第9章:压强
一、单选题
1.(2022春·天津红桥·八年级统考期末)下列实例中,属于减小压强的是( )
A.锋利的篆刻刀
B.骆驼宽大的脚掌
C.注射器的针头
D.切菜的菜刀
2.(2022春·天津津南·八年级统考期末)如图所示,甲、乙两个长方体静止放在水平桌面上,甲对桌面的压力和压强分别为F1和p1,乙对桌面的压力和压强分别为F2和p2。已知甲、乙的密度相同、高度相同,甲的底面积大于乙的底面积。根据上述条件,下列判断中正确的是
A.F1<F2 , p1<p2
B.F1>F2 , p1>p2
C.F1>F2 , p1=p2
D.F1<F2 , p1=p2
3.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)图中的装置不是依据连通器原理工作的是( )
A.自动给水盆栽 B.锅炉水位
C. 船闸 D.茶壶
4.(2022春·天津红桥·八年级统考期末)沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将不变
C.若把此装置从天塔首层乘电梯带到顶层,则管内外水银面的高度差将增大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会不变
5.(2022春·天津和平·八年级校考期末)如图所示的生活现象能说明大气压存在的是( )
A. 火车轨道
B. 用吸管吸饮料
C. 拦河大坝
D. 锅炉水位计
6.(2022春·天津西青·八年级统考期末)我国完成了速度超过400km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产生“强吸力”的原因是两车之间的空气( )
A.流速大,压强大 B.流速小,压强小
C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
7.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)如图所示现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示飞机升力的产生原因
B.图乙所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
二、多选题
8.(2022春·天津滨海新·八年级统考期末)将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成图所示的装置。装置内加入适量的液体,可完成如下四个实验,在这些实验的设计中,把微小变化放大以利于观察的是( )
A.验证力使物体发生形变 B.观察大气压随高度的变化
C.观察液体的热胀冷缩 D.模拟潜水艇的浮沉
9.(2022春·天津和平·八年级统考期末)下列各组实验器材完好,初始状态如图所示,其中说法错误的是( )
A.图甲,该容器倾斜一定角度且各管内液体静止后,液面仍将保持相平
B.图乙,U形管压强计金属盒进入水中后,U形管两侧液面仍将保持相平
C.图丙,放开手指后,玻璃管中水银液面将会降到和槽内液面相平
D.图丁,向吸管B内用力充气,吸管A内液面和烧杯内液面仍将保持相平
三、填空题
10.(2022春·天津西青·八年级统考期末)工程载重汽车装有许多车轮,是通过_____(选填“增大”或“减小”)受力面积来减小汽车对地面的压强,若水平地面能承受的最大压强为8×106Pa,轮胎与地面的总接触面积为0.4m2,则该汽车载物后的总重不能超过_____N。
11.(2022春·天津南开·八年级统考期末)如图所示,为A、B两种实心固体物质的m-V图像,将A、B两种物质制成高度相等的实心柱体放在水平地面上,则它们对地面的压强之比___________;对地面的压强为p1,将其沿竖直方向切去一半,此时对地面的压强为p2,p1=___________p2
12.(2022春·天津滨海新·八年级统考期末)推土机的推土铲刃、篆刻刀的刀口做的很锋利,破窗锤的敲击端做成锥状,这些都是通过_____受力面积来_____压强的.(两空均选填“增大”或“减小”)
13.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)河水的深度越深、压强______,为了使拦河坝能承受更大的水压,把拦河坝设计成下宽上窄的形状。三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是______Pa。(g取10N/kg)
14.(2022春·天津宝坻·八年级校联考期末)如图所示,甲、乙两个容器中水的质量相同,两个容器底部受到水的压力的大小关系是F甲______F乙:两个容器底部受到水的压强大小关系是p甲______p乙。
15.(2022春·天津津南·八年级统考期末)一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同如图所示,两次橡皮膜都向______(选填“内侧”或“外侧”)凹,______(选填“甲”或“乙”)凹进去的更多。
16.(2022春·天津和平·八年级统考期末)如图所示,质量为0.5kg、底面积为20cm2的茶壶静止在水平桌面上,壶中盛有0.6kg的水,水的深度为15cm,则水对茶盘底部的压强为 _____Pa,茶壶的壶嘴和壶身中的水面相平,这是因为茶壶的壶嘴和壶身组成了一个 _____。
17.(2022春·天津红桥·八年级统考期末)如图所示,吸盘由于受到__________ 的作用会紧紧“吸附”在墙壁上,又由于吸盘与墙壁间有___________ ,所以即使在吸盘上挂一定重量的物体,吸盘也不会脱落。
18.(2022春·天津滨海新·八年级统考期末)小明发现轿车的外形类似于飞机的机翼。图所示,则轿车在快速行驶过程中,车上方空气的流速___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)车下方空气的流速,因而车上方气体的压强___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)下方气体的压强,从而减小了轿车对地面的压力。
四、实验题
19.(2022春·天津津南·八年级统考期末)如图所示是探究压力作用效果的实验过程。
(1)实验中通过观察海绵的______来确定压力的作用效果明显程度;
(2)由图甲、乙可知,压力的作用效果与______和______有关;
(3)由图甲可得的实验结论是:______。
20.(2022春·天津滨海新·八年级统考期末)在探究“影响压力作用效果的因素”时提出了如下猜想:
猜想一:压力作用效果与压力大小有关;
猜想二:压力作用效果与受力面积大小有关。
(1)如图所示,将小桌放在海绵上(图甲),再在桌面上放一个砝码(图乙),通过观察___________,显示压力的作用效果;
(2)实验过程中控制的变量是___________;
(3)图的实验探究的是___________(填写“猜想一”或“猜想二”)。
21.(2022春·天津南开·八年级统考期末)小明在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中,首先检查装置气密性, 发现U形管两侧液面变化灵活,压强计不漏气。
(1)实验中液体压强是通过U形管两侧液体___________来表示的;
(2)接着进行系列实验(如上图所示),通过比较___________二个图,可以得出结论:同种液体的压强随深度的增加而增大;
(3)通过比较C、D两个图,可探究液体压强与___________的关系;
22.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)如图所示,探究影响液体内部压强的因素的实验中:(在图戊中容器里装有盐水,其余图中均是水)
(1)将压强计的探头放入水中,通过观察形管两侧液面的___________来判断探头处水的压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以得到:同一种液体里,深度越深压强越___________。
(3)比较___________三个图,可以得到:在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等。
(4)比较图丁和图戊,可以得到:在不同种液体里,深度相同,密度大的其压强___________。
五、计算题
23.(2022春·天津·八年级耀华中学校考期末)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子自重4N,底面积30cm2:杯内水的质量2kg,水的深度10cm。(g=10N/kg)请问:
(1)水对杯底的压力为多少?
(2)水杯对桌面的压强为多少?
24.(2022春·天津西青·八年级统考期末)为了尽可能避免病毒的交叉感染,多地警方利用如图所示的测温巡逻机器人辅助日常巡逻,该机器人的质量为120kg。空载时它对水平地面的压强为1.5×105Pa;该机器人最多可负载40kg的重物,g取10N/kg。求:
(1)机器人所受的重力;
(2)图中机器人空载时的车轮与地面的接触面积;
(3)机器人满载时对地面的压强(设接触面积未变)。
25.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)水平桌面上放一本书,书的质量是300g,与桌面的接触面积为5×10-2m2,g取10N/kg。计算:
(1)书所受的重力?
(2)书对桌面的压强?
26.(2022春·天津红桥·八年级统考期末)我国首台自主设计研发的载人深潜器“蛟龙号”在2012年6月27日进行了7000m级海试。当“蛟龙号”下潜深度达7000m时:
(1)求此处海水产生的压强的为多少帕?
(2)求此时“蛟龙号”每0.5m2外表面受到海水的压力为多少牛?(海水的密度取,g取)
27.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)如图甲所示的圆柱形容器,底面积为,里面装有深的水。将一个体积为的实心铝球放入水中后,如图乙所示,球沉底(容器中水未溢出)。g取,求:
(1)铝球放入水中后,水对容器底的压力增加了多少?
(2)铝球放入水中后,水对容器底的压强增加了多少?
六、综合题
28.(2022春·天津东丽·八年级统考期末)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科学道理。
(2)小明测得家中高压锅出气孔的直径为,压在出气孔上的安全阀的质量为。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?对照乙图所示水的沸点与气压关系图线,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?(取)
(3)假若要把这种高压锅向西藏地区销售,你认为需要如何改进?
参考答案:
1.B
【详解】A.篆刻刀很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不合题意;
B.骆驼宽大的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C.注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不合题意;
D.切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故D不合题意。
故选B。
2.C
【分析】根据柱体压强公式和压力计算公式分析即可得出答案。
【详解】由柱体压强公式可知,甲、乙的密度和高度均相同,则甲、乙对桌面的压强也相同;再根据压力计算公式可知,甲的底面积大于乙的,则甲对桌面的压力大于乙的,故选C。
3.A
【详解】连通器的结构是上端开口,下端相连,A中瓶子的上端并未开口,所以不是连通器,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.B
【详解】A.此时内外水银液面差为750mm,大气压强等于750mm水银柱产生的压强,故A错误;
B.此时大气压强不变,倾斜玻璃管,玻璃管内外液面差不会改变,故B正确;
C.大气压强随着海拔的增高而降低,所以管内外液面差也会降低,故C错误;
D.大气压强等于管内外液面差的液柱产生的压强,根据液体压强公式,液体密度减小,液柱高度会增大,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】A.火车轨道的枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,不符合题意;
B.用吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用大气压,符合题意;
C.由于液体压强随深度的增加而增大,为了让拦河坝承受更大的水的压强,修成“上窄下宽”的形状,不符合题意;
D.锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器,不符合题意。
故选B。
6.C
【详解】两列高速运行的列车交会过程中,两列高速列车之间的空气流动速度很大,压强小,两列车外侧的压强不变,车受到外侧压强大于车内侧受到的压强,两列车产生“强吸力”,故C正确.
7.D
【详解】A.相等的时间内,空气经过机翼上面的路程大于下面的路程,机翼上面的空气流速大于下面的流速,机翼上面的压强小于下面的压强,出现压强差,出现了压力差,这个压力差就是机翼向上的升力;能用流体压强与流速的关系来解释,故A不符合题意;
B.对着两张平行的纸吹气,两纸中间的空气流速大压强小,而两纸的外部空气流速小压强大,两纸受到两边向内的压力差,所以两张纸被压到一起,能用流体压强与流速的关系来解释,故B不合题意;
C.当列车驶进站台时,会带动人和车之间的空气流动速度加快,此时人外侧的空气流动速度慢,根据流体压强与流速的关系可知:人外侧空气流速慢压强大,而内侧流速快压强小,会产生一个向内侧的压强差,将人推向火车,易出现危险.所以人必须站在安全黄线以外的区域候车.能用流体压强与流速的关系来解释,故C不合题意;
D.如图所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,是因为液体对容器底和侧壁有压强,不能用流体压强与流速的关系来解释,故D符合题意.
8.ABC
【详解】A.用该实验装置,用力挤压瓶子,瓶子可以发生形变,但瓶身的变化肉眼不易观察,细玻璃管中水位会略微上升,把微小变化放大以利于观察,故A符合题意;
B.当大气压变化时,细管中液柱的高度会发生变化,利用该装置可以验证大气压随高度的变化,有利于观察大气压的变化,故B符合题意;
C.物体具有热胀冷缩的性质,当液体温度变化时,液体体积会发生变化,利用该装置可以观察液体的热胀冷缩,利于观察,故C符合题意;
D.将瓶子放在水中,通过玻璃管向瓶内吹气,可以看到瓶子上浮;通过玻璃管向外抽气,可以看到瓶子下沉。通过此实验可以直接模拟潜水艇的沉浮,不需要把微小变化放大,故D不符合题意。
故选ABC。
9.BCD
【详解】A.如图甲所示,该容器上端开口底部互相连通,构成连通器,根据连通器原理可知,该容器倾斜一定角度后,各管内液面仍将保持相平。故A正确,不符合题意;
B.在探究液体压强实验中,探头在液体中受到压强的大小不能直接观察,而是通过U形管两边的液面差来体现的,如图乙所示,微小压强计探头进入水中后,由于受到水的压强,所以U形管两侧液面右边低于左边。故B错误,符合题意;
C.一个标准大气压支持76cm高的水银柱,如图丙所示,放开手指后,玻璃管中液面会下降到76cm停止下降,不会下降到与槽内液面相平。故C错误,符合题意;
D.往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管的水上升。故D错误,符合题意。
故选BCD。
10. 增大
【详解】[1]根据压强公式
可知,汽车是通过增大受力面积来减小对地面的压强。
[2]根据
所以最大的总重为
11. 4∶1 1
【详解】[1]由图可知,A物质的密度
B物质的密度
两圆柱体的高度相同,则它们对地面的压强之比
[2]实心圆柱固体对地面的压强
将其沿竖直方向切去一半后,圆柱体的密度不变,高度不变,所以对地面的压强不变,即
p1=p2
12. 减小 增大
【详解】推土机的推土铲刃、篆刻刀的刀口做的很锋利,破窗锤的敲击端做成锥状,这些都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的。
13. 越大 1.75×106
【详解】[1]液体压强随液体深度的增加而增大,因此河水的深度越大,压强越大。
[2]当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×175m=1.75×106Pa
14. = <
【详解】[1]甲、乙两容器中装水的质量相同,受到的重力都相同,甲,乙为圆柱形容器,甲,乙两容器水对容器底部的压力都等于水的重力,所以两个容器底部受到水的压力相同,即
F甲= F乙
[2]由图知,容器中水的深度
h甲< h乙
根据p= ρgh,水对甲、乙两容器底的压强
p甲
15. 内侧 乙
【详解】[1]因为液体内部向各个方向都有压强,所以两次橡皮膜都向内侧凹。
[2]橡皮膜朝下时,浸入水的深度大,根据p=ρgh可知,瓶口朝下比瓶口朝上橡皮膜受到的压强大,乙凹进得更多。
16. 1500 连通器
【详解】[1]水对茶壶底部的压强
[2]水壶的壶嘴和壶身上端开口,底部相连通,构成了一个连通器。
17. 大气压 摩擦
【详解】[1]使用吸盘时,最好粘点水,用力向墙上一挤,松开手,吸盘就会紧紧吸在墙壁上了,这是因为吸盘的弹性想恢复原状,使得吸盘内部的压强小于外界的大气压,故在大气压的作用下吸盘会紧紧地吸附在墙壁上。
[2]这样吸盘与墙壁间有了一定的压力,故会产生摩擦力,这个摩擦力是向上的,所以它能挂一定重量的物体而不会脱落。
18. 大于 小于
【详解】[1][2]轿车的外形类似于飞机的机翼,上面凸起,这样会使通过此处的气流速度变快,大于车下方的空气流速;空气流速快的地方,压强小,车下方的空气流速慢,压强大,形成向上的压强差,从而减小了轿车对地面的压力。
19. 凹陷程度 压力大小 受力面积 见解析
【详解】(1)[1]实验中该同学通过观察海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,这是转换法的应用;
(2)[2][3]比较图甲可知,受力面积相同,而压力不同,且压力越小,海绵的凹陷程度越小,故可得结论:在受力面积一定时,压力越小,压力的作用效果越不明显。比较图乙可知,受力面积不相同,而压力相同,且受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,故可得结论:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显,可得压力的作用效果与压力和受力面积有关。
(3)[4]比较图甲可知,受力面积相同,而压力不同,且压力越大,海绵的凹陷程度越大,由图甲可得结论:在受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
20. 海绵凹陷的程度 受力面积 猜想一
【详解】(1)[1]压力的作用效果不易直接观察,这里用的是转换法,用海绵的凹陷程度来代表力的作用效果。
(2)[2]根据甲乙两个实验的条件,受力面积相同,压力不同,变量是压力的大小。
(3)[3]根据甲乙两个实验,通过控制压力的变量,最终导致了压力的作用效果的不同,所以这里探究的是猜想一。
21. 高度差 B、C 液体密度
【详解】(1)[1]实验中液体压强大小不能直接看出,是通过U形管两侧液面高度差来反映的,采用到转换法。
(2)[2]探究液体压强与液体的深度的关系,保持液体的密度相同,橡皮膜在液体中的深度不同,选择BC两图进行实验。
(3)[3]C、D两个图中,橡皮膜朝向相同,所处深度相同,C图中液体是水,D图中液体是盐水,液体的密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
22. 高度差 大 乙、丙、丁 大
【详解】(1)[1]在利用压强计探究液体的压强时,应用了转换法,通过观察U形管两侧液面的高度差来判断探头处水的压强大小。
(2)[2]比较图甲和乙图知道,液体相同,深度不同,深度越深,高度差越大,所以,得到的结论是:同一种液体里,深度越深压强越大。
(3)[3]要得出在同一深度,液体向各个方向的压强大小相等,需要控制液体的密度、液体的深度相同,方向不同,故图乙、丙、丁符合题意。
(4)[4]比较图丁和图戊知道,深度相同,液体密度不同,且液体的密度越大,U形管液面的高度差越大,故可得到:在不同种液体里,深度相同,密度大的其压强越大。
23.(1);(2)
【详解】解:(1)杯底的底面积为
杯内水的深度为
根据液体压强公式可得水对杯底的压强为
再根据压力公式可得
(2)杯内水的质量为
水的重力为
杯子和水对桌面的压力为
水杯对桌面的压强为
答:(1)水对杯底的压力为3N;
(2)水杯对桌面的压强为。
24.(1)1200N;(2)8×10-3m2;(3)2×105Pa
【详解】(1)机器人所受的重力为
(2)空载时它对水平地面的压强为1.5×105Pa,此时压力等于机器人重力1200N,所以机器人空载时的车轮与地面的接触面积为
(3)机器人满载时对地面的压力为
机器人满载时对地面的压强为
答:(1)机器人所受的重力为1200N;
(2)机器人空载时的车轮与地面的接触面积为8×10-3m2;
(3)机器人满载时对地面的压强2×105Pa。
25.(1)3N;(2)60Pa
【详解】解:(1)书的质量
书所受的重力
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
(2)书对桌面的压强
答:(1)书所受的重力为3N;
(2)书对桌面的压强为60Pa。
26.(1);(2)
【详解】解:(1)7000m深度受到海水的压强为
(2)由得,“蛟龙号”每外表面受到海水的压力
答:(1)此处海水产生的压强的为;
(2)此时“蛟龙号”每0.5m2外表面受到海水的压力为。
27.(1);(2)250Pa
【详解】解:根据题意知道,放入铝球后,液体增加的深度为
(2)由知道,铝球放入水中后,水对容器底的压强增加
(1)由 知道,铝球放入水中后,水对容器底的压力增加
答:(1)铝球放入水中后,水对容器底的压力增加了5N;
(2)铝球放入水中后,水对容器底的压强增加了250Pa。
28.(1)见解析;(2)1.64×105Pa;115℃;(3)增大安全阀的质量或减小安全阀的面积
【详解】解:(1)高压锅一旦安全阀失效,即出气孔被堵塞,锅内气体压强就会过大,水的沸点也随之升高,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
出气孔的面积
安全阀自重对气孔处气体产生的压强
锅内最大气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和,所以,该高压锅内的气体能达到的最大压强
对照图像可知,当气压为1.64×105pa时,所对应的温度是115℃,即达到的最高温度为115℃。
(3)西藏地区外界大气压低,可以增加限压阀的质量来增大锅内气压,提高沸点。
答:(1)见解析;
(2)该高压锅内的气体能达到的最大压强是1.64×105Pa;这种高压锅烧煮食物时,可以达到的最高温度大约是115℃;
(3)这种高压锅向西藏地区销售,应增大安全阀的质量或减小安全阀的面积。