内容正文:
专题03 压强
4大高频考点概览
考点01 压强
考点02 液体压强
考点03 大气压强
考点04 流体压强与流速的关系
地 城
考点01
压强
一、单选题
1.(24-25八下·广东河源连平县协作区联考·期中)一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对地面的压力和压强接近于(取g=10N/kg)( )
A.50N,103Pa B.50N,104Pa C.500N,103Pa D.500N,104Pa
2.(24-25八下·广东广州花都区·期中)压力计重5N,如图用竖直方向、大小均为5N的力F甲、F乙分别把该压力计压在水平天花板和水平地面上,均处于静止状态。压力计对天花板和地面的压力为F甲'、F乙',压强为p甲、p乙、则( )
A.F甲'=F乙'=0N B.F甲'=F乙'=5N
C.p甲>p乙 D.p甲<p乙
3.(24-25八下·广东阳江阳东区·期中)下列实例中,属于增大压强的是( )
A.铁轨铺设在枕木上 B.大货车有很多车轮
C.破窗锤锤头呈锥状 D.书包带做得较宽
4.(24-25八下·广东广州花都区·期中)如图甲质量相同的实心正方体木块和铁块在水平向右、大小均为3N的拉力F作用下,沿同一水平桌面做直线运动。0~3s内两物体路程随时间变化如图乙,此过程中A、B所受摩擦力分别为fA、fB,对水平桌面的压强分别为pA、pB(已知ρ木块<ρ铁块)。则( )
A.A是木块 B.此过程中A和B均受力平衡
C.fA=fB D.pA>pB
5.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)制作红桃粿的木制模具有寿字纹、花卉纹等,使得粿皮呈现浮雕效果,雕刻模具用的刻刀刀头很尖细,是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
6.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)制作红桃粿的木制模具有寿字纹、花卉纹等,使得粿皮呈现浮雕效果,雕刻模具用的刻刀刀头很尖细,是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
7.(24-25八下·广东广州花都区·期中)在下列实例中,属于通过减小压力来减小压强的是( )
A.破窗锤的敲击端做成锥状 B.货车限载保护路面
C.铁轨下面铺放枕木 D.滑雪时穿上宽大的滑雪板
8.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)如图所示,底面积相同的实心圆柱体A、B放在水平面上,密度之比ρA∶ρB=1∶2,对地面的压强之比pA∶pB=1∶3,则它们的高度之比hA∶hB和重力之比GA∶GB分别是( )
A.2∶3,3∶1 B.3∶2,1∶3 C.1∶3,2∶3 D.2∶3,1∶3
9.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)地铁14号线首次采用横向座椅设计,宽大柔软的座椅,增加乘客的舒适度,这是因为( )
A.增大臀部受到的压力 B.增大臀部的压强
C.减小臀部受到的压力 D.减小臀部的压强
10.(24-25八下·广东惠州·期中)如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列农耕工具中,属于减小压强的是( )
A.甲图的锄头口做的很薄 B.乙图的牛犁的犁头做的很尖
C.丙图中的耙铁齿做得尖锐 D.丁图中的套在驴脖子上套包面积较大
11.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)将甲、乙两物体叠放在水平地面上,当甲受到5N水平向右,乙受到8N水平向左的拉力时,甲乙均保持静止,如图所示,已知甲重10N,底面积200cm²,乙重20N,底面积为100cm²下列说法正确的是( )
A.地面对乙的摩擦力为8N,方向水平向右
B.乙对地面的压力为20N
C.甲对乙的压强为500Pa
D.乙对地的压强为3000Pa
二、填空题
12.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压强_______;若加速拉动木块,木块受到的摩擦力_______;若把木块竖起来拉动,木块受到的摩擦力_______(以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
13.(24-25八下·广东江门·期中)坦克是当之无愧的陆战之王,坦克安装宽大的履带是为_______(选填“增大”或“减小”)压强;其重约为5.5×105N,单侧履带着地面积约为2.5 m2,该坦克对水平地面的压强约为_________Pa:它的主油箱容量约为1200升,0号柴油价格为 7.15元/升,若满功率巡航最多能够行驶600公里,则坦克的百公里燃油费约__________元。
14.(24-25八下·广东清远连州·期中)如题图,用较小压力不能将图钉尖按入木板墙,而用较大的压力能将图钉尖按入木板墙,说明压力的作用效果跟____有关;在相同的压力作用下,钝的刀不容易把肉切开,用锋利的刀很容易将肉切开,说明压力的作用效果跟____有关。物理学中,压力产生的作用效果用__________(填物理概念名称)表示。
15.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)“古代科技著作《天工开物》中描述了古代劳动人民间割稻、脱粒、踏碓等情景。
(1)如图甲,脱稻谷时,用力拿稻草击打木桶边缘,由于谷粒脱离稻秆,谷粒在______的作用下落到木桶内;
(2)如图乙,劳动人民用扁担把谷粒挑回家,挑谷粒的扁担变弯,说明力可以使物体发生______;若扁担和谷物的总质量为30kg,扁担与肩膀的接触面积为20cm²,则肩膀受到的压强为______Pa(g取10N/kg);
(3)如图丙,踏碓(碓duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)春米(将稻米去壳)的情景。碓的头部较尖,是为了______(表述要完整)。
三、实验题
16.(24-25八下·广东阳江阳东区·期中)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的___________程度来比较压力作用效果;这里用到的研究方法是___________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)由甲和___________两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;在受力面积相同时,___________越大,压力的作用效果越明显;
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时,受力面积越___________,压力作用效果越明显;对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是比较时没有控制___________相同。
17.(24-25八下·广东江门·期中)如图所示,小强利用小桌、砝码和海绵探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验中用_______来反映压力的作用效果;
(2)根据如图所示的两组实验,能够得出压力的作用效果与_____的关系;
(3)在探究压力的作用效果与压力大小的关系时,为方便观察,应选用图中的________(选填“甲”或“乙”)实验对比有无砝码时的实验现象;
(4)将小桌以相同的方式分别放在海绵和木板上时,海绵和木板受到的压强分别是p1和p2,则p1______p2(选填“>”“<”或“=”);
(5)为了感受压力的作用效果与受力面积的关系,小强又设计了如图丙丁所示的实验,较合理的是实验________(选填“丙”或“丁”),原因是___________。
18.(23-24八下·广东珠海斗门区第二中学·期中)小明同学在“探究影响压力作用效果的因素”时,用砝码、海绵和小桌做了如图所示的实验。
(1)本实验是通过观察海绵的_________来比较压力作用效果的,下列实验中所用的研究方法与此相同的是_________;
A.利用弹簧形变的程度来反映力的大小
B.研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度不变
C.研究阻力对物体运动的影响时,假设小车运动时不受力做出科学推理
(2)甲、乙两图比较可以得到:受力面积一定时,_________越大,压力的作用效果越明显。下列实例中,可用此结论解释的是_________;
A.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
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C.书包要用宽的背带
(3)将小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是_________(选填“正确”或“错误”)的,图丁中海绵受到的压强和图丙中木板受到的压强的大小关系为_________;(选填“>”“<”或“=”)
(4)实验时,小妍将小桌换成砖块,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,你认为她在探究过程中存在的问题是___________。
四、计算题
19.(24-25八下·广东河源连平县协作区联考·期中)小亮的质量是60千克,一只脚的面积是0.012平方米,在水平地面上,站立时对地面的压强是多少?行走时对地面的压强是多少?
20.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)C919是我国自主研发的大型客机。假设某架飞机总质量为6×104kg,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为0.5m2,g=10N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)假设飞机在跑道上起飞过程中某时刻受到的升力为2×105N,则飞机起飞时对跑道的压强又是多少?(不考虑轮胎与地面接触面积的变化)
21.(24-25八下·广东阳江阳东区·期中)一座长方体花岗岩石碑,质量为2.7×103kg,底面积为0.6m2,(g=10N/kg)求:
(1)石碑受到的重力;
(2)石碑对水平地面的压强。
22.(24-25八下·广东清远连州·期中)某物流机器人空载时的质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2m²,在某平直道路上以4m/s匀速行驶了100s,牵引力为120N。求此过程中(g=10N/kg):
(1)机器人受到的重力G和阻力f的大小。
(2)机器人对水平路面的压强。
(3)机器人行驶的路程。
23.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)轿车在平直水平公路上行驶,车上的人与小汽车总质量为1500kg,车轮与地面的总接触面积为0.15 m2,其速度与时间、动力与时间的关系图像分别如图甲、乙所示。g=10 N/kg。求:
(1)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;
(2)车上的人与小汽车受到的总重力;
(3)汽车匀速阶段的动力大小;
(4)轿车对水平公路的压强大小?
24.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)电动感平衡车给人们的短距离出行带来了极大的便利。如图为某型号平衡车,下表为平衡车的参数。g=10N/kg,忽略轮胎与地面接触面积的变化。求:
车的重力
每个轮胎与地面的接触面积
100N
50cm2
(1)质量为50kg的小明站在平衡车上,静止时车对水平地面的压强;
(2)若平衡车所受阻力为总重的0.1倍,小明驾驶该平衡车在水平方向匀速行驶时,平衡车受到的牵引力。
25.(24-25八下·广东惠州·期中)电动平衡车又叫体感车,是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的个人运输载具。如图所示,是某品牌的平衡车,平衡车自身的质量是12kg,轮胎与地面接触的总面积是,已知质量为60kg的人骑着该车在水平路面上匀速行驶1200m用了5min。(g取10N/kg),求:
(1)平衡车匀速行驶时的速度;
(2)平衡车行驶时,平衡车对地面的压力;
(3)平衡车行驶时,平衡车对地面的压强。
26.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)深圳前海自贸区建筑工地上,载重卡车络绎不绝,其中某型号载重卡车的技术参数如下表所示,它匀速行驶时所受的阻力是其重力的0.2倍。取。
卡车空载质量
最大载货量
轮胎个数
行驶时每个轮胎与地面的接触面积
行驶时的最大速度
22t
50t
12
90km/h
(1)该卡车空载时,所受的重力是多少?
(2)该卡车空载,在水平路面上匀速直线行驶时所受的牵引力是多少?
(3)若某高架桥能承受的最大压强为,该卡车满载时是否会对水平桥面造成损坏?请通过计算说明。
27.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)宇树机器狗B2在泰山负重清运垃圾的视频火爆全网,已知B2质量为75kg,其单足接触地面积为0.02m²,最大移动速度可达20公里/小时,四足站立时负载能力达120kg。(g=10N/kg)求:
(1)机器狗B2空载时对水平地面的压力;
(2)机器狗B2负载40kg爬泰山时,四足站立时对地面的压强。
28.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)一个质量为50kg的人骑着电动车在水平路面上匀速行驶,电动车的有关数据如表所示:
电动车净重
50kg
行驶中轮胎与地面的总接触面积
0.01m2
车轮直径
0.42m
轮胎承受最大气压
3×105Pa
匀速行驶过程中的摩擦力
总重力的0.02倍
求:
(1)求人和电动车所受的总重力。
(2)求人骑着车,对水平地面的压强。
(3)此人骑着电动车匀速直线行驶时,电动车受到向前的动力是多少?(g=10N/kg)
五、综合题
29.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)深圳高楼林立,对于高楼层大玻璃窗户的清洁,可由如图所示的“自动擦窗机器 人”来完成。某“自动擦窗机器人”的质量为 2kg,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人 的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(g 取 10N/kg)
(1)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,摩擦力大小为 _________N,此时若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 _________(填“变大”、“变小”或“不变”); 当擦窗机器人竖直向下运动时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力_________(填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)吸盘与玻璃的接触面积为 1.2×10 -3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa,则吸盘对玻璃的压力 __________N;
(3)如果擦窗机器人下降速度为 0.2m/s,在 3s 内下降的距离为__________ cm。
30.(24-25八下·广东广州花都区·期中)在一片水平沙滩上,研究人员发现一棕熊的脚印。为估算这只棕熊的质量,研究人员选取棕熊四脚着地时的一个脚印,将其轮廓描绘在方格纸上(每个小方格面积为4cm2),数出脚印轮廓内大于半格的方格有40个(大于半格算1格,小于半格的不算)。在脚印旁相同水平沙滩上放置一底面积为40cm2的平底塑料盒,往盒内慢慢添加沙子,当塑料盒下陷深度与脚印深度相同时,测得塑料盒及沙子总质量为20kg。忽略脚趾和脚掌间空隙面积。(g取10N/kg)
(1)往盒内慢慢添加沙子的过程中,塑料盒对沙滩的压强p______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。请在图中画出压强p随塑料盒及沙子总质量变化的大致图像______;
(2)该棕熊一只脚的面积约为多少?
(3)求塑料盒下陷深度与脚印深度相同时,对沙滩的压强;
(4)求该棕熊的质量。
31.(24-25八下·广东广州花都区·期中)如图甲,斜面与水平面粗糙程度相同且平滑连接。一木块沿斜面匀速下滑,随后在水平面滑行一段距离,最终静止在A点。
(1)请在图乙方框内画出木块在A点时的受力示意图(木块用“•”表示);
(2)木块在斜面、水平面滑行时所受摩擦力分别为f斜面、f水平,则f斜面______(选填“=”或“≠”)f水平;
(3)木块对斜面、水平面的压强分别为p斜面、p水平,则p斜面______(选填“=”或“≠”)p水平,请写出判断依据:______。
六、科普阅读题
32.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)阅读材料,回答问题。
南中城际铁路与盾构机
材料一:南沙至中山城际铁路,简称南中城际,又称广州地铁18号线南延线,其中南沙万顷沙站至中山兴中站全长46.9公里,设计速度160公里/小时,在中山段设9个站点,其中香山站是南中城际进入中山的第一站,兴中站是中山段的终点站。2024年5月31日,南中城际(中山段)全线首台盾构机“香山一号”启动掘进,2025年2月24日上午,岐江新城站至岐江道站区间右线隧道顺利出洞,南中城际中山段首个区间隧道实现双线贯通。项目建成后,与广州地铁18号线贯通运营,从广州中心城区到中山中心城区最快或只需45分钟,可促进中山经济发展。
材料二:中国科技发展日新月异,上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构。盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。它的前端是一个带有切削刀具的旋转刀盘,刀盘在电机的驱动下旋转,切削前方的土体或岩石,被切削下来的渣土通过螺旋输送机或皮带输送机等输送系统运出隧道。同时,盾构机也可为整个设备和施工人员提供支撑和保护,防止隧道坍塌。现代盾构掘进机集光、电、力、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控,制、测量等多门学科技术。盾构机被誉为“世界工程机械之王”,而中国制造盾构机已惊艳全球,展现“国广州地铁之重器”强大实力。
(1)盾构机在地下掘进时为了防止偏离,采用激光自动导向系统,这是利用光___________原理;
(2)盾构机前部的刀盘上有很多刀片,转动时能轻易切入泥土、岩石,且各刀片都呈尖利的形状,这是通过________的方法来增大压强;
(3)我国自主研发的“香山一号”盾构机在掘进时,若其刀盘可产生约3.5×104Pa的压强,若刀盘与岩石的接触面积为4m2,则刀盘对岩石的压力为___________N;
(4)刀盘旋转击碎后的石料由传送带运输,当石料与传送带一起匀速水平前进时,石料___________(选填“受”或“不受”)摩擦力;
(5)开通后,从南沙万顷沙站至中山兴中站最快需要___________小时才能到达。(保留两位小数)
地 城
考点02
液体压强
一、单选题
1.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)以下关于压强知识说法正确的是 ( )
A.甲图中火车铁轨下面铺放枕木,是通过减小受力面积来增大压强的
B.丁图中火车站台边缘标有安全线,是因为在气体中,流速越大的位置,压强越大
C.人拿着丙图中的自制气压计从山下到山上,观察到玻璃管内水柱高度变小
D.乙图中液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧面壁有压强
2.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)如图,功夫茶壶中壶身与壶嘴的设计可以看作连通器。下列与其原理相同的是( )
A.液体压强计 B.拦河大坝
C.活塞式抽水机 D.排水管反水弯
3.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)如图,功夫茶壶中壶身与壶嘴的设计可以看作连通器。下列与其原理相同的是( )
A.液体压强计 B.拦河大坝
C.活塞式抽水机 D.排水管反水弯
4.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)潜水员潜入12m深水里,此时潜水员受到水的压强约(已知,取)( )
A.1.2 B.120Pa C.1200Pa D.1.2×105Pa
5.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)龙舟比赛中,运动员常采用坐姿或低蹲姿势划桨,这样做的主要目的是( )
A.增大龙舟的重力 B.降低龙舟的重心以增加稳定性
C.减小船底受到水的压力 D.减小船底受到水的压强
6.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)如图,密闭的奶茶饮料杯正放在水平桌面上,若将该饮料杯倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况正确的是( )
A.杯子对桌面的压力减小 B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯底的压力变大 D.杯内奶茶对杯底的压强不变
7.如图所示,在容器两侧分别倒入不同深度的水和某种液体,观察到橡皮膜向左凸起,则这种液体的密度与水的密度的大小关系是( )
A. B. C. D.无法判断
8.(23-24八下·陕西西安·期末)元代杰出科学家郭守敬在通惠河上建造了二十四座船闸,使运粮船可逆流而上,下列与船闸工作原理不同的是( )
A.U形“反水弯” B.锅炉水位计
C.喂水器 D.自制压强计
二、填空题
9.(24-25八下·广东江门·期中)如图,关闭阀门K时,待水稳定后,AB两管中的液面是________;打开阀门K,待水流稳定后,B管下端的水流速度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)A管下端的水流速度,所以B管中的液面较________(选填“高”或“低”)。
10.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)如图:甲乙丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知液体内部同一水平面 ABC 三点处压强相等,则_______容器中液体密度最大,_______容器底受到液体压强最大,_______容器对桌面压强最大(以上三空均选填“甲”、“乙”或“丙”)。
11.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)小来想复现帕斯卡裂桶实验,用了一个如图所示的装置,如图所示的容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强________B点的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),C点的压强pc=________Pa,若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小来至少需要增加酒精直至液面高度达到________m才能让容器底部破裂。(g取10N/kg)
12.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)如图,福建舰满载排水量为8万吨,满载时受到海水的浮力为___________N,排开海水的体积为___________m3;福建舰在海面下5m处有一个面积为的观察窗口,则该窗口受到海水的压力是___________N。(,g=10N/kg)
13.(24-25八下·广东中山部分学校·期中)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图中,针尖做得尖锐是为了能产生很大的___________。如图所示,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是根据___________规律;如图所示,船闸利用的是___________知识。(填物理量或规律名称)
14.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)如图,船闸是利用_______原理工作的,此时闸门左右两侧的压强差过大,此时需先关闭阀门B,再打开右侧阀门A,当闸室内的水面与上游水位_______时,轮船通过闸门,就可以顺利开进上游了。
15.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)如图为我国自行设计的“奋斗号”载人潜水器。当该潜水器从海面逐渐下潜时,它受到的海水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。当它下潜到水下1000m处时,海水对它的压强为_________Pa(g取10N/kg,),海水对它2m2的外表产生的压力为_________N。
16.(24-25八下·广东惠州·期中)如图所示是我国自主研制的“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟下潜情景;若海水的密度近似为,则“奋斗者号”下潜到10000米深时受到海水的压强为______Pa,潜水器外壳平均面积上受到海水的压力为______N;“奋斗者号”在返回水面的过程中,海水对它的压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
三、实验题
17.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)紫萱在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性_______(选填“好”或“差”);
(2)比较_______两图可知,液体压强与液体深度有关;
(3)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体___________有关;
(4)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小.现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示,可判断出A杯中盛有_______(选填“酒精”或“水”),将A杯中的探头向_______(选填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平;
(5)梓晗把不同液体倒进U形管两端,发现液体不流动时液面并不相平如图戊所示,左端装的是未知液体,密度为,液柱高度为h1,右端装的是水,密度为,水柱高度为h2,请用以上物理量把未知液体密度表达为ρ液=___________。
18.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)如图是用压强计“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________(填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)使用前应检查装置是否漏气。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现 U 形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置_____________(填“漏气”或“不漏气”)。
(3)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______(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
(4)比较图乙和图丙,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与________有关;
(5)比较图______和图丁,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大;
(6)已知图丙中 U 形管左右两侧液面高度差为 h=5cm,则压强计所测之处的液体压强 是 __________Pa;( ρ水=1g/cm3、g=10N/kg)
19.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)小福在游泳馆游泳时发现:站在齐胸深的水中感觉呼吸略微有些困难,越往深水区走,这种感觉越明显;同时,他还发现,虽然都是齐胸深的水,在游泳池中和在海水中的感受也有所不同。
(1)下列是小福提出的两个猜想,请你帮他写出另一个:
猜想一:液体压强大小可能与液体的深度有关;
猜想二:液体压强大小可能与______有关;
(2)小福决定通过实验一探究竟。图甲是他周末在家利用带孔的矿泉水瓶作为实验器材设计的实验,瓶上各点代表小孔所在位置,为了验证自己的猜想一,他应选择瓶______(选填“①”或“②”)进行实验;
(3)周一返校后小福借来U形管压强计继续实验。组装器材时,有两块形状相同的橡皮膜,将相同的小球放在两种橡皮膜上时形变程度如图乙所示,为了能更好反映压强的细微差别,小福应该选择橡皮膜______(选填“A”或“B”)。若还没有按压橡皮膜前U形管两侧液面就存在一定的高度差,接下来的操作是______(选填下面的选项);
A.向右侧支管内添加适量水 B.从右侧支管内抽出适量水
C.拆除软管重新安装 D.将压强计倾斜着使用
(4)调节好装置,进行实验,比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随______增大而增大;在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(5)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的水面的高度差______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
【拓展研究】
(6)图丁中小福发现U形管左右两侧水面的高度差为,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为______;(已知,,)
(7)小福将压强计进行改装,在U形管另一端也连接上探头,实验现象如图戊所示,不同液体内部在同一深度处,______(选填“左”或“右”)侧液体产生的压强大;
(8)小福自制了一个简易压强计,如下图所示,将该压强计浸入水中,橡皮膜会向内凹;增加简易压强计在水中的深度,细玻璃管中的液柱会______(选填“上升”或“下降”)。
20.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)压强计上的U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;如图甲,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,其调节的方法是___________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)在乙图中若只改变探头的朝向,U形管内液面高度差将___________;
(3)比较图乙和图丙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体的___________增加而增大;
(4)比较图乙和图丁,液体内部压强还与液体___________有关;
(5)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出,忽略液体密度的变化),橡皮膜受到的液体压强将___________(“变大”“变小”或“无法判断”)。
21.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)请按题目要求完成下列问题:
(1)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小邹同学用如图1所示的实验器材进行实验探究,请仔细观察,并分析回答下列问题:
①压力的作用效果的大小是通过比较海绵的___________来确定;
② 分析比较___________两图的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
③ 分析比较两图乙、丙的实验现象,可以得出结论:当压力相同时,受力面积越___________ ,压力的作用效果越明显。
(2)小华同学使用如图2微小压强计来做“探究液体压强与哪些因素有关”实验。
①微小压强计组装前,U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
②图甲所示,是实验前组装好的微小压强计(手未按压探头),为了顺利完成实验,应该调节的方法是___________;(选填“A”或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
③调节好微小压强计后,小华将探头分别放入水中如图乙、丙所示深度,由此可以得到的初步结论是:在同种液体中,液体深度越大,液体内部的压强___________;
④小华在探究液体压强与液体密度的关系时,发现金属盒在不同液体中的同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是___________(选填序号)。
A.烧杯中换用两种密度相差更大的液体
B.U形管中的水换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更粗的
22.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
(1)实验中,通过观察___________来比较压力的作用效果;
(2)你认为___________(选填“能”或“不能”)通过A、E来比较压力作用效果与压力大小的关系。A图中水瓶对海绵的压强为pA,E图中水瓶对砖块的压强为pE,请比较pA_______pE;
(3)比较B、C、D得出结论:受力面积相同时,___________越大,压力的作用效果越明显;
(4)将两个完全相同的水瓶紧靠在一起,如图F,放在海绵上,压力作用效果与___________图一致;
(5)若在A、B两次实验中,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA、FB,请比较大小FA_______FB。
23.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。
(1)图A是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用_________(选填‘薄’或“厚”)一些的较好;从结构来看,压强计_________(选填“是”或“不是’)连通器.压强计在使用前,需观察U形管两边液面是否相平,并要检查装置的气密性,请简述检查气密性的操作:_________。实验中通过U形管中两侧液面的_________显示液体内部压强的大小。
(2)通过比较B、C、D三图可知,在相同液体内部的同一深度,向各个方向的压强_________。
(3)通过比较E、F两图可知,在不同液体内部的同一深度,液体的_________越大,压强越大。
(4)通过比较图C与图_________可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
(5)已知图B中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为_________Pa。(g取10N/kg,)
(6)图F中盐水深30cm,探头距容器底10cm,探头受到的液体压强为_________Pa。(g取10N/kg)
24.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)小明用如图所示实验装置来验证液体内部压强的特点。在容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜距容器底为h,当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜会发生形变(已知水的密度为ρ水,且)。实验步骤如下:
(1)如图甲,在容器左右两侧分别加入不同深度的水,且左侧水面较低,会看到橡皮膜向左侧凸出,说明液体内部压强与液体___________有关;
(2)如图乙,如果在两侧分别加入深度相同的水和盐水,会看到橡皮膜向左侧凸出,则容器右侧是___________,说明深度相同时,液体的___________越大,液体内部压强越大;
(3)小明想利用上图装置测量未知液体的密度:他先在装置左侧加入适量的水,再在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好___________(并未提供图),小明测量出左侧水面到容器底的深度右侧待测液体到容器底的深度H2,则待测液体密度的表达式为_______(用已知量和测量量的字母表示,已知橡皮膜中央距容器底的深度为h,水的密度为ρ水)。
25.(24-25八下·广东中山部分学校·期中)探究“影响液体内部压强大小的因素”时,同学们设计了以下多种实验。
(1)比较图甲、乙可知,液体内部压强与___________有关;
(2)在图乙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差不变,表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强___________(选填“相等”或“不相等”);
(3)如图丙所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当向玻璃管中吹气时,导致b管上方气流速度___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差;U形管内液面较高的是_____(选填“a”或“b”)侧,如果升高端的液面比原来升高了5cm,则此时U形管底部处左右两侧液体压强差为_______Pa(取);
(4)小王自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,内外液面相平,发现橡皮膜内凹,说明当深度相同时,_______越大,液体压强越大;
(5)如图甲所示烧杯的质量为,底面积为,内装的水后,测得烧杯中水深,若将该烧杯放在面积为的水平桌面中央,则烧杯中的水对烧杯底的压强大小为_______,水对烧杯底的压力大小为______N;(忽略容器厚度)
(6)小王想到可以用这套装置来测量液体密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为,酒精液面到橡皮膜中心的距离为,则酒精的密度______(用、、表示)。
26.(24-25八下·广东惠州·期中)如图所示,小明利用压强计进行“探究影响液体内部压强因素”的实验。
(1)压强计是通过U形管中两侧液面的______来反映压强大小的;
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,接下来的操作是______(选填字母);
A.向U形管中注入一些水
B.将U形管中水倒出一些
C.拆下软胶管重新安装
(3)通过比较图甲、乙、丙三次实验现象,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强______;
(4)通过比较图乙、丁两次实验现象,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而______;
(5)通过比较图丁、戊两次实验现象,可得出结论:同一深度,液体的______越大,压强越大;
(6)小明自制了一个简易压强计,如图已所示,把简易压强计浸入水中,橡皮膜将______(选填“向内凹”或“向外凸”),增加简易压强计在水中的深度,细玻璃管中液柱会______(选填“上升”或“下降”)。
四、计算题
27.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2,水桶内装有质量为27kg,深度为30cm 深的水,放在水平地面上,如图甲所示,则(g=10N/kg):
(1)水对桶底的压力为多少?
(2)水桶对地面的压强为多少?
(3)当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1800Pa,求F的大小为多少?
28.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)一辆空洒水车质量为(含司机),满载后水深,水的质量为,满载的洒水车沿直线匀速行驶,已知所受阻力为车总重的0.03倍。(,g取)求:
(1)洒水车满载时的重力;
(2)满载时,洒水车的牵引力大小;
(3)满载时,水对箱底的压强。
29.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)在水平桌面上放置一个空玻璃杯(杯壁厚度忽略不计),它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度ρ水=1.0x103kg/m3, g取10N/kg。
(1)求空玻璃杯对桌面的压力大小。
(2)在玻璃杯中装入 1kg 水后,水对杯底的压强为 900Pa, 求水的深度。
(3)玻璃杯的大致形状是上图中a、b、c的哪一种?根据计算说出你的依据。
30.(24-25八下·广东湛江雷州四校联考·期中)如图所示,在重力为10N的容器内装有50N的水,容器底面积为0.01m2,(容器壁厚度不计)容器放在水平桌面上,桌面面积为。g取10N/kg,。求:
(1)容器对桌面的压强;
(2)水对A点的压强;
(3)水对容器底的压力。
31.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)如图所示, 玻璃杯和水的总质量为0.34kg,水深0.1m,杯的底面积为,杯壁厚度不计;,。求:
(1)水对杯底的压强为多少Pa?
(2)玻璃杯和水受到的总重力大小?
(3)玻璃杯底部对桌面的压强大小?
32.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)我国“奋斗者”号载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底。潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),可以保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为30m3,g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,求:
(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强;
(2)“奋斗者”号下潜到10m深处时,面积为0.06m2的观察窗所受海水的压力;
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力。
33.(24-25八下·广东中山部分学校·期中)迄今为止,科学家们发现最深的鱼类是海沟中的深渊狮子鱼,它们生活的最深的深度在8145米,这已经是鱼类生存深度的极限了。如图所示,它是一种全身乳白色半透明的鱼类,它的体长最大可达20厘米,但是随着继续深入,鱼类就几乎看不到了。(海水密度;)求:
(1)海沟8000米深处的深渊狮子鱼所承受的海水压强?
(2)假如深渊狮子鱼脊背的面积为,则在8000米深处它的脊背受到海水的压力为多大?
34.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)有一个未装满水的密闭矿泉水瓶,空矿泉水瓶质量为20g,里面盛有400g水倒立放置在水平桌面上,如图所示。水面高度为12cm,瓶盖的面积为7cm2(忽略瓶盖的厚度)。(, g=10N/kg)求:
(1)水对瓶盖的压强;
(2)水对瓶盖的压力;
(3)此时矿泉水瓶对桌面的压强。
35.下图所示的是“奋斗者”号全海深载人潜水器。(g取)
(1)潜水器在深处受到的海水压强是多少?(海水密度取)
(2)潜水器在深处受到的海水压强相当于多少吨的物体压在手指上产生的压强?(手指面积取)
五、综合题
36.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)日常生活中,茶壶、洗手池的存水弯管、船闸等都利用了连通器原理,如图甲所示的连通器,其质量为,底面积为,内部装有质量为、密度为的某种液体,此时液面高度取。
(1)求连通器底部受到的液体压强;
(2)求连通器对水平桌面的压强;
(3)在图甲连通器两个竖管中加上活塞,将液体密封起来,就构成一个简易的液压机。液压机的工作基础是帕斯卡定律(如图乙所示),法国物理学家帕斯卡研究发现:当外力作用在活塞1上时,活塞1对密闭液体产生的压强为,活塞2就会受到密闭液体向上的压强,而。根据两个活塞的面积大小比例,就可以实现用小的压力来产生较大的支持力。图丙为应用液压机原理工作的汽车千斤顶,该千斤顶的大、小活塞横截面积分别是和,当在小活塞上施加的压力时,则在大活塞上能支持的物体的最大质量是多少?
(4)若不增加作用在小活塞上的力,如何实现使大活塞一端支持起更重的物体?(答出一种具体的方法即可)
地 城
考点03
大气压强
一、单选题
1.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)以下说法正确的是( )
A.刘华强一刀把西瓜劈成两半说明力可以改变物体的运动状态
B.做托里拆利实验时必须把玻璃管竖直放置
C.马德堡半球实验可以说明大气压强的存在
D.活塞式抽水机的吸水深度可以达到25m
2.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强―大气压。下列有关叙述中错误的是( )
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在
B.1个标准大气压的数值约为 1.01×105Pa
C.注射药液没有利用大气压强
D.大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压越大
3.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)善于观察思考的小宇对身边一些物理量作了以下估测,其中与实际情况相符的是( )
A.教室门高16m B.对人体最适宜的大气压强接近于
C.两个鸡蛋重约1N D.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
4.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)估测是物理知识运用于生活的一个重要体现,以下估测最接近事实的是( )
A.深圳市海边的大气压约为1×105Pa
B.课桌的高度约为1.5m
C.托起一个鸡蛋的力约为10N
D.八年级下册物理课本的质量约为5kg
5.下图所示的是托里拆利实验的规范操作过程。关于托里拆利实验,下列说法错误的是( )
A.换用粗玻璃管做实验时,管内外水银面的高度差不变
B.在玻璃管的上端扎一个小孔,管内外水银面的高度差不变
C.将此实验移到高山上去做,管内外水银面的高度差会变小
D.换用密度比水银小的液体做实验,管内外液面的高度差会变大
6.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)如图所示是活塞式抽水机的工作示意图。有关活塞式抽水机,下列说法中错误的( )
A.活塞式抽水机是利用大气压来抽水的
B.活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12 m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,要更换新活塞
D.提起活塞时,阀门A关闭,阀门B打开
7.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)为了落实立德树人的根本任务,促进学生全面发展,2022年秋季学期开始,劳动课正式作为独立课程进入中小学生的课表。劳动实践不仅是物理知识的应用场景,还能增强学生的实践能力和创新精神。自从开展了劳动课后,小易经常参与家务活动,她观察到很多生活场景中也包含了物理知识。下列相关说法正确的是( )
A.玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱长度不变
B.U形“反水弯”不是连通器
C.喝饮料是利用大气压强将饮料压入吸管
D.沉在水底的番茄没有受到浮力
8.(24-25八下·广东深圳·期中)如图所示生活情境中,说法错误的是( )
A.挂钩的吸盘能贴在玻璃表面是因为周围有大气压强
B.吸管吸牛奶时是因为嘴的吸力比较大,直接将牛奶吸入口中
C.将加热后的易拉罐封闭起来,在冷却过程中易拉罐被大气压压扁
D.将水杯装满水,在水杯口覆盖一张塑料片后倒置,大气压支持塑料片不下落
9.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)以下是小明对一些物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A.托起两枚鸡蛋的力约为100g
B.小区游泳池深水区底部水的压强约为2000Pa
C.人手拇指甲受的大气压力约为10N
D.海拔4000米高山上水的沸点约为100℃
10.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)日常生活中,处处有物理,下列生活现象分析正确的是( )
A.书包带做得很宽是为了减小压强
B.在高山上利用高压锅煮食物才容易煮熟,原因是压强越大,沸点越低
C.船闸是利用了大气压强让船通航
D.梓轩把笔攥在手上静止,如果他用更大的力攥着,笔受到的摩擦力变大
二、填空题
11.(24-25八下·广东江门·期中)吸盘能“吸”在竖直墙壁上是_____的作用,此时吸盘所受的摩擦力____(选填“大于”“等于”或“小于”)其所受的重力。将物品挂在挂钩上后,吸盘仍静止,此时吸盘所受摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)在大试管内装适量的水,将小试管轻轻地放入大试管内,再把大试管倒扣,如图所示,小试管会_______,若在A处开一小口,小试管会 _______,若在B处开一小口,小试管会_____(以上三空均选填“上升”、“下降”或“静止不动”)。
13.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)______实验首先测出了大气压强的值。如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将______,水对容器底的压强将______(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)如图所示,是一种常见的活塞式抽水机。当提起活塞时,阀门_____(选填“A”或“B”)关闭,低处的水受到_____的作用推开阀门B进入圆筒。压下活塞时,阀门B_____(选填“打开”或“关闭”),水冲开阀门A进入圆筒的上方。再提起活塞,水从出水管就流了出来。
15.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)小明乘坐飞机外出旅游,了解到飞机在高空飞行时,机舱内通过增压来维持乘客舒适的环境。这是因为随着飞行高度增加,外界大气压强逐渐___________;采用给机舱内增压的方法,使乘客呼吸时,肺部不会被外界过___________(选填“高”或“低”)的气压影响;机舱内外的气压差约为0.6个标准大气压,则面积为的舷窗承受的压力差约为___________(1个标准大气压按计算)。
16.(24-25八下·广东惠州·期中)以茶论道,茶和天下,是中国文化自信的体现。如图所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了______;若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面______(选填“相平”或“不相平”);茶壶的壶盖有一小孔,这是利用______的作用,使壶中的水容易倒出。
17.(23-24八下·广东佛山第四中学·月考)如图甲所示,若茶壶盖上被茶叶堵住通气孔,壶中的茶水在______的作用下不易持续倒出。如图乙所示是自制的气压计,图丙是托里拆利实验装置,当把它们同时从山脚拿到山顶时,______图中管内的水柱液面将升高(选填“乙”或“丙”)。丙图中显示当时外界大气压强的数值是______mmHg。
三、实验题
18.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)课余时间,小红同小红同学常通过阅读物理学史和利用常见材料进行课外拓展,以下是近期的学习收获。
(1)为了自己制作弹簧测力计,她选用弹簧甲和乙进行测试:在两根弹簧的下端分别挂相同钩码时,甲和乙的伸长不同,并画出弹簧的伸长量与所受拉力的图像,如图所示。由图可知,如果要制作量程较大的弹簧测力计应选弹簧乙,量程最大可为______;当两弹簧所受拉力均为时,甲的伸长量比乙多______;
(2)图1是利用托里拆利实验装置测得某地的大气压强,由图可知该地气压______(选填“高于”、“等于”、“低于”)标准大气压。小红通过阅读了解到,关于图1现象的成因,在十七世纪有两种观点:
观点一:大气存在压强,管内液面上方是真空,是大气压支撑起液柱的高度;
观点二:大气不存在压强,管内液面上方并非真空,玻璃管内本应充满液体,液面下降是因为管内的部分液体变成气体,管内气体越多,液面下降越多。
物理学家帕斯卡为了验证哪种观点正确,将两根规格相同,且长为的玻璃管分别装满水和酒,倒置在相应液体槽中(图2)。已知酒的密度比水小,且比水更容易变成气体。
①若观点一正确,应出现图2中______图的现象。
②若观点二正确,应出现图2中______图的现象。
四、计算题
19.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)一块塑料,底面积为100cm2,质量为1.5kg, 放在水平地面上。求:
(1)塑料块对地面的压强是多大?
(2)梓璇用吸盘把它吸起来,假设吸盘内为真空,则吸盘的底面积最小为多大?
五、综合题
20.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。
(1)甲图:提起活塞时,阀门A关闭,_______迫使水推开阀门B, 进入圆筒。
(2)乙图:压下活塞时,阀门B_______,活塞下面的水推开阀门_______,涌入活塞上面。
(3)丙图:再提起活塞时,阀门_______关闭,圆筒上方的水从出水口流出。
(4)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,简述一下这样做的目的_____________。
21.(24-25八下·广东汕头潮南区·期中)高压锅是生活中一种密闭的烹饪容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的调节。某高压锅盖出气孔横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。锅内水沸点随气压变化如图乙所示(大气压取,)则:
(1)由图可知,水的沸点随气压增大而_________(选填“升高”或“降低”),因此利用高压锅加热食物时水的沸点通常会________(选填“高于”或“低于”)100℃,食物更易熟烂;
(2)通过物理的学习可以知道:正常工作时,高压锅锅内气体压强会比当时大气压强高。假如该款高压锅限压阀产生的压强为,则正常工作时高压锅锅内气体最大压强为________Pa,锅内水温最高可达到__________℃;
(3)从安全角度分析,高压锅使用过程最危险的情况是_________被非正常堵塞。为解决该安全问题,结构工程师增加了备用保险作用的“安全阀”,安全阀中安装了用熔点__________(选填“较高”或“较低”)的铝合金材料制成的“易熔片”。一旦限压阀失效,锅内压强过大,温度随之升高,当达到易熔片熔点时,易熔片熔化,锅内气体便从安全阀通道喷出,锅内压强________,从而防止爆炸事故发生;
(4)为大家可以更安全使用,请你给出一条安全使用高压锅的建议_________。(例如一次煮食物的量不可过多)
22.(24-25八下·广东惠州·期中)阅读《高压锅》,回答问题。
高压锅是厨房的好帮手,是生活中一种密闭的烹饪容器。高压锅工作时锅盖与锅身紧密扣合,只能通过出气孔将水汽排出。出气孔上压有安全阀,在锅内气压较低时,出气孔关闭;当锅内气压超过外界大气压一定值时,安全阀被水汽顶起,出气孔释放出多余的水汽,这个“一定值”由安全阀的质量决定。为防止高压锅出气孔堵塞而导致爆炸,高压锅上还设置了放气孔(一般情况下闭合,温度过高时易熔片熔化,开始放气)。锅内水沸点随气压变化如图所示(大气压取,)则:
(1)由乙图可知,水的沸点随气压增大而______,因此利用高压锅加热食物时水的沸点通常会______(选填“高于”或“低于”)100℃,食物更易熟烂;
(2)根据乙图,若高压锅正常工作时锅内气体最大压强,锅内水温最高可达到______℃;
(3)限压阀的设计是根据外大气压力与阀门自身重力的合力与内部大气压力是平衡力,因出气孔的面积相同,即可得,若这款高压锅盖出气孔横截面积为,则通过已知条件计算,限压阀质量为______g;
(4)用这款高压锅在西藏高原地区烧水时,要达到同样的最高温度,需______(选填“增大”“减小”或“不改变”)限压阀的质量;
(5)从安全角度分析,结合丙图,高压锅使用过程最危险的情况是出气孔被______。为大家可以更安全使用,请你给出一条安全使用高压锅的建议______。(例如一次煮食物的量不可过多)
23.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)物理就在我们身边,请根据下面的物理小实验或物理现象来回答问题。
(1)如图甲是 _________ 实验装置,可知当地的大气压相当于 ______ mmHg柱产生的压强。
(2)如图乙,一摞书叠得越高,抽取最下面的书需要的力越大,由此说明:滑动摩擦力的大小与_________有关。
(3)如图丙所示三峡船闸的示意图,这是一个世界上最大的人造 _________ 。
(4)如图丁是简易的气压计,当外界气压减小时,玻璃管内液柱的液面会 _______ 。(选填“上升”、“下降”或“保持不变”)
(5)如图戊所示,将铅笔水平挤压在两手指间,当铅笔静止时铅笔对两手指压力 _______ (选填“相等”或“不相等”),按笔尖的手指较疼,说明压力作用效果与 _______ 有关。
六、科普阅读题
24.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式抽水机,利用人力反复提压手柄就可以抽水。科技小组近期开展了一个项目化学习一一了解并制作简易活塞式抽水机。
【任务一】了解活塞式抽水机的工作原理
如图1所示,活塞式抽水机主要由圆筒、活塞、两个只能向上开启的阀门(A、B)、出水管等组成。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的门。用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。
【任务二】设计并制作简易活塞式抽水机
如图2所示,准备一个用来装洗涤液的空瓶子,剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒,把瓶底再略剪一小部分作为活塞,在瓶子的侧壁上打一个出水口并装上出水管,在瓶盖上挖一个洞,将其作为进水口。在活塞上打孔,用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔,作为一个阀门,把玻璃球放到瓶盖的洞口,简易活塞式抽水机就制作完成了。
(1)如图1,有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的____。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(2)某地大气压为9×104Pa,理论上活塞式抽水机可提升水的最大高度是_______m(g取10N/kg);与平原地区相比,活塞式抽水机在高原地区可提升水的最大高度_______(选填变小”“变大”、“不变”)。
(3)图2所示的简易活塞式抽水机,上拉活塞时,阀门_______(选填“打开“或“关闭”),瓶口的水在_______的作用下顶开玻璃球,进入圆筒内。
【任务三】拓展学习:按压式抽水器
生活中有一种按压式抽水器,如图3-甲所示,它的结构如图3-乙所示。向下按压气囊,阀门A关闭,阀门B打开,气囊内的空气被挤压进水桶内,使水桶内气压增大,水被压入出水管并从管口排出。已知桶的容积为18L,出水管下端接近桶底,桶底到出水管管口的竖直高度为50cm,大气压p0=1x103Pa。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
(4)当桶内液位高度30cm,此时要将桶内的水压出,则应使桶内气压至少比外界气压大_______Pa。
(5)该同学翻阅资料后得知:桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比。若要保证按压一次气囊就能将剩余的接近桶底的水压出来,则气囊的容积至少要_______L。(不计水管体积,假设按压气囊时能使其内的空气全部挤进水桶)
地 城
考点04
流体压强与流速的关系
一、单选题
1.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)关于下面四幅图中所包含的物理信息下列说法正确的是( )
A.甲:两手指受到的压力相同,受力面积越大,压强越大
B.乙:三峡船闸是利用了连通器的原理使船实现自由航行
C.丙:用吸管喝饮料时,是利用手的压力将饮料挤入口中的
D.丁:客机在飞行时,机翼上方的空气流速小压强大
2.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释不正确的是( )
A.甲图:轮船过船闸,是利用了连通器的原理
B.乙图:锤头能紧套在锤柄上是因为锤子受到惯性力的作用
C.丙图:大型运输机运-20的机翼是利用流体压强与流速的关系获得向上的升力
D.丁图:向空中撒开的渔网,最终会飘落到水里,是由于受重力作用
3.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)下列对生产生活现象的描述正确的是( )
A.安全带能在汽车前行中突然加速时保护司机
B.三峡五级船闸,利用连通器的原理工作
C.汽车刹车时是变滑动摩擦为滚动摩擦,增大摩擦力来进行减速
D.如图,高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强大的原理设置
4.(24-25八下·广东汕头潮南区·期中)下列所描述的现象中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.飞机机翼上凸下平 B.铁路站台上设立的安全线
C.开车时打开天窗,车内的废气会被排出 D.拦河大坝修建得上窄下宽
5.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)在地铁站台边缘设有黄色安全线,乘客需站在线外候车,其主要原因是与下列现象原理相同的是( )
A.用抽水机抽水 B.火箭升空
C. 吹气时纸条向上飘 D. 用吸管从瓶中吸饮料
6.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态。则下列说法中(已知)( )
①左侧可能装有酒精
②左侧可能装有水
③若想让活塞向右侧移动,可以在a处水平吹气
④若想让活塞向右侧移动,可以在b处水平吹气
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
二、填空题
7.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)如图所示,在装有乒乓球的玻璃杯上方沿水平方向用力吹气,乒乓球会从玻璃杯中“飘”起来,这是由于吹气时,乒乓球上方的空气流速___________,气压___________的缘故。潜水员深水作业时必须穿抗压服,这是因为液体内部的压强随深度的增加而___________。(三个空均选填:变大、变小、不变)
8.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)诗词是中华文化的瑰宝之一,“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低”,繁花把枝条都压弯了,说明力可以改变物体的______;“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”中卷走三重茅是由于______(选填“屋内”或“屋外”)空气流速小,压强大;“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,说明重力的方向是______的。
9.(24-25八下·广东江门·期中)如图,关闭阀门K时,待水稳定后,AB两管中的液面是________;打开阀门K,待水流稳定后,B管下端的水流速度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)A管下端的水流速度,所以B管中的液面较________(选填“高”或“低”)。
10.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)如图,驾驶员头靠头枕、身系安全带(图甲)驾驶着轿车(图乙)在水平路面上高速向前行驶。与在水平路面静止相比,轿车高速行驶时对路面的压力_______(选填“变大”、“变小”或“不变”),其中,_______(选填“头枕”或“安全带”)主要为了防止后面车辆与轿车追尾时对驾驶员带来的伤害。紧急刹车时,制动轮被抱死,轮胎会在地面上留下黑色刹车痕,这是因为刹车过程中车轮与地面之间的摩擦力_______(选填“变小”“变大”或“不变”)
11.(24-25八下·广东中山市部分学校·期中)如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它吸附并停在竖直的墙壁上,主要是因为车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速变大,压强______,在______的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。若加大电动排风扇的转速,则爬墙车所受摩擦力大小______。(选填“变大”、“变小”、“不变”)
12.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)如图甲所示,利用风洞对汽车高速行驶进行模拟测试,测试过程中,汽车受到竖直向上的 _______(选填“浮力”或“升力”),从而使车与地面之间的摩擦力 _______(选填“变大”“不变”或“变小”),车容易失控,为了减小上述意外情况的发生,在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的 _____(选填“A”或“B”)。
13.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)科技改变未来也改变了我们的生活,给我们的生活带来翻天覆地的变化。图中为“扫地机器人”和“擦窗机器人”工作时的情景:
(1)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,在__________作用下吸在竖直玻璃上;
(2)“扫地机器人”工作时扇叶带动内部空气流动起来,使内部气压_________(填“增大”“减小”或“不变”),利用内外气压差将垃圾吸入机器人内部的集尘袋。
三、综合题
14.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了重大 突破。有关参数如表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞 试验已取得成功。
满载排水量/t
67200
总功率/kW
1.5×105
最高航速 km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼 -15 舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼 -15 舰载机的质量/t
21
(1)机翼的横截面设计的形状,是利用流体流速越快,压强越_______ 的原理, 使舰载机产生向_______ 的升力。
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是
A.舰载机静止在航母水平甲板上时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力可以 _____________;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员不撞在挡风玻璃上,飞行员应采取的安全措施是___________________。
(4)5 架歼 15 舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将____________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)春节假期小华一家外出旅游,乘坐的飞机是我国自主研制的C919大型客机,小华发现:当飞机起降时,耳朵会有刺痛感,特别是在飞机降落时,感觉尤为明显。为了探究原因,小华查阅资料,整理出3条相关信息。
①民航客机的飞行高度一般在7000~12000米之间。从海平面到这段高度的大气压值如下表所示。
海拔高度/千米
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
大气压/Pa
1
0.9
0.8
0.7
0.62
0.54
0.47
0.41
0.36
0.31
0.26
0.23
0.19
②考虑到成本、机舱壁受力等因素,客舱内通常不加1个标准大气压(1个标准大气压约为1×105 Pa),又由于人类对0.6个大气压具有良好适应能力,所以飞机在达到巡航高度时,客舱内的气压保持在0.6个大气压左右。飞机在下降过程中,舱内气压又逐步升高到地面气压。
③耳朵痛是因为鼓膜充血,其原因是耳道和鼓室内的气压不平衡。在耳膜两边形成压力差,如图所示。而且,鼓室通过耳咽管与口腔相通。
请根据小华提供的文字和图表信息,回答下列问题。
(1)飞机在爬升过程中,机身外的大气压强随海拔高度的变化关系是:高度越高,气压越______;(选填“大”或“小”)
(2)飞机在飞行时是利用“流速大,压强______” (选填“大”或“小”)的原理来获得向上的升力;
(3)若飞机在海拔8000米的高度巡航,则机身内外的压强差为_____Pa;
(4)飞机在从海拔4000米高度下降到地面过程中,为了缓解耳朵刺痛感,舱内乘客可以通过张嘴打哈欠的方式来缓解不适,依据上述信息,结合所学知识分析以上行为的原因:耳道和鼓室内的气压不平衡,在耳膜两边形成__________。
16.(24-25八下·广东江门·期中)2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919(如图甲所示),从上海顺利起飞,历时2h到达北京,完成了首次商业载客飞行。图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的示意图,下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量
72.5 t
客舱内气压
80 kPa
巡航速度
920 km/h
发动机巡航推力
(1)已知上海到北京的航程为1178 km,则C919由上海飞往北京的平均速度为________km/h;
(2)C919喷气式客机通过飞机发动机向后喷射高速气流来产生向前的推力,使飞机前进, 这是因为___________;
(3)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”),动能__________,重力势能________(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)(不考虑飞机质量的变化);
(4)C919完成起飞后,会进入万米高空进入续航状态以减少阻力和油耗。此时飞机维持此高度并保持匀速飞行,此时,机舱外气压大约为25 kPa,飞机上一透视窗(面积约为800 cm2)承受内、外气体的压力差约为__________N;假设客舱内“呼吸系统”使得舱内气压保持在标准大气压,则对飞机机身耐压能力的要求__________(选填“更高”或“更低”);
(5)飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼弦线与相对气流的夹角),飞机飞行时的升力大小除了与机翼形状有关外,是否还与迎角大小有关呢?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型等器材,按图甲所示的方式进行实验,处理相关数据得到升力与迎角的关系,如下图乙;
若某飞机以500 km/h和800 km/h的速度沿水平方向做匀速直线飞行时的对应迎角分别为θ1和θ2(θ1、θ2均小于15°),则θ1______θ2(选填“>”“<”或“=”)。
四、科普阅读题
17.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)阅读短文,回答问题
伯努利原理
伯努利原理是一个关于流体(比如空气或水)流动的物理规律,听起来可能有点抽象,但我们可以用生活中的例子来轻松理解它。让我们一步步来学习!
一、伯努利原理的核心内容
简单来说:流体(比如空气或水)流动得越快,它对周围产生的压强(压力)就越小;反之,流动得越慢,压强就越大。
生活中的例子
⒈喷雾器或香水瓶
当你按压喷雾器的气囊时,空气快速通过一个小管(流速快),导致管口的压强降低。这时,瓶内的液体(比如香水)会被外部大气压“推”进管子里,和高速气流混合后喷出雾状液体。
⒉吸尘器
电机带动风扇高速旋转,将吸尘器内部的空气快速排出,导致吸尘器内部的气压低于外部大气压。吸嘴附近的空气被高速吸入管道,流速急剧增加,导致吸嘴开口处的压强显著降低。此时,吸嘴外的空气(正常大气压)会“压”着灰尘和碎屑进入低压区,形成吸力。
⒊足球中的“香蕉球”
足球运动员踢球时,如果让球旋转,球表面的气流会受到球旋转的影响,球的一侧气流速度会因为球的旋转而加快,而另一侧气流速度则会减慢。气流速度较快的一侧压强较小,气流速度较慢的一侧压强较大。两侧的压强差会让球的飞行路径变弯,形成弧线!
三、总结
伯努利原理告诉我们:流体的速度变化会引发压强变化。这个原理在飞机、赛车、通风系统、甚至吸管喝水时都发挥着作用!下次看到这些现象,你可以自豪地说:“这是伯努利原理在搞事情!
(1)如图所示,高铁站的站台边沿标有黄色安全线,提示乘客在候车时要站在安全范围内。原因是当列车高速通过时,车体附近气体流速大,压强_______(选填“大”或“小”),使乘客受到一个“推”向列车的力,十分危险。同时,这也说明了力可以改变物体的___________。
(2)飞机机翼的横截面应该是以下哪种? 。
A. B.
C. D.
(3)吸尘器是靠________把灰尘纸屑压进吸尘器内部。
(4)球员踢出香蕉球时,球旋转速度越快,轨迹弯曲幅度越_______。要踢出如上图所示轨迹的香蕉球,球应该_______旋转(选填“顺时针”或“逆时针”)。
18.(23-24八下·广东深圳南山外国语学校(集团)·期中)阅读短文,回答问题。
大气压与人类生活
我们生活在地球大气层的底部,大气压与我们的生活息息相关。
人体肺部的模型如图1所示,当人体要吸气时,胸廓扩张,膈肌下降,肺内气压①________,在大气压的作用下,外界富含氧气的新鲜空气经气道进入肺泡内进行气体交换;人体要呼气时,膈肌舒张,胸廓依靠弹性回收,肺内气压②________,使交换后的含二氧化碳的气体排出体外,这样便构成了一次呼吸而使生命得以维持。
大气压随高度而变化,在海拔2km以内,每升高10m,大气压约减少100Pa。高空空气稀薄,大气压降低,空气中含氧量减少,不能满足人体需要。因此,人在海拔3~4km的高度时,就会感到头晕、头痛、耳鸣,甚至恶心、呕吐;在海拔4km以上的高度时,这些反应就更厉害了。
深圳是一个多台风的地区,台风是在热带洋面上生成发展的低气压系统也叫热带气旋,因为热带低压中心气压比外界低,所以周围空气涌向热带低压,遇热上升,供给了热带低压较多的能量,超过输出能量,此时,热带低压里空气旋转更厉害,中心最大风力升高,中心气压进一步降低。等到中心最大风力达到一定标准时,就会提升到更高的一个级别,热带低压提升到热带风暴,再提升到强热带风暴、台风,有时能提升到强台风甚至超强台风,这要看能量输入与输出比决定,输入能量大于输出能量,台风就会增强,反之就会减弱。一般低压区气流会上升,把近地面的水汽带到温度更低的空中,从而凝结变成云并形成降水,所以多阴雨天气,反之高气压区多晴朗的天气。
(1)将文中空格补充完整:①______,②______(均选填“增大”、“减小”、“不变”)
(2)某同学在生物课上制作了如图2所示模拟呼吸运动的模型,B图表示正在______(选填“吸气”或“呼气”),肺内气压______(选填“大于”“小于”“等于”)外界大气压。
(3)深圳梧桐山海拔为943.7米,如果山脚入口大气压为1000百帕,则距山脚高度为900米处的大气压为______百帕。夏季台风来临前,深圳陆地多被台风外围的高压区所控制,所以这几天的天气一般多为______(选填“大风大雨”或“高温晴朗”)。台风过境时,流速很大的风平行于窗户吹过,安装不稳的玻璃窗户更容易向______(选填“室内”或“室外”)掉落。
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$
专题03 压强
4大高频考点概览
考点01 压强
考点02 液体压强
考点03 大气压强
考点04 流体压强与流速的关系
地 城
考点01
压强
一、单选题
1.(24-25八下·广东河源连平县协作区联考·期中)一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对地面的压力和压强接近于(取g=10N/kg)( )
A.50N,103Pa B.50N,104Pa C.500N,103Pa D.500N,104Pa
【答案】D
【详解】中学生的质量约50kg,双脚站立在水平地面上,他对地面的压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N
双脚和地面接触的总面积大约是0.05m2,中学生对地面的压强,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(24-25八下·广东广州花都区·期中)压力计重5N,如图用竖直方向、大小均为5N的力F甲、F乙分别把该压力计压在水平天花板和水平地面上,均处于静止状态。压力计对天花板和地面的压力为F甲'、F乙',压强为p甲、p乙、则( )
A.F甲'=F乙'=0N B.F甲'=F乙'=5N
C.p甲>p乙 D.p甲<p乙
【答案】D
【详解】AB.当压力计压在天花板上时,压力计受到重力向下,力向上,所以压力计对天花板的压力
当压力计压在地面上时,压力计受到重力向下,力向下,所以压力计对地面的压力
故AB不符合题意;
CD.由于受力面积相同,根据,,,可得。故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
3.(24-25八下·广东阳江阳东区·期中)下列实例中,属于增大压强的是( )
A.铁轨铺设在枕木上 B.大货车有很多车轮
C.破窗锤锤头呈锥状 D.书包带做得较宽
【答案】C
【详解】A.铁轨铺设在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.大货车有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.破窗锤锤头呈锥状,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D.书包背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选C。
4.(24-25八下·广东广州花都区·期中)如图甲质量相同的实心正方体木块和铁块在水平向右、大小均为3N的拉力F作用下,沿同一水平桌面做直线运动。0~3s内两物体路程随时间变化如图乙,此过程中A、B所受摩擦力分别为fA、fB,对水平桌面的压强分别为pA、pB(已知ρ木块<ρ铁块)。则( )
A.A是木块 B.此过程中A和B均受力平衡
C.fA=fB D.pA>pB
【答案】D
【详解】A.因为,木块和铁块质量相同,根据,可知木块的体积大于铁块的体积,由图甲可知,B是木块,故A不符合题意;
B.由图乙可知,A做匀速直线运动,处于平衡状态,A受力平衡;B的路程随时间变化不均匀,不是做匀速直线运动,不处于平衡状态,B受力不平衡,故B不符合题意;
C.滑动摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关。两物体质量相同,对桌面的压力相同,在同一水平桌面,A、B材质不同,接触面粗糙程度不相同,故摩擦力大小不相同,故C不符合题意;
D.A、B都是正方体,并且木块的体积大于铁块的体积,则木块的底面积大于铁块的底面积。两物体质量相同,对桌面压力相同。根据,压力相同,受力面积越大,压强越小,即,故D符合题意。
故选D。
5.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)制作红桃粿的木制模具有寿字纹、花卉纹等,使得粿皮呈现浮雕效果,雕刻模具用的刻刀刀头很尖细,是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
【答案】C
【详解】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。雕刻模具用的刻刀刀头很尖细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)制作红桃粿的木制模具有寿字纹、花卉纹等,使得粿皮呈现浮雕效果,雕刻模具用的刻刀刀头很尖细,是为了( )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
【答案】C
【详解】根据压强公式可知,当压力一定时,受力面积越小,压强越大。雕刻模具用的刻刀刀头很尖细,其目的是在施加的压力一定的情况下,通过减小刀头与模具的受力面积,来增大对模具的压强,从而更轻松地在木头上雕刻出花纹。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(24-25八下·广东广州花都区·期中)在下列实例中,属于通过减小压力来减小压强的是( )
A.破窗锤的敲击端做成锥状 B.货车限载保护路面
C.铁轨下面铺放枕木 D.滑雪时穿上宽大的滑雪板
【答案】B
【详解】A.破窗锤的敲击端做成锥状,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.货车限载,是通过减小压力来减小对路面的压强,保护路面,故B符合题意;
C.铁轨下面铺放枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.滑雪时穿上宽大的滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选B。
8.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)如图所示,底面积相同的实心圆柱体A、B放在水平面上,密度之比ρA∶ρB=1∶2,对地面的压强之比pA∶pB=1∶3,则它们的高度之比hA∶hB和重力之比GA∶GB分别是( )
A.2∶3,3∶1 B.3∶2,1∶3 C.1∶3,2∶3 D.2∶3,1∶3
【答案】D
【详解】质地均匀相细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上,它们对桌面的压力F=G,则它们对桌面的压强可表示为
它们的高度可表示为,则它们的高度之比
由可得G=F=pS
则重力之比
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)地铁14号线首次采用横向座椅设计,宽大柔软的座椅,增加乘客的舒适度,这是因为( )
A.增大臀部受到的压力 B.增大臀部的压强
C.减小臀部受到的压力 D.减小臀部的压强
【答案】D
【详解】人对座椅的压力等于人的重力,大小不变,宽大柔软的座椅,可以增加臀部受力面积,根据压强公式可知,在压力一定时,减小臀部的压强,增加乘客的舒适度,故ABC不符合题意,故D符合题意。
故选D。
10.(24-25八下·广东惠州·期中)如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列农耕工具中,属于减小压强的是( )
A.甲图的锄头口做的很薄 B.乙图的牛犁的犁头做的很尖
C.丙图中的耙铁齿做得尖锐 D.丁图中的套在驴脖子上套包面积较大
【答案】D
【详解】ABC.根据压强公式可知,减小压强的方法是增大受力面积或减小压力。锄头口薄、犁头尖、耙铁齿尖锐,都是减小受力面积增大压强,故ABC不符合题意;
D.套在驴脖子上套包面积较大,是增大受力面积减小压强,故D符合题意。
故选D。
11.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)将甲、乙两物体叠放在水平地面上,当甲受到5N水平向右,乙受到8N水平向左的拉力时,甲乙均保持静止,如图所示,已知甲重10N,底面积200cm²,乙重20N,底面积为100cm²下列说法正确的是( )
A.地面对乙的摩擦力为8N,方向水平向右
B.乙对地面的压力为20N
C.甲对乙的压强为500Pa
D.乙对地的压强为3000Pa
【答案】D
【详解】A.把甲、乙看做整体,整体受到和的合力
由整体静止可知,地面对乙摩擦力的方向为水平向右,大小为
故A错误;
B.乙对地面的压力
故B错误;
C.甲对乙的压力
受力面积为
甲对乙的压强
故C错误;
D.乙对地的压强
故D正确。
故选D。
二、填空题
12.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压强_______;若加速拉动木块,木块受到的摩擦力_______;若把木块竖起来拉动,木块受到的摩擦力_______(以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 不变 不变
【详解】[1]图中,弹簧测力计水平拉着木块滑动,木块离开桌面部分时,木块的重力不变,对桌面压力不变,部分离开桌面后,受力面积减小,根据得,木块对桌面的压强变大。
[2]当加速拉动木块,木块对桌面的压力、接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变。
[3]当木块竖起来拉动,受力面积变化,但压力和粗糙程度不变,摩擦力不变。
13.(24-25八下·广东江门·期中)坦克是当之无愧的陆战之王,坦克安装宽大的履带是为_______(选填“增大”或“减小”)压强;其重约为5.5×105N,单侧履带着地面积约为2.5 m2,该坦克对水平地面的压强约为_________Pa:它的主油箱容量约为1200升,0号柴油价格为 7.15元/升,若满功率巡航最多能够行驶600公里,则坦克的百公里燃油费约__________元。
【答案】
减小
1.1×105
1430
【详解】[1]坦克安装宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
[2]该坦克对水平地面的压强约为
[3]主油箱容量约为1200升,满功率巡航最多能够行驶600公里,则坦克的百公里燃油费约
14.(24-25八下·广东清远连州·期中)如题图,用较小压力不能将图钉尖按入木板墙,而用较大的压力能将图钉尖按入木板墙,说明压力的作用效果跟____有关;在相同的压力作用下,钝的刀不容易把肉切开,用锋利的刀很容易将肉切开,说明压力的作用效果跟____有关。物理学中,压力产生的作用效果用__________(填物理概念名称)表示。
【答案】 压力大小 受力面积 压强
【详解】[1][2][3]用较小压力不能将图钉尖按入木板墙,而用较大的压力能将图钉尖按入木板墙,受力面积不变,压力大小改变,压力作用效果改变,说明压力的作用效果跟压力大小有关;在相同的压力作用下,钝的刀不容易把肉切开,用锋利的刀很容易将肉切开,压力不变,受力面积不同,压力作用效果不同,说明压力的作用效果跟受力面积有关。物理学中,压力产生的作用效果用压强表示。
15.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)“古代科技著作《天工开物》中描述了古代劳动人民间割稻、脱粒、踏碓等情景。
(1)如图甲,脱稻谷时,用力拿稻草击打木桶边缘,由于谷粒脱离稻秆,谷粒在______的作用下落到木桶内;
(2)如图乙,劳动人民用扁担把谷粒挑回家,挑谷粒的扁担变弯,说明力可以使物体发生______;若扁担和谷物的总质量为30kg,扁担与肩膀的接触面积为20cm²,则肩膀受到的压强为______Pa(g取10N/kg);
(3)如图丙,踏碓(碓duì,是一种给稻谷去壳的工具,用脚连续踏木杠的一端,另一端的碓头就会连续起落)春米(将稻米去壳)的情景。碓的头部较尖,是为了______(表述要完整)。
【答案】(1)重力
(2) 形变
(3)在压力一定时通过减小受力面积来增大压强
【详解】(1)如图甲,脱稻谷时,用力拿稻草击打木桶边缘,由于谷粒脱离稻秆,谷粒在竖直向下的重力的作用下落到木桶内。
(2)[1]力可以改变物体的形状和运动状态。如图乙,劳动人民用扁担把谷粒挑回家,挑谷粒的扁担受到力的作用变弯,说明力可以使物体发生形变。
[2]肩膀受到的压力为
则肩膀受到的压强为
(3)碓的头部较尖,是为了在压力一定时通过减小受力面积来增大压强。
三、实验题
16.(24-25八下·广东阳江阳东区·期中)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的___________程度来比较压力作用效果;这里用到的研究方法是___________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)由甲和___________两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;在受力面积相同时,___________越大,压力的作用效果越明显;
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时,受力面积越___________,压力作用效果越明显;对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是___________(选填“正确”或“错误”)的,理由是比较时没有控制___________相同。
【答案】(1) 凹陷 转换法
(2) 乙 压力
(3) 小 错误 受力面积
【详解】(1)[1][2]实验中,压力作用效果无法直接观察,海绵的凹陷程度能直观反映压力作用效果的强弱,这种将不易观察的现象转换为易观察的现象的方法是转换法。
(2)[1][2]探究压力作用效果与压力大小的关系时,应控制受力面积相同,改变压力大小。甲和乙两图中,海绵的受力面积相同,乙图中铁块数量多,压力大,海绵凹陷程度更明显,所以由甲和乙两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[1]对比乙、丙两图,压力相同,乙图中海绵的受力面积小,海绵凹陷程度更明显,所以当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
[2][3]对比甲、丙两图,压力不同,受力面积也不同,该同学认为压力作用效果与压力大小无关的观点是错误的,理由是比较时没有控制受力面积相同。
17.(24-25八下·广东江门·期中)如图所示,小强利用小桌、砝码和海绵探究影响压力作用效果的因素。
(1)实验中用_______来反映压力的作用效果;
(2)根据如图所示的两组实验,能够得出压力的作用效果与_____的关系;
(3)在探究压力的作用效果与压力大小的关系时,为方便观察,应选用图中的________(选填“甲”或“乙”)实验对比有无砝码时的实验现象;
(4)将小桌以相同的方式分别放在海绵和木板上时,海绵和木板受到的压强分别是p1和p2,则p1______p2(选填“>”“<”或“=”);
(5)为了感受压力的作用效果与受力面积的关系,小强又设计了如图丙丁所示的实验,较合理的是实验________(选填“丙”或“丁”),原因是___________。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)受力面积
(3)乙
(4)=
(5) 丙 见解析
【详解】(1)压力的作用效果难以直接测量,根据转换法,该同学是根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果的。
(2)甲乙两图中,压力的大小相同,受力面积不同,且受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,能够得出压力的作用效果与受力面积的关系。
(3)探究压力的作用效果与压力大小的关系时,为方便观察,应使受力面积小,因此选择乙图实验对比有无砝码时的实验现象。
(4)将小桌以相同的方式分别放在海绵和木板上时,由于压力和受力面积相同,则压力的作用效果相同,即p1=p2。
(5)[1][2]丁实验中,笔竖直放置时,笔自身的重力会对实验产生影响,因此选择丙实验更合理。
18.(23-24八下·广东珠海斗门区第二中学·期中)小明同学在“探究影响压力作用效果的因素”时,用砝码、海绵和小桌做了如图所示的实验。
(1)本实验是通过观察海绵的_________来比较压力作用效果的,下列实验中所用的研究方法与此相同的是_________;
A.利用弹簧形变的程度来反映力的大小
B.研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度不变
C.研究阻力对物体运动的影响时,假设小车运动时不受力做出科学推理
(2)甲、乙两图比较可以得到:受力面积一定时,_________越大,压力的作用效果越明显。下列实例中,可用此结论解释的是_________;
A.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
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C.书包要用宽的背带
(3)将小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是_________(选填“正确”或“错误”)的,图丁中海绵受到的压强和图丙中木板受到的压强的大小关系为_________;(选填“>”“<”或“=”)
(4)实验时,小妍将小桌换成砖块,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,你认为她在探究过程中存在的问题是___________。
【答案】 凹陷程度 A 压力 A 错误 = 见解析
【详解】(1)[1]压力的作用效果是改变物体形状使物体发生形变,物体压在海绵上可以使海绵凹陷,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,因此我们可以通过海绵的凹陷程度来确定压力作用效果,这种方法称为转换法。
[2]A.利用弹簧形变的程度来反映力的大小利用了转换法,故A符合题意;
B.研究滑动摩擦力与压力关系时控制接触面粗糙程度不变利用了控制变量法,故B不符合题意;
C.研究阻力对物体运动的影响时,假设小车运动时不受力做出科学推理利用了科学推理法,故C不符合题意。
故选A。
(2)[3]比较图甲、乙所示实验,受力面积相同,乙中压力大,压力作用效果明显,故可得出结论:受力的面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
[4]A.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,平均承载越大对车轴压强越大,故A符合题意;
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破是通过减小受力面积增大压强,故B不符合题意;
C.书包要用宽的背带是通过增大受力面积,减小压强,故C不符合题意。
故选A。
(3)[5]将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较丙、丁两种情况后,小明认为压力的作用效果还与接触面的材料有关,这个结论是错误的,因为丙丁中压力的作用效果相同,只是木板的形变不明显,不容易观察。
[6]根据可知,压力大小和受力面积大小相同,压强大小关系为p丁=p丙。
(4)[7]研究压力的作用效果与受力面积的关系要控制压力大小相等,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,对支持面的压力大小发生了改变,故他在探究过程中存在的问题是:没有控制压力大小不变。
四、计算题
19.(24-25八下·广东河源连平县协作区联考·期中)小亮的质量是60千克,一只脚的面积是0.012平方米,在水平地面上,站立时对地面的压强是多少?行走时对地面的压强是多少?
【答案】
,
【详解】站立时对地面的压强是
行走时对地面的压强是
20.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)C919是我国自主研发的大型客机。假设某架飞机总质量为6×104kg,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为0.5m2,g=10N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)假设飞机在跑道上起飞过程中某时刻受到的升力为2×105N,则飞机起飞时对跑道的压强又是多少?(不考虑轮胎与地面接触面积的变化)
【答案】(1)
6×10⁵N
(2)
1.2×10⁶Pa
(3)
8×10⁵Pa
【详解】(1)根据公式G=mg得飞机受到的重力为
(2)静止时飞机对跑道的压力等于重力,飞机对水平跑道的压强
(3)起飞时升力向上,飞机对跑道的压力减小,此时压力为
对跑道的压强为
21.(24-25八下·广东阳江阳东区·期中)一座长方体花岗岩石碑,质量为2.7×103kg,底面积为0.6m2,(g=10N/kg)求:
(1)石碑受到的重力;
(2)石碑对水平地面的压强。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)石碑受到的重力
(2)石碑对水平地面的压强
22.(24-25八下·广东清远连州·期中)某物流机器人空载时的质量为600kg,轮胎与地面的总接触面积为0.2m²,在某平直道路上以4m/s匀速行驶了100s,牵引力为120N。求此过程中(g=10N/kg):
(1)机器人受到的重力G和阻力f的大小。
(2)机器人对水平路面的压强。
(3)机器人行驶的路程。
【答案】(1)6000N,120N
(2)3×104Pa
(3)400m
【详解】(1)根据重力计算公式G=mg, g取10N/kg,可得机器人受到的重力G= mg =600kg×10N/kg=6000N
因为机器人在平直道路上匀速行驶,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,已知牵引力为120N,所以阻力f=F牵=120N
(2)机器人对水平路面的压力等于其重力,即F=G=6000N
根据压强公式,其中S为轮胎与地面的总接触面积0.2m2,可得机器人对水平路面的压强
(3)根据速度公式的变形式s=vt可得,机器人行驶的路程 s=vt=4m/s×100s=400m
23.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)轿车在平直水平公路上行驶,车上的人与小汽车总质量为1500kg,车轮与地面的总接触面积为0.15 m2,其速度与时间、动力与时间的关系图像分别如图甲、乙所示。g=10 N/kg。求:
(1)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;
(2)车上的人与小汽车受到的总重力;
(3)汽车匀速阶段的动力大小;
(4)轿车对水平公路的压强大小?
【答案】(1)700m
(2)1.5×104N
(3)1000N
(4)
【详解】(1)由图甲可知匀速时间为t=35s,匀速速度v=20m/s轿车在匀速直线运动阶段通过的路程
(2)车上的人与小汽车受到的总重力
(3)由图可知,汽车在第10s~45s时,汽车匀速行驶,汽车匀速阶段的动力大小F=1000N
(4)轿车对水平公路的压强大小
24.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)电动感平衡车给人们的短距离出行带来了极大的便利。如图为某型号平衡车,下表为平衡车的参数。g=10N/kg,忽略轮胎与地面接触面积的变化。求:
车的重力
每个轮胎与地面的接触面积
100N
50cm2
(1)质量为50kg的小明站在平衡车上,静止时车对水平地面的压强;
(2)若平衡车所受阻力为总重的0.1倍,小明驾驶该平衡车在水平方向匀速行驶时,平衡车受到的牵引力。
【答案】(1)6×104Pa;
(2)60N
【详解】(1)小明站在平衡车上,静止时车对水平地面的压力等于小明的重力与车的重力之和,即F压=G总=G人+G车=m人g+G车=50kg×10N/kg+100N=600N
则静止时车对水平地面的压强p6×104Pa
(2)平衡车受到的阻力为总重的0.1倍,则平衡车受到的阻力f=0.1G总=0.1×600N=60N
小明驾驶平衡车在水平方向匀速行驶时,牵引力和阻力是一对平衡力,由二力平衡条件可知,牵引力F=f=60N
25.(24-25八下·广东惠州·期中)电动平衡车又叫体感车,是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的个人运输载具。如图所示,是某品牌的平衡车,平衡车自身的质量是12kg,轮胎与地面接触的总面积是,已知质量为60kg的人骑着该车在水平路面上匀速行驶1200m用了5min。(g取10N/kg),求:
(1)平衡车匀速行驶时的速度;
(2)平衡车行驶时,平衡车对地面的压力;
(3)平衡车行驶时,平衡车对地面的压强。
【答案】(1)4m/s
(2)720N
(3)
【详解】(1)根据可得,平衡车匀速行驶时的速度为
(2)平衡车和人的总重力
平衡车对水平地面的压力
(3)根据可得,平衡车对地面的压强为
26.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)深圳前海自贸区建筑工地上,载重卡车络绎不绝,其中某型号载重卡车的技术参数如下表所示,它匀速行驶时所受的阻力是其重力的0.2倍。取。
卡车空载质量
最大载货量
轮胎个数
行驶时每个轮胎与地面的接触面积
行驶时的最大速度
22t
50t
12
90km/h
(1)该卡车空载时,所受的重力是多少?
(2)该卡车空载,在水平路面上匀速直线行驶时所受的牵引力是多少?
(3)若某高架桥能承受的最大压强为,该卡车满载时是否会对水平桥面造成损坏?请通过计算说明。
【答案】(1)
(2)
(3)见解析
【详解】(1)该卡车空载时,所受的重力为
(2)该卡车空载,在水平路面上匀速直线行驶时受力平衡,所受的牵引力
(3)该卡车满载时总重力为
则该卡车满载时对水平桥面压强为
所以,该卡车满载时会对桥面造成损坏。
27.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)宇树机器狗B2在泰山负重清运垃圾的视频火爆全网,已知B2质量为75kg,其单足接触地面积为0.02m²,最大移动速度可达20公里/小时,四足站立时负载能力达120kg。(g=10N/kg)求:
(1)机器狗B2空载时对水平地面的压力;
(2)机器狗B2负载40kg爬泰山时,四足站立时对地面的压强。
【答案】(1)750N
(2)
【详解】(1)机器狗B2空载时的重力
机器狗B2空载时对水平地面的压力等于其重力,所以
(2)B2负载40kg时,其总重力
四足站立时受力面积
对地面的压强
28.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)一个质量为50kg的人骑着电动车在水平路面上匀速行驶,电动车的有关数据如表所示:
电动车净重
50kg
行驶中轮胎与地面的总接触面积
0.01m2
车轮直径
0.42m
轮胎承受最大气压
3×105Pa
匀速行驶过程中的摩擦力
总重力的0.02倍
求:
(1)求人和电动车所受的总重力。
(2)求人骑着车,对水平地面的压强。
(3)此人骑着电动车匀速直线行驶时,电动车受到向前的动力是多少?(g=10N/kg)
【答案】(1)1000N
(2)1×105Pa
(3)20N
【详解】(1)人和车的总质量
人和车的总重力
(2)人骑着车,对水平地面的压力是F=G总=1000N
电动车对地面的压强是
(3)因为电动车匀速行驶,电动车受到向前的动力和地面对车的摩擦力是平衡力,由二力平衡的条件可知,电动车受到向前的动力F=f=0.02G总=0.02×1000N=20N
五、综合题
29.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)深圳高楼林立,对于高楼层大玻璃窗户的清洁,可由如图所示的“自动擦窗机器 人”来完成。某“自动擦窗机器人”的质量为 2kg,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人 的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(g 取 10N/kg)
(1)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,摩擦力大小为 _________N,此时若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力 _________(填“变大”、“变小”或“不变”); 当擦窗机器人竖直向下运动时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力_________(填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)吸盘与玻璃的接触面积为 1.2×10 -3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa,则吸盘对玻璃的压力 __________N;
(3)如果擦窗机器人下降速度为 0.2m/s,在 3s 内下降的距离为__________ cm。
【答案】(1) 20 不变 变大
(2)180
(3)60
【详解】(1)[1]当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,摩擦力与重力为平衡力,大小相等,为
[2]此时若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人的重力不变,受到的摩擦力与重力相等,则摩擦力不变。
[3]当擦窗机器人竖直向下运动时,擦窗机器人受到的摩擦力为滑动摩擦力;若真空泵继续向外抽气,擦窗机器人对玻璃的压力变大,接触面的粗糙程度不变,则擦窗机器人受到的摩擦力变大。
(2)由得,吸盘对玻璃的压力
(3)如果擦窗机器人下降速度为 0.2m/s,由得,在 3s 内下降的距离为
30.(24-25八下·广东广州花都区·期中)在一片水平沙滩上,研究人员发现一棕熊的脚印。为估算这只棕熊的质量,研究人员选取棕熊四脚着地时的一个脚印,将其轮廓描绘在方格纸上(每个小方格面积为4cm2),数出脚印轮廓内大于半格的方格有40个(大于半格算1格,小于半格的不算)。在脚印旁相同水平沙滩上放置一底面积为40cm2的平底塑料盒,往盒内慢慢添加沙子,当塑料盒下陷深度与脚印深度相同时,测得塑料盒及沙子总质量为20kg。忽略脚趾和脚掌间空隙面积。(g取10N/kg)
(1)往盒内慢慢添加沙子的过程中,塑料盒对沙滩的压强p______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。请在图中画出压强p随塑料盒及沙子总质量变化的大致图像______;
(2)该棕熊一只脚的面积约为多少?
(3)求塑料盒下陷深度与脚印深度相同时,对沙滩的压强;
(4)求该棕熊的质量。
【答案】(1) 变大
(2)160cm2
(3)5×104Pa
(4)320kg
【详解】(1)[1]往盒内添加沙子时,塑料盒及沙子的总质量增大,根据,总重力增大,而塑料盒对沙滩的压力F等于总重力,即F变大。塑料盒底面积S不变,由压强公式可知,压强p变大。
[2]因为,在g和S一定时,p与成正比例关系,图像为过原点的倾斜直线。作图如下:
(2)已知每个小方格面积为,一个脚印内大于半格的方格有40个,棕熊一只脚的面积
(3)塑料盒及沙子总质量,总重力
塑料盒对沙滩的压力,底面积,
塑料盒对沙滩的压强
(4)棕熊四脚着地,总接触面积
棕熊对沙滩的压强与塑料盒对沙滩的压强相等,即
棕熊对沙滩的压力
棕熊的重力,棕熊的质量
31.(24-25八下·广东广州花都区·期中)如图甲,斜面与水平面粗糙程度相同且平滑连接。一木块沿斜面匀速下滑,随后在水平面滑行一段距离,最终静止在A点。
(1)请在图乙方框内画出木块在A点时的受力示意图(木块用“•”表示);
(2)木块在斜面、水平面滑行时所受摩擦力分别为f斜面、f水平,则f斜面______(选填“=”或“≠”)f水平;
(3)木块对斜面、水平面的压强分别为p斜面、p水平,则p斜面______(选填“=”或“≠”)p水平,请写出判断依据:______。
【答案】(1)
(2)≠
(3) ≠ 见解析
【详解】(1)木块在A点静止时,受到竖直向下的重力、与水平面垂直并指向木块A的支持力,是二力平衡现象,这两个力是一对平衡力,大小相等。如图所示:
(2)木块在斜面上滑行时,斜面受到的压力小于木块重力,木块在水平面上滑行时,水平面受到的压力大小等于木块重力,所以木块滑行过程中,斜面、水平面受到的压力不同,因为接触面粗糙程度相同,所以木块在斜面、水平面滑行时所受摩擦力大小不同,即。
(3)[1][2]木块滑行过程中,受力面积相同,斜面、水平面受到的压力不同,根据,木块对斜面、水平面的压强不同,即。
六、科普阅读题
32.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)阅读材料,回答问题。
南中城际铁路与盾构机
材料一:南沙至中山城际铁路,简称南中城际,又称广州地铁18号线南延线,其中南沙万顷沙站至中山兴中站全长46.9公里,设计速度160公里/小时,在中山段设9个站点,其中香山站是南中城际进入中山的第一站,兴中站是中山段的终点站。2024年5月31日,南中城际(中山段)全线首台盾构机“香山一号”启动掘进,2025年2月24日上午,岐江新城站至岐江道站区间右线隧道顺利出洞,南中城际中山段首个区间隧道实现双线贯通。项目建成后,与广州地铁18号线贯通运营,从广州中心城区到中山中心城区最快或只需45分钟,可促进中山经济发展。
材料二:中国科技发展日新月异,上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构。盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机。它的前端是一个带有切削刀具的旋转刀盘,刀盘在电机的驱动下旋转,切削前方的土体或岩石,被切削下来的渣土通过螺旋输送机或皮带输送机等输送系统运出隧道。同时,盾构机也可为整个设备和施工人员提供支撑和保护,防止隧道坍塌。现代盾构掘进机集光、电、力、传感、信息技术于一体,具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能,涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控,制、测量等多门学科技术。盾构机被誉为“世界工程机械之王”,而中国制造盾构机已惊艳全球,展现“国广州地铁之重器”强大实力。
(1)盾构机在地下掘进时为了防止偏离,采用激光自动导向系统,这是利用光___________原理;
(2)盾构机前部的刀盘上有很多刀片,转动时能轻易切入泥土、岩石,且各刀片都呈尖利的形状,这是通过________的方法来增大压强;
(3)我国自主研发的“香山一号”盾构机在掘进时,若其刀盘可产生约3.5×104Pa的压强,若刀盘与岩石的接触面积为4m2,则刀盘对岩石的压力为___________N;
(4)刀盘旋转击碎后的石料由传送带运输,当石料与传送带一起匀速水平前进时,石料___________(选填“受”或“不受”)摩擦力;
(5)开通后,从南沙万顷沙站至中山兴中站最快需要___________小时才能到达。(保留两位小数)
【答案】(1)在同种均匀介质中沿直线传播
(2)减小受力面积
(3)
(4)不受
(5)0.29
【详解】(1)光在同种均匀介质中是沿直线传播。盾构机在地下掘进时为了防止偏离直线方向,采用了激光自动导向系统,这主要是利用光在同种均匀介质中沿直线传播的特性。
(2)各刀片都呈尖利的形状,这是压力不变通过减小受力面积的方法来增大压强的。
(3)根据知,刀盘对岩石的压力为
(4)若盾构机传送带水平匀速运动,石料随着传送带做匀速直线运动,石料相对于传送带没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,因此石料不受摩擦力作用。
(5)根据可知,从南沙万顷沙站至中山兴中站最快需要的时间为
地 城
考点02
液体压强
一、单选题
1.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)以下关于压强知识说法正确的是 ( )
A.甲图中火车铁轨下面铺放枕木,是通过减小受力面积来增大压强的
B.丁图中火车站台边缘标有安全线,是因为在气体中,流速越大的位置,压强越大
C.人拿着丙图中的自制气压计从山下到山上,观察到玻璃管内水柱高度变小
D.乙图中液体能从容器侧壁的孔中喷出,说明液体对侧面壁有压强
【答案】D
【详解】A.图甲中火车铁轨下面铺放枕木,根据压强公式 p= S F,在火车对铁轨的压力一定时,铺放枕木是增大了受力面积 ,目的是减小压强,而不是增大压强,故A 错误;
B.图丁 中列车站台边缘标有安全线,是因为气体流速越大的位置,压强越小。当列车高速行驶时,列车附近空气流速大,压强小,人站在安全线以内,外侧的大气压会把人推向列车,容易发生危险,故B错误;
C.人拿着图丙中的自制气压计从山下到山上,因为大气压随高度的增加而减小,山上的大气压比山下的大气压低,瓶内气压大于外界大气压,且气压差变大,所以观察到玻璃管内水柱高度应变大,而不是变小,故C 错误;
D.图乙中液体能从容器侧壁的孔中喷出,这一现象直观地说明了液体对侧面有压强,故D正确。
故选 D。
2.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)如图,功夫茶壶中壶身与壶嘴的设计可以看作连通器。下列与其原理相同的是( )
A.液体压强计 B.拦河大坝
C.活塞式抽水机 D.排水管反水弯
【答案】D
【详解】茶壶的壶身与壶嘴,底部连通,上端开口,构成连通器,利用了连通器的原理。
A.液体压强计的一端开口,一端封闭,不是连通器,故A不符合题意;
B.拦河大坝做成上窄下宽的形状,是因为液体压强随深度的增加而增大,故B不符合题意;
C.活塞式抽水机利用的是大气压强,不属于连通器,故C不符合题意;
D.排水管反水弯两端开口,中间相连通,是连通器,故D符合题意。
故选D。
3.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)如图,功夫茶壶中壶身与壶嘴的设计可以看作连通器。下列与其原理相同的是( )
A.液体压强计 B.拦河大坝
C.活塞式抽水机 D.排水管反水弯
【答案】D
【详解】A. 液体压强计的U形管一端封闭、一端开口,底部连通,并非上端均开口,不满足连通器“上端开口”的条件,其原理为液体压强的传递,故A不符合题意;
B. 拦河大坝设计为上窄下宽,是利用“液体压强随深度增加而增大”的原理,以承受更大的水压力,与连通器原理无关,故B不符合题意;
C. 活塞式抽水机通过活塞上提使抽水机内部气压减小,水在外界大气压作用下被压入抽水机,其原理为大气压的应用,与连通器原理无关,故C不符合题意;
D. 排水管反水弯的结构为上端开口、底部连通,当水不流动时,弯管内的水保持液面平齐,可隔绝下水道异味,符合连通器原理,故D符合题意。
故选D。
4.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)潜水员潜入12m深水里,此时潜水员受到水的压强约(已知,取)( )
A.1.2 B.120Pa C.1200Pa D.1.2×105Pa
【答案】D
【详解】已知,潜水员下潜到12米深的水中时,受到水的压强为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)龙舟比赛中,运动员常采用坐姿或低蹲姿势划桨,这样做的主要目的是( )
A.增大龙舟的重力 B.降低龙舟的重心以增加稳定性
C.减小船底受到水的压力 D.减小船底受到水的压强
【答案】B
【详解】A.运动员姿势不会改变龙舟和运动员的总重力,故A不符合题意;
B.低蹲姿势可降低整体重心,提高龙舟行驶稳定性,故B符合题意;
C.根据压强公式和可得,船底受到水的压力F=pS=ρghS
所以压力与吃水深度h和船底面积S有关,与姿势无关,故C不符合题意;
D.船底压强p=ρgh,仅与液体密度ρ和吃水深度h有关,与姿势无关,故D不符合题意。
故选B。
6.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)如图,密闭的奶茶饮料杯正放在水平桌面上,若将该饮料杯倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况正确的是( )
A.杯子对桌面的压力减小 B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯底的压力变大 D.杯内奶茶对杯底的压强不变
【答案】C
【详解】如图所示,密闭奶茶饮料杯由正放到倒放的过程中,密闭奶茶杯的总质量不变,其总重力不变,液体底部深度变小,底面积变大;
A.杯子对桌面的压力等于密闭奶茶杯的总重力,故此过程中,杯子对桌面的压力不变,故A错误;
B.倒放时,杯子对桌面的压力不变,受力面积增大,所以杯子对桌面的压强变小,故B错误;
C.正放时,奶茶对杯底的压力、杯底的受力面积、液体在杯底的深度、奶茶密度、奶茶体积之间的关系为可以表示为
倒放时,奶茶对杯底的压力、杯底的受力面积、液体在杯底的深度、奶茶密度、奶茶体积之间的关系为可以表示为
所以有,即倒放时,杯内奶茶对杯底的压力更大,即此过程中,杯内奶茶对杯底的压力变大,故C正确;
D.此过程中,液体底部深度变小,由于奶茶密度相同,所以奶茶对杯底压强变小,故D错误。
故选C。
7.如图所示,在容器两侧分别倒入不同深度的水和某种液体,观察到橡皮膜向左凸起,则这种液体的密度与水的密度的大小关系是( )
A. B. C. D.无法判断
【答案】D
【详解】橡皮膜的突起方向反映了两边压强的大小,橡皮膜向左凸起,该位置左侧水的压强小于右侧液体的压强,又,由可知,这种液体的密度与水的密度的大小无法判断。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.(23-24八下·陕西西安·期末)元代杰出科学家郭守敬在通惠河上建造了二十四座船闸,使运粮船可逆流而上,下列与船闸工作原理不同的是( )
A.U形“反水弯” B.锅炉水位计
C.喂水器 D.自制压强计
【答案】D
【详解】船闸是利用连通器原理工作的;
A.反水弯上端开口,下端连通,属于连通器,与船闸工作原理相同,故A不符合题意;
B.水位计上端开口,下端连通,属于连通器,与船闸工作原理相同,故B不符合题意;
C.喂水器上端开口,下端连通,属于连通器,与船闸工作原理相同,故C不符合题意;
D.自制气压计是利用大气压强工作的,用来测量大气压,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
9.(24-25八下·广东江门·期中)如图,关闭阀门K时,待水稳定后,AB两管中的液面是________;打开阀门K,待水流稳定后,B管下端的水流速度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)A管下端的水流速度,所以B管中的液面较________(选填“高”或“低”)。
【答案】 相平的 小于 高
【详解】[1]图中关闭阀门K时,AB两管构成连通器,因此当水稳定后,AB两管中的液面是相平的。
[2]打开阀门K,待水流稳定后,由于A管下端的直径小于B管下端的直径,因此A管下端的水流速度大于B管下端的水流速度。
[3]根据流体压强和流速的关系可知,由于B管下端水流速度小,压强大,因此B管中的液面较高。
10.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)如图:甲乙丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知液体内部同一水平面 ABC 三点处压强相等,则_______容器中液体密度最大,_______容器底受到液体压强最大,_______容器对桌面压强最大(以上三空均选填“甲”、“乙”或“丙”)。
【答案】 甲 甲 甲
【详解】[1][2][3]图中,A、B、C处压强相等,而深度关系为hA<hB<hC,根据p=ρgh,可知ρA>ρB>ρC
即甲容器中液体密度最大;由于A、B、C到容器底的距离相等,根据密度关系,则pA下>pB下>pC下,则容器底的压强关系为p甲>p乙>p丙
根据F=pS,容器底面积相同,压强越大, 容器底受到的压力越大,则甲容器底受到的压力最大,柱形容器中,容器底受到的压力等于液体的重力,则甲液体重力最大,容器相同,水平桌面受到的压力等于总重力,则甲对桌面的压力最大,根据,甲对桌面的压强最大。
11.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)小来想复现帕斯卡裂桶实验,用了一个如图所示的装置,如图所示的容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强________B点的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),C点的压强pc=________Pa,若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小来至少需要增加酒精直至液面高度达到________m才能让容器底部破裂。(g取10N/kg)
【答案】 等于 640 4.9
【详解】[1]图中A点的深度等于B点的深度,由液体压强公式可知,A点的压强等于B点的压强。
[2]C点的深度为
所以C点的压强为
[3]若容器底部所能承受的最大压强为,小来至少需要增加酒精直至液面高度为
如果让容器底部破裂,至少增加酒精直至液面高度达到。
12.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)如图,福建舰满载排水量为8万吨,满载时受到海水的浮力为___________N,排开海水的体积为___________m3;福建舰在海面下5m处有一个面积为的观察窗口,则该窗口受到海水的压力是___________N。(,g=10N/kg)
【答案】
【详解】[1]已知福建舰满载排水量
已知,根据阿基米德原理,满载时受到海水的浮力为
[2]已知,排开海水的体积为
[3]海面下5m处压强为
面积为的观察窗口受到海水的压力是
13.(24-25八下·广东中山部分学校·期中)物理知识在生产和生活中有着广泛的应用。在图中,针尖做得尖锐是为了能产生很大的___________。如图所示,拦河大坝设计成下宽上窄形状的依据是根据___________规律;如图所示,船闸利用的是___________知识。(填物理量或规律名称)
【答案】 压强 深度越深,压强越大 连通器
【详解】[1]针尖做得尖锐是压力不变时,通过减小受力面积,产生很大的压强。
[2]同一液体,深度越深,压强越大,为了承受更大的压强,拦河大坝设计成下宽上窄形状。
[3]船闸下方的阀门打开时,两边开口,底部相连通,利用的是连通器知识。
14.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)如图,船闸是利用_______原理工作的,此时闸门左右两侧的压强差过大,此时需先关闭阀门B,再打开右侧阀门A,当闸室内的水面与上游水位_______时,轮船通过闸门,就可以顺利开进上游了。
【答案】 连通器 相平
【详解】[1]船闸是上端开口,下端连通的装置,故船闸是利用连通器的原理来工作的。
[2]当船从下游驶向上游,船进入闸室后,关闭阀门B,打开阀门A,此时上游与闸室组成连通器,上游的水通过阀门A流向闸室,当闸室内的水面与上游水位相平时,打开上游闸门,船就可以顺利开进上游。
15.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)如图为我国自行设计的“奋斗号”载人潜水器。当该潜水器从海面逐渐下潜时,它受到的海水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。当它下潜到水下1000m处时,海水对它的压强为_________Pa(g取10N/kg,),海水对它2m2的外表产生的压力为_________N。
【答案】 变大
【详解】[1]“奋斗号”载人潜水器从海面逐渐下潜时,深度增大,根据知,它受到海水的压强变大。
[2]当“奋斗号”载人潜水器下潜到水下1000m处时,海水对它的压强
[3]由得“奋斗号”外表面受到海水的压力
16.(24-25八下·广东惠州·期中)如图所示是我国自主研制的“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟下潜情景;若海水的密度近似为,则“奋斗者号”下潜到10000米深时受到海水的压强为______Pa,潜水器外壳平均面积上受到海水的压力为______N;“奋斗者号”在返回水面的过程中,海水对它的压强______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
【答案】 变小
【详解】[1]根据可知,“奋斗者号”下潜到10000米深时受到海水的压强为
[2]潜水器外壳平均面积上受到海水的压力为
[3]根据可知,“奋斗者号”在返回水面的过程中,海水密度不变,h变小,海水对它的压强变小。
三、实验题
17.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)紫萱在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作:
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性_______(选填“好”或“差”);
(2)比较_______两图可知,液体压强与液体深度有关;
(3)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体___________有关;
(4)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小.现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示,可判断出A杯中盛有_______(选填“酒精”或“水”),将A杯中的探头向_______(选填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平;
(5)梓晗把不同液体倒进U形管两端,发现液体不流动时液面并不相平如图戊所示,左端装的是未知液体,密度为,液柱高度为h1,右端装的是水,密度为,水柱高度为h2,请用以上物理量把未知液体密度表达为ρ液=___________。
【答案】(1)差
(2)甲乙
(3)液体密度
(4) 水 上
(5)
【详解】(1)组装器材后,用手指按压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎不变,压强计气密性差,装置漏气。
(2)探究液体压强与液体深度有关的实验中,要保持液体密度相同,深度不同,所以应选择甲乙两图进行实验。
(3)根据甲、丙两图,甲、丙两次实验中液体密度不同,甲实验中液体是水,丙实验中液体是盐水,两次实验液体的深度相同,U形管液面高度差不同,因此可以探究液体压强与液体密度有关。
(4)[1][2]图丁中,探究不同液体的密度大小关系时,将压强计两个探头分别浸入酒精和水的同一深度处,U形管左侧液面更低,因此压强大,根据p=ρgh,深度相同时,A杯中液体密度较大,是水;若要U形管两侧液面相平,需减小左侧压强,因此将A杯中的探头向上移。
(5)图戊中,U形管中液体不同,左端装未知液体,液柱高度为h1,右端是水,水柱高度为h2,液面静止时,压强相等,根据p=ρgh,则ρ液gh1=ρ水gh2,液体密度为
18.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)如图是用压强计“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________(填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)使用前应检查装置是否漏气。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现 U 形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置_____________(填“漏气”或“不漏气”)。
(3)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______(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
(4)比较图乙和图丙,可以得出结论:同种液体,液体压强的大小与________有关;
(5)比较图______和图丁,可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大;
(6)已知图丙中 U 形管左右两侧液面高度差为 h=5cm,则压强计所测之处的液体压强 是 __________Pa;( ρ水=1g/cm3、g=10N/kg)
【答案】(1)不属于
(2)漏气
(3)B
(4)深度
(5)丙
(6)500
【详解】(1)连通器是指上端开口,下部连通的容器。观察图中的压强计上的U形管,其左端是密闭的,不满足连通器上端开口的条件。所以压强计上的U形管不属于连通器。
(2)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,说明U形管不与外界空气连通,则说明装置不漏气;如果U形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置漏气。
(3)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,为了使U形管左右两侧的液面相平,只需要将软管取下,再重新安装,使得U形管中两管上方的气体压强就是相等的,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(4)研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度相同,比较图乙和图丙,丙中探头位置更深,U形管两侧高度差更大,可以得出结论:在同种液体中,液体压强的大小与液体深度有关。
(5)为了比较液体压强与液体密度的关系,应该控制液体深度相同,只改变液体密度,故选丙、丁,丁中U形管两侧高度差更大,说明压强更大。可以得出结论:在同一深度,液体密度越大,液体的压强越大。
(6)根据题中已知条件,由液体压强公式可得,压强计所测之处的液体压强为
19.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)小福在游泳馆游泳时发现:站在齐胸深的水中感觉呼吸略微有些困难,越往深水区走,这种感觉越明显;同时,他还发现,虽然都是齐胸深的水,在游泳池中和在海水中的感受也有所不同。
(1)下列是小福提出的两个猜想,请你帮他写出另一个:
猜想一:液体压强大小可能与液体的深度有关;
猜想二:液体压强大小可能与______有关;
(2)小福决定通过实验一探究竟。图甲是他周末在家利用带孔的矿泉水瓶作为实验器材设计的实验,瓶上各点代表小孔所在位置,为了验证自己的猜想一,他应选择瓶______(选填“①”或“②”)进行实验;
(3)周一返校后小福借来U形管压强计继续实验。组装器材时,有两块形状相同的橡皮膜,将相同的小球放在两种橡皮膜上时形变程度如图乙所示,为了能更好反映压强的细微差别,小福应该选择橡皮膜______(选填“A”或“B”)。若还没有按压橡皮膜前U形管两侧液面就存在一定的高度差,接下来的操作是______(选填下面的选项);
A.向右侧支管内添加适量水 B.从右侧支管内抽出适量水
C.拆除软管重新安装 D.将压强计倾斜着使用
(4)调节好装置,进行实验,比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随______增大而增大;在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将______(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(5)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的水面的高度差______(选填“变大”、“变小”或“不变”);
【拓展研究】
(6)图丁中小福发现U形管左右两侧水面的高度差为,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为______;(已知,,)
(7)小福将压强计进行改装,在U形管另一端也连接上探头,实验现象如图戊所示,不同液体内部在同一深度处,______(选填“左”或“右”)侧液体产生的压强大;
(8)小福自制了一个简易压强计,如下图所示,将该压强计浸入水中,橡皮膜会向内凹;增加简易压强计在水中的深度,细玻璃管中的液柱会______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】(1)液体密度
(2)①
(3) A C
(4) 液体密度 不变
(5)变大
(6)500
(7)左
(8)上升
【详解】(1)虽然都是齐胸深的水,在游泳池中和在海水中的感受也有所不同,游泳池中的水和海水密度不同,据此可以猜测液体压强可能与液体密度有关。
(2)为了验证猜想一,探究液体压强与液体深度的关系,应控制液体密度相同,只改变液体深度,应选择瓶①进行实验。
(3)[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,橡皮膜形变程度明显,则U形管中液面变化更灵活,误差小,所以小明应选择橡皮膜A。
[2]若还没有按压橡皮膜,U形管两侧液面就存在一定的高度差,就说明U形管左端液面上方的气体压强不等于大气压。只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),U形管中的液面就是相平的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)[1]比较丙、丁两图,探头所处深度相同,丁中液体密度较大,U形管中液面的高度差较大,可得:当深度一定时,液体内部压强随液体密度的增大而增大。
[2]同一液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等。在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将不变。
(5)保持图丙中金属盒的位置不变,并将一杯清水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),液体密度不变,深度变大,根据 p=ρgh可知,液体压强变大,所以U形管两侧的水面的高度差变大。
(6)橡皮管内气体的压强与管外大气压之差等于水产生的压强
(7)由图戊可知,两侧探头所处深度相同,U形管中左侧液面较低,说明左侧探头受到的液体压强较大。
(8)增加简易压强计在水中的深度,橡皮膜受到的液体压强变大,则橡皮膜进一步向内凹,内部空气被挤压,压强变大,则细玻璃管中的液柱会上升。
20.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)压强计上的U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;如图甲,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,其调节的方法是___________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(2)在乙图中若只改变探头的朝向,U形管内液面高度差将___________;
(3)比较图乙和图丙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体的___________增加而增大;
(4)比较图乙和图丁,液体内部压强还与液体___________有关;
(5)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出,忽略液体密度的变化),橡皮膜受到的液体压强将___________(“变大”“变小”或“无法判断”)。
【答案】(1) 不属于 B
(2)不变
(3)深度
(4)密度
(5)变大
【详解】(1)[1]连通器是上端开口、下端连通的容器。压强计上的U形管一端是封闭的,不满足连通器上端开口的条件,不属于连通器。
[2]使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差,这是因为U形管两侧的气体压强不相等。拆除软管重新安装,可以让U形管两侧的气体重新与外界大气相通,从而使两侧气体压强相等,消除液面的高度差。将右侧支管中高出的水倒出,不能解决两侧气体压强不相等的问题。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)在同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等。在乙图中只改变探头的朝向,液体的密度和深度都不变,所以探头受到的压强不变,U形管内液面高度差将不变。
(3)比较图乙和图丙,液体都是水(同种液体),图丙中探头所处的深度比图乙中深,且图丙中U形管液面高度差更大,说明在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(4)比较图乙和图丁,探头所处的深度相同,但液体分别是水和盐水(不同液体),U形管液面高度差不同,说明液体内部压强还与液体密度有关。
(5)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其混合均匀后(液体不溢出,忽略液体密度变化),相当于金属盒所处的深度增加了。根据(ρ不变,h增大),橡皮膜受到的液体压强将变大。
21.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)请按题目要求完成下列问题:
(1)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小邹同学用如图1所示的实验器材进行实验探究,请仔细观察,并分析回答下列问题:
①压力的作用效果的大小是通过比较海绵的___________来确定;
② 分析比较___________两图的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
③ 分析比较两图乙、丙的实验现象,可以得出结论:当压力相同时,受力面积越___________ ,压力的作用效果越明显。
(2)小华同学使用如图2微小压强计来做“探究液体压强与哪些因素有关”实验。
①微小压强计组装前,U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
②图甲所示,是实验前组装好的微小压强计(手未按压探头),为了顺利完成实验,应该调节的方法是___________;(选填“A”或“B”)
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
③调节好微小压强计后,小华将探头分别放入水中如图乙、丙所示深度,由此可以得到的初步结论是:在同种液体中,液体深度越大,液体内部的压强___________;
④小华在探究液体压强与液体密度的关系时,发现金属盒在不同液体中的同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是___________(选填序号)。
A.烧杯中换用两种密度相差更大的液体
B.U形管中的水换用密度更小的酒精
C.将U形管换成更粗的
【答案】(1) 凹陷程度 乙、丁 小
(2) 属于 B 越大 C
【详解】(1)[1]本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,海绵凹陷程度越大,说明压力作用效果越明显。
[2]乙、丁两图中,受力面积相同,而丁对海绵的压力更大,海绵凹陷更深,说明丁对海绵的压力作用效果更明显,故可得出结论:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
[3]图乙和图丙两次实验压力大小相等,丙的受力面积较小,结果压力作用效果更明显,故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)[1]微小压强计组装前,U形管上端开口,下端连通,属于连通器。
[2]A.如图,未按压探头时,U形管两侧液面就出现了高度差,说明两侧液面上方存在气压差。将此时右边支管中高出的液体倒出,U形管两侧液体上方仍存在气压差,无法消除两侧高度差,故A不符合题意;
B.拆下软管,两侧均与大气相通,重新安装后可以使U形管两侧液面上方气压都等于大气压,可以使两侧液面相平,故B符合题意。
故选B。
[3]乙、丙中液体的密度相同,深度不同,丙图中深度更深,U形管左右液面的高度差更大,压强更大, 由此可以得到的初步结论是:在同种液体中,液体深度越大,液体内部的压强越大。
[4]A.探头在液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以将烧杯中换密度差更大的液体,U形管左右两侧液面的高度差变大;故A不符合题意;
B.U形管中换用密度更小的酒精,由于p一定,根据p=ρgh可知,U形管左右两侧液面的高度差变大,故B不符合题意;
C.将U形管换成更细的,p和ρ一定,根据p=ρgh可知,h不变,所以不能使两侧液面高度差对比更加明显,故C符合题意。
故选C。
22.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)如图所示是“探究压力的作用效果与什么因素有关”的实验。
(1)实验中,通过观察___________来比较压力的作用效果;
(2)你认为___________(选填“能”或“不能”)通过A、E来比较压力作用效果与压力大小的关系。A图中水瓶对海绵的压强为pA,E图中水瓶对砖块的压强为pE,请比较pA_______pE;
(3)比较B、C、D得出结论:受力面积相同时,___________越大,压力的作用效果越明显;
(4)将两个完全相同的水瓶紧靠在一起,如图F,放在海绵上,压力作用效果与___________图一致;
(5)若在A、B两次实验中,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA、FB,请比较大小FA_______FB。
【答案】(1)海绵凹陷程度(或形变程度)
(2) 不能 =
(3)压力
(4)A
(5)>
【详解】(1)实验时,是通过比较海绵的凹陷程度比较压力作用效果,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显。
(2)[1]因A、E中受压材料不同,在相同面积上受到相同压力的形变程度不同,故不能通过A、E两次实验来比较压力作用效果与压力大小的关系。
[2]由可知,A、E两图中,水瓶对接触面的压力相同,接触面的受力面积相同,则压强相同,即pA=pE。
(3)比较B、C、D图三次实验,受力面积相同, B中压力最大,海绵的形变程度最大,压力的作用效果最明显,故可得出结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)将两个完全相同的水瓶紧靠在一起,放在海绵上,和图A相比,压力和受力面积同时增大一倍,由可知,压力的作用效果不变,压力作用效果与A图相同。
(5)A、B两次实验中水的深度相同,根据可知,液体对底部的压强相同,瓶底的底面积较大,根据可知,A实验中水对瓶底的压力较大,即FA>FB。
23.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。
(1)图A是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用_________(选填‘薄’或“厚”)一些的较好;从结构来看,压强计_________(选填“是”或“不是’)连通器.压强计在使用前,需观察U形管两边液面是否相平,并要检查装置的气密性,请简述检查气密性的操作:_________。实验中通过U形管中两侧液面的_________显示液体内部压强的大小。
(2)通过比较B、C、D三图可知,在相同液体内部的同一深度,向各个方向的压强_________。
(3)通过比较E、F两图可知,在不同液体内部的同一深度,液体的_________越大,压强越大。
(4)通过比较图C与图_________可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
(5)已知图B中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为_________Pa。(g取10N/kg,)
(6)图F中盐水深30cm,探头距容器底10cm,探头受到的液体压强为_________Pa。(g取10N/kg)
【答案】(1) 薄 不是 用手轻轻按压几下橡皮膜,看液柱高度是否变化 高度差
(2)相等
(3)密度
(4)E
(5)1000
(6)2200
【详解】(1)[1]金属盒上的橡皮膜越薄,受力时形变更明显,对压强变化的敏感度更高,因此选择薄一些的橡皮膜更合适。
[2]连通器要求两端开口且底部连通,而压强计的U形管一端封闭(与金属盒相连),因此不是连通器。
[3]检查气密性时,用手轻压橡皮膜,若U形管两侧液面高度差能随按压变化且松开后恢复原状,说明装置不漏气。
[4]液体内部压强使U形管两侧液面产生高度差,高度差越大,表明压强越大,因此通过高度差反映压强大小。
(2)B、C、D三图中金属盒在同一深度、不同方向时,U形管液面高度差相同,说明液体内部同一深度向各个方向的压强相等。
(3)E、F两图中金属盒深度相同,但盐水密度大于水,U形管液面高度差更大,表明液体密度越大,同一深度产生的压强越大。
(4)图C与图E中,金属盒在液体中的深度不同,E图深度更大,U形管液面高度差更大,说明液体压强随深度增加而增大,因此大坝需设计成上窄下宽以承受底部更大的水压。
(5)橡皮管内气体压强与大气压之差等于U形管水面高度差产生的压强,U形管水面高度差h=10cm=0.1m,产生的压强差由公式p=ρgh计算,代入数据得,橡皮管内气体压强与大气压之差为p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
(6)探头在盐水中深度为h'=30cm-10cm=20cm=0.2m
盐水压强p'=ρ盐水g h'=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2200Pa
24.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)小明用如图所示实验装置来验证液体内部压强的特点。在容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜距容器底为h,当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜会发生形变(已知水的密度为ρ水,且)。实验步骤如下:
(1)如图甲,在容器左右两侧分别加入不同深度的水,且左侧水面较低,会看到橡皮膜向左侧凸出,说明液体内部压强与液体___________有关;
(2)如图乙,如果在两侧分别加入深度相同的水和盐水,会看到橡皮膜向左侧凸出,则容器右侧是___________,说明深度相同时,液体的___________越大,液体内部压强越大;
(3)小明想利用上图装置测量未知液体的密度:他先在装置左侧加入适量的水,再在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好___________(并未提供图),小明测量出左侧水面到容器底的深度右侧待测液体到容器底的深度H2,则待测液体密度的表达式为_______(用已知量和测量量的字母表示,已知橡皮膜中央距容器底的深度为h,水的密度为ρ水)。
【答案】(1)深度
(2) 盐水 密度
(3) 相平
【详解】(1)探究液体内部压强特点时,根据图甲,在容器左右加入不同深度的水,左侧水面较低,橡皮膜向左侧凸出,则右侧水的压强大,故液体内部压强与液体深度有关。
(2)[1][2]在两侧分别加入深度相同的水和盐水(),看到橡皮膜向左侧凸出,说明左侧压强小,右侧压强大,因为深度相同, 密度大的压强大,所以容器右侧是盐水;由此说明深度相同时,液体的密度越大,液体内部压强越大。
(3)[1]橡皮膜刚好相平(或不发生形变等)时,表明橡皮膜两侧压强相等,即。
[2]测出水面距容器底的深度为,则左侧橡皮膜深度为,液体面距容器底的深度为,则右侧橡皮膜深度为,根据橡皮膜刚好相平,左右两边受到压强相等,即
故液体的密度为
25.(24-25八下·广东中山部分学校·期中)探究“影响液体内部压强大小的因素”时,同学们设计了以下多种实验。
(1)比较图甲、乙可知,液体内部压强与___________有关;
(2)在图乙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差不变,表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强___________(选填“相等”或“不相等”);
(3)如图丙所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当向玻璃管中吹气时,导致b管上方气流速度___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)a管上方的气流速度,b管与a管的水面上方形成气压差;U形管内液面较高的是_____(选填“a”或“b”)侧,如果升高端的液面比原来升高了5cm,则此时U形管底部处左右两侧液体压强差为_______Pa(取);
(4)小王自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,内外液面相平,发现橡皮膜内凹,说明当深度相同时,_______越大,液体压强越大;
(5)如图甲所示烧杯的质量为,底面积为,内装的水后,测得烧杯中水深,若将该烧杯放在面积为的水平桌面中央,则烧杯中的水对烧杯底的压强大小为_______,水对烧杯底的压力大小为______N;(忽略容器厚度)
(6)小王想到可以用这套装置来测量液体密度。如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为,酒精液面到橡皮膜中心的距离为,则酒精的密度______(用、、表示)。
【答案】(1)液体的深度
(2)相等
(3) 小于 a 500
(4)液体的密度
(5) 4.5
(6)
【详解】(1)比较图甲、乙可知,探头在水中深度不同,U形管两边液面高度差不同,说明液体压强不同,说明液体内部压强与液体深度有关。
(2)在图乙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差不变,说明液体的压强相等,表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强相等。
(3)[1]如图丙所示,橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通,当向玻璃管中吹气时,玻璃管下方空气流速变快,导致b管上方气流速度小于a管上方的气流速度,使b管与a管的水面上方的压强不同,使b管与a管的水面上方形成气压差。
[2] b管水面的压强大于a管的水面的压强,在气压差的作用下,b管水柱下降,a管水柱升高,则U形管内液面较高的是a侧。
[3]如果升高端的液面比原来升高了5cm,则此时U形管底部处左右两侧液体压强差为
(4)[1][2]如图丁所示,在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水,然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中,内外液面相平,发现橡皮膜内凹,说明盐水对橡皮膜产生的压强大于水对橡皮膜产生的压强,此时水到橡皮膜的深度等于盐水到橡皮膜的深度,盐水的密度大于水的密度,说明当深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(5)[1]如图甲所示烧杯的质量为,底面积为,内装的水后,测得烧杯中水深,若将该烧杯放在面积为的水平桌面中央,则烧杯中的水对烧杯底的压强大小为
[2]由得,水对烧杯底的压力大小为
(6)如图戊所示,将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中,使橡皮膜变平,说明水与酒精对橡皮膜产生的压强相等,水面到橡皮膜中心的距离为,酒精液面到橡皮膜中心的距离为,由得
则酒精的密度
26.(24-25八下·广东惠州·期中)如图所示,小明利用压强计进行“探究影响液体内部压强因素”的实验。
(1)压强计是通过U形管中两侧液面的______来反映压强大小的;
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,接下来的操作是______(选填字母);
A.向U形管中注入一些水
B.将U形管中水倒出一些
C.拆下软胶管重新安装
(3)通过比较图甲、乙、丙三次实验现象,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强______;
(4)通过比较图乙、丁两次实验现象,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而______;
(5)通过比较图丁、戊两次实验现象,可得出结论:同一深度,液体的______越大,压强越大;
(6)小明自制了一个简易压强计,如图已所示,把简易压强计浸入水中,橡皮膜将______(选填“向内凹”或“向外凸”),增加简易压强计在水中的深度,细玻璃管中液柱会______(选填“上升”或“下降”)。
【答案】(1)高度差
(2)C
(3)相等
(4)增大
(5)密度
(6) 向内凹 上升
【详解】(1)根据转换法可知,压强计通过U形管两侧液面的高度差反映液体内部压强大小,U形管两侧液面的高度差越大,说明金属盒受到的液体压强越大。
(2)AB.向U形管中注入或倒出一些水,U形管左右两侧气压仍不相等,存在气压差,所以会有液面高度差,故AB不符合题意;
C.调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有放入液体中时,U形管中的液面就是相平的,故C符合题意。
故选C。
(3)比较图甲、乙、丙三次实验现象,液体种类相同(都是水),深度相同,探头的方向不同,但U形管两侧液面的高度差相同,说明探头受到水的压强相等,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强相等。
(4)比较图乙、丁两次实验,液体密度相同(都是水),探头在液体中的深度不同,且深度越大,U形管两侧液面的高度差越大,探头受到水的压强越大,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。
(5)对比图丁、戊两次实验,探头在液体中的深度相同,液体种类不同(丁是水,戊是浓盐水,浓盐水密度大于水的密度),浓盐水对应的U形管两侧液面的高度差更大,说明探头受到水的压强更大,可得出结论:同一深度,液体的密度越大,压强越大。
(6)[1]把简易压强计浸入水中,由于水对橡皮膜有向上的压强,所以橡皮膜将向内凹。
[2]增加简易压强计在水中的深度,水对橡皮膜的压强增大,橡皮膜向内凹的程度变大,使得瓶内空气被压缩,压强增大,将液柱往外压,从而导致细玻璃管中液柱会上升。
四、计算题
27.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2,水桶内装有质量为27kg,深度为30cm 深的水,放在水平地面上,如图甲所示,则(g=10N/kg):
(1)水对桶底的压力为多少?
(2)水桶对地面的压强为多少?
(3)当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1800Pa,求F的大小为多少?
【答案】(1)210N
(2)
(3)154N
【详解】(1)水对桶底的压强
水对桶底的压力
(2)水桶对地面的压力为
水桶对地面的压强为
(3)水桶对地面的压强为1800Pa时,水桶对地面的压力为
水桶受到竖直向上的拉力F,竖直向下的重力、竖直向上的支持力,因为地面对水桶的支持力和水桶对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,即支持力为126N,拉力F的大小为
28.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)一辆空洒水车质量为(含司机),满载后水深,水的质量为,满载的洒水车沿直线匀速行驶,已知所受阻力为车总重的0.03倍。(,g取)求:
(1)洒水车满载时的重力;
(2)满载时,洒水车的牵引力大小;
(3)满载时,水对箱底的压强。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)空洒水车质量为,水的质量为,洒水车满载水时的总质量
满载时的重力
(2)满载的洒水车沿直线匀速行驶,根据二力平衡原理可知,洒水车的牵引力等于阻力,牵引力是
(3)满载后水深,,水对箱底的压强
29.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)在水平桌面上放置一个空玻璃杯(杯壁厚度忽略不计),它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度ρ水=1.0x103kg/m3, g取10N/kg。
(1)求空玻璃杯对桌面的压力大小。
(2)在玻璃杯中装入 1kg 水后,水对杯底的压强为 900Pa, 求水的深度。
(3)玻璃杯的大致形状是上图中a、b、c的哪一种?根据计算说出你的依据。
【答案】(1)2N
(2)0.09m
(3)大致形状是图(a),依据见解析
【详解】(1)空玻璃杯对桌面的压力大小
(2)水的深度
(3)假设杯壁是竖直的,装入 1kg 的水后杯中水的深度为
因为 H>h,所以水杯是底小,口大,大致形状是图(a)。
30.(24-25八下·广东湛江雷州四校联考·期中)如图所示,在重力为10N的容器内装有50N的水,容器底面积为0.01m2,(容器壁厚度不计)容器放在水平桌面上,桌面面积为。g取10N/kg,。求:
(1)容器对桌面的压强;
(2)水对A点的压强;
(3)水对容器底的压力。
【答案】(1)6×103Pa
(2)8×103Pa
(3)100N
【详解】(1)因容器放在水平桌面上,所以容器对桌面的压力为F=G总=G容+G水=10N+50N=60N
容器对桌面的压强为
(2)由图可知,A点的深度为hA=0.5m+0.3m=0.8m
水对A点的压强
(3)水对容器底的压强为
水对容器底的压力
31.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)如图所示, 玻璃杯和水的总质量为0.34kg,水深0.1m,杯的底面积为,杯壁厚度不计;,。求:
(1)水对杯底的压强为多少Pa?
(2)玻璃杯和水受到的总重力大小?
(3)玻璃杯底部对桌面的压强大小?
【答案】(1)1 000 Pa
(2)3.4N
(3)1700Pa
【详解】(1)水深0.1m,,,水对杯底的压强为
(2)玻璃杯和水的总质量为0.34kg,受到的总重力
(3)玻璃杯底部对桌面的压力
杯的底面积为,杯对桌面的压强
32.(24-25八下·广东深圳60校联考·期中)我国“奋斗者”号载人潜水器曾在马里亚纳海沟10909m深处成功坐底。潜水器外侧加挂8块压舱铁(体积忽略不计),可以保证潜水器下潜开展工作,“奋斗者”的总体积为30m3,g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,求:
(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强;
(2)“奋斗者”号下潜到10m深处时,面积为0.06m2的观察窗所受海水的压力;
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力。
【答案】(1)1×105Pa;
(2)6.×103N;
(3)3×105N
【详解】(1)“奋斗者”号在海面下10m深处受到的海水压强p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=1×105Pa
(2)观察窗所受海水的压力F=pS=1×105Pa×0.06m2=6×103N
(3)“奋斗者”号在海面下受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m3=3×105N
33.(24-25八下·广东中山部分学校·期中)迄今为止,科学家们发现最深的鱼类是海沟中的深渊狮子鱼,它们生活的最深的深度在8145米,这已经是鱼类生存深度的极限了。如图所示,它是一种全身乳白色半透明的鱼类,它的体长最大可达20厘米,但是随着继续深入,鱼类就几乎看不到了。(海水密度;)求:
(1)海沟8000米深处的深渊狮子鱼所承受的海水压强?
(2)假如深渊狮子鱼脊背的面积为,则在8000米深处它的脊背受到海水的压力为多大?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据p=ρgh可得,马利亚纳海沟8000米深处的深渊狮子鱼所承受的海水压强
(2)假如深渊狮子鱼脊背的面积为
根据可得,在8000米深处它的脊背受到海水的压力
34.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)有一个未装满水的密闭矿泉水瓶,空矿泉水瓶质量为20g,里面盛有400g水倒立放置在水平桌面上,如图所示。水面高度为12cm,瓶盖的面积为7cm2(忽略瓶盖的厚度)。(, g=10N/kg)求:
(1)水对瓶盖的压强;
(2)水对瓶盖的压力;
(3)此时矿泉水瓶对桌面的压强。
【答案】(1)1200Pa
(2)0.84N
(3)6×103Pa
【详解】(1)水对瓶盖的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×0.01m=1200Pa
(2)由可知,水对瓶盖的压力为F=pS=1200Pa×7×10-4m2=0.84N
(3)矿泉水瓶中水的重力为G水=m水g=400×10-3kg×10N/kg=4N
空矿泉水瓶的重力为G瓶=m瓶g=20×10-3kg×10N/kg=0.2N
倒立放置矿泉水瓶对桌面的压力为F压=G水+G瓶=4N+0.2N=4.2N
倒立放置矿泉水瓶对桌面的压强为
35.下图所示的是“奋斗者”号全海深载人潜水器。(g取)
(1)潜水器在深处受到的海水压强是多少?(海水密度取)
(2)潜水器在深处受到的海水压强相当于多少吨的物体压在手指上产生的压强?(手指面积取)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)潜水器受到的海水压强
(2)手指受到的压力
则物体的重力
物体的质量
五、综合题
36.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)日常生活中,茶壶、洗手池的存水弯管、船闸等都利用了连通器原理,如图甲所示的连通器,其质量为,底面积为,内部装有质量为、密度为的某种液体,此时液面高度取。
(1)求连通器底部受到的液体压强;
(2)求连通器对水平桌面的压强;
(3)在图甲连通器两个竖管中加上活塞,将液体密封起来,就构成一个简易的液压机。液压机的工作基础是帕斯卡定律(如图乙所示),法国物理学家帕斯卡研究发现:当外力作用在活塞1上时,活塞1对密闭液体产生的压强为,活塞2就会受到密闭液体向上的压强,而。根据两个活塞的面积大小比例,就可以实现用小的压力来产生较大的支持力。图丙为应用液压机原理工作的汽车千斤顶,该千斤顶的大、小活塞横截面积分别是和,当在小活塞上施加的压力时,则在大活塞上能支持的物体的最大质量是多少?
(4)若不增加作用在小活塞上的力,如何实现使大活塞一端支持起更重的物体?(答出一种具体的方法即可)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)见解析
【详解】(1)连通器底部受到的液体压强
(2)连通器总质量为m总=m液+m器=300g+100g=400g=0.4kg
则连通器对桌面的压力F = G总= m总g= 0.4kg ×10N/kg = 4N
则连通器对水平桌面的压强
(3)当在小活塞上施加的压力时,小活塞对密闭液体产生的压强
则大活塞受到密闭液体向上的压强为
则在大活塞上能支持的物体的最大重力为
则在大活塞上能支持的物体的最大质量为
(4)若不增加作用在小活塞上的力,则产生的液体压强不变,根据,可以通过增大大活塞的面积来使大活塞一端支持起更重的物体。
地 城
考点03
大气压强
一、单选题
1.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)以下说法正确的是( )
A.刘华强一刀把西瓜劈成两半说明力可以改变物体的运动状态
B.做托里拆利实验时必须把玻璃管竖直放置
C.马德堡半球实验可以说明大气压强的存在
D.活塞式抽水机的吸水深度可以达到25m
【答案】C
【详解】A.用刀把西瓜劈成两半,西瓜发生形变,是力可以改变物体的形状,A错误;
B.在托里拆利实验中,玻璃管倾斜,不影响实验结果,玻璃管不一定竖直放置,B错误;
C.马德堡半球实验中,半球不易被拉开,是受到了大气压的作用,证明大气压强的存在,C正确;
D.由可知,一标准大气压所能支持的最大水的深度为
D错误。
故选C。
2.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)如果把笼罩着地球的大气层比作浩瀚的海洋,我们人类就生活在这“大气海洋”的底部,承受着大气对我们的压强―大气压。下列有关叙述中错误的是( )
A.马德堡半球实验有力地证明了大气压的存在
B.1个标准大气压的数值约为 1.01×105Pa
C.注射药液没有利用大气压强
D.大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,大气压越大
【答案】D
【详解】A.马德堡半球实验通过两个抽成真空的铜半球很难被拉开,有力地证明了大气压的存在,故A正确,不符合题意;
B.经过测量和规定,1个标准大气压的数值约为1.01×105Pa,这是初中物理中常用的标准大气压数值,故B正确,不符合题意;
C.注射器吸取药液的过程利用了大气压,注射药液时,是医生用力将药液推入人体内,利用的是推力,而不是大气压强,故C正确,不符合题意;
D.大气压的大小与大气的密度有关,离地面越高的地方,空气越稀薄,大气密度越小,大气压也就越小,故D错误,符合题意。
故选D。
3.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)善于观察思考的小宇对身边一些物理量作了以下估测,其中与实际情况相符的是( )
A.教室门高16m B.对人体最适宜的大气压强接近于
C.两个鸡蛋重约1N D.人体感觉舒适的环境温度约为37℃
【答案】C
【详解】A.教室门高16m明显过高,不符合实际,教室门高通常在2m左右,故A不符合题意;
B.对人体最适宜的大气压强接近于标准大气压,即105Pa,而不是103Pa,故B不符合题意;
C.两个鸡蛋的质量约0.1kg,重约
故C符合题意;
D.人体感觉舒适的环境温度约为,37℃是人体正常体温,故D不符合题意。
故选C。
4.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)估测是物理知识运用于生活的一个重要体现,以下估测最接近事实的是( )
A.深圳市海边的大气压约为1×105Pa
B.课桌的高度约为1.5m
C.托起一个鸡蛋的力约为10N
D.八年级下册物理课本的质量约为5kg
【答案】A
【详解】A.标准大气压为1.013×105Pa,深圳市海拔低,大气压接近标准大气压,故A符合题意;
B.课桌的高度约为0.8m,故B不符合题意;
C.托起两个鸡蛋的力约为1N,托起一个鸡蛋的力约为0.5N,故C不符合题意;
D.八年级下册物理课本的质量约为0.25kg,故D不符合题意。
故选A。
5.下图所示的是托里拆利实验的规范操作过程。关于托里拆利实验,下列说法错误的是( )
A.换用粗玻璃管做实验时,管内外水银面的高度差不变
B.在玻璃管的上端扎一个小孔,管内外水银面的高度差不变
C.将此实验移到高山上去做,管内外水银面的高度差会变小
D.换用密度比水银小的液体做实验,管内外液面的高度差会变大
【答案】B
【详解】A.托里拆利实验测量大气压的原理是大气压能支持一定高的水银柱,只要大气压不变,管内外水银面的高度差就不会发生改变,所以实验结果与玻璃管的粗细无关,因此换用粗玻璃管做实验时,管内外水银面的高度差不变,故A正确,不符合题意;
B.在玻璃管上端扎一个小孔,就会有空气进入玻璃管,管内也有大气压的作用,管内水银在重力的作用下会下降,直到管内外水银面相平,因此在玻璃管的上端扎一个小孔,管内外水银面的高度差改变,故B错误,符合题意;
C.大气压随高度的升高而减小,将此实验移到高山上去做,因为气压变小了,所以管内外水银面的高度差会变小,故C正确,不符合题意;
D.根据可得,在大气压不变时,换用密度比水银小的液体做实验,大气压能支持的液柱高度会变大,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)如图所示是活塞式抽水机的工作示意图。有关活塞式抽水机,下列说法中错误的( )
A.活塞式抽水机是利用大气压来抽水的
B.活塞式抽水机提升水的最大高度可以达到12 m
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,要更换新活塞
D.提起活塞时,阀门A关闭,阀门B打开
【答案】B
【详解】A.活塞式抽水机工作时,是使其内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将水压入抽水机内,进而实现把水从低处压到高处的目的,故A正确,不符合题意;
B.在一个标准大气压下,由p=ρgh可知支撑的水高度约为
故B错误,符合题意;
C.使用一段时间后,抽水机的活塞与筒壁接触不再紧密,空气就会进入,活塞上下气压相同,地下水无法在大气压的作用下进入圆筒,要更换新活塞,故C正确,不符合题意;
D.提起活塞时,筒内气压减小,下方大气压将阀门B推开(水进入筒内),同时阀门A 因上方水的重力关闭(防止水倒流);下压活塞时,筒内水压增大,关闭阀门 B、推开阀门A,水被压出,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)为了落实立德树人的根本任务,促进学生全面发展,2022年秋季学期开始,劳动课正式作为独立课程进入中小学生的课表。劳动实践不仅是物理知识的应用场景,还能增强学生的实践能力和创新精神。自从开展了劳动课后,小易经常参与家务活动,她观察到很多生活场景中也包含了物理知识。下列相关说法正确的是( )
A.玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱长度不变
B.U形“反水弯”不是连通器
C.喝饮料是利用大气压强将饮料压入吸管
D.沉在水底的番茄没有受到浮力
【答案】C
【详解】A.玻璃管倾斜放置时,管内的水银柱的高度不变,但是长度会变大,故A错误;
B.U形“反水弯”底部连通,上端开口,是连通器,U形管中的水静止时,两侧液面相平,可以防止异味进入室内,故B错误;
C.喝饮料时,将吸管内空气吸走,吸管内气压减小,是利用大气压强将饮料压入吸管,故C正确;
D.沉在水底的番茄也受到浮力作用,因受到的浮力小于自身重力而沉底,故D错误。
故选C。
8.(24-25八下·广东深圳·期中)如图所示生活情境中,说法错误的是( )
A.挂钩的吸盘能贴在玻璃表面是因为周围有大气压强
B.吸管吸牛奶时是因为嘴的吸力比较大,直接将牛奶吸入口中
C.将加热后的易拉罐封闭起来,在冷却过程中易拉罐被大气压压扁
D.将水杯装满水,在水杯口覆盖一张塑料片后倒置,大气压支持塑料片不下落
【答案】B
【详解】A.挂钩的吸盘能贴在玻璃表面是因为周围有大气压强,大气压将吸盘压在墙壁上,故A正确,不符合题意;
B.吸管吸牛奶时是因为嘴先将吸管中的空气吸出,使吸管中的气压小于大气压,在大气压作用下,牛奶被压入口中,故B错误,符合题意;
C.将加热后的易拉罐封闭起来,在冷却过程中易拉罐内的水蒸气越冷液化,导致瓶内的气压减小,小于外界大气压,瓶子会被大气压压扁,故C正确,不符合题意;
D.将水杯装满水,在水杯口覆盖一张塑料片后倒置,塑料片不下落是由于大气压的作用,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)以下是小明对一些物理量的估测,其中最符合实际的是( )
A.托起两枚鸡蛋的力约为100g
B.小区游泳池深水区底部水的压强约为2000Pa
C.人手拇指甲受的大气压力约为10N
D.海拔4000米高山上水的沸点约为100℃
【答案】C
【详解】A.托起两枚鸡蛋的力约1N,故A不符合题意;
B.小区游泳池深水区深度约为,深水区底部水的压强约为
故B不符合题意;
C.标准大气压约1×105Pa,人手拇指甲面积约为,则人手拇指甲受的大气压力约为
故C符合题意;
D.高山上气压低,水的沸点低于100℃,故D不符合题意。
故选C。
10.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)日常生活中,处处有物理,下列生活现象分析正确的是( )
A.书包带做得很宽是为了减小压强
B.在高山上利用高压锅煮食物才容易煮熟,原因是压强越大,沸点越低
C.船闸是利用了大气压强让船通航
D.梓轩把笔攥在手上静止,如果他用更大的力攥着,笔受到的摩擦力变大
【答案】A
【详解】A.书包带做得很宽,增大了受力面积,在压力一定时,可以减小压强,故A正确;
B.液体沸点随气压升高而升高,高压锅内气压大,沸点高,利用高压锅煮食物容易煮熟,故B错误;
C.船闸的底部连通,上部开口,构成连通器,利用连通器原理让船通航,故C错误;
D.手握笔静止时,笔在竖直方向上受到重力和静摩擦力,二力平衡,所以静摩擦力的大小等于笔的重力。当用更大的力攥着笔时,笔仍然静止,受到的静摩擦力大小仍然等于其重力,大小不变。故D错误。
故选A。
二、填空题
11.(24-25八下·广东江门·期中)吸盘能“吸”在竖直墙壁上是_____的作用,此时吸盘所受的摩擦力____(选填“大于”“等于”或“小于”)其所受的重力。将物品挂在挂钩上后,吸盘仍静止,此时吸盘所受摩擦力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 大气压 等于 变大
【详解】[1]吸盘挂钩其工作原理是通过排除吸盘与墙壁之间的空气,导致内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下将其压在墙壁上。
[2]因为吸盘挂钩静止在墙壁上,处于平衡状态,因此未挂重物时,吸盘挂钩受到墙壁间的摩擦力等于吸盘挂钩的重力。
[3]当挂上重物时,吸盘挂钩还受到重物对它的拉力,吸盘仍静止,此时吸盘挂钩仍受力平衡,吸盘挂钩受到墙壁间的摩擦力等于吸盘挂钩和重物的重力,因此吸盘挂钩与墙壁间的摩擦力将变大。
12.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)在大试管内装适量的水,将小试管轻轻地放入大试管内,再把大试管倒扣,如图所示,小试管会_______,若在A处开一小口,小试管会 _______,若在B处开一小口,小试管会_____(以上三空均选填“上升”、“下降”或“静止不动”)。
【答案】 上升 下降 下降
【解析】【小题1】[1][2][3]由图可知,在大试管内装适量的水,将小试管轻轻地放入大试管内,再把大试管倒扣,此时水由于重力向下流,大试管顶端的压强减小,则小试管在大气压的作用下会上升;当A处开小口后,有气体进入,受到大气压的作用,小试管在重力和大气压的作用下会下降;在B处开口后,外部空气从B进入,大试管内气压也变为大气压,B点下方的水由于重力会流出,当小试管上方和下方的压强相同时,小试管由于重力会下降。
13.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)______实验首先测出了大气压强的值。如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将______,水对容器底的压强将______(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 托里拆利 不变 不变
【详解】[1]意大利科学家托里拆利在1643年通过一端封闭、一端开口且装满水银的玻璃管倒置于水银槽中的实验装置,精确地测出了大气压强相当于760毫米水银柱所产生的压强,大气压强的值是托里拆利首先利用实验测出来的。
[2]装满水的密闭容器放置在水平桌面上,其对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,将其倒置后,水的质量不变,容器和水的总重不变,所以,水平桌面受到的压力将不变。
[3]将其倒置后,水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强不变。
14.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)如图所示,是一种常见的活塞式抽水机。当提起活塞时,阀门_____(选填“A”或“B”)关闭,低处的水受到_____的作用推开阀门B进入圆筒。压下活塞时,阀门B_____(选填“打开”或“关闭”),水冲开阀门A进入圆筒的上方。再提起活塞,水从出水管就流了出来。
【答案】 A 大气压 关闭
【详解】[1][2][3]提起活塞时,阀门A受到上面水的压力而关闭,在大气压的作用下,地下的水推开阀门B进入圆筒;活塞下压时,活塞中的水把阀门B压下关闭,同时推开阀门A进到活塞上面;再提起活塞时,重复前面过程,同时活塞上面的水随活塞的上移从出水管流出。
15.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)小明乘坐飞机外出旅游,了解到飞机在高空飞行时,机舱内通过增压来维持乘客舒适的环境。这是因为随着飞行高度增加,外界大气压强逐渐___________;采用给机舱内增压的方法,使乘客呼吸时,肺部不会被外界过___________(选填“高”或“低”)的气压影响;机舱内外的气压差约为0.6个标准大气压,则面积为的舷窗承受的压力差约为___________(1个标准大气压按计算)。
【答案】 减小 低 4.2×103N
【详解】[1]根据气压的基本规律,随着海拔高度的增加,大气压强会逐渐减小。在高空飞行时,外界气压远低于地面气压。如果机舱内不增压,乘客会因外界气压过低而感到不适,甚至无法正常呼吸。
[2]人体肺部内的气压基本与地面附近正常气压(相对较高)适配。若机舱不增压,外界低气压会使肺部内外气压差过大,肺部有被“向外扩张”等受损风险。通过给机舱内增压,让机舱内气压接近人体适配的气压,这样乘客呼吸时,肺部就不会被外界过低的气压影响,能维持正常的呼吸和生理状态。
[3]根据压强公式,变形可得,已知气压差
舷窗面积
则舷窗承受的压力差
16.(24-25八下·广东惠州·期中)以茶论道,茶和天下,是中国文化自信的体现。如图所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了______;若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面______(选填“相平”或“不相平”);茶壶的壶盖有一小孔,这是利用______的作用,使壶中的水容易倒出。
【答案】 连通器 相平 大气压
【详解】[1]连通器是指上端开口,下部连通的容器。如图所示的茶壶,其壶嘴和壶身上端开口,下部连通,所以茶壶的壶嘴与壶身构成了连通器。
[2]当连通器内装同种液体且液体不流动时,各部分液面总保持相平。将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,茶壶中的水属于同种液体且不流动,所以壶嘴和壶身中水面相平。
[3]如果壶盖上没有小孔,当水从壶嘴倒出时,壶内上方的空气体积增大,气压减小,小于外界大气压,水就不容易倒出来。而壶盖上开一个小孔,能使壶内与外界大气相通,这样在倒出壶中的水时,利用大气压的作用,水就容易倒出来了。
17.(23-24八下·广东佛山第四中学·月考)如图甲所示,若茶壶盖上被茶叶堵住通气孔,壶中的茶水在______的作用下不易持续倒出。如图乙所示是自制的气压计,图丙是托里拆利实验装置,当把它们同时从山脚拿到山顶时,______图中管内的水柱液面将升高(选填“乙”或“丙”)。丙图中显示当时外界大气压强的数值是______mmHg。
【答案】 大气压 乙 750
【详解】[1]茶壶的壶身和壶嘴,它们上端开口、底部连通,符合连通器的特点,所以其设计遵循了连通器原理;盖上的通气孔是为了让壶内气体和外界大气相通,在重力的作用下水可以更容易的倒出,若用手堵住通气孔,壶中的水在 大气压的作用下不易持续倒出。
[2]因乙图瓶内的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强,当从山脚下拿到山顶时,由于大气压随高度的升高而减小,所以乙图容器外的大气压变小,则细管中的水柱将升高。从山脚下拿到山顶时,由于大气压随高度的升高而减小,丙图中大气压能支持的管内外水银柱液面的高度差将逐渐变小,所以使细管中的水银柱高度将会降低。
[3]从水银槽内的水银面开始,管内水银柱的高度是750mm,因此当时外界大气压强的数值是750mmHg。
三、实验题
18.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)课余时间,小红同小红同学常通过阅读物理学史和利用常见材料进行课外拓展,以下是近期的学习收获。
(1)为了自己制作弹簧测力计,她选用弹簧甲和乙进行测试:在两根弹簧的下端分别挂相同钩码时,甲和乙的伸长不同,并画出弹簧的伸长量与所受拉力的图像,如图所示。由图可知,如果要制作量程较大的弹簧测力计应选弹簧乙,量程最大可为______;当两弹簧所受拉力均为时,甲的伸长量比乙多______;
(2)图1是利用托里拆利实验装置测得某地的大气压强,由图可知该地气压______(选填“高于”、“等于”、“低于”)标准大气压。小红通过阅读了解到,关于图1现象的成因,在十七世纪有两种观点:
观点一:大气存在压强,管内液面上方是真空,是大气压支撑起液柱的高度;
观点二:大气不存在压强,管内液面上方并非真空,玻璃管内本应充满液体,液面下降是因为管内的部分液体变成气体,管内气体越多,液面下降越多。
物理学家帕斯卡为了验证哪种观点正确,将两根规格相同,且长为的玻璃管分别装满水和酒,倒置在相应液体槽中(图2)。已知酒的密度比水小,且比水更容易变成气体。
①若观点一正确,应出现图2中______图的现象。
②若观点二正确,应出现图2中______图的现象。
【答案】(1) 0~8N 2
(2) 低于 丙 甲
【详解】(1)[1]由图像甲知道,当钩码的重力为4N时,甲弹簧伸长了6cm,而当拉力超过4N后,弹簧的伸长与拉力不再成正比,说明用它做成的弹簧测力计的量程为0~4N;由图像乙知道,当钩码的重力为8N时,乙弹簧伸长了4cm,而当拉力超过8N后,弹簧的伸长与拉力不再成正比,说明用它做成的弹簧测力计的量程为0~8N;所以,量程较大的弹簧测力计乙,它的量程最大可为0~8N。
[2] 由图像甲知道,当钩码的重力为4N时,甲弹簧伸长了6cm,所以,当受拉力均为2N时,甲的伸长量
由图像乙知道,当钩码的重力为8N时,乙弹簧伸长了4cm,所以,当受拉力均为2N时,乙的伸长量
当两弹簧所受拉力均为2N时,甲的伸长量比乙多
(2)[1]由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为734mm,因此,当时的大气压强等于734mm高水银柱产生的压强,而标准大气压等于760mm高水银柱产生的压强,所以该地气压低于标准大气压。
[2]根据观点一知:管内液面上方是真空,大气压支撑起液柱,酒的密度小于水的密度,由可知,大气压一定,密度小的酒,液柱高,应出现图2中丙图的现象。
[3]根据观点二知:管内部分液体变成气体,管内气体越多,气压越大,液面下降越多;酒比水易变成气体,管中气体多,气压大,液柱低,应出现图2中甲图的现象。
四、计算题
19.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)一块塑料,底面积为100cm2,质量为1.5kg, 放在水平地面上。求:
(1)塑料块对地面的压强是多大?
(2)梓璇用吸盘把它吸起来,假设吸盘内为真空,则吸盘的底面积最小为多大?
【答案】(1)1500Pa
(2)1.5×10-4 m2
【详解】(1)塑料块放在水平地面上,对地面的压力大小等于其重力,则压力
受力面积为底面积
塑料块对地面的压强
(2)外界大气压约 1.0×105Pa,当吸盘内为真空时,用吸盘把塑料块吸起来,需提供大小等于塑料块重力的大气压力F0=G=15N
此时吸盘的底面积
五、综合题
20.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)抽水机也叫水泵,如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。
(1)甲图:提起活塞时,阀门A关闭,_______迫使水推开阀门B, 进入圆筒。
(2)乙图:压下活塞时,阀门B_______,活塞下面的水推开阀门_______,涌入活塞上面。
(3)丙图:再提起活塞时,阀门_______关闭,圆筒上方的水从出水口流出。
(4)活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,简述一下这样做的目的_____________。
【答案】(1)大气压
(2) 关闭 A
(3)A
(4)增加抽水机的气密性,排出圆筒内空气,使内部形成低压环境
【详解】(1)提起活塞时,阀门A关闭,大气压迫使水推开阀门B,进入圆筒。因为外界大气压的作用,水会在压力差的推动下进入圆筒。
(2)[1][2]乙图中,压下活塞时,阀门B受水的压力而关闭,水不能向下流,于是就冲开阀门A进入圆筒的上部,涌入活塞上面。
(3)丙图中,再提起活塞时,重复甲图的情形,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从侧管中流出来,大气压迫使水推开阀门B,水就进入圆筒。
(4)因为活塞式抽水机是利用大气压来工作的,所以活塞式抽水机在工作前,需向圆筒内灌入几杯水,将里面空气排出,使内部形成低压环境,同时增加活塞与圆筒密闭性,当活塞上移时,活塞下边才能出现真空,这样大气压才能把水压入圆筒。
21.(24-25八下·广东汕头潮南区·期中)高压锅是生活中一种密闭的烹饪容器,锅盖中央有一出气孔,孔上盖有限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被顶起放出部分气体,实现对锅内气体压强的调节。某高压锅盖出气孔横截面积为12mm2,限压阀的质量为72g。锅内水沸点随气压变化如图乙所示(大气压取,)则:
(1)由图可知,水的沸点随气压增大而_________(选填“升高”或“降低”),因此利用高压锅加热食物时水的沸点通常会________(选填“高于”或“低于”)100℃,食物更易熟烂;
(2)通过物理的学习可以知道:正常工作时,高压锅锅内气体压强会比当时大气压强高。假如该款高压锅限压阀产生的压强为,则正常工作时高压锅锅内气体最大压强为________Pa,锅内水温最高可达到__________℃;
(3)从安全角度分析,高压锅使用过程最危险的情况是_________被非正常堵塞。为解决该安全问题,结构工程师增加了备用保险作用的“安全阀”,安全阀中安装了用熔点__________(选填“较高”或“较低”)的铝合金材料制成的“易熔片”。一旦限压阀失效,锅内压强过大,温度随之升高,当达到易熔片熔点时,易熔片熔化,锅内气体便从安全阀通道喷出,锅内压强________,从而防止爆炸事故发生;
(4)为大家可以更安全使用,请你给出一条安全使用高压锅的建议_________。(例如一次煮食物的量不可过多)
【答案】(1) 升高 高于
(2) 115
(3) 出气孔 较低 降低
(4)避免出气孔堵塞
【详解】(1)由图乙可知,水的沸点随气压增大而升高,水面上方的气压越大,水的沸点越高;利用高压锅加热食物时,锅内的气压高于标准大气压,水的沸点通常会高于100℃,食物更易熟烂。
(2)[1][2]正常工作时高压锅锅内气体最大压强为
由图乙可知,锅内气压为时,锅内水温最高可达到115℃。
(3)[1]高压锅使用过程最危险的情况是出气孔被非正常堵塞,锅内气体不能排出,导致锅内气压过大而炸锅。
[2][3]锅内气压增大,则锅内温度升高,所以为解决该安全问题,安全阀中利用了熔点较低的铝合金材料制成的“易熔片”; 限压阀失效后,锅内温度升高,当锅内温度达到易熔片熔点时,易熔片熔化,此时锅内气体从安全阀通道喷出,使得锅内压强降低,达到防止爆炸事故发生的目的。
(4)使用高压锅时,要检查排气孔和限压阀,要避免排气通道堵塞,要确保保险装置不失效。
22.(24-25八下·广东惠州·期中)阅读《高压锅》,回答问题。
高压锅是厨房的好帮手,是生活中一种密闭的烹饪容器。高压锅工作时锅盖与锅身紧密扣合,只能通过出气孔将水汽排出。出气孔上压有安全阀,在锅内气压较低时,出气孔关闭;当锅内气压超过外界大气压一定值时,安全阀被水汽顶起,出气孔释放出多余的水汽,这个“一定值”由安全阀的质量决定。为防止高压锅出气孔堵塞而导致爆炸,高压锅上还设置了放气孔(一般情况下闭合,温度过高时易熔片熔化,开始放气)。锅内水沸点随气压变化如图所示(大气压取,)则:
(1)由乙图可知,水的沸点随气压增大而______,因此利用高压锅加热食物时水的沸点通常会______(选填“高于”或“低于”)100℃,食物更易熟烂;
(2)根据乙图,若高压锅正常工作时锅内气体最大压强,锅内水温最高可达到______℃;
(3)限压阀的设计是根据外大气压力与阀门自身重力的合力与内部大气压力是平衡力,因出气孔的面积相同,即可得,若这款高压锅盖出气孔横截面积为,则通过已知条件计算,限压阀质量为______g;
(4)用这款高压锅在西藏高原地区烧水时,要达到同样的最高温度,需______(选填“增大”“减小”或“不改变”)限压阀的质量;
(5)从安全角度分析,结合丙图,高压锅使用过程最危险的情况是出气孔被______。为大家可以更安全使用,请你给出一条安全使用高压锅的建议______。(例如一次煮食物的量不可过多)
【答案】(1) 增大 高于
(2)115
(3)60
(4)增大
(5) 堵塞 见解析
【详解】(1)[1][2]由乙图可知,水的沸点随气压增大而升高;标准大气压下,水的沸点是100℃,高压锅内气压高于标准大气压,所以利用高压锅加热食物时水的沸点通常会高于100℃。
(2)由乙图,当锅内气体最大压强1.6×105Pa时,对应的锅内水温最高可达到115℃。
(3)由,则
根据,
限压阀重力,则限压阀的质量
(4)西藏高原地区外界大气压小,要达到同样锅内最大压强,根据,需更大,由,S不变,需增大限压阀质量 。
(5)[1]高压锅使用过程最危险的情况是出气孔被堵塞而导致爆炸。
[2]只要能避免排气通道堵塞的方法都可以,故安全使用建议:定期检查出气孔,使用后及时清理排气孔避免堵塞等。
23.(24-25八下·广东珠海部分学校·期中)物理就在我们身边,请根据下面的物理小实验或物理现象来回答问题。
(1)如图甲是 _________ 实验装置,可知当地的大气压相当于 ______ mmHg柱产生的压强。
(2)如图乙,一摞书叠得越高,抽取最下面的书需要的力越大,由此说明:滑动摩擦力的大小与_________有关。
(3)如图丙所示三峡船闸的示意图,这是一个世界上最大的人造 _________ 。
(4)如图丁是简易的气压计,当外界气压减小时,玻璃管内液柱的液面会 _______ 。(选填“上升”、“下降”或“保持不变”)
(5)如图戊所示,将铅笔水平挤压在两手指间,当铅笔静止时铅笔对两手指压力 _______ (选填“相等”或“不相等”),按笔尖的手指较疼,说明压力作用效果与 _______ 有关。
【答案】(1) 托里拆利 755
(2)压力大小
(3)连通器
(4)下降
(5) 相等 受力面积
【详解】(1)[1][2]如图甲是托里拆利实验装置,通过管内外液面的高度差显示大气压,由图可知当地的大气压相当于755mmHg柱产生的压强。
(2)如图乙,一摞书叠得越高,对最下面书的压力越大,抽取最下面的书需要的力越大,根据影响滑动摩擦力的因素可知,滑动摩擦力的大小与压力大小有关。
(3)如图丙所示三峡船闸的示意图,这是一个世界上最大的人造连通器。连通器是指上端开口、底部互相连通的容器。三峡船闸正是利用了连通器的原理:当船要从上游驶往下游时,先打开上游与闸室之间的阀门,使上游和闸室构成连通器,水位逐渐相平后,船驶入闸室;再关闭上游阀门,打开闸室与下游之间的阀门,使闸室和下游构成连通器,水位再次相平后,船驶往下游。通过这种方式,船只得以在水位落差巨大的三峡大坝上下游之间顺利通行。
(4)如图丁,气压计的内部压强等于大气压与液柱产生的压强之和,当外界气压增大时,玻璃管内液柱的压强会增大减小,液面会下降。
(5)[1][2]如图戊,将铅笔水平挤压在两手指间,当铅笔静止时受力平衡,左右手的对铅笔的压力相等,根据力的作用是相互的,相互作用力大小相等,则铅笔对两手指压力相等,而受力面积不等,按笔尖的手指较疼,说明压力作用效果与受力面积有关。
六、科普阅读题
24.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)在生产生活中,人们常用抽水机将水从低处抽到高处。其中有一种活塞式抽水机,利用人力反复提压手柄就可以抽水。科技小组近期开展了一个项目化学习一一了解并制作简易活塞式抽水机。
【任务一】了解活塞式抽水机的工作原理
如图1所示,活塞式抽水机主要由圆筒、活塞、两个只能向上开启的阀门(A、B)、出水管等组成。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的门。用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。
【任务二】设计并制作简易活塞式抽水机
如图2所示,准备一个用来装洗涤液的空瓶子,剪下瓶子的瓶底,瓶子上部作为抽水机的圆筒,把瓶底再略剪一小部分作为活塞,在瓶子的侧壁上打一个出水口并装上出水管,在瓶盖上挖一个洞,将其作为进水口。在活塞上打孔,用橡皮膏把塑料片的一边黏在活塞上,使塑料片能盖住孔,作为一个阀门,把玻璃球放到瓶盖的洞口,简易活塞式抽水机就制作完成了。
(1)如图1,有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的____。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(2)某地大气压为9×104Pa,理论上活塞式抽水机可提升水的最大高度是_______m(g取10N/kg);与平原地区相比,活塞式抽水机在高原地区可提升水的最大高度_______(选填变小”“变大”、“不变”)。
(3)图2所示的简易活塞式抽水机,上拉活塞时,阀门_______(选填“打开“或“关闭”),瓶口的水在_______的作用下顶开玻璃球,进入圆筒内。
【任务三】拓展学习:按压式抽水器
生活中有一种按压式抽水器,如图3-甲所示,它的结构如图3-乙所示。向下按压气囊,阀门A关闭,阀门B打开,气囊内的空气被挤压进水桶内,使水桶内气压增大,水被压入出水管并从管口排出。已知桶的容积为18L,出水管下端接近桶底,桶底到出水管管口的竖直高度为50cm,大气压p0=1x103Pa。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
(4)当桶内液位高度30cm,此时要将桶内的水压出,则应使桶内气压至少比外界气压大_______Pa。
(5)该同学翻阅资料后得知:桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比。若要保证按压一次气囊就能将剩余的接近桶底的水压出来,则气囊的容积至少要_______L。(不计水管体积,假设按压气囊时能使其内的空气全部挤进水桶)
【答案】(1)A
(2) 9 变小
(3) 关闭 大气压
(4)2000
(5)0.9
【详解】(1)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,可以帮助密封活塞与筒壁之间的缝隙,减少空气泄漏,增强活塞与筒壁间的气密性,从而更有效地形成真空,以便利用大气压将水压上来,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(2)[1]在大气压为9×104Pa时,由得,抽水机提升水的最大高度是
[2]海拔高,气压低,与平原地区相比,高原地区的气压较小,高原地区的气压能支撑的水柱的高度较小,则活塞式抽水机在高原地区可提升水的最大高度变小。
(3)[1][2]向上拉动活塞,活塞上的水使阀门关闭,此时活塞下方的气压将会减小,小于大气压,于是水在大气压的作用下进入活塞下方的圆筒内。
(4)桶底到出水管管口的竖直高度为50cm,当桶内液位高度30cm,此时要将桶内的水压出,水位升高的高度为
则应使桶内气压至少比外界气压大
(5)要使剩余的接近桶底的水压出来,桶内气压至少要增加
由于桶内气压增加的百分比等于桶内空气质量增加的百分比,有
即
解得气囊的容积至少为
地 城
考点04
流体压强与流速的关系
一、单选题
1.(24-25八下·广东深圳福田区·期中)关于下面四幅图中所包含的物理信息下列说法正确的是( )
A.甲:两手指受到的压力相同,受力面积越大,压强越大
B.乙:三峡船闸是利用了连通器的原理使船实现自由航行
C.丙:用吸管喝饮料时,是利用手的压力将饮料挤入口中的
D.丁:客机在飞行时,机翼上方的空气流速小压强大
【答案】B
【详解】A.压强的大小与压力和受力面积有关,在压力相同时,受力面积越大,压强越小,故A错误;
B.三峡船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,正是利用连通器的原理实现自由航行的,故B正确;
C.用吸管喝饮料时,吸管内的空气被吸走,气压减小,外界大气压将饮料压入吸管,进而进入口中,并不是利用手的压力,故C错误;
D.客机飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小,下方的空气流速小,压强大,这样在机翼上下表面形成压力差,产生向上的升力,故D错误。
故选B。
2.(24-25八下·广东中山共进联盟·期中)下列四幅图来自我们的物理课本,其中解释不正确的是( )
A.甲图:轮船过船闸,是利用了连通器的原理
B.乙图:锤头能紧套在锤柄上是因为锤子受到惯性力的作用
C.丙图:大型运输机运-20的机翼是利用流体压强与流速的关系获得向上的升力
D.丁图:向空中撒开的渔网,最终会飘落到水里,是由于受重力作用
【答案】B
【详解】A.上端开口、底部连通的容器是连通器,船闸的闸室可以和上下游分别构成连通器,两两侧液面相平,轮船过船闸,是利用了连通器的原理,故A正确,不符合题意;
B.锤头能紧套在锤柄上是利用了锤头的惯性,但惯性不是力,不能说“受到惯性力的作用”,故B错误,符合题意;
C.大型运输机运-20的机翼上凸下平,上方空气流速快,压强小,下方流速小,压强大,因为获得向上的升力,故C正确,不符合题意;
D.向空中撒开的渔网,最终会飘落到水里,是由于受竖直向下的重力作用,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)下列对生产生活现象的描述正确的是( )
A.安全带能在汽车前行中突然加速时保护司机
B.三峡五级船闸,利用连通器的原理工作
C.汽车刹车时是变滑动摩擦为滚动摩擦,增大摩擦力来进行减速
D.如图,高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强大的原理设置
【答案】B
【详解】A.安全带是在汽车突然刹车(减速)时,防止司机由于惯性继续向前运动而受到伤害,而不是在汽车前行中突然加速时保护司机,故A错误;
B.三峡五级船闸,其上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,是利用连通器的原理工作的,故B正确;
C.汽车刹车时是变滚动摩擦为滑动摩擦,增大摩擦力来进行减速,而不是变滑动摩擦为滚动摩擦,故C错误;
D.高铁站的安全线,利用的是流体流速大的位置压强小的原理设置的,当列车驶过时,列车附近空气流速大,压强小,人外侧的压强大于内侧压强,人如果离列车太近,在压强差的作用下会被压向列车,发生危险,故D错误。
故选B。
4.(24-25八下·广东汕头潮南区·期中)下列所描述的现象中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.飞机机翼上凸下平 B.铁路站台上设立的安全线
C.开车时打开天窗,车内的废气会被排出 D.拦河大坝修建得上窄下宽
【答案】D
【详解】A.飞机机翼上凸下平,机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,形成升力,故A不符合题意;
B.铁路站台上设立的安全线,人要站在线外,因为列车经过时,列车与人之间的空气流速大压强小,人远离列车一侧空气流速小压强大,容易将人压向列车,故B不符合题意;
C.开车时打开天窗,车内的废气会被排出,是因为窗外空气流速大压强小,车内空气流速小压强大,将废气压出车外,故C不符合题意;
D.拦河大坝修建得上窄下宽,是因为液体压强随深度增加而增大,底部宽可以承受更大压强,故D符合题意。
故选D。
5.(24-25八下·广东深圳65校联考·期中)在地铁站台边缘设有黄色安全线,乘客需站在线外候车,其主要原因是与下列现象原理相同的是( )
A.用抽水机抽水 B.火箭升空
C. 吹气时纸条向上飘 D. 用吸管从瓶中吸饮料
【答案】C
【详解】乘客需站在安全险外候车的原因是列车经过时,周围空气流速大,压强小,乘客后方大气压大,会将乘客“推”向列车;
A.抽水机抽水是利用大气压强,其原理与流体压强与流速的关系不同,故A不符合题意;
B.火箭升空的原理是力的作用是相互的,与流体压强与流速的关系不同,故B不符合题意;
C.吹气使纸条上飘是因为纸条上方空气流体流速大,压强小,与地铁安全线防止乘客被“吸”向列车的原理相同,故C符合题意;
D.吸管吸饮料是利用大气压强作用,与安全线原理无关,故D不符合题意。
故选C。
6.(24-25八下·广东深圳宝安区九校联考·期中)如图所示,水平放置的“H”形容器,右侧装有植物油,左侧可能装有水或酒精,中间用一个可以无摩擦移动的活塞密封,活塞处于静止状态。则下列说法中(已知)( )
①左侧可能装有酒精
②左侧可能装有水
③若想让活塞向右侧移动,可以在a处水平吹气
④若想让活塞向右侧移动,可以在b处水平吹气
A.只有①④正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
【答案】A
【详解】①②开始时,活塞左右两侧受到液体的压强相同,由图可知h左>h右,根据p=ρgh得ρ左<ρ右,所以左侧装的液体可能为酒精,故①正确,②错误;
③④若想让活塞向右侧移动,则可以减小右侧上方的气体压强,可以在b处水平吹气,b处空气的流速变快,气体压强变小,因此,活塞右侧受到的压强小于左侧受到的压强,从而受到向右的力,活塞会向右移动,故④正确,③错误;
综上所述,正确的有①④,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题
7.(24-25八下·广东揭阳惠来县·期中)如图所示,在装有乒乓球的玻璃杯上方沿水平方向用力吹气,乒乓球会从玻璃杯中“飘”起来,这是由于吹气时,乒乓球上方的空气流速___________,气压___________的缘故。潜水员深水作业时必须穿抗压服,这是因为液体内部的压强随深度的增加而___________。(三个空均选填:变大、变小、不变)
【答案】 变大 变小 变大
【详解】[1][2]当用力吹气时,增大乒乓球上方的空气的流动速度,压强减小,乒乓球下面的压强不变,乒乓球下面的压强大于上面的压强,乒乓球在压强差的作用下会从玻璃杯中“飘”起来;
[3]根据p=ρgh可知,在液体密度不变的情况下,液体内部的压强随深度的增加而增大,所以潜水员深水作业时必须穿抗压服来抵抗较大的水压。
8.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)诗词是中华文化的瑰宝之一,“黄四娘家花满蹊,千朵万朵压枝低”,繁花把枝条都压弯了,说明力可以改变物体的______;“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”中卷走三重茅是由于______(选填“屋内”或“屋外”)空气流速小,压强大;“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,说明重力的方向是______的。
【答案】
形状
屋内
竖直向下
【详解】[1]繁花把枝条都压弯了,形状发生了改变,说明力可以改变物体的形状。
[2]秋风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,产生一个向上的压强差和压力差,所以秋风“卷”走屋顶茅草。
[3]重力的施力物体是地球,重力的方向是竖直向下的。
9.(24-25八下·广东江门·期中)如图,关闭阀门K时,待水稳定后,AB两管中的液面是________;打开阀门K,待水流稳定后,B管下端的水流速度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)A管下端的水流速度,所以B管中的液面较________(选填“高”或“低”)。
【答案】 相平的 小于 高
【详解】[1]图中关闭阀门K时,AB两管构成连通器,因此当水稳定后,AB两管中的液面是相平的。
[2]打开阀门K,待水流稳定后,由于A管下端的直径小于B管下端的直径,因此A管下端的水流速度大于B管下端的水流速度。
[3]根据流体压强和流速的关系可知,由于B管下端水流速度小,压强大,因此B管中的液面较高。
10.(24-25八下·广东深圳部分学校·期中)如图,驾驶员头靠头枕、身系安全带(图甲)驾驶着轿车(图乙)在水平路面上高速向前行驶。与在水平路面静止相比,轿车高速行驶时对路面的压力_______(选填“变大”、“变小”或“不变”),其中,_______(选填“头枕”或“安全带”)主要为了防止后面车辆与轿车追尾时对驾驶员带来的伤害。紧急刹车时,制动轮被抱死,轮胎会在地面上留下黑色刹车痕,这是因为刹车过程中车轮与地面之间的摩擦力_______(选填“变小”“变大”或“不变”)
【答案】 变小 头枕 变大
【详解】[1]在路面上静止的轿车,轿车对路面的压力大小等于轿车的重力;当轿车在路面上行驶时,车顶的空气流速大于车底的空气流速,车顶的气压小于车底的气压,所以会产生向上的压强差,即而产生一定大小的向上的升力,使轿车对路面的压力小于汽车所受的重力,故轿车对路面的压力与静止时相比变小。
[2]当轿车被后面的车撞击时,轿车速度加快,乘客由于惯性会保持原来的运动状态,此时乘客相对汽车向后撞击,此时头枕可以起到防止乘客颈椎受伤的作用。
[3]汽车正常行驶时,轮子在路面上滚动,汽车受到的摩擦为滚动摩擦;紧急刹车时车轮前进速度突然降低,此时车会继续向前滑行,此时汽车受到的摩擦力为滑动摩擦,其他条件不变时,滑动摩擦力大于滚动摩擦力,所以此时车轮与地面之间的摩擦力变大。
11.(24-25八下·广东中山市部分学校·期中)如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它吸附并停在竖直的墙壁上,主要是因为车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速变大,压强______,在______的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。若加大电动排风扇的转速,则爬墙车所受摩擦力大小______。(选填“变大”、“变小”、“不变”)
【答案】 变小 大气压 不变
【详解】[1][2]根据流体压强和流速的关系可知,遥控爬墙车车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速大压强小,而外界大气压不变,在大气压的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。
[3]当爬墙车在竖直的墙上静止时,爬墙车处于平衡状态,在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对平衡力,重力大小不变,所以爬墙车所受摩擦力大小不变。
12.(24-25八下·广东惠州博罗县·期中)如图甲所示,利用风洞对汽车高速行驶进行模拟测试,测试过程中,汽车受到竖直向上的 _______(选填“浮力”或“升力”),从而使车与地面之间的摩擦力 _______(选填“变大”“不变”或“变小”),车容易失控,为了减小上述意外情况的发生,在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的 _____(选填“A”或“B”)。
【答案】 升力 减小 B
【详解】[1][2]由于小汽车的形状上面凸起、下面平直,流过上方的空气流速快,上方的压强小,产生向上的压力差,从而使汽车受到竖直向上的升力,由于汽车受到竖直向上的升力减小对地面的压力,在接触面粗糙程度相同的条件下,使得车与地面之间的摩擦力减小。
[3]“气流偏导器”的上表面应平直、底部呈弧形凸起,偏导器上方的空气流速小,下方的空气流速大,产生一个向下的压强差,提高车轮的抓地性能,故符合图乙中的B。
13.(24-25八下·广东深圳龙岗区·期中)科技改变未来也改变了我们的生活,给我们的生活带来翻天覆地的变化。图中为“扫地机器人”和“擦窗机器人”工作时的情景:
(1)“擦窗机器人”的“腹部”有吸盘,擦窗时,它的真空泵会将吸盘内的空气向外抽出,在__________作用下吸在竖直玻璃上;
(2)“扫地机器人”工作时扇叶带动内部空气流动起来,使内部气压_________(填“增大”“减小”或“不变”),利用内外气压差将垃圾吸入机器人内部的集尘袋。
【答案】(1)大气压
(2)减小
【详解】(1)擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气抽出,使泵内气压小于外界大气压,在大气压力的作用下,“擦窗机器人”能吸在竖直玻璃上。
(2)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动带动内部空气流速加快压强减小,从而将杂物吹入吸尘器内。
三、综合题
14.(24-25八下·广东深圳南山区·期中)中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功。这标志着我国在航母研制中取得了重大 突破。有关参数如表所示,新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞 试验已取得成功。
满载排水量/t
67200
总功率/kW
1.5×105
最高航速 km/h
54
最大舰载机数量/架
30
最大舰长/m
304
歼 -15 舰载机推重比
0.5
最大舰宽/m
70.5
歼 -15 舰载机的质量/t
21
(1)机翼的横截面设计的形状,是利用流体流速越快,压强越_______ 的原理, 使舰载机产生向_______ 的升力。
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是
A.舰载机静止在航母水平甲板上时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)飞机降落时,在舰载机与尾钩完全咬合后,舰载机在弹链的强大拉力作用下,迅速减速而停止,这表明力可以 _____________;当阻拦索钩住飞机减速时,为确保飞行员不撞在挡风玻璃上,飞行员应采取的安全措施是___________________。
(4)5 架歼 15 舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将____________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 小 上
(2)A
(3) 改变物体的运动状态 系安全带
(4)变小
【详解】(1)[1][2]机翼的横截面设计的形状,是利用流体流速越快,压强越小的原理,机翼上表面空气流速快,压强小;下表面流速慢,压强大,形成向上的压强差,产生向上的升力。
(2)A.舰载机静止在航母水平甲板上时,处于平衡状态,飞机只受到的竖直向下的重力与竖直向上的支持力作用,因此这两个力是一对平衡力,故A正确;
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,即往后喷出高温燃气,由于物体间力的作用是相互的,高温燃气给发动机向前的推力,使飞机前进,因此可知推力的施力物体是喷出的高温燃气,故B错误;
C.舰载机在航空母舰上逆风起飞,可增大相对气流速度,更有利于飞机升空,故C错误;
D.惯性是物体自身具有的保持运动状态不变的性质,不能表述为“作用”,舰载机降落后,飞机由于具有惯性,仍会向前滑行一段距离,故D错误。
故选A。
(3)[1]拉力使舰载机减速而停止,说明力改变物体的运动状态。
[2]减速前飞行员与飞机有相同的向前的运动状态,飞机减速时,飞行员由于具有惯性,会向前倾倒,为确保飞行员不撞在挡风玻璃上,飞行员应采取的安全措施是系安全带。
(4)航母漂浮在海面上,受到的浮力等于总重力,舰载机起飞后,航母的总重力变小,则受到的浮力变小,海水的密度不变,由可知,航母排开海水的体积变小,航母上浮一些,舰底在海水中所处的深度变小,由可知,舰底所受海水的压强将变小。
15.(24-25八下·广东惠州五校联盟·期中)春节假期小华一家外出旅游,乘坐的飞机是我国自主研制的C919大型客机,小华发现:当飞机起降时,耳朵会有刺痛感,特别是在飞机降落时,感觉尤为明显。为了探究原因,小华查阅资料,整理出3条相关信息。
①民航客机的飞行高度一般在7000~12000米之间。从海平面到这段高度的大气压值如下表所示。
海拔高度/千米
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
大气压/Pa
1
0.9
0.8
0.7
0.62
0.54
0.47
0.41
0.36
0.31
0.26
0.23
0.19
②考虑到成本、机舱壁受力等因素,客舱内通常不加1个标准大气压(1个标准大气压约为1×105 Pa),又由于人类对0.6个大气压具有良好适应能力,所以飞机在达到巡航高度时,客舱内的气压保持在0.6个大气压左右。飞机在下降过程中,舱内气压又逐步升高到地面气压。
③耳朵痛是因为鼓膜充血,其原因是耳道和鼓室内的气压不平衡。在耳膜两边形成压力差,如图所示。而且,鼓室通过耳咽管与口腔相通。
请根据小华提供的文字和图表信息,回答下列问题。
(1)飞机在爬升过程中,机身外的大气压强随海拔高度的变化关系是:高度越高,气压越______;(选填“大”或“小”)
(2)飞机在飞行时是利用“流速大,压强______” (选填“大”或“小”)的原理来获得向上的升力;
(3)若飞机在海拔8000米的高度巡航,则机身内外的压强差为_____Pa;
(4)飞机在从海拔4000米高度下降到地面过程中,为了缓解耳朵刺痛感,舱内乘客可以通过张嘴打哈欠的方式来缓解不适,依据上述信息,结合所学知识分析以上行为的原因:耳道和鼓室内的气压不平衡,在耳膜两边形成__________。
【答案】(1)小
(2)小
(3)0.24×105
(4)压力差
【详解】(1)由表格数据可知,飞机在爬升过程中,海拔越高,大气压越低,所以机身外的大气压强随海拔高度的变化关系是:高度越高,气压越小。
(2)因为机翼的形状是上凸下平,所以上方空气流速快,压强小,机翼上、下方存在压强差,产生压力差,形成了向上的升力,所以机翼上、下表面的压强差是产生升力的原因。
(3)由题意可知,客舱内的气压通常保持在0.6个大气压左右,若飞机在海拔8000米的高度巡航,由数据表格可知,机身外大气压为0.36个大气压,则机身内外的压强差为
(4)耳朵痛是因为鼓膜充血,其原因是耳道和鼓室内的气压不平衡,在耳膜两边形成压力差,飞机在从海拔4000米高度下降到地面过程中,为了缓解耳朵刺痛感,舱内乘客可以通过张嘴打哈欠的方式来缓解不适,使内外压强平衡。
16.(24-25八下·广东江门·期中)2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919(如图甲所示),从上海顺利起飞,历时2h到达北京,完成了首次商业载客飞行。图乙是飞机单侧机翼与周围空气发生相对运动的示意图,下表是飞机的部分技术参数。
最大起飞质量
72.5 t
客舱内气压
80 kPa
巡航速度
920 km/h
发动机巡航推力
(1)已知上海到北京的航程为1178 km,则C919由上海飞往北京的平均速度为________km/h;
(2)C919喷气式客机通过飞机发动机向后喷射高速气流来产生向前的推力,使飞机前进, 这是因为___________;
(3)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”),动能__________,重力势能________(后两空均选填“增大”“减小”或“不变”)(不考虑飞机质量的变化);
(4)C919完成起飞后,会进入万米高空进入续航状态以减少阻力和油耗。此时飞机维持此高度并保持匀速飞行,此时,机舱外气压大约为25 kPa,飞机上一透视窗(面积约为800 cm2)承受内、外气体的压力差约为__________N;假设客舱内“呼吸系统”使得舱内气压保持在标准大气压,则对飞机机身耐压能力的要求__________(选填“更高”或“更低”);
(5)飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼弦线与相对气流的夹角),飞机飞行时的升力大小除了与机翼形状有关外,是否还与迎角大小有关呢?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型等器材,按图甲所示的方式进行实验,处理相关数据得到升力与迎角的关系,如下图乙;
若某飞机以500 km/h和800 km/h的速度沿水平方向做匀速直线飞行时的对应迎角分别为θ1和θ2(θ1、θ2均小于15°),则θ1______θ2(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)589
(2)力的作用是相互的
(3) 逆风 大于 增大 增大
(4) 4400 更高
(5)>
【详解】(1)上海到北京的航程为1178km,则C919由上海飞往北京的平均速度为
(2)飞机发动机向后喷射高速气流,即对气流施加一个力的作用,由于力的作用是相互的,高速气流会给飞机一个向前的力,使飞机前进。
(3)[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]飞机加速升空时,合力方向向上,因此受到的升力大于重力。
[3][4]加速上升的过程中,质量不变,速度变大,则动能增加;高度升高,则重力势能增加。
(4)[1]飞机上一透视窗承受内、外气体的压强差为
面积约为800 cm2的透视窗承受内、外气体的压力差约为
[2]已知标准气压是,若舱内气压保持在标准大气压,此时内外压强差变大,根据可知,对飞机机身的压力变大,则对飞机机身耐压能力的要求更高。
(5)飞机迎角一定时,飞行速度越大升力越大。飞机飞行时受重力与升力大小相等,飞机飞行时重力不变,所以升力也不变,当飞行速度增大时,如果迎角不变,升力必然增大,再根据图乙,迎角小于15°时,升力随迎角的增大而增大。所以为了使升力不变,应该使迎角减小。 即θ1>θ2。
四、科普阅读题
17.(24-25八下·广东佛山三水区三水十三校联考·期中)阅读短文,回答问题
伯努利原理
伯努利原理是一个关于流体(比如空气或水)流动的物理规律,听起来可能有点抽象,但我们可以用生活中的例子来轻松理解它。让我们一步步来学习!
一、伯努利原理的核心内容
简单来说:流体(比如空气或水)流动得越快,它对周围产生的压强(压力)就越小;反之,流动得越慢,压强就越大。
生活中的例子
⒈喷雾器或香水瓶
当你按压喷雾器的气囊时,空气快速通过一个小管(流速快),导致管口的压强降低。这时,瓶内的液体(比如香水)会被外部大气压“推”进管子里,和高速气流混合后喷出雾状液体。
⒉吸尘器
电机带动风扇高速旋转,将吸尘器内部的空气快速排出,导致吸尘器内部的气压低于外部大气压。吸嘴附近的空气被高速吸入管道,流速急剧增加,导致吸嘴开口处的压强显著降低。此时,吸嘴外的空气(正常大气压)会“压”着灰尘和碎屑进入低压区,形成吸力。
⒊足球中的“香蕉球”
足球运动员踢球时,如果让球旋转,球表面的气流会受到球旋转的影响,球的一侧气流速度会因为球的旋转而加快,而另一侧气流速度则会减慢。气流速度较快的一侧压强较小,气流速度较慢的一侧压强较大。两侧的压强差会让球的飞行路径变弯,形成弧线!
三、总结
伯努利原理告诉我们:流体的速度变化会引发压强变化。这个原理在飞机、赛车、通风系统、甚至吸管喝水时都发挥着作用!下次看到这些现象,你可以自豪地说:“这是伯努利原理在搞事情!
(1)如图所示,高铁站的站台边沿标有黄色安全线,提示乘客在候车时要站在安全范围内。原因是当列车高速通过时,车体附近气体流速大,压强_______(选填“大”或“小”),使乘客受到一个“推”向列车的力,十分危险。同时,这也说明了力可以改变物体的___________。
(2)飞机机翼的横截面应该是以下哪种? 。
A. B.
C. D.
(3)吸尘器是靠________把灰尘纸屑压进吸尘器内部。
(4)球员踢出香蕉球时,球旋转速度越快,轨迹弯曲幅度越_______。要踢出如上图所示轨迹的香蕉球,球应该_______旋转(选填“顺时针”或“逆时针”)。
【答案】(1) 小 运动状态
(2)B
(3)大气压
(4) 大 逆时针
【详解】(1)[1][2]图中,高铁列车高速通过时,车体附近气体流速大,压强小,使乘客受到向列车的力,人被推向列车,十分危险;人受力运动,是力可以改变物体的运动状态;
(2)飞机升空时,受到向上的升力,机翼的上方流速大,压强小,下方流速小,压强大,使飞机获得向上的升力,机翼的横截面应该上方凸起,下方平齐,是为B图。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
(3)吸尘器工作时,内部电机转动,空气流速大,压强小,外部大气压将灰尘纸屑等压进吸尘器内部。
(4)[1][2]足球旋转时,球两侧的气流速度会因为球的旋转改变,气流速度较快的一侧压强较小,气流速度较慢的一侧压强较大,球旋转速度越快,轨迹弯曲幅度越大,图中的香蕉球,路径向左偏,则右侧的压力大,则流速小,球应逆时针旋转,使右侧的空气流速小,压强大,足球向左偏。
18.(23-24八下·广东深圳南山外国语学校(集团)·期中)阅读短文,回答问题。
大气压与人类生活
我们生活在地球大气层的底部,大气压与我们的生活息息相关。
人体肺部的模型如图1所示,当人体要吸气时,胸廓扩张,膈肌下降,肺内气压①________,在大气压的作用下,外界富含氧气的新鲜空气经气道进入肺泡内进行气体交换;人体要呼气时,膈肌舒张,胸廓依靠弹性回收,肺内气压②________,使交换后的含二氧化碳的气体排出体外,这样便构成了一次呼吸而使生命得以维持。
大气压随高度而变化,在海拔2km以内,每升高10m,大气压约减少100Pa。高空空气稀薄,大气压降低,空气中含氧量减少,不能满足人体需要。因此,人在海拔3~4km的高度时,就会感到头晕、头痛、耳鸣,甚至恶心、呕吐;在海拔4km以上的高度时,这些反应就更厉害了。
深圳是一个多台风的地区,台风是在热带洋面上生成发展的低气压系统也叫热带气旋,因为热带低压中心气压比外界低,所以周围空气涌向热带低压,遇热上升,供给了热带低压较多的能量,超过输出能量,此时,热带低压里空气旋转更厉害,中心最大风力升高,中心气压进一步降低。等到中心最大风力达到一定标准时,就会提升到更高的一个级别,热带低压提升到热带风暴,再提升到强热带风暴、台风,有时能提升到强台风甚至超强台风,这要看能量输入与输出比决定,输入能量大于输出能量,台风就会增强,反之就会减弱。一般低压区气流会上升,把近地面的水汽带到温度更低的空中,从而凝结变成云并形成降水,所以多阴雨天气,反之高气压区多晴朗的天气。
(1)将文中空格补充完整:①______,②______(均选填“增大”、“减小”、“不变”)
(2)某同学在生物课上制作了如图2所示模拟呼吸运动的模型,B图表示正在______(选填“吸气”或“呼气”),肺内气压______(选填“大于”“小于”“等于”)外界大气压。
(3)深圳梧桐山海拔为943.7米,如果山脚入口大气压为1000百帕,则距山脚高度为900米处的大气压为______百帕。夏季台风来临前,深圳陆地多被台风外围的高压区所控制,所以这几天的天气一般多为______(选填“大风大雨”或“高温晴朗”)。台风过境时,流速很大的风平行于窗户吹过,安装不稳的玻璃窗户更容易向______(选填“室内”或“室外”)掉落。
【答案】 减小 增大 吸气 小于 910 高温晴朗 室外
【详解】(1)[1][2]当人体要吸气时,胸廓扩张,膈肌下降,肺内气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,外界富含氧气的新鲜空气经气道进入肺泡内进行气体交换;人体要呼气时,膈肌舒张,胸廓依靠弹性回收,肺内气压增大,大于外界大气压,使交换后的含二氧化碳的气体排出体外,这样便构成了一次呼吸而使生命得以维持。
(2)[3][4]B图中膈肌下降,肺内气压小于外界大气压,在大气压的作用下,外界富含氧气的新鲜空气经气道进入肺泡内,所以B图表示正在吸气。
(3)[5]大气压随高度而变化,在海拔2km以内,每升高10m,大气压约减少100Pa。则距山脚高度为900米的大气压减小量为
则距山脚高度为900米的大气压为
1000百帕-90百帕=910百帕
[6]夏季台风来临前,深圳陆地多被台风外围的高压区所控制,由图可知,空气流动方向向下,不会形成对流雨,所以这几天的天气一般多为高温晴朗。
[7]台风过境时,流速很大的风平行于窗户吹过,流速大压强小,形成的压强差向室外,安装不稳的玻璃窗户更容易向室外。
试卷第1页,共3页
1 / 2
学科网(北京)股份有限公司
$