内容正文:
专题09 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 压力和压强 4
考点2 液体压强 5
考点3 大气压强 10
考点4 流体压强与流速的关系 12
04·素养拓展·思维进阶 14
实验1 探究影响压力作用效果的因素
实验2 探究液体内部压强影响因素
05·优题精选·练能提分 17
考点
考查形式
考查内容
考情分析
2025年
2024年
2023年
压力与压强
☑选择题
考查增大与减小压强的方法
T10 3分
液体压强
☑选择题
考查连通器的特点
T10 3分
☑综合题
液体压强与浮力的综合分析与计算
T25 6分
T13 3分
☑选择题
大气压
☑选择题
考查大气压存在的现象
T4 3分
T15 2分
T6 3分
流体压强与流速的关系
☑选择题
利用流体压强与流速的关系解释现象
T15 2分
T5 3分
☑填空题
实验
☑实验题
探究液体内部压强影响因素
T23 6分
考法分析
1.对大气压存在的现象和流体压强与流速的关系的考查一般集中在选择题和填空题中
2.增大与减小压强的方法会与生活实际相结合
3.实验题的考查集中在实验方法、数据分析、实验结论等内容
4.综合计算题一般会与浮力相结合,难度较大
命题预测
1.大气压的存在现象是考查热点
2.流体压强与流速的关系会与生活实际相结合
3.探究液体内部压强影响因素仍是重点实验
4.要重视液体压强与浮力相结合的问题,有一定难度
考点1 压力和压强
【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
一.压力
(1)定义: 作用在物体表面上的力叫压力。
(2)方向:总是 于被压物体表面,并指向被压物体。
(3)作用点:受力物体的表面,等效作用点在接触面的中心。
(4)大小:当物体自由放置在 地面时,。
(5)压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。受力面积相同时,压力越 ,压力的作用效果越明显;压力大小相同时,受力面积越 ,压力的作用效果越明显。
【特别提醒】
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
二、压强
1.物理意义:表示压力 的物理量。
2.定义:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之
3.计算公式: 。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)
变形公式:根据公式及其变形公式 、 可以进行压强、压力和受力面积的计算
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号 表示
5.推导:粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压力等于物体的重力,则物体对水平面的压强可用计算。
6.怎样增大或减小压强
目的
方法
实例
增大压强
压力一定时,减小受力面积
刀斧、切削工具的刀刃都磨得很薄、钉子、针
受力面积一定时,增大
自行车刹车时必须用力握住车闸、压路机的碾子质量很大等
增大压力的同时 受力面积
用铁锤用力钉钉子
减小压强
压力一定时, 受力面积
高楼大厦的墙基很宽、铁轨下铺有枕木
受力面积一定时,减小
现代建筑中常采用空心砖、车辆限载等
减小压力的同时增大受力面积
在冰面行走时,采用爬行并丢弃一些负重
【特别提醒】
公式p=F/S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;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
(2023天津中考)体育运动中蕴含着物理知识,下列运动现象所涉及的物理知识正确的是( )
序号
现象
物理知识
①
跳远时助跑
增大惯力
②
穿滑雪板滑雪
增大压强
③
向前游泳时向后划水
力的作用是相互的
④
跳远运动员越过横杆下落
重力势能增大
A.① B.② C.③ D.④
考点2 液体的压强
【课标要求】通过实验,探究并了解液体压强的特点,能用液体压强公式进行简单计算,知道连通器的原理及应用
1.液体压强的特点
(1)液体产生压强的原因:液体受到 ,对容器底部有压力,所以会产生压强;液体具有 ,所以对容器侧壁有压强。
(2)液体内部压强的大小具有这样的特点:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 ;深度越大,压强越 ;液体内部压强的大小还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
2.液体压强的大小
(1)计算公式:p= 。压强单位帕斯卡(Pa);液体的密度单位千克每立方米(kg/m3);液体的深度单位米(m)
(2)液体压强的影响因素:液体压强只与 和 有关,与质量、体积无关
【特别提醒】
计算时需注意 h 的取值(从液面开始竖直向下测量)
三、连通器
1、定义:上端 、下端 的容器叫做连通器。
2、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 的。
3、应用:茶壶的壶身和壶嘴构成连通器;下水弯的U型“反水弯”是一个连通器;锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器;船闸利用连通器原理
1.(2024天津中考)(多选)水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为的实心圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底的压强为,如图所示。向容器中注入质量为的液体后,圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没,则( )
A.圆柱体所受浮力为 B.圆柱体所受浮力为
C.容器底所受液体压强可能为 D.容器底所受液体压强可能为
2.(2024天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
3.(2025天津中考)在跨学科实践活动中,同学们制作了如图所示的“浮力秤”,用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水,带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中,浮体浸入水中的深度为。已知浮体横截面积为,外筒横截面积为,水的密度为。
(1)浮体和秤盘的总质量为 ;
(2)秤盘中未放物体,在水面位于浮体的位置标为“0”刻度线;秤盘中放质量为的砝码,在水面位于浮体的位置标为“”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离的表达式;
(3)为了测算该“浮力秤”的最大测量值,先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部(图),再向外筒内缓慢注水,外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图所示。当外筒底部受到水的压强至少为时,此“浮力秤”能够达到最大测量值,该最大测量值为 。
考点3 大气压强
【课标要求】知道大气压强及其与人类生活的关系
1.大气压强的存在
(1)定义:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压。
(2)产生原因:因为空气受 作用并且具有 。
(3)马德堡半球实验:证明大气存在压强并且很大。
(4)大气压的应用:吸盘、自来水笔吸墨水、用吸管吸饮料、抽水机抽水、吸尘器、打针输液、真空压缩包装袋等。
2.大气压的测量
(1)托里拆利实验
情景
结果
玻璃管内混入少量空气
测得的大气压强值会偏
玻璃管倾斜
测得的大气压强值
换用不同粗细、长度、形状等的玻璃管
测得的大气压强值
稍微向上提或向下按玻璃管
水银柱的高度
在管的顶端开一小孔
玻璃管和水银槽构成 ,管中液面会下降,最终管内外液面相平
(2)大气压与高度的关系:大气压随高度增加而 。
(3)大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天 ,冬天比夏天 。
(4)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而 (如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而 (如用高压锅煮饭快)。
(5)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越 ;气体体积越大压强越 。
【特别提醒】
自制气压计的原理是大气压,瓶外气压降低管中液面上升,瓶外气压升高管中液面降低。
1.(2025天津中考)如图所示,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,这是由于( )
A.重力的作用 B.磁极间的作用
C.电荷间的作用 D.大气压的作用
2.(2023天津中考)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A. 瓶子悬空水不流出 B. 水从侧孔喷出
C. 用手弹开纸片 D. 将瓶按入水中感到费力
3.(2023天津中考)体育运动中蕴含着物理知识,下列运动现象所涉及的物理知识正确的是( )
序号
现象
物理知识
①
跳远时助跑
增大惯力
②
穿滑雪板滑雪
增大压强
③
向前游泳时向后划水
力的作用是相互的
④
跳远运动员越过横杆下落
重力势能增大
A.① B.② C.③ D.④
考点4 流体压强与流速的关系
【课标要求】了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用
1.流体压强与流速的关系
(1)流体:把具有流动性的 和 统称为流体。
(2)流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
2.飞机的升力
升力产生的原因:由于机翼横截面的形状,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 ;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 。机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了 的压力差,即飞机的升力()。
1.(2024天津中考)小明对我国一些科技成就进行了梳理,如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是( )
序号
科技成就
相关内容分析
①
三峡船闸
轮船通行时利用了连通器的特点
②
“玉兔号”月球车
车轮宽大可减小对月球表面的压强
③
神舟飞船返回舱
它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④
国产大飞机C919
机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A.① B.② C.③ D.④
2.(2023天津中考)对下列安全教育内容进行分析,所用物理知识错误的是( )
A.交通安全:驾车要系好安全带——防范惯性危害
B.遇险自救:用破窗锤破窗逃生——牛顿第一定律
C.用电安全:更换灯泡断开电源——安全用电原则
D.出行安全:等候列车不越安全线——流体压强与流速的关系
3.(2025天津中考)出行安全尤为重要。公交车上提示“请抓好扶手”,是因为乘客具有 ,急刹车时易摔倒;高铁站台上提示“候车请勿越过安全线”,是因为流体流速大的位置压强 ,越过安全线易引发危险。
实验1 探究影响压力作用效果的因素
实验器材
小桌、海绵、砝码
实验过程
(1)甲(桌子正放,无砝码)与乙(桌子正放,有砝码)的受力面积相同,但乙的压力更大;观察到乙中海绵的凹陷程度更明显。
(2)乙(桌子正放,有砝码)与丙(桌子倒放,有砝码)的压力大小相同,但丙的受力面积更大;观察到丙中海绵的凹陷程度更轻微
结论
(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
实验方法
控制变量法、转换法
(1)转换法:通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果。
(2)控制变量法:
①探究压力的作用效果与压力大小的关系时,控制受力面积不变,只改变压力大小;②探究压力的作用效果与受力面积的关系时,控制压力大小不变,只改变受力面积。
如图所示,利用小桌、海绵、砝码探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验是通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ;通过比较图乙和图 ,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验中主要采用的研究方法是 ;(填“控制变量法”或“理想实验法”)
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 ;(填“>”、“<”或“=”)
(5)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
实验2 探究液体内部压强影响因素
实验器材
U形管压强计、烧杯、水、盐水
实验步骤
(1)把探头放进盛水的容器中,注意观察U形管中两管液面的高度差。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
(2)增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强和深度有什么关系。
(3)换用盐水,保持探头在清水和盐水中的深度相同,液体内部的压强是否与密度有关。
实验结论
(1)同一液体中,深度越大,液体压强越大;
(2)同一深度,液体密度越大,液体压强越大;
(3)液体压强的大小跟方向无关。
实验要点
检查气密性:用手按压橡皮膜,观察液面是否明显高度差,无高度差则气密性不佳
实验方法
控制变量法、转换法
(1)转换法:通过U形管中液面的高度差反映液体压强大小
(2)控制变量法:
①探究液体压强与深度的关系时,在同种液体中控制金属盒方向不变,改变金属盒的深度;
②探究液体压强与方向的关系时,在同种液体中控制金属盒的深度不变,改变金属盒方向;
③探究液体压强与密度的关系时,控制金属盒的方向和深度不变,选择不同的液体
小明在探究“液体内部压强”的实验中:
(1)使用前用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的 ,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)他在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,如图甲所示,接下来小明应该 (选填正确选项的字母)进行调节;
A.从U形管水面较高的一侧倒出适量的水
B.向U形管水面较低的一侧倒入适量的水
C.拆除软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而 ;
(4)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,如图丁所示。比较丙、丁两次实验,小明得出结论:液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为他的结论是否可靠? ,理由是 。
【教材改编题】
在茫茫的雪原上,两个人体重相同的人在雪地里(忽略雪橇的质量),行走的人陷到雪地里,而滑雪的人没有陷入雪地中(如图所示),这表明 。
公交车窗户旁都配有红色的破窗锤。破窗锤的锤头顶部尖,是为了在紧急情况下乘客敲击车窗时 (选填“增大”或“减小”)压强,更容易破窗;已知锤头顶部面积是1.5mm2,底部面积是3.0cm2,若乘客敲击力是60N,则破窗锤对车窗的最大压强是 Pa。
如图所示,在开口的矿泉水瓶上打一个小孔,水便从小孔喷出,这是因为水对瓶的侧壁有 ,随着瓶内水面的降低,水喷出的距离越来越短,说明液体压强随深度的减小而 。
待客喝茶所用的茶壶结构如图所示,其壶身和壶嘴实质上是一个 ,壶嘴液面高度为10cm,则水对壶身底部的压强为 Pa。
如图所示,为厨房常用吸盘挂钩。吸盘能够吸在墙壁上,是因为吸盘内部的气压 外界大气压,吸盘受到的摩擦力 吸盘和重物受到的总重力(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”);把重一些的物品挂于挂钩上,吸盘依旧能保持不动,墙壁受到的压力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
如图,用手握着两张纸,让纸自然下垂,在两张纸的中间向下吹气,这两张纸将相互 (填“靠近”或“分开”),这说明流速越大,气体压强越 。
【模拟题精选】
1.【日常生活】(2025天津河西二模)下列有关压强应用与知识对应正确的是( )
A.三峡船闸→连通器原理
B.大坝设计成下宽上窄的形状→高度增加,液体压强随之增大
C.高压锅→随着大气压的减小,水的沸点会升高
D.车站安全线→在气体中流速越大的位置,压强越大
2.(2025天津河北二模)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
A.甲图中破窗锤是通过减小受力面积的方式减小压强
B.乙图中用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强小
3.【工程实践】(2025天津南开二模)在装修房屋时,工人师傅常用一根两端开口灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.检查墙面是否竖直 B.把水管当气压计用
C.为了找到两个相同高度的点 D.为了测量两个点的水平距离
4.【日常生活】(2025天津红桥一模)如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.锋利的篆刻刀 B.注射器的针头
C.切菜的菜刀 D.骆驼宽大的脚掌
5.(2024天津河东二模)连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,图中所示事例中利用连通器原理工作原理是( )
A.管中水不会流出 B.锅炉水位计
C.水从侧孔喷出 D.两张纸向中间靠拢
6.(2023天津红桥二模)下列关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C.图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
7.【教材改编】(2025天津河西三模)如图是某同学分析飞机如何获得升力时所画的示意图。下列说法正确的是( )
A.飞机获得升力利用了流体流速大的位置压强大的原理
B.根据机翼上凸下平分析出机翼上方空气流速大
C.根据所知原理可推理出机翼下方空气压强小
D.机翼受到空气向上的压力小于向下的压力
8.【地方特色】(2025天津和平三模)天津杨柳青年画是国家级非物质文化遗产之一,鼎盛时期“家家会点染。户户善丹青”,其创新作品“连年有赛”画面中鲤鱼跃出冰面,运动员在冰上起舞,将“鱼跃龙门”的吉祥寓意与冬奥拼搏精神结合.其中运动员穿的冰鞋,冰刀与冰面接触面积很小,对冰面的 很大,使得冰刀滑过瞬间,冰的熔点升高而熔化,形成薄薄的水膜,使接触面分离而减小了 ,从而使运动员动作行云流水,动感丝滑。
9.【健康安全】(2025天津南开一模)如图所示是一辆暴雨时不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 (选填“变大”“不变”或“变小”);紧急情况下,应挥动破窗锤砸向玻璃窗的边角逃生,破窗锤的敲击端做成锥形,是通过减小受力面积来 (选填“增大”或“减小”)压强。
10.【教材变式】(2025天津和平一模)如图甲所示,通过吸管向右水平吹气,玻璃管内红墨水液面会 ,如图乙是一个气压计,当把此装置(温度不变)从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面 (均填“升高”、“降低”或“不变”)。
11.【科学探究】(2025天津滨海新一模)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。根据猜想做了图所示的三次实验。
(1)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(2)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)比较乙、丙两实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向压强 ;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同。
12.【项目式学习】(2025天津蓟州三模)
(1)1653年,法国科学家帕斯卡发现:封闭在容器中的静止流体(液体或气体),能够将加在它上面的压强大小不变地向各个方向传递。后来人们把这一结论称之为帕斯卡原理。根据帕斯卡定律,人们制成了液压机,液压机的结构示意图如图所示。在一个密闭的液缸内密封有一定量的液体(比如油或水),有大小两个活塞,其中小活塞的横截面积为S1,大活塞的横截面积为S2,当小活塞给液体施加向下的压力F1时,在大活塞上产生的压力为 ;
(2)如图所示,桌上的一个水杯,杯内盛有密度为ρ的液体,我们可以设想液面下h深处有一底面积为S的圆柱体液柱,该液柱底面所受到的压力是其上方圆柱形的小液柱所产生的。请推证:液体内部深度为h处的压强p=ρgh;
(3)图中的U形管压强计,U形管内装有适量水,没有按压金属盒上的橡皮膜时,两管内液面位于同一水平高度。当用手指轻压橡皮膜时,U形管内液面高度差为hcm,当手指与橡皮膜的接触面积为Scm2。请根据(1)(2)原理求出手指作用在橡皮膜上的压力F为 N。(液体密度为ρ0kg/m3,外界大气压强为p0Pa)
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专题09 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 压力和压强 4
考点2 液体压强 5
考点3 大气压强 10
考点4 流体压强与流速的关系 12
04·素养拓展·思维进阶 14
实验1 探究影响压力作用效果的因素
实验2 探究液体内部压强影响因素
05·优题精选·练能提分 17
考点
考查形式
考查内容
考情分析
2025年
2024年
2023年
压力与压强
☑选择题
考查增大与减小压强的方法
T10 3分
液体压强
☑选择题
考查连通器的特点
T10 3分
☑综合题
液体压强与浮力的综合分析与计算
T25 6分
T13 3分
☑选择题
大气压
☑选择题
考查大气压存在的现象
T4 3分
T15 2分
T6 3分
流体压强与流速的关系
☑选择题
利用流体压强与流速的关系解释现象
T15 2分
T5 3分
☑填空题
实验
☑实验题
探究液体内部压强影响因素
T23 6分
考法分析
1.对大气压存在的现象和流体压强与流速的关系的考查一般集中在选择题和填空题中
2.增大与减小压强的方法会与生活实际相结合
3.实验题的考查集中在实验方法、数据分析、实验结论等内容
4.综合计算题一般会与浮力相结合,难度较大
命题预测
1.大气压的存在现象是考查热点
2.流体压强与流速的关系会与生活实际相结合
3.探究液体内部压强影响因素仍是重点实验
4.要重视液体压强与浮力相结合的问题,有一定难度
考点1 压力和压强
【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
一.压力
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
(2)方向:总是垂直于被压物体表面,并指向被压物体。
(3)作用点:受力物体的表面,等效作用点在接触面的中心。
(4)大小:当物体自由放置在水平地面时,。
(5)压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【特别提醒】
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
二、压强
1.物理意义:表示压力作用效果的物理量。
2.定义:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比
3.计算公式:。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)
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
4.单位:帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示
5.推导:粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压力等于物体的重力,则物体对水平面的压强可用计算。
6.怎样增大或减小压强
目的
方法
实例
增大压强
压力一定时,减小受力面积
刀斧、切削工具的刀刃都磨得很薄、钉子、针
受力面积一定时,增大压力
自行车刹车时必须用力握住车闸、压路机的碾子质量很大等
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤用力钉钉子
减小压强
压力一定时,增大受力面积
高楼大厦的墙基很宽、铁轨下铺有枕木
受力面积一定时,减小压力
现代建筑中常采用空心砖、车辆限载等
减小压力的同时增大受力面积
在冰面行走时,采用爬行并丢弃一些负重
【特别提醒】
公式p=F/S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;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
(2023天津中考)体育运动中蕴含着物理知识,下列运动现象所涉及的物理知识正确的是( )
序号
现象
物理知识
①
跳远时助跑
增大惯力
②
穿滑雪板滑雪
增大压强
③
向前游泳时向后划水
力的作用是相互的
④
跳远运动员越过横杆下落
重力势能增大
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】①由于惯性不是力,所以不存在惯力,故①错误;
②穿滑雪板滑雪,是通过增大受力面积,来减小压强,故②错误;
③游泳时,人向后划水,水对人有向前的作用力,人向前运动,是由于力的作用是相互的,故③正确;
④跳远运动员越过横杆下落,高度降低,质量不变,所以重力势能减小,故④错误;
综上所述,正确的只有③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
考点2 液体的压强
【课标要求】通过实验,探究并了解液体压强的特点,能用液体压强公式进行简单计算,知道连通器的原理及应用
1.液体压强的特点
(1)液体产生压强的原因:液体受到重力,对容器底部有压力,所以会产生压强;液体具有流动性,所以对容器侧壁有压强。
(2)液体内部压强的大小具有这样的特点:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;深度越大,压强越大;液体内部压强的大小还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
2.液体压强的大小
(1)计算公式:p=ρgh。压强单位帕斯卡(Pa);液体的密度单位千克每立方米(kg/m3);液体的深度单位米(m)
(2)液体压强的影响因素:液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关
【特别提醒】
计算时需注意 h 的取值(从液面开始竖直向下测量)
三、连通器
1、定义:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2、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。
3、应用:茶壶的壶身和壶嘴构成连通器;下水弯的U型“反水弯”是一个连通器;锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器;船闸利用连通器原理
1.(2024天津中考)(多选)水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器,容器底部直立一底面积为的实心圆柱体(与容器底不密合),圆柱体对容器底的压强为,如图所示。向容器中注入质量为的液体后,圆柱体仍直立于容器底且未完全浸没,则( )
A.圆柱体所受浮力为 B.圆柱体所受浮力为
C.容器底所受液体压强可能为 D.容器底所受液体压强可能为
【答案】BD
【解析】AB.由密度公式可得,容器内液体的体积
圆柱体直立在液体中且与容器底接触,放入圆柱体后容器内液体的深度
圆柱体受到的浮力
故A不符合题意,B符合题意;
CD.若圆柱体对容器底部有压力,则容器底受到液体的压强
若圆柱体对容器底部的压力刚好为零时,即圆柱体漂浮,圆柱体所受的浮力等于重力,此时容器底所受液体压强为
故C不符合题意,D符合题意。
故选BD。
2.(2024天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
【答案】②④⑤ 深度越深,压强越大 液体的密度
【解析】(1)[1]②④⑤三次实验只有探头方向不同,其他因素相同,故探究的是液体压强与方向的关系,根据实验数据可知,在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等。
(2)[2]分析表中①②③三组数据,只有深度不同,故探究的是液体压强与深度的关系,根据实验数据可知,同一液体,深度越深,压强越大。
(3)[3]要探究体压强与液体的密度有关,则只改变液体密度,其他条件均保持不变,故再增加足量的食用盐。利用题中所给实验仪器,可以探究液体压强是否与液体的密度有关。
3.(2025天津中考)在跨学科实践活动中,同学们制作了如图所示的“浮力秤”,用来称量物体的质量。圆柱形薄壁外筒足够高且内装足量的水,带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中,浮体浸入水中的深度为。已知浮体横截面积为,外筒横截面积为,水的密度为。
(1)浮体和秤盘的总质量为 ;
(2)秤盘中未放物体,在水面位于浮体的位置标为“0”刻度线;秤盘中放质量为的砝码,在水面位于浮体的位置标为“”刻度线。请推导出这两条刻度线间的距离的表达式;
(3)为了测算该“浮力秤”的最大测量值,先把带有秤盘的浮体直立在外筒底部(图),再向外筒内缓慢注水,外筒底部受到水的压强与注入水质量的关系如图所示。当外筒底部受到水的压强至少为时,此“浮力秤”能够达到最大测量值,该最大测量值为 。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)如图,带有秤盘的圆柱形浮体竖直漂浮在水中,浮体浸入水中的深度为,则浮体和秤盘的总重力为
则浮体和秤盘的总质量为
(2)浮力秤始终漂浮,浮力等于重力,则
则有
解得
(3)从浮力秤恰好漂浮到外筒底部受到水的压强为时,加入的水的重力为
则称量的物体质量最大时,浮力秤深度变化量为
结合(2)中解析式则有
解得最大测量值
考点3 大气压强
【课标要求】知道大气压强及其与人类生活的关系
1.大气压强的存在
(1)定义:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压。
(2)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性。
(3)马德堡半球实验:证明大气存在压强并且很大。
(4)大气压的应用:吸盘、自来水笔吸墨水、用吸管吸饮料、抽水机抽水、吸尘器、打针输液、真空压缩包装袋等。
2.大气压的测量
(1)托里拆利实验
情景
结果
玻璃管内混入少量空气
测得的大气压强值会偏小
玻璃管倾斜
测得的大气压强值不变
换用不同粗细、长度、形状等的玻璃管
测得的大气压强值不变
稍微向上提或向下按玻璃管
水银柱的高度不变
在管的顶端开一小孔
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
(2)大气压与高度的关系:大气压随高度增加而减小。
(3)大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
(4)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快)。
(5)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大压强越小。
【特别提醒】
自制气压计的原理是大气压,瓶外气压降低管中液面上升,瓶外气压升高管中液面降低。
1.(2025天津中考)如图所示,用塑料梳子梳头,头发会随着梳子飘起来,这是由于( )
A.重力的作用 B.磁极间的作用
C.电荷间的作用 D.大气压的作用
【答案】C
【解析】电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;在干燥的天气里,用塑料梳子梳头,头发会随梳子飘起来,这是由于梳子与头发摩擦带上异种电荷相互吸引的缘故,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(2023天津中考)小华利用饮料瓶完成了如图所示的实验,可以证明大气压存在的是( )
A. 瓶子悬空水不流出 B. 水从侧孔喷出
C. 用手弹开纸片 D. 将瓶按入水中感到费力
【答案】A
【解析】A.由于大气压的作用,瓶子内的水不会流出,证明了大气压的存在,故A符合题意;
B.水从杯子侧面小孔中喷出,说明液体中左右方向也有压强,故B不符合题意;
C.用手弹开纸片,钢球由于具有惯性,不与纸片一起飞出,故C不符合题意;
D.将瓶按入水中感到费力,是瓶在水中受到浮力,故D不符合题意。
故选A。
3.(2023天津中考)体育运动中蕴含着物理知识,下列运动现象所涉及的物理知识正确的是( )
序号
现象
物理知识
①
跳远时助跑
增大惯力
②
穿滑雪板滑雪
增大压强
③
向前游泳时向后划水
力的作用是相互的
④
跳远运动员越过横杆下落
重力势能增大
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】①由于惯性不是力,所以不存在惯力,故①错误;
②穿滑雪板滑雪,是通过增大受力面积,来减小压强,故②错误;
③游泳时,人向后划水,水对人有向前的作用力,人向前运动,是由于力的作用是相互的,故③正确;
④跳远运动员越过横杆下落,高度降低,质量不变,所以重力势能减小,故④错误;
综上所述,正确的只有③,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
考点4 流体压强与流速的关系
【课标要求】了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用
1.流体压强与流速的关系
(1)流体:把具有流动性的液体和气体统称为流体。
(2)流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
2.飞机的升力
升力产生的原因:由于机翼横截面的形状,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,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力,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()。
1.(2024天津中考)小明对我国一些科技成就进行了梳理,如下表所示。在“相关内容分析”中存在错误的是( )
序号
科技成就
相关内容分析
①
三峡船闸
轮船通行时利用了连通器的特点
②
“玉兔号”月球车
车轮宽大可减小对月球表面的压强
③
神舟飞船返回舱
它在地面附近减速下降过程中机械能不变
④
国产大飞机C919
机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【解析】A.三峡船闸是应用连通器的原理工作的,实现了上下游船只的正常通航,故A正确,A不符合题意;
B.“玉兔号”月球车车轮宽大,通过增大受力面积可减小对月球表面的压强,故B正确,B不符合题意;
C.神舟飞船返回舱它在地面附近减速下降过程中,动能减小,重力势能减小,机械能减小,故C错误,C符合题意;
D.国产大飞机C919机翼上方的空气流速大压强小,机翼下方的空气流速小压强大,机翼上下表面的压强差,产生向上的升力,获得升力利用了流体压强与流速的关系,故D正确,D不符合题意。
故选C。
2.(2023天津中考)对下列安全教育内容进行分析,所用物理知识错误的是( )
A.交通安全:驾车要系好安全带——防范惯性危害
B.遇险自救:用破窗锤破窗逃生——牛顿第一定律
C.用电安全:更换灯泡断开电源——安全用电原则
D.出行安全:等候列车不越安全线——流体压强与流速的关系
【答案】B
【解析】A.驾车要系好安全带是防止紧急刹车时,由于人具有惯性,继续向前运动,造成事故,所以是防止惯性带来的危害,故A正确,不符合题意;
B.用破窗锤破窗逃生中,破窗锤的前端受力面积小,增大了压强,故B错误,符合题意;
C.更换灯泡时,为了防止发生触电事故,应先断开电源,故C正确,不符合题意;
D.由于流体流速大的位置,压强小,所以等候列车是,不越安全线,防止列车进站时,列车周围空气流速大,压强小,造成事故,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(2025天津中考)出行安全尤为重要。公交车上提示“请抓好扶手”,是因为乘客具有 ,急刹车时易摔倒;高铁站台上提示“候车请勿越过安全线”,是因为流体流速大的位置压强 ,越过安全线易引发危险。
【答案】惯性 小
【解析】[1]公交车上提示“请抓好扶手”,人在行驶的公交车上,与公交车一起运动,当公交车突然刹车时,脚随着公交车一起减速,而上半身由于惯性仍然保持原来的运动状态,所以人会往前倒。
[2]列车高速通过站台时,车体附近气体流速大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于内侧受到的压强,人在较大的压强差作用下很容易被压向列车,使乘客受到一个“推”向列车的力,从而发生安全事故。
实验1 探究影响压力作用效果的因素
实验器材
小桌、海绵、砝码
实验过程
(1)甲(桌子正放,无砝码)与乙(桌子正放,有砝码)的受力面积相同,但乙的压力更大;观察到乙中海绵的凹陷程度更明显。
(2)乙(桌子正放,有砝码)与丙(桌子倒放,有砝码)的压力大小相同,但丙的受力面积更大;观察到丙中海绵的凹陷程度更轻微
结论
(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
实验方法
控制变量法、转换法
(1)转换法:通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果。
(2)控制变量法:
①探究压力的作用效果与压力大小的关系时,控制受力面积不变,只改变压力大小;②探究压力的作用效果与受力面积的关系时,控制压力大小不变,只改变受力面积。
如图所示,利用小桌、海绵、砝码探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验是通过观察 来比较压力的作用效果;
(2)通过比较图甲和图乙,说明 ;通过比较图乙和图 ,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(3)实验中主要采用的研究方法是 ;(填“控制变量法”或“理想实验法”)
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 ;(填“>”、“<”或“=”)
(5)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同。由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
【答案】海绵的凹陷程度 受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显 丙 控制变量法 = 没有控制压力的大小相同
【解析】(1)[1]根据转换法,图中压力的作用效果是通过观察海绵的凹陷程度来显示的。
(2)[2]压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法。通过比较图甲和图乙知,受力面积一定,乙中压力大,压力的作用效果明显,说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[3]研究压力的作用效果与受力面积关系时,要控制压力一定,故通过比较图乙和图丙,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[4]实验中主要采用的研究方法是控制变量法。
(4)[5]将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,根据,因压力和受力面积相同,故图丙中海绵受到的压强等于图丁中木板受到的压强的大小,即
(5)[6]研究压力的作用效果与受力面积的关系时,要控制压力相同,实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,即没有控制压力的大小相同,由此得出的结论“压力的作用效果与受力面积无关”是错误的。
实验2 探究液体内部压强影响因素
实验器材
U形管压强计、烧杯、水、盐水
实验步骤
(1)把探头放进盛水的容器中,注意观察U形管中两管液面的高度差。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
(2)增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强和深度有什么关系。
(3)换用盐水,保持探头在清水和盐水中的深度相同,液体内部的压强是否与密度有关。
实验结论
(1)同一液体中,深度越大,液体压强越大;
(2)同一深度,液体密度越大,液体压强越大;
(3)液体压强的大小跟方向无关。
实验要点
检查气密性:用手按压橡皮膜,观察液面是否明显高度差,无高度差则气密性不佳
实验方法
控制变量法、转换法
(1)转换法:通过U形管中液面的高度差反映液体压强大小
(2)控制变量法:
①探究液体压强与深度的关系时,在同种液体中控制金属盒方向不变,改变金属盒的深度;
②探究液体压强与方向的关系时,在同种液体中控制金属盒的深度不变,改变金属盒方向;
③探究液体压强与密度的关系时,控制金属盒的方向和深度不变,选择不同的液体
小明在探究“液体内部压强”的实验中:
(1)使用前用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的 ,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)他在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,如图甲所示,接下来小明应该 (选填正确选项的字母)进行调节;
A.从U形管水面较高的一侧倒出适量的水
B.向U形管水面较低的一侧倒入适量的水
C.拆除软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而 ;
(4)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,如图丁所示。比较丙、丁两次实验,小明得出结论:液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为他的结论是否可靠? ,理由是 。
【答案】气密性 不漏气 C 增大 不可靠 没有控制金属盒在水和盐水中的深度相同
【解析】(1)[1][2]实验中通过U形管的液面高度差的变化来间接了解液体内部压强大小,故使用前要检查装置是否漏气,即用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的气密性,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[3]他在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,表明两个液面的压强不同,只需要拆除软管,等气压平衡后,两液面相平后重新安装即可,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(3)[4]比较图乙和图丙,液体密度相同,深度不同,深度越大,U形管液面差越大,根据控制变量法,可以得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增加。
(4)[5][6]探究液体压强与密度关系,根据控制变量法,应保持深度不变,改变液体密度,保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,此时不仅液体密度发生了改变,金属盒的深度也改变了,由于没有控制深度一定,不符合控制变量法的要求,故结论不可靠。
【教材改编题】
在茫茫的雪原上,两个人体重相同的人在雪地里(忽略雪橇的质量),行走的人陷到雪地里,而滑雪的人没有陷入雪地中(如图所示),这表明 。
【答案】压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显
【解析】如图,两个人在水平雪地上行走,对雪地压力的大小等于人的重力,两个人的体重相同,对雪地的压力相等,直接站在雪地上的人比站在滑雪板上的人容易陷下去,压力的作用效果明显,说明:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
公交车窗户旁都配有红色的破窗锤。破窗锤的锤头顶部尖,是为了在紧急情况下乘客敲击车窗时 (选填“增大”或“减小”)压强,更容易破窗;已知锤头顶部面积是1.5mm2,底部面积是3.0cm2,若乘客敲击力是60N,则破窗锤对车窗的最大压强是 Pa。
【答案】增大 4×107
【解析】[1]破窗锤的锤头顶部尖,是在压力一定时,减小逃生锤和玻璃的受力面积,可以增大逃生锤对玻璃的压强,以便打破玻璃顺利逃生。
[2]当受力面积为,压强最大,破窗锤对车窗的最大压强
如图所示,在开口的矿泉水瓶上打一个小孔,水便从小孔喷出,这是因为水对瓶的侧壁有 ,随着瓶内水面的降低,水喷出的距离越来越短,说明液体压强随深度的减小而 。
【答案】压强 减小
【解析】[1]在开口的矿泉水瓶上打一个小孔,因为水对瓶的侧壁有压强作用,因此在开口的矿泉水瓶上打一个小孔时,由于压强作用水便从小孔喷出。
[2]液体的压强与液体深度有关,随着瓶内水面的降低,压强越来越小,因此水喷出的距离越来越短。
待客喝茶所用的茶壶结构如图所示,其壶身和壶嘴实质上是一个 ,壶嘴液面高度为10cm,则水对壶身底部的压强为 Pa。
【答案】连通器 1000
【解析】[1]如图所示,其壶身和壶嘴上端开口,底部连通,实质上是一个连通器。
[2]液面高度为10cm,水壶相当于连通器,水面静止时,壶身与壶嘴液面相平,壶身水的深度也是10cm,则水对壶身底部的压强
如图所示,为厨房常用吸盘挂钩。吸盘能够吸在墙壁上,是因为吸盘内部的气压 外界大气压,吸盘受到的摩擦力 吸盘和重物受到的总重力(两空均选填“大于”、“小于”或“等于”);把重一些的物品挂于挂钩上,吸盘依旧能保持不动,墙壁受到的压力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】小于 等于 不变
【解析】[1]排净吸盘内的空气,使里面的大气压减小,小于外界大气压,外界大气压将吸盘压在墙上。
[2]吸盘不会掉下来,处于静止状态,吸盘受力平衡,吸盘受墙壁对吸盘竖直向上的摩擦力和自身的重力及悬挂物向下的拉力,且悬挂物对吸盘向下的拉力等于物体重力,故吸盘受到的摩擦力等于吸盘和重物受到的总重力。
[3]把重一些的物品挂于挂钩上,吸盘依旧能保持不动,吸盘内气压不变,与大气压的差值不变,根据F=pS,内外形成的压力差不变。
如图,用手握着两张纸,让纸自然下垂,在两张纸的中间向下吹气,这两张纸将相互 (填“靠近”或“分开”),这说明流速越大,气体压强越 。
【答案】靠近 小
【解析】[1][2]对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,外侧的大气压压着纸向中间靠近,这说明流速越大,气体压强越小。
【模拟题精选】
1.【日常生活】(2025天津河西二模)下列有关压强应用与知识对应正确的是( )
A.三峡船闸→连通器原理
B.大坝设计成下宽上窄的形状→高度增加,液体压强随之增大
C.高压锅→随着大气压的减小,水的沸点会升高
D.车站安全线→在气体中流速越大的位置,压强越大
【答案】A
【解析】A.三峡船闸通过闸室连通上下游水位,利用连通器原理使船只平稳通行,故A正确;
B.液体压强公式为,压强随深度增大而增大。大坝下部承受更大压强,需更宽的结构支撑。“高度”若指液体的深度,则正确;但“高度”通常指物体自身的高度,与“深度”概念不同,表述不严谨,故B错误;
C.高压锅通过增大内部气压来提高水的沸点,故C错误;
D.流体流速越大,压强越小。车站安全线防止因列车高速行驶导致附近气流流速大、压强小,人被“吸”向列车,故D错误。
故选A。
2.(2025天津河北二模)如图所示的生产生活实例中,用压强知识解释正确的是( )
A.甲图中破窗锤是通过减小受力面积的方式减小压强
B.乙图中用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的减小而升高
C.丙图中三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而减小
D.丁图中从漏斗口用力向下吹气,乒乓球不会掉落是由于气体流速大的位置压强小
【答案】D
【解析】A.甲图中破窗锤是在压力一定时,通过减小受力面积的方式增大压强,故A错误;
B.乙图中用高压锅做饭是利用水的沸点会随着气压的增大而升高,故B错误;
C.丙图中三峡大坝设计成下宽上窄是由于液体的压强随深度的增加而增大,故C错误;
D.从漏斗口用力向下吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,下方空气流速慢压强大,从而产生一个向上的压力差,使乒乓球不会掉落,说明气体流速大的位置压强小,故D正确。
故选D。
3.【工程实践】(2025天津南开二模)在装修房屋时,工人师傅常用一根两端开口灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.检查墙面是否竖直 B.把水管当气压计用
C.为了找到两个相同高度的点 D.为了测量两个点的水平距离
【答案】C
【解析】当软管的两端分别靠在墙面的不同地方时,由于软管足够长且水中无气泡,因此软管两端的水面会保持相平。这是因为软管和水构成了一个连通器,根据连通器原理,同种液体在连通器内静止时,同一液体在连通器各部分的液面总是保持相平的。工人师傅这样做的目的是为了找到两个相同高度的点,从而进行后续的装修工作,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.【日常生活】(2025天津红桥一模)如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.锋利的篆刻刀 B.注射器的针头
C.切菜的菜刀 D.骆驼宽大的脚掌
【答案】D
【解析】A.篆刻刀很锋利,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.注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不符合题意;
C.切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D.骆驼宽大的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D符合题意。
故选D。
5.(2024天津河东二模)连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,图中所示事例中利用连通器原理工作原理是( )
A.管中水不会流出 B.锅炉水位计
C.水从侧孔喷出 D.两张纸向中间靠拢
【答案】B
【解析】A.塑料管倒置水没流出是因为大气压强对纸片有一个向上的支持力,从而托住水,使水不流出,这是利用了大气压,与连通器无关,故A不符合题意;
B.锅炉水位计是上端开口,下部连通,即是利用连通器的原理制成的,故B符合题意;
C.水从侧孔喷出是因为液体具有压强,与连通器无关,故C不符合题意;
D.两张纸向中间靠拢是因为流体流速大的位置压强小,与连通器无关,故D不符合题意。
故选B。
6.(2023天津红桥二模)下列关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C.图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
【答案】C
【解析】A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小受力面积,从而增大压强,故A错误;
B.图乙中,将玻璃管竖直下压,深度增加,下端管口橡皮膜受到的压强变大,故B错误;
C.图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强大于钢笔吸管内的气压,从而将墨水压入钢笔,故利用了大气压,故C正确;
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的空气流动大,气压小,故纸条上方的气压小于纸条下方的气压,故D错误。
故选C。
7.【教材改编】(2025天津河西三模)如图是某同学分析飞机如何获得升力时所画的示意图。下列说法正确的是( )
A.飞机获得升力利用了流体流速大的位置压强大的原理
B.根据机翼上凸下平分析出机翼上方空气流速大
C.根据所知原理可推理出机翼下方空气压强小
D.机翼受到空气向上的压力小于向下的压力
【答案】B
【解析】A.根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置,压强越小。飞机获得升力利用了流体流速大的位置压强小的原理。故A错误;
B.观察机翼的形状,机翼上方是凸起的,而下方是平的。当飞机飞行时,机翼上方的空气需要流经更长的路程,所以流速会相对较大。因此,根据机翼上凸下平的形状,我们可以分析出机翼上方空气流速大。故B正确;
C.飞机机翼上凸下平,机翼上方空气流速大,压强小。机翼下方空气流速小,所以压强相对较大。故C错误;
D.飞机获得升力的原因,是机翼下方空气对机翼向上的压强大于上方空气对机翼向下的压强,所以机翼受到空气向上的压力大于向下的压力,这个压力差使飞机获得向上的升力。故D错误。
故选B。
8.【地方特色】(2025天津和平三模)天津杨柳青年画是国家级非物质文化遗产之一,鼎盛时期“家家会点染。户户善丹青”,其创新作品“连年有赛”画面中鲤鱼跃出冰面,运动员在冰上起舞,将“鱼跃龙门”的吉祥寓意与冬奥拼搏精神结合.其中运动员穿的冰鞋,冰刀与冰面接触面积很小,对冰面的 很大,使得冰刀滑过瞬间,冰的熔点升高而熔化,形成薄薄的水膜,使接触面分离而减小了 ,从而使运动员动作行云流水,动感丝滑。
【答案】压强 摩擦
【解析】[1]由可知冰刀与冰面接触面积S很小,在运动员体重(压力F)一定时,会产生很大的压强p。
[2]冰刀滑过瞬间,冰面熔化形成水膜,使冰刀与冰面分离,而摩擦力大小与接触面粗糙程度和压力等有关,接触面分离后,粗糙程度改变,从而减小了摩擦力,让运动员滑行更顺畅。
9.【健康安全】(2025天津南开一模)如图所示是一辆暴雨时不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 (选填“变大”“不变”或“变小”);紧急情况下,应挥动破窗锤砸向玻璃窗的边角逃生,破窗锤的敲击端做成锥形,是通过减小受力面积来 (选填“增大”或“减小”)压强。
【答案】变大 增大
【解析】[1]随着水位升高,车门上A处的水深h不断增加,由可知,A处受到水的压强将变大。
[2]破窗锤的敲击端做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
10.【教材变式】(2025天津和平一模)如图甲所示,通过吸管向右水平吹气,玻璃管内红墨水液面会 ,如图乙是一个气压计,当把此装置(温度不变)从山脚带到山顶时,发现玻璃管内液面 (均填“升高”、“降低”或“不变”)。
【答案】升高 升高
【解析】[1]通过吸管向右水平吹气,玻璃管上方空气流速变快,压强减小,玻璃管内红墨水在瓶内压强的作用下被向外压,所以玻璃管内红墨水液面上升。
[2]把此装置(温度不变)从山脚带到山顶时,外界气压减小,小于内部气压,在瓶内气压的作用下,红墨水被向
11.【科学探究】(2025天津滨海新一模)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。根据猜想做了图所示的三次实验。
(1)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(2)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)比较乙、丙两实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向压强 ;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同。
【答案】(1)高度差 (2)甲乙 上窄下宽 (3)相等 (4)深度
【解析】(1)由转换法,压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的仪器,液面的高度差越大,压强越大。
(2)[1][2]研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,探头所处的深度不同,因此比较图中甲、乙两次实验可得出液体压强与深度的关系;因液体压强随深度的增大而变大,拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)比较乙、丙两实验,由转换法可知产生的压强相同,可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向压强都相等。
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,要控制深度相同,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同。外压,所以玻璃管内红墨水液面上升。
12.【项目式学习】(2025天津蓟州三模)
(1)1653年,法国科学家帕斯卡发现:封闭在容器中的静止流体(液体或气体),能够将加在它上面的压强大小不变地向各个方向传递。后来人们把这一结论称之为帕斯卡原理。根据帕斯卡定律,人们制成了液压机,液压机的结构示意图如图所示。在一个密闭的液缸内密封有一定量的液体(比如油或水),有大小两个活塞,其中小活塞的横截面积为S1,大活塞的横截面积为S2,当小活塞给液体施加向下的压力F1时,在大活塞上产生的压力为 ;
(2)如图所示,桌上的一个水杯,杯内盛有密度为ρ的液体,我们可以设想液面下h深处有一底面积为S的圆柱体液柱,该液柱底面所受到的压力是其上方圆柱形的小液柱所产生的。请推证:液体内部深度为h处的压强p=ρgh;
(3)图中的U形管压强计,U形管内装有适量水,没有按压金属盒上的橡皮膜时,两管内液面位于同一水平高度。当用手指轻压橡皮膜时,U形管内液面高度差为hcm,当手指与橡皮膜的接触面积为Scm2。请根据(1)(2)原理求出手指作用在橡皮膜上的压力F为 N。(液体密度为ρ0kg/m3,外界大气压强为p0Pa)
【答案】(1) (2)见解析 (3)
【解析】(1)当小活塞给液体施加向下的压力F1时,则加在小活塞上的压强为,由题意可知,封闭在容器中的静止流体(液体或气体),能够将加在它上面的压强大小不变地向各个方向传递,故大活塞受到的压强为,在大活塞上产生的压力为
(2)液体内部深度为h处的压强
(3)当用手指轻压橡皮膜时,U形管内液面高度差为hcm,则液面高度差产生的压强为,根据封闭在容器中的静止流体(液体或气体),能够将加在它上面的压强大小不变地向各个方向传递,手指按压橡皮膜产生的压强为,手指作用在橡皮膜上的压力F为
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