专项分类训练：压强实验、计算题
1.利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素，如图甲、乙、丙所示。
（1）图中压力的作用效果是通过观察 来比较压力作用效果的，我们 （填“可以”或“不可以”）用沙子代替海绵来完成实验；
（2）通过比较图甲和图乙，说明 ，压力的作用效果越明显，通过比较图 （填序号）和图丙，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（3）实验中采用的研究方法是 和 ；
（4）该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为 （填“>”“<”或“=”）；
（5）实验时如果将小桌换成砖块，并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图戊所示，小明发现它们对海绵的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力的作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
2.生活处处有物理，瓶瓶罐罐做实验。小聪把废弃的矿泉水瓶中装入水，探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。
（1）在图A的操作中，通过观察______来反映压力的作用效果，这种科学探究的方法称为 ；
（2）观察图A和B两次实验现象，可知：在受力面积一定时， ；
（3）我们不能通过分析图中B和C两次实验现象得出压力作用效果与压力大小的关系，理由是 ；
（4）图A与C比较，矿泉水瓶对海绵和石块的压力作用效果 （选填“相同”或“不相同”）；
（5）利用现有器材，小聪想探究压力作用效果与受力面积的关系，具体的操作是 ；
（6）完成实验后，小聪在矿泉水瓶侧壁不同高度的地方锥出三个小孔，观察图D现象，这个小实验可以研究液体的压强大小与 的关系。
3.小明为探究“影响液体内部压强的因素”，进行了如下实验：
（1）（2分）实验前，应调整压强计（甲图），使U形管左右两边的液面 ；具体的操作应该是 。
（2）（2分）将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处，如图乙，则压强计显示的是橡皮膜 （选填“各个方向”、“上方”或“下方”）的水对它的压强。
（3）（3分）由乙、丙两图可知：深度相同时，液体的密度 ，压强越大。
4.小明同学在用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”实验时：
（1）小明把调节好的压强计放在空气中时U形管两边的液面保持相平，此时的U形管 （填“是”或“不是”）连通器。
（2）压强计是通过U形管两边液面的 来反映被测压强大小的。
（3）小明在探究液体压强与深度关系时，发现在同种液体中压强计金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越大，此现象说明同种液体的压强随深度的增加而 。
（4）实验桌上有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的纯净水和酒精。老师告诉小明酒精的密度小于纯净水的密度，希望他用压强计将它们区别开，如图所示，小明将压强计的金属盒先后浸没到甲、乙两杯液体中，分别记下压强计形管两侧的液柱高度差和，他发现，于是认为甲杯中盛的是酒精。老师指出小明的实验过程是 （填“正确”或“错误”）的，并提出了新的实验思路：将压强计的金属盒先后浸没到甲、乙两杯液体中，使U形管两侧的液柱高度差 ′（选填“＜”、“=”或“>”），则金属盒浸没深度较 （填“深”或“浅”）的液体一定是酒精。
5.如图所示是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人的质量约为500kg，装有四条履带，每条履带与地面的接触面积为2m2。某次它在南极内陆冰盖完成了30km的自主行走，耗时0.5h。求：
（1）长航程极地漫游机器人的平均速度；
（2）该机器人对地面的压强。
6.滑旱冰是青少年最喜欢的一项运动。如图所示，小兵质量约为34kg，所穿的四轮直排旱冰鞋每只质量为3kg，鞋底每个轮子与地面接触面积为4cm2。(g取10N/kg)
求：(1)小兵自身受到的重力？
(2)小兵单脚滑行时对地面的压强？
7.如图是我国自主研制的准三代96A式主战坦克。该坦克具有潜渡功能，坦克重为42t，请利用给出的数据，求：（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）坦克潜渡时在水深为5米处受到的压强；
（2）此时在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力。
8.如图所示，一只盛有水的薄壁玻璃杯静止在水平桌面上。杯子重1N，底面积为30cm2，杯内水重2N，水深6cm，水的密度为1.0×103kg/m3，g=10N/kg。求：
（1）水杯对桌面的压强；
（2）水对杯底的压力。
9.如图甲将杯高为10cm的薄壁圆柱体状空杯放在电子秤上。现均匀向杯中缓慢倒水，电子秤所显示质量m随杯中水的高度h变化的图像如图乙所示，g取10N/kg。求：
（1）空杯对电子秤的压力为多大？
（2）杯装满水时，水对杯底的压强多大？
（3）杯子的底面积多大？
10.如图所示，客车和车内人员的总质量为 1.8×10 4kg，汽车轮胎与地面接触总面积是0.4m2，若这辆客车从高速口以标志牌的速度， 沿平直公路匀速行驶 15min 到达市内，客车发动机的功率是 240 kW。（g＝10N/kg）求：
(1)这辆客车启动前对地面的压强是多少？
(2)高速口距离市内的路程大约是多少？
(3)发动机提供的牵引力是多少？
11.深海载人潜水器——“奋斗者”号是国家“十三五”重点研发计划“深海关键技术与装备”专项支持的深海重大科技装备。2020年10月27日，奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜的新纪录。11月10日8时12分，奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，刷新中国载人深潜的新纪录。在万米深渊中含氧量也非常的低，不过在万米深渊中发现了很多体积比较小的海参，这就说明在万米深渊中也是存在生命的，这也是一重大发现（ρ海水=1.0×103kg/m3，一个标准大气压取1×105Pa）试计算：
（1）在10000米深处海水的压强是多少帕？这个压强相当于多少个标准大气压强？
（2）这么大的压强，小海参为什么还能够自由自在生存呢？
（3）“奋斗者”前端有一个面积30cm2的观察窗，在万米深处观察窗承受的海水压力有多大？
12.如图所示，均匀实心圆柱体甲和圆柱形容器乙置于水平桌面上。乙容器高为20cm，内盛有密度为0.6g/cm3的液体；已知S甲＝30cm2，S甲：S乙＝3：4。现沿竖直方向在甲上切去底面积为S的部分，并将切去部分置于容器乙的液体中，切去部分会自然沉底，并静止在容器底部。截取甲的部分放入乙中静止后，乙对桌面的压强随截取面积S的变化关系如图丙所示。容器乙的壁厚和质量均忽略不计，求：
（1）截取甲之前，乙中液体的深度；
（2）若将甲全部放入乙中，求液体对容器底部的压强与截取前的变化量；
（3）甲的密度。
参考答案：
1.海绵的凹陷程度 可以 压力越大 乙 控制变量法 转换法 = 没有控制压力大小不变
2.海绵的凹陷程度 转换法 压力越大，压力的作用效果越明显 没有控制受力面的材料相同 相同 在图A实验的基础上再把矿泉水瓶倒放 液体深度
3.（1）相平；拆装软管重新安装（2）上方（3）越大
4.不是；高度差；增加；错误；=；深
5.解：（1）长航程极地漫游机器人的平均速度
（2）机器人对地面的压力
机器人对地面的压强
答：（1）长航程极地漫游机器人的平均速度为60km/h；
（2）该机器人对地面的压强为625Pa。
6.解：(1)计算小兵的自重为
G人＝m人g＝34kg×10N/kg＝340N
(2)单脚滑行时对地面的压力等于人和鞋的总重，所以压力为
F＝G人＋G鞋＝340N＋2×3kg×10N/kg＝400N
四个轮子着地，受力面积为
S=4×4cm2＝16cm2＝16×10 4m2
单脚滑行时对地面的压强
p＝=2.5×105Pa
答：(1)小兵自身受到的重力是340N；
(2)小兵单脚滑行时对地面的压强是2.5×105Pa。
7.解：（1）坦克潜渡时在水深为5米处受到的压强是
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa
（2）由可知，此时在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力是
F=pS=5×104Pa×0.8m2=4×104N
答：（1）坦克潜渡时在水深为5米处受到的压强是5×104Pa；
（2）此时在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力是4×104N。
8.解：(1)水杯对水平桌面的压力为
F=G杯+G水=1N+2N=3N
则水杯对桌面的压强为
p==1000Pa
(2)水对杯底的压强为
p'=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
水对杯底的压力为
F'=p'S=600Pa×30×10-4m2=1.8N
答：(1)水杯对桌面的压强为1000Pa；
(2)水对杯底的压力1.8N。
9.解：（1）由图乙可知，当倒入水的质量为0时，空杯的质量为
m空杯=0.2kg
根据重力的计算公式可得，杯子的重力为
G空杯=m空杯g=0.2kg×10N/kg=2N
由二力平衡条件可知，空杯对电子秤的压力等于空杯的重力，即为
F空杯=G空杯=2N
（2）杯装满水时，根据压强的计算公式可得，水对杯底的压强为
（3）杯装满水时，水的质量为
m=m满杯-m空杯=0.5kg-0.2kg=0.3kg
由重力的计算公式可得，水的重力为
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
因为杯子是圆柱体，水对杯底的压力为
F=G=3N
根据压力的计算公式可得，杯子的底面积为
答：（1）空杯对电子秤的压力为2N；
（2）杯装满水时，水对杯底的压强为1.0×103Pa；
（3）杯子的底面积为3×10-3m3。
10.(1)客车启动前对地面的压力
F压=G=mg=1.8×104kg×10N/kg =1.8×105N
客车前对地面的压强
(2)客车行驶的时间
t =15min=h=0.25h
由得高速口距离市内的路程
s=vt =60km/h×h =15km-
(3)由得发动机提供的牵引力为
答：(1)这辆客车启动前对地面的压强是4×105；
(2)高速口距离市内的路程是15km；
(3)发动机提供的牵引力是1.44×104N。
11.（1）1×108Pa，1×103个；（2）小海参体内也有很大的压强，与海水的压强平衡；（3）3×105N
12.解：（1）因为圆柱形容器乙置于水平桌面上，容器乙的壁厚和质量均忽略不计，则截取甲之前乙对桌面的压强就等于液体对容器底的压强p＝ρ乙gh乙，
由图丙可知，截取甲之前液体对容器底部的压强p1＝900Pa，由p＝ρgh得，
截取甲之前，乙中液体的深度为：h1＝＝＝0.15m；
（2）由图丙可知，在S＝20cm2时，图像出现偏折，可以判断，当S＝20cm2时，乙容器恰好装满，再增大S，乙中的液体会溢出，所以将甲全部放入乙中，乙中液体会溢出，
则液体的深度为：h2＝20cm＝0.2m，
液体对容器底部的压强p2＝ρ乙gh2＝0.6×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝1200Pa，
液体对容器底部的压强与截取前的变化量为：Δp＝p2﹣p1＝1200Pa﹣900Pa＝300Pa；
（3）已知S甲＝30cm2，S甲：S乙＝3：4，
则乙的底面积为：S乙＝S甲＝×30m2＝40cm2，
因为切去部分会自然沉底，且当S＝20cm2时，液体对容器底部的压强p3＝1800Pa，此时乙容器恰好装满，
则切去的甲物体的体积为：V切＝V排＝S乙（h2﹣h1）＝40cm2×（20cm﹣15cm）＝200cm3＝2×10﹣4m3，
切去的甲物体的重力为：G切＝ΔF＝（p3﹣p1）S乙＝（1800Pa﹣900Pa）×40×10﹣4m2＝3.6N，
切去的甲物体的质量为：m切＝＝＝0.36kg，
甲物体的密度为：ρ甲＝＝＝1.8×103kg/m3。
答：（1）截取甲之前，乙中液体的深度为0.15m；
（2）若将甲全部放入乙中，求液体对容器底部的压强与截取前的变化量为300Pa；
（3）甲的密度为1.8×103kg/m3。
