2026年中考物理第一轮复习训练:压强(学生版+教师版)

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名称 2026年中考物理第一轮复习训练:压强(学生版+教师版)
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文件大小 18.3MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-03-06 00:00:00

文档简介

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2026年中考物理第一轮复习:压强
一、选择题
1.“压强”单位的命名,是为了纪念科学家(  )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.安培 D.欧姆
2.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了压强的课程,以下做法能增大压强的是(  )
A.书包的背带较宽 B.在坦克上安装履带
C.图钉的钉尖又尖又细 D.火车轨道下铺设枕木
3.如图甲、乙所示,“胜哥”将同一瓶水先正立、后倒立放在水平桌面上。图甲中,水对瓶底的压强为p甲,水对瓶底的压力为F甲;图乙中,水对瓶盖的压强为p乙,水对瓶盖的压力为F乙。下列判断正确的是(  )
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
4.三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图所示是轮船通过船闸的示意图,此时上游阀门打开,下游阀门关闭。关于此时的船闸,下列说法正确的是(  )
A.闸室和上游水道构成连通器,水对上游闸门右侧的压力大于左侧的压力
B.闸室和上游水道构成连通器,水对上游闸门两侧的压力相等
C.闸室和下游水道构成连通器,水对下游阀门右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,水对上游阀门两侧的压力相等
5.连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,以下不是利用连通器原理工作的是(  )
A.茶壶 B.锅炉水位计
C.盆景的自动供水装置 D.下水道的存水弯
6.如图甲所示,水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒,筒底固定一根弹簧,原长在O点。“胜哥”将一小球放置在弹簧上,静止时位于A点(如图乙)。现将小球下压至B点,并用此处的装置锁定(如图丙)。解锁后,小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是(  )
A.图乙中圆筒对桌面的压力等于图丙中的压力
B.因为筒壁光滑,小球从B点向上运动的过程中,小球的机械能总量不变
C.图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性作用
D.小球从B点向上运动过程中动能一直减小
7.微信公众号“胜哥课程”是同学们学习的好助手,“胜哥”以具体事实、鲜活案例、生活经验和基本概念引导学生理性思考。如图,是学生实验课上的相关实验,其中分析正确的是(  )
A.图1,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会下降
B.图2,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
C.图3,是压强计,U形管两侧液面高度差越大,表示橡皮膜受到的压强越大
D.图4,将此瓶正放和倒放探究的是压力作用效果与压力大小的关系
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是(  )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
D.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
9.U形管内注入适量的水银,然后在左右两管内分别注入水和煤油.两管通过水平细管相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图所示.当阀门打开瞬间,细管中的液体会 .
A.向左流动. B.向右流动.
C.不动. D.水向右流动,煤油向左流动.
10. 生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是(  )
A.甲图:用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调
B.乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变
C.丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大
D.丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用
11.“胜哥”做托里拆利实验,让玻璃管由竖直位置慢慢倾斜到图示的位置,此时水银充满全管,下列有关说法中正确的是:
A.玻璃管竖直时,将此装置从一楼移至顶楼,水银柱会上升
B.此时外界大气压强等于74cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
12.“胜哥”用同一个实验装置分别加热200g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图。其中乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了8g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3×107J/kg,则下列说法正确的是(  )
A.甲液体是水
B.8g酒精完全燃烧放出的热量为2.4×108J
C.该酒精灯的加热效率为25%
D.0~4min内甲吸收的热量为5.02×104J
13. “胜哥”乘坐列车从甲地去乙地,车内的食品包装袋鼓起来,如图1,包装袋密封良好,车内温度不变。袋内气体质量为m,密度为,袋内气压为p,当地气压为。已知温度恒定时,质量一定的气体压强p与体积V关系如图2。则(  )
A. B. C. D.p甲'14.选项中为四种简易活塞式抽水泵结构图。其中结构设计最合理的是(  )
A. B.
C. D.
15.“胜哥”设计的监测河水流速变化的装置原理图如图所示,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持不变。闭合开关S,当水流的速度变大时(  )
A.探头的形状是为了减小水流对它的作用力
B.滑动变阻器接入电路的电阻长度变长
C.电压表测量的是电源两端的电压
D.电流表测量的是通过滑动变阻器的电流
16.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲中只有水,乙中有一小球漂浮在水面上,丙中悬浮着一个小物块, 则下列四个说法正确的是(  )
A.如果向乙中加入盐水,小球受到的浮力不变
B.如果向丙中加入酒精,物块受到的浮力不变
C.水对三个容器底部的压力关系:F甲D.三个容器对桌面的压强关系:p甲二、填空题
17. 每年冬天,某滑雪场吸引大量的游客前来游玩。如图所示,在滑雪场内,滑雪爱好者穿上滑雪板后对雪地的压强会   (选填“增大”“减小”或“不变”);当滑雪爱好者沿坡道往下滑时,速度越来越快,这是因为力能改变物体的   。
18.成语是中国传统文化的瑰宝,其中有些成语蕴含了物理知识。如:“冰山一角”表明冰山藏在水面下的   很大;“轻如鸿毛”表明鸿毛的   很小;“如坐针毡”表明针尖产生的   很大。(均填写物理量名称)
19.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,“胜哥”把同一只装满水的矿泉水瓶按照两种方式放在同一块海绵上,如图所示,这是为了控制   相同,此现象说明压力作用效果与   大小有关。
20.如图所示,U形管一侧盛有煤油,另一侧盛有水(ρ水>ρ煤油),阀门关闭时,液面相平,此时该装置   (选填“是”或“不是”)连通器;当把阀门打开时,将会发现液体   (选填“向左流动”、“不流动”或“向右流动”)。
21.南水北调中线工程从丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。工程师设计了如图所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当   。当水不流动时,水对A点的压强   (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对B点的压强。
22.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。
23.如图所示是“胜哥”用玻璃瓶和塑料吸管自制的气压计,他将塑料吸管内的水面高度调整到刚好比瓶内水面高10cm,则瓶内水面处的液体压强为    Pa;他拿着该气压计从楼下走到楼上的过程中,细管中的水柱将   (选填“升高”“降低”或“不变”)。
24.如图甲所示,火箭刚发射时,高温火焰向下喷到发射台的地面。为了保护发射台底,就建了一个大水池,让火焰喷到水中,利用水的   来吸收巨大的热量。长征二号丙运载火箭中用作燃料和助燃剂的氢和氧,都是以液体状态装在火箭里的,便于储存和运输,使氢气和氧气液化可以采用降低温度和   两种方法。
25.如图所示,塑料吸盘被   挤压在墙上;其所挂的物体越重(吸盘不掉落),吸盘所受摩擦力越   。
26.如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将   ,水对容器底的压强将   (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
27.物理小妙招,生活更精彩,如图甲所示,这是通过增大   来减小压强,提着鸡蛋在水平地面上前进时手对塑料袋的拉力是否做功;    (填“是”或“否”),图乙是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用    的作用。
28.物理学知识在生活、生产中有大量的应用。图(a)中,“乳牛自动喂水器”利用的是   原理,使两容器中的水面静止时相平;根据   知识,可用图(b)的装置进行排空气法收集气体;图(c)中,书包带做得比较宽大,是为了能减小   。
29.如图甲所示,摄影师拍摄到水底有亮、暗相间的条纹,条纹随着水面波动发生变化。水波如图乙所示,若一束光竖直入射到图示位置,则相比入射光,进入水中的光传播方向   (选填“不变”、“向左偏折”、“向右偏折”);此时水中A点受到水的压强   (选填“<”、“=”、“>”)B点受到水的压强。
30.将一边长为10cm的立方体木块(木块不吸水),用轻绳(不可伸长)拴在底面积为200cm2的薄壁容器底部,向足够高的容器中逐渐加水,如图甲所示,在这一过程中,木块受到的浮力F随水深度h变化的图像如图乙所示,由图可知木块的重力为   ,当h=20cm时剪断轻绳,当物块静止时水对容器底部的压强减小了   Pa。()
31.如图为托里拆利实验装置,由图中实验数据可判断当地大气压   (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。若换更粗的玻璃管进行实验,则测量结果   。
32.如题图所示是活塞式抽水机工作原理示意图.提起活塞时,低处的水在   的作用下到达高处,阀门B会   (选填“打开”或“关闭”):请列举一个生产生活中应用该原理的实例:   .
33.2023年5月28日,全球首架C919国产大飞机从上海虹桥机场飞抵北京首都机场,标志着C919正式投入商业营运,中国人终于坐上国产大飞机了。
(1)随着飞机从地面升空,飞机的重力势能   ;飞机能够升空飞行,是因为机翼上方空气的流速比下方空气的流速   (选填“大”或“小”),从而产生较大的升力。
(2)C919大飞机10:45离开虹桥机场,12:10到达首都机场,全程1178km,则C919大飞机本次飞行的平均速度约为   ,(结果保留整数)
三、实验探究题
34. “胜哥”对图甲中新闻报道划线的内容产生了好奇,通过实验研究液体内部的压强。
(1)用液体压强传感器测量盐水内部压强的大小,画出图乙中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,画出图乙中酒精内部压强随深度变化的图线。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   。
(2)由盐水的图线可推知一万米深处海水产生的压强约为   Pa,对大拇指盖的压力约为   N.
35.按要求填空;
(1)通过视频号“胜哥课程”观看了压力的作用效果科学视频后,小白和小华同学设计了如图所示的两种实验方案来“探究影响压力作用效果的因素”
①在小白设计的图1甲、乙、丙实验中,通过观察海绵的   来反映压力的作用效果,这里采用的研究方法也用于以下   (选填序号)实验中;
A.探究重力的大小跟质量的关系
B.研究阻力对物体运动的影响
C.研究影响浮力大小的因素
D.探究二力平衡的条件
②比较图1甲、乙,可以得到的结论是:   。
③如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是   。
(2)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小白用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的操作,如图2甲、乙、丙所示:
①在图2乙中,木块受到的滑动摩擦力大小等于   ;
②分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:   。
36.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,“胜哥”利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验.
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下____(填序号)实验中.
A.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.当电压一定时,探究电流与电阻的关系
C.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,   越小,压力的作用效果越明显.
(3)对比甲、丁两图,“胜哥”认为压力的作用效果与压力大小无关.你认为他的观点   (填“正确”或“错误”),并说明理由:   。
37.“胜哥”在“测量某液体密度”的实验中,实验步骤如下:
(1)如图甲所示,把天平放在水平台上,发现天平水平平衡时游码未归零,将游码归零后,为使天平水平平衡,应向   (选填“左”“右”)调节平衡螺母;
(2)调节水平平衡后,进行以下实验操作:
①测得空烧杯的质量m0=33.4g;
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,如图乙所示m1=   g;
③将液体全部倒入量筒中,测出液体体积V,如图丙所示V=   cm3;
④待测液体的密度ρ=   kg/m3;
(3)实验结束后,“胜哥”指出,以上实验过程中,烧杯中会残留部分液体导致所测密度   (选填“偏小”“偏大”“不变”),于是她提出另一种测量液体密度的方案。实验器材有弹簧测力计、细线、金属块(不吸水、不沾水)、两个烧杯、足量的水和待测液体。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中倒入适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将金属块浸没在水中(未接触烧杯底和烧杯壁),静止时测力计示数记为F2;
④将金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯底和烧杯壁),静止时测力计示数记为F3;
⑤待测液体的密度ρ液=   (用ρ水及测得的物理量表示)。
38.“胜哥”按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能   漂浮在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图A所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中的情景如图B所示,浸入的长度为h,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ水   ρ液(选填“=”、“>”或“<”),密度计A、B两图中所受浮力大小FA   FB,ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=   。
(3)“胜哥”把这支简易密度计分别放入水、盐水和植物油中,稳定后记下简易密度计与液面相平的位置,并标出这种液体的密度(ρ盐水=1.1×103kg/m3,ρ植物油=0.9×103kg/m3),则上面图C中a,b,c,d四种刻度的标示合理的是   ;
(4)“胜哥”发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学提出如下改进方案,其中可行的 。
A.换大的容器盛放液体做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
39.小红和同学制作水火箭时,通过打气筒向塑料瓶中打人气体后,瓶中气体压强变大,将瓶中的水向下喷出,从而使火箭获得动力升空。针对这个现象,小红提出一个问题:瓶中气体的压强与哪些因素有关?并作出以下猜想:
猜想一:可能与瓶中气体的体积有关:
猜想二:瓶中气体的质量越多,气体压强变大,可能与瓶中气体的质量有关。
为检验上述猜想,她准备了如下器材进行探究:自家汽车里的“胎压计”、4个粗细均匀规格不同的大号注射器(25mL/50mL/75mL/100mL)、可连接到注射器针孔的橡胶软管。
(1)该实验需采用   的实验方法进行探究;
(2)小明用一个25mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上,通过推拉活塞,记录下注射器筒的体积值和胎压计显示的压强值,测得数据记录如表1所示。该实验操作是为了验证猜想   ,由表1数据可以得到的结论是:质量一定时,气体压强与   有关:
表1
V/mL 25 20 15 10 5
p/kPa 100 125 167 250 500
(3)小明随后使用4种规格的注射器,依次吸入最大体积的空气后,通过推拉活塞,使其体积都达到25mL,待温度稳定后记录下胎压计显示的压强值,测得数据记录如表2所示,由此可以得出的结论是:   。
表2
注射器规格/mL 25 50 75 100
p/kPa 100 200 300 400
(4)根据你的经验猜想,轮胎的胎压还可能与   有关,你做出猜想的依据是   。
40. “胜哥”采用如图乙所示的装置进行“探究水的沸腾特点”的实验。
(1)小科通过视频号“胜哥课程”观看了相关视频,视频中观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图a、b所示,则图   是沸腾时的情形。
(2)按图乙安装器材进行实验,当水温接近90℃时,每隔1min记录一次水温,并绘制了如图丙所示的水温随时间变化的图像,由图像可知:该实验测得水的沸点是   ℃,“胜哥”想提高水的沸点,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法   (选填“可行”或“不可行”)。
(3)图丁中a图像是“胜哥”根据记录绘制的水沸腾图像,其他条件不变,仅减少水的质量,则温度与时间的关系对应的图中图线为   。
41. 图甲是“胜哥”自制的一枚水火箭,图乙是水火箭发射后依次经过ABCD的运动轨迹。
(1)将瓶塞塞紧并向瓶内充气时,瓶内气体的质量   ,密度   ,瓶内气压   (以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”)。拔出瓶塞后,水从瓶子尾部喷出,同时水火箭向上发射,这个过程中水火箭运动状态   (选填“改变”或“不变”)
(2)水火箭在B点时水已排尽,若忽略空气阻力,请在图丙方框内画出水火箭在B点时的受力示意图(“·”表示水火箭)   ,水火箭能继续向上运动是因为具有   。
(3)若水火箭在C点时受到的所有力都消失,它将   (选填序号)
①静止
②沿a方向做匀速直线运动
③沿b方向做匀速直线运动
(4)图丁的水火箭,竖直向上发射时总是向左偏。经测定,水火箭左边的气体流速大于右边的气体流速,左边的气体压强   (选填“大于”“小于”或“等于”)右边的气体压强。
四、科普阅读题
42.阅读短文,回答问题。
涡轮喷气发动机
2023年5月28日,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919(如图甲所示),历时2h从上海到北京,标志着这一机型完成首次商业载客飞行。
如图乙所示,为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机,其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道。当飞机加速飞行时,飞机要获得更大的推力,飞机需要燃烧更多的燃料,同时需要更多的氧气来助燃。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作,一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。
图甲 图乙 图丙
(1)涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时内能   (选填“增大”“减小”或“不变”);这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,此过程的能量转化相当于热机的   冲程,涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却,这是利用了水的   (填一种物理特性)的特点;
(2)设可调管道的通风口面积为,当飞机加速飞行时,应使通风口面积   (选填“变大”“不 变”或“变小”);
(3)已知,涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示,当飞机以400的速度水平匀速飞行5min的过程中,飞机克服阻力做的功为   J。
五、实践探究题
43.某新闻报道:我国深海考古世界级大发现,水下千米级深度首次发现明代沉船遗址。但由于液体压强,打捞难度极大。由此,小明猜想液体压强可能与_有关。
【证据】
⑴如图甲所示,他在家里找到了一个透明漏斗和一个弹性非常好的橡皮膜,然后把橡皮膜套在漏斗上。
⑵找一个透明杯子装适量水,把漏斗放进水中不同深度观察橡皮膜的凹陷程度(如图丙、丁)。
⑶在水中放入适量食盐,搅拌均匀,再把漏斗放入盐水中(如图乙)。
【解释】
(1)观察丙、丁,说明液体压强随深度的增加而   。
(2)观察   ,说明液体压强还与   有关。
(3)【交流】
实验通过观察橡皮膜的   来反映液体压强的大小。
(4)乙、丙两次实验有一个前提条件,即它们浸入液体的   要相同,这种研究物理问题的方法叫作   法。
六、计算题
44.如图甲所示,用水龙头往重为10N的置于水平地面的容器中注水直到容器装满(容器上下两部分均是规则柱形),已知水龙头每秒注水100cm3,水对容器底部的压强与时间的关系如图乙所示,忽略容器壁的厚度,求:(水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)第42秒时,水的深度;
(2)容器的底面积;
(3)第40秒时,容器对水平地面的压强。
45.“胜哥”用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示;然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,实验过程中水始终未溢出(水的密度为,取),求:
(1)物块的质量;
(2)物块受到的最大浮力;
(3)物块的密度;
(4)物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强。
46.日常生活中,茶壶、洗手池的存水弯管、船闸等都利用了连通器原理,如图甲所示的连通器,其质量为 100g,底面积为 40cm2,内部装有质量为 300g、密度为 1.2×103kg/m3的某种液体,此时液面高度h=10cm,g取 10N/kg。
(1)求连通器底部受到的液体压强;
(2)求连通器对水平桌面的压强;
(3)在图甲连通器两个竖管中加上活塞,将液体密封起来,就构成一个简易的液压机。液压机的工作基础是帕斯卡定律(如图乙所示),法国物理学家帕斯卡研究发现:当外力 F1作用在活塞 1 上时,活塞 1 对密闭液体产生的压强为 P1,活塞 2 就会受到密闭液体向上的压强 P2,而 P1=P2。根据两个活塞的面积大小比例,就可以实现用小的压力 F1来产生较大的支持力 F2。图丙为应用液压机原理工作的汽车千斤顶,该千斤顶的大、小活塞横截面积分别是 100cm2和 4cm2,当在小活塞上施加 400N 的压力时,则在大活塞上能支持的物体的最大质量是多少?
(4)若不增加作用在小活塞上的力,如何实现使大活塞一端支持起更重的物体?(答出一种具体的方法即可)
47.2022年5月15日凌晨1时26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空,4时40分达到9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为9000㎡2,总重力为2.6×104N,内部上层充满氮气,中间隔开,下层是空气,如图所示。随着高度上升,浮空艇通过排出下面部分的空气,调节整个浮空艇的压力差在安全范围内。通过与地面错泊设备连接的系揽进行升空和驻空,通过系揽里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测,助力揭示青藏高原环境变化机理,对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。请解答以下问题:
(1)在海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3,浮空艇总体积约为9000m3,浮空艇在此处受到空气的浮力
(2)浮空艇悬浮在海拔4300m高度时,与地面错泊设备连接的系揽对浮空艇的拉力;
(3)随着高度上升,浮空艇为什么需要通过排出下面部分的空气使浮空艇的压力差在安全范围内:
(4)随着浮空艇高度的增加,浮空的浮力是否会发生变化,请说明理由。
48.甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2.甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的水面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
答案解析部分
1.【答案】B
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】A
7.【答案】C
8.【答案】D
9.【答案】A
10.【答案】D
11.【答案】C
12.【答案】A
13.【答案】B
14.【答案】B
15.【答案】D
16.【答案】A
17.【答案】减小;运动状态
18.【答案】体积;密度;压强
19.【答案】压力大小;受力面积
20.【答案】不是;向左流动
21.【答案】连通器;小于
22.【答案】变小;大气压
23.【答案】1×103;升高
24.【答案】汽化;压缩体积
25.【答案】大气压;大
26.【答案】不变;不变
27.【答案】受力面积;否;大气压
28.【答案】连通器;密度;压强
29.【答案】向右偏折;>
30.【答案】8N;100
31.【答案】低于;不变
32.【答案】大气压;打开;把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服故应用大气压;拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。用吸管将饮料吸进嘴里等,任意答一个例子即可。
33.【答案】(1)增大;大
(2)832
34.【答案】(1)增大;大;大
(2)108;104
35.【答案】(1)凹陷程度;B;受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;没有控制压力相同
(2)2.8N;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
36.【答案】(1)C
(2)受力面积
(3)错误;没有控制受力面积相同
37.【答案】(1)右
(2)66.4;30;1.1×103
(3)偏大;ρ水
38.【答案】(1)竖直
(2)小于;等于;
(3)C
(4)B
39.【答案】(1)控制变量法
(2)一;体积
(3)体积一定时,气体的质量越大,气体的压强就越大
(4)温度;封闭气体的压强还可能与温度有关,例如夏天容易爆胎或压瘪的乒乓球放在热水中会恢复原状都能证明这一点
40.【答案】(1)a
(2)99;不可行
(3)b
41.【答案】(1)变大;变大;变大;改变
(2);惯性
(3)②
(4)小于
42.【答案】(1)增大;做功;比热容大
(2)变大
(3)
43.【答案】(1)增大
(2)乙、丙;液体的密度
(3)凹陷程度
(4)深度;控制变量
44.【答案】(1)解:由图乙可知,第42秒时水对容器底部的压强p1=1500Pa,根据p=pgh可得,第42秒时水的深度。
(2)解: 由图乙可知,第36秒时,容器下部较粗的部分装满水,第36秒时容器中水的体积V=100cm2/s×36s=3600cm2;
第36秒时水对容器底部的压强p2=900Pa,水的深度
容器底面积
(3)解: 第40秒时容器中水的体积V'=100cm3/s×40s=4000cm3=4×10-3m3,由得,
第40秒时容器中水的质量m=ρV'=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg,
第40秒时水所受的重力G=mg=4kg×10N/kg=40N,
第40秒时容器对水平地面的压力F=G总=G+G容器=40N+10N=50N,
容器对水平地面的压强
45.【答案】(1)解:由图像知,物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N,即物块的重力为12N,G=12N,根据G=mg得,物块的质量
答:(1)物块的质量为1.2;
(2)解:物块浸没时,排开水体积保持不变,且最大,根据F浮=ρ液gV排可知,物块所受浮力保持不变,且最大,则弹簧测力计的示数保持不变,由图像知,此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
答:物块受到的最大浮力为;
(3)解:物块浸没时排开水的体积等于物块的体积,故物块的体积
物块的密度
答:物块的密度为;
(4)解:由图像可知,物块刚好浸没时,物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答:物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强为。
46.【答案】(1)解:液面高度h=10cm=0.1m, 连通器底部受到的液体压强:
P=ρgh=1.2×103kg/m3× 10N/kg × 0.1m =1.2×103Pa
(2)连通器和液体的总重力为:
G总=m总g=(m液+m器)g=(300+100)×10-3kg×10N/kg=4N,
在水平桌面上,连通器对桌面的压力:
F = G总= 4N
连通器对水平桌面的压强:
(3)由P1=P2可得:
整理得:
则可以支撑的物体最大重力:
G = F2=1×104N
大活塞上能支持的物体的最大质量是:
(4) 增大大活塞的面积、减小小活塞的面积
答:(1)连通器底部受到的液体压强为1.2×103Pa;
(2)连通器对水平桌面的压强为1×103Pa;
(3) 大活塞上能支持的物体的最大质量是1×103kg;
(4) 增大大活塞的面积、减小小活塞的面积。
47.【答案】(1)解:(1)根据阿基米德原理F浮=ρ气体gV排得,浮空艇在此处受到空气的浮力约为:
(2)浮空艇此时处于静止状态,所受浮力等于重力和拉力之和,故拉力为:
F=F浮-G=7.2×104N- 2.6×104N =4.6×104N
(3)随着高度上升,外界大气压减小,艇内外压强差变大,故需要 排出下面部分的空气以减小艇内外的压强差
(4)会发生变化;随着浮空艇高度的增加, 空气密度变小,排开空气的体积不变,由阿基米德原理可知,浮力变小。
48.【答案】(1)解: 甲容器对地面的压强为3824帕,甲容器放在水平地面上,底面积为0.01m2,由得,甲对地面的压力F=pS=3824Pa×0.01m2=38.24N
(2)解: ①将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m;由于小球的体积不变,甲、乙容器完全相同,则放入小球后,甲中水面上升0.02m,由p=ρgh得,水对容器底的压强变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.02m=196Pa
②乙容器对地面的压强为6176帕,乙容器放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以乙对地面的压力F1=p1S=6176Pa×0.01m2=61.76N
小球更换位置后,甲容器对地面的压强
乙容器对地面的压强
两容器对地面的压强相等,p甲=p乙,即,
代入数据得,
金属球所受重力G金属球=11.76N
将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m,则小球的体积V=S⊿h=0.01m2×0.02m=2×10-4m3,
金属小球的密度
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2026年中考物理第一轮复习:压强(学生版)
一、选择题
1.“压强”单位的命名,是为了纪念科学家(  )
A.牛顿 B.帕斯卡 C.安培 D.欧姆
【答案】B
【知识点】力的概念及单位;压强;电流和电流的单位换算;电阻
【解析】【解答】 解:A.以牛顿命名了“力”的单位,故A不符合题意;
B.以帕斯卡命名了“压强”的单位,故B符合题意;
C.以安培命名了“电流”的单位,故C不符合题意;
D.以欧姆命名了“电阻”的单位,故D不符合题意;
故选:B。
【分析】为了纪念科学家的贡献,常以他们的名字命名物理量的单位,如以牛顿命名了“力”的单位,以帕斯卡命名了“压强”的单位,以安培命名了“电流”的单位,以欧姆命名了“电阻”的单位。
2.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了压强的课程,以下做法能增大压强的是(  )
A.书包的背带较宽 B.在坦克上安装履带
C.图钉的钉尖又尖又细 D.火车轨道下铺设枕木
【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用;减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】A.书包背带设计较宽,这是利用在压力不变的情况下,增大受力面积以达到减小压强的效果。 故A不符合题意;
B.坦克安装履带,同样是在压力恒定时,通过增大受力面积来降低压强。 故B不符合题意;
C.图钉尖端设计得又尖又细,这是在压力一定时,通过减小受力面积来显著增大压强, 故 C符合题意;
D.铁轨下方铺设枕木,仍属于在压力不变时,通过增大受力面积来减小压强的应用。 故D不符合题意;
故选C。
【分析】(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积。(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积。
3.如图甲、乙所示,“胜哥”将同一瓶水先正立、后倒立放在水平桌面上。图甲中,水对瓶底的压强为p甲,水对瓶底的压力为F甲;图乙中,水对瓶盖的压强为p乙,水对瓶盖的压力为F乙。下列判断正确的是(  )
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
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】甲对瓶底的深度大于乙,根据p=ρgh计算可知p甲<p乙,甲图中,水对瓶底的压力等于水的重力,乙图中,水对瓶盖子的压力小于水的重力,所以F甲>F乙 ,故A正确,BCD错误;
综上选A。
【分析】圆柱形容器,则容器底部受到压力等于液体的重力,上宽下窄,则容器底部受到压力小于液体的重力,上窄下宽,则容器底部受到压力大于于液体的重力;
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。
4.三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图所示是轮船通过船闸的示意图,此时上游阀门打开,下游阀门关闭。关于此时的船闸,下列说法正确的是(  )
A.闸室和上游水道构成连通器,水对上游闸门右侧的压力大于左侧的压力
B.闸室和上游水道构成连通器,水对上游闸门两侧的压力相等
C.闸室和下游水道构成连通器,水对下游阀门右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,水对上游阀门两侧的压力相等
【答案】B
【知识点】液体压强的计算;连通器原理及其应用
【解析】【解答】根据图可知,闸室和上游水道下部连通,上部开口,属于连通器,两侧深度相同,所以水对上游闸门两侧的压强相等,根据F=PS计算可知水对上游闸门右侧的压力大于左侧的压力 ,故B正确,ACD错误;
综上选B。
【分析】连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
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。
5.连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,以下不是利用连通器原理工作的是(  )
A.茶壶 B.锅炉水位计
C.盆景的自动供水装置 D.下水道的存水弯
【答案】C
【知识点】连通器原理及其应用;大气压的综合应用
【解析】【解答】ABD、茶壶、水位计、存水弯的原理为连通器,故ABD不符合题意;
C、自动供水装置是利用大气压使得自动供水,故C不符合题意。
综上选C。
【分析】连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸;
大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同。
6.如图甲所示,水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒,筒底固定一根弹簧,原长在O点。“胜哥”将一小球放置在弹簧上,静止时位于A点(如图乙)。现将小球下压至B点,并用此处的装置锁定(如图丙)。解锁后,小球向上弹出筒口。忽略空气阻力。下列说法中正确的是(  )
A.图乙中圆筒对桌面的压力等于图丙中的压力
B.因为筒壁光滑,小球从B点向上运动的过程中,小球的机械能总量不变
C.图丙中小球脱离弹簧后还能继续上升是因为受到惯性作用
D.小球从B点向上运动过程中动能一直减小
【答案】A
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象;压力及重力与压力的区别
【解析】【解答】A.圆筒对桌面的压力等于圆筒、弹簧和小球的总重力,图乙和图丙物体相同,对桌面的压力相等,故A正确;
B.小球从B点向上运动,弹簧对小球做功,小球的机械能变大,故B错误;
C.图丙中,小球脱离弹簧后继续上升,是小球具有惯性,保持原来的运动状态,惯性不是力,不能说“受到惯性作用”,故C错误;
D.小球在B点速度为0,弹簧对小球的支持力大于小球的重力,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球的速度变大,动能变大;当超过A点时,弹簧对小球的支持力小于小球的重力时,小球的速度变小,动能减小。小球从B点向上运动时动能先变大后变小,故D错误。
故选A。
【分析】水平桌面受到的压力等于物体的总重力;质量一定时,速度变大,动能变大;惯性是物体继续保持原来运动状态的性质。
7.微信公众号“胜哥课程”是同学们学习的好助手,“胜哥”以具体事实、鲜活案例、生活经验和基本概念引导学生理性思考。如图,是学生实验课上的相关实验,其中分析正确的是(  )
A.图1,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会下降
B.图2,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
C.图3,是压强计,U形管两侧液面高度差越大,表示橡皮膜受到的压强越大
D.图4,将此瓶正放和倒放探究的是压力作用效果与压力大小的关系
【答案】C
【知识点】压强;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;沸点及沸点与气压的关系;流体压强与流速的关系
【解析】【解析】A选项分析:当向塑料管B吹气时,细管A上方空气流动速度增大,导致该处压强减小。此时,烧杯液面的大气压力会将细管A中的液面推升,因此A选项的结论是错误的。
B选项分析:通过向外拉动活塞可以观察到,当试管内气压降低时,水会再次沸腾。这个现象说明气压降低会导致水的沸点下降,因此B选项的结论是错误的。
C选项分析:压强计采用U形管结构,其工作原理是通过测量U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜受到的压强。液面高度差越大,表明橡皮膜所受压强越大,这个结论是正确的。
D选项分析:将瓶子正放和倒放时,虽然对海绵的压力相同,但受力面积发生了变化。通过比较海绵的凹陷程度可以研究压力作用效果与受力面积的关系,因此D选项的结论是错误的。
综上所述,正确答案是C。
【分析】压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力;
压强的计算公式:,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
沸点和气压的关系:沸点随着气压的增加而增加,沸点随着气压的减小而减小。
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是(  )
A.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲>F乙
B.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
C.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
D.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
【答案】D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】A、甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,所以对桌面的压力相同,故A错误;
B、据图可知,a的体积大于b,质量相同,根据密度公式计算可知a的密度小,故B错误;
C、根据压强公式,所以p甲=p乙,故C错误;
D、a的重力等a对容器底部的压力,b对容器底部的压力大于重力,根据分析可知两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb,故D正确。
综上选D。
【分析】1、圆柱形容器,则容器底部受到压力等于液体的重力,上宽下窄,则容器底部受到压力小于液体的重力,上窄下宽,则容器底部受到压力大于于液体的重力;
2、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。
9.U形管内注入适量的水银,然后在左右两管内分别注入水和煤油.两管通过水平细管相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图所示.当阀门打开瞬间,细管中的液体会 .
A.向左流动. B.向右流动.
C.不动. D.水向右流动,煤油向左流动.
【答案】A
【知识点】液体压强计算公式的应用;连通器原理及其应用;利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】由题意可知,U形管中水银面相平,可知两管中水的压强与煤油的压强相等,即p水=p煤油.
如图,在阀门同一水平高度划一红线,则红线下方的水和煤油高度一样,因为ρ水>ρ煤油,由有p水下>p煤油下;
根据p水=p水上+p水下,p煤油=p煤油上+p煤油下,可得:p水上<p煤油上,即红线上方的水的压强小于煤油的压强.
所以,当阀门打开后,由于阀门右边煤油的压强大于左边水的压强,液体会向左流动.
故答案为:A.
【分析】该题虽然是一个U形管,但不能简单地根据连通器的原理去作答,需要考虑不同液体的密度及深度判断同一高度的液体压强,然后再确定阀门左右两边液体压强的大小.
10. 生活中很多现象都蕴含着物理奥秘,下列关于玻璃瓶的小实验解释正确的是(  )
A.甲图:用大小不同的力敲打玻璃瓶的同一位置,能改变声音的音调
B.乙图:用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为细管发生了微小形变
C.丙图:将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压强随高度升高而增大
D.丁图:用吸管吸水时,水会沿着吸管进入嘴里,是因为大气压强的作用
【答案】D
【知识点】力的作用效果;大气压强的存在;大气压强与高度的关系;音调、响度与音色的区分
【解析】【解答】 A.用大小不同的力敲玻璃瓶同一位置,改变的是声音的响度,不是音调,故A错误;
B.用力捏玻璃瓶,细管中液面上升,是因为力使玻璃瓶发生微小形变,不是细管形变,故B错误;
C.将瓶子从一楼拿到十楼,细管中液面上升,说明大气压随高度升高而减小,外界大气压变小,瓶内气压将液体压入细管,故C错误;
D.用吸管吸水时,先把吸管内空气吸走,管内气压减小,在外界大气压作用下,水被压入吸管进而进入嘴里,故D正确。
故选D。
【分析】 A.振幅影响响度,频率影响声调;
B.弹力产生的条件之一必须要直接接触并挤压;
C.大气压随着高度的升高而减小;
D.把吸管内的空气吸走,吸管内气压变小。
11.“胜哥”做托里拆利实验,让玻璃管由竖直位置慢慢倾斜到图示的位置,此时水银充满全管,下列有关说法中正确的是:
A.玻璃管竖直时,将此装置从一楼移至顶楼,水银柱会上升
B.此时外界大气压强等于74cm高水银柱所产生的压强
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷出
【答案】C
【知识点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系
【解析】【解答】A、玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,玻璃管竖直时,将此装置从一楼移至顶楼,大气压随高度升高而减小,因此水银柱会下降,故A错误。
B、该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强,故外界大气压强等于76cm高水银柱产生的压强,故B错误。
C、水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强变小,则玻璃管向下的压强与水银柱的压强之和等于大气压,所以会有向上压强,故C正确。
D、上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故答案为:C。
【分析】在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小,在正常测量时,外界大气压不变,水银柱的高度差就不会改变。该实验中,大气压等于管内外水银面高度差产生的压强。
12.“胜哥”用同一个实验装置分别加热200g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图。其中乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了8g酒精。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/(kg ℃),q酒精=3×107J/kg,则下列说法正确的是(  )
A.甲液体是水
B.8g酒精完全燃烧放出的热量为2.4×108J
C.该酒精灯的加热效率为25%
D.0~4min内甲吸收的热量为5.02×104J
【答案】A
【知识点】比热容的定义及其计算公式;热量的计算;燃料的热值;热机的效率;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】先明确已知条件:m甲=m乙=200g=0.2kg,相同装置加热→单位时间内甲乙吸热Q相等;q酒精=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)。
A、水的沸点为100℃(标准大气压),从图像看:甲的沸点为100℃,乙的沸点高于100℃,因此甲是水。A正确。
B、酒精完全燃烧放热:Q放=m酒精q酒精=8×10-3kg×3×107J/kg=2.4×105J≠2.4×108J,B错误。
C、乙从20℃加热到沸腾用时10min,吸热Q乙:甲(水)4min升温80℃,吸热:Q甲4=c水m甲t=4.2×103×0.2×80=6.72×104J;
单位时间吸热:;
乙10min吸热:Q乙=10×1.68×104=1.68×105J。
加热效率:,C错误。
D、0~4min甲(水)吸热:Q甲4=c水m甲t=4.2×103×0.2×(100-20)=6.72×104J≠5.02×104J,D错误。
故答案为:A。
【分析】1、水的沸点特性:标准大气压下,水的沸点为100℃,可通过沸点判断物质是否为水。
2、燃料燃烧放热公式:Q放=mq,用于计算燃料完全燃烧释放的热量。
3、吸热公式应用:Q吸=cmt,结合“相同装置单位时间吸热相等”的条件,推导不同时间的吸热量。
4、加热效率计算:,反映被加热物质吸收的热量与燃料放热的比值。
5、转换法:用加热时间反映物质吸收热量的多少(相同装置,加热时间越长,吸热越多)。
13. “胜哥”乘坐列车从甲地去乙地,车内的食品包装袋鼓起来,如图1,包装袋密封良好,车内温度不变。袋内气体质量为m,密度为,袋内气压为p,当地气压为。已知温度恒定时,质量一定的气体压强p与体积V关系如图2。则(  )
A. B. C. D.p甲'【答案】B
【知识点】质量及其特性;密度公式及其应用;气体压强与体积的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】 A.包装袋密封良好, 内气体质量不变,所以m甲=m乙,故A错误;
B. 车内的食品包装袋鼓起来,质量不变,根据可知,气体的密度变小,所以ρ甲>ρ乙,故B正确;
C.车内温度不变,袋内气体质量不变,体积变大,由图2可知,袋内气压减小,P甲>P乙,故C错误;
D.由于袋子膨胀,说明外侧的大气压小于原来袋内的压强,而开始没有膨胀,袋内压强等于大气压,故从甲地去乙地大气压是减小的,p'甲>p'乙,故D错误。
故选B。
【分析】 (1)结合密封分析质量变化;
(2)车内的食品包装袋鼓起来,质量不变,根据分析密度的变化;
(3)根据膨胀程度分析内外压强变化和甲乙两地的压强变化。
14.选项中为四种简易活塞式抽水泵结构图。其中结构设计最合理的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】气压计和抽水机
【解析】【解答】A、抽水机是利用大气压工作的,活塞以下部分必须密封且通过阀门控制水流方向,图中阀门下方设置了出水口,向上移动活塞时空气进入内部,无法利用大气压抽水,故A错误;
BCD、下方的球必须沉在水底,保证向下推动活塞时自动堵住进水口,所以不能用漂浮的泡沫球;活塞的单向阀门必须向上开启,否则下压时水无法流出,故B正确,CD错误。
故选B。
【分析】 抽水机是利用大气压工作的,活塞以下部分必须密封的;
活塞的单向阀门必须向上开启;
下方的球必须沉在水底,保证向下推动活塞时自动堵住进水口。
15.“胜哥”设计的监测河水流速变化的装置原理图如图所示,机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持不变。闭合开关S,当水流的速度变大时(  )
A.探头的形状是为了减小水流对它的作用力
B.滑动变阻器接入电路的电阻长度变长
C.电压表测量的是电源两端的电压
D.电流表测量的是通过滑动变阻器的电流
【答案】D
【知识点】流体压强与流速的关系;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】A、图中,探头的形状上方凸起,下方平齐,流速大时,上方压强小,水流速变大时,上下压力差变大,可增大上下水流对它的作用力,A错误;
BCD、图中,电阻串联,电流表串联滑动变阻器的电流,电压表和滑动变阻器并联,测量滑动变阻器的分压,水流速大时,下方向上的压力大于上方压力,滑片向上,滑动变阻器接入电路的电阻变短,电阻减小,BC错误,D正确。
故选D。
【分析】在凸起的位置,流速大时,压强变小;在串联电路中,电阻减小,电流变大,减小的电阻分压变小,电流表和所测量的位置串联,电压表和所测量的位置并联。
16.如图所示,三个相同的容器内水面高度相同,甲中只有水,乙中有一小球漂浮在水面上,丙中悬浮着一个小物块, 则下列四个说法正确的是(  )
A.如果向乙中加入盐水,小球受到的浮力不变
B.如果向丙中加入酒精,物块受到的浮力不变
C.水对三个容器底部的压力关系:F甲D.三个容器对桌面的压强关系:p甲【答案】A
【知识点】压强大小比较;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.小物块在乙容器中处于漂浮状态,当向乙容器中加入盐水时,液体密度增大,但小物块仍保持漂浮。根据浮沉条件,漂浮时浮力等于重力,由于小物块重力不变,故其浮力也不变,选项A正确。
B.小球在丙容器中处于悬浮状态,此时。若向丙容器中加入酒精,液体密度减小,根据浮力公式可知,小球所受浮力减小,选项B错误。
C.三容器中水的密度ρ和深度h均相同,由液体压强公式可得。由于压强和容器底面积相同,根据压力公式可知,水对容器底的压力,选项C错误。
D.对于丙容器,小球悬浮时满足。根据相互作用力,容器对桌面的压力包括水的重力、排开水的重力(即小球重力)和容器自重:。而甲容器的压力为,且,因此三容器对桌面压力相等。结合相同底面积,由可知压强相同,选项D错误。
综上所述,正确答案为A。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度;
4、压强的计算公式:,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
二、填空题
17. 每年冬天,某滑雪场吸引大量的游客前来游玩。如图所示,在滑雪场内,滑雪爱好者穿上滑雪板后对雪地的压强会   (选填“增大”“减小”或“不变”);当滑雪爱好者沿坡道往下滑时,速度越来越快,这是因为力能改变物体的   。
【答案】减小;运动状态
【知识点】力的作用效果;压强大小比较
【解析】【解答】在滑雪场内,滑雪爱好者穿上滑雪板后对雪地的压强会减小;当滑雪爱好者沿坡道往下滑时,速度越来越快,这是因为力能改变物体的运动状态。
【分析】在压力一定时,增大受力面积,可以减小压强。力的作用效果是改变物体的形状和改变物体的运动状态。
18.成语是中国传统文化的瑰宝,其中有些成语蕴含了物理知识。如:“冰山一角”表明冰山藏在水面下的   很大;“轻如鸿毛”表明鸿毛的   很小;“如坐针毡”表明针尖产生的   很大。(均填写物理量名称)
【答案】体积;密度;压强
【知识点】密度及其特性;增大压强的方法及其应用
【解析】【解析】"冰山一角"这个成语形象地说明,冰山在水面以下的部分体积非常庞大,只有极小部分(约1/10)露出水面,暗示事物显露出来的只是整体中很小的一部分。"轻如鸿毛"这个比喻生动地表现出鸿毛(鸟类羽毛)具有极小的密度,单位体积的质量非常轻,常用来形容事物重量极轻。
"如坐针毡"这个成语通过针尖极小的受力面积会产生极大压强的物理现象,形象地描述了人坐立不安的状态。根据压强公式p=F/S,当压力F一定时,受力面积S越小,产生的压强p越大。
【分析】压强的计算:公式为,所以压力相同下,受力面积越小,压强越大。
羽毛很轻,是由于羽毛的密度小。
19.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,“胜哥”把同一只装满水的矿泉水瓶按照两种方式放在同一块海绵上,如图所示,这是为了控制   相同,此现象说明压力作用效果与   大小有关。
【答案】压力大小;受力面积
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】图中,同一装满水的矿泉水瓶放置不同,压力大小相同,等于水和瓶子的总重力,受力面积不同,海绵的凹陷程度不同,压力的作用效果不同,压力的作用效果与受力面积大小有关。故第1空填:压力大小;第2空填:受力面积。【分析】水平面受到的压力等于物体的重力;压力相同时,压力的作用效果和受力面积有关。
20.如图所示,U形管一侧盛有煤油,另一侧盛有水(ρ水>ρ煤油),阀门关闭时,液面相平,此时该装置   (选填“是”或“不是”)连通器;当把阀门打开时,将会发现液体   (选填“向左流动”、“不流动”或“向右流动”)。
【答案】不是;向左流动
【知识点】液体压强的特点;连通器原理及其应用
【解析】【解答】阀门关闭时,虽然两边液面相平,但其底部不连通,所以此时该装置不是连通器;当把阀门打开时,该装置构成连通器,由于液体的压强与液体的密度和深度有关,在U形管中的水与煤油的深度相同时,由于水的密度大,所以水产生压强大于煤油产生的压强,部分水将经阀门流向左侧管内,直至两边的液体压强相等。
【分析】连通器的特点是底部连通,上部开口;液体深度相同时,液体密度越大, 压强越大。
21.南水北调中线工程从丹江口水库引水,穿过黄河,直通北京。工程师设计了如图所示的穿黄隧洞,整个穿黄隧洞相当   。当水不流动时,水对A点的压强   (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对B点的压强。
【答案】连通器;小于
【知识点】液体压强的计算;连通器原理及其应用
【解析】【解答】整个穿黄隧洞下部联通,上部开口,属于连通器,A点比B点的深度小,根据压强公式P=ρgh计算可知,水对A点的压强小于对B的压强。
【分析】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、连通器:上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,在连通器的液体保持同一水平,压强相等,应用:茶壶;回水弯管;船闸。
22.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。
【答案】变小;大气压
【知识点】大气压强的存在;流体压强与流速的关系
【解析】【解答】 (1)车辆通过时,车道空气流速变大,压强变小,人的外侧,空气流速慢,压强大,在压强差的作用下,人容易倒向车辆,发生危险,所以在跑步过程中,我们一定要注意交通安全,应远离公路;
(2)吸气时,膈肌收缩,胸腔扩大,肺内气压减小,外界大气压大于肺内气压,外界新鲜空气在大气压的作用下进入肺部。
【分析】 (1)流体压强与流速的关系:流体流速大的位置压强小;
(2)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
23.如图所示是“胜哥”用玻璃瓶和塑料吸管自制的气压计,他将塑料吸管内的水面高度调整到刚好比瓶内水面高10cm,则瓶内水面处的液体压强为    Pa;他拿着该气压计从楼下走到楼上的过程中,细管中的水柱将   (选填“升高”“降低”或“不变”)。
【答案】1×103;升高
【知识点】大气压强与高度的关系;大气压的综合应用
【解析】【解答】根据题意,瓶内液体压强为:
高度越高,大气的压强越小,气压计从楼下走到楼上时,外界大气压减小,细管中的水柱将升高。
【分析】根据p=ρgh,计算压强;大气压随海拔升高而降低。
24.如图甲所示,火箭刚发射时,高温火焰向下喷到发射台的地面。为了保护发射台底,就建了一个大水池,让火焰喷到水中,利用水的   来吸收巨大的热量。长征二号丙运载火箭中用作燃料和助燃剂的氢和氧,都是以液体状态装在火箭里的,便于储存和运输,使氢气和氧气液化可以采用降低温度和   两种方法。
【答案】汽化;压缩体积
【知识点】物质的三态;汽化及汽化吸热的特点;液化及液化放热;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】(1)火焰喷入水池,水迅速汽化(蒸发沸腾)为水蒸气,汽左偏旁是水右边是气体水吸热变成气,吸失气化水吸收热量变成看不见的水蒸气,此过程吸收大量热量,从而保护发射台过热损坏,故1空填汽化;
(2)气体在遇冷或被压缩体积时,会发生液化现象,因此使气体液化的方法有两种:降低温度和压缩体积,故2空填压缩体积;
【分析】(1)解题关键:理解水通过汽化吸热来降温的原理,属于物态变化中的能量应用;气体液化的两种方法是必须掌握的基础知识,需完整记忆。
(2)易错点:第一空可能误填“熔化”或“升华”,需结合“火焰喷入水中产生大量水蒸气”的现象判断;第二空易遗漏“压缩体积”,或与凝华方法混淆。
25.如图所示,塑料吸盘被   挤压在墙上;其所挂的物体越重(吸盘不掉落),吸盘所受摩擦力越   。
【答案】大气压;大
【知识点】平衡力的辨别;大气压的综合应用
【解析】【解答】 塑料吸盘空气排出,导致压强减小,外界大气压使得吸盘吸在墙上,吸盘静止,受到重力越大,摩擦力也越大。
【分析】大气压的应用; 吸盘是将吸盘内部的气压减小,导致外界大气压大于内部气压,将吸盘压在墙面,和吸管吸取饮料的原理相同;
平衡力的特点为:大小相同,方向相反,作用在同一个物体上。
26.如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将   ,水对容器底的压强将   (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】不变;不变
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【解析】当装满水的密闭容器倒置时,容器和水的总重力没有变化,因此水平桌面受到的压力保持不变,始终等于容器和水的总重量。
在倒置过程中,由于容器装满水,水的深度h保持不变。根据液体压强公式,水的密度ρ和重力加速度g均为常量,因此水对容器底部的压强也保持不变。
【分析】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、压强的计算公式:,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积。
27.物理小妙招,生活更精彩,如图甲所示,这是通过增大   来减小压强,提着鸡蛋在水平地面上前进时手对塑料袋的拉力是否做功;    (填“是”或“否”),图乙是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用    的作用。
【答案】受力面积;否;大气压
【知识点】减小压强的方法及其应用;大气压的综合应用;是否做功的判断
【解析】【解答】用圆纸筒穿过购物袋的提手则不勒手,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强。
提着鸡蛋在水平地面上前进时,物体在拉力的方向上没有移动距离,手对鸡蛋的拉力不做功。
瓶子受挤压,瓶内的空气被挤出,瓶内的压强小于瓶外的压强,在外界大气压的作用下,蛋黄进入瓶内。
【分析】压力一定时,增大受力面积可以减小压强;物体受力,且在力的方向移动距离,力对物体做了功;物体受到大气压的作用差而运动。
28.物理学知识在生活、生产中有大量的应用。图(a)中,“乳牛自动喂水器”利用的是   原理,使两容器中的水面静止时相平;根据   知识,可用图(b)的装置进行排空气法收集气体;图(c)中,书包带做得比较宽大,是为了能减小   。
【答案】连通器;密度;压强
【知识点】密度的应用与物质鉴别;减小压强的方法及其应用;连通器原理及其应用
【解析】【解答】 解:(1)上端开口、下部相连通的容器叫连通器;连通器内的液体不流动时,各容器中的液面就是相平的,乳牛自动喂水器是利用连通器原理,使得两容器中的水面相平;
(2)当其它气体和空气的密度不同时,根据密度知识可用图(b)的装置进行排空气法来收集气体;
(3)在图(c)中,书包带做得比较宽大,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强。
故答案为:连通器;密度;压强。
【分析】 (1)连通器是上端开口,下部连通的容器。是不是连通器关键看下边是否连通,上端是否开口;
(2)当其它气体和空气的密度不同时,可以根据密度知识利用排气法收集气体;
(3)减小压强的方法:①在受力面积一定时,减小压力,②在压力一定时,增大受力面积。
29.如图甲所示,摄影师拍摄到水底有亮、暗相间的条纹,条纹随着水面波动发生变化。水波如图乙所示,若一束光竖直入射到图示位置,则相比入射光,进入水中的光传播方向   (选填“不变”、“向左偏折”、“向右偏折”);此时水中A点受到水的压强   (选填“<”、“=”、“>”)B点受到水的压强。
【答案】向右偏折;>
【知识点】光的折射现象及其应用;液体压强的计算
【解析】【解答】光从空气射向水中,折射光线靠近法线方向偏折,即向右偏折,A点深度深,根据p=ρgh计算可知,A受到水的压强大于B。
【分析】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。
折射规律:光从空气中传播到水中,折射光线会偏向法线,光从水中射向空气中,折射光线会远离法线。
30.将一边长为10cm的立方体木块(木块不吸水),用轻绳(不可伸长)拴在底面积为200cm2的薄壁容器底部,向足够高的容器中逐渐加水,如图甲所示,在这一过程中,木块受到的浮力F随水深度h变化的图像如图乙所示,由图可知木块的重力为   ,当h=20cm时剪断轻绳,当物块静止时水对容器底部的压强减小了   Pa。()
【答案】8N;100
【知识点】液体压强计算公式的应用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)立方体木块的边长为10cm,分析图乙可知,水深在0~8cm时,木块静止在容器底部;水深为8cm时,木块刚好漂浮,继续加水,木块缓慢上升(可认为木块处于漂浮状态);水深为16cm时,细线刚好拉直;水深为18cm时,木块刚好浸没;由图像可知,水深在8cm-16cm时,木块受到的浮力F浮=8N且保持不变,该过程中木块处于漂浮状态,根据漂浮条件可知木块的重力G木=F浮=8N;(2)木块漂浮时浸在水中的体积V浸=S木h浸=(10cm)2×8cm=800cm3,立方体木块的体积V木=(10cm)3=1000cm3,当h=20cm时,木块全部浸没在水中;剪断轻绳,当木块静止时,木块漂浮在水面上,则V露=V木-V浸=1000cm3-800cm3=200cm3,剪断细线后,水面下降的高度,则液体对容器底部的压强减小量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa。
故答案为:8N;100。
【分析】立方体木块的边长为10cm,分析图乙可知,水深在0~8cm时,木块静止在容器底部;水深为8cm时,木块刚好漂浮,继续加水,木块缓慢上升(可认为木块处于漂浮状态);水深为16cm时,细线刚好拉直;水深为18cm时,木块刚好浸没;从图像中找出木块漂浮时受到的浮力,根据漂浮条件可以求出木块的重力;要计算液体对容器底部的压强减小量,就要先计算出水面下降的高度,且,然后利用Δp=ρ水gΔh求出液体对容器底部的压强减小量。
31.如图为托里拆利实验装置,由图中实验数据可判断当地大气压   (选填“高于”“低于”或“等于”)标准大气压。若换更粗的玻璃管进行实验,则测量结果   。
【答案】低于;不变
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法
【解析】【解答】解:由图知当地的大气压相当755mm水银柱产生的压强,利用托里拆利实验测量大气压时,气压等于管内外水银柱的高度差产生的压强,即大气压与此水银柱产生的压强相等,一标准大气压下,大气压能支持约760mm高的水银柱,故可判断当地大气压低于标准大气压。托里拆利实验时,结果与管的长短(当然不能短于760mm)、粗细、倾斜与否都没有关系,所以若换更粗的玻璃管进行实验,则测量结果不变。
故答案为:低于;不变。
【分析】利用托里拆利实验测量大气压时,气压等于管内外水银柱的高度差产生的压强,即大气压与此水银柱产生的压强相等,一标准大气压下,大气压能支持约760mm高的水银柱,为了测得大气压的值,这时必须测管内外水银面高度差;由图可知,玻璃管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度为755mm,因此,当时的大气压强等于755mm高水银柱产生的压强。托里拆利实验中,玻璃管的粗细不会影响实验结果。
32.如题图所示是活塞式抽水机工作原理示意图.提起活塞时,低处的水在   的作用下到达高处,阀门B会   (选填“打开”或“关闭”):请列举一个生产生活中应用该原理的实例:   .
【答案】大气压;打开;把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服故应用大气压;拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。用吸管将饮料吸进嘴里等,任意答一个例子即可。
【知识点】大气压强的存在;气压计和抽水机
【解析】【解答】提起活塞时,阀门A关闭,圆简内气体体积增大,气压减小,小于外界大气压,低处的水在大气压作用推开阀门B进入圆筒,到达高处;
把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服故应用大气压;拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。用吸管将饮料吸进嘴里等,任意答一个例子即可。
故答案为:大气压;打开;把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂衣服故应用大气压;拔火罐时先用火将罐里的空气加热,然后迅速将罐子扣在患者的皮肤上,冷却后罐内的气压小于外界大气压,罐子就会吸附在皮肤上。用吸管将饮料吸进嘴里等,任意答一个例子即可。
【分析】(1)提起活塞时,阀门A关闭,圆简内气体体积增大,气压减小,圆筒内的气压小于外界大气压,低处的水在大气压作用到达高处,据此分析;
(2)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
33.2023年5月28日,全球首架C919国产大飞机从上海虹桥机场飞抵北京首都机场,标志着C919正式投入商业营运,中国人终于坐上国产大飞机了。
(1)随着飞机从地面升空,飞机的重力势能   ;飞机能够升空飞行,是因为机翼上方空气的流速比下方空气的流速   (选填“大”或“小”),从而产生较大的升力。
(2)C919大飞机10:45离开虹桥机场,12:10到达首都机场,全程1178km,则C919大飞机本次飞行的平均速度约为   ,(结果保留整数)
【答案】(1)增大;大
(2)832
【知识点】势能的影响因素;速度公式及其应用;流体压强与流速的关系;飞机的升力
【解析】【解答】(1)飞机从地面起飞时,其质量保持不变,但随着高度上升,重力势能逐渐增大。
机翼的设计特点是上表面弯曲而下表面平直,导致机翼上方空气流速快于下方。根据伯努利原理,流速大的地方压强小,因此机翼上方的压强低于下方,从而产生向上的升力。
(2)已知C919大飞机于10:45从虹桥机场起飞,12:10到达首都机场,总飞行时间为。
根据速度公式计算,本次飞行的平均速度约为。
【分析】机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
压强和流速的关系:压强越大,流速越小,应用为飞机机翼上凸,空气流速快,导致压强较小,形成向上的升力
根据速度的公式计算分析,速度公式为v=s/t,根据题目中所给的信息,如已知速度时间求解路程,或者已知路程和时间求解速度,匀速运动的特点,在st曲线上为一条倾斜向上的直线,在vt曲线为一条水平直线。
(1)[1]随着飞机从地面升空,飞机的质量不变,高度增加,重力势能变大。
[2]由于机翼上表面弯曲,下表面平直,所以机翼上方的流速大于机翼下方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力。
(2)已知C919大飞机10:45离开虹桥机场,12:10到达首都机场,共计飞行时间为
由可得,C919大飞机本次飞行的平均速度约为
三、实验探究题
34.“胜哥”对图甲中新闻报道划线的内容产生了好奇,通过实验研究液体内部的压强。
(1)用液体压强传感器测量盐水内部压强的大小,画出图乙中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,画出图乙中酒精内部压强随深度变化的图线。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   。
(2)由盐水的图线可推知一万米深处海水产生的压强约为   Pa,对大拇指盖的压力约为   N.
【答案】(1)增大;大;大
(2)108;104
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】(1)据图乙可知,随着深度的增加,盐水内部压强增加;据图可知,深度相同下,盐水压强大于酒精,且根据压强密度公式P=ρgh分析可知,液体密度越大,压强和比值的深度越大。
(2)根据液体压强密度公式分析可知盐水的密度,所以一万米深处海水产生的压强p=ρgh=;,大拇指的面积为1cm2,所以对大拇指的压力F=pS=108Pa×1×10-4m2=104N。
【分析】液体压强的计算: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;
压强的计算:F=PS。
35.按要求填空;
(1)通过视频号“胜哥课程”观看了压力的作用效果科学视频后,小白和小华同学设计了如图所示的两种实验方案来“探究影响压力作用效果的因素”
①在小白设计的图1甲、乙、丙实验中,通过观察海绵的   来反映压力的作用效果,这里采用的研究方法也用于以下   (选填序号)实验中;
A.探究重力的大小跟质量的关系
B.研究阻力对物体运动的影响
C.研究影响浮力大小的因素
D.探究二力平衡的条件
②比较图1甲、乙,可以得到的结论是:   。
③如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是   。
(2)在“研究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中,小白用弹簧测力计拉同一木块进行了三次正确的操作,如图2甲、乙、丙所示:
①在图2乙中,木块受到的滑动摩擦力大小等于   ;
②分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:   。
【答案】(1)凹陷程度;B;受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;没有控制压力相同
(2)2.8N;压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】 解:①在小白设计的图1甲、乙、丙实验中,通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法:
A.探究重力的大小跟质量的关系,多次测量采用了归纳法;
B.研究阻力对物体运动的影响,通过小车在水平面上通过的距离反映阻力对运动的影响,采用了转换法;
C.研究影响浮力大小的因素,采用了控制变量法;
D.探究二力平衡的条件,采用了控制变量法;
故选:B;
②比较图1甲、乙,可以得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。③研究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是没有控制压力相同。
(2)①在图2乙中,分度值为0.2N,测力计示数为2.8N,根据二力平衡条件,木块受到的滑动摩擦力大小等于 2.8N;
②分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:压力相同丙中测力计示数大,故得出压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
故答案为:(1)①凹陷程度;B;②受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;③没有控制压力相同;(2)①2.8N; ②压力一定时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【分析】 (1)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,据此分析回答。
(2)①根据测力计分度值读数,结合二力平衡条件分析;
②影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答。
(1)[1]实验中压力的作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,使用了转换法。
[2]A.探究重力的大小跟质量的关系,多次测量采用了归纳法;
B.研究阻力对物体运动的影响,通过小车在水平面上通过的距离反映阻力对运动的影响,采用了转换法;
C.研究影响浮力大小的因素,采用了控制变量法;
D.探究二力平衡的条件,采用了控制变量法;
故选B。
[3]比较图1甲、乙,受力面积相同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,可以得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
[4]研究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,如图1丁所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现大块和小块肥皂对海绵压力的作用效果相同,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关。他在探究的过程中存在的问题是没有控制压力相同。
(2)[1]在图2乙中,分度值为0.2N,测力计示数为2.8N,根据二力平衡条件,木块受到的滑动摩擦力大小等于 2.8N。
[2]分析图2甲、丙两次实验数据可以得出结论:压力相同丙中测力计示数大,故得出压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
36.在“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,“胜哥”利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验.
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法也运用于以下____(填序号)实验中.
A.用两只完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点
B.当电压一定时,探究电流与电阻的关系
C.用吸引大头针的多少比较电磁铁磁性的强弱
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,   越小,压力的作用效果越明显.
(3)对比甲、丁两图,“胜哥”认为压力的作用效果与压力大小无关.你认为他的观点   (填“正确”或“错误”),并说明理由:   。
【答案】(1)C
(2)受力面积
(3)错误;没有控制受力面积相同
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法叫转换法:
A.用两支完全相同的蜡烛探究平面镜成像的特点,采用了等效替代法;
B.探究液体蒸发快慢与哪些因素有关,采用了控制变量法;
C.用鼓面上纸屑的跳动探究发声体发声时的特征,采用了转换法,选C;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同,因甲、丁两图中受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故他的观点错误。
【分析】(1)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(2)根据控制变量法分析;
(3)压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变。据此分析回答。
37.“胜哥”在“测量某液体密度”的实验中,实验步骤如下:
(1)如图甲所示,把天平放在水平台上,发现天平水平平衡时游码未归零,将游码归零后,为使天平水平平衡,应向   (选填“左”“右”)调节平衡螺母;
(2)调节水平平衡后,进行以下实验操作:
①测得空烧杯的质量m0=33.4g;
②向烧杯中倒入适量待测液体,用天平测出烧杯和液体的总质量m1,如图乙所示m1=   g;
③将液体全部倒入量筒中,测出液体体积V,如图丙所示V=   cm3;
④待测液体的密度ρ=   kg/m3;
(3)实验结束后,“胜哥”指出,以上实验过程中,烧杯中会残留部分液体导致所测密度   (选填“偏小”“偏大”“不变”),于是她提出另一种测量液体密度的方案。实验器材有弹簧测力计、细线、金属块(不吸水、不沾水)、两个烧杯、足量的水和待测液体。简要步骤如下:
①分别往两个烧杯中倒入适量的水和待测液体;
②将金属块挂在弹簧测力计下,静止时测力计示数记为F1;
③将金属块浸没在水中(未接触烧杯底和烧杯壁),静止时测力计示数记为F2;
④将金属块浸没在待测液体中(未接触烧杯底和烧杯壁),静止时测力计示数记为F3;
⑤待测液体的密度ρ液=   (用ρ水及测得的物理量表示)。
【答案】(1)右
(2)66.4;30;1.1×103
(3)偏大;ρ水
【知识点】液体密度的测量;利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】(1)移动游码相当于向右盘添加砝码,将游码归零后,右盘将上升,即右侧质量偏小,所以可以将调节螺母向右移动。
(2)据图可知,烧杯和液体的总质量为m=50g+10g+5g+1.4g=66.4g,据图可知量筒中液体的体积为30mL。结合密度公式计算可知待测液体的密度为;
(3)烧杯中液体有残留,用量筒测出的体积测量值偏小,根据可知,密度的测量值偏大。同一金属块浸没时,排开的水和排开的液体体积相等,根据浮力的测量及阿基米德原理可以知道,根据浮力计算可知,结合称重法计算可化简为,解得。
【分析】1、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大;
2、阿基米德原理:物体排开水的重力等于物体所受浮力;
3、物体沉浮条件:物体悬浮时的浮力等于重力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度等于液体的密度,物体漂浮表明浮力等于重力(排开水的体积小于物体体积),物体的密度小于液体的密度,物体下沉时重力大于浮力(排开水的体积等于物体体积),物体的密度大于液体的密度;
4、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力;
5、测量物体密度试验:原理为ρ=m/v,使用的仪器为天平和量筒;
天平的使用步骤:1、调零:天平置于水平台上,将游码归零,调节平衡螺母使得指针指向刻度中央,
称重:是用镊子夹取砝码,测量时为左物右码,不断调整砝码和游码重量,使得天平重新平衡;测量为左物右码,量筒的使用:确定分度值,视线平行对准液面最低处,进行读数。
38.“胜哥”按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的是使吸管能   漂浮在液体中。
(2)将吸管放到水中的情景如图A所示,测得浸入的长度为H,放到另一液体中的情景如图B所示,浸入的长度为h,用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ水   ρ液(选填“=”、“>”或“<”),密度计A、B两图中所受浮力大小FA   FB,ρ液与ρ水、h及H的关系式是ρ液=   。
(3)“胜哥”把这支简易密度计分别放入水、盐水和植物油中,稳定后记下简易密度计与液面相平的位置,并标出这种液体的密度(ρ盐水=1.1×103kg/m3,ρ植物油=0.9×103kg/m3),则上面图C中a,b,c,d四种刻度的标示合理的是   ;
(4)“胜哥”发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,为此同学提出如下改进方案,其中可行的 。
A.换大的容器盛放液体做实验 B.换细的吸管制作密度计
C.换稍长的吸管制作密度计 D.适当减小密度计的配重
【答案】(1)竖直
(2)小于;等于;
(3)C
(4)B
【知识点】利用平衡法求液体密度;浮力大小的计算;浮力的利用;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1) 为了能使吸管竖直漂浮在液体中,吸管中塞入一些金属丝做配重,使密度计的重心降低,故这样的目的是使吸管竖直漂浮在液体中。
(2)由于吸管在A和B中都是漂浮,根据漂浮条件可得FA=FB=G
即密度计在水和另一种液体中所受浮力大小相等,设吸管底部面积为S,结合阿基米德原理可得ρ水gSH=ρ液gSh
解得,ρ液与ρ水、h及H的关系式是
由图知,密度计在水中浸入的深度较大,所以水和某液体的密度关系为ρ水<ρ液
(3)由
可知,F浮、g、S都相同的情况下,ρ液与吸管浸入液体的长度h成反比,所以密度计的刻度数值由上到下逐渐增大;根据反比例函数图象可知,液体密度越大,密度计浸入液体中的深度随密度的变化越慢,所以下部刻度线的间隔小,C符合题意,abd不符合题意。
故答案为:c。
(4) A.换大的容器盛放液体做实验,密度计浸入液体的深度不变,不会对密度计相邻两刻度线之间的距离造成影响,A不符合题意;
B.因为V=Sh,所以减少横截面积S,即可使h变大,因此换细的吸管制作密度计可以增大密度计浸入液体的深度,可使密度计相邻两刻度线之间的距离增大,B符合题意;
C.换稍长的吸管制作密度计,密度计的重几乎不变,所以密度计浸入液体的深度不变,不会对密度计相邻两刻度线之间的距离造成影响,C不符合题意;
D.适当减小密度计的配重,则密度计受到的浮力也变小,浸入液体的深度变小,会使密度计相邻两刻度线之间的距离减小,D符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)制作密度计时,吸管底部缠绕金属丝,使之竖直漂浮在液体中;
(2)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;排开液体的体积越大, 液体密度越小;根据已知的液体密度和深度的不同,可以计算未知液体的密度;
(3)密度计上的刻度从下到上变小;当浮力相同时,液体密度和排开液体的体积成反比;
(4)密度计越细,测量密度越精确。
39.小红和同学制作水火箭时,通过打气筒向塑料瓶中打人气体后,瓶中气体压强变大,将瓶中的水向下喷出,从而使火箭获得动力升空。针对这个现象,小红提出一个问题:瓶中气体的压强与哪些因素有关?并作出以下猜想:
猜想一:可能与瓶中气体的体积有关:
猜想二:瓶中气体的质量越多,气体压强变大,可能与瓶中气体的质量有关。
为检验上述猜想,她准备了如下器材进行探究:自家汽车里的“胎压计”、4个粗细均匀规格不同的大号注射器(25mL/50mL/75mL/100mL)、可连接到注射器针孔的橡胶软管。
(1)该实验需采用   的实验方法进行探究;
(2)小明用一个25mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上,通过推拉活塞,记录下注射器筒的体积值和胎压计显示的压强值,测得数据记录如表1所示。该实验操作是为了验证猜想   ,由表1数据可以得到的结论是:质量一定时,气体压强与   有关:
表1
V/mL 25 20 15 10 5
p/kPa 100 125 167 250 500
(3)小明随后使用4种规格的注射器,依次吸入最大体积的空气后,通过推拉活塞,使其体积都达到25mL,待温度稳定后记录下胎压计显示的压强值,测得数据记录如表2所示,由此可以得出的结论是:   。
表2
注射器规格/mL 25 50 75 100
p/kPa 100 200 300 400
(4)根据你的经验猜想,轮胎的胎压还可能与   有关,你做出猜想的依据是   。
【答案】(1)控制变量法
(2)一;体积
(3)体积一定时,气体的质量越大,气体的压强就越大
(4)温度;封闭气体的压强还可能与温度有关,例如夏天容易爆胎或压瘪的乒乓球放在热水中会恢复原状都能证明这一点
【知识点】大气压强的存在;大气压强的测量方法;气体压强与体积的关系
【解析】【解答】解:(1)根据题中分析可知,采用的是控制变量法;
(2)控制质量不变,体积在变化,则验证的是猜想一,质量一定时,气体压强与体积有关;
(3)体积一定时,质量越大,气体的压强就越大;
(4)封闭气体的压强还可能与温度有关,例如夏天容易爆胎或压瘪的乒乓球放在热水中会恢复原状都能证明这一点。
故答案为:(1)控制变量法;(2)一;体积;(3)体积一定时,气体的质量越大,气体的压强就越大;(4)温度;封闭气体的压强还可能与温度有关,例如夏天容易爆胎或压瘪的乒乓球放在热水中会恢复原状都能证明这一点。
【分析】(1)物理学中控制变量法是常用的实验方法;
(2)气体的压强与体积有关;
(3)气体的压强与气体的质量大小有关;
(4)一定质量的气体,在不流动时,温度越高,压强越大。
40. “胜哥”采用如图乙所示的装置进行“探究水的沸腾特点”的实验。
(1)小科通过视频号“胜哥课程”观看了相关视频,视频中观察到水在沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况,如图a、b所示,则图   是沸腾时的情形。
(2)按图乙安装器材进行实验,当水温接近90℃时,每隔1min记录一次水温,并绘制了如图丙所示的水温随时间变化的图像,由图像可知:该实验测得水的沸点是   ℃,“胜哥”想提高水的沸点,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法   (选填“可行”或“不可行”)。
(3)图丁中a图像是“胜哥”根据记录绘制的水沸腾图像,其他条件不变,仅减少水的质量,则温度与时间的关系对应的图中图线为   。
【答案】(1)a
(2)99;不可行
(3)b
【知识点】沸腾及沸腾条件;探究水的沸腾实验;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】(1) 沸腾时的气泡情形
水沸腾的特点是整个容器内水温均匀,内部持续汽化:气泡上升过程中,周围的水不断汽化为水蒸气补充进气泡,因此气泡会越升越大;
沸腾前,下层水温高、上层水温低,气泡上升时水蒸气遇冷液化,气泡会越升越小。
图甲中,a的气泡上升时体积变大,因此是沸腾时的情形。
(2) 水的沸点与提高沸点的方法
从丙图可知:水温升高到后保持不变,因此水的沸点是;
水的沸点由气压决定(与酒精灯火力无关):换用更大火力的酒精灯,只会缩短水达到沸点的时间,无法改变沸点,因此这种做法不可行。
(3) 减少水的质量对应的温度-时间图像
水的沸点由气压决定(气压不变,沸点仍为);
减少水的质量后,相同加热条件下,水升温更快(质量越小,吸收相同热量时温度升高越快),因此会更早达到沸点,但沸腾后温度保持不变。
图丁中,的升温速度比快,且沸点仍为,符合“减少水的质量”的实验结果,因此对应图线。
【分析】(1)水沸腾时容器内水温均匀,气泡上升过程中因周围水持续汽化,体积逐渐变大(对应图 a);沸腾.前下层水温高、上层低,气泡上升遇冷液化,体积变小(对应图 b)
(2)从温度-时间图像可知,水沸腾时温度稳定在 99℃(即沸点);水的沸点由气压决定,与酒精灯火力大小无关,故增大火力无法提高沸点。
(3)减少水的质量,水的升温速度会加快(达到沸点的时间缩短),但沸点不变(气压不变),因此温度-时间关系对应升温更快、沸点相同的图线。
总结:本题关键是掌握水沸腾的现象特征(气泡变化)、沸点的决定因素(气压),以及水的质量对升温过程的影响(质量越小,升温越快,沸点不变)。
41. 图甲是“胜哥”自制的一枚水火箭,图乙是水火箭发射后依次经过ABCD的运动轨迹。
(1)将瓶塞塞紧并向瓶内充气时,瓶内气体的质量   ,密度   ,瓶内气压   (以上三空均选填“变大”“变小”或“不变”)。拔出瓶塞后,水从瓶子尾部喷出,同时水火箭向上发射,这个过程中水火箭运动状态   (选填“改变”或“不变”)
(2)水火箭在B点时水已排尽,若忽略空气阻力,请在图丙方框内画出水火箭在B点时的受力示意图(“·”表示水火箭)   ,水火箭能继续向上运动是因为具有   。
(3)若水火箭在C点时受到的所有力都消失,它将   (选填序号)
①静止
②沿a方向做匀速直线运动
③沿b方向做匀速直线运动
(4)图丁的水火箭,竖直向上发射时总是向左偏。经测定,水火箭左边的气体流速大于右边的气体流速,左边的气体压强   (选填“大于”“小于”或“等于”)右边的气体压强。
【答案】(1)变大;变大;变大;改变
(2);惯性
(3)②
(4)小于
【知识点】质量及其特性;密度及其特性;力的作用效果;牛顿第一定律;流体压强与流速关系的探究实验
【解析】【解答】(1)第1空,第2空,将瓶塞塞紧并向瓶内充气时,瓶内气体的质量变大,因为充入了更多的气体。瓶内气体体积不变,根据密度公式,质量增大,所以密度变大。
第3空,根据气体压强的微观解释,单位体积内分子数增多,气体压强变大。
第4空,拔出瓶塞后,水从瓶子尾部喷出,同时水火箭向上发射,水火箭的速度大小和方向都发生了变化,所以这个过程中水火箭运动状态改变。
(2)第1空,水火箭在B点时水已排尽,若忽略空气阻力,此时水火箭只受到重力作用,重力方向竖直向下。受力示意图如下:

第2空,水火箭能继续向上运动是因为具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态的性质。
(3)根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。水火箭在C点时是运动的,若此时受到的所有力都消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动,即沿 a 方向做匀速直线运动,故答案选②。
(4)根据流体压强与流速的关系,在气体中,流速越大的位置,压强越小。已知水火箭左边的气体流速大于右边的气体流速,所以左边的气体压强小于右边的气体压强。
故答案为:(1)变大;变大;变大;改变;(2)见解析;惯性;(3)②;(4)小于。
【分析】(1)将瓶塞塞紧并向瓶内充气时,瓶内气体的质量变大,因为充入了更多的气体。瓶内气体体积不变,根据密度公式,质量增大,所以密度变大。根据气体压强的微观解释,单位体积内分子数增多,气体压强变大。拔出瓶塞后,水从瓶子尾部喷出,同时水火箭向上发射,水火箭的速度大小和方向都发生了变化,所以这个过程中水火箭运动状态改变。
(2)物体的重力G的作用点在重心,方向是竖直向下;水火箭能继续向上运动是因为具有惯性,惯性是物体保持原来运动状态的性质。
(3)根据牛顿第一定律,一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。水火箭在C点时是运动的,若此时受到的所有力都消失,它将保持原来的运动状态,沿原来的方向做匀速直线运动。
(4)根据流体压强与流速的关系,在气体中,流速越大的位置,压强越小。
四、科普阅读题
42.阅读短文,回答问题。
涡轮喷气发动机
2023年5月28日,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919(如图甲所示),历时2h从上海到北京,标志着这一机型完成首次商业载客飞行。
如图乙所示,为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机,其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道。当飞机加速飞行时,飞机要获得更大的推力,飞机需要燃烧更多的燃料,同时需要更多的氧气来助燃。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作,一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。
图甲 图乙 图丙
(1)涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时内能   (选填“增大”“减小”或“不变”);这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,此过程的能量转化相当于热机的   冲程,涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却,这是利用了水的   (填一种物理特性)的特点;
(2)设可调管道的通风口面积为,当飞机加速飞行时,应使通风口面积   (选填“变大”“不 变”或“变小”);
(3)已知,涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示,当飞机以400的速度水平匀速飞行5min的过程中,飞机克服阻力做的功为   J。
【答案】(1)增大;做功;比热容大
(2)变大
(3)
【知识点】做功改变物体内能;热机;飞机的升力;功的计算及应用;水的比热容的特点及其应用
【解析】【解答】(1)图中,空气流过压气机时,旋转叶片对空气做功,机械能转化为空气的内能,空气的内能增大。
高温高压气流推动涡轮转动,内能转化为机械能,与热机的做功冲程能量转化相同。
水的比热容较大,水和其他物质相比,质量、升高的温度相同时,水能吸收的热量多,常用水作冷却剂。
(2)飞机加速飞行时,飞机要获得更大的推力,需要燃烧更多的燃料,则需要更多的氧气来助燃,需要大量空气压入通风口,则使通风口面积变大。
(3)当飞机以的速度飞行时,速度的平方:
从图丙中可以读出,飞机受到的空气阻力
飞机飞行的时间:
飞机飞行的距离:
飞机克服阻力做的功:。
【分析】(1)对物体做功,物体的内能增大,物体对外做功,内能减少;水的比热容较大,质量和温度差相同时,吸收热量多;
(2)燃料燃烧时,消耗燃料越多,需要的氧气越多;
(3)根据s=vt,计算通过的路程,利用W=Fs,计算做功多少。
(1)[1]空气流过压气机时,压气机的旋转叶片对空气做功,将机械能转化为空气的内能,所以空气的内能增大。
[2]高温高压气流推动涡轮转动,是内能转化为机械能的过程,这与热机的做功冲程能量转化相同。
[3]水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同的温度时,水能吸收更多的热量,因此常用水作为冷却剂。
(2)当飞机加速飞行时,飞机要获得更大的推力,飞机需要燃烧更多的燃料,同时需要更多的氧气来助燃,则需要将大量空气压入通风口,所以应使通风口面积变大。
(3)当飞机以的速度飞行时,速度的平方
从图丙中可以读出,飞机受到的空气阻力
飞机飞行的时间
飞机飞行的距离
飞机克服阻力做的功
五、实践探究题
43.某新闻报道:我国深海考古世界级大发现,水下千米级深度首次发现明代沉船遗址。但由于液体压强,打捞难度极大。由此,小明猜想液体压强可能与_有关。
【证据】
⑴如图甲所示,他在家里找到了一个透明漏斗和一个弹性非常好的橡皮膜,然后把橡皮膜套在漏斗上。
⑵找一个透明杯子装适量水,把漏斗放进水中不同深度观察橡皮膜的凹陷程度(如图丙、丁)。
⑶在水中放入适量食盐,搅拌均匀,再把漏斗放入盐水中(如图乙)。
【解释】
(1)观察丙、丁,说明液体压强随深度的增加而   。
(2)观察   ,说明液体压强还与   有关。
(3)【交流】
实验通过观察橡皮膜的   来反映液体压强的大小。
(4)乙、丙两次实验有一个前提条件,即它们浸入液体的   要相同,这种研究物理问题的方法叫作   法。
【答案】(1)增大
(2)乙、丙;液体的密度
(3)凹陷程度
(4)深度;控制变量
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)据实验分析可知,丙、丁的变量为深度,随着深度的增加,橡皮膜的形变程度增加,所以压强随着深度的增加而增加;
(2)乙丙的变量为液体的种类(密度),且橡皮膜形变程度不同,所以压强和液体密度有关;
(3)题目中将橡皮膜的凹陷程度反映液体压强的大小;
(4)探究压强和浸没深度的关系,变量为有液体种类,其余因素相同,如浸没深度相同,该方法为控制变量法。
【分析】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。
六、计算题
44.如图甲所示,用水龙头往重为10N的置于水平地面的容器中注水直到容器装满(容器上下两部分均是规则柱形),已知水龙头每秒注水100cm3,水对容器底部的压强与时间的关系如图乙所示,忽略容器壁的厚度,求:(水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)第42秒时,水的深度;
(2)容器的底面积;
(3)第40秒时,容器对水平地面的压强。
【答案】(1)解:由图乙可知,第42秒时水对容器底部的压强p1=1500Pa,根据p=pgh可得,第42秒时水的深度。
(2)解: 由图乙可知,第36秒时,容器下部较粗的部分装满水,第36秒时容器中水的体积V=100cm2/s×36s=3600cm2;
第36秒时水对容器底部的压强p2=900Pa,水的深度
容器底面积
(3)解: 第40秒时容器中水的体积V'=100cm3/s×40s=4000cm3=4×10-3m3,由得,
第40秒时容器中水的质量m=ρV'=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg,
第40秒时水所受的重力G=mg=4kg×10N/kg=40N,
第40秒时容器对水平地面的压力F=G总=G+G容器=40N+10N=50N,
容器对水平地面的压强
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据p=pgh可得,第42秒时水的深度;
(2) 由图乙可知,第36秒时,容器下部较粗的部分装满水,第36秒时容器中水的体积V;第36秒时水对容器底部的压强p2,水的深度,所以容器底面积;
(3)第40秒时容器中水的体积V',由得,第40秒时容器中水的质量,第40秒时水所受的重力G=mg,第40秒时容器对水平地面的压力F=G总=G+G容器;容器对水平地面的压强。
45.“胜哥”用弹簧测力计悬挂一个圆柱体物块,使物块下表面与水面刚好接触,如图甲所示;然后匀速放下物块,此过程中弹簧测力计示数与物块下表面浸入水中的深度的关系如图乙所示,弹簧测力计始终在水面上方,实验过程中水始终未溢出(水的密度为,取),求:
(1)物块的质量;
(2)物块受到的最大浮力;
(3)物块的密度;
(4)物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强。
【答案】(1)解:由图像知,物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N,即物块的重力为12N,G=12N,根据G=mg得,物块的质量
答:(1)物块的质量为1.2;
(2)解:物块浸没时,排开水体积保持不变,且最大,根据F浮=ρ液gV排可知,物块所受浮力保持不变,且最大,则弹簧测力计的示数保持不变,由图像知,此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
答:物块受到的最大浮力为;
(3)解:物块浸没时排开水的体积等于物块的体积,故物块的体积
物块的密度
答:物块的密度为;
(4)解:由图像可知,物块刚好浸没时,物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答:物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强为。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【分析】(1)根据,计算物体的质量大小;
(2)根据物体的重力和拉力差,计算物体受到的浮力;
(3)根据,计算物体排开液体的体积,根据,计算物体的密度;
(4)根据p=ρgh,计算液体压强的大小。
(1)由图像知,物块浸入水中前弹簧测力计的示数为12N,即物块的重力为12N,G=12N,根据G=mg得,物块的质量
(2)物块浸没时,排开水体积保持不变,且最大,根据F浮=ρ液gV排可知,物块所受浮力保持不变,且最大,则弹簧测力计的示数保持不变,由图像知,此时弹簧测力计的示数为F示=10 N
所以物块受到的最大浮力 F浮=G F示=12N 10N =2N
(3)物块浸没时排开水的体积等于物块的体积,故物块的体积
物块的密度
(4)由图像可知,物块刚好浸没时,物块下表面浸入水中的深度
物块下表面受到的水的压强
答:(1)物块的质量为1.2;
(2)物块受到的最大浮力为;
(3)物块的密度为;
(4)物块刚好浸没时,物块下表面受到的水的压强为。
46.日常生活中,茶壶、洗手池的存水弯管、船闸等都利用了连通器原理,如图甲所示的连通器,其质量为 100g,底面积为 40cm2,内部装有质量为 300g、密度为 1.2×103kg/m3的某种液体,此时液面高度h=10cm,g取 10N/kg。
(1)求连通器底部受到的液体压强;
(2)求连通器对水平桌面的压强;
(3)在图甲连通器两个竖管中加上活塞,将液体密封起来,就构成一个简易的液压机。液压机的工作基础是帕斯卡定律(如图乙所示),法国物理学家帕斯卡研究发现:当外力 F1作用在活塞 1 上时,活塞 1 对密闭液体产生的压强为 P1,活塞 2 就会受到密闭液体向上的压强 P2,而 P1=P2。根据两个活塞的面积大小比例,就可以实现用小的压力 F1来产生较大的支持力 F2。图丙为应用液压机原理工作的汽车千斤顶,该千斤顶的大、小活塞横截面积分别是 100cm2和 4cm2,当在小活塞上施加 400N 的压力时,则在大活塞上能支持的物体的最大质量是多少?
(4)若不增加作用在小活塞上的力,如何实现使大活塞一端支持起更重的物体?(答出一种具体的方法即可)
【答案】(1)解:液面高度h=10cm=0.1m, 连通器底部受到的液体压强:
P=ρgh=1.2×103kg/m3× 10N/kg × 0.1m =1.2×103Pa
(2)连通器和液体的总重力为:
G总=m总g=(m液+m器)g=(300+100)×10-3kg×10N/kg=4N,
在水平桌面上,连通器对桌面的压力:
F = G总= 4N
连通器对水平桌面的压强:
(3)由P1=P2可得:
整理得:
则可以支撑的物体最大重力:
G = F2=1×104N
大活塞上能支持的物体的最大质量是:
(4) 增大大活塞的面积、减小小活塞的面积
答:(1)连通器底部受到的液体压强为1.2×103Pa;
(2)连通器对水平桌面的压强为1×103Pa;
(3) 大活塞上能支持的物体的最大质量是1×103kg;
(4) 增大大活塞的面积、减小小活塞的面积。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算;帕斯卡原理及其应用
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式P=ρgh计算连通器底部受到的液体压强;
(2)根据F=G=(m1+m2)g算出连通器对水平桌面的压力,由压强公式计算出连通器对水平桌面的压强;
(3)(4)根据帕斯卡原理推导出的大活塞受到液体的压力表达式,由帕斯卡原理找出使大活塞一端举起更重物体的方法。
47.2022年5月15日凌晨1时26分,中国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270m的科考营地顺利升空,4时40分达到9032m,超过珠峰8848.86m的高度,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录。“极目一号”Ⅲ型浮空艇体积约为9000㎡2,总重力为2.6×104N,内部上层充满氮气,中间隔开,下层是空气,如图所示。随着高度上升,浮空艇通过排出下面部分的空气,调节整个浮空艇的压力差在安全范围内。通过与地面错泊设备连接的系揽进行升空和驻空,通过系揽里的两根电线给整个载荷供电。通过搭载的各种探测仪器展开垂直观测,助力揭示青藏高原环境变化机理,对推动高原可持续发展、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生深远影响。请解答以下问题:
(1)在海拔4300m处的空气密度约为0.8kg/m3,浮空艇总体积约为9000m3,浮空艇在此处受到空气的浮力
(2)浮空艇悬浮在海拔4300m高度时,与地面错泊设备连接的系揽对浮空艇的拉力;
(3)随着高度上升,浮空艇为什么需要通过排出下面部分的空气使浮空艇的压力差在安全范围内:
(4)随着浮空艇高度的增加,浮空的浮力是否会发生变化,请说明理由。
【答案】(1)解:(1)根据阿基米德原理F浮=ρ气体gV排得,浮空艇在此处受到空气的浮力约为:
(2)浮空艇此时处于静止状态,所受浮力等于重力和拉力之和,故拉力为:
F=F浮-G=7.2×104N- 2.6×104N =4.6×104N
(3)随着高度上升,外界大气压减小,艇内外压强差变大,故需要 排出下面部分的空气以减小艇内外的压强差
(4)会发生变化;随着浮空艇高度的增加, 空气密度变小,排开空气的体积不变,由阿基米德原理可知,浮力变小。
【知识点】二力平衡的条件及其应用;大气压强与高度的关系;浮力大小的计算
【解析】【分析】 (1)根据F浮=ρ气gV排得出浮空艇受到的浮力大小;
(2)分析浮空艇的受力情况,可知,此时浮空艇受3个力的作用,竖直向下的重力,向下的拉力以及竖直向上的浮力,3个力使浮空艇保持平衡,据此列出三个力的关系式,得到拉力大小;
(3)大气压随海拔高度的增加而减小,据此分析;
(4)大气随海拔高度增加空气变的越来越稀薄,故空气密度变小,根据气体的阿基米德原理分析判断。
48.甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2.甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的水面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
【答案】(1)解: 甲容器对地面的压强为3824帕,甲容器放在水平地面上,底面积为0.01m2,由得,甲对地面的压力F=pS=3824Pa×0.01m2=38.24N
(2)解: ①将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m;由于小球的体积不变,甲、乙容器完全相同,则放入小球后,甲中水面上升0.02m,由p=ρgh得,水对容器底的压强变化量
Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.02m=196Pa
②乙容器对地面的压强为6176帕,乙容器放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以乙对地面的压力F1=p1S=6176Pa×0.01m2=61.76N
小球更换位置后,甲容器对地面的压强
乙容器对地面的压强
两容器对地面的压强相等,p甲=p乙,即,
代入数据得,
金属球所受重力G金属球=11.76N
将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m,则小球的体积V=S⊿h=0.01m2×0.02m=2×10-4m3,
金属小球的密度
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)甲容器对地面的压强为3824Pa,底面积为0.01m2,根据F=pS计算甲对地面的压力;
(2) ①将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m;放入小球后,甲中水面上升0.02m,由p=ρgh得水对容器底的压强变化量;
②乙容器对地面的压强为6176Pa,乙容器放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以乙对地面的压力F1=p1S;小球更换位置后,甲、乙容器对地面的压强 ,,根据p甲=p乙,解得金属球所受重力G,将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m,据此计算小球的体积V=Sh,金属小球的密度。
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