第九章 压强(易错56题15大考点)
训练范围:人教版八年级下册第9章。
一.探究影响压力作用效果的因素(共2小题)
1.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图示,下列说法错误的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
2.小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与 有关。
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 个砝码。由此得出结论: 一定,受力面积越小,压力的作用效果越 。
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示为 N。
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越 。
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小 。
二.压强的公式的应用(共6小题)
3.体重指数BMI是衡量人体胖瘦程度的一个指标,它是把人体看成一个圆柱体模型,指标数据反映了单位高度圆柱体的截面积情况,数据越大表明截面积越大,从而直观地反映体型状况(如图所示),将体重m(kg)、身高h(m)按照下列哪种方式计算适合作为体重指数( )
A.mh B.mh2 C.m/h D.m/h2
4.少林功夫驰名中外,一武术爱好者保持如图所示的“扎马步”姿势练功时,他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为( )
A. B.p C.2p D.3p
5.边长为10cm、重30N的均匀正方体,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为 Pa;如甲图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,如乙图所示,且使剩余部分b对桌面压强是a对桌面压强的,则剩余部分b的高度为 cm。
6.如图甲,高为0.1m、质地均匀的长方体木块放在水平地面上,木块对水平地面的压强为600Pa,则木块的密度为 kg/m3,将木块斜切去一部分,剩余部分如图乙,此时木块对地面的压强为450Pa;现将图乙中的木块倒置如图丙,此时木块对地面的压强为 Pa。
7.某科技小组通过实验研究“物体处于平衡状态时支持力FN跟拉力FT的关系”。如图甲所示,将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个系有细线边长为10cm的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,再用数字测力计竖直向上拉合金块。他们根据实验数据绘制了FN随FT变化的图像,如图乙所示。则:
(1)合金块受到的重力G= N;
(2)合金块的密度为 kg/m3;
(3)当合金块对电子秤的压强为1450Pa时,此时FT的大小为 N。
8.如图所示,A、B为用铁制成的正方体实心物体,A物体重21N,B物体重为79N、B物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动,(已知ρ铁=7.9×103kg/m3)求:
(1)物体B对A的摩擦力fA和地面对B的摩擦力fB的大小;
(2)物体B对地面的压强。
三.p=ρgh计算规则柱体的压强(共4小题)
9.甲、乙两种物质的m﹣v关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力、压强之比是( )
A.F甲:F乙=4:1 B.p甲:p乙=2:1
C.F甲:F乙=2:1 D.p甲:p乙=4:1
10.如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为:
11.如图甲所示,有一质量分布均匀的圆柱体A和平底薄壁圆柱形容器B。圆柱体A的高度为14cm,底面积为100cm2,密度为2g/cm3。容器B重1.5N,高5cm,底面积为150cm2,装有部分水。若沿水平方向将柱体A切去Δh的高度放入容器B中,切去部分始终沉底。圆柱体A剩余部分和容器B对桌面压强的大小与切去高度Δh的关系如图乙所示。则一开始水的深度为 cm;当圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,则切去高度Δh为 cm。
12.如图甲所示,水平地面上有一块密度为0.5×103kg/m3、棱长为1m的正方体木块。小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。请解答下列问题:
(1)木块静止时对地面的压强;
(2)请简要说明:图丙中哪个时间段的数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小?它等于多少?
(3)请在图丁中,画出5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力f随时间t变化的图线。(保留必要的作图痕迹)
四.液体压强规律(共4小题)
13.很多动物为了适应自身所处的生存环境,进化出了符合物理规律的身体部位特征。下列从物理学角度作出的分析中,错误的是( )
A.狗的犬齿很尖,可以增大压强,有利于撕咬食物
B.骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中自如行走
C.啄木鸟的嘴很尖,可以增大压强,从而凿开树杆,捉到躲藏在深处的虫子
D.深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,主要原因是浅水处的压强比深水处小得多
14.如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯(烧杯质量不计),已知水的质量为600g,杯的底面积为100cm2,将一个质量为800g、体积为1000cm3的实心长方体A用细线系着,先将其一半浸入烧杯的水中(烧杯的厚度忽略不计,杯内水没有溢出)。下列说法错误的是( )
A.浸入水的过程中,水对容器底压强变大
B.A的一半浸入水中前后,台秤的示数变化了5N
C.若剪断细线,A物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强为1600Pa
15.如图所示,上小下大的圆台形杯里盛有密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)分界清晰的两种液体,这时杯底受到液体的压强为pA,如果把杯内液体搅拌均匀后(总体积不变),杯底受到液体的压强为pB,比较pA和pB的大小,正确的是( )
A.pA>PB B.pA=pB C.pA<pB D.不能确定
16.如图所示,在室温为10℃的房间内有一块冰漂浮在装有水的盆中(不考虑汽化和升华),一段时间后发现冰块变小了,在这段时间内,水的温度会 (选填“升高”“降低”或“不变”),水对盆底的压强会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
五.液体压强的公式及计算(共6小题)
17.如图所示,容器下部横截面积S2为上部横截面积S1的3倍,当由管口注入重为20N的某种液体时,上部液体与容器的下部等高,则液体对容器底部的压力为( )
A.20N B.25N C.30N D.15N
18.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m、面积为100cm2的大坝表面受到水的压力为 N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
19.如图是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验,他用一个封闭的木桶,桶内装满水,上面插一根很细的管子(可简化为右图)。他从楼房的阳台向管中灌水时,只加了几杯水,桶就被撑破了。假设:桶底底面积为1200cm2,桶高0.5m,细管的横截面积为1cm2,桶和细管总质量为6kg,再在桶中刚好装满水,g取10N/kg,求:
(1)桶刚好装满水时,水的质量是多少kg?
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是多大?
(3)再向细管中注入一杯水,质量为0.5kg(水未溢出),水对桶底增大的压强是多大?
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了多少牛?
20.如图甲所示,将底面积为100cm2、高为10cm的薄壁柱形容器M置于电子秤上,逐渐倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入液体中,液体未溢出,圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图乙所示,若圆柱体A的质量为540g,密度为2.7g/cm3,底面积为80cm2,求:
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少。
21.如图所示,底面积为100cm2轻质容器中装有2kg的水,水的深度为10cm。
求:(1)水对容器底的压强;
(2)水对容器底的压力。(g取10N/kg)
22.刚学完浮力的小龙突发奇想,用如下方法测量不吸水长方体B物体的质量,小龙先量出长方体B的高为0.1m,然后取一个足够高的圆柱体容器置于水平地面上,如图甲所示,将长方体B放置于容器内,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.14m时停止加水,其所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)停止加水时,水对容器底部的压强;
(2)容器的底面积是多少cm2;
(3)长方体B的质量为多少kg;
(4)停止加水后,小龙用一根轻质细杆(不计细杆的体积)与长方体B的上表面相连,将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为多少N。(设物体上、下表面始终与水面平行)
六.液体压强的大小比较(共3小题)
23.卓卓将1m高圆柱形水桶甲和乙侧壁打相同直径的洞后用相同的橡皮膜将洞周围密封(橡皮膜的松紧一样),如图是装了一定量液体后的效果,两桶的质量和底面积均相同。下列说法正确的是( )
A.若甲和乙中分别倒满酒精和水,则甲橡皮膜的突出程度一定大于乙
B.若甲和乙中倒入相同质量的水,则甲对容器底的压强小于乙对容器底的压强
C.若甲和乙中倒入相同质量的水,则甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强
D.若甲和乙中倒入高度相同的不同液体,此时甲容器对桌面的压力更大,则容器底部所受液体压力甲一定大于乙
24.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的液体甲、乙,在两容器中同一高度处有A、B两点。若A、B两点的液体压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲 p乙;若两种液体质量相等,则其对容器底部的压强关系是p′甲 p′乙,此时A、B两点液体压强关系是p′A p′B。(以上三空均选填“>”“=”“<”)
25.如图所示,化学实验室中,两只完全相同的平底烧瓶甲和乙中分别装有质量相同的酒精和水,瓶底对地面的压强p甲 p乙,液体对瓶底的压强p甲' p乙'(均选填“>”、“=”或“<”)。
七.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系(共2小题)
26.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况是( )
A.杯子对桌面的压力减小
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力增大
D.杯内奶茶对杯子底的压强增大
27.上下开口的甲、乙、丙三筒,下端都用一重力不计的薄片,恰好盖住筒的下端,然后浸入水中,如图所示。三个薄片的面积都相同,薄片离水面的深度也都相同,现将100克水倒入甲筒中,恰能使薄片下落,那么将100克水分别倒入乙筒和丙筒中,则它们各自的薄片( )
A.都不落下来
B.都落下来
C.乙筒薄片落下来,丙筒薄片不落下来
D.乙筒薄片不落下来,丙筒薄片落下来
八.帕斯卡原理及其应用(共4小题)
28.已知水压机大活塞的横截面积是120cm2,小活塞的横截面积是6cm2,则在大活塞上产生的力F2跟加在小活塞上的压力F1之比是( )
A.1:1 B.1:20 C.20:1 D.无法确定
29.活塞AB面积如图,轻活塞重量和摩擦不计,当60N的力作用在活塞A上,活塞B能举起最大重量是为( )
A.2.4N B.60N C.1500N D.6000N
30.如图所示,将充满水的密闭容器固定在水平桌面上。容器的一端有一个面积为20cm2的活塞A,容器的另一端有一个面积为50cm2的活塞B.为保持两活塞不发生相对移动,分别在活塞A、B上施加力F1、F2,则F1:F2= ,此时桌面对容器 (选填:“有向左”、“无”或“有向右”)水平作用力。
31.阅读短文,回答问题。
液压机
2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压力的设备,简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。
科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同的变化,物理学中称做帕斯卡定律。在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,给左端活塞施加一个向下的压力F时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F2,这就是液压机原理。
若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 (大于/等于/小于)液体对小活塞的压强;
(2)如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的。假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 N的举力;
(3)以下关于液压机使用认识的说法正确的是 ;
A.将动力作用在小活塞上能达到省距离的目的
B.将动力作用在大活塞上可以达到省力的目的
C.使用过程中两侧槽内液体体积的变化量不等
D.实际使用时,工作部件会因机械摩擦而升温
(4)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为 ;
(5)图丙是一个水压机模型,轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200cm2。将840N的物体放在水平活塞B上,不计机械阻力,则活塞A向上移动距离为 m。(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3,根据液体压强的计算公式p=ρ液gh可以求出左右液面的高度差。)
九.大气压存在的现象(共4小题)
32.请你估测一下大气对你手掌的压力大约是(p0=1.0×105Pa)( )
A.1×105N B.1×103N C.100N D.10N
33.下列数据中符合实际情况的是( )
A.物理课本正面受到的大气压力约为50N
B.物理课本对桌面压强约为50Pa
C.中学生站立在水平面时对地面的压力约为5×103N
D.中学生站立在水平面时对地面的压强约为100Pa
34.如图所示的饮料杯,杯中盛入饮料,可以从左边细管吸取。从结构上看,杯子粗细两部分构成一个 ;从左边细管吸饮料时,饮料能够进入口中,是因为
的作用。
35.在探究“大气压强是否存在”的过程中,小明将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小明认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小红不同意这个观点,她认为鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。小明要为自己的观点提供充分的证据,他接下来的操作是:首先,将热水倒入瓶中充分摇晃,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口 (选填“向上”或“水平”),再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,这样做的目的是 。如果 ,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
十.大气压测量的实验设计(共2小题)
36.如图所示是“估测大气压的值”的实验装置,下列关于该实验的分析中错误的是( )
A.如果活塞和注射器筒壁之间有摩擦会造成大气压的测量值偏大
B.测量大气压力时,为了不超过弹簧测力计的量程,应选择横截面积大的注射器
C.为计算活塞的横截面积,需要测出注射器的全部刻度部分的长度
D.将活塞推至注射器筒的底端是为了尽量排尽筒内空气
37.学习了托里拆利实验测大气压后,有同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺也可以估测大气压的值:
(1)在实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 。
(2)有同学测出大气压的值偏小,分析导致误差因素可能是 。
(3)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 (选填“甲”或“乙”)注射器。
(4)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力大小。
(5)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与保持在竖直方向相比,可以减小 对实验的影响。
(6)有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是增强活塞的密封性,二是可以 。
十一.大气压强与高度的关系(共5小题)
38.如图所示,2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的。下列说法正确的是( )
A.返回舱在大气层中下降的过程中不受重力的作用
B.返回舱在大气层中下降的过程中舱外的大气压减小
C.减速下降过程说明力可以改变物体的形状
D.反推发动机喷气使返回舱减速利用了力的作用是相互的
39.如图甲,将托里拆利实验装置带到高山上做实验,管内外水银面的高度差将 (填“大于”“小于”或“等于”)760mm。如图乙,玻璃瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中,是由于 的作用。如图丙,将自制气压计从楼下拿到楼上,玻璃管内的水柱将会 (填“上升”“下降”或“不变”)。
40.如图所示三个瓶子:甲瓶内装有空气,玻璃管封有一段水柱;乙瓶中装满水,且水管中也有一段水柱;丙瓶内只有部分水,插入瓶中的玻璃管也有一段水柱。当周边气温升高时,甲瓶的液柱向 移动;用手握紧乙瓶时,玻璃管内液柱会上升,说明力 ;当把丙装置从一楼拿到九楼时,液柱的高度将 。
41.在学校组织的课外实践活动中,小明同学发现了许多生活中的物理知识。
(1)拦河大坝修建的上窄下宽,这主要考虑到液体压强与液体 有关。
(2)洗手池的下水管做成如图1所示的弯管,这个“弯”有着特殊的功能,它能通过存水来堵住臭气顺着管道逆行,这个“弯”是利用 的原理来设计的。
(3)如图2所示,小明将自制气压计从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱高度逐渐 (选填“升高”或“降低”),这表明:大气压随高度的增大而 (选填“增大”或“减小”)。
42.某实验小组进行了探究大气压与高度的关系的实验。
(1)小强与小磊合作,自制了一个气压计,从玻璃管的管口向瓶内封闭少量气体,使玻璃管内水面上升到瓶口以上,如图所示,此时瓶内的气压 (大于/小于/等于)瓶外的气压。
(2)小强托着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次玻璃管内水面与瓶口的高度差,小磊将数据记录成如下表格
楼层 1 2 3 4 5 6 7
高度差(cm) 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.7 7.0
(3)从表中数据可以看出,从一楼至七楼的过程中,玻璃管内水面与瓶口的高度差在逐渐增大,造成这个结果的原因是: 。
(4)从一楼至七楼的过程中,水对容器底部的压强 (变小/不变/变大)。
(5)如果在瓶中装满液体,就可以制成一个的测量 仪器。
十二.气体压强与体积的关系(共2小题)
43.一位小朋友手里拿着的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂。以下关于气球升到高空破裂的原因分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
44.如图所示,西溪中学的胡同学做了一个实验,在一空矿泉水瓶中倒入热水,摇晃一下,将热水倒出来,马上盖紧瓶盖,过了一会,矿泉水瓶变扁了,这是力改变了物体的 。这是因为盖紧瓶盖后,瓶内的一部分水蒸气 (填物态变化名称)成小水珠,瓶内气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)瓶外大气压。
十三.大气压的综合应用(共4小题)
45.与大气压有关的生活现象,下列解释符合物理规律的是( )
A.茶壶盖上的小孔被堵住,壶里的水就很难倒出来
B.用注射器将药液注入肌肉里是利用大气压
C.没有大气压,水泵同样可以把水抽到高处
D.高原地区大气压比沿海地区大
46.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃,它是利用 工作的,图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重125.6N,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小 Pa。
47.如图所示,护士为病人打针前,先把针管里的活塞推到底端,然后把针头插入药液中,提起活塞,药液在 的作用下进入针管里。注射器针头很尖,是通过 的方法达到 的目的。
48.在趣味物理表演会上,小明展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原来水箱是空的,注水时水箱中的水位高于 点时排水口才有水流出。如果原来水箱是满的,放水时水箱中的水位降到 点时排水口才停止出水。如果进水口不停地向箱中注水,但进水流量较小,使得当出水口有水流出时,进水流量小于出水流量,这种情况下排水口的水流具有 特点。
十四.流体压强与流速的关系(共6小题)
49.如图所示,将一张明信片沿着其边长弯成弧形放在玻璃台面上,形成一座“拱桥”,当你对着“拱桥”使劲吹气时,你会发现( )
A.“纸桥”被吹开较长的距离 B.“纸桥”紧贴桌面不动
C.“纸桥”被吹开较短的距离 D.“纸桥”被吹得上下跳动几下
50.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
51.下列做法或事例中,表述不正确的是( )
A.如图甲:口吹硬币跳跃木块,硬币下方气体流速比上方大
B.如图乙:往B管中吹气,A管口压强变小,A管中的水上升
C.如图丙:洞内空气是从B流向A
D.如图丁:无论对着漏斗口吸气还是吹气,乒乓球都可能不会落下
52.如图甲是利用风洞模拟汽车高速运动时的情况,检测过程中汽车对地面的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)汽车所受重力。如图乙所示,茶壶盖上留有小孔的目的是防止其中的茶水在 的作用下难以倒出来,若茶壶内装有10cm深的茶水,则茶壶底部受到茶水的压强为 Pa(茶水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
53.一艘军舰停泊在平静的海里,突然发现不远处有一危险漂浮物,为使危险漂浮物远离军舰,水手使用消防水管在漂浮物旁侧喷水,如图所示,水管应沿着 (O1O2/P1P2)方向喷水,理由是:液体的流速越大,压强 。
54.如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且 管口喷出的水柱更高,原因是 。
十五.流体压强与流速的关系在生活中的应用(共2小题)
55.在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上(如图所示),无风时,托盘测力计示数为15N;当迎面吹着飞机的风速达到20m/s时,托盘测力计的示数为7N,可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析,飞机受到的该力大小为
N,方向 ,产生该力的原因是 。
56.随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
小汽车的外形设计成流线型(如图),当小汽车在水平路面上高速行驶 时对路面的压力比静止时 (选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是 。
第九章 压强(易错56题15大考点)
训练范围:人教版八年级下册第9章。
一.探究影响压力作用效果的因素(共2小题)
1.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较图示,下列说法错误的是( )
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
【答案】B
【解答】解:
A、实验中探究压力作用效果与压力大小和受力面积大小两个量的关系,用到了控制变量法,故A正确;
BC、由图可知,甲、乙受力面积相同,压力不同,因此说明压力的作用效果与压力的大小有关,故B错误、C正确;
D、该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果,这是转换法的运用,故D正确。
故选:B。
2.小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与 压力大小 有关。
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 一 个砝码。由此得出结论: 压力大小 一定,受力面积越小,压力的作用效果越 明显 。
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示为 2.4 N。
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越 大 。
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小 无关 。
【答案】(1)压力大小;(2)一;压力大小;明显;(3)①2.4;②大;③无关。
【解答】解:(1)比较图中甲、乙两次实验,受力面积一定,乙中压力大,压力的作用效果明显,即压力的作用效果与压力大小有关;
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力的大小相同,应在丙图木块上放一个砝码,由图可知,压力一定时,受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显;
(3)①图丁中测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N;
②取下木块上的砝码,木块对水平面的压力变小,接触面的粗糙程度不变,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力变小了,由此可知,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大;
③用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块,使它沿水平木板滑动,发现弹簧测力计示数不变,说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
故答案为:(1)压力大小;(2)一;压力大小;明显;(3)①2.4;②大;③无关。
二.压强的公式的应用(共6小题)
3.体重指数BMI是衡量人体胖瘦程度的一个指标,它是把人体看成一个圆柱体模型,指标数据反映了单位高度圆柱体的截面积情况,数据越大表明截面积越大,从而直观地反映体型状况(如图所示),将体重m(kg)、身高h(m)按照下列哪种方式计算适合作为体重指数( )
A.mh B.mh2 C.m/h D.m/h2
【答案】D
【解答】解:圆柱体的体积V=Sh,根据“体重指数BMI反映了单位高度圆柱体的截面积情况”可得
BMI,
由于V可得
BMI,
由于人体的密度是个常数,约等于水的密度,所以可以按计算体重指数。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
4.少林功夫驰名中外,一武术爱好者保持如图所示的“扎马步”姿势练功时,他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为( )
A. B.p C.2p D.3p
【答案】B
【解答】解:人双脚对地面的压力F=G,受力面积为S,压强为p,且p;
一只脚对地面的压力F1GF,受力面积S1,
则一只脚对地面的压强:p1p。
故选:B。
5.边长为10cm、重30N的均匀正方体,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为 3000 Pa;如甲图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,如乙图所示,且使剩余部分b对桌面压强是a对桌面压强的,则剩余部分b的高度为 7.5 cm。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:边长10cm的均匀正方体,重为G=30N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的受力面积为:S=0.1m×0.1m=0.01m2,
正方体对桌面的压强为:
;
因为是规则物体,沿水平方向裁下一部分a,根据pρgh得立放a对桌面压强为:pa=ρgha,
b对桌面压强:pb=ρghb,
已知,即,
故有,
正方体的棱长L=ha=10cm,
解得hb=7.5cm,即剩余部分b的高度为7.5cm。
故答案为:3000;7.5。
6.如图甲,高为0.1m、质地均匀的长方体木块放在水平地面上,木块对水平地面的压强为600Pa,则木块的密度为 600 kg/m3,将木块斜切去一部分,剩余部分如图乙,此时木块对地面的压强为450Pa;现将图乙中的木块倒置如图丙,此时木块对地面的压强为 900 Pa。
【答案】600;900。
【解答】解:如图甲,已知高h=0.1m、质地均匀的长方体木块放在水平地面上,木块对水平地面的压强为p=600Pa,由pρgh可知,ρ600kg/m3;
设图乙中木块重力为G,底面积为S1,图丙中木块底面积为S2,
由F=pS可知,图乙中木块对地面压力:F1=p1S1=450Pa×S1=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
将乙、丙两图组装为一长方体,则F总=2G,S总=S1+S2,
根据p=ρgh可知,图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以组合体对地面的压强p'=p=600Pa;
组合长方体木块对地面的压强:p'=p600Pa﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
由①②解得:S2S1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
图丙中木块对地面压力:F2=p2S2=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
由①③④得图丙中木块对地面的压强为:p2=900Pa。
故答案为:600;900。
7.某科技小组通过实验研究“物体处于平衡状态时支持力FN跟拉力FT的关系”。如图甲所示,将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个系有细线边长为10cm的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,再用数字测力计竖直向上拉合金块。他们根据实验数据绘制了FN随FT变化的图像,如图乙所示。则:
(1)合金块受到的重力G= 16 N;
(2)合金块的密度为 1.6×103 kg/m3;
(3)当合金块对电子秤的压强为1450Pa时,此时FT的大小为 1.5 N。
【答案】(1)16;(2)1.6×103;(3)1.5N。
【解答】解:(1)合金块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,三力平衡,由图乙可知,拉力 FT为14N时,支持力 FN为2N,
则合金块受到的重力为G=FT+FN=14N+2N=16N;
(2)合金块的质量为,
则合金块的密度为;
(3)当合金块对电子秤的压强为1450Pa时,压力为F=pS=1450Pa×(0.1m)2=14.5N,
压力和支持力是一对平衡力,大小相等,所以FN=14.5N,则此时FT的大小为FT=G﹣FN=16N﹣14.5N=1.5N。
故答案为:(1)16;(2)1.6×103;(3)1.5N。
8.如图所示,A、B为用铁制成的正方体实心物体,A物体重21N,B物体重为79N、B物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动,(已知ρ铁=7.9×103kg/m3)求:
(1)物体B对A的摩擦力fA和地面对B的摩擦力fB的大小;
(2)物体B对地面的压强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)因A、B一起向右匀速运动,则A、B之间无相对运动、也无相对运动趋势,所以A、B之间无摩擦力,即B对A的摩擦力fA=0N;
AB整体在水平方向上受拉力和地面的摩擦力作用处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,B受到的摩擦力等于拉力F,即fB=F=20N;
(2)由G=mg可得,B的质量:
mB7.9kg,
由ρ可得,正方体B的体积:
VB10﹣3m3,
由V=L3可得,B的边长:
LB0.1m,
B的底面积:
SB(0.1m)2=0.01m2,
物体B对地面的压力:
F压=GA+GB=21N+79N=100N,
物体B对地面的压强:
pB1×104Pa。
答:(1)物体B对A的摩擦力为0N,地面对B的摩擦力为20N;
(2)物体B对地面的压强为1×104Pa。
三.p=ρgh计算规则柱体的压强(共4小题)
9.甲、乙两种物质的m﹣v关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力、压强之比是( )
A.F甲:F乙=4:1 B.p甲:p乙=2:1
C.F甲:F乙=2:1 D.p甲:p乙=4:1
【答案】D
【解答】解:由图像可知,甲、乙两物质的密度比为:4:1;
A、B圆柱体等高,根据pρgh可知两圆柱体A、B对水平地面的压强之比p甲:p乙4:1;
由于两圆柱体质量相等,根据G=mg可知两圆柱体的重力相等,根据F=G可知两圆柱体对地面的压力相等,故两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是1:1。
故选:D。
10.如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压强之比为: 8:1
【答案】见试题解答内容
【解答】解:由图可知,当V甲=1cm3时,m甲=8g;当m乙=4g时,V乙=4cm3,则
ρ甲8g/cm3,ρ乙1g/cm3,
所以,,
圆柱体对水平地面的压强:
pρgh,
所以,等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比:
。
故答案为:8:1。
11.如图甲所示,有一质量分布均匀的圆柱体A和平底薄壁圆柱形容器B。圆柱体A的高度为14cm,底面积为100cm2,密度为2g/cm3。容器B重1.5N,高5cm,底面积为150cm2,装有部分水。若沿水平方向将柱体A切去Δh的高度放入容器B中,切去部分始终沉底。圆柱体A剩余部分和容器B对桌面压强的大小与切去高度Δh的关系如图乙所示。则一开始水的深度为 2 cm;当圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,则切去高度Δh为 8 cm。
【答案】(1)2cm;(2)8cm。
【解答】解:(1)由乙图可知,当Δh=0cm时,容器B对桌面的压强为300Pa,容器B对桌面的压力F=pS=300Pa×150cm2=4.5N,
容器B中水受到的重力为G水=F﹣G容=4.5N﹣1.5N=3N,
水的质量为m0.3kg=300g,水的体积V300cm3,
水的深度为h2cm;
(2)当水的体积和A切去的体积刚好等于容器的容积时,即V水+SA×Δh1=S容h容,300cm3+100cm2×Δh1=150cm2×5cm,解得:A切去的高度Δh1=4.5cm,
①当A切去高度Δh≤4.5cm时,
圆柱体A剩余部分对地面的压强pA=ρAg×(0.14m﹣Δh);
此时容器B对地面的压强pB,
根据圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,代入数据可得Δh≈7.9cm>4.5cm,不符合题意;
②当A切去高度4.5cm<Δh≤5cm时,有水溢出,容器B中剩余水的体积V剩=V容﹣VA切=S容h容﹣SAΔh,
剩余水的重力G剩=ρ水g×(S容h容﹣SAΔh),
圆柱体A剩余部分对地面的压强pA=ρAg×(0.14m﹣Δh);
此时容器B对地面的压强pB,
根据圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,代入数据可得Δh≈8.7cm>5cm,不符合题意。
③当A切去Δh>5cm时,A剩下的高度为14cm﹣Δh,圆柱体A剩余部分对地面的压强pA=ρAg×(0.14﹣Δh);
容器B中剩余水的体积V剩=(S容﹣SA)h容=(150cm2﹣100cm2)×5cm=250cm3,
容器B中剩余水的质量m=ρV=1g/cm3×250cm3=250g=0.25kg,
容器B中剩余水受到的重力G=mg=0.25kg×10n/kg=2.5N,
容器B对地面的压强pB
根据圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,代入数据可得Δh=0.08m=8cm>5cm,符合题意。
故答案为:(1)2cm;(2)8cm。
12.如图甲所示,水平地面上有一块密度为0.5×103kg/m3、棱长为1m的正方体木块。小林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图乙、丙所示。请解答下列问题:
(1)木块静止时对地面的压强;
(2)请简要说明:图丙中哪个时间段的数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小?它等于多少?
(3)请在图丁中,画出5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力f随时间t变化的图线。(保留必要的作图痕迹)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,木块静止时对地面的压强:
pρgh=0.5×103kg/m3×10N/kg×1m=5000Pa;
(2)由F﹣t图象可知,在3~5s内木箱受到的推力为200N,
由v﹣t图象可知,在3~5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,由3~5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N;
(3)由图丙可知,5~6s时间段内木箱做匀减速直线运动,
因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关,
所以,5~6s时间段内木块所受的滑动摩擦力大小为200N不变,图象如下图:
答:(1)木块静止时对地面的压强为5000Pa;
(2)由3~5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N;
(3)如上图所示。
四.液体压强规律(共4小题)
13.很多动物为了适应自身所处的生存环境,进化出了符合物理规律的身体部位特征。下列从物理学角度作出的分析中,错误的是( )
A.狗的犬齿很尖,可以增大压强,有利于撕咬食物
B.骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中自如行走
C.啄木鸟的嘴很尖,可以增大压强,从而凿开树杆,捉到躲藏在深处的虫子
D.深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,主要原因是浅水处的压强比深水处小得多
【答案】B
【解答】解:A、狗的犬齿很尖,可以在压力一定时,减小受力面积来增大压强;有利于撕咬食物,故A正确;
B、骆驼的脚很大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,从而减小压强,压力没变,故B错误;
C、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,从而增大压强,故C正确;
D、液体压强随深度的增加而增大,水面上的压强比深水处小得多,所以深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,故D正确。
故选:B。
14.如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯(烧杯质量不计),已知水的质量为600g,杯的底面积为100cm2,将一个质量为800g、体积为1000cm3的实心长方体A用细线系着,先将其一半浸入烧杯的水中(烧杯的厚度忽略不计,杯内水没有溢出)。下列说法错误的是( )
A.浸入水的过程中,水对容器底压强变大
B.A的一半浸入水中前后,台秤的示数变化了5N
C.若剪断细线,A物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强为1600Pa
【答案】D
【解答】解:
A.浸入水的过程中,物体A排开水的体积变大,烧杯内水的深度变大,由p=ρgh可知,水对容器底的压强变大,故A正确;
B.物体A的一半浸入水中时受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg1000×10﹣6m3=5N,
由力的作用是相互的可知,物体A对水向下压力增加了5N,则烧杯对台秤的压力也增加了5N,所以台秤的示数变化了5N,故B正确;
C.物体A的重力G=mg=0.8kg×10N/kg=8N>F浮,
且实心长方体A的密度ρ0.8g/cm3<1.0g/cm3,
则剪断细线后,实心长方体A静止时处于漂浮状态(此时F浮′=G=8N),
所以剪断细线后,长方体排开水的体积变大,受到的浮力变大,当浮力和重力相等时,长方体继续向下运动,受到的浮力继续变大,直至速度为零,然后物体向上运动,如此反复,最终静止;
所以,A物体下表面所处的深度先增大后变小,再变大后变小,最终静止不变,
由p=ρgh可知,A物体下表面受到的压强先变大后变小,往复后最终不变,故C正确;
D.因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静止后(物体漂浮),水对容器底的压力等于水和A物体的重力之和,
则水对容器底的压强p1400Pa,故D错误。
故选:D。
15.如图所示,上小下大的圆台形杯里盛有密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)分界清晰的两种液体,这时杯底受到液体的压强为pA,如果把杯内液体搅拌均匀后(总体积不变),杯底受到液体的压强为pB,比较pA和pB的大小,正确的是( )
A.pA>PB B.pA=pB C.pA<pB D.不能确定
【答案】C
【解答】解:从图中可以分析出,ρ1液体的质量小于ρ2液体的质量,因为ρ1<ρ2,所以混合后的密度ρ应大于的密度,而混合前后液体的总深度h不变,根据液体压强的公式p=ρgh分析可知,h不变,但ρ变大,所以压强变大,即pA<pB.选项C符合题意。
故选:C。
16.如图所示,在室温为10℃的房间内有一块冰漂浮在装有水的盆中(不考虑汽化和升华),一段时间后发现冰块变小了,在这段时间内,水的温度会 不变 (选填“升高”“降低”或“不变”),水对盆底的压强会 不变 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】不变;不变。
【解答】解:冰在熔化过程中,温度保持不变。已知盆中冰在变小的这段时间内,还有冰块未熔化,只要有冰,盆中就是冰水混合物,而冰水混合物的温度为0℃,所以水的温度不变。
因为冰化水质量不变、冰块漂浮,所以有F浮=G排=G冰=G水,
即F浮=ρ水gV排=ρ冰V冰g=ρ水V水g,
所以V排=V水,即冰化成水的体积等于V排,水面深度不变,根据p=ρgh可知,水对盆底的压强不变。
故答案为:不变;不变。
五.液体压强的公式及计算(共6小题)
17.如图所示,容器下部横截面积S2为上部横截面积S1的3倍,当由管口注入重为20N的某种液体时,上部液体与容器的下部等高,则液体对容器底部的压力为( )
A.20N B.25N C.30N D.15N
【答案】C
【解答】解:由题意可知,S2=3S1,容器内上部液体与容器的下部等高,
则容器内液体的体积:
V=S1h+S2h=S1h+3S1h=4S1h,
设液体的密度为ρ,则液体的重力:
G=mg=ρVg=ρ×4S1hg=20N,
则ρS1hg=5N,
液体对容器底部的压强:
p=ρg×2h=2ρgh,
液体对容器底部的压力:
F=pS2=2ρgh×3S1=6ρS1hg=6×5N=30N。
故选:C。
18.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m、面积为100cm2的大坝表面受到水的压力为 3000 N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】3000
【解答】解:大坝表面受到水的压强为:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
由得,大坝表面受到水的压力为
F=pS=3×105Pa×100×10﹣4m2=3000N
故答案为:3000。
19.如图是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验,他用一个封闭的木桶,桶内装满水,上面插一根很细的管子(可简化为右图)。他从楼房的阳台向管中灌水时,只加了几杯水,桶就被撑破了。假设:桶底底面积为1200cm2,桶高0.5m,细管的横截面积为1cm2,桶和细管总质量为6kg,再在桶中刚好装满水,g取10N/kg,求:
(1)桶刚好装满水时,水的质量是多少kg?
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是多大?
(3)再向细管中注入一杯水,质量为0.5kg(水未溢出),水对桶底增大的压强是多大?
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了多少牛?
【答案】(1)桶刚好装满水时,水的质量是60kg;
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是5500Pa;
(3)水对桶底增大的压强为5×104Pa;
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了6000N。
【解答】解:(1)桶刚好装满水时,水的体积为
V=Sh=1200cm2×50cm=60000cm3
水的质量为
m=ρV=1g/cm3×60000cm3=60000g=60kg
(2)刚好装满水的桶对地面的压力为
F=G=m总g=(60kg+6kg)×10N/kg=660N
则刚好装满水的桶对地面的压强为
(3)这一杯水的体积为
则细管中水柱的高度为
则水对桶底增大的压强为
(4)水对桶底增大的压力为
ΔF=ΔpS=5×104Pa×1200×10﹣4m2=6000N
答:(1)桶刚好装满水时,水的质量是60kg;
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是5500Pa;
(3)水对桶底增大的压强为5×104Pa;
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了6000N。
20.如图甲所示,将底面积为100cm2、高为10cm的薄壁柱形容器M置于电子秤上,逐渐倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入液体中,液体未溢出,圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图乙所示,若圆柱体A的质量为540g,密度为2.7g/cm3,底面积为80cm2,求:
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少。
【答案】(1)容器M的重是1N;
(2)液体的密度是1×103kg/m3;
(3)液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前的增加量为200Pa。
【解答】解:(1)由图乙可知,M 容器的质量:m=100g=0.1kg,
容器的重力:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
(2)由图乙,当液体深度h=3cm时,电子秤示数为400g,即容器和液体的总质量为400g,所以液体质量:
m液=m总﹣m容=400g﹣100g=300g,
液体体积:V液=Sh=100cm2×3cm=300cm3;
液体的密度:ρ1g/cm3=1×103kg/m3;
(3)圆柱体A的体积VA200cm3;
高度hA2.5cm;
A下沉到容器底时完全浸没,则液面高度:
h'5cm,
相比A浸入前,液面上升的高度:
Δh=h′﹣h=5cm﹣3cm=2cm=0.02m;
故液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强:
Δp=ρ液gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa。
答:(1)容器M的重是1N;
(2)液体的密度是1×103kg/m3;
(3)液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前的增加量为200Pa。
21.如图所示,底面积为100cm2轻质容器中装有2kg的水,水的深度为10cm。
求:(1)水对容器底的压强;
(2)水对容器底的压力。(g取10N/kg)
【答案】(1)水对容器底的压强为1000Pa:
(2)水对容器底的压力为10N。
【解答】解:(1)水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由p可得,水对容器底的压力:
F=pS=1000Pa×100×10﹣4m2=10N。
答:(1)水对容器底的压强为1000Pa:
(2)水对容器底的压力为10N。
22.刚学完浮力的小龙突发奇想,用如下方法测量不吸水长方体B物体的质量,小龙先量出长方体B的高为0.1m,然后取一个足够高的圆柱体容器置于水平地面上,如图甲所示,将长方体B放置于容器内,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.14m时停止加水,其所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:
(1)停止加水时,水对容器底部的压强;
(2)容器的底面积是多少cm2;
(3)长方体B的质量为多少kg;
(4)停止加水后,小龙用一根轻质细杆(不计细杆的体积)与长方体B的上表面相连,将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为多少N。(设物体上、下表面始终与水面平行)
【答案】(1)停止加水时,水对容器底部的压强为1.4×103Pa;
(2)容器的底面积是600cm2;
(3)长方体B的质量为2.4kg;
(4)将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为96N。
【解答】解:(1)停止加水时,水对容器底部的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.14m=1.4×103Pa;
(2)由图乙知,当水的深度为h1=0.06m时,容器中加入的水的质量为m水1=1.2kg,当水的深度为h2=0.14m时,容器中加入的水的质量为m水2=6kg,
当水的深度为h1=0.06m时,质量变化出现拐点,所以拐点时物体B恰好漂浮;
则水的深度由h1到h2时,深度增加量为:Δh=h2﹣h1=0.14m﹣0.06m=0.08m,
容器中水的质量增加量为:Δm=m水2﹣m水1=6kg﹣1.2kg=4.8kg,
增加的水的体积:ΔV4.8×10﹣3m3,
则容器的底面积:S容0.06m2=600cm2;
(3)当水的深度为h1=0.06m时,
水的体积:V水11.2×10﹣3m3,
则B浸入水的体积:V排=S容h1﹣V水1=0.06m2×0.06m﹣1.2×10﹣3m3=2.4×10﹣3m3,
则B的底面积为:SB0.04m2,
由于B处于漂浮,则根据漂浮条件可知:
GB=F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2.4×10﹣3m3×10N/kg=24N;
则B的质量:mB2.4kg;
(4)将长方体B竖直下压1cm=0.01m,设水面上升的高度为Δh1,则有SB(0.01m+Δh1)=S容Δh1,
即0.04m2×(0.01m+Δh1)=0.06m2Δh1,
解方程可得Δh1=0.02m,
此时水面的高度:h′=h2+Δh1=0.14m+0.02m=0.16m,
此时对容器底部的压强:p′=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa,
此时水对容器底部的压力:F=p′S容=1.6×103Pa×0.06m2=96N。
答:(1)停止加水时,水对容器底部的压强为1.4×103Pa;
(2)容器的底面积是600cm2;
(3)长方体B的质量为2.4kg;
(4)将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为96N。
六.液体压强的大小比较(共3小题)
23.卓卓将1m高圆柱形水桶甲和乙侧壁打相同直径的洞后用相同的橡皮膜将洞周围密封(橡皮膜的松紧一样),如图是装了一定量液体后的效果,两桶的质量和底面积均相同。下列说法正确的是( )
A.若甲和乙中分别倒满酒精和水,则甲橡皮膜的突出程度一定大于乙
B.若甲和乙中倒入相同质量的水,则甲对容器底的压强小于乙对容器底的压强
C.若甲和乙中倒入相同质量的水,则甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强
D.若甲和乙中倒入高度相同的不同液体,此时甲容器对桌面的压力更大,则容器底部所受液体压力甲一定大于乙
【答案】B
【解答】解:A.若甲和乙中分别倒满酒精和水,甲中橡皮膜所处深度大,密度小,而乙的密度大,深度小,根据p=ρgh无法比较压强大小,因而不可比较橡皮膜的突出程度,故A错误;
B.若甲和乙中倒入相同质量的水,由于甲橡皮膜深度大,压强大,使得凸出程度大,而柱形容器中液体的压力等于竖直部分的液体重力,因而割去的周围部分的体积大,减去的质量大,则竖直部分的质量小,重力小,压力较小,容器底面积相同,则甲对容器底的压强小于乙对容器底的压强,故B正确;
C.若甲和乙中倒入相同质量的水,总重力相同,对桌面的压力等于容器与液体的总重力,压力相同,而受力面积相等,根据p知,则甲容器对地面的压强等于乙容器对地面的压强,故C错误;
D.若甲和乙中倒入高度相同的不同液体,不知道密度大小和液体的体积大小,无法比较液体的密度大小,深度相同,因而无法比较则容器底部所受液体压强和压力大小,故D错误。
故选:B。
24.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的液体甲、乙,在两容器中同一高度处有A、B两点。若A、B两点的液体压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲 > p乙;若两种液体质量相等,则其对容器底部的压强关系是p′甲 = p′乙,此时A、B两点液体压强关系是p′A < p′B。(以上三空均选填“>”“=”“<”)
【答案】>;=;<
【解答】解:
(1)若A、B两点的压强相等,即pA=pB﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
因为p=ρgh,hA<hB,
所以两液体的密度关系:ρ甲>ρ乙,
又因为A、B两点到容器底的距离相等,
所以从A、B两点以下的液体对容器底的压强关系:p'A>p'B﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
而两种液体对容器底的压强:p甲=pA+p'A,p乙=pB+p'B,
所以p甲>p乙;
(2)若两种液体质量相等,根据G=mg可知,液体的重力相同;容器是规则形状,所以液体对容器底部的压力相同,受力面积相同,根据p可知,液体对容器底部的压强关系是p′甲=p′乙,
由图知VA<VB,由ρ可知液体密度ρA>ρB,因为A,B到容器底的距离相同,所以pA下>pB下,若两种液体对容器底部的压强相等时,pA底=pB底,因为液体对容器底的压强pA底=p′A+pA下,pB底=p′B+pB下,所以A、B两点的压强关系:p′A<p′B;
故答案为:>;=;<。
25.如图所示,化学实验室中,两只完全相同的平底烧瓶甲和乙中分别装有质量相同的酒精和水,瓶底对地面的压强p甲 = p乙,液体对瓶底的压强p甲' > p乙'(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】=;>。
【解答】解:瓶底对底面的压力大小等于烧瓶和内部液体的重力之和,根据G=mg可知,压力大小F=G1+G2=(m1g+m2g),
烧瓶完全相同,内部液体质量也相同,故烧瓶对底面的压力相等。根据可知,瓶底对底面的压强p甲=p乙。
沿烧瓶上部直接到烧瓶底部画直线,其余部分酒精和水的体积相等,由于水的密度大于酒精的密度,其余部分酒精的质量小于水的质量,故沿烧瓶上部直接到烧瓶底部部分酒精的质量大于水的质量,根据p可知沿烧瓶上部直接到烧瓶底部部分酒精对烧瓶底部的压强大于水对烧瓶底部的压强,所以整个烧瓶内酒精对烧瓶底的压强大于水对烧瓶底的压强,即p甲'>p乙'。
故答案为:=;>。
七.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系(共2小题)
26.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况是( )
A.杯子对桌面的压力减小
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力增大
D.杯内奶茶对杯子底的压强增大
【答案】C
【解答】解:A、杯子对桌面的压力等于杯子与饮料的重力之和,无论正放,还是倒放,杯子与饮料的重力不变,则杯子对桌面的压力不变,故A错误;
B、杯子对桌面的压力不变,受力面积变大,根据p可知,杯子对桌面的压强减小,故B错误;
C、倒置前,容器上宽下窄,此时的压力小于饮料的重力;倒置后,容器上窄下宽,此时的压力大于饮料的重力,杯内奶茶对杯子底的压力增大,故C正确;
D、由图可知,正放时,杯中饮料的深度较大,根据p=ρgh可知,正放时饮料对杯底的压强较大,即p甲>p乙,故杯内饮料对杯子底的压强减小,故D错误。
故选:C。
27.上下开口的甲、乙、丙三筒,下端都用一重力不计的薄片,恰好盖住筒的下端,然后浸入水中,如图所示。三个薄片的面积都相同,薄片离水面的深度也都相同,现将100克水倒入甲筒中,恰能使薄片下落,那么将100克水分别倒入乙筒和丙筒中,则它们各自的薄片( )
A.都不落下来
B.都落下来
C.乙筒薄片落下来,丙筒薄片不落下来
D.乙筒薄片不落下来,丙筒薄片落下来
【答案】A
【解答】解:因为三个筒的底面积相同,读图可知,根据它们的形状,将100克水倒入甲筒中时液面最高,乙、丙中的液面都会低于甲,根据液体压强的公式P=ρgh,甲筒中对底面的压强最大。再根据公式F=PS,甲筒对底面的压力也最大。如果甲中的压力恰好能使薄片下落,则乙、丙中的压力均小于甲中的压力,则都不会下落。故只有A符合题意。
故选:A。
八.帕斯卡原理及其应用(共4小题)
28.已知水压机大活塞的横截面积是120cm2,小活塞的横截面积是6cm2,则在大活塞上产生的力F2跟加在小活塞上的压力F1之比是( )
A.1:1 B.1:20 C.20:1 D.无法确定
【答案】C
【解答】解:如图所示,大小活塞受到的压强相等,即P1=P2,
∵p,
∴,
∴在大活塞上产生的力F2跟加在小活塞上的压力F1之比:
。
故选:C。
29.活塞AB面积如图,轻活塞重量和摩擦不计,当60N的力作用在活塞A上,活塞B能举起最大重量是为( )
A.2.4N B.60N C.1500N D.6000N
【答案】C
【解答】解:如图,设A活塞的面积为SA,B活塞面积为SB,
活塞A对液体的压强:
pA6000Pa;
根据帕斯卡定律可知,两边压强相等,即pB=pA=6000Pa,根据p可知,
F2=pB×SB=6000Pam2=1500N,则活塞B能举起1500N重的物体。
故选:C。
30.如图所示,将充满水的密闭容器固定在水平桌面上。容器的一端有一个面积为20cm2的活塞A,容器的另一端有一个面积为50cm2的活塞B.为保持两活塞不发生相对移动,分别在活塞A、B上施加力F1、F2,则F1:F2= 2:5 ,此时桌面对容器 有向右 (选填:“有向左”、“无”或“有向右”)水平作用力。
【答案】见试题解答内容
【解答】答:根据帕斯卡定律:p1=p2,即,
∴F1:F2=S1:S2=20cm2:50cm2=2:5;
由于F2大于F1,所以桌面相对于容器有向右的水平作用力。
故答案为:2:5;有向右。
31.阅读短文,回答问题。
液压机
2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压力的设备,简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。
科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同的变化,物理学中称做帕斯卡定律。在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,给左端活塞施加一个向下的压力F时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F2,这就是液压机原理。
若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 等于 (大于/等于/小于)液体对小活塞的压强;
(2)如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的。假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 8.1×104 N的举力;
(3)以下关于液压机使用认识的说法正确的是 D ;
A.将动力作用在小活塞上能达到省距离的目的
B.将动力作用在大活塞上可以达到省力的目的
C.使用过程中两侧槽内液体体积的变化量不等
D.实际使用时,工作部件会因机械摩擦而升温
(4)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为 1:50 ;
(5)图丙是一个水压机模型,轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200cm2。将840N的物体放在水平活塞B上,不计机械阻力,则活塞A向上移动距离为 4 m。(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3,根据液体压强的计算公式p=ρ液gh可以求出左右液面的高度差。)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)液压机的液缸是密闭的,能够大小不变地由液体向各个方向传递压强,所以,液体对大活塞的压强等于小活塞对液体的压强;
(2)因密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强,
所以,由p可得:
p,即,
解得:F大=8.1×104N,
即在大活塞上能产生8.4×104N的举力;
(3)A、将动力作用在小活塞上能省力,根据功的原理知道使用任何机械都不省功,省了力就要费距离,故A错误;
B、根据帕斯卡定律,在小活塞上施加一个较小的力,就能在大活塞上产生较大的力,如果将动力作用在大活塞上,此时在小活塞上产生的力将小于大活塞上的动力,故将动力作用在大活塞上不能达到省力的目的,故B错误;
C、由于液压机用活塞把液体密闭,使用过程中两侧槽内液体体积的变化量相等,故C错误;
D、工作部件之间存在摩擦,实际使用时,需要克服摩擦做功,这部分功将转化为内能,使工作部件温度升高,故D正确。
故选:D。
(4)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,由于两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比,故在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为1:50;
(5)物体对活塞B产生的压强为:
p4.2×104Pa,
根据p=ρgh知这部分压强会让左右两侧液柱产生的高度差为:
Δh4.2m;
设右边液柱下降的高度为hB,则右边下降液柱的体积为:V右=SBhB,
设左边液柱上升的高度为hA,则左边上升液柱的体积为:V左=SAhA,
右边下降液柱的体积等于左边上升液柱的体积,即SAhA=SBhB,则10cm2hA=200cm2hB,
所以hA=20hB,
又因为hA+hB=4.2m,
即hAhA=4.2m,
解得hA=4m。
故答案为:(1)等于;(2)8.1×104;(3)D;(4)1:50;(5)4。
九.大气压存在的现象(共4小题)
32.请你估测一下大气对你手掌的压力大约是(p0=1.0×105Pa)( )
A.1×105N B.1×103N C.100N D.10N
【答案】B
【解答】解:一个手掌的面积约为10﹣2m2,根据p可得,一个手掌表面的压力大约是F=pS=105Pa×10﹣2m2=1×103N.故B正确。
故选:B。
33.下列数据中符合实际情况的是( )
A.物理课本正面受到的大气压力约为50N
B.物理课本对桌面压强约为50Pa
C.中学生站立在水平面时对地面的压力约为5×103N
D.中学生站立在水平面时对地面的压强约为100Pa
【答案】B
【解答】解:A、课本的质量约m=0.2kg,不是重力,重力的单位是N,平放于桌面的物理课本正面所受大气压力约为:F=pS=1.0×105Pa×0.05m2=5000N,故A不符合实际;
B、课本对桌面的压力约G=mg=0.2kg×10N/kg=20N,物理课本平放时的受力面积为S=500cm2=0.05m2,平放时对桌面的压强为p,故B符合实际;
C、中学生的质量约50kg,所以其重力是:G=mg=50kg×10N/kg=500N,站在水平地面上时对地面的压力F=G,故C不符合实际。
D、中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强在p=$\frac{F}{S}=\frac{500N}{0.05{m}^{2}}=1.0×104Pa左右,故D不符合实际。
故选:B。
34.如图所示的饮料杯,杯中盛入饮料,可以从左边细管吸取。从结构上看,杯子粗细两部分构成一个 连通器 ;从左边细管吸饮料时,饮料能够进入口中,是因为 大气压 的作用。
【答案】连通器;大气压。
【解答】解:图中杯子的粗细两部分上端开口、底部连通,它们构成了连通器;吸管吸饮料时,吸气时,管内压强减小,饮料在大气压作用下被压入嘴里。
故答案为:连通器;大气压。
35.在探究“大气压强是否存在”的过程中,小明将热水倒入瓶中充分摇晃,把热水倒出后将去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,如图所示,发现瓶子把鸡蛋“吞”了进去,因此小明认为是大气压把鸡蛋压入了瓶中。小红不同意这个观点,她认为鸡蛋是在重力作用下进入瓶中的。小明要为自己的观点提供充分的证据,他接下来的操作是:首先,将热水倒入瓶中充分摇晃,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口 水平 (选填“向上”或“水平”),再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,这样做的目的是 减小鸡蛋与瓶口间缝隙 。如果 鸡蛋被“吞”进瓶中 ,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。
【答案】水平;减小鸡蛋与瓶口的缝隙;鸡蛋被“吞”进瓶中。
【解答】解:首先,将热水倒入瓶中充分摇晃,接着,把水倒出后用手拿着瓶子使瓶口水平。这样可以避免鸡蛋受到重力的作用而竖直向下运动,同时也避免了小红认为的气体托力的影响。然后,再用去皮的熟鸡蛋堵住瓶口,这样做的目的是减小鸡蛋与瓶口的缝隙;如果鸡蛋被“吞”进瓶中,则说明鸡蛋是被大气压压入瓶中的。此实验证明了大气压强的存在。
故答案为:水平;减小鸡蛋与瓶口的缝隙;鸡蛋被“吞”进瓶中。
十.大气压测量的实验设计(共2小题)
36.如图所示是“估测大气压的值”的实验装置,下列关于该实验的分析中错误的是( )
A.如果活塞和注射器筒壁之间有摩擦会造成大气压的测量值偏大
B.测量大气压力时,为了不超过弹簧测力计的量程,应选择横截面积大的注射器
C.为计算活塞的横截面积,需要测出注射器的全部刻度部分的长度
D.将活塞推至注射器筒的底端是为了尽量排尽筒内空气
【答案】B
【解答】解:A、如果活塞和注射器筒壁之间有摩擦,拉力增大,大气压力测量值偏大,受力面积不变,大气压强偏大,故A正确;
B、测量大气压力时,为了不超过弹簧测力计的量程,根据F=PS,应选择横截面积小的注射器,故B错误;
C、活塞的横截面积和带刻度的长度乘积等于有刻度部分的体积,所以为计算活塞的横截面积,需要测量有刻度部分的长度,故C正确;
D、将活塞推至注射器筒的底端是为了尽量排尽筒内空气,使注射器内接近真空,大气压测量更准确,故D正确。
故选:B。
37.学习了托里拆利实验测大气压后,有同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺也可以估测大气压的值:
(1)在实验时,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是 排尽筒内空气 。
(2)有同学测出大气压的值偏小,分析导致误差因素可能是 空气没有排尽 。
(3)实验室有甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 甲 (选填“甲”或“乙”)注射器。
(4)本实验中用弹簧测力计测出的拉力大小等于大气对 活塞 (选填“针筒”或“活塞”)的压力大小。
(5)实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,与保持在竖直方向相比,可以减小 活塞自重 对实验的影响。
(6)有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是增强活塞的密封性,二是可以 减小摩擦力 。
【答案】(1)排尽筒内空气;(2)空气没有排尽;(3)甲;(4)活塞;(5)活塞自重;(6)减小摩擦力。
【解答】解:(1)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,并用橡皮帽封住注射器的小孔是为了防止气体进入;
(2)当针筒内的气体没有排空时,针筒内存在一定压力,测得的大气压力偏小,导致大气压测量结果偏小;
(3)因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,
当大气压约为100000Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,
由p,可得F=pS=100000Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器,因拉动乙注射器所需的力超过弹簧测力计的量程;
(4)该实验中以活塞为研究对象,当注射器中的活塞开始滑动时,利用二力平衡原理来测出大气对活塞的压力;
(5)当弹簧测力计和注射器筒不在水平方向时,由于活塞受重力的作用,使得测力计的拉力不等于大气压力,从而影响测得的大气压,所以让弹簧测力计和注射器筒保持在水平方向,目的是为了减小活塞自身重力对实验的影响,从而提高实验的准确程度;
(6)涂抹凡士林的好处:一是减小摩擦,二是密封性好。
故答案为:(1)排尽筒内空气;(2)空气没有排尽;(3)甲;(4)活塞;(5)活塞自重;(6)减小摩擦力。
十一.大气压强与高度的关系(共5小题)
38.如图所示,2024年4月30日,神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆,返回舱着陆的最后1米,反推发动机向下喷出高速气流,以达到减小返回舱下降速度的目的。下列说法正确的是( )
A.返回舱在大气层中下降的过程中不受重力的作用
B.返回舱在大气层中下降的过程中舱外的大气压减小
C.减速下降过程说明力可以改变物体的形状
D.反推发动机喷气使返回舱减速利用了力的作用是相互的
【答案】D
【解答】解:A、地球表面的物体都受到重力作用,因此返回舱在大气层中下降的过程中受重力的作用,故A错误;
B、大气压随海拔高度的升高而减小,返回舱在不断下降的过程中,舱外大气压会增大,故B错误;
C、返回舱受到力的作用,速度变小,说明可以改变物体的运动状态,故C错误;
D、推发动机工作,使返回舱迅速减速是利用了力的作用是相互的,故D正确。
故选:D。
39.如图甲,将托里拆利实验装置带到高山上做实验,管内外水银面的高度差将 小于 (填“大于”“小于”或“等于”)760mm。如图乙,玻璃瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中,是由于 大气压 的作用。如图丙,将自制气压计从楼下拿到楼上,玻璃管内的水柱将会 上升 (填“上升”“下降”或“不变”)。
【答案】小于;大气压;上升。
【解答】解:由于大气压随着高度的增加而减小,如图甲,将托里拆利实验装置带到高山上做实验,管内外水银面的高度差将小于760mm;如图乙,玻璃瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中,是由于大气压的作用;如图丙,将自制气压计从楼下拿到楼上,玻璃管内的水柱将会上升。
故答案为:小于;大气压;上升。
40.如图所示三个瓶子:甲瓶内装有空气,玻璃管封有一段水柱;乙瓶中装满水,且水管中也有一段水柱;丙瓶内只有部分水,插入瓶中的玻璃管也有一段水柱。当周边气温升高时,甲瓶的液柱向 右 移动;用手握紧乙瓶时,玻璃管内液柱会上升,说明力 可以改变物体的形状 ;当把丙装置从一楼拿到九楼时,液柱的高度将 增大 。
【答案】右;可以改变物体的形状;增大。
【解答】解:当周边气温升高时,瓶内气体温度升高,瓶内气体的压强增大,大于外界大气压,则玻璃管内液柱会向右移动;当乙用手握紧时,瓶子的容积变小,瓶内水顺着玻璃管向上升,说明力可以改变物体的形状;大气压随高度的增加而减小。当把丙装置从一楼拿到九楼时,瓶内气压不变,瓶外大气压变小,瓶内气压将液柱向外压,则液柱的高度将增大。
故答案为:右;可以改变物体的形状;增大。
41.在学校组织的课外实践活动中,小明同学发现了许多生活中的物理知识。
(1)拦河大坝修建的上窄下宽,这主要考虑到液体压强与液体 深度 有关。
(2)洗手池的下水管做成如图1所示的弯管,这个“弯”有着特殊的功能,它能通过存水来堵住臭气顺着管道逆行,这个“弯”是利用 连通器 的原理来设计的。
(3)如图2所示,小明将自制气压计从一楼拿到六楼,观察到玻璃管内的水柱高度逐渐 升高 (选填“升高”或“降低”),这表明:大气压随高度的增大而 减小 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】(1)深度;(2)连通器;(3)升高;减小。
【解答】解:(1)拦河大坝修建的上窄下宽主要是因为液体压强随深度的增加而增大;
(2)当水流过下面的弯管后,总在弯管处留下一定的水,水静止不流动时,两边液面相平,防止污水管内的臭气顺着管道逆行,属于连通器,所以这个“弯”是利用连通器的原理来设计的;
(3)如图2所示,小明自制气压计从一楼拿到六楼,高度增加,大气压减小,观察到玻璃管内的水柱高度逐渐升高,这表明大气压随高度的增大而减小。
故答案为:(1)深度;(2)连通器;(3)升高;减小。
42.某实验小组进行了探究大气压与高度的关系的实验。
(1)小强与小磊合作,自制了一个气压计,从玻璃管的管口向瓶内封闭少量气体,使玻璃管内水面上升到瓶口以上,如图所示,此时瓶内的气压 大于 (大于/小于/等于)瓶外的气压。
(2)小强托着气压计从一楼开始上楼,每上一层观察一次玻璃管内水面与瓶口的高度差,小磊将数据记录成如下表格
楼层 1 2 3 4 5 6 7
高度差(cm) 5.2 5.5 5.8 6.1 6.4 6.7 7.0
(3)从表中数据可以看出,从一楼至七楼的过程中,玻璃管内水面与瓶口的高度差在逐渐增大,造成这个结果的原因是: 大气压会随高度的增加而减小 。
(4)从一楼至七楼的过程中,水对容器底部的压强 变大 (变小/不变/变大)。
(5)如果在瓶中装满液体,就可以制成一个的测量 温度 仪器。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)从管子上端向瓶中吹入少量气体,空气质量变大,体积不变,瓶内气体压强变大,迫使管内液体上升;此时瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内水柱产生的压强之和,即此时瓶内的气压大于瓶外的气压;
(3)当拿着该装置由一楼到二十楼,高度在升高,大气压会随高度的增加而减小,瓶内气体压强p不变,而外界大气压变小,所以h应变大,管内液面会不断升高;
(4)小强托着气压计从一楼到七楼,高度升高,大气压会随高度的增加而减小,瓶内气体压强p不变,而外界大气压变小,所以管内液面会不断升高,h应变大,根据p=ρgh知,从一楼至七楼的过程中水对容器底的压强变大;
(5)如果在瓶中装满水,温度升高,管内水面升高,温度降低管内水面下降,就成了一个温度计。
故答案为:(1)大于;(3)大气压会随高度的增加而减小;(4)变大;(5)温度。
十二.气体压强与体积的关系(共2小题)
43.一位小朋友手里拿着的氢气球不小心脱手升到了空中,当气球升到高空时发生了破裂。以下关于气球升到高空破裂的原因分析正确的是( )
A.高空大气压增大,气球体积减小,将气球压破
B.高空大气压增大,气球体积增大,将气球胀破
C.高空大气压减小,气球体积增大,将气球胀破
D.高空大气压减小,气球体积减小,将气球压破
【答案】C
【解答】解:大气压随着高度的增加而减小,当气球升到高空时,外界的气压减小,内部气压大于外部气压,气球体积增大,将气球胀破。
故选:C。
44.如图所示,西溪中学的胡同学做了一个实验,在一空矿泉水瓶中倒入热水,摇晃一下,将热水倒出来,马上盖紧瓶盖,过了一会,矿泉水瓶变扁了,这是力改变了物体的 形状 。这是因为盖紧瓶盖后,瓶内的一部分水蒸气 液化 (填物态变化名称)成小水珠,瓶内气压 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)瓶外大气压。
【答案】形状;液化;小于。
【解答】解:往空矿泉水瓶内注入少量的热水,瓶内气体受热膨胀,水凉了以后,瓶内气体受冷,水蒸气液化成小水滴,体积减小,气体压强减小,在大气压的作用下,瓶子在大气压的作用下导致瓶子扁了,说明力可改变物体的形状;瓶内气体温度降低水蒸气液化成小水珠。
故答案为:形状;液化;小于。
十三.大气压的综合应用(共4小题)
45.与大气压有关的生活现象,下列解释符合物理规律的是( )
A.茶壶盖上的小孔被堵住,壶里的水就很难倒出来
B.用注射器将药液注入肌肉里是利用大气压
C.没有大气压,水泵同样可以把水抽到高处
D.高原地区大气压比沿海地区大
【答案】A
【解答】解:
A、如果茶壶盖上的小孔被堵住,此时壶嘴和壶身就不能构成一个连通器,当壶嘴放低时,由于壶中没有空气,壶身内的水会被大气压给托住,无法流出,故A正确;
B、用注射器吸药液的时候是利用大气压,而将药液注入人体肌肉是利用力可以改变物体的运动状态,故B错误;
C、水泵是利用大气压强来将水抽到高处的,没有大气压水泵就不能工作,故C错误;
D、大气压随着高度的升高而减小,所以高原地区大气压比沿海地区小,故D错误。
故选:A。
46.在工厂里常用圆形低压吸盘搬运玻璃,它是利用 大气压 工作的,图中E为一圆形吸盘,其直径为0.2m,ABCD为一正方形平板玻璃,边长为1m,重125.6N,若吸盘能将该平板玻璃水平吸住并悬空,则吸盘内的气压至少应比外界大气压小 4000 Pa。
【答案】大气压;4000
【解答】解:在工厂里用圆形吸盘搬运玻璃时将吸盘里的空气排出,则玻璃在大气压的作用下吸住;所以它是利用大气压工作的;
因为G=F=ΔpS,所以Δp。
故答案为:大气压;4000。
47.如图所示,护士为病人打针前,先把针管里的活塞推到底端,然后把针头插入药液中,提起活塞,药液在 大气压强 的作用下进入针管里。注射器针头很尖,是通过 减小受压面积 的方法达到 增大压强 的目的。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:先把针管里的活塞推到底端,然后把针头插入药液中,提起活塞,药液在大气压的作用下进入针管。注射器针头很尖,是通过减小受力面积的方法增大压强。
故答案为:大气压强;减小受力面积;增大压强。
48.在趣味物理表演会上,小明展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原来水箱是空的,注水时水箱中的水位高于 D 点时排水口才有水流出。如果原来水箱是满的,放水时水箱中的水位降到 C 点时排水口才停止出水。如果进水口不停地向箱中注水,但进水流量较小,使得当出水口有水流出时,进水流量小于出水流量,这种情况下排水口的水流具有 间歇性 特点。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:如果原来水箱是空的,注水时,当水箱中的从B到D,属于连通器,两边液面相平,只有当液面高于D,水才能流出;
如果原来水箱是满的,水箱内的液面上和右边管口都受到大气压的作用,但因为水箱内液面高,在水箱内水位未到达C之前,有水流出;根据连通器原理,在水箱内水位到达C时,两边水位相平,水不再流出;
当水箱内水位到达C时,水不再流出,右边管内的水位下降;当水箱内水位再到达D时,水再次流出,这样在右边管口间歇性的有水流出。
故答案为D,C,间歇性。
十四.流体压强与流速的关系(共6小题)
49.如图所示,将一张明信片沿着其边长弯成弧形放在玻璃台面上,形成一座“拱桥”,当你对着“拱桥”使劲吹气时,你会发现( )
A.“纸桥”被吹开较长的距离
B.“纸桥”紧贴桌面不动
C.“纸桥”被吹开较短的距离
D.“纸桥”被吹得上下跳动几下
【答案】B
【解答】解:如图所示,当你对着“拱桥”使劲吹气时,因为“拱桥”上方的空气流速小,压强较大;
“拱桥”下方的空气流速大,压强小,所以“拱桥”面受到一个向下的压强差,“拱桥”被牢牢的压在桌面上。
故选:B。
50.如图所示,以下四个关于“气体压强与流速的关系”的现象中,压强p1、p2大小关系正确的是( )
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解答】解:A、如图物体上表面平直,下表面向下弯曲,相同时间内,空气经过下方的路程比上方路程长,下方流速大,压强小,即P1>P2.故A正确;
B、如图物体上下表面凸起程度相同,相同时间内,空气经过两面的路程相同,速度相同,压强相同,即P1=P2.故B不正确;
C、对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,但外侧压强相同,即P1=P2.故C不正确;
D、如图用漏斗从乒乓球上方吹气,乒乓球上方气流速度大于下方的气流速度,则上方压强小于下方压强,即P1<P2.故D不正确;
故选:A。
51.下列做法或事例中,表述不正确的是( )
A.如图甲:口吹硬币跳跃木块,硬币下方气体流速比上方大
B.如图乙:往B管中吹气,A管口压强变小,A管中的水上升
C.如图丙:洞内空气是从B流向A
D.如图丁:无论对着漏斗口吸气还是吹气,乒乓球都可能不会落下
【答案】A
【解答】解:A.口吹硬币跳跃木块时,硬币上方空气流速大,压强小,硬币下方空气流速小,压强大,所以硬币在压强差的作用下跳起,故A错误,符合题意;
B.当往B管用力吹气时,A管上端空气流速变大,因为流速大的地方压强小,所以A管上端压强小,下端压强大,从而形成了向上的压强差,因此A管中的水面会上升,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,A处的流速大(与B处相比,相同时间内通过的路程长),压强小,B处的流速小,压强大,所以洞内的气体由B流向A,故C正确,不符合题意;
D.向漏斗口吹气,乒乓球不会掉下来是因为乒乓球上方空气流速大,压强小,乒乓球下方空气流速小,压强大,上下的压强差使乒乓球不会掉下来,当对着漏斗口吸气时,乒乓球上方空气压强变小,乒乓球在大气压的作用下,不会掉下来,故D正确,不符合题意。
故选:A。
52.如图甲是利用风洞模拟汽车高速运动时的情况,检测过程中汽车对地面的压力 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)汽车所受重力。如图乙所示,茶壶盖上留有小孔的目的是防止其中的茶水在 大气压 的作用下难以倒出来,若茶壶内装有10cm深的茶水,则茶壶底部受到茶水的压强为 1000 Pa(茶水密度近似取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】小于;大气压;1000。
【解答】解:汽车高速运动时,上方气体流速大,压强小,下方气体流速小,压强大,有压强差时汽车所受压力小于其重力;茶壶盖上留有小孔是防止茶壶装太满,壶内的水由于受到大气压作用难以倒出来,开了小孔使壶口和壶盖处都能受大气压作用,茶水容易在重力的作用下倒出来;茶水对茶壶底部的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa。
故答案为:小于;大气压;1000。
53.一艘军舰停泊在平静的海里,突然发现不远处有一危险漂浮物,为使危险漂浮物远离军舰,水手使用消防水管在漂浮物旁侧喷水,如图所示,水管应沿着 P1P2 (O1O2/P1P2)方向喷水,理由是:液体的流速越大,压强 越小 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
因为在液体中流速越大的位置压强越小,如果消防水管喷水时,沿着“O1O2”喷水,这样漂浮物靠近轮船一侧的水流速度大,另一侧的水流速小,根据流体压强与流速的关系可知:漂浮物靠近轮船一侧水的压强小于漂浮物另外一侧水的压强,在这个压强差造成的压力差的作用下,漂浮物会向轮船靠拢,出现与轮船相撞的情形,因此水管应沿着 P1P2喷水,正好相反,使它远离轮船。
故答案为:P1P2;越小。
54.如图装置可以用来研究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且 b 管口喷出的水柱更高,原因是 b管下端管道横截面积大,水的流速小,压强大 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
打开自来水水阀门,水流经该装置时,由于水的流量一定,a管下端管道横截面积小,b管底部管道横截面积大,根据流体压强和流速的关系可知,a管下端水的流速大,b管下端水的流速小,所以a管下端产生的压强小,b管下端产生的压强大,所以,b管口喷出的水柱更高。
故答案为:b;b管下端管道横截面积大,水的流速小,压强大。
十五.流体压强与流速的关系在生活中的应用(共2小题)
55.在北京某科技馆内,有一个风洞实验室,一架模型飞机固定在托盘测力计上(如图所示),无风时,托盘测力计示数为15N;当迎面吹着飞机的风速达到20m/s时,托盘测力计的示数为7N,可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析,飞机受到的该力大小为 8 N,方向 竖直向上 ,产生该力的原因是 气体在流速大的地方压强小 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:无风时,托盘测力计示数为15N,说明飞机受到的重力为15N。
对飞机吹风时托盘测力计的示数变为7牛,示数减小,说明飞机受到了一个向上的升力,升力的大小为F′=G﹣F=15N﹣7N=8N。
这是由于气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方凹空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,使托盘测力计的示数变小;
故答案为:8;竖直向上;气体在流速大的地方压强小。
56.随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
小汽车的外形设计成流线型(如图),当小汽车在水平路面上高速行驶 时对路面的压力比静止时 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是 因为小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,车身上方空气流速大,压强小,小汽车受到了一个向上的升力,减小了小汽车对地面的压力 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:如图,小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力减小,小于汽车的重力。
故答案为:减小;因为小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,车身上方空气流速大,压强小,小汽车受到了一个向上的升力,减小了小汽车对地面的压力。
第九章《压强》单元测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1、训练范围:人教版八年级下册第9章。
2、g=10N/kg。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.小黄的同学送给他一些好看的鱼。于是小黄就在爸爸的帮助下亲自动手做了一个鱼缸,鱼缸的形状如下图所示,当鱼缸中装有水时,其底部A、B、C三处受到水的压强分别为pA、pB、pC,学了液体压强后,请你判断下列说法中正确的是( )
A.pA>pB>pC B.pA
【答案】C
【详解】依题意得,A、B、C三处水的深度相同,由得
故ABD错误,C正确。
故选C。
2.如图所示的现象中,能用流体压强与流速关系解释的是( )
A.图甲:杯中水不流出,纸片不掉下 B.图乙:船闸上下游船只的通航
C.图丙:向漏斗吹气,乒乓球被吸起 D.图丁:飞镖箭头做的很尖
【答案】C
【详解】A.覆杯实验,装满杯子的水排出了空气,盖上纸片后杯子倒置,在大气压的作用下,杯子里的水流不出来,故A不符合题意;
B.船闸上下游船只的通航,利用了连通器原理,故B不符合题意;
C.向漏斗吹气,乒乓球上方的空气流速大,压强小,乒乓球下方的空气流速小,压强大,乒乓球在压强差的作用下,受到向上的压力,所以乒乓球被吸起,故C符合题意;
D.飞镖箭头做的很尖,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选C。
3.如图所示,下列有关事例中所涉及的物理知识表述正确的是( )
A.甲图:注射器注射药液——利用了大气压强
B.乙图:高压锅——液面上方气压越大,液体沸点越高
C.丙图:地铁站月台上的安全线——气体流速大压强大
D.丁图:大坝上窄下宽——液体压强随深度增加而减小
【答案】B
【详解】A.甲图中,注射器注射药液时,是依靠活塞向前推进时产生的压力将药液推入人体,而不是利用大气压强,故A错误;
B.乙图中,高压锅的工作原理是密封的锅体内气压增大时,水的沸点会升高。这样,在高压锅内烹饪食物时,由于水的沸点升高,食物可以在更高的温度下被煮熟,从而节省时间和能源,故B正确;
C.丙图中,火车站的站台上设置安全线,是因为当列车驶过时,列车与乘客之间的空气流速会增大,导致该区域的压强减小。而人外侧的空气流速相对较小,压强较大。因此,人如果离列车太近,就可能会被压向列车,造成危险,故C错误;
D.丁图中,大坝上窄下宽的设计是为了适应液体压强随深度增加而增大的特性,所以大坝的底部需要承受更大的压强,因此设计得更宽以提供足够的支撑力,故D错误。
故选B。
4.关于以下四幅图,描述错误的是( )
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同
B.图乙:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,减小水面上方的气压从而降低水的沸点
C.图丙:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分的液面总保持相平
D.图丁:将自制气压计从山下移动到山上,气压计细玻璃管中的液面会上升
【答案】A
【详解】A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,对海绵压力相同,但海绵凹陷程度不同,说明压强不同,故A错误,A符合题意;
B.气压越低,沸点越低,图乙:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,减小水面上方的气压从而降低水的沸点,故B正确,B不符合题意;
C.根据液体压强特点
图丙:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分的液面总保持相平,即深度相同,故C正确,C不符合题意;
D.图丁:将自制气压计从山下移动到山上,外界大气压减小,瓶内气压使液柱上升,故D正确,D不符合题意。
故选A。
5.如图所示,平静的湖中,水中的甲、乙、丙、丁四点所受水的压强最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【答案】D
【详解】由图可知,丁点深度最深,由可知,丁点所受水的压强最大。
故选D。
6.将两瓶相同品牌装满水的饮料瓶放置在水平桌面上,如图所示,甲图中水对瓶底的压力为,瓶底对水平面的压强为;乙图中水对瓶盖的压力为,瓶盖对水平面的压强为,下列说法中正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【详解】塑料瓶内装满水,由p=ρgh可知,倒置后水的深度h不变,所以水对瓶底的压强也不变;由于甲图中瓶底面积大于乙图瓶盖面积,根据可知;因为瓶子放在水平桌面上,所以对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即F=G,倒置后容器对桌面的压力不变,受力面积减小,由可知对桌面的压强增大,即。
故选B。
7.如图所示两个正方体放在水平地面上,已知两物体的底面积之比为4∶1,重力之比为1∶3。则A,B对地面的压强之比应为( )
A.1∶4 B.1∶3 C.12∶1 D.1∶12
【答案】D
【详解】根据题意可知
因为在水平地面,所以
则
所以,A对地面压强和B对地面压强之比为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8.如图所示,在水平地面上有甲、乙两个实心正方体,它们对地面的压强p甲>p乙。现将它们沿竖直方向截去一部分使剩余部分对地面的压力相等,则下列选项中可能成立的是( )
A.剩余部分的底面积S甲>S乙
B.剩余部分的体积V甲>V乙
C.对地面压强的变化量
D.对地面压力的变化量
【答案】B
【详解】C.若沿竖直方向分别在两个正方体右侧截去一部分,由于竖切后仍然是长方体固体,而且竖切后固体的密度不变,高度不变,由可知,则压强不变,所以对地面压强的变化量,故C不符合题意;
A.若剩余部分对地面的压力, 因为,所以根据可知,剩余部分的底面积,故A不符合题意;
B.由图可知,,根据可知,剩余部分的体积可能相等,故B符合题意;
D.因为,,所以由可知,两物体原来对水平面的压力:,因为剩余部分对地面的压力,所以由可知,对地面压力的变化量,故D不符合题意。
故选B。
9.如图中的图像是甲乙两种液体的压强与深度的关系,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.当深度相同时,甲乙两液体的压强之比为3∶2
C.当深度变为20cm时,甲液体的压强为30Pa
D.当压强相等时,甲乙两液体的深度之比为3∶2
【答案】B
【详解】A.根据图象,由p=ρgh可知甲液体的密度
同理可得乙液体的密度
所以甲的密度大于乙的密度,故A错误;
B.当深度相同时,甲乙两液体的压强之比
故B正确;
C.当深度变为20cm时,甲液体的压强为
D.当压强相等时,甲乙两液体的深度之比为
故D错误。
故选B。
10.下面说法中正确的是( )
A.马德堡半球实验是用来测量大气压数值的一个实验
B.托里拆利实验中的玻璃管内的汞面上受到大气压强
C.拦河坝设计成上窄下宽,利用了液体的压强随深度增加而减小
D.菜刀的刀刃薄,是通过减小受力面积来增大压强
【答案】D
【详解】A.马德堡半球实验是验证大气压存在的实验,托里拆利实验是首次测出大气压强值的实验,故A错误;
B.托里拆利实验测出了大气压数值,要求玻璃管内是真空,因此玻璃管内的水银面上方没有大气压,故B错误;
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,故C错误;
D.菜刀的刀刃薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D正确。
故选D。
11.根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据最符合生活实际的是( )
A.两个鸡蛋重约1N
B.一个标准大气压约为1000Pa
C.一个普通初中生的质量约500N
D.一个标准大气压可以撑起约76m的水银柱
【答案】A
【详解】A.一个鸡蛋质量约为50g,两个鸡蛋重力约为
故A符合题意;
B.一个标准大气压约为100000Pa,故B不符合题意;
C.一个普通初中生的质量约50kg,故C不符合题意;
D.一个标准大气压可以撑起约76cmg高的水银柱,故D不符合题意。
故选A。
12.质量为1kg的平底空水桶,底面积为,水桶内装有20cm深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa、当小朱同学用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1600Pa,则下列判断正确的是( )
A.水桶内水的质量为12kg B.F的大小为84N
C.甲图中水桶对地面的压力为170N D.乙图中水桶对地面的压力为120N
【答案】B
【详解】AC.根据题意可知,水对桶底的压强为
水桶对地面的压强为
由可知得,甲图中地面受到木桶的压力大小为
水和木桶的总重力为
木桶的重力为
桶内水的重力为
水的质量为
故AC错误;
BD.当小朱用竖直向上的力F提水桶时水桶对地面的压强为
则此时桶对地面的压力为
所以此时拉力为
故B正确,D错误。
故选B。
13.如图是实验用的锥形瓶(厚度不计),将锥形瓶放在面积为S的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为、底面积为;当往锥形瓶中倒入密度为、质量为的液体后,液面高度为h,则下列说法错误的是( )
A.液体对锥形瓶瓶底的压强为
B.液体对锥形瓶瓶底的压力为
C.锥形瓶对水平桌面的压力为
D.锥形瓶对水平桌面的压强为
【答案】D
【详解】AB.由液体压强的公式可得, 液体对瓶底的压强为,根据知,液体对瓶底的压力
AB正确,故AB不符合题意;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以瓶底对水平桌面的压力为
C正确,C不符合题意;
D.瓶底对水平桌面压强的受力面积为S1,所以对桌 面的压强为
D错误,故D符合题意。
故选D。
14.新疆阿克苏被誉为“中国核桃之乡”,这里的纸皮核桃以其皮薄、仁饱满、营养价值高而闻名遐迩,如图,小王一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃还完好,下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.两核桃相接触部位受到的压强相等
B.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
C.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A.两个核桃相互挤压时,相互作用的两个力大小相等,它们之间的接触面积相等,根据压强定义式可知,两核桃相接触部位受到的压强相等。故A正确;
B.甲对乙的作用力和乙对甲的作用力是一对相互作用力。它们大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。故B错误;
C.力可以改变物体的形状。甲对乙的作用力虽然没有使乙核桃立即碎裂,但一定会使乙核桃发生形变,只是形变很小,肉眼不易察觉。故C错误;
D.甲对乙的作用力和乙对甲的作用力分别作用在两个不同的物体上,它们不是一对平衡力,故D错误。
故选A。
15.如图所示,将一块长木板放在水平桌面上,用水平力F1向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面(由图甲到图乙)。推木板的过程中,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、p不变,f变大
B.F、f不变,p变大
C.F变小,p、f变大
D.F不变,p、f变小
【答案】B
【详解】水平面上物体对水平面的压力大小和自身的重力大小相等,向右缓慢地推木板的过程中,自身的重力不变,木板对桌面的压力F不变;且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,根据可知,木板对桌面的压强p变大;由于在推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,所以,摩擦力f不变。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.如图所示情景中,属于通过增大压力的方式增大摩擦力的是( )
A.压路机的碾子质量很大 B.载重汽车装有许多车轮
C.自行车刹车时用力捏手闸 D.汽车的轮胎有很多花纹
【答案】C
【详解】A.压路机的碾子质量很大,是通过增大压力的方式来增大压强,故A不符合题意;
B.载重汽车装有许多车轮,是通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.自行车刹车时用力捏手闸,是通过增大压力来增大摩擦力,故C符合题意;
D.汽车的轮胎有很多花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故D不符合题意。
故选C。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
17.科技改变生活,智能扫地机器人走进千家万户,扫地机工作时,电动扫帚转动扫帚周围气体压强 (选填“大于”、“等于“或”小于”)扫帚中心压强从而吸走垃圾;假期外出旅行时,携带的旅行箱下面装有很多个轮子,这是为了 (选填“增大”或“减少”)摩擦。
【答案】 大于 减小
【详解】[1]扫地机工作时,扫帚中心的空气流速大、压强小,电动扫帚转动扫帚周围气体压强大于扫帚中心压强从而吸走垃圾。
[2]携带的旅行箱下面装有很多个轮子转动,变滑动为滚动来减小摩擦。
18.水平桌面上质量相等甲、乙两圆柱形容器,装有体积相同的水,如图,水对甲、乙两容器底的压力和容器对桌面的压强大小关系分别是: ; (都选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 = >
【详解】[1]根据重力公式G=mg,两容器中水的质量相等所以重力相等,因为甲、乙都是圆柱形容器,所以,水对容器底的压力等于水的重力,即。
[2]根据压强公式,因两容器都装水,所以密度相同,所以大小取决于水的深度h,深度大则压强大,如图,h甲>h乙,所以。
19.南水北调中线工程从丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京,渠水在贯穿黄河时,工程师设计了(如甲图)穿黄隧洞,构建了 模型,实现了渠水全程自流。当小明将一个简易气压计(如乙图)由山顶拿到山脚时,发现细玻璃管中液面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】 连通器 下降
【详解】[1]如图甲所示,渠水在贯穿黄河时,工程师设计了如图所示的穿黄隧道,穿黄隧道底部连通,上部两端开口,相当于一个连通器,构建了连通器模型。
[2]由图乙可知,简易气压计瓶内气压等于瓶外大气压加上细玻璃管中液柱的压强,当小明将简易气压计由山顶拿到山脚时,高度减小,瓶外大气压强增大,瓶内气压不变,故细玻璃管中液柱的压强减小,由公式可知,细玻璃管中液面下降。
20.如图甲,工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随 的增加而增大;如图乙三峡水电站的水库大坝使上游水位升高,在坝底安装水轮机,发电机装在水轮机的上面,水轮机带动发电机发电。一定量的水,上、下水位差越大,落到低处转化的动能就越大,能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,解决这个问题的途径就是修建船闸,如图丙,船闸利用了 原理。
【答案】 深度 连通器
【详解】[1]因为液体压强随深度增加而增大,所以大坝底部受到的压强大,所以拦河大坝设计成下宽上窄的形状,可以承受更大的压强。
[2]船闸利用了连通器原理来工作,在工作时,闸室和上游、下游分别构成连通器。
21.如图甲所示,有A、B两个实心正方体放置在水平地面上,A的边长为0.4 m。将B沿水平方向切去厚度为h的部分,并将切去的部分叠放在A的上方中央。叠放后A对地面的压强与B剩余部分对地面的压强随切去厚度h变化的图像如图乙所示。由此判断,左边的物体是 (选填“A”或“B”);物体A单独放在水平地面上时,水平地面对它的支持力为 N。
【答案】 A 192
【详解】[1]由图乙可知,当将B沿水平方向切去厚度为0.3m时,B剩余部分对地面的压强为0,则物体B的高度为0.3m,小于A的高度,所以左边的物体是A,右边的物体是B。
[2]由图乙可知,当A上没有放B时,A对地面的压强为1200Pa,物体A的底面积为
根据F=pS可得,此时A对地面的压力为
由于物体间力的作用是相互的,所以水平地面对它的支持力为192N。
22.如图所示的装置中,弹簧测力计的示数为5N,乙质量为1kg,底面积为10cm2,甲、乙均保持静止状态,不计弹簧测力计的自重,则甲质量是 kg,此时乙对地面的压强为 Pa。(g=10N/kg)
【答案】 0.5 5000
【详解】[1][2]因甲、乙均保持静止状态,受平衡力作用,甲受到的重力与拉力是一对平衡力,两个力大小相等,所以甲的重力就等于弹簧测力计的示数,即G甲=5N,同时乙受到的拉力也为5N。由G=mg可知,甲的质量为
乙的重力为
乙对地面的压力为
乙与地面的接触面积为
乙对地面的压强为
三.作图题(共2小题,共6分)
23.重为6牛的物体静止在水平地面上,用力的图示法在图中画出它对地面的压力F。
【答案】
【详解】压力的大小等于重力,为6N,方向垂直于接触面向下,作用点在接触面上。如图所示:
24.如图所示,木块以初速度v沿表面粗糙的固定斜面向上运动,画出木块对斜面作用力的示意图。
【答案】
【详解】物体间力的作用是相互的,物体受到斜面的支持力和摩擦力,因此物体对斜面有压力和摩擦力;压力垂直于斜面向下,斜面对物体的摩擦力沿斜面向下,物体对斜面的摩擦力沿斜面向上,作用点都必须画在斜面上,如图所示:
四.实验题(本题共3小题,共18分)
25.利用如图甲所示的实验装置探究液体内部压强的特点,A容器中装有酒精,B、C容器中装有水,三个容器中液体的高度相同。
(1)如图甲A所示将探头放入酒精中,U形管两侧液面出现 ,可知液体内部具有压强;
(2)比较图甲中的B、C可知,液体内部的压强随 的增加而增大;比较图甲中 可知,液体内部的压强大小跟液体密度有关;
(3)用图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强,容器中间用隔板分成互不相同的左、右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生变化。向此容器两部分装水后,如图乙所示。如果此时撤掉橡皮膜,水会向 (选填“左”或“右”)流动,直至 为止,图丙所示的两个装置中根据这一原理工作的是 (填图丙中的字母)。
【答案】(1)高度差
(2) 深度 AB
(3) 右 两侧液面相平 A
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面高度差来反映被测压强大小的,将探头放入酒精中,U形管两端出现高度差,说明液体内部具有压强。
(2)[1]比较B、C可知,液体的密度相同,B图的深度大,U形管内液柱的高度差大,故可以得出结论:液体密度一定时,深度越深,压强越大。
[2]要探究液体内部的压强大小跟液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,图A、B符合题意。
(3)[1][2]用此容器向两部分装水进行的实验,如果此时撤掉橡皮膜,该容器就变成了一个连通器,由于左侧液面较高,所以水会向右流动,当连通器内部液体不流动时,两侧液面应相平。
[3]图丙中排水管的“反水弯”是根据连通器的原理工作的,盆景自动供水装置:随着水的蒸发,盆景内水减少,当瓶口刚露出水面时,会有少量空气进入瓶中,瓶内气压增大,瓶子的水会下降流出一部分,使瓶外水位重新升高,瓶口继续没入水中,空气不再进入,如此反复,所以盆景自动供水装置利用的是大气压强。
26.如图为小明“探究液体内部压强的特点”的实验过程图:
(1)小明首先用手指按了按探头的橡皮膜,发现U形管内液柱几乎无变化,其原因是 。然后小明重新调整好器材,继续实验。比较图A、图B、图C,得出结论:同种液体,在同一深度, 。将图A中的探头逐渐下移,可观察到U形管内液柱的高度差逐渐变大,得出结论:当 一定,深度越深, ;
(2)向图B中的容器内加入一定量的盐,使探头在液体中的深度与加盐前的深度相同,观察到U形管内液柱的高度差变大,可得出结论:当深度相同时,液体密度越大, ;
(3)如果宇航员在中国空间站做这个实验,U形管两端 (选填“会”或“不会”)出现明显高度差。
【答案】(1) 装置漏气 液体向各个方向的压强相等 液体密度 液体压强越大
(2)液体压强越大
(3)不会
【详解】(1)[1]用手指按了按探头的橡皮膜,发现U形管内液柱几乎无变化,说明橡皮膜中的气体没有挤压到U形管中的液体,原因是装置漏气。
[2]图A、图B、图C中橡皮膜深度相同,液体密度相同,朝向不同,U形管中液面高度差相同,故得出结论:在同种液体中,同一深度,液体向各个方向的压强相等。
[3][4]将图A中的探头逐渐下移,可观察到U形管内液柱的高度差逐渐变大,说明探头受到的压强逐渐增大,故得出结论:液体密度一定,深度越深,液体压强越大。
(2)向图B中的容器内加入一定量的盐,改变液体的密度,使探头在液体中的深度与加盐前的深度相同,U形管内液柱的高度差变大,说明液体压强变大,可以得到当深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(3)液体压强与重力有关,如果宇航员在中国空间站做这个实验,空间站是失重状态,液体没有受到重力,U形管两端不会出现明显高度差。
27.小强同学利用小桌,海绵及肥皂“探究影响压力的作用效果的因素”,实验探究过程如图所示。
(1)小强通过观察海绵的 程度来比较压力的作用效果,这种方法叫 法;
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论:在 一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)比较图 两次实验可知,压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显;
(4)在物理学中,用 来表示压力的作用效果。
【答案】(1) 形变 转换
(2)受力面积
(3) 乙、丙 受力面积
(4)压强
【详解】(1)[1][2]小强通过观察海绵的形变程度来比较压力的作用效果,形变程度越大,表明压力的作用效果越明显,把不便于观察和测量的力的作用效果转换为便于观察和测量的海绵的形变程度,这种方法叫转换法。
(2)甲、乙两图中,海绵的受力面积相同,乙图中海绵受到的压力较大,海绵的形变程度较大,分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[1][2]乙、丙两图中,海绵受到的压力相同,乙图中海绵受力面积较小,海绵的形变程度较大,比较图乙、丙两次实验可知,压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)在物理学中,用压强来表示压力的作用效果,压强越大,表示压力的作用效果越明显。
五.解答题(本题共3小题,共28分)
28.2020年11月10日,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10000m。求:(海水密度用ρ=1×103kg/m3代替,g取10N/kg)
(1)潜水器成功坐底,受到海水的压强;
(2)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到多大的海水压力;
(3)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于多少个标准大气压。
【详解】(1)根据p=ρgh可得,潜水器成功坐底,受到海水的压强为
(2)根据可得,此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到的海水压力为
(3)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于受到的标准大气压的个数为
29.如图,平底茶壶的质量是0.4kg,底面积是40cm2,内盛0.8kg的水,水深12cm,放置在水平桌面中央。(取g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)试求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)水对茶壶底部的压力;
(3)茶壶对桌面的压力;
(4)茶壶对桌面的压强。
【详解】(1)水深
h=12cm=0.12m
水对壶底的压强
(2)水对茶壶底的压力
(3)茶壶的重力
水的重力
茶壶对水平桌面的压力
(4)茶壶对桌面的压强
30.某新能源小汽车质量为1t,空载静止在水平地面上时,轮胎与地面的接触总面积为0.08m2,已知该小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍。求(g取10N/kg)
(1)小汽车受到的重力多大?
(2)小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力多大?
(3)小汽车空载静止在水平地面上,汽车对地面的压强多大?
【详解】(1)小汽车受到的重力
G=mg=1000kg×10N/kg=10000N
(2)小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力
f=0.06G=0.06×10000N=600N
(3)小汽车空载静止在水平地面上,汽车对地面的压力
F=G=10000N
汽车对地面的压强
第九章《压强》单元测试卷
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1、训练范围:人教版八年级下册第9章。
2、g=10N/kg。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.小黄的同学送给他一些好看的鱼。于是小黄就在爸爸的帮助下亲自动手做了一个鱼缸,鱼缸的形状如下图所示,当鱼缸中装有水时,其底部A、B、C三处受到水的压强分别为pA、pB、pC,学了液体压强后,请你判断下列说法中正确的是( )
A.pA>pB>pC B.pA
2.如图所示的现象中,能用流体压强与流速关系解释的是( )
A.图甲:杯中水不流出,纸片不掉下 B.图乙:船闸上下游船只的通航
C.图丙:向漏斗吹气,乒乓球被吸起 D.图丁:飞镖箭头做的很尖
3.如图所示,下列有关事例中所涉及的物理知识表述正确的是( )
A.甲图:注射器注射药液——利用了大气压强
B.乙图:高压锅——液面上方气压越大,液体沸点越高
C.丙图:地铁站月台上的安全线——气体流速大压强大
D.丁图:大坝上窄下宽——液体压强随深度增加而减小
4.关于以下四幅图,描述错误的是( )
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同
B.图乙:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,减小水面上方的气压从而降低水的沸点
C.图丙:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分的液面总保持相平
D.图丁:将自制气压计从山下移动到山上,气压计细玻璃管中的液面会上升
5.如图所示,平静的湖中,水中的甲、乙、丙、丁四点所受水的压强最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.将两瓶相同品牌装满水的饮料瓶放置在水平桌面上,如图所示,甲图中水对瓶底的压力为,瓶底对水平面的压强为;乙图中水对瓶盖的压力为,瓶盖对水平面的压强为,下列说法中正确的是( )
A., B.,
C., D.,
7.如图所示两个正方体放在水平地面上,已知两物体的底面积之比为4∶1,重力之比为1∶3。则A,B对地面的压强之比应为( )
A.1∶4 B.1∶3 C.12∶1 D.1∶12
8.如图所示,在水平地面上有甲、乙两个实心正方体,它们对地面的压强p甲>p乙。现将它们沿竖直方向截去一部分使剩余部分对地面的压力相等,则下列选项中可能成立的是()
A.剩余部分的底面积S甲>S乙
B.剩余部分的体积V甲>V乙
C.对地面压强的变化量
D.对地面压力的变化量
9.如图中的图像是甲乙两种液体的压强与深度的关系,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.当深度相同时,甲乙两液体的压强之比为3∶2
C.当深度变为20cm时,甲液体的压强为30Pa
D.当压强相等时,甲乙两液体的深度之比为3∶2
10.下面说法中正确的是( )
A.马德堡半球实验是用来测量大气压数值的一个实验
B.托里拆利实验中的玻璃管内的汞面上受到大气压强
C.拦河坝设计成上窄下宽,利用了液体的压强随深度增加而减小
D.菜刀的刀刃薄,是通过减小受力面积来增大压强
11.根据你对生活中物理量的认识,指出下列数据最符合生活实际的是( )
A.两个鸡蛋重约1N
B.一个标准大气压约为1000Pa
C.一个普通初中生的质量约500N
D.一个标准大气压可以撑起约76m的水银柱
12.质量为1kg的平底空水桶,底面积为,水桶内装有20cm深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa、当小朱同学用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1600Pa,则下列判断正确的是( )
A.水桶内水的质量为12kg B.F的大小为84N
C.甲图中水桶对地面的压力为170N D.乙图中水桶对地面的压力为120N
13.如图是实验用的锥形瓶(厚度不计),将锥形瓶放在面积为S的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为、底面积为;当往锥形瓶中倒入密度为、质量为的液体后,液面高度为h,则下列说法错误的是( )
A.液体对锥形瓶瓶底的压强为
B.液体对锥形瓶瓶底的压力为
C.锥形瓶对水平桌面的压力为
D.锥形瓶对水平桌面的压强为
14.新疆阿克苏被誉为“中国核桃之乡”,这里的纸皮核桃以其皮薄、仁饱满、营养价值高而闻名遐迩,如图,小王一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃还完好,下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.两核桃相接触部位受到的压强相等
B.甲对乙的作用力小于乙对甲的作用力
C.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
D.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对平衡力
15.如图所示,将一块长木板放在水平桌面上,用水平力F1向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面(由图甲到图乙)。推木板的过程中,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、p不变,f变大
B.F、f不变,p变大
C.F变小,p、f变大
D.F不变,p、f变小
16.如图所示情景中,属于通过增大压力的方式增大摩擦力的是( )
A.压路机的碾子质量很大
B.载重汽车装有许多车轮
C.自行车刹车时用力捏手闸
D.汽车的轮胎有很多花纹
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每空1分,共12分)
17.科技改变生活,智能扫地机器人走进千家万户,扫地机工作时,电动扫帚转动扫帚周围气体压强 (选填“大于”、“等于“或”小于”)扫帚中心压强从而吸走垃圾;假期外出旅行时,携带的旅行箱下面装有很多个轮子,这是为了 (选填“增大”或“减少”)摩擦。
18.水平桌面上质量相等甲、乙两圆柱形容器,装有体积相同的水,如图,水对甲、乙两容器底的压力和容器对桌面的压强大小关系分别是: ; (都选填“>”、“<”或“=”)
19.南水北调中线工程从丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京,渠水在贯穿黄河时,工程师设计了(如甲图)穿黄隧洞,构建了 模型,实现了渠水全程自流。当小明将一个简易气压计(如乙图)由山顶拿到山脚时,发现细玻璃管中液面 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
20.如图甲,工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随 的增加而增大;如图乙三峡水电站的水库大坝使上游水位升高,在坝底安装水轮机,发电机装在水轮机的上面,水轮机带动发电机发电。一定量的水,上、下水位差越大,落到低处转化的动能就越大,能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,解决这个问题的途径就是修建船闸,如图丙,船闸利用了 原理。
21.如图甲所示,有A、B两个实心正方体放置在水平地面上,A的边长为0.4 m。将B沿水平方向切去厚度为h的部分,并将切去的部分叠放在A的上方中央。叠放后A对地面的压强与B剩余部分对地面的压强随切去厚度h变化的图像如图乙所示。由此判断,左边的物体是 (选填“A”或“B”);物体A单独放在水平地面上时,水平地面对它的支持力为 N。
22.如图所示的装置中,弹簧测力计的示数为5N,乙质量为1kg,底面积为10cm2,甲、乙均保持静止状态,不计弹簧测力计的自重,则甲质量是 kg,此时乙对地面的压强为 Pa。(g=10N/kg)
三.作图题(共2小题,共6分)
23.重为6牛的物体静止在水平地面上,用力的图示法在图中画出它对地面的压力F。
24.如图所示,木块以初速度v沿表面粗糙的固定斜面向上运动,画出木块对斜面作用力的示意图。
四.实验题(本题共3小题,共18分)
25.利用如图甲所示的实验装置探究液体内部压强的特点,A容器中装有酒精,B、C容器中装有水,三个容器中液体的高度相同。
(1)如图甲A所示将探头放入酒精中,U形管两侧液面出现 ,可知液体内部具有压强;
(2)比较图甲中的B、C可知,液体内部的压强随 的增加而增大;比较图甲中 可知,液体内部的压强大小跟液体密度有关;
(3)用图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强,容器中间用隔板分成互不相同的左、右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生变化。向此容器两部分装水后,如图乙所示。如果此时撤掉橡皮膜,水会向 (选填“左”或“右”)流动,直至 为止,图丙所示的两个装置中根据这一原理工作的是 (填图丙中的字母)。
26.如图为小明“探究液体内部压强的特点”的实验过程图:
(1)小明首先用手指按了按探头的橡皮膜,发现U形管内液柱几乎无变化,其原因是 。然后小明重新调整好器材,继续实验。比较图A、图B、图C,得出结论:同种液体,在同一深度, 。将图A中的探头逐渐下移,可观察到U形管内液柱的高度差逐渐变大,得出结论:当 一定,深度越深, ;
(2)向图B中的容器内加入一定量的盐,使探头在液体中的深度与加盐前的深度相同,观察到U形管内液柱的高度差变大,可得出结论:当深度相同时,液体密度越大, ;
(3)如果宇航员在中国空间站做这个实验,U形管两端 (选填“会”或“不会”)出现明显高度差。
27.小强同学利用小桌,海绵及肥皂“探究影响压力的作用效果的因素”,实验探究过程如图所示。
(1)小强通过观察海绵的 程度来比较压力的作用效果,这种方法叫 法;
(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,可以得到的结论:在 一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)比较图 两次实验可知,压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显;
(4)在物理学中,用 来表示压力的作用效果。
五.解答题(本题共3小题,共28分)
28.2020年11月10日,“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10000m。求:(海水密度用ρ=1×103kg/m3代替,g取10N/kg)
(1)潜水器成功坐底,受到海水的压强;
(2)此时“奋斗者号”载人潜水器60cm2的表面上受到多大的海水压力;
(3)1个标准大气压约等于1×105Pa,则下潜1×104m的载人潜水器承受的海水压强相当于多少个标准大气压。
29.如图,平底茶壶的质量是0.4kg,底面积是40cm2,内盛0.8kg的水,水深12cm,放置在水平桌面中央。(取g=10N/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)试求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)水对茶壶底部的压力;
(3)茶壶对桌面的压力;
(4)茶壶对桌面的压强。
30.某新能源小汽车质量为1t,空载静止在水平地面上时,轮胎与地面的接触总面积为0.08m2,已知该小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力是车重的0.06倍。求(g取10N/kg)
(1)小汽车受到的重力多大?
(2)小汽车在水平面匀速行驶过程中受到的阻力多大?
(3)小汽车空载静止在水平地面上,汽车对地面的压强多大?