【梯度培优】压力压强专项训练(一)--浙教版(2024)科学八上(含解析)

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【梯度培优】压力压强专项训练(一)--浙教版(2024)科学八上(含解析)

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【梯度培优】压力压强专项训练(一)
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1. 如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B。在此过程中,水对试管底部的压强( )
A.变大 B.变小 C.始终不变 D.先变小后变大
2. 如图所示,一质量均匀的长方体木板放在水平桌面上静止,①②③各为其中的,此时它对桌面的压强为p。小郭首先只切除①,余下的木板对桌面的压强为p1,然后再切除③,余下的木板对桌面的压强为p2。则( )
A.p1>p>p2 B.p=p1、p1=p2 C.p>p1、p1≠p2 D.p=p1、p1>p2
3. 如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中不正确的是( )
A.存水杯装满水时,地漏是连通器
B.为了防止“异味”进入室内,水面必须达到的最低高度是位置2
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道“异味”进入室内
D.存水杯存满水时,若是取走隔离板,地漏就不再是连通器
4. 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反(正反光滑程度相同)放置在同一水平桌面上,容器内装有深度相同的同种液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1<F2 C.p1>p2,F1=F2 D.p1=p2,F1<F2
5. 如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上,容器重1N,容器中的水重7N,顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A.水对容器顶部的压强为200Pa B.水对容器底部的压力为7N
C.容器对桌面的压力为9N D.水对容器底部的压强为600Pa
6. 如图所示,甲、乙是两个质量和底面积均相同的容器,容器内装有质量相同的液体,若甲、乙两容器底部受到的液体压力分别是F1、F2,容器对地面的压强分别是p1、p2,下列关系正确的是( )
A . F1=F2 p1 > p2 B. F1 > F2, p1 > p2 C. F1=F2 p1=P2 D. F1 > F2 P1=P2
7. 如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小相同分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度相同。下列说法正确的是( )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙 B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙 D.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa>Fb
8. 将两个容器放在水平面上倒入如图所示不同液体甲、乙,已知ρ甲>ρ乙,若继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,则下列图像中能正确表示容器底部受到的压强p与高度△h的关系是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,正方体B放在水平地面上,在B上方中央再放置一边长较大的正方体A。若将B沿竖直方向切去部分后(图中虚线),仍使正方体A放在B上方中央,正方体A对B压强的变化量为Δp1,地面所受压强的变化量为Δp2,则关于Δp1和Δp2的大小关系,下列判断中正确的是( )
A.Δp1一定等于Δp2 B.Δp1一定大于Δp2 C.Δp1可能大于Δp2 D.Δp1一定小于Δp2
10.如图所示,在水平桌面上放有四个底面积均为0.01m2的薄壁容器,当在其中一个容器中装入0.9kg的水后,水对杯底产生的压强为1200Pa;则这个容器的形状可能是下列图中的( )
A.量杯 B.烧杯 C.锥形瓶 D.量筒
11.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cm2,容器甲中盛有0.2m深的水,容器乙中盛有0.4m深的酒精,若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精,已知ρ酒精=0.8×103kg/m3,下列描述中正确的是( )
A.若p水>p酒精,质量m取值范围是2.4kg<m≤3.2kg
B.容器甲中水的质量小于容器乙中酒精的质量
C.水对容器甲底部产生的压强大于酒精对容器乙底部产生的压强
D.剩余水对容器甲底部的压力可能等于剩余酒精对容器乙底部的压力
12.在水平桌面上,甲、乙、丙三个同规格容器内各装有液体,小天同学将完全相同的A、B、C三个正方体分别放入三个容器内,静止时状态如图所示,此时三个容器中的液面相平。(已知F浮=ρ液V排g)下列说法正确的是( )
A.正方体受到的浮力大小关系为FA=FB=FC B.容器对桌面的压强大小关系为p甲=p乙=p丙
C.容器底部受到液体的压强大小关系为p甲=p乙=p丙 D.正方体受到的浮力大小关系为FA>FB>FC
13.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Δp甲、Δp乙.若F甲>F乙,则( )
A.Δp甲>Δp乙,p甲'>p乙' B.Δp甲>Δp乙,p甲'<p乙'
C.Δρ甲<Δp乙,p甲'>p乙' D.Δp甲<Δp乙,p甲'<p乙'
14.如图所示,甲、乙两实心均匀正方体分别放置在同一水平桌面上,它们对桌面的压强相等,现分别在两个正方体的上部沿水平方向切去一部分,以下判断正确的是( )
A.若剩余的高度相等,则甲被切去的质量一定多 B.若剩余的质量相等,则甲被切去的厚度可能多
C.若切去的高度相等,则甲被切去的质量可能多 D.若切去的质量相等,则甲被切去的厚度一定多
15.如图所示轻质容器,其下部横截面积S,上部横截面积为下部横截面积的3倍,当由管口注入重为G的某种液体时,上部液柱与容器的下部等高。则( )
A.液体对容器底部的压力为G B.液体对容器底部的压强为
C.容器底部对桌面的压力为G D.容器底部对桌面的压强为
二、填空题
16.如图所示,在水平桌面上放置一盛水的容器,容器内水面到容器底部的距离为0.15米,A、B、C为容器中三点,已知AB两点位于同一水平面,A点距容器底部的竖直距离为0.05米,A点受到水的压强为pA为________ 帕,比较B、C两点的压强pb pc(选填“大于”、“等于”或“小于”)。将容器移到斜面上后,A、B、C三点受到水的压强最大的是点 (假设A、B、C均处于液体内部)。
17.为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与__ __有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2,则p1____p2(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出__ _毫升水。
18.如图甲,在一档中央电视台拍摄的节目中,实验员正在亲身实践:当汽车被水浸没,该如何逃生(此操作危险,切勿模仿)。工作人员将汽车缓缓浸入水中,坐在车里的实验员尝试推开车门逃生他们用传感器测出了车门受到的外部水的压力,如图乙。如果某个时刻,车门底部处在水下10厘米处,则车门底部受到的水的压强为   —_____________帕。我们从图乙中看到,当车门受到水的压力为9.19千牛时,门打不开,而当车门受到的压力增大到10.06千牛时,车门反而打开了,猜测此时车里______________(选填“充满水”或“没有水”),解释此时可以打开车门的原因    。
19.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中,距离同一高度分别有A、B两点,若两种液体的质量相等,两种液体对容器底的压强关系是p甲   p乙,则A、B两点的压强关系是pA   pB(两空选填“>”、“=”或“<”)。
20.根据对液体压强公式的理解,物理小组的同学们用一个柱状容器制成了简易的液体密度计,如图甲所示。
(1)先单独向隔板左侧注水,可发现隔板中间的橡皮膜向    侧凸出;
(2)将待测液体缓慢注入右侧,当隔板上橡皮膜变平时,测量出水面及待测液体液面到橡皮膜的距离为h1和h2,已知ρ水,可知ρ液=___________;
(3)如在安装隔板时,柱状容器左右分割不等,如乙图所示,则    (选填“会”或“不会”)影响测出正确结果。
21.如图所示,A、B为两实心圆柱体,甲图中A对地压强为pA,B对地压强为pB,且pA:pB=3:5;乙图中A对地压强为p1,B对地压强为p2,且p1:p2=2:3;则SA:SB=   ;GA:GB=   。
22.如图所示,实心均匀正方体乙边长为4cm,放置在水平面上,实心均匀正方体甲边长为2cm,放置在乙的正上方,若沿水平方向切去正方体甲的一半厚度,使正方体甲剩余部分对乙的压强等于正方体乙对水平面的压强,则原来正方体甲、乙的密度之比ρ甲:ρ乙=   。
三、探究题
23.在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的    反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:____________________________________________________
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论?   ,为什么?   。
24.小科对液体压强的变化很感兴趣,课后在家继续研究液体压强的特点。
(1)在开口的大塑料瓶侧壁扎几个小孔,用手将其压入水中,发现水从各个小孔涌入瓶中,实验中,小科发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?这与小科最初的观点相违背。深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离瓶底高度有关。
小科重新设计实验进行探究:将A、B两孔用塞子堵住,用手将大塑料瓶压入水中,在向下按压过程中,观察小孔C喷水距离的变化。(忽略大塑料瓶内因进水而引起的液面高度变化)
①小科重新设计实验时控制的变量是    ,从而能用喷水的距离表示液体压强的大小。
②小科重新设计实验后得出的结论与最初的观点相吻合,则实验出现的现象是   ____________  。
(2)小科想要继续探究液体密度对液体压强大小的影响,在不变动实验装置的前提下,他应该进行的操作是:换成    不同的液体,将A、B两孔用塞子堵住,用手将大塑料瓶压入水中,使C孔处于与前一实验相同的    ,比较C孔喷出的液体距离。
25.在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。
步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;
步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。
得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。
请完成下列问题:
(1)该实验过程用到的科学方法有   (填字母);
A.转换法 B.控制变量法 C.类比法
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是   ;
(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是   ;
(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa=   。
26.(一)如图1是小明用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计中的U形管    (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图1甲,其调节的方法是    (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图1乙和图1丙,探究的问题是    。
(4)比较    两图,发现液体的压强与液体密度有关。
(二)小明利用U形管改造成如图2所示装置,将U形管倒置在两个容器中,左侧容器盛有水,右侧容器盛有某种液体。先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K。
(1)如图2所示,液柱上升是因为玻璃管内部气压    外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)测得左右液柱的高度分别为h1和h2,则液体密度的表达式为ρ液=___________。
(3)玻璃管中的空气不能完全抽空,测量结果会    (选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
27.物理课堂上,老师请同学们进行如下实验:第一次,两食指同时挤压铅笔的两端;第二次,用更大的力同时挤压铅笔两端,如图甲所示。老师请同学说出自己的感受,同学们说:右手食指肚疼。老师说:疼,说明压力产生了一定的效果。请同学们根据刚才的实验及结果,大胆地猜一猜压力的作用效果可能与哪些因素有关,分别设计实验验证。
(1)同学们根据第一次实验得到猜想1:压力的作用效果可能与受力面积有关;根据第二次实验得到猜想2:压力的作用效果可能与    有关。为了验证同学们的猜想,小伟所在小组的同学找来了一块海绵、两块规格和质量均相同的长方体砖块进行实验,如图中的乙、丙、丁、戊所示。
(2)实验过程中,小伟和同学们是通过观察海绵的    来比较压力作用效果的。
(3)为了验证猜想2,小伟和同学们应观察比较图中的   两次实验。通过实验可知:受力面积相同时,压力越    ,压力的作用效果越明显。
(4)另一小组的同学在验证猜想1时,将两块相同的砖块竖放在海绵上,如图戊所示。他们发现图戊中的压力作用效果与图乙中的压力作用效果相同,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。在探究过程中存在的问题是    。
四、综合题
28.小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“液体压强大小与什么因素有关”。实验操作如下:
①如图甲所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C,并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。
②先在A箱中不断加水,实验现象如图乙、丙所示。
③然后在B箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,实验现象如图丁所示。
(1)由图乙、丙现象可知,同种液体深度越深,液体压强越    。因此水电站拦河大坝应设计成    (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(2)由图丁现象可知,在液体深度相同时,液体    越大,液体压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法是    。
(3)小明还利用薄壁实验箱测量出某未知液体的密度,如图戊所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,用刻度尺测得此时h1=17cm,h2=8cm,h3=7cm。则未知液体的密度为    kg/m3。
29.如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t 4 储水罐容积V/L 8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2 1×103 车轮个数 6
(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,目的是    ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
【梯度培优】压力压强专项训练(一)(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】A
【解析】【解答】解:由图可知,当试管从倾斜位置A到竖直位置B的过程中,液体深度变大,由p=ρgh可知,水对试管底部的压强变大。
故选:A。
2. 【答案】A
【解析】【分析】设长方体木板的重力为G,底面积为S,根据静止在水平桌面上的物体,桌面受到的压力等于重力可知压力的大小,再根据p=分别表示出p、p1、p2,然后比较大小。
【解答】解:设长方体木板的重力为G,底面积为S,
由于静止在水平桌面上的物体,桌面受到的压力等于重力,则没有切除时桌面受到的压力F=G,受力面积为S,则p==,
由于①②③各为木板的,则只切除①,佘下的木板对桌面的压强:p1==
再切除③,余下的木板对桌面的压强:p2==,
显然p1>p>p2。
故选:A。
【点评】本题考查压强公式的应用,关键会明确静止在水平面上的物体,物体对水平面的压力等于物体的重力。
3. 【答案】D
【解析】【考点】连通器原理.
【分析】连通器的特点:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
【解答】解:A、根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,属于连通器,故A正确;
B、根据地漏的结构图可知,左右两个容器连通,上端开口,当水不再流动时,水面保持相平,所以了防止“异味”进入室内,水面能到达的最高高度是位置2的高度,故B正确;
C、由连通器原理可知,隔离板的作用是:当存水杯装满水时,地面上的水可以流进下水管,隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内;故C正确;
D、存水杯存满水时,若是取走隔离板,地漏仍然是连通器,故D错误。
故选:D。
4. 【答案】D
【解析】【解答】解:(1)因为容器内装有深度相同的同种液体,从图中可知,右图中液体体积较大,所以根据m=ρV可知,右图中液体的质量较大,又因为容器质量相同,所以右图容器和液体的总质量较大,根据G=mg可知右图容器和液体的总重力较大;
由于水平桌面受到的压力等于容器和液体的总重力,因此右图容器对水平桌面受到的压力较大,故在接触面粗糙程度相同时,右图容器所受摩擦力较大;
由于两容器均做匀速直线运动,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,故F1<F2;
(2)已知容器内装有深度相同的同种液体,由p=ρgh可得,p1=p2。
故选:D。
5. 【答案】A
【解析】【考点】液体压强的计算以及公式的应用;压力;压强的计算.
【解答】解:A.水面到容器顶部的距离h=h1﹣h2=8cm﹣6cm=2cm=0.02m,水对容器顶部的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa,故A正确;
B.水对容器底的压强p=p底=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,由p=可得,水对容器底部的压力F=pS=800Pa×100×10﹣4m2=8N,故B错误;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以容器对桌面的压力为:F′=G容+G水=1N+7N=8N,故C错误;
D.水对容器底部的压强p=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故D错误。
故选:A。
6. 【答案】D
【解析】
难度 中等 考点 固体压强大小的判断 液体压力的的大小判断
答案 D
由于乙容器的横截面积是上大下小,所以加入等质量的液体时,有部分液体没有压在容器底部,F甲=G>F乙,而对桌面的压强为固体压强,根据P=F/S可知,当容器底面积相同时,压强大小只与压力大小有关,而容器的质量和液体质量相同,所以总重相同即压力相同,所以P1=P2,选项D正确
7. 【答案】C
【解析】【解答】解:
A、甲、乙容器的质量相同,液体的质量相同,则甲装置的总质量与乙装置的总质量相同,根据G=mg可知,总重力相同,所以桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙,故A错误;
B、液体的质量相同,根据图示可知,甲中液体的体积大于乙中液体的体积,根据ρ=可知,a的密度小于b的密度,液面深度相同,根据p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强pa<pb,故B错误;
C、甲、乙装置的总重力相同,对桌面的压力相同,受力面积相同,根据p=可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故C正确;
D、容器的底面积相同,根据F=pS可知,两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb,故D错误。
故选:C。
8. 【答案】C
【解析】【考点】液体的压强的特点.
【分析】根据p=ρgh以及ρ甲>ρ乙、h甲>h乙分析解答。
【解答】解:已知ρ甲>ρ乙、h甲>h乙,根据p=ρgh知p甲>p乙,所以开始时甲图线在乙图线的上面,继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,因为ρ甲>ρ乙,所以Δp甲>Δp乙,甲的压强增大得快,所以甲、乙图像随着倒入液体高度的增加压强越来越远离,故C正确、ABD错误。
故选:C。
方法二 函数思维解题
P底=P0+ρg△h,由于ρ甲>ρ乙,ρ甲g>ρ乙g,那么改写成函数式记为y=kx+b。由题可知,b甲>b乙;且K甲>K乙。所以图像应该为C
9. 【答案】A
【解析】【分析】由图可知:正方体B的高,设为h,正方体A的重力GA不变,根据p=分别求出△p1和△p1,然后比较大小。
【解答】解:假设正方体A的重力GA,由图可知:当B中间的长方体没有沿竖直方向切去时,
正方体A对B压强:pA=
地面所受压强:pB=
当正方体B也只能竖直方向切去部分后,AB之间的接触面积减小,变为SB′,B的重力也减小为GB′,则:
正方体A对B压强pA′=
地面所受压强pB′=
则:△p1=pA′﹣pA=
△p2=pB′﹣pB=( )﹣( )=( )+( )
由于拼成正方体B的长方体三块材质相同、高相等,设为h,则正方体B对地面产生的压强p=ρgh不变,所以 ;
所以,△p1=△p2。
故选:A。
【点评】本题考查了压强公式的灵活应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及B中间的长方体抽掉后压力、受力面积的变化。
10.【答案】C
【解析】【解答】解:水的质量m=0.9kg=900g,水的密度是1.0g/cm3,水的体积:V===900cm3,
容器的底面积s=0.01m2=100cm2,如果装在烧杯和量筒中,水的深度h===9cm。
此时水倒入容器中,水对容器底的压强是1200Pa,
根据液体密度得,则水的深度h'===0.12m=12cm,
h<h',则水装入下宽上窄的容器中,装入容器C中。
故选:C。
11.【答案】A
【解析】【考点】压强大小的比较;密度公式的应用.
【分析】(1)已知水、酒精的深度,根据公式p=ρgh分别求出甲、乙容器中液体对容器底部的压强,最后比较即可;
(2)根据密度公式求出甲、乙容器中液体的质量,因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,当p水>p酒精时,由公式p=列出一个压强的不等式,进一步求出抽出液体的质量范围。
【解答】解:(1)容器甲中液体对容器底产生的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
p酒精=ρ酒精gh酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.4m=3200Pa;
所以p水<p酒精,故C错误;
(2)由ρ=可知酒精和水的质量分别为:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.2m×200×10﹣4m2=4kg,
m酒精=ρ酒精V酒精=0.8×103kg/m3×0.4m×100×10﹣4m2=3.2kg,
m水>m酒精,故B错误;
由于甲、乙容器为圆柱形容器,则液体对容器底的压力:
F=pS=ρghS=ρgV=mg,
当从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,
剩余水对容器甲底部的压力:
F水=(m水﹣m)g=(4kg﹣m)g,
剩余酒精对容器乙底部的压力:
F酒精=(m酒精﹣m)g=(3.2kg﹣m)g,
(4kg﹣m)不可能等于(3.2kg﹣m),所以剩余水对容器甲底部的压力不可能等于剩余酒精对容器乙底部的压力,故D错误;
剩余水对容器甲底部的压强:
p水===,
剩余酒精对容器底部的压强:
p酒精===,
若p水>p酒精,则:>,
解得:m>2.4kg。
由于酒精的质量为3.2kg,所以抽出液体的质量范围为:2.4kg<m≤3.2kg,故A正确。
故选:A。
12.【答案】A
【解析】【答案解析】A
思维难点突破 选项B
方法一
等效法:甲乙丙三图均等效为三个容器中放入等体积的ABC三种液体,而密度丙最大,所以G丙最大,而对桌面的压力为G容+G液,所以丙对桌面的压力最大,即压强最大。
方法二
从题目可知甲液体密度最小,并液体密度最大,而且V甲最小,V丙最大,所以甲对桌面的压力最小,并对桌面的压力最大。
13.【答案】A
【解析】【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,甲乙放置方式变化时对水平地面的压力不变,始终等于自身的重力,根据p=得出对地面压强的变化量,结合F甲>F乙求出两者对地面压强的变化量的关系;将它们顺时针旋转90°,根据p=得出对水平地面的压强表达式,比较受力面积和重力关系即可得出压强关系。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,则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S1,平放时的底面积为S2,
则它们对地面压强的变化量:
方法一:Δp甲=﹣=﹣=,Δp乙=﹣=﹣==,
由F甲>F乙可知G甲>G乙,则Δp甲>Δp乙,故CD错误;
方法二:由F甲>F乙可知G甲>G乙,而两个长方体体积相同,所以ρ甲>ρ乙,在旋转的过程中高度变化量相同,则根据Δp=ρΔhg可知,密度大的Δp大,所以Δp甲>Δp乙
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S1<S2可知,p甲'>p乙',故A正确、B错误。
故选:A。
【点评】本题考查了压强大小的比较,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
14.【答案】D
【解析】【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据G=mg、m=ρV、V=Sh和p=得出均匀实心正方体对水平地面的压强,根据它们对地面的压强关系和高度关系得出两物体的密度关系;
(1)若剩余的高度相等,根据密度公式求出切去部分的质量的表达式,结合边长关系以及题中隐含条件判断切去部分的质量关系。
(2)若剩余的质量相等,根据m=ρV=ρS△L=ρL2△L得出两者剩余质量之间的关系,进一步得出两者剩余高度之间的关系,然后与两者的边长关系得出切去厚度之间的关系;
(3)若切去的高度△h相等,根据m=ρL2△h得出切去质量的表达式,根据边长关系得出切去质量之间的关系;
(4)若沿水平方向切去相等质量时,根据m=ρV=ρS△L=ρL2△L得出两者切去质量之间的关系,根据密度关系和边长关系得出切去厚度之间的关系。
【解答】解:设正方体的边长为L,则正方体对水平地面的压强:
p======ρgL,
因p甲=p乙,
所以,ρ甲gL甲=ρ乙gL乙,即ρ甲L甲=ρ乙L乙,
由图可知:L甲<L乙,则ρ甲>ρ乙;
A、若剩余的高度h相等,则切去部分的质量分别为:
△m甲=ρ甲L甲2(L甲﹣h),△m乙=ρ乙L乙2(L乙﹣h),
且ρ甲L甲=ρ乙L乙,
又因为L甲<L乙,则L甲﹣h<L乙﹣h,
所以可知被切去的质量△m甲<△m乙,故A错误;
B、若剩余的质量相等,则
ρ甲L甲2L甲剩余=ρ乙L乙2L乙剩余,
把ρ甲L甲=ρ乙L乙代入可得:
L甲L甲剩余=L乙L乙剩余,
把L甲<L乙代入上式可得:
L甲剩余>L乙剩余,
因甲的边长小于乙的边长,且甲剩余的厚度大于乙剩余的厚度,
所以,乙被切去的厚度多,故B错误;
C、若切去的高度△h相等,则切去部分的质量分别为:
△m甲=ρ甲L甲2△h,△m乙=ρ乙L乙2△h,
因L甲<L乙,ρ甲L甲=ρ乙L乙,
所以,△m甲<△m乙,
即乙被切去的质量多,故C错误;
D、若切去的质量相等,由△m=ρ△V=ρS△L=ρL2△L可得:
ρ甲L甲2△L甲=ρ乙L乙2△L乙,
把ρ甲L甲=ρ乙L乙代入上式可得:
L甲△L甲=L乙△L乙,
把L甲<L乙代入上式可得:
△L甲>△L乙,即甲被切去的厚度一定多,故D正确;
故选:D。
【点评】本题综合考查了重力公式、密度公式、体积公式、压强公式的综合应用,利用好均匀规则物体(如圆柱体、正方体、长方体等)对地面的压强公式p=ρgh是关键。
15.【答案】B
【解析】【解答】解:由题意可得,容器中液体的重力:G=mg=ρVg=ρg(S1h+S2h)=ρg(Sh+3Sh)=4ρgSh,
则液体的密度ρ=。液体对容器底的压强为p=ρg×2h=×g×2h=,
液体对容器底部的压力F=pS=×S=,故B正确,A错误;
轻质容器的重力不计,则容器底部对桌面的压力等于液体的重力,即F容=G,
容器底部对桌面的压强为p容==,故CD错误。故选:B。
二、填空题
16.【答案】(1)1000 (2)小于 (3)C
【解析】(1)1000 (2)小于 (3)C
17.【答案】(1)受力面积 (2)等于(3)480
【解析】[命题考向: 考查压力作用效果的影响因素、影响液体压强大小的因素、压强的计算。解析:(1)压力的作用效果与压力的大小及受力面积有关。由图可知,两次实验使用的水瓶重力相同而与海绵的接触面积不同,可得该实验设置的自变量为受力面积的大小。(2)由于瓶子是装满水的,故采用不同方式摆放时,瓶中液体的深度相同,而物体在液体中受到的压强大小与其所处的深度有关,可得p1=p2。(3)设倒放时瓶子中的水为x mL,根据公式p=,由两次压强相同可得p==,===5,G倒=,得倒放时瓶中水的重量应为正放时的,即=120mL,可知需要从瓶中倒出水的体积为600mL-120mL=480mL。]
故答案为 (1)受力面积 (2)等于(3)480
18.【答案】980;充满水;车里充满水时,水对车产生一个向车内方向的压力差减小,于是就可以打开车门。
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式p=ρgh即可求出水的压强;
(2)由于最初轿车沉入水中时,车内没有进去水,此时车外水的压力大于车内空气的压力,由这个压强差产生一个向车内方向的压力差,门打不开,待水进入车厢后,随着车内水面升高车内的压强随之增大,故车内外的压力差变小了,则车门反而打开了。
【解答】解:(1)车门底部处在水下10厘米处,水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(2)轿车沉入水中时,水对车的压强大于车内空气的压强,会产生一个向车内方向的压力差。当车门受到水的压力为9.19千牛时,打不开车门,是由于此时水对车会产生一个向车内方向的压力差;待水进入车厢后,随着车内水面升高,虽然车门受到的压力增大到10.06千牛,由于液体压强随深度的增加而增大,即此时车里充满水,车内的压强增大了,这样车内外的压强差变小,水对车会产生一个向车内方向的压力差减小,于是就可以打开车门。
故答案为:980;充满水;车里充满水时,水对车产生一个向车内方向的压力差减小,于是就可以打开车门。
【点评】此题考查了影响液体压强和固体压强的因素在实际生活中的应用,体现了学习物理的重要性,是一道基础性题目。
19.【答案】=;<
【解析】【解答】解:(1)因为两种液体的质量相等,液体对容器底的压强p===,
所以液体对容器底的压强:p甲=p乙,
(2)由图知V甲<V乙,若两种液体的质量相等,由ρ=可知液体密度ρ甲>ρ乙,
A、B下方对容器底的压强:pA下>pB下,因为液体对容器底的压强p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,
所以A、B两点的压强关系:pA<pB。
故答案为:=;<。
20.【答案】(1)右;(2) ρ水;(3)不会
【解析】【解答】解:(1)单独向隔板左侧注水,液体对侧壁产生压强,所以隔板中间的橡皮膜向右侧凸出。
(2)将待测液体缓慢注入右侧,当隔板上橡皮膜变平时,两边压强相等,则有ρ水gh1=ρ液gh2,所以ρ液= ρ水。
(3)因为液体压强只与液体密度和深度有关,所以柱状容器左右分割不等不会对结果有影响;
故答案为:(1)右;(2) ρ水;(3)不会。
21.【答案】故答案为:5:3;10:9。
【解析】【分析】(1)甲图中A对地的压力和B对地的压力均等于A、B的重力之和,根据p=求出两圆柱体的底面积之比;
(2)根据G=F=pS求出两实心圆柱体的重力之比。
【解答】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,甲图中A对地的压力和B对地的压力相等,
由p=可得,两圆柱体的底面积之比:=5:3;
(2)由G=F=pS可得,A、B两实心圆柱体的重力之比:=10:9。
故答案为:5:3;10:9。
【点评】本题考查了压强以及变形公式的应用,有一定的难度。
22.【答案】16:3
【解析】【分析】由压强公式p=推导出正方体甲剩余部分对乙的压强与于正方体乙对水平面的压强的表达式p=ρhg,然后据此表达式相等分析解答此题。
【解答】解:设实心均匀正方体的密度分别为ρ甲、ρ乙,
若沿水平方向切去正方体甲的一定厚度后,正方体甲剩余部分高度为h=1cm,
则正方体甲剩余部分对乙的压力为F甲′=G甲′=m甲′g=ρ甲V甲′g=ρ甲L甲2hg=ρ甲L甲2g,
所以,正方体甲剩余部分对乙的压强p甲′===ρ甲hg,
正方体乙对水平面的压力为F乙′=G乙+G甲′=m乙g+m甲′g=ρ乙V乙g+ρ甲V甲′g=ρ乙L乙3g+ρ甲L甲2hg,
所以,正方体乙对水平面的压强p乙′===ρ乙L乙g+ρ甲g,
由题意可知:p甲′=p乙′,
则:ρ甲hg=ρ乙L乙g+ρ甲g,
即:ρ甲h(1﹣)=ρ乙L乙,
所以,ρ甲h(L乙2﹣L甲2)=ρ乙L乙3,
16:3由于甲、乙的边长分别为L甲=2cm,L乙=4cm,h=1cm,则==。
故答案为:16:3
【点评】本题考查压强的大小计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是求剩余部分的重力和接触面积,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
三、探究题
23.【答案】(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)不能;两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【解析】【分析】(1)压强的大小用物体形变大小来反映;
(2)压强跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压强越大;在受力面积一定时,压力越大,压强越大;
(3)要想用物体形变大小来很好的反映压强大小,对被压物体有个要求:物体容易形变,同一实验采用相同材料。
【解答】解:(1)实验中,通过比较小桌在海绵表面的凹陷程度反映小桌对海绵压强的大小,属转换法;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)比较图(a)、(c),不能得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论,这是因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)不能;两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【点评】掌握压强的影响因素,利用控制变量法和转换法探究压强的影响因素是解答的关键,体现了对过程与方法的考查。
24.【答案】(1)①小孔离瓶底的高度相同;②随小孔C的深度增加,小孔C喷水的距离越远;(2)密度;深度。
【解析】【解答】解:(1)①由于小孔喷水距离还可能与小孔离瓶底高度有关,所以要探究液体压强与液体深度的关系,需要控制小孔离瓶底的高度相同,从而能用喷水的距离表示液体压强的大小;
②将A、B两孔用塞子堵住,用手将大塑料瓶压入水中,在向下按压过程中,小孔C的深度增加,小孔C喷水的距离越远;
(2)小科想要继续探究液体密度对液体压强大小的影响,应该控制深度相同,改变液体的密度,所以在不变动实验装置的前提下,他应该换成密度不同的液体,将A、B两孔用塞子堵住,用手将大塑料瓶压入水中,使C孔处于与前一实验相同的深度,比较C孔喷出的液体距离。
故答案为:(1)①小孔离瓶底的高度相同;②随小孔C的深度增加,小孔C喷水的距离越远;(2)密度;深度。
25.【答案】(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
【解析】【解答】解:
(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;
(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;
(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;
(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:pa===ρgh。
故答案为:(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。
26.【答案】(一)(1)不属于;(2)B;(3)液体的压强与液体的深度的关系;(4)丙、丁;
(二)(1)小于;(2)ρ0;(3)不受影响。
【解析】【考点】探究液体内部的压强;利用平衡法求液体密度.
【分析】(一)(1)上端开口,底部相互连通的容器是连通器;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3)(4)液体的压强与液体的密度和液体的深度有关,根据控制变量法分析解答;
(二)(1)抽气机抽出U形管内部分空气后,玻璃管中气体压强减小,小于外界大气压;
(2)根据压强相等和p=ρgh表示出待测液体的密度;
(3)如果空气不能完全抽空,左右两侧上方的气压相等,测量结果不受影响。
【解答】解:(一)(1)压强计上端不都是开口的,故不属于连通器;
(2)进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;
(3)比较图乙和图丙两图知,液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,故探究的问题是:液体的压强与液体的深度的关系;
(4)要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,图丙、丁符合题意;
(二)(1)用抽气机抽出U形管内部分空气,使内部气压小于外部气压,在外界大气压作用下液柱上升;
(2)液体静止时,U形玻璃管中气体压强与玻璃管中液柱产生压强之和等于大气压,
即左管中的压强为p0+ρ0gh1=p大气,右管中的压强为p0+ρ液gh2=p大气,
则p0+ρ0gh1=p0+ρ液gh2,所以ρ0gh1=ρ液gh2;
由此可得:ρ液=ρ0;
(3)如果空气不能完全抽空,左右两侧上方的气压相等,测量结果不受影响。
故答案为:(一)(1)不属于;(2)B;(3)液体的压强与液体的深度的关系;(4)丙、丁;(二)(1)小于;(2)ρ0;(3)不受影响。
27.【答案】(1)压力大小;(2)凹陷程度;(3)乙、丁;大;(4)没有控制压力大小相同。
【解析】【分析】本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。
【解答】解:(1)第二次实验用更大的力同时挤压铅笔两端,据此可得到的猜想是:压力的作用效果可能与压力大小有关。
(2)实验过程中,小伟和同学们是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,属于转换法。
(3)要验证猜想2,应观察比较图中的乙、丁两次实验。通过实验可知:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(4)将两块相同的砖块竖放在海绵上,比较图戊与图乙,得出结论:压力的作用效果与受力面积无关,这一探究过程是不对的,因此在探究过程中没有控制压力大小相同,不符合控制变量法的要求。
故答案为:(1)压力大小;(2)凹陷程度;(3)乙、丁;大;(4)没有控制压力大小相同。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
四、综合题
28.【答案】(1)大;上窄下宽;(2)密度;向A中加水;(3)0.8×103。
【解析】【考点】探究液体压强的特点.
【分析】(1)根据图中现象分析液体压强与深度的关系;结合液体压强特点分析拦河坝的形状;
(2)液体内部压强与液体的密度有关,还与深度有关,深度越大、压强越大;
(3)根据液体压强公式p=ρgh计算即可。
【解答】解:(1)由图乙、丙现象可知,液体密度相同,深度不同,同种液体深度越深,橡皮膜形变越大,液体的压强越大;拦河坝下部所处的深度较大,液体压强大,故修的上窄下宽才能抵挡较大的压强;
(2)由图丁现象可知,内箱A中的水与外箱B中的盐水到橡皮膜的深度相同,但是橡皮膜向上形变,看得出盐水的压强更大。而盐水的密度大于水的密度,说明在液体深度相同时,液体的密度越大,产生的压强越大;要橡皮膜恢复原状,即两侧的压强相等,可以采取的办法是增加水的深度,向A中加水;
(3)A容器中水对橡皮膜的压强为:
pA=ρ水gh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,
由橡皮膜相平可知,橡皮膜两边压强相等,故B容器中液体对橡皮膜的压强为pB=pA=800Pa
则未知液体的密度为:
ρ液===0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)大;上窄下宽;(2)密度;向A中加水;(3)0.8×103。
29.【答案】(1)增大摩擦;变小;
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为1.2×105N;
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为2×105Pa;
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为6×103N。
【解析】【考点】压强的计算;二力平衡条件的应用;重力的大小.
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
根据压力的变化分析洒水车对水平地面的压强的变化。
(2)由ρ=的变形公式m=ρV和重力计算公式G=mg计算出水和车的质量和重力,再计算出洒水车装满水时的总重力。
(3)洒水车对水平地面的压力等于其总重力,利用p=求车对水平地面的压强。
(4)利用表中提供的阻力与总重的关系求出阻力,根据二力平衡条件求出牵引力。
【解答】解:(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦;
洒水车匀速直线洒水作业过程中,水罐中水的质量变小,车的总质量变小;车对水平地面的压力等于车的总重力,根据F=G=mg可知,水平地面受到的压力变小,受力面积不变,根据p=可知,洒水车对水平地面的压强变小;
(2)储水罐容积V=8×103L=8m3;
由ρ=得,
水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg;
水的重力:G水=m水g=8×103kg×10N/kg=8×104N;
车的质量:m车=4t=4×103kg;
车的重力:G车=m车g=4×103kg×10N/kg=4×104N;
车和水的总重:G总=G车+G水=4×104N+8×104N=1.2×105N;
(3)洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力:F=G总=1.2×105N;
与地面的接触面积:S=6×1×103cm2=0.6m2;
对地面的压强:p===2×105Pa;
(4)洒水车受到的阻力:f阻=0.05G总=0.05×1.2×105N=6×103N;
洒水车匀速行驶,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力:F牵引=f阻=6×103N;
故答案为:(1)增大摩擦;变小;
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为1.2×105N;
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为2×105Pa;
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为6×103N。
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