第8讲 压强
第1节 压力 压强
__基础巩固
1. (沪科习题改编)如图所示,小明用细钢丝切肥皂.细钢丝可以( )
第1题图
A. 减少受力面积,增大压强
B. 减少受力面积,减小压强
C. 增大受力面积,减小压强
D. 增大受力面积,增大压强
2. 如图所示的实例中,目的是增大压强的是( )
3. (2025福建)如图为搭乘“天舟八号”前往中国空间站的月壤砖的模型,该模型等同于由四个相同正方体组合而成.将其放在地球水平桌面上,对桌面压强最小的是( )
第3题图
4. (2025玉溪红塔区一模)如图所示,右手手指和左手手掌分别沿水平方向压在气球的两侧,使气球保持静止.下列说法正确的是( )
第4题图
A. 手掌对气球的压力与气球对手掌的压力是一对平衡力
B. 手指与手掌受到气球的压力是一对相互作用力
C. 手指对气球的压强大于手掌对气球的压强
D. 手指对气球的压力大于手掌对气球的压力
5. (2025甘肃省卷)救生员营救冰面被困人员时,通常匍匐前进,这是为了________(选填“增大”或“减小”)人对冰面的压强;匍匐前进时救生员对冰面的压力________(选填“大于”“小于”或“等于”)直立前进时救生员对冰面的压力.
6. (2025昆明五华区三模)某实验小组将同一物块先后放在海绵和水平桌面上,如图所示.物块对海绵的压强________(选填“>”“<”或“=”)对桌面的压强;若物块重力为20 N,其底面积为1.0×10-3 m2,桌面面积为1.5×10-2 m2,物块对桌面的压强为______Pa.
第6题图
7. (沪科习题改编)货车超载就很容易把路面压坏.某段路面能承受的最大压强为7×105 Pa,已知12轮平板车与地面的总接触面积为0.48 m2,在保证路面安全的情况下,则平板车对地面的最大压力为______N,平板车的多个轮子是通过________的方式来减小压强的.
8. 如图所示是我国自主研发的长航程极地漫游机器人,科考队员在南极附近遥控机器人,机器人质量为500 kg,每条履带与水平冰面的接触面积为0.1 m2,g取10 N/kg.求:
第8题图
(1)机器人受到的重力.
(2)机器人对水平冰面的压强.
(3)新考法 科学论证若南极某处冰面能承受的最大压强为4.2×104 Pa,科考队员及其装备的总质量约为90 kg,他双脚跟冰面的接触面积为400 cm2,请你通过计算说明科考队员能否在水平冰面上安全行走,若不能,请你帮科考队员想个可行的办法(合理即可).
__能力提升
9. (2025广安)如图所示,同种材料制成的甲、乙、丙三个实心长方体放于水平面上,高度h甲=h乙<h丙,底面积S甲<S乙=S丙,下列判断正确的是( )
第9题图
A. 物体对水平面的压强:p甲<p乙=p丙
B. 物体对水平面的压力:F甲<F乙=F丙
C. 物体的密度:ρ甲>ρ乙>ρ丙
D. 物体的质量:m甲<m乙<m丙
__思维拓展
10. 新考法 解决实际问题 (2024北京)近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹.生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲.在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙,图中每个小方格的面积均为9 cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积.测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100 cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30 kg.忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10 N/kg,求:
第10题图
(1)该东北虎一只脚印的面积.
(2)该东北虎的质量.
第2节 液体压强
__基础巩固
1. (2025成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一.轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是( )
A. 茶壶 B. 密度计
C. 高压锅 D. 液体温度计
2. (2025扬州)2025年1~5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低.如图,水位尺上P点较去年同期( )
第2题图
A. 深度不变 B. 深度变大
C. 压强变小 D. 压强不变
3. (人教习题改编)老师在课堂上演示了如图所示的实验,将一个空药瓶瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同,下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
第3题图
A. 瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B. 瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C. 两次都向内凹,形变程度相同
D. 两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
4. (2025湖北省卷节选)小凯用液体压强传感器测量盐水内部压强的大小,画出盐水内部压强随深度变化的图线,盐水内部压强随深度增大而________;用酒精重复上述实验,酒精内部压强随深度变化的图线,如图所示.比较两条图线,深度相同时,盐水的压强比酒精________;液体的密度越大,内部压强与深度的比值越________.
第4题图
5. (人教例题改编)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录.“奋斗者”号在海水中下潜过程中受到海水的压强________(选填“增大”或“减小”);当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m深处时,海水产生的压强约为________Pa.(海水的密度近似为1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
6. 如图所示,两端开口的玻璃管底部用橡皮膜封住,放入水中,玻璃管底部距离水面8 cm,则玻璃管底部受到水的压强为________Pa.现保证玻璃管在水中的深度不变,向玻璃管中缓缓注入密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则玻璃管内注入的酒精深度为________cm时,橡皮膜恰好不发生形变.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第6题图
7. (2025苏州改编)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个面上开了六个相同圆孔,在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f,将它压入水中后,出现如图乙所示的现象.通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,________越大,水的压强越大.想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是:___________________________________________________________________.
第7题图
8. (2025广东省卷)在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关.
第8题图1
(1)实验前,U形管两侧液面如图1甲,应重新安装橡胶管使两侧液面________.
(2)调好器材后,探究猜想①和②.比较图乙、丙可知:同种液体,________,压强越大;已知ρ水>ρ酒精,比较图丙、________可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大.
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致.已知ρ盐水>ρ水,根据实验结论推测,探头的位置可能在________(选填“a”“b”或“c”)处.
(4)探究猜想③,如图2,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论,此实验设计不合理的地方是__________________________________________________________.
第8题图2
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是_________________________________.
9. [地方特色](2024西双版纳一模改编)云南省的茶文化深入日常生活,茶壶几乎是每家必备的常用器具.学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究.她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强.
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶内外底面积相同)
第9题图
__能力提升
10. (2025昆明八中一模)(多选)如图所示,质量为2.5 kg,体积为0.001 m3的均匀正方体甲和底面积为0.02 m2的薄壁柱形容器乙放在水平地面上(容器质量可忽略),乙容器足够高,内盛有0.1 m深的水.以下说法中正确的是(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( )
第10题图
A. 甲对水平地面的压强为2 500 Pa
B. 乙容器内水对容器底的压力为200 N
C. 沿竖直方向切去一部分甲的体积,就可以使甲剩余部分对水平地面的压强恰好等于水对乙容器底部的压强
D. 当甲物体水平切去的体积和乙容器抽出水的体积均为7.5×10-4 m3时,甲剩余部分对水平地面的压强恰好等于剩余水对乙容器底部的压强
第3节 大气压强 流体压强与流速的关系
1. (2024徐州)我国南北朝时期成书的《关尹子·九药篇》中说:“瓶存二窍,以水实之,倒泻;闭一则水不下.”瓶上有两个小孔,闭住一个,水就流不出来,主要是由于( )
A. 重力的作用 B. 摩擦力的作用
C. 浮力的作用 D. 大气压的作用
2. (2025宜宾)下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是( )
A. 生活中常用吸管喝牛奶
B. 机翼表面设计成上凸下平
C. 高压锅容易把食物煮熟
D. 拦河大坝设计成上窄下宽
3. (2025南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其他三项不同的是( )
A. 胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B. 正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C. 地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D. 制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
4. (2025昆明盘龙区一模)如图所示,下列与压强知识相关的实验,分析正确的是( )
第4题图
A. 图甲是帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随深度的增加而减小
B. 图乙中,高压锅烹饪的原理是液体的沸点随着气压的增大而减小
C. 丙图两船并排行驶,船中间水的流速较大压强较小,两船容易发生碰撞
D. 图丁是托里拆利实验,在教室内可以用水代替水银完成该实验
5. (沪科习题改编)如图所示,用两个吸盘模拟马德堡半球实验:将两个吸盘对接,用力挤压出空气后难以将其分开,说明吸盘内部气体压强________(选填“大于”“等于”或“小于”)大气压强.在该实验中,如果换用面积更大的吸盘,在相同的大气压强环境下,将两个吸盘分开需要的力会变________.
第5题图
6. (2025江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强________,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越________.
第6题图
7. (2025广安)慢跑是一种有益于健康的运动项目.在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路,其中一个原因是车辆通过时,车道空气流速变大,压强________,容易发生危险.此外我们在跑步过程中,要调节好自己的呼吸频率,吸气时空气在________的作用下进入人的肺部.
8. (2025昆明晋宁区三模)位于我国新疆天山东部南坡的吐鲁番盆地,其海拔最低点达到-154.31米.这个盆地是中国地势最低的区域,也是世界上少有的海拔为负值的地方之一.若在此做托里拆利实验,水银柱的高度________76 cm,在此烧水,水的沸点是________100 ℃.(均选填“高于”“低于”或“等于”)
参考答案
第1节 压力 压强
1. A 2. D 3. D 4. C
5. 减小 等于 6. = 2×104
7. 3.36×105 增大受力面积
8. 解:(1)机器人受到的重力
G=mg=500 kg×10 N/kg=5 000 N
(2)机器人对水平冰面的压力F=G=5 000 N
由图可知,机器人有四条履带,受力面积
S=4×0.1 m2=0.4 m2
故机器人对水平冰面的压强
p===1.25×104 Pa
(3)科考队员对水平冰面的压力
F人=G人=m人g=90 kg×10 N/kg=900 N
科考队员在水平冰面上行走时,相当于单脚着地,冰面的受力面积S冰===200 cm2
科考队员行走时对水平冰面的压强
p人===4.5×104 Pa>4.2×104 Pa
所以科考队员不能在水平冰面上安全行走,可以采用的措施有在脚下垫上轻质木板或减轻身上携带的装备等(合理即可)
9. D
10. 解:(1)东北虎一只脚印的面积
S=15×9 cm2=135 cm2=1.35×10-2 m2
(2)容器对雪地的压力
F=G=mg=30 kg×10 N/kg=300 N
由p=可得,容器对雪地的压强
p===3×104 Pa
东北虎四只脚印的总面积
S″=4×1.35×10-2 m2=5.4×10-2 m2
则东北虎的重力
G′=F′=pS″=3×104 Pa×5.4×10-2 m2=1.62×103 N
东北虎的质量m′===162 kg
第2节 液体压强
1. A 2. C 3. D
4. 增大 大 大 5. 增大 1×108 6. 800 10
7. 深度 压住塑料盒绕某一竖直轴转动半圈(其他答案合理也可)
8. (1)相平 (2)深度越深 丁 (3)a (4)没有控制探头在两液体中的深度相同 (5)更换密度不同的液体重复进行实验
9. 解:(1)水对茶壶底的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa
(2)水对茶壶底的压力
F=pS=1 200 Pa×100×10-4 m2=12 N
茶壶对桌面压力
F桌===20 N
茶壶和水的总质量m====2 kg
茶壶内水的质量m水=m-m壶=2 kg-0.6 kg=1.4 kg
10. AD
第3节 大气压强 流体压强与流速的关系
1. D 2. B 3. D 4. C 5. 小于 大 6. 大 低(或小)
7. 变小 大气压 8. 高于 高于