专题四 压强 2026年中考物理一轮复习(河南)
2025-10-13
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普通
摘要:
该初中物理中考复习课件聚焦力学模块压强专题,全面覆盖压力与压强、液体压强、大气压强、流体压强与流速关系四大核心考点,严格对接课标要求,通过考点分布表明确各考点分值权重(均为★★★),并按计算、应用、实验探究等常考题型归纳解题策略,体现中考备考的精准性。
课件亮点在于“考点解读+典例精析+真题实战”模式,如通过2024·新疆空心砖密度计算实例,示范公式法与模型建构结合的解题思路,培养科学思维;结合“探究液体压强因素”实验,强化控制变量法应用,提升科学探究能力。助力学生掌握压强计算、实验分析等关键技巧,教师可依此高效规划复习,确保中考冲刺效果。
内容正文:
第一模块 力学
专题四 压强
考点分布 考点分频 课标要求
压力与压强 1.通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
2.探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
液体压强
大气压强
流体压强与流速的关系
11
答案
P07
压力与压强
一、重力与压力
分类 重力 压力
产生原因 地球的吸引 物体的形变
方向 竖直向下 垂直于受力面,指向被压物体
作用点 物体的重心 被压物体的受力面
施力物体 地球 对受力物体产生挤压作用的物体
联系 静止在水平面上的单个物体,其所受的重力的大小等于物体对水平面的压力
二、压强的计算
1.定义式p=普遍适用于任何求压强的情况。
2.F的单位是N,S的单位是m2,p的单位是Pa(帕斯卡),计算时要注意单位的统
一性。
3.压强是表示压力作用效果的物理量。
三、增大和减小压强的方法
增大压强的方法 受力面积不变,增大压力
压力不变,减小受力面积
同时增大压力和减小受力面积
减小压强的方法 受力面积不变,减小压力
压力不变,增大受力面积
同时减小压力和增大受力面积
典例 1 两个形状、大小完全相同的均匀实心长方体放在水平地面上,甲的质量为
16 kg,体积为2×10-3 m3,则甲的密度为 kg/m3。如图所示,当甲竖放、乙平放时,它们对地面的压强均为1.6×104 Pa,将它们均顺时针旋转90°,旋转后甲对地面的压强为8×103 Pa,乙对地面的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
利用压强公式进行计算
解析 甲的密度ρ甲===8×103 kg/m3。因为甲、乙两均匀实心长方体的形状相同,所以题图中甲、乙平放和竖放时受力面积之比相等,又因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以==,旋转前后乙对地面的压强之比===,则旋转后乙对地面的压强p乙竖=×p乙平= ×1.6×104 Pa=3.2×104 Pa。
答案 8×103 3.2×104
公式法计算压强
固体压强的计算,要先判断压力的大小是否与重力大小相等,再根据p=计算压强,对于密度均匀的柱形固体,也可以直接利用p=ρgh计算压强。
典例 2 下列做法中,属于减小压强的是( )
A.书包带做得较宽
B.篆刻刀刀口磨得很锋利
C.用细线切割肥皂
D.压路机的碾子质量很大
增大或减小压强在生活中的应用
解析 书包带做得较宽,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。篆刻刀刀口磨得很锋利、用细线切割肥皂、压路机的碾子质量很大,都属于增大压强。B、C、D不符合题意,选A。
从关键词判断压强的改变
(1)判断增大或减小压强主要考虑两个方面:压力的变化、受力面积的变化。
(2)判断受力面积对压强的影响时,可从关键字、词入手,如“锥、尖、棱、凸、锋利”“磨、削”等字样,一般都是通过减小受力面积来增大压强;“平、宽”等字样,一般都是通过增大受力面积来减小压强。
1.[2024·北京]如图所示,左手手指和右手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止。下列说法正确的是( )
A.手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
B.手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
C.手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
D.气球对手指的压力和气球对手掌的压力是一对相互作用力
【解析】 手指对气球的压力和手掌对气球的压力使气球静止,是一对平衡力,它们的大小相等,A错误。手指和手掌对气球的压力相等,但是手指对气球压力的受力面积比手掌对气球压力的受力面积小,因此手指对气球的压强更大,B正确。手掌对气球的压力与气球对手掌的压力大小相等、方向相反、作用在两个物体上并且作用在同一直线上,是一对相互作用力,C错误。相互作用力是指两个物体之间的作用力,而气球对手指的压力和气球对手掌的压力,不是手指和手掌之间的作用力,因此不是一对相互作用力,D错误。
【答案】 B
2.[2024·江苏宿迁] 修筑公路的压路机如图所示,下列措施为了增大压强的是( )
A.碾子质量很大
B.轮胎很宽
C.用橡胶制作轮胎
D.向转轴加润滑油
生活情境
【解析】 压路机前面的碾子质量很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,A正确。轮胎很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强,B错误。用橡胶制作轮胎,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,C错误。向转轴加润滑油,是在压力一定时,通过使接触面分离来减小摩擦力,D错误。
【答案】 A
3.[2025·四川广安]如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B.物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C.物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体的质量: m甲< m乙<m丙
【解析】 甲、乙、丙三个实心长方体材料相同,则密度相同,即ρ甲=ρ乙=ρ丙,C错误。因高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,由V=Sh可知,V甲<V乙<V丙,由m=ρV可知,m甲<m乙<m丙,D正确。由G=mg可知,G甲<G乙<G丙,因物体对水平面的压力F=G,则F甲<F乙<F丙,B错误。物体对水平面的压强p======ρgh,因h甲=h乙<h丙,则p甲=p乙<p丙,A错误。
【答案】 D
4.[2024·河南]如图所示,把木板放在海绵上,木板上放一水杯,静止时木板保持水平。若水杯重为G1,木板重为G2,水杯底面积为S1,木板底面积为S2,下列说法正确的是( )
A.水杯对木板的压力就是水杯受到的重力
B.水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是一对平衡力
C.水杯对木板的压强为
D.木板对海绵的压强为
【解析】 水杯对木板的压力大小等于水杯受到的重力,但是压力不是重力,A错误。水杯对木板的压力和木板对水杯的支持力是一对相互作用力,B错误。水杯对木板的压强p=,C正确。木板对海绵的压强p'=,D错误。
【答案】 C
5.[2025·新疆]如图甲所示,一长方体红杉木材放在水平面上,上下表面均是边长为0.4 m的正方形,木材内部有一空心部分(图中阴影部分),除空心部分外,其余部分的密度均为0.5×103 kg/m3,木材对水平面的压强为4 500 Pa。现沿图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为24 kg,将剩余部分放在水平面上,如图乙所示。图乙中木材对水平面的压强为( )
A.1 920 Pa
B.2 400 Pa
C.2 700 Pa
D.3 000 Pa
【解析】 题图甲中木材对地面的压力等于其重力F甲=G=pS=4 500 Pa×(0.4 m)2=720 N,现沿题图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为24 kg,每一部分的质量m=×24 kg=12 kg,每一部分的体积V===2.4×10-2 m3;截去部分是一个高为0.4 m的三棱柱,三棱柱的底面积S===6×10-2 m2,截去棱柱底面直角三角形另一直角边的长为=0.3 m,
底面直角三角形斜边的长L==0.5 m,题图乙中剩余部分的受力面积S'=0.5 m×0.4 m=0.2 m2,题图乙中剩余的压力等于其重力F'=G'=G-2mg=720 N-2×12 kg×10 N/kg=480 N,题图乙中木材对水平面的压强p'===2 400 Pa。B正确。
【答案】 B
6.[2023·福建]如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使长木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到长木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中长木板对桌面的压强p与长木板被推动的距离x的关系图像如图乙所示。已知长木板的宽为0.25 m,下列判断正确的是( )
A.长木板的底面积为0.25 m2
B.当x=0.26 m时,长木板对桌面的压强为37.5 Pa
C.当x=0.30 m时,长木板对桌面的压力为9 N
D.移动过程中,长木板对桌面的压力先不变后增大
【解析】 长木板的长度伸出桌面时停止运动,由题图乙可知,长木板伸出桌面的长度为0.30 m-0.10 m=0.20 m,长木板的长度l=0.20 m×4=0.80 m,长木板的底面积S=0.80 m×0.25 m=0.2 m2,A错误。由题图乙可知,长木板没有伸出桌面时对桌面的压强为30 Pa,长木板对桌面的压力F=pS=30 Pa×0.2 m2=6 N,当x=0.26 m时,受力面积S1=(0.80 m-0.26 m+0.10 m)×0.25 m=0.16 m2,长木板对桌面的压强p===37.5 Pa,B正确。移动过程中,长木板对桌面的压力等于重力,重力不变,压力不变,当x=0.30 m时,长木板对桌面的压力不变,压力大小为6 N,C、D错误。
【答案】 B
7.[2025·甘肃]救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是为了 (选填“增大”或“减小”)人对冰面的压强;匍匐前进时,救生员对冰面的压力 .
(选填“大于”“小于”或“等于”)直立前进时救生员对冰面的压力。
【解析】 救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是在压力不变时,通过增大人与冰面的接触面积,减小人对冰面的压强;匍匐前进时,救生员对冰面的压力等于直立前进时救生员对冰面的压力,都等于救生员自身的重力。
【答案】 减小 等于
8.[2024·黑龙江牡丹江]一辆质量为40 t的坦克,履带和地面接触的总面积为5 m2,静止时对水平地面的压强是 Pa,宽大的履带是通过 的方法减小对地面的压强的。
【解析】 坦克对地面的压力F=G=mg=40×1 000 kg×10 N/kg=4×105 N,静止时对水平地面的压强p===8×104 Pa;坦克装有宽大的履带,是通过增大受力面积来减小对地面的压强的。
【答案】 8×104 增大受力面积
9.[2024·黑龙江齐齐哈尔]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、钩码、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的 来体现的, (选填“可以”或“不可以”)用木板代替海绵来完成实验。
【解析】 根据转换法,题图中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的;木板受压形变不明显,不可以用木板代替海绵来完成实验。
【答案】 凹陷程度 不可以
9.[2024·黑龙江齐齐哈尔]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、钩码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(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,这样做的目的是控制 相同;改变压力的大小,可以得出结论: 。
【解析】 将两个相同的小桌分别正立放在海绵上,其目的是控制受力面积相同;题图2中小桌对桌面的压力大,海绵的凹陷程度大,压力的作用效果明显,说明了受力面积一定时,压力作用效果随压力增大而增大。
【答案】 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
9.[2024·黑龙江齐齐哈尔]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、钩码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(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.书包的背带做得很宽
B.严禁货车超载
【解析】 比较题图2、图3所示实验的现象可以得出“压力相同时,压力作用效果随受力面积增大而减小”的结论,书包带宽是通过增大受力面积来减小压强,货车不允许超载是通过减小压力来减小压强,A可以用实验结论解释。
【答案】 A
9.[2024·黑龙江齐齐哈尔]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、钩码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(4)图3中桌面对海绵的压强为p1,小航将图3中的小桌、钩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p2。则p1 (选填“<”“=”或“>”)p2。
【解析】 题图3和图4中,由于压力和受力面积都相同,所以由公式p=可知,压强相同,即p1=p2。
【答案】 =
9.[2024·黑龙江齐齐哈尔]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、钩码、海绵、沙子等器材在水平台面上进行探究。
(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 。
【解析】 将物块A沿竖直虚线方向切成大小不同的两部分,同时改变了受力面积和压力,不符合控制变量法中变量唯一的原则。
【答案】 没有控制压力的大小相同
10. [2024·新疆]如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5 kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2。(g取10 N/kg)
(1)求空心砖的重力。
新科技
【解析】 空心砖的重力
G=mg=1.5 kg×10 N/kg=15 N
【答案】 15 N
10. [2024·新疆]如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5 kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2。(g取10 N/kg)
(2)求空心砖竖放时对水平地面的压强。
新科技
【解析】 空心砖竖放时对水平地面的压强
p3====3 000 Pa
【答案】 3 000 Pa
10. [2024·新疆]如图所示,某长方体空心砖内有若干个柱形圆孔,空心砖的质量为1.5 kg,空心部分(柱形圆孔)体积占长方体体积的。将其分别平放、侧放、竖放于水平地面上时,空心砖对水平地面的压强依次为p1、p2、p3,且p1∶p2∶p3=2∶3∶6,已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2。(g取10 N/kg)
(3)求空心砖的材料的密度。
新科技
【解析】 设空心砖的长、宽、高分别为a、b、c,因为p1∶p2∶p3=2∶3∶6,且其对地面的压力不变,根据p=可知
∶∶=2∶3∶6 ①
已知空心砖竖放时与水平地面的接触面积为50 cm2,则有
bc=50 cm2 ②
联立①②,解得空心砖的体积
V=abc=1 000 cm3
空心砖的材料的密度
ρ材料===2 g/cm3
【答案】 2 g/cm3
12
答案
P08
液体压强
一、液体内部的压强规律
1.液体对容器的压强:液体受重力作用,故对容器底有压强;液体具有流动性,故对容器侧壁有压强。
2.液体压强的特点。
(1)在同一液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(2)在同一液体中,深度越深,压强越大。
(3)相同深度时,液体密度越大,压强越大。
3.液体压强的计算公式:p=ρgh。h指的是深度,即所求点到液体表面的距离。该公式还适用于质地均匀的柱形固体。
二、连通器
上端开口、下部连通的容器叫连通器。当连通器里只有一种液体且不流动时,各部分中的液面高度总是相同的。
一、实验类型:探究规律型
二、高频命题点
1.实验方法。
(1)转换法:把液体压强的大小转化为U形管两侧液面高度差的大小。
(2)控制变量法:液体压强的大小与液体的密度、液体的深度有关,在探究液体压强的大小与液体密度的关系时,要控制液体的深度不变,改变液体的密度;在探究液体压强的大小与液体深度的关系时,要控制液体的密度不变,改变液体的深度。
2.压强计的气密性:如果轻压、重压压强计探头的橡皮膜,U形管液面仍然相平,说明压强计的气密性不好。
探究影响液体压强的因素
3.实验结论。
(1)液体压强与液体深度的关系:同种液体,深度越大,液体的压强越大。
(2)液体压强与液体密度的关系:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大。
典例 1 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力F甲>F乙
②液体的密度ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强p甲>p乙
④容器对桌面的压强p甲'=p乙'
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
液体压强的相关判断
解析 甲、乙两个容器的质量相等,两种液体的质量相等,则甲、乙两容器对桌面的压力F甲=F乙,又因为甲、乙两容器的底面积相等,由p=得,甲、乙两容器对桌面的压强p甲'=p乙',①错误,④正确。因为容器底面积相同,液体等高,所以乙容器中液体的体积大于甲容器中液体的体积,又因为液体质量相同,所以ρ甲>ρ乙,②错误。因为甲、乙两容器中液体的深度相同,ρ甲>ρ乙,所以根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙,③正确。综上所述,D正确。选D。
比较液体压强大小的方法
典例 2 如图所示,质量为120 g的平底烧瓶内装有300 mL的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为30 cm2,测得水的深度为5 cm,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg。
(1)求水对烧瓶底部的压强。
固体压强和液体压强的综合计算
解析 水对烧瓶底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-2 m=500 Pa
答案 500 Pa
典例 2 如图所示,质量为120 g的平底烧瓶内装有300 mL的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为30 cm2,测得水的深度为5 cm,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg。
(2)求烧瓶对水平桌面的压力。
解析 烧瓶的质量m1=120 g=0.12 kg
烧瓶所受的重力
G1=m1g=0.12 kg×10 N/kg=1.2 N
烧瓶内水的体积V水=300 mL=300 cm3
水的质量m2=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×300×10-6 m3=0.3 kg
水所受的重力
G2=m2g=0.3 kg×10 N/kg=3 N
烧瓶对水平桌面的压力
F=G1+G2=1.2 N+3 N=4.2 N
答案 4.2 N
典例 2 如图所示,质量为120 g的平底烧瓶内装有300 mL的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积为30 cm2,测得水的深度为5 cm,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取
10 N/kg。
(3)求烧瓶对水平桌面的压强。
解析 烧瓶对水平桌面的压强
p'===1 400 Pa
答案 1 400 Pa
求压力、压强综合题的方法
一般来说,在解答固体压力、压强问题时,可先根据F=G=mg求出压力F,再应用p=计算固体对水平面的压强;而在计算液体压力、压强问题时,一般要先用p=ρgh求出液体压强的大小,然后根据F=pS求出液体对容器底部的压力。
典例 3 如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中。
(1)图A的压强计在使用前,需观察U形管两侧液面是否相平,要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法: 。实验中通过 .
显示液体内部压强的大小。
探究影响液体压强的因素
解析 为了能使实验顺利进行,使用前用
手指按压压强计的橡皮膜,检查实验装置
的气密性;根据转换法,压强计是通过U
形管中两侧液面的高度差来显示压强大小的。
答案 用手指按压压强计的橡皮膜 U形管中两侧液面的高度差
典例 3 如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中。
(2)某同学实验的情形如图B、C、D所示。
①比较图B和图C,可以探究的问题是 。
解析 比较题图B和题图C,它们除了探头的深度不同其他条件都相同,故可以探究液体内部压强和深度的关系;
答案 探究液体内部压强和深度的关系
典例 3 如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中。
(2)某同学实验的情形如图B、C、D所示。
②保持探头在水中的深度不变,改变它的方向,如图C、D所示,根据实验现象可以初步得出结论: 。
解析 比较题图C和题图D,它们除了探头橡皮膜的方向不同其他条件都相同,U形管两侧液面高度差相同,说明液体内部的同一深度向各个方向的压强都相等。
答案 液体内部的同一深度向各个方向的压强都相等
典例 3 如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中。
(3)该同学在实验过程中发现:在同种液体内部同一深度处,使用不同的压强计,U形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关,请你设计实验证明他的观点: 。
解析 将探头水平放置在液体内部同一深度处,观察U形管两侧液面的高度差,然后改变橡皮膜的松紧程度,再次观察U形管两侧的液面高度差。
答案 将探头水平放置在液体内部同一深度处,观察U形管两侧液面的高度差,然后改变橡皮膜的松紧程度,观察U形管两侧液面的变化情况
U形管压强计的使用
压强计把橡皮膜受到的压强通过橡皮管里的空气传递到液面,使U形管的两侧液面出现高度差,若橡皮管漏气,压强无法传递,则两侧液面相平。在探究液体内部压强的规律时,注意使用控制变量法,得到的结论是压强与变量之间的关系。根据U形管两侧液面高度差的大小判断橡皮膜处压强的大小,这里运用了转换法。
1.[2024·江苏泰州]如图所示,一敞口硬质透明塑料瓶,剪去瓶底后蒙上橡皮膜,再插入盛水容器中。以下对有关实验现象的描述、分析正确的是(ρ酒精<ρ水<ρ盐水)
( )
A.橡皮膜向上凹陷,说明液体内部有向下的压强
B.继续向下插入一大段距离,橡皮膜凹陷程度不变
C.若向塑料瓶内倒入盐水,直至瓶内外液面相平,橡皮膜
会向下凸起
D.若向塑料瓶内倒入酒精,直至橡皮膜变平,酒精液面将低于瓶外水面
【解析】 橡皮膜向上凹陷,是因为橡皮膜下面的水向上挤压橡皮膜,说明液体内部有向上的压强,A错误。继续向下插入一大段距离,橡皮膜所在位置变深,液体的压强随深度增加而增大,橡皮膜凹陷程度变大,B错误。塑料瓶内倒入盐水,瓶内外液面相平时,盐水密度大,根据公式p=ρgh可知,橡皮膜会向下凸起,C正确。向塑料瓶内倒入酒精,直至橡皮膜变平,说明瓶内外液体压强相同,根据公式h=可知,液体密度越小,液体深度越大,所以酒精液面将高于瓶外水面,D错误。
【答案】 C
2.[2024·广东广州]某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104 Pa
B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa
D.1.3×105 Pa
【解析】 c处到水面的距离为h=10 m+3 m=13 m,则c处所受水的压强为p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×13 m=1.3×105 Pa。
【答案】 D
3.[2024·山东枣庄]将一底面积为200 cm2的圆柱形容器放置于水平面上,容器内放一个底面积50 cm2、高20 cm的圆柱体,如图甲所示,缓慢向容器中注水到一定深度时,圆柱体漂浮,继续注水到水深25 cm时停止,在整个注水过程中,圆柱体始终处于直立状态,注水质量m与容器中水的深度h的关系图象如图乙所示。以下说法正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( )
A.当圆柱体漂浮时,它露出水面的高度为9 cm
B.圆柱体的密度为0.64×103 kg/m3
C.注水停止时,水对圆柱体底部的压强为
2 500 Pa
D.向容器内注水的总质量是4 200 g
【解析】 由题图乙可知,当注水高度为16 cm
时,圆柱体恰好漂浮,此时圆柱体浸入水中的
深度h1=16 cm,露出水面的高度h=h圆柱体-h1
=20 cm-16 cm=4 cm,A错误。圆柱体漂浮
时,所受的浮力等于自身重力,此时排开水的
体积V排=S圆柱体h1=50 cm2×16 cm=800 cm3=8×10-4 m3,圆柱体所受的重力G=
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-4 m3=8 N,圆柱体的质量m===0.8 kg,圆柱体的体积V=S圆柱体h圆柱体=50 cm2×20 cm=1 000 cm3=0.001 m3,圆柱体的密度ρ===0.8×103 kg/m3,B错误。
由A选项分析可知,圆柱体漂浮时,浸入水中的深度为16 cm,即圆柱体底部所处的深度为16 cm,当停止注水时,圆柱体底部所处的深度不变,则水对圆柱体底部的压强p=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1 600 Pa,C错误。水深为25 cm时,水及圆柱体浸入水中部分的总体积V0=Sh2=200 cm2×25 cm=5 000 cm3=5×10-3 m3,停止注水时,水的体积V1=V0-V排=5×10-3 m3-8×10-4 m3=4.2×10-3 m3,水的总质量m水=ρ水V1=1.0×103 kg/m3×4.2×10-3 m3=4.2 kg=
4 200 g,D正确。
【答案】 D
4.[2025·河北]三峡船闸的示意图如图所示。船闸利用 的原理实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮,使用这种滑轮 .
(选填“可以”或“不可以”)改变力的方向。
【解析】 船闸是根据连通器原理修建的。闸门C和上游阀门A打开时,上游与闸室组成连通器,使水面相平,方便船只出入;若闸门D和下游阀门B打开时,闸室和下游构成连通器,使水面相平,方便船只出入。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮,轴固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,但能改变力的方向。
【答案】 连通器 可以
5.[2024·江苏常州]如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内分别装有质量相等的不同液体,甲试管倾斜、乙试管竖直,两试管内液面相平。甲试管内的液体密度为
ρ甲,液体对试管底部的压强为p甲,乙试管内的液体密度为ρ乙,液体对试管底部的压强为p乙,则ρ甲 ρ乙,p甲 p乙。(均选填“>”“<”或“=”)
【解析】 甲试管倾斜、乙试管竖直时液面相平,所以甲试管液体体积大于乙试管液体体积;两试管中液体质量相等,根据ρ=可知,甲试管液体密度小于乙试管液体密度。根据液体压强公式p=ρgh可知,甲试管液体对试管底部的压强小于乙试管液体对试管底部的压强。
【答案】 < <
6.[2024·江苏扬州]如图所示,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,水对容器底部的压强分别为pA和pB,则pA pB;已知B容器底面积为50 cm2,总重为8 N,B容器对桌面的压强为 Pa;将压强计橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液面的高度差分别为ΔhA和ΔhB,多次实验发现ΔhA均小于ΔhB,该现象产生的原因是 。
【解析】 已知两容器内都是水,且水的深度相等,则由
p=ρgh可知,pA=pB;已知B容器和水总重8 N,B容器底
面积为50 cm2,则B容器对桌面的压强p===
=1.6×103 Pa;将探头放入水中后,探头会排开一部分水,
水面会上升,由于SA>SB,由Δh=可知,ΔhA<ΔhB,因此将探头放入水中后,A容器中水面的高度小于B容器中水面的高度,由p=ρgh可知,A容器底部压强小于B容器底部压强,题中用压强计U形管两边液面的高度差表示液体的压强,高度差越大,压强越大,故压强计U形管两边液面的高度差ΔhA均小于ΔhB。
【答案】 = 1.6×103 SA>SB,放入探头后,B容器内的液面上升比A容器内的更高
7.[2024·江苏淮安]在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示。使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 。实验中,通过U形管两侧液面的 来反映液体内部压强的大小。
【解析】 使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;根据转换法,压强越大,U形管两边的高度差越大。
【答案】 气密性 高度差
7.[2024·江苏淮安]在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处, 越大,液体压强越大。
【解析】 比较乙、丙两图,橡皮膜所处液体的密度不同、液体的深度相同,橡皮膜的朝向相同,丙图中U形管两侧液面的高度差大,可得出结论:同一深度,液体密度越大,压强越大。
【答案】 液体密度
7.[2024·江苏淮安]在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(3)换用五根一端装有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与 有关。
【解析】 1、2、3三个管子液体深度逐次增加,橡皮膜凸起也逐次增加,可以说明压强与液体深度的关系;
【答案】 液体深度
7.[2024·江苏淮安]在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(3)换用五根一端装有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度 。
【解析】 4和5两个管子液体长度不同、高度相同,橡皮膜凸起程度相同,可以说明液体压强与液体长度无关。
【答案】 无关
8. [2024·四川广安]茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强。
生活情境
【解析】 水对茶壶底的压强
p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa
【答案】 1.2×103 Pa
8. [2024·四川广安]茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶
壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
生活情境
【解析】 由p=可得,水对茶壶底的压力
F水=p水S=1.2×103 Pa×100×10-4 m2=12 N
由题意可知,茶壶对桌面的压力
F壶===20 N
茶壶所受的重力G壶=m壶g=0.6 kg×10 N/kg=6 N
茶壶内水所受的重力
G水=F壶-G壶=20 N-6 N=14 N
茶壶内水的质量m水===1.4 kg
【答案】 1.4 kg
13
答案
P09
大气压强
一、大气压的存在
著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在。大气压的产生原因:大气具有流动性,在大气内部向各个方向都有压强;大气受重力作用,大气压随海拔的升高而
减小。
二、大气压的大小
托里拆利实验准确地测出了大气压的值,通常把能够支持760 mm高的水银柱的压强叫作标准大气压,标准大气压p0=ρ水银gh=1.36×104 kg/m3×9.8 N/kg×0.76 m=1.013×105 Pa。
三、大气压的变化
大气压的大小与海拔有关,海拔越高,气压越小。液体的沸点随气压的减小而降低,随气压的增大而升高,所以液体的沸点随海拔的升高而降低。
做托里拆利实验时,大气压支持的水银柱的高度指的是玻璃管内、外水银柱的高度差(水银槽里的水银面到玻璃管内水银面的高度差),这个高度差反映了大气压的大小,只与大气压有关,与管的粗细、倾斜角度、管的长度、玻璃管上提或下压均
无关。
四、活塞式抽水机的工作原理
利用大气压,将水从低处抽向高处。
典例1 如图所示,生活中的很多现象均与大气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( )
大气压在生活中的应用
解析 吸饮料、拔火罐、吸盘紧贴在墙面这三项都是利用了大气压来完成的,压力锅是根据气压越高沸点越高来工作的,C符合题意。选C。
大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是不是大气压的应用,要注意外界大气与封闭气体之间有没有形成这个“气压差”。
典例2 [2022·湖北宜昌]在如图所示的托里拆利实验中,会使测得的大气压数值变小的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜
B.将玻璃管稍微下压
C.用密度更小的液体替代水银
D.玻璃管内混入空气
大气压的测量
解析 在托里拆利实验中,玻璃管的倾斜、上提、下压和玻璃管的粗细都不影响水银柱的高度,A、B错误。用密度更小的液体替代水银,液柱的高度变大,测得的大气压的数值不变,C错误。玻璃管内混入空气,空气会对水银有向下的压强,会使玻璃管内水银下降,高度差变小,最终会使测得的大气压的数值变小,D正确。
选D。
根据大气压所能托起液柱的最大高度,就能精准地测量出大气压的数值。在托里拆利实验中,玻璃管的倾斜、上提、下压和玻璃管的粗细都不影响水银柱的高度。如果管中混入空气,会使测量结果偏小。
1.[2024·江苏徐州]我国南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于( )
A.重力的作用 B.摩擦力的作用
C.浮力的作用 D.大气压的作用
【解析】 瓶上有两个小孔,两个小孔都不闭住时,瓶内外气压相等,水在重力的作用下流出来;闭住一个小孔时,水流一点,就会使瓶内气压小于瓶外大气压,在大气压的作用下,水就流不出来了,D正确。
【答案】 D
2. [2025·广西]大气压强与我们的生活息息相关,能证实大气压强存在的实例是( )
A.用吸管吸水 B.用筷子夹菜
C.用细线切豆腐 D.用削笔刀削铅笔
生活情境
【解析】 用吸管吸水,先将吸管中空气吸出,吸管内的气压小于大气压,水在大气压作用下进入吸管,A符合题意。
【答案】 A
3. [2023·湖北随州]风油精因具有提神醒脑和蚊叮虫咬后止痒等功效成为生活常备品。有一种现象引起了物理兴趣小组的注意:打开风油精的瓶盖将瓶口向下提着(如图所示),不见风油精哗啦啦流出,甩一甩或抖一抖,风油精就会从瓶口出来一些。下列说法正确的是( )
A.甩一甩或抖一抖,风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体
也具有惯性这一特性
B.图中瓶口向下,此时瓶内液体上方气体的气压一定大于瓶外
环境的气压
C.图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加,则瓶内液体会自动流出
D.图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温,则瓶内液体会自动流出
跨学科实践
【解析】 任何物质都具有惯性,甩一甩或抖一抖,风油精就会从瓶口出来一些,利用了液体也具有惯性这一特性,A正确。题图中瓶口向下,不见风油精哗啦啦流出,说明此时瓶内液体上方气体的气压小于瓶外环境的气压,B错误。题图中瓶口向下,若瓶外环境的气压突然增加,由于瓶内的气压小于瓶外环境的气压,在瓶外环境的气压的作用下,瓶内液体不会自动流出,C错误。题图中瓶口向下,若在瓶底外部放一个冰块降温,根据气体热胀冷缩的性质,瓶内的气压会变低,由于瓶内的气压小于瓶外环境的气压,在瓶外环境的气压作用下,瓶内液体不会自动流出,D错误。
【答案】 A
4.[2024·河北]如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在 作用下,铁桶被压扁了。这种作用在生活中有很多应用,请举出一个实例: 。
第4题图
【解析】 在铁桶内放少量的水,用火加热,水沸腾之后,水温度升高变成水蒸气,充满这个铁桶,把桶口堵住,然后浇上冷水,此时铁桶内的水蒸气遇冷液化,内部压强减小,铁桶在大气压(或大气压强)的作用下被压扁。生活中运用大气压的例子:吸盘,用吸管喝饮料,钢笔吸墨水等。
【答案】 大气压(或大气压强) 用吸管喝饮料
5.[2024·宁夏]拔火罐具有促进血液循环、缓解肌肉疼痛等功效。如图所示,拔火罐时,用火加热玻璃罐内部后迅速扣在皮肤上,玻璃罐在 的作用下“吸”在皮肤上。请列举一个生产生活中应用该原理的实例: 。
第5题图
【解析】 拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。生产生活中应用该原理的实例有用吸管吸饮料。
【答案】 大气压 用吸管吸饮料
6.[2025·江西]如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强 ,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越 (选填“高”或“低”)。
【解析】 机翼模型上凸下平的形状使得机翼上方的空气流速比机翼下方的空气流速大,流体中,流速大的位置压强小,则机翼下方的空气压强比上方的空气压强大。在地球上,高度越高,大气压越低,所以飞机升得越高,受到的大气压越低。
【答案】 大 低
7.[2025·四川凉山]如图所示,该实验是托里拆利第一次测出大气压强值的实验,水银对玻璃管中A点的压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)水银槽上方的大气压强。利用图中数据可计算出该地的大气压强为 Pa。(ρ水银=13.6×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【解析】 据题图可知,大气压能够支撑750 mm高的水银柱产生的压强,因此水银对玻璃管中A点的压强小于水银槽上方的大气压强。该地的大气压强为p=ρgh=13.6×103 kg/m3×10 N/kg×750×10-3 m=1.02×105 Pa。
【答案】 小于 1.02×105
8. [2023·江苏苏州]如图所示,一根水平放置、两端开口的透明亚克力管,下部的抽气孔与抽气机相连。将一个略小于管内径的纸团置于管中,打开抽气机,在 的作用下,两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两端。当管内气压较低时关闭抽气机,快速弹开 侧塑料片,纸团会从左侧管口飞出。
生活情境
【解析】 打开抽气机抽气,使其管内气压变小,
在大气压的作用下,塑料片外侧的大气压大于内侧
的气压,所以两塑料片分别紧紧“吸附”在管子两
端。纸团会从左侧管口飞出,说明纸团右侧受到的压力比左侧的大,故应快速弹开右侧的塑料片,使右侧的气压变大。
【答案】 大气压 右
9.[2024·江苏无锡]生活中常用如图所示的吸盘挂钩来挂毛巾,使用时排尽吸盘内的空气,吸附在 (选填“平整”或“不平整”)的墙面上,以防止漏气。若吸盘的横截面积为2×10-3 m2,外界大气压为1×105 Pa,则排尽空气后的吸盘受到的大气压力为 N,吸盘挂钩不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的 。
【解析】 使用时排尽吸盘内的空气,吸附在平整的墙面上,以防止气体进入吸盘。排尽空气后的吸盘受到的大气压力为F=pS=1×105 Pa×2×10-3 m2=200 N;吸盘挂钩有往下掉的趋势,它不会掉落是因为受到墙壁对它竖直向上的摩擦力。
【答案】 平整 200 摩擦力
14
答案
P09
流体压强与流速的关系
一、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
二、飞机的升力
飞机的机翼上表面空气流速大、压强小,下表面空气流速小、压强大,存在向上的压强差,因此有向上的压力差,这就是产生升力的原因。
典例 唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速 、压强 ,从而产生一个向 的力。
流体压强与流速关系的应用
传统文化
解析 秋风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大、压强小,屋内空气流动速度小、压强大,产生向上的压力差,所以秋风“卷”走了屋顶茅草。
答案 大 小 上
生活中与流体压强相关的问题的解答方法:(1)首先要弄清哪部分流速大,哪部分流速小;(2)流速大处压强小、压力小,流速小处压强大、压力大;(3)物体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。
1.[2024·江苏苏州]下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.吹气时纸条向上 B.用吸管喝水
C.将硬币吹进盘中 D.吹气时乒乓球不掉
【解析】 吹气时纸条上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的压强差,纸条会向上飘,能用流体压强与流速的关系来解释,A不符合题意。用吸管喝水时,用力吸吸管,管内压强减小,水在大气压的作用下被压入嘴里,不能用流体压强与流速的关系来解释,B符合题意。吹气时,硬币上方空气流速大,压强小于下方的空气压强,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,C不符合题意。对着乒乓球的上方吹气,上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,D不符合题意。
【答案】 B
2. [2024·四川成都]物理与日常生活、工程实践密切相关,下列分析正确的是( )
A.用久的菜刀需要磨一磨,是为了减小压强
B.人行盲道有凸起,是为了增大受力面积,减小压强
C.有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外的大气压变大
D.飞机受到升力,是因为机翼上、下表面空气的流速不同
生活情境
【解析】 用久的菜刀需要磨一磨,是在压力一定时,通过减小受力面积,增大压强,A错误。人行盲道有凸起,是通过减小受力面积,增大压强,B错误。有风吹过,窗帘飘向窗外,是因为窗外空气流速大、压强小,小于窗内的大气压,C错误。飞机受到升力,是因为机翼上、下表面空气的流速不同,上方凸起使得空气流速加快,压强减小,产生向上的升力,D正确。
【答案】 D
3.[2025·山东]小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
【解析】 题图A装置中间管道最窄,在水流量相同的情况下,水在题图A装置狭窄处的流速最快,根据流速越大压强越小,则此处压强会变得很小,与外界大气压形成较大的压强差,从而能快速将液体肥吸上来。A符合题意。
【答案】 A
4.[2024·甘肃临夏州]科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸管组成如图所示的实验装置,用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管水平吹气,观察到A管液面
(选填“上升”或“下降”),说明了 。
【解析】 往B管中吹气,A管上方空气的流速变大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管液面上升;表明在气体中,流速越大的位置压强越小。
【答案】 上升 在气体中,流速越大的位置压强越小
5.[2024·黑龙江哈尔滨]如图所示的容器是 器。塞子拔出后各液面高低不同,以下现象中与其原理相同的是 (选填序号:①热气球在空中飘浮②C919大客机在空中飞行③中国空间站绕地球飞行)。
【解析】 题图中是上端开口底部连通的容器,属于连通
器。塞子拔出后,由于管子的粗细不同,底部流速不同,
使得压强不等,各液面高低不同,即原理是流体的流速越
快,压强越小。①热气球在空中飘浮利用空气的浮力;②C919大客机在空中飞行利用流体的压强特点;③中国空间站绕地球飞行,利用机械能的转化。综上,②符合题意。
【答案】 连通 ②
6. [2023·湖南岳阳]图甲是一个高尔夫球,小聪发现它的表面不光滑而是布满凹坑,这是为什么呢?通过查阅资料,她了解到球在空气中高速运动时的情况如图乙所示,球前端与空气剧烈冲撞,产生巨大气压,而球后方的空气被排挤开,后方气压减小,于是产生方向向后的压力差,这种压力差就是压差阻力。高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面,使得空气与球的分离点更靠后,从而减小压差阻力。
(1)其他条件相同时,布满凹坑的高尔夫球比光滑
的高尔夫球飞得更 (选填“近”或“远”)。
科学推理
【解析】 根据题意“高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面,使得空气与球的分离点更靠后,从而减小压差阻力”可知,表面带凹坑的高尔夫球,压差阻力小,高尔夫球由于惯性,会飞得更远。
【答案】 远
6. [2023·湖南岳阳]图甲是一个高尔夫球,小聪发现它的表面不光滑而是布满凹坑,这是为什么呢?通过查阅资料,她了解到球在空气中高速运动时的情况如图乙所示,球前端与空气剧烈冲撞,产生巨大气压,而球后方的空气被排挤开,后方气压减小,于是产生方向向后的压力差,这种压力差就是压差阻力。高尔夫球表面凹坑的作用就是将表层空气紧紧贴合在球面,使得空气与球的分离点更靠后,从而减小压差阻力。
(2)图乙中 (选填“A”或“B”)球是布满凹坑
的高尔夫球。
科学推理
【解析】 由题意可知,带凹坑的高尔夫球前后的压差阻力小,故图乙中B球是布满凹坑的高尔夫球。
【答案】 B
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