第九章 压强(高效培优·单元测试)物理新教材人教版八年级下册
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内容正文:
第九章 压强
注意事项:
1.测试范围:人教版(2024)八年级下册第9章。
2.考试时间:90分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,两只小纸船浮在水面上,将注射器吸满水,通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水,这时两只纸船向中间靠拢,这是因为两船之间的( )
A.液体流速小,压强大 B.液体流速大,压强大
C.液体流速大,压强小 D.液体流速小,压强小
【答案】C
【详解】向两只纸船之间喷水,两船之间水的流速变大,而两船外侧的水基本处于静止状态,流速较小。根据流体压强与流速的关系:流速越大的地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。因此,两船之间的压强小于两船外侧的压强,这个压强差会产生一个向内的推力,使得两只纸船向中间靠拢,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
2.如图所示,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则( )
A.甲对沙滩的压强较大 B.乙对沙滩的压强较小
C.甲所受的重力较大 D.甲所受重力与乙相等
【答案】C
【详解】AB.甲、乙两人在沙地上留下的脚印深浅相同,则他们对沙地的压强相等,即,故AB错误;
CD.因,由可得,压强大小相同,则,由于物体对水平面的压力等于重力,因此甲的重力较大,故C正确,D错误。
故选C。
3.如图所示的是活塞式抽水机结构示意图,如果活塞和圆筒之间出现漏气现象,反复提压手柄的过程中,下列说法正确的是( )
A.可以抽水,抽水速度比原来慢
B.可以抽水,抽水速度和原来相同
C.可以抽水,只能抽出一点点水
D.不能抽水
【答案】D
【详解】如果活塞和圆筒之间出现漏气现象,反复提压手柄的过程中,使筒内无法形成足够的气压差,不能抽水,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.南北朝时期的《关尹子·九药篇》记载:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”意思是瓶中装满水,瓶口密封,瓶上有两个小孔,闭住一个,水就不能从另一个孔流出来。这主要是由于( )
A.大气压的作用 B.瓶口阻力的作用 C.瓶内气体引力的作用 D.分子引力的作用
【答案】A
【详解】当瓶上有两个小孔时,外界的空气可以通过其中一个小孔进入瓶内,瓶内的水在重力作用下会从另一个小孔流出;如果闭住一个小孔,瓶内的空气无法和外界连通,此时外界的大气压会作用在另一个小孔的水面上,这个压力会阻止水流出。所以这个现象主要是由于大气压的作用,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.下列生活实例中,属于连通器的是( )
A.U形管液体压强计 B.自动供水装置
C.自制气压计 D.地漏
【答案】D
【详解】A.压强计的U形管连接探头的一端封闭,其工作原理是通过封闭端的气压变化引起液面差,不符合连通器的特征,故A不符合题意;
B.自动供水装置中倒置的瓶子上端封闭,不符合连通器上端开口,下部连通的特征,不属于连通器,故B不符合题意;
C.自制气压计瓶内液面上方空间封闭,不符合连通器特征,不属于连通器,故C不符合题意;
D.地漏的存水弯结构上端开口,底部连通。当水静止时,存水弯两侧液面相平,形成水封以防止臭气上升,符合连通器的工作原理,故D符合题意。
故选 D。
6.下列描述错误的是( )
A.船闸、锅炉水位计利用了连通器的原理
B.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力
C.用高压锅能更快地把食物煮熟,是因为气压越大沸点越高
D.等候列车的乘客不能跨越安全线,否则可能会被“吸”向列车
【答案】B
【详解】A.上端开口、底部相连通的容器,叫连通器;船闸、锅炉水位计都是利用连通器原理工作的,故A正确,不符合题意;
B.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误,符合题意;
C.用高压锅煮食物容易熟,是因为水沸点随锅内气压的增加而增高,故C正确,不符合题意;
D.当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,故乘客被“吸”向列车,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.原创题 如图所示,在一个熟鸡蛋上插一根蜡烛,点燃蜡烛,将一个瓶子倒扣在鸡蛋上,蜡烛熄灭后,发现鸡蛋慢慢被压入瓶中。下列说法正确的是( )
A.蜡烛熄灭是由于瓶内没有了空气
B.蜡烛熄灭后,瓶内的气压增大
C.鸡蛋是在重力的作用下被吞入瓶中
D.鸡蛋是在大气压的作用下被吞入瓶中
【答案】D
【详解】A.蜡烛燃烧时需要氧气,蜡烛熄灭是由于瓶内氧气的量不足,故A错误。
B.蜡烛熄灭后,瓶内温度降低,气压减小,故B错误。
CD.瓶内气压小于外界大气压时,鸡蛋在大气压的作用下被压入瓶中,故C错误,D正确。
故选D。
8.下列说法正确的是( )
A.水的温度不可能达到105℃ B.水在90℃时有可能沸腾
C.在泰山山顶时,水的沸点会高于100℃ D.以上说法都不正确
【答案】B
【详解】液体的沸点与气压有关,气压增大时,沸点升高;气压减小时,沸点降低。在标准大气压下,水的沸点是。
A.若气压高于标准大气压,水的沸点会升高。例如在高压锅内,气压高于标准大气压,水的沸点可能超过,此时水的温度能达到,故A错误;
B.若气压低于标准大气压,水的沸点会降低。例如在高山上,气压低于标准大气压,水的沸点可能低于,此时水在时可能达到沸点并沸腾,故B正确;
C.泰山山顶海拔较高,气压低于标准大气压,由于气压降低时沸点降低,故水的沸点会低于,故C错误;
D.由于选项B正确,故“以上说法都不正确”的表述错误,故D错误。
故选 B。
9.将一未装满水的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。瓶底与瓶盖的面积之比为5:1,瓶重和厚度忽略不计。下列说法正确的是( )
A.倒放后水对底部的压强不变 B.倒放后水瓶对桌面的压强不变
C.倒放后水瓶对桌面的压力变大 D.倒放后水对底部的压力变小
【答案】D
【详解】A.由图可知,倒放时瓶中水的深度变大,根据可知,倒放时水对底部的压强变大,故A错误;
BC.在水平面上,瓶子对水平面的压力等于瓶子的总重力,由图知倒放后瓶子的重力不变,瓶子对水平桌面的压力不变,受力面积变小,由知水瓶对桌面的压强变大,故BC错误;
D.倒放前水对容器底部的压强为
瓶底与瓶盖的面积之比为5:1,故倒放前水对容器底部的压力可表示为
倒放后水对容器底部的压强为
倒放后水对容器底部的压力可表示为
由于,即,因此倒放后水对底部的压力变小,故D正确。
故选D。
10.2024年初,受低温冰雪冻雨天气影响,中东部多地高铁列车出现晚点、停运现象,绿皮火车在暴雪中飞驰而过,网友戏称“春运祖师爷”。关于列车下列说法不正确的是( )
A.铁轨下方铺设的轨枕,可以减小列车对地面的压强
B.列车在平直轨道上静止时,列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力
C.列车在减速进站的过程中,因不受力而逐渐停下来
D.列车在平直轨道上匀速行驶时,处于平衡状态
【答案】C
【详解】A.铁轨下方铺设的轨枕,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确,不符合题意;
B.列车在平直轨道上静止时,列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力,大小相等,方向相反,作用在不同物体上,作用在同一直线上,是一对相互作用力,故B正确,不符合题意;
C.力是改变物体运动状态的原因,列车在减速进站的过程中,因为受到阻力而逐渐停下来,故C不正确,符合题意;
D.列车在平直轨道上匀速行驶时,做匀速直线运动,处于平衡状态,故D正确,不符合题意。
故选C。
11.如图所示,关于现象和图像解释分析正确的是( )
A.甲图中,屋顶上方空气流速大,压强大
B.乙图中,盛水的试管由竖直方向逐渐倾斜,在水从试管流出前,水对管底的压强将逐渐变大
C.丙图中,甲物质的密度比乙物质的密度小
D.丁图中,将木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其运动,在木块上加砝码能使木块受到的滑动摩擦力增大
【答案】D
【详解】A.甲图中,屋顶上方空气流速大,根据流体压强与流速的关系“流速越大的地方,压强越小”,则屋顶上方空气的压强小,而不是压强大,故A错误;
B.乙图中,盛水的试管由竖直方向逐渐倾斜,在水从试管流出前,水的总量不变,但试管底到水面的竖直高度h减小。根据液体压强公式可知,水对管底的压强p将逐渐变小,故B错误;
C.丙图中,是m-V图像,取相同体积V,例如,从图中可以看出,甲的质量,乙的质量,则甲物质的密度
乙物质的密度
所以甲物质的密度比乙物质的密度大,故C错误;
D.丁图中,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关。在木块上加砝码,增大了木块对水平桌面的压力。在接触面粗糙程度不变的情况下,压力越大,木块受到的滑动摩擦力越大,故D正确。
故选D。
12.某同学设计了下图所示的“自动喷泉装置”,漏斗D及玻璃管E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E与两球接口处密封,A、B、D内水面的高度如下图所示。下列关于“自动喷泉装置”的说法,正确的是( )
A.因为玻璃管E的管口比漏斗D高,所以玻璃管E的管口不会有水喷出
B.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应小于1m
C.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应大于1.5m
D.A、B两球中空气的压强小于外界的大气压强
【答案】B
【详解】由题图可知,A、B两球通过玻璃管C连通,内部气体压强相等,漏斗D内水柱压强与大气压强之和、玻璃管E内水柱压强与大气压强之和均等于球内气体压强,即,解得,即若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应小于1m。A、C、D错误,B正确。
故选B。
13.如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,有两个相同的金属球分别浸没在A、B液体中,此时,液体对容器底的压强相等。现取出容器中的金属小球,则A、B液体对容器底部压强的变化量P、PB和两容器对地面的压力FA、FB的关系是( )
A.PA>PB FA>FB
B.PA<PB FA>FB
C.PA<PB FA<FB
D.PA>PB FA<FB
【答案】D
【详解】因为相同的金属球分别浸没在A、B液体中,液体对容器底的压强相等,则,即
由图可知,,则
取出金属球后,减小了相同的体积,由于A的底面积较小,所以A容器中液体下降的深度较大,即
由公式可知,A容器中减少的压强大于B容器中减少的压强,即
取出金属球后,容器底部所受液体的压强
由图可知,,由可知,两个容器中液体对容器底部的压力
又因为薄壁轻质柱形容器(容器自身重力不计),所以此时容器内部液体的重力,
则两个容器对地面的压力关系为,故D正确,ABC错误。
故选D。
14.如下列图片所示,有三个实心均质圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】因为甲、乙、丙都是实心均质圆柱体,所以对水平地面的压强;甲、乙、丙的高度,且三者对地面的压强相等,所以由可知,三个圆柱体的密度大小关系为;因为,,所以,因为、,所以甲、乙的质量大小关系为;已知乙、丙的底面积大小关系为,乙、丙对地面的压强相等,则由可知,乙、丙对地面的压力大小关系为,在水平地面上压力等于重力,则,。所以三个圆柱体的质量大小关系为,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
15.如图甲所示,一底面积为的薄壁容器放在水平桌面上,现向该容器中注入某种液体,直到容器刚好注满时停止,此过程中薄壁容器对水平桌面的压强p与注入液体深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该薄壁容器重2N
B.该薄壁容器的高度为9cm
C.该薄壁容器对水平桌面的压力先不变,后变大
D.注入液体的密度为0.8
【答案】D
【详解】A.由图乙可知,薄壁容器中未注入液体时,薄壁容器对水平桌面的压强为,由可得,薄壁容器对水平桌面的压力为
薄壁容器放在水平桌面上,此时它对桌面的压力大小和它的重力大小相等,即,故A错误;
BD.向薄壁容器中注入某种液体, 薄壁容器和液体这个整体的总重力为变大,薄壁容器放在水平桌面上,此时它对桌面的压力大小和它的重力大小相等,则薄壁容器对水平桌面的压力变大,容器底面积一定,则容器对桌面的压强变大。容器对桌面压力变大是因为液体的重力变大了,所以容器对桌面增大的压力等于增大的液体的重力。由图像,当注入液体深度时,薄壁容器对水平桌面的压强,则容器对桌面增大的压力
则该过程增大的液体的重力
由
则液体的密度为
容器中刚好注满液体时,此时薄壁容器对水平桌面的压强p达到最大,深度h也达到最大,最大深度等于容器的高度,此时薄壁容器对水平桌面的压强,增加的压强为
由以上分析可得,该过程压强变大是因为压力变大,压力变大是因为液体重力变大。由可得,容器刚好注满时液体深度的变化量为
即最大深度,容器高度等于最大深度为5cm,故B错误,故D正确;
C.由B选项可知,向薄壁容器中注入某种液体,直到容器刚好注满时停止,该过程中薄壁容器和液体这个整体的总重力持续变大,薄壁容器对水平桌面的压力持续变大,故C错误;
故选D。
16.如图所示,水平桌面上有一个实心工件,由上下两部分组成,下面为一个边长为20cm的正方体B,上面为一个圆柱体A,分别由两种密度不同的均匀合金制成。若如图甲所示沿水平方向切割正方体B,将切下部分放置在水平桌面上,切下部分与剩余部分对桌面压强均为1600Pa,测得B剩余部分高为16cm;若如图乙所示,沿水平方向切割圆柱体A,将切下部分放置在水平桌面上,切下部分与剩余部分对桌面压强也刚好相等,测得A切下部分高为8cm。已知圆柱体A与正方体B的底面积之比为1︰4,下列说法正确的有( )
①圆柱体A的密度为3.2g/cm3 ②圆柱体A的高为18cm
③图乙中剩余部分对桌面压强为2560Pa ④工件总质量为12.8kg
A.②③ B.①④ C.①②④ D.①③④
【答案】D
【详解】④由题意知,圆柱体A与正方体B的底面积之比为1︰4,正方体B的底面积为
则圆柱体A的底面积为
由题意知,当B剩余部分高为16cm,对桌面压强为1600Pa,根据可得,正方体B的密度为
则正方体B的质量为
因沿水平方向切割正方体B,将切下部分放置在水平桌面上,切下部分对桌面压强为1600Pa,
则B切下部分和圆柱体A的总重力为
则B切下部分和圆柱体A的总质量为
则B切下部分的质量为
则圆柱体A的质量为
则工件总质量为
故④正确;
①②③设圆柱体A的高为hA,如图乙所示,沿水平方向切割圆柱体A,将切下部分放置在水平桌面上,切下部分与剩余部分对桌面压强也刚好相等,测得A切下部分高为8cm,则,,,,
解得
则圆柱体A的密度为
图乙中切下部分的压强为
切下部分与剩余部分对桌面压强也刚好相等,则图乙中剩余部分对桌面压强为2560Pa,故①③正确,②错误。
综上可知,故D正确,ABC错误。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
17.2024年5月1日,上午,我国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。航母上有一个平直的飞行甲板作为飞机跑道,起飞时飞机相对于航母是_________的(选填“运动”或“静止”);护航编队一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航形式,这是因为流体流速大的地方压强_________(选填“大”“小”或“相等”),当两船高速并排行驶时,容易发生事故。
【答案】 运动 小
【详解】[1]飞机在航母甲板上起飞时,其位置相对于航母不断变化(如加速滑跑离开甲板),因此飞机相对于航母是运动的。
[2]根据流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小。两船并排行驶时,船体间的水流通道变窄,流速增大,导致该区域压强小于船体外侧压强,产生向内的压力差,使两船相互靠近,易发生碰撞事故。因此,护航编队需避免并排行驶。
18.物理小组同学们了解到,1644年,意大利科学家托里拆利用图所示的装置,巧妙的制造出了真空,从而精确地测出了大气压强的值。请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将________;外界大气压降低,水银柱高度将________。(选填“升高”、“降低”或“不变”)
【答案】 不变 降低
【详解】[1]托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的竖直高度由外界大气压大小决定。将玻璃管倾斜时,外界大气压大小不变,因此大气压能支撑的水银柱竖直高度不变,仅水银柱的长度会增加。
[2]水银柱的高度由外界大气压决定,由可知,当外界大气压降低时,对应的水银柱竖直高度也会降低。
19.如图所示,是三峡船闸工作过程的示意图。它是利用______原理来工作的。当阀门A打开,阀门B关闭,水从闸室流向下游。当闸室中的水面与下游水面______时,下游闸门打开,船驶入下游。
【答案】 连通器 相平
【详解】[1]船闸是利用连通器的原理制成的,图中,阀门A打开,阀门B关闭,闸室内的水和下游水构成一个连通器,据其特点可知,水面要保持相平,所以水会从闸室流向下游。
[2]当它的水面与下游相平时,下游闸门打开,船驶入下游。
20.如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水。将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面记下两个等高标记、。这根软管相当于一个___________;若处距离水平地面,则地面上的水管C处受到水的压强约为___________。(水的密度为)
【答案】 连通器
【详解】[1]两端开口、底部连通的软管属于连通器,连通器中静止的同种液体液面高度相同。
[2]根据液体压强公式,水的密度,,深度,则地面上的水管C处受到水的压强
21.共享单车为人们的绿色出行带来便利,车轮胎上有凹凸不平的花纹,是为了________摩擦力,小明骑着单车上学,若小明和单车的总重力是800N,车轮与地面接触的总面积是20cm2,骑行过程中单车对地面的压强为________Pa。
【答案】 增大 4×105
【详解】[1] 车轮胎上的花纹通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦力。
[2]单车对地面的压力,受力面积
压强
22.如图所示,两个质量分布均匀的实心正方体A和B放置在水平桌面上,其底面积分别为、,对地面的压强分别为、。已知A、B对桌面的压力相等,且高度之比为。已知A的密度为,则B的密度为________;现分别在两物体上沿竖直方向切去体积相同的部分,并分别放在对方剩余部分的上方,叠放后A、B对地面的压强之比为。则A切去部分的体积与未切时A的体积之比为________。
【答案】
【详解】[1] A对桌面的压力
B对桌面的压力
A、B对桌面的压力相等
故B的密度为
[2]现分别在两物体上沿竖直方向切去体积相同的部分,并分别放在对方剩余部分的上方,叠放后A对地面的压强为
B对地面的压强为
叠放后A、B对地面的压强之比
得
解得
所以A切去部分的体积与未切时A的体积之比为
三.作图题(本题共2小题,共4分)
23.如图所示,一个重5N的小球悬浮在装水烧杯中,请画出烧杯上A、B两点所受水的压力。
【答案】
【详解】烧杯上A点受到水的压力方向垂直于烧杯壁向左,作用点在A点;烧杯上B点受到水的压力的方向垂直于烧杯底向下,作用点在B点,因为A、B两点所处的深度相同,根据可知,水产生的压强相等,产生的压力相等,从作用点分别沿力的方向画一段带箭头的线段,在箭头附近标上FA、FB,如图所示:
24.图甲是飞机在高空水平匀速飞行时,空气与飞机机翼相对运动的示意图。请在图乙中画出机翼在竖直方向上的受力情况(为重心)。
【答案】
【详解】飞机在高空水平匀速飞行时,处于平衡状态,受平衡力作用,在竖直方向上受重力G(方向竖直向下)和升力F(方向竖直向上),这两个力是一对平衡力,如下图所示:
四.实验题(本题共4小题,共22分)
25.如图所示,用海绵、小桌、砝码等器材,研究影响压力作用效果的因素。
(1)探究压力作用效果跟压力大小的关系,应通过比较_______两次实验数据;探究压力作用效果跟受力面积大小的关系,应通过图中_______两次实验进行比较。这样的实验方法我们称_________。
(2)在B、E两种情况中,小桌对地面的压强pB和小桌对海绵的压强pE的大小关系是pB_______pE(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)生活中书包的背带做得又宽又大,是利用_________来减少压力作用的效果;压路机的碾子质量很大,是为了_________来增加压力作用的效果。
【答案】(1) D、E E、F 控制变量法
(2)等于
(3) 增大受力面积 增大压力
【详解】(1)[1]探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该控制受力面积相同,改变压力大小,可以通过图中的D、E两次实验进行比较。
[2]为了探究压力的作用效果跟受力面积大小的关系,应该控制压力大小相同,改变受力面积大小,可以通过图中的E、F两次实验进行比较。
[3]本实验探究压力的作用效果与某个因素的关系时,需要控制其他因素不变,改变这个因素,应用了控制变量法。
(2)在B、E两种情况中,小桌对地面和小桌对海绵的压力、受力面积均相同,根据可知,小桌对地面的压强pB和小桌对海绵的压强pE的大小相等,即。
(3)[1]压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显,所以在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用增大受力面积的方法来减小压力的作用效果。
[2]在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显,所以压路机的碾子质量很大,这是利用增大压力的方法来增大压力的作用效果。
26.按要求完成下列填空;
(1)如图是某科研小组用来观察并研究大气压的两个实验装置,则此时的大气压强相当于______mm水银柱产生的压强:图甲中若将玻璃管从竖直位置稍稍向右倾斜,则玻璃管内外水银面的高度差______(选填“变大”“不变”或“变小”),如果用水来代替水银做实验,水______(选填“会”或“不会”)充满玻璃管。若拿着图乙的自制气压计从华山山脚到华山山顶,玻璃管内液面将______(选填“上升”“下降”或“不变”);
(2)如图甲,工人师傅粘贴瓷砖时用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水不流动时,在与水面相平的位置做标记,这是利用了______原理;如图乙,当阀门打开有液体流动时,A、B两管中液面高度的大小关系:______。(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1) 755 不变 会 上升
(2) 连通器 >
【详解】(1)[1]同一个液面液体压强处处相同,故大气压能够支撑水银柱不会下降,故此时的大气压强相当于水银柱产生的压强,水银柱的高度是内外两液面的高度差,即为755mm。
[2]图甲中若将玻璃管从竖直位置稍稍向右倾斜,大气压强不变,能够支撑的水银柱的高度不变,根据可知,液体的密度不变,故玻璃管内外水银面的高度差不变。
[3]如果用水来代替水银做实验,能够支撑水的高度为
故水会充满玻璃管。
[4]若拿着图乙的自制气压计从华山山脚到华山山顶,外界大气压变小,玻璃瓶内的气压不变,玻璃管内的液面上升。
(2)[1]透明塑料软管,里面灌入适量的水,底部连通,上端开口,是连通器,当水不流动时,在与水面相平的位置做标记,这是利用了连通器原理。
[2]如图乙,当阀门打开有液体流动时,A管液体流速比B管液体流速小,根据流速小的地方压强大,故A管液面的高度高于B管液面的高度。
27.【问题】小明的父亲是游泳馆中的教练,每天清洗水池前得先放干净水,小明参与放水,发现水越深出水口处的盖子越难打开,因此小明进行了“液体内部压强研究”的实验:
【证据】
(1)该实验是通过U形管两侧液面__________来反映被测压强大小的,使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,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”);
【解释】
(2)小明比较乙、丙实验得出,液体内部压强与液体__________有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的__________有关;
【交流】
(3)如果保持乙实验中探头浸在液体中深度不变,然后将橡皮膜朝向不同方向,观察U形管两侧液面出现的变化,得出在同种液体中,同一深度不同方向压强__________(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1) 高度差 不漏气
(2) 密度 深度
(3)相等
【详解】(1)[1]探究影响液体内部压强大小的因素时,根据转换法,通过U形管两侧液面高度差来反映液体压强的大小。
[2]实验前,应检查U形管压强计是否漏气,按压橡皮膜时,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[1]比较乙、丙两次实验,液体的深度相同,液体的密度不同,压强计两侧液面的高度差不同,说明液体内部压强与液体密度有关。
[2]比较丙、丁两次实验,液体的密度相同,液体的深度不同,压强计两侧液面的高度差不同,说明液体内部压强与液体深度有关。
(3)如果保持乙实验中探头浸在液体中深度不变,然后将橡皮膜朝向不同方向,U形管两侧液面高度差不变,说明,探头在同种液体的同一深度,受到的向各个方向的压强相等,由此说明:同一液体,在同一深度,向各个方向的压强相等。
28.小筱利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,如图,步骤如下:
(1)步骤一把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;步骤二如图甲,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
步骤三如图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后;
①计算出大气压强为 ______________ ;
②本实验的原理是二力平衡和p= ________ ;
③有较大误差的原因可能 _____________ 。
(2)另一组小慧,分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:采用了图丙装置将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再沿 _________ 的方向推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二将该注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动;步骤三则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 _______ N,所测大气压的值应为 __________Pa。
【答案】(1) 筒内空气未排尽
(2) 竖直向上 11
【详解】(1)[1]从图中可以看出,注射器可容纳的液体容积为,这的刻度长度由刻度尺可看出为6.00cm,故活塞的横截面积为
大气压强的值为
[2]实验的原理是二力平衡和。
[3]实验时,可能是筒内空气没有排尽,测量结果小于真实值。
(2)[1]橡皮帽封住的注射器,小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,并且防止漏气;
[2][3]当活塞向左滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的大气压力、水平向左的摩擦力,处于平衡状态,即①
当活塞向右滑动时,活塞水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的大气压力、水平向左的摩擦力f,处于平衡状态,即②,③
④
联立①②③④,解得,摩擦力,大气压力,大气压强
五.计算题(本题共3小题,共30分)
29.小明同学喜欢结合生活中的实际问题学习物理知识。于是对他家中水平台上某一时刻的鱼缸和鱼进行了一些测量和调查,结果如下表:
空鱼缸的质量/kg
6
鱼缸与水平桌面的接触面积/
0.1
鱼缸内水的质量/kg
30
鱼的质量/kg
0.2
鱼在水中的深度/m
0.1
(本题计算时g取10N/kg,水的密度为)
(1)此时小鱼受到水的压强是多少?
(2)此时鱼缸对桌面的压强是多少?
【详解】(1)小鱼受到水的压强是
(2)空鱼缸、鱼缸内的水及鱼的总质量为
鱼缸对桌面的压力为
受力面积
鱼缸对桌面的压强为
30.十一期间,萌萌从犀浦坐高铁动车去都江堰游玩,犀浦到都江堰里程为42km,犀浦到都江堰S5049次列车运行时间为25min。若动车组整车的质量约为500t,停在水平轨道上时车轮与铁轨的总接触面积S=0.05,取g=10N/kg。问:
(1)犀浦到都江堰S5049次列车的平均速度是多少千米每小时?
(2)该动车空载停在水平轨道上时对铁轨的压强为多大?
【详解】(1)已知列车行驶的路程为,时间为
所以列车的平均速度为
(2)由题意可知,动车的重力为
动车对铁轨的压力等于其重力,即
所以该动车空载停在水平轨道上时对铁轨的压强为
31.如图所示,薄壁平底柱形容器质量为100g、底面积为、高为30cm,装满水放置于水平桌面上,两个完全相同的金属小球A、B,金属小球A被冰层包裹总质量为1kg(,,)。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)将冰层包裹的A小球轻轻地放入装满水的容器中,待冰层全部熔化后,液面下降了1cm,则冰的质量是多少;
(3)再将金属小球B轻轻地放入(2)中的容器里,待水溢尽,擦干容器壁,测得此时容器的总质量为2.3kg,则金属小球A的体积是多少。
【详解】(1)容器装满水,水的深度等于容器的高度。已知容器高度 h = 30cm = 0.3m,水的密度, 水对容器底部的压强为
(2)设冰的质量为。冰层全部熔化后,液面下降,说明冰熔化成水后体积减小。这个体积减小量等于液面下降的体积。液面下降的体积为
体积的减小量等于冰的体积与熔化后水的体积之差,即
解得
(3)设金属小球A的体积为 。被冰层包裹的A小球总质量。金属小球A的质量为
因为两个金属小球完全相同,所以金属小球B的质量,体积 。
将小球B放入容器后,测得容器的总质量。该总质量包括容器、小球A、小球B和容器中剩余水的质量。容器中剩余水的质量为
容器中剩余水的体积为
放入小球B并待水溢尽后,容器内被水、小球A和小球B充满,容器内总体积为
根据体积关系
解得
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第九章 压强
注意事项:
1.测试范围:人教版(2024)八年级下册第9章。
2.考试时间:90分钟 试卷满分:100分。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示,两只小纸船浮在水面上,将注射器吸满水,通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水,这时两只纸船向中间靠拢,这是因为两船之间的( )
A.液体流速小,压强大 B.液体流速大,压强大
C.液体流速大,压强小 D.液体流速小,压强小
2.如图所示,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则( )
A.甲对沙滩的压强较大 B.乙对沙滩的压强较小
C.甲所受的重力较大 D.甲所受重力与乙相等
3.如图所示的是活塞式抽水机结构示意图,如果活塞和圆筒之间出现漏气现象,反复提压手柄的过程中,下列说法正确的是( )
A.可以抽水,抽水速度比原来慢 B.可以抽水,抽水速度和原来相同
C.可以抽水,只能抽出一点点水 D.不能抽水
4.南北朝时期的《关尹子·九药篇》记载:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下。”意思是瓶中装满水,瓶口密封,瓶上有两个小孔,闭住一个,水就不能从另一个孔流出来。这主要是由于( )
A.大气压的作用 B.瓶口阻力的作用 C.瓶内气体引力的作用 D.分子引力的作用
5.下列生活实例中,属于连通器的是( )
A.U形管液体压强计 B.自动供水装置
C.自制气压计 D.地漏
6.下列描述错误的是( )
A.船闸、锅炉水位计利用了连通器的原理
B.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力
C.用高压锅能更快地把食物煮熟,是因为气压越大沸点越高
D.等候列车的乘客不能跨越安全线,否则可能会被“吸”向列车
7.原创题 如图所示,在一个熟鸡蛋上插一根蜡烛,点燃蜡烛,将一个瓶子倒扣在鸡蛋上,蜡烛熄灭后,发现鸡蛋慢慢被压入瓶中。下列说法正确的是( )
A.蜡烛熄灭是由于瓶内没有了空气 B.蜡烛熄灭后,瓶内的气压增大
C.鸡蛋是在重力的作用下被吞入瓶中 D.鸡蛋是在大气压的作用下被吞入瓶中
8.下列说法正确的是( )
A.水的温度不可能达到105℃ B.水在90℃时有可能沸腾
C.在泰山山顶时,水的沸点会高于100℃ D.以上说法都不正确
9.将一未装满水的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。瓶底与瓶盖的面积之比为5:1,瓶重和厚度忽略不计。下列说法正确的是( )
A.倒放后水对底部的压强不变 B.倒放后水瓶对桌面的压强不变
C.倒放后水瓶对桌面的压力变大 D.倒放后水对底部的压力变小
10.2024年初,受低温冰雪冻雨天气影响,中东部多地高铁列车出现晚点、停运现象,绿皮火车在暴雪中飞驰而过,网友戏称“春运祖师爷”。关于列车下列说法不正确的是( )
A.铁轨下方铺设的轨枕,可以减小列车对地面的压强
B.列车在平直轨道上静止时,列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对相互作用力
C.列车在减速进站的过程中,因不受力而逐渐停下来
D.列车在平直轨道上匀速行驶时,处于平衡状态
11.如图所示,关于现象和图像解释分析正确的是( )
A.甲图中,屋顶上方空气流速大,压强大
B.乙图中,盛水的试管由竖直方向逐渐倾斜,在水从试管流出前,水对管底的压强将逐渐变大
C.丙图中,甲物质的密度比乙物质的密度小
D.丁图中,将木块放在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其运动,在木块上加砝码能使木块受到的滑动摩擦力增大
12.某同学设计了下图所示的“自动喷泉装置”,漏斗D及玻璃管E上端与大气相通,利用玻璃管C使A、B两球上部相通,D、C、E与两球接口处密封,A、B、D内水面的高度如下图所示。下列关于“自动喷泉装置”的说法,正确的是( )
A.因为玻璃管E的管口比漏斗D高,所以玻璃管E的管口不会有水喷出
B.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应小于1m
C.若要玻璃管E的管口有水喷出,则玻璃管E对应的高度h应大于1.5m
D.A、B两球中空气的压强小于外界的大气压强
13.如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,有两个相同的金属球分别浸没在A、B液体中,此时,液体对容器底的压强相等。现取出容器中的金属小球,则A、B液体对容器底部压强的变化量P、PB和两容器对地面的压力FA、FB的关系是( )
A.PA>PB FA>FB B.PA<PB FA>FB
C.PA<PB FA<FB D.PA>PB FA<FB
14.如下列图片所示,有三个实心均质圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等。下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
15.如图甲所示,一底面积为的薄壁容器放在水平桌面上,现向该容器中注入某种液体,直到容器刚好注满时停止,此过程中薄壁容器对水平桌面的压强p与注入液体深度h的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该薄壁容器重2N
B.该薄壁容器的高度为9cm
C.该薄壁容器对水平桌面的压力先不变,后变大
D.注入液体的密度为0.8
16.如图所示,水平桌面上有一个实心工件,由上下两部分组成,下面为一个边长为20cm的正方体B,上面为一个圆柱体A,分别由两种密度不同的均匀合金制成。若如图甲所示沿水平方向切割正方体B,将切下部分放置在水平桌面上,切下部分与剩余部分对桌面压强均为1600Pa,测得B剩余部分高为16cm;若如图乙所示,沿水平方向切割圆柱体A,将切下部分放置在水平桌面上,切下部分与剩余部分对桌面压强也刚好相等,测得A切下部分高为8cm。已知圆柱体A与正方体B的底面积之比为1︰4,下列说法正确的有( )
①圆柱体A的密度为3.2g/cm3 ②圆柱体A的高为18cm
③图乙中剩余部分对桌面压强为2560Pa ④工件总质量为12.8kg
A.②③ B.①④ C.①②④ D.①③④
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
17.2024年5月1日,上午,我国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。航母上有一个平直的飞行甲板作为飞机跑道,起飞时飞机相对于航母是_________的(选填“运动”或“静止”);护航编队一般采用前后护航形式,而不采用“并排”护航形式,这是因为流体流速大的地方压强_________(选填“大”“小”或“相等”),当两船高速并排行驶时,容易发生事故。
18.物理小组同学们了解到,1644年,意大利科学家托里拆利用图所示的装置,巧妙的制造出了真空,从而精确地测出了大气压强的值。请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况:将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将________;外界大气压降低,水银柱高度将________。(选填“升高”、“降低”或“不变”)
19.如图所示,是三峡船闸工作过程的示意图。它是利用______原理来工作的。当阀门A打开,阀门B关闭,水从闸室流向下游。当闸室中的水面与下游水面______时,下游闸门打开,船驶入下游。
20.如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水。将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面记下两个等高标记、。这根软管相当于一个___________;若处距离水平地面,则地面上的水管C处受到水的压强约为___________。(水的密度为)
21.共享单车为人们的绿色出行带来便利,车轮胎上有凹凸不平的花纹,是为了________摩擦力,小明骑着单车上学,若小明和单车的总重力是800N,车轮与地面接触的总面积是20cm2,骑行过程中单车对地面的压强为________Pa。
22.如图所示,两个质量分布均匀的实心正方体A和B放置在水平桌面上,其底面积分别为、,对地面的压强分别为、。已知A、B对桌面的压力相等,且高度之比为。已知A的密度为,则B的密度为________;现分别在两物体上沿竖直方向切去体积相同的部分,并分别放在对方剩余部分的上方,叠放后A、B对地面的压强之比为。则A切去部分的体积与未切时A的体积之比为________。
三.作图题(本题共2小题,共4分)
23.如图所示,一个重5N的小球悬浮在装水烧杯中,请画出烧杯上A、B两点所受水的压力。
24.图甲是飞机在高空水平匀速飞行时,空气与飞机机翼相对运动的示意图。请在图乙中画出机翼在竖直方向上的受力情况(为重心)。
四.实验题(本题共4小题,共22分)
25.如图所示,用海绵、小桌、砝码等器材,研究影响压力作用效果的因素。
(1)探究压力作用效果跟压力大小的关系,应通过比较_______两次实验数据;探究压力作用效果跟受力面积大小的关系,应通过图中_______两次实验进行比较。这样的实验方法我们称_________。
(2)在B、E两种情况中,小桌对地面的压强pB和小桌对海绵的压强pE的大小关系是pB_______pE(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)生活中书包的背带做得又宽又大,是利用_________来减少压力作用的效果;压路机的碾子质量很大,是为了_________来增加压力作用的效果。
26.按要求完成下列填空;
(1)如图是某科研小组用来观察并研究大气压的两个实验装置,则此时的大气压强相当于______mm水银柱产生的压强:图甲中若将玻璃管从竖直位置稍稍向右倾斜,则玻璃管内外水银面的高度差______(选填“变大”“不变”或“变小”),如果用水来代替水银做实验,水______(选填“会”或“不会”)充满玻璃管。若拿着图乙的自制气压计从华山山脚到华山山顶,玻璃管内液面将______(选填“上升”“下降”或“不变”);
(2)如图甲,工人师傅粘贴瓷砖时用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水不流动时,在与水面相平的位置做标记,这是利用了______原理;如图乙,当阀门打开有液体流动时,A、B两管中液面高度的大小关系:______。(选填“>”、“<”或“=”)。
27.【问题】小明的父亲是游泳馆中的教练,每天清洗水池前得先放干净水,小明参与放水,发现水越深出水口处的盖子越难打开,因此小明进行了“液体内部压强研究”的实验:
【证据】
(1)该实验是通过U形管两侧液面__________来反映被测压强大小的,使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,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”);
【解释】
(2)小明比较乙、丙实验得出,液体内部压强与液体__________有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的__________有关;
【交流】
(3)如果保持乙实验中探头浸在液体中深度不变,然后将橡皮膜朝向不同方向,观察U形管两侧液面出现的变化,得出在同种液体中,同一深度不同方向压强__________(选填“相等”或“不相等”)。
28.小筱利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值,如图,步骤如下:
(1)步骤一把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;步骤二如图甲,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为6N;
步骤三如图乙,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度后;
①计算出大气压强为 ______________ ;
②本实验的原理是二力平衡和p= ________ ;
③有较大误差的原因可能 _____________ 。
(2)另一组小慧,分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:采用了图丙装置将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再沿 _________ 的方向推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
步骤二将该注射器筒固定在水平桌面上,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为4.1kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出2.2kg水时,活塞又开始向右滑动;步骤三则活塞与注射器筒之间的摩擦力为 _______ N,所测大气压的值应为 __________Pa。
五.计算题(本题共3小题,共30分)
29.小明同学喜欢结合生活中的实际问题学习物理知识。于是对他家中水平台上某一时刻的鱼缸和鱼进行了一些测量和调查,结果如下表:
空鱼缸的质量/kg
6
鱼缸与水平桌面的接触面积/
0.1
鱼缸内水的质量/kg
30
鱼的质量/kg
0.2
鱼在水中的深度/m
0.1
(本题计算时g取10N/kg,水的密度为)
(1)此时小鱼受到水的压强是多少?
(2)此时鱼缸对桌面的压强是多少?
30.十一期间,萌萌从犀浦坐高铁动车去都江堰游玩,犀浦到都江堰里程为42km,犀浦到都江堰S5049次列车运行时间为25min。若动车组整车的质量约为500t,停在水平轨道上时车轮与铁轨的总接触面积S=0.05,取g=10N/kg。问:
(1)犀浦到都江堰S5049次列车的平均速度是多少千米每小时?
(2)该动车空载停在水平轨道上时对铁轨的压强为多大?
31.如图所示,薄壁平底柱形容器质量为100g、底面积为、高为30cm,装满水放置于水平桌面上,两个完全相同的金属小球A、B,金属小球A被冰层包裹总质量为1kg(,,)。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)将冰层包裹的A小球轻轻地放入装满水的容器中,待冰层全部熔化后,液面下降了1cm,则冰的质量是多少;
(3)再将金属小球B轻轻地放入(2)中的容器里,待水溢尽,擦干容器壁,测得此时容器的总质量为2.3kg,则金属小球A的体积是多少。
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