内容正文:
第九章 压强(复习讲义)
1.三种研究方法:控制变量法、转换法、比值定义法;
2.五个基本概念:压力、压强、连通器、大气压、流体;
一个常量:标准大气压p大气=1.013×105 Pa (760mm高水银柱产生的压强);
3.几个核心考点:(1)压力及压力的作用效果;(2)压强及固体压强的计算;(3)液体内部压强的特点;
(4)液体压强的计算;(5)连通器;(6)大气压的有关现象分析及应用;(7)大气压的测量实验;(8)大气压强与高度的关系;(9)沸点与大气压强的关系;(10)流体压强的分析。
知识点
重点归纳
常见易错点
压力
①定义:垂直作用在物体表面上的力;
②方向:垂直于受压面并指向受力物体;
③性质:属于弹力。
④作用效果:使被压面发生形变。
①作用点在被压物体受力面上,作用点等效在受力面中心;
②产生条件:物体之间相互接触且相互挤压;
压力大小与重力大小的关系
①水平面上:F压=G;
②斜面上:F压<G;
③竖直方向:压力大小与重力大小无关
压力作用效果的影响因素
①实验方法:控制变量法、转换法;
②压力的作用效果跟压力大小、受力面积大小有关;
①通过海绵凹陷程度来比较压力的作用效果;
②实验结论应是压力的作用效果而非压强;
压强
①定义:物体所受的压力与受力面积之比;②物理意义:表示压力作用效果的物理量;③符号:p
④单位:帕斯卡(Pa) 1N/m2=1Pa
⑤压强定义式:p=F/S
其中F表示压力,单位:牛(N)
S表示受力面积,单位:平方米(m2)
p表示压强,帕斯卡(Pa)
⑥1Pa的物理意义:物体在1m2面积上受到的压力为1N;
⑦柱状物体压强的计算:p=ρ物gh;
①压力是产生压强的必要条件;
②压强在数值上等于压力与受力面积的比值。不能认为“压力越大,压强就一定越大”;同样,如果压强大,压力也不一定大;
③压强的计算公式中S指的是受力面积,不是接触面积,不可表述成接触面积。
④p=ρ物gh可以用来比较柱状物体的高度、密度、压力及压强;
减小或增大压强
①减小有害压强:减小压力,增大受力面积,同时减小压力和增大受力面积;
②增大有益压强:增大压力,减小受力面积,同时增大压力和减小受力面积;
①任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏。
②在应用“减小或增大压强的方法”时,还要考虑具体方法的可行性。
液体压强
①产生原因:液体受重力且具有流动性;
②方向:液体压强朝向各个方向;
③计算公式:p=ρgh
其中ρ表示液体密度(kg/m3)
g为常数,一般取9.8 N/kg
h表示液体深度(m)
p表示压强(Pa);
④规则容器内液体对容器底部产生的压强:p = =
①计算注意单位统一;
②公式中“h”是液体的深度,而非液体的高度。深度是指液面到被研究点的竖直距离;
③不同形状的容器中液体对容器底的压力与液体重力的关系:
液体压强计
①作用:测量液体内部的压强;
②原理:当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作用会发生形变,U形管两侧液面产生高度差;两侧高度差越大,表示探头处的液体压强越大;
①压强计使用前注意:U型管左右两液柱是否等高及装置气密性;
②液体压强计不属于连通器;
液体内部压强
特点
①液体内部向各个方向都有压强。同种液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
②同种液体内部,深度越大,压强越大;
③深度一定,液体密度越大,压强越大;
①注意实验中要控制变量;
②应用:拦河大坝(上窄下宽);
连通器
①定义:上端开口、底部连通的容器;
②特点:连通器中只有一种液体,当液体不流动的情况下各容器中的液面总保持相平;
③应用:茶壶、船闸、地漏、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等;
①连通器各部分中液面高度相同的条件:一是连通器中装的是同种液体,二是液体不流动。若连通器内装的不是同种液体,或连通器内液体流动时,液面高度不一定相同;
②压强计、拦河大坝、自动供水盆栽不是连通器;
大气压强
①定义:像液体一样,大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压;
②产生的原因:由于大气受到重力作用,且具有流动;
③证明大气压强存在的实验:马德堡半球实验;
④大气压强的特点:①大气向各个方向都有压强 ②大气内部某一点向各个方向的压强相等;
①平时感觉不到大气压强存在的原因:人体内部压强等于外界大气压;
②马德堡半球实验只证明大气压强存在,没有测量大气压强的准确值;
生活中证明大气压强存在的实验和现象
纸片托住水、 吸盘紧贴在墙上、用力吸空矿泉水瓶其变瘪、钢笔吸墨水、注射器吸药品、吸管吸饮料、瓶吞鸡蛋、自动供水装置、活塞式抽水机、离心式水泵;
注射器使用过程中只有吸药属于大气压强的应用,推药不是;
托里拆利实验
①实验过程:在长约1m、一端封闭的玻璃管中灌满水银将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开堵住管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面高度差约760mm,水银处于静止状态。把玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度差不变。
②实验分析:
a转换法:玻璃管上方是真空,管外水银面上方是空气,玻璃管内的水银之所以能高于水银槽内的水银面而不下落,是因为大气压支撑着这段水银柱,数值上大气压等于这段水银柱产生的压强;
b二力平衡法:玻璃管内与水银槽液面相平处液片静止不动,则其受到水银柱向下的压力F水银柱和大气向上的压力F大气是一对平衡力,则F大气=F水银柱即p大气S=p水银S,可见p大气=P水银。
③实验结论:
a.通常把760mm高水银柱产生的压强叫标准大气压;
b.标准大气压p大气=1.013× 105 Pa.
(粗略计算时标准大气压可取1×105Pa)
①水银有毒需要戴上橡胶手套进行操作;
②水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管倾斜时水银柱的长度;
③玻璃管倾斜,玻璃管内水银高度不变,不影响实验结果(玻璃管内水银柱的长度变长);
④上提下压、改变玻璃管粗细、向水银槽内加水银,玻璃管内液柱高度均不变(不选择粗管做实验的原因:耗用的水银多,且不易堵住管口);
⑤若在玻璃管顶端开一个小孔,玻璃管内水银会下降,最后与水银槽内液面相平(连通器)
⑥若在实验操作过程中,玻璃管内混入空气,玻璃管内液柱降低,导致测得的大气压强偏小;
⑦将该装置拿到山上,外界气压减小,玻璃管内液柱下降;
⑧若用水做托里拆利实验,则水柱的高度h水=10.336m。
大气压的变化
①海拔越高,气压越低,沸点越低;
②高压锅:气压高,沸点高,煮食物越熟;
①误认为海拔越高气压越高;
②误认为气压越高沸点越低;
压强与流速
①流速大的位置压强小;
②应用:机翼的上表面空气流动速度大压强小、草原犬鼠的“空调”洞穴、列车的安全线等;
误认为流速大的位置压强大
题型一 压力的概念
【例1】关于压力的说法正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直于接触面
C.压力大小总是等于物体的重力
D.任何情况压力大小都等于物体重力大小
【变式1-1】将物理课本放在桌面上,则如图中可表示桌面受到压力的示意图的是( )
A. B.
C. D.
【变式1-2】关于重力、压力和压强的理解,下列说法正确的是( )
A.压力的方向和重力的方向都是竖直向下
B.物体自由静止放在水平地面上时,对地面的压力就是物体的重力
C.压强大小在数值上等于物体单位面积上所受的压力,所以压强就是压力
D.压强越大,则压力的作用效果越明显,但压力不一定越大
题型二 压力作用效果的影响因素
【例2】如图所示,小林利用砝码、小桌、海绵等器材,探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,下列说法正确的是( )
A. 本实验中用木板替代海绵也可以进行实验探究
B. 图甲中小桌对海绵的压力就是小桌受到的重力
C. 甲、乙两次实验不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关
D. 通过甲、丙两次实验可得出结论:压力越大,压力的作用效果越明显
【变式2-1】同学提出两个猜想:猜想一:压力作用效果与受力面积的大小有关;猜想二:压力作用效果与压力的大小有关。他设计了如图所示的实验:手指和手掌分别沿水平方向先后用不同的力多次同时压气球的两侧,挤压时气球保持静止。这样的操作( )
A.只能验证猜想一
B.只能验证猜想二
C.既能验证猜想一,也能验证猜想二
D.既不能验证猜想一,也不能验证猜想二
【变式2-2】如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验,下列有关说法正确的是( )
A. 实验中通过观察海绵的凹陷程度来反映压强的大小
B. 甲、乙两图的实验结果表明,压力的作用效果跟受力面积无关
C. 将两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在海绵上,则此时压力的作用效果比图乙中的作用效果更明显
D. 若将这两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在水平桌面上,则此时对桌面的压强比单个木块以相同的方式放在桌面上时的压强小
题型三 压强
【例3】下列关于压强的说法中,正确的是( )。
A.压强与压力成正比
B.当压力一定时,压强与受力面积成反比
C.压力越大,压强越大
D.受力面积越小,压强越大
【变式3-1】如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,下面手指感觉更疼.下列说法正确的是( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强等于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
【变式3-2】一本书放在水平桌面上,如图所示。现用水平推力F将它缓缓推动,使其一部分移出桌面(但未倾翻),在此过程中,书对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A. 压力不变,压强变大
B. 压力变小,压强变大
C. 压力变大,压强不变
D. 压力不变,压强变小
题型四 增大减小压强
【例4】下列事例属于增大压强的是( )
A.铁轨铺在枕木上
B.拖拉机加上履带
C.房子地基宽又厚
D.刀刃磨得很锋利
【变式4-1】自行车是我们日常生活中常见的交通工具。观察下列四幅自行车的细节图片(如图),关于它们的设计目的,其中说法正确的是( )
A.图甲:轮胎表面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大压强
B.图乙:捏紧刹车是通过增大压力来增大摩擦力
C.图丙:车轴是通过变滑动为滚动来增大摩擦力
D.图丁:宽大的座垫是通过增大受力面积来增大压强
【变式4-2】全球气候变暖,部分冰层变薄。一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子向前爬行,如图甲所示,到达厚冰层后就变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A. 减小对冰层的压力
B.减小冰层所受压力与受力面积之比
C.减小受到的支持力
D.减小冰面的摩擦
题型五 柱体压强
【例5】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. P甲=P乙>P丙
B. P甲=P乙=P丙
C. m甲=m乙>m丙
D. m甲=m乙<m丙
【变式5-1】一块砖平放在水平地面上,若沿虚线方向砍去半块,剩余部分对地面的压强将( )
A.变为原来的2倍
B.减半
C.不变
D.无法判断
【变式5-2】如图所示,两个实心正方体甲、乙放在水平地面上,质量相等,乙的边长是甲的2倍,则它们对地面的压强之比为( )
A. 1:2
B. 1:4
C. 2: 1
D. 4: 1
题型六 液体压强
【例6】如图所示,容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高时,橡皮膜向左凸起。此现象说明液体的压强与下列哪个因素有关( )。
A.液体密度
B.橡皮膜深度
C.橡皮膜面积
D.液体体积
【变式6-1】如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔中喷出,该现象说明液体对______有压强;两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟______有关。
【变式6-2】如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强( )
A.一样大
B.甲大于乙
C.乙大于甲
D.无法判断
题型七 液体压强特点
【例7】在探究“影响液体内部压强因素”的实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。下列说法不合理的是(不考虑实验结论的偶然性:压强计密封性良好,ρ盐水>ρ水)( )
A.比较甲、乙,可以初步得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
B.比较乙、丙,可以初步得出:同一液体同一深度,液体内部向各个方向的压强相等
C.比较甲、丁,两次U形管液面高度差相差不大,可以得出液体内部压强与液体密度无关
D.比较乙、丁,两次U形管液面高度差相等,可以初步得出液体内部压强与液体密度有关
【变式7-1】如图所示,在探究液体内部压强的实验中,以下结论描述正确的是( )
A.探究液体压强计的U形管属于连通器
B.通过甲、乙两图可知:深度越深,液体内部压强越小
C.要探究液体压强与液体密度的关系,应选择乙、丙两图进行对比
D.由丙、丁两图进行实验对比得出:液体压强与盛液体容器的形状有关
【变式8-2】如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,被竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同。下列说法正确的是( )
A.瓶口朝上时,橡皮膜向内凹,瓶口朝下时,橡皮膜向外凸
B.瓶口朝上和朝下时,橡皮膜形变程度相同
C.本实验可以说明液体内部向前后左右各个方向都有压强
D.本实验可以初步说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关
题型八 液体压强计算
【例8】如图所示,底面积为100cm‘的容器中装有质量为1200g的水。水因受到______力且具有流动性而向各个方向都有压强,若容器底部水的压强为1000Pa,水对容器底面的压力为______N。(g取10N/kg)
【变式8-1】如图所示,盛有水的薄壁杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0x103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中错误的是( )
A.水对杯底的压力为1.8N
B.水杯对桌面的压力为2.8N
C.水杯对桌面的压强为1000Pa
D.水对杯底的压强为600Pa
【变式8-2】如图所示,容器内A、B、C、D四处所受液体压强的大小关系是( )
A. PA>PB>PC>PD
B. PD>PB=PC>PA
C. PB=PC>PD>PA
D. PB=PC>PA>PD
题型九 连通器
【例9】下图所示装置,不属于连通器的是( )
A. B.
C. D.
【变式9-1】下列生活实例中,属于连通器的是( )
A. B.
C. D.
【变式9-2】三峡船闸是世界最大的人造连通器。如图是轮船通过船闸的示意图。此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭。下列说法正确的是( )
A.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门右侧的压力大于左侧的压力
B.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门两侧的压力相等
C.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门两侧的压力相等
D.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门右侧的压力大于左侧的压力
题型十 大气压强
【例10】关于大气压,下列说法正确的是( )
A.大气压就是大气的压力
B.山顶的大气压比山脚的大气压高
C.大气压的数值在不同的地方一般不同
D.大气压的数值任何时候都等于760mm高水银柱产生的压强
【变式10-1】我们身边看似“轻”的空气,其实蕴含着巨大的力量。以下事例,没有直接利用大气压强的是( )
A. B.
C. D.
【变式10-2】下列与大气压强有关的说法正确的是( )
A.高原上用高压锅煮饭,是因为大气压强随海拔升高而增大
B.用吸管吸饮料时,吸管内气压大于外界大气压
C.塑料吸盘“吸”在瓷砖墙面,是利用了大气压的作用
D.马德堡半球实验首次精确测出了标准大气压的值
题型十一 托里拆利实验
【例11】如图所示,是老师进行托里拆利实验的操作过程,下列相关说法正确的是( )
A.当管内存有少量的空气时,大气压强的测量结果会偏大
B.在管的顶部开一个口,水银柱会喷出
C.1标准大气压的数值相当于760mm高的水银柱产生的压强
D.稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,顶部真空段的长短不变
【变式11-1】如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是76cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【变式11-2】如图所示,小雪用放在水平面上的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.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
C.乙装置使用前要先向瓶内吹气,是为了使瓶内气压大于外界大气压
D.乙装置从你当前的位置拿到山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
题型十二 气压与高度
【例12】大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越______(选填“大”或“小”)。三峡船闸是______知识应用的实例。
【变式12-1】生活在西部高原的人们烹饪食物时往往采用炒、烤等方式,较少用煮的方式。这是因为高原地区的大气压较______,水的沸点较______。(均选填“高”或“低”")。
【变式12-2】大量实验证明,大气压确实是存在的。如图,是优跃自制的一个简易气压计,带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐______(选填“升高”“降低”或“不变”)原因是大气压随高度增加而______(选填“增大”“减小”或“不变”)
题型十三 流速与压强
【例13】2024年11月12日的珠海上空,万众期待的歼-35A战机正式亮相(如图),这也意味着中国成为全球第二个同时装备两款隐身战机的国家。歼-35A起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速______ (选填“大于”或“小于”)机翼下方空气流速。
【变式13-1】端午前后,我省多地举行龙舟赛,如图所示的是比赛时的情景。每两条龙舟间要相隔较大距离,这是为了防止龙舟在划行过程中,两龙舟间的水流速度较快压强较______,导致龙舟相互靠近发生事故。
【变式13-2】在跨学科实践课上,同学们利用玻璃瓶制作了如图的小制作。如图甲,用力捏玻璃瓶,细管中的液面上升,说明力能改变_______;如图乙用吸管吸水时,水会沿着细管进入嘴里,这是利用_______的作用;如图丙,用细管B对着细管A的管口吹气,看到A管中的液面上升,这是因为流速越大的位置,压强越______。
基础巩固通关测
一、单选题
1. 如图所示,一个铁块放在一块薄木板上,下列关于铁块和木板受力情况的叙述正确的是( )
①只有木板发生了弹性形变,铁块没有形变;
②木板发生了弹性形变是因为木板受到向下的压力;
③铁块受到向上的支持力是因为木板发生了弹性形变;
④木板受到向下的压力就是铁块的重力。
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
2. 一位物理学家因研究压强有卓越贡献,他的名字被命名为压强的单位。他是( )
A.牛顿 B.伽利略 C.亚里士多德 D.帕斯卡
3. 下列估测最接近事实的是( )
A.一瓶矿泉水的质量约为500g
B.一个中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
C.八年级物理课本重约为60N
D.中学生站在地面上对地面的压力约为1000N
4.在图所示的事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.铁轨下铺枕木 B.载重车装有履带
C.吸管的一端剪成斜口 D.书包带设计得较宽
5.如图,练太极拳是很好的强身健体运动,由图甲的姿势换成图乙的姿势时( )
A.压力变大,压强不变 C.压力不变,压强变小
B.压力变大,压强变大 D.压力不变,压强变大
6. 如下图所示,在水平桌面上放着三个由铁制成的实心均质圆柱体。则下列对圆柱体对桌面的压强大小的判断,正确的是( )
A.甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
7. 如图所示,把四个质量分布均匀的圆柱体用几种不同的方法切去圆柱体体积的一半,剩余的一半留在水平桌面上。切割后,对桌面的压强不变的是( )
A. B. C. D.
8.为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一个容器分成左右两部分,隔板下部有一个用橡皮膜封闭的园孔。当左右两侧各注入适量的液体后,下列符合实际情况的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,不计容器自重,容器的底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
10.如图所示装置中不属于连通器的是( )
A.船闸 B.锅炉水位计
C.回水弯管 D.U形管压强计
11.如图所示,与大气压强无关的是( )
A.活塞式抽水机 B.钢笔加墨水
C.帕斯卡裂桶实验 D.覆杯实验
12.关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.若继续向水银槽内加水银,玻璃管内水银面将不变
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.若玻璃管上端有少量气体,水银柱高度差将大于760 mm
D.将此装置从地面移至山顶,玻璃管内的水银面会上升
13.下列关于大气压的描述,错误的是( )
A.标准大气压的值约为1×105Pa
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
C.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是气体压强越大,沸点越高
D.将自制气压计从山脚拿到山顶,气压计玻璃管内的水柱下降
二、填空题
1. 插秧凳是我国劳动人民智慧的结晶,它可以减少农民伯伯弯腰劳作,如图所示的插秧凳的底部做得很宽是通过 的方式来 选填“增大”或“减小”)压强,从而导致插秧凳不容易陷进泥里。
2.如图所示,边长为10cm的正方体A重力为1N,在水平向左的力F1=2N,竖直向上的力F2=4N作用下,沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,A对竖直墙壁的压强为 。
3. 三峡水电站水库大坝高185m,当水深为175m时坝底受到水的压强为 Pa,工程师把拦河坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体压强随液体深度的增大而 。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/Kg)
4. 中国茶文化源远流长。如图所示,茶壶盖上有一个小孔,茶壶的壶嘴与壶身构成了一个 ;使用时,若用手堵住这个小孔,则不能倒出茶水,这是由于 的作用。
5.世界上第一次精确测出大气压强值的实验是 实验;C919作为我国自主研制的大型客机,其机翼设计充分利用了流体流速快的地方压强 (选填“大”或“小”)。
6. 如图甲乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们体积之比V甲:V乙=8:27,密度之比ρ甲:ρ乙=2:1,则它们对地面的压力之比F甲:F乙= _______,对地面的压强之比p甲:p乙_______。
三、实验题
1. 小红利用小桌、海绵、钩码等器材探究“影响压力作用效果的因素”实验。
(1)实验中,她是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)比较 两图,可初步得到:受力面积相同时,压力越 ,压力作用效果越明显;
(3)通过实验,小红发现坦克设计成履带的原因可用 两图实验所得结论解释;
(4)仅将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板和海绵的压强 (相等/不相等);
(5)图中甲、乙、丙三个形状相同的实心长方体放在水平地面上,若从它们的右侧沿图中虚线方向各切去
底部相同长度的部分,三个长方体剩下部分对地面的压强恰好相等,则三个长方体原来对水平地面的压强 。
A.P甲<P乙<P丙
B.P甲>P乙>P丙
C.P甲=P乙=P丙
D.P甲=P乙=P丙
2. 在做“研究液体内部的压强”实验时,同学们设计了如图所示的实验探究方案,图甲、乙、丁中探头在液 体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面的高度差的大小关系是
(1)实验中液体内部的压强的大小是通过 来反映的;U形管 填“是”或“不是”)一个连通器模型。
(2)使用压强计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形管中的液面能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法 (填序号)进行调节。
①从U形管内倒出适量的水 ②拆除软管重新安装 ③向U形管内加适量的水
(3)分析图甲和图 两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)小明通过分析图丙和图丁两次实验数据认为图丁烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是不可靠的,因为 。
(5)分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向 的压强大小关系。
3. 如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)通过计算可知当时的气压为 (ρ水银=13.6×103kg/m3,g=9.8N/Kg,答案保留两位小数);
(2)实验过程中,若将玻璃管倾斜,则管内外水银面的高度差 ;如果不小心使管内混入了少量
空气,则管内外水银面的高度差将 ;若将此装置从山脚拿到山顶,则管内外水银面的高度差将 。(均选填“变大”“变小”“不变”)
(3)某同学也利用此装置,把水银换成盐水,将玻璃管灌满盐水后倒插在盐水槽中,管内的盐水柱 下降,这时在管顶开一个小孔,则盐水柱 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
(4)某同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值时,测得此时管内外水银面的高度差为,如果此时在该实验室做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验,测得水的沸点将 (选填“高于”“等于”或“低于”)100℃。
四、计算题
1. 下图所示的平底水桶的底面积为,质量为1kg。桶内装有50cm深的水,将桶放在水平地面上,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N。求:(g取10N/kg,桶壁厚度不计)
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力;
(3)水桶对地面的压力;
(4)水桶内水的质量。
能力提升进阶练
一、单选题
1.(2025·安徽合肥·三模)如图所示,不同材料制成的实心园柱体A和B放在水平地面上,高度之比为3:2,底面积之比为1:2,密度之比为1:2。下列关于地面受到压力和压强的关系,正确的是( )
A. FA:FB=3:4, PA:PB= 3:8
B. FA:FB=3:8, PA:PB=3:4
C. FA:FB=4:3, PA:PB=3:8
D. FA:FB=8:3, PA:PB=4:3
2.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,放在水平地面的两个实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强PA=PB。下列判断正确的是( )
A. A的密度一定小于B的密度
B. A的质量可能等于B的质量
C. A的密度可能等于B的密度
D. A的质量一定大于B的质量
3.(24-25八年级下·黑龙江绥化期中)一个未装满饮料的密闭瓶子、正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为F甲,瓶子对桌面的压强为P甲;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为F乙,瓶子对桌面的压强为p乙。则下列关系式正确的是( )
A. F甲>F乙,P甲>P乙
B.F甲>F乙,P甲=P乙
C.F甲>F乙,P甲<P乙
D. F甲=F乙, P甲=P乙
4.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,形状、体积相同的实心长方体甲、乙置于水平地面,对地面的压力分别为F甲、F乙,将它们顺时针旋转90°,此时甲、乙对地面的压强分别为P甲’、P乙’,对地面压强的变化量分别为ΔP甲、ΔP乙,若ΔP甲>ΔP乙,则( )
A. F甲>F乙, P甲’>P乙’
B. F甲>F乙, P甲’<P乙’
C. F甲<F乙, P甲’>P乙’
D. F甲<F乙, P甲’<P乙’
5.(2025·安徽·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
二、多选题
1.(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)如图所示,底面积相同的实心圆柱体A、B放在水平面上,高度之比hA:hB=4:3,对地面的压强之比PA:PB=2:3,则下列比值不正确的是( )
A.它们的密度之比ρA:ρB=1:3
B.它们的体积之比VA:VB=4:3
C.它们的质量之比mA:mB=2:3
D.它们对地面的压力之比FA:FB=3:2
2.(24-25八年级下·贵州毕节·月考)如图,甲、乙两支完全相同的试管分别装有质量相等的不同液体。甲试管竖直放置,液体密度为甲,乙试管倾斜放置,液体密度为乙,两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为p甲和p乙,则( )
A. P甲<P乙
B.ρ甲>ρ乙
C. P甲>P乙
D.ρ甲<ρ乙
3.(24-25八年级下·贵州毕节·期中)如图所示,盛有水的薄壁容器静止在水平桌面上,容器重1N,底面积40cm2;容器内水重3N,水深10cm,4点距容器底4.5cm,8取10N/kg,ρ水=1.0x103kg/m3。下列选项中正确的是( )
A. 容器对桌面的压强为1000Pa
B. A点受到水的压强为550Pa
C. 水对容器底部的压强为750Pa
D. 容器底部受到水的压力为4N
4.(23-24八年级下·山东淄博·期中)如图所示是两位同学值日时用的圆柱形桶甲,和底小口大的桶乙,两桶质量相同,上口面积相同装相同质量的水放在水平地面上。关于水桶对地面的压强和水桶受到水的压力的说法正确的是( )
A.甲水桶底受到水的压强大
B.乙水桶对地面的压强大
C.甲水桶底受到水的压力大
D.两水桶对地面的压力一样大
5.(25-26九年级下·辽宁沈阳·开学考试)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强:P甲=P乙
B.液体对容器底部的压力:F甲>F乙
C.容器对桌面的压力:F’甲>F’乙
D.容器对桌面的压强:P’甲=P’乙
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第九章 压强(复习讲义)
1.三种研究方法:控制变量法、转换法、比值定义法;
2.五个基本概念:压力、压强、连通器、大气压、流体;
一个常量:标准大气压p大气=1.013×105 Pa (760mm高水银柱产生的压强);
3.几个核心考点:(1)压力及压力的作用效果;(2)压强及固体压强的计算;(3)液体内部压强的特点;
(4)液体压强的计算;(5)连通器;(6)大气压的有关现象分析及应用;(7)大气压的测量实验;(8)大气压强与高度的关系;(9)沸点与大气压强的关系;(10)流体压强的分析。
知识点
重点归纳
常见易错点
压力
①定义:垂直作用在物体表面上的力;
②方向:垂直于受压面并指向受力物体;
③性质:属于弹力。
④作用效果:使被压面发生形变。
①作用点在被压物体受力面上,作用点等效在受力面中心;
②产生条件:物体之间相互接触且相互挤压;
压力大小与重力大小的关系
①水平面上:F压=G;
②斜面上:F压<G;
③竖直方向:压力大小与重力大小无关
压力作用效果的影响因素
①实验方法:控制变量法、转换法;
②压力的作用效果跟压力大小、受力面积大小有关;
①通过海绵凹陷程度来比较压力的作用效果;
②实验结论应是压力的作用效果而非压强;
压强
①定义:物体所受的压力与受力面积之比;②物理意义:表示压力作用效果的物理量;③符号:p
④单位:帕斯卡(Pa) 1N/m2=1Pa
⑤压强定义式:p=F/S
其中F表示压力,单位:牛(N)
S表示受力面积,单位:平方米(m2)
p表示压强,帕斯卡(Pa)
⑥1Pa的物理意义:物体在1m2面积上受到的压力为1N;
⑦柱状物体压强的计算:p=ρ物gh;
①压力是产生压强的必要条件;
②压强在数值上等于压力与受力面积的比值。不能认为“压力越大,压强就一定越大”;同样,如果压强大,压力也不一定大;
③压强的计算公式中S指的是受力面积,不是接触面积,不可表述成接触面积。
④p=ρ物gh可以用来比较柱状物体的高度、密度、压力及压强;
减小或增大压强
①减小有害压强:减小压力,增大受力面积,同时减小压力和增大受力面积;
②增大有益压强:增大压力,减小受力面积,同时增大压力和减小受力面积;
①任何物体能承受的压强都有一定的限度,超过这个限度,物体就会被损坏。
②在应用“减小或增大压强的方法”时,还要考虑具体方法的可行性。
液体压强
①产生原因:液体受重力且具有流动性;
②方向:液体压强朝向各个方向;
③计算公式:p=ρgh
其中ρ表示液体密度(kg/m3)
g为常数,一般取9.8 N/kg
h表示液体深度(m)
p表示压强(Pa);
④规则容器内液体对容器底部产生的压强:p = =
①计算注意单位统一;
②公式中“h”是液体的深度,而非液体的高度。深度是指液面到被研究点的竖直距离;
③不同形状的容器中液体对容器底的压力与液体重力的关系:
液体压强计
①作用:测量液体内部的压强;
②原理:当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作用会发生形变,U形管两侧液面产生高度差;两侧高度差越大,表示探头处的液体压强越大;
①压强计使用前注意:U型管左右两液柱是否等高及装置气密性;
②液体压强计不属于连通器;
液体内部压强
特点
①液体内部向各个方向都有压强。同种液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
②同种液体内部,深度越大,压强越大;
③深度一定,液体密度越大,压强越大;
①注意实验中要控制变量;
②应用:拦河大坝(上窄下宽);
连通器
①定义:上端开口、底部连通的容器;
②特点:连通器中只有一种液体,当液体不流动的情况下各容器中的液面总保持相平;
③应用:茶壶、船闸、地漏、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等;
①连通器各部分中液面高度相同的条件:一是连通器中装的是同种液体,二是液体不流动。若连通器内装的不是同种液体,或连通器内液体流动时,液面高度不一定相同;
②压强计、拦河大坝、自动供水盆栽不是连通器;
大气压强
①定义:像液体一样,大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,简称大气压;
②产生的原因:由于大气受到重力作用,且具有流动;
③证明大气压强存在的实验:马德堡半球实验;
④大气压强的特点:①大气向各个方向都有压强 ②大气内部某一点向各个方向的压强相等;
①平时感觉不到大气压强存在的原因:人体内部压强等于外界大气压;
②马德堡半球实验只证明大气压强存在,没有测量大气压强的准确值;
生活中证明大气压强存在的实验和现象
纸片托住水、 吸盘紧贴在墙上、用力吸空矿泉水瓶其变瘪、钢笔吸墨水、注射器吸药品、吸管吸饮料、瓶吞鸡蛋、自动供水装置、活塞式抽水机、离心式水泵;
注射器使用过程中只有吸药属于大气压强的应用,推药不是;
托里拆利实验
①实验过程:在长约1m、一端封闭的玻璃管中灌满水银将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开堵住管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面高度差约760mm,水银处于静止状态。把玻璃管倾斜,水银柱的竖直高度差不变。
②实验分析:
a转换法:玻璃管上方是真空,管外水银面上方是空气,玻璃管内的水银之所以能高于水银槽内的水银面而不下落,是因为大气压支撑着这段水银柱,数值上大气压等于这段水银柱产生的压强;
b二力平衡法:玻璃管内与水银槽液面相平处液片静止不动,则其受到水银柱向下的压力F水银柱和大气向上的压力F大气是一对平衡力,则F大气=F水银柱即p大气S=p水银S,可见p大气=P水银。
③实验结论:
a.通常把760mm高水银柱产生的压强叫标准大气压;
b.标准大气压p大气=1.013× 105 Pa.
(粗略计算时标准大气压可取1×105Pa)
①水银有毒需要戴上橡胶手套进行操作;
②水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管倾斜时水银柱的长度;
③玻璃管倾斜,玻璃管内水银高度不变,不影响实验结果(玻璃管内水银柱的长度变长);
④上提下压、改变玻璃管粗细、向水银槽内加水银,玻璃管内液柱高度均不变(不选择粗管做实验的原因:耗用的水银多,且不易堵住管口);
⑤若在玻璃管顶端开一个小孔,玻璃管内水银会下降,最后与水银槽内液面相平(连通器)
⑥若在实验操作过程中,玻璃管内混入空气,玻璃管内液柱降低,导致测得的大气压强偏小;
⑦将该装置拿到山上,外界气压减小,玻璃管内液柱下降;
⑧若用水做托里拆利实验,则水柱的高度h水=10.336m。
大气压的变化
①海拔越高,气压越低,沸点越低;
②高压锅:气压高,沸点高,煮食物越熟;
①误认为海拔越高气压越高;
②误认为气压越高沸点越低;
压强与流速
①流速大的位置压强小;
②应用:机翼的上表面空气流动速度大压强小、草原犬鼠的“空调”洞穴、列车的安全线等;
误认为流速大的位置压强大
题型一 压力的概念
【例1】关于压力的说法正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力的方向总是垂直于接触面
C.压力大小总是等于物体的重力
D.任何情况压力大小都等于物体重力大小
【答案】B
【解析】AB.压力的方向总是垂直于接触面的,如斜面上的物体对斜面的压力垂直于斜面,并非竖直向下,故A错误,B正确;
CD.只有当物体放在水平面上且不受其他外力时,压力大小才等于重力,如斜面上的物体,压力小于重力,故CD错误。
故选B。
【变式1-1】将物理课本放在桌面上,则如图中可表示桌面受到压力的示意图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.图中的力作用在课本上,不是桌面受到压力的示意图,故A不符合题意;
B.图中的力作用在桌面上,方向指向桌面,是课本对桌面的压力,故B符合题意;
C.图中的力作用在课本上,方向指向课本,是桌面对课本的支持力,故C不符合题意;
D.图中的力作用在课本上,不是桌面受到压力的示意图,故D不符合题意。
故选B。
【变式1-2】关于重力、压力和压强的理解,下列说法正确的是( )
A.压力的方向和重力的方向都是竖直向下
B.物体自由静止放在水平地面上时,对地面的压力就是物体的重力
C.压强大小在数值上等于物体单位面积上所受的压力,所以压强就是压力
D.压强越大,则压力的作用效果越明显,但压力不一定越大
【答案】D
【解析】A.压力的方向总是垂直于接触面,但不一定是竖直向下,故A错误;
B.物体自由静止在水平地面上时,对地面的压力大小等于物体的重力大小,但压力是物体对地面的力,施力物体是物体,受力物体是地面,重力是地球对物体的力,施力物体是地球,受力物体是物体,两者是不同的力,故B错误;
C.压强是单位面积上受到的压力,它是表示压力作用效果的物理量,和压力是两个不同的物理量,物理意义不同,故C错误;
D.压强的物理意义就是表示压力作用效果的物理量,因此压强越大,压力作用效果越明显,压强大小由压力大小和受力面积共同决定,但压力不一定越大,故D正确。
故选D。
题型二 压力作用效果的影响因素
【例2】如图所示,小林利用砝码、小桌、海绵等器材,探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,下列说法正确的是( )
A. 本实验中用木板替代海绵也可以进行实验探究
B. 图甲中小桌对海绵的压力就是小桌受到的重力
C. 甲、乙两次实验不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关
D. 通过甲、丙两次实验可得出结论:压力越大,压力的作用效果越明显
【答案】C
【详解】A.实验采用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,木板硬度太大,形变不易观察,故A错误;
B. 压力和重力是两种不同性质的力,小桌对海绵的压力,受力物体是海绵,小桌受到的重力,受力物体是小桌,故B错误;
C. 甲、乙两次实验,因为受力面积和压力都不相同,未控制变量,所以不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关,故C正确;
D.甲、丙两次实验中,海绵的受力面积相同,丙中压力更大,压力的作用效果更明显,故可得出结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。题干结论缺少条件,故D错误。
故选C。
【变式2-1】同学提出两个猜想:猜想一:压力作用效果与受力面积的大小有关;猜想二:压力作用效果与压力的大小有关。他设计了如图所示的实验:手指和手掌分别沿水平方向先后用不同的力多次同时压气球的两侧,挤压时气球保持静止。这样的操作( )
A.只能验证猜想一
B.只能验证猜想二
C.既能验证猜想一,也能验证猜想二
D.既不能验证猜想一,也不能验证猜想二
【答案】C
【详解】挤压时气球保持静止,则手指和手掌对气球的压力是一对平衡力,大小相等,手指和手掌与气球的接触面积不同,比较气球两侧的形变程度即可验证压力作用效果与受力面积的大小有关;手指和手掌分别沿水平方向先后用不同的力多次同时压气球的两侧,比较气球某侧在不同压力下的形变程度即可验证压力作用效果与压力的大小有关。所以这样的操作既能验证猜想一,也能验证猜想二。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【变式2-2】如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验,下列有关说法正确的是( )
A. 实验中通过观察海绵的凹陷程度来反映压强的大小
B. 甲、乙两图的实验结果表明,压力的作用效果跟受力面积无关
C. 将两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在海绵上,则此时压力的作用效果比图乙中的作用效果更明显
D. 若将这两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在水平桌面上,则此时对桌面的压强比单个木块以相同的方式放在桌面上时的压强小
【答案】A
【详解】A.在"探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验中,根据转化法,压力的作用效果是通过海绵的凹陷程度来体现的,故A正确
B.图甲、乙实验中的压力大小相同而受力面积不同,海绵的凹陷程度不同即压力的作用效果不同,由此可知探究的是压力的作用效果与受力面积有关,故B错误;
C.将两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在海绵上,则此时与图乙相比其压力和受力面积同时增大一倍,由p= 可知,压力的作用效果相同,故C错误;
D.若将这两个完全相同的木块用图丙所示的方式紧靠在一起放在水平桌面上,则此时对桌面的压强相比将其同样方式放在海绵上,其压力和受力面积同时增大一倍,由p= 可知,对海绵的压强不变,故D错误。故选A。
题型三 压强
【例3】下列关于压强的说法中,正确的是( )。
A.压强与压力成正比
B.当压力一定时,压强与受力面积成反比
C.压力越大,压强越大
D.受力面积越小,压强越大
【答案】B
【详解】AB.压强大小与压力大小和受力面积大小有关,根据公式p= 可知,当压力一定时,压强与受力面积成反比;受力面积相同时,压强与压力成正比,故A错误,B正确;
CD.根据公式p= 可知,压强大小与压力大小和受力面积大小有关,当受力面积一定时,压力越大,压强越大;当压力一定时,受力面积越小,压强越大,故CD错误。
故选B。
【变式3-1】如图所示,上下两手指均用力,将铅笔挤压在两手指间静止不动,下面手指感觉更疼.下列说法正确的是( )
A.上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力
B.上手指对铅笔的压力大于下手指对铅笔的压力
C.上手指对铅笔的压强等于下手指对铅笔的压强
D.上手指对铅笔的压强大于下手指对铅笔的压强
【答案】A
【详解】AB.因为下手指受到的压力等于上手指对铅笔的压力与铅笔的重力之和,故上手指对铅笔的压力小于下手指对铅笔的压力,故A符合题意,B不符合题意。故A正确,B错误;
CD.因为F上<F下,且S上>S下,则P上<P下,即上手指对铅笔的压强小于下手指对铅笔的压强,故CD不符合题意,故CD错误。
故选A。
【变式3-2】一本书放在水平桌面上,如图所示。现用水平推力F将它缓缓推动,使其一部分移出桌面(但未倾翻),在此过程中,书对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A. 压力不变,压强变大
B. 压力变小,压强变大
C. 压力变大,压强不变
D. 压力不变,压强变小
【答案】A
【详解】由题可知,书始终静止在桌面上(缓慢推动,视为匀速或平衡状态),且没有部分掉落;书的重力不变,对桌面的压力也不变,最初,书完全在桌面上,接触面积是整个底面积,当书被推着移出桌面时,与桌面的接触面积逐渐减小,即受力面积减小,根据p= 可知,压力不变,受力面积减小,压强增大,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
题型四 增大减小压强
【例4】下列事例属于增大压强的是( )
A.铁轨铺在枕木上
B.拖拉机加上履带
C.房子地基宽又厚
D.刀刃磨得很锋利
【答案】D
【详解】A.铁轨铺在枕木上是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,保护路基,故A不符合题意;
B.拖拉机加上履带是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,保护地面,故B不符合题意;
C.房子地基宽又厚是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.刀刃磨得很锋利是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易把菜等物体切开,故D符合题意。
故选D。
【变式4-1】自行车是我们日常生活中常见的交通工具。观察下列四幅自行车的细节图片(如图),关于它们的设计目的,其中说法正确的是( )
A.图甲:轮胎表面的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来增大压强
B.图乙:捏紧刹车是通过增大压力来增大摩擦力
C.图丙:车轴是通过变滑动为滚动来增大摩擦力
D.图丁:宽大的座垫是通过增大受力面积来增大压强
【答案】B
【详解】A.轮胎表面的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B.捏紧刹车时,接触面粗糙程度不变,通过增大刹车皮与车轮间的压力来增大摩擦力,故B正确;
C.车轴处装有滚珠,是通过变滑动为滚动来减小摩擦力,故C错误;
D.宽大的座垫,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选B。
【变式4-2】全球气候变暖,部分冰层变薄。一只北极熊在通过一处薄冰时,它趴下身子向前爬行,如图甲所示,到达厚冰层后就变成正常行走,如图乙所示。这只北极熊通过薄冰时采用特殊姿势是为了( )
A. 减小对冰层的压力
B.减小冰层所受压力与受力面积之比
C.减小受到的支持力
D.减小冰面的摩擦
【答案】B
【详解】北极熊重力不变,它对地面的压力等于自身重力,因此对冰面的压力不变,冰面对北极熊的支持力与压力是一对相互作用力,大小相等,所以压力也保持不变。北极熊趴下爬行时,增大了与冰面的受力面积,根据压强公式p= ,压力与受力面积之比为压强,压力F不变、受力面积S增大,则压强减小,也就是减小了冰层所受压力与受力面积之比,目的是避免冰面破裂,与摩擦力无关,故选B。
题型五 柱体压强
【例5】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. P甲=P乙>P丙
B. P甲=P乙=P丙
C. m甲=m乙>m丙
D. m甲=m乙<m丙
【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p= = = = = =ρgh;甲、乙、丙的高度h甲=h乙<h丙,且三者对地面的压强相等,所以由p=ρgh可知,三个圆柱体的密度大小关系为ρ甲=ρ乙>ρ丙;因为S甲<S乙,h甲=h乙,所以V甲<V乙,因为ρ甲=ρ乙、m=ρV,所以甲、乙的质量大小关系为m甲<m乙;已知乙、丙的底面积大小关系为S乙=S丙,乙、丙对地面的压强相等,则由p= 可知,乙、丙对地面的压力大小关系为F乙=F丙,在水平地面上压力等于重力,则G乙=G丙,m乙=m丙。所以三个圆柱体的质量大小关系为m甲<m乙=m丙,故A正确,B、C、D错误。
故选A。
【变式5-1】一块砖平放在水平地面上,若沿虚线方向砍去半块,剩余部分对地面的压强将( )
A.变为原来的2倍
B.减半
C.不变
D.无法判断
【答案】C
【详解】砖是规则的长方体,可以看成是均匀的柱体。柱体压强公式p=ρgh,说明柱体压强与柱体密度和高度有关。沿虚线方向砍去半块,剩余的部分密度不变,高度不变,剩余部分对地面的压强不变。故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
【变式5-2】如图所示,两个实心正方体甲、乙放在水平地面上,质量相等,乙的边长是甲的2倍,则它们对地面的压强之比为( )
A. 1:2
B. 1:4
C. 2: 1
D. 4: 1
【答案】D
【详解】设甲边长为a,则a甲:a乙=1:2
所以V甲:V乙=1:8
质量相等,根据ρ= ,所以ρ甲:ρ乙=8:1
利用公式p= ,G=mg,ρ= 进行推导p= = = = = =ρag它们对地面的压强之比 = = = × = ,故符合题意,ABC不符合题意.故选D。
题型六 液体压强
【例6】如图所示,容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高时,橡皮膜向左凸起。此现象说明液体的压强与下列哪个因素有关( )。
A.液体密度
B.橡皮膜深度
C.橡皮膜面积
D.液体体积
【答案】A
【详解】已知容器左右两边装密度不同的液体,两侧液面等高,根据液体压强公式p=ρgh,此时g相同,
h(深度)相同,而液体密度ρ不同,橡皮膜向左凸起,说明两边压强不同,由此可知液体压强与液体密度有关。橡皮膜面积和液体体积并不会直接影响液体压强的大小,该实验主要体现的是液体密度对压强的影响。
故选A。
【变式6-1】如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔中喷出,该现象说明液体对______有压强;两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟______有关。
【答案】侧壁深度
【详解】图中红色的水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明水对容器侧壁有压强,两个孔所在位置液体的深度不同,两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关。
【变式6-2】如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强( )
A.一样大
B.甲大于乙
C.乙大于甲
D.无法判断
【答案】B
【详解】容器对桌面压强相等、容器底面积S相同,根据p= 可知,容器对桌面的压力F相等;容器对桌面的压力F=G容+G液=m容g+m液g
容器质量相同,因此两种液体的质量相等。由图可知,甲液体体积较小,根据ρ= 可得,ρ甲>ρ乙,两液面相平,根据p=ρgh可得,甲对容器底部的压强大于乙,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
题型七 液体压强特点
【例7】在探究“影响液体内部压强因素”的实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。下列说法不合理的是(不考虑实验结论的偶然性:压强计密封性良好,ρ盐水>ρ水)( )
A.比较甲、乙,可以初步得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
B.比较乙、丙,可以初步得出:同一液体同一深度,液体内部向各个方向的压强相等
C.比较甲、丁,两次U形管液面高度差相差不大,可以得出液体内部压强与液体密度无关
D.比较乙、丁,两次U形管液面高度差相等,可以初步得出液体内部压强与液体密度有关
【答案】C
【详解】A.比较图甲、乙,液体密度相同,液体深度不同,U形管高度差不同,可以初步得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大,故A正确,不符合题意;
B.比较图乙、丙,液体密度相同,液体深度相同,U形管高度差相同,可以初步得出:在同一液体同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,故B正确,不符合题意;
C.比较图甲、丁,探头所处的深度相同,而液体的密度不同,丁图中U形管液面高度差很大,可以得出液体内部压强与液体密度有关,故C错误,符合题意;
D.比较图乙、丁,乙中探头所处的深度更深,而ρ盐水>ρ水,两次U形管液面高度差相等(即橡皮膜受到的液体压强相等),所以可以初步得出液体内部压强与液体密度有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式7-1】如图所示,在探究液体内部压强的实验中,以下结论描述正确的是( )
A.探究液体压强计的U形管属于连通器
B.通过甲、乙两图可知:深度越深,液体内部压强越小
C.要探究液体压强与液体密度的关系,应选择乙、丙两图进行对比
D.由丙、丁两图进行实验对比得出:液体压强与盛液体容器的形状有关
【答案】C
【详解】A.U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此不是连通器,故A错误;
B.甲、乙两图液体的密度、橡皮膜的方向、容器的形状都相同,液体的深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部的压强越大,所以甲、乙两图是探究液体压强跟液体深度的关系的,得到的结论是:在同种液体中,深度越深,液体压强越大,故B错误;
C.要想探究液体的压强与密度的关系,即应选择相同的容器、相同的液体深度、相同橡皮膜的方向,不同的液体密度,故选乙、丙两次实验即可,故C正确;
D.选择内和丁两图进行对比,如图当改变容器的形状时,左右两边的液面差相同,液体的压强相同,所以液体压强与盛液体的容器形状无关,故D错误。
故选C。
【变式8-2】如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,被竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同。下列说法正确的是( )
A.瓶口朝上时,橡皮膜向内凹,瓶口朝下时,橡皮膜向外凸
B.瓶口朝上和朝下时,橡皮膜形变程度相同
C.本实验可以说明液体内部向前后左右各个方向都有压强
D.本实验可以初步说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关
【答案】D
【详解】ABD.瓶口朝上时,橡皮膜受到水的压强,所以橡皮膜向内凹;瓶口朝下时,橡皮膜受到水的压强更大,所以橡皮膜也向内凹,并且内凹程度更大,液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故AB不符合题意,D符合题意;
C.本实验中只是说明向上和向下有压强,不能说明液体内部向前后左右各个方向都有压强,故C不符合题意。故选D。
题型八 液体压强计算
【例8】如图所示,底面积为100cm‘的容器中装有质量为1200g的水。水因受到______力且具有流动性而向各个方向都有压强,若容器底部水的压强为1000Pa,水对容器底面的压力为______N。(g取10N/kg)
【答案】重 10
【详解】[1]根据液体压强的知识可知,液体压强产生的原因是因为液体受到重力且具有流动性。
[2]水对容器底面的压力F=pS=1000Pa×100×10-4m2=10N。
【变式8-1】如图所示,盛有水的薄壁杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0x103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中错误的是( )
A.水对杯底的压力为1.8N
B.水杯对桌面的压力为2.8N
C.水杯对桌面的压强为1000Pa
D.水对杯底的压强为600Pa
【答案】B
【详解】A.水对杯底的压强p=ρgh=1.0x103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
水对杯底的压力F=pS=600Pax30x10-4/m2=1.8N,故A正确,不符合题意;
B.水杯对桌面的压力F’=G水+G杯=1N+2N=3N,故B错误,符合题意;
C.水杯对桌面的压强p’= = =1000Pa,故C正确,不符合题意;
D.水对杯底的压强p=ρgh=1.0x103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,故D正确,不符合题意。
故选B。
【变式8-2】如图所示,容器内A、B、C、D四处所受液体压强的大小关系是( )
A. PA>PB>PC>PD
B. PD>PB=PC>PA
C. PB=PC>PD>PA
D. PB=PC>PA>PD
【答案】C
【详解】由p=ρgh可知,同种液体中,压强的大小与深度有关,深度越深,液体的压强越大;由图可知,hA<hD<hB=hC,容器内四处所受液体压强的大小关系是PB=PC>PD>PA,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
题型九 连通器
【例9】下图所示装置,不属于连通器的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.船闸上端开口、底部连通,属于连通器。故A不符合题意;
B.锅炉水位计上端开口、底部与锅炉相连通,属于连通器。故B不符合题意;
C.乳牛自动喂水器两端开口、底部连通,属于连通器。故C不符合题意;
D.液体压强计橡皮管连接的一端是封闭的,不满足“上端开口”的条件,不属于连通器。故D符合题意;
故选D。
【变式9-1】下列生活实例中,属于连通器的是( )
A. B.
C. D.
【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。
【变式9-2】三峡船闸是世界最大的人造连通器。如图是轮船通过船闸的示意图。此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭。下列说法正确的是( )
A.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门右侧的压力大于左侧的压力
B.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门两侧的压力相等
C.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门两侧的压力相等
D.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门右侧的压力大于左侧的压力
【答案】D
【详解】上游阀门A打开,下游阀门B关闭,闸室和上游水道构成连通器,对于阀门B来说,右侧的水深大,水对右侧的压强大,所以水对阀门B右侧的压力大,故ABC错误,D正确。
故选D。
题型十 大气压强
【例10】关于大气压,下列说法正确的是( )
A.大气压就是大气的压力
B.山顶的大气压比山脚的大气压高
C.大气压的数值在不同的地方一般不同
D.大气压的数值任何时候都等于760mm高水银柱产生的压强
【答案】C
【详解】A.大气对浸在它里面的物体产生的压强叫大气压强,故A错误;
B.大气压强随高度的增加而减小,海拔越高空气越稀薄,气压越小,则山顶的大气压比山脚的大气压低,故B错误;
C.对于不同的地方,海拔高度不同,则大气压一般不同,故C正确;
D.一个标准大气压等于760mm水银柱所产生的压强,所以大气压的数值不是任何时候都等于760mm高水银柱产生的压强,故D错误。
故选C。
【变式10-1】我们身边看似“轻”的空气,其实蕴含着巨大的力量。以下事例,没有直接利用大气压强的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.吸盘挂钩被”吸”在墙上,是先挤出吸盘内空气,外部大气压大于内部气压,将吸盘压在墙上,利用了大气压强,故A不符合题意;
B.用吸管喝饮料,是吸气使吸管内气压减小,外部大气压将饮料压入吸管,利用了大气压强,故B不符合题意;
C.拔火罐,是罐内空气受热排出,冷却后罐内气压小于外界大气压,大气压将罐“压”在皮肤上,利用了大气压强,故C不符合题意;
D.用注射器注射,是通过手对活塞施加推力,直接将药液推入体内,没有利用大气压强,故D符合题意。故选D。
【变式10-2】下列与大气压强有关的说法正确的是( )
A.高原上用高压锅煮饭,是因为大气压强随海拔升高而增大
B.用吸管吸饮料时,吸管内气压大于外界大气压
C.塑料吸盘“吸”在瓷砖墙面,是利用了大气压的作用
D.马德堡半球实验首次精确测出了标准大气压的值
【答案】C
【详解】A.高原上海拔高,气压低,水的沸点低,所以要用高压锅煮饭,故A错误;
B.吸饮料时,吸管内部气压降低,吸管内气压小于外界大气压,外界大气压把饮料压进嘴里,故B错误;
C.用力将吸盘压在墙上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在光滑的墙壁上,故C正确;
D.托里拆利实验精确测出了大气压强的数值,马德堡半球实验证明了大气压的存在,故D错误;
故选C。
题型十一 托里拆利实验
【例11】如图所示,是老师进行托里拆利实验的操作过程,下列相关说法正确的是( )
A.当管内存有少量的空气时,大气压强的测量结果会偏大
B.在管的顶部开一个口,水银柱会喷出
C.1标准大气压的数值相当于760mm高的水银柱产生的压强
D.稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,顶部真空段的长短不变
【答案】C
【详解】A.玻璃管顶部空白处应该为真空,当管内存有少量空气时,测量结果会偏小,故A错误;
B.在管的顶部开一个口,则玻璃管内外都与大气压相通,构成了连通器,则管内的水银液面将下降,最终与管外液面相平,故B错误;
C.图中水银柱的高度为760mm,故1标准大气压的数值相当于760mm高的水银柱产生的压强,故C正确;
D.气压与玻璃管上提下按无关,稍微将玻璃管向上提升且管口没离开水银面,水银柱高度不变,顶部真空段变长,故D错误。
故选C。
【变式11-1】如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是76cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【答案】D
【详解】A.玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确,不符合题意;
B.由图可知此时外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,倾斜后高度变为74cm,是因为玻璃管高度不够长,故B正确,不符合题意;
C.外界大气压不变,外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故倾斜后高度变为74cm,水银充满全管,所以水银对玻璃管上端有压强故C正确,不符合题意;
D.玻璃管倾斜后,上端碰出一小孔,玻璃管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D不正确,符合题意。
故选D。
【变式11-2】如图所示,小雪用放在水平面上的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.甲图实验环境的大气压等于一个标准大气压
B.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
C.乙装置使用前要先向瓶内吹气,是为了使瓶内气压大于外界大气压
D.乙装置从你当前的位置拿到山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
【答案】C
【详解】A.一个标准大气压可以支持760mm汞柱,图中水银柱高度为750mm,说明甲图实验环境的大气压小于一个标准大气压,故A错误;
B.托里拆利实验中,大气压与水银柱产生的压强平衡P大气=P水银柱=ρ水银柱gh,若大气压变大,为维持平衡,水银柱高度h需增大,即玻璃管内液面上升,而非下降,选项B错误;
C.向瓶内吹气时,瓶内气体增多,瓶内气压增大。此时瓶内气压=水柱压强+大气压,因此瓶内气压会大于外界大气压,选项C正确;
D.山顶海拔高,大气压变小。瓶内气压不变,为维持平衡,根据瓶内气压=水柱压强+大气压可知,水柱压强需增大,即水柱高度增大,玻璃管内外液面高度差变大,而非变小,选项D错误。
故选C。
题型十二 气压与高度
【例12】大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越______(选填“大”或“小”)。三峡船闸是______知识应用的实例。
【答案】 小 连通器
【详解】
[1]大气压与海拔高度有关,海拔高度越低,大气压越大,海拔高度越高,大气压越小。
[2]船闸在工作时,其闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用了连通器的原理来工作的。
【变式12-1】生活在西部高原的人们烹饪食物时往往采用炒、烤等方式,较少用煮的方式。这是因为高原地区的大气压较______,水的沸点较______。(均选填“高”或“低”")。
【答案】低 低
【详解】[1]大气压强随高度的增加而减小,所以高原地区的大气压较低。
[2]气压影响液体的沸点,气压越高沸点越高,气压越低沸点越低。高原地区大气压较低,所以水的沸点也较低。
【变式12-2】大量实验证明,大气压确实是存在的。如图,是优跃自制的一个简易气压计,带着它登山的过程中,玻璃管中液柱会逐渐______(选填“升高”“降低”或“不变”)原因是大气压随高度增加而______(选填“增大”“减小”或“不变”)
【答案】升高 减小
【详解】][1][2]登山的过程中大气压强随高度的增加而减小,外界大气压减小,瓶内气压几乎不变,玻璃管内的液柱会上升。
题型十三 流速与压强
【例13】2024年11月12日的珠海上空,万众期待的歼-35A战机正式亮相(如图),这也意味着中国成为全球第二个同时装备两款隐身战机的国家。歼-35A起飞时能获得向上的升力,是因为机翼上方空气流速______ (选填“大于”或“小于”)机翼下方空气流速。
【答案】大于
【详解】歼-35A起飞时,机翼上方空气流速大,压强小,而机翼下方空气流速小,压强大,所以机翼会受到向上的压强差,从而产生压力差,产生向上的升力。
【变式13-1】端午前后,我省多地举行龙舟赛,如图所示的是比赛时的情景。每两条龙舟间要相隔较大距离,这是为了防止龙舟在划行过程中,两龙舟间的水流速度较快压强较______,导致龙舟相互靠近发生事故。
【答案】小
【详解】当两条龙舟距离较近时,中间水流速度加快,侧边水流速度小于中间水流速度。根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,这样就会产生一个向内的压力差,容易将龙舟压向中间而相碰,容易发生安全事故。因此需要保持较大间隔。
【变式13-2】在跨学科实践课上,同学们利用玻璃瓶制作了如图的小制作。如图甲,用力捏玻璃瓶,细管中的液面上升,说明力能改变_______;如图乙用吸管吸水时,水会沿着细管进入嘴里,这是利用_______的作用;如图丙,用细管B对着细管A的管口吹气,看到A管中的液面上升,这是因为流速越大的位置,压强越______。
【答案】物体的形状 大气压小
【详解】[1]图甲中,用力捏玻璃瓶,玻璃瓶形状发生改变,内部容积减小,因此细管内液面上升,说明力能改变物体的形状。
[2]图乙中,用吸管吸水时,吸管内空气被吸走后气压减小,水在外界大气压的作用下被压入嘴里,利用了大气压的作用。
[3]图丙中,对着A管管口吹气时,A管管口空气流速变大,流速越大的位置,压强越小,A管上方压强小于瓶内液面上方压强,因此A管中液面上升。
基础巩固通关测
一、单选题
1. 如图所示,一个铁块放在一块薄木板上,下列关于铁块和木板受力情况的叙述正确的是( )
①只有木板发生了弹性形变,铁块没有形变;
②木板发生了弹性形变是因为木板受到向下的压力;
③铁块受到向上的支持力是因为木板发生了弹性形变;
④木板受到向下的压力就是铁块的重力。
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【答案】C
【解析】①木板与铁块相互挤压,均发生弹性形变,故①错误;
②木板在铁块的作用下弯曲,是铁块对木板的压力使木板发生形变,故②正确;
③铁块受到向上的支持力是因为木板发生弹性形变而产生的,故③正确;
④压力和重力是两种不同性质的力,木板受到向下的压力,不是铁块的重力,故④错误。
故选C。
2. 一位物理学家因研究压强有卓越贡献,他的名字被命名为压强的单位。他是( )
A.牛顿 B.伽利略 C.亚里士多德 D.帕斯卡
【答案】D
【解析】A.牛顿的名字被命名为力的单位,不是压强的单位,故A不符合题意;
B.伽利略在物理学上有巨大贡献,但压强的单位不是以他的名字命名的,故B不符合题意;
C.亚里士多德是古希腊学者,在物理学上有巨大贡献,但压强的单位不是以他的名字命名的,故C不符合题意;
D.帕斯卡的名字被命名为压强的单位,故D符合题意。
故选D。
3. 下列估测最接近事实的是( )
A.一瓶矿泉水的质量约为500g
B.一个中学生双脚站立时对地面的压强约为1000Pa
C.八年级物理课本重约为60N
D.中学生站在地面上对地面的压力约为1000N
【答案】A
【解析】A.一瓶矿泉水的体积通常为500mL,即500cm3,水的密度为1g/cm3,因此质量m=ρV=1g/cm3× 500cm3=500g故A符合题意;
B.中学生对地面的压力等于自身重力。一个中学生质量约50kg,根据重力公式G=mg,g取10N/kg,可得F=G=50kg×10N/kg=500N双脚与地面的接触面积可估算大约为2×150cm2=300cm2=0.03m2
压强 ≈1.7×104Pa,远大于1000Pa,故B不符合题意;
C.八年级物理课本约300g,即0.3kg,重力G=0.3kg×10N/kg=3N远小于60N,故C不符合题意;
D.中学生站在地面上对地面的压力等于重力,中学生质量约50kg,重力F=G=50kgx10N/kg=500N故D不符合题意。
故选A。
4.在图所示的事例中,目的是为了增大压强的是( )
A.铁轨下铺枕木 B.载重车装有履带
C.吸管的一端剪成斜口 D.书包带设计得较宽
【答案】C
【解析】ABD.铁轨下铺枕木、载重车装有履带、书包带设计得较宽,都是通过增大受力面积,减小压强,故ABD不符合题意;C.吸管的一端剪成斜口,是通过减小受力面积,增大压强,故C符合题意。
故选C。
5.如图,练太极拳是很好的强身健体运动,由图甲的姿势换成图乙的姿势时( )
A.压力变大,压强不变 C.压力不变,压强变小
B.压力变大,压强变大 D.压力不变,压强变大
【答案】B
【解析】压力是垂直作用在物体表面上的力。当人站在水平地面上时,人对地面的压力大小等于人自身的重力。由图中的姿势换成图乙的姿势时,人的质量不变,重力不变,所以人对地面的压力不变;从图甲的姿势换成图乙的姿势时,图乙中单脚着地,相比图甲中双脚着地,受力面积S变小。因为压力F不变,根据p= 可知,压强p会变大。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
6. 如下图所示,在水平桌面上放着三个由铁制成的实心均质圆柱体。则下列对圆柱体对桌面的压强大小的判断,正确的是( )
A.甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
【答案】B
【解析】三个由铁制成的实心圆柱体,质地均匀,对水平桌面的压强p= = = = = = ρgh,密度相同,高度不相同,乙的高度最大,故乙对水平桌面的压强最大,故B正确,ACD错误。
故选B。
7. 如图所示,把四个质量分布均匀的圆柱体用几种不同的方法切去圆柱体体积的一半,剩余的一半留在水平桌面上。切割后,对桌面的压强不变的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】均匀圆柱体沿竖直方向切去一半,压力与受力面积同比例减小,p= 压强保持不变,选项B为竖直切割,压强不变,故B正确;ACD均为斜切或非竖直切割,压力与面积变化比例不同,压强改变,故ACD错误。
故选B。
8.为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一个容器分成左右两部分,隔板下部有一个用橡皮膜封闭的园孔。当左右两侧各注入适量的液体后,下列符合实际情况的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.两边装的都是水,右侧的水到达橡皮膜的深度大一些,所以右侧的压强大些,故橡皮膜应该左凸,而图中橡皮膜不形变,故A不符合题意;
B.由于水的密度大,所以在深度相同的情况下,水的压强比酒精的压强大,故橡皮膜应该右凸,故B符合题意;
C.两边装的都是水,且右侧深度大于左侧深度,所以橡皮膜应该左凸,而图中橡皮膜向右凸,故C不符合题意;
D.由于水的密度大,所以在深度相同的情况下,水的压强比酒精的压强大,故橡皮膜应该右凸,故D不符合题意。
故选B。
9.如图所示,不计容器自重,容器的底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】C
【解析】不计容器本身的重,容器底面积相等,倒入液体后容器对桌面的压强相等,因为在水平桌面上压力等于重力,根据p= = 可知,容器内液体的重力相等,即液体的质量相等;三个容器内倒入等高的不同种液体,由容器的形状可见,三种液体的体积V甲>V乙>V丙 因为ρ= ,所以三种液体密度的关系ρ甲<ρ乙<ρ丙。
三种液体的液面等高,根据液体压强计算公式p=ρ液gh,因此三个容器底部受到液体压强的关系是P甲<P乙<P丙,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.如图所示装置中不属于连通器的是( )
A.船闸 B.锅炉水位计
C.回水弯管 D.U形管压强计
【答案】D
【解析】A.船闸在工作时,闸室分别与上下游构成了上端开口、下端相通的容器,因此属于连通器,故A不符合题意;
B.锅炉水位计在使用时,构成了上端开口、下端相通的容器,因此属于连通器,故B不符合题意;
C.回水弯管在使用时,构成了上端开口、下端相通的容器,因此属于连通器,故C不符合题意;
D.U形管压强计有一侧封闭,因此不属于连通器,故D符合题意。
故选D。
11.如图所示,与大气压强无关的是( )
A.活塞式抽水机 B.钢笔加墨水
C.帕斯卡裂桶实验 D.覆杯实验
【答案】C
【解析】A.活塞式抽水机是利用大气压工作的。当活塞向上运动时,活塞下方的气压减小,在外界大气压的作用下,水被压入抽水机内,故A不符合题意;
B.钢笔加墨水是利用大气压工作的。先挤压笔胆,排出里面的空气,松手后笔胆恢复原状,内部气压减小,外界大气压将墨水压入笔胆,故B不符合题意;
C.帕斯卡裂桶实验证明了液体内部的压强与液体的深度有关,深度越大,压强越大,而与液体的多少无关。这个实验与液体压强有关,与大气压强无关,故C符合题意;
D.覆杯实验中,纸片和水不掉下来,是因为大气对纸片有向上的压力,这个压力大于水的重力,证明了大气压强的存在,故D不符合题意。
故选C。
12.关于如图所示的托里拆利实验,下列说法正确的是( )
A.若继续向水银槽内加水银,玻璃管内水银面将不变
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内的水银柱会变长
C.若玻璃管上端有少量气体,水银柱高度差将大于760 mm
D.将此装置从地面移至山顶,玻璃管内的水银面会上升
【答案】B
【解析】】A.在托里拆利实验中,玻璃管中水银稳定,只要外界大气压不变,玻璃管内外水银面的高度差不变,若继续向水银槽内加水银,玻璃管内水银面将升高,故A错误;
B.玻璃管倾斜放置时,玻璃管内外水银面的高度差不变,所以玻璃管内的水银柱会变长,故B正确;
C.若玻璃管上端有少量气体,则有P大气压=ρ水银gh+P内,所以水银柱高度差将小于760mm,故C错误;
D.将此装置从地面移至山顶,大气压减小,由P大气压=ρ水银gh可知,玻璃管内的水银面会下降,故D错误。
故选B。
13.下列关于大气压的描述,错误的是( )
A.标准大气压的值约为1×105Pa
B.马德堡半球实验证明了大气压的存在且很大
C.利用高压锅煮食物容易煮熟,原因是气体压强越大,沸点越高
D.将自制气压计从山脚拿到山顶,气压计玻璃管内的水柱下降
【答案】D
【解析】A.标准大气压准确值为1.013×105Pa,近似取值约为1×105Pa,故A正确,不符合题意。
B.马德堡半球实验不仅证明了大气压的存在,还能体现出大气压的数值很大,故B正确,不符合题意。
C.液体沸点随气压增大而升高,高压锅内部气压大,沸点更高,因此食物更容易煮熟,故C正确,不符合题意。
D.大气压随海拔升高而减小,自制气压计从山脚拿到山顶,外界大气压降低,瓶内气压大于外界气压,会将水柱向上压,玻璃管内的水柱上升,而非下降,故D错误,符合题意。
故选D。
二、填空题
1. 插秧凳是我国劳动人民智慧的结晶,它可以减少农民伯伯弯腰劳作,如图所示的插秧凳的底部做得很宽是通过 的方式来 选填“增大”或“减小”)压强,从而导致插秧凳不容易陷进泥里。
【答案】增大受力面积 减小
【解析】 如图所示的插秧凳的底部做得很宽,增大了受力面积,在压力一定时,可以减小压强,从而导致插秧凳不容易陷进泥里。
2.如图所示,边长为10cm的正方体A重力为1N,在水平向左的力F1=2N,竖直向上的力F2=4N作用下,沿着墙壁竖直向上做匀速直线运动,A对竖直墙壁的压强为 。
【答案】200Pa
【详解】A对竖直墙壁的压力F压=F1=2N
受力面积S=10cm×10cm=100cm2=0.0lm-2
A对竖直墙壁的压强p= = = 200Pa
3. 三峡水电站水库大坝高185m,当水深为175m时坝底受到水的压强为 Pa,工程师把拦河坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体压强随液体深度的增大而 。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/Kg)
【答案】1.75×106 增大
【详解】(1)坝底受到水的压强p=ρ水gh=1.0x103kg/m3×10N/kg×175m=1.75×106 Pa;
(2)液体内部的压强随液体深度的增大而增大,为承受坝底更大的水压,拦河坝被设计成上窄下宽的形状。
4. 中国茶文化源远流长。如图所示,茶壶盖上有一个小孔,茶壶的壶嘴与壶身构成了一个 ;使用时,若用手堵住这个小孔,则不能倒出茶水,这是由于 的作用。
【答案】连通器 大气压
【详解】[1]茶壶的壶嘴和壶身构成上端开口,底部连通的容器叫连通器。
[2]茶壶盖上有一个小孔,作用是使壶内与壶外的大气相通,在重力的作用下,水才容易倒出,若用手指堵住小孔,在大气压或大气压强的作用下,茶水不容易流出来。
5.世界上第一次精确测出大气压强值的实验是 实验;C919作为我国自主研制的大型客机,其机翼设计充分利用了流体流速快的地方压强 (选填“大”或“小”)。
【答案】托里拆利 小
【详解】[1] 托里拆利实验是世界上第一次精确测出大气压强值的实验。
[2] 根据流体压强与流速的关系,流体流速越快的位置压强越小。C919机翼的特殊设计使机翼上方空气流速快、压强小,下方流速慢、压强大,从而产生向上的升力,因此此处填“小”。
6. 如图甲乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们体积之比V甲:V乙=8:27,密度之比ρ甲:ρ乙=2:1,则它们对地面的压力之比F甲:F乙= _______,对地面的压强之比p甲:p乙_______。
【答案】16:27 4:3
【详解】[1]水平地面上,力等于里力:F = G = mg =ρVg,
[2]正方体棱长之比a甲:a乙=2:3,底面积之比S甲:S乙=4 :9,
则压强之比
三、实验题
1. 小红利用小桌、海绵、钩码等器材探究“影响压力作用效果的因素”实验。
(1)实验中,她是通过观察海绵的 来比较压力作用效果的;
(2)比较 两图,可初步得到:受力面积相同时,压力越 ,压力作用效果越明显;
(3)通过实验,小红发现坦克设计成履带的原因可用 两图实验所得结论解释;
(4)仅将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板和海绵的压强 (相等/不相等);
(5)图中甲、乙、丙三个形状相同的实心长方体放在水平地面上,若从它们的右侧沿图中虚线方向各切去
底部相同长度的部分,三个长方体剩下部分对地面的压强恰好相等,则三个长方体原来对水平地面的压强 。
A.P甲<P乙<P丙
B.P甲>P乙>P丙
C.P甲=P乙=P丙
D.P甲=P乙=P丙
【答案】(1)凹陷程度;(2)甲、乙 大;(3)乙、丙;(4)相等;(5)A
【详解】(1)实验中,是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显。
(2)比较甲、乙两图可知,接触面受力面积相同,受到的压力不同,乙图的压力大,海绵的凹陷程度大,可初步得到:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)坦克设计成履带的原因是在压力一定时,通过增大受力面积,来减小压力的作用效果;图乙、丙两图中,接触面受到的压力相同,丙图受力面积大,海绵的凹陷程度小,可得结论接触面受到的压力相同时,接触面积越大,压力的作用效果越不明显;坦克设计成履带的原因可用乙、丙两图实验所得结论解释。
(4)仅将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板和海绵的压力相同、受力面积也相同,则压强相等,即P1= P2。
(5)图中甲、乙、丙三个实心长方体放在水平地面上,若从它们的右侧沿图中虚线方向各切去底部相同长度的部分,三个长方体剩下部分对地面的压强恰好相等,根据p= 可知,剩下部分对地面的压力相等,根据F=G=ρVg,因为剩余部分V甲>V乙>V丙,则P甲<P乙<P丙。
所以,实心长方体体积相等,所受的重力大小关系为G甲<G乙<G丙。根据p = = 可知,底面积相等时,三个长方体原来对水平地面的压P甲<P乙<P丙 故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2. 在做“研究液体内部的压强”实验时,同学们设计了如图所示的实验探究方案,图甲、乙、丁中探头在液 体中的深度相同,实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面的高度差的大小关系是
(1)实验中液体内部的压强的大小是通过 来反映的;U形管 填“是”或“不是”)一个连通器模型。
(2)使用压强计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形管中的液面能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法 (填序号)进行调节。
①从U形管内倒出适量的水 ②拆除软管重新安装 ③向U形管内加适量的水
(3)分析图甲和图 两次实验数据可以得出:液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)小明通过分析图丙和图丁两次实验数据认为图丁烧杯中盛的是浓盐水,他的结论是不可靠的,因为 。
(5)分析图甲和图乙两次实验数据是为了探究同一深度处,液体向 的压强大小关系。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差不是;(2)不漏气 ②;(3)丙;(4)没有控制探头浸入液体中的深度相等;(5)不同方向
【详解】(1)在实验中,压强计的金属盒受到液体的压强作用,通过橡皮膜传递到U形管中,导致U形管两侧液面出现高度差,液面高度差越大,说明液体内部的压强越大,这种通过转换法将不易直接测量的压强转化为可观察的液面高度差的方法,是物理学中常用的实验方法之一。
连通器是指上端开口、底部连通的容器,液体在连通器中静止时,各容器中的液面高度相同,而压强计的U形管虽然在结构上类似于连通器但其一端与探头相连,并未开口,因此不属于连通器。
(2)使用压强计时,首先需要确保装置的气密性良好,否则会影响实验结果的准确性。用手轻轻按压几下橡皮膜,观察U形管中液面是否能够灵活升降,如果液面能够灵活升降,说明装置不漏气;如果液面几乎不变或变化很小,则说明装置漏气,这是由于当装置不漏气时,按压橡及膜会形成压强差,使U形管两侧液面发生明显变化;而如果装置漏气,气体与外界相通,液面变化不明显。
如果在使用压强计前,发现U形管两侧液面存在高度差,说明左右两侧的气体压强不相等,可能是由于安装不当或气密性问题导致的,正确自调节方法是拆除胶管重新安装,这样可以确保U形管两侧的气体压强重新平衡,使液面恢复水平。
(3)图甲和图内的实验条件相同,即液体种类相同(同种液体),探头方向相同,但深度不同,因此,通过比较这两组数据,可以得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(4)在实验过程中没有控制探头浸入液体中的深度相等,那么高度差的变化可能是由于深度增加导致的,而不是由于液体密度的增加,因此,他得出的结论是不可靠的。
(5)在图甲和图乙中,探头在同种液体中的深度相同,但方向不同(如向上、向下、向左、向右等),而U形管两侧液面的高度差保持不变,这表明在同种液体内部的同一深度处,液体向各个方向的压强是相等的。
3. 如图所示是托里拆利实验过程,根据图示完成下面的问题。
(1)通过计算可知当时的气压为 (ρ水银=13.6×103kg/m3,g=9.8N/Kg,答案保留两位小数);
(2)实验过程中,若将玻璃管倾斜,则管内外水银面的高度差 ;如果不小心使管内混入了少量
空气,则管内外水银面的高度差将 ;若将此装置从山脚拿到山顶,则管内外水银面的高度差将 。(均选填“变大”“变小”“不变”)
(3)某同学也利用此装置,把水银换成盐水,将玻璃管灌满盐水后倒插在盐水槽中,管内的盐水柱 下降,这时在管顶开一个小孔,则盐水柱 向上喷出。(均选填“会”或“不会”)
(4)某同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值时,测得此时管内外水银面的高度差为,如果此时在该实验室做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验,测得水的沸点将 (选填“高于”“等于”或“低于”)100℃。
【答案】(1)1.013×105;(2)不变 变小 变小;(3)不会 不会;(4)低于
【详解】(1)由图像可知,大气压所支持的水银柱的高度为p水银=760mm=0.76m,所以当时的气压为P大气=P水银=ρ水银gh水银=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m =1.013×105Pa;
(2)[1]由托里拆利实验装置的工作原理可知,大气压与所支持的液柱产生的压强大小相等;因为外部的大气压数值不变,根据液体压强计算公式p=ρgh可知,实验过程中,若将玻璃管倾斜,则管内外水银面的高度差不变。[2]当管内混入了少量空气时,因管内少量的空气会产生一定的气压,所以水银柱产生的压强会小于外部大气压,表现为水银柱的高度会变小,所以,如果不小心使管内混入了少量空气,则管内外水银面的高度差将变小。
[3]已知大气压随海拔高度的增大而减小,若将此装置从山脚拿到山顶,根据液体压强计 算公式p=ρgh可知,大气压的减小使所支持的水银柱的高度也减小,所以,管内外水银面的高度差将变小;
(3)[1][2]已知此时大气压的数值约为P大气=1.013x105Pa,此时的大气压所能支持的水柱的高度为10m,因为盐水密度稍大于水的密度,所以此时的大气压所能支持的盐水柱的高度稍小于10m,已知托里拆利装置的玻璃管总长约为1m,所以,仍利用此装置,只把水银换成盐水,将玻璃管灌满盐水后倒插在盐水槽中,管内的盐水柱不会下降,此时若在管顶开一个小孔,大气压会马上作用到盐水柱的顶端,使盐水柱由于重力作用而下降,所以,盐水柱不会向上喷出。
(4)已知管内外水银面的高度差为h水银=750mm,此时的大气压数值小于1标准大气压;因为液体的沸点随液体表面气压的增大而升高,减小而降低,所以水的沸点将低于100°C。
四、计算题
1. 下图所示的平底水桶的底面积为,质量为1kg。桶内装有50cm深的水,将桶放在水平地面上,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N。求:(g取10N/kg,桶壁厚度不计)
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力;
(3)水桶对地面的压力;
(4)水桶内水的质量。
【答案】(1)5×103Pa;(2)250N;(3)290N;(4)28kg
【详解】(1)已知水的深度h=50cm=0.5m,水的密度ρ水=1.0x103kg/m3。
水对桶底的压强为p水 =ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.5m =5×103Pa;
(2)已知桶底面积S=5×10-2m2。
根据压强公式p= 可得,水对桶底的压力为F水=P水S=5000Pa×5×10-2=250N
(3)已知水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N,设水桶对地面的压力为F地,水对桶底的压力为F水。根据题意有F地 - F水=40N则水桶对地面的压力为F地=F水+40N=250N+40N=290N。
(4)水桶放在水平地面上,水桶对地面的压力等于水桶和水的总重力,即F地=G总=G桶十G水
水桶的重力为G桶=m桶=1kg×10N/kg=10N
水的重力为G水=F地-G桶=290N-10N=280N。
根据G=mg可得,水的质量为m水= = = 28kg
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一、单选题
1.(2025·安徽合肥·三模)如图所示,不同材料制成的实心园柱体A和B放在水平地面上,高度之比为3:2,底面积之比为1:2,密度之比为1:2。下列关于地面受到压力和压强的关系,正确的是( )
A. FA:FB=3:4, PA:PB= 3:8
B. FA:FB=3:8, PA:PB=3:4
C. FA:FB=4:3, PA:PB=3:8
D. FA:FB=8:3, PA:PB=4:3
【答案】B
【详解】实心圆柱体对水平地面的压力等于自身重力F=G=mg=ρVg=ρShg,
根据压强公式p=可得 ,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.(24-25八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期中)如图所示,放在水平地面的两个实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强PA=PB。下列判断正确的是( )
A. A的密度一定小于B的密度
B. A的质量可能等于B的质量
C. A的密度可能等于B的密度
D. A的质量一定大于B的质量
【[答案】D
【详解】AC.根据p= = = = = ρ gh (h为长方体高度),由图知hA<hB,且PA=PB,可得ρA>ρB:故AC错误;
BD.由F= pS, PA=PB、 SA>SB. 得FA >FB. 即GA>GB. mA>mB. 故B错误, 故D正确。
故选D。
3.(24-25八年级下·黑龙江绥化期中)一个未装满饮料的密闭瓶子、正立放在桌面上如图甲所示,饮料对瓶底的压力为F甲,瓶子对桌面的压强为P甲;倒立放在桌面上如图乙所示,饮料对瓶盖的压力为F乙,瓶子对桌面的压强为p乙。则下列关系式正确的是( )
A. F甲>F乙,P甲>P乙
B.F甲>F乙,P甲=P乙
C.F甲>F乙,P甲<P乙
D. F甲=F乙, P甲=P乙
【答案】C
【详解】如图所示,下部分是圆柱形状,甲图中饮料对瓶底的压力大小等于饮料的重力;乙图中饮料的重力由瓶盖和两侧共同分担,故乙图中饮料对瓶盖的压力小于饮料的重力;所以可以判断甲图中饮料对瓶底压力较大,即F甲>F乙。
把瓶子和瓶内的饮料视为一个整体,无论是正放还是倒放,瓶子对桌面的压力相等。如图可知,当瓶子正放时受力面积较大,倒放时受力面积较小,根据p= 可知,受力面积小的压强大,即P甲<P乙,综上可知,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.(25-26八年级下·全国·课后作业)如图所示,形状、体积相同的实心长方体甲、乙置于水平地面,对地面的压力分别为F甲、F乙,将它们顺时针旋转90°,此时甲、乙对地面的压强分别为P甲’、P乙’,对地面压强的变化量分别为ΔP甲、ΔP乙,若ΔP甲>ΔP乙,则( )
A. F甲>F乙, P甲’>P乙’
B. F甲>F乙, P甲’<P乙’
C. F甲<F乙, P甲’>P乙’
D. F甲<F乙, P甲’<P乙’
【答案】A
【详解】设两长方体竖直放置时与地面接触面积为a,平躺放置时与地面的接触面积为b,放置方式变化时,压强变化量为ΔP=P竖-P平=,因为ΔP甲>ΔP乙,所以F甲>F乙,又因为旋转后S甲<S乙,根据p=可知P甲’>P乙’,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.(2025·安徽·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
【答案】D
【详解】AB.由图可知,甲杯中饮料的深度较大,h甲>h乙,两饮料对杯底的压强大小相等,即p甲=P乙,根据p=ρgh可知ρ甲<ρ乙根据G=mg=ρgV可知G甲<G乙
由于水平桌面放置两个完全相同的饮料杯,则压力F=G液+G杯,所以桌面受到的压力F甲<F乙,由于饮料杯的底面积S甲<S乙,根据p= 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,饮料杯的底面积S甲<S乙,根据p= 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。
二、多选题
1.(24-25八年级下·黑龙江大庆·期末)如图所示,底面积相同的实心圆柱体A、B放在水平面上,高度之比hA:hB=4:3,对地面的压强之比PA:PB=2:3,则下列比值不正确的是( )
A.它们的密度之比ρA:ρB=1:3
B.它们的体积之比VA:VB=4:3
C.它们的质量之比mA:mB=2:3
D.它们对地面的压力之比FA:FB=3:2
【答案】AD
【详解】已知两圆柱体底面积相同,高度之比hA:hB=4:3,由体积公式V=Sh可知,体积之比VA:VB=4:3,两圆柱体对地面的压强之比PA:PB=2:3,由p= 可知,它们对地面的压力之比FA:FB=2:3圆柱体在地面上静止,受力平衡,圆柱体的重力等于它对地面的压力,即GA:GB=2:3由G=mg,它们的质量之比mA:mB=2:3
由密度公式ρ=,它们的密度之比ρA:ρB=1:2。
故选AD。
2.(24-25八年级下·贵州毕节·月考)如图,甲、乙两支完全相同的试管分别装有质量相等的不同液体。甲试管竖直放置,液体密度为甲,乙试管倾斜放置,液体密度为乙,两试管液面相平。设液体对两试管底的压强分别为p甲和p乙,则( )
A. P甲<P乙
B.ρ甲>ρ乙
C. P甲>P乙
D.ρ甲<ρ乙
【答案】BC
【详解】由图可知,甲竖直放置,乙倾斜放置,且两个液面的高度相同,则V甲<V乙,由于两种液体的质量相等,由ρ=可知,ρ甲>ρ乙,又因为h甲=h乙,根据公式p=ρgh可知,P甲>P乙,故BC正确,AD错误。
故选BC。
3.(24-25八年级下·贵州毕节·期中)如图所示,盛有水的薄壁容器静止在水平桌面上,容器重1N,底面积40cm2;容器内水重3N,水深10cm,4点距容器底4.5cm,8取10N/kg,ρ水=1.0x103kg/m3。下列选项中正确的是( )
A. 容器对桌面的压强为1000Pa
B. A点受到水的压强为550Pa
C. 水对容器底部的压强为750Pa
D. 容器底部受到水的压力为4N
【答案】ABD
【详解】A.因为容器对水平桌面的压力等于水和容器的总重力,所以容器对桌面的压力为F=G容器+G水=1N+3N=4N,容器对桌面的压强为p= =1x103Pa,故A正确;
B.水面到A的距离为hA=h1-h2=10cm-4.5cm=5.5cm=0.055m,A点受到水的压强为PA=ρ水ghA=1.0x103kg/m3×10N/kg×0.055 m=550Pa,故B正确;
C.水对容器底部的压强为P=ρ水gh=1.0x103kg/m3x×10N/kg×0.1m=1000Pa,故C错误;
D.由p= 得,水底部的压力为F=pS=1000Pa×40×10-4m2=4N,故D正确。
故选ABD。
4.(23-24八年级下·山东淄博·期中)如图所示是两位同学值日时用的圆柱形桶甲,和底小口大的桶乙,两桶质量相同,上口面积相同装相同质量的水放在水平地面上。关于水桶对地面的压强和水桶受到水的压力的说法正确的是( )
A.甲水桶底受到水的压强大
B.乙水桶对地面的压强大
C.甲水桶底受到水的压力大
D.两水桶对地面的压力一样大
【答案】BCD
【详解】由题可知,甲是圆柱形桶,乙是下小上大的桶,即甲的容积大于乙的容积,甲的底面积大于乙的底面积,桶的质量和装水的质量相同,所以两桶总质量相同,甲中水的质量等于乙中水的质量,那么乙中水的深度大于甲中水深度,且总重相同。
A.由分析,根据p=ρgh可知,液体密度相同,乙中水的深度更大,则乙桶底受到的液体压强更大,故A错误;
BD,由分析可知,两桶质量相同,甲的底面积大于乙的底面积,装水后,甲的总重等于乙的总重,在水平地面时,物体对水平面的压力等于物体总重力,因此甲对地面的压力等于乙对地面的压力,根据p= ,可得,甲对地面的压强小于乙对地面的压强,故BD正确;
C.由分析,两桶中水的质量相同,重力相同,甲是圆柱形桶,水全部压在桶底,即对桶底的压力等于水的重力,而已是下小上大形桶,有一部分水的会压在四周的桶壁上,因此乙对桶底的压力小于水的重力,即甲水桶底受到水的压力大,故C正确。
故选BCD。
5.(25-26九年级下·辽宁沈阳·开学考试)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强:P甲=P乙
B.液体对容器底部的压力:F甲>F乙
C.容器对桌面的压力:F’甲>F’乙
D.容器对桌面的压强:P’甲=P’乙
【答案】BD
【详解】AB.由题可知甲、乙两容器的底面积相同,又装有深度相同,质量相等的不同液体,即m甲=m乙,由图可知V甲<V乙,根据ρ= ,则两种液体的密度关系ρ甲>ρ乙。由p=ρgh可知,液体对容器底部的压强P甲>P乙;由F=pS可知,液体对容器底部的压力F甲>F乙,故A错误,B正确;
C,容器对水平桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,由题可知两容器质量相等,且装有相等质量的液体,所以容器对桌面的压力相等,即F’甲=F’乙,故C错误;
D.由p= 及F’甲=F’乙可知,两容器对桌面的压强相等,即P’甲=P’乙,故D正确。
故选BD。
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