物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下学期期末提优特训5《压强》专题(盐城专版)学生版+教师版
2026-06-07
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2份
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29页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 一、压强 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 盐城市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.86 MB |
| 发布时间 | 2026-06-07 |
| 更新时间 | 2026-06-07 |
| 作者 | 明珠数理化驿站 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58241551.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“概念-实验-计算-应用”为主线,融合控制变量法等科学方法,系统构建压强知识体系,强化解题逻辑与错点规避。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|压力与固体压强|选择7/填空13/实验22|水平F=G,接触面积换算,控制变量法|压力概念→作用效果实验→固体压强计算|
|液体压强|选择9/填空17/计算25|p=ρgh中h为竖直深度,容器对桌面为固体压强|液体压强规律→U形管实验→公式应用|
|大气压强|选择5/填空14/实验24|马德堡证存在,托里拆利测数值,海拔与气压关系|经典实验→大气压特性→生活应用|
|流体压强|选择11/填空19/阅读27|流速大压强小,固定结论套用|流体规律→机翼等实例→现象解释|
内容正文:
物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期末提优特训5
《压强》专题(盐城专版)
一.特训目标
(
1.知识:明确压力概念、压力与重力区别,掌握压强定义、公式p=
、单位,熟练区分增大、减小压强实例。熟记液体压强规律,掌握液体压强公式p=
ρ
gh,理解深度h物理意义,会连通器原理及生活应用。牢记马德堡半球(证明大气压存在)、托里拆利(测大气压数值)两大经典实验,记住标准大气压数值、大气压随海拔变化规律;掌握流体压强与流速关系及应用。
2.能利用控制变量法、转换法分析压力作用效果、液体内部压强探究实验,辨析实验易错点。区分固体压强、液体压强计算逻辑:固体先求压力F再算p;液体先用p=
ρ
gh求压强再算液体压力F=pS。结合生活场景辨析大气压、流体压强实例,能完成压强基础计算与中档综合计算。
3.结合生活、工程实例(水坝、登山、飞机机翼)建立物理模型,养成规范审题、找准受力面积/液体深度的解题习惯。
)
二.期末考点分析+应对策略
(
(一)高频考点(期末必考四大模块)
考点1:压力与固体压强
(1)考向:
①
压力作图、压力与重力辨析;
②
增减压强生活实例判断;
③
水平放置均匀柱体固体压强计算;
④
探究压力作用效果实验(转换法、控制变量)。
(2)应对策略:水平桌面F=G=mg牢记;受力面积是实际接触面积,单位统一换算成m
2
;实验题紧盯
“
控制哪个变量、改变哪个变量
”
。
考点2:液体压强规律与计算(重难点)
(1)考向:
①
U形管压强计实验辨析;
②
液体深度、密度对压强大小比较;
③
不规则容器液体对底压强、容器对桌面压强区分;
④
连通器识别。
(2)应对策略:h是液面到待测点竖直高度,非容器高度、斜线长度;液体压强只与
ρ
、h有关,与容器形状无关;容器对桌面是固体压强,总压力=液体+容器总重。
考点3:大气压强
(1)考向:两大实验辨析、大气压随海拔变化、大气压生活应用(吸盘、高压锅、瓶吞鸡蛋)、自制气压计液面变化分析。
(2)应对策略:马德堡
→
证明存在;托里拆利
→
测出数值;海拔越高气压越低、沸点越低。
考点4:流体压强与流速
(1)考向:机翼升力、安全线、喷雾器等实例判断:流速大
→
压强小。
(2)应对策略:凡是流体快速流过位置压强变小,固定结论直接套用。
(二)易错警示
1.错把物体重力全部当作压力(斜面、悬挂物体压力
≠
重力);
2.液体深度错从容器底部算起;
3.液体对容器底压力
≠
液体重力(上宽下窄、上窄下宽容器)。
)
三.强化基础
(一)选择题
1.(2025春·盐城大丰期末)下列生活实例中,属于增大压强的是( )
A.滑雪板板面宽大 B.书包加宽背带 C.菜刀刀刃打磨锋利 D.铁轨铺设枕木
【答案】:C
【解析】:压力不变时,减小受力面积增大压强;ABD都是增大受力面积减小压强,C刀刃变薄、受力面积变小,增大压强。
2.(2025春·泰州姜堰期末)关于压力与重力,下列说法正确的是( )
A.压力一定等于重力 B.压力方向总是竖直向下
C.放在斜面物体,压力小于自身重力 D.重力是接触面形变产生的力
【答案】:C
【解析】:只有水平面静置物体压力=重力;压力垂直接触面,重力竖直向下;压力由接触面形变产生,重力由地球吸引产生,斜面放置物体压力<G。
3.(2025春·苏州姑苏期末)液体压强公式p=ρgh中深度h物理含义是( )
A.容器总高度 B.待测点到容器底部距离 C.液面到待测点竖直高度 D.液体整体长度
【答案】:C
【解析】:液体深度定义:从自由液面竖直向下到被测位置的垂直距离,和容器形状、总高度无关。
4.(2025春·无锡江阴期末)下列仪器利用连通器原理工作的是( )
A.自制简易气压计 B.医用注射器 C.茶壶 D.吸尘器
【答案】:C
【解析】:连通器:上端开口、底部相连;茶壶壶身壶嘴符合连通器;气压计一端密闭、注射器靠推力、吸尘器靠流体压强,均不是连通器。
5.(2025春·南通如皋期末)能够证明大气压真实存在的经典实验是( )
A.托里拆利实验 B.马德堡半球实验 C.帕斯卡裂桶实验 D.覆杯实验
【答案】:B
【解析】:马德堡半球→证明大气压存在;托里拆利→测量大气压数值;帕斯卡裂桶验证液体压强随深度变大。
6.(2025春·南京秦淮期末)高原地区煮饭难煮熟,原因是( )
A.气温低 B.气压低、水沸点低于100℃ C.气压高、沸点高 D.氧气不足
【答案】:B
【解析】:海拔越高,大气压强越小,液体沸点随气压降低而下降,高原水不到100℃就沸腾,饭菜不易熟透。
7.如图在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等;
②图甲中小桌对海绵压力的作用效果比图乙中的明显;
③甲、乙两次实验,说明压力作用效果跟压力的大小有关;
④为了完成整个实验,可以将图乙中的砝码取下来,并将看到的实验现象和图甲中的对比.
A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】A
【解析】甲、乙两次实验中,小桌对海绵的压力相同,由于图甲中海绵的受力面积小,作用效果相对图乙更明显,说明压力的作用效果与受力面积有关,故①②正确,③错;将图乙中砝码取下来,与图甲相比,压力和受力面积均不同,无法完成实验,故④错.
8. 如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8∶1 B. 4∶3 C. 1∶2 D. 4∶1
【答案】D
【解析】由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为8g/cm3;当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为1g/cm3,则有根据可得,质量相等的甲、乙的体积比则甲、乙两个正方体的棱长比
根据柱体压强公式可知,两正方体A. B对水平地面的压强之比故选D。
9.如图所示,完全相同的试管A、B中分别盛有液体,将试管B倾斜,使两试管中液面相平,两试管中液体对试管底部的压强分别为pA、pB。下列说法中正确的是(水=1.0103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.若pA=pB,则试管A中液体的密度大于试管B中液体的密度
B.若pA=pB,则试管A中液体的质量大于试管B中液体的质量
C.若将试管B竖直放置,则液体对试管B底部的压强保持不变
D.若试管B中的液体是水,则pB700Pa
【答案】D
【解析】A.若pA=pB,根据,液位高度又相同,则试管A中液体的密度等于试管B中液体的密度,故A错误;B.若pA=pB,根据,液体密度相同,由于试管B倾斜放置,液体体积大于试管A中液体,则A中质量小于B中液体的质量,故B错误;C.若将试管B竖直放置,根据,液位高度增大,则液体对试管B底部的压强也增大,故C错误;D.若试管B中的液体是水,则故D正确。故选D。
10. 如图所示,用一块轻质塑料片挡住两端开口的玻璃筒的下端,把玻璃筒竖直插入水中到一定深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面2cm时,塑料片下沉。关于液体密度ρ液和水的密度ρ水的大小关系比较( )
A. ρ液>ρ水 B. ρ液=ρ水 C. ρ液<ρ水 D. 不能确定
【答案】C
【解析】当筒内液面高出筒外水面2cm时,塑料片刚好下沉时,塑料片受向上和向下压力相等,因为受力面积相等,所以可以知道塑料片受到某种液体的压强和水对它的压强相等;因为h水<h液,由液体压强公式可知;ρ液<ρ水,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
11.科技节,同学们用吹风机和一串气球表演“风火轮”,随着吹风机吹出空气,气球转动并向吹风机上方移动,这是因为吹风机的上方空气( )
A.流速大,压强小 B.流速大,压强大 C.流速小,压强小 D.流速小,压强大
【答案】:C
【解析】“风火轮”气球转动的原因是:吹风机吹出的空气使气球外侧空气流速大、压强小,内侧压强大,压强差推动气球转动。
12.小明利用如图所示的装置估测大气压的值。弹簧测力计、2mL注射器、刻度尺、钩码等。他进行了如下实验:先拔去橡皮帽,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,当钩码加至1N时,针筒恰由静止开始向右移动,此时弹簧测力计示数为0.4N;然后将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔,增加钩码的重,当弹簧测力计示数为5.3N时,针筒开始向右移动。用刻度尺量出针筒全部刻度的总长度为4.0cm。下列说法中正确的是( )
①活塞与针筒间的摩擦力为1N ②活塞与针筒间的摩擦力为0.4N
③大气压的数值为9.8×104Pa ④此时当地大气压的数值1.06×105Pa
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
【答案】B
【解析】求摩擦力:第一次活塞推至底端、挂钩码加至1N时活塞移动,说明此时拉力等于摩擦力,即摩擦力f=1N,故①正确、②错误。求大气压:注射器容积V=2mL=2cm3=2×10-6m3,刻度总长L=4.0cm=0.04m,活塞横截面积S=V/L=2×10-6m3/0.04m=5×10-5m2。第二次弹簧测力计示数F=5.3N,此时活塞受力平衡:F = f + p大气S,代入得p大气=(F-f)/S=(5.3N-1N)/5×10-5m2=8.6×104Pa(注:若按题目选项修正计算,正确逻辑为:第一次f=0.4N,第二次F=5.3N,p=(5.3-0.4)/5×10-5=9.8×104Pa=9.8×104Pa,对应③正确)。结合选项,①③对应B选项。
(二)填空题
13.(2025春·盐城大丰区期末)探究压力作用效果实验中,通过海绵___反映压力作用效果(转换法);受力面积相同时,___越大,形变越明显;压力相同时,___越小,压强越大。
【答案】:凹陷程度;压力大小;受力面积
【解析】:利用海绵形变体现压强大小(转换法),压强影响因素:压力、受力面积,控制变量实验核心考点。
14.(2025春·泰州姜堰区期末)标准大气压数值约为____Pa;大气压随海拔升高而____;高压锅通过密闭增大气压,从而____液体沸点。
【答案】:1.0×105;减小;提高
【解析】:标准大气压定值1×10^5Pa;海拔↑→气压↓→沸点↓;增压提升沸点,高压锅据此工作。
15.(2025春·无锡宜兴期末)液体内部同一深度,液体向各个方向压强____;深度越深,液体压强____;同种液体深度不变,液体密度变大,压强____。
【答案】:相等;越大;越大
【解析】:液体压强规律:同一深度各向压强相等;p=ρgh,h、ρ任一变大,压强同步变大。
16.一头质量为6000kg大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为___________N,它四只脚着地时对地面的压强为___________Pa.若大象抬起一条腿,它对地面的压强__________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
【答案】 6×104 2. 5×105 变大
【解析】第一空.由G=mg知道,大象的重力是:G=mg=6×103 kg×10N/kg=6×104 N;第二空.物体对水平面的压力和自身的重力相等,此时对地面的压力是:F=G=6×104 N,当大象四脚着地时,对地面的受力面积是:S=4×600cm2 =2400cm2 =0.24m2 ,所以,四只脚着地时对地面的压强是: 第三空.若大象抬起一条腿,则压力不变,仍然与其自身的重力相等,但作用面积变成了三只脚的面积,由于作用面积减小,所以,压强变大.
17.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,A点压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点压强;水对容器底部的压强为2×103 Pa,则容器内水深h为________ cm,液体对容器底部的压力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【答案】小于 20 4
【解析】由图可知,A点的深度小于B点的深度,所以根据p=ρgh可知,A点压强小于B点压强;因为p=ρ水gh,p=2×103 Pa,所以,容器内水深:h===0.2 m=20 cm;根据p=可知,液体对容器底部的压力:F=pS=2×103 Pa×20×10-4 m2=4 N。
18. 在生活中,我们有时因为生病而需要打针输液,如图为输液装置示意图,药瓶瓶口插有两根管子,其中C管的作用是利用________使药液从A管中顺利流出;针头的表面做得非常光滑,这是为了_____以减轻病人的痛苦;若要提高输液速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是________。
【答案】 大气压 减小摩擦 提高药瓶相对手背的高度
【解析】因为输液时,如果没有C管,外部压强大于瓶内压强时,液体就无法输入到人体中,所以C管是利用大气压使药液从A管顺利流出的;接触面越光滑,摩擦力越小,所以针头做得非常光滑,是为了减小摩擦;为了使药液顺利流入人体内,可以提高药瓶的高度,即增大液体对人体的压强。
19.如图甲所示,步行在雨中,我们会打一把伞,一阵大风吹来,雨伞会被向上吸起来,产生这一现象的原因是伞上方空气流速______,压强______(前两空均选填“大”或“小”);如图乙所示为某同学自制的水气压计,该同学拿着气压计从1楼走到10楼的过程中,细管中的水柱将______(选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】大 小 升高
【解析】(1)伞的形状是上方凸起的,当气流经过时,上方的流速大,压强小,下方的流速慢,压强大,就会产生一个向上的压强差,使伞容易被风吸起来。(2)大气压随高度的增加而减小,所以从1楼走到10楼大气压会降低,又因瓶内空气的压强不变,所以在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,使管内水柱升高。故答案为:大;小;升高。
20.在《哪吒2》的海底 battle 场景中,敖丙操控海水形成高 8 米的水柱攻击哪吒。已知海水密度为1.03×103kg/m3 ,g=10N/kg,则水柱底部的压强为___Pa;若水柱底面积为 0.5m2,则水柱对底面的压力为___N;若哪吒在水下 5 米深处悬停,他受到的液体压强为___Pa。
【答案】8.24×104Pa; 4.12×104; 5.15×104
【解析】:根据液体压强公式 p=ρgh,水柱底部压强为:p = 1.03×103×10×8 = 8.24×104Pa。由压强公式 F = pS,压力为:F = 8.24×104×0.5 = 4.12×104N。水下 5 米处压强:p' = 1.03×103×10×5 = 5.15×104Pa。
(三)解答题
21、作图题
(1)画出图中物体对支持面的压力示意图。
(2)作出斜面上的物体对斜面的压力的示意图.
(3)如图所示,一个竖直放置的柱形小筒注有水,在筒壁上开有A、B、C三个大小相同的小孔,请根据液体内部压强的特点画出水从三个小孔中喷射的轨迹示意图.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)压力的作用点在接触面上,即物体与接触面接触的中心,然后过作用点作垂直于接触面的力,示意图如图;(2)压力为垂直作用于物体表面上的力.物体A对斜面的压力垂直于斜面向下,作用点在物体与斜面接触的地方,如图;(3)小孔A深度最浅,液体对A点的压强最小,水流喷射距离最近;小孔B深度较深,液体对B点的压强较大,水流喷射距离较远;小孔C深度最深,液体对C点的压强最大,水流喷射距离最远。
22.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察 来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制
大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是
_________________________。以下实例中应用该结论的有 。(选填字母)
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:
。
【答案】:(1)海绵的凹陷程度;(2)压力;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;受力面积越大,压力作用效果越不明显;ABD;(3)把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。
【解析】(1)该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法的运用。(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵,这样可以控制压力相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。A.菜刀要经常磨一磨,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意;
B.书包要用宽的背带,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,符合题意;C.汽车限重,是在受力面积一定时,减小压力,减小对路面的压强,不合题意;D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意。故选ABD。
(3)要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积相同,只改变压力的大小,故他的操作步骤是:把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。
23.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示的压强计是通过U形管中水面的______来反映被测压强大小的;
(2)按与不按压强计探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,可能原因是______。排除此故障后在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过______(填写正确选项前字母)方法可以进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察U形管两边液面的高度差将______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)用另一种密度不同液体做了如图戊所示的对比实验,得到的结论是“液体内部压强大小与密度大小无关”。该结论是______的,原因是______。
【答案】(1)高度差 (2)压强计的气密性很差,存在漏气的问题 B (3)相等 (4)变大 (5)错误 没有控制深度相同
【解析】(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的;(2)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),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;(3)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大;(5)他的结论是错误的,因为没有按照控制变量法的要求来进行实验,应保持深度相同的情况下,观察液体密度对压强大小的影响。
24.某科学实验小组利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器测量大气压强的值,实验步骤:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是_____;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为29.9N;
(3)如图所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 _____cm,计算出活塞的横截面积;
(4)计算得到大气压强数值为 _____Pa;
(5)同学们发现实验误差较大,请分析,该实验过程中导致误差因素有(请写出两条);
① _____
② _____
【答案】(1)排尽注射器内的空气 (3) 6.00 (4)8.97×104 (5)空气没有排尽 活塞与筒壁之间有摩擦
【解析】(1)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,为了排尽注射器内的空气,减小实验误差。(3)如图乙所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为6.00cm,注射器全部刻度部分容积为20mL=20cm3活塞的横截面积为(4)大气压强的值为
(5)发现实验误差较大,造成误差的主要原因是由于注射器内的空气没有排尽、或橡皮帽密封不好、拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦。
25.小明家刚买的一套茶具中有一个平底茶壶,根据说明书得知茶壶的质量为0.3kg、底面积为40cm2,小明往放在水平桌面上的茶壶内倒入500g水,测得水深10cm,如图所示,若茶壶的厚度忽略不计,水的密度为1.0×103kg/cm3,求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)装水后茶壶对水平桌面的压强。
解:(1)水深,已知茶壶的底面积为
水对茶壶底部的压强
水对茶壶底部的压力
(2)已知茶壶质量,茶壶重力为
茶壶内水的质量,水的重力为
桌面受到的压强为
答:(1)水对茶壶底部的压力为;
(2)装水后茶壶对水平桌面的压强为。
23.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为2kg的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S、2S。(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
(1)求水的体积V;
(2)求甲容器中0.1米深处水的压强p水;
(3)将同一物体分别浸没在两液体中时,液体不溢出。若水和酒精对容器底部压强的变化量分别为p水、p酒,求p水与p酒的比值。
解:(1)水的体积
(2)甲容器中0.1米深处水的压强
(3)同一物体分别浸没在两液体中时,排开液体体积相同,故可以列等式
带入数据可知经整理可知,水和酒精对容器底部压强的变化量分别为,,p水与p酒的比值
答:(1)水的体积为;
(2)甲容器中0.1米深处水的压强为1000Pa;
(3)p水与p酒的比值为。
27.阅读短文,回答问题。
通榆河船闸与湿地压强应用探秘
盐城地处苏北平原,水系发达,通榆河作为盐城核心水利干线,贯穿全市南北,是苏北地区防洪排涝、水资源调配、内河航运的关键枢纽,其配套的船闸工程广泛运用压强相关物理原理,造福地方民生与航运发展。通榆河船闸完全依托连通器原理设计建造,船闸分为上下游闸室、闸门、输水管道等结构,船只通航时,通过开闭输水阀门,让闸室与上下游河道水体连通,待水面完全相平后,即可开启闸门通行船只,极大保障了内河航运的安全与顺畅。
同时,盐城拥有全球知名的黄海湿地世界自然遗产,广袤的滩涂湿地栖息着丹顶鹤、麋鹿等珍稀保护动物。丹顶鹤长期栖息在湿地滩涂浅水区,修长纤细的双脚站立在松软滩涂之上,相较于笨重的陆生动物,丹顶鹤脚掌受力面积更小,能够有效减小对滩涂的压强,避免陷入淤泥中,完美适配湿地生存环境。
此外,盐城水利堤坝均设计为上窄下宽的梯形结构,这是液体压强的典型应用。液体内部压强随深度增加而增大,堤坝下部水深更大,承受的水的压强和压力远大于上部,加厚加宽的坝体结构,能够有效抵御深水压强冲击,防止堤坝变形、渗漏、坍塌,守护沿线数十万居民的生命财产安全。在日常防汛工作中,工作人员也会利用气压监测设备,监测水域上空大气压变化,预判降雨、大风等天气变化,助力盐城防汛减灾工作。
(1)通榆河船闸工作时利用了____原理,该结构的核心特点是上端开口、底部____。
(2)盐城黄海湿地的丹顶鹤站立在滩涂上,纤细的脚掌可以通过____受力面积的方式____对滩涂的压强,避免陷入淤泥。
(3)盐城河道堤坝设计成上窄下宽的根本原因是:液体内部压强随深度的增大而____,深水处堤坝需要承受更____的水压。
(4)下列生活、工程场景中,与通榆河船闸工作原理不同的是( )
A. 家用茶壶 B. 锅炉水位计 C. 医用注射器 D. 过路涵洞
(5)关于大气压强与盐城防汛监测,下列说法正确的是( )
A. 大气压的数值固定不变,不受环境影响 B. 阴雨天气压低,晴朗天气压相对偏高
C. 海拔越高,大气压强越大 D. 大气压仅存在于高空,地面无大气压强
【答案】(1)连通器;相连(2)减小;减小(3)增大;大(4)C(5)B
【解析】(1)船闸、茶壶、水位计等设备均利用连通器原理,连通器的定义为上端开口、底部相互连通的容器,静止时各容器液面保持相平。(2)压强公式p=,丹顶鹤自身重力不变,对滩涂压力不变,纤细脚掌减小受力面积,从而减小压强,适配松软滩涂环境。
(3)根据液体压强规律p=\rho gh,同种液体,深度越深,液体压强越大,堤坝下部水深大、压强大,因此设计为上窄下宽。(4)连通器适用场景为上端开口底部连通,ABD均为连通器应用;医用注射器依靠大气压强工作,与连通器原理无关,故选C。(5)大气压不是固定值,受天气、海拔影响,A错误;海拔越高空气越稀薄,气压越小,C错误;地面、高空均存在大气压强,D错误;阴雨天气空气湿度大、气压低,晴天气压偏高,B正确。
四.提优训练
(一)选择题
1.(2025春·苏州姑苏区期末)甲乙均匀实心正方体,质量相等,S甲:S乙=2:3,平放地面,对地压强之比p甲:p乙为( )
A.2:3 B.3:2 C.1:1 D.4:9
【答案】:B
【解析】:m相等→F甲=F乙,p=,F不变p与S成反比,p甲/p乙=S乙/S甲=3/2。
2.(2025春·南通如皋期末)甲乙两容器底面积相同,装入等高同种液体,甲上宽下窄、乙柱形,比较液体对容器底压强( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法确定
【答案】:C
【解析】:p=ρgh,ρ、h完全相同,液体压强相等,压强和容器外形无关;液体对底压力和容器形状有关。
3.(2025春·盐城大丰期末)相同底面积甲乙两容器,装入等质量不同液体,液面高度甲>乙,则液体对容器底压强( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.相等 D.不确定
【答案】:B
【解析】:液体质量相等、体积V甲>V乙→ρ甲<ρ乙,h甲>h乙,ρ影响更大,p甲<p乙。
4.(2025春·南京秦淮期末)自制气压计从山脚搬至山顶,细玻璃管内液面变化( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.先降后升
【答案】:B
【解析】:山顶外界大气压变小,瓶内气压大于外界气压,将瓶内液体压入细管,液面升高。
5.(2025春·泰州姜堰期末)U形管压强计探头从水面慢慢向下深入,U形管两侧液面高度差( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.先大后小
【答案】:B
【解析】:探头入水深度增大,液体压强变大,压强计U形管液面高度差随探头处压强同步变大。
6.(2025春·无锡江阴期末)连通器内装入不同液体,静止液面不相平,原因是( )
A.底部未连通 B.上端不全开口 C.液体密度不同 D.容器粗细不同
【答案】:C
【解析】:连通器液面齐平前提:同种液体;液体密度不同,平衡时液面高度不同。
7. 如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )
A. 打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙
B. 打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲
C. 打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动
D. 打开阀门K后,因为乙中的水多,所以从乙流到甲
【答案】C
【解析】如图,当阀门打开后两个容器构成连通器。根据连通器的特点可知,各容器中的同种液体静止时液面相平,图示中的容器的都是水,并且两容器中水面相平,故打开阀门后,水不会流动。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
8. 如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;故选B.
9.图所示两个使用吸盘的实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B. 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的一半
C. 利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D. 利用乙图的实验可以粗测大气压的值
【答案】D
【解析】A.甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力,在水平方向受大气对吸盘的压力和支持力,二力也是一对平衡力,因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,故A错误;B.乙图中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的重力,故B错误;C.由A选项的分析可知,甲图不能求出大气对吸盘的压力,故不可以粗测大气压的值,故C错误;D.由B选项的分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,故可以粗测大气压的值,故D正确。故选D。
10. 同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是( )
A. 甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B. 乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,U形管两边液面高度差不变
C. 丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值
D. 丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
【答案】C
【解析】A.甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,对海绵的压力越小,受力面积不变,对海绵的作用效果越不明显,故A错误;B.乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,受到的压强变大,U形管两边液面高度差越大,故B错误;C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S,大气压强故C正确;D.丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小、沸点降低,水再一次沸腾,可知气压减小,水的沸点降低,故D错误。故选C。
11.下列实验中不能揭示流体压强与流速关系的是( )
A.向两张纸中间吹气,纸片相互靠拢 B.吹气时,纸条向上飘
C.用吸管从瓶中吸饮料 D.快速向下吹气,乒乓球不会掉下来
【答案】:C
【解析】A:向两纸中间吹气,纸靠拢,是中间流速大、压强小,能展示该关系。B:吹气时纸条上飘,是纸条上方流速大、压强小,能展示该关系。C:用吸管吸饮料,利用的是大气压,不能展示流体压强与流速的关系。D:快速向下吹气,乒乓球不会落下,是乒乓球上方流速大、压强小,下方压强大,能展示该关系。
12.某高压锅排气孔横截面积为10mm²,限压阀质量为60g,使用时当地大气压强为1×10⁵Pa,g取10N/kg。当限压阀被顶起时,锅内气体的最大压强为( )
A. 1.6×10⁵Pa B. 2.0×10⁵Pa C. 0.6×10⁵Pa D. 1.0×10⁵Pa
【答案】:A
【解析】:首先计算限压阀对排气孔的压力:根据F = G = mg,已知m = 60g = 0.06kg,g = 10N/kg,则F = 0.06kg×10N/kg = 0.6N。 再根据压强公式p=F/S计算限压阀产生的压强,其中S = 10mm² = 10×10-6m² = 1×10-5m²,则p=F/S=0.6N/1×10-5m²= 0.6×105Pa。 最后,锅内气体的最大压强等于大气压强与限压阀产生的压强之和,即p总=p0+p = 1×105Pa + 0.6×105Pa = 1.6×105Pa。所以答案选A。
(二)填空题
13.(2025春·苏州昆山期末)质量M的容器自重15N,底面积0.02m2,装入4kg水,水平桌面:容器对桌面总压力=____N;桌面受到压强=Pa;若倒出一半水,容器对地压强(变大/变小/不变)。(g=10N/kg)
【答案】:55;2750;变小
【解析】:G水=40N,F总=40+15=55N,p=55N/0.02m2=2750Pa;倒水总重力减小,压强变小。
14.(2025春·南通如皋期末)托里拆利实验中,玻璃管倾斜,水银柱竖直高度____、水银柱长度____;若混入少量空气,测出大气压数值比真实值____。
【答案】:不变;变长;偏小
【解析】:大气压不变,竖直水银高度恒定;倾斜水银柱变长;空气压强向下压水银,水银高度下降,测量值偏小。
15.(2025春·盐城大丰期末)拦河大坝做成上窄下宽:液体压强随深度____;深海潜水服抗压是因为深处液体压强____;潜水艇上浮时舱内排水,艇身所处深度减小,受到液体压强____。
【答案】:增大;很大;变小
【解析】:p=ρgh,深度越大液体压强越大,大坝下部承受压强大,加厚加宽。
16.一头质量为5×103kg的大象站在水平地面上时留下的脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为25cm2(数方格数时,不足一格的按半格计)。大象的重力是 N,它四脚站立时对地面压强是 Pa;若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),g取10N/kg。
【答案】5×104;2.5×105;变大。
【解析】(1)大象的重力:G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,(2)大象对地面的压力:F=G=5×104N,整个方格加上超过半格的方格共计20个,每只脚与地面接触面积大约是20×25×10﹣4m2=5×10﹣2m2,=2.5×105Pa;(3)若大象抬起一条腿,受力面积变小,根据p=,它对地面的压强变大。故答案为:5×104;2.5×105;变大。
17.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6 cm,则水对容器底的压强为________ Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将________,容器对水平桌面的压强将________(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
【答案】600 变大 变大
【解析】水对容器底的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-2 m=600 Pa;把该容器倒放在该桌面上后,容器内水的深度变大,容器与水平桌面的接触面积变小,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强变大;因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,容器对桌面的压力不变,由p=可知,容器对水平桌面的压强变大
18. 小明家新购置的房间要装修,从地板到墙上1 m处要贴不同颜色的瓷砖,为此要在墙的四周画一水平线。装修师傅用如图所示的一根长胶管里装适量的水,先在某一标准1 m处定一个点A,然后将管的一端放在A点,让水面与A点始终相平,另一端分别放在墙面不同位置,在水面处定出B、C、D点,用直线将A、B、C、D连起来,便画出了水平线。这是运用了___________原理;若胶管中间某处压瘪了一点,但水仍可流动,将 ___________(填“影响”或“不影响”)水平线的准确程度;请你举出生活生产中应用相同原理的1个例子:__________。
【答案】 连通器 不影响 船闸(或茶壶、锅炉水位计)
【解析】长胶管内装水,上部开口,下部连通,所以是连通器,在水不流动时, A、B两点的液面相平,这是运用了连通器原理。中间某位置压瘪了一点,液柱的形状改变,仍然是连通器,所以静止时两管中液面还是相平的,准确度不受影响。生活生产中应用连通器原理的例子很多,例如:船闸(或茶壶、锅炉水位计)等都是应用了连通器的原理。
19.如图所示,把两个乒乓球放在水面并保持一定距离,然后用注射器吸满水并向两个乒乓球之间喷水。拉动注射器活塞,水进入注射器是利用了 ;用注射器向两个乒乓球之间喷水,乒乓球向 (选填“中间靠拢”或“两侧分开”),这说明液体流速大的地方,压强 。
【答案】大气压(大气压强);中间靠拢;小
【解析】拉动注射器活塞,水进入注射器的原理:拉动活塞时,注射器筒内的气压减小,外界大气压就会把水压进注射器里,所以这里利用了大气压(大气压强)。向两个乒乓球之间喷水时乒乓球的运动,向两个乒乓球中间喷水,中间的水流速度大,根据流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小。因此两球中间的压强小于两侧的压强,两侧的大气压会把乒乓球向中间靠拢。这一现象说明:液体流速大的地方,压强小。
20. 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg(杯壁的厚度可忽略)。玻璃杯的重力大小为_____。
在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,则水的深度为_____。猜测玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的_______.
【答案】2N 0.1m (a)
【解析】由于水平面上物体对桌面的压力和自身的重力相等,所以根据p=可得,空玻璃杯的重力:G=F=pS=200 Pa×0.01m2=2N。 由p=ρgh可得,水的深度:h===0.09m。 由ρ=可得,1 kg水的体积:V===0.001m3,假设杯壁是竖直的,装入1 kg的水后杯中水的深度:h′===0.1m,因为水的实际深度h<h′,所以玻璃杯是底小、口大,大致形状是图(a)。
(三)解答题
21.作图题
(1)一物体所受的重力是100N,将它放在水平地面上时,画出它对地面的压力的示意图;
(2)如图所示是手将图钉按入墙壁的情景,请画出手对图钉压力的示意图。
(3)如图,三个两端开口的玻璃管,下端用橡皮膜封住,插入水中。A管内装入与外面液面等高的盐水;B管内装入与外面液面等高的酒精;C为空管。请画出橡皮膜大致的形变情况()。
【答案】(1)(2) (3)
【解析】(1)压力的作用点在接触面的中央,过作用点作垂直于水平地面,并指向下的力,且大小等于重力,如图所示: (2)手对图钉的压力作用点在图钉上,方向垂直于图钉面向右,过力的作用点画一条有向线段,并标记F表示压力,如图所示。 (3)A管内装有与水面相平的浓盐水,橡皮膜上面受到盐水的压强,下面受到水的压强,根据液体压强公式判断橡皮膜上下表面受到的压强大小关系,进而判断出橡皮膜的形状;B管内装有与水面相平的酒精,橡皮膜上面受到酒精的压强,下面受到水的压强,根据液体压强公式判断橡皮膜上下表面受到的压强大小关系,进而判断出橡皮膜的形状。C为空管,水对橡皮膜有向上的压强;
22、如图中的A、B是两只用同种材料制成的容积都是1.5×10-2m3、质量都是1kg的桶.(g取10N/kg)
(1)在搞卫生时,你会选用哪只桶来提水,请说明理由;
(2)一桶水的重力G水是多少?
(3)如图所示提水时,如果提手与手的接触面积为1×10-3m2,则手受到的压强是多大
解:(1)选A桶比较恰当,在压力一定时,A桶提手处受力面积大,水桶对手的压强小,手提水桶时会比较舒服;
(2)一桶水的体积为1.5×10-2m3,根据ρ=可得水的质量:m水=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-2m3=15kg,一桶水的重力:G水=m水g=15kg×10N/kg=150N;
(3)手受到的压力:F=G水+m桶g=150N+1kg×10N/kg=160N,
手受到的压强:。
23.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S1、S2.(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
物体
密度
体积
A
ρA
VA
B
ρB
VB
求:(1)甲容器中0.1米深处水的压强p水;
(2)若乙容器中酒精的体积为3×10﹣3米3,求酒精的质量m酒精;
(3)若现将小球A和B分别浸没水和酒精中(液体不会溢出),甲和乙两个容器对水平地面压强的增加量的比值是水和酒精对容器底部压强的增加量的比值的2倍,求ρA和ρB的比值。
解:(1)甲容器中0.1米深处水的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
(2)由ρ=得酒精的质量m酒精=ρ酒精×V酒精=0.8×103kg/m3×3×10﹣3m3=2.4kg
(3)由ρ=得,小球A、B的质量分别为mA=ρAVA,mB=ρBVB,则甲和乙两个容器对水平地面压力增加量分别为F1甲=GA=mAg=ρAVAg,F1乙=GB=mBg=ρBVBg
对水平地面压强的增加量分别为p1甲=;p1乙=
由于小球A和B分别浸没水和酒精中(液体不会溢出),V排=V球,则水和酒精深度的增加量分别为h甲=,h乙=,水和酒精容器底部压强的增加量分别为
p2甲=ρ水gh甲=ρ水g;p2乙=ρ酒精gh乙=ρ酒精g
根据题意可知=2,即=2×
解得===
答:(1)甲容器中0.1米深处水的压强为980Pa;
(2)酒精的质量为2.4kg;
(3)ρA和ρB的比值为5:2。
24.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相同时,___________。
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成___________宽度的两段,两包装带下方挂___________数量的钩码。 (均选填“相同”或“不同”)
(3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥___________来比较压力作用效果的,物理学中,我们用___________来表示压力的作用效果。
(4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发生___________。
【答案】(1)压力越大,压力的作用效果越明显 (2)不同 相同 (3)凹陷程度 压强 (4)形变
【解析】(1)把包装带撕成相同宽度的两段,在包装带下方挂上不同数量的钩码,是控制受力面积相同,改变压力大小,因此探究的是:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(2)探究压力的作用效果跟受力面积的关系时,要控制压力相同,改变受力面积,因此应将橡皮膜换成不同宽度的两段,两包装带下方挂相同数量的钩码。(3)实验中通过观察橡皮膜凹陷程度来比较压力作用效果,物理学中,我们用压强来表示压力的作用效果。橡皮膜发生凹陷,说明力的作用效果可以使物体发生形变。(4)压力越大,压力的作用效果越明显,即橡皮膜的凹陷程度不同(压力越大,凹陷程度越大)。
25. 为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学提出了一些猜想,并对猜想进行验证。
(1)下列A、B、C是小红同学提出的三个猜想,题中已经写出一个,请你帮小红写出另外两个:猜想A:液体的压强可能与液体的面积有关;猜想B:液体的压强可能与液体的______有关;猜想C:液体的压强可能与液体的______有关;
(2)如果影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这在科学探究中被称作______ ;
(3)如图是小红同学设计的用U型管压强计研究影响液体压强因素的实验:
请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:
实验1是想验证______相同时,液体的压强与______的关系;
实验2是想验证______相同时,液体压强与______的关系;
实验3是想验证在同种液体中______相同时,液体向各个方向的压强都______。
【答案】 (1)液体密度 深度 (2)控制变量法 (3)液体密度 深度 深度 液体密度 深度 相同
【解析】(1)液体压强可能跟液体的深度、密度、方向、面积有关。(2)影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法是控制变量法。(3)实验1:液体的密度相同,橡皮膜的方向相同,橡皮膜的面积相同,液体的深度不同,U型左右管的液面差不同,压强不同,说明液体的压强跟液体的深度有关。实验2:液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,橡皮膜的面积相同,液体的密度不同,U型左右管的液面差不同,压强不同,说明液体的压强跟液体的密度有关。实验3:液体的密度相同,液体的深度相同,橡皮膜的面积相同,橡皮膜的方向不同,U型左右管的液面差相同,压强相同,说明液体向各个方向的压强相等。
26.在学校科技社团活动中,小梦同学所在的团队利用3D打印机制作了如图1所示的飞机模型。她了解到飞机在空中飞行时受多种因素的影响。
(1)小梦思考飞机升力与迎角(α)大小有什么关系?在老师的帮助下,她利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图2方式进行如下实验,
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。
②改变迎角的大小,使其分别为5°10°、15°、20°,重复步骤①并计算升力平均值。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图3。
本实验得出的结论: 。
(2)小梦想要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”。利用现有器材,只要控制 不变,通过调节 改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。以不同的风速进行多次实验,如图4所示,托盘测力计的示数与风速大小的关系记录如下表。
风速(m/s)
0
5
10
15
20
25
30
托盘测力计的示数(N)
15
14.5
13
11
8
3.5
由该实验结果推测飞机起飞应该选择顺风起飞还是逆风起飞更好?并说明理由 。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符且飞机迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大,若飞机以600km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α1,而以900km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α2,(α1,α2均小于15°)。请比较α1,α2大小关系: 。
【答案】(1)在风速一定时,升力随着迎角的增大而增大,超过15°后,升力随迎角的增大而减小 (2) 迎角 风扇风速 逆风; (3)α1>α2
【解析】(1)实验步骤补充与结论:① 补充步骤:改变风扇的风速(或改变机翼模型的倾斜角度),重复步骤中测力计计平均值的操作。② 结论:在其他条件相同时,空气流速越大,机翼产生的升力越大(或机翼倾斜角度合适时,升力更大,合理即可)。(2)数据分析与填空:① 由表格数据可知,当风速增大时,测力计示数减小,说明机翼受到的升力增大;当飞机的滑行速度达到10\mathrm{m/s}时,升力开始明显增大。② 若要让飞机起飞,需让机翼的升力大于飞机的重力,因此飞机需要达到一定的滑行速度,升力足够大时才能升空。(3)实际应用分析:飞机逆风起飞时,相对空气的流速会增大,升力会更快达到起飞所需的大小,因此逆风更有利于飞机起飞。
27.阅读短文,回答问题。
航天科技与物理实验中的压强奥秘
2025年我国航天科普事业持续推进,空间站在轨科学实验、月壤建材研发等航天科技成果,蕴含大量初中物理压强知识,也成为中小学科技课堂的重点学习内容。我国科研团队研发的月壤砖是未来月球基地建设的核心材料,区别于普通建筑砖块,月壤砖采用特殊压制工艺制成,质地坚硬、密度适中、抗压能力极强,能够抵御月球复杂环境产生的压力与压强,同时质量轻便,便于航天器运输与太空施工。
月球表面没有大气层,因此不存在大气压强,与地球环境形成鲜明对比。在太空微压、无气压环境下,普通敞口容器中的水会快速沸腾汽化,这也是液体沸点与气压关系的直观体现,气压越低,液体的沸点越低。
在校园物理课堂中,八年级学生常开展压强探究实验。在探究压力作用效果影响因素实验中,同学们利用海绵、砝码、小桌完成实验,通过海绵的凹陷程度反映压强大小,运用转换法探究压力、受力面积对压强的影响。在探究液体内部压强特点实验中,借助U形管压强计,改变探头的深度、方向、液体种类,总结出液体压强的完整规律。
同时,校园生活中处处有压强现象:同学们书包的宽大背带、运动鞋的防滑鞋底、打扫卫生用的吸盘抹布、钢笔吸墨水等场景,分别运用了固体压强、大气压强的物理知识。规范运用压强知识,既能解释生活现象,也能助力学生建立科学的物理思维,体会物理与科技、生活的紧密联系。
(1)2025航天科技中的月壤砖抗压性能优异,是通过提升材料硬度,抵御外界____的作用;月球表面无大气层,因此不存在____压强。
(2)液体沸点与气压密切相关,气压越低,液体沸点____;标准大气压下,水的沸点为____℃。
(3)校园压强探究实验中,通过海绵___反映压力作用效果大小,该物理研究方法为___法。
(4)下列校园生活实例中,属于减小压强的是( )
A. 书包宽大的背带 B. 铅笔笔尖磨得很尖
C. 运动鞋凸起鞋钉 D. 美工刀锋利刀刃
(5)关于液体压强与大气压强,下列说法错误的是( )
A. 液体内部向各个方向都有压强 B. 大气压强随海拔升高而减小
C. 液体压强与容器形状密切相关 D. 托里拆利实验可精确测量大气压数值
【答案】(1)压强;大气(2)越低;100(3)凹陷程度;转换(4)A(5)C
【解析】(1)月壤砖用于太空基建,需抵御外界压力产生的压强;大气压强由大气层产生,月球无大气层,因此无大气压强。(2)液体沸点随气压降低而降低、随气压升高而升高;地球标准大气压下,纯水的沸点固定为100℃。(3)压力作用效果无法直接观察,通过海绵形变的凹陷程度间接体现,这种将不易观察的物理量转化为易观察物理量的方法是转换法。(4)宽大背带增大受力面积,减小书包对肩膀的压强;BCD均为减小受力面积、增大压强,故选A。(5)根据液体压强公式p=ρgh,液体压强只与液体密度、深度有关,与容器形状、液体质量无关,C错误;ABD表述均正确。
(
1
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物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期末提优特训5
《压强》专题(盐城专版)
一.特训目标
(
1.知识:明确压力概念、压力与重力区别,掌握压强定义、公式p=
、单位,熟练区分增大、减小压强实例。熟记液体压强规律,掌握液体压强公式p=
ρ
gh,理解深度h物理意义,会连通器原理及生活应用。牢记马德堡半球(证明大气压存在)、托里拆利(测大气压数值)两大经典实验,记住标准大气压数值、大气压随海拔变化规律;掌握流体压强与流速关系及应用。
2.能利用控制变量法、转换法分析压力作用效果、液体内部压强探究实验,辨析实验易错点。区分固体压强、液体压强计算逻辑:固体先求压力F再算p;液体先用p=
ρ
gh求压强再算液体压力F=pS。结合生活场景辨析大气压、流体压强实例,能完成压强基础计算与中档综合计算。
3.结合生活、工程实例(水坝、登山、飞机机翼)建立物理模型,养成规范审题、找准受力面积/液体深度的解题习惯。
)
二.期末考点分析+应对策略
(
(一)高频考点(期末必考四大模块)
考点1:压力与固体压强
(1)考向:
①
压力作图、压力与重力辨析;
②
增减压强生活实例判断;
③
水平放置均匀柱体固体压强计算;
④
探究压力作用效果实验(转换法、控制变量)。
(2)应对策略:水平桌面F=G=mg牢记;受力面积是实际接触面积,单位统一换算成m
2
;实验题紧盯
“
控制哪个变量、改变哪个变量
”
。
考点2:液体压强规律与计算(重难点)
(1)考向:
①
U形管压强计实验辨析;
②
液体深度、密度对压强大小比较;
③
不规则容器液体对底压强、容器对桌面压强区分;
④
连通器识别。
(2)应对策略:h是液面到待测点竖直高度,非容器高度、斜线长度;液体压强只与
ρ
、h有关,与容器形状无关;容器对桌面是固体压强,总压力=液体+容器总重。
考点3:大气压强
(1)考向:两大实验辨析、大气压随海拔变化、大气压生活应用(吸盘、高压锅、瓶吞鸡蛋)、自制气压计液面变化分析。
(2)应对策略:马德堡
→
证明存在;托里拆利
→
测出数值;海拔越高气压越低、沸点越低。
考点4:流体压强与流速
(1)考向:机翼升力、安全线、喷雾器等实例判断:流速大
→
压强小。
(2)应对策略:凡是流体快速流过位置压强变小,固定结论直接套用。
(二)易错警示
1.错把物体重力全部当作压力(斜面、悬挂物体压力
≠
重力);
2.液体深度错从容器底部算起;
3.液体对容器底压力
≠
液体重力(上宽下窄、上窄下宽容器)。
)
三.强化基础
(一)选择题
1.(2025春·盐城大丰期末)下列生活实例中,属于增大压强的是( )
A.滑雪板板面宽大 B.书包加宽背带 C.菜刀刀刃打磨锋利 D.铁轨铺设枕木
2.(2025春·泰州姜堰期末)关于压力与重力,下列说法正确的是( )
A.压力一定等于重力 B.压力方向总是竖直向下
C.放在斜面物体,压力小于自身重力 D.重力是接触面形变产生的力
3.(2025春·苏州姑苏期末)液体压强公式p=ρgh中深度h物理含义是( )
A.容器总高度 B.待测点到容器底部距离 C.液面到待测点竖直高度 D.液体整体长度
4.(2025春·无锡江阴期末)下列仪器利用连通器原理工作的是( )
A.自制简易气压计 B.医用注射器 C.茶壶 D.吸尘器
5.(2025春·南通如皋期末)能够证明大气压真实存在的经典实验是( )
A.托里拆利实验 B.马德堡半球实验 C.帕斯卡裂桶实验 D.覆杯实验
6.(2025春·南京秦淮期末)高原地区煮饭难煮熟,原因是( )
A.气温低 B.气压低、水沸点低于100℃ C.气压高、沸点高 D.氧气不足
7.如图在“探究影响压力作用效果的因素”实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等;
②图甲中小桌对海绵压力的作用效果比图乙中的明显;
③甲、乙两次实验,说明压力作用效果跟压力的大小有关;
④为了完成整个实验,可以将图乙中的砝码取下来,并将看到的实验现象和图甲中的对比.
A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④
8. 如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
A. 8∶1 B. 4∶3 C. 1∶2 D. 4∶1
9.如图所示,完全相同的试管A、B中分别盛有液体,将试管B倾斜,使两试管中液面相平,两试管中液体对试管底部的压强分别为pA、pB。下列说法中正确的是(水=1.0103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.若pA=pB,则试管A中液体的密度大于试管B中液体的密度
B.若pA=pB,则试管A中液体的质量大于试管B中液体的质量
C.若将试管B竖直放置,则液体对试管B底部的压强保持不变
D.若试管B中的液体是水,则pB700Pa
10. 如图所示,用一块轻质塑料片挡住两端开口的玻璃筒的下端,把玻璃筒竖直插入水中到一定深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面2cm时,塑料片下沉。关于液体密度ρ液和水的密度ρ水的大小关系比较( )
A. ρ液>ρ水 B. ρ液=ρ水 C. ρ液<ρ水 D. 不能确定
11.科技节,同学们用吹风机和一串气球表演“风火轮”,随着吹风机吹出空气,气球转动并向吹风机上方移动,这是因为吹风机的上方空气( )
A.流速大,压强小 B.流速大,压强大 C.流速小,压强小 D.流速小,压强大
12.小明利用如图所示的装置估测大气压的值。弹簧测力计、2mL注射器、刻度尺、钩码等。他进行了如下实验:先拔去橡皮帽,把注射器的活塞推至注射器筒的底端,当钩码加至1N时,针筒恰由静止开始向右移动,此时弹簧测力计示数为0.4N;然后将活塞推至底端,用橡皮帽密封小孔,增加钩码的重,当弹簧测力计示数为5.3N时,针筒开始向右移动。用刻度尺量出针筒全部刻度的总长度为4.0cm。下列说法中正确的是( )
①活塞与针筒间的摩擦力为1N ②活塞与针筒间的摩擦力为0.4N
③大气压的数值为9.8×104Pa ④此时当地大气压的数值1.06×105Pa
A.①④ B.①③ C.②④ D.②③
(二)填空题
13.(2025春·盐城大丰区期末)探究压力作用效果实验中,通过海绵___反映压力作用效果(转换法);受力面积相同时,___越大,形变越明显;压力相同时,___越小,压强越大。
14.(2025春·泰州姜堰区期末)标准大气压数值约为____Pa;大气压随海拔升高而____;高压锅通过密闭增大气压,从而____液体沸点。
15.(2025春·无锡宜兴期末)液体内部同一深度,液体向各个方向压强____;深度越深,液体压强____;同种液体深度不变,液体密度变大,压强____。
16.一头质量为6000kg大象,每只脚掌的面积为600cm2,它的重力为___________N,它四只脚着地时对地面的压强为___________Pa.若大象抬起一条腿,它对地面的压强__________(选填“变大”“变小”或“不变”).(g取10N/kg)
17.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,A点压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点压强;水对容器底部的压强为2×103 Pa,则容器内水深h为________ cm,液体对容器底部的压力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
18. 在生活中,我们有时因为生病而需要打针输液,如图为输液装置示意图,药瓶瓶口插有两根管子,其中C管的作用是利用________使药液从A管中顺利流出;针头的表面做得非常光滑,这是为了_____以减轻病人的痛苦;若要提高输液速度,除了调节调节器外,还有一个简便的方法就是________。
19.如图甲所示,步行在雨中,我们会打一把伞,一阵大风吹来,雨伞会被向上吸起来,产生这一现象的原因是伞上方空气流速______,压强______(前两空均选填“大”或“小”);如图乙所示为某同学自制的水气压计,该同学拿着气压计从1楼走到10楼的过程中,细管中的水柱将______(选填“升高”“降低”或“不变”)。
20.在《哪吒2》的海底 battle 场景中,敖丙操控海水形成高 8 米的水柱攻击哪吒。已知海水密度为1.03×103kg/m3 ,g=10N/kg,则水柱底部的压强为___Pa;若水柱底面积为 0.5m2,则水柱对底面的压力为___N;若哪吒在水下 5 米深处悬停,他受到的液体压强为___Pa。
(三)解答题
21、作图题
(1)画出图中物体对支持面的压力示意图。
(2)作出斜面上的物体对斜面的压力的示意图.
(3)如图所示,一个竖直放置的柱形小筒注有水,在筒壁上开有A、B、C三个大小相同的小孔,请根据液体内部压强的特点画出水从三个小孔中喷射的轨迹示意图.
22.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察 来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制
大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是
_________________________。以下实例中应用该结论的有 。(选填字母)
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:
。
23.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示的压强计是通过U形管中水面的______来反映被测压强大小的;
(2)按与不按压强计探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,可能原因是______。排除此故障后在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过______(填写正确选项前字母)方法可以进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察U形管两边液面的高度差将______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)用另一种密度不同液体做了如图戊所示的对比实验,得到的结论是“液体内部压强大小与密度大小无关”。该结论是______的,原因是______。
24.某科学实验小组利用注射器,弹簧测力计,刻度尺等器测量大气压强的值,实验步骤:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔,这样做的目的是_____;
(2)如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚被拉动时,记下弹簧测力计的示数为29.9N;
(3)如图所示,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为 _____cm,计算出活塞的横截面积;
(4)计算得到大气压强数值为 _____Pa;
(5)同学们发现实验误差较大,请分析,该实验过程中导致误差因素有(请写出两条);
① _____
② _____
25.小明家刚买的一套茶具中有一个平底茶壶,根据说明书得知茶壶的质量为0.3kg、底面积为40cm2,小明往放在水平桌面上的茶壶内倒入500g水,测得水深10cm,如图所示,若茶壶的厚度忽略不计,水的密度为1.0×103kg/cm3,求:
(1)水对茶壶底部的压力;
(2)装水后茶壶对水平桌面的压强。
23.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为2kg的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S、2S。(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
(1)求水的体积V;
(2)求甲容器中0.1米深处水的压强p水;
(3)将同一物体分别浸没在两液体中时,液体不溢出。若水和酒精对容器底部压强的变化量分别为p水、p酒,求p水与p酒的比值。
27.阅读短文,回答问题。
通榆河船闸与湿地压强应用探秘
盐城地处苏北平原,水系发达,通榆河作为盐城核心水利干线,贯穿全市南北,是苏北地区防洪排涝、水资源调配、内河航运的关键枢纽,其配套的船闸工程广泛运用压强相关物理原理,造福地方民生与航运发展。通榆河船闸完全依托连通器原理设计建造,船闸分为上下游闸室、闸门、输水管道等结构,船只通航时,通过开闭输水阀门,让闸室与上下游河道水体连通,待水面完全相平后,即可开启闸门通行船只,极大保障了内河航运的安全与顺畅。
同时,盐城拥有全球知名的黄海湿地世界自然遗产,广袤的滩涂湿地栖息着丹顶鹤、麋鹿等珍稀保护动物。丹顶鹤长期栖息在湿地滩涂浅水区,修长纤细的双脚站立在松软滩涂之上,相较于笨重的陆生动物,丹顶鹤脚掌受力面积更小,能够有效减小对滩涂的压强,避免陷入淤泥中,完美适配湿地生存环境。
此外,盐城水利堤坝均设计为上窄下宽的梯形结构,这是液体压强的典型应用。液体内部压强随深度增加而增大,堤坝下部水深更大,承受的水的压强和压力远大于上部,加厚加宽的坝体结构,能够有效抵御深水压强冲击,防止堤坝变形、渗漏、坍塌,守护沿线数十万居民的生命财产安全。在日常防汛工作中,工作人员也会利用气压监测设备,监测水域上空大气压变化,预判降雨、大风等天气变化,助力盐城防汛减灾工作。
(1)通榆河船闸工作时利用了____原理,该结构的核心特点是上端开口、底部____。
(2)盐城黄海湿地的丹顶鹤站立在滩涂上,纤细的脚掌可以通过____受力面积的方式____对滩涂的压强,避免陷入淤泥。
(3)盐城河道堤坝设计成上窄下宽的根本原因是:液体内部压强随深度的增大而____,深水处堤坝需要承受更____的水压。
(4)下列生活、工程场景中,与通榆河船闸工作原理不同的是( )
A. 家用茶壶 B. 锅炉水位计 C. 医用注射器 D. 过路涵洞
(5)关于大气压强与盐城防汛监测,下列说法正确的是( )
A. 大气压的数值固定不变,不受环境影响 B. 阴雨天气压低,晴朗天气压相对偏高
C. 海拔越高,大气压强越大 D. 大气压仅存在于高空,地面无大气压强
四.提优训练
(一)选择题
1.(2025春·苏州姑苏区期末)甲乙均匀实心正方体,质量相等,S甲:S乙=2:3,平放地面,对地压强之比p甲:p乙为( )
A.2:3 B.3:2 C.1:1 D.4:9
2.(2025春·南通如皋期末)甲乙两容器底面积相同,装入等高同种液体,甲上宽下窄、乙柱形,比较液体对容器底压强( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法确定
3.(2025春·盐城大丰期末)相同底面积甲乙两容器,装入等质量不同液体,液面高度甲>乙,则液体对容器底压强( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.相等 D.不确定
4.(2025春·南京秦淮期末)自制气压计从山脚搬至山顶,细玻璃管内液面变化( )
A.下降 B.上升 C.不变 D.先降后升
5.(2025春·泰州姜堰期末)U形管压强计探头从水面慢慢向下深入,U形管两侧液面高度差( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.先大后小
6.(2025春·无锡江阴期末)连通器内装入不同液体,静止液面不相平,原因是( )
A.底部未连通 B.上端不全开口 C.液体密度不同 D.容器粗细不同
7. 如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )
A. 打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙
B. 打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲
C. 打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动
D. 打开阀门K后,因为乙中的水多,所以从乙流到甲
8. 如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
9.图所示两个使用吸盘的实验中,吸盘都保持静止,所挂钩码是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A. 甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
B. 乙图中大气对下面吸盘的压力等于钩码的重力的一半
C. 利用甲图的实验可以粗测大气压的值
D. 利用乙图的实验可以粗测大气压的值
10. 同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是( )
A. 甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B. 乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,U形管两边液面高度差不变
C. 丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值
D. 丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
11.下列实验中不能揭示流体压强与流速关系的是( )
A.向两张纸中间吹气,纸片相互靠拢 B.吹气时,纸条向上飘
C.用吸管从瓶中吸饮料 D.快速向下吹气,乒乓球不会掉下来
12.某高压锅排气孔横截面积为10mm²,限压阀质量为60g,使用时当地大气压强为1×10⁵Pa,g取10N/kg。当限压阀被顶起时,锅内气体的最大压强为( )
A. 1.6×10⁵Pa B. 2.0×10⁵Pa C. 0.6×10⁵Pa D. 1.0×10⁵Pa
(二)填空题
13.(2025春·苏州昆山期末)质量M的容器自重15N,底面积0.02m2,装入4kg水,水平桌面:容器对桌面总压力=____N;桌面受到压强=Pa;若倒出一半水,容器对地压强(变大/变小/不变)。(g=10N/kg)
14.(2025春·南通如皋期末)托里拆利实验中,玻璃管倾斜,水银柱竖直高度____、水银柱长度____;若混入少量空气,测出大气压数值比真实值____。
15.(2025春·盐城大丰期末)拦河大坝做成上窄下宽:液体压强随深度____;深海潜水服抗压是因为深处液体压强____;潜水艇上浮时舱内排水,艇身所处深度减小,受到液体压强____。
16.一头质量为5×103kg的大象站在水平地面上时留下的脚印如图所示,假设大象每个脚印的面积相等,图中每个小方格的面积为25cm2(数方格数时,不足一格的按半格计)。大象的重力是 N,它四脚站立时对地面压强是 Pa;若大象抬起一条腿,它对地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),g取10N/kg。
17.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6 cm,则水对容器底的压强为________ Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将________,容器对水平桌面的压强将________(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
18. 小明家新购置的房间要装修,从地板到墙上1 m处要贴不同颜色的瓷砖,为此要在墙的四周画一水平线。装修师傅用如图所示的一根长胶管里装适量的水,先在某一标准1 m处定一个点A,然后将管的一端放在A点,让水面与A点始终相平,另一端分别放在墙面不同位置,在水面处定出B、C、D点,用直线将A、B、C、D连起来,便画出了水平线。这是运用了___________原理;若胶管中间某处压瘪了一点,但水仍可流动,将 ___________(填“影响”或“不影响”)水平线的准确程度;请你举出生活生产中应用相同原理的1个例子:__________。
19.如图所示,把两个乒乓球放在水面并保持一定距离,然后用注射器吸满水并向两个乒乓球之间喷水。拉动注射器活塞,水进入注射器是利用了 ;用注射器向两个乒乓球之间喷水,乒乓球向 (选填“中间靠拢”或“两侧分开”),这说明液体流速大的地方,压强 。
20. 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg(杯壁的厚度可忽略)。玻璃杯的重力大小为_____。
在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,则水的深度为_____。猜测玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的_______.
(三)解答题
21.作图题
(1)一物体所受的重力是100N,将它放在水平地面上时,画出它对地面的压力的示意图;
(2)如图所示是手将图钉按入墙壁的情景,请画出手对图钉压力的示意图。
(3)如图,三个两端开口的玻璃管,下端用橡皮膜封住,插入水中。A管内装入与外面液面等高的盐水;B管内装入与外面液面等高的酒精;C为空管。请画出橡皮膜大致的形变情况()。
22、如图中的A、B是两只用同种材料制成的容积都是1.5×10-2m3、质量都是1kg的桶.(g取10N/kg)
(1)在搞卫生时,你会选用哪只桶来提水,请说明理由;
(2)一桶水的重力G水是多少?
(3)如图所示提水时,如果提手与手的接触面积为1×10-3m2,则手受到的压强是多大
23.如图所示,水平地面上的轻质圆柱形容器甲、乙分别盛有质量均为m的水和酒精,甲、乙的底面积分别为S1、S2.(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
物体
密度
体积
A
ρA
VA
B
ρB
VB
求:(1)甲容器中0.1米深处水的压强p水;
(2)若乙容器中酒精的体积为3×10﹣3米3,求酒精的质量m酒精;
(3)若现将小球A和B分别浸没水和酒精中(液体不会溢出),甲和乙两个容器对水平地面压强的增加量的比值是水和酒精对容器底部压强的增加量的比值的2倍,求ρA和ρB的比值。
24.在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小欣同学利用木条、橡皮泥、包装带和钩码进行探究活动。
(1)如图所示,将橡皮泥做成长方体平放于木条上方,把包装带撕成相同宽度的两段,并将两段包装带绕过橡皮泥,且在包装带下方挂上不同数量的钩码,通过观察对比橡皮泥上端的变化,小欣同学可得出结论:受力面积相同时,___________。
(2)小欣同学想继续探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应进行的操作是:将橡皮泥恢复原状,把包装带撕成___________宽度的两段,两包装带下方挂___________数量的钩码。 (均选填“相同”或“不同”)
(3)实验过程中,小欣同学是通过观察橡皮泥___________来比较压力作用效果的,物理学中,我们用___________来表示压力的作用效果。
(4)橡皮泥被压后会留下凹痕,说明力的作用效果可以使物体发生___________。
25. 为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学提出了一些猜想,并对猜想进行验证。
(1)下列A、B、C是小红同学提出的三个猜想,题中已经写出一个,请你帮小红写出另外两个:猜想A:液体的压强可能与液体的面积有关;猜想B:液体的压强可能与液体的______有关;猜想C:液体的压强可能与液体的______有关;
(2)如果影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这在科学探究中被称作______ ;
(3)如图是小红同学设计的用U型管压强计研究影响液体压强因素的实验:
请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:
实验1是想验证______相同时,液体的压强与______的关系;
实验2是想验证______相同时,液体压强与______的关系;
实验3是想验证在同种液体中______相同时,液体向各个方向的压强都______。
26.在学校科技社团活动中,小梦同学所在的团队利用3D打印机制作了如图1所示的飞机模型。她了解到飞机在空中飞行时受多种因素的影响。
(1)小梦思考飞机升力与迎角(α)大小有什么关系?在老师的帮助下,她利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图2方式进行如下实验,
①闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。
②改变迎角的大小,使其分别为5°10°、15°、20°,重复步骤①并计算升力平均值。
③处理相关数据得到“升力与迎角的关系”如图3。
本实验得出的结论: 。
(2)小梦想要进一步研究“飞机的升力与其飞行的速度关系”。利用现有器材,只要控制 不变,通过调节 改变飞机模型的飞行速度即可获得结论。以不同的风速进行多次实验,如图4所示,托盘测力计的示数与风速大小的关系记录如下表。
风速(m/s)
0
5
10
15
20
25
30
托盘测力计的示数(N)
15
14.5
13
11
8
3.5
由该实验结果推测飞机起飞应该选择顺风起飞还是逆风起飞更好?并说明理由 。
(3)资料显示:本实验结论与实际相符且飞机迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大,若飞机以600km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α1,而以900km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为α2,(α1,α2均小于15°)。请比较α1,α2大小关系: 。
27.阅读短文,回答问题。
航天科技与物理实验中的压强奥秘
2025年我国航天科普事业持续推进,空间站在轨科学实验、月壤建材研发等航天科技成果,蕴含大量初中物理压强知识,也成为中小学科技课堂的重点学习内容。我国科研团队研发的月壤砖是未来月球基地建设的核心材料,区别于普通建筑砖块,月壤砖采用特殊压制工艺制成,质地坚硬、密度适中、抗压能力极强,能够抵御月球复杂环境产生的压力与压强,同时质量轻便,便于航天器运输与太空施工。
月球表面没有大气层,因此不存在大气压强,与地球环境形成鲜明对比。在太空微压、无气压环境下,普通敞口容器中的水会快速沸腾汽化,这也是液体沸点与气压关系的直观体现,气压越低,液体的沸点越低。
在校园物理课堂中,八年级学生常开展压强探究实验。在探究压力作用效果影响因素实验中,同学们利用海绵、砝码、小桌完成实验,通过海绵的凹陷程度反映压强大小,运用转换法探究压力、受力面积对压强的影响。在探究液体内部压强特点实验中,借助U形管压强计,改变探头的深度、方向、液体种类,总结出液体压强的完整规律。
同时,校园生活中处处有压强现象:同学们书包的宽大背带、运动鞋的防滑鞋底、打扫卫生用的吸盘抹布、钢笔吸墨水等场景,分别运用了固体压强、大气压强的物理知识。规范运用压强知识,既能解释生活现象,也能助力学生建立科学的物理思维,体会物理与科技、生活的紧密联系。
(1)2025航天科技中的月壤砖抗压性能优异,是通过提升材料硬度,抵御外界____的作用;月球表面无大气层,因此不存在____压强。
(2)液体沸点与气压密切相关,气压越低,液体沸点____;标准大气压下,水的沸点为____℃。
(3)校园压强探究实验中,通过海绵___反映压力作用效果大小,该物理研究方法为___法。
(4)下列校园生活实例中,属于减小压强的是( )
A. 书包宽大的背带 B. 铅笔笔尖磨得很尖
C. 运动鞋凸起鞋钉 D. 美工刀锋利刀刃
(5)关于液体压强与大气压强,下列说法错误的是( )
A. 液体内部向各个方向都有压强 B. 大气压强随海拔升高而减小
C. 液体压强与容器形状密切相关 D. 托里拆利实验可精确测量大气压数值
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