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初中物理中考复习 专题六 压强课件PPT
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这是一份初中物理中考复习 专题六 压强课件PPT，共60页。
考点一 压力、压强
A组 2019年全国中考题组
1.(2019北京,12,2分)如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静 止。下列说法中正确的是 ( )
A.铅笔对左侧食指的压力较大B.铅笔对右侧食指的压力较大C.铅笔对右侧食指的压强较大D.铅笔对两侧食指的压强大小相等
答案 C 铅笔在左右两食指作用下保持静止状态且铅笔水平,因此,左右两食指对铅笔的压力大小相等, 又因为相互作用力大小相等,所以,铅笔对左右两侧食指的压力大小相等,A、B错误;压力相等,右侧食指受 力面积较小,压强较大,C正确,D错误。
易错警示 压力和压强是两个不同的概念,它们既有区别又有联系,不能混为一谈,压强表示压力的作用效 果。
2.(2019湖南长沙,27,3分)如图,水平面上放置了质地均匀的甲、乙两个实心圆柱体,它们的高度相同、质量 相等,甲的底面积小于乙的底面积。为使甲对水平面的压强小于乙对水平面的压强,小海按不同方法把 甲、乙两物体分别切下一部分后,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方。下列切法可能达到目的的是 ( )
A.沿水平方向切去质量相等的部分B.沿水平方向切去体积相等的部分C.沿水平方向切去厚度相等的部分D.沿竖直方向切去质量相等的部分
答案 B 未切之前,S甲ρ乙对于柱状固体,p=ρgh,则p甲>p乙A选项,对甲而言,S甲不变,且F甲=G甲也不变,则p甲'=p甲,同理p乙'=p乙,故A错误;B选项,用极限法思考最容易,将几乎等于甲的体积切去,则甲的压强明显减小,而乙的压强明显增大,则可能 达到题目的要求,故B正确;C选项,甲、乙的质量相同,且高度相同,沿水平方向切去厚度相等的部分,则这两部分质量相等,由A项分析 可知C错误;D选项,沿竖直方向切去质量相等的部分,则甲、乙切除部分所占的百分比是固定的,若甲切除90%,乙也应 切除90%,余下的底面积S甲3.(2019河南,4,2分)少林功夫驰名中外,一武术爱好者在以图所示的姿势练功时,他对水平地面的压力是由 于 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 。
答案 鞋(或脚) p
知识归纳 固体压力、压强的计算方法:如果物体静置在水平面上,①先根据 F=mg 确定压力;②再根据公 式 p= 计算压强。
易错警示 第二空表述的意思是此时一只脚对地面的压强,很多学生误认为是抬起一只脚站立时对地面的 压强,避免失误的关键是认真审题,把握题意。
4.(2019广东广州,18,2分)如图甲所示,钢制的圆柱展示台,底面积S=1 dm2。另一个为钢制的圆台零件,上底 面积S1=3 dm2,下底面积S2=12 dm2。把零件分别按图乙和图丙所示的方式静置在展示台上,两物体的轴在同 一直线上。图乙中零件对展示台面的压力为F1、压强为p1。图丙中零件对展示台面的压力为F2、压强为p2。F1 F2,p1 p2(选填“>”、“=”、“<”)。 甲
答案 = =
5.(2019重庆A,20,8分)小杨选择了两个高度分别为10 cm和6 cm,底面积SA∶SB=1∶3的实心均匀的圆柱 体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图甲所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱 块,并将截取部分平放在B的中央,则A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示,求:(g取10 N/kg)(1)圆柱体A的密度;(2)从A截取h=6 cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;(3)图乙中a的值。
答案 (1)2×103 kg/m3 (2)400 Pa (3)3
解题关键 熟练掌握固体压力、压强的计算方法:如果物体独自静置在水平面上,①先根据 F=G 确定压力; ②再根据公式p=F/S计算压强;若固体为粗细均匀的柱形(如圆柱体、长方体等)放在水平面上,那么它对水 平面产生的压强可以用 p=F/S,也可以用 p=ρgh 计算。
思路分析 由图像可知圆柱体A放在水平桌面上的压强大小,并已知A的高度,利用p=ρgh可得A的密度;将从 A截取的高6 cm的圆柱块放在B上,B对桌面增加的压力就等于高6 cm的圆柱块的重力,再由p=F/S可计算出B 对桌面增加的压强;由图可知,当从A的上表面截取高度为a的圆柱块时,A剩余部分对桌面的压强与A截取部 分叠放在B上后,B对桌面的压强相等,利用这一等量关系,代入数据计算求解。
考点二 液体压强
1.(2019福建,14,2分)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h, 密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ。则液体对烧杯底部的压强为 ( ) A.2.4ρgh B.2.7ρghC.2.8ρgh D.3ρgh
答案 C 本题考查的是液体压强的知识。容器底部受到的压强包含两个部分,第一部分是上层液体的压 强,这层的液体密度是0.8ρ,液体的高度为h,第二部分是下层液体的压强,液体密度是ρ,液体的高度为2h,依据 液体压强的公式, 容器底部受到的液体压强p=0.8ρgh+ρg·2h=2.8ρgh。故选C。
2.(2019广东广州,5,3分)如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小(ρ水=1 g/cm3) ( ) A.a B.b C.c D.d
答案 A 液体压强计算公式p=ρgh中的h指的是该点到水面的距离。由图可知,a点离水面最近,所以a点水 的压强最小。
易错警示 p=ρgh中的h指的是该点到水面的距离,不是图里标示出来的该点到湖底的距离。
解题关键 要熟悉公式里每个物理量对应的意义,不要受题目已知条件的误导。
3.(2019湖北武汉,15,3分)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,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 ( )
答案 A 橡皮膜两侧受到压强作用时会向压强较小的一侧凸起,没有发生形变说明两边压强相等。根据 ρ= 对液体密度大小进行比较。由A图可知p左p右,且h左ρ右,故B不符合题意;由C图可知p左>p右,且h左=h右,则ρ左>ρ右,故C 不符合题意;由D图可知p左=p右,且h左ρ右,故D不符合题意。
易错警示 本题易错选B,认为深度不同、压强不同,故无法比较密度的大小关系,错选原因在于没有利用 由液体压强公式推导出的液体密度公式进行比较。
4.(2019浙江杭州,31,5分)现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下 不同情境中的形状变化。(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动到如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 (选填“凸面”“凹面”或 “平面”),试说明理由: 。
答案 (1)变大 (2)变小 (3)平面 见解析
解析 (1)向管内缓慢注水,随着管内水量的增加,橡皮膜上部受到的压强增大,下部压强不变,内外压力差越 来越大,橡皮膜向外凸的程度变大;(2)随着玻璃管下移,橡皮膜上部受到的压强不变,下部受到的压强增大, 内外压力差减小,橡皮膜向外凸的程度变小;(3)根据公式p=ρgh可知,当玻璃管内外水面相平时,橡皮膜上下 两表面受到的压强相等, 压力大小相等,方向相反,橡皮膜水平。
5.(2019四川成都,B7,6分)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的 深度为10 cm。实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm。实心圆柱体B质量为mx克(mx取值 不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm。实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,常数g取10 N/kg。 (1)求容器的底面积。(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1。(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与mx的函数关系式。
答案 (1)100 cm2 (2)1.25×103 Pa (3)见解析
由体积关系得h2S容-VB=1 000 cm3代入数据解得h2=16 cm,h2>hB,假设成立水对容器底部的压强为p2=ρ水gh2=1.6×103 Pa此时mB=ρBVB≥ρ水VB=600 g即当mx≥600时,p2=1.6×103 Pa②当0<ρB<ρ水时,B竖直放入容器内会漂浮由体积关系得h2S容-V排=1 000 cm3由阿基米德原理和平衡条件得ρ水gV排=mBgp2=ρ水gh2联解三式并代入数据得p2=(1 000+mx)Pa即当0考点三 气体压强
1.(2019四川成都,A6,2分)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
答案 C 海拔越高,气压越小,液体的沸点随气压的降低而降低,故在高原上用普通锅不易煮熟米饭,A项 不符合题意;用吸管吸饮料时,饮料被大气压压进了嘴里,B项不符合题意;“玉兔”号在月球上留下“足 迹”,是因为力可以使物体发生形变,C项符合题意;马德堡半球实验证明了大气压强的存在,D项不符合题 意。
2.(2019山东青岛,9,2分)如图为盆景的一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚 被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高, 瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。使水不会全部流出而能保留 在瓶中的原因是 ( )A.瓶口太小,水不易流出B.外界大气压强等于瓶内水的压强C.外界大气压强等于瓶内空气的压强D.外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和
答案 D 当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出 来;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水位下降使瓶口露出水面时,少量空气进入瓶内,瓶内的气压增大, 水会流出一部分,一旦瓶口再次被水淹没,此后空气无法进入瓶中,瓶中的水停止外流时,外界大气压强等于 瓶内空气的压强与水的压强之和,内、外压强重新平衡,当水位再下降至刚露出瓶口时,重复上述现象,故塑 料瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中。故A、B、C错误,D正确。
3.(2019黑龙江齐齐哈尔,28,5分)小晴家有一款用软橡胶材料制作成的茶杯盖,如图甲所示。小晴发现,将其 盖在空茶杯杯口,先轻轻下压,再向上提起时,茶杯随杯盖也会一同被提起;如果在软橡胶盖上打一个小孔,则 就不能提起空茶杯。小晴的发现过程和示意图如图乙所示,请你用所学物理知识解释小晴发现的现象。 图甲 图乙
答案 将杯盖盖在杯口时,向下压,将杯中的气体排出一部分(1分),当向上提起杯盖时,杯内气压减小(1分), 小于外界大气压(1分),在大气压的作用下,可以将杯子提起(1分)。当杯盖上有小孔时,杯内外气压相等(1 分),所以杯子不会一同被提起。评分说明:其他答案合理即可给分。
解析 相同体积的气体,质量减小,则气压减小,当杯内、杯外的气压差足够大时,就可以克服杯子重力将杯 子提起。
4.(2019广东广州,17,3分)(1)通过表1、2推断海拔五千多米处水的沸点可能是 。
表1:海拔与大气压的关系
表2:大气压与水的沸点的关系
A.75 ℃ B.83 ℃ C.92 ℃ D.100 ℃
(2)如图甲所示,瓶口扎上橡皮膜,把一定质量的气体密封在玻璃瓶内。小明把此瓶从甲地带到海拔更 高的乙地,发现橡皮膜向上凸出(如图乙)。瓶内气体在甲地的密度为ρ甲,在乙地的密度为ρ乙。根据公式ρ= ,得ρ甲 ρ乙(选填“>”、“=”、“<”)。
解析 (1)根据表1得出海拔五千多米处大气压在0.47×105~0.62×105 Pa之间,根据表2得出对应的水的沸点 在80~90 ℃之间,选B;(2)根据公式ρ= 分析,瓶内气体质量一定,从甲地到乙地,瓶内气体体积变大,故瓶内气体的密度变小。
5.(2019福建,25,4分)蒸粽子时将碗倒扣在盛有适量水的锅中当支架,把装有粽子的盘子放在上方,如图甲。 蒸好后打开锅盖,看到锅盖内表面有许多小水珠。熄火一会儿,发现锅中的水被“吸入”碗内,如图乙。(1)锅盖内表面为什么有许多小水珠?(2)锅中的水为什么会被“吸入”碗内?
答案 (1)(2分)锅中的水蒸气遇到温度相对较低的锅盖,放出热量,液化成小水珠。(2)(2分)熄火后,碗中的气体压强减小,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
解析 (1)蒸粽子时,锅中的水受热汽化变成水蒸气,当水蒸气遇到温度相对较低的锅盖时,发生热传递,水蒸 气放出热量,液化成小水珠,附着在锅盖内表面,故锅盖内表面有许多小水珠。(2)熄火后,温度降低,碗中的 气体压强减小,小于大气压,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
考点四 流体压强
1.(2019四川成都,A11,2分)1738年伯努利发现了流体压强与流速有关,以下选项利用伯努利这一发现的是 ( )A.机翼受升力使飞机飞上蓝天B.火箭受推力飞向太空C.轮船经船闸从下游开到上游D.潜水艇从海底上浮
答案 A 飞机机翼“上凸下平”,滑行时机翼上表面空气流速大,压强小,下表面空气流速小,压强大,从而 产生向上的升力,A项正确;火箭受推力飞向太空,利用了物体间力的作用是相互的,B项错误;轮船经过船闸 利用了连通器原理,C项错误;潜水艇浮沉是依靠改变自身重力实现的,D项错误。
2.(2019新疆,8,2分)2018年10月20日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600水上首飞成功。AG600在空 中水平飞行时 ( )A.机翼下方空气流速大,压强小B.机翼下方空气流速大,压强大C.机翼上方空气流速大,压强小D.机翼上方空气流速大,压强大
答案 C 机翼的形状为“上凸下平”,迎面吹来的气流被机翼分成上下两部分,机翼上方的空气流速大, 压强小,机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而获得向上的升力。故本题选C。
3.(2019吉林,13,2分)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(大气压强、大气压力、气压) 小
解析 图甲的实验中,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,乒乓球不会落 下,是因为大气压将乒乓球和水托住。该现象说明了大气压强的存在。图乙的实验中,从瓶口处用力向上 吹气,流速大的地方压强小,因此瓶口处压强变小,去掉瓶底,瓶内的气体压强等于大气压,就会产生一个力把 乒乓球往下压,所以乒乓球不会上升。
考点一 压力、压强
B组 2015—2018年全国中考题组
1.(2018北京,4,2分)下列实例中,为了增大压强的是 ( )A.书包带做得较宽B.图钉帽做得面积较大C.大型平板车装有很多车轮D.石磨的磨盘做得很重
答案 D 书包带做得较宽、图钉帽做得面积较大、大型平板车装很多车轮都是为了在压力一定时增大 受力面积,减小压强,A、B、C选项错误;石磨的磨盘做得很重,是为了在受力面积一定时增大压力,增大压 强,D选项正确。
2.(2018四川成都,B4,2分)(多选)圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB, 两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示。图甲中,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2;图乙 中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4。则下列比例关系正确的是 ( )A.p1∶p2=(mAρA)∶[(mA+mB)ρB]B.p1∶p4=mA∶(mA+mB)
C.p2∶p4=(mBρA)∶(mAρB)D.p2∶p3=[mA(mA+mB)ρB]∶( ρA)
易错警示 注意受力面积是两个物体相互接触的面积,特别是求p3时,一定特别注意。
3.(2017安徽,8,4分)如图所示,将一把薄木尺的 长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上。已知报纸的上表面积为0.25 m2,则大气对报纸上表面的压力为 N;在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀 开,则力F至少为 N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端,大气压取1.0×105 Pa,报纸和薄 木尺的重力忽略不计)。
答案 2.5×104 1.25×104
4.(2018河北,37,6分)实心圆柱体甲和长方体乙分别放置在水平地面上,甲的密度为0.6×103 kg/m3,质量为12 kg,底面积为4×10-2 m2;乙的质量为5.4 kg,边长分别为0.1 m、0.2 m、0.3 m。(g取10 N/kg)(1)求乙的密度。(2)求甲直立时对水平地面的压强。(3)若在甲的上方水平截去一段并叠放在乙的正上方后,甲剩余圆柱体对水平地面的压强恰好等于此时乙 对水平地面压强的最小值,求甲截去的高度。
答案 (1)0.9×103 kg/m3 (2)3×103 Pa (3)0.21 m
解析 (1)乙的体积: V乙=0.1 m×0.2 m×0.3 m=6×10-3 m3乙的密度:ρ乙= = =0.9×103 kg/m3(2)由于甲放在水平地面上甲对水平地面的压强:p甲= = = = =3×103 Pa(3)当乙与地面的接触面积最大时,乙对水平地面的压强最小受力面积: S乙=0.2 m×0.3 m=6×10-2 m2由题意可知: = m甲截= = =5.04 kg
则甲截去的高度:h甲截= = =0.21 m
考点二 液体压强
1.(2017新疆乌鲁木齐,7,3分)我国自主建造的世界上压力最大的8万吨多向模锻压机锻造大型工件时,对工 件的压力为8×108 N,与工件的接触面积为 4 m2,则工件承受的压强相当于( )A.2 km高水柱产生的压强B.4 km高水柱产生的压强C.8 km高水柱产生的压强D.20 km高水柱产生的压强
2.(2017浙江温州,14,4分)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
答案 B ①在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜状态的变化,可以探究“液体压强跟深度的 关系”;②在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜向左凸出,则右边液体密度 大,若橡皮膜向右凸出,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小。若要探究 “液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液 体,观察橡皮膜状态的变化即可探究液体压强是否与液体的密度有关;③由于橡皮膜没有处于容器的底部, 所以不能探究液体对容器底部是否有压强;④此装置可以在一侧倒入液体,如果橡皮膜凸出,则表明液体对 容器的侧壁有压强,若不凸出,则表明液体对侧壁没有压强,故可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强。 故选B。
解题指导 此题是探究液体压强与液体深度和密度的关系,考查了对控制变量法的应用,在实验中注意怎 样控制变量和改变变量。
3.(2017山西,32,2分)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 ,壶嘴和壶身中的水面具有 的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。
答案 连通器 高度总是相同
解析 连通器是上端开口、底部相连通的容器,茶壶是连通器,水不流动时,水面总是相平的。
4.(2016辽宁沈阳,16,2分)利用U形管液面高度差的大小关系,可以帮助我们比较一些物理量的大小。(1)将液体压强计的探头分别放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,U形管液面的高度差相同,如图甲所示,则ρ1 ρ2;(2)速度是v1和v2的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管液面的高度差如图乙所示,则v1 v2。(以上两空均填“>”、“=”或“<”) 甲 乙
答案 (1)< (2)>
考点三 气体压强
1.(2018四川成都,A4,2分)图所示的“吸引”现象中,由大气压强引起的是 ( ) A.拔火罐时玻璃罐吸在皮肤上B.塑料梳子吸引干燥的头发C.条形磁铁吸引小磁针D.两个铅块挤压后吸在一起
答案 A 拔火罐是减小火罐内部气体压强,而外部大气压强不变,从而在大气压的作用下火罐吸在皮肤 上,故A正确;由于摩擦起电,塑料梳子和干燥的头发带异种电荷而相互吸引,故B错误;条形磁铁吸引小磁针, 是因为异名磁极相互吸引,故C错误;两个铅块挤压后吸在一起说明分子间存在引力,故D错误。
2.(2018天津,8,3分)将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成如图所示的装置。装置内加入适量的液 体,可完成如下四个实验:①验证力使物体发生形变;②观察大气压随高度的变化;③观察液体的热胀冷缩; ④模拟潜水艇的浮沉。在这些实验的设计中,把微小变化放大以利于观察的是 ( ) A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④
思路分析 要验证力能使硬度较大的物体发生形变,需考虑这个微小形变怎样反映出来,故装满水后,通过 细管中水面的上升,可以说明受力后瓶子发生了形变。
方法归纳 把微小的形变、气压的变化、液体体积的变化通过细管中水面的上升反映出来,这种方法为转 换法。
答案 A 在瓶中装满水,用力挤压瓶,会发现管中水面上升,说明力使瓶发生了形变;在瓶中装入半瓶水,将 装置从山脚拿到山顶,由于外界气压减小,瓶内气压大于外部气压,将会使管中水面上升;在瓶内装满水,装置 放于热水中,瓶内水受热膨胀,管内水面上升;①、②、③均是将微小变化放大以利于观察的,而模拟潜水艇 浮沉未将微小变化放大,故选择A。
3.(2015甘肃兰州,7,3分)下列实例中,不是利用大气压强的是 ( )A.用胶头滴管吸取药液B.用力压打气筒的活塞,把气充进轮胎C.用吸管喝饮料D.活塞式抽水机
答案 B 用胶头滴管吸取药液、用吸管喝饮料、活塞式抽水机都是利用大气压来工作;将气充进轮胎是 借助外力将空气压入轮胎。故选择B项。
4.(2017江苏苏州,30,4分)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。(不考虑分子间作用力)(1)塑料片不掉下来说明了 的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到 Pa时,塑料片会掉下。(g 取10 N/kg)(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为30 kPa时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩 内气压为8 kPa时,塑料片就掉下了。请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释: 。
答案 (1)大气压 800 (2)答案一:由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,大于原来塑料片会掉下时水对它向下 的压强答案二:由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,导致钟罩内气体托住塑料片向上的压强 大于原来塑料片会掉下时气体对它向上的压强(其他答案合理也可得分)
解析 (1)塑料片下方是大气,塑料片不掉的原因是大气压的作用;p= = = =800 Pa。(2)略。
审题技巧 阅读第(2)问时,抓住关键词:抽气,出现了一些小气泡,掉下了。
考点四 流体压强
1.(2018黑龙江齐齐哈尔,9,2分)为应对复杂的国际形势,满足国防需要,辽宁舰航母上的国产新型舰载机歼-1 5战机,不惜大量耗油昼夜加紧训练,战机飞离甲板后,下列说法不正确的是( )A.歼-15战机的质量不变,机械能增大B.辽宁舰底部所受水的压强变小C.辽宁舰所受的浮力变小D.歼-15战机的升力的产生是因为流体压强与流速的关系
答案 A 歼-15战机飞离甲板后,会不断消耗燃油,质量会减小,机械能的变化情况无法确定,A项不正确;战 机飞离甲板后,辽宁舰会浮起一些,底部所处深度减小,辽宁舰底部所受水的压强减小,B项正确;辽宁舰漂浮, 所受浮力等于重力,战机起飞后,辽宁舰总重力减小,浮力也减小,C项正确;战机机翼上表面空气流速大,压强 小,下表面空气流速小,压强大,故会受到向上的升力,D项正确。故选A。
2.(2017吉林长春,8,2分)下列实例中,不能用流体压强与流速关系解释的是 ( )A.飞机靠机翼获得升力B.用活塞式抽水机抽水C.火车站的站台设置安全线D.两船并列航行时要保持安全距离
答案 B A、C、D三项都可以利用流体压强与流速的关系来解释,B项中活塞式抽水机是利用大气压来 工作的,所以选B项。
3.(2018吉林,9,2分)我国自主研制的国产大飞机C919,于2017年5月5日首飞成功。客机在飞行时,机翼上方 空气流速较快,压强 ,因此获得向上的升力;机上人员用吸管喝饮料时,饮料在 的作用下被 吸入口中。
答案 小 大气压
解析 飞机机翼的横截面上凸下平,飞行时机翼上方空气流速大,压强小,因此获得向上的升力;用吸管喝饮 料,饮料是在大气压的作用下被吸入口中的。
4.(2016吉林,22,2分)抽油烟机是利用气体流速大,压强 的原理将油烟抽到室外的;而新型静电抽油 烟机又利用带电物体能够 轻小物体的性质,进一步降低了油烟对大气的污染。
答案 小 吸引
解析 由流体压强与流速的关系可知,流体流速大的地方压强小;带电体的基本性质是能够吸引轻小物体, 新型静电抽油烟机就是利用这一性质,进一步降低了油烟对大气的污染。
5.(2015湖北黄冈,27,3分)地效翼船(如图)是一种经济、安全的飞行器,其工作原理是:在贴近水面或地面飞 行时,离地表很近的带有翼刀或隔断端板的机翼下方,就会形成气流的堵塞,空气流速减小,压强 ,使机 翼上下表面间的压力差增大,从而产生一个 (填“向上”或“向下”)的力。与轮船、飞机相比,没有 了水和高空气流的阻力,相同条件下,所需的推进功率 (填“较小”或“较大”),油耗较低。
答案 增大 向上 较小
解析 机翼下方空气流速减小,压强增大,使上下表面有较大的压力差,从而产生一个向上的力。和轮船、 飞机相比,地效翼船不受水的阻力,也没有高空气流的阻力,因此所需的推进功率较小。
考点一 压力、压强
C组 教师专用题组
1.(2018吉林长春,6,2分)下列实例中属于增大压强的是 ( )A.书包用宽的背带 B.菜刀磨得锋利C.推土机用宽大履带 D.铁轨下铺放枕木
答案 B 书包用宽的背带,推土机用宽大履带,铁轨下铺放枕木,都是通过增大受力面积来减小压强;菜刀 磨得锋利,是通过减小受力面积来增大压强。故本题选B。
2.(2017湖北武汉,15,3分)如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是 ( )A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
3.(2018上海,8,2分)两正方体甲乙放在水平地面上,沿水平方向切去不同的厚度,使剩余的厚度相同,剩余的 压力相同,则甲乙切去的质量Δm甲、Δm乙和甲乙的密度满足的关系是 ( ) A.ρ甲>ρ乙 Δm甲>Δm乙 B.ρ甲<ρ乙 Δm甲>Δm乙C.ρ甲<ρ乙 Δm甲<Δm乙 D.ρ甲>ρ乙 Δm甲<Δm乙
4.(2017浙江杭州,26,6分)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个40牛的物 体,肩上支点O离后端A为0.2米,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图所示。小金的质量为50千克,则 此时手压木棒的力大小为 牛,肩对木棒的支持力大小为 牛,人对地面的压力大小为 牛(g=10牛/千克)。
答案 20 60 540
解析 由题根据杠杆的平衡条件有:FB×OB=G物×OA,即:FB×(0.6 m-0.2 m)=40 N×0.2 m,所以:FB=20 N,即手对木棒的压力大小为20 N;肩对木棒的支持力大小为F'=FB+G物=20 N+40 N=60 N;人对地面的压力大小为F″=F地支=G人+G物=mg+G物=50 kg×10 N/kg+40 N=540 N。
5.(2015甘肃兰州,20,2分)某同学测得8张同样报纸的总重为1.6 N,则平均每张报纸重 N。把1张报 纸平铺在水平地面上,测得它的长为66 cm,宽为55 cm,则这张报纸对地面的压强是 Pa(结果精确到 0.01)。
答案 0.2 0.55
6.(2015广东,11,3分)如图是“探究影响压力作用效果的因素”实验。甲图所示,将小桌放在海绵上;乙图所 示,在小桌上放一个砝码;丙图所示,把小桌翻过来,桌面朝下,并在它上面放一个砝码。①比较 两图 可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;②比较乙丙两图可知,当压力一定时, ,压力的作用效果越明显;③此实验中运用到的主要探究方法是 。
答案 ①甲乙 ②受力面积越小 ③控制变量法(或转换法)
解析 本题主要运用控制变量法,甲乙两图受力面积相同,乙的压力大,效果明显;乙丙两图压力相同,乙的受 力面积小,效果明显。
7.(2019山西,41,4分)小亮和哥哥在冰面上玩耍时,脚下有“咔嚓咔嚓”的响声,他大声喊:“我这儿的冰要破 了。”哥哥高声说:“不要慌,趴下,向岸边爬。”在哥哥的指挥下,他安全爬离了冰面。请你运用所学的物 理知识,解释小亮爬离冰面化险为夷的道理。
8.(2019湖南衡阳,28,4分)2019年5月1日,位于衡阳市境内衡山县花果山玻璃桥正式对外开放,为广大市民提 供了一个假日休闲好去处。桥面由若干块透明玻璃铺设而成,造型简洁美观。(g取10 N/kg)(1)设桥面上每块玻璃长4.5 m,宽3 m,厚2 cm,质量为675 kg,求这种玻璃的密度。(2)设某游客的质量为60 kg,他每只鞋底与桥面的接触面积约200 cm2,求他双脚站立在水平桥面时对桥面的 压强。
答案 (1)2.5×103 kg/m3 (2)1.5×104 Pa
解题关键 本题关键在于对ρ= 、G=mg、p= 三个公式的运用。
9.(2016吉林,17,5分)国家制定载货车辆对地面的压强控制在7×105 Pa以内。一辆在水平路面行驶的货车,车 与货物总质量是1.3×104 kg,车轮与地面接触总面积是0.13 m2。求:(1)货车对路面的压力是多少?(2)货车对路面的压强是多少?是否超过标准?(g取10 N/kg)
答案 (1)1.3×105 N(2)106 Pa 超过标准
考点二 液体压强
1.(2019北京,15,2分)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p1'和F1',乙容器对桌面的压强和压力分别为p2'和 F2'。已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是 ( ) A.p1p2',F1'>F2'
答案 C 液体对柱形容器底的压力等于液体的重力,液体重力相同,压力相同,容器底面积相同,液体对容 器底的压强相等,A、B错误;容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,总重力相等,压力相等,受力面积 相同,压强相等,C正确,D错误。
易错警示 因为两种液体密度不同,所以不能仅通过液体深度得出液体对容器底的压强大小关系。
2.(2019新疆,12,2分)如图所示,盛有水的圆柱体小容器漂浮在盛有水的圆柱体大容器中,大容器的底面积是 小容器底面积的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增加量相等。小球A的密度最大值为 ( ) A.4×103 kg/m3 B.5×103 kg/m3C.6×103 kg/m3 D.7×103 kg/m3
答案 D A、B两个小球投入小容器后,小容器仍然漂浮,小容器受到的浮力等于小容器和A、B的重力之 和,即排开水的质量的增加量等于A、B两球的总质量,即m排增=mA+mB排开水的体积增加量为V排增= 大容器中水面上升的高度h1= = 小容器中水面上升的高度h2= = 两容器中水对容器底部压强的增加量相等,根据p=ρgh可知,h1=h2即 = ,化简可得8VAρ水=mA+mB,即 + =8ρ水由于VA=VB,即 + =ρA+ρB=8ρ水B球在水中的状态可能是悬浮也可能是沉底,即ρB≥ρ水,所以ρA≤7ρ水=7×103 kg/m3故本题选D。
审题指导 两个容器内水对各自容器底部压强的增加量相等,说明两个容器液面高度的增加量相等。
易错警示 本题的易错点是判断B的状态,不能认为物体在底部就一定说明物体沉底,物体悬浮时可以停留 在液体中的任意位置,物体刚好在底部且与底部没有压力的这种情况不能忽视。
3.(2019内蒙古呼和浩特,7,2分)下列说法正确的是 ( ) A.对于液体产生的压强,密度一定时,其压强与深度的关系可以用A图表示B.水平面上静止的质量均匀,形状为正方体的物体,其对水平面的压强与其接触面积的关系可以用B图表示C.对于不同物质,质量相同时,其密度与体积的关系可以用C图表示D.流体产生的压强,其压强与流速变化的关系可以用D图表示
答案 C 液体压强p=ρgh,ρ一定时,p与h成正比,A项错误;质量均匀的正方体物体对水平地面的压强p= ,F一定时,p与S成反比,B项错误;物质的密度ρ= ,m一定时,ρ与V成反比,故C项正确;流体压强随流速的增大而减小,故D项错误。
审题指导 从数学角度理解图像的含义,然后从物理学角度分析每个选项中的物理量之间函数关系是解答 本题的关键。
4.(2017浙江杭州,18,3分)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
答案 A 如题图所示三个容器装入相同质量的水,因容器的底面积相等,所以,三容器内水的深度关系为h 甲>h乙>h丙,由p=ρgh可知,容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙。故选A。
思路分析 由题意可知,装入水的质量相等,再结合题图可知各容器内水的深度关系,再根据液体压强的公 式分析容器底部受到水的压强的大小关系。
5.(2015山东德州,9,2分)用图所示的实验装置来测量液体的密度。将一个带有阀门的三通U形管倒置在两 个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K。已知左边液体的密度为ρ1,左右两边液柱 高度差分别为h1、h2,则下列说法正确的是 ( )A.实验中必须将U形管内抽成真空B.若将U形管倾斜,左右两边液柱高度差会增大C.右边液体的密度ρ2= D.右边液体的密度ρ2=
答案 C 由液体压强公式知ρ1gh1=ρ2gh2,得右边液体的密度ρ2= ,故C项正确,D项错误。液柱上方的气体压强相等即可,U形管内不一定抽成真空,故A项错误;将U形管倾斜,若U形管内为真空,则左右两边液柱高 度差不变,若U形管内不是真空则左右两边液柱高度差会减小,B项错误。故选C。
评析 本题考查了液体压强的计算与理解,利用平衡关系,结合液体压强公式是解答本题的关键。
6.(2015黑龙江哈尔滨,20,2分)利用下列器材,不能完成的实验是 ( ) A.探究压力作用效果与受力面积的关系B.准确地测量液体压强的大小C.探究连通器的特点D.证明大气压强的存在
答案 B A项中将金属块以不同方式放在海绵上,可探究压力作用效果与受力面积的关系;B项中利用U形 管中的液面差,只能定性分析压强大小关系,不能准确测出液体压强的大小;D项可以将吸盘吸在墙上,通过 拉拉手时,测力计示数的显示,来证明大气压强的存在;连通器的特点是当连通器中盛有同一种液体,液体不 流动时,连通器各部分中的液面相平,C项中的装置能完成探究连通器特点的实验。故选B。
评析 本题考查学生对教材中典型实验的理解。综合考查了学生的分析能力。
7.(2018内蒙古呼和浩特,13,3分)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。 甲 乙(1)压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情景,调节的方 法是 (选填“A”或“B”);A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装(3)调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度如图乙所示,同时,比较每次的深度及相应的U形 管左右两侧液面的高度差。这是为了探究 。
答案 (1)不属于 (2)B (3)液体压强与深度的关系
解析 (1)上部开口,底部连通的容器叫作连通器,而压强计探头是封闭的,所以压强计不属于连通器。(2)图甲所示的情景说明U形管左侧液面受到的气压大于大气压,要使U形管两边的液面相平,应取下软管重 新安装使软管中的气压等于大气压。(3)U形管左右两侧液面的高度差表示探头所在处液体压强的大小,从图乙中可看出,探头在水中深度增加, U形管液面高度差变大,表示液体压强变大,此实验是为了探究液体压强与深度的关系。
知识拓展 用U形管中液面高度差的大小来表示液体压强的大小,运用了转换法。物理学中对于一些看不 见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测 量,这种研究问题的方法叫转换法。
8.(2018辽宁沈阳,23,4分)为研究液体内部压强特点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并 扎紧。 (1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大, 说明液体内部压强与液体的 有关。(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,说明倒入液体的密度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度。
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面 高于橡皮膜,将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有 。(4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管 里的液面相平,此时塑料瓶与胶管构成一个 。
答案 (1)深度 (2)小于 (3)压强 (4)连通器
解析 (1)瓶浸入水中的深度增加,橡皮膜向内凹的程度变大,可知橡皮膜受到水的压强随着水深度的增加 而增大,说明液体内部的压强与液体的深度有关。(2)将某液体倒入瓶中,当内、外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,故内部液体产生的压强小于外部的水产生的 压强,说明倒入液体的密度小于水的密度。(3)将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝向各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有压强。(4)上端开口、下端连通的容器叫连通器,故在橡皮膜上戳个洞时,塑料瓶和胶管就构成了连通器。
9.(2019新疆,22,5分)港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,其海底隧道由33节沉管组成。某节沉管两端密 封后的质量为7.5×107 kg,体积为8×104 m3。安装时,用船将密封沉管拖到预定海面上,向其水箱中灌入海水 使之沉入海底,为了便于观察安装情况,沉管竖直侧壁外表面涂有红、白相间的水平长条形标识(如图所 示),每条红色或白色标识的长度L均为30 m,宽度d均为0.5 m,海水的密度取1×103 kg/m3。求:(g取10 N/kg) (1)沉管灌水前的重力;(2)要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力;(3)沉管沉入海底后,两条相邻的红色标识受到海水的压力差。
答案 (1)7.5×108 N (2)5×107 N (3)1.5×105 N
解析 (1)沉管灌水前的重力:G=mg=7.5×107 kg×10 N/kg=7.5×108 N(1分)(2)沉管浸没在海水中受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×8×104 m3=8×108 N(1分)沉管至少需要灌入海水的重力G1=F浮-G=8×108 N-7.5×108 N=5×107 N(1分)(3)两条相邻的红色标识上所对应位置的高度差为h=2d=2×0.5 m=1 m每条标识的面积S=Ld=30 m×0.5 m=15 m2两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压强差为p=ρ海水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×1 m=10 000 Pa(1分)两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压力差为F=pS=1×104 Pa×15 m2=1.5×105 N(1分)
思路分析 (1)利用G=mg求沉管的重力。(2)知道沉管排开水的体积,利用阿基米德原理求沉管受到的浮力, 沉管灌入海水的重力等于所求浮力减去沉管的重力。(3)根据题意求出两个标识之间的距离也就是两个标 识在水里面的深度差,根据p=ρgh求出两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压强差,利用F=pS求 出两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压力差。
10.(2018云南昆明,24,7分)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200 cm2,未装水时的质量为0.2 kg。 容器盛水后水面的高度为15 cm,容器对桌面的压强为1.1×103 Pa。求水对容器向上的压力。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略容器壁的厚度)
答案 10 N
解析 设水对容器向上的压力为F向上桌面受到容器的压力F桌=p桌S=1.1×103 Pa×200×10-4 m2=22 N ① (1分)又∵水对容器的压力等于水对容器向下与向上的压力差,即F容=F向下-F向上 (1分)且F向下=p水S=ρ水ghS=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m×200×10-4 m2=30 N(1分)∴桌面受到容器的压力F桌=F桌'=F容+m容g=30 N-F向上+0.2 kg×10 N/kg=32 N-F向上 ②(2分)由①②两式得:22 N=32 N-F向上 (1分)解得F向上=10 N(1分)
11.(2017内蒙古呼和浩特,21,6分)我国正在研制的新一代“蛟龙号”深海探测器,目标探测深度11 000 m,该 深海探测器的全重为28 t。(1)如果该深海探测器在未来的某一天来到大洋最深处马里亚纳海沟探测,下潜至某一深度处时,处于正上 方海面处的科考船用声呐装置向“蛟龙号”发射声波,若从发出至接收到所用时间为12 s,则“蛟龙号”的 实际下潜深度为多少米(已知声音在海水中的传播速度为1 500 m/s);(2)若海面处的大气压强为1.0×105 Pa,海水密度为1.03×103 kg/m3,则“蛟龙号”下潜至11 000 m时,所在位置 处的压强为多少;(3)若(1)问中“蛟龙号”处于悬浮状态,“蛟龙号”除空气仓部分的平均密度为7.0×103 kg/m3,试计算“蛟 龙号”空气仓的体积(空气仓中空气质量不计)。
答案 (1)9×103 m (2)1.134×108 Pa (3)23.2 m3
12.(2018广东深圳,33,7分)物理实验考核中,水平桌面上放着一个底面积为100 cm2的容器,当中装有12 cm高 的水,小明将一个圆柱体浸入水中,如图甲所示,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面距液面高度h的关系如图 乙所示,当圆柱体下表面距离液面10 cm时,细绳断了,圆柱体沉入水底,如图丙所示。求:(g=10 N/kg) (1)浸没时圆柱体受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;(3)圆柱体沉在水底时,水对容器底的压强。
答案 (1)1 N (2)1×10-4 m3 (3)1.3×103 Pa
考点三 气体压强
1.(2018云南昆明,7,3分)据报道,今年4月17日早上10时许,美国一架正在空中飞行的客机,引擎疑起火爆炸, 之后有碎片打穿玻璃窗,导致一名妇女半个身体被“吸出了”窗外。无独有偶,5月14日下午,四川航空一架 正在空中飞行的客机驾驶舱内,风挡玻璃突然爆裂,副驾半个身体也被“吸出了”窗外。这两起事故说明 空中正常飞行的客机,机舱内的气压p1与舱外大气的压强p2相比较是 ( )A.p1=p2 B.p1p2 D.无法确定
答案 C 玻璃爆裂后,乘客半个身体被“吸出”窗外,说明机舱内气压p1大于机舱外大气压强p2,使乘客受 力不平衡,故选择C。
2.(2018湖北武汉,12,3分)在室温下,用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上,然后把瓶子放入热水中,如 图所示,橡皮膜会向外凸。下列关于瓶内气体的描述错误的是 ( ) A.分子的无规则运动会加剧B.内能会增大C.质量会不变D.压强会减小
答案 D 把瓶子放入热水中,由于热传递,瓶内气体的内能会增大,温度会升高,温度越高,分子无规则运动 越剧烈,故A、B正确;质量是物体的属性,与物体的温度无关,故瓶内气体的质量不会变化,C正确;瓶内气体 温度升高,压强会增大,D错误。故选D。
3.(2018内蒙古呼和浩特,9,3分)(多选)关于物理学知识,下列说法正确的是 ( )A.大气压是大气产生的压强,大气压随着海拔高度的升高而降低B.相距较近的两艘轮船,平行同向快速行驶时,容易发生碰撞事故,其原因是流体流速越快,流体压强越大C.电流通过用电器时,其消耗的电能可以通过关系式W=UIt求得,但不能直接用关系式W=I2Rt进行求解D.大多数汽车的核心部件是内燃机。四冲程内燃机工作时,主要靠压缩冲程获得动力
答案 AC 大气压是大气产生的压强,大气压随海拔升高而降低,A正确;流体流速越快,流体压强越小,B错 误;电流通过用电器时,若消耗的电能全部转化为内能,如电热器,可以用I2Rt求解,否则不能,C正确;内燃机工 作时,主要靠做功冲程获得动力,D错误。
4.(2016广东广州,11,3分)图1所示,静止时U形管两侧液面相平。下列选项包含图2中所有合理情形的是 ( ) 图1 图2
A.乙、丁 B.甲、丙C.乙、丙 D.甲、丁
答案 B 甲图,右侧管口气体流速比左侧管口大,则右侧液面上方气体压强较小,左侧大气压将液体压向 右侧,右侧液面升高h,合理;由上述分析可知乙图情形相反,不合理;丙图,向U形管左侧液面上方充气,左侧液 面上方气压增大,左侧液面上方气压大于右侧液面上方大气压,把液体压向右侧,右侧液面上升,合理;丁图, 从U形管左侧液面上方抽气,左侧液面上方气压减小,小于右侧液面上方大气压,液体应被压向左侧,不合 理。故选B。
5.(2019湖南长沙,29,4分)小海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,小海发现窗帘从打开的窗 户向外飘,这是因为窗外的空气流速大,压强 。车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来 了,这是山顶上的气压比山脚下的气压 造成的。
答案 小 低
解析 开着窗户开车时,因为车外的空气流速大于车内的空气流速,所以车内气体压强大于车外气体压强, 窗帘会飘出窗外;密封的零食包装袋从山脚到山顶时,发现包装袋变得鼓起来了,这是因为气压随高度增加 而减小。
解题关键 本题关键在于对气体流速与压强关系的理解与运用,以及气压与高度关系的理解。
6.(2018黑龙江齐齐哈尔,18,2分)注射器针头做得很尖,其目的是增大 ;注射器能将药液吸入针筒是利 用了 的作用。
答案 压强 大气压强(大气压或气压)
解析 注射器针头做得很尖,减小了受力面积增大了压强;注射器活塞向外拔时,针筒内气压减小,大气压就 把药液压入了针筒。
7.(2018河北,32,4分)制作简易气压计,观察大气压随高度的变化。(1)如图所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度, 但高度不够,你应 ,使水上升到瓶口以上适当位置,制成了简易气压计。(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱 ,说明 。(3)小明将简易气压计放在阳光下,过一会儿, 他发现玻璃管内水柱发生了变化,这一现象说明,简易气压计的测量结果会受到 影响。
答案 (1)从玻璃管上端吹入少量空气(2)逐渐降低 大气压随高度降低而升高(或大气压随高度增加而降低)(3)温度
解析 (1)向玻璃瓶内吹入适量的气体,玻璃瓶内气压增大,大于玻璃管口的大气压,使玻璃管中水柱上升到 合适位置;(2)将简易气压计从四楼移到一楼的过程中,玻璃管口的大气压随高度的减小而增大,故玻璃管内 水柱逐渐降低;(3)将简易气压计放在太阳光下,瓶中气体的温度升高,受热膨胀,水柱上升。
8.(2015内蒙古呼和浩特,13,3分)小梁同学用实验测量某地大气压的值。她在长约1米,一端封闭的玻璃管里 灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如 图所示。 (1)已知水银的密度为13.6×103 kg/m3,她通过数据计算得出大气压的值为 Pa。(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 她测量的值。(选填“大于”或“小于”)(3)小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水 槽内时,发现管中的水柱不会下降。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度 。(选填“必须大于 10 m”或“可以小于10 m”)
答案 (1)9.52×104 (2)大于 (3)可以小于10 m
易错警示 本题考查对托里拆利实验过程的理解及测量和计算大气压的技能,易错点是对水银柱压强的理 解,其中的h值应当是玻璃管内外水银面的高度差,非水银柱长度。
9.(2016广西南宁,22,3分)为测出某液体的密度,某校物理兴趣小组用如图所示的装置进行实验:将带有阀门 的“U”形管倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气,待两 管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门;分别测量出两管内外液面的高度差h水和h液;记录的三次实验数据 如表所示。若当时外界大气压为p0,三次实验中“U”形管内的气体压强分别为p1、p2和p3,则它们的大小关系是:p0 p1、p2 p3(均选填“>”、“=”或“<”);待测液体的密度为:ρ液= kg/m3(已知水的密 度为ρ水=1.0×103 kg/m3)。
答案 > > 0.9×103
评析 此题考查液体压强的计算与理解,要注意分析题意,利用平衡关系分析解决问题。
考点四 流体压强
1.(2015陕西,4,2分)对下列与压强有关的事例,解释不正确的是 ( )A.用吸管喝饮料利用了大气压强B.高压锅是利用液体的沸点随气压增大而升高的原理制造的C.水坝下部比上部建造得宽是因为液体压强随着深度的增加而减小D.火车进站时旅客不能越过安全黄线,依据的是流体中流速大的地方压强小
答案 C 液体压强随深度的增加而增大,因此水坝建成上窄下宽可以更好地抵抗水压,保证坝体安全,故 解释不正确的是C项。
2.(2017江苏南京,24,5分)小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。(1)如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒 精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象说明了 的存在。(2)如图乙所示,用易拉罐制作一个简易针孔照相机:在易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层半透明的塑料薄膜。用它观察窗外景物时,在塑料薄膜上能看到窗外景物 (选填“倒立”或“正立”)的像,像形成的原理是光的 。
(3)如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两易拉罐间距离增大,可用吸管按图中箭头 (选填“A”或“B”)所示的方向用力吹气。(4)如图丁所示,用塑料薄膜摩擦过的塑料管靠近易拉罐,易拉罐 (选填“可能”或“不可能”)被吸 引。
答案 (1)大气压 (2)倒立 直线传播 (3)B (4)可能
解析 (1)易拉罐中水加热后产生大量水蒸气,排出了里面的空气,封口冷却后,里面的水蒸气液化,气压变得 很小,外面大气压远大于里面的气压,易拉罐被压瘪。(2)小孔成像成的是倒立的像,原理是光的直线传播。(3)流体中流速大的地方压强小,如果按箭头A所示方向用力吹气,两易拉罐之间空气流速增大,压强减小,外 侧气压大于内侧气压,两易拉罐靠近;若按箭头B所示方向用力吹气,右边易拉罐右侧流速增大,压强减小,该 易拉罐左边气压大于右边气压,会向右滚动,使两易拉罐间距离增大。(4)塑料管摩擦后会带电,带电体能吸引轻小物体。
考点一 压力、压强
1.(2018北京朝阳一模,4)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是 ( )
答案 B 铲土机装有宽大的履带,增大了受力面积,从而有利于减小压强,A项错误;篆刻刀磨得很锋利,减 小了受力面积,从而有利于增大压强,B项正确;在铁轨下面铺枕木,增大了受力面积,从而有利于减小压强,C 项错误;书包背带做得较宽,增大了受力面积,从而有利于减小压强,D项错误。
2.(2019湖南长沙麓山国际测试,11)甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相 等。现沿水平方向分别在甲、乙正方体上截去一部分,且截去部分的质量相等,如图所示。则所截去的高 度h甲、h乙的关系是 ( ) A.h甲一定大于h乙 B.h甲一定小于h乙C.h甲可能大于h乙 D.h甲可能等于h乙
3.(2017吉林长春汽开区摸底,10)两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同 一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1 和F2的作 用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的 是 ( )A.p1= p2 F1=F2 B.p1> p2 F1 p2 F1=F2 D.p1< p2 F1>F2
答案 C 由于液体质量相同,而左边液体的体积小于右边液体的体积,因此左边液体的密度大于右边液体 的密度,又液体深度相同,由p=ρ液gh可知,p1>p2;由于两容器都做匀速直线运动,因此拉力等于滑动摩擦力,而 滑动摩擦力取决于接触面粗糙程度和压力大小,根据题目条件可知,接触面粗糙程度相同、压力相等,因此 摩擦力相等,所以F1=F2。A、B、D错误,C正确。
知识归纳 滑动摩擦力大小跟接触面所受压力和接触面的粗糙程度有关。
4.(2019吉林长春质检,7)(多选)将一块质地、厚度均匀的厚塑料板切成一个直角三角板。如图所示,把三角 板的斜边朝下立放在桌面上,其对桌面的压强为p1。若沿竖直方向(图中虚线所示)将该三角板切成A、B两 部分且保持图中位置不变。A、B两部分对桌面的压强分别为p2、p3则p1、p2、p3的大小关系正确的是 ( )A.p1=p3 B.p2=p3C.p1答案 AB 根据题意可设:A部分的底长为a,B部分的底长为b,高为h,三角板的厚度为H,则VA∶VB= ∶ =a∶b,由于A、B两部分是同一种材料,即密度ρ相同,则FA∶FB=GA∶GB= =a∶b,而SA∶SB= =a∶b,所以p2∶p3= ∶ = · = × =1∶1,即p2=p3,同理可得SA∶SA+B= =a∶(a+b),FA∶FA+B=GA∶GA+B= =a∶(a+b),p2∶p1= ∶ = · = × =1∶1,即p1=p2,又p2=p3,所以p1=p3。故选A、B。
5.(2018安徽太和一中一模,17)如图所示边长为5 cm质地均匀的正方体物块,质量为8 kg,只在水平拉力F的 作用下做匀速直线运动,则物块对水平面的压力为 N,水平面受到的压强为 Pa。(g=10 N/kg)
答案 80 3.2×104
6.(2019福建莆田一模,14)边长10 cm的均匀正方体,重为72 N,把它放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压 强为 Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,则a对水平桌面的压强为 Pa。
答案 7.2×103 7.2×103
考点二 液体压强
1.(2018福建龙岩二模,11)如图所示,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程中体积逐渐变大,则气泡 所受压强和浮力的变化情况是 ( ) A.压强变小,浮力变小 B.压强变小,浮力变大C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
答案 B 气泡在水中上升的过程中体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知,气泡排开水的体积变大,受到 的浮力变大。根据液体压强随深度减小而减小可知气泡受到的压强变小;故选择B。
2.(2017上海模拟,10)如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平地面上,甲、乙质量相 等。现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出部分乙后,甲对地面的压强大于乙对容器底部的压强。若 甲、乙剩余部分的体积分别为V甲、V乙,则 ( )A.V甲可能等于V乙 B.V甲一定大于V乙C.V甲可能小于V乙 D.V甲一定小于V乙
答案 B 从题图中能直观看出,S甲>S乙、V甲'>V乙',已知m甲=m乙,则ρ甲<ρ乙;对于规则的圆柱体,放置在水平地面 上时,对地面的压力F=G,则p= = = = =ρgh,当沿水平方向切去部分甲,从容器中抽出部分乙液体后,使p甲>p乙,即ρ甲gh甲>ρ乙gh乙,由ρ甲<ρ乙可得出h甲>h乙,S甲h甲>S乙h乙,即V甲>V乙,本题应选B。
3.(2019重庆綦江一模,7)如图所示,a、b两个完全相同的容器里分别装有质量相同的水和酒精,水和酒精对 容器底部的压强分别为p1和p2,则 ( )A.p1>p2 B.p1=p2C.p1思路分析 在上下粗细均匀的柱形容器里液体对容器底部的压力等于液体的重力。本题中容器的突出部 分体积相等,故两个突出部分液体的质量不同,液体密度越大,突出部分对应的液体质量越大;用液体总重力 减去凸出部分的液体重力就等于液体对容器底的压力,根据p= 判断出液体对容器底的压强大小关系。
4.(2018安徽太和一中一模,16)水坝的下部总要修得比上部宽,这是因为液体的压强随深度的增加而 ;若水坝蓄水深度是20 m,则坝底受到水的压强是 Pa。(g=10 N/kg)
答案 增大 2×105
解析 因为液体压强随深度增加而增大,所以水坝的下部总要修得比上部宽;坝底受到水的压强p=ρhg=1.0 ×103 kg/m3×20 m×10 N/kg=2×105 Pa。
5.(2019广东河源二模,14)我国自主研制的深海载人潜水器“蛟龙号”已成功突破7 000 m水深大关,这标志 着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平。“蛟龙号”在下潜过程中,所受压强将 (选填“增 大”“减小”或“不变”);“蛟龙号”在下潜过程中,排开水的体积约为23 m3,则潜水器受到的浮力约为 N(海水的密度取ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
答案 增大 2.3×105
解析 “蛟龙号”在下潜过程中,海水密度一定,h不断增加,根据p=ρgh可知,所受压强将增大;潜水器受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×23 m3=2.3×105 N。
6.(2019天津和平一模,18)如图所示,放在水平面上的两个相同的烧杯中装有相同体积的盐水和纯净水, 则a、b、c、d四点中液体压强最大的是 点;若已知a点受到的液体压强为pa,hac=hbd=h,已知盐水的 密度ρ盐水,纯净水的密度ρ水,则d点受到的液体压强为 。
解析 因ρ盐水>ρ水,根据p=ρ液gh分析可知,c点的压强最大,a、b两点在不同液体内部相同深度处,a点受到盐水 的压强为pa,由p=ρ液gh得 = ,则b点受到水的压强pb= pa,则d点受到水的压强pd=pb+pbd= pa+ρ水gh。
考点三 气体压强
1.(2019四川内江一模,8)如图所示,将一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管 穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以 上。当拿着它从山下的报国寺到金顶山上,玻璃管内水柱高度将 ( )A.升高 B.不变C.降低 D.无法判断
答案 A 由题知,瓶内气体压强大于大气压;在水柱稳定时,瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内 水柱产生的压强之和,即p=p0+ρgh,h为玻璃管内水柱的高度;当拿着它从山下的报国寺到金顶山上时,由于 大气压随着高度的增加而减小,即大气压p0变小,在瓶内较大气体压强p的作用下,玻璃管中水柱的高度上升 (即h变大),故A正确。故选A。
2.(2018江西赣州六校联盟联考,12)如图所示的物品中,不是利用大气压来工作的是 ( )
答案 B 针筒吸药液时,向外拉活塞,筒内气压减小,大气压把药液压进了针筒内;高压锅炖汤较快利用了 液体沸点随气压升高而增大的原理;真空式扫路车工作时内部气压小,外部气压大,纸片等垃圾受力不平衡, 在大气压的作用下被吸进车内;活塞式抽水机抽水时活塞向上运动,筒内气压小于外面的大气压,所以水在 大气压的作用下被压了上去。故选择B。
3.(2018北京朝阳一模,9)图是一高山的等高线图,某登山运动员始终以速度v从A点到达B点的过程中,下列说 法中正确的是 ( )A.运动员的体重增加B.运动员受到的重力势能减小C.运动员受到的大气压减小D.运动员的机械能不变
答案 C 由图可知,运动员由A点到B点,海拔高度增加,所以大气压减小,C项正确;质量不随位置改变而变 化,运动员的体重不会增加,A项错误;重力势能随高度增加而增大,B项错误;运动员匀速登山,动能不变,重力 势能增大,故机械能增大,D项错误。
4.(2019河南许昌一模,6)如图所示为一种浴室防滑踏垫。其正面为仿草坪式设计,这是通过增大接触面的 的方法增大脚与垫之间的摩擦力;防滑踏垫与地板的接触面有许多小吸盘,将吸盘挤压到地面后, 可利用 产生较大的压力,两措并举以达到理想的防滑效果。
答案 粗糙程度 大气压
解析 浴室的防滑垫正面的粗糙程度较大,可以增大人受到的摩擦力,起到防滑的效果;防滑垫反面有许多 小吸盘,当把小吸盘紧压在地面上时,吸盘内的空气被挤出去,气压减小,外界的大气压大于吸盘内的气压,所 以吸盘就被紧紧压在地面上。
5.(2018山东枣庄模拟,24)如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘 盒内的空气排出,利用 将垃圾吸入尘盒内。已知机器人的质量是2 kg,滚轮与地面的总接触面积为 10 cm2,静止在水平地面时它对地面的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
答案 大气压 2×104
6.(2019吉林长春东北师大附中二模,20)如图所示,小丽手里拉着一个氦气球,当松手后,气球飘向天空,越来 越小,逐渐看不见了。(1)请你在图中画出气球受到的浮力的示意图。(2)小丽哥哥根据所学物理知识提出一种猜想:气球最后可能会爆炸破裂,请你说出他猜想的理由: 。(3)在直升机、飞艇、滑翔机这几种飞行器中,利用浮力升空的是 。
答案 (1)如图所示 (2)见解析(3)飞艇
解析 (1)浮力的方向竖直向上,重心可以看成在气球中心;(2)大气压强随高度增加而减小,气球内的气压大于外界大气压强,所以气球越来越大,当气球超过其弹性限 度时,会破裂;(3)直升机升空是利用力的作用是相互的这一原理;飞艇升空是因为其内部充入密度较小的气体,使得重力 小于浮力;滑翔机升空是因为机翼上下表面空气流速不同,受到向上的升力。
考点四 流体压强
1.(2019江苏无锡惠山一模,4)如图所示,能够说明流体压强与流速关系的是 ( ) A.甲图:拦河坝设计成下宽上窄B.乙图:用漏斗向下吹气乒乓球不下落C.丙图:潜水艇的上浮和下沉D.丁图:玻璃厂用吸盘搬运玻璃
答案 B 液体内部压强随着深度的增加而增大,则越往下面,河水的压强越大,所以拦河坝设计成下宽上 窄,故A错误;对着漏斗吹气,乒乓球上方的空气流速大,压强小,小于下部的气压,产生了一个向上的压强差, 将乒乓球托住,故B正确;潜水艇的上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的,利用了浮沉条件,故C错误;吸 盘要固定在玻璃上,需要先把盘内的空气抽出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了玻璃上,故D错误。故 选B。
2.(2019江苏苏州园区一模,6)龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象 中的“吸”字相同的是( )A.地球“吸”地面上物体B.两光滑铅块压紧后“吸”住C.两船并行相“吸”碰撞D.梳头后的梳子会“吸”头发
答案 C 龙卷风将物体“吸”起卷入空中,是因为龙卷风中心空气流速大压强小,物体两侧受力不平衡时 就会被“吸”入空中;A项地球吸引地面上物体是因为地球会对物体产生引力;B项两个光滑铅块压紧后 “吸”住是因为两个接触面分子间有引力;C项两船并行相“吸”碰撞是因为两船中间水流速度较大,压强 较小,所以船体两侧受力不平衡,船向中间靠拢而碰撞;D项梳子梳头时会与头发摩擦而带上静电,带电体可 以吸引轻小物体;故只有C项与龙卷风“吸引”物体的原理相同,选择C。
3.(2018福建晋江一模,8)海上舰艇护航编队在距离较近时一般采用“前后”形式,而不采用“并排”形式, 图中与其原理相同的实验是 ( )
答案 A 两舰艇并排行驶时,两舰艇之间的水流速度大于两舰艇外侧的水流速度,因流体流速越大压强越 小,则两艘舰艇受力不平衡向中间靠拢,发生撞船事故。A项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,小于两张纸外侧的大气压,产生了一个向内的压力差,将纸压向中间;B项水不从杯中流出, 是因为大气压对纸产生向上的压力;C项橡皮膜向下凸出是因为受到液体向下的压强(压力);D项密度计漂 浮是因为浮力与重力平衡。
4.(2019四川成都武侯二模,17)高速行驶的列车车厢两侧的窗口打开后,窗帘没有飘向窗内,反而会飘向窗 外。这是因为车外空气的 。列车进站前提前关闭动力,列车由于 ,仍能前进一段路程, 到达停车位置。
答案 流速大,压强小 惯性
解析 因为汽车行驶时,车外的空气流速大、压强小;车内的空气流速小、压强大,车内的气压大于车外的 气压,压强差就把窗帘压向窗外。列车进站前提前关闭动力,列车由于惯性,仍能前进一段路程,到达停车位 置。
5.(2018广东广州大学附中一模,14)2017年4月,我国国产直升机AC311A成功试飞。直升机能停留在空中,是 因为旋转的机翼对空气施加了向下的力,根据物体间力的作用是 的,空气对机翼也施加了向上的 力,所以直升机能够停留在空中。另外,我国国产大飞机C919于5月也完成了首飞,客机在飞行时,机翼上表 面空气流速 ,压强 ,因此获得向上的升力。
答案 相互 大 小
解析 物体间力的作用是相互的,直升机旋转的机翼对空气施加了向下的力,所以空气也会给机翼向上的 力,所以直升机能停留在空中。国产大飞机C919的机翼上表面凸起,下表面平直,在飞行时上表面空气流速 大压强小,下表面空气流速小压强大,从而获得向上的升力。
一、选择题(每小题3分,共12分)1.(2018山东青岛中考,9)我国最新研制的“复兴号”列车,实验的最高速度超过400 km/h。下列说法错误的 是 ( )A.它和普通列车相比,动能一定大B.路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的C.列车高速驶过时,飘落在车旁的树叶被卷入车底D.列车匀速行驶时,同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
答案 A 不知道两种列车的质量关系,所以不能确定它和普通列车动能的大小关系,故A错误;路旁的树相 对于行驶的列车在不断发生位置的变化,因此以列车为参照物时,路旁的树是运动的,故B正确;列车高速驶 过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,故飘落在车旁的树叶被卷入车底,故C正确;在平直轨道上匀速行 驶的列车车厢里,竖直向上跳起的人由于惯性水平方向还要保持原来的运动状态,因此仍将落回原处,故D 正确。故选A。
2.(2018海南中考,8)如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高 度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是 ( )A.p1=p2=p3B.p1p2>p3D.缺少条件,无法判断
3.两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精,如图所示,下列说法正确的是 ( )A.两容器底受到的压力相等B.两容器液面下深度相同处所受液体压强相等C.盛水容器底部受到的压强较大D.盛水容器底部受到的压强较小
4.某同学为了探究飞机的升力,制作了一个机翼模型,并把它固定在一铁丝上,在铁丝的上下各挂上一个弹 簧测力计(开始时A、B示数均不为零),如图所示,接通电风扇对着机翼模型吹风,下面是该同学在不考虑模 型在水平方向的移动时对实验结果做出的猜想,你认为正确的是 ( )A.弹簧测力计A的示数增大,B的示数减小B.弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大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
答案 B 风吹过机翼模型时,模型上表面空气流速较大、压强较小,下表面空气流速较小、压强较大,所 以模型受到向上的压力差,故弹簧测力计A的示数减小,弹簧测力计B的示数增大,B项正确。
5.(2019河南重点中学内部摸底,17)(6分)初中物理学习过程中,我们认识了很多的实验装置。图(a)所示为 实验的装置;图(b)所示实验装置名称是 ;某同学利用小桌、沙盘等器材做了如图(c)所示的 实验,该实验的装置可以用来研究 。
二、非选择题(共28分)
答案 托里拆利 U形管压强计 压力作用效果与受力面积的关系
解析 意大利科学家托里拆利将长约1 m的一端封闭一端开口的玻璃管灌满水银,然后用手堵住管口倒置 在水银槽中,放手后发现大气压可以支持约760 mm高的水银柱,从而测出了大气压相当于760 mm高水银柱 产生的压强,这个实验后人称为托里拆利实验;图(b)所示实验装置叫U形管压强计,可以用来探究液体内部 压强的大小和什么因素有关;(c)实验装置中小桌倒放和正放于沙子上时接触面积不同,对沙子的压力相同, 但沙子的凹陷程度不同,所以可以研究压强大小与受力面积的关系。
6.(4分)一个图钉帽的面积是0.8 cm2,图钉尖的面积是5×10-4 cm2,手指对钉帽的压力为20 N,则手对图钉帽和 图钉尖对墙的压强分别为 Pa和 Pa。
答案 2.5×105 4×108
7.(2017天津南开一模)(4分)(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用 压强计鉴别这两种液体,则图 (选填“a”或“b”)中装的是盐水。(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA∶hB=3∶1,底面积之比SA∶SB=1∶2,则它们对地面的压强之比pA∶pB= 。
答案 (1)a (2)3∶1
8.(2019江苏南京六合二模,19)(4分)如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、 小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p1‘和p2’。两只玩具鸭 受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:p1 p2,p1‘ p2’,F1 F2,若乙图中小玩具 鸭的质量为15 g,它排开水的体积是 cm3。
答案 = = > 15
V排= = =15 cm3。
9.(2019江苏苏州新区二模,26)(10分)消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离, 这与压强的知识有关。图1模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15 000 Pa;图2模拟消防 员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为0.5 m2,受困者与 消防员的质量分别为60 kg和50 kg,g取10 N/kg。(1)求受困者所受的重力;(2)求图1中受困者双脚与地面的接触面积;(3)当受困者完全伏在图2中消防员背上后,求消防员对地面的压强。
答案 (1)600 N (2)0.04 m2 (3)2.2×103 Pa
考点一 压力、压强
A组 2019年全国中考题组
1.(2019北京,12,2分)如图所示,两手的食指分别用沿水平方向的力顶在削好的铅笔两端,使铅笔保持水平静 止。下列说法中正确的是 ( )
A.铅笔对左侧食指的压力较大B.铅笔对右侧食指的压力较大C.铅笔对右侧食指的压强较大D.铅笔对两侧食指的压强大小相等
答案 C 铅笔在左右两食指作用下保持静止状态且铅笔水平,因此,左右两食指对铅笔的压力大小相等, 又因为相互作用力大小相等,所以,铅笔对左右两侧食指的压力大小相等,A、B错误;压力相等,右侧食指受 力面积较小,压强较大,C正确,D错误。
易错警示 压力和压强是两个不同的概念,它们既有区别又有联系,不能混为一谈,压强表示压力的作用效 果。
2.(2019湖南长沙,27,3分)如图,水平面上放置了质地均匀的甲、乙两个实心圆柱体,它们的高度相同、质量 相等,甲的底面积小于乙的底面积。为使甲对水平面的压强小于乙对水平面的压强,小海按不同方法把 甲、乙两物体分别切下一部分后,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方。下列切法可能达到目的的是 ( )
A.沿水平方向切去质量相等的部分B.沿水平方向切去体积相等的部分C.沿水平方向切去厚度相等的部分D.沿竖直方向切去质量相等的部分
答案 B 未切之前,S甲
答案 鞋(或脚) p
知识归纳 固体压力、压强的计算方法:如果物体静置在水平面上,①先根据 F=mg 确定压力;②再根据公 式 p= 计算压强。
易错警示 第二空表述的意思是此时一只脚对地面的压强,很多学生误认为是抬起一只脚站立时对地面的 压强,避免失误的关键是认真审题,把握题意。
4.(2019广东广州,18,2分)如图甲所示,钢制的圆柱展示台,底面积S=1 dm2。另一个为钢制的圆台零件,上底 面积S1=3 dm2,下底面积S2=12 dm2。把零件分别按图乙和图丙所示的方式静置在展示台上,两物体的轴在同 一直线上。图乙中零件对展示台面的压力为F1、压强为p1。图丙中零件对展示台面的压力为F2、压强为p2。F1 F2,p1 p2(选填“>”、“=”、“<”)。 甲
答案 = =
5.(2019重庆A,20,8分)小杨选择了两个高度分别为10 cm和6 cm,底面积SA∶SB=1∶3的实心均匀的圆柱 体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图甲所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱 块,并将截取部分平放在B的中央,则A、B对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图乙所示,求:(g取10 N/kg)(1)圆柱体A的密度;(2)从A截取h=6 cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;(3)图乙中a的值。
答案 (1)2×103 kg/m3 (2)400 Pa (3)3
解题关键 熟练掌握固体压力、压强的计算方法:如果物体独自静置在水平面上,①先根据 F=G 确定压力; ②再根据公式p=F/S计算压强;若固体为粗细均匀的柱形(如圆柱体、长方体等)放在水平面上,那么它对水 平面产生的压强可以用 p=F/S,也可以用 p=ρgh 计算。
思路分析 由图像可知圆柱体A放在水平桌面上的压强大小,并已知A的高度,利用p=ρgh可得A的密度;将从 A截取的高6 cm的圆柱块放在B上,B对桌面增加的压力就等于高6 cm的圆柱块的重力,再由p=F/S可计算出B 对桌面增加的压强;由图可知,当从A的上表面截取高度为a的圆柱块时,A剩余部分对桌面的压强与A截取部 分叠放在B上后,B对桌面的压强相等,利用这一等量关系,代入数据计算求解。
考点二 液体压强
1.(2019福建,14,2分)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h, 密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ。则液体对烧杯底部的压强为 ( ) A.2.4ρgh B.2.7ρghC.2.8ρgh D.3ρgh
答案 C 本题考查的是液体压强的知识。容器底部受到的压强包含两个部分,第一部分是上层液体的压 强,这层的液体密度是0.8ρ,液体的高度为h,第二部分是下层液体的压强,液体密度是ρ,液体的高度为2h,依据 液体压强的公式, 容器底部受到的液体压强p=0.8ρgh+ρg·2h=2.8ρgh。故选C。
2.(2019广东广州,5,3分)如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小(ρ水=1 g/cm3) ( ) A.a B.b C.c D.d
答案 A 液体压强计算公式p=ρgh中的h指的是该点到水面的距离。由图可知,a点离水面最近,所以a点水 的压强最小。
易错警示 p=ρgh中的h指的是该点到水面的距离,不是图里标示出来的该点到湖底的距离。
解题关键 要熟悉公式里每个物理量对应的意义,不要受题目已知条件的误导。
3.(2019湖北武汉,15,3分)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,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 ( )
答案 A 橡皮膜两侧受到压强作用时会向压强较小的一侧凸起,没有发生形变说明两边压强相等。根据 ρ= 对液体密度大小进行比较。由A图可知p左
易错警示 本题易错选B,认为深度不同、压强不同,故无法比较密度的大小关系,错选原因在于没有利用 由液体压强公式推导出的液体密度公式进行比较。
4.(2019浙江杭州,31,5分)现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下 不同情境中的形状变化。(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会 (选填 “变大”“变小”或“不变”)。(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动到如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 (选填“凸面”“凹面”或 “平面”),试说明理由: 。
答案 (1)变大 (2)变小 (3)平面 见解析
解析 (1)向管内缓慢注水,随着管内水量的增加,橡皮膜上部受到的压强增大,下部压强不变,内外压力差越 来越大,橡皮膜向外凸的程度变大;(2)随着玻璃管下移,橡皮膜上部受到的压强不变,下部受到的压强增大, 内外压力差减小,橡皮膜向外凸的程度变小;(3)根据公式p=ρgh可知,当玻璃管内外水面相平时,橡皮膜上下 两表面受到的压强相等, 压力大小相等,方向相反,橡皮膜水平。
5.(2019四川成都,B7,6分)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的 深度为10 cm。实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm。实心圆柱体B质量为mx克(mx取值 不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm。实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,常数g取10 N/kg。 (1)求容器的底面积。(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1。(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与mx的函数关系式。
答案 (1)100 cm2 (2)1.25×103 Pa (3)见解析
由体积关系得h2S容-VB=1 000 cm3代入数据解得h2=16 cm,h2>hB,假设成立水对容器底部的压强为p2=ρ水gh2=1.6×103 Pa此时mB=ρBVB≥ρ水VB=600 g即当mx≥600时,p2=1.6×103 Pa②当0<ρB<ρ水时,B竖直放入容器内会漂浮由体积关系得h2S容-V排=1 000 cm3由阿基米德原理和平衡条件得ρ水gV排=mBgp2=ρ水gh2联解三式并代入数据得p2=(1 000+mx)Pa即当0
1.(2019四川成都,A6,2分)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
答案 C 海拔越高,气压越小,液体的沸点随气压的降低而降低,故在高原上用普通锅不易煮熟米饭,A项 不符合题意;用吸管吸饮料时,饮料被大气压压进了嘴里,B项不符合题意;“玉兔”号在月球上留下“足 迹”,是因为力可以使物体发生形变,C项符合题意;马德堡半球实验证明了大气压强的存在,D项不符合题 意。
2.(2019山东青岛,9,2分)如图为盆景的一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚 被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高, 瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。使水不会全部流出而能保留 在瓶中的原因是 ( )A.瓶口太小,水不易流出B.外界大气压强等于瓶内水的压强C.外界大气压强等于瓶内空气的压强D.外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和
答案 D 当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中流出 来;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水位下降使瓶口露出水面时,少量空气进入瓶内,瓶内的气压增大, 水会流出一部分,一旦瓶口再次被水淹没,此后空气无法进入瓶中,瓶中的水停止外流时,外界大气压强等于 瓶内空气的压强与水的压强之和,内、外压强重新平衡,当水位再下降至刚露出瓶口时,重复上述现象,故塑 料瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中。故A、B、C错误,D正确。
3.(2019黑龙江齐齐哈尔,28,5分)小晴家有一款用软橡胶材料制作成的茶杯盖,如图甲所示。小晴发现,将其 盖在空茶杯杯口,先轻轻下压,再向上提起时,茶杯随杯盖也会一同被提起;如果在软橡胶盖上打一个小孔,则 就不能提起空茶杯。小晴的发现过程和示意图如图乙所示,请你用所学物理知识解释小晴发现的现象。 图甲 图乙
答案 将杯盖盖在杯口时,向下压,将杯中的气体排出一部分(1分),当向上提起杯盖时,杯内气压减小(1分), 小于外界大气压(1分),在大气压的作用下,可以将杯子提起(1分)。当杯盖上有小孔时,杯内外气压相等(1 分),所以杯子不会一同被提起。评分说明:其他答案合理即可给分。
解析 相同体积的气体,质量减小,则气压减小,当杯内、杯外的气压差足够大时,就可以克服杯子重力将杯 子提起。
4.(2019广东广州,17,3分)(1)通过表1、2推断海拔五千多米处水的沸点可能是 。
表1:海拔与大气压的关系
表2:大气压与水的沸点的关系
A.75 ℃ B.83 ℃ C.92 ℃ D.100 ℃
(2)如图甲所示,瓶口扎上橡皮膜,把一定质量的气体密封在玻璃瓶内。小明把此瓶从甲地带到海拔更 高的乙地,发现橡皮膜向上凸出(如图乙)。瓶内气体在甲地的密度为ρ甲,在乙地的密度为ρ乙。根据公式ρ= ,得ρ甲 ρ乙(选填“>”、“=”、“<”)。
解析 (1)根据表1得出海拔五千多米处大气压在0.47×105~0.62×105 Pa之间,根据表2得出对应的水的沸点 在80~90 ℃之间,选B;(2)根据公式ρ= 分析,瓶内气体质量一定,从甲地到乙地,瓶内气体体积变大,故瓶内气体的密度变小。
5.(2019福建,25,4分)蒸粽子时将碗倒扣在盛有适量水的锅中当支架,把装有粽子的盘子放在上方,如图甲。 蒸好后打开锅盖,看到锅盖内表面有许多小水珠。熄火一会儿,发现锅中的水被“吸入”碗内,如图乙。(1)锅盖内表面为什么有许多小水珠?(2)锅中的水为什么会被“吸入”碗内?
答案 (1)(2分)锅中的水蒸气遇到温度相对较低的锅盖,放出热量,液化成小水珠。(2)(2分)熄火后,碗中的气体压强减小,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
解析 (1)蒸粽子时,锅中的水受热汽化变成水蒸气,当水蒸气遇到温度相对较低的锅盖时,发生热传递,水蒸 气放出热量,液化成小水珠,附着在锅盖内表面,故锅盖内表面有许多小水珠。(2)熄火后,温度降低,碗中的 气体压强减小,小于大气压,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
考点四 流体压强
1.(2019四川成都,A11,2分)1738年伯努利发现了流体压强与流速有关,以下选项利用伯努利这一发现的是 ( )A.机翼受升力使飞机飞上蓝天B.火箭受推力飞向太空C.轮船经船闸从下游开到上游D.潜水艇从海底上浮
答案 A 飞机机翼“上凸下平”,滑行时机翼上表面空气流速大,压强小,下表面空气流速小,压强大,从而 产生向上的升力,A项正确;火箭受推力飞向太空,利用了物体间力的作用是相互的,B项错误;轮船经过船闸 利用了连通器原理,C项错误;潜水艇浮沉是依靠改变自身重力实现的,D项错误。
2.(2019新疆,8,2分)2018年10月20日,我国自主研制的大型水陆两栖飞机AG600水上首飞成功。AG600在空 中水平飞行时 ( )A.机翼下方空气流速大,压强小B.机翼下方空气流速大,压强大C.机翼上方空气流速大,压强小D.机翼上方空气流速大,压强大
答案 C 机翼的形状为“上凸下平”,迎面吹来的气流被机翼分成上下两部分,机翼上方的空气流速大, 压强小,机翼下方的空气流速小,压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而获得向上的升力。故本题选C。
3.(2019吉林,13,2分)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(大气压强、大气压力、气压) 小
解析 图甲的实验中,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,乒乓球不会落 下,是因为大气压将乒乓球和水托住。该现象说明了大气压强的存在。图乙的实验中,从瓶口处用力向上 吹气,流速大的地方压强小,因此瓶口处压强变小,去掉瓶底,瓶内的气体压强等于大气压,就会产生一个力把 乒乓球往下压,所以乒乓球不会上升。
考点一 压力、压强
B组 2015—2018年全国中考题组
1.(2018北京,4,2分)下列实例中,为了增大压强的是 ( )A.书包带做得较宽B.图钉帽做得面积较大C.大型平板车装有很多车轮D.石磨的磨盘做得很重
答案 D 书包带做得较宽、图钉帽做得面积较大、大型平板车装很多车轮都是为了在压力一定时增大 受力面积,减小压强,A、B、C选项错误;石磨的磨盘做得很重,是为了在受力面积一定时增大压力,增大压 强,D选项正确。
2.(2018四川成都,B4,2分)(多选)圆柱形实心均匀物体A、B高度相同,质量分别为mA、mB,密度分别为ρA、ρB, 两物体重叠后放置在水平桌面上,如图甲和乙所示。图甲中,设A对B的压强为p1,B对桌面的压强为p2;图乙 中,设B对A的压强为p3,A对桌面的压强为p4。则下列比例关系正确的是 ( )A.p1∶p2=(mAρA)∶[(mA+mB)ρB]B.p1∶p4=mA∶(mA+mB)
C.p2∶p4=(mBρA)∶(mAρB)D.p2∶p3=[mA(mA+mB)ρB]∶( ρA)
易错警示 注意受力面积是两个物体相互接触的面积,特别是求p3时,一定特别注意。
3.(2017安徽,8,4分)如图所示,将一把薄木尺的 长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上。已知报纸的上表面积为0.25 m2,则大气对报纸上表面的压力为 N;在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀 开,则力F至少为 N(假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端,大气压取1.0×105 Pa,报纸和薄 木尺的重力忽略不计)。
答案 2.5×104 1.25×104
4.(2018河北,37,6分)实心圆柱体甲和长方体乙分别放置在水平地面上,甲的密度为0.6×103 kg/m3,质量为12 kg,底面积为4×10-2 m2;乙的质量为5.4 kg,边长分别为0.1 m、0.2 m、0.3 m。(g取10 N/kg)(1)求乙的密度。(2)求甲直立时对水平地面的压强。(3)若在甲的上方水平截去一段并叠放在乙的正上方后,甲剩余圆柱体对水平地面的压强恰好等于此时乙 对水平地面压强的最小值,求甲截去的高度。
答案 (1)0.9×103 kg/m3 (2)3×103 Pa (3)0.21 m
解析 (1)乙的体积: V乙=0.1 m×0.2 m×0.3 m=6×10-3 m3乙的密度:ρ乙= = =0.9×103 kg/m3(2)由于甲放在水平地面上甲对水平地面的压强:p甲= = = = =3×103 Pa(3)当乙与地面的接触面积最大时,乙对水平地面的压强最小受力面积: S乙=0.2 m×0.3 m=6×10-2 m2由题意可知: = m甲截= = =5.04 kg
则甲截去的高度:h甲截= = =0.21 m
考点二 液体压强
1.(2017新疆乌鲁木齐,7,3分)我国自主建造的世界上压力最大的8万吨多向模锻压机锻造大型工件时,对工 件的压力为8×108 N,与工件的接触面积为 4 m2,则工件承受的压强相当于( )A.2 km高水柱产生的压强B.4 km高水柱产生的压强C.8 km高水柱产生的压强D.20 km高水柱产生的压强
2.(2017浙江温州,14,4分)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
答案 B ①在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜状态的变化,可以探究“液体压强跟深度的 关系”;②在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜向左凸出,则右边液体密度 大,若橡皮膜向右凸出,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小。若要探究 “液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液 体,观察橡皮膜状态的变化即可探究液体压强是否与液体的密度有关;③由于橡皮膜没有处于容器的底部, 所以不能探究液体对容器底部是否有压强;④此装置可以在一侧倒入液体,如果橡皮膜凸出,则表明液体对 容器的侧壁有压强,若不凸出,则表明液体对侧壁没有压强,故可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强。 故选B。
解题指导 此题是探究液体压强与液体深度和密度的关系,考查了对控制变量法的应用,在实验中注意怎 样控制变量和改变变量。
3.(2017山西,32,2分)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 ,壶嘴和壶身中的水面具有 的特点,所以不必担心再加少许水会溢出来。
答案 连通器 高度总是相同
解析 连通器是上端开口、底部相连通的容器,茶壶是连通器,水不流动时,水面总是相平的。
4.(2016辽宁沈阳,16,2分)利用U形管液面高度差的大小关系,可以帮助我们比较一些物理量的大小。(1)将液体压强计的探头分别放入密度为ρ1和ρ2的两种液体中,U形管液面的高度差相同,如图甲所示,则ρ1 ρ2;(2)速度是v1和v2的气流,分别经过与U形管左端相连的管子时,U形管液面的高度差如图乙所示,则v1 v2。(以上两空均填“>”、“=”或“<”) 甲 乙
答案 (1)< (2)>
考点三 气体压强
1.(2018四川成都,A4,2分)图所示的“吸引”现象中,由大气压强引起的是 ( ) A.拔火罐时玻璃罐吸在皮肤上B.塑料梳子吸引干燥的头发C.条形磁铁吸引小磁针D.两个铅块挤压后吸在一起
答案 A 拔火罐是减小火罐内部气体压强,而外部大气压强不变,从而在大气压的作用下火罐吸在皮肤 上,故A正确;由于摩擦起电,塑料梳子和干燥的头发带异种电荷而相互吸引,故B错误;条形磁铁吸引小磁针, 是因为异名磁极相互吸引,故C错误;两个铅块挤压后吸在一起说明分子间存在引力,故D错误。
2.(2018天津,8,3分)将玻璃瓶、两端开口的细玻璃管和橡皮塞组成如图所示的装置。装置内加入适量的液 体,可完成如下四个实验:①验证力使物体发生形变;②观察大气压随高度的变化;③观察液体的热胀冷缩; ④模拟潜水艇的浮沉。在这些实验的设计中,把微小变化放大以利于观察的是 ( ) A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④
思路分析 要验证力能使硬度较大的物体发生形变,需考虑这个微小形变怎样反映出来,故装满水后,通过 细管中水面的上升,可以说明受力后瓶子发生了形变。
方法归纳 把微小的形变、气压的变化、液体体积的变化通过细管中水面的上升反映出来,这种方法为转 换法。
答案 A 在瓶中装满水,用力挤压瓶,会发现管中水面上升,说明力使瓶发生了形变;在瓶中装入半瓶水,将 装置从山脚拿到山顶,由于外界气压减小,瓶内气压大于外部气压,将会使管中水面上升;在瓶内装满水,装置 放于热水中,瓶内水受热膨胀,管内水面上升;①、②、③均是将微小变化放大以利于观察的,而模拟潜水艇 浮沉未将微小变化放大,故选择A。
3.(2015甘肃兰州,7,3分)下列实例中,不是利用大气压强的是 ( )A.用胶头滴管吸取药液B.用力压打气筒的活塞,把气充进轮胎C.用吸管喝饮料D.活塞式抽水机
答案 B 用胶头滴管吸取药液、用吸管喝饮料、活塞式抽水机都是利用大气压来工作;将气充进轮胎是 借助外力将空气压入轮胎。故选择B项。
4.(2017江苏苏州,30,4分)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。(不考虑分子间作用力)(1)塑料片不掉下来说明了 的存在,通过计算可知,当钟罩内气压降到 Pa时,塑料片会掉下。(g 取10 N/kg)(2)王老师在实际操作中发现,抽气至钟罩内气压为30 kPa时,玻璃杯内出现了一些小气泡,继续抽气至钟罩 内气压为8 kPa时,塑料片就掉下了。请你对此时塑料片掉下的现象作出合理的解释: 。
答案 (1)大气压 800 (2)答案一:由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,大于原来塑料片会掉下时水对它向下 的压强答案二:由于空气进入玻璃杯,使杯内水对塑料片向下的压强增大,导致钟罩内气体托住塑料片向上的压强 大于原来塑料片会掉下时气体对它向上的压强(其他答案合理也可得分)
解析 (1)塑料片下方是大气,塑料片不掉的原因是大气压的作用;p= = = =800 Pa。(2)略。
审题技巧 阅读第(2)问时,抓住关键词:抽气,出现了一些小气泡,掉下了。
考点四 流体压强
1.(2018黑龙江齐齐哈尔,9,2分)为应对复杂的国际形势,满足国防需要,辽宁舰航母上的国产新型舰载机歼-1 5战机,不惜大量耗油昼夜加紧训练,战机飞离甲板后,下列说法不正确的是( )A.歼-15战机的质量不变,机械能增大B.辽宁舰底部所受水的压强变小C.辽宁舰所受的浮力变小D.歼-15战机的升力的产生是因为流体压强与流速的关系
答案 A 歼-15战机飞离甲板后,会不断消耗燃油,质量会减小,机械能的变化情况无法确定,A项不正确;战 机飞离甲板后,辽宁舰会浮起一些,底部所处深度减小,辽宁舰底部所受水的压强减小,B项正确;辽宁舰漂浮, 所受浮力等于重力,战机起飞后,辽宁舰总重力减小,浮力也减小,C项正确;战机机翼上表面空气流速大,压强 小,下表面空气流速小,压强大,故会受到向上的升力,D项正确。故选A。
2.(2017吉林长春,8,2分)下列实例中,不能用流体压强与流速关系解释的是 ( )A.飞机靠机翼获得升力B.用活塞式抽水机抽水C.火车站的站台设置安全线D.两船并列航行时要保持安全距离
答案 B A、C、D三项都可以利用流体压强与流速的关系来解释,B项中活塞式抽水机是利用大气压来 工作的,所以选B项。
3.(2018吉林,9,2分)我国自主研制的国产大飞机C919,于2017年5月5日首飞成功。客机在飞行时,机翼上方 空气流速较快,压强 ,因此获得向上的升力;机上人员用吸管喝饮料时,饮料在 的作用下被 吸入口中。
答案 小 大气压
解析 飞机机翼的横截面上凸下平,飞行时机翼上方空气流速大,压强小,因此获得向上的升力;用吸管喝饮 料,饮料是在大气压的作用下被吸入口中的。
4.(2016吉林,22,2分)抽油烟机是利用气体流速大,压强 的原理将油烟抽到室外的;而新型静电抽油 烟机又利用带电物体能够 轻小物体的性质,进一步降低了油烟对大气的污染。
答案 小 吸引
解析 由流体压强与流速的关系可知,流体流速大的地方压强小;带电体的基本性质是能够吸引轻小物体, 新型静电抽油烟机就是利用这一性质,进一步降低了油烟对大气的污染。
5.(2015湖北黄冈,27,3分)地效翼船(如图)是一种经济、安全的飞行器,其工作原理是:在贴近水面或地面飞 行时,离地表很近的带有翼刀或隔断端板的机翼下方,就会形成气流的堵塞,空气流速减小,压强 ,使机 翼上下表面间的压力差增大,从而产生一个 (填“向上”或“向下”)的力。与轮船、飞机相比,没有 了水和高空气流的阻力,相同条件下,所需的推进功率 (填“较小”或“较大”),油耗较低。
答案 增大 向上 较小
解析 机翼下方空气流速减小,压强增大,使上下表面有较大的压力差,从而产生一个向上的力。和轮船、 飞机相比,地效翼船不受水的阻力,也没有高空气流的阻力,因此所需的推进功率较小。
考点一 压力、压强
C组 教师专用题组
1.(2018吉林长春,6,2分)下列实例中属于增大压强的是 ( )A.书包用宽的背带 B.菜刀磨得锋利C.推土机用宽大履带 D.铁轨下铺放枕木
答案 B 书包用宽的背带,推土机用宽大履带,铁轨下铺放枕木,都是通过增大受力面积来减小压强;菜刀 磨得锋利,是通过减小受力面积来增大压强。故本题选B。
2.(2017湖北武汉,15,3分)如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是 ( )A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
3.(2018上海,8,2分)两正方体甲乙放在水平地面上,沿水平方向切去不同的厚度,使剩余的厚度相同,剩余的 压力相同,则甲乙切去的质量Δm甲、Δm乙和甲乙的密度满足的关系是 ( ) A.ρ甲>ρ乙 Δm甲>Δm乙 B.ρ甲<ρ乙 Δm甲>Δm乙C.ρ甲<ρ乙 Δm甲<Δm乙 D.ρ甲>ρ乙 Δm甲<Δm乙
4.(2017浙江杭州,26,6分)小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上,棒的后端A挂一个40牛的物 体,肩上支点O离后端A为0.2米,他用手压住前端B使木棒保持水平平衡,如图所示。小金的质量为50千克,则 此时手压木棒的力大小为 牛,肩对木棒的支持力大小为 牛,人对地面的压力大小为 牛(g=10牛/千克)。
答案 20 60 540
解析 由题根据杠杆的平衡条件有:FB×OB=G物×OA,即:FB×(0.6 m-0.2 m)=40 N×0.2 m,所以:FB=20 N,即手对木棒的压力大小为20 N;肩对木棒的支持力大小为F'=FB+G物=20 N+40 N=60 N;人对地面的压力大小为F″=F地支=G人+G物=mg+G物=50 kg×10 N/kg+40 N=540 N。
5.(2015甘肃兰州,20,2分)某同学测得8张同样报纸的总重为1.6 N,则平均每张报纸重 N。把1张报 纸平铺在水平地面上,测得它的长为66 cm,宽为55 cm,则这张报纸对地面的压强是 Pa(结果精确到 0.01)。
答案 0.2 0.55
6.(2015广东,11,3分)如图是“探究影响压力作用效果的因素”实验。甲图所示,将小桌放在海绵上;乙图所 示,在小桌上放一个砝码;丙图所示,把小桌翻过来,桌面朝下,并在它上面放一个砝码。①比较 两图 可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;②比较乙丙两图可知,当压力一定时, ,压力的作用效果越明显;③此实验中运用到的主要探究方法是 。
答案 ①甲乙 ②受力面积越小 ③控制变量法(或转换法)
解析 本题主要运用控制变量法,甲乙两图受力面积相同,乙的压力大,效果明显;乙丙两图压力相同,乙的受 力面积小,效果明显。
7.(2019山西,41,4分)小亮和哥哥在冰面上玩耍时,脚下有“咔嚓咔嚓”的响声,他大声喊:“我这儿的冰要破 了。”哥哥高声说:“不要慌,趴下,向岸边爬。”在哥哥的指挥下,他安全爬离了冰面。请你运用所学的物 理知识,解释小亮爬离冰面化险为夷的道理。
8.(2019湖南衡阳,28,4分)2019年5月1日,位于衡阳市境内衡山县花果山玻璃桥正式对外开放,为广大市民提 供了一个假日休闲好去处。桥面由若干块透明玻璃铺设而成,造型简洁美观。(g取10 N/kg)(1)设桥面上每块玻璃长4.5 m,宽3 m,厚2 cm,质量为675 kg,求这种玻璃的密度。(2)设某游客的质量为60 kg,他每只鞋底与桥面的接触面积约200 cm2,求他双脚站立在水平桥面时对桥面的 压强。
答案 (1)2.5×103 kg/m3 (2)1.5×104 Pa
解题关键 本题关键在于对ρ= 、G=mg、p= 三个公式的运用。
9.(2016吉林,17,5分)国家制定载货车辆对地面的压强控制在7×105 Pa以内。一辆在水平路面行驶的货车,车 与货物总质量是1.3×104 kg,车轮与地面接触总面积是0.13 m2。求:(1)货车对路面的压力是多少?(2)货车对路面的压强是多少?是否超过标准?(g取10 N/kg)
答案 (1)1.3×105 N(2)106 Pa 超过标准
考点二 液体压强
1.(2019北京,15,2分)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p1'和F1',乙容器对桌面的压强和压力分别为p2'和 F2'。已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是 ( ) A.p1
答案 C 液体对柱形容器底的压力等于液体的重力,液体重力相同,压力相同,容器底面积相同,液体对容 器底的压强相等,A、B错误;容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,总重力相等,压力相等,受力面积 相同,压强相等,C正确,D错误。
易错警示 因为两种液体密度不同,所以不能仅通过液体深度得出液体对容器底的压强大小关系。
2.(2019新疆,12,2分)如图所示,盛有水的圆柱体小容器漂浮在盛有水的圆柱体大容器中,大容器的底面积是 小容器底面积的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增加量相等。小球A的密度最大值为 ( ) A.4×103 kg/m3 B.5×103 kg/m3C.6×103 kg/m3 D.7×103 kg/m3
答案 D A、B两个小球投入小容器后,小容器仍然漂浮,小容器受到的浮力等于小容器和A、B的重力之 和,即排开水的质量的增加量等于A、B两球的总质量,即m排增=mA+mB排开水的体积增加量为V排增= 大容器中水面上升的高度h1= = 小容器中水面上升的高度h2= = 两容器中水对容器底部压强的增加量相等,根据p=ρgh可知,h1=h2即 = ,化简可得8VAρ水=mA+mB,即 + =8ρ水由于VA=VB,即 + =ρA+ρB=8ρ水B球在水中的状态可能是悬浮也可能是沉底,即ρB≥ρ水,所以ρA≤7ρ水=7×103 kg/m3故本题选D。
审题指导 两个容器内水对各自容器底部压强的增加量相等,说明两个容器液面高度的增加量相等。
易错警示 本题的易错点是判断B的状态,不能认为物体在底部就一定说明物体沉底,物体悬浮时可以停留 在液体中的任意位置,物体刚好在底部且与底部没有压力的这种情况不能忽视。
3.(2019内蒙古呼和浩特,7,2分)下列说法正确的是 ( ) A.对于液体产生的压强,密度一定时,其压强与深度的关系可以用A图表示B.水平面上静止的质量均匀,形状为正方体的物体,其对水平面的压强与其接触面积的关系可以用B图表示C.对于不同物质,质量相同时,其密度与体积的关系可以用C图表示D.流体产生的压强,其压强与流速变化的关系可以用D图表示
答案 C 液体压强p=ρgh,ρ一定时,p与h成正比,A项错误;质量均匀的正方体物体对水平地面的压强p= ,F一定时,p与S成反比,B项错误;物质的密度ρ= ,m一定时,ρ与V成反比,故C项正确;流体压强随流速的增大而减小,故D项错误。
审题指导 从数学角度理解图像的含义,然后从物理学角度分析每个选项中的物理量之间函数关系是解答 本题的关键。
4.(2017浙江杭州,18,3分)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
答案 A 如题图所示三个容器装入相同质量的水,因容器的底面积相等,所以,三容器内水的深度关系为h 甲>h乙>h丙,由p=ρgh可知,容器底部受到水的压强大小关系为p甲>p乙>p丙。故选A。
思路分析 由题意可知,装入水的质量相等,再结合题图可知各容器内水的深度关系,再根据液体压强的公 式分析容器底部受到水的压强的大小关系。
5.(2015山东德州,9,2分)用图所示的实验装置来测量液体的密度。将一个带有阀门的三通U形管倒置在两 个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K。已知左边液体的密度为ρ1,左右两边液柱 高度差分别为h1、h2,则下列说法正确的是 ( )A.实验中必须将U形管内抽成真空B.若将U形管倾斜,左右两边液柱高度差会增大C.右边液体的密度ρ2= D.右边液体的密度ρ2=
答案 C 由液体压强公式知ρ1gh1=ρ2gh2,得右边液体的密度ρ2= ,故C项正确,D项错误。液柱上方的气体压强相等即可,U形管内不一定抽成真空,故A项错误;将U形管倾斜,若U形管内为真空,则左右两边液柱高 度差不变,若U形管内不是真空则左右两边液柱高度差会减小,B项错误。故选C。
评析 本题考查了液体压强的计算与理解,利用平衡关系,结合液体压强公式是解答本题的关键。
6.(2015黑龙江哈尔滨,20,2分)利用下列器材,不能完成的实验是 ( ) A.探究压力作用效果与受力面积的关系B.准确地测量液体压强的大小C.探究连通器的特点D.证明大气压强的存在
答案 B A项中将金属块以不同方式放在海绵上,可探究压力作用效果与受力面积的关系;B项中利用U形 管中的液面差,只能定性分析压强大小关系,不能准确测出液体压强的大小;D项可以将吸盘吸在墙上,通过 拉拉手时,测力计示数的显示,来证明大气压强的存在;连通器的特点是当连通器中盛有同一种液体,液体不 流动时,连通器各部分中的液面相平,C项中的装置能完成探究连通器特点的实验。故选B。
评析 本题考查学生对教材中典型实验的理解。综合考查了学生的分析能力。
7.(2018内蒙古呼和浩特,13,3分)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。 甲 乙(1)压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情景,调节的方 法是 (选填“A”或“B”);A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装(3)调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度如图乙所示,同时,比较每次的深度及相应的U形 管左右两侧液面的高度差。这是为了探究 。
答案 (1)不属于 (2)B (3)液体压强与深度的关系
解析 (1)上部开口,底部连通的容器叫作连通器,而压强计探头是封闭的,所以压强计不属于连通器。(2)图甲所示的情景说明U形管左侧液面受到的气压大于大气压,要使U形管两边的液面相平,应取下软管重 新安装使软管中的气压等于大气压。(3)U形管左右两侧液面的高度差表示探头所在处液体压强的大小,从图乙中可看出,探头在水中深度增加, U形管液面高度差变大,表示液体压强变大,此实验是为了探究液体压强与深度的关系。
知识拓展 用U形管中液面高度差的大小来表示液体压强的大小,运用了转换法。物理学中对于一些看不 见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测 量,这种研究问题的方法叫转换法。
8.(2018辽宁沈阳,23,4分)为研究液体内部压强特点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并 扎紧。 (1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大, 说明液体内部压强与液体的 有关。(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,说明倒入液体的密度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度。
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面 高于橡皮膜,将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有 。(4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管 里的液面相平,此时塑料瓶与胶管构成一个 。
答案 (1)深度 (2)小于 (3)压强 (4)连通器
解析 (1)瓶浸入水中的深度增加,橡皮膜向内凹的程度变大,可知橡皮膜受到水的压强随着水深度的增加 而增大,说明液体内部的压强与液体的深度有关。(2)将某液体倒入瓶中,当内、外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,故内部液体产生的压强小于外部的水产生的 压强,说明倒入液体的密度小于水的密度。(3)将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝向各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有压强。(4)上端开口、下端连通的容器叫连通器,故在橡皮膜上戳个洞时,塑料瓶和胶管就构成了连通器。
9.(2019新疆,22,5分)港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,其海底隧道由33节沉管组成。某节沉管两端密 封后的质量为7.5×107 kg,体积为8×104 m3。安装时,用船将密封沉管拖到预定海面上,向其水箱中灌入海水 使之沉入海底,为了便于观察安装情况,沉管竖直侧壁外表面涂有红、白相间的水平长条形标识(如图所 示),每条红色或白色标识的长度L均为30 m,宽度d均为0.5 m,海水的密度取1×103 kg/m3。求:(g取10 N/kg) (1)沉管灌水前的重力;(2)要使沉管沉入海底至少需要灌入海水的重力;(3)沉管沉入海底后,两条相邻的红色标识受到海水的压力差。
答案 (1)7.5×108 N (2)5×107 N (3)1.5×105 N
解析 (1)沉管灌水前的重力:G=mg=7.5×107 kg×10 N/kg=7.5×108 N(1分)(2)沉管浸没在海水中受到的浮力F浮=ρ海水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×8×104 m3=8×108 N(1分)沉管至少需要灌入海水的重力G1=F浮-G=8×108 N-7.5×108 N=5×107 N(1分)(3)两条相邻的红色标识上所对应位置的高度差为h=2d=2×0.5 m=1 m每条标识的面积S=Ld=30 m×0.5 m=15 m2两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压强差为p=ρ海水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×1 m=10 000 Pa(1分)两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压力差为F=pS=1×104 Pa×15 m2=1.5×105 N(1分)
思路分析 (1)利用G=mg求沉管的重力。(2)知道沉管排开水的体积,利用阿基米德原理求沉管受到的浮力, 沉管灌入海水的重力等于所求浮力减去沉管的重力。(3)根据题意求出两个标识之间的距离也就是两个标 识在水里面的深度差,根据p=ρgh求出两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压强差,利用F=pS求 出两条相邻的红色标识上所对应的位置受到海水的压力差。
10.(2018云南昆明,24,7分)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200 cm2,未装水时的质量为0.2 kg。 容器盛水后水面的高度为15 cm,容器对桌面的压强为1.1×103 Pa。求水对容器向上的压力。(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略容器壁的厚度)
答案 10 N
解析 设水对容器向上的压力为F向上桌面受到容器的压力F桌=p桌S=1.1×103 Pa×200×10-4 m2=22 N ① (1分)又∵水对容器的压力等于水对容器向下与向上的压力差,即F容=F向下-F向上 (1分)且F向下=p水S=ρ水ghS=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.15 m×200×10-4 m2=30 N(1分)∴桌面受到容器的压力F桌=F桌'=F容+m容g=30 N-F向上+0.2 kg×10 N/kg=32 N-F向上 ②(2分)由①②两式得:22 N=32 N-F向上 (1分)解得F向上=10 N(1分)
11.(2017内蒙古呼和浩特,21,6分)我国正在研制的新一代“蛟龙号”深海探测器,目标探测深度11 000 m,该 深海探测器的全重为28 t。(1)如果该深海探测器在未来的某一天来到大洋最深处马里亚纳海沟探测,下潜至某一深度处时,处于正上 方海面处的科考船用声呐装置向“蛟龙号”发射声波,若从发出至接收到所用时间为12 s,则“蛟龙号”的 实际下潜深度为多少米(已知声音在海水中的传播速度为1 500 m/s);(2)若海面处的大气压强为1.0×105 Pa,海水密度为1.03×103 kg/m3,则“蛟龙号”下潜至11 000 m时,所在位置 处的压强为多少;(3)若(1)问中“蛟龙号”处于悬浮状态,“蛟龙号”除空气仓部分的平均密度为7.0×103 kg/m3,试计算“蛟 龙号”空气仓的体积(空气仓中空气质量不计)。
答案 (1)9×103 m (2)1.134×108 Pa (3)23.2 m3
12.(2018广东深圳,33,7分)物理实验考核中,水平桌面上放着一个底面积为100 cm2的容器,当中装有12 cm高 的水,小明将一个圆柱体浸入水中,如图甲所示,弹簧测力计示数F与圆柱体下表面距液面高度h的关系如图 乙所示,当圆柱体下表面距离液面10 cm时,细绳断了,圆柱体沉入水底,如图丙所示。求:(g=10 N/kg) (1)浸没时圆柱体受到的浮力;
(2)圆柱体的体积;(3)圆柱体沉在水底时,水对容器底的压强。
答案 (1)1 N (2)1×10-4 m3 (3)1.3×103 Pa
考点三 气体压强
1.(2018云南昆明,7,3分)据报道,今年4月17日早上10时许,美国一架正在空中飞行的客机,引擎疑起火爆炸, 之后有碎片打穿玻璃窗,导致一名妇女半个身体被“吸出了”窗外。无独有偶,5月14日下午,四川航空一架 正在空中飞行的客机驾驶舱内,风挡玻璃突然爆裂,副驾半个身体也被“吸出了”窗外。这两起事故说明 空中正常飞行的客机,机舱内的气压p1与舱外大气的压强p2相比较是 ( )A.p1=p2 B.p1
答案 C 玻璃爆裂后,乘客半个身体被“吸出”窗外,说明机舱内气压p1大于机舱外大气压强p2,使乘客受 力不平衡,故选择C。
2.(2018湖北武汉,12,3分)在室温下,用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上,然后把瓶子放入热水中,如 图所示,橡皮膜会向外凸。下列关于瓶内气体的描述错误的是 ( ) A.分子的无规则运动会加剧B.内能会增大C.质量会不变D.压强会减小
答案 D 把瓶子放入热水中,由于热传递,瓶内气体的内能会增大,温度会升高,温度越高,分子无规则运动 越剧烈,故A、B正确;质量是物体的属性,与物体的温度无关,故瓶内气体的质量不会变化,C正确;瓶内气体 温度升高,压强会增大,D错误。故选D。
3.(2018内蒙古呼和浩特,9,3分)(多选)关于物理学知识,下列说法正确的是 ( )A.大气压是大气产生的压强,大气压随着海拔高度的升高而降低B.相距较近的两艘轮船,平行同向快速行驶时,容易发生碰撞事故,其原因是流体流速越快,流体压强越大C.电流通过用电器时,其消耗的电能可以通过关系式W=UIt求得,但不能直接用关系式W=I2Rt进行求解D.大多数汽车的核心部件是内燃机。四冲程内燃机工作时,主要靠压缩冲程获得动力
答案 AC 大气压是大气产生的压强,大气压随海拔升高而降低,A正确;流体流速越快,流体压强越小,B错 误;电流通过用电器时,若消耗的电能全部转化为内能,如电热器,可以用I2Rt求解,否则不能,C正确;内燃机工 作时,主要靠做功冲程获得动力,D错误。
4.(2016广东广州,11,3分)图1所示,静止时U形管两侧液面相平。下列选项包含图2中所有合理情形的是 ( ) 图1 图2
A.乙、丁 B.甲、丙C.乙、丙 D.甲、丁
答案 B 甲图,右侧管口气体流速比左侧管口大,则右侧液面上方气体压强较小,左侧大气压将液体压向 右侧,右侧液面升高h,合理;由上述分析可知乙图情形相反,不合理;丙图,向U形管左侧液面上方充气,左侧液 面上方气压增大,左侧液面上方气压大于右侧液面上方大气压,把液体压向右侧,右侧液面上升,合理;丁图, 从U形管左侧液面上方抽气,左侧液面上方气压减小,小于右侧液面上方大气压,液体应被压向左侧,不合 理。故选B。
5.(2019湖南长沙,29,4分)小海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,小海发现窗帘从打开的窗 户向外飘,这是因为窗外的空气流速大,压强 。车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来 了,这是山顶上的气压比山脚下的气压 造成的。
答案 小 低
解析 开着窗户开车时,因为车外的空气流速大于车内的空气流速,所以车内气体压强大于车外气体压强, 窗帘会飘出窗外;密封的零食包装袋从山脚到山顶时,发现包装袋变得鼓起来了,这是因为气压随高度增加 而减小。
解题关键 本题关键在于对气体流速与压强关系的理解与运用,以及气压与高度关系的理解。
6.(2018黑龙江齐齐哈尔,18,2分)注射器针头做得很尖,其目的是增大 ;注射器能将药液吸入针筒是利 用了 的作用。
答案 压强 大气压强(大气压或气压)
解析 注射器针头做得很尖,减小了受力面积增大了压强;注射器活塞向外拔时,针筒内气压减小,大气压就 把药液压入了针筒。
7.(2018河北,32,4分)制作简易气压计,观察大气压随高度的变化。(1)如图所示,在玻璃瓶中倒入适量红色的水,将插有玻璃管的橡皮塞塞紧瓶口,红水升到玻璃管一定的高度, 但高度不够,你应 ,使水上升到瓶口以上适当位置,制成了简易气压计。(2)将简易气压计从四楼移到一楼过程中,发现玻璃管内水柱 ,说明 。(3)小明将简易气压计放在阳光下,过一会儿, 他发现玻璃管内水柱发生了变化,这一现象说明,简易气压计的测量结果会受到 影响。
答案 (1)从玻璃管上端吹入少量空气(2)逐渐降低 大气压随高度降低而升高(或大气压随高度增加而降低)(3)温度
解析 (1)向玻璃瓶内吹入适量的气体,玻璃瓶内气压增大,大于玻璃管口的大气压,使玻璃管中水柱上升到 合适位置;(2)将简易气压计从四楼移到一楼的过程中,玻璃管口的大气压随高度的减小而增大,故玻璃管内 水柱逐渐降低;(3)将简易气压计放在太阳光下,瓶中气体的温度升高,受热膨胀,水柱上升。
8.(2015内蒙古呼和浩特,13,3分)小梁同学用实验测量某地大气压的值。她在长约1米,一端封闭的玻璃管里 灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中,放开手指,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,如 图所示。 (1)已知水银的密度为13.6×103 kg/m3,她通过数据计算得出大气压的值为 Pa。(2)如果我们将此装置拿到海平面去测量,则测量结果将 她测量的值。(选填“大于”或“小于”)(3)小杨同学也利用此装置测量小梁同学所在地大气压的值,他把水银换成水,将玻璃管灌满水后倒插在水 槽内时,发现管中的水柱不会下降。如果你来测量,且能够测出,则玻璃管长度 。(选填“必须大于 10 m”或“可以小于10 m”)
答案 (1)9.52×104 (2)大于 (3)可以小于10 m
易错警示 本题考查对托里拆利实验过程的理解及测量和计算大气压的技能,易错点是对水银柱压强的理 解,其中的h值应当是玻璃管内外水银面的高度差,非水银柱长度。
9.(2016广西南宁,22,3分)为测出某液体的密度,某校物理兴趣小组用如图所示的装置进行实验:将带有阀门 的“U”形管倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气,待两 管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门;分别测量出两管内外液面的高度差h水和h液;记录的三次实验数据 如表所示。若当时外界大气压为p0,三次实验中“U”形管内的气体压强分别为p1、p2和p3,则它们的大小关系是:p0 p1、p2 p3(均选填“>”、“=”或“<”);待测液体的密度为:ρ液= kg/m3(已知水的密 度为ρ水=1.0×103 kg/m3)。
答案 > > 0.9×103
评析 此题考查液体压强的计算与理解,要注意分析题意,利用平衡关系分析解决问题。
考点四 流体压强
1.(2015陕西,4,2分)对下列与压强有关的事例,解释不正确的是 ( )A.用吸管喝饮料利用了大气压强B.高压锅是利用液体的沸点随气压增大而升高的原理制造的C.水坝下部比上部建造得宽是因为液体压强随着深度的增加而减小D.火车进站时旅客不能越过安全黄线,依据的是流体中流速大的地方压强小
答案 C 液体压强随深度的增加而增大,因此水坝建成上窄下宽可以更好地抵抗水压,保证坝体安全,故 解释不正确的是C项。
2.(2017江苏南京,24,5分)小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。(1)如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去酒 精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象说明了 的存在。(2)如图乙所示,用易拉罐制作一个简易针孔照相机:在易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去后,蒙上一层半透明的塑料薄膜。用它观察窗外景物时,在塑料薄膜上能看到窗外景物 (选填“倒立”或“正立”)的像,像形成的原理是光的 。
(3)如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两易拉罐间距离增大,可用吸管按图中箭头 (选填“A”或“B”)所示的方向用力吹气。(4)如图丁所示,用塑料薄膜摩擦过的塑料管靠近易拉罐,易拉罐 (选填“可能”或“不可能”)被吸 引。
答案 (1)大气压 (2)倒立 直线传播 (3)B (4)可能
解析 (1)易拉罐中水加热后产生大量水蒸气,排出了里面的空气,封口冷却后,里面的水蒸气液化,气压变得 很小,外面大气压远大于里面的气压,易拉罐被压瘪。(2)小孔成像成的是倒立的像,原理是光的直线传播。(3)流体中流速大的地方压强小,如果按箭头A所示方向用力吹气,两易拉罐之间空气流速增大,压强减小,外 侧气压大于内侧气压,两易拉罐靠近;若按箭头B所示方向用力吹气,右边易拉罐右侧流速增大,压强减小,该 易拉罐左边气压大于右边气压,会向右滚动,使两易拉罐间距离增大。(4)塑料管摩擦后会带电,带电体能吸引轻小物体。
考点一 压力、压强
1.(2018北京朝阳一模,4)如图所示的四个实例中,为了增大压强的是 ( )
答案 B 铲土机装有宽大的履带,增大了受力面积,从而有利于减小压强,A项错误;篆刻刀磨得很锋利,减 小了受力面积,从而有利于增大压强,B项正确;在铁轨下面铺枕木,增大了受力面积,从而有利于减小压强,C 项错误;书包背带做得较宽,增大了受力面积,从而有利于减小压强,D项错误。
2.(2019湖南长沙麓山国际测试,11)甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相 等。现沿水平方向分别在甲、乙正方体上截去一部分,且截去部分的质量相等,如图所示。则所截去的高 度h甲、h乙的关系是 ( ) A.h甲一定大于h乙 B.h甲一定小于h乙C.h甲可能大于h乙 D.h甲可能等于h乙
3.(2017吉林长春汽开区摸底,10)两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同 一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示。若它们分别在水平方向拉力F1 和F2的作 用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2。下列关系正确的 是 ( )A.p1= p2 F1=F2 B.p1> p2 F1
答案 C 由于液体质量相同,而左边液体的体积小于右边液体的体积,因此左边液体的密度大于右边液体 的密度,又液体深度相同,由p=ρ液gh可知,p1>p2;由于两容器都做匀速直线运动,因此拉力等于滑动摩擦力,而 滑动摩擦力取决于接触面粗糙程度和压力大小,根据题目条件可知,接触面粗糙程度相同、压力相等,因此 摩擦力相等,所以F1=F2。A、B、D错误,C正确。
知识归纳 滑动摩擦力大小跟接触面所受压力和接触面的粗糙程度有关。
4.(2019吉林长春质检,7)(多选)将一块质地、厚度均匀的厚塑料板切成一个直角三角板。如图所示,把三角 板的斜边朝下立放在桌面上,其对桌面的压强为p1。若沿竖直方向(图中虚线所示)将该三角板切成A、B两 部分且保持图中位置不变。A、B两部分对桌面的压强分别为p2、p3则p1、p2、p3的大小关系正确的是 ( )A.p1=p3 B.p2=p3C.p1
5.(2018安徽太和一中一模,17)如图所示边长为5 cm质地均匀的正方体物块,质量为8 kg,只在水平拉力F的 作用下做匀速直线运动,则物块对水平面的压力为 N,水平面受到的压强为 Pa。(g=10 N/kg)
答案 80 3.2×104
6.(2019福建莆田一模,14)边长10 cm的均匀正方体,重为72 N,把它放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压 强为 Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,则a对水平桌面的压强为 Pa。
答案 7.2×103 7.2×103
考点二 液体压强
1.(2018福建龙岩二模,11)如图所示,鱼缸中小金鱼吐出的气泡,在水中上升的过程中体积逐渐变大,则气泡 所受压强和浮力的变化情况是 ( ) A.压强变小,浮力变小 B.压强变小,浮力变大C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
答案 B 气泡在水中上升的过程中体积逐渐变大,根据阿基米德原理可知,气泡排开水的体积变大,受到 的浮力变大。根据液体压强随深度减小而减小可知气泡受到的压强变小;故选择B。
2.(2017上海模拟,10)如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平地面上,甲、乙质量相 等。现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出部分乙后,甲对地面的压强大于乙对容器底部的压强。若 甲、乙剩余部分的体积分别为V甲、V乙,则 ( )A.V甲可能等于V乙 B.V甲一定大于V乙C.V甲可能小于V乙 D.V甲一定小于V乙
答案 B 从题图中能直观看出,S甲>S乙、V甲'>V乙',已知m甲=m乙,则ρ甲<ρ乙;对于规则的圆柱体,放置在水平地面 上时,对地面的压力F=G,则p= = = = =ρgh,当沿水平方向切去部分甲,从容器中抽出部分乙液体后,使p甲>p乙,即ρ甲gh甲>ρ乙gh乙,由ρ甲<ρ乙可得出h甲>h乙,S甲h甲>S乙h乙,即V甲>V乙,本题应选B。
3.(2019重庆綦江一模,7)如图所示,a、b两个完全相同的容器里分别装有质量相同的水和酒精,水和酒精对 容器底部的压强分别为p1和p2,则 ( )A.p1>p2 B.p1=p2C.p1
4.(2018安徽太和一中一模,16)水坝的下部总要修得比上部宽,这是因为液体的压强随深度的增加而 ;若水坝蓄水深度是20 m,则坝底受到水的压强是 Pa。(g=10 N/kg)
答案 增大 2×105
解析 因为液体压强随深度增加而增大,所以水坝的下部总要修得比上部宽;坝底受到水的压强p=ρhg=1.0 ×103 kg/m3×20 m×10 N/kg=2×105 Pa。
5.(2019广东河源二模,14)我国自主研制的深海载人潜水器“蛟龙号”已成功突破7 000 m水深大关,这标志 着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平。“蛟龙号”在下潜过程中,所受压强将 (选填“增 大”“减小”或“不变”);“蛟龙号”在下潜过程中,排开水的体积约为23 m3,则潜水器受到的浮力约为 N(海水的密度取ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
答案 增大 2.3×105
解析 “蛟龙号”在下潜过程中,海水密度一定,h不断增加,根据p=ρgh可知,所受压强将增大;潜水器受到的浮力:F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×23 m3=2.3×105 N。
6.(2019天津和平一模,18)如图所示,放在水平面上的两个相同的烧杯中装有相同体积的盐水和纯净水, 则a、b、c、d四点中液体压强最大的是 点;若已知a点受到的液体压强为pa,hac=hbd=h,已知盐水的 密度ρ盐水,纯净水的密度ρ水,则d点受到的液体压强为 。
解析 因ρ盐水>ρ水,根据p=ρ液gh分析可知,c点的压强最大,a、b两点在不同液体内部相同深度处,a点受到盐水 的压强为pa,由p=ρ液gh得 = ,则b点受到水的压强pb= pa,则d点受到水的压强pd=pb+pbd= pa+ρ水gh。
考点三 气体压强
1.(2019四川内江一模,8)如图所示,将一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管 穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以 上。当拿着它从山下的报国寺到金顶山上,玻璃管内水柱高度将 ( )A.升高 B.不变C.降低 D.无法判断
答案 A 由题知,瓶内气体压强大于大气压;在水柱稳定时,瓶内封闭气体压强p等于大气压p0与玻璃管内 水柱产生的压强之和,即p=p0+ρgh,h为玻璃管内水柱的高度;当拿着它从山下的报国寺到金顶山上时,由于 大气压随着高度的增加而减小,即大气压p0变小,在瓶内较大气体压强p的作用下,玻璃管中水柱的高度上升 (即h变大),故A正确。故选A。
2.(2018江西赣州六校联盟联考,12)如图所示的物品中,不是利用大气压来工作的是 ( )
答案 B 针筒吸药液时,向外拉活塞,筒内气压减小,大气压把药液压进了针筒内;高压锅炖汤较快利用了 液体沸点随气压升高而增大的原理;真空式扫路车工作时内部气压小,外部气压大,纸片等垃圾受力不平衡, 在大气压的作用下被吸进车内;活塞式抽水机抽水时活塞向上运动,筒内气压小于外面的大气压,所以水在 大气压的作用下被压了上去。故选择B。
3.(2018北京朝阳一模,9)图是一高山的等高线图,某登山运动员始终以速度v从A点到达B点的过程中,下列说 法中正确的是 ( )A.运动员的体重增加B.运动员受到的重力势能减小C.运动员受到的大气压减小D.运动员的机械能不变
答案 C 由图可知,运动员由A点到B点,海拔高度增加,所以大气压减小,C项正确;质量不随位置改变而变 化,运动员的体重不会增加,A项错误;重力势能随高度增加而增大,B项错误;运动员匀速登山,动能不变,重力 势能增大,故机械能增大,D项错误。
4.(2019河南许昌一模,6)如图所示为一种浴室防滑踏垫。其正面为仿草坪式设计,这是通过增大接触面的 的方法增大脚与垫之间的摩擦力;防滑踏垫与地板的接触面有许多小吸盘,将吸盘挤压到地面后, 可利用 产生较大的压力,两措并举以达到理想的防滑效果。
答案 粗糙程度 大气压
解析 浴室的防滑垫正面的粗糙程度较大,可以增大人受到的摩擦力,起到防滑的效果;防滑垫反面有许多 小吸盘,当把小吸盘紧压在地面上时,吸盘内的空气被挤出去,气压减小,外界的大气压大于吸盘内的气压,所 以吸盘就被紧紧压在地面上。
5.(2018山东枣庄模拟,24)如图所示是一款自动清洁地面机器人,它工作时内部的电动机带动风扇转动,把尘 盒内的空气排出,利用 将垃圾吸入尘盒内。已知机器人的质量是2 kg,滚轮与地面的总接触面积为 10 cm2,静止在水平地面时它对地面的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
答案 大气压 2×104
6.(2019吉林长春东北师大附中二模,20)如图所示,小丽手里拉着一个氦气球,当松手后,气球飘向天空,越来 越小,逐渐看不见了。(1)请你在图中画出气球受到的浮力的示意图。(2)小丽哥哥根据所学物理知识提出一种猜想:气球最后可能会爆炸破裂,请你说出他猜想的理由: 。(3)在直升机、飞艇、滑翔机这几种飞行器中,利用浮力升空的是 。
答案 (1)如图所示 (2)见解析(3)飞艇
解析 (1)浮力的方向竖直向上,重心可以看成在气球中心;(2)大气压强随高度增加而减小,气球内的气压大于外界大气压强,所以气球越来越大,当气球超过其弹性限 度时,会破裂;(3)直升机升空是利用力的作用是相互的这一原理;飞艇升空是因为其内部充入密度较小的气体,使得重力 小于浮力;滑翔机升空是因为机翼上下表面空气流速不同,受到向上的升力。
考点四 流体压强
1.(2019江苏无锡惠山一模,4)如图所示,能够说明流体压强与流速关系的是 ( ) A.甲图:拦河坝设计成下宽上窄B.乙图:用漏斗向下吹气乒乓球不下落C.丙图:潜水艇的上浮和下沉D.丁图:玻璃厂用吸盘搬运玻璃
答案 B 液体内部压强随着深度的增加而增大,则越往下面,河水的压强越大,所以拦河坝设计成下宽上 窄,故A错误;对着漏斗吹气,乒乓球上方的空气流速大,压强小,小于下部的气压,产生了一个向上的压强差, 将乒乓球托住,故B正确;潜水艇的上浮和下沉是通过改变自身重力来实现的,利用了浮沉条件,故C错误;吸 盘要固定在玻璃上,需要先把盘内的空气抽出,然后吸盘就被外界的大气压紧压在了玻璃上,故D错误。故 选B。
2.(2019江苏苏州园区一模,6)龙卷风将物体“吸”起卷入空中,其中“吸”字蕴含的物理道理,与下列现象 中的“吸”字相同的是( )A.地球“吸”地面上物体B.两光滑铅块压紧后“吸”住C.两船并行相“吸”碰撞D.梳头后的梳子会“吸”头发
答案 C 龙卷风将物体“吸”起卷入空中,是因为龙卷风中心空气流速大压强小,物体两侧受力不平衡时 就会被“吸”入空中;A项地球吸引地面上物体是因为地球会对物体产生引力;B项两个光滑铅块压紧后 “吸”住是因为两个接触面分子间有引力;C项两船并行相“吸”碰撞是因为两船中间水流速度较大,压强 较小,所以船体两侧受力不平衡,船向中间靠拢而碰撞;D项梳子梳头时会与头发摩擦而带上静电,带电体可 以吸引轻小物体;故只有C项与龙卷风“吸引”物体的原理相同,选择C。
3.(2018福建晋江一模,8)海上舰艇护航编队在距离较近时一般采用“前后”形式,而不采用“并排”形式, 图中与其原理相同的实验是 ( )
答案 A 两舰艇并排行驶时,两舰艇之间的水流速度大于两舰艇外侧的水流速度,因流体流速越大压强越 小,则两艘舰艇受力不平衡向中间靠拢,发生撞船事故。A项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,小于两张纸外侧的大气压,产生了一个向内的压力差,将纸压向中间;B项水不从杯中流出, 是因为大气压对纸产生向上的压力;C项橡皮膜向下凸出是因为受到液体向下的压强(压力);D项密度计漂 浮是因为浮力与重力平衡。
4.(2019四川成都武侯二模,17)高速行驶的列车车厢两侧的窗口打开后,窗帘没有飘向窗内,反而会飘向窗 外。这是因为车外空气的 。列车进站前提前关闭动力,列车由于 ,仍能前进一段路程, 到达停车位置。
答案 流速大,压强小 惯性
解析 因为汽车行驶时,车外的空气流速大、压强小;车内的空气流速小、压强大,车内的气压大于车外的 气压,压强差就把窗帘压向窗外。列车进站前提前关闭动力,列车由于惯性,仍能前进一段路程,到达停车位 置。
5.(2018广东广州大学附中一模,14)2017年4月,我国国产直升机AC311A成功试飞。直升机能停留在空中,是 因为旋转的机翼对空气施加了向下的力,根据物体间力的作用是 的,空气对机翼也施加了向上的 力,所以直升机能够停留在空中。另外,我国国产大飞机C919于5月也完成了首飞,客机在飞行时,机翼上表 面空气流速 ,压强 ,因此获得向上的升力。
答案 相互 大 小
解析 物体间力的作用是相互的,直升机旋转的机翼对空气施加了向下的力,所以空气也会给机翼向上的 力,所以直升机能停留在空中。国产大飞机C919的机翼上表面凸起,下表面平直,在飞行时上表面空气流速 大压强小,下表面空气流速小压强大,从而获得向上的升力。
一、选择题(每小题3分,共12分)1.(2018山东青岛中考,9)我国最新研制的“复兴号”列车,实验的最高速度超过400 km/h。下列说法错误的 是 ( )A.它和普通列车相比,动能一定大B.路旁的树相对于高速行驶的列车是运动的C.列车高速驶过时,飘落在车旁的树叶被卷入车底D.列车匀速行驶时,同车厢的乘客看到竖直向上跳起的人落回原处
答案 A 不知道两种列车的质量关系,所以不能确定它和普通列车动能的大小关系,故A错误;路旁的树相 对于行驶的列车在不断发生位置的变化,因此以列车为参照物时,路旁的树是运动的,故B正确;列车高速驶 过时,列车附近的空气流速变大,压强变小,故飘落在车旁的树叶被卷入车底,故C正确;在平直轨道上匀速行 驶的列车车厢里,竖直向上跳起的人由于惯性水平方向还要保持原来的运动状态,因此仍将落回原处,故D 正确。故选A。
2.(2018海南中考,8)如图所示,放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高 度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是 ( )A.p1=p2=p3B.p1
3.两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精,如图所示,下列说法正确的是 ( )A.两容器底受到的压力相等B.两容器液面下深度相同处所受液体压强相等C.盛水容器底部受到的压强较大D.盛水容器底部受到的压强较小
4.某同学为了探究飞机的升力,制作了一个机翼模型,并把它固定在一铁丝上,在铁丝的上下各挂上一个弹 簧测力计(开始时A、B示数均不为零),如图所示,接通电风扇对着机翼模型吹风,下面是该同学在不考虑模 型在水平方向的移动时对实验结果做出的猜想,你认为正确的是 ( )A.弹簧测力计A的示数增大,B的示数减小B.弹簧测力计A的示数减小,B的示数增大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
答案 B 风吹过机翼模型时,模型上表面空气流速较大、压强较小,下表面空气流速较小、压强较大,所 以模型受到向上的压力差,故弹簧测力计A的示数减小,弹簧测力计B的示数增大,B项正确。
5.(2019河南重点中学内部摸底,17)(6分)初中物理学习过程中,我们认识了很多的实验装置。图(a)所示为 实验的装置;图(b)所示实验装置名称是 ;某同学利用小桌、沙盘等器材做了如图(c)所示的 实验,该实验的装置可以用来研究 。
二、非选择题(共28分)
答案 托里拆利 U形管压强计 压力作用效果与受力面积的关系
解析 意大利科学家托里拆利将长约1 m的一端封闭一端开口的玻璃管灌满水银,然后用手堵住管口倒置 在水银槽中,放手后发现大气压可以支持约760 mm高的水银柱,从而测出了大气压相当于760 mm高水银柱 产生的压强,这个实验后人称为托里拆利实验;图(b)所示实验装置叫U形管压强计,可以用来探究液体内部 压强的大小和什么因素有关;(c)实验装置中小桌倒放和正放于沙子上时接触面积不同,对沙子的压力相同, 但沙子的凹陷程度不同,所以可以研究压强大小与受力面积的关系。
6.(4分)一个图钉帽的面积是0.8 cm2,图钉尖的面积是5×10-4 cm2,手指对钉帽的压力为20 N,则手对图钉帽和 图钉尖对墙的压强分别为 Pa和 Pa。
答案 2.5×105 4×108
7.(2017天津南开一模)(4分)(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用 压强计鉴别这两种液体,则图 (选填“a”或“b”)中装的是盐水。(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA∶hB=3∶1,底面积之比SA∶SB=1∶2,则它们对地面的压强之比pA∶pB= 。
答案 (1)a (2)3∶1
8.(2019江苏南京六合二模,19)(4分)如图所示,水平桌面上两个相同的玻璃缸装满了水,水中分别漂浮着大、 小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2,缸对桌面的压强分别为p1‘和p2’。两只玩具鸭 受到的浮力分别为F1和F2,则它们的大小关系为:p1 p2,p1‘ p2’,F1 F2,若乙图中小玩具 鸭的质量为15 g,它排开水的体积是 cm3。
答案 = = > 15
V排= = =15 cm3。
9.(2019江苏苏州新区二模,26)(10分)消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离, 这与压强的知识有关。图1模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15 000 Pa;图2模拟消防 员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为0.5 m2,受困者与 消防员的质量分别为60 kg和50 kg,g取10 N/kg。(1)求受困者所受的重力;(2)求图1中受困者双脚与地面的接触面积;(3)当受困者完全伏在图2中消防员背上后,求消防员对地面的压强。
答案 (1)600 N (2)0.04 m2 (3)2.2×103 Pa
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