2019年人教版八下物理《第9章 压强》单元测试卷
一.选择题(共10小题)
1.关于压力,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力有时就是物体受到的重力
C.压力的方向总是垂直并指向物体表面
D.压力的大小与受力面积有关
2.目前医院在体检抽血时普遍采用如图所示的真空采血管。使用时将导管一端的针头插入被检者的静脉,另一端的针头插入真空试管内,血液便会自动流入试管,此时血液是( )
A.靠自身重力流入试管
B.被真空试管吸入试管
C.由血压压入试管
D.通过吸气把血液压入试管
3.如图容积相同的甲、乙两个圆柱容器,都装满水,如图所示放置,则甲、乙则两容器底部受到的压力F甲和F乙、压强P甲和P乙的关系是( )
A.F甲=F乙,P甲=P乙 B.F甲>F乙,P甲>P乙
C.F甲=F乙,P甲<P乙 D.F甲<F乙,P甲<P乙
4.下列说法中错误的是( )
A.菜刀钝了在磨石上磨一磨,是为了增大压强
B.人在水平地面上匀速推动小车,小车受到的摩擦力等于推力
C.用吸管吸饮料时,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
D.飞机升力产生的原因与机翼上下方的空气流速有关系
5.在日常生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。下列四图中为了减小压强的是( )
A. 冰鞋上装有冰刀
B. 飞镖的箭头很尖
C. 载重车装有许多车轮
D.压路机上的碾子质量很大
6.甲、乙两块砖体积相同,长、宽、高之比是4:2:1,已知ρ甲<ρ乙,现将它们按图3所示方法叠放在水平地面上,则上面砖块对下面砖块的压强与下面砖块对地面的压强可能相等的是( )
A. B. C. D.
7.在探究压强与哪些因素有关时,小明猜想“压强可能与压力和接触面积有关”,为验证“压强是否与接触面积有关”,小明采用如图甲和图乙两种方法静止地挤压在两手指间来进行实验,下列说法不正确的是( )
A.图甲与图乙中铅笔都受到了平衡力的作用
B.图甲的方法合理,图乙的方法不合理
C.图甲、图乙的方法都合理
D.用图甲的方法还能研究压强与压力的关系
8.向竖直放置的下端扎有橡皮膜的玻璃管内倒入一些水,橡皮膜就会向外凸出,使玻璃管从竖直位置逐渐倾斜,橡皮膜凸出的程度将(水未溢出)( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.保持不变 D.无法判断
9.如图所示,为甲乙两种液体的压强P与液体深度h的关系图象,根据图象所作的下列各判断中错误的是( )
A.若深度相同,甲液体的压强比乙液体压强大
B.液体压强与液体深度成正比
C.甲液体的密度比乙液体的密度大
D.甲液体的密度比乙液体的密度小
10.两个完全相同的圆柱形容器内盛有A、B两种液体,某实心金属小球浸没在A中,如图所示,此时液体对容器底部的压强pA>pB.若将小球从A中拿出并浸没在B中(液体不溢出),则以下判断一定正确的是( )
A.放入B中后,液体对容器底部的压强p?A<p?B
B.放入B中后,液体对容器底部的压强p?A>p?B
C.液体对容器底部压强的变化量大小△pA>△pB
D.液体对容器底部压强的变化量大小△pA=△pB
二.填空题(共5小题)
11.在水平面上,一块砖竖放时对地压力为F1,对地压强为p1,侧放时对地压力为F2,对地压强为p2,则
F1 F2,p1 p2(填上“>”“<”或“=”)
12.重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力为 牛;若此时他对床面的压强为3000帕,其物理意义表示床面每平方米面积上所受 ,这时他与床面的接触面积为 米2。
13.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.(选填:“大于”、“小于”或“等于”)
14.如图,是专为盲人设置的盲道,上面有明显凹凸不平的砖,是为了让盲人踩在上面时,能增大脚部与地面间的 ,产生与行走在普通路面上不同的感觉,从而能像正常人一样行走;一般的鞋底有花纹主要作用是增大 。
15.载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,轮胎比普通汽车的轮胎宽,这是为了增大 ,减小对路面的 。
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,物块A静止在斜面B上,请画出物块A对斜面B压力F和A受到的摩擦力f。
17.如图所示容器内装有一定量的水,水从b孔流出的情景已画出,请在画出图中a与c两孔水流的情景。
四.实验探究题(共2小题)
18.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 。
19.小宇同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小宇是通过观察 来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是 。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 图所示实验。此时实验中要控制: 不变;
(4)小宇同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
五.计算题(共2小题)
20.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1.6×103kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10﹣2m2,g取10N/kg,求:
(1)车对地面的压力;
(2)车对地面的压强。
21.将一轻质弹簧的两端分别固定在正方体物体A、B表面的中央,构成一个连接体,把正方体物体B放在水平桌面上,当物体A、B静止时,弹簧的长度比其原长缩短了1cm,如图甲所示。现将连接体放入水平桌面上的平底圆柱形容器内,与容器底始终接触(不密合),再向容器中缓慢倒入一定量的水,待连接体静止时,连接体对容器底的压力恰好为0.已知物体的边长均为10cm,物体A、B的密度之比为1:9,圆柱形容器的底面积为200cm2,弹簧原长为10cm,弹簧所受力F的大小与弹簧的形变量△L(即弹簧的长度与原长的差值的绝对值)的关系如图乙所示。上述过程中弹簧始终在竖直方向伸缩,不计弹簧的体积及其所受的浮力,g取10N/kg,求:
(1)物体A的重力;
(2)放在水平桌面上时,连接体对桌面的压强;
(3)为达到题中要求,需要向容器内倒入水的质量。
2019年人教版八下物理《第9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,下列说法中正确的是( )
A.压力的方向总是竖直向下的
B.压力有时就是物体受到的重力
C.压力的方向总是垂直并指向物体表面
D.压力的大小与受力面积有关
【分析】根据以下分析答题:
压力垂直于物体的接触面,水平面上的物体对支持物的压力大小等于重力大小,不在水平面上的物体对物体的压力小于物体的重力。
【解答】解:压力的方向总是垂直于物体的接触面,并不一定竖直向下,也不一定垂直向下,故A错误,C正确;
水平面上的物体对支持物的压力大小等于物体的重力,不在水平面上的物体对支持物的压力小于物体所受的重力,故B错误;
压力的大小与受力面积无关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了压力与重力的区别,及压力的方向,要知道压力是垂直作用在物体表面上的力,是基础题。
2.目前医院在体检抽血时普遍采用如图所示的真空采血管。使用时将导管一端的针头插入被检者的静脉,另一端的针头插入真空试管内,血液便会自动流入试管,此时血液是( )
A.靠自身重力流入试管
B.被真空试管吸入试管
C.由血压压入试管
D.通过吸气把血液压入试管
【分析】我们身体血管中的血液是液体,存在着压强。
根据我们对血压的了解来作答。
【解答】解:我们身体内部的血液是有压强的。将导管一端的针头插入被检者的静脉,另一端的针头插入真空试管内,真空试管中是没有压强的,所以血液就会在血压的作用下将血液自动的压入试管。
故选:C。
【点评】此题考查的是生活常识,我们要知道我们血管中的血液是有压强的。
3.如图容积相同的甲、乙两个圆柱容器,都装满水,如图所示放置,则甲、乙则两容器底部受到的压力F甲和F乙、压强P甲和P乙的关系是( )
A.F甲=F乙,P甲=P乙 B.F甲>F乙,P甲>P乙
C.F甲=F乙,P甲<P乙 D.F甲<F乙,P甲<P乙
【分析】压力和压强的计算方法:液体产生,先根据P=ρgh计算压强,后根据F=PS计算压力,如果公式不能解决,就需要用到三种锥形容器,液体对容器底部压力和重力关系分析。
【解答】解:根据P=ρgh,h甲<h乙,P甲<P乙,根据柱状液体对容器底部压力等于重力(F=G),G甲=G乙,则F甲=F乙。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对压力和压强计算方法的掌握和运用。对于柱状(圆柱形、正方体、长方体)液体对容器底的压力F=G,用好这个特殊的规律。
4.下列说法中错误的是( )
A.菜刀钝了在磨石上磨一磨,是为了增大压强
B.人在水平地面上匀速推动小车,小车受到的摩擦力等于推力
C.用吸管吸饮料时,是利用了嘴对饮料的作用力将其吸入口中
D.飞机升力产生的原因与机翼上下方的空气流速有关系
【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)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上。缺一不可。
(3)用吸管吸饮料是利用大气压的作用。
(4)飞机机翼截面图:上凸下平;
原理:在流体中,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:A、菜刀钝了在磨石上磨一磨,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,以便切菜更快,故A正确;
B、人在水平地面上匀速推动小车,小车受到的摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,故B正确;
C、用吸管吸饮料时,吸管内气压减小小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压入吸管。故C错误;
D、机翼形状上凸下平,上下不对称,上方空气流速大,压强小,下方空气流速小压强大,形成向上的压强差,即产生了向上的升力。故D正确。
故选:C。
【点评】此题涉及到增大压强的方法、二力平衡、大气压、飞机的升力等多个知识点,是一道综合性很强的题目,要求学生平时多观察、多思考,学会用物理知识解释生活中的问题。
5.在日常生活和生产中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。下列四图中为了减小压强的是( )
A. 冰鞋上装有冰刀
B. 飞镖的箭头很尖
C. 载重车装有许多车轮
D.压路机上的碾子质量很大
【分析】解答此题的关键是掌握减小压强的方法。根据压强的定义式p=可知,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。
【解答】解:A、冰鞋上装有冰刀,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,不符合题意;
B、飞镖的箭头很尖,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,不符合题意;
C、载重车装有许多车轮,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,符合题意;
D、压路机上的碾子质量很大,是受力面积一定,通过增大压力,增大压强,不符合题意。
故选:C。
【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。解答时,要注意使用控制变量法。
6.甲、乙两块砖体积相同,长、宽、高之比是4:2:1,已知ρ甲<ρ乙,现将它们按图3所示方法叠放在水平地面上,则上面砖块对下面砖块的压强与下面砖块对地面的压强可能相等的是( )
A. B. C. D.
【分析】水平地面上静止的物体,地面受到的压力等于其重力;然后根据放置方式找出压力和受力面积,最后根据p=找出压强相等的情况。
【解答】解:A、地面受到的压强:p1==(ρ甲+ρ乙)Vg;乙受到的压强:p1′==ρ甲Vg,当(ρ甲+ρ乙)=ρ甲时,上面砖块对下面砖块的压强与下面砖块对地面的压强相等;由于ρ甲<ρ乙,所以(ρ甲+ρ乙)>ρ甲,故A不可能。
B、地面受到的压强:p2==(ρ甲+ρ乙)Vg;乙受到的压强:p2′==ρ乙Vg,当(ρ甲+ρ乙)=ρ乙时,上面砖块对下面砖块的压强与下面砖块对地面的压强相等;由于ρ甲<ρ乙,所以(ρ甲+ρ乙)<ρ乙,故B不可能。
C、地面受到的压强:p3==(ρ甲+ρ乙)vg;乙受到的压强:p3′==ρ乙vg,由于ρ甲+ρ乙>ρ乙时,所以上面砖块对下面砖块的压强与下面砖块对地面的压强不相等;故C不可能。
D、地面受到的压强:p4==(ρ甲+ρ乙)vg;乙受到的压强:p4′==ρ甲vg,当(ρ甲+ρ乙)=ρ甲时,上面砖块对下面砖块的压强与下面砖块对地面的压强相等;由于ρ甲<ρ乙,所以(ρ甲+ρ乙)与ρ甲可能相等,故D可能。
故选:D。
【点评】本题考查压强公式的应用,重点是找出压力和接触面积,用密度、体积、长、宽、高表示出压强的大小,然后进行比较。
7.在探究压强与哪些因素有关时,小明猜想“压强可能与压力和接触面积有关”,为验证“压强是否与接触面积有关”,小明采用如图甲和图乙两种方法静止地挤压在两手指间来进行实验,下列说法不正确的是( )
A.图甲与图乙中铅笔都受到了平衡力的作用
B.图甲的方法合理,图乙的方法不合理
C.图甲、图乙的方法都合理
D.用图甲的方法还能研究压强与压力的关系
【分析】(1)压强的大小与压力和受力面积的大小有关,当研究压强的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力的大小相同;
(2)由手指受压的感觉或手指的凹陷程度形变程度体现了压力作用效果的不同,这里采用了转换法的思想。
【解答】解:(1)为验证“压强是否与接触面积有关”,应当控制压力大小不变,而乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔的重力会导致下面手指受的压力大,所以选用甲图操作;
(2)图甲中铅笔都受到了平衡力的作用;图乙铅笔受到了三个力的作用,可以说铅笔处于平衡状态,也可以说受到了平衡力,
(3)如果研究压强与压力的关系,应控制受力面积大小不变,而图甲受力面积不同,可以用不同的力挤压两次观察手指的凹陷程度,所以用图甲的方法可以研究压强与压力的关系。
故A、B、D正确,C错误。
故选:C。
【点评】解决此类实验题目,要结合控制变量法进行分析解答,物理学中对于多因素的问题,常常采用控制变量的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法,它是科学探究中的重要思想方法,控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一。
8.向竖直放置的下端扎有橡皮膜的玻璃管内倒入一些水,橡皮膜就会向外凸出,使玻璃管从竖直位置逐渐倾斜,橡皮膜凸出的程度将(水未溢出)( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大 C.保持不变 D.无法判断
【分析】液体的压强与液体的深度有关,当液体的高度降低时,液体对容器底的压强减小。
【解答】解:竖直放置的下端扎有橡皮膜的玻璃管内倒入一些水,橡皮膜就会向外凸出,是因为液体对容器底部有压强,当玻璃管从竖直位置逐渐倾斜,由于水未溢出,玻璃管中水的长度没变,但是水面到底部的竖直距离减小,故底部受到的压强减小。故B、C、D错误。
故选:A。
【点评】玻璃管倾斜后,玻璃管内水的长度不变,但是高度降低,液体压强的大小和高度有关。
9.如图所示,为甲乙两种液体的压强P与液体深度h的关系图象,根据图象所作的下列各判断中错误的是( )
A.若深度相同,甲液体的压强比乙液体压强大
B.液体压强与液体深度成正比
C.甲液体的密度比乙液体的密度大
D.甲液体的密度比乙液体的密度小
【分析】A、控制液体的深度相同,比较液体压强大小;
B、从图象可以观察,液体的压强和深度的关系是正比例函数图象,根据图象判断液体压强跟液体深度的关系。
C、D、要比较甲、乙两种液体的密度关系,可控制两种液体的深度相同,通过比较两种液体的压强大小来判断其密度关系。
【解答】解:A、控制液体的深度相同,比较液体压强大小:做一条与纵轴平行的直线,如下图所示,当甲、乙两种液体的深度都是h0时,甲液体的压强大于乙液体的压强,故A正确;
B、由图象知,无论甲还是乙,液体的压强和液体深度的关系图象是正比例函数,所以无论甲还是乙,液体的压强跟液体的深度成正比。故B正确。
C、D,由图可知,根据P=ρgh,当甲、乙两种液体的深度都是h0时,因为ρ甲>ρ乙,所以p甲>p乙,故C正确、D错。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式及推导公式的掌握和运用,涉及到能从p﹣h图象中得出一定深度对应的压强值、运用控制变量法分析问题,属于难题。
10.两个完全相同的圆柱形容器内盛有A、B两种液体,某实心金属小球浸没在A中,如图所示,此时液体对容器底部的压强pA>pB.若将小球从A中拿出并浸没在B中(液体不溢出),则以下判断一定正确的是( )
A.放入B中后,液体对容器底部的压强p?A<p?B
B.放入B中后,液体对容器底部的压强p?A>p?B
C.液体对容器底部压强的变化量大小△pA>△pB
D.液体对容器底部压强的变化量大小△pA=△pB
【分析】(1)根据液体内部压强公式p=ρgh及压强大小,判定AB的密度关系;根据小球放入B中后液面高度变化的关系判定AB;
(2)知道AB密度的关系,根据p=ρgh判定液体对容器底部压强的变化量大小。
【解答】解:
AB、金属小球浸没在A中,液体对容器底部的压强pA>pB,由于A中液面的高度小于B的高度,根据p=ρgh可知,A中液体的密度要大于B中液体的密度;若将小球从A中拿出并浸没在B中,则A中液面的下降高度等于B中液面上升的高度,由于不知AB初始高度和球的体积大小,故无法比较放入B中后,AB中液面的高度的大小,故无法判定底部压强的大小,故AB错误;
CD、A中液体的密度要大于B中液体的密度,A中液面的下降高度等于B中液面上升的高度,根据p=ρgh可知,液体对容器底部压强的变化量大小△pA>△pB;故C正确、D错误。
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,确定图中液体对容器底的压强关系是本题的突破口。
二.填空题(共5小题)
11.在水平面上,一块砖竖放时对地压力为F1,对地压强为p1,侧放时对地压力为F2,对地压强为p2,则
F1 = F2,p1 > p2(填上“>”“<”或“=”)
【分析】(1)砖放在水平地面上时,对地面的压力等于其自身的重力;
(2)压强公式p=,考虑在不同的情况下受力面积的大小,从而确定压强的大小。
【解答】解:由题意可知,砖竖放、侧放时,重力不变,即砖对地面的压力不变,即F1=F2;
根据压强公式p=可知,受力面积越小,压强越大;因此砖侧放时的受力面积大于竖放时的受力面积,所以竖放时压强最大,即p1>p2。
故答案为:=;>。
【点评】此题主要考查学生对压强的大小及其计算的理解和掌握,要知道在水平面上对地面的压力等于物体自身的重力。
12.重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力为 600 牛;若此时他对床面的压强为3000帕,其物理意义表示床面每平方米面积上所受 压力为3000牛 ,这时他与床面的接触面积为 0.2 米2。
【分析】水平面上物体的重力和自身的压力相等,压强指物体单位面积上受到的压力。根据压强公式求出这时他与床面的接触面积。
【解答】解:重力为600牛的某同学躺在床上时,他对床的压力与自身的重力大小相等,即F=G=600N,
压强为3000Pa,表示的物理意义:床面上每平方米面积上受到的压力为3000N。
由p=可得,这时他与床面的接触面积S===0.2m2。
故答案为:600;压力为3000牛;0.2。
【点评】本题考查了压强公式的简单应用、物理意义的理解和掌握,关键是知道水平面上物体的重力和压力相等。
13.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 小于 p2,F1 大于 F2.(选填:“大于”、“小于”或“等于”)
【分析】(1)水平桌面上物体的压力和自身的重力相等。倒置后,由液体压强公式得出压强的变化情况;
(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进行分析,注意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于水的重力。
【解答】解:(1)由于瓶子放在水平桌面上,则对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即F=G,
所以,倒置后容器对桌面的压力不变,而受力面积减小,
由p=得:倒置后对桌面的压强变大,即:p1<p2;
(2)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;
因此即F1>F2。
故答案为:小于;大于。
【点评】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进行分析;液体对容器底部的压力可以根据F=PS分析,也可以根据容器的形状比较压力与重力的关系分析;比较容器对桌面的压强时,必须明确容器产生的压力与容器重力是相等的。
14.如图,是专为盲人设置的盲道,上面有明显凹凸不平的砖,是为了让盲人踩在上面时,能增大脚部与地面间的 压强 ,产生与行走在普通路面上不同的感觉,从而能像正常人一样行走;一般的鞋底有花纹主要作用是增大 摩擦力 。
【分析】(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。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)摩擦力大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,增大摩擦力的方法:在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。在接触面粗糙程度一定时,增大压力来增大摩擦力。
【解答】解:(1)盲道上面有明显凹凸不平的砖,是在压力一定时,减小受力面积来增大盲道对脚底的压强,为了让盲人踩在上面时,产生与行走在普通路面上不同的感觉,从而能像正常人一样行走。
(2)鞋底有花纹是在压力一定时,增大接触面粗糙程度来增大摩擦力,防止滑倒。
故答案为:压强;摩擦力。
【点评】摩擦力和压强的影响因素很相似,主要区分:摩擦力大小跟接触面粗糙程度和压力大小有关;压强大小跟受力面积和压力大小有关。
15.载重汽车的轮子比普通汽车的轮子多,轮胎比普通汽车的轮胎宽,这是为了增大 受力面积 ,减小对路面的 压强 。
【分析】根据压强的定义式P=,减小压强的方法:一是当压力一定时,增大受力面积;二是当受力面积一定时,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。
【解答】解:载重汽车的轮子比普通车的多而宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积的方法来减小压强,从而保护路面。
故答案为:受力面积,压强。
【点评】此题考查学生对减小压强的方法及其应用的理解和掌握。贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,同时,也体现了新课程的指导思想。
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,物块A静止在斜面B上,请画出物块A对斜面B压力F和A受到的摩擦力f。
【分析】先确定所受各个力的方向,根据力的示意图的画法分别画出,注意物体所受力的作用点位置。
【解答】解:物块A对斜面B的压力作用在斜面上,方向垂直于斜面向下;物块A静止,有下滑的趋势,受到沿斜面向上的静摩擦力,两个力的作用点可画在接触面的中点处,如图所示:
故答案为:见上图。
【点评】画力的示意图,要先确定力的三要素,用一条带箭头的线段把三要素表示出来,标上字母符号,有的要标出力的大小。
17.如图所示容器内装有一定量的水,水从b孔流出的情景已画出,请在画出图中a与c两孔水流的情景。
【分析】液体压强随深度的增加而增大,压强大液体射得越远;
【解答】解:因为a、b、c孔在液面以下,都有液体射出,且液体压强随深度的增加而增大,压强大液体射得越远,所以a孔处的压强最小,射得最近,c孔处的压强最大,射得最远,如图所示:
【点评】此题考查液体压强的特点,明确液体压强随深度的增加而增大是作图的关键。
四.实验探究题(共2小题)
18.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。
19.小宇同学利用A、B两物体、砝码、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小宇是通过观察 泡沫的凹陷程度 来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验,能够得到的结论是 受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显 。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应通过比较 甲、丙 图所示实验。此时实验中要控制: 压力 不变;
(4)小宇同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同,由此他得出的结论是:压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 没有控制压力相同 。
【分析】(1)力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显。
(2)应用控制变量法,分析图甲、乙所示实验,根据控制的变量与实验现象得出实验结论。
(3)探究压力作用效果与受力面积的关系,应控制受力面积相同而压力不同,分析图示实验,然后答题。
(4)探究压力作用效果与受力面积的关系,应控制压力不变,据此分析答题。
【解答】解:(1)实验中小宇是通过观察 泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果的。
(2)由甲、乙两图所示实验可知,受力面积相同而压力不同,压力作用效果不同,压力越大,压力作用效果越明显,由此可得:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应控制压力相同而受力面积不同,故比较图甲、丙实验可;
(4)将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,没有控制物体间压力相同,所得结论:压力作用效果与受力面积无关是错误的。
故答案为:(1)泡沫的凹陷程度; (2)受力面积相同时,压力越大,压力作用的效果越明显;(3)甲、丙;压力;(4)没有控制压力相同。
【点评】本题考查了实验现象分析,本实验应用了转换法与控制变量法,应用控制变量法分析图示实验即可正确解题。
五.计算题(共2小题)
20.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1.6×103kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10﹣2m2,g取10N/kg,求:
(1)车对地面的压力;
(2)车对地面的压强。
【分析】(1)根据G=mg计算重力,水平地面上的物体对支撑面的压力等于其重力;
(2)已知压力和接触面积,利用公式p=得到压强;
【解答】解:
(1)车对地面的压力:
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N;
(2)车对地面的压强:
p===2×105Pa。
答:(1)车对地面的压力为1.6×104N;
(2)车对地面的压强为2×105Pa。
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、压强的大小计算,关键是知道水平地面上的物体对支撑面的压力等于其重力。
21.将一轻质弹簧的两端分别固定在正方体物体A、B表面的中央,构成一个连接体,把正方体物体B放在水平桌面上,当物体A、B静止时,弹簧的长度比其原长缩短了1cm,如图甲所示。现将连接体放入水平桌面上的平底圆柱形容器内,与容器底始终接触(不密合),再向容器中缓慢倒入一定量的水,待连接体静止时,连接体对容器底的压力恰好为0.已知物体的边长均为10cm,物体A、B的密度之比为1:9,圆柱形容器的底面积为200cm2,弹簧原长为10cm,弹簧所受力F的大小与弹簧的形变量△L(即弹簧的长度与原长的差值的绝对值)的关系如图乙所示。上述过程中弹簧始终在竖直方向伸缩,不计弹簧的体积及其所受的浮力,g取10N/kg,求:
(1)物体A的重力;
(2)放在水平桌面上时,连接体对桌面的压强;
(3)为达到题中要求,需要向容器内倒入水的质量。
【分析】(1)由图乙可知,弹簧的长度比其原长缩短了1cm时弹簧的压力,可得出GA大小;
(2)根据G=mg=ρVg,在体积相同时,重力与密度成正比,根据物体A、B 的密度之比求出GB,得出放在水平桌面上时,连接体对桌面的压力,根据p连=放在水平桌面上时连接体对桌面的压强;
(3)求出两物体的体积,根据阿基米德原理得出两物体刚好沉没时受到浮力;根据二力平衡求出B受到的竖直向上的拉力作用,由图知弹簧的伸长,分析A受力情况,根据力的平衡可求出A受到的浮力大小,根据题意可求出故两物体刚好浸没时,倒入水的深度h,根据V倒=hS容器求需要向容器内倒入水的体积,根据m加=ρV倒求倒入水的质量。
【解答】解:(1)由图乙可知,当弹簧的长度比其原长缩短了1cm时弹簧的压力为:
1cm×2N/cm=2N,则GA=2N,
(2)根据G=mg=ρVg,在体积相同时,重力与密度成正比,物体A、B 的密度之比为 1:9,
故GB=9×GA=9×2N=18N,放在水平桌面上时,连接体对桌面的压力:
F连=GB+GA=18N+2N=20N,
受力面积即物体的底面积:
S=L2=(0.1m)2=1×10﹣2m2,
放在水平桌面上时,连接体对桌面的压强:
p连===2×103Pa;
(3)物体的体积为:
V=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
当物体A、B浸没在水中时,根据阿基米德原理A或B受到浮力为:
F′A浮=FB浮=ρ水gV=1×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;
因B的重力为18N,大于其浸没时受到的浮力,待连接体静止时,连接体对容器底的压力恰好为 0,根据力的平衡,B受到竖直向上的弹簧的拉力F作用,如图1所示:
其大小为:F=GB﹣FB浮=18N﹣10N=8N,根据力的作用是相互的,B拉弹簧的力为8N,即弹簧对A施加的竖直向下的力为:
F′=8N,根据图乙故弹簧伸长了4cm,A还受到重力和竖直向上的浮力作用,如图2所示:
根据力的平衡和阿基米德原理,FA浮=GA+F′=2N+8N=10N=F′A浮;此时水面刚浸没A,
此时倒入水的深度为:
h=2L+L原长=2×10cm+10cm+4cm=34cm=0.34m,倒入水的体积:
V倒=hS容器﹣2V=0.34m×200×10﹣4m2﹣2×10﹣3m3=4.8×10﹣3m3;
需要向容器内倒入水的质量:
m加=ρV倒=1×103kg/m3×4.8×10﹣3m3=4.8kg。
答:(1)物体A的重力为2N;
(2)放在水平桌面上时,连接体对桌面的压强为2×103Pa;
(3)为达到题中要求,需要向容器内倒入水的质量为4.8kg。
【点评】本题考查密度、受力分析,力的平衡、压强、浮沉条件及阿基米德原理等知识,综合性强,(3)是难点,关键是明确弹簧的伸长量。