2019年人教版八年级下册物理《第九章 压强》单元测试卷
一.选择题(共10小题)
1.关于压力和压强,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压强是表示压力作用效果的物理量
C.压强是垂直作用于物体表面的一种力
D.压力的大小是由物体重力决定的
2.下列说法错误的是( )
A.甲:压力相同,接触面积越大,压强越大
B.乙:同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.丙:马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.丁:托里拆利实验测量了大气压强的大小
3.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同,深度相同的不同液体,则液体对容器底的压强大小关系判断正确的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
4.下列措施中能增大压强的是( )
A.书包带要做得宽些
B.刀、斧的刃要磨得很薄
C.坦克的履带做宽
D.铁路的钢轨不直接铺在路基上,而铺在枕木上
5.如图所示的四种措施中,为了减小压强的是( )
A.滑雪板底板面积较大 B.安全锤头部做成锥形
C.压路机的碾子质量很大 D.刀刃做得很锋利
6.如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,均为实心匀质,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面。已知:2R>a>2r,它们对桌面的压强p甲=p乙=p丙,则甲、乙、丙材料的密度比较,正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙>ρ丙
C.ρ甲<ρ乙<ρ丙 D.ρ甲=ρ乙=ρ丙
7.如图1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,应选择图2中的哪几种情形( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
8.侧壁上有三个小孔的塑料瓶,倒入水后,小孔中喷出水,图中正确的是( )
A. B. C. D.
9.三个完全相同的柱形容器,分别装有同体积的酒精、水和盐水,则对容器底部的压强最大的是( )
A.酒精 B.水 C.盐水 D.三者一样大
10.如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为Pa、Pb、Pc,则以下判断正确的是( )
A.Pa=Pb=Pc B.Pa<Pb<Pc C.Pa>Pb>Pc D.Pa>Pb=Pc
二.多选题(共3小题)
11.在水平桌面上放着两个质量相等、底面积不同的柱形容器。容器中装有深度相同的液体。如图所示,A、B分别为两种液体内部的两个点,且hA=hB.下列说法正确的是( )
A.若两种液体的质量相等,则液体对两容器底部的压强一定相等
B.若两种液体的质量相等,则两容器对水平桌面的压力一定相等
C.若两种液体的密度相同,则A、B两点的液体的压强可能相等
D.若两种液体的密度不同,则A、B两点的液体的压强可能相等
12.如图所示,a、b两个由不同材料制成的直柱形物体,高ha<hb,底面积Sa>Sb,若放在同一水平的沙面上时,它们陷入的深度相同,则下列判断正确的是( )
A.a的质量一定大于b的质量
B.a的质量一定小于b的质量
C.a的密度一定大于b的密度
D.a的密度一定小于b的密度
13.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.FA>FB B.pA<pB C.FA<FB D.pA>pB
三.填空题(共5小题)
14.如图,用10N的水平力把重2N的木块压在竖直墙上,则墙受到的压力是 N。
15.砖块对地面的压强为1000Pa,等于 牛/米2,表示 。
16.一个半球形实心金属块,如图所示的两种放置方法,金属块对支持面的压力是F甲 F乙(填大于、等于、小于),对支持面的压强是P甲 P乙(填大于、等于、小于)。
17.如图所示,是一种可折叠式军用铁锹,它具有挖、砍、锯、刨、剪、撬等多种用途。它一边磨得很薄,主要是为了减小受力面积,增大 ,从而方便切东西;他的手柄做得较粗糙是为了增大 。折叠铁锹时,手作用在 (填“手柄”或“铲口”)更省力。
18.汽车行驶在沙滩、雪地、常因轮胎下陷、打滑而受困。用“脱困板”垫在轮胎下面可化险为夷,“脱困板”下表面宽大,目的是 ;上表面凹凸不平,目的是 。
四.实验探究题(共2小题)
19.在“估测人双脚站立时对水平地面的压强”实验中,老师在A4纸上打印出1cm2的方格纸,在其上面描出了某同学的鞋底形状,如图甲所示。
(1)先数出整格子166格,再数出不是满格的格子68格,折算成34格整格子,一共200格,即一只鞋子的底面积为 m2,若该同学质量为60kg,请算出该同学双脚站立时对水平地面的压强。
(2)小明同学看到打印纸的外包装上标着“70g/m2”,开始他以为这是纸的密度,但后来经过询问才知道,这是每张打印纸 的意思。由此启发:把刚才描出的鞋底形状用剪刀剪下来,如图乙所示,如果能测出这张纸片的质量,就可以算出这张纸片的面积了。有了这个思路,小明立马用一张A4纸描出自己鞋底的形状,并用剪刀剪出4张与鞋底形状相同的纸片,用天平测出4张纸片的质量为7g,则小明每只鞋底的面积为 。
20.小红同学和小军同学利用一块海绵和一块砖研究“影响压力作用效果的因素”。图所示为小军同学根据实验过程中的情景绘制的图画。此实验可以说明:当海绵受到的 不变时, 越小,压力的作用效果越明显。
五.计算题(共3小题)
21.如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100g,容器的下底面积为100cm2,高为12cm.(g取10N/kg)求:
(1)水对容器底部的压力和压强;
(2)容器对桌面的压力和压强。
22.2017年4月16日,国产大飞机C919在上海浦东国际机场4号跑道进行首次高速滑行测试。假如测试当天,C919的总质量为60t,飞机轮与地面的总接触面积2m2,在水平跑道上匀速直线运动的过程中受到的摩擦阻力是飞机总重的0.1倍,g取10N/kg,求:
(1)C919的重力大小;
(2)C919静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小;
(3)C919匀速直线运动的过程中牵引力的大小。
23.目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103kg/m3,求:
(1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少,合多少个标准大气压;
(2)若“蛟龙号”上有一个50cm2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大;
六.解答题(共2小题)
24.一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上匀速行驶。有关数据如表。
自行车净重/N 200
行驶过程中轮胎与地面接触总面积/m2 1×10﹣2
车轮直径/m 0.61
外轮胎承受的最大压强/Pa 5×106
(1)在行驶过程中,车对地面的压力是多大?
(2)自行车对路面的压强为多少?
(3)当自行车从一块面积为2cm2的小石块上驶过,自行车的外轮胎会否扎破?通过计算判断。
25.第二十届世界杯足球赛正在巴西如火如荼地举行,吸引着全国亿万球迷的目光。
(1)为了避免小腿骨(胫骨)受伤甚至骨折,足球运动员都会在小腿的前面上护腿板(如图),这样当受到来自前面的蹬踢时,可以减小胫骨受到的 。
(2)当运动员腿部受伤而疼痛难忍时,需要到场边接受紧急治疗,方法就是在受伤处喷洒一种加氯乙烷的药液,该药液能迅速 而吸收大量的热量,从而麻痹位于皮肤的神经结构中反应痛感的 。
2019年人教版八年级下册物理《第九章 压强》单元测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.关于压力和压强,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压强是表示压力作用效果的物理量
C.压强是垂直作用于物体表面的一种力
D.压力的大小是由物体重力决定的
【分析】(1)压力总是垂直于接触面的。
(2)压强是表示压力作用效果的物理量。
(3)压强不是力,是压力的作用效果。
(4)物体放在水平面上时,物体对水平面的压力大小等于物体的重力。
【解答】解:A、压力的方向总是垂直于接触面的。不符合题意。
B、压强是表示压力作用效果的物理量。符合题意。
C、压强不是力,是压力的作用效果,跟压力大小和受力面积大小有关。不符合题意。
D、物体压在竖直墙上,墙受到的压力跟重力无关。不符合题意。
故选:B。
【点评】物体对接触面的压力有时跟重力有关,有时跟重力无关。
2.下列说法错误的是( )
A.甲:压力相同,接触面积越大,压强越大
B.乙:同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.丙:马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.丁:托里拆利实验测量了大气压强的大小
【分析】A、根据p=分析受力面积和压强的关系;
B、液体内部压强的特点知道:液体对容器底和侧壁都有压强,在同一深度向各个方向都有压强,并且相等;
C、证明了大气压强的存在实验是由德国马德堡市的市长、学者奥托?格里克完成的;
D、托里拆利最早完成了测量大气压值的实验。
【解答】解:A、由图可知,两手指受到的压力相同,左边手指与铅笔的接触面积大,由p=可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越小。故A错误;
B、据液体内部压强的特点可知,在同一深度,液体向各个方向压强相等,故B正确;
C、1654年时,当时的马德堡市长奥托?格里克最早用实验证明了大气压强的存在,称为马德堡半球实验,故C正确;
D、科学家托里拆利最早完成了测量大气压值的实验,故D正确。
故选:A。
【点评】平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力,注意题目要求,选择错误的。
3.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同,深度相同的不同液体,则液体对容器底的压强大小关系判断正确的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
【分析】由题知,容器的底面积相同、液面高度相同,可得出液体的体积关系,又知道液体质量相等,根据密度公式得出甲乙液体的密度关系,再利用液体压强公式分析容器底部受到的液体压强关系。
【解答】解:
由于液体深度h、容器底面积S相同,
所以液体体积:V甲>Sh=V乙,
由于液体质量相等,
所以ρ甲<ρ乙,
又由于p=ρgh,h相同,
所以容器底部受到的液体压强:p甲<p乙。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用,根据容器形状确定液体密度的大小关系是本题的关键。
4.下列措施中能增大压强的是( )
A.书包带要做得宽些
B.刀、斧的刃要磨得很薄
C.坦克的履带做宽
D.铁路的钢轨不直接铺在路基上,而铺在枕木上
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:A、书包带尽量做得宽些,是在压力一定时,增大受力面积,减小压强,肩膀感到舒服。不符合题意。
B、刀刃磨的很薄,是在压力一定时,减小受力面积增大压强。符合题意。
C、坦克的履带做宽,在压力一定时,增大受力面积减小压强。不符合题意。
D、铁路的钢轨铺在枕木上,在压力一定时,增大受力面积减小压强。不符合题意。
故选:B。
【点评】该题通过生活中的实例考查了增大或减小压强的方法,掌握压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法。能把压强知识应用到生活中。
5.如图所示的四种措施中,为了减小压强的是( )
A.滑雪板底板面积较大 B.安全锤头部做成锥形
C.压路机的碾子质量很大 D.刀刃做得很锋利
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强。在受力面积一定时,增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时,减小压力来减小压强。
【解答】解:
A、滑雪板底板面积较大,是压力一定时,增大受力面积来减小压强。故A符合题意;
B、安全锤头部做成锥形,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强。故B不符合题意;
C、压路机的碾子质量很大,是通过增大压力来增大压强,故C不符合题意;
D、刀刃做得很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强。故D不符合题意。
故选:A。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
6.如图,在水平桌面上竖立着三个柱状物甲、乙、丙,它们的高度均为h,均为实心匀质,甲、乙、丙的底面分别是半径为R的圆面、边长为a的正方形、半径为r的圆面。已知:2R>a>2r,它们对桌面的压强p甲=p乙=p丙,则甲、乙、丙材料的密度比较,正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙>ρ丙
C.ρ甲<ρ乙<ρ丙 D.ρ甲=ρ乙=ρ丙
【分析】柱状物对水面桌面的压力和自身的重力相等,根据密度公式和体积公式、重力公式、压强公式得出对桌面的压强,根据它们的高度和对桌面的压强相等得出密度关系。
【解答】解:因水平面上物体对支持面的压力和自身的重力相等,
所以,三个柱状物对桌面的压强:
p======ρgh,
因p甲=p乙=p丙,且它们的高度均为h,所以,甲、乙、丙材料的密度关系为ρ甲=ρ乙=ρ丙。
故选:D。
【点评】对于质地均匀,直上直下的规则固体,也可以采用p=ρgh进行选择、填空,但是在计算题中要进行p=ρgh的推导才能应用。
7.如图1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,应选择图2中的哪几种情形( )
A.甲与乙 B.乙与丙 C.甲与丙 D.以上都不对
【分析】根据控制变量法的要求,根据实验控制的变量与实验现象分析图示现象,然后答题。
【解答】解:表示体重大致相同的滑雪者和步行者,对雪地的压力大致相同,滑雪板比人的鞋子的受力面积大的多,故在雪地里行走时,人对雪地的压强大,所以下陷的程度深,这说明压力的作用效果与受力面积有关,
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,由图示可知,甲与乙受力面积相同,压力不同,不符合题意;
甲与丙,受力面积不同,压力也不同,没有控制变量,故不符合题意;
故乙、丙两个实验,压力相同而受力面积不同,可以研究压力的作用效果与受力面积是否有关。
故选:B。
【点评】本题考查了实验现象分析,应用控制变量法分析图示实验现象即可正确解题。
8.侧壁上有三个小孔的塑料瓶,倒入水后,小孔中喷出水,图中正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;在同一深度处液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关。
【解答】解:由于同种液体的压强随深度增加而增大,所以深度越大的孔喷射的水平距离越远,所以选项A、B、D的图形不正确,C的图形符合实际。
故选:C。
【点评】本题的解题关键是知道液体的深度是液体中某一点到液面的距离,且同种液体的压强随深度增加而增大。
9.三个完全相同的柱形容器,分别装有同体积的酒精、水和盐水,则对容器底部的压强最大的是( )
A.酒精 B.水 C.盐水 D.三者一样大
【分析】根据液体压强的公式可以看出,液体对容器底的压强仅与液体的密度和深度有关,由题知深度相同,通过比较液体的密度得出答案。
【解答】解:由题知,三烧杯所装液体的深度h相同,
∵ρ盐水>ρ水>ρ酒精
∴由液体压强公式p=ρgh得
p盐水>p水>p酒
故选:C。
【点评】本题考查了液体压强特点的理解(液体内压强的大小仅与液体的密度和深度有关,而与容器的形状、粗细和液体重无关),难度不大。
10.如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为Pa、Pb、Pc,则以下判断正确的是( )
A.Pa=Pb=Pc B.Pa<Pb<Pc C.Pa>Pb>Pc D.Pa>Pb=Pc
【分析】a、b、c三点处于同一液体内,根据p=ρ液gh 可知在液体密度一定时,h深度越大,压强越大。
【解答】解:由图可知,a、b、c三点所处的深度,ha>hb>hc,
根据p=ρ液gh,在同一种液体中、密度相同,
所以,pa>pb>pc。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用,理解深度是指液体内某点到液体自由液面的垂直距离是本题的关键。
二.多选题(共3小题)
11.在水平桌面上放着两个质量相等、底面积不同的柱形容器。容器中装有深度相同的液体。如图所示,A、B分别为两种液体内部的两个点,且hA=hB.下列说法正确的是( )
A.若两种液体的质量相等,则液体对两容器底部的压强一定相等
B.若两种液体的质量相等,则两容器对水平桌面的压力一定相等
C.若两种液体的密度相同,则A、B两点的液体的压强可能相等
D.若两种液体的密度不同,则A、B两点的液体的压强可能相等
【分析】①柱形容器中的液体,对容器底的压力等于重力,对容器底的压强用公式p=比较;
②固体能够传递压力,容器对水平桌面的压力等于容器和液体重力之和;
③液体压强与液体密度和深度有关,已知密度相同,压强大小用公式p=ρgh分析;
④由公式p=ρgh知,液体压强与密度和深度成正比,压强是否相等决定于密度和深度的对应关系。
【解答】解:
A、已知两种液体质量相等,由公式G=mg知,液体重力相等,由图知:容器粗细均匀,所以液体对容器底的压力都等于重力,所以也相等;而底面积不同,由公式p=知:液体对容器底的压强不同。此选项错误;
B、已知两种液体质量相等,由公式G=mg知,液体重力相等,又已知容器质量相同,即重力也相同,所以容器对水平桌面的压力都等于容器和液体的重力之和,也就是两容器对水平桌面的压力一定相等。此选项正确;
C、由图知:A点的深度小于B点,如果液体密度相同,由公式p=ρgh知:A点液体的压强小于B点。此选项错误;
D、由图知:A点的深度小于B点,如果液体密度不相同,且左面液体密度较大时,由公式p=ρgh知:A、B两点产生的压强可能相同。此选项正确。
故选:BD。
【点评】此题考查的是固体压强、压力、液体压强的应用,知道固体能够传递压力,柱状液体对容器底的压力等于重力,是解决此题的关键。
12.如图所示,a、b两个由不同材料制成的直柱形物体,高ha<hb,底面积Sa>Sb,若放在同一水平的沙面上时,它们陷入的深度相同,则下列判断正确的是( )
A.a的质量一定大于b的质量
B.a的质量一定小于b的质量
C.a的密度一定大于b的密度
D.a的密度一定小于b的密度
【分析】首先根据题意“若放在同一水平的沙面上时,它们陷入的深度相同,”可确定其对沙面的压强相等;
水平面上规则物体对地面的压强计算公式可变形为p======ρgh;
根据a、b的高度即可比较密度大小;
已知其对沙面的压强相等,Sa>Sb,根据p==即可比较其质量大小。
【解答】解:已知a、b两个由不同材料制成的直柱形物体,若放在同一水平的沙面上时,它们陷入的深度相同,
则pa=pb,
由p======ρgh,
ha<hb,
由p=ρgh得:ρA>ρB;
又因为pa=pb,Sa>Sb
由p==得:Ga>Gb,即ma>mb.故AC正确,BD错误。
故选:AC。
【点评】本题考查压强公式的灵活应用,注意规则物体的压强计算公式可以变形为p=ρgh,对于规则物体比较密度、压强以及高度关系时,利用其变形公式不仅可以节省做题时间,同时准确率也会提高。
13.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.FA>FB B.pA<pB C.FA<FB D.pA>pB
【分析】①水对瓶底和瓶盖的压强是液体压强,可以根据液体压强的计算公式p=ρgh进行判断。
②水对瓶盖和瓶底的压力,可以根据水产生的压力和水重力的关系来入手(上下粗细一样的容器中水对容器底的压力等于水的重力,上面粗、下面细的容器中水对容器底的压力小于水的重力,上面细、下面粗的容器中水的压力大小水的重力)。
【解答】解:①水对瓶底和瓶盖的压强的判断:
不论正放还是倒放,瓶子中装的都是水,可以不考虑液体密度对压强大小的影响,只从深度方面分析即可,由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,水对瓶盖的压强较大,即pA<pB。
②水对瓶底和瓶盖的压力的判断:
正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;
倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;
瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即FA>FB。
故选:AB。
【点评】①比较液体压强的大小关系可以根据液体压强的计算公式P=ρgh分析得出。
②液体对容器底部的压力可以根据F=PS分析,也可以根据承装液体容器的形状进行分析得出。知道对于圆柱形容器,对容器底的压力等于液体重;对于上口粗下口细的容器,对容器底的压力小于液体重是本题的关键。
三.填空题(共5小题)
14.如图,用10N的水平力把重2N的木块压在竖直墙上,则墙受到的压力是 10 N。
【分析】解答此题需要知道:压力指的是垂直压在物体表面上的力;地球附近的一切物体由于地球的吸引而受到的力叫重力,重力的方向是竖直向下的。
【解答】解:用10N的水平力把重2N的木块压在竖直墙上,则墙受到的压力是10N。
故答案为:10。
【点评】此题考查对压力的理解,解答此题的关键是知道压力和重力区别。
15.砖块对地面的压强为1000Pa,等于 1000 牛/米2,表示 地面每平方米面积上受到的人的压力为1000N 。
【分析】正确理解压强的概念:压强是物体单位面积上所受到的压力大小,这是解答本题的关键。
【解答】解:砖块对地面的压强为1000Pa,等于1000牛/米2即表示的物理含义是:地面每平方米面积上受到的人的压力为1000N。
故答案为:1000;每平方米面积受到的压力约为1000N。
【点评】本题考查压强的概念,压强是表示压力作用效果的物理量,它和压力是不同的概念,要注意正确区分它们,不要混为一谈。
16.一个半球形实心金属块,如图所示的两种放置方法,金属块对支持面的压力是F甲 等于 F乙(填大于、等于、小于),对支持面的压强是P甲 大于 P乙(填大于、等于、小于)。
【分析】物体对支持面的压力等于自身重力,压强根据公式P=可求。
【解答】解:物体对支持面的压力等于自身重力,所以F甲=F乙,根据公式P=可知,甲与支持面的接触面积小,所以甲对支持面的压强大。
故答案为:等于;大于。
【点评】本题考查压强公式的应用,关键是让学生知道在水平面上物体对水平面压力等于物体自身重力,在压力相同的情况下,接触面积越小,产生的压强越大。
17.如图所示,是一种可折叠式军用铁锹,它具有挖、砍、锯、刨、剪、撬等多种用途。它一边磨得很薄,主要是为了减小受力面积,增大 压强 ,从而方便切东西;他的手柄做得较粗糙是为了增大 摩擦(手与手柄之间的摩擦、接触面粗糙程度) 。折叠铁锹时,手作用在 手柄 (填“手柄”或“铲口”)更省力。
【分析】(1)压强大小的影响因素:压力大小、受力面积大小。压力越小,受力面积越大,压强越小。
(2)摩擦力大小的影响因素:压力、接触面的粗糙程度。压力越大,接触面越粗糙,摩擦力越大。
(3)杠杆平衡条件(F1l1=F2l2):在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小。
【解答】解:军用铁锹一边磨得很薄,是为了在压力一定时,减小受力面积来增大压强,从而方便切东西;
军用铁锹手柄做得较粗糙是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
折叠铁锹时,手作用在手柄比在铲口处动力臂长,由杠杆平衡条件(F1l1=F2l2)可知,手作用在手柄更省力。
故答案为:压强;摩擦(手与手柄之间的摩擦、接触面粗糙程度);手柄。
【点评】此题涉及到增大压强的方法及其应用,减小压强的方法及其应用,摩擦力大小的影响因素等知识点,此题与生活联系密切,要引导学生注意观察,认真思考,使学生认识到生活处处是物理,物理时时在身边。
18.汽车行驶在沙滩、雪地、常因轮胎下陷、打滑而受困。用“脱困板”垫在轮胎下面可化险为夷,“脱困板”下表面宽大,目的是 通过增大接触面积减小压强 ;上表面凹凸不平,目的是 通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力 。
【分析】(1)压强大小与压力和受力面积的大小有关,当压力一定时,增大受力面积的大小,可以减小压强;
(2)滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,当压力一定时,增大接触面的粗糙程度,可以增大摩擦。
【解答】解:
“脱困板”下表面宽大,是通过增大接触面积减小压强,从而防止轮胎下陷;
“脱困板”上表面凹凸不平,是通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力,防止打滑。
故答案为:通过增大接触面积减小压强;通过增大接触面粗糙程度增大摩擦力。
【点评】本题考查了减小压强、增大摩擦的方法,要熟练掌握增大、减小压强和摩擦的方法,会解释有关现象。
四.实验探究题(共2小题)
19.在“估测人双脚站立时对水平地面的压强”实验中,老师在A4纸上打印出1cm2的方格纸,在其上面描出了某同学的鞋底形状,如图甲所示。
(1)先数出整格子166格,再数出不是满格的格子68格,折算成34格整格子,一共200格,即一只鞋子的底面积为 0.02 m2,若该同学质量为60kg,请算出该同学双脚站立时对水平地面的压强。
(2)小明同学看到打印纸的外包装上标着“70g/m2”,开始他以为这是纸的密度,但后来经过询问才知道,这是每张打印纸 每平方米的质量是70g 的意思。由此启发:把刚才描出的鞋底形状用剪刀剪下来,如图乙所示,如果能测出这张纸片的质量,就可以算出这张纸片的面积了。有了这个思路,小明立马用一张A4纸描出自己鞋底的形状,并用剪刀剪出4张与鞋底形状相同的纸片,用天平测出4张纸片的质量为7g,则小明每只鞋底的面积为 0.025m2 。
【分析】(1)知道每个方格的面积和个数可求一只鞋子的底面积,该同学双脚站立时对水平地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积为两只鞋子的底面积之和,根据p=求出对水平地面的压强;
(2)根据面密度的含义回答“70g/m2”的意思,根据密度公式求出7g打印纸的面积,然后除以4即为每只鞋底的面积。
【解答】解:(1)一只鞋子的底面积:
S1=1cm2×200=200cm2=0.02m2,
该同学双脚站立时对水平地面的压力:
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
对水平地面的压强:
p====1.5×104Pa;
(2)“70g/m2”表示每张打印纸每平方米的质量是70g,
7g打印纸的面积S′==0.1m2,
每只鞋底的面积S″===0.025m2。
答:(1)0.02;该同学双脚站立时对水平地面的压强为1.5×104Pa;
(2)每平方米的质量是70g;0.025m2。
【点评】本题考查了压强、面积的计算,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等,面密度的理解可以借助于密度的概念。
20.小红同学和小军同学利用一块海绵和一块砖研究“影响压力作用效果的因素”。图所示为小军同学根据实验过程中的情景绘制的图画。此实验可以说明:当海绵受到的 压力大小 不变时, 受力面积 越小,压力的作用效果越明显。
【分析】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;
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;
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。
【解答】解:三个图中,压力大小不变,而受力逐渐面积变小,压力的作用效变得越明显。
故当海绵受到的压力大小不变时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
故答案为:压力大小;受力面积。
【点评】本题探究“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及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
五.计算题(共3小题)
21.如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为1dm3的水后放在水平桌面上,已知容器的质量为100g,容器的下底面积为100cm2,高为12cm.(g取10N/kg)求:
(1)水对容器底部的压力和压强;
(2)容器对桌面的压力和压强。
【分析】(1)水对容器底的:先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);
(2)容器对桌面的:先计算压力(F=G),后计算压强(p=)。
【解答】解:(1)水对容器底的压强:p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
水对容器底的压力:F1=p1S=1.2×103Pa×100×10﹣4m2=12N
(2)容器重:G1=mg=0.1kg×10N/kg=1N
水重:G2=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N
容器对水平桌面的压力:F2=G1+G2=1N+10N=11N
容器对水平桌面的压强:p2===1.1×103Pa。
答:(1)水对容器底部的压力和压强分别为12N和1.2×103Pa;
(2)容器对桌面的压力和压强分别为11N和1.1×103Pa。
【点评】本题考查的是液体压强和固体压强的计算方法,同时出现固、液体压力压强,要注意先后顺序:液体,先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);固体:先计算压力(F=G),后计算压强(p=)。
22.2017年4月16日,国产大飞机C919在上海浦东国际机场4号跑道进行首次高速滑行测试。假如测试当天,C919的总质量为60t,飞机轮与地面的总接触面积2m2,在水平跑道上匀速直线运动的过程中受到的摩擦阻力是飞机总重的0.1倍,g取10N/kg,求:
(1)C919的重力大小;
(2)C919静止停放在水平跑道上时对地面的压强大小;
(3)C919匀速直线运动的过程中牵引力的大小。
【分析】(1)知道C919的总质量,根据G=mg求出其重力;
(2)C919静止停放在水平跑道上时对地面的压力和自身的重力相等,根据p=求出对地面的压强;
(3)C919匀速直线运动的过程中处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,根据F=f=0.1G求出其大小。
【解答】解:(1)C919的重力:
G=mg=60×103kg×10N/kg=6×105N;
(2)C919静止停放在水平跑道上时对地面的压力:
F=G=6×105N,
C919对地面的压强:
p===3×105Pa;
(3)因C919做匀速直线运动的过程中处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,C919匀速直线运动的过程中的牵引力:
F牵=f=0.1G=0.1×6×105N=6×104N。
答:(1)C919的重力为6×105N;
(2)C919静止停放在水平跑道上时对地面的压强为3×105Pa;
(3)C919匀速直线运动的过程中牵引力的大小为6×104N。
【点评】本题考查了重力和压强以及二力平衡条件的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
23.目前,世界上能够制造潜水深度6000米潜水器的国家仅有中国、美国、日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙号”潜水器曾经载人深潜7062米,创造了世界同类作业型潜水器最大下潜深度记录,取ρ海水=1.0×103kg/m3,求:
(1)在7000m的深度,潜水器受到的海水压强为多少,合多少个标准大气压;
(2)若“蛟龙号”上有一个50cm2的观察窗,在7000m深度时观察窗受到的海水压力为多大;
【分析】运用液体压强公式p=ρgh,可求压强大小。再根据F=PS,可求压力。1标准大气压=1.0×105Pa。
【解答】解:(1)潜水器受到的海水压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa;
1标准大气压=1.0×105Pa.故7×107Pa;=700个标准大气压;
(2)观察窗受到的海水压力:F=pS=7×107Pa×50×10﹣4m2=3.5×105N;
答:(1)潜水器受到的海水压强为7×107Pa,合700个标准大气压;
(2)观察窗受到的海水压力为3.5×105N;
【点评】熟练运用液体压强计算公式和压强定义式的变形公式,是解答此题的关键。
六.解答题(共2小题)
24.一个体重为500N的同学骑自行车上学,在水平路面上匀速行驶。有关数据如表。
自行车净重/N 200
行驶过程中轮胎与地面接触总面积/m2 1×10﹣2
车轮直径/m 0.61
外轮胎承受的最大压强/Pa 5×106
(1)在行驶过程中,车对地面的压力是多大?
(2)自行车对路面的压强为多少?
(3)当自行车从一块面积为2cm2的小石块上驶过,自行车的外轮胎会否扎破?通过计算判断。
【分析】(1)因为在水平路面上,自行车对地面的压力等于车重加上人重;
(2)知道受力面积,利用压强公式求自行车对地面的压强;
(3)从石头上驶过还是两个轮着地,一个轮承受的压力应该是总重一半,根据压强公式计算出自行车从一块面积为2cm2的小石块上驶过时的压强,然后与表中给出的外轮胎承受的最大压强进行比较。
【解答】解:(1)自行车对地面的压力:F压=G人+G车=500N+200N=700N;
(2)自行车对地面的压强:p===7×104Pa;
(3)从石头上驶过还是两个轮着地,一个轮承受的压力应该是总重一半,P′===1.75×106Pa<5×106Pa,所以当自行车从一块面积为2cm2的小石块上驶过,自行车的外轮胎不会扎破。
答:(1)在行驶过程中,车对地面的压力是700N;
(2)自行车对路面的压强为7×104Pa;
(3)自行车的外轮胎不会扎破。
【点评】本题考查了学生对压力的计算、压强的计算公式的掌握和运用,能从题目数据表中搜集到相关的信息是本题的关键,解题过程中要注意单位的换算。
25.第二十届世界杯足球赛正在巴西如火如荼地举行,吸引着全国亿万球迷的目光。
(1)为了避免小腿骨(胫骨)受伤甚至骨折,足球运动员都会在小腿的前面上护腿板(如图),这样当受到来自前面的蹬踢时,可以减小胫骨受到的 压强 。
(2)当运动员腿部受伤而疼痛难忍时,需要到场边接受紧急治疗,方法就是在受伤处喷洒一种加氯乙烷的药液,该药液能迅速 汽化 而吸收大量的热量,从而麻痹位于皮肤的神经结构中反应痛感的 感受器 。
【分析】(1)根据压强的定义式p=要减小压强有三种方法:一是当压力一定时,需增加受力面积;二是当受力面积一定时,需减小压力;三是在条件允许的情况下,可以同时减小压力,增大受力面积。同理,增大压强也有三种方法。
(2)由题意知,液态氯乙烷蒸发快,蒸发是汽化现象,需要吸收热量,从而迅速降低受伤的皮肤温度,使皮肤麻醉。
【解答】解:(1)足球运动员都会在小腿的前面上护腿板,是在压力一定时,通过增加受力面积来减小压强,这样当受到来自前面的蹬踢时,人的胫骨不会受到伤害;
(2)液态氯乙烷极易蒸发为气态的氯乙烷,发生汽化现象而吸收大量的热量,从而麻痹位于皮肤的神经结构中反应痛感的感受器。
故答案为:(1)压强;(2)汽化;感受器。
【点评】考查减小压强的方法和物态变化及其应用,解答此类信息给予题的方法是认真读题,从题设中找到解决问题的突破口。