内容正文:
专题09 压强 专项精练
本节要点
对应题号
专项精练1压强公式及其计算
1-4,27-30,60-65
专项精练2改变压强的方法和应用
5-9,31-34
专项精练3液体压强公式的简单应用
10-18,35-37,66-68
专项精练4大气压强
19-22,38-43
专项精练5流体压强与流速的关系
25-26,44-48
专项精练6实验:探究液体内部压强的特点
49-59
一、单选题
1.(2024·陕西榆林·二模)消防员是世界上应激性最高的职业之一,也是站在救灾救人第一线的职业。如图是消防员进行训练时的情景,以下有关说法正确的是( )
A.消防员扛着梯子站立时,消防员受到的重力与地面对消防员的支持力是一对平衡力
B.若消防员奔跑过程中所受力全部消失,消防员将保持静止
C.消防员将梯子从地面扛到肩上奔跑,说明力可以改变物体的运动状态
D.消防员的鞋底有凹凸的花纹,这是为了减小对地面的压强
【答案】C
【详解】A.消防员扛着梯子站立时,消防员受到的重力小于地面对消防员的支持力,两力不是一对平衡力,故A错误;
B.若消防员奔跑过程中所受力全部消失,消防员将保持匀速直线运动,故B错误;
C.消防员将梯子从地面扛到肩上奔跑,梯子在力的作用下,速度的大小与方向均发生改变,说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;
D.消防员的鞋底有凹凸的花纹,这是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦力,故D错误。
故选C。
2.(2024·四川凉山·模拟预测)将甲、乙、丙三个质量均为1kg的物体叠放在水平地面上,用水平推力F作用在乙物体上,三个物体始终保持相对静止,g=10N/kg。关于此现象下列描述正确的是( )
A.当丙相对地面静止时,甲受到的摩擦力随F的增大而增大
B.增大F,当乙匀速运动时,丙物体上下两个面受到的摩擦力大小相等
C.继续增大推力F,当三者加速运动时,乙物体上、下两个表面受到的压强之比为2︰1
D.运动一段时间撤去F后,在丙停止运动前,甲、乙之间没有摩擦力
【答案】B
【详解】A.当丙相对地面静止时,甲与乙也相对静止,因此甲、乙之间没有摩擦力,故A错误;
B.增大F,当乙匀速运动时,丙物体上表面对乙物体摩擦力和F平衡,把甲、乙、丙看做整体,丙下表面受到地面的摩擦力与F平衡,所以丙物体上下两个面受到的摩擦力大小相等,故B正确;
C.继续增大推力F,当三者加速运动时,乙物体上、下两个表面受到的压强之比为
故C错误;
D.运动一段时间撤去F后,在丙停止运动前,它们做减速运动,甲、乙之间有相对运动趋势,有摩擦力,故D错误。
故选B。
3.(2024·山东淄博·一模)下列各项是对一位中学生部分数据的估测,最接近实际的是( )
A.感到比较舒适的环境温度是37℃
B.将一本物理课本举高1m做的功是2000J
C.双脚站立时对地面的压强是1×104 Pa
D.双手间潮湿时的电阻是1000~5000Ω
【答案】C
【详解】A.人体感到比较舒适的环境温度是24~26℃,故A不符合题意;
B.一本物理课质量大约0.2kg,受到的重力约为2N,举高1m做的功是2J,故B不符合题意;
C.双脚与地面的接触面积约0.05平方米,根据
故C符合题意;
D.人体双手间干燥时的电阻为1000~5000Ω,潮湿时的电阻为200~800Ω。双手潮湿时的电阻会因个体差异、环境湿度等因素而有所不同,故D不符合题意。
故选C。
4.(2024·湖北襄阳·二模)下列估测中,最接近实际情况的是( )
A.两只鸡蛋的重力约为1N
B.成年人正常的步行速度约为10km/h
C.一个中学生的体积约500dm3
D.人双脚站立时对地面的压强约1.5×105Pa
【答案】A
【详解】A.10个鸡蛋的质量约为1斤,即500g,故两个鸡蛋的质量约为100g,两个鸡蛋的重力约为
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
故A符合题意;
B.成年人正常步行的速度约为1.2m/s即4.5km/h,故B不符合题意;
C.一个中学生的质量约为50kg,人的密度与水接近,因此体积约为
故C不符合题意;
D.中学生的体重约为G=500N,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,对水平地面的压强约为
故D不符合题意。
故选A。
5.(2024·吉林长春·模拟预测)如图,新牙膏使用时需要刺破塑料膜,利用牙膏盖上的尖头能够帮助( )
A.增大摩擦 B.减小摩擦
C.增大压强 D.减小压强
【答案】C
【详解】利用牙膏盖上的尖头能够在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,从而刺破塑料膜,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(2024·四川攀枝花·二模)以下四幅图是有关压强的场景,下列说法错误的是( )
A.图甲中,蚊子能用口器把皮肤刺破是通过减小受力面积来增大压强
B.图乙中,只要在连通器内装上液体,在液体静止时各部分液面高度总是相平的
C.图丙中,用吸管和瓶子自制气压计,从山脚下到山顶的过程中,吸管内的液体液面会上升
D.图丁中,口吹硬币跳跃木块时,硬币的上表面所受气压小于下表面所受气压
【答案】B
【详解】A.蚊子的口细而尖能把皮肤刺破,是在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,故A正确,不符合题意;
B.在连通器内注入相同液体,在液体不流动的情况下,各部分液面高度总是相平的,故B错误,符合题意;
C.用吸管和瓶子自制气压计,从山脚下到山顶的过程中,高度增大外界气压减小,瓶内气压不变,因此在瓶内气压的作用下吸管内的液体液面会上升,故C正确,不符合题意;
D.紧贴硬币上表面使劲吹气使硬币上方的空气流速大,压强变小,硬币下方的空气流速小,压强大,硬币受到一个竖直向上的压力差,所以硬币就被托起来跳跃木块了,利用了空气流速越大压强越小的原理,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.(2024·湖南常德·模拟预测)“做中学”是一种重要的学习方式。小明用吸管进行科学实验,下列说法正确的是( )
A.图甲:吸管的一端橄得很尖,是为了减小压强
B.图乙:用吸管制成水气压计,从山下移到山顶时管内的水柱下降
C.图丙:将装满水的瓶子倒过来,瓶内的水会从吸管中流出来
D.图丁:向两气球中间吹气,它们靠拢说明了流体流速大的地方压强小
【答案】D
【详解】A.吸管一端做得很尖,是在压力一定时,为了减小受力面积,增大压强,故A错误;
B.自制气压计从山下带到山顶,外界大气压减小,瓶内气压基本不变,把液体压入玻璃管内,细玻璃管内液柱上升,故B错误;
C.由图可知,瓶内装满水,将瓶子倒过来,因为受到大气压的作用,瓶内的水不会从玻璃管中流出来,故C错误;
D.向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间空气流速大,压强变小,在流速小的地方压强较大,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧压强大于内侧压强,乒乓球向中间靠拢,该实验说明了流体流速大的地方压强小,故D正确。
故选D。
8.(2024·福建漳州·模拟预测)下列关于人们在生活中压强的应用,为了减小压强的是( )
A.指甲钳的刀口很薄 B.高压锅的高压帽
C.钝了的菜刀磨一磨 D.书包的背带做得宽
【答案】D
【详解】A.指甲钳的刀口很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.高压锅的高压帽,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B不符合题意;
C.钝了的菜刀磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.书包的背带做得宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D符合题意。
故选D。
9.(2024·山东菏泽·三模)下列关于压强的实例中,说法正确的是( )
A.火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积增大压强
B.排水管的U形“反水弯”是一个连通器
C.自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会降低
D.飞机机翼的升力是利用气体流速越快的位置压强越大的原理
【答案】B
【详解】A.火车轨道铺在枕木上,比直接铺在地面上的受力面积大,所以是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的,故A错误;
B.排水管的U形“反水弯”上端开口,底部连通,是个连通器,是利用的是连通器原理工作的,使得水在回水弯中形成一定的水位,起到防止异味上返的作用,故B正确;
C.把自制压强计山脚带到山顶,瓶内空气的压强几乎不变,由于大气压随海拔的增大而降低,山顶的大气压比山脚的大气压低,所以玻璃管内液面瓶内气压的作用下上升,故自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会上升,故C错误;
D.飞机机翼的横截面设计成上凸下凹的形状,导致飞机机翼上方空气流速更大,压强更小,使飞机产生向上的升力,利用气体流速越快的位置压强越小的原理,故D错误。
故选B。
10.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)水平桌面上有一个盛有适量水的烧杯,将苹果放入烧杯中,苹果漂浮在水面上,如图甲所示,将其取出后切成大小两块,再次投入烧杯中,发现大块苹果仍漂浮,小块苹果缓慢沉入水底,如图乙所示。若苹果不吸水,杯中水的质量不变,下列说法正确的是( )
A.小块苹果的密度等于整个苹果的密度
B.整个苹果受到的浮力小于大小两块苹果受到的总浮力
C.甲图中液体对杯底的压强大于乙图中液体对杯底的压强
D.甲图中烧杯对桌面的压力大于乙图中烧杯对桌面的压力
【答案】C
【详解】A.由图可知,小苹果沉底,大苹果漂浮,说明小苹果的密度大于水的密度,整个苹果的密度小于水的密度,所以小块苹果的密度大于整个苹果的密度,故A不符合题意;
B.整个苹果漂浮,切成大小两块,小苹果沉底,说明小块受到的浮力小于自身的重力,所以整个苹果受到的浮力大于大小两块苹果受到的总浮力,故B不符合题意;
C.苹果在甲中受到的浮力大,由可知,甲中苹果排开的水的体积大,液面升高的多,深度大,由可知,甲图中液体对杯底的压强大于乙图中液体对杯底的压强,故C符合题意;
D.烧杯相同,苹果的重力相同,则甲图中烧杯对桌面的压力等于乙图中烧杯对桌面的压力,故D不符合题意。
故选C。
11.(2024·甘肃武威·一模)如图所示的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为200cm2,内部装有30cm深的水:将一球体放入水中,已知小球的体积为3×10-3m3,密度为水的3倍,放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比为( )
A.1∶2 B.4∶7 C.5∶8 D.3∶5
【答案】D
【详解】桶内水的体积
由得水的质量
由题知球体的密度
球体的体积
则球体的质量
桶的质量和厚度忽略不计,则总质量
球和水的总重力
则桶对地面的压力
将一球体放入水中,此时水的深度
水对桶底的压强
水对桶底的压力
所以,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比
故选D。
12.(2024·山东临沂·一模)2023年8月31日—9月1日,临沂市第十六届“劳动之星”职业技能竞赛鸿雁人才大赛—沂蒙绿茶炒制赛事在沂水县蒙山龙雾茶博园举办。沂蒙绿茶芽叶肥厚、栗香高爽、滋味醇浓、极耐冲泡。如图把绿茶泡在玻璃杯中,发现刚开始全都漂浮在水面上,静止一会后,有一些悬浮在水中,还有一些沉入杯底,结合所学的物理知识,下列正确的是( )
A.茶叶漂浮在水面时受到的浮力大于重力
B.茶叶在下沉时受到的浮力大于重力
C.茶叶在下沉过程中受到水的压强不变
D.茶叶在悬浮时处于平衡状态,排开水的重力等于浮力
【答案】D
【详解】A.茶叶漂浮在水面时受到的浮力等于重力,故A错误;
B.茶叶在下沉时受到的浮力小于重力,故B错误;
C.茶叶在下沉过程中,在水中深度逐渐变深,由得,茶叶受到水的压强变大,故C错误;
D.茶叶在悬浮时处于平衡状态,由阿基米德原理可知,其排开水的重力与浮力大小相等,故D正确。
故选D。
13.(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。
14.(2024·河南安阳·模拟预测)我国自主研制的载人潜水器“蛟龙号”,采用的是“无动力下潜上浮”技术;它的最大下潜深度达到7020m。关于“蛟龙号”潜水器在水下深度3000m~4000m区域活动过程中,下列说法正确的是( )
A.下潜时,所受海水的压强变大,浮力不变
B.下潜时,所受海水的压强变小,浮力变小
C.上浮时,所受海水的压强变小,浮力变大
D.上浮时,所受海水的压强变大,浮力变小
【答案】A
【详解】AB.当潜水艇浸没在海水中实行下潜时,其排开海水的体积不变,根据F浮=ρ水V排g可知,所受浮力不变;由于其所处深度增大,根据p=ρgh可知,液体压强变大,故A正确,B错误;
CD.当潜水器浸没在海水中实行上浮时,其排开海水的体积不变,根据F浮=ρ水V排g可知,所受浮力不变,其所处深度减小,根据p=ρgh可知液体压强变小,故CD错误。
故选A。
15.(2024·河南新乡·模拟预测)两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时液面刚好相平,小球所处的位置如图所示,两容器对水平桌面的压强大小分别为和,则它们的关系是( )
A. B. C. D.无法确定
【答案】B
【详解】由图得,球在甲液体中漂浮,则甲液体密度大于球的密度;球在乙液体中悬浮,则乙液体密度等于球的密度,则甲液体密度大于乙液体密度,甲乙液体深度相同,由得
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
16.(2024·广东深圳·三模)如图是某同学正在利用电动取水器从水桶中取水时的情景。已知此时桶中水的重力为80N, 水面到桶底的距离为30cm, 桶底面积为300cm2, 水中A 点距桶底12cm。下列说法正确的是( )
A.取水器是利用自身的吸力将水从桶中吸出来的
B.桶底受到水的压力为80N
C.水中 A 点水的压强为1800Pa
D.水桶和水杯二者构成了连通器
【答案】C
【详解】A.取水器能将水从桶中取出,是因为桶中水面上方的空气大于电动抽水机内部的大气压,所以桶内大气压将水压出到抽水机,故A错误;
B.水对桶底的压强
水对桶底的压力
故B错误;
C.水中A点的深度
h1=30cm-12cm=18cm=0.18mA点水的压强
故C正确;
D.水桶和水杯的上端开口,但下端不连通不构成连通器,故D错误。
故选C。
17.(2024·重庆·二模)如图甲,水平桌面上静置一个高为18cm、重为3N、底面积为300cm2的柱形容器,其内部装有3kg水。如图乙所示,现有两个由同种不吸水材料制成的实心长方体A和球体B,已知A的底面积为100cm2、高为20cm、密度,球B的质量为0.8kg。将长方体A竖直缓慢放入该容器的水中,待水面静止后,再缓慢并排放入实心球体B(AB之间无接触),不考虑溅水和侧壁沾水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A的重力为1.6N
B.放入A后,水对容器底部的压力为30N
C.放入B后,容器对水平桌面的压强为1900Pa
D.若只放A,并向容器内倒入0.5kg水,则水对容器底的压强为1750Pa
【答案】C
【详解】A.长方体A的底面积为100cm2、高为20cm,则A的体积为
由知道,A的质量
A的重力G=mAg=1.6kg×10N/kg=16N
故A错误;
B.A的密度小于水的密度,A放入水中,漂浮在水面,所受的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理知道,A排开水的体积
A浸在水中的高度
而容器内装有3kg水,容器中水的体积
容器中水原来的高度
故A放入后假设沉底,容器中水的深度会增加,水的深度为
则A排开水的体积为
则此时A受到的浮力为
故A不会漂浮,而是沉在水底,此时容器中水的深度为15cm小于容器的深度18cm,故水未溢出容器,水对容器底部的压强为
水对容器底部的压力为
故B错误;
C.球B的质量为0.8kg,B的重力GB=mBg=0.8kg×10N/kg=8N
B放入水中,漂浮在水面,排开水的体积
原有A在水中沉底,假设A沉在水底不变,则放入B后,水面上升的高度
水面的高度
而当水深达到0.16m时,物体A就刚好漂浮,故放入B后,A不能沉底,而是漂浮,则放入B后,水面的实际高度为
因容器深度为18cm,故水恰好没有溢出容器,容器中水的重力为
此时容器对水平桌面的压力为
容器对水平桌面的压强为
故C正确;
D.倒入0.5kg的水,其体积
原有A在水中沉底,假设A沉在水底不变,则加入水后水面上升的高度
则加入水后液面会升高,容器中水的深度为
而当水深达到0.16m时,物体A就刚好漂浮,故倒入0.5kg水,A不能沉底,而是漂浮,则加入水后,水面的实际高度为
水对容器底的压强为
故D错误。
故选C。
18.(2024·重庆九龙坡·一模)一个底面积S1=0.01m2的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为S2=0.1m2,水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的高为9cm
B.圆柱体密度为0.75×103kg/m3
C.放水前,水对容器底部的压强为1500Pa
D.放水前,容器对桌面压强为4440Pa
【答案】D
【详解】A.水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,由乙可知,此时圆柱体底部受到的液体压强为1500Pa,根据p=ρgh可知,圆柱体浸入水的深度为
即物体的高为15cm,故A错误;
B.当容器中水的深度由39m下降到9cm的过程中,圆柱体处于漂浮状态,物块只受到重力G和浮力F浮1,由可知,圆柱体下表面受到的压力
F1=p1S1=900Pa×0.01m2=9N
由浮力产生的原因可知,此时圆柱体受到的浮力
F浮1=F1=9N
由物体的漂浮条件可知,圆柱体的重力
G=F浮1=9N
由G=mg可知,圆柱体的质量
当容器中水的深度为45cm时,圆柱体刚好浸没水中,由浮力产生的原因和可知,此时圆柱体受到的浮力
F浮2=F2=p2S1=1500Pa×0.01m2=15N
由F浮=ρ液gV排可知,圆柱体的体积
则圆柱体密度
故B错误;
C.放水前,容器中水深45cm,水对容器底部的压强为
p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.45m=4500Pa
故C错误;
D.放水前水的体积为
V水=S2h水-V=0.1m2×0.45m-1.5×10-3m3=0.0435m3
水的重力为
G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×0.0435m3×10N/kg=435N
容器对桌面的压力为
F压=G水+G=435N+9N=444N
则放水前,容器对桌面压强为
故D正确。
故选D。
19.(2024·四川内江·三模)如图所示,甲乙两个容器都盛有的水,之间用细玻璃管连通,若不考虑水的蒸发而造成的损失,当水温冷却到时( )
A.甲、乙两容器中水的质量都保持不变
B.甲容器中水的质量略有增加
C.乙容器中水的质量略有增加
D.以上三种情况均有可能发生
【答案】B
【详解】由于原来两个容器中液体的温度都是100℃,即在甲容器上方存在大量的水蒸气,当水温降低到20℃时,即甲容器中上方的一部分水蒸气会遇冷液化成小水滴,即该部分的气压变小,此时外界大气压大于甲容器中的气压,故乙容器中的水会在外界大气压的作用下被压入甲容器中,所以甲容器中水的质量略有增加,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
20.(2024·湖北武汉·一模)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
【答案】D
【详解】A.水具有流动性,图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,故A错误;
B.由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B错误;
C.小孔位置越低,水的深度越深,压强越大,则水的流速越大,若两孔大小相同,则相同时间内流出水的质量越大,故C错误;
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,因为虽然两孔和空气接触部分都有大气压存在,但是,下面孔表面的水还有一段液注高的压强(上下两孔之间的液注高度差产生的液体压强),所以下面孔会有水流出,上面的孔会有空气进入,不会有水流出,故D正确。
故选D。
21.(2024·四川成都·二模)小明在超市买回一个“真空”罐头,罐头瓶盖很难被打开,哥哥找来一把勺子在瓶盖边缘撬了几下(如图所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.瓶盖难打开是瓶盖与瓶口间的分子引力很大
C.用勺子撬瓶盖可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,使空气进入瓶内,减小压强差
【答案】D
【详解】如图所示的瓶子是真空包装,瓶盖在外界大气压的作用下很难打开,当用用勺子在瓶盖边缘撬了几下后,大气进入瓶子内部,减小压强差,这时瓶内外气体的压力差很小,使得摩擦力减小,所以用手一拧瓶盖就打开了。故D正确,ABC错误。
故选D。
22.(2024·吉林长春·一模)下列器材中,利用大气压原理工作的是( )
A.滑雪板 B.吸尘器 C.密度计 D.测力计
【答案】B
【详解】A.滑雪板利用增大面积的方法减小压强,故A不符合题意;
B.吸尘器是利用流体压强与流速的原理,使内部气压低,灰尘在大气压的作用下被压入吸尘器内部,故B符合题意;
C.密度计是利用浮力的知识制作而成的,故C不符合题意;
D.测力计,它是利用弹簧的弹力与伸长量成正比的关系制作的,故D不符合题意。
故选B。
23.(2024·河北廊坊·一模)如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但是当电动车快速行驶时,伞面会被空气向上吹起来,存在较大的安全隐患。2023年夏季,针对电动车安装遮阳伞所带来的严重交通隐患,交警部门加大检查拆除力度。下列四种图示情景与其原理相同的是( )
A.飞机的机翼设计成流线型
B.铁轨铺在宽大枕木上
C.纸片托住水
D.水利大坝上窄下宽
【答案】A
【详解】A.空气经过遮阳伞时,在时间相同内,空气经过上方的路程大于下方,那么伞上方的空气流速大于下方的空气流速,由于流体流速大的地方压强小,所以,上方压强小于下方压强,伞面容易被空气向上吹起来。飞机加速起飞时,机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机获得竖直向上的升力,两种情景原理相同,故A符合题意;
B.火车铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小铁路对路基的压强,保护路基,与遮阳伞被吹起的原理不同,故B不符合题意;
C.纸片托住水的原理是大气的压力要比水的重力更大,利用了大气压强,与遮阳伞被吹起的原理不同,故C不符合题意;
D.液体压强随深度的增大而增大,所以水利大坝设计成上窄下宽,以保护水坝,与遮阳伞被吹起的原理不同,故D不符合题意。
故选A。
24.(2024·山西长治·二模)国庆假期,小明乘坐动车回老家看望爷爷。当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内( )
A.车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低
B.车厢外空气流速大,压强大,导致车厢内气压升高
C.车厢外空气流速小,压强小,导致车厢内气压降低
D.车厢外空气流速小,压强大,导致车厢内气压升高
【答案】A
【详解】当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低,引起耳膜两侧压强不平衡,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
25.(2024·河北沧州·三模)如图所示实验不能得出相应结论的是( )
A.甲图:飞机能够腾空而起是因为机翼上下表面气体的流速不同产生向上的升力
B.乙图:用真空吸盘搬运沉重的钢板是利用大气压来完成的
C.丙图:试管内有红色固体生成,证明碳具有氧化性
D.丁图:冷碟子底部有黑色的炭生成,说明蜡烛的成分中含有碳元素
【答案】C
【详解】A.甲图:飞机能够腾空而起是因为机翼上凸下平,导致机翼上表面流速大,下表面流速小,产生向上的升力,故A正确,A不符合题意;
B.乙图:用真空吸盘搬运沉重的钢板是利用大气压来完成的,吸盘内空气抽空,利用大气压将吸盘牢牢压在钢板上,从而实现搬运,故B正确,B不符合题意;
C.丙图:试管内有红色固体生成,说明有铜的生成,证明碳具有还原性,故C错误,C符合题意;
D.冷碟子底部有黑色的炭生成,碳元素不会无缘无故的产生,也不会无故消失,说明蜡烛的成分中含有碳元素,故D正确,D不符合题意。
故选C。
26.(2024·河北邢台·模拟预测)下列对如图所示实验的分析错误的是( )
A.甲实验可除去混在氢气中的水蒸气 B.乙实验现象可以说明铁生锈需要与水接触
C.丙实验可证明空气流速大的位置压强小 D.丁实验听不到真空罩中铃声说明真空不能传声
【答案】A
【详解】A.稀硫酸中含有水,无法除去混在氢气中的水蒸气,应用浓硫酸。故A错误,A符合题意;
B.乙实验探究铁锈的生成,变量为是否存在水,乙实验现象可以说明铁生锈需要与水接触,故B正确,B不符合题意;
C.丙实验,硬币上方空气流速大,压强小,从而向上跳过障碍物,可证明空气流速大的位置压强小,故C正确,C不符合题意;
D.随着空气的抽出,介质减小,几乎听不见真空罩中的铃声,当空气进入真空罩中,又能够听过铃声,推力可知真空不能传声,故D正确,D不符合题意。
故选A。
二、填空题
27.(2024·江苏镇江·一模)如图为伽利略温度计,在一只玻璃瓶内装有适量的水,用一个带有细长玻璃管的橡皮塞塞在瓶口上,管内水面高于玻璃瓶内水面。当玻璃泡的温度升高时,里面空气的体积会 ,水对玻璃瓶底部的压强会 ,玻璃瓶对桌面的压强会 。
【答案】 增大 增大 不变
【详解】[1][2]物质具有热胀冷缩的性质,因此当玻璃泡的温度升高时,里面空气的体积会增大,此时玻璃管内液面会下降,因此玻璃瓶内的液面会升高,根据p=ρgh可知,水对玻璃瓶底部的压强会增大。
[3]无论温度怎样变化,玻璃瓶对桌面的压力都等于玻璃瓶、玻璃管及所有液体的总重力,因此压力不变,玻璃瓶的底面积不变,根据可知,玻璃瓶对桌面的压强不变。
28.(2024·陕西宝鸡·二模)如图是某工地简易货梯的工作原理图,A、B为滑轮,拉力F由电动机提供,其中滑轮 (选填“A”或“B”)能省力。某次货梯以1m/s的速度将质量为120kg的货物匀速提升,电动机输出功率为2kW,则此次电梯的机械效率为 。已知该货物与轿厢水平底面的接触面积为,则该货物对轿厢底面的压强为 Pa。(g取)
【答案】 A 60% 1500
【详解】[1]由图可知,A是动滑轮可以省力,B是定滑轮不能省力。
[2]由图可知,滑轮组有效承担物重的绳子段数n=2,则绳子自由端移动的速度为
根据
可得,拉力F为
则此次电梯的机械效率为
[3]该货物对轿厢底面的压力为
则该货物对轿厢底面的压强为
29.(2024·四川达州·一模)如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A、B的棱长分别为、,物体A、B的密度分别是和。则= ,= 。
【答案】 1∶3 27∶8
【详解】[1][2]物体A对B的压力大小等于A的重力
物体A对B的受力面积为A的底面积,物体B对桌面的压力大小等于AB总重力
物体B对桌面的受力面积为B的底面积,物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等
即
AB物体边长比为
AB物体体积比
AB物体密度比为
30.(2024·四川雅安·模拟预测)质量为7.9kg的正方体铁块静止放置在面积为0.4m2的水平桌面上,对水平桌面的压力是 N,压强是 Pa。(ρ铁=7.9×103kg/m3)
【答案】 79 7.9×103
【详解】[1]正方体铁块对地面的压力为
[2]正方体铁块的体积为
则正方体的底面积为
方体铁块对地面的压强为
31.(2024·西藏日喀则·一模)为践行“低碳生活,绿色出行”,姜堰城区内安装了公共自行车网点,越来越多的市民上下班由坐汽车改骑自行车,自行车轮胎刻有花纹是为了 摩擦;座垫做得较宽是为了 压强。
【答案】 增大 减小
【详解】[1]自行车轮胎的花纹可在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
[2]座垫做得较宽,是为了在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
32.(2024·吉林白城·一模)逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过减小 的方法来增大压强,从而敲破窗玻璃逃生;敲破的窗玻璃发生的是 形变。
【答案】 受力面积 塑性
【详解】[1]逃生锤一端设计成锥形,可在压力一定时通过减小受力面积来增大压强。
[2]敲破的窗玻璃,不会恢复原状,发生的是塑性形变。
33.(2024·河南郑州·三模)物理是一门在实验或生活实际的基础上,经过归纳、总结得出物理规律,然后应用知识解决生活中的实际问题的学科。请你仿照示例写一个通过物理实验得到的物流规律及其具体应用实例。
物理规律
应用实例
液体压强随深度的增加而增大
大坝修得上窄下宽
定滑轮不省力,但可以改变力的方向
旗杆顶部装有定滑轮
物理规律: ;
应用实例: 。
【答案】 见解析 见解析
【详解】[1][2] 物理规律:压强与压力和受力面积有关。
应用实例:书包带做得较宽,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强。
34.(2024·海南海口·模拟预测)如图所示是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。支架下放有面积较大的石块,是为了减小 ;若巨木未被抬起,请你提出一个可能抬起巨木的改进方案: 。
【答案】 压强 利用杠杆可以增大动力臂或减少阻力臂(合理即可)
【详解】[1]支架下面垫有面积较大的石块,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强。
[2]如果在现有条件下无法将巨木抬起,我们可以借助于杠杆把巨木抬起,利用杠杆可以增大动力臂或减少阻力臂。
35.(2024·云南昭通·一模)我国自主发现首个深水深层大油田——开平南油田,最大水深532米,最大井深4831米。最大水深处的液体压强是 Pa。如图所示的是一种连体花瓶,在任何一个花瓶中倒入水,三个花瓶中的水位最后都会相平,这种花瓶应用了 原理。
【答案】 连通器
【详解】[1]最大水深处的液体压强是
[2]三个花瓶的上端均开口,底部均相连通,是连通器,连通器中液面静止时,水位相平。
36.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器具有了质的飞跃。如图所示为近年来中国自主研制潜水器的变迁图。从7103救生艇到奋斗者号达到最大下潜深度时受到海水压强逐渐 ,漂浮在水面的奋斗者号要继续下潜至全部浸入水中,需要 自身重力。
【答案】 变大 增大
【详解】[1]救生艇到奋斗者号达到最大下潜深度时,海水密度不变,由可知救生艇到奋斗者号达到最大下潜深度时受到海水压强变大。
[2]漂浮在水面的奋斗者号要继续下潜至全部浸入水中,排开水的体积变大可知潜水艇受到的浮力变大,下潜时重力要大于浮力。因此需要增加自身重力。
37.(2024·广西南宁·二模)第一届全国学生(青年)运动会已于2023年11月在广西举办,此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作,如图甲所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”,小明想知道它的密度,于是他将一个薄壁柱形玻璃杯(厚度忽略不计),放在水平地面上,并在杯中倒入与杯子质量相同的水,此时水对杯底的压强为1000Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中,静止时“壮壮”沉底(水足够多且无溢出),水对容器底部的压强和杯子对地面的压强如表所示。则将“壮壮”放入前,杯子中的水深为 cm;“壮壮”的密度为 kg/m3。
压强
放入水中后
1200
2400
【答案】 10 2×103
【详解】[1]水对杯底的压强为1000Pa,则放入前水的深度为
[2]放入后水对杯底的压强为1200Pa,则放入后水的深度为
设杯子的底面积为S,物体完全浸入水中,则物体的体积等于水变化的体积,可表示为
放入前水对杯底的压强为1000Pa,水对杯子的压力等于水的重力,则水的重力可表示为
水的质量与杯的质量相同,故杯子的重力也为
放入物体前杯子对地面的压力等于杯子和水的总重力,放入物体后杯子对地面的压力等于杯子、水和物体的总重力,则放入后杯子对地面的压强可表示为
①
物体的重力可表示为
②
联立①②可解得
38.(2024·云南昆明·一模)在“探究大气压强是否存在”的过程中,小芸将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小楠不同意这个观点,她认为瓶中空气受热后瓶内的气体减少,瓶中空气稀薄,对鸡蛋的托力变小,鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。小芸要为自己的观点提供充分的证据,她接下来的操作是:首先将 水倒入瓶中充分摇晃,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口 ,再用 。如果 ,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
【答案】 热 水平 去皮的熟鸡蛋堵住瓶口 鸡蛋被“吞”进瓶中
【详解】[1]首先,将热水倒入瓶中充分摇晃。此步骤是为了加热瓶内空气。
[2][3]接着,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口水平。这样可以避免鸡蛋受到重力的作用而竖直向下运动,同时也避免了小楠认为的气体托力的影响。然后,再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口。
[4]如果鸡蛋被“吞”进瓶中,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。此实验证明了大气压强的存在。
39.(2024·安徽合肥·二模)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。如图所示,挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到 的存在。
【答案】大气压
【详解】挤出两个正对的吸盘内的空气,大气压将两个吸盘紧紧压在一起,很难拉开它们,可体验到大气压的存在。
40.(2024·四川眉山·一模)物理学科在“做中学”是一种重要的学习方式。某兴趣小组课后制作了如图所示的简易气压计,此时瓶内气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)瓶外大气压;若将这个瓶子从山脚带到山顶,玻璃管内水柱的高度h将 (选填“升高”或“降低”)。
【答案】 大于 升高
【详解】[1]瓶内气压等于瓶外大气压与瓶内水面上方水柱的压强之和,所以,此时瓶内气压大于瓶外大气压。
[2]大气压随高度增大而减小,将这个瓶子从山脚带到山顶,瓶外大气压减小,瓶内的水在水面上方气压作用下进入玻璃管,玻璃管内水柱的高度h将升高。
41.(2024·广东汕尾·二模)著名的 实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的;意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值。实验表明大气压强的大小随海拔高度的变化而变化,海拔高度越低,大气压强就越 (选填“大”或“小”)。
【答案】 马德堡半球 托里拆利 大
【详解】[1]1654年,马德堡市市长格里克用抽气机抽空紧贴在一起两个空心铜半球内的空气,然后用两队马 向相反方向拉,竭尽全力才拉开。这个实验证明了大气压的存在,后来被称为马德堡半球实验。
[2]1643年,意大利科学家托里拆利用一米长的玻璃管倒扣在水银槽中,用实验的方法测量出了大气压强的数值。
[3]大气压强受海拔高度的影响,且高度越大,气压越低。
42.(2024·湖北宜昌·模拟预测)用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内,将此瓶放入水中,如图所示,橡皮膜受到的液体压力方向为向 ;若将此瓶从武汉带到拉萨,会看到瓶口上的橡皮膜 (选填“向外凸起”或“向内凹陷”)。
【答案】 上 向外凸起
【详解】[1]将此瓶放入水中,如图所示,橡皮膜向内凹,故橡皮膜受到的液体压力方向为向上的。
[2]若将此瓶从武汉带到拉萨,外界大气压变小,会看到瓶口上的橡皮膜向外凸起。
43.(2024·山西大同·一模)在佛教圣地——五台山游学活动中,小华把半瓶塑料瓶装水拧紧盖子和其他物品一起放入背包中。从东台(海拔3058m)返回台怀镇(海拔1500m)后,小华解开背包,发现装水的塑料瓶瘪下去不少。瓶子变瘪的原因是 ,如果这一解释是正确的,不要拧开瓶盖把瓶子再带到东台,到东台后瓶子应该是 。这一验证过程可能受到 的影响。
【答案】 随着海拔的降低,大气压强逐渐增大,瓶内空气压强小于外界大气压 恢复原状 温度
【详解】[1][2][3]大气压随海拔的增大而减小,东台海拔高,台怀镇海拔低,从东台(海拔3058m)返回台怀镇(海拔1500m)后,瓶外大气压变大,而瓶内气压不变,所以,在瓶外大气压作用下,瓶子变瘪。如果这一解释是正确的,不要拧开瓶盖把瓶子再带到东台,瓶外大气压变小,此时,塑料瓶内的空气压强相对外部大气压强会较大,因此瓶子应该会恢复原状。由于温度对气压有影响,而温度随海拔的变化而变化,所以,这一验证过程可能受到温度的影响。
44.(2024·广东中山·三模)如图所示,舰载机的机翼上凸下平,这是利用气体流速越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)的原理使舰载机获得升力;舰载机在加速上升阶段时,其动能 (选填“增大”“减小”或“不变”);舰载机在高空飞行时,大气压减小,为了防止燃料沸腾,舰载机应使用沸点较 (选填“高”或“低”)的航空煤油作为燃料。
【答案】 小 增大 高
【详解】[1]气体流速越大的位置压强越小,流速越小的地方压强越大。舰载机的机翼上凸下平,机翼上方空气流速快,压强小;机翼下方空气流速快,压强大,舰载机从而获得升力。
[2]舰载机在加速上升阶段时,质量不变,速度变快,其动能增大。
[3]物体沸腾的条件是达到沸点,且不断吸热,舰载机在高空飞行时,大气压减小,为了防止燃料沸腾,舰载机应使用沸点较高的航空煤油作为燃料。
45.(2024·山东济南·二模)风能是一种清洁能源,风力发电将助力我国实现碳中和目标。按照《山东省新能源产业发展规划(2018-2028年)》,我省将实施“千万千瓦级海上风电基地”建设。如图所示,当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时,从正面看,叶片A会 (选填“向下”或“向上”)转动;风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
【答案】 向下 可再生
【详解】[1]从正面看,叶片A向下凸起,叶片下表面的空气流速大于上表面的空气流速,叶片下表面的压强小于上表面的压强,叶片受到向下的压力差的作用,在压力差的作用叶片A会向下转动。
[2]风能可以从自然界源源不断地获得,是可再生能源。
46.(2024·河北石家庄·一模)用一个纸筒对准两根蜡烛的火焰中间轻轻吹气,原来竖直向上的烛焰会向中间靠拢。如图所示,说明气体流速越大的位置 越小。跳伞运动员在下落的过程中,以降落伞为参照物时跳伞运动员是 。
【答案】 压强 静止的
【详解】[1]用一个纸筒对准两根蜡烛的火焰中间轻轻吹气,蜡烛中间气体的流速大,压强小,所以竖直向上的烛焰会向中间靠拢。
[2]跳伞运动员和降落伞以相同的速度下降,所以,以降落伞为参照物,跳伞运动员是静止的。
47.(2024·江苏泰州·一模)如图所示,阀门K关闭时A、B两竖直玻璃管中的液面相平。当阀门K打开,待水流稳定后,水经过M、N两点时流速较大的是 点, 玻璃管中的液面高一些。
【答案】 M B
【详解】[1][2]打开阀门K,B管底部比A管底部横截面积大,水流速小,M点流速较大,根据流体压强与流速的关系,所以B管底部水的压强大,所以B管把水柱压的比较高。
48.(2024·山东德州·一模)当火车驶过时,人应站在安全线以外,如果与火车距离很近,会非常危险,这是因为流速越大, 。
【答案】压强越小
【详解】当火车驶过时,附近空气流速变大,空气流速越大,压强越小,大气压会将人压向火车一侧,所以,人应站在安全线以外,如果与火车距离很近,会非常危险。
三、实验题
49.(2024·江苏苏州·一模)小婷探究液体压强与哪些因素有关的实验。
(1)如图所示,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论。在容器的左右两侧分别装入深度相同的水和酒精,看到橡皮膜向左侧凸起。由此你可以判断 (选填“左”或“右”)侧的液体是水;
(3)如图所示容器中间用隔板分成等体积的左右两部分,隔板下部分有一用薄橡皮膜封闭的圆孔。将两种等质量的不同液体倒入烧杯两侧,橡皮膜向左侧凹陷,则在圆孔处所受的液体压强p左 p右(选填“大于”、“小于”或“等于”)。如果将右侧部分液体倒入左侧容器使两液面等高,橡皮膜向 (选填“左”或“右”)凹陷(忽略因为橡皮膜形变引起的两侧液面高度变化)。
【答案】(1)不漏气
(2)右
(3) 小于 右
【详解】(1)若U形管不漏气,则挤压橡皮膜时,U形管左右管内气体存在气压差,U形管两侧液面会出现明显的高度差。
(2)橡皮膜向左侧凸起,说明右侧液体对橡皮膜的压强大,而深度相同,所以右侧液体密度大,故右侧液体为水。
(3)[1]橡皮膜向左侧凹陷,说明右侧液体对橡皮膜的压强大,即p左<p右。
[2]原来左右两侧液体质量相等,左侧液体体积小,由m=ρV知,左侧液体密度大;将右侧部分液体倒入左侧容器使两液面等高,混合后,左侧液体密度仍然大于右侧,而此时橡皮膜左右两侧液体深度相同,由p=ρgh知,左侧液体对橡皮膜的压强大,橡皮膜向右凹陷。
50.(2024·吉林四平·模拟预测)小明在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,按压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明分别将探头放入水中h1、h2深度处,如图乙、丙所示,比较U形管中液面高度差,得出同种液体压强随 的增加而增大;若探头在图乙和图丙中所受浮力分别为F乙和F丙,则它们的大小关系为F乙 F丙;
(3)小明又将探头放入另一种液体中,发现探头的深度为h3时,U形管中液面高度差恰好与图丙中U形管液面高度差相等,如图丁所示。已知水的密度为ρ水,则该液体的密度为 。(用题中给出的物理量符号表示)
【答案】(1) 打开 不漏气
(2) 液体深度 大于
(3)
【详解】(1)[1]为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平。
[2]按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显并保持稳定,说明实验装置密封良好不漏气。
(2)[1]比较图乙与丙两图,液体的密度相同,深度不同,U形管液面高度差不同,故可以初步得出结论:可得出液体压强和液体深度有关,在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
[2]若探头在图乙和图丙中所受浮力分别为和,丙图中的深度大,压强大,形变大,排开液体的体积较小,根据阿基米德原理知,浮力较小,则它们的大小关系为大于。
(3)探头在液体中和水中时,观察到U形管水面高度差均相同,说明探头在液体中受到的压强与在水中受到的压强相同,所以
根据可知
则液体的密度为
51.(2024·湖北武汉·模拟预测)为了探究“影响液体内部压强大小的因素,小明和小华分别采用如图所示装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,已知盐水密度大于酒精的密度,请回答下列问题:
(1)实验前,小华同学检查实验装置时发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这在实验装置出现的问题可能是: ;
(2)调节好装置,进行实验,比较乙、丙两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 增大而增大;在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向, U形管两液面的高度差将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度对比不显,他做了一些改进,下面操作不能使两端液面高度差对比更加明显的是___________。
A.将U形管换成更细的
B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度更大的液体
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
(4)如图丁所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当小明向玻璃管中吹气时,U形管内液面较低的是 (选填“a”或“b”)侧。
【答案】(1)装置漏气
(2) 液体密度 不变
(3)A
(4)b
【详解】(1)按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,说明两侧液面没有压强差,很有可能是实验装置没有密封好,出现漏气。
(2)[1]乙、丙两图中,液体的深度相同,密度不同,且盐水密度大于酒精的密度,丙图U形管左右液面差大,即液体内部压强大,说明液体内部压强随深度的增大而增大。
[2]同一液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等,所以丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,探头所受的液体压强不变,即U形管两液面的高度差将不变。
(3)A.液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大。若压强一定,根据p=ρgh,U形管液体的压强与液柱的横截面积大小无关。将U形管换成更细的不能使两侧液面高度差对比更加明显,故A符合题意;
B.U形管中换用密度更小的液体,根据液体压强公式p=ρgh可知,在烧杯内液体产生的压强一定时,U形管中液体密度越小,两管液体的高度差越大,故B能使两侧液而高度差对比更加明显,不符合题意;
C.探头在不同液体中的深度相同,根据p=pgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,在烧杯中换密度更大的液体,液体产生的压强变大,U形管左右两侧液面的高度差
大,故C不符合题意;
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离,根据p=pgh可知,液体密度一定时,探头所处深度越大,受到的压强越大,U形管左右两侧液面的高度差变大,故D不符合
意。
故选A。
(4)在丁图中,从左侧管口沿水平方向用力吹气时,左管上端的空气流速快、压强小,右管上端空气流速小、压强大;由于大气压强的作用,液体从右侧压入左侧一部分,所以左侧液面将升高,U形管内液面较低的是b侧。
52.(2024·山东济南·二模)在探究“影响液体压强大小的因素”的实验时,同学们提出了下述猜想:
①液体压强大小可能与液体的重力有关。
②液体压强大小可能与液体的深度有关。
③液体压强大小可能与液体的密度有关。
(1)请你举出一个生活中的现象支持猜想②:
(2)如图甲所示,小亮用粗细不同的两个塑料瓶去底,在瓶嘴上扎橡皮膜,倒置后倒入水。当两瓶中水位深度相同时,发现 ,说明液体压强大小与液体的重力无关。
(3)小亮用图乙中的装置继续进行实验,数据如下表所示:
实验
序号
液体
种类
探头
深度/cm
U型管液面
高度差/cm
实验
序号
液体
种类
探头
深度/cm
U型管液面
高度差/cm
①
水
3
5
④
盐水
3
6
②
水
4
7.5
⑤
盐水
4
9
③
水
5
10
⑥
盐水
5
12
对比①和④或②和⑤、③和⑥次实验可得出:同以深度,液体压强大小与 有关。
【答案】(1)水坝的形状是上窄下宽
(2)橡皮膜凸出程度相同
(3)液体的密度
【详解】(1)水越深的地方,压强越大,为了承受更大的压器,水坝的形状是上窄下宽。
(2)由图甲得,两个塑料瓶内装的水的体积不同,重力不同,当两瓶中水位深度相同时,橡皮膜凸出程度相同,说明液体压强大小与液体的重力无关。
(3)对比①和④或②和⑤、③和⑥次实验可得出:探头在液体中同一深度,液体密度越大,液体压强越大,说明同一深度,液体压强大小与液体密度有关。
53.(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。
54.(2024·广东深圳·一模)小明为了探究液体压强与哪些因素有关,进行了如下实验,如图甲所示,取一个两端开口的玻璃管,在下管口扎上橡皮膜。
(1)将玻璃管竖直地浸入水中,若橡皮膜向管内凹进得越多,则表明此处液体压强越 ;
(2)观察图乙、丙可以得出:同种液体, 越大,压强越大;
(3)如果向玻璃管内注入某种液体,直到橡皮膜变平,如图丁所示,可知加入的液体密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
【答案】(1)大
(2)深度
(3)小于
【详解】(1)橡皮膜的凹陷程度体现了液体压强的大小,运用了转换法,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(2)图乙、丙中橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,液体的密度不变,橡皮膜凹的更明显,说明在同种液体中,液体压强的大小与液体深度有关,液体深度越大,压强越大。
(3)由图丙知,玻璃管中加入某种液体的液面高于烧杯中水的液面高度,由于橡皮膜变平,则此时烧杯中的水对橡皮膜向上的压强等于管内液体对橡皮膜向下的压强,根据p=ρ液gh可知,液体的深度越大,液体密度越小,说明加入的液体密度小于水的密度。
55.(2024·山东枣庄·二模)小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示。
(1)实验中液体内部压强的大小通过 反映出来;
(2)通过观察图乙、丙两次实验可知,液体内部的压强与 有关;
(3)小明还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变化,表明在相同条件下液体内部各个方向的压强 ;
(4)已知丙图中U形管左侧水柱高为4cm,右侧水柱高为10cm,则U形管底部受到的液体压强为 Pa;(,g取10N/kg)
(5)小明保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示,比较丙、丁两次实验,小明得出了:液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠? ,原因是: 。
【答案】(1)U形管液面的高度差
(2)深度
(3)大小相等
(4)1000
(5) 不可靠 未控制深度相同
【解析】【小题1】实验中液体内部压强的大小通过U形管中的液面高度差来反映,U形管中的液面高度差越大,表明金属盒所在位置的压强越大。
【小题2】图乙和图丙中是同种液体,丙中金属盒深度更深,U形管中的液面高度差更大,则说明液体内部的压强与深度有关。
【小题3】金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变化,表明在相同条件下,液体内部各个方向的压强相等。
【小题4】U形管底部受到的液体压强为
【小题5】[1][2]要探究液体内部压强与液体密度的关系,须控制深度不变。小明将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后(如图丁所示),则图丁中的液面会上升,即金属盒的深度增加了,故小明的做法是不对的。
56.(2024·云南大理·一模)如图甲所示是小亮同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)使用时,通过比较压强计U形管 来比较液体压强的大小;小明使用前检查装置,当他用手指按压(不论轻压还是重压),发现U形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置 ;
(2)如果所用的压强计U形管中可选择装“染色的酒精”、“水”或“水银”中的一种液体,为了使实验现象更明显,小亮应该选择三种液体中的 装入U形管中();
(3)小明把压强计的橡皮膜和橡皮管更换后,在使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差 (填A,B,C);
A.从U形管内向外倒出适量液体
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量液体
(4)如图乙所示中U形管左侧液柱高为12cm,右侧液柱高为16cm,则U形管底部受到的液体的压强为 Pa(U形管内液体是水,g取10N/kg);
(5)小华同学对压强计进行了改装,如图丙所示,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,U形管两端的液面是齐平的,小华将两个探头分别置于装有密度为ρA、ρB液体的两容器中,当探头所处深度相同时,U形管的液体位置如图丙所示pA pB(填“大于”“等于”或“小于”),为了使得U形管两端的液面再次齐平,小华将增加 (填“a”或“b”)容器中的探头在液体中的深度;当U形管两端液面再次齐平后,一旁的小建测出了此时两个探头在a、b两容器中所处的深度为hA和hB,则ρA= (用ρB、hA和hB表示)。
【答案】(1) 液面高度差 漏气
(2)酒精
(3)B
(4)1600Pa
(5) 大于 b
【详解】(1)[1]实验中两个运用转换法通过观察U形管液面的高度差来表示压强的大小。
[2]当他用手指按压(不论轻压还是重压),发现U形管两边液面的高度几乎不变,压强计是的气密性不好,则说明装置漏气。
(2)根据,因,在液体产生的压强相同时,液体密度越小,深度越大,故所用的压强计U形管中可选择装染色的酒精,使实验现象更明显。
(3)在使用压强计前,如果发现U形管内水面已有高度差,说明U形管左右两侧气体压强不相等,应该拆除软管重新安装,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(4)图乙中U形管右侧与大气相通,则U形管底部受到的液体的压强为右侧液柱产生的压强
(5)[1][2]图丙所示,当探头所处深度相同时,左侧液面低,因此左侧液体产生压强大于右侧液体产生压强,若使得U形管两端的液面再次齐平,应该增大b容器中的探头在液体中的深度。
[3]此时两侧压强相等,则有
则
57.(2024·河南南阳·模拟预测)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为,此时探头受到盐水的压强为,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为时,测出探头在水中的深度为0.2m,则 Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 ;
(5)探究了液体压强的相关内容后,该小组又设计出如图所示的创新实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸起,如图A所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为;
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图B所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为;
③盐水密度表达式: (用、、表示)。
【答案】 打开 不漏气 丙 相等 上 2000 小 变大
【详解】(1)[1]U形管与探头连接时,为了让U形管两侧液面上方空气压强相同,阀门K应打开。
[2]轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,则探头所受的压强传递到U形管上,所以装置不漏气。
(2)[3]要探究液体压强与深度的关系,应让探头置于同种液体的不同深度,并且探头的方向一致,所以比较图乙和丙。
[4]图丙和丁中,探头置于水中的同一深度,探头的方向不同,U形管两侧液面高度差相同,说明液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(3)[5]要探究液体压强与液体密度的关系,应让探头置于不同液体的同一深度,图戊的探头向上移动适当的距离。
[6]探头在水和盐水中,U形管水面高度差都为∆h,说明探头在水和盐水中所受的压强相等,都为
(4)[7]探头所处深度较浅时,所受的压强较小,据得,在压强不变时,可将U形管中的水换成密度更小的液体,则U形管中液体的高度差变大。
[8]探头的位置不变,所受的压强不变,U形管两侧液面高度差不变,但U形管中液柱变长,所以两液面所对刻度线间的距离将变大。
(5)[9]由图A知,橡皮膜受到水的压强为,由图B知,橡皮膜在盐水中与下管口相平,则橡皮膜受到的水和盐水的压强相等,即
解得,盐水的密度
58.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)小硕在探究“液体压强与液体密度和深度的关系”实验中,所用的实验器材有: U形管压强计、刻度尺、足够深的大烧杯、水、盐水、未知液体。
(1)图甲中金属盒上的橡皮膜应选用 一些的较好;(填“薄”或“厚”)
(2)实验前,小硕用手轻压探头的橡皮膜,同时观察U 形管两侧液面是否有高度差, 其目的是 ;
(3)比较图乙中 两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的深度有关;比较 两图,可以得到,液体内部的压强大小与液体的密度有关;
(4)若将探头浸在未知液体中,探头位置如图丙所示。U形管左右两侧红墨水面的高度差 h=7.7cm,则 U 形管中红墨水产生的压强差为 Pa。此未知液体的密度为 kg/m³。(g取10N/kg,pm=1×103kg/m³)
【答案】 薄 检查装置是否漏气 ①② ②③ 770 1.1×103
【详解】(1)[1] 在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
(2)[2] 实验前先检查U形管压强计左右两液柱是否等高,然后用手轻轻按压橡皮膜,同时观察U形管两侧液面是否出现高度差, 为了检查探头与U形管之间是否漏气。
(3)[3][4]此处运用控制变量法,得出液体内部压强的大小与液体的深度有关,需只改变深度其他均不变,由图可知①②满足要求;液体内部的压强大小与液体的密度有关。需只改变液体密度其他均不变,由图可知②③满足要求。
(4)[5] U 形管中红墨水产生的压强差
[6] U 形管中左端通过密闭气体与橡皮膜相通,因此受到的压强与橡皮膜受到未知液体的压强相等,即橡皮膜在未知液体中受到的液体压强大小等于U 形管中红墨水产生的压强差,故根据液体压强公式,可得
59.(2024·湖北恩施·一模)如图是“探究影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)图中压强计通过U形管两侧 反映橡皮膜所受压强的大小,这种研究方法叫 。实验前检查实验装置,观察到如图甲所示的情景,应该进行以下哪项操作 ;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
(2)为探究液体压强与液体密度的关系,小明又完成了丁图所示实验,对比丙、丁两次实验发现两次U形管两侧水面高度差对比不明显 ;
A.将丁图中金属盒下移
B.丁烧杯中换用密度更大的液体
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精
(3)根据乙和丁实验步骤, (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是: ;
(4)如图戊所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,薄膜鼓起的程度不同。据此小红猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 、对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小红的猜想错误;
(5)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,在图己的装置中,容器的左右两侧分别装入深度相同的水和酒精 (选填“左”或“右”)侧的液体是水。
【答案】 高度差 转换法 B BC 不可以 没有控制探头在液体中的深度相同 倾斜 1、2号管水柱高度相同 右
【详解】(1)[1][2]压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,高度差越大,橡皮膜所受压强越大,这种研究方法叫转换法。
[3]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,就说明软管中的气体压强大于大气压,U形管中的液面出现高度差,组装器材时,为了使U形管两侧液面相平,应拆除软管重新安装,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[4]A.探究液体压强与液体密度的关系,因此不能单独改变丁图中金属盒的位置,使深度不同,故A不符合题意;
B.根据p=ρgh可知,密度越大,压强越大,所以在“丁烧杯中换密度差更大的液体”,U形管左右两侧液面的高度差将变大,故B符合题意;
C.根据p=ρgh可知,密度越大,压强越大,“将U形管中的水换成密度更小的酒精”,U形管左右两侧液面的高度差将变大,故C符合题意。
故选BC。
(3)[5][6]乙和丁实验步骤中,橡皮膜所处深度不同,液体密度也不同,故不可以得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。想探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法原则要控制液体深度相同。
(4)[7][8]观察1、2两根细玻璃管中的液面高度发现,两根细玻璃管中的液面高度不同,由控制变量法可知,探究液体压强与管内液体的质量关系时,应控制液体密度和液体深度相同,所以可以将2号管倾斜放置,直至1、2两根细玻璃管中的液面相平,发现1、2号管橡皮膜的鼓起程度相平,则小红的猜想错误。
(5)[9]在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,根据p=ρgh可知,左侧是密度较小的酒精,右侧是水。
四、计算题
60.(2024·安徽合肥·二模)2023年4月26日,第十二届江苏省园艺博览会在连云港盛大开幕,其中科技田园描绘的“孙悟空”形象,成为一道靓丽的风景线。科技田园的维护主要依靠无人机,图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已知该无人机空机质量为5kg,停放时与地面的总接触面积为800cm2,装满农药后的总质量为32kg,农药的密度为0.9×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(2)该无人机可装农药的最大体积。
【答案】(1)625Pa;
(2)0.03m3
【详解】(1)该无人机的重力为
接触面积为
对水平地面的压力为
该无人机空机状态停放时对水平地面的压强为
(2)无人机可装农药的质量为
该无人机可装农药的最大体积为
61.(2024·广东云浮·一模)如下题图所示,电动清扫车以其环保高效等优点,在创建卫生城市中大显身手,该电动清扫车空车的总质量为,清扫刷与路面不接触时,轮胎与路面的总接触面积为;某次扫车完成任务后,在平直道路上以的速度匀速直线行驶,经到达垃圾处理站,行驶过程中消扫车所受阻力大小恒为。(取)求:
(1)清扫车完成任务时距离垃圾处理站的路程;
(2)清扫车空车停在水平路面上,清扫刷与路面不接触时对路面的压强;
(3)消扫车完成任务后到达垃圾处理站的整个行驶过程中牵引力做的功。
【答案】(1)3000m
(2)
(3)
【详解】(1)清扫车完成任务时距离垃圾处理站的路程
(2)清扫车空车停在水平路面上,清扫刷与路面不接触时对路面的压强
(3)消扫车完成任务后到达垃圾处理站的整个行驶过程中牵引力做的功
62.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)将一个质量为16kg的正方体合金块放置在水平桌面上如图所示。用水平向右的20N的力F拉动合金块,在水平方向做匀速直线运动。5s内物体运动了0.4m。g取10N/kg,求:
(1)合金块对水平桌面的压力;
(2)合金块做匀速直线运动时的速度;
(3)拉力F在5s内做的功;
(4)若合金块边长为20cm,则它对水平桌面的压强是多少。
【答案】(1)160N
(2)0.08m/s
(3)8J
(4)4000Pa
【详解】(1)合金块对水平桌面的压力
F=G=mg=16kg×10N/kg=160N
(2)合金块做匀速直线运动时的速度
(3)拉力F在5s内做的功
W=Fs=20N×0.4m=8J
(4)合金块与水平桌面的接触面积
S=L2=(0.2m)2=0.04m2
合金块对水平桌面的压强
63.(2024·江苏南京·一模)一辆燃油汽车的质量为1.2t,其车轮与地面的总接触面积为1000cm2,发动机的最大输出功率为20kW。求:
(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强。
(2)若该车以最大输出功率行驶1h,能量转换效率为25%,则需要消耗多少千克的燃油(燃油热值q=4.5×107J/kg)?
(3)行驶过程中,该车以17m/s的速度驶入长500m的平直隧道,在刚进入隧道时鸣笛5s,在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为 s(空气中声速为340m/s)。
【答案】(1)1.2×105Pa
(2)6.4kg
(3)4.75
【详解】(1)该车静止在水平路面上时对路面的压力
对路面的压强
(2)该车输出的功为
燃油放出的热量为
需要消耗燃油的质量
(3)开始鸣笛时的声音到达护路工人的时间
汽车5s行驶的路程
s1=v车t=17m/s×5s=85m
鸣笛结束时,列车与护路工人之间的距离
s2=s-s1=500m-85m=415m
最后的笛声到达的时间
护路工人听到鸣笛的时间
t2=t1-t=6.22s-1.47s=4.75s
64.(2024·河北邢台·模拟预测)如图所示,足够高的薄壁柱形容器A置于水平地面上,A中盛有体积为、深度为0.2m的水。已知,g取9.8N/kg。
(1)求容器A中水的质量;
(2)求容器A中水对容器底部的压强;
(3)现将一块底面积为的均匀实心圆柱体B浸没在水中,液体对容器底部压强的增加量,容器对地面压强的增加量。求圆柱体B的密度。
【答案】(1)4kg;(2);(3)
【详解】解:(1)水的质量为
(2)水对容器底部的压强
(3)设实心圆柱体的体积为,液体对容器底部压强的增加量为
容器对地面压强的增加量为
所以圆柱体B的密度为
答:(1)容器A中水的质量为4kg;
(2)容器A中水对容器底部的压强为1960Pa;
(3)圆柱体B的密度为。
65.(2024·河北石家庄·三模)如图所示,一轻质杠杆(长度不限)水平支在支架上,,是边长为的正方体,重为。求:
(1)当时,绳子的拉力为多少;
(2)在第(1)问中,对地面的压强为,求物重;
(3)当向右移动,离点多远可使对地面的压力恰好为零?
【答案】.(1)10N;(2)60N;(3)50cm
【详解】解:(1)在C点时,由杠杆平衡条件得:;即
解得:;A点受到绳子的拉力为10N。
(2)物体与地面的接触面积
物体对地面的压力
地面对物体的支持力
受竖直向下的重力、地面的支持力、绳子的拉力作用保持静止,处于平衡状态,由平衡条件得物重
(3)当对地面的压力为0时,杠杆在A点的受到的拉力,设位于D点,由杠杆平衡条件得:;即
解得:,物体移动的路程
答:(1)当OC=10cm时,绳子的拉力为10N;(2)物重G1为60N;(3)离C点50cm可使对地面的压力恰好为零。
66.(2024·四川雅安·模拟预测)一只装水的塑料瓶中盛有20cm深的水,在距底部0.15m处不小心烫了一个面积为0.3cm2的小孔。求:
(1)水对瓶底的压强多大?
(2)小孔处水的压强多大?
(3)要想堵住这个孔,至少需要在小孔处施加多大的压力?
【答案】(1)
(2)
(3)0.015N
【详解】(1)水对瓶底的压强为
(2)小孔处水的深度为
则小孔处水的压强为
(3)要想堵住这个孔,至少需要在小孔处施加的压力为
67.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,甲、乙为两端开口的长玻璃管,横截面积分别为、,现将两管下端用轻薄塑料片托住,若水对轻薄塑料片的压强为2000Pa,塑料片未脱落。已知,,g取10N/kg。
(1)求玻璃管插入水中深度;
(2)若向甲管中缓缓倒入一定量的酒精,求塑料片恰好脱落时酒精的深度;
(3)若向甲、乙管中缓缓倒入体积相同的A、B两种液体,发现塑料片恰好脱落,求这两种液体的密度之比。
【答案】(1)0.2m
(2)0.25m
(3)
【详解】(1)水对轻薄塑料片的压强为2000Pa,由p=ρgh可得,玻璃管插入水中深度为
(2)由题意可知,塑料片恰好脱落时,酒精对塑料片的压强等于水对塑料片的压强,即
解得此时酒精的深度为
(3)由V=Sh可得,体积相同的A、B两种液体的高度为
因塑料片在水中的深度相同,故可知水对塑料片的压强相等,则可知A、B两液体对塑料片的压强也相等,即
解得两种液体的密度之比为
68.(2024·吉林白城·一模)如图所示,一柱形容器重10N,底面积为,放置在水平地面上。当向容器内注入0.4m深的某种液体时,容器底部受到液体的压强为,不计容器侧壁的厚度,g取10N/kg。求:
(1)容器底部所受液体的压力;
(2)距容器底0.1m处A点的液体压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据,容器底部受到液体的压力
(2)根据,液体的密度
A点的深度
A点的液体压强
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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专题09 压强 专项精练
本节要点
对应题号
专项精练1压强公式及其计算
1-4,27-30,60-65
专项精练2改变压强的方法和应用
5-9,31-34
专项精练3液体压强公式的简单应用
10-18,35-37,66-68
专项精练4大气压强
19-22,38-43
专项精练5流体压强与流速的关系
25-26,44-48
专项精练6实验:探究液体内部压强的特点
49-59
一、单选题
1.(2024·陕西榆林·二模)消防员是世界上应激性最高的职业之一,也是站在救灾救人第一线的职业。如图是消防员进行训练时的情景,以下有关说法正确的是( )
A.消防员扛着梯子站立时,消防员受到的重力与地面对消防员的支持力是一对平衡力
B.若消防员奔跑过程中所受力全部消失,消防员将保持静止
C.消防员将梯子从地面扛到肩上奔跑,说明力可以改变物体的运动状态
D.消防员的鞋底有凹凸的花纹,这是为了减小对地面的压强
2.(2024·四川凉山·模拟预测)将甲、乙、丙三个质量均为1kg的物体叠放在水平地面上,用水平推力F作用在乙物体上,三个物体始终保持相对静止,g=10N/kg。关于此现象下列描述正确的是( )
A.当丙相对地面静止时,甲受到的摩擦力随F的增大而增大
B.增大F,当乙匀速运动时,丙物体上下两个面受到的摩擦力大小相等
C.继续增大推力F,当三者加速运动时,乙物体上、下两个表面受到的压强之比为2︰1
D.运动一段时间撤去F后,在丙停止运动前,甲、乙之间没有摩擦力
3.(2024·山东淄博·一模)下列各项是对一位中学生部分数据的估测,最接近实际的是( )
A.感到比较舒适的环境温度是37℃
B.将一本物理课本举高1m做的功是2000J
C.双脚站立时对地面的压强是1×104 Pa
D.双手间潮湿时的电阻是1000~5000Ω
4.(2024·湖北襄阳·二模)下列估测中,最接近实际情况的是( )
A.两只鸡蛋的重力约为1N
B.成年人正常的步行速度约为10km/h
C.一个中学生的体积约500dm3
D.人双脚站立时对地面的压强约1.5×105Pa
5.(2024·吉林长春·模拟预测)如图,新牙膏使用时需要刺破塑料膜,利用牙膏盖上的尖头能够帮助( )
A.增大摩擦 B.减小摩擦
C.增大压强 D.减小压强
6.(2024·四川攀枝花·二模)以下四幅图是有关压强的场景,下列说法错误的是( )
A.图甲中,蚊子能用口器把皮肤刺破是通过减小受力面积来增大压强
B.图乙中,只要在连通器内装上液体,在液体静止时各部分液面高度总是相平的
C.图丙中,用吸管和瓶子自制气压计,从山脚下到山顶的过程中,吸管内的液体液面会上升
D.图丁中,口吹硬币跳跃木块时,硬币的上表面所受气压小于下表面所受气压
7.(2024·湖南常德·模拟预测)“做中学”是一种重要的学习方式。小明用吸管进行科学实验,下列说法正确的是( )
A.图甲:吸管的一端橄得很尖,是为了减小压强
B.图乙:用吸管制成水气压计,从山下移到山顶时管内的水柱下降
C.图丙:将装满水的瓶子倒过来,瓶内的水会从吸管中流出来
D.图丁:向两气球中间吹气,它们靠拢说明了流体流速大的地方压强小
8.(2024·福建漳州·模拟预测)下列关于人们在生活中压强的应用,为了减小压强的是( )
A.指甲钳的刀口很薄 B.高压锅的高压帽
C.钝了的菜刀磨一磨 D.书包的背带做得宽
9.(2024·山东菏泽·三模)下列关于压强的实例中,说法正确的是( )
A.火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积增大压强
B.排水管的U形“反水弯”是一个连通器
C.自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会降低
D.飞机机翼的升力是利用气体流速越快的位置压强越大的原理
10.(2024·黑龙江大庆·模拟预测)水平桌面上有一个盛有适量水的烧杯,将苹果放入烧杯中,苹果漂浮在水面上,如图甲所示,将其取出后切成大小两块,再次投入烧杯中,发现大块苹果仍漂浮,小块苹果缓慢沉入水底,如图乙所示。若苹果不吸水,杯中水的质量不变,下列说法正确的是( )
A.小块苹果的密度等于整个苹果的密度
B.整个苹果受到的浮力小于大小两块苹果受到的总浮力
C.甲图中液体对杯底的压强大于乙图中液体对杯底的压强
D.甲图中烧杯对桌面的压力大于乙图中烧杯对桌面的压力
11.(2024·甘肃武威·一模)如图所示的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为200cm2,内部装有30cm深的水:将一球体放入水中,已知小球的体积为3×10-3m3,密度为水的3倍,放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比为( )
A.1∶2 B.4∶7 C.5∶8 D.3∶5
12.(2024·山东临沂·一模)2023年8月31日—9月1日,临沂市第十六届“劳动之星”职业技能竞赛鸿雁人才大赛—沂蒙绿茶炒制赛事在沂水县蒙山龙雾茶博园举办。沂蒙绿茶芽叶肥厚、栗香高爽、滋味醇浓、极耐冲泡。如图把绿茶泡在玻璃杯中,发现刚开始全都漂浮在水面上,静止一会后,有一些悬浮在水中,还有一些沉入杯底,结合所学的物理知识,下列正确的是( )
A.茶叶漂浮在水面时受到的浮力大于重力
B.茶叶在下沉时受到的浮力大于重力
C.茶叶在下沉过程中受到水的压强不变
D.茶叶在悬浮时处于平衡状态,排开水的重力等于浮力
13.(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
14.(2024·河南安阳·模拟预测)我国自主研制的载人潜水器“蛟龙号”,采用的是“无动力下潜上浮”技术;它的最大下潜深度达到7020m。关于“蛟龙号”潜水器在水下深度3000m~4000m区域活动过程中,下列说法正确的是( )
A.下潜时,所受海水的压强变大,浮力不变
B.下潜时,所受海水的压强变小,浮力变小
C.上浮时,所受海水的压强变小,浮力变大
D.上浮时,所受海水的压强变大,浮力变小
15.(2024·河南新乡·模拟预测)两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时液面刚好相平,小球所处的位置如图所示,两容器对水平桌面的压强大小分别为和,则它们的关系是( )
A. B. C. D.无法确定
16.(2024·广东深圳·三模)如图是某同学正在利用电动取水器从水桶中取水时的情景。已知此时桶中水的重力为80N, 水面到桶底的距离为30cm, 桶底面积为300cm2, 水中A 点距桶底12cm。下列说法正确的是( )
A.取水器是利用自身的吸力将水从桶中吸出来的
B.桶底受到水的压力为80N
C.水中 A 点水的压强为1800Pa
D.水桶和水杯二者构成了连通器
17.(2024·重庆·二模)如图甲,水平桌面上静置一个高为18cm、重为3N、底面积为300cm2的柱形容器,其内部装有3kg水。如图乙所示,现有两个由同种不吸水材料制成的实心长方体A和球体B,已知A的底面积为100cm2、高为20cm、密度,球B的质量为0.8kg。将长方体A竖直缓慢放入该容器的水中,待水面静止后,再缓慢并排放入实心球体B(AB之间无接触),不考虑溅水和侧壁沾水,则下列说法正确的是( )
A.长方体A的重力为1.6N
B.放入A后,水对容器底部的压力为30N
C.放入B后,容器对水平桌面的压强为1900Pa
D.若只放A,并向容器内倒入0.5kg水,则水对容器底的压强为1750Pa
18.(2024·重庆九龙坡·一模)一个底面积S1=0.01m2的不吸水圆柱体用细线拴在容器底部,不计重力的长方体薄壁容器底面积为S2=0.1m2,水面与圆柱体上表面恰好相平,容器中水深45cm,如图甲所示。现将水缓慢放出,圆柱体底部受到的液体压强p随着容器中水的深度h变化的图像如图乙所示,下列说法中正确的是( )
A.物体的高为9cm
B.圆柱体密度为0.75×103kg/m3
C.放水前,水对容器底部的压强为1500Pa
D.放水前,容器对桌面压强为4440Pa
19.(2024·四川内江·三模)如图所示,甲乙两个容器都盛有的水,之间用细玻璃管连通,若不考虑水的蒸发而造成的损失,当水温冷却到时( )
A.甲、乙两容器中水的质量都保持不变
B.甲容器中水的质量略有增加
C.乙容器中水的质量略有增加
D.以上三种情况均有可能发生
20.(2024·湖北武汉·一模)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
21.(2024·四川成都·二模)小明在超市买回一个“真空”罐头,罐头瓶盖很难被打开,哥哥找来一把勺子在瓶盖边缘撬了几下(如图所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.瓶盖难打开是瓶盖与瓶口间的分子引力很大
C.用勺子撬瓶盖可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,使空气进入瓶内,减小压强差
22.(2024·吉林长春·一模)下列器材中,利用大气压原理工作的是( )
A.滑雪板 B.吸尘器 C.密度计 D.测力计
23.(2024·河北廊坊·一模)如图所示,遮阳伞虽能遮挡阳光,但是当电动车快速行驶时,伞面会被空气向上吹起来,存在较大的安全隐患。2023年夏季,针对电动车安装遮阳伞所带来的严重交通隐患,交警部门加大检查拆除力度。下列四种图示情景与其原理相同的是( )
A.飞机的机翼设计成流线型
B.铁轨铺在宽大枕木上
C.纸片托住水
D.水利大坝上窄下宽
24.(2024·山西长治·二模)国庆假期,小明乘坐动车回老家看望爷爷。当动车进入隧道后他感觉耳朵越来越不舒服,有胀痛感和轻微耳鸣,而当动车离开隧道后,这种不适就会迅速消失。主要因为在隧道内( )
A.车厢外空气流速大,压强小,导致车厢内气压降低
B.车厢外空气流速大,压强大,导致车厢内气压升高
C.车厢外空气流速小,压强小,导致车厢内气压降低
D.车厢外空气流速小,压强大,导致车厢内气压升高
25.(2024·河北沧州·三模)如图所示实验不能得出相应结论的是( )
A.甲图:飞机能够腾空而起是因为机翼上下表面气体的流速不同产生向上的升力
B.乙图:用真空吸盘搬运沉重的钢板是利用大气压来完成的
C.丙图:试管内有红色固体生成,证明碳具有氧化性
D.丁图:冷碟子底部有黑色的炭生成,说明蜡烛的成分中含有碳元素
26.(2024·河北邢台·模拟预测)下列对如图所示实验的分析错误的是( )
A.甲实验可除去混在氢气中的水蒸气 B.乙实验现象可以说明铁生锈需要与水接触
C.丙实验可证明空气流速大的位置压强小 D.丁实验听不到真空罩中铃声说明真空不能传声
二、填空题
27.(2024·江苏镇江·一模)如图为伽利略温度计,在一只玻璃瓶内装有适量的水,用一个带有细长玻璃管的橡皮塞塞在瓶口上,管内水面高于玻璃瓶内水面。当玻璃泡的温度升高时,里面空气的体积会 ,水对玻璃瓶底部的压强会 ,玻璃瓶对桌面的压强会 。
28.(2024·陕西宝鸡·二模)如图是某工地简易货梯的工作原理图,A、B为滑轮,拉力F由电动机提供,其中滑轮 (选填“A”或“B”)能省力。某次货梯以1m/s的速度将质量为120kg的货物匀速提升,电动机输出功率为2kW,则此次电梯的机械效率为 。已知该货物与轿厢水平底面的接触面积为,则该货物对轿厢底面的压强为 Pa。(g取)
29.(2024·四川达州·一模)如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重5N,B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等,物体A、B的棱长分别为、,物体A、B的密度分别是和。则= ,= 。
30.(2024·四川雅安·模拟预测)质量为7.9kg的正方体铁块静止放置在面积为0.4m2的水平桌面上,对水平桌面的压力是 N,压强是 Pa。(ρ铁=7.9×103kg/m3)
方体铁块对地面的压强为
31.(2024·西藏日喀则·一模)为践行“低碳生活,绿色出行”,姜堰城区内安装了公共自行车网点,越来越多的市民上下班由坐汽车改骑自行车,自行车轮胎刻有花纹是为了 摩擦;座垫做得较宽是为了 压强。
32.(2024·吉林白城·一模)逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过减小 的方法来增大压强,从而敲破窗玻璃逃生;敲破的窗玻璃发生的是 形变。
33.(2024·河南郑州·三模)物理是一门在实验或生活实际的基础上,经过归纳、总结得出物理规律,然后应用知识解决生活中的实际问题的学科。请你仿照示例写一个通过物理实验得到的物流规律及其具体应用实例。
物理规律
应用实例
液体压强随深度的增加而增大
大坝修得上窄下宽
定滑轮不省力,但可以改变力的方向
旗杆顶部装有定滑轮
物理规律: ;
应用实例: 。
34.(2024·海南海口·模拟预测)如图所示是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起,垫上圆木,以便将其移到其他地方。支架下放有面积较大的石块,是为了减小 ;若巨木未被抬起,请你提出一个可能抬起巨木的改进方案: 。
35.(2024·云南昭通·一模)我国自主发现首个深水深层大油田——开平南油田,最大水深532米,最大井深4831米。最大水深处的液体压强是 Pa。如图所示的是一种连体花瓶,在任何一个花瓶中倒入水,三个花瓶中的水位最后都会相平,这种花瓶应用了 原理。
36.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器具有了质的飞跃。如图所示为近年来中国自主研制潜水器的变迁图。从7103救生艇到奋斗者号达到最大下潜深度时受到海水压强逐渐 ,漂浮在水面的奋斗者号要继续下潜至全部浸入水中,需要 自身重力。
37.(2024·广西南宁·二模)第一届全国学生(青年)运动会已于2023年11月在广西举办,此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作,如图甲所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”,小明想知道它的密度,于是他将一个薄壁柱形玻璃杯(厚度忽略不计),放在水平地面上,并在杯中倒入与杯子质量相同的水,此时水对杯底的压强为1000Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中,静止时“壮壮”沉底(水足够多且无溢出),水对容器底部的压强和杯子对地面的压强如表所示。则将“壮壮”放入前,杯子中的水深为 cm;“壮壮”的密度为 kg/m3。
压强
放入水中后
1200
2400
38.(2024·云南昆明·一模)在“探究大气压强是否存在”的过程中,小芸将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小英认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小楠不同意这个观点,她认为瓶中空气受热后瓶内的气体减少,瓶中空气稀薄,对鸡蛋的托力变小,鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。小芸要为自己的观点提供充分的证据,她接下来的操作是:首先将 水倒入瓶中充分摇晃,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口 ,再用 。如果 ,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
39.(2024·安徽合肥·二模)亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。如图所示,挤出两个正对的吸盘内的空气,很难拉开它们,可体验到 的存在。
40.(2024·四川眉山·一模)物理学科在“做中学”是一种重要的学习方式。某兴趣小组课后制作了如图所示的简易气压计,此时瓶内气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)瓶外大气压;若将这个瓶子从山脚带到山顶,玻璃管内水柱的高度h将 (选填“升高”或“降低”)。
41.(2024·广东汕尾·二模)著名的 实验向人们显示大气压强的存在并且是很大的;意大利科学家 首先通过实验测定了大气压强的数值。实验表明大气压强的大小随海拔高度的变化而变化,海拔高度越低,大气压强就越 (选填“大”或“小”)。
42.(2024·湖北宜昌·模拟预测)用橡皮薄膜将一定质量的气体密封在玻璃瓶内,将此瓶放入水中,如图所示,橡皮膜受到的液体压力方向为向 ;若将此瓶从武汉带到拉萨,会看到瓶口上的橡皮膜 (选填“向外凸起”或“向内凹陷”)。
43.(2024·山西大同·一模)在佛教圣地——五台山游学活动中,小华把半瓶塑料瓶装水拧紧盖子和其他物品一起放入背包中。从东台(海拔3058m)返回台怀镇(海拔1500m)后,小华解开背包,发现装水的塑料瓶瘪下去不少。瓶子变瘪的原因是 ,如果这一解释是正确的,不要拧开瓶盖把瓶子再带到东台,到东台后瓶子应该是 。这一验证过程可能受到 的影响。
44.(2024·广东中山·三模)如图所示,舰载机的机翼上凸下平,这是利用气体流速越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)的原理使舰载机获得升力;舰载机在加速上升阶段时,其动能 (选填“增大”“减小”或“不变”);舰载机在高空飞行时,大气压减小,为了防止燃料沸腾,舰载机应使用沸点较 (选填“高”或“低”)的航空煤油作为燃料。
45.(2024·山东济南·二模)风能是一种清洁能源,风力发电将助力我国实现碳中和目标。按照《山东省新能源产业发展规划(2018-2028年)》,我省将实施“千万千瓦级海上风电基地”建设。如图所示,当风正面垂直吹向静止的风力发电机的叶片时,从正面看,叶片A会 (选填“向下”或“向上”)转动;风能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。
46.(2024·河北石家庄·一模)用一个纸筒对准两根蜡烛的火焰中间轻轻吹气,原来竖直向上的烛焰会向中间靠拢。如图所示,说明气体流速越大的位置 越小。跳伞运动员在下落的过程中,以降落伞为参照物时跳伞运动员是 。
47.(2024·江苏泰州·一模)如图所示,阀门K关闭时A、B两竖直玻璃管中的液面相平。当阀门K打开,待水流稳定后,水经过M、N两点时流速较大的是 点, 玻璃管中的液面高一些。
48.(2024·山东德州·一模)当火车驶过时,人应站在安全线以外,如果与火车距离很近,会非常危险,这是因为流速越大, 。
三、实验题
49.(2024·江苏苏州·一模)小婷探究液体压强与哪些因素有关的实验。
(1)如图所示,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论。在容器的左右两侧分别装入深度相同的水和酒精,看到橡皮膜向左侧凸起。由此你可以判断 (选填“左”或“右”)侧的液体是水;
(3)如图所示容器中间用隔板分成等体积的左右两部分,隔板下部分有一用薄橡皮膜封闭的圆孔。将两种等质量的不同液体倒入烧杯两侧,橡皮膜向左侧凹陷,则在圆孔处所受的液体压强p左 p右(选填“大于”、“小于”或“等于”)。如果将右侧部分液体倒入左侧容器使两液面等高,橡皮膜向 (选填“左”或“右”)凹陷(忽略因为橡皮膜形变引起的两侧液面高度变化)。
50.(2024·吉林四平·模拟预测)小明在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,按压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)小明分别将探头放入水中h1、h2深度处,如图乙、丙所示,比较U形管中液面高度差,得出同种液体压强随 的增加而增大;若探头在图乙和图丙中所受浮力分别为F乙和F丙,则它们的大小关系为F乙 F丙;
(3)小明又将探头放入另一种液体中,发现探头的深度为h3时,U形管中液面高度差恰好与图丙中U形管液面高度差相等,如图丁所示。已知水的密度为ρ水,则该液体的密度为 。(用题中给出的物理量符号表示)
51.(2024·湖北武汉·模拟预测)为了探究“影响液体内部压强大小的因素,小明和小华分别采用如图所示装置进行实验,其中甲装置U形管内装有已染色的水,已知盐水密度大于酒精的密度,请回答下列问题:
(1)实验前,小华同学检查实验装置时发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这在实验装置出现的问题可能是: ;
(2)调节好装置,进行实验,比较乙、丙两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 增大而增大;在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向, U形管两液面的高度差将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)若发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度对比不显,他做了一些改进,下面操作不能使两端液面高度差对比更加明显的是___________。
A.将U形管换成更细的
B.U形管中换用密度更小的液体
C.烧杯中换密度更大的液体
D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离
(4)如图丁所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当小明向玻璃管中吹气时,U形管内液面较低的是 (选填“a”或“b”)侧。
52.(2024·山东济南·二模)在探究“影响液体压强大小的因素”的实验时,同学们提出了下述猜想:
①液体压强大小可能与液体的重力有关。
②液体压强大小可能与液体的深度有关。
③液体压强大小可能与液体的密度有关。
(1)请你举出一个生活中的现象支持猜想②:
(2)如图甲所示,小亮用粗细不同的两个塑料瓶去底,在瓶嘴上扎橡皮膜,倒置后倒入水。当两瓶中水位深度相同时,发现 ,说明液体压强大小与液体的重力无关。
(3)小亮用图乙中的装置继续进行实验,数据如下表所示:
实验
序号
液体
种类
探头
深度/cm
U型管液面
高度差/cm
实验
序号
液体
种类
探头
深度/cm
U型管液面
高度差/cm
①
水
3
5
④
盐水
3
6
②
水
4
7.5
⑤
盐水
4
9
③
水
5
10
⑥
盐水
5
12
对比①和④或②和⑤、③和⑥次实验可得出:同以深度,液体压强大小与 有关。
53.(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。
54.(2024·广东深圳·一模)小明为了探究液体压强与哪些因素有关,进行了如下实验,如图甲所示,取一个两端开口的玻璃管,在下管口扎上橡皮膜。
(1)将玻璃管竖直地浸入水中,若橡皮膜向管内凹进得越多,则表明此处液体压强越 ;
(2)观察图乙、丙可以得出:同种液体, 越大,压强越大;
(3)如果向玻璃管内注入某种液体,直到橡皮膜变平,如图丁所示,可知加入的液体密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
55.(2024·山东枣庄·二模)小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。实验前,他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上,如图甲所示。
(1)实验中液体内部压强的大小通过 反映出来;
(2)通过观察图乙、丙两次实验可知,液体内部的压强与 有关;
(3)小明还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变化,表明在相同条件下液体内部各个方向的压强 ;
(4)已知丙图中U形管左侧水柱高为4cm,右侧水柱高为10cm,则U形管底部受到的液体压强为 Pa;(,g取10N/kg)
(5)小明保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示,比较丙、丁两次实验,小明得出了:液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠? ,原因是: 。
56.(2024·云南大理·一模)如图甲所示是小亮同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)使用时,通过比较压强计U形管 来比较液体压强的大小;小明使用前检查装置,当他用手指按压(不论轻压还是重压),发现U形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置 ;
(2)如果所用的压强计U形管中可选择装“染色的酒精”、“水”或“水银”中的一种液体,为了使实验现象更明显,小亮应该选择三种液体中的 装入U形管中();
(3)小明把压强计的橡皮膜和橡皮管更换后,在使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差 (填A,B,C);
A.从U形管内向外倒出适量液体
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量液体
(4)如图乙所示中U形管左侧液柱高为12cm,右侧液柱高为16cm,则U形管底部受到的液体的压强为 Pa(U形管内液体是水,g取10N/kg);
(5)小华同学对压强计进行了改装,如图丙所示,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,U形管两端的液面是齐平的,小华将两个探头分别置于装有密度为ρA、ρB液体的两容器中,当探头所处深度相同时,U形管的液体位置如图丙所示pA pB(填“大于”“等于”或“小于”),为了使得U形管两端的液面再次齐平,小华将增加 (填“a”或“b”)容器中的探头在液体中的深度;当U形管两端液面再次齐平后,一旁的小建测出了此时两个探头在a、b两容器中所处的深度为hA和hB,则ρA= (用ρB、hA和hB表示)。
57.(2024·河南南阳·模拟预测)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为,此时探头受到盐水的压强为,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为时,测出探头在水中的深度为0.2m,则 Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两侧液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 ;
(5)探究了液体压强的相关内容后,该小组又设计出如图所示的创新实验器材,测量盐水的密度:
①用细线和橡皮膜把两端开口且粗细均匀的玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,橡皮膜向下凸起,如图A所示,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为;
②在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜与下管口平齐为止,如图B所示,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为;
③盐水密度表达式: (用、、表示)。
58.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)小硕在探究“液体压强与液体密度和深度的关系”实验中,所用的实验器材有: U形管压强计、刻度尺、足够深的大烧杯、水、盐水、未知液体。
(1)图甲中金属盒上的橡皮膜应选用 一些的较好;(填“薄”或“厚”)
(2)实验前,小硕用手轻压探头的橡皮膜,同时观察U 形管两侧液面是否有高度差, 其目的是 ;
(3)比较图乙中 两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的深度有关;比较 两图,可以得到,液体内部的压强大小与液体的密度有关;
(4)若将探头浸在未知液体中,探头位置如图丙所示。U形管左右两侧红墨水面的高度差 h=7.7cm,则 U 形管中红墨水产生的压强差为 Pa。此未知液体的密度为 kg/m³。(g取10N/kg,pm=1×103kg/m³)
59.(2024·湖北恩施·一模)如图是“探究影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)图中压强计通过U形管两侧 反映橡皮膜所受压强的大小,这种研究方法叫 。实验前检查实验装置,观察到如图甲所示的情景,应该进行以下哪项操作 ;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
(2)为探究液体压强与液体密度的关系,小明又完成了丁图所示实验,对比丙、丁两次实验发现两次U形管两侧水面高度差对比不明显 ;
A.将丁图中金属盒下移
B.丁烧杯中换用密度更大的液体
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精
(3)根据乙和丁实验步骤, (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是: ;
(4)如图戊所示,1、2是两根完全相同的细玻璃管,管的一端封有相同橡皮薄膜,薄膜鼓起的程度不同。据此小红猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。小明将2号管 放置,直至 、对比1、2号管橡皮膜的鼓起程度可知小红的猜想错误;
(5)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,在图己的装置中,容器的左右两侧分别装入深度相同的水和酒精 (选填“左”或“右”)侧的液体是水。
四、计算题
60.(2024·安徽合肥·二模)2023年4月26日,第十二届江苏省园艺博览会在连云港盛大开幕,其中科技田园描绘的“孙悟空”形象,成为一道靓丽的风景线。科技田园的维护主要依靠无人机,图中无人机正在给科技田园喷洒农药。已知该无人机空机质量为5kg,停放时与地面的总接触面积为800cm2,装满农药后的总质量为32kg,农药的密度为0.9×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)该无人机空机状态停放时对水平地面的压强;
(2)该无人机可装农药的最大体积。
61.(2024·广东云浮·一模)如下题图所示,电动清扫车以其环保高效等优点,在创建卫生城市中大显身手,该电动清扫车空车的总质量为,清扫刷与路面不接触时,轮胎与路面的总接触面积为;某次扫车完成任务后,在平直道路上以的速度匀速直线行驶,经到达垃圾处理站,行驶过程中消扫车所受阻力大小恒为。(取)求:
(1)清扫车完成任务时距离垃圾处理站的路程;
(2)清扫车空车停在水平路面上,清扫刷与路面不接触时对路面的压强;
(3)消扫车完成任务后到达垃圾处理站的整个行驶过程中牵引力做的功。
62.(2024·辽宁抚顺·模拟预测)将一个质量为16kg的正方体合金块放置在水平桌面上如图所示。用水平向右的20N的力F拉动合金块,在水平方向做匀速直线运动。5s内物体运动了0.4m。g取10N/kg,求:
(1)合金块对水平桌面的压力;
(2)合金块做匀速直线运动时的速度;
(3)拉力F在5s内做的功;
(4)若合金块边长为20cm,则它对水平桌面的压强是多少。
63.(2024·江苏南京·一模)一辆燃油汽车的质量为1.2t,其车轮与地面的总接触面积为1000cm2,发动机的最大输出功率为20kW。求:
(1)该车静止在水平路面上时对路面的压强。
(2)若该车以最大输出功率行驶1h,能量转换效率为25%,则需要消耗多少千克的燃油(燃油热值q=4.5×107J/kg)?
(3)行驶过程中,该车以17m/s的速度驶入长500m的平直隧道,在刚进入隧道时鸣笛5s,在隧道另一端口的护路工人听到鸣笛的时间为 s(空气中声速为340m/s)。
64.(2024·河北邢台·模拟预测)如图所示,足够高的薄壁柱形容器A置于水平地面上,A中盛有体积为、深度为0.2m的水。已知,g取9.8N/kg。
(1)求容器A中水的质量;
(2)求容器A中水对容器底部的压强;
(3)现将一块底面积为的均匀实心圆柱体B浸没在水中,液体对容器底部压强的增加量,容器对地面压强的增加量。求圆柱体B的密度。
65.(2024·河北石家庄·三模)如图所示,一轻质杠杆(长度不限)水平支在支架上,,是边长为的正方体,重为。求:
(1)当时,绳子的拉力为多少;
(2)在第(1)问中,对地面的压强为,求物重;
(3)当向右移动,离点多远可使对地面的压力恰好为零?
66.(2024·四川雅安·模拟预测)一只装水的塑料瓶中盛有20cm深的水,在距底部0.15m处不小心烫了一个面积为0.3cm2的小孔。求:
(1)水对瓶底的压强多大?
(2)小孔处水的压强多大?
(3)要想堵住这个孔,至少需要在小孔处施加多大的压力?
67.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,甲、乙为两端开口的长玻璃管,横截面积分别为、,现将两管下端用轻薄塑料片托住,若水对轻薄塑料片的压强为2000Pa,塑料片未脱落。已知,,g取10N/kg。
(1)求玻璃管插入水中深度;
(2)若向甲管中缓缓倒入一定量的酒精,求塑料片恰好脱落时酒精的深度;
(3)若向甲、乙管中缓缓倒入体积相同的A、B两种液体,发现塑料片恰好脱落,求这两种液体的密度之比。
68.(2024·吉林白城·一模)如图所示,一柱形容器重10N,底面积为,放置在水平地面上。当向容器内注入0.4m深的某种液体时,容器底部受到液体的压强为,不计容器侧壁的厚度,g取10N/kg。求:
(1)容器底部所受液体的压力;
(2)距容器底0.1m处A点的液体压强。
试卷第1页,共3页
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