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第九章 压强 能力提升测试卷
时间:90分钟 满分:100分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共36分)
1.(2020北京)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2,下列说法正确的是( )
A. 甲对海绵的压力就是甲受到的重力
B. 乙对甲的压力就是乙受到的重力
C. 甲对海绵的压强大小为
D. 乙对甲的压强大小为
2.(2020眉山)如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )
A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大
B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大
C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大
D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小
3.(2020成都)下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.给自行车轮胎加气,胎内气体压强变小
B.往装水的杯子中加盐,杯底受到的压强不变
C.向桌上的空杯加水,杯子对桌面的压强变大
D.人在站立时抬起一只脚后,人对地面的压强变小
4.(2020株洲)竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出。水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )
A.A孔 B.B孔 C.C孔 D.D孔
5.(2019·郴州)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( )
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
6.(2020柳州)在玻璃杯中盛满水,用张纸片盖着,再倒过来,杯中的水不会流出来,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少
C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
7.(2020无锡)如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管插在盛水的烧杯中,从另一段吸管的管口用力吹气,水将从管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.管上端附近气体的压强变大 B.管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
8.(2019·东营)生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法正确的是( )
①用细线容易分割熟鸡蛋属于增大压强
②堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是为了减小压强
④教室的门窗打开时,“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变大,压强变小
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
9.(2020温州)兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A.乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力
B.装置中三个水平玻璃管的横截面积不同
C.三个水平玻璃管的左端口处压强不相同
D.该装置可以测量竖管中各处的压强大小
10.(2018·长沙)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示从漏斗尖嘴处向下用力吹气,乒乓球不掉下来
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
11.(2019·上海)如图所示,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 '(S<S '),此时它们对地面的压强相等。现将甲、乙顺时针旋转90°后,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△p甲、△p乙的大小关系,下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙,△p甲>△p乙 B.p甲<p乙,△p甲<△p乙
C.p甲>p乙,△p甲>△p乙 D.p甲>p乙,△p甲<△p乙
12.(2020常德)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
二、填空题(每空1分,共20分)
13.(2020西宁)工程载重汽车装有许多车轮,是通过_____(选填“增大”或“减小”)受力面积来减小汽车对地面的压强,若水平地面能承受的最大压强为8×106Pa,轮胎与地面的总接触面积为0.4m2,则该汽车载物后的总重不能超过_____N。
14.(2020凉山)如图所示,放于水平桌面上的两个质量相等但高度和底面积均不相等的圆柱形容器,盛有相同质量的的同种液体,液体对容器底部的压强关系是:p甲_________p乙。容器对桌面的压力关系是F甲_________F乙。(均选填“>”、“<”或“=”)
15.(2019·七台河)将一未装满饮料的密闭饮料杯,先正立放置在水平桌面上,如图甲所示,饮料杯对水平桌面的压强是p1,饮料对杯底的压力是F1,再将饮料杯倒立放置,如图乙所示(图中没有画出饮料液面的位置),饮料杯对水平桌面的压强是p2,饮料对杯底的压力是F2,则p1 p2,F1 F2(选填“>”、“<”或“=”)。
16.(2020牡丹江)生活和生产中的很多物品都运用了物理学的知识,在图中,金属锥的头部尖细锋利,是为了能产生很大的 ;在图中,“乳牛自动喂水器”利用的是 原理;在图中新型材料“气凝胶”被称为“最轻材料”是因为其 极小。
17.(2019·吉林)如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后,乒乓球在________的作用下不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,若从瓶口处用力向上吹气,由于气体流速越大的位置,压强越________,所以乒乓球不会上升。
18.(2020咸宁)如图所示,长木板重10N,底面积为10-2m2,现将其底面积的与水平桌面接触,木板静止时对桌面的压强为_____Pa;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压强_____,木板所受摩擦力的大小_____(选填“变大”?“变小”或“不变”)?
19.(2020哈尔滨)如图,甲、乙两鱼缸都静止在水平桌面上,鱼缸底部受到水的压强较大的是______,甲受到桌面的支持力为80N,与桌子的接触面积为0.08m2,则甲对桌面的压强为______Pa。
20.(2019·内江)如图所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长︰宽︰高为4︰2︰1。A组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA;B组砖对地面的压力和压强分别为FB和pB;则FA FB,pA pB(选填“>”、“=”或“<”)。
21.(2019·娄底)如图所示,薄壁容器的底面积为S,重为G1,内装有密度为ρ,重为G2的某种液体,深度为h,容器放置在水平桌面上静止,那么容器底部受到的液体压强为_____,容器对桌面产生的压强为_____。
三、实验与探究题(8分+6分+6分=20分)
22.(2019·衡阳)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法是 。
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点 (选填“正确”或“错误”),并说明理由: 。
23.(2020绥化)某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度______;
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的______来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置______;(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是______Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的______有关;
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则______侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
24.(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_________(选填“摩擦力”或“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、综合与应用题(12分+12分=24分)
25.(2020益阳)“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示,医生先用点燃的酒精球加热小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0105Pa,小罐开口部位的面积为10cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0104Pa,不计小罐重力。求:
(1)罐内空气对皮肤的压力;
(2)皮肤对小罐的支持力。
26.(2019·上海)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。(g取9.8N/kg)
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。
②求容器甲中水对容器底部的压强p水。
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196 Pa,求液体乙的密度ρ液。
甲 乙
参考答案及解析
第九章 压强 能力提升测试卷
时间:90分钟 满分:100分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共36分)
1.(2020北京)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2,下列说法正确的是( )
A. 甲对海绵的压力就是甲受到的重力
B. 乙对甲的压力就是乙受到的重力
C. 甲对海绵的压强大小为
D. 乙对甲的压强大小为
【答案】C
【解析】
AB.不能说压力就是物体的重力,压力是由于物体的形变而生的,重力是由于地球的吸引而产生的,二者不是同一种力,故AB错误;
C.甲对海绵的压力大小为F甲=G1+G2,甲对海绵的压强大小为p甲=,故C正确;
D.乙对甲的压强大小为p乙=,故D错误。
2.(2020眉山)如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )
A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大
B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大
C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大
D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小
【答案】C
【解析】
A.若甲对桌面压强较大,由图可知
S甲<S乙
由F=pS可知,甲对桌面压力不一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以甲液体的重力不一定大,液体对容器底的压力不一定大,故A错误;
B.由图知液体的体积和深度相同,但由于不能判断出甲、乙液体重力的大小,所以不能甲、乙液体密度的大小,也就不能判断出其液体对容器底的压强的大小,故B错误;
C.若乙对桌面压强较大,由图可知
S甲<S乙
根据F=pS可知,乙对桌面压力一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以乙液体的重力一定大,又因为甲液体有一部分压在容器壁上,液体对容器底的压力小于重力,由于物体间力的作用是相互的,乙液体对容器底的压力大于乙液体的重力,所以乙液体对容器底的压力一定较大,故C正确;
D.由图知液体的体积和深度相同,由于乙液体的重力大于甲液体的重力,根据G=mg=ρgV知,乙液体的密度大于甲液体的密度,根据p=ρgh知乙液体对容器底的压强一定较大,故D错误。
故选C。
3.(2020成都)下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.给自行车轮胎加气,胎内气体压强变小
B.往装水的杯子中加盐,杯底受到的压强不变
C.向桌上的空杯加水,杯子对桌面的压强变大
D.人在站立时抬起一只脚后,人对地面的压强变小
【答案】C
【解析】
A.给自行车轮胎加气,胎内的体积一定,气体增加,会使胎内压强增大,故A错误;
B.往装水的杯子中加盐,水的密度增大,根据可得,杯底受到的压强增大,故B错误;
C.向桌上的空杯加水,水杯质量增大,根据可得,杯子对桌面的压强变大,故C正确;
D.人在站立时抬起一只脚后,与地面的接触面积变小,根据可得,人对地面的压强增大,故D错误。
故选C。
4.(2020株洲)竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出。水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )
A.A孔 B.B孔 C.C孔 D.D孔
【答案】D
【解析】
根据液体压强的特点p=ρgh,密度一定时,深度越深压强越大,故D孔水喷出速度最大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.(2019·郴州)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( )
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
【答案】B
【解析】气体在流速小的地方压强大,在流速大的地方压强小。从管的一端吹气时,粗细两管中的空气流量是相同的,粗管中的空气流速小、压强大,细管中的空气流速大、压强小,则A液面上方的气体压强大,B液面上方的气体压强小,所以会造成A液面下降,B液面上升。
6.(2020柳州)在玻璃杯中盛满水,用张纸片盖着,再倒过来,杯中的水不会流出来,这是因为( )
A.纸片太轻 B.杯中水太少
C.纸片粘住了杯子 D.大气压力托住纸片
【答案】D
【解析】
杯内无气体,杯内外产生了压强差,外界大气对纸产生了向上的托力托住了纸片。
故选D。
7.(2020无锡)如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管插在盛水的烧杯中,从另一段吸管的管口用力吹气,水将从管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.管上端附近气体的压强变大 B.管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中水面上气体的压强变大 D.烧杯中水面上气体的压强变小
【答案】B
【解析】
往b管中轻轻吹气,可以看到管中的水面上升,原因是:往管中吹气,吸管上方空气的流速增大,压强减小,管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以管水上升后从管口喷出;烧杯中水面上气体的压强是不变,故正确,错误。
故选B。
8.(2019·东营)生活中蕴含着丰富的物理知识,以下说法正确的是( )
①用细线容易分割熟鸡蛋属于增大压强
②堵住茶壶盖的小孔,水不容易被倒出是由于大气压强的作用
③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是为了减小压强
④教室的门窗打开时,“过堂风”会把门关闭是由于空气流速变大,压强变小
A.①②③ B.①③④ C.②③④ D.①②④
【答案】D
【解析】①用细线容易分割熟鸡蛋是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故正确;②堵住茶壶盖的小孔,当壶内的水流出部分后,壶内气压减小,小于外界大气压,大气压托着里面的水不易流出来。茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,故正确;③软包装饮料的吸管下端被削得很尖是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故错误;④教室的门窗打开“过堂风”经过时,门外空气流速大压强小,门内空气流速小压强大,在压强差的作用下门被关闭,故正确。
9.(2020温州)兴趣小组用如图装置研究压强与流速的关系,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,在三个水平玻璃管的右端口处同时释放相同规格的乒乓球,某时刻乒乓球处于如图所示的位置。下列说法合理的是( )
A.乒乓球运动是因受到竖管气流的吸引力
B.装置中三个水平玻璃管的横截面积不同
C.三个水平玻璃管的左端口处压强不相同
D.该装置可以测量竖管中各处的压强大小
【答案】C
【分析】
流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。据此分析即可解答。
【解析】
由图中实验装置可知,将吹风机对准竖管上端管口向下吹风,由于竖管口越来越粗,所以风的流动速度越来越慢,即最上端的空气流速快、水平玻璃管左端开口处压强小,最下端的空气流速慢、水平玻璃管左端开口处压强大。乒乓球在右侧大气压的作用下会向左运动,所以会产生三个乒乓球向左运动的位置不同的现象。故只有选项C说法正确。
故选C。
10.(2018·长沙)下列现象不能用流体压强与流速的关系来解释的是( )
A.图甲所示从漏斗尖嘴处向下用力吹气,乒乓球不掉下来
B.图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起
C.图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车
D.图丁所示飞机升力的产生原因
【答案】B
【解析】
A、图甲所示从漏斗尖嘴处向下用力吹气,乒乓球不掉下来,流体流速大的地方压强小;
B、图乙所示装有液体的玻璃管,底部和侧壁的橡皮膜往外凸起,液体对容器底部和侧壁都有压强;
C、图丙所示地铁站台边,人必须站在黄色以外的区域候车,流体流速大的地方压强小;
D、图丁所示飞机升力的产生原因,流体流速大的地方压强小。
11.(2019·上海)如图所示,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 '(S<S '),此时它们对地面的压强相等。现将甲、乙顺时针旋转90°后,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△p甲、△p乙的大小关系,下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙,△p甲>△p乙 B.p甲<p乙,△p甲<△p乙
C.p甲>p乙,△p甲>△p乙 D.p甲>p乙,△p甲<△p乙
【答案】B
【解析】
(1)甲、乙的底面积分别为S、S '(S<S '),甲乙压强相等,根据 F=pS,可以判断甲对水平地面的压力小于乙对水平地面的压力,所以甲的重力小于乙的重力。
甲乙是长方体,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S '、S,甲的受力面积增大,甲对水平地面的压力不变,甲对水平地面的压强减小,乙的受力面积减小,乙对水平地面的压力不变,乙对水平地面的压强增大,由于原来甲乙对水平地面的压强相等,所以旋转后甲对水平地面的压强大小于乙对水平地面的压强,即p甲<p乙。
(2)△p=p-p'=-=
因为面积变化相同,甲对地面的压力小于乙对地面的压力,所以甲对水平地面的压强变化量小于乙对地面的压强变化量即△p甲<△p乙。
12.(2020常德)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A. 只有①和③ B. 只有①和④ C. 只有②和③ D. 只有③和④
【答案】D
【解析】
①容器质量相等,容器内的液体质量也相等,所以总重相等,即容器对桌面的压力相等:F甲=F乙,故①错误;
②液体的质量相等,由图知,乙容器越往上,口径越大,所以乙中液体体积大,根据ρ=可知,乙的密度小,故ρ甲>ρ乙,故②错误;
③因为ρ甲>ρ乙,且液面相平,根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强为:p甲>p乙,故③正确;
④总重相等,容器的底面积相等,根据p==得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故④正确。
二、填空题(每空1分,共20分)
13.(2020西宁)工程载重汽车装有许多车轮,是通过_____(选填“增大”或“减小”)受力面积来减小汽车对地面的压强,若水平地面能承受的最大压强为8×106Pa,轮胎与地面的总接触面积为0.4m2,则该汽车载物后的总重不能超过_____N。
【答案】增大
【解析】
[1]根据压强公式
可知,汽车是通过增大受力面积来减小对地面的压强。
[2]根据
所以最大的总重为
14.(2020凉山)如图所示,放于水平桌面上的两个质量相等但高度和底面积均不相等的圆柱形容器,盛有相同质量的的同种液体,液体对容器底部的压强关系是:p甲_________p乙。容器对桌面的压力关系是F甲_________F乙。(均选填“>”、“<”或“=”)
【答案】> =
【解析】
[1]由图知,甲容器中液体的深度h甲大于乙容器中液体的深度h乙,根据p=ρgh可知,液体对甲容器底部的压强大于液体对乙容器底部的压强,即p甲>p乙。
[2] 容器对桌面的压力等于容器和容器内液体的总重力,两容器质量相等,容器内液体的质量相等,故两容器和容器内液体的总质量相等,总重力相等,则容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙。
15.(2019·七台河)将一未装满饮料的密闭饮料杯,先正立放置在水平桌面上,如图甲所示,饮料杯对水平桌面的压强是p1,饮料对杯底的压力是F1,再将饮料杯倒立放置,如图乙所示(图中没有画出饮料液面的位置),饮料杯对水平桌面的压强是p2,饮料对杯底的压力是F2,则p1 p2,F1 F2(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】> <
【解析】
(1)由图可知,正放时,杯中饮料的深度较大,根据p=ρgh可知,正放时饮料对杯底的压强较大,即p1>p2;
(2)正放时,杯中的饮料柱是上粗下细的,所以杯底受到的压力小于杯中液体的重力;倒放时,杯中的饮料柱下粗上细,所以杯底受到的压力大于饮料的重力,因此F1<F2。
16.(2020牡丹江)生活和生产中的很多物品都运用了物理学的知识,在图中,金属锥的头部尖细锋利,是为了能产生很大的 ;在图中,“乳牛自动喂水器”利用的是 原理;在图中新型材料“气凝胶”被称为“最轻材料”是因为其 极小。
【答案】压强;连通器;密度
【解析】
增大压强的方法有增大压力和减少受力面积。在图(a)中,金属锥的头部尖细锋利,是利用减小受力面积的方法增大压强;
上端开口,下部相连通的容器叫连通器;连通器内的液体不流动时,各容器中的液面就是相平的。茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等都是利用连通器原理制成的。
在图中新型材料“气凝胶”被称为“最轻材料”是因为其密度极小。
故答案为:压强;连通器;密度。
17.(2019·吉林)如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后,乒乓球在________的作用下不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,若从瓶口处用力向上吹气,由于气体流速越大的位置,压强越________,所以乒乓球不会上升。
【答案】 大气压强 小
【解析】如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水,把乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后,乒乓球在大气压强的作用下不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,若从瓶口处用力向上吹气,由于气体流速越大的位置,压强越小,所以乒乓球不会上升。
18.(2020咸宁)如图所示,长木板重10N,底面积为10-2m2,现将其底面积的与水平桌面接触,木板静止时对桌面的压强为_____Pa;在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压强_____,木板所受摩擦力的大小_____(选填“变大”?“变小”或“不变”)?
【答案】1500 变小 不变
【解析】
[1]木板静止时对桌面的压强
=1500Pa
[2]因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,推动木板过程中,木板对桌面的压力不变;推动木板过程中,木板的受力面积变大,由p=可知木板对桌面的压强变小。
[3]推动木板的过程中,木板对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以,木板受到桌面摩擦力不变。
19.(2020哈尔滨)如图,甲、乙两鱼缸都静止在水平桌面上,鱼缸底部受到水的压强较大的是______,甲受到桌面的支持力为80N,与桌子的接触面积为0.08m2,则甲对桌面的压强为______Pa。
【答案】甲 1000
【解析】
[1]由图知甲鱼缸中的液面高于乙鱼缸中的液面,根据知甲鱼缸底部受到水的压强较大。
[2]鱼缸在水平面上,甲对桌面的压力和桌面对甲的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以甲对桌面的压力为80N,甲对桌面的压强为
20.(2019·内江)如图所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长︰宽︰高为4︰2︰1。A组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA;B组砖对地面的压力和压强分别为FB和pB;则FA FB,pA pB(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】< =
【解析】两组砖对地面的压力均等于其重力,即F=G,A组一块,B组两块,FA=G,FB=2G=2 FA,故FA<FB;A组砖侧放,则面积为SA=4×1=4;压强pA==,B组砖平放,则面积为SB=4×2=8;压强pB===,则pA=pB。
21.(2019·娄底)如图所示,薄壁容器的底面积为S,重为G1,内装有密度为ρ,重为G2的某种液体,深度为h,容器放置在水平桌面上静止,那么容器底部受到的液体压强为_____,容器对桌面产生的压强为_____。
【答案】ρgh
【解析】
(1)由题知,液体的密度为ρ,深度为h,则容器底部受到液体的压强:p=ρgh;
(2)容器对桌面的压力:F= G1+G2,则容器对桌面的压强:p′= =。
三、实验与探究题(8分+6分+6分=20分)
22.(2019·衡阳)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小刚利用了两个相同的木块和一块海绵,进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法是 。
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时, 越小,压力的作用效果越明显。
(3)对比甲、丁两图,小刚认为压力的作用效果与压力大小无关。你认为他的观点 (选填“正确”或“错误”),并说明理由: 。
【答案】(1)转换法(2)受力面积(3)错误 没有控制受力面积相同
【解析】
(1)实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种物理学研究方法叫转换法;
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)研究压力的作用效果与压力大小的关系要控制受力面积相同,因甲、丁两图中受力面积不同,即没有控制受力面积相同,故他的观点错误。
23.(2020绥化)某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度______;
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的______来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置______;(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是______Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的______有关;
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则______侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
【答案】相同或相等或相平 高度差 不漏气 600 深度 右
【解析】
(1)由图甲可知,向U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,根据连通器原理,U形管左右两侧液面相平。
(2)[2]图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,液面的高度差越大,说明橡皮膜所受压强较大。
[3]用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气,如果装置漏气,挤压橡皮膜,U形管两边也不会出现高度差。
(3)[4]探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
[5]向下移动探头,看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关,深度越深,压强越大。
(4)[6]相同深度,液体的密度越大,压强越大,在容器左右两部分分别装入深度相同的不同液体,橡皮膜向左侧凸起,说明橡皮膜右侧的液体压强较大,右侧液体的密度较大。
24.(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_________(选填“摩擦力”或“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。
【答案】 刚被拉动 有刻度部分的 1.04×105Pa ①排空注射器内的空气 ②摩擦力
【解析】本实验的原理是二力平衡和p=;由于注射器活塞颈部,用绳与弹簧测力计的挂钩相连,应水平向右慢慢拉动注射器筒,这样相当于水平向右拉动弹簧测力计的挂钩;当注射器中的活塞开始运动时,说明此时拉力等于大气对活塞的压力,故记下的弹簧测力计示数,就是大气对活塞的压力F=5.2N;注射器全部刻度的长度为L=4.00cm,有刻度部分的容积为V=2ml,注射器活塞的横截面积为S=,此时大气压的数值p==== 1.04×105Pa;
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差;
②如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大。小华取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3 N,此时拉力与摩擦力是一对平衡力,因此活塞所受到的摩擦力为0.3 N。
四、综合与应用题(12分+12分=24分)
25.(2020益阳)“拔火罐”是我国传统医疗的一种手段。如图所示,医生先用点燃的酒精球加热小罐内的空气,随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位,冷却后小罐便紧贴在皮肤上。已知大气压为1.0105Pa,小罐开口部位的面积为10cm2,罐内空气冷却变为室温时其压强为9.0104Pa,不计小罐重力。求:
(1)罐内空气对皮肤的压力;
(2)皮肤对小罐的支持力。
【答案】(1)90N;(2)10N
【解析】
(1)罐内空气对皮肤的压力:
F内=p内S=9.0×104 Pa×10×10-4 m2=90 N
(2)皮肤受到的外界大气压力:
F外=p外S=1.0×105 Pa×10×10-4 m2=100 N
由力的平衡得小罐对皮肤的压力:
F压=F外-F内=100 N-90 N=10 N
因为压力和支持力是一对相互作用力,故皮肤对小罐的支持力:F支=F压=10 N
26.(2019·上海)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。(g取9.8N/kg)
①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。
②求容器甲中水对容器底部的压强p水。
③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196 Pa,求液体乙的密度ρ液。
甲 乙
【答案】①2×10﹣3m3 ②784pa ③800kg/m3
【解析】
①容器甲中水的体积为:V水===2×10﹣3m3;
②容器甲中水对容器底部的压强:p水=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784pa;
③当容器甲内加水至于容器乙相平时,设此时水深为h1,
此时水对容器底部的压强:p1=p水+△p=784pa+196pa=980pa;
由p=ρgh可得此时水的深度:h1===0.1m;
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:p乙=p水=784pa;
由p=ρgh可得,液体乙的密度:ρ乙===800kg/m3。
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