内容正文:
专题08 压强
3大考点概览
考点01 固体压强
考点02 液体压强
考点03 大气压强 与 流体压强
固体压强
考点1
一、单选题
1.(2026·陕西咸阳·一模)2月18日,第25届冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧比赛中,我国选手以82.41的成绩夺得冠军。如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.滑雪板宽大的设计是为了减小对雪地的压力
B.滑雪板底面做得较光滑是为了增大与雪地间的摩擦
C.运动员在空中加速下落,是因为运动员具有惯性
D.运动员下降时速度增大,说明力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【详解】A.滑雪板宽大的设计,是在压力不变的情况下,通过增大受力面积来减小对雪地的压强,而不是减小压力,故A错误;
B.滑雪板底面做得较光滑,是通过减小接触面的粗糙程度来减小与雪地间的摩擦,从而让滑行更顺畅,不是增大摩擦,故B错误;
C.运动员在空中加速下落,是因为受到重力的作用,重力改变了它的运动状态;惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,不是使物体加速的原因,故C错误。
D.运动员下降时,在重力作用下速度增大,运动状态发生了改变,这直接说明了力是改变物体运动状态的原因,故D正确。
故选D。
2.(2026·江苏南通·一模)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.注射器的针头做得尖锐,是为了增大压力
B.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
C.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
【答案】B
【详解】A.注射器针头尖锐,是为了减小受力面积,增大压强,不是增大压力,故A错误;
B.飞机机翼升力,利用气体流速越大的位置压强越小,故B正确;
C.注射药液是靠手推活塞,靠外力作用,不是利用大气压;吸取药液才利用大气压,故C错误;
D.飞艇悬停时,处于平衡态,浮力等于重力,故D错误。
故选 B。
3.(2026·重庆江津·一模)【地方特色】12月8日,江津东方爱情马拉松鸣枪开跑,如图所示,上万名选手用脚步丈量长江之滨,享受马拉松的乐趣。下列说法正确的是( )
A.运动员双脚站立时对水平地面的压强比走动时大
B.运动员到达终点线不能立即停下来,是由于惯性作用
C.运动员对地面的压力和运动员受到的重力是一对平衡力
D.运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.运动员双脚站立时和走动时对地面压力相等,运动员双脚站立时地面受力面积较大,对水平地面的压强比走动时小,故A错误;
B.运动员到达终点线不能立即停下来,是由于运动员具有惯性,故B错误;
C.运动员对地面的压力和运动员受到的重力受力物体不同,不是一对平衡力,故C错误;
D.运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上,施力物体和受力物体互为彼此,是一对相互作用力,故D正确。
故选 D。
4.(2026·重庆·一模)将一瓶装满水的农夫山泉,先倒立放置在水平桌面上(如图甲),再将其侧放(如图乙)。两次放置时,瓶子对桌面的压力分别为、,水对瓶盖的压强分别为、,其中关系描述正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,无论倒放还是侧放,瓶子对桌面的压力都等于瓶子的重力,即,故CD错误;瓶子倒放在水平桌面上瓶中水的深度大于瓶子侧放在水平桌面上瓶中水的深度,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强大于侧放时水对瓶盖的压强,即p1>p2,故A错误,B正确。
故选B。
5.(2026·天津·一模)如图是收割机正在收割水稻的场景。已知该收割机的最大功率为100kW,整车空载时质量为4600kg,轮胎与地面的总接触面积始终是0.2m2,粮箱容积为2m3。已知水稻密度约,柴油的热值为。下列说法正确的是( )
A.收割机满载时对水平地面的压强为
B.收割机以最大功率工作,以1m/s的速度沿直线匀速行驶时,受到的阻力为100N
C.收割机以最大功率工作30min,发动机做功
D.若收割机某次工作30min消耗10kg柴油,可输出的机械功为
【答案】C
【详解】A.满载时,水稻的重力为
整车空载时重力为
收割机满载时对水平地面的压强为,故A错误;
B.收割机以最大功率工作,以1m/s的速度沿直线匀速行驶时,阻力与牵引力大小相等,则受到的阻力为,故B错误;
C.收割机以最大功率工作30min,发动机做功为,故C正确;
D.10kg柴油完全燃烧放出的热量为
热机工作时存在能量损失,所以输出的机械功一定小于总热量,故D错误。
故选C。
6.(2026·北京延庆·一模)水平地面上有长、宽、高,密度的长方体砖块,其两种放置方式,如图所示。。下列说法正确的是( )
A.砖块的质量
B.两种放置方式砖块对水平地面的压力不同
C.竖放时砖块对地面的压强,水平切去一半后,砖块对地面压强不变
D.平放时砖块对地面的压强,竖直切去一半后,砖块对地面压强不变
【答案】D
【详解】A.砖块的体积为,砖块的质量为,故A错误;
B.图中两种放置方式,砖块对水平地面的压力都等于自身重力,故砖块对水平地面的压力相同,故B错误;
C.由图可知,竖放时受力面积的大小为
砖块对地面的压强为
水平切去一半后,砖块对地面的压力减半,受力面积不变,根据可知,砖块对地面的压强减半,故C错误;
D.由图可知,平放时受力面积的大小为
砖块对地面的压强为
竖直切去一半后,压力和受力面积同时减半,由可知,砖块对地面的压强不变,故D正确。
故选D。
7.(2026·北京·一模)有A、B两个均匀实心长方体,由同种材料制成。A的底面积SA=30cm2,高hA=5cm,重GA=4.5N;B的底面积SB=60cm2,高hB=10cm。现按图所示方式叠放在水平桌面上,B对A、A对桌面的压强分别为p1、p2,下列判断正确的是( )
A.材料密度为
B.p1=3×103Pa,p2=7.5×103Pa
C.若将AB整体倒置,倒置后A对B的压强小于p2
D.若将B取下放在桌面,则取下后B对桌面的压强大于p1
【答案】C
【详解】A.已知,根据,可得
A的底面积,高,根据,A的体积。
由,可得材料的密度,故A错误;
B.B对A的压强:B对A的压力,B的底面积,高,B的体积,, ,根据,。
A对桌面的压强:A对桌面的压力,,故B错误;
C.若AB整体倒置,此时A对B的压力,受力面积为,A对B的压强,,即倒置后A对B的压强小于,故C正确;
D.若将B取下放在桌面,B对桌面的压强,,即取下后B对桌面的压强小于,故D错误。
故选C。
二、多选题
8.(2026·广西北海·一模)如图所示是被誉为“十年长安号丝路新驼队”的列车,它促进了“一带一路”沿线国家的经济、文化交流。关于列车说法正确的是( )
A.铁轨下方铺设的轨枕,可以减小列车对地面的压强
B.列车在减速进站的过程中,因不受力而逐渐停下来
C.列车在平直轨道上静止时,列车没有惯性
D.列车在平直轨道上静止时,列车的总重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
【答案】AD
【详解】A.铁轨下方铺设的轨枕,可以在压力一定时通过增大受力面积来减小列车对地面的压强,故A正确;
B.列车在减速进站的过程中,因受到阻力而逐渐停下来,故B错误;
C.惯性大小只与物体的质量有关,列车在平直轨道上静止时,仍具有惯性,故C错误;
D.列车在平直轨道上静止时,列车的总重力和铁轨对列车的支持力大小相等,方向相反,作用在同一直线上,是一对平衡力,故D正确。
故选AD。
9.(2026·广西玉林·一模)如图所示是运动员在短道速滑项目的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
B.运动员的冰刀可增大在冰面上的压强
C.到达终点后不能立即停下来,是因为运动员具有惯性
D.运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力
【答案】BC
【详解】A.运动状态由速度大小和方向共同决定。运动员转弯时,运动方向发生改变,因此运动状态也随之改变,故A错误;
B.冰刀的特点是受力面积很小,而运动员对冰面的压力等于自身总重力,其大小不变。根据,压力F不变,受力面积S减小,压强p会增大,故B正确;
C.惯性是物体保持原有运动状态的固有属性。运动员到达终点时仍有向前的速度,由于惯性,身体仍会保持原来的运动状态,因此不能立即停下,故C正确;
D.平衡力的条件是:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上。运动员对冰面的压力,受力物体是冰面;运动员所受的重力,受力物体是运动员自身。两者作用对象不同,不满足“作用在同一物体上”条件,因此不是平衡力,故D错误。
故选BC。
10.(2026·湖南长沙·一模)【传统文化】如图所示节选自我国古代科技巨著《天工开物》,下列说法正确的是( )
A.图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,犁受力平衡
B.图乙“湿田击稻”中,稻粒落入木桶过程中,是因为稻粒具有惯性
C.图丙“北耕兼种”中,“铁尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D.图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水具有重力
【答案】BC
【详解】A.图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,其运动方向不断变化,运动状态改变,物体只有处于静止或匀速直线运动状态时才受力平衡,所以犁受力不平衡,故A错误;
B.图乙“湿田击稻”中,稻秆落入木桶过程中,稻秆由于受到力的作用立即静止,由于稻粒具有惯性,要保持原来的运动状态不变,稻粒从稻秆脱落,落入木桶,故B正确;
C.图丙“北耕兼种”中,“铁尖”的受力面积较小,通过减小受力面积来增大压强,这样更有利于耕地,故C正确;
D.图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水受到重力作用,不能说成具有重力,故D错误。
故选BC。
三、填空题
11.(2026·江苏鹰潭·一模)如图所示,将钉板放在水平桌面上,将气球(质量忽略不计)放在钉板上,将质量为0.5kg的活动隔板放在气球上,先在隔板上放一个哑铃,观察到气球发生形变,是因为气球受到了隔板的______。增加哑铃数量,观察到气球形变变大,当放上四个哑铃(总质量为9.5kg)时,气球没有被刺破。测得气球与隔板的接触面积为500cm2,则隔板对气球的压强为______Pa,此时铁钉对气球的支持力为______N,气球没有被铁钉刺破的原因是______。(g取10N/kg)
【答案】 压力 2000 100 见解析
【详解】[1]力可以使物体发生形变。将质量为0.5kg的活动隔板放在气球上,先在隔板上放一个哑铃,观察到气球发生形变,是因为气球受到了隔板的压力。
[2]隔板对气球的压力为
则隔板对气球的压强为
[3]根据二力平衡条件,铁钉对气球的支持力为
[4]气球没有被铁钉刺破的原因是在压力一定时通过增大受力面积减小了铁钉对气球的压强。
12.(2026·广西南宁·一模)如图甲所示,一长方体红杉木材放在水平面上,上下表面均是边长为0.4m的正方形,木材内部有一空心部分,除空心部分外,其余部分的密度均为,木材对水平面的压强为,木材的重力为_____N。为有效利用木材,现沿图甲虚线截去上方、下方完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为,将木材剩余部分放在水平面上,如图乙所示,木材剩余部分对水平面的压强为_____Pa。
【答案】 720 2400
【详解】[1]水平面上,木材对水平面的压力等于自身重力,即 F=G。 已知上下表面是边长a=0.4m的正方形,因此受力面积
得
[2]截去部分总体积
截去部分可拼成一个底面长宽都为0.4m的长方体,可得截去部分的高度
根据勾股定理得图乙物体与地面接触面长度为
原木材实心部分总质量
已知截去部分总质量,因此剩余部分重力
剩余部分放在水平面时,接触面积为
因此剩余部分对水平面的压强
13.(2026·江苏泰州·一模)救援人员趴在充气垫上营救冰面被困人员,在救援人员重力恒定的情况下,救援人员趴在充气垫上增大了___________,减小了___________,从而防止冰面破裂,使救援能更安全地进行。
【答案】 受力面积 压强
【详解】[1][2]救援人员趴在充气垫上,充气垫与冰面接触面积较大,增大了受力面积,由可知,受力面积增大时,压强减小,这样可以防止冰面因压强过大而破裂,保障救援安全进行。
14.(2026·广西河池·一模)某石材厂有均匀、实心的石材构件A和B,A为底面积(、高5m的柱状体,B为边长为1m的正方体,它们静止在水平地面,如图甲。工人沿水平方向截取不同高度的构件A,并平稳叠放在构件B正上方,测得A、B对地面的压强随截取的高度h的变化如图乙所示,则______,______。
【答案】 4:5 3:5
【分析】根据题意判断AB的压强随截取的高度h的变化的图像,根据压强的公式得到A与B的密度之比;由图可知,A截取高度为h1时,A剩余部分对地面的压强与叠加后B对地面的压强相等,根据此关系列出关系式得到h1的值,进一步计算h1:h2。
【详解】[1]当沿水平方向截取不同高度的A物体,并平稳的放在B物体上时,A剩余的质量减小,对地面的压力减小,受力面积不变,由可知,A对地面的压强减小,B对地面的压强增大,由图乙可知,p随h的增大而减小的图像,为A的压强随截取的高度h的变化的关系,p随h的增大而增大的图像,为B的压强随截取的高度h的变化的关系。根据
可知A与B的密度之比为
[2]由图可知,A截取高度为h1时,A剩余部分对地面的压强与叠加后B对地面的压强相等,则有
即
化简得
已知,解得
就是A的高度为5m,则
15.(2026·江苏南京·一模)在水平桌面上堆放一摞相同的书,所有书的总重力为30N,最下面书与桌面的接触面积为600cm2,此时书对桌面的压力是由_________的形变产生的,它对桌面的压强为_________Pa。若从这一捆书中水平抽出A或B中任一本书,抽出_________书更容易。此现象表明滑动摩擦力的大小与_________有关。
【答案】 书 500 A 压力大小
【详解】[1]书对桌面的压力中,书发生形变后要恢复原状,对桌面产生压力的作用,故书对桌面的压力是由书的形变产生的。
[2]书对水平桌面的压力等于所有书的总重力,即,桌面的受力面积等于最下面书与桌面的接触面积,即,故书对桌面的压强为
[3][4]图中A、B两本书的粗糙程度相同,A书受到的压力小于B书受到的压力,则抽出A书时受到的摩擦力小,所以抽出A书更容易,此现象表明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关。
四、作图题
16.(2026·甘肃定西·一模)如图所示,一个物块沿斜面向上做减速运动,请在图中画出此过程中物块对斜面的压力F和物块受到的滑动摩擦力f的示意图。
【答案】
【详解】在斜面上选取物块与接触面的中点为压力的作用点,从压力作用点画垂直于斜面向下、带箭头的线段,符号为F,即为物块对斜面的压力示意图;物块沿斜面向上做减速运动,则受到的摩擦力平行于斜面向下,从物块重心画带箭头线段,方向平行于斜面向下,为物块受到的摩擦力f。如图所示:
五、计算题
17.(2026·辽宁朝阳·一模)【科技前沿】11月12日,在第十五届中国航展,全球首辆量产分体式飞行汽车“陆地航母”首次向全球观众进行公开飞行。如图所示。该款分体式飞行汽车由陆行体和飞行体两部分构成,几分钟的时间,飞行体从陆行体后尾箱处自动分离,展开机臂后,飞行体自动升空,巡航,降落。被大家称为“中国版变形金刚”。
(1)陆行体的质量为3000kg,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2,该车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少? (g取10N/kg,陆行体有6个车轮)
(2)若飞行体在某次飞行过程中,以20m/s的速度匀速上升,此时飞行体的升力为8000N,求飞行体的重力以及飞行体在1min内克服重力做的功。(忽略空气阻力)
(3)陆行体的动力系统为增程式混合动力,若发动机在某一工作状态下,10s内做功6×105 J,同时消耗燃油0.02kg,已知燃油的热值为4.5×107 J/kg,求发动机在此工作状态下的效率。
【答案】(1)2.5×105Pa
(2)9.6×106J
(3)66.7%
【详解】(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压力F=G=mg=3000kg×10N/kg=30000N
对地面的压强
(2)飞行体匀速上升,处于平衡状态,所以有
飞行体在1min内克服重力做的功
(3)燃油完全燃烧产生的热量Q放=mq=0.02kg×4.5×107J/kg=9×105J
发动机在此工作状态下的效率
18.(2026·广西北海·一模)如图甲,是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰,其满载排水量为8×104吨。小民同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他将一质量为4kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为2kg,底面积为0.04m2,高为0.5m,如图乙所示。现向容器中加水,当水深度为0.2m时,模型刚好离开容器底部,如图丙所示。继续加水直到深度为0.45m,然后将2架单架质量为1.2kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面上。已知,求:
(1)福建舰满载航行时受到的浮力;
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积;
(3)放上2架舰载机模型并静止一段时间后,再取走1架舰载机模型,当最终静止时,容器对水平地面的压强。
【答案】(1)8×108N
(2)4×10﹣3m3
(3)5200Pa
【详解】(1)根据轮船漂浮条件和阿基米德原理,航母满载航行时处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力,也等于它排开水的重力。福建舰的满载排开水的重力为
福建舰满载时受到的浮力为
(2)在图丙中,航母模型刚好离开容器底部,处于漂浮状态,此时模型受到的浮力等于其自身重力,航母模型的重力
所以,模型受到的浮力为40N,根据可得,模型排开水的体积为
(3)舰载机模型的总重力
放上舰载机后整个装置静止时,增加的浮力
由可知,增加的排开水的体积
水面升高
原来水深为0.45m,容器高度为0.5m,所以有水溢出。
溢出水的重力为
溢出水之前水的体积为
溢出水之前水的重力为
剩余水的重力为
再取下1架舰载机模型后容器对水平面的压力为
容器对水平地面的压强为
六、实验题
19.(2026·吉林通化·一模)玲玲在物理实验室找到两个各面粗糙程度不同的木块(如图1甲)、一个弹簧测力计、一块海绵。她想利用这些器材同时探究“滑动摩擦力大小的影响因素”和“压力的作用效果的影响因素”。
实验一:探究滑动摩擦力大小的影响因素
(1)如图1乙所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使其在木板上做匀速直线运动,根据______原理知,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)对比图1乙、丙两次实验得出:当接触面所受压力大小一定时,接触面越_______,滑动摩擦力越大;
(3)对比_______两次实验得出:当接触面粗糙程度一定时,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大。
实验二:探究压力作用效果的影响因素
2
(4)如图2所示,实验中通过观察海绵的_______来比较压力的作用效果,这种实验方法称为转换法;
(5)由图2甲、乙两图可以得出:当压力一定时,受力面积越______,压力的作用效果越明显;
(6)对比图2甲、丙两图,玲玲认为压力的作用效果与压力大小无关,请指出她实验存在的问题是_______。
【答案】(1)二力平衡
(2)粗糙
(3)丙、丁
(4)凹陷程度
(5)小
(6)没有控制受力面积相同
【详解】(1)当木块做匀速直线运动时,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,此时滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数,这是利用了二力平衡原理。
(2)乙、丙实验中,木块对接触面的压力相同,乙接触面更粗糙,滑动摩擦力更大,因此可得结论:压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
(3)探究滑动摩擦力与压力大小的关系时,需要控制接触面粗糙程度相同,改变压力。丙和丁都是B面朝下,粗糙程度相同,压力不同,因此对比丙、丁两次实验。
(4)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(5)图2甲、乙中,压力大小相同,甲受力面积更小,海绵凹陷更明显,因此可得结论:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(6)探究压力作用效果与压力大小的关系时,必须控制受力面积不变。甲、丙两图中,压力大小改变的同时,受力面积也发生了改变,因此存在的问题是没有控制受力面积相同。
七、综合题
20.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)小明到超市进行实践调查,发现某品牌酸奶进行了产品升级,采用了新设计的吸管,更换了新的包装。图甲是新设计的吸管,下端做的更尖,且吸管上有一条长长的凹槽。图乙是新设计的包装,插孔处贴了一层新材料薄膜,其作用是当吸管插入插孔时,薄膜与吸管紧密贴合,可以防止酸奶盒被碰倒时酸奶流出。图丙是吸管与薄膜贴合处的示意图。请你用学过的物理知识解释:
(1)吸管下端为什么制作得很尖?
(2)吸管侧面为什么制作一条凹槽?
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)吸管下端制作得很尖,是在压力大小一定时,通过减小受力面积来增大压强,可以使吸管更容易插入插孔。
(2)吸管侧面制作一条凹槽可以使盒内外连通,使内外气压相等,防止因薄膜与吸管贴合紧密,导致吸酸奶过程中,盒内气压减小,吸酸奶很费力。
21.(2026·上海·一模)图(a)为花样滑冰运动员的冰刀鞋,刀刃通常采用坚硬、耐磨的高碳不锈钢制成,而刀管通常采用密度较小的铝合金制成。
(1)刀管通常采用铝合金制成的主要目的是________冰刀鞋的质量。
A.增大 B.减小
(2)若运动员甲单脚站立时对地面的压力为650N,请在图(b)中画出压力F的示意图。
(3)如图(b)(c)所示,若运动员甲的质量为,单脚站立时甲对地面的压强为,运动员乙的质量为,则甲托举乙双脚站立时,甲对地面的压强为________。
【答案】(1)B
(2)
(3)
【详解】(1)刀管通常采用密度较小的铝合金制成,在体积相同时,由可知减小冰刀鞋的质量。
(2)在脚与地面的接触面点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于地面的带箭头的线段,标出,如图所示:
(3)运动员甲的重力为
单脚站立时甲与地面的受力面积为
运动员乙的重力为
甲托举乙双脚站立时对地面的压力为
甲托举乙双脚站立时的受力面积为
甲托举乙双脚站立时,甲对地面的压强为
22.(2026·山西运城·一模)彩钢房是一种以轻型钢材为承重骨架,以夹芯板为墙板材料,进行空间组合的经济型房屋。其构件采用螺栓连接或焊接,可方便快捷地进行组装和拆卸,被广泛应用于搭建临时建筑。近年来,山西各地因积雪压塌彩钢房的事故屡有发生。经调查,事故的一个主要原因是承重钢梁设计的抗压能力不强。小组同学计划用实验探究承重钢梁抗压能力与其形状的关系。实验思路:选择三张相同的A4纸折叠成不同形状的“承重梁”,将“承重梁”两端支撑起来,在“承重梁”中部相同位置施加力,比较“承重梁”塌陷时施加力的大小,从而比较其抗压能力。
实验过程:如图所示,将A4纸折叠成空心长方体“承重梁”,两端放在支架上,在其正中挂上小桶,逐渐往小桶中加入细沙,直至“承重梁”塌陷。再折叠成“V”字形、拱形的“承重梁”重复上述操作,记录数据如下表。
序号
“承重梁”长
“承重梁”形状
塌陷时桶中沙的量
1
空心长方体
中等
2
“V”字形
少量
3
拱形
较多
实验结论:
(1)本实验采用的研究方法是__________。
(2)分析表格中的数据可以得出:当其他情况都相同时,__________形的承重梁抗压能力更好。
应用拓展:
(3)请写出一个生活中利用拱形结构抗压的实例:__________。“承重梁”的抗压能力还可能与什么因素有关?请你写出一个可探究的问题:_____________?
【答案】(1)控制变量法
(2)拱
(3) 拱桥 “承重梁”的抗压能力与它的材料有什么关系
【详解】(1)承重梁抗压能力与“承重梁”的长度和“承重梁”的形状有关,用到控制变量法。
(2)由表中数据可知,“承重梁”长相同,“承重梁”形状是拱形,塌陷时桶中沙的量较多,承重梁抗压能力较好,可以得到当其他情况都相同时,拱形的承重梁抗压能力更好。
(3)[1]生活中拱桥利用拱形结构抗压。
[2]可探究的问题:“承重梁”的抗压能力与它的材料有什么关系?
液体压强
考点2
一、选择题
1.(2026·山西大同·一模)【传统文化】《三国演义》中“草船借箭”讲的是诸葛亮利用若干草船诱敌最终“借”到了十万余支箭,如图所示。关于“草船借箭”的过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.“借箭”后,草船排开水的重力变大
B.“借箭”后,草船底部受到水的压强变小
C.“借箭”前,草船受到的浮力小于其自身重力
D.“借箭”前后,草船排开水的体积保持不变
【答案】A
【详解】船工作时漂浮在水面上,排开水的重力等于自身总重力,“借箭”后总重力增加了,浮力增加了,排开水的重力也增加了,排开水的体积变大了,浸入水的深度也增加了,根据液体压强公式可得船底受的水的压强变大了,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.(2026·广西钦州·一模)图中利用连通器原理工作的是( )
A.存水弯
B.活塞式抽水机
C.飞机升力
D.孔明灯
【答案】A
【详解】A.下水道存水弯成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,利用了连通器,故A符合题意;
B.抽水机抽水,通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用的是大气压,没有利用连通器原理,故B不符合题意;
C.流体流速越大的位置,压强越小。飞机机翼上面受到的压强小,下面受到的压强大,机翼上下有压强差,出现压力差,形成向上的升力,故C不符合题意;
D.孔明灯是利用空气受热膨胀、密度变小,孔明灯所受的浮力大于重力升空,故D不符合题意。
故选A。
3.(2026·安徽马鞍山·一模)现有一质量分布均匀的实心长方体放在水平桌面上,其长宽高如图甲所示,现按照虚线所示的平面S1绕棱AB沿顺时针依次切去右上部分并将其浸没于乙容器中,切去部分质量与长方体总质量之比为K;已知乙容器足够高且底面积为120cm2,其中液体的初始深度为10cm,乙容器中液体对容器底部压强以及甲物体剩余部分对地面压强与K的部分关系如图丙所示(g=10N/kg),则下列说法正确的是( )
A.乙容器中液体密度是1.8g/cm3
B.K=a时,甲切去部分的重力为3.8N
C.当K从a变化到b时,乙容器中液体对容器底部压强的变化量为220Pa
D.当甲剩余部分对地面压强p1与乙容器中液体对容器底部压强p2的比值为5:13时,乙容器对地面压强变化量为900Pa
【答案】D
【详解】长方体总体积
底面积
乙容器
初始液体深度
从图丙可知(未切割)时,剩余对地面压强,初始液体压强也为
由柱形固体压强,得
总重力
甲物体剩余部分对地面压强通式
由液体压强公式,则液体密度
由题意,切去体积
乙容器液面上升
乙容器中液体对容器底部压强通式:
乙容器对地面压强变化量通式:
A.乙液体密度计算得,故A错误;
B.由图丙,时,,代入通式得
得
切去重力,故B错误;
C.由丙图可知拐点时剩余压强为某定值,切到时,切去部分体积等于长方体甲总体积的一半,故
则
甲物体体积变化量
液体深度变化量
乙容器中液体对容器底部压强的变化量为
故C错误;
D. 后,恒定为,因此,则即
代入,得,因此乙对地面压强变化量
故D正确。
故选D。
4.(2026·福建厦门·一模)图甲是实践小组设计的自动储水箱简图,竖直细杆固定在水箱底部,浮筒可沿细杆上下移动,水箱中水深为0.1m时,浮筒对水箱底部的压力刚好为零:水深为0.4m时,浮筒开始接触进水阀门;水深为0.6m时,浮筒使进水阀门完全关闭,浮筒所受浮力和水深h关系的图像如图乙。以下说法中正确的是( )
A.浮筒的底面积为
B.时,水对箱底的压强为3000Pa
C.h从0.4m到0.6m的过程中,浮筒排开水的重力保持不变
D.h从0.1m到0.4m的过程中,水对浮筒底部的压强保持不变
【答案】D
【详解】A.水箱中水深为0.1m时,浮筒对水箱底部的压力刚好为零,由图乙可知浮力为2.5N,排开水的体积
浮筒的底面积为
故A错误;
B.时,水对箱底的压强为
故B错误;
C.由图乙可知,h从0.4m到0.6m的过程中,浮筒受到的浮力增大,由阿基米德原理可知排开水的重力增大,故C错误;
D.由图乙可知,h从0.1m到0.4m的过程中,浮筒所受浮力不变,处于漂浮状态,由
可知浮筒底部受到的压力不变,底面积不变,由可知水对浮筒底部的压强保持不变,故D正确。
故选D。
5.(2026·辽宁鞍山·一模)水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器甲和乙,分别盛有质量相等的水和盐水()。现将两个体积相同、材料不同的实心小球A和B分别轻轻放入两容器中,小球静止后的状态如图所示:A在水中漂浮,B在盐水中沉底。此时两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A.小球A的密度大于小球B的密度
B.小球A受到的浮力小于小球B受到的浮力
C.甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
D.取出小球后(液体无溢出),甲容器对桌面的压强变化量大于乙容器对桌面的压强变化量
【答案】B
【详解】A.根据物体的浮沉条件,小球A在水中漂浮,则有,小球B在盐水中沉底,则有,已知,可知,故A错误;
B.两小球的体积相同,由图可知,,根据,因为,,所以,故B正确;
C.两液面相平,根据,,可知容器底部受到的压强,故C错误;
D.由,,根据和可知,,取出小球后,容器对桌面的压强变化量
已知甲、乙两容器完全相同,即S相同,,则容器对桌面的压强变化量,故D错误。
故选B。
6.(2026·福建福州·一模)【易错题】如图1,是某兴趣小组测量物体密度的实验装置。将力传感器(可显示推、拉、压力的大小)固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质硬杆与力传感器相连,力传感器显示杆对圆柱体A作用力的大小。底面积为的柱形容器B盛有适量的水,放在水平升降台上。升降台上升使圆柱体A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升的高度h的关系如图2所示。圆柱体A始终保持竖直且不吸水,整个过程无水溢出且圆柱体A未触底,杆没入水中的体积忽略不计,下列说法正确的是( )
A.圆柱体A逐渐浸入水中,其底部受到水的压强逐渐变小
B.当时表示圆柱体浸入水中的深度为8cm
C.圆柱体A的密度为
D.圆柱体A浸没时,容器底部受到水的压强增加了800Pa
【答案】C
【详解】A.根据可知,水的密度不变,圆柱体A逐渐浸入水中,其底部进入水中的深度逐渐变大,受到水的压强逐渐变大,故A错误;
B.h表示升降台上升的高度,当时,设水面相对于容器底上升的高度为,因为圆柱体A浸入水中的体积等于它排开水的体积,则有
代入数值有
解得
则圆柱体浸入水中的深度为,故B错误;
C.当时,圆柱体A排开水的体积为
由图像可知,此时轻质硬杆对圆柱体A的拉力减小为0,圆柱体A只受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,且两个力大小相等,则圆柱体A的重力为
圆柱体A的质量为
当圆柱体A浸没时,轻质硬杆对圆柱体A向上的拉力变为向下的压力,且大小为2N,此时圆柱体A受到的浮力为
此时圆柱体A的体积等于其排开水的体积,即
圆柱体A的密度为,故C正确;
D.圆柱体A浸没时,水面相对于容器底上升的高度为
容器底部受到水的压强增加了,故D错误。
故选C。
二、填空题
7.(2026·河北沧州·一模)图为三峡船闸的示意图。船闸利用___________的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮,使用这种滑轮___________(选填“可以”或“不可以”)改变力的方向。
【答案】 连通器 可以
【详解】[1]船闸是根据连通器原理修建的。船闸和上游阀门打开时,上游与闸室组成连通器,使水面相平,方便船只出入;若下游阀门打开时,闸室和下游构成连通器,使水面相平,方便船只出入。
[2]在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮,轴固定不动的滑轮是定滑轮,定滑轮不能省力,但能改变动力的方向。
8.(2026·吉林四平·一模)如图所示,壶身高度、壶底面积均不同的甲、乙两个水壶放在水平桌面上。
(1)水壶的壶嘴和壶身相连通,这是________应用的实例。
(2)当壶内均装满水时,水对甲底部的压强________水对乙底部的压强。
A.大于 B.等于 C.小于
(3)壶盖上有一小孔,其作用是使壶内水面上方的压强________外界大气压,使水得以持续被倒出。
A.大于 B.等于 C.小于
【答案】(1)连通器(2)A(3)B
【详解】(1)因为连通器是上端开口、下端连通的容器,而水壶的壶嘴和壶身是上端开口、下部连通的,所以这是连通器应用的实例。
(2)当壶内均装满水时,水的密度相同,从图中可看出甲壶的高度比乙壶高,即甲壶中水的深度ℎ更大,根据液体压强公式可知水对甲底部的压强大于水对乙底部的压强,故选A。
(3)在倒水时,若壶内水面上方压强与外界大气压不相等,水就不容易倒出来。壶盖上开一个小孔,能使壶内水面上方的压强等于外界大气压,在大气压的作用下,水得以持续被倒出,故选B。
9.(2026·上海浦东新·一模)小东和小方尝试利用一根透明软管和适量的水,在墙上找到相同高度的点,如图所示。
(1)他们将透明软管弯折成“U”形状后,透明软管可以看成一个简单的______器。
(2)他们在软管内注入水,当水______时,沿两侧管内水面对应的位置在墙上进行标记,找到了相同高度的点A、B。
(3)若小东手执软管不动,小方将软管的右端缓慢向上提一些(水未溢出),则通过(2)中的方法重新获得的相同高度的两个点的位置( )
A.高于点A、B B.低于点A、B C.与点A、B等高
【答案】(1)连通
(2)静止
(3)A
【详解】(1)将透明软管弯折成“U”形状后,透明软管两端开口,底部连通,所以透明软管可以看成一个简单的连通器。
(2)根据连通器的特点,连通器中同种液体不流动时,各部分中的液面总保持相平。所以他们在软管内注入水,当水静止时,沿两侧管内水面对应的位置在墙上进行标记,就可以找到相同高度的点A、B。
(3)小方将软管的右端缓慢向上提一些,软管仍构成一个连通器,两端液面仍相平,但由于管内液柱长度不变,所以通过(2)中的方法重新获得的相同高度的两个点的位置高于点A、B。故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
10.(2026·上海金山·一模)如图所示,完全相同的甲、乙两个薄壁圆柱形容器放置在水平桌面上,容器中分别装有质量相同的水和酒精。
(1)容器乙中酒精的液面高度______容器甲中水面高度。()
A.小于 B.等于 C.大于
(2)若酒精的深度为0.25m,容器底面积为,容器重2N,则容器乙对水平桌面的压力为______N。()
【答案】(1)C
(2)22
【详解】(1)已知容器中水和酒精的质量相同,,根据密度公式,质量相同的两种物质,密度越大的物质,体积越小,所以酒精的体积大于水的体积。又因为甲、乙两容器底面积相同,根据可知,底面积相同时,体积越大,液面高度越高,所以容器乙中酒精的液面高度大于容器甲中水面高度,故选C。
(2)酒精的体积为
酒精的质量为
酒精的重力为
容器乙对桌面的压力为
三、实验题
11.(2026·贵州六盘水·一模)实验小组用如图所示装置“探究液体压强与哪些因素有关”。
(1)实验所用探头的金属盒上的橡皮膜应选用________(选填“薄”或“厚”)一些的较好;使用前用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置气密性________;
(2)比较图乙、丙、丁可知:在同种液体内部同一深度,液体向各个方向的压强________
(3)比较图丁、戊,说明同一深度,液体压强与________有关;
(4)如图戊所示,探头放入盐水前后,粗细均匀的U形管中右管水面上升了3cm,则U形管右管底部受到水的压强的变化量为________Pa;
(5)实验中有同学提出:在研究同一深度不同方向上的液体压强时,转动金属盒,橡皮膜上下部分在液体中的深度会发生变化。因此认为“未控制橡皮膜的深度不变,得出的结论不可靠”。于是同学们进行了如下推理:
①如图甲是橡皮膜的示意图,AB是过橡皮膜圆心的转轴,在橡皮膜上取两个关于AB对称的点a和a',这两个点受到的液体压强分别为pg(h-d)和pg(h+d),则两个点受到液体压强的平均值为________(用字母表示);
②由于橡皮膜始终关于AB轴对称,便可推理得到当橡皮膜绕AB轴转动时,橡皮膜两个半圆受到的液体压强的平均值,与AB轴所处深度液体压强的大小关系。由此可推断“未控制橡皮膜的深度不变,得出的结论不可靠”的想法是________(选填“正确”或“错误”)的;
③为了验证上述的推理,同学们将圆形的金属盒换成上下不对称的三角形金属盒,如图乙所示。若上述推理过程正确,则当三角形金属盒在水中同一深度绕图中的虚线轴转动时,会观察到________
【答案】(1) 薄 良好
(2)相等
(3)液体密度
(4)300
(5) ρgh 错误 U形管两侧液面高度差发生变化
【详解】(1)[1]金属盒上的橡皮膜应选用薄一些的较好,因为薄橡皮膜更容易发生形变,能更灵敏地反映出液体压强的变化。
[2]使用前用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,说明装置没有漏气的情况,即装置的气密性好。
(2)分析图乙、丙、丁,液体的种类、深度相同,橡皮膜的方向不同,但U形管两侧液面的高度差相同,所以可得:在同种液体内部同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(3)比较图丁、戊,液体的深度相同,液体的种类不同(丁是水,戊是盐水),U形管两侧液面的高度差不同,所以说明同一深度,液体压强与液体密度有关。
(4)U形管中右管水面上升了h=3cm=0.03m,则U形管右管底部受到水的压强的变化量
(5)[1]两个点受到液体压强分别为ρg(h-d)和ρg(h+d),则两个点受到液体压强的平均值为
[2]由①可知,橡皮膜两个半圆受到的液体压强的平均值等于AB轴所处深度液体压强,所以“未控制橡皮膜的深度不变,得出的结论不可靠”的想法是错误的。
[3]因为三角形金属盒上下不对称,绕图中的虚线轴转动时,橡皮膜不同部位的平均深度会改变,根据液体压强公式,压强会改变,所以会观察到U形管两侧液面的高度差发生变化。
故选③。
12.(2026·广西贵港·一模)小丽在实验室发现如图1甲所示的双探头压强计,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)该压强计的U形管A、B中装入同种液体、在使用前,小丽发现U形管左右两侧的液面不在同一水平面上,接下来的操作应是______(填选项字母);
A.拆除软管重新安装 B.向U形管内添加适量水
(2)小丽用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面出现了明显的高度差且保持稳定,说明装置______(选填“漏气”或“不漏气”)。从结构来看,压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器;
(3)小丽把压强计的探头浸入水中某一深度,并分别朝侧面、朝下、朝上,发现两个U形管的液面高度差都保持不变,说明在同种液体内部的同一深度,各个方向的压强______;
(4)如图乙所示,把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中。根据图甲中高度差和,请判断图乙中能基本反映橡皮膜受到水的压强情况的是_______(填字母);
(5)小丽制作了如图2甲所示的装置,将容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,在左右两侧加入相同深度的水和盐水(如图2乙所示)。观察到橡皮膜向左凸起。这一现象说明深度相同时,_______越大,压强越大;
(6)小丽想用该装置测量未知液体的密度。她在右侧容器壁上距离橡皮膜中心高度为h0处做一标记。测量时,在右侧加入待测液体至标记处,左侧加水直至橡皮膜恢复原状,测出此时左侧水面到橡皮膜中心的深度为h。则待测液体的密度ρ液=_______(用h、h0和ρ水表示);
(7)实验结束后,小丽发现图2丙中标记位置h0处因多次使用略有磨损,导致每次加液时实际液面略低于标记线,则测得的密度值将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)A
(2) 不漏气 不是
(3)相等
(4)D
(5)液体密度
(6)
(7)偏小
【详解】(1)使用压强计之前,U形管左右两侧的液面不在同一水平面上,是因为软管内封闭的气体压强与外界气压不相等,需要拆除软管重新安装,使U形管中两管上方的气体压强都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就相平,故选A。
(2)[1]用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面出现明显高度差且保持稳定,说明装置不漏气;若装置漏气,U形管两侧液面均与大气连通,两侧液面没有高度差。
[2]连通器是上端开口、下端连通的容器,压强计一端是封闭的,所以压强计不是连通器。
(3)把压强计的探头浸入水中某一深度,并分别朝侧面、朝下、朝上,两个U形管的液面高度差都保持不变,即仅改变探头朝向时,液体压强不变,说明在同种液体内部的同一深度,各个方向的压强都相等。
(4)由图甲可知探头C的位置较高,深度较小,且有,可以说明:同种液体中,液体深度越大,压强越大。如图乙所示,橡皮膜朝左、朝右、朝前、朝后时的所处深度相同,大于朝上且小于朝下时所处深度,则橡皮膜朝上时受到的压强最小,朝左、朝右、朝前、朝后时受到的压强次之,朝下时受到的压强最大,所以图乙中能基本反映橡皮膜受到水的压强情况的是D。
(5)左右两侧加入相同深度的水和盐水,观察到橡皮膜向左凸起,说明右侧盐水对橡皮膜的压强大,即深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(6)当橡皮膜恢复原状时,左右两侧液体对橡皮膜的压强相等,根据可得
则液体密度
(7)标记位置h0 因多次使用略有磨损,导致每次加入的待测液体的实际液面略低于标记线,液体在橡皮膜中心处的压强变小,实验时会使得水的压强变小,水的深度h变小,但是计算待测液体密度时,待测液体的深度仍按h0计算,根据可知,测得的密度值将偏小。
四、计算题
13.(2026·甘肃金昌·一模)如图(a)所示,薄壁密闭长方体摆件甲置于水平桌面上。甲中装有一定量的水,水中漂浮着物体乙,此时水的深度h为0.02m,甲对桌面的压强为。
(1)计算水对甲底部的压强。
(2)若甲的底面积为,计算甲对桌面的压力。
(3)将甲竖放在水平桌面上,如图(b)所示,此时甲对桌面的压强为,计算水对甲底部的压强。
【答案】(1)196Pa
(2)0.9N
(3)392Pa
【详解】(1)水对甲底部的压强
(2)甲对桌面的压力
(3)摆件甲置于水平桌面上,其总重力等于甲对桌面的压力
甲竖放时,对桌面的压力仍等于其总重力,即
则甲竖放时与桌面的接触面积
在平放时,水和乙浸入水中部分的体积为
当甲竖放时,水和乙浸入水中部分的体积不变,则水的深度变
则竖放时水对甲底部的压强
14.(2026·云南曲靖·一模)2024年11月17日,我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列,如图甲所示。它具备11000米超深水钻探能力,有望实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业,使钻头深入海底钻取岩心。
(1)“梦想”号钻探船上建有高耸的井架,出海执行任务时,要从大桥下通过。只要______(选填“空载”或“满载”)时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2)求在水深5000m处海水对钻头的压强。取)
(3)科创小组估测井架质量为,井架与甲板接触面积为,求井架对甲板的压强。
(4)为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题,科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为的矩形板材,制作了如图乙所示的“启航”号实验船,板材不吸水且厚度不计。船底短边,船身高度,,船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验,当装载货物时,吃水深度为。若桥离水面的高度,要实验船始终能安全通过此桥,求旗杆的最大高度。(货物高度始终低于旗杆顶部,)
【答案】(1)空载
(2)
(3)
(4)2.1m
【详解】(1)船在水中航行时,从大桥下通过,船的高度越低越安全,船空载时,船的整体重力小,排开液体体积小,吃水深度浅,船露出水面高;满载时,整体重力大,排开液体体积大,吃水深度深,船露出水面低;所以只要空载时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2)在水深5000m处海水对钻头的压强
(3)井架对甲板的压力
井架对甲板的压强
(4)当装载货物时,根据阿基米德原理,货物重力
则货物排开液体
,当船吃水深度为时,船浸在水中船头梯形的面积
船浸入水中的体积
船空载时排开水的体积
空载时,船浸在水中的梯形的面积
空载时,船浸在水中的梯形的面积
解得,只要船在空载时能通过大桥,就能始终确保安全通行,旗杆的最大高度
15.(2026·宁夏吴忠·一模)某兴趣小组为制作可计时的简易“漏刻”模型,分别将两个完全相同的圆柱形薄壁容器甲、乙放置在高低不同的水平台阶上,如图所示,盛满水的容器甲底部有一个出水管(此时出水管上的阀门关闭),盛有水的容器乙中有一个由标尺和圆柱形浮船组成的物体丙,其下表面刚好与容器乙底部接触但无压力。已知容器甲的底面积为,内装水的质量为10kg;浮船的底面积为,浮船排开水的体积为。
(1)求物体丙受到的浮力。
(2)求容器乙底部受到水的压强。
(3)打开出水管的阀门,容器甲中的水缓慢注入容器乙,每分钟注入质量为150g的水,求从刚开始注水到容器甲、乙对台阶的压强相等时所用的时间。
【答案】(1)4N
(2)800Pa
(3)20min
【详解】(1)根据阿基米德原理,物体丙受到的浮力等于它排开水的重力,则物体丙受到的浮力
(2)因为物体丙的下表面刚好与容器乙底部接触但无压力,所以浮船浸入水中的深度等于容器乙中水的深度,则
所以,容器乙中水的深度
容器乙底部受到水的压强
(3)当容器甲、乙对台阶的压强相等时,即
因为两个容器是完全相同的圆柱形容器,底面积相等
根据压强公式,可知两容器对台阶的压力相等
由于压力等于总重力,所以两容器内的总重力相等,即总质量相等
此时甲容器内的总质量
此时乙容器内的总质量
物体丙漂浮在水面上,其重力等于浮力
所以物体丙的质量
容器乙中初始水的体积
容器乙中初始水的质量
其中,由于,则
解得
已知每分钟注入水的质量
所需时间
五、综合题
16.(2026·广东佛山·一模)如图所示,是乳牛自动喂水器的装置原理图。水箱中,带浮子的硬杆AB相当于一根杠杆,可以绕O点转动,用于控制进水管的“开”和“关”。
(1)牛喝水后,若饮水槽中水位下降1cm,则饮水槽底受到水的压强减小______Pa;自动喂水装置的设计主要利用了杠杆原理和______原理,实现水的自动补给(,取);
(2)当停止进水时,浮子所受的浮力大小为3牛,若不计浮子所受重力,,则进水管中水对A点的压力是______N;
(3)在图中画出浮子所受的浮力F浮。
【答案】(1) 100 连通器
(2)12
(3)
【详解】(1)[1]根据,若饮水槽中水位下降1cm,则饮水槽底减少的水的压强为
[2]如图,水箱和饮水槽上端开口,底部相连,构成了一个连通器,从而实现水的自动补给。
(2)当停止进水时,根据杠杆平衡条件则有,则进水管中水对A点的压力
(3)浮子所受的浮力竖直向上,大小为3N,作用在浮子的重心处,作图如下:
大气压强 与 流体压强
考点3
一、单选题
1.(2026·北京朝阳·一模)如图所示,用手向上拉活塞能将药液“吸”入针筒。在如图所示的四个现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A B C D
A.向水中的两个乒乓球中间滋水,两球“吸”在一起
B.用力挤压两个削平的铅柱,两铅柱“吸”在一起
C.用力挤压塑料吸盘,吸盘“吸”在墙面上
D.与头发摩擦过的塑料梳子“吸”起纸屑
【答案】C
【详解】用针筒吸取药液,要先把针筒内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进针筒里,利用了大气压强。
A.向水中的两个乒乓球中间滋水,两球“吸”在一起,是利用水的流动速度越快,压强越小,故A不符合题意;
B.用力挤压两个削平的铅柱使其紧密接触,属于分子间作用力形成的“黏合”,与利用大气压“吸”入药液的原理不同,故B不符合题意;
C.吸盘被用力挤压时,一部分空气被排出,吸盘内部气压减小,外部大气压较大,将吸盘紧压在墙面上,这与针筒中活塞向上拉时内部压强减小、外部大气压将液体推入针筒的原理相同,故C符合题意;
D.与头发摩擦过的塑料梳子“吸”起纸屑因摩擦而带电,会吸引轻小的物体,与“吸”入药液的压力差原理不同,故D不符合题意。
故选C。
2.(2026·山东青岛·一模)如图所示,两只小纸船浮在水面上,将注射器吸满水,通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水,这时两只纸船向中间靠拢,这是因为两船之间( )
A.空气流速小,压强大
B.空气流速大,压强小
C.空气流速大,压强大
D.空气流速小,压强小
【答案】B
【详解】由流体压强与流速的关系可知。当在水下向两船之间喷水时,两船之间的水流动速度增大,导致该区域的压强减小(可类比为“空气流速大,压强小”)。而两船外侧的水(或空气)流速较小,压强较大。外侧较大的压强将两船推向中间,使它们靠拢,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
3.(2026·河南商丘·一模)如图的实例中,能直接证明大气压真实存在的是( )
A B C D
A.高压锅能更快地煮熟食物
B.茶壶的壶嘴和壶身水面相平
C.拦河大坝设计成上窄下宽的形状
D.用吸管将饮料吸入口中
【答案】D
【详解】A.高压锅能更快地煮熟食物,是因为锅内气压升高,水的沸点升高,与大气压的存在证明无关。故A不符合题意;
B.茶壶的壶嘴和壶身水面相平,这是连通器原理的应用,即静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在同一高度,不能证明大气压的存在。故B不符合题意;
C.拦河大坝设计成上窄下宽,是由于液体压强随深度的增加而增大,大坝下部受到的压强比上部大,所以要更宽一些来承受更大的压力,与大气压无关。故C不符合题意;
D.用吸管将饮料吸入口中时,先把吸管内的空气吸走,使吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下把饮料压入吸管进而进入口中,能直接证明大气压真实存在。故D符合题意。
故选D。
4.(2026·广东深圳·一模)【社会热点】“天上掉馅饼,外卖飞着来”时代已经来临,如图是深圳海岸城美团外卖无人机。下列说法正确的是( )
A.无人机在上升过程中,若突然断电,则立即会竖直坠落
B.高速旋转的螺旋桨上方空气流速大,压强小
C.给无人机充电时,无人机电池相当于电源
D.无人机携带了避障摄像头,如果想扩大拍摄范围,则可以降低飞行高度
【答案】B
【详解】A.无人机在上升过程中,若突然断电,由于无人机具有惯性,不会立即竖直坠落,而是会继续向上运动一段距离,然后在重力作用下下落,故A错误;
B.根据流体压强与流速的关系,流速越大,压强越小。高速旋转的螺旋桨上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,从而产生向上的升力,故B正确;
C.给无人机充电时,电能转化为化学能,此时无人机电池消耗电能,相当于用电器,而不是电源,故C错误;
D.无人机携带的避障摄像头相当于照相机,根据凸透镜成像规律,物距越大,像越小,像距越小。如果想扩大拍摄范围,即增大物距,应升高飞行高度,而不是降低飞行高度,故D错误。
故选B。
二、多选题
5.(2026·辽宁沈阳·一模)如果你用心去体验和观察,你会发现生活中物理无处不在,下列器具在使用过程中所涉及到的原理说法正确的是( )
A.图甲:盘山公路是利用斜面达到省力的目的
B.图乙:遥控器是利用红外线对电视进行遥控的
C.图丙:高原地区用压力锅煮食物,是利用气压高,水的沸点高的原理
D.图丁:货车安很多车轮,是通过增大受力面积来增大压强
【答案】ABC
【详解】A.图甲:盘山公路是利用斜面增大距离,达到省力的目的,故A正确;
B.图乙:遥控器通过红外信号发出指令,对电视进行遥控的,故B正确;
C.图丙:水的沸点与气压有关,高原地区用压力锅煮食物,是利用气压高,水的沸点高的原理,故C正确;
D.图丁:货车安很多车轮,是通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选ABC。
6.(2026·山东烟台·一模)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是( )
A.甲图:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B.乙图:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C.丙图:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.丁图:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
【答案】BCD
【详解】A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成下宽上窄的形状。故A错误;
B.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁悬浮列车的车体和轨道间是利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮,故B正确;
C.潜水器在水中时,排开水的体积不变,是靠改变自身重力实现上浮和下潜。当潜水器水舱进水时,潜水器自身重力增加,浮力小于重力,于是就下潜。反之,水舱中水排出时,潜水器重力减轻,浮力大于重力,于是就上浮,故C正确;
D.飞机机翼横截面的上表面弯曲,下表面比较平,飞机前进时,机翼上方的空气流速较大,压强较小;下方的空气流速较小,压强较大,这样,机翼上、下表面就存在着压强差,因而有压力差,这就是产生升力的原因。故D正确。
故选BCD。
7(2026·辽宁铁岭·一模)如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上,它们总重6N,直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是( )
A.测力计在位置时的示数为1.5N
B.测力计从位置转到位置后,示数将会变大
C.测力计在位置时示数为,移至位置时示数为,则
D.测力计在位置时,对模型水平向右吹风,示数将会变大
【答案】BC
【分析】结合杠杆的平衡条件可以求出a、c位置时的拉力,根据杠杆的动态平衡分析可得同一作用点,力的方向不同,作用力大小的变化情况,再结合液体压强与流速关系知识可分析模型及直杆对杠杆作用力的变化,再利用杠杆动态平衡可分析测力计示数的变化。
【详解】A.设杠杆每格的长度为L,测力计在位置时是竖直向下拉,力臂为L,模型通过直杆对杠杆作用力的力臂为4L。根据杠杆的平衡条件可得,故A错误;
B.测力计从位置转到位置后,模型通过直杆对杠杆作用力及其力臂大小均不变,测力计拉力的力臂变小,则拉力(测力计的示数)会变大,故B正确;
C.测力计移至c位置时,测力计竖直向下拉,此时拉力的力臂为4L。模型通过直杆对杠杆作用力及其力臂大小均不变,根据杠杆的平衡条件可得
则,故C正确;
D.测力计在位置时,对模型水平向右吹风,模型上方气体流速比下方大,气体对模型上表面向下的压强小于对下表面向上的压强,从而产生向上的压力差,使模型通过直杆对杠杆作用力变小,其力臂大小不变, 根据杠杆的平衡条件可得,测力计的示数将会变小,故D错误。
故选BC。
三、填空题
8.(2026·河北邯郸·一模)如甲图所示,快递公司正尝试用无人机运送包裹。在携带包裹起飞的过程中,无人机的机翼(螺旋桨)飞速旋转,向下推动空气,空气随即对无人机产生________选填(“向上”或“向下”)的反作用力,使其得以升空,如乙图所示,用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气,漏斗里的乒乓球不会掉落,说明________的存在。
【答案】 向上 大气压的存在
【详解】[1]因为力的作用是相互的,无人机的机翼(螺旋桨)飞速旋转,向下推动空气,空气随即对无人机产生向上的反作用力,使其上升。
[2]用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气,漏斗内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下,乒乓球不会掉下来,证明了大气压的存在。
9.(2026·陕西宝鸡·一模)【科技前沿】如图所示,这是九三阅兵时展示的我国隐身高速型察打一体无人机。该无人机能10min到达180km远的目标位置,则此过程中无人机的平均速度是______m/s;机翼上表面凸起,下表面较平,利用流体在流速越大的地方压强越______,从而获得升力。
【答案】 300/ 小
【详解】[1]无人机的平均速度
[2]流速越大的位置,压强越小,因此机翼上表面凸起,空气流速更大,压强更小,上下表面的压强差产生向上的升力。
10.(2026·陕西铜川·一模)如图-1所示,用手指堵在注射器口处,另一只手推动注射器柱塞杆,封闭在注射器内的空气压缩到一定程度就很难再被压缩,这主要是因为分子间存在________;如图-2所示,对着针筒口吹气,活塞会缓缓向上运动,是因为针筒上口空气的流速大,压强________。如图-3所示注射器的针头做得尖细,目的是为了增大________。
【答案】 斥力 小 压强
【详解】[1]分子间存在斥力,因此空气压缩到一定程度就很难再被压缩。
[2]对着针筒口吹气,针筒口空气流速加快,压强减小,下方气体压强相对较大,故活塞会缓缓向上运动。
[3]针头做得很尖目的是通过减小受力面积,增大压强。
11.(2026·陕西西安·一模)劳动教育从了解劳动工具开始。如图-1,塑料吸盘在___________的作用下牢牢“吸”在光滑墙壁上,将厨具悬挂起来;如图-2,夹取食物时,食品夹属于___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;如图-3,用液化气灶炒菜时,主要是通过___________的方式增加了菜的内能。
【答案】 大气压 费力 热传递
【详解】[1]塑料吸盘挤出空气,吸盘外部只受大气对它向内的压力,塑料吸盘在大气压作用下牢牢“吸”在光滑墙壁上。
[2]夹取食物时,食品夹的阻力臂大于动力臂,属于费力杠杆。
[3]用液化气灶炒菜时,菜吸收热量,内能增大,主要是通过热传递的方式改变内能。
12.(2026·河北衡水·一模)如图所示,小明在站台上的安全线外候车,是为了防止列车进站时,列车附近的空气流速大,压强___________而带来的危险。列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗是___________的。
【答案】 小 静止
【详解】[1]人离列车太近,列车进站时,使人和列车之间的空气流动速度快,压强变小,离站台远的地方气体相对流速较慢,压强较大,人在内外压强差的作用下,被强大的气流压向列车,从而造成危险,所以小明在站台上的安全线外候车。
[2]列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗的位置没有发生改变,小明相对于列车车窗是静止的。
13.(2025·山东泰安·一模)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A B C D
【答案】A
【详解】如图A 装置中间管道最窄,在水流量相同的情况下,水在A装置狭窄处流速最快,根据流速越大压强越小,此处压强会变得很小,与外界大气压形成较大的压强差,从而能快速将液体肥吸上来。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
四、实验题
14.(2026·江苏无锡·一模)小明利用容积的注射器、小桶、刻度尺等器材测量大气压强的值。
(1)实验中研究的是大气对______(选填“活塞”或“注射器筒”)的压力。
(2)操作步骤如下:
①将注射器的活塞推到注射器筒的前端,用橡皮帽封住注射器的小孔。拉动活塞,松手后观察到活塞能回到注射器筒的前端,说明该装置______(选填“漏气”或“不漏气”)。
②用绳拴住注射器活塞的颈部,并在下面挂小桶,如图甲所示。慢慢向桶内加细沙,直到活塞刚好被拉动时,停止加细沙。测得桶和沙总重力为G,则大气对活塞的压力大小为______。
③测出注射器上有刻度部分的长度为l,即可计算大气压的值。
(3)如图乙所示,在原实验装置的基础上,使用力传感器在竖直方向上连接注射器的活塞与桶,即可实时记录活塞受到的拉力F。逐渐往桶中添加细沙,直到58.000s时活塞刚好被拉动,此时,该过程中活塞受到拉力F随时间t的变化情况如图丙所示。
①如图丁所示,该注射器有刻度部分的长度是______cm,则本地大气压的测量值为______Pa。
②小明对实验进行评估,发现本次测量结果低于当地当时的大气压,则可能原因是______。
(4)本次实验小明选用20mL的注射器而非2mL的,原因是______。
【答案】(1)活塞
(2) 不漏气
(3) 6.80 注射器内空气没有排尽(或装置漏气,合理即可)
(4)2mL注射器容积小,活塞受到的大气拉力较小,测量误差更大
【详解】(1)实验中大气压作用在注射器活塞上,研究的是大气对活塞的压力。
(2)[1]拉动活塞后松手,活塞能回到前端,说明内部气压小于外界大气压,装置气密性好,不漏气;若漏气,内外气压平衡,活塞不会回到前端。
[2]活塞刚好被拉动时,二力平衡,忽略活塞自重,大气对活塞的压力等于桶和沙的总重力G。
(3)[1]由丁图刻度尺可知,分度值为1mm,有刻度部分左端对齐0.00cm,右端对齐6.80cm,故长度为6.80cm。
活塞横截面积
拉力F=29.00N,则大气压
[2]测量结果低于真实大气压,说明测得的拉力F偏小,最常见原因是注射器内没有排尽空气(或装置漏气),内部空气会对活塞产生向外的压强,抵消一部分大气压,导致测得拉力偏小,计算出的大气压偏小。
(4)2mL注射器容积小,活塞横截面积小,大气产生的拉力小,测量时相对误差更大;20mL注射器容积大,大气压力更大,测量的相对误差更小,因此选用20mL注射器减小实验误差。
五、计算题
15.(2026·广东中山·一模)我国自主研制的深水水下采油树,可在深海高压环境下正常工作,是深海油气开发的“咽喉”装备。已知:海水密度,,标准大气压。求:
(1)该采油树在1500m深的海水中工作,求此处海水产生的压强;
(2)若采油树与海水接触的有效受力面积,求海水对采油树的压力;
(3)若这种采油树最大能承受69MPa的压强:相当于多少个标准大气压?
【答案】(1)
(2)
(3)690
【详解】(1)1500m深处海水产生的压强
(2)海水对采油树的压力
(3)采油树最大能承受的压强为,用总压强除以单个标准大气压的压强,得到个数
即相当于690个标准大气压。
六、综合题
16.(2026·上海嘉定·一模)如图所示,生活中用燃气灶烧煮食物时,通常用脱排油烟机将油烟和水汽排至室外。
(1)脱排油烟机是利用___________原理工作的;
(2)烧水的过程是通过___________的方式增加水的内能;水沸腾时,水壶壶口附近产生“白雾”,这是水蒸气发生___________形成的;继续加热,水的温度( )
A.变大 B.不变 C.变小
(3)水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了___________原理。
【答案】(1)流速大的位置压强小
(2) 热传递 液化 B
(3)连通器
【详解】(1)由流体压强与流速的关系可知,流速越大的位置压强越小。脱排油烟机工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大,压强小,从而在周围大气压的作用下将灰尘或油烟压向风口。
(2)[1]烧水的过程中水吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变水的内能。
[2]水沸腾时,水壶壶口附近产生“白雾”,是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
[3]水沸腾过程中吸收热量,温度不变,继续加热,水的温度不变,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(3)连通器中装同种液体,液体静止时液面是相平的,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。
17.(2026·上海杨浦·一模)无动力水翼板是一种水上运动器材,由一块冲浪板和水翼(未画出)组成,如图所示,一位重为750N的运动员站在水平的冲浪板上向前匀速滑行。
(1)请在图中画出冲浪板对运动员的支持力F的示意图。
(2)为了在滑行的过程中使水对水翼产生一个较大的向上的力,图中虚框内水翼形状应设计成( )
A B C D
【答案】(1)
(2)B
【详解】(1)一位重为750N的运动员站在水平的冲浪板上向前匀速滑行,处于平衡状态,冲浪板对运动员的支持力
作用点在人体上,方向为垂直于接触面向上,如图所示:
(2)为了在滑行的过程中使水对水翼产生一个较大的向上的力,应使水翼的形状上凸下平,水翼上方空气流速快,产生的压强小,下方流速慢,产生的压强大,进而产生一个向上的力,故B符合题意,故选B。
18.(2026·山东济南·一模)2026年春季篮球赛场上,善于观察的小东发现了两个有趣的现象:①篮球在烈日下暴晒一段时间后,用手按压感觉比室内时硬得多;②给篮球打气时,随着气越打越足,打气筒会感觉越来越费力。他想知道:一定体积的气体产生的压强与哪些因素有关?他根据观察发现的两个现象,提出以下两个猜想:
(1)猜想一:一定体积的气体产生的压强可能与气体的_____有关。
猜想二:一定体积的气体产生的压强可能与气体的质量有关。
(2)为验证猜想一,小东进行了如下实验:如图甲所示,在烧瓶中封入一定体积的空气,烧瓶的一端用橡胶管连接在U形管左管上(内装红墨水)。将烧瓶放入水槽中,通过温度计可以测得水的温度,也就是瓶中气体的温度。
步骤一:记录在水温20℃时的压强,并在U形管的左侧标出红墨水面的高度记为A。
步骤二:给水槽中的水加热到40℃,待红墨水柱稳定后,往U形管的右侧注入红墨水,直到_____,记录此时U形管两侧液面高度差。
步骤三:将水槽中的水加热到60℃、80℃,重复实验,实验数据记录如表:
气体的温度/℃
20
40
60
80
U形管两侧液面高度差/℃
0
2.3
5.4
7.7
(3)从表中数据进行归纳分析,可得出:对于一定体积的气体,____________________。
(4)为了验证猜想二,他找来一个注射器和一个压强传感器,利用如图乙所示的装置,进行一系列探究,得出一定体积的气体,温度不变,质量越大,压强越大的结论。
(5)高压锅是家庭常用的炊具,高压锅使用过程中若出气孔处的限压阀失效,出气孔通道关闭,易发生爆炸事故,试分析其原因__________。为避免危险,高压锅还设置了装有易熔片的安全阀通道,一旦出气孔处的限压阀失效,锅内压强过大,水的沸点会__________,当达到易熔片熔点时,易熔片会__________,锅内气体便从安全阀通道喷出,锅内压强减小,从而防止爆炸事故发生。
【答案】 温度 U形管左侧红墨水面到达A处 质量一定,气体的温度越高,气体压强越大 锅内气体体积一定,质量变大,温度升高,气体压强变大 升高 熔化
【详解】[1]由篮球在烈日下暴晒后更硬的现象可知,一定体积的气体压强可能与温度有关,因此猜想一的相关内容为温度。
[2]实验探究气体压强与温度的关系时,需控制气体体积不变,通过U形管两侧液面高度差反映压强变化。给水加热后,应往U形管右侧注入红墨水,直到U形管左侧红墨水面到达A处,以保证气体体积不变。
[3]分析表格数据可知,气体体积一定时,温度越高,U形管两侧液面高度差越大,可知气体压强越大,可得出结论:质量一定,气体的温度越高,气体压强越大。
[4]高压锅出气孔通道关闭时,锅内气体体积一定,随着加热,气体温度升高,同时水不断汽化使气体质量变大,根据前面实验结论,气体压强会变大,易引发爆炸。
[5][6]液体沸点随气压增大而升高,锅内压强过大时,水的沸点会升高;当温度达到易熔片熔点时,易熔片会熔化,使锅内气体从安全阀通道喷出,压强减小,从而防止爆炸。
19.(2026·山东聊城·一模)在一次物理实验活动中,小明需要测量一种未知液体的密度。他计划用两种不同的方法进行测量,并比较结果:先利用托里拆利实验的原理制作简易气压计进行推算,再使用天平和量筒进行常规测量验证。请你根据他的实验过程,回答下列问题:
(1)小明首先利用如图所示的托里拆利实验装置进行测量。他将一根长约1m的玻璃管内装满水银,倒置在水银槽中,测得管内水银柱的高度为h0,随后,小明用足够长的玻璃管和相同的操作方法,将水银替换为待测液体,在同一环境下测得管内液柱的高度为h1。根据两次测量情况,推导出待测液体密度的表达式ρ液=___________。(已知水银的密度为ρ0,用ρ0、h0、h1表示)
(2)为验证上述结果,小明用天平和量筒再次测量该液体密度。将天平放在水平台上,观察到天平如图甲所示,接下来小明应___________;调节后发现指针静止时偏向分度盘中央刻度线左侧,他应将平衡螺母向___________端调节,直至天平横梁水平平衡。
(3)天平调平后,小明先测出烧杯与适量液体的总质量,砝码及游码位置如图乙所示,其读数为___________g。然后,他将烧杯中的部分液体倒入量筒中,量筒内液面位置如图丙所示,则量筒中液体体积为___________cm3.接着他用天平测出烧杯和剩余液体的质量为28g,请根据以上数据,计算出该液体的密度为___________kg/m3。
(4)小明发现,用“简易气压计法”测得的密度值比用“常规测量法”测得的密度值偏大。请你分析一种可能的原因:在利用气压计测量该种液体密度时,玻璃管内___________。
【答案】(1)
(2) 将游码移至标尺左端的零刻度线处 右
(3) 94 60
(4)有少量空气
【详解】(1)托里拆利实验中,大气压等于液柱产生的压强
解得
(2)[1]天平放在水平台上后,游码未归零,应将游码移到标尺左端的零刻度线处。
[2]指针偏向分度盘左侧,说明左侧偏重,应将平衡螺母向右端调节。
(3)[1]砝码质量
游码示数 ,故烧杯与液体总质量
[2]量筒内液体体积
[3]倒出液体的质量
故液体密度
(4)玻璃管上方有空气,导致液柱产生的压强小于大气压,所测偏小,由,所以密度值计算结果偏大。
20.(2026·贵州黔东南·一模)【科技热点】风洞一般称之为风洞试验。简单地说,就是依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代汽车、飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的绿色通道。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。如图为某电动汽车从候车区进入试验区进行风洞试验的场景,已知该汽车质量为,候车区到试验区相距400m,根据上述情景,回答下列问题:
(1)该电动汽车受到的重力大小是多少N?(取g=10N/kg)
(2)该电动汽车从候车区进入试验区用了80s,则汽车从候车区进入试验区的平均速度是多少m/s?
(3)该电动汽车静止在地面上时对地面的压力为F1,在试验区水平风洞跑道上加速测试时对地面压力为F2,请利用所学的物理知识比较F1和F2的大小关系;
(4)该电动汽车在水平风洞跑道上由静止开始加速测试抗风阻性能,已知从开始运行至驶出跑道汽车电机消耗的总电能为W1,驶出赛道瞬间汽车动能为E,克服空气和摩擦力等阻力做功为W2,请从能量转化的角度 判断以上物理量的大小关系,并说明理由。
【答案】(1)
(2)5m/s
(3)当汽车静止时,汽车对地面的压力等于汽车的重力,即F1=G;试验时,由于汽车的形状为底平上凸,空气在汽车的上下表面的流速不同,会产生一个向上的升力,使F2<G,则F1>F2。
(4)汽车行驶时,消耗的总电能W1,一部分转化为汽车的动能E、一部分由于克服摩擦力等阻力做功W2转化为内能,还有一部分由于电动机发热转化为内能,所以W1>E+W2。
【详解】(1)电动汽车受到的重力为
(2)汽车从候车区进入试验区的平均速度为
(3)见答案
(4)见答案
21.(2026·上海虹口·一模)小明设计了水流速度自动报警器,其电路如图(a)所示,电源电压保持不变,虚线框中有一探头始终浸没在水中,当流速v发生改变时,探头会通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,接入电路的阻值与流速v的变化情况如下表所示。允许通过的最大电流为1A。当流速过快或过慢时会使电路中电流表或电压表的示数分别达到某一量程的最大值,就会触发报警。电路中电表表盘如图(b)所示。
流速
0
1
2
3
4
5
6
7
/Ω
11.5
10
8.5
7
5.5
4
2.5
1
(1)根据的阻值与流速v的变化情况,虚线框中的探头形状可能是_________。
A B
(2)若电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,计算此时电阻的电功率。
(3)若流速v达到1m/s和6m/s时均会触发警报,计算电源电压U和定值电阻的阻值。
【答案】(1)A
(2)1W
(3)4.5V,5Ω
【详解】(1)根据表中数据可知,水流速越大时,的阻值越小,即滑片P往上移,所以虚线框中的探头形状可能是下平上弧形,这种形状在流速大时会向上移动,故选A。
(2)电路中与串联,电压表测两端的电压,电阻的电功率
(3)由题意可知,当流速过快或过慢时会使电路中电流表或电压表的示数分别达到某一量程的最大值,就会触发报警;由表中数据知,流速越快时,的阻值越小,电源电压一定,则电路电流越大,但由于允许通过的最大电流为1A,因此电流表所选量程应为0~0.6A;
由表中数据知,流速越慢时,的阻值越大,由串联电路分压原理知,电压表示数越大,当流速达到1m/s时会触发警报,此时,若电压表所选量程为0~15V,则此时电路电流为
因此电压表所选量程应为0~3V;
当流速达到1m/s时会触发警报,此时电压表示数为3V,电源电压为……①
当流速达到6m/s时会触发警报,此时,电流表示数为0.6A,电源电压为……②
联解①②得,。
22.(2026·福建泉州·一模)如图,搭帐篷时需用地钉固定帐篷。小明在松软地面上插入地钉后发现固定不牢,且刮风时帐篷会被向上掀起。请结合物理知识,回答下列问题:
(1)从摩擦力的角度分析,为什么在松软地面上,帐篷固定效果较差?
(2)刮风时,帐篷为什么会被向上掀起?
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)地面越松软,地面与钉子间的压力越小,地面对钉子的摩擦力越小,所以地钉插入越容易,固定效果越差。
(2)刮风时,帐篷上方空气流速大压强小,帐篷下方流速小压强大,形成向上的压强差,所以帐篷会向上掀起。
23.(2026·广东深圳·一模)物理兴趣小组同学结合教材跨学科知识,制作了简易活塞式抽水机,装置说明:利用塑料圆筒、活塞、两个单向阀门A、B、进水管、出水管完成制作,阀门只能向上开启,向下闭合。并在制作和使用过程中展开实验探究,请结合所学知识完成下列问题:
(1)当向上提起活塞时,阀门______(选填“A”或“B”)关闭,阀门______(选填“A”或“B”)打开;此时圆筒内的气压______(选填“变大”、“变小”或“不变”),在______的作用下,水从入水口进入圆筒;
(2)小组同学发现,无论如何改进装置,抽水机都不能将水抽到高于10m的位置,请分析原因:______;
(3)若装置气密性较差则会出现抽不上水或者抽水高度很低的情况;请写出一条改进措施:______。
【答案】(1) B A 变小 大气压/大气压强
(2)活塞式抽水机利用大气压工作,1标准大气压大约只能支撑约10m高的水柱
(3)在活塞与圆筒内壁涂抹润滑油增强气密性
【详解】(1)[1][2][3][4]向上提起活塞时,活塞上方的压力向下压活塞上的阀门B,因此阀门B关闭;活塞下方空间体积增大,气压变小,小于外界大气压,外界大气压推开入水口处的阀门 A,水在大气压的作用下进入圆筒。
(2)活塞式抽水机依靠大气压将水压上来,标准大气压约,最多只能支撑水柱的高度约
因此无法将水抽到高于10m的位置。
(3)气密性差通常是活塞与筒壁贴合不严漏气,通过涂抹润滑油、更换贴合更紧密的活塞都可以增强气密性,解决漏气问题。
24.(2026·广东珠海·一模)【新题型】阅读材料,回答问题。
气压升降椅
如图甲是一款气压升降椅,其结构如图乙所示。活塞连杆固定在底座上,座垫与气缸相连,可一起升降。调节高度时,向上拉调节杆,开关栓向下移动,气缸上、下两腔氮气经通道连通,气缸与坐垫座椅可升降;松开调节杆后,开关栓向上移动,气缸通道关闭,座垫高度被固定。
某次调节座椅高度时:小明先离开座椅,向上拉调节杆,使座椅升高;接着,重为500N的小明坐上座椅,拉动调节杆使其下降至合适高度,再松开调节杆,开关栓闭合,此时气缸内两腔氮气压强相等。
(1)椅子底座的轮子可以_______(选填“增大”或“减小”)摩擦。靠背可以防止图甲中的椅子向右_______(选填“减速”或“加速”)滑行时人后倒;
(2)当小明坐在气压升降椅上时,下列说法正确的是_______
A.坐垫凹陷是因为坐垫表面产生的弹力作用的效果
B.向上拉调节杆,氮气可从气缸上腔经通道进入下腔
C.椅子受到的重力与地面对椅子的支持力是一对平衡力
(3)图乙中,气缸上腔中氮气对活塞作用面积_______(选填“大于”“等于”或“小于”)下腔中氮气对活塞作用面积;若气缸与坐垫、靠背等共重50N,小明坐上坐垫,拉动调节杆,调节至合适位置时松开调节杆,开关栓闭合,气缸内的氮气压强为,则活塞连杆的横截面积至少为_______;
(4)在小明离开座椅的情况下,他向上拉调节杆,发现座椅无法升高,请分析可能存在的问题:_______(列举一项即可)。
【答案】(1) 减小 加速
(2)B
(3) 大于 20
(4)气缸漏气,内部氮气不足,气压不够撑起座椅
【详解】(1)[1]椅子底座的轮子通过滚动代替滑动,减小摩擦。
[2]当椅子向右加速滑行时,人的下半身随椅子加速,上半身由于惯性保持原来较慢的运动状态,因此人会向后倒,靠背可以防止人后倒。当椅子向右减速滑行时,人的下半身随椅子减速,上半身由于惯性保持原来较快的运动状态,因此人会向前倾。
(2)A.坐垫凹陷是人对坐垫的压力的作用效果,坐垫的弹力是坐垫对人的作用力,故A错误;
B.小明坐上座椅拉动调节杆后,气缸(和坐垫)向下移动,活塞固定不动,上腔体积减小、压强增大,氮气从上腔经通道流入下腔,故B正确;
C.地面对椅子的支持力大小等于椅子和小明的总重力,和椅子自身重力大小不相等,不是一对平衡力,故C错误。
故选B。
(3)[1]由于活塞下部有活塞连杆,因此气缸上腔中氮气对活塞的作用面积大于下腔中氮气对活塞的作用面积。
[2]两腔气压相等,压力差等于总重力,即
总重力
因此连杆横截面积
(4)小明离开座椅后,座椅无法升高,最常见的原因是气缸漏气,内部氮气泄漏,气压不足,产生的压力差不足以撑起座椅。
试卷第1页,共3页
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专题08 压强
3大考点概览
考点01 固体压强
考点02 液体压强
考点03 大气压强 与 流体压强
固体压强
考点1
一、单选题
1.(2026·陕西咸阳·一模)2月18日,第25届冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧比赛中,我国选手以82.41的成绩夺得冠军。如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.滑雪板宽大的设计是为了减小对雪地的压力
B.滑雪板底面做得较光滑是为了增大与雪地间的摩擦
C.运动员在空中加速下落,是因为运动员具有惯性
D.运动员下降时速度增大,说明力是改变物体运动状态的原因
2.(2026·江苏南通·一模)下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.注射器的针头做得尖锐,是为了增大压力
B.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
C.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
3.(2026·重庆江津·一模)【地方特色】12月8日,江津东方爱情马拉松鸣枪开跑,如图所示,上万名选手用脚步丈量长江之滨,享受马拉松的乐趣。下列说法正确的是( )
A.运动员双脚站立时对水平地面的压强比走动时大
B.运动员到达终点线不能立即停下来,是由于惯性作用
C.运动员对地面的压力和运动员受到的重力是一对平衡力
D.运动员对地面的压力和地面对运动员的支持力是一对相互作用力
4.(2026·重庆·一模)将一瓶装满水的农夫山泉,先倒立放置在水平桌面上(如图甲),再将其侧放(如图乙)。两次放置时,瓶子对桌面的压力分别为、,水对瓶盖的压强分别为、,其中关系描述正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(2026·天津·一模)如图是收割机正在收割水稻的场景。已知该收割机的最大功率为100kW,整车空载时质量为4600kg,轮胎与地面的总接触面积始终是0.2m2,粮箱容积为2m3。已知水稻密度约,柴油的热值为。下列说法正确的是( )
A.收割机满载时对水平地面的压强为
B.收割机以最大功率工作,以1m/s的速度沿直线匀速行驶时,受到的阻力为100N
C.收割机以最大功率工作30min,发动机做功
D.若收割机某次工作30min消耗10kg柴油,可输出的机械功为
6.(2026·北京延庆·一模)水平地面上有长、宽、高,密度的长方体砖块,其两种放置方式,如图所示。。下列说法正确的是( )
A.砖块的质量
B.两种放置方式砖块对水平地面的压力不同
C.竖放时砖块对地面的压强,水平切去一半后,砖块对地面压强不变
D.平放时砖块对地面的压强,竖直切去一半后,砖块对地面压强不变
7.(2026·北京·一模)有A、B两个均匀实心长方体,由同种材料制成。A的底面积SA=30cm2,高hA=5cm,重GA=4.5N;B的底面积SB=60cm2,高hB=10cm。现按图所示方式叠放在水平桌面上,B对A、A对桌面的压强分别为p1、p2,下列判断正确的是( )
A.材料密度为
B.p1=3×103Pa,p2=7.5×103Pa
C.若将AB整体倒置,倒置后A对B的压强小于p2
D.若将B取下放在桌面,则取下后B对桌面的压强大于p1
二、多选题
8.(2026·广西北海·一模)如图所示是被誉为“十年长安号丝路新驼队”的列车,它促进了“一带一路”沿线国家的经济、文化交流。关于列车说法正确的是( )
A.铁轨下方铺设的轨枕,可以减小列车对地面的压强
B.列车在减速进站的过程中,因不受力而逐渐停下来
C.列车在平直轨道上静止时,列车没有惯性
D.列车在平直轨道上静止时,列车的总重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
9.(2026·广西玉林·一模)如图所示是运动员在短道速滑项目的精彩瞬间,下列说法中正确的是( )
A.运动员在转弯过程中,其运动状态保持不变
B.运动员的冰刀可增大在冰面上的压强
C.到达终点后不能立即停下来,是因为运动员具有惯性
D.运动员站立时对冰面的压力和运动员所受的重力是一对平衡力
10.(2026·湖南长沙·一模)【传统文化】如图所示节选自我国古代科技巨著《天工开物》,下列说法正确的是( )
A.图甲“轧蔗取浆”中,犁匀速转动的过程中,犁受力平衡
B.图乙“湿田击稻”中,稻粒落入木桶过程中,是因为稻粒具有惯性
C.图丙“北耕兼种”中,“铁尖”是通过减小受力面积来增大压强的
D.图丁“长流漂米”中,水从高处流下,是因为水具有重力
三、填空题
11.(2026·江苏鹰潭·一模)如图所示,将钉板放在水平桌面上,将气球(质量忽略不计)放在钉板上,将质量为0.5kg的活动隔板放在气球上,先在隔板上放一个哑铃,观察到气球发生形变,是因为气球受到了隔板的______。增加哑铃数量,观察到气球形变变大,当放上四个哑铃(总质量为9.5kg)时,气球没有被刺破。测得气球与隔板的接触面积为500cm2,则隔板对气球的压强为______Pa,此时铁钉对气球的支持力为______N,气球没有被铁钉刺破的原因是______。(g取10N/kg)
12.(2026·广西南宁·一模)如图甲所示,一长方体红杉木材放在水平面上,上下表面均是边长为0.4m的正方形,木材内部有一空心部分,除空心部分外,其余部分的密度均为,木材对水平面的压强为,木材的重力为_____N。为有效利用木材,现沿图甲虚线截去上方、下方完全相同的两部分,截去的两部分的质量之和为,将木材剩余部分放在水平面上,如图乙所示,木材剩余部分对水平面的压强为_____Pa。
13.(2026·江苏泰州·一模)救援人员趴在充气垫上营救冰面被困人员,在救援人员重力恒定的情况下,救援人员趴在充气垫上增大了___________,减小了___________,从而防止冰面破裂,使救援能更安全地进行。
14.(2026·广西河池·一模)某石材厂有均匀、实心的石材构件A和B,A为底面积(、高5m的柱状体,B为边长为1m的正方体,它们静止在水平地面,如图甲。工人沿水平方向截取不同高度的构件A,并平稳叠放在构件B正上方,测得A、B对地面的压强随截取的高度h的变化如图乙所示,则______,______。
15.(2026·江苏南京·一模)在水平桌面上堆放一摞相同的书,所有书的总重力为30N,最下面书与桌面的接触面积为600cm2,此时书对桌面的压力是由_________的形变产生的,它对桌面的压强为_________Pa。若从这一捆书中水平抽出A或B中任一本书,抽出_________书更容易。此现象表明滑动摩擦力的大小与_________有关。
四、作图题
16.(2026·甘肃定西·一模)如图所示,一个物块沿斜面向上做减速运动,请在图中画出此过程中物块对斜面的压力F和物块受到的滑动摩擦力f的示意图。
五、计算题
17.(2026·辽宁朝阳·一模)【科技前沿】11月12日,在第十五届中国航展,全球首辆量产分体式飞行汽车“陆地航母”首次向全球观众进行公开飞行。如图所示。该款分体式飞行汽车由陆行体和飞行体两部分构成,几分钟的时间,飞行体从陆行体后尾箱处自动分离,展开机臂后,飞行体自动升空,巡航,降落。被大家称为“中国版变形金刚”。
(1)陆行体的质量为3000kg,每个车轮与地面的接触面积为0.02m2,该车静止在水平地面上时,对地面的压强是多少? (g取10N/kg,陆行体有6个车轮)
(2)若飞行体在某次飞行过程中,以20m/s的速度匀速上升,此时飞行体的升力为8000N,求飞行体的重力以及飞行体在1min内克服重力做的功。(忽略空气阻力)
(3)陆行体的动力系统为增程式混合动力,若发动机在某一工作状态下,10s内做功6×105 J,同时消耗燃油0.02kg,已知燃油的热值为4.5×107 J/kg,求发动机在此工作状态下的效率。
18.(2026·广西北海·一模)如图甲,是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰——福建舰,其满载排水量为8×104吨。小民同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他将一质量为4kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为2kg,底面积为0.04m2,高为0.5m,如图乙所示。现向容器中加水,当水深度为0.2m时,模型刚好离开容器底部,如图丙所示。继续加水直到深度为0.45m,然后将2架单架质量为1.2kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面上。已知,求:
(1)福建舰满载航行时受到的浮力;
(2)图丙中航母模型浸入水中的体积;
(3)放上2架舰载机模型并静止一段时间后,再取走1架舰载机模型,当最终静止时,容器对水平地面的压强。
六、实验题
19.(2026·吉林通化·一模)玲玲在物理实验室找到两个各面粗糙程度不同的木块(如图1甲)、一个弹簧测力计、一块海绵。她想利用这些器材同时探究“滑动摩擦力大小的影响因素”和“压力的作用效果的影响因素”。
实验一:探究滑动摩擦力大小的影响因素
(1)如图1乙所示,用弹簧测力计水平拉动木块,使其在木板上做匀速直线运动,根据______原理知,此时滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的示数;
(2)对比图1乙、丙两次实验得出:当接触面所受压力大小一定时,接触面越_______,滑动摩擦力越大;
(3)对比_______两次实验得出:当接触面粗糙程度一定时,接触面所受压力越大,滑动摩擦力越大。
实验二:探究压力作用效果的影响因素
2
(4)如图2所示,实验中通过观察海绵的_______来比较压力的作用效果,这种实验方法称为转换法;
(5)由图2甲、乙两图可以得出:当压力一定时,受力面积越______,压力的作用效果越明显;
(6)对比图2甲、丙两图,玲玲认为压力的作用效果与压力大小无关,请指出她实验存在的问题是_______。
七、综合题
20.(2026·黑龙江齐齐哈尔·一模)小明到超市进行实践调查,发现某品牌酸奶进行了产品升级,采用了新设计的吸管,更换了新的包装。图甲是新设计的吸管,下端做的更尖,且吸管上有一条长长的凹槽。图乙是新设计的包装,插孔处贴了一层新材料薄膜,其作用是当吸管插入插孔时,薄膜与吸管紧密贴合,可以防止酸奶盒被碰倒时酸奶流出。图丙是吸管与薄膜贴合处的示意图。请你用学过的物理知识解释:
(1)吸管下端为什么制作得很尖?
(2)吸管侧面为什么制作一条凹槽?
21.(2026·上海·一模)图(a)为花样滑冰运动员的冰刀鞋,刀刃通常采用坚硬、耐磨的高碳不锈钢制成,而刀管通常采用密度较小的铝合金制成。
(1)刀管通常采用铝合金制成的主要目的是________冰刀鞋的质量。
A.增大 B.减小
(2)若运动员甲单脚站立时对地面的压力为650N,请在图(b)中画出压力F的示意图。
(3)如图(b)(c)所示,若运动员甲的质量为,单脚站立时甲对地面的压强为,运动员乙的质量为,则甲托举乙双脚站立时,甲对地面的压强为________。
22.(2026·山西运城·一模)彩钢房是一种以轻型钢材为承重骨架,以夹芯板为墙板材料,进行空间组合的经济型房屋。其构件采用螺栓连接或焊接,可方便快捷地进行组装和拆卸,被广泛应用于搭建临时建筑。近年来,山西各地因积雪压塌彩钢房的事故屡有发生。经调查,事故的一个主要原因是承重钢梁设计的抗压能力不强。小组同学计划用实验探究承重钢梁抗压能力与其形状的关系。实验思路:选择三张相同的A4纸折叠成不同形状的“承重梁”,将“承重梁”两端支撑起来,在“承重梁”中部相同位置施加力,比较“承重梁”塌陷时施加力的大小,从而比较其抗压能力。
实验过程:如图所示,将A4纸折叠成空心长方体“承重梁”,两端放在支架上,在其正中挂上小桶,逐渐往小桶中加入细沙,直至“承重梁”塌陷。再折叠成“V”字形、拱形的“承重梁”重复上述操作,记录数据如下表。
序号
“承重梁”长
“承重梁”形状
塌陷时桶中沙的量
1
空心长方体
中等
2
“V”字形
少量
3
拱形
较多
实验结论:
(1)本实验采用的研究方法是__________。
(2)分析表格中的数据可以得出:当其他情况都相同时,__________形的承重梁抗压能力更好。
应用拓展:
(3)请写出一个生活中利用拱形结构抗压的实例:__________。“承重梁”的抗压能力还可能与什么因素有关?请你写出一个可探究的问题:_____________?
液体压强
考点2
一、选择题
1.(2026·山西大同·一模)【传统文化】《三国演义》中“草船借箭”讲的是诸葛亮利用若干草船诱敌最终“借”到了十万余支箭,如图所示。关于“草船借箭”的过程中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.“借箭”后,草船排开水的重力变大
B.“借箭”后,草船底部受到水的压强变小
C.“借箭”前,草船受到的浮力小于其自身重力
D.“借箭”前后,草船排开水的体积保持不变
2.(2026·广西钦州·一模)图中利用连通器原理工作的是( )
A.存水弯
B.活塞式抽水机
C.飞机升力
D.孔明灯
3.(2026·安徽马鞍山·一模)现有一质量分布均匀的实心长方体放在水平桌面上,其长宽高如图甲所示,现按照虚线所示的平面S1绕棱AB沿顺时针依次切去右上部分并将其浸没于乙容器中,切去部分质量与长方体总质量之比为K;已知乙容器足够高且底面积为120cm2,其中液体的初始深度为10cm,乙容器中液体对容器底部压强以及甲物体剩余部分对地面压强与K的部分关系如图丙所示(g=10N/kg),则下列说法正确的是( )
A.乙容器中液体密度是1.8g/cm3
B.K=a时,甲切去部分的重力为3.8N
C.当K从a变化到b时,乙容器中液体对容器底部压强的变化量为220Pa
D.当甲剩余部分对地面压强p1与乙容器中液体对容器底部压强p2的比值为5:13时,乙容器对地面压强变化量为900Pa
4.(2026·福建厦门·一模)图甲是实践小组设计的自动储水箱简图,竖直细杆固定在水箱底部,浮筒可沿细杆上下移动,水箱中水深为0.1m时,浮筒对水箱底部的压力刚好为零:水深为0.4m时,浮筒开始接触进水阀门;水深为0.6m时,浮筒使进水阀门完全关闭,浮筒所受浮力和水深h关系的图像如图乙。以下说法中正确的是( )
A.浮筒的底面积为
B.时,水对箱底的压强为3000Pa
C.h从0.4m到0.6m的过程中,浮筒排开水的重力保持不变
D.h从0.1m到0.4m的过程中,水对浮筒底部的压强保持不变
5.(2026·辽宁鞍山·一模)水平桌面上有两个完全相同的圆柱形容器甲和乙,分别盛有质量相等的水和盐水()。现将两个体积相同、材料不同的实心小球A和B分别轻轻放入两容器中,小球静止后的状态如图所示:A在水中漂浮,B在盐水中沉底。此时两容器中液面相平。下列说法正确的是( )
A.小球A的密度大于小球B的密度
B.小球A受到的浮力小于小球B受到的浮力
C.甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强
D.取出小球后(液体无溢出),甲容器对桌面的压强变化量大于乙容器对桌面的压强变化量
6.(2026·福建福州·一模)【易错题】如图1,是某兴趣小组测量物体密度的实验装置。将力传感器(可显示推、拉、压力的大小)固定在铁架台上,底面积为的实心均匀圆柱体A通过轻质硬杆与力传感器相连,力传感器显示杆对圆柱体A作用力的大小。底面积为的柱形容器B盛有适量的水,放在水平升降台上。升降台上升使圆柱体A逐渐浸入水中,力传感器的示数F与升降台上升的高度h的关系如图2所示。圆柱体A始终保持竖直且不吸水,整个过程无水溢出且圆柱体A未触底,杆没入水中的体积忽略不计,下列说法正确的是( )
A.圆柱体A逐渐浸入水中,其底部受到水的压强逐渐变小
B.当时表示圆柱体浸入水中的深度为8cm
C.圆柱体A的密度为
D.圆柱体A浸没时,容器底部受到水的压强增加了800Pa
二、填空题
7.(2026·河北沧州·一模)图为三峡船闸的示意图。船闸利用___________的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮,使用这种滑轮___________(选填“可以”或“不可以”)改变力的方向。
8.(2026·吉林四平·一模)如图所示,壶身高度、壶底面积均不同的甲、乙两个水壶放在水平桌面上。
(1)水壶的壶嘴和壶身相连通,这是________应用的实例。
(2)当壶内均装满水时,水对甲底部的压强________水对乙底部的压强。
A.大于 B.等于 C.小于
(3)壶盖上有一小孔,其作用是使壶内水面上方的压强________外界大气压,使水得以持续被倒出。
A.大于 B.等于 C.小于
9.(2026·上海浦东新·一模)小东和小方尝试利用一根透明软管和适量的水,在墙上找到相同高度的点,如图所示。
(1)他们将透明软管弯折成“U”形状后,透明软管可以看成一个简单的______器。
(2)他们在软管内注入水,当水______时,沿两侧管内水面对应的位置在墙上进行标记,找到了相同高度的点A、B。
(3)若小东手执软管不动,小方将软管的右端缓慢向上提一些(水未溢出),则通过(2)中的方法重新获得的相同高度的两个点的位置( )
A.高于点A、B B.低于点A、B C.与点A、B等高
10.(2026·上海金山·一模)如图所示,完全相同的甲、乙两个薄壁圆柱形容器放置在水平桌面上,容器中分别装有质量相同的水和酒精。
(1)容器乙中酒精的液面高度______容器甲中水面高度。()
A.小于 B.等于 C.大于
(2)若酒精的深度为0.25m,容器底面积为,容器重2N,则容器乙对水平桌面的压力为______N。()
三、实验题
11.(2026·贵州六盘水·一模)实验小组用如图所示装置“探究液体压强与哪些因素有关”。
(1)实验所用探头的金属盒上的橡皮膜应选用________(选填“薄”或“厚”)一些的较好;使用前用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置气密性________;
(2)比较图乙、丙、丁可知:在同种液体内部同一深度,液体向各个方向的压强________
(3)比较图丁、戊,说明同一深度,液体压强与________有关;
(4)如图戊所示,探头放入盐水前后,粗细均匀的U形管中右管水面上升了3cm,则U形管右管底部受到水的压强的变化量为________Pa;
(5)实验中有同学提出:在研究同一深度不同方向上的液体压强时,转动金属盒,橡皮膜上下部分在液体中的深度会发生变化。因此认为“未控制橡皮膜的深度不变,得出的结论不可靠”。于是同学们进行了如下推理:
①如图甲是橡皮膜的示意图,AB是过橡皮膜圆心的转轴,在橡皮膜上取两个关于AB对称的点a和a',这两个点受到的液体压强分别为pg(h-d)和pg(h+d),则两个点受到液体压强的平均值为________(用字母表示);
②由于橡皮膜始终关于AB轴对称,便可推理得到当橡皮膜绕AB轴转动时,橡皮膜两个半圆受到的液体压强的平均值,与AB轴所处深度液体压强的大小关系。由此可推断“未控制橡皮膜的深度不变,得出的结论不可靠”的想法是________(选填“正确”或“错误”)的;
③为了验证上述的推理,同学们将圆形的金属盒换成上下不对称的三角形金属盒,如图乙所示。若上述推理过程正确,则当三角形金属盒在水中同一深度绕图中的虚线轴转动时,会观察到________
12.(2026·广西贵港·一模)小丽在实验室发现如图1甲所示的双探头压强计,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)该压强计的U形管A、B中装入同种液体、在使用前,小丽发现U形管左右两侧的液面不在同一水平面上,接下来的操作应是______(填选项字母);
A.拆除软管重新安装 B.向U形管内添加适量水
(2)小丽用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面出现了明显的高度差且保持稳定,说明装置______(选填“漏气”或“不漏气”)。从结构来看,压强计_______(选填“是”或“不是”)连通器;
(3)小丽把压强计的探头浸入水中某一深度,并分别朝侧面、朝下、朝上,发现两个U形管的液面高度差都保持不变,说明在同种液体内部的同一深度,各个方向的压强______;
(4)如图乙所示,把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中。根据图甲中高度差和,请判断图乙中能基本反映橡皮膜受到水的压强情况的是_______(填字母);
(5)小丽制作了如图2甲所示的装置,将容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部用薄橡皮膜封闭一个圆孔,在左右两侧加入相同深度的水和盐水(如图2乙所示)。观察到橡皮膜向左凸起。这一现象说明深度相同时,_______越大,压强越大;
(6)小丽想用该装置测量未知液体的密度。她在右侧容器壁上距离橡皮膜中心高度为h0处做一标记。测量时,在右侧加入待测液体至标记处,左侧加水直至橡皮膜恢复原状,测出此时左侧水面到橡皮膜中心的深度为h。则待测液体的密度ρ液=_______(用h、h0和ρ水表示);
(7)实验结束后,小丽发现图2丙中标记位置h0处因多次使用略有磨损,导致每次加液时实际液面略低于标记线,则测得的密度值将______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
四、计算题
13.(2026·甘肃金昌·一模)如图(a)所示,薄壁密闭长方体摆件甲置于水平桌面上。甲中装有一定量的水,水中漂浮着物体乙,此时水的深度h为0.02m,甲对桌面的压强为。
(1)计算水对甲底部的压强。
(2)若甲的底面积为,计算甲对桌面的压力。
(3)将甲竖放在水平桌面上,如图(b)所示,此时甲对桌面的压强为,计算水对甲底部的压强。
14.(2026·云南曲靖·一模)2024年11月17日,我国建造的全球最先进的大洋钻探船“梦想”号正式入列,如图甲所示。它具备11000米超深水钻探能力,有望实现“打穿地壳,进入地球深部”的科学梦想。钻探船上高耸的井架控制钻杆作业,使钻头深入海底钻取岩心。
(1)“梦想”号钻探船上建有高耸的井架,出海执行任务时,要从大桥下通过。只要______(选填“空载”或“满载”)时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2)求在水深5000m处海水对钻头的压强。取)
(3)科创小组估测井架质量为,井架与甲板接触面积为,求井架对甲板的压强。
(4)为了研究“梦想”号钻探船从桥下安全通行的高度问题,科创小组用两块相同的等腰梯形板材和三块长边均为的矩形板材,制作了如图乙所示的“启航”号实验船,板材不吸水且厚度不计。船底短边,船身高度,,船头竖立有旗杆。将船放入平静的湖水中进行实验,当装载货物时,吃水深度为。若桥离水面的高度,要实验船始终能安全通过此桥,求旗杆的最大高度。(货物高度始终低于旗杆顶部,)
15.(2026·宁夏吴忠·一模)某兴趣小组为制作可计时的简易“漏刻”模型,分别将两个完全相同的圆柱形薄壁容器甲、乙放置在高低不同的水平台阶上,如图所示,盛满水的容器甲底部有一个出水管(此时出水管上的阀门关闭),盛有水的容器乙中有一个由标尺和圆柱形浮船组成的物体丙,其下表面刚好与容器乙底部接触但无压力。已知容器甲的底面积为,内装水的质量为10kg;浮船的底面积为,浮船排开水的体积为。
(1)求物体丙受到的浮力。
(2)求容器乙底部受到水的压强。
(3)打开出水管的阀门,容器甲中的水缓慢注入容器乙,每分钟注入质量为150g的水,求从刚开始注水到容器甲、乙对台阶的压强相等时所用的时间。
五、综合题
16.(2026·广东佛山·一模)如图所示,是乳牛自动喂水器的装置原理图。水箱中,带浮子的硬杆AB相当于一根杠杆,可以绕O点转动,用于控制进水管的“开”和“关”。
(1)牛喝水后,若饮水槽中水位下降1cm,则饮水槽底受到水的压强减小______Pa;自动喂水装置的设计主要利用了杠杆原理和______原理,实现水的自动补给(,取);
(2)当停止进水时,浮子所受的浮力大小为3牛,若不计浮子所受重力,,则进水管中水对A点的压力是______N;
(3)在图中画出浮子所受的浮力F浮。
大气压强 与 流体压强
考点3
一、单选题
1.(2026·北京朝阳·一模)如图所示,用手向上拉活塞能将药液“吸”入针筒。在如图所示的四个现象中,“吸”的物理原理与其相同的是( )
A B C D
A.向水中的两个乒乓球中间滋水,两球“吸”在一起
B.用力挤压两个削平的铅柱,两铅柱“吸”在一起
C.用力挤压塑料吸盘,吸盘“吸”在墙面上
D.与头发摩擦过的塑料梳子“吸”起纸屑
2.(2026·山东青岛·一模)如图所示,两只小纸船浮在水面上,将注射器吸满水,通过塑料管在水面下向两纸船之间喷水,这时两只纸船向中间靠拢,这是因为两船之间( )
A.空气流速小,压强大
B.空气流速大,压强小
C.空气流速大,压强大
D.空气流速小,压强小
3.(2026·河南商丘·一模)如图的实例中,能直接证明大气压真实存在的是( )
A B C D
A.高压锅能更快地煮熟食物
B.茶壶的壶嘴和壶身水面相平
C.拦河大坝设计成上窄下宽的形状
D.用吸管将饮料吸入口中
4.(2026·广东深圳·一模)【社会热点】“天上掉馅饼,外卖飞着来”时代已经来临,如图是深圳海岸城美团外卖无人机。下列说法正确的是( )
A.无人机在上升过程中,若突然断电,则立即会竖直坠落
B.高速旋转的螺旋桨上方空气流速大,压强小
C.给无人机充电时,无人机电池相当于电源
D.无人机携带了避障摄像头,如果想扩大拍摄范围,则可以降低飞行高度
二、多选题
5.(2026·辽宁沈阳·一模)如果你用心去体验和观察,你会发现生活中物理无处不在,下列器具在使用过程中所涉及到的原理说法正确的是( )
A.图甲:盘山公路是利用斜面达到省力的目的
B.图乙:遥控器是利用红外线对电视进行遥控的
C.图丙:高原地区用压力锅煮食物,是利用气压高,水的沸点高的原理
D.图丁:货车安很多车轮,是通过增大受力面积来增大压强
6.(2026·山东烟台·一模)科技发展对人类社会进步具有积极意义。下列关于科技应用的原理正确的是( )
A.甲图:拦河坝上窄下宽的设计利用了连通器的原理
B.乙图:磁悬浮列车利用磁极间的相互作用实现了车体的悬浮
C.丙图:潜水器主要通过改变自身重力实现上浮和下沉
D.丁图:飞机获得的升力利用了流体压强与流速的关系
7(2026·辽宁铁岭·一模)如图所示为一轻质杠杆。机翼模型固定在直杆上,它们总重6N,直杆挂在杠杆上并保持与杠杆垂直。同一弹簧测力计在不同情形下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。下列说法中正确的是( )
A.测力计在位置时的示数为1.5N
B.测力计从位置转到位置后,示数将会变大
C.测力计在位置时示数为,移至位置时示数为,则
D.测力计在位置时,对模型水平向右吹风,示数将会变大
三、填空题
8.(2026·河北邯郸·一模)如甲图所示,快递公司正尝试用无人机运送包裹。在携带包裹起飞的过程中,无人机的机翼(螺旋桨)飞速旋转,向下推动空气,空气随即对无人机产生________选填(“向上”或“向下”)的反作用力,使其得以升空,如乙图所示,用嘴对着倒扣漏斗用力向上吸气,漏斗里的乒乓球不会掉落,说明________的存在。
9.(2026·陕西宝鸡·一模)【科技前沿】如图所示,这是九三阅兵时展示的我国隐身高速型察打一体无人机。该无人机能10min到达180km远的目标位置,则此过程中无人机的平均速度是______m/s;机翼上表面凸起,下表面较平,利用流体在流速越大的地方压强越______,从而获得升力。
10.(2026·陕西铜川·一模)如图-1所示,用手指堵在注射器口处,另一只手推动注射器柱塞杆,封闭在注射器内的空气压缩到一定程度就很难再被压缩,这主要是因为分子间存在________;如图-2所示,对着针筒口吹气,活塞会缓缓向上运动,是因为针筒上口空气的流速大,压强________。如图-3所示注射器的针头做得尖细,目的是为了增大________。
11.(2026·陕西西安·一模)劳动教育从了解劳动工具开始。如图-1,塑料吸盘在___________的作用下牢牢“吸”在光滑墙壁上,将厨具悬挂起来;如图-2,夹取食物时,食品夹属于___________(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆;如图-3,用液化气灶炒菜时,主要是通过___________的方式增加了菜的内能。
12.(2026·河北衡水·一模)如图所示,小明在站台上的安全线外候车,是为了防止列车进站时,列车附近的空气流速大,压强___________而带来的危险。列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗是___________的。
13.(2025·山东泰安·一模)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A B C D
四、实验题
14.(2026·江苏无锡·一模)小明利用容积的注射器、小桶、刻度尺等器材测量大气压强的值。
(1)实验中研究的是大气对______(选填“活塞”或“注射器筒”)的压力。
(2)操作步骤如下:
①将注射器的活塞推到注射器筒的前端,用橡皮帽封住注射器的小孔。拉动活塞,松手后观察到活塞能回到注射器筒的前端,说明该装置______(选填“漏气”或“不漏气”)。
②用绳拴住注射器活塞的颈部,并在下面挂小桶,如图甲所示。慢慢向桶内加细沙,直到活塞刚好被拉动时,停止加细沙。测得桶和沙总重力为G,则大气对活塞的压力大小为______。
③测出注射器上有刻度部分的长度为l,即可计算大气压的值。
(3)如图乙所示,在原实验装置的基础上,使用力传感器在竖直方向上连接注射器的活塞与桶,即可实时记录活塞受到的拉力F。逐渐往桶中添加细沙,直到58.000s时活塞刚好被拉动,此时,该过程中活塞受到拉力F随时间t的变化情况如图丙所示。
①如图丁所示,该注射器有刻度部分的长度是______cm,则本地大气压的测量值为______Pa。
②小明对实验进行评估,发现本次测量结果低于当地当时的大气压,则可能原因是______。
(4)本次实验小明选用20mL的注射器而非2mL的,原因是______。
五、计算题
15.(2026·广东中山·一模)我国自主研制的深水水下采油树,可在深海高压环境下正常工作,是深海油气开发的“咽喉”装备。已知:海水密度,,标准大气压。求:
(1)该采油树在1500m深的海水中工作,求此处海水产生的压强;
(2)若采油树与海水接触的有效受力面积,求海水对采油树的压力;
(3)若这种采油树最大能承受69MPa的压强:相当于多少个标准大气压?
六、综合题
16.(2026·上海嘉定·一模)如图所示,生活中用燃气灶烧煮食物时,通常用脱排油烟机将油烟和水汽排至室外。
(1)脱排油烟机是利用___________原理工作的;
(2)烧水的过程是通过___________的方式增加水的内能;水沸腾时,水壶壶口附近产生“白雾”,这是水蒸气发生___________形成的;继续加热,水的温度( )
A.变大 B.不变 C.变小
(3)水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了___________原理。
17.(2026·上海杨浦·一模)无动力水翼板是一种水上运动器材,由一块冲浪板和水翼(未画出)组成,如图所示,一位重为750N的运动员站在水平的冲浪板上向前匀速滑行。
(1)请在图中画出冲浪板对运动员的支持力F的示意图。
(2)为了在滑行的过程中使水对水翼产生一个较大的向上的力,图中虚框内水翼形状应设计成( )
A B C D
18.(2026·山东济南·一模)2026年春季篮球赛场上,善于观察的小东发现了两个有趣的现象:①篮球在烈日下暴晒一段时间后,用手按压感觉比室内时硬得多;②给篮球打气时,随着气越打越足,打气筒会感觉越来越费力。他想知道:一定体积的气体产生的压强与哪些因素有关?他根据观察发现的两个现象,提出以下两个猜想:
(1)猜想一:一定体积的气体产生的压强可能与气体的_____有关。
猜想二:一定体积的气体产生的压强可能与气体的质量有关。
(2)为验证猜想一,小东进行了如下实验:如图甲所示,在烧瓶中封入一定体积的空气,烧瓶的一端用橡胶管连接在U形管左管上(内装红墨水)。将烧瓶放入水槽中,通过温度计可以测得水的温度,也就是瓶中气体的温度。
步骤一:记录在水温20℃时的压强,并在U形管的左侧标出红墨水面的高度记为A。
步骤二:给水槽中的水加热到40℃,待红墨水柱稳定后,往U形管的右侧注入红墨水,直到_____,记录此时U形管两侧液面高度差。
步骤三:将水槽中的水加热到60℃、80℃,重复实验,实验数据记录如表:
气体的温度/℃
20
40
60
80
U形管两侧液面高度差/℃
0
2.3
5.4
7.7
(3)从表中数据进行归纳分析,可得出:对于一定体积的气体,____________________。
(4)为了验证猜想二,他找来一个注射器和一个压强传感器,利用如图乙所示的装置,进行一系列探究,得出一定体积的气体,温度不变,质量越大,压强越大的结论。
(5)高压锅是家庭常用的炊具,高压锅使用过程中若出气孔处的限压阀失效,出气孔通道关闭,易发生爆炸事故,试分析其原因__________。为避免危险,高压锅还设置了装有易熔片的安全阀通道,一旦出气孔处的限压阀失效,锅内压强过大,水的沸点会__________,当达到易熔片熔点时,易熔片会__________,锅内气体便从安全阀通道喷出,锅内压强减小,从而防止爆炸事故发生。
19.(2026·山东聊城·一模)在一次物理实验活动中,小明需要测量一种未知液体的密度。他计划用两种不同的方法进行测量,并比较结果:先利用托里拆利实验的原理制作简易气压计进行推算,再使用天平和量筒进行常规测量验证。请你根据他的实验过程,回答下列问题:
(1)小明首先利用如图所示的托里拆利实验装置进行测量。他将一根长约1m的玻璃管内装满水银,倒置在水银槽中,测得管内水银柱的高度为h0,随后,小明用足够长的玻璃管和相同的操作方法,将水银替换为待测液体,在同一环境下测得管内液柱的高度为h1。根据两次测量情况,推导出待测液体密度的表达式ρ液=___________。(已知水银的密度为ρ0,用ρ0、h0、h1表示)
(2)为验证上述结果,小明用天平和量筒再次测量该液体密度。将天平放在水平台上,观察到天平如图甲所示,接下来小明应___________;调节后发现指针静止时偏向分度盘中央刻度线左侧,他应将平衡螺母向___________端调节,直至天平横梁水平平衡。
(3)天平调平后,小明先测出烧杯与适量液体的总质量,砝码及游码位置如图乙所示,其读数为___________g。然后,他将烧杯中的部分液体倒入量筒中,量筒内液面位置如图丙所示,则量筒中液体体积为___________cm3.接着他用天平测出烧杯和剩余液体的质量为28g,请根据以上数据,计算出该液体的密度为___________kg/m3。
(4)小明发现,用“简易气压计法”测得的密度值比用“常规测量法”测得的密度值偏大。请你分析一种可能的原因:在利用气压计测量该种液体密度时,玻璃管内___________。
20.(2026·贵州黔东南·一模)【科技热点】风洞一般称之为风洞试验。简单地说,就是依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代汽车、飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的绿色通道。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。如图为某电动汽车从候车区进入试验区进行风洞试验的场景,已知该汽车质量为,候车区到试验区相距400m,根据上述情景,回答下列问题:
(1)该电动汽车受到的重力大小是多少N?(取g=10N/kg)
(2)该电动汽车从候车区进入试验区用了80s,则汽车从候车区进入试验区的平均速度是多少m/s?
(3)该电动汽车静止在地面上时对地面的压力为F1,在试验区水平风洞跑道上加速测试时对地面压力为F2,请利用所学的物理知识比较F1和F2的大小关系;
(4)该电动汽车在水平风洞跑道上由静止开始加速测试抗风阻性能,已知从开始运行至驶出跑道汽车电机消耗的总电能为W1,驶出赛道瞬间汽车动能为E,克服空气和摩擦力等阻力做功为W2,请从能量转化的角度 判断以上物理量的大小关系,并说明理由。
21.(2026·上海虹口·一模)小明设计了水流速度自动报警器,其电路如图(a)所示,电源电压保持不变,虚线框中有一探头始终浸没在水中,当流速v发生改变时,探头会通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,接入电路的阻值与流速v的变化情况如下表所示。允许通过的最大电流为1A。当流速过快或过慢时会使电路中电流表或电压表的示数分别达到某一量程的最大值,就会触发报警。电路中电表表盘如图(b)所示。
流速
0
1
2
3
4
5
6
7
/Ω
11.5
10
8.5
7
5.5
4
2.5
1
(1)根据的阻值与流速v的变化情况,虚线框中的探头形状可能是_________。
A B
(2)若电压表示数为2V,电流表示数为0.5A,计算此时电阻的电功率。
(3)若流速v达到1m/s和6m/s时均会触发警报,计算电源电压U和定值电阻的阻值。
22.(2026·福建泉州·一模)如图,搭帐篷时需用地钉固定帐篷。小明在松软地面上插入地钉后发现固定不牢,且刮风时帐篷会被向上掀起。请结合物理知识,回答下列问题:
(1)从摩擦力的角度分析,为什么在松软地面上,帐篷固定效果较差?
(2)刮风时,帐篷为什么会被向上掀起?
23.(2026·广东深圳·一模)物理兴趣小组同学结合教材跨学科知识,制作了简易活塞式抽水机,装置说明:利用塑料圆筒、活塞、两个单向阀门A、B、进水管、出水管完成制作,阀门只能向上开启,向下闭合。并在制作和使用过程中展开实验探究,请结合所学知识完成下列问题:
(1)当向上提起活塞时,阀门______(选填“A”或“B”)关闭,阀门______(选填“A”或“B”)打开;此时圆筒内的气压______(选填“变大”、“变小”或“不变”),在______的作用下,水从入水口进入圆筒;
(2)小组同学发现,无论如何改进装置,抽水机都不能将水抽到高于10m的位置,请分析原因:______;
(3)若装置气密性较差则会出现抽不上水或者抽水高度很低的情况;请写出一条改进措施:______。
24.(2026·广东珠海·一模)【新题型】阅读材料,回答问题。
气压升降椅
如图甲是一款气压升降椅,其结构如图乙所示。活塞连杆固定在底座上,座垫与气缸相连,可一起升降。调节高度时,向上拉调节杆,开关栓向下移动,气缸上、下两腔氮气经通道连通,气缸与坐垫座椅可升降;松开调节杆后,开关栓向上移动,气缸通道关闭,座垫高度被固定。
某次调节座椅高度时:小明先离开座椅,向上拉调节杆,使座椅升高;接着,重为500N的小明坐上座椅,拉动调节杆使其下降至合适高度,再松开调节杆,开关栓闭合,此时气缸内两腔氮气压强相等。
(1)椅子底座的轮子可以_______(选填“增大”或“减小”)摩擦。靠背可以防止图甲中的椅子向右_______(选填“减速”或“加速”)滑行时人后倒;
(2)当小明坐在气压升降椅上时,下列说法正确的是_______
A.坐垫凹陷是因为坐垫表面产生的弹力作用的效果
B.向上拉调节杆,氮气可从气缸上腔经通道进入下腔
C.椅子受到的重力与地面对椅子的支持力是一对平衡力
(3)图乙中,气缸上腔中氮气对活塞作用面积_______(选填“大于”“等于”或“小于”)下腔中氮气对活塞作用面积;若气缸与坐垫、靠背等共重50N,小明坐上坐垫,拉动调节杆,调节至合适位置时松开调节杆,开关栓闭合,气缸内的氮气压强为,则活塞连杆的横截面积至少为_______;
(4)在小明离开座椅的情况下,他向上拉调节杆,发现座椅无法升高,请分析可能存在的问题:_______(列举一项即可)。
试卷第1页,共3页
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专题08 压强
固体压强
考点1
一、单选题
1.D 2.B 3.D 4.B 5.C 6.D 7.C
二、多选题
8. AD 9.BC 10. BC
三、填空题
11.压力 2000 100 气球没有被铁钉刺破的原因是在压力一定时通过增大受力面积减小了铁钉对气球的压强。
12.720 2400
13.受力面积 压强
14.4:5 3:5
15.书 500 A 压力大小
四、作图题
16.
五、计算题
17.(1)2.5×105Pa(2)9.6×106J(3)66.7%
【详解】(1)该汽车静止在水平地面上时对地面的压力F=G=mg=3000kg×10N/kg=30000N
对地面的压强
(2)飞行体匀速上升,处于平衡状态,所以有
飞行体在1min内克服重力做的功
(3)燃油完全燃烧产生的热量Q放=mq=0.02kg×4.5×107J/kg=9×105J
发动机在此工作状态下的效率
18. (1)8×108N(2)4×10﹣3m3(3)5200Pa
【详解】(1)根据轮船漂浮条件和阿基米德原理,航母满载航行时处于漂浮状态,其受到的浮力等于自身重力,也等于它排开水的重力。福建舰的满载排开水的重力为
福建舰满载时受到的浮力为
(2)在图丙中,航母模型刚好离开容器底部,处于漂浮状态,此时模型受到的浮力等于其自身重力,航母模型的重力
所以,模型受到的浮力为40N,根据可得,模型排开水的体积为
(3)舰载机模型的总重力
放上舰载机后整个装置静止时,增加的浮力
由可知,增加的排开水的体积
水面升高
原来水深为0.45m,容器高度为0.5m,所以有水溢出。
溢出水的重力为
溢出水之前水的体积为
溢出水之前水的重力为
剩余水的重力为
再取下1架舰载机模型后容器对水平面的压力为
容器对水平地面的压强为
六、实验题
19.(1)二力平衡(2)粗糙(3)丙、丁(4)凹陷程度(5)小(6)没有控制受力面积相同
七、综合题
20.(1)吸管下端制作得很尖,是在压力大小一定时,通过减小受力面积来增大压强,可以使吸管更容易插入插孔。
(2)吸管侧面制作一条凹槽可以使盒内外连通,使内外气压相等,防止因薄膜与吸管贴合紧密,导致吸酸奶过程中,盒内气压减小,吸酸奶很费力。
21.(1)B
(2)
(3)
22. (1)控制变量法
(2)拱
(3) 拱桥 “承重梁”的抗压能力与它的材料有什么关系
液体压强
考点2
一、选择题
1.A
2.A
3.D
4.D
5.B
6.C
二、填空题
7.连通器 可以
8.(1)连通器(2)A(3)B
9.(1)连通
(2)静止
(3)A
10.(1)C
(2)22
三、实验题
11.(1) 薄 良好
(2)相等
(3)液体密度
(4)300
(5) ρgh 错误 U形管两侧液面高度差发生变化
12. (1)A
(2) 不漏气 不是
(3)相等
(4)D
(5)液体密度
(6)
(7)偏小
四、计算题
13.(1)196Pa(2)0.9N(3)392Pa
【详解】(1)水对甲底部的压强
(2)甲对桌面的压力
(3)摆件甲置于水平桌面上,其总重力等于甲对桌面的压力
甲竖放时,对桌面的压力仍等于其总重力,即
则甲竖放时与桌面的接触面积
在平放时,水和乙浸入水中部分的体积为
当甲竖放时,水和乙浸入水中部分的体积不变,则水的深度变
则竖放时水对甲底部的压强
14.(1)空载(2)(3)(4)2.1m
【详解】(1)船在水中航行时,从大桥下通过,船的高度越低越安全,船空载时,船的整体重力小,排开液体体积小,吃水深度浅,船露出水面高;满载时,整体重力大,排开液体体积大,吃水深度深,船露出水面低;所以只要空载时能通过大桥,就能始终确保安全通行。
(2)在水深5000m处海水对钻头的压强
(3)井架对甲板的压力
井架对甲板的压强
(4)当装载货物时,根据阿基米德原理,货物重力
则货物排开液体
,当船吃水深度为时,船浸在水中船头梯形的面积
船浸入水中的体积
船空载时排开水的体积
空载时,船浸在水中的梯形的面积
空载时,船浸在水中的梯形的面积
解得,只要船在空载时能通过大桥,就能始终确保安全通行,旗杆的最大高度
15.(1)4N(2)800Pa(3)20min
【详解】(1)根据阿基米德原理,物体丙受到的浮力等于它排开水的重力,则物体丙受到的浮力
(2)因为物体丙的下表面刚好与容器乙底部接触但无压力,所以浮船浸入水中的深度等于容器乙中水的深度,则
所以,容器乙中水的深度
容器乙底部受到水的压强
(3)当容器甲、乙对台阶的压强相等时,即
因为两个容器是完全相同的圆柱形容器,底面积相等
根据压强公式,可知两容器对台阶的压力相等
由于压力等于总重力,所以两容器内的总重力相等,即总质量相等
此时甲容器内的总质量
此时乙容器内的总质量
物体丙漂浮在水面上,其重力等于浮力
所以物体丙的质量
容器乙中初始水的体积
容器乙中初始水的质量
其中,由于,则
解得
已知每分钟注入水的质量
所需时间
五、综合题
16.(1) 100 连通器
(2)12
(3)
大气压强 与 流体压强
考点3
一、单选题
1.C
2.B
3.D
4.B
二、多选题
5.ABC。
6.BCD
7. BC
三、填空题
8.向上 大气压的存在
9.300/ 小
10.斥力 小 压强
11.大气压 费力 热传递
12.小 静止
13.A
四、实验题
14.(1)活塞
(2) 不漏气
(3) 6.80 注射器内空气没有排尽(或装置漏气,合理即可)
(4)2mL注射器容积小,活塞受到的大气拉力较小,测量误差更大
五、计算题
15. (1)(2)(3)690
【详解】(1)1500m深处海水产生的压强
(2)海水对采油树的压力
(3)采油树最大能承受的压强为,用总压强除以单个标准大气压的压强,得到个数
即相当于690个标准大气压。
六、综合题
16. (1)流速大的位置压强小
(2) 热传递 液化 B
(3)连通器
17.(1)
(2)B
18.温度 U形管左侧红墨水面到达A处 质量一定,气体的温度越高,气体压强越大 锅内气体体积一定,质量变大,温度升高,气体压强变大 升高 熔化
19.(1)
(2) 将游码移至标尺左端的零刻度线处 右
(3) 94 60
(4)有少量空气
20. (1)(2)5m/s(3)当汽车静止时,汽车对地面的压力等于汽车的重力,即F1=G;试验时,由于汽车的形状为底平上凸,空气在汽车的上下表面的流速不同,会产生一个向上的升力,使F2<G,则F1>F2。
(4)汽车行驶时,消耗的总电能W1,一部分转化为汽车的动能E、一部分由于克服摩擦力等阻力做功W2转化为内能,还有一部分由于电动机发热转化为内能,所以W1>E+W2。
21. (1)A(2)1W(3)4.5V,5Ω
【详解】(1)根据表中数据可知,水流速越大时,的阻值越小,即滑片P往上移,所以虚线框中的探头形状可能是下平上弧形,这种形状在流速大时会向上移动,故选A。
(2)电路中与串联,电压表测两端的电压,电阻的电功率
(3)由题意可知,当流速过快或过慢时会使电路中电流表或电压表的示数分别达到某一量程的最大值,就会触发报警;由表中数据知,流速越快时,的阻值越小,电源电压一定,则电路电流越大,但由于允许通过的最大电流为1A,因此电流表所选量程应为0~0.6A;
由表中数据知,流速越慢时,的阻值越大,由串联电路分压原理知,电压表示数越大,当流速达到1m/s时会触发警报,此时,若电压表所选量程为0~15V,则此时电路电流为
因此电压表所选量程应为0~3V;
当流速达到1m/s时会触发警报,此时电压表示数为3V,电源电压为……①
当流速达到6m/s时会触发警报,此时,电流表示数为0.6A,电源电压为……②
联解①②得,。
22.(1)地面越松软,地面与钉子间的压力越小,地面对钉子的摩擦力越小,所以地钉插入越容易,固定效果越差。
(2)刮风时,帐篷上方空气流速大压强小,帐篷下方流速小压强大,形成向上的压强差,所以帐篷会向上掀起。
23.(1) B A 变小 大气压/大气压强
(2)活塞式抽水机利用大气压工作,1标准大气压大约只能支撑约10m高的水柱
(3)在活塞与圆筒内壁涂抹润滑油增强气密性
【详解】(1)[1][2][3][4]向上提起活塞时,活塞上方的压力向下压活塞上的阀门B,因此阀门B关闭;活塞下方空间体积增大,气压变小,小于外界大气压,外界大气压推开入水口处的阀门 A,水在大气压的作用下进入圆筒。
(2)活塞式抽水机依靠大气压将水压上来,标准大气压约,最多只能支撑水柱的高度约
因此无法将水抽到高于10m的位置。
(3)气密性差通常是活塞与筒壁贴合不严漏气,通过涂抹润滑油、更换贴合更紧密的活塞都可以增强气密性,解决漏气问题。
24.(1) 减小 加速
(2)B
(3) 大于 20
(4)气缸漏气,内部氮气不足,气压不够撑起座椅
试卷第1页,共3页
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