内容正文:
第5讲 压强
压强是浙江科学中考物质科学板块的必考重点,涵盖固体、液体、大气压强及流体压强与流速的关系,考查形式贯穿多种题型,且常结合生活与工程场景,是区分中档分与高分的关键考点之一。
【考点1 压强】
【考点剖析】
一、压力
1.压力
压力是 作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.压力的特点
压力作用在受力物体的表面上,力的方向与受力物体的表面垂直并指向 。
①压力产生的原因:物体之间相互接触并挤压
②压力的作用点:作用在受力物体表面③压力的方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体
3.利用二力平衡条件求压力如图甲、乙,压力大小与重力相等,图丙中压力大小与重力无关,图丁中压力大小小于重力。
二、压力的作用效果
1.影响压力作用效果的因素有压力的大小和受力面积的大小。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越 。
2.压强
(1)压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强= ,P=(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称 。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103 Pa)、兆帕(104 Pa)。
(4)对压强单位的认识:对折的报纸对桌面的压强约为1帕,平放的砖块对地面的压强约为103帕,坦克履带对地面的压强约为105帕。
三、增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大 (受力面积一定时),减小 (压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小 (受力面积一定时),增大 (压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
例1、(2025•北仑区校级一模)陕汽是我国著名的重工企业。如图所示是它生产的某型号载重卡车,其技术参数如表,当它匀速行驶所受的摩擦力是其总重的0.2倍。分析计算(g取10N/kg):
卡车型号
ZJS25GJB2
自重
2×104kg
轮胎个数
12
最大载货量
4×104kg
满载行驶时每只轮胎与地面的接触面积
0.05m2
行驶时的最大速度
90km/h
(1)卡车在牵引力的作用下,由静止开始运动,说明力能 。
(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是 N。
(3)已知一座大桥的路面能受到的最大压强为9×105Pa,判断该卡车满载时能否安全通过这座大桥?(写出必要的计算过程)
【考点2 液体压强】
【考点剖析】
1.液体压强公式的推导
计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型
容器底部受到液体压力的定性分析
容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
例2、(2024•宁波模拟)五一放假小科一家去野生动物园游玩,在路上车胎扎到了钉子,严重漏气需要换上备胎。小科爸爸利用千斤顶轻轻松松地将重达1500kg的汽车抬起,小科很是好奇,能否自己做一个简易的千斤顶呢?
【探寻千斤顶原理】
(1)如图一所示用60N的水平推力去压图钉,石灰墙的墙面受到的压强较大,很快就出现了裂缝。已知图钉尖端的面积是0.3mm2,则墙面受到的压强是 帕。
(2)那么液体是否也有类似的效果呢?小科查阅资料发现,1648年帕斯卡在阳台上仅用几杯水通过细管就能将楼下密闭的木桶压裂(如图二所示)。从液体压强的角度解释,木桶被压裂的原因是 。小科进一步查阅后发现了液体传压的特点:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。
【初建千斤顶演示模型】
(3)小科思考后,组装了如图三所示的千斤顶模型,用来实现通过较小力来产生较大力的效果。若在B端用500N的力去抬起放置在A端1500kg的汽车,则大小活塞的面积之比为 。
(4)按照上述模型制作而成的千斤顶在实际使用中,可能存在的不足是 。(写出一条即可)
【考点3 大气压强】
【考点剖析】
一、大气压强的存在
1、大气压强存在的证据: 等。
2、大气会向 对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位: 。
3、大气压强存在证明实验: 实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很 的。可粗略计算大气压强。
4、大气压强产生原因:大气有 ;大气具有 。
5、平时人感觉不到大气压存在的原因:身体各部内外所受压力相同,内外平衡。
二、大气压的大小
1、测量工具:大气压的大小可以用 或 测量。空盒气压计的优点是 和使用比较方便,而水银气压计的优点则是测量较 。
2、大气压与高度的关系:高度越 ,大气压越 。
3、标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于 。人们通常把这个大气压称为 。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。其数值相当于在1cm2的面积上施加约10牛的压力,1mmHg= 。 4、 实验(最早精确测量大气压的实验):该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为 时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约 水银柱产生的压强。
(1)玻璃管中混入空气的影响
若玻璃管中水银没有装满,即管内混入空气,则水银柱的高度将会 。因为这时玻璃管上方不再是真空,与槽内液面面相平的位置所受到的大气压强等于玻璃管上方的气体压强加上液体压强,因此竖直高度将会 。
(2)其他影响因素
实验结果还受到其他因素的影响,如:外界大气压强、玻璃管的粗细和形状等。但玻璃管的粗细和形状对测量结果没有影响。
5、自制气压计
6、实验测量大气压
(1)把注射器活塞推至底端,目的是 ,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下 ;
(3)用刻度尺测出注射器的 , ,得活塞的横截面积 ;
(4)由公式P=计算此时大气压的值 。 三、大气压在生活中的应用
1、真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁。
2、吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个 。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3、离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个 ,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。 四、大气压对天气的影响
1、高压区和低压区
在相同的高度上气压较高的区域叫做 ,气压较低的区域叫做 。
2、大气压对天气的影响
高压区中心的空气 流动,天气 ,空气 。低压区中心的空气 流动,天空 ,常形成 天气。
比较项目
高气压区
低气压区
范围
空气流动方向
从上向下
从下向上
空气的变化
越往下气温越高,水蒸气越不容易液化
气温逐渐降低, 空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响
五、大气压对人体的影响
1、在 的天气,气压较高,人的心情通常比较 ;在 天,气压较低,往往会感到 。
2、人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如: 。
3、感觉不到大气压存在的原因:人体内也有 ,而且体内的压强与体外的大气压 ,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
六、大气压对液体沸点的影响
1、气压增大,液体沸点 。
验证实验:往装有正在沸腾的水的烧瓶里充气,原来沸腾的水停止沸腾。
2、气压降低,液体沸点 。
验证实验:向装有快要沸腾的水的烧瓶外抽气,原来不沸腾的水开始沸腾。
3、应用: 就是利用液体的沸点随气压的增大而 的原理制成的。
<提升>:高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系: 。
【P0表示外界大气压,m表示限压阀质量,S表示阀门的横截面积,P内表示高压锅内部空气压强】:
①m = (知压强算阀门质量)
②P内= (知阀门质量算内部压强)
③使用时压力锅内外最大压强差:△p=P内-P₀=mg/S
七、流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速 的位置,压强 ;流速 的位置,压强 。
2、应用
(1) 的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强 ,窗内空气流动速度小,压强 ,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2) (喷雾器、香水瓶):当气流通过狭窄管道时,流速快,压强小,汽油喷出形成雾状化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3) 的原理:由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度 。这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多。正是这个压强差,使得飞机得到了一个 。
(4) 的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
例3、(2024•青田县模拟)校园项目化比赛中,小明设计了如图甲所示用弹簧测力计显示大气压强大小变化的装置。产品制作过程如下:
①将装置置于一个标准大气压下,打开止水夹,往装置中注入一定量的水,如图乙所示,对装置进行气密性检查。
②使止水夹处于打开状态,弹簧测力计上端固定且高度不变,下端用细线连接重力为5牛的金属块,并使金属块始终部分浸入水中,待水面静止后,用止水夹将左侧容器密封,此时测力计的示数如图丙所示标为一个标准大气压。
(1)写出①中气密性检查的步骤 。
(2)计算②金属块排开水的体积 。
(3)当外界气压大于一个标准大气压时,弹簧测力计的读数将变 。
题型一.压强的计算
1. (2024•玉环市模拟)鸟撞飞机事件时有发生,是不是它们“瞎”了?研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力,甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径,避免与其他鸟类或物体碰撞。研究还发现,某种鸟类只有距离运动的物体30m内才逃离。由于飞机速度很快,所以它们就没有足够的时间来逃离,而引起撞机事件。综合上述信息。回答下列问题:
(1)数据显示,一只0.5kg的鸟正面撞在迎面飞来的速度为720km/h的飞机上,就会产生1.6×104N撞击力,对飞机造成损伤。假如撞击面积为0.01m2计算该鸟撞击飞机的压强。
(2)如表是三种材料的相关参数,从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自身重量考虑,最适宜用来制造飞机的材料是 。
(3)如图,一架飞机以720km/h的速度向正前方O点的鸟迎头飞去,通过计算说明飞机的头A点到达O点位置所需的时间是多少秒?这也就是飞机留给该鸟逃离O点的时间。
性质
材料A
材料B
材料C
抗压性(N/m2)
1.2×104
1.6×104
2.0×104
密度(kg/m3)
1.2×103
4.0×103
1.2×103
(4)根据达尔文进化论推测,随着空中高速飞行器的增多,很多很多年后,鸟类 (填“可能”或“不可能”)具有更强的躲避高速飞行器的能力。
2. (2024•上虞区二模)小虞一家喜欢露营,为方便搬运物品,小虞爸爸购买了一辆四轮露营拖车(如图所示),相关参数如表。
自重
12kg
每个轮胎与地面接触面积
4cm2
最大载重量
100kg
(1)露营拖车轮胎表面有许多花纹,其目的是 。
(2)当达到最大载重量时,露营拖车对水平地面的压强为 帕。
3. (2024•西湖区模拟)书法是中华民族优秀文化的瑰宝。书写时将纸平铺于水平桌面上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为300g,与纸面接触面积为30cm2,则“镇纸”对纸的压强为 Pa。在行笔过程中,纸保持静止,则纸 (选填“会”或“不会”)受到“镇纸”施加的摩擦力。(取g=10N/kg)
4. (2024•鹿城区二模)如图为某品牌可骑行电动行李箱。
(1)行李箱的把手上有凹凸不平的花纹,其目的是通过增大 ,增大摩擦。
(2)箱体为ABS材料,其能承受的最大压强为50000帕,人坐上行李箱上的接触面积为0.02米2,则坐在该李箱上的人重不能超过 牛。
题型二.增大或减小压强的方法及其应用
5. (2025•瑞安市二模)如图为一款多功能手杖,撑开可以当座椅,折叠后可当拐杖。
(1)该产品的坐垫设计成加大版,内有凹陷,这样设计的目的是通过 减小压强,从而提高舒适度。
(2)该产品的手柄上有花纹,这样设计通过改变接触面粗糙程度,增大 ,从而提高安全性。
(3)拐杖静止放置于地面时,受到地面的支持力与 为一对平衡力。
6. (2025•普陀区二模)每天上学都要背书包,书包的肩带设计很宽大,这样的目的是( )
A.增大压力 B.减小压力 C.减小压强 D.增大压强
7. (2025•浙江模拟)我国科研团队计划利用月壤砖在月球表面建造基地,2024年11月,“月壤砖”已搭乘天舟八号货运飞船前往中国空间站,到太空中进行暴露实验“月壤砖”的主要成分是模拟月壤,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖的三倍以上。为了减小单块月壤砖对松软月面的压强,下列方法中可行的是( )
A.将月壤砖竖向分成两半
B.将月壤砖由竖放改为平放
C.选用密度更大的材料制作月壤砖
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度
8. (2024•上城区二模)越来越多的运动爱好者喜爱骑行。下列说法中正确的是( )
A.骑行速度越大,惯性越大
B.扁平的车座可以增大臀部所受的压强
C.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
9. (2024•余姚市校级四模)下列描述中错误的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
10. (2024•上城区校级一模)如图是“南方小土豆”在北方滑雪时,从高处滑下的情景,下列说法正确的是( )
A.“南方小土豆”在下滑的过程中,其惯性越来越大
B.“南方小土豆”在加速下滑的过程中,其运动状态保持不变
C.“南方小土豆”穿上滑雪板,是为了减小时地面的压强
D.“南方小土豆”在雪上匀速滑行过程中,滑板对地面的压力与地面对滑板的支持力是一对平衡力
题型三.液体的压强的特点
11. (2025•鹿城区二模)如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
12. (2024•舟山模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲=F乙,p甲>p乙
题型四.大气压强的存在
13. (2025•舟山模拟)擦窗机器人的质量为2千克,它的“腹部”有吸盘。如图,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。
(1)擦窗机器人工作时,主机内部的气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)外界大气压,而“吸附”在玻璃上。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。水平向左匀速拉动窗户玻璃时,此时机器人受到的摩擦力的方向为 。
14. (2025•东阳市三模)如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉,如图乙为单只盆的示意图,已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S均为0.03m2,请回答:
(1)马德堡半球实验证明了 的存在,并且十分强大。
(2)实验时测得大气压强p0为1×105Pa,理论上每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为 N。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F,其原因可能是 。
15. (2024•长兴县二模)如图所示为甲、乙两队选手选用中间有马德堡半球的绳子进行拔河比赛的场景,两队约定先使对方过分界线的为赢,如果马德堡半球分开则为平局。假如绳子质量不计,那么下面说法正确的是( )
A.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是一对平衡力
B.甲队对绳子的拉力与乙队对绳子拉力是一对相互作用力
C.比赛过程中马德堡半球没有分开,说明大气压力大于拉力
D.若乙队赢得比赛,则甲队所受的摩擦力方向始终为水平向左
16. (2024•杭州二模)下列现象中,不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘式挂衣钩
B.用管子吸饮料
C.覆杯实验
D.用针筒将药液注入肌肉
17. (2024•永康市校级模拟)覆杯实验是科学中的经典实验。小乐在薄壁玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气,然后托住硬纸片,将玻璃杯倒置,水不流出,硬纸片也不掉下,如图甲所示。
(1)小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态,其目的是证明 。
(2)当玻璃杯处于如图甲所示状态时,玻璃杯中水的高度为15cm,杯口圆面积为100cm2,若实验时大气压强为1×105Pa,不计硬纸片质量,则硬纸片与水和杯接触的100cm2部分,受到向下的压力为 N:得出上述数据的理由是 。
题型五.大气压强的测量
18. (2025•宁波一模)如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。
(1)马德堡半球实验证明了 的存在。
(2)实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉。如图乙为单只金属盆示意图。已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S均为0.03米2,测得此时大气压强ρ0为1×105帕,则实验时每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为 牛。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F,其原因可能是 。
19. (2024•金华模拟)某校拓展研究小组同学想利用如下实验方案一粗略测量某地大气压的值,装置如图甲所示:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
步骤二:如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
步骤三:读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
步骤四:用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
根据以上实验步骤,研究小组同学发现测量结果误差比较大,综合分析后,找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦。
回答下列问题:
(1)注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针时的情景,改进方法将注射器内空气排尽。他们的方法是 。
(2)方案一测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测得的大气压值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
在实际操作中,同学们发现除上述两个原因会引起测量结果出现误差外,我们还很难准确读取弹簧测力计的示数,于是他们对测量方案进行了改进,设计了实验方案二,其实验装置如图乙所示。
①按改进方法将注射器内空气排尽,用橡皮帽封住注射器的小孔;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为G1;
③然后 ,当活塞向右匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为G2;
④测得活塞面积为S;
⑤计算大气压值p。
(3)将方案二中的实验步骤③补充完整。
(4)利用方案二,本次测量的大气压值p= (用方案二步骤中的字母表示)。
题型六.压强与流速的关系
20. (2025•西湖区模拟)利用传感器做“探究流体压强与流速的关系”的实验,装置如图甲所示。装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连。
(1)将气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机吹气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应三节管中气体压强随时间变化的情况,则反映C管内气体压强随时间变化的情况的曲线是 (选填“①”“②”或“③”)。
(2)下列情形中,能够运用上述的实验规律进行解释的是 (填字母)。
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
C.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
D.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
21. (2025•台州一模)以下与气压相关的实验中,能够得出“空气流速越大,气压越小”结论的是( )
A.①覆杯实验中,纸片不会掉落
B.②马德堡半球抽气后,很难拉开
C.③向纸张中间吹气,纸张靠拢
D.④向烧瓶内打气,液体沸腾停止
22. (2025•杭州模拟)小科同学暑假去天一阁参观,它是中国现存年代最早的私家藏书楼,由明朝范钦主持建造。范钦取“天一生水”之说,以水制火,取名“天一阁”。范钦的诗词,吟诵古今,下列诗句中涉及的科学知识,说法错误的是( )
A.“珠帘影动暗生风”,影子是光的反射形成的
B.“露港中林草”,露的形成是液化现象
C.“千村万村花鸟鸣”,声音的产生是由于物体的振动
D.“飞尘百道空中起”,飞驰而过的马车下方烟尘扬起,是因为空气流速大时,压强小
23. (2025•上城区一模)如图,小金一只手握住透明塑料管,用吹风机在管口上方吹风,发现管底的乒乓球沿着塑料管飞出,产生这一现象的原因是( )
A.上管口空气流速小,其压强大于下管口的压强
B.下管口空气流速小,其压强小于上管口的压强
C.上管口空气流速大,其压强小于下管口的压强
D.下管口空气流速大,其压强大于上管口的压强
24. (2025•绍兴模拟)如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的两点,当阀门关闭时,它们的压强分别是pa、pb。打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水流向右运动,在经过a点和b点时的体积分别为Va、Vb,则( )
A.pa=pb Va<Vb B.pa=pb Va>Vb
C.pa>pb Va>Vb D.pa<pb Va<Vb
25. (2025•西湖区模拟)乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹分别表示上旋球(球沿逆时针方向旋转)、下旋球(球沿顺时针方向旋转)、不转球中的哪一种( )
A.上旋球、下旋球、不转球
B.不转球、下旋球、上旋球
C.上旋球、不转球、下旋球
D.下旋球、不转球、上旋球
26. (2025•北仑区校级一模)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,其中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向下移动,且风速增大时电压表的示数增大。其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
1. (2025•定海区校级三模)公共自行车是城市绿色出行的重要交通工具。我市近日新投放了亲子公共自行车(如图),下列说法错误的是( )
A.绑带能避免惯性带来的伤害
B.坐垫中的海绵能增大压强
C.车身选用铝合金能减小重力
D.轮胎上刻有花纹能增大摩擦
2. (2024•柯桥区模拟)如图,工人用橡胶锤铺设瓷砖。橡胶锤头易发生形变,敲击时会增大受力面积。以下说法错误的是( )
A.橡胶锤敲击时通过增大受力面积减小压强
B.锤头对瓷砖的压力和瓷砖的重力是一对平衡力
C.锤头对墙面的压力和墙面对锤头的支持力是一对相互作用力
D.工人套上粗糙的手套可以增大手与锤把之间的摩擦力
3. (2024•西湖区校级模拟)甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,静止后如图所示,下列说法正确的( )
A.两个玻璃缸对水平桌面的压力相等
B.乙玻璃缸对水平桌面的压力大
C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大
D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大
4. (2024•衢州一模)如图所示,一根水平放置、两端开口的透明有机塑料管,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,快速取走 侧塑料片,纸团会从右侧管口飞出。
5. (2025•临安区二模)如图是教材中“瓶中取袋”实验,其中“将塑料袋从瓶内拉出时,越拉越费力”,产生这种现象的原因是塑料袋与玻璃瓶之间的( )
A.气体越来越多 B.气体越来越少
C.气压越来越大 D.气压越来越小
6. (2025•浙江二模)某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对 的压力。(选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为 。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
7. (2024•瓯海区校级三模)为了估测本地大气压,某同学用吸盘、玻璃板和以及弹簧测力计设计实验:把吸盘吸在玻璃板上如图(a),测出吸盘的面积为S,用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动吸盘。多次实验,记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据二力平衡可知,此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式p可计算出大气压强。请回答:
(1)吸盘吸附在玻璃板上之前,往往先要对吸盘蘸少许水,原因是 。
(2)如图为吸盘示意图,为得到准确的吸盘面积S,小明应该测量的是 。(选填“吸盘内表面积”或“吸盘横截面积”)
(3)操作时发现弹簧测力计的量程太小,就利用杠杆设计了如图(b)的改进实验。测得吸盘刚好脱离玻璃板时,测力计的拉力为F。由此计算出此地的大气压值为p= 。
(4)通过调查发现此次的测量值比气象部门提供的数据偏大,请分析实验过程并根据所学知识列举一个导致实验结果偏大的原因。 。
8. (2025•宁波模拟)很多生物的形态、结构和功能为人类提供了飞行器的发明和改进思路。例如:
(1)科学家利用蝙蝠的超声波定位的原理,发明了雷达。蝙蝠属于哺乳类动物,这类动物的最大的特点是 和哺乳。
(2)鸟在飞行中会受到空气对翼产生的向上升力,科学家将此原理应用于飞机机翼的制造(如图所示),因机翼上方的空气流动速度大于下方,使机翼上方的气体压强 (填“大于”“等于”或“小于”)下方。
9. (2025•浙江模拟)如图剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于瓶底空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速小,压强大 D.流速大,压强小
10. (2025•龙港市二模)潜水员在水下高压环境中停留一段时间后,若外界压强快速减小,则会引起“潜水减压病”危及生命,如图所示潜水员的滑水路线中容易引起“潜水减压病”的是( )
A.从a到b B.从b到c C.从c到d D.从d到a
11. (2024•鄞州区校级模拟)图甲是科学兴趣小组设计的光学式指纹锁模型。当手指按压在指纹采集面上,指纹经凸透镜成像在感光组件上,识别系统比对成功后开锁。
(1)请写出感光组件上像的特点: 。
(2)图乙为录入指纹时的过程,测得采集面的压强随压力变化关系如图丙所示,分析0~F2段压强增大且不成正比的原因: 。
12. (2024•义乌市校级三模)如图是“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上,回答下列问题:
(1)该机器人静止在竖直玻璃上时受到的摩擦力方向为 。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时(如图),若真空泵继续向外抽气增大压力,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)吸盘与玻璃的接触面积为2×10﹣3米2,若吸盘对玻璃的压强是1.5×105帕,则机器人对玻璃的压力为 。
13. (2024•浙江模拟)美丽乡村建设道路加宽工程完成后,检测部门在新修路面适当位置钻取了4个圆柱形样本进行质量检测(每个样本底面积100cm2、高25cm)。除了水泥标号、砂石比例等指标都合格外,还要求混凝土的密度标准不得小于2.6×103kg/m3。质量检测员将取回的所有样本称得总质量为30kg。求:
(1)所取样本的总重力是多少?
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强是多少?
(3)计算分析该项工程混凝土密度标准是否合格?
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第5讲 压强
压强是浙江科学中考物质科学板块的必考重点,涵盖固体、液体、大气压强及流体压强与流速的关系,考查形式贯穿多种题型,且常结合生活与工程场景,是区分中档分与高分的关键考点之一。
【考点1 压强】
【考点剖析】
一、压力
1.压力
压力是垂直作用在物体表面上的力,是物体之间由于相互挤压而产生的。
2.压力的特点
压力作用在受力物体的表面上,力的方向与受力物体的表面垂直并指向受力物体。
①压力产生的原因:物体之间相互接触并挤压
②压力的作用点:作用在受力物体表面③压力的方向:与受力物体表面垂直并指向受力物体
3.利用二力平衡条件求压力如图甲、乙,压力大小与重力相等,图丙中压力大小与重力无关,图丁中压力大小小于重力。
二、压力的作用效果
1.影响压力作用效果的因素有压力的大小和受力面积的大小。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)压强的定义:物体单位面积受到的压力叫做压强。
(2)公式:压强= ,P=(P表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。
(3)压强的单位:国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕=1牛/米2,帕斯卡是一个很小的单位,常用的压强单位有百帕(102Pa)、千帕(103 Pa)、兆帕(104 Pa)。
(4)对压强单位的认识:对折的报纸对桌面的压强约为1帕,平放的砖块对地面的压强约为103帕,坦克履带对地面的压强约为105帕。
三、增大或减小压强的方法
(1)增大压强的方法:增大压力(受力面积一定时),减小受力面积(压力一定时),或者增大压力的同时减小受力面积。
(2)减小压强的方法:减小压力(受力面积一定时),增大受力面积(压力一定时),或者减小压力的同时增大受力面积。
例1、(2025•北仑区校级一模)陕汽是我国著名的重工企业。如图所示是它生产的某型号载重卡车,其技术参数如表,当它匀速行驶所受的摩擦力是其总重的0.2倍。分析计算(g取10N/kg):
卡车型号
ZJS25GJB2
自重
2×104kg
轮胎个数
12
最大载货量
4×104kg
满载行驶时每只轮胎与地面的接触面积
0.05m2
行驶时的最大速度
90km/h
(1)卡车在牵引力的作用下,由静止开始运动,说明力能 。
(2)该卡车空载时,在水平路面上匀速行驶所受的牵引力是 N。
(3)已知一座大桥的路面能受到的最大压强为9×105Pa,判断该卡车满载时能否安全通过这座大桥?(写出必要的计算过程)
【解答】解:(1)卡车在牵引力的作用下由静止开始运动,说明力能改变物体的运动状态;
(2)该卡车空载时所受重力:
G0=m0g=2×104kg×10N/kg=2×105N;
该卡车空载时,匀速行驶受到的摩擦力:
f=0.2G0=0.2×2×105N=4×104N,
因为卡车匀速行驶,卡车受到的牵引力和摩擦力为一对平衡力,大小相等,
所以在水平路面上匀速行驶所受的牵引力:
F=f=4×104N;
(3)该卡车满载时,总质量:
m总=2×104kg+4×104kg=6×104kg,
总重力:
G总=m总g=6×104kg×10N/kg=6×105N,
对水平路面的压力:
F=G总=6×105N,
受力面积:
S=0.05m2×12=0.6m2,
对桥面的压强:
p1×106Pa,
因为p>9×105Pa,
所以该卡车满载时通过隧道会对大桥造成损坏,不能安全通过。
答:(1)改变物体的运动状态;(2)4×104;
(3)该卡车满载时通过隧道会对路面造成损坏,不能安全通过。
【考点2 液体压强】
【考点剖析】
1.液体压强公式的推导
计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型
容器底部受到液体压力的定性分析
容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
例2、(2024•宁波模拟)五一放假小科一家去野生动物园游玩,在路上车胎扎到了钉子,严重漏气需要换上备胎。小科爸爸利用千斤顶轻轻松松地将重达1500kg的汽车抬起,小科很是好奇,能否自己做一个简易的千斤顶呢?
【探寻千斤顶原理】
(1)如图一所示用60N的水平推力去压图钉,石灰墙的墙面受到的压强较大,很快就出现了裂缝。已知图钉尖端的面积是0.3mm2,则墙面受到的压强是 帕。
(2)那么液体是否也有类似的效果呢?小科查阅资料发现,1648年帕斯卡在阳台上仅用几杯水通过细管就能将楼下密闭的木桶压裂(如图二所示)。从液体压强的角度解释,木桶被压裂的原因是 。小科进一步查阅后发现了液体传压的特点:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。
【初建千斤顶演示模型】
(3)小科思考后,组装了如图三所示的千斤顶模型,用来实现通过较小力来产生较大力的效果。若在B端用500N的力去抬起放置在A端1500kg的汽车,则大小活塞的面积之比为 。
(4)按照上述模型制作而成的千斤顶在实际使用中,可能存在的不足是 。(写出一条即可)
【解答】解:(1)因为固体能够传递压力,
所以钉帽受到的压力:F1=60N,墙壁受到的压力F2=60N;
墙壁受到的压强:p22×108Pa;
(2)由p=ρgh可知,水的密度一定时,水的深度增加,水对桶的压强增大,当水对木桶的压强超过木桶能够承受压强的上限时,木桶裂开;
(3)由题知左、右两个活塞受到压强相等,即p1=p2,由压强公式可得,
代入数据有:=,;
(4)按照上述模型制作而成的千斤顶在实际使用中,可能存在的不足是:体积较大,不方便携带和储存;一旦密封不良或使用不当,就会发生泄漏的情况。
【考点3 大气压强】
【考点剖析】
一、大气压强的存在
1、大气压强存在的证据:覆杯实验、吸饮料、瓶中取袋、吸盘等。
2、大气会向各个方向对处于其中的物体产生力的作用。大气与液体一样,向各个方向都有压强。大气压强简称大气压,单位:帕斯卡Pa。
3、大气压强存在证明实验:马德堡半球实验
马德堡半球实验不仅证实了大气压的存在,还说明了大气压的数值是很大的。可粗略计算大气压强。
4、大气压强产生原因:大气有重力;大气具有流动性。
5、平时人感觉不到大气压存在的原因:身体各部内外所受压力相同,内外平衡。
二、大气压的大小
1、测量工具:大气压的大小可以用空盒气压计或水银气压计测量。空盒气压计的优点是携带和使用比较方便,而水银气压计的优点则是测量较精确。
2、大气压与高度的关系:高度越高,大气压越小。
3、标准大气压
在海平面附近,大气压的数值接近于1.01×105帕(即760毫米汞柱)。人们通常把这个大气压称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强相等。其数值相当于在1cm2的面积上施加约10牛的压力,1mmHg=133Pa。
4、托里拆利实验(最早精确测量大气压的实验):该实验通过一根长约1米、一端开口的玻璃管中装满水银,并将其倒插在水银槽中,发现水银柱下降到高度差约为760mm时不再下降。此时管外所受大气压强与管内水银柱产生的压强正好处于一个平衡状态,因此得出大气压相当于约760mm水银柱产生的压强。
(1)玻璃管中混入空气的影响
若玻璃管中水银没有装满,即管内混入空气,则水银柱的高度将会变小。因为这时玻璃管上方不再是真空,与槽内液面面相平的位置所受到的大气压强等于玻璃管上方的气体压强加上液体压强,因此竖直高度将会变小。
(2)其他影响因素
实验结果还受到其他因素的影响,如:外界大气压强、玻璃管的粗细和形状等。但玻璃管的粗细和形状对测量结果没有影响。
5、自制气压计
6、实验测量大气压
(1)把注射器活塞推至底端,目的是排尽筒内的空气,并用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(2)用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F;
(3)用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度L,容积V,得活塞的横截面积S=;
(4)由公式P=计算此时大气压的值P=。
三、大气压在生活中的应用
1、真空压缩袋:抽出袋内的空气,外界的大气压就会把物品压扁。
2、吸尘器:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个低压区。外界的空气在大气压的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。
3、离心式水泵:叶轮高速旋转时,泵壳里的水会被旋转的叶轮甩到出水管里。水被甩出时,转轴附近就形成了一个低压区,外面的水就在大气压的作用下,推开底阀通过进水管进入泵壳。
四、大气压对天气的影响
1、高压区和低压区
在相同的高度上气压较高的区域叫做高压区,气压较低的区域叫做低压区。
2、大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动,天气晴朗,空气干燥。低压区中心的空气从下往上流动,天空多云,常形成阴雨天气。
比较项目
高气压区
低气压区
范围
气压高的区域
气压低的区域
空气流动方向
从上向下
从下向上
空气的变化
越往下气温越高,水蒸气越不容易液化
气温逐渐降低, 空气中携带的水蒸气容易液化
对天气的影响
多晴朗天气
多阴雨天气
五、大气压对人体的影响
1、在晴朗的天气,气压较高,人的心情通常比较舒畅;在阴雨天,气压较低,往往会感到疲倦和心情烦躁。
2、人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如:高原反应。
3、感觉不到大气压存在的原因:人体内也有压强,而且体内的压强与体外的大气压大致相等,它抗衡着体外受到的大气压,所以人体不会有异常的反应。
六、大气压对液体沸点的影响
1、气压增大,液体沸点 增大 。
验证实验:往装有正在沸腾的水的烧瓶里充气,原来沸腾的水停止沸腾。
2、气压降低,液体沸点 减小 。
验证实验:向装有快要沸腾的水的烧瓶外抽气,原来不沸腾的水开始沸腾。
3、应用:压力锅就是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成的。
<提升>:高压锅计算:当阀门被里面气压顶起来时,按照牛顿第一定理,外大气压与阀门自身重力产生的压强,与内部大气压强是平衡的,满足关系:P内=P0+。
【P0表示外界大气压,m表示限压阀质量,S表示阀门的横截面积,P内表示高压锅内部空气压强】:
①m = (P内-P0)×S/g (知压强算阀门质量)
②P内=(P₀×S+mg)/S (知阀门质量算内部压强)
③使用时压力锅内外最大压强差:△p=P内-P₀=mg/S
七、流体压强与流速的关系
1、流体压强与流速的关系
在气体和液体中,流速越大的位置,压强 越小 ;流速越小的位置,压强 越大 。
2、应用
(1)窗帘飘出窗外的现象分析:由于窗外风速较大,窗外空气流动速度大,压强小,窗内空气流动速度小,压强大,窗帘在压强差的作用下,被“压”出窗外。
(2)化油器(喷雾器、香水瓶):当气流通过狭窄管道时,流速快,压强小,汽油喷出形成雾状化油器上有一段突然变窄的管道与汽油供给部分相连,当气流经过狭窄的管道时,由于流速变大,压强变小,汽油就会从喷管喷到气流之中,变成雾状。
(3)飞机机翼的原理:由于机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状,上方气流的速度就要比下方气流的速度大得多。这样,机翼下侧受到气体向上的压强就要比机翼上侧受到气体向下的压强大得多。正是这个压强差,使得飞机得到了一个向上的升力。
(4)火车站台上的安全线:当火车驶过站台时,车厢周围的气流速度增大,压强减小,如果人离火车太近,可能会导致被“吸入”铁轨,发生危险。
例3、(2024•青田县模拟)校园项目化比赛中,小明设计了如图甲所示用弹簧测力计显示大气压强大小变化的装置。产品制作过程如下:
①将装置置于一个标准大气压下,打开止水夹,往装置中注入一定量的水,如图乙所示,对装置进行气密性检查。
②使止水夹处于打开状态,弹簧测力计上端固定且高度不变,下端用细线连接重力为5牛的金属块,并使金属块始终部分浸入水中,待水面静止后,用止水夹将左侧容器密封,此时测力计的示数如图丙所示标为一个标准大气压。
(1)写出①中气密性检查的步骤 。
(2)计算②金属块排开水的体积 。
(3)当外界气压大于一个标准大气压时,弹簧测力计的读数将变 。
【解答】解:(1)将装置置于一个标准大气压下,打开止水夹,往装置中注入一定量的水,如图乙所示,夹上止水夹,在右侧部分继续添加适量的水,使得外侧液面高于内部,观察能够长时间保持液面高度差,如果能保持高度差,则不漏气;
(2)G=5N,图中弹簧测力计的拉力F=2N;
根据称重法测量浮力知,F浮=G﹣F=5N﹣2N=3N;
由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得金属块排开水的体积:
V排3×10﹣4m3;
(3)容器内外气压原来均为一个标准大气压,容器内外的水面相平,当外界气压大于一个标准大气压时,由液体内部同一深度压强相等知,容器外的部分水会被压进容器内,导致容器外的液面下降,金属块浸入水中的体积变小,由F浮=ρ液V排g知,金属块受到的浮力F浮减小,金属块重力G不变,金属块静止时,由G=F浮+F拉知,弹簧测力计的拉力要变大即弹簧测力计的读数变大。
题型一.压强的计算
1. (2024•玉环市模拟)鸟撞飞机事件时有发生,是不是它们“瞎”了?研究发现雨燕等鸟类具有边飞边睡的能力,甚至还能长时间张开一只眼睛来观察飞行路径,避免与其他鸟类或物体碰撞。研究还发现,某种鸟类只有距离运动的物体30m内才逃离。由于飞机速度很快,所以它们就没有足够的时间来逃离,而引起撞机事件。综合上述信息。回答下列问题:
(1)数据显示,一只0.5kg的鸟正面撞在迎面飞来的速度为720km/h的飞机上,就会产生1.6×104N撞击力,对飞机造成损伤。假如撞击面积为0.01m2计算该鸟撞击飞机的压强。
(2)如表是三种材料的相关参数,从飞机承受鸟类撞击能力和飞机自身重量考虑,最适宜用来制造飞机的材料是 。
(3)如图,一架飞机以720km/h的速度向正前方O点的鸟迎头飞去,通过计算说明飞机的头A点到达O点位置所需的时间是多少秒?这也就是飞机留给该鸟逃离O点的时间。
性质
材料A
材料B
材料C
抗压性(N/m2)
1.2×104
1.6×104
2.0×104
密度(kg/m3)
1.2×103
4.0×103
1.2×103
(4)根据达尔文进化论推测,随着空中高速飞行器的增多,很多很多年后,鸟类 (填“可能”或“不可能”)具有更强的躲避高速飞行器的能力。
【解答】解:(1)由题意可知:该鸟撞击飞机的压力为1.6×104N;由压强公式可知:假如撞击面积为0.01m2,该鸟撞击飞机的压强为;
(2)由题意可知:飞机承受鸟类撞击能力要强,则所选材料的抗压性数值大;同时飞机自身重量要小,则所选材料密度要小,即最适宜用来制造飞机的材料是材料C,故选C;
(3)飞机飞行速度v=720km/h=200m/s,由速度公式可知:飞机的头A点到达O点位置所需的时间是;
(4)根据达尔文进化论,生物有适应环境而生存的能力,因此随着空中高速飞行器的增多,很多很多年后,鸟类可能具有更强的躲避高速飞行器的能力。
答:(1)假如撞击面积为0.01m2,该鸟撞击飞机的压强为1.6×106Pa;(2)C;(3)以720km/h的速度飞行,飞机的头A点到达O点位置所需的时间是0.15秒;(4)可能。
2. (2024•上虞区二模)小虞一家喜欢露营,为方便搬运物品,小虞爸爸购买了一辆四轮露营拖车(如图所示),相关参数如表。
自重
12kg
每个轮胎与地面接触面积
4cm2
最大载重量
100kg
(1)露营拖车轮胎表面有许多花纹,其目的是 。
(2)当达到最大载重量时,露营拖车对水平地面的压强为 帕。
【解答】解:(1)露营拖车轮胎表面有许多花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦;
(2)当达到最大载重量时,露营拖车对水平地面的压力等于自身重力与最大载重的重力之和,即F=G车+G物=(m车+m物)g=(12kg+100kg)×10N/kg=1120N,则露营拖车对水平地面的压强为:
p7×105Pa。
故答案为:(1)增大摩擦;(2)7×105。
3. (2024•西湖区模拟)书法是中华民族优秀文化的瑰宝。书写时将纸平铺于水平桌面上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为300g,与纸面接触面积为30cm2,则“镇纸”对纸的压强为 Pa。在行笔过程中,纸保持静止,则纸 (选填“会”或“不会”)受到“镇纸”施加的摩擦力。(取g=10N/kg)
【解答】解:“镇纸”对纸的压力为:F=G=mg=300×10﹣3×10N/kg=3N,
“镇纸”对纸的压强为:p1000Pa;
在行笔的过程中,纸相对于“镇纸“始终处于静止状态,由于“镇纸”在水平方向没有受到其他力,且又处于平衡状态,所以纸不会受到“镇纸”的摩擦力。
故答案为:1000;不会。
4. (2024•鹿城区二模)如图为某品牌可骑行电动行李箱。
(1)行李箱的把手上有凹凸不平的花纹,其目的是通过增大 ,增大摩擦。
(2)箱体为ABS材料,其能承受的最大压强为50000帕,人坐上行李箱上的接触面积为0.02米2,则坐在该李箱上的人重不能超过 牛。
【解答】解:(1)行李箱的把手上有凹凸不平的花纹,其目的是通过增大接触面的粗糙程度,增大摩擦;
(2)坐在该李箱上的人的重力等于压力,即G=F=pS=50000Pa×0.02m2=1000N。
故答案为:(1)接触面的粗糙程度;(2)1000。
题型二.增大或减小压强的方法及其应用
5. (2025•瑞安市二模)如图为一款多功能手杖,撑开可以当座椅,折叠后可当拐杖。
(1)该产品的坐垫设计成加大版,内有凹陷,这样设计的目的是通过 减小压强,从而提高舒适度。
(2)该产品的手柄上有花纹,这样设计通过改变接触面粗糙程度,增大 ,从而提高安全性。
(3)拐杖静止放置于地面时,受到地面的支持力与 为一对平衡力。
【解答】解:(1)多功能手杖的坐垫设计成加大版,内有凹陷,这样设计的目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,从而提高舒适度。
(2)多功能手杖的手柄上有花纹,这样设计是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,从而提高安全性。
(3)拐杖静止放置于地面时,处于平衡状态,受到地面的支持力与重力符合二力平衡条件,为一对平衡力。
故答案为:(1)增大受力面积;(2)摩擦力;(3)重力。
6. (2025•普陀区二模)每天上学都要背书包,书包的肩带设计很宽大,这样的目的是( )
A.增大压力 B.减小压力 C.减小压强 D.增大压强
【解答】解:书包肩带比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
故选C。
7. (2025•浙江模拟)我国科研团队计划利用月壤砖在月球表面建造基地,2024年11月,“月壤砖”已搭乘天舟八号货运飞船前往中国空间站,到太空中进行暴露实验“月壤砖”的主要成分是模拟月壤,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖的三倍以上。为了减小单块月壤砖对松软月面的压强,下列方法中可行的是( )
A.将月壤砖竖向分成两半
B.将月壤砖由竖放改为平放
C.选用密度更大的材料制作月壤砖
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度
【解答】解:A.将月壤砖竖向分成两半,压力减半,受力面积也减半。根据p,p1,p2p1;压强不变,故A错误。
B.将月壤砖由竖放改为平放,压力不变,受力面积增大。由p可知,F不变,S增大,压强p减小,故B正确。
C.选用密度更大的材料制作月壤砖,根据F=G=mg=ρVg,在体积不变时,密度增大,压力增大,而受力面积不变;由p= 可知,S不变,F增大,压强增大,故C错误。
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度,月壤砖的重力不变即对月面压力不变,受力面积也不变;根据p,压强不变,故D错误。
故选:B。
8. (2024•上城区二模)越来越多的运动爱好者喜爱骑行。下列说法中正确的是( )
A.骑行速度越大,惯性越大
B.扁平的车座可以增大臀部所受的压强
C.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
【解答】解:A、骑行速度越大,质量大小不变,惯性不变,故A错误;
B、扁平的车座,在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故B错误;
C、轮胎上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C正确;
D、自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
9. (2024•余姚市校级四模)下列描述中错误的是( )
A.图甲,铁轨下铺设枕木是为了减小压强
B.图乙,高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力
D.图丁,高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
【解答】解:A、铁轨下铺设枕木是为了增大受力面积达到减小压强的效果,不符合题意;
B、高铁车厢内的破窗锤的锤头做成锥形,是为了减小受力面积达到增大压强的效果,不符合题意;
C、列车车头采用流线型设计,可以减小空气阻力,不符合题意;
D、高铁车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大受力面积达到减小压强的效果,符合题意。
故选D。
10. (2024•上城区校级一模)如图是“南方小土豆”在北方滑雪时,从高处滑下的情景,下列说法正确的是( )
A.“南方小土豆”在下滑的过程中,其惯性越来越大
B.“南方小土豆”在加速下滑的过程中,其运动状态保持不变
C.“南方小土豆”穿上滑雪板,是为了减小时地面的压强
D.“南方小土豆”在雪上匀速滑行过程中,滑板对地面的压力与地面对滑板的支持力是一对平衡力
【解答】解:
A、加速下滑的过程中,运动员的质量不变,惯性不变,故A错误;
B、在加速下滑的过程中,运动速度变大,其运动状态保持改变,故B错误;
C、滑雪板一般都做成较大的面积,是在压力一定时,增大受力面积来减小对雪地的压强,防止陷下去,故C正确;
D、滑板对地面的压力与地面对滑板的支持力,没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
题型三.液体的压强的特点
11. (2025•鹿城区二模)如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
【解答】解:A、将水换成等体积酒精,由于容器的底面积相同,则液面的深度相同,橡皮膜所处的深度不变,由于酒精的密度小于水的密度,根据p=ρgh可知,压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故A不符合题意;
B、往容器中增加水量,橡皮膜所处的深度增加,根据p=ρgh可知,压强会变大,橡皮燥凸起程度变大,故B符合题意;
C、换成横截面积更大的容器,液体的体积不变,根据V=Sh可知,液面深度会减小,根据p=ρgh压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故C不符合题意;
D、转动容器使侧孔朝左,橡皮膜所处的深度不变,液体密度不变,则压强不变,橡皮膜凸起程度不变,故D不符合题意。
故选:B。
12. (2024•舟山模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲=F乙,p甲>p乙
【解答】解:两容器的质量相等,由图知,液体的体积关系为V甲>V乙,根据m=ρV可知,液体的质量关系为m甲>m乙,由G=mg可得,两容器的总重力关系为G甲>G乙,容器对水平桌面上压力等于容器的总重力,所以F甲>F乙;
甲、乙两容器,分别装有同种液体,且液体深度相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相同,即p甲=p乙,故C正确。
故选:C。
题型四.大气压强的存在
13. (2025•舟山模拟)擦窗机器人的质量为2千克,它的“腹部”有吸盘。如图,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。
(1)擦窗机器人工作时,主机内部的气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)外界大气压,而“吸附”在玻璃上。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。水平向左匀速拉动窗户玻璃时,此时机器人受到的摩擦力的方向为 。
【解答】解:(1)擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,泵内气压小于大气压,大气压就把它压在竖直玻璃上,即“吸附”在玻璃上;
(2)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,在竖直方向上受到的摩擦力和竖直向下的重力平衡,二力大小相等,方向相反;若用真空泵继续向外抽气,由于“擦窗机器人”在竖直玻璃上仍静止,其重力不变,则摩擦力不变;
水平向左匀速拉动窗户玻璃时,机器人在水平方向上不受力,在竖直方向上仍然受力平衡,则摩擦力与重力方向相反,所以此时机器人受到的摩擦力的方向为竖直向上。
故答案为:(1)小于;(2)不变;竖直向上。
14. (2025•东阳市三模)如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉,如图乙为单只盆的示意图,已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S均为0.03m2,请回答:
(1)马德堡半球实验证明了 的存在,并且十分强大。
(2)实验时测得大气压强p0为1×105Pa,理论上每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为 N。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F,其原因可能是 。
【解答】解:(1)历史上著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)每只金属盆所受外界大气压力F的大小:F=PS=1×105Pa×0.03m2=3000N;
(3)混入空气后,盆内气压对盆有压力,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F。
故答案为:(1)大气压;(2)3000;(3)盆内混有空气。
15. (2024•长兴县二模)如图所示为甲、乙两队选手选用中间有马德堡半球的绳子进行拔河比赛的场景,两队约定先使对方过分界线的为赢,如果马德堡半球分开则为平局。假如绳子质量不计,那么下面说法正确的是( )
A.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力是一对平衡力
B.甲队对绳子的拉力与乙队对绳子拉力是一对相互作用力
C.比赛过程中马德堡半球没有分开,说明大气压力大于拉力
D.若乙队赢得比赛,则甲队所受的摩擦力方向始终为水平向左
【解答】解:A.甲队对绳子的拉力与绳子对甲队的拉力,二者作用在不同物体上,不是平衡力,故A错误;
B.甲队对绳子的拉力与乙队对绳子拉力,二者作用在同一物体上,不是相互作用力,故B错误;
C.比赛过程中马德堡半球没有分开,说明大气压力可能大于或等于拉力,故C错误;
D.乙队赢得比赛,在实验过程中,甲队同学双脚向右用力,有向右运动的趋势,因此地面给它们的摩擦力向左。当甲队向右移动时,地面队甲队的摩擦力还是向左,故D正确。
故选:D。
16. (2024•杭州二模)下列现象中,不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘式挂衣钩
B.用管子吸饮料
C.覆杯实验
D.用针筒将药液注入肌肉
【解答】解:A、吸盘式挂衣钩,是里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,故A正确;
B、用管子吸饮料时,嘴里的压强小于外界大气压,是大气压把饮料压入嘴中,故B正确;
C、覆杯实验,是外界大气压大于杯子里面水的压强,因此水流不出来,故C正确;
D、将药液注入肌肉,利用手的推力,故D错误。
故选:D。
17. (2024•永康市校级模拟)覆杯实验是科学中的经典实验。小乐在薄壁玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气,然后托住硬纸片,将玻璃杯倒置,水不流出,硬纸片也不掉下,如图甲所示。
(1)小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态,其目的是证明 。
(2)当玻璃杯处于如图甲所示状态时,玻璃杯中水的高度为15cm,杯口圆面积为100cm2,若实验时大气压强为1×105Pa,不计硬纸片质量,则硬纸片与水和杯接触的100cm2部分,受到向下的压力为 N:得出上述数据的理由是 。
【解答】解:(1)小乐在实验时将玻璃杯逆时针旋转90°至如图乙所示状态,纸片没有落下,说明纸片受到力的作用,说明大气向各个方向都有压强;
(2)大气对纸片向上的压力为:F向上=p大气S圆=1×105Pa×100×10﹣4m2=1×103N;
不计硬纸片质量(重力),因硬纸片处于静止状态,则硬纸片受到向下的压力和向上的压力平衡,
所以,硬纸片受到向下的压力(包括水对纸片的压力以及上方杯底对水的压力):F向下=F向上=1×103N。
故答案为:(1)大气向各个方向都有压强;(2)1×103;硬纸片受到向下的压力和向上的压力平衡。
题型五.大气压强的测量
18. (2025•宁波一模)如图甲所示,用两只金属盆可模拟马德堡半球实验。
(1)马德堡半球实验证明了 的存在。
(2)实验过程中,先将两只金属盆用凡士林粘合,然后抽气,再向两边拉。如图乙为单只金属盆示意图。已知大气压作用于每只金属盆的有效面积S均为0.03米2,测得此时大气压强ρ0为1×105帕,则实验时每只金属盆所受外界大气压力F的大小均为 牛。
(3)经测定,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F,其原因可能是 。
【解答】解:(1)历史上著名的马德堡半球实验证明了大气压的存在;
(2)每只金属盆所受外界大气压力F的大小:F=PS=1×105Pa×0.03m2=3000N;
(3)混入空气后,盆内气压对盆有压力,最后拉开金属盆时两边用的力均小于F。
故答案为:(1)大气压;(2)3000;(3)盆内混有空气。
19. (2024•金华模拟)某校拓展研究小组同学想利用如下实验方案一粗略测量某地大气压的值,装置如图甲所示:
步骤一:把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
步骤二:如图所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
步骤三:读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
步骤四:用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
根据以上实验步骤,研究小组同学发现测量结果误差比较大,综合分析后,找出了下列可能的原因:①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;②活塞与注射器筒壁间有摩擦。
回答下列问题:
(1)注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针时的情景,改进方法将注射器内空气排尽。他们的方法是 。
(2)方案一测量过程中活塞与注射器筒壁间有摩擦,会使测得的大气压值 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
在实际操作中,同学们发现除上述两个原因会引起测量结果出现误差外,我们还很难准确读取弹簧测力计的示数,于是他们对测量方案进行了改进,设计了实验方案二,其实验装置如图乙所示。
①按改进方法将注射器内空气排尽,用橡皮帽封住注射器的小孔;
②向烧杯中缓慢加水,当活塞向左匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为G1;
③然后 ,当活塞向右匀速滑动时,测得烧杯和水的总重为G2;
④测得活塞面积为S;
⑤计算大气压值p。
(3)将方案二中的实验步骤③补充完整。
(4)利用方案二,本次测量的大气压值p= (用方案二步骤中的字母表示)。
【解答】解:(1)将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口,可以采用这一简单的方法将注射器内空气排尽;
(2)若活塞与注射器内壁间的摩擦较大,则拉动活塞的拉力会变大,由p可知,将导致测得的大气压值偏大;
(3)测出了注射器中的活塞开始向左滑动时烧杯和水的总重为G1,然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得烧杯和水的总重为G2,
(4)当注射器中的活塞开始向左滑动时,对活塞受力分析:f+F=G1;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,对活塞受力分析:F﹣f=G2;
两式联立解得:F,所以,大气压:p。
故答案为:(1)将注射器内抽满水,端口向上推动活塞排水,使得顶端保留水,再封口活塞;(2)偏大;(3)向外缓慢抽水;(4)。
题型六.压强与流速的关系
20. (2025•西湖区模拟)利用传感器做“探究流体压强与流速的关系”的实验,装置如图甲所示。装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连。
(1)将气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机吹气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应三节管中气体压强随时间变化的情况,则反映C管内气体压强随时间变化的情况的曲线是 (选填“①”“②”或“③”)。
(2)下列情形中,能够运用上述的实验规律进行解释的是 (填字母)。
A.将氢气球放手后,它会飘向空中
B.船舶航行时应避免两艘靠近的船并排前进
C.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
D.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
【解答】解:(1)流体的流速越大的位置压强越小,如①②③图象,③的压强最大,③的流速最小,流速最小的是横截面积最大的,所以图象③反映塑料管C。
(2)该实验说明流体的流速越大压强越小;
A、氢气球利用空气的浮力升空,与流体的压强无关,故A不符合题意;
B、船舶并排航行时,中间的水相对于船的流速很快,压强变小,外侧的压强较大,产生压力差会使得两艘靠近的船相撞,故B符合题意;
C、刮大风时,风沿着外墙吹过,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,故C符合题意;
D、列车停靠的站台设置有安全黄线,是避免因气体流速越大的地方压强越小造成危害,故D符合题意;
故选:BCD。
故答案为:(1)③;(2)BCD。
21. (2025•台州一模)以下与气压相关的实验中,能够得出“空气流速越大,气压越小”结论的是( )
A.①覆杯实验中,纸片不会掉落
B.②马德堡半球抽气后,很难拉开
C.③向纸张中间吹气,纸张靠拢
D.④向烧瓶内打气,液体沸腾停止
【解答】解:A、纸片托水的“覆杯实验”,纸片托水正是因为大气压托起了纸片,能证明大气压的存在,故A错误;
B、马德堡半球抽气后,很难拉开,证明大气压存在,故B错误;
C、纸张中间吹气,纸张靠拢,是流体流速越大的地方,压强越小,所以向纸张中间吹气,中间流速大压强小,纸张外大气压强大,故纸张向中间靠拢,故C正确;
D、向烧瓶内打气,瓶内气压高,水的沸点高,液体沸腾停止,故D错误。
故选:C。
22. (2025•杭州模拟)小科同学暑假去天一阁参观,它是中国现存年代最早的私家藏书楼,由明朝范钦主持建造。范钦取“天一生水”之说,以水制火,取名“天一阁”。范钦的诗词,吟诵古今,下列诗句中涉及的科学知识,说法错误的是( )
A.“珠帘影动暗生风”,影子是光的反射形成的
B.“露港中林草”,露的形成是液化现象
C.“千村万村花鸟鸣”,声音的产生是由于物体的振动
D.“飞尘百道空中起”,飞驰而过的马车下方烟尘扬起,是因为空气流速大时,压强小
【解答】解:A、影子是由于光在同种均匀介质中沿直线传播形成的,故A错误;
B、露是空气中的水蒸气温度降低变成的小水珠,是液化现象,故B正确;
C、声音的产生是由于物体的振动,故C正确。
D、飞驰而过的马车下方空气流动速度加快,根据流体压强与流速的关系可知:流速大的地方,压强减小,灰尘扬起,故D正确。
故选:A。
23. (2025•上城区一模)如图,小金一只手握住透明塑料管,用吹风机在管口上方吹风,发现管底的乒乓球沿着塑料管飞出,产生这一现象的原因是( )
A.上管口空气流速小,其压强大于下管口的压强
B.下管口空气流速小,其压强小于上管口的压强
C.上管口空气流速大,其压强小于下管口的压强
D.下管口空气流速大,其压强大于上管口的压强
【解答】解:用吹风机在管口上方吹风时,上管口空气流速增大,导致其压强小于下管口的压强,管底的乒乓球沿着塑料管飞出。
故选:C。
24. (2025•绍兴模拟)如图所示,一圆形左粗右细的水库导管,a、b为粗管和细管中同一水平面上的两点,当阀门关闭时,它们的压强分别是pa、pb。打开阀门后(设水库水位基本保持不变),水管中有一气泡,随水流向右运动,在经过a点和b点时的体积分别为Va、Vb,则( )
A.pa=pb Va<Vb B.pa=pb Va>Vb
C.pa>pb Va>Vb D.pa<pb Va<Vb
【解答】解:(1)a、b两点到液面的距离相等,根据p=ρgh可知,a、b两点受到水的压强相等,即pa=pb;
(2)由于圆形水管左粗右细,当水经过a、b两点时,a点的流速小,压强大,b点的流速大,压强小,所以气泡经过b点时的体积大于a点时体积,即Va<Vb。
故选:A。
25. (2025•西湖区模拟)乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,图中1、2、3三条径迹分别表示上旋球(球沿逆时针方向旋转)、下旋球(球沿顺时针方向旋转)、不转球中的哪一种( )
A.上旋球、下旋球、不转球
B.不转球、下旋球、上旋球
C.上旋球、不转球、下旋球
D.下旋球、不转球、上旋球
【解答】解:由于球的转动,周围空气也随之绕球转动;
对于下旋球(轨迹3),乒乓球向右运动,同时乒乓球顺时针转动,带动周围空气顺时针转动,导致球上方的空气流速小于球下方的空气流速,乒乓球上方的压强大于球下方的压强,乒乓球受到向下的压力差,乒乓球会向下压,故上升的高度比不旋转的乒乓球更低;上旋球(轨迹1)则相反。
综上分析可知,1是上旋球,2是不转球,3是下旋球。
故选:C。
26. (2025•北仑区校级一模)为了测定风速的大小,小明设计了四种装置,其中探头、金属杆和滑动变阻器的滑片P相连,可上下移动。现要求:当风吹过探头时,滑动变阻器的滑片P向下移动,且风速增大时电压表的示数增大。其中符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、闭合开关两电阻串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压,当风速增大时,探头上方空气流速小,压强大,下方空气流速大,压强小,空气对探头向下压力差增大,弹簧被压缩,滑片下移,滑动变阻器浸入电路的电阻变大,根据串联分压原理可知电压表的示数变大,故A正确;
B、闭合开关两电阻串联接入电路,电压表测定值电阻两端的电压,当风速增大时,探头上方空气流速小,压强大,下方空气流速大,压强小,空气对探头向下压力差增大,弹簧被压缩,滑片下移,即滑动变阻器接入电路的阻值变大,根据串联电路分压的特点可知,滑动变阻器两端电压变大,则定值电阻两端电压减小,即电压表示数变小,故B错误;
CD、当风速增大时,探头下方空气流速小,压强大,上方空气流速大,压强小,空气对探头向下压力差增大弹簧被拉伸,滑片上移,与题目要求不符,故CD错误。
故选:A。
1. (2025•定海区校级三模)公共自行车是城市绿色出行的重要交通工具。我市近日新投放了亲子公共自行车(如图),下列说法错误的是( )
A.绑带能避免惯性带来的伤害
B.坐垫中的海绵能增大压强
C.车身选用铝合金能减小重力
D.轮胎上刻有花纹能增大摩擦
【解答】解:A、自行车和人一起运动,在急刹车或拐弯时,人由于惯性还要保持原来的运动状态,所以绑带能避免惯性带来的伤害,故A正确;
B、坐垫中的海绵,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、根据ρ可知,体积相同的不同物质,密度越小,质量越小。铝合金的密度较小,体积相同时,可以减小自行车的质量,所以根据G=mg可知,可以减小自行车的重力,故C正确;
D、轮胎上刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D正确。
故选:B。
2. (2024•柯桥区模拟)如图,工人用橡胶锤铺设瓷砖。橡胶锤头易发生形变,敲击时会增大受力面积。以下说法错误的是( )
A.橡胶锤敲击时通过增大受力面积减小压强
B.锤头对瓷砖的压力和瓷砖的重力是一对平衡力
C.锤头对墙面的压力和墙面对锤头的支持力是一对相互作用力
D.工人套上粗糙的手套可以增大手与锤把之间的摩擦力
【解答】解:A、橡胶锤敲击时,在压力一定的情况下,通过增大受力面积减小压强,故A正确;
B、锤头对瓷砖的压力和瓷砖的重力,方向相同,不是一对平衡力,故B错误;
C、锤头对墙面的压力和墙面对锤头的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在不同物体上,是一对相互作用力,故C正确;
D、工人套上粗糙的手套,是在压力一定的情况下,通过增大接触面的粗糙程度,增大手与锤把之间的摩擦力,故D正确。
故选:B。
3. (2024•西湖区校级模拟)甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,放置在水平桌面上。将质量不同(乙玻璃缸中的黄鸭质量大)的两只小黄鸭玩具轻轻放入其中,静止后如图所示,下列说法正确的( )
A.两个玻璃缸对水平桌面的压力相等
B.乙玻璃缸对水平桌面的压力大
C.甲玻璃缸内的水多,水对底部产生的压强大
D.乙玻璃缸内的鸭子质量大,水对底部产生的压强大
【解答】解:
AB、由于玩具鸭子漂浮,根据漂浮条件和阿基米德原理可知:G物=F浮=G排,即玩具鸭的重力与溢出水的重力相等,则整个装置的重力是相同的,对桌面的压力也是相同的,故A正确,B错误;
CD、甲、乙两个完全相同的玻璃缸装满了水,玩具鸭放入后水的深度h仍然相同,根据p=ρgh可知,水对缸底的压强相等,故CD错误。
故选:A。
4. (2024•衢州一模)如图所示,一根水平放置、两端开口的透明有机塑料管,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,快速取走 侧塑料片,纸团会从右侧管口飞出。
【解答】解:由题意可知,打开抽气机向外抽气,管内气压减小,在大气压的作用下,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,此时若快速取走左侧塑料片,左侧气压大于纸团右侧气压,在气压差的作用下,纸团会从右侧管口飞出。
故答案为:大气压;左。
5. (2025•临安区二模)如图是教材中“瓶中取袋”实验,其中“将塑料袋从瓶内拉出时,越拉越费力”,产生这种现象的原因是塑料袋与玻璃瓶之间的( )
A.气体越来越多 B.气体越来越少
C.气压越来越大 D.气压越来越小
【解答】解:如题图所示,塑料袋外侧紧贴瓶内壁一侧,而塑料袋内侧受到大气压的作用,将塑料袋从瓶内拉出来时,塑料袋与玻璃瓶之间的空气体积变大,会导致塑料袋与玻璃瓶之间的气压变小,而大气压不变,则塑料袋内外的气压差变大,所以会越拉越费力,故ABC错误,D正确。
故选:D。
6. (2025•浙江二模)某科学兴趣小组利用一个注射器(容积为V,全部刻度的长度为L)、弹簧测力计、细线、橡皮帽等器材来估测大气压数值。实验步骤如下:
①用细线将注射器的活塞拴牢固,然后把活塞推至注射器筒的最底端。
②迅速用橡皮帽封住注射器的小孔,确保注射器内部与外界空气隔绝。
③将弹簧测力计的挂钩与另一细线相连,水平拉动注射器(如图所示)。在拉动过程中,缓慢且平稳地用力,当活塞刚开始滑动的瞬间,立即读出弹簧测力计的示数F。
(1)本实验研究的是大气对 的压力。(选填“活塞”或“针筒”)
(2)请根据所学知识,结合实验中所给的数据推导此时大气压强p0的表达式为 。
(3)此实验时测得的大气压值误差很大,实验过程中导致测量值大于真实值的原因 。
A.橡皮帽密封性不好
B.活塞与注射器筒壁之间有摩擦
C.注射器筒内的空气没有完全排尽
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,弹簧测力计示数会 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【解答】解:(1)实验时通过弹簧测力计的拉力来测得活塞受到大气的压力,所以研究的是大气对活塞的压力;
(2)所选的注射器的容积V及测量注射器的有刻度部分的长度L,这样便可求出注射器的活塞的横截面积S;
拉动测力计到活塞滑动时,测力计的示数即为活塞所受到的大气气的压力,
所以测出的大气压值p0;
(3)实验过程中导致测量值小于真实值的原因有:由于注射器内的空气没有排尽或橡皮帽密封不好等;拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦这会造成最终测量的结果偏大,故选:B;
(4)在标准大气压下做完实验后,把此装置带到海拔较高的山上重复实验,由于高度越高大气压越低,所以弹簧测力计示数会变小。
故答案为:(1)活塞;(2)p0;(3)B;(4)变小。
7. (2024•瓯海区校级三模)为了估测本地大气压,某同学用吸盘、玻璃板和以及弹簧测力计设计实验:把吸盘吸在玻璃板上如图(a),测出吸盘的面积为S,用弹簧测力计竖直向上缓慢拉动吸盘。多次实验,记下吸盘刚好脱离玻璃板时的拉力。根据二力平衡可知,此时的拉力与大气对吸盘的压力大小相等。然后利用公式p可计算出大气压强。请回答:
(1)吸盘吸附在玻璃板上之前,往往先要对吸盘蘸少许水,原因是 。
(2)如图为吸盘示意图,为得到准确的吸盘面积S,小明应该测量的是 。(选填“吸盘内表面积”或“吸盘横截面积”)
(3)操作时发现弹簧测力计的量程太小,就利用杠杆设计了如图(b)的改进实验。测得吸盘刚好脱离玻璃板时,测力计的拉力为F。由此计算出此地的大气压值为p= 。
(4)通过调查发现此次的测量值比气象部门提供的数据偏大,请分析实验过程并根据所学知识列举一个导致实验结果偏大的原因。 。
【解答】解:(1)吸盘吸附在玻璃板上之前,往往先要对吸盘哈气或者蘸少许水,原因是便于挤出气泡是吸盘更多的面积粘在玻璃上。
(2)吸盘吸附在玻璃板上,与玻璃板的接触面积为吸盘内表面积。
(3)利用杠杆平衡得,
FL,F′=3F,由于压力和拉力相等,则压力为3F
根据压强定义得,
(4)由于活塞与注射器器壁之间存在摩擦力,将活塞拉动时,拉力等于大气压力与摩擦力的和,即拉力大于大气压力。根据可知,测得大气压强大于真实数值。
故答案为:(1)便于挤出气泡,是吸盘更多的面积粘在玻璃;(2)吸盘内表面积;(3);(4)活塞与注射器器壁之间存在摩擦力,影响大气压力测量。
8. (2025•宁波模拟)很多生物的形态、结构和功能为人类提供了飞行器的发明和改进思路。例如:
(1)科学家利用蝙蝠的超声波定位的原理,发明了雷达。蝙蝠属于哺乳类动物,这类动物的最大的特点是 和哺乳。
(2)鸟在飞行中会受到空气对翼产生的向上升力,科学家将此原理应用于飞机机翼的制造(如图所示),因机翼上方的空气流动速度大于下方,使机翼上方的气体压强 (填“大于”“等于”或“小于”)下方。
【解答】解:(1)蝙蝠属于哺乳类动物,这类动物的最大的特点是胎生和哺乳;
(2)飞机飞行的时候,飞机机翼的特殊形状,会让机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度,机翼上方的压强小于下方的压强,从而获得向上的升力。
故答案为:(1)胎生;(2)小于。
9. (2025•浙江模拟)如图剪掉瓶底并拧去瓶盖,打开吹风机,纸条“主动”钻进瓶口,这是由于瓶底空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速小,压强大 D.流速大,压强小
【解答】解:由流体压强与流速的关系可知,当打开吹风机向瓶底吹风时,瓶底开口处空气流速大,压强小,瓶口处流速小,压强大。空气从瓶口压向瓶底带动纸条“主动”钻进瓶口。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
10. (2025•龙港市二模)潜水员在水下高压环境中停留一段时间后,若外界压强快速减小,则会引起“潜水减压病”危及生命,如图所示潜水员的滑水路线中容易引起“潜水减压病”的是( )
A.从a到b B.从b到c C.从c到d D.从d到a
【解答】解:由题意可知,“潜水减压病”是潜水员在水下高压环境中停留一段时间后,因外界压强快速减小而引起的一种疾病。由图可知,只有从b到c,水的深度由深变浅,潜水员受到的压强减小,所以会引起“潜水减压病”的是从b到c。
故选:B。
11. (2024•鄞州区校级模拟)图甲是科学兴趣小组设计的光学式指纹锁模型。当手指按压在指纹采集面上,指纹经凸透镜成像在感光组件上,识别系统比对成功后开锁。
(1)请写出感光组件上像的特点: 。
(2)图乙为录入指纹时的过程,测得采集面的压强随压力变化关系如图丙所示,分析0~F2段压强增大且不成正比的原因: 。
【解答】解:(1)由图知物距大于像距,成倒立缩小的实像;
(2)由图知0﹣F1段压强增大速度小于F1﹣F2段,原因是压力增大时,受力面积随之增大,且压力增大使压强的增大量大于受力面积增大使压强减小的量。
故答案为:(1)倒立、缩小的实像;(2)压力增大时,受力面积随之增大,且压力增大使压强的增大量大于受力面积增大使压强减小的量。
12. (2024•义乌市校级三模)如图是“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上,回答下列问题:
(1)该机器人静止在竖直玻璃上时受到的摩擦力方向为 。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时(如图),若真空泵继续向外抽气增大压力,则擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)吸盘与玻璃的接触面积为2×10﹣3米2,若吸盘对玻璃的压强是1.5×105帕,则机器人对玻璃的压力为 。
【解答】解:(1)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,二力大小相等,方向相反,故该机器人工作时受到的摩擦力方向为竖直向上;
(2)当真空泵继续向外抽气时,机器人仍然静止,机器人的重力不变,则擦窗机器人受到的摩擦力不变;
(3)由p得,吸盘对玻璃的压力:F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N。
故答案为:(1)竖直向上;(2)不变;(3)300N。
13. (2024•浙江模拟)美丽乡村建设道路加宽工程完成后,检测部门在新修路面适当位置钻取了4个圆柱形样本进行质量检测(每个样本底面积100cm2、高25cm)。除了水泥标号、砂石比例等指标都合格外,还要求混凝土的密度标准不得小于2.6×103kg/m3。质量检测员将取回的所有样本称得总质量为30kg。求:
(1)所取样本的总重力是多少?
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强是多少?
(3)计算分析该项工程混凝土密度标准是否合格?
【解答】解:(1)已知样本的总质量:m=30kg,则样本的重力:G=mg=30kg×10N/kg=300N;
(2)样本对地面的压力等于自身的重力,则浇筑的混凝土对地面的压强:
p7500Pa;
(3)混凝土样本的总体积:V=4Sh=4×100×10﹣4m2×0.25m=0.01m3,
则混凝土样本的密度为:
ρ3×103kg/m3>2.6×103kg/m3,故混凝土样本的密度高于标准的密度,故该项工程混凝土的密度合格。
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