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第八讲 压强
中考一轮复习 浙江专版
考点透视
考点 考试要求
1.概述压强的概念 b
2.直接用压强公式或公式变形进行简单计算 c
3.辨认增大和减小压强的方法 a
4.感受液体压强的存在 a
5.知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系 a
6.列举验证大气压存在的方法 a
7.知道标准大气压的值 a
8.知道大气压与人类生活的关系 a
9.知道液体压强与流速的定性关系 a
10.用流体压强与流速的定性关系解释有关的现象 b
思维导图
考点突破
知识点1:增大、减小压强的方法
例1:下列生活实例中,属于增大压强的是( )
A. 大型载重货车有很多车轮 B. 铁路的钢轨铺在枕木上
C. 取出一些书的书包背起来更舒服 D. 剪刀的刀刃做得很薄
【解析】两物体完全相同,在甲液体中漂浮,在乙液体中悬浮,它们在液体内都是静止的,故受力平衡,即浮力都等于物体的重力;由于物体在甲中浸入水面的体积比乙中的小,故由F浮=ρ液gV排得:甲液体的密度大于乙液体的密度,由于液面高度相同,根据p=ρ液gh得:p甲>p乙.
【答案】A
考点突破
知识点1:增大、减小压强的方法
变式训练
1. 小明用自己的零用钱为妈妈买了一个内置电动机的按摩棒,如图。
(1) 用A型按摩头振动按摩时,小明妈妈说有些疼痛。除了施力小些外,还可以换上________型按摩头。
知识点1:增大、减小压强的方法
考点突破
【解析】按摩时按摩头的受力面积越小,产生的压强越大,妈妈说有些疼痛是因为按摩头受力面积小产生的压强大的原因,可以换上C型按摩头通过增大受力面积来减小产生的压强。
【答案】C
知识点2:液体压强与液体密度、深度的关系
例2:用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭(如图)。下列问题中可以用该装置探究的是( )
①液体压强是否与液体的深度有关
②液体压强是否与液体的密度有关
③液体是否对容器的底部产生压强
④液体是否对容器的侧壁产生压强
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
考点突破
知识点2:液体压强与液体密度、深度的关系
考点突破
【解析】影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。要探究题中四个猜想,需要用到控制变量法。①探究液体压强是否与液体的深度有关,可在隔板两侧加入不同深度的同种液体来控制液体的密度相同,改变液体的深度,观察橡皮膜的凹凸情况;②探究液体压强是否与液体的密度有关,可在隔板两侧加入相同深度的不同液体来控制液体的深度相同,改变液体的密度,观察橡皮膜的凹凸情况;③探究液体是否对容器的底部产生压强,容器底部没有橡皮膜,故不能利用该装置进行探究;④液体是否对容器的侧壁产生压强,可直接在隔板的一侧倒入液体观察橡皮膜的凹凸情况。故选B。
【答案】B
考点突破
知识点2:液体压强与液体密度、深度的关系
变式训练
1. 如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
【解析】影响液体压强的因素是液体密度和液体深度。三个容器中装入等量的水,由图可知甲的液面最高,所以甲中液体对底面压强最大。故选A。
【答案】A
考点突破
知识点2:液体压强与液体密度、深度的关系
变式训练
2.一块实心的冰块,用细线拴住浸没在水中,固定在容器底(如图)。冰块熔化过程中(不考虑水的蒸发和温度的影响,ρ冰=0.9×103 kg/m3),容器底部受到水的压强将________。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【解析】在试验中通过改变金属盒在液体里的深度来观察U形管的高度差,故深度应是实验的变量,通过高度差的大小可以知道液体内部压强的大小,故实验目的是为了探究液体内部压强与深度的关系。
【答案】水的内部压强与深度的关系
考点突破
知识点3:大气压强
例3:某同学用嘴对着小空瓶吸一口气,空瓶就能“挂”在嘴唇上,原因是( )
A. 唾液把瓶粘住了 B. 瓶内气压减小了
C. 瓶外气压增大了 D. 瓶子质量减小了
【解析】用嘴对一小空瓶吸一口气,使瓶内的气压降低,在瓶外大气压的作用下空瓶就能“挂”在嘴唇上,故B正确。
【答案】B
知识点3:大气压强
◆变式训练
1. 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( )
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不同方向,纸片均不掉落
C. 如图丙,将一张湿纸覆在空杯子的杯口,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
考点突破
知识点3:大气压强
考点突破
【解析】甲、乙、丙实验能说明外界大气压大于杯子内部水对纸片的压强,纸片不掉下来。但不能反驳小柯的观点,故A、B、C错误;空气被抽出前纸片受到向上的大气压,罩内气压大于杯内的水产生的向下的压强,纸片不会掉下,空气被抽出后纸片受到向上的大气压几乎为零,纸片只受到杯子中水的压强,硬纸片在上下压强差的作用下会掉下来,故据图丁所示装置进行实验,随着玻璃罩中的空气被抽出,纸片掉下来可知,实验中纸片不是被水粘住,而是由于大气压作用的结果,故D正确。故选D。
【答案】D
考点突破
知识点4:流体压强与流速的关系
例4: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( )
A. 停在右边 B. 回到正上方
C. 往下掉落 D. 往右移动
【解析】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,由于吹风机的作用,乒乓球的左侧空气流速大,压强小,乒乓球的右侧空气流速小,压强大,所以乒乓球在右侧较大的大气压强的作用下被压回原位置。故选B。
【答案】B
考点突破
知识点4:流体压强与流速的关系
变式训练
1.如图装置可以用来研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______管口喷出的水柱更高,原因是________________________。
【解析】据流体压强和流速的关系可知,流速越大,压强越小,流速越小,压强越大;对于管中,相同时间流过的水量是相同的,因为a管下方的管径小,即水的流速越大,压强越小,液柱低;而b管下方的管径大,水的流速小,压强大,所以液柱高。
【答案】b b管下方的管径大,液体流速小,压强大,所以液柱高
考点突破
知识点5:固体压强的计算
例5:“骑泥马”是一种海涂趣味运动(如图)。小金双手握住“泥马”上的横档,一只脚跪在“泥马”上,另一只脚用力蹬海涂,“泥马”就在海涂上“疾行如飞”。已知小金质量为62 kg,“泥马”的质量为10 kg。(不考虑运动过程对“泥马”和人质量的影响).小金在运动过程中的某一时刻,一只脚跪在水平“泥马”上,另一只脚悬在空中。“泥马”对海涂压力的受力面积是0.4 m2。求此时“泥马”对海涂的压强。
【解析】(2)G人=m人g=62 kg×10 N/kg=620 N
G马=m马g=10 kg×10 N/kg=100 N
F=G总=G人+G马=620 N+100 N=720 N
p=F/S=720N/0.4m2=1800Pa
考点突破
知识点5:固体压强的计算
变式训练
1. 如图是某品牌自动咖啡机及其结构示意图,其工作原理为:当盛水器内的水温升高至一定温度时,水沿导管进入盛有咖啡粉的玻璃杯中,在平衡球作用下,原来水平的平衡杆绕O点转动,盛水器抬升。冷却一段时间后,玻璃杯中的咖啡液体又倒吸进入盛水器,咖啡冲泡完成。
(1)当密封的盛水器内水温升高到一定程度时,其内部的热水开始自动沿导管进入玻璃杯,则此时盛水器内的气压p内与外界大气压p0的大小关系为:p内________ p0。
(3)打开出水开关,使0.2千克的咖啡流入重为1牛的水杯中。若水杯底部与水平桌面的接触面积为20厘米2,则水杯对桌面的压强是多少帕?(写出计算过程,g取10牛/千克)
知识点5:固体压强的计算
考点突破
【解析】当密封的盛水器水温升高到一定程度时,内部的热水能自动沿导管进入玻璃杯内,说明此时盛水器内的气压p内大于外界大气压p0。
(3)解:(3)玻璃杯内咖啡的重力为G=mg=0.2 kg×10 N/kg=2N杯子和咖啡对水平桌面的压力为F=G总=2 N+1 N=3 N杯子与水平桌面的受力面积为S=20cm2=2×10-3 m2水杯对水平桌面的压强为p=F/S=3N/2×10-3 m2=1.5×103 Pa
【答案】大于 1.5×103 Pa
感谢欣赏
第8讲 压强
考点 常见题型 考点分值
1.概述压强的概念 选择、填空 2~4分
2.直接用压强公式或公式变形进行简单计算 选择(综合型)、填空 2~4分
3.辨认增大和减小压强的方法 选择(综合型)、填空 2~4分
4.感受液体压强的存在 选择(综合型)、填空 2~4分
5.知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系 选择(综合型)、填空 2~4分
6.列举验证大气压存在的方法 选择(综合型)、填空 2~4分
7.知道标准大气压的值 选择(综合型)、填空 2~4分
8.知道大气压与人类生活的关系 选择(综合型)、填空 2~4分
9.知道液体压强与流速的定性关系 选择(综合型)、填空 2~4分
10.用流体压强与流速的定性关系解释有关的现象 选择(综合型)、填空 2~4分
一、压力和压强
1.压力
(1)定义:_______作用在物体_______的力;
(2)方向:总是_______物体表面,并指向被压物体;
(3)作用点:受力物体_______ 。
2.压力与重力大小比较
注意:只有在水平面上,且没有其他外力作用时,水平面所受压力的大小等于物体重力的大小,方向与物体所受重力方向相同.
3.压力作用效果的影响因素
(1)当受力面积相同时,压力_______ ,压力的作用效果越明显;
(2)当压力相同时,受力面积_______ ,压力的作用效果越明显。
(3)实际上,压力的作用效果是由__________受到的压力决定的。单位面积受到的压力越大,压力的作用效果越明显。
4.压强
(1)定义:科学上把物体__________受到的_______叫做压强。
(2)意义: _____表示的作用效果。
(3)公式:压强= 。
5.增大或减小压强的方法:增大压力或减小受力面积,可以_____压强;减小压力或增大受力面积,可以_____压强.
6.实验:影响压力作用效果的相关因素
①实验器材(海绵、小凳子、砝码等)
(1)海绵的作用(反映压力的作用效果);
(2)砝码的作用(改变压力的大小)。
②实验装置
转换法(压力的作用效果通过 _____________ 来体现)。
③要点探究(控制变量法)
(1)探究压力作用效果与压力大小的关系(保持受力面积不变,改变压力大小,可选 ______装置进行探究);
(2)探究压力的作用效果与__________的大小关系(控制压力大小不变,改变受力面积大小,可选 ______装置进行探究)。
④实验结论
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。
⑤交流与分析
(1)选用实验器材时,不选用长木板而选用海绵的原因(长木板的形变量不易用肉眼观察到,海绵的形变量容易用肉眼观察到);
(2)实验中在改变受力面积时一定要控制压力大小不变。
二、液体压强
1.产生原因:(1)液体由于受到重力作用,对容器底部产生压强;
(2)液体具有________,因此液体对容器壁也有压强。
2.特点:(1)液体对容器________和容器________都有压强;
(2)液体内部___________都有压强;
(3)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都________.
(4)深度越深,压强越 ;
(5)液体内部压强的大小还跟液体的 有关;
(6)在深度相同时,液体的 越大,压强越大.
3.影响因素:
(1)液体内部的压强只与_________和深度有关
(2)跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积均无关
注意:“h”指液体的深度,即液体中某一点到液体自由面的
距离.深度h的大小与容器的粗细、形状和是否倾斜均无关
4. 适用范围:p=ρgh适用于所有液体压强计算,也适用于一些密度均匀的柱形固体的压强计算
5. 压强计
(1)作用:测量液体压强大小的工具,如图1所示。
(2)构造:U形玻璃管、橡皮膜、金属盒、橡胶管等。
(3)使用:当压强计金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形玻璃管左右两管
内的液面就会出现_______。橡皮膜受到的压强越大,两管内液面的高度
差就会越大。
6. 实验:探究水内部压强的特点
(一)实验器材(压强计、透明盛液桶、水、刻度尺、盐水等)
(1)压强计使用时:
①检查气密性;
②调整压强计使左右两边玻璃管中液面的高度_______。
(2)刻度尺的作用(测量探头在液体中的深度)。
(二)实验装置
转换法(实验中通过压强计U形管中液面的_______来判断压强的大小)。
(三)要点探究(控制变量法)
(1)探究液体内部压强与方向的关系(让金属盒处于同种液体、相同的 _______,不同的_______进行实验,可得出液体内部同一深度各个方向的压强大小相等);
(2)探究液体内部压强与深度的关系(让金属盒处于同种液体、相同的_______ ,不同的_______ 进行实验,可得出深度越大,液体内部压强越大);
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系(让金属盒处于相同深度、相同的方向,不同的_______中进行实验,可得出液体密度越大,液体压强越大)。
(四)实验数据收集与分析
(五)实验结论
一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体的压强还跟液体的密度有关,密度越大,压强越大。
三、大气压强
1.大气压强的存在
(1)现象表明:大气会向各个方向对处于其中的物体产生 的作用。
(2)__________实验有力地证明了大气会产生很大的压强。
(3)常考生活实例:覆杯实验、用吸管吸饮料、紧贴在墙面上的吸盘、滴管中的液体不会滴落下来、钢笔吸墨水、吸尘器除尘等都能证明大气压的存在。
2.大气压的大小
(1)测量工具:空盒气压计或_____气压计。
(2)标准大气压:人们通常将___________帕(即760毫米汞柱)称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强______ 。其数值相当于在1厘米2的面积上施加约10牛的压力。
3.气压对液体沸点的影响
(1)实验表明:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点_____ ;当气压减小时,液体的沸点会______。
(2)压力锅的原理:利用液体的沸点随气压的增大而_______。
(3)吸尘器的工作原理:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个______区。这样,外界的空气就会在_______的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。在内部经过过滤后,尘垢留在里面,空气再从吸尘器的排气口排出。
四、流体压强和流速
1.流体:气体和液体具有很多相似的性质,人们常常将它们统称为_______。
2.流体压强与流速的关系
事实表明,流体流速越大的位置,压强_______ 。
3.应用
(1)飞机升力:飞机机翼上方的空气流速较____,压强较____ ;下方空气流速较_____,压强较_____。这样机翼上下表面就存在压强差,因而有_______差,于是就产生了升力。
(2)列车站台上的安全线要求列车驶过时,旅客必须站在安全线外,以保证人体与列车有足够的距离。
(3)浴室淋浴时,边上的浴帘总会飘打到人的腿上。
参考答案
一、压力和压强
1.压力
(1)定义:__垂直__作用在物体_表面__的力;
(2)方向:总是_垂直于__物体表面,并指向被压物体;
(3)作用点:受力物体_表面__ 。
2.压力与重力大小比较
注意:只有在水平面上,且没有其他外力作用时,水平面所受压力的大小等于物体重力的大小,方向与物体所受重力方向相同.
3.压力作用效果的影响因素
(1)当受力面积相同时,压力_越大_ ,压力的作用效果越明显;
(2)当压力相同时,受力面积_越小__ ,压力的作用效果越明显。
(3)实际上,压力的作用效果是由_单位面积_受到的压力决定的。单位面积受到的压力越大,压力的作用效果越明显。
4.压强
(1)定义:科学上把物体_单位面积__受到的_压力_叫做压强。
(2)意义:表示_压力_的作用效果。
(3)公式:压强= 压力/受力面积 。
5.增大或减小压强的方法:增大压力或减小受力面积,可以_增大__压强;减小压力或增大受力面积,可以_减小_压强.
6.实验:影响压力作用效果的相关因素
①实验器材(海绵、小凳子、砝码等)
(1)海绵的作用(反映压力的作用效果);
(2)砝码的作用(改变压力的大小)。
②实验装置
转换法(压力的作用效果通过 _海绵的凹陷程度_ 来体现)。
③要点探究(控制变量法)
(1)探究压力作用效果与压力大小的关系(保持受力面积不变,改变压力大小,可选 _甲__乙_装置进行探究);
(2)探究压力的作用效果与_受力面积_的大小关系(控制压力大小不变,改变受力面积大小,可选 _乙、丙_装置进行探究)。
④实验结论
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。
⑤交流与分析
(1)选用实验器材时,不选用长木板而选用海绵的原因(长木板的形变量不易用肉眼观察到,海绵的形变量容易用肉眼观察到);
(2)实验中在改变受力面积时一定要控制压力大小不变。
二、液体压强
1.产生原因:(1)液体由于受到重力作用,对容器底部产生压强;
(2)液体具有_流动性__,因此液体对容器壁也有压强。
2.特点:(1)液体对容器_底部__和容器__侧壁__都有压强;
(2)液体内部_各个方向__都有压强;
(3)在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都_相等___.
(4)深度越深,压强越 大 ;
(5)液体内部压强的大小还跟液体的 密度 有关;
(6)在深度相同时,液体的 密度 越大,压强越大.
3.影响因素:
(1)液体内部的压强只与_液体密度__和深度有关
(2)跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积均无关
注意:“h”指液体的深度,即液体中某一点到液体自由面的
距离.深度h的大小与容器的粗细、形状和是否倾斜均无关
7. 适用范围:p=ρgh适用于所有液体压强计算,也适用于一些密度均匀的柱形固体的压强计算
8. 压强计
(1)作用:测量液体压强大小的工具,如图1所示。
(2)构造:U形玻璃管、橡皮膜、金属盒、橡胶管等。
(3)使用:当压强计金属盒上的橡皮膜受到压强时,U形玻璃管左右两管
内的液面就会出现_高度差_。橡皮膜受到的压强越大,两管内液面的高度
差就会越大。
9. 实验:探究水内部压强的特点
(一)实验器材(压强计、透明盛液桶、水、刻度尺、盐水等)
(1)压强计使用时:
①检查气密性;
②调整压强计使左右两边玻璃管中液面的高度__相等__。
(2)刻度尺的作用(测量探头在液体中的深度)。
(二)实验装置
转换法(实验中通过压强计U形管中液面的_高度差_来判断压强的大小)。
(三)要点探究(控制变量法)
(1)探究液体内部压强与方向的关系(让金属盒处于同种液体、相同的 __深度_,不同的__方向__进行实验,可得出液体内部同一深度各个方向的压强大小相等);
(2)探究液体内部压强与深度的关系(让金属盒处于同种液体、相同的__液体__ ,不同的_深度__ 进行实验,可得出深度越大,液体内部压强越大);
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系(让金属盒处于相同深度、相同的方向,不同的__液体_中进行实验,可得出液体密度越大,液体压强越大)。
(四)实验数据收集与分析
(五)实验结论
一切液体内部都存在着压强。液体的压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体的压强还跟液体的密度有关,密度越大,压强越大。
三、大气压强
1.大气压强的存在
(1)现象表明:大气会向各个方向对处于其中的物体产生 大气压 的作用。
(2)__马德堡半球__实验有力地证明了大气会产生很大的压强。
(3)常考生活实例:覆杯实验、用吸管吸饮料、紧贴在墙面上的吸盘、滴管中的液体不会滴落下来、钢笔吸墨水、吸尘器除尘等都能证明大气压的存在。
2.大气压的大小
(1)测量工具:空盒气压计或_水银_气压计。
(2)标准大气压:人们通常将__1.01×105__帕(即760毫米汞柱)称为标准大气压。标准大气压与760毫米高的水银柱产生的压强__相等_ 。其数值相当于在1厘米2的面积上施加约10牛的压力。
3.气压对液体沸点的影响
(1)实验表明:气压的大小会对液体的沸点造成影响。当气压增大时,液体的沸点_升高_ ;当气压减小时,液体的沸点会_降低__。
(2)压力锅的原理:利用液体的沸点随气压的增大而_增大__。
(3)吸尘器的工作原理:吸尘器工作时,会将里面的空气排出,使里面形成一个_真空__区。这样,外界的空气就会在_大气压_的作用下,带着尘垢从吸尘器的地刷进入。在内部经过过滤后,尘垢留在里面,空气再从吸尘器的排气口排出。
四、流体压强和流速
1.流体:气体和液体具有很多相似的性质,人们常常将它们统称为_流体___。
2.流体压强与流速的关系
事实表明,流体流速越大的位置,压强__越小__ 。
3.应用
(1)飞机升力:飞机机翼上方的空气流速较_大__,压强较__小_ ;下方空气流速较_小__,压强较_大__。这样机翼上下表面就存在压强差,因而有__压力__差,于是就产生了升力。
(2)列车站台上的安全线要求列车驶过时,旅客必须站在安全线外,以保证人体与列车有足够的距离。
(3)浴室淋浴时,边上的浴帘总会飘打到人的腿上。
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第8讲 压强
一、选择题
1.(2019·鞍山)物理兴趣小组的同学对下图所示的现象进行讨论,其中错误的是( )
A.图中的实验说明液体压强与液体的深度有关
B.图中对瓶内沸腾的水停止加热,倒置后,向瓶底浇冷水,瓶内的水会重新沸腾
C.图中用吸管喝饮料时,杯里的饮料是被嘴“吸力”吸上来的
D.图中洗手池下方排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理
2. (2019·南充)以下说法中,正确的是( )
A.飞机前进时机翼上方气流的速度较小,对机翼上表面的压强较大
B.一个标准大气压可以支持760cm高的水银柱
C.书包带较宽是为了减小压强
D.匀速上升的飞机,机械能保持不变
3. (2019·新疆兵团)玉兔二号月球车的车轮做的比较宽大而且表面凹凸不平,是为了( )
A.增大压强,减小摩擦 B.增大压强,增大摩擦
C.减小压强,减小摩擦 D.减小压强,增大摩擦
4. (2019·新疆兵团)如图所示,盛有水的圆柱形小容器漂浮在盛有水的圆柱形大容器中,大容器的底面积是小容器的4倍(大、小容器壁的厚度均不计)。现将体积相等的小球A、B投入小容器中,投入后,两容器内的水对各自容器底部压强的増加量相等。小球A的密度的最大值为( )
A.4×103kg/m3 B.5×103kg/m3
C.6×103kg/m3 D.7×103kg/m3
5.(2019·上海)如图2所示,均匀长方体甲、乙放在水平地面上,甲、乙的底面积分别为S’、S,关于此时甲、乙对地面的压强p甲、p乙和对地面的压强变化Δp甲、Δp乙的大小关系,下列判断正确的是( )
A. p甲<p乙,Δp甲>Δp乙
B. p甲<p乙,Δp甲<Δp乙
C. p甲>p乙,Δp甲>Δp乙
D. p甲>p乙,Δp甲<Δp乙
6.(2019·成都)下列情形与大气压强无关的是( )
A.高原上用普通锅不易煮熟米饭 B.用吸管吸饮料
C.“玉兔”号在月球上留下“足迹” D.马德堡半球实验
7.(2019·广安)如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中盛有两种不同的液体,把两个完全相同的立方体A、B分别放入这两种液体中,均处于漂浮状态,静止时两个容器中的液面相平,A、B在两种液体中所受浮力分别为FA、FB,液体对烧杯底的压强分别为p甲、p乙,则( )
A.FA<FB p甲=p乙 B.FA=FB p甲=p乙
C.FA=FB p甲<p乙 D.FA=FB p甲>p乙
8.(2019·达州)如图所示,轻质杠杆AB可绕0点转动,当物体C浸没在水中时杠杆恰好水平静止,A、B两端的绳子均不可伸长且处于张紧状态。已知C是体积为ldm3、重为80N的实心物体,D是边长为20cm质量为20kg的正方体,OA:OB=2:1.圆柱形容器的底面积为40cm2(g=10N/kg).则下列结果不正确的是( )
A.物体C的密度为8×103kg/m3
B.杠杆A端受到细线的拉力为70N
C.物体D对地面的压强为1.5×103Pa
D.物体C浸没在水中前后,水对容器底的压强增大了2×103Pa
9. (2019·武汉)如上右图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆隔板孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
10.(2019·深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N 分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是( )
A.两小球所受浮力 FM ? FN
B.两种液体的密度 ?甲 ? ?乙
C.两种液体对容器底部的压强 p甲 ? p乙
D.两种液体对容器底部的压力 F甲 ? F乙
二、填空题
11. (2019·海南)用钢笔吸墨水是利用_______把墨水吸进橡皮管;用手拍打衣服使灰尘与衣服分离,是利用灰尘具有_______。
12.(2019·贵港)把一个密度均匀的圆柱体甲和装有适量的某液体的圆柱形容器乙平放在水平桌面上,如图6所示,它们的底面积之比S甲∶S乙=3∶4,对桌面的压强之比p甲∶p乙=4∶1。若在圆柱体甲上沿水平方向截取一段高为8cm的物体,并平稳放入容器乙中,施加一个外力使物体刚好浸没在深度为h乙的液体中(物体不与容器乙接触,液体无溢出),此时甲对桌面的压强p’甲=p甲/2,乙对桌面的压强p’乙=2p乙且p’甲=p’乙。则此时圆柱体甲对桌面的压强p’甲为________Pa,物体浸没在液体后,容器乙中液体的深度h’乙是________m(ρ甲=1.2×103kg/m3,容器乙的壁厚和质量均忽略不计,g取10N/kg)。
13.(2019·苏州)如图甲所示,一个装有适量水的烧杯放置在水平桌面上,将一装满水的小试管(管壁厚度不计)倒扣在水中。对小试管施加一个竖直向上的拉力F,使其缓慢上升到如图乙所示位置。在此过程中,小试管中一直充满水,这是由于 的作用,试管口中心的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.(2019·德阳)如图所示,有一圆柱形容器,放在水平桌面上。现将一体积为2×10-4m3,质量为0.54kg的矩形金属块放在容器底部,再向容器中加入水至14cm深时,水对容器底的压强是________Pa,金属块对容器底部的压力是________N(金属块与容器底部不是紧密接触,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)。
15. (2019四川泸州18)如图所示,密闭的玻璃罩内有三个小实验:甲为敞口烧瓶内装有保持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 ;乙实验中薄塑料片会 ;丙实验中气球的体积会 。
16. (2019·达州)牵引车将停放在机库的战斗机拖出的过程中,说明力可以改变物体的 ;战斗机机翼下平上凸,目的是使战机飞行时机翼下方空气的流速小于机翼上方空气的流速,从而使机翼下方空气的压强 机翼上方空气的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”);战斗机在进人战斗前抛掉副油箱的目的是 战斗机的惯性(选填“增大”或“减小”),从而增强战斗机机动性。
17.(2019·温州)小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞口容器上,并用胶带绑紧。检查气密性后,将吸管的A端粘在橡皮膜中心,B端靠近卡纸的M处。外界气压的变化会引起橡皮膜凹凸程度的变化,从而使吸管绕O点转动,指示气压大小变化。(外界气温的变化对容器内气压的影响极小)
(1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到 ,则气密性不好。
(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端的指向从M处变为N处。则甲、乙两地气压较大的是 。
18.(2019·枣庄)当风沿着窗外的墙顶吹时口悬挂的窗帘会飘向窗外,这是因为窗外空气的流速 室内空气的流速,窗外空气的压强 室内空气的压强(两空均选填“大
三、实验探究题
19.(2019·黄石)如图所示,在一个标准大气压下,用1m长玻璃管做托里拆利实验,管中水银柱高度为_______mm。
(1)假定移动玻璃管的过程均不漏气,请描述玻璃管内水银柱高度的变化情况。(选填“升高”、“不变”或“降低”)
将玻璃管倾斜放置,水银柱的高度将___________,
将玻璃管向上提升一点,水银柱高度将_________。
(2)如果用水来代替水银做实验,水_______(选填“会”或“不会”)充满玻璃管,若管口刚好在水面上且保证不漏气,此时玻璃管内底部的压强__________Pa。(g=10N/kg,结果用科学记数法表示,保留一位有效数字)
20.(2019·鄂州)在探究“影响压力作用效果的因素”实验中,某小组同学利用小桌、砝码、海绵等物品在水平桌面上进行探究。
(1)实验中用____________反映压力的作用效果,采用了转换法。
(2)比较甲、乙两图的实验可以得出_______________________________________________;比较丙图和_______图,可以得出压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)本实验还采用了_________的研究方法。
21.(2019·菏泽).小明用微小压强计探究“液体内部压强的特点”时的实验情形,如图所示。
(1)小明安装好实验仪器后,发现U型管两侧的液面不相平,如图A所示,实验前需要将U型管两侧液面调整相平,方法是_________。
(2)小明调整好仪器,将探头放入水中同一深度并多次调整探头方向,如图B、C、D所示,其探究的问题是_________。
(3)根据C、E两个图中的现象可以看出:_________。
22.(2019·泰州)小明用2mL的注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和p=_________。
步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔
步骤二:如图所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞_________时,
记下弹簧测力计的示数为5.2N。
步骤三:用刻度尺测出注射器_________长度为4.00cm。
步骤四:算出大气压强值为_________Pa
同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:
①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样便于_________
②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N由此可知,此时活塞所受到的_________(摩擦力/大气压力)为0.3N.
小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。
四、计算题
23. (2019·安顺)如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车,其满载时的质量为600kg,每个车轮与沙滩接触的面积为500cm2,卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动,10min行驶6km,它的发动机功率恒为11.5kW。
(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为多少帕?
(2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛?
(3)该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油0.6kg,求该卡丁车汽油机的效率。(q汽油=4.6×107J/kg)
24.(2019·安顺)如图所示,水平桌面上放置一圆柱形容器,其内底面积为200cm2,容器侧面称近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口,均匀物体A是边长为10cm的正方体,用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止,此时物体A有1/5的体积露出水面,细线受到的拉力为12N,容器中水深为18cm。已知细线能承受的最大拉力为15N,打开阀门K,使水缓慢流出,当细线断裂时立即关闭阀门K,关闭阀门K时水流损失不计,细线断裂后物体A下落过程中不翻转,物体A不吸水。
(1)从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中,求重力对物体A所做的功。
(2)物体A下落到容器底部稳定后,求水对容器底部的压强。
(3)阅读后解答:
当细线断裂后,物体A所受重力与浮力将不平衡,物体A所受重力与浮力之差称为物体A所受的合外力F(不计水对物体A的阻力),由牛顿第二定律可知:所受的合外力会使物体产生运动的加速度a,并且合外力与加速度之间关系式为:F=ma(式中的F单位为N,a的单位为m/s2,m为物体的质量,其单位为kg)
通过阅读以上材料,求物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度a的大小。
25. (2019·河北)如图所示,一轻质杠杆AB.长1m,支点在它中点O.将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杆杆的B点和C点,已知OC:OB=1:2,M的边长l=0.1m。
(1)在图中画出N受力的示意图。
(2)求此时M对地面的压强。
(3)若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为1/2 h的部分,然后将C点处系着N的细绳向右移动h时,M对地面的压强减小了60Pa,求h为多少。
26.(2019·温州)气体的密度与压强有关。为测量实验室内空气的密度,小明在实验室按如图所示步骤进行实验:
①如图甲,将一打足气的足球,放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为426毫升。
②如图乙,将500毫升装满水的量筒倒置于水槽中,用气针和乳胶管将足球中的气体慢慢排入该量筒,同时调整量筒的位置,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时,停止排气。共排气10次。
③如图丙,拔除气针和乳胶管,把排气后的足球放入装满水的容器中,测得溢出水的体积为420毫升。
(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是 。
(2)根据测得的数据,计算实验室中空气的密度。
参考答案
1~5 CCDDB 6~10 CDDAD
11【答案】大气压 惯性
12. 960 12
13.大气压;变小
14. 1.4×l03; 3.4
15.沸腾;下落;变大。
16.运动状态;大于;减小。
17.(1)有气泡冒出;(2)乙地。
18.大于;小于。
19. 760 (1)不变 不变 (2)会 9×104pa
20.(1)海绵凹陷程度;(2)受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显; 乙;(3)控制变量。
21.(1)重新安装;(2)同种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强均相等;(3)同种液体,液体压强随深度的增加而增加。
22. F/S;刚被拉动;有刻度部分的;1.04×105;排空注射器内的空气;摩擦力
23. 3×104Pa;1.15×103N;25%。
【解析】
解:(1)卡丁车满载时的重力:
G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
卡丁车满载时对地面的压力:
F=G=6000N,
受力面积:S=4×500cm2=2000cm2=0.2m2,
卡丁车满载时对地面的压强:
p===3×104Pa;
(2)卡丁车的行驶速度:
v===10m/s,
由P=Fv得牵引力:
F牵===1.15×103N,
由于车匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,则卡丁车所受的阻力:
f=F牵=1.15×103N;
(3)卡丁车汽油机的效率:
η=×100%=×100%=×100%=25%。
答:(1)当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时,它对沙滩的压强为3×104Pa;
(2)此次行驶中卡丁车所受的阻力为1.15×103N;
(3)该卡丁车以汽油为燃料,若在这次行驶中消耗汽油06kg,卡丁车汽油机的效率为25%。
24.(1)2J;(2)1.75×103Pa;(3)5m/s2。
【解析】
解:(1)正方体的体积:V=(0.1m)3=1×10﹣3m3,
由于用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,
则V排=(1﹣)V=×1×10﹣3m3=8×10﹣4m3,
正方体受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
此时正方体受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态,
则物体A的重力:G=F+F浮=12N+8N=20N;
物体A原来浸入水的深度:h=(1﹣)×0.1m=0.08m,
细线断裂后,物体A下落的高度:h下落=0.18m﹣0.08m=0.1m,
则重力对物体A所做的功:W=Gh下落=20N×0.1m=2J;
(2)细线刚好断裂时,物体受到的浮力:F浮'=G﹣F'=20N﹣15N=5N,
此时物体排开水的体积:V排′===5×10﹣4m3,
则此时物体浸入水中的深度:h'═==0.05m,
水下降的深度:△h下降=h﹣h'=0.08m﹣0.05m=0.03m,
则细线刚好断裂时,露出水面的体积为:V露=V﹣V排′=1×10﹣3m3﹣5×10﹣4m3=5×10﹣4m3,
细线断裂后,物体A下落到容器底部稳定后,液面上升的高度:
△h上升===0.025m,
物体A下落到容器底部稳定后水深:
h水=h﹣△h下降+△h上升=0.18m﹣0.03m+0.025m=0.175m,
此时水对容器底部的压强:
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.175m=1.75×103Pa;
(3)物体全部浸没时受到的浮力:
F浮″=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N,
物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中受到的合力:
F合=G﹣F浮″=20N﹣10N=10N,
物体A的质量:
m===2kg,
由牛顿第二定律可得,该过程中的加速度:
a===5m/s2。
答:(1)从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中,重力对物体A所做的功为2J;
(2)物体A下落到容器底部稳定后,水对容器底部的压强为1.75×103Pa;
(3)物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中加速度为5m/s2。
25.(1)如上图所示;
(2)此时M对地面的压强为900Pa;
(3)h为0.05m。
【解析】(1)对N进行受力分析,由于N在空中处于静止状态,则N受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力,所以二力的大小相等(F=G=2N),方向相反;
过N的重心分别沿力的方向各画一条有向线段,并标上力的符号及大小,注意两线段要一样长,图所示:
(2)设B端受到细绳的拉力为FB,
由杠杆平衡条件得,GN×OC=FB×OB,已知OC:OB=1:2,
则有:FB=GN×=2N×=1N;
根据力的作用是相互的可知,细绳对M的拉力:F=FB=1N,
此时M对地面的压力:F压=F支=GM﹣F=10N﹣1N=9N,
M与地面的接触面积:S=l2=(0.1m)2=0.01m2,
则此时M对地面的压强:p===900Pa。
(3)若沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后,
剩余M的底面积:S′=l(l﹣h﹣h)=l×(l﹣h),
剩余M的体积:V′=S′l=l2×(l﹣h),
剩余M的密度不变,则剩余部分的重力与原来重力的比值:
==,
所以剩余M的重力:GM′=×GM=×10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
剩余的物体M对地面的压强:p′=p﹣△p=900Pa﹣60Pa=840Pa,
剩余M的底面积:S′=l×(l﹣h)=0.1m×(0.1m﹣h),
地面对剩余的物体M的支持力:
F支′=F压′=p′S′=840Pa×0.1m×(0.1m﹣h)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后,将C点处系着N的细绳向右移动h,
设此时B端受到细绳的拉力为FB′,
由杠杆平衡条件得,GN×(OC﹣h)=FB′×OB,
则有:FB′==,
即细绳对剩余M的拉力:F′=FB′=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
对剩余M进行受力分析,由力的平衡条件得,F支′+F′=GM′﹣﹣﹣﹣﹣④
将①②③式代入④式得:
840Pa×0.1m×(0.1m﹣h)+=×10N,
解得:h=0.05m。
26. 【解析】
(1)从便于测量排出空气的体积的角度分析解答;
(2)物体漂浮浮力等于重力,利用阿基米德原理分别求出图甲和图丙两种情况下足球受到的浮力,其浮力之差即为重力之差,也就是排出空气的重力,再利用重力公式求出质量,根据题意求出体积,最后利用密度公式计算空气的密度。
【解答】解:(1)图乙中,当量筒内外水面都与500毫升刻度线相平时停止排气,其目的是使量筒内的气压等于外界大气压,便于测量排出空气的体积。
(2)图甲中,足球漂浮,则足球的重力:
G1=F浮1=ρ水gV排1=1×103kg/m3×10N/kg×426×10﹣6m3=4.26N,
图丙中,足球漂浮,则足球的重力:
G2=F浮2=ρ水gV排2=1×103kg/m3×10N/kg×420×10﹣6m3=4.2N,
则排出空气的质量:
m气====6×10﹣3kg,
排出空气的体积:
V气=10×500cm3=5×10﹣3m3,
所以实验室中空气的密度:
ρ气===1.2kg/m3。
答:(1)使量筒内的气压等于外界大气压;(2)实验室中空气的密度为1.2kg/m3。
【点评】此题为气体密度的测量,关键是根据题意,结合物体浮沉条件和阿基米德原理求出排出空气的质量。
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