专题09 压强(培优讲义)(5考点+2实验+5命题突破+2个难点)(全国通用)2026年中考物理一轮复习高效培优系列
2026-01-22
|
2份
|
66页
|
2930人阅读
|
75人下载
精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 压强 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.04 MB |
| 发布时间 | 2026-01-22 |
| 更新时间 | 2026-01-22 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-01-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55995020.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题09 压强
目 录
目标导图
考点深解
考点1 压强的基础认知(基础核心) / 考点2 固体压强(重点考点)
考点3 液体压强(核心难点) / 考点4 大气压强(实际应用)
考点5 流体压强与流速的关系(高频考点)
实验探究
实验1 探究影响压力作用效果的影响因素 / 实验2 探究液体压强的特点
命题突破
突破1 压强的基础计算 / 突破2 固体压强的分析与计算
突破3 液体压强的分析与计算 / 突破4 大气压强的应用
突破5 流体压强与流速的关系应用
重难攻坚
难点1 固体压强的切割与叠加问题 / 难点2 液体压强的综合计算
练测提能
1.主线:压强的定义→固体压强→液体压强→大气压强→流体压强与流速的关系(从“基础概念”到“分类探究”再到“实际应用”);
2.关键线索:压力是产生压强的原因,压强大小与压力大小和受力面积有关,固体、液体、气体压强遵循不同规律,核心公式(、)是解决问题的关键。
◇考点 1 压强基础(基础核心)
1. 压力
(1)定义:垂直并指向被压物体的力;
(2)与重力的区别:
项目
压力
重力
施力物体
挤压受力面的物体
地球
作用点
受压物体的表面
重心
方向
垂直于受力面,并指向受力物体
竖直向下
大小
不一定等于重力
G=mg
(3)实例:水平桌面上的物体对桌面的压力竖直向下,斜面上的物体对斜面的压力垂直斜面向下。
2. 压强
(1)定义:物体单位面积上压力的作用效果;
(2)公式:,其中p为压强,F为压力,S为受力面积;
(3)单位:帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m²,其物理意义为:1平方米面积上受到的压力为1牛;
(4)常用单位:千帕(kPa)、兆帕(MPa),换算关系:1kPa=10³Pa,1MPa=10⁶Pa。
易|错|提|醒
1. 压力与重力混淆:认为“压力就是重力”,“压力大小一定等于重力”(错误,只有单独静止在水平面上的物体,压力才等于重力);
2. 受力面积判断错误:将物体的总面积当作受力面积,实际受力面积是物体与接触面的接触面积;
3. 公式应用误区:忽略F与S的对应关系,计算时未用“压力”和“受力面积”的对应值。
◇考点 2 固体压强(重点考点)
1. 影响压力作用效果的因素
(1)实验结论:压力作用效果与压力大小和受力面积有关;
(2)具体规律:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显(控制变量法)。
2. 固体压强的计算
(1)公式:(普遍适用);
(2)关键步骤:
① 确定压力F:水平面上,其他情况需根据受力分析确定;
② 确定受力面积S:接触面积(注意单位换算,需统一为m²);
③ 代入公式计算:,结果用Pa表示。
3. 增大和减小压强的方法
目的
方法
实例
增大压强
1. 压力一定时,减小受力面积;
2. 受力面积一定时,增大压力;
3. 同时增大压力、减小受力面积
菜刀刀刃磨薄、钉子尖端尖锐、用力按压物体
减小压强
1. 压力一定时,增大受力面积;
2. 受力面积一定时,减小压力;
3. 同时减小压力、增大受力面积
坦克履带、滑雪板、骆驼脚掌、铁轨铺枕木
易|错|提|醒
1. 增大/减小压强的方法判断错误:忽略“压力”和“受力面积”的同时变化,如“增大压力同时增大受力面积,压强不一定增大”;
2. 受力面积计算错误:物体叠加时,受力面积取接触部分的最小面积,而非单个物体的底面积;
3. 公式应用错误:将液体压强公式 用于固体压强计算是有条件的,只有当物体是密度均有的规则的立柱形物体放在水平面上才能适用(如长方体、圆柱体等)。
◇考点 3 液体压强(核心难点)
1. 液体压强的特点
(1)产生原因:液体受到重力且具有流动性;
(2)实验结论:
① 液体内部向各个方向都有压强;
② 在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
③ 液体压强随深度的增加而增大;
④ 不同液体的压强与液体密度有关,深度相同时,密度越大,压强越大。
2. 液体压强的计算
(1)公式:(ρ为液体密度,g=9.8N/kg,h为深度,指从液面到该点的竖直距离);
(2)适用范围:适用于所有液体,也适用于装有液体的柱形容器底部的压强;
(3)单位统一:ρ的单位为kg/m³,h的单位为m,g的单位为N/kg,p的单位为Pa。
3. 连通器
(1)定义:上端开口、底部相连通的容器;
(2)特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面保持相平;
(3)应用:水壶、船闸、锅炉水位计、U形管压强计。
易|错|提|醒
1. 深度判断错误:将“物体到容器底部的距离”当作深度,实际深度是从液面到该点的竖直距离;
2. 公式应用误区:忽略“同种液体”“深度竖直”的条件,或误用固体压强公式计算液体压强;
3. 连通器特点误区:认为“连通器中装不同液体时液面也相平”(错误,需装同种液体且不流动时液面才相平);
4. 液体压力计算错误:直接用F=G计算液体对容器底部的压力,只有柱形容器中液体对底部的压力才等于液体重力。
◇考点 4 大气压强(实际应用)
1. 大气压的存在证明
(1)著名实验:马德堡半球实验;
(2)生活实例:用吸盘挂钩挂物体、用吸管喝饮料、钢笔吸墨水、覆杯实验。
2. 大气压的测量
(1)托里拆利实验:首次精确测出大气压的值,标准大气压 ,相当于760mm水银柱产生的压强;
(2)常用测量工具:水银气压计、无液气压计。
3. 大气压的影响因素与应用
(1)影响因素:海拔越高,大气压越小;气温越高,大气压越小;
(2)应用:高压锅、离心泵、活塞式抽水机、气压计测高度。
易|错|提|醒
1. 托里拆利实验误区:认为“玻璃管倾斜时水银柱高度变化”(错误,高度不变,长度变长);
2. 大气压应用误区:认为“高压锅是通过增大锅内气压降低沸点”(错误,气压增大,沸点升高);
3. 海拔与气压关系误区:认为“海拔越高,大气压越大”(错误,海拔越高,大气压越小)。
◇考点 5 流速与压强的关系(高频考点)
1. 流体
具有流动性的液体和气体(如空气、水)。
2. 核心规律
流体流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
3. 应用实例
(1)生活应用:飞机机翼(上表面流速快、压强小,下表面流速慢、压强大,产生升力)、火车站安全线(列车经过时周围流速快、压强小,防止人被“吸”向列车)、喷雾器、船吸现象;
(2)解释现象:窗外有风吹过时,窗帘会向外飘(窗外流速快、压强小,室内压强大于室外)。
易|错|提|醒
1. 流速与压强关系混淆:认为“流速越大,压强越大”(错误,流速与压强成反比);
2. 飞机升力误区:认为“升力是由浮力产生的”(错误,是流体压强差产生的);
3. 安全线原理误区:不理解“为什么不能靠近高速行驶的列车”,忽略流速快导致压强小的危险。
1.如图所示,下列与压强知识相关的实验,分析正确的是( )
A.甲图是帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而减小
B.乙图实验中通过手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积的关系
C.丙图是托里拆利实验,在教室里不能用水代替水银完成该实验
D.丁图中高压锅烹饪的原理是液体的沸点随着气压的增大而减小
【答案】C
【详解】A.甲图是帕斯卡裂桶实验,该实验中向细管中加入少量水,水的深度h变得很大,根据液体压强公式p = ρgh可知,液体压强随深度的增加而增大,从而在桶底产生巨大的压强将桶胀裂,证明液体压强随深度的增加而增大,故A错误;
B.乙图实验中,由于铅笔受到重力作用,下面的手指所受压力比上面的手指大,使得实验没能控制压力大小相同,所以不能得出压力的作用效果与受力面积的关系,故B错误。
C.丙图是托里拆利实验,用于测量大气压强。一个标准大气压p0约为1.0×10⁵Pa。根据液体压强公式p=ρgh,可计算出支持水柱的高度为
普通教室的高度远小于10 m,无法容纳这么长的玻璃管,因此在教室里不能用水代替水银完成该实验,故C正确;
D.丁图是高压锅,其工作原理是:锅体密闭,加热时产生的水蒸气使锅内气压增大,液体的沸点会随着气压的增大而升高。因此,高压锅内水的沸点高于100℃,食物在更高的温度下更容易煮熟,故D错误。
故选C。
2.中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在逐一实现。关于如图所示的分析,下列说法正确的是( )
A.甲图:AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度
B.乙图:福建舰航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力变大
C.丙图:C919客机升空时,机翼上方的空气流速大、压强大
D.丁图:祝融号火星车设计有宽大的轮子,这样可以增大压强
【答案】A
【详解】A.飞艇能升空是因为其内部充入了密度小于空气的气体,使飞艇整体密度小于空气,从而浮力大于重力实现升空,该说法是正确的,故A正确;
B.航母漂浮时浮力等于自身总重力,当舰载机起飞后,航母的总重力减小,根据漂浮条件,其受到的浮力也会随之变小,而非变大,故B错误;
C.飞机升空利用的是流体压强与流速的关系,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,从而产生向上的升力原理,故C错误;
D.火星车的宽大轮子,是通过增大受力面积的方式来减小对火星表面的压强,防止车轮陷入土壤,并非增大压强,故D错误。
故选A。
3.实心均匀正方体物块静止在水平面上。若在其右侧,沿竖直方向截去五分之一(如图所示),则其前后两次对地面的压力之比、压强之比为( )
A.F1∶F2=5∶1,P1∶P2=4∶5 B.F1∶F2=5∶4,P1∶P2=1∶1
C.F1∶F2=4∶5,P1∶P2=1∶5 D.F1∶F2=1∶5,P1∶P2=5∶4
【答案】B
【详解】物体静止在水平面上时,对地面的压力与自身重力相等,即
设原正方体边长为a、密度为ρ,其原始体积,质量
对应压力
竖直截去五分之一后,剩余体积
剩余质量
剩余压力
因此压力之比
压强公式为,原正方体与地面的受力面积,则原压强
竖直截去五分之一后,受力面积随体积同比例减小,剩余受力面积,则新压强为
压强之比
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计,甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后木棒的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.容器中液体的密度: B.液体对容器底的压强:
C.木棒底面受到液体的压强: D.容器对桌面的压强:
【答案】D
【详解】A.简易密度计在甲、乙两容器的液体中均处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件,浮力都等于密度计的重力,简易密度计在甲容器中排开液体的体积大于在乙容器中排开液体的体积,根据,可知甲容器中液体的密度小于乙容器中液体的密度,故A错误;
B.甲、乙两容器中液体的质量相等,根据G=mg,可知液体的重力相同,放入相同的密度计后液体与密度计的重力之和仍然相等,而两容器的底面积相同,根据可知,两容器底部受到的液体压强相等,故B错误;
C.木棒底面受到的液体的压强等于底面受到的液体的压力除以受力面积,由于漂浮,底面受到的液体的压力等于浮力,简易密度计在甲、乙容器中所受的浮力相同,木棒底面受到的液体的压强也相等,故C错误;
D.容器对桌面的压力F=G容+G液+G密度计,甲、乙容器的质量,液体的质量,密度计的质量都相等,所以容器对桌面的压力相等,即,因为容器的底面积相等,根据可知,容器对桌面的压强,故D正确。
故选D。
5.如图所示,甲、乙、丙为底面积相同、重力相等,形状不同的容器放置在同一水平桌面上。装有质量相等的不同液体,液面高度相同,则( )
A.容器对桌面的压强关系是
B.容器对桌面的压力关系是
C.容器底部受到液体的压强关系是
D.容器底部受到液体的压力关系是
【答案】A
【详解】AB.甲、乙、丙三个容器质量相同,容器内液体的质量相等,则三个容器和装有的液体的总重力相等,容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和,所以三容器对桌面的压力相等,即容器对桌面的压力关系是;三个容器的底面积相同,根据可知,三容器对桌面的压强关系为,故A符合题意,B不符合题意;
CD.装有质量相等的不同液体,从图中可知液体的体积大小关系为,根据可知,液体的密度大小关系为,又液面高度相同,根据可知,容器底部受到液体的压强关系是,根据可知,三个容器的底面积相同,则容器底部受到液体的压力关系是,故CD不符合题意。
故选A。
6.如图甲所示,将一块长木板放在水平桌面上,用一水平向右的力F缓慢匀速推动木板,木板一部分露出桌面,如图乙所示。推动木板过程中,力F的大小 ,木板对桌面的压强 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 不变 变大
【详解】[1]向右缓慢匀速推木板的过程中,受力平衡,所以滑动摩擦力等于力。滑动摩擦力大小和接触面粗糙程度与压力大小有关,水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,所以滑动摩擦力不变,则力大小不变。
[2]水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,所以压力大小不变。向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,根据,可知木板对桌面的压强变大。
7.如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处置有边长为10cm、重20N的正方体,对正方体施加大小均为10N的水平力和竖直力,正方体对水平地面的压力为 N,正方体对竖直墙壁的压强为 Pa。
【答案】 30 1000
【详解】[1]正方体对水平地面的压力F=F2+G=10N+20N=30N
[2]正方体对竖直墙壁的压力
受力面积
正方体对竖直墙壁的压强
8.如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是 Pa,水对壶底的压力是 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 连通器 1200 4.8
【详解】[1]壶嘴和壶身底部相通、上端开口,构成连通器(连通器是上端开口、底部相连通的容器,符合茶壶的结构特点)。
[2]水对壶底的压强:由液体压强公式,代入、、,得
[3]水对壶底的压力:由 ,代入 、,得
9.如图所示,小丽同学利用托里拆利实验装置测量出的大气压强为 (水银的密度为,结果保留两位小数)。不考虑温度的影响,小丽把此装置从山脚移到山顶,玻璃管内液面将 。(选填“上升”、“下降”或“不变”)
【答案】 下降
【详解】[1]托里拆利实验中,大气压强等于水银柱产生的压强,图中水银柱高度为,则大气压强为
[2]因为大气压强随海拔高度的增加而减小。从山脚到山顶,海拔升高,大气压变小。根据托里拆利实验原理,玻璃管内水银柱产生的压强等于外界大气压强,外界大气压减小,所以玻璃管内水银柱的高度会变小,即液面将下降。
10.“福建舰”国产航母编队在进行海试时,其不能并排行驶的原因是:舰船并排行驶时,舰船间海水流速变大,其间水的压强 ,容易造成安全事故。当舰载机起飞后,福建舰底部受到水的压强 (均选填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 变小 变小
【详解】[1]舰船并排行驶时,军舰带动其周围的水随船向前运动,结果使舰船内侧之间的水流速度大于舰船外侧的水流速度;因为水的流速越大,压强越小,水的流速越小压强越大,所以产生向舰船内侧的压强差,水的压强差使两军舰靠近,进而发生碰撞,为了避免事故的发生,舰船不要并排行驶。
[2]舰载机起飞后,福建舰的总重力减小,仍然处于漂浮状态,由于物体漂浮时浮力等于自身的重力,所以受到的浮力变小,根据可知福建舰排开水的体积变小,故所处的深度变小,根据可得,福建舰底部受到水的压强变小。
◇实验 1 探究压力作用效果的影响因素
实验
目的
探究压力作用效果与哪些因素有关
实验
器材
形变显著的物体(如海绵、沙子等)、压力小桌、砝码
进行实验与收集证据
(1)如图甲所示,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
(2)如图乙所示,在小桌上放砝码,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
(3)如图丙所示,将小桌倒立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
实验序号
压力
受力面积
压力作用效果
甲
小桌重力
4个桌脚(小)
不明显
乙
小桌+砝码重力
4个桌脚(小)
明显
丙
小桌+砝码重力
桌面(大)
极不明显
分析
论证
(1)甲、乙两图中,海绵的受力面积相同,乙中海绵受到的压力大,压力的作用效果比甲明显。
(2)甲、丙两图中,海绵受到的压力相同,甲中海绵的受力面积小,压力的作用效果比丙明显。
实验结论
(1)受力面积一定,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)压力一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
评估与交流
(1)实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变,实验现象明显,而木板不易发生形变,实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
(2)实验中若压力大小、受力面积都不同,则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。
◇实验 2 探究液体压强的特点实验
实验
目的
探究液体压强与哪些因素有关
实验原理
通过U形管的液面高度差来判断液体内部压强大小
实验设计
用如图所示的压强计探究液体内部的压强。改变探头的方向,可探究液体内部向各个方向的压强;改变探头的深度或放于不同液体中,可探究液体内部压强与液体深度和密度的关系。
实验
器材
烧杯、水、盐水、U型管压强计
进行实验与收集证据
(1)将压强计的探头放在同种液体内部同一深度处,改变探头的方向,发现压强计两侧液面高度差不变。
(2)将压强计的探头放在同种液体内部,不断增加探头的深度,发现压强计两侧液面高度差变大。
(3)将压强计的探头放在不同液体内部同一深度处,发现在密度大的液体中,压强计两侧液面高度差大。
实验内容
液体物质
探头浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管两端液面高度差(cm)
a
水
相同(5cm)
相同(5cm)
相同(5cm)
b
水
不同(3cm)
不同(5cm)
不同(7cm)
c
水
相同(5cm)
盐水
相同(5cm)
分析
论证
实验内容
液体物质
探头浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管两端液面高度差(cm)
a
水
相同(5cm)
向下
5
相同(5cm)
向前
5
相同(5cm)
向上
5
b
水
不同(3cm)
向下
2
不同(5cm)
向下
5
不同(7cm)
向下
8
c
水
相同(5cm)
向下
5
盐水
相同(5cm)
向下
8
(1)在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。
(2)同种液体,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时,密度越大,液体内部的压强越大。
实验结论
(1)液体内部向各个方向都有压强。同种液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(2)同种液体内部,深度越大,压强越大。
(3)不同的液体内部,深度一定,液体密度越大,压强越大。
评估与交流
(1)探究中用到的方法:
①转换法:通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
②控制变量法:探究液体内部的压强与方向的关系;探究液体内部压强与深度的关系;探究液体内部压强与液体密度的关系。
(2)压强计只能比较压强的大小,不能测量压强的大小。
(3)探究液体的压强与液体质量的关系
演示实验:
取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底,在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向两瓶中装入等质量的水,观察橡皮膜向外凸出的情况。
可以看到,橡皮膜凸出的程度不同,细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
结论:等质量的水对底部的压强不同,液体压强的大小与液体质量无关,而与液体深度有关,深度越大,压强越大。
1.小明同学在家用常见物体进行“探究压力作用效果影响因素”的实验,所用的水瓶均相同,操作步骤的简易示意图如图所示(A、B、E、F中水瓶装满水,C、D中水瓶未装满水)。
(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)通过步骤A、B,说明压力的作用效果与 大小有关;
(3)通过步骤B、C、D,说明压力的作用效果与 大小有关;
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时对海绵压力的作用效果与步骤 中的一样;
(5)步骤A中水瓶对海绵的压强pA和步骤F中水瓶对砖块的压强pF的大小关系为pA pF。(选填“>”“<”“=”)
【答案】(1)凹陷程度
(2)受力面积
(3)压力
(4)A
(5)=
【详解】(1)根据转换法,步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)比较步骤A、B,只有受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与受力面积大小有关。
(3)比较步骤B、C、D,只有压力大小不同,海绵的凹陷程度不同,说明压力的作用效果与压力大小有关。
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时压力变为原来一个水瓶压力的2倍,受力面积也变为原来一个水瓶受力面积的2倍。根据压强公式,压力和受力面积同时扩大相同的倍数,压强不变,即对海绵压力的作用效果不变,与步骤A中的一样。
(5)比较A、F,水瓶对海绵的压力和水瓶对砖块的压力大小相同,受力面积相同,根据压强公式可知步骤A中水瓶对海绵的压强和步骤F中水瓶对砖块的压强大小相同,即。
2.如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)实验前,用手指轻压橡皮膜时,如果U形管中液柱升降灵活,说明装置 ;
(2)为探究液体内部压强与方向的关系,应该把压强计的探头放入 液体的相同深度,改变 ,通过观察U形管两侧液面高度差即可;
(3)通过比较 两图可知:同种液体内部,压强随液体的深度增加而增大;
(4)增加一个相同的压强计,将两个压强计按如图丁所示方式组装,两个U形管中分别注入染色的水和酒精()。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为和,则U形管A中注入的液体是 。保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,和都变 (填“大”或“小”)。
【答案】(1)气密性良好或不漏气
(2) 同种或相同密度 探头的方向
(3)甲乙
(4) 酒精 大
【详解】(1)压强计的橡皮膜与U形管是密封的,当按压橡皮膜时,橡皮膜受到的压力会传递给内部密封的气体,气体压强变大,会推动U形管里的液体升降。实验前,用手指轻压橡皮膜时,如果U形管中液柱升降灵活,则说明装置气密性良好。如果漏气,按压时液面不会灵活升降。
(2)[1][2]探究液体内部压强与方向的关系时,需采用控制变量法,即控制液体相同、深度相同,仅改变探头的方向,以此来观察U形管两侧液面高度差,进行探究实验。
(3)探究液体内部压强与液体深度的关系时,需采用控制变量法,控制其他变量相同,仅改变深度,观察U形管两侧液面高度差,进行探究实验。由图可知,甲乙两实验中,乙中探头深度较深,U形管两侧液面高度差较大,液体压强较大,因此可得出结论:同种液体内部,压强随液体的深度增加而增大。
(4)[1]在同一深度,盐水的压强一定,根据,有。由图丁可知,,因此。由于,所以密度小的是酒精,即U形管A中注入的液体是酒精。
[2]保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,此时液体的重力变大,液体对容器底部的压力变大,容器底面积不变,根据可知,液体对容器底部的压强变大。注水后盐水的密度变小,探头位置不变,即探头到容器底部的深度不变,根据可知,探头到容器底部的压强变小。综上可知,探头位置液体到液面的压强变大,故和都变大。
◇突破 1 压强的基础计算
典例1(2025·江
解|题|思|维
(1)首先判
典例1(2025·吉林·中考真题)如图是为了纪念老红军谢宝金携带一台较重的发电机完成长征而立的铜像。若谢宝金和发电机的总质量是132kg,站立时与地面接触的总面积为。求:
(1)谢宝金和发电机的总重力(g取10N/kg)。
(2)谢宝金携带发电机站立时对地面的压强。
【答案】(1)1320N
(2)
【详解】(1)谢宝金和发电机的总重力
(2)谢宝金携带发电机站立时,对地面的压力等于其总重力,即
谢宝金携带发电机站立时对地面的压强
变式1-1(2025·吉林四平·一模)某种新型材料制成的长方形实心砖放置在水平地面上,此砖长为0.4m,高为0.1m,宽为0.25m,质量为3kg,g取10N/kg。求:
(1)此砖受到的重力;
(2)此砖块对水平地面的最小压强。
【答案】(1)30N
(2)300Pa
【详解】(1)此砖受到的重力
(2)砖块对水平地面的压力等于其重力,即
根据可知压力一定时,受力面积越大,压强越小。最大受力面积为长与宽的乘积,为
此砖块对水平地面的最小压强
变式1-2(2025·江苏常州·二模)小方暑假去西藏旅游,他买了总质量为1.6kg、容积为0.96L的氧气罐(如图所示),罐底面积50cm2,罐内氧气密度为5kg/m3。该氧气罐内氧气的质量为 g,当氧气罐内的氧气用去一半后,剩余氧气的密度是 kg/m3。氧气罐平放于桌面(使用前),桌面受到的压强为 Pa。
【答案】 4.8 2.5 3200/
【详解】[1]已知氧气罐的容积
则氧气的质量为
[2]当氧气瓶内的氧气用去一半后,氧气的质量减少一半,变为
氧气的体积不变,则剩余氧气的密度为
[3]氧气罐平放于桌面,桌面受到的压力等于自身的重力,即
桌面受到的压强为
◇突破 2 固体压强的分析与计算
典例2(2025·广西·中考真题)某次加工螺母的过程中,裁出底面为正八边形的金属柱体,其质量为,底面积为。如图甲所示,金属柱体放在水平地面上,其对地面的压强为 Pa;从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体后,分别如图乙和图丙所示放在水平地面上,其对地面的压强分别为和,且,则r约为 cm。(已知该金属密度为,取、、)
【答案】 1
【详解】[1]金属柱体对地面的压力
金属柱体对地面的压强
[2]由可得金属柱体的高度
图乙中地面的受力面积
金属柱体底面为正八边形,设边长为a,由数学知识可知底面积
解得,则图丙中地面的受力面积
图乙和图丙中空心金属柱体对地面的压力相等,根据并结合可得
即
解得
变式2-1(多选)(2025·吉林·一模)淘气堡中小朋友们玩搭积木游戏,将四块完全相同的正方体积木甲、乙、丙、丁摆放在水平地面上如图所示,已知每块积木的质量为m,边长为a,则( )
A.甲对丙的压力为4mg
B.丙对地面的压力为2mg
C.将乙和丁同时拿走,丙对地面的压强为
D.将乙和丁放在甲上,甲对丙的压强为
【答案】BC
【详解】A.如图,丙只受甲的压力,甲对丙的压力为,故A不符合题意;
B.丙对地面的压力等于甲和丙的总重力,丙对地面的压力,故B符合题意;
C.将乙和丁同时拿走,丙对地面的压力不变,仍为2mg,丙对地面的压强为,故C符合题意;
D.将乙和丁放在甲上,有三个正方体积木压着丙,丙受到的压力等于三个积木的重力3mg,甲对丙的压强为,故D不符合题意。
故选BC。
变式2-2(2025·新疆·一模)实心长方体A和B放置在水平地面上,A和B的质量之比为1∶7,它们的长、宽、高如图所示,现在长方体A、B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,此时A、B剩余部分对水平地面的压强为pA'、pB',下列关于切割比例n取值范围和对应pA'、pB'的大小关系正确的是( )
A.当n=0.2时,pA'=pB'
B.当0<n<0.1时,pA'<pB'
C.当0.1<n<0.2时,pA'<pB'
D.当0.05<n<0.2时,pA'>pB'
【答案】B
【详解】物体A和物体B的质量之比为1:7,根据,则
由图可知,B的底面积与A的底面积之比
截取后物体A对水平地面的压强
截取后物体B对水平地面的压强为:
当时,带入公式,解得n=0.1
A.当n=0.2时,,故A错误;
BC.当时,代入公式解得0<n<0.1,故B正确,C错误;
D.当时,代入公式解得n>0.1;当0.05<n<0.2时,有可能是,也可能是,故D错误。
故选B。
◇突破 3 液体压强的分析与计算
典例3(2025·上海·中考真题)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕、6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的液面下降0.02米,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等。求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量;
②金属小球的密度。
【答案】(1)38.24N
(2),
【详解】(1)根据压强公式可得,甲容器对地面的压力
(2)①将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m;由于小球的体积不变,甲、乙容器完全相同,则放入小球后,甲中水面上升0.02m,则甲中水对容器底的压强变化量
②小球更换位置前,乙容器对地面的压力
小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,设小球重力为。则有
将、代入为
解得小球重力,小球体积为
则金属小球的密度
变式3-1如图所示,装有水的薄壁轻质柱形容器置于水平地面上,A球浸没在水中。容器底面积为,B球体积是A球的2倍。(,)
(1)若水的深度为,求水对容器底部的压强;
(2)若容器中水和A球的总质量为6kg,求容器对地面的压强;
(3)现取出A球并将B球浸没在水中(无水溢出)。操作前后水对容器底部压强的变化量为500Pa。求B球的体积。
【答案】(1)2000Pa
(2)3000Pa
(3)
【详解】(1)水对容器底的压强
(2)容器中的水和 A 球受到的总重力为
薄壁轻质柱形容器的质量不计,容器对水平地面的压力
容器对地面的压强
(3)设 A 球体积为 VA,B 球体积为。操作前后水对容器底的压强变化量为 500 Pa,故水位高度变化满足
体积变化量为
这部分体积变化等于
B球的体积
变式3-2(2025·湖南衡阳·模拟预测)如图所示,完全相同的两个密闭容器内装有不同液体,液面相平。液体密度分别为和,它们分别在水平拉力和的作用下沿同一水平面做匀速直线运动,速度分别为v和2v。若,则下列说法中正确的是( )
A.容器对水平面的压力甲大些
B.
C.液体对容器底部的压强甲大些
D.将容器都倒过来放在水平面,待液体静止时容器底部受到的液体压力乙大些
【答案】C
【详解】ABC.若,由于容器做匀速直线运动,所以甲、乙容器受到的滑动摩擦力大小相等,则甲、乙容器对水平面的压力大小相等,液体的质量相同,由图知乙中液体的体积大,由知,由图知液体的深度相同,由知液体对容器底部的压强甲大些,故AB错误,C正确;
D.容器中液体的质量相同,质量相同,倒过来后甲液体容器底部受到的液体压力大于其重力,乙液体容器底部受到的液体压力小于其重力,所以将容器都倒过来放在水平面,待液体静止时容器底部受到的液体压力甲大些,故D错误。
故选C。
◇突破 4 大气压强的应用
典例4(2025·山东淄博·中考真题)淄博市博物馆收藏的战国青铜汲酒器及结构简图如图所示,球形器和长柄上下贯通,长柄上部有一方形孔且最上端封闭。汲酒器放入酒缸后,通过底部圆孔与酒缸相通构成 ,酒进入汲酒器内;用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸,酒在 的作用下不会滴漏;松开手指,酒因受 而流下。这充分反映了古人高超的智慧。
【答案】 连通器 大气压 重力
【详解】[1]汲酒器放入酒缸后,底部圆孔与酒缸相通,球形器和长柄上下贯通,符合 “上端开口、底部连通” 的连通器结构,因此构成连通器。
[2][3]用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸时,酒上方的空气被封闭,外界大气压作用在酒的表面,使酒不会滴漏。松开手指后,酒在重力作用下向下流动。
变式4-1(2025·河南·模拟预测)汽车在高速行驶时,只需略微打开天窗,就可以实现高效的“换气”功能,净化车内空气,如图所示,下列选项与此原理相同的是( )
A. 热气球能够升空
B. 飞机的机翼做成流线型
C. 注射器吸取药液
D. 摩擦过的尺子吸引碎纸屑
【答案】B
【详解】汽车高速行驶时,天窗处空气流速大,根据流体压强与流速的关系(流速大的地方压强小),车内空气会在压强差作用下被 “压” 出,实现换气。
A.热气球升空是利用空气的浮力,热气球内空气受热膨胀,密度变小,浮力大于重力时升空,与流体压强和流速关系无关。故A不符合题意;
B.飞机机翼做成流线型,飞行时,机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的升力,利用了流体压强与流速的关系,和汽车天窗换气原理相同。故B符合题意;
C.注射器吸取药液是利用大气压,拉动活塞时,注射器内气压减小,外界大气压将药液压入注射器,与流体压强和流速关系无关。故C不符合题意;
D.摩擦过的尺子吸引碎纸屑是因为尺子摩擦后带电,具有吸引轻小物体的性质(静电现象),与流体压强和流速关系无关。故D不符合题意。
故选B。
变式4-2(多选)(2025·河南·一模)如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装有适量水的塑料瓶中,使其恰好能漂浮在水面上,旋紧塑料瓶盖,这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶,小玻璃瓶就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来,调整握塑料瓶的力度,小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法正确的是( )
A.用力抓握塑料瓶,塑料瓶内气压变大
B.松开塑料瓶,部分水从小玻璃瓶口流入
C.小玻璃瓶下沉时受到塑料瓶中水的压强不变
D.小玻璃瓶悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
【答案】AD
【详解】A.将小玻璃瓶装适量的水倒扣装满水的塑料瓶中,使其漂浮在瓶盖旋紧的大塑料瓶内的水面上,挤压大塑料瓶,瓶内空气被压缩,塑料瓶内气压变大,故A正确;
B.松开塑料瓶,内部压强减小,瓶内空气体积变大,塑料瓶内气压变小,部分水从小玻璃瓶口流出,故B错误;
C.小玻璃瓶下沉时,所处的深度越来越大,由可知,受到塑料瓶中水的压强变大,故C错误;
D.悬浮在水中时,根据浮与沉的条件可知,小玻璃瓶受到的浮力等于其重力,故D正确。
故选AD。
◇突破 5 流体压强与流速的关系
典例5(广东广州·中考真题)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pc> pd B.pa> pb C.pa0>pa D.pb0=pb
【答案】B
【详解】A.在b上方持续水平吹气,因为b处流速大,压强小,a处流速小,压强大,形成气压差,在气压差的作用下,b处液面升高,水面稳定后如图2所示,但c、d处深度相同,则根据可知,,故A不符合题意;
B.在b上方持续水平吹气,因为b处流速大,压强小,a处流速小,压强大,形成气压差,此时a、b处的气压为pa、pb,则可知,故B符合题意;
C.因为大气压保持不变,此时水面上方a处的气压为大气压,保持不变,则可知,故C不符合题意;
D.在b上方持续水平吹气,因为b处流速变大,压强变小,则可知,故D不符合题意。
故选B。
变式5-1(2024·江苏南京·模拟预测)研究表明,流速越大,流体的压强越 ,如图所示,若一个篮球在空气中下落的同时逆时针旋转,则篮球的下落轨迹将向 偏转。
【答案】 小 右
【详解】[1]根据流体压强与流速的关系,我们知道流速越大的地方,压强越小。这是流体力学中的一个基本原理。
[2]当篮球逆时针旋转时,其表面附近的空气也会随着篮球的旋转而运动。具体来说,篮球上方的空气会因为篮球的旋转而向右运动,导致篮球上方的空气流速增大;而篮球下方的空气则因为篮球的旋转而向左运动,但由于篮球本身在向下运动,所以下方的空气实际上会受到一个向后的阻力,使得其流速相对减小。根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,所以篮球上方的压强会小于下方的压强。这种压强差会产生一个向上的升力,但由于篮球本身在向下运动,所以升力并不会阻止篮球下落,而是会使篮球受到一个向右的偏转力。因此,篮球的下落轨迹将向右偏转。
变式5-2(2025·安徽淮北·一模)生活中有很多的“吸”,如图所示,其中与①原理相同的是 (填序号)。
【答案】②
【详解】①拔火罐时,罐内的气压小于罐外的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,利用了大气压的作用;
②用吸管吸饮料时,用力吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压的作用;
③吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘、纸屑等垃圾吸入,应用的是流体压强和流速的关系。
综上分析可知,与①原理相同的是②。
◇难点 1 固体压强的切割与叠加问题
解|题|思|维
解答此类题时,需从波形图的疏密程度、振动幅度、形状等方面分别区分音调、响度和音色。波形越密,表示振动的频率越高,音调就越高;波上下的振动幅度越大,表示响度越大;波的形状不同,则表示音色不同。
典例6(多选)(2025·四川宜宾·中考真题)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,g=10N/kg。下列结果正确的是( )
A.物体B的高度为10cm B.物体B的重力为10N
C.物体A的重力为24N D.物体A的密度为1.2×10³kg/m³
【答案】AD
【详解】A.将B沿水平方向截取高为h的柱体,则它对地面的压强越来越小,由图可知,下方图像为B对地面的压强p与截取高度h的关系;由图可知,当h = 10cm时,B对地面的压强为0,这意味着此时B全部被截取,所以物体B的高度为10cm,故A正确。
B.由题意可知,B未截取时对地面的压强为,由可知,B的密度为
因物体B是正方体,则边长为10cm,则底面积为0.01m2,B受到的重力为,故B错误;
C.当h = 4cm = 0.04m时,截取部分B的重力为,则由图可知,此时A对地面的压强为
当h = 10cm = 0.1m时,截取部分B的重力,则可知,此时A对地面的压强为,联立以上两式解得,,故C错误。
D.A的底面积为,则A的边长为0.2m,则A的质量为
A的密度为
故D正确。
故选 AD。
变式6-1(2025·云南丽江·一模)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为pB,A剩余部分对地的压强为pA,pA、pB与L的变化关系如图乙所示。以下说法错误的是( )
A.切除之前,A的重力为40N
B.A与B的密度之比为2:1
C.L=5cm时,pA:pB=4:7
D.若将B叠放在A上,A对地面的压强为2×104Pa
【答案】C
【详解】A.由“将A沿水平方向切去高为L的部分,把切去部分叠放在B上”可知,A剩余部分对地的压强减小,B对地的压强增大。由图乙中压强随L减少的图像可知,当切去部分的高度为10cm时,A剩余部分对地面的压强为0,切除之前,A对地面的压强为,A的底面积为
A的重力为, 故A正确,不符合题意;
B.A的体积为
A的密度为
由图乙可知,A没有叠放在B上时,B对地面的压强为,由图乙可知,A全部叠放在B上时,B对地面的压强为,由可知,A全部叠放在B上时,
代入数据得
解得,则B的边长,所以
又
解得
B的密度
则,故B正确,不符合题意;
C.L=5cm时,A剩余部分的重力是切除之前的一半,A对地面的压强
则B的总重力
B对地面的压强为
压强之比为,故C错误,符合题意;
D.若将B叠放在A上,总压力为
A对地面的压强,故D正确,不符合题意。
故选C。
变式6-2(2025·江苏苏州·二模)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为,A剩余部分对地的压强为、与L的变化关系如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.切除之前,A的重力为160N
B.A与B的密度之比为1:2
C.时,:7
D.若将B叠放在A上,A对地面的压强为
【答案】D
【详解】A.由图乙知A和B原来对地面的压强相同,均为,A的边长
则A的面积
A的体积为
物体单独放置在水平面上时,物体的重力与物体对地面的压力相等,切除之前,A的重力,故A错误;
B.物体A的质量
A的密度
B单独放置在水平地面上时对地面的压强……①
由图乙知,当A全部放置在B上时,B对地面的压强
……②
由①②得:
物体B的质量
物体B的底面积
物体B的体积
B的密度
则A与B的密度之比,故B错误;
C.当时,A切去一半体积,A的质量减半、重力减半,对地面的压力减半,A与地面的接触面积不变,由 知,A对地面的压强减半,即
A切去的部分受到的重力
A切去部分放置在B上之后,B对地面的压力
此时B对地面的压强
则时,,故C错误;
D.若将B叠放在A上,A对地面的压力
A对地面的压强为,故D正确。
故选D。
◇难点 2 液体压强的综合计算
典例7(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
【答案】D
【详解】A.三个烧杯相同,液体质量相等,由图可知液体体积,根据密度公式可知,,故A不符合题意;
B.液体对烧杯底部的压力等于液体的重力(柱形容器),三种液体质量相等,重力相等,因此三个烧杯底部受到的压力相同,烧杯底面积S相同,根据压强公式可得,液体对烧杯底部的压强,故B不符合题意;
C.烧杯对桌面的压力等于烧杯和液体的总重力,三个烧杯相同,烧杯受到的重力相同,液体质量相等,受到的重力相同,因此三个烧杯的总重力相等,烧杯对桌面的压力,故C不符合题意;
D.x、y、z三点距杯底等高,,根据液体压强公式得,x、y、z三点以下液体对烧杯底部产生的压强,x、y、z三点以上液体的压强为、、,液体对烧杯底部的压强,液体对烧杯底部的压强
x、y、z三点液体的压强,故D符合题意。
故选D。
变式7-1(2025·新疆·模拟预测)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,容积为700cm3,内封闭有质量为0.4kg的水,将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为800Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为( )
A.1000Pa B.1200Pa C.1400Pa D.1600Pa
【答案】C
【详解】瓶中水的重力为
玻璃瓶正放时水对容器底的压力为
则瓶底的面积为
瓶中水的体积为
将玻璃瓶倒放在水平面上时,瓶中水上方空间的体积为
瓶中水上方空间的高度为
则玻璃瓶倒放在水平面上时,瓶中水的深度为
将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
变式7-2(2025·福建福州·模拟预测)如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在水平桌面上,装有同种液体,液面相平,甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为、,用沿水平方向的力、分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动(容器未倾斜),下列关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【详解】甲、乙两容器装有同种液体,则密度相同,液面相平,则高度相同,根据可知,液体对甲、乙两容器底的压强相等;甲、乙两容器底面积相等,根据可知,甲、乙两容器内液体对容器底的压力相等,即;
由图可知,甲容器中液体的体积大于乙容器中液体的体积,两液体密度相同,根据、可知,甲容器中液体的重力大于乙容器中液体的重力,甲、乙两容器质量相等,则重力相等,所以甲容器的总重力大于乙容器的总重力,甲容器对水平桌面的压力大于乙容器对水平桌面的压力,甲、乙两容器底面粗糙程度相同,所以根据摩擦力大小的影响因素知,甲容器受到的摩擦力大于乙容器受到的摩擦力;用沿水平方向的力、分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,两容器均处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,推力等于摩擦力,即,所以。
故ACD错误,B正确。
故选B。
1.(2025·辽宁·一模)如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大 B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大 D.p变小,F不变,p′变大
【答案】C
【详解】由于瓶内水不满,而瓶子上细下粗,所以倒过来时水的深度变大,由p=ρgh可知,液体对瓶盖的压强变大,即p变大;甲中水对容器底部的压力和液体的重力相等,乙中上粗下细,水对容器底部的压力小于水的重力,所以F变小;瓶对桌面的压力等于瓶和里面水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,所以对桌面的压力也不变,而倒过来后受力面积变小,所以,由可知,瓶子对桌面的压强变大,即p′变大;故C正确,ABD错误。
故选C。
2.(2025·重庆·二模)如图,质量为的长方体镂空砖内有若干个柱形圆孔(孔穿透砖体),圆孔总体积占长方体总体积的,长方体三条边长之比为。平放时砖对水平地面的压强为。水平地面上另有一底面积为的足够高柱形容器,装有适量水,将砖竖放入容器中时,砖恰好有一半浸入水中(圆孔也有一半浸入水中),不计砖吸水,下列说法正确的是( )
A.砖侧放时与地面的接触面积为
B.该砖实心部分的材质密度为
C.砖未放入容器中时,容器中水深为
D.砖竖放入容器中时,砖对容器底的压强为
【答案】C
【详解】A.设长方体的三条边长分别为L、2L、4L,则总体积V=8L3
平放时砖面与孔的面积之和S₁=2L×4L=8L²
平放时砖对水平地面的压强为,由压强公式可得,接触面积(砖面的面积)
圆孔总体积占长方体总体积的,故圆孔的面积是S孔是S1的,砖面的面积是S砖是S1的,所以
侧放时接触面积S2=L×4L=4L²
故侧放时接触面积
故A错误;
B.因为
解得L=5cm,那么砖与孔的总体积
砖材料的体积
砖材料的密度
故B错误;
C.砖竖放时,水的高度
砖排开水的体积等于一半砖材料的体积,即
当砖拿走后,液面下降的高度
则水原来的高度
故C正确;
D.砖竖放时,底面积S=50cm2=5×10-3m2
砖竖放时,排开水的体积
砖竖放时浮力
砖对容器底的压力F=G-F浮=15N-3.75N=11.25N
压强,故D错误。
故选C。
3.(2025·重庆南岸·模拟预测)如图甲所示,模型A、B是质量分布均匀的柱体(B置于A上),底面积分别为和。若沿水平方向切割模型,并将切去部分放在同一水平地面上,设剩余部分对水平地面的压强为,切去部分对水平面的压强为,与切去部分的高度h的关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.B的密度为 B.A、B的密度之比为
C.当时, D.当时,
【答案】C
【详解】A.观察图像可知,切去高度为时,B全部切除,故柱体A的高度为,B的高度为。
切去高度为时,B全部切除,A对地面的压强减小了
B的重力
B的质量
B的体积
则B的密度
故A错误;
B.由图像可知,B全部切除,A对地面的压强为,A的高度,A的密度
所以A与B的密度之比为
故B错误;
C.当时,B全部切除,就是A对地面的压强,就是B对地面的压强,由图像可知,此时A对地面的压强;
此时B对地面的压强
所以当时,
故C正确;
D.当时,就是把B切掉,剩余,A的重力
此时
故D错误。
故选C。
4.(2025·全国·一模)如图所示,将量杯放在水平地面上,向杯中匀速注水直至注满。杯对地面的压强为,水对杯底部的压强为,下列压强随时间变化图像正确的是( )
A.只有① B.只有④ C.①和③ D.①和④
【答案】B
【详解】水的重力与注水时间成正比,由于杯子的自重不变,总重力与注水时间应是一次函数关系,而不是正比例函数关系,也就是图像应不经过原点,故①②错误;水对杯底的压强 ,其中 h 是水深,由于量杯上口大、下口小(截面积由下向上变大),在匀速注水时,水位上升初期较快,后期较慢,h 随时间的增长并不像直筒那样严格线性,故 p2随时间的增长曲线先陡后缓,对应图 ④;故B正确,ACD错误。
故选B。
5.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)线切割是一种高精度的加工技术。如图所示,A、B两个材料不同的实心长方体放在水平地面上,A、B的高度之比。若使用线切割技术沿虚线方向将长方体截取其放在长方体的正上方后,对地面的压强减小了,B对地面的压强增加了;若使用线切割技术沿虚线方向将长方体截取并放在长方体的正上方后,对地面的压强增加了。已知,则与的密度之比为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】分析图片,无论切割A还是B,放置在B或A上时,物体A、B与地面的接触面积不变,,则,
未切割前,根据固体压强公式,可得A对地面的压强
B对地面的压强
当把A截取放在长方体B的正上方后,A对地面的压强减小了,则
此时B对地面的压强,B对地面的压强增加了,则
当把B截取放在长方体A的正上方后,A对地面的压强增加了,则
已知,所以
即
可得
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(2025·广西南宁·三模)广场上的合金雕塑需要石材做基石。现将质量分布均匀的正方体合金A和正方体石材B放在水平地面上,A的边长为1m,B的边长是A的2倍,A和B对地面的压强之比为3∶2,已知B对地面的压强为4×10⁴Pa,则B的密度为 kg/m³;如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,将B沿竖直方向切去厚为L的部分。如图乙所示,把B切去部分垫在A剩余下方做基石,此时整体对地面的压强为P₁,把A切去部分叠放在B剩余部分上方,此时整体对地面的压强为P₂。若P₁∶P₂=19∶60,则切去部分L的长为 m。(已知)
【答案】 2×103 0.8
【详解】[1]正方体对水平地面的压强为
其中h为正方体边长,已知B对地面压强,B的边长
由p=ρgh可得B的密度
[2]由得A对地面的压强
由可得A的密度
A切去部分重力
A剩余部分重力
B切去部分重力
B剩余部分重力
图乙中整体对地面压力分别为,
受力面积分别为,
由题意有
代入,
解得
7.(2025·广东揭阳·三模)核潜艇的动力来源于核反应堆中发生的核 变获得的核能;如图所示,一艘核潜艇悬浮在A处,此时指挥台顶部距离海平面深度为100m、面积为2000cm2的观察窗受到海水的压力为 N;若某段时间内,潜艇沿着OP水平直线方向从低密度海水区域匀速潜入高密度海水区域,则在B点的动能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在C点的动能。(低密度海水密度取)
【答案】 裂 小于
【详解】[1]核潜艇的动力来源与核电站的能源来源相同,都来自于核裂变。
[2]观察窗所受的压强
观察窗受到的压力
[3]潜艇浸没在海水中,排开海水的体积在B和C点的相同,而B的海水密度比C点的小,据阿基米德原理知,B点潜艇所受的浮力比C点的小,则潜艇在B点的重力比C点的小,质量比C点的小,两点的速度相同时,B点的动能小于C点的动能。
8.(2025·广西·模拟预测)如图甲所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,将A、B分别沿水平方向切去体积为ΔVA和ΔVB的部分,直到切完为止,A、B剩余部分对地面的压强随剩余部分体积的变化关系如图乙所示。A的密度为 g/cm3,将A、B切下部分叠放到对方剩余部分正上方,若叠放后A、B对地面的压强相等,则A、B沿水平方向切去的高度之比ΔhA∶ΔhB= 。
【答案】 3 2∶1
【详解】[1]在没截之前,正方体对地面的压强最大。由图可知,左边图线压强最大为3×103Pa时,物体体积V=1×103cm3,物体边长为
同理,右边图线物体的边长
因L<L',故左侧图线表示物体A,即l=0.1m,右侧图线表示物体B,即l′=0.2m。
水平地面上的正方体对水平地面的压强
对应A物体,h=l=0.1m,故正方体A的密度为
[2]正方体B的密度为
A的质量为mA=ρAV=3g/cm3×1×103cm3=3000g=3kg
B的质量为mB=ρBV′=1.5g/cm3×8×103m3=12000g=12kg
A的受力面积为SA=(0.1m)2=0.01m2
B的受力面积为SB=(0.2m)2=0.04m2
则
因切割叠放后对地面的压强相等,由F=pS可知,切割叠放后对地面的压力之比为1︰4,设切割的体积分别为ΔVA和ΔVB,则切割叠放后对地面的压力分别为FA=GA-ΔGA+ΔGB=mAg-ρAΔVAg+ρBΔVBg,FB=GB-ΔGB +ΔGA =mBg -ρBΔVBg+ρAΔVAg
则
解得VA︰VB=1︰2,又SA︰SB=1︰4,所以A、B沿水平方向切去的高度之比为A、B沿水平方向切去的高度之为
9.(2025·福建福州·模拟预测)同种材料制成的甲、乙两个正方体放在水平桌面上时,甲、乙对桌面的压强分别为2p和p,则: ;如图所示,若沿竖直方向把甲分成相等的两部分,此时甲对桌面的压强为 ;若把乙叠放在甲的上面,则甲对桌面的压强为 。
【答案】 8:1 2p
【详解】[1]设甲、乙两个正方体的边长分别为 a、b,因它们由同种材料制成,密度相同,则
由压强公式得甲对桌面的压强
乙对桌面的压强
联立以上两式可知a:b = 2:1
[2]若将甲沿竖直方向分成相等两块,高度不变,根据
可知此时甲对桌面的压强不变,为2p。
[3]若将乙叠放在甲上,甲对桌面的压强为
10.(2025·广西贺州·二模)地质队获得了一段地质样品,由底面积分别为和的圆柱体A、B组成。经测量,A高10cm。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙所示。切割前,A对传感器的压力为 N;当时,剩余样品与切割前的总重之比为 。
【答案】 90 13:15
【详解】[1]由图乙可知切割前圆柱体对传感器的压强为3000Pa,则切割前A对传感器的压力为
[2]由图乙可知,当时,传感器所受压强为0,则A、B的总高度为15cm,则B的高度为
由图乙可知,传感器所受压强随切去高度h变化的函数关系为
当B全部切去时,则时传感器所受压强为
B全部切除后传感器减小的压强为
则B的重力为
A的重力为
AB的总重力
当时,B切去的重力为
此时剩余样品与切割前的总重之比为
11.(2025·云南楚雄·二模)学习液体压强时,老师展示了如图甲所示的实验,小明同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后小明将自己的结论告诉老师,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图乙所示进行实验,观察到。试完成下列问题:
(1)水对侧边C、D两点压强为和,则 (选填“>”“=”或“<”);
(2)在图乙中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,、分别是此时的最远距离,则 (选填“>”“=”或“<”);
(3)判断小明同学的结论是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)在图丙中,其他条件不变,将木板向右移动,使E孔流出的最远水流落在木板上,最远距离为。若将容器中的水换为相同体积的盐水,使E孔流出的最远盐水流落在木板上,最远距离为,则 (选填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1)< (2)> (3)错误 (4)<
【详解】(1)液体压强随深度的增加而增大,由知,当液体密度相同,时,水对侧边C、D两点的压强。
(2)在图乙中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,、分别是此时的最远距离,则由图可知,。
(3)由上述实验可知,保持其它条件不变,仅将木板向右移时,水流从C和D两孔流出的速度和方向不变,但此时D点的高度变低(相对于木板,原来相对于地面),则水流流到木板的时间较短,正是因为平移后的木板挡住了水流,导致从D孔流出的水流在水平方向上运动的距离减小,才出现,若不平移木板,则可以得出“深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大”的结论,故小明同学的结论是错误的。
(4)将容器中的水换为相同体积的盐水,深度相同,盐水的密度大,液体压强大,流出的距离变大,所以。
12.(2025·安徽淮北·一模)物体在细线拉力作用下静止在水中(如图所示),此时水面距容器底30cm,已知物体上表面所受水的压力为7N,下表面所受水的压力为19N,此时细线对物体的拉力为3N(,g取)。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)物体的体积;
(3)剪断细线后物体静止时所受的浮力。
【答案】(1) (2) (3)9N
【详解】(1)已知水面距容器底的深度h=30cm=0.3m
根据液体压强公式p=ρgh,水对容器底的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
(2)浮力是液体对物体向上和向下的压力差。设物体上表面所受水的压力为F上,下表面所受水的压力为F下。物体所受的浮力F浮=F下-F上=19N-7N=12N
根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,物体完全浸没在水中,所以物体的体积V等于排开水的体积V排,则物体的体积
(3)物体在细线拉力作用下静止时,受到三个力的作用:竖直向下的重力G、竖直向下的拉力F拉和竖直向上的浮力F浮。根据平衡条件可得G+F拉= F浮
物体的重力G=F浮-F拉=12N-3N=9N
剪断细线后,拉力消失,因为物体的重力G=9N小于它完全浸没时所受的浮力F浮=12N,所以物体会上浮,最终漂浮在水面上。物体漂浮时,处于平衡状态,所受的浮力F浮'与重力G大小相等,即F浮'=G=9N
13.(2025·河南商丘·二模)小丽帮妈妈做饭时想测量食用酱油的密度,于是她用一些材料制作了一个简易的密度秤。如图所示,密度秤由容积为的盛液筒和高度为25cm、底面积为的圆柱体浮筒组成。盛液筒内没有液体时,将密度秤放入水中,密度秤静止时浮筒浸入水中的深度为8cm。将盛液筒倒满酱油,待密度秤静止时,浮筒浸入水中的深度为13.5cm。已知,取。
(1)当盛液筒内没有液体时,求浮筒下表面受到水的压强。
(2)求该密度秤未加入液体前受到的浮力。
(3)求酱油的密度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)浮筒浸入水中的深度
浮筒下表面受到水的压强
(2)浮筒排开水的体积
该密度秤受到的浮力
(3)当盛液筒内没有液体时,密度秤漂浮,则密度秤所受的重力
当盛液筒倒满酱油时,浮筒浸入水中的深度
此时排开水的体积
此时密度秤受到的浮力
此时密度秤仍然漂浮,则
酱油的重力
由可得,酱油的质量
酱油的体积
酱油的密度
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
专题09 压强
目 录
目标导图
考点深解
考点1 压强的基础认知(基础核心) / 考点2 固体压强(重点考点)
考点3 液体压强(核心难点) / 考点4 大气压强(实际应用)
考点5 流体压强与流速的关系(高频考点)
实验探究
实验1 探究影响压力作用效果的影响因素 / 实验2 探究液体压强的特点
命题突破
突破1 压强的基础计算 / 突破2 固体压强的分析与计算
突破3 液体压强的分析与计算 / 突破4 大气压强的应用
突破5 流体压强与流速的关系应用
重难攻坚
难点1 固体压强的切割与叠加问题 / 难点2 液体压强的综合计算
练测提能
1.主线:压强的定义→固体压强→液体压强→大气压强→流体压强与流速的关系(从“基础概念”到“分类探究”再到“实际应用”);
2.关键线索:压力是产生压强的原因,压强大小与压力大小和受力面积有关,固体、液体、气体压强遵循不同规律,核心公式(、)是解决问题的关键。
◇考点 1 压强基础(基础核心)
1. 压力
(1)定义:垂直并指向被压物体的力;
(2)与重力的区别:
项目
压力
重力
施力物体
挤压受力面的物体
地球
作用点
受压物体的表面
重心
方向
垂直于受力面,并指向受力物体
竖直向下
大小
不一定等于重力
G=mg
(3)实例:水平桌面上的物体对桌面的压力竖直向下,斜面上的物体对斜面的压力垂直斜面向下。
2. 压强
(1)定义:物体单位面积上压力的作用效果;
(2)公式:,其中p为压强,F为压力,S为受力面积;
(3)单位:帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m²,其物理意义为:1平方米面积上受到的压力为1牛;
(4)常用单位:千帕(kPa)、兆帕(MPa),换算关系:1kPa=10³Pa,1MPa=10⁶Pa。
易|错|提|醒
1. 压力与重力混淆:认为“压力就是重力”,“压力大小一定等于重力”(错误,只有单独静止在水平面上的物体,压力才等于重力);
2. 受力面积判断错误:将物体的总面积当作受力面积,实际受力面积是物体与接触面的接触面积;
3. 公式应用误区:忽略F与S的对应关系,计算时未用“压力”和“受力面积”的对应值。
◇考点 2 固体压强(重点考点)
1. 影响压力作用效果的因素
(1)实验结论:压力作用效果与压力大小和受力面积有关;
(2)具体规律:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显(控制变量法)。
2. 固体压强的计算
(1)公式:(普遍适用);
(2)关键步骤:
① 确定压力F:水平面上,其他情况需根据受力分析确定;
② 确定受力面积S:接触面积(注意单位换算,需统一为m²);
③ 代入公式计算:,结果用Pa表示。
3. 增大和减小压强的方法
目的
方法
实例
增大压强
1. 压力一定时,减小受力面积;
2. 受力面积一定时,增大压力;
3. 同时增大压力、减小受力面积
菜刀刀刃磨薄、钉子尖端尖锐、用力按压物体
减小压强
1. 压力一定时,增大受力面积;
2. 受力面积一定时,减小压力;
3. 同时减小压力、增大受力面积
坦克履带、滑雪板、骆驼脚掌、铁轨铺枕木
易|错|提|醒
1. 增大/减小压强的方法判断错误:忽略“压力”和“受力面积”的同时变化,如“增大压力同时增大受力面积,压强不一定增大”;
2. 受力面积计算错误:物体叠加时,受力面积取接触部分的最小面积,而非单个物体的底面积;
3. 公式应用错误:将液体压强公式 用于固体压强计算是有条件的,只有当物体是密度均有的规则的立柱形物体放在水平面上才能适用(如长方体、圆柱体等)。
◇考点 3 液体压强(核心难点)
1. 液体压强的特点
(1)产生原因:液体受到重力且具有流动性;
(2)实验结论:
① 液体内部向各个方向都有压强;
② 在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
③ 液体压强随深度的增加而增大;
④ 不同液体的压强与液体密度有关,深度相同时,密度越大,压强越大。
2. 液体压强的计算
(1)公式:(ρ为液体密度,g=9.8N/kg,h为深度,指从液面到该点的竖直距离);
(2)适用范围:适用于所有液体,也适用于装有液体的柱形容器底部的压强;
(3)单位统一:ρ的单位为kg/m³,h的单位为m,g的单位为N/kg,p的单位为Pa。
3. 连通器
(1)定义:上端开口、底部相连通的容器;
(2)特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,各容器中的液面保持相平;
(3)应用:水壶、船闸、锅炉水位计、U形管压强计。
易|错|提|醒
1. 深度判断错误:将“物体到容器底部的距离”当作深度,实际深度是从液面到该点的竖直距离;
2. 公式应用误区:忽略“同种液体”“深度竖直”的条件,或误用固体压强公式计算液体压强;
3. 连通器特点误区:认为“连通器中装不同液体时液面也相平”(错误,需装同种液体且不流动时液面才相平);
4. 液体压力计算错误:直接用F=G计算液体对容器底部的压力,只有柱形容器中液体对底部的压力才等于液体重力。
◇考点 4 大气压强(实际应用)
1. 大气压的存在证明
(1)著名实验:马德堡半球实验;
(2)生活实例:用吸盘挂钩挂物体、用吸管喝饮料、钢笔吸墨水、覆杯实验。
2. 大气压的测量
(1)托里拆利实验:首次精确测出大气压的值,标准大气压 ,相当于760mm水银柱产生的压强;
(2)常用测量工具:水银气压计、无液气压计。
3. 大气压的影响因素与应用
(1)影响因素:海拔越高,大气压越小;气温越高,大气压越小;
(2)应用:高压锅、离心泵、活塞式抽水机、气压计测高度。
易|错|提|醒
1. 托里拆利实验误区:认为“玻璃管倾斜时水银柱高度变化”(错误,高度不变,长度变长);
2. 大气压应用误区:认为“高压锅是通过增大锅内气压降低沸点”(错误,气压增大,沸点升高);
3. 海拔与气压关系误区:认为“海拔越高,大气压越大”(错误,海拔越高,大气压越小)。
◇考点 5 流速与压强的关系(高频考点)
1. 流体
具有流动性的液体和气体(如空气、水)。
2. 核心规律
流体流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
3. 应用实例
(1)生活应用:飞机机翼(上表面流速快、压强小,下表面流速慢、压强大,产生升力)、火车站安全线(列车经过时周围流速快、压强小,防止人被“吸”向列车)、喷雾器、船吸现象;
(2)解释现象:窗外有风吹过时,窗帘会向外飘(窗外流速快、压强小,室内压强大于室外)。
易|错|提|醒
1. 流速与压强关系混淆:认为“流速越大,压强越大”(错误,流速与压强成反比);
2. 飞机升力误区:认为“升力是由浮力产生的”(错误,是流体压强差产生的);
3. 安全线原理误区:不理解“为什么不能靠近高速行驶的列车”,忽略流速快导致压强小的危险。
1.如图所示,下列与压强知识相关的实验,分析正确的是( )
A.甲图是帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而减小
B.乙图实验中通过手指上的凹痕可以得出压力的作用效果与受力面积的关系
C.丙图是托里拆利实验,在教室里不能用水代替水银完成该实验
D.丁图中高压锅烹饪的原理是液体的沸点随着气压的增大而减小
2.中国人自古就有“上天入海”的梦想,随着国家科技的飞速发展,这些梦想正在逐一实现。关于如图所示的分析,下列说法正确的是( )
A.甲图:AS700飞艇中充入气体的密度小于空气的密度
B.乙图:福建舰航母上的舰载机起飞后,航母受到的浮力变大
C.丙图:C919客机升空时,机翼上方的空气流速大、压强大
D.丁图:祝融号火星车设计有宽大的轮子,这样可以增大压强
3.实心均匀正方体物块静止在水平面上。若在其右侧,沿竖直方向截去五分之一(如图所示),则其前后两次对地面的压力之比、压强之比为( )
A.F1∶F2=5∶1,P1∶P2=4∶5 B.F1∶F2=5∶4,P1∶P2=1∶1
C.F1∶F2=4∶5,P1∶P2=1∶5 D.F1∶F2=1∶5,P1∶P2=5∶4
4.木棒的一端缠绕铜丝可以制成一个简易的密度计,甲、乙两个相同的容器中装有质量相等的不同液体。将该密度计分别放入甲、乙容器中,静止后木棒的位置如图所示,下列说法正确的是( )
A.容器中液体的密度: B.液体对容器底的压强:
C.木棒底面受到液体的压强: D.容器对桌面的压强:
5.如图所示,甲、乙、丙为底面积相同、重力相等,形状不同的容器放置在同一水平桌面上。装有质量相等的不同液体,液面高度相同,则( )
A.容器对桌面的压强关系是
B.容器对桌面的压力关系是
C.容器底部受到液体的压强关系是
D.容器底部受到液体的压力关系是
6.如图甲所示,将一块长木板放在水平桌面上,用一水平向右的力F缓慢匀速推动木板,木板一部分露出桌面,如图乙所示。推动木板过程中,力F的大小 ,木板对桌面的压强 (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
7.如图所示,在竖直墙壁和水平地面的交角处置有边长为10cm、重20N的正方体,对正方体施加大小均为10N的水平力和竖直力,正方体对水平地面的压力为 N,正方体对竖直墙壁的压强为 Pa。
8.如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是 Pa,水对壶底的压力是 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
9.如图所示,小丽同学利用托里拆利实验装置测量出的大气压强为 (水银的密度为,结果保留两位小数)。不考虑温度的影响,小丽把此装置从山脚移到山顶,玻璃管内液面将 。(选填“上升”、“下降”或“不变”)
10.“福建舰”国产航母编队在进行海试时,其不能并排行驶的原因是:舰船并排行驶时,舰船间海水流速变大,其间水的压强 ,容易造成安全事故。当舰载机起飞后,福建舰底部受到水的压强 (均选填“变大”“不变”或“变小”)。
◇实验 1 探究压力作用效果的影响因素
实验
目的
探究压力作用效果与哪些因素有关
实验
器材
形变显著的物体(如海绵、沙子等)、压力小桌、砝码
进行实验与收集证据
(1)如图甲所示,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
(2)如图乙所示,在小桌上放砝码,将小桌正立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
(3)如图丙所示,将小桌倒立放在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
实验序号
压力
受力面积
压力作用效果
甲
小桌重力
4个桌脚(小)
不明显
乙
小桌+砝码重力
4个桌脚(小)
明显
丙
小桌+砝码重力
桌面(大)
极不明显
分析
论证
(1)甲、乙两图中,海绵的受力面积相同,乙中海绵受到的压力大,压力的作用效果比甲明显。
(2)甲、丙两图中,海绵受到的压力相同,甲中海绵的受力面积小,压力的作用效果比丙明显。
实验结论
(1)受力面积一定,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)压力一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。
评估与交流
(1)实验中选择海绵而不选择木板的原因是海绵易发生形变,实验现象明显,而木板不易发生形变,实验现象不明显。实验中可以用沙子、橡皮泥等代替海绵。
(2)实验中若压力大小、受力面积都不同,则不能探讨压力的作用效果与某一个变量之间的关系。
◇实验 2 探究液体压强的特点实验
实验
目的
探究液体压强与哪些因素有关
实验原理
通过U形管的液面高度差来判断液体内部压强大小
实验设计
用如图所示的压强计探究液体内部的压强。改变探头的方向,可探究液体内部向各个方向的压强;改变探头的深度或放于不同液体中,可探究液体内部压强与液体深度和密度的关系。
实验
器材
烧杯、水、盐水、U型管压强计
进行实验与收集证据
(1)将压强计的探头放在同种液体内部同一深度处,改变探头的方向,发现压强计两侧液面高度差不变。
(2)将压强计的探头放在同种液体内部,不断增加探头的深度,发现压强计两侧液面高度差变大。
(3)将压强计的探头放在不同液体内部同一深度处,发现在密度大的液体中,压强计两侧液面高度差大。
实验内容
液体物质
探头浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管两端液面高度差(cm)
a
水
相同(5cm)
相同(5cm)
相同(5cm)
b
水
不同(3cm)
不同(5cm)
不同(7cm)
c
水
相同(5cm)
盐水
相同(5cm)
分析
论证
实验内容
液体物质
探头浸入水下深度
橡皮膜朝向
U形管两端液面高度差(cm)
a
水
相同(5cm)
向下
5
相同(5cm)
向前
5
相同(5cm)
向上
5
b
水
不同(3cm)
向下
2
不同(5cm)
向下
5
不同(7cm)
向下
8
c
水
相同(5cm)
向下
5
盐水
相同(5cm)
向下
8
(1)在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强相等。
(2)同种液体,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)液体内部的压强跟液体密度有关。深度相同时,密度越大,液体内部的压强越大。
实验结论
(1)液体内部向各个方向都有压强。同种液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(2)同种液体内部,深度越大,压强越大。
(3)不同的液体内部,深度一定,液体密度越大,压强越大。
评估与交流
(1)探究中用到的方法:
①转换法:通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
②控制变量法:探究液体内部的压强与方向的关系;探究液体内部压强与深度的关系;探究液体内部压强与液体密度的关系。
(2)压强计只能比较压强的大小,不能测量压强的大小。
(3)探究液体的压强与液体质量的关系
演示实验:
取两只粗细不同、瓶嘴大小相同的塑料瓶去底,在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,向两瓶中装入等质量的水,观察橡皮膜向外凸出的情况。
可以看到,橡皮膜凸出的程度不同,细塑料瓶橡皮膜凸起得更大些。
结论:等质量的水对底部的压强不同,液体压强的大小与液体质量无关,而与液体深度有关,深度越大,压强越大。
1.小明同学在家用常见物体进行“探究压力作用效果影响因素”的实验,所用的水瓶均相同,操作步骤的简易示意图如图所示(A、B、E、F中水瓶装满水,C、D中水瓶未装满水)。
(1)步骤A、B、C、D中,通过观察海绵的 来比较压力的作用效果;
(2)通过步骤A、B,说明压力的作用效果与 大小有关;
(3)通过步骤B、C、D,说明压力的作用效果与 大小有关;
(4)将步骤E中两个完全相同的水瓶紧靠在一起放在海绵上,此时对海绵压力的作用效果与步骤 中的一样;
(5)步骤A中水瓶对海绵的压强pA和步骤F中水瓶对砖块的压强pF的大小关系为pA pF。(选填“>”“<”“=”)
2.如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验。
(1)实验前,用手指轻压橡皮膜时,如果U形管中液柱升降灵活,说明装置 ;
(2)为探究液体内部压强与方向的关系,应该把压强计的探头放入 液体的相同深度,改变 ,通过观察U形管两侧液面高度差即可;
(3)通过比较 两图可知:同种液体内部,压强随液体的深度增加而增大;
(4)增加一个相同的压强计,将两个压强计按如图丁所示方式组装,两个U形管中分别注入染色的水和酒精()。将探头重新放入盐水中某位置,U形管A和B两侧液面高度差分别为和,则U形管A中注入的液体是 。保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,和都变 (填“大”或“小”)。
◇突破 1 压强的基础计算
解|题|思|维
(1)首先判
典例1(2025·吉林·中考真题)如图是为了纪念老红军谢宝金携带一台较重的发电机完成长征而立的铜像。若谢宝金和发电机的总质量是132kg,站立时与地面接触的总面积为。求:
(1)谢宝金和发电机的总重力(g取10N/kg)。
(2)谢宝金携带发电机站立时对地面的压强。
变式1-1(2025·吉林四平·一模)某种新型材料制成的长方形实心砖放置在水平地面上,此砖长为0.4m,高为0.1m,宽为0.25m,质量为3kg,g取10N/kg。求:
(1)此砖受到的重力;
(2)此砖块对水平地面的最小压强。
变式1-2(2025·江苏常州·二模)小方暑假去西藏旅游,他买了总质量为1.6kg、容积为0.96L的氧气罐(如图所示),罐底面积50cm2,罐内氧气密度为5kg/m3。该氧气罐内氧气的质量为 g,当氧气罐内的氧气用去一半后,剩余氧气的密度是 kg/m3。氧气罐平放于桌面(使用前),桌面受到的压强为 Pa。
◇突破 2 固体压强的分析与计算
典例2(2025·广西·中考真题)某次加工螺母的过程中,裁出底面为正八边形的金属柱体,其质量为,底面积为。如图甲所示,金属柱体放在水平地面上,其对地面的压强为 Pa;从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体后,分别如图乙和图丙所示放在水平地面上,其对地面的压强分别为和,且,则r约为 cm。(已知该金属密度为,取、、)
变式2-1(多选)(2025·吉林·一模)淘气堡中小朋友们玩搭积木游戏,将四块完全相同的正方体积木甲、乙、丙、丁摆放在水平地面上如图所示,已知每块积木的质量为m,边长为a,则( )
A.甲对丙的压力为4mg
B.丙对地面的压力为2mg
C.将乙和丁同时拿走,丙对地面的压强为
D.将乙和丁放在甲上,甲对丙的压强为
变式2-2(2025·新疆·一模)实心长方体A和B放置在水平地面上,A和B的质量之比为1∶7,它们的长、宽、高如图所示,现在长方体A、B的右侧沿竖直方向按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面,此时A、B剩余部分对水平地面的压强为pA'、pB',下列关于切割比例n取值范围和对应pA'、pB'的大小关系正确的是( )
A.当n=0.2时,pA'=pB'
B.当0<n<0.1时,pA'<pB'
C.当0.1<n<0.2时,pA'<pB'
D.当0.05<n<0.2时,pA'>pB'
◇突破 3 液体压强的分析与计算
典例3(2025·上海·中考真题)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕、6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的液面下降0.02米,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等。求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量;
②金属小球的密度。
变式3-1如图所示,装有水的薄壁轻质柱形容器置于水平地面上,A球浸没在水中。容器底面积为,B球体积是A球的2倍。(,)
(1)若水的深度为,求水对容器底部的压强;
(2)若容器中水和A球的总质量为6kg,求容器对地面的压强;
(3)现取出A球并将B球浸没在水中(无水溢出)。操作前后水对容器底部压强的变化量为500Pa。求B球的体积。
变式3-2(2025·湖南衡阳·模拟预测)如图所示,完全相同的两个密闭容器内装有不同液体,液面相平。液体密度分别为和,它们分别在水平拉力和的作用下沿同一水平面做匀速直线运动,速度分别为v和2v。若,则下列说法中正确的是( )
A.容器对水平面的压力甲大些
B.
C.液体对容器底部的压强甲大些
D.将容器都倒过来放在水平面,待液体静止时容器底部受到的液体压力乙大些
◇突破 4 大气压强的应用
典例4(2025·山东淄博·中考真题)淄博市博物馆收藏的战国青铜汲酒器及结构简图如图所示,球形器和长柄上下贯通,长柄上部有一方形孔且最上端封闭。汲酒器放入酒缸后,通过底部圆孔与酒缸相通构成 ,酒进入汲酒器内;用手指堵住方孔将汲酒器提出酒缸,酒在 的作用下不会滴漏;松开手指,酒因受 而流下。这充分反映了古人高超的智慧。
变式4-1(2025·河南·模拟预测)汽车在高速行驶时,只需略微打开天窗,就可以实现高效的“换气”功能,净化车内空气,如图所示,下列选项与此原理相同的是( )
A. 热气球能够升空
B. 飞机的机翼做成流线型
C. 注射器吸取药液
D. 摩擦过的尺子吸引碎纸屑
变式4-2(多选)(2025·河南·一模)如图将小玻璃瓶装适量的水倒扣装有适量水的塑料瓶中,使其恰好能漂浮在水面上,旋紧塑料瓶盖,这就做成“浮沉子”。用力抓握塑料瓶,小玻璃瓶就会往水下沉落;松开塑料瓶,它又会浮上来,调整握塑料瓶的力度,小玻璃瓶就可以悬浮在水中。下列说法正确的是( )
A.用力抓握塑料瓶,塑料瓶内气压变大
B.松开塑料瓶,部分水从小玻璃瓶口流入
C.小玻璃瓶下沉时受到塑料瓶中水的压强不变
D.小玻璃瓶悬浮在水中时,它所受的浮力和重力的大小相等
◇突破 5 流体压强与流速的关系
典例5(广东广州·中考真题)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pc> pd B.pa> pb C.pa0>pa D.pb0=pb
变式5-1(2024·江苏南京·模拟预测)研究表明,流速越大,流体的压强越 ,如图所示,若一个篮球在空气中下落的同时逆时针旋转,则篮球的下落轨迹将向 偏转。
变式5-2(2025·安徽淮北·一模)生活中有很多的“吸”,如图所示,其中与①原理相同的是 (填序号)。
◇难点 1 固体压强的切割与叠加问题
解|题|思|维
解答此类题时,需从波形图的疏密程度、振动幅度、形状等方面分别区分音调、响度和音色。波形越密,表示振动的频率越高,音调就越高;波上下的振动幅度越大,表示响度越大;波的形状不同,则表示音色不同。
典例6(多选)(2025·四川宜宾·中考真题)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平地面上,将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将截取的柱体叠放在A上,改变截取的高度h,得出A、B对地面的压强p与截取高度h的关系如图,g=10N/kg。下列结果正确的是( )
A.物体B的高度为10cm B.物体B的重力为10N
C.物体A的重力为24N D.物体A的密度为1.2×10³kg/m³
变式6-1(2025·云南丽江·一模)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为pB,A剩余部分对地的压强为pA,pA、pB与L的变化关系如图乙所示。以下说法错误的是( )
A.切除之前,A的重力为40N
B.A与B的密度之比为2:1
C.L=5cm时,pA:pB=4:7
D.若将B叠放在A上,A对地面的压强为2×104Pa
变式6-2(2025·江苏苏州·二模)两个质量分布均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,并把切去部分叠放在B上,B对地面的压强为,A剩余部分对地的压强为、与L的变化关系如图乙所示。以下说法正确的是( )
A.切除之前,A的重力为160N
B.A与B的密度之比为1:2
C.时,:7
D.若将B叠放在A上,A对地面的压强为
◇难点 2 液体压强的综合计算
典例7(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
变式7-1(2025·新疆·模拟预测)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,容积为700cm3,内封闭有质量为0.4kg的水,将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为800Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为( )
A.1000Pa B.1200Pa C.1400Pa D.1600Pa
变式7-2(2025·福建福州·模拟预测)如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在水平桌面上,装有同种液体,液面相平,甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为、,用沿水平方向的力、分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动(容器未倾斜),下列关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
1.(2025·辽宁·一模)如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大 B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大 D.p变小,F不变,p′变大
2.(2025·重庆·二模)如图,质量为的长方体镂空砖内有若干个柱形圆孔(孔穿透砖体),圆孔总体积占长方体总体积的,长方体三条边长之比为。平放时砖对水平地面的压强为。水平地面上另有一底面积为的足够高柱形容器,装有适量水,将砖竖放入容器中时,砖恰好有一半浸入水中(圆孔也有一半浸入水中),不计砖吸水,下列说法正确的是( )
A.砖侧放时与地面的接触面积为
B.该砖实心部分的材质密度为
C.砖未放入容器中时,容器中水深为
D.砖竖放入容器中时,砖对容器底的压强为
3.(2025·重庆南岸·模拟预测)如图甲所示,模型A、B是质量分布均匀的柱体(B置于A上),底面积分别为和。若沿水平方向切割模型,并将切去部分放在同一水平地面上,设剩余部分对水平地面的压强为,切去部分对水平面的压强为,与切去部分的高度h的关系如图乙所示。下列判断正确的是( )
A.B的密度为 B.A、B的密度之比为
C.当时, D.当时,
4.(2025·全国·一模)如图所示,将量杯放在水平地面上,向杯中匀速注水直至注满。杯对地面的压强为,水对杯底部的压强为,下列压强随时间变化图像正确的是( )
A.只有① B.只有④ C.①和③ D.①和④
5.(2025·新疆乌鲁木齐·二模)线切割是一种高精度的加工技术。如图所示,A、B两个材料不同的实心长方体放在水平地面上,A、B的高度之比。若使用线切割技术沿虚线方向将长方体截取其放在长方体的正上方后,对地面的压强减小了,B对地面的压强增加了;若使用线切割技术沿虚线方向将长方体截取并放在长方体的正上方后,对地面的压强增加了。已知,则与的密度之比为( )
A. B. C. D.
6.(2025·广西南宁·三模)广场上的合金雕塑需要石材做基石。现将质量分布均匀的正方体合金A和正方体石材B放在水平地面上,A的边长为1m,B的边长是A的2倍,A和B对地面的压强之比为3∶2,已知B对地面的压强为4×10⁴Pa,则B的密度为 kg/m³;如图甲所示,将A沿水平方向切去高为L的部分,将B沿竖直方向切去厚为L的部分。如图乙所示,把B切去部分垫在A剩余下方做基石,此时整体对地面的压强为P₁,把A切去部分叠放在B剩余部分上方,此时整体对地面的压强为P₂。若P₁∶P₂=19∶60,则切去部分L的长为 m。(已知)
7.(2025·广东揭阳·三模)核潜艇的动力来源于核反应堆中发生的核 变获得的核能;如图所示,一艘核潜艇悬浮在A处,此时指挥台顶部距离海平面深度为100m、面积为2000cm2的观察窗受到海水的压力为 N;若某段时间内,潜艇沿着OP水平直线方向从低密度海水区域匀速潜入高密度海水区域,则在B点的动能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)在C点的动能。(低密度海水密度取)
8.(2025·广西·模拟预测)如图甲所示,A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上,将A、B分别沿水平方向切去体积为ΔVA和ΔVB的部分,直到切完为止,A、B剩余部分对地面的压强随剩余部分体积的变化关系如图乙所示。A的密度为 g/cm3,将A、B切下部分叠放到对方剩余部分正上方,若叠放后A、B对地面的压强相等,则A、B沿水平方向切去的高度之比ΔhA∶ΔhB= 。
9.(2025·福建福州·模拟预测)同种材料制成的甲、乙两个正方体放在水平桌面上时,甲、乙对桌面的压强分别为2p和p,则: ;如图所示,若沿竖直方向把甲分成相等的两部分,此时甲对桌面的压强为 ;若把乙叠放在甲的上面,则甲对桌面的压强为 。
10.(2025·广西贺州·二模)地质队获得了一段地质样品,由底面积分别为和的圆柱体A、B组成。经测量,A高10cm。为分析样品的地质结构,将其置于水平放置的传感器上,沿水平方向切割如图甲所示。传感器所受压强随切去高度h的变化图像如图乙所示。切割前,A对传感器的压力为 N;当时,剩余样品与切割前的总重之比为 。
11.(2025·云南楚雄·二模)学习液体压强时,老师展示了如图甲所示的实验,小明同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后小明将自己的结论告诉老师,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图乙所示进行实验,观察到。试完成下列问题:
(1)水对侧边C、D两点压强为和,则 (选填“>”“=”或“<”);
(2)在图乙中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,、分别是此时的最远距离,则 (选填“>”“=”或“<”);
(3)判断小明同学的结论是 (选填“正确”或“错误”)的;
(4)在图丙中,其他条件不变,将木板向右移动,使E孔流出的最远水流落在木板上,最远距离为。若将容器中的水换为相同体积的盐水,使E孔流出的最远盐水流落在木板上,最远距离为,则 (选填“>”“=”或“<”)。
12.(2025·安徽淮北·一模)物体在细线拉力作用下静止在水中(如图所示),此时水面距容器底30cm,已知物体上表面所受水的压力为7N,下表面所受水的压力为19N,此时细线对物体的拉力为3N(,g取)。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)物体的体积;
(3)剪断细线后物体静止时所受的浮力。
13.(2025·河南商丘·二模)小丽帮妈妈做饭时想测量食用酱油的密度,于是她用一些材料制作了一个简易的密度秤。如图所示,密度秤由容积为的盛液筒和高度为25cm、底面积为的圆柱体浮筒组成。盛液筒内没有液体时,将密度秤放入水中,密度秤静止时浮筒浸入水中的深度为8cm。将盛液筒倒满酱油,待密度秤静止时,浮筒浸入水中的深度为13.5cm。已知,取。
(1)当盛液筒内没有液体时,求浮筒下表面受到水的压强。
(2)求该密度秤未加入液体前受到的浮力。
(3)求酱油的密度。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。