华师大版科学八上 第二章压力压强《错题突破营》(含答案)

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名称 华师大版科学八上 第二章压力压强《错题突破营》(含答案)
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科目 科学
更新时间 2024-09-03 09:05:17

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2024八上科学《错题突破营》 第二章 压力压强
班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________
一、选择题
1. 如图,在装水的容器中伸入一手指(不碰到容器底和侧壁,且水不溢出)放入后,容器底部所受水的压强和压力情况是( )
A.压力、压强都变大 B.压力不变、压强变大 C.压力不变、压强变小 D.压力、压强都不变
2. 如图所示,将一底面积和敞口容器相同的圆柱形冰块放入容器中,冰块对容器底的压强为p1,待冰块融化后,水对容器底的压强为p2,关于p1、p2的大小,正确的是( )
A.p1>p2 B.p1=p2 C.p1<p2 D.条件不足,无法确定
3. 为了探究“大气压与沸点之间的关系”,小明给一定质量的水加热,其温度随时间变化的关系如图中的a图线所示,若其他条件不变,仅增加水面上方大气压强,则温度随时间变化的图线应该是( )
A.a B.b C.c D.d
4. 有一质量均匀的立方体,放在水平地面上时对地面的压强为p,如果将这个立方体切成完全相同的八个小立方体,取其中的一个放在水平地面上,则这个小立方体对地面的压强是( )
A. B. C. D.p
5. 如图所示,将量筒倒扣水中,里面充满水,将量筒向上提的过程中,保持筒口不离开水面,则量筒内( )
A.充满水 B.没有水 C.有水,但不满,水面上方是真空 D.有水,但不满,水面上方是空气
6.如图所示是一种自制的乘车头部保护器的结构示意图,它实际是一个双面橡皮碗。下面关于这个保护器的说法错误的是( )
A.被玻璃“吸”住后,小皮碗内的气压小于大气压 B.挤出的空气越多,皮碗贴在玻璃上就越紧
C.皮碗受到的大气压力阻止皮碗上下移动 D.头部与玻璃撞击时皮碗起缓冲作用
7. 如图所示,重为G1的容器放在水平桌面上,容器内盛有重为G2的液体。若用F1表示容器对桌面的压力,F2表示液体对容器底的压力,则F1和F2应满足的关系是( )
A . F1=G1+G2,F2=G2 B. F1 > G1+G2,F2 > G2
C. F1 G2
8. 如图所示,密度相同的A、B、C三个实心规则柱体,它们对水平桌面产生的压强分别为PA、PB、PC,则( )
A.PA最大 B.PB最大 C.PC最大 D.三者一样大
9. 如图甲所示,将一块长木板放在水平桌面上,现用水平力F1向右边慢慢推动木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,推动木板过程中,木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F和f不变,p变大 B.F和p不变,f变大
C.F变小,p和f均变大 D.F不变,f和p均变大
10.大气压为一个标准大气压时,如图中封闭的玻璃管内的水银柱高是46cm。若在管顶开了一个小孔,则( )
A.管内水银会向上喷出 B.管内水银柱高度不变
C.管内水银柱稍有下降 D.管内水银下降到与管外水银面相平
11.如图所示,均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们的质量分别为m甲、m乙,对地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向均切去相同厚度后,甲、乙对地面的压力变化量相等,则( )
A.m甲>m乙,p甲>p乙 B.m甲<m乙,p甲>p乙
C.m甲>m乙,p甲<p乙 D.m甲<m乙,p甲<p乙
12.如图是教材中“瓶中取袋”实验,其中“将塑料袋从瓶内拉出时,越拉越费力”,产生这种现象的原因是塑料袋与玻璃瓶之间的( )
A.气体越来越多 B.气体越来越少 C.气压越来越大 D.气压越来越小
13.如图所示的容器,其下部横截面积S2为上部横截面积S1的3倍,当由管口注入重为G的某种液体时,上部液柱与容器的下部等高。则液体对容器底部的压力为( )
A.1.5G B.G C.0.75G D.0.5G
14.如图所示轻质容器,其下部横截面积S,上部横截面积为下部横截面积的3倍,当由管口注入重为G的某种液体时,上部液柱与容器的下部等高。则( )
A.液体对容器底部的压力为G B.液体对容器底部的压强为
C.容器底部对桌面的压力为G D.容器底部对桌面的压强为
15.如图所示,两端开口的弯折玻璃管竖直放置,左管有一段高为h1的水银柱,右管有一段高为h2的水银柱,中间一段水银柱将管内空气分为两段,三段水银柱均静止,则中间管内水银柱的高度h为( )
A.h1﹣h2 B. C. D.h1+h2
二、填空题
16.如图所示,密闭的玻璃罩内放有三个小实验装置:一个是充气的气球,一个是弹簧测力计测重力,另一个是装满水的杯子,杯口用塑料薄片盖并倒置悬挂在玻璃罩内。在用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,猜想一下,观察到的现象是:
①充气的气球    。
②弹簧测力计的示数    (选填“明显变大”、“明显变小” )。
⑧玻璃杯中的水和塑料片    ,发生变化的原因是___________________________________ 。
17.乘坐高铁出行几乎成了多数人的首选。请回答下列与高铁列车有关的问题:
(1)列车进站时由于附近的气流速度快,________小,为了候车乘客的安全,不被“吸”向列车发生事故,所以乘客一定要站在安全线以外。
(2)高速行驶的列车进站前即使关闭了电源,由于________列车仍能以较大的速度前进。
(3)列车的车窗旁配备如图所示的“逃生锤”,遇到紧急情况时,乘客可以用“逃生锤”砸破玻璃逃生。“逃生锤”前端设计成这样的形状,是为了________。
18.如图所示,在水平桌面上放置一盛水的容器,容器内水面到容器底部的距离为0.15米,A、B、C为容器中三点,已知AB两点位于同一水平面,A点距容器底部的竖直距离为0.05米,A点受到水的压强为pA为________ 帕,比较B、C两点的压强pb pc(选填“大于”、“等于”或“小于”)。将容器移到斜面上后,A、B、C三点受到水的压强最大的是点 (假设A、B、C均处于液体内部)。
19.大气压和生产生活密切相关,但大气压的发现却经历了漫长的过程。如图呈现了一些科学家们为发现大气压做出的贡献。
(1)帕斯卡实验中,高海拔地区的水银柱高度    760毫米(选填“>”、<”或“=”)。
(2)科学兴趣小组在实验室用两个直径为10厘米的铜制半球重做“马德堡半球实验”,结果只用了4个人就将两个半球拉开,造成如此差异的原因可能是    。
(3)伽利略用水柱的高度标度大气压,托里拆利用水银柱的高度标度大气压,下列说法中支持“水银比水更适合用来标度大气压”的观点有    。
A水银的凝固点约为﹣38.9℃,适用环境范围更广
B.水银蒸气有毒,长时间暴露在水银环境中会导致脑损伤和死亡
C.水银的密度较大,相同气压下水银柱上升的高度更小,便于携带
D.水银的比热容小,温度发生变化时,体积变化较明显
20.白色感压纸受到的压强达到可测最小值时才变色,且颜色随压强变大而变深,大于可测最大值时颜色不再变深。感压纸A的规格如图所示。
实验1:用250N的压力垂直作用在A上,受力面积为0.25cm2,此压力对A的压强为    Pa。
实验2:仍用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验1不同,下列受力面积符合要求的是    。
A.2cm2 B.1.5cm2 C.0.3cm2 D.0.1cm2
三、探究题
21.小科同学探究“一定质量的气体,在温度不变时,其压强跟体积的关系”,实验装置如图甲所示(固定的铁架台未画出)。
步骤一:用一支容量为2.5mL的针筒,先将轻质活塞(活塞质量不计)的下底面拉到刚好对准2.5mL的刻度线,用橡皮泥封住针口,此时活塞静止。
步骤二:在活塞上加砝码,当活塞再次静止时,记录下活塞上砝码质量,重复五次实验(实验过程中温度保持20℃不变,不计活塞和筒壁之间的摩擦)。
步骤三:将测得数据绘成图像,如图乙所示。
(1)实验中是通过    来反映封闭气体的压强大小。
(2)根据图像乙可得到实验结论:   。
(3)已知外界大气压为1.01×105帕,想要用如图甲装置测算出针筒内气体压强的数值,还需要测量出什么数据。    。
22.在探究“压强与哪些因素有关”的实验中,小明利用如图所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验。
(1)通过比较小桌在海绵表面的    反映小桌对海绵压强的大小;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:____________________________________________________
(3)此后小明把小桌放到一块木板上,发现小桌对木板压痕的深浅比图(a)中对海绵的压痕深浅小,如图(c)所示。比较图(a)、(c),能否得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论?   ,为什么?   。
23.小乐在探究“气体的压强与流速的关系”时,完成了如下两个实验。回答问题:
【实验1】小乐设计了如图甲所示实验,将一个机翼模型穿在一根铁丝上,在铁丝的上、下端各挂一个弹簧秤,并用电风扇对着机翼模型吹风。实验时,机翼模型上表面的空气流速大于其下表面的空气流速;若发现    ;可说明气体的流速越大,压强越小。
【实验2】小乐设计了如图乙所示实验,A、B、C为三节直径不同的管子,三节管连接在一起,分别插入气体压强传感器(测量气体压强的装置)的探头,右端与吹风机的尾部相连。
(1)当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每节管子的气体总量相同,则A管内气体流速比C管内气体流速    (选填“大”或“小”)。
(2)三节管中气体压强随时间变化的情况如图丙所示,则图线①反映的是    (选填“A”、“B”或“C”)管内气体压强随时间变化的情况。第10s时,①②③三条图线开始出现下移,由此判断,三节管中气体的流速__________ (选填“增大”或“减小”)。
24.某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度   。
(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究   。
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是   。
A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3) B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)
(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为_   Pa.(ρ红墨水≈1.0×103kg/m3)
四、计算题
25.如图所示,重为2牛的薄壁柱形容器甲置于水平地面,容器底面积为2×10﹣2米2。其内部放置物体乙的重力为19.6牛,体积为1×10﹣3米3。现将体积为3×10﹣3米3的水倒入容器中,将乙浸没且水不溢出。
(1)求倒入水的质量m水。
(2)求容器对地面的压强p容。
(3)求容器中水对容器底的压力F水。
26.如图是高压锅示意图,锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀。当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲开限压阀,跑出一部分气体,使锅内气体的压强减小。现有一个高压锅空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅炉,要用它来煮饭。(若当时的大气压为p0=1.0×105Pa,g取10N/kg)问:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)若锅盖面积为240cm2,则它所能承受的最大压力为多少才能保证安全?
(3)经商品质量检测部门检测,此高压锅最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅继续安全使用,则应配备一个多大质量的安全阀?
27.现有一质量分布均匀实心长方体放在水平桌面上,其长宽高如图甲所示,现按照虚线所示的平面S1绕棱AB沿顺时针依次切去右上部分并将其浸没于乙容器中,切去部分质量与长方体总质量之比为K;已知乙容器足够高且底面积为120cm2,其中液体的初始深度为10cm,乙容器中液体对容器底部压强以及甲物体剩余部分对地面压强与K的部分关系如图丙所示,求:
(1)乙容器中液体密度;
(2)K=a时,乙容器液体对容器底部的压强变化量;
(3)当甲剩余部分对地面压强p1与乙容器中液体对容器底部压强p2的比值为5:13时,乙容器对地面压强变化量。
2024八上科学错题突破营 第二章 压力压强(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】A
【解析】【解答】解:当插入手指时水深h增大,由p=ρgh可知,水对容器底的压强变大;
容器底底面积不变,由F=pS可知,水对容器底的压力变大。
故选:A。
2. 【答案】A
【解析】【解答】解:设冰的重力为G,容器底面积为S,则冰对容器底的压强为P1==;
冰熔化后,质量不变,即水的重力也为G,但根据题目中容器的形状,水产生的压力要小于其重力,即F水<G;故水的压强P2=<=P1;即P1>P2;
故A正确,BCD错误;
故选:A。
3. 【答案】B
【解析】【考点】沸点及沸点与气压的关系.
【分析】液体的沸点跟液体上方的大气压有关,压强不变,液体的沸点不变;水的质量不变,增加水面上方大气压强,则水的沸点会升高。
【解答】解:仅增加水面上方大气压强,水的质量不变,则水的沸点会升高,由于加热方式不变,所以水开始加热到沸腾的时间会变长,故b符合题意。
故选:B。
4. 【答案】C
【解析】【分析】设原来正方体对地面的压力是F,受力面积是S,可得出对地面的压强是p=,平均分成八个小正方体,分别得出此时每个小正方体的重力和底面积与原来的关系,根据p=得出这个小立方体对地面的压强,从而比较p和p'的关系。
【解答】解:原来正方体放置在水平地面上,对地面的压强:
p==,
将这个木块切成完全相同的八个小正方体,如图所示:
则一个小木块的重为G,其底面积为S,
放置在水平地面上,每个小正方体对地面的压强:
p'===,
所以,p'=p。
故选:C。
【点评】本题考查了压强公式的应用,关键是明确:切割物体后,物体重力的变化以及受力面积的变化,其中受力面积的变化是本题的难点。
5. 【答案】A
【解析】【解答】解:向上提起量筒的过程中,由于外界的空气不能进入量筒中,导致了量筒内是真空的,其内部没有气体压强,容器中的水在外界大气压的作用下被压入量筒中,1标准大气压能够支撑大约10米高的水柱,所以水柱能够充满整个量筒。
故选:A。
6. 【答案】C
【解析】【解答】解:A、被玻璃“吸”住后,皮碗内的气压小于大气压,在气压差的作用下,皮碗牢牢的吸在玻璃上,故A正确;
B、挤出的空气越多,皮碗内外的压强差就越大,皮碗贴在玻璃上就越紧,故B正确;
C、阻止皮碗上下移动的是皮碗受到的摩擦力,其方向竖直向上,而不是皮碗受到的大气压力,故C错误;
D、皮碗具有弹性,头部与玻璃撞击时皮碗起缓冲作用,故D正确。
故选:C。
7. 【答案】D
【解析】难度 中等 考点 固体压力和液体压力的计算
答案 D
解析
解:设容器内液体的深度为h,容器的底面积为S;那么液体对容器底的压强为:p=pgh ;
F由p=F/s可得,液体对容器底的压力为:F2=pS=pghS > pgV液=G2,即F2> G2;容器对桌面的压力为液体和容器的总重,即: F1=G1+G2;
故选:D。
8. 【答案】A
【解析】【解答】解:从题意可知,A、B、C三个实心规则柱体、密度均相同,由图可知,对于规则柱体,hA>hC>hB,根据p====ρgh可知:pA>pC>pB。
故选:A。
9. 【答案】A
【解析】【解答】解:∵水平面上物体的压力和自身的重力相等,
∴向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变,
∵p=,且向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,
∴木板对桌面的压强p变大;
∵向右缓慢地推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,
∴摩擦力f不变。
故选:A。
10.【答案】D
【解析】【解答】解:当管顶开一个小孔时,管内的水银与外界的大气相通,此时外界大气压对管内水银也有个向下的压强,所以管内的水银不仅不会从小孔喷出,反而会立即下降。此时托里拆利管和水银槽实际上是构成了一个连通器,最终液面会相平。
故选:D。
11.【答案】B
【解析】【分析】由图知底面积S甲<S乙、h甲<h乙,沿水平方向均切去相同厚度Δh,根据G=mg=ρSgΔh表示出甲、乙减小的重力;
根据甲、乙对地面的压力变化量相等得出ρ甲S甲与ρ乙S乙的关系,根据m=ρSh表示出甲、乙原来的质量并比较出大小;
设甲正方体的边长为a,乙正方体的边长为b,将ρS变形得ρ甲a2与ρ乙b2,
根据压强公式表示出甲、乙对地面的压强,进而判断出其大小。
【解答】解:由图知底面积S甲<S乙、h甲<h乙,
沿水平方向均切去相同厚度Δh,甲减小的重力:G1=m1g=ρ甲S甲gΔh,
乙减小的重力:G2=m2g=ρ乙S乙gΔh,
由题意知甲、乙对地面的压力变化量相等,即G1=G2,即ρ甲S甲gΔh=ρ乙S乙gΔh,
得到ρ甲S甲=ρ乙S乙﹣﹣﹣﹣﹣①
甲原来的质量为:m甲=ρ甲S甲h甲,
乙原来的质量为:m乙=ρ乙S乙h乙,
而h甲<h乙,所以m甲<m乙,故AC错误;
设甲正方体的边长为a,乙正方体的边长为b,
将①变形得ρ甲a2=ρ乙b2,
甲对地面的压强为:
p甲===,
乙对地面的压强为:
p乙===,
由于ρ甲a2=ρ乙b2,即p甲和p乙的分子相同,由于a<b,所以p甲>p乙,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了重力公式、压强公式、质量公式的综合运用,有一定的难度。
12.【答案】D
【解析】【解答】解:如图由于塑料袋外侧紧贴瓶内壁一侧,而塑料袋内侧受到大气压的作用,将塑料袋从瓶内拉出来时,瓶内残余空气体积变大,压强变小,塑料袋内外压力差变大,所以会越拉越吃力,故ABC错误,D正确。
故选:D。
13.【答案】A
【解析】【解答】解:因为G=mg=ρVg=ρg(S1h+S2h)=ρg(S1h+3S1h)=4ρgS1h,所以,ρ=。
所以p=2ρgh=2×,则底部的压力:F=pS2=×2×3S1=1.5G。
故选:A。
14.【答案】B
【解析】【解答】解:由题意可得,容器中液体的重力:G=mg=ρVg=ρg(S1h+S2h)=ρg(Sh+3Sh)=4ρgSh,
则液体的密度ρ=。液体对容器底的压强为p=ρg×2h=×g×2h=,
液体对容器底部的压力F=pS=×S=,故B正确,A错误;
轻质容器的重力不计,则容器底部对桌面的压力等于液体的重力,即F容=G,
容器底部对桌面的压强为p容==,故CD错误。故选:B。
15.【答案】D
【解析】【解答】解:以cmHg为压强单位,设大气压强为p0,
左边空气的压强为p左=p0﹣h1,右边空气的压强p右=p0+h2=p左+h,则h=h1+h2。
故选:D。
二、填空题
16.【答案】①膨胀变大;②明显变大;③会落下来;塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
【解析】【分析】对三个物体进行受力分析,它们都受到了大气压强的影响,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,罩内气压减小,据此分析。
【解答】解:①当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,气球内压强大于外部压强,气球会膨胀变大;
②当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,物体受浮力减小,而弹簧测力计的示数F示=G﹣F浮,重力不变,所以弹簧测力计的示数要增大;
③塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
故答案为:①膨胀变大;②明显变大;③会落下来;塑料板受到水向下的压力与向上的大气压力保持平衡,当不断抽去罩内空气时,罩内压强减小,大气压力减小,塑料板会落下来,水会流出来。
【点评】解决此类综合性的题目,要知道各种现象与大气压的关系,利用相关的物理知识去分析解答。
17.【答案】(1)压强 (2)惯性 (3)增大压强
【解析】(1)压强 (2)惯性 (3)增大压强
18.【答案】(1)1000 (2)小于 (3)C
【解析】(1)1000 (2)小于 (3)C
19.【答案】(1)<;(2)半球半径小,根据F=pS可知,大气产生的大气压力小;(3)C。
【解析】【解答】解:(1)海拔越高,大气压强越小,如果登上高山山顶重做托里拆利实验,大气压支持的水银柱高度将小于760毫米;
(2)半球半径小,根据F=pS可知,大气产生的大气压力小;
(3)水银比水更适合用来标度大气压的主要原因是水银的密度大,比水的密度大十几倍,相同气压下水银柱上升的高度更小,所制成的气压计长度更短些,气压计便于携带;故选:C。
故答案为:(1)<;(2)半球半径小,根据F=pS可知,大气产生的大气压力小;(3)C。
20.【答案】107;C
【解析】【解答】解:
实验1:用250N的压力垂直作用在A上,受力面积为0.25cm2,
则此压力对A的压强为:p===107Pa;
实验2:由图知,可测最大压强值为1000N/cm2,结合实验1可知,压力为250N时对应的受力面积为0.25cm2;
用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验1不同,由题意和图示可知,应使该压力对A的压强处于250N/cm2和1000N/cm2之间;
由p=可知,当最小压强为250N/cm2时的受力面积为:S'===1cm2,
故使它变色且颜色深度与实验1不同,受力面积的范围为:0.25cm2~1cm2,故C符合要求。
故答案为:107;C。
三、探究题
21.【答案】(1)砝码的质量大小;(2)一定质量的气体,在温度不变时,体积越大,压强越小;(3)针筒上全部刻度的总长度。
【解析】【解答】解:(1)实验中通过活塞上砝码的质量来反映封闭气体的压强大小,所加砝码的质量越大,表示管内的气体压强越大;
(2)由图像乙可知,托盘和砝码的质量与气体体积成反比,所以可得结论:一定质量的气体,在温度不变时,体积越大,压强越小;
(3)由可知,想要用如图甲装置测算出针筒内气体压强的数值,还需要测量针筒上全部刻度的总长度h,然后利用求出活塞的横截面积。
故答案为:(1)砝码的质量大小;(2)一定质量的气体,在温度不变时,体积越大,压强越小;(3)针筒上全部刻度的总长度。
22.【答案】(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)不能;两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【解析】【分析】(1)压强的大小用物体形变大小来反映;
(2)压强跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压强越大;在受力面积一定时,压力越大,压强越大;
(3)要想用物体形变大小来很好的反映压强大小,对被压物体有个要求:物体容易形变,同一实验采用相同材料。
【解答】解:(1)实验中,通过比较小桌在海绵表面的凹陷程度反映小桌对海绵压强的大小,属转换法;
(2)从(a)、(b)两个实验可以得出结论:压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)比较图(a)、(c),不能得出“压力一定时,受力面积越小,压强越小”的结论,这是因为两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)压力相同时,受力面积越小,海绵所受的压强越大;
(3)不能;两次实验的受压面材料不同,且木板表面不易发生形变。
【点评】掌握压强的影响因素,利用控制变量法和转换法探究压强的影响因素是解答的关键,体现了对过程与方法的考查。
23.【答案】【实验1】弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大;【实验2】(1)大;(2)A;增大
【解析】【分析】(1)流体压强与流速的关系是:流速大的位置压强小,流速小的位置压强大;
(2)流体在流动过程中,横截面积越大的位置,流速越小,横截面积越小的位置,流速越大。
【解答】解:(1)实验1中,机翼模型上表面的空气流速大于其下表面的空气流速,若是说明气体的流速越大,压强越小,则上表面的气体压强小于下表面的气体压强,机翼模型将受到向上的气压差,所以,弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大;
(2)实验2中,由于流体在流动过程中,横截面积越大的位置,流速越小,横截面积越小的位置,流速越大,所以,A管内气体流速比C管内气体流速大;
由于三节管中,A管流速最大,气体压强最小,故图线①反映的是A管内气体压强随时间变化的情况;
第10s时,①②③三条图线开始出现下移,说明气体压强变小,三节管中气体的流速增大;
故答案为:【实验1】弹簧秤甲示数变小,弹簧秤乙示数变大;【实验2】(1)大;(2)A;增大
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,要了解流速与横截面积的关系。
24.【答案】(1)相同;(2)液体内部压强与深度的关系;(3)C;(4)1000
【解析】【解答】解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平;
(2)实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与深度的关系;
(3)探头在下列液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在盐水中的压强最大,U形管左右两侧液面的高度差最大;
(4)橡皮管内气体的压强与大气压之差:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:(1)相同;(2)液体内部压强与深度的关系;(3)C;(4)1000。
四、计算题
25.【答案】(1)倒入水的质量为3kg;
(2)容器对地面的压强为2550Pa;
(3)容器中水对容器底的压力为39.2N
【解析】【分析】(1)知道水的体积和密度,根据m=ρV求出倒入水的质量;
(2)根据G=mg得出水的重力,容器对地面的压力等于水、物体乙和容器的重力之和,根据p=求出容器对地面的压强;
(3)根据V=Sh求出容器内水的深度,利用p=ρ液gh求出水对容器底的强,再利用F=pS求出水对容器底的压力。
【解答】解:(1)由ρ=可得,倒入水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg;
(2)甲容器内水的重力:
G水=m水g=3kg×9.8N/kg=29.4N,
容器对地面的压力:
F容=G容+G乙+G水=2N+19.6N+29.4N=51N,
容器对地面的压强:
p容===2550Pa;
(3)容器内水的深度:
h===0.2m,
水对容器底的强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa,
水对容器底的压力:
F水=p水S=1.96×103Pa×2×10﹣2m2=39.2N。
答:(1)倒入水的质量为3kg;
(2)容器对地面的压强为2550Pa;
(3)容器中水对容器底的压力为39.2N。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式、固体压强公式、液体压强公式的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
26.【答案】(1)高压锅内气体能达到的最大压强为2×105Pa;
(2)它所能承受的最大压力为2.4×103N才能保证安全;
(3)应配备一个80g的安全阀。
【解析】【分析】(1)在排气孔口径上内外压强、压力均是平衡的:高压锅内部的压强乘以排气孔的横截面积就是内部的蒸汽压力对排气孔向上的压力,当这个蒸汽压力等于限压阀的重力对排气孔产生的向下的压力与外部大气压对排气孔的向下压力之和时,高压锅处于平衡状态,即p0=,据此即可求出高压锅内部水蒸气的最大压强。
(2)为了能保证安全,锅盖所需要承受的压力应该等于锅内表面所受的蒸汽压力减去外部大气压对外表面所受的压力(排气孔面积上的内外压力差为零,由于其面积很小,计算锅盖内外压力差时可忽略不计);
(3)由经检验锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,可知原来的限压阀不能继续使用;根据锅内气体的最大压强和大气压可计算出作用在限压阀上的压强,然后根据限压阀出气口横截面积可求出限压阀的压力,此时压力即为其重力,然后即可求出限压阀的质量。
【解答】解:(1)排气孔的横截面积为:S1=10mm2=10﹣5m2,
限压阀的质量为:m=100g=0.1kg,
锅内最大气压为:p0S1+mg=pS1,
则p===2×105Pa;
(2)锅盖面积为:S2=240cm2=2.4×10﹣2m2,
锅盖所承受的最小压力为:
F=pS2﹣p0S2=2×105Pa×2.4×10﹣2m2﹣1.0×105Pa×2.4×10﹣2m2=2.4×103N;
(3)p限=p最大﹣p0=1.8×105Pa﹣1×105Pa=0.8×105Pa,
根据p=可得F限=p限S=0.8×105Pa×10﹣5m2=0.8N,
G=F限=0.8N,
m===0.08kg=80g。
答:(1)高压锅内气体能达到的最大压强为2×105Pa;
(2)它所能承受的最大压力为2.4×103N才能保证安全;
(3)应配备一个80g的安全阀。
【点评】本题考查压力锅的工作原理以及压力、压强的计算,“当蒸汽压力等于限压阀的重量与外部大气压力和时的平衡状态就是内部水蒸气的最大压强”,这是此题的突破点,计算时要注意统一使用国际单位制单位。
27.【答案】(1)2.4×103kg/m3;(2)240Pa;(3)900Pa。
【解析】【分析】(1)由丙图可知乙容器内液体对容器底部的压强为2400Pa,根据ρ=计算乙容器中液体密度;
(2)由图丙可知初始甲对桌面的压强为2400Pa,当K=a时,甲对地面的压强为1800Pa,
静止在水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,根据F=pS计算甲的重力以及甲对桌面的压力的变化量,进一步计算甲的重力的变化量,
根据G=mg,m=ρV可知=,据此计算甲体积的变化量,根据体积公式计算乙容器内液面上升的高度,根据液体压强公式计算乙容器液体对容器底部的压强变化量;
(3)由图甲可知拐点以前,切去部分质量小于长方体甲总质量的一半,该过程甲对桌面的压力减小,受力面积不变,由图丙可知压强变小,
拐点处甲对桌面的压力等于自身重力的二分之一,根据压强公式计算此时甲对桌面的压强,
由图甲可知拐点以后,切去部分质量大于长方体甲总质量的一半,该过程甲对地面的压力减小,受力面积减小,由图丙可知甲对桌面的压强不变,
已知甲剩余部分对地面压强p1与乙容器中液体对容器底部压强p2的比值为5:13,进一步计算乙容器中液体对容器底部压强p2,以及乙容器中液体对容器底部压强的变化量,根据液体压强公式计算乙容器内液面上升的高度,根据体积公式计算甲切去部分的体积,进一步计算甲切去部分的重力,
乙容器对地面压力的变化量等于甲切去部分的重力,根据压强公式计算乙容器对地面压强变化量。
【解答】解:(1)由丙图可知乙容器内液体对容器底部的压强为2400Pa,则乙容器中液体密度:ρ===2.4×103kg/m3;
(2)由图丙可知初始甲对桌面的压强为2400Pa,当K=a时,甲对地面的压强为1800Pa,
静止在水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,则甲的重力:G=pS=2400Pa×6×10×10﹣4m2=14.4N,
甲对桌面的压力的变化量:ΔF=ΔpS=(2400Pa﹣1800Pa)×6×10×10﹣4m2=3.6N,
则甲的重力的变化量ΔG=ΔF=3.6N,
根据G=mg,m=ρV可知=,则甲体积的变化量为ΔV=×V=×8×6×10×10﹣6m3=1.2×10﹣4m3,
乙容器内液面上升的高度:Δh===0.01m,
乙容器液体对容器底部的压强变化量:Δp=ρgΔh=2.4×103kg/m3×10N/kg×0.01m=240Pa;
(3)由图甲可知拐点以前,切去部分质量小于长方体甲总质量的一半,该过程甲对桌面的压力减小,受力面积不变,由图丙可知压强变小,
拐点处甲对桌面的压力等于自身重力的二分之一,此时甲对桌面的压强:p′====1200Pa,
由图甲可知拐点以后,切去部分质量大于长方体甲总质量的一半,该过程甲对地面的压力减小,受力面积减小,由图丙可知甲对桌面的压强不变,
甲剩余部分对地面压强p1与乙容器中液体对容器底部压强p2的比值为5:13时,乙容器中液体对容器底部压强p2=p1=p′=×1200Pa=3120Pa,
乙容器中液体对容器底部压强的变化量:Δp′=p2﹣p=3120Pa﹣2400Pa=720Pa,
乙容器内液面上升的高度:Δh′===0.03m,
甲切去部分的体积:ΔV′=S′Δh′=120×10﹣4m2×0.03m=3.6×10﹣4m3,
甲切去部分的重力:ΔG′=×G=×14.4N=10.8N,
乙容器对地面压力的变化量等于甲切去部分的重力,乙容器对地面压强变化量:Δp′====900Pa。
答:(1)乙容器中液体密度为2.4×103kg/m3;
(2)K=a时,乙容器液体对容器底部的压强变化量为240Pa;
(3)当甲剩余部分对地面压强p1与乙容器中液体对容器底部压强p2的比值为5:13时,乙容器对地面压强变化量为900Pa。
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