中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题7:压强
展开专题7:压强
一.选择题(共26小题)
1.(2022•锦州)下列与日常生活相关的物理现象中,解释正确的是( )
A.洗手池下方的回水管是一个连通器
B.塑料吸盘能吸在瓷砖墙面上,是因为吸盘对墙面有吸引力
C.灰尘被吸入吸尘器,是因为流速大的地方压强大
D.潜水员需要穿抗压潜水服,是因为液体压强随深度增加而减小
2.(2022•赤峰)下列动物身体部位的形态特点,有利于减小压强的是( )
A.啄木鸟的喙尖尖的 B.鸭子趾间有蹼
C.狼的犬齿尖锐 D.老鹰的爪非常锋利
3.(2022•大庆)下列说法不正确的是( )
A.大庆的冬天,树上经常有美丽的“雾凇”,这是凝固现象
B.大庆的冬天,交管部门向积雪的道路撒盐是为了降低雪的熔点
C.流体在流速大的地方压强较小
D.加热热气球气袋中的空气,会使热气球内部气体的温度升高,密度降低
4.(2022•天津)如图所示的实例中利用大气压的是( )
A.紧固锤头 B.U型“反水弯”
C.用吸管喝饮料 D.潜水艇的浮沉
5.(2022•随州)2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功(如图)。有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨,如此庞然大物能飞上天,下列说法中正确的是( )
A.C919不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系
C.C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D.C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞,此过程飞机对地面的压力增大,对地面的压强也增大
6.(2022•宁波)在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
7.(2022•黑龙江)如图,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压强,当A、B间的阀门打开时,下列说法中正确的是( )
A.液体由A流向B B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动
8.(2022•百色)如图所示是我国自主研制的坦克,它具有潜渡功能。当坦克潜入水中,顶部舱门离水面5m深时,舱门受到水的压强为(ρ水=1.0×103kg/m3)( )
A.5×102Pa B.5×103Pa C.5×104Pa D.5×105Pa
9.(2022•广西)看似“轻”的空气,却有很大作用。以下事例中,利用流体压强与流速关系的是( )
A.塑料吸盘“吸”在光滑的墙上
B.我们交谈的声音是通过空气传播
C.茶壶盖上开小孔便于把水倒出
D.飞机机翼设计成上表面弯曲,下表面较平
10.(2022•岳阳)下列实例中,应用了“流体压强与流速的关系”的是( )
A.用吸管吸饮料 B.用高压锅煮食物
C.茶壶的壶盖留有小孔 D.火车站台设置安全线
11.(2022•宿迁)生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法不合理的是( )
A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用
B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大产生的压强大
C.小明坐公交车上学时以向前行驶中公交车为参照物看到道路两旁的树木向后运动
D.运动鞋底有凹凸不平的花纹主要是为了增大鞋底与地面之间的摩擦
12.(2022•贺州)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会( )
A.朝上翻卷 B.彼此远离 C.不动 D.相互靠拢
13.(2022•广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb,水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pc>pd B.pa>pb C.pa0>pa D.pb0=pb
14.(2022•内江)下列关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C.图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
15.(2022•乐山)以下说法中正确的是( )
A.乐山名食麻辣烫的竹签一端削尖是为了增大压强
B.同学们的书包带都比较宽其目的是减小压力
C.鞋底印有花纹是为了减小摩擦
D.冰壶运动中“擦冰”是为了增大摩擦
16.(2022•聊城)第24届冬季奥运会在北京和张家口举行,下列关于赛场上一些现象和情景的说法中正确的是( )
A.滑雪手套掌心处设计的颗粒是为了增大摩擦
B.宽大的滑雪板可以减小运动员对地面的压力
C.击出的冰球仍高速运动,是因为受到惯性的作用
D.短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,运动状态不变
17.(2022•营口)下列不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.船闸
C.抽水机 D.地漏
18.(2022•娄底)下列有关科技、生活与物理的说法,正确的是( )
A.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力
B.能用吸管将杯中饮料吸进嘴里,是利用了大气压强
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小
D.高空飞行的大型客机,机翼上方空气流速大、压强大
19.(2022•北京)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
20.(2022•无锡)如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ水>ρ酒精)。B和C两容器的底面积相同,且其中的液体深度也相同,三个容器中,底部所受液体压强最大的是( )
A.A容器 B.B容器 C.C容器 D.无法比较
21.(2022•福建)如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管
上方空气( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
22.(2022•郴州)一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分。剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最大的是( )
A. B.
C. D.
23.(2022•宜昌)在如图所示的托里拆利实验中,会使测得的大气压数值变小的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜
B.将玻璃管稍微下压
C.用密度更小的液体替代水银
D.玻璃管内混入空气
24.(2022•怀化)下列关于压强的实例中,说法不正确的是( )
A.火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积减小压强
B.排水管的U型“反水弯”是一个连通器
C.自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会降低
D.飞机机翼的升力是利用气体流速越快的位置压强越小的原理
25.(2022•重庆)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为pA,则以下分析正确的是( )(取g=10N/kg)
A.B的重力是50N
B.L=2.5cm时,pA:pB=16:21
C.B的底面积为100cm2
D.A切去一半后,pA=2000Pa
26.(2022•新疆)正六边形钢质螺母的质量为7.9g,其空心圆的面积为正六边形的面积的,当螺母如图甲所示平放在水平地面上时,螺母对地面的压强为p;当螺母如图乙所示立放在水平地面上时,螺母对地面的压强为4p。已知钢的密度为7.9×103kg/m3,则正六边形的边长为( )
A.cm B.cm C.cm D.cm
二.多选题(共1小题)
(多选)27.(2022•河北)如图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
三.填空题(共19小题)
28.(2022•杭州)如图所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会 (选填“靠拢”“分开”或“保持静止”),理由是 。
29.(2022•青海)某届“环青海湖国际公路自行车赛”中,一运动员从西宁市到平安区骑行了27km,用时0.5h,该运动员骑行的平均速度是 km/h。该运动员与自行车的总质量为80kg,在水平路面骑行时,轮胎与地面总接触面积为0.01m2,此时自行车对地面的压强是 Pa。(g取10N/kg)
30.(2022•聊城)如图甲所示,小明将装满水的玻璃杯,用薄塑料片盖严杯口并倒置,塑料片不会掉下来,这个现象说明了 的存在。图乙小明又把一支铅笔放在这个装满水的玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到那支“笔”,他惊奇地发现,铅笔的笔尖本来是朝左的,可他看到的却是“笔尖”朝右,这是因为盛水的玻璃杯水平方向相当于凸透镜,他看到的是铅笔的 (选填“实”或“虚”)像。
31.(2022•广元)2022年春,广元组织医疗队援助新冠肺炎疫情严重的地区,医疗队乘坐的大巴车总重为2×105N,车轮与地面的总接触面积为0.4m2,当大巴车静止在水平路面时,对路面的压强为 Pa;大巴车在高速公路上加速超越前车时,两车间的气流速度增大,两车间气流的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
32.(2022•海南)如图是小明玩自制玩具的两个场景。甲图中,往弯曲的纸卷里吹气,纸卷伸直了,是因为纸卷里的气压 (选填“变大”或“变小”)。乙图中,用力向简易喷雾器的A管内吹气,B管口喷出了水雾,其原理是利用了流体压强与 的关系。
33.(2022•牡丹江)如图所示,排水管的U形“反水弯”是一个 。使用后,“反水弯”处会存有一定量的水,两侧水面是 的,可以有效的阻挡排水管中异味进入室内。
34.(2022•吉林)如图为某款N95口罩的示意图,口罩的鼻夹与鼻梁接触处附有海绵,其目的是为了 鼻夹对鼻梁的压强;为了佩戴时与脸部贴合的更紧密,口罩带通常用 性材料制成。
35.(2022•泰州)一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm2,静止在水平马路上时,路面受到的压力F= N,压强p1= Pa;若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压强p2 p1(选填“大于”、“等于”或“小于”)(g取10N/kg)。
36.(2022•十堰)如图是抗击“新冠”疫情使用的负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气 (选填“从车内抽出”或“抽入至车内”),使车内气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)车外大气压,在 作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
37.(2022•鄂州)2022年3月,即将建成的亚洲最大货运机场—鄂州花湖机场完成试飞任务。该机场距离北京、上海、广州均约为1000km,飞机从鄂州抵达其中任何一地的时间均约为1.5h,则飞机飞行的平均速度约为 km/h(结果保留一位小数);飞机是利用流体流速越大的位置压强越 的原理升空的,起飞过程中,发动机将燃料的化学能转化为 能,再转化为 能。
38.(2022•毕节市)如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时,车的总质量为12t,轮胎与地面接触的总面积为0.6m2,此时车静止在水平路面上,对路面的压强为 Pa,水对罐体底部的压强 Pa。当增大罐内气压后,水就可以洒向更远处,此时罐体与出水管 (填“是”或“不是”)连通器。
39.(2022•绥化)如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为 Pa,木块受到的浮力为 N。
40.(2022•贺州)如图所示,水平桌面上甲、乙两容器底面积均为0.01m2,甲容器内盛有体积为3×10﹣3m3的水,乙容器内盛有深度为0.35m的酒精,则甲容器内水的质量为 kg;从甲、乙两容器内抽出 m相同高度的液体后,液体对两容器底部压强相等。
41.(2022•黔东南州)如图所示,“歼31”作为我国自主研发具有隐形功能的一种四代战机,其多项技术已经领先世界同类型飞机。在飞行时,以 (选填:“地面”或“飞机”)为参照物,飞行员是静止的;飞机能够升空是因为机翼上方的空气流速比下方的 (选填:“快”或“慢”),从而产生了向上的升力。
42.(2022•凉山州)如图所示,两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体,已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则两容器底部所受液体压强p甲 p乙,所受液体的压力F甲 F乙(均选填“>”“=”或“<”)。
43.(2022•广州)如图,甲、乙两同学分别对测力计调零。若抽板处对两同学食指的压力相等,则食指承受压强较大的是甲还是乙? ,依据是 。
44.(2022•苏州)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,无噪声,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 ,室内的污浊气体在 作用下被排出。水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向 。
45.(2022•甘肃)2021年10月10日,“海斗一号”自主遥控无人潜水器再次刷新我国无人潜水器最大下潜深度纪录。如图所示。若海水密度为1.05×103kg/m3,g=10N/kg,“海斗一号”在10800米处受到海水的压强为 Pa。假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
46.(2022•丽水)为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2,则p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 毫升水。
四.实验探究题(共4小题)
47.(2022•安徽)为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, ,液体的压强越大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。
48.(2022•凉山州)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
(1)实验中通过观察海绵的 来比较压力作用效果;
(2)由 两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时, 越小,压力作用效果越明显;
(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
49.(2022•福建)在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 的大小。
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 有关。
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 。
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 是否有关。
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 相等。
50.(2022•广安)在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。
(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 ;
(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 ;
(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 越大,压强越大;
(4)通过比较B图与 图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
五.计算题(共6小题)
51.(2022•吉林)静止在水平桌面上的一套丛书,质量为1.65kg,与桌面的接触面积为0.03m2,求:
(1)该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压强。(g=10N/kg)
52.(2022•上海)已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下:
圆柱体
密度(千克/米3)
底面积(米2)
高度(米)
甲
5×103
2×10﹣3
0.6
乙
8×103
5×10﹣3
0.5
①求甲的质量m甲;
②求乙对地面的压强p乙;
③若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量为49牛。求乙的底部对地面的压强的变化量Δp乙。
53.(2022•百色)如图所示是百色起义纪念公园内的一块景观石,其质量为5200kg,体积为2m3,景观石与底座的接触面积为1.3m2。求:
(1)景观石的密度;
(2)景观石的重力;
(3)景观石对底座的压强。
54.(2022•大庆)如图所示,容积很大的长方形水银槽,上方竖直放置一个足够长且两端开口的细玻璃管。管内壁光滑,初始状态管内紧贴水银面有一质量不计、横截面积S=1.0cm2的活塞,活塞不漏气,现用力将活塞缓慢匀速提升(忽略槽内水银液面高度变化)。已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,当地大气压p=1.0×105Pa,g=10N/kg。求:
(1)细玻璃管内水银面上升的最大高度h0(结果保留两位小数);
(2)活塞上升高度为40cm时,作用在活塞上的拉力大小;
(3)活塞上升高度为100cm时,作用在活塞上的拉力大小。
55.(2022•德阳)如图甲所示,有一正方体物块A,其密度小于水的密度,把它挂在一轻质弹簧下,物块静止时,弹簧长度的变化量ΔL=3cm;物块A的正下方水平桌面上有一个圆柱形容器,其底面积S=200cm2,如图乙,现在往容器中缓慢注入水,使水面刚好淹没物块A,弹簧长度随之发生变化,变化量ΔL1=2cm,这时容器中的水面距容器底高度是40cm;保持其它条件都不变的情况下,将物块A换成同样大小的正方体物块B挂在弹簧下,其密度大于水的密度,弹簧长度再次变化,变化量ΔL2=6cm。丙图是轻质弹簧受到的弹力F与弹簧的长度变化量ΔL关系。(本题物块A、B对水都没有吸附性,始终保持上下表面与水平面平行;轻质弹簧一直完好无损,受力时只在竖直方向变化;水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物块A的质量;
(2)物块B的密度;
(3)容器中水的质量和物块B下表面在水中所受到水的压强。
56.(2022•重庆)为进行浮力相关实验,小涛将力传感器固定在铁架台上,底面积为40cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。重3N底面积100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上,装有23cm深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。当升降台上升高度为8cm时,水对A下表面的压强为500Pa。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水。完成下列问题:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求A的质量;
(2)求图乙中F1的大小;
(3)当A浸没入水中后剪断细线,升降台和A都静止时,求溢水杯对升降台的压强。
六.综合能力题(共3小题)
57.(2022•山西)阅读短文,回答问题。
一起向未来
2022年4月16日,圆梦天宫,英雄凯旋,在太空“出差”183天的中国航天员三人组平安返回地球。随着我国航天事业的不断发展,让普通人进入太空旅行的计划正在逐步实施。未来,会有更多的人实现上九天揽月的飞天梦。
太空中没有空气,人若暴露在太空中无法获得氧气,这种状态下10s就会失去意识;太空中没有作用于身体的大气压,体液就会快速沸腾,从而使身体组织膨胀,体温降低而冻结;太空中处于真空状态,阳光直射下温度可高达120℃,而在阴影处温度则会骤降至﹣150℃;太空中还有速度极快的微小陨石,人体一旦碰到将造成极大伤害。
为实现太空旅行,人们不断研发各类宇航服,每一批新型宇航服的诞生都是人类技术的又一次巨大飞跃。可以想象,未来的宇航服将是个人太空旅行的宇宙飞船。
(1)太空中没有作用于人体的大气压,体液就会快速 ,其原因是 。
(2)沙克尔顿环形山位于月球南极,在山的边缘阴影区永无日照,保持着太阳系最低温的记录,请你推测这个最低温可能是 ℃。
(3)假如,你穿着自己设计制作的宇航服,在星空中遨游、月球上漫步。你的宇航服应具备哪些功能?
58.(2022•岳阳)巴陵广场是市民休闲的好去处,广场上有座关于后羿斩巴蛇的雕像,高约16m,质量为2×106kg。小明从家里出发,以1m/s的速度散步去广扬,600s后到达。
(1)求小明从家到广场经过的路程;
(2)求雕像所受的重力大小;
(3)小明估测雕像与水平地面的接触面积约为100m2,求雕像对地面的压强。
59.(2022•晋中)汽车已进入千家万户。在综合实践活动中,合作小组的同学们对小亮家的汽车中有关物理学的知识进行了专项研究,请你帮助他们完成以下两方面的实践活动。
实践活动一:设计制作汽车加热坐垫
同学们想利用车上提供的电压为12V的电源,设计具有加热和保温两挡功能的汽车座椅加热坐垫。他们在网上购买了两个阻值为6Ω的加热电阻片,若干导线和开关。
(1)请你帮助他们设计电路;
(2)求自制加热坐垫的加热和保温功率。
实践活动二:研究汽车中的动力学
(1)如图甲所示,是小亮家汽车的动力系统。该汽车发动机实质是汽油机,它把燃料燃烧产生的内能转化为 能,再通过传动机构,将动力传给车轮,使汽车行驶。
(2)请在图乙中画出汽车在水平地面上静止时受力的示意图。
(3)汽车整车质量约为1.6t,静止时车轮与地面的总接触面积约为0.16m2,求汽车静止时对水平地面的压强。(g取10N/kg)
(4)如图丙所示,是合作小组的同学们利用频闪摄影技术研究汽车的运动状态时,相机每隔0.5s曝光一次,拍摄到的汽车在平直公路上行驶的频闪照片。若车身长3m,求拍摄过程中汽车的行驶速度。
(5)查阅资料可知,汽车行驶时所受阻力约为车重的0.3倍,求拍摄过程中汽车发动机的输出功率。
七.科普阅读题(共1小题)
60.(2022•恩施州)阅读短文,回答问题。
超导磁流体推进器
磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成,如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,使之在通道内运动,若海水涌向船尾,水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源,获称为超导磁流体推进器。
其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”,工作过程中把电磁能直接转换成流体动能,以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进,具有低噪音等特点,具有重大推广价值。
中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究,第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。
请回答下列问题:
(1)磁流体推进器的核心组件由 、电极和通道构成。
(2)为减小空气和海水的影响,实验船上部主体可加工成 (选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”)的流线型。
(3)若上述实验船驶入清江,船身受到的大气压会 (选填“小于”、“等于”或“大于”)在海上时受到的大气压,利用河水 (选填“能”或“不能”)获得动力。
专题7:压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共26小题)
1.(2022•锦州)下列与日常生活相关的物理现象中,解释正确的是( )
A.洗手池下方的回水管是一个连通器
B.塑料吸盘能吸在瓷砖墙面上,是因为吸盘对墙面有吸引力
C.灰尘被吸入吸尘器,是因为流速大的地方压强大
D.潜水员需要穿抗压潜水服,是因为液体压强随深度增加而减小
【分析】(1)上端开口,底部连通的仪器,叫连通器;
(2)塑料吸盘是大气压在生活中应用的实例。塑料挂衣钩里面的压强小于外界的大气压强,是大气压强把挂衣钩压在墙上的;
(3)流体的压强跟流速有关,流速越大的地方压强越小;
(4)液体内部的压强随着深度的增加而增大。
【解答】解:A、洗手池下方排水管的U形“反水弯”利用了连通器原理,故A正确;
B、使用塑料吸盘时,先挤出里边的空气,使其内部气体压强减小,在外界大气压的作用就把它压在了光滑的墙面上,故B错误;
C、根据流体压强和流速的关系可知,吸尘器应用了气体流速大的地方压强小的原理,故C错误;
D、深海潜水员必须穿抗压潜水服是因为海水压强随深度的增加而增大,故D错误。
故选:A。
【点评】本题为力学综合题,考查了学生对液体内部压强的特点、连通器、大气压的应用、以及流速与压强的关系的理解和掌握,虽知识点多、但都属于基础,难度不大。
2.(2022•赤峰)下列动物身体部位的形态特点,有利于减小压强的是( )
A.啄木鸟的喙尖尖的 B.鸭子趾间有蹼
C.狼的犬齿尖锐 D.老鹰的爪非常锋利
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、啄木鸟的喙又尖又长,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A不符合题意;
B、鸭子趾间有蹼,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意;
C、狼的犬齿尖锐,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C不符合题意;
D、老鹰的爪非常锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】此题考查增大和减小压强的方法,能从压力和受力面积的角度来分析压强的变化是解决该题的关键。
3.(2022•大庆)下列说法不正确的是( )
A.大庆的冬天,树上经常有美丽的“雾凇”,这是凝固现象
B.大庆的冬天,交管部门向积雪的道路撒盐是为了降低雪的熔点
C.流体在流速大的地方压强较小
D.加热热气球气袋中的空气,会使热气球内部气体的温度升高,密度降低
【分析】(1)物质由气态直接变为固态叫凝华。
(2)影响晶体熔点高低的因素:物质的种类、压力的大小、是否有杂质。种类不同,熔点一般不同;压力越大,熔点降低;当有杂质掺入时熔点降低。
(3)流体包括液体和气体,流速越大的地方压强反而越小。。
(4)热气球内部气体温度升高的过程中,气球内气体的体积增大,所以气球内空气密度减小。
【解答】解:A、“雾凇”是空气中的水蒸气遇冷凝结成的小冰晶,这是凝华现象,故A错误;
B、在其它条件相同时,积雪上洒盐水是掺有杂质,积雪的熔点降低,即熔点低于当地温度,使雪熔化,交通方便,故B正确;
C、流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大,故C正确;
D、加热热气球气袋中的空气,会使热气球内部气体的温度升高,体积增大,密度降低,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强和流速的关系、物态变化、降低熔点的方法、密度,比较综合。
4.(2022•天津)如图所示的实例中利用大气压的是( )
A.紧固锤头 B.U型“反水弯”
C.用吸管喝饮料 D.潜水艇的浮沉
【分析】大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
【解答】解:A、撞击中,锤头和锤柄一块运动,锤柄受力静止,而锤头由于惯性还要继续运动,与锤柄结合的更结实,属于惯性现象,与大气压无关,故A不符合题意;
B、排水管U形“反水弯”是利用连通器来工作的,不是利用大气压,故B不符合题意;
C、用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口腔内,利用了大气压,故C符合题意;
D、潜水艇依靠改变自身的重力来实现沉浮的,利用的是物体的浮沉条件,与大气压无关,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对大气压的应用的了解与掌握,利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释,分析时不要说成“被吸上来”,而是“被外界的大气压压上来”。
5.(2022•随州)2022年5月14日国产大飞机C919首飞试验成功(如图)。有网友兴奋地说,中国商飞将可能成为继波音和空客之后的第三大民航飞机制造者。有报道称C919最大起飞质量达77吨,如此庞然大物能飞上天,下列说法中正确的是( )
A.C919不能垂直地面腾空而起,先滑行再起飞是为了让乘客充分欣赏机场景色
B.C919起飞原理是利用了流体压强与流速的关系
C.C919在高空水平飞行时机翼下方空气的流速远大于机翼上方空气的流速
D.C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞,此过程飞机对地面的压力增大,对地面的压强也增大
【分析】(1)(2)(3)飞机机翼上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,机翼在压强差的作用下,受到升力作用;
(4)根据飞机的受力情况分析压力的变化,根据p=分析地面受到的压强的变化。
【解答】解:
ABC、飞机的机翼上凸下平,飞机飞行时,在相同时间内,空气经过机翼上方的路程长,速度大,压强小;空气经过下方的路程短,速度小,压强大,从而使飞机获得向上的升力,当升力足够大时,飞机能起飞,所以飞机不能垂直地面腾空而起,故AC错误,B正确;
D、C919在长长的跑道上加速滑行再逐渐离地起飞的过程中,飞机受到的升力变大,对地面的压力变小,地面的受力面积不变,根据p=,地面受到的压强变小,故D错误。
故选:B。
【点评】本题以飞机为例考查了几个物理学中重要的知识点,认真审题,明确每一选项中描述的现象所对应的知识点,再做出相应的判断。
6.(2022•宁波)在日常生活生产中,根据需要常常要考虑受力面上的压强大小。下列事例中能增大压强的是( )
A.坦克通过履带与地面接触
B.单钢轮压路机有较重的前轮
C.滑雪板与雪地接触面积较大
D.背包用较宽的背带
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、坦克通过履带与地面接触,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;
B、单钢轮压路机有较重的前轮,是在受力面积一定时,通过增大压力增大压强,故B符合题意;
C、滑雪板与雪地接触面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不合题意;
D、背包用较宽的背带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不合题意。
故选:B。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
7.(2022•黑龙江)如图,A、B两容器中装有同一液体,且液面高度相同,a点的压强小于b点的压强,当A、B间的阀门打开时,下列说法中正确的是( )
A.液体由A流向B B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动
【分析】上端开口,下部通过阀门相连,属于连通器;
连通器的特点:连通器内装同种液体,当液体静止时,液面总是相平的。
【解答】解:如图,当阀门打开时,A和B的上端开口底部连通,构成了连通器。
由于容器中装同一种液体,并且液面相平,因此打开阀门后,液面仍保持相平,故液体不会流动。
故选:D。
【点评】连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。如果连通器中装有不同液体时,液面是不相平的。
8.(2022•百色)如图所示是我国自主研制的坦克,它具有潜渡功能。当坦克潜入水中,顶部舱门离水面5m深时,舱门受到水的压强为(ρ水=1.0×103kg/m3)( )
A.5×102Pa B.5×103Pa C.5×104Pa D.5×105Pa
【分析】利用p=ρ液gh求出坦克顶部舱门受到水的压强。
【解答】解:坦克顶部舱门受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5×104Pa,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了液体压强公式的应用,属于基础性题目。
9.(2022•广西)看似“轻”的空气,却有很大作用。以下事例中,利用流体压强与流速关系的是( )
A.塑料吸盘“吸”在光滑的墙上
B.我们交谈的声音是通过空气传播
C.茶壶盖上开小孔便于把水倒出
D.飞机机翼设计成上表面弯曲,下表面较平
【分析】流体包括液体和气体,流体压强与流速的关系:流体在流速越快的地方压强越小,在流速越慢的地方压强越大。分析各个实例应用的原理找出符合题意的选项。
【解答】解:
A、使用塑料吸盘时,先挤出里边的空气,使其内部的气体压强减小,在外界大气压的作用,吸盘被压在了光滑的墙面上,故A不符合题意;
B、我们交谈的声音是通过空气传播,是因为空气能够传声,故B不符合题意;
C、茶壶盖上开小孔是为了使水壶内外的气压相等,在水的重力作用下,水可以更容易倒出,利用了大气压,故C不符合题意;
D、飞机机翼设计成上表面弯曲,下表面较平,在机翼上方的空气流速快、压强小,在机翼下方的空气流速慢、压强大,形成向上的压强差,从而产生向上的升力,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题是一道综合题,考查了流体压强与流速的关系、大气压的应用以及声音的传播。
10.(2022•岳阳)下列实例中,应用了“流体压强与流速的关系”的是( )
A.用吸管吸饮料 B.用高压锅煮食物
C.茶壶的壶盖留有小孔 D.火车站台设置安全线
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
【解答】解:A、用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故A不符合题意;
B、高压锅煮食物熟得快,是因为锅内气压高液体沸点高,故B不符合题意;
C、茶壶的盖上留一小孔,使内外气压相等,水才容易倒出来,利用了大气压,故C不符合题意;
D、火车站台上,靠近火车的事侧,空气流速大,压强小,另一侧空气流速小,压强大,会产生向内的压强差,容易发生危险,所以要设置安全线,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题的综合性较强,考查了大气压的应用、流体压强与流速的关系等,总体难度不大。
11.(2022•宿迁)生活中许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法不合理的是( )
A.生活中用吸管将饮料吸入口中,是利用了大气压强的作用
B.高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大产生的压强大
C.小明坐公交车上学时以向前行驶中公交车为参照物看到道路两旁的树木向后运动
D.运动鞋底有凹凸不平的花纹主要是为了增大鞋底与地面之间的摩擦
【分析】(1)吸管吸饮料时,是外界大气压把饮料被压进吸管里的;
(2)流体在流速大的地方压强小,当火车驶过站台时会带动周围空气流动速度加快,从而造成人周围空气流速不同;
(3)一个物体相对于参照物位置发生变化,这个物体就是运动的;一个物体相对于参照物位置没有变化,这个物体就是静止的;
(4)增大摩擦的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:A、吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故A正确;
B、高铁站台上的乘客不能越过安全黄线,因为列车进站时空气流速大产生的压强小,故B错误;
C、以向前行驶中公交车为参照物,看到道路两旁的树木的位置发生了变化,是向后运动的,故C正确;
D、鞋底的凹凸不平的花纹主要是应用了增大接触面的粗糙程度的方法来增大摩擦,故D正确。
故选:B。
【点评】本题考查了大气压强、流体与流速的关系、增大摩擦的方法等,是综合题。
12.(2022•贺州)如图所示,往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张白纸会( )
A.朝上翻卷 B.彼此远离 C.不动 D.相互靠拢
【分析】流体的压强跟流速有关,流速越大的地方,压强越小。
【解答】解:往自由下垂的两张白纸中间向下吹气,两张纸中间空气流速大,压强变小,纸外侧的压强不变,两张纸被内外压强差压向中间,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查流体的压强与流速的关系,是一道基础题。
13.(2022•广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为pa0、pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为pa、pb,水面下c、d处水的压强为pc、pd,若大气压保持不变,则( )
A.pc>pd B.pa>pb C.pa0>pa D.pb0=pb
【分析】底部连通、上端开口的容器为连通器;连通器的液体静止不流动时,液面是相平的;
流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。
【解答】解:吹气前,该装置为连通器,连通器的水静止不流动时,水面是相平的,水面上方的压强是相同的,所以pa0=pb0;
在b上方持续水平吹气,b中液面的上方的空气的流速变大,压强变小,所以pa>pb;
由于b处的流速变大,压强变小,所以pb0>pb;
此时左侧两管相等于是一个连通器,液体密度相同,c、d处深度相同,所以pc=pd;
综上所述,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查了液体内部压强的大小、流体压强与流速的关系,难度不大。
14.(2022•内江)下列关于压强的说法正确的是( )
A.图甲中,剪刀有锋利的刃是为了减小压强
B.图乙中,将玻璃管竖直下压,下端管口橡皮膜受到的压强变小
C.图丙中,墨水会被吸进钢笔,是利用了大气压强
D.图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,此时纸条上方的气压大于下方的气压
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)液体压强跟液体密度和液体的深度有关;在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大;
(3)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等;
(4)流体的压强跟流速有关,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:A、图甲中,剪刀有锋利的刃,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故A错误;
B、图乙中,将玻璃管竖直下压,液体的密度不变,液体深度越大,液体压强越大,因此下端管口橡皮膜受到的压强变大,故B错误;
C、图丙中,吸钢笔水时,先用手捏笔胆排除里面的空气,松手后笔胆内空气体积增大,压强减小,墨水在大气压的作用下被压入笔胆,故C正确;
D、图丁中,从纸条上方沿纸条吹气,因为纸条上方的空气流速大,压强小,纸条下方的空气流速小,压强大,纸条受到一个竖直向上的压力差,所以纸条就飘起来,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查增大压强的方法、液体压强的特点、大气压强的应用和流体压强与流速的关系,虽知识点多、但都属于基础,难度不大,关键平时知识的理解和掌握。
15.(2022•乐山)以下说法中正确的是( )
A.乐山名食麻辣烫的竹签一端削尖是为了增大压强
B.同学们的书包带都比较宽其目的是减小压力
C.鞋底印有花纹是为了减小摩擦
D.冰壶运动中“擦冰”是为了增大摩擦
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)增大压强的方法:是在压力一定时,减小受力面积;是在受力面积一定时,增大压力;
(3)摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关;在接触面粗糙程度相同的情况下,压力越大摩擦力越大;在压力相同的情况下,接触面越粗糙,摩擦力越大;
(4)使接触面彼此分离的方式可以减小摩擦。
【解答】解:A、乐山名食麻辣烫的竹签一端削尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A正确;
B、同学们的书包带都比较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C、鞋底印有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故C错误;
D、冰壶运动中“擦冰”通过在冰壶和冰面之间增加一层水膜使接触面分离来减小摩擦,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查增大和减小压强的方法、增大和减小摩擦的方式,是一道联系生活实际的常考题。
16.(2022•聊城)第24届冬季奥运会在北京和张家口举行,下列关于赛场上一些现象和情景的说法中正确的是( )
A.滑雪手套掌心处设计的颗粒是为了增大摩擦
B.宽大的滑雪板可以减小运动员对地面的压力
C.击出的冰球仍高速运动,是因为受到惯性的作用
D.短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,运动状态不变
【分析】(1)增大摩擦力的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
(3)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性。
(4)物体的运动状态的改变包括速度大小和方向的变化,如果速度大小和方向不变,说明运动状态不变。
【解答】解:
A、滑雪手套的掌心处设计花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A正确
B、滑雪板设计得较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B错误;
C、击出的冰球仍高速运动,是因为冰球具有惯性,惯性不是力,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,运动方向不断变化,所以运动状态改变,故D错误。
故选:A。
【点评】此题考查增大摩擦和减小压强的方法、惯性、物体运动状态变化的判断,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
17.(2022•营口)下列不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.船闸
C.抽水机 D.地漏
【分析】连通器的特点:上端开口下端连通的容器.连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
【解答】解:A、茶壶的结构是:上端开口,下部连同,即是一个连通器,故A错误;
B、船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故B错误;
C、抽水机是利用大气压工作的,与连通器无关,故C正确;
D、地漏是利用连通器的原理制成的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查连通器的原理,解题的关键是知道连通器是上端开口,底部相连的,内装同种液体静止时液面保持相平。
18.(2022•娄底)下列有关科技、生活与物理的说法,正确的是( )
A.菜刀磨得锋利更容易切割食物,是因为增大了压力
B.能用吸管将杯中饮料吸进嘴里,是利用了大气压强
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小
D.高空飞行的大型客机,机翼上方空气流速大、压强大
【分析】(1)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(2)根据大气压的作用分析解答;
(3)液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;
(4)流体的压强跟流速有关,流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大。
【解答】解:A、菜刀磨得锋利更容易切割食物,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A错误。
B、用吸管将杯中的饮料吸入口中,是吸走了管中的空气,使气压减小,在外界大气压的作用下将饮料压入口中;故B正确。
C、拦河大坝设计成上窄下宽的形状,是因为水的压强随深度的增加而增大,故C错误。
D、高空飞行的大型客机,机翼上方空气流速大、压强小,会产生一个向上的压强差,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查的知识面广,将选项中涉及到的生活知识与物理上的力学知识相联系,进行准确的判断即可。
19.(2022•北京)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
【分析】由题意知两容器底部受到的液体压强相等,由图知甲液体的深度小于乙液体的深度,由p=ρgh判断出甲、乙液体密度的关系;
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρgh判断出A、B以下部分压强的关系,由p=p上+p下且p甲=p乙判断出AB两点压强的关系。
【解答】解:由题意知两容器底部受到的液体压强相等p甲=p乙,由图知甲液体的深度小于乙液体的深度,由p=ρgh知ρ甲>ρ乙;
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρgh知pA下>pB下,
由于p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,且p甲=p乙,
所以pA<pB,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了液体压强公式的应用,判断出A、B点以下部分压强的关系是解题的关键。
20.(2022•无锡)如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ水>ρ酒精)。B和C两容器的底面积相同,且其中的液体深度也相同,三个容器中,底部所受液体压强最大的是( )
A.A容器 B.B容器 C.C容器 D.无法比较
【分析】利用p=ρ液gh比较各容器中液体对容器底的压强大小。
【解答】解:由图可知,A、B容器中都是水,密度相等,B容器中的水的深度比A容器中水的深度更深,根据p=ρ液gh可知,B容器中底所受的压强比A容器底所受的压强更大;
B、C两容器中液体的深度相同,但是B容器的水的密度大于C容器中酒精的密度,根据p=ρ液gh可知,B容器底部所受液体压强大于C底部所受液体压强;
综合以上分析可知,三个容器中,底部所受液体压强最大的是B容器,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查液体压强大小的比较,题目难度不大。
21.(2022•福建)如图,小华利用自制喷雾器浇花。推动注射器的活塞时吸管内水面上升,这是因为吸管
上方空气( )
A.流速大,压强大 B.流速大,压强小
C.流速小,压强大 D.流速小,压强小
【分析】气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:在吸管的上方推动注射器的活塞时,吸管上方空气的流动速度较大,压强较小,在瓶内气压作用下水面上升。
故选:B。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系,难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
22.(2022•郴州)一个质量分布均匀的立方体,静止在水平地面上。沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分。剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最大的是( )
A. B.
C. D.
【分析】物体对水平地面的压力大小等于物体的重力,根据p=分析剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强。
【解答】解:当沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分时,由密度公式可知,剩下的b部分的质量为原来的,由G=mg可知,b的重力变为原来的,则b对水平地面的压力也变为原来的,因此四种分割方法中,剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压力相等;
由图可知,D图中剩下的b部分的受力面积最小,由p=可知,D图中剩下的b部分(未倾倒)对水平地面产生的压强最大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强定义式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
23.(2022•宜昌)在如图所示的托里拆利实验中,会使测得的大气压数值变小的是( )
A.将玻璃管稍微倾斜
B.将玻璃管稍微下压
C.用密度更小的液体替代水银
D.玻璃管内混入空气
【分析】测量大气压的实验中,影响实验结果的有:管内进入气泡、实验的地点;而玻璃管的粗细、长度、水银的多少、是否倾斜等不会影响实验结果。
【解答】解:AB、托里拆利实验中,是否倾斜、上提下压、管的粗细都不影响水银柱的高度,故AB错误。
C、托里拆利实验中,用密度更小的液体替代水银,液柱的高度变大,故C错误。
D、若玻璃管内混进了少许空气,则p水银+p空气=p大气,所以空气会产生一定的压强,从而抵消掉一部分外界大气压,最终测量结果会偏小,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了托里拆利实验中,水银柱的高度的影响因素,是比较基础的习题,掌握基础知识很重要。
24.(2022•怀化)下列关于压强的实例中,说法不正确的是( )
A.火车轨道铺在枕木上,通过增大受力面积减小压强
B.排水管的U型“反水弯”是一个连通器
C.自制压强计随海拔的升高玻璃管内液面会降低
D.飞机机翼的升力是利用气体流速越快的位置压强越小的原理
【分析】(1)当压力一定时,受力面积越小,压强越大;受力面积越大,压强越小;
(2)连通器的原理:连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平;
(3)大气压强随高度的增加而减小,瓶外气压小,玻璃管中液柱会上升;
(4)飞机机翼产生升力利用了流体压强与流速的关系。
【解答】解:A、列车的钢轨要铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A正确;
B、洗手盆设计的 U 型反水弯是连通器,连通器中装同种液体时,液体静止时,液面相平,可以防止异味,是利用了连通器的原理,故B正确;
C、随海拔的升高,大气压减小,瓶内气压大于瓶外气压将液体压入玻璃管中,所以玻璃管内液柱升高,故C错误;
D、飞机的机翼能获得升力,是利用了流体压强与流速的关系,即流体中流速越大的位置压强越小,故D正确。
故选:C。
【点评】本题是事例都是生活中的常用的现象,利用生活现象考查物理知识,体现物理和生活的密切关系,体现了学以致用的目的。
25.(2022•重庆)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为pA,则以下分析正确的是( )(取g=10N/kg)
A.B的重力是50N
B.L=2.5cm时,pA:pB=16:21
C.B的底面积为100cm2
D.A切去一半后,pA=2000Pa
【分析】(1)由乙图可知L的最大值为10cm,所以正方体A的边长为10cm=0.1m,正方体B的边长是A的2倍,则B的边长为20cm=0.2m,进一步计算B的底面积,当L=0时,B对地面的压强为5000Pa,根据压强公式列方程可得B的重力,当L=10cm时,B对地面的压强为6000Pa,根据压强公式列方程可得A的重力,根据压强公式计算A切去一半后A对地面的压强;
(2)根据压强公式计算当L=2.5cm时,A对地面的压强和B对地面的压强,进一步计算pA:pB的值。
【解答】解:(1)由乙图可知L的最大值为10cm,所以正方体A的边长为10cm=0.1m,
正方体B的边长是A的2倍,则B的边长为20cm=0.2m,B的底面积为20cm×20cm=400cm2,故C错误;
当L=0时,B对地面的压强为5000Pa,物体对地面的压力等于自身重力,根据压强公式可得pB=,即=5000Pa,解方程可得GB=200N,故A错误;
当L=10cm时,B对地面的压强为6000Pa,根据压强公式可得=6000Pa,即=6000Pa,解方程可得GA=40N,
A切去一半后,A对地面的压强pA===4000Pa,故D错误;
(2)当L=2.5cm时,A对地面的压强为==4000Pa,
B对地面的压强为==5250Pa,
则==,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查压强公式的灵活运用,正确读取图中信息是解题的关键。
26.(2022•新疆)正六边形钢质螺母的质量为7.9g,其空心圆的面积为正六边形的面积的,当螺母如图甲所示平放在水平地面上时,螺母对地面的压强为p;当螺母如图乙所示立放在水平地面上时,螺母对地面的压强为4p。已知钢的密度为7.9×103kg/m3,则正六边形的边长为( )
A.cm B.cm C.cm D.cm
【分析】通过固体压强公式、密度公式和六边形面积公式进行代数运算和整合。
【解答】解:平放在水平地面上时,螺母对地面的压强为p,p==;
立放在水平地面上时,螺母对地面的压强为4p,4p=;
两式相比可得=;
设六边形边长为a,高度为h,则S边=ah,S六=a2×6;结合上面式子化简可得h=;
正六边形中钢的体积V===1cm3;
六边形体积为2V,
2V=S六h;2×1cm3=a2×6×h=;解得a=cm;故A、C、D错误,B正确;
故选:B。
【点评】本题考查了固体压强公式、密度公式和六边形面积公式,综合性大,计算量增加了难度。
二.多选题(共1小题)
(多选)27.(2022•河北)如图所示的四幅图中,不能利用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.用吸管将饮料吸到嘴里
B.热气球腾空而起
C.向烧瓶浇冷水,停止沸腾的水又沸腾了
D.往b管中吹气,a管中的水面上升
【分析】(1)大气压的应用大多是利用内外的气压差,所以要判断是否是大气压的应用,要注意有没有形成这个“气压差”;
(2)热气球是利用浮力升空的;
(3)水的沸点随液面气体压强的降低而降低;
(4)流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。
【解答】解:
A、用吸管吸饮料的原理是:先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,利用了大气压强,不能利用流体压强与流速的关系解释,故A符合题意;
B、热气球升空,是因为热空气的密度比空气的密度小,热气球受到的浮力大于重力,利用的是空气的浮力,不能利用流体压强与流速的关系解释,故B符合题意;
C、向瓶底浇冷水,瓶内压强变小,水的沸点降低,停止沸腾的水又沸腾了,不能利用流体压强与流速的关系解释,故C符合题意;
D、a管中水面上升,是因为向b管中吹气时,a管上方的空气流速增大、压强减小,故D不符合题意。
故选:ABC。
【点评】本题考查了大气压的应用、沸点与气压的关系、浮力的利用、流体的压强跟流速的关系等,是一道综合题。
三.填空题(共19小题)
28.(2022•杭州)如图所示,对着两张纸中间用力向下吹气,两张纸会 靠拢 (选填“靠拢”“分开”或“保持静止”),理由是 纸片中间气体流速大压强小,纸片中间气体压强小于两侧大气压,在两侧气压差的作用下将纸片向内挤压 。
【分析】流体压强与流速的关系是:流体在流速的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间。
故答案为:靠拢;纸片中间气体流速大压强小,纸片中间气体压强小于两侧大气压,在两侧气压差的作用下将纸片向内挤压。
【点评】此题主要考查学生对流体压强与流速关系这一知识点的理解和掌握,解决本题的关键是要明确哪里的空气流速大,压强小。
29.(2022•青海)某届“环青海湖国际公路自行车赛”中,一运动员从西宁市到平安区骑行了27km,用时0.5h,该运动员骑行的平均速度是 54 km/h。该运动员与自行车的总质量为80kg,在水平路面骑行时,轮胎与地面总接触面积为0.01m2,此时自行车对地面的压强是 8×104 Pa。(g取10N/kg)
【分析】(1)知道运动员从西宁市到平安区骑行的路程和时间,利用v=求出该运动员骑行的平均速度;
(2)在水平路面骑行时,自行车对地面的压力等于该运动员与自行车的总重力,根据F=G=mg求出其大小,受力面积的大小等于轮胎与地面总接触面积,利用p=求出此时自行车对地面的压强。
【解答】解:(1)该运动员骑行的平均速度:v===54km/h;
(2)在水平路面骑行时,自行车对地面的压力:F=G=mg=80kg×10N/kg=800N,
此时自行车对地面的压强:p===8×104Pa。
故答案为:54;8×104。
【点评】本题考查了平均速度公式和重力公式、压强公式的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
30.(2022•聊城)如图甲所示,小明将装满水的玻璃杯,用薄塑料片盖严杯口并倒置,塑料片不会掉下来,这个现象说明了 大气压强 的存在。图乙小明又把一支铅笔放在这个装满水的玻璃杯的一侧,透过玻璃杯可以看到那支“笔”,他惊奇地发现,铅笔的笔尖本来是朝左的,可他看到的却是“笔尖”朝右,这是因为盛水的玻璃杯水平方向相当于凸透镜,他看到的是铅笔的 实 (选填“实”或“虚”)像。
【分析】(1)此实验是证实大气压存在的最常见的实验,纸片没有掉下来就是因为受到外界大气压对纸片向上压力的作用;
(2)凸透镜成像的规律:a、当物距大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像;b、当物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像;c、当物距小于二倍焦距、大于一倍焦距时,成倒立、放大的实像;d、当物距小于一倍焦距时,成正立、放大的虚像。
【解答】解:纸板受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,而纸板受到向上的大气压远大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来,这个现象说明了大气压强的存在;
装满水后的玻璃杯相当于一个凸透镜,铅笔的笔尖本来是朝左的,可他看到的却是“笔尖”朝右,方向相反,成的是倒像,倒立的都是实像。
故答案为:大气压强;实。
【点评】本题考查凸透镜成像规律的应用和大气压强的应用,难度不大,注意凸透镜成像是倒立的都是实像。
31.(2022•广元)2022年春,广元组织医疗队援助新冠肺炎疫情严重的地区,医疗队乘坐的大巴车总重为2×105N,车轮与地面的总接触面积为0.4m2,当大巴车静止在水平路面时,对路面的压强为 5×105 Pa;大巴车在高速公路上加速超越前车时,两车间的气流速度增大,两车间气流的压强 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】(1)根据F压=G得出大巴车静止时对水平路面的压力,根据p=得出该大巴车静止时对水平路面的压强;
(2)气体和液体都属于流体,在流体中,流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。
【解答】解:大巴车静止时对地面的压力为F压=G=2×105N,大巴车静止时对水平路面的压强为p===5×105Pa;
大巴车在高速公路上加速超越前车时,两车间的气流速度增大,两车间的压强减小。
故答案为:5×105;减小。
【点评】本题考查压强的计算和流体压强与流速的关系,难度不大。
32.(2022•海南)如图是小明玩自制玩具的两个场景。甲图中,往弯曲的纸卷里吹气,纸卷伸直了,是因为纸卷里的气压 变大 (选填“变大”或“变小”)。乙图中,用力向简易喷雾器的A管内吹气,B管口喷出了水雾,其原理是利用了流体压强与 流速 的关系。
【分析】(1)体积一定时,气体的质量越大,产生的压强越大;
(2)流体流速越大的位置压强越小,据此解释。
【解答】解:(1)甲图中,往弯曲的纸卷里吹气,纸卷内气体的质量增大,所以内部气压变大,从而使纸卷伸直;
(2)乙图中,用力向简易喷雾器的A管内吹气,使B管上端开口处空气流速变大、压强变小,水在大气压的作用下上升,在横向气流的冲击下形成水雾。
故答案为:变大;流速。
【点评】本题考查了气体压强的变化,流体压强与流速关系的应用,属基础知识。
33.(2022•牡丹江)如图所示,排水管的U形“反水弯”是一个 连通器 。使用后,“反水弯”处会存有一定量的水,两侧水面是 相平 的,可以有效的阻挡排水管中异味进入室内。
【分析】U形“反水管”等都是利用了连通器的原理,用里面的存水将上下隔开,防止异味上行,据此来进行解答。
【解答】解:
如图所示,洗手盆下方排水管的U形“反水弯”利用了连通器的原理,使管中存有一定量的水,两侧水面是相平的,将上下隔开,可以防止下水道的“异味”通过排水管进入室内。
故答案为:连通器;相平。
【点评】本题考查连通器的原理,要求学生运用所学知识分析解决实际问题。
34.(2022•吉林)如图为某款N95口罩的示意图,口罩的鼻夹与鼻梁接触处附有海绵,其目的是为了 减小 鼻夹对鼻梁的压强;为了佩戴时与脸部贴合的更紧密,口罩带通常用 弹 性材料制成。
【分析】(1)减小压强的方法:是在压力一定时,增大受力面积;是在受力面积一定时,减小压力;
(2)为了佩戴时与脸部贴合的更紧密,说明材料弹性好。
【解答】解:口罩的鼻夹与鼻梁接触处附有海绵,其目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小鼻夹对鼻梁的压强;
为了佩戴时与脸部贴合的更紧密,说明材料弹性强。
故答案为:减小;弹。
【点评】此题考查减小压强的方法和材料的塑性,总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
35.(2022•泰州)一款环保共享电动汽车满载时总质量为900kg,轮胎与地面的总接触面积为300cm2,静止在水平马路上时,路面受到的压力F= 9×103 N,压强p1= 3×105 Pa;若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压强p2 小于 p1(选填“大于”、“等于”或“小于”)(g取10N/kg)。
【分析】(1)共享电动汽车静止在水平马路上时,路面受到的压力和汽车的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,受力面积的大小等于轮胎与地面的总接触面积,利用p=求出路面受到的压强;
(2)若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压力不变,受力面积变大,利用p=判断此时电动汽车对地面的压强变化,从而得出答案。
【解答】解:(1)共享电动汽车静止在水平马路上时,路面受到的压力:
F=G=mg=900kg×10N/kg=9×103N,
则路面受到的压强:p1===3×105Pa;
(2)若该车不慎陷入路边松软的水平草坪,此时电动汽车对地面的压力不变,受力面积变大,
由p=可知,此时电动汽车对地面的压强变小,即p2<p1。
故答案为:9×103;3×105;小于。
【点评】本题考查了压力和压强大小的计算以及压强公式的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等,知道该车不慎陷入路边松软的水平草坪时受力面积变大是关键。
36.(2022•十堰)如图是抗击“新冠”疫情使用的负压救护车,车内空间为负压舱,它能有效防护病毒再传播,负压装置的主要部分是一个抽气机,将经消毒、杀菌处理后的被污染空气 从车内抽出 (选填“从车内抽出”或“抽入至车内”),使车内气压 低于 (选填“高于”、“低于”或“等于”)车外大气压,在 大气压 作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
【分析】负压救护车是利用负压技术是使救护车内的大气压强小于外界的大气压强。据此分析即可解答。
【解答】解:负压救护车的原理:车内空间为负压舱,小于外界大气压,因此必须用抽气机将被污染的空气经过消毒、杀菌处理后从车内抽出,使车内气压低于车外大气压,在大气压作用下,清洁的空气只能由车外流向车内。
故答案为:从车内抽出;低于;大气压。
【点评】此题考查大气压的综合应用,理解负压救护车的工作原理是关键。
37.(2022•鄂州)2022年3月,即将建成的亚洲最大货运机场—鄂州花湖机场完成试飞任务。该机场距离北京、上海、广州均约为1000km,飞机从鄂州抵达其中任何一地的时间均约为1.5h,则飞机飞行的平均速度约为 666.7 km/h(结果保留一位小数);飞机是利用流体流速越大的位置压强越 小 的原理升空的,起飞过程中,发动机将燃料的化学能转化为 内 能,再转化为 机械 能。
【分析】(1)根据v=求出平均速度;
(2)流体压强与流速的关系:流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大;
(3)燃料燃烧,将燃料的化学能转化为内能,内能再转化为机械能。
【解答】解:飞机飞行的平均速度:
v==≈666.7km/h;
该飞机起飞时,其升力是利用气体流速越大的位置,压强越小的原理;
起飞过程中,燃料的化学能先转化为内能,内能再转化为机械能。
故答案为:666.7;小;内;机械。
【点评】此题主要考查的是学生对重力计算、速度计算和能量转化的理解和掌握,难度不大。
38.(2022•毕节市)如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时,车的总质量为12t,轮胎与地面接触的总面积为0.6m2,此时车静止在水平路面上,对路面的压强为 2×105 Pa,水对罐体底部的压强 1.5×104 Pa。当增大罐内气压后,水就可以洒向更远处,此时罐体与出水管 不是 (填“是”或“不是”)连通器。
【分析】(1)根据G=mg求车的总重力,车对水平路面的压力大小等于车的总重力,根据p=求车对路面的压强;
(2)根据p=ρgh求水对罐体底部的压强;
(3)连通器是两端开口,底部连通的容器。
【解答】解:(1)车的总重力:G=mg=12×103kg×10N/kg=1.2×105N,
车对水平路面的压力:F=G=1.2×105N,
车对路面的压强:p===2×105Pa;
(2)水对罐体底部的压强:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa;
(3)连通器是两端开口,底部连通的容器,洒水车的罐体是密封的,只有水管一端开口,故不是连通器。
故答案为:2×105;1.5×104;不是。
【点评】本题考查液体压强公式、压强定义式的应用和连通器的特点,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
39.(2022•绥化)如图所示,一个底面积为800cm2的薄壁圆柱形容器中装有某种液体,将一边长为10cm的正方体木块轻放入该容器中,木块静止时露出液面的高度为2cm,液体对容器底部的压强变化了80Pa。则该木块底部受到的液体压强为 640 Pa,木块受到的浮力为 6.4 N。
【分析】由V=Sh算出木块排开液体的体积,由Δh=算出容器中液面升高的高度,根据p=ρgh算出液体的密度和该木块底部受到的液体压强,再由F浮=ρ液gV排算出木块受到的浮力。
【解答】解:木块排开液体的体积为:
V排=S木h浸=(10cm)2×(10cm﹣2cm)=800cm3=8×10﹣4m2,
容器中液面升高的高度为:
Δh===1cm=0.01m,
根据p=ρgh知液体的密度为:
液体的密度为:
ρ液===0.8×103kg/m3,
该木块底部受到的液体压强为:
p=ρ液gh浸=0.8×103kg/m3×10N/kg×(10×10﹣2﹣2×10﹣2m)=640Pa;
木块受到的浮力为:
F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m2=6.4N。
故答案为:640;6.4。
【点评】本题考查了体积公式、液体压强公式以及阿基米德原理公式的应用,是一道综合题,有一定的难度。
40.(2022•贺州)如图所示,水平桌面上甲、乙两容器底面积均为0.01m2,甲容器内盛有体积为3×10﹣3m3的水,乙容器内盛有深度为0.35m的酒精,则甲容器内水的质量为 3 kg;从甲、乙两容器内抽出 0.1 m相同高度的液体后,液体对两容器底部压强相等。
【分析】(1)根据密度公式算出甲容器内水的质量;
(2)利用数学关系算出酒精的体积,根据密度公式算出乙容器内酒精的质量;柱形的容器中的液体对容器底部的压强可以用p==计算;根据压强的关系判定重力的大小;根据ρ=判定抽出的水和酒精的重力关系。
【解答】解:(1)甲容器内盛有体积为3×10﹣3m3的水,则甲容器内水的质量为:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×3×10﹣3m3=3kg;
(2)甲、乙两容器底面积均为0.01m2,乙容器内盛有深度为0.35m的酒精,则酒精的体积V酒=0.01m2×0.35m=3.5×10﹣3m3,则乙容器内酒精的质量为:
m酒=ρ酒V酒=0.8×103kg/m3×3.5×10﹣3m3=2.8kg;
根据体积的公式,V=,V=Sh,可以看出,当两容器中的液体体积减小相同的量时,在密度关系、底面积关系不变的情况下,液体的质量m和液体的深度h都会发生相应的变化,这样才有可能使两容器内液体对容器底部的压强相等,故应从甲、乙容器内抽出相同体积的液体,由于甲、乙容器完全一样,所以从甲、乙两容器内抽出液体的高度相同,设从甲、乙两容器内抽出液体的高度为h;
此时液体对两容器底部的压强相等,根据公式p==可知,此时水和酒精的重力是相同的,即m水g﹣ρ水gSh=m酒g﹣ρ酒gSh,即:
3kg×10N/kg﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×h=2.8kg×10N/kg﹣0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×h,
解得:h=0.1m。
故答案为:3;0.1。
【点评】本题考查了对于柱形的容器,液体对容器底的压力大小等于液体的重力,以及利用p=进行分析和判断。
41.(2022•黔东南州)如图所示,“歼31”作为我国自主研发具有隐形功能的一种四代战机,其多项技术已经领先世界同类型飞机。在飞行时,以 飞机 (选填:“地面”或“飞机”)为参照物,飞行员是静止的;飞机能够升空是因为机翼上方的空气流速比下方的 快 (选填:“快”或“慢”),从而产生了向上的升力。
【分析】(1)如果物体相对于参照物的位置不变,物体是静止的,物体相对于参照物的位置不断变化,物体是运动的;
(2)流体流速越大的地方,流体压强越小,流速越小的地方,压强越大。
【解答】解:(1)飞行员相对于飞机位置不变,则以飞机作为参照物,飞行员是静止的;
(2)机翼上方的空气流速比机翼下方的流速快,因此机翼上方气体压强小于机翼下方气体压强,从而产生了升力。
故答案为:飞机;快。
【点评】本题考查了参照物的选择、流体流速与流体压强的关系,难度不大,是一道基础题。
42.(2022•凉山州)如图所示,两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体,已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则两容器底部所受液体压强p甲 > p乙,所受液体的压力F甲 > F乙(均选填“>”“=”或“<”)。
【分析】已知A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,B点的深度小于A点的深度,根据公式p=ρgh可知,液体的密度的大小关系,再利用公式p=ρgh判断出两容器底部所受液体压强的大小关系,根据p=的变形公式F=pS判断出两容器底部所受液体压力的大小关系。
【解答】解:B点的深度大于A点的深度,A、B两点所受液体的压强相等,根据公式p=ρgh可知,甲的密度大于乙的密度,A、B到底部的高度相等,所以A点下面液体产生的压强大于B点下面液体产生的压强;
因为距容器底部h处A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,所以容器底部甲受到的压强大于乙产生的压强,即p甲>p乙;
因为容器底面积相等,根据p=的变形公式F=pS可知,容器底部甲受到的压力大于乙产生的压力,即F甲>F乙。
故选:>;>。
【点评】本题考查压强和压力大小的判断,关键是公式的应用,难点是判断出液体的密度的大小关系。
43.(2022•广州)如图,甲、乙两同学分别对测力计调零。若抽板处对两同学食指的压力相等,则食指承受压强较大的是甲还是乙? 甲 ,依据是 由图可知,甲同学食指与抽板处的接触面积小于乙同学食指与抽板处的接触面积,而抽板处对两间学食指的压力相等,根据p=可知,甲同学食指承受的压强较大 。
【分析】固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。
【解答】解:由图可知,甲同学食指与抽板处的接触面积小于乙同学食指与抽板处的接触面积,而抽板处对两间学食指的压力相等,根据p=可知,甲同学食指承受的压强较大。
故答案为:甲;由图可知,甲同学食指与抽板处的接触面积小于乙同学食指与抽板处的接触面积,而抽板处对两间学食指的压力相等,根据p=可知,甲同学食指承受的压强较大。
【点评】本题主要考查学生对固体压强大小的比较,难度不大。
44.(2022•苏州)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,无噪声,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 小 ,室内的污浊气体在 大气压 作用下被排出。水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向 相同 。
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大;根据风帽的叶轮方向判断转动方向。
【解答】解:风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出;由图的叶轮方向可知,当水平方向的风,从不同方位吹来,风帽的转动方向都是顺时针,故风帽的转动方向相同。
故答案为:小;大气压;相同。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系,难度不大。
45.(2022•甘肃)2021年10月10日,“海斗一号”自主遥控无人潜水器再次刷新我国无人潜水器最大下潜深度纪录。如图所示。若海水密度为1.05×103kg/m3,g=10N/kg,“海斗一号”在10800米处受到海水的压强为 1.134×108 Pa。假设海水密度不随深度变化,潜水器在上浮且未浮出水面过程中,受到水的浮力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)根据p=ρgh求出“海斗一号”下潜到10800米处受到海水的压强;
(2)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开水的体积不变,水的密度不变,利用F浮=ρ水V排g分析浮力变化。。
【解答】解:
(1)“海斗一号”下潜到10800米处受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.05×103kg/m3×10N/kg×10800m=1.134×108Pa;
(2)潜水器在上浮且未浮出水面过程中,排开水的体积不变,水的密度不变,由F浮=ρ水V排g可知浮力不变。
故答案为:1.134×108;不变。
【点评】此题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,要求认真审题,从中获取有用信息,要仔细,易错题!
46.(2022•丽水)为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为35厘米2,瓶盖面积为7厘米2,并将瓶子装满600毫升水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。
(1)本实验可初步得出:压力的作用效果与 受力面积 有关;
(2)正放时水对瓶底的压强为p1,倒放时水对瓶盖的压强为p2,则p1 等于 p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出 480 毫升水。
【分析】(1)压力作用效果用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;
(2)瓶中装满水,将瓶子竖直倒置,水的密度ρ、水的深度h不变,利用液体压强公式p=ρgh即可判断;
(3)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,根据压强求出倒放时的压力大小,则可知倒放时水的重力,与原来的重力相减,即为应倒出水的重力,根据G=mg计算质量。
【解答】解:(1)本图是同一个瓶子的两种放置状态,压力大小相等,受力面积越小,海绵形变越大,压力作用效果越明显,所以本实验说明压力一定时,压力作用效果与受力面积有关;
(2)瓶中装满水,将瓶子竖直倒置,水的密度ρ、水的深度h不变,
由液体压强公式p=ρgh可知,瓶子正放时对海绵的压强与瓶子倒放时对海绵的压强相等,
所以p1=p2;
(3)V=600mL=600×10﹣6m3
这瓶水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×600×10﹣6m3=0.6kg。
这瓶水重为:G=mg=0.6kg×9.8N/kg=5.88N。
物体放在水平面上,则F=G=5.88N。
瓶子正放时对海绵的压强为p1==≈1.68×103Pa;
要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,
由p=得:倒放时水的重力G′=F′=pS=1.68×103Pa×7×10﹣4m2=1.176N,
倒出的水的重力△G=G﹣G′=5.88N﹣1.176N=4.704N,
则由G=mg得:△m===0.48kg。
由m=ρV得V===0.48×10﹣3m3=0.48×103cm3=480mL。
故答案为:受力面积;等于;480。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、压强公式的应用,综合性较强,解题时要注意单位的换算,灵活应用公式是解题的关键。
四.实验探究题(共4小题)
47.(2022•安徽)为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, 深度越深 ,液体的压强越大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 乙 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。
【分析】液体内部朝各个方向都有压强,液体内部的压强与物体浸入液体的深度有关,深度越大,压强就越大。
【解答】解:(1)橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,说明在液体密度一定时,深度越深,压强越大,液体压强随深度的增加而增大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,橡皮膜的深度相同,根据p=ρgh可知,橡皮膜在水中受到的压强大,所以乙中的橡皮膜凹进得更多。
故答案为:(1)深度越深;(2)乙。
【点评】此题考查了液体压强的特点以及根据现象总结结论的能力,难度不大。
48.(2022•凉山州)在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中,某同学利用了多个完全相同的铁块和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 来比较压力作用效果;
(2)由 甲、乙 两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;
(3)对比乙、丙两图可以得出:当压力一定时, 受力面积 越小,压力作用效果越明显;
(4)对比甲、丙两图,该同学认为压力作用效果与压力大小无关,他的观点是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 比较时没有控制受力面积相同 。
【分析】(1)实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,需要用控制变量法探究压力作用效果的影响因素;探究压力作用效果跟压力大小的关系时,控制受力面积不变,改变压力的大小;探究压力作用效果跟受力面积大小的关系时,控制压力大小不变,改变受力面积;
(3)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定压力作用效果与变化量之间的关系;
(4)根据控制变量法,探究压力作用效果与压力大小的关系,应控制受力面积相同,据此分析解答。
【解答】解:(1)根据转换法可知,实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果;
(2)图甲、乙中,受力面积相同,乙图的压力大,海绵凹陷程度大,压力作用效果越明显,因此由甲、乙两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系;
(3)对比乙、丙两图可知,压力相同,乙的受力面积小,压力的作用效果明显,故可得出结论:当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)根据控制变量法,探究压力作用效果与压力大小的关系,应控制受力面积相同,对比甲、丙两图可知,实验中在改变压力的同时,没有控制受力面积相同,故不能得出压力作用效果与压力大小无关的结论,因此该同学的观点是错误的。
故答案为:(1)凹陷程度;(2)甲、乙;(3)受力面积;(4)错误;比较时没有控制受力面积相同。
【点评】本题考查了探究压力作用效果与什么因素有关的实验,重点是控制变量法和转换法在实验中的应用,难度不大。
49.(2022•福建)在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 压强 的大小。
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 深度 有关。
(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 无关 。
(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 密度 是否有关。
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 深度 相等。
【分析】(1)橡皮膜所受压力越大,则鼓起的程度越大,利用了转换法;
(2)由图甲可知,三只管装的液体深度不同,鼓起的程度不同,表明压强不同;
(3)图乙中两只不同管中装水的深度相同,橡皮膜鼓起的程度相同,表明压强相同;
(4)5号管和2号管装的液体深度相同,液体种类不同,橡皮膜鼓起的程度不同,表明压强不同;
(5)2号管和6号管装液体的种类、深度相同,长度不同,橡皮膜鼓起的程度相同,表明压强相同。
【解答】解:(1)通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小,利用的方法是转换法;
(2)相同的1、2、3号管中装的液体种类相同,且管内液体的深度逐渐增加,则橡皮膜鼓起的程度逐渐增大,说明液体的压强与深度有关,相应的质量、体积、重力也逐渐增大,所以猜想:液体的压强与液体的质量、重力、体积或深度有关;
(3)通过2号管和4号管的比较可见,4号管中液体的质量、体积、重力一定大于2号管,但二者橡皮膜鼓起的程度相同,说明液体的压强与质量、重力、体积无关,只与深度有关;
(4)探究液体的压强与液体的密度是否有关,利用控制变量法:5号管中盐水和2号管中的水比较,二者的深度相同,由于盐水的密度大于水的密度,则5号管橡皮膜鼓起的程度大;
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,利用控制变量法,2号管和6号管是相同的两支玻璃管,内装液体的种类相同、深度相同、长度不同时,橡皮膜鼓起的程度相同,表明液体的压强跟液体的长度无关。
故答案为:(1)压强;(2)深度;(3)无关;(4)密度;(5)深度。
【点评】本题考查探究液体压强特点的实验,掌握p=ρ液gh是解答本题的关键。
50.(2022•广安)在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。
(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 气密性 ;
(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 相等 ;
(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 密度 越大,压强越大;
(4)通过比较B图与 D 图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
【分析】(1)压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,若液体压强计漏气,U形管中的液面就不会变化;
(2)(3)(4)在同一深度处,各个方向的压强相等;在不同液体的同一深度处,密度大的液体产生的压强大;在同种液体内部,深度越大,该处压强越大。
【解答】解:(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的气密性;
(2)通过比较A、B、C三图可知,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变,说明液体内部的压强相同,故可以得出液体内部同一深度向各个方向的压强相等;
(3)通过比较D、E两图可知,液体内部同一深度处,液体密度不同,U形管两侧水面的高度差不同,密度越大,压强越大;
(4)通过比较D、E两图可知,液体密度相同,深度大越,液体压强越大。三峡大坝下方受到的压强比上方大,所以下方大坝要建的宽一点。
故答案为:(1)气密性;(2)相等;(3)密度;(4)D。
【点评】本题考查了液体压强的特点,难度中等。
五.计算题(共6小题)
51.(2022•吉林)静止在水平桌面上的一套丛书,质量为1.65kg,与桌面的接触面积为0.03m2,求:
(1)该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压强。(g=10N/kg)
【分析】(1)知道该套丛书的质量,根据G=mg求出该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压力和自身的重力相等,受力面积的大小等于其与桌面的接触面积,利用p=求出该套丛书对桌面的压强。
【解答】解:(1)该套丛书受到的重力:
G=mg=1.65kg×10N/kg=16.5N;
(2)因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,该套丛书对桌面的压强:
p====550Pa。
答:(1)该套丛书受到的重力为16.5N;
(2)该套丛书对桌面的压强为550Pa。
【点评】本题考查了重力公式和压强公式的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
52.(2022•上海)已知甲、乙两个均匀圆柱体密度、底面积、高度的数据如下:
圆柱体
密度(千克/米3)
底面积(米2)
高度(米)
甲
5×103
2×10﹣3
0.6
乙
8×103
5×10﹣3
0.5
①求甲的质量m甲;
②求乙对地面的压强p乙;
③若在甲、乙上方分别沿水平方向切去一部分,并将切去的部分叠放在对方剩余部分的上方。甲的底部对地面的压力变化量为49牛。求乙的底部对地面的压强的变化量Δp乙。
【分析】(1)从表格中可读出甲的底面积和高度,利用V=Sh可求出甲的体积,已知甲的密度,根据可求出甲的质量;
(2)从表格中可读出乙的底面积和高度,利用V=Sh可求出乙的体积,已知乙的密度,根据可求出乙的质量,根据G=mg可求出乙的重力,即乙对地面的压力,最后根据p=求出乙对地面的压强;
(3)由题意可知,甲的底部对地面的压力变化量与乙的底部对地面的压力变化量相等,由此可得出乙的底部对地面的压力变化量的大小,再根据p=可求出乙的底部对地面的压强变化量。
【解答】解:①、已知甲的密度ρ甲=5×103kg/m3,甲的体积为:V甲=S甲h甲=2×10﹣3m2×0.6m=1.2×10﹣3m3,
由可知甲的质量为:m甲=ρ甲V甲=5×103kg/m3×1.2×10﹣3m3=6kg;
②、已知已的密度ρ乙=8×103kg/m3,乙的体积为:V乙=S乙h乙=5×10﹣3m2×0.5m=2.5×10﹣3m3,
由可知乙的质量为:m乙=ρ乙V乙=8×103kg/m3×2.5×10﹣3m3=20kg,
乙的重力为:G乙=m乙g=20kg×10N/kg=200N,
乙对地面的压力为:F压=G乙=200N,
则乙对地面的压强为:p乙===4×104Pa;
③、由题知甲的底部对地面的压力变化量为:ΔF甲=|ΔG甲﹣ΔG乙|=49N,
则乙的底部对地面的压力变化量为:ΔF乙=|ΔG乙﹣ΔG甲|=ΔF甲=49N,
乙的底部对地面的压强变化量为:Δp乙===9800Pa。
答:①甲的质量为6kg;
②乙对地面的压强为4×104Pa;
③乙的底部对地面的压强的变化量为9800Pa。
【点评】本题考查了密度公式以及压强公式的应用,从表格中读取相关数据,并理解甲、乙的底部对地面的压力变化量相等是解题的关键。
53.(2022•百色)如图所示是百色起义纪念公园内的一块景观石,其质量为5200kg,体积为2m3,景观石与底座的接触面积为1.3m2。求:
(1)景观石的密度;
(2)景观石的重力;
(3)景观石对底座的压强。
【分析】(1)知道景观石的质量,利用ρ=求出景观石的密度;
(2)已知景观石的质量,根据公式G=mg可求景观石的重力;
(3)景观石对底座的压力就等于自身的重力,根据公式p=可求景观石对底座的压强。
【解答】解:(1)景观石的密度:
ρ===2.6×103kg/m3;
(2)景观石受到的重力G=mg=5200kg×9.8N/kg=5.096×104N;
(3)雕塑对底座的压强p====3.92×104Pa。
答:(1)景观石的密度为2.6×103kg/m3;
(2)景观石受到的重力为5.096×104N;
(3)雕塑对底座的压强为3.92×104Pa。
【点评】本题考查密度、重力以及压强的计算的方法,关键知道在水平地面上物体对地面的压力等于自身的重力。
54.(2022•大庆)如图所示,容积很大的长方形水银槽,上方竖直放置一个足够长且两端开口的细玻璃管。管内壁光滑,初始状态管内紧贴水银面有一质量不计、横截面积S=1.0cm2的活塞,活塞不漏气,现用力将活塞缓慢匀速提升(忽略槽内水银液面高度变化)。已知水银密度ρ=13.6×103kg/m3,当地大气压p=1.0×105Pa,g=10N/kg。求:
(1)细玻璃管内水银面上升的最大高度h0(结果保留两位小数);
(2)活塞上升高度为40cm时,作用在活塞上的拉力大小;
(3)活塞上升高度为100cm时,作用在活塞上的拉力大小。
【分析】(1)根据大气压的大小利用p=ρgh求出细玻璃管内水银面上升的最大高度h0;
(2)活塞上升高度为40cm时,对活塞受力分析,列出关系式,根据关系式、F=pS求出活塞上拉力的大小;
(3)活塞上升高度为100cm时,根据水银柱的最大高度分析活塞是否受到水银的压力的作用,然后根据F=pS求出活塞上拉力的大小。
【解答】解:(1)细玻璃管内水银面上升到最大高度时,水银柱产生的压强与大气压相同;根据p=ρgh可知,细玻璃管内水银面上升的最大高度为:
h0==≈0.74m;
(2)活塞上升高度为40cm时,液柱处于静止状态,活塞受力平衡,则:F大气=F拉+(F大气﹣F水银),即:F拉=F水银=ρgh1S=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.4m×1×10﹣4m2=5.44N;
(3)细玻璃管内水银面上升的最大高度0.74m=74cm<100cm,所以活塞上升高度为100cm时,活塞下方是真空;
此时活塞受力平衡,受到竖直向下的大气的压力、竖直向上的拉力,这两个力是一对平衡力,所以拉力大小为:F'拉=F'大气=pS=1.0×105Pa×1×10﹣4m2=10N。
答:(1)细玻璃管内水银面上升的最大高度为0.74m;
(2)活塞上升高度为40cm时,作用在活塞上的拉力大小为5.44N;
(3)活塞上升高度为100cm时,作用在活塞上的拉力大小为10N。
【点评】本题考查了物体受力分析、液体内部压强计算公式、压力计算公式的应用,有一定的难度。
55.(2022•德阳)如图甲所示,有一正方体物块A,其密度小于水的密度,把它挂在一轻质弹簧下,物块静止时,弹簧长度的变化量ΔL=3cm;物块A的正下方水平桌面上有一个圆柱形容器,其底面积S=200cm2,如图乙,现在往容器中缓慢注入水,使水面刚好淹没物块A,弹簧长度随之发生变化,变化量ΔL1=2cm,这时容器中的水面距容器底高度是40cm;保持其它条件都不变的情况下,将物块A换成同样大小的正方体物块B挂在弹簧下,其密度大于水的密度,弹簧长度再次变化,变化量ΔL2=6cm。丙图是轻质弹簧受到的弹力F与弹簧的长度变化量ΔL关系。(本题物块A、B对水都没有吸附性,始终保持上下表面与水平面平行;轻质弹簧一直完好无损,受力时只在竖直方向变化;水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)物块A的质量;
(2)物块B的密度;
(3)容器中水的质量和物块B下表面在水中所受到水的压强。
【分析】(1)物块静止时,弹簧受到的拉力和物体A的重力相等,弹簧长度的变化量ΔL=3cm,根据图乙读出弹簧受到的弹力即为物体的重力,根据GA=mAg求出其它的质量;
(2)现在往容器中缓慢注入水,使水面刚好淹没物块A,A的密度小于水的密度,浸没时要上浮,此时弹簧对A的作用力是压力,弹簧长度的变化量ΔL1=2cm,根据图乙读出弹簧受到的弹力FA,根据F浮A=GA+FA可求出A浸没时受到的浮力,根据阿基米德原理可求出A浸没时排开水的体积即A的体积,因为VB=VA,根据阿基米德原理可知B浸没在水中时受到浮力等于A浸没时受到的浮力,即F浮B=F浮A,此时弹簧长度的变化量ΔL2=6cm,根据图乙读出弹簧受到的弹力FB,由于B的密度大于水的密度,此时弹簧对B的作用力为拉力,根据GB=F浮B+FB可求出物块B的重力,根据GB=ρBVBg可求出物块B的密度;
(3)根据体积关系可求出容器内水的体积,根据m=ρV求出容器中水的质量;物块B下表面到水面的距离为hB=ΔL2+ΔL1+LB,根据p=ρ水gh求出物块B下表面在水中所受到水的压强。
【解答】解:(1)物块静止时,弹簧受到的拉力和物体A的重力相等,弹簧长度的变化量ΔL=3cm,根据图丙可知弹簧受到的弹力即为物体的重力为:GA=F=6N,
由G=mg可得,正方体A的质量:mA===0.6kg;
(2)现在往容器中缓慢注入水,使水面刚好淹没物块A,A的密度小于水的密度,浸没时要上浮,此时弹簧对A的力作用是压力,弹簧长度的变化量即压缩量为ΔL1=2cm,根据图乙可知弹簧受到的弹力FA=4N,
则A浸没时受到的浮力为:F浮A=GA+FA=6N+4N=10N,
由阿基米德原理可知,A的体积为:
VA=VA排===1×10﹣3m3,
因为VB=VA=1×10﹣3m3=1000cm3,根据阿基米德原理可知B浸没在水中时受到浮力等于A浸没时受到的浮力,
即F浮B=F浮A=10N,
由于B的密度大于水的密度,所以此时弹簧对B的作用力为拉力,弹簧长度的变化量即伸长量为ΔL2=6cm,根据图乙可知弹簧受到的弹力FB=12N,
则物块B的重力为:GB=F浮B+FB=10N+12N=22N,
由GB=ρBVBg可知,物块B的密度为:
ρB===2.2×103kg/m3;
(3)容器内水的体积为:V水=Sh水﹣VA=200×10﹣4m2×0.4m﹣1×10﹣3m3=7×10﹣3m3,
则容器中水的质量为:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×7×10﹣3m3=7kg;
物块B的边长为:LB===10cm,
物块B下表面到水面的距离为:h=ΔL2+ΔL1+LB=6cm+2cm+10cm=18cm,
所以物块B下表面在水中所受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa。
答:(1)物块A的质量为0.6kg;
(2)物块B的密度为2.2×103kg/m3;
(3)容器中水的质量和物块B下表面在水中所受到水的压强为1800Pa。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理、液体压强公式以及力平衡条件的应用,灵活运用公式是解题的关键。
56.(2022•重庆)为进行浮力相关实验,小涛将力传感器固定在铁架台上,底面积为40cm2的实心均匀圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连,力传感器可测量细线拉力的大小。重3N底面积100cm2的薄壁柱形溢水杯B放在水平升降台上,装有23cm深的水,如图甲所示。从某时刻开始让升降台上升使A逐渐浸入水中,力传感器所测力的大小与升降台上升高度h的关系如图乙所示。当升降台上升高度为8cm时,水对A下表面的压强为500Pa。不计细线的伸缩,A始终保持竖直,且不吸水。完成下列问题:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求A的质量;
(2)求图乙中F1的大小;
(3)当A浸没入水中后剪断细线,升降台和A都静止时,求溢水杯对升降台的压强。
【分析】(1)由图乙可知物体A的重力,利用G=mg的变形公式计算出物体A的质量;
(2)当升降台上升高度为8cm时,水对A下表面的压强为500Pa,利用p=的变形公式可以求出物体A下表面受到的压力,即水对物体A的浮力,根据称重法可知此时细线对物体A的拉力,即F1;
(3)由图乙可知,当升降台上升高度为8cm时,溢水杯中水面刚好上升到溢水杯的溢水口;根据液体压强公式计算出此时物体A下表面的深度,根据水原来的体积和物体A浸入的体积,可以求出物体A下表面与杯底的距离,据此可求出此时溢水杯的深度;由图乙可知物体A的高度;当A完全浸没水中后剪断细线,物体A沉入杯底,计算出杯中剩余水的体积,利用密度公式计算出杯中水的质量,利用G=mg计算出水的重力,据此可求出溢水杯对升降台的压力,利用压强公式计算出溢水杯对升降台的压强。
【解答】解:(1)由图乙可知,物体A浸入水中之前,细线拉力大小即为物体A的重力,所以GA=12N,
由G=mg可知,物体A的质量:mA===1.2kg;
(2)当升降台上升高度为8cm时,水对A下表面的压强为500Pa,
由p=可知,物体A下表面受到水的压力:F=pSA=500Pa×40×10﹣4m2=2N;
对物体A受力分析可知,此时物体A受到重力GA、细线的拉力F1和水对竖直向上是压力F,物体A在三个力的作用下,保持平衡,
所以细线的拉力F1=G﹣F=12N﹣2N=10N;
(3)由图乙可知,当升降台上升高度为8cm时,溢水杯中水面刚好上升到溢水口,
由p=ρgh可知,此时物体A下表面的深度h1===0.05m=5cm;
原来溢水杯中水的体积V=S杯h=100cm2×23cm=2300cm3,
假设此时物体A下表面距杯底的距离为h2,
则V=S杯h2+(S杯﹣SA)h1=2300cm3,
解得:h2=20cm;
溢水杯中水的深度h′=h1+h2=5cm+20cm=25cm;
由图乙可知,当升降台上升高度为18cm时,物体A刚好完全浸没,则物体A的高度hA=5cm+(18cm﹣8cm)=15cm;
当A浸没入水中后剪断细线,升降台和A都静止时,溢水杯中剩余水的体积V′=S杯h′﹣SAhA=100cm2×25cm﹣40cm2×15cm=1900cm3;
由ρ=可知,溢水杯中剩余水的质量m水=ρV′=1.0×103kg/m3×1900×10﹣6m3=1.9kg;
溢水杯中剩余水的重力G水=m水g=1.9kg×10N/kg=19N;
溢水杯、溢水杯中剩余的水和物体A的总质量G总=G杯+G水+GA=3N+19N+12N=34N;
溢水杯对升降台的压力F压=G总=34N;
溢水杯对升降台的压强p′===3400Pa。
答:(1)A的质量为1.2kg;
(2)图乙中F1的大小为10N;
(3)当A浸没水中后剪断细线,升降台和A都静止时,溢水杯对升降台的压强为3400Pa。
【点评】本题考查重力公式的应用、固体压强和液体压强的计算,能从图乙中获取相关有用信息是解题的关键,题目难度较大。
六.综合能力题(共3小题)
57.(2022•山西)阅读短文,回答问题。
一起向未来
2022年4月16日,圆梦天宫,英雄凯旋,在太空“出差”183天的中国航天员三人组平安返回地球。随着我国航天事业的不断发展,让普通人进入太空旅行的计划正在逐步实施。未来,会有更多的人实现上九天揽月的飞天梦。
太空中没有空气,人若暴露在太空中无法获得氧气,这种状态下10s就会失去意识;太空中没有作用于身体的大气压,体液就会快速沸腾,从而使身体组织膨胀,体温降低而冻结;太空中处于真空状态,阳光直射下温度可高达120℃,而在阴影处温度则会骤降至﹣150℃;太空中还有速度极快的微小陨石,人体一旦碰到将造成极大伤害。
为实现太空旅行,人们不断研发各类宇航服,每一批新型宇航服的诞生都是人类技术的又一次巨大飞跃。可以想象,未来的宇航服将是个人太空旅行的宇宙飞船。
(1)太空中没有作用于人体的大气压,体液就会快速 沸腾 ,其原因是 太空没有空气、也就没有气压,体液随时可以沸腾 。
(2)沙克尔顿环形山位于月球南极,在山的边缘阴影区永无日照,保持着太阳系最低温的记录,请你推测这个最低温可能是 ﹣150 ℃。
(3)假如,你穿着自己设计制作的宇航服,在星空中遨游、月球上漫步。你的宇航服应具备哪些功能?
【分析】(1)液体的沸点随大气压的降低而降低。
(2)由文中信息可得。
(3)航天服应具备什么基本功能,应从太空环境特点分析:
①没有太阳光照,环境温度很低;
②在太空中,各种天体也向外辐射电磁波,属于强辐射环境。
③太空没有空气、也就没有气压。
④太空有高速运动的尘埃、微流星体和流星体。
【解答】解:(1)太空中没有作用于人体的大气压,体液就会快速沸腾,其原因是太空没有空气、也就没有气压,体液随时可以沸腾;
(2)沙克尔顿环形山位于月球南极,在山的边缘阴影区永无日照,保持着太阳系最低温的记录,请你推测这个最低温可能是﹣150℃;
(3)由于太空中是真空、温度很低,所以航天服必须能供氧保证宇航员有氧呼吸、能保温,能抗撞击保证在太空中免受其他太空物的撞击,能抗辐射,能维持压强(或保压)等。
故答案为:(1)沸腾;太空没有空气、也就没有气压,体液随时可以沸腾;(2)﹣150;(3)能供氧保证宇航员有氧呼吸;能抗辐射。
【点评】平时要多关心航天技术的发展、了解一些航天知识。
58.(2022•岳阳)巴陵广场是市民休闲的好去处,广场上有座关于后羿斩巴蛇的雕像,高约16m,质量为2×106kg。小明从家里出发,以1m/s的速度散步去广扬,600s后到达。
(1)求小明从家到广场经过的路程;
(2)求雕像所受的重力大小;
(3)小明估测雕像与水平地面的接触面积约为100m2,求雕像对地面的压强。
【分析】(1)已知小明行走的路程和时间,由速度公式变形可求得经过的路程;
(2)根据G=mg求出雕像的重力;
(3)雕像对水平地面压力等于雕像重力,根据p=求出雕像对水平地面压强大小。
【解答】解:(1)由v=可得,小明从家到广场经过的路程:
s=vt=1m/s×600s=600m;
(2)整座雕像的重力:
G=m总g=2×106kg×10N/kg=2×107N;
(3)整座雕像对地面的压力:
F=G=2×107N;
雕像对地面的压强:
p===2×105Pa。
答:(1)小明从家到广场经过的路程为600m;
(2)雕像所受的重力大小为2×107N;
(3)雕像对地面的压强为2×105Pa。
【点评】本题考查了速度公式、压强公式的应用、重力计算等,关键是知道雕像对地面的压力等于其重力,是比较简单而典型的计算题。
59.(2022•晋中)汽车已进入千家万户。在综合实践活动中,合作小组的同学们对小亮家的汽车中有关物理学的知识进行了专项研究,请你帮助他们完成以下两方面的实践活动。
实践活动一:设计制作汽车加热坐垫
同学们想利用车上提供的电压为12V的电源,设计具有加热和保温两挡功能的汽车座椅加热坐垫。他们在网上购买了两个阻值为6Ω的加热电阻片,若干导线和开关。
(1)请你帮助他们设计电路;
(2)求自制加热坐垫的加热和保温功率。
实践活动二:研究汽车中的动力学
(1)如图甲所示,是小亮家汽车的动力系统。该汽车发动机实质是汽油机,它把燃料燃烧产生的内能转化为 机械 能,再通过传动机构,将动力传给车轮,使汽车行驶。
(2)请在图乙中画出汽车在水平地面上静止时受力的示意图。
(3)汽车整车质量约为1.6t,静止时车轮与地面的总接触面积约为0.16m2,求汽车静止时对水平地面的压强。(g取10N/kg)
(4)如图丙所示,是合作小组的同学们利用频闪摄影技术研究汽车的运动状态时,相机每隔0.5s曝光一次,拍摄到的汽车在平直公路上行驶的频闪照片。若车身长3m,求拍摄过程中汽车的行驶速度。
(5)查阅资料可知,汽车行驶时所受阻力约为车重的0.3倍,求拍摄过程中汽车发动机的输出功率。
【分析】实践活动一:(1)设计具有加热和保温两挡的电路,根据P=可知,在电源电压不变的情况下,总电阻大,电功率小,通过开关的转换实现电路中电阻的变化:可以设计成两个电阻串联和只接一个电阻,实现电阻的变化;也可以设计成并联电路和只接一个电阻的情况;
(2)根据设计的电路,分别计算保温功率和加热功率;
实践活动二:(1)汽油机工作工程中是将燃料燃烧产生的化学能转化为内能再转化为机械能;
(2)汽车在水平地面上静止时受到重力和支持力的作用;
(3)该汽车静止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,再根据p=求出对水平地面的压强;
(4)由图可知汽车行驶的路程,知道汽车行驶的时间,根据v=计算汽车的速度;
(5)知道汽车匀速行驶,牵引力等于阻力,知道汽车的速度和牵引力,根据P===Fv求出汽车发动机的输出功率。
【解答】解:
实践活动一:根据P=可知,在电源电压不变的情况下,总电阻大,电功率小,通过开关的转换实现电路中电阻的变化。
(2)
解法一:(1)电路设计如图所示:
(2)当开关S1、S2都闭合,电阻R2被短接,电路中只有R1工作,电路处于较大功率的加热挡:
由I=、P=UI得,加热功率:P加热===24W;
当开关S1闭合,S2断开,电阻R1与R2串联,电路处于较小功率的保温挡:
电路的总电阻R串=R1+R2=6Ω+6Ω=12Ω,保温挡功率:P保温===12W;
解法二:(1)电路设计如图所示:
(2)当开关S1、S2都闭合,电阻R1、R2并联接在电源上,电路处于较大功率的加热挡:
电阻R1功率:P1===24W;电阻R2功率:P2===24W;
加热功率:P加热=P1+P2=24W+24W=48W;
当开关S闭合、S1断开,电阻R1断路,电路中只有R2工作,电路处于较小功率的保温挡:
保温功率:P保温=P2===24W。
实践活动二:
(1)汽车发动机实质是汽油机,它把燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能,再通过传动机构,将动力传给车轮,使汽车行驶;
(2)汽车在水平地面上静止时受到重力和地面对汽车的支持力这一对平衡力的作用,力的示意图如图所示:
(3)汽车的质量:m=1.6t=1.6×103kg,
该汽车静止时对水平地面的压力:
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
静止时车轮与地面的总接触面积约为:S=0.16m2,
对水平地面的压强:
p===1×105Pa;
(4)如下图所示汽车长:L=3m,
用刻度尺量出汽车行驶的路程s=6L=6×3m=18m,
汽车行驶时间:t=3×0.5s=1.5s,
汽车行驶的速度:
v===12m/s,
(5)汽车行驶的阻力:f=0.3G=0.3×1.6×104N=4.8×103N,
汽车匀速行驶,受到的牵引力:F牵引=f=4.8×103N,
由 P===Fv可得,汽车发动机输出功率:P=F牵引v=4.8×103N×12m/s=5.76×104W=57.6kW。
答:实践活动一:
(1)设计电路如图所示;
解法一:
解法二:
(2)解法一:自制加热坐垫的加热功率为24W和保温功率12W;
解法二:自制加热坐垫的加热功率为48W和保温功率24W。
实践活动二:
(1)机械;
(2)汽车在水平地面上静止时受力的示意图如图:
(3)汽车静止时对水平地面的压强是1×105Pa;
(4)拍摄过程中汽车的行驶速度为12m/s;
(5)拍摄过程中汽车发动机的输出功率57.6kW。
【点评】本题考查了电路设计、电功率的计算、重力公式和压强公式、做功公式、功率公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等,计算过程要注意单位的换算,本题是一道综合程度很高的题目,难度较大。
七.科普阅读题(共1小题)
60.(2022•恩施州)阅读短文,回答问题。
超导磁流体推进器
磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成,如图所示。磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,使之在通道内运动,若海水涌向船尾,水便会推动船舶前进。因采用超导磁体作为磁场来源,获称为超导磁流体推进器。
其推进原理利用了“磁场对通电直导体的作用”,工作过程中把电磁能直接转换成流体动能,以喷射推进新技术取代传统螺旋桨的推进,具有低噪音等特点,具有重大推广价值。
中科院从上世纪九十年代开始此项技术研究,第一艘超导磁流体推进实验船“HEMS﹣1”于1998年研制成功。
请回答下列问题:
(1)磁流体推进器的核心组件由 磁体 、电极和通道构成。
(2)为减小空气和海水的影响,实验船上部主体可加工成 上下对称 (选填“上凸下平”、“上平下凸”或“上下对称”)的流线型。
(3)若上述实验船驶入清江,船身受到的大气压会 等于 (选填“小于”、“等于”或“大于”)在海上时受到的大气压,利用河水 能 (选填“能”或“不能”)获得动力。
【分析】(1)根据“磁流体推进器(MHD)由磁体、电极和通道三部分构成”分析解答;
(2)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小;
(3)根据船身的形状和流体压强与流速的关系分析船身在清江和在海上时受到的大气压关系;
根据“磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用”结合导体与绝缘体分析解答。
【解答】解:(1)由文中的信息可知:磁流体推进器由磁体、电极和通道三部分构成;
(2)为减小空气和海水的影响,应使实验船上部主体的上下两个面受到的空气和海水的流体压强相等,根据流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小可知,实验船上部主体可加工成上下对称的流线型;
(3)由于实验船上部主体为上下对称的流线型,因此在清江和在海上时受到的大气压相等;
因为磁流体推进器可为贯通海水的通道建一个强磁场,能对导电的海水产生电磁力的作用,所以液体必须导电才能获得动力,由于河水也能导电,因此利用河水能获得动力。
故答案为:(1)磁体;(2)上下对称;(3)等于;能。
【点评】本题主要考查流体压强与流速的关系,能根据题目中的信息得出相应的知识是解题的关键。
声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2022/7/22 21:00:26;用户:赫梦;邮箱:15809233924;学号:43083022
2023年中考物理真题分类汇编——专题08 压强(全国通用): 这是一份2023年中考物理真题分类汇编——专题08 压强(全国通用),文件包含专题08压强全国通用解析版docx、专题08压强全国通用原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共27页, 欢迎下载使用。
中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题3:光现象: 这是一份中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题3:光现象,共62页。
中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题2:声现象: 这是一份中考物理真题分类汇编(全国通用)--专题2:声现象,共49页。