10压强
一、固体压强
1.如图所示,甲、乙是两个相同的烧杯,里面装有密度不同的两种液体,将两个相同的物体A、B分别放入两杯中,静止时甲、乙中液面刚好相平。此时,设A物体受到的浮力为,甲中液体对烧杯底部的压强为,甲杯对水平面压强为,B物体受到的浮力为,乙中液体对烧杯底部的压强为,乙杯对水平面压强为,则( )
A.F1=F2,p1
C.F1>F2,p1=p2, D.F1=F2,p1>p2,
2.如图所示,生活中人们发现游A、B两个核桃放在一起捏比单独捏一个核桃更容易捏破,这是通过 的方法增大了压强。小明捏的时候发现核桃A被捏破,B还完好。小明捏核桃时,核桃A对B的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)核桃B对A的压强。
3.通过学习物理,我们要学会“见物识理”。用吸管“吸”饮料是在 的作用下将饮料“吸”入口中的;注射器的针头做得锋利是为了 压强,便于刺破皮肤;潜水艇是通过改变 来实现浮与沉的。
4.小华利用氦气球与探空仪了解空气状况。如图甲所示,质量为0.4kg的探空仪静止在水平桌面上,与桌面接触面积为0.02m2。在室内测试时,将探空仪固定在充有氦气的气球上,释放后氦气球恰好能携带探空仪悬浮在空中,如图乙所示。已知球壳质量为0.23kg,球内氦气的密度为0.17kg/m3,室内空气的密度为1.22kg/m3。求:
(1)探空仪所受的重力;
(2)探空仪对水平桌面的压强;
(3)悬浮时氦气球的体积(计算浮力时,不计探空仪的体积和球壳的厚度)。
5.小红利用小桌、海绵、砝码、砖块等探究影响压力作用效果的因素,如图所示。
(1)本实验通过观察 来比较压力的作用效果,这种研究问题的方法是 ;
(2)改进实验后,比较 两图的实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;下列实例中,可用此结论解释的是 (选填字母);
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
(3)比较乙、丙两图的实验,说明 ;
(4)如图丁所示,将小桌和砝码沿海绵向右平移,此时海绵的凹陷程度与图丙中相比 (选填“更深”“更浅”或“一样深”);
(5)小红在进行该实验时,将砖块沿竖直方向切成大小不同的A、B两块,如图戊所示。发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此她得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。你认为她在探究过程中存在的问题是 ;
(6)小红进一步思考:如果将海绵换成长木板, (选填“能”或“不能”)探究出压力的作用效果与受力面积的关系。
二、液体压强
6.两个容器中分别装有甲、乙两种液体,将体积相同的A、B两个小球分别放入两个容器中,两球静止时,两个容器中液面相平,球所处的位置如图所示。若甲、乙两种液体对容器底的压强相等。则小球的质量关系是( )
A.mA< mB B.mA>mB C.mA= mB D.无法确定
7.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体.下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
8.2021年4月23日,海军三型主战舰艇——长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平出席交接入列活动并登上舰艇视察。下列针对新人列舰艇的说法正确的是( )
A.大连舰、海南舰受到的重力一定大于其浮力
B.日常巡航中,水面舰艇多采用前后编队而非并排行驶,是为避免舰艇相“吸”碰撞
C.长征18号潜艇受到的重力等于其浮力时,该艇一定处于漂浮状态。
D.当海南舰上舰载直升机起飞后,该舰排开水的体积会增大
9.如图所示,一个棱长为20cm的实心正方体沉于1.5m深的水底。小文同学站在岸边将正方体匀速提上岸,已知正方体的密度,ρ=2×103kg/m3.求:
(1)正方体在水底时受水的浮力。
(2)正方体在水底时上表面受水的压强。
(3)将正方体提到其上表面刚与水面相平时,用时4s,此过程中,小文做功时的功率多大?(g=10N/kg)
10.某实验小组同学已知液体压强与液体密度和深度有关,在探究“液体压强与液体密度的关系”的实验中,实验器材有:U形管压强计(U形管内注入红色墨水),烧杯,刻度尺,酒精、水和盐水(ρ酒精<ρ水<ρ盐水)。
(1)将压强计蒙有橡皮膜的金属盒置于空气中时,小刚观察到如图甲所示的情景,出现这种情况的原因是:U形管左侧玻璃管液面上方的气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)当地环境大气压;
(2)为了使用这个U形管压强计进行实验,调节方法是;(只有一个选项正确)
A.再多加一些红墨水 B.倒出一些红墨水
C.取下软管重新安装 D.橡皮管漏气,更换新的橡皮管
(3)小刚操作如图乙所示,则根据图乙现象可以得出结论: ;
(4)实验结束后,同学们交流优化实验装置:为了防止在组装器材时U形管两端液面不平,在U形管接头处加装了一个“三通接头”如图丙所示,在U形管与探头连接时,为确保U形管内的水面相平,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态;
(5)小刚又设计了如图丁所示的实验,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。向隔板两侧分别加入水和盐水后,液面相平,若橡皮膜出现图丁所示情况,说明隔板 (选填“左”或“右”)侧的液体是盐水。
三、连通器
11.下列说法中正确的是
A.飞机起飞升空时,机翼上方气流的流速较大,压强较大
B.大气压随高度增加而增大
C.船闸和茶壶属于连通器原理的应用
D.潜水艇是靠改变浮力大小来实现上浮或下沉的
12.如图,是一种饮料杯,该饮料杯可以看作是一个 ,小科能轻松“吸”到饮料是利用了 ,随着饮料越喝越少,饮料对杯底的压强 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
13.如图所示的装置,上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管,该装置可以看作是一个 。当用吹风机在乙端向玻璃管中吹风时,A管中液面低于B管中液面,原因是B管上方的空气流速大,压强 。
14.将两嘴开口的薄壁玻璃管竖直插入水槽中,你会发现此时玻璃管内的液面和容器液面是相平的这是因为玻璃管和容器组成了一个 ;从玻璃管上端缓慢注入菜种不落于水的液体,稳定后测得这种液体长度为l=10cm。管内水面下降h=6cm。如图,忽略水槽中水面的升降,该液体密度为 kg/m3(已知水的密度为')。
四、大气压强
15.以下为“大气压强”一节的知识结构图,其中标有下划线的内容中不正确的一项是( )
大气压强 大气压强的存在—覆杯实验、大河有水小河满 (a) (b)
大气压强的测量—托里拆利实验 (c)
大气压强的应用—抽水机 (d)
A.(a) B.(b) C.(c) D.(d)
16.小华利用空饮料瓶完成了如图所示的实验,其中可以体验浮力存在的是( )
A.瓶子悬空水不流出
B.水从侧孔喷出
C.用手弹开纸片
D.将瓶按入水中感到费力
17.在图甲中两个手指轻轻按压铅笔两端,两个手指的痛感不同,说明压力作用效果与 有关;图乙是著名的帕斯卡裂桶实验,裂桶原因是液体压强与液体 有关;图丙是著名的 实验,有力证明了大气压的存在.
18.飞机的机翼在设计时充分利用了流体力学的知识,如图所示,当飞机高速飞行时,流过它机翼上方的空气速度比下方空气速度大,此时,上方空气压强比下方空气压强 (填“大”或“小”),这样,机翼受到一个向 (填“上”或“下”)的压力差。飞机在上升过程中外界大气压会 (填“增大”或“减小”),所以机舱要密封。
五、流体压强
19.对如图所示实验的分析,正确的是( )
A.甲:松手后小车向相反方向运动,说明异名磁极相互排斥
B.乙:从纸条上方吹气纸条向上飘,说明流速越大的位置压强越小
C.丙:玻璃片上出现水珠,说明水是由氢元素和氧元素组成的
D.丁:将点燃的木条放入瓶内观察到木条熄灭,说明瓶内的气体为二氧化碳
20.2022空军航空开放活动暨长春航空展上,歼 20 战斗机升空表演。该机最大载油量 12 吨,航程大概 5500 公里,它使用的航空煤油密度适宜、 高,能迅速稳定连续完全燃烧;飞机机翼截面上凸下平,是利用流速越大的位置,压强 的原理产生升力;机长与地面联络是利用 (选填“电磁波”或“超声波”)。
21.发生火灾时,因为燃烧形成的气体密度 (选填“较大”“较小”),会上升,为避免吸入燃烧后产生的有毒气体,人应贴近地面爬行;飞机飞行的过程中,机翼上方的空气流速比机翼下方的流速 ,压强小,因此机翼会受到向 的升力。
六、能力提升
22.将体积相同材料不同的甲、乙、丙三个实心小球,分别轻轻放入三个装满水的相同烧杯中,甲球下沉至杯底、乙球漂浮和丙球悬浮,如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个小球的质量大小关系是
B.三个小球受到的浮力大小关系是
C.三个烧杯中的水对烧杯底部的压强大小关系是
D.三个烧杯底部对桌面的压强大小关系是
23.水平桌面上有一盛水的圆柱形容器,用细线将两个材质不同的实心小球A、B系在一起放入水中,状态如图甲所示;剪断细线后A、B最终状态如图乙所示,下列说法错误的是( )
A.剪断细线后,小球A所受浮力变小
B.剪断细线后容器对桌面的压强不变
C.剪断细线前后,液体对容器底的压强变小
D.向乙图容器加入足量食盐溶解后,小球A、B所受浮力都变大
24.2024年5月29日,我国某航天公司成功发射了一枚“谷神星一号”海射型运载火箭。该火箭直径1.4m,全长约20m,质量33t。火箭完成总装后,由质量为60t的转运发射车完成转运和发射作业。图甲为转运发射车将火箭转运至发射工程船的情景。
(1)发射工程船船长162.5m,型宽40m,最大吃水6.6m,排水量38000t,可满足多型运载火箭的发射需求。
①海面下6.6m处船底受到海水的压强为多少Pa?
②发射工程船满载时所受的浮力为多少N?
(2)搭载火箭的转运发射车到达发射预定位置之后,车上质量为7t的车轮底盘会驶离转运发射车,改由前、后桩腿支撑其总重量,随后火箭进行快速起竖,图乙、丙分别是火箭起竖前、后的示意图。
①火箭起竖过程中,其重心升高了10m,用时50s,火箭克服重力做功的平均功率为多少W?
②假设前、后桩腿所受支持力的等效作用点分别为A、B点且保持不变。火箭起竖前,搭载火箭的转运发射车(车轮底盘已驶离)整体重心O到A、B点的水平距离均为6.8m,如图乙所示。火箭起竖后,后桩腿所受的支持力比前桩腿所受的支持力大,如图丙所示,此时搭载火箭的转运发射车整体的重心相对于火箭竖前起在水平方向上移动了多少m?
25.如图所示,用丝线将质量忽略不计的杠杆悬挂起来,把质量为600g的物体A用细线悬挂在杠杆C处,质量为1080g的实心物体B用细线悬挂于杠杆的D处。当物体B完全浸没在水中静止时水的深度为30cm,杠杆恰好在水平位置平衡,已知OC∶OD=3∶5,求:
(1)物体A受到的重力;
(2)容器底部受到水的压强;
(3)物体B的密度。
七、直击中考
26.下列生活实例中与大气压作用无关的是( )
A.图甲:覆杯实验
B.图乙:吸盘挂钩
C.图丙:朝着两支蜡烛中间吹气,另一支蜡烛被点燃
D.图丁:真空压缩袋
27.图所示的四个实例中,为了增大压强的是( )
A.载重汽车装有很多轮子
B.盲道由凸起的棱和圆点组成
C.图钉的钉帽做得很大
D.推土机的履带做得很宽
28.如图所示,重为0.4N、底面积为的薄壁圆柱形容器置于水平面上,容器内盛有10cm深的水,且容器足够高,水的密度为,水对容器底的压强是 Pa,现有三个物体甲、乙、丙,其密度、体积的关系如表,选择将 物体放入容器中(物体均能浸没在水中,且水不会溢出)使水对容器底部压强的变化量、容器对水平地面压强的变化量均最大。
物体 密度 体积
甲 3V
乙 3V
丙 2V
29.水平桌面上有一质量为150g,底面积为50cm2的圆柱形平底溢水杯(不计厚度),杯底到溢水口的距离为8cm,内盛350g的水。将质量为180g圆柱形金属块挂在弹簧测力计下,缓慢投入水中,如图所示,当金属块浸没水中静止(金属块未接触溢水杯)时,弹簧测力计示数为1.2N。小桶收集到溢出水的重力为 N;金属块的密度为 kg/m3;当杯口不再有水溢出时,溢水杯对水平桌面的压强为 Pa、
30.容器用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,用它来研究液体内部的压强。如图甲所示,若在容器内一侧倒入液体,橡皮膜受到液体压力作用,发生弯曲形变。已知橡皮膜受到液体压强越大、弯曲幅度越明显。
(1)小江在隔板两侧均倒入纯净水,用图记录了实验情景(如图乙所示),但漏画了橡皮膜。请你根据所学知识,在图乙中画出圆孔上橡皮膜的形变;
(2)方方用上述容器检验“液体压强与液体密度有关”的结论,使用的溶液为水、酒精和盐水,密度信息见下表。图丙是实验现象,这两组实验说明液体压强与液体密度的关系是: ;
物质 酒精 水 盐水
密度(kg/m3) 0.8×103 1.0×103 1.3×103
(3)小海同样使用上述容器,想要检验“在同种液体中液体压强与深度有关”的结论。请帮助小海在下表中,写出实验操作及观察到的现象。
文字叙述实验操作 画图示意实验现象
所需溶液: ; 简要实验操作: 。
(4)小敏在上述容器的基础上做了改进,她在隔板的上半段增加了一个橡皮膜,如图丁所示。她将盐水倒入一侧的容器中,请根据所学知识,在图丁的橡皮膜2处画出薄膜的弯曲情况。
31.为营造高雅的诗意校园,我县某学校在校园内一水平地面上修建了孔子雕像,如图,它是由孔子雕像和水平基座两部分组成。已知雕像质量为2200kg,水平基座的质量为800kg,水平基座与地面接触的面积为,(g取)求:
(1)整座雕像对水平地面的压力。
(2)整座雕像对水平地面的压强。
(3)请利用学过的知识解释水平基座做的比较大的好处。
32.按照规定,我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在以内。某型号货车部分参数如表所示。司机师傅在执行一次运输任务时,开着装沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶,行车时间是取。
自重
车轮个数
每个轮胎触地面积
车厢容积
(1)通过计算该货车最多能装的沙子质量是多少?
(2)货车满载在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的倍,这段时间内货车牵引力所做的功是多少?
(3)如果货车发动机的机械效率是,此时货车在公路上匀速行驶时发动机的功率是多大?
货车发动机做的功只有部分用来使货车向前行驶
33.如图是“KFC”今夏推出的一款新饮品,杯中的果汁饮料密度为,饮料中放了冰块,已知饮料杯质量为,杯中饮料质量是,冰块质量是,杯子底面积为,杯中饮料的深度为。(不计杯子的厚度,。冰的密度为)求:
(1)杯底受到饮料的压强是多少?
(2)杯底受到饮料的压力是多少?
(3)杯底对桌面产生的压强是多少?
34.如图,一个边长为5cm的正方形木块放入水槽中的水中,正好木块二分之一的体积浸没在水中,求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块下底面受到水的压强;
(3)木块的密度。(g=10N/kg)
35.小明用压强计探究“影响液体内部压强的因素”。
(1)压强计是通过U形管内两侧液面 来显示橡皮膜所受压强的大小。手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面变化显著,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)如图所示,小明不改变金属盒的深度,将橡皮膜转向下方,观察到Δh (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)为了研究液体内部压强是否和液体密度有关,不改变金属盒的位置,小明往烧杯中加入一些浓盐水,观察Δh的变化。你觉得小明的做法是否正确? ,理由是 。
答案解析部分
1.D
A.由图可知,A在甲烧杯中漂浮,根据二力平衡,A物体受到的浮力,同理,B物体受到的浮力,由于A、B相同,重力相等,A物体受到的浮力等于B受到的浮力,即,
根据图像,A物体排开液体的体积小于B物体排开液体的体积,浮力相等时,根据,甲烧杯中液体的密度大于乙烧杯中液体的密度;甲、乙中液面刚好相平,由,甲烧杯中液体对烧杯底部压强p1大于乙烧杯中液体对烧杯底部的压强p2,即;
容器底受到的压力等于总重力,由于p1>p2,容器底面积相同,根据F=pS,甲、乙烧杯底受到的压力大于乙烧杯底受到的压力,则甲容器中总重力大于乙中的总重力;两个烧杯相同,水平面受到的总压力相等,根据,受力面积相同,甲烧杯水对地面的压强p1'大于乙烧杯对地面的压强p2',即,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
物体漂浮时,受到的浮力等于物体的重力;浮力相等时,排开液体的体积越小,液体密度越大,根据p=ρgh,可以比较容器底受到的压强的大小;根据F=pS,计算压力的大小;根据,比较压强的大小。
2.减小受力面积;等于
生活中人们发现,用A、B两个核桃放在一起捏比单独捏一个核桃更容易捏破,这是通过减小受力面积的方法增大了压强;捏核桃时,A、B间的压力和受力面积相同,核桃A对B的压强等于核桃B对A的压强。
减小受力面积可以增大压强;当压力和受力面积相同时,压强相等。
3.大气压;增大;自重(或自身的重力)
4.解:(1)探空仪的重力
(2)探空仪对水平桌面的压力
探空仪对水平桌面的压强
(3)气球悬浮
①
氦气球受到浮力
②
由①和②得到悬浮时氦气球的体积
答:(1)探空仪所受的重力是4N;
(2)探空仪对水平桌面的压强是200Pa;
(3)悬浮时氦气球的体积是0.6m3。
(1)根据G=mg,计算物体的重力;
(2)根据,计算压强;
(3)物体悬浮时,利用F浮=G物,计算浮力大小,结合,计算排开液体的体积。
5.(1)海绵凹陷程度;转换法
(2)甲、乙;A
(3)压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显
(4)更深
(5)没有控制压力大小相等
(6)不能
(1)本实验将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度,研究方法为转换法。
综上 第1空、海绵凹陷程度; 第2空、转化法;
(2)甲、乙两图中,受力面积相同,乙中小桌对海绵的压力更大,海绵凹陷更深,所以可得出结论:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
A.限载是为了在接触面相同下,减小压力,从而减小压强,与上述结论相符合,故A符合题意;
B.蚊子的口器比较尖锐,是在压力相同下,通过减小受力面积来增大压强的,与上述结论不相符,故B不符合题意。
故选A。
综上 第1空、 甲乙;第2空、A;
(3)图乙和图丙两次实验压力相等,乙的受力面积更小,压力作用效果更明显,所以当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
综上 第1空、 压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
(4)将小桌和砝码沿海绵向右平移,受力面积变小,压力作用效果变大,所以海绵的凹陷程度更深。
综上 第1空、 更深;
(5)戊图中物体A、B两部分对泡沫的压力大小和受力面积均不同,无法探究压力作用效果与受力面积的关系。
综上 第1空、 没有控制压力大小相等。
(6)木板的形变不明显,无法判断压力作用效果,所以长木板,不能探究出压力的作用效果与受力面积的关系。
综上 第1空、 不能;
1、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如本题中 压力作用效果 难以直接测量,所以需要通过海绵的凹陷程度进行测量;
2、压强的影响因素:公式为P=F/S,所以压强的大小和压力大小成正比,和受力面积成反比;压强大小于接触面材料无关,所以在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(1)[1][2]本实验运用转换法,将压力的作用效果转换为海绵的凹陷程度。
(2)[1]甲、乙两图中,受力面积相同,而乙中小桌对海绵的压力更大,海绵凹陷更深,说明乙中小桌对海绵的压力作用效果更明显,故可得出结论:当受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
[2]A.限载是为了减小压力,从而减小压强,与上述结论相符合,故A符合题意;
B.蚊子的口器比较尖锐,是通过减小受力面积来增大压强的,与上述结论不相符,故B不符合题意。
故选A。
(3)图乙和图丙两次实验压力大小相等,乙的受力面积更小,结果压力作用效果更明显,故可得出结论:当压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)如图丁,将小桌和砝码沿海绵向右平移,受力面积变小,压力的作用效果变大,所以此时海绵的凹陷程度与图丙中相比更深。
(5)戊图中物体A、B两部分对泡沫的压力大小和受力面积均不同,没有控制压力大小相同,故无法探究压力作用效果与受力面积的关系。
(6)由于木板的形变不明显,无法判断压力作用效果,故若将海绵换成长木板,不能探究出压力的作用效果与受力面积的关系。
6.A
7.D
①容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的压力相等:F甲=F乙,故①错误;
②液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据可知,乙的密度小,故ρ甲>ρ乙,故②错误;
③因为ρ甲>ρ乙,且液面相平,根据可知,液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故③正确;
④总重相等,容器的底面积相等,根据得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故④正确;
故答案为:D.
根据容器形状和底面积相等,判断体积大小,根据质量和体积计算密度大小;结合液体的深度,判断液体压强大小;根据总压力和受力面积的关系,判断压强大小。
8.B
A.大连舰、海南舰在水中处于漂浮状态,受到的重力等于其浮力,A不符合题意;
B.舰艇并排行驶时,舰艇带动其周围的水随船向前运动,结果使舰艇内侧之间的水流速度大于舰艇外侧的水流速度;因为水的流速越大,压强越小,水的流速越小压强越大,所以舰艇内外侧的水存在压强差,水的压强差使两舰艇靠近,进而发生碰撞,为了避免舰艇相“吸”碰撞,故不采用“并排”行驶,B符合题意;
C.长征18号潜艇受到的重力等于其浮力时该艇可能处于漂浮状态,也可能处于悬浮状态,C不符合题意;
D.海南舰始终漂浮于水面上,由漂浮条件可知,浮力等于重力,即 ,当舰载直升机起飞后,海南舰的重力G减小,海南舰仍处于漂浮状态,故所受浮力F浮减小;由阿基米德原理 可知,排开水的体积减小,D不符合题意。
故答案为:B。
物体在液体中的浮沉条件:漂浮: ;悬浮:;下沉:F浮<G。
流体流速越大,流体产生的压强越小;流体流速越小,压强越大。
根据阿基米德原理分析浮力的大小,根据p=ρgh分析受到的压强的变化。
舰载直升机飞离后,海南舰自重减小,因其仍漂浮,根据漂浮条件 判断浮力的变化;根据阿基米德原理F浮=ρgV排判断海南舰排开的水的体积的变化。
9.(1)解:正方体在水底时排开水的体积V排=V=(0.2m)3=8×10-3m3
受水的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N
答:正方体在水底时受水的浮力是80N;
(2)解:正方体在水底时上表面受水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×(1.5m﹣0.2m)=1.3×104Pa
答:正方体在水底时上表面受水的压强是1.3×104Pa;
(3)解:正方体的重力G=mg=ρVg=2×103kg/m3×10N/kg×(0.2m)3=160N
拉力F=G﹣F浮=160N﹣80N=80N
将正方体提到其上表面刚与水面相平时,拉力做的功W=Fs=80N×(1.5m﹣0.2m)=104J
小文做功时的功率
答:将正方体提到其上表面刚与水面相平时,用时4s,此过程中,小文做功时的功率是26W。
(1) 正方体在水底时排开水的体积等于物体体积,即V排=V,正方体受水的浮力F浮=ρ水gV排;
(2)由图可知上表面距离水面的深度,由p=ρ水gh可知正方体在水底时上表面受水的压强;
(3)由G=mg计算正方体的重力,由力的平衡求出拉力为F=G﹣F浮,将正方体提到其上表面刚与水面相平时,拉力做的功W=Fs,做功功率为率。
10.(1)大于
(2)C
(3)液体压强与液体密度有关
(4)打开
(5)右
11.C
12.连通器;大气压;变小
13.连通器;小
(1)上端开口,下端连通,可以看成一个连通器;
(2)B管上方管细,空气流速大压强小,A管上方压强大。
(1)上端开口,下部连通的容器叫做连通器;连通器的特点是容器中的同一种液体不流动时,各个容器中液面总是相平的;
(2)气体和液体称为流体,常见的流体是空气和水,流体流速大的位置,压强小。
14.通器;
将两端开口的薄壁玻璃管竖直插入水槽中,由于此时玻璃管和容器的上端开口、下端连通,这样组成了一个连通器。根据二力平衡,当玻璃管内水面下降h时,管内液体与水在此处的压强相等,则有p液=p水,由p=ρgh可得ρ液gl=ρ水gh,代入数据可得。
上端开口,下端连通的装置叫连通器,连通器内同种液体静止时,各液面总是相平的;液体稳定时,液体与外部水的压强相等,根据压强的计算公式表示出该液体的密度。
15.B
16.D
17.受力面积;深度;马德堡半球
第1空、 当用两个手指轻轻按压铅笔两端时,两个手指受到的压力是一样的,但是按压笔尖的手指受力面积小,感觉更痛,而按压笔尾的手指受力面积大,痛感较弱,这就清晰地表明了在压力相同的情况下,压力的作用效果与受力面积有关。故该空填“ 受力面积 ”;
第2空、 帕斯卡裂桶实验中,水的密度是不变的,随着水的深度不断增加,液体压强也不断增大,最终导致木桶破裂,这就说明了液体压强与深度有关。故该空填“ 深度 ”;
第3空、 马德堡半球实验中,将两个半球紧密合拢,抽出里面的空气后,球外的大气压就把两个半球紧紧地压在一起,要用很大的力才能将它们分开,这个实验非常直观且有力地证明了大气压的存在。故该空填“ 马德堡半球 ”。
图甲中通过手指在铅笔不同位置痛感不同,且压力相同,自然会想到与受力面积这个因素有关;图乙根据裂桶这一结果以及液体的特点,联系到液体压强随深度变化这一知识点;图丙看到两个半球紧密结合且难以分开的现象,结合所学知识就会明确这是证明大气压存在的马德堡半球实验。
18.小;上;减小
19.B
20.热值;越小;电磁波
航空煤油热值高,与其他燃料比较,完全燃烧时放出的热量多;飞机机翼上方是凸形的,下方是平的,相同时间内,空气通过上方的路程大,通过下方的路程小,通过上方的速度大,通过下方的速度小,根据流体流速越大,压强越小,飞机机翼上方的压强小,下方压强大,机翼受到压强差的作用,受到压力差的作用,产生向上的升力作用;电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播, 机长与地面联络是利用电磁波。
热值高的燃料放热更多;流速大的位置压强小;电磁波可以在真空中传播。
21.较小;大;上
发生火灾时,燃烧产生的有毒气体温度较高,密度较小而上浮,会分布在房间上方,为了避免吸入有毒气体,应该贴近地面爬行。
飞机的机翼上凸下平,飞行时,机翼上方的空气流速大,压强小,机翼下方的流速小,压强大,上下表面产生压强差,使机翼受到向上的升力。
气体的温度越高,密度减小会上升;流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
22.D
23.D
A、根据阿基米德原理:小球A受到的浮力F浮A=ρ水gV排A,剪断细线后,小球上浮,V排A变
小,浮力变小,故A正确;
B、甲、乙两图中容器对桌面的压力都等于容器的重力、容器中水的重力、两小球的重力之和;容器对桌面的压强等于容器对桌面的压力除以容器的底面积,,压力没有变化,容器底面积没有变,所以压强不变,故B正确;
C、剪断细绳后,A排开水的体积变小,容器内水的深度变小,根据液体压强p=ρgh可知液体对容器底的压强变小 ,故C正确;
D、向乙图容器加入足量食盐溶解后,液体的密度变大,A球还是处于漂浮状态,根据物体的沉浮条件的A球受浮力等于重力大小,A球的重力不变,所受的浮力也不变;图乙没有加盐前,B求沉底,根据沉浮条件可以浮力小于重力, 向乙图容器加入足量食盐溶解后 ,若B球处于漂浮,此时的浮力等于重力,这种情况浮力增加了;若加盐后B求仍处于沉底浸没状态,根据浮力F浮=ρ液V排g,V排不变,ρ液变大,浮力变大,故D错误;
故本题选:D。
A、根据阿基米德原理F浮A=ρ水gV排A进行判断;
B、甲、乙两图中容器对桌面的压力都等于容器的重力、容器中水的重力、两小球的重力之和,容器对桌面的压强等于容器对桌面的总压力除以容器的底面积,据此判断;
C、剪断细绳后,A排开水的体积变小,容器内水的深度变小,根据液体压强p=ρgh判断液体对容器底的压强变化;
D、向乙图容器加入足量食盐溶解后,液体的密度变大,A球还是处于漂浮状态,根据物体的沉浮条件的判断A球受浮力;没有加盐前,B求沉底,根据沉浮条件可以浮力小于重力, 向乙图容器加入足量食盐溶解后 ,B球分漂浮和沉底两种情况,根据浮沉条件和阿基米德原理判断。
24.(1)①,②;(2)①,②
25.(1)6N;(2)3000Pa;(3)
26.C
A.覆杯实验中,纸片在大气压的作用下,不会下落,利用了大气压,故A不符合题意
B.使用吸盘挂钩时,排出吸盘里面的空气,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧压在墙壁上,利用了大气压,故B不符合题意;
C.向两蜡烛中间吹气,点燃的烛焰向中间靠拢,点燃另一支蜡烛,是流体流速大,压强小,没有利用大气压,故C符合题意;
D.真空压缩袋工作时,把袋内空气抽走,外界大气压把袋内物品压扁,利用了大气压,故D不符合题意。
故选C。
覆杯实验、吸盘挂钩利用大气压的作用;流体中流速越大的地方压强越小。
27.B
A.载重汽车装有很多轮子,是通过增大受力面积减小压强,故A错误;
B.盲道由凸起的棱和圆点组成,是通过减小受力面积增大压强,故B正确;
C. 图钉的钉帽做得很大,是通过增大受力面积减小压强,故C错误;
D. 推土机的履带做得很宽 ,是通过增大受力面积减小压强,故D错误;
故答案为B。
增大压强的方法:压力一定时,减小受力面积;受力面积一定时,增大压力。
28.;乙
根据压强公式P=ρgh计算可知 水对容器底的压强是P=103Pa ,根据密度公式m=ρv计算可知,乙丙质量相同大于甲,所以乙丙浸没水中时对地面压强的变化量最大,乙的体积最大使得液体高度升高最大,所以乙 使水对容器底部压强的变化量 最大
综上第1空为;第2空为乙
根据压强公式P=ρgh,以及密度公式m=ρv计算分析
压强的计算:据题可知水深0.1m,所以P=ρgh据此计算水对容器底部的压强,根据密度公式m=ρv计算可知,乙丙质量相同大于甲,根据受力分析可知,物体重力等于压力,所以乙丙浸没水中时对地面压强的变化量最大,乙的体积最大使得液体高度升高最大,所以液体压强最大。
29.0.6;3×103;1.24×103
30.;在液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。;水;隔板两边都加入水,让左边的水面低于右边的水面;;
(1)隔板左右两侧液体密度相同,水深度相同,所以左、右边对橡皮膜产生的压强相等,橡皮膜没有发生形变,如下图:
(2)隔板两边的液面高度等高,橡皮膜向液体密度较小的一边突出,所以可得出结论是:在液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
(3)检验“在同种液体中液体压强与深度有关”,变量为深度,其余因素相同,即选择同种液体,①选择同种液体,如:水;
②实验操作:让左边的水面低于右边的水面,现象:橡皮膜向左突出,如下图所示
(4)同种液体中深度越大,压强越大,所以橡皮膜2处由于深度大于橡皮膜1处的深度,则薄膜的弯曲程度更大,如下图:
综上 第2空、 在液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。 第3空、水; 第4空、隔板两边都加入水,让左边的水面低于右边的水面 。
1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。
31.(1)3×104N;(2)2×104Pa;(3)减小对地面的压强
32.(1)解:货车对地面的受力面积:
,
货车的最大重力等于货车对地面的最大压力,由可得货车的最大重力:
沙子的最大重力:
,
沙子的最大质量:
(2)解:货车匀速运动,则货车受到的牵引力:
牵引力做的功:
(3)解:由可得,发动机做的总功:
。
发动机的功率:
(1)根据F=pS计算压力大小;利用,计算物体的质量;
(2)根据W=Fs,计算牵引力做功的多少;
(3)根据,计算总功,利用,计算功率的大小。
33.解:(1)饮料的密度ρ=1.4g/cm3=1.4×103kg/m3,
杯底受到饮料的压强:p=ρgh=1.4×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2800Pa;
(2)由可知,杯底受到饮料的压力:F=pS=2800Pa×50×10-4m2=14N;(3)饮料杯、饮料和冰块的总重力:G=G1+G2+G3=m1g+m2g+m3g=0.08kg×10N/kg+1.4kg×10N/kg+20×10-3kg×10N/kg=15N,
杯底对桌面产生的压力:F'=G=15N,
杯底对桌面产生的压强:。
答:(1)杯底受到饮料的压强是2800Pa;
(2)杯底受到饮料的压力是14N;
(3)杯底对桌面产生的压强是3.008×103Pa。
(1)根据p=ρgh求出杯底受到饮料的压强;
(2)根据求出杯底受到饮料的压力;(3)根据G=mg求出饮料杯、饮料和冰块的总重力,杯底对桌面产生的压力等于饮料杯、饮料和冰块的总重力,根据求出杯底对桌面产生的压强。
34.(1);(2);(3)
35.高度差;不漏气;不变;不正确;没有控制金属盒在液体中的深度相同
(1)压强计是通过U形管内两侧液面高度差显示橡皮膜所受压强的大小,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,若观察到U形管中液面变化显著,说明该装置不漏气。
(2)将橡皮膜转向下方,观察到Δh不变,原因为当液体密度不变时,液体内同一深度向各个方向的压强都相等
(3)往烧杯中加入一些浓盐水,液体的密度、金属盒在液体中的深度均变大,变量不唯一,所以小明的做法不正确。
综上 第1空、 高度差;第2空、不漏气; 第3空、不变; 第4空、不正确; 第5空、 没有控制金属盒在液体中的深度相同。
1、压强的计算:公式为P=ρgh,压强和液体的密度、浸没深度有关,且密度越大,压强越大,深度越大,压强越大, 在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 相同;
2、液体压强影响因素的试验:仪器有压强计、不同密度的液体,U型管;试验步骤:检查装置的气密性,方法为 按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化 明显,则气密性良好;使用控制变量法,探究压强和深度关系时,需要控制液体密度不变;
3、转换法:转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小。