内容正文:
第九章 压强(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、压力的认识(常考点) 1
题型二、探究影响压力作用效果的因素 2
题型三、压强大小的计算.(常考点) 4
题型四、增大与减小压强的方法(常考点)................................................................................................................5
题型五、液体压强的特点(常考点) 6
题型六、液体压强大小的计算 7
题型七、连通器原理及其应用(常考点) 9
题型八、大气压的存在(常考点) 10
题型九、大气压的测量(难点) 11
题型十、大气压的变化 13
题型十一、大气压的应用(常考点) 14
题型十二、活塞式抽水机的工作原理及其应用......................................................................................................15
题型十三、流体压强与流速的关系(常考点). 16
题型十四、飞机的升力产生的原因及其应用.........................................................................................................17
B综合攻坚・能力跃升
题型一、压力的认识
1.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直物体表面并指向被压物体
C.压力的大小与受力面积有关
D.压力有时就是物体受到的重力
2、一个木箱放在斜面上,以下各图中正确表示斜面受到木箱的压力F的图是( )
A. B.
C. D.
题型二、探究影响压力作用效果的因素
1、如图a表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图b中的哪几种情形?( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
2、小明发现爷爷的“按摩”拖鞋和脚接触的表面有许多小凸起,感觉很好奇,他穿上这双拖鞋后觉得脚底有点疼,由此他猜想压力的作用效果可能与 有关。根据生活中的其它相关现象,他猜想压力的作用效果还可能与压力大小有关。
(1)①他和同学们探究“压力的作用效果与什么因素有关”,如图甲,用相同的两块砖和海绵设计了a、b、c、d所示的实验。
②实验中可通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这种物理学研究方法叫 ,也运用于以下现象中: (选填序号)。
A.探究物质的质量与体积的关系
B.利用弹簧的形变程度来反映力的大小
③通过分析比较a、c两图所示现象,可以得出结论是:压力的作用效果与 有关。
为获得另一猜想的证据,可以选择c和 两图的实验现象来分析。
(2)另一组的同学用一支铅笔探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,他们设计了如图乙、丙的两种方案,讨论认为方案丙的不足是 。
题型三、压强大小的计算
1、“估测”是物理学中常用的一种方法。请你估测:一位体重正常的初中生双脚站立在水平地面上,他对地面的压强大约为( )
A.1250Pa B.2500Pa C.5×103Pa D.1.25×104Pa
2、如图所示是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,可在极地零下40℃的低温环境中作业,并首次在南极内陆冰盖地区完成了30km匀速自主行走。该机器人质量为0.5t,装有四条履带,每条履带与水平冰面的接触面积为1000cm2,g取10N/kg,求:
(1)该机器人的重力。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强。
3、如图所示,两个实心正方体甲、乙放在水平地面上,质量相等,乙的边长是甲的2倍,则它们对地面的压强之比为( )
A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.4:1
题型四、增大与减小压强的方法
1、如图是我国古代耕地的一种农具——曲辕犁,其犁铧部分制作得很尖是为了( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
.
2、我国高铁技术处于世界领先地位,高铁线路总长度居世界第一,为了提升高铁的安全性和舒适性,图中相关描述中不正确的是( )
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末端做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车进站速度减小到零,其惯性大小不变
D.图丁,车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
题型五、液体压强的特点
1、著名的“木桶理论”,是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重 C.最短的一块木板 D.最长的一块木板
2、装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图所示中描述正确的是( )
A. B.
C. D.
3、某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。
老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
题型六、液体压强大小的计算
1、如图所示为某载人潜水器的示意图,该潜水器的质量为12t,若它在5min内从水面下潜到1800m深处作业。(g取10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)求:潜水器在1800m深处受到海水的压强。
.
2、如图所示的容器,里面装有水,其中h1=1m,h2=0.2m,h3=0.2m。则容器内部A、B处液体的压强pA:pB为( )
A.1:5 B.1:4 C.1:1 D.4:1
3、如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
.
4、如图所示,茶壶的质量是0.4kg,壶内、壶外底壁平整,底面积均是50cm2,壶内装1.2kg的水,壶内水深0.2m,放置在水平桌面中央,求:
(1)茶壶内底壁受到水的压强;
(2)茶壶内底壁受到水的压力;
题型七、连通器原理及其应用
1、如图所示的装置中,没有应用连通器原理的是( )
A.茶壶 B.盆景自动给水装置
C.乳牛自动喂水器 D.锅炉水位计
2、在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.把水管当刻度尺用
B.把水管当气压计用
C.为了测量两个点的水平距离
D.为了找到两个相同高度的点
.
题型八、大气压的存在
1、如图所示的实验,不能说明大气压存在的是( )
A. B. C. D.
2、小华想用空易拉罐来证明大气压强的存在,下列操作中能达到目的的是( )
A.用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪
B.将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪
C.让空易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
题型九、大气压的测量
1、最先通过实验测出大气压值的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.伽利略 D.托里拆利
2、如图所示为托里拆利实验的实验装置,关于此实验下列分析正确的是( )
A.如果将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变低
B.将玻璃管稍微向上提起,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将不变
D.换用长度相同的粗玻璃管,管内外水银面高度差将变大
3、小筱利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,如图,步骤如下:
(1)步骤一把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;步骤二如图甲,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
步骤三如图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后;
①计算出大气压强为 Pa;
②本实验的原理是二力平衡和p= ;
③有较大误差的原因可能 。
(2)另一组小慧,分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
采用了图丙装置将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再沿 的方向推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二将该注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动;步骤三则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
题型十、大气压的变化
1、宋朝著名文学家范成大到海拔3700米的峨眉山旅游,发现山上“煮米不成饭”,他认为是因为山上的泉水太寒冷,故有“万古冰雪之汁”造成之说。实际上,这是由于高山上的气压较 ,导致水的沸点较 的缘故。
2、如图所示,要探究大气压随高度的变化,应选用的是 (填“甲”或“乙”)装置,当该装置水柱上升的高度不够时,应从管子上端向瓶中 (“吹入”或“吸走”)少量气体,拿该装置随电梯从一楼上升到二十楼,管内的液面会 (选填“上升”或“下降”)。
题型十一、大气压的应用
1、“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。它是以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内空气后,再将罐扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。下列事例与“拔火罐”的原理相同的是( )
A.坦克装有宽大的履带
B.汽车轮胎刻有花纹
C.医生推动注射器的活塞给病人注射药液
D.用吸管吸入汽水瓶中的饮料
2、如图所示,为某款车载手机支架。将吸盘安在汽车中自动松控台上,按下底座的压力阀将上后,手机支架牢牢地吸在紧夹臂中控台上。其中吸盘的工作主要是利用了( )
A.大气压的原理 B.连通器的原理
C.阿基米德原理 D.二力平衡原理
题型十二、活塞式抽水机的工作原理及其应用
1、如图为简易活塞式抽水机的结构图。资阳市某学校科技小组计划自制一台活塞式抽水机,为确保其运转流畅,成员们需了解各部件作用与工作原理。以下关于活塞式抽水机的说法错误的是( )
A.抽水机是利用大气压强来工作的
B.出水口的位置不宜过高
C.向下推动活塞的过程中,玻璃球会与管壁紧密贴合
D.当向上拉动活塞时,结构图中的阀门会开启
2、如图所示,是一种常见的活塞式抽水机,图中表示了它的工作原理,当提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 进入圆筒;压下活塞时,阀门 关闭,水不能往下流就推开阀门 进到 ,再提起活塞,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来。
题型十三、流体压强与流速的关系
1、如图是我国拥有完全自主知识产权的CR400“复兴号”动车组。动车高速经过时,若人离铁道太近很可能被吸进铁道。从物理学的角度看,这是因为( )
A.车与人之间的空气流速加大,压强减小
B.车与人之间的空气流速减小,压强减小
C.车与人之间的空气流速减小,压强增大
D.车与人之间的空气流速加大,压强增大
2、如图向两纸中间吹气,下列说法正确的是( )
A.两纸向外分开 B.两纸向内靠拢
C.左边那张纸向外 D.右边那张纸向内
题型十四、飞机的升力产生的原因及其应用
1、 如图所示,飞机飞行时,机翼上方的空气流动速度 下方的空气流动速度,机翼上表面受到的大气压强 下表面受到的大气压强,飞机受到朝 的压力差,这就是飞机的升力。(前两空填“大于”、“小于”或“等于”)
2、飞机机翼截面的设计如图所示,能使飞机腾空而起的是( )
A. B. C. D.
1、 单选题
1、关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力都是由重力产生的,压力的大小一定等于重力的大小
B.压力的方向有时垂直物体接触面,有时不垂直物体的接触面
C.压力和重力是两种不同性质的力,有的压力是由重力产生的
D.压力就是重力
2、如图分别是四位同学画的重力G与压力F的示意图,其中画法正确的是( )
A. B. C. D.
3、天津积极倡导学生加强假期社会实践活动。如图所示,小文同学在家跟着爸爸学习做菜,发现用刀刃切黄瓜时一刀就可以切到底,而用相同的力用刀的侧面拍黄瓜时需要好几下才能将黄瓜拍碎。针对这一现象,同学们经过讨论形成了下面四个问题。你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.黄瓜形变的程度与刀的材质有什么关系?
B.压力的作用效果与受力面积大小有什么关系?
C.压力的作用效果与受力部位有什么关系?
D.压强的大小与压力大小有什么关系?
4、如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列实例中可以增大压强的是( )
A.木桶的底做得很大 B.石碾子的质量很大
C.砖坯堆放在宽木板上 D.扁担做得比较宽
5、一本初三物理课本竖放在课桌桌面上时,物理课本对桌面的压强约为( )
A.5帕 B.50帕 C.500帕 D.2000帕
6、如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙>m丙 D.m甲=m乙=m丙
.
7、关于液体内部的压强,下列说法中错误的是( )
A.在同一深度,液体密度越大,压强越大
B.在同一深度,液体向下的压强大于向上的压强
C.在同种液体内部,深度越大,压强越大
D.在同种液体内部,深度相同处,液体向各个方向压强相等
8、如图所示,玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,并通过软管与大气连通,将此装置置于水中,橡皮膜凹凸情况正确的是( )
A. B. C. D.
9、用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一个小孔用薄橡皮膜封闭(如图所示),下列问题中可以用该装置探究的是( )
①液体压强是否与液体的深度有关
②液体压强是否与液体的密度有关
③液体是否对容器的底部产生压强
④液体是否对容器的侧壁产生压强
A.①②③ B.①②④ C.②③ D.①③④
10、连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中没有利用连通器原理的是( )
A.洗手间下水管 B.茶壶
C.自动供水盆景 D.船闸
11、关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气压强随海拔高度的增加而增大
B.马德堡半球实验首先测出来大气压强的值
C.一个标准大气压强能支持约为10m高的水柱
D.注射器把药水推入病人肌肉中是利用大气压工作的
12、如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
13、如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10N/kg)( )
A.4×105Pa B.3×105Pa C.5×105Pa D.1×105Pa
14、如图所示,三个规格相同的杯子里分别装有水、盐水和煤油。它们对容器底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定( )
A.甲杯是水,乙杯是盐水
B.乙杯是盐水,丙杯是水
C.甲杯是盐水,乙杯是煤油
D.乙杯是水,丙杯是煤油
15、如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.水对容器底的压力减小 B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小 D.容器对桌面的压力减小
二.填空题
1、已知木块的重力为G,所受作用力为F。则下列图中支持面MN所受压力的大小:F甲= ,F乙= 。
2、一个桥头立着如图所示的限重标志牌。允许通过这座桥的车辆的最大 为20t,即这座桥面允许受到的最大压力为 N。(g=10N/kg)
3、一正方体平放在水平地面上对地面的压强为p,现将其切去一半,则与原正方体相比,它对地面的压力将 ,若沿水平方向切则它对地面的压强将 ,若沿竖直方向切,则它对地面的压强将 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
4、由于长江上游的植被受到破坏,造成水土流失,河水中的泥沙含量增加,使河水密度 ,河水对堤坝的压强 (前两空均选填“变大”“不变”或“变小”)。如图所示,河坝设计成上窄下宽是因为液体内部压强随 增加而增大。
5、如图是我国西周时期的一个盛酒容器——青铜象尊。在象尊的整体构造中,象腹中空,能盛大量酒水,上卷的象鼻与腹部相通,方便倒酒。象鼻和象腹构成了一个 ,象尊内注满酒后,象鼻和象腹中液面 。(选填“相平”,“不平”)
6、如图甲所示,用吸管喝牛奶时,发现吸管有一端很尖,这是通过减小 来增大压强,更容易将吸管插入包装盒中;如图乙所示,喝完后又用力吸一下,会发现奶盒变瘪了,说明了 的存在。.
7、如图所示是测量大气压强大小的装置,这时测得的当地大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压。如果在实验中,玻璃管内不慎混入空气,那么管内外水银面的高度差将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
8、如图所示,把一根饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,用力吹气,可以看到A管中的水会向上冒出管口,这是因为B管与A管相接处空气流速 ,压强 ,杯中的水在外界大气压的作用下沿A管上升。
9、星期天小明和小慧到宝坻潮白河湿地去玩,他们踩在软绵绵的沙滩上,留下一串串脚印。小明突然奇想对小慧说:“我的体重是50kg,每只脚与沙滩的接触面积是200cm2,当我在水平沙滩上行走时,对沙滩的压力是 N,压强是 Pa。
10、如图所示的图钉,图钉尖的面积是5×10-4cm2,图钉帽的面积是0.8cm2,一木板能承受的最大压强为4×108Pa,要使图钉能钉进木板,手对图钉帽的压力至少为 N。
.
11、如图,使用液体压强计测量液体压强,保持压强计金属盒的位置不变,若只增大液体1的密度,U形管左右液面高度差将 ;若只增大液体2的密度,U形管左右液面高度差将 。
12、欢欢设计了一个盆景“自动供水装置”,如图所示。当盘中水位下降到瓶口以下,水会流出,使盘中水位升高,瓶口再次浸没,瓶中的水在 的作用下不再流出;假设塑料瓶中的水位与盆景中水面高度差为h,外界大气压为p0。则此时瓶内气体压强的字母表达式为 。(水的密度用ρ表示)
三 多选题
1、我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)舂米(将稻米去壳)的情景。如图所示,碓的头部较尖是为了( )
A.增大压力 B.减小受力面积
C.增大压强 D.减小压强
2、如图所示,当将活塞式抽水机的C杆向下压时,A、B阀门的状态应是( )
A.A阀门打开 B.A阀门闭合 C.B阀门打开 D.B阀门闭合
3、如图所示,放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知体积VA<VB,高度hA<hB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB.下列判断正确的是( )
A.A的密度一定大于B的密度
B.A的密度可能小于B的密度
C.A的质量一定大于B的质量
D.A的质量可能等于B的质量
4、如图,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比PA:PB=1:3.则( )
A.它们的高度之比hA:hB=2:3
B.它们的高度之比hA:hB=3:4
C.它们的质量之比mA:mB=2:3
D.它们的质量之比mA:mB=1:3
5、如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,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( )
A.液体的密度:ρ甲<ρ乙
B.容器对桌面的压强:p甲<p乙
C.容器对桌面的压力:F甲=F乙
D.液体对容器底部的压强:p'甲>p'乙
6、如图所示,甲、乙两容器质量均为m0、底面积均为S,内装两种不同液体,两容器底部受到的液体压强均为p,液体质量分别为m甲和m乙,距离容器底部等高的位置有A、B两点,受到的液体压强分别为pA和pB,则( )
A.甲、乙液体密度关系为:ρ甲<ρ乙
B.两容器底部受到的液体压力均为:F=pS
C.A、B两点受到的液体压强关系为:pA<pB
D.甲容器对水平桌面的压力F=(m0+m甲)g
4、 综合题
1、在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
(1)如图甲所示海绵凹陷了,说明力可以改变物体的 。比较丙图和 图,可以得出当压力大小一定时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显。
(2)将图丙中小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为P P'(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
2、如图所示:两只相同的烧杯A和B,盛有体积相同的酒精和水,小阳想用压强计来鉴别哪杯是水哪杯是酒精,已知水的密度大于酒精的密度。
(1)实验前,要通过调试,使U形管压强计两边的液面 ,压强计金属盒上的橡皮膜应选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)如图甲所示,小阳先后将调节好的压强计的探头分别浸入两种液体中,他发现B中U形管两侧液面的高度差较大,于是他就认为图甲中B杯子装的是水,他的结论是 的(选填“可靠”或“不可靠”),你判断的理由是: ;
(3)小阳用自己改装并调试好的压强计再次进行实验,如图乙所示,U形管两侧液面相平,从而判断图乙中装水的杯子是 (选填“A”或“B”);
(4)聪明的小丽利用压强计测液体的密度,U形管内径相同且装适量水,调试好后标记U形管右侧水面的位置;将金属盒放入待测液体中,如图丙,当膜距液面的高度为4cm时,U形管右侧液面上升了2.4cm,则待测液体的密度为 g/cm3。
3、小华同学想利用重力为0.1N的带挂钩的吸盘、光滑的玻璃板、1N的小钩码若干进行大气压强的估测。并完成以下实验步骤:
(1)第一步,将吸盘紧紧挤压在固定好的光滑玻璃板下方如图甲所示,这样做可使吸盘与玻璃板中的气体尽可能减少,吸盘在 的作用下能牢牢的固定在玻璃板下方。
(2)第二步,在吸盘下的挂钩上依次挂上若干钩码,记录下吸盘刚好松动掉下时的钩码个数为10个,此时钩码对吸盘的最大拉力与吸盘自身重力的合力即可表示大气压对吸盘的大气压力,具体大小为 N。
(3)该吸盘与玻璃的接触面积为S=10-4m2,利用公式p=F/s,可以计算得到大气压强的数值为 Pa。
(4)另一组的小红同学,利用同样的吸盘与玻璃板设计的另一种测量方法,她将钩码换成了小桶与细沙进行实验如图乙所示,同样能测量出大气压的数值,在其他条件都相同下, 选填“小年”或“小红”)的测量方法更好,你的理由是:
4、为了倡导绿色出行,我市投放了大量的共享自行车。小明的质量为60kg,车的重力为100N,小明在水平路面上骑车时每个轮胎与地面的接触面积为50cm2,轮胎允许承受的最大压强为9×104Pa,g取10N/kg,求:
(1)小明的重力;
(2)小明骑行时自行车对地面的压强;
(3)小明骑行时自行车车篮内能携带物体的最大质量。
5、如图所示是秦朝时期的文物——秦玉高足杯,是古人饮宴之用,杯子由杯身和杯座两部分粘接而成。假设秦玉高足杯装满水后水深10.5cm,杯子与水总质量为0.8kg。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)装满水后杯子与水总重力是多少?
(2)装满水后杯底受到水的压强是多少?
6、一男子误入结冰的河流,踏破冰面后被困河流中央,消防救援人员立即出发救援。若实施救援的队员体重为600N。双脚站立时与水平地面的总接触面积为0.04m2,求:,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)男子浸没在水下0.8m的部位所受水的压强是多少?
(2)经评估,该河流冰面所能承受的最大压强约2×104Pa,则救援人员双脚站立在冰面上是否安全?
7、高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。如图所示,某高压锅锅体的内底面积为S,侧壁竖直,出气孔横截面积为S0,限压阀质量为m0,限压阀顶部面积为S1(已知大气压强p0)
(1)写出液体沸点与气压的关系;
(2)求使用高压锅时锅内气体的最大压强;
(3)为保证使用安全,不可随意增加限压阀的质量。如果限压阀的质量增加m,请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少。
1 / 14
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
第九章 压强(解析版)
目录
A题型建模・专项突破
题型一、压力的认识(常考点) 1
题型二、探究影响压力作用效果的因素 2
题型三、压强大小的计算.(常考点) 4
题型四、增大与减小压强的方法(常考点)................................................................................................................5
题型五、液体压强的特点(常考点) 6
题型六、液体压强大小的计算 7
题型七、连通器原理及其应用(常考点) 9
题型八、大气压的存在(常考点) 10
题型九、大气压的测量(难点) 11
题型十、大气压的变化 13
题型十一、大气压的应用(常考点) 14
题型十二、活塞式抽水机的工作原理及其应用......................................................................................................15
题型十三、流体压强与流速的关系(常考点). 16
题型十四、飞机的升力产生的原因及其应用.........................................................................................................17
B综合攻坚・能力跃升
题型一、压力的认识
1.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直物体表面并指向被压物体
C.压力的大小与受力面积有关
D.压力有时就是物体受到的重力
【答案】B
【解析】解:AB、压力的方向总是垂直物体表面并指向被压物体,并不一定竖直向下,故A错误、B正确;
C、压力的大小与受力面积无关,故C错误;
D、压力属于弹力,压力是由两个相互接触的物体发生挤压而产生的;重力是由地球的吸引而产生的力,所以不能说压力就是重力,故D错误;
故选:B。
2、一个木箱放在斜面上,以下各图中正确表示斜面受到木箱的压力F的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
解:A、B、C、压力的方向不正确,不符合题意。
D、物体放在斜面上,对斜面的压力,受力物体是斜面,作用点在斜面上并垂直于斜面。符合题意。
故选:D。
题型二、探究影响压力作用效果的因素
1、如图a表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择图b中的哪几种情形?( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
【答案】B
【解析】解:体重大致相同的滑雪者和步行者,对雪地的压力大致相同,滑雪板比人的鞋子的受力面积大的多,故在雪地里行走时,人对雪地的压强大,所以下陷的程度深,这说明压力的作用效果与受力面积有关,研究压力的作用效果与受力面积是否有关,应控制压力相同而受力面积不同,由图示可知,甲与乙受力面积相同,压力不同,不符合题意;甲与丙,受力面积不同,压力也不同,没有控制变量,故不符合题意;乙、丙两个实验,压力相同而受力面积不同,可以研究压力的作用效果与受力面积是否有关。故选:B。
2、小明发现爷爷的“按摩”拖鞋和脚接触的表面有许多小凸起,感觉很好奇,他穿上这双拖鞋后觉得脚底有点疼,由此他猜想压力的作用效果可能与 有关。根据生活中的其它相关现象,他猜想压力的作用效果还可能与压力大小有关。
(1)①他和同学们探究“压力的作用效果与什么因素有关”,如图甲,用相同的两块砖和海绵设计了a、b、c、d所示的实验。
②实验中可通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这种物理学研究方法叫 ,也运用于以下现象中: (选填序号)。
A.探究物质的质量与体积的关系
B.利用弹簧的形变程度来反映力的大小
③通过分析比较a、c两图所示现象,可以得出结论是:压力的作用效果与 有关。
为获得另一猜想的证据,可以选择c和 两图的实验现象来分析。
(2)另一组的同学用一支铅笔探究“压力的作用效果与受力面积的关系”,他们设计了如图乙、丙的两种方案,讨论认为方案丙的不足是 。
【答案】受力面积;(1)转换法;B;压力;d;(2)没有控制压力相等。
【解析】解:按摩拖鞋上有凸起受力面积减小,脚踩在拖鞋上感到疼,猜想压力作用效果可能跟受力面积大小有关;
(1)压力的作用效果是改变物体形状使物体发生形变,物体压在海绵上可以使海绵凹陷,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,因为我们可以通过海绵的凹陷程度来确定压力作用效果,这用到了转换法;
A 选项探究物质的质量与体积的关系,采用的是控制变量法;B 选项利用弹簧的形变程度来反映力的大小,将力的大小转换为弹簧形变程度,是转换法;故选B
(2)比较 a、c 两图,受力面积相同,c 图压力大,海绵凹陷程度大,所以可以得出结论:压力的作用效果与压力大小有关。
要探究压力的作用效果与受力面积有关,需要控制压力相同,改变受力面积大小,d 图是两块砖竖放,c 图是也是两块砖,d 和 c 图受力面积不同,压力相同,所以可以选择 d 和 c 两图的实验现象来分析。
方案丙中铅笔竖直放置,由于铅笔自身重力的影响,铅笔上下两端所受压力不相等,而探究压力的作用效果与受力面积的关系需要控制压力相等,所以方案丙的不足是没有控制压力相等。
故答案为:受力面积;(1)转换法;B;压力;d;(2)没有控制压力相等。
题型三、压强大小的计算
1、“估测”是物理学中常用的一种方法。请你估测:一位体重正常的初中生双脚站立在水平地面上,他对地面的压强大约为( )
A.1250Pa B.2500Pa C.5×103Pa D.1.25×104Pa
【答案】D
【解析】解:一名中学生的体重大约为500N,双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为p=F/S=500N/0.04m2=12500Pa。
故选:D。
2、如图所示是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,可在极地零下40℃的低温环境中作业,并首次在南极内陆冰盖地区完成了30km匀速自主行走。该机器人质量为0.5t,装有四条履带,每条履带与水平冰面的接触面积为1000cm2,g取10N/kg,求:
(1)该机器人的重力。
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强。
【答案】(1)该机器人的重力为5000N;
(2)静止在水平冰面上时,该机器人对冰面的压强为1.25×104Pa。
【解析】解:(1)机器人的重力:G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5000N;
(2)机器人对冰面的压力:F=G=5000N,
受力面积:S=4×1000cm2=4000cm2=0.4m2,
机器人对冰面的压强:p=F/S=5000N/0.4m2=1.25×104Pa。
答:(1)该机器人的重力为5000N;
(2)静止在水平冰面上时,该机器人对冰面的压强为1.25×104Pa。
3、如图所示,两个实心正方体甲、乙放在水平地面上,质量相等,乙的边长是甲的2倍,则它们对地面的压强之比为( )
A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.4:1
【答案】D
【解析】解:设甲边长为a,则乙为2a;甲体积为a3;乙体积为8a3,质量相等,密度甲为ρ甲,乙为ρ乙,则ρ甲×a3= ρ乙×8a3⇒ρ甲:ρ乙= 8:1,
,故ABC错误,D正确。
故选:D。
题型四、增大与减小压强的方法
1、如图是我国古代耕地的一种农具——曲辕犁,其犁铧部分制作得很尖是为了( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
.
【答案】D
【解析】解:曲辕犁的犁铧部分制作得很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积来增大压强,使其更容易切入土壤,提高耕地效率。
故选:D。
2、我国高铁技术处于世界领先地位,高铁线路总长度居世界第一,为了提升高铁的安全性和舒适性,图中相关描述中不正确的是( )
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末端做成锥形,便于增大压强
C.图丙,列车进站速度减小到零,其惯性大小不变
D.图丁,车厢座椅用软质材料包裹,是为了增大压强
【答案】C
【解析】
解:A、铁轨下铺设枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确;
B、高铁车厢内的破窗锤末端做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B正确;
C、站台的盲道用“条形引导砖”铺设,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D、车厢座椅用软质材料包裹,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D正确。
故选:C。
题型五、液体压强的特点
1、著名的“木桶理论”,是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重 C.最短的一块木板 D.最长的一块木板
【答案】C
【解析】解:根据p=ρgh可知,在液体密度不变时,液体压强的大小取决于液体的深度,而木桶里水的深度是由短木板的长度决定的。
故选:C。
2、装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图所示中描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】解:根据液体压强的特点:液体内部的压强随深度的增加而增大。由液体压强公式p=ρgh知,深度越深,液体内部受到的压强越大,所以水喷射的距离就越远,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
3、某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。
老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
【答案】(1)②④⑤;(2)深度越深,压强越大;(3)液体的密度。。
【解析】解:(1)分析表中②④⑤三组数据,探头浸入水中的深度相同,探头的朝向不同,所以可以得到的结论是:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,探头朝向相同,探头浸入水中的深度不同,液面高度差不同,可初步得出结论:在同种液体中,深度越深,压强越大;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与液体的密度是否有关。
故答案为:(1)②④⑤;(2)深度越深,压强越大;(3)液体的密度。
题型六、液体压强大小的计算
1、如图所示为某载人潜水器的示意图,该潜水器的质量为12t,若它在5min内从水面下潜到1800m深处作业。(g取10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3)求:潜水器在1800m深处受到海水的压强。
.
【答案】潜水器在1800m深处受到海水的压强为1.8×107Pa。
【解析】潜水器在1800m深处受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1800m=1.8×107Pa。
答:潜水器在1800m深处受到海水的压强为1.8×107Pa。
2、如图所示的容器,里面装有水,其中h1=1m,h2=0.2m,h3=0.2m。则容器内部A、B处液体的压强pA:pB为( )
A.1:5 B.1:4 C.1:1 D.4:1
【答案】B
【解析】解:由图可知,A点的深度为:hA=h2=0.2m,
B点的深度为:hB=h1-h2=1m-0.2m=0.8m,
根据液体压强公式可知,容器内A、B两点的压强之比为:
故B正确。
故选:B。
3、如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
.
【答案】A
【解析】解:由图可知A、B两点处液体的深度关系为hA<hB,
已知A、B两点处液体的压强相等,根据p=ρgh可知,两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,故A正确。
故选:A。
4、如图所示,茶壶的质量是0.4kg,壶内、壶外底壁平整,底面积均是50cm2,壶内装1.2kg的水,壶内水深0.2m,放置在水平桌面中央,求:
(1)茶壶内底壁受到水的压强;
(2)茶壶内底壁受到水的压力;
【答案】(1)茶壶内底壁受到水的压强为2000Pa;
(2)茶壶内底壁受到水的压力为10N;
【解析】解:(1)底壁受到水的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)底面积为S=50cm2=5×10-3m2,底壁受到水的压力为F=pS=2000Pa×5×10-3m2=10N;
答:(1)茶壶内底壁受到水的压强为2000Pa;
(2)茶壶内底壁受到水的压力为10N
题型七、连通器原理及其应用
1、如图所示的装置中,没有应用连通器原理的是( )
A.茶壶 B.盆景自动给水装置
C.乳牛自动喂水器 D.锅炉水位计
【答案】B
根据连通器的定义和特点进行判断,即上端开口、下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
【解析】
解:A、茶壶的壶嘴和壶身上端开口、下部是相通的,构成了连通器,故A不符合题意;
B、盆景的自动给水装置上端不都开口,底部虽然相互连通,不是连通器,是利用大气压工作的。故B符合题意;
C、乳牛自动喂水器符合上端开口、下部连通的特点,是利用连通器原理工作的。故C不符合题意;
D、锅炉水位计与炉身上端开口、下端相通,是连通器的应用,故D不符合题意。
故选:B。
2、在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.把水管当刻度尺用
B.把水管当气压计用
C.为了测量两个点的水平距离
D.为了找到两个相同高度的点
.
【答案】D
【解析】解:透明软管的两端开口,底部连通正符合连通器的特点,所以工人师傅这样做的目的是保证两点在同一等高线上,故D正确,ABC错误。
故选:D。
题型八、大气压的存在
1、如图所示的实验,不能说明大气压存在的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:
A、橡皮膜向外凸出,是因为管中的水给橡皮膜一个向下的压力,是液体的压强,不能够证明大气压的存在,故A符合题意;
B、皮碗对吸,类似于课本上的马德堡半球实验,是大气压把两个皮碗紧紧压在一起,能够证明大气压的存在,故B不符合题意;
C、纸托水杯实验中,水为什么没有把纸压下来,是因为纸下面有大气压给纸一个向上的压力,能够证明大气压的存在,故C不符合题意;
D、瓶吞鸡蛋实验实际上是大气压把鸡蛋压入到瓶中,能够证明大气压的存在,故D不符合题意。
故选:A。
2、小华想用空易拉罐来证明大气压强的存在,下列操作中能达到目的的是( )
A.用手捏空易拉罐,易拉罐变瘪
B.将空易拉罐密封后置于深水中,易拉罐变瘪
C.让空易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
【答案】D
【解析】解:A、用手捏易拉罐,手对易拉罐施力,使易拉罐变形、变瘪,与大气压无关,故A错误;
B、液体内部的压强随深度的增加而增大,将密封易拉罐置于深水中,受到水的压强很大,而使易拉罐变形,与大气压无关,故B错误;
C、易拉罐从高处下落撞击地面,地面给易拉罐一个很大的力,使易拉罐变形,与大气压无关,故C错误;
D、用注射器抽取密封易拉罐中的空气,使里面的气压变小,在外界大气压的作用下变形,故D正确。
故选:D。
题型九、大气压的测量
1、最先通过实验测出大气压值的科学家是( )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.伽利略 D.托里拆利
【答案】D
【解析】解:A.牛顿在力学、光学、数学等领域做出了重大贡献,提出了牛顿第一定律等规律,故A不正确;
B.提出了帕斯卡原理、帕斯卡定理等,故B不正确;
C.伽利略提出了力是改变物体运动状态的原因等观点,故C不正确;
D.托里拆利第一个测量出大气压的值,约为1×105Pa,故D正确。
故选:D。
2、如图所示为托里拆利实验的实验装置,关于此实验下列分析正确的是( )
A.如果将玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变低
B.将玻璃管稍微向上提起,管内外水银面高度差将变大
C.向槽中继续注入少量水银,管内外水银面高度差将不变
D.换用长度相同的粗玻璃管,管内外水银面高度差将变大
【答案】C
【解析】解:在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差不会改变。
由于玻璃管内外水银面高度差所产生的压强等于外界大气压,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变,与玻璃管的粗细、倾斜程度、槽中水银的多少、玻璃管的提升无关,故 ABD 错误,C正确。
故选:C。
3、小筱利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,如图,步骤如下:
(1)步骤一把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;步骤二如图甲,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
步骤三如图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后;
①计算出大气压强为 Pa;
②本实验的原理是二力平衡和p= ;
③有较大误差的原因可能 。
(2)另一组小慧,分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
采用了图丙装置将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再沿 的方向推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二将该注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动;步骤三则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 N,所测大气压的值应为 Pa。
【答案】(1)1.8×104Pa;②F/S;③筒内空气没有排尽;(2)竖直向上;11;9×104。
【解析】解:(1)①从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为20mL=20cm3,这20cm3的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm,
故活塞的横截面积为:
S=V/h=20cm3/6.00cm=cm2;
大气压强的值为:
p大气=F/S=6/(×10-4)=1.8×104Pa;
②实验的原理是二力平衡和p=F/S;
③实验时,可能是筒内空气没有排尽,测量结果小于真实值;
(2))①橡皮帽封住的注射器,小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,并且防止漏气;
②当活塞向左滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉、水平向右的大气压力F大气、水平向右的摩擦力f,处于平衡状态,即F拉=F大气+f......①;
当活塞向右滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力F拉′、水平向右的大气压力F大气、水平向左的摩擦力f,处于平衡状态,即F大气=F拉′+f......②;
F拉=G1=m1g=4.1kg×10N/kg=41N......③;
F拉′=G1-G2=4.1kg×10N/kg-2.2kg×10N/kg=19N......④;
联立①②③④,解得,摩擦力f=11N,大气压力F大气=30N,
大气压强:p=F大气/S=30/(×10-4)=9×104Pa。
故答案为:(1)1.8×104Pa;②F/S;③筒内空气没有排尽;(2)竖直向上;11;9×104。
题型十、大气压的变化
1、宋朝著名文学家范成大到海拔3700米的峨眉山旅游,发现山上“煮米不成饭”,他认为是因为山上的泉水太寒冷,故有“万古冰雪之汁”造成之说。实际上,这是由于高山上的气压较 ,导致水的沸点较 的缘故。
【答案】低;低
【解析】解:大气压随高度的增加而减小,所以高山上气压低;
液体的沸点跟气压的大小有关,气压减小时,沸点降低;
所以,高山上气压低,水的沸点低,水会在较低的温度下沸腾,水一旦沸腾温度保持不变,虽然继续加热温度不会升高,达不到把米煮熟的温度。
故答案为:低;低。
2、如图所示,要探究大气压随高度的变化,应选用的是 (填“甲”或“乙”)装置,当该装置水柱上升的高度不够时,应从管子上端向瓶中 (“吹入”或“吸走”)少量气体,拿该装置随电梯从一楼上升到二十楼,管内的液面会 (选填“上升”或“下降”)。
【答案】乙;吹入;上升。
【解析】解:甲瓶内装满水,没有空气,瓶内没有气压,外部气压发生变化时不会引起玻璃管内液柱高度的变化,无法判断大气压的变化;而乙瓶内有空气,瓶内有气压,能判断大气压的变化,所以选择乙装置;
当该装置水柱上升的高度不够时,说明瓶内气压较小,应从管子上端向瓶中吹入少量气体;
当电梯从一楼上升到二十楼,瓶内空气的压强不变,所处高度变高,外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内外气压差的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内液面上升。
故答案为:乙;吹入;上升。
题型十一、大气压的应用
1、“拔火罐”是我国传统的中医治疗方法。它是以罐为工具,利用酒精棉燃烧排出罐内空气后,再将罐扣于相关穴位上,罐体就会吸附在皮肤表面,进而发挥其治疗作用。下列事例与“拔火罐”的原理相同的是( )
A.坦克装有宽大的履带
B.汽车轮胎刻有花纹
C.医生推动注射器的活塞给病人注射药液
D.用吸管吸入汽水瓶中的饮料
【答案】D
【解析】解:拔火罐时,先把罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷却后气压降低,罐内气压小于外面的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以拔火罐利用的是大气压原理。
A、坦克装有宽大的履带是在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,与大气压无关,故A不符合题意;
B、汽车轮胎刻有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的,与大气压无关,故B不符合题意;
C、医生推动活塞给病人注射药液,利用的是人的推力,不是利用大气压,故C不符合题意;
D、用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故D符合题意。
故选:D。
2、如图所示,为某款车载手机支架。将吸盘安在汽车中自动松控台上,按下底座的压力阀将上后,手机支架牢牢地吸在紧夹臂中控台上。其中吸盘的工作主要是利用了( )
A.大气压的原理 B.连通器的原理
C.阿基米德原理 D.二力平衡原理
【答案】A
【解析】解:在使用吸盘时,首先用力挤压吸盘,把盘内的空气挤出,使吸盘内的气压小于外界大气压,吸盘在外界大气压力作用下被压在汽车中自动松控台上,因此“吸盘”主要是利用了大气压强工作的。故选项A正确、BCD错误。
故选:A。
题型十二、活塞式抽水机的工作原理及其应用
1、如图为简易活塞式抽水机的结构图。资阳市某学校科技小组计划自制一台活塞式抽水机,为确保其运转流畅,成员们需了解各部件作用与工作原理。以下关于活塞式抽水机的说法错误的是( )
A.抽水机是利用大气压强来工作的
B.出水口的位置不宜过高
C.向下推动活塞的过程中,玻璃球会与管壁紧密贴合
D.当向上拉动活塞时,结构图中的阀门会开启
【答案】D
【解析】解:A、抽水机是依靠大气压强工作的机器,故A正确,不符合题意;
B、活塞抽水机是依靠大气压强工作的机器,大气压将无法将水推送到更高位置,故出水口的位置不宜过高,故B正确,不符合题意;
C、向下推动活塞的过程中,玻璃球会与管壁紧密贴合,活塞下面的水推开阀门,进入活塞上面,故C正确,不符合题意;
D、当向上拉动活塞时,玻璃珠向上运动,结构图中的阀门会关闭,水进入抽水机内,故D错误,符合题意。
故选:D。
2、如图所示,是一种常见的活塞式抽水机,图中表示了它的工作原理,当提起活塞时,阀门 关闭,大气压迫使水推开阀门 进入圆筒;压下活塞时,阀门 关闭,水不能往下流就推开阀门 进到 ,再提起活塞,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来。
【答案】A;B;B;A;活塞上面
【解析】解:提起活塞时,阀门A受到上面水的压力而关闭,在大气压的作用下,地下的水推开阀门B进入圆筒;活塞下压时,活塞中的水把阀门B压下关闭,同时推开阀门A进到活塞上面;再提起活塞时,重复前面过程,同时活塞上面的水随活塞的上移从出水管流出。
故答案是:A;B;B;A;活塞上面。
题型十三、流体压强与流速的关系
1、如图是我国拥有完全自主知识产权的CR400“复兴号”动车组。动车高速经过时,若人离铁道太近很可能被吸进铁道。从物理学的角度看,这是因为( )
A.车与人之间的空气流速加大,压强减小
B.车与人之间的空气流速减小,压强减小
C.车与人之间的空气流速减小,压强增大
D.车与人之间的空气流速加大,压强增大
【答案】A
【解析】解:高速列车经过时,人离列车比较近,列车的速度很大,造成人和列车之间的空气流动速度很大,压强大大减小,人外侧的空气流速小,压强大,人在压强差的作用下,受到一个推向列车的力,很可能被吸进铁道,故A符合题意。
故选:A。
2、如图向两纸中间吹气,下列说法正确的是( )
A.两纸向外分开 B.两纸向内靠拢
C.左边那张纸向外 D.右边那张纸向内
【答案】B
【解析】解:向两纸中间吹气,纸中间的空气流动速度变快,压强变小,而纸外侧的气压不变,在纸内外压强差作用下,两张纸会向内靠拢,故B正确。
故选:B。
题型十四、飞机的升力产生的原因及其应用
1、如图所示,飞机飞行时,机翼上方的空气流动速度 下方的空气流动速度,机翼上表面受到的大气压强 下表面受到的大气压强,飞机受到朝 的压力差,这就是飞机的升力。(前两空填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】大于;小于;上
【解析】解:机翼的上方凸起,在相等时间内,空气经过机翼上方的路程大于下方的路程,由v=
可知机翼上方的空气流动速度大于下方的空气流动速度;由流体压强的特点可知流速越大,压强越小,因此机翼上表面受到的压强小于下表面受到的压强;从而产生了向上的压力差,这就是飞机的升力。
故答案为:大于;小于;上。
2、飞机机翼截面的设计如图所示,能使飞机腾空而起的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:A、图中机翼的上方是弧形,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,符合题意。
B、图中机翼的下方是弧形,空气流过下方时流速大,压强小;机翼上方是平面,空气的流速小,压强大,这一压强差使飞机产生竖直向下的压力,不符合题意。
CD两图中机翼上下两个面弧度相同,不会产生向上的升力和向下的压力,不符合题意。
故选:A。
1、 单选题
1、关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力都是由重力产生的,压力的大小一定等于重力的大小
B.压力的方向有时垂直物体接触面,有时不垂直物体的接触面
C.压力和重力是两种不同性质的力,有的压力是由重力产生的
D.压力就是重力
【答案】C
【解析】解:(1)重力是由于地球的吸引而产生的力,方向竖直向下;压力是垂直作用在物体表面上的力,方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面,因此重力和压力是完全不同的两个力,大小不一定相等,只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力。故AD错误,C正确。
(2)压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面;故B错误。
故选:C。
2、如图分别是四位同学画的重力G与压力F的示意图,其中画法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:AB、物体受到的重力竖直向下、作用点在物体的重心;物体对斜面的压力的方向垂直斜面向下,作用点在接触面上,故A正确、B错误;
C、物体受到的重力竖直向下,作用点在重心,不在接触面上;物体对水平面的压力与水平面垂直,作用点在接触面上,不在重心,并且大小与物体所受重力的大小相等,故C错误;
D、物体受到的重力竖直向下,作用点在重心,重力示意图画法正确;物体对竖直墙壁的压力与墙壁垂直,作用点在接触面上,不在重心,压力示意图画法错误,故D错误。
故选:A。
3、天津积极倡导学生加强假期社会实践活动。如图所示,小文同学在家跟着爸爸学习做菜,发现用刀刃切黄瓜时一刀就可以切到底,而用相同的力用刀的侧面拍黄瓜时需要好几下才能将黄瓜拍碎。针对这一现象,同学们经过讨论形成了下面四个问题。你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.黄瓜形变的程度与刀的材质有什么关系?
B.压力的作用效果与受力面积大小有什么关系?
C.压力的作用效果与受力部位有什么关系?
D.压强的大小与压力大小有什么关系?
【答案】B
【解析】解:A、题干中刀的材质并未改变,都是同一把刀,所以该选项与题干现象无关,没有探究价值。
B、用刀刃切黄瓜和用刀的侧面拍黄瓜,力的大小相同,但刀刃的受力面积小,刀侧面的受力面积大,导致压力的作用效果不同,即黄瓜的形变程度不同。该问题直接针对题干现象,探究的是压力作用效果与受力面积大小的关系,且易于通过控制变量法进行探究,比如可以用不同宽度的刀具在相同的压力下作用于黄瓜,观察黄瓜的形变程度,具有较高的探究价值和可操作性。
C、“受力部位”这一表述不够准确和具体,没有明确指出是受力面积的不同导致了压力作用效果的差异,相比之下,不如 B 选项直接切中问题关键,探究方向不够明确,也不太容易进行精确的实验探究。
D、题干中明确说明是用相同的力,即压力大小不变,所以该选项与题干现象不符,不是需要探究的问题。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选:B。
4、如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列实例中可以增大压强的是( )
A.木桶的底做得很大 B.石碾子的质量很大
C.砖坯堆放在宽木板上 D.扁担做得比较宽
【答案】B
【解析】解:ACD、木桶的底做得很大、砖坯堆放在宽木板上、扁担做得比较宽,都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故ACD不合题意。
B、石碾子的质量很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B符合题意。
故选:B。
5、一本初三物理课本竖放在课桌桌面上时,物理课本对桌面的压强约为( )
A.5帕 B.50帕 C.500帕 D.2000帕
【答案】D
【解析】解:由生活经验知一本初三物理课本质量约为m=0.25kg,重力G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,
竖放在课桌桌面上时桌面的受力面积约为s=0.85cm×18cm≈15cm2=15×10−3m2,
此时课本对桌面的压强p=F/S=G/S=2.5N/15×10−3m2=1667Pa,与2000Pa接近,故D正确。
故选:D。
6、如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙>m丙 D.m甲=m乙=m丙
.
【答案】A
【解析】解:
(1)因为甲、乙、丙都是实心圆柱体,
所以对水平地面的压强p=F/S=G/S=mg/S=ρVg/S=ρgh;
由图知甲、乙、丙的高度h甲=h乙<h丙,且三者对地面的压强相等,所以由p=ρgh可知,三圆柱体的密度关系:ρ甲=ρ乙>ρ丙;故A正确,B错误;
(2)由图知甲、乙的底面积S甲<S乙,高度h甲=h乙,所以V甲<V乙,
因为ρ甲=ρ乙,m=ρV,所以甲、乙圆柱体的质量关系:m甲<m乙;
已知乙、丙的底面积S乙=S丙,对地面的压强相等,则由p=F/S=G/S=mg/S
可知,乙、丙圆柱体的质量关系:m乙=m丙;
所以三圆柱体的质量关系:m甲<m乙=m丙,故CD错误。
7、关于液体内部的压强,下列说法中错误的是( )
A.在同一深度,液体密度越大,压强越大
B.在同一深度,液体向下的压强大于向上的压强
C.在同种液体内部,深度越大,压强越大
D.在同种液体内部,深度相同处,液体向各个方向压强相等
【答案】B
【解析】解:
A、液体内部的压强与液体密度和深度有关,在同一深度,液体密度越大,液体压强越大;故A正确;
C、在同种液体内部(即液体密度一定),深度越大,液体压强越大;故C正确;
BD、在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等,则液体向下的压强和向上的压强是相等的;故B错误、D正确。
故选:B。
8、如图所示,玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,并通过软管与大气连通,将此装置置于水中,橡皮膜凹凸情况正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:AB、若玻璃管竖直放置(如AB两图),因为下端橡皮膜在水中的深度大于上端橡皮膜在水中的深度,下端橡皮膜受到水的压强大,上端橡皮膜受到水的压强小,所以,下端橡皮膜向内凹的程度大,上端橡皮膜向内凹的程度小,故B正确,A错误;
CD、玻璃管两端开口处蒙的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中,若玻璃管水平放置(如CD两图),因两侧水的深度相同,则所受水的压强相等,所以两侧橡皮膜都向内凹,且凹陷程度相同,故CD错误。
故选:B。
9、用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一个小孔用薄橡皮膜封闭(如图所示),下列问题中可以用该装置探究的是( )
①液体压强是否与液体的深度有关
②液体压强是否与液体的密度有关
③液体是否对容器的底部产生压强
④液体是否对容器的侧壁产生压强
A.①②③ B.①②④ C.②③ D.①③④
【答案】B
【解析】解:
①在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜凸出的方向,可以探究液体压强是否与液体的深度有关,故①正确;
②在容器两侧分别倒入深度相同、密度不同的两种液体,观察橡皮膜凸出的方向,可以探究液体压强是否与液体的密度有关,故②正确;
③图中的橡皮膜没有处在容器的底部,所以用该装置不能探究液体是否对容器的底部产生压强,故③错误。
④只在容器的一侧倒入液体,如果橡皮膜凸出,则表明液体对容器的侧壁有压强,若橡皮膜不凸出,则表明液体对容器侧壁没有压强;可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强,故④正确;
故选:B。
10、连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中没有利用连通器原理的是( )
A.洗手间下水管 B.茶壶
C.自动供水盆景 D.船闸
【答案】C
【解析】解:A.洗手间下水管符合上端开口、下部连通的特点,是连通器,故A不符合题意;
B.茶壶的壶嘴和壶身构成了连通器,符合上端开口、下部连通的特点,故B不符合题意;
C.因为盆景瓶外大气压等于瓶内水产生的压强与瓶内水上方气压之和,所以盆景自动供水装置是利用了大气压的作用,故C符合题意;
D.船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸,船闸使用了连通器原理,故D不符合题意。
故选:C。
11、关于大气压强,下列说法正确的是( )
A.大气压强随海拔高度的增加而增大
B.马德堡半球实验首先测出来大气压强的值
C.一个标准大气压强能支持约为10m高的水柱
D.注射器把药水推入病人肌肉中是利用大气压工作的
【答案】C
【解析】解:A、大气压随高度的增加而减小,故A错误;
B、马德堡半球实验证实了大气压的存在,托里拆利实验首先测出了大气压的数值,故B错误;
C、一个标准大气压约1×105Pa,可以支持的水柱高为:
,故C正确;
D、注射器把药水推入病人肌肉中是利用在压力一定时,减小受力面积可以增大压强的办法,不是利用大气压,故D错误。
故选:C。
12、如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.图甲,刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.图乙,向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
【答案】D
【解析】解:A、图甲,刮大风时,伞面上方空气流速大、压强小,伞面下方空气流速小、压强大,产生向上的“升力”,所以伞面会被向上“吸”起,故A不合题意;
B、图乙,向两张纸之间吹气,两张纸中间空气流速大、压强小,两侧空气流速小、压强大,产生向中间的压强差,所以纸会相互“吸”起来,故B不合题意;
C、图丙,等候列车的乘客应站在安全线以外,因为列车行驶时,靠近列车一侧空气流速大、压强小,远离列车一侧空气流速小、压强大,产生向列车一侧的压强差,人如果离列车太近,有可能会被“吸”向列车,故C不合题意;
D、图丁,将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上,这是利用了大气压的作用,不能用流体压强与流速的关系解释,故D符合题意。
故选:D。
13、如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10N/kg)( )
A.4×105Pa B.3×105Pa C.5×105Pa D.1×105Pa
【答案】B
【解析】解:A点所处的深度:h=40m-10m=30m,
受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa。
故选B。
14、如图所示,三个规格相同的杯子里分别装有水、盐水和煤油。它们对容器底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定( )
A.甲杯是水,乙杯是盐水
B.乙杯是盐水,丙杯是水
C.甲杯是盐水,乙杯是煤油
D.乙杯是水,丙杯是煤油
【答案】B
【解析】解:由图可知,三杯子中液体的深度关系为h甲>h丙>h乙,
因三液体对容器底部的压强相同,
所以,由p=ρgh的变形式ρ=p/gh
可知,三液体的密度关系为ρ乙>ρ丙>ρ甲,
因ρ盐水>ρ水>ρ煤油,
所以,甲是煤油,乙是盐水,丙是水,故ACD错误、B正确。
故选:B。
15、如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.水对容器底的压力减小 B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小 D.容器对桌面的压力减小
【答案】A
【解析】解:设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,
因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式p=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了。
(1)第一次水对容器底的压力:F=pS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
(2)第二次水对容器底的压力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况,液体对容器底部的压力将会变小,且倒置后,液面升高,据p=ρgh,h变大,容器底部所受液体的压强变大;
且倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变故压力不变,而与水平面的接触面积减小,故压强增大。
故选:A。
二.填空题
1、已知木块的重力为G,所受作用力为F。则下列图中支持面MN所受压力的大小:F甲= ,F乙= 。
【答案】G+F;F
【解析】解:甲图中支持面MN所受压力F甲=G+F;c图中支持面MN所受压力F乙=F;
故答案为:G+F;F。
2、一个桥头立着如图所示的限重标志牌。允许通过这座桥的车辆的最大 为20t,即这座桥面允许受到的最大压力为 N。(g=10N/kg)
【答案】质量;2×105。
【解析】解:(1)“20t”是限重标志牌,表示这座桥允许通过车辆的最大质量是20t;
(2)这座桥允许通过车辆的最大质量是20t=2×104kg,
则车从桥上通过时允许对桥的最大压力为:
F=G=mg=2×104kg×10N/kg=2×105N。
故答案为:质量;2×105。
3、一正方体平放在水平地面上对地面的压强为p,现将其切去一半,则与原正方体相比,它对地面的压力将 ,若沿水平方向切则它对地面的压强将 ,若沿竖直方向切,则它对地面的压强将 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【答案】变小;变小;不变
【解析】解:正方体平放在水平地面上对地面的压力等于其重力,
现将其切去一半,则与原正方体相比,它对地面的压力将变小;
若沿水平方向切,压力减半,但受力面积不变,故根据p=F/S,知,它对地面的压强将变小;
若沿竖直方向切,压力减半,受力面积减半,故根据p=F/S,知,它对地面的压强将不变;
故答案为:变小;变小;不变。
4、由于长江上游的植被受到破坏,造成水土流失,河水中的泥沙含量增加,使河水密度 ,河水对堤坝的压强 (前两空均选填“变大”“不变”或“变小”)。如图所示,河坝设计成上窄下宽是因为液体内部压强随 增加而增大。
【答案】变大;变大;深度。
【解析】解:河水中的泥沙含量增加,意味着单位体积的河水质量增大,根据密度公式 质量m增大,体积V不变时,密度ρ变大。河水密度变大,河水深度不变,根据液体压强公式 p=ρgh,g、h不变,ρ变大,则河水对堤坝的压强变大。根据液体压强的特点,液体内部压强随深度的增加而增大。所以河坝设计成上窄下宽,是因为坝底所处深度大,受到的液体压强大。
故答案为:变大;变大;深度。
5、如图是我国西周时期的一个盛酒容器——青铜象尊。在象尊的整体构造中,象腹中空,能盛大量酒水,上卷的象鼻与腹部相通,方便倒酒。象鼻和象腹构成了一个 ,象尊内注满酒后,象鼻和象腹中液面 。(选填“相平”,“不平”)
【答案】连通器;相平。
【解析】解:上端开口,底部相连通的容器叫做连通器,连通器中的各容器的形状不受限制,既可以是直筒的,又可以是弯曲的,各容器的粗细程度也可以不同,故象鼻和象腹构成了一个连通器;连通器的原理为如果连通器中只有一种液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,故象尊内注满酒后,酒不会从象鼻溢出,是因为当液体不流动时,连通器各部分中液面相平。
故答案为:连通器;相平。
6、如图甲所示,用吸管喝牛奶时,发现吸管有一端很尖,这是通过减小 来增大压强,更容易将吸管插入包装盒中;如图乙所示,喝完后又用力吸一下,会发现奶盒变瘪了,说明了 的存在。.
【答案】受力面积;大气压强。
【解析】解:吸管一端很尖,是通过减小受力面积来增大压强,从而更容易插入包装盒。奶盒变瘪的原因 喝完牛奶后用力吸,奶盒内空气被吸出,内部气压减小。外界大气压强大于内部气压,将奶盒压瘪,说明大气压强的存在。
故答案为:受力面积;大气压强。
7、如图所示是测量大气压强大小的装置,这时测得的当地大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压。如果在实验中,玻璃管内不慎混入空气,那么管内外水银面的高度差将 (选填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】小于;减小。
【解析】解:已知标准气压能够支撑760mm高的水银柱产生的压强,当前水银柱的高度为734mm,则说明此时的气压低于标准气压。
如果在实验中,玻璃管内不慎混入空气,此时管内的空气会抵消一部分大气压强,剩余的大气压由水银柱来抵消,因此管内外水银面的高度差将变小。
故答案为:小于;减小。
8、如图所示,把一根饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端,用力吹气,可以看到A管中的水会向上冒出管口,这是因为B管与A管相接处空气流速 ,压强 ,杯中的水在外界大气压的作用下沿A管上升。
【答案】增大;减小
【解析】解:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,杯中的水在外界大气压的作用下沿A管上升。
故答案为:增大;减小。
9、星期天小明和小慧到宝坻潮白河湿地去玩,他们踩在软绵绵的沙滩上,留下一串串脚印。小明突然奇想对小慧说:“我的体重是50kg,每只脚与沙滩的接触面积是200cm2,当我在水平沙滩上行走时,对沙滩的压力是 N,压强是 Pa。
【答案】500;2.5×104。;
【解答】解:(1)人的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
人对水平沙滩的压力:F=G=500N;
(2)人行走时只有一只脚与地面接触,因此人对沙滩的压强:
p=F/S=G/S=500N/(200×10-4)=2.5×104Pa。
故答案为:500;2.5×104。
10、如图所示的图钉,图钉尖的面积是5×10-4cm2,图钉帽的面积是0.8cm2,一木板能承受的最大压强为4×108Pa,要使图钉能钉进木板,手对图钉帽的压力至少为 N。
.
【答案】20N。
【解答】解:图钉尖的面积S1=5×10-4cm2=5×10-8m2;
图钉尖对木板的压力:F1=p1S1=4×108Pa×5×10-8m2=20N;
图钉工作时,压力通过图钉帽传递到图钉尖,压力相同,手对图钉帽的压力为:F2=F1=20N。
故答案为:20N。
11、如图,使用液体压强计测量液体压强,保持压强计金属盒的位置不变,若只增大液体1的密度,U形管左右液面高度差将 ;若只增大液体2的密度,U形管左右液面高度差将 。
【答案】增大;减小。
【解析】解:压强计金属盒的位置不变,若只增大液体1的密度,结合p=ρgh可知探头受到的液体压强增大,故U形管左右液面高度差将增大;
压强计金属盒的位置不变,受到的液体压强不变,若只增大液体2的密度,结合p=ρgh可知U形管左右液面高度差将减小。
故答案为:增大;减小。
12、欢欢设计了一个盆景“自动供水装置”,如图所示。当盘中水位下降到瓶口以下,水会流出,使盘中水位升高,瓶口再次浸没,瓶中的水在 的作用下不再流出;假设塑料瓶中的水位与盆景中水面高度差为h,外界大气压为p0。则此时瓶内气体压强的字母表达式为 。(水的密度用ρ表示)
【答案】大气压;p0-ρgh。
【解析】解:当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来;
由于蒸发和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶内的气压等于外界大气压,由于重力作用水会流出,一旦瓶口再次被水淹没,外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和,水就又不会被流出来;此时盘中水面在外界大气压p0、水提供的压强p水、瓶内气体压强p内的作用,处于静止状态,所以它们之间的关系为:p0=p水+p内;即p0=ρgh+p内;
所以瓶内气体压强:p内=p0-ρgh。
故答案为:大气压;p0-ρgh。
三 多选题
1、我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓(碓:duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)舂米(将稻米去壳)的情景。如图所示,碓的头部较尖是为了( )
A.增大压力 B.减小受力面积
C.增大压强 D.减小压强
【答案】BC
【解析】解:碓头部较细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故AD错误、BC正确。
故选:BC。
2、如图所示,当将活塞式抽水机的C杆向下压时,A、B阀门的状态应是( )
A.A阀门打开 B.A阀门闭合 C.B阀门打开 D.B阀门闭合
【答案】BC
【解答】解:由图可知,将抽水机的C杆向下压时,在杠杆的作用下活塞被提起来,阀门A受到上方大气压的作用而关闭,活塞下面的空气变稀薄,内部气压小于外界大气压,于是,低处的水在大气压的作用下推开阀门B进入圆筒;由此可知,A、B阀门的状态是A阀门闭合,B阀门打开,故BC正确。
故选:BC。
3、如图所示,放在水平地面上的两个实心长方体A、B,已知体积VA<VB,高度hA<hB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB.下列判断正确的是( )
A.A的密度一定大于B的密度
B.A的密度可能小于B的密度
C.A的质量一定大于B的质量
D.A的质量可能等于B的质量
【分析】水平面上规则物体对地面的压强计算公式可变形为P=F/S=G/S=ρvg/s=ρgh;
已知A、B对地面的压强相等,根据A、B的高度即可比较密度大小;
已知A、B对地面的压强相等,根据A、B与地面的接触面积即可比较其质量大小。
【解析】解:∵pA=pB,hA<hB
由P=ρgh得:ρA>ρB,故A选项正确;
又∵pA=pB,SA>SB
由P=G/S得:GA>GB,即mA>mB,故C选项正确。
故选:AC。
4、如图,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比PA:PB=1:3.则( )
A.它们的高度之比hA:hB=2:3
B.它们的高度之比hA:hB=3:4
C.它们的质量之比mA:mB=2:3
D.它们的质量之比mA:mB=1:3
【分析】根据题意,本题通过对选项中的两个问题进行验证,首先利用圆柱体压强公式:P=ρgh,已知圆柱体的压强比为1:3,密度比是1:2,那么就能求出它们的高度比;根据压强公式P=F/S,F=G=mg,已知压强比是1:3,底面积又相同,那么就能求出它们的质量比。根据所求的答案就很容易选择正确的选项。
【解析】解:∵P=ρgh,
∴PA=ρAghA,PB=ρBghB;
已知:PA:PB=1:3,ρA:ρB=1;2,
∴=,
∴=×=,
∴它们的高度之比hA:hB=2:3,
∴选项A正确。
根据题意,求它们的质量比,根据公式P=,
∵F=G=mg,
∴P=,
即:PA=,PB=;
已知:PA:PB=1:3,两圆柱体的底面积相同,
∴==,
它们的质量之比mA:mB=1:3,
∴选项D正确。
故选:AD。
5、如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,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( )
A.液体的密度:ρ甲<ρ乙
B.容器对桌面的压强:p甲<p乙
C.容器对桌面的压力:F甲=F乙
D.液体对容器底部的压强:p'甲>p'乙
【答案】CD
【解析】解:AD.液体质量相等,深度相同,但乙中液体体积更大,由
可知,甲中液体密度更大,即ρ甲>ρ乙,两容器内液体深度相同,由p=ρ液gh可知,甲中液体对容器底部的压强更大,即p′甲>p′乙,故A错误,D正确。
BC.甲、乙容器质量相等,内部液体质量相等,故总重力相等, 容器对桌面的压力等于内部液体与容器重之和,所以容器对桌面的压力F甲=F乙;两容器底面积相同,由P=F/S可知,容器对桌面的压强相同,即p甲=p乙,故C正确,B错误。
故选:CD。
6、如图所示,甲、乙两容器质量均为m0、底面积均为S,内装两种不同液体,两容器底部受到的液体压强均为p,液体质量分别为m甲和m乙,距离容器底部等高的位置有A、B两点,受到的液体压强分别为pA和pB,则( )
A.甲、乙液体密度关系为:ρ甲<ρ乙
B.两容器底部受到的液体压力均为:F=pS
C.A、B两点受到的液体压强关系为:pA<pB
D.甲容器对水平桌面的压力F=(m0+m甲)g
【答案】ABD
【解答】解:
A.因为两种液体对容器底面的压强相同,由图可知,甲液体的深度大,所以根据p=ρgh可知,甲液体的密度小,即ρ甲<ρ乙,故A正确;
B.两容器底部受到的液体压强均为p,底面积均为S,所以两容器底部受到的液体压力F=pS,故B正确;
C.A、B两点距离容器底部等高,且ρ甲<ρ乙,所以A、B两点以下部分的液体压强大小为pA下<pB下,因为两容器底部受到的液体压强相等,所以A上面部分的压强大于B上面部分的压强,即pA>pB,故C错误;
D.甲容器放在水平桌面上,它对桌面的压力等于甲容器与内部液体的总重力,即F=(m0+m甲)g,故D正确。
故选:ABD。
4、 综合题
1、在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
(1)如图甲所示海绵凹陷了,说明力可以改变物体的 。比较丙图和 图,可以得出当压力大小一定时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显。
(2)将图丙中小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为P P'(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【答案】(1)形状;乙;小;(2)=;(3)没有控制压力的大小相同。
【解析】解:
(1)海绵凹陷,说明力可以改变物体的形状;
探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,故比较丙图和乙图,可以得出压力一定时,受力面积越小,力的作用效果越明显;
(2)图丙中和图丁支持面受到的压力相同,受力面积也相同,根据p=F/s
,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′;
(3)研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力大小一定,实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,则压力大小不同,由此得出的结论“压力的作用效果与受力面积无关”是错误的,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力的大小相同。
故答案为:(1)形状;乙;小;(2)=;(3)没有控制压力的大小相同。
2、如图所示:两只相同的烧杯A和B,盛有体积相同的酒精和水,小阳想用压强计来鉴别哪杯是水哪杯是酒精,已知水的密度大于酒精的密度。
(1)实验前,要通过调试,使U形管压强计两边的液面 ,压强计金属盒上的橡皮膜应选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)如图甲所示,小阳先后将调节好的压强计的探头分别浸入两种液体中,他发现B中U形管两侧液面的高度差较大,于是他就认为图甲中B杯子装的是水,他的结论是 的(选填“可靠”或“不可靠”),你判断的理由是: ;
(3)小阳用自己改装并调试好的压强计再次进行实验,如图乙所示,U形管两侧液面相平,从而判断图乙中装水的杯子是 (选填“A”或“B”);
(4)聪明的小丽利用压强计测液体的密度,U形管内径相同且装适量水,调试好后标记U形管右侧水面的位置;将金属盒放入待测液体中,如图丙,当膜距液面的高度为4cm时,U形管右侧液面上升了2.4cm,则待测液体的密度为 g/cm3。
【答案】(1)相平;薄;(2)不可靠;没有控制液体深度相同;(3)A;(4)1.2。
【解析】解:(1)实验前,要通过调试,使U形管压强计两边的液面相平;
压强计金属盒上的橡皮膜应选用薄一些好,橡皮膜受力容易发生形变,这样可以使压强计更灵敏;
(2)仅仅通过U形管两侧液面的高度差较大,就判断B中是水,这一结论是不正确的,因为液体压强的大小不仅仅与液体的密度有关,还与深度有关,此时B中探头的深度也大于A液体中探头的深度,要得出B液体中是水,还需要控制深度相同。
(3)如图乙,U形管两侧液面相平,说明橡皮膜左右两侧的压强相同,即p左=ρ左gh左=p右=ρ右gh右;
从图乙可知,h左<h右,故ρ左>ρ右,故左侧液体的是水,则图乙中装水的杯子是A;
(4)U形管右侧液面上升了2.4cm,则左侧液面下降了2.4cm,U形管液面高度差为4.8cm,则橡皮膜受到的压强为p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×4.8×10-2m=480Pa,
待测液体的密度为
故答案为:(1)相平;薄;(2)不可靠;没有控制液体深度相同;(3)A;(4)1.2。
3、小华同学想利用重力为0.1N的带挂钩的吸盘、光滑的玻璃板、1N的小钩码若干进行大气压强的估测。并完成以下实验步骤:
(1)第一步,将吸盘紧紧挤压在固定好的光滑玻璃板下方如图甲所示,这样做可使吸盘与玻璃板中的气体尽可能减少,吸盘在 的作用下能牢牢的固定在玻璃板下方。
(2)第二步,在吸盘下的挂钩上依次挂上若干钩码,记录下吸盘刚好松动掉下时的钩码个数为10个,此时钩码对吸盘的最大拉力与吸盘自身重力的合力即可表示大气压对吸盘的大气压力,具体大小为 N。
(3)该吸盘与玻璃的接触面积为S=10-4m2,利用公式p=F/s,可以计算得到大气压强的数值为 Pa。
(4)另一组的小红同学,利用同样的吸盘与玻璃板设计的另一种测量方法,她将钩码换成了小桶与细沙进行实验如图乙所示,同样能测量出大气压的数值,在其他条件都相同下, 选填“小年”或“小红”)的测量方法更好,你的理由是:
【答案】(1)大气压;(2)10.1;(3)1.01×105;(4)小红;通过往小桶中添加细沙可以使得吸盘受到的拉力连续增加,测得的大气压对吸盘的大气压力更准确,所以小红同学的测量方法更好。
【解析】解:(1)将吸盘紧紧挤压在固定好的光滑玻璃板下方如图甲所示,这样做可使吸盘与玻璃板中的气体尽可能减少,吸盘内接近于真空,气压接近零,吸盘在外界大气压的作用下能牢牢的固定在玻璃板下方。
(2)大气压对吸盘的大气压力F=G吸盘+G钩码=0.1N+10×1N=10.1N
(3)大气压强的数值为
(4)小红同学将钩码换成了小桶与细沙进行实验,这样通过往小桶中添加细沙可以使得吸盘受到的拉力连续增加,测得的大气压对吸盘的大气压力更准确,所以小红同学的测量方法更好。
故答案为:(1)大气压;(2)10.1;(3)1.01×105;(4)小红;通过往小桶中添加细沙可以使得吸盘受到的拉力连续增加,测得的大气压对吸盘的大气压力更准确,所以小红同学的测量方法更好。
4、为了倡导绿色出行,我市投放了大量的共享自行车。小明的质量为60kg,车的重力为100N,小明在水平路面上骑车时每个轮胎与地面的接触面积为50cm2,轮胎允许承受的最大压强为9×104Pa,g取10N/kg,求:
(1)小明的重力;
(2)小明骑行时自行车对地面的压强;
(3)小明骑行时自行车车篮内能携带物体的最大质量。
【答案】(1 )小明的重力为600N;
(2)小明骑行时自行车对地面的压强为7×104Pa;
(3)小明骑行时自行车车篮内能携带物体的最大质量为20kg。
【解析】解:(1)小明的重力为:G人=m人g= 60kg×10N/kg= 600N;
(2)小明和车所受总重力为::G总=G人+G车= 600N+100N=700N,
小明骑行时自行车对地面的压力为:F压=G总=700N,
小明骑行时自行车对地面的压强:
(3)自行车对地面的最大压力为:
F最大=p最大S=9×104Pa×2×50×10-4m2=900N,
则自行车及所携带物体的最大重力为:
G'总=F最大=900N,
携带物体的最大重力为:
G物=G'总-G总=900N-700N=200N,
由G=mg可知,小明骑行时自行车车篮内能携芾物体的最大质量为:m物=G/g=20kg。
答:(1 )小明的重力为600N;
(2)小明骑行时自行车对地面的压强为7×104Pa;
(3)小明骑行时自行车车篮内能携带物体的最大质量为20kg。
5、如图所示是秦朝时期的文物——秦玉高足杯,是古人饮宴之用,杯子由杯身和杯座两部分粘接而成。假设秦玉高足杯装满水后水深10.5cm,杯子与水总质量为0.8kg。求:(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)装满水后杯子与水总重力是多少?
(2)装满水后杯底受到水的压强是多少?
【答案】(1)装满水后杯子与水总重力是8N;
(2)装满水后杯底受到水的压强是1.05×103Pa。
【解析】解:(1)装满水后杯子与水的总重力为:
G总=m总g=0.8kg×10N/kg=8N;
(2)装满水后杯底受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10.5×10-2m=1.05×103Pa。
答:(1)装满水后杯子与水总重力是8N;
(2) 装满水后杯底受到水的压强是1.05×103Pa。
6、一男子误入结冰的河流,踏破冰面后被困河流中央,消防救援人员立即出发救援。若实施救援的队员体重为600N。双脚站立时与水平地面的总接触面积为0.04m2,求:,(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)男子浸没在水下0.8m的部位所受水的压强是多少?
(2)经评估,该河流冰面所能承受的最大压强约2×104Pa,则救援人员双脚站立在冰面上是否安全?
【答案】(1)男子浸没在水下0.8m的部位所受水的压强是8000Pa;
(2)救援人员双脚站立在冰面上安全。
【解析】解:(1)男子浸没在水下0.8m的部位所受水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m=8000Pa;
(2)该河流冰面所能承受的最大压力为:
F=p大S=2×104Pa×0.04m2=800N,
因为F>G,所以救援人员双脚站立在冰面上安全。
答:(1)男子浸没在水下0.8m的部位所受水的压强是8000Pa;
(3) 救援人员双脚站立在冰面上安全。
7、高压锅是生活中一种密闭的加热容器。锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。如图所示,某高压锅锅体的内底面积为S,侧壁竖直,出气孔横截面积为S0,限压阀质量为m0,限压阀顶部面积为S1(已知大气压强p0)
(1)写出液体沸点与气压的关系;
(2)求使用高压锅时锅内气体的最大压强;
(3)为保证使用安全,不可随意增加限压阀的质量。如果限压阀的质量增加m,请计算锅体与锅盖咬合处锅体对锅盖的最大作用力增大多少。
【答案】(1)液体表面气压越大,液体的沸点越高;
(2)使用高压锅时锅内气体的最大压强p=p0+;
(3)锅体对锅盖最大压力的增加量ΔF′=(﹣1)mg。
【解析】解:
(1)液体的沸点与大气压的关系:液体的沸点随着表面气压的增大而升高,随气压减小而降低。
(2)已知大气压强p0,出气孔横截面积为S0,限压阀质量为m0,
则限压阀重力G=m0g,
当限压阀刚要被顶起时,受力平衡,锅内气体最大压强
p=p0+,
(3)由公式F=pS可知,压力的变化量就等于压强的变化量与受力面积的乘积,
压强的变化量Δp=,
实际锅盖的受力面积为:S﹣S0,
代入以下公式得:锅内气体对锅盖最大压力的增加量
ΔF=Δp(S﹣S0)=(S﹣S0)=mg﹣mg
锅体对锅盖的最大作用力增加量为ΔF′=ΔF=mg﹣mg=(﹣1)mg
故答案为:
(1)液体表面气压越大,液体的沸点越高;
(2)使用高压锅时锅内气体的最大压强p=p0+;
(3)锅体对锅盖最大压力的增加量ΔF′=(﹣1)mg。
1 / 14
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$