第9章 压强 考点专训（含答案）

第9章
压强
考点专训
专训1.压强的实验探究
1.控制变量法是物理学中用来探究“一个物理量跟多个因素关系”的实验中最常用的一种方法，本章研究液体压强的影响因素实验运用了控制变量法。
2．物理学中对于一些看不见、摸不着的现象或者不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法，它可以将陌生、复杂的问题转换成熟悉、简单的问题；将难以测量或难以测准的物理量转换成能够测量或测准的物理量，在测量大气压的数值时，就用到了转换法。
探究压力的作用效果的影响因素
1．(中考·南充)在“探究压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中，同学们利用小桌、海绵、砝码等器材做了如图所示的一系列实验。
(第1题)
(1)同学们是根据________________________来比较压力的作用效果的。
(2)观察比较图甲、乙情况可以得到的结论是：受力面积一定时，______________，压力的作用效果越明显。
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系，应比较________两图的实验，得到的结论是：________________________________________________。
2．(中考·广东)如图是“探究影响压力作用效果的因素”实验，甲图所示，将小桌放在海绵上；乙图所示，在小桌上放一个砝码；丙图所示，把小桌翻过来，桌面朝下，并在它上面放一个砝码。比较________两图可知，当受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；比较乙、丙两图可知，当压力一定时，__________________，压力的作用效果越明显；此实验中运用到的主要探究方法是________________。
(第2题)
3．如图所示的三个高度相同的实心铁块放在水平桌面上，已知正方体铁块A最重，圆柱体铁块C的底面积最小。哪个铁块对桌面的压强最大呢？同学们提出了以下三种猜想：
(第3题)
猜想一：正方体铁块A最重，所以它对桌面的压强最大。
猜想二：圆柱体铁块C的底面积最小，所以它对桌面的压强最大。
猜想三：三个铁块的高度相同，所以它们对桌面的压强相等。
(1)以图中长方体铁块B为研究对象，推导它对桌面的压强大小的表达式，根据表达式分析判断上述哪一个猜想是正确的。(已知铁的密度为ρ，长方体铁块的高度为h，底面积为S。)
推导出压强的表达式：p＝________；
分析判断：由上面压强的表达式可知，铁块对桌面的压强只与___________________________________________________________________有关，
所以猜想________是正确的。
(2)利用海绵或其他简易器材，设计一个实验粗略验证上面的猜想。
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
探究液体压强的影响因素
4．(中考·泰州)在“探究影响液体内部压强的因素”的实验中。
(1)压强计是通过U形管的__________________来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)小华实验时的情形如图所示，四幅图中烧杯内的液面相平。(不考虑实验结论的偶然性)
(第4题)
①比较图甲和图________，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大。
②保持金属盒在水中的深度不变，改变它的方向，如图乙、丙所示，根据实验现象可以初步得出结论：______________________________________。
③比较图乙和图丁，能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗？________，理由是：____________________________________。
5．(中考·宜昌)在探究液体内部压强特点的实验中：
(第5题)
(1)如图甲，小明将金属盒逐渐浸入水中越来越深的位置，在U形管中观察到的现象是：________________。
(2)小明准备了一杯水和一杯浓盐水，想要探究液体内部压强与液体密度的关系，他的操作办法是：______________________________________________。
(3)小明想得到液体内部压强与液体深度、液体密度的定量关系，请你根据所学过的知识，利用图乙中的液柱模型推导出液体内部压强的计算公式。
6．(中考·武汉)某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。
(第6题)
(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，U形管左右两侧液面的高度________。
(2)如图乙所示，他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后，多次改变探头在水中的深度，并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究__________________________________________________。
(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在下列液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差最大的是________。
A．酒精(ρ酒精＝0.8×103
kg/m3)
B．植物油(ρ植物油＝0.9×103
kg/m3)
C．盐水(ρ盐水＝1.1×103
kg/m3)
(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差h＝10
cm，则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为________Pa。(ρ红墨水≈1.0×103
kg/m3)
大气压的探究和测量
7．(中考·湖州)气体产生的压强(气压)大小与哪些因素有关呢？某科学兴趣小组同学了解到如下信息后提出了他们的猜想。
信息：①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎。
②篮球充气越多，越不容易被压扁。
③密封在针筒内的空气只能被压缩一定的范围。
猜想：气压大小可能与气体的多少、温度及体积有关
(1)信息________(填序号)可作为“气压大小可能与气体温度有关”的猜想依据。
(第7题)
(2)科学小组设计了如图所示装置探究气压大小与温度的关系。步骤如下：
步骤一：往气球内充入一定量的空气后，用细线扎紧气球口。
步骤二：在容器底部固定一滑轮，往容器中加入适量的水。
步骤三：拉动绕过滑轮的细线使气球浸没在水中，标记水面位置并测出细线露出水面的长度。
步骤四：升高水温，拉动细线改变气球浸没的深度，使水面的位置保持不变，测出细线露出水面的长度。
①气球浸没在不同温度的水中时，保持水面位置不变是为了____________________________________________________________________。
②实验中对多个不易观测的量，进行了巧妙的“转换”，如“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”；“气球浸入水中的深度越大”反映______________越大。
专训2.压强的计算
1.固体压强问题一般是按照先压力后压强的思路进行研究，找准压力和受力面积，再利用公式p＝进行求解和判断，利用压强公式还可以求解压力和受力面积；压强公式p＝适用于所有物体关于压强的计算。
2．液体压强的计算问题一般按照先压强后压力的思路进行研究，先利用p＝ρgh计算出压强，再利用F＝pS计算压力；利用液体压强公式进行计算时，要注意深度h是指自由液面到液体内部某点的竖直高度；公式p＝ρgh也可计算液体的密度和深度；液体压强公式也可用于上下粗细均匀的柱体对水平面压强的计算。
固体压强的计算
1．(中考·安徽)切割大理石、钢板的“水刀”可以在切割表面产生高达108
Pa的压强，那么“水刀”作用在10－7
m2的面积上时，产生的压力为________N。
2．(中考·无锡)工程载重汽车装有许多车轮，是为了减小汽车对地面的__________；轮胎上的花纹比较深，是为了______________，若轮胎能承受的最大压强为7×105
Pa，轮胎与地面的总接触面积为0.4
m2，则该汽车载物后的总重不能超过________N。
3．(中考·杭州)汽车超载是当前发生交通事故的重要根源之一。为了加强监控，各地均设有超载监测站。如图所示，已知某汽车的自重为2吨，其载重量为10吨。现让该汽车前轮开上电子地磅秤，其读数为5吨，后轮开上电子地磅秤，读数为6吨，且前后轮与地面的接触面积相等。问：
(1)该汽车的前后轮对地面的压强是否相同？为什么？
(2)该汽车是否超载，通过分析计算说明理由。
(第3题)
4．(中考·曲靖)在2014年索契冬奥会上我国运动员张虹获得1
000
m速滑冠军。
(1)若张虹滑冰时总质量为60
kg，每只冰鞋与冰面接触面积为6
cm2，当她双脚同时在冰面上滑行时对冰面的压强是多少？
(2)运动员用力向后蹬冰面人就向前滑行，这个现象说明：________________________；滑行时冰鞋底部的冰刀与冰面间会形成一层水膜，这有利于________接触面之间的摩擦。
5．(中考·潍坊)电动汽车是正在大力推广的新型交通工具，它具有节能、环保的特点。如图，是一辆停放在水平地面上的电动汽车，质量为1.6×103
kg，每个轮胎和地面的接触面积为2×10－2
m2，g取10
N/kg，求：
(第5题)
(1)车对地面的压力；
(2)车对地面的压强。
6．(中考·武威)如图所示，在兰州银行某营业大厅智能服务机器人“兰兰”为客户办理业务查询、新业务推广、语音服务等。若兰兰的质量是30
kg，底部是利用四个轮子来回“走动”，其中每个轮子与地面的接触面积均为0.002
m2(g＝10
N/kg)。求：
(1)兰兰自身的重力；
(2)兰兰对地面的压强。
(第6题)
　　　　　　　　　　　　　　　
液体压强的计算
7．(中考·苏州)两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上，容器内装有质量和深度均相同的液体，如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动，速度分别为v和2v，容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的是(　　)
A．p1＝p2　F1＝F2
B．p1＞p2　F1＜F2
C．p1＞p2　F1＝F2
D．p1＜p2　F1＞F2
(第7题)
　　　
(第8题)
8．(中考·泰州)如图所示，A、B、C是三个圆柱形容器，分别装有水或酒精(ρ酒精＜ρ水)，A、C两容器中液体深度相同，B、C两容器的底面积相同，三个容器底部所受的液体压强分别为pA、pB、pC，下列判断正确的是(　　)
A．pA＞pB＞pC
B．pC＜pA＝pB
C．pA＞pB＝pC
D．pC＜pA＜pB
9．2011年9月18日渠江流域发生了严重洪涝灾害。某地水库堤坝坝底水深已达30
m，严重威胁着下游群众的生命安全，此时堤坝底部受到水的压强为________Pa。若该水库堤坝所能承受的最大压强为3.2×105
Pa，则最多还允许水位上涨________m(g＝10
N/kg)。
10．我国从20世纪70年代开始大规模研制潜水艇，现已达到国际领先水平。2010年7月已完成5
000
m级深海潜海和科学探测。若“蛟龙号”潜水艇潜至5
000
m，求：
(1)它受到的海水压强大约是多少？(ρ海水＝1.03×103
kg/m3，g取10
N/kg)
(2)若观察窗面积为300
cm2，海水对观察窗的压力大约是多少？
固体和液体压强的综合性计算
(第11题)
11．(中考·威海)如图所示，一个未装满水的瓶子，正立在水平桌面上时，瓶对桌面的压强为p1，瓶底受到水的压力为F1，倒立时瓶对桌面的压强为p2，瓶盖受到水的压力为F2，则p1________p2，F1________F2。(均填“大于”“小于”或“等于”)
12．小明放学回家，看见水平茶几的中央放着一个盛有水的平底玻璃杯，如图所示。于是他利用家中的皮尺测得水深为12
cm，粗略测出玻璃杯的底面积为2×10－3
m2；又估测出水和杯子的总质量约为0.4
kg；并提出了下列问题。请你同他一起解答这些问题。(g取10
N/kg，ρ水＝1.0×103
kg/m3)
(1)水和杯子的总重力；
(2)水对杯底的压强；
(3)杯子对水平茶几的压强。
(第12题)
13.(中考·滨州改编)有一圆柱形容器，放在水平桌面上。现将一棱长为10
cm，质量为2.7
kg的正方体金属块放在容器底部(如图所示)。g取10
N/kg。求：
(1)金属块的密度。
(2)金属块对容器底的压强。
(3)向容器中加入水至8
cm深时，水对容器底的压强多大？金属块受到容器的支持力多大？(容器足够高，金属块与容器底没有紧密接触)
(第13题)
考点专训答案
1．(1)海绵的凹陷程度　(2)压力越大　(3)乙、丙；当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显
点拨：(1)在实验中，同学们是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的。(2)由图甲和图乙所示实验可知，物体的受力面积相同而压力不同，压力越大，压力的作用效果越明显，由此可知：在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。(3)研究压力的作用效果与受力面积是否有关，应控制压力相同而受力面积不同，由题图可知，应选乙、丙两个实验，得到的结论是：在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
2．甲、乙；受力面积越小；控制变量法
3．(1)ρhg；铁块的高度和密度；三
(2)将三个铁块竖直放置在海绵上，观察比较海绵被压陷的深度，若深度相同，则可验证猜想三正确
点拨：(1)铁块放在水平桌面上，F＝G，所以p＝＝＝＝＝＝ρgh，所以对桌面的压强大小的表达式为p＝ρgh；由公式p＝ρgh知，正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放在水平桌面上，对桌面压强大小跟铁块的高度和密度有关，故猜想三正确。(2)取三块相同的海绵，轻轻将三个不同形状(正方体、长方体、圆柱体)但高度相同的铁块都竖直放在海绵上，比较海绵凹陷的程度，可对猜想的正确性进行验证。
4．(1)两边液面的高度差　(2)①乙　②同种液体在同一深度，液体向各个方向的压强相等　③不能；未控制金属盒在液体中的深度相同
5．解：(1)液柱的高度差变大
(2)将金属盒浸入两种液体相同深度
(3)设图乙中的液柱模型高度为h，液柱下的液片面积为S，液柱的密度为ρ；
步骤：①这个液柱的体积V＝Sh；
②这个液柱的质量m＝ρV＝ρSh；
③这个液柱的重力也就是对深度为h的水平面的压力F＝G＝mg＝ρgSh；
④深度为h的水平面受到的压强p＝＝＝ρgh；
因此，深度为h处液体的压强为p＝ρgh。
6．(1)相同　(2)液体内部压强与深度的关系　(3)C　(4)1
000
点拨：(1)图甲中的U形管相当于一个连通器，液体不流动时，两侧的液面保持相平；(2)实验中液体的密度不变，改变探头在水中的深度，研究的是液体内部压强与深度的关系；(3)探头在三种液体中的深度相同，根据p＝ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以在盐水中的压强最大，U形管左右两侧液面的高度差最大；(4)橡皮管内气体的压强与大气压之差：p＝ρ红墨水gh＝1×103
kg/m3×10
N/kg×0.1
m＝1
000
Pa。
7．(1)①
(2)①控制气球的体积不变　②(气球内)气体的压强(答“气压”给分)
点拨：(1)由信息①自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎，说明温度升高，压强会增大；(2)①探究气压大小与温度的关系，需保持气球的体积不变，保持水面位置不变，就是为了在实验过程中保持气球的体积不变；②“细线露出水面的长度越长”反映“气球浸入水中的深度越大”，“气球浸入水中的深度越大”反映了气球内气压越大。
1．10　
点拨：由p＝得：F＝pS＝108
Pa×10－7
m2＝10
N。
2．压强；增大摩擦力；2.8×105
点拨：工程载重汽车比一般汽车轮子多，是在压力一定时，增大受力面积减小车对地面的压强，保护路面。轮胎上有花纹而且比较深，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦力。由p＝可得，G＝F＝pS＝7×105
Pa×0.4
m2＝2.8×105
N。
3．解：(1)不相同，前后轮对地面的受力面积相同，前轮对地面的压力小于后轮对地面的压力；
(2)以汽车整体为研究对象，汽车保持静止状态受到平衡力，设地面对汽车的支持力为F，所以G总＝F，
汽车对地面的总压力F总＝F前＋F后。因为力的作用是相互的，所以地面对汽车的支持力等于汽车对地面的总压力，所以G总＝F＝F前＋F后＝(5
000
kg＋6
000
kg)×10
N/kg<(2
000
kg＋10
000
kg)×10
N/kg，
所以，该汽车不超载。
4．解：(1)滑冰时对冰面的压力：
F＝G＝mg＝60
kg×10
N/kg＝600
N，
滑冰时对冰面的压强：p＝＝＝5×105
Pa；
(2)力的作用是相互的；减小
5．解：(1)车重G＝mg＝1.6×103
kg×10
N/kg＝1.6×104
N。
地面对车的支持力FN＝G，
车对地面的压力FN′＝FN＝G＝1.6×104
N。
(2)S＝4×2×10－2
m2＝8×10－2
m2，
p＝＝＝2×105
Pa。
6．解：(1)兰兰自身重力：G＝mg＝30
kg×10
N/kg＝300
N。
(2)兰兰对地面的压力：F＝G＝300
N，
受力面积S＝4×0.002
m2＝0.008
m2，
兰兰对地面的压强：p＝＝＝3.75×104
Pa。
7．C　
点拨：因为两容器的质量和液体的质量相等，所以两容器的总重力也相等，所以两容器对桌面的压力相等；又因为接触面的粗糙程度相同，则两容器在桌面上滑动时受到的摩擦力相等；又因为都做匀速直线运动，所以受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，因为摩擦力相等，所以拉力也相等，即F1＝F2。由题图可以看出右侧容器内液体的体积较大，因为液体的质量相等，根据密度公式可知左侧容器内液体的密度大于右侧容器内液体的密度，又因为液体的深度相同，根据压强公式p＝ρgh可得，密度越大、压强就越大，即p1＞p2。
8．D　
点拨：因为A、C两容器内液体的深度相同，又因为水的密度大于酒精的密度，根据液体压强公式p＝ρgh可知，密度越大，压强越大，即pA＞pC；A、B两容器内盛的都是水，即液体的密度相同，根据液体的压强公式p＝ρgh可知，液体的深度越大，压强越大，即pB＞pA。
9．3.0×105；2　
点拨：p＝ρgh＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×30
m＝3.0×105
Pa；压强最多还能增大Δp＝3.2×105
Pa－3.0×105
Pa＝2.0×104
Pa，所以水还能增加的深度Δh＝＝＝2
m。
10．解：(1)受到海水的压强p＝ρ海水gh＝1.03×103
kg/m3×10
N/kg×5
000
m＝5.15×107
Pa。
(2)海水对观察窗的压力F＝pS＝5.15×107
Pa×300×10－4
m2＝1.545×106
N。
11．小于；大于　
点拨：无论瓶子倒立还是正立，瓶子对桌面的压力相等，但是因为S1＞S2，根据压强公式p＝可知p1＜p2；水对瓶底和瓶盖的压力F＝pS＝ρghS，由图可以看出正放时F1＝G，倒放时F2＜G，水的重力不变，所以F1＞F2。
12．解：(1)水和杯子的总重力G＝mg＝0.4
kg×10
N/kg＝4
N；
(2)水对杯底的压强p1＝ρ水gh＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.12
m＝1.2×103
Pa；
(3)杯子对水平茶几的压强p2＝＝＝2×103
Pa。
点拨：本题根据液体压强的公式p＝ρgh和压强公式p＝进行解答。
13．解：(1)金属块的体积：V＝L3＝(10
cm)3＝1
000
cm3＝1×10－3
m3，金属块的密度：ρ＝＝＝2.7×103
kg/m3；(2)金属块对容器底的压力：F＝G＝mg＝2.7
kg×10
N/kg＝27
N，受力面积：S＝L2＝(10
cm)2＝100
cm2＝1×10－2
m2，金属块对容器底的压强：p＝＝＝2.7×103
Pa；(3)水对容器底的压强：p′＝ρ水gh＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×0.08
m＝800
Pa，金属块排开水的体积：V排＝Sh＝1×10－2
m2×0.08
m＝8×10－4
m3，金属块受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×8×10－4
m3＝8
N，金属块受到容器的支持力：F支＝G－F浮＝27
N－8
N＝19
N。