2019年苏教版八下物理《第10章 压强和浮力》单元测试卷
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
2.关于压强的概念,下列说法中正确的是 ( )
A.压强跟压力成正比
B.压强跟受力面积成反比
C.压强跟受力面积成正比
D.在压力相同的条件下,受力面积越大,压强越小
3.两完全相同的空瓶装了不同的液体,放在已调好平衡的天平上,如图所示,天平仍然保持水平位置平衡,则( )
A.两瓶对托盘的压强不等 B.乙瓶液体质量较大
C.乙瓶液体密度较大 D.两瓶液体密度相等
4.图中所示的四个实例中,属于增大压强的是( )
A.书包的背带较宽
B.大型运输车装有很多车轮
C.图钉尖很尖锐
D.滑雪板的面积较大
5.为了营救掉进冰窟窿中的人,营救者现在应该( )
A.迅速跑过去 B.跳跃着跑过去
C.躺着爬过去 D.掂着脚尖走过去
6.如图所示的甲、乙两实心均匀正方体分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。现分别在两个正方体的上部,沿水平方向切去一部分。以下判断正确的是( )
A.若切去的质量相等,则甲被切去的厚度一定多
B.若剩余的质量相等,则甲被切去的厚度可能多
C.若切去的高度相等,则甲被切去的质量可能多
D.若剩余的高度相等,则甲被切去的厚度一定多
7.下列事实中,最能说明压力作用效果跟受力面积有关的是( )
A.相同形状的实心铜块和铁块放在同一海绵上,铜块产生的效果显著
B.同一个人站在水泥地上和沙坑中,在沙坑中会留下较深的脚印
C.同一块砖平放和竖放在沙面上,竖放时陷入沙中的程度较显著
D.行驶在同一泥地上的载重汽车,满载时在泥上的留下的痕迹深
8.完全相同的三个小球A、B、C放在盛有不同液体的甲、乙、丙容器中保持静止状态,A 球漂浮,B球悬浮,C球沉底,如图所示,三个容器中的液面到容器底的高度相同,液体对容器底产生的压强分别为p1、p2、p3,则下列关系正确的是( )
A.pl=p2=p3 B.p1>p2>p3 C.p1<p2<p3 D.p1=p2>p3
9.一个球先后在盛有不同液体的容器A、B、C、D中保持静止状态,如图,四个容器中液面到容器底面的深度相同,容器底面受到液体压强最大的是( )
A. B.
C. D.
10.因为地震,造成了很多堰塞湖,假设有一块立方体石块堵住了水的去路,设水的密度为ρ,石块的质量为m,石块的左右侧面为正方形,边长为a,宽度为b,石块与地面足够粗糙,不会滑动,水若能推倒石块,则石块的宽度b应该满足的条件是( )
A.b< B.b< C.b< D.b<
二.填空题(共5小题)
11.如图所示,一容器中装有一定量的水,若容器所受重量忽略不计,则容器对桌面的压力 水的重力;水对容器底部的压力 水的重力;水对容器底部的压力 容器底部对水平桌面的压力;水对容器底部的压强 容器底部对桌面的压强。
12.压力的作用效果不仅跟 的大小有关,而且还跟压力的 有关。
13.如图(a),(b)所示,将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中,则水对木块底部产生的压强Pa Pb,水对木块底部产生的压力Fa Fb木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△Pa △Pb(均选填“大于”,“等于”或“小于”)
14.小明家里的厨房有很多刀具。如图所示,在斩切肉类的时候选用A型刀具,利用其质量较大的特点通过增大 来增大对肉类的压强;而切黄瓜、萝卜等蔬菜时选用B型刀具,其刀面上的孔洞可以避免因 的作用而使蔬菜片沾在刀面上;在切割鱼类时使用C型刀具,其刀刃上的锯齿能够通过增大 来增大刀刃和鱼身之间的摩擦力。
15.人坐在沙发上比坐在硬凳子上感到舒服,是因为人受到的压力 ,受力面积 ,压强 的缘故。(选填“不变”、“变大”或“变小”)
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,重为20牛的物体A静止在水平地面上,请用力的图示法在图中画出物体A对地面的压力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.小明同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的。
(2)比较甲。乙两图所示实验,能够得到的结论是在 相同时, 越大,压力作用效果越明显。
(3)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 和 所示实验。
(4)小明同学实验时将物体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 。
(5)有些公共汽车配备逃生锤,遇害到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选图中的 。
五.计算题(共2小题)
20.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。
21.一平底玻璃杯,重1.2N,底面积为20cm2,杯内盛水,水深5cm,水重0.6N,放在水平桌面上,(g=10N/kg)
求:(1)水对杯底的压强、压力各多大?
(2)水杯对桌面的压力、压强各多大?
2019年苏教版八下物理《第10章 压强和浮力》单元测试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
【分析】利用以下知识分析解答:
(1)固体可以传递力;
(2)相互作用力的条件:大小相等、方向相反、作用在两个物体上,作用在同一条直线上。
(3)根据p=可知,压力相同时,受力面积越大,压强越小。
【解答】解:
B、固体可以传递压力,用手给钉帽施加压力,图钉会把这个力大小不变的传递给墙壁,所以手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力。故B错误;
C、手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉帽的面积较大,即受力面积较大,根据p=可知,手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强。故C错误;
D、钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力,它们大小相等、方向相反、作用在不同物体上,是一对相互作用力,故D正确;
A、由BD的解答可知,手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉尖对墙壁的压力等于墙壁对钉尖的压力,所以,手指对钉帽的压力等于墙壁对钉尖的压力。故A错误
故选:D。
【点评】此题考查压力及重力与压力的区别、相互作用力和压强的大小比较,难度不大,关键是知道固体可以传递。
2.关于压强的概念,下列说法中正确的是 ( )
A.压强跟压力成正比
B.压强跟受力面积成反比
C.压强跟受力面积成正比
D.在压力相同的条件下,受力面积越大,压强越小
【分析】压强是物体单位面积上受到的压力。压强跟压力大小和受力面积大小同时有关。
【解答】解:A、压力越大,因受力面积不能确定,所以压强不一定大;故A选项错。
BC、只有压力一定时,压强才与受力面积成反比;故BC选项错。
D、在压力相同的条件下,受力面积越大,压强越小,故D选项正确。
故选:D。
【点评】本题考查对压强的理解,知道压强大小的影响因素。在描述压强与其中一个量的关系时,必须保持另一个量不变。
3.两完全相同的空瓶装了不同的液体,放在已调好平衡的天平上,如图所示,天平仍然保持水平位置平衡,则( )
A.两瓶对托盘的压强不等 B.乙瓶液体质量较大
C.乙瓶液体密度较大 D.两瓶液体密度相等
【分析】规格相同的瓶装了不同的液体,由图可知液体的体积不同,天平平衡,说明液体的质量相等,根据密度公式分析即可得出结论。
【解答】解:A、天平仍然平衡说明左右两盘中物体质量相等,两瓶对托盘的压力相等,压强相等,故A错误;
B、规格相同的瓶装了不同的液体,放在横梁已平衡的天平上,天平仍然保持平衡,说明液体的质量相等;故B错误;
C、由图可知,甲瓶液体的体积大于乙瓶液体的体积,由ρ=可知,甲瓶液体的密度小于乙瓶液体密度,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】此题只要考查密度公式的应用,同时也考查了天平的使用,有一定的综合性,是一道好题。
4.图中所示的四个实例中,属于增大压强的是( )
A.书包的背带较宽
B.大型运输车装有很多车轮
C.图钉尖很尖锐
D.滑雪板的面积较大
【分析】压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小。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。
【解答】解:
A、书包带较宽是在压力一定时,增大受力面积减小书包对肩膀的压强,背书包时舒服些。不符合题意。
B、大型运输车装有很多车轮是在压力一定时,增大受力面积减小书包对肩膀的压强,背书包时舒服些。不符合题意。
C、图钉尖很尖锐,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强。符合题意。
D、穿滑雪板滑雪,是在压力一定时,增大受力面积减小对雪地的压强,防止陷入雪中。不符合题意。
故选:C。
【点评】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。
5.为了营救掉进冰窟窿中的人,营救者现在应该( )
A.迅速跑过去 B.跳跃着跑过去
C.躺着爬过去 D.掂着脚尖走过去
【分析】压强的大小与压力大小和受力面积的大小有关,减小压强的途径通常有两种:一是在受力面积一定时,减小压力的大小;二是在压力大小一定时,增大受力面积。据此分析回答。
【解答】解:人在冰面上,对冰面的压力是一定的,等于自身重,但迅速跑过去、跳跃着跑过去、掂着脚尖走过去时冰面的受力面积都小于躺着爬过去时冰面的受力面积,因此压强增大,容易掉进冰窟窿中,所以躺着爬过去时,营救者对冰面的压强最小。
故选:C。
【点评】本题考查了减小压强的方法及应用,确定四个选项中哪个使冰面的受力面积最小是本题的关键。
6.如图所示的甲、乙两实心均匀正方体分别放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。现分别在两个正方体的上部,沿水平方向切去一部分。以下判断正确的是( )
A.若切去的质量相等,则甲被切去的厚度一定多
B.若剩余的质量相等,则甲被切去的厚度可能多
C.若切去的高度相等,则甲被切去的质量可能多
D.若剩余的高度相等,则甲被切去的厚度一定多
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据G=mg、m=ρV、V=Sh和压p=得出均匀实心正方体对水平地面的压强,根据它们对地面的压强关系和高度关系得出两物体的密度关系;
(1)若沿水平方向切去相等质量时,根据m=ρV=ρS△L=ρL2△L得出两者切去质量之间的关系,根据密度关系和边长关系得出切去厚度之间的关系;
(2)若剩余的质量相等,根据m=ρV=ρS△L=ρL2△L得出两者剩余质量之间的关系,进一步得出两者剩余高度之间的关系,然后与两者的边长关系得出切去厚度之间的关系;
(3)若切去的高度△h相等,根据m=ρL2△h得出切去质量的表达式,根据边长关系得出切去质量之间的关系;
(4)若剩余的高度相等,得出切去厚度的表达式,根据边长关系得出切去厚度之间的关系。
【解答】解:设正方体的边长为L,则正方体对水平地面的压强:
p======ρgL,
因p甲=p乙,
所以,ρ甲gL甲=ρ乙gL乙,即ρ甲L甲=ρ乙L乙,
由图可知:L甲<L乙,则ρ甲>ρ乙;
(1)若切去的质量相等,由m=ρV=ρS△L=ρL2△L可得:
ρ甲L甲2△L甲=ρ乙L乙2△L乙,
把ρ甲L甲=ρ乙L乙代入上式可得:
L甲△L甲=L乙△L乙,
把L甲<L乙代入上式可得:
△L甲>△L乙,故A正确;
(2)若剩余的质量相等,则
ρ甲L甲2L甲剩余=ρ乙L乙2L乙剩余,
把ρ甲L甲=ρ乙L乙代入可得:
L甲L甲剩余=L乙L乙剩余,
把L甲<L乙代入上式可得:
L甲剩余>L乙剩余,
因甲的边长小于乙的边长,且甲剩余的边长大于乙剩余的边长,
所以,乙被切去的厚度多,故B错误;
(3)若切去的高度△h相等,则
△m甲=ρ甲L甲2△h,△m乙=ρ乙L乙2△h,
因L甲<L乙,ρ甲L甲=ρ乙L乙,
所以,△m甲<△m乙,
即乙被切去的质量多,故C错误;
(4)若剩余的高度h相等,
因L甲<L乙,
所以,(L甲﹣h)<(L乙﹣h)
即乙被切去的厚度一定多,故D错误。
故选:A。
【点评】本题综合考查了重力公式、密度公式、体积公式、压强公式的综合应用,利用好均匀规则物体(如圆柱体、正方体、长方体等)对地面的压强公式p=ρgh是关键。
7.下列事实中,最能说明压力作用效果跟受力面积有关的是( )
A.相同形状的实心铜块和铁块放在同一海绵上,铜块产生的效果显著
B.同一个人站在水泥地上和沙坑中,在沙坑中会留下较深的脚印
C.同一块砖平放和竖放在沙面上,竖放时陷入沙中的程度较显著
D.行驶在同一泥地上的载重汽车,满载时在泥上的留下的痕迹深
【分析】(1)压力作用效果用同一物体形变大小来反映。
压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越显著;在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越显著。
(2)探究压力作用效果跟压力大小关系时,控制受力面积不同;探究压力作用效果跟受力面积的关系,控制压力大小不变。
【解答】解:A、铜块放在海绵上,海绵的形变大,只能说明铜块对海绵的压力作用效果大,题目中没有涉及到受力面积的大小,不能说明压力作用效果跟受力面积的关系。不符合题意。
B、水泥地和沙坑的材料不同,不能通过形变大小不同比较压力作用效果,更不能说明压力作用效果跟受力面积的关系。不符合题意。
C、同一块砖放在水平沙面上,对沙面的压力相同,竖放时受力面积小,陷入沙中的程度较显著,说明压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越显著。能正确反映压力作用效果跟受力面积的关系。符合题意。
D、行驶在同一泥地上的载重汽车,满载时对泥地的压力大,在泥上的留下的痕迹深,说明在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。反映压力作用效果跟压力大小的关系。不符合题意。
故选:C。
【点评】掌握压力作用效果的影响因素,利用控制变量法和转换法,探究压力作用效果的影响因素。
8.完全相同的三个小球A、B、C放在盛有不同液体的甲、乙、丙容器中保持静止状态,A 球漂浮,B球悬浮,C球沉底,如图所示,三个容器中的液面到容器底的高度相同,液体对容器底产生的压强分别为p1、p2、p3,则下列关系正确的是( )
A.pl=p2=p3 B.p1>p2>p3 C.p1<p2<p3 D.p1=p2>p3
【分析】由小球A、B、C所受浮力与球的重力关系,判断出三种液体的密度关系。
再由公式P=ρgh判断液体对容器底的压强大小。
【解答】解:如图示,A、B两物体在重力及浮力作用下处于平衡状态,由平衡条件,得:FA=GA,FB=GB,小球C在重力、浮力、支持力的作用下,处于平衡状态,由平衡条件得:FN+FC=GC,所以FC=GC﹣FN<GC.由题意知:GA=GB=GC,所以FA=FB>FC,因为浮力F=ρgV排,所以ρAgVA排=ρBgVB排>ρCgVC排,由题干图可看出:VA排<VB排=VC排,所以ρA>ρB>ρC。
由题意知,三种液体的深度h相等。液体对容器底部的压强
p1=ρAgh,p2=ρBgh,p3=ρCgh,因为ρA>ρB>ρC,
所以p1>p2>p3。
故选:B。
【点评】解题时要掌握:
1、影响物体所受浮力大小的因素。2、知道液体的压强公式p=ρgh。
9.一个球先后在盛有不同液体的容器A、B、C、D中保持静止状态,如图,四个容器中液面到容器底面的深度相同,容器底面受到液体压强最大的是( )
A. B.
C. D.
【分析】小球在A中漂浮,在BC中悬浮,在D中下沉,可以判断小球的密度与液体密度的关系,进一步判断出液体密度的大小,还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据液体压强公式就可比较出容器底面受到液体压强的大小。
【解答】解:小球在A中漂浮,说明小球的密度小于液体的密度,在BC中悬浮,说明小球的密度等于液体B和C的密度,小球在D中下沉,说明小球的密度大于液体的密度,所以可以判断出A液体的密度最大,还知道四个容器中液面到容器底面的深度相同,根据公式P=ρgh可知,A容器底面受到液体压强最大。
故选:A。
【点评】本题考查利用液体压强公式来判断容器所受液体压强的大小,关键是根据物体的沉浮条件判断出液体密度的大小关系,这是本题的重点也是难点。
10.因为地震,造成了很多堰塞湖,假设有一块立方体石块堵住了水的去路,设水的密度为ρ,石块的质量为m,石块的左右侧面为正方形,边长为a,宽度为b,石块与地面足够粗糙,不会滑动,水若能推倒石块,则石块的宽度b应该满足的条件是( )
A.b< B.b< C.b< D.b<
【分析】由题知,石块与地面足够粗糙,不会滑动,水推倒石块,就是石块沿O点转动,石块相当于杠杆;
求出水对石块的平均压强,利用F=pS求水对石块的平均压力,其力臂为a;重力力臂为b,根据杠杆平衡条件求b值的范围。
【解答】解:
如图,石块与地面足够粗糙,不会滑动;水若能推倒石块,就是石块沿O点转动,设水对石块的平均压力为,则其力臂为a;重力力臂为b,
水对石块的平均压强:
=ρga,
水对石块的平均压力:
=S=ρga×a2=ρga3,
由杠杆平衡条件可知,水要推倒石块:
×a>mg×b,
即:ρga3×a>mg×b,
解得:
b<
故选:B。
【点评】本题考查了学生对液体压强公式、压强定义式、杠杆平衡条件的掌握和运用,能求出水对石块的平均压力是本题的关键。
二.填空题(共5小题)
11.如图所示,一容器中装有一定量的水,若容器所受重量忽略不计,则容器对桌面的压力 等于 水的重力;水对容器底部的压力 小于 水的重力;水对容器底部的压力 小于 容器底部对水平桌面的压力;水对容器底部的压强 小于 容器底部对桌面的压强。
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,对于这种上下口不一样大的容器,可以通过比较对容器底的压力与液体重的大小关系,得出水对容器底的产生的压力大小关系,然后利用压强公式比较水对容器底部的压强和容器底部对桌面的压强的关系。
【解答】解:若容器所受重量忽略不计,则容器对桌面的压力等于水的重量,即F=G;
如图,由p=可得水对容器底的压力,
F1=ps=ρghs<G,
则水对容器底部的压力小于容器底部对水平桌面的压力,即F1<F,
由p=可得,水对容器底部的压强小于容器底部对桌面的压强。
故答案为:等于;小于;小于;小于。
【点评】上口大、下口小的容器,液体对容器底的压力小于所装液体重;上口小、下口大的容器,液体对容器底的压力大于所装液体重;圆柱形、长方体或正方体直壁容器,液体对容器底的压力等于所装液体重。
12.压力的作用效果不仅跟 压力 的大小有关,而且还跟压力的 受力面积 有关。
【分析】根据压力的作用效果的影响因素来填空。
【解答】解:
压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,
受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,作用效果越明显;
故答案为:压力;受力面积。
【点评】掌握了课本上的基础知识,即可解决此题,难度很小。
13.如图(a),(b)所示,将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中,则水对木块底部产生的压强Pa 小于 Pb,水对木块底部产生的压力Fa 等于 Fb木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△Pa 等于 △Pb(均选填“大于”,“等于”或“小于”)
【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ水gh判断木块底部所受水的压强关系;
(2)从浮力产生的原因入手,浸在液体中的物体,受到液体对它竖直向上的浮力,而浮力大小等于物体上、下表面受到的压力差;另外,漂浮在液面的物体,其浮力等于重力。
(3)由(2)知木块在两图中受到的浮力关系,根据F浮=ρ水gV排判断其排开水的体积关系,进而得出水面上升的高度,再利用p=ρ水gh判断水对容器底部压强的变化量。
【解答】解:(1)液体产生的压强与液体密度和物体所处深度有关,由于(b)图中木块所处深度大于(a)图中木块所处深度,根据p=ρ水gh可知,木块底部所受水的压强pa小于pb;
(2)由图可知,木块在两图中都处于漂浮状态,上表面受到水的压力为0,则F浮=G,同一木块重力相等,则浮力相等,所以,木块底部所受水的压力Fa=Fb;
(3)由(2)知,木块在两图中受到的浮力相等,
根据F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积相等,
所以,水面上升的高度相等,
根据p=ρ水gh可知,木块放入前后,水对容器底部压强的变化量△pa=△pb。
故答案为:小于;等于;等于。
【点评】该题考查压强的大小比较,涉及到物体漂浮条件、压强公式及其应用、浮力产生的原因、阿基米德原理,是一道综合性很强的题目,利用浮力产生的原因来解答此题可以大大简化思路,使问题变得更简单。
14.小明家里的厨房有很多刀具。如图所示,在斩切肉类的时候选用A型刀具,利用其质量较大的特点通过增大 压力 来增大对肉类的压强;而切黄瓜、萝卜等蔬菜时选用B型刀具,其刀面上的孔洞可以避免因 大气压强 的作用而使蔬菜片沾在刀面上;在切割鱼类时使用C型刀具,其刀刃上的锯齿能够通过增大 接触面的粗糙程度 来增大刀刃和鱼身之间的摩擦力。
【分析】(1)增大压强的方法:增大压强,在压力一定时,可以通过减小受力面积的方法来增大压强。在受力面积一定时,可以通过增大压力来增大压强;
(2)菜片和刀面之间的空气隔层可以防止菜片紧贴在刀片上,并且可以使刀面与菜片彼此分开减小摩擦。(3)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力、增大摩擦力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度、增大摩擦力。
【解答】解:
用A型刀具,利用其质量较大,这是在受力面积一定时,通过增大压力的方法来增大对肉类的压强;
B型刀具,其刀面上的孔洞,切菜时透气孔中的空气会在菜片和刀面之间形成一层空气隔层,防止在大气压的作用下使菜片紧紧地贴在刀面上。同时,刀面湿润可以把菜与刀面隔开减小了切菜时的摩擦力。
C型刀具,其刀刃上的锯齿能够通过增大接触面的粗糙程度来增大刀刃和鱼身之间的摩擦力。
故答案为:压力;大气压强;接触面的粗糙程度。
【点评】此题考查了学生运用所学知识分析实际问题的能力,要求学生在生活中多注意观察,并学会应用,增大有益摩擦,减小有害摩擦,使其更好地为人类服务。
15.人坐在沙发上比坐在硬凳子上感到舒服,是因为人受到的压力 不变 ,受力面积 变大 ,压强 变小 的缘故。(选填“不变”、“变大”或“变小”)
【分析】此题是考查通过增大受力面积来减小压强的方法,进行实例分析。
【解答】解:人对座位的压力大小等于本身重力,故压力相同,坐沙发身体被包围的面积大,压强就小;
故答案为:不变;变大;变小。
【点评】在平时我们坐沙发时,如果沙发越软,则受力面积越大,压强越小,感觉越舒服,反之,受力面积越小,压强越大,感觉越不舒服。
三.作图题(共2小题)
16.如图所示,重为20牛的物体A静止在水平地面上,请用力的图示法在图中画出物体A对地面的压力F.
【分析】已知的是重力,要求画出的是压力,因此,分析时要搞清在此种状态下,重力与压力的关系,明确三要素,再确定标度,最后画出线段。
【解答】解:压力的大小等于重力,为20N,方向垂直于接触面向下,作用点在接触面上。如图所示:
【点评】本题学生容易把力作用点画在物体重心上;压力的作用点在受压物体的表面,重力的作用点在物体的几何中心上,不能混淆。
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.小明同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示。
(1)实验中小明是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果的。
(2)比较甲。乙两图所示实验,能够得到的结论是在 接触面积 相同时, 压力 越大,压力作用效果越明显。
(3)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 甲 和 丙 所示实验。
(4)小明同学实验时将物体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 。
(5)有些公共汽车配备逃生锤,遇害到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选图中的 D 。
【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)(3)(4)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。
(5)在打击力一定的情况下,为方便使玻璃破碎,接触面积越小越好,分析图示情景然后答题。
【解答】解:(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,实验中小明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、乙所示实验控制,物体间的接触面积相同而压力不同,力的作用效果不同,由此可得:在接触面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)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,应通过比较图 甲和 丙所示实验。
(4)将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块,物体间的接触面积与物体间的压力都发生变化,实验没有控制物体间的压力相等,由此得出的结论是错误的。
(5)为了更容易打破玻璃,应使物体的接触面积小,由图所示可知,逃生锤外形应选图中的D;
故答案为:(1)海绵的凹陷程度;(2)接触面积;压力;(3)甲;丙;(4)没有控制压力相同;(5)D。
【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。
五.计算题(共2小题)
20.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=)。
21.一平底玻璃杯,重1.2N,底面积为20cm2,杯内盛水,水深5cm,水重0.6N,放在水平桌面上,(g=10N/kg)
求:(1)水对杯底的压强、压力各多大?
(2)水杯对桌面的压力、压强各多大?
【分析】(1)知道水深和水的密度,利用液体压强公式p=ρgh求水对杯底的压强;利用F=pS求压力;
(2)玻璃杯对桌面的压力等于玻璃杯和水的总重,又知道桌面受力面积,利用压强公式求桌面所受玻璃杯的压强。
【解答】解:
(1)杯底所受水的压强:
p1=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
根据p=可得水对杯底的压力:
F1=p1S=500Pa×20×10﹣4m2=1N;
(2)玻璃杯对桌面的压力:
F2=G杯+G水=1.2N+0.6N=1.8N,
玻璃杯对桌面的压强p2===900Pa。
答:(1)水对杯底的压强为500Pa;压力为1N;
(2)水杯对桌面的压力为1.8N;压强为900Pa。
【点评】本题考查了学生对重力公式、液体压强计算公式和压强定义式的掌握和运用。对于液体对容器底的压力,要先求出液体对容器底的压强,再根据F=pS求液体对容器底的压力;固体对支持面的压强,要先求固体对支持面的压力,再根据压强定义式求固体对支持面的压强,这是解题的关键。