一、选择题
1.四块完全相同的砖,按图放置,设左边砖对地面的压强为P左,右边砖对地面的压强为P右,则( )
A.P左:P右=1:2 B.P左: P右=2: 1
C.P左: P右=4:1 D.P左: P右=1:1
2.小敏利用海绵、桌子和砝码进行了如图的探究实验。下列分析不正确的是( )
A.探究的问题:压力的作用效果与什么因素有关
B.探究的方法:控制变量法
C.探究过程分析:通过观察海绵凹陷面积大小判断受力效果
D.探究的结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关
3.如图所示的水平雪地上,穿着雪橇的芳芳总质量为70 kg,没有陷人雪地;而穿着运动鞋的小明总质量为50kg,却深陷雪地。下列说法正确的是( )
A.芳芳对雪地的压力比小明的小
B.芳芳对雪地的压力和小明的一样
C.芳芳对雪地的压强比小明的小
D.受力面积和压力都不等,无法比较谁对雪地的压强大
4.桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1,倒立放置时瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2。则( )
A.p2=p1,F2=F1 B.p2<p1,F2<F1
C.p2<p1,F2>F1 D.p2>p1,F2<F1
5.估测是科学中常用的一种方法,也是一个 人科学素养的体现。下列是小棉同学对一些科学量的估测,其中符合实际的是( )
A.普通中学生的重力约为2000牛
B.奥运会男子百米跑的平均速度约为20米/秒
C.地球自转一周时间约为12小时
D.两层报纸平铺在桌面上,对桌面的压强约为1帕
6.少林功夫“二指禅”绝活令 人称奇。表演时,人体倒立,只用中指和食指支撑全身的重量,如图所示。成人体重大约为600 N,两个手指面积约为2 cm2,这时两手指对地面的压强最接近于( )
A.3×102 Pa B.3×104Pa C.3×106 Pa D.3×108 Pa
7.如图所示,能正确描述受力面积相同时,固体压强与压力大小关系的图像是( )
A.B.C.D.
8.如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB和对地面的压强pA:pB分别为( )
A.mA:mB=2:1,pA:pB=2:1 B.mA:mB=1:1,pA:pB=2:1
C.mA:mB=1:1,pA:pB=1:1 D.mA:mB=2:1,pA:pB=1:1
9.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。下列说法中正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙 ②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙 ④容器对桌面的压强:p甲'=p乙'
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
10.如图所示,有一密闭的圆台形容器,内装一定质量的水,如果把它倒置后放在水平桌面上,则下列说法正确的是( )
A.水对容器底部的压力相等,压强是图乙大
B.容器对桌面的压力相等,压强相等
C.图乙中水对容器底部的压力小,压强大
D.图甲中水对容器底部的压力小,压强小
11.如图是某同学在探究甲、乙两种物质质量和体积关系时得到的图像。若用这两种物质分别做成A、B两个质量相等的实心正方体。把它们平放在水平地面上,则两物体对水平地面的压强之比pA: pB为( )
A.8:1 B.4:1 C.2:1 D.1:1
12.对于压强公式p= 的解释,下列说法中正确的是( )
A.物体受的重力越大,产生的压强越大
B.物体的压力越大,产生的压强越大
C.受力面积不变,产生的压强与压力成正比
D.受力面积越大,产生的压强越大
13.如图所示,三个底面积不同的直筒形容器中分别盛有 A、B、C 三种液体,它们对容器底部的压强相等。现分别从三个容器内抽出相同质量的液体后,剩余液体对容器底部的压强 pA、pB、pC 的大小关系是( )
A.pA>pB>pC B.pA=pB=pC C.pA
pB
14.如图所示,两个形状、大小、材料完全相同的实心2物体1 和2,放在水平桌面上,它们对桌面产生的压力F或压强p的大小关系正确的是( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.p1=p2 D.p1>p2
15.已知两个实心圆柱体A、B的底面积之比为1:3,高度之比为2:3,构成A、B两个圆柱体物质的密度分别为ρA和ρB,将B放在水平地面上,A叠放在B上面(如图甲所示),B对地面的压强为p1,若把B叠放在A上面(如图乙所示),B对A的压强为p2。若p1:p2=1:2,则ρA:ρB为( )
A.3︰2 B.1︰3 C.2︰9 D.9︰4
二、填空题
16.如图1是a、b两种不同物质质量和体积的关系图像,则a、b两种物质密度之比为 ,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙(图2)两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为 。
17.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。则:液体对容器底部的压强p甲 p乙;容器对桌面的压强p甲‘ p乙’p。(均填“>”“=“或“<")
18.如下图所示,在甲、乙两个完全相同的容器中盛有质量相等的水和酒精(已知ρ水>ρ酒)其中a、b两点到液面的距离相同,a、c两点到容器底部的距离相同。
(1)甲盛的是 。
(2)在a、c两点水平面以下,容器中水的质量比酒精 (选填“大”或“小”)
(3)在a、b两点水平面以下,容器中水的质量比酒精 (选填“大”或“小”)
三、实验探究题
19.某同学利用小桌、砝码、泡沫塑料在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过 来显示压力的作用效果。
(2)由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时, 越大,压力的作用效果越 。
(3)由 两图所示实验现象可得出:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越 。
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p乙 (填“ 大于”“小于”或“等于”)p丁。该实验的研究方法是 。
20.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”实验中,小安对实验器材做了一些改进,如图所示,在透明有机盒里放入一块海绵和砖块进行实验。(砖块和筒壁间摩擦不计)
(1)实验时,是通过观察 来比较砖块对海绵的压力作用效果,这种实验方法叫做转换法。采用相同方法的实验还有 (请举一例);
(2)对比丙戊两图,小吉认为压力作用效果与受力面积大小无关。你认为他的观点是否正确?并说明理由。
(3)小安看到“胸口碎大石”的魔术,查阅资料并通过实验发现:只要钉子尖端总的面积达到安全标准,同时尖端处于同一个水平界面,人就能安全躺在布满密密麻麻钉子的钉床上面。请解释其原理。 。
21.2020年11月10日8时12分,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底深度10909米,如图甲所示。“奋斗者”号需要承载的水压是1.12×108帕,由此小卡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,如图乙所示。
(1)使用压强计前,用手轻轻按压几下橡皮膜,U形管中的液体能灵活升降,说明 。
(2)图乙中实验①、②、③说明,当液体密度相同时,液体的压强随深度的增加而 。
(3)图乙中实验④、⑤,是两个完全相同的容器,分别盛有适量的液体a和液体b。液体a的密度 (选填“大于”、“等于” 或“小于”)液体b的密度。
22.小安用液体压强计探究液体内部压强与液体的深度的关系,如图所示是部分实验过程。
①将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;
②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;
③调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图 所示,在深度15厘米处观察到现象如图 所示。请完成下列问题:
(1)②中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧液面高度差逐渐减小的原因是 ;
(2)小安反思: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。这样做的目的是 ;
(3)小安补充的其中一个实验步骤是:将金属盒放入盐水中深度15厘米处时,实验现象如图C所示,比较B、C现象可说明 ;
(4)如图D为一圆柱形容器,容器内装有密度为 的液体,O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。请根据压强公式推导出O点所在横截面受到的液体压强p0与深度h之间的关系式,并写出推导过程。
四、解答题
23.如图是我国自主研发的长航程极地漫游机器人。机器人质量约500 kg,装有四条履带,每条履带与地面的接触面积约为1000cm2。首次在南极内陆冰盖完成了30 km自主行走。问:(g取10 N/kg)
(1)机器人受到的重力为多少?
(2)该机器人静止在水平冰面上时,对冰面的压强为多大?
24.“五一”假期,爸爸带小明自驾外出旅游,回家后爸爸要求小明完成以下科学问题,现在请你一起完成。已知:爸爸质量为60千克,小明质量为40千克,轿车质量为1.9吨。(g取10牛/千克)
(1)行驶过程中爸爸要求小明系好安全带,是为了避免紧急刹车时因 而造成伤害;小明发现安全带设计较宽,这是为了 。
(2)他们早上6点钟出发,到达景点的时间是7点30分,汽车路程表出发前为100km,到达景点时为220km,此次出游的平均速度为多少千米/小时?
(3)如果在水平路面上汽车匀速行驶时的阻力是总重力的0.2倍,汽车匀速行驶时的发动机牵引力是多少牛?
(4)如果每只轮胎与地面的接触面积为200厘米2,汽车行驶在水平路面上时,地面受到的压力是多少?压强是多少?
25.随着社会的进步,“绿色出行,低碳生活”的理念已经深入人心。小明同学在上学时骑着自行车在平直的水平路面上以5米/秒的速度匀速行驶,已知小明同学的质量为60千克,自行车质量为10千克,前后轮胎和地面总接触面积为2×10-3米2。在小明骑行过程中,自行车受到的总的阻力是人和车总重力的0.02倍,求:(g取10牛/千克)
(1)自行车受到的牵引力。
(2)自行车对水平路面的压力。
(3)自行车对水平路面的压强。
答案及解析
一、选择题
1.B
【解析】根据图片可知,砖块对地面的压力都等于2块砖的总重力,即压力之比:F左;F右=1:1;
砖块与地面的接触面积之比为:S左:S右=1:2;
根据公式p=可知,二者对地面的压强之比:。 故选B。
2.C
【解析】实验甲和乙中,桌子与海绵的接触面积相同,乙中压力大,海绵的凹陷程度越大,那么得到结论:压力的作用效果与压力大小有关。在实验乙和丙中,压力大小相等,乙与海绵的接触面积小,而海绵的凹陷程度大,那么得到结论:压力的作用效果与接触面积大小有关。
A.探究的问题:压力的作用效果与什么因素有关,故A正确不合题意;
B.探究的方法:控制变量法,故B正确不合题意;
C.探究过程分析:通过观察海绵凹陷程度的大小判断受力效果,故C错误符合题意;
D.探究的结论:压力的作用效果与压力的大小和受力面积大小有关,故D正确不合题意。 故选C。
3.C
【解析】芳芳和小明对雪地的压力都由重力产生,即压力等于重力。因为芳芳的总重力大于小明,所以芳芳对雪地的压力大于小明,故A、B错误;
芳芳对雪地的压力大于小明,且芳芳与雪地的接触面积大于小明,根据是否陷入雪地可知,芳芳对雪地的压强比小明的小,故C正确,D错误。 故选C。
4.D
【解析】(1)根据F=G瓶+G水可知,桌面受到的压力相等。根据公式可知,因为S2p1;
(2)当瓶子正立时,有水的部分为柱体,则水对瓶子底部的压力F1=G;当瓶子倒立时,瓶子下口小上口大,则水对瓶盖的压力F25.D
【解析】A: 一个中学生的质量约60kg,受到的重力约为600牛,故A错误。
B: 奥运会男子百米跑的平均速度略大于10m/s,故B错误。
C: 地球自转一周时间约为24小时 ,故C错误。
D: 一张报纸平铺在水平桌面上对桌面的压强约为0.5Pa,两层报纸平铺在桌面上,受力面积不变,压力变为2倍,求出对桌面的压强约为1Pa,故D正确。 故选D
6.C
【解析】两个手指对地面的压强最接近于:。 故选C。
7.B
【解析】根据压强公式可知,当受力面积相同时,固体压强与压力大小成正比,那么二者变化的图像应该是通过坐标原点的斜线,故B正确,而A、C、D错误。 故选B。
8.B
【解析】(1)根据公式m=ρV得到:;
(2)根据F=G=mg得到:;
根据可知,它们对地面的压强之比:。 故选B。
9.D
【解析】①容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,即F=G容器+G液。因为容器和液体的质量相等,所以它们的重力相等,则容器对桌面的压力相等,故①错误;
②液体的密度相等,且体积V甲ρ乙,故②错误;
③液体的深度相同,且密度ρ甲>ρ乙,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强p甲>p乙 ,故③正确;
④容器对桌面的压力相等,且容器的底面积相等,根据可知,容器对桌面的压强相等,故④正确。 故D正确,而A、B、C错误。 故选D。
10.C
【解析】甲容器下口大,则容器底部受到的压力F甲>G水;乙容器下口小,则容器底部受到的压力F乙F乙。乙容器中水面的高度大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,容器底部受到的液体压强p甲容器对桌面的压力等于容器与水的总重力,因此两个容器对桌面的压力相等。容器的底面积S甲>S乙,根据公式可知, 容器对桌面的压强:p甲'
11.B
【解析】根据图像可知,甲的密度为:;
乙的密度为:;
则A、B的密度之比:ρA:ρB=8g/cm3:1g/cm3=8:1;
A、B的质量之比:mA:mB=1:1;
则二者的体积之比:VA:VB=;
那么A、B的边长之比:LA:LB=1:2;
A、B的底面积之比:SA:SB=1:4;
则A、B对地面的压强之比:。 故选B。
12.C
【解析】物体产生的压力不一定由重力产生,故A错误;
根据公式可知,当受力面积不变时,产生的压强与压力成正比,故B错误,C正确;
根据公式可知,当压力不变时,产生的压强与受力面积成反比,即受力面积越大,产生的压强越小,故D错误。 故选C。
13.C
【解析】容器底部受到的压强相等,
即pA'=PB'=PC';
从三个容器中抽出相同质量的液体后,
容器底部压强的减小量为:;
三个容器的底面积SA则容器底部减小的压强:△pA>△pB<△PC;
根据剩余液体对容器底部的压强P=P'-△p可知,
剩余液体对容器底部的压强:pA14.B
【解析】两个物体对桌面的压力都由它们的重力产生,因为二者的质量相同,所以它们的重力相等,即对桌面的压力相等,故A错误,B正确;
两个物体对桌面的压力相等,但是接触面积S1>S2,根据压强公式可知,它们对桌面的压强:p115.D
【解析】A叠放在B上,B对地面的压强:;
B叠放在A上,B对A的压强:;
则;
; 解得:ρA:ρB=9:4。 故选D。
二、填空题
16.2:1;2:1
【解析】(1)根据图1可知,a的密度:;
b的密度:;
则a、b的密度之比为:。
(2)上下粗细一致且密度均匀的柱体,对地面的压强:
; 则甲乙对水平地面的压强之比为:。
17.>;=
【解析】(1)根据图片可知,液体的体积V甲ρ乙。此时液体深度h甲=h乙,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,容器底部受到液体压强p甲>p乙。
(2)容器的质量和液体的质量相同,根据G=mg可知,容器和液体的总重力相等。根据F=G总可知,容器对桌面的压力相等。容器的底面积S甲=S乙,根据可知,容器对桌面的压力p甲'=p乙'。
18.(1)水(2)大(3)小
【解析】(1)质量相同时,密度越大,体积越小,因为水的密度大,所以体积小的是水,故甲容器中盛的液体是水;
(2) 容器是形状规则的相同容器, 在a、c两点水平面以下,水的体积和酒精 体积一样,水的密度大,故水的质量大;
(3) 容器是形状规则的相同容器, 在a、b两点水平面以上,水的体积和酒精体积一样,水的密度大,水的质量大;而水和酒精的总质量一样,所以a、b两点水平面以下,水的质量比酒精 小。
三、实验探究题
19.(1)泡沫塑料凹陷的程度(2)压力;明显(3)乙、丙;不明显(4)等于;控制变量法(或转 换法)
【解析】(1)该实验是通过泡沫塑料凹陷的程度来显示压力的作用效果。
(2)甲和乙图中,受力面积相同,但是压力大小不同,那么得到结论:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)探究受力面积对压力作用效果的影响时,必须控制压力大小相同而改变受力面积,故选乙和丙。
丙图中受力面积大,泡沫塑料凹陷的程度更小,那么得到结论:压力一定时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显。
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中小桌产生的压强p乙=p丁。该实验的研究方法是控制变量法。
20.(1)海绵的凹陷程度;利用音叉弹开物体证明发声的物体在振动(合理即可)
(2)不正确,因为没有保持压力的大小相同
(3)表演者使用的钉板,钉子的数量非常多,在一定压力范围内,通过增大受力面积来减小压强,保证了表演者不被钉子扎伤。
【解析】(1)实验时,是通过观察海绵的凹陷程度来比较砖块对海绵的压力作用效果,这种实验方法叫做转换法。采用相同方法的实验还有:利用音叉弹开物体证明发声的物体在振动。
(2)对比丙戊两图,小吉认为压力作用效果与受力面积大小无关。我认为他的观点不正确,理由为:因为没有保持压力的大小相同
(3)小安看到“胸口碎大石”的魔术,查阅资料并通过实验发现:只要钉子尖端总的面积达到安全标准,同时尖端处于同一个水平界面,人就能安全躺在布满密密麻麻钉子的钉床上面。其原理为:表演者使用的钉板,钉子的数量非常多,在一定压力范围内,通过增大受力面积来减小压强,保证了表演者不被钉子扎伤。
21.(1)装置不漏气(2)增大(3)小于
【解析】(1)使用压强计前,用手轻轻按压几下橡皮膜,U形管中的液体能灵活升降,说明装置不漏气。
(2)比较图乙中实验①、②、③可知,在水中时,橡皮膜所在的深度越大,U型管两侧液面的高度差越大,因此得到结论:当液体密度相同时,液体的压强随深度的增加而增大。
(3)根据图片可知,在实验④⑤中,U型管两侧液面的高度差相等,说明液体压强相等,此时深度ha>hb,根据公式p=ρ液gh可知,液体的密度ρa<ρb。
22.(1)装置漏气(2)避免实验的偶然性,使实验结果更可靠
(3)液体内部压强与液体的密度有关
(4)pa= =ρhg
【解析】(1)②中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧液面高度差逐渐减小的原因是:装置漏气。
(2)小安反思: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。这样做的目的是:避免实验的偶然性,使实验结果更可靠。
(3)小安补充的其中一个实验步骤是:将金属盒放入盐水中深度15厘米处时,实验现象如图C所示,比较B、C现象可说明:液体内部压强与液体的密度有关
(4)横截面上受到的压强 pa= =ρhg 。
四、解答题
23.(1)解:G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N
(2)解:F=G=5000 N,S=0.4 m2, p= =1.25×104Pa
【解析】(1)根据G=mg计算出机器人受到的重力;
(2)机器人对地面的压力等于自身重力,即F=G,再根据压强公式计算它对冰面的压强。
24.(1)惯性;减小压强
(2)解:t=7 :30-6:00=1.5 h,
s= 220 km- 100 km= 120 km,
v= =80 km/h
(3)解:m总=60 kg+40 kg+1.9×103kg=2 000 kg,
G=m总g=2 000 kg×10 N/kg=20 000 N,
f=0.2G=0.2×20000 N=4 000 N,
因为汽车匀速行驶,所以F牵=f=4 000 N。
(4)解:因为汽车对地面的压力F压与地面对汽车的支持力F支是一对相互作用力,而F支与汽车总重力G是一对平衡力,故F压=G=20 000 N,S=4×200 cm2=0.08 m2,
p= =2.5×105Pa。
25.(1)解:人和车的总重力:G总=(m人+m车)g=(60千克+10千克) ×10牛/千克=700牛,
由题意可知,阻力f=0.02Gg =0.02×700牛=14牛,
小明骑着自行车在平直的水平路面上匀速行驶,则牵引力与阻力是一对平衡力,F=f=14牛。
(2)解:自行车对水平路面的压力:F压=G总=700牛
(3)解:自行车对水平路面的压强:p= =3.5×105帕。
【解析】1)首先根据 G总=(m人+m车)g 计算出人和车的总重力,再根据 f=0.02G总 计算出车受到的阻力,最后根据二力平衡的条件计算出自行车受到的牵引力。
(2)水平面上物体对地面的压力等于物体的重力,即F压=G总;
(3)根据压强公式计算出自行车对水平路面的压强。
3.7压强