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【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题08.2 压强单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.少林功夫名扬天下,“二指禅”绝活令人称奇,表演时,人体倒立,只用中指和食指支撑全身的重量,如图所示,这时两手指对地面的压强最接近于( )
A.2×108Pa B.2×106 Pa C.2×104 Pa D.2×102 Pa
2. (2024广东深圳)2024年6月 10日是我国传统节日端午节,端午节划龙舟是传统的习俗,弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。思考乐佳佳同学发现并行的龙舟不能靠的太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样?( )
A. 用吸管吸饮料 B. 地铁站里有安全线
C. 高压锅煮饭 D. 佳佳在骑车时需要带头盔
3.如图所示,甲、乙两容器中装的都是水,与乙等高的丙容器中装的是酒精。已知酒精的密度是,则( )
A.甲容器底部受到的液体压强最大 B.乙容器底部受到的液体压强最大
C.丙容器底部受到的液体压强最大 D.三容器底部受到的液体压强相等
4. 圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB.密度分别为ρA、ρB,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2;图乙中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4,则下列比例关系正确的是( )
A.p1:p2=[mAρA]:[(mA+mB) ρB]
B.p1:p4=mA:(mA+mB)
C.p2:p4=[mBρA]:[mAρB]
D.p2:p3=[mA(mA+mB)ρB]:[1+(mB2 ρA]
5. (2024江苏无锡)如图,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A. 同一个人操作 B. 液体质量相等
C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
6.如图所示,小琦用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压变化,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.甲图中玻璃管上方内若有空气,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从山脚拿到山顶上,玻璃管内液面会下降
D.使用更细的玻璃管能使乙装置更精确地测量出大气压的值
7. (2024内蒙古赤峰)下列选项是对图中物理现象的解释,其中错误的是( )
A. 甲图用吸管吸饮料利用了大气压
B. 乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C. 丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D. 丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
8. 下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
9.某学校科学探究小组的同学们制作了如图所示的实验装置。装水的大瓶上端开口,下部侧壁开孔,并与粗细不均匀的水平管及竖直的A、B管连通。小瓶装满水后,开口向下倒扣在大瓶中,并固定在支架上。则下列说法中正确的是( )
A.大瓶水位缓慢下降后,小瓶中的水会迅速全部流入大瓶中
B.若同时打开止水阀、,待水面稳定后,B管的水面高于A管的水面
C.当管内水面稳定后,若用鼓风机在B管管口处沿水平方向吹气,B管内水面将下降
D.若关闭止水阀,打开止水阀,待水面稳定后,A、B两管的水面与大瓶中水面一样高
10. (2024苏州)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A. 吹气时纸条向上
B. 用吸管喝水
C. 将硬币吹进盘中
D. 吹气时乒乓球不掉
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.如图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
12.底面积之比为2:1的圆柱形容器A、B置于水平桌面上,分别注入a、b两种液体,直到容器内液面达到相同的高度H。液体a、b对容器底部的压强p随液面高度h变化关系如图线Ⅰ、Ⅱ所示。现分别从A、B容器中取出适量液体,使液面下降相同高度Δh,并将取出的液体全部放入对方容器内后,液体对两容器底部的压强恰好相等。下列判断正确的是( )
A.Δh与H之比为2:9
B.液体a、b的密度之比为2:1
C.液体a、b被取出的质量之比为2:1
D.最终A、B容器内液体的总质量之比为1:1
13.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
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共21分)
14.(2023湖南益阳)在物理学中,描述压力作用效果的物理量是______,其国际单位是______。
15.1644年,伽利略的学生 及其同伴通过实验第一次测出了大气压强的大小。1654年5月,德国的奥托 格里克做了一个实验,向人们证实了空气强大的力量,这就是历史上著名的 实验。
16.甲、乙两支完全相同的平底试管,内装质量相等的不同液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,如图所示,设液体对两试管底的压强分别为和,将两管都竖直放置时,液体对两试管底的压强分别为和,则______,______填(“大于”“等于”或“小于”)
17. (2024河北)如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在__________作用下,铁桶被压扁了。这种作用在生活中有很多应用,请举出一个实例:___________。
18. 如图所示是小青自制的水气压计,从细玻璃管向瓶中吹气,瓶内气压 (选填“增大”“减小”或“不变”),瓶中的水沿细管上升到某一高度。小青将水气压计从山下拿到山上,细管内的水柱高度会 。若换用内径更细的玻璃管,其它条件均不变,则细管内的水柱高度与原来管中的水柱高度相比会 (后两空均选填“升高”“降低”或“不变”)。
19. 如图所示,高铁车头采用流线型设计是为了减小___________;高铁站台设置有安全线,乘客候车时,不能越过安全线,这是因为在气体中,流速越大的位置,压强越_________。
20. (2024甘肃临夏)如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮,其作用是可以改变力的________,但不能省力。图中的扁担做得较宽,主要是为了增大受力面积,________(选填“增大”或“减小”)压强。
21. (2024牡丹江)一辆质量为40t的坦克,履带和地面接触的总面积为,静止时对水平地面的压强是_______Pa,宽大的履带是通过________的方法减小对地面的压强。
22.如图所示,装有水的茶壶中、壶嘴处水面的高度与水壶内部水面的高度相同,这是 原理。如果茶壶装满水,用手紧紧按住壶盖上的小孔,由于 的存在,不能轻易把水倒出。
23. (2024广西)某次加工螺母的过程中,裁出底面为正八边形的金属柱体,其质量为7.68×10-2kg,底面积为4.8×10-4m2。如图甲所示,金属柱体放在水平地面上,其对地面的压强为________ Pa;从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体后,分别如图乙和图丙所示放在水平地面上,对地面的压强分别为和,且∶=20∶17,则r约为________ cm。(已知该金属密度为8×103kg/m3,取=1.4、π=3.1、g=10N/kg)
的圆柱体,则挖去圆柱体的体积为
四、简答题(本道大题有2小题,共8分)
24.(2024甘肃临夏) 生活中很多现象都涉及“吸”,不同现象中“吸”的物理原理不同,请从物理学的角度解释:
(1)医生用注射器吸取药液,此处“吸”的物理原理是什么?
(2)穿在身上的化纤衣服容易吸灰尘,此处“吸”的物理原理是什么?
25. (2024福建)朱鹮是我国珍稀动物,演员们用舞蹈演绎《朱鹮》宛若一幅流动的画,诉说着人与自然的和谐共生,如图。
(1)用物理知识解释:朱鹮在空中滑翔时,翅膀上表面弯曲,下表面比较平,该形状对它飞行的作用。
(2)写出演员在舞台上形成倒影的光学原理。
五、实验题(本道大题有3小题,共16分)
26.(5分)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果;
(2)由 两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时, 越小,压力作用效果越明显;
(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
27.(7分)下图是探究“影响液体内部压强大小因素”的实验过程。
(1)图中所示压强计中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器;使用前需检查装置是否漏气,用手轻轻按压几下橡皮膜,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)接着在烧杯中加入适量的水,将压强计的探头放入水中不同深度,如图甲、乙丙所示,可以初步得出结论:当液体密度相同时, 越大,液体压强越大;
(3)除了上述探究(2)以外,你认为还有哪些因素可能会影响液体内部压强大小呢?请在下述选项中选择合适的猜想和与之对应的实验方案: (填写猜想和实验方案对应的字母,只需选择一组);
猜想:A.可能与液体的密度有关
B.可能与液体的体积有关
实验方案:
C.分别装入体积相同的不同液体,将探头放入相同深度,观察U形管液面高度差
D.分别装入体积相同的同种液体,将探头放入不同深度,观察U形管液面高度差
E.分别装入体积不同的同种液体,将探头放入相同深度,观察U形管液面高度差
F.分别装入体积不同的不同液体,将探头放入相同深度,观察U形管液面高度差
(4)为了更好的探究“液体压强与液体密度的关系”,利用如图丁所示的装置进行改进实验,当注入水和盐水的深度相同时,若橡皮膜向左凸起,则隔板左侧的液体是 。整个实验过程用到的实验方法有 法和 法。
28. (4分)如图所示的托里拆利实验场景,完成下列问题:
(1)用相同实验装置,将水银换成水做该实验可更加______(选填安全或不安全)的测出大气压值;
(2)玻璃管稍微倾斜放置时,玻璃管内的水银柱高度______(选填变或不变);
(3)此时大气压强等于_______mm高水银柱所产生的压强;
(4)若实验选用更细一点的玻璃管,水银柱高度差将不变(选填变或不变)。
六、计算与综合应用题(本道大题有3小题,共16分)
29. (4分)质量为的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为。求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力(g取10N/kg);
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
30.(6分)如图所示,一柱状鱼缸(缸底有小石子)放在水平地面上,其内圆底面积为0.06m2。鱼缸内无水时,鱼缸对水平地面的压强为1.0×103Pa;在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平地面的压强为7.0×103Pa;在鱼缸内再放入几条鱼后,鱼缸对水平地面的压强为7.3×103Pa。求:
(1)质量为42kg的水的重力;
(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量;
(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压强。
31.(6分)实心均匀圆柱体A和装有水的足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的重力为3牛,如图所示。
①若容器的底面积为3×10-3m2,水的重力12牛,求容器对桌面的压强p容;
②将圆柱体A沿水平方向截取Δh,Δh=0.16米,截取前后图柱体A对桌面的压强pA如表一所示。将截取部分竖直放入水中,放入前后水对容器底部的压强p水如表二所示,请求出表中p的值。
表一
截取前 截取后
pA 10p 2p
表二
放入前 放入后
p水 10p 12p中小学教育资源及组卷应用平台
【名师导航】备考2025中考物理新课标一轮培优精讲学案(全国通用版)
专题08.2 压强单元查缺补漏检测试卷
满分100分,考试时间90分钟
一、单项选择题(本道大题有10小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项只有一个。每小题3分,共30分)
1.少林功夫名扬天下,“二指禅”绝活令人称奇,表演时,人体倒立,只用中指和食指支撑全身的重量,如图所示,这时两手指对地面的压强最接近于( )
A.2×108Pa B.2×106 Pa C.2×104 Pa D.2×102 Pa
【答案】B
【解析】成年人的体重约600N,倒立时人对地面的压力:F=G=600N,
倒立时每个手指与地面的接触面积约为1.5cm2,则受力面积:S=2×1.5cm2=3cm2=3×10﹣4m2,
所以,倒立时两手指对地面的压强:p===2×106Pa。故选:B。
2. (2024广东深圳)2024年6月 10日是我国传统节日端午节,端午节划龙舟是传统的习俗,弘扬中国传统文化是我们义不容辞的责任。思考乐佳佳同学发现并行的龙舟不能靠的太近,其中蕴含的原理跟以下哪个一样?( )
A. 用吸管吸饮料 B. 地铁站里有安全线
C. 高压锅煮饭 D. 佳佳在骑车时需要带头盔
【答案】B
【解析】当两船靠近时,两船之间水流速将会变大,而压强会减小,所以易发生事故。
A.用吸管吸饮料时,用力吸的作用是排出管内空气,使吸管内气压小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管,故A不符合题意;
B.地铁安全线是根据流体压强与流速关系设置的,地铁进站时,若人站在安全线内,人靠近地铁一侧的空气流速大,压强小,人远离地铁一侧的空气流速小,压强大,使人受到一个向前的压强差,可能引发安全事故,故候车时,乘客应站在安全线外,故B符合题意;
C.高压锅煮饭是利用气压高水的沸点高的原理,故C不符合题意;
D.佳佳在骑车时需要带头盔,如果骑车摔倒,头盔可以保护头部,故D不符合题意。故选B。
3.如图所示,甲、乙两容器中装的都是水,与乙等高的丙容器中装的是酒精。已知酒精的密度是,则( )
A.甲容器底部受到的液体压强最大 B.乙容器底部受到的液体压强最大
C.丙容器底部受到的液体压强最大 D.三容器底部受到的液体压强相等
【答案】A
【解析】甲、乙容器内液体都是水,密度相同,且甲中水的深度大于乙中水的深度,据 知,甲、乙容器底部受到液体压强的关系是p甲>p乙
丙容器中装的是酒精,酒精的密度小于水的密度,乙、丙容器中水及酒精的深度相同,同理知,甲、乙容器底部受到液体的压强关系是p乙>p丙
所以p甲>p乙>p丙
故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
4. 圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB.密度分别为ρA、ρB,两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2;图乙中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4,则下列比例关系正确的是( )
A.p1:p2=[mAρA]:[(mA+mB) ρB]
B.p1:p4=mA:(mA+mB)
C.p2:p4=[mBρA]:[mAρB]
D.p2:p3=[mA(mA+mB)ρB]:[1+(mB2 ρA]
【答案】B
【解析】水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg;根据ρ=m/V、V=Sh可得S=m/ρh,再利用p=F/S分别推导出p1、p2、p3和p4的表达式,最后计算各个压强比。
5. (2024江苏无锡)如图,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A. 同一个人操作 B. 液体质量相等
C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
【答案】D
【解析】将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,探究同一深度各个方向的压强的关系,所以金属盒面的中心在液体中的深度相等。
6.如图所示,小琦用放在水平面上的两个实验装置来观察并研究大气压变化,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.甲图中玻璃管上方内若有空气,玻璃管内的液面会下降
C.把乙装置从山脚拿到山顶上,玻璃管内液面会下降
D.使用更细的玻璃管能使乙装置更精确地测量出大气压的值
【答案】B
【解析】A.甲图中大气压变大时,大气压能支持的管内外水银柱液面的高度差将变大,会发现甲实验装置中的水银柱上升,故A错误;
B.若水银面的上方有少量空气,则少量的空气产生的压强与水银柱产生的压强之和等于外界大气压,故玻璃管内的液面会下降,测量结果偏小,故B正确;
C.乙装置的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强,乙装置拿到山顶时,由于大气压随高度的升高而减小,瓶外的大气压变小,细管中的水柱将上升,故C错误;
D.甲装置是著名的托里拆利实验的装置,该实验最早较为准确的测出了大气压的数值,图乙装置中虽然能测出水柱的高度,但不知道容器内的气体压强,所以不能测出大气压的值,故D错误。故选B。
7. (2024内蒙古赤峰)下列选项是对图中物理现象的解释,其中错误的是( )
A. 甲图用吸管吸饮料利用了大气压
B. 乙图排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
C. 丙图侧壁开孔的饮料瓶装上水,越靠下端喷出的水流越急,说明了液体压强随深度的增加而增大
D. 丁图往B管中吹气,A管中的水面上升是因为流体流速越大的位置,压强越大
【答案】D
【解析】A.吸管吸饮料时,用力吸时,管内压强减小,饮料在大气压的作用下被压入嘴里,故A正确,不符合题意;
B.洗手池下方排水管的U形“反水弯”符合了上端开口,底部连通的条件,利用了连通器原理,故B正确,不符合题意;
C.越靠下的小孔喷出的水越急,说明深度越大,液体压强越大,故C正确,不符合题意;
D.往B管中吹气,A管上方的空气流速增大,压强减小,A管中的液体在外界大气压的作用下,被压上来,故D错误,符合题意。故选D。
8. 下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
【答案】B
【解析】A.图甲所示向两张纸中间吹气,纸张向中间靠拢,流体流速大的地方压强小;
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,液体对容器底部和侧壁都有压强;
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车,流体流速大的地方压强小;
D.图丁所示飞机升力的产生原因,流体流速大的地方压强小。
9.某学校科学探究小组的同学们制作了如图所示的实验装置。装水的大瓶上端开口,下部侧壁开孔,并与粗细不均匀的水平管及竖直的A、B管连通。小瓶装满水后,开口向下倒扣在大瓶中,并固定在支架上。则下列说法中正确的是( )
A.大瓶水位缓慢下降后,小瓶中的水会迅速全部流入大瓶中
B.若同时打开止水阀、,待水面稳定后,B管的水面高于A管的水面
C.当管内水面稳定后,若用鼓风机在B管管口处沿水平方向吹气,B管内水面将下降
D.若关闭止水阀,打开止水阀,待水面稳定后,A、B两管的水面与大瓶中水面一样高
【答案】D
【解析】A.大气压能支撑起约10m高的水柱,远高于小瓶的高度,大瓶水位缓慢下降后,未到小瓶瓶口处,小瓶中的水不会流入大瓶中,故A错误;
B.若同时打开止水阀、,待水面稳定后,A管处水的流速小于B管处,流速越大,压强越小,B管的水面低于A管的水面,故B错误;
C.当管内水面稳定后,若用鼓风机在B管管口处沿水平方向吹气,B管内气压变低,水面将上升,故C错误;
D.若关闭止水阀,打开止水阀,待水面稳定后,A、B两管与大瓶构成连通器,水面与大瓶中水面一样高,故D正确。故选D。
10. (2024苏州)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A. 吹气时纸条向上
B. 用吸管喝水
C. 将硬币吹进盘中
D. 吹气时乒乓球不掉
【答案】B
【解析】A.吹气时纸条上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的压强差,故纸条会向上飘,能用流体压强与流速的关系来解释,故A不符合题意;
B.吸管吸饮料时,用力吸时,管内压强减小,饮料在大气压的作用下被压入嘴里,不能用流体压强与流速的关系来解释,故B符合题意;
C.没有吹气时,硬币上方和下方的空气流速相同,硬币上方的压强等于下方的压强,硬币在重力作用下落在盘中;吹气时,硬币上方空气流速变大,压强变小,小于下方的空气压强,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,故C不符合题意;
D.对着乒乓球的上方吹气,上方空气流速增大,压强变小,下方空气流速慢,压强大,产生向上的升力,能用流体压强与流速的关系来解释,故D不符合题意。故选B。
二、多项选择题(本道大题有3小题,下列每题均有四个选项,其中符合题意的选项均多于一个。共9分,每题3分。每题选项全选对的得3分,选对但不全的得2分,有错选的不得分)
11.如图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
【答案】ABC
【解析】A.用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A符合题意;
B.热气球升空,是因为热空气的密度比空气的密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,不能利用流体压强与流速的关系解释,故B符合题意;
C.向瓶底浇冷水,瓶内压强变小,水的沸点降低,停止沸腾的水又沸腾了,不能利用流体压强与流速的关系解释,故C符合题意;
D.a管中水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大、压强减小,故D不符合题意。
故选:ABC。
12.底面积之比为2:1的圆柱形容器A、B置于水平桌面上,分别注入a、b两种液体,直到容器内液面达到相同的高度H。液体a、b对容器底部的压强p随液面高度h变化关系如图线Ⅰ、Ⅱ所示。现分别从A、B容器中取出适量液体,使液面下降相同高度Δh,并将取出的液体全部放入对方容器内后,液体对两容器底部的压强恰好相等。下列判断正确的是( )
A.Δh与H之比为2:9
B.液体a、b的密度之比为2:1
C.液体a、b被取出的质量之比为2:1
D.最终A、B容器内液体的总质量之比为1:1
【答案】AB
【解析】(1)根据液体压强公式p=ρgh结合图像可得ρagH=2p0,ρbgH=p0,即ρagH=2ρbgH,整理可得液体a、b的密度之比为=,故B正确;
(2)设注入a液体的容器的底面积为2S,则注入b液体的容器的底面积为S,
分别从A、B容器中取出适量液体,使液面下降相同高度Δh,根据m=ρV=ρSh可得取出的液体的质量为:Δma=ρa×2S×Δh,Δmb=ρb×S×Δh,
液体a、b被取出的质量之比为:====,故C错误;
(3)将取出的液体全部放入对方容器内后,液体对两容器底部的压强恰好相等,
因容器为圆柱形容器,则每个容器中液体对容器底部的压力等于剩余液体与加入液体的总重力,根据G=mg=ρVg=ρShg和p=可得
=,
整理可得:2H=9Δh,所以Δh与H之比为2:9,故A正确;
(4)根据F=G=mg和F=pS计算最终A、B容器内液体的总质量之比为
=====,故D错误。
故选:AB。
13.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VBρA>ρC,故A错误;
B.A、B、C三种液体的密度ρB>ρA>ρC,液体的深度相同,由P=ρgh可知,液体对容器底部的压强PB>PA>PC,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,由压强计算公式可知,液体对容器底部的压力FB>FA>FC,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F甲=F乙=F丙,故D正确。故选BD。
三、填空题(本道大题有10小题,每空1分,共21分)
14.(2023湖南益阳)在物理学中,描述压力作用效果的物理量是______,其国际单位是______。
【答案】 压强 帕斯卡
【解析】物理学中,物体所受压力大小与受力面积大小之比叫做压强,压强是描述压力作用效果的物理量,压强的国际单位是帕斯卡,用Pa表示。
15.1644年,伽利略的学生 及其同伴通过实验第一次测出了大气压强的大小。1654年5月,德国的奥托 格里克做了一个实验,向人们证实了空气强大的力量,这就是历史上著名的 实验。
【答案】托里拆利;马德堡半球。
【解析】1644年,伽利略的学生托里拆利第一次测量出大气压值;1654年5月,德国的奥托 格里克做了一个实验,向人们证实了空气强大的力量,这就是历史上著名的马德堡半球实验。
16.甲、乙两支完全相同的平底试管,内装质量相等的不同液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,如图所示,设液体对两试管底的压强分别为和,将两管都竖直放置时,液体对两试管底的压强分别为和,则______,______填(“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 大于 等于
【解析】由图可知,甲容器中的液体体积要比乙容器小,因液体质量相同,所以甲液体的密度比乙液体密度大,又因为两试管中液面等高,所以由液体压强公式
可知
将乙试管竖直后,由于两支完全相同的试管装有质量相等的两种液体,则液体对两试管底的压力都等于液体的重力,则根据知液体对试管底的压强相等。
17. (2024河北)如图所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在__________作用下,铁桶被压扁了。这种作用在生活中有很多应用,请举出一个实例:___________。
【答案】 大气压##大气压强 吸盘
【解析】在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后,水温度升高变成水蒸气,充满这个铁桶中,把桶口堵住,然后浇上冷水,此时内部的水蒸气遇冷液化,内部压强减小,铁桶在大气压(大气压强)的作用下被压扁。生活中运用大气压的例子有:吸盘,用吸管喝饮料,钢笔吸墨水等。
18. 如图所示是小青自制的水气压计,从细玻璃管向瓶中吹气,瓶内气压 (选填“增大”“减小”或“不变”),瓶中的水沿细管上升到某一高度。小青将水气压计从山下拿到山上,细管内的水柱高度会 。若换用内径更细的玻璃管,其它条件均不变,则细管内的水柱高度与原来管中的水柱高度相比会 (后两空均选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】 增大 升高 不变
【解析】往瓶内吹气后,瓶内气体增加,瓶内气体的气压增加,瓶内气压大于瓶外气压,瓶中的水沿细管上升到某一高度。将气压计从山下拿到山上后,瓶外的大气压减小,小于瓶内气压,瓶内气压使细玻璃管内的水柱高度升高;在制作过程中选用了更细的玻璃管,其他条件不变时,瓶内外的气压差一定,由可知,h不变,即玻璃管内水柱高度相同(与玻璃管的横截面积无关),也就是细管内的水柱高度与原来管中的水柱高度相比不变。
19. 如图所示,高铁车头采用流线型设计是为了减小___________;高铁站台设置有安全线,乘客候车时,不能越过安全线,这是因为在气体中,流速越大的位置,压强越_________。
【答案】 空气阻力 小
【解析】高铁车头采用流线型,车身线条更加流畅优美,车头颇像子弹头是为了减小空气阻力。
流体的压强与流速有关,流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大;列车在高速行驶时,车体附近流速大,压强小,外侧的空气流速小,压强大,在内外压强差的作用下易把人压向列车,造成安全事故,故为避免候车乘客被“吸”向火车事故发生,站台上设计了安全线。
20. (2024甘肃临夏)如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮,其作用是可以改变力的________,但不能省力。图中的扁担做得较宽,主要是为了增大受力面积,________(选填“增大”或“减小”)压强。
【答案】 方向 减小
【解析】定滑轮实质是一个等臂杠杆,所以不省力,也不距离,但可以改变用力方向。
把扁担做得较大是增大受力面积,在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强,压力的作用效果就不明显,这样人肩膀就不会感到疼。
21. (2024牡丹江)一辆质量为40t的坦克,履带和地面接触的总面积为,静止时对水平地面的压强是_______Pa,宽大的履带是通过________的方法减小对地面的压强。
【答案】 增大受力面积
【解析】质量为40t的坦克的重力为
静止时坦克对水平地面的压力为
静止时对水平地面的压强为
宽大的履带是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强的。
22.如图所示,装有水的茶壶中、壶嘴处水面的高度与水壶内部水面的高度相同,这是 原理。如果茶壶装满水,用手紧紧按住壶盖上的小孔,由于 的存在,不能轻易把水倒出。
【答案】 连通器 大气压
【解析】水壶的壶嘴和壶身下部连通、上端开口,符合连通器的特点,即水壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器。若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,由于外部的大气压大于壶内水的压强,壶中的水不能倒出。
23. (2024广西)某次加工螺母的过程中,裁出底面为正八边形的金属柱体,其质量为7.68×10-2kg,底面积为4.8×10-4m2。如图甲所示,金属柱体放在水平地面上,其对地面的压强为________ Pa;从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体后,分别如图乙和图丙所示放在水平地面上,对地面的压强分别为和,且∶=20∶17,则r约为________ cm。(已知该金属密度为8×103kg/m3,取=1.4、π=3.1、g=10N/kg)
【答案】 1
【解析】金属柱体放在水平地面上,对地面的压力为
根据可知,其对地面的压强为
正八边形的金属柱体的体积为
金属柱体的高为
根据正八边形边长和面积的关系,可得
解得
根据
可知,图乙中金属柱体对地面的压强和图甲中金属柱体对地面的压强相等,即
由∶=20∶17
可得,图丙中金属柱体对地面的压强为
图丙中接触面积为
则丙对地面的压力为
丙的重力为
则减小的重力为
则减小的质量为
从中心挖出和其等高、底面半径为r的圆柱体,则挖去圆柱体的体积为
则挖去圆柱体的底面积为
底面半径为r为
四、简答题(本道大题有2小题,共8分)
24.(2024甘肃临夏) 生活中很多现象都涉及“吸”,不同现象中“吸”的物理原理不同,请从物理学的角度解释:
(1)医生用注射器吸取药液,此处“吸”的物理原理是什么?
(2)穿在身上的化纤衣服容易吸灰尘,此处“吸”的物理原理是什么?
【答案】见解析
【解析】(1)医生用注射器吸取药液时,筒内气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下药液被“吸”进注射器。
(2)穿在身上的化纤衣服容易“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。
25. (2024福建)朱鹮是我国珍稀动物,演员们用舞蹈演绎《朱鹮》宛若一幅流动的画,诉说着人与自然的和谐共生,如图。
(1)用物理知识解释:朱鹮在空中滑翔时,翅膀上表面弯曲,下表面比较平,该形状对它飞行的作用。
(2)写出演员在舞台上形成倒影的光学原理。
【答案】(1)见解析;(2)见解析
【解析】(1)翅膀的上表面弯曲,流过翅膀上方的空气流速大,压强小;翅膀下表面较平,流过翅膀下方的空气流速小,压强大。翅膀上下方所受的压力差形成向上的升力。
(2)演员在舞台上形成的倒影的光学原理是光的反射(平面镜成像)。
五、实验题(本道大题有3小题,共16分)
26.(5分)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果;
(2)由 两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时, 越小,压力作用效果越明显;
(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
【答案】(1)凹陷程度(2) 甲、乙 (3) 受力面积(4) 错误 比较时没有控制受力面积相同
【解析】(1)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表示压力的作用效果。
(2)探究压力的作用效果与压力的大小关系,故需要改变压力的大小,控制受力面积相同,故选择甲、乙两次实验。
(3)对比乙、丙两图可以看出,乙的受力面积比丙小,海绵的凹陷程度深,乙的压力作用效果明显,故结论为当压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)探究压力作用效果与压力大小关系,需要控制受力面积相同,而甲、丙两组实验,压力不同,受力面积也不同,故得出的结论是错误的。
27.(7分)下图是探究“影响液体内部压强大小因素”的实验过程。
(1)图中所示压强计中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器;使用前需检查装置是否漏气,用手轻轻按压几下橡皮膜,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)接着在烧杯中加入适量的水,将压强计的探头放入水中不同深度,如图甲、乙丙所示,可以初步得出结论:当液体密度相同时, 越大,液体压强越大;
(3)除了上述探究(2)以外,你认为还有哪些因素可能会影响液体内部压强大小呢?请在下述选项中选择合适的猜想和与之对应的实验方案: (填写猜想和实验方案对应的字母,只需选择一组);
猜想:A.可能与液体的密度有关
B.可能与液体的体积有关
实验方案:
C.分别装入体积相同的不同液体,将探头放入相同深度,观察U形管液面高度差
D.分别装入体积相同的同种液体,将探头放入不同深度,观察U形管液面高度差
E.分别装入体积不同的同种液体,将探头放入相同深度,观察U形管液面高度差
F.分别装入体积不同的不同液体,将探头放入相同深度,观察U形管液面高度差
(4)为了更好的探究“液体压强与液体密度的关系”,利用如图丁所示的装置进行改进实验,当注入水和盐水的深度相同时,若橡皮膜向左凸起,则隔板左侧的液体是 。整个实验过程用到的实验方法有 法和 法。
【答案】(1) 不是 不漏气 (2) 深度(3) AC(4) 水 控制变量 转换
【解析】(1)图中所示压强计左边有橡皮密封,而连通器两端开口,故U形管不是连通器。
使用前需检查装置是否漏气,用手轻轻按压几下橡皮膜,如果没有明显变化则表明漏气,如果观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明不漏气。
(2)如图甲、乙丙所示,液体密度相同,深度越深,U形管液面高度差越大,可以初步得出结论:当液体密度相同时,深度越大,液体压强越大。
(3)根据控制变量法, 如果探究A.可能与液体的密度有关,则要求密度不同,深度和体积相同,实验方案C符合;如果探究B.可能与液体的体积有关,则要求体积不同,深度和密度相同,实验方案E符合。所以AC或BE均可。
(4)当注入水和盐水的深度相同时,若橡皮膜向左凸起,表明右边的液体产生的压强大,根据液体压强公式p=ρgh可知,则隔板左侧的液体密度较小,左侧是水。
由于液体内部压强不易直接观察,是通过U形管高度差来间接观察的,此处应用了转换法,液体内部压强大小与液体密度、深度等因素有关,每次只能探究一个因素,此处应用了控制变量法。
28. (4分)如图所示的托里拆利实验场景,完成下列问题:
(1)用相同实验装置,将水银换成水做该实验可更加______(选填安全或不安全)的测出大气压值;
(2)玻璃管稍微倾斜放置时,玻璃管内的水银柱高度______(选填变或不变);
(3)此时大气压强等于_______mm高水银柱所产生的压强;
(4)若实验选用更细一点的玻璃管,水银柱高度差将不变(选填变或不变)。
【答案】(1)不安全 (2)不变 (3)750 (4)不变
【解析】(1)此实验将水银换成水,则大气压强可支撑高的水柱,由于水柱太高,给实验带来困难,且不安全;
(2)玻璃管稍稍倾斜,不能改变大气压的大小,管内外水银面的高度差将不变;
(3)由图知,此时大气压强等于750mm高水银柱所产生的压强;
(4)若实验选用更细一点的玻璃管,不能改变大气压的大小,水银柱高度差将不变。
六、计算与综合应用题(本道大题有3小题,共16分)
29. (4分)质量为的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为。求:
(1)这辆新能源汽车受到的重力(g取10N/kg);
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强。
【答案】(1)1.6×104N;(2)2×105Pa
【解析】(1)这辆新能源汽车受到的重力
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压力
这辆新能源汽车对水平地面的压强
答:(1)这辆新能源汽车受到的重力1.6×104N;
(2)这辆新能源汽车对水平地面的压强2×105Pa。
30.(6分)如图所示,一柱状鱼缸(缸底有小石子)放在水平地面上,其内圆底面积为0.06m2。鱼缸内无水时,鱼缸对水平地面的压强为1.0×103Pa;在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平地面的压强为7.0×103Pa;在鱼缸内再放入几条鱼后,鱼缸对水平地面的压强为7.3×103Pa。求:
(1)质量为42kg的水的重力;
(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量;
(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压强。
【答案】(1)420N;(2)7kg;(3)350Pa
【解析】(1)质量为42kg的水,重力为
(2)设容器的底面积为S,则鱼缸内无水时,鱼缸的重力为
在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平面的压力为
此时鱼缸对水平地面的压强为
根据题意,带入上式解得,则鱼缸内无水时,鱼缸的重力为
鱼缸的质量为
(3)鱼缸内放入几条鱼后,此时鱼缸的总重力为
则鱼的总重力为
因为鱼悬浮,且鱼缸为柱形的规则形状,受到的浮力等于其重力,那么液体对容器底部的压力增加量等于鱼的重力,则增加的压力为
则增加的压强为
答:(1)质量为42kg的水的重力为;
(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量为;
(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压强为。
31.(6分)实心均匀圆柱体A和装有水的足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器的重力为3牛,如图所示。
①若容器的底面积为3×10-3m2,水的重力12牛,求容器对桌面的压强p容;
②将圆柱体A沿水平方向截取Δh,Δh=0.16米,截取前后图柱体A对桌面的压强pA如表一所示。将截取部分竖直放入水中,放入前后水对容器底部的压强p水如表二所示,请求出表中p的值。
表一
截取前 截取后
pA 10p 2p
表二
放入前 放入后
p水 10p 12p
【答案】①5000Pa;②392Pa
【解析】①容器的重力为3牛,水的重力12牛,总重为G=G容+G水=3N+12N=15N
容器的底面积为3×10-3m2,则受力面积为3×10-3m2,容器对桌面的压强
②根据
可知,截取前圆柱体A对桌面的压强为pA=ρAgh=10p
截取后圆柱体A对桌面的压强为pA'=ρAg(h-Δh)=2p
则
解得圆柱体A的高度为h=0.2m
由表二知,放入前水对容器底部的压强为p水=ρ水g×2h=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×2×0.2m=3920Pa=10p
解得p=392Pa
答:①容器对桌面的压强是5000Pa;
②p的值是392Pa。