2026中考物理(通用版)考前冲刺必刷专题09压强(共48题)(原卷版+解析)

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2026中考物理(通用版)考前冲刺必刷专题09压强(共48题)(原卷版+解析)

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专题09 压强
【四大必考考点知识梳理+十四个题型讲练+20题模拟题训练 共48题】
夯实·基础知识全面梳理 2
考点一 压强 2
一、压力 2
二、压强 3
三、怎样增大或减小压强 4
考点二 液体压强 4
一、液体压强 4
二、液体压强的大小 5
考点三 大气压强 6
一、大气压强 6
二、大气压的测量 6
三、大气压的应用 7
考点四 流体压强与流速关系 7
一、流体压强与流速关系 7
二、飞机的升力 8
提升·必考题型归纳讲练 9
题型一 压力的概念 9
题型二 探究影响压力作用效果的因素 10
题型三 压强的定义和单位 11
题型四 压强公式及其计算 12
题型五 改变压强的方法和应用 13
题型六 探究液体内部压强的特点 14
题型七 液体压强的特点和公式 17
题型八 液体压强的计算和比较 19
题型九 连通器 20
题型十 大气压强的存在 21
题型十一 大气压的测量及标准大气压 22
题型十二 大气压的应用 23
题型十三 流体压强与流速的关系及现象解释 24
题型十四 飞机的升力及其应用 24
训练·模拟题考前冲刺 27
考点一 压强
一、压力
概念 释义
压力 物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力
压力产生的条件 两个物体必须接触,而且有挤压的作用
压力的方向 垂直于受力物体表面并指向被压物体
作用点 被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心
压力的性质 压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力
压力与重力 只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
二、压强
概念 释义
压强 物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)
物理意义 表示压力作用效果的物理量
公式 。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)
单位 帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示
变形公式 根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算
公式的应用 为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算
根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算
公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2
公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小
▲拓展培优 柱状物体固体压强的计算(公式p=ρgh的使用条件) (1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体); (2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等; (3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
三、怎样增大或减小压强
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
▲拓展培优 从压强的角度认识超载的危害 货车超载后不仅会因为惯性增大不易刹车,引发交通事故,还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的极限,损坏路面。
考点二 液体压强
一、液体压强
液体压强的产生 液体受到重力作用,液体具有流动性
探究液体内部压强的特点 (1)U型管压强计:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大
物理方法 控制变量法:(1)控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向;(2)控制液体的密度、探头的方向相同,改变探头的深度;(3)控制探头在液体中的深度、方向相同,改变液体的密度
转换法:研究内部压强的规律时,通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小
液体内部压强的特点 液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,向各个方向的压强都相等
同种液体内部的压强随深度的增大而增大
液体内部压强的大小还跟液体密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大
二、液体压强的大小
1.液体压强的大小
公式 p=ρgh
物理量与单位 (1)压强:用p表示,单位帕斯卡(Pa); (2)液体的密度:用ρ表示,单位千克每立方米(kg/m3); (3)重力常数:用g表示,单位牛顿每千克(N/kg); (4)液体的深度:用h表示,单位米(m)
对液体压强的理解 (1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关
(2)液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的竖直距离
(3)公式p=ρgh适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体
(4)均质、实心、竖直的柱状固体(如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等)对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强
2.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液 液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液 液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
考点三 大气压强
一、大气压强
大气压强的产生 气体受到重力作用,气体具有流动性
大气压强的特点 大气向各个方向都有压强
在同一高度向各个方向的压强相等
我们没有感受到大气压,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡
大气压与海拔高度:(1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压
大气压与气象:(1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高
二、大气压的测量
1.托里拆利实验
测量方法 将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程 丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析 玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论 大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论 我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示; p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa; 这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
三、大气压的应用
1.活塞式抽水机的工作原理
活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
考点四 流体压强与流速关系
一、流体压强与流速关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
(1)在硬币上方沿水平方向吹气,硬币会向上跳起,并随着气流向前运动,飞跃障碍物
(2)在两张纸之间向下吹气,观察到两张纸向中间靠拢
(3)纸条一端贴近下嘴唇,用力向前方吹气,观察到纸条飘起
(4)在水平放置的两根筷子之间放上两个乒乓球,通过塑料管像两球中间吹气,观察到乒乓球向中间靠拢
(5)将两只小纸船放入水盆中,用针管向两船之间冲水,观察到两只小船向中间靠拢
(6)在倒置的漏斗里放一个乒乓球,并用手指托住,然后从漏管用力向下吹气,将手指移开,发现乒乓球掉不下来
(7)“香蕉球”:足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进。
(8)“气流喷壶”:水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出。
(9)“站台安全线”:列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车。
(10)“风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外”:风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外。
二、飞机的升力
1.飞机机翼的形状:如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
题型一 压力的概念
【典型例题】如图所示,图甲为小明在雪地中的脚印,图乙为弟弟在雪地中的脚印,两人的脚印深浅相同、大小不同,下列说法中正确的是(  )
A.小明的重力与弟弟的重力相等 B.小明对雪地的压力大于弟弟对雪地的压力
C.小明对雪地的压强比弟弟对雪地的压强大 D.小明和弟弟对雪地的压强无法比较
【答案】B
【详解】AB.小明的脚印比弟弟的脚印大,已知压强相等,根据压强公式可得,小明对雪地的压力大于弟弟对雪地的压力,两人对雪地的压力大小分别等于两人自身重力的大小,故小明的重力大于弟弟的重力,A错误,B正确;
CD.已知小明和弟弟两人的脚印深浅相同,说明压力的作用效果相同,即他们对雪地的压强相等,C、D错误;
故选B。
【变式】如图所示,将一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将_____,水对容器底的压强将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 不变 不变
【详解】[1]容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,将容器倒置后,容器和水的总重力不变,水平桌面受到的压力不变。
[2]装满水的密闭容器,无论正放还是倒放,水的密度不变,容器中水的深度不变,根据液体压强公式,水对容器底的压强将不变。
题型二 探究影响压力作用效果的因素
【典型例题】在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果,这种实验方法叫_________;
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力一定时,受力面积越_________,压力的作用效果越明显;
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与_________的关系;
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力的作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是_________(填“正确”或“错误”)的,理由是_________。
【答案】(1) 凹陷程度 转换
(2)小
(3)压力大小
(4) 错误 没有控制受力面积相同
【详解】(1)[1][2]力可以改变海绵的形状,通过海绵凹陷程度表示压力作用效果大小,这是转换法的应用。
(2)由图甲、乙可知,压力相同时,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,可以得到的结论是在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(3)甲、丙两图受力面积相同,压力大小不同,因此探究的是压力作用效果与压力大小的关系。
(4)[1][2]对比甲、丁两图,得出压力作用的效果与压力大小无关,是错误的,因为没有控制受力面积不变,同时改变了压力大小和受力面积大小,存在两个变量。
【变式】如下图所示,小哲同学在探究“影响压力作用效果的因素”实验,实验器材有小桌、海绵、砝码、木板等。
(1)实验通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果;
(2)通过比较图乙、丙,说明当压力大小相同时,受力面积越大,压力的作用效果越_________(选填“明显”或“不明显”);
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的水平木板上,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为_________(选填“>”“<”或“=”);
【答案】(1) 凹陷程度
(2)不明显
(3)=
【详解】(1)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,由于压力的作用效果不容易直接观察和测量,而海绵受力后会发生明显的凹陷,所以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这是转换法的应用。
(2)比较图乙、丙,小桌上砝码数量相同,即压力大小相同,丙图中小桌与海绵的接触面积更大,而丙图中海绵的凹陷程度小于乙图,说明当压力大小相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显。
(3)图丙和图丁中,小桌和砝码这一整体对接触面的压力都等于小桌和砝码的总重力,压力大小相等;同时,小桌与海绵、小桌与木板的接触面积也相同。根据可知图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为。
题型三 压强的定义和单位
【典型例题】压强是表示压力作用效果的物理量,一名中学生双脚站立时对地面产生的压强约为1.25×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为____________牛;当他行走时对地面产生的压强将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 变大
【详解】[1]压强的定义是“单位面积上受到的压力”,1.25×104帕表示每平方米面积上受到的压力为 1.25×104牛。
[2]中学生站立和行走时,对地面的压力始终等于自身重力,大小不变。行走时单脚接触地面,受力面积变为站立时的一半,根据压强公式,压力F不变,受力面积S变小,压强会变大。
【变式】我校用的物理校本的最后一页是95页,则这本校本平放在桌子上,对桌面的压强约(  )
A.50Pa B.95Pa C.200Pa D.500Pa
【答案】A
【详解】常见课本每张纸质量约4g(A4大小80g/m 左右,但校本可能小一点,取近似)。48张纸质量
封面封底较重,假设共100g。
总质量
重量
校本尺寸大约18cm×26cm(比A4 小)
则压强
由于是估测,接近即可,故A符合题意,BCD不符合题意
故选 A。
题型四 压强公式及其计算
【典型例题】用铝做的一棱长为10cm的实心正方体放到水平桌面上,如图所示。(,)
求:
(1)该正方体所受的重力。
(2)正方体对水平桌面的压强。
【答案】(1)27N
(2)
【详解】(1)由题意可知,正方体体积
根据质量公式可得
根据重力公式
(2)由题意可知,正方体底面积为
正方体静止在水平面上,正方体对桌面的压力等于正方体重力,
可得正方体对水平桌面的压强
【变式】如图所示为上、下表面面积均为的货物,为保证存放货物时不发生坍塌事故,在仓储时货物包装上都有标记“堆码层数极限”。当该类货物单列堆码在水平地面上,且达到“堆码层数极限”时,货物对地面的总压力为_______N,最下方货物上表面承受的压强为______Pa。为保证安全,在堆码时还要注意将货物______(选填“对齐”或“错开”)。(g取10N/kg)
【答案】 960 对齐
【详解】[1]当达到“堆码层数极限”时,货物对地面的压力;
[2]最下方货物上表面承受的压强;
[3]为了确保安全,需要尽可能减小下方货物受到的压强,因此堆码货物时应将货物对齐,以通过增大受力面积来减小压强。
题型五 改变压强的方法和应用
【典型例题】如图-1所示,用手指堵在注射器口处,另一只手推动注射器柱塞杆,封闭在注射器内的空气压缩到一定程度就很难再被压缩,这主要是因为分子间存在________;如图-2所示,对着针筒口吹气,活塞会缓缓向上运动,是因为针筒上口空气的流速大,压强________。如图-3所示注射器的针头做得尖细,目的是为了增大________。
【答案】 斥力 小 压强
【详解】[1]分子间存在斥力,因此空气压缩到一定程度就很难再被压缩。
[2]对着针筒口吹气,针筒口空气流速加快,压强减小,下方气体压强相对较大,故活塞会缓缓向上运动。
[3]针头做得很尖目的是通过减小受力面积,增大压强。
【变式】如图所示,消防员抓住一根竖直的杆从顶端A处滑下,即将到达靠近地面的BC段时,消防员增大手握杆的力,从而减速下滑,这样做的目的是(  )
A.减小压强 B.增大压强 C.增大摩擦 D.减小摩擦
【答案】C
【详解】A.压强的改变取决于压力和受力面积的变化,而消防员增大手握杆的力,目的是改变摩擦力以减速,并非改变压强,故A不符合题意;
B.压强的改变并非消防员增大握力的目的,消防员的操作是为了调整摩擦力,故B不符合题意;
C.滑动摩擦力的大小与压力有关,当接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大。消防员增大手握杆的力,增大了手与杆之间的压力,从而增大滑动摩擦力,实现减速下滑,这正是其操作的目的,故C符合题意;
D.增大握力会使手与杆之间的压力增大,对应的摩擦力会增大,而非减小,故D不符合题意。
故选C。
题型六 探究液体内部压强的特点
【典型例题】在“探究影响液体压强大小的因素”实验中,小强做了如图(a)所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验前用手指按压U形管压强计的橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)图(a)甲、乙实验表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的___________有关;
(3)他结合液体压强的知识,设计了测量盐水密度的方案,请你将以下实验步骤补充完整:
①如图(b)中的A所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为;
②如图(b)中的B所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为;
③盐水的密度表达式:___________(利用、、等表示);
④按照此实验过程,所测盐水的密度偏___________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1)不漏气
(2)密度
(3) 小
【详解】(1)实验前用手指按压U形管压强计的橡皮膜,U形管中的液面升降灵活,说明装置不漏气,如果装置漏气,按压橡皮膜时,U形管液面不会出现明显的升降变化。
(2)图(a)中甲、乙实验,液体的深度相同,液体的密度不同(甲是水,乙是盐水),U形管液面的高度差不同,说明液体压强与液体的密度有关。
(3)[1]玻璃管浸入盐水中,当橡皮膜水平时,玻璃管内水对橡皮膜的压强与盐水对橡皮膜的压强相等,即;此时水对橡皮膜的压强,盐水对橡皮膜的压强为
所以
解得。
[2]在操作A中,橡皮膜会发生形变向内外突出,而放入盐水中后相平,管内水的高度要高于测量的,即h1偏小,比实际水产生压强对应的深度值小,由,可知盐水密度偏小。
【变式】小林用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”
(1)微小压强计______(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)如图甲所示,完成了仪器的组装后,他们轻压探头的橡皮膜,发现U形管内两液面有明显的高度差并保持稳定,说明该装置的气密性______(选填“良好”或“较差”);U形管压强计通过玻璃管两端液面高度差来反映橡皮膜受到的压强大小,用到科学方法为______。
(3)分析比较如图______所示的两次实验可知,在同一深度,液体密度越大,压强越大;
(4)如图丁,保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,则U形管两侧的液面高度差将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)由以上实验可知图戊中液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置______;
(6)小林同学U形管压强计改装成如图己所示的测量某种未知液体密度的密度计。A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置的红色浮标。未测量时U形管水面刚好与a相平。当橡皮膜放入某液体中时,浮标指示在b处,小林利用刻度尺测出a、b之间的距离为3.0cm,则该液体的密度为______。
【答案】(1)不是
(2) 良好 转换法
(3)丙、丁
(4)变大
(5)D
(6)1.2
【详解】(1)连通器是上端开口、底部相连通的容器,而微小压强计一端是封闭的,不满足连通器的条件,所以微小压强计不是连通器。
(2)[1]轻压探头的橡皮膜,发现U形管内两液面有明显的高度差并保持稳定,这表明装置气密性良好,若气密性差,高度差会很快消失;
[2]U形管压强计通过玻璃管两端液面高度差来反映橡皮膜受到的压强大小,这种将不易直接测量的压强转换为易观察的液面高度差的方法,用到的科学方法为转换法。
(3)要探究在同一深度,液体密度越大,压强越大的结论,需要控制深度相同,改变液体密度。图丙和丁中,探头在液体中的深度相同,液体分别为水和盐水(密度不同),所以分析比较如图丙、丁所示的两次实验可知该结论。
(4)保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,液体重力变大,故液体对容器底的压力变大,根据可知,液体对容器底的压强变大,盐水密度变小,探头到容器底的深度不变,根据,探头到容器底的压强变小,故探头到液面的压强变大, 则U形管两侧的液面高度差变大。
(5)在图戊中,浓盐水的密度大于水的密度,D点的深度大于C点的深度,根据,可知 D位置的压强最大。
(6)未测量时U形管水面刚好与a相平,当橡皮膜放入某液体中时,浮标指示在b处,a、b之间的距离为3.0cm,由于两侧液面都会移动,说明U形管两侧水面高度差为6.0cm。根据液体压强相等,
,,,则该液体的密度
题型七 液体压强的特点和公式
【典型例题】在探究性学习活动中,某兴趣小组利用如下装置对“液体内部压强的特点”进行了一系列探究:
(1)实验前用手指按压橡皮膜时,发现U形管液面升降不灵活,接下来的操作最便捷的是______(选填字母);调整好后的U形管______(选填“是”或“不是”)一个连通器;
A.捏开橡皮膜,使其与探头间有空隙
B.扭开橡皮管重新安装
C.摇晃U形管
(2)实验中是通过U形管两边液面的高度差来反映液体压强大小,这种实验方法是____________;
(3)比较图乙和图丙后小组同学认为:在同种液体内部,深度____________,液体内部的压强越大;通过比较图______,说明深度相同时,液体密度越大,液体内部的压强越大;
(4)聪明的小林想知道实验中所用的盐水密度是多少,于是设计了如图戊所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜(橡皮膜的质量和体积忽略不计),小林进行了如下操作:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水,直到______,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差△h,请你写出此盐水的密度表达式:=______(用含有h、△h和的式子表示)。
【答案】(1) B 不是
(2)转换法
(3) 越大 丙、丁
(4) 橡皮膜变平
【详解】(1)[1]按压橡皮膜时U形管液面升降不灵活,说明装置气密性存在问题,最便捷的处理方式是拆开橡皮管重新安装,故选B。
[2]连通器的定义是上端开口、底部相连通,U形管压强计的一端封闭,因此不是连通器。
(2)将不易直接观察的液体压强大小,转换为容易测量的U形管液面高度差来反映,这种实验方法是转换法。
(3)[1]乙、丙两图是同种液体,丙中探头深度更大,U形管液面高度差更大,因此可得结论:同种液体内部,深度越大,液体压强越大。
[2]要探究“深度相同时,压强与液体密度的关系”,需要控制深度相同、改变液体密度,因此比较丙、丁两图。
(4)[1]当橡皮膜变平时,盐水对橡皮膜向下的压强等于清水对橡皮膜向上的压强。
[2]由图戊可知,盐水深度为h,清水在橡皮膜位置的深度为,根据压强相等得,
整理得,盐水密度。
【变式】关于压强,下列说法正确的是(  )
A.压力越大,压强一定越大
B.受力面积越小,压强一定越大
C.用吸管吸饮料,利用了大气压强
D.液体内部压强与液体密度无关
【答案】C
【详解】AB.压强公式为,压强由压力和受力面积共同决定,没有说明受力面积不变时,压力越大压强不一定越大,没有说明压力不变时,受力面积越小压强不一定越大,故AB错误;
C.用吸管吸饮料时,吸走吸管内空气使管内气压小于外界大气压,大气压将饮料压入口腔,利用了大气压强,故C正确;
D.液体内部压强公式为,压强大小与液体密度和深度都有关,故D错误。
故选C 。
题型八 液体压强的计算和比较
【典型例题】如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强(  )
A.一样大 B.甲大于乙 C.乙大于甲 D.无法判断
【答案】B
【详解】容器对桌面压强相等、容器底面积相同,根据可知,容器对桌面的压力相等;容器对桌面的压力
容器质量相同,因此两种液体的质量相等。由图可知,甲液体体积较小,根据可得,。两液面相平,根据 可得,甲对容器底部的压强大于乙,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式】如图所示,铁桶的重力为20N,桶的底面积为,往桶里倒入2.5kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力。
【答案】(1)
(2)15N
【详解】(1)水的深度
水对桶底的压强
(2)桶的底面积
水对桶底的压力
题型九 连通器
【典型例题】三峡船闸是世界上最大的人造连通器,如图是轮船即将从上游驶入闸室的情形,此时闸门A、闸门B、阀门D均关闭,阀门C打开,闸室与上游水位相平。下列说法正确的是(  )
A.闸室和上游水道构成连通器,水对闸门A两侧的压力相等
B.闸室和上游水道构成连通器,水对闸门A右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,水对闸门B两侧的压力相等
D.闸室和下游水道构成连通器,水对闸门B右侧的压力大于左侧的压力
【答案】A
【详解】AB.当上游阀门C打开时,闸室就和上游水道形成上端开口、底部相连通的状态,构成了连通器;由连通器原理可知,连通器中的水不流动时,各容器中的水面相平,相同深度的液体压强相等,所以,由可知,水对闸门A两侧的压力相等,故A正确,B错误;
CD.由题意可知,此时阀门D关闭,闸室和下游水道底部不连通,闸室和下游水道底部不能构成连通器,故CD错误。
故选A。
【变式】如图所示,一艘轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,闸室水面与上游水面最终会相平,船闸利用了_________原理;当轮船从密度较小的长江驶入密度较大的东海后,它所受浮力_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 连通器 不变
【详解】[1]船闸两端开口,底部相连通,利用了连通器原理。
[2]当轮船从密度较小的长江驶入密度较大的东海后,它始终漂浮在水面上,所受浮力等于轮船的重力,轮船的重力不变,轮船所受的浮力不变。
题型十 大气压强的存在
【典型例题】小明用矿泉水瓶做实验,将两瓶相同的矿泉水如图甲所示放置,验证的是压力的作用效果与________的关系;他在空矿泉水瓶中装入少量热水,迅速倒出,再马上盖上瓶盖,如图乙所示,看到矿泉水瓶瘪了,验证的是________的存在。
【答案】 受力面积 大气压
【详解】[1]两瓶相同的矿泉水,对支撑面的压力大小相同,但放置方式不同,受力面积不同,所以验证的是压力的作用效果与受力面积的关系。
[2]在空矿泉水瓶中装入少量热水,迅速倒出,瓶内空气受热膨胀后又冷却收缩,瓶内气压变小,外界大气压将瓶子压瘪,验证的是大气压的存在。
【变式】如图-1,是用5 mm厚的透明亚克力板制作的边长为10cm的正方体盒子,在上下表面和两个侧面均开有直径为7cm的圆孔,用橡胶圈和橡皮膜密封圆孔,并在上表面开一个小孔,通过排气管与注射器相连,使该装置内部形成密闭空间。如图-2,用注射器向外抽气时,四个表面上的橡皮膜均向内凹陷,这证明了____的存在。如图-3,拔掉注射器,将该盒子浸没在水中一定深度时,四个表面的橡皮膜也向内凹陷,且下表面的橡皮膜凹陷程度最明显,说明液体内部有____,且随深度的增加而____。
【答案】 大气压强 压强 增大
【详解】[1]图2中,抽出装置内的空气后,内部气压远小于外界大气压,外界大气压将橡皮膜压向内部,由此证明大气压的存在。
[2][3]图3中,盒子浸没在水中,橡皮膜向内凹陷,说明液体对容器壁有压强,说明液体内部有压强;下表面的橡皮膜凹陷更明显,是因为下表面所处的水的深度更大,体现了液体压强随深度的增加而增大的特点。
题型十一 大气压的测量及标准大气压
【典型例题】在测量大气压强实验时,实验员没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于________mm水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将________(选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。
【答案】 750 低于
【详解】[1]根据题图可知,此时的大气压强与玻璃管中水银柱产生的压强相等,根据液体压强特点可知,玻璃管中水银柱的深度为750mm,故此时的大气压强等于750mm水银柱产生的压强。
[2]一个标准大气压等于760mm水银柱产生的压强,故此时的气压低于一个标准大气压,由于气压越低,水的沸点越低可知,此时测得水的沸点低于100℃。
【变式】如图所示,甲、乙两个装置中可以用来测量大气压的是___________装置。将此装置从很高的山顶拿到山脚,发现玻璃管中的液柱___________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】 甲 降低
【详解】[1][2]自制气压计是利用大气压工作的,当外界的气压发生变化时,内部气压保持不变,液柱在内外气压的作用下,其高度会发生变化,所以瓶中的水不能装满,故甲装置可以用来测量大气压; 此装置由山顶拿到山脚,由于高度降低,外部大气压增大,玻璃管中的液体柱降低,说明大气压随高度的增加而减小。
题型十二 大气压的应用
【典型例题】下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.注射器的针头做得尖锐,是为了增大压力
B.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
C.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
【答案】B
【详解】A.注射器针头尖锐,是为了减小受力面积,增大压强,不是增大压力,故A错误;
B.飞机机翼升力,利用气体流速越大的位置压强越小,故B正确;
C.注射药液是靠手推活塞,靠外力作用,不是利用大气压;吸取药液才利用大气压,故C错误;
D.飞艇悬停时,处于平衡态,浮力等于重力,故D错误。
故选 B。
【变式】如图所示,未装满水的密闭小瓶上有一根两端开口的竖直细玻璃管,玻璃管内的水柱高于瓶内水面。现用一根饮料吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,吹气前,瓶内气体压强_____(选填“>”“<”或“=”)瓶外大气压强;吹气时,玻璃管中的水柱会____(选填“升高”或“降低”)。
【答案】 > 升高
【详解】[1]因为玻璃管内的水柱高于瓶内水面,这意味着玻璃管内水柱产生的压强与瓶外大气压强之和等于瓶内气体压强(假设瓶外大气压强为,瓶内气体压强为,玻璃管内水柱高度为h,水的密度为ρ,重力加速度为g,则有),所以瓶内气体压强,显然,即吹气前瓶内气体压强大于瓶外大气压强。
[2]当用吸管在玻璃管上端吹气时,根据流体压强与流速的关系,流速越大的地方压强越小。此时玻璃管上端空气流速增大,压强减小,而瓶内气体压强不变,这样瓶内气体压强就会大于玻璃管上端的压强,从而将水压入玻璃管,导致玻璃管中的水柱升高。
题型十三 流体压强与流速的关系及现象解释
【典型例题】如图甲所示是传统的“H”形地下通道,A通道与B通道的空气流速相等,过道位置空气难以流通。为解决地下过道的通风问题,某同学设计了如图乙所示的方案,通道一侧靠近地下过道的墙面向通道凸起,当有风沿箭头方向从外面吹入地下通道时,地下过道靠近A通道处的空气流速小于靠近B通道处的空气流速,使A通道处气压___________(选填“大于”“小于”或“等于”)B通道处气压,过道中的空气向___________(选填“左”“右”)侧流动。
【答案】 大于 右
【详解】[1][2]地下过道靠近A通道处的空气流速小于B通道处的空气流速,因此A通道处的气压大于B通道处的气压;空气会从气压大的一侧流向气压小的一侧,即向右侧流动。
【变式】如图所示,未吹气时,U形管两管中的液面保持相平;从左向右吹气时,U形管_____(选填“A管”或“B管”)中的液面较高。
【答案】B管
【详解】从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则A管液面上方的气体压强大,B管液面上方的气体压强小,所以会造成A管液面下降,B管液面上升,故B管液面较高。
题型十四 飞机的升力及其应用
【典型例题】跨学科实践
制作简易滑翔机
古人通过研究鸟类的飞行,制作出了滑翔机。同学们成立了项目团队,按照“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的流程研究并了解了滑翔机的原理,用木片、木条、电动螺旋桨等材料制作了简易滑翔机。
用一根木条作为滑翔机机身,将电动螺旋桨固定在机身前端,再用木片制作出机翼和尾翼固定在机身上,最后连接好电动螺旋桨的电路,制作好的简易滑翔机如图甲所示。
(1)电动螺旋桨转动时,螺旋桨对空气施加向后的力,滑翔机就开始向前飞,这利用的物理原理是________(写出一个即可)。
(2)滑翔机向上飞行需要升力,为此其机翼的横截面应设计成图乙中________(选填“A”或“B”)的形状,依据是________。
(3)要使滑翔机在空中停留的时间更长,请你为他们提出一个具体的改进措施:_______。
【答案】(1)物体间力的作用是相互的
(2) A 在流体中,流速越大的位置,压强越小
(3)可以增大机翼的面积或者选用密度更小的材料制作机身和机翼
【详解】(1)物体间力的作用是相互的,当电动螺旋桨转动时,对空气施加向后的力,同时空气会给电动螺旋桨施加向前的反作用力;这个反作用力会将滑翔机向前推,力可以改变物体的运动状态,滑翔机由静止变为运动,向前飞。
(2)[1][2]机翼横截面设计成A的形状(上凸下平),当空气流过时,上方流速快、压强小,下方流速慢、压强大,从而形成向上的压强差,滑翔机产生了升力。
(3)可以增大机翼的面积,以获得更大的升力或者选用密度更小的材料制作机身和机翼,减轻滑翔机的总重量。
【变式】小王同学看到空中翱翔的飞机,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:上平下凸的机翼比上凸下平的机翼产生的升力大;
猜想2:升力大小与飞机的飞行速度有关;
猜想3:升力大小与飞机的迎角有关。
(1)根据所学知识,小王判断猜想1是___________(选填“正确”或“不正确”)的,判断的依据是___________。
(2)为探究猜想2,如图所示,将一架飞机模型水平固定在升力测力计上,用电风扇以不同的风速进行多次实验。测得数据如表1:
表1
风速v(m/s) 0 5 10 15 20 25
升力F(N) 0 0.5 2 4 7 11.5
分析表中数据可知,飞机升力F与飞行速度v的变化关系为:___________。
(3)在验证猜想2后,小王改变迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)大小,用电风扇以相同的风速进行多次实验,测得数据如表2:
表2
迎角(°) 0 5 10 15 20
升力F(N) 2.5 5.2 7.6 10 3.5
①分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先增大后减小 D.先减小后增大。
②小王由此认为:相同情况下,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断是___________(选填“正确”或“不正确”)的,理由是___________。
【答案】(1) 不正确 见解析
(2)飞机受到的升力随风速的增大而增大
(3) C 不正确 见解析
【详解】(1)[1][2]若机翼上平下凸,上方空气流速小、压强大,下方空气流速大、压强小,合力向下,无法产生升力,故猜想1不正确。
(2)由表中数据可知,飞机受到的升力随风速的增大而增大。
(3)[1]分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是先增大后减小,故ABD不符合题意,C符合题意。
[2][3]实验中迎角只在0°~20°范围内探究,且数据较少、数据间隔(5°)较大测量的,不能确定15°就是获得最大升力的迎角。可能在10°~15°或15°~20°还有更大升力的存在,需进一步细化测量才能确定最大升力的迎角,则飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,是不正确的。
1.如图所示,小林利用砝码、小桌、海绵等器材,探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,下列说法正确的是( )
A.本实验中用木板替代海绵也可以进行实验探究
B.图甲中小桌对海绵的压力就是小桌受到的重力
C.甲、乙两次实验不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关
D.通过甲、丙两次实验可得出结论:压力越大,压力的作用效果越明显
【答案】C
【详解】A.实验采用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,木板硬度太大,形变不易观察,故A错误;
B.压力和重力是两种不同性质的力,小桌对海绵的压力,受力物体是海绵,小桌受到的重力,受力物体是小桌,故B错误;
C.甲、乙两次实验,因为受力面积和压力都不相同,未控制变量,所以不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关,故C正确;
D.甲、丙两次实验中,海绵的受力面积相同,丙中压力更大,压力的作用效果更明显,故可得出结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。题干结论缺少条件,故D错误。
故选C。
2.2025年我国“翼龙-3”无人机完成海上应急通信试飞(如图),其搭载新型动力系统,可实现超远距离海上作业,下列说法正确的是(  )
A.无人机导航系统依靠超声波传递海上定位信息
B.无人机匀速上升过程中,机械能变大
C.无人机机翼下表面平直、上表面弯曲,飞行过程中上表面流速较大导致压强较大
D.无人机搭载氢燃料动力系统,选用氢燃料是因为氢的热值小
【答案】B
【详解】A.无人机导航系统依靠电磁波传递定位信息,超声波属于声波,真空不能传声,无法用于卫星导航传递信息,故A错误;
B.机械能为动能与重力势能之和。无人机匀速上升过程中,质量不变、速度不变,因此动能不变;质量不变、高度增大,因此重力势能增大;总机械能等于动能与重力势能之和,因此机械能变大,故B正确;
C.根据流体压强规律:流速越大的位置压强越小。无人机机翼上表面弯曲,飞行时上表面空气流速更大,压强更小,由此获得向上的升力,故C错误;
D.选用氢作为燃料,是因为氢的热值大,相同质量的氢完全燃烧可以放出更多热量,故D错误。
故选B。
3.曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是(  )
A.甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变小
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
【答案】D
【详解】A.根据阿基米德原理,甲图中船和大象整体漂浮,浮力等于船和大象的总重力,因此船排开水的重力与船和大象的总重力大小相等,即船排开水的重力大于大象的重力,故A错误;
B.船内石头增多时,船的总重力增大,根据阿基米德原理可知,排开水的体积增大,船会下沉一些,船底所处的深度增大,根据可知,船底受到水的压强变大,故B错误;
C.船内石头增多时,船的总重力增大,因为船始终漂浮,浮力等于重力,所以浮力增大,故C错误;
D.由甲乙图两图可知,船排开水的体积相同,根据阿基米德原理可知,甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等,故D正确。
故选D。
4.在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A.密度计A所受浮力较小 B.密度计B所受重力较小
C.两密度计底部所受水的压强相等 D.两密度计在水面处的刻度值A大于B
【答案】A
【详解】AB.由图可知,密度计A排开水的体积小于密度计B排开水的体积,即,根据,所以,A、B均处于漂浮状态,所以它们所受的浮力等于自身的重力,即,所以,故A正确,B错误;
C.由图可知,密度计A的底部在水中的深度小于密度计B的底部在水中的深度,根据,可知,故C错误;
D.密度计是测量液体密度的仪器,其刻度值表示液体的密度,两支密度计都放在水中,它们在水面处的刻度值都应该等于水的密度,所以两密度计在水面处的刻度值应该相等,故D错误。
故选A。
5.小巴想探究物体所受浮力大小与排开液体重力的定量关系,主要实验步骤如图所示。下列分析正确的是(  )
A.物体排开液体所受的重力为1.3N
B.物体受到的浮力大小为1.2N
C.图1水对溢水杯底压力等于图4水对溢水杯底的压力
D.图1溢水杯对桌面的压力比图4溢水杯对桌面的压力大1N
【答案】C
【详解】A.物体排开液体所受的重力,故A错误;
B.物体受到的浮力大小,故B错误;
C.本实验中溢水杯初始是装满水的,放入物体后,溢出部分水,溢水杯内水的深度不变,由可知水对溢水杯的底部压强不变,溢水杯的底面积不变,由可知,图1水对溢水杯底压力等于图4水对溢水杯底的压力,故C正确;
D.图1中溢水杯对桌面的压力
图4中溢水杯对桌面的压力
根据力的作用相互性,物体对水的压力
由阿基米德原理可知
所以
可以得到图1溢水杯对桌面的压力和图4溢水杯对桌面的压力大小相等,故D错误。
故选C。
6.巴蜀物理学习小组对物理课本上的插图进行讨论,下列说法正确的是(  )
A.甲:帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随液体质量的增加而增大
B.乙:抽水机工作时,提起活塞,水在大气压作用下推开阀门B
C.丙:把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差变大
D.丁:向下吹气,乒乓球不会下落,原因是空气流速大的地方压强大
【答案】B
【详解】A.帕斯卡裂桶实验证明液体压强随深度的增加而增大,故A错误;
B.活塞式抽水机提起活塞时,活塞下方压强减小,容器中的水在大气压的作用下推开阀门B进入活塞下方空间,故B正确;
C.托里拆利实验中,大气压等于管内外水银液面高度差产生的压强。玻璃管倾斜后,外界大气压不变,管内外水银液面的竖直高度差不变,故C错误;
D.流体在流速大的位置压强小。向下吹气时,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,压强差使得乒乓球受到一个向上的压力,因此乒乓球不会下落,故D错误。
故选B。
7.物体在月球上的重力约为其在地球上重力的。我国“玉兔二号”月球车质量为144kg,当它在月球表面水平静止时对月面的压强为,则其车轮与月面的总接触面积为______。(取10N/kg)
【答案】0.02
【详解】月球车在地球上重力为
则月球车在月球上的重力为
月球车对月面的压力为
则其车轮与月面的总接触面积为
8.下列关于液体压强的说法正确的是_________
A.液体压强大小与液体的体积有关
B.液体压强大小与液体的质量有关
C.液体压强大小与液体的深度和密度有关
D.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
E.深海鱼捞出后易死亡是因为体外压强减小
F.拦河坝、河岸做成上窄下宽(梯形)是为了美观
G.研究液体压强使用的简易压强计是连通器
H.三峡大坝中的船闸是利用连通器原理
【答案】CEH
【详解】ABCD.液体对容器底和容器壁都有压强,液体压强的大小与液体的深度和液体的密度有关,与液体的体积、质量无关,故ABD错误,C正确;
E.深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强,一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡,故E正确;
F.同种液体内部随深度的增加压强增大,拦河坝、河岸做成上窄下宽(梯形)是为了使底部能承受更大的水的压强,故F错误;
G.简易压强计的U形管一端是封闭的,封闭端液面上的气压不一定等于开口端的气压,不满足连通器的定义,故G错误;
H.三峡大坝中的船闸工作过程中上端开口,下部相连通利用了连通器原理。故H正确。
故选CEH。
9.如图甲所示,用吸管喝牛奶时,发现吸管有一端很尖,这是通过减小受力面积来___________(选填“增大”或“减小”)压强,使吸管更容易插入包装盒中;如图乙所示,喝完后又用力吸一下,会发现奶盒变瘪了,证明了___________的存在。如图丙所示,小明用吸管将三个相同的去盖空塑料瓶的底部连接起来,现将瓶C注满水,则A、B两瓶中的水面情况是___________(选填“瓶A中的高”“瓶B中的高”或“相平”)
【答案】 增大 大气压强 相平
【详解】[1]压力一定时,减小受力面积可以增大压强,因此尖端的吸管更容易插入包装盒。
[2]吸走盒内空气后,盒内气压小于外界大气压,奶盒在外界大气压作用下变瘪,该现象证明了大气压强的存在。
[3]三个去盖的瓶子上端开口、底部通过吸管连通,符合连通器的结构特点,根据连通器原理,当连通器内装入同种液体、液体静止时,各容器液面相平,因此A、B两瓶水面最终相平。
10.如图所示,两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入高度相同的同种液体,则两容器底部所受的液体压强________,容器对水平桌面的压力________(两空均选填“>”“<”或“=”)。
【答案】 = <
【详解】[1]由题,两容器中分别注入的高度相同的同种液体,由得,。
[2]两容器质量相等,故底面积甲、乙相同、液体高度相同,但乙容器上宽下窄,故液体体积,分别加入同种液体,由可知,,故,因为容器对桌面的压力等于容器总重力,故,,故有,故。
11.为了防止蚊虫病毒侵害,学校购买了一批小型喷雾器给教室喷洒消毒剂,如图所示是其工作的原理图。当推动活塞时,喷筒中吸管口的空气流速________,压强_______(前两空选填“增大”“减小”或“不变”),瓶中的液体就在________的作用下被压上去,随流动的空气而喷成雾状。
【答案】 增大 减小 大气压/大气压强
【详解】[1][2][3]当推动活塞时,相同体积的液体分别流过活塞处的较粗圆筒和较细的喷筒,则喷筒中吸管口的空气流速增大,由流体压强与流速的关系可知,喷筒吸管口的压强减小,瓶中的液体就在外界大气压的作用下被压上去,随流动的空气而喷成雾状。
12.为什么我们很少见到活的带鱼呢?小明通过查阅资料得知,带鱼常年生活在海底60m深的海水中,当带鱼被打捞上岸的过程中,随着海水深度的减小,带鱼受到海水的压强_______,带鱼体内的鱼鳔会因为压力骤然改变而急剧______(选填“膨胀”或“收缩”),导致带鱼在被打捞的过程中死亡。
【答案】 减小 膨胀
【详解】[1]根据液体压强公式,带鱼被打捞上岸,海水深度h减小,ρ和g不变,所以压强减小。
[2]带鱼体内鱼鳔内压强与深海压强平衡,上岸后外部压强变小,鱼鳔内压强大于外部压强,鱼鳔会膨胀。
13.底面积为、高为40cm的长方体薄壁容器,置于水平桌面上,内装25cm深的水,如图甲所示。有一质量为2.4kg的实心圆柱体M,底面积为、高为20cm,将其放于水平桌面上,如图乙所示。求:(容器重力忽略不计,g取,)
(1)容器底部受到水的压强;
(2)实心圆柱体M对桌面的压强;
(3)实心圆柱体M放入容器中静止时所受的浮力。
【答案】(1)
(2)
(3)10N
【详解】(1)容器底部受到水的压强
(2)实心圆柱体M所受重力
实心圆柱体M对桌面的压强
(3)实心圆柱体M的体积
若实心圆柱体M浸没在水中,则,实心圆柱体M受到的浮力大小
因为,故实心圆柱体M下沉,浮力不变,则。
14.如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂一实心圆柱体,水平桌面上放置底面积为,质量为的圆筒,筒内装有的水。现将圆柱体从圆筒上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数与圆柱体下降高度变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到的浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
【答案】(1)6N
(2)
(3)
【分析】这是一道浮力与压强综合计算题,通过弹簧测力计示数随高度变化的图像,提取圆柱体重力与完全浸没时的拉力,利用称重法求浮力,再结合阿基米德原理、密度公式和固体压强公式,依次求解圆柱体密度及圆筒对桌面的压强。
【详解】(1)圆柱体未浸入水中时(),弹簧测力计示数,即圆柱体重力。 圆柱体完全浸没后(),弹簧测力计示数。 则圆柱体完全浸没时受到的浮力
(2)由阿基米德原理,可得圆柱体体积
圆柱体完全浸没,则有
圆柱体质量
圆柱体密度
(3)圆筒和水的总重力
圆筒对地面的压力
圆筒底面积
桌面受到的压强
15.如图所示水平地面上有一个质量为1kg、底面积为1×10-2m2的薄壁容器,容器内盛有质量为4kg的水,水深0.3m,g=10N/kg,,求:
(1)水对容器底部的压力F水;
(2)现将一质量为0.8kg、体积为1×10-3m3的物块轻轻放入水中,静止后水未溢出,求该物块静止后受到的浮力F浮。
【答案】(1)30N
(2)8N
【详解】(1)水对容器底部的压强为
则水对容器底部的压力为
(2)物块的密度为
所以该物块静止后漂浮,则该物块静止后受到的浮力
16.小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)实验前,检查装置气密性,需要______探头的橡皮膜,若U形管内液面高度随之变化并能维持,则气密性良好,此时U形管______(填“是”或“不是”)连通器;
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大。分析表明,同种液体内部压强随深度变大而______(填“变大”、“变小”或“不变”),生活中与此结论有关的现象请写出一条:______;
(3)对比乙、丙两图,探头处于不同液体的不同深度时,U形管两侧液面高度差相同,结合(2)中结论,______(填“能”或“不能”)说明液体压强大小与液体密度有关;
(4)如图丁,小渝将仪器改进为双探头,并将两探头用支架固定使两侧橡皮膜处于同一高度,向左侧杯中加水至探头处于水下深处,调节右侧盐水深度,使U形管左右液面再次相平,读出深度。通过计算可知______;此时水对左侧容器底部的压强______(填“大于”、“小于”或“等于”)盐水对右侧容器底部的压强。(两容器完全相同)
【答案】(1) 按压 不是
(2) 变大 拦河坝设计成上窄下宽
(3)能
(4) 小于
【详解】(1)[1]检查装置气密性时,需要按压探头的橡皮膜,若U形管内液面高度随之变化并能维持,则气密性良好。
[2]U形管不是连通器,因为连通器需要两端都与大气相通,而该装置的探头端是封闭的。
(2)[1]向桶中缓慢加水,探头深度增加,U形管液面高度差变大,说明同种液体内部压强随深度变大而变大。
[2]拦河坝设计成上窄下宽,越深压强越大,底部需要更大强度承受压强。
(3)乙、丙中U形管液面高度差相同,说明压强相等,水的深度更大,结合(2)“深度越深压强越大”的结论,可推出盐水密度更大,压强相同时深度更小,因此能说明液体压强和液体密度有关。
(4)[1]U形管液面相平,说明两探头处压强相等,即,代入数据得盐水密度
[2]两探头在同一高度,因此探头到容器底的深度相同,容器底部压强等于探头处压强与探头到容器底的压强之和,探头压强相等,盐水密度更大,探头到容器底的压强更大,因此水对左侧容器底的压强小于盐水对右侧容器底的压强。
17.探究影响压力作用效果的因素
实验装置
实验方法
(1)转换法:用______________来反映压力的作用效果
控制变量法:压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,在探究压力作用效果与压力的关系时,必须保持_________不变,改变_________的大小;在探究压力作用效果与受力面积的关系时,必须保持_________不变,改变_________的大小
实验过程与现象分析
(2)如图甲、乙所示,在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越_________(选填“明显”或“不明显”),说明压力作用效果与_________有关
(3)如图乙、丙所示,在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越_________(选填“明显”或“不明显”),说明压力作用效果与_________有关
(4)结论:压力的作用效果与_________和_________有关
交流与评估
(5)实验中,将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁A所示,发现切开后的两块砖对海绵的压力作用效果相同,由此得出结论“压力的作用效果与受力面积无关”,此结论是错误的,实验中存在的问题是没有控制_______大小相同
将图丙中所用的小桌和砝码放在木板上,如图丁B所示,则木板受到的压强_________(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中海绵受到的压强
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2) 受力面积 压力/压力大小/压力的大小 压力/压力大小/压力的大小 受力面积
(3) 明显 压力/压力大小/压力的大小
(4) 明显 受力面积
(5) 压力的大小 受力面积
(6)压力
(7)等于
【详解】(1)用海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,属于转换法;探究压力作用效果与压力的关系时:保持受力面积不变,改变压力的大小;探究压力作用效果与受力面积的关系时:保持压力不变,改变受力面积的大小;
(2)[1][2]受力面积相同,压力越大,海绵凹陷越深,说明压力作用效果与压力大小有关;
(3)[1][2]压力相同,受力面积越小,海绵凹陷越深,说明压力作用效果与受力面积大小有关;
(4)[1][2]压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关;
(5)[1]实验中没有控制压力大小相同(竖直切开砖块后,两块砖的压力和受力面积同时减小,压强不变,不能得出 “与受力面积无关”的结论);
[2]压力和受力面积都相同,根据 ,压强大小只与压力和受力面积有关,与接触面材料无关,因此压强大小相等。
18.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察________来比较压力作用效果的。
(2)图中________两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是:________一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙丙
(3)受力面积
【详解】(1)通过转换法,将看不见的压力作用效果转化为可看见的海绵凹陷程度,故是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)探究压力作用效果与受力面积的关系,需要控制压力大小不变,只改变受力面积。乙、丙两次实验中,压力大小相同,受力面积不同,符合实验要求。
(3)甲、乙两次实验中,受力面积相同,压力大小不同,因此结论为:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
19.如图所示是小辉探究液体压强与哪些因素有关的实验装置,请根据图示回答下列问题:
(1)压强计在使用前,需要观察U形管两边液面是否相平,还要检查装置的气密性。如图甲所示,小辉发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,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
(2)压强计上的U形管_________(选填“属于”或“不属于”)连通器,通过U形管两端液面高度差显示液体内部压强;
(3)通过比较图乙和丙图,可以得到的结论是:液体的压强与_________有关;
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为_________Pa。(,,g取)
【答案】(1)B
(2)不属于
(3)深度
(4)1000/103
【详解】(1)A.将右侧支管中高出的水倒出,只是暂时让液面平齐,但装置内气压仍与外界不同,后续还会出现高度差,无法从根本上解决问题;
B.取下软管重新安装,能让U形管两端都与大气压相通,使两侧液面自然相平,这是正确的调节方法。
故选B。
(2)连通器是上端开口、底部相连通的容器,而压强计的U形管一端是封闭的(连接金属盒的一侧),不符合连通器的结构特点,因此不属于连通器。
(3)图乙和丙中,液体都是水,密度相同,金属盒在水中的深度不同,根据控制变量法,在液体密度相同的情况下,改变深度,观察到压强变化,因此得出结论:液体的压强与深度有关。
(4)已知:,,
橡皮管内气体的压强比大气压大,差值等于U形管中水柱产生的压强。根据液体压强公式可知,
20.阅读短文,回答下列问题。
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到上方水压和大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)抽水机是利用_______来工作的;
(2)文中①处应填_______(选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的_________。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是_______。
A.吸盘紧紧吸在墙上 B.用吸尘器吸尘
C.用吸管喝牛奶 D.手机保护膜吸附在手机屏幕上
【答案】(1)大气压强
(2)小于
(3)A
(4)B
【详解】(1)由文中第一句话可知,活塞式抽水机是利用大气压强来工作的。
(2)提起活塞后,活塞下面空气稀薄气压减小,故圆筒内气压小于外界大气压。
(3)提起活塞后,要使活塞下面空气稀薄,圆筒内的气压小于外界大气压,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒,就要保证圆筒内的气密性,故有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的气密性,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
(4)ACD.吸盘紧紧吸在墙上、用吸管喝牛奶、手机保护膜吸附在手机屏幕上均是利用大气压强,工作原理与活塞式抽水机工作原理相同,故ACD不符合题意;
B.用吸尘器吸尘的工作原理是利流速越大的位置压强越小,与活塞式抽水机的工作原理不相同,故B符合题意。
故选B。21世纪教育网(www.21cnjy.com)
21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题09 压强
【四大必考考点知识梳理+十四个题型讲练+20题模拟题训练 共48题】
夯实·基础知识全面梳理 2
考点一 压强 2
一、压力 2
二、压强 2
三、怎样增大或减小压强 3
考点二 液体压强 4
一、液体压强 4
二、液体压强的大小 4
考点三 大气压强 5
一、大气压强 5
二、大气压的测量 6
三、大气压的应用 6
考点四 流体压强与流速关系 7
一、流体压强与流速关系 7
二、飞机的升力 8
提升·必考题型归纳讲练 8
题型一 压力的概念 8
题型二 探究影响压力作用效果的因素 9
题型三 压强的定义和单位 10
题型四 压强公式及其计算 10
题型五 改变压强的方法和应用 11
题型六 探究液体内部压强的特点 11
题型七 液体压强的特点和公式 12
题型八 液体压强的计算和比较 13
题型九 连通器 14
题型十 大气压强的存在 15
题型十一 大气压的测量及标准大气压 15
题型十二 大气压的应用 16
题型十三 流体压强与流速的关系及现象解释 17
题型十四 飞机的升力及其应用 17
训练·模拟题考前冲刺 19
考点一 压强
一、压力
概念 释义
压力 物体间由于发生挤压而垂直作用在受力面上的力
压力产生的条件 两个物体必须接触,而且有挤压的作用
压力的方向 垂直于受力物体表面并指向被压物体
作用点 被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心
压力的性质 压力是相互接触的物体彼此挤压对方使物体表面发生弹性形变而产生的力,属于弹力
压力与重力 只有物体处于水平面且在竖直方向只受重力和支持力时,物体对水平面压力的大小、方向才跟重力的大小、方向相同,但压力不是重力
二、压强
概念 释义
压强 物体所受压力与受力面积之比(比值定义法)
物理意义 表示压力作用效果的物理量
公式 。F-压力,单位为N;S-受力面积,单位m2;p-压强(单位Pa)
单位 帕斯卡,简称帕,用符号Pa表示
变形公式 根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算
公式的应用 为压强的定义式,运用于所有状态下的压强的计算
根据公式及其变形公式F=pS、可以进行压强、压力和受力面积的计算
公式中的“S”为受力面积,是指两个物体实际的接触面积。常见面积单位换算关系为:1m2=104cm2=106mm2
公式中的“F”为压力,不是重力,但受力面积为水平面且物体在竖直方向只受重力和支持力时,压力大小等于重力大小
▲拓展培优 柱状物体固体压强的计算(公式p=ρgh的使用条件) (1)质地均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体); (2)物体放在水平桌面上,受力面积与其底面积相等; (3)物体对水平面的压力等于物体的重力大小。
三、怎样增大或减小压强
1.增大压强
(1)受力面积一定时,增大压强:①给压路机装上质量很大的碾子;②利用重锤钉钉子;③刹车时用力握住车闸。
(2)压力一定时,减小受力面积:①刀斧、切屑工具的刀片都会磨的很薄;②图钉(如图甲)、针、锯齿的尖端加工得很尖。
(3)增大压力同时减小受力面积:砍柴时,斧头磨得很锋利,同时加大力量。
2.减小压强
(1)受力面积一定时,减小压力:现代建筑中广泛使用空心砖。
(2)压力一定时,增大受力面积:①高楼大厦的地基很宽;②载重汽车有很宽大的轮子;③铁轨下铺设枕木(如图乙所示);④滑雪时穿上滑雪板。
(3)减小压力的同时增大受力面积:学生背书包上学时尽量少装物品,并选用背带较宽的书包(如图丙)。
▲拓展培优 从压强的角度认识超载的危害 货车超载后不仅会因为惯性增大不易刹车,引发交通事故,还会使货车对路面的压强过大,超出路面能够承受的极限,损坏路面。
考点二 液体压强
一、液体压强
液体压强的产生 液体受到重力作用,液体具有流动性
探究液体内部压强的特点 (1)U型管压强计:当将压强计的探头放入液体内部时,探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大,表明探头处橡皮膜受到的压强越大
物理方法 控制变量法:(1)控制探头的深度、液体的密度相同,改变压强计探头的方向;(2)控制液体的密度、探头的方向相同,改变探头的深度;(3)控制探头在液体中的深度、方向相同,改变液体的密度
转换法:研究内部压强的规律时,通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小
液体内部压强的特点 液体内部向各个方向都有压强,在同种液体的同一深度,向各个方向的压强都相等
同种液体内部的压强随深度的增大而增大
液体内部压强的大小还跟液体密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大
二、液体压强的大小
1.液体压强的大小
公式 p=ρgh
物理量与单位 (1)压强:用p表示,单位帕斯卡(Pa); (2)液体的密度:用ρ表示,单位千克每立方米(kg/m3); (3)重力常数:用g表示,单位牛顿每千克(N/kg); (4)液体的深度:用h表示,单位米(m)
对液体压强的理解 (1)由公式p=ρgh可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与质量、体积无关
(2)液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的竖直距离
(3)公式p=ρgh适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体
(4)均质、实心、竖直的柱状固体(如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等)对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强
2.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器的形状是多种多样的,但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时,我们可以根据需要,灵活运用相应公式进行计算。
容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析
由于液体所受重力的方向是竖直向下的,可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部,所以F压=G液 液体对容器底部的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
在口大底小的敞口容器中,柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上,液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力,所以F压口小底大的缩口容器中,侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力,因为物体间力的作用是相互的,所以侧壁不但不起支持液体的作用,反而给液体施加了一个斜向下的压力,于是容器底部不但要承受液体的重力,而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力,所以F压>G液 液体对容器底的压力:F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
考点三 大气压强
一、大气压强
大气压强的产生 气体受到重力作用,气体具有流动性
大气压强的特点 大气向各个方向都有压强
在同一高度向各个方向的压强相等
我们没有感受到大气压,这是因为人身体内外空气相通,身体各部位内外所受的压力相同,内外平衡
大气压与海拔高度:(1)海拔越高,气压越小,在海波3000m内,每升高10m,大气压越减小100Pa;(2)海平面附近的大气压越等于标准大气压
大气压与气象:(1)晴天的大气压比阴雨天的高;(2)冬天的大气压比夏天的高
二、大气压的测量
1.托里拆利实验
测量方法 将一个约1m长、一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住(如图甲所示),然后倒插在水银槽中(如图乙所示)。放开手指,管内水银面下降到一定高度时不再下降,这时管内外水银面高度差约为760mm,水银处于静止状态(如图丙所示)。
实验过程 丁图,玻璃管倾斜,水银柱长度变长,但竖直高度差不变
实验分析 玻璃管上端为真空,没有大大气压,管外水银面的上方是空气,玻璃管内的水银面之所以能够高于水银槽内的水银面,是因为大气压支撑管内这段水银柱使它不会落下
实验结论 大气压的数值等于它支撑的这段水银柱产生的压强,即p大气=p水银=ρ水银gh
交流讨论 我们通常把760mm高的水银柱产生的压强叫做标准大气压,用字母p0表示; p0=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa; 这个实验最早是由意大利科学家托里拆利完成的,所以该实验被称为托里拆利实验
2.对托里拆利实验的认识
(1)玻璃管中要充满水银,不能混有气泡。若玻璃管内混入少量空气,由于这部分空气也有压强,管内水银面的高度差会变小,使测得的大气压强值会偏小。
(2)水银柱的高度是指管内外水银面的竖直高度差,不是指管内水银柱的长度,所以实验过程中,只要测量正确(测量高度差),玻璃管是否倾斜不影响实验结果。
(3)做托里拆利实验时,不易选用粗管,原因是:①耗用水银多;②不容易堵住玻璃管口,易漏气。
(4)管内水银柱的高度与大气压的大小有关,而与管的粗细、长度、形状等无关。
(5)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,稍微向上提或向下按玻璃管,只能改变管内水银柱上方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(6)若在管的顶端开一小孔,则玻璃管和水银槽构成连通器,管中液面会下降,最终管内外液面相平。
三、大气压的应用
1.活塞式抽水机的工作原理
活塞式抽水机是利用大气压工作的,通过活塞在圆筒中往复运动不断地将水抽取上来。
2.生活中的“吸力”
日常生活中的吸盘挂物中的“吸”、钢笔吸墨水中的“吸”、吸管吸饮料的中的“吸”,都不是“吸力”的作用,“吸力”是不存在的,实际上是大气压强的作用。
考点四 流体压强与流速关系
一、流体压强与流速关系
1.流体:物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。
2.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
(1)在硬币上方沿水平方向吹气,硬币会向上跳起,并随着气流向前运动,飞跃障碍物
(2)在两张纸之间向下吹气,观察到两张纸向中间靠拢
(3)纸条一端贴近下嘴唇,用力向前方吹气,观察到纸条飘起
(4)在水平放置的两根筷子之间放上两个乒乓球,通过塑料管像两球中间吹气,观察到乒乓球向中间靠拢
(5)将两只小纸船放入水盆中,用针管向两船之间冲水,观察到两只小船向中间靠拢
(6)在倒置的漏斗里放一个乒乓球,并用手指托住,然后从漏管用力向下吹气,将手指移开,发现乒乓球掉不下来
(7)“香蕉球”:足球在飞行时快速旋转,旋转带动球面附近的空气一起流动,在旋转气流方向和迎面气流方向相同的一侧,形成相对低压区,另一侧形成相对高压区,足球在两侧压力差的作用下发生偏转,沿弧线前进。
(8)“气流喷壶”:水平管中的空气流速大,导致竖直细管最上端管口处压强减小,水在大气压的作用下上升并进入水平出水管,随气流喷出。
(9)“站台安全线”:列车进站时,带动附近的空气流速加快,在列车周围形成低压区,如果人离列车太近,就会被外侧较大的气压“推向”列车。
(10)“风沿墙面吹过时窗帘飘向窗外”:风刮过时,室外空气流速加快,压强减小,而室内空气流速很慢,压强较大,窗帘在室内、外压力差的作用下被“推向”窗外。
二、飞机的升力
1.飞机机翼的形状:如图所示,可以看到机翼截面的大致形状,其上表面呈弯曲的流线型,下表面则比较平。
2.升力产生的原因:飞机前进时,机翼与周围的空气发生相对运动,相当于气流迎面流过机翼。气流被机翼分成上、下两部分,由于机翼横截面的形状上、下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度较大,对机翼上表面的压强较小;下方气流通过的路程较短,速度较小,对机翼下表面的压强较大。
机翼上表面受到的压强对机翼产生的压力F1,机翼下表面受到的压强对机翼产生的压力F2,因为机翼上、下表面存在压强差,这样就产生了向上的压力差,即飞机的升力(F=F2-F1)。
题型一 压力的概念
【典型例题】如图所示,图甲为小明在雪地中的脚印,图乙为弟弟在雪地中的脚印,两人的脚印深浅相同、大小不同,下列说法中正确的是(  )
A.小明的重力与弟弟的重力相等 B.小明对雪地的压力大于弟弟对雪地的压力
C.小明对雪地的压强比弟弟对雪地的压强大 D.小明和弟弟对雪地的压强无法比较
【变式】如图所示,将一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将_____,水对容器底的压强将________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
题型二 探究影响压力作用效果的因素
【典型例题】在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,小强利用了多个完全相同的木块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果,这种实验方法叫_________;
(2)对比甲、乙两图可以得出:当压力一定时,受力面积越_________,压力的作用效果越明显;
(3)由甲、丙两图可以探究压力作用效果与_________的关系;
(4)对比甲、丁两图,小强认为压力的作用效果与压力大小无关,你认为他的观点是_________(填“正确”或“错误”)的,理由是_________。
【变式】如下图所示,小哲同学在探究“影响压力作用效果的因素”实验,实验器材有小桌、海绵、砝码、木板等。
(1)实验通过观察海绵的_________来比较压力的作用效果;
(2)通过比较图乙、丙,说明当压力大小相同时,受力面积越大,压力的作用效果越_________(选填“明显”或“不明显”);
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的水平木板上,图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为_________(选填“>”“<”或“=”);
题型三 压强的定义和单位
【典型例题】压强是表示压力作用效果的物理量,一名中学生双脚站立时对地面产生的压强约为1.25×104帕,表示每平方米面积上受到的压力为____________牛;当他行走时对地面产生的压强将________(选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【变式】我校用的物理校本的最后一页是95页,则这本校本平放在桌子上,对桌面的压强约(  )
A.50Pa B.95Pa C.200Pa D.500Pa
题型四 压强公式及其计算
【典型例题】用铝做的一棱长为10cm的实心正方体放到水平桌面上,如图所示。(,)
求:
(1)该正方体所受的重力。
(2)正方体对水平桌面的压强。
【变式】如图所示为上、下表面面积均为的货物,为保证存放货物时不发生坍塌事故,在仓储时货物包装上都有标记“堆码层数极限”。当该类货物单列堆码在水平地面上,且达到“堆码层数极限”时,货物对地面的总压力为_______N,最下方货物上表面承受的压强为______Pa。为保证安全,在堆码时还要注意将货物______(选填“对齐”或“错开”)。(g取10N/kg)
题型五 改变压强的方法和应用
【典型例题】如图-1所示,用手指堵在注射器口处,另一只手推动注射器柱塞杆,封闭在注射器内的空气压缩到一定程度就很难再被压缩,这主要是因为分子间存在________;如图-2所示,对着针筒口吹气,活塞会缓缓向上运动,是因为针筒上口空气的流速大,压强________。如图-3所示注射器的针头做得尖细,目的是为了增大________。
【变式】如图所示,消防员抓住一根竖直的杆从顶端A处滑下,即将到达靠近地面的BC段时,消防员增大手握杆的力,从而减速下滑,这样做的目的是(  )
A.减小压强 B.增大压强 C.增大摩擦 D.减小摩擦
题型六 探究液体内部压强的特点
【典型例题】在“探究影响液体压强大小的因素”实验中,小强做了如图(a)所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验前用手指按压U形管压强计的橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)图(a)甲、乙实验表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的___________有关;
(3)他结合液体压强的知识,设计了测量盐水密度的方案,请你将以下实验步骤补充完整:
①如图(b)中的A所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为;
②如图(b)中的B所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为;
③盐水的密度表达式:___________(利用、、等表示);
④按照此实验过程,所测盐水的密度偏___________(选填“大”或“小”)。
【变式】小林用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”
(1)微小压强计______(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)如图甲所示,完成了仪器的组装后,他们轻压探头的橡皮膜,发现U形管内两液面有明显的高度差并保持稳定,说明该装置的气密性______(选填“良好”或“较差”);U形管压强计通过玻璃管两端液面高度差来反映橡皮膜受到的压强大小,用到科学方法为______。
(3)分析比较如图______所示的两次实验可知,在同一深度,液体密度越大,压强越大;
(4)如图丁,保持探头位置不变,向盐水中注入适量水,则U形管两侧的液面高度差将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)由以上实验可知图戊中液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置______;
(6)小林同学U形管压强计改装成如图己所示的测量某种未知液体密度的密度计。A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置的红色浮标。未测量时U形管水面刚好与a相平。当橡皮膜放入某液体中时,浮标指示在b处,小林利用刻度尺测出a、b之间的距离为3.0cm,则该液体的密度为______。
题型七 液体压强的特点和公式
【典型例题】在探究性学习活动中,某兴趣小组利用如下装置对“液体内部压强的特点”进行了一系列探究:
(1)实验前用手指按压橡皮膜时,发现U形管液面升降不灵活,接下来的操作最便捷的是______(选填字母);调整好后的U形管______(选填“是”或“不是”)一个连通器;
A.捏开橡皮膜,使其与探头间有空隙
B.扭开橡皮管重新安装
C.摇晃U形管
(2)实验中是通过U形管两边液面的高度差来反映液体压强大小,这种实验方法是____________;
(3)比较图乙和图丙后小组同学认为:在同种液体内部,深度____________,液体内部的压强越大;通过比较图______,说明深度相同时,液体密度越大,液体内部的压强越大;
(4)聪明的小林想知道实验中所用的盐水密度是多少,于是设计了如图戊所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜(橡皮膜的质量和体积忽略不计),小林进行了如下操作:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水,直到______,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差△h,请你写出此盐水的密度表达式:=______(用含有h、△h和的式子表示)。
【变式】关于压强,下列说法正确的是(  )
A.压力越大,压强一定越大
B.受力面积越小,压强一定越大
C.用吸管吸饮料,利用了大气压强
D.液体内部压强与液体密度无关
题型八 液体压强的计算和比较
【典型例题】如图所示的两个容器放在水平桌面上,它们的质量和底面积均相同,容器中分别装有甲、乙两种液体且液面在同一高度。若容器对桌面的压强相等,则两种液体对容器底部的压强(  )
A.一样大 B.甲大于乙 C.乙大于甲 D.无法判断
【变式】如图所示,铁桶的重力为20N,桶的底面积为,往桶里倒入2.5kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为的水平台面上。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力。
题型九 连通器
【典型例题】三峡船闸是世界上最大的人造连通器,如图是轮船即将从上游驶入闸室的情形,此时闸门A、闸门B、阀门D均关闭,阀门C打开,闸室与上游水位相平。下列说法正确的是(  )
A.闸室和上游水道构成连通器,水对闸门A两侧的压力相等
B.闸室和上游水道构成连通器,水对闸门A右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,水对闸门B两侧的压力相等
D.闸室和下游水道构成连通器,水对闸门B右侧的压力大于左侧的压力
【变式】如图所示,一艘轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,闸室水面与上游水面最终会相平,船闸利用了_________原理;当轮船从密度较小的长江驶入密度较大的东海后,它所受浮力_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
题型十 大气压强的存在
【典型例题】小明用矿泉水瓶做实验,将两瓶相同的矿泉水如图甲所示放置,验证的是压力的作用效果与________的关系;他在空矿泉水瓶中装入少量热水,迅速倒出,再马上盖上瓶盖,如图乙所示,看到矿泉水瓶瘪了,验证的是________的存在。
【变式】如图-1,是用5 mm厚的透明亚克力板制作的边长为10cm的正方体盒子,在上下表面和两个侧面均开有直径为7cm的圆孔,用橡胶圈和橡皮膜密封圆孔,并在上表面开一个小孔,通过排气管与注射器相连,使该装置内部形成密闭空间。如图-2,用注射器向外抽气时,四个表面上的橡皮膜均向内凹陷,这证明了____的存在。如图-3,拔掉注射器,将该盒子浸没在水中一定深度时,四个表面的橡皮膜也向内凹陷,且下表面的橡皮膜凹陷程度最明显,说明液体内部有____,且随深度的增加而____。
题型十一 大气压的测量及标准大气压
【典型例题】在测量大气压强实验时,实验员没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,如图所示,则此时大气压强等于________mm水银柱产生的压强;如果现在在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将________(选填“高于”、“等于”或“低于”)100℃。
【变式】如图所示,甲、乙两个装置中可以用来测量大气压的是___________装置。将此装置从很高的山顶拿到山脚,发现玻璃管中的液柱___________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
题型十二 大气压的应用
【典型例题】下列是一些生活中的实例,对其应用物理知识的解释正确的是( )
A.注射器的针头做得尖锐,是为了增大压力
B.飞机机翼受到的升力,利用了气体流速越大的位置压强越小
C.护士用注射器给病人注射药液时,利用了大气压强的作用
D.飞艇可以悬停在空中,利用了飞艇受到的浮力大于它受到的重力
【变式】如图所示,未装满水的密闭小瓶上有一根两端开口的竖直细玻璃管,玻璃管内的水柱高于瓶内水面。现用一根饮料吸管水平靠在玻璃管的上端吹气,吹气前,瓶内气体压强_____(选填“>”“<”或“=”)瓶外大气压强;吹气时,玻璃管中的水柱会____(选填“升高”或“降低”)。
题型十三 流体压强与流速的关系及现象解释
【典型例题】如图甲所示是传统的“H”形地下通道,A通道与B通道的空气流速相等,过道位置空气难以流通。为解决地下过道的通风问题,某同学设计了如图乙所示的方案,通道一侧靠近地下过道的墙面向通道凸起,当有风沿箭头方向从外面吹入地下通道时,地下过道靠近A通道处的空气流速小于靠近B通道处的空气流速,使A通道处气压___________(选填“大于”“小于”或“等于”)B通道处气压,过道中的空气向___________(选填“左”“右”)侧流动。
【变式】如图所示,未吹气时,U形管两管中的液面保持相平;从左向右吹气时,U形管_____(选填“A管”或“B管”)中的液面较高。
题型十四 飞机的升力及其应用
【典型例题】跨学科实践
制作简易滑翔机
古人通过研究鸟类的飞行,制作出了滑翔机。同学们成立了项目团队,按照“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的流程研究并了解了滑翔机的原理,用木片、木条、电动螺旋桨等材料制作了简易滑翔机。
用一根木条作为滑翔机机身,将电动螺旋桨固定在机身前端,再用木片制作出机翼和尾翼固定在机身上,最后连接好电动螺旋桨的电路,制作好的简易滑翔机如图甲所示。
(1)电动螺旋桨转动时,螺旋桨对空气施加向后的力,滑翔机就开始向前飞,这利用的物理原理是________(写出一个即可)。
(2)滑翔机向上飞行需要升力,为此其机翼的横截面应设计成图乙中________(选填“A”或“B”)的形状,依据是________。
(3)要使滑翔机在空中停留的时间更长,请你为他们提出一个具体的改进措施:_______。
【变式】小王同学看到空中翱翔的飞机,他想探究飞机升力大小与哪些因素有关,和同学们讨论后,他们提出了以下三种猜想:
猜想1:上平下凸的机翼比上凸下平的机翼产生的升力大;
猜想2:升力大小与飞机的飞行速度有关;
猜想3:升力大小与飞机的迎角有关。
(1)根据所学知识,小王判断猜想1是___________(选填“正确”或“不正确”)的,判断的依据是___________。
(2)为探究猜想2,如图所示,将一架飞机模型水平固定在升力测力计上,用电风扇以不同的风速进行多次实验。测得数据如表1:
表1
风速v(m/s) 0 5 10 15 20 25
升力F(N) 0 0.5 2 4 7 11.5
分析表中数据可知,飞机升力F与飞行速度v的变化关系为:___________。
(3)在验证猜想2后,小王改变迎角(机翼轴线与水平气流方向的夹角)大小,用电风扇以相同的风速进行多次实验,测得数据如表2:
表2
迎角(°) 0 5 10 15 20
升力F(N) 2.5 5.2 7.6 10 3.5
①分析数据可知,飞机的飞行速度一定,迎角由逐渐增大到的过程中,升力的变化特点是( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.先增大后减小 D.先减小后增大。
②小王由此认为:相同情况下,飞机飞行时能获得最大升力的迎角为15°,你认为他的判断是___________(选填“正确”或“不正确”)的,理由是___________。
1.如图所示,小林利用砝码、小桌、海绵等器材,探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,下列说法正确的是( )
A.本实验中用木板替代海绵也可以进行实验探究
B.图甲中小桌对海绵的压力就是小桌受到的重力
C.甲、乙两次实验不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关
D.通过甲、丙两次实验可得出结论:压力越大,压力的作用效果越明显
2.2025年我国“翼龙-3”无人机完成海上应急通信试飞(如图),其搭载新型动力系统,可实现超远距离海上作业,下列说法正确的是(  )
A.无人机导航系统依靠超声波传递海上定位信息
B.无人机匀速上升过程中,机械能变大
C.无人机机翼下表面平直、上表面弯曲,飞行过程中上表面流速较大导致压强较大
D.无人机搭载氢燃料动力系统,选用氢燃料是因为氢的热值小
3.曹冲称象的故事广为流传。如图,称象时,先让象站在船上,在船身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法正确的是(  )
A.甲图中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变小
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.甲图中船所受浮力与乙图中船所受浮力大小相等
4.在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙,制成了A、B两支密度计,放入同一个盛有水的烧杯中,静止后如图所示。下列说法正确的是( )
A.密度计A所受浮力较小 B.密度计B所受重力较小
C.两密度计底部所受水的压强相等 D.两密度计在水面处的刻度值A大于B
5.小巴想探究物体所受浮力大小与排开液体重力的定量关系,主要实验步骤如图所示。下列分析正确的是(  )
A.物体排开液体所受的重力为1.3N
B.物体受到的浮力大小为1.2N
C.图1水对溢水杯底压力等于图4水对溢水杯底的压力
D.图1溢水杯对桌面的压力比图4溢水杯对桌面的压力大1N
6.巴蜀物理学习小组对物理课本上的插图进行讨论,下列说法正确的是(  )
A.甲:帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随液体质量的增加而增大
B.乙:抽水机工作时,提起活塞,水在大气压作用下推开阀门B
C.丙:把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差变大
D.丁:向下吹气,乒乓球不会下落,原因是空气流速大的地方压强大
7.物体在月球上的重力约为其在地球上重力的。我国“玉兔二号”月球车质量为144kg,当它在月球表面水平静止时对月面的压强为,则其车轮与月面的总接触面积为______。(取10N/kg)
8.下列关于液体压强的说法正确的是_________
A.液体压强大小与液体的体积有关
B.液体压强大小与液体的质量有关
C.液体压强大小与液体的深度和密度有关
D.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
E.深海鱼捞出后易死亡是因为体外压强减小
F.拦河坝、河岸做成上窄下宽(梯形)是为了美观
G.研究液体压强使用的简易压强计是连通器
H.三峡大坝中的船闸是利用连通器原理
9.如图甲所示,用吸管喝牛奶时,发现吸管有一端很尖,这是通过减小受力面积来___________(选填“增大”或“减小”)压强,使吸管更容易插入包装盒中;如图乙所示,喝完后又用力吸一下,会发现奶盒变瘪了,证明了___________的存在。如图丙所示,小明用吸管将三个相同的去盖空塑料瓶的底部连接起来,现将瓶C注满水,则A、B两瓶中的水面情况是___________(选填“瓶A中的高”“瓶B中的高”或“相平”)
10.如图所示,两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入高度相同的同种液体,则两容器底部所受的液体压强________,容器对水平桌面的压力________(两空均选填“>”“<”或“=”)。
11.为了防止蚊虫病毒侵害,学校购买了一批小型喷雾器给教室喷洒消毒剂,如图所示是其工作的原理图。当推动活塞时,喷筒中吸管口的空气流速________,压强_______(前两空选填“增大”“减小”或“不变”),瓶中的液体就在________的作用下被压上去,随流动的空气而喷成雾状。
12.为什么我们很少见到活的带鱼呢?小明通过查阅资料得知,带鱼常年生活在海底60m深的海水中,当带鱼被打捞上岸的过程中,随着海水深度的减小,带鱼受到海水的压强_______,带鱼体内的鱼鳔会因为压力骤然改变而急剧______(选填“膨胀”或“收缩”),导致带鱼在被打捞的过程中死亡。
13.底面积为、高为40cm的长方体薄壁容器,置于水平桌面上,内装25cm深的水,如图甲所示。有一质量为2.4kg的实心圆柱体M,底面积为、高为20cm,将其放于水平桌面上,如图乙所示。求:(容器重力忽略不计,g取,)
(1)容器底部受到水的压强;
(2)实心圆柱体M对桌面的压强;
(3)实心圆柱体M放入容器中静止时所受的浮力。
14.如图甲所示,一弹簧测力计下悬挂一实心圆柱体,水平桌面上放置底面积为,质量为的圆筒,筒内装有的水。现将圆柱体从圆筒上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入液体中,弹簧测力计的示数与圆柱体下降高度变化关系图像如图乙所示(圆筒的厚度忽略不计,圆柱体下降过程中没有液体从筒中溢出)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到的浮力;
(2)圆柱体的密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
15.如图所示水平地面上有一个质量为1kg、底面积为1×10-2m2的薄壁容器,容器内盛有质量为4kg的水,水深0.3m,g=10N/kg,,求:
(1)水对容器底部的压力F水;
(2)现将一质量为0.8kg、体积为1×10-3m3的物块轻轻放入水中,静止后水未溢出,求该物块静止后受到的浮力F浮。
16.小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)实验前,检查装置气密性,需要______探头的橡皮膜,若U形管内液面高度随之变化并能维持,则气密性良好,此时U形管______(填“是”或“不是”)连通器;
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大。分析表明,同种液体内部压强随深度变大而______(填“变大”、“变小”或“不变”),生活中与此结论有关的现象请写出一条:______;
(3)对比乙、丙两图,探头处于不同液体的不同深度时,U形管两侧液面高度差相同,结合(2)中结论,______(填“能”或“不能”)说明液体压强大小与液体密度有关;
(4)如图丁,小渝将仪器改进为双探头,并将两探头用支架固定使两侧橡皮膜处于同一高度,向左侧杯中加水至探头处于水下深处,调节右侧盐水深度,使U形管左右液面再次相平,读出深度。通过计算可知______;此时水对左侧容器底部的压强______(填“大于”、“小于”或“等于”)盐水对右侧容器底部的压强。(两容器完全相同)
17.探究影响压力作用效果的因素
实验装置
实验方法
(1)转换法:用______________来反映压力的作用效果
控制变量法:压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,在探究压力作用效果与压力的关系时,必须保持_________不变,改变_________的大小;在探究压力作用效果与受力面积的关系时,必须保持_________不变,改变_________的大小
实验过程与现象分析
(2)如图甲、乙所示,在受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越_________(选填“明显”或“不明显”),说明压力作用效果与_________有关
(3)如图乙、丙所示,在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越_________(选填“明显”或“不明显”),说明压力作用效果与_________有关
(4)结论:压力的作用效果与_________和_________有关
交流与评估
(5)实验中,将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁A所示,发现切开后的两块砖对海绵的压力作用效果相同,由此得出结论“压力的作用效果与受力面积无关”,此结论是错误的,实验中存在的问题是没有控制_______大小相同
将图丙中所用的小桌和砝码放在木板上,如图丁B所示,则木板受到的压强_________(选填“大于”“小于”或“等于”)图丙中海绵受到的压强
18.在探究压力的作用效果与什么因素有关的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵等器材设计了如图的几个实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察________来比较压力作用效果的。
(2)图中________两次实验是用来研究压力的作用效果与受力面积是否有关的。
(3)图中甲、乙两次实验结论是:________一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
19.如图所示是小辉探究液体压强与哪些因素有关的实验装置,请根据图示回答下列问题:
(1)压强计在使用前,需要观察U形管两边液面是否相平,还要检查装置的气密性。如图甲所示,小辉发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,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
(2)压强计上的U形管_________(选填“属于”或“不属于”)连通器,通过U形管两端液面高度差显示液体内部压强;
(3)通过比较图乙和丙图,可以得到的结论是:液体的压强与_________有关;
(4)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为_________Pa。(,,g取)
20.阅读短文,回答下列问题。
抽水机也叫水泵,是一种利用大气压强的抽水工具。如图是活塞式抽水机工作原理的示意图。其中,活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动,A、B是只能向上开启的阀门。使用时,有经验的人会先往抽水机的圆筒里倒一点水,这样可以更容易把水抽出来。若提起活塞,阀门A受到上方水压和大气压的作用而关闭,活塞的下面空气稀薄,圆筒内气压①外界的大气压。于是,低处的水受到大气压的作用推开阀门B进入圆筒(图甲);当压下活塞时,阀门B被水压下而关闭,水被阻不能向下流动,于是冲开阀门A进入圆筒的上部(图乙);再提起活塞时,活塞上面的水迫使阀门A关闭,水从侧管流出。与此同时,井里的水又在大气压的作用下推开阀门B而进入圆筒(图丙)。这样,活塞不停地上下移动,水就从管口连续不断地流出。
(1)抽水机是利用_______来工作的;
(2)文中①处应填_______(选填“大于”“小于”或“等于”)
(3)有经验的人在使用该抽水机时先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的_________。
A.气密性 B.摩擦力 C.压强
(4)下列现象与活塞式抽水机工作原理不相同的是_______。
A.吸盘紧紧吸在墙上 B.用吸尘器吸尘
C.用吸管喝牛奶 D.手机保护膜吸附在手机屏幕上21世纪教育网(www.21cnjy.com)
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