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知识梳理分类练
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知识点01 压力和压强
(一)压力
1.定义:压力是指垂直作用在物体表面上的力。
2.产生原因:由于物体相互接触挤压而产生的力。
3.方向:垂直于受力面,指向被压物体。
(二)压强
1.定义:物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
2.物理意义:压强是表示压力作用效果的一个物理量。
3.公式:
P——表示压强,单位是帕斯卡;
F——表示压力,单位是牛顿;
S——表示受力面积,单位是平方米。
国际单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。1Pa=lN/m2,
其物理意义是:lm2的面积上受到的压力是1N。
4.增大和减小压强的方法:
(1)增大压强的方法:①增大压力;②减小受力面积。
(2)减小压强的方法:①减小压力;②增大受力面积。
1.一位同学体重为,双脚站立对地面的压强比行走时____;某沼泽地能承受的压强为,这位同学与沼泽地的接触面积至少为____,才不会陷入沼泽地。
2.如图所示,一块长方体香皂,重为,侧放于水平桌面上时,它与桌面的接触面积是,它对桌面的压强是______若沿方向竖直向下切去一块,则剩余部分对桌面的压力______变大变小不变,压强______变大变小不变。
3.如图所示,甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上,它们的边长之比::,质量之比::,则它们受力面积之比:____,对地面的压力之比:____,对地面的压强之比:____。
4.一辆质量为的轮载重汽车,在平直公路上匀速行驶,所用时间,汽车受到的阻力是车重的倍。求:
汽车的速度是多少?
汽车所受的重力是多少?
汽车的牵引力是多少?
汽车每个轮子与地面的接触面积约为,汽车对地面的压强约为多大?
知识点02 液体压强
(一)液体压强
1.液体压强的特点:
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越深,液体压强越大。
(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
2.液体压强的大小 :
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式:
3.液体压强的几个概念:
(1)液体对容器底部的压强:
(2)液体对容器底部的压力:
(3)容器对水平桌面的压力:
(4)容器对水平桌面的压强:
4.液体重力与液体对容器底部的压力的比较:
(1)敞口容器中图甲所示。根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(2)形状规则的容器图乙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
(3)收口的容器图丙所示,根据液体压强公式求出液体对容器底部的压强;再根据压强公式的变形,求出液体对容器底部的压力。。
5.如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A. 一样大 B. 甲最小 C. 乙最小 D. 丙最小
6.如图,甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有密度不同的液体,放在水平桌面上,已知在液体内部同一水平面、、三点处液体的压强相等,则各容器中液体的密度大小、液体对容器底部压强的大小排列顺序都正确的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A. B. C. D.
8.在“探究影响液体内部压强的因素”实验中:
压强计是通过形管内的液面的______ 来显示橡皮膜所受压强大小的;物理学中,把这种探究方法称为______ 。
小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平不考虑实验结论的偶然性。
比较图甲和图______ ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:______ 。
比较图乙和图丁,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗?______ 。理由是:______ 。
知识点03 大气压强、流体压强和流速
(一)大气压强
1.大气压产生的原因:由于重力的作用,并且空气具有流动性,因此发生挤压而产生的。
2.证明大气压存在:马德堡半球实验,覆杯实验,瓶吞鸡蛋实验。
3.大气压的测量:
(1)托里拆利实验:在长约1m一端封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中。放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)气压计测量法:
①气压计:测量大气压的仪器叫做气压计。
②常见的气压计:水银气压计,金属盒气压计,水银气压计是在托里拆利实验中,玻璃管的旁边立一个与玻璃管平行的刻度尺,当外界大气压变化时,从刻度尺上直接读出管内水银柱的高度。
水银气压计的测量结果较准确,但携带不方便。
实际应用中经常使用金属盒气压计,也叫无液气压计,它的主要部分是一个被抽成真空的,表面是波纹状的金属盒,用弹性钢片向外拉着金属盒,弹性钢片与指针相连。当外界大气压发生变化时,金属盒的凸凹程度就发生变化,通过弹性钢片带动指针转动,指示大气压的数值。
金属盒气压计携带方便,但测量结果不够准确。
4.影响大气压的因素:
(1)大气压随高度的升高而降低。由于越向高空,空气越稀薄,空气的密度越小,所以大气压随高度的升高而减小,由于大气层密度变化是不均匀的,因此压强随高度的变化也是不均匀的。在海拔3000m以内,每升高10m,大气压约减小100Pa。
(2)天气、气候影响大气压:一般来说冬天的气压比夏天高,晴天的气压比阴雨天的高。温度升高、气压也升高,大气越潮湿,气压越低。
5.大气压的应用:抽水机、离心式水泵等。
9.下列现象中,不是利用大气压工作的是( )
A. 水从高处向低处流 B. 注射器吸药液
C. 塑料挂衣钩帖在光滑的瓷砖面上 D. 用塑料管从瓶子中吸饮料
10.中医博大精深.如图,火罐下端开口,使用时先对火罐中的气体加热,然后将火罐开口迅速按到人体皮肤上,自然降温后,火罐紧紧吸附在人体皮肤上,这说明了 的存在;拔罐的物理原理是利用罐内外的 填“温度差”或“气压差”使罐吸附在人体穴位上,治疗某些疾病.
11.如图甲所示,此时大气压强等于______水银柱产生的压强;受此实验的启发,小明自制了一个气压计如图乙所示,把此装置从山脚带到山顶的过程中,玻璃管中液面的高度将______选填“上升”或“下降”,这表明瓶外的大气压在______选填“变大”或“变小”。
12.如图是小明利用的注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材估测大气压值的情况。
利用刻度尺测量出______ 的长度为,即可算出活塞横截面积为______ ;
把活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器小孔,再水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数,据此可测得大气压值 ______ ;
考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为,则大气压值 ______ 用题中出现的物理量符号表示;
实验时若筒内空气没有排尽,此因素将导致所测大气压值______ 偏大偏小不变。
13.如图甲所示,放学途中,小红撑着伞在雨中行走。一阵大风吹来,伞面被吹翻。她猜想伞面受到升力的大小可能与空气的流速有关,于是设计了如图乙所示的实验进行验证。
小红用纸板制作了一个上凸下平的模型代替伞面,将其固定在一个托盘测力计上;在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。打开电风扇,调整气流速度,读出测力计的示数,记入表中:
风速 无风 低速 高速
托盘测力计示数
分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为______ ;空气流速越快,模型受到的升力越______ 选填“大”或“小”;
每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力______ 选填“大于”“小于”或“等于”车辆和人的总重力,进而______ 选填“增大”或“减小”了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
如图所示,为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,工程师设计了以上、、三种方案;弧形部分为墙面凸出部分,其中最有效的是方案______ ;如图所示,当风向向右,则过道内的空气流动方向是向______ 选填“上”或“下”。
知识点04 浮力的计算方法
1、压力差法:对于形状规则的物体(如长方体),它所受的浮力可用液体对物体向上和向下的压力差来求,即:。压力。浮力是液体对物体压力的合力,压力的产生又是因为液体压强导致的,压力差法适用于任何形状的物体,只是对于不规则的物体,运用这个方法不方便。
2、阿基米德原理:,浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关。
3、受力平衡法:对浸在液体中的物体进行受力分析,列出平衡等式,找到浮力与重力和可能受到的拉力、压力、支持力的关系。
(1)漂浮(悬浮):
(2)称重法:
(3)沉底:
14.关于浮力,下列说法中正确的是( )
A. 浮力的施力物体只能是液体 B. 浮力的方向不一定总是竖直向上
C. 正在水中下沉的石头受到浮力的作用 D. 只有漂浮在水面的物体才受到浮力的作用
15.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中,铜块和铝块的体积相等。
铜块浸没在盐水中时受到的浮力是______ ;
由四个步骤可知,浮力的大小与______ 有关,与______ 无关;
比较三幅图可得出的结论是浮力的大小跟______ 有关;
要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选取和______ 进行对比分析。
16.如图所示,放在水平面上装满水的一个溢水杯,水深为,弹簧测力计挂着重为的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中,静止后溢出水的质量为,取。求:
物块受到的浮力;
弹簧测力计的示数;
物块的密度。
17.如图甲所示,弹簧测力计下挂有一个圆柱体。把它从盛水的烧杯中缓慢提升,直到全部露出水面,已知烧杯的底面积为,该过程中弹簧测力计示数随圆柱体上升高度的关系如图所示。取求:
该圆柱体受到的最大浮力为多大?
圆柱体的体积多大?
圆柱体的密度多大?
知识点05物体的浮沉条件
1.物体的浮沉条件:浸没在水中的物体的浮沉决定于它受到的重力和浮力的大小关系。
(1)物体浸没在液体中时:,;
①如果,物体下沉,;
②如果,物体上浮,;
③如果,物体悬浮,。
(2)漂浮在液面上的物体: ,
展开为:,
因为:,
所以:。
(3)沉底的物体:,
所以:,。
2.浮力的应用
(1)轮船、气球、飞艇的浮沉原理——调节重力、浮力的关系:
①要使密度大于水的物质做成的物体浮于水面可采用“空心”办法,增大体积从而增大浮力,使物体浮于水面,用钢铁做成轮船,就是根据这一道理。
②潜水艇靠改变自身的重力来实现上浮和下潜。当F浮>G时,潜水艇上浮;当水箱中充水时,自身重力增大,增大到F浮=G时,可悬浮于某一位置航行;水箱中再充水,至F浮<G时,则潜水艇下沉。
③利用密度小于空气的气体,通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积,从而改变所受浮力的大小,来实现升降,气球和飞艇就是利用空气浮力升空的。
(2)密度计的原理及用途:
密度计是用来测定液体密度的仪器,它根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理而制成的,密度计在待测液体里呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力,根据浮力公式,
F浮=G排=ρ液gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数。如“0.8,”表示该液体密度是0.8×103kg/m3。
18.将重为的物体放入盛水的容器中,物体漂浮在水面上且溢出的水,物体受到的浮力
( )
A. 一定等于 B. 一定等于 C. 可能等于 D. 可能等于
19.网上流传着一种说法,鸡蛋能否沉入水底可以鉴别其是否新鲜。为了验证其真实性,小亮买了些新鲜鸡蛋,并拿其中一颗进行实验。第一天放入水中的鸡蛋沉入水底如图甲,取出鸡蛋擦干放置天后,再放入水中时鸡蛋漂浮在水面如图乙,看来网传是真的。下列分析正确的是( )
A. 鸡蛋两次所受的浮力一样大
B. 甲图中鸡蛋排开水的重力大
C. 乙图中鸡蛋所受浮力大于重力
D. 放置天后的鸡蛋密度变大
20.A、是两个质量相同的实心长方体,轻轻放入水中后,静止时如图所示,两物体的密度大小关系是: ______ ;两物体受到水的浮力大小关系是: ______ 。两空均选“”“”或“”
21.小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重,并将一端封闭,制作了一只简易密度计:将其先后放入甲、乙两杯液体中,当密度计静止时,两杯中液体深度相同,如图所示,密度计在甲杯液体中受到的浮力______ 选填“大于”、“小于”或“等于”在乙杯液体中受到的浮力;密度计放入后,______ 选填“甲”或“乙”杯中液体对容器底的压强更大。
22.一长方体物块的底面积为,重为。将物块放入柱形容器的水中,静止时如图甲所示;若用大小为的力向下压物块,物块恰好能浸没在水中,如图乙所示。
漂浮时水对物块下表面的压强是多少?
物块的密度是多少?
物块刚好浸没在水中时,容器内水对容器底部的压力较物块未受压力时增加了______ 。
规律方法整合练
23.下列实例中,为了减小压强的是( )
A. 推土机的推土铲刃做得很锋利
B. 篆刻的刀刀口做得很锋利
C. 破窗锤的敲击端做成锥形
D. 火车轨道铺在枕木上
24.个完全相同的正方体物块,按图甲、乙所示叠放在水平地面上,它们对地面的压强:等于( )
A. : B. : C. : D. :
25.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为、若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则( )
A. 可能小于 B. 可能大于 C. 一定小于 D. 一定大于
26.如图,甲、乙两相同的试管装有质量相等的液体,液面相平,试管底部受到的液体压强( )
A. B. C. D. 无法判断
27.水平台面上有两个相同规格的烧杯,分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的物体、分别放入两杯中,静止时如图所示,甲、乙液面刚好相平,此时,设物体受到的浮力为,甲液体对烧杯底部的压强为;物体受到的浮力为,乙液体对烧杯底部的压强为,则( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
28.我国自主研制的“奋斗号”深潜器可以下潜到马里亚纳海沟深处。“奋斗号”在下潜时,受到海水的压强会随下潜深度增加而______ 选填“增大”“减小”或“不变”,当“奋斗号”下潜到深度时,其的表面受到海水的压力约为______ 海水密度约为,取。
29.如图,用吸管可以把杯中饮料“吸”到嘴里,是因为______ 的存在;对吸管吹气,饮料会上升到管中,这是因为流体中流速大的位置,压强______ 。
30.压强知识在生活中有广泛的应用:船闸是利用______的原理来工作的;墨水被吸进钢笔是由于______
的作用。
31.用如图所示装置粗略测量大气压的值。把吸盘用力压在玻璃上排出吸盘内的空气,吸盘压在玻璃上的面积为,轻轻向挂在吸盘下的小桶内加沙子。吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为。则大气对吸盘的压力为______ 取,大气压的测量值为______ 。
32.如图,老师在做托里拆利实验时当地气压为标准大气压,玻璃管的顶端混入了部分空气,实验时测得管内水银柱的高度______选填“大于”“等于”“小于”;如果将玻璃管倾斜,则管内水银柱的高度______。选填“变大”“变小”或“不变”
33.如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中形管内所装液体是水。
甲图中的压强计是通过观察形管中液面 的大小来反映液体内部压强的大小;
仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
比较丁图和戊图,说明同深度,液体压强还与 有关;
在戊图中,形管左右两侧液面高度差,则压强计所测之处的液体压强是 。
34.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中,小明提出如下猜想:
猜想:浮力的大小可能与液体的密度有关。
猜想:浮力的大小可能与物体的重力有关。
猜想:浮力的大小可能与物体的形状有关。
猜想:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
如图甲所示,用手把空的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上的猜想____选填序号。
为了研究猜想和猜想,使用了体积相同的、、三个圆柱体,测得重力分别为和。然后进行如图乙所示的实验:
在序号的实验中圆柱体所受的浮力为____。
比较序号____的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越____。
比较序号、、的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力____关。
为了研究猜想,小明将两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关。小珍认为该结论不可靠,主要原因____。
35.潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截面如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重,从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为,水舱未充海水时潜水艇总重为,最大下潜深度可达。海水密度取,取。求:
最大下潜深度处的海水压强;
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
36.现有一个不吸水材料的长方体,底面积为,体积为,质量为。将它放入底面积为,装有适量水的薄壁圆柱形容器中,容器足够高,漂浮于水面如图甲所示。,
求的重力;
求的底部受到的液体压强;
如图乙所示,将重,体积为的长方体不吸水置于上,待两物体静止时,请判断浸入水中的情况:______ 选填“不会浸入”或“部分浸入”或“全部浸入”并说明理由,求放入后容器内水面上升的高度。
答案和解析
1.【答案】小
【解析】解:
该同学双脚站立和行走时对地面的压力都等于自身的重力,即对地面的压力大小相同,
因双脚站立时的受力面积大于行走时的受力面积,
所以,由可知,双脚站立对地面的压强比行走时小;
该同学对沼泽地的压力,沼泽地能承受的压强,
则这位同学不会陷入沼泽地时的受力面积即与沼泽地的最小接触面积:
。
故答案为:小;。
该同学对地面的压力和自身的重力相等,双脚站立时受力面积等于两只脚与地面的接触面积之和,行走时受力面积等于一只脚与地面的接触面积,根据比较两种情况下压强的大小关系;
知道沼泽地能承受的最大压强,根据求出这位同学与沼泽地的最小接触面积。
本题考查了压强公式的灵活应用,关键是知道物体对水平面的压力和自身的重力相等。
2.【答案】 变小 不变
【解析】解:它对桌面的压强:
,
切去一块后,物体的重力变小,对桌面的压力变小;
根据公式可知,物体密度不变,高度不变,所以对桌面的压强也不变。
故答案为:;变小;不变。
已知长方体香皂的重力和接触面积,根据公式可求它对桌面的压强,在水平面上压力等于自身的重力,切去一块后,根据公式,可知剩余部分对桌面的压强。
本题考查压强的计算和压强公式的变形,关键知道在水平面上压力等于物体自身的重力,还要会推导压强的变形公式。
3.【答案】: : :
【解析】解:已知边长之比::,则它们受力面积之比:
;
根据可得,甲乙的重力之比为:
,
水平面上物体的压力和自身的重力相等,由此可知其对水平地面的压力之比为:
;
对地面的压强之比:
。
故答案为::;:;:。
已知甲、乙两正方体的边长之比,利用面积公式可求出其底面积之比,即为其受力面积之比;
已知甲、乙两正方体的质量之比,利用可求出甲、乙的重力之比,水平面上物体的压力和自身的重力相等,由此可知其对水平地面的压力之比;
已知甲、乙两正方体的受力面积之比、对水平地面的压力之比,由可求出其对地面的压强之比。
本题考查了压强的大小计算、压力及重力与压力的区别,知道水平面上物体对水平面的压力和自身的重力相等是解答此题关键。
4.【答案】解:已知汽车行驶的路程,时间,
汽车的速度,
汽车所受重力:
;
因汽车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,汽车所受牵引力:
;
汽车对地面的压力:
,
汽车对地面的压强:
。
答:汽车的速度是;
汽车所受重力是;
汽车所受牵引力是;
汽车对地面的压强约是。
【解析】已知汽车行驶的路程和时间,由速度公式可求得其速度;
知道汽车的质量,根据求出汽车所受的重力;
汽车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,二力大小相等,根据求出其大小;
水平面上物体的压力和自身的重力相等,受力面积为个轮子与地面的接触面积之和,根据求出汽车对地面的压强。
本题考查了速度公式、重力公式和压强公式以及二力平衡条件的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
5.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了液体压强的比较。灵活运用固体压强公式和液体压强公式,利用控制变量法进行定性分析。
由底面积相同、容器对桌面的压强相等,可知压力相同,又因为容器质量相同容器重相同,所以可知容器里面三种液体重相同质量相同;由题知,容器内液面在同一水平面上,可以得出三种液体的体积关系,从而得出液体密度关系,又知道相同,据液体压强公式求解。
【解答】
三个容器质量相同,由公式可知,三个容器的重力相同,三个容器对水平桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式可知三个容器对水平桌面的压力相同,而容器对水平桌面的压力,则三个容器中液体的重力相同,由图示可知,三种液体的体积大小关系为,由公式可得,
由此可知,三种液体的密度大小关系为,
根据题意可知三个容器中液体深度相同,由公式可知,液体对容器底的压强大小关系为
,即甲液体对容器底的压强最小,故B正确,、、D错误。故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了学生对液体压强公式的了解与掌握。
灵活运用公式是关键
【解答】
已知在液体内部同一水平面三点处液体的压强相等,由得:深度最小的密度最大,深度最大的密度最小,故;
界面下深度相同,但是所以界面下甲液体压强最大,乙次之,丙最小,液体对容器底部压强等于上下两部分压强之和,所以液体对容器底部压强
则ABD错误,C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】【分析】
液体压强大小的影响因素是液体的深度和密度,而液体压强的大小是通过橡皮膜的突起体现出来的,据此结合图示逐一分析解答即可。
此题考查液体压强公式的应用,难度不大,关键是注意转换法的运用。
【解答】
A.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据判断左右两侧液体密度大小关系,故A符合题意;
B.由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故B不合题意;
C.由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故C不合题意;
D.由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左右两边液体压强一样大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故D不合题意。
故选A。
8.【答案】两侧液面高度差 转换法 乙 同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等 能 丁图中盐水密度大且金属盒所处液体中较浅,而形管高度差大
【解析】解:压强计测量液体压强时,就是靠形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大;
想探究液体压强大小与深度的关系,应控制液体的密度相同、金属盒的方向相同,而深度不同,故选甲、乙两次实验即可;
在乙、丙两次实验中,液体的密度相同,深度相同,但是金属盒的方向不同,根据实验现象可以初步得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
结合乙、丁两图可知,丁图中金属盒所处液体中较浅,而形管高度差大,说明该处的压强更大,丁图中液体的密度大,所以能初步得出液体内部压强与液体密度有关。
故答案为:两侧液面高度差;转换法;乙;同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;能;丁图中盐水密度大且金属盒所处液体中较浅,而形管高度差大。
液体压强计就是利用形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,形管液面高度差越大;压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变形管中液面高度差的。
液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程。
掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法和转换法探究液体压强大小的影响因素。
9.【答案】
【解析】【分析】
大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
本题考查大气压的有关问题,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
【解答】
A、水从高处向低处流,是因为受到重力的作用,和大气压没有关系.故A符合题意;
B、吸取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,利用了大气压.故B不合题意;
C、压吸盘,排出了吸盘内的空气,当吸盘要恢复原状时,内部气压小于外界大气压,外界大气压将塑料挂衣钩帖在光滑的瓷砖面上,利用了大气压.故C不合题意;
D、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压.故D不合题意;
故选A。
10.【答案】大气压
气压差
【解析】当火罐自然降温后,内部的压强变小,形成气压差,使火罐紧紧吸附在人体皮肤上。
11.【答案】 上升 变小
【解析】解:读图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为,因此,当时的大气压强等于高水银柱产生的压强;
这个自制气压计从山脚拿到山顶,由于高度增加,外界大气压减小,又因瓶内空气的压强不变,且瓶内气压大于外界大气压,会进一步向外压水柱,所以玻璃管内水柱的高度会升高。说明大气压随高度的增加而变小。
故答案为:;上升;变小。
从图中读出管内水银面到水银槽内水银面的垂直高度;
大气压随高度的增加而减小。
学生利用身边的器材做成气压计探究大气压的变化,知道大气压随高度增加而减小的规律是解决此题的关键,用所学的知识分析判断,学以致用。
12.【答案】注射器带刻度部分 偏小
【解析】解:注射器带刻度部分的容积为,长度为,则活塞的横截面积:;
大气压:;
由题意知,设外界大气对活塞的压力为,筒与筒壁之间的摩擦时,第一次活塞被拉出注射器时,活塞受力情况为:,第二次活塞退回注射器时,活塞受力情况为:,则外界大气对活塞的压力为,故大气压值为;
若筒内空气没有排尽,则所需拉力偏小,在受力面积一定时,所测大气压值就偏小。
故答案为:注射器带刻度部分;;;;偏小。
本实验的原理是,利用圆柱体积公式求得受力面积的大小;
根据压强公式计算压强大小;
由题意知,考虑筒与筒壁之间的摩擦时,外界大气对活塞的压力为,根据压强公式求得压强的表达式;
若筒内空气没有排尽,则所需拉力偏小,所测大气压值就偏小。
本题考查大气压的测量实验,要求学生会应用公式设计实验测量大气压,并能对实验误差进行分析评估,难度较大。
13.【答案】;大;小于;减小;;上
【解析】【分析】
知道流体的压强与流速的关系;会根据流体的压强与流速的关系解释生活中的现象。
在流体中,流速越大的位置,压强越小;
摩擦力的大小与压力大小有关,在接触面的粗糙程度一定时,压力越小,摩擦力越小;
根据探究实验结论,我们只要在两通道的其中一个加凸起,就可以保证两侧有压强差。
【解答】
分析表中数据可知:空气低速流过时,模型所受升力为;空气流速越快,模型受到的升力越大;
每到夏天都会有人在电动车上加装遮阳伞,如图丙所示,该电动车快速行驶时,伞面会受到较大的升力,导致车辆对地的压力小于车辆和人的总重力,进而减小了车轮与地面间的摩擦力,带来极大的安全隐患;
为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,让过道中空气流动起来,那就要使过道两侧通道空气流速不同,从而使两侧通道压强不同,通过这个压强差促使通道内空气流动产生通风的效果;
根据探究实验结论,我们只要在两通道的其中一个加凸起,就可以保证两侧有压强差,其中最有效的是方案;如图所示,当风向向右,则过道内的空气流动方向是向上。
14.【答案】
【解析】解:、物体浸在空气中也会受到浮力的作用,故A错误;
B、浮力方向是竖直向上的,故B错误;
、浸在液体中的物体会受到液体产生的向上托的力,即受浮力作用,漂浮的物体受浮力,下沉的物体也受浮力,故C正确,D错误。
故选:。
浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体产生的向上托的力,即受浮力作用。
浮力方向总是竖直向上的。
此题考查浮力产生的原因和浮力的方向,属于基础题。
15.【答案】 物体排开的液体体积 浸没的深度 液体的密度
【解析】解:由和可知,铜块浸没在水中时受到的浮力,
由图,物体在水中的深度变大,弹簧测力计的示数变小,根据,物体受到的浮力变大,因没有控制排开液体的体积相等,因此不能得出浮力大小与深度有关的结论,物体在水中的深度变大的同时,排开液体的体积变大,则说明了物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
由图可知,物体浸没后,物体排开液体的体积不变,弹簧测力计的示数相同,物体受到浮力大小相同,则说明浸没在液体中的物体浮力大小与物体的浸没的深度无关。
综上,物体受到的浮力的大小与物体排开的液体体积有关。
比较三幅图可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,由此可知,浮力大小与液体密度有关,故结论为:在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大;
要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,要控制物体排开液体的体积和液体的密度相同。
他应选取图中等步骤进行对比分析;
根据称重法,铜块所受到的浮力:
,
铝块所受浮力为:
,
由此可以得出:物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
故答案为:;物体排开的液体体积;浸没的深度;液体的密度;。
根据求浮力大小;
研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同;
比较三幅图,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,由此可得出结论;
要探究物体所受的浮力大小与物体的密度有关,要控制物体排开液体的体积和液体的密度相同,只改变物体的密度。
本题研究浸入液体中的物体受浮力的大小是否跟物体的密度以及浸入液体中的深度有关,考查控制变量法、称重法测浮力等知识,综合性较强。
16.【答案】解:
物块受到的浮力:
;
根据称重法可知,弹簧测力计读数:;
物块浸没在水中,由可得物块的体积:
,
物块的质量:
,
物块的密度:
。
答:物块受到的浮力为;
弹簧测力计的示数为;
物块的密度为。
【解析】已知物块排开水的质量,利用阿基米德原理求物块受到的浮力;
已知物块的重力、受到的浮力,两者之差就是弹簧测力计的拉力;
根据浮力公式可以得到物块排开水的体积,即物块的体积;已知重力可求其质量,利用密度公式求物块的密度。
此题考查浮力、密度的计算,并考查阿基米德原理的应用,属于力学综合题。
17.【答案】解:由图象知,圆柱体的重力:,圆柱体浸没在水中弹簧测力计示数为,
则圆柱体受到的最大浮力为:
;
由可得圆柱体的体积:
;
根据知圆柱体的质量:
,
圆柱体密度:
。
答:该圆柱体受到的最大浮力为;
圆柱体的体积为;
圆柱体的密度为。
【解析】由图象知圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数和离开水面后弹簧测力计的示数,即圆柱体的重力,根据称重法求得圆柱体受到的最大浮力;
由阿基米德原理求出物体浸没时排开水的体积物体的体积;
由重力公式求出圆柱体的质量,根据密度公式求出圆柱体的密度。
本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理以及称重法测浮力的应用,根据图象得出相关信息是关键。
18.【答案】
【解析】物体的重力,在水中静止时处于漂浮状态,由物体的浮沉条件可知,物体受到的浮力.
19.【答案】
【解析】解:
A、由图可知:在甲中下沉,,在乙中漂浮,;
由于是同一个鸡蛋,则鸡蛋的体积相同,则,
由浮力的公式可知:鸡蛋所受的浮力:,故A错误;
B、根据可知:鸡蛋排开水的重力:,故B正确;
C、鸡蛋在乙中漂浮,根据漂浮条件可知:浮力等于其重力,故C错误;
D、因为鸡蛋在甲中下沉,则,在乙中漂浮,则,所以,即放置天后的鸡蛋密度变小了,故D错误。
故选:。
判断鸡蛋排开水的体积,由浮力的公式判断浮力的大小;
然后即可根据判断排开水的重力;
根据物体漂浮条件判断乙图中的浮力与重力关系;
根据物体的浮沉条件推理得出物体密度的大小关系。
本题综合考查了阿基米德原理和物体的浮沉条件,分析时注意用好控制变量法,只要同学掌握牢固,题目不难得出。
20.【答案】
【解析】由图知,在水中漂浮,则,在水中悬浮,则,所以;
由图知,在水中漂浮,则,在水中悬浮,则,而,,所以。
此题考查了对物体浮沉条件的理解,要掌握浮沉条件中物体重力和浮力的关系、物体密度和液体密度的关系。
21.【答案】等于 乙
【解析】解:
同一支密度计放在甲、乙两种液体中都漂浮,则,即浮力是相同的;
由图可知,密度计在乙液体中排开的液体的体积小,根据可知,乙液体的密度大,深度相同,根据可知,乙杯中液体对容器底的压强更大。
故答案为:等于;乙。
从图可知,密度计放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于密度计受到的重力,从而可以判断受到浮力的大小关系;根据密度计的浮沉情况判定液体密度的关系;根据判定容器底部压强的大小。
密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小.
22.【答案】
【解析】解:由于物块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,物块受到的浮力:;根据浮力产生的原因知漂浮时水对物块下表面的压力等于浮力,即,
漂浮时水对物块下表面的压强为:
;
物体浸没水中时受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、竖直向上的浮力,根据平衡力知此时的浮力为:
,
根据阿基米德原理此时物块浸没在水中时排开水的体积为:
;
由于物体完全浸没,所以物体的体积为:;
物块的密度为:
;
物块刚好浸没在水中时,容器内水对容器底部的压力较物块未受压力时增加的量为:
。
答:漂浮时水对物块下表面的压强是;
物块的密度是;
。
根据物体的浮沉条件可知物块受到的浮力;根据浮力产生的原因判断出漂浮时水对物块下表面的压力等于浮力,由算出漂浮时水对物块下表面的压强;
物体浸没水中时受到竖直向下的重力、竖直向下的压力、竖直向上的浮力,根据平衡力算出此时的浮力,根据阿基米德原理求出物块浸没在水中时排开水的体积,即物体的体积,由密度公式算出物块的密度;
根据算出物块刚好浸没在水中时,容器内水对容器底部的压力较物块未受压力时增加的量。
本题考查对物体的受力分析、物体的浮沉条件以及阿基米德原理的应用,熟记公式并能灵活运用是解题的关键。
23.【答案】
【解析】【分析】
这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。解答时,要注意使用控制变量法。
解答此题的关键是掌握减小压强的方法。根据压强的定义式可知,要减小压强有三种方法:一是当压力一定时,需增加受力面积;二是当受力面积一定时,需减小压力;三是在条件允许的情况下,可以同时减小压力,增大受力面积。同理,增大压强也有三种方法。
【解答】
A.推土机的推土铲刃做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意。
B.篆刻刀的刀口做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
C.破窗锤的敲击端做成锥形,是压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,不符合题意;
D.火车轨道铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,符合题意。
故选D。
24.【答案】
【解析】解:设每个正方体重为,底面积为,则
,
故选:。
根据压强的定义式可以推导出,当质量分布均匀,形状规则的柱体、长方体、正方体放在水平地面上,它们对地面的压强大小也与物体的密度和高度有关;本题可以设每个正方体重为,底面积为,计算出各自对地面的压强,就可以计算出它们对地面压强之比。
本题考查固体的压强的计算,需要准确计算压力与受力面积。
25.【答案】
【解析】正方体水平放置在地面上,物体对地面的压强为;
所以有,
若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为,,
因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,
则有,
由图可知,
所以有
切去的体积相同,则有
因为,所以得
则切去后甲对地面的压强减少量为
乙对地面的压强减少量为
所以
则有,,
因为,,
所以,故ABC不符合题意,符合题意。
物体对水平面的压力和和自身的重力相等,均匀正方体对地面的压强为,据此表示出原来压强和沿水平方向切去部分后甲、乙对地面压强,根据剩余的高度判断出两正方体的密度关系,再根据比较甲乙切去部分对地面的压强关系,进一步得出原来两者对地面的压强关系。
本题考查了压强大小的比较,利用均匀、规则物体正方体、长方体、圆柱体等对水平面上的压强公式是关键。
26.【答案】
【解析】【分析】
由于乙管的倾斜,判断甲乙两试管中液体的体积的大小,再判断密度的大小,根据判断液体对试管底的压强。
根据试管的倾斜判断甲乙的体积是本题的关键,然后根据密度公式判断液体的密度,最后根据压强公式判断压强的大小。
【解答】
由于甲试管是竖直放置,乙试管倾斜,液体相同深度,所以,
甲、乙两相同的试管装有质量相等的液体,
根据,,
根据,甲的密度大,甲乙两液面相同,深度相同,甲的压强大。
故选:。
27.【答案】
【解析】解:由图知,物体、在液体中都处于漂浮,则;;
而物体、是完全相同的物体,则重力相等,即,
所以,故CD错误;
由图知,排开液体的体积小于排开液体的体积,已知,根据可知,;
已知两液面等高,根据可知,故A正确,B错误。
故选:。
由图可知:两物体处于漂浮状态,根据漂浮条件即可知物体所受浮力关系;
比较得出物体排开水的体积,根据阿基米德原理即可判断两种液体的密度关系,然后根据液体压强公式比较杯底受到的压强关系。
此题考查物体浮沉条件、密度、液体压强公式的应用,同时考查阿基米德原理和浮力产生的原因等知识点,是一道综合性很强的题目,此题难度适中,适合学生训练,属于中档题。
28.【答案】增大
【解析】解:液体的压强随着深度的增加而增大;
当“奋斗号”下潜到深度时,此时所受压强;
,由压强公式变形可得;
故答案为:增大;。
液体的压强与深度有关;
利用液体压强公式与压强公式解答。
本题考查液体压强特点及压强公式的变形形式,需考生灵活应用。
29.【答案】大气压 小
【解析】解:用吸管“吸”饮料,吸气时吸管内的气压减小,饮料在大气压的作用下被压入嘴里。
对吸管吹气,管上方空气流速大,压强小,则管中的水在大气压的作用下上升。
故答案为:大气压;小。
用吸管吸饮料,是利用大气压的作用。
流体在流速大的地方,压强小;流体在流速小的地方,压强大。
本题考查了大气压的利用和流体压强跟流速的关系,比较简单。
30.【答案】连通器 大气压
【解析】解:船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,因此船闸是利用连通器原理工作的;
墨水会被吸进钢笔囊中,是因为笔囊中的空气被排出,内部压强减小,在大气压的作用下,墨水就会被压入笔囊。
故答案为:连通器;大气压。
连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征;
大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等。
此题考查连通器原理以及大气压的综合应用,总体难度不大。
31.【答案】
【解析】解:大气对吸盘的压力:,
根据可得大气压的测量值:。
故答案为:;。
使吸盘脱落的总重力恰好等于大气对吸盘的压力,利用求出总重力;根据即可求出此时的大气压强值。
本题考查了大气压值的测定,考查的是基础知识。
32.【答案】小于 不变
【解析】解:试管的顶端混入了部分空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,会导致管内水银柱高度减小;
由于水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,因此若玻璃管倾斜,管内外水银面的高度差不变。
故答案为:小于;不变。
试管的顶端混入了部分空气,这些空气会对管内水银柱有个向下的压强,据此判断;
实验中水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差与管的倾斜度、位置的深浅、水银槽内水银的多少以及管的粗细和长短均无关。
本题考查了大气压的测量,难度不大。
33.【答案】高度差 相等 液体密度
【解析】解:形管中液面的高度差反映了液体压强的大小,用到了转换法的思想;
液体的压强跟液体的密度和深度有关,由乙、丙、丁三图可知,在同一深度,形管中液面高度差相同,说明同种液体内部向各个方向的压强相等;
液体的压强跟液体的密度和深度有关,由丁图和戊图可知,在同一深度时,形管中液面高度差不相同,说明液体压强与液体的密度有关;
戊图中形管左右两侧液面的高度差,且形管中所装液体是水,
则压强计所测之处的液体压强:
。
故答案为:液体压强;相等;液体密度;。
液体压强的大小是通过比较形管中液面的高度差来判断的;
液体的密度一定,深度一定,方向不同,压强计的液面高度差相同;
要判断液体压强与液体密度关系,先控制深度不变;
根据求出形管中高出的这段水柱产生的压强,即为压强计所测之处的液体压强。
本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的因素有液体密度和液体深度,要研究液体压强与其中一个量的关系,先保证另一个量不变,做实验前一定要检查装置的气密性,还要学会应用控制变量法解决问题。
34.【答案】;;、、;大;无;没有控制排开液体的体积相同
【解析】解:如图所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,它排开水的体积越大,而手会感到越吃力,则说明饮料罐受到的浮力增大,可以证明浮力大小与物体排开液体体积有关,即验证猜想;
根据图片可知,、、三个物体的体积相同;
在序号的实验中物所受的浮力为:;
探究浮力大小与液体密度的关系时,必须控制物体排开液体的体积相同,改变液体密度,故选、、;
、、中液体的密度逐渐增大,根据分别计算出三个物体受到的浮力依次为:、和,因此得到结论:液体的密度越大,物体所变的浮力越大;
根据分别计算出、、三图中物体受到的浮力依次为:、和,则得到结论:浮力的大小与物体的重力无关;
小珍认为这个结论不可靠,理由是:没有控制排开液体的体积相同。
故答案为:;;、、;大;无;没有控制排开液体的体积相同。
分析饮料罐浸入水中的深度增大后哪个因素发生改变即可;
根据称重法求出在序号的实验中圆柱体所受的浮力;
根据控制变量法的要求选择对照实验;
根据实验数据分析浮力大小与液体密度的关系;
分别计算出三个圆柱体受到的浮力,然后进行比较即可;
要探究浮力与物体形状的关系,就要控制液体密度和物体排开液体的体积相同,然后改变物体的形状,据此分析解答。
此题探究浮力的大小跟哪些因素有关,考查称重法、控制变量法的应用,掌握控制变量法是解决此题的关键。
35.【答案】解:最大下潜深度处的海水压强为:
;
潜水艇完全潜入海水中,潜水艇受到的浮力为:
;
潜水艇悬浮在海水中时,受力平衡,浮力等于潜水艇重力和充入海水的重力之和,即:;
水舱至少充水重力为:,
充水质量为:。
答:最大下潜深度处的海水压强为。
潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力为。
潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量为。
【解析】知道海水深度、密度,根据液体压强公式求出液体压强。
知道潜水艇的体积、水的密度,根据阿基米德原理求出完全潜入海水时受到的浮力。
潜水艇完全潜入海水中悬浮时,潜水艇受到的浮力等于总重,知道水舱未充水的重力,可以求出至少增加水的重力,求出增加水的质量。
本题主要考查了液体压强、漂浮和悬浮条件、阿基米德原理等知识;当物体漂浮和悬浮时,首先要考虑浮力等于重力,一般情况下,这个条件都是非常重要的。
36.【答案】部分浸入
【解析】解:的重力为:;
漂浮于水面,所受浮力等于重力,即,
水对上表面的压力为,根据浮力产生的原因可知,水对下表面的压力为:,
的底部受到的液体压强为:;
假设漂浮于水面,则所受浮力为:,
排开水的体积为:,
的总体积为:,
比较可知,,假设成立,且部分浸入水中;
漂浮时,排开水的体积为:,
漂浮时排开水的体积增加量为:,
则漂浮时,水面上升的高度为:。
答:的重力为;
的底部受到的液体压强为;
部分浸入;水面上升的高度为。
已知的质量,根据求得的重力;
漂浮于水面,所受浮力等于重力,根据浮力产生的原因可知水对下表面的压力,根据求得的底部受到的液体压强;
假设漂浮于水面,根据漂浮条件可知整体受到的浮力,根据阿基米德原理求出排开水的体积,与的体积和的总体积比较得出结论;根据阿基米德原理求出漂浮时排开水的体积,进一步求出漂浮时排开水的体积增加量,根据求水面上升的高度。
本题考查压强、重力的计算以及阿基米原理、物体浮沉条件的应用,正确判断的浮沉情况是关键。
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