内容正文:
专题10 压强 液体压强
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 压力与压强 4
教材·知识夯基
1.压力
2.压强
3.增大和减小压强的方法
中考·考法聚焦
考法1 辨别减小压强的生活实例
考法2 结合生活实例考查增大压强的方法
考法3 结合生活情境考查压力计算
考点2 液体压强 6
教材·知识夯基
1.液体压强
2.连通器
中考·考法聚焦
考法1 结合生活情境考查连通器
考法2 结合生活情境考查压强和压力大小
考法3 结合生活情境考查压强大小比较
考法4 结合生活情境考查压强计算
考点3 压力与压强实验综述 11
教材·知识夯基
1.探究影响压力作用效果的因素
2.探究液体的压强与哪些因素有关
中考·考法聚焦
考法1 结合实验现象总结规律
04·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
压力与压强
☑选择题
☑实验题
☑计算题
压强、影响压力作用效果的因素、改变压强的方法
1.结合生活场景:列举生活实例(如吸管、铁轨等),考查增大压强/减小压强的辨析。如2021·北京卷T5
2.结合实践探究:通过用手掌和指尖挤压气球,考查对压强大小的比较。如2024·北京卷T7
3.结合科学实验:通过在同一水平桌面上,分别对只有木块以及木块上叠放铁块(改变压力大小,保持接触面粗糙程度相同)的实验情景,考查影响滑动摩擦力的因素。如2024·北京卷T21、2022·北京卷T9
4.结合野外考察:通过一个典型的野外物理测量问题,考查压强的计算。如2024·北京卷T26
液体压强
☑选择题
☑实验题
☑计算题
液体压强的特点及规律、连通器、液体压强的计算
1.结合实践探究:通过利用漏斗和胶皮管制作喷泉,考查液体压强与压力的计算。如2025・北京卷T23
2.结合科学实验::通过利用一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,考查液体压强的特点。如2023・北京卷T22
3.结合生活场景:通过不同形状的圆柱形容器放在水平桌面上或试管倾斜等情景,考查容器内某点的液体压强的计算。如2022·北京卷T12、2021·北京卷T11
命题新趋势
1、生活场景化:题目广泛结合日常生活,如车载水箱倾斜时液体压强分布、智能马桶冲水系统压强控制等,强调物理知识与现实问题的联系。
2、科学实验探究:高频出现微小压强计实验、液体压强与深度/密度关系探究、连通器原理应用(如人工喷泉)等实验,注重数据观察、变量控制与推理能力。
命题预测
注重情境创设:试题越来越多地融入真实情境,有意识地将生活中的现象与压强知识联系起来,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
强化实验探究:用实验(如用影响压力作用效果的因素、探究液体压强的特点等)来考查学生对物理研究方法的理解和实际的动手操作能力和对实际操作过程中出现的问题的分析能力,而不仅是结论的记忆。
出现跨学科融合:部分题目开始体现物理与工程学科等其它学科的融合,例如三峡大坝、混合动力汽车等。
考点1 压力与压强
【课标要求】通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
1.压力
定义
压力是垂直作用在物体表面上的力。
方向
催至于接触面,且指向被压物体。
压力的作用效果
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关。
压力与重力的比较
分类
重力
压力
产生原因
地球的吸引
物体的形变
力的性质
引力
弹力
示意图
方向
竖直向下
垂直于受力面,指向被压物体
作用点
物体的重心
被压物体的受力面
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
大小
与质量成正比,G=mg
与挤压程度有关
联系
静止在水平面上的单个物体,其所受的重力的大小等于物体对水平面的压力
2.压强
定义
物体所受的压力的大小与受力面积之比叫做压强。
计算公式
(普遍适用于任何求压强的情况)
F——压力,单位:;S——受力面积,单位:;p——压强,单位:,
单位
国际单位:帕,符号:Pa,1 Pa=1N/m2。
1Pa的物理意义:1 m2的面积上受到的压力是1N。
压强的物理意义
表示压力的作用效果,压强越大,压力产生的作用效果越明显。
3.增大和减小压强的方法
增大压强
减小压强
方法
受力面积一定时,增大压力
压力一定时,减小受力面积
增大压力,同时减小受力面积
受力面积一定时,减小压力
压力一定时,增大受力面积
减小压力,同时增大受力面积
实例
压路机碾子的质量很大
刀刃磨得很薄;钉子、针、啄木鸟的喙和鹰的爪子都很尖锐
菜刀刀刃磨得很薄,且切菜时要用力往下按
车辆限载
滑雪板;骆驼长着宽大的脚掌;推土机的宽大履带
在冰面上行走发现冰面即将破裂时,立刻爬行并丢弃一些负重
【易错警示】
1.受力面积是相互挤压发生形变的接触面积。
2.受力面积指两物体相互挤压的接触面积,而不是物体的底面积。
3.压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力大小。在水平面上时,即使压力在数值上等于物体受到的重力,也不能把公式直接写成,而应先注明或写成。
4.计算时一定要注意单位,把常用单位换成国际单位再进行计算。1Pa=1N/m2,1Pa≠1N/cm2。
【方法点拨】
1.从关键词判断压强的改变
(1)判断增大或减小压强主要考虑两个方面:压力的变化、受力面积的变化。
(2)判断受力面积对压强的影响时,可从关键字、词入手,如“锥、尖、棱、凸、锋利”“磨、削”等字样,一般都是通过减小受力面积来增大压强;“平、宽”等字样,一般都是通过增大受力面积来减小压强。
2.公式法计算压强
固体压强的计算,要先判断压力的大小是否与重力大小相等,再根据p=计算压强,对于密度均匀的柱形固体,也可以直接利用p=ρgh计算压强。
3.柱体压强问题(圆柱体、长方体、正方体)
只要涉及柱体压强问题,首先考虑使用压强与重力的导出公式p=ρgh来解决,计算题一定要写出公式的推导过程(p==ρgh)。
4.压力与压强的比例关系
(1)若压力F相等,则。
(2)若受力面积S相等,则。
(3)若压力F和受力面积S均不相等,则·。
【教材图片讲解】
推土机的履带通过增大受力面积减小压强。篆刻刀通过减小受力面积增大压强。破窗锤通过减小受力面积增大压强。火车轨道下的枕木通过增大受力面积减小压强。
多轴平板货车通过限定每一车轴平均承载的压力来控制货车对路面压强的大小的。
1.【辨别减小压强的生活实例】(2025·北京西城·二模)如图所示的四个实例中,属于减小压强的是( )
A.吸管的一端做成尖形 B.盲道上有凸起的圆点
C.滑雪板做得宽大 D.切蛋器有很细的钢丝
考查知识
增大/减小压强的方法及生活实例
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对压强知识的理解与应用能力,通过选取生活中常见的四个实例,让学生判断压强的变化情况,从而检验学生是否真正掌握了增大和减小压强的方法。同时,引导学生关注生活中的物理现象,认识到物理知识在实际生活中的广泛应用,培养学生用物理知识解释生活现象的能力。
解题思路:首先应回忆压强的相关知识,明确压强与压力和受力面积的关系。然后,对每个选项进行逐一分析,判断其是通过改变受力面积还是压力来影响压强的,以及具体是增大还是减小压强。最后,根据分析结果,找出属于减小压强的选项。在分析过程中,要注意将物理知识与实际生活场景相结合,准确判断每个实例的设计目的与压强变化的关系。
【答案】C
【解析】A.吸管一端做成尖形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B.盲道由凸起的棱和圆点组成,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故B不符合题意;
C.滑雪板做得宽大,是压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故C符合题意;
D.切蛋器有很细的钢丝,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,故D不符合题意。故选C。
2.【结合生活实例考查增大压强的方法】(2025·北京海淀·一模)如图所示,书包带做得较宽的目的是( )
A.通过增大压力,来增大书包对肩部的压强
B.通过减小压力,来减小书包对肩部的压强
C.通过增大受力面积,来减小书包对肩部的压强
D.通过减小受力面积,来增大书包对肩部的压强
考查知识
减小压强的方法及生活中的实例
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对压强概念的理解以及压强与压力、受力面积关系的掌握情况。通过书包带这一常见的生活物品,将抽象的物理知识与实际生活联系起来,检验学生能否运用所学知识解释生活中的物理现象,培养学生理论联系实际的能力,同时也引导学生关注生活中的物理知识,增强对物理学科的学习兴趣。
解题思路:首先要明确压强的定义及影响因素,压强是表示压力作用效果的物理量,其大小与压力和受力面积有关,公式为p=F/S(p表示压强,F表示压力,S表示受力面积)。在书包对肩部压力一定的情况下(书包的重力决定了对肩部的压力基本不变),书包带做得宽,是增大了肩部的受力面积。根据压强公式,当压力F不变时,受力面积S增大,压强p会减小,这样可以使肩部受到的压强减小,背起来更舒服。所以根据上述原理对选项进行分析判断,即可得出正确答案。
【答案】C
【解析】书包带做得较宽的目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小书包对肩部的压强,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3.【结合生活情境考查压力计算】(2025·北京朝阳·二模)楼房的楼顶上通常有一个水箱以满足高层住户用水的需求。为了防止雨后积水腐蚀水箱,需要在水箱与楼板之间铺设水泥墩,如图所示。根据住户的数量,计划在楼顶装一个最多能容纳16t水的水箱,水箱的质量为2t,楼板的抗压强度为,已知每个水泥墩的质量为0.2t,与地面的接触面积为。为了确保楼板的安全,在水箱下至少需要铺设几个这样的水泥墩?(g取)
【答案】10
【解析】静止在水平面的物体对物体的压力与总重力相等,即,由于可得,即
代入数据可得
解得,因此在水箱下至少需要铺设10个这样的水泥墩。
考点2 液体压强
【课标要求】通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。
1.液体压强
产生的原因
液体受重力作用且具有流动性。所以液体对容器底部和侧壁都存在压强。
探究工具
U形管压强计
特点
(1)液体内部向各个方向都有压强.
(2)在液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,液体的压强随深度的增大而增大。
(4)液体的压强还和液体密度有关,同一深度,液体的密度越大,液体的压强越大。
影响液体压强大小的因素
液体的密度和液体的深度
计算公式
其中h指的是液面到某一点的竖直距离。
2.连通器
定义
上端开口、下端连通的容器叫作连通器。
特点
静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一水平面上。
实例
水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管等。世界上最大的人造连通器是三峡船闸
【方法点拨】
1.压强公式与的比较
公式
适用范围
固体、液体、气体都适用
液体和均匀柱体
常用范围及计算顺序
常用来计算固体的压强,计算顺序是先压力 后压强
常用来计算液体的压强,计算顺序是先压强 后压力
2.液体压强大小的判断
(1)密度相同时比较深度,同种液体压强与深度成正比。
(2)深度相同时比较密度,液体密度越大,压强越大。
3.液体底部压力大小的判断
(1)先通过液体压强公式计算出液体对容器底部的压强,再利用 比较液体对容器底部的压力。
(2)只有粗细均匀的容器放在水平桌面上时,液体对容器底部的压力大小才等于液体的重力。液体对容器底的压力与液体的重力的关系:在柱形容器中;容器上宽下窄时:;容器上窄下宽时:。
【教材图片解读】
液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧面有压强,且液体压强的大小与液体的深度有关。
连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分的液面高度总是相同的。
水壶的壶嘴与壶身组成连通器。排水管的反水弯是一个连通器,反水弯中的水柱起到密封的作用,防止下水道内的气体反流。
三峡船闸利用连通器的原理解决上下游一百多米的落差问题。
1.【结合生活情境考查连通器】(2025·北京海淀·期末)如图所示的实例中,主要是利用连通器原理工作的是( )
A.微小压强计 B.活塞式抽水机
C.船闸 D.吸盘式挂钩
考查知识
连通器的原理、生活中常见的连通器
命题解读
命题意图:本题考查学生对连通器原理的掌握情况,通过选取生活和实验中常见的四个实例,检验学生能否准确判断哪些装置是利用连通器原理工作的。同时,引导学生关注生活中的物理现象,将物理知识与实际应用相结合,培养学生分析和解决实际问题的能力。
解题思路:首先要明确连通器的定义,即上端开口、底部相连通的容器,且当连通器内装有同种液体,液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。然后,对每个选项进行分析:微小压强计一端封闭,不符合连通器上端开口的特点;活塞式抽水机是利用大气压工作;船闸通过阀门控制,使闸室分别与上下游构成连通器,符合连通器原理;吸盘式挂钩是利用大气压吸附在物体表面。最后,根据分析结果,找出利用连通器原理工作的选项。
【答案】C
【解析】A.微小压强计底部连通,但上端有一侧未开口,不是利用连通器原理工作,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机利用大气压强工作,不满足上端开口,底部连通,不是利用连通器原理工作,故B不符合题意;
C.船闸工作时,通过阀门满足上端开口,底端连通,是利用连通器原理工作,故C符合题意;
D.吸盘式挂钩利用大气压强将吸盘压在墙壁上,不是利用连通器原理工作,故D不符合题意。故选C。
2.【结合生活情境考查压强和压力大小】(2025·北京西城·一模)如图甲、乙所示,将同一瓶水先正立、后倒立放在水平桌面上。图甲中,水对瓶底的压强为p甲、水对瓶底的压力为F甲;图乙中,水对瓶盖的压强为p乙、水对瓶盖的压力为F乙。下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙;F甲>F乙 B.p甲<p乙;F甲=F乙
C.p甲=p乙;F甲=F乙 D.p甲<p乙;F甲<F乙
考查知识
比较液体对容器底的压强和压力的大小
命题解读
命题意图:本题通过展示同一瓶水正立和倒立在水平桌面上的情景,考查学生对液体压强和压力相关知识的理解与应用。旨在检验学生能否熟练运用液体压强公式p =ρgh和压力公式F=pS,以及对液体压力和压强特点的掌握程度,要求学生具备分析实际问题、进行逻辑推理和比较判断的能力,同时培养学生将物理知识与生活实际相联系的思维方式。
解题思路:首先应明确液体压强的决定因素。根据液体压强公式p=ρgh,在液体密度ρ相同(都是水)的情况下,压强大小取决于深度h。观察图甲和图乙,乙图中瓶盖处水的深度大于甲图中瓶底处水的深度,所以p甲<p乙。接着分析压力,对于柱形容器,液体对容器底部的压力等于液体的重力;但此瓶形状特殊,正立时,瓶底面积大,水对瓶底的压力等于水的重力,即F甲=G水;倒立时,瓶盖面积小,有一部分水压在瓶壁上,所以水对瓶盖的压力小于水的重力,即F乙<G水,因此F甲>F乙。
【答案】A
【解析】由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即p甲<p乙;正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水的重力作用在瓶子的侧壁上,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即F甲>F乙。故选A。
3.【结合生活情境考查压强大小比较】(2024·北京海淀·二模)如图所示,两个质量相等的圆柱形薄壁容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积。甲、乙容器中分别装有A、B两种液体,甲容器中的液面低于乙容器中的液面,此时两容器底部受到的液体压强相等。若容器足够高,在甲容器中再加入A液体,使其液面上升的高度为hA,在乙容器中再加入B液体,使其液面上升的高度为hB,hA、hB在图中均未标出。加入液体后,稳定时,下列判断正确的是( )
A.hA>hB时,液体对两容器底的压力可能相等
B.hA=hB时,液体对两容器底的压强一定相等
C.hA=hB时,甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
D.hA<hB时,甲容器对桌面的压强一定小于乙容器对桌面的压强
【答案】C
【解析】甲、乙容器中分别装有A、B两种液体,甲容器中的液面低于乙容器中的液面,此时两容器底部受到的液体压强相等。由p=ρgh可知
ρA>ρB
A.当hA>hB时,由p=ρgh,ρA>ρB知道,两容器内增大的压强关系是
所以,此时甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强,又因为甲容器底面积大于乙容器底面积,所以,由知道,甲中液体对底部的压力大于乙中液体对容器底部的压力,故A错误;
B.hA=hB时,因为ρA>ρB,则两容器内增大的压强关系是
因为原来两容器底部受到的液体压强相等,故此时甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强,故B错误;
C.由B选项的分析知道,甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强,甲容器底面积大于乙容器底面积,由可知,甲液体对底部的压力大于乙液体对底部的压力;因为容器为圆柱形,则原来甲中液体的重力大于乙中液体的重力。当hA=hB时,因为ρA>ρB,甲容器底面积大于乙容器底面积,由G=mg=ρVg可得,ρAgSAhA>ρBgSBhB,说明加入的A液体的重力大于加入的B液体的重力,则A液体总重大于B液体总重,两容器的容器的质量相等,重力相等,则后来甲容器总重大于乙容器总重,故甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力,故C正确;
D.hA<hB时,因为ρA>ρB,则也有可能两容器内增大的压强关系是
结合上述分析,甲容器对桌面的压力可能大于乙容器对桌面的压力,甲容器对桌面的压强有可能大于乙容器对桌面的压强。故D错误。故选C。
4.【结合生活情境考查压强计算】(2024·北京石景山·二模)如图所示的平底薄壁容器,底面积为,质量为。容器内装有的水,水的深度是,放在水平地面上,g取。求:
(1)水对容器底的压力F。
(2)此时容器对地面的压强p。
【答案】(1)8N;(2)
【知识点】液体压强公式的简单应用、压强公式的简单应用
【解析】(1)水对桶底的压强为
水对桶底的压力
(2)桶对地面的压力
桶对地面的压强
答:(1)水对容器底的压力为8N;
(2)容器对地面的压强为3×103Pa。
考点3 压力与压强实验综述
【课标要求】通过实验,理解压强。通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。
1.探究影响压力作用效果的因素
【实验器材】海绵、小桌、砝码。
【实验装置】如图所示。
【实验方法】控制变量法,转换法.
【设计和进行实验】
1.照图甲那样,把小桌腿朝下放在海绵上,观察海绵被压下的深度。
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码,观察海绵被压下的深度。
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察海绵被压下的深度。
【实验结论】
压力的作用效果与压力大小和受力面积有关:
(1)当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【交流与讨论】
1.物理学中,用压强来衡量压力作用效果的大小。
2.小明同学实验时将物体沿竖直方向切成大小不同的两块,他发现它们两块对海绵的压力作用效果相同,由此他得出压力的作用效果与受力面积无关的结论,他的结论是错误的(选填“正确的”或“错误的”),原因是没有控制压力大小相同。
3.实验中不能(选填“能”或“不能”)用木板代替海绵,原因是木板的形变量较小,不易观察。
【注意事项】探究压力的作用效果与哪些因素有关,用到了两种研究物理问题的方法。
(1)控制变量法:研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要保持压力的大小不变;研究压力的作用效果与压力的大小的关系时,要保持受力面积不变。
(2)转换法:压力的作用效果无法定量测量,因此实验中选用的受力物体应尽量软些,通过受力物体的形变程度来显示压力的作用效果。
2.探究液体的压强与哪些因素有关
【实验原理】压强计的形管两边液面的高度差与压强计探头上橡皮膜受到液体的压强作用成正比。
【实验器材】
液体压强计、大烧杯、水、盐水、铁架台。
【实验方法】控制变量法。
【实验步骤】
(1)将水倒入烧杯,如图甲所示,控制探头在水中的深度相同,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出 形管中两侧液面的高度差,将数据填入下表。
(2)如图乙所示,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出 形管中两侧液面的高度差,将数据填入下表。
(3)如图丙所示,控制探头在水和盐水中的深度相同,观察并测出 形管中液面的高度差,将数据填入下表。
【现象及数据记录】
实验内容
液体物质
探头浸入水中深度/
橡皮膜朝向
形管两侧液面的高度差/
图甲
水
5
向前
4.9
5
向下
4.9
5
向上
4.9
图乙
水
5
向前
4.9
15
向前
14.6
图丙
水
12
向前
11.8
盐水
12
向前
15.9
【实验结论】
液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大;同种液体在相同深度,向各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度处压强的大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
【交流与讨论】
1.U形管不是(选填“是”或“不是”)连通器.为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色(选填“有色”或“无色”)的。
2.换用不同的液体多次实验的目的:使实验结论更具有普遍性。
【方法技巧】
1.U形管压强计的使用
压强计把橡皮膜受到的压强通过橡皮管里的空气传递到液面,使U形管的两侧液面出现高度差,若橡皮管漏气,压强无法传递,则两侧液面相平。在探究液体内部压强的规律时,注意使用控制变量法,得到的结论是压强与变量之间的关系。根据U形管两侧液面高度差的大小判断橡皮膜处压强的大小,这里运用了转换法。
【教材图片解读】
实验中观察到两次橡皮膜都向内凹,这是因为液体内部向各个方向都有压强,图乙中的橡皮膜凹得更多,说明在液体的密度一定时,液体的压强随深度的增加而增大,所以生活中的拦河大坝做得上窄下宽。
利用控制变量法可以探究液体压强与液体密度和液体深度的关系。
1.【通过实验现象总结规律】(2025·北京八一学校·期中)在究压力作用效果与什么因素有关的实验中,图甲中小桌放在海绵上,图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)进行甲、乙两图的实验对比时,根据实验现象可得结论是 ;
(3)进行乙、丙两图实验对比时,将丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码的目的是 ;
(4)根据乙、丙两图现象可得出结论: ;
(5)下列事例中,直接应用(4)中结论的是______(选填序号)。
A.有些课桌的边缘设计成圆弧形状
B.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
考查知识
探究影响压力效果的因素
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对探究压力作用效果实验的理解和掌握,包括实验方法(转换法和控制变量法)的应用、实验现象的分析、实验结论的归纳以及将结论应用到实际生活中的能力,培养学生的科学探究思维和知识迁移能力。
解题思路:首先要明确实验中通过海绵凹陷程度比较压力作用效果这一转换法的应用;在分析实验结论时,需运用控制变量法,找出相同和不同的因素,进而得出结论;对于实验目的的理解,要从控制变量的角度出发;在选择结论应用的事例时,要判断事例中是改变了压力还是受力面积,以及对压力作用效果的影响是否符合相应结论。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)压力大小受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显
(3)控制压力不变,保证单一变量
(4)压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显
(5)A
【解析】(1)力可以改变物体的形状,实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这是转换法。
(2)进行甲、乙两图的实验对比时,实验现象为:受力面积相同时,乙图压力越大,乙图海绵的凹陷程度越明显,压力的作用效果越明显,所以由实验得出的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)进行乙、丙两图实验对比时,将丙图中桌面朝下,改变了受力面积,在其上放一个同样的砝码,控制了接触面所受的压力相同。其上放一个同样的砝码的目的是:控制压力不变。
(4)乙、丙两图现象为:当压力相同时,乙图的受力面积越小,乙图海绵的凹陷程度越明显,压力的作用效果越明显,所以由实验测出的结论为:压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显。
(5)A.有些课桌的边缘设计成圆弧形状,增大了受力面积,应用了“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”这一结论,故A符合题意;
B.汽车行驶时,地面的受力面积相同,交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,是利用受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显,故B不符合题意。故选A。
2.【通过实验现象总结规律】(2025·北京海淀·二模)利用一个微小压强计、水和浓度一定的盐水等器材,探究液体压强与哪些因素有关,进行了如图甲、乙、丙、丁所示的实验。
(1)由甲、乙两图所示的实验,说明液体压强与 有关。
(2)图丙中U形管两侧液面的高度差为h,图丁中U形管(图中未画出)两侧液面的高度差为,则 h。
考查知识
探究液体的压强与哪些因素有关
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对控制变量法的掌握以及运用该方法探究液体压强与深度、液体密度关系的能力,同时考查学生对液体压强公式的理解和应用,培养学生分析实验现象、总结实验结论的科学探究素养。
解题思路:首先要明确控制变量法的应用,在分析甲、乙两图时,找出相同的量(液体密度)和不同的量(液体深度),从而得出液体压强与深度的关系;在比较丙、丁两图时,同样先确定相同量(液体密度、探头所处水平位置代表的深度)和不同量(探头上方液体的实际高度),再根据液体压强公式判断压强大小,进而得出U形管两侧液面高度差的大小关系。
【答案】(1)深度 (2)等于
【解析】(1)在甲、乙两图中,液体都是水,即液体密度相同,但是压强计探头在液体中的深度不同,U形管两侧液面的高度差也不同。根据控制变量法,当液体密度相同时,液体压强随深度的变化而变化,所以说明液体压强与液体深度有关。
(2)图丙和图丁中,压强计探头在液体中的深度相同,液体的密度相同。根据液体压强公式,当深度h、液体密度ρ、g相同时,液体的压强相同。所以U形管两侧液面的高度差h′等于h。
3.【通过实验现象总结规律】(2025·北京一零一中学·月考)小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验中液体内部压强的大小通过 反映出来;
(2)通过观察图乙、丙两次实验可知,液体内部的压强与 有关;
(3)小明保持图丙中探头的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示,比较丙、丁两次实验,小明得出了:液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠? ,原因: 。
考查知识
探究液体的压强与哪些因素有关
命题解读
命题意图:本题旨在考查学生对探究液体内部压强实验的理解和掌握程度,涵盖实验方法(转换法和控制变量法)的运用、实验现象的分析以及对实验条件的把控能力,培养学生严谨的科学思维和实验探究能力。
解题思路:首先要明确转换法在实验中的应用,即通过U形管两侧液面高度差来判断液体内部压强大小。在分析实验结论时,需运用控制变量法,对比不同实验情形中相同和不同的因素,进而得出正确结论。对于实验结论可靠性的判断,要看是否满足控制变量法的要求,若有多个因素同时改变,则结论不可靠。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差
(2)深度
(3)不可靠 没有控制探头的深度相同
【解析】(1)在该实验中,液体内部压强的大小是通过U形管两侧液面的高度差反映出来的。当探头放入液体中时,液体对探头产生压强,使U形管两侧液面出现高度差,液体压强越大,U形管两侧液面的高度差就越大,这是转换法的应用。
(2)观察图乙、丙两次实验,液体都是水,即液体的密度相同,而探头的深度不同,U形管两侧液面的高度差不同,说明液体内部的压强不同。所以通过观察图乙、丙两次实验可知,液体内部的压强与深度有关。
(3)[1][2]小明在将浓盐水倒入烧杯后,没有控制探头在液体中的深度不变,同时改变了液体的密度和深度两个变量,不符合控制变量法的要求,因此无法得出 “液体的密度越大,其内部的压强越大” 的可靠结论。
1.【生活情境】(2025·江苏扬州·中考真题)今年1-5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
【答案】C
【解析】AB.P点的深度是从水面到P点的垂直距离。水位下降后,水面到P点的距离变小,因此深度变小,故AB不符合题意;
CD.根据液体压强公式可知,同种液体密度相同,深度变小,液体压强也变小,故C符合题意,D不符合题意。故选C。
2.(2025·四川乐山·中考真题)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. B. C. D.无法判断
【答案】A
【解析】甲液体中A点深度hA比乙液体中B点深度hB小,即,因为A、B两点处的液体压强相等,即,即,因为,所以,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
3.【生活情境】(2025·湖北·中考真题)如图为我国高原装载机。它不仅能在高原完成大吨位土方装卸,其铲斗前端的铲齿还能轻松铲断坚硬的岩石。下列说法正确的是( )
A.轮胎花纹是为了增大摩擦 B.轮胎宽大是为了增大压强
C.铲齿尖锐是为了增大压力 D.铲斗举起土方越高做功越少
【答案】A
【解析】A.铲车轮胎有花纹,是为了在铲车对地面的压力一定时,增大接触面的粗糙程度,从而增大车与地面的摩擦力,故A正确;
B.铲车对地面的压力一定,轮胎较宽,增大了与地面的接触面积,减小了对地面的压强,故B错误;
C.铲车的铲齿尖锐,是为了在同样的压力作用下,通过减小受力面积,产生更大的压强,更容易铲断坚硬的岩石,故C错误;
D.铲斗举起土方越高,克服重力做功越多,故D错误。故选A。
4.【生活情境】(2025·云南·中考真题)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A.安全锤的锤头做得很尖 B.背包的背带做得较宽
C.眼镜架上装有鼻托 D.铁轨铺在枕木上
【答案】A
【解析】根据可知,可以通过在压力一定时减小受力面积或者在受力面积一定时增大压力来增大压强。
A.安全锤的锤头做的很尖,在压力一定时通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;
B.书包的背带做得较宽,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.眼镜架上装有眼镜鼻托,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.铁轨铺在枕木上,在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。故选A。
5.(2025·江苏南通·中考真题)如图所示,仅进行以下操作,能让U形管两侧液面高度差变大的是( )
A.转动压强计的金属盒 B.缓慢向上提起金属盒
C.在水中加入盐并搅拌 D.换用更细的U形管
【答案】C
【解析】A.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,转动压强计的金属盒,金属盒的深度不变,压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故A不符合题意;
B.缓慢向上提起金属盒,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差减小,故B不符合题意;
C.在水中加入盐并搅拌,在探头深度不变的情况下,盐水对探头的压强更大,能让U形管两侧液面高度差变大,故C符合题意;
D.烧杯内的液体对探头产生的压强一定时,U形管两边的高度差一定,与U形管的粗细无关,故D不符合题意。故选C。
6.【教材素材链接】(2025·辽宁·中考真题)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是( )
A.增大压强 B.减小压强
C.增大压力 D.减小压力
【答案】B
【解析】趴在冰面上,是为了增大受力面积,从而可在压力一定时,可以减小压强,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
7.【体育竞技】(2025·山西·中考真题)科技小组同学们参加国际机器人竞技大赛,如图是他们制作的机器人滑雪比赛时的场景。关于机器人滑雪比赛过程,下列分析正确的是( )
A.通过增加机器人质量可减小摩擦 B.滑雪板长而宽可减小对雪地压强
C.利用惯性作用可以增大滑行速度 D.机器人的运动状态始终保持不变
【答案】B
【解析】A.通过增加机器人质量,可以增大滑雪板对雪面的压力,此时接触面的粗糙程度不变,可增大摩擦,故A错误;
B.滑雪板长而宽,是压力不变时,通过增大接触面粗糙程度,减小对雪地压强,故B正确;
C.惯性是一种性质,不是力,不能说惯性的作用,故C错误;
D.机器人受非平衡力的作用,运动状态会发生改变,故D错误。故选B。
8.(2025·新疆·中考真题)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
【答案】B
【解析】木材对水平面的压强为4500Pa,木材与桌面的接触面积为
则木材对桌面的压力为
木材的重力为
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,则剩余部分的重力为
剩余部分对桌面的压力为
切去部分的体积为
切去的两部分拼在一起,即得到一个新的长方体,该长方体的底面积即为图甲中红杉木与水平面接触的底面积,即边长为0.4m的正方形,高度为切除部分的高度h,如图所示,
则切除部分的高度为
由勾股定理可得
则切除虚线部分后,即图乙中,剩余部分与水平面的接触面为边长分别为0.4m和0.5m的长方形,该长方形的面积为
则此时木材对水平面的压强为
故B符合题意,ACD不符合题意。选B。
9.(2025·甘肃兰州·中考真题)小亮游泳时发现,当他从浅水区走向深水区时,会感到呼吸越来越困难。他认为呼吸变困难可能与液体内部的压强有关。关于影响液体内部压强的因素,他提出了如下猜想:
猜想1:可能与方向有关;猜想2:可能与深度有关;猜想3:可能与液体的密度有关。
为验证猜想,他利用微小压强计进行如下实验探究:
(1)实验前要检查装置的气密性,如图1甲所示,小亮用手轻压探头处橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)微小压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)小亮把微小压强计的探头固定在水中某一深度,然后改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差保持不变,说明同种液体内部的同一深度,各个方向的压强 。
(4)接着,小亮利用微小压强计完成了如图1乙、丙、丁所示的实验操作,其中 两图的现象能解释小亮游泳时呼吸变困难的原因。根据这一现象,当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时,图2中能真实反映橡皮膜受到水的压强情况的是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
(5)将微小压强计改装成如图3所示的装置,把两个探头分别放在左、右两个容器内的液体中,当两探头位于同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差为Δh,说明猜想3是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)不漏气
(2)不属于
(3)相等
(4)乙、丙 D
(5)正确
【解析】(1)小亮用手轻压探头处橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差,说明微小压强计气密性良好,该装置不漏气。
(2)微小压强计上的U形管一端封闭,一端开口,故从结构来看不属于连通器。
(3)改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差保持不变,说明压强大小不变,即在同种液体内部的同一深度液体向各个方向的压强相等。
(4)[1]根据实验现象可知小亮呼吸困难的原因是:人从较浅的水域走向较深的水域时,身体受到压强逐渐变大;研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度不变,只改变深度大小,因此乙、丙两幅图的现象能解释小亮游泳时发现的问题。
[2]图2中把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时,左右两侧橡皮膜的深度相等,根据可知,左右两侧受到的液体压强相等,所以左右两侧橡皮膜向内凹陷的程度相同,而下方橡皮膜所处的深度大于上方橡皮膜,则下方橡皮膜受到的液体压强大于上方橡皮膜,所以下方橡皮膜向上凹陷的程度较大,而上方橡皮膜向下凹陷的程度较小,故图2中D图正确。
(5)图3中,当两探头位于同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差为Δh,说明两探头所受到的液体压强不同,而待测液体的密度不同,说明液体压强与液体的密度有关,故猜想3是正确的。
10.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。
(1)如图甲所示,使用液体压强计前,先用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的 良好,可以正常使用。
(2)比较图乙和图丙可知,液体内部压强随深度的增加而 。因此拦河大坝应设计成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为 。
(4)相同情况下,U形管中液体的密度越 ,两侧液面的高度差变化越明显。
【答案】(1)气密性
(2)增加 上窄下宽
(3)
(4)小
【解析】(1)使用液体压强计前,用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的气密性良好,如果气密性不好,压强变化时,气体容易泄漏,U形管两侧液面高度差就不会有明显变化。
(2)[1]比较图乙和图丙,液体都是水(密度相同),图丙中探头深度比图乙深,U形管两侧液面高度差更大,说明丙图中探头受到的水的压强更大,所以可得液体内部压强随深度的增加而增大。
[2]由于液体压强随深度增加而增大,拦河大坝下部受到的水的压强大于上部,为了承受更大的压强,应设计成上窄下宽的形状。
(3)丙图中是水,探头深度
丁图中是液体a,探头的深度
丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,即探头所受液体压强相等,由得
则液体a的密度
(4)根据液体压强公式,当压强变化量Δp相同时,U形管两侧液面的高度差
由此可知,在相同的压强变化量下,U形管中液体的密度越小,Δh就越大,即两侧液面的高度差变化越明显。
11.(2025·重庆·中考真题)小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生 ,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受 的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而 ;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小 。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向 移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的 有关。
(4)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下深处,调节右侧探头在盐水()中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度,通过计算发现 (选填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度,通过进一步分析可以计算该液体密度为 。
【答案】(1)形变 压强
(2)增大 相等
(3)下 密度
(4)= 0.8
【解析】(1)[1][2]该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生形变,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小,这是转换法的应用。
(2)[1]小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,水面到探头的深度逐渐增大,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,说明探头受到水的压强变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而增大。
[2]只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明橡皮膜受到水的压强不变,可得出:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小相等。
(3)[1][2]观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向下移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,说明探头受到盐水的压强大于受到水的压强,由于盐水和水的密度不同,可初步得出液体内部压强与液体的密度有关。
(4)[1]根据液体压强公式p=ρgh可知,当U形管左右液面再次相平,说明左右两侧液体对探头的压强相等,即
则
[2]将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度,由
可得
解得
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专题10 压强 液体压强
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·时空导航·网络构建 3
03·考点通关·靶向突破 4
考点1 压力与压强 4
教材·知识夯基
1.压力
2.压强
3.增大和减小压强的方法
中考·考法聚焦
考法1 辨别减小压强的生活实例
考法2 结合生活实例考查增大压强的方法
考法3 结合生活情境考查压力计算
考点2 液体压强 6
教材·知识夯基
1.液体压强
2.连通器
中考·考法聚焦
考法1 结合生活情境考查连通器
考法2 结合生活情境考查压强和压力大小
考法3 结合生活情境考查压强大小比较
考法4 结合生活情境考查压强计算
考点3 压力与压强实验综述 11
教材·知识夯基
1.探究影响压力作用效果的因素
2.探究液体的压强与哪些因素有关
中考·考法聚焦
考法1 结合实验现象总结规律
04·优题精选·练能提分 18
考点
考查形式
考查内容
考法分析
压力与压强
☑选择题
☑实验题
☑计算题
压强、影响压力作用效果的因素、改变压强的方法
1.结合生活场景:列举生活实例(如吸管、铁轨等),考查增大压强/减小压强的辨析。如2021·北京卷T5
2.结合实践探究:通过用手掌和指尖挤压气球,考查对压强大小的比较。如2024·北京卷T7
3.结合科学实验:通过在同一水平桌面上,分别对只有木块以及木块上叠放铁块(改变压力大小,保持接触面粗糙程度相同)的实验情景,考查影响滑动摩擦力的因素。如2024·北京卷T21、2022·北京卷T9
4.结合野外考察:通过一个典型的野外物理测量问题,考查压强的计算。如2024·北京卷T26
液体压强
☑选择题
☑实验题
☑计算题
液体压强的特点及规律、连通器、液体压强的计算
1.结合实践探究:通过利用漏斗和胶皮管制作喷泉,考查液体压强与压力的计算。如2025・北京卷T23
2.结合科学实验::通过利用一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,考查液体压强的特点。如2023・北京卷T22
3.结合生活场景:通过不同形状的圆柱形容器放在水平桌面上或试管倾斜等情景,考查容器内某点的液体压强的计算。如2022·北京卷T12、2021·北京卷T11
命题新趋势
1、生活场景化:题目广泛结合日常生活,如车载水箱倾斜时液体压强分布、智能马桶冲水系统压强控制等,强调物理知识与现实问题的联系。
2、科学实验探究:高频出现微小压强计实验、液体压强与深度/密度关系探究、连通器原理应用(如人工喷泉)等实验,注重数据观察、变量控制与推理能力。
命题预测
注重情境创设:试题越来越多地融入真实情境,有意识地将生活中的现象与压强知识联系起来,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。
强化实验探究:用实验(如用影响压力作用效果的因素、探究液体压强的特点等)来考查学生对物理研究方法的理解和实际的动手操作能力和对实际操作过程中出现的问题的分析能力,而不仅是结论的记忆。
出现跨学科融合:部分题目开始体现物理与工程学科等其它学科的融合,例如三峡大坝、混合动力汽车等。
考点1 压力与压强
【课标要求】通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
1.压力
定义
压力是_________作用在物体表面上的力。
方向
_________接触面,且指向被压物体。
压力的作用效果
压力的作用效果与_________的大小和_________的大小有关。
压力与重力的比较
分类
重力
压力
产生原因
地球的吸引
物体的形变
力的性质
引力
弹力
示意图
方向
竖直向下
垂直于受力面,指向被压物体
作用点
物体的重心
被压物体的受力面
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
大小
与质量成正比,G=mg
与挤压程度有关
联系
静止在水平面上的单个物体,其所受的重力的大小等于物体对水平面的压力
2.压强
定义
物体____________________________________叫做压强。
计算公式
(普遍适用于任何求压强的情况)
F——压力,单位:;S——受力面积,单位:;p——压强,单位:,
单位
国际单位:帕,符号:Pa,1 Pa=_________N/m2。
1Pa的物理意义:1 m2的面积上受到的压力是1N。
压强的物理意义
表示压力的作用效果,压强越_________,压力产生的作用效果越明显。
3.增大和减小压强的方法
增大压强
减小压强
方法
受力面积一定时,_________压力
压力一定时,_________受力面积
_________压力,同时_________受力面积
受力面积一定时,_________压力
压力一定时,_________受力面积
_________压力,同时_________受力面积
实例
压路机碾子的质量很大
刀刃磨得很薄;钉子、针、啄木鸟的喙和鹰的爪子都很尖锐
菜刀刀刃磨得很薄,且切菜时要用力往下按
车辆限载
滑雪板;骆驼长着宽大的脚掌;推土机的宽大履带
在冰面上行走发现冰面即将破裂时,立刻爬行并丢弃一些负重
【易错警示】
1.受力面积是相互挤压发生形变的接触面积。
2.受力面积指两物体相互挤压的接触面积,而不是物体的底面积。
3.压力不一定是由于物体受到重力而产生的。物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力大小。在水平面上时,即使压力在数值上等于物体受到的重力,也不能把公式直接写成,而应先注明或写成。
4.计算时一定要注意单位,把常用单位换成国际单位再进行计算。1Pa=1N/m2,1Pa≠1N/cm2。
【方法点拨】
1.从关键词判断压强的改变
(1)判断增大或减小压强主要考虑两个方面:压力的变化、受力面积的变化。
(2)判断受力面积对压强的影响时,可从关键字、词入手,如“锥、尖、棱、凸、锋利”“磨、削”等字样,一般都是通过减小受力面积来增大压强;“平、宽”等字样,一般都是通过增大受力面积来减小压强。
2.公式法计算压强
固体压强的计算,要先判断压力的大小是否与重力大小相等,再根据p=计算压强,对于密度均匀的柱形固体,也可以直接利用p=ρgh计算压强。
3.柱体压强问题(圆柱体、长方体、正方体)
只要涉及柱体压强问题,首先考虑使用压强与重力的导出公式p=ρgh来解决,计算题一定要写出公式的推导过程(p==ρgh)。
4.压力与压强的比例关系
(1)若压力F相等,则。
(2)若受力面积S相等,则。
(3)若压力F和受力面积S均不相等,则·。
【教材图片讲解】
推土机的履带通过增大受力面积减小压强。篆刻刀通过减小受力面积增大压强。破窗锤通过减小受力面积增大压强。火车轨道下的枕木通过增大受力面积减小压强。
多轴平板货车通过限定每一车轴平均承载的压力来控制货车对路面压强的大小的。
1.【辨别减小压强的生活实例】(2025·北京西城·二模)如图所示的四个实例中,属于减小压强的是( )
A.吸管的一端做成尖形 B.盲道上有凸起的圆点
C.滑雪板做得宽大 D.切蛋器有很细的钢丝
2.【结合生活实例考查增大压强的方法】(2025·北京海淀·一模)如图所示,书包带做得较宽的目的是( )
A.通过增大压力,来增大书包对肩部的压强
B.通过减小压力,来减小书包对肩部的压强
C.通过增大受力面积,来减小书包对肩部的压强
D.通过减小受力面积,来增大书包对肩部的压强
3.【结合生活情境考查压力计算】(2025·北京朝阳·二模)楼房的楼顶上通常有一个水箱以满足高层住户用水的需求。为了防止雨后积水腐蚀水箱,需要在水箱与楼板之间铺设水泥墩,如图所示。根据住户的数量,计划在楼顶装一个最多能容纳16t水的水箱,水箱的质量为2t,楼板的抗压强度为,已知每个水泥墩的质量为0.2t,与地面的接触面积为。为了确保楼板的安全,在水箱下至少需要铺设几个这样的水泥墩?(g取)
考点2 液体压强
【课标要求】通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。
1.液体压强
产生的原因
液体受_________作用且具有_________性。所以液体对容器底部和侧壁都存在压强。
探究工具
__________________
特点
(1)液体内部向各个方向都有压强.
(2)在液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强_________。
(3)同种液体中,液体的压强随深度的增大而_________。
(4)液体的压强还和液体密度有关,同一深度,液体的密度越大,液体的压强_________。
影响液体压强大小的因素
__________________和__________________
计算公式
__________________
其中h指的是__________________。
2.连通器
定义
__________________的容器叫作连通器。
特点
_________在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在__________________。
实例
水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管等。世界上最大的人造连通器是三峡船闸
【方法点拨】
1.压强公式与的比较
公式
适用范围
固体、液体、气体都适用
液体和均匀柱体
常用范围及计算顺序
常用来计算固体的压强,计算顺序是先压力 后压强
常用来计算液体的压强,计算顺序是先压强 后压力
2.液体压强大小的判断
(1)密度相同时比较深度,同种液体压强与深度成正比。
(2)深度相同时比较密度,液体密度越大,压强越大。
3.液体底部压力大小的判断
(1)先通过液体压强公式计算出液体对容器底部的压强,再利用 比较液体对容器底部的压力。
(2)只有粗细均匀的容器放在水平桌面上时,液体对容器底部的压力大小才等于液体的重力。液体对容器底的压力与液体的重力的关系:在柱形容器中;容器上宽下窄时:;容器上窄下宽时:。
【教材图片解读】
液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧面有压强,且液体压强的大小与液体的深度有关。
连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分的液面高度总是相同的。
水壶的壶嘴与壶身组成连通器。排水管的反水弯是一个连通器,反水弯中的水柱起到密封的作用,防止下水道内的气体反流。
三峡船闸利用连通器的原理解决上下游一百多米的落差问题。
1.【结合生活情境考查连通器】(2025·北京海淀·期末)如图所示的实例中,主要是利用连通器原理工作的是( )
A.微小压强计 B.活塞式抽水机
C.船闸 D.吸盘式挂钩
2.【结合生活情境考查压强和压力大小】(2025·北京西城·一模)如图甲、乙所示,将同一瓶水先正立、后倒立放在水平桌面上。图甲中,水对瓶底的压强为p甲、水对瓶底的压力为F甲;图乙中,水对瓶盖的压强为p乙、水对瓶盖的压力为F乙。下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙;F甲>F乙 B.p甲<p乙;F甲=F乙
C.p甲=p乙;F甲=F乙 D.p甲<p乙;F甲<F乙
3.【结合生活情境考查压强大小比较】(2024·北京海淀·二模)如图所示,两个质量相等的圆柱形薄壁容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积。甲、乙容器中分别装有A、B两种液体,甲容器中的液面低于乙容器中的液面,此时两容器底部受到的液体压强相等。若容器足够高,在甲容器中再加入A液体,使其液面上升的高度为hA,在乙容器中再加入B液体,使其液面上升的高度为hB,hA、hB在图中均未标出。加入液体后,稳定时,下列判断正确的是( )
A.hA>hB时,液体对两容器底的压力可能相等
B.hA=hB时,液体对两容器底的压强一定相等
C.hA=hB时,甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
D.hA<hB时,甲容器对桌面的压强一定小于乙容器对桌面的压强
4.【结合生活情境考查压强计算】(2024·北京石景山·二模)如图所示的平底薄壁容器,底面积为,质量为。容器内装有的水,水的深度是,放在水平地面上,g取。求:
(1)水对容器底的压力F。
(2)此时容器对地面的压强p。
考点3 压力与压强实验综述
【课标要求】通过实验,理解压强。通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。
1.探究影响压力作用效果的因素
【实验器材】海绵、小桌、砝码。
【实验装置】如图所示。
【实验方法】控制变量法,转换法.
【设计和进行实验】
1.照图甲那样,把小桌腿朝下放在海绵上,观察海绵被压下的深度。
2.再照图乙那样,在桌面上放一个砝码,观察海绵被压下的深度。
3.再把小桌翻过来,如图丙,观察海绵被压下的深度。
【实验结论】
压力的作用效果与_________和_________有关:
(1)当_________一定时,_________越大,压力的作用效果越明显。
(2)当_________一定时,_________越小,压力的作用效果越明显。
【交流与讨论】
1.物理学中,用_________来衡量压力作用效果的大小。
2.小明同学实验时将物体沿竖直方向切成大小不同的两块,他发现它们两块对海绵的压力作用效果相同,由此他得出压力的作用效果与受力面积无关的结论,他的结论是_________(选填“正确的”或“错误的”),原因是___________________________。
3.实验中_________(选填“能”或“不能”)用木板代替海绵,原因是木板的形变量较小,不易观察。
【注意事项】探究压力的作用效果与哪些因素有关,用到了两种研究物理问题的方法。
(1)控制变量法:研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要保持压力的大小不变;研究压力的作用效果与压力的大小的关系时,要保持受力面积不变。
(2)转换法:压力的作用效果无法定量测量,因此实验中选用的受力物体应尽量软些,通过受力物体的形变程度来显示压力的作用效果。
2.探究液体的压强与哪些因素有关
【实验原理】压强计的形管两边液面的高度差与压强计探头上橡皮膜受到液体的压强作用成正比。
【实验器材】
液体压强计、大烧杯、水、盐水、铁架台。
【实验方法】控制变量法。
【实验步骤】
(1)将水倒入烧杯,如图甲所示,控制探头在水中的深度_________,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出 形管中两侧液面的高度差,将数据填入下表。
(2)如图乙所示,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的_________,观察并测出 形管中两侧液面的高度差,将数据填入下表。
(3)如图丙所示,控制探头在水和盐水中的_________相同,观察并测出 形管中液面的高度差,将数据填入下表。
【现象及数据记录】
实验内容
液体物质
探头浸入水中深度/
橡皮膜朝向
形管两侧液面的高度差/
图甲
水
5
向前
4.9
5
向下
4.9
5
向上
4.9
图乙
水
5
向前
4.9
15
向前
14.6
图丙
水
12
向前
11.8
盐水
12
向前
15.9
【实验结论】
液体内部向_________方向都有压强,压强随液体深度的增加而_________;同种液体在相同深度,向各个方向的压强大小_________;不同的液体,在同一深度处压强的大小与液体的_________有关,密度越大,液体的压强越大。
【交流与讨论】
1.U形管_________(选填“是”或“不是”)连通器.为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用_________(选填“有色”或“无色”)的。
2.换用不同的液体多次实验的目的:___________________________。
【方法技巧】
1.U形管压强计的使用
压强计把橡皮膜受到的压强通过橡皮管里的空气传递到液面,使U形管的两侧液面出现高度差,若橡皮管漏气,压强无法传递,则两侧液面相平。在探究液体内部压强的规律时,注意使用控制变量法,得到的结论是压强与变量之间的关系。根据U形管两侧液面高度差的大小判断橡皮膜处压强的大小,这里运用了转换法。
【教材图片解读】
实验中观察到两次橡皮膜都向内凹,这是因为液体内部向各个方向都有压强,图乙中的橡皮膜凹得更多,说明在液体的密度一定时,液体的压强随深度的增加而增大,所以生活中的拦河大坝做得上窄下宽。
利用控制变量法可以探究液体压强与液体密度和液体深度的关系。
1.【通过实验现象总结规律】(2025·北京八一学校·期中)在究压力作用效果与什么因素有关的实验中,图甲中小桌放在海绵上,图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)实验中通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)进行甲、乙两图的实验对比时,根据实验现象可得结论是 ;
(3)进行乙、丙两图实验对比时,将丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码的目的是 ;
(4)根据乙、丙两图现象可得出结论: ;
(5)下列事例中,直接应用(4)中结论的是______(选填序号)。
A.有些课桌的边缘设计成圆弧形状
B.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
2.【通过实验现象总结规律】(2025·北京海淀·二模)利用一个微小压强计、水和浓度一定的盐水等器材,探究液体压强与哪些因素有关,进行了如图甲、乙、丙、丁所示的实验。
(1)由甲、乙两图所示的实验,说明液体压强与 有关。
(2)图丙中U形管两侧液面的高度差为h,图丁中U形管(图中未画出)两侧液面的高度差为,则 h。
3.【通过实验现象总结规律】(2025·北京一零一中学·月考)小明利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验中液体内部压强的大小通过 反映出来;
(2)通过观察图乙、丙两次实验可知,液体内部的压强与 有关;
(3)小明保持图丙中探头的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,实验情形如图丁所示,比较丙、丁两次实验,小明得出了:液体的密度越大,其内部的压强越大的结论。你认为他的结论是否可靠? ,原因: 。
1.【生活情境】(2025·江苏扬州·中考真题)今年1-5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
2.(2025·四川乐山·中考真题)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. B. C. D.无法判断
3.【生活情境】(2025·湖北·中考真题)如图为我国高原装载机。它不仅能在高原完成大吨位土方装卸,其铲斗前端的铲齿还能轻松铲断坚硬的岩石。下列说法正确的是( )
A.轮胎花纹是为了增大摩擦 B.轮胎宽大是为了增大压强
C.铲齿尖锐是为了增大压力 D.铲斗举起土方越高做功越少
4.【生活情境】(2025·云南·中考真题)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A.安全锤的锤头做得很尖 B.背包的背带做得较宽
C.眼镜架上装有鼻托 D.铁轨铺在枕木上
5.(2025·江苏南通·中考真题)如图所示,仅进行以下操作,能让U形管两侧液面高度差变大的是( )
A.转动压强计的金属盒 B.缓慢向上提起金属盒
C.在水中加入盐并搅拌 D.换用更细的U形管
6.【教材素材链接】(2025·辽宁·中考真题)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是( )
A.增大压强 B.减小压强
C.增大压力 D.减小压力
7.【体育竞技】(2025·山西·中考真题)科技小组同学们参加国际机器人竞技大赛,如图是他们制作的机器人滑雪比赛时的场景。关于机器人滑雪比赛过程,下列分析正确的是( )
A.通过增加机器人质量可减小摩擦 B.滑雪板长而宽可减小对雪地压强
C.利用惯性作用可以增大滑行速度 D.机器人的运动状态始终保持不变
8.(2025·新疆·中考真题)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
9.(2025·甘肃兰州·中考真题)小亮游泳时发现,当他从浅水区走向深水区时,会感到呼吸越来越困难。他认为呼吸变困难可能与液体内部的压强有关。关于影响液体内部压强的因素,他提出了如下猜想:
猜想1:可能与方向有关;猜想2:可能与深度有关;猜想3:可能与液体的密度有关。
为验证猜想,他利用微小压强计进行如下实验探究:
(1)实验前要检查装置的气密性,如图1甲所示,小亮用手轻压探头处橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)微小压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)小亮把微小压强计的探头固定在水中某一深度,然后改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差保持不变,说明同种液体内部的同一深度,各个方向的压强 。
(4)接着,小亮利用微小压强计完成了如图1乙、丙、丁所示的实验操作,其中 两图的现象能解释小亮游泳时呼吸变困难的原因。根据这一现象,当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时,图2中能真实反映橡皮膜受到水的压强情况的是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
(5)将微小压强计改装成如图3所示的装置,把两个探头分别放在左、右两个容器内的液体中,当两探头位于同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差为Δh,说明猜想3是 (选填“正确”或“错误”)的。
10.(2025·山东青岛·中考真题)小明用如图所示的装置研究“液体内部压强”。
(1)如图甲所示,使用液体压强计前,先用手指轻压探头的橡皮膜,若U形管两侧液面的高度差变化明显,说明压强计的 良好,可以正常使用。
(2)比较图乙和图丙可知,液体内部压强随深度的增加而 。因此拦河大坝应设计成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)若将液体压强计的探头放入图丁的液体a中,发现丙、丁两次实验中U形管两侧液面高度差相等,则液体a的密度为 。
(4)相同情况下,U形管中液体的密度越 ,两侧液面的高度差变化越明显。
11.(2025·重庆·中考真题)小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生 ,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受 的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而 ;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小 。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向 移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的 有关。
(4)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下深处,调节右侧探头在盐水()中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度,通过计算发现 (选填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度,通过进一步分析可以计算该液体密度为 。
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