压强培优卷
一、单选题
1.如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶被压扁,关于桶口堵住后出现的现象,下列分析错误的是( )
A.力改变了铁桶的形状 B.铁桶对桌面的压强变大
C.该现象证明了大气压的存在 D.铁桶发生的形变是弹性形变
2.跳水项目一直以来都是我国的王牌实力项目,关于跳水运动员从跳板起跳到落入水中的过程,下列分析不正确的是( )
A.跳板被压弯,说明力可以改变物体的形状
B.运动员腾空上升阶段,动能转化为重力势能
C.运动员入水后继续下降,水对脸部的压强逐渐增大
D.运动员入水后随着速度的减慢,惯性不断减小
3.如图所示,容器中装满水时,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来。图中画出了水从三个小孔喷射到水槽的路径,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ酒精<ρ水),A、C两容器中液体深度相同,B、C两容器的底面积相同.三个容器底部所受的液体压强分别为pA、pB、pC,则下列判断正确的是( )
A.pA>pB>pC B.pC<pA=pB C.pB>pA=pC D.pC<pA<pB
5.下列四种场景的叙述不正确的是( )
A.图甲:铁轨铺在枕木上,主要是减小火车对地面的压强
B.图乙:用力F压着物块静止在竖直墙上,现增大力F,物块受到的摩擦力也变大
C.图丙:用手指托住乒乓球,从漏斗口用力向下吹气,同时手指移开,乒乓球不会掉
D.图丁:将玻璃管稍微倾斜,玻璃管中水银柱的竖直高度不变
6.图钉的钉帽宽大,钉针尖细,对此,下列说法中正确的是( )
A.钉针尖细可增大压强 B.钉帽宽大可增大压强
C.钉针尖细可增大压力 D.钉帽宽大可减小压力
7.很多物理知识都来源于生产、生活,下列的解释错误的是( )
A.让飞机逆风起飞,可以增大飞机的升力
B.水库泄洪,可以减小水对堤坝的压力
C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强
D.大型平板车装有很多车轮,是为了减小对地面的压强
8.下列说法不正确的是( )
A.甲图:手捏笔囊松手后,墨水被“吸”入钢笔利用了大气压强
B.乙图:沿纸条上方吹气,纸条飞起是因为在气体流速大的地方压强大
C.丙图:随着不断倒入液体,液体对橡皮膜的压强越来越大
D.丁图:用手轻压笔的同时笔对手也有力的作用
9.如图所示,在雨中撑伞的行人,每当大风吹来,会有伞被向上“吸”的感觉,关于产生这一现象的主要原因,下列说法正确的是( )
A.伞上的空气流大于下方 B.伞上方的空气流速小于下方
C.伞受到的空气浮力变大 D.伞受到的空气浮力变小
10.有一个两端开口的玻璃管,用橡皮膜扎紧玻璃管的一端,灌满水后,用手堵住开口端,倒过来插入水槽中,如图所示,松手后,橡皮膜所呈现的是( )
A.平面 B.凸起一些 C.凹进一些 D.无法判断
11.如图所示,轻质圆柱形容器A、B、C分别盛有质量相同的不同液体(SA<SB<Sc),现有质量相同的甲、乙两实心物体(ρ甲>ρ乙),若选择其中一个物体放入某个容器中,物体浸没且液体没有溢出,此时液体对容器底部的压强p液最小的是:( )
A.甲放入A中 B.甲放入B中 C.甲放入C中 D.乙放入B中
12.实心均匀正方体甲、乙按如图所示放置在水平桌面上,已知它们对桌面的压强相等。现将乙在桌面外的部分沿竖直方向切去,切去的比例为n。甲按相同比例n沿水平方向切去一部分,并将切去部分叠放在对方剩余的上方,此时甲、乙对桌面的压力分别为F甲、F乙,压强分别为p甲、p乙。关于压力、压强的大小关系,下列判断正确的是( )
A.F甲=F乙、p甲>p乙 B.F甲>F乙、p甲<p乙
C.F甲=F乙、p甲<p乙 D.F甲<F乙、p甲>p乙
13.如图所示,在水平地面上分别侧放和平放着完全相同的两块砖A和B.在砖B上面放有重力不计的薄壁容器C(不考虑容器的厚度).C中装有水,密度为ρ水,砖A和B的密度均为ρ,上表面到水平地面的距离分别为h1和h2,C与砖B和砖B与地面的接触面积分别为SC和SB,且SC= SB.已知砖B和砖A对地面的压强相等,则薄壁容器C中水的深度为( )
A. B. C. D.
14.两个底面积不同的(SA>SB)薄壁圆柱形容器A和B,容器足够高,分别盛有甲、乙两种液体,且两种液体对容器底部的压强相等,如图所示.若在两容器中同时倒入或同时抽出原液体,使两种液体对容器底部的压力相等,正确的判断是( )
A.倒入的液体体积V甲可能等于V乙
B.倒入的液体高度h甲一定小于h乙
C.抽出的液体体积V甲一定小于V乙
D.抽出的液体质量m甲可能小于m乙
15.如图所示,两个底面积不同的薄壁轻质圆柱形容器甲和乙,放在水平地面上,容器内分别盛有体积相同的不同液体A和B,此时液体对容器底部的压强相等,现将完全相同的两个金属球分别浸没在A、B液体中(液体不溢出),则下列判断一定正确的是( )
A.液体对容器底部的压强变化量△PA>△PB
B.液体对容器底部的压力FA>FB
C.容器对水平地面的压强pA>PB
D.容器对水平地面的压力变化量△FA>△FB
二、填空题
16.如图所示,将纸杯装满水后,用薄塑料片盖严杯口并倒置,发现塑料片不掉水不流出,历史上有一个著名的 实验和它证明了同一个问题.
17.2022年10月12日16时01分,“天宫课堂”第三课在中国空间站开讲,新晋“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。在问天实验舱中,刘洋用2米长的吸管,不仅成功喝到了芒果汁还表示“很轻松”如图所示。平常生活中我们用吸管吸饮料是利用了 ,但用2米长的吸管吸饮料却是很困难的,刘洋在问天实验舱中很轻松的做到,那是因为在太空中物体几乎没有受到 。
18.如图所示,洗脸池排水管设计了U型“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 的,其利用了 原理。
19. 如图-1,将点燃的蜡烛放在正在发声的音箱前方,看到烛焰随着声音的节奏晃动,说明声波可以传递 ;如图-2,用吸管在A蜡烛左侧吹气,B蜡烛的烛焰将A蜡烛点燃,这是因为气体流速越大,压强越 ;如图-3,将点燃的蜡烛固定在装水的盘中,在蜡烛上方倒扣一个玻璃杯,一段时间后,蜡烛熄灭,在 的作用下,杯内水面上升。
20.如图所示,一个重10N长方体木块在4N的水平拉力F作用下,在水平桌面上做匀速直线运动,木块受到桌面的摩擦力是 N,如果拉力增大到6N,木块受到的摩擦力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);如果将静止在水平桌面上的木块沿竖直方向切割掉三分之一,则切割前后木块对桌面的压力之比是 ,压强之比是 。
21.根据下表所提供的数据(1标准大气压下)可知:
物质 熔点/℃ 沸点/℃
酒精 ﹣117 78
水银 ﹣39 357
水银的凝固点是 ℃;80℃的酒精是 态;在北方寒冷的季节里,最低气温可达﹣50℃,此时应选用 (选填“酒精”或“水银”)做温度计的测温液体.
22.如图所示,物体A、B均为同种材料制成的实心正方体,A的边长为10cm,B的边长为5cm,GA=50N,则ρA= kg/m3,B的质量为 ,A、B间的压强为 Pa。
23.如图(a)所示,同种材料制成的甲、乙两个正立方体,放在水平桌面上,甲、乙两物体对桌面的压强分别为40帕和20帕,则对桌面压力较大的为 (选填“甲”或“乙”),如果把乙放在的甲上面,如图(b)所示,则乙对甲的压强大小为 帕,甲对桌面的压强大小为 帕。
24.如图所示,甲、乙为两个实心均匀正方体,它们对水平地面的压强相等。若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,并将截去部分再叠放在对方剩余部分上,此时它们对地面的压强为 和 ,则两块截去部分的重量 , 。 (>/=)
25.如图甲所示,质量均匀分布的实心正方体放在水平地面上,对地面的压强为p0.现按图乙方式沿对角线将上半部分切除后,剩余部分对地面的压强p1= ,若将切除部分按图丙方式放置于剩余部分左侧,整体对桌面的压强p2 p1(>/=/<);若该正方体按图丁方式沿ABCD面将右边部分切除,则剩余部分对地面压强p3 p1(>/=/<)。
三、综合题
26.如图是放在水平面上的三个高度相同的同种物质实心物体,A最重,C底面积最小.小明就三个物体对水平面的压强做了如下猜想:猜想一:A对水平面压强最大.猜想二:C对水平面压强最大.猜想三:他们对桌面的压强相同.
(1)以A为研究对象,物质密度为ρ,高为h,底面积为S,请用所学知识推导出此类固体对水平面压强的表达式p= ,由推导式可知猜想 是正确的.
(2)小明同学还打算探究压力作用效果与受力面积的关系,他把A物体放在海绵上,小明通过观察海绵的 来判断压力作用效果的.接着他把A沿竖直方向一切为二,看剩下部分的作用效果,小明实验方法是 (选填“正确”“错误”)的.
27.独轮车是一种新型电动代步车,下表是它的一些参数.
最大速度 满电时最大行程 最大爬坡角度 车身质量 最大负荷
型号xxx 18km/h 35km 20° 9.6kg 120kg
(1)当该车在水平公路以最大负荷状态匀速直线行驶时,地面对车的支持力为 N.
(2)若此时车轮与地面的接触面积为40cm2,则地面受到的压强为 Pa.(g取10N/kg)
28.某同学用三块相同的海绵和几块相同的砖做了一次实验,从中探索压强跟压力、受力面积的关系,如图所示:
(1)其中最能说明压强跟受力面积关系的两个图是( )
(2)其中最能说明压强跟压力的关系的两个图是( )
A.(甲)和(乙)图; B.(甲)和(丙)图;
C.(乙)和(丙)图; D.任意两图均可.
29.U型管压强计是专门用来研究液体压强的仪器.没有按压金属盒上的橡皮膜时,U型管两管内液体的液面位于同一水平高度,管内液体的密度为ρ.当用手指按压橡皮膜时,U型管内液体的液面如图所示.
(1)若手指与橡皮膜的接触面积为S,求手指作用在橡皮膜上的压力F;
(2)若橡皮管内壁上有一个较薄的小圆斑,其面积为S′,求管内气体对它的压力F′.(设当时的大气压强为ρ0,手指与橡皮膜的接触面和小圆斑的面近似看作平面,不要求代单位计算)
30.如图所示是我国MBT2000主战坦克,重48t,高2m,每条履带与地面的接触面积3m2,该坦克具有潜渡功能.(取g=10N/kg)求:
(1)该坦克在水平路面上行驶时,对地面的压强为多大?
(2)若坦克在深为5m的河流中潜渡时,半分钟潜行了360m,则坦克潜行的速度为多少?
(3)坦克在该河流中潜渡时,在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受到水的压力为多大?
四、实验探究题
31.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,使用了如图甲所示的液体压强计。小芳猜想:液体的压强可能与液体的密度、深度、容器形状等因素有关。
(1)如图所示压强计是通过U型管中液面的 来反映被测压强大小的;
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”);
(3)在图甲中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中压面高度差不变,说明了 ;
(4)要探究液体压强与液体密度的关系,应选用 两图进行对比;
(5)另一位同学想探究液体压强与液体密度的关系,利用图甲和图丙的装置,得出一个结论:液体的密度越大,液体压强越大,小明看后立即指出了他在实验中的问题,这个问题是 。
32.小明想探究“压力的作用效果与压力大小的关系”。实验器材有:小桌和砝码。
(1)为完成实验探究,还需要添加的一个器材是 。
(2)操作的方法: 。
(3)观察的现象: 。
(4)选择添加的这个器材,是因为它: 。
33.如图甲所示,一个容器用隔板分成左右两部分,隔板中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为一凹面。可以用它来探究液体压强的特点:
(1)向容器左侧注入水的过程中发现随着水量的增多,橡皮膜的形变越来越明显,这说明 。
(2)接着向右侧缓慢注入另一种液体,液面位置如图乙时,橡皮膜是平的,则ρ液 ρ水,此时两侧液体对容器底的压强p水 p液。
(3)此时,若在两种液体中放入两个质量相等的不同物体甲和乙,静止时甲漂浮,乙悬浮(液体均无溢出),则橡皮膜 (选填“向左凸”、“向右凸”或“相平”)
34.在探究“影响液体内部压强大小的因素“实验中:
(1)如图甲用手按压强计的橡皮膜,U型管内水面出现高度差;将橡皮膜放入酒精中,U型管内水面也出现高度差,这说明 ;这种研究问题的方法是 法;
(2)若在使用压强计前发现U型管中有高度差,通过 方法可以进行调节.
①从U型管内向外倒出适量水;②拆除软管重新安装;③向U型管内加适量水;
(3)比较乙、丙实验可知,液体内部压强与液体的 有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的 有关.
35.如图是小梦小组在“研究液体内部压强”的情景。
(1)实验前要通过调试,使压强计U形管两端的液面 ;
(2)图甲所示的压强计是通过U形管中两边液面的 来反映被测压强大小的;
(3)比较乙、丙和丁图,可得:在同一深度,液体内部向各个方向的压强大小 ;
(4)在丁图中,将探头向上或向下移动,即可研究液体压强与 的关系,若将探头向上移动一段距离,可观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.铁桶被压扁,大气压对铁桶有力的作用,改变了铁桶的形状,说明力可以改变物体的形状,A项正确,A项不符合题意;
B.铁桶被压扁其重力不变,但受力面积变小,根据公式 可得,铁桶对桌面的压强变大,B项正确,B项不符合题意;
C.铁桶内放些水,用火加热,沸腾后把桶口堵住,然后浇上冷水,铁桶内的气压减小,桶内的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,铁桶被压扁了,该现象证明了大气压的存在,C项正确,C项不符合题意;
D.铁桶发生形变后,没有恢复原状,所以不是发生了弹性形变,D项错误,D项符合题意。
故答案为:D。
【分析】力可以改变物体的运动状态,大气存在压强,物体发生形变后,没有恢复原状,不是弹性形变。
2.【答案】D
【解析】【解答】 A、跳水运动员站在跳板上时,对跳板的压力使跳板压弯,说明力可以改变物体的形状,故A正确;
B、上升阶段,运动员的质量不变,速度减小,高度增大,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B正确;
C、运动员入水后继续下降,根据液体压强公式p=ρgh可知,密度一定时,深度越深压强越大,因此水对脸部的压强逐渐增大,故C正确;
D、惯性的大小只与物体的质量有关,运动员入水后随着速度的减慢,由于质量不变,因此运动员的惯性不变,故D错误。
故选:D。
【分析】A.的作用效果是:使物体发生形变或者改变物体的运动状态。
B.影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度。
C.液体压强的大小与液体密度和液体深度有关。
D.惯性与速度无关,只与质量有关。
3.【答案】D
【解析】【解答】A.如图所示,容器中装满水时,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来,由于液体的压强随深度的增大而增大,所以越往下的小孔水的压强越大,水柱喷得越远,A不符合题意;
B.如图所示,容器中装满水时,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来,由于液体的压强随深度的增大而增大,所以越往下的小孔水的压强越大,水柱喷得越远,B不符合题意;
C.如图所示,容器中装满水时,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来,由于液体的压强随深度的增大而增大,所以越往下的小孔水的压强越大,水柱喷得越远,C不符合题意;
D.如图所示,容器中装满水时,水会从侧壁的三个小孔中向外喷出来,由于液体的压强随深度的增大而增大,所以越往下的小孔水的压强越大,水柱喷得越远,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】液体压强的计算公式为p=ρgh,ρ是液体的密度,h是深度,通过公式可以看出,液体的压强大小与液体的密度和深度有关。
4.【答案】D
【解析】【解答】液体压强与液体密度及液体深度有关,液体压强公式p=ρgh,A、C两容器中液体深度相同,A容器中装有水,C容器内装有酒精,又ρ酒精<ρ水,故pC<pA;A、B两容器都装水,但容器B内的水比容器A内的水深度较深,可得pA<pB.综上所述三个容器底部所受的液体压强大小关系为pC<pA<pB,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据液体内部压强的特点来分析。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.铁轨铺在枕木上,在压力一定时,通过增大受力面积减小对地面的压强,A正确,不符合题意;
B.由二力平衡条件知物块受到的摩擦力等于重力G,增大压力F时,物体仍保持静止,重力和摩擦力仍是一对平衡力,大小相等,所以不会改变摩擦力大小,B错误,符合题意;
C.从漏斗口向下用力吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,乒乓球受到向上的压强大于向下的压强,产生向上的压力差,乒乓球不会掉下来,C正确,不符合题意;
D.在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的竖直高度,这一高度的大小是由外界大气压决定的,水银柱产生的压强等于当时的大气压,因此不会因玻璃管倾斜而改变,D正确,不符合题意。
故答案为:B。
【分析】增大受力面积,可以减小压强;静摩擦力的大小和压力大小无关;流体在流速大的地方压强小;托里拆利实验中,水银管中的液面高度和水银管倾斜无关。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.由压强公式p 可知,要增大压强,可以增大压力,减小受力面积。钉针尖细,减小了受力面积,可以增大压强,A符合题意;
B.增大受力面积,减小压力,都可以减小压强。钉帽宽大,增大了受力面积,可以减小压强,B不符合题意;
C.压力的大小与钉针尖的粗细无关,C不符合题意;
D.压力的大小与钉帽的面积大小无关,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】通过压强公式p=F/S可以看出,增加压强可以通过增加压力和减小受力面积实现。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.因为飞机起飞时,机翼上下方的空气流速不同,于是形成一个向上的升力,当飞机逆风起飞时,飞机的速度不需要很大,便可得到一个相对空气较大的速度,从而获得足够的升力,A正确,不符合题意;
B.水库泄洪,水位下降,据 知,水对堤坝的压强变小,而堤坝的受力面积不变,所以压力变小,B正确,不符合题意;
C.菜刀钝了磨一磨,可在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,C错误,符合题意;
D.大型平板车装有很多车轮,是为了在压力一定时通过增大受力面积来减小压强,D正确,不符合题意。
故答案为:C。
【分析】空气流速大的位置压强小;根据及F=pS,判断压力大小;压力一定时,通过减小受力面积可以增大压强;压力一定时通过增大受力面积可以减小压强。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.甲图:手捏笔囊松手后,墨水被“吸”入钢笔利用了大气压强,故A正确不合题意;
B.乙图:沿纸条上方吹气,纸条飞起是因为在气体流速大的地方压强小,故B错误符合题意;
C.丙图:随着不断倒入液体,液体对橡皮膜的压强越来越大,故C正确不合题意;
D.丁图:用手轻压笔的同时笔对手也有力的作用,因为力的作用是相互的,故D正确不合题意。
故选B。
【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。
9.【答案】A
【解析】【解答】解:伞的形状是上方凸起的,当气流经过时,上方的流速大,压强小,下方的流速慢,压强大,就会产生一个向上的压强差,使伞容易被风吸起来.
故选A.
【分析】因为我们知道,流体越大的位置压强越小,所以观察一下伞的形状,想象一下气流经过时的情形,就不难解释这一现象了.
此题主要考查了流体压强与流速的关系,这一规律是我们应该熟知的,很多生活中的现象都与此有关.
10.【答案】C
【解析】【分析】对橡皮膜进行受力分析,根据橡皮膜的受力情况判断橡皮膜所处的状态.
【解答】橡皮膜受到竖直向下的大气压力作用、向上的水的支持力作用,由于大气压力大于水的支持力,橡皮膜受到的合力向下,因此橡皮膜向下凹进一些.
以玻璃管内的水为研究对象,受到橡皮膜向下的压力F=P膜S,水向下的重力G=mg=ρShg,大气向上的压力F0=P0S,
水柱静止处于平衡状态,则F+G=F0,即:P膜S+ρShg=P0S,P膜+ρhg=P0,P膜<P0;橡皮膜在大气压作用下向下凹陷.
故选C.
【点评】本题考查了大气压的应用,知道大气压力大于水的支持力是正确解题的关键.
11.【答案】C
【解析】【解答】(1)由题知,甲、乙两实心物体质量相等,且ρ甲>ρ乙,根据ρ= 可知,V甲<V乙,由图可知,hC>hA>hB,又知SA<SB<SC,所以,容器C内液体体积最大,因为轻质圆柱形容器A、B、C盛有液体的质量相等,根据ρ= 可知,C容器内液体密度最小,将甲、乙两物体分别放入A、B、C三个容器中,物体浸没且液体没有溢出,由于C杯的底面积最大,所以放入体积最小的甲物体时,其上升的高度△h最小,根据△p=ρ液g△h可知,甲放入C中时压强增加量最小;由于筒内液体的质量相等,但C的底面积最大,根据p= 可知,C中原来液体的压强最小,所以甲放入C中p液更小,ABD不符合题意,C符合题意;
故答案为:C。
【分析】压强等于压力和受力面积的比值,受力面积越大,压强越小;
液体压强与液体密度和深度有关。
12.【答案】B
【解析】【解答】未切割前,设甲、乙的重力分别为G甲、G乙,甲、乙的底面积分别为S甲、S乙;
由于桌面水平,则甲、乙对桌面的压力分别为F′甲=G甲,F′乙=G乙;
由图可知,甲的接触面积S甲大于乙的接触面积(1-n)S乙,且它们对桌面的压强相等,
则根据G=F=pS可知,甲的重力较大,即G甲>G乙;
由压强的定义式可得,未切割前,
甲、乙对桌面的压强分别为,;
甲、乙未切割前对桌面的压强相等,即;
化简可得:1-n=;
甲、乙切去比例均为n,并将切去部分叠放在对方剩余的上方,
则甲对桌面的压力变为:F甲=(1-n)G甲+nG乙,
乙对桌面的压力变为F乙=(1-n)G乙+nG甲;
F甲-F乙=[(1-n)G甲+nG乙]-[(1-n)G乙+nG甲]=(1-n)(G甲-G乙)-n(G甲-G乙)=(1-2n)(G甲-G乙);
由图可知,n<,所以F甲-F乙=(1-2n)(G甲-G乙)>0,即F甲>F乙;
切割并叠放后,甲对桌面的压强:,
乙对桌面的压强为:;
则p甲-p乙===
因为G甲>G乙,所以p甲-p乙<0,则p甲<p乙;
由此可知,A、C、D错误,而B正确;
故选B。
【分析】根据题意,分别明确各种情况下的拉力和受力面积,然后根据压强公式列式计算即可。
13.【答案】C
【解析】解答:A对水平地面的压强pA=ρgh1,
B对水平地面的压强: ,
∵pA=pB,
∴ 。
故选C。
分析:应用 和p=ρgh分析。
14.【答案】B
【解析】【解答】倒入或抽出液体前,p甲=p乙,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由图可知,h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;
A、倒入液体的体积为V甲和V乙,则倒入后A容器中液面的高度h甲+,B容器中液面的高度h乙+,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲+)=ρ乙gSB(h乙+),ρ甲gSAh甲+ρ甲gSA=ρ乙gSBh乙+ρ乙gSB,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gV甲<ρ乙gV乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以V甲<V乙,A不符合题意;
B、倒入液体的高度△h甲和△h乙,则倒入后A容器中液面的高度h甲+△h甲,B容器中液面的高度h乙+△h乙,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲+△h甲)=ρ乙gSB(h乙+△h乙),
ρ甲gSAh甲+ρ甲gSA△h甲=ρ乙gSBh乙+ρ乙gSB△h乙,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gSA△h甲<ρ乙gSB△h乙,又因为ρ甲>ρ乙,SA>SB,所以△h甲<△h乙,B符合题意;
C、抽出液体的体积为V甲和V乙,则抽出后A容器中液面的高度h甲﹣,B容器中液面的高度h乙﹣,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲﹣)=ρ乙gSB(h乙﹣),ρ甲gSAh甲﹣ρ甲gSA=ρ乙gSBh乙﹣ρ乙gSB,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以ρ甲gV甲>ρ乙gV乙,又因为ρ甲>ρ乙,所以V甲可能大于V乙,也可能等于V乙,也可能小于V乙,C不符合题意;
D、抽出液体的质量为m甲和m乙,则抽出后A容器中液面的高度h甲﹣,B容器中液面的高度h乙﹣,因为两种液体对容器底部的压力相等,所以G甲=G乙,由G=mg=ρgSh得,ρ甲gSA(h甲﹣)=ρ乙gSB(h乙﹣),ρ甲gSAh甲﹣ρ甲gSA=ρ乙gSBh乙﹣ρ乙gSB,即ρ甲gSAh甲﹣m甲g=ρ乙gSBh乙﹣m乙g,因为ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,且SA>SB,所以m甲g>m乙g,即m甲>m乙,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】圆柱形容器中液体对容器底部的压力等于其重力,根据p=ρgh和G=mg=ρgSh来作出分析和解答。
15.【答案】B
【解析】【解答】由图可知,SA SB,hA hB, 液体对容器底部的压强相等,则 AB。
A. 将完全相同的两个金属球分别浸没在A、B液体中, 液体对容器底部的压强变化量分别为 PA= Ag , PB= Bg , AB, SA SB,故△PA和△PB大小无法比较,A不符合题意;
B. 液体对容器底部的压强相等,SA SB,据F=pS可知,液体对容器底部的压力FA>FB,B符合题意;
C. 轻质圆柱形容器对地面的压强,等于液体对容器底部的压强,即PA PB,C不符合题意;
D. 容器对水平地面的压力变化量都等于小球的重力,即△FA △FB,D不符合题意。
故答案为:B.
【分析】根据p=ρgh分析出两种液体的密度关系,根据F浮=ρ液gV排判断浮力大小,对物体受力分析判断出支持力的大小,根据物体间力的作用是相互的判断出液体对容器底的变化,由图知S甲>S乙,根据p=判断液体对容器底部的压强变化量的大小;
放入金属球后,容器对水平地面的压力变化量等于增加的球的重力,由图知S甲>S乙,根据p=判断出容器对水平地面的压强的大小;由F=pS可得,液体对容器底部的压力.
16.【答案】马德堡半球
【解析】【解答】薄塑料片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,薄塑料片受到向上的大气压远远大于水对它向下的压强,所以薄塑料片不会掉下来,历史上著名的马德堡半球实验首先证明了大气压的存在.
【分析】马德堡半球实验证明了大气压强的存在。
17.【答案】大气压;重力
【解析】【解答】吸饮料是利于了大气压; 刘洋在问天实验舱中很轻松的用2米长的吸管吸饮料,那是因为在太空中物体几乎没有受到重力。
【分析】吸饮料时,吸管中空气被吸走,外界大气压大于吸管内气压,饮料被大气压压入口中;太空中物体处于完全失重状态,相当于物体不受重力作用。
18.【答案】相平;连通器
【解析】【解答】洗脸池排水管设计的 U 型反水弯上部开口、下部连通,属于连通器;连通器中装入同种液体,液体静止时,液面相平,可以防止下水道异味窜入室内,利用了连通器的原理。
【分析】连通器中,各用电器液面相平。
19.【答案】能量;小;大气压强(或大气压)
【解析】【解答】(1) 如图-1,将点燃的蜡烛放在正在发声的音箱前方,看到烛焰随着声音的节奏晃动,说明声波可以传递能量;
(2)如图-2,用吸管在A蜡烛左侧吹气,B蜡烛的烛焰将A蜡烛点燃,这是因为气体流速越大,压强越小;
(3)如图-3,将点燃的蜡烛固定在装水的盘中,在蜡烛上方倒扣一个玻璃杯,一段时间后,蜡烛熄灭,在大气压的作用下,杯内水面上升。
【分析】(1)声音利用的两个方面:①声音传递信息;②声音传递能量;
(2)根据流体压强和流速的关系解答;
(3)根据大气压强的知识分析解答。
20.【答案】4;不变;3:2;1:1
【解析】【解答】 (1)由于木块在水平方向上做勻速直线运动,所以水平方向上的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力f=F=4N;当拉力增大后,因为木块对桌面的压力大小仍等于重力,没有变化,而且接触面的粗糙程度也不变,所以摩擦力大小不变;
(2)木块对水平桌面的压力等于木块的重力,沿竖直方向切割掉三分之一,则切割前后木块对桌面的压力之比是;长方体木块对桌面的压强:,因切割后的木块密度和高度均不变,所以木块对水平桌面的压强不变,即切割前后木块对桌面的压强之比是1:1。
【分析】 (1) 当物体做匀速直线运动时,处于平衡状态,受力平衡;摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关;
(2)木块对水平桌面的压力等于木块的重力,从而得出切割前后木块对桌面的压力之比;根据推导柱形固体对水平支持面压强公式,因密度、高度不变,据此得出对水平桌面的压强之比。
21.【答案】﹣39;气;酒精
【解析】【解答】解:(1)水银的凝固点是﹣39℃;因为酒精的沸点是78℃,所以80℃时,酒精处于气态,水银处于液态;(2)酒精的凝固点是﹣117℃,水银的凝固点是﹣39℃,在﹣50℃的环境里,酒精为液态,水银为固体,因此选择酒精温度计.故答案为:﹣39;气;酒精.
【分析】(1)当物质温度高于沸点时,为气态;当物质的温度介于熔点和沸点之间时,为液态.(2)根据酒精的凝固点和水银的凝固点,结合北方的最低气温﹣50℃,就可以判断出选择什么温度计.
22.【答案】5×103;0.625kg;2×104
【解析】【解答】解:(1)由G=mg可得,物体A的质量:mA= = =5kg,
物体A的体积:VA=LA3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
物体A的密度:ρA= = =5×103kg/m3;(2)物体B的体积:VB=LB3=(0.05m)3=1.25×10﹣4m3,
因物体A、B均为同种材料制成的实心正方体,所以ρB=ρA=5×103kg/m3,
物体B的质量:mB=ρBVB=5×103kg/m3×1.25×10﹣4m3=0.625kg;(3)A对B的压力:F=GA=50N,
A对B压力产生压强的受力面积:SB=LB2=(0.05m)2=2.5×10﹣3m3,
A对B的压强:pA= = =2×104Pa。
故答案为:5×103;0.625kg;2×104。
【分析】利用质量和体积的比值计算密度,利用质量和体积的乘积计算质量,根据压力和受力面积的比值计算压强。
23.【答案】甲;20;45
【解析】【解答】因甲、乙两物体对桌面的压强分别为40Pa和20Pa,且由图知甲的受力面积大于乙的受力面积,所以由 变形公式 可知,对桌面压力较大的为甲;如果把乙放在的甲上面,则乙对甲的压强大小为:
乙的重力不变,受力面积不变,则乙对甲的压强等于乙对地面的压强:
设两正方体的密度为 ,边长分别为 和 ;则甲乙对桌面的压强比:
甲乙的重力比:
所以有:
当把乙放在甲的上面时,甲对桌面的压强为:
【分析】由图知甲的受力面积大于乙的受力面积,所以由 变形公式 可知压力大小关系;如果把乙放在的甲上面,乙的重力不变,受力面积不变,则乙对甲的压强等于乙对地面的压强;根据甲乙对桌面的压强比,可求出甲乙的重力比,再求出当把乙放在甲的上面时,甲对桌面的压强.
24.【答案】>;<
【解析】【解答】对于实心均匀正方体,其对水平地面的压强为,由于P0甲=P0乙,即ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,h甲>h乙; 沿水平方向分别截去相同高度的部分 △h,则甲截去部分的重量
△G甲=ρ甲g△hS甲=ρ甲g△hh甲2=ρ甲gh甲△hh甲=P0甲△hh甲,乙截去部分的重量
△G乙=ρ乙g△hS乙=ρ乙g△hh乙2=ρ乙gh乙△hh乙=P0乙△hh乙,则有△G甲>△G乙;
将截去部分再叠放在对方剩余部分上,则甲乙最后状态的重量G甲'=G甲剩+△G乙<G甲剩+△G甲=G甲,
G乙'=G乙剩+△G甲>G乙剩+△G乙=G乙,水平地面上物体对地面的压强,甲乙对地面的棉结不变,则此时甲对地面的压强变小,乙对地面的压强变大,则有 P甲<P乙。
故答案为:第1空、>;第2空,<。
【分析】(1)在水平地面上,物体对地面的压力等于其重力,根据水平面的柱体压强公式,再利用重力公式和密度公式将截去部分的物体重量转化为与压强和高度的关系式,最终形成截去部分的重量的比较转变成甲乙高度的比较。
(2)比较甲乙两个物体前后的重量的变化,因接触面积不变的情况下,得到压强的变化情况,进而得到甲乙最后状态的对地面的压强的比较。
25.【答案】0.5Pa;<;=
【解析】【解答】(1)设正方体的重力为G,底面积为S,正方体对地面的压力大小F=G,对地面的压强,
按图乙方式沿对角线将上半部分切除后,剩余部分对地面的压力F1等于剩余部分的重力,大小为正方体重力的一半,
即F1=G,受力面积不变,则剩余部分对地面的压强;
(2)按图丙放置时,切下来的部分对的地面的压力F2=F1=G,图丙中受力面积S′>S,由可知,按图丙方式放置在地面上对桌面的压强p2<p1;
(3)图丁中,设正方体的边长为a,切去部分边长为l,正方体的密度为ρ,则切去后剩余部分的体积为V剩=a2(a-L),剩余部分对地面的压强;
图乙中,剩余部分的体积,对地面的压强;由以上分析可知,p3=p1。
【分析】(1)根据描述分析正方体对地面的压力和受力面积的变化,再根据计算出压强,然后作比即可;
(2)若将切除部分按图丙方式放置于剩余部分左侧,首先分析压力的变化,再分析受力面积的关系,再根据比较压强大小;
(3)根据公式分别计算出两个压强大小,然后再比较大小即可。
26.【答案】(1)ρgh;三
(2)凹陷程度;错误
【解析】【解答】解:(1)铁块放在水平桌面上,F=G,
所以,
所以对桌面的压强大小的表达式为p=ρgh;
由公式p=ρgh知,正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放在水平桌面上,对桌面压强大小跟铁块的高度和密度有关,故猜想三正确;
(2)由于不同的物体放在海绵上,对海绵产生凹陷程度不同,所以通过观察海绵的凹陷程度来判断压力作用效果的.
根据控制变量法可知:探究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力不变,只改变受力面积的大小,而他把A沿竖直方向一切为二,使物体产生的压力和受力面积都变为原来的一半,所以小明实验方法是错误的.
故答案为:(1)ρgh;三;(2)凹陷程度;错误.
【分析】(1)根据压强公式进行推导:铁块放在水平面上,铁块对水平面的压力等于铁块的重力,根据重力和质量的关系展开求得p=ρgh;根据推导的固体压强公式,判断铁块对水平面压强的影响因素,最后判断哪个猜想是正确的;
(2)根据控制变量法知道探究压力作用效果与受力面积的关系的实验中,应控制压力不变,只改变受力面积的大小.
27.【答案】(1)1296
(2)3.24×105
【解析】【解答】解:(1)当该车在水平公路以最大负荷状态匀速直线行驶时,
电动代步车总重力:
G=(m车+m负荷)g=(9.6kg+120kg)×10N/kg=1296N,
因此时电动代步车处于平衡状态,受到的支持力和总重力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,地面对车的支持力:
F=G=1296N;(2)此时地面受到的压力:
F′=G=1296N,
地面受到的压强:
p= = =3.24×105Pa.
故答案为:(1)1296;(2)3.24×105.
【分析】(1)当该车在水平公路以最大负荷状态匀速直线行驶时,处于平衡状态,受到的支持力和总重力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=G=mg求出其大小;(2)地面受到的压力等于它们的总重力,根据p= 求出地面受到的压强.
28.【答案】(1)B
(2)A
【解析】【解答】解:海绵的凹陷程度不同,压强不同,凹陷程度越大,压强越大.(1)甲乙两图,乙图海绵凹陷程度大,乙图压强大,说明受力面积一定时,压力越大,压强越大.(2)甲丙两图,丙图海绵凹陷程度大,丙图压强大,说明压力一定时,受力面积越小,压强越大.
故答案为:B;A.
【分析】(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小.(2)研究压强大小的影响因素采用控制变量法和转换法.
29.【答案】(1)【解答】解:
U形管两侧的液面高度差来反映橡皮膜受到的压强,所以压强p=ρgh,
根据p=,
手指作用在橡皮膜上的压力F=pS=ρghS;
(2)手指按压橡皮膜时,橡皮管气体压强p′=p0+p=p0+ρgh,
所以小圆斑受到压力F′=p′S′=(p0+ρgh)S′.
【解析】【分析】(1)U形管两侧的液面高度差来反映橡皮膜受到的压强大小,根据压强公式计算压力;
(2)橡皮管内原来气体压强与大气压相等,手按压橡皮膜后气体压强增大,由此根据压强公式计算F′.
30.【答案】(1)解:坦克对地面的压力:
F=G=mg=48×103kg×10N/kg=4.8×105N,
受力面积:
S=2S1=2×3m2=6m2,
坦克对地面的压强:
p= = =8×104Pa
(2)解:坦克潜行的速度:
v= = =12m/s
(3)解:坦克在该河流中潜渡时,顶部所处的深度:
h=h1﹣h2=5m﹣2m=3m,
坦克顶部受到水的压强:
p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa,
舱门受到水的压力:
F′=p′S2=3×104Pa×0.8m2=2.4×104N
【解析】【分析】(1)坦克在水平路面上行驶时对地面的压力和自身的重力的相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积为两条履带与地面的接触面积之和,再根据p= 求出对地面的压强;(2)已知坦克在水中潜行的路程与时间,根据v= 求出潜行的速度;(3)根据题意求出坦克潜渡的深度,根据p=ρgh求出坦克顶部受到水的压强,再根据F=pS求出舱门受到水的压力.
31.【答案】(1)高度差
(2)无关
(3)在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等
(4)乙、丙
(5)没有控制液体的深度相同
【解析】【解答】(1)用U形管两侧液面的高度差的大小来反映液体内部压强的大小,这是运用了转换法。(2)丙和丁两图中液体密度相同,探头在液体中的深度相同,容器形状不同,U形管中液面的高度差相同,说明液体压强与盛液体的容器形状无关。(3)在图甲中,控制橡皮膜在水中的深度相同,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,即方向不同,U形管中液面的高度差相同,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。(4)要探究压强与液体密度的关系,应使探头所处的深度相同,液体密度不同,所以应选择乙丙两图。(5)图甲和图丙中探头所处的深度不同,所以不能探究液体压强与液体密度的关系。
【分析】(1)探究液体压强特点时,用U形管两侧液面的高度差的大小来反映液体内部压强的大小;(2)液体压强与盛液体的容器形状无关;(3)在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等;(4)要探究压强与液体密度的关系,应使探头所处的深度相同,液体密度不同;(5)探究压强与液体密度的关系,应使探头所处的深度相同。
32.【答案】(1)海绵
(2)把海绵放在水平桌面上,把小桌放在海绵上,再在小桌面上放一个砝码
(3)海绵的凹陷程度
(4)受力后形状易发生改变
【解析】【解答】(1)探究“压力的作用效果与压力大小的关系”。为完成实验探究,本实验压力的作用效果用海绵的凹陷程度来反映,所以还需要添加的一个器材是海绵,海绵较软,这样压力的作用效果明显。(2)操作方法是:把海绵放在水平桌面上,把小桌放在海绵上,再在小桌面上放一个砝码 。来比较压力的作用效果与压力大小的关系。 (3)观察的现象:把砝码放在小车上发现海绵的凹陷程度比较厉害。 (4)添加海绵这个器材是因为海绵软受力易变形。
【分析】(1)探究压力的作用效果时,要利用海绵的凹陷来反应压力的作用效果;
(2)探究压力的作用效果时,把小桌放在海绵上,通过改变砝码个数改变压力的大小;
(3)在压力大小不同时,观察海绵的凹陷情况判断压力的效果;
(4)选用海绵进行实验,因为海绵容易形变,现象明显。
33.【答案】(1)液体压强随深度的增加而增大
(2)<;>
(3)相平
【解析】【解答】(1)向容器左侧注入水越多,发现橡皮膜的形变越来越明显,这说明液体压强随深度的增加而增大;(2)在乙图中由橡皮膜相平可知,橡皮膜两边受到液体的压强相等,由于橡皮膜左侧的液体深度小,根据据公式P=ρgh,p相等时,h越小,ρ越大,所以ρ液<ρ水;由于橡皮膜以上左右两侧液体产生的压强相等,橡皮膜以下液体产生的压强在深度相同时只与液体的密度有关,由于ρ液<ρ水,由p=ρgh可知,左边的液体产生的压强大,所以pA>pB;(3)物体放入液体中漂浮或悬浮,引起橡皮膜两侧压强的变化,压强的变化量等于放入的木块重,根据G=mg可知,G甲=G乙,压强变化量相同,橡皮膜右侧增加的压强等于橡皮膜左侧增加的压强,故橡皮膜仍相平。故答案为:(1)液体压强随深度的增加而增大;(2)<;>;(3)相平。
【分析】(1)同种液体中,深度越深,液体压强越大;(2)由橡皮膜恢复原状可知,橡皮膜两边受到液体的压强相等,根据据公式P=ρgh判断液体的密度,从而确定pA、pB的大小关系;(3)物块放入液体中漂浮或悬浮时,引起橡皮膜两侧压强的变化,压强的变化量等于等于放入的木块重,据此判断。
34.【答案】(1)液体内部有压强;等效替代
(2)②
(3)密度;深度
【解析】【解答】解:(1)用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中,所起的效果是一样的,都会给橡皮膜一个压强,使U型管内水面出现高度差.所用的方法是:等效替代法.
故答案为:液体内部有压强;等效替代.(2)进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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;
故答案为:②(3)比较乙、丙实验可知,在液体的深度相同时,图丙中用的是盐水,其密度大于酒精的密度,因此U型管内水面出现高度差比较大,说明液体内部压强与液体的密度有关系;比较丙、丁实验可知,在液体的密度相同时,图丙中压强计的金属盒所处的深度较深,U型管内水面出现高度差比较大,说明液体内部压强与液体的深度有关系.
故答案为:密度;深度.
【分析】(1)本题用到了物理上常用的研究方法﹣﹣等效替代法.用手按压强计的橡皮膜,U型管内水面出现高度差;将橡皮膜放入酒精中,U型管内水面也出现高度差.说明用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中,所起的效果是一样的,都会给橡皮膜一个压强.(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;(3)此题用到了常用的研究方法﹣﹣控制变量法.比较乙、丙实验是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;比较丙、丁实验是控制液体的密度相同,改变液体的深度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的深度有关.
35.【答案】(1)相平
(2)高度差
(3)相等
(4)液体深度;变小
(5)变大
【解析】【解答】(1)实验前,要通过调试使压强计U形管两边的液面是相平的,因为实验中要通过高度差判断压强大小,不相平测量不准确。
(2)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。
(3)比较乙、丙和丁图,液体相同,深度相同,压强计朝向不同,U形管中液面的高度差相同,所以在同一深度,液体内部向各个方向的压强大小相等。
(4)在丁图中,将探头向上或向下移动,液体密度不变,深度改变,即可研究液体压强与液体深度的关系,若将探头向上移动一段距离,深度减小,液体压强减小,可观察到U形管两边液面的高度差将变小。
(5)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
【分析】(1)实验前,要调试使压强计U形管两边的液面是相平。
(2)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。
(3)在同一深度,液体内部向各个方向的压强大小相等。
(4)液体密度不变,深度改变,液体压强改变。
(5)其他条件不变,液体密度变大,液体压强变大,U形管两边液面的高度差将变大。
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