻璃的总接触面积为,工作时,机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(g取10N/kg)
(1)真空泵将吸盘内的空气抽出,由于 的作用,擦窗机器人被“吸”在玻璃上,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到摩擦力与 为一对平衡力;
(2)擦窗机器人工作时,吸盘内部的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外部大气压而产生吸力;
(3)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到的摩擦力是 N:若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)为了保证机器人不下落,玻璃对吸盘的支持力至少为90N,则吸盘内部气压不得高于 Pa。(已知外界大气压强)。
19.阅读短文,回答问题。
传统鱼缸深度最大不超过60cm,以人的手掌摸到缸底为宜。成年人站立可以勉强操作鱼缸,便决定了传统鱼缸与底座的总体高度为人的腋下高度,不超过1.2~1.3m。
如果说传统鱼缸是“卧式”鱼缸,负压鱼缸(图甲)则是“立式”鱼缸,可以增加高度,换水、喂鱼相当方便,不受操作的限制,“负压”是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计,该设计使负压缸顶部保持低压状态,因此水就不会从底缸出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵,如图乙所示,可以通过抽吸形成一定负压。负压鱼缸解决了传统正压鱼缸无法超越的基础性难题:即在操作限制的情况下,可以增加鱼缸的高度,方便观赏,解决了传统家居鱼缸(水族箱)能长不能高的难题。
(1)如图所示的新型鱼缸 (选填“属于”或者“不属于”)连通器,了解了负压鱼缸后,小明为家里的盆景制作了一个自动供水装置(见图丙)。用玻璃瓶灌满水后倒立在盆景盘里,瓶中的水 (选填“会”或者“不会”)流出。接着用注射器吸走部分盆景盘里的水来模拟绿化吸水,当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,瓶中的水 (选填“会”或者“不会”)流出;
(2)“负压”原理在生活中非常普遍,下列例子中没有利用“负压”原理的是___________;
A.我们呼吸时,肺部扩张状态时,新鲜的空气被压入肺内
B.为了能更快喝到美味的老火靓汤,有些人喜欢用高压锅炖汤
C.医生抽血时,将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管
(3)爱开动脑筋的小明想起了课本上大气压强的测定实验,第一个测出大气压强的科学家是 ,按照大气压强为105Pa计算,大气压强应该能支撑起约10m高的水柱,说明负压缸的顶部肯定有空气。请你根据图乙给出的条件,计算出负压缸顶部液面上方的气压为 Pa。
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2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷(人教版)
第九章 压强
本卷满分70分,考试时间60分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:人教版八年级下册第九章。
一、单选题(本大题共7小题,每小题2分,共14分。在每小题的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如下图甲中,向吸管B中用力吹气,可以看到吸管A内的水柱上升,则右图中实例中与此原理不相同的是( )
A.图乙:吹不掉的乒乓球 B.图丙:吹气两纸靠拢
C.图丁:飞机的升力 D.图戊:火箭升空
【答案】D
【详解】向吸管B中用力吹气时,吸管A上端空气流速大压强小,烧杯中的水在大气压作用下进入吸管,可以看到吸管A内的水柱上升。
A.向漏斗吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压力差,所以乒乓球不会掉下,故A不符合题意;
B.向两纸中间吹气,两纸中间空气流速大压强小,外侧空气流速小压强大,形成向内的压力差,所以两纸靠拢,故B不符合题意;
C.机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的升力,故C不符合题意;
D.火箭向下喷出气体,力的作用是相互的,喷出的气体对火箭施加向上的作用力,从而推动火箭向上运动,故D符合题意。
故选D。
2.如图所示为项目组同学自制的气压计,将气压计由一楼拿到六楼时,细玻璃管中液面会升高,下列说法正确的是( )
A.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水不能装满
B.细玻璃管中液面升高,说明大气压随高度的增加而变大
C.利用自制气压计可以精确测量大气压的数值
D.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压
【答案】A
【详解】A.用玻璃瓶和细玻璃管自制气压计时,瓶中的水不能装满,利用瓶内外气压不同引起水柱高度变化,从而反映外界大气压大小,故A正确;
B.细玻璃管中液面升高,是因为外界气压减小,瓶内的水在水面上方气压作用下被压入玻璃管,使管内液面上升,说明大气压随高度的增加而变小,故B错误;
C.利用自制气压计不能精确测量大气压的数值,只能粗略地反映大气压的变化情况,故C错误;
D.玻璃管中液柱静止时,瓶内气压等于大气压与玻璃管内水柱的压强之和,故D错误。
故选A。
3.在正方体玻璃盒的四个面上各开一个相同的孔,并蒙上绷紧程度相同的橡皮膜,如图所示,将此装置分别置于水和酒精中,则下列哪个选项能反映橡皮膜受到液体的压强的情况?( )
A.B.C. D.
【答案】B
【详解】液体内部各个方向均有压强,同一液体,同一深度压强相等;同一液体,深度越深,压强越大,故橡皮膜在水中或酒精中,各表面均向内凹陷,上表面的凹陷程度比下表面小,左右两边橡皮膜的凹陷程度相同,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强、的大小关系是( )
A. B. C. D.无法判断
【答案】B
【详解】因为正方体均匀,并且放置在水平桌面上,若把它竖直截成大小不等的两块,由于它们的高度h相等,根据
可知,它们对水平桌面的压强相等,即,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图1所示侧长图为我国战国时期的青铜汲酒器,取“应龙吸水”之意,反映了我国古人高超的智慧与非凡匠心。如图2所示①和②是使用该汲酒器取酒要经历的过程,手指正确的操作分别是( )
A.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
B.①在酒灌入汲酒器后摁住方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
C.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后摁住方孔
D.①在酒灌入汲酒器后松开方孔,②将汲酒器放到碗上方后松开方孔
【答案】B
【详解】在将汲酒器放入酒水中时,应松开方孔,酒水进入汲酒器,空气从上端的方孔排出,此时汲酒器与酒壶形成上端开口下端连通的连通器,汲酒器中的酒的液面与酒壶中的酒液面相平,之后用拇指摁住方孔向上提起,在外界大气压的作用下,酒水不会向下流出,放到碗的上方后,松开方孔,酒水在重力的作用下向下流出。
故选B。
6.如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。下列分析正确的是( )
A.A容器对桌面的压强最大,C容器对桌面的压强最小
B.液体对C容器底部的压强最大,对A容器底部的压强最小
C.液体密度关系为:ρC<ρB<ρA
D.A容器对桌面的压力最小,C容器对桌面的压力最大
【答案】C
【详解】AD.容器对桌面的压力为
F=G杯+G液=G杯+m液g
已知液体质量,容器重力相等,所以三个容器对桌面的压力相等,又因为容器底面积相等,由可知,三个容器对桌面的压强相等,故AD错误;
B.三个容器中,A中液体对容器底部的压力大于自身的重力;B中液体对容器底部的压力等于自身的重力;C中液体对容器底部的压力小于自身的重力;根据公式可知,三个容器底面积相同,液体对A容器底部的压强最大,对B容器底部的压强次之,对C容器底部的压强最小,故B错误;
C.由可知,质量相等的不同液体,体积越大,密度越小,由图可知,C中液体体积最大,B中液体体积次之,A中液体体积最小,即三种液体的体积关系为
VC>VB>VA
故三种液体的密度关系为
ρC<ρB<ρA
故C正确。
故选C。
7.如图所示。水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面深度不同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是
B.两种液体密度的大小关系是
C.两个容器对桌面压强的大小关系是
D.两种液体对容器底压力的大小关系是
【答案】D
【详解】A.甲、乙容器质量相同,容器内液体的质量也相同,放置在水平桌面上,压力等于重力,压力与支持力是相互作用力,所以桌面对两个容器支持力的大小相等,即
F甲=F乙
故A错误;
B.甲中液体体积大于乙中液体的体积,但液体质量相同,由可知,甲中液体密度更小,即
ρ甲<ρ乙
故B错误;
C.由A可知,两容器对桌面的压力相等,两容器的底面积也相等,由可知,容器对桌面的压强相等,即
pa=pb
故C错误;
D.甲容器为柱形容器,液体对容器的底部受到的压力等于液体的重力,乙容器上窄下宽,液体对容器底部的压力大于液体的重力,两个容器内液体的重力相等,所以甲中液体对容器底部的压力关系
Fa<Fb
故D正确。
故选D。
二、填空题(本大题共3小题,每空1分,共9分)
8.广东夏季烈日炎炎,有不少摩托车主选择加装如图所示的遮阳伞。虽然这样的遮阳伞能够让车主免受阳光的荼毒,但是存在很大的安全隐患,这是因为,当摩托车快速行驶时,伞上方的空气流速 (选填“大于”或“小于”)下方的空气流速,导致上方的大气压强 (选填“大于”或“小于”)下方的大气压强,驾驶员会感觉车被向 (选填“上”或“下”)提起。
【答案】 大于 小于 上
【详解】[1][2][3]遮阳伞“上凸下平”,当摩托车快速行驶时,伞上方空气流速大,压强小;伞下方空气流速小,压强大,伞就受到一个向上的压强(或压力)差,伞面会被吹起,驾驶员会感觉车被向上提起,存在严重的安全隐患。
9.出土于战国时期墓葬的竹节柄铜汲酒器如图甲所示,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。图乙是该汲酒器取酒过程的示意图,长柄上端与球形底部各开一小孔a、b。当汲酒器插入酒缸中时,汲酒器和酒缸就构成了一个 ,汲酒器中充满酒水后,用拇指轻轻压住方孔a并向上提起,汲进之酒毫无滴洒,是由于 的作用。松开拇指,酒水在 的作用下缓缓流出。
【答案】 连通器 大气压 重力
【详解】[1][2][3]当汲酒器插入酒缸中时,上端开口,下端连通,汲酒器和酒缸就构成了一个连通器;汲酒器中充满酒水后,用拇指轻轻压在方孔a并向上提起,由于大气压的作用,汲进之酒毫无滴洒;重力方向是竖直向下的,因此松开拇指,酒水在重力的作用下会缓缓流出。
10.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计。 则倒置后桌面受到的压强大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”),瓶中水的重力大小为 N,倒立放置时瓶盖受水的压力 N。(g取10 N/kg)
【答案】 变大 2.8 1.04
【详解】[1]由 知,由于瓶子倒置后对桌面压力没变,受力面积变小,故压强变大。
[2]由左图可知,矿泉水瓶内水的体积
V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3
水的质量
m水=ρ水V=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg
水的重力
G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N
[3]倒立放置时瓶盖受到水的压强
p倒立=ρ水gh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa
水对瓶盖的压力
三、作图题(本大题共2小题,每题2分,共4分)
11.如图所示,请画出容器所能装水的最高位置并画出容器对斜面的压力。
【答案】
【详解】根据连通器的原理可知:各个管中的液面应在同一水平面上,其最高位置应在右侧管口处; 在接触面的中心选择一个作用点,画出垂直向下作用在接触面上的力,即为压力。如图所示:
12.请在图中画出不倒翁所受的重力和对地面的压力的示意图。
【答案】
【详解】从不倒翁的重心作竖直向下的有向线段,并用G表示,即为重力示意图;不倒翁对地面的压力作用点在不倒翁与地面的接触点,从压力作用点垂直于地面向下作有向线段,并用F表示,即为压力示意图,如图:
四、实验题(本大题共3小题,共20分)
13.如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”实验中。
(1)小川通过观察海绵的形变程度来比较压力的作用效果,这种研究方法叫 ;
(2)通过比较甲、乙两图,可以得到结论:当受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越明显;
(3)为了保护公路,推土机上路时要装上履带,可以利用 两图所得结论来解释;
(4)接着他又做了图丁实验,发现和图丙中效果不一样,则两次实验中小桌产生的压强p丙 p丁(选填“>”、“=”或“<”);
(5)同组的小天将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成去一部分(如图戊),发现肥皂对海绵的压力作用效果跟之前一样。于是她分析得出结论:压力的作用效果跟受力面积无关,你认为小天的做法和结论是 (选填“正确”或“错误”)的,原因是 。
【答案】(1)转换法
(2)压力
(3)乙、丙
(4)=
(5) 错误 没有控制压力相同
【详解】(1)本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
(2)[1][2]甲、乙两图中,受力面积相同,而乙对海绵的压力更大,海绵凹陷更深,说明乙对海绵的压力作用效果更明显,故可得出结论:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)推土机上路时要装上履带,是通过增大受力面积来减小压强;图乙和图丙两次实验压力大小相等,乙的受力面积更小,结果压力作用效果更明显,故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。故可以用乙、丙两图所得的结论来解释。
(4)丙、丁两图中,压力和受力面积均相等,由知,p丙=p丁。
(5)[1][2]戊图中将长方体肥皂沿竖直虚线方向切成去一部分,剩下部分跟之间对泡沫的压力大小和受力面积均不同,没有控制压力大小相同,故无法探究压力作用效果与受力面积的关系。
14.2020年11月,“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小钟同学探究液体内部压强的兴趣,他进行了如图的操作。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的能更好地对比实验现象,从结构来看,正常使用的U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;实验前,小钟没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图所示)接下来的操作是 ,使U形管左右两侧的水面相平;
(2)分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:在同种液体中,液体压强的大小随液体深度的增加而 (选填“增加“减小”或“不变”),因此拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)小钟同学在原探究的圆柱容器中又装进一些纯净水后,原海水的密度变小了,则:海水对容器底的压强 (选填:“变大”、“变小”、“不变”)
【答案】(1) 薄 不是 将软管取下,再重新安装
(2) 增加 上窄下宽
(3)变大
【详解】(1)[1]实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的,因为薄的橡皮膜受到一定的压强时形变更明显,可以更准确地将液体压强传递到U形管,实验的结论越准确。
[2]压强计的一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”的特点,所以,不是连通器。
[3]若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
(2)[1]由乙、丙可知,液体密度相同,金属盒浸入液体的深度不同,丙实验中金属盒浸入液体的深度较大,U形管中液面高度差较大,表明丙实验中橡皮膜处液体产生的压强较大,所以可以得到的结论是同种液体中,液体压强随着液体深度的增加而增加。
[2]河水越深,压强越大,为了能承受较大的压强,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)因为容器为规则柱体,所以容器底部所受压力等于海水的重力,由于加入纯净水后,海水的重力增加,对容器底的压力增加,由可知,海水对容器底的压强变大。
15.小龙用生活中常见物品探究液体压强的影响因素:
(1)小龙找来了食品用的塑料手套,带在手上,发现手套只是蓬松的套在手上,然后将手伸向水中,发现手套的每一部分都紧贴在手上,这一现象说明液体向 方向有压强;
(2)图甲是套有橡皮膜的漏斗,漏斗口内深度h1为5cm。小龙用它进行了探究,如图乙、丙、丁所示,实验通过橡皮膜 反映液体压强大小;
(3)对比图 中的现象可知,液体压强与液体深度有关;对比图乙、丙中的现象可知,液体压强与 有关;
(4)已知漏斗口的面积为20cm2, 漏斗圆柱部分的横截面积为2cm2,漏斗口内容积(不含圆柱部分)为40cm3,漏斗浸入的深度h2=10cm,漏斗壁厚度不计,忽略容器内液面的变化。若向图丁漏斗中加水,直到橡皮膜恢复水平为止,所加水的质量为 g,此时,橡皮膜上表面受到水的压力是 N。(g取10N/kg)
【答案】(1)各个
(2)凹陷程度
(3) 丙、丁 液体密度
(4) 50 2
【详解】(1)小龙找来了食品用的塑料手套,带在手上,发现手套只是蓬松的套在手上,这是因为手套内部有空气;然后他将手伸向水中,发现手套的每一部分都紧贴在手上,这是因为水对手套有压强;手套的每一部分都紧贴在手上,这一现象说明液体向各个方向都有压强。
(2)如图乙、丙、丁所示,套在漏斗口的橡皮膜在液体中不同位置时向内凹陷的程度是不一样的,所以实验可以通过橡皮膜的凹陷程度反映液体压强大小。
(3)[1]要探究液体压强与液体深度有关,要采用控制变量法控制液体密度相同,仅改变液体深度观察实验现象;如图所示,对比图丙、丁中的现象可知,液体压强与液体深度有关。
[2]对比图乙、丙中的现象可知,盐水和水的密度不同,但橡皮膜在两种液体中的深度相同,这说明在深度相同时,液体压强与液体密度有关。
(4)[1]由题意可知,当橡皮膜水平时,橡皮膜上下受到的压强相等,根据可知漏斗内外的水的深度相同,所以漏斗内的水深度也是10cm;因为漏斗的高度是5cm,所以漏斗圆柱部分水的深度也是5cm,则圆柱部分水的体积为
则漏斗内水的总体积为
则所加水的质量为
[2]橡皮膜水平时,漏斗内水的深度为10cm,橡皮膜受到向下的压强为
则橡皮膜上表面受到水的压力为
五、计算题(本大题共2小题,16题4分,17题6分,共10分)
16.如图所示,铁桶重为60N,桶的底面积为3×10-2m2,往桶里倒入150N的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上(g=10N/kg)。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)水平台面受到这桶水的压强。
【答案】(1)1500Pa;(2)45N;(3)7000Pa
【详解】解:(1)水对桶底的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×15×0.01m=1500Pa
(2)桶底受到水的压力为
F=pS=1500Pa×3.0×10﹣2m2=45N
(3)水平台面受到的压力等于水和桶的总重力为
F′=G桶+G水=60N+150N=210N
则水平台面受到的压强为
答:(1)水对桶底的压强为1500Pa;
(2)桶底受到水的压力为45N;
(3)水平台面受到这桶水的压强为7000Pa。
17.某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示。隔板上下两部分的厚度不同,隔板较厚部分相对于较薄部分左右两侧凸出的厚度均为0.lm。已知隔板的长为10m,左储液池内储有密度为1.1×103kg/m3的液体。右储液池内储有密度为1.3×103kg/m3的液体。隔板左侧凸出部分的下表面所在的深度为0.5m,隔板凸出部分两侧的下表面受到的液体的压强差与整个隔板最低处受到的两侧液体的压强差均为1.0×103Pa。求:
(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强;
(2)隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力;
(3)左储液池中液体的深度。
【答案】(1)5.5×103Pa;(2)4.5×103N;(3)1.5m
【详解】解:(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强
p左=ρ左gh左=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5.5×103Pa
(2)由题意可得,若
Δp=p右-p左=1.0×103Pa
则隔板右侧凸出部分的下表面的压强为
p右=p左+Δp=5.5×103Pa+1.0×103Pa=6.5×103Pa
隔板右侧凸出部分的下表面所在的深度为
不符合题意,所以
Δp=p左-p右=1.0×103Pa
隔板右侧凸出部分的下表面的压强为
p右=p左-Δp=5.5×103Pa-1.0×103Pa=4.5×103Pa
隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力为
F右=p右S=4.5×103Pa×10m×0.1m=4.5×103N
(3)由于隔板凸出部分两侧的下表面受到的液体的压强差与整个隔板最低处(即容器底)受到的两侧液体的压强差均为1.0×103Pa,而两侧凸出部分距容器底深度相同,又凸出部分两侧容器液体密度ρ右>ρ左,由(2)已推出
Δp=p左-p右=1.0×103Pa
右侧凸出部分的下表面在液体中的深度为
所以此时应该是
Δp=p´右-p´左=1.0×103Pa
否则将不符合实际,设隔板凸出部分到容器底的深度为h,则
p´右-p´左=Δp=1.0×103Pa
即
ρ右gh´右-ρ左gh´左=Δp
代入数据,即
1.3×103kg/m3×10N/kg×(h+)m-1.1×103kg/m3×10N/kg×(h+0.5)m=1.0×103Pa
解得
h=1m
左储液池中液体的深度为
h´左=(h+0.5)m=(1+0.5)m=1.5m
答:(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强5.5×103Pa;
(2)隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力4.5×103N;
(3)左储液池中液体的深度1.5m。
六、综合题(本大题共2小题,共13分)
18.如图所示,“擦窗机器人”的质量为2kg,它的“腹部”有两个吸盘,吸盘与玻璃的总接触面积为,工作时,机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出,使它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(g取10N/kg)
(1)真空泵将吸盘内的空气抽出,由于 的作用,擦窗机器人被“吸”在玻璃上,当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到摩擦力与 为一对平衡力;
(2)擦窗机器人工作时,吸盘内部的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外部大气压而产生吸力;
(3)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,受到的摩擦力是 N:若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)为了保证机器人不下落,玻璃对吸盘的支持力至少为90N,则吸盘内部气压不得高于 Pa。(已知外界大气压强)。
【答案】(1) 大气压/大气压强 重力
(2)小于
(3) 20 不变
(4)
【详解】(1)[1]真空泵将吸盘内的空气抽出,吸盘内气压小于大气压(强),在大气压(强)的作用下,擦窗机器人被“吸”在玻璃上。
[2]“擦窗机器人”静止在竖直玻璃板上时处于平衡状态,在竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力。
(2)由(1)可知,真空泵将吸盘内的空气抽出,吸盘内气压小于大气压(强),在大气压(强)的作用下,擦窗机器人被“吸”在玻璃上。
(3)[1]机器人所受重力为
擦窗机器人受到摩擦力等于其自身的重力,为
[2]若用真空泵继续向外抽气,由于“擦窗机器人”在竖直玻璃上仍静止,在竖直方向上所受的摩擦力和重力是一对平衡力,其大小相等,由于机器人的重力不变,则机器人受到的摩擦力不变。
(4)吸盘在水平方向受到外侧空气的压力和玻璃的支持力以及吸盘内部空气的压力,处于平衡状态,则这三个力大小相等,即
根据可知,则
代入数据可得,吸盘内部的压强不小于
19.阅读短文,回答问题。
传统鱼缸深度最大不超过60cm,以人的手掌摸到缸底为宜。成年人站立可以勉强操作鱼缸,便决定了传统鱼缸与底座的总体高度为人的腋下高度,不超过1.2~1.3m。
如果说传统鱼缸是“卧式”鱼缸,负压鱼缸(图甲)则是“立式”鱼缸,可以增加高度,换水、喂鱼相当方便,不受操作的限制,“负压”是低于一个标准大气压的气体压力状态。负压鱼缸的结构采用独特设计,该设计使负压缸顶部保持低压状态,因此水就不会从底缸出口流出。一般负压鱼缸配有电子控制系统以及一台真空泵,如图乙所示,可以通过抽吸形成一定负压。负压鱼缸解决了传统正压鱼缸无法超越的基础性难题:即在操作限制的情况下,可以增加鱼缸的高度,方便观赏,解决了传统家居鱼缸(水族箱)能长不能高的难题。
(1)如图所示的新型鱼缸 (选填“属于”或者“不属于”)连通器,了解了负压鱼缸后,小明为家里的盆景制作了一个自动供水装置(见图丙)。用玻璃瓶灌满水后倒立在盆景盘里,瓶中的水 (选填“会”或者“不会”)流出。接着用注射器吸走部分盆景盘里的水来模拟绿化吸水,当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,瓶中的水 (选填“会”或者“不会”)流出;
(2)“负压”原理在生活中非常普遍,下列例子中没有利用“负压”原理的是___________;
A.我们呼吸时,肺部扩张状态时,新鲜的空气被压入肺内
B.为了能更快喝到美味的老火靓汤,有些人喜欢用高压锅炖汤
C.医生抽血时,将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管
(3)爱开动脑筋的小明想起了课本上大气压强的测定实验,第一个测出大气压强的科学家是 ,按照大气压强为105Pa计算,大气压强应该能支撑起约10m高的水柱,说明负压缸的顶部肯定有空气。请你根据图乙给出的条件,计算出负压缸顶部液面上方的气压为 Pa。
【答案】(1) 不属于 不会 会
(2)B
(3) 托里拆利 9×104
【详解】(1)[1]如图所示的新型鱼缸水静止时,容器中的水面没有相平,不符合连通器的特点,说明新型鱼缸不属于连通器。
[2]一个标准大气压可以支撑10m高的水,用玻璃瓶灌满水后倒立在盆景盘里,瓶中的水不会流出。
[3]接着用注射器吸走部分盆景盘里的水来模拟绿化吸水,当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶中的水在重力作用下会流出。
(2)A.我们呼吸时,肺部处于扩张状态,肺部内的气压小于外部大气压,在大气压作用下新鲜的空气被压入肺内,利用了负压原理,故A不符合题意;
B.高压锅使用过程中,锅内气压大于锅外大气压,没有利用负压,故B符合题意;
C.医生抽血时,将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,管内的气压小于人体的血压,在压强差作用下,血液便自动流入采血管,利用到“负压”原理,故C不符合题意。
故选B。
(3)[1]托里拆利是第一个测出大气压强的科学家。
[2]负压缸顶部液面上方的气压为
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