C.p1>p2 D.条件不足,无法判别
10.如图,下列各容器的质量相同,底面积都是10 cm2,如果在容器中都装有800 g的水,那么水对容器底的压强可能会是7000 Pa的是( A )
11.如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。下列表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线中,合理的是( B )
12.把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住( 塑料片重量不计 ),放入水面下12 cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103 kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度是( D )
A.12.8 cm B.9.6 cm
C.8 cm D.15 cm
13.用压强计进行探究实验。
( 1 )若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化 较小 ( 选填“较大”或“较小” )。小慧把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 相平 ;?
( 2 )小慧把金属盒分别浸入两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,她认为图甲烧杯中盛的是酒精。她的结论是不可靠的,因为没有控制金属盒在液体中的 深度 相同;?
( 3 )小慧发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越 大 ,表示液体的压强越 大 ;?
( 4 )小慧还发现在同种液体中,金属盒离液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差 不变 ( 选填“不变”或“变化” )。该实验表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强 相等 。?
拓展探究突破练
14.如图所示,容器中装有水,有关尺寸如图所示,容器的底面积为0.01 m2( g=10 N/kg )。求:
( 1 )A点的压强;
( 2 )该容器底部所受到的水的压力。
解:( 1 )由题图可知,A点处水深hA=20 cm=0.2 m
则A点处水的压强pA=ρghA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa
( 2 )由题图可知,容器中水的深度h=20 cm+10 cm=30 cm=0.3 m
水对容器底产生的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa
容器底部所受到的水的压力F=pS=3×103 Pa×0.01 m2=30 N
1
第2课时 与液体压强相关的应用实例
知识要点基础练
知识点1 连通器
1.小明给妈妈的透明茶壶添水后,放在桌子上,如图所示。妈妈看到后问:“怎么才加了半壶水?”小明说:“我担心再多加一点,水就从细细的壶嘴溢出来了。”妈妈说:“你试试加点水看看。”于是小明反复加了几次水后明白了:茶壶的壶嘴和壶身组成 连通器 ,壶嘴和壶身中的水面具有高度 相同 的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。?
2.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中不是利用了连通器原理的( B )
知识点2 液压机
3.春节前小杰爸爸把家用轿车送去4S店保养时,汽修师傅用液压千斤顶就能顶起轿车,液压千斤顶主要利用了 帕斯卡 原理。?
4.如图是液压机的模型,当作用在小活塞上的力是F1时,在大活塞上得到了F2的力。已知S1∶S2=1∶5,则两活塞上压强之比p1∶p2= 1∶1 ,压力之比F1∶F2= 1∶5 。?
综合能力提升练
5.如图是某栋房子供水的水路示意图,水龙头与水塔构成了一个 连通器 ;在水龙头口处检测水的压强大小,则 甲 ( 选填“甲”或“乙” )处水压更大。?
6.在如图所示的甲、乙两容器中盛有水,水面相平,甲、乙之间用斜管相通,K是开关。当K打开后这个容器变成一个 连通器 ,M处的压强 小于 ( 选填“大于”“等于”或“小于” )N处的压强,水 不会 ( 选填“会”或“不会” )流动。?
7.在装修房屋时,工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水( 水中无气泡 ),两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水静止时,在与水面相平的位置做出标记,这样做利用了 连通器 原理。当把塑料管的一端提高10 cm,最终管两端水面的高度差为 0 。?
8.一台液压机如图所示,它的内部是密闭液体,小活塞的横截面积是10 cm2,大活塞的横截面积是200 cm2,若要在大活塞上产生300 N的力,则需要在小活塞上施加 15 N的力( 不考虑活塞重力 );若小活塞被下压20 cm,则大活塞被举高 1 cm。?
9.如图,一个U形敞口容器里面装有水,把它放在斜面上,图中正确的是( B )
10.如图所示,在一个充满油的固定装置中,两端同时用大小相等的力去推原来静止的活塞。若活塞与容器壁的摩擦不计,则两活塞( B )
A.同时向右移动
B.同时向左移动
C.保持静止
D.上述说法都有可能
11.如图所示,两端开口的U形玻璃管竖直放置,底部正中间带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h。下列说法中正确的是( D )
A.拧开阀门K前,阀门左边受到水的压强大于右边受到水的压强
B.拧开阀门K后,水仍能保持原有状态不变
C.拧开阀门K后,当水静止时,左管内水的质量与右管内水的质量相等
D.拧开阀门K后,当水静止时,左管内水的高度与右管内水的高度相等
12.如图是两边管子粗细相同、足够高的连通器,其水平细管中间有一个可无摩擦移动的活塞。刚开始活塞固定不动,两管液面相平,左管中的液体是酒精( ρ酒精=0.8×103 kg/m3 ),右管中的液体是水。现松开活塞,两边液体重新稳定后( A )
A.右边液面下降1 cm
B.右边液面下降2 cm
C.右边液面比左边液面低1 cm
D.左、右液面一样高
13.长江三峡大坝的双线五级船闸已经试航成功。如图表示轮船经过某级船闸从上游驶往下游的过程,那么船闸的闸门A、闸门B的开闭顺序应该是( C )
A.甲、乙、丙、丁 B.甲、丁、丙、乙
C.甲、丙、乙、丁 D.甲、乙、丁、丙
14.在水平桌面上,放置一个从左至右,管口口径依序变大的盛水连通管。在三个管口上各放置与管口口径相同的甲、乙、丙三个活塞,活塞与管壁、水面完全密合且可以在管壁上自由滑动,忽略活塞与管壁间的摩擦力,当三个活塞达到静止平衡时,三个管内的水面齐高,如图所示,则下列关于活塞甲、乙、丙的重量大小关系,正确的是( D )
A.G甲=G乙=G丙 B.G乙>G甲=G丙
C.G甲>G乙>G丙 D.G丙>G乙>G甲
15.活塞A和活塞B将水密封于连通器内,其横截面积分别为S和3S,如图所示。开始时整个装置处于平衡状态,若往A上放一个重为G的砝码,则要保持整个系统仍然平衡,需要在B上放的砝码重为( B )
A.G B.3G C.9G D.6G
拓展探究突破练
16.如图所示,将U形管底C处阀门关闭,A、B两处液面的高度分别是h1、h2( h1>h2 )。
( 1 )若U形管的左、右两边均灌的是水,在打开阀门的瞬间,想象在C处有一个竖直方向的“液片”,请在图中画出“液片”受到水平方向合力的示意图;
( 2 )若在U形管的左、右两边分别灌的是密度为ρ1、ρ2的两种液体,在打开阀门时,两边液体恰好不流动,试证明:ρ1<ρ2。
解:( 1 )由p=ρgh得,液片左边受到压强p左=ρ水gh1
液片右边受到压强p右=ρ水gh2
由p=得,液片左边受到压力F左=p左S=ρ水gh1S,方向水平向右
液片右边受到压力F右=p右S=ρ水gh2S,方向水平向左
因为h1>h2,所以F左>F右
故液片受到的合力F=F左-F右=ρ水gS( h1-h2 ),方向水平向右
在合力的方向上( 水平向右 )画一带箭头的线段,即液片受合力的示意图,如图所示
( 2 )在打开阀门时,两边液体恰好不流动,说明液片两边受到的压力相等,即F1=F2
根据p=可知,液片两边受到的压强相等,即p1=p2,则ρ1gh1=ρ2gh2
因为h1>h2,所以ρ1<ρ2
1
第三节 空气的“力量”
知识要点基础练
知识点1 大气压强
1.如图甲所示的敞口饮料瓶装满水,在侧面扎一小孔a,会有水喷出,此时,若用盖子将瓶口盖紧密封,如图乙所示,则孔中的水将 喷一段时间,停止喷 ( 选填“继续喷”“停止喷”或“喷一段时间,停止喷” ),原因是 大气压的存在 。
?
2.如图是某同学做的一个实验,甲:瓶底铺层沙子;乙:放入点燃的浸过酒精的棉花;丙:用剥了壳的熟鸡蛋堵住瓶口,过一会儿可看到鸡蛋将 被压入瓶中 。这个实验证实了 大气压强的存在 。?
知识点2 测量大气压
3.如图所示的托里拆利实验中,测得的大气压强等于( A )
A.750 mm高水银柱产生的压强
B.760 mm高水银柱产生的压强
C.770 mm高水银柱产生的压强
D.780 mm高水银柱产生的压强
4.用托里拆利实验测定大气压时,水银柱的高度偏低,其主要原因是( C )
A.水银槽内水银太多 B.玻璃管没有竖直放置
C.玻璃管内有空气 D.玻璃管太粗
知识点3 大气压强的变化
5.如表是在不同海拔高度处水银气压计的数值,分析可知,大气压的变化规律是海拔越高, 大气压越小 。?
海拔 海平面 1 km 2 km 3 km
压强 101 kPa 90 kPa 80 kPa 70 kPa
6.如图,取一个两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使玻璃管穿过与瓶子密封的橡皮塞插入水中,从管子上端吹少量的气体。则( C )
A.由图可知,此时瓶内气压等于瓶外气压
B.管内液体上升是由于瓶内气压小于瓶外气压
C.拿着该装置由一楼到二十楼的过程中,管内液面会不断升高
D.拿着该装置由一楼到二十楼的过程中,管内液面会不断下降
综合能力提升练
7.火罐疗法是我国医学遗产之一。操作时,将棒一端稍蘸酒精,燃着,将带有火焰的酒精棒一头往罐底一闪,迅速撤出,马上将火罐扣在应拔的部位上,此时火罐即可吸住人体,火罐能扣在人体上是因为 大气压 的作用。?
8.如图所示,王老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料薄片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,水和塑料片都不会掉下来,接着将倒置的杯子悬挂在玻璃钟罩内,封闭钟罩后用抽气机持续抽出钟罩内的空气,直至塑料片掉下。已知杯中水和塑料片的总质量为100 g,倒置后杯和水与塑料片的接触面积为12.5 cm2。塑料片不掉下来说明了 大气压 的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到 800 Pa时,塑料片会掉下( g取10 N/kg )。?
9.小明和小强在老师的帮助下,用底面积为500 cm2的平底压力锅模拟马德堡半球实验,当锅两边受到的拉力均为4000 N时,锅恰好被拉开,此时锅内外的气压差为 8×104 Pa。如果在高原上进行这个实验,拉开这两口锅所用的拉力将 减小 ( 选填“增大”“减小”或“不变” )。?
10.如图所示,一支装有水的试管中插入一支直径稍小些的试管,且小试管内是空的,将大试管迅速倒置,水会从两试管壁的间隙往下流,这时会观察到小试管( C )
A.掉下来
B.静止不动
C.往上升
D.因未做实验而无法回答
11.塑料吸盘是家庭常用的小工具,小明做了如图的实验,在实验中吸盘都保持静止,但所挂钩码已是吸盘所能提起的最大重物,下列说法你认为正确的是( C )
A.甲图中如果将塑料吸盘戳个小孔,吸盘仍能吸在墙面上
B.甲图中大气对吸盘的压力等于钩码的重力
C.利用乙图的实验可以粗略测量大气压强的值
D.利用乙图的实验在海拔更高的地区仍能提起该重物
12.中央电视台《大风车》栏目常介绍科普知识,其中介绍了“天气预报瓶”的创意新品( 如图所示 ),A为玻璃管( 与大气相通 ),B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内部均装有红墨水。小科仿制了一个,发现比较灵验,当A管液面明显上升时,往往转为阴雨天气。下列说法不正确的是( A )
A.A管液面上升时,显示大气压增大
B.A管和B球液面相平时,瓶内气压等于外界大气压
C.“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
13.图1是一个寿星模样的两心壶。内部的结构如图2所示,壶内被分隔成A、B两个独立的空间( 类似两个独立的容器 ),每个容器均有两个口——注水口和出水口。注水口A1设置在壶的肩部,注水口B1在壶把的底部。出水口A2和B2在壶嘴处。分别在A、B内装入水和酒,若要从壶嘴中只倒出酒,而不出水,则需要( B )
A.放开A1孔、堵住B1孔
B.放开B1孔、堵住A1孔
C.同时放开A1孔、B1孔
D.同时堵住A1孔、B1孔
14.利用容积为10 mL的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值,如图所示。
( 1 )该实验的原理是 p= ;?
( 2 )将注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 排尽筒内空气 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;?
( 3 )水平向右缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 刚被拉动 时,记下弹簧测力计的示数为19 N;?
( 4 )用刻度尺测出注射器 带刻度部分 的长度为5 cm,即可算出活塞的横截面积;?
( 5 )大气压的值为 9.5×104 Pa。?
拓展探究突破练
15.高压锅的锅盖上有一个空心柱为排气孔,空心柱上戴着一个帽子为限压阀,当高压锅内气体的压强超过安全值时,锅内的气体就会冲出限压阀,气体跑出一部分,使锅内气体的压强减小。现有一个直径为24 cm,空心柱小孔的横截面积为8 mm2,限压阀的质量为100 g的高压锅,要用它来煮饭,若当时的大气压为1.0×105 Pa,问:
( 1 )高压锅内气体能达到的最大压强为多大?
( 2 )经商品质量检测部门检测,此高压锅内气体的最大压强不能超过1.8×105 Pa,要使此高压锅能继续安全使用,原来的限压阀还能使用吗?若不能,应再配备一个质量为多大的限压阀( g取10 N/kg )?
解:( 1 )限压阀的重量为G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N
高压锅内气体能达到的最大压强为p=p0+=1.0×105 Pa+=2.25×105 Pa
( 2 )p限=p最大-p0=1.8×105 Pa-1×105 Pa=0.8×105 Pa
根据p=可得,F限=p限S=0.8×105 Pa×8×10-6 m2=0.64 N
G配=F限=0.64 N
m配==0.064 kg=64 g
则原来的限压阀不能再使用,应更换质量为64 g的限压阀。
1
第四节 流体压强与流速的关系
知识要点基础练
知识点1 流体压强与流速的关系
1.护航编队一般采用前后护航而不采用并排护航,这是因为当两船高速并排行驶时,两船之间的流体流速 大 ,压强 小 ,容易发生撞船事故。?
2.如图所示,将小纸条自然下垂,靠近水龙头流下的水流,小纸条将 偏向 ( 选填“偏向”或“偏离” )水流。?
3.火车站站台上,标有一条安全线。乘客必须站在安全线之外候车,是为了避免乘客被“吸”向列车的事故发生。这是因为列车进站时车体附近( A )
A.空气流速大,压强小 B.空气流速大,压强大
C.空气流速小,压强大 D.空气流速小,压强小
知识点2 升力的产生
4.如图是飞机机翼的截面图,机翼横截面的形状上下不对称,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程较长,因而速度大,它对机翼的压强 小 ;机翼下方气流通过的路程较短,因而速度小,它对机翼的压强 大 。因此在机翼的上、下表面产生了 压力差 ,这就是向上的升力。?
5.水翼船是一种高速船,船身底部有支架,支架上装有水翼。船在高速航行时,水面下的水翼会使船体 升高 ( 选填“降低”或“升高” ),这是因为水翼的 上 ( 选填“上”或“下” )表面更为弯曲。?
综合能力提升练
6.如图所示,在水龙头下方放一水盆,盆里放一个乒乓球,打开水龙头,水朝着乒乓球冲下,则乒乓球 不会 ( 选填“会”或“不会” )被水冲跑而离开水柱的下方。?
7.化学实验室里常用的水流抽气机的结构如图所示。使用时让自来水流入具有内置喷口的T形玻璃管内。由于水流的作用,喷口A处气流的速度将 增大 ( 选填“减小”“增大”或“不变” ),A处气体的压强将 减小 ( 选填“减小”“增大”或“不变” ),从而使喷口A处的气体和抽气容器内的气体之间产生压力差,以达到抽气的目的。?
8.如图装置可以用来探究液体压强与流速的关系,打开阀门,水流经该装置时,可观察到a、b两管口均有水喷出,且 b 管口喷出的水柱更高,原因是 b管下端管道横截面积大,水的流速小,压强大 。?
9.如图是一款新型无叶电风扇,与传统电风扇相比,具有易清洁、气流稳、更安全等特点。工作时,底座中的电动机将空气从进风口吸入,吸入的空气经压缩后进入圆环空腔,再从圆环空腔上的缝隙高速吹出,夹带周边的空气一起向前流动,导致圆环空腔正面风速远大于背面风速,风扇正常运行时,圆环空腔正面气体压强 小于 背面气体压强;相同时间内,圆缝口流出空气的质量 等于 进风口空气的质量( 均选填“大于”“等于”或“小于” )。?
10.粗细均匀的U形玻璃管装着红墨水,它的两个管口非常接近表面粗糙、正在逆时针快速转动的圆球( 穿在光滑直杆上 )两侧,管口到球面的距离相等,如图所示,在圆球的正上方有一股强劲的风均匀竖直往下吹,由于U形管左侧气体流速大,压强 小 ,故U形管中液面稳定后, 左 ( 选填“左”或“右” )侧液面高。?
11.如图所示,将乒乓球放置于吹风机出风口的正上方,球会悬在空中,若将乒乓球稍微右移,放手后乒乓球将会( B )
A.停在右边 B.回到正上方
C.往下掉落 D.往右移动
12.如图是家用煤气灶灶头的示意图。使用时打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,而煤气不会从进口处向空气中泄漏,其原因是( C )
A.进口处煤气流速小,压强大于大气压强
B.进口处煤气流速小,压强小于大气压强
C.进口处煤气流速大,压强小于大气压强
D.进口处煤气流速大,压强大于大气压强
13.( 烟台中考 )如图所示,小红手撑雨伞走在路上,一阵大风吹来,伞面被“吸”,将发生严重变形。下列判断推理及其解释,正确的是( C )
A.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速小于下方
B.伞面被向下“吸”,伞上方的空气流速大于下方
C.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速大于下方
D.伞面被向上“吸”,伞上方的空气流速小于下方
14.某同学为了探究飞机的升力,制作了一个机翼模型,并把它固定在一根铁丝上,在铁丝的上、下各挂一个弹簧测力计( 开始时A、B示数均不为零 ),如图所示,他再接通电风扇对着机翼吹风,下面是该同学不考虑模型在水平方向的移动时对实验的结果作出的猜想,你认为正确的是( A )
A.弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大
B.弹簧测力计A的示数增大,B的示数减小
C.两个弹簧测力计的示数都增大
D.两个弹簧测力计的示数都减小
15.某科技小组合作发明了如图所示的冷热水混合器,P点水管横截面积小于Q点的横截面积,让自来水流过该装置,当水流稳定后( D )
A.P点流速等于Q点流速
B.P点流速小于Q点流速
C.P点压强大于Q点压强
D.P点压强小于Q点压强
16.为了解决“H”形地下通道中过道的通风问题,同学们设计了如下几种方案。如图所示,黑色部分为墙面凸出部分,“”为安装在过道顶的换气扇,你认为其中既有效又节能的是( C )
拓展探究突破练
17.在地面附近同一高度或高度差不显著的情况下,空气流速v与压强p的关系可表示为ρ0v2+p=C( 式中C是常量,ρ0表示空气密度 )。在水平桌面上放置一个质量为m的硬币,并沿箭头所示方向吹气,气流通过硬币上部,由于硬币下面没有气流通过,从而产生压力差,给硬币一个向上的动力。
( 1 )刚好将硬币吹起时,硬币上、下表面的压力差ΔF= mg( 或ρ0v2S ) ;?
( 2 )若当上方的气流速度为v0时,硬币恰好被吹起,请写出硬币表面积S的表达式:S=? ( 用ρ0、v0、m、g表示 )。?
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第八章 压 强
第一节 压力的作用效果
知识要点基础练
知识点1 压力的作用效果
1.小明用一支铅笔探究“压力作用效果与受力面积的关系”,他设计了如图甲、乙两种方案,你认为 乙 ( 选填“甲”或“乙” )方案更合理一些,另一种方案不足的原因是 没有控制压力相同 。?
2.放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面的压力”的说法,正确的是( A )
A.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
B.茶杯对桌面的压力就是重力
C.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
知识点2 压强的相关计算
3.鬣狗是世界上咬合力最强的野兽,能轻易咬碎各种骨头并吸吮骨髓,从猛兽吃剩的动物尸体中获取足够的食物。国家地理杂志的研究人员设计实验,用带压力传感器的骨头测得鬣狗的咬合力可达4500 N,并在骨头上留下0.5 cm2的牙孔,则鬣狗咬骨头时对骨头的压强为 9×107 Pa。?
4.如图是中国自主研制的首列永磁动力单轨列车。其亮点是列车可以小角度转弯,安装有高压细水雾灭火系统和制动发电装置。当高压细水雾系统中水枪工作时,喷水对孔产生的压强p=1×107 Pa,水雾喷在总面积S=5×10-5 m2轨道上产生的压力为 500 N。?
知识点3 压强的增大与减小
5.沙发坐上去比较舒服,是由于人坐在沙发上时,沙发发生了 形变 ,增大了人的 受力面积 ,从而减小了沙发对人的 压强 。?
6.如图所示的现象中,属于减小压强的是( D )
综合能力提升练
7.如图所示,A为重5 N的长方体,B为粗糙的水平面,F为竖直作用在A上的力,大小为6 N,则图甲中B所受压力为 11 N,图乙中B所受压力为 1 N。?
8.随着生物的进化,动物界中出现了许多压强应用高手,公鸡和骆驼就是其中的两例。公鸡的爪子尖尖的,觅食时减小 受力面积 ,增大 压强 ;而骆驼的脚掌宽宽的,这样走路能够 减小 对地面的压强。?
9.在杂技表演中,总重为600 N的人站立在六个鸡蛋上,鸡蛋放在泡沫板的凹槽内,如图所示。泡沫板的凹槽增大了鸡蛋的 受力面积 ,从而减小压强来保护鸡蛋。如果脚与鸡蛋的总接触面积约为1.2×10-3 m2,此时脚对鸡蛋的压强为 5×105 Pa。?
10.如图,质地均匀的长方体重7 N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01 m2,则它对桌面的压强为 700 Pa;竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会 变小 ( 选填“变小”“不变”或“变大” )。?
11.沙滩上留有深浅相同、大小不同的两对脚印,则( B )
A.大脚印的人对沙滩的压强大
B.大、小脚印的人对沙滩的压强相同
C.大、小脚印的人对沙滩的压力相同
D.小脚印的人对沙滩的压力大
12.将8个完全相同的正方体分两部分叠放在水平地面上,如图甲、乙所示,它们对地面的压强之比p甲∶p乙等于( C )
A.5∶3 B.5∶2 C.10∶9 D.3∶2
13.如图所示,一边长为10 cm的正方体重为78 N,当放在水平地面上并受到18 N的压力时,则( A )
A.地面所受的压强是9600 Pa
B.地面所受的压强是1800 Pa
C.地面对物体的支持力是78 N
D.物体对地面的压力是90 N
14.如图,一块质量分布均匀的砖沿虚线以四种方式被切割后,剩余部分对地面的压强分别为p1、p2、p3、p4。若砖未切割前对地面的压强为p,则切割后剩余部分对地面的压强与p的关系正确的是( D )
A.p1p C.p3>p D.p415.质地均匀的圆柱体甲、乙放置在水平地面上,甲的底面积是乙的4倍。如图所示,将甲沿竖直方向切去一半,乙沿水平方向切去一半,甲、乙剩余的部分对地面的压强相等。则甲、乙原来对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( D )
A.p甲=p乙 B.p甲=2p乙
C.F甲=4F乙 D.F甲=2F乙
16.在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材( 小桌、海绵、砝码、木板 )设计了图a、b、c三个实验。
( 1 )实验中通过 海绵的凹陷程度 来表示压力的作用效果。通过比较实验 a、b ,可以得出结论:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;?
( 2 )之后,小华把小桌挪放到一块木板上,比较a、c两个实验效果,发现小桌对木板的压力效果不够明显,于是得出结论:“在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”,请分析前后两个结论相矛盾的原因: 受压物体的材料不同 ;?
( 3 )设图b中小桌对海绵的压强是pb,图c中小桌对木板的压强是pc,则pb = ( 选填“<”“=”或“>” )pc。?
17.如图所示,A、B两物体叠放起来置于地面上,A对B的压强为2×104 Pa,A的底面积为500 mm2,B的质量为5 kg,B和地面的接触面积为20 cm2,求B对地面的压强( g=10 N/kg )。
解:A对B的压力FA=pASA=2×104 Pa×500×10-6 m2=10 N
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,则A的重力GA=FA=10 N
物体B的重力GB=mBg=5 kg×10 N/kg=50 N
B对地面的压力FB=GA+GB=10 N+50 N=60 N
B对地面的压强pB==3×104 Pa
拓展探究突破练
18.有一质量为10 t的纪念碑立在一块长方体的基石上,如图。基石的密度是2×103 kg/m3,设计高度为1 m。如果立碑处的地面能承受的最大压强为1.4×105 Pa,那么,这个基石的底面积应设计为多大( g=10 N/kg )?
解:设基石与地面的接触面积为S,基石的质量为m1,纪念碑的质量为m2,则基石对地面的压力
F=G=( m1+m2 )g=ρShg+m2g=pS
即2×103 kg/m3×S×1 m×10 N/kg+104 kg×10 N/kg=1.4×105 Pa×S
所以S≈0.83 m2
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章末小结与提升
类型1 固体压强
1.( 河南中考 )少林功夫驰名中外,一武术爱好者在以如图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由于 鞋( 脚 ) 发生形变而产生的;若他对地面的压强为p,则其中一只脚对地面的压强为 p 。?
2.如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用大小不变的水平力F1,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面( 但未倾翻 ),如图乙所示,在推长木板的过程中,长木板对桌面的压强 变大 ,长木板所受的合力 不变 ( 均选填“变小”“不变”或“变大” )。?
3.( 贵阳中考 )将重6 N,面积0.02 m2的玻璃板平放在足够大的粗糙水平桌面中央,理论上玻璃板对桌面的压强是 300 Pa,实际上玻璃板对桌面的压强比理论值要更 大 一些( 不计空气浮力 )。?
4.( 黄石中考 )如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( A )
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
5.如图所示,A、B是质量分布均匀的正方体物块,其边长分别是30 cm、20 cm,密度之比ρA∶ρB=4∶9,图甲中A对水平面产生的压强是600 Pa( g取10 N/kg )。求:
( 1 )图甲中物块A对水平地面的压力;
( 2 )物块B的重力;
( 3 )如图乙所示,当把B物块叠放到A上面时,物块A对水平面的压强增加了多少。
解:( 1 )物块A的底面积SA==( 30 cm )2=900 cm2=0.09 m2
由p=可得,物块A对地面的压力F=pSA=600 Pa×0.09 m2=54 N
( 2 )因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以题图甲中物块A的重力GA=F=54 N
由G=mg=ρVg=ρL3g可得,GA=ρAg=54 N
即ρA×( 0.3 m )3×10 N/kg=54 N
解得ρA=0.2×103 kg/m3
因为ρA∶ρB=4∶9
所以ρB=0.45×103 kg/m3
B物块的重力GB=ρBg=0.45×103 kg/m3×( 0.2 m )3×10 N/kg=36 N
( 3 )当把B物块叠放到A上面时,物块A对水平面的压强增加了Δp==400 Pa
类型2 液体压强
6.甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在相同水平桌面上,装有质量相等、深度相同的不同液体,如图所示。桌面受到甲、乙两容器的压力分别为F甲和F乙,两容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,则F甲 = F乙,p1 < p2( 均选填“>”“<”或“=” )。?
7.小强用实验探究液体内部的压强与深度的关系及与液体密度的关系。当把压强计探头放入甲、乙两杯中时,压强计的两液面高度差如图所示。设压强计探头在两杯液体中所受的压强分别为p甲、p乙,两杯液体密度分别为ρ甲、ρ乙,则p甲 = p乙,ρ甲 > ρ乙( 均选填“>”“<”或“=” )。?
8.( 盐城中考 )如图所示为长江某水坝的示意图。水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( D )
A.pApB
C.pA>pB=pC D.pA=pC9.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管中液面相平。设液体对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( A )
A.p甲>p乙
B.p甲=p乙
C.p甲D.无法确定p甲与p乙的大小关系
10.( 北京中考 )两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精,液面高度如图所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p'1和F'1,乙容器对桌面的压强和压力分别为p'2和F'2,已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是( C )
A.p1B.p1C.p'1=p'2,F'1=F'2
D.p'1>p'2,F'1>F'2
11.在研究液面下深度为h处的液体压强时,如图甲所示,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。
( 1 )试推导说明某液体内的液柱对液柱底面所产生的压强与深度成正比;
( 2 )如图乙,容器内盛有质量为210 g的水,水深10 cm,容器底面积30 cm2,容器壁厚度不计,求水对容器底的压力大小。根据计算结果你有什么发现( ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg )?
解:( 1 )设液柱的重力为G,液柱对底面所产生的压力为F,液体密度为ρ液,液柱对底面所产生的压强为p,则
F=G=mg=ρ液Vg
V=Sh
所以F=ρ液Shg
p==ρ液hg
即=ρ液g,对于某液体而言,ρ液g是定值,所以液柱对液柱底面所产生的压强与深度成正比。
( 2 )由题( 1 )结论可求出容器中水对容器底部的压强
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1.0×103 Pa
由p=可得,水对容器底部的压力
F=pS=1.0×103 Pa×30×10-4 m2=3 N
容器中水的重G=mg=0.21 kg×10 N/kg=2.1 N类型3 大气压强
12.( 泸州中考 )如图所示,密闭的玻璃罩内有三个小实验:甲为敞口烧瓶,内装保持95 ℃的热水来探究沸点与气压的关系;乙为用装满水的杯子和盖着的薄塑料片来验证大气压的存在;丙是充有一定量空气的气球。当用抽气机不断抽去罩内空气的过程中,请你推测:甲实验中的热水会 沸腾 ;乙实验中薄塑料片会 下落 ;丙实验中气球的体积会 变大 。?
13.如图所示的希罗喷泉,用3根管子连接3个容器,容器a是敞口的,容器b和c是密闭的。容器中有一些水,管B有水喷出。管A中水流的方向是向 下 ,容器b中气体压强的大小比外界大气压 大 ,要增大喷泉的高度,应增加容器 b 的高度。?
14.在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关”。下列能帮助小柯改变这种想法的实验是( D )
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
15.( 盐城中考 )现代建筑多采用中空双层玻璃窗隔热。实验表明,中空双层玻璃窗的隔热性能与两层玻璃间空气压强有关。实验测得中空双层玻璃内外温差与中间空气压强关系如图所示,则中空双层玻璃中间空气压强( D )
A.等于大气压强时,没有隔热效果
B.小于10-1 Pa时,隔热效果变差
C.在10-1~102 Pa时,隔热效果最好
D.等于10-3 Pa时的隔热效果比104 Pa时好
类型4 流体压强与流速的关系
16.( 贵阳中考 )当风沿着窗外的墙面吹过时,窗口悬挂的窗帘会飘向窗外,这是因为窗外空气的流速 大于 室内空气的流速,窗外空气的压强 小于 室内空气的压强( 均选填“大于”“等于”或“小于” )。?
17.( 郴州中考 )如图所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的一端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是( B )
A.A液面上升 B.A液面下降
C.B液面下降 D.A、B液面高度均不变
实验一:探究压力的作用效果与哪些因素有关
1.实验器材:小桌、海绵、砝码等。
2.实验过程
( 1 )如图甲所示,把小桌放在海绵上,观察海绵的形变程度;
( 2 )如图乙所示,在小桌上放上砝码,观察海绵的形变程度;
( 3 )如图丙所示,把小桌反过来,桌面朝下,并在其上放上和乙图中相同的砝码,观察海绵的形变程度。
3.实验结论
压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
【针对训练】
1.如图所示为小丽在做“探究影响压力作用效果的因素”的实验。
( 1 )本实验的科学探究方法是 控制变量法、转换法 ;?
( 2 )小丽为了探究压力的作用效果跟压力大小的关系,应该通过图中的 D、E 两次实验进行比较得出结论;为了探究压力的作用效果跟受力面积大小的关系,应该通过图中的 E、F 两次实验进行比较得出结论;?
( 3 )通过实验小丽得出结论:压力的作用效果不仅跟压力的大小有关,而且跟受力面积大小有关。小丽的结论 正确 ( 选填“正确”或“不正确” );?
( 4 )在生活中,书包的背带做得又宽又大,这是利用 增大受力面积 来减小压力的作用效果;压路机的碾子很重,这是利用 增大压力 来增大压力的作用效果。?
实验二:探究液体内部压强的特点
1.实验器材:压强计、水、烧杯、盐水等。
2.实验装置:如图所示。
3.实验步骤
( 1 )将压强计的探头放入水中较浅处,记录玻璃管两侧的液柱高度差;
( 2 )保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,重新记录玻璃管两侧的液柱高度差;
( 3 )改变探头在水中的深度,重复以上实验步骤;
( 4 )将烧杯里的水换成浓盐水,重复以上实验步骤。
4.实验结论
( 1 )液体内部向各个方向都有压强;
( 2 )同种液体在同一深度的各处、各个方向的压强大小相等,随液体深度的增加,压强随之变大;
( 3 )液体内部的压强跟液体的密度有关,在液体内部同一深度处,液体密度越大,压强越大。
【针对训练】
2.小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素。
( 1 )在图乙中,将橡皮膜先后放在a、b位置处可知,同种液体, 深度 越大,压强越大,支持该结论的实验现象是 橡皮膜所处深度越深,U形管内的液面高度差越大 ;?
( 2 )为了探究密度对液体内部压强的影响,还需将橡皮膜放在图丙中 c ( 选填“c”或“d” )位置处。?
7
专题训练( 一 ) 压强的相关计算
压强的计算属于初中物理力学的基本计算之一,主要分为固体压强和液体压强的计算。在进行压强的计算时,先区分压强的类型很重要,一般固体压强先利用F=G计算压力,再利用p=计算压强;而液体压强通常利用p=ρgh计算。
类型1 固体压强的相关计算
1.如图甲所示,用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上底面积为5 cm2的圆柱体,弹簧测力计的示数F与其零刻度线A点上升高度hA关系如图乙所示。分析可知,圆柱体的重力为 3 N;当弹簧测力计的示数为1 N时,圆柱体对水平桌面的压强为 4000 Pa。?
2.边长为10 cm的正方体木块静止放在面积为0.5 m2的水平桌面中央,当对木块施加一个竖直向上的拉力F时,它对桌面的压强减小了150 Pa,则拉力F的大小为( D )
A.150 N B.75 N
C.4.5 N D.1.5 N
3.如图所示,在海滩作案现场发现了罪犯清晰的双脚站立的脚印,公安人员立即浇铸了一只脚模( 用熔化的石蜡倒入后凝固而成 ),经测量,蜡脚模的平均厚度为3 cm,质量为675 g,又经测试,达到脚印同样深度的压强为1.5×104 Pa( ρ蜡=0.9×103 kg/m3,g取10 N/kg )。求:
( 1 )这只脚模的体积是多少?每个脚印的面积是多少?
( 2 )罪犯重多少牛?
解:( 1 )脚模的体积V==750 cm3
每个脚印的面积S1==250 cm2=2.5×10-2 m2
( 2 )因为人有两只脚,所以罪犯站立时的受力面积S=2S1=2×2.5×10-2 m2=5×10-2 m2
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,可得罪犯的重G=F=pS=1.5×104 Pa×5×10-2 m2=750 N
类型2 液体压强的相关计算
4.如图所示,容器中盛有水,其中h1=100 cm,h2=60 cm,容器底面积S=20 cm2,g取10 N/kg,水对右侧容器顶的压强是( D )
A.10000 Pa B.2000 Pa
C.6000 Pa D.4000 Pa
5.目前,世界上能够制造潜水深度6000 m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 m,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=1.0×103 kg/m3,求:
( 1 )在7000 m的深度,潜水器受到的海水压强为多少?
( 2 )若“蛟龙号”上有一个50 cm2的观察窗,在7000 m深度时观察窗受到的海水压力为多大?
解:( 1 )潜水器受到的海水压强p=ρ海水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7000 m=7×107 Pa
( 2 )观察窗受到的海水压力F=pS=7×107 Pa×50×10-4 m2=3.5×105 N
6.某同学将一两端开口的均
匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25 cm处,保持平衡,如图所示。已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为20 cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受重力为0.5 N( g取10 N/kg )。求:
( 1 )水对塑料片产生的压力;
( 2 )该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到20 cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少?
解:( 1 )当玻璃管竖直插入水中h1=25 cm=0.25 m时,水对塑料片产生的压强p1=ρ水gh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m=2.5×103 Pa
水对塑料片的压力F1=p1S片=2.5×103 Pa×20×10-4 m2=5 N
( 2 )当倒入玻璃管中液体深度为20 cm时,液体对塑料片向下的压强为p2=ρ2gh2
此时塑料片恰好下落,则满足p1=p2,即ρ水gh1=ρ2gh2
则该液体的密度ρ2==1.0×103 kg/m3×=1.25×103 kg/m3
类型3 压强的综合计算
7.如图是一瓶邵阳大曲( 一种酒 )。爱学习的聪聪测得这瓶酒放在水平面上时瓶内酒的高度为0.16 m,瓶底面积为4×10-3 m2,又了解到酒的体积为500 mL,酒的密度为0.9×103 kg/m3,空瓶的质量为0.4 kg。请你帮聪聪同
学完成以下计算( g取10 N/kg ):
( 1 )这瓶酒放在水平面上时,酒对瓶底的压强是多少?
( 2 )这瓶酒放在水平面上时,酒瓶对水平面的压强是多少?
解:( 1 )酒对瓶底的压强p=ρ酒gh=0.9×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1.44×103 Pa
( 2 )V=500 mL=5×10-4 m3
酒的质量m酒=ρ酒V=0.9×103 kg/m3×5×10-4 m3=0.45 kg
酒和瓶的总重G=m总g=( m酒+m瓶 )g=( 0.45 kg+0.4 kg )×10 N/kg=8.5 N
酒瓶对水平面的压力F'=G=8.5 N
酒瓶对水平面的压强p'==2.125×103 Pa
8.有一平底玻璃杯放在水平桌面上,内装重为1.5 N的水,杯中水的高度是12 cm,杯子与桌面的接触面积是10 cm2,如图所示( g取10 N/kg )。
( 1 )求水对杯底的压力是多少?
( 2 )若桌面受到玻璃杯的压强是2.7×103 Pa,求玻璃杯的质量。
解:( 1 )水对杯底的压强
p水=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1200 Pa
水对杯底的压力F水=p水S=1200 Pa×10×10-4 m2=1.2 N
( 2 )因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以水和玻璃杯的总重力
G总=F桌=p桌S=2.7×103 Pa×10×10-4 m2=2.7 N
玻璃杯的重力G杯=G总-G水=2.7 N-1.5 N=1.2 N
由G=mg可得,玻璃杯的质量m杯==0.12 kg
9.阿根廷工程师设计了一款新型家用电梯,该电梯外形是长圆筒,升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升;需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯室往下降。底部高压区始终与外界联通,外界大气压为1×105 Pa,电梯室质量为100 kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为200 N,底部和顶部的面积均为0.9 m2( g取10 N/kg )。
( 1 )若质量为60 kg的人乘电梯匀速上升,则顶部低压区的气压为多大?
( 2 )抽气机最多能把低压区的气压降到9.5×104 Pa,则该电梯匀速下降时能装载的物体的最大质量是多少?
解:( 1 )人和电梯的总重力G=( m0+m人 )g=( 100 kg+60 kg )×10 N/kg=1600 N
人乘电梯匀速上升时,受到竖直向下的重力、竖直向下的摩擦力、竖直向上的大气压力的差,故气压差
F1=G+f=1600 N+200 N=1800 N
设顶部低压区的压强为p1,则气压差产生的向上的压力为F1=( p0-p1 )S=( 1×105 Pa-p1 )×0.9 m2=1800 N
则顶部低压区的气压p1=9.8×104 Pa
( 2 )电梯匀速下降时,受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力、竖直向上的压力,电梯受到的向上的压力为F2=( p0-p2 )S=( 1×105 Pa-9.5×104 Pa )×0.9 m2=4500 N
电梯匀速下降,摩擦力方向向上,G总=F2+f=4500 N+200 N=4700 N
总质量为m总==470 kg
则下降时能装载的物体的最大质量为m2=m总-m0=470 kg-100 kg=370 kg
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