压强的大小及其计算
一、填空题(共8小题)
1、一台液压机小活塞与大活塞面积之比为1:20,如果在小活塞上加15N的力,则在大活塞上可以产生 _________ N的力.21世纪教育网版权所有
2、在第21届冬奥会比赛中王濛夺得短道速滑女子冠军,她成为冬奥会上的新晋三冠王.
(1)王濛在冰场上曲线滑行时(如图),冰场上的部分冰会 _________ (填一物态变化名称),这一过程中冰的内能 _________ .
(2)如果王濛的质量是60千克(包括鞋).她站在冰面上时,与冰面的总接触面积约为l5厘米2,她对冰面的压强是 _________ 帕.
(3)王濛在冰面上滑行时,冰刀所经过的地方会出现水痕,从冰刀的设计与普通鞋不同,你猜想冰的熔点随着压强的增大而 _________ (填升高或降低).
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3、如图所示,高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压小于一个标准大气压,水在 _________ 100℃(选填“未达到”或“超过”或“刚达到”)时开始沸腾.若某型号的高压锅的锅盖面积为4.5×10﹣2m2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个标准大气压时,锅内气体对锅盖的作用力为 _________ N.(设一个标准大气压=105Pa)
4、给下列数据后填上合适的单位或给单位前填上合适的数据:
(1)一间普通教室中空气的质量大约是240 _________ ;
(2)站立在水平地板上的初中生对地板的压强大约是1.1×104 _________ .
5、 “海宝”是2010年上海世博会的吉祥物,其形象如图所示.在点缀街头的各种“海宝”中,有一座“海宝”(材质均匀、实心)的质量为1.0×103kg,体积为2m3,与水平地面的接触面积为1m2(g=10N/kg).则“海宝”的密度是 _________ kg/m3;“海宝”对地面的压强是 _________ Pa.
6、如图所示,两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压强为p1.若取走金属块A,金属块B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,金属块A、B的边长之比LA:LB=2:3,则金属块A与金属块B的密度之比ρA:ρB= _________ .21世纪教育网版权所有
7、“海宝”的质量为1.0×103kg,体积为2m3,与水平地面的接触面积为1m2.则“海宝”的密度是 _________ kg/m3;“海宝”对地面的压强是 _________ Pa.(g=10N/kg)
8、甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系如图所示.在水平桌面上竖直放置着由甲、乙两种物质分别制成的相同高度的实心圆柱体,质量比是1:5.那么甲、乙两种物质的密度之比是 _________ ,甲、乙两圆柱体对桌面产生的压强之比是 _________ .
二、选择题(共10小题)
9、以下所给数据中,最接近实际的是( )21世纪教育网版权所有
A、人的正常体温大约是40℃
B、普通楼梯一级台阶的高度约为50cm
C、中学生站立时对地面的压强约1.3×104Pa
D、正常成年人脉搏跳动的时间间隔0.1s
10、小明在家烧开水的过程中,观察到水沸腾时产生的气泡上升至水面后破裂,关于气泡破裂的原因,下列说法中正确的是( )
A、气泡上升过程中,所受压强减小,体积增大,到水面后胀破
B、气泡上升过程中,所受压强不变,体积不变,到水面后与空气接触而破裂
C、气泡上升过程中,所受压强增大,体积减小,到水面后被压破
D、气泡上升过程中,所受压强增大,体积增大,到水面后被压破
11、从冰箱的冰粒盒中,拿出一块冰粒放在水平地面上,过一段时间,冰熔化为水,在此过程中,以下物理量没有发生变化的是( )
A、它的密度
B、它的质量
C、它的体积
D、地面所承受的压强
12、有关下列描述符合实际的是( )
A、人体感觉最舒适的环境温度是35℃
B、一个普通中学生的质量约是50kg
C、我们用的物理课本的长是45.70cm
D、双脚站立在水平地面的人对地面的压强约是1.5×105Pa
13、日常生活中,下列估计值最接近实际的是( ):21*cnjy*com
A、写字台的面积大约是200cm2
B、你步行的速度大约为5m/s
C、小明同学的质量约为45kg
D、小明站立时对地面的压强大约是100Pa
14、晓燕是一名即将毕业的初中生,下列对她的一些描述基本正确的是( )
A、其质量约为50kg
B、其身高约为1.7cm
C、她的手掌受到大气压力约为100N
D、其步行速度约为5m/s
15、下列数据最符合实际的是( )21世纪教育网版权所有
A、一个中学生质量约是500g
B、一个中学生的身高约是160mm
C、一个中学生步行速度约5m/s
D、人站立时对地的压强约是104Pa
16、以下与人体相关的物理量的四个估测值,其中错误的是( )
A、人体的密度约为1×103kg/m3
B、人站立时,对水平地面的压强约为104Pa
C、人正常步行速度约为1.2m/s
D、人手指甲的宽度约为1×10﹣3m
17、一个长方形的铁块放在水平桌面上,如果沿竖直方向锯掉1/3,则此铁块剩余部分的密度和它对桌面压强的变化情况是( )
A、密度、压强都不变
B、密度、压强都变化
C、密度不变,压强改变
D、密度改变,压强不变
18、甲、乙两个正方体放在水平桌面上,它们对桌面的压强相等,压力之比为9:4,则甲、乙的密度之比为( )
A、2:3
B、3:2
C、1:1
D、4:9
三、解答题(共9小题)
19、高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的.图为水的沸点跟气压的关系图象.已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为84g.请你通过计算并对照图来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少℃?
(g取10N/kg,大气压值取1.0×105Pa)
20、高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上.它省时高效,深受消费者欢迎.
(1)请问高压锅的设计运用了哪些物理知识?
(2)小明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,给厂家提出了一个增加易熔片(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出气孔(如图1).试说明小明建议的物理道理.
(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g.通过计算并对照图象(图2)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?21世纪教育网版权所有
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21、如图所示为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴有一个“帽子”为限压阀.当高压锅内气体_的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀跑出一部分,使锅内气体压强减少,保证高压锅安全使用.已知空心柱小孔的横截面积为10﹣5m2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体最大压强为1.8×105Pa.(g取10N/kg)21世纪教育网版权所有
(1)用高压锅烧水至沸腾时,水的温度 _________ 100℃(选填“>”、“<”或“=”)
(2)计算锅内外气体的最大压强差;
(3)计算限压阀的质量.
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22、如图,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎.
(1)为了防止出气孔堵塞致使高压锅发生爆炸的危险,放气孔是它的第二道安全防线.放气孔封口是易熔片(熔点较低的合金材料),试说明采用易熔片的物理道理.
(2)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g,取g=10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强.
(3)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气.在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图所示水的沸点与气压的关系图线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?
23、小明和同学们到光明农场参加综合实践活动.
(1)小明帮助老乡收割麦子,发现双脚在田里比在田埂上陷得深,由此得出结论:他在田里对地面的压强大于在田埂上对地面的压强.你认为他的说法对吗?为什么?
(2)小明第一天将盛有部分热水的杯子旋紧杯盖后放在桌上(杯盖上有密封圈),第二天他用很大的力也旋不下杯盖,原因可能是 _________ .请为他,提供一种打开瓶盖的方法: _________ 21世纪教育网版权所有
(3)聪明的小明在劳动之余做了如图的实验,A、B为两根透明的管子.当用力向月管里吹气时,同学们看到A管中的水上升了,则水面升高的原因是 _________ .
(4)小明打开冰柜取出棒冰准备发给同学们,他发现柜门周围的“白气”是向下沉的,而一根棒冰上表面的“白气”是向上升的,则“白气”是 _________ ;产生以上不同现象的原因可能是 _________ .21世纪教育网版权所有
(5)农场仓库进了一批化肥,现需要把化肥运到离地面2m高的平台上,为此,同学们分组设计了两种简单机械的组合装置,如图甲、乙所示(已知OA>OB)
①对照甲、乙两种机械装置,我们选用时,首先要考虑的因素是 _________ ,其原因是 _________ ;
②如果用乙方案完成任务,这套装置应该具备的条件是: _________ .
24、根据某建筑工程需要制成了一体积为1m3的正方体大理石块,经测定大理石块的质量为2.7×103kg.(g取10N/kg)
(1)该大理石的密度是多少?
(2)该大理石块放在水平地面上对地面的压强是多少?
25、为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖.如图所示,质量3.6kg的某空心砖,规格为20cm×15cm×10cm,砖的实心部分占总体积的60%.求:
(1)该砖块材料的密度;:21*cnjy*com
(2)生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料多少千克?
(3)一块同规格的空心砖和实心砖,以相同方式放在水平地面上,对地面的压强最多相差多少帕?
26、如图所示、在修建水沟时,常用水泥板进行铺设,这种水泥板长1.8m、宽0.9m、高0.2m.(g取10N/㎏)
(1)起重机将一块水泥板匀速吊起时,所用的拉力是7128N,假设水泥板的密度是均匀的,求它的密度.
(2)按照水泥板的长边与水沟两平行边线垂直的要求铺设水泥板,已知水沟宽1.0m,求水泥板对沟面的压强.
27、我县为纪念2008年“平江起义80周年”,在平江起义纪念管前建了长、宽、高分别为4m、0.5m、1m的纪念碑一座,所用花岗岩的密度为2.8×103kg/m3.求
(1)纪念碑的质量;21世纪教育网版权所有
(2)纪念碑对基座的压强.21世纪教育网版权所有
答案与评分标准
一、填空题(共8小题)
1、一台液压机小活塞与大活塞面积之比为1:20,如果在小活塞上加15N的力,则在大活塞上可以产生 300 N的力.21世纪教育网版权所有
2、在第21届冬奥会比赛中王濛夺得短道速滑女子冠军,她成为冬奥会上的新晋三冠王.
(1)王濛在冰场上曲线滑行时(如图),冰场上的部分冰会 熔化 (填一物态变化名称),这一过程中冰的内能 增加 .
(2)如果王濛的质量是60千克(包括鞋).她站在冰面上时,与冰面的总接触面积约为l5厘米2,她对冰面的压强是 4×105 帕.
(3)王濛在冰面上滑行时,冰刀所经过的地方会出现水痕,从冰刀的设计与普通鞋不同,你猜想冰的熔点随着压强的增大而 降低 (填升高或降低).
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考点:熔化与熔化吸热特点;熔点和凝固点;压强的大小及其计算。
专题:计算题;应用题;学科综合题;归纳猜想题。
分析:①做功和热传递两种方式对改变内能是等效;内能改变会引起物体的哪方面的变化是取决于物体当时的温度和状态.增加的内能可能升高温度,也可能发生状态变化.
②明确王濛同学对冰面的压力就是其本身的重力,根据公式 P=可求她对冰面的压强.
③冰刀鞋与冰面的接触面积要比普通的鞋小得多,然后结合决定压强大小的因素,即可知道对冰的压强大小的变化.使冰的熔点发生变化.
解答:解:(1)王濛在冰场上曲线滑行时,穿的冰刀对冰做了功,所以冰的内能增加,增加的内能不会使冰的温度升高,会使它的状态发生改变,即发生熔化现象,变为液态的水.
(2)王濛对冰面的压力是:F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
受力面积是S=15cm2=15×10﹣4m2=1.5×10﹣3m2,
∴她对冰面的压强是P===4×105帕.
(3)在人对冰的压力一定的前提下,冰刀减小了与冰面的接触面积,从而增大了压强.这样就使部分冰熔化成水,从而水将冰刀与冰面分开,由此可以猜想:冰的熔点与压强有关,且压强越大,熔点越低.21世纪教育网
故答案为:(1)熔化,增加;(2)4×105;(3)降低.
点评:此题主要考查学生对压强的大小及其计算的理解和掌握,在解答时,各物理量要注意统一使用国际单位制单位;冰刀鞋与普通鞋的不同是解决第(3)题的突破口.
3、(2006?白银)如图所示,高压锅是一种实用的厨具,登山队很喜欢使用它,因为在高原上,气压小于一个标准大气压,水在 未达到 100℃(选填“未达到”或“超过”或“刚达到”)时开始沸腾.若某型号的高压锅的锅盖面积为4.5×10﹣2m2,当锅内水蒸气的压强达到1.6个标准大气压时,锅内气体对锅盖的作用力为 7.2×103 N.(设一个标准大气压=105Pa)
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考点:沸腾及沸腾条件;沸点及沸点与气压的关系;压强的大小及其计算。
专题:计算题;应用题。
分析:解答本题要掌握气压与海拔高度的关系:海拔越高,气压越低;沸点与气压有关,气压越低,沸点越低.已知锅内压强和受力面积,根据F=PS即可求出压力大小.
解答:解:(1)气压与海拔高度有关,海拔越高,气压越低,沸点越低;因为高原上,气压小于一个标准大气压,所以,水的沸点低于100℃,水在未达到100℃时开始沸腾.
(2)锅内气体对锅盖的作用力为:F=PS=1.6×105Pa×4.5×10﹣2m2=7.2×103N.
故答案为:(1)未达到;(2)7.2×103N.
点评:本题主要考查了沸点及沸点与气压的关系和压强大小的计算,了解、掌握气压的大小与什么因素有关,以及沸点与气压的关系.熟记液体沸腾的条件及压强的计算公式,并且能够对其变形公式灵活应用.
4、给下列数据后填上合适的单位或给单位前填上合适的数据:
(1)一间普通教室中空气的质量大约是240 千克 ;
(2)站立在水平地板上的初中生对地板的压强大约是1.1×104 帕斯卡 .
考点:质量的估测;压强的大小及其计算。
专题:应用题。
分析:先估测出教室的体积,再由空气密度算出质量.
先估测一个中学生的质量,算出重力即是压力,再估测两脚面积,由压强公式算出压强.
解答:解:(1)一间普通教室的长、宽、高大约是8m、6m、3m.体积为144m3,空气密度1.29kg/m3.由公式m=ρv可算出质量为186kg,题中数字为240,可见单位是千克.
(2)中学生质量为50kg,近似把脚看做长方形,长大约20cm宽大约8cm,两脚面积大约为0.032m2,压力等于重力为500N,由压强公式P=算出压强大约为:1.6×104帕斯卡.
故答案为:(1)千克、(2)帕斯卡.
解答:解:“海宝”的密度:ρ===0.5×103kg/m3;
“海宝”的重力:G=mg=1.0×103kg×10N/kg=104N;
“海宝”对地面的压强:P====104Pa.
故答案为:0.5×103;104.
点评:本题考查了密度和压强大小的计算,属于比较简单的计算题,这类计算题多以填空题出现.
6、如图所示,两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压强为p1.若取走金属块A,金属块B对地面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,金属块A、B的边长之比LA:LB=2:3,则金属块A与金属块B的密度之比ρA:ρB= 27:16 .21世纪教育网
考点:密度的计算;压强的大小及其计算。
专题:计算题。
分析:金属块A、B为正方形,其对水平地面的压力就等于自身的重力,根据p===,分别表示出p1、p2,21世纪教育网
然后,根据p1:p2=3:2,LA:LB=2:3,化简求出即可.
解答:解:由题意得,p1=,p2=,
∵LA:LB=2:3,代入p1、p2整理得,
p1==(ρA+ρB)gLB,p2=ρBgLB,
∵p1:p2=3:2,
∴,
∴整理得,ρA:ρB=27:16.
故答案为27:16.
点评:本题考查了密度的计算及其公式变形,依据压强公式,根据题目告诉的相关量的比值,代入相关公式中,就可以推导出未知的物理量.
7、“海宝”的质量为1.0×103kg,体积为2m3,与水平地面的接触面积为1m2.则“海宝”的密度是 0.5×103 kg/m3;“海宝”对地面的压强是 1×104 Pa.(g=10N/kg)
考点:密度的计算;压强的大小及其计算。
专题:计算题。
分析:根据ρ=求出“海宝”的密度,“海宝”对水平地面的压力和自身的重力相等,根据P=求出其对地面的压强.
解答:解:“海宝”的密度为:
ρ===0.5×103kg/m3;21世纪教育网
“海宝”对地面的压强为:
P====1×104Pa.21世纪教育网
故答案为:0.5×103;1×104.
点评:本题考查了密度和压强的计算,关键是知道物体对水平地面的压力和自身的重力相等.
8、甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系如图所示.在水平桌面上竖直放置着由甲、乙两种物质分别制成的相同高度的实心圆柱体,质量比是1:5.那么甲、乙两种物质的密度之比是 3:1 ,甲、乙两圆柱体对桌面产生的压强之比是 3:1 .
在水平桌面上物体对桌面的压力等于物体自身的重力,
∴P=====ρgh;21世纪教育网
∴===;
故答案为:3:1;3:1.
点评:本题考查了密度公式的应用和压强大小的比较,关键是要分析质量、密度、体积三者的关系,必须保持一个量不变,研究其余两个量的关系,一定学会应用控制变量法解决问题,还要学会识图,从图中得出有用的数据;关键是公式的应用,难点是压强变形公式的推导;还要知道在水平面上物体对地面的压力等于物体自身的重力.
二、选择题(共10小题)
9、以下所给数据中,最接近实际的是( )
A、人的正常体温大约是40℃
B、普通楼梯一级台阶的高度约为50cm
C、中学生站立时对地面的压强约1.3×104Pa
D、正常成年人脉搏跳动的时间间隔0.1s
考点:温度;时间的估测;长度的估测;压强的大小及其计算。
专题:应用题;估算题。
分析:根据对生活实际的认识和了解,对照题目中涉及的物理量,排除与生活实际相差甚远的选项,并进行必要的计算就可完成此题.
解答:解:A、人的正常体温为37℃左右,且变化幅度极小;当达到40℃时,已是发高烧了;故A错误;
B、50cm=0.5m,台阶高度绝不会达到半米;故B错误;
C、要估计中学生对地面的压强,先估计压力和鞋的面积;F=G=500N;S=200cm2×2=0.04m2;压强P===1.25×104Pa;与1.3×104Pa;故C正确;21世纪教育网
D、正常人的脉搏一般为80次左右,即跳动的间隔大约为1s;故D错误;
故选C.21世纪教育网
点评:此题考查了对生活中常见量的估计,要联系生活实际、采取必要的计算或单位换算,找出与实际情况相接近的即可.
10、小明在家烧开水的过程中,观察到水沸腾时产生的气泡上升至水面后破裂,关于气泡破裂的原因,下列说法中正确的是( )
A、气泡上升过程中,所受压强减小,体积增大,到水面后胀破
B、气泡上升过程中,所受压强不变,体积不变,到水面后与空气接触而破裂
C、气泡上升过程中,所受压强增大,体积减小,到水面后被压破
D、气泡上升过程中,所受压强增大,体积增大,到水面后被压破
考点:探究水的沸腾实验;压强的大小及其计算。
专题:解题方法。
分析:根据液体压强的知识,气泡越向上,气泡外的液体压强就越小,气泡内的压强一定,气泡就会越向上越大.
解答:解:水在沸腾时,上下方水的温度是一定的,根据液体压强的知识,气泡越向上,气泡外的液体压强就越小,气泡内的压强一定,气泡就会越向上越大,体积变大,到水面处,液体压强消失胀破.
故选A.
点评:此题考查到两个方面,一个是学生平时实验时是不是认真观察,有没有养成认真观察实验现象的好习惯;另一个是关于液体压强的知识.
11、从冰箱的冰粒盒中,拿出一块冰粒放在水平地面上,过一段时间,冰熔化为水,在此过程中,以下物理量没有发生变化的是( )21世纪教育网
A、它的密度
B、它的质量
C、它的体积
D、地面所承受的压强
考点:质量及其特性;密度及其特性;压强大小比较;压强的大小及其计算。
专题:定性思想。
分析:A、密度与物质的状态有关,冰的密度比水的密度小;21世纪教育网
B、质量是物体的一种属性,它与物质的状态无关;
C、当物质的状态发生变化时,物质的体积也会发生变化;
D、因水具有流动性,所以水和地面的接触面积会变大,而压强又与接触面积有关.
解答:解:A、密度与物质的状态有关,冰的密度是0.9×103kg/m3,水的密度是1.0×103kg/m3,所以冰熔化为水密度变大了;
B、物体内所含物质的多少叫质量.虽然冰熔化为水状态发生了变化,但它所含的水分子数量并没有发生变化,所以冰熔化为水质量没有发生变化;
C、状态发生变化时,体积也会发生变化.冰熔化为水时,因为冰的质量和水的质量相同,水的密度比冰的密度大,所以水的体积比冰的体积小;
D、虽然冰和水的质量相同,重力相同,对地面的压力也相同,但水具有流动性,水和地面的接触面积会变大,所以水对地面的压强会变小.
故选 B.
解答:解:A、人感觉最舒适的温度为23℃左右;
B、一个中学生的质量约为50kg;21世纪教育网
C、物理课本的长度是26cm;
D、双脚站立时的受力面积S=2×1.4×10﹣2m2,人的重力G=600N
人对地面的压强:P==2.1×104Pa
故选B
点评:此题考查的是学生对一些常见物理量的估测能力,需要学生对生活中的常见物理量单位、大小有所认识,此题就会得到正确答案.
13、日常生活中,下列估计值最接近实际的是( )
A、写字台的面积大约是200cm2
B、你步行的速度大约为5m/s
C、小明同学的质量约为45kg
D、小明站立时对地面的压强大约是100Pa
考点:质量的估测;速度与物体运动;压强的大小及其计算。
专题:应用题。
分析:首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,必要时可进行计算,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案.
解答:解:A、写字台的长大约为1米,宽大约0.5米;故面积大约为S=1m×0.5m=0.5m2=5000cm2;故A错误;
B、人步行的速度一般在1.1m/s左右,达不到5m/s,故B错误;
C、学生的质量(体重)一般在100斤即50kg左右;故C正确;
D、每只鞋的底面积大约为200cm2,即0.02m2;小明的体重大约为50kg,压力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,压强P===1.25×104Pa;故D错误;
故选C;
点评:此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活物理量的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可.
14、晓燕是一名即将毕业的初中生,下列对她的一些描述基本正确的是( )
A、其质量约为50kg
B、其身高约为1.7cm
C、她的手掌受到大气压力约为100N
D、其步行速度约为5m/s
考点:质量的估测;长度的估测;速度与物体运动;压强的大小及其计算。
专题:估算法。
分析:根据生活经验可判断中学生的身高、质量、步行速度;
根据大气压强的数值和自己手掌的面积利用公式F=PS.即可求出手掌受到大气压力,然后逐一分析选择正确答案.
解答:解:A、质量约50kg,此选项合理;
B、身高约1、7厘米,太矮了,此选项不合理;
C、一个标准大气压P=1.01×105Pa,而人的手掌面积估测在0.07m2,故压力F=PS=1.01×105Pa×0.07m2≈700N,此选项错误;21世纪教育网
D、人步行时1秒钟大约能走1m,所以人步行的速度大约是1m/s,此选项不合理.
故选A.
点评:此题主要考查对一些生活中常见的物理量值的了解,是基本常识,属于基础题.
15、下列数据最符合实际的是( )21世纪教育网
A、一个中学生质量约是500g
B、一个中学生的身高约是160mm
C、一个中学生步行速度约5m/s
D、人站立时对地的压强约是104Pa
考点:质量的估测;长度的估测;速度与物体运动;压强的大小及其计算。
专题:应用题;估算法。
分析:首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案.
解答:解:A、中学生的质量一般在100斤(即50kg)左右;而选项中500g=0.5kg,不符事实;故A错误;
B、中学生身高一般在1米6左右,即1.6m;而选项中160mm=0.16m,不符事实;故B错误;
C、中学生步行的速度一般是1秒走1米,即1m/s;而选项中的5m/s比较接近自行车的速度;故C错误;
D、要估计人站立时的压强,先估计人的体重(即对地面的压力)两只鞋的面积;估计压力F=G=600N,估计两只鞋的面积S=500cm2=0.05m2;
压强P===1.2×104Pa;接近选项中的104Pa;故D正确;
故选D.
点评:此题考查对生活中常见物理量(质量、长度、速度压力、压强等)的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可.
16、以下与人体相关的物理量的四个估测值,其中错误的是( )
A、人体的密度约为1×103kg/m3
B、人站立时,对水平地面的压强约为104Pa
C、人正常步行速度约为1.2m/s
D、人手指甲的宽度约为1×10﹣3m
考点:密度及其特性;长度的估测;速度与物体运动;压强的大小及其计算。
专题:应用题;估算题。
分析:结合生活实际中物体的长度、质量、温度和时间,逐一分析选择正确的选项.
解答:解:A、人体的密度和水差不多,约为1×103kg/m3.不合题意.
B、人的体重大约是500N左右,双脚的面积大约是500cm2,人站立时,对水平地面的压强约为104Pa.不合题意.
C、人正常步行速度约为1.2m/s.不合题意.
D、手指甲的宽度约为1cm=1×10﹣2m.符合题意.
故选D.
故选A.
点评:本题考查了密度和压强的变化.在压强变化的题目中,要注意是怎么锯的,不同的锯法会导致不同的压强变化.
18、甲、乙两个正方体放在水平桌面上,它们对桌面的压强相等,压力之比为9:4,则甲、乙的密度之比为( )
A、2:3
B、3:2
C、1:1
D、4:9
考点:密度的计算;压强的大小及其计算。
专题:比例法。
分析:已知压力之比和压强之比,可求底面积之比,进一步推出边长之比,根据推导公式求出密度之比.
解答:解:,
.
故选A.
点评:本题考查密度的计算,压强的计算,及其有关公式的推导.
三、解答题(共9小题)
19、高压锅是应用液体沸点会随着气压增大而升高的原理设计的.图为水的沸点跟气压的关系图象.已知高压锅盖出气孔的横截面积为12mm2,限压阀的质量为84g.请你通过计算并对照图来判断:用该高压锅烧水,水温最高可以达到多少℃?
(g取10N/kg,大气压值取1.0×105Pa)
考点:沸点及沸点与气压的关系;压强的大小及其计算。
专题:计算题。
分析:(1)高压锅的原理:高压锅密封好,水沸腾时锅内气压增大,沸点升高,容易煮熟食物;
(2)知道安全阀的质量,可以求安全阀对出气孔产生的压力,再利用压强公式求安全阀对出气孔产生的压强,加上外界大气压,得出锅内气压,从沸点﹣气压图象上得出高压锅内最高温度;
解答:解:锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和,首先求出安全阀对气孔产生的压强.
安全阀对出气孔产生的压力:
F=mg=0.084kg×10N/kg=0.84N,
安全阀对出气孔产生的压强:
P===0.7×105Pa,
锅内气压:
p′=1×105Pa+0.7×105Pa=1.7×105Pa.
从沸点﹣气压图象上得出高压锅内温度:t=116℃.
答:水温最高可以达到116℃.
点评:本题考查了学生对压强公式的理解和运用,会计算高压锅内的气压、从沸点﹣气压图象搜集信息,注意单位换算.
20、高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上.它省时高效,深受消费者欢迎.
(1)请问高压锅的设计运用了哪些物理知识?
(2)小明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,给厂家提出了一个增加易熔片(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出气孔(如图1).试说明小明建议的物理道理.
(3)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g.通过计算并对照图象(图2)说明利用这种高压锅烧水时,最高温度大约是多少?假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要做哪方面的改进,如何改进?
由图象可得锅内最高温度大约为115℃.
若要把这种锅向西藏地区销售,由于西藏大气压较小,要使锅内最高温度仍为115℃,锅内外压强差变大,应适当提高锅的承压能力,并适当增加安全阀的质量.
点评:本题主要考查学生对:沸点与气压的关系,以及压强的计算公式的了解和掌握,是一道难题.
21、如图所示为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴有一个“帽子”为限压阀.当高压锅内气体_的压强超过安全值时,锅内的气体会顶起限压阀跑出一部分,使锅内气体压强减少,保证高压锅安全使用.已知空心柱小孔的横截面积为10﹣5m2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体最大压强为1.8×105Pa.(g取10N/kg)
(1)用高压锅烧水至沸腾时,水的温度 > 100℃(选填“>”、“<”或“=”)
(2)计算锅内外气体的最大压强差;
(3)计算限压阀的质量.
考点:沸点及沸点与气压的关系;压强的大小及其计算。
专题:应用题。
分析:①高压锅是根据液体沸点与气压的关系设计工作的;
②气压与液体沸点的关系是:气压增大沸点升高,气压减小沸点降低;
③锅内最大气压等于外界大气压与限压阀产生的压强之和.
解答:解:(1)高压锅内的气压高于一标准大气压,所以水的沸点大于100℃;
故答案为:>;
(2)p=p内﹣p外=1.8×105Pa﹣1.0×105Pa=0.8×105Pa21cnjy
(3)G阀=F=ps=0.8×105Pa×10﹣5m2=0.8N,
所以m===0.08kg
答:锅内外气体的最大压强差是0.8×105Pa;
限压阀的质量为0.08kg.
点评:本题综合考查了高压锅的工作原理:气压增大,沸点升高;锅内气压等于大气压与限压阀产生的压强之和.
22、如图,高压锅是家庭厨房中常见的炊具,利用它可以将食物加热到100℃以上,它省时高效,深受消费者欢迎.
21cnjy
(1)为了防止出气孔堵塞致使高压锅发生爆炸的危险,放气孔是它的第二道安全防线.放气孔封口是易熔片(熔点较低的合金材料),试说明采用易熔片的物理道理.
(2)小明测得家中高压锅出气孔的直径为4mm,压在出气孔上的安全阀的质量为80g,取g=10N/kg,计算安全阀自重对出气孔处气体所产生的压强.
(3)当高压锅内气压增大到某一值时,锅内气体就能自动顶开安全阀放气.在外界为标准大气压的环境下,该高压锅内的气体能达到的最大压强是多少?对照图所示水的沸点与气压的关系图线,说明利用这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是多少?
考点:沸点及沸点与气压的关系;压强的大小及其计算。
专题:应用题;信息给予题。
分析:(1)易熔片的熔点低,这样它就能及时的熔化,锅内气体便可以从放气孔出来,锅内气压就会减小,防止出现爆炸;
(2)先算出安全阀的重力,然后算出气孔的面积,最后根据压强公示P=计算压强;
(3)锅内气压应该是一标准大气压与安全阀压强之和.知道了锅内气压,对照图象,就可以找出锅内的最高温度.
解答:解:(1)高压锅一旦安全阀失效,出气孔就被堵塞,锅内气体压强就会过大,沸点也随之升高,当锅内温度达到易熔片的熔点时,再继续加热易熔片就开始熔化,锅内气体便从放气孔喷出,使锅内气压减小,从而防止爆炸事故发生;
(2)安全阀的重力:G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,:21*cnjy*com
气孔的面积:S=πr2=3.14×(0.002m)2=1.256×10﹣5m2安全阀对气孔处气体产生的压强:P===6.4×104pa;21cnjy
(3)由题意知:锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和,则锅内气压是1.0×105Pa+6.4×104pa=1.64×105pa,:21*cnjy*com
对照图象可知,当气压为1.64×105pa时,所对应的温度是115℃.
点评:本题属于物理知识在生活中的实际应用.计算是本题的一个易错点,一定要注意单位的统一.21cnjy
23、小明和同学们到光明农场参加综合实践活动.:21*cnjy*com
(1)小明帮助老乡收割麦子,发现双脚在田里比在田埂上陷得深,由此得出结论:他在田里对地面的压强大于在田埂上对地面的压强.你认为他的说法对吗?为什么?
(2)小明第一天将盛有部分热水的杯子旋紧杯盖后放在桌上(杯盖上有密封圈),第二天他用很大的力也旋不下杯盖,原因可能是 杯内气压小,杯盖与杯口摩擦力 .请为他,提供一种打开瓶盖的方法: 用热水焐一会儿后再用力旋
(3)聪明的小明在劳动之余做了如图的实验,A、B为两根透明的管子.当用力向月管里吹气时,同学们看到A管中的水上升了,则水面升高的原因是 A管口空气流速加快导致压强减小 .
(4)小明打开冰柜取出棒冰准备发给同学们,他发现柜门周围的“白气”是向下沉的,而一根棒冰上表面的“白气”是向上升的,则“白气”是 水蒸气液化成的小水珠 ;产生以上不同现象的原因可能是 水蒸气液化后小水珠的多少 .
(5)农场仓库进了一批化肥,现需要把化肥运到离地面2m高的平台上,为此,同学们分组设计了两种简单机械的组合装置,如图甲、乙所示(已知OA>OB)
①对照甲、乙两种机械装置,我们选用时,首先要考虑的因素是 机械效率 ,其原因是 机械效率高时额外功少,耗能少 ;
②如果用乙方案完成任务,这套装置应该具备的条件是: 支点O的位置超过2m .
(4)“白气”是水蒸气液化的小水滴;下沉是因为小水滴多,上升是因为小水滴比较少或者可能有上升的热气流;
(5)机械效率是反映机械性能好坏的一个指标,机械效率高,即有用功所占的百分比就多,相应的额外功就少;
因为要把化肥运到离地面2m高的平台上,所以该杠杆的指点O应离地面在2m以上.
解答:解:(1)小明的体重不变,双脚的面积不变,根据P=可知,他在田里对地面的压强与在田埂上对地面的压强相等.至于为什么在田里陷得深,主要是因为田里的土比较松软,能承受的压强没有田埂的大. 不对,因为小明对地面的压力和受力面积没有改变,所以两处压强应该相等.
(2) 这是因为杯内气压小,杯盖与杯口摩擦力较大;用热水焐一会儿,这样杯内气压就会增大,当与外界大气压平衡时,然后再旋就比较容易了;
(3)流体压强与流速有关:流速越大,压强越小.则水面升高的原因就是A管口空气流速加快导致压强减小;
(4)“白气”不是气,是水蒸气液化成的小水珠;冰箱周围的“白气”比冰棒周围的“白气”多,所以一个下沉一个上升的原因是空气中水蒸气液化后小水珠的多少;
(5)①使用任何一种机械都不可避免地要做额外功,当然我们希望额外功越少越好,即机械效率越高越好;机械效率高时额外功少,耗能少
②要把化肥送到2m高的平台上,则需要让支点O的位置超过2m
故答案为:(1)不对,因为小明对地面的压力和受力面积没有改变,所以两处压强应该相等.
(2)杯内气压小,杯盖与杯口摩擦力;用热水焐一会儿后再用力旋;
(3)A管口空气流速加快导致压强减小;
(4)水蒸气液化成的小水珠;水蒸气液化后小水珠的多少;
(5)①机械效率;机械效率高时额外功少,耗能少;②支点O的位置接超过2m.
点评:本题综合性较强,考查的知识比较多,主要考查的是根据给出的现象结合所学的知识进行分析推理的能力.
24、根据某建筑工程需要制成了一体积为1m3的正方体大理石块,经测定大理石块的质量为2.7×103kg.(g取10N/kg)
(1)该大理石的密度是多少?
(2)该大理石块放在水平地面上对地面的压强是多少?
答:(1)大理石的密度是2.7×103kg/cm3;21cnjy
(2)大理石地面的压强是2.7×104Pa.
点评:此题考查了我们利用密度公式和压强公式的基本计算,这都是我们力学中常用的公式,应该熟练掌握.
25、为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖.如图所示,质量3.6kg的某空心砖,规格为20cm×15cm×10cm,砖的实心部分占总体积的60%.求:
(1)该砖块材料的密度;
(2)生产每块空心砖比同规格的实心砖可节省材料多少千克?:21*cnjy*com
(3)一块同规格的空心砖和实心砖,以相同方式放在水平地面上,对地面的压强最多相差多少帕?
21cnjy
考点:密度的计算;密度公式的应用;空心、混合物质的密度计算;压强的大小及其计算。
专题:计算题。
分析:(1)已知空心砖的规格,可求空心砖的体积,砖的质量已知,根据公式ρ=可求密度.
(2)先求出同规格实心砖的质量,再减去空心砖的质量,就是出节省的材料的质量.
(3)砖在水平地面上平放、竖放和侧放时,竖放时对地面压强最大,根据公式P=分别求出实心砖和空心砖对地面的压强,再进一步求出对地面的压强差.
解答:解:(1)该砖块的总体积V=20cm×15cm×10cm=3×10﹣3m3,
材料的密度.
答:该砖块材料的密度为2×103kg/m3.
(2)同规格实心砖的质量m=ρV=2×103kg/m3×3×10﹣3m3=6kg,
可节省的材料△m=m﹣m1=6kg﹣3.6kg=2.4kg.:21*cnjy*com
答:可节省材料2.4kg.
(3)竖放时对地面的压强相差最大,此时受力面积S=15cm×10cm=0.015m2,
实心砖对地面压强,:21*cnjy*com
空心砖对地面的压强,
压强相差△P=P﹣P1=4×103Pa﹣2.4×103Pa=1.6×103Pa.:21*cnjy*com
答:对地面的压强最大相差1.6×103Pa.
点评:本题考查空心物体密度的计算,质量的计算,对地面压强的计算,关键是对公式的灵活运用,难点是判断砖放的方式,哪种方式对地面压强最大,重点是对受力面积的计算.
26、如图所示、在修建水沟时,常用水泥板进行铺设,这种水泥板长1.8m、宽0.9m、高0.2m.(g取10N/㎏)
(1)起重机将一块水泥板匀速吊起时,所用的拉力是7128N,假设水泥板的密度是均匀的,求它的密度.
(2)按照水泥板的长边与水沟两平行边线垂直的要求铺设水泥板,已知水沟宽1.0m,求水泥板对沟面的压强.21cnjy
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ρ===2.2×103kg/m3.
(2)水泥板对沟面的受力面积:
s=0.9m×(1.8m﹣1.0m)=0.72m2,
水泥板对沟面的压强:
P===9.9×103Pa.
答:(1)它的密度是2.2×103kg/m3.:21*cnjy*com
(2)水泥板对沟面的压强是9.9×103Pa.
点评:此题涉及到密度公式和压强公式的应用,重力的计算等知识点,此题难度不大,但综合性较强,解答中特别要注意水泥板对沟面的受力面积的计算.
27、我县为纪念2008年“平江起义80周年”,在平江起义纪念管前建了长、宽、高分别为4m、0.5m、1m的纪念碑一座,所用花岗岩的密度为2.8×103kg/m3.求
(1)纪念碑的质量;:21*cnjy*com
(2)纪念碑对基座的压强.