第八章 压 强
第一节 压力的作用效果
1.关于压力、压强,下列说法正确的是 ( )
A.压强就是物体所受的压力
B.压力的方向总与重力的方向一致
C.物体对接触面的压力就是物体所受的重力
D.压强在数值上等于单位面积上受到的压力大小
2.琴琴同学探究压强与受力面积的关系,得出一个错误的结论。
(1)谁的压力大 ,谁的受力面积大 ;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见: ;
(3)对比甲图选择下面一个 对比探究压强和压力大小的关系。
3.一年轻小伙在公园中用四根手指撑起身体倒立,引起热议。下列关于小伙对支撑面压强的估测,最符合实际的是 ( )
A.102 Pa B.103 Pa C.104 Pa D.106 Pa
4.无滑雪,不冬天。2023年的哈尔滨冰雪节吸引了全国各地的游客,小娟也在寒假期间加入了滑雪队伍。如图所示,滑雪时小娟没有陷入雪地中,这是采用增大受力面积的方法来减小 的;滑雪手套掌心处的颗粒是为了增加手与滑雪杖间的 (选填“压强”或“摩擦”);以小娟为参照物,雪地是 的;滑雪越过雪坡落地时,人和滑雪板不能立即停下来,这是因为她具有 。为防止游客出现伤害事故,哈尔滨出台了“滑雪安全攻略”,以下关于滑雪设备的安全设计,属于增大压强的是 。
A.滑雪杖安装杖尖 B.护膝 C.头盔较轻 D.头盔的下巴垫较宽大
5.如图所示,人工智能逐渐融入我们的生活,餐饮服务行业中,机器人随处可见。在一次送餐服务中,托着饮料的机器人总质量为52 kg,与地面接触的面积为0.01 m2。若机器人沿水平地面匀速运动了20 m,用时20 s。g取10 N/kg。求:
(1)机器人的速度;
(2)机器人和饮料的总重力;
(3)机器人对地面的压强。
6.下列实例中,属于减小压强的是 ( )
A.篆刻刀的锋利刀口 B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头 D.压路机质量很大的碾子
7.如图是中医的制药工具药碾子,其由底部的碾槽和边缘较薄的圆形碾盘组成。若想提高每一次的碾压效果,可以怎样改进工具,请写出两种方法: , 。
8.探究压力的作用效果与压力的关系时,保持受力面积不变。采用的方法是 ( )
A.类比法 B.理想实验法 C.控制变量法 D.等效替代法
9.(多选)把装满水的矿泉水瓶从正立变为倒立,下列物理量大小改变的是 ( )
A.桌面的受力面积大小 B.矿泉水瓶的重力大小
C.矿泉水瓶对桌面的压力大小 D.矿泉水瓶对桌面的压强大小
10.质量相等且分布均匀的 A、B两个立方体, A的棱长为B的一半,如图甲、乙所示静置在水平地面上。若甲图中A对B的压强为 p1,B对地面的压强为 p2;乙图中B对A的压强为p3 ,A对地面的压强为p4。则下列计算结果均正确的是 ( )
①p1∶p2=2∶1 ②p3∶p4=4∶1 ③p1∶p3=1∶2 ④p2∶p4=1∶4
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
11.如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图像如图乙所示。已知木板宽为0.25 m,下列判断正确的是 ( )
A.长木板的底面积为0.25 m2
B.当x=0.26 m时,木板对桌面的压强为37.5 Pa
C.当x=0.30 m时,木板对桌面的压力为9 N
D.移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
12.全国人民在党中央领导下,从2021年起全面施行“乡村振兴”计划。陈家寨村在这大好形势下,将原长4 km、宽3.5 m、厚约25 cm的混凝土水泥村道加宽成4.5 m。工程完成后,质量检测部门,在每1 km新修路面上适当位置,钻取一个底面积约80 cm2的圆柱形样本进行质量检测。除了厚度、水泥标号、砂石比例等指标都合格外,还要求混凝土的密度标准不得小于 2.6×103 kg/m3。质量检测员将取回的所有样本称得总质量为21.6 kg。(g 取10 N/kg)问:
(1)所取样本的总重力是多少
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强约是多少
(3)计算分析该项工程混凝土标准是否合格
13.在“估测人双脚站立时对水平地面的压强”实验中,老师在A4纸上打印出每格面积1 cm2的方格纸,在其上面描出了某同学的鞋底形状,如图甲所示。(g取10 N/kg)
先数出整格子166格,再数出不是满格的格子68格,折算成34格整格子,一共200格,即一只鞋子的底面积为 m2,若该同学质量为60 kg,请算出该同学双脚站立时对水平地面的压强为 。
小明同学看到打印纸的外包装上标着“70 g/m2”,开始他以为这是纸的密度,但后来经过询问才知道,这是每张打印纸 的意思,由此启发:把刚才描出的鞋底形状用剪刀剪下来,如图乙所示,如果能测出这张纸片的质量,就可以算出这张纸片的面积了。有了这个思路,小明立马用一张A4纸描出自己鞋底的形状,并用剪刀剪出4张与鞋底形状相同的纸片,用天平测出4张纸片的质量为7 g,则小明每只鞋底的面积为 。
第二节 探究：液体压强与哪些因素有关
第１课时 探究液体的压强
1.如图是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)使用前需检查装置是否漏气,用手轻轻按压几下橡皮膜,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)实验前,若压强计两侧液面已有高度差,他首先应该 (填字母)。
A.拆除软管,待液面稳定后重新安装 B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
C.往U形管右侧中加入密度更大的液体
(3)调试好压强计后开始实验,把探头放进液体中,进行不同操作,记录的相关数据如表所示:
(4)小婷对实验装置进行了改进,她在U形管接头处加装了一个“三通接头”,如图甲所示。
①U形管与探头连接时,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内的水面相平。
②比较图乙与 两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 。
③若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2 m,则p盐= Pa。(g取10 N/kg)
④小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不
明显,可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
第2课时 液体压强的应用
1.如图所示,水龙头关闭时, A处水龙头所受水的压强为 Pa。( g=10 N/kg, ρ水=1.0×103 kg/m3)
2.一平底装3 N水的玻璃杯放在水平桌面上,杯子与桌面的接触面积为20 cm2,杯内水面高度10 cm,则水对杯底的压力是 。
3.如图,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压强,当A、B间的阀门打开时,下列说法中正确的是 ( )
A.液体由A流向B B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动
4.位于桂平的大藤峡水电站枢纽建成后,将在珠江流域防洪、水资源配置、提高航运等级、保障澳门及珠三角供水安全、水生态治理方面发挥不可替代的作用。某天,爸爸开车带小红去参观大藤峡水电站,看见挖掘机正在船闸旁边施工。以下描述正确的是( )
A.船闸利用了连通器原理 B.车的速度越大,惯性就越大
C.水坝筑成上窄下宽是为了美观 D.挖掘机履带宽大是为了增大它对地面的压强
5.如图所示,洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 的,其利用了 原理。
6.位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一。如图是郑国渠跨路面两侧的截面示意图,两侧水渠和中间的涵洞可以看作一个 。当水不流动时,水对A点的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)水对B点的压强。
7.如图甲所示,工人师傅将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ,这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏,若存水杯中的水由于蒸发而变干,地漏将 (选填“仍能”或“不能”)阻止下水道异味上逸。
8.如图所示,我国三峡船闸是根据 的原理制成的,其相邻闸室的阀门开启后,当水不流动时两闸室水面高度是 。
9.如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5 m深的水时,车的总质量为12 t,轮胎与地面接触的总面积为0.6 m2,此时车静止在水平路面上,对路面的压强为 Pa,水对罐体底部的压强为 Pa。当增大罐内气压后,水就可以洒向更远处,此时罐体与出水管 (选填“是”或“不是”)连通器。(g取10 N/kg)
10.如图所示,把一个质量为0.5 kg,底面积为40 cm2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6 kg的水,水面到壶底12 cm,则水对壶底的压力是 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
11.如图是法国科学家帕斯卡在1648年做的裂桶实验,他从楼房的阳台向管中灌水时,只用了几杯水,封闭的木桶就被撑破了。试根据所学知识求水对桶底产生的压强。(g取10 N/kg)
12.“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而取决于桶壁上最短的那块。如图所示,已知桶壁上最长的木板长为0.5 m,最短的木板长为0.2 m,桶底内部底面积为4×10-2 m2。(忽略桶壁的厚度,g取10 N/kg)
(1)若空桶的质量为2 kg,则空桶对水平地面的压强为多少Pa
(2)当桶装足够多的水时,桶底受到水的压强约为多少Pa
第三节 空气的“力量”
1.物理小妙招,生活更精彩。如图是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水,让瓶口贴近蛋黄,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用 的作用。
2.小明利用如图所示的装置来估测大气压的值,关于本实验,下列说法不正确的是 ( )
A.应该沿水平方向拉动注射器筒
B.用刻度尺测出注射器刻度部分的长度
C.如果筒内空气没有排尽,则测出的大气压值偏大
D.当注射器中的活塞刚刚被拉动时,记录弹簧测力计的示数
3.在某星球表面,物体所受重力与质量的比值约为3.8 N/kg,大气压约为760 Pa。假设能在该星球表面用水做托里拆利实验,如图所示,水的密度为1.0×103 kg/m3,则经实验测出的h约为 m。
4.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是 ( )
A.晴天气压比阴雨天的高,阴雨天A管液面下降
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易看出天气引起的气压变化
D.A管中液面上升时,表示外界大气压增大
5.卓玛学习了大气压强之后,用密度为ρ的液体自制了气压计,气压计放在一楼时,细玻璃管内外液面相平,如图甲所示,她乘坐电梯到达顶楼时,细玻璃管内液面上升的高度为h,如图乙所示。液面上升的原因是随高度的增加,大气压强变 ;已知到达顶楼时瓶内气压为p,请你用题中的物理量符号表示顶楼的大气压强 (结果还需用到符号g)。
6.如图所示,小云用放在水平面上的甲、乙两个实验装置来观察并研究大气压的变化,下列说法正确的是 ( )
A.大气压变小时,甲图中玻璃管内的液面会下降
B.大气压变大时,乙图中玻璃管内的液面会上升
C.甲装置玻璃管稍微倾斜,管内外水银面高度差将变大
D.乙装置更能准确地测量出大气压的值
7.如图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验。将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强。若在吸盘上戳一个小孔,吸盘内部气体压强会变 。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越 。
8.如图所示,水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水后,甲中水面比乙中水面高,然后将甲上口密封,此装置 (选填“是”或“不是”)连通器。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面高度 (选填“大于”“等于”“小于”)乙中的液面。
9.小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了20 mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下:
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为 cm,则活塞的横截面积为 cm2。
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是 。
(3)如图乙所示,用细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,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为 N,此时外界大气压的数值为 Pa。
(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器4 mL刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为4 mL。再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为8 mL时,弹簧测力计的示数为10 N。继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数,将所测数据记录在表中。
①当注射器内气体体积为10 mL时,弹簧测力计示数为 N。
②当注射器内气体体积为20 mL时,注射器内气体压强为 Pa。
第四节 流体压强与流速的关系
1.龙卷风是一种由空气对流运动造成的强烈的、小范围的空气涡旋,能把地面上的物体“吸”起并卷入空中。龙卷风能“吸”起物体的原因是 ( )
A.龙卷风使物体受到的重力变小 B.龙卷风增大了空气对物体的压力
C.龙卷风内部的压强远小于外部的压强 D.龙卷风内部的流速远小于外部的流速
2.如图所示,小明在探究流速大小对流体压强的影响时,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球,然后从漏斗口向下用力吹气,当他将手指移开时,乒乓球没有下落。这是因为向下吹气时,乒乓球上方气体流速 (选填“增大”“减小”或“不变”),压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.晋朝葛洪所著《抱朴子》一书有这样的记述:“或用枣心木为飞车,以牛革结环剑以引其机……上升四十里”。其中的“飞车”被认为是关于竹蜻蜓的最早记载。竹蜻蜓旋转时,叶片上方的气流速度较 ,对叶片产生向 的压力差,推动竹蜻蜓飞行。
4.如图所示的实例中,不能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.刮大风时,伞面会被向上“吸”起
B.向两张纸之间吹气,两张纸会相互“吸”起来
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则可能会被“吸”向列车
D.将吸盘压在光洁的瓷砖表面,吸盘会被“吸”在瓷砖上
5.某学校科学探究小组的同学们制作了如图所示的实验装置。装水的大瓶上端开口,下部侧壁开孔,并与粗细不均匀的水平管及竖直的A、B管连通。小瓶装满水后,开口向下倒扣在大瓶中,并固定在支架上。则下列说法中正确的是 ( )
A.大瓶水位缓慢下降后,小瓶中的水会迅速全部流入大瓶中
B.若同时打开止水阀S1、S2,待水面稳定后,B管的水面高于A管的水面
C.当管内水面稳定后,若用鼓风机在B管管口处沿水平方向吹气,B管内水面将下降
D.若关闭止水阀S2,打开止水阀S1,待水面稳定后,A、B两管的水面与大瓶中水面一样高
6.出色的足球运动员常会利用“香蕉球”破门得分。“香蕉球”在空中划出一道优美的弧线,如图所示。下列相关说法正确的是 ( )
A.足球在飞行过程中没有受到力的作用
B.足球在飞行过程中受惯性作用不断向内侧偏转
C.足球向内侧偏转是因为内侧空气流速大,外侧流速小
D.足球向内侧偏转是因为内侧空气流速小,外侧流速大
7.“山东舰”航母编队出海执行任务,护卫舰与航母不能近距离并排航行,是因为近距离并排航行时舰艇间海水流速大、压强 ,易造成碰撞事故。
8.把饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴紧在A管的上端,往B管中吹气,则:
(1)A管中的水面如何变化
(2)固定翼飞机飞行时,机翼上产生升力的原因与之相同。请用所学物理知识解释产生升力的原因,并画出机翼横截面的大致形状。
9.在火车站的站台上,离站台边缘一定距离的地方标有一条安全线,旅客必须站在如图1所示的候车区域候车,以防被行驶列车“吸入”。小明为探明被“吸入”的原因,他查阅资料获得以下信息:
①运动的物体会带动附近的空气随之一起运动。
②具有流动性的气体(或液体)称为流体,当流体经过较窄通道时,流速变大,经过较宽通道时,流速变小。
③流体压强随流速变化而变化。
接着小明用三节直径不同的塑料管道连接在一起,一端与吹风机相通,用数字气压计测量各管道内空气流动时的压强大小,现象如图2所示。
(1)根据上述信息及图所示现象,可得流体的压强与流速的关系是 ;
(2)结合所学压强知识及上述信息,指出被行驶列车“吸入”的原因,并写出分析过程: ;
(3)某同学制作了另一种验证装置如图3所示,让该装置下方管道持续通过水流,根据上述的实验现象或得到的结论,合理猜测甲、乙、丙管道中液面的高度,并将其画在图3上。
答案
第一节 压力的作用效果
1.D
2.(1)两个相等 海绵的大
(2)都用海绵(或沙坑)来进行实验 ;
(3)A
3.D
4.压强 摩擦 运动 惯性 A
5.(1)1m/s (2)520N (3)5.2×104Pa
6.B
7.增大碾盘的质量 , 增加碾槽两端高度
8.C
9.AD
10.D
11.D
12.(1)216N (2)6750Pa (3)合格
13.（1）0.02 15000PA
（2）每平方米的质量是70 g 0.0225m2 。
第二节 探究：液体压强与哪些因素有关
第１课时 探究液体的压强
1(1)不漏气
(2)A
(3)a.在同一液体的同一深度，各个方向的压强相等 b.同一液体，深度越深，压强越大 c.5、7
(4)①打开
②丙 相等 。
③上 2000
④小 变大
第2课时 液体压强的应用
1.1.4×105
2.1.96N 。
3.D
4.A
5.相平 连通器
6.连通器 小于
7.同一高度 连通器 不能
8.连通器 相同的
9.2×105 1.5×104 不是
10.连通器 4.8
11.解析 由题图知,桶中水深0.6 m,管中水深3.4 m,则水对桶底的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(3.4 m+0.6 m)=4×104 Pa。
12.(1)500Pa (2)2000Pa
第三节 空气的“力量”
1.大气压
2.C
3.0.2
4.B
5.小 p-ρgh
6.A
7.小于 大 小
8.不是 大于
9.(1)10.00 2
(2)用手拉动注射器活塞,根据难易程度判断气密性 。
(3)20 1×105
(4)①12
②2×104
第四节 流体压强与流速的关系
1.C
2.增大 变小
3.大 上
4.D
5.D
6.C
7.小
8.(1)当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压力差,液面上升。
(2)机翼产生向上的升力,说明机翼下方受到的压强大于上方受到的压强,下方空气流速越小,压强越大,上方空气流速越大,压强越小;在相同时间内,空气经过机翼上方的路程长、速度大;经过下方的路程短、速度小,所以飞机的机翼上凸下平,如图所示。
9.(1)流体中,流速越快,压强越小 ;
(2)列车开动时,会带动列车周围的空气流动;列车通过站台,站台上旅客与列车之间的空气流速快,压强小,离列车较远处的空气流速慢,压强大;旅客会被空气从压强大的地方压向压强小的地方,从而造成被列车“吸入”的危险。 ;
(3)
