名称 | 第九章 压强 单元质量检测卷(原卷版 解析版) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 4.7MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | 人教版 | ||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2025-04-03 19:31:55 |
5.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB,FA>FB B.pA<pB,FA=FB
C.pA<pB,FA>FB D.pA=pB,FA<FB
6.甲、乙两支完全相同的试管,分別装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为 ,乙试管内液体的密度为 。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直。乙试管倾斜,静止时。两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为 ,如图所示。液体对甲。乙两试管底的压强分别为 和 ,则下列判断中正确的是( )
A.ρ甲 < ρ乙 p甲< p乙 B.ρ甲 < ρ乙 p甲= p乙
C.ρ甲 > ρ乙 p甲> p乙 D.ρ甲 > ρ乙 p甲= p乙
7.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法错误的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,晴天时A管水面低于阴雨天
B.A管与B球中水面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易显示天气引起的气压变化
D.A管中水面上升时,表示外界大气压在增大
8.如图所示是托里拆利的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
B.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
9.如图所示,下面实例中属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖 B.书包带较宽
C.铁轨铺枕木 D.单板滑雪板较宽
10.如图所示,均匀实心长方体A和B放置在水平地面上,对地面的压强,已知两个长方体A和B体积,高度,与地面的接触面积,若将长方体A和B沿水平或竖直方向切去一部分,使A和B剩余部分对地面的压强相等,则下列方案可行的是( )
A.沿竖直方向切去相同宽度
B.沿水平方向切去相同体积
C.沿水平方向切去相同质量
D.沿水平方向切使剩余的高度相等
二、填空题
11.历史上向人们显示大气压是很大的著名实验是 ,意大利科学家 首先测定了大气压的值。
12. 唐家山堰塞湖是震后最牵动人心的地方。一方面随着湖水深度的增加,另一方面含泥的水 在不断增大,故堤坝侧壁受到水的 也会不断增大,溃坝的危险也在增加。
13.冬天最冷的地方在珠穆朗玛峰,最冷时可达零下80℃,酒精的熔点是-117℃,沸点是78℃,水银的熔点是-39℃,水银的沸点是356.7℃,如果使用酒精温度计, (填“能”或“不能”)测量“珠峰”的温度。在珠峰上水的沸点比宁化低是因为 。
14.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面压力 ,木块对桌面压强 。(均选填“变大”变小”或“不变”)
15.小明在学习了大气压强的知识后,将自制的一个气压计(如图中甲所示)、装满水的杯子及盖着的薄塑料片(来验证大气压的存在,如图中乙所示)和充有一定量空气的气球(如图中丙所示)放入密闭的玻璃罩内,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,根据所学的知识推测:甲玻璃管内的液柱 (选填“上升”、“下降”或“不变”);乙实验中薄塑料片将 (选填“掉落”或“不掉落”);丙实验中气球的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若乙杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm2(不考虑分子间作用力),当钟罩内气压降到 Pa时,会看到推测的现象。
16.在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面 .
(2)甲、乙两图是探究液体压强与 的关系.
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择: 两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状 .
17.昆明舰是中国海军服役的首艘052D驱逐舰,如图所示,其满载排水量7500吨,长155米,宽18米,吃水深度6.5米,最大速度30节.满载时,该驱逐舰底部受到海水产生的压强为 Pa,当昆明舰和其它战舰一起进行战斗训练时,往往是前后排列行驶,并不采用并列行驶的方式,其原因是 (ρ海水=1×103kg/m3 g=10N/kg).
18.如图所示,甲、乙两个完全相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,两容器底部用一根细管相连,开始时阀门K关闭。容器底面积均为4×10-2m2,甲中盛有深度为0.4m的水,乙中放一底面积为2×10-2m2、高为0.4m的圆柱形木块,且甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2倍,则木块的密度为 kg/m3。打开阀门,直到水不再流动,在此过程进入乙容器中水的质量 kg。(g取10N/kg;ρ水=1×103kg/m3)
三、实验探究题
19.学习了固体压强后,爱动脑筋的小聪联想到自己在泳池里从浅水区走向深水区的过程中,当水逐渐没及胸口时,感觉呼吸困难,他意识到液体内部可能也有压强,于是小聪进行了大胆猜想:
猜想1:液体内部的压强大小可能与方向有关
猜想2:液体内部的压强大小可能与液体深度有关
猜想3:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关
为了验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究。请你回答下列问题:
(1)如图甲所示的U形管压强计,探头上的橡皮膜应选 (选填“薄”或“厚”)一些较好。使用前需检查装置是否漏气,操作是 ,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明不漏气;
(2)为了验证猜想1,小聪把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝前、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管两管液面的高度差保持不变,说明 。
(3)小聪根据图 实验得出“同种液体,深度越大,液体压强越大”的结论。
(4)小聪同学在图E所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,他发现U形管两管液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。简要分析他的结论是否正确 。
(5)实验中液体压强的大小是通过比较U形管两管液面的高度差来判断的。如果有可以染色的酒精、水以及浓盐水三种液体(ρ浓盐水>ρ水>ρ酒精),为了使实验现象更明显,小聪应该选择哪种液体装入U形管,简要阐述这样选择的原因 。
20.在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中:
(1)如图甲所示,用手按压强计的橡皮膜,U形管内水面出现高度差:将橡皮膜放入酒精中(图乙),U形管内水面也出现高度差,这说明
(2)若在使用压强计前发现,U形管中有高度差,通过 方法可以进行调节:
A从U形管内向外倒出适量水;B拆除软管重新安装;C向U形管内加适量水。
(3)实验发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,这说明:
21.小明在"物理创新实验"社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了他探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小明用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计 (选填"漏气”或"不漏气").
(2)如图甲,小明先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如表:
序号 液体种类 探头C深度hC/cm 高度差ΔhA/格 探头D深度hD/cm 高度差ΔhB/格
1 水 3 6 5 10
2 水 4 8 6 12
3 硫酸铜溶液 3 9 5 15
4 硫酸铜溶液 4 12 6 18
①分析表中 (填序号)两次数据可知:同种液体中,深度越深,压强越大:
②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体 越大,压强越大:
③根据表中数据,小明估算出硫酸铜溶液的密度为
(3)小明受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材(细金属管与浮简相通),他将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越 :浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其 (选填“上"或"下")表面橡皮膜形变更明显,从而分析出 产生的原因。
四、计算题
22.如图所示一平底玻璃杯中盛有15厘米深的牛奶,放在水平桌面上,已知玻璃杯的质量为0.5kg,杯子的底面积为100 cm2,当盛质量为2kg的牛奶后(牛奶的密度约等于水的密度)
(1)牛奶对杯子底的压强和压力。
(2)杯对桌面的压力和压强。
23.村村通路本来是一件好政策,但是由于部分道路监管部门的不作为,民生政策变成了民怨工程。某工程完成后,质量检测部门在每1km新修路面上适当位置,钻取一个如图所示的圆柱形样本进行质量检测,该路面能承受的最大压强约为 5.5×10 Pa、一辆总质量为12t的卡车要通过此路,受到的阻力为车重的0.05倍,车轮与地面的接触面积为0.2m 。问:
(1)偷工减料的公路,单位面积上承受的压力变 ;车辆走在满是大坑的公路上,司机会习惯性地猛踩刹车,车子由于具有 ,它的重量就会集中在车头,使前部减震降低,车辆容易蹭到底盘。
(2)若卡车在水平地面上匀速行驶时,卡车受到的牵引力为多大?
(3)请通过计算说明该卡车是否对公路路面产生危害。
24.如图所示,容器的高度足够长,物体A是边长为10cm,质量为600g的正方体,质量和体积不计的硬杆B一端固定在容器底,另一端紧密连接物体A,硬杆能够承受的最大拉力为3N,能够承受的最大压力为10N。现缓慢向容器中加水,物体A始终竖直在容器内,当加水的体积为6V。时,A的底部刚好与水面接触且水深为10cm,当加水的体积为7V。时,水深为12.5cm,求;(ρ=1.0×10'kg/m)
(1)物体A重力;
(2)当A的底部刚好与水面接触时,水对容器底部的压力
(3)当水对容器底部的压强为1850Pa时,求容器内水的质量,
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第九章 压强 单元质量检测卷
一、单选题
1.疫情期间,小超购买了一款消毒机器人,如图所示,药液储存于机器人箱体内部,机器人在水平地面上一边前进一边喷洒药液消毒的过程中( )
A.机器人的惯性大小保持不变
B.机器人受到的重力没有施力物体
C.机器人与地面间摩擦力的大小不变
D.机器人对地面的压力大小等于机器人和药液的总重力
【答案】D
【解析】【解答】A.惯性的大小只与质量有关,机器人在水平地面上一边前进一边喷洒药液消毒,质量变小,故惯性变小,A不符合题意;
B.机器人受到的重力施力物体是地球,B不符合题意;
C.由于质量减小,对地面的压力减小,故机器人与地面间摩擦力的大小减小,C不符合题意;
D.将机器人和药液当成一个整体,该整体受到了向下的重力和向上的支持力,机器人在水平面上运动,则竖直方向上处于平衡态,重力与支持力是平衡力,故大小相等,而机器人和药液对地面的压力和地面对其的支持力是相互作用力,故机器人和药液对地面的压力和地面对其的支持力大小相等,故机器人对地面的压力大小等于机器人和药液的总重力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体的惯性只和质量有关;重力的施力物体是地球;物体受到的压力减小,摩擦力减小;相互作用的力大小相等。
2.精确地测出大气压强值的科学家是( )
A.帕斯卡 B.阿基米德 C.托里拆利 D.亚里士多德
【答案】C
3.沈清同学利用托里拆利实验测量大气压强的值,如图所示,以下判断正确的是( )
A.此时大气压强等于760mm高水银柱所产生的压强
B.若将玻璃管稍稍倾斜,则管内外水银面的高度差将增大
C.若把此装置从100层楼首层乘电梯带到顶层,则管内外水银面的高度差将增大
D.若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支持液柱的高度会增大
【答案】D
【解析】【解答】A.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750mm,因此,当时的大气压强等于750mm高水银柱产生的压强,A不符合题意;
B.若将玻璃管稍稍倾斜,但不能改变大气压的大小,又不能改变水银柱的压强,故管内外水银面的高度差将不变,B不符合题意。
C.若把此装置从天塔首层乘电梯带到顶层,由于气压跟海拔有关,海拔越高,气压越低,则顶层大气压小,能支持的水银柱高度也就变小,C不符合题意;
D.玻璃管的长度至少为 ,由于大气压不变,若换用密度比水银小的液体做实验,则大气压能支撑的水柱高度会增大,D符合题意。
故答案为:D
【分析】托里拆利利用水银柱测量了大气压的大小,若换用其他密度较小的液体,液柱高度更大。
4.如图甲,一个质量均匀分布的柱体静止在水平面上,它对水平面的压强为p,若将它沿斜线分为如图乙两部分,它们对水平面的压强分别为pa和pb,则( )
A.p>pa>pb B.pa>p>pb C.pa
【答案】C 故答案为:C。
【解析】【解答】原来的正方体放在水平地面上,对地面的压强为 ,若沿如图所示的虚线方向切成a、b两部分,由图知对a两部分Va
【分析】柱形固体的压强与固体密度和深度有关;根据压力和受力面积的分析,可以比较压强的大小。
5.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB,FA>FB B.pA<pB,FA=FB
C.pA<pB,FA>FB D.pA=pB,FA<FB
【答案】C
【解析】【解答】(1)水对瓶底和瓶盖的压强:不论正放还是倒放,瓶子中装的都是水,液体的密度相同,由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,水对瓶盖的压强较大,即pA
综上,
故答案为:C。
【分析】液体压强和液体的密度、深度有关;液体对容器侧壁有压力时,容器底的压力小于液体重力。
6.甲、乙两支完全相同的试管,分別装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为 ,乙试管内液体的密度为 。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直。乙试管倾斜,静止时。两试管内液面相平,液面距离桌面的高度为 ,如图所示。液体对甲。乙两试管底的压强分别为 和 ,则下列判断中正确的是( )
A.ρ甲 < ρ乙 p甲< p乙 B.ρ甲 < ρ乙 p甲= p乙
C.ρ甲 > ρ乙 p甲> p乙 D.ρ甲 > ρ乙 p甲= p乙
【答案】C
【解析】【解答】两试管中液体质量相同,乙试管中液体体积较大,由密度公式 可知,乙试管液体密度较小;两试管中液体深度相同,由液体压强公式 可知,乙试管底部所受压强较小,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】质量相等时,体积越大液体的密度越小;深度相同时,液体密度越大,对容器底的压强越大。
7.如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法错误的是( )
A.晴天气压比阴雨天的高,晴天时A管水面低于阴雨天
B.A管与B球中水面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.A管越细,越容易显示天气引起的气压变化
D.A管中水面上升时,表示外界大气压在增大
【答案】D
8.如图所示是托里拆利的实验装置,玻璃管长约1米,槽内装有水银。下列说法正确的是( )
A.若将玻璃管向上提2cm,但玻璃管口仍在槽内水银面以下,则玻璃管内外水银面高度差变为780mm
B.将玻璃管从竖直位置适当向右侧倾斜,玻璃管内外水银面的高度差仍为760mm
C.在实验中,若玻璃管内混入少量空气,所测的大气压值偏大
D.将此装置从山脚移到山顶,管内外水银面高度差变大
【答案】B
9.如图所示,下面实例中属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖 B.书包带较宽
C.铁轨铺枕木 D.单板滑雪板较宽
【答案】A
【解析】【解答】A.图钉尖很尖锐,减小了受力面积,增大了压强,符合题意;
B.书包背带较宽,增大了受力面积,减小了压强,不符合题意;
C.铁轨下铺设枕木,增大了受力面积,减小了压强,不符合题意;
D.穿滑雪板滑雪,增大了受力面积,减小了压强,不符合题意.
故答案为:A。
【分析】增大压强的方法有减小受力面积,增大压力。
10.如图所示,均匀实心长方体A和B放置在水平地面上,对地面的压强,已知两个长方体A和B体积,高度,与地面的接触面积,若将长方体A和B沿水平或竖直方向切去一部分,使A和B剩余部分对地面的压强相等,则下列方案可行的是( )
A.沿竖直方向切去相同宽度
B.沿水平方向切去相同体积
C.沿水平方向切去相同质量
D.沿水平方向切使剩余的高度相等
【答案】B
二、填空题
11.历史上向人们显示大气压是很大的著名实验是 ,意大利科学家 首先测定了大气压的值。
【答案】马德堡半球实验;托里拆利
12. 唐家山堰塞湖是震后最牵动人心的地方。一方面随着湖水深度的增加,另一方面含泥的水 在不断增大,故堤坝侧壁受到水的 也会不断增大,溃坝的危险也在增加。
【答案】密度;压强
【解析】【解答】 一方面随着湖水深度的增加,另一方面含泥的水 密度变大, 故堤坝侧壁受到水的 压强不断增加
综上第1空为密度;第2空为压强
【分析】根据密度、压强的计算填空
1、泥沙的密度比水大,所以泥沙的混入使得混合物的密度增加
2、压强的计算:公式为P=ρgh,密度增加的同时,高度增加,所以压强增加
13.冬天最冷的地方在珠穆朗玛峰,最冷时可达零下80℃,酒精的熔点是-117℃,沸点是78℃,水银的熔点是-39℃,水银的沸点是356.7℃,如果使用酒精温度计, (填“能”或“不能”)测量“珠峰”的温度。在珠峰上水的沸点比宁化低是因为 。
【答案】能;海拔越高,气压越低,沸点越低
【解析】【解答】使用酒精温度计能测量珠峰的温度,因为珠峰的最低温度为-80℃,而酒精的熔点即着凝固点为-117℃,也即酒精在-117℃才会凝固。在珠峰上水的沸点经宁化的低,原因是珠峰的海拔比宁化的高,而气压随海拔的升高而降低,沸点也随之降低。
【分析】温度计中液体的凝固点低于所测量低温,沸点高于所测量的高温;液体沸点和大气压有关。
14.如图所示,某同学用弹簧测力计拉着放在水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面压力 ,木块对桌面压强 。(均选填“变大”变小”或“不变”)
【答案】不变;变大
【解析】【解答】解:在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,木块对桌面的压力始终等于木块的重力,所以不变;
因为受力面积减小,根据压强的公式p= 可知,木块对桌面的压强变大。
故答案为:不变;变大。
【分析】木块对桌面的压力始终等于木块的重力,再根据压强的公式p= 分析解答.
15.小明在学习了大气压强的知识后,将自制的一个气压计(如图中甲所示)、装满水的杯子及盖着的薄塑料片(来验证大气压的存在,如图中乙所示)和充有一定量空气的气球(如图中丙所示)放入密闭的玻璃罩内,当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,根据所学的知识推测:甲玻璃管内的液柱 (选填“上升”、“下降”或“不变”);乙实验中薄塑料片将 (选填“掉落”或“不掉落”);丙实验中气球的体积 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。若乙杯中水和塑料片总质量为100g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5cm2(不考虑分子间作用力),当钟罩内气压降到 Pa时,会看到推测的现象。
【答案】上升;掉落;变大;800
16.在研究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应调整U型管压强计,使左右两边玻璃管中的液面 .
(2)甲、乙两图是探究液体压强与 的关系.
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择: 两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状 .
【答案】相平;深度;丙、丁;无关
【解析】【解答】(1)因为本装置是通过U形管中液面的高度差来反映压强大小的,故在实验前应先使玻璃管中两侧的液面相平;
(2)比较甲、乙两图可知,同种液体,乙的深度大于甲,乙图中U形管中液面的高度差也大于甲图,故探究的是液体压强与深度的关系;
(3)根据控制变量法的要求,要保持同种液体、深度相同,只有容器的形状不同,所以图丙、丁符合实验要求,读图可知,两图中U形管内液面高度差相同,故说明液体压强与盛液体的容器形状无关.
故答案为:(1)相平;(2)深度;(3)丙、丁,无关.
【分析】(1)U形管中液面的高度差反映了两侧所受压强的不同,因此,在实验前应先调节使两侧高度相同;
(2)观察两图中液体的密度、金属盒的深度和U形管中液面的高度差,可得出探究的因素和结果;
(3)探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关必须保证同种液体、深度相同,据此可选择符合要求的实验步骤,并通过U形管中液面的高度差判断是否与该因素有关。
17.昆明舰是中国海军服役的首艘052D驱逐舰,如图所示,其满载排水量7500吨,长155米,宽18米,吃水深度6.5米,最大速度30节.满载时,该驱逐舰底部受到海水产生的压强为 Pa,当昆明舰和其它战舰一起进行战斗训练时,往往是前后排列行驶,并不采用并列行驶的方式,其原因是 (ρ海水=1×103kg/m3 g=10N/kg).
【答案】6.5×104 ;并排航行时,两船中间海水流速大压强小,易相撞
【解析】【解答】解:(1)驱逐舰底部受到海水产生的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×6.5m=6.5×104Pa.
(2)航行中,两艘船如果靠得太近,两船内侧水的流速大于两船外侧水的流速,船之间的压强要小于外面的压强,有相撞的危险,所以两艘船航行时不能靠得太近.
故答案为:6.5×104;并排航行时,两船中间海水流速大压强小,易相撞.
【分析】(1)已知吃水深度6.5米,根据p=ρgh可求得驱逐舰底部受到海水产生的压强;
(2)流体压强和流速的关系:流体流速大的地方压强小、流速小的地方压强大.
18.如图所示,甲、乙两个完全相同的薄壁圆柱形容器置于水平桌面上,两容器底部用一根细管相连,开始时阀门K关闭。容器底面积均为4×10-2m2,甲中盛有深度为0.4m的水,乙中放一底面积为2×10-2m2、高为0.4m的圆柱形木块,且甲中水对容器底部的压强是木块对乙底部压强的2倍,则木块的密度为 kg/m3。打开阀门,直到水不再流动,在此过程进入乙容器中水的质量 kg。(g取10N/kg;ρ水=1×103kg/m3)
【答案】0.5×103;6
三、实验探究题
19.学习了固体压强后,爱动脑筋的小聪联想到自己在泳池里从浅水区走向深水区的过程中,当水逐渐没及胸口时,感觉呼吸困难,他意识到液体内部可能也有压强,于是小聪进行了大胆猜想:
猜想1:液体内部的压强大小可能与方向有关
猜想2:液体内部的压强大小可能与液体深度有关
猜想3:液体内部的压强大小可能与液体的密度有关
为了验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究。请你回答下列问题:
(1)如图甲所示的U形管压强计,探头上的橡皮膜应选 (选填“薄”或“厚”)一些较好。使用前需检查装置是否漏气,操作是 ,观察到U形管中的液体能灵活升降,则说明不漏气;
(2)为了验证猜想1,小聪把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝前、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U形管两管液面的高度差保持不变,说明 。
(3)小聪根据图 实验得出“同种液体,深度越大,液体压强越大”的结论。
(4)小聪同学在图E所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,他发现U形管两管液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。简要分析他的结论是否正确 。
(5)实验中液体压强的大小是通过比较U形管两管液面的高度差来判断的。如果有可以染色的酒精、水以及浓盐水三种液体(ρ浓盐水>ρ水>ρ酒精),为了使实验现象更明显,小聪应该选择哪种液体装入U形管,简要阐述这样选择的原因 。
【答案】薄;轻轻按压几下橡皮膜;同种液体同一深度,液体向各个方向的压强都相等;BDE;不正确,没有控制液体深度相同;酒精;橡皮膜所受压强相同时,U形管中液体密度越小,U形管两管液面的高度差越大
20.在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中:
(1)如图甲所示,用手按压强计的橡皮膜,U形管内水面出现高度差:将橡皮膜放入酒精中(图乙),U形管内水面也出现高度差,这说明
(2)若在使用压强计前发现,U形管中有高度差,通过 方法可以进行调节:
A从U形管内向外倒出适量水;B拆除软管重新安装;C向U形管内加适量水。
(3)实验发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,这说明:
【答案】(1)液体有压强
(2)B
(3)同种液体的同一深度向各个方向压强相等
【解析】【解答】(1)如图甲所示,用手按压强计的橡皮膜,U形管内水面出现高度差,说明液体压强计的气密性好,将橡皮膜放入酒精中,U形管内水面也出现高度差说明液体有压强。
(2)使用压强计前发现,U形管中有高度差,是因为此时U形管内气体压强与外界不相等,此时应该将橡皮管取下重新安装,故答案为:B。
(3)在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,压强不变,说明在同种液体的同一深度向各个方向压强相等。
【分析】(1)液体内部存在压强,同时液体对容器的底部和侧面有压强;
(2)当U形管压强计探头没有放入水中时,液面存在高度差,此时应该取下橡胶管重新安装;
(3)液体内部压强的大小可以利用公式p=ρgh计算,某一位置的压强大小与方向无关。
21.小明在"物理创新实验"社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了他探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小明用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计 (选填"漏气”或"不漏气").
(2)如图甲,小明先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如表:
序号 液体种类 探头C深度hC/cm 高度差ΔhA/格 探头D深度hD/cm 高度差ΔhB/格
1 水 3 6 5 10
2 水 4 8 6 12
3 硫酸铜溶液 3 9 5 15
4 硫酸铜溶液 4 12 6 18
①分析表中 (填序号)两次数据可知:同种液体中,深度越深,压强越大:
②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体 越大,压强越大:
③根据表中数据,小明估算出硫酸铜溶液的密度为
(3)小明受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材(细金属管与浮简相通),他将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越 :浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其 (选填“上"或"下")表面橡皮膜形变更明显,从而分析出 产生的原因。
【答案】(1)不漏气
(2)1、2或3、4;密度;1.5
(3)大;下;浮力
【解析】【解答】(1) 第1空、 U形管A、B中装入同种液体,小明用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计不漏气,若漏气,按压橡皮膜时,U形管两边不会出现液面高度差。故该空填“不漏气”;
(2) 第1空、 分析表中1、2或3、4两次数据可知: 同种液体中,深度越深,U形管两边液面高度差越大,压强越大。故该空填“1、2或3、4”;
第2空、 硫酸铜溶液密度大于水的密度,分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。故该空填“密度”;
第3空、 根据表中1、3数据,对于探头处于相同深度h时
两式相除可得:
解得:
硫酸铜溶液的密度为:
。故该空填“1.5”;
(3) 第1空、 他将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,浮筒排开水的体积增加,所受浮力增大,因此会感受到细金属管对手的作用力越来越大。故该空填“大”;
第2空、 由于液体压强与液体的深度有关,所以浮筒竖直浸没水中后,下表面的深度比上表面的深度更深,由 可知,其下表面橡皮膜形变程度更明显;故该空填“下”;
第3空、 浸在液体中的物体上下表面在液体中的深度不同,形变程度不同,存在着压力差,从而分析出浮力产生的原因。故该空填“浮力”。
【分析】(1)通过对压强计按压后液面情况的分析来判断是否漏气。
(2)对于同种液体,通过比较不同深度下的数据得出深度与压强的关系,对于不同液体在相同深度下的数据得出液体密度与压强的关系,这里运用了对比和归纳的思路。对于计算硫酸铜溶液密度。
(3)在分析浮筒的情况时,根据排开水的体积变化判断浮力变化,以及根据深度不同判断压强不同导致橡皮膜形变程度不同,从而得出浮力产生的原因。
四、计算题
22.如图所示一平底玻璃杯中盛有15厘米深的牛奶,放在水平桌面上,已知玻璃杯的质量为0.5kg,杯子的底面积为100 cm2,当盛质量为2kg的牛奶后(牛奶的密度约等于水的密度)
(1)牛奶对杯子底的压强和压力。
(2)杯对桌面的压力和压强。
【答案】(1)1500Pa,15N;(2)25N,2500Pa
23.村村通路本来是一件好政策,但是由于部分道路监管部门的不作为,民生政策变成了民怨工程。某工程完成后,质量检测部门在每1km新修路面上适当位置,钻取一个如图所示的圆柱形样本进行质量检测,该路面能承受的最大压强约为 5.5×10 Pa、一辆总质量为12t的卡车要通过此路,受到的阻力为车重的0.05倍,车轮与地面的接触面积为0.2m 。问:
(1)偷工减料的公路,单位面积上承受的压力变 ;车辆走在满是大坑的公路上,司机会习惯性地猛踩刹车,车子由于具有 ,它的重量就会集中在车头,使前部减震降低,车辆容易蹭到底盘。
(2)若卡车在水平地面上匀速行驶时,卡车受到的牵引力为多大?
(3)请通过计算说明该卡车是否对公路路面产生危害。
【答案】(1)大;惯性
(2)6000N
(3)超过了路面所能随的最大压强,将会损坏路面
【解析】【解答】解:(1)偷工减料的公路,因压力一定受力面积变小,根据可知,压强变大,即单位面积的路面所承受的压力变大。
当司机会习惯性地猛踩刹车时,因为车子具有惯性,保持原来的运动状态,会使它的重量就会集中在车头。
(2)因为卡车在水平公路上匀速行驶,所以卡车受的牵引力和阻力是一对平衡力,所以卡车受到的牵引力
(3)卡车装满货物时对路面的压力
对路面的压强
因为P卡>P受,超过了路面所能承受的最大压强,将会损坏路面。
答:(1)偷工减料的公路,单位面积上承受的压力变 大;车辆走在满是大坑的公路上,司机会习惯性地猛踩刹车,车子由于具有惯性,它的重量就会集中在车头,使前部减震降低,车辆容易蹭到底盘;
(2)卡车受到的牵引力为6000N;
(3)因为超过了路面所能随的最大压强,将会损坏路面。
【分析】(1)单位面积上承受的压力变大,路面容易被压坏;物体保持运动状态不变的性质叫惯性,一切物体都具有惯性;
(2)因为卡车在水平公路上匀速行驶,所以卡车受的牵引力和阻力是一对平衡力,根据F=f=0.05G=0.05mg算出卡车受到的牵引力;
(3)根据F=G=mg算出卡车装满货物时对路面的压力,由压强公式算出卡车对路面的压强,与路面承受的最大压强相比,进而判断出是否会损坏路面。
24.如图所示,容器的高度足够长,物体A是边长为10cm,质量为600g的正方体,质量和体积不计的硬杆B一端固定在容器底,另一端紧密连接物体A,硬杆能够承受的最大拉力为3N,能够承受的最大压力为10N。现缓慢向容器中加水,物体A始终竖直在容器内,当加水的体积为6V。时,A的底部刚好与水面接触且水深为10cm,当加水的体积为7V。时,水深为12.5cm,求;(ρ=1.0×10'kg/m)
(1)物体A重力;
(2)当A的底部刚好与水面接触时,水对容器底部的压力
(3)当水对容器底部的压强为1850Pa时,求容器内水的质量,
【答案】(1)解:物体A的重力G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
(2)解:当加水的体积为7V。时,水深为12.5cm ,
此时A浸入水中的体积VA排=10cm×10cm×(12.5cm-10cm)=250cm3;
根据V=Sh可知,圆柱体的体积与高度成正比,
那么得到:;
解得:V=500cm3=0.0005m3;
那么当A的底部刚好与水面接触时,
此时水的质量为:m'=ρ水×6V0=6×0.0005m3×103kg/m3=3kg;
水对容器底部的压力为:F=G'=m'g=3kg×10N/kg=30N
(3)解:当水对容器底部的压强为1850Pa时,
此时水的深度为:;
此时物体浸入水中的深度:h'=0.185m-0.1m=0.085m;
根据V=Sh可知,圆柱体的体积与高度成正比,
即:;
;
解得:V水=1700cm3;
则物体A底面上水的质量m水=ρ水V水=1g/cm3×1700cm3=1700g=1.7kg;
则容器内水的质量:m=1.7kg+3kg=4.7kg
【解析】【分析】(1)根据G=mg计算物体A的重力;
(2)根据V=Sh可知,圆柱体的体积与高度成正比。根据加入水的体积和物体A浸入水中的体积,利用前面的关系列式计算出V0的数值。再根据G=mg=ρVg计算出10cm高的水柱的重力,最后根据F=G计算A的底部与水面接触时水对容器底部的压力。
(3)首先根据p=ρ液gh计算出水对容器底部的压强为1850Pa时水面高度,再根据物体A底部以上水面的高度计算出这部分水的质量,再与A底面以下水的质量相加即可。
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