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第二章 压力和压强
一.选择题
1.下列措施中,能够增大压强的是( )
A.越野汽车有宽大的车轮 B.建筑物的墙基要比上部宽
C.注射器的针头做得很尖 D.滑雪者使用又宽又长的滑雪板
2.下列现象中,不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘式挂衣钩 B.用管子吸饮料
C.覆杯实验 D.用针筒将药液注入肌肉
3.我国高铁技术已处于世界领先水平,下列有关说法正确的是( )
A.匀速行驶的动车组,转弯时其运动状态不变
B.动车刹车时不能立即停下来,是因为受到了惯性的作用
C.动车铁轨下方铺放枕木,是通过增大受力面积来减小压强的
D.乘客在座位上休息时,乘客对座椅的压力与乘客受到的支持力是一对平衡力
4.越来越多的运动爱好者喜爱骑行。下列说法中正确的是( )
A.骑行速度越大,惯性越大
B.扁平的车座可以增大臀部所受的压强
C.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
5.有甲、乙两个材料不同、厚度与质量相同的圆柱形容器,向其内加水至相同高度(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力小于乙 B.甲容器对桌面的压力大于乙
C.甲容器底部受到水的压强比乙小 D.甲容器底部受到水的压强比乙大
6.如图所示,质地均匀、粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上,已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比pA:pB=1:3,则( )
A.它们的高度之比hA:hB=3:2 B.它们的受力面积之比SA:SB=4:3
C.它们对地面的压力之比FA:FB=1:3 D.它们的质量之比mA:mB=2:3
7.如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
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
8.如图所示的甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,比较容器底受到的压强p甲和p乙,容器中的液体对底部的压力F甲和F乙的大小关系( )
A.p甲=p乙 F甲<F乙 B.p甲>p乙 F甲=F乙
C.p甲<p乙 F甲=F乙 D.p甲<p乙 F甲<F乙
9.如图所示,两只容器分别盛有相同高度的浓盐水和水,在①、②、③三点处,液体产生的压强( )
A.①处最大 B.②处最大
C.③处最大 D.①②③三处一样大
10.如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟深度的关系 B.液体内部的压强跟液体密度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强 D.在同一深度,液体向各个方向的压强
11.小明同学利用矿泉水瓶做小实验,在侧壁三个位置钻上同样大小的小孔,将瓶子装满水,打开瓶盖水从小孔喷出。图中的几种水流现象最接近实际情况的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a,b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出 B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a,b两孔都有水射出 D.a,b两孔都没有水射出
13.小实用如图所示装置研究影响液体压强大小的因素。在漏斗内加一定量的水,抬升漏斗,比较两次橡皮膜的凸起程度。本实验研究的影响因素是( )
A.液体密度 B.液体质量 C.液体深度 D.容器形状
14.小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头,想把瓶盖打开,可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下,一拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以( )
A.增大瓶盖直径,减小瓶盖侧壁对瓶的压力
B.由于撬了盖的一边,而增大了盖的另一边的压力
C.减小瓶盖与瓶口的接触面积
D.减小瓶内外气体的压力差
15.如图所示,物体重10N,它与竖直墙面的接触面积是0.5dm2,现用24N的水平力把物体按在墙上,墙面受到物体的压力和压强分别为( )
A.10N,2×103Pa B.10N,4.8×103Pa
C.24N,2×103Pa D.24N,4.8×103Pa
16.如图所示的实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于下方钩码的总重力
B.乙图中大气对下面吸盘的压力等于下方钩码总重力的
C.若要提高甲图所挂重物的质量,应该让吸盘吸在非常粗糙的墙面上
D.利用乙图的实验装置,可以粗略测量当地大气压的值
17.两个完全相同的圆柱形容器中,分别盛有质量相等的煤油和水,如图所示,已知图中液体内M、N两点到容器底部的距离相等,煤油的密度小于水的密度。设M、N两点处的液体压强分别为pM和pN,则这两处的液体压强大小关系是( )
A.pM小于pN B.pM等于pN C.pM大于pN D.无法判断
18.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.大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实验测量结果
19.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,甲图玻璃管上端封闭,乙图玻璃管上端开口敞开。下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
B.乙图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.若在乙装置玻璃管上端开口处向水平方向吹气,玻璃管内的液面会下降
20.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=100N,B是棱长为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间的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N B.弹簧测力计的示数为20N
C.B物体对支撑面的压力为100N D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
二.填空题
21.书法是中华民族优秀文化的瑰宝。书写时将纸平铺于水平桌面上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为300g,与纸面接触面积为30cm2,则“镇纸”对纸的压强为 Pa。在行笔过程中,纸保持静止,则纸 (选填“会”或“不会”)受到“镇纸”施加的摩擦力。(取g=10N/kg)
22.如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放置在水平桌面上,它们的边长之比l甲:l乙=2:1。将乙叠放在甲上方时,物块甲对桌面的压强为p1,拿走物块乙,甲对桌面的压强为p2,已知p1:p2=4:3。回答下列问题。
(1)甲、乙两个正方体的重力之比G甲:G乙= ;
(2)若将甲叠放在乙上方时,物块乙对桌面的压强为p3,则p3:p1= 。
23.如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= ,水平推力F甲:F乙= 。
24.同学们同时用两种不同的液体(密度为ρ1和ρ2)在同一地点做托里拆利实验,如图所示,两根完全相同的玻璃管内上方都是真空,两管内液柱高度之比h1:h2=4:5,则液体密度之比ρ1:ρ2为 ;所测大气压的值之比为 。
25.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为0.02m2和0.01m2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精,此时水对容器甲底部的压强为 Pa。若要使两容器中的水和酒精对容器底部的压强相等,则两容器内的水和酒精的高度之比为 。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
26.如图甲是a、b两种不同物质质量和体积的关系图像,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙(图乙)两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压力之比为 ,压强之比为 .
27.如图甲所示,小科用水平推力F把一个质量分布均匀的木块沿水平地面向前推动。如图乙和丙所示,分别表示在此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况试回答。
(1)在3s~5s时间段,木块移动的距离为 m。
(2)第5秒末时,突然撤去推力F,由于 ,木块仍将移动一段距离;此时受到的摩擦力大小为 N。
(3)在整个过程中,木块受到平衡力的时间段有 。
A.0~1s B.1s~3s C.3s~5s D.5s~6s
(4)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强之比是 。
28.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“<”)。
29.如图所示,边长为5cm的正方体A的质量是2kg,F的大小是30N,则A对天花板的压力是 N,A对天花板的压强是 Pa(g取10N/kg)
30.如图所示的装置,抽气前气球内气体压强 大气压;抽气时玻璃瓶内的气球在膨胀,说明气球内气体压强 玻璃瓶内气体压强,从而推测此时瓶内的气体压强 大气压(选填“大于”、“等于”、“小于”)
31.如图甲所示,木块A下面是一长木板B,小明将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,实验时拉着长木板B沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。(不计弹簧测力计的自重)
(1)在长木板B运动的过程中,木块A所受摩擦力的大小为 牛。拉动速度变大,弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)若木块A和长木板B的底面积之比为1:4,重力之比为1:1,如图乙所示,先将木块A放在水平地面上,再将长木板B叠放在木块A的正上方,则B对A的压强与A对水平地面的压强之比为 。
32.为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= N。
(3)该同学所测得的大气压强值为 Pa。
33.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p1,C管内酒精产生的压强为p2,则p1 p2(选填“>”“=”或“<”),h1:h2= 。(ρ酒精=0.8g/cm3)
34.小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的 来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是 ;
A.向U形管中注入一些水 B.将U形管中水倒出一些 C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与 是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较, (能/不能)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
35.实验小组同学在探究影响液体内部压强大小因素时,利用如下实验装置进行研究。回答下列问题:
(1)实验前先如图甲所示,轻轻按压橡皮膜,若 ,则说明装置气密性良好。
(2)利用乙、丙、丁图可得出相应实验结论,这种研究方法叫 。
(3)根据 两图,可推知液体内部压强和深度的关系。
(4)若U形管内墨水密度大于水的密度,则丙图中H (填“>”“<”或“=”)h2。
三.解答题
36.如图所示,甲、乙两个均匀正方体放在水平地面上,已知甲的密度为1000kg/m3,边长是0.1米。沿水平或竖直方向将甲、乙各切去一半的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、乙对地面压强的变化如表所示。
压强的变化量(Pa)
甲 0
乙 250
(1)甲的质量为 千克。
(2)甲是沿 方向切去的。
(3)切掉一半之前,甲对地面的压强为多少帕?
(4)正方体乙的边长为多少厘米?
37.耐力跑是义乌市体育中考的必选项目,以下为2024年男生1000m长跑的成绩评定标准。
时间 3'40'' 3'50'' 4'00'' 4'10'' 4'20'' 跑完全程
分值 10 9 8 7 6 5
说明:跑完1000米所花时间小于等于3'40''记为10分,大于3'40''且小于等于3'50'',记为9分,依次类推。
(1)在跑步过程中,脚向后蹬地人却向前进,这体现的科学原理是 。
(2)小义静止站在跑道上准备时,双脚与地面的接触面积为4×10﹣2米2,请根据图中信息估算他的重力。
(3)小义在某次1000m测试中全程的平均速度为4.3m/s,请通过计算判断他的成绩。
38.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?
39.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa.(g取10N/kg)求:
(1)液体的密度。
(2)液体对容器底的压力。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
40.高压锅的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,其内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减少,现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。则:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多少克的限压阀?(g取10N/kg)
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.下列措施中,能够增大压强的是( )
A.越野汽车有宽大的车轮
B.建筑物的墙基要比上部宽
C.注射器的针头做得很尖
D.滑雪者使用又宽又长的滑雪板
【解答】解:A、越野汽车有宽大的车轮,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不合题意。
B、建筑物的墙基要比上部宽,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B不合题意。
C、注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C符合题意。
D、滑雪者使用又宽又长的滑雪板,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不合题意。
故选:C。
2.下列现象中,不能说明大气压存在的是( )
A.吸盘式挂衣钩
B.用管子吸饮料
C.覆杯实验
D.用针筒将药液注入肌肉
【解答】解:A、吸盘式挂衣钩,是里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,故A正确;
B、用管子吸饮料时,嘴里的压强小于外界大气压,是大气压把饮料压入嘴中,故B正确;
C、覆杯实验,是外界大气压大于杯子里面水的压强,因此水流不出来,故C正确;
D、将药液注入肌肉,利用手的推力,故D错误。
故选:D。
3.我国高铁技术已处于世界领先水平,下列有关说法正确的是( )
A.匀速行驶的动车组,转弯时其运动状态不变
B.动车刹车时不能立即停下来,是因为受到了惯性的作用
C.动车铁轨下方铺放枕木,是通过增大受力面积来减小压强的
D.乘客在座位上休息时,乘客对座椅的压力与乘客受到的支持力是一对平衡力
【解答】解:A、物体的运动状态的变化包括速度大小的变化和运动方向的变化,匀速行驶的动车组,转弯时,速度大小没变,运动方向发生了变化,所以运动状态改变,故A错误;
B、惯性是物体固有的一种性质,任何物体在任何状态下都具有惯性,不能说物体“受到惯性的作用”,应该说“物体具有惯性”,故B错误;
C、动车铁轨下方铺放枕木,是通过增大受力面积来减小压强的,故C正确;
D、乘客在座位上休息时,乘客对座椅的压力与乘客受到的支持力分别作用在两个物体上,不是一对平衡力,是相互作用力,故D错误。
故选:C。
4.越来越多的运动爱好者喜爱骑行。下列说法中正确的是( )
A.骑行速度越大,惯性越大
B.扁平的车座可以增大臀部所受的压强
C.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力是一对平衡力
【解答】解:A、骑行速度越大,质量大小不变,惯性不变,故A错误;
B、扁平的车座,在压力一定时,通过增大受力面积减小压强,故B错误;
C、轮胎上凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C正确;
D、自行车对地面的压力与地面对自行车的支持力,作用在两个物体上,不是一对平衡力,故D错误。
故选:C。
5.有甲、乙两个材料不同、厚度与质量相同的圆柱形容器,向其内加水至相同高度(如图所示)。下列有关说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力小于乙
B.甲容器对桌面的压力大于乙
C.甲容器底部受到水的压强比乙小
D.甲容器底部受到水的压强比乙大
【解答】解:AB、由图可知,甲容器中水的体积大于乙容器中水的体积,根据m=ρV可知,甲容器中水的质量大于乙容器中水的质量,容器的质量相同,根据F=G=m总g可知,甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,故A错误、B正确;
CD、水的高度相同,即容器底部水的深度相同,根据p=ρ水gh可知,水对两容器底的压强相等,故CD错误。
故选:B。
6.如图所示,质地均匀、粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上,已知它们的密度之比ρA:ρB=1:2,对地面的压强之比pA:pB=1:3,则( )
A.它们的高度之比hA:hB=3:2
B.它们的受力面积之比SA:SB=4:3
C.它们对地面的压力之比FA:FB=1:3
D.它们的质量之比mA:mB=2:3
【解答】解:(1)因为质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上,
所以,其对地面的压强:p======ρgh,
所以pA=ρAghA,pB=ρBghB;
已知ρA:ρB=1:2,pA:pB=1:3,
则 ==×=,
所以 =×=,
即它们的高度之比hA:hB=2:3,故A错误;
(2)已知pA:pB=1:3,两圆柱体的粗细相同,即SA:SB=1:1,故B错误;
由p=可知:==×=,故C正确;
由F=G=mg可知:===,故D错误。
故选:C。
7.如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
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
【解答】解:两容器的质量相等,由图知,液体的体积关系为V甲>V乙,根据m=ρV可知,液体的质量关系为m甲>m乙,由G=mg可得,两容器的总重力关系为G甲>G乙,容器对水平桌面上压力等于容器的总重力,所以F甲>F乙;
甲、乙两容器,分别装有同种液体,且液体深度相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相同,即p甲=p乙,故C正确。
故选:C。
8.如图所示的甲、乙两个容器中盛有同种相同质量的液体,比较容器底受到的压强p甲和p乙,容器中的液体对底部的压力F甲和F乙的大小关系( )
A.p甲=p乙 F甲<F乙 B.p甲>p乙 F甲=F乙
C.p甲<p乙 F甲=F乙 D.p甲<p乙 F甲<F乙
【解答】解:由图知,液体的深度h甲<h乙,因为都是同一种液体,所以由p=ρgh可知乙容器底受到的压强大,即p甲<p乙;
由于两容器都是柱状容器,液体对容器底的压力等于自身的重力,而液体的质量相同,故对容器底部的压力相同,即F甲=F乙,故C正确;
故选:C。
9.如图所示,两只容器分别盛有相同高度的浓盐水和水,在①、②、③三点处,液体产生的压强( )
A.①处最大 B.②处最大
C.③处最大 D.①②③三处一样大
【解答】解:由图可知,①、②、③三点处,液体的深度关系:h1<h2=h3,
因为浓盐水的密度大于水的密度,所以由p=ρ液gh可知三处液体产生的压强关系:p1<p2、p2>p3,
即②处液体产生的压强最大,故B正确。
故选:B。
10.如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟深度的关系
B.液体内部的压强跟液体密度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.在同一深度,液体向各个方向的压强
【解答】解:A、因为两图中,金属盒在液体中的深度相同,不能探究液体压强与深度的关系,故A错误;
B、由图知,金属盒在液体中的深度相同,U形管液面的高度差不同,可知液体的压强不同,则是因为液体密度不同造成的,所以此实验探究的是液体压强与液体密度的关系,故B正确;
CD、因为两图中,金属盒的方向相同,所以不能探究液体压强与方向的关系,故CD错误。
故选:B。
11.小明同学利用矿泉水瓶做小实验,在侧壁三个位置钻上同样大小的小孔,将瓶子装满水,打开瓶盖水从小孔喷出。图中的几种水流现象最接近实际情况的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:由于同种液体的压强随深度增加而增大,所以将瓶子装满水,深度越大的孔喷射的水平距离越远,深度越小的孔喷射的水平距离越近,所以选项B、C、D的图形不正确。
故选:A。
12.如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a,b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a,b两孔都有水射出
D.a,b两孔都没有水射出
【解答】解:如图;设玻璃管内水位处为c处,瓶内密闭空气的压强为P。
在拔掉塞子前,玻璃管内的水由于受到大气压的作用,和瓶内的压强达到平衡状态;
而瓶内c处受到的压强为 瓶内密闭气体的压强和c处液体压强的和,即Pc=P大气压=P+ρ水ghc;
而a处的压强,Pa=P+ρ水gha<P+ρ水ghc=Pc=P大气压,
同理,可知:Pb=P+ρ水ghb>P+ρ水ghc=P大气压;
因此拔掉塞子a、b后,a处压强小于大气压,会吸入空气,而b处压强大于大气压,会喷出水来。
故选:B。
13.小实用如图所示装置研究影响液体压强大小的因素。在漏斗内加一定量的水,抬升漏斗,比较两次橡皮膜的凸起程度。本实验研究的影响因素是( )
A.液体密度 B.液体质量 C.液体深度 D.容器形状
【解答】解:液体内一点到液体自由面的高度叫液体的深度,漏斗内加一定量的水,抬升漏斗,则橡皮膜的深度变大,比较两次橡皮膜的凸起程度。本实验研究的影响因素是液体深度。
故选:C。
14.小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头,想把瓶盖打开,可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下,一拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以( )
A.增大瓶盖直径,减小瓶盖侧壁对瓶的压力
B.由于撬了盖的一边,而增大了盖的另一边的压力
C.减小瓶盖与瓶口的接触面积
D.减小瓶内外气体的压力差
【解答】解:罐头是真空包装,罐头铁皮盖在外界大气压的作用下很难打开,当用螺丝刀沿瓶盖边撬几下后,大气进入罐头内部,这时瓶内外气体的压力差减小,所以瓶盖就容易打开。
故选:D。
15.如图所示,物体重10N,它与竖直墙面的接触面积是0.5dm2,现用24N的水平力把物体按在墙上,墙面受到物体的压力和压强分别为( )
A.10N,2×103Pa B.10N,4.8×103Pa
C.24N,2×103Pa D.24N,4.8×103Pa
【解答】解:墙面受到物体的压力:F=24N
物体与墙面的接触面积:S=0.5dm2=0.5×10﹣2m2
墙面受到物体的压强:P===4.8×103Pa
故选:D。
16.如图所示的实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物。对此,下列说法正确的是( )
A.甲图中大气对吸盘的压力等于下方钩码的总重力
B.乙图中大气对下面吸盘的压力等于下方钩码总重力的
C.若要提高甲图所挂重物的质量,应该让吸盘吸在非常粗糙的墙面上
D.利用乙图的实验装置,可以粗略测量当地大气压的值
【解答】解:A、甲图中吸盘在竖直方向受竖直向下的拉力和竖直向上的摩擦力,并且二力是一对平衡力;在水平方向受大气对吸盘的压力和墙对吸盘的支持力,二力也是一对平衡力,因此大气对吸盘的压力与钩码的重力没有任何关系,故A错误;
B、乙图中吸盘受到大气对下面吸盘向上的压力和物体对下面吸盘向下的拉力,并且这两个力是一对平衡力,故大气对下面吸盘向上的压力等于钩码的重力,故B错误;
C、提高甲图所挂重物的质量,就要增大吸盘受到的大气压力。根据F=pS可知,此时需要增大吸盘的受力面积,故C错误;
D、由B选项的分析可知,乙图能求出大气对吸盘的压力,再测出吸盘的面积,根据压强公式可以粗测大气压的值,故D正确。
故选:D。
17.两个完全相同的圆柱形容器中,分别盛有质量相等的煤油和水,如图所示,已知图中液体内M、N两点到容器底部的距离相等,煤油的密度小于水的密度。设M、N两点处的液体压强分别为pM和pN,则这两处的液体压强大小关系是( )
A.pM小于pN B.pM等于pN C.pM大于pN D.无法判断
【解答】解:∵M、N两点到量筒底的距离相等,
∴根据m=ρV=ρSh可知,M、N两点以下m水>m煤油;
又∵因为完全相同的量筒中,分别盛有质量相等的煤油和水,
∴M、N两点上mM>mN,即GM>GN;
∴根据p=可知,pM>pN。
故选:C。
18.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.大气压支持玻璃管内这段水银柱不会落下
B.实验中玻璃管内水银面的上方有少量空气
C.大气压的数值等于这段水银柱产生的压强
D.玻璃管倾斜不影响实验测量结果
【解答】解:A、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,故A正确;
B、实验中玻璃管内水银面的上方是真空,故B错误;
C、玻璃管内水银柱不会落下是靠大气压支持,大气压的数值等于这段水银柱产生的压强,故C正确;
D、实验时,玻璃管如果倾斜会使长度增加,但高度不变,不影响实验测量结果,故D正确。
故选:B。
19.如图所示,小雪用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压的变化,甲图玻璃管上端封闭,乙图玻璃管上端开口敞开。下列说法正确的是( )
A.甲图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
B.乙图中大气压变大时,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,玻璃管内外液面高度差一定变小
D.若在乙装置玻璃管上端开口处向水平方向吹气,玻璃管内的液面会下降
【解答】解:A、甲图是托里拆利实验,玻璃管内是真空,大气压的值等于玻璃管内液柱产生的压强,当大气压变大时,玻璃管内的液面会上升,故A错误;
B、乙图中,瓶内封闭部分气体的压强=玻璃管内水的压强+外界大气压,瓶内气压不变,外界大气压变大时,玻璃管内的液面会下降,故B正确;
C、把乙装置从高山脚下拿到高山顶上,大气压降低,玻璃管内液柱会在内部气压的作用下升高,玻璃管内外液面高度差变大,故C错误;
D、流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。若在乙装置玻璃管上端开口处向水平方向吹气,开口处上面的空气流速变大,压强变小,而瓶中内部气压不变,所以玻璃管内的液面会上升,故D错误。
故选:B。
20.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=100N,B是棱长为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间的摩擦,下列说法中正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为20N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
【解答】解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的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,这三个力是平衡力,
所以,物体B受到的支持力:
F支持=GB﹣F=100N﹣10N=90N,
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=90N,故C错误;
B对地面的压强:
p===2.25×103Pa,故D正确。
故选:D。
二.填空题(共13小题)
21.书法是中华民族优秀文化的瑰宝。书写时将纸平铺于水平桌面上,纸上放置一块“镇纸”(一般为长方体石条)。该“镇纸”质量为300g,与纸面接触面积为30cm2,则“镇纸”对纸的压强为 1000 Pa。在行笔过程中,纸保持静止,则纸 会 (选填“会”或“不会”)受到“镇纸”施加的摩擦力。(取g=10N/kg)
【解答】解:“镇纸”对纸的压力为:F=G=mg=300×10﹣3×10N/kg=3N,
“镇纸”对纸的压强为:p===1000Pa;
在行笔的过程中,由于用笔的摩擦导致纸的移动,所以纸相对镇纸有运动的趋势,所以受静摩擦力。
故答案为:1000;会。
22.如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放置在水平桌面上,它们的边长之比l甲:l乙=2:1。将乙叠放在甲上方时,物块甲对桌面的压强为p1,拿走物块乙,甲对桌面的压强为p2,已知p1:p2=4:3。回答下列问题。
(1)甲、乙两个正方体的重力之比G甲:G乙= 3:1 ;
(2)若将甲叠放在乙上方时,物块乙对桌面的压强为p3,则p3:p1= 4:1 。
【解答】解:(1)将乙叠放在甲上方时,乙对甲的压力等于自身重力,物块甲对桌面的压力等于物块甲和物块乙的重力之和,
已知l甲:l乙=2:1,根据G=mg、ρ=、V=l3可得:
======,
解得ρ甲:ρ乙=3:8,
则G甲:G乙===3:1;
(2)将甲叠放在乙上方时物块乙对桌面的压力,将乙叠放在甲上方时物块甲对桌面的压力,都等于物块甲和物块乙的重力之和,
则=====。
故答案为:3:1;4:1。
23.如图,实心正方体A、B的材质与表面粗糙程度相同,且mA:mB=1:8,A、B叠放于水平地面,在水平推力F的作用下一起向右匀速直线运动,甲、乙两种情况对地面的压强p甲:p乙= 4:1 ,水平推力F甲:F乙= 1:1 。
【解答】解:因实心正方体A、B的材质相同,即密度相同,
所以,由m=ρV=ρL3可得,它们的边长之比:
====,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,甲、乙两种情况对地面的压强之比:
====()2=()2=;
因两种情况下整体对地面的压力相同,接触面的粗糙程度相同,
所以,整体受到的滑动摩擦力f相同,
因物体做匀速直线运动时处于平衡状态,受到的推力和滑动摩擦力是一对平衡力,
所以,F甲=F乙=f,即F甲:F乙=1:1。
故答案为:4:1; 1:1。
24.同学们同时用两种不同的液体(密度为ρ1和ρ2)在同一地点做托里拆利实验,如图所示,两根完全相同的玻璃管内上方都是真空,两管内液柱高度之比h1:h2=4:5,则液体密度之比ρ1:ρ2为 5:4 ;所测大气压的值之比为 1:1 。
【解答】解:
因为两根竖直的玻璃管内上方都是真空,则两管内液柱产生的压强都等于外界大气压,
所以两液柱压强相等:p1=p2,即所测大气压的值之比为1:1;
所以ρ1gh1=ρ2gh2,
所以===5:4。
故答案为:5:4;1:1。
25.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为0.02m2和0.01m2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精,此时水对容器甲底部的压强为 2000 Pa。若要使两容器中的水和酒精对容器底部的压强相等,则两容器内的水和酒精的高度之比为 4:5 。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【解答】解:(1)甲容器底所受水的压强:p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)两容器中水和酒精对容器底部的压强相等,即p水=p酒精,由液体压强计算公式p=ρgh得,ρ水gh水=ρ酒精gh酒精,
则两容器内水和酒精的高度之比为:。
故答案为:2000;4:5。
26.如图甲是a、b两种不同物质质量和体积的关系图像,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙(图乙)两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压力之比为 1:1 ,压强之比为 2:1 .
【解答】解:由图象可知,a物质的密度ρa===8g/cm3,
b物质的密度ρb===4g/cm3,
则:==2:1;
因为实心圆柱体对水平地面的压力和自身的重力相等,而甲乙的质量相等,
所以由G=mg可得,F甲:F乙=1:1;
由p======ρgh可得:
p甲:p乙=ρagh:ρbgh=ρa:ρb=2:1。
故答案为:1:1;2:1。
27.如图甲所示,小科用水平推力F把一个质量分布均匀的木块沿水平地面向前推动。如图乙和丙所示,分别表示在此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况试回答。
(1)在3s~5s时间段,木块移动的距离为 2 m。
(2)第5秒末时,突然撤去推力F,由于 惯性 ,木块仍将移动一段距离;此时受到的摩擦力大小为 200 N。
(3)在整个过程中,木块受到平衡力的时间段有 AC 。
A.0~1s
B.1s~3s
C.3s~5s
D.5s~6s
(4)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强之比是 1:1 。
【解答】解:(1)根据丙图知,3﹣5s物体的速度大小不变,做匀速直线运动,v=1.0m/s,
木块移动的距离为s=vt=1m/s×(5﹣3)s=2m;
(2)第5秒末时,突然撤去推力F,由于惯性,木块仍将移动一段距离;根据3﹣5s物体做匀速直线运动,受力平衡,摩擦力等于推力,f=F=200N;
撤去外力做减速运动,仍然是滑动摩擦力,滑动摩擦力大小与压力和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,此时受到的摩擦力大小为200N;
(3)物体处于静止或匀速直线运动状态,受到平衡力的作用,从丙图看出0﹣1s,处于静止状态,3﹣5s物体做匀速直线运动,受力平衡,故AC正确,BD错误。
故选:AC;
(4)长方体对水平面的压强只与物体的密度和长方体的高度有关,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,因木块的高度不变,根据长方体对水平地面的压强p======ρgh可知,切割前后木块对桌面的压强相等,即切割前后木块对桌面的压强之比是1:1。
故答案为:(1)2;(2)惯性;200;(3)AC;(4)1:1。
28.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“<”)。
【解答】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;=。
29.如图所示,边长为5cm的正方体A的质量是2kg,F的大小是30N,则A对天花板的压力是 10 N,A对天花板的压强是 4000 Pa(g取10N/kg)
【解答】解:正方体A的重力:G=mg=2kg×10N/kg=20N,
由图知,F的方向竖直向上,且F>G,
所以根据力的合成可得,A对天花板的压力:F压=F﹣G=30N﹣20N=10N,
S=5cm×5cm=25cm2=25×10﹣4m2,
则A对天花板的压强:p===4000Pa。
故答案为:10;4000。
30.如图所示的装置,抽气前气球内气体压强 等于 大气压;抽气时玻璃瓶内的气球在膨胀,说明气球内气体压强 大于 玻璃瓶内气体压强,从而推测此时瓶内的气体压强 小于 大气压(选填“大于”、“等于”、“小于”)
【解答】解:抽气前气球内外都与大气相通,此时气球内的气体压强与大气压相等;抽气时,气球膨胀说明内部气压大于气球外部气压进一步说明瓶内的气压减小。
故答案为:等于;大于;小于。
31.如图甲所示,木块A下面是一长木板B,小明将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,实验时拉着长木板B沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。(不计弹簧测力计的自重)
(1)在长木板B运动的过程中,木块A所受摩擦力的大小为 2.4 牛。拉动速度变大,弹簧测力计示数 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)若木块A和长木板B的底面积之比为1:4,重力之比为1:1,如图乙所示,先将木块A放在水平地面上,再将长木板B叠放在木块A的正上方,则B对A的压强与A对水平地面的压强之比为 1:2 。
【解答】解:(1)由于木块静止,处于平衡状态,所以弹簧测力计对木块的拉力与木块A受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图甲知弹簧测力计的示数为2.4N,所以木块A受到的摩擦力大小为2.4N;
拉动速度变大时,木块A与木板之间的压力的大小和接触面的粗糙程度都没有变化,则A受到的摩擦力不变,所以弹簧测力计示数不变;
(2)由p=知B对A的压强与A对水平地面的压强之比为:
=====。
故答案为:(1)2.4;不变;(2)1:2。
32.为了测量大气压强,某同学选择的器材有:2.5ml的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线,实验步骤如下
(1)如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度L= 4.00 cm。
(2)如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F= 6.4 N。
(3)该同学所测得的大气压强值为 1.024×105 Pa。
【解答】解:(1)从图中可以看出,注射器可容纳的药水容积为2.5ml=2.5cm3,这2.5cm3的刻度长度由刻度尺可看出为4.00cm;
(2)弹簧测力计的分度值是0.2N,所以拉力大小是6.4N;
(3)故活塞的横截面积为S===0.625cm2=6.25×10﹣5m2,
p===1.024×105Pa。
故答案为(1)4.00;(2)6.4;(3)1.024×105Pa。
33.如图所示,甲、乙容器中分别盛有水和酒精,当在A处沿水平方向快速吹气时,会发现B、C管中的液体高度上升,设B管内水柱产生的压强为p1,C管内酒精产生的压强为p2,则p1 = p2(选填“>”“=”或“<”),h1:h2= 4:5 。(ρ酒精=0.8g/cm3)
【解答】解:由图知,管内气体压强加上液体产生的压强等于大气压,
则大气压p0=p+p1=p+p2,所以p1=p2;
由液体压强公式可得:ρ水gh1=ρ酒精gh2,
则h1:h2=ρ酒精:ρ水=0.8×103kg/m3:1×103kg/m3=4:5;
故答案为:=;4:5。
三.实验探究题(共2小题)
34.小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的 高度差 来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是 C ;
A.向U形管中注入一些水
B.将U形管中水倒出一些
C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与 方向 是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较, 能 (能/不能)得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
【解答】解:(1)压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,这种研究方法叫转换法;
使用前,用手按压金属盒上的橡皮膜,发现两侧液面没有明显变化,应检查装置是否漏气;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,U形管高度差不变,压强不变,说明液体内部朝各个方向都有压强,且同种液体,同一深度各个方向上的压强相等;
(3)图乙中深度较小,但高度差一样,压强相等,是液体密度对液体压强产生了影响,与图甲比较,能得出液体内部压强与液体密度有关的初步结论。
故答案为:(1)高度差;C;(2)方向;(3)能。
35.实验小组同学在探究影响液体内部压强大小因素时,利用如下实验装置进行研究。回答下列问题:
(1)实验前先如图甲所示,轻轻按压橡皮膜,若 U形管两边液柱的高度差变化明显; ,则说明装置气密性良好。
(2)利用乙、丙、丁图可得出相应实验结论,这种研究方法叫 控制变量法 。
(3)根据 乙、丙 两图,可推知液体内部压强和深度的关系。
(4)若U形管内墨水密度大于水的密度,则丙图中H > (填“>”“<”或“=”)h2。
【解答】解:(1)实验前,用手指按压橡皮膜,若发现U形管两边液柱的高度差变化明显,则说明装置气密性良好,若发现U形管中的液面几乎不动,说明该装置漏气;
(2)液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,这种研究方法叫控制变量法;
(3)根据转换法,压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小;
即ρ水gH=ρ墨水gh2,若U形管内墨水密度大于水的密度,则H>h2。
故答案为:(1)U形管两边液柱的高度差变化明显;(2)控制变量法;(3)>。
四.解答题(共2小题)
36.如图所示,甲、乙两个均匀正方体放在水平地面上,已知甲的密度为1000kg/m3,边长是0.1米。沿水平或竖直方向将甲、乙各切去一半的体积,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方,甲、乙对地面压强的变化如表所示。
压强的变化量(Pa)
甲 0
乙 250
(1)甲的质量为 1 千克。
(2)甲是沿 水平 方向切去的。
(3)切掉一半之前,甲对地面的压强为多少帕?
(4)正方体乙的边长为多少厘米?
【解答】解:(1)已知甲的边长L甲=0.1m,甲的体积为:V甲=(L甲)3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
根据密度公式ρ=可知,甲的质量为:m甲=ρ甲V甲=1×103kg/m3×1×10﹣3m3=1kg;
(2)由表中数据可知,甲对地面压强的变化量是零,说明乙切掉的部分叠放在甲上面,压力不变,甲的底面积不变,由p=可知甲对地面的压强不变,所以沿水平方向切甲,如果沿竖直方向切去,受力面积减小,乙切去部分放到甲的上面,会导致甲对地面的压强增大;
如果水平方向切乙,乙的底面积不变,将甲切掉部分叠放在乙上面,压力不变,由p=可知乙对地面的压强不变,所以沿竖直方向切乙;
(3)甲对地面的压力等于其重力,即F=GA=mAg=1kg×10N/kg=10N,所以切掉一半之前,甲对地面的压强为p===1×103Pa;
(4)由前面解答可知,甲切掉一半体积的质量和乙切割一半体积的质量相等,所以原来甲、乙的质量相等,即m乙=m甲=1kg,
切割前乙对地面的压力F乙=m乙g,受力面积为S乙,
将乙沿竖直方向切去一半的体积,并将甲切去的一半叠放在乙剩余部分的上方,
此时乙对地面压力:F乙′=m乙+m甲=m乙g,受力面积为S′=S乙,由表中数据可知,乙的压强的变化量是250Pa,
由压强的公式可得乙压强的变化量:
Δp乙=p乙′﹣p乙=﹣=,
则原来乙的底面积:S乙===0.04m2,
所以正方体乙的边长:
L乙===0.2m=20cm。
答:(1)1;(2)水平;(3)切掉一半之前,甲对地面的压强为1×103Pa;(3)正方体乙的边长为20cm。
37.耐力跑是义乌市体育中考的必选项目,以下为2024年男生1000m长跑的成绩评定标准。
时间 3'40'' 3'50'' 4'00'' 4'10'' 4'20'' 跑完全程
分值 10 9 8 7 6 5
说明:跑完1000米所花时间小于等于3'40''记为10分,大于3'40''且小于等于3'50'',记为9分,依次类推。
(1)在跑步过程中,脚向后蹬地人却向前进,这体现的科学原理是 力的作用是相互的 。
(2)小义静止站在跑道上准备时,双脚与地面的接触面积为4×10﹣2米2,请根据图中信息估算他的重力。
(3)小义在某次1000m测试中全程的平均速度为4.3m/s,请通过计算判断他的成绩。
【解答】解:(1)向前奔跑时,脚向后蹬地,由于力的作用是相互的,所以地面也给脚一下向前的反作用力;
(2)由图中信息可知,小义静止站在跑道上准备时对地面的压强p=1.5×104Pa,
则小义同学的重力约为:G=F=pS=1.5×104Pa×4×10﹣2m2=600N;
(3)小义跑完1000m所用时间为:t==≈233s=3'53“,
由表中数据可知,他的成绩是8分。
故答案为:(1)力的作用是相互的;(2)小义同学的重力约为600N;(3)他的成绩是8分。
五.计算题(共3小题)
38.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?
【解答】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。
39.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体。液体的体积为2.0×10﹣3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N、底面积为2.0×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5.0×103Pa.(g取10N/kg)求:
(1)液体的密度。
(2)液体对容器底的压力。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
【解答】解:(1)由液体压强公式p=ρgh变形得:
液体的密度:ρ===1000kg/m3;
(2)由p=可得,液体对容器底的压力:
F=pS=5×103Pa×2×10﹣3m2=10N;
(3)由ρ=可得,容器内液体的质量:
m液=ρV=1000kg/m3×2.0×10﹣3m3=2kg;
液体的重力为:
G液=m液g=2kg×10N/kg=20N;
容器对桌面的压力为:
F′=G容+G液=20N+20N=40N;
容器对桌面的压强为:
p′===2×104Pa;
答:(1)液体的密度为1000kg/m3。
(2)液体对容器底的压力为10N。
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强为2×104Pa。
40.高压锅的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,其内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减少,现在一个直径为24cm、空心柱小孔的横截面积为10mm2,限压阀的质量为100g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105Pa。则:
(1)高压锅内气体能达到的最大压强为多少?
(2)商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多少克的限压阀?(g取10N/kg)
【解答】解:(1)限压阀的重量为:
G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
高压锅内气体能达到的最大压强为:
p=p0+=1.0×105Pa+=2×105Pa;
(2)p限=p最大﹣p0=1.8×105Pa﹣1×105Pa=0.8×105Pa,
根据p=可得限压阀受到的压力为:
F限=p限S=0.8×105Pa×10×10﹣6m2=0.8N,
G=F限=0.8N,
限压阀的质量为:
m===0.08kg=80g。
答:(1)锅内气体能达到的最大压强是2×105Pa;
(2)不能,应该再配一个质量为80g的限压阀。
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