【精讲精练】2022中考物理二轮复习学案——精讲精练(4.4 压强)(含解析)

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【精讲精练】2022中考物理二轮复习学案——精讲精练(4.4 压强)(含解析)

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【中考精粹】2022中考物理二轮学案
4.4 压 强
1. 通过实验,理解压强。知道日常生活中增大和减小压强的方法。
2. 通过实验,探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强与人类生活的关系。了解流体的压强与流速的关系及其在生活中的应用。
知识点一:压强
1.压力:物理学中把垂直压在物体表面的力叫做压力,其方向总是垂直物体表面,作用点在受力物体上,如图所示,物体对受力面的压力F与重力G的关系。
注意:压力与重力是两个不同性质的力。当物体放在水平面且在竖直方向上只受重力和水平面支持力作用时,对水平面的压力与物体的重力大小相等,否则不相等。
2.压力的作用效果:压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,用压强来反映压力的作用效果。
3.压强:我们把物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,其定义式是,单位是帕(牛/米2),符号Pa(N/m2)。
4.增大或减小压强的方法:(1)增大压强的方法:增大压力或减小受力面积;(2)减小压强的方法:减小压力或增大受力面积。
5.注意问题:
①公式p=对于固体、液体和气体都适用。
②对密度均匀、形状规则的柱体,如粗细均匀的圆柱体、长方体、正方体等,放在水平面上,它们对水平支持面压强p=====ρ物gh。
③一容器盛有液体放在水平桌面上,求压力、压强问题:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式)。
知识点二:液体压强
1.液体压强的产生:由于液体受到重力作用,并且具有流动性,所以对液体内部、容器底和侧壁都有压强。
2.液体内部压强的特点:A.液体内部向各个方向都有压强;B.液体压强随深度的增加而增大,在同一深度液体向各个方向的压强相等,液体压强还与液体密度有关。
3.液体压强:计算公式p=ρgh,其中ρ指液体的密度,h表示液体的深度。
4.连通器:上端开口,下端相通的容器叫做连通器,其原理是:同一种液体不流动时,液面保持相平,其应用有:船闸、水壶等。
5.液体对容器底的压力F与液体的重力G的关系:
柱形容器,F=G液;上宽下窄容器,F<G液;上窄下宽容器,F>G液。
知识点三:大气压
1.大气压强:大气对浸在它里面的物体产生的压强叫做大气压强,简称大气压,一般用p0表示。
“大气压”与“气压”(或部分气体压强)是有区别的,如高压锅内的气压——指部分气体压强,高压锅外称大气压。
2.产生的原因:因为空气受重力并且具有流动性。
3.历史上证明大气压强存在的著名实验是马德堡半球实验。此外还有覆杯实验、瓶吞鸡蛋实验、皮碗模拟马德堡半球实验。
4.大气压的实验测定:托里拆利实验。
(1)1标准大气压p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa。
(2)实验前玻璃管里水银灌满的目的是:使玻璃管倒置后,水银上方为真空;若未灌满,或进入空气,则测量结果偏小。
(3)将玻璃管稍上提或下压(管口未离开水银面),管子的粗或细,管内外的高度差不变,将玻璃管倾斜,高度不变,长度变长。
5.大气压的影响因素:大气压随高度增加而__减小__,且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关,一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
6.测量工具:水银气压计和无液气压计
若水银气压计挂斜,则测量结果变大。在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度,该无液气压计就成了登山用的登高计。
7.应用:活塞式抽水机和离心式水泵。
知识点四:流体压强与流速的关系
1.流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
应用——飞机的升力的产生、水翼船等。
3.升力产生的原因:在相同的时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大_,它对机翼向下的压强小,机翼下方气流通过的路程较短,因而速度较小,它对机翼向上的压强大。于是产生一个向上的压强差,压强差就形成了机翼的上下表面的压力差,这就是升力。
类型一、
1. (2021春 怀化期末)如图所示,一把太阳伞固定在地面上,一阵大风吹来,伞面被“吸”,严重变形。下列有关这一现象及其解释,正确的是(  )
A.伞上方的空气流速大于下方,伞面被向下“吸”
B.伞上方的空气流速大于下方,伞面被向上“吸”
C.伞上方的空气流速小于下方,伞面被向下“吸”
D.伞上方的空气流速小于下方,伞面被向上“吸”
【分析】根据空气的流速和压强的关系进行分析。流速越大,压强越小。
【解析】如图,相同时间,空气通过伞上方的路程大于伞下方的路程,空气通过上方的速度大于下方速度。根据流体的流速越大压强越小,下方压强大于上方压强,伞在压强差下被吸向上方。
【答案】B。
类型二、
2. (2021 重庆)如图甲所示,质量分布均匀且不吸水的柱体A高70cm(ρA<ρ水)。足够高的圆柱形容器B底面积为300cm2、装有10cm深的水。若将A水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入B中,水的深度h水随切取高度h的变化关系如图乙所示。柱体A的密度是 g/cm3;当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,然后向B中缓慢加水,当加入水的质量为2200g时,水中柱体仍保持直立,水对容器底的压强为 Pa。
【分析】(1)由图像乙知在h=30 cm时容器中物块漂浮,且此时浸在水中的深度可知,根据漂浮条件计算容器中物块的密度,即A的密度;(2)由图乙,求得h水与h的函数关系的两种情况,根据题干压强相等,分别表达A剩余部分对桌面的压强和水对容器底部的压强,根据函数关系判断h的大小,不合题意的舍去,求得h的值。根据加水2200g,判断物块是否漂浮,再加水后计算水面的实际深度,根据液体压强公式:p=ρ液gh,计算水对容器底部的压强。
【解析】
【答案】0.5;2400Pa。
类型三、
3.(2021 长春二模)探究液体内部压强的特点:
(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图所示。比较A、B可知:在液体内部的同一深度,向 的压强都相等:比较A、C可知:液体内部压强大小跟 有关。
(2)用如图甲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通的左右两部分,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改变。图乙中,当橡皮膜变平时,左右两边液体对各自容器底的压强分别为p水和p液,则p水 p液;小明将隔板向左移动,如图丙所示,并重新在里面倒入水和某种液体,当橡皮膜变平时,向两侧容器中轻轻放入两个完全相同的小球,恰好都在液体中漂浮,那么此时左右两边液体对各自容器底增加的压强分别为△p水,和△p液,则△p水 △p液,橡皮膜 (选填“向左凸起”、“向右凸起”或“仍是平的”)。
【分析】(1)液体压强跟液体密度和液体深度有关,在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大;在液体密度相同,液体深度相同时,液体向各个方向的压强都相等。(2)根据橡皮膜变平说明橡皮膜两侧受到水和液体的压强相等,根据水和液体的深度求出水和液体密度的关系,求出橡皮膜下水和液体的压强,求出水和液体对容器底的压强关系。由于漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,求出隔板两侧压力变化量,知道隔板两侧容器的底面积,根据压强公式求出压强变化量;知道隔板两侧压力变化量,求出橡皮膜所在深度受到的压强,知道橡皮膜的受力面积,根据压强公式求出橡皮膜受到的压力,判断橡皮膜的变化情况。
【解析】(1)A、B实验液体的密度相同,金属盒所在的深度相同,橡皮膜朝向不同,U形管液面高度差相同,说明橡皮膜受到的压强相同,故比较A、B可知:在液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。A、C实验液体密度相同,液体深度不同,U形管液面高度差不同,液体越深,U形管液面高度差越大,液体压强越大,故比较A、C可知:液体内部压强大小跟液体深度有关。(2)图乙中,当橡皮膜变平时,说明橡皮膜上方水和液体产生的压强相等,由于橡皮膜上方水的深度小于液体的深度,根据p=ρgh得,水的密度大于液体的密度,橡皮膜下方水和液体的深度相同,水的密度大于液体的密度,可以判断橡皮膜下方水的压强大于液体的压强,故水对容器底的压强大于液体对容器底的压强,即p水>p液。
如图丙,向两侧容器中轻轻放入两个完全相同的小球,恰好都在液体中漂浮,小球的重力相同,根据漂浮条件,小球受到的浮力相同,根据阿基米德原理,小球排开水的重力和排开液体的重力相同,故隔板左右两侧的容器受到的压力增加量相等,即△F水=△F液,由于隔板向左移动,说明隔板左侧容器底面积小于右侧容器底面积,根据压强公式p=得,△p水>△p液。小明将隔板向左移动,如图丙所示,并重新在里面倒入水和某种液体,当橡皮膜变平时,说明橡皮膜上方水和液体产生的压强相等,当两侧各漂浮一个完全相同的小球,小球受到的浮力相同,小球排开液体受到的重力相同,故隔板左右两侧相当于增加了相同重力的液体,由于隔板向左移动,橡皮膜所在深度处左边的受力面积小于右边的受力面积,故橡皮膜所在深度处,橡皮膜左侧受到的压强大于右侧受到的压强,由于橡皮膜左右两侧受力面积相同,故橡皮膜左侧压强增加量相同大于右侧压强增加量,故橡皮膜向右凸。
【答案】(1)各个方向;液体深度;(2)>;>;向右凸起。
类型四、
4.(2021春 连山区期末)斜面上静止的小球,画出小球对斜面压力的示意图。
【分析】压力是接触面受到的力,因此压力的作用点是小球与斜面的接触点,根据压力的方向与接触面垂直的关系,过压力作用点表示出压力的方向即可。
【解析】压力的作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下,过压力的作用点表示出压力的方向,如下图所示:
【答案】见试题解答内容。
类型五、
5.(2021春 巢湖市期末)阅读短文,回答问题。
嫦娥四号月背之旅
月球是地球的天然卫星,月球绕地球公转的周期与自转周期相同,所以月球总是同一面背对地球,这一面被称为月球背面。物体在月球上的重力只有地球上的月球背面与地球间的通讯是一个难题,为解决该问题,我国在2018年5月成功发射了人类史上首个月球信号中继卫星“鹊桥”(如图甲所示)。2018年12月8日,我国又将嫦娥四号探测器送入太空。嫦娥四号经历地月转移、近月制动、环月飞行和落月过程,最终在月球背面软着陆,成为人类史上首个着陆于月球背面的无人探测器。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”,工作人员给它研制了4条强有力的“腿”,让它既能平稳着陆,又能有效“吸收”着陆时产生的冲击力,防止它携带的设备被震坏。在嫦娥四号的“腿”上,还“长着”脸盆一样的圆形“大脚掌”(如图乙所示)。“大脚掌”中央装有一个形如足弓的金属构件,可以有效分散冲击力。
嫦娥四号由着陆器与巡视器(即月球车,又称“玉兔二号”)组成,2019年1月3日,巡视器与着陆器成功分离,“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦,顺利在月背表面行驶。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器,总质量仅135kg,是世界上质量最小的月球车。
(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时,受到的力 (选填“是”或“不是”)平衡力;
(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”可 (选填“减小”或“增大”)对月面的压强;
(3)为增大与月面间的摩擦,“玉兔二号”采用的装置是 ;
(4)若“玉兔二号”每个轮子触月面积为100cm2,则“玉兔二号”在月球上的质量为 kg,对水平月面的压力为 N,对月面的压强为 Pa(地球上g取10N/kg,月球对物体的引力约为地球的)。
【分析】(1)物体运动方向和速度大小的变化都属于运动状态的改变;物体受平衡力的作用时,总保持静止或者匀速直线运动状态;(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强;(3)增大摩擦力的方法有:在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力;在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;(4)物体所含物质的多少叫质量,其大小与物体形状、状态、所处位置无关;“玉兔二号”对水平月面的压力和自身的重力相等,根据F=G月=G地=mg求出其大小,受力面积等于6个轮子触月面积之和,根据p=求出对水平月面的压强。
【解析】(1)“鹊桥”中继星在轨道上运行时不是直线运动,运动方向不断变化,也就是状态不断变化,所以受到的力不是平衡力;(2)嫦娥四号探测器“腿”上的圆形“大脚掌”是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月面的压强;(3)“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子,可以增大与月面间摩擦;(4)玉兔二号在月球上时,所处的空间位置发生了变化,但质量仍为135kg不变,“玉兔二号”对水平月面的压力:F=G月=G地=mg=×135kg×10N/kg=225N,受力面积:S=6×100cm2=600cm2=0.06m2,则“玉兔二号”对水平月面的压强:p===3750Pa;
【答案】(1)不是;(2)减小;(3)带齿纹的轮子;(4)135;225;3750。
6. (2021春 德宏州期末)2020年11月10日,“地球第四极”——西太平洋马里亚纳海沟,载人深潜“奋斗者”号成功坐低“挑战者深渊”,深度10909m,创下中国载人深潜新的深度记录,标志着中国万米级载人潜水器“奋斗者”号海试取得成功,意味着中国人驾驶自己的潜水器可以自由到达大洋任何深度并开展科学考察。(ρ海水≈1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)“奋斗者”号下潜到10909m时受到水的压强是多大?
(2)若“奋斗者”号上有一个50cm2的观察窗,在10000m深度时观察窗受到的海水压力为多大?
(3)如果一头大象的质量按5t计,则在10000米深处1m2的面积上受到水的压力相当于多少头大象对水平地面的压力?
【分析】(1)知道海水的密度和深度,根据液体压强公式求出潜水器受到海水的压强;(2)知道压强和受力面积,根据压强公式求出观察窗受到海水的压力;(3)首先计算一头大象的重力,然后计算在10000米深处1m2的面积上受到水的压力相当于多少头大象对水平地面的压力。
【解析】(1)“奋斗者”号下潜到10909m时受到的海水压强为:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa;
(2)若“奋斗者”号上有一个S=50cm2=0.005m2的观察窗,在10000m深度潜水器受到的海水压强为:p′=ρ海水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×10000m=108Pa,根据压强公式得,在10000m深度时观察窗受到的海水压力:F=p′S=108Pa×0.005m2=5×105N;
(3)一头大象的重力:G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,在10000米深处1m2的面积上受到水的压力:F′=p′S′=108Pa×1m2=108N;相当于大象的头数:n=。
【答案】(1)1.0909×108Pa;(2)5×105N;(3)2000。
1.(2021 广元)如图所示,人坐在沙发上比坐在木凳上感觉要舒服,是因为(  )
A.弹簧的弹力与人体受到的重力平衡
B.减小了人体受到的压力
C.减小了人体受到的压强
D.减小了人体受到的压力和压强
2.(2021 衢州)如图所示,用吸管吸饮料,让饮料进入口中的力是(  )
A.大气压力 B.饮料的重力
C.手握玻璃杯的力 D.玻璃杯对饮料的支持力
3.(2021 内江)关于压力下列说法正确的是(  )
A.压力的施力物体一定是地球
B.压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关
C.压力的大小总是等于重力的大小
D.压力的方向总是竖直向下的
4.(2021 赤峰)某科技小组用如图所示装置探究“物体处于平衡状态时支持力跟拉力的关系”。他们将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个边长为10cm、质量为1.6kg的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,合金块系有细线,用数字测力计沿竖直方向向上拉合金块,下列判断正确的是(g取10N/kg)(  )
A.合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对平衡力
B.当数字测力计拉力为4N时,合金块在两个力的作用下平衡
C.当数字测力计拉力为4N时,合金块受到电子秤的支持力为20N
D.当数字测力计拉力为14.5N时,合金块对电子秤产生的压强为1.5×102Pa
5.(2021 东营)下列现象不能说明大气压强存在的是(  )
6.(2021 遵义)如图所示,是质量为20kg的超市购物车。某同学在超市选购商品的过程中,发现用力推一下购物车,车就会自己向前运动一段距离,购物车“自己向前运动”是由于购物车具有    ;若他在购物车内放入质量为15kg的货物后,购物车静止在水平地面上,与地面的总接触面积为10cm2,此时购物车对水平地面的压强为    Pa。(g取10N/kg)
7.(2021 重庆)“沿洄划转如旋风,半侧船头水花没”,这是描写船过漩涡时,漩涡中心流速大,中心的水压    (选填“大于”或“小于”)周围的水压而造成的惊险情景;峨眉山顶“煮米不成饭”,是因为峨眉山顶气压    (选填“高”或“低”),水的沸点低造成的。
8.(2021 张家界)中国“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10.9km,创造了中国载人深潜的新纪录,在此深度处潜水器受到的压强为    Pa,“奋斗者”号在深海下潜的过程中,所受浮力的大小    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。(假设海水的密度不变取ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
9.(2021 福建)如图,将一边长为10cm的正方体木块放入装有某液体的圆柱形容器中。木块静止时露出液面的高度为2cm,液面比放入前升高1cm,容器底部受到液体的压强变化了80Pa,则木块底部受到液体压强为    Pa,木块受到的浮力为    N。
10.(2021 南充)“奋斗者号”是我国自行研制的世界领先深海潜水器,若在某次工作过程中该潜水器下潜深度为10000m,此时潜水器受到的海水压强为    Pa;若“奋斗者号”舱门面积约为0.6m2,则舱门所受液体压力为    N(g=10N/kg,ρ海水≈1.03×103kg/m3)。
11.(2021 重庆)如图甲所示,质量分布均匀且不吸水的柱体A高70cm(ρA<ρ水)。足够高的圆柱形容器B底面积为300cm2、装有10cm深的水。若将A水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入B中,水的深度h水随切取高度h的变化关系如图乙所示。柱体A的密度是    g/cm3;当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,然后向B中缓慢加水,当加入水的质量为2200g时,水中柱体仍保持直立,水对容器底的压强为    Pa。
12.(2021 益阳)如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水,甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同,丙与丁相同。
(1)为使实验现象更明显,压强计U形管中的液体最好用    (选填“水”或“水银”);
(2)要探究液体压强与深度的关系,应选    两图;
(3)四个烧杯中,盐水密度最大的是    图。
13.(2021 天水)学完大气压之后,老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压的大小的实验,如图甲所示。小刚实验小组现有带挂钩的塑料吸盘、量程为5N的弹簧测力计、玻璃板。
(1)他们设计了如下实验步骤:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力
B.小刚将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直至吸盘刚要离开玻璃板
D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算吸盘与玻璃板的接触面积S=1.0×10﹣4m2
E.根据P=,计算出大气压的大小P
你认为合理的实验步骤顺序应该是    (选填“①”或“②”);
①:DBACE ②:BDCAE
(2)排好序后进行实验,弹簧测力计拉至最大读数。吸盘仍未脱离玻璃板。若大气压按照约为1×105Pa计算,弹簧测力计量程至少要大于    N;
(3)因为没有多余的大量程弹簧测力计,小刚运用其它器材结合所学物理知识设计了如图乙所示方案测量,保持轻杆水平,在吸盘刚要离开玻璃板时,弹簧测力计读数是    N,可计算出大气压值为    Pa;
(4)他们发现实验结果明显比真实气压值小,其中的原因可能是    。(答1条即可)
14.(2021 威海)小明用质地均匀、桌面为长方体的小桌,质量相等的重物(若干),海绵和水等器材进行以下实验。
实验1:用小桌、重物、海绵按如图1所示方式进行实验。
(1)本实验可以通过观察    来比较压力作用效果的大小,这是因为力可以使物体发生    。
(2)若要探究压力作用效果与受力面积的关系,应选择图1中的    (选填“甲”、“乙”或“丙”)两次实验。
(3)通过比较图1中甲、乙两次实验现象,可得出的结论是    。
实验2:将小桌和重物放入水中按图2所示方式进行实验,静止后小桌桌面均与水面平行。
(4)图2﹣乙比图2﹣甲小桌浸入水的深度增加了△h1,图2﹣丙比图2﹣甲小桌浸入水的深度增加了△h2,则△h1=   △h2。
(5)若图1﹣丙中桌面对海绵的压强为p1,图2﹣乙中桌面对水的压强为p2,请你推断p1   p2(选填“>”、“=”或“<”)。
15.(2021 南京)用量角器、直尺、45°三角尺、60°三角尺,可以做以下实验。
(1)透过尺子能看到清晰的刻度线,说明尺子的材料有很好的    性。
(2)将两把三角尺叠放在水平桌面上,用直尺紧贴桌面快速击打下方的尺子,观察到    的现象,说明上方的尺子具有惯性,与头发摩擦后的直尺能吸引碎纸屑,这是因为    。
(3)图甲中,量角器底边长度为    cm。
(4)用量角器的底边将直尺支撑起来,当直尺在水平位置平衡时,量角器的底边正好在直尺的中间位置(刻度线“7”和“8”的中间)。
①图乙中,用吸管在直尺a端上方用力水平吹气,能观察到直尺a端    (选填“靠近”或“远离”)吸管。
②图丙中,将三角尺A、B分别竖直挂在直尺刻度线“1”和“13”位置后,直尺还能在水平位置平衡,则A、B的质量之比为    。
16.(2021 柳州)如图所示是甲、乙两个薄壁圆柱形容器,甲的底面积为S1=0.01m2,盛有质量为m1=2.4kg的盐水,乙的底面积为S2=0.012m2,盛有深度为h2=0.25m的酒精,已知盐水的密度ρ1=1.2×103kg/m3,酒精的密度ρ2=0.8×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求甲中盐水的深度h1;
(2)求盐水在甲底部产生的压强p1;
(3)为使两种液体在各自容器底部产生的压强相等,小丁和小刚分别设计了不同的方案(如表),你认为他们的方案可行吗?请通过计算做出判断。
同学 所设计的方法
小丁 分别在甲、乙中抽出相同高度的盐水和酒精
小刚 分别在甲、乙中抽出相同体积的盐水和酒精
17.(2021 山西)货车超载容易造成交通隐患,所以交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t。请你说出货车超载带来的一个危害,并应用所学的物理知识解释其原因。
18.(2021 营口)为了有效阻断新冠病毒的传播,全国人民积极响应政府号召,主动接种新冠疫苗。关于注射疫苗时的一些现象,请你用所学的物理知识加以解释:
(1)为什么注射器的针头很尖?
(2)为什么向外拉活塞瓶内的药液就会被“抽”进针管?
19.(2021 宁夏)如图是我国自主设计制造的某品牌纯电动公交车,其质量为1.2×104kg,静止时轮胎与地面的总接触面积为4000cm2。它在平直公路上匀速行驶100s,行驶路程是1.2km,所受阻力为车重的0.02倍。(g取10N/kg)
(1)公交车匀速行驶过程中速度是多少千米/小时。
(2)计算公交车静止时对水平地面的压强。
(3)公交车起步时,乘客会听到“车辆起步,抓好扶手”的温馨提示语。请用所学物理知识解释其中的道理。
20.(2021 吉林)如图所示,是什么的作用把塑料吸盘压在平滑墙壁上的?如果把塑料吸盘中间戳个小孔,会发生什么现象?
21.(2021 黔东南州)黔东南州2021年高考期间,各县市开展了“爱心助考车”活动,考生出示高考准考证或相关证件可免费乘车。如图所示,是一考生下车前往考点的情景。若该“爱心助考车”整车质量为1.5t,四轮与地面接触总面积为120cm2。该车以54km/h的平均速度行驶,从考生上车地点到下车地点用了9min。(取g=10N/kg)求:
(1)从考生上车地点到下车地点,“爱心助考车”行驶的路程是多少?
(2)该“爱心助考车”空车静止在水平路面上时,对水平路面的压强是多少?
22.(2021 新疆)一端开口的圆柱形容器的器壁厚度均匀,容器的内底面积S1=200cm2,外底面积S2=250cm2,将圆柱形容器(内有质量可忽略的空气)倒扣于水中静止时如图所示。已知容器内外液面的高度差h1=5cm,容器口与容器外部波面的高度差h2=8cm,大气压强取1.0×105Pa。求:
(1)外部大气对容器底的压力;
(2)容器口处的水产生的压强;
(3)圆柱形容器所受的重力。
23.(2021 绍兴)2021年5月15日,我国首个火星探测器“天问一号”成功登陆火星,这是中国航天领域的里程碑事件,图为探测器离轨着陆火星全过程及“祝融号”火星车的示意图,已知g火星=3.76N/kg,请回答。
(1)“天问一号”探测器着陆有降落伞减速和动力减速等过程,而“嫦娥五号”在降落月球时没有采用降落伞减速的原因是    。动力减速采用喷气方式,利用了力能    的原理,在此过程中着陆器受力是    (选填“平衡”或“不平衡”)的。
(2)着陆后,“祝融号”火星车从着陆器中驶出,已知火星车质量为240kg,共有6个车轮,若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10﹣3m2,求“祝融号”对火星水平平整表面的压强。
24.(2021 昆明)如图1是一辆停在水平地面上的四轮轿车,轮子上的气嘴如图2甲所示,通过它可以对轮胎充气和测量胎压。现有一个胎压表(如图2乙,通过气嘴可测量胎压)、一把毫米刻度尺、两张白纸。请利用这些器材,估测这辆车的重力。设当地的大气压为p0,轮子与地面接触的橡胶部分的重力和轮胎内气体的重力忽略不计。
(1)需要测出的量是    、   (不需要描述具体的测量方法,并用字母表示这些量);
(2)通过必要的分析,写出估测这辆车重力G的表达式。(用已知量和测量量表示)
25.(2021 丽水)创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水,小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸”到水;移开手后,能轻松“吸”到水。请回答:
(1)小科能轻松“吸”到水是利用了    ;
(2)图中A点的压强    B点的压强(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)装有水的玻璃杯总质量为0.28千克,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4平方厘米,此时杯子对桌面的压强为多少?(g=10N/kg)
26.(2021 徐州)根据《西游记》的描述,孙悟空的金箍棒的质量约为6750kg,体积约为0.2m3,横截面积约为0.03m2,g取10N/kg。求:
(1)金箍棒的密度;
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压强。
27.(2021 滨州)如图所示,在水平桌面上,有一质量为2kg的实心小球和一薄壁圆柱形容器,容器中装有水。现将小球轻轻放入容器后,小球浸没在水中并静止在容器底部,水未溢出。分别测出小球放入前后水对容器底部的压强p水,小球放入前后容器对水平桌面的压强p桌,如表所示。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)小球的重力。
(2)小球放入前,容器中水的深度。
(3)小球的密度。
28.(2021 湘西州)全国人民在习近平为首的党中央领导下,从2021年起全面推进“乡村振兴”计划。陈家寨村在这大好形势下,将原长4km、宽3.5m、厚约25cm的混凝土水泥村道加宽成4.5m。工程完成后,质量检测部门,在每1km新修路面上适当位置,钻取一个底面积约80cm2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2.6×103kg/m3。质量检测员将取回的所有样本称得总质量为21.6kg。(g取10N/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?
29.(2021 福建)一辆5G无人配送车,质量为400kg,轮胎与路面的总接触面积为0.025m2,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.05倍。如图是配送车某次运动的路程与时间图象。求:
(1)10min内配送车的平均速度。
(2)配送车匀速行驶时的牵引力。
(3)配送车对水平地面的压强。
30.(2021 青岛)水平餐桌上有一瓶未开启的矿泉水,瓶身上标有“净含量330ml”的字样,小明拿起瓶子时发现方格桌布上留有环形印迹,他想利用学过的物理知识估算一下压强值。桌布上每个正方形小格的边长为1cm。他先利用方格桌布一角测出了水深,示意图如图甲所示,又数出了印迹占有多少个小格(不满一格时,大于半格的算一格,小于半格的不算).印迹示意图如图乙所示。瓶子的质量忽略不计。求:
(1)瓶底受到的水的压强;
(2)这瓶水对方格桌布的压强。
参考答案与试题解析
1.【解答】人坐在沙发上或木凳上,受到的支持力或弹力与人体受到的重力平衡,即人体受到的支撑面的压力相等,坐沙发身体被包围的面积大,即受力面积大,这样人体受到的压强就小,从而感觉舒服;
故选项A、B、D错误,选项C正确。
故选:C。
2.【解答】A、吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,使管内气压减小,这样在外界大气压的作用下,汽水就被压进吸管里。故A说法正确;
B、饮料重力的方向竖直向下,不是让饮料进入口中的力,故B说法错误;
C、手握玻璃杯的力,是为了产生摩擦力,摩擦力与重力相互平衡,防止杯子掉落,不是让饮料进入口中的力,C说法错误;
D、玻璃杯对饮料的支持力是饮料重力引起的,不是让饮料进入口中的力,D说法错误。
故选:A。
3.【解答】A、压力可以由重力引起,也可以与重力无关,如将物体压在竖直的墙面上,其压力与重力无关,所以压力的施力物体不是地球,故A错误;
B、压力的作用效果与压力大小和受力面积都有关,故B正确;
C、只有物体放在水平面上,物体对水平面的压力等于重力,故C错误;
D、压力的方向总是垂直于物体的接触面,并不一定竖直向下,故D错误。
故选:B。
4.【解答】A、合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对相互作用力,故A错误;
B、合金块受到3个力的作用:重力G、拉力F拉、支持力F支,当数字测力计拉力为4N时,支持力为:F支=G﹣F拉=mg﹣F拉=1.6kg×10N/kg﹣4N=12N,合金块在三个力的作用下平衡,故B错误;
C、当数字测力计拉力为4N时,支持力为:F支=G﹣F拉=mg﹣F拉=1.6kg×10N/kg﹣4N=12N,故C错误;
D、当数字测力计拉力为14.5N时,合金块对电子秤产生的压力为:F压=F支=G﹣F拉=16N=14.5N=1.5N,合金块的面积为:S=(10cm)2=100cm2=0.01m2,压强为:p===1.5×102Pa,故D正确。
故选:D。
5.【解答】
A、橡皮膜左右两侧液体的密度相同,而深度不同,橡皮膜向左凸出,说明液体压强与液体的深度有关,与大气压无关,故A符合题意;
B、纸外受到向上的大气压的作用,纸内受到管中水产生的压强的作用,大气压远大于管中的水产生的压强,所以水和纸被大气压托着,不会下落,利用了大气压,故B不合题意;
C、用吸管吸饮料时,吸出吸管中的部分空气,使吸管内的气压减小,瓶中饮料在大气压的作用下,上升通过吸管进入口中,利用了大气压的作用,故C不合题意;
D、使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作用下将吸盘压在墙壁上,这是应用大气压,故D不合题意。
故选:A。
6.【解答】用力推一下购物车,购物车运动起来,由于购物车具有惯性,还要保持原来的运动状态,所以离手后还能向前运动一段距离;
质量为20kg的购物车上装有15kg的货物,静止在水平地面上时,对水平地面的压力:F=G总=(m1+m2)g=(20kg+15kg)×10N/kg=350N,
购物车与地面的总接触面积为:S=10cm2=0.001m2,
此时购物车对水平地面的压强:p===3.5×105Pa。
故答案为:惯性;3.5×105。
7.【解答】由于在流体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大,漩涡中心流速大,压强小,小于周围的水压;
因为海拔越高,气压越低,所以高山上的大气压低于标准大气压;又因为液体沸点随液面上气压的减小而减小,所以水的沸点低于100℃,在这些地方用普通锅煮饭,往往不熟。
故答案为:小于;低。
8.【解答】(1)坐底深度约10.9km,即h=10.9km=10900m;
此深度处潜水器受到的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10900m=1.09×108Pa。
(2)“奋斗者”号在深海下潜的过程中,由于液体密度不变,排开液体的体积不变,所受浮力的大小不变。
故答案为:1.09×108;不变。
9.【解答】(1)液面比放入前升高1cm,即h=0.01m,容器底部受到液体的压强变化了80Pa;
由p=ρgh得,液体的密度为:ρ===800kg/m3;
正方体木块的边长为10cm,木块静止时露出液面的高度为2cm,则木块下表面距水面的距离为:h浸=10cm﹣2cm=8cm=0.08m;
则木块底部受到液体压强为p木=ρgh浸=800kg/m3×10N/kg×0.08m=640Pa;
(2)木块排开液体的体积为:V排=0.1m×0.1m×0.08m=0.0008m3;
木块受到的浮力为:F浮=ρV排g=800kg/m3×0.0008m3×10N/kg=6.4N。
故答案为:640;6.4。
10.【解答】该潜水器下潜深度为10000m处所受海水的压强为:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa,
由p=可知,舱门所受液体压力为:
F=pS=1.03×108Pa×0.6m2=6.18×107N。
故答案为:1.03×108;6.18×107。
11.【解答】
(1)由乙图可知,将A水平切去高度为:h1=30cm时,放入水中恰好漂浮,浸在水中深度:h水1=15cm,
设A的底面积为SA,A的密度为ρA,则A水平切取的体积:VA1=SAh1,质量:mA1=SAh1ρA,重力:GA1=SAh1ρAg;
切取的A排开水的体积:V排1=SAh水1,由阿基米德原理可知,物块受到的浮力为:F浮1=ρ水gV排1=ρ水gSAh水1;
根据漂浮的条件,F浮1=GA1,即ρ水gSAh水1=SAh1ρAg,解得:ρA=ρ水=×1g/cm3=0.5g/cm3;
(2)有乙图知,当h≤30cm时,h水随h变化的图像是直线,故设:h水=kh+b,
将h0=0,h水0=10cm代入得:10cm=k×0+b……①;
将h1=30cm,h水1=15cm代入得:15cm=k×30cm+b……②;
解①②联立方程组得:k=,b=10cm,
所以当h≤30cm时,h水=h+10cm;
由题意:当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,
A剩余部分对水平桌面的压强:pA剩=ρAgh剩=ρAg(hA总﹣h),
水对容器底部的压强:p水=ρ水gh水,
由pA剩=p水知:ρAg(hA总﹣h)=ρ水gh水,
=,即:=,解得:h=37.5cm>30cm,不合题意,舍去。
故在h≤30cm范围内不存在:当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等;
所以当切去的高度h为某一值时,A剩余部分对水平桌面的压强和水对容器底部的压强相等,h>30cm,此时h水2=15cm不变;
A剩余部分对水平桌面的压强:pA剩2=ρAgh剩2=ρAg(hA总﹣h2),
水对容器底部的压强:p水2=ρ水gh水2,
由pA剩2=p水2得,ρAg(hA总﹣h2)=ρ水gh水2,
所以,=,即:=,解得h2=40cm>30cm,符合题意;
容器内原来有水的深度:h水0=10cm,水深增加:△h2=h水2﹣h水0=15cm﹣10cm=5cm,
容器内物块排开水的体积:V排2=S容△h2=300cm2×5cm=1500cm3,
A的底面积:SA====100cm2;
切取的物块的体积:VA2=SAh2,质量:mA2=SAh2ρA,重力:GA2=SAh2ρAg,
设当容器中加水至h水3时,容器中物块所受浮力:F浮3=ρ水gV排3=ρ水gSAh水3,
物块在水中刚好漂浮,F浮3=GA2,所以,ρ水gSAh水3=SAh2ρAg,
h水3=h2=×40cm=20cm,
则水深需再次增加量:△h3=h水3﹣h水2=20cm﹣15cm=5cm,
所需加水的体积:V水3=(S容﹣SA)△h3=(300cm2﹣100cm2)×5cm=1000cm3,
实际加水:m=2200g,加水的体积:V===2200cm3,
因为V>V水3,所以物块漂浮,
实际水面的深度:h总=h水3+=20cm+=24cm=0.24m,
由液体压强计算公式可知,水对容器底的压强:
p=ρ水gh总=1×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa。
故答案为:0.5;2400Pa。
12.【解答】(1)根据液体压强公式p=ρgh可得,,分析可知,液体的密度越小,U形管内液面高度差越大,故压强计U形管中的液体最好用水。
(2)要探究液体压强与深度的关系,则要控制液体密度、探头方向相同,甲图中盐水的密度与丁图相同,所以应该选甲丁两图。
(3)在同一深度下,U形管内液面高度差越大,压强越大,则液体密度越大,故盐水密度最大的是乙图。
故答案为:(1)水;(2)甲丁;(3)乙。
13.【解答】(1)用吸盘方法测量大气压强:①将吸盘吸在光滑玻璃板上,排尽吸盘内空气,为了密封,先将吸盘蘸水;②测量吸盘与玻璃板之间的接触面积;③用弹簧测力计拉动吸盘至吸盘刚好离开玻璃板,读出弹簧测力计示数即为大气压力;④记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力;⑤根据p=计算压强值;;故正确步骤应选②;
(2)根据F=pS=1×105Pa×1.0×10﹣4m2=10N
(3)弹簧测力计读数:最小刻度为0.2N,读数为2.6N;
由杠杆平衡原理可得,吸盘所受拉力为:2.6N×3=7.8N,
由p===7.8×104Pa;
(4)用吸盘法测大气压测的结果小于真实值可能的原因:吸盘内的空气无法全部排尽;测量过程中有误差等。(合理即可)
故答案为:(1)②;(2)10;(3)2.6;7.8×104;(4)吸盘内有空气;测量吸盘的直径d有误差等(合理即可)。
14.【解答】(1)海绵受到了压力的作用,压力可以改变海绵的形状;实验中小明是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的;
(2)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,要控制压力大小相同,应通过比较图乙和丙所示实验;
(3)比较甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,故结论为:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(4)由图可知,图2﹣乙比图2﹣甲中对小桌的压力增大了F,图2﹣丙比图2﹣甲中对小桌的压力增大了2F,则压力的作用效果变为原来的2倍,即浸入水中的深度变为原来的2倍,即△h1=0.5△h2;
(5)图1﹣丙和图2﹣乙中,小桌的总重力不变,产生的压力不变,受力面积相同,根据p=可知,产生的压强是相同的,即p1=p2。
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;形变;(2)乙、丙;(3)当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;(4)0.5;(5)=。
15.【解答】(1)透过尺子能看到清晰的刻度线,说明尺子的材料有很好的透光性。
(2)将两把三角尺叠放在水平桌面上,用直尺紧贴桌面快速击打下方的尺子,下方的尺子被打出,上方的尺子由于惯性保持原来的静止状态,所以上方的尺子落到原处。
头发与塑料尺子摩擦使塑料尺子带电,由于带电体具有吸引轻小物体的性质,所以丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引碎纸屑等轻小物体。
(3)刻度尺的分度值是1mm,量角器的边长是121.0mm﹣20.0mm=101.0mm=10.10cm。
(4)①用吸管在直尺a端上方用力水平吹气,直尺和吸管之间空气流速大,压强小,直尺会靠近吸管。
②用量角器的底边将直尺支撑起来,当直尺在水平位置平衡时,量角器的底边正好在直尺的中间位置(刻度线“7”和“8”的中间),说明直尺在重心中几何中心处,
将三角尺A、B分别竖直挂在直尺刻度线“1”和“13”位置后,直尺还能在水平位置平衡,提钮在直尺的中间位置,直尺的重力不影响直尺在水平位置平衡,
设三角尺A、B重力分别是GA、GB,两侧的力臂分别是6.5cm和5.5cm,
根据杠杆平衡条件得,GA×LA=GB×LB,
GA×6.5cm=GB×5.5cm,
则GA:GB=55:65=11:13,
物体质量之比等于重力之比,则A、B的质量之比为11:13。
故答案为:(1)透光;(2)上方的尺子落到原处;带电体吸引轻小物体;(3)10.10;(4)①靠近;②11:13。
16.【解答】(1)由ρ=可得,盐水的体积:V1===2×10﹣3m3,
所以盐水的深度:h1===0.2m;
(2)盐水对甲容器底部产生的压强:p1=ρ1gh1=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2400Pa;
(3)酒精的体积:V2=S2h2=0.012m2×0.25m=3×10﹣3m3,
①小丁的方案:分别在甲、乙中抽出相同高度的盐水和酒精,
则甲容器中剩余盐水的深度h1'=0.2m﹣Δh,乙容器中剩余酒精的深度h2'=0.25m﹣Δh,
假设此时两种液体在各自容器底部产生的压强相等,
则有p1'=p2',即ρ1gh1'=ρ2gh2',化简得:ρ1h1'=ρ2h2',
代入数据有:
1.2×103kg/m3×(0.2m﹣Δh)=0.8×103kg/m3×(0.25m﹣Δh),
解得:Δh=0.1m<0.2m,所以假设成立,即小丁的方案可行;
②小刚的方案:分别在甲、乙中抽出相同体积的盐水和酒精,
由V=Sh可知,抽出液体的高度:Δh=,
则甲容器中剩余盐水的深度h1''=0.2m﹣,乙容器中剩余酒精的深度h2''=0.25m﹣,
假设此时两种液体在各自容器底部产生的压强相等,
则有p1''=p2'',即ρ1gh1''=ρ2gh2'',化简得:ρ1h1''=ρ2h2'',
代入数据有:
1.2×103kg/m3×(0.2m﹣)=0.8×103kg/m3×(0.25m﹣),
解得:ΔV=7.5×10﹣4m3<2×10﹣3m3,所以假设成立,即小刚的方案可行;
综上所述,小丁和小刚的方案均可行。
答:(1)甲中盐水的深度h1为0.2m;
(2)盐水在甲底部产生的压强p1为2400Pa;
(3)通过计算可知小丁和小刚的方案均可行。
17.【解答】
(1)货车超载后,对路面的压力增大,在受力面积一定的情况下,根据p=可知,货车对地面的压强增大,容易压坏路面;
(2)货车超载后,质量增大,惯性增大,遇到紧急情况不容易改变车的运动状态,容易发生交通事故;
(3)货车超载后,质量增大,在速度一定时,货车的动能增大,刹车时车不容易停下来,发生交通事故时将造成更大的伤害。
答:货车超载后,对路面的压力增大,在受力面积一定的情况下,根据p=可知,货车对地面的压强增大,容易压坏路面(也可从惯性和动能的角度进行回答,合理即可)。
18.【解答】答:(1)注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
(2)将注射器的活塞推下时,将针筒内的空气排出,再向上提起活塞时,针筒内的体积增大,管内气压减小,药液在外界大气压的作用下被压入针筒内。
19.【解答】(1)公交车匀速行驶过程中速度:
v===12m/s=43.2km/h;
(2)公交车静止时对水平地面的压力:
F=G=mg=1.2×104kg×10N/kg=1.2×105N,
受力面积:S=4000cm2=0.4m2,
则公交车静止时对水平地面的压强:
p===3×105Pa;
(3)公交车启动前,人和车处于静止状态;公交车启动后,乘客的脚因为受到摩擦力的作用向前运动,而乘客的上半身由于惯性仍要保持原来的静止状态,容易摔倒,造成伤害,故应抓好扶手。
答:(1)公交车匀速行驶过程中速度是43.2km/h;
(2)公交车静止时对水平地面的压强为3×105Pa;
(3)公交车启动前,人和车处于静止状态;公交车启动后,乘客的脚因为受到摩擦力的作用向前运动,而乘客的上半身由于惯性仍要保持原来的静止状态,容易摔倒,造成伤害。
20.【解答】用力将吸盘压在光滑墙壁上,排出里面的空气,由于吸盘内的空气减少,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上,利用了大气压;如果把塑料吸盘中间戳个小孔,则盘内外压力趋于平衡,塑料吸盘掉下来。
21.【解答】(1)由v=可得,考生乘座该车运动的距离:
s=vt=54km/h×h=8.1km。
(2)该车静止时对地面的压力:
F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,
对地面的压强:
p===1.25×106Pa。
答:(1)从考生上车地点到下车地点,“爱心助考车”行驶的路程是8.1km;
(2)该“爱心助考车”空车静止在水平路面上时,对水平路面的压强是1.25×106Pa。
22.【解答】(1)当S2=250cm2=2.5×10﹣2m2,大气对容器底部的压力:
F=p大气S2=1.0×105Pa×2.5×10﹣2m2=2500N;
(2)容器口处的水产生的压强:
p=ρ水gh2=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)S1=200cm2=2.0×10﹣2m2,进入容器中水的重力:
G水=ρ水gV水=ρ水gS1(h2﹣h1)=1×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m2×(0.08m﹣0.05m)=6N,
将柱形容器和进入容器中的水看做一个整体,整体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gS2h2=1×103kg/m3×10N/kg×2.5×10﹣2m2×0.08m=20N,
整体漂浮在水中,F浮=G总=G容+G水,
所以容器的重力:
G容=F浮﹣G水=20N﹣6N=14N。
答:(1)外部大气对容器底的压力为2500N;
(2)容器口处的水产生的压强为800Pa;
(3)圆柱形容器所受的重力14N。
23.【解答】(1)月球表面没有大气层,降落伞不能工作,不能依靠空气阻力使“嫦娥五号”减速,故“嫦娥五号”没有采用降落伞方式降落;
“天问一号”探测器动力减速采用喷气方式,其速度大小不断变化,利用了力能改变物体运动状态的原理,在此过程中着陆器受力是不平衡的;
(2)“祝融号”对火星水平平整表面的压力:F=G火星=mg火星=240kg×3.76N/kg=902.4N,
受力面积:S=6×4.0×10﹣3m2=2.4×10﹣2m2,
“祝融号”对火星水平平整表面的压强:p===3.76×104Pa。
答:(1)月球表面没有大气层;改变物体运动状态;不平衡;
(2)“祝融号”对火星水平平整表面的压强为3.76×104Pa。
24.【解答】
(1)要估测这辆车的重力,根据题意可知需要测出各个轮胎的胎内气压p1、p2、p3、p4和各个轮胎与地面的接触面积S1、S2、S3、S4。
(2)由题知,轮子与地面接触的橡胶部分的重力和轮胎内气体的重力忽略不计,
则以单个轮胎与地面的接触面为研究对象,有向上的支持力和大气压力,向下的轮胎内部的气体压力,由力的平衡条件可得F支+F0=F内(其中F0为大气压力),
则结合压强公式可得,单个轮胎受到的支持力:F支=F内﹣F0=pS﹣p0S=S(p﹣p0);
汽车静止在水平地面上,由二力平衡条件可知汽车的重力等于地面对汽车四个轮胎的支持力:
F支1=S1(p1﹣p0),F支2=S2(p2﹣p0),F支3=S3(p3﹣p0),F支4=S4(p4﹣p0);
所以,车的重力:G=F支1+F支2+F支3+F支4=S1(p1﹣p0)+S2(p2﹣p0)+S3(p3﹣p0)+S4(p4﹣p0);
故答案为:(1)各个轮胎的胎内气压p1、p2、p3、p4;各个轮胎与地面的接触面积S1、S2、S3、S4。
(2)G=S1(p1﹣p0)+S2(p2﹣p0)+S3(p3﹣p0)+S4(p4﹣p0);
25.【解答】(1)用吸管从瓶子里吸水时,先把吸管内的部分空气吸走,管内的气压小于外界大气压,水在大气压的作用下被压入吸管,上升到嘴里,所以使水上升到嘴里的力是大气的压力,故所以小科能轻松“吸”到水是利用了大气压;
(2)由图可知,A点的深度等于B点的深度,所以根据p=ρ液gh可知,A点压强等于B点压强;
(3)杯子和水的总重力:G=mg=0.28kg×10N/kg=2.8N;
杯子对桌面的压力:F=G=2.8N,
杯子对桌面的压强:p===7000Pa。
故答案为:(1)大气压;(2)等于;(3)杯子对桌面的压强为7000Pa。
26.【解答】(1)金箍棒的密度ρ===33.75×103kg/m3;
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压力F=G=mg=6750kg×10N/kg=67500N,
对地面的压强p===2.25×106Pa。
答:(1)金箍棒的密度为33.75×103kg/m3;
(2)金箍棒竖立在水平地面时,对地面的压强为2.25×106Pa。
27.【解答】(1)小球的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)由表中数据可知,小球浸入前,水对容器底的压强p水1=2000Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度:
h水===0.2m;
(3)小球浸入前和浸没后容器对水平桌面的压强差:
△p桌=p桌2﹣p桌1=3500Pa﹣2500Pa=1000Pa,
由p=可得受力面积(容器底面积):
S====0.02m2,
小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差:
△p水=p水2﹣p水1=2400Pa﹣2000Pa=400Pa,
由p=ρgh可知容器中水的深度变化:
△h水===0.04m,
因为小球浸没,所以小球的体积:
V=V排=S×△h水=0.02m2×0.04m=8×10﹣4m3,
小球的密度:
ρ===2.5×103kg/m3。
答:(1)小球的重力为20N;
(2)小球放入前,容器中水的深度为0.2m;
(3)小球的密度为2.5×103kg/m3。
28.【解答】
(1)样本的总质量:
m=21.6kg,
样本的重力:
G=mg=21.6kg×10N/kg=216N;
(2)浇筑的混凝土对地面的压强p====6750Pa;
(3)混凝土的总体积V=4Sh=4×80×10﹣4m2×0.25m=0.008m3,
则混凝土样本的密度ρ===2.7×103kg/m3>2.6×103kg/m3,故混凝土样本的密度高于标准的密度,故混凝土标准是合格。
答:(1)所取样本的总重力是216N;
(2)通过样本分析,浇筑的混凝土对地面的压强约是6750Pa;
(3)混凝土标准合格。
29.【解答】(1)根据图像可知,配送车在10min内通过的路程为1.2km,
10min内配送车的平均速度:v===2m/s;
(2)配送车的重力:G=mg=400kg×10N/kg=4000N,
配送车匀速行驶受到的阻力:f=0.05G=0.05×4000N=200N,
由于配送车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,则牵引力:F牵=f=200N;
(3)配送车对水平地面的压力:F=G=4000N,
配送车对水平地面的压强:p===1.6×105Pa。
答:(1)10min内配送车的平均速度为2m/s。
(2)配送车匀速行驶时的牵引力为200N。
(3)配送车对水平地面的压强为1.6×105Pa。
30.【解答】(1)由图甲可知,瓶中水的深度:h=13×1cm=13cm=0.13m;
根据p=ρgh可知,瓶底受到的水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1.3×103Pa;
(2)由图乙可知,方格桌布上的受力面积:S=15×1cm2=15cm2=1.5×10﹣3m2;
根据ρ=可知,瓶中水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×330×10﹣6m3=0.33kg;
瓶子对方格桌布的压力:F=G水=m水g=0.33×10N/kg=3.3N;
这瓶水对方格桌布的压强:p′===2.2×103Pa。
答:(1)瓶底受到的水的压强为1.3×103Pa;
(2)这瓶水对方格桌布的压强为2.2×103Pa。
一.选择题(共10小题,满分20分,每小题2分)
1.(2分)将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示。这两种液体的密度大小关系是(  )
A.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
B.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定小于乙液体的密度
D.无法判断
2.(2分)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是(  )
A.容器对桌面的压力:F甲=F乙
B.容器对桌面的压强:p甲>p乙
C.液体的密度:ρ甲=ρ乙
D.液体对容器底部的压强:p甲′=p乙′
3.(2分)将少量热水倒入一空矿泉水瓶中(矿泉水瓶未变形),轻轻摇晃后将热水倒出,立即拧紧瓶盖,然后浇上冷水,可以看到矿泉水瓶变瘪。产生这一现象的主要原因是(  )
A.矿泉水瓶热胀冷缩的结果 B.矿泉水瓶内热气将它吸进去了
C.在大气压的作用下,矿泉水瓶被压瘪 D.在所浇冷水的压力作用下,矿泉水瓶被压瘪
4.(2分)走钢丝的演员若两只脚都站在直径为2cm的钢丝上(脚与钢丝平行)(提示:一只脚的受力面积可用脚长乘以2cm计算),他的脚对钢丝的压强接近于(  )
A.2×104Pa B.6×104Pa C.2×105Pa D.6×105Pa
5.(2分)人体的密度跟水的密度差不多,据此某同学估算出了下列跟自己身体相关的一些数据,
你认为其中不合理的是(  )
A.人体的体积约50dm3 B.双脚站立时对地面的压强约为2×104Pa
C.人体的质量约为60kg D.站在水平体面上时,地面对他的摩擦力约为50N
6.(2分)如图所示。在一个有水的容器内,在水中有一个小试管开口向下竖起浮于水面上,试管露出水面的高度差为h,当将容器封闭并向外抽气时(  )
A.h不变,H增大 B.h和H增大
C.h增大,H不变 D.h增大,H减小
7.(2分)下列实验中,说明“流速对流体压强有影响”的是(  )
8.(2分)在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为100g,活塞面积为7×10﹣5m2,g=10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为(  )
A.1.26×105Pa B.1.10×105Pa C.1.01×105Pa D.0.96×105Pa
9.(2分)如图所示,形状、体积相同的长方体甲、乙置于水平地面,对地面的压力分别为F甲、F乙,将它们顺时针旋转90°,此时甲、乙对地面的压强分别为p′甲、p′乙,对地面压强的变化量分别为p甲、p乙。若△p甲>△p乙,则(  )
A.F甲>F乙,p′甲>p′乙 B.F甲>F乙,p′甲<p′乙
C.F甲<F乙,p′甲>p′乙 D.F甲<F乙,p′甲<p′乙
10.(2分)如图所示,甲、乙为质量均匀的正方体,对水平地面的压力相等,对甲、乙进行下列选项中的操作后,它们对水平地面的压强分别为p甲和p乙,下列判断正确的是(  )
①沿竖直方向切去相等的质量后,p甲可能大于p乙
②沿水平方向切去相同的体积后,p甲可能等于p乙
③沿水平方向切去相同的高度后,p甲一定小于p乙
④在甲、乙上方各叠加相同体积的原种材料物体后,p甲一定小于p乙
A.①③ B.②④ C.②③ D.①④
二.多选题(共2小题,满分6分,每小题3分)
11.(3分)如图所示,水平桌面上的圆台形容器内有一块冰,当这块冰全部熔化成水后,不考虑其他物态变化,下列说法正确的是(  )
A.桌面受到的压强不变
B.桌面受到的压力变小
C.容器底的内表面受到的压力变小
D.容器底的内表面受到的压强变小
12.(3分)小明假期要外出一段时间,她担心家里盆景中的水会因蒸发而干掉,于是用了一个塑料瓶装满水倒放在盆景中,瓶口刚刚被水浸没,如图所示,这样就能使盆景中的水位保持一定的高度。下列说法正确的是(  )
A.瓶内水上方的气压小于外界大气压
B.瓶内水上方的气压大于外界大气压
C.随着盆景中的水不断蒸发,瓶内的水产生的压强会不断减小
D.随着盆景中的水不断蒸发,瓶内的水没有到瓶口时盆景中水对底部压强不变
三.填空题(共8小题,满分32分,每小题4分)
13.(4分)一轮船的船舱在水面下60cm处破了一个40cm2的洞,用挡板堵住洞口,至少需要的力是   。
14.(4分)甲、乙两物体平放在水平桌面上,其重力之比为 2:5,与桌面的接触面积之比是3:4,则甲、乙两物体对水平桌面的压力之比为   ,压强之比为   。
15.(4分)如图所示的U形管连通器左、右两管直径相同,先装入水银,然后从右管装68厘米高的水柱,则右管中水银面下降   厘米。(水银密度:13.6×103千克/米3);若左、右两管粗细不同,左管直径是右管的2倍,从右管中仍灌入68厘米高的水柱,那么右管中水银面下降    厘米。
16.(4分)如图所示,底面积和质量均相同的甲、乙两个容器,分别倒入质量相同的水和酒精,则:液体对容器底部的压力F甲   F乙;容器对桌面的压强p甲   p乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
17.(4分)为解决山区缺水问题,一些农户修建了水窖,在雨季将雨水收集到水窖中,以备干旱季节使用。小明家也修建了这样一个水窖,形状如图所示。为便于观察储水情况,小明在水窖底部安装了一个压力传感器,压力大小在显示屏上显示。压力大表示水窖中的水较    。用水过程中发现,虽然每天用水量基本相同,但每天压力大小下降却不相同,而且随着储水量的减少,下降得越来越快,出现该现象的原因是    。
18.(4分)如图所示,容器中间用隔板等分成左右两部分,隔板下部有一10cm2的圆孔橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图甲所示在两侧装入深度相同的两种液体,橡皮膜发生形变,可以得出结论:在深度相同时,液体压强跟   有关;图乙所示,在容器右侧装水,左侧装入密度为1.4×103 kg/m3的某种液体,橡皮膜刚好不发生形变,若橡皮膜所受平均压强与橡皮膜上A点所受压强相等,则此时橡皮膜受到水的压力是   N,A点在左侧液体中的深度h为   cm.(g=10N/kg)
19.(4分)如图所示,置于水平桌面上的两个粗细不同的圆柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,容器底部受到的液体压强相等。则两种液体密度的大小关系是ρ甲   ρ乙;距容器底部高度相等的A、B两点所受液体压强的大小关系是pA   pB(选填“>”“<“或“=”)。
20.(4分)如图所示,质量为200g、底面积为20cm2的薄壁容器中盛有800g水。将容器放置在水平地面上,容器内水深h为30cm,则水对容器底部的压力为   N,容器对地面的压强为   Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
四.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.(2分)按要求作图。木块A静止在斜面上,在图中画出斜面受到的压力的示意图。
22.(2分)如图所示,在一盛水的柱状容器中,浸没着一块用细绳拴住的实心冰块,细绳固定在烧杯底部。(不考虑水蒸发和温度影响,ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3),画出容器底部受到水的压强随冰熔化体积变化而变化的大致图像。
五.实验探究题(共2小题,满分8分,每小题4分)
23.(4分)小明同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小明是通过观察   来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是   法。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是   。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较图   和   所示实验。
(4)小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力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   。
24.(4分)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”(乙和丙容器中装的是同种液体)。
(1)实验中,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性   (选填“好”或“差”);调节好压强计后,U形管两边液面相平。
(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小,由此,他判断图甲中的液体是酒精,他的判断是   (选填“正确”或“错误”);接着他改变图乙中探头的深度,其探究情况如图丙所示。
(3)比较图   ,得出探头浸入液体中的深度   (选填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越   。
(4)小敏发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明   。
六.综合应用题(共6小题,满分30分)
25.(4分)小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径(孔内直径)为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。
(1)请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa时,该锅最高温度可以达到120℃,已知:水的沸点与压强的关系如图所示,取g=10N/kg,π≈3.14)
(2)请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题。
26.(4分)如图所示是三峡水电站的混凝土拦河大坝,坝高185m,水库中的水深一般保持在125m左右。为了保证轮船顺利通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举。(江水的密度近似为1.0×103kg/m3)
(1)船闸利用了   原理。根据你的猜想,船闸应该建在大坝的   (选填“底部“或“旁边”)。
(2)坝底受到水的压强是多少?
(3)大坝做成”上窄下宽”的好处是什么?
27.(5分)如表是某种型号自行车的主要技术参数。某同学到学校的路程是3.6×103m的平直路面,骑车从家到学校的时间约为20min,该同学的质量是40kg。(g取10N/kg)求该同学骑车上学时:
自行车净重 120N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积 1×10﹣2m2
车轮直径 0.61m
轮胎承受的最大压强 1.4×105Pa
(1)平均速度;
(2)对地面的压强;
(3)自行车后座能携带物体的质量。
28.(5分)如图所示是甲、乙两个薄壁圆柱形容器,甲的底面积为S1=0.01m2,盛有质量为m1=2.4kg的盐水,乙的底面积为S2=0.012m2,盛有深度为h2=0.25m的酒精,已知盐水的密度ρ1=1.2×103kg/m3,酒精的密度ρ2=0.8×103kg/m3,g取10N/kg。
(1)求甲中盐水的深度h1;
(2)求盐水在甲底部产生的压强p1;
(3)为使两种液体在各自容器底部产生的压强相等,小丁和小刚分别设计了不同的方案(如表),你认为他们的方案可行吗?请通过计算做出判断。
同学 所设计的方法
小丁 分别在甲、乙中抽出相同高度的盐水和酒精
小刚 分别在甲、乙中抽出相同体积的盐水和酒精
29.(6分)质量为600g的正方体木块,它的边长是0.1m,放在表面积为1m2的水平桌面中央,
请问(1)该木块的密度是多少?
(2)木块对桌面的压力是多少?
(3)木块对桌面的压强是多少?
30.(6分)如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa.(g取10N/kg)求:
(1)液体的密度。
(2)液体对容器底的压力。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题,满分20分,每小题2分)
1.【解答】根据液体压强公式p=ρgh可得:
由图可知:p甲=p乙,h甲<h乙,根据分数的性质当分子相同时分母大的值反而小可知:ρ甲>ρ乙。所以A、C、D三个选项是错误的,正确答案为:B.
故选:B。
2.【解答】(1)水平桌面上甲、乙两容器的质量相等,甲、乙两容器中所装液体的质量相等,则总质量相等,总重力相等,因为水平桌面上的容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,所以两容器对桌面的压力:F甲=F乙;又因为容器的底面积相等,根据公式p=得,容器对桌面的压强:p甲=p乙,故A正确,B错误;
(2)因为容器的底面积和液体的深度都相等,根据图可得甲液体的体积小于乙液体的体积,因为容器中液体的质量相等,根据公式得ρ甲>ρ乙,故C错误;
(3)因为两个容器中的液体深度相同,又由(2)得ρ甲>ρ乙,根据公式p=ρhg得:,故D错误。
故选:A。
3.【解答】
在瓶子注入热水并振荡后,瓶中气体受热膨胀跑出了一些,倒出热水的矿泉水瓶密封后,再浇上冷水,瓶内气体温度降低、气压减小,内部压强小于外界大气压强,在大气压的作用下,矿泉水瓶被压扁了,故ABD错误、C正确。
故选:C。
4.【解答】走钢丝的演员的质量约为60kg,则演员对钢丝的压力:
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
脚的长度约为25cm,
则由题意可知,两只脚与钢丝的接触面积:
S=2×25cm×2cm=100cm2=1×10﹣2m2,
他的脚对钢丝的压强:
p===6×104Pa。
故选:B。
5.【解答】
A.中学生的质量在50kg~60kg左右,密度在1.0×103kg/m3左右,由ρ=可得,人体积大约为V===0.05m3=50dm3,故A合理;
B.中学生双脚站立时对地面的压力和自身的重力相等,受力面积约为S=400cm2=0.04m2左右,对地面的压强p=====1.5×104Pa,与2×104Pa相近,故C合理;
C.中学生的质量在50kg~60kg左右,故C合理;
D.站立在水平地面上时,水平方向没有运动的趋势,所以受到的摩擦力为0,故D不合理。
故选:D。
6.【解答】由于试管仍要处于漂浮状态,则浮力和重力相等,试管重力不变,所以浮力不变,根据阿基米德原理可知排开水的体积也不变,由于试管的横截面积不变,则H不变。
小试管开口向下竖起浮于水面上时,p试管=p容器+ρ水gH;当将容器封闭并向外抽气时,容器内气体体积要增大,气体压强减小,管内封闭气体体积要增大,则试管露出水面的高度差h变大。
故选:C。
7.【解答】A、用吸管吸饮料是利用了大气压的作用,不能揭示流体压强与流速的关系,故A错误;
B、将一纸条放在嘴边,用力从纸条上方沿水平方向吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,故B正确;
C、此图为覆水杯实验,即该实验说明了大气压的存在,故C错误;
D、吸气时乒乓球紧贴漏斗,此时乒乓球上方气压小于乒乓球下方气压,乒乓球在大气压力作用下紧贴漏斗,不能说明流速对流体压强有影响,故D错误;
故选:B。
8.【解答】当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析:f+F=G1=9.8N;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析:F﹣f=G2=5.6N;
两式联立解得:F=7.7N;
∴p===1.10×105Pa;
故选:B。
9.【解答】因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,F甲=G甲,F乙=G乙,
长方体甲、乙的形状和体积相同,设它们立方时的底面积为S立,平放时的底面积为S平,
则它们对地面压强的变化量:
△p甲=﹣=﹣,△p乙=﹣=﹣,
由△p甲>△p乙可知,(﹣)>(﹣),
解得:G甲>G乙,则F甲>F乙,故CD错误;
将它们顺时针旋转90°,此时甲、乙对地面的压强:p甲'==,p乙'==,
由G甲>G乙和S立<S平可知,p甲'>p乙',故A正确、B错误。
故选:A。
10.【解答】甲、乙为质量均匀的正方体,对水平地面的压力相等,由图可知,S甲>S乙,根据p=可得,p甲<p乙;
①因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以均匀的正方体对水平地面的压强p======ρgh,
沿竖直方向切去相等的质量后,剩余部分的密度和高度不变,所以对水平地面的压强不变,仍为p甲<p乙,故①错误;
②由图可知,V甲>V乙,根据F=G=mg=ρVg可知,两物体的密度关系为ρ甲<ρ乙,
再由F=G=mg=ρVg可知,沿水平方向切去相同的体积后,乙对地面的压力减少的多,
由p=可知,乙对地面的压强减少的多,p甲可能等于p乙,故②正确;
③沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对水平面的压强p=ρg(h﹣△h)=ρgh﹣ρg△h,
原来乙对水平面的压强大,乙的密度大,对地面压强的减少量大,
则p甲可能定大于p乙,p甲也可能等于p乙,p甲还可能定小于p乙,故③错误;
④在甲、乙上方各叠加相同体积的原种材料物体后,
由F=G=mg=ρVg可知,乙对水平地面的压力增加量大,
由p=可知,乙的受力面积小,乙对水平地面的压强增加量大,
所以,p甲一定小于p乙,故④正确。
综上可知,②④正确。
故选:B。
二.多选题(共2小题,满分6分,每小题3分)
11.【解答】
AB、容器重力不变,冰熔化成水质量不变,重力也不变,容器和水对桌面的压力等于容器重和水重之和。所以桌面受到的压力不变;容器与桌面的接触面积一定,所以由公式p=知,压强也不变。故A正确,B错误;
C、容器上口大,下口小,冰熔化成水后,压力有一部分作用在容器壁上,因此底部受到的压力减小。故C正确;
D、冰熔化前后,与容器底的接触面积不变,由C知,压力减小,根据公式p=得:压强减小。故D正确。
故选:ACD。
12.【解答】
AB、当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出来,此时外界大气压等于瓶内气压加上瓶内水产生的压强,所以瓶内水上方的气压小于外界大气压,故A正确、B错误;
CD、当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水面下降瓶口露出水面时,瓶中的水就要向外流,瓶内的水产生的压强会不断减小;
一旦瓶口再次被水淹没,瓶中的水又停止外流,这样盆景中的水就可以保持一定高度,瓶内的水没有到瓶口时盆景中水对底部压强不变,故CD正确。
故选:ACD。
三.填空题(共8小题,满分32分,每小题4分)
13.【解答】船舱底处所受水对其的压强为:
p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.6m=6×103Pa;
由p=得,该挡板在舱底处所受水对其的压力为:
F=pS=6×103Pa×0.004m2=24N,
故答案为:24N。
14.【解答】物体对水平地面的压力等于物体的重力,
∵甲、乙两物体的重力之比为:G甲:G乙=2:5,
∴甲、乙两物体对水平桌面的压力之比为:F甲:F乙=2:5,
又∵甲、乙两物体与桌面的接触面积之比是:S甲:S乙=3:4,
∴===×=。
故答案为:2:5,8:15。
15.【解答】U形管连通器中,左右直径相同,先装水银,则两管水银面相平。然后从右管中装入68厘米高水柱。则左管水银面上升,右管水银面下降。而且下降的高度与升高的高度相等。由于左管比右管高出的那段水银柱产生的压强与68cm高的水柱产生的压强相等,即P水=P水银. 即ρ水银gh1=ρ水gh2,即
1.0×103kg/m3×g×0.68m=13.6×103kg/m3×g×h水银,
h水银=0.05m=5cm,故右管中水银下降的高度△h=0.025m=2.5cm。
左管的直径是右管的2倍,那么左管的横截面积是右管的4倍,
那么,当右管内下降h(cm)时,左管内的水银就上升(cm),
所以:h+=5cm =5cm h=4cm。
故答案为:2.5;4。
16.【解答】
(1)由题意可知,甲、乙两容器内水和酒精的质量相等,根据G=mg知,水和酒精的重力相同,由于甲容器是柱状容器,水对容器底的压力等于水的重力,即F甲=G水;
由图知,乙容器的容器底小于容器口,有一部分酒精压在容器侧壁上,所以酒精对容器底的压力小于酒精的重力,即F乙<G酒精;
因为G水=G酒精,
所以F甲>F乙;
(2)又因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器的质量和液体的质量都相等,两个容器的底面积相同,
所以,由p===可知,容器对桌面的压强p甲=p乙。
故答案为:大于;等于。
17.【解答】根据p=可知,传感器受到的压力大,说明传感器受到水的压强大,根据p=ρgh可知,表示水窖中的水较深;
由图可知,水窖上粗下细,每天用水量基本相同时,随着储水量的减少,下降得越来越快,则压强变化越快,故每天压力大小下降不相同。
故答案为:深;水窖上粗下细。
18.【解答】
①图甲所示在两侧装入深度相同的两种液体,橡皮膜发生形变,即两边受到的压强不同,由此说明液体压强与液体的密度有关;
②右边水对橡皮膜的平均压强:
p右=pA=ρ水gh右=1×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa,
此时橡皮膜受到水的压力:
F=p右S=700Pa×10×10﹣4m2=0.7N;
③橡皮膜刚好不发生形变,则橡皮膜两边受到液体的压强相等,
即p左=p右,
所以ρ液gh=ρ水gh右,
代入数据可得:1.4×103kg/m3×10N/kg×h=1×103kg/m3×10N/kg×0.07m,
解得h=0.05m=5cm。
故答案为:液体的密度;0.7;5。
19.【解答】由图知甲液面低于乙液面,容器底部受到的压强相等,据公式p=ρgh可知,甲容器中液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙;
由题知两个容器底部所受压强相同p甲=p乙,
因为p=ρgh,A、B两点等高,即hA下=hB下,ρ甲>ρ乙,
所以A、B以下液体对底部压强pA下>pB下,
因为A、B两点压强为pA=p甲﹣pA下,pB=p乙﹣pB下,且p甲=p乙,
所以pA<pB。
故答案为:>;<。
20.【解答】(1)容器内水深h为30cm,水对容器底部的压强:
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
由p=可得,水对容器底部的压力:
F=pS=3000Pa×20×10﹣4m2=6N;
(2)容器底部对地面的压力:
F′=G总=(m水+m容)g=(0.8kg+0.2kg)×10N/kg=10N,
容器底部对地面的压强:
p′===5000Pa。
故答案为:6;5000。
四.作图题(共2小题,满分4分,每小题2分)
21.【解答】压力的作用点在斜面上,从作用点起,垂直斜面画线段,在线段的末端画上箭头表示力的方向,如下图所示:
22.【解答】冰化为水,状态变化,质量不变,由于水的密度大于冰的密度,由ρ=可知冰熔化为水的体积小于冰的体积,
所以浸没在水里的冰块,当冰化为水后水面下降,由p=ρgh知容器底部受到水的压强将减小;
冰化成水后,质量不变,设冰熔化的质量为m,
则冰化成水后减小的体积为:△V=V冰﹣V冰化水=﹣=m(﹣);
水面下降的高度为:Δh==×(﹣);
则水对容器底部减小的压强为:
△p=ρ水g△h=ρ水gΔh=ρ水g×(﹣)=×g×(﹣1)=×g×(﹣1)=(ρ水﹣ρ冰)g×,
由于水的密度、冰的密度、容器底面积和g值都是定值,所以减小的压强与冰熔化的体积成正比,即水的压强是均匀减小的,图象为一条斜向下的直线,如下图:

五.实验探究题(共2小题,满分8分,每小题4分)
23.【解答】(1)实验中小明是通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种科学探究方法是转换法;
(2)甲、乙两图中,受力面积相同,乙图中压力更大,故得出的结论是:在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应控制压力大小相同,只改变受力面积大小,故应比较图甲、丙两实验;
(4)研究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力大小相同,将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块
时,受力面积不同的同时,压力大小也改变了,即没有控制压力大小相同,得出结论是错误的。
故答案为:(1)泡沫的凹陷程度;转换法;
(2)在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)甲;丙;
(4)没有控制压力大小相同。
24.【解答】(1)若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差;
(2)把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,由图可知,没有控制探头所在的深度相同,所以不能通过液体压强的大小来比较液体密度的大小,故他的判断是错误的。
(3)研究液体压强与深度的关系时,应控制液体密度相同,改变深度,故小敏应该比较图乙、丙;探头浸入液体的深度越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。
(4)在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边的液面高度差相同,说明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
故答案为:(1)差;(2)错误;(3)乙、丙;越深;大;(4)在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
六.综合应用题(共6小题,满分30分)
25.【解答】(1)由图1可知,当锅内温度为120℃时,锅内压强p=1.8×105Pa。
此时限压阀受力:F0+G=F
设安全阀的质量为m,则有:p0S+mg=pS
可得:m===0.1kg=100g
答:所以,应该买质量为100g的限压阀。
(2)如果买了另一种质量为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的后果。
答:(1)应该买质量为100g的限压阀。
(2)如果买了另一种质量为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的后果。
26.【解答】(1)根据船闸的结构特点可知,其在工作时,上端开口,下部连通,即符合连通器的定义,所以船闸是利用连通器的原理工作的;为了过往船只的通行方便,一般在大坝旁边建有船闸。
(2)坝底受到水的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×125m=1.25×106Pa;
(3)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;
从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强。
答:(1)连通器;旁边;
(2)坝底受到水的压强是1.25×106Pa;
(3)大坝做成”上窄下宽”的好处是:从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强。
27.【解答】(1)平均速度:
v===3m/s;
(2)该同学的重力:
G人=m人g=40kg×10N/kg=400N,
对地面的压力:
F=G车+G人=120N+400N=520N,
对地面的压强:
p===5.2×104Pa;
(3)自行车对地面的最大压力:
F大=p大S=1.4×105Pa×1×10﹣2m2=1400N,
自行车后座能携带物体的最大重力:
G物=F大﹣F=1400N﹣520N=880N,
自行车后座能携带物体的质量:
m物===88kg。
答:(1)平均速度为3m/s;
(2)对地面的压强为5.2×104Pa;
(3)自行车后座能携带物体的质量为88kg。
28.【解答】(1)由ρ=可得,盐水的体积:V1===2×10﹣3m3,
所以盐水的深度:h1===0.2m;
(2)盐水对甲容器底部产生的压强:p1=ρ1gh1=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2400Pa;
(3)酒精的体积:V2=S2h2=0.012m2×0.25m=3×10﹣3m3,
①小丁的方案:分别在甲、乙中抽出相同高度的盐水和酒精,
则甲容器中剩余盐水的深度h1'=0.2m﹣Δh,乙容器中剩余酒精的深度h2'=0.25m﹣Δh,
假设此时两种液体在各自容器底部产生的压强相等,
则有p1'=p2',即ρ1gh1'=ρ2gh2',化简得:ρ1h1'=ρ2h2',
代入数据有:
1.2×103kg/m3×(0.2m﹣Δh)=0.8×103kg/m3×(0.25m﹣Δh),
解得:Δh=0.1m<0.2m,所以假设成立,即小丁的方案可行;
②小刚的方案:分别在甲、乙中抽出相同体积的盐水和酒精,
由V=Sh可知,抽出液体的高度:Δh=,
则甲容器中剩余盐水的深度h1''=0.2m﹣,乙容器中剩余酒精的深度h2''=0.25m﹣,
假设此时两种液体在各自容器底部产生的压强相等,
则有p1''=p2'',即ρ1gh1''=ρ2gh2'',化简得:ρ1h1''=ρ2h2'',
代入数据有:
1.2×103kg/m3×(0.2m﹣)=0.8×103kg/m3×(0.25m﹣),
解得:ΔV=7.5×10﹣4m3<2×10﹣3m3,所以假设成立,即小刚的方案可行;
综上所述,小丁和小刚的方案均可行。
答:(1)甲中盐水的深度h1为0.2m;
(2)盐水在甲底部产生的压强p1为2400Pa;
(3)通过计算可知小丁和小刚的方案均可行。
29.【解答】(1)木块的体积:
V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
木块的密度:
ρ===0.6×103kg/m3;
(2)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,木块对桌面的压力:
F=G=mg=600×10﹣3kg×10N/kg=6N;
(3)受力面积:
S=L2=(0.1m)2=1×10﹣2m2,
木块对桌面的压强:
p===600Pa。
答:(1)该木块的密度是0.6×103kg/m3;
(2)木块对桌面的压力是6N;
(3)木块对桌面的压强是600Pa。
30.【解答】(1)由液体压强公式p=ρgh变形得:
液体的密度:ρ===1000kg/m3;
(2)由p=可得,液体对容器底的压力:
F=pS=5×103Pa×2×10﹣3m2=10N;
(3)由ρ=可得,容器内液体的质量:
m液=ρV=1000kg/m3×2.0×10﹣3m3=2kg;
液体的重力为:
G液=m液g=2kg×10N/kg=20N;
容器对桌面的压力为:
F′=G容+G液=20N+20N=40N;
容器对桌面的压强为:
p′===2×104Pa;
答:(1)液体的密度为1000kg/m3。
(2)液体对容器底的压力为10N。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强为2×104Pa。

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