华师大版初中科学八年级上学期 第2章 压力 压强 单元试卷
一、选择题(每题3分,共45分)
1.关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力就是重力
B.压力大小与重力没有必然联系
C.压力大小等于重力,但产生原因不同
D.压力方向总是竖直向下
2.下列生活现象能说明大气压存在的是( )
A.火车轨道
B.锅炉水位计
C.拦河大坝
D.用吸管吸饮料
3.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
4.医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入体检者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是( )
A.靠自身重力流入采血管 B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管 D.由血压压入采血管
5.人坐在沙发上比坐在木凳上舒服的原因是( )
A.沙发有弹簧,抵消了人的重力
B.沙发柔软,与人的接触面积大,所以人受到的压强小
C.弹簧的弹力减小了人对沙发的压力
D.由于弹簧作用,人对沙发的压力小于人的重力
6.小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图。有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
7.如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲、乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
8.在沙滩上光脚走路,踩到贝壳时,脚会很疼。下列选项所涉及的原理与此相同的是( )
A.厨房中的菜刀刀刃磨得很锋利
B.手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高
C.在科学实验操作中,将胶头滴管的胶头松开,液体进入滴管
D.台风到来时某同学打开的伞面被吹“反”了
9.下列是日常生活中与压强有关事例的描述,其中正确的是( )
A.图钉钉帽面积比较大是为了增大手指对它的压强
B.水坝的形状上窄下宽是因为同种液体的压强随着深度的增加而增大
C.用打气筒给自行车打气时利用了大气压
D.用吸盘挂钩挂物品是利用了吸盘的吸力
10.如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是从A口吹入B口吹出
B.风总是从B口吹入A口吹出
C.风总是从A、B口同时吹入
D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
11.如图所示,一密封的圆台形容器内装一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的作用情况是( )
A.压强减小,压力减小 B.压强减小,压力增大
C.压强增大,压力增大 D.压强增大,压力减小
12.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管,将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律,图中描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
13.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器正、反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为0.2m/s和0.3m/s,器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是( )
A.p1=p2 F1=F2 B.p1>p2 F1<F2
C.p1>p2 F1=F2 D.p1<p2 F1>F2
14.如图所示,将一个瓶子装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体(如图所示),使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当拿着它从山脚到山顶,玻璃管内水柱高度将( )
A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断
15.质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2。水桶内装有30cm 深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强与水桶对地面的压强相等。当小明用竖直向上的力F=140N提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,此时水桶对地面的压强为p(g取10N/kg)。则下列正确的是( )
A.水桶内水的质量为21kg B.水桶内水的质量为20kg
C.p的大小为100Pa D.p的大小为800Pa
二、填空题(每空2分,共20分)
16.如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘盒内的空气排出,利用 将垃圾吸入尘盒内。已知机器人的质量是2kg,滚轮与地面的总接触面积为10cm2,静止在水平地面时它对地面的压强为 Pa。(g取10N/kg)
17.如图所示为一自制的液体液压秤示意图,M是一只水袋,袋口通过塞子与左端的开口玻璃管相通,管旁立着一根刻度尺,其零刻度线正好与水袋上表面在同一水平面上。有一质量为1.5kg的木板水平放在水袋上,若木板与水袋的有效接触面积为300cm2,则该木板对水袋的压强为 Pa;若在木板上放一重物(假设木板与水袋的接触面积保持不变),细管内水面上升到80cm处时,重物和木板对水袋的压强为8000Pa,则重物的质量是 kg(g取10N/kg)。
18.当在原本密封的高速行驶的车内吸烟的人,打开身边的车窗时,烟雾会向 (选填“车内”或“车外”)飘去,这是由于车外的空气流速大于车内,而使车内的气压 (选填“大于”或“小于”)车外的气压造成的。
19.将一重100N、棱长为0.2m的均匀正方体,放置在水平的正方形桌面中央,若桌面的边长为50cm,这时正方体对桌面的压强是 Pa,若把此正方体放在边长为10cm的平台上,则正方体对平台的压强为 Pa。(每次放置时使它们中心相对)
20.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内,且容器中分别装有两种不同的液体,当两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则p甲 p乙(选填“>”“<”或“=”);若要使U形管中的液面再次相平,应 (选填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
三、实验探究题(每空2分,共24分)
21.如图为利用U形压强计验证“在受力面积不变时压强与压力的定量关系”的装置。实验前,橡皮膜朝上,金属盒水平固定,玻璃管中液面相平。实验中,改变叠放在橡皮膜中央的硬币数(规格相同),测得有关数据如表所示。
硬币个数 2 4 6 8 10
液面高度差(mm) 9.5 19 29.5 40 50
(1)实验中当液面高度差为h时,盒内外气压差为 。(已知玻璃管内液体密度为ρ,g为已知常量)
(2)U形玻璃管足够长时,选用密度 (选填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差。
(3)分析实验数据,可得到的实验结论:在实验误差允许范围内, 。
22.科学兴趣小组的同学利用周末开展了一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 状态。若不考虑其他因素,根据 的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
四、解答题(23题4分,24题7分,共11分)
23.一块滑板是由板面、滑板支架(滑板桥)和四只滑板轮等部分组成的,总质量为5kg,如图所示。每个滑板轮与水平地面的接触面积为2×10-4m2,把这个滑板放在水平地面上,当一个质量为45kg学生站立这个滑板上时,求(g取10N/kg):
(1)滑板对水平地面的压力。
(2)滑板对水平地面的压强。
24.如图为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带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逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体压强最大为1.8×105Pa。(g取10N/kg)
(1)用此高压锅烧水至沸腾时,水的温度 (选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。
(2)计算高压锅工作时锅内外气体的最大压强差。
(3)计算限压阀的质量。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】根据压力和重力的关系分析。
【解答】压力和重力是两种不同的力,压力可能由重力产生,例如在水平面上;压力也可能和重力无关,例如在竖直墙壁上,故A、C错误,B正确;
压力的方向总是与接触面垂直,不一定是竖直向下的,故D错误。
故选B。
2.【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个选项中现象包含的物理规律即可。
【解答】A.火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积的方式减小压强,故A不合题意;
B.锅炉水位计和水箱构成一个连通器,根据液体压强的知识可知,水位计内的水面总是与水箱内的水面相平,故B不合题意;
C.拦河大坝上面窄下面宽,是因为液体压强随深度的增加而增大,故C不合题意;
D.用吸管喝饮料时,吸管内的气压小于大气压强,于是饮料在大气压强的作用下,被压进口中,故D符合题意。
故选D。
3.【答案】A
【知识点】密度公式的应用;压强大小比较
【解析】【分析】首先根据比较两种液体密度的大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较试管底部受到压强的大小。
【解答】根据图片可知,液体的体积V甲ρ乙。根据公式p=ρ液gh得到,因为h甲=h乙,所以甲对试管底部的压强大于乙对试管底部的压强,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.【答案】D
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】气体或液体总是从压强大的地方流向压强小的地方,据此分析即可。
【解答】真空采集管内大气压强几乎为零,而人体内的血液流动时是存在血压的。当针头插入静脉后,血压从压强大的静脉流向压强小的采集管,完成抽血,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.【答案】B
【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增大受力面积;②减小压力。
【解答】无论坐在木凳上,还是坐在沙发上,人体对接触面的压力始终等于人体重力,即压力保持不变。沙发柔软,与人的接触面积大,所以人受到的压强小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】可以使用对照实验进行探究,设计对照实验的关键是改变要探究的变量或因素,然后比较现象即可。
【解答】如果要排除下面杯子里的空气将杯子顶上来的可能性,那么就要想办法排出下面杯子里的空气,即将两个塑料杯的底部都减去,这时底部就不会受到空气的压力,再次观察实验即可,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.【答案】A
【知识点】影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】根据U形管两侧的液面高度差判断金属盒受到的压强大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度的大小即可。
【解答】根据图片可知,甲中液柱的高度差大于乙,那么说明甲中金属盒处的压强大于乙,故C、D错误;
因为p甲>p乙,且h甲=h乙,根据公式p=ρ液gh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确,B错误。
故选A。
8.【答案】A
【知识点】增大或减小压强的方法;流体压强与流速的关系;大气压强与高度的关系
【解析】【分析】沙滩上光脚走路,踩到贝壳时,脚会很疼,是因为贝壳与脚的受力面积小而产生的压强大,据此分析判断。
【解答】A.厨房中的菜刀刀刃磨得很锋利,通过减小受力面积的方式增大压强,故A符合题意;
B.手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高,是因为大气压强随高度的增大而减小,而液柱产生的压强增大所致,故B不合题意;
C.在科学实验操作中,将胶头滴管的胶头松开,液体进入滴管,利用的大气压强原理,故C不合题意;
D.台风到来时某同学打开的伞面被吹“反”了,是因为伞的上表面空气流速大压强小的缘故,故D不合题意。
故选A。
9.【答案】B
【知识点】增大或减小压强的方法;影响液体压强大小的因素;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)根据公式可知,当压力相等时,压强与受力面积成反比;
(2)根据液体压强和深度的关系分析;
(3)当气体的体积一定时,气体的质量越大,压强越大;
(4)根据大气压强的知识判断。
【解答】A.图钉钉帽面积比较大是为了减小它对手指的压强,故A错误;
B.水坝的形状上窄下宽是因为同种液体的压强随着深度的增加而增大,故B正确;
C.用打气筒给自行车打气时利用了气体压强和质量的关系,故C错误;
D.用吸盘挂钩挂物品是利用了大气压强的原理,故D错误。
故选B。
10.【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析两个洞口的气压大小,然后根据“空气总是从压强大的地方流向压强小的地方”确定气流方向。
【解答】根据图片可知,B洞口为平面,A洞口为曲面,当空气从两个洞口经过时,再A口流速大压强小,在B口流速小压强大,因此风从B洞口流向A洞口,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
11.【答案】B
【知识点】压强大小比较
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的变化。
(2)上下粗细一致的容器内,液体对容器底部的压力等于液体重力;下口大的容器,液体对容器底部的压力大于液体重力;下口小的容器,液体对容器底部的压力小于液体重力;
【解答】(1)将这个圆台倒置后,水面的高度会减小,根据公式p=ρ液gh可知,容器底部受到水的压强会减小;
(2)圆台倒置前,下口小于上口,因此水对容器底部的压力小于水的重力;圆台倒置后,下口大于上口,因此水对容器底部的压力大于重力,因此压力增大了,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.【答案】B
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】(1)橡皮膜总是向压强较小的方向凸起;
(2)在液体内部,压强向各个方向,据此分析判断。
【解答】当橡皮膜浸没在水中时,它会受到水的压强。由于水的压强大于里面气体的压强,所以橡皮膜会向玻璃管的内部凸起,故A、C、D错误,而B正确。
故选B。
13.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;压强大小比较
【解析】【分析】(1)首先根据比较两种液体密度的大小,然后根据p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小;
(2)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此比较两个容器受到的摩擦力的大小,然后根据二力平衡的知识比较匀速运动时拉力的大小。
【解答】(1)根据图片可知,液体的体积V1>V2,且m1=m2,根据公式可知,液体的密度ρ1>ρ2。两种液体液面相平,根据公式p=ρ液gh可知,容器底部受到的压强p1>p2;
(2)两个容器对桌面的压力等于容器重力和液体重力之和,因此它们对桌面的压力相等,且接触面的粗糙程度相同,因此它们受到的滑动摩擦力大小相等。当它们在桌面上做匀速直线运动时,它们受到的摩擦力与拉力为平衡力,即拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等,所以拉力相等,即F1=F2。
故选C。
14.【答案】A
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)大气压强随高度的增大而减小;
(2)以瓶子内部的水面为参考面,分析瓶子内部气体压强、水柱压强和大气压强的数量关系,最后根据液体压强公式p=ρ液gh分析玻璃管内水柱的高度变化即可。
【解答】当玻璃管内的水柱高度不变时,瓶内的气体压强、玻璃管内的水柱压强、大气压强的关系为:p内=p水+p大气。当瓶子从山脚到山顶时,高度增大,大气压强p0减小,于是水柱压强p水增大。根据公式p=ρ液gh可知,玻璃管内水柱高度将升高,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
15.【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)首先根据p=ρ液gh计算出水桶底部受到水的压强,然后根据F'=p'S计算出水桶对地面的压力,也就是水桶和水的总重力,最后用总重力减去水桶重力得到水的重力;
(2)接根据F压=G总-F计算出水桶受到拉力后对地面的压力,最后根据压强公式计算水桶对地面的压强。
【解答】(1)水桶底部受到水的压强p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
那么水桶对地面的压强为:p'=p=3000Pa;
水桶和水的总重力:G总=F'=p'S=3000pa×(700×10-4m2)=210N;
水的重力为:G水=G总-G桶=210N-1kg×10N/kg=200N;
水的质量为:。
(2)受到拉力后,水桶对地面的压力:F压=G总-F=210N-140N=70N;
那么水桶对地面的压强:。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
16.【答案】大气压;2×104
【知识点】压强的大小及其计算;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)首先根据F=G=mg计算出机器人对地面的压力,然后根据计算它对地面的压强。
【解答】(1)如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘盒内的空气排出,利用大气压强将垃圾吸入尘盒内。
(2)机器人对地面的压力为:F=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
机器人对地面的压强为:。
17.【答案】500;22.5
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)首先根据F=G=mg计算出木板对水袋的压力,然后根据计算木板对水袋的压强;
(2)首先根据G总=F=p'S计算出重物和木板的总重力,然后根据计算出它们的总质量,最后减去木板的质量得到重物的质量。
【解答】(1)木板对水袋的压力F=G=mg=15kg×10N/kg=150N,
木板对水袋的压强:;
(2)重物和木板的总重力G总=F=p'S=8000Pa×(300×10-4m2)=240N;
重物和木板的总质量为:;
那么重物的质量为:m=m总-m木=24kg-1.5kg=22.5kg。
18.【答案】车外;大于
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析解答。
【解答】当在原本密封的高速行驶的车内吸烟的人,打开身边的车窗时,烟雾会向车外飘去,这是由于车外的空气流速大于车内,而使车内的气压大于车外的气压造成的。
19.【答案】2500;10000
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】将正方体的底面积与桌面的面积比较,确定接触面积大小,然后根据计算正方体对桌面的压强。
【解答】(1)若桌面的边长为50cm,
那么桌面的面积大于正方体的底面积,
因此接触面积S=(0.2m)2=0.04m2;
此时正方体对桌面的压强为:;
(2)若桌面的边长为10cm,
那么桌面的面积小于正方体的底面积,
因此接触面积S'=(0.1m)2=0.01m2;
此时正方体对桌面的压强为:。
20.【答案】>;增大
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】(1)在U形管压强计中,哪个玻璃管内的液柱高度小,那么它的橡胶膜上受到的压强大,据此比较甲和乙的压强大小;
(2)如果要使液面相平,那么就要减小原来大的压强,或增大原来小的压强。
【解答】(1)根据图片可知,与甲相连的玻璃管内液柱高度小,因此甲的压强大于乙的压强,即p甲>p乙;
(2)与乙容器相连的玻璃管中液柱高度大,因此乙容器中橡皮膜上受到的压强小。若要使U形管中的液面再次相平,就要增大乙容器中探头受到的压强。根据公式p=ρ液gh可知,应该增大乙探头的深度。
21.【答案】(1)ρgh
(2)较小
(3)当受力面积不变时,压强与压力成正比
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】(1)在图中,U形管左侧的液柱高度较低,以它的液面为参照面,根据二力平衡的知识分析左侧气体压强、右侧高出的液柱压强和大气压强的大小关系即可;
(2)根据p=ρ液gh可知,当橡皮膜上受到相同的压强时,密度越小的液体,两侧的高度差h越大,越能明显的反映压强的变化,减小实验误差;
(3)将每个硬币的重力相同,因此橡皮膜上受到的压强与硬币的个数成正比。将表格中对应的高度差与硬币个数作比,如果比值一致,那么它们成正比例关系。
【解答】(1)当U形管内液柱静止不动时,左侧气体压强、右侧高出的液柱压强和大气压强的关系为:p左=p液+p大气。左侧气体压强与盒外硬币的压强相等,因此盒内外的气压差就是p液。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,盒内外的气压差就是ρ液gh;
(2)U形玻璃管足够长时,选用密度较小的液体可以减小实验误差。
(3)将表格中对应的高度差与硬币个数作比,比值依次为:4.75、4.75、4.91、5、5,那么它们的比值大约在4.9附近,因此得到结论:当受力面积不变时,压强与压力成正比。
22.【答案】(1)活塞;静止;二力平衡
(2)偏小;在注射器内装少量水,再排出空气
(3)减小摩擦;活塞自身重力(或重力)
(4)C;
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据题目描述可知,当注射器的活塞刚刚被拉动时,它受到的大气压力和测力计的拉力刚好平衡,这样就能确定大气在活塞上的压力。然后测量出活塞的横截面积,根据公式计算出大气压强。如果物体相对参照物的位置不发生改变,那么它是静止的;否则,它是运动的。
(2)如果注射器内残留空气,那么将会产生向外的压强,这样会使测力计测出的拉力偏小,从而导致计算出的大气压强偏小。如果在注射器内装入少量的水,从而占据那些空间,那么将水排出后,注射器内就不会有空气了。
(3)减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③改变接触面;④注入润滑油;⑤变滑动为滚动。重力的方向是竖直向下的,在水平方向完成实验,可以防止重力对测量产生影响。
(4)大气压强的值是相同的,根据公式F=pS可知,活塞的横截面积越大,注射器受到的大气压力越大,要求测力计的量程就越大。注射器的针筒为圆柱体,首先根据V=Sh计算出活塞的横截面积,然后根据压强公式计算大气压强。
【解答】(1)测量中,分析研究的是大气对活塞的压力。当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,活塞相对地面的位置保持不变,因此研究对象处于静止状态。若不考虑其他因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽,我的方法是:在注射器内装少量水,再排出空气。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以减小摩擦。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小活塞自身重力(或重力)对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,这说明活塞的横截面积太大,应该选用横截面积最小的,可改用图乙中的C;
大气压强的值:。
23.【答案】(1)滑板对水平地面的压力F=G总=(m人+m轮)g=(45kg+5kg)×10N/kg=500N。
(2)滑板对水平地面的压强p= =6.25×105Pa。
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)滑板对水平地面的压力等于人和滑板的总重力,即F=G总=(m人+m轮)g;
(2)首先用每个轮子的接地面积×轮子个数计算出滑板与地面的接触面积,然后根据计算滑板对地面的压强。
24.【答案】(1)大于
(2)高压锅工作时锅内外气体的最大压强差Δp=p内-p外=1.8×105Pa-1.0×105Pa=0.8×105Pa。
(3)由p= 可得,限压阀的重力G=F=ΔpS=0.8×105Pa×10×10-6m2=0.8N,则限压阀的质量m= =0.08kg。
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)高压锅内水上方的空气压强大于标准气压,因此水的沸点高于100℃;
(2)当高压锅内的限压阀要起来而未起来时,外面的大气压强、限压阀重力产生的压强和锅内压强之间的关系为:p内=p外+p重力,据此计算锅内外的压强差。
(3)锅内外的压强差就是由于限压阀的重力产生的,因此根据G=F=ΔpS计算限压阀的重力,再根据计算限压阀的质量。
1 / 1华师大版初中科学八年级上学期 第2章 压力 压强 单元试卷
一、选择题(每题3分,共45分)
1.关于压力,下列说法正确的是( )
A.压力就是重力
B.压力大小与重力没有必然联系
C.压力大小等于重力,但产生原因不同
D.压力方向总是竖直向下
【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别
【解析】【分析】根据压力和重力的关系分析。
【解答】压力和重力是两种不同的力,压力可能由重力产生,例如在水平面上;压力也可能和重力无关,例如在竖直墙壁上,故A、C错误,B正确;
压力的方向总是与接触面垂直,不一定是竖直向下的,故D错误。
故选B。
2.下列生活现象能说明大气压存在的是( )
A.火车轨道
B.锅炉水位计
C.拦河大坝
D.用吸管吸饮料
【答案】D
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】分析各个选项中现象包含的物理规律即可。
【解答】A.火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积的方式减小压强,故A不合题意;
B.锅炉水位计和水箱构成一个连通器,根据液体压强的知识可知,水位计内的水面总是与水箱内的水面相平,故B不合题意;
C.拦河大坝上面窄下面宽,是因为液体压强随深度的增加而增大,故C不合题意;
D.用吸管喝饮料时,吸管内的气压小于大气压强,于是饮料在大气压强的作用下,被压进口中,故D符合题意。
故选D。
3.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
【答案】A
【知识点】密度公式的应用;压强大小比较
【解析】【分析】首先根据比较两种液体密度的大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较试管底部受到压强的大小。
【解答】根据图片可知,液体的体积V甲ρ乙。根据公式p=ρ液gh得到,因为h甲=h乙,所以甲对试管底部的压强大于乙对试管底部的压强,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入体检者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是( )
A.靠自身重力流入采血管 B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管 D.由血压压入采血管
【答案】D
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】气体或液体总是从压强大的地方流向压强小的地方,据此分析即可。
【解答】真空采集管内大气压强几乎为零,而人体内的血液流动时是存在血压的。当针头插入静脉后,血压从压强大的静脉流向压强小的采集管,完成抽血,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
5.人坐在沙发上比坐在木凳上舒服的原因是( )
A.沙发有弹簧,抵消了人的重力
B.沙发柔软,与人的接触面积大,所以人受到的压强小
C.弹簧的弹力减小了人对沙发的压力
D.由于弹簧作用,人对沙发的压力小于人的重力
【答案】B
【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增大受力面积;②减小压力。
【解答】无论坐在木凳上,还是坐在沙发上,人体对接触面的压力始终等于人体重力,即压力保持不变。沙发柔软,与人的接触面积大,所以人受到的压强小,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.小明将两个相同的一次性塑料杯叠放在一起,用吹风机以恒定风速沿上杯口水平吹气,发现塑料杯被吹出,如图。有人认为这是因为“上杯口流速大,压强小”使杯子飞出,也有人认为这是因为“吹气时有气体进入下面的杯子中将上面的杯子顶上来”。为进一步验证以上两种解释,下列方案不可行的是( )
A.在上面的塑料杯底开一个孔,再次重复实验,观察杯子情况
B.将下面的塑料杯的底剪去,再次重复实验,观察杯子情况
C.将两塑料杯的底都剪去,再次重复实验,观察杯子情况
D.将上面塑料杯的杯口剪去,使其低于下面塑料杯的杯口,再次重复实验,观察杯子情况
【答案】C
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】可以使用对照实验进行探究,设计对照实验的关键是改变要探究的变量或因素,然后比较现象即可。
【解答】如果要排除下面杯子里的空气将杯子顶上来的可能性,那么就要想办法排出下面杯子里的空气,即将两个塑料杯的底部都减去,这时底部就不会受到空气的压力,再次观察实验即可,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲、乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
【答案】A
【知识点】影响液体压强大小的因素
【解析】【分析】根据U形管两侧的液面高度差判断金属盒受到的压强大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度的大小即可。
【解答】根据图片可知,甲中液柱的高度差大于乙,那么说明甲中金属盒处的压强大于乙,故C、D错误;
因为p甲>p乙,且h甲=h乙,根据公式p=ρ液gh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确,B错误。
故选A。
8.在沙滩上光脚走路,踩到贝壳时,脚会很疼。下列选项所涉及的原理与此相同的是( )
A.厨房中的菜刀刀刃磨得很锋利
B.手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高
C.在科学实验操作中,将胶头滴管的胶头松开,液体进入滴管
D.台风到来时某同学打开的伞面被吹“反”了
【答案】A
【知识点】增大或减小压强的方法;流体压强与流速的关系;大气压强与高度的关系
【解析】【分析】沙滩上光脚走路,踩到贝壳时,脚会很疼,是因为贝壳与脚的受力面积小而产生的压强大,据此分析判断。
【解答】A.厨房中的菜刀刀刃磨得很锋利,通过减小受力面积的方式增大压强,故A符合题意;
B.手持自制气压计从山脚走到山顶,管内液面升高,是因为大气压强随高度的增大而减小,而液柱产生的压强增大所致,故B不合题意;
C.在科学实验操作中,将胶头滴管的胶头松开,液体进入滴管,利用的大气压强原理,故C不合题意;
D.台风到来时某同学打开的伞面被吹“反”了,是因为伞的上表面空气流速大压强小的缘故,故D不合题意。
故选A。
9.下列是日常生活中与压强有关事例的描述,其中正确的是( )
A.图钉钉帽面积比较大是为了增大手指对它的压强
B.水坝的形状上窄下宽是因为同种液体的压强随着深度的增加而增大
C.用打气筒给自行车打气时利用了大气压
D.用吸盘挂钩挂物品是利用了吸盘的吸力
【答案】B
【知识点】增大或减小压强的方法;影响液体压强大小的因素;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)根据公式可知,当压力相等时,压强与受力面积成反比;
(2)根据液体压强和深度的关系分析;
(3)当气体的体积一定时,气体的质量越大,压强越大;
(4)根据大气压强的知识判断。
【解答】A.图钉钉帽面积比较大是为了减小它对手指的压强,故A错误;
B.水坝的形状上窄下宽是因为同种液体的压强随着深度的增加而增大,故B正确;
C.用打气筒给自行车打气时利用了气体压强和质量的关系,故C错误;
D.用吸盘挂钩挂物品是利用了大气压强的原理,故D错误。
故选B。
10.如图是北美草原犬鼠洞穴的横截面示意图。下列有关洞内风向分析正确的是( )
A.风总是从A口吹入B口吹出
B.风总是从B口吹入A口吹出
C.风总是从A、B口同时吹入
D.风有时从A口吹入,有时从B口吹入
【答案】B
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析两个洞口的气压大小,然后根据“空气总是从压强大的地方流向压强小的地方”确定气流方向。
【解答】根据图片可知,B洞口为平面,A洞口为曲面,当空气从两个洞口经过时,再A口流速大压强小,在B口流速小压强大,因此风从B洞口流向A洞口,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
11.如图所示,一密封的圆台形容器内装一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的作用情况是( )
A.压强减小,压力减小 B.压强减小,压力增大
C.压强增大,压力增大 D.压强增大,压力减小
【答案】B
【知识点】压强大小比较
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ液gh比较容器底部受到压强的变化。
(2)上下粗细一致的容器内,液体对容器底部的压力等于液体重力;下口大的容器,液体对容器底部的压力大于液体重力;下口小的容器,液体对容器底部的压力小于液体重力;
【解答】(1)将这个圆台倒置后,水面的高度会减小,根据公式p=ρ液gh可知,容器底部受到水的压强会减小;
(2)圆台倒置前,下口小于上口,因此水对容器底部的压力小于水的重力;圆台倒置后,下口大于上口,因此水对容器底部的压力大于重力,因此压力增大了,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
12.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管,将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律,图中描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】(1)橡皮膜总是向压强较小的方向凸起;
(2)在液体内部,压强向各个方向,据此分析判断。
【解答】当橡皮膜浸没在水中时,它会受到水的压强。由于水的压强大于里面气体的压强,所以橡皮膜会向玻璃管的内部凸起,故A、C、D错误,而B正确。
故选B。
13.两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器正、反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为0.2m/s和0.3m/s,器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是( )
A.p1=p2 F1=F2 B.p1>p2 F1<F2
C.p1>p2 F1=F2 D.p1<p2 F1>F2
【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;压强大小比较
【解析】【分析】(1)首先根据比较两种液体密度的大小,然后根据p=ρ液gh比较容器底部受到压强的大小;
(2)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此比较两个容器受到的摩擦力的大小,然后根据二力平衡的知识比较匀速运动时拉力的大小。
【解答】(1)根据图片可知,液体的体积V1>V2,且m1=m2,根据公式可知,液体的密度ρ1>ρ2。两种液体液面相平,根据公式p=ρ液gh可知,容器底部受到的压强p1>p2;
(2)两个容器对桌面的压力等于容器重力和液体重力之和,因此它们对桌面的压力相等,且接触面的粗糙程度相同,因此它们受到的滑动摩擦力大小相等。当它们在桌面上做匀速直线运动时,它们受到的摩擦力与拉力为平衡力,即拉力等于摩擦力。因为摩擦力相等,所以拉力相等,即F1=F2。
故选C。
14.如图所示,将一个瓶子装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体(如图所示),使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上。当拿着它从山脚到山顶,玻璃管内水柱高度将( )
A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断
【答案】A
【知识点】大气压强的存在
【解析】【分析】(1)大气压强随高度的增大而减小;
(2)以瓶子内部的水面为参考面,分析瓶子内部气体压强、水柱压强和大气压强的数量关系,最后根据液体压强公式p=ρ液gh分析玻璃管内水柱的高度变化即可。
【解答】当玻璃管内的水柱高度不变时,瓶内的气体压强、玻璃管内的水柱压强、大气压强的关系为:p内=p水+p大气。当瓶子从山脚到山顶时,高度增大,大气压强p0减小,于是水柱压强p水增大。根据公式p=ρ液gh可知,玻璃管内水柱高度将升高,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
15.质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2。水桶内装有30cm 深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强与水桶对地面的压强相等。当小明用竖直向上的力F=140N提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,此时水桶对地面的压强为p(g取10N/kg)。则下列正确的是( )
A.水桶内水的质量为21kg B.水桶内水的质量为20kg
C.p的大小为100Pa D.p的大小为800Pa
【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)首先根据p=ρ液gh计算出水桶底部受到水的压强,然后根据F'=p'S计算出水桶对地面的压力,也就是水桶和水的总重力,最后用总重力减去水桶重力得到水的重力;
(2)接根据F压=G总-F计算出水桶受到拉力后对地面的压力,最后根据压强公式计算水桶对地面的压强。
【解答】(1)水桶底部受到水的压强p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
那么水桶对地面的压强为:p'=p=3000Pa;
水桶和水的总重力:G总=F'=p'S=3000pa×(700×10-4m2)=210N;
水的重力为:G水=G总-G桶=210N-1kg×10N/kg=200N;
水的质量为:。
(2)受到拉力后,水桶对地面的压力:F压=G总-F=210N-140N=70N;
那么水桶对地面的压强:。
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
二、填空题(每空2分,共20分)
16.如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘盒内的空气排出,利用 将垃圾吸入尘盒内。已知机器人的质量是2kg,滚轮与地面的总接触面积为10cm2,静止在水平地面时它对地面的压强为 Pa。(g取10N/kg)
【答案】大气压;2×104
【知识点】压强的大小及其计算;大气压强的存在
【解析】【分析】(1)根据大气压强的知识解答;
(2)首先根据F=G=mg计算出机器人对地面的压力,然后根据计算它对地面的压强。
【解答】(1)如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘盒内的空气排出,利用大气压强将垃圾吸入尘盒内。
(2)机器人对地面的压力为:F=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
机器人对地面的压强为:。
17.如图所示为一自制的液体液压秤示意图,M是一只水袋,袋口通过塞子与左端的开口玻璃管相通,管旁立着一根刻度尺,其零刻度线正好与水袋上表面在同一水平面上。有一质量为1.5kg的木板水平放在水袋上,若木板与水袋的有效接触面积为300cm2,则该木板对水袋的压强为 Pa;若在木板上放一重物(假设木板与水袋的接触面积保持不变),细管内水面上升到80cm处时,重物和木板对水袋的压强为8000Pa,则重物的质量是 kg(g取10N/kg)。
【答案】500;22.5
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)首先根据F=G=mg计算出木板对水袋的压力,然后根据计算木板对水袋的压强;
(2)首先根据G总=F=p'S计算出重物和木板的总重力,然后根据计算出它们的总质量,最后减去木板的质量得到重物的质量。
【解答】(1)木板对水袋的压力F=G=mg=15kg×10N/kg=150N,
木板对水袋的压强:;
(2)重物和木板的总重力G总=F=p'S=8000Pa×(300×10-4m2)=240N;
重物和木板的总质量为:;
那么重物的质量为:m=m总-m木=24kg-1.5kg=22.5kg。
18.当在原本密封的高速行驶的车内吸烟的人,打开身边的车窗时,烟雾会向 (选填“车内”或“车外”)飘去,这是由于车外的空气流速大于车内,而使车内的气压 (选填“大于”或“小于”)车外的气压造成的。
【答案】车外;大于
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【分析】根据流体压强和流速的关系分析解答。
【解答】当在原本密封的高速行驶的车内吸烟的人,打开身边的车窗时,烟雾会向车外飘去,这是由于车外的空气流速大于车内,而使车内的气压大于车外的气压造成的。
19.将一重100N、棱长为0.2m的均匀正方体,放置在水平的正方形桌面中央,若桌面的边长为50cm,这时正方体对桌面的压强是 Pa,若把此正方体放在边长为10cm的平台上,则正方体对平台的压强为 Pa。(每次放置时使它们中心相对)
【答案】2500;10000
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】将正方体的底面积与桌面的面积比较,确定接触面积大小,然后根据计算正方体对桌面的压强。
【解答】(1)若桌面的边长为50cm,
那么桌面的面积大于正方体的底面积,
因此接触面积S=(0.2m)2=0.04m2;
此时正方体对桌面的压强为:;
(2)若桌面的边长为10cm,
那么桌面的面积小于正方体的底面积,
因此接触面积S'=(0.1m)2=0.01m2;
此时正方体对桌面的压强为:。
20.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平,现将两探头分别放在甲、乙容器内,且容器中分别装有两种不同的液体,当两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则p甲 p乙(选填“>”“<”或“=”);若要使U形管中的液面再次相平,应 (选填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
【答案】>;增大
【知识点】液体的压强
【解析】【分析】(1)在U形管压强计中,哪个玻璃管内的液柱高度小,那么它的橡胶膜上受到的压强大,据此比较甲和乙的压强大小;
(2)如果要使液面相平,那么就要减小原来大的压强,或增大原来小的压强。
【解答】(1)根据图片可知,与甲相连的玻璃管内液柱高度小,因此甲的压强大于乙的压强,即p甲>p乙;
(2)与乙容器相连的玻璃管中液柱高度大,因此乙容器中橡皮膜上受到的压强小。若要使U形管中的液面再次相平,就要增大乙容器中探头受到的压强。根据公式p=ρ液gh可知,应该增大乙探头的深度。
三、实验探究题(每空2分,共24分)
21.如图为利用U形压强计验证“在受力面积不变时压强与压力的定量关系”的装置。实验前,橡皮膜朝上,金属盒水平固定,玻璃管中液面相平。实验中,改变叠放在橡皮膜中央的硬币数(规格相同),测得有关数据如表所示。
硬币个数 2 4 6 8 10
液面高度差(mm) 9.5 19 29.5 40 50
(1)实验中当液面高度差为h时,盒内外气压差为 。(已知玻璃管内液体密度为ρ,g为已知常量)
(2)U形玻璃管足够长时,选用密度 (选填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差。
(3)分析实验数据,可得到的实验结论:在实验误差允许范围内, 。
【答案】(1)ρgh
(2)较小
(3)当受力面积不变时,压强与压力成正比
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【分析】(1)在图中,U形管左侧的液柱高度较低,以它的液面为参照面,根据二力平衡的知识分析左侧气体压强、右侧高出的液柱压强和大气压强的大小关系即可;
(2)根据p=ρ液gh可知,当橡皮膜上受到相同的压强时,密度越小的液体,两侧的高度差h越大,越能明显的反映压强的变化,减小实验误差;
(3)将每个硬币的重力相同,因此橡皮膜上受到的压强与硬币的个数成正比。将表格中对应的高度差与硬币个数作比,如果比值一致,那么它们成正比例关系。
【解答】(1)当U形管内液柱静止不动时,左侧气体压强、右侧高出的液柱压强和大气压强的关系为:p左=p液+p大气。左侧气体压强与盒外硬币的压强相等,因此盒内外的气压差就是p液。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,盒内外的气压差就是ρ液gh;
(2)U形玻璃管足够长时,选用密度较小的液体可以减小实验误差。
(3)将表格中对应的高度差与硬币个数作比,比值依次为:4.75、4.75、4.91、5、5,那么它们的比值大约在4.9附近,因此得到结论:当受力面积不变时,压强与压力成正比。
22.科学兴趣小组的同学利用周末开展了一次登山活动,他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下:
①把注射器的活塞推至注射器针筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器小孔;
②如图甲所示,用细线拴住注射器活塞颈部,使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动针筒,当活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为F;
③读出注射器针筒上有刻度部分的容积V;
④用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。
请根据他们设计的方案回答以下问题:
(1)测量中,分析研究的是大气对 (选填“针筒”或“活塞”)的压力,当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,研究对象处于 状态。若不考虑其他因素,根据 的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果 (选填“偏大”“不变”或“偏小”)。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽。你的方法是 。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以 。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小 对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 (选填“A”或“C”)注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值,则p= 。
【答案】(1)活塞;静止;二力平衡
(2)偏小;在注射器内装少量水,再排出空气
(3)减小摩擦;活塞自身重力(或重力)
(4)C;
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强的测量方法
【解析】【分析】(1)根据题目描述可知,当注射器的活塞刚刚被拉动时,它受到的大气压力和测力计的拉力刚好平衡,这样就能确定大气在活塞上的压力。然后测量出活塞的横截面积,根据公式计算出大气压强。如果物体相对参照物的位置不发生改变,那么它是静止的;否则,它是运动的。
(2)如果注射器内残留空气,那么将会产生向外的压强,这样会使测力计测出的拉力偏小,从而导致计算出的大气压强偏小。如果在注射器内装入少量的水,从而占据那些空间,那么将水排出后,注射器内就不会有空气了。
(3)减小摩擦的方法:①减小压力;②减小接触面的粗糙程度;③改变接触面;④注入润滑油;⑤变滑动为滚动。重力的方向是竖直向下的,在水平方向完成实验,可以防止重力对测量产生影响。
(4)大气压强的值是相同的,根据公式F=pS可知,活塞的横截面积越大,注射器受到的大气压力越大,要求测力计的量程就越大。注射器的针筒为圆柱体,首先根据V=Sh计算出活塞的横截面积,然后根据压强公式计算大气压强。
【解答】(1)测量中,分析研究的是大气对活塞的压力。当活塞相对于针筒开始滑动时,以地面为参照物,活塞相对地面的位置保持不变,因此研究对象处于静止状态。若不考虑其他因素,根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。
(2)实验时同学们发现注射器顶端装针头处空气无法排尽,这将会使测量结果偏小。同学们联想到去医院打针的情景,可采取简单的办法将注射器内空气排尽,我的方法是:在注射器内装少量水,再排出空气。
(3)测量前,有同学建议在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处:一是活塞的密封性好;二是可以减小摩擦。实验过程中他们让弹簧测力计和注射器保持在水平方向,可以减小活塞自身重力(或重力)对实验的影响,从而提高实验的精确程度。
(4)若同学们用图乙中B注射器,在测量时弹簧测力计被拉到5N,活塞仍没有滑动,这说明活塞的横截面积太大,应该选用横截面积最小的,可改用图乙中的C;
大气压强的值:。
四、解答题(23题4分,24题7分,共11分)
23.一块滑板是由板面、滑板支架(滑板桥)和四只滑板轮等部分组成的,总质量为5kg,如图所示。每个滑板轮与水平地面的接触面积为2×10-4m2,把这个滑板放在水平地面上,当一个质量为45kg学生站立这个滑板上时,求(g取10N/kg):
(1)滑板对水平地面的压力。
(2)滑板对水平地面的压强。
【答案】(1)滑板对水平地面的压力F=G总=(m人+m轮)g=(45kg+5kg)×10N/kg=500N。
(2)滑板对水平地面的压强p= =6.25×105Pa。
【知识点】压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)滑板对水平地面的压力等于人和滑板的总重力,即F=G总=(m人+m轮)g;
(2)首先用每个轮子的接地面积×轮子个数计算出滑板与地面的接触面积,然后根据计算滑板对地面的压强。
24.如图为高压锅的示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上带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逸出一部分,使锅内气体压强减小,保证高压锅安全使用。已知空心柱小孔横截面积为10mm2,大气压为1.0×105Pa,高压锅工作时锅内气体压强最大为1.8×105Pa。(g取10N/kg)
(1)用此高压锅烧水至沸腾时,水的温度 (选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。
(2)计算高压锅工作时锅内外气体的最大压强差。
(3)计算限压阀的质量。
【答案】(1)大于
(2)高压锅工作时锅内外气体的最大压强差Δp=p内-p外=1.8×105Pa-1.0×105Pa=0.8×105Pa。
(3)由p= 可得,限压阀的重力G=F=ΔpS=0.8×105Pa×10×10-6m2=0.8N,则限压阀的质量m= =0.08kg。
【知识点】沸点及沸点与气压的关系;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)高压锅内水上方的空气压强大于标准气压,因此水的沸点高于100℃;
(2)当高压锅内的限压阀要起来而未起来时,外面的大气压强、限压阀重力产生的压强和锅内压强之间的关系为:p内=p外+p重力,据此计算锅内外的压强差。
(3)锅内外的压强差就是由于限压阀的重力产生的,因此根据G=F=ΔpS计算限压阀的重力,再根据计算限压阀的质量。
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