第八章 压强 单元同步练习提升卷(原卷版 解析版)

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名称 第八章 压强 单元同步练习提升卷(原卷版 解析版)
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文件大小 5.1MB
资源类型 试卷
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2026-04-02 00:00:00

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
第八章 压强 单元同步练习提升卷
一、单选题
1.连通器在日常生产和生活中有着广泛的应用。下图所举的事例中,不是利用连通器原理工作的是(  )
A.茶壶
B.锅炉水位计
C.船闸
D.活塞式抽水机
2.水翼船下部的水翼做成上表面凸起,下表面平直的形状,当水翼船在水中高速行驶时,随船便获得升力,这是因为(  )
A.水翼上方水流速度大,压强小 B.水翼上方水流速度大,压强大
C.水翼下方水流速度大,压强小 D.水翼下方水流速度大,压强大
3.如图所示是小明同学探究“影响液体内部压强因素”的实验情景,关于此操作的探究目的最合理的是(  )
A.液体的压强跟液体的深度是否有关
B.液体的压强跟液体的密度是否有关
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.液体内部同一深度的压强是否相等
4.同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是(  )
A.甲图中,装有水的瓶子竖直放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B.乙图中,当压强计的探头在水中只改变方向时,U形管两边液面高度差变小
C.丙图中,测出拉开吸盘时的拉力和吸盘的面积,可以估测出大气压强的值
D.丁图中,向外拉活塞,烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,说明气压减小,水的沸点升高
5.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,若液体对容器底部的压强相等,则A、B两点的压强关系是(  )
A. B. C. D.无法判断
6.只利用下图各组给定的器材做实验,不能完成其实验目的是(  )
A、探究压力作用效果与受力面积的关系 B、研究液体压强与液体密度的关系 C、证明大气压强的存在 D、准确测出大气压的数值
A.A B.B C.C D.D
7.在托里拆利实验中,下列做法可以改变图中玻璃管内外水银面高度差的是(  )
A.使玻璃管适度倾斜 B.稍稍下压玻璃管
C.往水银槽中添加适量水银 D.将装置转移到高山上进行实验
8.小华制成如图所示的“自动给水装置”,是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没.其瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于(  )
A.瓶的支持力的作用 B.瓶的重力作用
C.水的浮力作用 D.大气压的作用
9.A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是(  )
A. : , :
B. : , :
C. : , :
D. : , :
10.如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平面上时瓶子对桌面的压强为 p ,瓶底受到水的压力为 F ,倒立放置时瓶子对桌面的压强为 P ,瓶盖受到水的压力为F ,则(  )
A.P >p ,F P ,F >F
C.P

F D.p =p ,F =F .
二、填空题
11.我国经济快速发展,很多厂商纷纷为自己的产品做广告,但有些广告制作却忽视了其中的科学道理。图示的广告图中有一处科学性的错误是   ,判断依据是   。
12.某物理课外小组制作了如下图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度   b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度   b管液面高度。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
13.自行车车座设计得宽大柔软,这是为了减小   。如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则深度为20m的某处受到水的压强为   Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了   原理。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
14.首次测出大气压值的著名实验是   实验。在图中,A、B是一个连通器的两个上端开口,当用一个管子沿B开口吹气时,A开口一端的液面会   (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
15.如图表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择如图中的哪几种情形   ,由此可以得到的结论是   ;若要继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,则应继续作图   所示的实验。
16. 一些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示。由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气流速比下方的空气流速慢,此时,上方空气压强比下方空气压强   (选填“大”或“小”)。
17.如图所示,用两食指同时压铅笔两端,左手指受到铅笔的压力为F1、压强为p1;右手指受到铅笔的压力为F2、压强为P2.则F1   F2,p1   p2.(选填“大于”、“等于”或“小于”)
18.质量为68千克的人重   N,他每只脚接触地面的面积是170cm2,这个人站立时对地面的压强是   Pa。他行走时对地的压强将   (选填“变小”“ 变大”“ 不变”)。(g=10N/kg)
三、计算题
19.嫦娥四号着陆器于2019年1月3日22时22分正式与巡视器(玉兔二号)顺利分离,玉兔二号巡视器正式驶抵月球表面并传回照片,从传回的照片中,我们可以看到玉兔二号在月球上行驶并留下了很深的车辙。玉兔二号是“玉兔号”的升级版,它的重量只有135Kg,是人类史上最轻的月球车。
(1)玉兔二号月球车在地球上受到的重力是多少 (g取10N/kg)
(2)月球上物体的重力等于地球上的六分之一,则玉兔二号月球车对月球水平表面的压力是多少
(3)假设玉兔二号月球车正常行驶时与地面的接触面积是500cm2,则玉兔二号月球车对月球表面的压强有多大
20.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。
四、作图题
21.如图所示,重为5牛的金属球A对斜面的压力为4牛,请用力的图示法画出小球在图示位置时对斜面的压力F.
22.如图所示,请画出人站立时对水平地面压力的图示.压力大小为300N.
23.如图所示,甲乙两图所示容器中都装有水,但图中都只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画出的水面的大致位置补画出来。
五、实验探究题
24.如图所示是实验小组的同学探究“液体压强与哪些因素有关”的实验(已知ρ酒精<ρ水)。
(1)实验前,应先调整压强计U形管左右两侧液面保持   。在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用   (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)通过图甲、乙两次实验得出:同种液体,内部的压强随深度的增加而   。
(3)小张同学在图乙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形管两侧液面的高度差变大了,于是得出液体的压强与液体密度有关的结论,他的结论是否可靠?并说明原因   。
(4)如图丙所示,小张同学把绑有薄橡皮膜的薄壁塑料管(管壁的厚度和质量均忽略不计)竖直插入水中,橡皮膜向上凸出,向管内缓慢加入酒精,直至橡皮膜没有凹凸时,酒精液面与水面的高度差为h,如果橡皮膜的面积为S,请表示出塑料管所受浮力大小的表达式:F浮=   (用ρ酒精、ρ水、S、g和h表示)。
25.如题图为在“探究液体内部的压强”实验(U形管所装液体是水).
(1)手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置   (填“漏气”或“不漏气”),压强计是通过观察U形管中液面   的大小来反映压强的大小:
(2)图中装置中U形管   (选填“是”或*不是”)连通器。D图中U形管左右两侧液面高度差h=5cm,若将U形管内液体换成酒精后,则U形管左右两侧液面高度差将   5 cm(选填“<”, “=”或“>” ).
(3)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强   :通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的   越大,压强越大。
(4)E图中压强计探头位置与D图相同,此时U形管左右两侧液面高度差h'=6 cm,则可测得盐水的密度为   kg/m3. (ρ水=1×103kg/m3)
26. 在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅来显示小桌对    的压力作用效果。
(2)比较    两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是    。
(3)下列事例中,直接应用该结论的是   填序号。
有些课桌的边缘设计成圆弧形状;
水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度;
交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载量不得超过。
(4)小聪想用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图丁两种方案,你认为   填序号方案更合理一些,另一种方案不足的原因是    。
27.为了测量大气压强,小明选择的器材有:容积V=2.5mL的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线。
(1)实验步骤如下:
①如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度l=   cm;
②如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F;
③小明所测得的大气压强值为   Pa。
(2)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F0,则大气压值p=   (用题中出现的物理量符号表示)。
六、综合题
28.如图为北京奥运场馆﹣﹣国家游泳中心“水立方”的外观图.“水立方”的外层是膜结构的气枕,抗压性能很好,充气后,每块膜能承受一辆汽车的重力.若现有一辆质量为1.5×103千克的轿车停在膜上,每个轮子与膜的接触面积为1.5×10﹣2米2,则
(1)该轿车对膜的压力是多少牛?
(2)膜受到该轿车的压强是多少帕?
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第八章 压强 单元同步练习提升卷
一、单选题
1.连通器在日常生产和生活中有着广泛的应用。下图所举的事例中,不是利用连通器原理工作的是(  )
A.茶壶
B.锅炉水位计
C.船闸
D.活塞式抽水机
【答案】D
【解析】【解答】茶壶、锅炉水位计和船闸都是生活中的连通器,活塞式抽水机是利用大气压工作的,D符合题意。
故选D。
【分析】茶壶、锅炉水位计和船闸都是生活中的连通器,活塞式抽水机是利用大气压工作。
2.水翼船下部的水翼做成上表面凸起,下表面平直的形状,当水翼船在水中高速行驶时,随船便获得升力,这是因为(  )
A.水翼上方水流速度大,压强小 B.水翼上方水流速度大,压强大
C.水翼下方水流速度大,压强小 D.水翼下方水流速度大,压强大
【答案】A
【解析】【解答】解:当船在水中高速航行时,水翼上表面凸起,它与船体间的水流速度大,压强小;水翼下表面的水流速度小,压强大,因此在水翼的上下表面存在向上的压力(压强)差,所以船便获得升力.
故选A.
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大.
3.如图所示是小明同学探究“影响液体内部压强因素”的实验情景,关于此操作的探究目的最合理的是(  )
A.液体的压强跟液体的深度是否有关
B.液体的压强跟液体的密度是否有关
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.液体内部同一深度的压强是否相等
【答案】A
【解析】【解答】A.如图所示,调好后将金属盒放入液体中,两次实验中金属盒在液体中的深度不同,但液体的密度要控制相同,探究液体的压强跟液体的深度是否有关,A符合题意,
B.探究液体的压强跟液体的密度是否有关,保持金属盒在液体中的深度相同,液体的密度不同,图中金属盒在液体中的深度不同,B不符合题意;
C.探究液体内部向各个方向是否都有压强,保持金属盒在液体中的深度相同,图中金属盒在液体中的深度不同,C不符合题意;
D.探究液体内部同一深度的压强是否相等,保持金属盒在液体中的深度相同,图中金属盒在液体中的深度不同,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】同一物体浸入同种液体,深度不同,可探究液体的压强跟液体的深度是否有关。
4.同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是(  )
A.甲图中,装有水的瓶子竖直放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B.乙图中,当压强计的探头在水中只改变方向时,U形管两边液面高度差变小
C.丙图中,测出拉开吸盘时的拉力和吸盘的面积,可以估测出大气压强的值
D.丁图中,向外拉活塞,烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,说明气压减小,水的沸点升高
【答案】C
【解析】【解答】A.甲图中,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越多,对海绵的压力越大,受力面积不变,对海绵的作用效果越明显,故A错误;
B.乙图中,当压强计的探头在水中改变方向时,其余因素如液体的密度、深度不变,压强计的探头受到的压强不变,U形管两边液面高度差不变,故B错误;
C.丙图中,由可知,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S,可以估测大气压强,故C正确;
D.气压越低、沸点越低。向外拉活塞,烧瓶内的气压降低,沸点降低,当沸点低于此时水的温度时,会看到烧瓶内停止沸腾的水再次沸腾,故D错误。
故选C。
【分析】1、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;
2、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;
3、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.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,若液体对容器底部的压强相等,则A、B两点的压强关系是(  )
A. B. C. D.无法判断
【答案】C
【解析】【解答】液体对容器底的压强:p甲=p乙,液体对容器底的压强,故两种液体的质量相等;因为完全相同的容器中,分别盛有质量相等的两种液体甲、乙,由图知V甲<V乙,利用密度计算公式可知ρ甲>ρ乙,因为A、B两点到容器底的距离相等,所以根据p=ρgh可知,A、B两点以下的液体压强pA下>pB下;又因为两种液体对容器底的总压强相同,根据p上=p-p下可知,pA<pB,C正确,ABD错误。
故答案为:C。
【分析】本题考查了压强与密度的综合运用,结合和,还有液体压强公式进行综合分析求解。
6.只利用下图各组给定的器材做实验,不能完成其实验目的是(  )
A、探究压力作用效果与受力面积的关系 B、研究液体压强与液体密度的关系 C、证明大气压强的存在 D、准确测出大气压的数值
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】【解答】解:A、图中有一个长方体金属块和海绵,金属块的压力一定,通过金属块的不同放法来改变受力面积,从而探究压力作用效果与受力面积的关系,A可以完成;
B、液体压强与液体密度、液体的深度有关,图中只有一杯水和一个压强计,只能探究液体的压强与深度的关系,不能探究液体压强与液体密度的关系,B不可以完成;
C、图中有两个吸盘,排净吸盘内的空气,用很大的力才能将其拉开,证明了大气压的存在,C可以完成;
D、图中为托里拆利实验装置图,托里拆利实验准确的测量出大气压的值,D可以完成。
故答案为:B。
【分析】压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显.
液体压强与液体密度、液体的深度有关,根据控制变量法分析解答.
马德堡半球实验证明了大气压强的存在;托里拆利实验准确的测量出大气压的值.
7.在托里拆利实验中,下列做法可以改变图中玻璃管内外水银面高度差的是(  )
A.使玻璃管适度倾斜 B.稍稍下压玻璃管
C.往水银槽中添加适量水银 D.将装置转移到高山上进行实验
【答案】D
【解析】【解答】A.玻璃管中水银柱的压强只与水银的密度和垂直高度有关,玻璃管倾斜不会影响高度的大小,A不符合题意;
B.外界大气压不变,稍稍下压玻璃管,水银柱的高度差不会变,B不符合题意;
C.外界大气压不变,往水银槽中添加水银,水银柱的高度差不会发生变化,C不符合题意;
D.大气压随高度的增加而减小,将实验装置转移到高山上进行实验,大气压减小,水银面的高度差会减小,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用托里拆利测量大气压时,试管的倾斜、适当提升或降低,大气压不变;大气压和海拔高度有关。
8.小华制成如图所示的“自动给水装置”,是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中,瓶口刚好被水浸没.其瓶中水面能高于盆内水面,主要是由于(  )
A.瓶的支持力的作用 B.瓶的重力作用
C.水的浮力作用 D.大气压的作用
【答案】D
【解析】【解答】在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱.瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来.
故选D.
【分析】本题可以类比托里拆利实验中玻璃管内外液面高度差产生的原因.
9.A,B两个实心正方体的质量相等,密度之比ρA:ρB=8:1,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),则地面受到的压力之比和压强之比分别是(  )
A. : , :
B. : , :
C. : , :
D. : , :
【答案】B
【解析】【解答】解:(1)若按(甲)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,将它们叠放在水平地面上,此时对地面的压力F乙=GA+GB,故 = =1:1;
⑵由ρ= ,ρA:ρB=8:1,mA:mB=1:1,可得, = ,
则边长之比为 ,则面积之比为 ,
因为 =1:1,
所以按(甲)、(乙)两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上,则地面受到的压强之比是p甲:p乙=1:4。
故答案为:B
【分析】由正方体边长比可得其体积比,结合密度比及ρ= 可得质量比,根据静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力,可知压力之比,根据甲、乙两个实心正方体的密度之比和质量之比可求得体积之比,然后可知其边长之比,从而求得面积之比,再根据叠加情景和压强公式p=可以求解压强之比.
10.如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平面上时瓶子对桌面的压强为 p ,瓶底受到水的压力为 F ,倒立放置时瓶子对桌面的压强为 P ,瓶盖受到水的压力为F ,则(  )
A.P >p ,F P ,F >F
C.P

F D.p =p ,F =F .
【答案】A
【解析】【解答】(1)无论瓶子正立,还是倒立,瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,根据F=G瓶子+G水可知,瓶子对桌面的压力相等。接触面积S2p1;
(2)根据图片可知, 正立时瓶子下口大,则瓶底受到水的压力F1>G水;倒立时瓶子下口小,则瓶底受到水的压力F2故选A。
【分析】(1)根据F=G瓶子+G水比较瓶子对桌面的压力大小,再根据比较对桌面的压强大小;
(2)下口大的容器,底部受到液体的压力大于液体重力;下口小的容器,底部受到液体压力小于液体重力。
二、填空题
11.我国经济快速发展,很多厂商纷纷为自己的产品做广告,但有些广告制作却忽视了其中的科学道理。图示的广告图中有一处科学性的错误是   ,判断依据是   。
【答案】茶壶内液面与壶嘴内液面不相平;连通器原理
【解析】【解答】茶壶属于连通器,静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上。由图可知茶壶中的水不在同一水平面上,故错误。
判断的依据,违反了连通器原理。
【分析】连通器的特点是内部液面始终在同一水平面上,与摆放位置无关,例如水壶、船闸等。
12.某物理课外小组制作了如下图所示的实验装置,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度   b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度   b管液面高度。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】等于;大于
【解析】【解答】当打开阀门A时,大容器和容器a、容器b构成连通器,此时各容器中液面相平,再打开阀门B时,水流出,由于b处的管道细,水的流速大,压强小,b管中的液面低于a管的液面。
故答案为:等于;大于。
【分析】上部开口、底部连通的容器构成连通器,连通器中装同种液体且液体不流动时液面相平;流体在流速大的地方压强小。
13.自行车车座设计得宽大柔软,这是为了减小   。如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则深度为20m的某处受到水的压强为   Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了   原理。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】压强;2×105;连通器
【解析】【解答】 (1) 自行车车座设计得宽大柔软,这是压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;
(2)水对坝底的压强为
(3)轮船在通过三峡大坝时 船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的。
【分析】
(1)减小压强的方法:增大受力面积或者减小压力;
(2)液体压强随深度的增加而增大;已知水的深度和密度,利用公式p = ρgh计算水对坝底的压强;
(3)上端开口、下端相连通的容器叫连通器;连通器里的液体在静止时,液面总是相平的,船闸是连通器特点的应用。
14.首次测出大气压值的著名实验是   实验。在图中,A、B是一个连通器的两个上端开口,当用一个管子沿B开口吹气时,A开口一端的液面会   (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
【答案】托利拆利;下降
【解析】【解答】托里拆利实验是人类历史上第一次测出大气压值的实验,流体压强与流速的关系是流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,故当用一个管子沿B开口吹气时,B处空气流速大,故该处压强小,水将向B流动,所以A开口一端的液面会下降。
故答案为:托里拆利;下降.
【分析】测定大气压强值的实验是:托里拆利实验.在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差与管的倾斜度、位置的深浅、水银槽内水银的多少以及管的粗细均无关.
15.如图表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景,为了探究他们对雪地压力的作用效果,现利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应选择如图中的哪几种情形   ,由此可以得到的结论是   ;若要继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,则应继续作图   所示的实验。
【答案】乙丙;在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;甲乙
【解析】【解答】体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走,为了探究他们对雪地压力的作用效果,即控制压力相同,只改变受力面积大小,故应选择图2中乙、丙实验,由此可以得到的结论是:在压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显;若要继续探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,要控制受力面积相同,只改变压力大小,则应继续作图甲乙所示的实验。
【分析】探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法(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)及转换法(通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果)的应用,体现了对过程和方法的考查.
16. 一些跑车在车尾安装了一种“气流偏导器”,如图所示。由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气流速比下方的空气流速慢,此时,上方空气压强比下方空气压强   (选填“大”或“小”)。
【答案】大
【解析】【解答】由于“气流偏导器”上表面平直,下表面呈弧形凸起,当跑车高速行驶时,流过它上方的空气流速比下方的空气流速慢,此时上方空气压强比下方空气压强大。
【分析】流体流速越大而压强越小,根据流体压强和流速的关系分析解答。
17.如图所示,用两食指同时压铅笔两端,左手指受到铅笔的压力为F1、压强为p1;右手指受到铅笔的压力为F2、压强为P2.则F1   F2,p1   p2.(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】等于;小于
【解析】【解答】(1)右手给铅笔一个向左的力,这个力通过铅笔作用在左手上.根据物体间力的作用是相互的,同时左手给铅笔一个向右、大小相等的力,这个力通过铅笔作用在右手上,所以左手指受到铅笔的压力为F1与右手指受到铅笔的压力为F2大小相等.(2)左手和右手受到的压力相等,右手的受力面积比较小,所以右手受到的压强大,所以左手指受到的压强p1小于右手指受到的压强p2.
故答案为:等于;小于.
【分析】根据物体间力的作用是相互的,可知道左右手受到力的大小;根据压强与压力和受力面积有关可比较左右手受到压强的大小.
18.质量为68千克的人重   N,他每只脚接触地面的面积是170cm2,这个人站立时对地面的压强是   Pa。他行走时对地的压强将   (选填“变小”“ 变大”“ 不变”)。(g=10N/kg)
【答案】680;2×104;变大
【解析】【解答】(1)重力为
(2)压力为
压强是
(3)他行走时,重力不变,对地面的压力不变,由得,对地的压强将变大。
【分析】根据G= mg求出人的重力,水平面上的物体对水平面的压力大小等于物体的重力的大小,根据压强公式求出人站立时对地面的压强,人站立时与人走路时对地面的压力相同,人站立时双脚着地,人走路时单脚着地,地面的受力面积不同。
三、计算题
19.嫦娥四号着陆器于2019年1月3日22时22分正式与巡视器(玉兔二号)顺利分离,玉兔二号巡视器正式驶抵月球表面并传回照片,从传回的照片中,我们可以看到玉兔二号在月球上行驶并留下了很深的车辙。玉兔二号是“玉兔号”的升级版,它的重量只有135Kg,是人类史上最轻的月球车。
(1)玉兔二号月球车在地球上受到的重力是多少 (g取10N/kg)
(2)月球上物体的重力等于地球上的六分之一,则玉兔二号月球车对月球水平表面的压力是多少
(3)假设玉兔二号月球车正常行驶时与地面的接触面积是500cm2,则玉兔二号月球车对月球表面的压强有多大
【答案】(1)玉兔二号月球车在地球上受到的重力:
G=mg=135kg×10N/kg=1350N;
答:玉兔二号月球车在地球上受到的重力是1350N;
(2)玉兔二号月球车在月球上受到重力:

玉兔二号月球车对月球水平表面的压力:
F=G月=225N;
答:玉兔二号月球车对月球水平表面的压力是225N;
(3)受力面积S=500cm2=500×10-4m2,
玉兔二号月球车对月球表面的压强:

答:玉兔二号月球车对月球表面的压强有4500Pa。
【解析】【分析】(1)利用G=mg计算玉兔二号月球车在地球上受到的重力;
(2)月球上物体的重力等于地球上的六分之一,据此可求玉兔二号月球车在月球上受到重力,玉兔二号月球车对月球水平表面的压力等于玉兔二号月球车在月球上受到重力;
(3)利用计算月球车对月球表面的压强。
20.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=3600cm3;
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
【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。
四、作图题
21.如图所示,重为5牛的金属球A对斜面的压力为4牛,请用力的图示法画出小球在图示位置时对斜面的压力F.
【答案】
【解析】【解答】解:如图所示,压力的大小为4N,方向垂直于接触面,作用在接触面上.
【分析】小球对斜面的压力方向应该垂直于斜面,再找出作用点,按画图方法表示出这个力即可.
22.如图所示,请画出人站立时对水平地面压力的图示.压力大小为300N.
【答案】解:如图所示
【解析】【解答】解:人站立时对水平地面压力的作用点应该在受力物体也就是地面上,方向与地面垂直向下,因此箭头的指向垂直于地面向下.取一段100N长度的线段,画出力的图示.
【分析】要解决此题,需要掌握力的示意图的画法.在画力的示意图时特别注意力的作用点和方向.同时要掌握压力的概念,知道压力是作用在物体表面的力.
23.如图所示,甲乙两图所示容器中都装有水,但图中都只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画出的水面的大致位置补画出来。
【答案】解:答图如下:
【解析】【解答】甲图:阀门处于关闭状态,左端、中间和右端的容器构成了一个连通器,水不流动时,液面就是相平的.
乙图:阀门处于打开状态,水在重力的作用下就会向下流,中间一段管子比较粗,水流速度小,液体压强大,水柱高,右边管子比较细,水流速度大,液体压强小,水柱低.
【分析】上端开口、下端相连通的容器叫连通器;连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相同的;
分析图中的各容器,看是不是能够形成一个连通器,若是连通器,根据连通器内液体的特点画出未画出的水面的大致位置.
五、实验探究题
24.如图所示是实验小组的同学探究“液体压强与哪些因素有关”的实验(已知ρ酒精<ρ水)。
(1)实验前,应先调整压强计U形管左右两侧液面保持   。在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用   (选填“薄”或“厚”)一些的较好。
(2)通过图甲、乙两次实验得出:同种液体,内部的压强随深度的增加而   。
(3)小张同学在图乙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形管两侧液面的高度差变大了,于是得出液体的压强与液体密度有关的结论,他的结论是否可靠?并说明原因   。
(4)如图丙所示,小张同学把绑有薄橡皮膜的薄壁塑料管(管壁的厚度和质量均忽略不计)竖直插入水中,橡皮膜向上凸出,向管内缓慢加入酒精,直至橡皮膜没有凹凸时,酒精液面与水面的高度差为h,如果橡皮膜的面积为S,请表示出塑料管所受浮力大小的表达式:F浮=   (用ρ酒精、ρ水、S、g和h表示)。
【答案】(1)相平;薄
(2)增大
(3)不可靠,没有控制液体的深度不变
(4)
【解析】【解答】(1)①实验前,应先调整压强计U形管左右两侧液面保持相片。
②在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用薄一些的较好。
答案
(2)根据图片可知,甲和乙中液体的密度相同,只有深度变大了,同时U形管两侧液面高度差变大,那么得到结论:同种液体,内部的压强随深度的增加而增大。
(3)我认为他的结论不可靠,原因:没有控制液体的深度不变。
(4)当橡皮膜变平时,酒精产生的压强和水产生的压强相等,
即p水=p酒精;
ρ水gh水=ρ酒精gh酒精;
ρ水h水=ρ酒精h酒精;
ρ水h水=ρ酒精(h水+h);
解得:;
则塑料管此时受到的浮力:F浮=ρ液gV排=ρ水g×S×=。
【分析】(1)①在实验前,橡皮膜上没有受到压强,那么压强计U形管两侧不应该出现高度差;
②在实验过程中,橡皮膜的厚度越小,受到压强后越容易发生明显形变,那么U形管两侧越容易出现高度差,即实验现象越明显。
(2)根据图片,利用U形管两侧液面高度差比较液体压强大小,从而分析液体压强和深度的关系;
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制液体深度相同,只改变液体密度。而加入浓盐水的过程中,不但液体密度增大,且深度增大,据此分析解答。
(4)当橡皮膜变平时,酒精产生的压强和水产生的压强相等,据此根据液体压强公式p=ρ液gh推导计算出玻璃管浸入水中的深度,最后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算塑料管受到的浮力即可。
25.如题图为在“探究液体内部的压强”实验(U形管所装液体是水).
(1)手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置   (填“漏气”或“不漏气”),压强计是通过观察U形管中液面   的大小来反映压强的大小:
(2)图中装置中U形管   (选填“是”或*不是”)连通器。D图中U形管左右两侧液面高度差h=5cm,若将U形管内液体换成酒精后,则U形管左右两侧液面高度差将   5 cm(选填“<”, “=”或“>” ).
(3)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强   :通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的   越大,压强越大。
(4)E图中压强计探头位置与D图相同,此时U形管左右两侧液面高度差h'=6 cm,则可测得盐水的密度为   kg/m3. (ρ水=1×103kg/m3)
【答案】(1)漏气;高度差
(2)不是;>
(3)大小相等;密度
(4)1.2×103
【解析】【解答】(1)第1空,手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜,观察到U形管中液面不发生变化,说明该装置漏气;
第2空,由转换法,实验中通过观察U形管两边液面高度差来显示压强大小;
(2)第1空, 图中装置中U形管 一端封闭,一端开口,故不属于连通器;
第2空,由图可知,U形管两端液面高度差为,这段液柱的压强就等于压强计橡皮膜所受液体压强,故U形管内换成酒精后,橡皮膜受到的压强不变,由p= ρ gh,因为酒精的密度小于水的密度,故酒精液柱的高度差大于水的高度差,即 将U形管内液体换成酒精后,则U形管左右两侧液面高度差将 大于5cm;
(3) 通过比较A、B、C三图可知, 金属盒所在液体深度相同,方向不同,U形管液柱高度差相同,故可得出: 在液体内部的同一深度,向各个方向的压强大小相等;
第2空,通过比较D、E两图可知,金属盒在不同液体的同一深度,U形管液柱高度差不相同,故可得出: 在液体内部的同一深度,液体的 密度越大,压强越大;
(4)由D图可知,U形管内是水,高度差为h1=5cm=0.05m,金属盒在水中深度为h所受压强为:
p=ρgh2= 1×103kg/m3 ×10N/kg×0.05m=500Pa,可知,金属盒在水中的深度为h=5cm=0.05m;
由E图可知,金属盒在盐水中的深度与在水中深度相同,均为h=0.05m,因为U形管内是水,高度差为:h2=6cm=0.06m,由液体压强公式可知,此时盐水的压强为:
p盐水=p水柱=ρ水gh2= 1×103kg/m3 ×10N/kg×0.06m=600Pa,故由p= ρ gh可得盐水的密度为:。
故答案为:(1)漏气;高度差;(2)不是;>;(3)大小相等;密度;(4)1.2×103。
【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;用手指轻轻按压探头的橡皮膜,发现U形管两边的液面高度差变化都很小,这说明该压强计的气密性很差;若液面灵活升降,则装置不漏气,压强计的气密性好;
(2)连通器指两端开口,底部连通的容器;U形管内液柱的压强差就等于金属盒在液体内部的压强;根据p= ρgh,在金属盒受到的压强一定时,U形管内的液体密度越小,液柱的高度差就越大;
(3)根据控制变量法以及U形管内液柱高度差分析判断;
(4)因为金属盒在水中和盐水中深度相同,利用在水中时U形管的高度差就等于金属盒在水中的深度,可得打金属盒在盐水中的深度,根据p= ρ gh计算盐水的密度。
26. 在探究影响压力作用效果的因素的实验中,甲图中小桌放在海绵上,乙图中在桌面上放一个砝码,丙图中桌面朝下,并在其上放一个同样的砝码。
(1)在三次实验中,均用海绵被压下的深浅来显示小桌对    的压力作用效果。
(2)比较    两图可以初步得出实验结论:压力大小相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论,可以采取的措施是    。
(3)下列事例中,直接应用该结论的是   填序号。
有些课桌的边缘设计成圆弧形状;
水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度;
交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载量不得超过。
(4)小聪想用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图丁两种方案,你认为   填序号方案更合理一些,另一种方案不足的原因是    。
【答案】(1)海绵的凹陷程度
(2)乙、丙;取下丙图中的砝码
(3)
(4)a;上下压力大小不同
【解析】【解答】 (1)三次实验中,通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果,这种实验方法叫转换法;
(2)探究“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”时,应控制压力相同,受力面积不同,故图中乙、丙两组实验符合要求;取下丙图中的砝码,通过比较甲、丙两图也得出压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显的实验结论;
(3)①有些课桌的边缘设计成圆弧形状,应用了“压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显”这一结论;故符合题意;
②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度是利用了连通器原理;故不符合题意;
③货车行驶时,地面的受力面积相同,承载质量越大,对地面压力越大,压强越大,路面越易损坏,应用了受力面积相同时,压力大,力的作用效果明显,故不符合题意;
(4)图丁(a)铅笔水平使用时,铅笔自身重力不影响实验,(b)竖直使用时铅笔自身重力影响实验,下方力大,这样上下压力大小不同,没有控制力的大小不变。
【分析】 (1)实验中可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果;
(2)压力大小相同时,受力面积越大,压力作用效果越不明显;
(3)根据被压物质的形变来反映压力的作用效果,受压面的材料相同且形变要明显;
(4)铅笔水平使用时,铅笔自身重力不影响实验,竖直使用时铅笔自身重力影响实验。
27.为了测量大气压强,小明选择的器材有:容积V=2.5mL的注射器、0~10N的弹簧测力计、刻度尺和细线。
(1)实验步骤如下:
①如图甲,用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度l=   cm;
②如图乙,把注射器活塞推至筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记录弹簧测力计的示数F;
③小明所测得的大气压强值为   Pa。
(2)考虑到活塞与筒壁之间有摩擦,小明继续拉动一小段距离后,缓慢退回注射器筒,在活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F0,则大气压值p=   (用题中出现的物理量符号表示)。
【答案】(1)4.00;9.92×104
(2)
【解析】【解答】刻度尺的分度值为0.1cm,则注射器由刻度部分的长度为4.0cm+0.00cm=4.00cm
由乙图可知此时弹簧测力计拉力F=6.2N,活塞受到向左的大气压力和向右的拉力,且二力平衡,由注射器容积V和长度l可知活塞的受力面积为,此时大气压强为
由活塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F0可知注射器筒壁对活塞的摩擦力为F0,由实验过程可知,大气压强对活塞的压力大小为F-F0,则大气压值为
【分析】(1)首先明确刻度尺的分度值,然后用刻度尺测出注射器全部带刻度的长度。
实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力;先明确弹簧测力计的量程和分度值,再根据指针位置读数。
根据计算出大气压强值。
(2)塞刚要到筒内底部时弹簧测力计示数为F0可知注射器筒壁对活塞的摩擦力为F0,由实验过程可知,大气压强对活塞的压力大小为F-F0,则大气压值为。
六、综合题
28.如图为北京奥运场馆﹣﹣国家游泳中心“水立方”的外观图.“水立方”的外层是膜结构的气枕,抗压性能很好,充气后,每块膜能承受一辆汽车的重力.若现有一辆质量为1.5×103千克的轿车停在膜上,每个轮子与膜的接触面积为1.5×10﹣2米2,则
(1)该轿车对膜的压力是多少牛?
(2)膜受到该轿车的压强是多少帕?
【答案】(1)解:该轿车对膜的压力是F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
(2)解:四个轮子的接触面积s=1.5×10﹣2m2×4=6×10﹣2m2,
膜受到该轿车的压强是p= = =2.5×105Pa
【解析】【分析】(1)根据质量为1.5×103千克的轿车,利用G=mg可求出其重力,此时重力即为压力;(2)利用公式p= 即可求出该膜受到的压强.
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