内容正文:
模块二 力学
专题06 密度和压强
(满分100分,时间60分钟)
一、选择题(每小题3分,共39分)
1.(2024·广东清远·一模)生活处处有物理,下列关于小明生活中的一些现象的说法正确的是( )
A.小明走路时,脚遇到障碍物,向前倾倒,是因为受到向前的力
B.小明站在水平地面上时,受到的重力与支持力是一对相互作用力
C.小明穿上鞋底粗糙的运动鞋走路,是为了减小对地面的压强
D.小明将吸盘挂衣钩“吸”在墙上挂衣服,是利用大气压的原理
【答案】D
【详解】A.走路时,脚遇到障碍物,受到力的作用,停止运动,而身体由于惯性,要保持原来的运动状态向前,所以向前倾倒,故A错误;
B.小明站在水平地面上时,在竖直方向上受到的重力和支持力大小相等,方向相反,作用在同一物体上,是一对平衡力,故B错误;
C.鞋底粗糙的运动鞋在走路时,可在压力不变时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.吸盘能吸在墙上,是因为吸盘与墙壁间的空气压强小于大气压强,是利用大气压的原理,故D正确。
故选D。
2.(2024·广东中山·三模)如题图所示是我们使用的九年级《物理》课本,下列对此课本的估测值与真实值最接近的是( )
A.物理课本在火星上的质量约为2000g
B.每一页纸的平均厚度约为0.6μm
C.物理课本平放时对桌面压强约为2Pa
D.物理课本的长度约为26cm
【答案】D
【详解】A.物理课本的质量约为200g,质量是物体的一种属性,不随位置的变化而变化,所以在火星上的质量仍约为200g,故A不符合题意;
B. 物理课本每一页纸的平均厚度约为60μm,故B不符合题意;
C. 物理课本的重力约2N,平放时对桌面的压力等于重力,为2N,与桌面的接触面积
S=400cm2=0.04m2
对水平桌面的压强为
故C不符合题意;
D. 物理课本的长度约为26cm,符合实际,故D符合题意。
故选D。
3.(2024·广东广州·二模)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的两种液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,A、B两点压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA<pB
C.ρ甲=ρ乙,pA<pB D.ρ甲>ρ乙,pA=pB
【答案】A
【详解】由题意和可得两容器中甲容器液体深度小于乙,根据和两容器底部受到的液体压强相等可得甲容器内液体密度大于乙;假设A、B两点在容器内的深度分别为、,到容器底部的距离均为h,则两容器底部受到液体压强分别为
所以可得
故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2024·广东广州·一模)图中男子拉行李箱通过一段长20m的平直路段。下列估测合理的是( )
A.行李箱质量约2t
B.行李箱高L约60cm
C.行李箱的体积约1m3
D.该男子通过这20m路段所用时间约1s
【答案】B
【详解】A.行李箱质量约,即,故A不符合题意;
B.行李箱高度约为人体高度的三分之一,约为60cm,故B符合题意;
C.行李箱的长约为0.5m,宽约为0.3m,高约为0.6m,则体积约为
故C不符合题意;
D.该男子步行速度约为,则通过这20m路段所用时间约为
故D不符合题意。
故选B。
5.(2024·广东·二模)如图所示是小明入住旅馆张贴的火灾逃离指引,受困人员应采取弯腰或匍匐的姿势撤离,以尽量减少有害气体的吸入,这是因为燃烧产生的有害气体( )
A.密度较大,聚集在下方 B.密度较小,聚集在上方
C.密度较小,聚集在下方 D.密度较大,聚集在上方
【答案】B
【详解】室内火灾发生时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小;根据物体的浮沉条件,有毒气体漂浮在房间的上方。所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。
故选B。
6.(2024·广东广州·二模)中国古代的造纸术、指南针、火药、印刷术影响了世界,现代的新四大发明“高铁、支付宝、共享单车和网购”给人民生活带来了便利。下列说法中正确的是( )
A.图1中,高铁站台设置黄色安全线是因为“流体流速越大的位置,压强越小”
B.图2中,支付盒子静止于水平桌面上,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对相互作用力
C.图3中,共享单车把手上的花纹是为了减小手和把手的摩擦
D.图4中,快递机器人关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
【答案】A
【详解】A.高铁站台设置的黄色安全线,是因为高铁进站时,高铁与乘客间的空气流速大,压强小,小于乘客身后的压强,乘客有被压向高铁的危险,故A正确;
B.支付盒子静止在水平桌面上,所受到的重力和桌面对它的支持力作用在同一物体上,是一对平衡力,不是相互作用力,故B错误;
C.单车把手上的花纹,是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D.关闭电源后,快递机器人在水平方向只受到阻力的作用,运动状态发生改变而停下,而物体的运动不需要力来维持,故D错误。
故选A。
7.(2024·广东广州·模拟预测)小明是贵溪市某学校九年级的学生,为了在中考体育测试中取得较好成绩,他努力训练着。以下是对他各个项目的训练成果进行的估计,你认为最接近实际情况的是( )
A.他的质量是500N B.他1s内跳绳次数是170次
C.他立定跳远的成绩是2.35×104mm D.他跑1000m用时3.5min
【答案】D
【详解】A.中学生的质量约为50kg,故A不符合题意;
B.中学生1s内跳绳次数是1次,故B不符合题意;
C.中学生的立定跳远的成绩是
2.35m=2.35×103mm
故C不符合题意误;
D.一般情况下,中学生跑1000m用时3.5min,故D符合题意。
故选D。
8.(2024·广东广州·三模)图中的乙是一个较长的连通器,大气压强为p0,在e上方持续水平吹气,水面稳定后如图所示,此时d、e处的气压为pd、pe,水面下b、c处水的压强为pb、pc,装有酒精的甲放在乙的左侧,酒精中的a处酒精的压强为pa,大气压保持不变,则正确的是( )
A.pa>pb B.pe=pd C.pe<pd D.pd<pe
【答案】C
【详解】A.液体酒精的a点的压强与酒精密度和所处的深度h有关,水的密度更大,b点在水中的深度大于a点在酒精中的深度,故pa<pb,故A错误;
BCD.d处与大气相通,pd处气压与大气压强p0相同,在e上方持续水平吹气,根据流体流速越大的位置压强越小,故pd大于pe,故BD错误,C正确。
故选C。
9.(2024·广东肇庆·二模)如图是人体在平静呼吸时,肺内气体容量变化示意图,下列相关叙述中,正确的是( )
A.表示人正在吸气,肺内气压小于大气压
B.表示人正在吸气,肺内气压大于大气压
C.表示人正在呼气,肺内气压大于大气压
D.当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为过程受到了影响
【答案】C
【详解】A.a→b段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,肺内气压大于大气压,故A错误;
B.b→c段表示肺内气体容量由小变大,表示吸气,肺内气压小于大气压,故B错误;
C.c→d段表示肺内气体容量由大变小,表示呼气,胸廓容积缩小,肺内气压大于大气压,故C正确;
D.人的胸部在水面以下,感觉到呼吸不畅,这是因为b→c表示的吸气过程受到了影响,故D错误。
故选C。
10.(2024·广东东莞·二模)“车辆转弯,请坐稳扶好!”公交车广告提醒乘客注意安全。如图所示,公交车上装有拉环,在车辆转弯时,站立的乘客要抓紧拉环,避免受到伤害。下列有关说法正确的是( )
A.坐稳扶好是为了防止惯性带来的伤害
B.拉环做得比较厚大是通过增大受力面积来增大压强
C.在公交车转弯时公交车受到平衡力
D.公交车向右急转弯时乘客将会向右倾倒
【答案】A
【详解】A.汽车行驶时汽车和人一起运动,在车辆转弯时,人由于惯性还要保持原来的运动状态从而会倾倒,因此坐稳扶好是为了防止惯性带来的伤害,故A正确;
B.拉环做的比较厚大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C.公交车转弯时运动方向不断变化,处于非平衡状态,所以公交车受到非平衡力,故C错误;
D.行驶中的公交车向右急拐弯时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态会左倾,故D错误。
故选A。
11.(2024·广东佛山·二模)小明通过多次实验,得到液体和烧杯的总质量m与烧杯内液体体积V的关系图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.液体的密度与质量成正比
B.当液体的体积为80cm3时,其质量为100g
C.液体的密度为1×103kg/m3
D.空烧杯的质量为40g
【答案】C
【详解】A.密度是物质的一种特性,与质量和体积无关,故A错误;
C.当加入质量60g液体时,加入的体积为60cm3,故液体的密度为
故C正确;
B.当液体的体积为80cm3时,其质量为
m1=ρV1=1g/cm3×80cm3=80g
故B错误;
D.空烧杯的质量为
m杯=m总-m1=100g-80g=20g
故D错误。
故选C。
12.(2024·广东肇庆·二模)如图是小红给家人盛饭时的情景。关于情景中相关物理量的估测最接近实际的是( )
A.刚煮熟的米饭温度约为 B.碗口的直径约为
C.空碗的质量约为 D.吃完一碗米饭用时约为
【答案】B
【详解】A.刚煮熟的米饭跟沸水的温度差不多,所以刚煮熟的米饭的温度约为100℃,故A不符合题意;
B.张开大拇指和中指,两端的距离长约20cm,而碗口的直径比其的一半长度略大,约为12cm,故B符合题意;
C.一个苹果的质量在200g左右,普通饭碗的质量与此差不多,在200g=0.2kg左右,故C不符合题意;
D.正常情况下,每个人吃完一碗饭所需的时间一般不同,吃完一碗米饭用时约为1s,时间太短了,不符合实际,故D不符合题意。
故选B。
13.(2023·广东广州·二模)图1连通器中的水静止,此时a处的气压为pa0,d处水产生的压强为pd0,在管上方持续水平吹气,水面稳定后如图2,此时a、b处气压为pa、pb,c、d处水产生的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pa0<pa B.pa<pb
C.pc=pd D.pd>pd0
【答案】D
【详解】AB.吹气前,该装置为连通器,连通器的水静止不流动时,水面是相平的,水面上方的压强是相同的,由图2可知,吹气时,左边空气流速慢,右边空气流速快,由流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大可知
pa0>pa,pa>pb
故AB不符合题意;
CD.由图示知,吹气前d的液体深度比吹气后的d处的深度小,图2中,d处的深度比c处的大,由液体压强的规律可知,在密度相同时,液体的深度越大,压强越大,所以
pc<pd,pd>pd0
故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
二、填空题(每空1分,共26分)
14.(2024·广东佛山·三模)小鲁用如图1甲的装置探究“水沸腾的特点”:按规范要求调整铁圈A的高度时 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;水沸腾时,温度计的示数如图1乙,水的沸点为 ℃,则当地的大气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)一个标准大气压。
【答案】 需要 98 低于
【详解】[1]按照实验规范要求,先调整铁圈A,利用酒精灯的外焰加热,确定其高度时,需要点燃酒精灯。
[2]如图1乙所示,该温度计的分度值是1℃,此时水的沸点是98℃。
[3]由于水的沸点与大气压有关,大气压越高,水的沸点越高。一个标准大气压对应水的沸点为100℃,此时水的沸点小于100℃,所以此时的大气压低于一个标准大气压。
15.(2024·广东广州·二模)为了美化教室环境,小明同学从家里带来了盆栽花卉,放于水平窗台上,盆栽花卉的总质量为2kg,花盆底面与水平窗台的接触面积为200cm2,g取10N/kg。则该花盆对窗台的压强为 Pa、小明每周一都要给花浇一次水,浇水后与浇水前相比较,花盆对窗台的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。忽然一阵风起,教室的窗帘飘向窗外,这是由于窗外的空气流速变大,压强 而导致(选填“变大”或“变小”)。
【答案】 1000 变大 变小
【详解】[1]花盆对窗台的压力为
F=G=mg=2kg×10N/kg=20N
花盆对窗台的压强为
[2]浇水后与浇水前相比较,花盆的质量变大,重力变大,对窗台的压力增大,受力面积不变,由可知,花盆对窗台的压强变大。
[3]风沿着外墙吹过时,窗帘外侧空气流速大,压强小,内侧空气流速慢,压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗户外面。
16.(2024·广东汕头·二模)如图甲的茶壶,其壶嘴与壶身构成一个 。壶盖上的小孔是利用 使壶里的水更容易倒出来。图乙为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,瓶内装有足量的水,开关打开后,B内的液面比C内的液面 .
【答案】 连通器 大气压 低
【详解】[1]茶壶的壶嘴与壶身是上端开口、下部连通的,这是利用连通器的原理制成的,所以其壶嘴与壶身构成一个连通器。
[2]在壶盖上开个小孔,其作用是在倒水时能使内外的大气压相等,将茶壶略微倾斜时,从而利用大气压使得壶里的水容易倒出来。
[3]开关打开时,由于B下面的管子比C下面的矿泉水瓶细,液体流经B下面的管子时流速大,压强小,而流经C下面的矿泉水瓶时流速小,压强大,所以B内的液面低于C内的液面。
17.(2024·广东广州·二模)(1)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中甲容器中装有水,乙容器中装有其它液体,两容器液面高度如图1所示。A点距离水面的竖直高度为5cm,5cm水柱所产生的压强pA Pa。液体内A、B两点压强分别为pA、pB,若pA=pB,则ρ乙 ρ水(选填“>”“<”或“=”)。ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(2)甲和乙两个质量相同的正方体,棱长分别为a和b,且a<b,对地面的压力F甲 F乙,对地面的压强p甲 p乙(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 500 < = >
【详解】(1)[1]5cm水柱所产生的压强
[2]若
因为
所以
(2)[3][4]由于甲和乙两个质量相同的正方体,则甲乙对地面的压力相等
甲乙对地面的压强,由
所以
18.(2024·广东汕尾·二模)陈小同学在学习压强时发现,密度均匀的正柱体,如果沿竖直方向切割掉一部分,其压强与切割前比较将 (选填:“变大”、“不变”或“变小”);现有三棱柱平放在水平地面上如下图1所示,它的侧面是等边三角形ABC(如图2),已知平放的三棱柱 ABC对地面的压强为2000Pa,现沿 DE方向(D点、E点分别为线段AB及 AC的中点)水平切割,那么小三棱柱 ADE (如图3)对地面的压强为 Pa, 梯体 DBCE (如图4)对地面的压强为 Pa。
【答案】 不变 1000 1500
【详解】[1]由于
所以,若密度均匀的正柱体,如果沿竖直方向切割掉一部分,其压强与切割前比较将不变。
[2]根据题意知道,D点、E点分别为线段AB及 AC的中点,由数学关系知道,小三棱柱 ADE的体积等于三棱柱 ABC体积的,故两者的重力之比
由数学关系知道,在图1与图3中小三棱柱 ADE与地面的接触面积等于三棱柱 ABC与地面的接触面积的,由知道,小三棱柱 ADE (如图3) 与三棱柱 ABC(图1)对地面的压强比
根据题意知道,平放的三棱柱 ABC对地面的压强为,故小三棱柱 ADE (如图3)对地面的压强为
[3]由数学关系知道,梯体 DBCE的体积等于三棱柱 ABC体积的,故两者的重力之比
由数学关系知道,在图4与图3中梯体 DBCE与地面的接触面积等于三棱柱 ABC与地面的接触面积,故梯体 DBCE(如图4)与三棱柱 ABC(图1)对地面的压强比为
故梯体 DBCE (如图4)对地面的压强为
19.(2024·广东揭阳·一模)为了方便航天员在太空失重条件下进食,一般把航天食品加工成一口大小,也就是所谓的“一口吃”食品。地球上一块质量是40g的航天食品,运送到太空后质量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)40g;小明把一块航天食品切成四块,则每一块与原来比,密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。航空工业经常要用钛合金作为材料,它的密度是4.5×103kg/m3,表示的物理意义是 。
【答案】 等于 不变 1m3钛合金质量为4.5×103kg
【详解】[1]质量不随空间位置的变化而变化,即地球上一块质量是40g的航天食品,运送到太空后,质量不变,等于40g。
[2]密度是物质本身的一种特性,与质量和体积无关,故小明把一块航天食品切成四块,则每一块的质量为原来的,体积为原来的,根据密度公式可知,密度不变。
[3]由密度公式可知,密度表示单位体积的质量,已知钛合金的密度是4.5×103kg/m3,表示的物理意义为1m3钛合金质量为4.5×103kg。
20.(2024·广东东莞·二模)如图(1)所示,木块的长度为 cm,天平平衡时,放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图(2)所示,所测物体的质量为 g;图(3)中的体温计示数是 ℃;图(4)中的秒表的示数是 s。
【答案】 2.80 34 36.5 222
【详解】[1]图(1)中上方刻度尺分度值较大,为了测量值误差更小,应选择下方刻度尺,下方刻度尺的分度值为1mm,木块左端对齐刻度1.00cm,木块右端对齐刻度3.80cm,则木块长度
[2]图(2)中,标尺上的分度值为0.2g,游码对应刻度为4g,所以物体的质量
[3]图(3)中,体温计的分度值是0.1℃,读数为36.5℃。
[4]图(4)中,停表的小表盘指针指在3和4之间,更靠近4,所以大表盘的指针读大数值,大表盘的分度值为0.1s,所以停表的读数为
21.(2024·广东韶关·三模)2024年3月 20日,为嫦娥六号等提供通信保障的鹊桥二号中继星在中国文昌航天发射场成功发射,以地面为参照物,鹊桥二号中继星在上升过程中是 (选填“运动”或“静止”)的,若嫦娥六号在月球上采集了一些月壤,则它将这些月壤带回地球后,这些月壤的质量 。航天员在进行舱外工作时需携带氧气瓶,若航天员回舱时瓶内三分之二的氧气已被用掉,则此时瓶内氧气的密度 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 运动 不变 变小
【详解】[1]鹊桥二号中继星在上升过程中离地面越来越远,相对地面的位置发生了变化,故以地面为参照物,鹊桥二号中继星是运动的。
[2]物体的质量不随位置的改变而改变,月壤从月球被带回地球,只是位置变了,其质量不变。
[3]氧气瓶内氧气的体积不变,但质量变小了,由密度公式可知,瓶内氧气的密度变小了。
三、实验题(每空1分,14分)
22.(2024·广东汕头·二模)如图所示是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)使用前,发现压强计U形管左右两侧水面有一定的高度差,如图甲所示。为使U形管左右两侧的水面 ,调节的方法是 ;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)选用乙、丙两图可探究液体压强与 的关系;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两图进行对比;
(4)已知图丙中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa;(,g取10N/kg)
(5)已知,为了使实验现象更明显,可选 (选填“酒精”、“水”或“水银”)液体装入U形管中来判断液体压强的大小。
【答案】(1) 相平 B
(2)液体深度
(3)丙、丁
(4)1000
(5)酒精
【详解】(1)[1][2]压强计实验前,应使U形管两侧液体相平,若液面不相平,有高度差,需拆掉软管重新安装,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)比较乙、丙两图,液体密度相同,探头在液体中的深度不同,可以探究液体压强与液体深度的关系。
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,需控制探头在液体中的深度相同,改变液体密度,应选用丙、丁两图进行对比。
(4)橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
(5)根据公式可知,为了使实验现象更明显,在压强一定时,应选用密度更小的液体装入U形管中来判断液体压强的大小,即应选酒精。
23.(2024·广东清远·二模)如图甲、乙所示为小红测量蜂蜜密度的实验装置。
(1)将天平放在水平桌面上,她发现游码在左侧零刻线处,但天平指针偏向分度盘右侧,这时她应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻度线处;
(2)在烧杯中装入适量蜂蜜,将其放在天平的左盘中,正确操作后,右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,烧杯和蜂蜜的总质量为 g。如图乙所示,将烧杯中的一部分蜂蜜倒入量筒中,则量筒中蜂蜜体积为 cm3,再用天平测量出烧杯和剩余蜂蜜的质量为75.4g,蜂蜜的密度为 g/cm3;
(3)她在整理器材的时候发现向量筒中倒入蜂蜜时,有的蜂蜜沾在了量筒上部内壁,那么她测量蜂蜜的密度值会 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小红继续测量石块的密度,先用天平测出石块的质量为26g,测体积时发现石块无法放入量筒中,所以进行了以下几个步骤来测石块的体积:
①如图丙A,在烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为146g;
②如图丙B,用细线拴住石块并浸没在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出石块,往烧杯内加水至标记处,如图丙C;
④测出图丙C中烧杯和水的总质量为156g。则该石块的体积为 cm3,密度为 kg/m3,用此方法测量石块的密度,若取出石块过程中,石块上沾有水,则 (选填“会”或“不会”)影响测量结果。
【答案】(1)左
(2) 103.4 20 1.4
(3)偏大
(4) 10 2.6×103 不会
【详解】(1)调节天平平衡时,天平指针偏向分度盘右侧,说明右端重,则应将平衡螺母向左调节,给左端增重,使指针指在分度盘中线处。
(2)[1]由图甲可知,横梁标尺的分度值为0.2g,烧杯和蜂蜜的总质量为
m1=100g+3.4g=103.4g
[2]由图乙可知,量筒分度值为2mL,量筒内蜂蜜的体积为
V=20mL=20cm3
[3]量筒内蜂蜜的质量为
m=m1-m2=103.4g-75.4g=28g
蜂蜜的密度为
(3)向量筒中倒入蜂蜜时,有的蜂蜜沾在了量筒上部内壁,使测量蜂蜜的体积偏小,由可知测量蜂蜜的密度值会偏大。
(4)[1][2]倒入烧杯中的水的质量为
m水=156g-146g=10g
石块的体积等于倒入烧杯中的水的体积,石块的体积为
则石块的密度为
[3]石块从水中取出时虽然会带走一部分水,但是加水后还是到达标记处,故这样测量的石块的质量和体积都是准确的,所以密度的测量结果不变。
四、计算题(21分)
24.(2024·广东茂名·一模)放在水平桌面上的书包,所受的重力为32N,桌面面积为,书包与桌面总的接触面积为。(g取10N/kg)求:
(1)书包的质量;
(2)书包对桌面的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)书包的质量为
(2)书包对桌面的压强为
25.(2024·广东广州·三模)如图所示,质量为40g玻璃杯中装有300g的水,水深10cm,ρ水=1.0×103kg/m3,杯的底面积为20cm2,杯壁厚度不计;g=10N/kg。则
(1)水对杯底的压强为多少Pa,水对杯底的压力为多少N。
(2)玻璃杯对水平桌面的压强为多少Pa?
【答案】(1)1000Pa,2N;(2)1700Pa
【详解】解:(1)水的重力
G水=m水g=0.3kg×10N/kg=3N
杯内水深
水对杯底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
水对杯底的压力
(2)杯的重力
杯对水平桌面的压力
受力面积
S=20cm2=2×10-3m2
杯对桌面的压强
答:(1)水对杯底的压强为1000Pa,水对杯底的压力为2N。
(2)玻璃杯对水平桌面的压强为1700Pa。
26.(2024·广东深圳·二模)深圳市义务教育阶段每天开展一节体育课,学生运动完后需要补充水分,某学生将装满水的水杯放在水平桌面上,其总质量为0.9kg,如图所示,a点到水面的距离为4cm。已知空水杯的质量为0.5kg,杯底与桌面的接触面积是。(,g取10N/kg)求:
(1)杯子的容积;
(2)液体在a点产生的压强;
(3)杯子对桌面的压强。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】解:(1)装满水的水杯中水的质量为
杯子的容积
(2)液体在a点产生的压强
(3)杯子对桌面的压力为
杯子对桌面的压强
答:(1)杯子的容积为;
(2)液体在a点产生的压强为;
(3)杯子对桌面的压强为。
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模块二 力学
专题06 密度和压强
(满分100分,时间60分钟)
一、选择题(每小题3分,共39分)
1.(2024·广东清远·一模)生活处处有物理,下列关于小明生活中的一些现象的说法正确的是( )
A.小明走路时,脚遇到障碍物,向前倾倒,是因为受到向前的力
B.小明站在水平地面上时,受到的重力与支持力是一对相互作用力
C.小明穿上鞋底粗糙的运动鞋走路,是为了减小对地面的压强
D.小明将吸盘挂衣钩“吸”在墙上挂衣服,是利用大气压的原理
2.(2024·广东中山·三模)如题图所示是我们使用的九年级《物理》课本,下列对此课本的估测值与真实值最接近的是( )
A.物理课本在火星上的质量约为2000g
B.每一页纸的平均厚度约为0.6μm
C.物理课本平放时对桌面压强约为2Pa
D.物理课本的长度约为26cm
3.(2024·广东广州·二模)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的两种液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,A、B两点压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA<pB
C.ρ甲=ρ乙,pA<pB D.ρ甲>ρ乙,pA=pB
4.(2024·广东广州·一模)图中男子拉行李箱通过一段长20m的平直路段。下列估测合理的是( )
A.行李箱质量约2t
B.行李箱高L约60cm
C.行李箱的体积约1m3
D.该男子通过这20m路段所用时间约1s
5.(2024·广东·二模)如图所示是小明入住旅馆张贴的火灾逃离指引,受困人员应采取弯腰或匍匐的姿势撤离,以尽量减少有害气体的吸入,这是因为燃烧产生的有害气体( )
A.密度较大,聚集在下方 B.密度较小,聚集在上方
C.密度较小,聚集在下方 D.密度较大,聚集在上方
6.(2024·广东广州·二模)中国古代的造纸术、指南针、火药、印刷术影响了世界,现代的新四大发明“高铁、支付宝、共享单车和网购”给人民生活带来了便利。下列说法中正确的是( )
A.图1中,高铁站台设置黄色安全线是因为“流体流速越大的位置,压强越小”
B.图2中,支付盒子静止于水平桌面上,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对相互作用力
C.图3中,共享单车把手上的花纹是为了减小手和把手的摩擦
D.图4中,快递机器人关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
7.(2024·广东广州·模拟预测)小明是贵溪市某学校九年级的学生,为了在中考体育测试中取得较好成绩,他努力训练着。以下是对他各个项目的训练成果进行的估计,你认为最接近实际情况的是( )
A.他的质量是500N B.他1s内跳绳次数是170次
C.他立定跳远的成绩是2.35×104mm D.他跑1000m用时3.5min
8.(2024·广东广州·三模)图中的乙是一个较长的连通器,大气压强为p0,在e上方持续水平吹气,水面稳定后如图所示,此时d、e处的气压为pd、pe,水面下b、c处水的压强为pb、pc,装有酒精的甲放在乙的左侧,酒精中的a处酒精的压强为pa,大气压保持不变,则正确的是( )
A.pa>pb B.pe=pd C.pe<pd D.pd<pe
9.(2024·广东肇庆·二模)如图是人体在平静呼吸时,肺内气体容量变化示意图,下列相关叙述中,正确的是( )
A.表示人正在吸气,肺内气压小于大气压
B.表示人正在吸气,肺内气压大于大气压
C.表示人正在呼气,肺内气压大于大气压
D.当人的胸部在水面以下时,感觉呼吸不畅,是因为过程受到了影响
10.(2024·广东东莞·二模)“车辆转弯,请坐稳扶好!”公交车广告提醒乘客注意安全。如图所示,公交车上装有拉环,在车辆转弯时,站立的乘客要抓紧拉环,避免受到伤害。下列有关说法正确的是( )
A.坐稳扶好是为了防止惯性带来的伤害
B.拉环做得比较厚大是通过增大受力面积来增大压强
C.在公交车转弯时公交车受到平衡力
D.公交车向右急转弯时乘客将会向右倾倒
11.(2024·广东佛山·二模)小明通过多次实验,得到液体和烧杯的总质量m与烧杯内液体体积V的关系图象,如图所示,下列判断正确的是( )
A.液体的密度与质量成正比
B.当液体的体积为80cm3时,其质量为100g
C.液体的密度为1×103kg/m3
D.空烧杯的质量为40g
12.(2024·广东肇庆·二模)如图是小红给家人盛饭时的情景。关于情景中相关物理量的估测最接近实际的是( )
A.刚煮熟的米饭温度约为 B.碗口的直径约为
C.空碗的质量约为 D.吃完一碗米饭用时约为
13.(2023·广东广州·二模)图1连通器中的水静止,此时a处的气压为pa0,d处水产生的压强为pd0,在管上方持续水平吹气,水面稳定后如图2,此时a、b处气压为pa、pb,c、d处水产生的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pa0<pa B.pa<pb
C.pc=pd D.pd>pd0
二、填空题(每空1分,共26分)
14.(2024·广东佛山·三模)小鲁用如图1甲的装置探究“水沸腾的特点”:按规范要求调整铁圈A的高度时 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;水沸腾时,温度计的示数如图1乙,水的沸点为 ℃,则当地的大气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)一个标准大气压。
15.(2024·广东广州·二模)为了美化教室环境,小明同学从家里带来了盆栽花卉,放于水平窗台上,盆栽花卉的总质量为2kg,花盆底面与水平窗台的接触面积为200cm2,g取10N/kg。则该花盆对窗台的压强为 Pa、小明每周一都要给花浇一次水,浇水后与浇水前相比较,花盆对窗台的压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。忽然一阵风起,教室的窗帘飘向窗外,这是由于窗外的空气流速变大,压强 而导致(选填“变大”或“变小”)。
16.(2024·广东汕头·二模)如图甲的茶壶,其壶嘴与壶身构成一个 。壶盖上的小孔是利用 使壶里的水更容易倒出来。图乙为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,瓶内装有足量的水,开关打开后,B内的液面比C内的液面 .
17.(2024·广东广州·二模)(1)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中甲容器中装有水,乙容器中装有其它液体,两容器液面高度如图1所示。A点距离水面的竖直高度为5cm,5cm水柱所产生的压强pA Pa。液体内A、B两点压强分别为pA、pB,若pA=pB,则ρ乙 ρ水(选填“>”“<”或“=”)。ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。
(2)甲和乙两个质量相同的正方体,棱长分别为a和b,且a<b,对地面的压力F甲 F乙,对地面的压强p甲 p乙(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
18.(2024·广东汕尾·二模)陈小同学在学习压强时发现,密度均匀的正柱体,如果沿竖直方向切割掉一部分,其压强与切割前比较将 (选填:“变大”、“不变”或“变小”);现有三棱柱平放在水平地面上如下图1所示,它的侧面是等边三角形ABC(如图2),已知平放的三棱柱 ABC对地面的压强为2000Pa,现沿 DE方向(D点、E点分别为线段AB及 AC的中点)水平切割,那么小三棱柱 ADE (如图3)对地面的压强为 Pa, 梯体 DBCE (如图4)对地面的压强为 Pa。
19.(2024·广东揭阳·一模)为了方便航天员在太空失重条件下进食,一般把航天食品加工成一口大小,也就是所谓的“一口吃”食品。地球上一块质量是40g的航天食品,运送到太空后质量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)40g;小明把一块航天食品切成四块,则每一块与原来比,密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。航空工业经常要用钛合金作为材料,它的密度是4.5×103kg/m3,表示的物理意义是 。
20.(2024·广东东莞·二模)如图(1)所示,木块的长度为 cm,天平平衡时,放在天平右盘中的砝码和游码的位置如图(2)所示,所测物体的质量为 g;图(3)中的体温计示数是 ℃;图(4)中的秒表的示数是 s。
21.(2024·广东韶关·三模)2024年3月 20日,为嫦娥六号等提供通信保障的鹊桥二号中继星在中国文昌航天发射场成功发射,以地面为参照物,鹊桥二号中继星在上升过程中是 (选填“运动”或“静止”)的,若嫦娥六号在月球上采集了一些月壤,则它将这些月壤带回地球后,这些月壤的质量 。航天员在进行舱外工作时需携带氧气瓶,若航天员回舱时瓶内三分之二的氧气已被用掉,则此时瓶内氧气的密度 (后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、实验题(每空1分,14分)
22.(2024·广东汕头·二模)如图所示是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)使用前,发现压强计U形管左右两侧水面有一定的高度差,如图甲所示。为使U形管左右两侧的水面 ,调节的方法是 ;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)选用乙、丙两图可探究液体压强与 的关系;
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两图进行对比;
(4)已知图丙中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa;(,g取10N/kg)
(5)已知,为了使实验现象更明显,可选 (选填“酒精”、“水”或“水银”)液体装入U形管中来判断液体压强的大小。
23.(2024·广东清远·二模)如图甲、乙所示为小红测量蜂蜜密度的实验装置。
(1)将天平放在水平桌面上,她发现游码在左侧零刻线处,但天平指针偏向分度盘右侧,这时她应向 (选填“左”或“右”)调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中央刻度线处;
(2)在烧杯中装入适量蜂蜜,将其放在天平的左盘中,正确操作后,右盘中砝码的质量和游码在标尺上的位置如图甲所示,烧杯和蜂蜜的总质量为 g。如图乙所示,将烧杯中的一部分蜂蜜倒入量筒中,则量筒中蜂蜜体积为 cm3,再用天平测量出烧杯和剩余蜂蜜的质量为75.4g,蜂蜜的密度为 g/cm3;
(3)她在整理器材的时候发现向量筒中倒入蜂蜜时,有的蜂蜜沾在了量筒上部内壁,那么她测量蜂蜜的密度值会 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小红继续测量石块的密度,先用天平测出石块的质量为26g,测体积时发现石块无法放入量筒中,所以进行了以下几个步骤来测石块的体积:
①如图丙A,在烧杯中加入适量水,测得烧杯和水的总质量为146g;
②如图丙B,用细线拴住石块并浸没在水中(水未溢出),在水面处做标记;
③取出石块,往烧杯内加水至标记处,如图丙C;
④测出图丙C中烧杯和水的总质量为156g。则该石块的体积为 cm3,密度为 kg/m3,用此方法测量石块的密度,若取出石块过程中,石块上沾有水,则 (选填“会”或“不会”)影响测量结果。
四、计算题(21分)
24.(2024·广东茂名·一模)放在水平桌面上的书包,所受的重力为32N,桌面面积为,书包与桌面总的接触面积为。(g取10N/kg)求:
(1)书包的质量;
(2)书包对桌面的压强。
25.(2024·广东广州·三模)如图所示,质量为40g玻璃杯中装有300g的水,水深10cm,ρ水=1.0×103kg/m3,杯的底面积为20cm2,杯壁厚度不计;g=10N/kg。则
(1)水对杯底的压强为多少Pa,水对杯底的压力为多少N。
(2)玻璃杯对水平桌面的压强为多少Pa?
26.(2024·广东深圳·二模)深圳市义务教育阶段每天开展一节体育课,学生运动完后需要补充水分,某学生将装满水的水杯放在水平桌面上,其总质量为0.9kg,如图所示,a点到水面的距离为4cm。已知空水杯的质量为0.5kg,杯底与桌面的接触面积是。(,g取10N/kg)求:
(1)杯子的容积;
(2)液体在a点产生的压强;
(3)杯子对桌面的压强。
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