【精品解析】浙江省2018-2022年科学中考真题汇编30:压强和大气压

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名称 【精品解析】浙江省2018-2022年科学中考真题汇编30:压强和大气压
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资源类型 试卷
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科目 科学
更新时间 2023-03-01 15:43:15

文档简介

浙江省2018-2022年科学中考真题汇编30:压强和大气压
一、单选题
1.(2022·台州)为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是(  )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积
B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D.要提高实验的可靠性还需多次实验
【答案】B
【知识点】力的作用效果;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)将瓶盖的面积与鸡蛋上面的面积比较即可;
(2)减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力;
(3)力的作用效果:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态;
(4)根据科学探究的要求判断。
【解答】A.放上瓶盖后可以增大受力面积,故A正确不合题意;
B.敲击时,鸡蛋受到的压力相等,甲的受力面积大于乙,则鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,故B错误符合题意;
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状,故C正确不合题意;
D.要提高实验的可靠性还需多次实验,故D正确不合题意。
故选B。
2.(2022·湖州)如图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景,该老虎钳锋利的刀口(  )
A.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
B.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
C.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
D.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法;杠杆的分类
【解析】【分析】根据老虎钳的使用过程确定动力臂和阻力臂,然后比较大小。增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,老虎钳中间的转轴相当于支点,阻力作用在刀口上,动力作用在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。老虎钳的刀口十分锋利,即通过减小受力面积的方法增大压强。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.(2022·宁波)在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是(  )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
【答案】B
【知识点】增大或减小压强的方法
【解析】【分析】增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
【解答】A.坦克通过履带与地面接触,通过增大受力面积的方法减小压强,故A错误;
B.单钢轮压路机较重的前轮,通过增大压力的方法增大压强,故B正确;
C.滑雪板与雪地接触面积较大,通过增大受力面积的方法减小压强,故C错误;
D.背包用较宽的背带,通过增大受力面积的方法减小压强,故D错误。
故选B。
4.(2022·绍兴)下列关于压强的实验说法不正确的是(  )
A.实验甲说明大气压的存在
B.实验乙说明液体的沸点随着气压的增大而升高
C.实验丙说明气体的压强随着流速的增大而增大
D.实验丁说明同种液体中的压强随着深度的增加面增大
【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;影响液体压强大小的因素;流体压强与流速的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个图片中包含的物理原理即可。
【解答】A.在覆杯实验中,水和纸板受到大气向上的压强,因此没有下落,故A正确不合题意;
B.当烧瓶中的水沸腾后,用东西堵住导气管口,此时瓶内气压增大,水停止沸腾,说明水的沸点升高了,故B正确不合题意;
C.当向两个纸条中间吹气时,纸条中间空气流速大而压强小,在周围大气压强的作用下,纸条都向中间靠拢,故C错误符合题意;
D.在图丁中,当金属盒向下移动时,U形管两侧液面的高度差增大,说明液体的压强随深度的增大而增大,故D正确不合题意。
故选C。
5.(2021·台州)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好系带。如图。系带设计得比较宽是为了(  )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
【答案】D
【知识点】增大或减小压强的方法
【解析】【分析】减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积,据此分析判断。
【解答】头盔上的系带比较宽,可以通过增大受力面积的方式减小压强,佩戴更舒适,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.(2021·杭州)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上,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【答案】D
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】水平面上的物体对地面产生的压力等于自身重力,据此比较瓶子对桌面的压力大小,再根据公式比较瓶子对桌面压强的大小。
【解答】无论瓶子正立,还是瓶子倒立,它对桌面的压力都等于它的重力,因此瓶子对桌面的压力相等,即F甲=F乙。与桌面的接触面积S甲>S乙,根据公式可知,对桌面的压力p甲故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
7.(2020·湖州)下列现象中,不是通过形成低压区实现的是(  )
A.灰尘进入吸尘器内
B.导管口有气泡
C.刮大风时窗帘往外飘
D.气体进入肺部
【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】1、气体的流向与气压有关,气体由气压高的地方流向气压低的地方;
2、气压与气体的流速有关,气体流速越快气压越低,反之气压越高;
3、物体温度升高后体积会膨胀。
【解答】A、吸尘器内气体流速快气压低,外部气压高,气体将灰尘等压入吸尘器内,A错误;
B、用手捂住试管后试管内气体受热膨胀,气体从导管跑出,是因为试管内气压增大了,不是形成低压区实现的,B正确;
C、窗外刮大风时气体流速快气压小,房内气体流速慢气压大,窗帘往外飘是因为房外出现了低压,C错误;
D、吸收运动时,胸腔体积增大气压减小,空气从外部进入。通过肺内形成低压区实现,D错误。
故选B
8.(2020·温州)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是(  )
A.压强 B.压力
C.功率 D.时间
【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的变化;功率
【解析】【分析】长方形的面积公式为S=ab,因此只有横轴和纵轴表示的物理量为相乘关系时才能用面积表示,据此分析即可。
【解答】长方形的面积公式为S=ab,
A.根据可知,压力F与受力面积的比值等于压强p,与阴影面积不符,故A错误;
B.根据F=pS可知,压力等于压强和受力面积的乘积,与阴影面积相符,故B正确;
C.根据可知,功与时间的比值等于功率,与阴影面积不符,故C错误;
D.根据可知,功与功率的比值等于时间,与阴影面积不符,故D错误。
故选B。
9.(2020·绍兴)端午节,小敏提着一盒粽子去看望长辈时,下列提法中手受到压强最大的是(  )
A.用单手提单绳 B.用单手提双绳
C.用双手提单绳 D.用双手提双绳
【答案】A
【知识点】压强大小比较
【解析】【分析】物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。
【解答】 小敏提着一盒粽子去看望长辈时,所以手受到的压力是固定的;比较受力面积即可,受力面积越小,则压强越大;
对比四种提法可知,单手提单绳时,手的受力面积最小,则其压强最大;故A符合题意;
故答案为:A。
10.(2020·嘉兴)下列生活中的现象均与气压有关, 其中一个利用的原理与另外三个不同的是(  )
A.吸饮料
B.拔火罐
C.高压锅煮饭
D.吸盘紧贴在墙面
【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个现象包含的物理原理,找出其中不同的即可。
【解答】吸饮料时,吸管中气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压入口中;拔火罐时,其中的棉花燃烧消耗氧气,使罐内气压减小,在外界大气压强的作用下,罐被压在皮肤上;吸盘能够紧贴在墙面上,是因为大气压强的作用;高压锅煮饭,利用是液体沸点随气压的增大而升高的原理,因此与其它三个原理不同的是C。
故选C。
11.(2019·台州)如图是某人表演的空手“吸”易拉罐魔术。下列有关叙述合理的是(  )
A.该魔术表演成功的关键是尽可能挤出易拉罐和手之间的空气
B.该魔术表演成功的关键是手对易拉罐的摩擦力要大于易拉罐重力
C.易拉罐保持静止时,受到的重力和大气的压力是一对相互作用力
D.易拉罐保持静止时,易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对平衡力
【答案】A
【知识点】平衡力的辨别;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)生活中的“吸”其实就是大气压强的压力作用;
(2)摩擦力产生的条件:相互接触;物体间做相对运动或有相对运动的趋势;
(3)平衡力和相互作用力的区别:如果两个力作用在一个物体上,则是平衡力;如果作用在两个物体上,则是相互作用力。
【解答】当易拉罐在空中保持静止状态时,它处于静止状态,即竖直向下的重力、手向下的压力和大气向上的压力是平衡力,即G+F手=F大气;罐内外的压强差越大,大气对它的压力越大,它就越稳定,故A正确,B错误;
易拉罐保持静止时,大气的压力大于它的重力,那么它们不是相互作用力,故C错误;
易拉罐保持静止时,它的重力作用在自己身上,而对手的压力作用在手上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故D错误。
故选A。
12.(2019·杭州)如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上,关于比较甲、乙两图中桌面受到的大小,下列说法(  )
A.甲图中桌面受到的压力比乙图大
B.乙图中桌面受到的压力比甲图大
C.两图中桌面受到的压力相等
D.无法确定
【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】水平面上的物体,对地面的压力等于上面所有物体的重力之和,即F=G总,据此判断即可。
【解答】条形磁铁都是完全相同的,因此它们的重力相等;将叠放的磁铁看作一个整体,那么它们对地面的压力都等于重力之和,即F=G总,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
13.(2019·杭州)双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为(  )
A.1250帕 B.2500帕 C.5000帕 D.12500帕
【答案】D
【知识点】估测;压强的大小及其计算
【解析】【分析】一个中学生的体重大约50kg,一只脚掌的底面积大约200cm2,根据计算对地面的压强。
【解答】这个中学生对地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
双脚与地面的接触面积为:S=200cm2×2=400cm2=0.04m2;
它对地面的压强大约为:。
故选D。
14.(2019·湖州)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是(  )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况过
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上
【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理,哪个与其它三个不同,哪个就是正确选项。
【解答】刮大风时,屋内空气流速小压强大,屋顶上空气流速大压强小,屋顶受到向上的托力,因此可能被大风掀起,原理是流体压强和流速的关系;打开窗户时,窗外的空气流速大压强小,因此窗帘会飘向窗外,原理是流体压强和流速的关系;当列车经过时,铁轨附近空气流速大压强小,人会受到向内的推力,可能发生意外,原理是流体压强和流速的关系;将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上,只是大气压强的作用,与流体压强和流速的关系无关,故D符合题意,而A、B、C不合题意。
故选D。
15.(2018·杭州)如图,质量分布均匀的长方体重物 A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且 SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为 PA和PB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确的是(  )
A.FA<FB
B.pA>pB
C.ρA>ρB
D.切割前后 A,B 对地面的压强均不变
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;压强的变化
【解析】【分析】物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】C、对于质量分布均匀的长方体,根据
A、B对地面的压强分别为:pA0=ρAgHA,
pB0=ρBgHB,
已知它们对地面的压强相等,即:HA<HB
所以ρA>ρB,C正确
BD、长方体A、B沿水平割去上半部分(如图中虚线所示) , 则hA'=hA,hB'=hB,
则剩余部分对地面的压强分别为:pA=ρAghA' =ρAghA=ρAghA=pA0,
pB=ρBghB' =ρBghB=ρBghB=pB0,故D错误;
已知pA0=pB0,则pA=pB,故B错误;
A、由于 SA>SB,根据F=pS可得:剩余部分对地面的压力FA>FB,A错误.
故答案为:C。
16.(2018·嘉兴)图像法是利用图像这种特殊且形象的工具,表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法,下列从图像中获得的结论错误的是(  )
A.ρ1>ρ2 B.R1>R2
C.v1>v2 D.p1>p2
【答案】B
【知识点】密度及其特性;压强大小比较
【解析】【分析】欧姆定律是:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
【解答】A、比较密度大小,可以比较相同体积时,质量的大小,质量越大,则密度越大;或者相同质量时,体积越小,则密度越大;由此可知图像是正确的;故A错误;
B、 该图是有关电阻的伏安特性曲线,电阻是导体本身的性质,但可以通过欧姆定律计算并比较大小,通过相同电压时,电流越大电阻越小或者相同电流时,电压越大电阻越大;对比图像可知,B图像错误;故B正确;
C、 匀速运动的物体,速度等于路程与时间之比;要比较速度大小,可以通过相同的时间,路程越大,则速度越大;或者相同的路程时间越短,则速度越大,对比图像可知C图像符合;故C错误;
D、 压强等于压力与受力面积之比;所以可以通过相同的受力面积,压力越大则压强越大或者相同压力,受力面积越小,则压强越大;对比图像可知,D图像正确;故D错误;
故答案为:B。
二、填空题
17.(2022·衢州)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
【答案】(1)变大
(2)大于或>;外或左
【知识点】摩擦力的存在;物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)气球总是向气压减小的一侧膨胀。
(2)根据浮沉条件解答。摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】(1)如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力
的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
18.(2022·丽水)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,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(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。
【答案】(1)受力面积
(2)等于
(3)480
【知识点】压强的大小及其计算;压力的作用效果;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图片确定哪个因素不同即可;
(2)根据液体压强公式p=ρ水gh比较水对瓶底和瓶盖的压强;
(3)根据压强相等,结合压强公式列出方程计算即可。
【解答】(1)根据图片可知,瓶子的重力相等,即对海绵的压力相等,瓶盖和瓶底的面积不同,即受力面积不同,因此本实验可得出:压力的作用效果与受力面积有关。
(2)根据图片可知,瓶子正放和倒放时水的深度h相等,根据液体压强公式p=ρ水gh可知,水对瓶底的压强和瓶盖的压强相等,即p1=p2。
(3)因为瓶子正放和倒放时的压强相等,
因此p1=p2;






解得:V倒=480mL。
19.(2021·湖州)右图是小章看爸爸切年糕的场景,爸爸说将年糕竖着切(如图1)比横着切(如图2)要省力。
(1)竖着切省力的原因是由于减小了   。
(2)年糕是人们喜欢的食品,年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中   这一结构。
【答案】(1)受力面积
(2)胚乳
【知识点】种子的结构;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)压力大小一定时,受力面积越小,产生的压强就越大,压力的作用效果跟压力大小和受力面积有关。
(2)水稻属于单子叶植物,营养物质储存在胚乳中,淀粉主要来自水稻种子的胚乳。
【解答】(1)图1与图2相比,图1的受力面积更小,当压力大小一定时,受力面积越小,产生的压强就越大,因此竖着切省力的原因是由于减小了受力面积,此时压强越大。
(2)淀粉主要来自水稻种子中胚乳这一结构。
故答案为:(1)受力面积(2)胚乳
20.(2019·温州)小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞开容器上,并用胶带绑紧。检查气密性后,将吸管的A端粘在橡皮膜中心,B端靠近卡纸上的M处。外界气压的变化会引起橡皮膜凹凸程度的变化,从而使吸管绕O点转动,指示气压大小变化。(外界气温的变化对容器内气压的影响极小)
(1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到   ,则气密性不好。
(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端的指向从M处变为N处。则甲、乙两地气压较大的是   。
【答案】(1)橡皮膜边缘有气泡冒出
(2)乙
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)检查气密性其实就是检测是否漏气,如果橡皮膜漏气,在水中被挤压时肯定会有气泡产生;
(2)橡皮膜凹陷,说明外界大气压增大;橡皮膜凸起,说明外界大气压减小。
【解答】(1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮腰,如果观察到橡皮膜边缘有气泡冒出,则气密性不好。
(2)吸管B端的指向从M处变为N处,那么吸管的A端向下运动,即橡皮膜向下凹陷,那么这时大气压增大,即乙地的大气压大。
21.(2018·湖州)一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有1/4的长度露出桌面外,如图所示。
(1)直棒对桌面的压强为   帕。
(2)在棒的右端至少应施加   牛的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面。
【答案】(1)1000
(2)1.5
【知识点】压强的大小及其计算;压强的变化;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。
【解答】(1)直棒对桌面的压力:F=G=1.5N;有 的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强为:p= = =1000Pa;故答案为:1000;(2)设直棒的长为L,由题知L1= L,重力的力臂L2= ﹣ = L,根据杠杆的平衡条件可得:F L1=G L2;F× L=1.5N× L,F=1.5N;故答案为:1.5N;
故答案为:(1)1000;(2)1.5N。
三、实验探究题
22.(2019·衢州) 1674年,英国化学家约翰·梅献为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。
Ⅰ.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里,把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上,用绳索将小铁方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。
Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙,再使铁块浸入稀硝酸中,观察到铁块表面迅速产生大量气泡,钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性,能与铁发生如下反应:4HNO3+Fe=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O]
Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙),立即取出铁块,以防气体外逸。
IV.等待一段时间后,水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应:4NO+3O2+2 ? =4HNO3)
分析与评价:
(1)步骤IV中的“?”处应填    。
(2)从图丙到图丁过程中,钟罩内水位上升的原因是   。(忽略温度变化的影响)
(3)小科重复了上述实验,虽实验时装置气密性良好,且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计),但经多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于1/5,原因是    。
【答案】(1)H2O
(2)一氧化氮与氧气参加了反应,气体减少,使钟罩内气压减小。外界大气压大于钟罩内气压,水被压入钟罩,导致钟罩内水位升高
(3)实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应。无论是一氧化氮过量还是氧气过量,均会使测得的结果偏小
【知识点】压强的变化;空气的成分及探究;化学方程式的配平
【解析】【分析】发现了在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和,这个规律就叫做质量守恒定律。
【解答】(1)化学反应前后原子的种类和个数都不会改变,反应后的产物中有4个氢原子,4个氮原子,12个氧原子;反应物中含有4个氮原子,10个氧原子;多出4个氢原子和2个氧原子,则另外一种反应物是 H2O ;
(2)由信息可知,刚开始Fe与稀硝酸反应会产生NO气体,导致瓶内气体体积增大,压强增大,大于外界大气压,所以液面下降;过一段时间后,NO与O2反应,且没有气体生成,导致瓶内压强减小,小于外界大气压,水被外界大气压压入瓶内,导致瓶内液面升高;
(3) 经多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于1/5,则说明瓶内氧气没有被耗完或者产生的NO气体有剩余,因为实验过程中不能准确的控制产生的NO气体恰好消耗完瓶内的氧气;
故答案为:(1)H2O ;(2)一氧化氮与氧气参加了反应,气体减少,使钟罩内气压减小。外界大气压大于钟罩内气压,水被压入钟罩,导致钟罩内水位升高;(3)实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应。无论是一氧化氮过量还是氧气过量,均会使测得的结果偏小。
23.(2018·衢州)阅读材料:
材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气没有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的。他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如下表):
关键问题的回答 支持者 反对者
大气压力支撑水银柱 笛卡尔
帕斯卡 所有亚里士多德学派
罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空 罗贝瓦尔
波义耳 所有亚里士多德学派、笛卡尔、
伽利略、霍布斯
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降。为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是   。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是   ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有(  )
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
【答案】(1)酒易挥发,相同时间里酒挥发的更多
(2)各玻璃管中水银柱的高度相等
(3)C;D
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【分析】大气对浸在它里面的物体产生的压强叫 大气压强,简称 大气压或 气压。 1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,有力地证明了大气压强的存在。
【解答】(1)反对者认为是水银的蒸发导致液面下降;既然认为酒精的液面下降更多,是因为酒精挥发更快;故答案为:酒易挥发,相同时间里酒挥发的更多;反驳者的观点是管内的空气导致的,所以可以反驳者的现象就是下降的高度相同;故答案为:各玻璃管中水银柱的高度相等;A、亚里士多德的观点是有人反驳的,不然就不会有后续的观点出现了;故A错误;
B、 科学实验是为了验证和提出实验结论,而不是要得到与前人一样的结论;故B错误;
C、 任何科学的发现都需要不断的完善和修正的,这样才能不断的接近现象的本质;故C正确;
D、 对于科学来说,很多问题都是依靠实验来验证和发现的;故D正确;
故答案为:CD;
故答案为:(1)酒易挥发,相同时间里酒挥发的更多;(2)各玻璃管中水银柱的高度相等;(3)CD。
四、解答题
24.(2022·杭州)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。
(2)合金板的密度。
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为   (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
【答案】(1)解:p盒= =1000Pa
(2)解:V合金=V外-V空心=720cm3-400cm3=320cm3
ρ合金= =4.5×103kg/m3
(3)沉底 盒子受到的最大浮力F浮=ρ水gV浮=1.0×103kg/m3×10N/kg×720×10-6m3=7.2N G盒=m盒g=1.44kg×10N/kg=14.4N F浮【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)盒子对桌面的压力等于自身的重力,根据压强公式 计算即可;
(2)根据图可知,盒子内空心部分为长方体,长和宽为:12cm-2cm=10cm,高为:5cm-1cm=4cm,根据V空=abc计算出空心体积,再用同样方法计算出盒子外部的总体积,然后二者相减得到合金的体积,最后根据公式 计算出合金的密度。
(3)当盒子上沿与水面平齐后,它排开水的体积等于自身的总体积,根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV浮 计算出它受到的浮力,再与盒子的重力比较,从而确定它的运动状态。
【解答】(2)根据图可知,盒子内空心部分为长方体,长和宽为:12cm-2cm=10cm,高为:5cm-1cm=4cm,
根据V空=abc=10cm×10cm×4cm=400cm3;
盒子的总体积:V=a'b'c'=12cm×12cm×5cm=720cm3;
则V合金=V外-V空心=720cm3-400cm3=320cm3;
则合金的密度: 。
25.(2022·舟山)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到   的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的   功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。请你解释悬浮球能被吸起的原因   。
【答案】(1)新冠病毒
(2)气体交换;用嘴吸气,悬浮球上方空气被吸走,气压低,下方气压大,故悬浮球会被吸起
【知识点】传染病及其传播;传染病的预防措施;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)病毒的结构非常简单,没有细胞结构,仅由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,不能独立生存,只有寄生在活细胞里才能进行生命活动。
(2)肺是人体的呼吸器官,位于胸腔,左右各一,覆盖于心之上。
【解答】(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到新冠病毒的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的气体交换功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。
如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。
悬浮球能被吸起的原因:用嘴吸气,悬浮球上方空气被吸走,气压低,下方气压大,故悬浮球会被吸起。
26.(2022·丽水)如图甲是清代的手持消防水枪,它在消防灭火中发挥过一定作用,其部分结构如图乙:枪身由内外两个套简组成,外简底部是进水口,内简顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,再向下压内筒喷水,如此反复。
(1)[原理分析]使用消防水枪吸水时,主要是利用了   。
(2)[方案设计]如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构,合理的是   。
(3)[尝试实践]为了解消防水枪的使用效果,小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示,用30秒将20千克水喷到15米高处,求他们对水做功的功率。
【答案】(1)大气压
(2)丙
(3)解:G=mg=20kg×10N/kg=200N
W=Gh=200N×15m=3000J
P= =100W
答:他们对水做功的功率为100W
【知识点】大气压强的存在;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)根据气压的变化确定阀门的开启方向,然后分析此时是否能够进水或排水即可。
(3)首先根据W=Gh计算对水做功,然后根据计算做功的功率。
【解答】(1)使用消防水枪吸水时,主要是利用了大气压。
(2)在图丙中,当活塞向上移动时,上面的气压减小,阀门向上开启,在外界大气压强的作用下,水流入桶内,完成吸水过程;
在图丁中,当活塞向上移动时,上面的气压减小,阀门不能向上开启,水不能流入筒内。
故选丙。
27.(2021·绍兴) 2021年5月15日,我国首个火星探测器“天一号”成功登陆火星,这是中国航天领域的里程碑事件,图为探测器离轨着陆火星全过程及“祝融号”火星车的示意图,已知g=3.76N/kg,请回答。
(1)“天一号”探测器着陆有降落伞减速和动力减速等过程,而“嫦娥五号”在降落月球时没有采用降落伞减速的原因是    。动力减速采用喷气方式,利用了力能   的原理,在此过程中着陆器受力是   (选填“平衡”或“不平衡”)的。
(2)着陆后,“祝融号”火星车从着陆器中驶出。已知火星车质量为240kg,共有6个车轮,若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10-3m2,求“祝融号”对火星水平平整表面的压强。
【答案】(1)月球表面没有大气层;改变物体的运动状态;不平衡
(2)F=G=mg火星=240kg×3.76N/kg=902.4N
p= =3.76×104Pa
【知识点】平衡状态的判断;力与运动的关系;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)打开降落伞后,空气对降落伞会产生巨大的阻力,从而起到减速的作用,根据月球的环境特点解答。物体运动状态的改变包括:由静止变为运动,运动变静止,速度变化和方向改变。当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它处于平衡状态。
(2)首先根据F=G=mg计算出车轮对火星表面的压力,再根据公式 计算出车轮对火星表面的压强。
28.(2021·丽水)创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水,小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸"到水;移开手后,能轻松“服”到水。请回答:
(1)小科能轻松“吸"到水是利用了   ;
(2)图中A点的压强   B点的压强(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)装有水的玻璃杯总质量为0.28千克,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4平方厘米,此时杯子对桌面的压强为多少?
【答案】(1)大气压
(2)等于
(3)解:F=G=mg=0.28kg×10N/kg=2.8N
S=4cm2=4×10-4m2
p= = =7×103Pa
答:玻璃杯对水平桌面的压强是7×103Pa
【知识点】压强的大小及其计算;大气压强的存在;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析;
(3)首先根据F=G=mg计算出杯子对桌面的压力,再根据计算杯子对桌面的压强。
【解答】(1)小科能轻松“吸"到水是利用了大气压;
(2)根据图片可知,图中A、B两点到水面的距离h相等,根据公式p=ρ液gh可知,A点的压强等于B点的压强。
29.(2020·衢州)近年来,衢州城市面貌焕然一新,这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图,洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶,进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。
项目 数值
空载质量(吨) 2.4
满载装水量(吨) 20
满载时车轮与水平地面接触总面积(米2) 0.4
正常洒水流量(吨/时) 50
(1)若洒水车满载并按正常洒水流量洒水,它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程?
(2)求洒水车满载时,停在水平地面上对地面的压强。
(3)在本次洒水过程中,洒水车的机械能大小变化情况是   。
【答案】(1)解:洒水时间
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km
答:最多可连续喷洒6km
(2)解:洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t= 22.4t=2.24×104kg
洒水车的总重:G=mg=2.24X104kgX10N/kg=2.24X105N
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N
洒水车对路面的压强:
答:洒水车对地面的压强为5. 6×105 Pa
(3)变小
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)根据计算出洒水时间,根据s=vt计算洒水距离;
(2)根据m= m车+m水计算洒水车和水的总质量,再根据 G=mg 计算出洒水车的总重力;洒水车对地面的压力等于车的总重力,即F=G,最后根据压强公式计算对路面的压强;
(3)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,根据机械能=动能+重力势能判断洒水车的机械能变化。
【解答】(1)洒水时间: ;
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km;
(2)洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg;
洒水车的总重:G=mg=2.24×104kg×10N/kg=2.24×105N;
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N;
洒水车对路面的压强: 。
(3) 在本次洒水过程中,洒水车的质量减小,速度不变,因此动能减小;质量减小高度不变,因此重力势能减小;根据机械能=动能+重力势能可知,洒水车的机械能不断减小。
30.(2020·金华·丽水)随着科技的发展,智能机器人不断出现在宾馆、医院、车站等公共场所。被誉为抗疫“智”先锋的医用消毒机器人,可在无人环境下自主导航,利用闪蒸技术360°无死角消毒,在此次抗击“新冠肺炎”中发挥着重要作用。某品牌消毒机器人部分参数如下表:
××牌消毒机器人
项目 参数
机身自重(千克) 80
运行速度(米/秒) 1
请分析计算下列问题:
(1)该机器人以运行速度匀速行驶5分钟,行驶的路程有多少米?
(2)若该机器人装载8千克消毒液并静止在水平地面上,与地面接触的总面积为0.008米2,此时该机器人对地面的压强有多大?
(3)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上,以运行速度做匀速直线运动,若电池的输出功率为140瓦,克服摩擦力做功的功率占电池输出功率的35%,则该机器人受到的摩擦力多大?
【答案】(1)解:s=vt=1米/秒×5×60秒=300米
(2)解:F=G=mg=(80+8)千克×10牛/千克=880牛
p= =1.1×103帕
(3)解:克服摩擦力做功的功率P=140瓦×35%=49瓦
f=F= =49牛
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;功率计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据公式s=vt计算机器人行驶的路程;
(2)机器人对地面的压力等于它与消毒液的总重力,即F=G总=m总g,然后根据公式计算机器人对地面的压强;
(3)首先根据P=P输出×35%计算出机器人克服摩擦力做功的功率,然后根据公式计算机器人受到的牵引力,最后根据二力平衡计算机器人受到的摩擦力。
31.(2020·杭州)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=10N/kg
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。
【答案】(1)S=100cm2=1×10-2m2
(2)F乙=G+F大气=G+p0S=120N+1.0×105Pa×1×10-2m2=1120N
(3)如图
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)甲中金属块与容器的接触面积等于金属块的底面积,而对容器底部的压力等于它的重力,根据公式计算甲中金属块对容器底部的压强;
(2)在乙图中,由于金属块的下表面与容器底部用蜡密封,因此不会受到水的浮力,此时金属块对容器底部的压力等于自身重力和大气压力的和。
(3)根据V排的变化确定金属块受到浮力的变化,然后根据F压力=G-F浮确定容器底部受到压力的变化,注意计算出相应节点的值。
【解答】(1)甲中金属块与容器的接触面积: S=100cm2=1×10-2m2 ;
金属块对容器底部的压强 : ;
(2)在乙图中,由于金属块的下表面与容器底部用蜡密封,因此不会受到水的浮力,
金属块对容器底部的压力为: F乙=G+F大气=G+p0S=120N+1.0×105Pa×1×10-2m2=1120N;
(3)当容器里没有水时,金属块对容器底部的压力等于它的重力,即F=G=120N;随着水面的上升,金属块排开水的体积不断增多,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,金属块受到的浮力不断增大。根据公式F=G-F浮可知,容器底部受到的压力不断减小。
当金属块完全浸没,水面高度达到20cm时,它受到的浮力为:
F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(0.2m×0.01m2)=20N;此时金属块对容器底部的压力:F=G-F浮=120N-20N=100N;
此后,随着水面的上升,物体受到的浮力不变,那么对容器底部的压力保持不变。如下图所示:
32.(2019·衢州)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目 参数 项目 参数
额定电压 220伏 额定功率 50瓦
空机质量 7.5千克 单个轮子接触地面面积 2厘米2
水箱容量 0.5升 轮子数量 4个
蒸发量 1升/时 电源线长度 1.2米
(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有   。
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量     ,从而维持人体体温恒定。
(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出一条改进建议:    。
【答案】(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降。
(2)减少
(3)解:P=50W=0.05kW
W=Pt=0.05kW×10h=0.5kW·h
(4)解:V=0.5L=0.0005m3
m水=P水
V=1.0×103kg/m3×0.0005m3=0.5kg
FG=mg=(0.5kg+7.5kg)×10N/kg=80N
S=4×2cm2=8cm2=0.0008m2
p=F/S=80N/0.0008m2=100000pa
(5)①加大空调扇水箱的容积,避免频繁加水②延长电源线长度等
【知识点】体温的控制;熔化与熔化现象;压强的大小及其计算;物体内能的改变方法;电功计算公式的应用
【解析】【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。电能,是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】(1)在水箱中加入冰块后,冰块熔化会吸热,降低水的温度,而冰块的周围的冰水混合物温度比水箱中的水温度低,通过热传递导致整个水箱的温度下降,这样水箱上方的空气的温度也会降低,吹出来的风温度也就比较低;
(2)血流量减少,则会导致人体对外散热减少;
(3)已知空调扇的功率和工作的时间,根据电能公式W=Pt计算即可;
(4)水箱加满水时,空调扇作用在地面的压力是水的重力和空调扇自身重力之和;表格中只告诉了 单个轮子接触地面面积,而空调扇与地面接触的是四个轮子的面积;然后根据公式P=F/S计算即可;
(5)由表格中的数据可知,存在不当之处的是水箱的容量只有0.5L,可以加入的水量太少,而蒸发量是1 升/时,每半个小时就需要加水一次;电源线长度只有1.2米,可以移动范围太小;
故答案为:(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降;(2)减少;
33.(2019·金华)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示。已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目 参数
最高车速(千米/小时) 25
整车质量(千克) 40
电动自行车最大功率(瓦) 400
(1)车轮上刻花纹的目的是   ;
(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕?
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?
(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?
【答案】(1)增大摩擦
(2)解:F=G=mg=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N
P=F/S=G/S=1000N/(50×10-4m2)=2×105Pa
(3)解:W=Fs=fs=0.08Gs=100kg×10N/kg×0.08×10000m=8×105J
(4)解:V=s/t=W/Ft=P/F=400W/80N=5m/s
【知识点】增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。做功是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
(2)小金在水平地面骑行时,对地面的压力是车和人的总重力,根据G=mg可以求出;然后利用P=F/S,面积的单位要切记转换成标准单位;
(3)已知阻力是总重力的0.08倍,即f=0.08G,然后根据W=fs即可求出克服阻力做功;
(4)小金骑行过程中匀速运动,即处于二力平衡状态,即可电动车的牵引力等于阻力;然后根据P=fV可知车速;
【解答】(1)车轮上刻花纹是为了增大 接触面的粗糙程度,从而增大摩擦;
34.(2018·宁波)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10—4m3/s,则通气孔的面积至少为   mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要   N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积   时,压强增大。
【答案】(1)6.8
(2)1.1
(3)减小
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)笔帽的通气量、气体流速、通气孔的面积存在一定的关系,通气量等于气体流速乘以通气孔的面积;(2)根据P=F/S可计算出医生至少需要的力;(3)一定质量的气体,压强与体积有关,体积越大压强越小,体积越小压强越大。
【解答】(1)通气孔的面积为:1.36×10—4m3/s/20m/s=0.68×10—5m2=6.8mm2;(2)F=PS=1.3×104Pa×0.85×10-4m2≈1.1N;(3)当急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压时,气体体积减小,压强会强大。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积减小时,压强增大。
故答案为:(1)6.8;(2)1.1;(3)减小
五、综合说理题
35.(2020·衢州)有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时,会提前打开车窗,以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下,车辆坠入水中、较深时,车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生,可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃,让水快速进入车内,待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中,车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由。
【答案】①液体的深度越深,压强越大,对车门和车窗产生较大的压力,不易开门
②水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,车窗玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,不易降下车窗玻璃
③用安全锤的尖端砸玻璃,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃
④水进入车内,车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门⑤砸碎车窗玻璃时,窗外水的压强大于车内压强,水能快速进入车内
⑥玻璃被砸碎,说明力能使物体发生形变;推开车门或爬出车窗逃生,说明力能改变物体的运动状态
答案示例:
答:车辆沉入水中越深,水的压强越大,水对车门和车窗产生较大的压力,车内人员无法将车门推开;水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,越不易降下车窗玻璃;用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃;较多的水进入车内,使得车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门而逃生。
【知识点】影响摩擦力大小的因素;压强大小比较;影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】①根据公式p=ρ液gh分析水的压强随深度的变化,再根据F=pS分析车窗收到压力的变化,得到不易开门的原因;
②根据车窗压力的变化分析车窗玻璃受到摩擦力的变化,从而得到车窗不易降下的原因;
③根据分析安全锤的尖端非常小从而导致容易击碎玻璃的原因;
④根据二力平衡确定车内外水深相同时,车门容易被推开的原因;
⑤水总是从压强大的地方流向压强小的地方,据此分析杂碎窗玻璃时水进入车内的原因;
⑥根据力的作用效果分析玻璃杯杂碎的原因和推开车门的原因。
【解答】车辆沉入水中越深,水的压强越大,水对车门和车窗产生较大的压力,车内人员无法将车门推开;水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,越不易降下车窗玻璃;用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃;较多的水进入车内,使得车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门而逃生。
36.(2019·宁波)在《空气的存在》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“用粗铁丝做的夹子夹住空易拉罐,并向空易拉罐中倒入少许水。然后对易拉罐加热,有大量水汽逸出时,把易拉罐开口朝下扣在冷水中(不要扣入得太深),观察现象。”如果实验现象能成为空气存在的证据,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
【答案】现象:易拉罐被压瘪而严重变形
易拉罐内气压减小的原因 能说出罐内的水汽化产生大量水蒸气 加热易拉罐,罐内的空气受热膨胀,部分空气从罐内逸出。加热至罐口有大量水汽逸出时,此时罐内充满了水汽化产生的高温水蒸气和残留的少量高温空气。
能说出罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气压减小 当易拉罐倒扣在水中时,罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气体迅速减少;同时罐内残留的高温空气遇到冷水,温度降低。上述两个因素导致罐内气压大大减小。
易拉罐被压瘪的原因 能说出是大气压将易拉罐压瘪 罐外大气压远大于罐内气压,大气压力把易拉罐压瘪。
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【分析】易拉罐被压瘪肯定是因为里面的气压小于外面的气压;外面的大气压强保持不变,只能是里面的气压减小。首先分析易拉罐中加水后又加热对里面气体温度的影响,然后再分析放入冷水中后罐内水蒸气的状态变化对气压压强的影响即可。
【解答】 现象:易拉罐被压瘪而严重变形
易拉罐内气压减小的原因 能说出罐内的水汽化产生大量水蒸气 加热易拉罐,罐内的空气受热膨胀,部分空气从罐内逸出。加热至罐口有大量水汽逸出时,此时罐内充满了水汽化产生的高温水蒸气和残留的少量高温空气。
能说出罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气压减小 当易拉罐倒扣在水中时,罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气体迅速减少;同时罐内残留的高温空气遇到冷水,温度降低。上述两个因素导致罐内气压大大减小。
易拉罐被压瘪的原因 能说出是大气压将易拉罐压瘪 罐外大气压远大于罐内气压,大气压力把易拉罐压瘪。
1 / 1浙江省2018-2022年科学中考真题汇编30:压强和大气压
一、单选题
1.(2022·台州)为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理,某同学做了一个模拟实验:将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上,鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖,拿一根筷子用大小相同的力分别敲击,如图所示。结果鸡蛋甲完好无损,鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是(  )
A.放上瓶盖后可以增大受力面积
B.敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D.要提高实验的可靠性还需多次实验
2.(2022·湖州)如图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景,该老虎钳锋利的刀口(  )
A.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
B.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压力
C.动力臂大于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
D.动力臂小于阻力臂;把刀口制得很锋利,是为了增大压强
3.(2022·宁波)在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是(  )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
4.(2022·绍兴)下列关于压强的实验说法不正确的是(  )
A.实验甲说明大气压的存在
B.实验乙说明液体的沸点随着气压的增大而升高
C.实验丙说明气体的压强随着流速的增大而增大
D.实验丁说明同种液体中的压强随着深度的增加面增大
5.(2021·台州)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好系带。如图。系带设计得比较宽是为了(  )
A.增大压力 B.减小压力 C.增大压强 D.减小压强
6.(2021·杭州)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上,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7.(2020·湖州)下列现象中,不是通过形成低压区实现的是(  )
A.灰尘进入吸尘器内
B.导管口有气泡
C.刮大风时窗帘往外飘
D.气体进入肺部
8.(2020·温州)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是(  )
A.压强 B.压力
C.功率 D.时间
9.(2020·绍兴)端午节,小敏提着一盒粽子去看望长辈时,下列提法中手受到压强最大的是(  )
A.用单手提单绳 B.用单手提双绳
C.用双手提单绳 D.用双手提双绳
10.(2020·嘉兴)下列生活中的现象均与气压有关, 其中一个利用的原理与另外三个不同的是(  )
A.吸饮料
B.拔火罐
C.高压锅煮饭
D.吸盘紧贴在墙面
11.(2019·台州)如图是某人表演的空手“吸”易拉罐魔术。下列有关叙述合理的是(  )
A.该魔术表演成功的关键是尽可能挤出易拉罐和手之间的空气
B.该魔术表演成功的关键是手对易拉罐的摩擦力要大于易拉罐重力
C.易拉罐保持静止时,受到的重力和大气的压力是一对相互作用力
D.易拉罐保持静止时,易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对平衡力
12.(2019·杭州)如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上,关于比较甲、乙两图中桌面受到的大小,下列说法(  )
A.甲图中桌面受到的压力比乙图大
B.乙图中桌面受到的压力比甲图大
C.两图中桌面受到的压力相等
D.无法确定
13.(2019·杭州)双脚站立在水平地面上的一位初中学生,对地面的压强大约为(  )
A.1250帕 B.2500帕 C.5000帕 D.12500帕
14.(2019·湖州)下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是(  )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况过
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上
15.(2018·杭州)如图,质量分布均匀的长方体重物 A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且 SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为 PA和PB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确的是(  )
A.FA<FB
B.pA>pB
C.ρA>ρB
D.切割前后 A,B 对地面的压强均不变
16.(2018·嘉兴)图像法是利用图像这种特殊且形象的工具,表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法,下列从图像中获得的结论错误的是(  )
A.ρ1>ρ2 B.R1>R2
C.v1>v2 D.p1>p2
二、填空题
17.(2022·衢州)注射器在科学实验中用途广泛。小科利用注射器进行了如下实验:
(1)如图甲,向外拉注射器活塞,观察到气球   的现象,说明大气压的存在。
(2)如图乙是模拟潜水艇浮沉的实验。当缓慢向内推注射器活塞,将玻璃球内的水从底部小孔压出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因为它受到的浮力   它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它向   的摩擦力。
18.(2022·丽水)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,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(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。
19.(2021·湖州)右图是小章看爸爸切年糕的场景,爸爸说将年糕竖着切(如图1)比横着切(如图2)要省力。
(1)竖着切省力的原因是由于减小了   。
(2)年糕是人们喜欢的食品,年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中   这一结构。
20.(2019·温州)小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞开容器上,并用胶带绑紧。检查气密性后,将吸管的A端粘在橡皮膜中心,B端靠近卡纸上的M处。外界气压的变化会引起橡皮膜凹凸程度的变化,从而使吸管绕O点转动,指示气压大小变化。(外界气温的变化对容器内气压的影响极小)
(1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到   ,则气密性不好。
(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端的指向从M处变为N处。则甲、乙两地气压较大的是   。
21.(2018·湖州)一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有1/4的长度露出桌面外,如图所示。
(1)直棒对桌面的压强为   帕。
(2)在棒的右端至少应施加   牛的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面。
三、实验探究题
22.(2019·衢州) 1674年,英国化学家约翰·梅献为测定空气中的氧气含量开展如下实验(装置如图甲)。
Ⅰ.将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里,把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上,用绳索将小铁方(铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现)。
Ⅱ.调整水槽中初始水位如图乙,再使铁块浸入稀硝酸中,观察到铁块表面迅速产生大量气泡,钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性,能与铁发生如下反应:4HNO3+Fe=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O]
Ⅲ.当水位降至接近钟罩口时(如图丙),立即取出铁块,以防气体外逸。
IV.等待一段时间后,水面稳定在如图丁的位置。(一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应:4NO+3O2+2 ? =4HNO3)
分析与评价:
(1)步骤IV中的“?”处应填    。
(2)从图丙到图丁过程中,钟罩内水位上升的原因是   。(忽略温度变化的影响)
(3)小科重复了上述实验,虽实验时装置气密性良好,且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量(即测定气体体积的误差忽略不计),但经多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于1/5,原因是    。
23.(2018·衢州)阅读材料:
材料一:两千多年前,亚里士多德认为空气没有“重量”,真空是不存在的。
材料二:至少从1614年开始,伽利略却认为空气是有重量的。他的同事兼学生托里拆利在1643年做了如图实验:把一端封闭的长玻璃管装满水银倒置在一个敞口的水银槽里,水银从玻璃管顶部下降了一段距离后,液面不再下降,高度总保持距槽中水银面30英寸(76厘米)左右。1646年帕斯卡重复了这一实验。
材料三:在17世纪中叶,对该实验的两个关键问题的回答都有代表性的支持者和反对者(如下表):
关键问题的回答 支持者 反对者
大气压力支撑水银柱 笛卡尔
帕斯卡 所有亚里士多德学派
罗贝瓦尔
水银柱上方存在真空 罗贝瓦尔
波义耳 所有亚里士多德学派、笛卡尔、
伽利略、霍布斯
(1)一些反对者认为,由于管内水银产生了蒸汽,使水银减少,水银液面下降。为了反驳这一观点,帕斯卡同时拿出酒和水,询问反对者:用酒和水做托里拆利实验,酒柱与水柱哪个液面下降得更多?反对者们认为酒的液面下降得更多,原因是   。但是实验现象却是水柱液面下降得更多。
(2)另一些反对者认为,由于管内遗留了少量空气,才使水银液面下降。帕斯卡利用1米左右长、不同直径的玻璃管进行托里拆利实验,如果观察到的实验现象是   ,就可以反驳反对者们的观点。
(3)下列关于科学本质及科学发现过程的描述,正确的有(  )
A.公元1646年前,所有人都赞同亚里士多德提出“真空不存在”的观点
B.科学实验中要努力得到和前人一样的实验结论
C.科学发现是一个不断完善、不断修正的过程
D.实验是科学研究的重要方法
四、解答题
24.(2022·杭州)小金利用厚度均匀的合金板(厚度为1cm),制作了一个无盖的不漏水的盒子。成品尺寸如图所示,质量为1440g。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)盒子开口朝上放在水平地面上对地面的压强。
(2)合金板的密度。
(3)将盒子开口朝上,缓慢放入水中,当盒子上沿与水面齐平时松手(水足够深),盒子稳定后在水中的浮沉情况为   (选填“漂浮”或“沉底”),通过计算说明理由。
25.(2022·舟山)自新冠肺炎流行以来,人类在抗疫中不断提升检测和治疗水平。
(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到   的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的   功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。请你解释悬浮球能被吸起的原因   。
26.(2022·丽水)如图甲是清代的手持消防水枪,它在消防灭火中发挥过一定作用,其部分结构如图乙:枪身由内外两个套简组成,外简底部是进水口,内简顶端是喷水口、底部有活塞。使用时将进水口浸没在水中,先向上提内筒吸水,再向下压内筒喷水,如此反复。
(1)[原理分析]使用消防水枪吸水时,主要是利用了   。
(2)[方案设计]如图丙和丁是小丽设计的消防水枪进水口的两种结构,合理的是   。
(3)[尝试实践]为了解消防水枪的使用效果,小丽和小科仿制了消防水枪并进行演示,用30秒将20千克水喷到15米高处,求他们对水做功的功率。
27.(2021·绍兴) 2021年5月15日,我国首个火星探测器“天一号”成功登陆火星,这是中国航天领域的里程碑事件,图为探测器离轨着陆火星全过程及“祝融号”火星车的示意图,已知g=3.76N/kg,请回答。
(1)“天一号”探测器着陆有降落伞减速和动力减速等过程,而“嫦娥五号”在降落月球时没有采用降落伞减速的原因是    。动力减速采用喷气方式,利用了力能   的原理,在此过程中着陆器受力是   (选填“平衡”或“不平衡”)的。
(2)着陆后,“祝融号”火星车从着陆器中驶出。已知火星车质量为240kg,共有6个车轮,若每个车轮与火星表面的接触面积为4.0×10-3m2,求“祝融号”对火星水平平整表面的压强。
28.(2021·丽水)创意改变生活,如图是自带吸管的玻璃杯,杯中装有水,小科用手掌封住杯口,通过玻璃吸管不容易“吸"到水;移开手后,能轻松“服”到水。请回答:
(1)小科能轻松“吸"到水是利用了   ;
(2)图中A点的压强   B点的压强(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)装有水的玻璃杯总质量为0.28千克,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为4平方厘米,此时杯子对桌面的压强为多少?
29.(2020·衢州)近年来,衢州城市面貌焕然一新,这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图,洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶,进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。
项目 数值
空载质量(吨) 2.4
满载装水量(吨) 20
满载时车轮与水平地面接触总面积(米2) 0.4
正常洒水流量(吨/时) 50
(1)若洒水车满载并按正常洒水流量洒水,它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程?
(2)求洒水车满载时,停在水平地面上对地面的压强。
(3)在本次洒水过程中,洒水车的机械能大小变化情况是   。
30.(2020·金华·丽水)随着科技的发展,智能机器人不断出现在宾馆、医院、车站等公共场所。被誉为抗疫“智”先锋的医用消毒机器人,可在无人环境下自主导航,利用闪蒸技术360°无死角消毒,在此次抗击“新冠肺炎”中发挥着重要作用。某品牌消毒机器人部分参数如下表:
××牌消毒机器人
项目 参数
机身自重(千克) 80
运行速度(米/秒) 1
请分析计算下列问题:
(1)该机器人以运行速度匀速行驶5分钟,行驶的路程有多少米?
(2)若该机器人装载8千克消毒液并静止在水平地面上,与地面接触的总面积为0.008米2,此时该机器人对地面的压强有多大?
(3)该机器人在粗糙程度相同的水平地面上,以运行速度做匀速直线运动,若电池的输出功率为140瓦,克服摩擦力做功的功率占电池输出功率的35%,则该机器人受到的摩擦力多大?
31.(2020·杭州)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为30cm的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱形金属块(重120N、高20cm底面积100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量)。取g=10N/kg
(1)计算甲图中金属块对容器底部的压强
(2)乙图中,向容器内加水至液面高度为10cm,求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p=1.0×105Pa)
(3)若向甲图中容器内加水,画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力F随容器中液面高度h变化的图像(需标注相应的数据)。
32.(2019·衢州)空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目 参数 项目 参数
额定电压 220伏 额定功率 50瓦
空机质量 7.5千克 单个轮子接触地面面积 2厘米2
水箱容量 0.5升 轮子数量 4个
蒸发量 1升/时 电源线长度 1.2米
(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有   。
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量     ,从而维持人体体温恒定。
(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出一条改进建议:    。
33.(2019·金华)2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准,小金买了一辆按新国标生产的电动自行车(如图),部分参数如表所示。已知小金质量为60千克,假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。
项目 参数
最高车速(千米/小时) 25
整车质量(千克) 40
电动自行车最大功率(瓦) 400
(1)车轮上刻花纹的目的是   ;
(2)小金在水平地面骑行时,车轮与地面的总接触面积为50厘米2,则骑行的电动自行车对地面产生的压强是多少帕?
(3)小金在水平公路上骑电动自行车,匀速行驶10千米过程中克服阻力做了多少功?
(4)若小金骑行过程中电动车以最大功率输出,匀速行驶时的车速为多少?
34.(2018·宁波)小科发现中性笔的笔帽上有小孔,为了解小孔作用,小科查阅资料:儿童不小心将笔帽吸入引发窒息,这个通气孔能保证呼吸道不被完全堵塞因此被称为“救命孔”。
(1)若不小心吸入笔帽,人体在用力吸气时通过该笔帽通气孔的气体流速可达20m/s。为确保生命安全,人体与外界通气量要达到1.36×10—4m3/s,则通气孔的面积至少为   mm2。
(2)若不小心将没有通气孔的笔帽吸入气管,此时由于呼吸道堵塞导致肺内气压比外界气压小1.3×104Pa,笔帽的横截面积约为0.85cm2,医生至少需要   N的力才能将笔帽取出。(计算结果精确到0.1N)
(3)医学上抢救气管异物堵塞的标准方法是:急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压,从而排出异物被称为“生命的拥抱”。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积   时,压强增大。
五、综合说理题
35.(2020·衢州)有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时,会提前打开车窗,以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下,车辆坠入水中、较深时,车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生,可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃,让水快速进入车内,待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中,车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由。
36.(2019·宁波)在《空气的存在》一课中,教材里设计了如图所示的活动:“用粗铁丝做的夹子夹住空易拉罐,并向空易拉罐中倒入少许水。然后对易拉罐加热,有大量水汽逸出时,把易拉罐开口朝下扣在冷水中(不要扣入得太深),观察现象。”如果实验现象能成为空气存在的证据,活动中应该看到什么现象 请你解释产生这一现象的原因。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的作用效果;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)将瓶盖的面积与鸡蛋上面的面积比较即可;
(2)减小压强的方法:①增大受力面积;②减小压力;
(3)力的作用效果:①改变物体的形状;②改变物体的运动状态;
(4)根据科学探究的要求判断。
【解答】A.放上瓶盖后可以增大受力面积,故A正确不合题意;
B.敲击时,鸡蛋受到的压力相等,甲的受力面积大于乙,则鸡蛋上部受到的压强甲比乙小,故B错误符合题意;
C.鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状,故C正确不合题意;
D.要提高实验的可靠性还需多次实验,故D正确不合题意。
故选B。
2.【答案】C
【知识点】增大或减小压强的方法;杠杆的分类
【解析】【分析】根据老虎钳的使用过程确定动力臂和阻力臂,然后比较大小。增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,老虎钳中间的转轴相当于支点,阻力作用在刀口上,动力作用在手柄上,此时动力臂大于阻力臂,为省力杠杆。老虎钳的刀口十分锋利,即通过减小受力面积的方法增大压强。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
3.【答案】B
【知识点】增大或减小压强的方法
【解析】【分析】增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
【解答】A.坦克通过履带与地面接触,通过增大受力面积的方法减小压强,故A错误;
B.单钢轮压路机较重的前轮,通过增大压力的方法增大压强,故B正确;
C.滑雪板与雪地接触面积较大,通过增大受力面积的方法减小压强,故C错误;
D.背包用较宽的背带,通过增大受力面积的方法减小压强,故D错误。
故选B。
4.【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;影响液体压强大小的因素;流体压强与流速的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个图片中包含的物理原理即可。
【解答】A.在覆杯实验中,水和纸板受到大气向上的压强,因此没有下落,故A正确不合题意;
B.当烧瓶中的水沸腾后,用东西堵住导气管口,此时瓶内气压增大,水停止沸腾,说明水的沸点升高了,故B正确不合题意;
C.当向两个纸条中间吹气时,纸条中间空气流速大而压强小,在周围大气压强的作用下,纸条都向中间靠拢,故C错误符合题意;
D.在图丁中,当金属盒向下移动时,U形管两侧液面的高度差增大,说明液体的压强随深度的增大而增大,故D正确不合题意。
故选C。
5.【答案】D
【知识点】增大或减小压强的方法
【解析】【分析】减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积,据此分析判断。
【解答】头盔上的系带比较宽,可以通过增大受力面积的方式减小压强,佩戴更舒适,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.【答案】D
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【解析】【分析】水平面上的物体对地面产生的压力等于自身重力,据此比较瓶子对桌面的压力大小,再根据公式比较瓶子对桌面压强的大小。
【解答】无论瓶子正立,还是瓶子倒立,它对桌面的压力都等于它的重力,因此瓶子对桌面的压力相等,即F甲=F乙。与桌面的接触面积S甲>S乙,根据公式可知,对桌面的压力p甲故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
7.【答案】B
【知识点】大气压的综合应用
【解析】【分析】1、气体的流向与气压有关,气体由气压高的地方流向气压低的地方;
2、气压与气体的流速有关,气体流速越快气压越低,反之气压越高;
3、物体温度升高后体积会膨胀。
【解答】A、吸尘器内气体流速快气压低,外部气压高,气体将灰尘等压入吸尘器内,A错误;
B、用手捂住试管后试管内气体受热膨胀,气体从导管跑出,是因为试管内气压增大了,不是形成低压区实现的,B正确;
C、窗外刮大风时气体流速快气压小,房内气体流速慢气压大,窗帘往外飘是因为房外出现了低压,C错误;
D、吸收运动时,胸腔体积增大气压减小,空气从外部进入。通过肺内形成低压区实现,D错误。
故选B
8.【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别;压强的变化;功率
【解析】【分析】长方形的面积公式为S=ab,因此只有横轴和纵轴表示的物理量为相乘关系时才能用面积表示,据此分析即可。
【解答】长方形的面积公式为S=ab,
A.根据可知,压力F与受力面积的比值等于压强p,与阴影面积不符,故A错误;
B.根据F=pS可知,压力等于压强和受力面积的乘积,与阴影面积相符,故B正确;
C.根据可知,功与时间的比值等于功率,与阴影面积不符,故C错误;
D.根据可知,功与功率的比值等于时间,与阴影面积不符,故D错误。
故选B。
9.【答案】A
【知识点】压强大小比较
【解析】【分析】物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。
【解答】 小敏提着一盒粽子去看望长辈时,所以手受到的压力是固定的;比较受力面积即可,受力面积越小,则压强越大;
对比四种提法可知,单手提单绳时,手的受力面积最小,则其压强最大;故A符合题意;
故答案为:A。
10.【答案】C
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个现象包含的物理原理,找出其中不同的即可。
【解答】吸饮料时,吸管中气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压入口中;拔火罐时,其中的棉花燃烧消耗氧气,使罐内气压减小,在外界大气压强的作用下,罐被压在皮肤上;吸盘能够紧贴在墙面上,是因为大气压强的作用;高压锅煮饭,利用是液体沸点随气压的增大而升高的原理,因此与其它三个原理不同的是C。
故选C。
11.【答案】A
【知识点】平衡力的辨别;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)生活中的“吸”其实就是大气压强的压力作用;
(2)摩擦力产生的条件:相互接触;物体间做相对运动或有相对运动的趋势;
(3)平衡力和相互作用力的区别:如果两个力作用在一个物体上,则是平衡力;如果作用在两个物体上,则是相互作用力。
【解答】当易拉罐在空中保持静止状态时,它处于静止状态,即竖直向下的重力、手向下的压力和大气向上的压力是平衡力,即G+F手=F大气;罐内外的压强差越大,大气对它的压力越大,它就越稳定,故A正确,B错误;
易拉罐保持静止时,大气的压力大于它的重力,那么它们不是相互作用力,故C错误;
易拉罐保持静止时,它的重力作用在自己身上,而对手的压力作用在手上,二者没有作用在同一物体上,肯定不是平衡力,故D错误。
故选A。
12.【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】水平面上的物体,对地面的压力等于上面所有物体的重力之和,即F=G总,据此判断即可。
【解答】条形磁铁都是完全相同的,因此它们的重力相等;将叠放的磁铁看作一个整体,那么它们对地面的压力都等于重力之和,即F=G总,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
13.【答案】D
【知识点】估测;压强的大小及其计算
【解析】【分析】一个中学生的体重大约50kg,一只脚掌的底面积大约200cm2,根据计算对地面的压强。
【解答】这个中学生对地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
双脚与地面的接触面积为:S=200cm2×2=400cm2=0.04m2;
它对地面的压强大约为:。
故选D。
14.【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个选项中包含的物理原理,哪个与其它三个不同,哪个就是正确选项。
【解答】刮大风时,屋内空气流速小压强大,屋顶上空气流速大压强小,屋顶受到向上的托力,因此可能被大风掀起,原理是流体压强和流速的关系;打开窗户时,窗外的空气流速大压强小,因此窗帘会飘向窗外,原理是流体压强和流速的关系;当列车经过时,铁轨附近空气流速大压强小,人会受到向内的推力,可能发生意外,原理是流体压强和流速的关系;将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手吸盘会被“吸”在瓷砖上,只是大气压强的作用,与流体压强和流速的关系无关,故D符合题意,而A、B、C不合题意。
故选D。
15.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;压强的变化
【解析】【分析】物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】C、对于质量分布均匀的长方体,根据
A、B对地面的压强分别为:pA0=ρAgHA,
pB0=ρBgHB,
已知它们对地面的压强相等,即:HA<HB
所以ρA>ρB,C正确
BD、长方体A、B沿水平割去上半部分(如图中虚线所示) , 则hA'=hA,hB'=hB,
则剩余部分对地面的压强分别为:pA=ρAghA' =ρAghA=ρAghA=pA0,
pB=ρBghB' =ρBghB=ρBghB=pB0,故D错误;
已知pA0=pB0,则pA=pB,故B错误;
A、由于 SA>SB,根据F=pS可得:剩余部分对地面的压力FA>FB,A错误.
故答案为:C。
16.【答案】B
【知识点】密度及其特性;压强大小比较
【解析】【分析】欧姆定律是:在同一电路中,通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
【解答】A、比较密度大小,可以比较相同体积时,质量的大小,质量越大,则密度越大;或者相同质量时,体积越小,则密度越大;由此可知图像是正确的;故A错误;
B、 该图是有关电阻的伏安特性曲线,电阻是导体本身的性质,但可以通过欧姆定律计算并比较大小,通过相同电压时,电流越大电阻越小或者相同电流时,电压越大电阻越大;对比图像可知,B图像错误;故B正确;
C、 匀速运动的物体,速度等于路程与时间之比;要比较速度大小,可以通过相同的时间,路程越大,则速度越大;或者相同的路程时间越短,则速度越大,对比图像可知C图像符合;故C错误;
D、 压强等于压力与受力面积之比;所以可以通过相同的受力面积,压力越大则压强越大或者相同压力,受力面积越小,则压强越大;对比图像可知,D图像正确;故D错误;
故答案为:B。
17.【答案】(1)变大
(2)大于或>;外或左
【知识点】摩擦力的存在;物体的浮沉条件及其应用;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)气球总是向气压减小的一侧膨胀。
(2)根据浮沉条件解答。摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。
【解答】(1)如图甲,向外拉注射器活塞,则集气瓶内空气的体积增大而压强减小,于是观察到气球变大的现象,说明大气压的存在。
(2)玻璃球能上浮是因为它受到的浮力大于它的总重力。活塞被向内推时,受到筒壁对它的摩擦力
的方向与其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
18.【答案】(1)受力面积
(2)等于
(3)480
【知识点】压强的大小及其计算;压力的作用效果;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据图片确定哪个因素不同即可;
(2)根据液体压强公式p=ρ水gh比较水对瓶底和瓶盖的压强;
(3)根据压强相等,结合压强公式列出方程计算即可。
【解答】(1)根据图片可知,瓶子的重力相等,即对海绵的压力相等,瓶盖和瓶底的面积不同,即受力面积不同,因此本实验可得出:压力的作用效果与受力面积有关。
(2)根据图片可知,瓶子正放和倒放时水的深度h相等,根据液体压强公式p=ρ水gh可知,水对瓶底的压强和瓶盖的压强相等,即p1=p2。
(3)因为瓶子正放和倒放时的压强相等,
因此p1=p2;






解得:V倒=480mL。
19.【答案】(1)受力面积
(2)胚乳
【知识点】种子的结构;增大或减小压强的方法
【解析】【分析】(1)压力大小一定时,受力面积越小,产生的压强就越大,压力的作用效果跟压力大小和受力面积有关。
(2)水稻属于单子叶植物,营养物质储存在胚乳中,淀粉主要来自水稻种子的胚乳。
【解答】(1)图1与图2相比,图1的受力面积更小,当压力大小一定时,受力面积越小,产生的压强就越大,因此竖着切省力的原因是由于减小了受力面积,此时压强越大。
(2)淀粉主要来自水稻种子中胚乳这一结构。
故答案为:(1)受力面积(2)胚乳
20.【答案】(1)橡皮膜边缘有气泡冒出
(2)乙
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)检查气密性其实就是检测是否漏气,如果橡皮膜漏气,在水中被挤压时肯定会有气泡产生;
(2)橡皮膜凹陷,说明外界大气压增大;橡皮膜凸起,说明外界大气压减小。
【解答】(1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮腰,如果观察到橡皮膜边缘有气泡冒出,则气密性不好。
(2)吸管B端的指向从M处变为N处,那么吸管的A端向下运动,即橡皮膜向下凹陷,那么这时大气压增大,即乙地的大气压大。
21.【答案】(1)1000
(2)1.5
【知识点】压强的大小及其计算;压强的变化;杠杆的平衡条件
【解析】【分析】物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”。要使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力矩(力与力臂的乘积)大小必须相等。即:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F1· L1=F2·L2。式中,F1表示动力,L1表示动力臂,F2表示阻力,L2表示阻力臂。
【解答】(1)直棒对桌面的压力:F=G=1.5N;有 的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强为:p= = =1000Pa;故答案为:1000;(2)设直棒的长为L,由题知L1= L,重力的力臂L2= ﹣ = L,根据杠杆的平衡条件可得:F L1=G L2;F× L=1.5N× L,F=1.5N;故答案为:1.5N;
故答案为:(1)1000;(2)1.5N。
22.【答案】(1)H2O
(2)一氧化氮与氧气参加了反应,气体减少,使钟罩内气压减小。外界大气压大于钟罩内气压,水被压入钟罩,导致钟罩内水位升高
(3)实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应。无论是一氧化氮过量还是氧气过量,均会使测得的结果偏小
【知识点】压强的变化;空气的成分及探究;化学方程式的配平
【解析】【分析】发现了在化学反应中,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和,这个规律就叫做质量守恒定律。
【解答】(1)化学反应前后原子的种类和个数都不会改变,反应后的产物中有4个氢原子,4个氮原子,12个氧原子;反应物中含有4个氮原子,10个氧原子;多出4个氢原子和2个氧原子,则另外一种反应物是 H2O ;
(2)由信息可知,刚开始Fe与稀硝酸反应会产生NO气体,导致瓶内气体体积增大,压强增大,大于外界大气压,所以液面下降;过一段时间后,NO与O2反应,且没有气体生成,导致瓶内压强减小,小于外界大气压,水被外界大气压压入瓶内,导致瓶内液面升高;
(3) 经多次实验测定,发现每次测得空气的含氧量都小于1/5,则说明瓶内氧气没有被耗完或者产生的NO气体有剩余,因为实验过程中不能准确的控制产生的NO气体恰好消耗完瓶内的氧气;
故答案为:(1)H2O ;(2)一氧化氮与氧气参加了反应,气体减少,使钟罩内气压减小。外界大气压大于钟罩内气压,水被压入钟罩,导致钟罩内水位升高;(3)实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应。无论是一氧化氮过量还是氧气过量,均会使测得的结果偏小。
23.【答案】(1)酒易挥发,相同时间里酒挥发的更多
(2)各玻璃管中水银柱的高度相等
(3)C;D
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【分析】大气对浸在它里面的物体产生的压强叫 大气压强,简称 大气压或 气压。 1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,有力地证明了大气压强的存在。
【解答】(1)反对者认为是水银的蒸发导致液面下降;既然认为酒精的液面下降更多,是因为酒精挥发更快;故答案为:酒易挥发,相同时间里酒挥发的更多;反驳者的观点是管内的空气导致的,所以可以反驳者的现象就是下降的高度相同;故答案为:各玻璃管中水银柱的高度相等;A、亚里士多德的观点是有人反驳的,不然就不会有后续的观点出现了;故A错误;
B、 科学实验是为了验证和提出实验结论,而不是要得到与前人一样的结论;故B错误;
C、 任何科学的发现都需要不断的完善和修正的,这样才能不断的接近现象的本质;故C正确;
D、 对于科学来说,很多问题都是依靠实验来验证和发现的;故D正确;
故答案为:CD;
故答案为:(1)酒易挥发,相同时间里酒挥发的更多;(2)各玻璃管中水银柱的高度相等;(3)CD。
24.【答案】(1)解:p盒= =1000Pa
(2)解:V合金=V外-V空心=720cm3-400cm3=320cm3
ρ合金= =4.5×103kg/m3
(3)沉底 盒子受到的最大浮力F浮=ρ水gV浮=1.0×103kg/m3×10N/kg×720×10-6m3=7.2N G盒=m盒g=1.44kg×10N/kg=14.4N F浮【知识点】密度公式的应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)盒子对桌面的压力等于自身的重力,根据压强公式 计算即可;
(2)根据图可知,盒子内空心部分为长方体,长和宽为:12cm-2cm=10cm,高为:5cm-1cm=4cm,根据V空=abc计算出空心体积,再用同样方法计算出盒子外部的总体积,然后二者相减得到合金的体积,最后根据公式 计算出合金的密度。
(3)当盒子上沿与水面平齐后,它排开水的体积等于自身的总体积,根据阿基米德原理 F浮=ρ水gV浮 计算出它受到的浮力,再与盒子的重力比较,从而确定它的运动状态。
【解答】(2)根据图可知,盒子内空心部分为长方体,长和宽为:12cm-2cm=10cm,高为:5cm-1cm=4cm,
根据V空=abc=10cm×10cm×4cm=400cm3;
盒子的总体积:V=a'b'c'=12cm×12cm×5cm=720cm3;
则V合金=V外-V空心=720cm3-400cm3=320cm3;
则合金的密度: 。
25.【答案】(1)新冠病毒
(2)气体交换;用嘴吸气,悬浮球上方空气被吸走,气压低,下方气压大,故悬浮球会被吸起
【知识点】传染病及其传播;传染病的预防措施;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)病毒的结构非常简单,没有细胞结构,仅由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成,不能独立生存,只有寄生在活细胞里才能进行生命活动。
(2)肺是人体的呼吸器官,位于胸腔,左右各一,覆盖于心之上。
【解答】(1)核酸检测有助于实现“早发现、早治疗”。如果在人体中检测到新冠病毒的遗传物质--核酸,需隔离或治疗。
(2)新冠肺炎感染后,肺的气体交换功能大大降低,部分患者出院后还需要呼吸康复训练。
如图为呼吸训练器及其结构示意图,使用时用嘴吸气,悬浮球会被吸起,吸起的悬浮球数量越多说明呼吸肌的力量越大。
悬浮球能被吸起的原因:用嘴吸气,悬浮球上方空气被吸走,气压低,下方气压大,故悬浮球会被吸起。
26.【答案】(1)大气压
(2)丙
(3)解:G=mg=20kg×10N/kg=200N
W=Gh=200N×15m=3000J
P= =100W
答:他们对水做功的功率为100W
【知识点】大气压强的存在;功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)根据气压的变化确定阀门的开启方向,然后分析此时是否能够进水或排水即可。
(3)首先根据W=Gh计算对水做功,然后根据计算做功的功率。
【解答】(1)使用消防水枪吸水时,主要是利用了大气压。
(2)在图丙中,当活塞向上移动时,上面的气压减小,阀门向上开启,在外界大气压强的作用下,水流入桶内,完成吸水过程;
在图丁中,当活塞向上移动时,上面的气压减小,阀门不能向上开启,水不能流入筒内。
故选丙。
27.【答案】(1)月球表面没有大气层;改变物体的运动状态;不平衡
(2)F=G=mg火星=240kg×3.76N/kg=902.4N
p= =3.76×104Pa
【知识点】平衡状态的判断;力与运动的关系;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)打开降落伞后,空气对降落伞会产生巨大的阻力,从而起到减速的作用,根据月球的环境特点解答。物体运动状态的改变包括:由静止变为运动,运动变静止,速度变化和方向改变。当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它处于平衡状态。
(2)首先根据F=G=mg计算出车轮对火星表面的压力,再根据公式 计算出车轮对火星表面的压强。
28.【答案】(1)大气压
(2)等于
(3)解:F=G=mg=0.28kg×10N/kg=2.8N
S=4cm2=4×10-4m2
p= = =7×103Pa
答:玻璃杯对水平桌面的压强是7×103Pa
【知识点】压强的大小及其计算;大气压强的存在;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析;
(3)首先根据F=G=mg计算出杯子对桌面的压力,再根据计算杯子对桌面的压强。
【解答】(1)小科能轻松“吸"到水是利用了大气压;
(2)根据图片可知,图中A、B两点到水面的距离h相等,根据公式p=ρ液gh可知,A点的压强等于B点的压强。
29.【答案】(1)解:洒水时间
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km
答:最多可连续喷洒6km
(2)解:洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t= 22.4t=2.24×104kg
洒水车的总重:G=mg=2.24X104kgX10N/kg=2.24X105N
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N
洒水车对路面的压强:
答:洒水车对地面的压强为5. 6×105 Pa
(3)变小
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;动能和势能的大小变化
【解析】【分析】(1)根据计算出洒水时间,根据s=vt计算洒水距离;
(2)根据m= m车+m水计算洒水车和水的总质量,再根据 G=mg 计算出洒水车的总重力;洒水车对地面的压力等于车的总重力,即F=G,最后根据压强公式计算对路面的压强;
(3)动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,根据机械能=动能+重力势能判断洒水车的机械能变化。
【解答】(1)洒水时间: ;
可喷酒路面的距离:s=vt=15km/hX0.4h=6km;
(2)洒水车的总质量:m= m车+m水=2.4t+20t=22.4t=2.24×104kg;
洒水车的总重:G=mg=2.24×104kg×10N/kg=2.24×105N;
洒水车对路面的压力:F=G=2.24×105N;
洒水车对路面的压强: 。
(3) 在本次洒水过程中,洒水车的质量减小,速度不变,因此动能减小;质量减小高度不变,因此重力势能减小;根据机械能=动能+重力势能可知,洒水车的机械能不断减小。
30.【答案】(1)解:s=vt=1米/秒×5×60秒=300米
(2)解:F=G=mg=(80+8)千克×10牛/千克=880牛
p= =1.1×103帕
(3)解:克服摩擦力做功的功率P=140瓦×35%=49瓦
f=F= =49牛
【知识点】速度公式及其应用;压强的大小及其计算;功率计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据公式s=vt计算机器人行驶的路程;
(2)机器人对地面的压力等于它与消毒液的总重力,即F=G总=m总g,然后根据公式计算机器人对地面的压强;
(3)首先根据P=P输出×35%计算出机器人克服摩擦力做功的功率,然后根据公式计算机器人受到的牵引力,最后根据二力平衡计算机器人受到的摩擦力。
31.【答案】(1)S=100cm2=1×10-2m2
(2)F乙=G+F大气=G+p0S=120N+1.0×105Pa×1×10-2m2=1120N
(3)如图
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)甲中金属块与容器的接触面积等于金属块的底面积,而对容器底部的压力等于它的重力,根据公式计算甲中金属块对容器底部的压强;
(2)在乙图中,由于金属块的下表面与容器底部用蜡密封,因此不会受到水的浮力,此时金属块对容器底部的压力等于自身重力和大气压力的和。
(3)根据V排的变化确定金属块受到浮力的变化,然后根据F压力=G-F浮确定容器底部受到压力的变化,注意计算出相应节点的值。
【解答】(1)甲中金属块与容器的接触面积: S=100cm2=1×10-2m2 ;
金属块对容器底部的压强 : ;
(2)在乙图中,由于金属块的下表面与容器底部用蜡密封,因此不会受到水的浮力,
金属块对容器底部的压力为: F乙=G+F大气=G+p0S=120N+1.0×105Pa×1×10-2m2=1120N;
(3)当容器里没有水时,金属块对容器底部的压力等于它的重力,即F=G=120N;随着水面的上升,金属块排开水的体积不断增多,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,金属块受到的浮力不断增大。根据公式F=G-F浮可知,容器底部受到的压力不断减小。
当金属块完全浸没,水面高度达到20cm时,它受到的浮力为:
F浮=ρ液gV排=103kg/m3×10N/kg×(0.2m×0.01m2)=20N;此时金属块对容器底部的压力:F=G-F浮=120N-20N=100N;
此后,随着水面的上升,物体受到的浮力不变,那么对容器底部的压力保持不变。如下图所示:
32.【答案】(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降。
(2)减少
(3)解:P=50W=0.05kW
W=Pt=0.05kW×10h=0.5kW·h
(4)解:V=0.5L=0.0005m3
m水=P水
V=1.0×103kg/m3×0.0005m3=0.5kg
FG=mg=(0.5kg+7.5kg)×10N/kg=80N
S=4×2cm2=8cm2=0.0008m2
p=F/S=80N/0.0008m2=100000pa
(5)①加大空调扇水箱的容积,避免频繁加水②延长电源线长度等
【知识点】体温的控制;熔化与熔化现象;压强的大小及其计算;物体内能的改变方法;电功计算公式的应用
【解析】【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。电能,是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】(1)在水箱中加入冰块后,冰块熔化会吸热,降低水的温度,而冰块的周围的冰水混合物温度比水箱中的水温度低,通过热传递导致整个水箱的温度下降,这样水箱上方的空气的温度也会降低,吹出来的风温度也就比较低;
(2)血流量减少,则会导致人体对外散热减少;
(3)已知空调扇的功率和工作的时间,根据电能公式W=Pt计算即可;
(4)水箱加满水时,空调扇作用在地面的压力是水的重力和空调扇自身重力之和;表格中只告诉了 单个轮子接触地面面积,而空调扇与地面接触的是四个轮子的面积;然后根据公式P=F/S计算即可;
(5)由表格中的数据可知,存在不当之处的是水箱的容量只有0.5L,可以加入的水量太少,而蒸发量是1 升/时,每半个小时就需要加水一次;电源线长度只有1.2米,可以移动范围太小;
故答案为:(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降;(2)减少;
33.【答案】(1)增大摩擦
(2)解:F=G=mg=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N
P=F/S=G/S=1000N/(50×10-4m2)=2×105Pa
(3)解:W=Fs=fs=0.08Gs=100kg×10N/kg×0.08×10000m=8×105J
(4)解:V=s/t=W/Ft=P/F=400W/80N=5m/s
【知识点】增大或减小摩擦的方法;压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;功率计算公式的应用
【解析】【分析】阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的力叫做摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动(或相对运动趋势)的方向相反。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。做功是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。
(2)小金在水平地面骑行时,对地面的压力是车和人的总重力,根据G=mg可以求出;然后利用P=F/S,面积的单位要切记转换成标准单位;
(3)已知阻力是总重力的0.08倍,即f=0.08G,然后根据W=fs即可求出克服阻力做功;
(4)小金骑行过程中匀速运动,即处于二力平衡状态,即可电动车的牵引力等于阻力;然后根据P=fV可知车速;
【解答】(1)车轮上刻花纹是为了增大 接触面的粗糙程度,从而增大摩擦;
34.【答案】(1)6.8
(2)1.1
(3)减小
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)笔帽的通气量、气体流速、通气孔的面积存在一定的关系,通气量等于气体流速乘以通气孔的面积;(2)根据P=F/S可计算出医生至少需要的力;(3)一定质量的气体,压强与体积有关,体积越大压强越小,体积越小压强越大。
【解答】(1)通气孔的面积为:1.36×10—4m3/s/20m/s=0.68×10—5m2=6.8mm2;(2)F=PS=1.3×104Pa×0.85×10-4m2≈1.1N;(3)当急救者从背后环抱患者,用力向患者上腹部施压时,气体体积减小,压强会强大。此方法应用的科学原理是:一定质量的气体体积减小时,压强增大。
故答案为:(1)6.8;(2)1.1;(3)减小
35.【答案】①液体的深度越深,压强越大,对车门和车窗产生较大的压力,不易开门
②水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,车窗玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,不易降下车窗玻璃
③用安全锤的尖端砸玻璃,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃
④水进入车内,车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门⑤砸碎车窗玻璃时,窗外水的压强大于车内压强,水能快速进入车内
⑥玻璃被砸碎,说明力能使物体发生形变;推开车门或爬出车窗逃生,说明力能改变物体的运动状态
答案示例:
答:车辆沉入水中越深,水的压强越大,水对车门和车窗产生较大的压力,车内人员无法将车门推开;水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,越不易降下车窗玻璃;用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃;较多的水进入车内,使得车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门而逃生。
【知识点】影响摩擦力大小的因素;压强大小比较;影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】①根据公式p=ρ液gh分析水的压强随深度的变化,再根据F=pS分析车窗收到压力的变化,得到不易开门的原因;
②根据车窗压力的变化分析车窗玻璃受到摩擦力的变化,从而得到车窗不易降下的原因;
③根据分析安全锤的尖端非常小从而导致容易击碎玻璃的原因;
④根据二力平衡确定车内外水深相同时,车门容易被推开的原因;
⑤水总是从压强大的地方流向压强小的地方,据此分析杂碎窗玻璃时水进入车内的原因;
⑥根据力的作用效果分析玻璃杯杂碎的原因和推开车门的原因。
【解答】车辆沉入水中越深,水的压强越大,水对车门和车窗产生较大的压力,车内人员无法将车门推开;水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,越不易降下车窗玻璃;用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃;较多的水进入车内,使得车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门而逃生。
36.【答案】现象:易拉罐被压瘪而严重变形
易拉罐内气压减小的原因 能说出罐内的水汽化产生大量水蒸气 加热易拉罐,罐内的空气受热膨胀,部分空气从罐内逸出。加热至罐口有大量水汽逸出时,此时罐内充满了水汽化产生的高温水蒸气和残留的少量高温空气。
能说出罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气压减小 当易拉罐倒扣在水中时,罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气体迅速减少;同时罐内残留的高温空气遇到冷水,温度降低。上述两个因素导致罐内气压大大减小。
易拉罐被压瘪的原因 能说出是大气压将易拉罐压瘪 罐外大气压远大于罐内气压,大气压力把易拉罐压瘪。
【知识点】大气压强的存在;大气压的综合应用
【解析】【分析】易拉罐被压瘪肯定是因为里面的气压小于外面的气压;外面的大气压强保持不变,只能是里面的气压减小。首先分析易拉罐中加水后又加热对里面气体温度的影响,然后再分析放入冷水中后罐内水蒸气的状态变化对气压压强的影响即可。
【解答】 现象:易拉罐被压瘪而严重变形
易拉罐内气压减小的原因 能说出罐内的水汽化产生大量水蒸气 加热易拉罐,罐内的空气受热膨胀,部分空气从罐内逸出。加热至罐口有大量水汽逸出时,此时罐内充满了水汽化产生的高温水蒸气和残留的少量高温空气。
能说出罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气压减小 当易拉罐倒扣在水中时,罐内的高温水蒸气遇冷液化,使罐内气体迅速减少;同时罐内残留的高温空气遇到冷水,温度降低。上述两个因素导致罐内气压大大减小。
易拉罐被压瘪的原因 能说出是大气压将易拉罐压瘪 罐外大气压远大于罐内气压,大气压力把易拉罐压瘪。
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