第九章 压强
一、选择题
1.小李做了一个有趣的实验(如图所示),取两个相同的玻璃杯,把乒乓球放入左边杯子中。将两个玻璃杯口对口地放在同一水平面上,杯口之间距离大约为1cm。对准两个杯口中间快速吹一口气,则乒乓球将( )
A.向左杯的杯底处运动 B.向左杯的杯口处运动 C.静止不动 D.原地跳动
2.匀速向容器内注满水,容器底所受水的压强p与注水时间t关系如图所示,该容器可能是( )
A.锥形瓶 B.量杯
C.茶壶 D.烧杯
3.一只烧杯放在斜面上,若在烧杯内盛半杯水,水对杯底A、B两点的压强pA, pB的大小关系是( )
A.pA>pB B.pA=pB
C.pA
4.2021年7月9日上映了一部电影——《中国医生》,影片反映了在这场浩大战役中,全国各地的中国医生纷纷挺身而出、争分夺秒、浴血奋战在武汉前线,不顾自身安危守护国人生命安全的震撼故事。下列医院中物品的应用与气压无关的是( )
A. 医生进行肌肉注射 B. 真空采血管采血
C. 医生给病人拔火罐
D. 注射器抽取药液
5.湖州传统姜糖在制作中需要用沸腾的方法提高浓度。在标准大气压下,为了使糖在沸腾时不变质,沸腾的温度要低于100℃,应采用的方法是( )
A.使加热的炉火小一些
B.把糖汁放在敞口的容器里加热
C.把糖汁放在密闭的容器内加热
D.把糖汁放在密闭的容器里加热,并不断向外抽气
6.如图所示,将一长方体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致为( )
B.
C. D.
7.将一本八年级上册科学课本平放在水平桌面上,它对水平桌面的压强最接近下列哪一个数值( )
A.1Pa B.10Pa C.100Pa D.1000Pa
8.下列物理量的单位,属于压强单位的是( )
A.m/s B.N/m2 C.N/kg D.kg/m3
9.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
10.西藏因其独特的高原魅力成为很多人心中的诗与远方,某自驾者于4月初从台州市出发,当时家乡的桃花基本已谢,半个月后到达纬度相近的西藏林芝县。下列说法正确的是( )
A.不用高压锅也容易将饭菜煮熟 B.影响两地气候差异的因素是纬度
C.来到林芝县又见到盛开的桃花 D.家乡带的真空包装食品袋鼓起
11.在无风的天气,汽车在公路上快速向前驶过,路两边的树叶会随之飘动。如图所示,汽车快速向左行驶,车后方路两边的树叶会( )
A.左右侧均向A方向飘动 B.左侧向A方向,右侧向C方向
C.左右侧均向C方向飘动 D.左侧向C方向,右侧向A方向
12.如图所示的是“估测大气压的值”的实验,下列关于该实验的分析中错误的是( )
A.如果活塞与针筒摩擦过大,会导致大气压的测量值偏小
B.测量活塞受到的大气压力时,利用了二力平衡的知识
C.测量注射器最大刻度对应的长度,是为了计算活塞的横截面积
D.将活塞推至注射器筒的底端是为了排尽空气
13.下列估算中最接近实际值的是( )
A.一个中学生的重力约为50N
B.人体的密度约为5×103kg/m3
C.一个鸡蛋的质量约为50g
D.物理课本对桌面的压力约为50N
14.在抗击新冠肺炎疫情的时期,“负压救护车”发挥了重要的作用,“负压救护车”是因为车内的气压低于车外气压而得名。下列处于负压状态的是( )
A.吹足气的气球 B.高空飞行中的飞机机舱
C.吸饮料过程中的吸管 D.漏气的足球
15.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低端,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;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,烧杯质量为,活塞面积为,轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为( )
A. B. C. D.
二、填空题
16.东京奥运会上男子百米半决赛中,苏炳添以9.83秒的成绩顺利晋级决赛,并打破亚洲纪录,成为了首位闯进奥运男子百米决赛的中国人。
(1)苏炳添穿钉鞋跑步时,钉鞋对跑道的压强___________(选填“大于”“小于”或“等于”)脚对钉鞋的压强;
(2)在百米赛跑半决赛中,苏炳添的平均速度是___________m/s。(结果保留一位小数)
17.如图是小金自己动手制作的一个气体温度计的示意图。瓶中装的是气体, 弯管中间有一段液柱,整个装置气密性良好。
(1)小金设计此气体温度计是根据气体的___________原理制作而成的。
(2)温度降低时液柱向___________(选填“左”或“右”) 移动。
(3)使用中发现玻璃管中液柱移动不明显,示数不够精确。对此请你提出一条提 高测量精确度的建议:___________。
18.从一个装满液体的塑料壶内往外倒出液体时,经常发生这样的现象,液体流出时远时近、时断时续、发出“咕咚咕咚”声音,甚至还会撒出来溅到身上。为了避免这种情况的发生,应采用图______(填“甲”或“乙”)的方式倾倒液体,并用科学知识简要解释这种方式不会出现上述现象的原因______。
19.作用在图钉帽上的压力是20牛,压强是2×105帕,则图钉尖作用在墙上的压力______20牛, 图钉尖对墙的压强______2×105帕。(填”大于,小于或等于”)
20.双休日小嘉同学乘公交车到南湖旅游,一路上他发现了很多与生活相关的科学问题。
(1)上车后他看到用软质材料做的椅子,坐上去后感觉比用硬质塑料做的椅子要舒服,这是采用___________的方法使压强减小的缘故。
(2)车子开动后,小嘉发现公交站台竟然往后运动了,这是因为他以___________为参照物。
(3)车子到站后,广播提醒“车辆到站,请各位乘客等车子停稳后再有序下车”。如果车子没有停稳就下车,由于___________人往往会站不稳而跌倒。
21.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,距离容器底同一高度分别有A、B两点。若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是______;若A、B两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是______(两空均选填“>”、“=”或“<”)。
22.在海拔2千米以内,可以近似地认为海拔每升高12米,大气压变化1毫米汞柱。随着海拔的升高,大气压强___________(填“降低”“不变”或“升高”)。若海平面处的大气压为p0,则海拔为h(h<2000米)处的大气压px=___________(只写解析式,不要求带单位)。
三、探究题
23.小衢学了大气的压强后,借助注射器(容积为5mL)、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下:
①按图示组装好器材,首先将注射器活塞推至顶端,上端未封口,接着往小桶内缓慢加水,直至活塞恰好开始下滑时,取下小桶,用天平测量出小桶和水的总质量为78g;
②重新将注射器活塞推至顶端,并用橡皮帽封住注射口,将步骤①中的装水小桶(水未倒出)重新挂在注射器下端,缓慢向小桶内加水,直至活塞又恰好开始下滑,再取下小桶,用天平测量其总质量为548g;
③取下注射器,并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。
请回答以下问题:
(1)本实验中应以_________(选填“注射器”“活塞”或“小桶”)为研究对象来分析其所受大气压力;
(2)上述实验中,可得出大气压强的值约为_________;
(3)步骤①的目的是为了排除活塞与注射器之间的摩擦对实验的影响,还排除了_________因素的影响。
24.大气压与人类关系密切,“负压”“高压”也能被利用。
(1)新型冠状病毒肺炎是由新冠病毒引发的传染病。新型冠状病毒肺炎确诊病例要送到专业医院的“负压病房”进行医学治疗,以防止病毒扩散。对负压的解释是_________________________。
(2)利用高压锅可以将食物加热到100℃以上。小应在有关媒体上看到了由于出气孔堵塞,致使高压锅爆炸的报道后,给厂家提出了增加易熔片(熔点较低的合金材料)的改进建议。现在生产的高压锅已普遍增加了含有易熔片的放气孔(如图甲所示)。试说明他的建议有什么科学道理_____________。测量得知高压锅出气孔的横截面积为16mm2,安全阀的质量为80g,结合乙图。可知该高压锅烧水时的最高温度为多少℃?(外界大气压为1.0×105Pa,写出过程)。_________
25.如图是小华利用V=2mL的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
(1)利用刻度尺测量出___________的长度l为10cm,即可算出活塞横截面积为0.2cm2;
(2)把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F=2.1N,据此可测得大气压值p=___________Pa;
(3)实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
26.日常生活中的许多现象,往往隐含着科学道理,学习科学要善于观察,善于发现。
【生活发现】①自行车在烈日暴晒下,车胎容易发生爆炸。②压缩一段封闭在注射器内的空气,发现越压缩越费力。
【提出问题】一定质量的气体产生的压强与哪些因素有关?
【建立假设】假设一:一定质量的气体产生的压强可能与气体的温度有关;
假设二:一定质量的气体产生的压强可能与气体的体积有关。
【实验证实】为验证假设一,进行如下操作:
步骤一:取一根长约为1米一端封闭的细玻璃管,在室温(20℃)下用水银封闭一端空气住,将玻璃管竖直固定,并在玻璃管上标出水银下表面的位置,如图所示。此时空气柱的压强记为p1;
步骤二:将空气柱浸入50℃的水中,待水银柱不再上升后,往玻璃管内注入水银直到水银柱下表面到达标记处为止。此时空气柱的压强记为p2;
步骤三:将空气柱浸入80℃的水中,重复实验。
【现象描述】(1)空气柱的温度越高,___________。
【实验分析】(2)p1与p2的大小关系是___________。
(3)往玻璃管内注入水银直到水银柱下表面到达标记处为止,这样操作是为了___________。
【得出结论】(4)___________。
四、简答题
27.阿根廷工程师设计了一款新型家用电梯,该电梯外形是长圆筒,升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升,需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯往下降。底部高压区始终与外界联通,外界大气压1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为200N,底部和顶部面积均为0.9㎡。
(1)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,则顶部低压区的气压为多大?
(2)抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104Pa, 则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少?
28.国家制定了《电动自行车安全技术规范》对电动自行车的最大质量、最高速度、电池电压及电机功率作出了限制。小明家电动自行车质量为50kg,采用的是锰酸锂电池,电源电压48V,电池容量12A·h。
(1)对整车质量及最高车速作出限制,是因为这两个因素直接影响电动自行车的_____能。
(2)小明自身质量为50kg,当他骑着家里的电动自行车在东钱湖畔骑行时,轮胎接触地面胃面积为50cm2,则车轮对地面的压强是多大?_____
(3)锂电池工作时有80%的电能用于克服阻力做功,乙知电瓶车与地面间摩擦力为60N,则一辆充满电的电动自行车能环东钱湖匀速骑行多远?_____
29.如图为一高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内气体就会冲开限压阀,气体跑出一部分,使锅内气压减小。现有一个锅盖直径为,排气孔横截面积为,限压阀质量为96克的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为。
(1)用高压锅煮饭,可以增大锅内气体的压强,使水的沸点______(填“升高”或“降低”),从面使饭菜熟得更快。
(2)若上述高压锅的锅盖面积约为,当锅内水蒸气的压强达到1.4个当时大气压时,锅内气体对锅盖的压力为______。
(3)在保证安全的条件下,为了提高锅内蒸煮时的温度,可采用的方法是______(填序号)。
A.适当减小锅的容积
B.适当增大排气孔的直径
C.适当增加限压阀的质量
D.适当加大火力蒸煮
(4)通过计算并对照表格说明,利用这种高压锅烧水时,锅内最高温度大约是多少______?(写出计算过程)
0.98 1.01 1.13 1.29 1.40 1.69 1.80 2.00
99 100 103 107 111 115 117 120
30.网上购物带动了快递业的发展,包裹的分捡常需信助传送带。
(1)传送带的表面往往比较粗糙,其目的是___________。
(2)已知长方体包赛长50厘米,宽30厘米,高10厘米,质量为15千克,如果包裹平放在水平传送带上(如图),与传送带一起作用水平匀速直线运动时,则对传送带的压强多少帕?并在图上作出包裹受力的示意图,(g取10牛/千克)( )
31.大气压强对人们的生活影响较大。在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速V与压强p的关系可表示为(C是常数,p表示空气密度)。如图所示,在水平桌面上放置一个质量为m、底面积为S的硬币,并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
(1)近地面气压较低时,常为___________天气;
(2)下列与大气压有关的现象是___________;
A.带挂钩的吸盘能吸附在墙面上
B.用注射器向肌肉中注射药液
C.深海中捕捞上来的鱼,常因为内脏破裂而死亡
D.马德堡半球实验
(3)根据上述关系式可知:空气流速越大,压强越___________;
(4)根据上述流速与压强的关系式可知,硬币下方空气压强___________。(用题中字母表示)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
2.B
3.A
4.A
5.D
6.C
7.C
8.B
9.D
10.C
11.A
12.A
13.C
14.C
15.B
16. 大于 10.2
17. 热胀冷缩 右 换用更细的弯管
18. 乙
19. 等于 大于
20. 增大受力面积 公交车 惯性
21. < >
22. 降低
23. 活塞 9.4×104Pa
24. 病房内大气的压强小于病房外大气的压强,病房外的空气吹向病房内 115℃(115℃左右均可)
25. 注射器带刻度部分 1.05×105 偏小
26. 上方的水银柱也越长 p127.(1)9.8×104Pa;(2)370kg
28. 动 2×105Pa 27648m
29. 升高 63 C 111℃
30. 增大物体与传送带之间的摩擦力 1000pa;
31. 晴朗 A 小 p下=C
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