备战2023年中考科学二轮专题导练 考点21 压力与压强

考点21 压力与压强

考点精讲

一、压力

1．含义：__垂直__作用在两个物体接触表面的作用力叫压力。压力的方向__垂直于受力面且指向受力面__。

2．作用点：在__受力面上__。

3．大小：压力并不都是由重力引起的。

二、压强

1．压力作用效果影响因素：压力的作用效果与__压力的大小__和__受力面积的大小__有关。当受力面积相同时，__压力越大，压力的作用效果越明显__；当压力相同时，__受力面积越小，压力的作用效果越明显__。本实验研究问题的对照实验中，采用了__控制变量__法。

2．压强

(1)含义：物体__单位面积__受到的__压力__叫压强。压强是表示压力作用效果的物理量。

(2)公式：__p＝F/S__。

(3)单位：__帕斯卡(Pa)__，1Pa＝1N/m2。一张对折的报纸平铺在桌面上时，对桌面的压强约__1__Pa。

3．增大压强的方法：__增大压力__或__减小受力面积__；

减小压强的方法：__减小压力__或__增大受力面积__。

三、液体压强

1．成因：液体由于受到__重力__作用，对支持它的容器底部有压强；液体具有流动性，对容器侧壁有压强。

2．特点：液体对容器的__底部__和__侧壁__会产生压强，液体内部__朝各个方向__都有压强；液体压强随着__深度__增加而增大；在同一深度，液体向各个方向的压强__相等__；液体的压强还与液体的密度有关，液体密度越大，压强越大。

四、大气压强

1．大气对处于其中的物体产生的压强叫__大气压强__，简称大气压。产生原因：气体受到__重力__作用，且有__流动性__，故会向各个方向对处于其中的物体产生压强。

2．著名的证明大气压存在的实验是__马德堡半球实验__。其他证明大气压存在的现象：__吸盘挂衣钩能紧贴在墙上__、__利用吸管吸饮料__等。

3．大气压的大小

标准大气压：海平面附近的大气压，其数值接近于__1.01×105__Pa。

常用气压计种类：__水银气压计__、__空盒气压计__。

4．大气压的影响

(1)液体的沸点随气压减小而降低，随气压增大而升高。高原上气压低，水的沸点低，烧饭时用高压锅可以提高水的沸点。

(2)大气压随高度的增加而减小；大气压受天气和气候的影响，一般晴天气压比阴雨天高，冬天气压比夏天高。

五、流体压强与流速的关系

物理学中把具有流动性的液体和气体统称为流体。在气体和液体中，流速越大的位置，__压强越小__。

真题解析

例题

1．某兴趣小组利用生活中常见的物品做了一个非常有趣的实验，将吹风机对准三个相同的水平通道左端口向下吹风，在通道右端口处同时放置相同规格的乒乓球，某时刻乒乓球处于     如图所示的位置。下列说法合理的是（　　）   

A．此实验原理与高压锅工作原理相同

B．三个通道的左端口处，c 处压强最小

C．增大吹风机的风速，乒乓球向左移动更明显

D．若通道变宽，乒乓球向左移动更明显。

答案

1．C

【解析】

【详解】

A．根据图片可知，当左端有风吹过时，气体流速大压强小，于是三个小球在大气压强的作用下被推向左端，而高压锅的工作原理为液体沸点随气压的变化规律，故A错误；

B．c处小球运动的距离最短，则说明c处的小球受到的推力最小，即c处压强最大，故B错误；

C．增大吹风机的风速，则左端气体压强更小，那么乒乓球受到的推力更大，则向左运动更明显，故C正确；

D．乒乓球移动的距离只与左右两端的气压差大小有关，而和通道的宽窄没有关系，故D错误。

故选C。

2．将一本八年级上册科学课本平放在水平桌面上，它对水平桌面的压强最接近下列哪一个数值（　　）

A．1Pa B．10Pa C．100Pa D．1000Pa

答案

2．C

【解析】

【详解】

一本八年级上册科学课本的质量约为

m=300g=0.3kg

物理课本重

G=mg=0.3kg×10N/kg=3N

它对水平桌面的压力

F=G=3N

受力面积

S=23cm×18cm=414cm2=0.0414m2

它对桌面的压强

故选C。

3．某科技小组设计了一种压力测量仪。在如图所示的各电路中，电电压不变，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，滑片会随金属片受到的压力大小而上下平移，压力表实际上是一个电压表。能够实现压力越大，压力表示数越大的电路是（　　）

A． B．

C． D．

答案

3．A

【解析】

【详解】

A．电路中压力表测R的电压，当金属片受到的压力增大时，R阻值变大，根据串联电路分压规律，电阻越大，则分得电压也越大，故压力表示数变大，故A正确。

B．电路中压力表测电电压，示数始终不变，故B错误。

C．电路中压力表测R0的电压，当金属片受到的压力增大时，R阻值变大，根据串联电路分压规律，电阻越大，则分得电压也越大，所以R0两端电压变小，故压力表示数变小，故C错误。

D．电路中压力表测电电压，示数始终不变，故D错误。

故选A。

4．小和尚甲、乙将总质量30kg的水桶（含水）用轻绳悬于轻质木棍的O点，分别在A、B点以竖直向上的力共同抬起木棍，如图，已知AO：BO=3：2，忽略手对木棍的作用力。

（1）将水桶从地面缓缓抬起50cm，至少需克服水桶（包括水）的重力做功___________J；

（2）若抬起水桶后木棍保持水平，小和尚乙肩部所受压力为多大？(       )

答案

4．     150     180

【解析】

【详解】

（1）[1]水桶总重力为

G=mg=30kg×10N/kg=300N

将水桶从地面缓缓抬起50cm，至少需克服水桶（包括水）的重力做功为

W=Gh=300N×0.5m=150J

（2）[2]以A为支点，则由杠杆平衡条件可得

F乙lAB=GlAO

则可得

5．利用大气压原理解释现象时，有同学经分析后概括出以下思维模型：

（1）思维模型中的“？”处应填______；（选填“开放”或“密闭”）

（2）中医拔火罐时，先用点燃的棉球加热火罐，再将火罐平贴于皮肤，不一会儿压强差使皮肤向罐内凸起。根据思维模型，火罐平贴于皮肤后通过______的方式减小罐内气压。

答案：

5．     密闭     降低温度

【解析】

【详解】

（1）[1]封闭气体的气压，随体积的增大而减小，随温度的降低而减小，随质量的减小而减小，则“？”处为密闭。

（2）[2]中医拔火罐时，先用点燃的棉球加热火罐，再将火罐平贴于皮肤，火罐内温度降低，压强减小，内外压强差使皮肤向罐内凸起，根据思维模型，火罐平贴于皮肤后通过降低温度的方式减小罐内气压。

 突破提升

一、选择题

1．新冠肺炎疫情期间，各地白衣战士最美逆行，纷纷驰援武汉。由于病毒强大的传染性，必须做好防护，医护人员长时间戴口罩后，脸上留下了深深的压痕。为减轻由于护目镜和口罩而勒出的勒痕甚至血痕，海军军医大学研发了“防护凝胶贴片”，有效地减轻了医护人员的面部不适，如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A．压痕深说明压强较小

B．要减轻压痕只能把口罩系的松一点

C．防护凝胶贴片可以减轻压痕，是由于减小了压力

D．防护凝胶贴片可以减轻压痕，是由于增大了受力面积

2．小宇利用海绵、小方桌和砝码进行了如图所示探究实验。下列对整个探究活动的分析不正确的是（　　）

A．探究的方法：控制变量法

B．探究的问题：压力的作用效果与什么因素有关

C．探究过程的分析：通过观察海绵凹陷面积大小判断受力效果

D．探究的结论：压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关

二、探究题

3．探究“压力作用效果”的实验如甲、乙、丙所示。

（1）甲、乙、丙实验中，根据________来比较压力的作用效果；

（2）由实验乙、丙可知：“压力的作用效果与受力面积大小”的关系，请举出生活中应用此知识的一个实例________；

（3）将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙________p丁（选填“>”“<”或“=”）。

4．小衢学了大气的压强后，借助注射器（容积为5mL）、铁架台、小桶、细绳等器材设计如图装置估测大气压的值。其实验步骤如下：

①按图示组装好器材，首先将注射器活塞推至顶端，上端未封口，接着往小桶内缓慢加水，直至活塞恰好开始下滑时，取下小桶，用天平测量出小桶和水的总质量为78g；

②重新将注射器活塞推至顶端，并用橡皮帽封住注射口，将步骤①中的装水小桶（水未倒出）重新挂在注射器下端，缓慢向小桶内加水，直至活塞又恰好开始下滑，再取下小桶，用天平测量其总质量为548g；

③取下注射器，并用刻度尺测出其壁上全部刻度部分的长度为10cm。

请回答以下问题：

（1）本实验中应以_________（选填“注射器”“活塞”或“小桶”）为研究对象来分析其所受大气压力；

（2）上述实验中，可得出大气压强的值约为_________；

（3）步骤①的目的是为了排除活塞与注射器之间的摩擦对实验的影响，还排除了_________因素的影响。

5．下表是某实验小组在探究导体电阻大小与导体的长度、横截面积、材料的关系时，对所用导体相关物理量进行的一部分记录：       

（1）选甲、乙两根金属丝导体进行实验，目的是___________。

（2）为了完成实验，表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求，其中___________导体的材料必须是镍铬合金丝；   

（3）该实验中涉及到的主要研究方法，和下列哪个实验的研究方法是一样的___________。                    

A． 研究压力作用效果与压力、受力面积的关系

B． 用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向

C． 用水流的形成来类比电流的形成

D． 用刻度尺测出100张相同纸的厚度，除以100得到一张纸的厚度

6．新建的广场喷泉引起了同学们的好奇：喷水时，“泉水”中央有一颗硕大的石球不停地翻滚。这是怎么回事？同学们有种种猜测。小玲联想所学知识，意识到这个问题可能跟“流体压强与流速的关系”等方面的知识有关，她与同学们反复讨论，设计了一个模拟实验并获得了成功，如图（a）为实验情景。

实验器材：圆珠笔杆、乒乓球、软管、自来水等。

实验步骤：

①取圆珠笔杆作为喷管，通过软管接于自来水水龙头上。打开水龙头，自来水从笔杆尖端竖直向上喷出水束。

②将乒乓球放在水束上方，观察乒乓球的情况。

观察结果：多次实验表明，乒乓球能稳定在水束上方旋转。

分析讨论：

（1）乒乓球能稳定在水束上方某一位置，是因为它在竖直方向受到平衡力作用的缘故。乒乓球在水束上方旋转，是由于水对乒乓球左右两侧向上的推力不相等所造成的，从图（b）中乒乓球的旋转情况看，此时水束对乒乓球左侧向上的推力_______（选填“大、于”或“小于”）右侧；在多次实验中，每次乒乓球旋转的方向________（选填“一定相同”、“一定不同”或“不一定相同”）。       

（2）如图（b），水束略偏左，球为什么没有向右远离而下落呢？这是因为，左侧水的流速与右侧水的流速不同导致左侧水的压强_______右侧水的压强，使球在水平方向能维持平衡。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

7．物理兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们把利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下；

A．把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；

B．如图甲，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右缓慢拉动针筒，当针筒中的活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；

C．读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；

D．用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。

请根据他们设计的方案回答以下问题：

（1）测量中，分析研究的是大气对___________（选填“针筒"或“活塞”）的压力；       

（2）若同学们用图乙中B注射器在测量时，弹簧测力计被拉到5N，活塞仍没有滑动。可改用图乙中的 _______（选填“A”或“C”）注射器。用测量步骤中的V、L和F表示大气压的值，则P=________。

（3）将针筒内空气排出时，若针筒中有少量的空气残余，测得的大气压强结果将___________（填“偏大”或“偏小”）。       

（4）若实验时，测得数据如甲乙所示，计算得到大气压强的数值为___________Pa；

三、填空题

8．生活中利用杠杆的事例很多，某同学分别用图示甲、乙两种方法扛着同一物体行走，感觉物体放的位置不同，效果不一样，体会到杠杆使用大有学问。请你分析：甲图中手施加的动力___________乙图中手施加的动力；甲图中肩受到的压力___________乙图中肩受到的压力。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

9．如图所示，用手握着两张纸，让纸自由下垂。在两张纸的中间向下吹气时，两张纸的中间空气流速________，压强________，这时两张纸会向_______运动（选填“中间”或“两边”）。

10．如图是某同学自制的气压计，瓶内装的是红色的水。

（1）制作时，瓶内的水___________（填“要”或“不要”）装满。

（2）该同学将气压计从 1 楼拿到 5 楼的过程中，观察到管内水柱发生了变化，记录如下

从表中数据可以知道大气压强随高度的增高而___________。

答案：

1．D

【解析】

【详解】

A．压痕深，即压力作用的效果明显，说明压强较大，故A错误；

B．要减轻压痕可以把口罩系的松一点，也可以增大受力面积，故B错误；

CD．防护凝胶贴片是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强（减轻压痕），故C错误，D正确。

故选D。

2．C

【解析】

【详解】

A．压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小，探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变，故A正确，不符合题意；

B．实验探究压力的作用效果与什么因素有关，故B正确，不符合题意；

C．实验中，物体对支持面的压力大小等于物体的重力，通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，故C错误，符合题意；

D．比较甲、乙两图实验，受力面积相同而压力不同，由图可知，压力的作用效果不同，可得出压力的作用效果与压力的大小有关；比较乙、丙两图，压力大小相同而受力面积不同，压力的作用效果不同，故可得出压力的作用效果和受力面积大小有关，故D正确，不符合题意。

故选C。

3．     海绵的凹陷程度     菜刀的刃磨得很锋利     =

【解析】

【详解】

（1）[1]甲、乙、丙实验中，采用了转换法，是根据海绵的形变程度来比较压力的作用效果。

（2）[2]由实验乙、丙可知压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显，生活中应用此知识实例有：菜刀的刃磨得很锋利、图钉尖做的很尖等。

（3）[3]若将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上，图丙与图丁中，压力大小相同，受力面积也相同，由知道，图丙中海绵受到压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为

p丙=p丁

4．     活塞     9.4×104Pa     见解析

【解析】

【详解】

（1）[1]该实验中以活塞为研究对象，分析研究的是大气对活塞的压力。

（2）[2]注射器的容积为

5mL=5cm3

这注射器上的全部刻度线由刻度尺测量得出为10cm，故活塞的横截面积为

根据二力平衡条件，摩擦力等于重力

f=G=mg=0.078kg×10N/kg=0.78N

活塞受到的大气压力为

F=m总g-f=0.548kg×10N/kg-0.78N=4.7N

大气压强的值

（3）[3]将注射器活塞推至顶端，排尽空气，减小实验过程中的测量的误差。

5．     探究导体电阻大小与横截面积是否有关     丁     A

【解析】

【详解】

（1）[1]甲、乙两根导体长度和材料都相同，横截面积不同，所以选用甲、乙导体进行实验，是为了探究导体电阻大小与横截面积是否有关。

（2）[2]为了探究导体电阻大小是否与导体的长度、材料、横截面积有关，表格中丙和丁导体的材料选择需要满足一定的要求，丁导体的长度与其他均不同，其横截面积与甲相同，则丁的材料必须是镍铬合金丝。

（3）[3]探究导体电阻大小与哪些因素有关的实验，用了控制变量法。

A．研究压力作用效果与压力、受力面积的关系时间，用了控制变量法，故A项符合题意；

B．用一条带箭头的直线表示光的传播路线和方向，用了模型法，故B项不符合题意；

C．用水流的形成来类比电流的形成，用了类比法，故C项不符合题意；

D．用刻度尺直接测量一张纸的厚度测不出来，可以测出100张纸的厚度，然后除以100求出来。用了累计法，故D 项不符合题意。

故选A。

6．     大于     不一定相同     小于

【解析】

【详解】

（1）[1][2]乒乓球在水束上方旋转，是由于水对乒乓球左右两侧向上的推力不相等所造成的，从图（b）中乒乓球的旋转情况看，此时水束对乒乓球左侧向上的推力大于右侧；在多次实验中，每次乒乓球旋转的方向不一定相同。

（2）[3]如图（b），水束略偏左，球为什么没有向右远离而下落呢？这是因为，左侧水的流速与右侧水的流速不同导致左侧水的压强小于右侧水的压强，使球在水平方向能维持平衡。

7．     活塞     C          偏小     1.024×105

【解析】

【详解】

（1）[1]该实验中以活塞为研究对象，分析研究的是大气对活塞的压力。

（2）[2]因为大气的压强是一定的，根据公式F=pS可知，受力面积越小，压力也会越小，所以当弹簧测力计量程不够时，可换用小量程注射器，故选C。

[3]注射器活塞的横截面积为

 则大气压强为

 （3）[4]将针筒内空气排出时，若针筒中有少量的空气残余，测得的大气压强结果将偏小。

 （4）[5]根据甲图可知，注射器的容积为2.5mL时，刻度的长度为4cm，此时弹簧测力计的示数为4.2N，

则大气压强为

8．     小于     小于

【解析】

【详解】

[1]把肩膀看成支点，根据杠杆平衡条件，阻力、动力臂不变，阻力臂减小，动力减小，所以甲图动力小。

[2]肩膀承担动力和阻力，阻力不变，甲图，动力小，肩膀承担的力小、受到的压力小。

9．     变大     变小     中间

【解析】

【详解】

[1][2][3] 当向中间吹气时，中间的空气流动速度增大，压强减小。纸外侧的压强不变，纸受到向内的压强大于向外的压强，受到向内的压力大于向外的压力，纸在压力差的作用下向中间靠拢，说明气体流速越大的地方压强越小。

10．     不要     减小

【解析】

【详解】

（1）[1]制作时，瓶内的水不要装满，目的使瓶内的气压大于外界大气压，使玻璃管内的水面高于瓶内的水面。

（2）[2]瓶内的气压等于大气压加上细管内水柱产生的压强，即p内=p大气压+p水；当瓶内气压不变，水柱上升，水柱的压强p水增大，所以大气压减小。由表中的数据可知，高度越高，管内与瓶内液面的高度差越大，大气压越小。所以大气压强随高度的增高而减小。