第九章
一、选择题(每题3分,共30分)
1.下列关于压力的说法正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压力越大
B.压力的方向总是竖直向下的
C.压力产生的效果只跟压力的大小有关
D.压力的方向总是垂直于物体的受力面
2.如图9-Z-1所示,静止在斜面上的物体对斜面的压力是( )
图9-Z-1
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
3.下列实例中,为了增大压强的是( )
A.刀刃做得很薄 B.书包背带做得较宽
C.坦克装有宽大的履带 D.大型平板车装有很多轮子
4.如图9-Z-2所示的设备中没有利用连通器原理的是( )
图9-Z-2
5.下列事例中,利用大气压强的是( )
A.水往低处流
B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中
C.用吸管吸饮料
D.深水潜水员要穿特制潜水服
6.我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动。如图9-Z-3所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动( )
图9-Z-3
A.向A方向飘动 B.向B方向飘动
C.向C方向飘动 D.条件不足,无法判断
7.如图9-Z-4所示,三个规格相同的杯子里分别装有水、盐水和煤油。它们对杯子底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定(ρ煤油<ρ水<ρ盐水)( )
图9-Z-4
A.甲杯中是水,乙杯中是盐水 B.甲杯中是盐水,乙杯中是煤油
C.乙杯中是盐水,丙杯中是水 D.乙杯中是水,丙杯中是煤油
8.同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图9-Z-5所示,其中分析正确的是( )
图9-Z-5
A.图甲实验:装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B.图乙实验:当液体压强计的探头在水中的深度逐渐增大时,U形管两侧液面高度差不变
C.图丙实验:测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值
D.图丁实验: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
9.如图9-Z-6所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则液体对容器底部压强的大小关系正确的是( )
图9-Z-6
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
10.图9-Z-7是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为( )
图9-Z-7
A.8∶1 B.4∶3 C.1∶2 D.4∶1
二、填空题(每空2分,共24分)
11.如图9-Z-8所示,某同学用弹簧测力计拉着放置于水平桌面上的木块匀速滑动,在木块前端离开桌面至一半移出桌面的过程中,弹簧测力计的示数________,木块对桌面的压力________,木块对桌面的压强________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
图9-Z-8
12.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。
13.向空矿泉水瓶内倒入一些热水,摇晃后倒出并立即盖紧瓶盖,过一会儿发现瓶子慢慢向内凹陷,此现象可以证明________的存在;制药时为了在不超过80 ℃的温度下从溶液中除去水分而提取抗生素,采用的方法是________(选填“升高”或“降低”)容器内的气压,使水的沸点低于80 ℃。
14.如图9-Z-9甲所示,当向两张纸中间吹气时,纸会向中间靠拢,这个实验现象说明:__________________________。根据这一规律可制成图乙所示装置,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会________(选填“上升”“下降”或“不动”)。
图9-Z-9
15.我国“蛟龙号”载人深潜器已完成了水下5000 m及水下7000 m级深潜试验。已知海水密度为1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg。深潜器在7000 m深处所受海水的压强是________Pa。深潜器从5000 m深处继续下潜的过程中,受到的压强________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
三、实验探究题(共30分)
16.(10分)老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察____________________________来反映压力的作用效果。
(2)如图9-Z-10所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别倒立和正立放在海绵上,其目的是控制________大小相同,改变受力面积的大小。从实验中得出的结论是:________________________________________________________________________。
图9-Z-10
以下实例中应用该结论增大压强的有________(选填字母)。
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是:____________________________________________________________________________________________。
17.(10分)小李同学利用如图9-Z-11所示的装置探究“液体内部压强的特点”。
图9-Z-11
(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差变化________(选填“大”或“小”),表明其气密性差。小李调节好压强计后,U形管两边液面相平。
(2)小李把金属盒分别浸入甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液面的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的____________。他改变图乙中金属盒的深度,其探究情况如图丙所示。
(3)小李应该比较图__________,得出金属盒离液面的距离越深,U形管两边液面的高度差就越大,表示液体的压强就越________。
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液面的高度差不变,表明_____________________________________________________。
18.(10分)如图9-Z-12所示,在用注射器粗测大气压数值的实验中:
图9-Z-12
(1)当活塞相对于针筒开始滑动时,活塞受到弹簧测力计的拉力F与水平方向所受的________力是一对平衡力,判断的依据是____________。
(2)活塞受大气压力的受力面积等于注射器的横截面积,读出注射器的容积V,再用刻度尺测出____________的长度L就可以计算出大气压的值,其表达式为p=____________。
(3)实际测量过程中,针筒与活塞之间存在摩擦,这会使大气压的测量值____________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
四、计算题(共16分)
19.(7分)一个质量为60 kg的人,若仰躺在硬板床上产生的压强是6×103 Pa,躺在“席梦思”床上,身体与床的接触面积为0.3 m2。请你通过计算说明:为什么睡在“席梦思”床上更舒服。(g取10 N/kg)
20.(9分)如图9-Z-13所示,一重为20 N、底面积为0.02 m2的容器置于水平桌面上,所装液体的体积是0.01 m3,深0.3 m。若容器底受到的液体压强是2.7×103 Pa。求:(g取10 N/kg)
(1)液体的密度。
(2)距容器底面0.1 m处的a点液体的压强。
(3)桌面受到的压强。
图9-Z-13
详解详析
1.D [解析] 压力是垂直作用在物体表面上的力,所以它的方向总是垂直于物体的受力面;压力是垂直作用在物体表面上的力,只有物体自由放置于水平面上时,它对水平面的压力才等于自身重力;压力的作用效果与压力和受力面积有关。
2.C [解析] F1是斜面对物体的支持力;F2是斜面对物体的摩擦力;F3是物体对斜面的压力;F4是物体的重力。故选C。
3.A 4.C
5.C 6.A
7.C [解析] 根据p=ρgh可知,液体压强相等时,密度越大深度越小,因为盐水的密度最大,所以其深度最小,其次是水,深度最大的是煤油。
8.C [解析] 图甲实验:装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,对海绵的压力越小,受力面积不变,压力的作用效果越不明显,即海绵凹陷越不明显,故A错。
图乙实验:当液体压强计的探头在水中的深度逐渐增大时,受到的压强变大,U形管两侧液面高度差变大,故B错。
图丙实验:测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S,则大气压强p=,故C正确。
图丁实验:向外拉活塞,试管内气压减小,水再次沸腾,说明水的沸点降低,由此可知:气压减小,水的沸点降低,故D错。
9.A [解析] 由于液体深度h、容器底面积S相同,所以液体体积:V甲由于液体质量相等,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。
10.D [解析] 由图可知,物质甲的密度为8 g/cm3,物质乙的密度为1 g/cm3,所以
ρ甲∶ρ乙=8∶1。
已知V=,由质量相等的甲、乙两种物质制成实心正方体A、B,则ρA∶ρB=8∶1,mA∶mB=1∶1,
所以VA∶VB=1∶8,
又V=L3,所以正方体边长之比为LA∶LB=1∶2。
正方体对地面的压强:p=====ρLg,
所以两正方体A、B对水平地面的压强之比:
pA∶pB=ρALAg∶ρBLBg=(8×1)∶(1×2)=4∶1。
11.不变 不变 变大
12.压强 增大摩擦 2.8×105
13.大气压 降低
[解析] (1)向瓶内倒入少量的热水,摇晃后倒掉,热水蒸发的水蒸气排出了瓶里面的空气,立即盖紧瓶盖,过一会儿,瓶内的水蒸气液化使瓶内气压减小,而外界大气压不变,在大气压作用下瓶子慢慢向内凹陷。
(2)液体的沸点与气压有关:气压越大,沸点越高;气压越小,沸点越低。标准大气压下,水的沸点是100 ℃,而抗生素不能在超过80 ℃的温度下提取,那么既要水沸腾,同时又不能超过80 ℃,根据沸点与气压的关系,应该减小容器内的气压,水的沸点也会随之降低。
14.气体在流速大的地方压强小 上升
15.7.21×107 变大
16.(1)海绵的凹陷程度
(2)压力 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 AD
(3)将左侧瓶中的水倒出一些后,正立在海绵上,并与右侧瓶子对海绵的作用效果相比较(合理即可)
17.(1)小 (2)深度相同 (3)乙、丙 大 (4)在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等
18.(1)大气压 活塞保持静止
(2)全部刻度 (3)偏大
19.在水平面上,自由状态下的物体对水平面的压力等于物体所受的重力,
故人对床的压力为F=G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N。
睡在“席梦思”床上时对床产生的压强:p软===2×103 Pa,
p硬=6×103 Pa>p软=2×103 Pa。
力的作用是相互的,即睡在“席梦思”床上减小了对人体的压强,感觉更舒服。
20.(1)由p=ρgh得,液体的密度:ρ===0.9×103 kg/m3。
(2)距容器底面0.1 m处的a点所处的深度:ha=0.3 m-0.1 m=0.2 m,
a点的压强:pa=ρgha=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=1800 Pa。
(3)液体所受重力:G=ρgV=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×0.01 m3=90 N,
桌面受到的压力:F=90 N+20 N=110 N,
桌面受到的压强:p′===5500 Pa。