第八章 压强和浮力单元检测题(高频易错题)2024-2025学年北师大版(2024)初中物理八年级下册
2025-05-03
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第八章 压强和浮力 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 854 KB |
| 发布时间 | 2025-05-03 |
| 更新时间 | 2025-05-03 |
| 作者 | 杜大大力 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-05-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51937147.html |
| 价格 | 2.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
北师大版(2024)初中物理八年级下学期《第8章 压强和浮力》单元检测题(高频易错题)
一.选择题(共10小题)
1.大气压强的值为105Pa,则大气压对你的一只大拇指指甲表面的压力大约是( )
A.1N B.10N C.100N D.1000N
2.两个实心正方体对水平地面的压强相同。它们的密度大小关系为ρ1>ρ2.若这两个正方体对水平地面的压力分别为F1和F2,则( )
A.F1=F2 B.F1>F2 C.F1<F2 D.不能确定
3.日常生活中,人们的许多活动、做法都跟我们学过的物理知识有关,下列对涉及压强的事例论述不正确的是( )
A.用吸管能把饮料吸入嘴里,其实是大气压强的作用
B.菜刀钝了在磨石上磨一磨,是为了减小压强
C.用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体的沸点升高
D.拦河坝坝堤筑成上窄下宽是因为液体的压强随深度增大而增大
4.小敏利用海绵、桌子和砝码进行了如图所示探究实验。以下分析不正确的是( )
A.探究的问题:压力的作用效果与什么因素有关
B.探究的方法:控制变量法
C.探究过程分析:通过观察海绵凹陷面积大小判断压力的作用效果
D.探究的结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关
5.如图所示,是人们在购物时会用到的一种小提手,它能防止手被较重的塑料袋勒得发痛。使用这种小提手提塑料袋减小压强的方法是( )
A.减小受力面积 B.增大受力面积
C.减小对手的压力 D.增大对手的压力
6.如图所示,一个两端开口的弯管形容器,从粗端向容器中灌水,在细端用一个横截面是0.01m2质量为1kg的活塞堵住,活塞可在细管中无摩擦的滑动。当H=30cm,h=l0cm时,在活塞上放置一个质量是1kg的砝码,活塞静止。由此可知( )
A.水对活塞的压强等于砝码对活塞的压强
B.水对活塞的压力大小等于砝码所受重力的2倍
C.砝码对活塞的压强相当于20cm深的水产生的压强
D.撤去砝码,当两侧液面相平时,活塞再次静止
7.如图所示,质量和底面积均相同的A、B、C三个容器,分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,三容器中液体对容器底的压强分别为pA、pB、pC,则它们的大小关系是( )
A.pA>pB>pC B.pA<pB<pC C.pA=pB=pC D.无法判断
8.用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了( )
A.减小螺帽对工件的压力,防变形
B.增大接触面粗糙程度,防滑
C.增大螺帽对工件的压力,增大压强
D.增大工件受力面积,减小压强
9.一个木箱放在斜面上,图中能正确表示斜面受到木箱的压力F的是( )
A. B. C. D.
10.如图是某同学“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A.实验中通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,用到控制变量法
B.乙、丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.丙图小桌静止时,海绵对小桌的支持力和小桌的重力是一对平衡力
D.甲、乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
二.填空题(共7小题)
11.物体的重力大小为G,外力大小为F,请写出图中所示物体对各表面的压力大小。(G>F)
FA= ;FB= ;FC= ;FD= 。
12.如图所示,F=50N,水平向左作用在紧贴着竖直墙面静止的物块上,物重20N,物块与墙接触面积为200cm2,则墙对物块的摩擦力为 N,物块对墙压强为 Pa。
13.如图所示,木块重G=15N,所受作用力F=26N,则接触面受到的压力FMN= N。
14.如图所示,水平桌面上放置两个底面积不同(S甲<S乙),高度相同,质量可以忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精,此时,甲和乙两容器对桌面的压强关系为p甲 p乙,现将两个完全相同、密度为ρ的实心物体分别放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待它们静止后,两物体在液体中受到的浮力关系为F水 F酒精,甲和乙两容器对桌面的压力关系为F甲′ F乙′(均选填“>”“<”或“=”)。
15.如图所示,公交车窗旁都配有破窗锤,在紧急情况下,乘客可以敲碎车窗玻璃逃生。已知锤头尖部面积是2.1mm2,若车窗玻璃能承受的最大压强是2.0×107Pa,则乘客敲击的力至少为 N才能将车窗玻璃敲碎。
16.小红和小明一起去沙滩游玩,双脚站立在完全相同的水平沙地上,沙地凹陷留下了两个明显的脚印,如图所示,小红和小明的脚印刚好深浅相同,但小明的脚印比小红的脚印大,设小明对沙地压力为F1、小红对沙地的压力为F2,则F1 (选填“大于”、“小于”或“等于”)F2。请写出判断的依据 。
17.甲、乙两个质量、容积、高度均相等但形状不同的容器,装水后放在水平桌面上。将A、B两个不同的物体分别放入容器的水中,静止后两容器的水面恰好与容器口相平,如图所示。若水对甲、乙两容器底部的压力分别是F甲、F乙,容器对桌面的压力分别是F′甲、F′乙。则F甲 F乙;F′甲 F′乙。
三.解答题(共7小题)
18.小明同学利用砝码、小桌、装有沙子的容器等实验器材,做“探究压力作用的效果”实验,如图甲所示。
(1)保持小桌对沙子的压力不变,改变小桌与沙子的接触面积,小明发现接触面积越大。小桌陷入沙子越浅,说明压力的作用效果与 有关。
(2)保持小桌与沙子的接触面积不变,改变小桌对沙子的压力,小明发现压力越大,小桌陷入沙子越深,说明压力的作用效果与 有关。
(3)实验过程中,压力的作用效果是通过 表现出来的。
(4)小明将小桌和砝码又放到一块木板上,如图乙所示,比较甲、乙两种情况后,小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,请对此结论作出简要评价。 。
19.“帕斯卡裂桶实验”的演示,激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣。他们设计了如下图所示的实验探究方案,图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较 来判断的,这种方法通常称为转换法。
(2)由图(a)和图 两次实验数据比较可以得出:液体的压强随深度的增加而增大。
(3)由图(a)和图(d)两次实验数据比较可以得出: 。
20.金磊是一个善于观察和思考的同学,他发现妈妈以前切土豆片时总有一些土豆片粘在刀面上,很不方便。而最近妈妈用了新买的刀后,切土豆片再也不粘刀面了,于是他仔细观察了这把新买的刀,发现刀刃很薄,并且上面有一些小孔(如图)。请回答:
(1)刀刃做得非常薄,有什么好处?
(2)土豆片为什么会“粘”在普通刀上?金磊同学家新买的刀上有小孔为什么就不粘土豆片了呢?
21.你必须立刻思考,因为这个问题很紧急!
一个儿童在冰面上玩耍时,不慎落入水中,在没有任何工具的情况下,应怎样避免压破冰层,靠近并救出儿童?
同学们快速讨论后得出两种方法:
方法一:快速跑过去救人;
方法二:趴在冰面上,快速爬行过去救人;
(1)小明认为方法二可行且更安全,他的理由是: ;
(2)假设此时在岸边有一个质量是50kg的人,双脚站立时与地面的接触面积约为350cm2,趴在冰面上与冰面的接触面积大约是0.5m2,冰面能承受的最大压强是5×103Pa。(g=9.8N/kg)通过计算说明哪种方法可以安全救出儿童。
22.珍爱生命,严禁擅自下海游泳。海边的礁石比较潮湿,容易长有青苔而使礁石表面变得光滑,人在上面行走时很容易因脚“打滑”而摔倒;赤脚踩在较尖锐的礁石时感到很疼。请你用所学的物理知识解释人脚“打滑”和“疼”的原因。
23.乌鸦喝水的故事大家都很熟悉。假若它碰到的是一个放在水平地面上容积为8×10﹣4m3圆柱形容器(器壁厚度不计),该容器的底面积为2×10﹣3m2,里面装有4×10﹣4m3的水,这只口渴的乌鸦将地上的小石块逐个投入瓶内。当瓶内石块的总质量达到1kg时,水面刚好升到瓶口,乌鸦喝到了水,求:
(1)瓶内石块的总体积;
(2)这时水对容器底的压强;
(3)瓶内石块受到的浮力共为多大?
(4)容器对地面的压强共增加了多少?
24.如图(a)所示,一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器(足够高)放在水平地面上,且容器内盛有体积为V的水,水的密度为ρ。
(1)求容器底受到的水的压强。
(2)若将一个底面积为S0、高度为h0的实心金属圆柱体A,缓慢竖直地浸入水中,如图(b)所示,画出A的受力图。若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍(A未浸没),求此时圆柱体A底部所处深度h。
北师大版(2024)初中物理八年级下学期《第8章 压强和浮力》单元检测题(高频易错题)
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
B
C
B
B
A
D
D
D
一.选择题(共10小题)
1.大气压强的值为105Pa,则大气压对你的一只大拇指指甲表面的压力大约是( )
A.1N B.10N C.100N D.1000N
【解答】解:一只大拇指指甲表面的压力大约是F=PS=105Pa×10﹣4m2=10N。
故选:B。
2.两个实心正方体对水平地面的压强相同。它们的密度大小关系为ρ1>ρ2.若这两个正方体对水平地面的压力分别为F1和F2,则( )
A.F1=F2 B.F1>F2 C.F1<F2 D.不能确定
【解答】解:∵两个实心正方体分别放在水平地面上,所以对地面的压强Pρhg;
对地面的压强相等;又因为ρ1>ρ2,所以h2>h1,因为是正方体,
所以与地面的接触面积S2>S1;
所以对地面的压力F压=PS;接触面积越大,对地面的压力越大,
所以底地面压力F1和F2的大小关系是F1<F2。
故选:C。
3.日常生活中,人们的许多活动、做法都跟我们学过的物理知识有关,下列对涉及压强的事例论述不正确的是( )
A.用吸管能把饮料吸入嘴里,其实是大气压强的作用
B.菜刀钝了在磨石上磨一磨,是为了减小压强
C.用高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压加大使液体的沸点升高
D.拦河坝坝堤筑成上窄下宽是因为液体的压强随深度增大而增大
【解答】解:A、用吸管吸饮料时,吸管内气压减小,大气压将饮料压入吸管内,不符合题意;
B、菜刀钝了在磨石上磨一磨,可以减小受力面积增大压强,符合题意;
C、液体的沸点随液面上气压的增大而升高,所以高压锅内气压高沸点高,不符合题意;
D、液体的压强随深度增大而增大,所以拦河坝坝堤下面要筑得宽一些以保护坝堤,不符合题意;
故选:B。
4.小敏利用海绵、桌子和砝码进行了如图所示探究实验。以下分析不正确的是( )
A.探究的问题:压力的作用效果与什么因素有关
B.探究的方法:控制变量法
C.探究过程分析:通过观察海绵凹陷面积大小判断压力的作用效果
D.探究的结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关
【解答】解:A、图中用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果,桌子正放和倒放改变海绵的受力面积,桌子上加砝码以改变海绵受到的压力,探究压力的作用效果和什么因素有关,所以A是正确的;
B、影响压力作用效果的因素有压力大小和受力面积的大小,探究压力作用效果和其中一个因素的关系时,就要采用控制变量法控制另一个因素一定,所以B是正确的;
C、海绵比较容易发生形变,所以应该用海绵的凹陷程度来表示压力的作用效果,而不是用海绵的凹陷面积来表示,故C错误;
D、由图甲、乙可知,海绵的受力面积(等于桌子腿的底面积)是一定的,乙图海绵受到的压力(等于桌子和砝码的总重力)比较大,海绵的凹陷程度大,说明在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;由图乙、丙可知,海绵受到的压力(等于桌子和砝码的总重力)一定,乙图海绵的受力面积(等于桌子腿的底面积)比较小,压力的作用效果比较明显,说明在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;所以D是正确的。
故选:C。
5.如图所示,是人们在购物时会用到的一种小提手,它能防止手被较重的塑料袋勒得发痛。使用这种小提手提塑料袋减小压强的方法是( )
A.减小受力面积 B.增大受力面积
C.减小对手的压力 D.增大对手的压力
【解答】解:使用这种小提手提塑料袋是压力不变时,通过增大受力面积减小对手的压强,不能减小对手的压力。
故选:B。
6.如图所示,一个两端开口的弯管形容器,从粗端向容器中灌水,在细端用一个横截面是0.01m2质量为1kg的活塞堵住,活塞可在细管中无摩擦的滑动。当H=30cm,h=l0cm时,在活塞上放置一个质量是1kg的砝码,活塞静止。由此可知( )
A.水对活塞的压强等于砝码对活塞的压强
B.水对活塞的压力大小等于砝码所受重力的2倍
C.砝码对活塞的压强相当于20cm深的水产生的压强
D.撤去砝码,当两侧液面相平时,活塞再次静止
【解答】解:A、∵活塞静止,
∴水对活塞向上的压强等于活塞对水产生的向下的压强,而活塞对水产生的向下的压强是活塞和砝码的重力共同产生,所以水对活塞的压强和砝码对活塞的压强不相等;故A错;
B、∵活塞静止,活塞受力平衡,
∴水对活塞向上的压力等于活塞和砝码的重力;
∵活塞和砝码的质量都是1kg;
∴水对活塞的压力大小等于砝码所受重力的2倍,故B正确;
C、根据连通器的特点可知:在两个容器中同一深度处压强相同,即活塞对水产生的向下的压强等于(H﹣h=30cm﹣10cm=20cm)的水产生的压强;由于砝码的底面积未知,无法计算砝码对活塞的压强;故C错;
D、撤去砝码,根据两容器的同一深度处的压强相同,而细端容器中的液面上有活塞,活塞会对液体产生压强,所以两侧液面不会到达相平;故D错。
故选:B。
7.如图所示,质量和底面积均相同的A、B、C三个容器,分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,三容器中液体对容器底的压强分别为pA、pB、pC,则它们的大小关系是( )
A.pA>pB>pC B.pA<pB<pC C.pA=pB=pC D.无法判断
【解答】解:(1)液体对容器底的压强p=ρgh,液体对容器底的压力F=pS底=ρghS底,
右边容器(上口大、下口小),酒精对容器底的压力F=pS底=ρghS底=ρgV黑=m黑g,即对非柱形的液柱,对容器底部的压力等于底面积与容器底(内部)等大、与液体的深度为高的液柱的重力,如下图所示,
所以F酒精<G酒精…①;
中间容器(柱形容器),水对容器底的压力F水=G水…②;
左边容器(上口小、下口大),硫酸对容器底的压力F硫酸>G硫酸…③;
(2)分别装有硫酸、水、酒精三种液体,此时三个容器对桌面的压强相等,根据p,因质量和底面积均相同的A、B、C三个容器,故G杯和S均相同,所以三个容器中的液体的重力相等,即G硫酸=G水=G酒精…④;
由①②③④得:液体对容器底的压力F硫酸>F水>F酒精…⑤;
(3)液体对容器底部的压强大小p,由⑤可知,pA>pB>pC;
故选:A。
8.用螺丝固定工件时,要在螺帽下垫一个面积较大的垫圈,使用垫圈是为了( )
A.减小螺帽对工件的压力,防变形
B.增大接触面粗糙程度,防滑
C.增大螺帽对工件的压力,增大压强
D.增大工件受力面积,减小压强
【解答】解:螺帽垫一个面积较大的垫圈的为了在压力一定时,增大受力面积减小螺帽对工件的压强。故D符合题意。
故选:D。
9.一个木箱放在斜面上,图中能正确表示斜面受到木箱的压力F的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:AB选项图中压力的方向不正确,C选项中压力的作用点不正确;
D选项图,压力作用在斜面上,方向垂直于斜面,正确。
故选:D。
10.如图是某同学“探究压力作用的效果跟哪些因素有关”的实验过程,下列关于本实验的说法中正确的是( )
A.实验中通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,用到控制变量法
B.乙、丙对比说明,重力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
C.丙图小桌静止时,海绵对小桌的支持力和小桌的重力是一对平衡力
D.甲、乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显
【解答】解:A、实验中通过海绵的形变程度反映压力的作用效果,用到转换法,故A错误;
B、乙丙对比说明,压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显,故B错误;
C、丙图小桌静止时,海绵对小桌的支持力和小桌的重力,作用在同一物体上,大小不相等、方向相反,作用在同一直线上,不是一对平衡力,故C错误;
D、甲、乙对比说明,受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共7小题)
11.物体的重力大小为G,外力大小为F,请写出图中所示物体对各表面的压力大小。(G>F)
FA= G ;FB= G+F ;FC= G﹣F ;FD= F 。
【解答】解:图A中,静止于水平面上的物体,对水平面的压力等于物体的重力,FA=G;
图B中,物体对水平面的压力等于物体重力与外力之和,FB=G+F;
图C中,物体对水平面的压力等于物体重力与外力之差,FC=G﹣F;
图D中,物体将水平外力F大小不变地传递给竖直表面,FD=F。
故答案为:G;G+F;G﹣F;F。
12.如图所示,F=50N,水平向左作用在紧贴着竖直墙面静止的物块上,物重20N,物块与墙接触面积为200cm2,则墙对物块的摩擦力为 20 N,物块对墙压强为 2.5×103 Pa。
【解答】解:(1)物块紧贴着竖直墙面静止时,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,
根据二力平衡条件可得,墙对物块的摩擦力:
f=G=20N;
(2)当用力按物块时,物块将外力大小和方向不变的进行传递,所以墙壁受到的压力为F=50N,
物块的接触面积为S=200cm2=0.02m2;
墙壁受到的压强为:P2.5×103Pa。
故答案为:20;2.5×103。
13.如图所示,木块重G=15N,所受作用力F=26N,则接触面受到的压力FMN= 26 N。
【解答】解:已知木块重G=15N,所受作用力F=26N,对木块进行受力分析,在水平方向上,木块受压力和木块受到的支持力,这两个力是一对平衡力,即:
F压=F支=26N,
而墙受到的压力与木块受到的支持力是一对相互作用力,则接触面受到的压力FMN=26N。
故答案为:26。
14.如图所示,水平桌面上放置两个底面积不同(S甲<S乙),高度相同,质量可以忽略不计的薄壁圆柱形容器甲和乙,分别盛满质量相等的水和酒精,此时,甲和乙两容器对桌面的压强关系为p甲 > p乙,现将两个完全相同、密度为ρ的实心物体分别放入水和酒精中(ρ酒精<ρ<ρ水),待它们静止后,两物体在液体中受到的浮力关系为F水 > F酒精,甲和乙两容器对桌面的压力关系为F甲′ < F乙′(均选填“>”“<”或“=”)。
【解答】解:(1)因甲乙容器水平桌面上,分别盛满质量相等的水和酒精,则G水=G酒精,薄壁圆柱形容器甲和乙质量忽略不计,
所以甲和乙两容器底对桌面的压力相等,
又因为S甲<S乙,
所以,根据p可知,此时,甲和乙两容器底对桌面的压强关系为p甲>p乙;
(2)将密度为ρ的物体分别放入水和酒精中,因ρ酒精<ρ<ρ水,
所以待静止后,物体A会在水中漂浮,在酒精沉底,
所以F水=G物,F酒精<G物,
所以F水>F酒精;
(3)由(2)知,F水>F酒精;
所以G排水>G排酒精,
又因为G水=G酒精,
甲容器对桌面的压力为F甲′=G水+G物﹣G排水,乙容器对桌面的压力为F乙′=G酒精+G物﹣G排酒精,
所以F甲′<F乙′。
故答案为:>;>;<。
15.如图所示,公交车窗旁都配有破窗锤,在紧急情况下,乘客可以敲碎车窗玻璃逃生。已知锤头尖部面积是2.1mm2,若车窗玻璃能承受的最大压强是2.0×107Pa,则乘客敲击的力至少为 42 N才能将车窗玻璃敲碎。
【解答】解:已知车窗承受的最大压强,面积越小越省力,由p可得,乘客敲击力至少是:
F=pS=2.0×107Pa×2.1×10﹣6m2=42N。
故答案为:42。
16.小红和小明一起去沙滩游玩,双脚站立在完全相同的水平沙地上,沙地凹陷留下了两个明显的脚印,如图所示,小红和小明的脚印刚好深浅相同,但小明的脚印比小红的脚印大,设小明对沙地压力为F1、小红对沙地的压力为F2,则F1 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)F2。请写出判断的依据 由公式可得,当压强一定时,受力面积大的,压力大 。
【解答】解:由于小红和小明的脚印刚好深浅相同,可以推出小明和小红的压力作用效果相同即压强相同,根据压强的计算公式可得,当压强一定时,受力面积大的,压力大,所以F1>F2。
故答案为:大于;由公式可得,当压强一定时,受力面积大的,压力大。
17.甲、乙两个质量、容积、高度均相等但形状不同的容器,装水后放在水平桌面上。将A、B两个不同的物体分别放入容器的水中,静止后两容器的水面恰好与容器口相平,如图所示。若水对甲、乙两容器底部的压力分别是F甲、F乙,容器对桌面的压力分别是F′甲、F′乙。则F甲 大于 F乙;F′甲 等于 F′乙。
【解答】解:(1)由题知,两容器的高度相同,将A、B两物体分别装入容器内的水中,静止后两容器的水面恰好与容器口相平,故两容器中水的深度相同;根据p=ρgh可知,两容器底部受到水的压强相同,因甲的底面积大于乙的底面积,根据F=pS可知,水对两容器底的压力F甲>F乙;
(2)A物体在水中悬浮,所以GA=F浮A=GA排,
B物体在水中漂浮,所以GB=F浮B=GB排;
容器对桌面的压力等于容器自身的重力、容器内水的重力以及物体的重力之和,
甲容器对桌面的压力:F甲′=G水+GA+G容器=G水+GA排+G容器,其中G水+GA排等于容器中只装满水时水的重力,
乙容器对桌面的压力:F乙′=G水′+GB+G容器=G水′+GB排+G容器,其中G水′+GB排等于容器中只装满水时水的重力,
因两容器的容积均相等,则G水+GA排=G水′+GB排,
已知两容器的质量相等,所以可知两容器对桌面的压力相同,即F甲′=F乙′。
故答案为:大于;等于。
三.解答题(共7小题)
18.小明同学利用砝码、小桌、装有沙子的容器等实验器材,做“探究压力作用的效果”实验,如图甲所示。
(1)保持小桌对沙子的压力不变,改变小桌与沙子的接触面积,小明发现接触面积越大。小桌陷入沙子越浅,说明压力的作用效果与 受力面积的大小 有关。
(2)保持小桌与沙子的接触面积不变,改变小桌对沙子的压力,小明发现压力越大,小桌陷入沙子越深,说明压力的作用效果与 压力的大小 有关。
(3)实验过程中,压力的作用效果是通过 沙子的形变程度 表现出来的。
(4)小明将小桌和砝码又放到一块木板上,如图乙所示,比较甲、乙两种情况后,小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,请对此结论作出简要评价。 这一结论不正确。因为压力的作用效果可以通过受压面形变的程度来体现出来,但在比较压力作用效果时,必须要选用容易形变的相同材料来进行实验 。
【解答】解:(1)保持小桌对沙子的压力不变,改变小桌与沙子的接触面积,发现接触面积越大,小桌陷入沙子越浅,说明压力的作用效果与受力面积的大小有关。
(2)保持小桌与沙子的接触面积不变,改变小桌对沙子的压力,发现压力越大,小桌陷入沙子越深,说明压力的作用效果与压力的大小有关。
(3)实验过程中,压力的作用效果是通过沙子的形变程度表现出来的,属转换法的运用。
(4)比较甲、乙两种情况后,小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这一结论是不正确的。因为压力的作用效果可以通过受压面形变的程度来体现出来,但在比较压力作用效果时,必须要选用容易形变的同种材料来进行实验。
故答案为:(1)受力面积的大小;(2)压力的大小;(3)沙子的形变程度;(4)这一结论不正确。因为压力的作用效果可以通过受压面形变的程度来体现出来,但在比较压力作用效果时,必须要选用容易形变的相同材料来进行实验。
19.“帕斯卡裂桶实验”的演示,激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣。他们设计了如下图所示的实验探究方案,图(a)、(b)、(d)中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较 压强计U形管两侧液面的高度差的变化 来判断的,这种方法通常称为转换法。
(2)由图(a)和图 (c) 两次实验数据比较可以得出:液体的压强随深度的增加而增大。
(3)由图(a)和图(d)两次实验数据比较可以得出: 在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,液体压强越大 。
【解答】解:(1)在实验中,有很多物理量难于用仪器、仪表直接测量,就可以根据物理量之间的定量关系和各种效应把不易测量的物理量转化成易于测量的物理量进行测量,这种方法就叫转换法;实验中液体压强的大小变化不易直接测量,液体压强的变化会引起压强计的探头受到的压力发生变化,从而导致压强计探头上的橡皮膜的形状发生变化,进而引起压强计U形管两侧液面的高度差发生变化,因此可以利用压强计U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小变化;
(2)由公式P=ρgh可知,液体的压强与液体的深度和密度都有关系,要想得出液体的压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变液体的深度,图(c)中的液体密度与图(a)相同,液体的深度与图(a)不同,故应选择图(a)和图(c)两次实验数据比较;
(3)分析图(a)和图(d)的两次实验数据,发现两次实验橡皮膜所处的深度相同,即液体的深度相同,而液体的密度却不同,一杯是水,另一杯是浓盐水,从而得出液体的压强与液体密度的关系:在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,液体的压强越大。
故答案为:(1)压强计U形管两侧液面的高度差;
(2)(c);
(3)在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,液体的压强越大。
20.金磊是一个善于观察和思考的同学,他发现妈妈以前切土豆片时总有一些土豆片粘在刀面上,很不方便。而最近妈妈用了新买的刀后,切土豆片再也不粘刀面了,于是他仔细观察了这把新买的刀,发现刀刃很薄,并且上面有一些小孔(如图)。请回答:
(1)刀刃做得非常薄,有什么好处?
(2)土豆片为什么会“粘”在普通刀上?金磊同学家新买的刀上有小孔为什么就不粘土豆片了呢?
【解答】解:(1)刀刃做得很薄可以减小受力面积从而增大压强;
(2)由于刀把土豆切开后土豆片与刀接触那一面没有进入空气,这样外面的气压远大于与刀接触那一面的气压,所以就“粘到”刀面上;金磊同学家的新刀上有一些小孔这样被切开的土豆片两面都与空气接触两侧气压相同,就不会再粘在刀上了。
21.你必须立刻思考,因为这个问题很紧急!
一个儿童在冰面上玩耍时,不慎落入水中,在没有任何工具的情况下,应怎样避免压破冰层,靠近并救出儿童?
同学们快速讨论后得出两种方法:
方法一:快速跑过去救人;
方法二:趴在冰面上,快速爬行过去救人;
(1)小明认为方法二可行且更安全,他的理由是: 在对冰面的压力大小相同时,方法二的冰面受力面积大于方法一的受力面积,根据可知,方法二对冰面的压强小于方法一,更安全 ;
(2)假设此时在岸边有一个质量是50kg的人,双脚站立时与地面的接触面积约为350cm2,趴在冰面上与冰面的接触面积大约是0.5m2,冰面能承受的最大压强是5×103Pa。(g=9.8N/kg)通过计算说明哪种方法可以安全救出儿童。
【解答】解:(1)在对冰面的压力大小相同时,方法二的冰面受力面积大于方法一的受力面积,根据可知,方法二对冰面的压强小于方法一,更安全;
(2)人对冰面的压力为F=G=mg=50kg×9.8N/kg=490N,
双脚站立时冰面的受力面积为350cm2=0.035m2,
双脚站立时对冰面的压强为,
趴在冰面上,快速爬行过去救人对冰面的压强为,
所以采用方法二可以安全救出儿童。
答:(1)在对冰面的压力大小相同时,方法二的冰面受力面积大于方法一的受力面积,根据可知,方法二对冰面的压强小于方法一,更安全;
(2)采用方法二可以安全救出儿童。
22.珍爱生命,严禁擅自下海游泳。海边的礁石比较潮湿,容易长有青苔而使礁石表面变得光滑,人在上面行走时很容易因脚“打滑”而摔倒;赤脚踩在较尖锐的礁石时感到很疼。请你用所学的物理知识解释人脚“打滑”和“疼”的原因。
【解答】答:海边的礁石上长有青苔,使接触面的粗糙程度减小,在压力一定时减小了摩擦,所以人在上面行走更容易摔倒,当脚下打滑加速前行时,人的上身由于惯性保持原来的运动状态不变,故向后倾倒;
赤脚踩在较尖锐的礁石时,在压力一定时,脚与礁石接触面积小,礁石对脚的压强大,使脚感觉“疼”。
23.乌鸦喝水的故事大家都很熟悉。假若它碰到的是一个放在水平地面上容积为8×10﹣4m3圆柱形容器(器壁厚度不计),该容器的底面积为2×10﹣3m2,里面装有4×10﹣4m3的水,这只口渴的乌鸦将地上的小石块逐个投入瓶内。当瓶内石块的总质量达到1kg时,水面刚好升到瓶口,乌鸦喝到了水,求:
(1)瓶内石块的总体积;
(2)这时水对容器底的压强;
(3)瓶内石块受到的浮力共为多大?
(4)容器对地面的压强共增加了多少?
【解答】解:(1)石块的体积:V石=V﹣V水=8×10﹣4m3﹣4×10﹣4m3=4×10﹣4m3
(2)容器深度:h0.4m。
水对容器底的压强:P=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa。
(3)石块受到的浮力:
V排=V石=4×10﹣4m3。
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣4m3=4N。
(4)容器底部增加的压强为:P增5×103Pa。
答:(1)瓶内石块的总体积是4×10﹣4m3;
(2)这时水对容器底的压强是4×103Pa;
(3)瓶内石块受到的浮力共为4N。
(4)容器对地面的压强共增加了5×103Pa。
24.如图(a)所示,一个质量为m、底面积为S的薄壁圆柱形容器(足够高)放在水平地面上,且容器内盛有体积为V的水,水的密度为ρ。
(1)求容器底受到的水的压强。
(2)若将一个底面积为S0、高度为h0的实心金属圆柱体A,缓慢竖直地浸入水中,如图(b)所示,画出A的受力图。若圆柱体A缓慢浸入后使得容器对水平地面的压强增大一倍(A未浸没),求此时圆柱体A底部所处深度h。
【解答】解:(1)由V=Sh可得,水的深度h水,
容器底受到的水的压强:p=ρgh水;
(2)对图(b)中的圆柱体A进行受力分析可知,A共受到三个力的作用,一个是竖直向下的重力,一个是竖直向上的拉力、还有一个是竖直向上的浮力,且重力等于拉力和浮力之和,作用点都画在其重心上,如图所示:
因为G=mg、ρ,
所以,未放入圆柱体A时,容器对水平地面的压强:
p1,
逐渐浸入圆柱体A,水面升高,容器对水平地面的压强:
p2,
因为p2=2p1,
所以有:2,
则F浮=mg+ρVg,
又因为F浮=G排=m排g=ρV排g=ρS0hg,
所以,h。
答:(1)容器底受到的水的压强为;
(2)此时圆柱体A底部所处深度h为。
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