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期末复习--第九章 压强(含实验和计算)练习
题型一:实验题
(一)气体的压强与流速的关系
1.小明同学在学习流体压强知识时做了如下一系列实验和分析,请你帮助他补全下面的内容。
(1)如图甲,先在水平桌面上固定两根平行的小棒,接着在小棒上放了间隔一定距离的两个乒乓球,然后,他向两个乒乓球中间的间隙用力吹气,则两个乒乓球将 (选填“靠近”或“分开”),这是因为气体流速越大的地方,压强越 ;
(2)接着,小明又自制了一个飞机机翼模型(如图乙),将其放置在托盘测力计上,在机翼模型的正前方用电扇迎面吹风,来模拟飞机飞行时的气流。电扇转动后,托盘测力计的示数将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),比较机翼上下方气流压强的大小,进一步验证了上面的关系;
(3)小明又找了如下一些生活情景,其中能用上述实验规律进行解释的是 。
A.将氢气球放手后,它会漂向空中
B.火车与站台之间有黄色的安全线
C.通过拍打衣服清除它上面的灰尘
2.小乐在探究“气体的压强与流速的关系”时,完成了如下两个实验。回答问题:
[实验1]小乐设计了如图甲所示实验,将一个机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧秤,并用电风扇对着机翼模型吹风。
(1)实验时,机翼模型上表面的空气流速大于下表面的空气流速,若发现 ,可说明气体的流速越大,压强越小。
[实验2]小乐设计了如图乙所示实验,A、B、C为三节直径不同的管子,三节管连接在一起,分别插入气体压强传感器(测量气体压强的装置)探头,右端与吹风机的尾部相连。
(2)当用吹风机抽气时,三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是 (选填“A”、“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速 (选填“增大”或“减小”)。
(二)大气压强
3.小虎同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)用刻度尺测出注射器的全部刻度长为L,该注射器内活塞横截面积表示为 ;
(2)首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。如图所示,水平向右拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,忽略活塞与注射器管壁的摩擦,则大气压的值可近似为p0= 。(用F、V、L表示)
(3)本实验装置若在高山上进行则拉力F值 (选“偏大”、“偏小”或“不变”)
4.进行测定大气压强时在长约1米、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如图所示。
(1)科学家 通过此实验第一次测出大气压强值;
(2)现将玻璃管向上缓缓提起,且玻璃管口未离开水银液面,在这一过程中,水银柱内外液面高度差值将 。如果将此装置拿到比地面高很多的山顶,则观察到的现象是水银柱内外液面高度差值将 (均选填“变大”“变小”或“不变);
(3)某同学也利用此装置,把水银换成水,将玻璃管灌满水后,倒插在水槽内时,管中的水柱 下降,如果这时在管顶开一个小孔,水柱 向上喷出(均选填“会”或“不会”)。
5.如图是托里拆利实验装置。请回答:
(1)取一根长约1m、一端封口的直玻璃管,装满水银是为了避免 ;
(2)将玻璃管开口端浸在水银中,移开堵住管口的手指,发现管中水银柱会缓慢下降,但降到一定程度就不再下降了,由此证明了 的存在,管内水银面上方是 ;
(3)用刻度尺量出玻璃管内外水银柱的高度差为760mm,这说明此时外界的大气压与760mm高水银柱产生的压强 (选填“相等”或“不相等”);
(4)将玻璃管倾斜,发现管中水银柱的高度 ;改变玻璃管的粗细、形状或改变水银槽中的水银量,发现管中水银柱的高度 。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
(三)压力的作用效果与哪些因素有关
6.在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验中:
(1)器材有厚海绵一块、小桌、砝码;
(2)设计与进行实验,通过观察海绵的 程度,来了解压力的作用效果;
(3)在甲乙丙三次实验中,比较 和 ,在受力面积相同时, ,压力作用效果越明显;
(4)比较 和 ,在压力相同时, ,压力作用效果越明显;
(5)在上述的实验中使用的科学方法是 法。
7.小林同学在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”时,做了以下实验,请你根据已学过的压强知识分析:
(1)该实验是根据海绵 的现象来比较压力的作用效果的,这里用到的科学方法是 。
(2)探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”时,做了如图甲、乙所示实验,能够得到的结论是:压力相同时,受力面积越大,作用效果越 ;
(3)若想继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应再做图 (填“丙”或“丁”)所示实验,能得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,作用效果越 ;
(4)若图丙中小桌对木板的压强为,图丁中小桌对海绵的压强为,则 (填小于/等于/大于)。
8.在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,实验小组利用小桌、砝码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(1)实验中压力的作用效果是通过海绵 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验;
(2)比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: ;
(3)比较图2、图3所示实验的现象可以得出另一结论,下列实例中,可用此结论解释的是: ;
A.书包的背带做的很宽 B.严禁货车超载
(4)图3中桌面对海绵的压强为,小航将图3中的小桌、砝码平放在表面平整的沙子上,静止时如图4所示,桌面对沙子的压强为,则 (选填“<”、“=”或“>”);
(5)小彬选用质地均匀的长方体物块A代替小桌进行探究,如图5所示,将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分。将左边部分移开后,发现剩余部分对海绵的压力作用效果没有发生变化,由此他得出结论:压力的作用效果和受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是: 。
9.蚊子的口器和骆驼的脚掌如图1所示,小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破,重重的骆驼却不会陷入沙中,这其中包含什么样的物理原理呢?请帮助探究小组完成探究活动。
(1)回顾课本实验:
①蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大,但由于口器十分尖锐,因而能轻易刺穿皮肤;骆驼虽重,但脚掌面积很大,因而不会深陷沙中。对此我们可以提出两个猜想:
A.压力对物体作用的效果跟压力的大小有关;
B.压力对物体作用的效果跟 有关;
让我们尝试通过实验来检验上述想法。
②进行如图2所示实验,注意观察三次实验时海绵被压下的深浅,这显示了 ;
③甲、乙两次实验相比较可验证猜想 (填写“A”或“B”);比较乙、丙两次实验,可以得到的实验结论是: 。
(2)解释现象:
①蚊子的口器十分尖锐,减小了 ,增大了口器对皮肤的 ,更容易刺破皮肤,吸到人血;
②任何物体所能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏。例如,货车超载,就很容易把公路的路面压坏。交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,这是通过限定每一车轴平均承载的 来控制货车对路面压强的大小的。
(4) 影响液体压强因素
10.如图是用压强计探究“液体内部压强”的实验。
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,液体压强越 (选填“大”或“小”);
(2)把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现右边U形管两边液面的高度差均不改变,由此可得出结论,液体内部向各个方向的压强都 ;
(3)把探头慢慢下移,发现右边U形管两边液面的高度差逐渐增大,从而得知:在同一种液体里,液体压强随着 的增加而增大;
(4)将烧杯中的水换成浓盐水,观察到探头在相同的深度时,U形管两边液面的高度差增大了,说明液体压强与 有关。
11.在研究“影响液体压强因素”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前先检查U形管压强计左右两液柱是否 。若用手无论如何按压橡皮膜,两液柱都没有出现高度差,说明U形管压强计存在 问题;
(2)甲、乙两图可探究液体压强与 的关系;
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择: 两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状 ;
(4)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两个图进行对比;
(5)在丙图中,固定金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使橡皮膜分别处于:向上、向下、向左、向右等方向,发现U形管压强计两侧液面高度差相同。说明在 液体的同一深度,液体向 的压强大小相等。
12.学习了压强知识后,妙妙用如图所示的压强计探究“液体内部的压强”。
(1)使用前应检查压强计是否漏气,妙妙做了如图甲所示的检查,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)实验中通过比较压强计的U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,这是利用了 法。下列 (填序号)实验也用到了这种研究方法。
A.探究影响压力作用效果的因素
B.用机械停表测量时间
(3)比较丙、丁两次实验可知:液体内部的压强与液体的 有关。
(4)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与盐水均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
(5)已知图戊中U形管左侧水柱高为2cm,右侧水柱高为8cm,则烧杯内金属盒所测位置处液体的压强为 Pa;U形管底部受到的液体的压强为 Pa。
13.物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)微小压强计装置 (选填“是”或“不是”)连通器。实验前小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是 (选填字母);
A.从U形管内向外倒出适量水 B.拆除软管重新安装 C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时U形管内外的气压差为 Pa;(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ;
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(5)小王用图⑤所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C. 左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
题型二:计算题
14.如图所示,物体A的重力为20N,物体B的重力为30N,已知A的底面积为2×10-2m2,B的底面积为4×10-2m2,求:
(1)物体A对B的压强
(2)物体B对地面的压强.
15.双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱.如图所示,质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路而上匀速行驶,5min通过的路程为900m,已知平衡车的质量为10kg,轮胎与地面的总接触面积为25cm2,g取10N/kg.求:
(1)平衡车的速度;
(2)平衡车的重力;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压强。
16.如图所示是我国研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队在附近遥控机器人。若机器人质量为500kg,每条履带与地面的接触面积为1000cm2(g=10N/kg)。求:
(1)机器人对水平冰面的压力为多少?
(2)若南极某处冰面能承受的最大压强为4×104Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗(通过计算说明)?
17.如图所示是我国88式主战坦克,总重力为400000N,高(顶部舱门距地面)为2m,履带与地面的总接触面积为4m2,该坦克具有潜渡功能。(g取10N/kg,)求:
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为多大?
(2)坦克在深为5m的河流中潜渡时,对水平河床有压力,则在坦克顶部舱门受到水的压强为多大。
18.发生在山区的大地震,往往会形成很多的堰塞湖(如图所示),这些堰塞湖随时有溃堤的可能,严重的威胁着下游群众的生命安全。若某堰塞湖湖堤底部的水深已达到55m,(g取10N/kg)。求:
(1)上述情况下湖堤底部受到的水的压强。
(2)假设该湖堤底部和湖堤各部分能承受的水的最大压强都是6 ×105Pa,那么,最多还能允许水面上升多少米?
19. 小琪同学买了一只平底玻璃杯,经测算,玻璃杯的质量为0.3kg,底面积为2×10-3m2,放在水平桌面上。在玻璃杯内装有0.3kg的水,水深15cm,离杯底4cm处有一点A,如图所示。通过计算回答:
(1)A点受到水的压强是多少Pa?
(2)水对杯底的压力是多少N?
(3)玻璃杯对桌面的压强是多少Pa?
20.如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为20 N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2 。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为14kg,水深0.2 m。求:(g=10N/kg)
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)鱼缸对桌面产生的压强。
21.如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积是40cm2,内盛0.6kg的开水,放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)茶壶对桌面的压强。
22.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(g取10N/kg).求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强.
期末复习--第九章 压强(含实验和计算)练习答案
1. 靠近 小 变小 B
【详解】(1)[1][2]流体流速越大的位置压强越小,向乒乓球中间吹气时,乒乓球中间空气流速大,压强变小,乒乓球外侧大气压不变,乒乓球外侧气压大于内侧气压,形成向内的压力差,所以乒乓球向中间靠拢。
(2)[3]机翼模型固定在托盘测力计上,无风时,托盘测力计示数等于机翼模型的重力;因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,形成向上的压力差,使机翼模型受到向上的升力。因为机翼模型对托盘测力计的压力等于机翼模型的重力减去它受到的向上的升力,所以机翼模型对托盘测力计的压力减小了,小于机翼模型的重力,故托盘测力计的示数变小。
(3)[4]A.将氢气球放手后,它会漂向空中,是因为它受到的浮力大于重力,不符合题意,故A错误;
B.火车与站台之间要设置黄色的安全线,是因为当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度较慢;根据流体压强与流速的关系可知,人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险,符合题意,故B正确;
C.拍打衣服前,衣服和灰尘一起静止,当拍打时,衣服运动,灰尘由于惯性还要保持原来的静止状态,所以灰尘从衣服上掉下来,是利用了惯性,不符合题意,故C错误。
故选B。
2. 弹簧秤甲的示数变小,弹簧秤乙的示数变大 A 增大
【详解】(1)[1]机翼模型上表面的空气流速大,压强小,机翼模型下表面的空气流速小,压强大,机翼模型上下表面就会形成一个压力差,这个压力差就是升力,因此机翼模型上方的弹簧秤甲的示数会变小,机翼模型下方的弹簧秤乙示数会变大。
(2)[2]由图可知,A管的横截面积较小,气体流速较大,C管的横截面积较大,气体流速较小,由图丙可知,图线①的压强最小,图线③的压强最大,根据气体在流速大的地方压强小,可知,图线①反映的是A管内气体的压强随时间变化的情况。
[3]第10s后,①②③三条图线开始出现下移,说明气体压强减小,根据气体在流速越大的地方压强越小,可知气体的流速在增大。
3. 偏小
【详解】(1)[1]注射器是柱形的,根据V=Sh可得,注射器内活塞横截面积表示为。
(2)[2]当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,弹簧测力计的示数与大气压力相等,也为F,所以大气压的值可近似为
(3)[3]大气压随着高度的增加而降低,根据F=pS可知,实验装置若在高山上进行,大气压力变小,所以拉力F值偏小。
4. 托里拆利 不变 变小 不会 不会
【详解】(1)[1]1644年科学家托里拆利通过此实验第一次测出大气压强值。
(2)[2][3]进行托里拆利实验时,玻璃管的上提下压不影响玻璃管内外的水银柱的高度差,所以水银柱内外液面高度差值将不变,山顶海拔升高,气压减小,将装置到山顶进行实验,山上大气压减小,水银柱内外液面高度差值将变小。
(3)[4][5]一个标准大气压能支持10.33m的水柱,玻璃管的长度约1m,所以水柱充满整个玻璃管,水柱不会下降,保持不变。在管顶开一个小孔,玻璃管和水槽构成一个连通器,水柱会下降到和水槽内的水面相平为止。
5. 混入空气 大气压/大气压强 真空 相等 不变 不变
【详解】(1)[1]当长约1m的玻璃管,装满水银,是为了避免混入空气。
(2)[2][3]玻璃管灌满水银后倒插入水银槽后,由于管内水银柱产生的压强大于管外的大气压,管内水银柱下降;下降到管内水银柱产生的压强等于管外大气压时,水银柱就会停止下降,由此可知是管外大气压托住了水银柱,证明了大气压的存在,此时管内水银面上方是真空的。
(3)[4]此时管内水银面高度差约为760mm,大气压可支持760mm高水银柱,说明大气压与760mm高水银柱压强相等。
(4)[5]将玻璃管倾斜,或改变玻璃管粗细、形状或改变水银槽中水银量,由于大气压是不变的,故能支持的水银柱高度也是不变的。
6. 凹陷 甲 乙 压力越大 乙 丙 受力面积越小 转换法和控制变量
【详解】(2)[1]由图示可知,根据海绵承受不同物体的压力而发生不同程度的凹陷,故通过观察海绵的凹陷程度程度来了解压力的作用效果;
(3)[2][3][4]在甲乙丙三次实验中,由于甲乙受力面积相同而压力不同,故比较甲和乙可知,在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(4)[5][6][7]比较乙和丙,控制压力相同,只改变受力面积大小,研究压力作用效果与受力面积的关系,故比较乙和丙,在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(5)[8]在上述实验中,为探究压力作用效果与何种因素相关时,使用的科学方法是转换法和控制变量法。
7.(1) 凹陷程度 转换法
(2)不明显
(3) 丁 明显
(4)等于
【详解】(1)[1]压力的作用效果是使物体发生形变,为了使现象更明显,实验中利用了柔软的海绵,通过海绵形变的大小或者海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
[2]将不能直观看到的转化为能直观看到的实验现象,叫做转换法。
(2)甲、乙两图中压力大小相同,受力面积的大小不同,海绵的凹陷程度不同,且受力面积越小,海绵形变越大,故可得结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显。
(3)[1]探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积不变,改变压力的大小,且接触面的材料相同,故应再做图丁所示实验。
[2]能得到的结论是:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)丙图和丁图中压力大小相同,受力面积相同,根据压强的公式 可得等于。
8. 被压下的深浅 不可以 受力面积 受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显 A = 没有控制压力的大小相同
【详解】(1)[1][2]根据转换法,图中压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的,由于木板的形变不明显,所以不可以用木板代替海绵来完成实验。
(2)[3][4]比较图1、图2所示的实验现象,将小桌分别正立放在海绵上,这样做的目的是为了控制受力面积大小不变,压力的大小不同,由于海绵的凹陷程度不同,且压力越大海绵的凹陷程度越大,故可得结论:当受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越显著。
(3)[5]分析比较图2、图3的实验现象知道,两图的压力大小不变,受力面积的大小不同,海绵的凹陷程度不同,且受力面积越小海绵的凹陷程度越大,故可得结论:当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著。
A.书包的背带做得又宽又大,这是通过增大受力面积来减少压力的作用效果,故符合题意;
B.交通管理部门规定,严禁货车超载,通过减小压力来减小压强,故不符合题意。
故选A。
(4)[6]压强大小跟压力大小和受力面积大小有关,图3和图4两图压力相同,受力面积相同,由 知道,压强相同,即
(5)[7]为了探究压力的作用效果与受力面积的关系,应保持压力相等,改变受力面积,观察泡沫的凹陷程度;小明同学在探究“压力的作用效果与受力面积的关系”时,将物块沿竖直方向切成大小不同的两块,这样两块对泡沫的压力不同,小明可以改变物块A的放置方向,从而改变物块对底面压力的受力面积,同时保持了压力不变,可用于探究“压力的作用效果与受力面积的关系”。
9. 受力面积 压力的作用效果 A 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 受力面积 压强 压力
【详解】(1)[1]根据“蚊子的口器对皮肤的压力虽然不大,但由于口器十分尖锐,因而能轻易刺穿皮肤;骆驼虽重,但脚掌面积很大,因而不会深陷沙中”知压力对物体作用的效果跟受力面积有关。
[2]压力的作用效果是采用转换法,通过海绵的形变来体现的。
[3][4]比较甲、乙两图所示实验可知,受力面积是相同的,压力的大小不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与压力大小有关,故可得结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)[5][6]蚊子的口器十分尖锐,这是在压力一定时,通过减小受力面积的方式来增大压强的,更容易刺破皮肤,吸到人血。
[7]货车行驶时,地面的受力面积相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面易损坏,所以交通管理部门是通过限定每一车轴平均承载的压力来控制货车对路面压强的大小。
10. 大 相等 深度 密度
【详解】(1)[1]通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,所以,高度差越大,液体压强越大。
(2)[2]把探头固定在水中某一深度不变,转动探头朝着各个方向,发现U形管两边液面的高度差均不改变,由此可知:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)[3]保证液体密度不变时,把探头慢慢下移,发现U形管两边液面的高度差逐渐增大,说明液体压强变大,所以,在同一种液体里,液体压强深度的增加而增大。
(4)[4]将烧杯中的水换成浓盐水,液体密度增大,发现U形管两边液面的高度差增大,说明液体压强变大,故说明液体压强与液体密度有关。
11. 相平 漏气 液体深度 丙、丁 无关 乙、丙 同一 各个方向
【详解】(1)[1]实验前先检查U形管压强计左右两液柱是否相平,若不相平,需重新调整至两液柱相平。
[2]检验U形管压强计是否存在漏气问题的方法:用手轻轻按压橡皮膜,如果两液柱没有出现高度差,说明存在漏气问题。
(2)[3]比较甲、乙两图可知,液体的密度相同,金属盒浸没的深度不同,U形管中液面的高度差不同,因此,探究的是液体压强与液体深度的关系。
(3)[4][5]比较丙、丁两图可知,同为盐水,金属盒浸没的深度相同,只有容器的形状不同,并且U形管中液面的高度差也相同,说明液体压强与盛放液体的容器形状无关。
(4)[6]要探究的是液体压强与液体密度的关系,应控制金属盒浸没的深度相同,液体的密度不同,U形管中液面的高度差不同,故应选用乙、丙两个图进行对比。
(5)[7][8]在丙图中,固定金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管压强计两侧液面高度差相同,说明橡皮膜受到的压强相同,这是为了探究在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等。
12. 不漏气 转换 A 密度 变大 600 800
【详解】(1)[1]用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面能灵活升降,则说明该装置不漏气。
(2)[2][3]实验中通过比较压强计的U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,这是利用了转换法。
A.探究影响压力作用效果的因素时,将压力作用效果的大小转换为海绵凹陷程度的大小,使用了转换法,故A符合题意;
B.用机械停表测量时间,使用了直接测量法,故B不合题意。
故选A。
(3)[4]根据图片可知,丙和丁中液体的密度不同,那么得到:液体内部的压强与液体的密度有关。
(4)[5]图丁中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
(5)[6]烧杯内金属盒所在位置的压强等于U形管两侧液柱高度差产生的压强,即
△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg×(0.08m-0.02m)=600Pa
[7]而U形管底部所在的深度为8cm,则它受到的液体压强为
p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
13.(1) 不是 B
(2)800
(3)增大
(4)密度
(5)
【详解】(1)[1]微小压强计的左侧上端封闭,不是上端开口底部连通的容器,因此不是连通器。
[2]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,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为
h=8cm=0.08m
则U形管内外的气压差为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(3)分析图②、图③的实验知,液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
(4)分析图③、图④的实验知,液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(5)液体压强的深度指的是液体内部到液面的高度差,需要测量橡皮膜中心到液面的竖直高度差,得到深度,故选BD;若橡皮膜左右两侧压强不相等,橡皮膜将左凸或右凸,只有橡皮膜左侧和右侧的压强相等时,橡皮膜相平,根据液体压强公式p=ρgh可得,由p左=p右,得
ρ水gh4=ρgh2
解得,待测液体密度的表达式为
14.(1)1000Pa(2)1250Pa
解:根据公式p=得:A对B的压强为:=1000Pa.
根据公式p=得:B对地面的压强为:=1250Pa.
15.(1) 3m/s;(2) 100N;(3) 2×105Pa
解:(1)5min通过的路程为900m,根据得平衡车的速度为
(2)已知平衡车的质量为10kg,根据得平衡车的重力
(3)小红的重为
总重即车对地面的压力为
车对地面的压强为
答:(1)平衡车的速度是3m/s;
(2)平衡车的重力是100N;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压强是2×105Pa。
16.(1)5000N;(2)能顺利通过冰面
解:(1)机器人的重力为
G=mg=500kg×10N/kg=5000N
机器人对冰面的压力
F=G=5000N
(2)机器人对冰面的受力面积
S=4×1000cm2=4000cm2=0.4m2
则机器人对冰面的压强为
所以机器人可以顺利通过该冰面。
答:(1)机器人对水平冰面的压力是5000N;
(2)该机器人可以顺利通过冰面。
17.(1)1×105Pa;(2)3×104Pa
解:(1)坦克对地面的压力
F=G=400000N
对地面的压强
(2)由题知,坦克在深为5m的河流中潜渡,顶部舱门高为2m,则在坦克顶部舱门受到水的压强
p'=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(5m-2m)=3×104Pa
答:(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为1×105Pa;
(2)坦克在深为5m的河流中潜渡时,对水平河床有压力,则在坦克顶部舱门受到水的压强为3×104Pa。
18.(1)5.5×105 Pa;(2)5m
【详解】(1)湖堤底部受到的水的压强为
p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×55m=5.5×105 Pa
(2)设湖堤底部水的最大深度为H,由P最大 =ρgH,得
水面最多还能上升的高度为
h=H-h=60m-55m=5m
19.(1)1.1×103Pa
(2)3N
(3)3×103Pa
【详解】(1)由题意知,A点所处的深度
hA=15cm-4cm=11cm=0.11m
则A点受到水的压强
pA=ρghA=1×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa
(2)由题意知,水的深度为
h=15cm=0.15m
水对杯底的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa
水对杯底的压力
F=pS=1.5×103Pa×2×10-3m2=3N
(3)由题意知,水和杯子的总重力为
G总=m总g=(0.3kg+0.3kg)×10N/kg=6N
玻璃杯对桌面的压力
F=G总=6N
玻璃杯对桌面的压强
20.(1)2×103Pa;(2)4000Pa
解:(1)由知道,水对鱼缸底部的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
(2)鱼缸内所装的水、鱼、沙石等受到的重力
G=mg=14kg×10N/kg=140N
鱼缸对桌面的压力
F′=G+G缸=140N+20N=160N
由 知道,鱼缸对桌面的压强
答:(1)水对鱼缸底部的压强2×103Pa ;
(2)鱼缸对桌面产生的压强4000Pa。
21.(1)1200Pa;(2)2.5×103Pa
解:(1)水深
h=12cm=0.12m
水对壶底的压强
(2)茶壶的重力
G壶=m壶g=0.4kg10N/kg=4N
水的重力
G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N
茶壶对水平桌面的压力
F=G水+G壶=6N+4N=10N
茶壶对水平桌面的压强
答:(1)水对茶壶底部的压强为1200Pa。
(2)茶壶对桌面的压强2.5×103Pa。
22.(1)1.04N, 1300Pa;(2)3500Pa.
【详解】(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强为:
;
瓶盖所受水的压力:
;
(2)根据瓶正立时计算水的重为:
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:
。
答案第1页,共2页
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