专题9 压强 讲义----——2026年中考物理一轮复习一遍过
2026-01-20
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普通
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 | 4.05 MB |
| 发布时间 | 2026-01-20 |
| 更新时间 | 2026-01-20 |
| 作者 | 摘星理科学习加油站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56050414.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理中考复习讲义聚焦“压强”专题,覆盖固体压强计算、液体压强特点、大气压强测量及流体压强与流速关系等中考核心考点,按“概念-规律-应用”逻辑架构知识体系,通过考点梳理、方法指导(如控制变量法)和真题训练(26道选择、6道实验题等),帮助学生突破综合计算与实验细节难点,体现复习系统性与针对性。
亮点在于结合生活科技场景(滑雪板减小压强、飞机机翼升力)设计教学案例,实验题突出科学探究要素(如U形管压强计气密性检查),分层练习覆盖选择、计算等题型。通过“液体压强公式推导”培养科学思维,“流体压强实例分析”提升物理观念应用能力,助力学生高效掌握考点,教师可据此精准把控复习节奏。
内容正文:
专题9 压强
结合生活实际与科技场景 命题素材多源于日常用品和科技产品,如:滑雪板(减小压强)、潜水艇(液体压强随深度变化)、飞机机翼(流体压强与流速)、高压锅(气压与沸点),体现物理的实用性。
压强计算的综合性增强 中档题常结合重力、平衡力计算固体压强;难题会将固体压强、液体压强、浮力结合,如:计算物体浸入液体后,容器底部压强的变化量,需综合分析浮力、排开液体体积、液面高度变化的关系。
实验题注重细节与方法考查 实验探究题常考控制变量法、转换法的应用,以及实验操作的注意事项,如:U 形管压强计的气密性检查、海绵凹陷程度的观察。
流体压强的考查频率提升 近几年中考对流体压强与流速的关系考查增多,多以选择题、填空题形式出现,结合飞机升力、安全线等实例命题。
知识点一:压强
一、压力
1.压力:物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力。
2.产生条件:两个物体必须接触,而且有挤压的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
3.方向:垂直于受力物体表面并指向被压物体。
4.作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
5.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力。
6.压力和重力的区别与联系
A对斜面的压力
A受到的重力
区别
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
方向
垂直于受力物体表面并指向被压物体
竖直向下
作用点
受压物体表面
重心
示意图
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
三、压强
1.定义:物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)。
2.物理意义:表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
5.变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
6.应用压公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。
常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
三、怎样减小或增大压强
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压力:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时家加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图乙:铁轨下铺设枕木 图丙:书包带很宽
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
知识点二:液体压强
一、液体压强的特点
1.液体内部有压强
如图所示,在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜,或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜,分别逐渐加水并观察现象。
实例
实验一
实验二
加水前
加水后
现象
橡皮膜向下凸出
橡皮膜向外凸出
2.U型管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)构造:主要由U型管、橡皮管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜制成)三部分组成(如图所示)。
(3)工作原理:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U型管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
3.实验探究:液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
图示
控制变量
现象分析
结论
控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向
U型管两侧液面的高度差不变,即液体内部压强不变,说明液体内部压强与方向无关
液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同,增大探头在液体中的深度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是深度增加引起的
同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同,增大液体的密度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是液体密度变大引起的
液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体内部的压强越大
二、液体压强的大小
1.液体压强公式的推导
计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:。
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体压强公式
(1)公式:p=ρgh
(2)公式中各字母表示的物理量和单位
字母
物理量
单位
p
压强
Pa
ρ
液体的密度
kg/m3
g
常量
N/kg
h
液体的深度
m
应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3,h的单位用m,计算出的压强p的单位才是Pa。
3.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型
容器底部受到液体压力的定性分析
容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
三、连通器
1.连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2.连通器的特点:连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的,如图所示。
3.连通器内液面相平的原因:如图所示,当连通器内的液体静止时,设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。
液体静止,液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同,故液片两侧压强相等,即p1=p2→因p=ρgh,ρ、g相同,故两侧液柱高度相等,即h左=h右。
4.连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水
下水弯的U型“反水弯”是一个连通器,阻挡下水道的异味进入室内
锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器,可显示锅炉内的水位
水塔和自来水管构成连通器,将水送到千家万户
过路涵洞是一个连通器,使水从道路一侧流到另一侧
养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器,可保持饮水槽内水位不变
船闸利用连通器原理实现船只通航
知识点三:大气压强
一、大气压强的存在
1.大气压强:像液体一样,大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
2.大气压强产生的原因:地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力,因此对浸入大气的物体产生压强,同时因为大气具有流动性,因而大气内部向各个方向都有压强。
3.大气压强的特点
(1)大气向各个方向都有压强;
(2)在同一高度向各个方向的压强相等。
4.平时感受不到大气压存在的原因
大气压在我们周围时刻存在着,但我们却没有感受到,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡。
二、大气压强的测量
1.托里拆利实验
测量方法
将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程
丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析
玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论
我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示。
p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验。
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
3.气压计
(1)定义:测量大气压的仪器叫做气压计。
(2)分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计等)。
①水银气压计:在托里拆利实验中,如果玻璃管旁竖立一个刻度尺,读出水银柱的高度即可知道当时的大气压,这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确,但携带不便,常用于气象站和实验室。
②金属盒气压计:又叫无液体气压计。如图所示,其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的,大气压变化时,金属盒受力发生变化,与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化,固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变,如果刻度盘上标的是高度差,该仪器就成了登山用的高度计。
金属盒气压计及其工作原理示意图
(3)生活中的气压计:除测量大气压外,汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。
4.大气压强的变化
影响因素
具体描述
海拔
(1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压。
气象
(1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高。
二、大气压强的应用
1.活塞式抽水机的工作原理
活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
知识点四:流体压强与流速关系
一、流体压强与流速关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.实验探究:流体压强与流速的关系
3.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象
事例
图解
分析
“香蕉球”
足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进
气流喷壶
水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出
站台安全线
列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车
风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外
风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外
二、飞机的升力
1.飞机机翼的形状
如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.升力产生的原因
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
一.选择题(共26小题)
1.(2025•绵阳)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:ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.液体对烧杯底部的压强:p乙>p丙>p甲
C.烧杯对桌面的压力:F甲>F丙>F乙
D.x、y、z三点液体的压强:py>pz>px
2.(2025•福建)如图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成。将其放在地球水平桌面上,如图,对桌面压强最小的是( )
A. B.
C. D.
3.(2025•广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B.物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C.物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体的质量:m甲<m乙<m丙
4.(2025•南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其它三项不同的是( )
A.胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B.正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C.地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D.制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
5.(2025•日照)小明把盛水的容器放在桌面上,将A管插入水中,再把B管的管口贴靠在A管的上端。用吹风机低速挡从B管的另一端向管中吹气,可以看到A管中水面上升到如图所示位置并保持静止。下列说法正确的是( )
A.容器中水面上方大气压等于A管上端管口处气压
B.A管底部内、外同一深度处水的压强相等
C.容器对桌面的压强比吹气前大
D.换用吹风机高速挡吹气,水可从A管的上端喷出
6.(2025•济南)某物理社团用如图甲所示的装置测量未知液体的密度ρ液。U形管开口向下竖直插入两种液体中,开始时管内外液面相平。通过抽气口将管内的气体抽出一部分后关闭阀门,稳定时U形管内的气体压强为p,管内外气体压强差支撑起U形管内液柱的高度如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.p大于管外大气压,
B.p小于管外大气压,
C.p大于管外大气压,
D.p小于管外大气压,
7.(2025•济宁)如图是用去掉底部的玻璃瓶制作的一个肺呼吸模型。向下拉橡皮膜,空气经胶管进入气球,完成“吸气”过程;撤去拉力,橡皮膜恢复原状,气球内一部分空气经胶管排出,完成“呼气”过程。
小明分析了该模型,观点如下:①手受到的拉力与手对细绳的拉力是一对平衡力;②向下拉橡皮膜的过程中,橡皮膜的弹性势能逐渐增大;③“吸气”时,瓶内气压大于外部大气压;④“呼气”结束时,气球内气压等于外部大气压。观点都正确的选项是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
8.(2025•乐山)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
9.(2025•新疆)如图甲所示,一长方体红杉木材放在水平面上,上下表面均是边长为0.4m的正方形,木材内部有一空心部分(图中阴影部分),除空心部分外,其余部分的密度均为0.5×103kg/m3,木材对水平面的压强为4500Pa。现沿图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为24kg,将剩余部分放在水平面上,如图乙所示。图乙中木材对水平面的压强为( )
A.1920Pa B.2400Pa C.2700Pa D.3000Pa
10.(2025•深圳三模)学校开展“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动实践教育活动。小爱在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践,她发现厨房里涉及到很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.菜刀的刀刃很薄是为了增大压力
B.高压锅能更快地煮熟食物是利用了大气压强的作用
C.吸油烟机是利用在气体中流速越大的位置压强越小的原理来工作的
D.打开冰箱门时常常会出现“白气”,这是汽化现象
11.(2025•罗湖区一模)在火箭与导弹领域,手工制造固体燃料依然十分重要,火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高,又因为固体燃料极其敏感,静电、不合理的摩擦,甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。如图所示,雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了( )
A.减小压强 B.减小压力 C.增大压强 D.增大压力
12.(2025•鼓楼区校级模拟)如图所示,放在水平桌面上完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中同一高度处分别有A、B两点,若A、B两点的压强相等,则下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度关系是ρ甲=ρ乙
B.两种液体的质量关系是m甲<m乙
C.两种液体对容器底的压强关系是p甲>p乙
D.两容器对水平桌面的压强关系是p甲<p乙
13.(2025•厦门二模)下列实例可用“流体压强与流速的关系”解释的是( )
A.用塑料梳子梳头,头发随梳子飘起
B.“拔火罐”的过程中,罐体紧紧“吸”在人体皮肤上
C.磁悬浮列车“悬浮”行驶
D.树叶被“吸”向高速行驶的列车
14.(2025•鼓楼区校级模拟)如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉一棱长为10cm的正方体物体。在整个过程中,甲图像表示弹簧测力计的示数与时间的关系,乙图像表示物体运动速度大小与时间的关系,根据图像信息判断下列说法错误的是(g取10N/kg)( )
A.0~3s内物体受力平衡
B.该物体的密度为0.2g/cm3
C.t=2s时物体对地面压强为100Pa
D.t=1s时物体受到地面的支持力2N
15.(2025•东平县一模)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=4:5,底面积之比S甲:S乙=5:8,对水平地面的压强之比p甲:p乙=6:5,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的高度之比是2:3
B.甲、乙的质量之比是4:3
C.甲、乙的重力之比是16:15
D.甲、乙的体积之比是15:16
16.(2025•大东区模拟)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
17.(2025•皇姑区校级模拟)如图所示,小云用放在水平面上的甲、乙两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.大气压变小时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压变大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.甲装置玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变大
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
18.(2025•海安市校级模拟)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
19.(2025•河南模拟)将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,甲的棱长小于乙,观察到如图所示的现象。则关于甲、乙的一些物理量的大小关系下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压强较大 B.乙对海绵的压力较大
C.甲正方体的密度较大 D.甲正方体的质量较大
20.(2025•屯溪区二模)如图,两只完全相同的饮料杯放在水平桌面上,两饮料杯内装有体积相同的两种饮料(未满),此时两饮料对杯底的压强大小相等,下列说法正确的是( )
A.甲杯对水平桌面的压强一定大于乙杯对水平桌面的压强
B.乙杯对水平桌面的压强一定大于甲杯对水平桌面的压强
C.甲杯内饮料对杯底的压力大于乙杯内饮料对杯底的压力
D.乙杯内饮料对杯底的压力大于甲杯内饮料对杯底的压力
21.(2025•渠县校级模拟)如图所示的两个形状、质量相同的密闭容器分别正放和倒放在水平桌面上静止,两容器中分别装入深度相同的甲、乙两种液体,则以下说法正确的是( )
A.若两种液体的密度ρ甲>ρ乙,则液体对容器底的压强相等
B.若两种液体的密度ρ甲<ρ乙,则甲容器对桌面的压力较大
C.若两种液体的质量m甲=m乙,则容器对桌面的压强相等
D.若两种液体的质量m甲=m乙,则液体对容器底的压强p甲>p乙
22.(2025•市中区二模)如图所示,将一个不漏气的薄塑料密封袋平放在桌面上,一根饮料吸管插在袋口边缘并与内部接通,使塑料袋口不漏气。将两块正方形硬纸板(硬纸板质量不计)相隔一定距离平放在塑料袋上,大纸板的面积是小纸板面积的4倍。在大纸板上放2个1元的硬币,在小纸板上放1个1元的硬币,然后通过吸管慢慢地向袋里吹气。首先被塑料袋“抬”起来的是( )
A.大纸板 B.小纸板
C.同时被抬起 D.无法确定
23.(2025•乌鲁木齐模拟)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hA:hB=3:2。若使用线切割技术沿虚线方向将长方体A截取其放在长方体B的正上方后,A对地面的压强减小了p1,B对地面的压强增加了p2;若使用线切割技术沿虚线方向将长方体B截取并放在长方体A的正上方后,A对地面的压强增加了p3。已知p1:p2:p3=15:6:5,则A与B的密度之比ρA:ρB为( )
A.2:3 B.2:1 C.5:2 D.25:6
24.(2025•天河区校级三模)杭州亚运会中国淳杆跳名将李玲打破赛会纪录夺冠赢得观众阵阵掌声。如图所示运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段:A→B阶段,助跑加速;B→C阶段,杆弯曲程度增大、人上升;C→D阶段,杆弯曲程度减小、人上升;D→E阶段,人越过横杆后下落,整个过程空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.若运动员在D点所受的力突然全部消失,他将保持静止
B.C→D过程中杆对运动员的弹力减小
C.在E点放垫子的目的是减小运动员对垫子的压力
D.A→B过程中,运动员速度增大,惯性也增大
25.(2025•滨城区二模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
D.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa>Fb
26.(2025•荣成市一模)如图,“层层叠”玩具中的每一个方块的质量和形状都是相同的,开始时有30块叠在一起,每层三块,共10层,如图甲,这时地面受到的压强为P;若抽出最底层的两块,并把它们放到最顶层,如图乙,则此时地面受到的压强为( )
A.9P B.3P C.P D.
二.多选题(共1小题)
(多选)27.(2025•宜宾)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
三.填空题(共3小题)
28.(2025•海南)在2025年世界乒乓球锦标赛上,我国运动员孙颖莎和王楚钦以大比分3比1战胜对手,实现世乒赛混双三连冠,观众席上欢呼声震耳欲聋,全场为之沸腾。请运用有关物理知识,完成小题。
(1)“震耳欲聋”形容声音的 (选填“响度”“音调”或“音色”)大;运动员听到的欢呼声是通过 传播的。
(2)在比赛中,孙颖莎跳起扣球,以球桌为参照物,孙颖莎是 (选填“静止”或“运动”)的;王楚钦打出一个弧圈球,此时,空气相对乒乓球流速大的一侧压强 (选填“大”或“小”)。
29.(2025•广西)现有刚蒸好的质地均匀的长方体米糕A和B,尺寸如图所示,密度分别为1.5ρ和ρ,则A与B所受重力之比为 。用它们自制双层米糕:将A置于水平桌面上,趁热将B放在A的上表面正中央,待冷却后自动粘合成一个双层米糕(忽略冷却过程A和B体积、形状的变化)。若从左向右、竖直向下切割该双层米糕,随着被切割的宽度x(0<x<2a)逐渐增加,则双层米糕剩余部分对水平桌面的压强的变化情况是 (用文字说明)。
30.(2025•扬州)用乒乓球做小实验。
(1)如图1,乒乓球接触到正在发声的音叉时,会被弹起,说明发声体在 ,乒乓球在该实验中所起的作用是 。
(2)如图2,用吸管吹气,两乒乓球向中间靠拢,这是因为两球中间气体流速大,气体压强 。
四.实验探究题(共6小题)
31.(2026•嘉定区一模)小丁使用如图甲所示的装置进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。容器正中间用隔板分成左右两部分,隔板中有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
(1)如图乙所示,在容器的左右两侧分别倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸出,说明同种液体内部, 越大,压强越大;
(2)如图丙所示,在容器的左侧倒入水后,若水面到橡皮膜中心的距离为0.2m,则橡皮膜受到水的压强大小是 Pa;
(3)在丙图中,若往容器的右侧倒入一定量的酒精,使橡皮膜恢复平整,则此时左右容器底部受到液体压强的大小关系p水' p酒精'。[已知ρ酒精<ρ水]
A.大于
B.等于
C.小于
32.(2025•靖远县校级模拟)小华同学用如下所示的仪器做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小华发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,说明此时橡胶管内的气压 (填“大于”“等于”或“小于”)外界大气压,需要取下橡胶管,重新进行安装,并且要通过按压橡皮膜检查装置的 性;
(2)调节好的仪器如图乙所示,此时该仪器 (填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体中, ,压强越大;
(4)另一位同学利用如图所示的装置探究液体压强与哪些因素有关:他先往隔板左侧加入一定量的盐水(ρ盐水>ρ水),盐水液面高于橡皮膜的位置,接着在隔板右侧加入清水,为了使橡皮膜恢复原状,则清水液面应该 (填“高于”或“低于”)左侧盐水的液面。此时分别测出 (填“装置底”或“橡皮膜”)在水和盐水中所处的深度h1、h2,可求得盐水的密度为ρ盐水= (水的密度为ρ水,用测量符号表示)。
33.(2025•巴南区一模)小红同学用如图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)压强计探头上的橡皮膜用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。实验过程中通过观察U形管两边液面的 来反映液体内部压强的大小。
(2)小红调节压强计,使U形管左右两侧的水面相平后,把金属盒浸在液体中,如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,可以得到结论:同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强都 。
(3)小红在图乙的基础上,继续将金属盒下移一段距离,是为了探究液体压强与 之间的关系。如图丙所示,烧杯内装有另一种液体,且液面与图乙中的液面相平,再与图乙比较, (选填“能”或“不能”)比较两种液体的密度大小关系。
(4)在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
34.(2025•福州校级一模)在探究液体压强的实验中,小明进行了如图所示的操作:
(1)如图甲所示,压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)正确调好压强计后,进行乙、丙两图的实验操作,由实验现象可得:在同种液体中,随液体深度的 ,压强随之变大;
(3)小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系,于是在保持探头的位置不变情况下,向丙图的烧杯中加浓盐水,发现U形管两侧液面高度差变大,于是得出结论:液体密度越大,压强越大。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)小明将U形管压强计改造并调整好后,使U形管两侧液面相平,用于测量未知液体的密度。当左右两侧的探头在液体中的深度分别是h1和h2时,U形管两侧液面再次相平,如图丁所示。已知水的密度为ρ水,则待测液体密度ρ= (用ρ水、h1、h2表示)。
35.(2025•新城区校级二模)如图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)如图甲,微小压强计的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;实验前按压探头橡皮膜,发现U形管内液面无明显变化,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)①比较乙、丙两图可知,在同种液体中,液体内部压强随 增大而增大;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,这说明了 。
(3)小明设计了图戊装置来测量盐水的密度,装置内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。他设计的实验步骤如下:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下凸出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜 ;
③用刻度尺测出盐水深度h,以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
36.(2025•重庆校级二模)小孙同学在“探究液体内部的压强”的实验中,进行了如图所示的操作。
(1)图甲中压强计的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面不在同一水平面,如图甲所示,为了使U形管左右两侧的水面相平,接下来的操作是 (选填字母)。
A.拆除软管重新安装
B.从U形管内向外倒出适量水
C.向U形管内添加适量水
(3)分析图A、B两图的实验现象,可得出的结论是:液体密度相同时,液体内部压强大小与 有关。
(4)若要研究液体内部压强与液体密度的关系,应选用图乙中 两图进行对比。
(5)保持图C图中探头的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀(液体未溢出),发现U形管两侧的液面的高度差变大,于是得出结论:液体密度越小,压强越大。你认为该结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(6)聪明的梅梅想测量盐水的密度,于是设计了如图甲所示的实验装置,它由薄壁规则的柱形容器A和B紧密粘合而成,B容器底的正中间部分有一个面积为50cm2的方形孔。现将边长为10cm、密度为0.5g/cm3的正方体木块C放在B容器中,如图乙所示,木块C底部正中央有一压力传感器,可以显示下方受到液体的压力大小,木块C与容器B底部的方形孔紧密贴合并完全覆盖,然后向B容器缓慢注入11cm深的水,再慢慢向A中注入盐水,当盐水接触到压力传感器后,发现盐水深度越深,压力传感器示数 (选填“越大”“越小”或“不变”)。当盐水深度为18cm时,木块刚好浮起来,则盐水的密度ρ盐水= kg/m3。
五.计算题(共3小题)
37.(2026•上海模拟)如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器,高为0.3米,底面积为2×10﹣2米2。容器内盛有4×10﹣3米3的水。
(1)求容器中水的质量m水。
(2)求容器对水平地面的压强p。
(3)现有甲、乙、丙三个质量均为6千克的实心球,它们的密度见表。现将它们分别浸没在容器的水中,使水对容器底部的压强及容器对水平地面的压强均能达到最大,请判断应选择的实心球并说明理由;计算出容器中水对容器底部的最大压强p'水。
实心球
密度(千克/米3)
甲
6×103
乙
3×103
丙
1.5×103
38.(2025•永修县校级模拟)某次抗震救灾演练中使用救援机器狗运输急救包,如图所示,机器狗背急救包时的总质量为30kg,静止时与地面接触的总面积为0.02m2,执行任务时,机器狗以2m/s的速度水平前进了100m。求:
(1)机器狗前进100m所用的时间;
(2)机器狗与急救包所受的总重力;
(3)机器狗静止时对地面的压强。
39.(2025•罗湖区一模)A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A物体放在水平地面上,将B物体叠放在A物体上,如图甲所示。若沿水平方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与B切去部分的高度的关系如图乙所示,已知A、B物体的边长分别为20cm、10cm。求:
(1)A物体的重力;
(2)B的密度。
40.(2026•徐汇区一模)液体和气体都称为流体,流体的压强有其特点。
(1)大风天气,房间内其它窗户都关闭,打开一扇窗户时,窗帘会被“吸”到窗外的原因是 。
A.窗外空气密度比室内空气小,气流带动窗帘向密度小的一侧运动
B.窗外空气密度比室内空气大,气流带动窗帘向密度小的一侧运动
C.窗外空气流速大、压强大,窗内空气流速小、压强小,气压差把窗帘吸向窗外
D.窗外空气流速大、压强小,窗内空气流速小、压强大,气压差把窗帘压向窗外
(2)大气静止时,标准大气压强值约为1.0×105Pa,表示1平方米面积受到 ;该值是由意大利科学家 用图1所示装置进行实验首先测得,实验时,若仅将玻璃管提升至虚线位置,则管内水银柱长度将 (A.变小 B.不变 C.变大)。
(3)如图2(a)所示,一段两端敞口的空心软管,内装一定量的水。
①如图2(a)所示,当装置内所装的水不流动时,根据 的原理,左、右管水面的高度差为 。
②现降低右管,水会从右侧管口喷出,如图2(b)所示;若将一个尖嘴小管套接在软管的右端,在其他条件相同的情况下,水从尖嘴小管管口喷出情况,如图2(c)所示。
(a)分析比较图2(b)或(c)中水喷出的高度,可得初步结论是:同一U形管中,当两管水面的 相同时,尖嘴小管使出口的 减小,从而使水流的 增大。
(b)已知两管液面高度差越大,喷出的水流速度越大。在忽略摩擦的情况下,请从能量的角度说明:图2(c)中,随着水的喷出,喷出的高度逐渐减小的原因是 。
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专题9 压强
结合生活实际与科技场景 命题素材多源于日常用品和科技产品,如:滑雪板(减小压强)、潜水艇(液体压强随深度变化)、飞机机翼(流体压强与流速)、高压锅(气压与沸点),体现物理的实用性。
压强计算的综合性增强 中档题常结合重力、平衡力计算固体压强;难题会将固体压强、液体压强、浮力结合,如:计算物体浸入液体后,容器底部压强的变化量,需综合分析浮力、排开液体体积、液面高度变化的关系。
实验题注重细节与方法考查 实验探究题常考控制变量法、转换法的应用,以及实验操作的注意事项,如:U 形管压强计的气密性检查、海绵凹陷程度的观察。
流体压强的考查频率提升 近几年中考对流体压强与流速的关系考查增多,多以选择题、填空题形式出现,结合飞机升力、安全线等实例命题。
知识点一:压强
一、压力
1.压力:物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力。
2.产生条件:两个物体必须接触,而且有挤压的作用。
(1)静止在水平地面上,紧靠墙角的小球,由于墙与小球接触但无挤压作用,它们之间没有形变,因此不存在压力(如图)。
(2)人靠墙站立时,由于墙与人之间有挤压作用,因此它们之间存在压力(如图所示)。
3.方向:垂直于受力物体表面并指向被压物体。
4.作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心。
5.性质:压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力。
6.压力和重力的区别与联系
A对斜面的压力
A受到的重力
区别
施力物体
物体
地球
受力物体
支持物(斜面)
物体
性质
弹力
引力
产生原因
物体间相互接触并挤压
地球的吸引
大小
—
G=mg
方向
垂直于受力物体表面并指向被压物体
竖直向下
作用点
受压物体表面
重心
示意图
联系
只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
三、压强
1.定义:物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)。
2.物理意义:表示压力作用效果的物理量。
3.公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)。
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示。
5.变形公式:根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
6.应用压公式的注意事项
(1)为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算。
(2)根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算。
(3)公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。
常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2。
(4)公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小。
三、怎样减小或增大压强
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压力:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时家加大力量。
图甲:图钉尖很尖 图乙:铁轨下铺设枕木 图丙:书包带很宽
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
知识点二:液体压强
一、液体压强的特点
1.液体内部有压强
如图所示,在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜,或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜,分别逐渐加水并观察现象。
实例
实验一
实验二
加水前
加水后
现象
橡皮膜向下凸出
橡皮膜向外凸出
2.U型管压强计
(1)作用:测量液体内部压强。
(2)构造:主要由U型管、橡皮管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜制成)三部分组成(如图所示)。
(3)工作原理:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U型管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
3.实验探究:液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
图示
控制变量
现象分析
结论
控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向
U型管两侧液面的高度差不变,即液体内部压强不变,说明液体内部压强与方向无关
液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同,增大探头在液体中的深度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是深度增加引起的
同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同,增大液体的密度
U型管两侧液面的高度差变大,即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的,所以压强变大是液体密度变大引起的
液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体内部的压强越大
二、液体压强的大小
1.液体压强公式的推导
计算液面下深度为h处液体的压强时,可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”,计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。
设平面的面积为S,如图所示:
(1)液柱的体积:V=Sh,
(2)液柱的质量:m=ρV=ρSh;
(3)液柱对水平面的压力:F=G=mg=ρShg;
(4)水平面受到的液柱的压强:。
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等,所以我们只要算出液体竖直向下的压强,也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。
2.液体压强公式
(1)公式:p=ρgh
(2)公式中各字母表示的物理量和单位
字母
物理量
单位
p
压强
Pa
ρ
液体的密度
kg/m3
g
常量
N/kg
h
液体的深度
m
应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3,h的单位用m,计算出的压强p的单位才是Pa。
3.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型
容器底部受到液体压力的定性分析
容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液
液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压<G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液
液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
三、连通器
1.连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2.连通器的特点:连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的,如图所示。
3.连通器内液面相平的原因:如图所示,当连通器内的液体静止时,设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。
液体静止,液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同,故液片两侧压强相等,即p1=p2→因p=ρgh,ρ、g相同,故两侧液柱高度相等,即h左=h右。
4.连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水
下水弯的U型“反水弯”是一个连通器,阻挡下水道的异味进入室内
锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器,可显示锅炉内的水位
水塔和自来水管构成连通器,将水送到千家万户
过路涵洞是一个连通器,使水从道路一侧流到另一侧
养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器,可保持饮水槽内水位不变
船闸利用连通器原理实现船只通航
知识点三:大气压强
一、大气压强的存在
1.大气压强:像液体一样,大气压强对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压或气压。
2.大气压强产生的原因:地球周围的空气因为受到地球的吸引而具有重力,因此对浸入大气的物体产生压强,同时因为大气具有流动性,因而大气内部向各个方向都有压强。
3.大气压强的特点
(1)大气向各个方向都有压强;
(2)在同一高度向各个方向的压强相等。
4.平时感受不到大气压存在的原因
大气压在我们周围时刻存在着,但我们却没有感受到,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡。
二、大气压强的测量
1.托里拆利实验
测量方法
将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程
丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析
玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论
大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论
我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示。
p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验。
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
3.气压计
(1)定义:测量大气压的仪器叫做气压计。
(2)分类:水银气压计和无液气压计(金属盒气压计等)。
①水银气压计:在托里拆利实验中,如果玻璃管旁竖立一个刻度尺,读出水银柱的高度即可知道当时的大气压,这就是一个简单的水银气压计。水银气压计比较准确,但携带不便,常用于气象站和实验室。
②金属盒气压计:又叫无液体气压计。如图所示,其核心部分是一个抽成真空的金属盒及一个与盒中央相连的弹性钢片。盒的表面是波纹状的,大气压变化时,金属盒受力发生变化,与盒体相连的钢性弹片的弯曲程度也发生变化,固定在弹性钢片末端的拉杆就通过传动结构放大这种形变,如果刻度盘上标的是高度差,该仪器就成了登山用的高度计。
金属盒气压计及其工作原理示意图
(3)生活中的气压计:除测量大气压外,汽车轮胎、氧气瓶、灭火器、飞机机舱及太空站内的气体压强的测量都用到了气压计。
4.大气压强的变化
影响因素
具体描述
海拔
(1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压。
气象
(1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高。
二、大气压强的应用
1.活塞式抽水机的工作原理
活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
知识点四:流体压强与流速关系
一、流体压强与流速关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.实验探究:流体压强与流速的关系
3.生活中跟流体压强与流速关系相关的现象
事例
图解
分析
“香蕉球”
足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进
气流喷壶
水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出
站台安全线
列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车
风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外
风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外
二、飞机的升力
1.飞机机翼的形状
如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.升力产生的原因
飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
一.选择题(共26小题)
1.(2025•绵阳)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:ρ甲>ρ乙>ρ丙
B.液体对烧杯底部的压强:p乙>p丙>p甲
C.烧杯对桌面的压力:F甲>F丙>F乙
D.x、y、z三点液体的压强:py>pz>px
【解答】解:
A.三个烧杯相同,液体质量相等,由图可知液体体积V乙>V丙>V甲;根据密度公式,质量m相等时,体积越大,密度越小,所以ρ甲>ρ丙>ρ乙,故选项A错误;
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,因此压力F甲=F乙=F丙;烧杯底面积S相同,根据压强公式p,可得液体对烧杯底部的压强:p甲=p乙=p丙,故选项B错误;
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(重力相同),液体质量相等(重力相同),因此总重力相等,即:F甲=F乙=F丙,故选项C错误;
D.已知x、y、z三点距杯底等高,设该高度为h0,三种液体的深度分别为H甲、H乙、H丙,
则三点的深度分别为:hx=H甲﹣h0,hy=H乙﹣h0,hz=H丙﹣h0,
根据液体压强公式可得这三点的液体压强分别为:
px=ρ甲g(H甲﹣h0)=ρ甲gH甲﹣ρ甲gh0=p甲﹣ρ甲gh0﹣﹣﹣﹣①
py=ρ乙g(H乙﹣h0)=ρ乙gH乙﹣ρ乙gh0=p乙﹣ρ乙gh0﹣﹣﹣﹣②
pz=ρ丙g(H丙﹣h0)=ρ丙gH丙﹣ρ丙gh0=p丙﹣ρ丙gh0﹣﹣﹣﹣③
因液体密度关系为ρ甲>ρ丙>ρ乙,则ρ甲gh0>ρ丙gh0>ρ乙gh0﹣﹣﹣﹣④
且液体对烧杯底部的压强关系为p甲=p乙=p丙,所以x、y、z三点液体的压强关系为py>pz>px,故选项D正确。
故选:D。
2.(2025•福建)如图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成。将其放在地球水平桌面上,如图,对桌面压强最小的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:如图所示,同一物体对桌面的压力等于自身的重力,所以四种情况下物体对桌面的压力相同,由图可知,D图与桌面的接触面积最大,由p知,D图对桌面的压强最小,故D符合题意。
故选:D。
3.(2025•广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B.物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C.物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体的质量:m甲<m乙<m丙
【解答】解:A、因为甲、乙、丙三个实心长方体同种材料制成的,故密度相同为ρ,长方体对地面的压强pρgh,由h甲=h乙<h丙,可知p甲=p乙<p丙,故A错误;
B、甲、乙、丙对地面的压力F=pS,由p甲=p乙<p丙,S甲<S乙=S丙可知F甲<F乙<F丙,故B错误;
C、同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体密度相同,故C错误;
D.由B可知物体对水平面的压力F甲<F乙<F丙,即所以甲、乙、丙三个实心长方体重力的关系为G甲<G乙<G丙,由质量m知,m甲<m乙<m丙,故D正确。
故选:D。
4.(2025•南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其它三项不同的是( )
A.胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B.正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C.地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D.制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
【解答】解:A.因高度升高大气压变小,胎压正常的车轮胎,行驶到高原,胎内气压大于外界大气压强,就“胀”起来;
B.因高度升高大气压变小,正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来,是因为袋内气压大于外界大气压强,就“胀”起来;
C.地面释放的氢气球,飞到高空中,因为球内气压大于外界大气压强,就“胀”起来;
D.制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来,是因为酵母菌在制作馒头在发酵的过程中产生了二氧化碳使面团疏松多孔。
故选:D。
5.(2025•日照)小明把盛水的容器放在桌面上,将A管插入水中,再把B管的管口贴靠在A管的上端。用吹风机低速挡从B管的另一端向管中吹气,可以看到A管中水面上升到如图所示位置并保持静止。下列说法正确的是( )
A.容器中水面上方大气压等于A管上端管口处气压
B.A管底部内、外同一深度处水的压强相等
C.容器对桌面的压强比吹气前大
D.换用吹风机高速挡吹气,水可从A管的上端喷出
【解答】解:A、向A管上方吹起时,空气流速加快,压强变小,容器中水面上方大气压大于A管上端管口处气压,故A错误;
B、因为A管内外的气压大小不同,所以A管底部内、外同一深度处水的压强不相等,故B错误;
C、吹风后,A管上方气压减小,在上下压强差的作用下,容器对桌面的压力变小,受力面积不变,所以容器对桌面的压强比吹气前小,故C错误;
D、换用吹风机高速挡吹气,气体流速增大,A管内外的压强差变大,支持的水柱高度变大,水可从A管的上端喷出,故D正确。
故选:D。
6.(2025•济南)某物理社团用如图甲所示的装置测量未知液体的密度ρ液。U形管开口向下竖直插入两种液体中,开始时管内外液面相平。通过抽气口将管内的气体抽出一部分后关闭阀门,稳定时U形管内的气体压强为p,管内外气体压强差支撑起U形管内液柱的高度如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.p大于管外大气压,
B.p小于管外大气压,
C.p大于管外大气压,
D.p小于管外大气压,
【解答】解:因为左管中的压强为p0=ρ水gh1+p,所以p0>p;
由题意可知左右管内压力处于平衡状态,又由于受力面积相等,所以左管与右管中压强相等;
所以p液=p水;
由此可得:ρ水gh1=ρ液gh2,,故B正确,ACD错误;
故选:B。
7.(2025•济宁)如图是用去掉底部的玻璃瓶制作的一个肺呼吸模型。向下拉橡皮膜,空气经胶管进入气球,完成“吸气”过程;撤去拉力,橡皮膜恢复原状,气球内一部分空气经胶管排出,完成“呼气”过程。
小明分析了该模型,观点如下:①手受到的拉力与手对细绳的拉力是一对平衡力;②向下拉橡皮膜的过程中,橡皮膜的弹性势能逐渐增大;③“吸气”时,瓶内气压大于外部大气压;④“呼气”结束时,气球内气压等于外部大气压。观点都正确的选项是( )
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【解答】解:观点①.手受到的拉力与手对细绳的拉力,这两个力作用在不同物体上(手和细绳),而平衡力需要作用在同一物体上,所以不是一对平衡力,该观点错误;
观点②.向下拉橡皮膜时,橡皮膜的弹性形变程度逐渐变大,根据弹性势能的影响因素,弹性形变越大,弹性势能越大,所以其弹性势能逐渐增大,该观点正确;
观点③.向下拉橡皮膜,瓶内空气体积变大,压强变小,瓶内气压小于外部大气压,空气经胶管进入气球,完成“吸气”,该观点错误;
观点④.“呼气”结束时,气球内的空气不再排出,此时气球内气压等于外部大气压,该观点正确。
故选:D。
8.(2025•乐山)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
【解答】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。
9.(2025•新疆)如图甲所示,一长方体红杉木材放在水平面上,上下表面均是边长为0.4m的正方形,木材内部有一空心部分(图中阴影部分),除空心部分外,其余部分的密度均为0.5×103kg/m3,木材对水平面的压强为4500Pa。现沿图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为24kg,将剩余部分放在水平面上,如图乙所示。图乙中木材对水平面的压强为( )
A.1920Pa B.2400Pa C.2700Pa D.3000Pa
【解答】解:图甲中木材对地面的压力等于其重力F甲=G=pS=4500Pa×(0.4m)2=720N,
现沿图甲中虚线截去完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为24kg,每一部分的质量m12kg,
每一部分的体积V2.4×10﹣2m3;
截去部分是一个高为0.4m的棱柱,棱柱的底面积S6×10﹣2m2,
截去棱柱底面直角三角形另一直角边的长:0.3m
底面直角三角形斜边的长L0.5m,
图乙中剩余部分的受力面积S′=0.5m×0.4m=0.2m2,
图乙中剩余的压力等于其重力F′=G′=G﹣2mg=720N﹣2×12kg×10N/kg=480N
图乙中木材对水平面的压强2400Pa。
故选:B。
10.(2025•深圳三模)学校开展“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动实践教育活动。小爱在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践,她发现厨房里涉及到很多物理知识。下列说法正确的是( )
A.菜刀的刀刃很薄是为了增大压力
B.高压锅能更快地煮熟食物是利用了大气压强的作用
C.吸油烟机是利用在气体中流速越大的位置压强越小的原理来工作的
D.打开冰箱门时常常会出现“白气”,这是汽化现象
【解答】解:A、菜刀的刀刃很薄是在压力一定时,减小受力面积增大压强,故A错误;
B、高压锅能更快地煮熟食物,是因为锅内气压增大、沸点升高,故B错误;
C、吸油烟机工作时,风扇转动使内部空气流速增大,压强变小,所以吸油烟机是利用在气体中流速越大的位置压强越小的原理来工作的,故C正确;
D、打开冰箱门时常常会出现“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故D错误。
故选:C。
11.(2025•罗湖区一模)在火箭与导弹领域,手工制造固体燃料依然十分重要,火药雕刻技术也直接决定了一个国家武器装备的国防实力。首先它对精度的要求极高,又因为固体燃料极其敏感,静电、不合理的摩擦,甚至刀具触碰到金属壳等都能导致其燃爆。以徐立平为代表的“大国工匠”以精湛的火药雕刻技术让一件件大国重器华丽绽放。如图所示,雕刻火药时刀刃磨得锋利是为了( )
A.减小压强 B.减小压力 C.增大压强 D.增大压力
【解答】解:雕刻火药时刀刃磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
故选C。
12.(2025•鼓楼区校级模拟)如图所示,放在水平桌面上完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中同一高度处分别有A、B两点,若A、B两点的压强相等,则下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度关系是ρ甲=ρ乙
B.两种液体的质量关系是m甲<m乙
C.两种液体对容器底的压强关系是p甲>p乙
D.两容器对水平桌面的压强关系是p甲<p乙
【解答】解:A、由图可知,A、B两点的深度hA<hB,A、B两点的压强相等,根据p=ρgh可知,两种液体的密度关系ρ甲>ρ乙,故A错误;
BC、因为A、B两点到容器底的距离相等,ρ甲>ρ乙,由p=ρgh可知,A、B两点以下的液体对容器底的压强关系p′A>p′B,而两种液体对容器底的压强p甲=pA+p′A,p乙=pB+p′B,A、B两点的压强相等,即pA=pB,所以p甲>p乙;
因两容器完全相同、底面积相同,由知,液体对容器底的压力F甲>F乙,
液体对容器底的压力等于液体的重力,故G甲>G乙,
由可知,两种液体的质量关系是m甲>m乙,故B错误、C正确。
D、两容器对水平桌面的压力等于液体的重力与容器重力之和,因两容器完全相同、重力相同,所以两容器对水平桌面的压力F甲>F乙,由可知两容器对水平桌面的压强关系是p甲>p乙,故D错误。
故选:C。
13.(2025•厦门二模)下列实例可用“流体压强与流速的关系”解释的是( )
A.用塑料梳子梳头,头发随梳子飘起
B.“拔火罐”的过程中,罐体紧紧“吸”在人体皮肤上
C.磁悬浮列车“悬浮”行驶
D.树叶被“吸”向高速行驶的列车
【解答】解:A.用塑料梳子梳头时,梳子与头发之间因相互摩擦发生电子的转移,两者带上了异种电荷而相互吸引,故头发随梳子飘起,与“流体压强与流速无关”,故A不符合题意;
B.“拔火罐”的过程中,罐体紧紧“吸”在人体皮肤上,是利用大气压强,与流体压强无关,故B不符合题意;
C.磁悬浮列车是利用同名磁极相互排斥的原理工作的,与“流体压强与流速的关系”无关,故C不符合题意;
D.高速列车行驶带动车体附近的空气流速加快,压强减小,故树叶被“吸”上列车,与“流体压强与流速的关系”有关,故D符合题意。
故选:D。
14.(2025•鼓楼区校级模拟)如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉一棱长为10cm的正方体物体。在整个过程中,甲图像表示弹簧测力计的示数与时间的关系,乙图像表示物体运动速度大小与时间的关系,根据图像信息判断下列说法错误的是(g取10N/kg)( )
A.0~3s内物体受力平衡
B.该物体的密度为0.2g/cm3
C.t=2s时物体对地面压强为100Pa
D.t=1s时物体受到地面的支持力2N
【解答】解:A.根据乙图,0~3s内物体的速度为零,是静止,处于平衡状态,故A正确;
B.根据乙图,当t=3s时,物体刚好被拉动,拉力等于重力,由图甲可得弹簧测力计的示数与时间成正比,比例系数是1N/s,则在第3s是弹簧测力计的示数是3N,所以物块的重力为
G=F=3N;
物块的质量为
;
物块的体积为
V=a3=(10×10﹣2m)3=10﹣3m3;
该物块的密度为
;
故B错误;
C.当t=2s时,根据图甲可计算出物块受到的拉力F=2N,根据静止受力平衡知,F+F支=G;
即:F支=G﹣F=3N﹣2N=1N
根据作用力和反作用力的性质可得物块对地面的压力也为1N,所以物体对地面的压强为
;
故C正确。
D.当t=1s时,由图甲可知,物块受到的拉力是1N,物块在竖直方向此时受到向上的拉力F′、支持力F支′和向下的重力G,处于平衡状态,则F′+F支′=G;
代入数据后可得F支′=G﹣F′=3N﹣1N=2N;
故D正确。
故选:B。
15.(2025•东平县一模)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=4:5,底面积之比S甲:S乙=5:8,对水平地面的压强之比p甲:p乙=6:5,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的高度之比是2:3
B.甲、乙的质量之比是4:3
C.甲、乙的重力之比是16:15
D.甲、乙的体积之比是15:16
【解答】解:A、根据pρgh可得,甲、乙的高度之比
,故A错误;
BC、由p可得甲、乙对水平地面的压力之比:,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以甲、乙的重力之比,
由F=G=mg可得,甲、乙的质量之比:
,故BC错误;
D、由ρ可得,甲、乙的体积之比:
,故D正确。
故选:D。
16.(2025•大东区模拟)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
【解答】解:(1)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;
(2)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p可知,瓶子对桌面的压强变大,即p′变大;
综上所述,C正确,
故选:C。
17.(2025•皇姑区校级模拟)如图所示,小云用放在水平面上的甲、乙两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是( )
A.大气压变小时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压变大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.甲装置玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变大
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
【解答】解:A.甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变小时,根据p=ρgh可知玻璃管内的液面会下降,故A正确;
B.大气压变大时,大气压高于容器内气体压强,乙图中玻璃管内的液面会下降,故B错误;
C.托里拆利实验中,如果把玻璃管倾斜放置,只要玻璃管内没有空气进去,竖直高度足够,管内液面的竖直高度不会变,故C错误;
D.图乙装置中虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值,托里拆利实验能准确的测出大气压的值,故D错误。
故选:A。
18.(2025•海安市校级模拟)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
【解答】解:A、由图乙知A和B原来对地面的压强相同,均为p0=4000Pa,A的边长hA=10cm=0.1m,
则A的面积SA=(hA)2=(0.1m)2=0.01m2,
A的体积为VA=(hA)3=(0.1m)3=0.001m3,
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GA=FA=p0SA=4000Pa×0.01m2=40N,故A正确;
B、物体A的质量mA4kg,
A的密度ρA4000kg/m3,
B单独放置在水平地面上时对地面的压强p04000Pa……①
由图乙知,当A全部放置在B上时,B对地面的压强pB5000Pa……②
由①②知:GB=160N,
物体B的质量mB16kg,
物体B的底面积SB0.04m2,
物体B的体积VB=()3=()3=0.008m3,
B的密度ρB2000kg/m3,
则A与B的密度之比为4000kg/m3:2000kg/m3=2:1,故B正确;
C、当L=5cm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即SA不变,由p知A对地面的压强减半,变为2000Pa,
A切去部分放置在B上之后,B对地面的压力FB=GBGA=160N40N=180N,
B对地面的压强pB4500Pa,
则L=5cm时,pA:pB=2000Pa:4500Pa=4:9,故C错误;
D、若将B叠放在A上,A对地面的压力F'A=GA+GB=40N+160N=200N,
A对地面的压强为p'A2×104Pa,故D正确。
故选:C。
19.(2025•河南模拟)将均匀实心正方体甲、乙分别置于相同的海绵上,甲的棱长小于乙,观察到如图所示的现象。则关于甲、乙的一些物理量的大小关系下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压强较大 B.乙对海绵的压力较大
C.甲正方体的密度较大 D.甲正方体的质量较大
【解答】解:AB.压强的大小可通过海绵的凹陷程度判断,图中乙下方的海绵凹陷更明显,说明乙对海绵的压强较大,乙的面积大于甲,根据F=pS得,乙的压力更大,故A错误,B正确;
C.甲、乙是均匀实心正方体,甲的棱长小于乙,则甲的体积V甲<V乙;乙的压力更大(即重力更大,质量更大),根据,乙的质量大、体积也大,无法直接判断甲的密度更大,故C错误;
D.压力等于重力,乙对海绵的压力更大,说明乙的重力更大,质量更大,故D错误。
故选:B。
20.(2025•屯溪区二模)如图,两只完全相同的饮料杯放在水平桌面上,两饮料杯内装有体积相同的两种饮料(未满),此时两饮料对杯底的压强大小相等,下列说法正确的是( )
A.甲杯对水平桌面的压强一定大于乙杯对水平桌面的压强
B.乙杯对水平桌面的压强一定大于甲杯对水平桌面的压强
C.甲杯内饮料对杯底的压力大于乙杯内饮料对杯底的压力
D.乙杯内饮料对杯底的压力大于甲杯内饮料对杯底的压力
【解答】解:AB.由图可知,甲杯中饮料的深度较大,两饮料对杯底的压强大小相等,即根据p=ρgh可知液体密度的关系为ρ甲<ρ乙,根据G=mg=ρgV可知甲、乙液体重力的关系为:G甲<G乙,由于水平桌面放置两个完全相同的烧杯,则压力F=G液+G杯,所以桌面受到的压力F甲<F乙,由于烧杯的底面积S甲<S乙,根据可知:甲、乙两杯对桌面的压强大小关系不确定。故AB错误;
CD.两饮料对杯底的压强大小相等,即p甲=p乙,烧杯的底面积S甲<S乙,根据可知乙杯内饮料对杯底的压力大于甲杯内饮料对杯底的压力。故C错误,D正确。
故选:D。
21.(2025•渠县校级模拟)如图所示的两个形状、质量相同的密闭容器分别正放和倒放在水平桌面上静止,两容器中分别装入深度相同的甲、乙两种液体,则以下说法正确的是( )
A.若两种液体的密度ρ甲>ρ乙,则液体对容器底的压强相等
B.若两种液体的密度ρ甲<ρ乙,则甲容器对桌面的压力较大
C.若两种液体的质量m甲=m乙,则容器对桌面的压强相等
D.若两种液体的质量m甲=m乙,则液体对容器底的压强p甲>p乙
【解答】解:A、两种液体的密度ρ甲>ρ乙,图中深度相等,根据p=ρ液gh知,则甲液体对容器底的压强较大,故A错误;
B、两种液体的密度ρ甲<ρ乙,由于图中甲的体积小,根据ρ知,甲的质量较小,重力小,而容器的重力相等,故甲的总重小,对桌面的压力等于总重力,故甲的压力较小,故B错误;
C、若两种液体的质量m甲=m乙,而容器的重力相等,故总重力相等,因而对桌面的压力相等,但甲的底面积小,根据p知,甲的压强大,故C错误;
D、两种液体的质量m甲=m乙,甲的体积小,故甲的密度大,即ρ甲>ρ乙,图中深度相等,根据p=ρ液gh知,则甲液体对容器底的压强较大,故D正确。
故选:D。
22.(2025•市中区二模)如图所示,将一个不漏气的薄塑料密封袋平放在桌面上,一根饮料吸管插在袋口边缘并与内部接通,使塑料袋口不漏气。将两块正方形硬纸板(硬纸板质量不计)相隔一定距离平放在塑料袋上,大纸板的面积是小纸板面积的4倍。在大纸板上放2个1元的硬币,在小纸板上放1个1元的硬币,然后通过吸管慢慢地向袋里吹气。首先被塑料袋“抬”起来的是( )
A.大纸板 B.小纸板
C.同时被抬起 D.无法确定
【解答】解:大纸板的面积是小纸板的面积的4倍,即S1=4S2;
在大纸板上放2个一元的硬币,在小纸板上放1个一元的硬币,即F1=2F2,大纸板对塑料袋的压强:p1,小纸板对塑料袋的压强:p2,所以大纸板对塑料袋的压强小于小纸板对塑料袋的压强,所以大纸板会首先被塑料袋“抬”起来,故A正确。
故选:A。
23.(2025•乌鲁木齐模拟)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hA:hB=3:2。若使用线切割技术沿虚线方向将长方体A截取其放在长方体B的正上方后,A对地面的压强减小了p1,B对地面的压强增加了p2;若使用线切割技术沿虚线方向将长方体B截取并放在长方体A的正上方后,A对地面的压强增加了p3。已知p1:p2:p3=15:6:5,则A与B的密度之比ρA:ρB为( )
A.2:3 B.2:1 C.5:2 D.25:6
【解答】解:VA=SAhA,V截AVASAhA,m截A=ρAV截AρASAhA,G截A=m截AgρAgSAhA;
则p1的压强为:
p1ρAghA;
p2的压强为:
p2,
因p1:p2=15:6,即ρAghA:15:6,
解得:SA:SB=2:5;
VB=SBhB,V截BVBSBhB,m截B=ρBV截BρBSBhB,G截B=m截BgρBgSBhB;
p3的压强为:
p3ρBghB,
因p1:p3=15:5=3:1,即ρAghA:ρBghB=3:1,又因hA:hB=3:2,
解得:ρA:ρB=5:2,
故选:C。
24.(2025•天河区校级三模)杭州亚运会中国淳杆跳名将李玲打破赛会纪录夺冠赢得观众阵阵掌声。如图所示运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段:A→B阶段,助跑加速;B→C阶段,杆弯曲程度增大、人上升;C→D阶段,杆弯曲程度减小、人上升;D→E阶段,人越过横杆后下落,整个过程空气阻力忽略不计。下列说法正确的是( )
A.若运动员在D点所受的力突然全部消失,他将保持静止
B.C→D过程中杆对运动员的弹力减小
C.在E点放垫子的目的是减小运动员对垫子的压力
D.A→B过程中,运动员速度增大,惯性也增大
【解答】解:A、若运动员在D点有一定的速度,所受的力突然全部消失,他将做匀速直线运动,故A错误;
B、C→D过程中杆的弹性形变减小,对运动员的弹力减小,故B正确;
C、在E点放垫子的目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;
D、惯性与物体的质量有关,与速度无关,运动员速度增大,惯性不变,故D错误。
故选:B。
25.(2025•滨城区二模)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙
D.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa>Fb
【解答】解:
A、甲、乙容器的质量相同,液体的质量相同,则甲装置的总质量与乙装置的总质量相同,根据G=mg可知,总重力相同,所以桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙,故A错误;
B、液体的质量相同,根据图示可知,甲中液体的体积大于乙中液体的体积,根据ρ可知,a的密度小于b的密度,液面深度相同,根据p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强pa<pb,故B错误;
C、甲、乙装置的总重力相同,对桌面的压力相同,受力面积相同,根据p可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故C正确;
D、容器的底面积相同,根据F=pS可知,两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb,故D错误。
故选:C。
26.(2025•荣成市一模)如图,“层层叠”玩具中的每一个方块的质量和形状都是相同的,开始时有30块叠在一起,每层三块,共10层,如图甲,这时地面受到的压强为P;若抽出最底层的两块,并把它们放到最顶层,如图乙,则此时地面受到的压强为( )
A.9P B.3P C.P D.
【解答】解:根据p=F/S可得:此时地面受到的压强为原来的3倍。
故选:B。
二.多选题(共1小题)
(多选)27.(2025•宜宾)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
【解答】解:AB、由图乙得,B没有截取时,B对地面的压强为2×103Pa,B的边长为10cm,即物体B的高度为10cm,
则B的底面积为:S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
由p得,B没有截取时,B对地面的压力:
FB=pS=2×103Pa×0.01m2=20N,
因B置于水平地面上,因此GB=FB=20N,故A正确,B错误;
CD、将B沿水平方向截取时,其底面积和密度均不变,则根据G=mg=ρShg可知,重力与高度成正比,
所以当B沿水平方向截取高为4cm时的重力为:
GB切GB20N=8N;
由图乙可知,当B截取4cm放在A上,A对地面的压强为:
p12.6×103Pa……①,
当B截取10cm放在A上,A对地面的压强为:
p22.9×103Pa……②,
由①②解得:GA=96N,SA=0.04m2,
因A为实心正方体,故A的边长为aA0.2m,
则物体A的密度为:
ρ1.2×103kg/m3,故D正确。
故选:AD。
三.填空题(共3小题)
28.(2025•海南)在2025年世界乒乓球锦标赛上,我国运动员孙颖莎和王楚钦以大比分3比1战胜对手,实现世乒赛混双三连冠,观众席上欢呼声震耳欲聋,全场为之沸腾。请运用有关物理知识,完成小题。
(1)“震耳欲聋”形容声音的 (选填“响度”“音调”或“音色”)大;运动员听到的欢呼声是通过 传播的。
(2)在比赛中,孙颖莎跳起扣球,以球桌为参照物,孙颖莎是 (选填“静止”或“运动”)的;王楚钦打出一个弧圈球,此时,空气相对乒乓球流速大的一侧压强 (选填“大”或“小”)。
【解答】解:(1)成语“震耳欲聋”是形容声音的响度大;
固体、液体和气体都能传声,运动员听到的欢呼声是通过空气传播的。
(2)孙颖莎跳起扣球时,以球桌为参照物,孙颖莎相对于球桌的位置发生了变化,是运动的。
根据流体压强和流速的关系可知,空气相对乒乓球流速大的一侧压强小。
故答案为:(1)响度;空气;(2)运动;小。
29.(2025•广西)现有刚蒸好的质地均匀的长方体米糕A和B,尺寸如图所示,密度分别为1.5ρ和ρ,则A与B所受重力之比为 。用它们自制双层米糕:将A置于水平桌面上,趁热将B放在A的上表面正中央,待冷却后自动粘合成一个双层米糕(忽略冷却过程A和B体积、形状的变化)。若从左向右、竖直向下切割该双层米糕,随着被切割的宽度x(0<x<2a)逐渐增加,则双层米糕剩余部分对水平桌面的压强的变化情况是 (用文字说明)。
【解答】解:(1)A和B所受的重力之比为:。
(2)根据可知:当0<x≤0.5a时,双层米糕剩余部分对水平桌面的压力和受力面积均减小,但受力面积减小得更快,所以压强变大;
当0.5a<x<1.5a时,双层米糕剩余部分对水平桌面的压力和受力面积均减小,但压力减小得更快,所以压强变小;
当1.5a≤x<2a时,双层米糕剩余部分对水平桌面的压力和受力面积均减小,且等比例减小,所以压强不变。
所以若从左到右、竖直向下切割双层米糕,随着被切割的宽度x(0<x<2a)逐渐增加,则双层米糕剩余部分对水平桌面的压强的变化情况是先增大后减小再不变。
故答案为:6:1;先增大后减小再不变。
30.(2025•扬州)用乒乓球做小实验。
(1)如图1,乒乓球接触到正在发声的音叉时,会被弹起,说明发声体在 ,乒乓球在该实验中所起的作用是 。
(2)如图2,用吸管吹气,两乒乓球向中间靠拢,这是因为两球中间气体流速大,气体压强 。
【解答】解:(1)由实验现象可知,敲击音叉,乒乓球被弹起,说明发声体在振动,声音是由物体的振动产生的,乒乓球在实验中所起的作用是将音叉的微小振动放大;
(2)用一支吸管对着两个乒乓球中间吹气,会观察到两个乒乓球靠近,这是因为流体流速大的位置压强小,乒乓球中间的压强小于两侧的压强,在内外气压差的作用下靠近。
故答案为:(1)振动;将音叉的微小振动放大;(2)小。
四.实验探究题(共6小题)
31.(2026•嘉定区一模)小丁使用如图甲所示的装置进行“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。容器正中间用隔板分成左右两部分,隔板中有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
(1)如图乙所示,在容器的左右两侧分别倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸出,说明同种液体内部, 越大,压强越大;
(2)如图丙所示,在容器的左侧倒入水后,若水面到橡皮膜中心的距离为0.2m,则橡皮膜受到水的压强大小是 Pa;
(3)在丙图中,若往容器的右侧倒入一定量的酒精,使橡皮膜恢复平整,则此时左右容器底部受到液体压强的大小关系p水' p酒精'。[已知ρ酒精<ρ水]
A.大于
B.等于
C.小于
【解答】解:(1)由图乙可知,右侧水面到橡皮膜的深度大于左侧水面到橡皮膜的深度,由p=ρgh可知,右侧水对橡皮膜的压强大于左侧水对橡皮膜的压强,使得橡皮膜向左凸起,故由图甲可初步得出结论:同种液体内部,深度越深,压强越大;
(2)橡皮膜受到水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=200Pa;
(3)若往容器的右侧倒入一定量的酒精,使橡皮膜恢复平整,可知橡皮膜以上部分液体压强相等,橡皮膜以下部分的高度相同,由于水的密度大于酒精的密度,根据p=ρgh可知橡皮膜以下部分右侧水对底部的压强大于左侧橡皮膜以下部分酒精对底部的压强,
两侧容器底部受到的液体的压强等于上、下两部分的压强之和,所以两侧容器底部受到的液体压强大小关系是p水′>p酒精′。
故答案为:(1)深度;(2)200;(3)A。
32.(2025•靖远县校级模拟)小华同学用如下所示的仪器做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小华发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,说明此时橡胶管内的气压 (填“大于”“等于”或“小于”)外界大气压,需要取下橡胶管,重新进行安装,并且要通过按压橡皮膜检查装置的 性;
(2)调节好的仪器如图乙所示,此时该仪器 (填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体中, ,压强越大;
(4)另一位同学利用如图所示的装置探究液体压强与哪些因素有关:他先往隔板左侧加入一定量的盐水(ρ盐水>ρ水),盐水液面高于橡皮膜的位置,接着在隔板右侧加入清水,为了使橡皮膜恢复原状,则清水液面应该 (填“高于”或“低于”)左侧盐水的液面。此时分别测出 (填“装置底”或“橡皮膜”)在水和盐水中所处的深度h1、h2,可求得盐水的密度为ρ盐水= (水的密度为ρ水,用测量符号表示)。
【解答】解:(1)由图甲可知,U形管左侧液面较低,右侧液面较高,说明封闭一端的管内的气压大于外界的大气压,需要取下橡皮管,重新进行安装,并且要通过按压橡皮膜检查装置的气密性,如果U形管两侧水位能明显升降,说明装置的气密性较好。
(2)连通器是指上端开口,底部连通的容器,图乙中的U形管的一端是封闭的,不属于连通器。
(3)由图丙、丁可知,橡皮膜在水中的深度越深,U形管两侧液面的高度差越大,液体压强越大,由此可得:在同种液体中,深度越深,压强越大。
(4)为了使橡皮膜恢复原状,橡皮膜左右两侧受到的液体压强应相等,即p水=p盐水,ρ水gh水=ρ盐水gh盐水,由于ρ水<ρ盐水,故h水>h盐水,所以清水的液面应该高于盐水的液面。
实验中是通过观察橡皮膜的凹陷来比较两侧液体压强的大小,故应分别测出橡皮膜在水中和盐水中所处的深度h1、h2,由液体压强公式可知,ρ水gh1=ρ盐水gh2,则盐水的密度为。
故答案为:(1)大于;气密;(2)不属于;(3)深度越大;(4)高于;橡皮膜;。
33.(2025•巴南区一模)小红同学用如图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)压强计探头上的橡皮膜用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好。实验过程中通过观察U形管两边液面的 来反映液体内部压强的大小。
(2)小红调节压强计,使U形管左右两侧的水面相平后,把金属盒浸在液体中,如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,可以得到结论:同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强都 。
(3)小红在图乙的基础上,继续将金属盒下移一段距离,是为了探究液体压强与 之间的关系。如图丙所示,烧杯内装有另一种液体,且液面与图乙中的液面相平,再与图乙比较, (选填“能”或“不能”)比较两种液体的密度大小关系。
(4)在图丙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
【解答】解:(1)在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显;根据转换法,通过观察U形管中液面的高度差来显示液体内部压强大小;
(2)同一深度,液体内部向各个方向压强都相等;
(3)继续将金属盒下移一段距离,改变了所处金属盒所处液体深度,发现压强变大,说明液体压强随着液体深度的增大而增大;深度小压强大可以判断,液体密度的大小;
(4)金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大,所以橡皮膜受到的液体压强将变大。
故答案为:(1)薄;高度差;(2)相等;(3)深度;能;(4)变大。
34.(2025•福州校级一模)在探究液体压强的实验中,小明进行了如图所示的操作:
(1)如图甲所示,压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)正确调好压强计后,进行乙、丙两图的实验操作,由实验现象可得:在同种液体中,随液体深度的 ,压强随之变大;
(3)小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系,于是在保持探头的位置不变情况下,向丙图的烧杯中加浓盐水,发现U形管两侧液面高度差变大,于是得出结论:液体密度越大,压强越大。他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(4)小明将U形管压强计改造并调整好后,使U形管两侧液面相平,用于测量未知液体的密度。当左右两侧的探头在液体中的深度分别是h1和h2时,U形管两侧液面再次相平,如图丁所示。已知水的密度为ρ水,则待测液体密度ρ= (用ρ水、h1、h2表示)。
【解答】解:(1)连通器是上端开口,下端连通的,U形管有一端是封闭的,所以不属于连通器。
(2)由图乙丙可知,液体密度相同,丙中探头深度更深,U形管左右两侧液面高度差更大,说明液体压强更大,故可得:在液体密度一定时,液体深度越深,液体压强越大。
(3)在保持探头的位置不变情况下,向丙图的烧杯中加浓盐水,在液体密度发生改变的同时,探头深度也在发生变化,没有控制深度相同,故他的结论是错误的。
(4)U形管两侧液面再次相平,说明两侧液体压强相等,即ρ水gh1=ρgh2解得。
故答案为:(1)不属于;(2)变大;(3)错误;没有控制液体深度相同;(4)。
35.(2025•新城区校级二模)如图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)如图甲,微小压强计的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;实验前按压探头橡皮膜,发现U形管内液面无明显变化,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)①比较乙、丙两图可知,在同种液体中,液体内部压强随 增大而增大;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,这说明了 。
(3)小明设计了图戊装置来测量盐水的密度,装置内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜。他设计的实验步骤如下:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下凸出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜 ;
③用刻度尺测出盐水深度h,以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
【解答】解:(1)微小压强计的U形管不属于连通器;
在使用压强计探究影响液体内部压强大小因素时,实验前应检查压强计装置的气密性,方法是,用手轻轻挤压橡皮膜,看U形管左右液面的高度差是否有明显变化,如果有明显变化,说明气密性好,如果没有明显变化,则说明装置漏气。
(2)①实验时,乙、丙两图可知,液体密度相同,探头位于不同深度,在丙图中要深一些,且U形管左右液面高度差比乙图中大,所以探究的是在同种液体中,液体内部压强和深度的关系,且液体内部压强随液体深度增大而增大。
②由丙、丁两图可知,液体密度不同,探头位于相同深度,在丁图中液体密度要大一些,且U形管左右液面高度差比丙图中大,所以探究的是在相同深度时,液体内部压强和液体密度的关系,当深度一定时,液体内部压强随密度增大而增大。
③在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,液体的密度和深度都没有发生改变,所以U形管左右液面的高度差不变,即在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
(3)②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜保持水平;
③由液体压强计算公式p=ρ液gh可知,橡皮膜变平,内部小容器中盐水对其向下的压强和外部大容器中水对其的压强相等,即
ρ水gh水=ρ盐水gh盐水,
由图代入数据得
ρ水g(h+Δh)=ρ盐水gh,
所以
故答案为:(1)不属于;漏气;(2)①液体深度;②液体密度;③在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等;(3)②相平;③。
36.(2025•重庆校级二模)小孙同学在“探究液体内部的压强”的实验中,进行了如图所示的操作。
(1)图甲中压强计的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面不在同一水平面,如图甲所示,为了使U形管左右两侧的水面相平,接下来的操作是 (选填字母)。
A.拆除软管重新安装
B.从U形管内向外倒出适量水
C.向U形管内添加适量水
(3)分析图A、B两图的实验现象,可得出的结论是:液体密度相同时,液体内部压强大小与 有关。
(4)若要研究液体内部压强与液体密度的关系,应选用图乙中 两图进行对比。
(5)保持图C图中探头的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀(液体未溢出),发现U形管两侧的液面的高度差变大,于是得出结论:液体密度越小,压强越大。你认为该结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
(6)聪明的梅梅想测量盐水的密度,于是设计了如图甲所示的实验装置,它由薄壁规则的柱形容器A和B紧密粘合而成,B容器底的正中间部分有一个面积为50cm2的方形孔。现将边长为10cm、密度为0.5g/cm3的正方体木块C放在B容器中,如图乙所示,木块C底部正中央有一压力传感器,可以显示下方受到液体的压力大小,木块C与容器B底部的方形孔紧密贴合并完全覆盖,然后向B容器缓慢注入11cm深的水,再慢慢向A中注入盐水,当盐水接触到压力传感器后,发现盐水深度越深,压力传感器示数 (选填“越大”“越小”或“不变”)。当盐水深度为18cm时,木块刚好浮起来,则盐水的密度ρ盐水= kg/m3。
【解答】解:(1)连通器应具备上端开口、底部连通的结构,而压强计的U形管有一端口是封闭的,所以压强计不是连通器;
(2)使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,为了使U形管左右两侧的液面相平,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选A;
(3)分析A、B两图的实验现象,液体都是水,金属盒的深度不同,U形管两侧的液面高度不同,B图中深度大,液面高度差大,产生的压强大,故可得出的结论是:同一液体中,深度越深,压强越大;
(4)要探究压强与液体密度的关系,应使探头深度相同,液体密度不同,所以应选择B、C两图;
(5)保持乙图C中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),金属盒所处的深度变大,液体的密度变小,液体密度越小,压强越大。该结论错误,理由是没有控制液体深度相同;
(6)木块上表面的深度h上=11cm﹣10cm=1cm=0.01m,
木块上表面受到水的压强为p=ρgh上=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa,
木块上表面的面积S木=(10cm)2=100cm2=0.01m2,
上表面所受水的压力为:F=pS=100Pa×0.01m2=1N,
木块的体积V木=(10cm)3=1000cm3=0.001m3,
则木块的重力为G=mg=ρ木Vg=0.5×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=5N,
则为使B容器中的木块上浮,至少A中所注入的水所产生的向上的压力F1=F+G=1N+5N=6N,
A中水所要产生的压强应为p11200Pa;
由于为使B容器中的木块上浮,至少A中所注入的液体所要产生的压强应为p1=1200Pa;
慢慢向A中注入盐水,当盐水接触到压力传感器后,发现盐水深度越深,压力传感器示数,根据液体压强公式p=ρgh可知,盐水深度越深,压力传感器示数越大;
已知向A中注入18cm深的某液体,木块刚好脱离B容器底部,则液体对木块产生的向上的压强应为p1=1200Pa;
由于B容器底部在液体中的深度h2=18cm﹣8cm=10cm=0.1m,
根据p=ρgh可得A中液体的密度ρ液1.2×103kg/m3。
故答案为:(1)不是;(2)A;(3)深度;(4)B、C;(5)错误;没有控制液体深度相同;(6)越大;1.2×103。
五.计算题(共3小题)
37.(2026•上海模拟)如图所示,置于水平地面的轻质薄壁柱形容器,高为0.3米,底面积为2×10﹣2米2。容器内盛有4×10﹣3米3的水。
(1)求容器中水的质量m水。
(2)求容器对水平地面的压强p。
(3)现有甲、乙、丙三个质量均为6千克的实心球,它们的密度见表。现将它们分别浸没在容器的水中,使水对容器底部的压强及容器对水平地面的压强均能达到最大,请判断应选择的实心球并说明理由;计算出容器中水对容器底部的最大压强p'水。
实心球
密度(千克/米3)
甲
6×103
乙
3×103
丙
1.5×103
【解答】解:(1)由ρ知容器中水的质量为:
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3=4kg;
(2)容器对水平地面的压强为:
p2×103Pa;
(3)浸没在容器的水中,要使水对容器底部的压强及容器对水平地面的压强均能达到最大,需要使容器中液面最高且放入物体后没有水溢出,则物体的体积为V物=Sh﹣V水=2×10﹣2m2×0.3m﹣4×10﹣3m3=2×10﹣3m3;
由表格数据知甲实心球的体积为:
V甲1×10﹣3m3;
乙实心球的体积为:
V乙2×10﹣3m3;
丙实心球的体积为:
V丙4×10﹣3m3;
由于V乙=V物,所以将乙实心球放入水中后水刚好不溢出,
容器中水对容器底部的最大压强为:
p'水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa。
答:(1)容器中水的质量m水为4kg;
(2)容器对水平地面的压强p为2×103Pa;
(3)将乙实心球浸没在容器的水中,水对容器底部的压强及容器对水平地面的压强均能达到最大,容器中水对容器底部的最大压强p'水为3000Pa。
38.(2025•永修县校级模拟)某次抗震救灾演练中使用救援机器狗运输急救包,如图所示,机器狗背急救包时的总质量为30kg,静止时与地面接触的总面积为0.02m2,执行任务时,机器狗以2m/s的速度水平前进了100m。求:
(1)机器狗前进100m所用的时间;
(2)机器狗与急救包所受的总重力;
(3)机器狗静止时对地面的压强。
【解答】解:
(1)根据速度公式可得,所用的时间;
(2)机械狗与急救包所受的总重力G= mg=30kg×10N/kg=300N;
(3)机器狗静止在水平地面上,对水平地面的压力F=G=300N,
对水平地面的压强。
故答案为:(1)机器狗前进100m所用的时间为50s;
(2)机器狗与急救包所受的总重力为300N;
(3)机器狗静止时对地面的压强为1.5×104Pa。
39.(2025•罗湖区一模)A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,A物体放在水平地面上,将B物体叠放在A物体上,如图甲所示。若沿水平方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与B切去部分的高度的关系如图乙所示,已知A、B物体的边长分别为20cm、10cm。求:
(1)A物体的重力;
(2)B的密度。
【解答】解:(1)由图乙可知,当切去高度为物体B的边长10cm时,物体A对地面的压强pA=3000Pa,此时物体A对地面的压力等于物体A的重力GA=FA=pASA=3000Pa×(0.2m)2=120N;
(2)由图乙可知,当切去高度为物体B的边长10cm时,物体A对地面压强的变化量为Δp=4500Pa﹣3000Pa=1500Pa,
此时物体B的重力等于物体A对地面压力的变化量GB=ΔF=ΔpSA=1500Pa×(0.2m)2=60N,
物体B的密度6×10﹣3kg/m3。
答:(1)物体A的重力式120N;
(2)物体B的密度是6×103kg/m3。
40.(2026•徐汇区一模)液体和气体都称为流体,流体的压强有其特点。
(1)大风天气,房间内其它窗户都关闭,打开一扇窗户时,窗帘会被“吸”到窗外的原因是 。
A.窗外空气密度比室内空气小,气流带动窗帘向密度小的一侧运动
B.窗外空气密度比室内空气大,气流带动窗帘向密度小的一侧运动
C.窗外空气流速大、压强大,窗内空气流速小、压强小,气压差把窗帘吸向窗外
D.窗外空气流速大、压强小,窗内空气流速小、压强大,气压差把窗帘压向窗外
(2)大气静止时,标准大气压强值约为1.0×105Pa,表示1平方米面积受到 ;该值是由意大利科学家 用图1所示装置进行实验首先测得,实验时,若仅将玻璃管提升至虚线位置,则管内水银柱长度将 (A.变小 B.不变 C.变大)。
(3)如图2(a)所示,一段两端敞口的空心软管,内装一定量的水。
①如图2(a)所示,当装置内所装的水不流动时,根据 的原理,左、右管水面的高度差为 。
②现降低右管,水会从右侧管口喷出,如图2(b)所示;若将一个尖嘴小管套接在软管的右端,在其他条件相同的情况下,水从尖嘴小管管口喷出情况,如图2(c)所示。
(a)分析比较图2(b)或(c)中水喷出的高度,可得初步结论是:同一U形管中,当两管水面的 相同时,尖嘴小管使出口的 减小,从而使水流的 增大。
(b)已知两管液面高度差越大,喷出的水流速度越大。在忽略摩擦的情况下,请从能量的角度说明:图2(c)中,随着水的喷出,喷出的高度逐渐减小的原因是 。
【解答】解:(1)大风时,窗外空气流速大,根据流体压强与流速的关系,流速大的地方压强小,室内空气流速小、压强大,室内外形成压强差,压强差产生的压力差将窗帘“吸”到窗外,故选:D;
(2)意大利科学家托里拆利首先测得了标准大气压强的值约为1.0×105帕,表示1平方米面积受到的压力是1.0×105N;实验时,若仅将玻璃管提升至虚线位置,由于大气压不变,则管内水银柱长度将不变,故选:B。
(3)①如图2(a)所示,软管构成连通器,当装置内所装的水不流动时,根据连通器的原理,左、右管水面的高度差为零。
(a)分析比较图2(b)或(c)可知,两管中水面的高度差不变,改变尖嘴小管出口的横截面积,水喷出的高度发生变化,可得初步结论是:同一U形管中,当两管水面的高度差相同时,尖嘴小管使出口的横截面积减小,从而使水流的高度增大。
(b)图2(c)中,随着水的喷出,两管内水面的高度差减小,水面的重力势能减小,喷出后转化的动能减少,所以喷出的高度逐渐减小。
故答案为:(1)D;
(2)压力为1.0×105N;托里拆利;B;
(3)①连通器;零;
②高度差;横截面积;高度;
随着水的喷出,两管内水面的高度差减小,水面的重力势能减小,喷出后转化的动能减少。
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