内容正文:
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九年级物理
第八章压强
【考点梳理】
一、压强
1.压力
(1)定义:
作用在物体一上的力,其方向垂直于受力面并指向受力物体。
(2)影响作用效果的因素:
和。
(3)与重力的区别:压力和重力是两种不同性质的力,其大小也不一定相等,只有当物体自由地放置于水平面上时,压力的大小才等
于重力的大小。
2.压强
(1)物理意义:表示压力作用效果的物理量,在同等情况下,压强越大,压力的作用效果越一。
(2)定义:物体所受的
与的比值,用符号表示。
(3)公式
变形式:
(4)单位;
,符号:
_。1Pa=1N/m2.
(5)应用
①增大方法:
②减小方法:
二、液体压强
1.产生原因:液体受
力,且具有性。
2.特点:(1)液体内部向
都有压强;(2)液体压强随深度的增加而一;(3)同种液体同一深度,向各个方向的压强一:
(4)同一深度,液体密度越大,压强。
3.计算公式:
4.连通器
(1)定义:上端
,底部的容器。
(2)特点:静止在连通器内的同一种液体,各部分直接与接触的液面总是保持在一上。
(3)应用:水壶、水塔、下水道弯管、船闸、锅炉水位计、牲畜自动饮水器、涵洞等。
5.帕斯卡原理:加在密闭液体上的压强,能够
地被液体传递。(应用:液压机和)
三、大气压强
1.产生原因:大气受到
作用且具有性。
2.证明实验:
3.测量:(1)测量实验
;(2)标准大气压:1atm=
mm汞柱=Pa=m水柱。
4.变化:大气压随高度的增加而」
5.应用:抽水机、用吸管喝饮料、吸盘式挂钩、中医拔罐、注射器吸药液等。
四、流体压强
1.流体:
_统称。
2.特点:流速大的地方压强
,流速小的地方压强
3.飞机的升力:机翼上表面弯曲,下表面较平,这样,飞机前进时,机翼上方的空气流速较!
,压强较
一,下方的空气流速
较
一,压强较一,机翼上、下表面的压力差
【考点扫描】
考点一压力
例1在探究压力作用的效果与哪些因素有关的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示。
(1)实验中通过观察
来比较压力作用的效果:
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(2)对比甲、乙两图,可以得出:
(3)对比
两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显:
(4)对比甲、丁两图,得出压力作用效果与压力大小无关。你认为是否正确,并叙述理由:
跟踪练习:
1.下图中物体对支持面的压力表示正确的是()
2.小明在家帮妈妈和面时,发现碗在面粉上压出痕迹,为此他想探究压力作用效果与哪些因素有关。
(1)在同一个碗中装入不同量的水时,发现水越多,碗底在面粉上形成的压痕越深,于是他得出:当受力面积一定时,压力越大,
压力作用效果越
(2)他再把不同型号的空碗(底面积不同)分别放在面粉上,发现产生的压痕深浅相同。为此他又得出结论:压力的作用效果与受
力面积无关。他这样操作得出结论是否正确?
一,理由是:
考点二压强
例2(2025广安)如图所示,水平面上放一个质量为400kg,底面积为2m的物体,物体受到的重力为一N,物体对水平面的压
强为
Pa。(g取10N/kg)
1TT7T7TT7Y7T17TT
跟踪练习:
3.(2025广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=hz<h丙,底面积S甲<Sz=S丙,
下列判断正确的是()
A.物体对水平面的压强:p甲<pz=D丙
B.物体对水平面的压力:F甲<F2=F丙
C.物体的密度:p甲>pz>p丙
D.物体的质量:m甲<mz<m丙
4.(2026福建)2026年春晚,机器人表演展现了中国功夫与中国智造的融合,如图所示。若机器人总质量为
35kg,站立不动时与水平舞台的总接触面积为0.02m,匀速直线奔跑5s内通过的路程为10m,在此过程中,求
机器人:
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(1)奔跑的速度大小:
(2)受到的重力大小:
(3)站立不动时对水平舞台的压强大小。
考考点三改变压强的方法
例3如图甲所示,将一块长木板放在水平桌面上,现用水平力向右边慢慢推动木板,使其一分露出桌面如图乙所示,推动木
板过程中,木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力£的变化情况是()
AF和f不变,p变大B.F和p不变,f变大
c.F变小,p和f均变大D.F不变,f和p均变大
跟踪练习:
5.(2025辽宁)如图,北极熊趴在冰面上
爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是()
A增大压强B.减小压强C.增大压
力D.减小压力
6.(2025云南)如图所示的情景中,为了
增大压强的是()
A安全锤的锤头做得很尖B.背包的背带做得较宽
C.眼镜架上装有鼻托
D.铁轨铺在枕木上
考点四液体压强的特点
例4如图所示,液体在a、b、c三处产生的压强的说法正确的是()
A.a、b两点的压强相等
纯水
盐水
B.c点压强比b点压强大
C.b、c两点的压强相等
D.a点向下的压强比向上的压强
例5(2022安顺)如图所示,将一
个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中,用手慢慢把它竖直压
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入水中(水未溢出)。在空筒完全进入水中之前,空筒每下降相同距离,下列说法正确的是()
A.桶底受到水的压强的增加量不变
B.桶底受到水的压强的增加量变大
c.空筒底部受到水的压强的增加量不变
D.空筒底部受到水的压强的增加量变小
B
一水塔
例5图
第7题图
例6图
跟踪练习
7.(2020郴州)如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B,在此过程中,水对试管底部的压强()
A变大B.变小C.先变小后变大D.先变大后变小
考点五液体压强的计算
例6(2024广州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若p本=1.0×10kg/m°,g=10N/kg,水龙头关闭时,c
处所受水的压强为()
A.3.0×10PaB.9.0×10PaC.1.0×10PaD.1.3×10Pa
例7(2022黑龙江)将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立时水对瓶盖的压强
是P;正立时水对瓶底的压力为F,倒立时水对瓶盖的压力为F,则F1F:(选填“>”、“=”或“<”)。距水面0.2
米深处水的压强为
帕。
例8(2025广东)在探究液体压
强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密
)cm
2cm
度有关;③与容器大小有关。
橡胶管
(1)实验前,U形管两侧液面如图1甲,应重新安装橡胶管使两侧液面
(2)调好器材后,探究猜想①和②,比较图乙、丙可知:同种液体,
,压强越大;己知p水>p酒精,比较图丙、
可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知p盐*>p水,根据实验结论推测,探头的位置可能在
(选填“a”“b”或“c”)处。
(4)探究猜想③,如图2,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。
此实验设计不合理的地方是
图2
(⑤)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是一
考点六连通器
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例9茶壶是根据
原理工作的。如图所示,当壶内盛满水,水面可到达图中位置(填“A”或“B”)。一般茶壶的壶盖
上都有一个进气小孔,该小孔的作用是为了维持壶内的气压
壶外大气压(填“小于”“等于”或“大于”)
跟踪练习:
8.(2025成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了
该原理的是()
A茶壶B.密度计C.高压锅D.液体温度计
9.(2025兰州)小亮游泳时发现,当他从浅水区走向深水区时,会感到呼吸越来越困难。他认为呼吸变困难可能与液体内部的压强
有关。关于影响液体内部压强的因素,他提出了如下猜想:
猜想1:可能与方向有关;猜想2:可能与深度有关:
猜想3:可能与液体的密度有关。
为验证猜想,他利用微小压强计进行如下实验探究:
(1)实验前要检查装置的气密性,如图1甲所示,小亮用手轻压探头处橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差,说
明该装置(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)微小压强计上的U形管
(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)小亮把微小压强计的探头固定在水中某一深度,然后改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差保持不变,说明同种液
体内部的同一深度,各个方向的压强一。
(4)接着,小亮利用微小压强计完成了如图1乙、丙、丁所示的实验操作,其中
两图的现象能解释小亮游泳时呼吸变困
难的原因。根据这一现象,当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时,图2中能真实反映橡皮膜受到
水的压强情况的是」
(选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
子气
D
图2
(⑤)将微小压强计改装成如图3所示的装置,把两个探头分别放在左、右两个容器内的液体中,当两探头位于同一深度时,U形
管左右两侧液面的高度差为△h,说明猜想3是(选填“正确”或“错误”)的。
考点七大气压的存在
例10在如图所示的现象中,不能说明大气压存在的是
A吸盘式挂衣钩B.用管子吸饮料
C.纸片托水
D.凸出的橡皮膜
跟踪练习:
10.(2025兰州)如图所示,在做红磷燃烧测空气中氧气含量的实验中,氧气被消耗,集气瓶内气体的密度一(选填“变大”、
“变小”或“不变”);打开止水夹,烧杯中的水在
的作用下进入集气瓶,根据集气瓶中水的体积变化,便可测出空气
中氧气的体积占比。
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6
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单
0真空
空气
大气压
水
第10题图
第13题图
11.(2024兰州)小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘外部大气压
强(选填“大于”或“小于”)吸盘内部气压,小雅想要将两吸盘分开,请你为小雅提供一条可行的建议:一
。
考点八大气压的测量
例11小明将托里拆利管内装满水后倒立于水槽中,则管内水面位置()
A.下落至内外水面高度差为76cmB.下落至内外水面相平
C.不下落而且水充满全管
D.无法判断
跟踪练习:
12.小明同学做托里拆利实验时,不小心使玻璃管内进了一点空气,测得大气压值将(外界为1个标准大气压)()
A.大于760毫米汞柱B.小于760毫米汞柱
C.等于760毫米汞柱
D.无法判断
13.(2025乐山)如图,在托里拆利实验中,
上真空
管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有一的支
持;把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直
760mm
高度差。
考点九大气压的应用
例12医生为了给患者输液,用网兜把药
瓶倒挂在支架上,瓶口插有输液管和空气管,如图所示输液过程
中,下列说法正确的是()
A如果血液回流到输液管中,可将药瓶适当地升高
B.瓶内药液对瓶盖的压强越来越大
C.瓶内上方气体的压强始终不变
D.空气管中的空气与药液接触处的压
强小于大气压
空气管
跟踪练习:
14.(2025烟台)生活中很多现象都蕴含
输液管
着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是()
A甲图:用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调
B.乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变
C.丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大
D.丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用
15.(2026山东烟台)大气压与我们的生活息息相关,下列实例没有利用大气压的是()
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A.U形“反水管”B.拔火罐
C.用吸盘搬玻璃D.用吸管喝水
考点十流体压强与流速的关系
例13如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来。下列说法正确的是()
A吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强
B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强
C.吸气减小了乒乓球上方气体的压强,
吹气
吹气增大了乒乓球下方气体的压强
D.吸气增大了乒乓球下方气体的压强,
吹气减小了乒乓球上方气体的压强
跟踪练习:
16.(2020东营)近期交警部门加大对电动
车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全
隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,
下列说法正确的是()
A遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
17.(2026江苏苏州)下列现象或实验可用流体压强与流速关系解释的是()
i
A.船闸实现上下游通航B.纸片将水托住
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C.裂桶实验D.吹气时纸条向上飘
考点十一流体压强与流速的应用
例14(2024乐山)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成(
风
风
B.、
风
跟踪练习:
18.(2025山东)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(
水→
→水+肥
水→
→水+肥
B.
水→
→水+肥
水→
→水+肥
C.
D.
19.(2025江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气
压强比上方的空气压强
一,于是产生向上的升力:飞机升得越高,受到的大气压越一。
机翼模型
鸟翼模型
第19题图
第20题图
20.(2025贵州)如图所示,有一种灭火喷水枪,枪管呈S状,灭火时只要将喷水枪置于着火房屋的窗口处并使枪口向外,当水枪向
窗外喷出高速水流,就能将屋内烟、气“带走”,使房屋内的火因缺少燃烧条件而熄灭。请用相关物理知识解释烟、气被“带
走”的原因。
【直击中考】
1.(2026四川眉山)下列生活实例中,为了增大压强的是()
A.书包肩带做得宽大
B.火车轨道下面铺放枕木
C.破窗锤的敲击端做成锥状
D.载重汽车有多个宽大的车轮
2.(2025福建)如图为搭乘“天舟八号”前
往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组
合而成。将其放在地球水平桌面上,如
图,对桌面压强最小的是()
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C.
3.(2025乐山)如图所示,水平桌面上
两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处
的液体压强相等,则两种液体的
密度关系为(
)
Ap甲>p乙B.p甲<pzC.p甲
=pzD.无法判断
4.(2026四川内江)对下列四幅图所示的情景,描述正确的是()
令亚
A.甲图中,安全锤前端做得很尖是为了减小受力面积从而减小压强
B.乙图中,上课时老师用力压住粉笔写字是为了增大压强
C.丙图中,客机飞行时机翼下表面空气流速大压强大
D.丁图中,托里拆利实验的玻璃管稍微倾斜会影响实验结果
5.(2026云南)图中涉及到的压强知识,正确的是()
A.图甲中剪刀的刀刃做得很锋利,是为了减小压强
B.图乙中水对上、下两个出水孔处产生的压强相等
C.图丙中活塞式抽水机能将水抽起是由于大气压的作用
D.图丁中吹气时,两张纸向中间靠拢,说明中间气体流速大,压强大
6.(2026黑龙江)生活处处有物理。下列说法正确的是()
A.滑雪板很宽大,是为了增大滑雪板对雪地的压强
B.拦河大坝设计成上窄下宽,是因为液体压强随深度增加而减小
C.在安全线以外候车,是因为空气流速大的位置压强大
D.吸盘式挂钩可吸在平滑的墙面上,是利用了大气压强
7.(2021十堰)如图所示是a、b两种物质质量和体积的关系图象。若用质量相等的a、b两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、
高度相同的实心圆柱体,将它们放在水平地面上。则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为()
A.1:1
B.1:2
C.3:2D.3:1
10152
第7题图
第8题图
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8.(2024深圳)2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,如图是嫦
娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图,“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,其目的是()
A.减小压力B.增大压力C.减小压强D.增大压强
9.(2026四川泸州)(多选)小成协助爸爸安装灯具,他用大小为7N、方向竖直向上的力将两个正方体灯箱
M、N压在水平天花板上,如图所示。己知M、N的重力分别为2N、3N,棱长分别为4cm、5cm。下列说法
正确的是()
A.N所受合力大小为2B.M所受合力大小为O
C.N对M的压强为2000PaD.M对N的压强为3125Pa
N
M
第9题图
第10题图
10.(2024新疆)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上
时,水对玻璃瓶底部的压强为900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa。若该玻璃瓶内装满密度为
0.8×103kg/m的酒精,则酒精的质量为()
A0.36kgB.0.40kgC.0.44kgD.0.48kg
11.(2026河南)如图是同学们利用身边的物品所做的趣味小实验,下列分析正确的是()
-吹气
A.甲:挤压装满水的玻璃瓶,细玻璃管内的水面变化,说明大气压发生变化
B.乙:水从塑料瓶侧壁的一小孔喷出,说明液体的内部向各个方向都有压强
C.丙:往水平吸管中吹气,竖直吸管中水面上升,说明流速大的位置压强大
D.丁:将吸管插入水中,封住上端并提起,可取出一些水,说明大气压的存在
12.(2026湖北)现在输液常用软袋来装药液。输液过程如图,将软管一端插入药袋口,另一端针头插入手背静
脉血管,软袋随药液流出逐渐变瘪。下列说法正确的是()
A.针头形状尖锐是为了减小压强
B.针头处药液压力小于血液压力
C,软袋变瘪是因为大气压力作用
D.手抬高后针头处药液压强增大
13.(2025绥化)如图所示,A、B是由同种材料制成的两个实心圆柱体,高度之比为5:1。将A竖直放在水平桌面上,B置于A上面
正中央(图甲),此时A对桌面的压强与B对A的压强之比为3:1,则A、B的体积之比为一;将A、B倒置后放在水平桌
面上(图乙),则A对B的压强与B对桌面的压强之比p:p=一。
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一真空
第13题图
第14题图
14.(2026四川凉山)如图是测量大气压强变化的简易装置,若管内水面比瓶内水面高10cm,则瓶内的气体压
强为Pa(外界大气压取1×10P),当沿水平方向向玻璃管口吹气时管内水面将一一
(选填“上升”
“下降”或“不变”)。
15.(2026黑龙江绥化)如图甲所示,从A管上端吸气,管中水面会上升是受到
的作用。若用B管按图
乙方式吹气,A管中水面也会上升,原因是在流体中流速越大的位置压强越
吸气
B
←吹气
甲
16.(2026陕西)如图-1,用手将可伸缩的波纹塑料管的下端固定在盛水的烧杯里,另一只手堵住上端管口,将
管子向上拉长,看到水会沿管上升,这是由于一一一的作用。如图-2,用吹风机在塑料管的上端管口处水平
吹风,下端管口附近的小纸屑会从上端管口飞出,这是因为上端管口处空气流速变大,压强
图-1
图-2
17.(2026河北)塑料瓶嘴一端套着气球,另一端粘着中心有孔的光盘。气球充气后,将光盘与木桌下表面接触,
松手后,气球内的空气从光盘与木桌下表面间喷出,喷出的气体流速大,压强
光盘没有掉下来,
如图所示。这是因为,在
的作用下,光盘被压在了木桌下表面。
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12
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木桌下表面
光盘
瓶嘴示意图
塑料瓶嘴
气球
18.(2020滨州)如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
丙
(1)实验中是通过比较海绵的来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验,探究压力的作用效果与】
的关系;通过比较图_和图两次实验,探究压力的作
用效果与受力面积的关系,这种实验方法是法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是
因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对
一力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对一力。
19.(2026黑龙江)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验时,兴趣小组的同学提出以下猜想。
111让业
小明猜想液体压强与液体的密度有关。
小红观察到拦河大坝设计成下宽上窄的形状,猜想液体压强与液体的深度有关。
(1)实验前,装置组装好后,应使液体压强计的U形管两侧液面
(2)小组进行实验,对比图甲中
(填字母)三次实验步骤可初步得出结论:在液体密度一定时,
,液体压强越大;对比图甲中b、两次实验步骤可初步得出结论:在液体深度一定时,
液体压强越大。(P盐*之)同组的小刚提出:还应该换用密度不同的液体进
行多次实验,目的是
(3)如图乙所示,小明使用同一个液体压强计,又进行了实验,发现探头在两种液体中的深度不同,两个透明盛
液筒中的液面相平,U形管两侧液面的高度差相同,据此可判断出p左一一一p右(选填“>”“=”或
“<”)。
(4)小红设计了一个实验,粗略测量未知液体的密度。如图丙所示,把一个两端开口的玻璃管下方用一薄塑料片
托住(塑料片重力忽略不计),将其竖直放入水中,使塑料片所处深度为8℃m且保持不变。然后向管内缓慢倒
入一定量的未知液体,当未知液体在管内的深度为10cm时塑料片刚好脱落,则未知液体的密度为
kg/m。
20.(2025山东)镓铟锡合金常温下处于液态,且无毒。物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水辐测量大气压强,
他们决定先测量镓铟锡合金的密度,再测量大气压强。
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13
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(1)测量密度前,为了提高液体体积测量的精确度,应在图中所示的三种注射器中选择一(选填“5mL”“20mL”或
“30mL”)的注射器。
(2)同学们先测量了所选用注射器的质量m。随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金。他们发现抽取液态合金时,注射器中会有气
泡,于是将气泡排出后,读取合金的体积V,并用天平衡量它们的总质量m。将测量和计算出的数据填入表格。
实验注射器的注射器和合抽取的合金体
合金密度
次数质量m1/g
金总质量
积V/mL
p(g/cm')
m:/g
1
6.2
13.9
1.2
6.4
2
28.5
3.6
6.2
3
4.0
第3次实验所测m如图乙所示,为
一g,计算得合金密度为一g/cm'。通过三次实验,得到所测傢铟锡合金的密
度为
g/cm。
(3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在流态合金液面以下,直至软管中液柱
分离,如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160cm,小组测得的大气压强为Pa。(取g=10N/kg)
(4)交流评估时,小明回想起,测量液态合金体积过程中。注射器零刻度线前端接口处,还有一小部分液体,如图丁所示,这部
分液态合金体积未被计入,会导致密度的测量结果一(选填“偏大”或“偏小”)。请你利用现有器材设计实验,消
除这一小部分液体带来的影响,测得更准确的密度值。简要说明你的实验思路
21.(2024广安)茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为
600g,底面积为100©m,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(P水
=1.0×10kg/m),取10N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
22.(2026四川广安)2026年5月1日,四川省第十五届运动会全民健身系列活动一一广安乡村跑(官盛站)在
官盛湖湿地公园火热举行,如图所示。本次赛事环湖赛道全长8580m,一名参赛选手以4m/s的平均速度跑完
全程。g取10N/kg。求:
九年级物理家假培优衔接
14
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(1)该选手跑完全程所用的时间。
(2)若选手质量为50kg,双脚与地面总接触面积为0.04m°,则该选手静止站立时,双脚对水平跑道的压强。九年级物理寒假培优衔接 198 阳 光 假 期 快 乐 学 习
阳光假期 寒假培优衔接 199 九 年 级 物 理
第八章 压强
【考点梳理】
一、压强
1.压力
(1)定义; 垂直作用在物体表面上的力,其方向垂直于受力面并指向受力物体。
(2)影响作用效果的因素: 压力大小和受力面积。
(3)与重力的区别:压力和重力是两种不同性质的力,其大小也不一定相等,只有当物体自由地放置于水平面上时,压力的大小才等于重力的大小。
2.压强
(1)物理意义:表示压力作用效果的物理量,在同等情况下,压强越大,压力的作用效果越明显。
(2)定义:物体所受的压力与受力面积的比值,用符号p表示。
(3)公式p=F/S;变形式; F=pS、S=F/p。
(4)单位; 帕斯卡,符号; Pa。1Pa=1N/m².
(5)应用
①增大方法; 增大压力、减小受力面积、同时增大压力并减小受力面积;
②减小方法; 减小压力、增大受力面积、同时减小压力并增大受力面积。
二、液体压强
1.产生原因:液体受重力,且具有流动性。
2.特点:(1)液体内部向各个方向都有压强; (2)液体压强随深度的增加而增大;(3)同种液体同一深度,向各个方向的压强相等;(4)同一深度,液体密度越大,压强越大。
3.计算公式;p=ρgh。
4.连通器
(1)定义:上端 开口,底部的相互连通容器。
(2)特点: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水平面上。
(3)应用:水壶、水塔、下水道弯管、船闸、锅炉水位计、牲畜自动饮水器、涵洞等。
5.帕斯卡原理:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递。(应用:液压机和千斤顶)
三、大气压强
1.产生原因:大气受到重力作用且具有流动性性。
2.证明实验: 马德堡半球实验。
3.测量:(1)测量实验: 托里拆利实验;(2)标准大气压:1atm= 760mm汞柱=1.013×10⁵Pa=10.3m水柱。
4.变化:大气压随高度的增加而降低.
5.应用:抽水机、用吸管喝饮料、吸盘式挂钩、中医拔罐、注射器吸药液等。
四、流体压强
1.流体; 液体和气体统称。
2.特点:流速大的地方压强小,流速小的地方压强大.
3.飞机的升力:机翼上表面弯曲,下表面较平,这样,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,机翼上、下表面的压力差.
【考点扫描】
考点一 压力
例1 在探究压力作用的效果与哪些因素有关的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示。
(1)实验中通过观察____________来比较压力作用的效果;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:______________________________;
(3)对比__________两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(4)对比甲、丁两图,得出压力作用效果与压力大小无关。你认为是否正确,并叙述理由:________________________________________。
【解答】(1)木块对海绵的压力使海绵发生形变,形变程度越大,说明压力的作用效果越明显,实验中通过观察海绵凹陷的程度来比较压力作用的效果;
(2)对比甲、乙两图,木块对海绵的压力大小相同,受力面积不同,可以得出:压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;(3)对比甲和丙两图,可以得出受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;(4)对比甲、丁两图,能得出压力作用效果与压力大小无关,这种说法不正确,丁图木块对海绵的压力是甲图的两倍,但受力面积也是甲图的两倍,在受力面积不同的情况下,不能得出压力作用效果与压力大小无关,这个结论。
跟踪练习:
1.下图中物体对支持面的压力表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】正方体木块对接触面的压力的作用点应该在木块与接触面的中点上,方向垂直于接触面指向受压物体,故D正确、ABC错误。
故选: D。
2.小明在家帮妈妈和面时,发现碗在面粉上压出痕迹,为此他想探究压力作用效果与哪些因素有关。
(1)在同一个碗中装入不同量的水时,发现水越多,碗底在面粉上形成的压痕越深,于是他得出:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越_________;
(2)他再把不同型号的空碗(底面积不同)分别放在面粉上,发现产生的压痕深浅相同。为此他又得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他这样操作得出结论是否正确?__________,理由是:_______________________。
【答案】①明显;②不正确;没有控制压力大小相同。
【解析】①同一个碗中装入不同量的水时,水越多,碗底对面粉的压力越大,受力面积一定,压痕越深,说明压力效果越明显;②在探究压力作用效果与受力面积的关系时,应控制压力大小相等,因为不同型号的空碗底面积不同,重力也不同,压力不同(即没有控制压力大小相同),所以他的操作和结论都不正确。
【答案】①明显;②不正确;没有控制压力大小相同。
考点二 压强
例2 (2025广安)如图所示,水平面上放一个质量为400kg,底面积为2m2的物体,物体受到的重力为 N,物体对水平面的压强为 Pa。(g取10N/kg)
【分析】根据G=mg计算重力,根据水平面上的压力F=G,结合压强公式p计算。
【答案】4000;2×103
跟踪练习:
3.(2025广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是( )
A.物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B.物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C.物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D.物体的质量:m甲<m乙<m丙
【答案】D
【解析】因为甲、乙、丙三个实心长方体同种材料制成的,故密度相同为ρ,长方体对地面的压强pρgh,由h甲=h乙<h丙,可知p甲=p乙<p丙,故A错误;
甲、乙、丙对地面的压力F=pS,由p甲=p乙<p丙,S甲<S乙=S丙可知F甲<F乙<F丙,故B错误;同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体密度相同,故C错误;由B可知物体对水平面的压力F甲<F乙<F丙,即所以甲、乙、丙三个实心长方体重力的关系为G甲<G乙<G丙,由质量m知,m甲<m乙<m丙,故D正确。故选:D。
4.(2026福建)2026年春晚,机器人表演展现了中国功夫与中国智造的融合,如图所示。若机器人总质量为35kg,站立不动时与水平舞台的总接触面积为0.02m2,匀速直线奔跑5s内通过的路程为10m,在此过程中,求机器人:
(1)奔跑的速度大小;
(2)受到的重力大小;
(3)站立不动时对水平舞台的压强大小。
考考点三 改变压强的方法
【答案】(1) (2)350N (3)
【解析】(1)机器人匀速奔跑时的速度为
(2)机器人的重力为
(3)机器人站在水平舞台时对舞台的压力等于其重力,对舞台的压强为
例3 如图甲所示,将一块长木板放在水平桌面上,现用水平力F1向右边慢慢推动木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,推动木板过程中,木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F和f不变,p变大 B.F和p不变,f变大
C.F变小,p和f均变大 D.F不变,f和p均变大
【解答】压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关;滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变,向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,木板对桌面的压强p变大;向右缓慢地推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变。故选A。
跟踪练习:
5.(2025辽宁)如图,北极熊趴在冰面上爬过薄冰,这样避免了冰面被压破。“趴”的作用是( )
A.增大压强 B.减小压强 C.增大压力 D.减小压力
【答案】B
【解析】北极熊趴在冰面上爬过薄冰,是在压力大小一定时,增大受力面积来减小压强,这样避免了冰面被压破,故B正确。故选:B。
6.(2025云南)如图所示的情景中,为了增大压强的是( )
A.安全锤的锤头做得很尖 B.背包的背带做得较宽
C.眼镜架上装有鼻托 D.铁轨铺在枕木上
【答案】A
【解析】安全锤的锤头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A符合题意;背包的背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;眼镜架上装有鼻托,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;铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不符合题意。
故选:A。
考点四 液体压强的特点
例4 如图所示,液体在a、b、c三处产生的压强的说法正确的是( )
A.a、b两点的压强相等
B.c点压强比b点压强大
C.b、c两点的压强相等
D.a点向下的压强比向上的压强
【解析】A、由图知,在纯水中,ha<hb,p=ρgh,所以pa<pb,故A错误.由图知,hb=hc,p=ρgh,ρ纯水<ρ盐水,所以pb<pc,故B正确,C错误;液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强相等,所以a点向下压强和向上压强相等,故D错.故选B.
例5 (2022安顺)如图所示,将一个密闭的圆柱形空筒放在装有水的深桶中,用手慢慢把它竖直压入水中(水未溢出)。在空筒完全进入水中之前,空筒每下降相同距离,下列说法正确的是( )
A.桶底受到水的压强的增加量不变
B.桶底受到水的压强的增加量变大
C.空筒底部受到水的压强的增加量不变
D.空筒底部受到水的压强的增加量变小
【答案】D
【解析】在空桶完全进入水中之前,空桶下降时,水面会随之升高,由于桶的横截面积下小上大,空桶每下降相同距离,水面上升的高度变化量和筒浸入水中深度的增加量变小,根据△p = pg△h可知,桶底受到水的压强增加量和空桶底部受到水的压强增加量均会变小,故D正确。
故选:D。
例5图 第7题图 例6图
跟踪练习
7.(2020郴州)如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B,在此过程中,水对试管底部的压强( )
A.变大 B.变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小
【答案】A
【解析】由图可知,当试管从倾斜位置A到竖直位置B的过程中,液体深度变大,由p=ρgh可
知,水对试管底部的压强变大。故选:A。
考点五 液体压强的计算
例6 (2024广州)某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0103kg/m3,g=10N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104Pa B.9.0×104Pa C.1.0×105Pa D.1.3×105Pa
【分析】利用液体压强公式可求出c处所受水的压强。
【解答】c处到水面的距离为:h=10m+3m=13m,
则c处所受水的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×13m=1.3×105Pa。故选:D。
例7 (2022黑龙江)将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立时水对瓶盖的压强是 Pa;正立时水对瓶底的压力为F1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,则F1 F2(选填“>”、“=”或“<”)。距水面0.2米深处水的压强为__________帕。
例8 (2025广东)在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图1甲,应重新安装橡胶管使两侧液面 。
(2)调好器材后,探究猜想①和②,比较图乙、丙可知:同种液体, ,压强越大;已知ρ水>ρ酒精,比较图丙、 可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知ρ盐水>ρ水,根据实验结论推测,探头的位置可能在 (选填“a”“b”或“c”)处。
(4)探究猜想③,如图2,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是 。
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是 。
【分析】(1)使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,需要重新安装软管;
(2)(3)(4)液体压强大小跟液体深度和密度有关。探究液体压强跟深度关系时,控制液体的密度不变,改变液体深度;探究液体压强跟密度时,控制深度和方向不变,改变密度的大小;
(5)为了得到普遍规律,应该换用不同的液体多次实验。
【解答】(1)若没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,说明U形管左右两侧液面的气压不相等,需要将软管取下,再重新安装。
(2)比较图乙、丙可知液体的密度相同,深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,即同种液体,深度越深,压强越大;
要得出深度相同时,液体密度越大,压强越大,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,比较图丙、丁即可;
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致,即压强相同。已知ρ盐水>ρ水,根据实验结论推测,探头的位置应该小于丙图液面的位置,即可能在a处;
(4)要探究液体压强与容器的形状关系时,需要控制液体的密度和深度相同,而图2中开始时液体的深度相同,由于容器的形状不同,放入相同的金属盒探头,说明上升的高度不同,所以最后液体的深度不同,所以实验中没有控制液体的深度相同;
(5)为了得到普遍规律,应该换用不同的液体多次实验。
【答案】(1)相平;(2)深度越深;丁;(3)a;(4)没有控制液体的深度相同; (5)换用不同的液体多次实验。
考点六 连通器
例9 茶壶是根据______原理工作的。如图所示,当壶内盛满水,水面可到达图中______位置(填“A”或“B”)。一般茶壶的壶盖上都有一个进气小孔,该小孔的作用是为了维持壶内的气压______壶外大气压(填“小于”“等于”或“大于”)。
【解答】茶壶的结构是上端开口,下部连通,构成一个连通器,因此是利用连通器原理工作的。
根据同种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持相平可知,当壶内盛满水,水面可到达图中B位置.
一般茶壶的壶盖上都有一个进气小孔,该小孔的作用是为了将内外气体连通,维持壶内的气压等于壶外大气压,使茶水可以顺利倒出来.
跟踪练习:
8.(2025成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是( )
A.茶壶 B.密度计 C.高压锅 D.液体温度计
【答案】A
【解析】船闸应用了连通器原理。茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,故A符合题意;
密度计是利用物体的漂浮条件来工作的,故B不符合题意;高压锅是利用液体的沸点与气压的关系,故C不符合题意;液体温度计是利用物体的热胀冷缩的原理来工作的,故D不符合题意。故选:A。
9.(2025兰州)小亮游泳时发现,当他从浅水区走向深水区时,会感到呼吸越来越困难。他认为呼吸变困难可能与液体内部的压强有关。关于影响液体内部压强的因素,他提出了如下猜想:
猜想1:可能与方向有关;猜想2:可能与深度有关;
猜想3:可能与液体的密度有关。
为验证猜想,他利用微小压强计进行如下实验探究:
(1)实验前要检查装置的气密性,如图1甲所示,小亮用手轻压探头处橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)微小压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)小亮把微小压强计的探头固定在水中某一深度,然后改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差保持不变,说明同种液体内部的同一深度,各个方向的压强 。
(4)接着,小亮利用微小压强计完成了如图1乙、丙、丁所示的实验操作,其中 两图的现象能解释小亮游泳时呼吸变困难的原因。根据这一现象,当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时,图2中能真实反映橡皮膜受到水的压强情况的是 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)。
(5)将微小压强计改装成如图3所示的装置,把两个探头分别放在左、右两个容器内的液体中,当两探头位于同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差为Δh,说明猜想3是 (选填“正确”或“错误”)的。
【答案】(1)不漏气;(2)不属于;(3)相等;(4)乙、丙;D;(5)正确。
【解析】(1)小亮用手轻压探头处橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现了明显的高度差,说明微小压强计气密性良好,该装置不漏气;
(2)微小压强计上的U形管一端封闭,一端开口,故从结构来看不属于连通器;
(3)改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差保持不变,说明压强大小不变,即在同种液体内部的同一深度液体向各个方向的压强相等;
(4)根据实验现象可知小亮呼吸困难的原因是:人从较浅的水域走向较深的水域时,身体受到压强逐渐变大;研究液体压强与深度的关系,要控制液体的密度不变,只改变深度大小,因此乙、丙两幅图的现象能解释小亮游泳时发现的问题;
图2中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时,左右两侧橡皮膜的深度相等,根据p=ρgh可知,左右两侧受到的液体压强相等,所以左右两侧橡皮膜向内凹陷的程度相同,而下方橡皮膜所处的深度大于上方橡皮膜,则下方橡皮膜受到的液体压强大于上方橡皮膜,所以下方橡皮膜向上凹陷的程度较大,而上方橡皮膜向下凹陷的程度较小,故图2中D图正确;
(5)图3中,当两探头位于同一深度时,U形管左右两侧液面的高度差为Δh,说明两探头所受到的液体压强不同,而待测液体的密度不同,说明液体压强与液体的密度有关,故猜想3是正确的。
考点七 大气压的存在
例10 在如图所示的现象中,不能说明大气压存在的是
A.吸盘式挂衣钩 B.用管子吸饮料
C.纸片托水 D.凸出的橡皮膜
【解答】A.吸盘式挂衣钩,类似于课本上的马德堡半球实验,是大气压把吸盘紧紧压在墙上,能够证明大气压的存在;B.用管子吸饮料时嘴中的压强小于外界大气压强,饮料在大气压强的作用下被压入到嘴中,能够证明大气压的存在;C.纸片托水实验中,水为什么没有把纸压下来,是因为纸下面有大气压给纸一个向上的压力,能够证明大气压的存在;D.橡皮膜向外凸出,是因为管中的水给橡皮膜一个向下的压力,是液体的压强,不能够证明大气压的存在。故选D。
跟踪练习:
10.(2025兰州)如图所示,在做红磷燃烧测空气中氧气含量的实验中,氧气被消耗,集气瓶内气体的密度 (选填“变大”、“变小”或“不变”);打开止水夹,烧杯中的水在 的作用下进入集气瓶,根据集气瓶中水的体积变化,便可测出空气中氧气的体积占比。
第10题图 第13题图
【答案】变小;大气压。
【解析】氧气被消耗后,集气瓶内气体的质量变小,体积不变,由可知,密度变小;
氧气被消耗后,集气瓶内气体的压强变小,打开止水夹,水在大气压的作用下进入集气瓶,根据水的体积,测出空气中氧气的体积占比。
11.(2024兰州)小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘外部大气压强 (选填“大于”或“小于”)吸盘内部气压,小雅想要将两吸盘分开,请你为小雅提供一条可行的建议: 。
【答案】大于;在吸盘上戳一个小孔(答案合理即可)。
【解析】将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压,排出里边的空气,用力很难将它们拉开,说明吸盘内部气体压强小于外部大气压强,在内外压力差的作用下,很难拉开。要想将两吸盘分开,可以通过增大吸盘内部气压,比如在吸盘上戳一个小孔,这样外部空气进入到内部,内部气压变大,内外压强差变小,进而能在一定外加拉力的作用下将两吸盘分开。
考点八 大气压的测量
例11 小明将托里拆利管内装满水后倒立于水槽中,则管内水面位置( )
A.下落至内外水面高度差为76 cm B.下落至内外水面相平
C.不下落而且水充满全管 D.无法判断
【解答】在通常状态下,1标准大气压能够支持76 cm高的水银柱,由于水的密度是水银密度的1/13.6,因此能支持水柱的高度为水银柱高度的13.6倍,即10.34 m左右,远远超过托里拆利管的长度,因此选C。
跟踪练习:
12.小明同学做托里拆利实验时,不小心使玻璃管内进了一点空气,测得大气压值将(外界为1个标准大气压)( )
A.大于760毫米汞柱 B.小于760毫米汞柱
C.等于760毫米汞柱 D.无法判断
【答案】B
【解析】在做托里拆利实验时,不小心玻璃管中留有小量残余空气,则此时里面空气的压强与水银柱的压强和等于外面大气压,所以通过水银柱的高度计算出的测量值会偏小,即测得大气压值将小于760毫米汞柱.
故选B.
13.(2025乐山)如图,在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有 的支持;把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差 。
【答案】大气压;不变
【解析】在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有大气压的支持,原理是p大气=ρ水银gh。
把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差不变。因为在托里拆利实验中,玻璃管内水银柱产生的压强等于外界大气压强,液体压强只与液体的密度、深度有关,外界大气压不变,所以能支持的水银柱竖直高度h就不变,玻璃管倾斜只是使水银柱的长度增加,但竖直高度不变。
考点九 大气压的应用
例12 医生为了给患者输液,用网兜把药瓶倒挂在支架上,瓶口插有输液管和空气管,如图所示输液过程中,下列说法正确的是( )
A.如果血液回流到输液管中,可将药瓶适当地升高
B.瓶内药液对瓶盖的压强越来越大
C.瓶内上方气体的压强始终不变
D.空气管中的空气与药液接触处的压强小于大气压
【解答】A.血液回流到输液管中说明药液压强小,药瓶升高可以增大压强;故A错误。B.因为液体压强随深度的减小而减小,所以瓶内药液深度减小对瓶盖的压强越来越小,故B错误。瓶内上方气体的压强与瓶内药液压强之和等于大气压强,药液压强减小所以瓶内上方气体的压强应变大,故C错误。空气管中的空气与药液接触处的压强应等于大气压,故D正确。
跟踪练习:
14.(2025烟台)生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是( )
A.甲图:用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调
B.乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变
C.丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大
D.丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用
【答案】D
【解析】用大小不同的力敲玻璃瓶同一位置,改变的是声音的响度,不是音调,故A 错误;
用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为力使玻璃瓶发生微小形变,不是细管形变,故B 错误;将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压随高度升高而减小,外界大气压变小,瓶内气压将液体压入细管,故C 错误;用吸管吸水时,先把吸管内空气吸走,管内气压减小,在外界大气压作用下,水被压入吸管进而进入嘴里,故D 正确。故选:D。
15.(2026山东烟台)大气压与我们的生活息息相关,下列实例没有利用大气压的是( )
A. U形“反水管” B. 拔火罐
C. 用吸盘搬玻璃 D. 用吸管喝水
【答案】A
【解析】A.U形“反水管”属于连通器,其原理是利用管内的存水来阻隔下水道的异味,与大气压无关,故A符合题意;B.拔火罐时排出罐内空气使气压减小,在外界大气压作用下将罐吸附在皮肤上,利用了大气压,故B不符合题意;C.吸盘搬玻璃时挤出内部空气,利用外界大气压将吸盘紧压在玻璃上,利用了大气压,故C不符合题意;D.用吸管喝水时吸气使管内气压减小,饮料在外界大气压作用下被压入嘴中,利用了大气压,故D不符合题意。故选A。
考点十 流体压强与流速的关系
例13 如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气或向下吹气,乒乓球都不会掉下来。下列说法正确的是( )
A.吸气或吹气都减小了乒乓球上方气体的压强
B.吸气或吹气都增大了乒乓球下方气体的压强
C.吸气减小了乒乓球上方气体的压强,吹气增大了乒乓球下方气体的压强
D.吸气增大了乒乓球下方气体的压强,吹气减小了乒乓球上方气体的压强
【解析】从漏斗口向下用力吹气或吸气时,乒乓球上部空气流速大、压强小,而乒乓球下部空气流速小压强大,这样在乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球.故选A
跟踪练习:
16.(2020东营)近期交警部门加大对电动车安装遮阳伞的检查拆除力度,遮阳伞虽能遮挡阳光,但存在安全隐患,当电动车快速行驶时,如图所示,下列说法正确的是( )
A.遮阳伞上边空气流速小,压强小,伞面被向下压
B.遮阳伞下边空气流速大,压强小,伞面被向上吸
C.遮阳伞上边空气流速大,压强大,伞面被向下压
D.遮阳伞下边空气流速小,压强大,伞面被向上吸
【答案】D
【解析】因为流速越大的地方压强越小,所以伞上方的空气压强小于下方的空气压强,大气压产生了一个向上的压力差即升力,电动车的速度越大,升力越大,以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉;故D正确。故选:D。
17.(2026江苏苏州)下列现象或实验可用流体压强与流速关系解释的是( )
A.船闸实现上下游通航 B.纸片将水托住
C.裂桶实验D.吹气时纸条向上飘
【答案】D
【解析】A.船闸是利用连通器原理工作的,上下游水位相平后船只才能通航,故A不符合题意;
B.纸片将水托住是因为大气压的作用,外界大气压远大于瓶内水产生的压强,所以纸片不会掉落,故B不符合题意;C.裂桶实验证明了液体压强与深度有关,深度越大,液体压强越大,故C不符合题意;D.吹气时纸条上方空气流速大,压强变小,下方的空气流速不变,压强不变,纸条在压强差的作用下飘起来,可以用流体压强与流速的关系解释,故D符合题意。
故选D。
考点十一 流体压强与流速的应用
例14 (2024乐山)乐山某初中学校开展以“苍穹”为主题的飞机模型制作大赛,要让飞机获得升力,机翼横截面的形状应设计成( )
A. B.
C. D.
【解析】飞机获得升力靠飞机机翼上凸下平的形状,使得机翼上面流速大,压强小,下方流速慢,压强大,从而产生一个向上的压力差,使得飞机飞起来,故应选择B选项中的形状。故选:B。
跟踪练习:
18.(2025山东)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
【解析】由题意可知,本设计利用的是流体压强与流速的关系,为了将肥吸上来,需要增大竖管上方的流速,竖管上方的水流速越大,压强越小,越容易将肥吸上来,所以竖管上方的横管的横截面积应小于左端管口的横截面积,而且是越小越好,所以A的设计最优。
故选:A。
19.(2025江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强 ,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越 。
第19题图 第20题图
【答案】大;小
【解析】等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速,而下表面平直,因此机翼下方的流速大致等于前方的流速,从而可以知道,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力;
大气压随高度的增加而减小,因此,飞机升得越高,受到的大气压越小。
20.(2025贵州)如图所示,有一种灭火喷水枪,枪管呈S状,灭火时只要将喷水枪置于着火房屋的窗口处并使枪口向外,当水枪向窗外喷出高速水流,就能将屋内烟、气“带走”,使房屋内的火因缺少燃烧条件而熄灭。请用相关物理知识解释烟、气被“带走”的原因。
【答案】根据伯努利原理,流体速度增大时,其压强会越小。当高速水流通过S形枪管的弯曲部分时,水流在枪口处形成狭窄通道,流速进一步增加,导致枪口附近的空气压力显著低于室内气压,室内较高的气压与枪口处的低压区形成压力差,促使室内的烟雾和热气向低压区流动,使空气携带烟雾通过枪管排出室外。
【直击中考】
1.(2026四川眉山)下列生活实例中,为了增大压强的是( )
A.书包肩带做得宽大
B.火车轨道下面铺放枕木
C.破窗锤的敲击端做成锥状
D.载重汽车有多个宽大的车轮
【答案】C
【解析】根据压强公式 ,增大压强的方法为:压力一定时减小受力面积,或受力面积一定时增大压力,逐一分析选项:A.书包肩带宽大,是压力一定时增大受力面积,减小压强,故A不符合题意;B.火车轨道铺枕木,是压力一定时增大受力面积,减小对路基的压强,故B不符合题意;C.破窗锤敲击端做成锥状,是压力一定时减小受力面积,增大压强,符合要求,故C符合题意;D.载重汽车多个宽大车轮,是压力一定时增大受力面积,减小对地面的压强,故D不符合题意。故选C。
2.(2025福建)如图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成。将其放在地球水平桌面上,如图,对桌面压强最小的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】如图所示,同一物体对桌面的压力等于自身的重力,所以四种情况下物体对桌面的压力相同,由图可知,D图与桌面的接触面积最大,由p知,D图对桌面的压强最小,故D符合题意。故选:D。
3.(2025乐山)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
【答案】A
【解析】由图可知A、B两点处液体的深度关系为hA<hB,
已知A、B两点处液体的压强相等,根据p=ρgh可得:ρ,由此可知,
甲、乙液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,故A正确。故选:A。
4.(2026四川内江)对下列四幅图所示的情景,描述正确的是( )
A.甲图中,安全锤前端做得很尖是为了减小受力面积从而减小压强
B.乙图中,上课时老师用力压住粉笔写字是为了增大压强
C.丙图中,客机飞行时机翼下表面空气流速大压强大
D.丁图中,托里拆利实验的玻璃管稍微倾斜会影响实验结果
【答案】B
【解析】A.安全锤前端做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积增大压强,方便击碎玻璃,故A错误;B.用力压住粉笔写字,是在受力面积一定时,通过增大压力增大压强,故B正确;C.客机机翼上凸下平,飞行时机翼上表面空气流速大、压强小,下表面空气流速小、压强大,从而产生向上的升力,故C错误;D.托里拆利实验中,大气压值不变,玻璃管稍微倾斜只会改变水银柱的长度,水银柱的竖直高度不变,不会影响实验结果,故D错误。故选B。
5.(2026云南)图中涉及到的压强知识,正确的是( )
A.图甲中剪刀的刀刃做得很锋利,是为了减小压强
B.图乙中水对上、下两个出水孔处产生的压强相等
C.图丙中活塞式抽水机能将水抽起是由于大气压的作用
D.图丁中吹气时,两张纸向中间靠拢,说明中间气体流速大,压强大
【答案】C
【解析】A.剪刀的刀刃很锋利是通过减小受力面积来增大压强,故A错误;B.液体压强随深度增加而增大,图乙中上下两个孔深度不同,根据可得,水对它们的压强不相等,故B错误;C.活塞式抽水机工作时,内部气压小于外部大气压,水在大气压的作用下被压入抽水机,从而将水抽起,故C正确;D.图丁中吹气时,两张纸向中间靠拢,说明中间气体流速大,压强小,外侧压强大,故D错误。故选C。
6.(2026黑龙江)生活处处有物理。下列说法正确的是( )
A.滑雪板很宽大,是为了增大滑雪板对雪地的压强
B.拦河大坝设计成上窄下宽,是因为液体压强随深度增加而减小
C.在安全线以外候车,是因为空气流速大的位置压强大
D.吸盘式挂钩可吸在平滑的墙面上,是利用了大气压强
【答案】D
【解析】A.压强公式为 ,滑雪板宽大是在压力一定时,增大受力面积,减小滑雪板对雪地的压强,不是增大压强,故A错误; B.液体压强公式为 ,同种液体的液体压强随深度增加而增大,因此拦河大坝底部需要承受更大的压强,设计为上窄下宽,故B错误;
C.列车进站时,列车周围空气流速大、压强小,人站在安全线内容易被外侧大气压推向列车,因此需要在安全线以外候车,故C错误; D.吸盘式挂钩固定时,会挤出吸盘内的空气,使吸盘内部气压远小于外界大气压,在大气压的作用下,吸盘被压紧在平滑墙面上,是利用了大气压强,故D正确。故选D。
7.(2021十堰)如图所示是a、b两种物质质量和体积的关系图象。若用质量相等的a、b两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,将它们放在水平地面上。则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为( )
A.1:1 B.1:2 C.3:2 D.3:1
第7题图 第8题图
【答案】D
【解析】由图图象可知,当Va=Vb=10cm3时,ma=30g,mb=10g,
由ρ可得,a.b两种物质的密度之比:;
因实心圆柱体对水平地面的压强pρgh,
所以,等高的实心圆柱体甲.乙对水平地面的压强之比:。
故选:D。
8.(2024深圳)2024年6月2日,嫦娥六号探测器成功着陆月背面南极艾特肯盆地,这是人类历史上首次登陆月球背面,如图是嫦娥六号探测器,成功着陆月球背面3D动画模拟图,“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,其目的是( )
A.减小压力 B.增大压力 C.减小压强 D.增大压强
【答案】C
【解析】“嫦娥六号”着落架下方安装圆盘型“脚”,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月球表面的压强,故C正确、ABD错误。故选:C。
9.(2026四川泸州)(多选)小成协助爸爸安装灯具,他用大小为、方向竖直向上的力将两个正方体灯箱M、N压在水平天花板上,如图所示。已知M、N的重力分别为、,棱长分别为、。下列说法正确的是( )
A.N所受合力大小为2 NB.M所受合力大小为0
C.N对M的压强为D.M对N的压强为
第9题图 第10题图
【答案】BD
【解析】AB.M、N都保持静止,处于平衡状态,平衡状态的物体合力一定为0,故A错误,B正确。CD.对M受力分析知,M受到向上的推力向下的自身重力
以及N对M向下的压力FN,有解得
根据相互作用力的特点,M对N的压力大小也等于5N。M和N的接触面积则N对M的压强
M对N的压强也为3125Pa,故C错误,D正确。故选BD。
10.(2024新疆)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.36kg B.0.40kg C.0.44kg D.0.48kg
【答案】B
【解析】根据正放时水对底部压强为900Pa,得到水的深度为:
h=;
根据倒放时水对瓶盖压强为1400Pa,得到水的深度为:
h= ;故空白部分高度为20cm﹣14cm=6cm。
故整个瓶子等价于9cm+6cm=15cm的圆柱形瓶子。
则装满酒精与装0.30kg的水的体积比为15:9即5:3,密度比为4:5,故质量比为(5:3)×(4:5)=4:3,得到酒精质量为0.40kg。故选:B。
11.(2026河南)如图是同学们利用身边的物品所做的趣味小实验,下列分析正确的是( )
A.甲:挤压装满水的玻璃瓶,细玻璃管内的水面变化,说明大气压发生变化
B.乙:水从塑料瓶侧壁的一小孔喷出,说明液体的内部向各个方向都有压强
C.丙:往水平吸管中吹气,竖直吸管中水面上升,说明流速大的位置压强大
D.丁:将吸管插入水中,封住上端并提起,可取出一些水,说明大气压的存在
【答案】D
【解析】A.挤压装满水的玻璃瓶,细玻璃管水面上升,说明力可以使物体发生形变,并非大气压发生变化,故A错误;B.水从塑料瓶侧壁小孔喷出,说明液体对容器侧壁有压强,该实验不能说明液体内部向各个方向都有压强,故B错误;C.往水平吸管吹气,竖直吸管上方空气流速大,压强小,大气压使竖直管内水面上升,说明流速大的位置压强小,故C错误;D.将吸管插入水中,封住上端提起,大气压托住吸管内的水使水不会流出,能证明大气压的存在,故D正确。故选D。
12.(2026湖北)现在输液常用软袋来装药液。输液过程如图,将软管一端插入药袋口,另一端针头插入手背静脉血管,软袋随药液流出逐渐变瘪。下列说法正确的是( )
A. 针头形状尖锐是为了减小压强
B.针头处药液压力小于血液压力
C.软袋变瘪是因为大气压力作用
D.手抬高后针头处药液压强增大
【答案】C
【解析】A.针头形状尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误;
B.输液过程中药液需要流入静脉血管,因此针头处药液的压力大于血液压力,故B错误;
C.软袋内药液流出后,袋内气压小于外界大气压,软袋在大气压力的作用下逐渐变瘪,故C正确;D.手抬高后,针头与药袋中药液面的高度差变小,针头处药液压强减小,故D错误。
故选C。
13.(2025绥化)如图所示,A、B是由同种材料制成的两个实心圆柱体,高度之比为5:1。将A竖直放在水平桌面上,B置于A上面正中央(图甲),此时A对桌面的压强与B对A的压强之比为3:1,则A、B的体积之比为 ;将A、B倒置后放在水平桌面上(图乙),则A对B的压强与B对桌面的压强之比p1:p2= 。
第13题图 第14题图
【答案】2:1;5:3。
【解析】设圆柱体A、B的横截面积分别为SA、SB,高分别为hA、hB,
则圆柱体A、B的重力分别为:GA=ρgSAhA、GB=ρgSBhB,
在甲图中:A对桌面面的压强为:pA,
B对A的压强为:pB,因为pA:pB=3:1,hA:hB=5:1,
所以:,即:,
解得:SA:SB=2:5,A、B的体积之比为:
;
在乙图中:A对B的压强为:p1,
B对地面的压强为:p2,
则A对B的压强与B对桌面的压强之比为:
。
14.(2026四川凉山)如图是测量大气压强变化的简易装置,若管内水面比瓶内水面高10 cm,则瓶内的气体压强为______Pa(外界大气压取),当沿水平方向向玻璃管口吹气时管内水面将______(选填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】 上升
【解析】液面静止时,瓶内气压平衡外界大气压与10cm水柱的压强,则
水柱压强
外界大气压,故
沿管口吹气时,玻璃管口空气流速变大,流速越大的位置压强越小,管口压强减小,瓶内气压会将水压入玻璃管,故管内水面上升。
15.(2026黑龙江绥化)如图甲所示,从A管上端吸气,管中水面会上升是受到________的作用。若用B管按图乙方式吹气,A管中水面也会上升,原因是在流体中流速越大的位置压强越________。
【答案】 大气压 小
【解析】从A管上端吸气,管内空气变少、气压减小,杯内水面上方的大气压大于管内气压,大气压将水压入A管,使管内水面上升;对着A管上方吹气,A管口空气流速变大,根据流体压强规律:流体流速越大,压强越小,管口压强小于杯内液面上方大气压,大气压把水压进A管,水面上升。
16.(2026陕西)如图-1,用手将可伸缩的波纹塑料管的下端固定在盛水的烧杯里,另一只手堵住上端管口,将管子向上拉长,看到水会沿管上升,这是由于________的作用。如图-2,用吹风机在塑料管的上端管口处水平吹风,下端管口附近的小纸屑会从上端管口飞出,这是因为上端管口处空气流速变大,压强________。
【答案】 大气压 变小
【解析】如图-1,用手堵住上端管口,向上拉长管子时,管内空气体积变大、气压减小,大气压会将烧杯中的水压入管内,使水沿管上升。
如图-2,根据流体压强与流速的关系可知,流速越大的位置压强越小,则上端管口吹风,空气流速变大,管口处压强变小。
17.(2026河北)塑料瓶嘴一端套着气球,另一端粘着中心有孔的光盘。气球充气后,将光盘与木桌下表面接触,松手后,气球内的空气从光盘与木桌下表面间喷出,喷出的气体流速大,压强____________,光盘没有掉下来,如图所示。这是因为,在____________的作用下,光盘被压在了木桌下表面。
【答案】 小 大气压
【解析】由题可知,气球内的空气从光盘与木桌下表面间喷出,喷出的气体流速大。根据流体压强与流速关系可知,在流体中,流速越大的地方,压强越小。因此,光盘与木桌之间高速流动的空气导致该区域的压强变小。
光盘没有掉下来,是因为它受到了一个向上的力。光盘与木桌之间的空气流速大,压强小。由于外界的大气压强远大于光盘与木桌之间的气压,这个压强差产生了一个向上的压力,将光盘紧紧地压在木桌的下表面。
18.(2020滨州)如图所示,某小组在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验中是通过比较海绵的 来比较压力作用效果的大小。这种实验方法叫做 法。
(2)通过比较图甲和图乙两次实验,探究压力的作用效果与 的关系;通过比较图 和图 两次实验,探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是 法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对 力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对 力。
【答案】(1)凹陷程度; 转换;(2)压力大小;乙;丙; 控制变量;(3)相互作用;平衡
【解析】(1)实验中是通过比较海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的大小,这种科学探究方法是转换法。
(2)乙图中小桌子上加砝码的目的是为了增大压力大小,比较甲.乙可以得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显,探究压力的作用效果与压力大小的关系。丙图中小桌子倒放的目的是为了增大受力面积大小,比较乙.丙探究压力的作用效果与受力面积的关系,这种实验方法是控制变量法。
(3)实验结束后,同学们做了进一步的交流讨论,分析静止在水平桌面上的固体,它对桌面的压力和它受到的重力大小相等,这是因为它对桌面的压力与桌面对它的支持力是一对相互作用力;它受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力。
19.(2026黑龙江)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验时,兴趣小组的同学提出以下猜想。
小明猜想液体压强与液体的密度有关。
小红观察到拦河大坝设计成下宽上窄的形状,猜想液体压强与液体的深度有关。
(1)实验前,装置组装好后,应使液体压强计的U形管两侧液面________________________。
(2)小组进行实验,对比图甲中______(填字母)三次实验步骤可初步得出结论:在液体密度一定时,__________,液体压强越大;对比图甲中b、d两次实验步骤可初步得出结论:在液体深度一定时,________________________,液体压强越大。()同组的小刚提出:还应该换用密度不同的液体进行多次实验,目的是________________________。
(3)如图乙所示,小明使用同一个液体压强计,又进行了实验,发现探头在两种液体中的深度不同,两个透明盛液筒中的液面相平,U形管两侧液面的高度差相同,据此可判断出ρ左________ρ右(选填“>”“=”或“<”)。
(4)小红设计了一个实验,粗略测量未知液体的密度。如图丙所示,把一个两端开口的玻璃管下方用一薄塑料片托住(塑料片重力忽略不计),将其竖直放入水中,使塑料片所处深度为8cm且保持不变。然后向管内缓慢倒入一定量的未知液体,当未知液体在管内的深度为10cm时塑料片刚好脱落,则未知液体的密度为______kg/m3。
【答案】(1)相平
(2) a、b、c 液体深度越深 液体密度越大 避免实验偶然性,得到普遍规律
(3)<(4)
【解析】(1)使用液体压强计前,需要调节U形管,使两侧液面相平,才能通过液面高度差准确反映液体压强大小。
(2)探究液体压强与深度的关系,需要控制液体密度相同、改变深度,a、b、c三次实验液体都是水,密度相同,探头深度不同,符合实验要求;
液体深度越深,U形管两侧液面高度差越大,可得出结论:液体密度一定时,深度越深,液体压强越大; b、d两次实验控制了探头深度相同,改变了液体密度,液体密度越大,U形管两侧液面高度差越大,可得出结论:深度一定时,液体密度越大,液体压强越大;
本实验是探究物理规律,换用不同密度液体多次实验,目的是避免偶然性,使结论更具有普遍性。
(3)U形管液面高度差相同,说明探头受到的液体压强相等;根据,液体深度越大,液体密度越小;由图可知左侧探头深度更大,因此左侧液体密度更小。
(4)塑料片刚好脱落时,水对塑料片向上的压强与未知液体对塑料片向下的压强相等,即,即 ,整理、代入数据得未知液体的密度为
20.(2025山东)镓铟锡合金常温下处于液态,且无毒。物理科创小组的同学们认为可以用它代替易挥发、有毒的水辐测量大气压强,他们决定先测量镓铟锡合金的密度,再测量大气压强。
(1)测量密度前,为了提高液体体积测量的精确度,应在图中所示的三种注射器中选择 (选填“5mL”“20mL”或“30mL”)的注射器。
(2)同学们先测量了所选用注射器的质量m1。随后用注射器抽取适量的镓铟锡合金。他们发现抽取液态合金时,注射器中会有气泡,于是将气泡排出后,读取合金的体积V,并用天平衡量它们的总质量m2。将测量和计算出的数据填入表格。
实验次数
注射器的质量m1/g
注射器和合金总质量m2/g
抽取的合金体积V/mL
合金密度ρ(g/cm3)
1
6.2
13.9
1.2
6.4
2
28.5
3.6
6.2
3
4.0
第3次实验所测m2如图乙所示,为 g,计算得合金密度为 g/cm3。通过三次实验,得到所测镓铟锡合金的密度为 g/cm3。
(3)将PU耐压透明软管注满镓铟锡合金后,手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在流态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160cm,小组测得的大气压强为 Pa。(取g=10N/kg)
(4)交流评估时,小明回想起,测量液态合金体积过程中。注射器零刻度线前端接口处,还有一小部分液体,如图丁所示,这部分液态合金体积未被计入,会导致密度的测量结果 (选填“偏大”或“偏小”)。请你利用现有器材设计实验,消除这一小部分液体带来的影响,测得更准确的密度值。简要说明你的实验思路 。
【答案】(1)5mL;(2)31.4;6.3;6.3;(3)1.008×105;(4)偏大;先吸入较多的液体读出体积并测量总质量,然后排出一部分液体测量剩余的质量,并读出体积。
【解析】(1)为了提高液体体积测量的精确度,选择分度值较小的测量工具,故选分度值0.2mL的5mL的注射器;
(2)总质量m=20g+10g+1.4g=31.4g,液体的质量m=31.4g﹣6.2g=25.2g,
密度ρ36.3g/cm3;
平均密度ρ6.3g/cm3;
(3)手持软管中部缓慢上提,保持两端管口始终在流态合金液面以下,直至软管中液柱分离,如图丙所示。测得管内外液面高度差h为160cm,大气压等于液柱的压强,p=ρ液gh=6.3×103kg/m3×10N/kg×1.6m=1.008×105Pa,
(4)如图丁所示,质量准确,而这部分液态合金体积未被计入,所测体积偏小,故密度偏大,可以先吸入较多的液体读出体积并测量总质量,然后排出一部分液体测量剩余的质量,并读出体积。
21.(2024广安)茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600g,底面积为100cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(=1.0103kg/m3),取10N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
【解析】解:(1)壶中水的深度h=12cm=0.12m
水对茶壶底的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
(2)m壶=600g=0.6kg,s壶=100cm2=10﹣2m2
水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,p底s=0.6(m水+m壶)g
可以写成:ρ水ghs=0.6(m水+m壶)g
m水=0.6kg=1.4kg
【答案】(1)1200Pa;(2)1.4kg。
答:(1)水对茶壶底的压强;
(2)茶壶内水的质量为1.4kg。
22.(2026四川广安)2026年5月1日,四川省第十五届运动会全民健身系列活动——广安乡村跑(官盛站)在官盛湖湿地公园火热举行,如图所示。本次赛事环湖赛道全长8580 m,一名参赛选手以4 m/s的平均速度跑完全程。g取10 N/kg。求:
(1)该选手跑完全程所用的时间。
(2)若选手质量为50 kg,双脚与地面总接触面积为0.04 m2,则该选手静止站立时,双脚对水平跑道的压强。
【解析】(1)t=s/v=8580m÷4m/s=2145s;(2)选手重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,双脚站立时对水平跑道的压强p=F/S=G/S=500N÷0.04m²=1.25×10⁴Pa。
【答案】(1)2145s;(2)1.25×10⁴Pa。
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