内容正文:
易错专练10:压强
易错点一:不能正确理解固体的压强。
典例1:如图所示,在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱,对桌面的压强大小判断正确的是( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
针对训练1:如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p1、p2的大小关系是( )
A.p1大于p2 B.p1小于p2 C.p1等于p2 D.无法判断
易错点二:将受力面积的大小弄错,误认为物体的底面积就是受力面积。
典例2:一密度为ρ的钢制轴承,由粗细不同的两部分圆柱体构成,粗细圆柱体的高度均为2h,如图甲所示放置时,轴承对水平面的压强为3ρgh,图乙所示放置时,轴承对水平面的压强为( )
A.4ρgh B.5ρgh C.6ρgh D.8ρgh
针对训练2:如图所示,一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边缘相齐,在其右端施加一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在木板A移动过程中,木板A对桌面的压强________,木板A对桌面的压力________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
易错点三:误认为液体对容器底的压力等于液体重力,而忽略容器的形状。
典例3:如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6cm,则水对容器底的压强为________Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将________,容器对水平桌面的压强将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
针对训练3:如图某个密封容器装满水放置在水平桌面上。由甲图倒置到乙图后,关于容器对桌面的压强p1与液体对容器底部压强p2的变化,下列说法正确的是( )
A.p1减小、p2增大 B.p1增大、p2不变
C.p1、p2都增大 D.p1、p2都减小
易错点四:将固体压强和液体压强混淆,乱套公式。
典例4:如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,装有10cm深的水。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.9kg。已知g=10N/kg,下列结论错误的是( )
A.水对杯底的压强为1000Pa B.水和杯对桌面的压力为9N
C.杯内水的重力小于5N D.杯子对桌面的压强为1500Pa
针对训练4:如图,港珠澳大桥正式通车,大桥的海底隧道位于40米深的海水下,海水在此深度处产生的压强为________Pa,大桥的桥墩所受的浮力为________N.若汽车自重为G1,车内人和物体的总重为G2,车轮与桥面接触的总面积为S,当车在水平桥面行驶时,汽车对桥面的压强________。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
易错点五:将水银气压计和自制的水气压计用法弄混。
典例5:如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内的水沿玻璃管上升到瓶口以上。小同把一个上述装置由山脚搬到山顶以后,玻璃管中的水面(相对玻璃管)将________,说明山顶上的大气压强________山脚的大气压强。如果对着玻璃管的上口水平吹气,玻璃管中水面将________。
针对训练5:如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。现将此装置从一楼拿到四楼(对瓶子采取了保温措施),下列说法中不正确的是( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.细玻璃管内水柱高度增大,说明大气压升高了
C.细玻璃管内水柱高度越大,瓶内外的气体压强差越大
D.细玻璃管上画的压强刻度值从下至上逐渐变小
易错点六:不理解流体压强规律。
典例6:如图所示装置,蓄水槽与一根粗细不均匀的管道相连,在管道的不同部位分别装有底部连通的竖直管A、B,管道的另一端是一个阀门。若在蓄水槽中装入一定量的水,则下列说法正确的是( )
A.当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度不相同
B.当阀门打开水流动时,B管底部水流的速度比A管底部大一些
C.当阀门打开水流动时,A、B管底部水流的速度相同
D.当阀门打开水流动时,A管中水柱比B管中水柱要低一些
针对训练6:(1)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度_______b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度_______b管液面高度。(大于/小于/等于)
(2)弹簧测力计在空气中称得一石块重为1N,将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为0.6N,则石块受到的浮力为_______N,石块的体积为_______m3。
(3)一张硬纸片就可以托起一整杯水,若杯口朝向其他方向,如图所示,则硬纸片_______(会/不会)掉下,这说明_______。
探究压力的作用效果与什么因素有关
1.教材实验原理图
2.实验结论
压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。
受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。
3.实验拓展
(1)拓展:本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)拓展:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
(3)拓展:实验选用海绵而不用木块的原因。
典例7:在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,某同学作了如图所示的三个实验:
(1)通过观察三次实验时泡沫塑料被压下程度,显示压力作用的效果;
(2)比较_______与a两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较_______与两图实验,说明压力相同,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)该实验说明了:压力的作用效果不仅与_______有关,也与_______有关。
探究液体内部压强规律
1.教材实验原理图
2.实验结论
⑴液体内部向各个方向都有压强;
⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶液体的压强随深度的增加而增大;
⑷在同一深度,液体的密度越大压强越大。
3.实验拓展
(1)拓展:影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法是控制变量法;
(2拓展:液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的。
(3拓展:U型管液面不平的调整;装置气密性的检查;判断压强大小的方法。
典例8:在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,使用微小压强计来测量液体压强的大小。
(1)微小压强计组装前,U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)图甲所示,是实验前组装好的微小压强计。为了顺利完成实验,应该调节的方法是________。(选填“A”或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)调节好微小压强计后,将探头分别放入水中如图乙、丙所示深度,由此可以得到的初步结论是________。
探究流体压强与流速的关系实验
1.教材实验原理图
2.实验结论
有气体和液体中,流速越大的位置压强越小;流速越小的位置压强越大。
3.实验拓展
(1)拓展:在温度不变的情况下,一定质量的气体,体积减小时它的压强变大。
典例9:国产大飞机的问世打破了国外在大飞机领域的技术垄断。航模爱好者小丘查阅资料时发现大飞机起飞时,机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有关(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)。为研究这个问题,她首先用泡沫塑料等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,接着按图所示,把圆柱形空心笔杆穿过机翼模型并固定在“机翼”上,将一根光滑金属杆从笔杆中穿过并将其上下固定,确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向上移动,再将“机翼”挂在弹簧测力计的下方,并用鼓风机保持一定风速对着“机翼”水平向右吹风。最后又对此装置多次调整并实验,读取吹风前后测力计的示数差如下表。请你解答下列问题:
(1)本实验是利用吹风前后________反映“机翼”获得升力的大小;
(2)分析表中数据可知:当其它条件一定时,机翼面积越大,获得的升力________;
(3)小红认为大飞机机翼仰角越大越有利于起飞,这种说法是否可靠?________你判断的依据是________。
275
395
566
0°(水平)
0.3
0.5
0.9
较小
0.5
0.6
1.1
较大
0.6
0.7
1.2
最大
0.4
0.6
0.8
强化训练:
一.选择题(共19小题)
1.关于压强,下列说法正确的是( )
A.压力越大,产生的压强越大
B.压强大的,受力面积一定小
C.单位压力作用的面积越大,压强就越大
D.压强大,指的是单位面积上受到的压力大
2.下列压强大小最接近1Pa的是( )
A.人站立时对水平地面的压强
B.一张图画纸平放时对水平桌面的压强
C.打针时注射器针尖对皮肤的压强
D.推土机推土时履带对水平地面的压强
3.关于压强下列说法不正确的是( )
A.压强是表示压力作用效果的物理量
B.压强等于物体单位面积上受到的压力
C.受力面积相同,重力越大压强越大
D.压力越大、受力面积越小,压力作用效果越明显
4.如图是某品牌智能手机在A4纸上的照片,该手机大约为3只鸡蛋重,则对水平纸面的压强约为( )
A.12000Pa B.1200Pa C.120Pa D.12Pa
5.放在水平地面上的砖,若沿如图所示中的虚线截为相同两块后,再重叠在一起,则前后两次( )
A.对地面的压强之比为1:2 B.对地面的压强之比为1:1
C.对地面的压力之比为1:2 D.受地面的支持力之比为1:2
6.如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2。下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力 B.乙对甲的压力就是乙受到的重力
C.甲对海绵的压强大小为 D.乙对甲的压强大小为
7.如图所示,三个底面积相同,形状不同的甲、乙、丙容器,放在水平桌面上,分别装入a、b、c三种液体,它们的液面在同一水平面上,已知三个容器中的液体对容器底面的压强相等,则液体密度最大的是( )
A.a B.b C.c D.一样大
8.有一个装满水的柱形容器,已知容器中水的重力为10牛,现在容器中放入一个重为4牛的物体,溢出水的重力为1牛。则此时水对容器底的压力为( )
A.9牛 B.13牛 C.10牛 D.3牛
9.如图,甲、乙、丙三个质量和底面积均相同的容器,若容器中分别装入等高度的酒精、水和硫酸(液体均不溢出,ρ酒精<ρ水<ρ硫酸),三个容器底部都受到液体的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
10.底面积不同的薄壁圆柱形容器内分别盛有液体甲和乙,如图所示,此时甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强。将完全相同的金属球浸没在两容器液体中,两容器均无液体溢出,则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
B.甲液体的质量一定大于乙液体的质量
C.甲液体对容器底部的压强一定大于乙液体对容器底部的压强
D.甲液体对容器底部的压强一定小于乙液体对容器底部的压强
11.如图,A点受到的液体压强为2352Pa,则该液体的密度为( )
A.0.8×103kg/m3 B.0.48×103kg/m3
C.1.2×103kg/m3 D.1×103kg/m3
12.把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片堵住管口(塑料片重力不计),放入水中,塑料片恰好在深度为16cm处的水中,然后向管内缓缓倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度至少是( )
A.8cm B.16cm C.18cm D.20cm
13.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.若把水银换用水做实验,则大气压能支撑的水柱高度会更小
C.若改变玻璃管的倾斜程度,水银柱的高度将不变
D.若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
14.小丽同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.玻璃管上部“真空”区域的压强为0
C.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将变大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会减小
15.如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中不正确的是( )
A.在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的竖直高度差不变化
B.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
C.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
D.自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,说明大气压降低了
16.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示,根据实验现象下列判断错误的是( )
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差c/m
5
5.3
5.7
6
6.3
A.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
B.水柱高度h增大,说明大气压降低了
C.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
D.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
17.如图所示,向两个杯子中间吹气,关于杯中的乒乓球,下列说法正确的是( )
A.向上运动 B.向左运动
C.向右运动 D.保持原来位置不动
18.如图所示是一款新型无叶电风扇,与传统风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点,它工作时,电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩进入环形空腔,再从环形空腔上的细缝中高速吹出,导致周围更多的空气从另一侧流入出风口,风量被显著增大。下列有关说法正确的是( )
A.从细缝中吹出的空气质量大于下面进风口吸入的空气质量
B.该新型无叶风扇里面的电动机工作时是将机械能转化为电能
C.人吹电风扇会感觉凉快,是因为使用电风扇降低了室内的温度
D.空腔周围的空气流入出风口是因为出风口空气流速大,压强小
19.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大 B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中吸管外的水面上气体的压强变大 D.烧杯中吸管外的水面上气体的压强变小
二.填空题(共10小题)
20.如图所示,小童将薄纸片置于下唇底部,沿着纸片的上表面吹气,纸片升起,吹气过程中,空气对纸片上表面的压力 下表面的压力 (选填“>”、“=”或“<”),这个实验证明了气体压强与流速的关系是: 。
21.如图所示,小海同学用“T”形管对着“U”形管吹气,如图所示,将会看到 (选填“左”或“右”)管液面较高,原因是流速越快的位置,压强越 。
22.在如图所示的自制气压计中,从管子上端吹入少量气体是使瓶内气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,若小七拎着该气压计从龟山电视塔来到长江大桥上,则瓶内液面会 (选填“变高”或“变低”),此时瓶底受到的液体压强会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
23.一根有刻度的细玻璃管两端开口,通过橡皮塞插入装有红色溶液的玻璃瓶,从管口向瓶内吹入少量气体后,制成一个简易压计,如甲图所示。细玻璃管内的液柱是由于瓶内的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大气压而形成的。把气压计从山下拿到山上,细玻璃管内的液柱对瓶底的压强会 ,(选填“增大”“减小”或“不变”)。若在瓶中装满液体,如乙图所示,用力捏玻璃瓶,会看到细玻璃管内的液柱会上升,这是因为力可以 。
24.在西南印度洋进行大洋考察的“深海勇士”号潜水器从水面下潜到1000米深处的过程中,它受到的海水压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。在1000米深处海水产生的压强约为 帕,在此深度时海水对潜水器每0.5米2的外表面产生的压力约为 牛,ρ海=1.03×103kg/m3,g取10N/kg。
25.如图所示,质量为20g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有80g水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30cm,则水对容器底部的压强为 Pa,容器对水平桌面的压强为 Pa。
26.被誉为“现代世界七大奇迹之一”的港珠澳大桥正式通车,中国工程师在海面下40m的海床上铺设沉管,此处受到海水的压强为 Pa,在一节面积为7000m2的沉管受到的海水压力为 N。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
27.我国“探索一号”科考船已经顺利完成马里亚纳海沟深渊科考任务并成功返回港口。此次科考中,由中国自主研发的“海斗一号”全海深潜水器在马里亚纳海沟实现4次万米下潜,最大下潜深度10907m,刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录,根据液体压强与深度的关系,在海洋中深度每下潜10m,海水产生的压强约增大1个标准大气压,由此可知,“海斗一号”下潜至深度10907m时,其表面承受海水的压强达 个标准大气压,它表面每平方厘米(约一个指甲的面积)上受到海水的压力约 N。
28.质量为45kg的小明同学是一位武术爱好者,他用如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压强比行走时 (填“大”或“小”);若两脚与地面的总接触面积为300cm2,则此时他对地面的压强为 Pa(g=10N/kg)。
29.如图所示,重为100N的物体平放在水平地面,与地面接触面积为200cm2,则物体对地面的压强为 Pa,接着将物体立放,则物体对对水平面的压强 。(选填“变小”、“变大”或“不变”)
三.实验探究题(共3小题)
30.为了探究“压力的作用效果与受力面积和压力大小是否有关”,小刚找了这些器材:规格相同的两块海绵和相同的三本字典。设计了如下实验:
①实验中,小刚是根据 来比较压力的作用效果;
②通过实验图b、c,可以得出结论: ;
③通过观察比较图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
④如图b中字典对海绵的压强是pb,如图e中字典对桌面的压强是pe,则pb pe(选填“大于”“等于”或“小于”)。
31.小芳在探究“影响液体内部压强大小的因素”的过程中,
(1)实验时要比较探头所受液体压强的大小,主要是观察: 。
(2)开始时小芳用U形管压强计探究液体内部压强的规律时,发现按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处于同一水平线,出现这一现象的原因可能是: 。
(3)小芳后来选用了另一个能正常使用的压强计进行实验,实验的情形如图所示:
①比较图A、B、C三次实验,你得出的结论是:同一 越大,液体压强越大。
②若要探究液体压强与液体密度的关系,则要选择图 这两个图进行比较,通过比较你得出的结论是: 。
32.小建老师在一次放学途中看到如图1所示的场景:一位同学撑一把雨伞行走在雨中,一阵大风吹来,伞面被“吸”起,发生形变。
【实验猜想】猜想:伞面受力大小可能与空气的 有关。
【设计实验与进行实验】小建老师自制了一个上凸下平的模型,将其固定在托盘测力计上;如图2所示。在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。
【收集数据】
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数(N)
18
16
10
【分析论证】模型上方空气流速快,压强小,模型受到向 的升力;空气流速越 ,这个力越 。
【拓展应用】
(1)如图3所示,小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平,当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,请回答:
①小汽车在水平方向上受到的阻力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)它的牵引力;
②小汽车对地面的压力 车的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,技术员设计了以下几种方案。如图4所示,黑色部分为墙面凸出部分,为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 。
四.计算题(共2小题)
33.由我国自主研制的“大国重器”﹣﹣“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟。在此次深潜过程中,“奋斗者”号突破万米海深,潜入全球最深海城。(设海水密度为1.0×103千克/米3,且不随深度发生变化)
①“奋斗者”号全海深载人潜水器排开海水的体积约为50米3,求潜水器下潜过程中所受的浮力F浮大小?
②“奋斗者”号全海深载人潜水器下潜到10000米时所受的压强p大小?
34.根据《电动自行车安全技术规范》,交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图所示,是小明家新购买的电动自行车,整车质量为40kg。小明的爸爸在上班途中,以20km/h的速度在水平路面上匀速骑了18km。已知车轮与地面的总接触面积为200cm2,小明爸爸的质量是60kg,g取10N/kg。求:
(1)匀速骑行18km的过程中所用时间是多少小时?
(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是多少帕?
五.综合能力题(共1小题)
35.阅读短文,回答问题:
有砟轨道与无砟轨道
有砟轨道,指路轨下铺设道砟(也就是石子)作为基础,如传统铁路,它的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟(如图甲)。无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上(如图乙)。相对有砟轨道,无砟轨道更为平顺,有利于提高列车运行的平稳性,且高速列车通过时不会出现道砟粉化乃至飞溅(小石子被列车高速通过时产生的气流卷起,可能造成危害)的问题,有利于提高列车运行的安全性,从而允许更高的运行速度,此外后期的养护成本也较低。当然无砟轨道也有一些缺点:建设成本较高,技术要求较高,而且建成之后比较难以进行调整。如图丙,高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,速度可达350km/h。
(1)列车设计为子弹头型,目的是 ,列车运行速度越大,受到的阻力 (选填:“越大”“越小”或“不变”)。
(2)列车在匀速行驶时,窗外的气压将 (选填:“变大”、“变小”或“不变”),若窗外的气压是0.9×105Pa,则面积为2m2的玻璃窗的内侧与外侧的压力差约是 。
(3)传统铁路的道砟和枕木的作用是 。
①增大受力面积,防止铁轨因压力太大而下陷到泥上里;②可以减少噪声和列车振动;③可以减少维护、降低粉尘;④可以吸热、增加透水性。
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
(4)乘客在站台候车时,站在离轨道一定距离的地方才能确保人身安全,原因是:高速列车驶过时, ,人外侧的大气压会把人推向火车。
一.选择题(共18小题)
1.关于压强公式P=的说法中不正确的是( )
A.受力面积一定时,压强与压力成正比
B.压力一定时,压强与受力面积成反比
C.压力的方向总是垂直于受力面,并指向被压的物体
D.压强的单位换算:1Pa=1N•m2
2.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p=理解正确的是( )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
3.统计结果显示,一般身材的人身高与脚印大小有一定的关系。下列关于刑侦人员为估计涉案人员高矮和体重的做法中,正确的是( )
A.获得脚印的大小,可以估计涉案人员的体重
B.获得在松软地面上脚印的深浅,可以估计涉案人员的高矮
C.获得地板上脚印的大小,可以估计涉案人员的高矮和体重
D.获得在松软地面上脚印的大小和深浅,可以估计涉案人员的高矮和体重
4.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是LA:LB=2:1,重力之比为GA:GB=3;2,则A对地面的压强与B对地面的压强之比为( )
A.3:8 B.3:1 C.2:3 D.3:4
5.一名普通中学生双脚站立时,对地面的压强约为( )
A.20 Pa B.2×102Pa C.104Pa D.2×106Pa
6.如图所示,图钉钉尖的面积是1mm2,图钉钉帽的面积是1cm2,墙壁表面能承受的最大压强是4×106Pa.要把图钉的钉尖挤入墙壁,手指对图钉钉帽的最小压力为( )
A.0.4N B.4N C.40N D.400N
7.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,装有10cm深的水。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.9kg。已知g=10N/kg,下列结论错误的是( )
A.水对杯底的压强为1000Pa B.水和杯对桌面的压力为9N
C.杯内水的重力小于5N D.杯子对桌面的压强为1500Pa
8.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,水对容器底的压力为F甲,对桌面的压强为p甲;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水对容器底的压力为F乙,对桌面的压强为p乙,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.无法确定
9.如图所示,容器下部横截面积为S2上部横截面积S1的3倍,当由管口注入重为20N的某种液体时,上部液体与容器的下部等高,则液体对容器底部的压力为( )
A.20N B.25N C.30N D.15N
10.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,底面积之比S甲:S乙=6:5,对水平地面的压强之比p甲:p乙=2:3,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的质量之比是4:5
B.甲、乙的高度之比是8:15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余部分对地面的压强不可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
11.如图是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在水平桌面上中央,已知锥形瓶的质量为m1、底面积为S;当往锥形瓶中倒入质量为m2的液体后,下列说法正确的是( )
A.锥形瓶所受的重力与水平桌面对锥形瓶的支持力是一对平衡力
B.液体对容器底的压强为
C.锥形瓶对水平桌面的压强为
D.液体对瓶底的压力与桌子对瓶底的支持力是一对平衡力
12.如图所示,盛有水的薄壁杯子静止在水平桌面上,杯子重1N,高10cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg下列选项中正确的是( )
A.水对杯底的压强为800Pa B.水对杯底的压力为1.8N
C.水杯对桌面的压强为1050Pa D.水杯对桌面的压力为3.2N
13.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管上升到p点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法不正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银gh1
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压ρ水gh3
D.同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大
14.如图所示托里拆利实验中,若将玻璃管竖直向上提起一些(未离开汞面)时( )
A.大气压的值变大 B.大气压的值变小
C.管内液柱的高度不变 D.管内液柱的高度变小
15.如图所示,是测定大气压值的实验装置,此时管内外水银面高度差是760mm,下列描述正确的是( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱高度差保持不变
B.如果不小心管顶破了一个洞,管中的水银将从上面喷出
C.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
D.如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将大于760mm
16.两艘并排前进的船,在航行时常会在内、外水流压力差的作用下不由自主地靠在一起,关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.两船外侧水流较缓,压强较大 B.两船外侧水流较急,压强较小
C.两船内侧水流较缓,压强较小 D.两船内侧水流较急,压强较大
17.如图所示,取两个玻璃杯,将乒乓球放入左边杯子中。将两个玻璃杯口对口地放在同一水平面上,杯口之间距离大约为1cm。双手扶稳杯子,对准两个杯口中间用力吹气,则( )
A.会观察到乒乓球向左杯的杯口处运动 B.会观察到乒乓球向左杯的杯底处运动
C.杯口处气体压强等于左杯底处气体压强 D.杯口处气体压强等于右杯底处气体压强
18.如图所示,打乒乓球时经常会拉出“弧圈球”,其在空中的运动轨迹如图所示,开球时,球对球拍的力为F1、球拍对球的力为F2,最后球落到了地上静止,下列说法中不正确的是( )
A.F1和F2这两个力是相互作用力
B.从M运动到N的过程中,球受到的力相互不平衡
C.在地面静止时,球对地面的压力和地面对球的支持力相互平衡
D.“弧圈球”是利用了流体压强与流速的关系
二.填空题(共12小题)
19.如图所示,“鲲龙”AG600在陆上、水上成功首飞。当AG600从水面加速起飞过程中,机翼上表面空气流速大,向下的压强 ,从而产生了升力,该过程中飞机处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
20.如图所示,当车辆在高速行驶时,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强 车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外。与此同时高速行驶中车辆对地面的压力 重力。(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。汽车座椅上的头枕可以减少汽车在突然 (选填“刹车”或者“被追尾”)时对人体的伤害。车内使用的太阳能胎压监测装置上的太阳能电池板,是将太阳能直接转化为 能。
21.如图所示是小娟自制的一个简易气压计,用它来研究大气压与高度的关系。自制的气压计在用塞子封闭后,应向瓶内 ,其目的是 ,使水沿着玻璃管上升到瓶口以上。拿着它从楼下到楼上,可以观察到玻璃管内水柱高度的变化。小娟将气压计从楼的1层带到5层的过程中,观察并记录管内与瓶内水面的高度差如下表。
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
小娟所探究问题的自变量是: 。由表中数据可得:楼层越高,管内与瓶内水面高度差越 (选填“大”或“小”)。由此可知:高度越高,瓶外大气的压强越 (选填“大”或“小”)。
22.意大利科学家 首先测定了大气压强的数值,1个标准大气压为 Pa。
小明自制了一个如图所示的气压计,他托着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次管内水面与瓶口的高度差,同学小华将数据记录成如下表格
楼层
1
2
3
4
5
6
7
高度差(cm)
5.2
5.5
5.8
6.1
6.4
6.7
7.0
(1)根据表中数据可以推测出:在一楼至七楼的过程中,随距地面的高度增大,大气压将 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)请分析该气压计的工作原理:瓶内封闭气体的压强等于 与管内外液柱高度差产生的压强之 (选填“和”、“差”或“积”)。
(3)从一楼到七楼的过程中,水对瓶底的压强逐渐变 。
23.我国自行研发的“奋斗者”号深潜器成功坐底万米深的马里亚纳海沟。当它下潜到水面下200米时,此处海水的压强为 帕;在它继续向万米深处下潜时,它受到海水的压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);当它在马里亚纳海沟的某处坐底时,受到海水对它的压强为1×108帕,则在面积为1×10﹣2米2的外壳上所受海水的压力为 牛。(计算时,海水的密度用纯水的密度替代)
24.如图所示,在水平桌面上放置一盛水的容器,容器内水面到容器底部的距离为0.15米,A、B、C为容器中三点,已知AB两点位于同一水平面,A点距容器底部的竖直距离为0.05米,A点受到水的压强为pA为 帕,比较B、C两点的压强pb pc(选填“大于”、“等于”或“小于”)。将容器移到斜面上后,A、B、C三点受到水的压强最大的是点 (假设A、B、C均处于液体内部)。
25.如图所示,容器中装深度10cm,质量为60g的水,已知容器的质量为30g,底面积为5cm2,容器底部受到水的压力为 N,容器底部受到水的压强为 Pa,容器对水平桌面的压强是 Pa.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
26.如图所示,在质量不计的容器内,装有4.1kg的水,容器上横截面积为300cm2,底面积为200cm2,上下部分高度均为10cm,容器放在水平桌面上,此时水对容器底部的压强为 Pa.现将一个重力为9N,ρ木=0.5g/cm3的木块放入并全部压入水中(木块不触底也不碰壁),则水对容器底部的压力为 N。
27.如图所示,一个图钉帽的面积是1cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,手指对钉帽的压力是40N。则:手指对钉帽的压强为 Pa;图钉尖对墙的压强为 Pa。
28.徐浩南同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样,如图所示,他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2,高压锅正常工作时,其内部水蒸气的最大压强 Pa,此时锅内水的沸点 100℃(填“高于”或“等于”)。若锅盖面积为200cm2,
则它所能承受的压力至少 N才能保证安全。(设大气压p0=105Pa,g=10N/kg)
充电功率
≥10W
标称电压
3.8V
电池容量
4000mAh
29.有经验的人都知道,在泥泞的道路上空手行走比挑担子行走滑得厉害些,这是由于挑担子时人对地面的 增大,从而使 增大。
30.“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度变大,导致书本上表面压强 (选填“增大”或“减小”);用吸管“吸”饮料时,饮料是在 作用下被“吸”入口中的。
三.实验探究题(共3小题)
31.在探究影响压力作用效果的影响因素时,小红同学利用小桌、海绵和砝码(实验中砝码都相同)等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,这种研究方法称为 ;
(2)比较甲、乙两图,可以初步得出的结论是当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(4)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上如丁图所示,比较图丁与图丙,小桌对木板和海绵的压强 (选填“相同”或“不相同”)。
32.小丽为探究“液体内部压强的规律”,用如图所示的装置进行实验,实验数据如表所示。
序号
液体
深度h/mm
压强计
左液面/mm
右液面/mm
液面高度差/mm
1
水
30
186
214
28
2
水
60
171
229
58
3
水
90
158
242
84
4
盐水
90
154
246
92
(1)实验中通过观察 来判断液体压强的大小。
(2)分析表中序号为1、2、3的三组数据可得到的结论是:同种液体内部的压强随深度的增加而 ;比较表中序号为 的数据可得到的结论是:液体内部的压强还跟液体的密度有关。
(3)为了进一步研究液体的压强,小丽保持探头在水中的深度不变,只改变探头的朝向,比较液体内部压强的大小。她探究的问题是:液体内部的压强与 是否有关。
33.物理课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,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,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速 。(选填“大”或“小”)
(1)将三个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,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由于平稳流动的气体,流速大处压强 。由图象可知:图线③反映的是装置中 (选填“A”、“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况。
(2)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速 (选填“增大”或“减小”)。
(3)实验后同学们继续研究如图丙所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 b管液面高度(填“大于”,“小于”成“等于”),判断的依据是 ,再
打开B阀门,在水向外流的过程中,请你在如图丙的a管、b管中画出液面的大致高度。
四.计算题(共2小题)
34.如图所示,某大型油罐车空载时车身质量为11.2t,罐体容积为48m3(g=10N/kg)。
求:
(1)油罐车空载时对水平路面的压力;
(2)油罐车加满密度为0.85×103kg/m3的汽油,它对水平路面的压力。
35.如图所示,容积为5×10﹣3米3的圆底鱼缸放在水平桌面中央,容器内装有质量为2.5千克的水,水深为0.1米。求:
(1)水的体积V水;
(2)水对容器底部的压强p水;
(3)小王同学继续往鱼缸中倒入5牛的水后,他认为水对容器底部的压力增加量△F水为5牛。请你判断他的说法是否正确,并说明理由。
五.综合能力题(共1小题)
36.阅读短文,回答问题。
嫦娥四号探测器(图甲)搭载着“玉兔二号”月球车(图乙)成功降落月球南极,全人类首次实现月球背面软着陆。探测器着陆后进行了月球车和探测器“两器分离”,分离后在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍并传回地球。
月球车设计的相关参数如表:
设计质量m/kg
135
独立驱动的车轮个数n/个
6
长a/m
1.5
每个轮子与水平月面的接触面积S/cm2
100
宽b/m
1
月面的行驶速度v/(m/h)
200
高h/m
1.1
耐受温度范围
﹣180℃~150℃
月球车能源为太阳能,能够耐受月球表面真空、强辐射、极限温度等极端环境。由于月夜温度极低,电子设备无法正常工作,所以它将进入体眠状态,体眠期间由同位素温差发电保温,等到月昼来临,它将自主唤醒,进入工作状态。
(1)根据上述信息,请判断以下说法中正确的是
A.月球车安装6个车轮是为了减少对月面的压力
B.月球车在月球上惯性将变小
C.月球车的零件应该用热胀冷缩较明显的材料制成
D.月球车的车轮不能使用充气橡胶轮胎
(2)探测器接近月面时,在反推发动机和缓冲机构的保护下安全着陆预选区。为使探测器顺利软着陆,从月球表面观察到发动机点火后产生的高压气流应向 (选填“上方”、“下方”或“水平方向”)喷出。这是运用了力的作用是 的道理。
(3)在地球上重6N的物体在月球上重1N,则“玉兔二号”在月球上受到的重力为 N.(g取10N/kg)
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易错专练10:压强
易错点一:不能正确理解固体的压强。
典例1:如图所示,在水平桌面上放着三个实心铁制圆柱,对桌面的压强大小判断正确的是( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【错解】选A,理由:因为A的受力面积最小,压强最大。
【析错】对于质地均匀,上下横截面积相同的固体放在水平桌面上,对水平桌面的压强可以采用p=ρgh进行判断。物体放在水平桌面上对水平桌面的压强为:。
【正解】选B,理由三个铁制的实心圆柱体,质地均匀,上下横截面积相同,放在水平桌面上,对水平桌面的压强为:,密度相同,高度不相同,乙图高度最大,故三个圆柱体对水平桌面的压强乙最大。故选:B。
【答案】B
针对训练1:如图所示,实心均匀正方体放在水平桌面上,从虚线处将其沿竖直方向截成大小不同的甲、乙两块,则两块对水平桌面的压强p1、p2的大小关系是( )
A.p1大于p2 B.p1小于p2 C.p1等于p2 D.无法判断
【解析】实心均匀正方体放在水平桌面上,若把它竖直截成大小不等的两块,由于它们的高度h相等、密度相同,
根据压强公式可知,它们对水平桌面的压强相等,即p1等于p2,C正确,ABD错误.
故选:C。
【答案】B
易错点二:将受力面积的大小弄错,误认为物体的底面积就是受力面积。
典例2:一密度为ρ的钢制轴承,由粗细不同的两部分圆柱体构成,粗细圆柱体的高度均为2h,如图甲所示放置时,轴承对水平面的压强为3ρgh,图乙所示放置时,轴承对水平面的压强为( )
A.4ρgh B.5ρgh C.6ρgh D.8ρgh
【错解】B.理由:(1)如乙图所示放置时,物体的质量不变,重力不变,压力不变,因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以两种放置轴承对水平面的压力之比为1:1。
(2)设上下部分的面积分别为S1和S2,由可得,上下两部分的质量: m上=ρV上=ρS1h,m下=ρV下=ρS2h,因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以F=G上+G下=m上g+m下g=ρS1hg+ρS2hg,
,解得:,
再由两种放置轴承对水平面的压力相等, 可得乙图放置时对水平面的压强为5ρgh
【正解】设上下部分的横截面积分别为S1和S2,由可得,上下两部分的质量:
m上=ρV上=ρS1×2h,m下=ρV下=ρS2×2h,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,F=G上+G下=m上g+m下g=ρS1×2hg+ρS2×2hg,
则图甲中轴承对水平面的压强:,
解得:,
如乙图所示放置时,物体的质量不变,重力不变,压力不变,
此时对水平地面的压强:。
故选:C。
针对训练2:如图所示,一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,木板A右端与桌边缘相齐,在其右端施加一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边,在木板A移动过程中,木板A对桌面的压强________,木板A对桌面的压力________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【解析】因在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小,所以,由可知,A对桌面的压强不断增大;
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以在板A移动过程中,A对桌面的压力不变。
【答案】增大;不变。
易错点三:误认为液体对容器底的压力等于液体重力,而忽略容器的形状。
典例3:如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6cm,则水对容器底的压强为________Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将________,容器对水平桌面的压强将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【错解】1.0×104;变大;变大。理由:液体对容器底的压力等于液体重力,所以由F=G=mg求出其大小,再利用求出水对容器底部的压强。
【析错】
(1)知道容器内水面到容器底的距离,根据p=ρgh求出水对容器底的压强;
(2)把该容器倒放在该桌面上后,容器内水的深度变大,容器与水平桌面的接触面积变小,根据p=ρgh可知水对容器底压强的变化,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等可知容器对桌面的压力变化,根据可知容器对水平桌面压强的变化。
【正解】(1)水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×6×10-2m=588Pa;
(2)把该容器倒放在该桌面上后,容器内水的深度变大,容器与水平桌面的接触面积变小,
由p=ρgh可知,水对容器底部的压强变大;
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,容器对桌面的压力不变,
由可知,容器对水平桌面的压强变大。
故答案为:588;变大;变大。
针对训练3:如图某个密封容器装满水放置在水平桌面上。由甲图倒置到乙图后,关于容器对桌面的压强p1与液体对容器底部压强p2的变化,下列说法正确的是( )
A.p1减小、p2增大 B.p1增大、p2不变
C.p1、p2都增大 D.p1、p2都减小
【解析】由于甲上细下粗,容器中装满水;
(1)正放和倒放时,对水平桌面的压力相等,都等于水和容器总重,所以F1=F2;
由于受力面积变小,由可得,水平桌面受到的压强变大,p1增大;
(2)因为容器内装满水,将容器倒放,水的密度不变,深度h不变,由p=ρgh可得:p2不变。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【答案】B
易错点四:将固体压强和液体压强混淆,乱套公式。
典例4:如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,装有10cm深的水。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.9kg。已知g=10N/kg,下列结论错误的是( )
A.水对杯底的压强为1000Pa B.水和杯对桌面的压力为9N
C.杯内水的重力小于5N D.杯子对桌面的压强为1500Pa
【错解】B。理由:水和杯对桌面的压力小于9N。
【析错】(1)根据p=ρgh求出水对杯底的压强,再利用压强公式变形F=pS,即可求出水对杯底的压力;(2)由杯子装上水后的总质量为0.9kg,根据G=mg即可求出其重力,此时重力即为杯子对桌面的压力,根据压强公式求出杯子对桌面的压强。
【正解】A、10cm深的水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,A正确;
BD、杯子装上水后的总质量为0.9kg。
杯子对桌面的压力:
F=G=mg=0.9kg×10N/kg=9N,B正确;
杯子对桌面的压强为:;D正确;
C、水对杯底的压力:
F=pS′=1000Pa×50×10-4m2=5N;
而F=pS′=ρghS′=ρVg=m液g,
即水对容器底部的压力(5N)等于以容器底为底面积、以水的深度为高的圆柱形水柱的重力,如下所示:
杯内水的重力大于5N,C错误;
故选:C。
针对训练4:如图,港珠澳大桥正式通车,大桥的海底隧道位于40米深的海水下,海水在此深度处产生的压强为________Pa,大桥的桥墩所受的浮力为________N.若汽车自重为G1,车内人和物体的总重为G2,车轮与桥面接触的总面积为S,当车在水平桥面行驶时,汽车对桥面的压强________。(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
【解析】(1)40米深的海水产生的压强为:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×40m=4.12×105Pa。
(2)浮力产生的原因是物体受到液体给予的上下表面的压力差,而桥墩深陷入海底,其下表面不受水的压力,所以其所受的浮力为0N。
(3)汽车对桥面压强:。
【答案】4.12×105;0;。
易错点五:将水银气压计和自制的水气压计用法弄混。
典例5:如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内的水沿玻璃管上升到瓶口以上。小同把一个上述装置由山脚搬到山顶以后,玻璃管中的水面(相对玻璃管)将________,说明山顶上的大气压强________山脚的大气压强。如果对着玻璃管的上口水平吹气,玻璃管中水面将________。
【错解】下降;变小。理由:因为大气压降低,所以液柱都会降低。
【析错】在这个自制气压计中,想使水面上升到瓶口以上,必须靠瓶内那一部分气体的压强,瓶内气压大于外界大气压,水柱就上升,相反水柱就下降。而大气压随高度的变化是减小的。
【正解】将装置由山脚搬到山顶,海拔升高周围环境气压降低,使瓶内气压大于外界大气压,在压强差的作用下使玻璃管内水面上升;对着玻璃管的上口水平吹气,使管口空气流速增大压强减小,在压强差的作用下使玻璃管内水面上升。
故答案为:上升;小于;上升。
针对训练5:如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上。现将此装置从一楼拿到四楼(对瓶子采取了保温措施),下列说法中不正确的是( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.细玻璃管内水柱高度增大,说明大气压升高了
C.细玻璃管内水柱高度越大,瓶内外的气体压强差越大
D.细玻璃管上画的压强刻度值从下至上逐渐变小
【解析】A、从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,竖直玻璃管中的水位将上升,故A正确;
B、瓶内的气压高于瓶外大气压,细玻璃管中的液柱才会上升,因此水柱升高,说明瓶外大气压降低了,故B错误;
C、水柱高度h越大,说明瓶内外气体压强差越大,故C正确;
D、瓶内封闭气体压强P等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和,即p=p0+ρgh,瓶内气体压强不变,大气压随高度的增加而减小,所以玻璃管内水柱的高度在增大,因此玻璃管上画的压强刻度值从下至上逐渐变小,故D正确。
故选:B。
易错点六:不理解流体压强规律。
典例6:如图所示装置,蓄水槽与一根粗细不均匀的管道相连,在管道的不同部位分别装有底部连通的竖直管A、B,管道的另一端是一个阀门。若在蓄水槽中装入一定量的水,则下列说法正确的是( )
A.当阀门关闭,水处于静止状态时,A、B管中的水柱高度不相同
B.当阀门打开水流动时,B管底部水流的速度比A管底部大一些
C.当阀门打开水流动时,A、B管底部水流的速度相同
D.当阀门打开水流动时,A管中水柱比B管中水柱要低一些
【错解】A。理由:液体流经横截面积大小不同的位置,流速不同,能支持的液柱的高度相同。
【析错】(1)从连通器的定义和连通器的原理进行分析。(2)流体的流速越大,压强越小。
【正解】A、当阀门关闭,水处于静止状态时构成连通器,此时A、B管中的水柱高度相同,故A错误;
BCD、当阀门打开水流动时,底部横截面积越大,水流速越慢,A管底部水流的速度小于B管底部水流的速度,根据流体压强和流速的关系可知流体流速越大,压强越小,所以B处的压强小,水的高度低,故B正确、CD错误。
故选:B。
针对训练6:(1)某物理课外小组制作了如图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度_______b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度_______b管液面高度。(大于/小于/等于)
(2)弹簧测力计在空气中称得一石块重为1N,将石块完全浸入水中,弹簧测力计的示数为0.6N,则石块受到的浮力为_______N,石块的体积为_______m3。
(3)一张硬纸片就可以托起一整杯水,若杯口朝向其他方向,如图所示,则硬纸片_______(会/不会)掉下,这说明_______。
【解析】(1)打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管、b管、大烧杯组成了连通器,装有水,水静止时水面是相平的,即a管液面高度等于b管液面高度;
再打开B阀门,粗管和细管流量相同,细管的流速大压强小,支持的水柱低,粗管的流速小压强大,支持的水柱高,即a管液面高度大于b管液面高度;
(2)由称重法可得,石块受到的浮力F浮=G-F拉=1N-0.6N=0.4N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得,石块的体积:;
(3)如图杯口朝向其他方向时纸片也不会掉下,杯子里的水不会流出来,说明大气内部向各个方向都有压强。
【答案】(1)等于;大于;(2)0.4;4×10-5;(3)不会;大气内部向各个方向都有压强。
探究压力的作用效果与什么因素有关
1.教材实验原理图
2.实验结论
压力相同时,受力面积越小压力作用效果越明显。
受力面积相同时,压力越大压力作用效果越明显。
3.实验拓展
(1)拓展:本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)拓展:压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,
(3)拓展:实验选用海绵而不用木块的原因。
典例7:在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,某同学作了如图所示的三个实验:
(1)通过观察三次实验时泡沫塑料被压下程度,显示压力作用的效果;
(2)比较_______与a两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较_______与两图实验,说明压力相同,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)该实验说明了:压力的作用效果不仅与_______有关,也与_______有关。
【解析】(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的形变量(凹陷程度),显示压力作用的效果;
(2)由图a与c所示实验可知,两实验中受力面积相同为压力不同,泡沫塑料的形变量不同,这说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)由图a与b所示实验可知,物体间的压力相同为受力面积不同,泡沫塑料的形变量不同,压力作用效果不同,受力面积越小,压力作用效果越明显,这说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)该实验说明了:压力的作用效果与压力大小、受力面积大小有关。
【答案】(2)c;(3)a与b;(4)压力大小;受力面积大小。
探究液体内部压强规律
1.教材实验原理图
2.实验结论
⑴液体内部向各个方向都有压强;
⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶液体的压强随深度的增加而增大;
⑷在同一深度,液体的密度越大压强越大。
3.实验拓展
(1)拓展:影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法是控制变量法;
(2拓展:液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的。
(3拓展:U型管液面不平的调整;装置气密性的检查;判断压强大小的方法。
典例8:在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,使用微小压强计来测量液体压强的大小。
(1)微小压强计组装前,U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)图甲所示,是实验前组装好的微小压强计。为了顺利完成实验,应该调节的方法是________。(选填“A”或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)调节好微小压强计后,将探头分别放入水中如图乙、丙所示深度,由此可以得到的初步结论是________。
【解析】(1)这是测量液体压强的压强计;它的左端是密闭的,所以不是连通器;
(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,则B正确;
(3)比较乙图、丙图,在相同液体(水)中,金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
【答案】(1)不属于;(2)B;(3)在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
探究流体压强与流速的关系实验
1.教材实验原理图
2.实验结论
有气体和液体中,流速越大的位置压强越小;流速越小的位置压强越大。
3.实验拓展
(1)拓展:在温度不变的情况下,一定质量的气体,体积减小时它的压强变大。
典例9:国产大飞机的问世打破了国外在大飞机领域的技术垄断。航模爱好者小丘查阅资料时发现大飞机起飞时,机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积有关(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)。为研究这个问题,她首先用泡沫塑料等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的机翼模型,接着按图所示,把圆柱形空心笔杆穿过机翼模型并固定在“机翼”上,将一根光滑金属杆从笔杆中穿过并将其上下固定,确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向上移动,再将“机翼”挂在弹簧测力计的下方,并用鼓风机保持一定风速对着“机翼”水平向右吹风。最后又对此装置多次调整并实验,读取吹风前后测力计的示数差如下表。请你解答下列问题:
(1)本实验是利用吹风前后________反映“机翼”获得升力的大小;
(2)分析表中数据可知:当其它条件一定时,机翼面积越大,获得的升力________;
(3)小红认为大飞机机翼仰角越大越有利于起飞,这种说法是否可靠?________你判断的依据是________。
275
395
566
0°(水平)
0.3
0.5
0.9
较小
0.5
0.6
1.1
较大
0.6
0.7
1.2
最大
0.4
0.6
0.8
【解析】(1)在上述实验中,“机翼”获得升力的大小等于吹风前后弹簧测力计示数的变化量;
(2)由表中数据可知,当机翼的质量、形状、仰角和风速相同时,机翼面积越大,获得的升力越大;
(3)由表中数据可知,当其它条件一定时,随着机翼仰角的增大,获得的升力先增大后减小,所以小红认为大飞机机翼仰角越大越有利于起飞,这种说法是不可靠。
【答案】(1)弹簧测力计示数的变化量;(2)越大;(3)不可靠;当其它条件一定时,随着机翼仰角的增大,获得的升力先增大后减小。
强化训练:
一.选择题(共19小题)
1.关于压强,下列说法正确的是( )
A.压力越大,产生的压强越大
B.压强大的,受力面积一定小
C.单位压力作用的面积越大,压强就越大
D.压强大,指的是单位面积上受到的压力大
2.下列压强大小最接近1Pa的是( )
A.人站立时对水平地面的压强
B.一张图画纸平放时对水平桌面的压强
C.打针时注射器针尖对皮肤的压强
D.推土机推土时履带对水平地面的压强
3.关于压强下列说法不正确的是( )
A.压强是表示压力作用效果的物理量
B.压强等于物体单位面积上受到的压力
C.受力面积相同,重力越大压强越大
D.压力越大、受力面积越小,压力作用效果越明显
4.如图是某品牌智能手机在A4纸上的照片,该手机大约为3只鸡蛋重,则对水平纸面的压强约为( )
A.12000Pa B.1200Pa C.120Pa D.12Pa
5.放在水平地面上的砖,若沿如图所示中的虚线截为相同两块后,再重叠在一起,则前后两次( )
A.对地面的压强之比为1:2 B.对地面的压强之比为1:1
C.对地面的压力之比为1:2 D.受地面的支持力之比为1:2
6.如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2。下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力 B.乙对甲的压力就是乙受到的重力
C.甲对海绵的压强大小为 D.乙对甲的压强大小为
7.如图所示,三个底面积相同,形状不同的甲、乙、丙容器,放在水平桌面上,分别装入a、b、c三种液体,它们的液面在同一水平面上,已知三个容器中的液体对容器底面的压强相等,则液体密度最大的是( )
A.a B.b C.c D.一样大
8.有一个装满水的柱形容器,已知容器中水的重力为10牛,现在容器中放入一个重为4牛的物体,溢出水的重力为1牛。则此时水对容器底的压力为( )
A.9牛 B.13牛 C.10牛 D.3牛
9.如图,甲、乙、丙三个质量和底面积均相同的容器,若容器中分别装入等高度的酒精、水和硫酸(液体均不溢出,ρ酒精<ρ水<ρ硫酸),三个容器底部都受到液体的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
10.底面积不同的薄壁圆柱形容器内分别盛有液体甲和乙,如图所示,此时甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强。将完全相同的金属球浸没在两容器液体中,两容器均无液体溢出,则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
B.甲液体的质量一定大于乙液体的质量
C.甲液体对容器底部的压强一定大于乙液体对容器底部的压强
D.甲液体对容器底部的压强一定小于乙液体对容器底部的压强
11.如图,A点受到的液体压强为2352Pa,则该液体的密度为( )
A.0.8×103kg/m3 B.0.48×103kg/m3
C.1.2×103kg/m3 D.1×103kg/m3
12.把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片堵住管口(塑料片重力不计),放入水中,塑料片恰好在深度为16cm处的水中,然后向管内缓缓倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度至少是( )
A.8cm B.16cm C.18cm D.20cm
13.托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.若把水银换用水做实验,则大气压能支撑的水柱高度会更小
C.若改变玻璃管的倾斜程度,水银柱的高度将不变
D.若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
14.小丽同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.玻璃管上部“真空”区域的压强为0
C.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将变大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会减小
15.如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中不正确的是( )
A.在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的竖直高度差不变化
B.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
C.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
D.自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,说明大气压降低了
16.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,如下表所示,根据实验现象下列判断错误的是( )
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差c/m
5
5.3
5.7
6
6.3
A.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
B.水柱高度h增大,说明大气压降低了
C.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
D.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
17.如图所示,向两个杯子中间吹气,关于杯中的乒乓球,下列说法正确的是( )
A.向上运动 B.向左运动
C.向右运动 D.保持原来位置不动
18.如图所示是一款新型无叶电风扇,与传统风扇相比具有易清洁、气流稳、安全等特点,它工作时,电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩进入环形空腔,再从环形空腔上的细缝中高速吹出,导致周围更多的空气从另一侧流入出风口,风量被显著增大。下列有关说法正确的是( )
A.从细缝中吹出的空气质量大于下面进风口吸入的空气质量
B.该新型无叶风扇里面的电动机工作时是将机械能转化为电能
C.人吹电风扇会感觉凉快,是因为使用电风扇降低了室内的温度
D.空腔周围的空气流入出风口是因为出风口空气流速大,压强小
19.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大 B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中吸管外的水面上气体的压强变大 D.烧杯中吸管外的水面上气体的压强变小
二.填空题(共10小题)
20.如图所示,小童将薄纸片置于下唇底部,沿着纸片的上表面吹气,纸片升起,吹气过程中,空气对纸片上表面的压力 下表面的压力 (选填“>”、“=”或“<”),这个实验证明了气体压强与流速的关系是: 。
21.如图所示,小海同学用“T”形管对着“U”形管吹气,如图所示,将会看到 (选填“左”或“右”)管液面较高,原因是流速越快的位置,压强越 。
22.在如图所示的自制气压计中,从管子上端吹入少量气体是使瓶内气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压,若小七拎着该气压计从龟山电视塔来到长江大桥上,则瓶内液面会 (选填“变高”或“变低”),此时瓶底受到的液体压强会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
23.一根有刻度的细玻璃管两端开口,通过橡皮塞插入装有红色溶液的玻璃瓶,从管口向瓶内吹入少量气体后,制成一个简易压计,如甲图所示。细玻璃管内的液柱是由于瓶内的气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大气压而形成的。把气压计从山下拿到山上,细玻璃管内的液柱对瓶底的压强会 ,(选填“增大”“减小”或“不变”)。若在瓶中装满液体,如乙图所示,用力捏玻璃瓶,会看到细玻璃管内的液柱会上升,这是因为力可以 。
24.在西南印度洋进行大洋考察的“深海勇士”号潜水器从水面下潜到1000米深处的过程中,它受到的海水压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。在1000米深处海水产生的压强约为 帕,在此深度时海水对潜水器每0.5米2的外表面产生的压力约为 牛,ρ海=1.03×103kg/m3,g取10N/kg。
25.如图所示,质量为20g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有80g水,将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30cm,则水对容器底部的压强为 Pa,容器对水平桌面的压强为 Pa。
26.被誉为“现代世界七大奇迹之一”的港珠澳大桥正式通车,中国工程师在海面下40m的海床上铺设沉管,此处受到海水的压强为 Pa,在一节面积为7000m2的沉管受到的海水压力为 N。(g取10N/kg,海水密度取1.0×103kg/m3)
27.我国“探索一号”科考船已经顺利完成马里亚纳海沟深渊科考任务并成功返回港口。此次科考中,由中国自主研发的“海斗一号”全海深潜水器在马里亚纳海沟实现4次万米下潜,最大下潜深度10907m,刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录,根据液体压强与深度的关系,在海洋中深度每下潜10m,海水产生的压强约增大1个标准大气压,由此可知,“海斗一号”下潜至深度10907m时,其表面承受海水的压强达 个标准大气压,它表面每平方厘米(约一个指甲的面积)上受到海水的压力约 N。
28.质量为45kg的小明同学是一位武术爱好者,他用如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压强比行走时 (填“大”或“小”);若两脚与地面的总接触面积为300cm2,则此时他对地面的压强为 Pa(g=10N/kg)。
29.如图所示,重为100N的物体平放在水平地面,与地面接触面积为200cm2,则物体对地面的压强为 Pa,接着将物体立放,则物体对对水平面的压强 。(选填“变小”、“变大”或“不变”)
三.实验探究题(共3小题)
30.为了探究“压力的作用效果与受力面积和压力大小是否有关”,小刚找了这些器材:规格相同的两块海绵和相同的三本字典。设计了如下实验:
①实验中,小刚是根据 来比较压力的作用效果;
②通过实验图b、c,可以得出结论: ;
③通过观察比较图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
④如图b中字典对海绵的压强是pb,如图e中字典对桌面的压强是pe,则pb pe(选填“大于”“等于”或“小于”)。
31.小芳在探究“影响液体内部压强大小的因素”的过程中,
(1)实验时要比较探头所受液体压强的大小,主要是观察: 。
(2)开始时小芳用U形管压强计探究液体内部压强的规律时,发现按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处于同一水平线,出现这一现象的原因可能是: 。
(3)小芳后来选用了另一个能正常使用的压强计进行实验,实验的情形如图所示:
①比较图A、B、C三次实验,你得出的结论是:同一 越大,液体压强越大。
②若要探究液体压强与液体密度的关系,则要选择图 这两个图进行比较,通过比较你得出的结论是: 。
32.小建老师在一次放学途中看到如图1所示的场景:一位同学撑一把雨伞行走在雨中,一阵大风吹来,伞面被“吸”起,发生形变。
【实验猜想】猜想:伞面受力大小可能与空气的 有关。
【设计实验与进行实验】小建老师自制了一个上凸下平的模型,将其固定在托盘测力计上;如图2所示。在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。
【收集数据】
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数(N)
18
16
10
【分析论证】模型上方空气流速快,压强小,模型受到向 的升力;空气流速越 ,这个力越 。
【拓展应用】
(1)如图3所示,小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平,当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,请回答:
①小汽车在水平方向上受到的阻力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)它的牵引力;
②小汽车对地面的压力 车的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,技术员设计了以下几种方案。如图4所示,黑色部分为墙面凸出部分,为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 。
四.计算题(共2小题)
33.由我国自主研制的“大国重器”﹣﹣“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟。在此次深潜过程中,“奋斗者”号突破万米海深,潜入全球最深海城。(设海水密度为1.0×103千克/米3,且不随深度发生变化)
①“奋斗者”号全海深载人潜水器排开海水的体积约为50米3,求潜水器下潜过程中所受的浮力F浮大小?
②“奋斗者”号全海深载人潜水器下潜到10000米时所受的压强p大小?
34.根据《电动自行车安全技术规范》,交管部门规定自2019年5月1日起未申领临时标识的“非标”电动自行车不得上路行驶。如图所示,是小明家新购买的电动自行车,整车质量为40kg。小明的爸爸在上班途中,以20km/h的速度在水平路面上匀速骑了18km。已知车轮与地面的总接触面积为200cm2,小明爸爸的质量是60kg,g取10N/kg。求:
(1)匀速骑行18km的过程中所用时间是多少小时?
(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是多少帕?
五.综合能力题(共1小题)
35.阅读短文,回答问题:
有砟轨道与无砟轨道
有砟轨道,指路轨下铺设道砟(也就是石子)作为基础,如传统铁路,它的钢轨是固定在枕木上,之下为小碎石铺成的路砟(如图甲)。无砟轨道的路基不用碎石,铁轨和轨枕直接铺在混凝土上(如图乙)。相对有砟轨道,无砟轨道更为平顺,有利于提高列车运行的平稳性,且高速列车通过时不会出现道砟粉化乃至飞溅(小石子被列车高速通过时产生的气流卷起,可能造成危害)的问题,有利于提高列车运行的安全性,从而允许更高的运行速度,此外后期的养护成本也较低。当然无砟轨道也有一些缺点:建设成本较高,技术要求较高,而且建成之后比较难以进行调整。如图丙,高速列车在无砟轨道上运行时如子弹头般穿梭而过,速度可达350km/h。
(1)列车设计为子弹头型,目的是 ,列车运行速度越大,受到的阻力 (选填:“越大”“越小”或“不变”)。
(2)列车在匀速行驶时,窗外的气压将 (选填:“变大”、“变小”或“不变”),若窗外的气压是0.9×105Pa,则面积为2m2的玻璃窗的内侧与外侧的压力差约是 。
(3)传统铁路的道砟和枕木的作用是 。
①增大受力面积,防止铁轨因压力太大而下陷到泥上里;②可以减少噪声和列车振动;③可以减少维护、降低粉尘;④可以吸热、增加透水性。
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
(4)乘客在站台候车时,站在离轨道一定距离的地方才能确保人身安全,原因是:高速列车驶过时, ,人外侧的大气压会把人推向火车。
一.选择题(共18小题)
1.关于压强公式P=的说法中不正确的是( )
A.受力面积一定时,压强与压力成正比
B.压力一定时,压强与受力面积成反比
C.压力的方向总是垂直于受力面,并指向被压的物体
D.压强的单位换算:1Pa=1N•m2
2.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p=理解正确的是( )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
3.统计结果显示,一般身材的人身高与脚印大小有一定的关系。下列关于刑侦人员为估计涉案人员高矮和体重的做法中,正确的是( )
A.获得脚印的大小,可以估计涉案人员的体重
B.获得在松软地面上脚印的深浅,可以估计涉案人员的高矮
C.获得地板上脚印的大小,可以估计涉案人员的高矮和体重
D.获得在松软地面上脚印的大小和深浅,可以估计涉案人员的高矮和体重
4.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是LA:LB=2:1,重力之比为GA:GB=3;2,则A对地面的压强与B对地面的压强之比为( )
A.3:8 B.3:1 C.2:3 D.3:4
5.一名普通中学生双脚站立时,对地面的压强约为( )
A.20 Pa B.2×102Pa C.104Pa D.2×106Pa
6.如图所示,图钉钉尖的面积是1mm2,图钉钉帽的面积是1cm2,墙壁表面能承受的最大压强是4×106Pa.要把图钉的钉尖挤入墙壁,手指对图钉钉帽的最小压力为( )
A.0.4N B.4N C.40N D.400N
7.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,装有10cm深的水。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.9kg。已知g=10N/kg,下列结论错误的是( )
A.水对杯底的压强为1000Pa B.水和杯对桌面的压力为9N
C.杯内水的重力小于5N D.杯子对桌面的压强为1500Pa
8.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,水对容器底的压力为F甲,对桌面的压强为p甲;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水对容器底的压力为F乙,对桌面的压强为p乙,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.无法确定
9.如图所示,容器下部横截面积为S2上部横截面积S1的3倍,当由管口注入重为20N的某种液体时,上部液体与容器的下部等高,则液体对容器底部的压力为( )
A.20N B.25N C.30N D.15N
10.如图所示,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,底面积之比S甲:S乙=6:5,对水平地面的压强之比p甲:p乙=2:3,下列说法不正确的是( )
A.甲、乙的质量之比是4:5
B.甲、乙的高度之比是8:15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的质量后,剩余部分对地面的压强不可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
11.如图是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在水平桌面上中央,已知锥形瓶的质量为m1、底面积为S;当往锥形瓶中倒入质量为m2的液体后,下列说法正确的是( )
A.锥形瓶所受的重力与水平桌面对锥形瓶的支持力是一对平衡力
B.液体对容器底的压强为
C.锥形瓶对水平桌面的压强为
D.液体对瓶底的压力与桌子对瓶底的支持力是一对平衡力
12.如图所示,盛有水的薄壁杯子静止在水平桌面上,杯子重1N,高10cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg下列选项中正确的是( )
A.水对杯底的压强为800Pa B.水对杯底的压力为1.8N
C.水杯对桌面的压强为1050Pa D.水杯对桌面的压力为3.2N
13.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管上升到p点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法不正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银gh1
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压ρ水gh3
D.同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大
14.如图所示托里拆利实验中,若将玻璃管竖直向上提起一些(未离开汞面)时( )
A.大气压的值变大 B.大气压的值变小
C.管内液柱的高度不变 D.管内液柱的高度变小
15.如图所示,是测定大气压值的实验装置,此时管内外水银面高度差是760mm,下列描述正确的是( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱高度差保持不变
B.如果不小心管顶破了一个洞,管中的水银将从上面喷出
C.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
D.如果管中进了些空气,管内外水银面的高度差将大于760mm
16.两艘并排前进的船,在航行时常会在内、外水流压力差的作用下不由自主地靠在一起,关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.两船外侧水流较缓,压强较大 B.两船外侧水流较急,压强较小
C.两船内侧水流较缓,压强较小 D.两船内侧水流较急,压强较大
17.如图所示,取两个玻璃杯,将乒乓球放入左边杯子中。将两个玻璃杯口对口地放在同一水平面上,杯口之间距离大约为1cm。双手扶稳杯子,对准两个杯口中间用力吹气,则( )
A.会观察到乒乓球向左杯的杯口处运动 B.会观察到乒乓球向左杯的杯底处运动
C.杯口处气体压强等于左杯底处气体压强 D.杯口处气体压强等于右杯底处气体压强
18.如图所示,打乒乓球时经常会拉出“弧圈球”,其在空中的运动轨迹如图所示,开球时,球对球拍的力为F1、球拍对球的力为F2,最后球落到了地上静止,下列说法中不正确的是( )
A.F1和F2这两个力是相互作用力
B.从M运动到N的过程中,球受到的力相互不平衡
C.在地面静止时,球对地面的压力和地面对球的支持力相互平衡
D.“弧圈球”是利用了流体压强与流速的关系
二.填空题(共12小题)
19.如图所示,“鲲龙”AG600在陆上、水上成功首飞。当AG600从水面加速起飞过程中,机翼上表面空气流速大,向下的压强 ,从而产生了升力,该过程中飞机处于 (选填“平衡”或“非平衡”)状态。
20.如图所示,当车辆在高速行驶时,车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速大于车内空气的流速,天窗外空气的压强 车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外。与此同时高速行驶中车辆对地面的压力 重力。(以上两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。汽车座椅上的头枕可以减少汽车在突然 (选填“刹车”或者“被追尾”)时对人体的伤害。车内使用的太阳能胎压监测装置上的太阳能电池板,是将太阳能直接转化为 能。
21.如图所示是小娟自制的一个简易气压计,用它来研究大气压与高度的关系。自制的气压计在用塞子封闭后,应向瓶内 ,其目的是 ,使水沿着玻璃管上升到瓶口以上。拿着它从楼下到楼上,可以观察到玻璃管内水柱高度的变化。小娟将气压计从楼的1层带到5层的过程中,观察并记录管内与瓶内水面的高度差如下表。
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
小娟所探究问题的自变量是: 。由表中数据可得:楼层越高,管内与瓶内水面高度差越 (选填“大”或“小”)。由此可知:高度越高,瓶外大气的压强越 (选填“大”或“小”)。
22.意大利科学家 首先测定了大气压强的数值,1个标准大气压为 Pa。
小明自制了一个如图所示的气压计,他托着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次管内水面与瓶口的高度差,同学小华将数据记录成如下表格
楼层
1
2
3
4
5
6
7
高度差(cm)
5.2
5.5
5.8
6.1
6.4
6.7
7.0
(1)根据表中数据可以推测出:在一楼至七楼的过程中,随距地面的高度增大,大气压将 。(选填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)请分析该气压计的工作原理:瓶内封闭气体的压强等于 与管内外液柱高度差产生的压强之 (选填“和”、“差”或“积”)。
(3)从一楼到七楼的过程中,水对瓶底的压强逐渐变 。
23.我国自行研发的“奋斗者”号深潜器成功坐底万米深的马里亚纳海沟。当它下潜到水面下200米时,此处海水的压强为 帕;在它继续向万米深处下潜时,它受到海水的压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”);当它在马里亚纳海沟的某处坐底时,受到海水对它的压强为1×108帕,则在面积为1×10﹣2米2的外壳上所受海水的压力为 牛。(计算时,海水的密度用纯水的密度替代)
24.如图所示,在水平桌面上放置一盛水的容器,容器内水面到容器底部的距离为0.15米,A、B、C为容器中三点,已知AB两点位于同一水平面,A点距容器底部的竖直距离为0.05米,A点受到水的压强为pA为 帕,比较B、C两点的压强pb pc(选填“大于”、“等于”或“小于”)。将容器移到斜面上后,A、B、C三点受到水的压强最大的是点 (假设A、B、C均处于液体内部)。
25.如图所示,容器中装深度10cm,质量为60g的水,已知容器的质量为30g,底面积为5cm2,容器底部受到水的压力为 N,容器底部受到水的压强为 Pa,容器对水平桌面的压强是 Pa.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
26.如图所示,在质量不计的容器内,装有4.1kg的水,容器上横截面积为300cm2,底面积为200cm2,上下部分高度均为10cm,容器放在水平桌面上,此时水对容器底部的压强为 Pa.现将一个重力为9N,ρ木=0.5g/cm3的木块放入并全部压入水中(木块不触底也不碰壁),则水对容器底部的压力为 N。
27.如图所示,一个图钉帽的面积是1cm2,图钉尖的面积是5×10﹣4cm2,手指对钉帽的压力是40N。则:手指对钉帽的压强为 Pa;图钉尖对墙的压强为 Pa。
28.徐浩南同学家的高压锅盖上标有“××铝制品厂18cm压力锅”的字样,如图所示,他测得高压锅限压阀的质量为70g,排气孔的横截面积约为10mm2,高压锅正常工作时,其内部水蒸气的最大压强 Pa,此时锅内水的沸点 100℃(填“高于”或“等于”)。若锅盖面积为200cm2,
则它所能承受的压力至少 N才能保证安全。(设大气压p0=105Pa,g=10N/kg)
充电功率
≥10W
标称电压
3.8V
电池容量
4000mAh
29.有经验的人都知道,在泥泞的道路上空手行走比挑担子行走滑得厉害些,这是由于挑担子时人对地面的 增大,从而使 增大。
30.“清风不识字,何故乱翻书”所述清风能翻书,是风使书本上表面空气流动速度变大,导致书本上表面压强 (选填“增大”或“减小”);用吸管“吸”饮料时,饮料是在 作用下被“吸”入口中的。
三.实验探究题(共3小题)
31.在探究影响压力作用效果的影响因素时,小红同学利用小桌、海绵和砝码(实验中砝码都相同)等器材进行了如图所示的实验。
(1)实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的,这种研究方法称为 ;
(2)比较甲、乙两图,可以初步得出的结论是当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)小红联想到坦克车履带的设计,这可用 两组实验所得结论解释;
(4)若将丙图中有砝码的小桌放在木板上如丁图所示,比较图丁与图丙,小桌对木板和海绵的压强 (选填“相同”或“不相同”)。
32.小丽为探究“液体内部压强的规律”,用如图所示的装置进行实验,实验数据如表所示。
序号
液体
深度h/mm
压强计
左液面/mm
右液面/mm
液面高度差/mm
1
水
30
186
214
28
2
水
60
171
229
58
3
水
90
158
242
84
4
盐水
90
154
246
92
(1)实验中通过观察 来判断液体压强的大小。
(2)分析表中序号为1、2、3的三组数据可得到的结论是:同种液体内部的压强随深度的增加而 ;比较表中序号为 的数据可得到的结论是:液体内部的压强还跟液体的密度有关。
(3)为了进一步研究液体的压强,小丽保持探头在水中的深度不变,只改变探头的朝向,比较液体内部压强的大小。她探究的问题是:液体内部的压强与 是否有关。
33.物理课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,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,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速 。(选填“大”或“小”)
(1)将三个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,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由于平稳流动的气体,流速大处压强 。由图象可知:图线③反映的是装置中 (选填“A”、“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况。
(2)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速 (选填“增大”或“减小”)。
(3)实验后同学们继续研究如图丙所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 b管液面高度(填“大于”,“小于”成“等于”),判断的依据是 ,再
打开B阀门,在水向外流的过程中,请你在如图丙的a管、b管中画出液面的大致高度。
四.计算题(共2小题)
34.如图所示,某大型油罐车空载时车身质量为11.2t,罐体容积为48m3(g=10N/kg)。
求:
(1)油罐车空载时对水平路面的压力;
(2)油罐车加满密度为0.85×103kg/m3的汽油,它对水平路面的压力。
35.如图所示,容积为5×10﹣3米3的圆底鱼缸放在水平桌面中央,容器内装有质量为2.5千克的水,水深为0.1米。求:
(1)水的体积V水;
(2)水对容器底部的压强p水;
(3)小王同学继续往鱼缸中倒入5牛的水后,他认为水对容器底部的压力增加量△F水为5牛。请你判断他的说法是否正确,并说明理由。
五.综合能力题(共1小题)
36.阅读短文,回答问题。
嫦娥四号探测器(图甲)搭载着“玉兔二号”月球车(图乙)成功降落月球南极,全人类首次实现月球背面软着陆。探测器着陆后进行了月球车和探测器“两器分离”,分离后在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍并传回地球。
月球车设计的相关参数如表:
设计质量m/kg
135
独立驱动的车轮个数n/个
6
长a/m
1.5
每个轮子与水平月面的接触面积S/cm2
100
宽b/m
1
月面的行驶速度v/(m/h)
200
高h/m
1.1
耐受温度范围
﹣180℃~150℃
月球车能源为太阳能,能够耐受月球表面真空、强辐射、极限温度等极端环境。由于月夜温度极低,电子设备无法正常工作,所以它将进入体眠状态,体眠期间由同位素温差发电保温,等到月昼来临,它将自主唤醒,进入工作状态。
(1)根据上述信息,请判断以下说法中正确的是
A.月球车安装6个车轮是为了减少对月面的压力
B.月球车在月球上惯性将变小
C.月球车的零件应该用热胀冷缩较明显的材料制成
D.月球车的车轮不能使用充气橡胶轮胎
(2)探测器接近月面时,在反推发动机和缓冲机构的保护下安全着陆预选区。为使探测器顺利软着陆,从月球表面观察到发动机点火后产生的高压气流应向 (选填“上方”、“下方”或“水平方向”)喷出。这是运用了力的作用是 的道理。
(3)在地球上重6N的物体在月球上重1N,则“玉兔二号”在月球上受到的重力为 N.(g取10N/kg)
强化训练
参考答案与试题解析
一.选择题(共19小题)
1.D【解析】
A、由p=,压强的大小由受力面积和压力大小共同决定,压力越大,故A错误;
B、由p=,压强大,也可能是压力大造成的;
C、由p=,单位压力作用的面积越大(即压力相同,压强就越小;
D、根据压强的定义可知,指的是单位面积上受到的压力大。
故选:D。
2.B【解析】
ACD、根据物理常识可知、打针时注射器针尖对皮肤的压强,都在1×104Pa以上,故ACD不合题意;
B、每张图画纸质量约为6g、宽约20cm,
桌面受到的压力:F=G=mg=0.005kg×10N/kg=0.05N,
受力面积S=25cm×20cm=500cm6=0.05m2,
图画纸平放时对水平桌面的压强p===4Pa;
故选:B。
3.C【解析】A、物理学中用压强表示压力的作用效果;
B、物体单位面积上受到的压力叫压强;
C、受力面积相同,压强越大,故C错误;
D、由p=、受力面积越小,压力作用效果越明显。
故选:C。
4.C【解析】一个鸡蛋的重力约为0.5N,4个鸡蛋的重力为1.5N,对A4纸的压力等于手机的重力即F=G=1.5N,
手机的长约为15cm,宽约为6cm2=0.012m6,
手机对A4纸的压强约为:p===125Pa,故C正确。
故选:C。
5.A【解析】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,前后两次的质量不变,对水平地面的压力不变,故C错误;
因前后两次砖块的重力和地面的支持力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,砖的质量不变,受地面的支持力不变,故D错误;
截为相同两块后,再重叠在一起时,而压力不变,
所以,由p=,前后两次对地面的压强之比是1:2、B错误。
故选:A。
6.C【解析】
AB.压力是垂直作用在物体表面上的力,二力产生原因和方向不同,
只有当把物体放在水平面上时,对水平面的压力才等于物体重力,
所以,甲对海绵的压力F甲=G1+G2,乙对甲的压力F乙=G8,故AB错误;
CD.甲对海绵的压强p甲==,乙对甲的压强p乙==,故C正确。
故选:C。
7.D【解析】已知三个容器中的液体对容器底面的压强相等,且液体深度相同,可知三种液体密度相同。
故选:D。
8.C【解析】
由题知,柱形容器装满水时,所以水对容器底压力大小等于10N;
放入一个重为4N的物体,溢出水的重力为1N,深度不变,
由F=pS=ρ水ghS可知,水对容器底压力保持不变。
故选:C。
9.C【解析】由题意可知,甲、乙、丙三个容器的底面积相同、水和硫酸,
因ρ酒精<ρ水<ρ硫酸,
所以,由p=ρ液gh可知,三液体对容器底部的压强关系为p酒精<p水<p硫酸,
由p=的变形式F=pS可知酒精<F水<F硫酸。
故选:C。
10.D【解析】由题可知:p甲<p乙,由图可知,h甲=h乙,S甲>S乙,
A、由p=ρgh可知,ρ甲<ρ乙;故A错误;
B、由V=Sh可知,V甲>V乙,根据m=ρV可得,甲液体的质量不一定大于乙液体的质量;
CD、当分别在两容器中放入一个完全相同的金属球后排相同,由V排=S△h可知,△h甲<△h乙,放入球后液面的高度:h甲'=h甲+△h甲,h乙'=h乙+△h乙,可得h甲'<h乙',由于ρ甲<ρ乙,由p=ρgh可知,:p甲'<p乙',故C错误。
故选:D。
11.A【解析】A点到液面的深度h=0.5m﹣8.2m=0.3m,
由p=ρgh得:
该液体的密度:
ρ===0.4×103kg/m3。
故选:A。
12.D【解析】薄片恰好脱离管口时,受到平衡力的作用,
则管内压强和管外压强相等,则有:p煤油=p水,
即:ρ煤油gh煤油=ρ水gh水,
解得:h煤油=水=×16cm=20cm。
故选:D。
13.C【解析】A、读图可知,因此,故A错误;
B、一个标准大气压能够支持0.76米高的水银柱,
如果换用水来做,则玻璃管的长度至少为:
h===10.31m,则大气压能支撑的水柱高度会增大;
C、若改变玻璃管的倾斜程度,又不能改变水银柱的压强,故C正确;
D、若换用更粗的玻璃管,又不能改变水银柱的压强,故D错误。
故选:C。
14.B【解析】A.由图可知,因此,故A错误;
B.玻璃管上部真空部分没有物质,所以玻璃管上部真空区域的压强为0;
C.若将玻璃管稍稍倾斜,又不能改变水银柱的压强,故C错误;
D.由p=ρgh得玻璃管的长度至少为h=,若换用密度比水银小的液体做实验,故D错误。
故选:B。
15.D【解析】A、在使用水银气压计时,但高度不变,故A正确;
B、自制气压计瓶内气压等于瓶外大气压加上吸管内水柱产生的压强;
C、大气压随高度的增加而减小,由于外界大气压变小,故C正确;
D、自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,故D错误。
故选:D。
16.【解析】A、水柱高度h越大,故A正确;
B、由于高度增加,故B正确;
C、从管口向瓶内吹入少量气体后,则竖直玻璃管中的水位将上升;
D、由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化影响实验结果,应保持瓶中的水的温度不变;
故选:C。
17.C【解析】向两个杯子中间吹气,左杯中的乒乓球会向杯口运动,乒乓球被大气压压向杯口,故C正确。
故选:C。
18.D【解析】A、从细缝中吹出的空气质量等于下面进风口吸入的空气质量;
B、该新型无叶风扇里面的电动机工作时消耗电能,因此是将电能转化为机械能;
C、电风扇吹出的风加快了人身体汗水表面的空气流动速度,蒸发过程要吸热,使用电风扇人会感觉凉快,故C错误;
D、由题可知:电动机将空气从进风口吸入,再从圆环空腔上的细縫中高速吹出,导致出风口处空气流速增大,而环形空腔周围的空气流速小,所以更多的空气流入电扇出风口。
故选:D。
19.B【解析】往b管中轻轻吹气,可以看到a管中的水面上升,吸管a上方空气的流速增大,a管中液体受到向上的压强大于向下的压强;烧杯中水面上气体的压强是不变、ACD错误。
故选:B。
二.填空题(共11小题)
20.<;流体流速越大的位置压强越小。
【解析】将薄纸片置于下唇底部,沿着纸片的上表面吹气,表明吹气过程中空气对纸片上表面的压力小于下表面的压力,证明气体压强与流速的关系是流体流速越大的位置压强越小。
21.左;小。
【解析】用“T”形玻璃管对着U形管吹气时,左管上方气体流速大;右管上方气体流速小,液柱低,左管中的水会上升。
22.大于;变高。
【解析】从管子上端吹入少量气体,瓶内的液面会升高,使瓶内气压大于大气压;
小七拎着该气压计从龟山电视塔来到长江大桥上,由于高度变低了,瓶内气压小于外界气压,一部分液体被压入瓶中,管内的液面降低,瓶底受到的液体压强会变小。
23.大于; 增大; 。
【解析】(1)瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压。现在是管内的水面高;
(2)把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,此时在瓶内气压的作用下,因此管内水柱的高度会增大;
(3)用力捏玻璃瓶,发现玻璃管中的液柱上升。
24.变大;1.03×107;2.15×106。
【解析】潜水器从水面下潜到1000米深处的过程中,海水的密度不变,根据液体压强公式p=ρgh知。
在1000米深处海水产生的压强:p=ρgh=1.03×103kg/m8×10N/kg×1000m=1.03×107Pa。
由p=得,在此深度时海水对潜水器每4.5米2的外表面产生的压力:F=pS=6.03×107Pa×0.6m2=5.15×102N。
25.2940;490.
【解析】
(1)容器内水深h=30cm=0.3m,水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=2.0×103kg/m7×9.8N/kg×5.3m=2940Pa;
(2)容器对水平桌面的压力:
F=G总=(m水+m容)g=(0.02kg+4.08kg)×9.8N/kg=4.98N,
容器对水平桌面的压强:
p′===490Pa.
26.4×103; 2.8×106。
【解析】(1)海面下40m处海水产生的压强:p=ρ海水gh=1.0×105kg/m3×10N/kg×40m=4×102Pa。
(2)由p=得,
40m深度处7000m2的沉管受到的海水压力:F=pS=4×104Pa×7000m2=2.5×109N。
27.1090.7;10907。
【解析】在海洋中深度每下潜10m,海水产生的压强约增大1个标准大气压,“海斗一号”下潜至深度10907m时=1090.7个大气压;
“海斗一号”在海水中所受的最大压强:p=ρ海水gh=2.0×103kg/m5×10N/kg×10907m=1.0907×108Pa;
根据p=可知5Pa×0.0001m2=10907N。
28.1×106;1×104。
【解析】
(1)潜水器受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.0×108kg/m3×10N/kg×104m=6×108Pa;
(2)由p=可得潜水器外壳1cm5的面积上受到海水的压力:
F=pS=1×108Pa×8×10﹣4m2=4×104N。
29.小;7.5×104。
【解析】因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,武术爱好者用如图所示的姿势练功和行走时对水平地面的压力相等,
则F=G=mg=45kg×10N/kg=450N,
又因如图所示的姿势练功的受力面积等于两脚与地面的总接触面积,行走时受力面积等于一只脚与地面的接触面积,
所以,由p=,他用如图所示的姿势练功时;
用如图所示的姿势练功时,对地面的压强p==4Pa。
30.5000;变大。
【解析】(1)物体对地面的压力:
F=G=100N,
物体对地面的压强:
p===5000Pa;
(2)把物体由平放改为立放时,物体对地面的压力不变,
由p=可知.
三.实验探究题(共3小题)
31.(1)海绵的形变程度;(2)在受力面积一定时,压力的作用效果越明显,d;(4)大于。
【解析】(1)力可以改变海绵的形状,通过海绵形变程度表示压力作用效果大小;
(2)分析比较图b和c的实验现象可知,两图的受力面积大小不变,海绵的形变程度不同,海绵的形变程度越大,压力越大;
(3)要探究压力的作用效果与受力面积大小的关系,应控制压力大小不变,由图可知(b);
(4)(b)、(e)两图中,b图中字典压在海绵上;e图中字典压在桌面上,
因为海绵的面积小于字典的面积,所以图(b)中字典对海绵的压强是pb大于图(e)中字典对桌面的压强是pe。
32.(1)U形管两边液面的高度差;(2)漏气,深度越大,液体密度越大。
【解析】(1)根据转换法,实验时要比较探头所受液体压强的大小;
(2)探究液体内部压强的规律时,发现按与不按探头的橡皮膜,出现这一现象的原因可能是:漏气;
(3)①比较图A、B、C三次实验,橡皮膜深度越大,液体产生的压强越大,深度越大;
②若要探究液体压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同、D这两个图进行比较,故通过比较得出的结论是:在同一深度,产生的压强越大。
33.流速;上;快;大;(1)①等于;(2)C。
【解析】根据题意,一阵大风吹来,伞面被“吸”起,我们可以猜想伞面受力大小可能与空气的流速有关;
根据表格中数据分析,当无风时,当风速变为低速,托盘测力计示数变小了,并且空气流速越快;
(1)①飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,汽车处于平衡状态,所以小汽车在水平方向上受到的阻力等于它的牵引力;
②小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平,根据上面实验结论上方凸空气流速快,汽车受到向上的升力;
(2)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,让过道中空气流动起来,从而使两侧通道压强不同,根据探究实验结论,就可以保证两侧有压强差,综上所述此题应选C;
四.计算题(共2小题)
34.(1)潜水器下潜过程中受到的浮力为4.5×105N;
(2)潜水器受到的液体压强大小为9.3×107Pa。
【解析】
(1)由题可知,潜水器排开海水的体积为50m3,则潜水器受到的浮力大小为:
F浮=ρ海水V排g=1.3×103kg/m3×50m5×9.8N/kg=7.9×105N;
(2)由题可知,潜水器下潜的深度h=10000m
p=ρ海水gh=3×103kg/m3×7.8N/kg×10000m=9.4×107Pa。
答:(1)潜水器下潜过程中受到的浮力为4.5×105N;
(2)潜水器受到的液体压强大小为9.3×107Pa。
35.(1)匀速骑行18km的过程中所用时间是3.9小时;(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是5×102Pa。
【解析】(1)由v= 得骑行时间:t==;
(2小明爸爸和车的总质量:m=40kg+60kg=100kg,
总重力:G=mg=100kg×10N/kg=1000N;
因为在水平路面上,所以车对地面的压力:F=G=1000N;
受力面积S=200cm2=7.02m2,
对地面的压强:p===5×104Pa。
答:(1)匀速骑行18km的过程中所用时间是3.9小时;(2)匀速骑行的过程中车对地面的压强是5×102Pa。
五.综合能
力题(共1小题)
36.(1)减小阻力;越大;2×104N;(3)B,压强减小。
【解析】(1)列车设计为子弹头型,其目的是为了减小空气的阻力,受到的阻力越大;
(2)列车在匀速行驶时,窗外的空气的流速大;
车内的气压约为1标准气压,即p=1.7×105Pa;
根据p=可知2的玻璃窗的内侧与外侧的压力差约是△F=△pS=(6.0×105Pa﹣5.9×105Pa)×4m2=2×105N;
(3)传统的铁轨都铺在枕木上,是在压力一定时,来保护路基,碎石能增加透气和透水性,无砟轨道的路基不用碎石,这可减少维护,这也是无砟轨道和传统轨道的重要区别;
(4)根据气体压强和流速的关系可知,高速列车驶过时,压强变小,这样人外侧的大气压会把人推向火车。
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参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.D【解析】
A、由p=,受力面积S一定时,故A正确;
B、由p=,压力F一定时,故B正确;
C、压力是弹力,故C正确;
D、Pa是压强的单位,m2是受力面积的单位,所以由p=,1Pa=6N/m2,故D错误。
故选:D。
2.D【解析】A、根据p=,在压力一定时,产生的压强越小。
B、根据p=,在受力面积一定时,产生的压强越大。
C、压强的大小与压力大小有关;故C错误。
D、根据p=,受力面积不变时,故D正确。
故选:D。
3.D【解析】根据p=可知,压力与受力面积成正比,再利用在松软地面上脚印的深浅,然后即可估计涉案人员的高矮和体重。
故选:D。
4.A【解析】LA:LB=2:1,所以SA:SB=6:1;
因为在水平地面,所以F=GA:FB=GA:GB=3:6;
所以pA:pB=:=×=×==3:8。
故选:A。
5.C【解析】
中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚站立时对水平地面的压强在:p===4Pa.只有C正确。
故选:C。
6.B【解析】要图顶尖进入墙壁,则图顶尖对墙壁的压强至少为4×106Pa,
由p=得,手对钉帽的最小压力应为:F=pS尖=7×106Pa×10﹣6m4=4N。
故选:B。
7.C【解析】
A、10cm深的水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×106kg/m3×10N/kg×0.6m=1000Pa,A正确;
BD、杯子装上水后的总质量为0.9kg。
杯子对桌面的压力:
F=G=mg=5.9kg×10N/kg=9N,B正确;
杯子对桌面的压强为:
p桌===1500Pa;
C、水对杯底的压力:
F=pS′=1000Pa×50×10﹣4m2=5N;
而F=pS′=ρghS′=ρVg=m液g,
即水对容器底部的压力(5N)等于以容器底为底面积、以水的深度为高的圆柱形水柱的重力
杯内水的重力大于5N,C错误;
故选:C。
8.C【解析】(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,把该容器倒放在该桌面上,
因容器倒放时受力面积变小,
所以,由p=,容器对水平桌面的压强变大甲<p乙 。
(3)把该容器正放在该桌面上,杯中的水柱是上细下粗的;
把该容器倒放在该桌面上,杯中的水柱是上粗下细的,所以容器底受到的压力小于杯中水的重力;
所以有F甲>F乙。
故选:C。
9.C【解析】由题意可知,S2=3S6,容器内上部液体与容器的下部等高,
则容器内液体的体积:
V=S1h+S2h=S6h+3S1h=8S1h,
设液体的密度为ρ,则液体的重力:
G=mg=ρVg=ρ×4S5hg=20N,
则ρS1hg=5N,
液体对容器底部的压强:
p=ρg×3h=2ρgh,
液体对容器底部的压力:
F=pS2=8ρgh×3S1=7ρS1hg=6×2N=30N。
故选:C。
10.D【解析】
A、由p=,甲、乙对水平地面的压力之比:
===,
因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,F=G,
所以甲、乙两物体的重力之比:
G甲:G乙=F甲:F乙=4:5,
由G=mg可得,甲、乙的质量之比:
m甲:m乙=G甲:G乙=4:5,故A正确;
B、质量均匀的长方体对水平地面的压强p=====,
甲、乙的高度之比:
h甲:h乙===5:15;
C、因为物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,物体对地面的压强:
p===,
切去相同质量时,剩余部分对地面的压强:
p甲′=,p乙′=,
因为G甲:G乙=4:5,S甲:S乙=5:5,
所以G甲=G乙,S甲=S乙,
若剩余部分对地面的压强相等,p甲′=p乙′,
则:=,
=,
G乙﹣△mg=G乙﹣×△mg,
解得:
△mg=2G乙,
△m=2m乙,即要使剩余部分的压强相等,减去部分的质量为乙的质量的4倍,故C正确;
D、由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,两者压强的变化量分别为:
△p甲′=ρ甲g△h,△p乙′=ρ乙g△h,
已知它们的密度之比ρ甲:ρ乙=5:4,则:ρ甲>ρ乙,
所以,△p甲′>△p乙′,
已知原来甲乙对水平地面的压强之比:
p甲:p乙=7:3,则:p甲<p乙,
由于剩余部分对地面的压强p′=p﹣△p.所以剩余部分对地面的压强不可能相等;
故选:D。
11.C【解析】
A.水平桌面对锥形瓶的支持力等于锥形瓶和倒入液体所受的重力之和,即大于锥形瓶所受的重力,故A错误;
B.锥形瓶内上下的横截面积不相等,则瓶内液体对瓶底的压力不等于液体的重力,故B错误;
C.锥形瓶对水平桌面的压力F=G总=(m1+m5)g,锥形瓶对水平桌面的压强p==;
D.由F=pS=ρghS>ρV液g=m液g可知,液体对瓶底的压力大于液体的重力,
桌子对瓶底的支持力等于锥形瓶的重力和液体的重力之和,
则液体对瓶底的压力与桌子对瓶底的支持力的大小无法比较,所以不能判断二者是不是一对平衡力。
故选:C。
12.B【解析】AB、杯内水的深度:h=6cm=0.06m,
水对杯底的压强:
p=ρgh=7.0×103kg/m4×10N/kg×0.06m=600Pa,
根据p=可得
F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N;故A错误;
CD、已知G水=7N,G杯=1N,在水平桌面上
F′=G水+G杯=2N+4N=3N;
杯对桌面的压强:
p′===1000Pa。
故选:B。
13.C【解析】A、甲图中1,根据液体压强的公式可知,甲图的托里拆利实验装置测出当地的大气压是p=ρ水银gh1,故A正确;
B、甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,因此测量值将偏小;
C、乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,故C错误;
D、同时带着两装置登山,外界气压变小7变小;而乙装置中,瓶内空气压着水柱上升3增大,故D正确。
故选:C。
14.C【解析】在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,能支持的水银柱高不变,管内水银柱的高度不变,ABD错误。
故选:C。
15.A【解析】
A、倾斜的玻璃管会使水银柱变长,故A正确;
B、如果不小心管顶破了一个洞,试管内有大气压作用,直到试管内和容器内水银面相平;
C、将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变小;
D、如果管中进了些空气,所以管内外水银面的高度差将小于760mm。
故选:A。
16.A【解析】两艘并排航行的轮船,若两艘船靠的比较近,外侧的水流速小,在这个压强差的作用下,出现相撞的情形。
故选:A。
17.A【解析】当从杯口吹气时,杯口的空气流动速度大,杯底处空气流速小,乒乓球在压强差的作用下。
故选:A。
18.C【解析】A、开球时1、球拍对球的力为F2,这两个力大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,故A正确。
B、从M运动到N的过程中,处于非平衡状态,故B正确。
C、在地面静止时,相互不平衡。
D、打乒乓球时拉出“弧圈球”,使球的不同侧面空气流速不同,球会沿弧线运动。
故选:C。
二.填空题(共12小题)
19.小;非平衡。
【解析】机翼上表面凸起,在飞行时,则下方空气的压强大于上方空气的压强、压力差;
当AG600从水面加速起飞过程中,由于飞机的运动速度发生了变化,即处于非平衡状态。
20.小于;小于;电。
【解析】根据流体压强和流速的关系可知,当车辆在高速行驶时,当打开天窗时,天窗外空气的压强小于车内空气的压强。
车辆高速行驶时,车辆上方空气流动大于下方的空气流动,因此车辆对路面的压力小于车辆的重力。
汽车在突然被追尾时,人由于具有惯性,很容易向后撞去,可以预防汽车被追尾时造成的危害。
车内使用的太阳能胎压监测装置上的太阳能电池板,是将太阳能直接转化为电能。
21.吹气;瓶内气体的压强大于外界大气压;大;小。
【解析】(1)只有瓶内气体的压强大于外界大气压时,它才能压着水柱升到瓶口之上。
(2)由题意和表格数据可知,该实验探究的是大气压随高度的变化关系;
根据表中数据可知,楼层越高;
因瓶内的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强,所以可知瓶外大气压减小,瓶外大气的压强越小。
22.托里拆利;4.013×105;(1)减小;(2)大气压;和。
【解析】意大利科学家托里拆利,利用一根玻璃管测出了大气压所能支持的水银柱的高度;
一个标准大气压的数值为:P=ρgh=13.6×103kg/m6×9.8N/kg×8.76m=1.013×105Pa。
(1)高度增大,大气压将减小;
(2)对水柱进行压强分析,如图所示:
由图知,瓶内外的气压差支撑着水柱;
(3)他托着气压计从一楼到七楼,高度升高,瓶内气体压强p不变,所以管内液面会不断升高,根据p=ρgh知。
23.7.96×106;变大;1×104。
【解析】(1)在200米深处海水产生的压强:
p=ρ海水gh=1.0×102kg/m3×9.5N/kg×200m=1.96×106Pa;
(2)由液体压强公式:p=ρgh可知,潜水器下潜过程中所处深度h增大。
(3)已知受到海水对它的压强p′=2×108Pa,
由p=可得面积为1×10﹣7m2的外壳上所受海水的压力:
F′=p′S=1×103Pa×1×10﹣2m4=1×106N。
24.1000;小于;C。
【解析】(1)容器内水面到容器底部的距离为0.15m,A点距容器底部的竖直距离为0.05m;
则A点受到水的压强为:p=ρgh=1000kg/m7×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由于B点所处深度比C点小,由p=ρgh可知;
(3)将容器移到斜面上后,A、B、C三点中,故由p=ρgh可知;
故答案为:1000;小于;C。
25.【解析】(1)水的深度h=10cm=0.1m,
容器底部受到水的压强:p=ρgh=5×103kg/m3×10N/kg×2.1m=1000Pa,
由p=可知﹣4m2═0.5N;
(2)质量为60g的水,容器的质量为30g,
总重力:G=mg=90×10﹣2kg×10N/kg=0.9N,
水平桌面受到容器的压力:F=G=7.9N,
容器对桌面的压强:p===1800Pa。
26.8.7×103;40。
【解析】
(1)根据ρ=可知:
水的体积V水===7.1×10﹣3m3=4100cm3,
由于上下横截面积不同,则:容器下部分的容积V下=S下h下=200cm2×10cm=2000cm2,
所以,容器里上部分中水的高度h′==;
容器中的水的深度h水=h′+h下=7cm+10cm=17cm=0.17m,
则水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=5.0×103kg/m3×10N/kg×0.17m=1.4×103Pa;
(2)木块的质量m木===8.9kg=900g,
根据ρ=可知:
木块的体积V木===1800cm3,
当木块全部压入水中(木块不触底也不碰壁),木块和水的总体积为:
V=V木+V水=1800cm8+4100cm3=5900cm3,
容器的容积V容=V上+V下=S上h上+S下h下=300cm4×10cm+200cm2×10cm=5000cm3<5900cm3,
即:木块全部压入水中(木块不触底也不碰壁),部分水会溢出,
则容器中的水的深度h水′=h上+h下=10cm+10cm=20cm=0.2m,
此时水对容器底部的压强:
p′=ρ水gh水′=8.0×103kg/m7×10N/kg×0.2m=6×103Pa;
根据p=可得:
水对容器底部的压力:
F′=p′S=2×103Pa×200×10﹣4m2=40N。
27.8×105;8×104。
【解析】图钉尖对墙的压力等于手指对图钉帽的压力,即F2=F1=40N,
图钉帽的面积:S8=1cm2=5×10﹣4m2,
图钉尖的面积:S2=5×10﹣4cm3=5×10﹣8m2,
手对图钉帽的压强:p1===6×105Pa;
图钉尖对墙的压强:p2===8×108Pa。
28.1.7×108;高于;1400。
【解析】
(1)限压阀的重力:
G=mg=70×10﹣3kg×10N/kg=0.3N,
对限压阀受力分析可得:
pS=G+p0S,即p×10×10﹣6m5=0.7N+106Pa×10×10﹣6m2,
解得其内部水蒸气的最大压强p=6.7×105Pa;
液体的沸点与气压有关,气压越大;因此此时锅内水的沸点高于100℃;
(2)锅盖面积为:S′=200cm2=2×10﹣2m7,
锅盖所能承受的最小压力为:
F=pS′﹣p0S′=(p﹣p0)S′=(3.7×105Pa﹣108Pa)×2×10﹣2m2=1400N。
29.压力;摩擦力。
【解析】在泥泞的道路上挑担子行走时,此时对地面的压力比空手走时要大,增大了压力,故此时滑的不太厉害。
30.减小;大气压。
【解析】(1)风吹过书页的上表面时,使书表面上空气流动速度增大,而书页下表面的压强不变,书页会向上翻、何故乱翻书”之说;
(2)吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,这样在外界大气压的作用下。
三.实验探究题(共3小题)
31.(1)转换法;(3)乙、丙。
【解析】
(1)实验中是通过观察海绵的形变程度(凹陷程度)来比较压力作用效果的,这种研究方法是转换法;
(3)研究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变,故比较乙丙两图,受力面积越小。
坦克的履带面积比较大,是通过增大受力面积来减小压力的作用效果的;
(4)如图丁所示,若将有砝码的小桌放在木板上,压力相同,所以小桌对木板和海绵的压力作用效果相同。
32.(1)U形管两边液面的高度差;(2)变大;3、7。
【解析】(1)实验中通过观察U形管两边液面的高度差来判断液体压强的大小;
(2)分析表中序号为1、2、2的三组数据知,故得出同种液体内部的压强随深度的增加而变大;
研究液体内部的压强还跟液体的密度的关系,要控制液体的深度相同、4的数据可得到的结论是:液体内部的压强还跟液体的密度有关;
(3)为了进一步研究液体的压强,小丽保持探头在水中的深度不变,比较液体内部压强的大小。
33.大;(1)小;C;(3)等于,液体静止不流动时;如图。
【解析】三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,所以细管内气体流速比粗管内气体流速大。
(1)流体的流速越大压强越小,如①②③图象,③的流速越小。
(2)①②③三条图线出现了下移,说明流体的压强变小;
(3)打开A阀门,水流入管道、b管,因为连通器中装有同种液体,当水稳定后;再打开B阀门,细管处水的流速大,支持的水柱低、压强大,所以a管下端的液体压强大于b管下端的液体压强,如图所示:
。
四.计算题(共2小题)
34.(1)油罐车空载时对水平路面的压力为1.12×105N;
(2)油罐车加满密度为4.85×103kg/m3的汽油,它对水平路面的压力为2.2×105N。
【解析】(1)已知大型油罐车空载时车身质量m1=11.2t=11.4×103kg,
其重力G1=m4g=11.2×103kg×10N/kg=4.12×105N;
油罐车空载时对水平路面的压力F1=G6=1.12×105N;
(2)由ρ=可得油=ρ油V=5.85×103kg/m3×48m3=4.08×104kg;
油的重力G油=m油g=3.08×104kg×10N/kg=4.08×105N,
油罐车加满油后的总重力G总=G1+G油=1.12×104N+4.08×105N=3.2×105N;
油罐车加满油对水平路面的压力F5=G总=5.2×108N。
答:(1)油罐车空载时对水平路面的压力为1.12×105N;
(2)油罐车加满密度为4.85×103kg/m3的汽油,它对水平路面的压力为2.2×105N。
35.(1)水的体积为2.6×10﹣3m3;
(2)水对容器底部的压强为980Pa;
(3)不正确;当容器上下粗细相同时,水对容器底的压力增加量为6N,因此加入5N水时。
【解析】(1)由ρ=可得水===8.5×10﹣3m6;
(2)水对容器底部产生的压强:p水=ρ水gh=1.0×102kg/m3×9.3N/kg×0.1m=980Pa;
(3)不正确;当容器上下粗细相同时,水对容器底的压力增加量为8N,因此加入5N水时。
答:(1)水的体积为2.6×10﹣3m3;
(2)水对容器底部的压强为980Pa;
(3)不正确;当容器上下粗细相同时,水对容器底的压力增加量为6N,因此加入5N水时。
五.综合能力题(共1小题)
36.(1)D;(2)下方;(3)225。
【解析】(1)A.月球车安装6个车轮,在压力一定时,故A错误;
B.惯性与质量有关,惯性不变;
C.热胀冷缩明显的材料容易使月球车形变,故C错误;
D.月球上没有空气,其内部气压大,容易发生爆胎。故D正确;
(2)探测器在月球着陆时靠发动机点火向下喷气,由于力的作用是相互的,从而实现软着陆,从月球表面观察到发动机点火后产生的高压气流应向下方喷出。
(3)月球车在地球上受到的重力G=mg=135kg×10N/kg=1350N;
根据在地球上6牛的物体放到月球上重8牛可知,
月球车在月球表面受到的重力:G′=×G=。
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