备战2023物理新中考二轮复习重难突破(广东专用)专题08 压强
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重点讲解
重点一、压强
1.定义:物体单位面积上受到的压力叫压强。
压强是用来比较压力作用效果大小的物理量。
2. 压强的定义式;压强的单位符号是,。
适用于固体、液体和气体。
重点二、液体压强
1.产生原因:由于液体受重力的作用。
若液体在失重的情况下,将无压强可言。
2.特点:
(1)同种液体
①向各个方向都有压强;
②同一深度处,压强一致;
③深度越深,压强越大
(2)不同液体
在同一深度,密度越大,压强越大。
3.公式:p=ρgh
4.连通器
(1)、连通器:上端开口、底部互相连通的容器。
(2)、连通器原理:连通器若装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面总保持相平。
重点三、大气压强
1.产生原因:因为空气受重力并且具有流动性。
2.存在证明:历史上著名的实验——马德堡半球实验。
3.大气压的实验测定: (托里拆利实验 )
实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不在下降,这时管内外水银面的高度差约为760mm。
结论:大气压P0=760mmHg=1.01×105Pa
4、大气压的特点:
①空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。
②大气压随高度增加而减小。(压强减小,液体沸点也降低)
③和温度有关;质量一定,升温,体积增大,压强减小。
④一般来说,晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高。
重点四、流体压强与流速
流体压强与流速的关系: 在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小 。
飞机的升力:飞机的机翼 下平上凸 ,机翼上方气流的速度较大、对机翼上表面的压强较小,下方气流的速度较小、对机翼下表面的压强较大,机翼上下表面就存在向上的压强差,因而有向上的压力差,这就是升力。
真题演练
一、单选题
1.(2021·广东广州·模拟预测)下列现实情境中,用物理知识解释错误的一项是( )
A.用注射器将药液推进病人体内是利用了分子间的吸引力
B.起重机吊着货物匀速上升时,吊绳对货物的拉力大小等于货物的重力
C.夏天比冬天更容易闻到气味是因为温度越高分子运动越剧烈
D.大型载重汽车装有很多的轮子是为了减小车子对地面的压强
2.(2021·广东清远·二模)下列事例不是利用大气压来工作的是( )
A.纸片托水
B.注射新冠疫苗
C.吸盘挂重物
D.吸管吸饮料
3.(2021·广东·惠州一中二模)甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一只鸡蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所处的位置如图所示,则下列说法正确的是( )
A.鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
B.鸡蛋在甲杯里排开液体的质量较大
C.乙杯底部所受液体的压强较大
D.甲杯底部对桌面的压强较大
4.(2021·广东深圳·二模)生活处处有物理,留心观察皆学问,下列生活中的现象及其解疑正确的是( )
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到藏在深处的虫子
B.打开高速行驶的大巴车车窗时,窗帘往外飘,是因为车外空气流速大,压强小
C.水坝修建成上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小
D.风筝能在空中飞行,是因为受到空气的浮力
5.(2021·广东·佛山市三水区三水中学附属初中二模)生活中蕴含着丰富的物理知识。下列分析不正确的是( )
A.用高压锅煮食物熟得快些,主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点
B.洗菜盆排水管中的U形“反水弯”是利用了连通器原理防臭
C.把塑料吸盘压在光滑的墙壁上是应用了大气压
D.护士打疫苗时使用的针头做得很尖是为了增大压力
二、填空题
6.(2021·广东·中考真题)唐代诗人杜甫有诗句“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。诗中秋风“卷”走“三重茅”主要是由于屋顶外侧空气相对于屋内空气的流速______、压强______,从而产生一个向______的力。
7.(2021·广东·佛山市三水区三水中学附属初中二模)在科技节,小明用传感器设计了如图甲所示的力学装置,竖直细杆B的下端通过力传感器固定在容器底部,它的上端与不吸水的实心正方体A固定,不计细杆B及连接处的质量和体积。力传感器可以显示出细杆B的下端受到作用力的大小,现缓慢向容器中加水,当水深为13cm时正方体A刚好浸没,力传感器的示数大小F随水深变化的图象如图乙所示。(取)
(1)正方体A刚好浸没时水对容器底的压强______ Pa;
(2)物体A所受到的重力为______ N;当容器内水的深度为13cm时,正方体A受到的浮力大小为______ N。
8.(2021·广东·珠海市紫荆中学三模)我国096核潜艇预计今年服役。外媒推测,其舰长150米、舰宽20米,最大排水量16000吨,另外,由于舰体外壳使用高强度合金钢,所以其潜深可以达到600米。
(1)潜水器在水面下100m时受到海水的压强为___________ Pa,从水面下100m到150m,受到海水的浮力___________。选填“增大”、“减小”或“不变”
(2)所受的最大浮力为___________ N。
9.(2021·广东清远·二模)如图所示,我国的“奋斗者”号创造了万米的中国载人深潜新纪录,当潜水器完全潜入水中时排开水体积为50m3,它所受浮力为________N,此时载人潜水器继续下潜,所受的压强________,浮力________。(后两空均选填“增大”、“不变”或“减小”),(ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
10.(2021·广东·湖景中学二模)物理知识在生活中应用广泛,护士给病人输液时,药水瓶上除了输液管外,另外还插有一根“闲置”的管,管口“敞开”在空气中,如图1所示,这是利用______让药液顺利地进入静脉,而注射器的针尖做得很尖是通过减小受力面积来______压强,茶壶(如图2)是利用______原理工作的。
三、实验题
11.(2021·广东深圳·二模)(1)小明使用天平测小石块的质量。测量前他将天平放在水平桌面上,然后进行横梁平衡的调节调节完成后指针静止时的位置和游码的位置如图甲所示。
①请你指出小明调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤:______;
②完成遗漏的操作步骤后,为了调节横梁平衡,他需向______(选填“左”或“右”调节平衡螺母使指针指到分度盘中央刻度线或在中央刻度线两侧等幅摆动;
③调节横梁平衡后,小明将小石块放在左盘,在右盘中加减砝码并调节游码在标尺上的位置,直到横梁恢复平衡.这时右盘中的砝码情况和游码在标尺上的位置如图乙所示,则小石块的质量为______g。
(2)如图丙所示,将压强计的金属盒放在同种液体中,橡皮膜的朝向不同.④要观察到U形管两侧液面的高度差相等,必须控制金属盒面的中心在液体中的______相等;由上述实验可知:液体内部某一点,来自各个方向的压强大小是______的;
(3)为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置.实验测得的数据如下表:
实验次数 | 斜面倾斜程度 | 木块重力G/N | 斜面高度h/m | 沿斜面拉力F/N | 斜面长度s/m | 机械效率(%) |
1 | 较缓 | 3 | 0.2 | 1.6 | 1 | 37.5 |
2 | 较陡 | 3 | 0.3 | 1.8 | 1 |
|
3 | 最陡 | 3 | 0.4 | 2.0 | 1 | 60 |
⑤第2次实验中,斜面的机械效率为______;
⑥斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是:______。
12.(2021·广东茂名·一模)已知盐水密度比清水大,为了鉴别两个烧杯中哪杯装的是清水哪杯是盐水,小明将压强计的金属盒先后浸入到两杯液体中,如图甲和乙所示,根据现象小明判断甲是清水;请指出他实验操作中的问题:______;拔去橡皮管,对着U形管的右管上方垂直纸面向里猛吹气,出现了图丙所示的情境,这是因为______;用不同的液体在同一地点托里拆利实验,如图丁所示,A、B液体密度较大的是______液体。
13.(2021·广东梅州·一模)如图甲所示,A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤:
(1)由图甲中______两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=______N。由A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系;
(2)图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图象。分析图象可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。当h4cm时,圆柱体物块下表面所受的压强为______pa,所受的浮力为______N,浸没后,弹簧测力计示数为______N,该圆柱体物块的高度是______cm。(水=1.0103kg/m3,g10N/kg)
四、综合题
14.(2021·广东清远·二模)阅读短文,回答问题。
2021年1月6日,我国拥有自主知识产权的人工影响天气无人机“甘霖-”首飞成功,它具备远距离气象探测能力、大气数据采集能力、增雨催化剂播撒能力。甘霖-人工影响天气项目是我国首次利用大型固定翼无人机开展人工影响天气工作,也是世界首创,是人工增雨(雪)工作的里程碑,标志着无人机在人工增雨(雪)工作中的技术和手段实现了突破,如图甲,无人机实施人工增雨雪的方式之一是将干冰“喷”入“冷云”,干冰会很快直接① ______成气态的二氧化碳,并从周围吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,促使“冷云”里的水蒸气② ______成较大的雪花降落下来,如果地面气温较高,雪降落过程中边熔化边碰撞合并为水滴,最终成为降雨,这就是人工降雨。
(1)从图甲中可以看出无人机机翼上凸下平,是利用流体流速大的地方______,从而使飞机获得向上的升力;
(2)请在文中① ② 两空填上物态变化名称:① ______;② ______;
(3)飞机利用测距传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图乙所示,图丙是检测电路(电电压恒定,R0为定值电阻),要使高度表(实质是电流表或电压表)的示数能随飞行高度的增大而增大,高度表应选用______(选填“电流表”或“电压表”),且安装在______(选填“1”、“2”或“3”)位置,判断依据是:______。
五、计算题
15.(2021·广东·正德中学二模)北京2022年冬奥会成功申办,冰雪运动越来越受到人们的喜爱,如图所示是一款雪地摩托,其净重为160kg,静止时与地面接触的总面积为,当其以最大功率72kW在水平雪地上匀速直线行驶时,最高速度可达。()
(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为多少?
(2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,所受阻力为多少?
(3)该车发动机为一款单缸4冲程汽油机,若其效率为,则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶,需要多少千克汽油?(汽油的热值为)
参考答案:
1.A
【解析】
A.用注射器将药液注入病人体内,是利用了手的推力,不是分子间的吸引力,故A错误,A符合题意;
B.起重机吊着货物匀速上升时,钢丝绳对重物的拉力和物体本身的重力相等,是一对平衡力,故B正确,B不符合题意;
C.夏天比冬天更容易闻到气味,是因为夏天的温度高,分子运动越剧烈,故C正确,C不符合题意;
D.大型载重汽车装有很多的轮子是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对路面的压强,故D正确,D不符合题意。
故选A。
2.B
【解析】
A.图中纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,大气压强大于水对纸片向下的压强,所以纸片不会掉下来,利用的是大气压,故A不合题意;
B.用注射器将药液注入病人体内是利用人的压力将药液注入人体肌肉的,不是利用大气压来工作的,故A符合题意;
C.塑料吸盘挂重物,使用前先把空气排空,在外界大气压的作用下,吸盘被压在墙壁上,故C不合题意;
D.用力吸气,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D不合题意。
故选B。
3.C
【解析】
A.由图可知,鸡蛋在甲、乙杯子均漂浮,所以浮力等于重力,因为鸡蛋重力一定,说明鸡蛋在两个杯子中所受的浮力相同,故A错误;
B.因为蛋在两个杯子中所受的浮力相同,根据阿基米德原理,鸡蛋在两个杯子中排开液体的重力相同,排开液体的质量相同,故B错误;
C.因为蛋在两个杯子中所受的浮力相同,但甲中鸡蛋浸入液体的体积大,根据公式可知,甲中盐水的密度小于乙中盐水的密度,因为两杯中液面相平,说明容器底所处的深度相同,根据可得,乙杯底受到液体的压强大,故C正确;
D.因为蛋在两个杯子中所受的浮力相同,根据阿基米德原理,鸡蛋的重力等于排开液体重力,所以鸡蛋可以用排开的盐水来代替,代替后甲乙杯子中盐水的体积相同,因为甲中盐水的密度小于乙中盐水的密度,根据公式可知甲中盐水的质量小于乙中盐水的质量,杯子质量一定,则甲杯子和盐水的总重力小于乙杯子和盐水的总重力,接触面积一定,根据公式可知,甲杯底部对桌面的压强较小,故D错误。
故选C。
4.B
【解析】
A.啄木鸟的嘴很尖细,可以通过减小受力面积来增大压强,从而凿开树干,故A错误;
B.高速行驶的车辆上,窗帘向外飘,因为流体在流速大的地方压强小,车内空气压强大于窗外空气压强,故B正确;
C.水坝修建成上窄下宽是因为液体压强随深度增加而增大,故C错误;
D.风筝能在空中飞行,是利用了流体在流速大的地方压强小,风筝受到空气的升力而在空中飞行,故D错误。
故选B。
5.D
【解析】
A.高压锅煮食物熟得快,原因是压强越大,沸点越高,锅内温度比较高,食物容易熟,故A正确,不符合题意;
B.洗菜盆的排水管用U形“反水弯”防臭是利用了连通器原理;故B正确,不符合题意;
C.使用塑料吸盘时,吸盘内的空气被挤出,内部气压小于外界大气压,是大气压将其压在了墙面上,故C正确,不符合题意;
D.护士打疫苗时使用的针头做得很尖是为了在压力不变时,通过减小受力面积而增大压强,故D错误,符合题意。
故选D。
6. 大 小 上
【解析】
[1][2][3]流体压强特点是流速快的地方压强小,当风大时,屋内空气不流动,而屋顶外空气流动速度快,因此屋内空气产生气压大,屋顶外空气气压小,屋顶受到一个向上的力,若这个力大于屋顶重力,则屋顶会被卷走。
7. 6 10
【解析】
(1)[1]正方体A刚好浸没时水的深度
正方体A刚好浸没时水对容器底的压强
(2)[2]由图乙可知,当时,力传感器的示数为,由细杆的质量不考虑可知,正方体A对力传感器的压力等于自身的重力,即正方体A的重力
[3]由图乙可知,当时,力传感器的示数大小F开始减小,则物体A的下表面恰好与水面接触,当容器内水的深度时,正方体A刚好浸没,则正方体A的边长
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,所以,此时正方体A排开水的体积
正方体A受到的浮力
8. 不变
【解析】
(1)[1][2]潜水器在水面下100m时受到海水的压强
潜水器从水面下100m到150m过程中排开液体的体积等于潜水器的体积和海水的密度均没有发生变化,根据可知,潜水器受到的浮力不变。
(2)[3]潜水器受到的最大浮力
潜水器受到的最大浮力。
9. 5×105 增大 不变
【解析】
[1]潜水器完全潜入水中时所受的浮力
F浮=ρ海水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m3=5×105N
[2][3]当载人潜水器继续下潜时,潜水器在水下的深度增大,但潜水器排开海水的体积和海水的密度不变,根据p=ρ海水gh可知潜水器受到海水的压强增大;由F浮=ρ海水gV排可知,潜水器受到的浮力不变。
10. 大气压 增大 连通器
【解析】
[1]输液时,如果没有这根管,外部压强大于瓶内压强时,液体就无法输入到人体中,所以这根“闲置”管是为了连通外边的空气,利用大气压使药液顺利流出。
[2]针尖做得很尖,是在压力一定,通过减小受力面积来增大压强。
[3]茶壶的壶身与壶嘴上端开口,底部连通,是利用连通器的原理来工作的。
11. 游码未归零 右 84 深度 相等 50% 斜面粗糙程度相同时,斜面斜陡,机械效率越高
【解析】
(1)[1][2][3]调节天平平衡时,首先要将游码调到左端零刻度线处;根据图像,调零后横梁会向左偏,故应将平衡螺母向右调节,使分度盘的指针指到分度盘中央刻度线;天平上的砝码和游码,测量质量为
m=50g+20g+10g+4g=84g
(2)[4][5]当压强计在同种液体中方向不同时,需要使在液体中深度相同,可以探究液体内部压强向各个方向都相等。
(3)[6][7]根据斜面上的物体重力和高度、斜面上的拉力和斜面长度,计算机械效率为
根据斜面的机械效率和倾斜程度分析,斜面的粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越高。
12. 没有控制压强计金属盒的相同深度 流速大压强小 B
【解析】
[1]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,研究液体压强与密度的关系时,要控制液体的深度相同,故他实验操作中的问题:没有控制压强计金属盒的相同深度。
[2]在气体中,流速越大的位置,压强越小。拔去橡皮管,对着U形管的右管上方垂直纸面向里猛吹气,出现了图丙所示的情境,这是因为气体流速越大,压强越小。
[3]如图丁左图所示,大气压强等于10.3m高的A液体产生的压强;右图中,大气压强等于9m高的B液体产生的压强,根据
故A、B液体密度较大的是B液体。
【点睛】
本题探究影响液体压强大小的因素及流体压强与速度的关系,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
13. BD 1.2 变小 400 0.8 3 6
【解析】
(1)[1][2] 由图甲中B、D两步,根据称重法计算浮力,则物体浸没在水中时受到的浮力
F浮1=G-F14.2N-3N1.2N
(2)[3]物块浸没前,物块受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮及弹簧测力计的拉力F即G=F浮+F,则F=G-F浮,由于重力G不变,深度h增大,V排增大,物体受到的浮力F浮增大,弹簧测力计的拉力F变小,即弹簧测力计的示数F变小。
[4]物块下表面受到的压强
p=水gh=1.0103kg/m310N/kg410-2m=400Pa
[5][6]由图乙可知,当h=4cm时,弹簧测力计的示数F2=3.4N,物块受到的重力G=4.2N,物块所受的浮力
F浮2=G-F2-=4.2N-3.4N=0.8N
[7]由图乙可知,当h=0时,圆柱体下表面开始接触水面,当h=6cm时,圆柱体刚好完全浸没在水中,则圆柱体的高度为6cm。
14. 压强小 升华 凝华 电压表 3 见解析
【解析】
(1)[1]飞机的机翼上凸下平,空气在相等的时间内,空气经过上方比下方的路程长,上方比下方的空气速度大,上方比下方的压强小,产生了向上的升力作用。
(2)[2][3]人工降雨是飞机在高空投撒干冰,干冰进入冷云层,会迅速升华为气态的二氧化碳,升华会吸收大量的热,使空气的温度急剧下降,促使“冷云”里的水蒸气遇冷凝华成较大的雪花降落下来。
(3)[4][5][6]某测距传感器的阻值R1与离地高度h的关系如图乙所示,从图乙可以看到,随着高度的增加,阻值R1也在增大,而图丙中,电电压恒定,R0为定值电阻,阻值大小不变,1、3位置的表并联在电阻两端,那么1、3位置的表应该是电压表,2位置的表串联在电路中,那么2位置的表应该是电流表;题中要求,要使高度表的示数能随飞行高度的增大而增大,而高度的增加导致R1阻值的增大,也导致了R1两端电压的增大,R0两端电压的减小,电流表示数的减小,所以高度表的示数是增大的,高度表应选用电压表,且安装在3位置。
15.(1);(2)2400N;(3)9kg
【解析】
解:(1)雪地摩托静止时对水平地面的压力
雪地摩托静止时对水平地面的压强
(2)雪地摩托的速度
根据
可得,该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,所受牵引力为
车做匀速直线运动,受到的牵引力与阻力为一对平衡力,根据二力平衡的条件,所受阻力为
f=F=2400N
(3)根据可得,该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶所做的功
根据
该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶,需要汽油的质量
答:(1)雪地摩托静止时对水平地面的压强为;
(2)当该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶时,所受阻力为2400N;
(3)则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶,需要9kg汽油。
【点睛】
此题考查重力公式、压强公式、功和功率及二力平衡条件、燃料的热值公式、效率公式的运用,是一道力学和热学综合题。
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