内容正文:
第九章压强
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.新素材 据新闻报道,速度为160千米每小时的复兴号动车组,2023年7月1日起在青藏铁路西宁至格尔木段投入运营,青藏铁路正式进入动车时代。如图所示,列车站台上都有黄色警戒线,从物理学角度看,这是因为列车高速通过时,列车与人之间的空气( )
A.流速减小,压强增大 B.流速减小,压强减小
C.流速加大,压强增大 D.流速加大,压强减小
2.如图甲所示是质量相同的人在雪地里滑雪和行走的情景,图乙、丙、丁是利用海绵、小桌、砝码探究影响压力作用效果的实验,下列说法中正确的是( )
A.滑雪者没有陷入雪地,是因为滑雪者对雪地的压力比步行者的小
B.若要探究滑雪者和步行者对雪地压力的作用效果应该选择乙与丙进行模拟研究
C.本实验中用木板代替海绵也可以进行实验探究
D.本实验通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果
3.如图所示,意大利科学家托里拆利用该装置最早测出了标准大气压的值;若在海拔为864.4 m的盘山最高峰“挂月峰”做这个实验,测得的水银柱高度将( )
A.小于760 mm B.等于760 mm
C.大于760 mm D.无法判断
4.下列有关中学生的估测符合实际的是( )
A.百米赛跑的平均成绩为8s
B.双脚站立时,对地面的压强约为104Pa
C.正常步行的速度约为1.4km/h
D.完成一次引体向上做的功约为2×103J
5.下列实例中是利用连通器原理工作的是( )
A.覆杯实验 B.活塞式抽水机
C.船闸 D.拦河大坝
6.小华用如图所示的气压计完成了一些与大气压有关的实验,下列说法正确的是( )
A.如图甲,若玻璃管中混入少量空气,测得的大气压值会比真实值偏大
B.如图甲,在管口不离开水银面的情况下,将玻璃管向上提起时,玻璃管内外水银面的高度差会减小
C.如图乙,将该自制气压计从20楼拿到1楼,玻璃管中的水柱高度会下降
D.如图乙,若将瓶中水完全装满,这个气压计仍然能正常使用
7.压强的单位是为了纪念以下哪位科学家的 ( )
A.亚里士多德 B.伽利略
C.牛顿 D.帕斯卡
8.小明将乒乓球置于漏斗中,如图所示,利用电吹风能将乒乓球吹出漏斗的是( )
A. B.
C. D.
9.盆景的一个简易自动供水装置如图所示。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,使瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。瓶中水不会持续流出,是因为( )
A.瓶内气压大于外界大气压 B.瓶外大气压等于瓶内水的压强与气压之和
C.瓶外大气压等于瓶内水的压强 D.瓶内气压始终等于外界大气压
10.如图甲、乙所示,小明利用小桌、海绵、砝码进行实验.当装置静止时,砝码的下表面和小桌的桌面均水平.已知小桌重,桌面面积为S1,砝码重,砝码下表面的面积为S2。下列说法正确的是( )
A.图甲中砝码对小桌的压力就是砝码的重力
B.图乙中小桌对海绵的压力等于小桌的重力
C.图甲中砝码对桌面的压力大小为
D.图乙中小桌对海绵的压强大小为
二、填空题
11.物理学中把 作用在物体一面上的力叫做压力。压力作用效果不仅跟 的大小有关,还跟 的大小有关,表示作用效果的物理量是 。
12.物理学家帕斯卡在一个装满水的密闭木桶上插入一根细长的管子,他站在阳台上向管子灌了几杯水,就把结实的木桶撑破了。这个实验说明液体压强与 (选填“液体深度”或“液体重力”)有关,与容器的形状 (选填“有关”或“无关”),若实验时液面到桶底的竖直高度为5m,则桶底受到水的压强为 Pa。,g=10N/kg)
13.2022年3月,即将建成的亚洲最大货运机场—鄂州花湖机场完成试飞任务。该机场距离北京、上海、广州均约为1000km,飞机从鄂州抵达其中任何一地的时间均约为1.5h,则飞机飞行的平均速度约为 km/h(结果保留一位小数);飞机是利用流体流速越大的位置压强越 的原理升空的,起飞过程中,发动机将燃料的化学能转化为 能,再转化为 能。
14.小华制成如图的“自动给水装置”,用一个装适量水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没。瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于 的作用,此时瓶中水面上方的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
15.把气球压在一根大头针上,稍一用力气球就被刺破;但在如图所示的实验中,将气球放在钉板的钉尖上,然后在气球上方的活动隔板上放置几个哑铃。我们看到气球发生了 ,但却没有被刺破,这是因为密集的针尖 了受力面积,从而 ,所以气球不会破裂。
三、实验题
16.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“>”“<”“=”)
四、综合题
17.如下图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,为了使U形管左右两侧的水面相平,正确的调节方法是________(选填“A”或“B”);
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得出结论:液体压强的大小与液体的 有关;
(4)已知图丁中U形管两管水面高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。[,,]
18.2025年6月4日22时21分,中国南方航空CZ3383航班搭载139名旅客从广东广州白云国际机场腾空而起,于23时57分平稳降落在河南南阳姜营机场,标志着国产大飞机C919完成在国内支线机场的商业首航。在C919的研发和制造过程中,涉及众多高新技术的应用和突破,体现了中国在高科技领域的进步和实力。
(1)在研发过程中,为了确保它的安全性,要进行风洞试验,向风洞空间里吹风,模拟飞机飞行时受到的风力。风洞试验中,机翼上表面气体压强 下表面气体压强(选填“大于”“等于”或“小于”),从而产生向 的力;
(2)在 (选填“逆风”或“顺风”)时,飞机更容易起飞。飞机加速升空时,升力 重力(选填“大于”“等于”或“小于”);
(3)飞机上升过程中,随着高度的增加,气压 (选填“增大”、“减小”或“不变”),乘客会感到耳朵内鼓膜疼痛不适。乘客可以使用来回张嘴闭嘴的动作或者嚼点口香糖使耳鼓膜内外的气压平衡,以减轻这种症状;
(4)飞机在空中飞行时,机舱内先进的“呼吸系统”开始工作,使得客舱内气压保持在大约。飞机在万米高空飞行时,机舱外气压只有大约。此时,飞机上一透视窗面积约,承受内外气体的压力差约为 。
19.小明发现生活中的桥千差万别,各具特色。有些桥是平板桥,有些是向上凸起的凸形桥,也有些是向下凹的凹形桥。这引起了他的思考:所有桥梁的功能都是有利于人和车辆的通行,那么汽车行驶时对凸形桥和凹形桥的压力一样吗?哪种桥容易被压坏?
为此小明将汽车通过凸形桥和凹形桥的运动路径简化为曲线轨道,并构建了图甲所示的模型,A点是凸形桥的最高点,B点是凹形桥的最低点。先固定轨道,再将压力传感器固定在A、B两点的下面。如图乙所示,汽车通过时压力显示器就显示出压力的大小了。他猜想:汽车通过不同形状的桥时对桥的压力,可能与汽车的质量、汽车过桥的速度大小、桥面的粗糙程度等因素有关。
小明让玩具小车通过图甲的曲线轨道(玩具小车通过轨道时不会压坏轨道),这就模拟了汽车通过凸形桥、凹形桥的情景。
请回答下列问题:
(1)玩具小车在图甲的曲线轨道匀速前进,它的运动状态 (选填“改变”或“不变”)。
(2)玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对 (选填“平衡力”或“相互作用力”)。
(3)实验时,小明让玩具小车在轨道上以相同的速度通过A、B两点,收集到压力显示器显示的数据如下表所示。
实验次序
速度
玩具小车的重力
玩具小车对凸形桥A点的压力
玩具小车对凹形桥B点的压力
1
2.00
1.80
2.40
2
2.00
1.60
2.80
3
2.00
1.50
3.00
4
3.00
2.70
3.60
5
3.00
2.40
4.20
6
3.00
2.25
4.50
①分析第1、4(或2、5或3、6)次实验数据,可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的 有关;
②分析第1、2、3(或4、5、6)次实验数据可以得出结论:玩具小车通过A点或B点时,玩具小车对桥面的压力与玩具小车的 有关;
③由表中数据可知:一定质量的汽车以相同的速度通过A点或B点时,容易被压坏的是 (选填“A”或“B”)点。
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《第九章压强》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
A
B
C
C
D
B
B
D
1.D
【详解】列车高速通过时,列车与人之间的空气流速变快,列车与人之间的压强变小,小于列车与人外的大气压,在压强差的作用下,人会被推向车轨,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.质量相同的滑雪者和步行者,由可知:体重相同,对雪地的压力相同,受力面积不同,由可知压强不同,甲图中滑雪者的受力面积较大,作用效果不明显,没有陷入雪地,故A错误;
B.图甲只有一人脚穿滑雪板,另一人步行,受力面积不同,总质量相同,压力相同,为了探究他们对雪地压力的作用效果,即在压力一定时,研究压力作用效果与受力面积的关系,应保持压力大小不变,只改变受力面积大小,故应选择丙与丁图实验进行比较,故B错误;
C.海绵容易发生形变,实验过程中,通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,而木板发生形变程度不容易观察,不能用木板代替海绵实验,故C错误;
D.海绵容易发生形变,实验过程中,通过海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果,故D正确。
故选D。
3.A
【详解】一标准大气压等于760mm水银柱产生的液体压强,若在海拔为864.4 m的盘山最高峰“挂月峰”做这个实验,由于海拔高的地方气压低,所以水银柱的高度将降低。
故选A。
4.B
【详解】A.2021年8月1日,中国选手苏炳添在东京奥运会田径男子100米半决赛中跑出9秒83,以半决赛第一名晋级决赛,同时创造了新的亚洲纪录,初中生百米赛跑的平均成绩约为14s,故A不符合题意;
B.中学生的质量约为50kg,双脚站立时与地面的接触面积约为0.05m2,双脚站立时,对地面的压强约为
故B符合题意;
C.正常步行的速度约,故C不符合题意;
D.完成一次引体向上做的功
故D不符合题意。
故选B。
5.C
【详解】A.覆杯实验验证的是大气压强的存在,并非利用连通器原理,故A不符合题意;
B.活塞式抽水机依靠大气压强将水抽起,其工作原理与连通器无关,故B不符合题意;
C.船闸的结构符合“上端开口、底部连通”的特点,当船闸的阀门开启时,上游与闸室、闸室与下游分别构成连通器,借助连通器原理实现水位的平稳过渡,从而让船只顺利通行,故C符合题意;
D.拦河大坝设计成上窄下宽的形态,是为了应对液体压强随深度增加而增大的情况,并非基于连通器原理,故D不符合题意。
故选C。
6.C
【详解】A.如图甲,若玻璃管中混入少量空气 ,会将液面往下压,玻璃管内的液面会降低,测得大气压比真实值偏小,故A错误;
B.如图甲,由p=ρgh知,外界大气压不变,液体密度不变,在管口不离开水银面的情况下,将玻璃管向上提起时,玻璃管内外水银面的高度差会保持不变,故B错误;
C.大气压与海拔有关,海拔越高,大气压越小,海拔降低,大气压越大。如图乙,将该自制气压计从20楼拿到1楼,外界大气压增大,瓶内大气压与外界大气压之差变小,所以玻璃管中的水柱高度会下降,故C正确;
D.如图乙,若将瓶中水完全装满,瓶内没有空气,不会对液柱产生向上的压强,就不会有向上的压强差,当外界大气压变化时,液柱高度不变,所以无法正常使用,故D错误。
故选C。
7.D
【详解】AB.目前为止,亚里士多德和伽利略还不是物理量的单位,故A、B不符合题意;
C.牛顿是力的基本单位,故C不符合题意;
D.帕斯卡的压强的基本单位。故D符合题意。
故选 D。
8.B
【详解】A.当用电吹风在漏斗上方向下吹风时,乒乓球上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,乒乓球不会被吹出漏斗,故A不符合题意;
B.当用电吹风在漏斗上方从左往右吹风时,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,所以乒乓球能被吹出漏斗,故B符合题意;
C.当用电吹风在漏斗下方向上吹风时,乒乓球下方空气流速大于上方空气流速,下方压强小于上方压强,乒乓球不会被吹出漏斗,故C不符合题意;
D.当用电吹风在漏斗左方向右吹风时,乒乓球左方空气流速大于右方空气流速,左方压强小于右方压强,乒乓球不会被吹出漏斗,故D不符合题意。
故选B。
9.B
【详解】当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面时,空气进入瓶内,瓶内的气压等于外界大气压,由于重力作用水会流出,一旦瓶口再次被水淹没,外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和,瓶中的水又停止外流,如此反复,使水不会全部流出而能保留在瓶中,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
10.D
【详解】A.图甲中砝码对小桌的压力大小与砝码的重力相等,压力的受力物体是小桌,砝码的重力受力物体是砝码,所以砝码对小桌的压力与砝码的重力并不是同一个力,故A错误;
B.图乙中,砝码放在小桌上,图乙中小桌对海绵的压力大小等于小桌与砝码的重力之和,故B错误;
C.图甲中砝码对桌面的压力大小等于砝码的重力,即图甲中砝码对桌面的压力大小为,故C错误;
D.图乙中小桌对海绵的压力为
图乙中小桌对海绵的压强大小为
故D正确。
故选D。
11. 垂直 压力 受力面积 压强
【详解】[1]压力的定义是垂直压在物体表面上的力。注意是“垂直”而不是“竖直”。
[2][3]压力的作用效果与压力大小、受力面积两个因素有关。
[4]压力的作用效果用压强来表示。
12. 液体深度 无关
【详解】[1][2]由于是一根细管,所以灌了几杯水后,细管中水的深度增加的很多,根据液体压强的特点可知,液体压强随着深度的增加而增大,所以这一实验表明液体压强与液体深度有关,与容器的形状无关。
[3]根据公式可知,桶底受到水的压强为
13. 666.7 小 内 机械
【详解】[1]飞机飞行的平均速度
[2]该飞机起飞时,其升力是利用气体流速越大的位置,压强越小的原理。
[3][4]起飞过程中,燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为机械能。
14. 大气压 小于
【详解】[1]当塑料瓶内水流出时,塑料瓶内上方气体变稀薄,瓶内气压变小,与外界大气压存在气压差,存在压力差,将水托住,水不再流下,瓶中水面高于盆内水面。
[2]塑料瓶内气体压强、外界大气压和瓶内水在盆内水面处的压强之间的关系为,因为,所以,即瓶中水面上方的气压小于外界大气压。
15. 形变 增大 减小了对气球的压强
【详解】[1][2][3]力可以使物体发生形变或者改变物体的运动状态,图中将气球放在钉板的钉尖上,然后在气球上方的活动隔板上放置几个哑铃。我们看到气球发生了形变;由可知,减下压力或者增大受力面积可以减小压强,气球没被针头刺破,这是因为密集的针尖增大了受力面积,从而减小了对气球的压强,所以气球不会破裂。
16.(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。
17.(1)不属于
(2)B
(3)深度
(4)500
【解析】【小题1】U形管上端一侧开口,一侧未开口,所以不属于连通器。
【小题2】A.将右边支管中高出的液体倒出后,左侧支管上方气压仍然大于大气压,两侧液面仍不会相平,故A不符合题意;
B.拆下软管,可以使左右支管上方气压均等于大气压,两侧液面会相平,故B符合题意。
故选B。
【小题3】比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,说明液体的压强不同,故可以得到结论:液体压强的大小与液体的深度有关。
【小题4】橡皮管内气体的压强与大气压强之差等于高度为h的水柱产生的压强,即
18.(1) 小于 上
(2) 逆风 大于
(3)减小
(4)
【详解】(1)[1][2]风洞中有风吹过时,由于机翼的上表面是凸出的,则上表面空气的流速大,压强小,下表面空气的流速小,压强大,即机翼上表面气体压强小于下表面气体压强,从而产生向上的力。
(2)[1]飞机是利用升力来升空的,因此,逆风飞行时,机翼上下两个表面的空气流速差更大,从而能产生更大的升力,所以逆风起飞更容易升空。
[2]飞机在加速升空时,受到非平衡力的作用,合力向上,故向上的升力大于飞机的重力。
(3)气压随高度的增大而减小,因此飞机上升过程中,随着高度的增加,气压减小,乘客会感到耳朵内鼓膜疼痛不适。
(4)在万米高空,机舱外的大气压为即,机舱内的气压为即,此时,透视窗承受内外气体的压力差约为
19.(1)改变
(2)相互作用力
(3) 重力 速度 B
【详解】(1)玩具小车在图甲的曲线轨道匀速前进,速度大小不变,但运动方向改变,所以它的运动状态是改变的。
(2)玩具小车对桥的压力和桥对汽车的支持力大小相等、方向相反、作用在不同物体上,是一对相互作用力。
(3)[1]分析1、4(或2、5或3、6)次实验数据,小车的速度相等,重力不同,对凸(凹)形桥的同一点的压力不同,说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的重力有关。
[2]分析1、2、3次实验数据,小车的重力相同,速度不相等,对凸(凹)形桥的同一点的压力不同,说明玩具小车对桥面的压力与玩具小车的速度有关。
[3]分析表中任意一次实验数据可知:当重力、速度相同时,小车对B点的压力更大,所以容易压坏桥的是B点。
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