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八上科学《第1章 运动和力》 练习
一.选择题
1.杭州亚运会攀岩项目将在柯桥举行,如图所示为一名攀岩运动员静止在峭壁上,下列说法正确的是( )
A.运动员处于受力平衡状态
B.运动员戴上手套可以增大压强
C.峭壁对运动员双脚的支持力与运动员的重力是一对平衡力
D.安全绳索能在运动员意外掉落时减小其惯性从而起保护作用
2.如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,可有效( )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力
C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
3.一个房间开着一扇窗,窗内挂着轻纱做成的窗帘。如果窗是打开的,当窗外有较大的风平行于窗面吹过时,窗帘将会( )
A.往窗外飘起 B.往窗内飘起 C.静止不动 D.无法确定
4.一游泳池,如果将它的长、宽、深都增加为原设计的2倍,则在装满水时池底受到水的压强增加为原来的( )
A.2倍 B.5倍 C.6倍 D.8倍
5.汽车已经走进行家万户。下列关于汽车的说法中正确的是( )
A.汽车对路面的压力与路面对汽车的支持力是一对平衡力
B.行驶的汽车关闭发动机后,还能继续前进,是由于受到惯性的作用
C.行驶的汽车关闭发动机后,车速会慢下来,说明物体的运动需要力来维持
D.座位上的安全带又宽又软,是为了减小对人体的压强
6.与普通列车相比,青藏铁路列车为旅客提供了弥散性供氧和氧气面罩供氧两种方式,这样做是因为高原上( )
A.大气压强小,空气中含氧量高 B.大气压强大,空气中含氧量高
C.大气压强小,空气中含氧量低 D.大气压强大,空气中含氧量低
7.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压强接近于( )
A.103Pa B.104Pa C.105Pa D.106Pa
8.为了方便盲人出行,许多城市在马路的人行道上铺设了盲道(盲道上有一些凸起的很窄的平台,其截面如图所示)。那么盲人站在盲道上与站在普通人行道上相比,站在盲道上对地面的( )
A.压力较大 B.压力较小 C.压强较大 D.压强较小
9.下列说法中正确的是( )
A.假如摩擦力突然消失,人们行走更加自如
B.假如一切外力突然消失,运动的物体将会静止
C.假如重力突然消失,弹簧测力计将不能使用
D.假如大气压强突然消失,我们用吸管将无法喝到饮料
10.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大
C.水对杯底的压力增大 D.水对杯底的压力减小
11.如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=1:8 B.p甲:p乙=1:4
C.p甲:p乙=1:2 D.p甲:p乙=1:1
12.如图所示,放在水平地面上的两个质量均匀分布的实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是( )
A.A的质量可能等于B的质量 B.A的质量一定大于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度 D.A的密度一定小于B的密度
13.如图在水平放置的书架上,并列放10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p.当取走右边的4本书后,其余6本书不动,书架受到书的压力和压强又为( )
A.压力为F,压强为p B.压力为F,压强为p
C.压力为F,压强为p D.压力为F,压强为p
14.如图所示,三个完全相同的容器底部受到液体的压强相等,可推测甲、乙、丙三种液体的密度大小是( )
A.ρ甲>ρ丙>ρ乙 B.ρ乙>ρ丙>ρ甲
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙 D.ρ丙>ρ乙>ρ甲
15.潜水员潜入水中的深度有一定的限制,这与潜水员能承受的压强大小有关。若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×105帕斯卡,水的密度为1.0×103千克/米3(g取10牛/千克),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是( )
A.4米 B.40米 C.400米 D.60米
16.甲、乙、丙三个学生分别用托里拆利实验测大气压,测出水银柱长度分别是752mm、75.6cm和0.76m.已知其中一人的管内漏进了少量空气,另一人管子略有歪斜,则测量结果不准确的是( )
A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.无法确定
17.某玻璃瓶的侧壁上有高度不同的甲、乙、丙、丁四个用橡皮塞塞住的小孔,瓶口插有一根两端开口的导管,瓶口密封,瓶内未装满水,管内外水面如图所示。如果在甲、乙、丙、丁四个小孔处选择任何一处拔出橡皮塞,则( )
A.只有丁会有水流出 B.只有丙或丁会有水流出
C.只有甲不会有水流出 D.都会有水流出
18.如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=50N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为50N D.B物体对地面的压强为1×103Pa
19.如图所示,三个容器中分别装有甲、乙、丙三种不同的液体,已知容器底受到的液体压强相等,则这三种液体的密度关系是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.ρ甲<ρ丙<ρ乙
C.ρ甲>ρ丙>ρ乙 D.ρ乙>ρ甲>ρ丙
20.如图示的装置做“喷泉实验”,这个实验可以说明:
①容器A里的气压大于大气压 ②容器A里的气压小于大气压 ③喷泉停止时,容器A中的气压等于大气压;④喷泉最后如能将水灌满A球,说明喷泉前A球内为真空。上述四点说明中,正确的是( )
A.只有② B.②③ C.②④ D.②③④
21.将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示。这两种液体的密度大小关系是( )
A.甲液体的密度一定等于乙液体的密度 B.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定小于乙液体的密度 D.无法判断
22.如图所示,在密闭性很好的玻璃瓶里装一些水,取一段两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,把此装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将( )
A.上升 B.下降
C.先上升后下降 D.先下降后上升
23.如图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体的体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。以下说法正确的是( )
A.当气温升高,球内气体体积缩小,玻璃管内液面上升
B.当气温升高,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降
C.当气温降低,球内气体体积缩小,玻璃管内液面下降
D.当气温降低,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面上升
24.如图是“托里拆利实验”的操作过程,下面说法正确的是( )
A.将玻璃管倾斜测量出的大气压偏大
B.玻璃管越粗,管内水银柱越低
C.玻璃管内水银面上方是空气
D.用该装置在高山上实验,玻璃管中水银柱会下降
25.下列现象中能说明大气压存在的有( )
①堵上茶壶盖上的小孔茶壶里的水不容易被倒出来;②用抽气机抽出灯泡里的空气;③高压锅容易煮熟食物;④吸盘挂钩可以紧贴在光滑的玻璃砖上;⑤医生提起针管里的活塞,使药液通过针头进入针管;⑥护士用针筒把药液注射进肌肉里;⑦自行车打气爆了胎;⑧真空包装食品袋紧贴在食品上。
A.①④⑤⑧ B.①②④⑤⑥⑧ C.①③⑤⑦ D.①④⑥⑧
26.如图所示的托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化( )
A.外界大气压发生变化 B.将玻璃管变粗
C.向水银槽中加入少量水银 D.将玻璃管倾斜
27.把装有适量水的量筒倒置的烧杯里的水中,量筒口未接触烧杯底部,量筒中的水面高于烧杯中的水面,且水面是静止的,如图所示。将量筒缓慢向上提(量筒口未离开水面),则在这个过程中说法不正确的是( )
A.量筒内、外水面的高度差保持不变 B.量筒内气体的压强逐渐变小
C.烧杯底内表面受到的压强逐渐变小 D.烧杯对桌面的压强逐渐变小
二.填空题
28.如图所示的钢丝钳,钳口做得很薄,目的是 ,以便更容易掐断钢丝;手柄上套有橡胶套,上面刻有花纹,这是为了 。
29.如图,用100N的力把重力为40N的物体压在竖直的墙壁上,物与墙壁的接触面积为200cm2,则物体对墙壁的压力为 N,压强为 pa。
30.如图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2.则A对B的压强是 Pa,B对桌面的压强是 Pa。
31.一个重力为10N,底面积为100cm2木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。木块能继续滑动的原因是 ;木块在水平面上滑行时对水平面的压强为 Pa,此时木块受到的滑动摩擦力方向是 (选填“水平向右”或“水平向左”)。
32.擦窗机器人的质量为2千克,它的“腹部”有吸盘,如图,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。
(1)擦窗机器人工作时,主机内部的气压 (选填“大于”、“等于”、或“小于”)外界大气压,而“吸附”在玻璃上。
(2)当擦窗机器人在竖直方向上受到30牛的牵引力时,恰好能使它匀速向上运动,则此时擦窗机器人受到的摩擦力大小为 牛。
33.如图,重27牛的物体B放在水平地面上,重18牛的物体A叠放在B的中央,则A对B的压力与B对地面的压力之比为 ;若A的底面积与B的底面积之比为3:5,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 。
34.暑假即将来临,溺水事件时有发生,同学们要树立安全意识。在河里游泳时最怕遇到漩涡,当人进入漩涡边沿后,往往不由自主地被吸入漩涡中心造成事故。这是因为相对于漩涡边沿,漩涡中心流速 ,压强 ,从而形成指向漩涡中心的压力差,把人吸进去。
35.一个放在水平桌面上的密闭的圆台形容器,其截面如图所示。容器中装有质量为1kg的水,若把它倒置,则水对容器底部的压力 ,容器对桌面的压强 (均填“变大”“变小”或“不变”)。
36.质地均匀的长方体重10N,如图甲放在桌面上,它与桌面的接触面积为0.01m2则它对桌面的压强p1为 Pa;用水平力F1向右缓慢推动物体,使其一小部分露出桌面。在推动物体的过程中,物体对桌面的压力 (选填“变小、不变”或“变大”。下同)。物体对桌面的压强 ;如图乙,竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强p2 p1(选填“>”、“=”或“<”)。
37.小张为研究“吸管中的饮料是被吸上来的?还是被压上来的?这一问题时,设计了如图所示的实验。当用力推注射器活塞时,广口瓶内的气压将 (选填“大于”、“小于”或“等于”)直玻璃管内的气压,能观察到的现象是 。
38.某课外兴趣小组用三种注射器(5mL、10mL、20mL)、弹簧测力计一只(量程为5N、分度值为0.2N)、刻度尺,设计了一个估测大气压强的小实验(标准大气压取值p=1.0×105Pa),主要步骤如下:
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
B.如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
C.用刻度尺测出的 长度,为15cm。
思考并回答:
(1)有长度相同的5mL、10mL、20mL三种注射器,你认为应该选择 mL的注射器,理由是: 。
(2)为了减小摩擦对实验的影响,小红同学对实验进行了改进,在完成AB步骤后,她测试了活塞和注射器筒壁间的摩擦,写出该操作步骤 。
三.计算题
39.小明买了一辆新国标电动自行车(如图所示),部分参数如下表所示。已知小明的质量为60千克,假定电动车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。(g取10N/kg)
项目 参数
最高车速(千米/小时) 25
整车质量(千克) 40
(1)小明骑着电动车以最高车速在水平地面上匀速骑行30分,在这段时间内电动车通过的路程是多少?
(2)匀速骑行时,电动车受到的牵引力是多少?
(3)若每个车轮与地面的接触面积为25cm2,则小明骑行时地面受到的压强是多少?
四.解答题
40.如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个 ,当壶中水深12cm时,A点受到水的压强是 Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水 (选填“能”或“不能”)倒出来。(g=10N/kg)
41.冬天四明山河面上结冰,冰层能承受的最大压强是20000帕,一个质量是40千克的小孩一只脚的面积是160平方厘米,
(1)通过计算说明,他能不能步行通过冰面?
(2)该小孩利用木板站在冰面上,已知木板的质量是10kg,问若要安全站在木板上,木板面积至少应多大?(g=10N/kg)
42.如图为某款擦窗机器人,其底部的真空泵将吸盘内的部分空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。请回答:
(1)它能“吸”在竖直玻璃上是由于 对它施加了一个水平方向的压力。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,擦窗机器人受到的摩擦力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)工作时擦窗机器人与玻璃的接触面积为0.04m2,机器人对玻璃的压力为32N,该机器人内外气压差约为多少?
43.非洲草原犬鼠是一种哺乳动物,有很强的环境适应能力。右图是其洞穴的横截面示意图:洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。这种离地面很深、洞口形状各异看似简单的洞穴却有很强的空气流动能力,成为一个天然的“空调器”。请结合所学知识,回答下列问题:
(1)如图所示.洞穴中空气流动的方向是 (填“从A洞口流入”或“从B洞口流入”);
(2)当洞穴周围处于 状态时,此“空调器”会失去效能;
(3)有些轿车的尾部安装了导流板,如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是 (填字母);
(4)如图所示,把长为10厘米左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴在A管的上端。往B管中吹气,可能发生的现象是 。
44.2019年9月30日,新昌首批“小马骑行”共享电单车(如图)正式投用。其部分参数如表所示。
项目 参数
最高车速(千米/小时) 20
整车质量(千克) 20
(1)共享电单车的车座设计得宽大柔软,是为了 (选填“增大”或“减小”)压强。
(2)骑行的共享电单车刹车时不能立即停止,这是由于车具有 。
(3)小明在水平公路上以最高车速骑行共享电单车,匀速行驶10千米需要时间多少分钟?
(4)已知小明的质量为60千克,他在水平地面骑行时,若车轮与地面的总接触面积为50厘米2,骑行的共享电单车对地面产生的压强是多少?
参考答案与试题解析
一.选择题(共27小题)
1.杭州亚运会攀岩项目将在柯桥举行,如图所示为一名攀岩运动员静止在峭壁上,下列说法正确的是( )
A.运动员处于受力平衡状态
B.运动员戴上手套可以增大压强
C.峭壁对运动员双脚的支持力与运动员的重力是一对平衡力
D.安全绳索能在运动员意外掉落时减小其惯性从而起保护作用
解:A.运动员处于静止状态,受力平衡状态,故A正确;
B.运动员戴上手套是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦力,故B错误;
C.峭壁对运动员双脚和双手的支持力与运动员的重力是一对平衡力,峭壁对运动员双脚的支持力与运动员的重力大小不等,不是平衡力,故C错误;
D.安全绳索能在运动员意外掉落时,减小由于惯性造成的伤害,而惯性与质量有关,其惯性大小不变,故D错误。
故选:A。
2.如图所示,滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,可有效( )
A.增大自身的重力 B.增大对雪地压力
C.减小对雪地压强 D.减小雪地摩擦力
解:滑雪运动员穿着有较大底面积的滑雪板,增大了受力面积,在压力一定时,可有效减小对雪地压强。
故选:C。
3.一个房间开着一扇窗,窗内挂着轻纱做成的窗帘。如果窗是打开的,当窗外有较大的风平行于窗面吹过时,窗帘将会( )
A.往窗外飘起 B.往窗内飘起 C.静止不动 D.无法确定
解:如果窗外有较大的风平行于窗面吹过时,窗外的空气流速大压强小,室内的空气流速小压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,故把窗帘压向窗外。
故选:A。
4.一游泳池,如果将它的长、宽、深都增加为原设计的2倍,则在装满水时池底受到水的压强增加为原来的( )
A.2倍 B.5倍 C.6倍 D.8倍
解:将它的长、宽、深都增加为原设计的2倍,水的密度不变,深度h增大为原来的2倍,根据p=ρgh可知,在装满水时池底受到水的压强增加为原来的2倍。
故选:A。
5.汽车已经走进行家万户。下列关于汽车的说法中正确的是( )
A.汽车对路面的压力与路面对汽车的支持力是一对平衡力
B.行驶的汽车关闭发动机后,还能继续前进,是由于受到惯性的作用
C.行驶的汽车关闭发动机后,车速会慢下来,说明物体的运动需要力来维持
D.座位上的安全带又宽又软,是为了减小对人体的压强
解:A.汽车对路面的压力与路面对汽车的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故A错误;
B.行驶的汽车关闭发动机后,还能继续前进,是由于汽车具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故B错误;
C.行驶的汽车关闭发动机后,车速会慢下来,是因为受到摩擦阻力的作用,说明力是改变物体运动状态的原因,物体的运动不需要力来维持,故C错误;
D.座位上的安全带又宽又软,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D正确。
故选:D。
6.与普通列车相比,青藏铁路列车为旅客提供了弥散性供氧和氧气面罩供氧两种方式,这样做是因为高原上( )
A.大气压强小,空气中含氧量高
B.大气压强大,空气中含氧量高
C.大气压强小,空气中含氧量低
D.大气压强大,空气中含氧量低
解:大气压强不是固定不变的,还与海拔高度有关,海拔越高,气压越低,氧气的含量越低。故ABD错误,C正确。
故选:C。
7.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压强接近于( )
A.103Pa B.104Pa C.105Pa D.106Pa
解:
一个普通中学生的质量约为50kg,双脚与地面的接触面积约为500cm2=0.05m2,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,他对水平地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
他对水平地面的压强:p===104Pa。
故选:B。
8.为了方便盲人出行,许多城市在马路的人行道上铺设了盲道(盲道上有一些凸起的很窄的平台,其截面如图所示)。那么盲人站在盲道上与站在普通人行道上相比,站在盲道上对地面的( )
A.压力较大 B.压力较小 C.压强较大 D.压强较小
解:“盲道”的地砖表面有一棱棱凸起的部分,人走在上面时,人对地面压力的大小是不变的(压力始终等于人的重力),脚与地面间的接触面积(受力面积)减小,从而增大了对脚的压强,使脚感到不舒服,故C正确,ABD错误。
故选:C。
9.下列说法中正确的是( )
A.假如摩擦力突然消失,人们行走更加自如
B.假如一切外力突然消失,运动的物体将会静止
C.假如重力突然消失,弹簧测力计将不能使用
D.假如大气压强突然消失,我们用吸管将无法喝到饮料
解:A、人走路,靠的就是鞋底与地面的摩擦力,假如摩擦力消失,人只能在原地踏步无法移动,故该选项说法错误;
B、假如一切外力突然消失,运动的物体将以原来的速度一直沿直线运动下去,故该选项说法错误;
C、假如重力消失,弹簧测力计不能测出物体的重力,但是它还可以测拉力或者摩擦力等,仍然可以使用,故该选项说法错误;
D、我们用吸管吸饮料,靠的就是大气压强,因此大气压强消失了,就无法用吸管喝饮料了,故该选项说法正确。
故选:D。
10.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大
C.水对杯底的压力增大 D.水对杯底的压力减小
解:A、杯子中装满水,木块放入水中后,部分水溢出,水的深度h不变,由p=ρgh可知,水对杯底的压强不变,故A正确,B错误;
C、水对杯底的压强p不变,杯底的面积S不变,由F=pS可知,水对杯底的压力不变,故CD错误;
故选:A。
11.如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=1:8 B.p甲:p乙=1:4
C.p甲:p乙=1:2 D.p甲:p乙=1:1
解:由图像数据可得,甲、乙两物质的密度分别是:
ρ甲===2g/cm3,ρ乙===8g/cm3,
因此甲、乙两物体的密度之比ρ甲:ρ乙=2g/cm3:8g/cm3=1:4。
因为甲的边长是乙的2倍,所以甲、乙边长之比为h甲:h乙=2:1,
因为正方体对水平地面的压强p=====ρgh,
所以压强之比:
p甲:p乙=ρ甲gh甲:ρ乙gh乙=ρ甲h甲:ρ乙h乙=(1×2):(4×1)=1:2。
故选:C。
12.如图所示,放在水平地面上的两个质量均匀分布的实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是( )
A.A的质量可能等于B的质量
B.A的质量一定大于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度
D.A的密度一定小于B的密度
解:物体对水平桌面的压强:
p======ρgh,
因为VA<VB,SA>SB,
所以hA<hB,
又因为pA=pB,
所以ρA>ρB,故CD选项不正确;
又因为pA=pB,SA>SB,
所以FA>FB,
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以GA>GB,即mA>mB,故B选项正确、A选项不正确。
故选:B。
13.如图在水平放置的书架上,并列放10本完全相同的书(每本书与书架的接触面积相同),书架受到书的压力为F,压强为p.当取走右边的4本书后,其余6本书不动,书架受到书的压力和压强又为( )
A.压力为F,压强为p B.压力为F,压强为p
C.压力为F,压强为p D.压力为F,压强为p
解:一本书对书架的压力为,剩余6本对书架的压力为F1==F,
假设10本书与书架的接触面积为S,剩余6本书与书架的接触面积为S,
所以此时书架受到的压强为P1===P。
故选:C。
14.如图所示,三个完全相同的容器底部受到液体的压强相等,可推测甲、乙、丙三种液体的密度大小是( )
A.ρ甲>ρ丙>ρ乙 B.ρ乙>ρ丙>ρ甲
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙 D.ρ丙>ρ乙>ρ甲
解:由题意可知:三个完全相同的容器底部受到液体的压强相等,
即p甲=p乙=p丙,
根据公式P=ρgh可知,液体的压强相等时,液体的深度越高,液体的密度就越小。
∵h甲>h丙>h乙
∴ρ乙>ρ丙>ρ甲。
故选:B。
15.潜水员潜入水中的深度有一定的限制,这与潜水员能承受的压强大小有关。若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×105帕斯卡,水的密度为1.0×103千克/米3(g取10牛/千克),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是( )
A.4米 B.40米 C.400米 D.60米
解:由p=ρgh得该潜水员在水中能下潜的最大深度:
h===40m。
故选:B。
16.甲、乙、丙三个学生分别用托里拆利实验测大气压,测出水银柱长度分别是752mm、75.6cm和0.76m.已知其中一人的管内漏进了少量空气,另一人管子略有歪斜,则测量结果不准确的是( )
A.甲、乙 B.乙、丙 C.甲、丙 D.无法确定
解:在三次测量结果中,752mm最小,当然不可能是偏大的值,如果它是正确的值,也应该有一个更小的值是在水银中混入空气时测出的,所以它只能是那个水银中混入空气时测出的偏小的值;同样,在三次结果中,0.76m最大,当然不可能是偏小的值,如果它是正确的值,也应该有一个更大的值是在刻度尺没有放竖直时测出的,所以它只能是那个刻度尺没有放竖直时测出的偏大的值;这样唯一剩下的75.6cm就是理所当然的正确的结果了。
故选:C。
17.某玻璃瓶的侧壁上有高度不同的甲、乙、丙、丁四个用橡皮塞塞住的小孔,瓶口插有一根两端开口的导管,瓶口密封,瓶内未装满水,管内外水面如图所示。如果在甲、乙、丙、丁四个小孔处选择任何一处拔出橡皮塞,则( )
A.只有丁会有水流出 B.只有丙或丁会有水流出
C.只有甲不会有水流出 D.都会有水流出
解:瓶口用橡皮塞盖紧,瓶塞中央插一根两端开口的玻璃管,管内水面比管外低,则管内水面上的大气压等于瓶内水面上的气体压强与管内外水面的高度差的水的压强;
所以,瓶内水对乙处产生的压强等于外界气压,瓶内水对甲处产生的压强小于外界气压,瓶内对水丙、丁两处产生的压强大于外界气压,如果在甲、乙、丙、丁四个小孔处拔出橡皮塞,甲、乙处无水流出,丙或丁会有水流出。
故选:B。
18.如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=50N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为50N
D.B物体对地面的压强为1×103Pa
解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向左的10N的拉力,
因弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的力是一对平衡力,
所以,B也对弹簧测力计施加了一个10N的拉力,则弹簧测力计的示数F=10N,故AB错误;
(2)B受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,在三个力的共同作用下,物体B处于平衡状态,
所以,物体B受到的支持力:
F支持=GB﹣F=50N﹣10N=40N,
因支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,B物体对支撑面的压力:
F压=F支持=40N,故C错误;
B对地面的压强:
p===1×103Pa,故D正确。
故选:D。
19.如图所示,三个容器中分别装有甲、乙、丙三种不同的液体,已知容器底受到的液体压强相等,则这三种液体的密度关系是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.ρ甲<ρ丙<ρ乙
C.ρ甲>ρ丙>ρ乙 D.ρ乙>ρ甲>ρ丙
解:由图可知,液体的深度大小关系为h甲>h丙>h乙,已知容器底受到的液体压强相等,由p=ρgh可得ρ甲<ρ丙<ρ乙,故B正确,ACD错误。
故选:B。
20.如图示的装置做“喷泉实验”,这个实验可以说明:
①容器A里的气压大于大气压 ②容器A里的气压小于大气压 ③喷泉停止时,容器A中的气压等于大气压;④喷泉最后如能将水灌满A球,说明喷泉前A球内为真空。上述四点说明中,正确的是( )
A.只有② B.②③ C.②④ D.②③④
解:分析“喷泉实验”的原理可知,球体内的气压只有小于外界大气压时,水才会在大气压的作用下被压入球体中,形成“喷泉”,故①说法错误,②说法正确;
当喷泉停止时,内外压强平衡,此时容器中的气压与容器内水的压强之和,等于外界大气压,故③说法错误;
如果喷泉最后能将水灌满A球,说明喷泉前A球内为真空,因为大气压完全可以支持容器中的水柱的高度,故④说法正确。
综上所述,②④说法正确,符合题意。
故选:C。
21.将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示。这两种液体的密度大小关系是( )
A.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
B.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定小于乙液体的密度
D.无法判断
解:根据液体压强公式p=ρgh可得:
由图可知:p甲=p乙,h甲<h乙,根据分数的性质当分子相同时分母大的值反而小可知:ρ甲>ρ乙。所以A、C、D三个选项是错误的,正确答案为:B.
故选:B。
22.如图所示,在密闭性很好的玻璃瓶里装一些水,取一段两端开口的细玻璃管,让玻璃管穿过橡皮塞插入水中,把此装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面将( )
A.上升 B.下降
C.先上升后下降 D.先下降后上升
解:把气压计从山脚带到山顶,瓶内空气的压强不变,由于大气压随海拔的升高而减小,山顶的大气压比山脚的大气压低,导致玻璃管内液面在瓶内气压的作用下而上升。
故选:A。
23.如图为伽利略制造的第一个温度计,它可以测量气体的温度。若外部大气压不变,在气温发生变化时,球形容器内气体的体积随之发生变化,使玻璃管内液面上升或下降,从而测量出气温的高低。以下说法正确的是( )
A.当气温升高,球内气体体积缩小,玻璃管内液面上升
B.当气温升高,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面下降
C.当气温降低,球内气体体积缩小,玻璃管内液面下降
D.当气温降低,球内气体体积膨胀,玻璃管内液面上升
解:当外界气温上升的时候,球形容器内的气体受热膨胀,由于密闭,所以压强增大,使管内的液面下降;
反之,当外界气温下降的时候,球形容器内的气体收缩,由于密闭,所以压强减小,管内的液面上升。故A、C、D错误。
故选:B。
24.如图是“托里拆利实验”的操作过程,下面说法正确的是( )
A.将玻璃管倾斜测量出的大气压偏大
B.玻璃管越粗,管内水银柱越低
C.玻璃管内水银面上方是空气
D.用该装置在高山上实验,玻璃管中水银柱会下降
解:AB、在托里拆利实验中,由于玻璃管内外水银面高度差所产生的压强等于外界大气压,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变,与玻璃管的粗细、倾斜程度、槽中水银的多少无关、玻璃管内径的大小不会影响水银柱的高度,故AB错误;
C、玻璃管内水银面上方是真空,故C错误;
D、用该装置在高山上实验,高度增加,大气压减小,管内、外水银面高度差变小,故D正确。
故选:D。
25.下列现象中能说明大气压存在的有( )
①堵上茶壶盖上的小孔茶壶里的水不容易被倒出来;②用抽气机抽出灯泡里的空气;③高压锅容易煮熟食物;④吸盘挂钩可以紧贴在光滑的玻璃砖上;⑤医生提起针管里的活塞,使药液通过针头进入针管;⑥护士用针筒把药液注射进肌肉里;⑦自行车打气爆了胎;⑧真空包装食品袋紧贴在食品上。
A.①④⑤⑧ B.①②④⑤⑥⑧ C.①③⑤⑦ D.①④⑥⑧
解:①堵上茶壶盖上的小孔,由于大气压的作用,茶壶里的水不容易被倒出来,否则水由于重力的作用会容易流出来;
②用抽气机抽出灯泡里的空气,不能说明大气压的存在;
③高压锅容易煮熟食物,利用气压高沸点高的原理解释;
④吸盘挂钩可以紧贴在光滑的玻璃砖上是由于大气压的作用;
⑤医生提起针管里的活塞,针管内的气压减小,大气压使药液通过针头进入针管;
⑥护士用针筒把药液注射进肌肉里,利用的是人的推力;
⑦自行车打气爆了胎,是自行车内的气压太大,不能说明大气压的存在;
⑧真空包装食品袋袋内气压很小,在外界大气压的作用下,袋紧贴在食品上。
①④⑤⑧符合题意,故A正确,BCD错误。
故选:A。
26.如图所示的托里拆利实验装置中,下列哪种情况能使玻璃管内外水银面的高度差发生变化( )
A.外界大气压发生变化
B.将玻璃管变粗
C.向水银槽中加入少量水银
D.将玻璃管倾斜
解:在做托里拆利实验时,只要外界大气压不变,管内外水银面的高度差就不变,改变玻璃管的粗细、少许改变管的倾斜程度、以及改变水银槽内水银面的高低都不能影响到管内外水银面的高度差;当外界大气压发生变化时,玻璃管中内外的水银面的高度差才能发生变化。故BCD不会影响管内水银柱的高度。
故选:A。
27.把装有适量水的量筒倒置的烧杯里的水中,量筒口未接触烧杯底部,量筒中的水面高于烧杯中的水面,且水面是静止的,如图所示。将量筒缓慢向上提(量筒口未离开水面),则在这个过程中说法不正确的是( )
A.量筒内、外水面的高度差保持不变
B.量筒内气体的压强逐渐变小
C.烧杯底内表面受到的压强逐渐变小
D.烧杯对桌面的压强逐渐变小
解:(1)量筒倒置,内部不是真空有压强;所以静止时p筒气体+p水柱(量筒)=p大气,也就是p筒气+ρgh(水柱相对液面)=p大气,在量筒逐渐上提过程中,假设量筒内水柱相对量筒位置不变,则h增大,P水柱 增大,所以P筒气减小,实际上按照假设时候P筒气体积不变,所以假设错误,也就是筒内液面不会相对量筒不变,应当下降;假设筒内水柱高度相对外面液面高度差 h 不变,根据上面压强平衡关系式,ρ水gh不变,则P筒气也不变,如果h不变,量筒内气体体积肯定增加,压强减小,又产生矛盾,假设也不成立,所以量筒上提实际物理过程是,量筒液面h相对外面液面高度差增大,即h逐渐增大,相对量筒高度降低,即量筒内气体体积增大,压强减小
所以外面高度差保持不变,故A错误,同时B正确。
(2)由于烧杯中的水面下降所以根据p=ρgh,密度与g不变高度减小压强也会减小,故C是正确的;
(3)烧杯和水作为整体受到的重力不变,烧杯和水作为整体对放入其中的量筒施加了一个向上的浮力,力是相互作用的,那么量筒会施加给(烧杯和水)这个整体一个向下的压力(F压=F浮),当向上提量筒时,量筒浸入水中的体积减少,所以受到的浮力减少,相应的量筒施加的向下的压力也同样减少。相对于桌面来说,烧杯、水和量筒是一个整体,这个整体对桌面的力等于(G水+G烧杯+F压=F'压),那么向上提量筒的过程中,G水+G烧杯+F压的和(F'压)在减少,根据p=,受力面积不变,所以烧杯对桌面的压强逐渐变小。
故选:A。
二.填空题(共11小题)
28.如图所示的钢丝钳,钳口做得很薄,目的是 增大压强 ,以便更容易掐断钢丝;手柄上套有橡胶套,上面刻有花纹,这是为了 增大摩擦 。
解:钳口较薄,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易剪断物体。
手柄上套有橡胶套,上面刻有花纹,目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大手与钳柄之间的摩擦的。
故答案为:增大压强;增大摩擦。
29.如图,用100N的力把重力为40N的物体压在竖直的墙壁上,物与墙壁的接触面积为200cm2,则物体对墙壁的压力为 100 N,压强为 5×103 pa。
解:由题可知,物体对墙壁的压力:F=100N,
物体与墙壁的接触面积:S=200cm2=0.02m2,
则物体对墙壁的压强:p===5×103Pa。
故答案为:100;5×103。
30.如图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2.则A对B的压强是 6×104 Pa,B对桌面的压强是 9×104 Pa。
解:A对B的压强P1===6×104Pa,
B对桌面的压强P2===9×104Pa。
故答案为:6×104;9×104。
31.一个重力为10N,底面积为100cm2木块从斜面上滑下,并在水平面上继续滑动。木块能继续滑动的原因是 木块具有惯性 ;木块在水平面上滑行时对水平面的压强为 1000 Pa,此时木块受到的滑动摩擦力方向是 水平向左 (选填“水平向右”或“水平向左”)。
解:木块能在水平面上继续滑动是因为木块具有惯性,仍要保持原来的运动状态;
在水平面上滑行时,木块对水平面的压力等于自身的重力,受力面积S=100cm2=1×10﹣2m2,
则木块对水平面的压强:p====1000Pa;
在水平面上滑行时,木块受到的滑动摩擦力方向与运动的方向相反,即水平向左。
故答案为:木块具有惯性;1000;水平向左。
32.擦窗机器人的质量为2千克,它的“腹部”有吸盘,如图,当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。
(1)擦窗机器人工作时,主机内部的气压 小于 (选填“大于”、“等于”、或“小于”)外界大气压,而“吸附”在玻璃上。
(2)当擦窗机器人在竖直方向上受到30牛的牵引力时,恰好能使它匀速向上运动,则此时擦窗机器人受到的摩擦力大小为 10 牛。
解:(1)擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,泵内气压小于大气压,大气压就把它压在竖直玻璃上,即“吸附”在玻璃上;
(2)当擦窗机器人在竖直方向上受到30牛的牵引力时,恰好能使它匀速向上运动,此时机器人受到重力、向下的摩擦力和向上的牵引力而平衡,则此时擦窗机器人受到的摩擦力大小f=F﹣G=F﹣mg=30N﹣2kg×10N/kg=10N.
故答案为:(1)小于;(2)10。
33.如图,重27牛的物体B放在水平地面上,重18牛的物体A叠放在B的中央,则A对B的压力与B对地面的压力之比为 2:5 ;若A的底面积与B的底面积之比为3:5,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 2:3 。
解:(1)根据题意可知,A对B的压力等于A的重力18N;B对地面的压力等于A、B的总重力,即18N+27N=45N;故A对B的压力与B对地面的压力之比18N:45N=2:5;
(2)由p=可得,A对B的压强与B对地面的压强之比:p1:p2=:=×=×=2:3。
故答案为:2:5;2:3。
34.暑假即将来临,溺水事件时有发生,同学们要树立安全意识。在河里游泳时最怕遇到漩涡,当人进入漩涡边沿后,往往不由自主地被吸入漩涡中心造成事故。这是因为相对于漩涡边沿,漩涡中心流速 大 ,压强 小 ,从而形成指向漩涡中心的压力差,把人吸进去。
解:相对于漩涡边沿,旋涡中心水的流速大、压强小,外侧流速小、压强大,从而形成指向漩涡中心的压力差,把人吸进去。
故答案为:大;小。
35.一个放在水平桌面上的密闭的圆台形容器,其截面如图所示。容器中装有质量为1kg的水,若把它倒置,则水对容器底部的压力 变小 ,容器对桌面的压强 变大 (均填“变大”“变小”或“不变”)。
解:
(1)设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,
第一次水对容器底的压力:F=pS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
第二次水对容器底的压力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况可知,倒置后水对容器底部的压力将会变小。
(2)倒置前后容器对桌面的压力大小等于液体和容器的总重力,因总重力不变,故容器对桌面的压力不变,而倒置后接触面积减小,根据p=可知,容器对水平桌面的压强将增大。
故答案为:变小;变大。
36.质地均匀的长方体重10N,如图甲放在桌面上,它与桌面的接触面积为0.01m2则它对桌面的压强p1为 1000 Pa;用水平力F1向右缓慢推动物体,使其一小部分露出桌面。在推动物体的过程中,物体对桌面的压力 不变 (选填“变小、不变”或“变大”。下同)。物体对桌面的压强 变大 ;如图乙,竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强p2 = p1(选填“>”、“=”或“<”)。
解:(1)质地均匀的长方体重10N,放在水平桌面上,对桌面的压力:F=G=10N,
它与桌面的接触面积为:S=0.01m2,则它对桌面的压强:
p1===1000Pa;
(2)水平面上的物体,对水平面的压力大小等于物体重力,在推动物体的过程中物体的重力不变,物体对桌面的压力不变;
(3)当其一小部分露出桌面时,受力面积变小,压力不变,由p=可知,物体对桌面的压强变大;
(4)柱体对支持面(柱体全部放在支持面上)的压强为p======ρgh,即柱体对水平面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,
如果竖直切除该物体右边的阴影部分,剩下的部分还是柱体,柱体的密度和高度不变,故p2=p1。
故答案这:1000;不变;变大;=。
37.小张为研究“吸管中的饮料是被吸上来的?还是被压上来的?这一问题时,设计了如图所示的实验。当用力推注射器活塞时,广口瓶内的气压将 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)直玻璃管内的气压,能观察到的现象是 玻璃管内液面上升 。
解:广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当用力推注射器活塞时,注射器与瓶内空气的体积减小,广口瓶内的气压就增大,由于瓶内的气压大于瓶外的大气压,在瓶内气压的作用下就把饮料压进吸管中,导致玻璃管内的液体上升。
故答案为:大于;玻璃管内液面上升。
38.某课外兴趣小组用三种注射器(5mL、10mL、20mL)、弹簧测力计一只(量程为5N、分度值为0.2N)、刻度尺,设计了一个估测大气压强的小实验(标准大气压取值p=1.0×105Pa),主要步骤如下:
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
B.如图所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
C.用刻度尺测出的 注射器全部刻度 长度,为15cm。
思考并回答:
(1)有长度相同的5mL、10mL、20mL三种注射器,你认为应该选择 5 mL的注射器,理由是: 容积大的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程 。
(2)为了减小摩擦对实验的影响,小红同学对实验进行了改进,在完成AB步骤后,她测试了活塞和注射器筒壁间的摩擦,写出该操作步骤 取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数 。
解:必须量出全部刻度的长L才能计算出横截面积的大小;
(1)因为容积大的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程,所以选项5mL的注射器好一些;
(2)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。所以小红添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数”这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响。
故答案为:
注射器全部刻度;
(1)5mL;容积大的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程;
(2)取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数。
三.计算题(共1小题)
39.小明买了一辆新国标电动自行车(如图所示),部分参数如下表所示。已知小明的质量为60千克,假定电动车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.08倍。(g取10N/kg)
项目 参数
最高车速(千米/小时) 25
整车质量(千克) 40
(1)小明骑着电动车以最高车速在水平地面上匀速骑行30分,在这段时间内电动车通过的路程是多少?
(2)匀速骑行时,电动车受到的牵引力是多少?
(3)若每个车轮与地面的接触面积为25cm2,则小明骑行时地面受到的压强是多少?
解:(1)小明骑着电动车以最高车速在水平地面上匀速骑行30分,在这段时间内电动车通过的路程s=vt=25km/h×h=12.5km;
(2)电动自行车行驶时的总重力:G总=(m车+m人)g=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N,
因电动车在水平的路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,电动车受到的牵引力:F′=f=0.08G=0.08×1000N=80N;
(3)电动自行车行驶时对地面的压力:F=G总=1000N,
受力面积:S=2×25cm2=50cm2=0.005m2,
电动自行车行驶时对地面的压强:p===2×105Pa。
答:(1)小明骑着电动车以最高车速在水平地面上匀速骑行30分,在这段时间内电动车通过的路程是12.5km;
(2)匀速骑行时,电动车受到的牵引力是80N;
(3)若每个车轮与地面的接触面积为25cm2,则小明骑行时地面受到的压强是2×105Pa。
四.解答题(共5小题)
40.如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个 连通器 ,当壶中水深12cm时,A点受到水的压强是 1200 Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水 不能 (选填“能”或“不能”)倒出来。(g=10N/kg)
解:(1)茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平;
(2)A点受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
(3)若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,由于外部的大气压大于壶内压强,壶中的水不能倒出。
故答案为:连通器;1200;不能。
41.冬天四明山河面上结冰,冰层能承受的最大压强是20000帕,一个质量是40千克的小孩一只脚的面积是160平方厘米,
(1)通过计算说明,他能不能步行通过冰面?
(2)该小孩利用木板站在冰面上,已知木板的质量是10kg,问若要安全站在木板上,木板面积至少应多大?(g=10N/kg)
解:(1)小孩步行时一只脚着地,受力面积s=160cm2=0.016m2,
水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,小孩的重力:G=mg=40kg×10N/kg=400N,
步行时对冰面的压强:p====2.5×104Pa>20000Pa,
所以他不能步行通过冰面;
(2)木板的重力:G′=m′g=10kg×10N/kg=100N,
小孩利用木板站在冰面上,木板的面积:S′===0.025m2。
答:(1)他不能步行通过冰面;
(2)木板面积至少应为0.025m2。
42.如图为某款擦窗机器人,其底部的真空泵将吸盘内的部分空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。请回答:
(1)它能“吸”在竖直玻璃上是由于 大气 对它施加了一个水平方向的压力。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,擦窗机器人受到的摩擦力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)工作时擦窗机器人与玻璃的接触面积为0.04m2,机器人对玻璃的压力为32N,该机器人内外气压差约为多少?
解:
(1)擦窗机器人工作时,真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,泵内气压小于大气压,所以它能“吸”在竖直玻璃上是由于大气对它施加了一个水平方向的压力。
(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,在竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力,若用真空泵继续向外抽气,由于擦窗机器人在竖直玻璃上仍静止,其重力不变,则摩擦力不变;
(3)空泵将吸盘内的空气向外抽出后,吸盘内的气压接近为零,
则该机器人内外气压差约为:p===800Pa。
故答案为:(1)大气;(2)不变;(3)该机器人内外气压差约为800Pa。
43.非洲草原犬鼠是一种哺乳动物,有很强的环境适应能力。右图是其洞穴的横截面示意图:洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆。这种离地面很深、洞口形状各异看似简单的洞穴却有很强的空气流动能力,成为一个天然的“空调器”。请结合所学知识,回答下列问题:
(1)如图所示.洞穴中空气流动的方向是 从B洞口流入 (填“从A洞口流入”或“从B洞口流入”);
(2)当洞穴周围处于 无风 状态时,此“空调器”会失去效能;
(3)有些轿车的尾部安装了导流板,如图所示。它的作用主要是在轿车高速行驶时,增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板横截面的形状是 B (填字母);
(4)如图所示,把长为10厘米左右的饮料吸管A插在盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴在A管的上端。往B管中吹气,可能发生的现象是 A管中的水面会上升,甚至会喷出 。
解:(1)由图可知,A洞口凸,B洞口平,有风经过时,相同时间内,经过B时速度小,压强大;经过A时速度大,压强小,洞中出现压强差,使空气顺利进入洞穴。故风是从B洞口流入。
(2)当洞穴周围处于无风状态时,此“空调器”会失去效能;
(3)流体压强的特点是:要想增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能。则导流板应受到一个向下的压强差,也就是必须使导流板下方的空气流速大,压强小,因此导流板的下方必须凸起且上方平直。由上述可知选项A、C中的导流板形状都不符合要求。故选B。
(4)当用B管用力吹气时,A管上端空气流速变大,因为流速大的地方压强小,所以A管上端压强变小,下端大气压没有变化,从而形成了向上的压强差,因此A管中的水面会上升;
如果用力吹气,A管上方的空气流动速度更快,压强更小,A管内的液体受到向上、向下的压强差更大,液面上升的高度更高,甚至会喷出。
故答案为:(1)从B洞口流入;(2)无风;(3)B;(4)A管中的水面会上升,甚至会喷出。
44.2019年9月30日,新昌首批“小马骑行”共享电单车(如图)正式投用。其部分参数如表所示。
项目 参数
最高车速(千米/小时) 20
整车质量(千克) 20
(1)共享电单车的车座设计得宽大柔软,是为了 减小 (选填“增大”或“减小”)压强。
(2)骑行的共享电单车刹车时不能立即停止,这是由于车具有 惯性 。
(3)小明在水平公路上以最高车速骑行共享电单车,匀速行驶10千米需要时间多少分钟?
(4)已知小明的质量为60千克,他在水平地面骑行时,若车轮与地面的总接触面积为50厘米2,骑行的共享电单车对地面产生的压强是多少?
解:(1)单车设计了较宽的坐垫是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强的;
(2)汽车原来是运动的,刹车后,由于惯性,还要保持原来运动状态,所以会继续向前滑行一段距离;
(3)由v=可得,需要的时间:t===0.5h=30min;
(4)单车和人的总重力为:
G总=(m车+m人)g=(20kg+60kg)×10N/kg=8000N,
单车行驶时,对地面的压力:
F=G总=800N,
受力面积:
S=50cm2=0.005m2,
单车行驶时对地面的压强:
p===1.6×105Pa。
故答案为:(1)减小;(2)惯性;(3)以最高车速骑行共享电单车,匀速行驶10千米需要时间30分钟;(4)骑行的共享电单车对地面产生的压强是1.6×105Pa。
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