第04讲 压强(学生版+教师版)2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)

文档属性

名称 第04讲 压强(学生版+教师版)2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
格式 zip
文件大小 6.0MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2023-12-20 11:24:30

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
第一部分 单元整合培优学案
第04讲 压强
课标要求
1. 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。2. 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 固体压强 ☆☆ 有关压强部分,广东省物理试卷里,每年考查2~3道题,分值为6~8分。以考查理解为主。题型有选择、填空、实验和计算,难度系数为0.5。近2年出现考查压强计算的问题,都渗透在综合计算题里,比如在求解重力、速度、功试题里也设计求解压强,2024年计算压强仍然会有这个趋势。探究液体压强实验属于2024年的一个重点实验,目的是加深对液体压强的科学探究,注重对探究能力素养的考查。
考点2 液体压强 ☆☆
考点3 大气压强 、流休压强和流速的关系 ☆
☆☆☆ 代表必考点,☆☆代表常考点,☆星表示中频考点。
知识点一:压力和压强
1.压力的定义:垂直作用在物体表面上的力,叫做压力。
2.压力的方向:垂直接触面,且指向被压物体。
3.压力的作用效果:使物体发生形变。
4.压强的物理意义:用来表示压力作用效果的物理量。
5.压强的定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。用字母P表示,公式:P=F/S
6.压强的单位:帕斯卡,1Pa=1N/m2
7.增大压强的三种方法:
(1)当压力F一定时,需减小受力面积S;
(2)当受力面积S一定时,需增大压力F;
(3)在条件允许的情况下,可以同时减小受力面积S,增大压力F。
8.减小压强的三种方法:
(1)当压力F一定时,需增大受力面积S;
(2)当受力面积S一定时,需减小压力F;
(3)在条件允许的情况下,可以同时增大受力面积S,减小压力F。
知识点二:液体压强
1.液体压强产生的原因:液体受到重力作用且有流动性。
2.液体压强测量仪器:压强计。使用压强计可以探究液体内部压强特点。
3. 液体内部压强的计算公式:P=ρ液gh
4.液体内部压强的特点:
(1)液体内部向各个方向都有压强;
(2)在液体内同一深度液体向各个方向的压强大小相等;
(3)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)液体内部压强跟液体密度有关,在同一深度处,液体密度越大,压强越大。
5.应用——连通器
(1)连通器定义:上端开口、下端连通的容器。
(2)连通器原理:如果只装一种液体,那么液体静止时连通器各部分液面总是相平的。
知识点三:大气压强
1.大气压产生原因:气体具有流动性,受重力作用。
2.大气压变化特点:(1)随高度增加而减小。(2)同一位置大气压随天气变化而不断变化。
3.液体沸点与大气压的关系:一切液体的沸点都随气压减小时降低,气压增大时升高,同种液体的沸点不是固定不变的。我们通常说的沸点是指在1个标准大气压下。
4.大气压的测量
(1)测量实验:托里拆利实验。
(2)测量仪器:气压计。
(3)标准大气压值:P=1.013×105Pa,相当于76cm高的水银柱产生的压强。
知识点四:流体压强与流速的关系
1.流体:我们把能够流动的物体叫做流体。例如空气。
2.关系:流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
3.升力:当气流迎面流过机翼时,在相同的时间内,上方气流经过的路程大于下方气流的路程,因此上方气流流速较大,压强较小;下方气流流速较小,压强较大,机翼上、下表面存在压强差,这就产生了向上的升力。
注意:如果机翼的前缘稍向上仰,跟气流的方向成一个小的仰角,则机翼上、下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大,因此产生的升力也较大。例如,飞机起飞时,将机翼的前缘稍向上仰。
考点1. 固体压强
【例题1】(2023广东省)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为1m2,g取10N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)以800km/h匀速直线飞行18min所通过的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)根据可知,飞机受到的重力为
(2)客机静止时,对地面的压力大小等于客机的重力,则静止时对水平跑道的压强为
(3)由于飞机的速度为800km/h,根据可得,飞行18min所通过的距离为
【例题2】 (2023深圳)琴琴同学探究压强与受力面积的关系,得出一个错误的结论。
(1)谁的压力大______,谁的受力面积大______ ;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见:______;
(3)对比甲图选择下面一个______对比探究压强和压力大小的关系。
【答案】 (1) 两个相等 海绵的大 (2)都用海绵(或沙坑)来进行实验 (3)A
【解析】(1)两个实验中都是同一个物体,对海绵或沙坑的压力一样大。
海绵中物体横放,沙坑中物体竖放,由图可得,海绵的受力面积大。
(2)实验为探究压强与受力面积,应只改变受力面积大小,下面的受力物体保持不变,故改进意见为:甲、乙都用海绵进行实验或甲、乙都用沙坑进行实验。
(3)要探究压强和压力大小的关系,应保持受力面积相同,受力物体相同,只改变压力大小,对比甲图,应该选择A。
【变式训练1】(2023·广东汕头三模)为响应国家“低碳环保节能减排”的号召,纯电动汽车越来越受到消费者的青睐。某品牌电动汽车参数如下表所示,某次百米加速测试行驶过程中,所用时间为8s。汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.15倍,求:(g取10N/kg)
汽车质量(kg) 2100 满载质量(kg) 2500
长×宽×高(mm) 4995×1910×1495 最大功率(kW) 180
纯电续航里程(km) 715 轮胎与地面总接触面积() 0.04
(1)汽车百米加速测试行驶过程中的平均速度;
(2)汽车满载静止在水平地面上时,轮胎对地面的压强;
(3)汽车满载时,匀速行驶的最大速度
【答案】(1)12.5m/s;(2);(3)48m/s
【解析】(1)根据题意可知,汽车百米加速测试行驶过程中的平均速度为
(2)汽车满载静止在水平面上对地面的压力等于汽车满载时的重力,则有
轮胎对地面的压强为
(3)汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.15倍,故阻力为
汽车匀速行驶时受力平衡,汽车在水平方向上受牵引力和阻力,这两个力平衡,故牵引力等于阻力,即
汽车的最大功率为
根据
可得,汽车满载时,匀速行驶的最大速度为
答:(1)汽车百米加速测试行驶过程中的平均速度为12.5m/s;
(2)汽车满载静止在水平地面上时,轮胎对地面的压强为;
(3)汽车满载时,匀速行驶的最大速度为48m/s。
【变式训练2】(2021广东二模)在“探究影响压力作用效果的因素”中,实验现象如图所示
(1)过过观察海绵的______来比较压力作用的效果;
(2)通过比较______两次实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越______(选填“明显”或“不明显”);
(3)通过比较______两次实验,可知压力作用的效果跟受力面积有关;这种研究问题的方法是______法。
【答案】 (1)凹陷程度 (2)甲、乙 明显 (3)乙、丙 控制变量
【解析】(1)海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,故可以根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)实验研究当受力面积相同时,压力的作用效果与压力的关系,故需要改变压力,受力面积相同,故选择比较甲、乙两次实验;从实验现象可知看出,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显。
(3)探究压力作用的效果跟受力面积关系,需要控制压力相同,受力面积不同,故需要改变受力面积,故选择乙、丙两次实验;由于有两个因素影响压力的作用效果,故需要采用控制变量法,保证每一次实验只有一个变量。
考点2. 液体压强
【例题1】(2023广东二模) 从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是( )
A. 7103救生艇 B. 蛟龙号 C. 深海勇士号 D. 奋斗者号
【答案】D
【解析】由公式p=ρ海水gh可知,深度越深,压强越大,由图可知,奋斗者号下潜的深度最大,承受海水的压强最大,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【例题2】(2020广东一模)小明在探究“液体压强的特点”实验中,进行了如图的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面______;如果在使用压强计前,发现U型管中液面已经有高度差,应该通过______方法进行调节(请从下列选项中选择)。
A.从U型管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U型管内加适量水
(2)甲、乙两图是探究液体压强与______的关系。
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择图中______两图进行对比。
(4)在图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系。
(5)丙、丁两容器底面积相同,盛装相同深度的相同盐水,现在像图中丙、丁两个容器中倒入相同质量的蒸馏水(水均为溢出)并充分搅拌,待液体静止后,丙容器底部受到的液体压力______丁容器底部受到的液体压力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 (1)相平 B (2)深度 (3)丙、丁 (4)各个方向 (5)大于
【解析】(1)实验前,应使U形管两侧的压强相等,所以要使两侧液面相平。
若在使用压强计前发现U形管中有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。故AC不符合题意;B符合题意故选B。
(2)比较甲、乙可知,液体的密度相同,金属盒浸没的深度不同,因此,探究的是液体压强与深度的关系。
(3)图丙与丁中,同为盐水,深度相同,只有容器的形状不同,并且U形管中液面的高度差也相同,这说明:液体压强与盛放液体的容器形状无关。
(4)图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,同为水,深度相同,只有金属盒的朝向不同,这是为了探究同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
(5)丙、丁两容器底面积相同,盛装相同深度的相同盐水,根据p=ρgh和F=pS知丙丁容器底受到的压力相同;当两个容器中倒入相同质量的蒸馏水(水均未溢出)时, ,由p=ρgh知, ,由F=pS可知,,综上所述,可知丙容器底部受到的液体压力大于丁容器底部受到的液体压力。
【变式训练1】(2022广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则(  )
A. pc> pd B. pa> pb C. pa0>pa D. pb0=pb
【答案】B
【解析】A.在b上方持续水平吹气,因为b处流速大,压强小,a处流速小,压强大,形成气压差,在气压差的作用下,b处液面升高,水面稳定后如图2所示,但c、d处深度相同,则根据可知,,故A不符合题意;
B.在b上方持续水平吹气,因为b处流速大,压强小,a处流速小,压强大,形成气压差,此时a、b处的气压为pa、pb,则可知,故B符合题意;
C.因为大气压保持不变,此时水面上方a处的气压为大气压,保持不变,则可知,故C不符合题意;
D.在b上方持续水平吹气,因为b处流速变大,压强变小,则可知,故D不符合题意。故选B。
【变式训练2】(2019深圳二模)如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为20 N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2 。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为14kg,水深0.2 m。求:(g=10N/kg)
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)鱼缸对桌面产生的压强。
【答案】(1)2×103Pa;(2)4000Pa
【解析】(1)由知道,水对鱼缸底部的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
(2)鱼缸内所装的水、鱼、沙石等受到的重力
G=mg=14kg×10N/kg=140N
鱼缸对桌面的压力
F′=G+G缸=140N+20N=160N
由 知道,鱼缸对桌面的压强
考点3. 大气压强 、流休压强和流速的关系
【例题1】(2023广东省) 如题图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验;将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强______(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强;若在吸盘上截一个小孔,吸盘内部气体压强会变______;若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越______。
【答案】 小于 大 小
【解析】将两个吸盘对接,用力挤压出空气后,内部属于真空状态,大气压强变小,内外形成压强差,内部气体压强小于外界大气压强,使其难以分开。
若在吸盘上截一个小孔,空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强就会变大。
若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明内外气体压强差变小了,内部气体压强保持不变,则外部大气压强变小了,即海拔越高,大气压强越小。
【变式训练1】(2022深圳二模)在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是(  )
A. 拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B. 穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C. 磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D. 若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
【答案】A
【解析】用胶头滴管吸取化学药液,要先把滴管橡胶内的空气挤出,在外界大气压的作用下,药液就被压进滴管里。
A.拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热排出,此时迅速把罐扣在皮肤上,使罐内气体温度升高,等到罐内的空气冷却后压强降低,小于外面的大气压,外面的大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,所以这是由于大气压引起的,故A符合题意;
B.穿在身上化纤衣服容易“吸”灰尘,是因为化纤衣服摩擦起电后带静电,会吸引轻小物体,与大气压无关,故B不符合题意;
C.磁铁具有磁性,它能吸引钉子、大头针等铁制品,不是大气压引起的,故C不符合题意;
D.当列车驶进铁轨时,会带动车周围的空气流动,根据流体压强与流速的关系可知,列车周围空气流速大、压强小,而安全线外的区域空气流速小、压强大,而会产生一个向列车的压强差,将人“吸”进铁轨,易出现危险,故D不符合题意。
故选A。
【变式训练2】(2021广东省)唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速______ 、压强______ ,从而产生一个向____ 的力。
【答案】大 小 上
【解析】秋风刮过屋顶,屋顶上方的空气流动速度大,压强小;屋内空气流动速度小,压强大,屋顶受到向上的压强大于向下的压强,产生一个向上的压强差和压力差,所以秋风“卷”走屋顶茅草。
【变式训练3】(2021广州三模)如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是(  )
A.实验中玻璃管内水银面的上方气压为零
B.是大气压支持玻璃管内的水银柱,使它不下落
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜会影响实验测量结果
【答案】D
【解析】A.实验中玻璃管内水银面的上方是真空,气压为零,故A正确,不符合题意;
B.玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,故B正确,不符合题意;
C.由图可知,玻璃管内水银柱停留在760mm高度不再下落,这时大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故C正确,不符合题意;
D.实验时,玻璃管如果倾斜会使管内水银柱的长度增加,但高度不变,不影响实验测量结果,故D错误,符合题意。故选D。
利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:
(1)应用的公式是P=ρgh;(2)g=9.8N/kg 有时题中为了计算简单给出g=10N/kg(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
1.对压强公式P=F/S的理解:
(1)压力F的大小不一定等于重力,方向也不一定是竖直向下。压力与物体表面垂直;
(2)受力面积S是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
(3)在理解了压力和受力面积之后,运用压强公式计算时,F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(4)在讨论压力作用效果时,应该用控制变量法来分析,即当压力F一定时,压强P与受力面积成反比;当受力面积一定时,压强P与压力成正比。如果在增大压力F的同时,减小受力面积,那么物体受到的压强是增大的;在减小压力和同时增大受力面积时,压强是减小的,对后面两点希望大家也要有清醒的认识。
(5)压强公式P=F/S既适用与固体,又适用与液体,也适用与气体。
考点1. 固体压强
【对点训练】
1.(2021广东一模)如图是颇具名气的云南建水紫砂陶茶壶,壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强______大气压强(选填“大于”“小于”或“等于”)。若茶壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为5cm2,壶对水平桌面的压强为_____Pa。
【答案】 等于 104
【解析】壶盖上留有一个小孔,作用是使壶内与壶外的大气相通,液面上方的压强等于大气压强,这样水在重力和大气压力的作用下就容易倒出。
茶壶和水的总质量为0.5kg,总重力为
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
壶对水平桌面的压力为
F=G=5N
壶底与桌面的接触面积为
S=5cm2=5×10-4m2
所以壶对水平桌面的压强为
2.(2023广东省广州) (1)如图1,用力把重力的测力计压在水平桌面上,测力计对桌面的压力,与桌面的接触面积,桌面的面积,用题中物理量符号写出测力计对桌面的压强表达式为_____,该压强是______Pa;
(2)如图2,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的,A点的气压_____B点的气压(选填“大于”“等于”“小于”);用气压计测出A点的气压是,该气压值等于_____m高的静止水柱所产生的压强(水的密度为,g取10N/kg)。
【答案】(1) (2)大于 9.9
【解析】(1)测力计对桌面的压强为
(2)由流体压强与流速的关系可知,流速越小的地方压强越大,已知A点的空气流速小于B点的,所以A点的气压大于B点的气压。
由可知,水柱的高度为
考点2. 液体压强
【对点训练】
1.(2022广州二模)连通器在日常生活,生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器原理的是(  )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
【答案】C
【解析】①图中地漏的结构符合上端开口、底部连通的特点,是利用连通器的原理制成的,符合题意;
②图中拦河大坝的结构不符合上端开口下部连通的容器,不是连通器,不符合题意;
③图中下水管中“存水弯”符合上端开口下部连通的容器,属于连通器的应用,符合题意;
④图中的过路涵洞符合上端开口下部连通的容器,属于连通器的应用,符合题意。
综上分析可知,利用连通器原理的是①③④,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
2.(2020广州一模)甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的液体,甲试管内液体的密度为ρ甲,乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜,静止时,两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为h,如图所示,液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙,则下列判断中正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】CD.甲乙液体质量相等,甲的体积小于乙的体积,根据可知,甲的密度大于乙的密度,故C正确,D错误;
AB.甲的密度大于乙的密度,液体深度相同,根据p=ρgh可知,甲液体对试管底的压强大于乙液体对试管底的压强,即
p甲>p乙
故A错误,B正确。故选BC。
考点3. 大气压强 、流休压强和流速的关系
【对点训练】
1.(2023广东三模)下列装置中利用大气压强工作的是(  )
A.破窗锤 B.船闸 C.液位计 D.吸盘
【答案】D
【解析】A.破窗锤是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,与大气压强无关。故A不符合题意;
BC.船闸、液位计是利用连通器原理工作的,与大气压强无关。故BC不符合题意;
D.当吸盘按在墙壁上,吸盘内的气压减小,吸盘在外面大气压的作用下,被紧紧的压在墙壁上。故D符合题意。故选D。
2.(2023广州三模)如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,根据现象,下列判断错误的是(  )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.给瓶子保温是为了避免温度对现象的影响
C.水柱高度h增大,说明瓶外大气压升高了
D.水柱高度h越大,瓶内外气体压强差越大
【答案】C
【解析】A.从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管中的水位将上升,故A正确,不符合题意;
B.由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化影响实验结果,所以在拿着它上下楼时,应保持瓶中的水的温度不变,故B正确,不符合题意;
C.由于高度增加,内外气压差变大,即瓶内的气压高于瓶外大气压,说明瓶外大气压降低了,故C错误,符合题意;
D.水柱高度h越大,说明瓶内外气体压强差越大,故D正确,不符合题意。
故选C。
3. (2023深圳一模)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为_____,则活塞的横截面积为_____;
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是______;
(3)如图乙所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为______N,此时外界大气压的数值为_____;
(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为.再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为时,弹簧测力计的示数为,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积 8 10 12 16 20
弹簧测力计的示数 10 ▲ 13.3 15 16
①当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为_____N;
②当注射器内气体体积为时,注射器内气体压强为_____。
【答案】 (1)10.00 2 (2)用手拉动注射器活塞,根据难易程度判断气密性
(3)20 (4) 12
【解析】(1)如图甲所示,注射器刻度部分左端对准零刻线,右端对准10cm刻线,刻度尺的分度值为0.1mm,刻度尺测出注射器刻度部分的长度为10.00cm,则活塞的横截面积为
(2)排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是:用手拉动注射器的活塞,如果比较容易拉动,则证明气密性不好,如果不容易被拉动,则证明气密性良好。
(3)如图乙,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为20N。
此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力,外界大气压的数值
(4)①注射器内被封闭的气体体积为,再用测力计拉动活塞时,测力计的拉力与注射器内气体对活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力
由以上步骤(3)可知,外界大气压对活塞的压力为20N,由此得到下表
注射器内气体体积 8 10 12 16 20
弹簧测力计的示数 10 ▲ 133 15 16
注射器内气体对活塞的压力 10 8 6.7 5 4
观察表中的数据可以发现:注射器内的气体变化为原来体积的2倍时,注射器内气体对活塞的压力减半,由上表可知,注射器内气体为20mL时注射器内气体对活塞的压力为4N,因此注射器内气体为10mL时注射器内气体对活塞的压力为8N,当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为
②当注射器内气体体积为时,弹簧测力计的示数为16N,外界大气压对活塞的压力为20N,则注射器内气体对活塞的压力为
注射器内气体压强为
4. (2020深圳一模)如图,下列有关压强的描述正确的是(  )
A. 图1:大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小
B. 图2:安全锤做得很尖是为了减小受力面积,从而减小压强
C. 图3:自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中液柱随外界气压增大而升高
D. 图4:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,增大水面上方的气压从而降低水的沸点
【答案】A
【解析】A.由于机翼模型上凸下平,则在相等时间内,气流通过机翼上表面的路程大,上表面的流速大、压强小,而机翼下表面流速小、压强大,则机翼下表面受到的压力大于上表面受到的压力,从而产生了向上的升力,故A正确;
B.安全锤做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C.把气压计从山脚拿到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管内,因此玻璃管的水柱升高,故C错误;
D.向烧瓶瓶底浇冷水时,瓶内气体温度突然降低,瓶内水蒸气遇冷液化,因此瓶内液面上方气压减小,导致水的沸点降低,因此水重新沸腾起来。故D错误。故选A。
【重点训练】
1. (2023湖南株洲)如图,在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔,a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点,用手堵住小孔,在瓶中装满某种液体。松手后,在液体喷出的过程中(  )
A. 液体喷出的水平距离s变大 B. 液体喷出的水平距离s不变
C. a、b两点间的液体压强差变小 D. a、b两点间的液体压强差不变
【答案】D
【解析】AB.松手后,在液体喷出的过程中,液面到小孔的距离越来越小,根据可知,小孔处的压强越来越小,因此液体喷出的水平距离s变小。故AB不符合题意;
CD.b点的压强
a点的压强
a、b两点间的液体压强差
故C不符合题意,D符合题意。故选D。
2. (2023黑龙江牡丹江)下列对生产生活现象的描述正确的是(  )
A. 铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积减小压力
B. 三峡五级船闸,利用连通器的原理工作
C. 吸盘被压在墙上,受到的压力等于摩擦力
D. 高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强大的原理设置
【答案】B
【解析】A.铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积减小压强,但火车对铁轨的压力与火车自身的质量有关,故A错误;
B.正常状态下连通器液面始终相平,三峡船闸是利用连通器的这一原理,便于轮船通过,故B正确;
C.吸盘被压在墙上,是利用了大气压的原理,挤出吸盘内空气,使其气压减小,小于外界气压,于是将吸盘压在墙上,故C错误;
D.流速越大的位置压强越小,所以高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强小的原理,故D错误;故选B。
3.(2023北京) 小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
(1)实验中液体内部的压强是通过微小压强计________反映;
(2)甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与________有关;乙、丙两图所示的实验说明液体内部的压强与________有关。
【答案】(1)U形管两侧液柱高度差 (2)液体深度 液体密度
【解析】(1)微小压强计工作原理是当“U”型管左侧压强大于右侧时,左侧液面下降,右侧液面上升,两液面高度差越大,压强也越大。
(2)甲、乙两图比较,水浅的地方压强小,水深的地方压强大,说明液体内部的压强与深度有关;
乙、丙两图比较,在同一深度,水的密度小,压强小,盐水密度大,压强大,说明液体内部的压强与液体密度有关。
4. (2023齐齐哈尔)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会________,U形管左右两侧液面就会产生________;
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与________的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成________(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(3)如图3、图4所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论:_________;
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论的实验过程是_______(选填“正确”或“错误”)的,判断的依据是:_________;
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜___________;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为;
④可推导出该盐水密度的表达式为___________(用表示)。
【答案】 (1)发生形变 高度差 (2) 液体深度 下宽上窄 (3) 同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等 (4)错误 没有控制探头所在深度一定 (5) 恢复原状
【解析】(1)当探头放进液体里时,由于液体内部存在压强,故探头上的橡皮膜会受到压强,在受力面积一定时,即受到压力的作用,在压力的作用下,橡皮膜发生形变,导管以及U形管左侧的玻璃管内的空气被压塑,因此U形管左右两侧液面会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受的压强大小,液面高度差越大,液体的内部压强就越大。
(2)根据图2、图3所示现象可知,橡皮膜所处的液体都是水,即液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,图3橡皮膜所处的深度大于图2橡皮膜所处的深度,图3U形管的液面高度差大于图2的液面高度差,即图3探头受到的液体的压强大于图2探头受到的液体压强,由此可得:在液体密度相同时,深度越深,液体内部的压强就越大。因此拦河大坝因为液体内部的压强的大小随深度的增加而增大而做成上窄下宽的。
(3)如图3、图4所示,探头所处的液体都是水,液体密度相同,深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管液面高度差相同,即探头所受的液体的压强相同,故得出结论是:同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(4)小彬保持图3中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面高度差增大,由于没有控制深度不变,所以不能探究液体压强跟液体密度的关系,故结论是错误的。
(5)②图5中容器左侧是水,橡皮膜受到水的压强,因此橡皮膜会向右凸;当向容器中的右侧缓慢倒入盐水,当盐水浸过橡皮膜后,橡皮膜也会受到盐水的压强,且盐水深度越大,橡皮膜受到的压强就越大,橡皮膜会向左凸,如果橡皮膜受到水的压强刚好等于其受到盐水的压强,即左右两边的压强相等,那么橡皮膜受到的压力相等,橡皮膜会变平,即恢复原状。因此②步骤为再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜恢复原状。
④若橡皮膜左右两侧压强不相等,橡皮膜将左凸或右凸,只有橡皮膜左侧和右侧的压强相等时,橡皮膜相平,根据液体压强公式p=ρgh可得,由p左=p右,得
ρ水gh1=ρgh2
解得,盐水密度的表达式为
5. (2022江苏南通)如图所示,两长方体A和B叠放在水平地面上,A受重力10牛,B受重力30牛,已知A对B的压强与B对地面的压强之比为3:2,则A与B的底面积之比为________,若把B放在A上,那么B对A的压强与A对地面的压强之比为______。
【答案】 1:6 3:4
【解析】由题意可知,A对B的压力大小等于A自身的重力,B对地面的压力大小等于A和B的重力之和,根据压强公式可知道A对B的压强与B对地面的压强分别是
数学变换可得
因为A对B的压强与B对地面的压强之比为3:2,即
A受重力10N,B受重力30N,所以A与B的底面积之比是
A与B的底面积之比是1:6。
若把B放在A上,那么B对A的压力大小等于B自身的重力,即,A对地面的压力大小等于A和B重力之和,即
B对A的压力受力面积是,A对地面的压力受力面积也是,根据压强公式可知道B对A的压强与A对地面的压强分别是
B对A的压强与A对地面的压强之比是
B对A的压强与A对地面的压强之比是3:4。
【难点训练】
1. (2023湖北天门)2023年5月28日,国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功,如图,C919正在向上爬升,此过程中下列说法正确的是( )
A. C919的动能增大,重力势能减小
B. 随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐增加
C. 机翼上方气流的速度较小,气流对机翼上表面的压强较大
D. 机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小
【答案】D
【解析】A.C919正在向上爬升,高度增大,重力势能增大,故A错误;
B.大气压随海拔高度的增大而减小,随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐减小,故B错误;
CD.流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小,故C错误,D正确。故选D。
2. (2023广西)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则B的密度为______,A的重力为_______N(g取10N/kg)
【答案】 0.6×103 6
【解析】质量分布均匀的实心正方体置于水平桌面上,对水平桌面的压强
由图乙可知,截取前有pB=6×102Pa,B的高度是10cm,B的密度为
由图乙可知,当B截取2cm时,B剩余部分对桌面的压强
此时将截取的B物体叠放在A上,对桌面的压强也是480Pa,即

B的重力
由图乙可知,B放到A上面对水平桌面的压强是8×102Pa,即

由①和②得到
GA=6N
3.(2023福建省) 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A. 长木板的底面积为0.25m2
B. 当时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C. 当时,木板对桌面的压力为9N
D. 移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
【答案】B
【解析】A.木板的长度伸出桌面时停止运动,由图乙可知,木板伸长的长度为
0.30m-0.10m=0.20m
木板的长度
l=0.20m×4=0.80m
长木板的底面积为
S=0.80m×0.25m=0.2m2
故A错误;
B.由图乙可知,木板没有伸出桌面对桌面的压强是30Pa,木板对桌面的压力
F=pS=30Pa×0.2m2=6N
当时,受力面积为
S1=(0.80m-0.26m+0.10m)×0.25m=0.16m2
木板对桌面的压强为
故B正确;
CD.移动过程中,木板对桌面的压力等于重力,重力不变,压力不变,当时,木板对桌面的压力不变,压力大小是6N,故CD错误。故选B。
【易错点训练】
1.(2023甘肃威武) 驾驶员的头枕和安全带在安全驾驶中起着重要作用。如图所示,头枕是为了减小汽车在________(选填“追尾前车”或“被后车追尾”)时由于惯性造成的伤害,轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力________(选填“大于”“等于”或“小于”)静止时对地面的压力。
【答案】 被后车追尾 小于
【解析】在座位的靠背上安装“头枕”,当轿车被后面的车撞击时,轿车速度加快,乘客由于惯性会保持原来的运动状态,此时头枕可以起到防止乘客颈椎受伤的作用。
在路面上静止的轿车,轿车对路面的压力大小等于轿车的重力,当轿车在路面上高速行驶时,车顶的空气流速大于车底的空气流速,车上方的压强小于下方的压强,会产生向上的压强差、压力差,从而产生一定大小的向上的升力,使轿车对路面的压力小于汽车所受的重力,故轿车对路面的压力与静止使相比变小,即轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力小于静止时对地面的压力。
2. (2023湖北天门)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A. 液体的密度
B. 液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C. 液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D. 容器对桌面的压力
【答案】BD
【解析】A.容器甲、乙、丙的底面积相同,液体的深度相同,由三者的形状可知
A、B、C三种液体的质量相等,由可知,液体的密度
故A错误;
B.A、B、C三种液体的密度,液体的深度相同,由可知,液体对容器底部的压强,故B正确;
C.液体对容器底部的压强pB>pA>pC,容器的底面积相等,由可知,液体对容器底部的压力,故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器的重力加上液体的重力,容器的质量、液体的质量相等,所受的重力相等,因此容器对桌面的压力,故D正确。故选BD。
3. (2023黑龙江龙东)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是(  )
A. pA=pB;FAC. pApB;FA=FB
【答案】C
【解析】AD.由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,且两液体的质量相等,所以,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即ρA<ρB;由图可知两容器内液体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即pABC.由题意可知,A、B两容器的质量相等,容器内液体的质量也相等,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由F=G=mg
可知,两容器的总质量相等,重力相等,对水平桌面的压力相等,即FA=FB,故C正确,D错误。
故选C。
考情分析
夯实基础
知识清单
技巧点拨
易错提醒
真题对点练练对点练
提分培优练
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2024年中考物理新课标总复习一轮培优学案(广东专版)
第一部分 单元整合培优学案
第04讲 压强
课标要求
1. 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。2. 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 固体压强 ☆☆ 有关压强部分,广东省物理试卷里,每年考查2~3道题,分值为6~8分。以考查理解为主。题型有选择、填空、实验和计算,难度系数为0.5。近2年出现考查压强计算的问题,都渗透在综合计算题里,比如在求解重力、速度、功试题里也设计求解压强,2024年计算压强仍然会有这个趋势。探究液体压强实验属于2024年的一个重点实验,目的是加深对液体压强的科学探究,注重对探究能力素养的考查。
考点2 液体压强 ☆☆
考点3 大气压强 、流休压强和流速的关系 ☆
☆☆☆ 代表必考点,☆☆代表常考点,☆星表示中频考点。
知识点一:压力和压强
1.压力的定义:_____作用在物体表面上的力,叫做压力。
2.压力的方向:____接触面,且指向_____物体。
3.压力的作用效果:使物体发生_____。
4.压强的物理意义:用来表示压力______的物理量。
5.压强的定义:物体_______上受到的______叫压强。用字母P表示,公式:______6.压强的单位:______,1Pa=1N/m2
7.增大压强的三种方法:
(1)当______F一定时,需减小_______S;
(2)当______S一定时,需增大_____F;
(3)在条件允许的情况下,可以同时_____受力面积S,______压力F。
8.减小压强的三种方法:
(1)当_____F一定时,需_____受力面积S;
(2)当_____S一定时,需_____压力F;
(3)在条件允许的情况下,可以同时_____受力面积S,_____压力F。
知识点二:液体压强
1.液体压强产生的原因:液体受到_____作用且有____性。
2.液体压强测量仪器:_______。使用_____可以探究液体内部压强特点。
3. 液体内部压强的计算公式:_______4.液体内部压强的特点:
(1)液体内部向_______都有压强;
(2)在液体内______液体向各个方向的压强大小相等;
(3)液体内部的压强随_____的增加而增大;
(4)液体内部压强跟液体_____有关,在______处,液体____越大,压强越大。
5.应用——连通器
(1)连通器定义:上端______、下端_____的容器。
(2)连通器原理:如果只装一种液体,那么液体静止时连通器各部分液面总是_____的。
知识点三:大气压强
1.大气压产生原因:气体具有_____性,受_____作用。
2.大气压变化特点:(1)随_____增加而减小。(2)_______大气压随天气变化而不断变化。
3.液体沸点与大气压的关系:一切液体的_____都随气压减小时降低,气压增大时升高,同种液体的沸点不是_____不变的。我们通常说的沸点是指在______个标准大气压下。
4.大气压的测量
(1)测量实验:_______实验。
(2)测量仪器:_______。
(3)标准大气压值:P=______Pa,相当于______cm高的水银柱产生的压强。
知识点四:流体压强与流速的关系
1.流体:我们把能够_____的物体叫做流体。例如空气。
2.关系:流体在流速______的地方压强_____,流速____的地方压强_____。
3.升力:当气流迎面流过机翼时,在相同的_____内,上方气流经过的路程____下方气流的路程,因此上方气流流速较____,压强较_____;下方气流流速较____,压强较__________,机翼上、下表面存在____差,这就产生了向上的升力。
注意:如果机翼的前缘稍向上仰,跟气流的方向成一个小的仰角,则机翼上、下方的压强差比机翼跟气流方向平行时还要大,因此产生的升力也较大。例如,飞机起飞时,将机翼的前缘稍向上仰。
考点1. 固体压强
【例题1】(2023广东省)C919是我国自主研发的一种大型客机,已完成商业首航。假设某架飞机总质量为,静止在水平跑道上时,其轮胎与地面接触的总面积约为1m2,g取10N/kg。求该飞机:
(1)受到的重力;
(2)静止时对水平跑道的压强;
(3)以800km/h匀速直线飞行18min所通过的距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)根据可知,飞机受到的重力为
(2)客机静止时,对地面的压力大小等于客机的重力,则静止时对水平跑道的压强为
(3)由于飞机的速度为800km/h,根据可得,飞行18min所通过的距离为
【例题2】 (2023深圳)琴琴同学探究压强与受力面积的关系,得出一个错误的结论。
(1)谁的压力大______,谁的受力面积大______ ;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)
(2)改进这两个实验的意见:______;
(3)对比甲图选择下面一个______对比探究压强和压力大小的关系。
【答案】 (1) 两个相等 海绵的大 (2)都用海绵(或沙坑)来进行实验 (3)A
【解析】(1)两个实验中都是同一个物体,对海绵或沙坑的压力一样大。
海绵中物体横放,沙坑中物体竖放,由图可得,海绵的受力面积大。
(2)实验为探究压强与受力面积,应只改变受力面积大小,下面的受力物体保持不变,故改进意见为:甲、乙都用海绵进行实验或甲、乙都用沙坑进行实验。
(3)要探究压强和压力大小的关系,应保持受力面积相同,受力物体相同,只改变压力大小,对比甲图,应该选择A。
【变式训练1】(2023·广东汕头三模)为响应国家“低碳环保节能减排”的号召,纯电动汽车越来越受到消费者的青睐。某品牌电动汽车参数如下表所示,某次百米加速测试行驶过程中,所用时间为8s。汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的0.15倍,求:(g取10N/kg)
汽车质量(kg) 2100 满载质量(kg) 2500
长×宽×高(mm) 4995×1910×1495 最大功率(kW) 180
纯电续航里程(km) 715 轮胎与地面总接触面积() 0.04
(1)汽车百米加速测试行驶过程中的平均速度;
(2)汽车满载静止在水平地面上时,轮胎对地面的压强;
(3)汽车满载时,匀速行驶的最大速度
【答案】(1)12.5m/s;(2);(3)48m/s
【变式训练2】(2021广东二模)在“探究影响压力作用效果的因素”中,实验现象如图所示
(1)过过观察海绵的______来比较压力作用的效果;
(2)通过比较______两次实验,可知受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越______(选填“明显”或“不明显”);
(3)通过比较____两次实验,可知压力作用的效果跟受力面积有关;这种研究问题的方法是____法。
【答案】 (1)凹陷程度 (2)甲、乙 明显 (3)乙、丙 控制变量
考点2. 液体压强
【例题1】(2023广东二模) 从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是( )
A. 7103救生艇 B. 蛟龙号 C. 深海勇士号 D. 奋斗者号
【答案】D
【解析】由公式p=ρ海水gh可知,深度越深,压强越大,由图可知,奋斗者号下潜的深度最大,承受海水的压强最大,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【例题2】(2020广东一模)小明在探究“液体压强的特点”实验中,进行了如图的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面______;如果在使用压强计前,发现U型管中液面已经有高度差,应该通过______方法进行调节(请从下列选项中选择)。
A.从U型管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U型管内加适量水
(2)甲、乙两图是探究液体压强与______的关系。
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择图中______两图进行对比。
(4)在图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向______的压强大小关系。
(5)丙、丁两容器底面积相同,盛装相同深度的相同盐水,现在像图中丙、丁两个容器中倒入相同质量的蒸馏水(水均为溢出)并充分搅拌,待液体静止后,丙容器底部受到的液体压力______丁容器底部受到的液体压力。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】 (1)相平 B (2)深度 (3)丙、丁 (4)各个方向 (5)大于
【解析】(1)实验前,应使U形管两侧的压强相等,所以要使两侧液面相平。
若在使用压强计前发现U形管中有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。故AC不符合题意;B符合题意故选B。
(2)比较甲、乙可知,液体的密度相同,金属盒浸没的深度不同,因此,探究的是液体压强与深度的关系。
(3)图丙与丁中,同为盐水,深度相同,只有容器的形状不同,并且U形管中液面的高度差也相同,这说明:液体压强与盛放液体的容器形状无关。
(4)图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于:向上、向下、向左、向右等方位,同为水,深度相同,只有金属盒的朝向不同,这是为了探究同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系。
(5)丙、丁两容器底面积相同,盛装相同深度的相同盐水,根据p=ρgh和F=pS知丙丁容器底受到的压力相同;当两个容器中倒入相同质量的蒸馏水(水均未溢出)时, ,由p=ρgh知, ,由F=pS可知,,综上所述,可知丙容器底部受到的液体压力大于丁容器底部受到的液体压力。
【变式训练1】(2022广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb。水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则(  )
A. pc> pd B. pa> pb C. pa0>pa D. pb0=pb
【答案】B
【变式训练2】(2019深圳二模)如图所示,水平桌面的正中央放着一个重为20 N的圆形鱼缸,其底面积为400cm2 。鱼缸内的水、鱼、沙石等总质量为14kg,水深0.2 m。求:(g=10N/kg)
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)鱼缸对桌面产生的压强。
【答案】(1)2×103Pa;(2)4000Pa
考点3. 大气压强 、流休压强和流速的关系
【例题1】(2023广东省) 如题图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验;将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强______(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强;若在吸盘上截一个小孔,吸盘内部气体压强会变______;若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越______。
【答案】 小于 大 小
【解析】将两个吸盘对接,用力挤压出空气后,内部属于真空状态,大气压强变小,内外形成压强差,内部气体压强小于外界大气压强,使其难以分开。
若在吸盘上截一个小孔,空气进入吸盘内部,吸盘内部气体压强就会变大。
若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明内外气体压强差变小了,内部气体压强保持不变,则外部大气压强变小了,即海拔越高,大气压强越小。
【变式训练1】(2022深圳二模)在化学实验中,常用胶头滴管吸取药液,下列现象中,“吸”的物理原理与其相同的是(  )
A. 拔火罐时玻璃罐“吸”在皮肤上
B. 穿在身上的化纤衣服容易“吸“灰尘
C. 磁铁可以“吸”引钉子、大头针等铁制品
D. 若人站在安全线以内的区域候车,会被驶过的列车“吸”进铁轨
【答案】A
【变式训练2】(2021广东省)唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速______ 、压强______ ,从而产生一个向____ 的力。
【答案】大 小 上
【变式训练3】(2021广州三模)如图所示,是托里拆利实验的规范操作过程,关于托里拆利实验,下面说法错误的是(  )
A.实验中玻璃管内水银面的上方气压为零
B.是大气压支持玻璃管内的水银柱,使它不下落
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜会影响实验测量结果
【答案】D
利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:
(1)应用的公式是P=ρgh;(2)g=9.8N/kg 有时题中为了计算简单给出g=10N/kg(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
1.对压强公式P=F/S的理解:
(1)压力F的大小不一定等于重力,方向也不一定是竖直向下。压力与物体表面垂直;
(2)受力面积S是指物体相互挤压的面积,与物体表面积不一定相等,可以等于或小于物体表面积,但绝对不会大于物体的表面积。
(3)在理解了压力和受力面积之后,运用压强公式计算时,F的单位是牛顿(N),受力面积S的单位要用平方米(m2),这样得到物体所受压强P的单位是帕(Pa)。
(4)在讨论压力作用效果时,应该用控制变量法来分析,即当压力F一定时,压强P与受力面积成反比;当受力面积一定时,压强P与压力成正比。如果在增大压力F的同时,减小受力面积,那么物体受到的压强是增大的;在减小压力和同时增大受力面积时,压强是减小的,对后面两点希望大家也要有清醒的认识。
(5)压强公式P=F/S既适用与固体,又适用与液体,也适用与气体。
考点1. 固体压强
【对点训练】
1.(2021广东一模)如图是颇具名气的云南建水紫砂陶茶壶,壶盖上有一个小孔,小孔的作用是使壶内液面上方的压强______大气压强(选填“大于”“小于”或“等于”)。若茶壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为5cm2,壶对水平桌面的压强为_____Pa。
2.(2023广东省广州) (1)如图1,用力把重力的测力计压在水平桌面上,测力计对桌面的压力,与桌面的接触面积,桌面的面积,用题中物理量符号写出测力计对桌面的压强表达式为_____,该压强是______Pa;
(2)如图2,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的,A点的气压_____B点的气压(选填“大于”“等于”“小于”);用气压计测出A点的气压是,该气压值等于_____m高的静止水柱所产生的压强(水的密度为,g取10N/kg)。
考点2. 液体压强
【对点训练】
1.(2022广州二模)连通器在日常生活,生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器原理的是(  )
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
2.(2020广州一模)甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的液体,甲试管内液体的密度为ρ甲,乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜,静止时,两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为h,如图所示,液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙,则下列判断中正确的是(  )
A. B. C. D.
考点3. 大气压强 、流休压强和流速的关系
【对点训练】
1.(2023广东三模)下列装置中利用大气压强工作的是(  )
A.破窗锤 B.船闸 C.液位计 D.吸盘
2.(2023广州三模)如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,根据现象,下列判断错误的是(  )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.给瓶子保温是为了避免温度对现象的影响
C.水柱高度h增大,说明瓶外大气压升高了
D.水柱高度h越大,瓶内外气体压强差越大
3. (2023深圳一模)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为_____,则活塞的横截面积为_____;
(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是______;
(3)如图乙所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为______N,此时外界大气压的数值为_____;
(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为.再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为时,弹簧测力计的示数为,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。
注射器内气体体积 8 10 12 16 20
弹簧测力计的示数 10 ▲ 13.3 15 16
①当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为_____N;
②当注射器内气体体积为时,注射器内气体压强为_____。
4. (2020深圳一模)如图,下列有关压强的描述正确的是(  )
A. 图1:大型客机飞行时机翼上表面空气流速大压强小
B. 图2:安全锤做得很尖是为了减小受力面积,从而减小压强
C. 图3:自制气压计从山脚拿到山顶,玻璃管中液柱随外界气压增大而升高
D. 图4:向盛有刚沸腾的水的烧瓶底浇冷水,增大水面上方的气压从而降低水的沸点
【重点训练】
1. (2023湖南株洲)如图,在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔,a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点,用手堵住小孔,在瓶中装满某种液体。松手后,在液体喷出的过程中(  )
A. 液体喷出的水平距离s变大 B. 液体喷出的水平距离s不变
C. a、b两点间的液体压强差变小 D. a、b两点间的液体压强差不变
2. (2023黑龙江牡丹江)下列对生产生活现象的描述正确的是(  )
A. 铁轨铺在枕木上,通过增大受力面积减小压力
B. 三峡五级船闸,利用连通器的原理工作
C. 吸盘被压在墙上,受到的压力等于摩擦力
D. 高铁站的安全线,利用流体流速大的位置压强大的原理设置
3.(2023北京) 小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关,进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
(1)实验中液体内部的压强是通过微小压强计________反映;
(2)甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与________有关;乙、丙两图所示的实验说明液体内部的压强与________有关。
4. (2023齐齐哈尔)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会________,U形管左右两侧液面就会产生________;
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与________的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成________(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(3)如图3、图4所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论:_________;
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论的实验过程是_______(选填“正确”或“错误”)的,判断的依据是:_________;
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜___________;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为;
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为;
④可推导出该盐水密度的表达式为___________(用表示)。
5. (2022江苏南通)如图所示,两长方体A和B叠放在水平地面上,A受重力10牛,B受重力30牛,已知A对B的压强与B对地面的压强之比为3:2,则A与B的底面积之比为________,若把B放在A上,那么B对A的压强与A对地面的压强之比为______。
【难点训练】
1. (2023湖北天门)2023年5月28日,国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功,如图,C919正在向上爬升,此过程中下列说法正确的是( )
A. C919的动能增大,重力势能减小
B. 随着海拔高度的增加,舱外大气压逐渐增加
C. 机翼上方气流的速度较小,气流对机翼上表面的压强较大
D. 机翼上方气流的速度较大,气流对机翼上表面的压强较小
2. (2023广西)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则B的密度为______,A的重力为_______N(g取10N/kg)
3.(2023福建省) 如图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力F,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强p与木板被推动的距离x的关系图象如图乙所示。已知木板宽为0.25m,下列判断正确的是( )
A. 长木板的底面积为0.25m2
B. 当时,木板对桌面的压强为37.5Pa
C. 当时,木板对桌面的压力为9N
D. 移动过程中,木板对桌面的压力先不变后增大
【易错点训练】
1.(2023甘肃威武) 驾驶员的头枕和安全带在安全驾驶中起着重要作用。如图所示,头枕是为了减小汽车在________(选填“追尾前车”或“被后车追尾”)时由于惯性造成的伤害,轿车在水平路面上高速行驶时对地面的压力________(选填“大于”“等于”或“小于”)静止时对地面的压力。
2. (2023湖北天门)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A. 液体的密度
B. 液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C. 液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D. 容器对桌面的压力
3. (2023黑龙江龙东)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是(  )
A. pA=pB;FAC. pApB;FA=FB
考情分析
夯实基础
知识清单
技巧点拨
易错提醒
真题对点练练对点练
提分培优练
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
同课章节目录