第八章 神奇的压强培优专练
一、单选题
1．一个中学生每只脚与地面的接触面积约为200cm2，当他双脚站立时，对地面的压强最接近（ ）
A．2.5×102Pa B．2.5×103Pa C．1.5×103Pa D．1.5×104Pa
2．首先测定大气压值的实验是
A．托里拆利实验 B．马德堡半球实验 C．奥斯特实验 D．牛顿第一定律实验
3．连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。下图实例中不是利用了连通器原理的是（ ）
A．过路涵洞 B．液压千斤顶
C．洗手间下水管 D．锅炉水位计
4．将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成如图所示的装置．装置内加入适量的液体，可完成如下四个实验：在这些实验的设计中，把微小变化放大以利于观察的是（ ）
①验证力使物体发生形变；②观察大气压随高度的变化
③观察液体的热胀冷缩：④模拟潜水艇的浮沉．
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
5．小明总是骑自行车上学，关于自行车的设计中是为了减小摩擦的是（ ）
A．刹车时，使劲捏紧车把手 B．自行车轮胎上有凹凸不平的花纹
C．将自行车坐垫做得很宽大 D．自行车链条上要抹上润滑油
6．下列关于中学生的估测，符合实际的是（ ）
A．身高约为170mm B．体重约为50N
C．站立时对地面的压强约为500Pa D．体温约为37℃
7．如图所示，底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体，A容器底面积小于B容器底面积，甲、乙液体的密度分为、，甲、乙液体的质量分为、，A、B两容器中所装液体液面相平，液体对各自容器底的压力为、，液体对各自容器底部的压强为、，若两容器底部受到的液体压力相等，则下列判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．大气压强与人们的生活息息相关，下列实例与大气压有关的是（ ）
①玻璃厂用吸盘搬运玻璃
②在高山上需要使用高压锅才能将食物煮熟
③深水潜水员要穿特制的抗压潜水服
④医生用力将针筒中的药水推入病人肌肉中
A．①和② B．①和④ C．②和③ D．②和④
9．如图所示，甲、乙、丙为底面积相同、重力相等，形状不同的容器放置在同一水平桌面上。装有质量相等的不同液体，液面高度相同。则（ ）
A．容器对桌面的压强关系是
B．容器对桌面的压力关系是
C．容器底部受到液体的压强关系是
D．容器底部受到液体的压力关系是
10．如图所示的各种情况中，被压表面受到的压力与物块受到的重力大小相等的是（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
11．一圆锥形密闭容器内盛有一部分水，放在水平地面上，倒置过来后。下列说法正确的是（ ）
A．水对容器底的压强变大，压力变小 B．水对容器底的压强变小，压力变大
C．容器对地面的压力不变，压强变小 D．容器对地面的压力变小，压强变小
12．如图甲所示，用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出，物体的底面积为20cm2，杯子的底面积为100cm2，拉力随时间的变化关系如图乙所示。则下列说法错误的是（ ）
A．物体的密度为2.5g/cm3
B．t＝1s时，水对杯底的压力为24N
C．物体上升的速度为8cm/s
D．当物体有一半露出水面时，受到的浮力为1N
三、填空题
13．如图所示，边长分别为20cm、10cm的两立方体物块甲、乙放置于水平桌面，它们对桌面的压强之比p甲∶p乙为2∶3，则两物块的密度之比ρ甲∶ ρ乙＝ ;若甲的质量为4kg，现将其中一个物块切去部分质量，再用体积可忽略的轻质细线将剩余部分和另一物块绑在一起，放入水中恰好能处于悬浮状态（甲、乙均不吸水），g取10N/kg，则＝ kg。
14．如图所示，一个底面积为100cm2的容器放在水平桌面上，向容器内缓慢注入4.5kg水后水深30cm。缓慢注入水的过程中容器底受到的压强将 ；注入4.5kg水后，水对容器底部的压力为 N。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
15．在2022年北京冬奥会上，我国运动员任子威在1000米短道速滑比赛中获得了冠军。如果他的质量为60kg，假设每只冰刀脚站立在鞋底的冰刀与冰面的接触面积为5cm2，如图所示，任子威单脚接触冰面，不计冰鞋的重量，则此时他对水平冰面的压强为 Pa。
16．1644年，伽利略的学生 及其同伴通过实验第一次精确测出了大气压强的值．在高山上米饭不易煮熟,是因为大气压随海拔高度的增加而 （选填“增大”或“减小”）．
17．当飞机降落时，乘务员要求旅客咀嚼食物，其目的是使耳中的 张开，使鼓膜内外的 保持平衡，从而防止对耳的损伤．
18．“探究压力作用效果与受力面积的关系”时，分别采用 如图甲、乙所示的两种方法，用两只手的食指分别压 在铅笔的两端.
（1）图 （选填“甲”或“乙”）的方法是不合理的，该方法没有控制 相等.
（2）通过实验可得：当压力相同时，受力面积越 ，压力的作用效果越明显.
（3）图甲中，铅笔笔尖的面积是0.5mm2，，两手指均用2N的力对压铅笔两端，则笔尖对手指的压强为 Pa.
四、作图题
19．重为4N的物体静止在水平面上，用力的图示法在图中画出它对水平面的压力F。
五、实验题
20．小明在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中：
（1）将压强计取出放在空气中，发现U型管内两侧的水面不相平，接下来应当
A．从U型管内向外倒出适量水
B．拆除软管重新安装
C．向U型管水面较低的一侧支管内注入适量水
（2）小明进行上述操作后，又发现新问题：用手轻压或重压橡皮膜，U型管内两水面几乎都无高度差，导致这一现象可能的原因是软管 （选填“漏气”或“不漏气”）
（3）排除故障后，用手按压强计的橡皮膜，U型管内两水面出现一高度差，如图甲；将橡皮膜放入酒精中，U型管内两水面也出现相同的高度差，如图乙；这说明甲、乙两图中橡皮膜所受的压强大小 （选填“相等”或“不相等”），下列研究中也涉及这种研究方法的是
A．研究合力与分力的大小关系
B．牛顿对大量的实验事实进行深入研究，总结出牛顿第一定律
C．在研究滑动摩擦力与压力大小的关系时，要控制接触面的粗糙程度相同
（4）比较如图乙、丙实验可知，液体内部压强与液体的 有关；比较丙、丁实验可知，液体内部压强与液体的 有关．
21．探究液体内部压强：
（1）液体压强计是通过U形管中液面的 来反映被测液体压强大小的。使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中液体能灵活升降，则说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。若不漏气，组装完好的压强计中的U形管 （选填“是”或“不是”）连通器；
（2）以上四幅图是小丽在探究液体内部压强实验时的四个场景，除图④杯中装的是盐水外，其余杯中装的都是水。比较图①②可知，液体压强大小与 有关；比较图 可知，液体压强大小还与液体的密度有关。
六、综合题
22．以下是部分媒体资料：
义乌“三改一拆”让城乡变美
许多违章建筑都建了宽大、结实的墙基，单凭人工，拆违强度很大……（如图l)
履带式挖掘机是拆违的重要工具（如图2)，其自重达12吨，部分违章建筑建造位置特殊，大型机械难以进入，只能人工拆除……
许多原来被违章建筑占据的地方，拆违后，都种植了树木，恢复了绿化，……
……
请回答以下问题：
(1)“宽大、结实的墙基”，使建筑牢固，人工拆违，一人之力很难推倒高墙，众人合力，就容易成功，如图1所示，这说明力的作用效果与力的 有关．
(2）如果履带式挖掘机两条履带与地面接触总面积为1.5平方米，请列式计算此挖掘机对水平地面的压强是多大？
(3）上述挖掘机在工作过程中要经过某桥梁，驾驶员发现桥头立有如图3所示的警示标志．
请判断该挖掘机能否通过此桥梁，并简要说明理由 ．
(4)“拆违后，都种植了树木，恢复了绿化’，这样做不仅美化了环境，从科学的角度解析，也有很多有益之处，请你列举一点： ．
23．如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”，可在复杂气象条件下，执行长距离航空运输任务。该飞机最大起飞重量为210吨，有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.2m 。（g取10N/kg）
（1）飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的机械能 、重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）在某次训练中，飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是 km/h；
（3）该飞机满载时，静止在水平跑道上对地面的压强是 Pa；
（4）飞机为什么能获得升力而飞上蓝天？请你运用学过的物理知识加以简单解释。 。
参考答案：
1．D
【详解】中学生对地面的水平压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N，一位中学生每只脚与地面的接触面积为150～400cm2，人双脚站立时地面的受力面积为300～400cm2，人对地面的压强约为 ．故选D．
2．A
【详解】托里拆利实验最早测出了大气压强的大小；马德堡半球实验证明了大气压强确实存在，并且数值很大；奥斯特实验第一个揭示了电与磁之间的联系，证明通电导线周围存在磁场，磁场的方向与电流的方向有关；牛顿第一定律实验得出了力和运动的关系，故选A．
3．B
【详解】连通器是上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体，在液体不流动的情况下，连通器各容器中液面的高度总是相平的。
A．过路涵洞的两端开口，底部相连通，是利用连通器的原理来工作的，故A不符合题意；
B．液压千斤顶的两端封闭，是利用液体可以大小不变地传递压强的原理进行工作的，故B符合题意；
C．洗手间下水管的两端开口，底部相连通，利用连通器的原理制成的，故C不符合题意；
D．锅炉水位计的两端开口，底部相连通，是利用连通器的原理制成的，故D不符合题意。
故选B。
4．A
【详解】解：①用力挤压瓶子，瓶子可以发生形变，利用该装置把瓶子的微小形变转化为液柱高度的变化，将微小形变放大以利于观察，故①符合题意；
②当大气压变化时，细管中液柱的高度会发生变化，利用该装置将大气压的微小变化转化为细管内液柱高度的变化，故②符合题意；
③物体具有热胀冷缩的性质，当液体温度变化时体积会发生变化，利用该装置可以将液体体积的微小变化放大，从而验证液体的热胀冷缩，故③符合题意；
④将瓶子放在水中，通过玻璃管向瓶内吹气，可以看到瓶子上浮；通过玻璃管向外抽气，可以看到瓶子下沉．通过此实验可以直接模拟潜水艇的沉浮，不需要把微小变化放大，故④不符合题意．
故选A．
点睛：物理量变化非常不明显，但是确实发生了微小变化，采用“科学”的方法，这种把微小量放大有利于观察的方法在物理学里称为“微小量放大法”．
5．D
【详解】A．刹车时要用力握紧，是在接触面粗糙程度不变的条件，通过增大压力从而增大了摩擦，故A不符合题意；
B．自行车轮胎上有凹凸不平的花纹，在是压力一定时，通过增大接触面粗糙程度增大摩擦，故B不符合题意；
C．自行车上车座做得很宽大，是为了增大接触面积，从而减小压强，故C不符合题意；
D．自行车链条上要抹上润滑油，使接触面变得光滑，从而减小了摩擦，故D符合题意。
故选D。
6．D
【详解】A．中学生的身高约为170cm，故A不符合实际，不符合题意；
B．中学生的质量约为50kg，体重约为500N，故B不符合实际，不符合题意；
C．中学生的体重约为500N，脚和地面的接触面积约为500cm2，站立时对地面的压强约为
故C不符合实际，不符合题意；
D．人的正常体温是37℃左右，故D符合实际，符合题意。
故选D。
7．D
【详解】由题意可知：两容器底部受到的液体压力相等，且，由可得；又知A、B两容器中所装液体液面相平，即，由得，；因为两容器底部受到的液体压力相等，对于规则容器，液体对容器的压力等于液体自身的重力，因此，由可得，。
故选D。
8．A
【详解】①玻璃厂用吸盘搬运玻璃，是因为将吸盘内的空气抽出，大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上，利用了大气压的作用，故①符合题意；
②大气压强与高度有关，高度越高，气压越小；液体的沸点与气压有关，气压增大，沸点升高，气压减小，沸点降低，在高山上需要使用高压锅才能将食物煮熟，是利用大气压，故②符合题意；
③液体内部的压强随深度的最大而增大，故深水潜水员要穿特制的抗压潜水服，与大气压作用无关，故③不合题意；
④医生用力将针筒中的药水推入病人肌肉中，是因为医生的手指对针筒施加了推力，是推力的作用让针筒运动起来，推动药水，与大气压作用无关，故④不合题意。
故选A。
9．D
【详解】AB．甲、乙、丙三个容器重力相同，容器内液体的质量相等，则液体的重力相等，容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和，所以三容器对桌面的压力相等，即
F甲=F乙=F丙
且三个容器的底面积相同，所以，根据p=可知，三容器对桌面的压强关系为
p甲=p乙=p丙
故AB错误；
CD．由图可知，甲容器上细下粗，液体对容器底的压力大于液体的重力；乙容器为直壁容器，液体对容器底的压力等于液体的重力；丙容器上粗下细，有一部分液体压在容器的壁上，液体对容器底的压力小于液体的重力；甲、乙、丙中三种液体的质量相等，则液体的重力相等，所以，甲、乙丙三种液体对容器底的压力关系为
F甲>F乙>F丙
又因为三个容器的底面积相同，据p=可知，容器底部受到液体的压强关系是
p甲>p乙>p丙
故C错误，D正确。
故选D。
10．A
【详解】A．图中物体静止在水平面上（即处于平衡状态），所以物体受到的重力和支持力是一对平衡力，大小相等，即G＝F支，由于支持力和压力是一对相互作用力，所以桌面对物体的支持力和物体对桌面的压力大小相等，即F支＝F压，因此物体对桌面的压力和物体受到的重力大小相等，即F压＝G，故A符合题意；
B．图中物体受竖直向下的重力和垂直接触面的支持力，重力和支持力不在同一直线上，不是平衡力，大小不相等，又因为压力和支持力是相互作用力，大小相等，故重力和压力不相等，故B不符合题意；
C．图中物体受竖直向下的重力、竖直向上的压力、竖直向下的支持力三个力的作用，故重力不等于支持力，又因为压力和支持力是相互作用力，大小相等，故压力和重力不相等，故C不符合题意；
D．图中物体受竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、水平向右的支持力、水平向左的压力，压力和重力不在同一直线上，两个力之间没有联系，故D 不符合题意。
故选A。
11．BC
【详解】AB．设如左图放置时的底面积为S小，倒置过来后的底面积为S大，左图放置时水对容器底的压力
F=ps小=ρghS小
即水对容器底的压力是以S小为底面积，h为高的这部分液柱所产生的压力，可知这部分液柱比容器中的水少，所以水对容器底的压力小于水的重力；右图倒置时水对容器底的压力
F′=p′S大=ρgh′S大
即水对容器底的压力是以S大为底面积，h′为高的这部分液柱所产生的压力，可知这部分液柱比水多，所以水对容器底的压力大于水的重力。故对容器底的压力变大。对比前后两次情况，水对容器底部的压力将会变大，且倒置后，液面下降，由p=ρ液gh可知，h变小，容器底部所受水的压强变小，故A错误，B正确；
CD．倒置前后容器对桌面的压力等于水和容器的总重力，因总重力不变，故对桌面的压力不变，而倒置后接触面积变大，根据可知，对水平桌面的压强将变小。故C正确，D错误。
故选BC。
12．BC
【详解】从图乙中可以看出，物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为
物体的重力
所以物体浸没时受到的浮力大小
物体的体积等于物体浸没时排开的水的体积
A．物体的质量
物体的密度为
故A 正确，不符合题意；
BC．物体的高度
在物体上表面刚好接触水面，在下表面刚好离开水面
所以物体从接触水面到完全离开水面所用的时间为
此时由于长方体离开水面，水面下降的高度为
物体露出水面的整个过程中升高的距离为
物体上升的速度
故C 正确，不符合题意；
物体上升到上表面接触水面移动的距离
物体浸没时，水的深度为
当 时，物体浸没在水中，此时水对杯底的压强
此时水对杯底的压力
故B错误，符合题意；
D．当物体有一半露出水面时，物体排开水的体积为物体体积的一半，受到的浮力为物体浸没时的一半，此时受到的浮力
故D正确，不符合题意。
故选B。
13． 1∶3 3.5
【详解】[1]由题意可知它们对桌面的压强之比p甲∶p乙为2∶3，故
故
[2]若甲的质量为4kg，则甲的密度为
因为
故
乙的质量为
若甲的质量为4kg，现将其中一个物块切去部分质量Δm，再用体积可忽略的轻质细线将剩余部分和另一物块绑在一起，放入水中恰好能处于悬浮状态，则此时剩余部分的重力加上乙物体的重力等于整体受到的浮力，设剩余部分的体积为，则有下关系式
故
故
14． 增大 30
【详解】[1]缓慢注入水的过程中，水的深度增加，根据p=ρgh可知，容器底受到的压强将增大。
[2] 注入4.5kg水后，水深为
h=30cm=0.3m
水对容器底的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
水对容器底部的压力为
F=pS=3000Pa×100×10-4m2=30N
15．1.2×106
【详解】运动员穿上速滑装备后受到的重力
G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N
运动员对水平冰面的压力
F＝G＝600N
运动员对水平冰面的压强
16． 托里拆利 降低
【详解】[1]第一次测量出大气压值，是托里拆利做的托里拆利实验；
[2]海拔与气压关系为，海拔越高，气压越低．
17． 咽鼓管 气压
【详解】在飞机起飞或降落时，乘务员要求旅客咀嚼食物，咀嚼可以使咽鼓管张开，因为咽鼓管连通咽部和鼓室，这样口腔内的气压即鼓室内的气压与鼓膜外即外耳道的气压保持平衡，保持鼓膜内外大气压的平衡，防止击穿鼓膜．
18． 乙 压力 小 4×106
【详解】为研究压力的作用效果与受力面积的关系，应当控制压力大小不变，而乙图中铅笔竖直放置时，由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力增大，即没有控制压力相等，所以乙的方法不合理．
第一空．乙
第二空．压力
第三空．当F相同时，S越小，压力的作用效果越明显；
第四空．笔尖对手指的压强为：
19．
【详解】物体对水平面的压力大小等于重力，作用点在水平面上，方向垂直于水平面向下，故作图如下：
20． B 漏气 相等 A 密度 深度
【详解】(1)进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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；选B．(2)使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管两边液面几乎没有变化，则说明装置漏气；(3)用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中，所起的效果是一样的，都会给橡皮膜一个压强，使U型管内水面出现高度差．所用的方法是：等效替代法．
A. 研究合力与分力的大小关系是采用的是等效替代法；
B. 牛顿对大量的实验事实进行深入研究，总结出牛顿第一定律，采用的是实验推理法；
C. 在研究滑动摩擦力与压力大小的关系时，要控制接触面的粗糙程度相同，采用的是控制变量法；
(4)比较乙、丙实验可知，在液体的深度相同时，图丙中用的是盐水，其密度大于酒精的密度，因此U型管内水面出现高度差比较大，说明液体内部压强与液体的密度有关系；比较丙、丁实验可知，在液体的密度相同时，图丙中压强计的金属盒所处的深度较深，U型管内水面出现高度差比较大，说明液体内部压强与液体的深度有关系．
【点睛】（1）U形管右端上方是和大气相通的，等于大气压强；U形管右端液面比较高，就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压；只要取下软管，让U形管左端液面和大气相通，这样U形管两端的液面就是相平的．
（2）检查装置是否漏气时，用手轻轻按压几下橡皮膜，看液体能否灵活升降；
（3）本题用到了物理上常用的研究方法--等效替代法．用手按压强计的橡皮膜，U型管内水面出现高度差；将橡皮膜放入酒精中，U型管内水面也出现高度差．说明用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中，所起的效果是一样的，都会给橡皮膜一个压强．
（4）比较乙、丙实验是控制深度相同，改变液体的密度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的密度有关；比较丙、丁实验是控制液体的密度相同，改变液体的深度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的深度有关．
21． 高度差 不漏气 不是 深度 ②、④
【详解】（1）[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测液体压强大小的，液面的高度差越大，探头处的液体压强越大。
[2]用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气，U形管中的液体不能灵活升降，需拆下橡胶管重新安装，直到不漏气为止。
[3]U形管的一端不开口，故组装完好的压强计中的U形管不是连通器。
（3）[4] 比较图①②可知，液体的密度相同，探头朝向相同的方向，探头所处的深度不同，U形管中液面的高度差不同，说明液体压强大小与深度有关。
[5]探究液体压强大小与液体的密度的关系，需选择不同种类的液体，让探头处在相同的深度，橡皮膜朝向相同的方向，进行实验即可，故可选②④两次实验。
22． 大小 8×104Pa 见解析 见解析
【详解】（1）由于题中有一人之力很难推倒高墙，众人合力，就容易成功的语言，从这里可以看出，力的大小对其作用的效果起到至关重要扔作用；（2）欲求压强，应该知道压力和受力面积，由于挖掘机的质量已知，故可求其重力，在水平地面上，挖掘机的重力就是它对地面的压力，受力面积又已知，故压强可求出；（3）图3的标志是说明此桥的最大承重的质量是10t，现在挖掘机的质量是12t，超出了桥的承载能力，故不能通过；（4）绿色植物的作用很多，只要说明有净化空气，保护环境等之类的语句即可．
考点：力的作用效果，压强．
23． 减小 不变 730 7.5×105 见详解
【详解】（1）[1][2]机械能包括动能和重力势能，动能和质量、速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大，重力势能和质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高的高度越高，重力势能越大，飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的质量不变，高度不变，速度减小，所以飞机的动能减小，重力势能不变，机械能减小。
（2）[3]飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是
（3）[4]该飞机满载时的重力为
飞机对地面的压力等于飞机的重力，则飞机静止在水平跑道上对地面的压强是
（4）[5]飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状，这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力。
