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物理八年级下册9.1 压强精品同步练习题
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这是一份物理八年级下册9.1 压强精品同步练习题,文件包含初二下册春季班人教版物理讲义第6讲大气压强压强与流速单元复习教师版练习题docx、初二下册春季班人教版物理讲义第6讲大气压强压强与流速单元复习docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共96页, 欢迎下载使用。
《9.3 大气压强 》
一.选择题(共8小题)
1.如图所示的现象与大气压无关的是( )
A.覆杯实验
B.用吸管喝饮料
C.吸盘挂钩
D.用注射器把药液注射到肌肉里
【分析】本题要逐一分析四个选项中的实例是不是利用了大气压来工作。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:ABC.大气压强现象随处可见,覆杯实验、用吸管喝饮料、吸盘挂钩等都与我们的大气压有关,ABC不符合题意;
D.注射过程,是医务人员的手用力推注射器的活塞,这样就增大了药液内部的液体压强,从而把药液注射到人体内,与大气压无关,D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查大气压的有关利用;在物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
2.在某地进行托里拆利实验测量大气压强(如图所示)。下列判断正确的是( )
A.图示中所测的大气压强相当于740mm高水银柱所产生的压强
B.在管顶穿一个小孔,管内的水银上升至管项,但不流出来
C.管内上方有空气时,气压的测量值偏大
D.若把玻璃管再下压10mm,管内外液面高度差是73cm
【分析】(1)在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面的高度差反映了大气压强的大小;
(2)在玻璃管的顶部穿一小孔,则管内外构成连通器,液面将会相平;
(3)如果管内进入空气,大气压等于空气柱的压强与水银柱的压强之和,水银柱将减小;
(4)在正常情况下,托里拆利实验中,玻璃管上方应该是真空,此时如果上提或下压玻璃管,只要管口不离开水银面,水银柱的高度差将不会改变。
【解答】解:
A.读图可知,玻璃管内外水银面的高度差为730mm,因此所测的大气压强相当于730mm高水银柱所产生的压强,故A错误;
B.在管顶穿一个小孔,则玻璃管内外都与大气压相通,构成了连通器,则管内的水银液面将下降,最终与管外液面相平,故B错误;
C.若玻璃管中混入少量空气,这些空气会对管内水银柱有向下的压强,会导致管内水银柱高度减小,由p=ρgh可知这样测得的大气压强将比实际值偏小,故C错误;
D.在托里拆利实验中,由于玻璃管内外水银面高度差所产生的压强等于外界大气压,只要外界大气压不变,管内外水银面高度差就不变,所以若把玻璃管再下压10mm,管内外液面高度差是730mm=73cm,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,在学习托里拆利实验时,对各种变化的情况是否会影响实验的结果,必须有一个明确的认识,这也是我们掌握这一实验的基本要求。
3.如图所示的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,后来让玻璃管倾斜,水银充满全管,有关尺寸如图所示.下列说法中不正确的是( )
A.玻璃管竖直时,上端无水银的部分肯定是真空的
B.外界大气压强肯定是76cm高水银柱
C.玻璃管倾斜后,水银对玻璃管上端有压强
D.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则水银会向上喷
【分析】在托里拆利实验中,玻璃管内外水银面高度差取决于外界大气压的大小,在正常测量时,外界大气压不变,水银柱的高度差就不会改变。
【解答】解:A、玻璃管倾斜后能够充满全管,说明上端无水银的部分肯定是真空,若不是真空,管内水银不会充满全管,故A正确。
B、若外界压强低于76cm高水银柱,则水银柱会越低,由竖直管可知外界大气压强肯定是76cm高水银柱,故B正确。
C、水银充满全管,水银对玻璃管上端有压强。大气压不变,倾斜后管内水银的压强不变,所以会有向上压强,故C正确。
D、上端碰出一小孔,试管上端也存在大气压强,管内水银在重力作用下会下降,而不会向上喷,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了托里拆利实验的原理,能知道玻璃管倾斜时水银柱的长度大于水银柱的竖直高度是本题的关键。
4.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管上升到p点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法不正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银gh1
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压ρ水gh3
D.同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大
【分析】(1)在托里拆利实验中,水银柱的高度差应是玻璃管内水银面与水银糟中水银面之间的垂直高度,这一高度反映了大气压的大小;大气压与高度有关,随高度的增加而减小;
(2)自制气压计中水柱的位置同样可以显示大气压的大小,外界大气压越大,水柱越低,相反,外界大气压越小,水柱越高。
【解答】解:A、甲图中,水银柱高为h1,根据液体压强的公式可知,甲图的托里拆利实验装置测出当地的大气压是p=ρ水银gh1,故A正确;
B、甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,会使水银柱变低,因此测量值将偏小,故B正确;
C、乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,却无法测出当地当时的大气压值,故C错误;
D、同时带着两装置登山,随着高度的增加,外界气压变小,甲装置中h1变小;而乙装置中,外界气压变小,瓶内空气压着水柱上升,所以h3增大,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了对托里拆利实验的认识,以及对自制气压计的了解。利用身边的器材做成气压计,探究大气压的变化、培养学生学以致用的能力。
5.在验证大气压存在的覆杯实验中,某同学认为“实验纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关”。下列能帮助该同学改变这种想法的实验( )
A.如图,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片均不掉落
B.如图,将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落
【分析】大气在各个方向上都会产生压强,硬纸片在大气压力作用下不会掉下来;大气压的特点与液体压强类似,内部朝各个方向都有压强,故不管杯口朝哪个方向,纸片都不会掉下。
比较空气被抽出前后纸片所受气压的变化,结合现象可做出分析。
【解答】解:
A、图甲中,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落,都可以证明大气压的存在,不能反驳该同学的想法,不合题意;
B、图乙中,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落,可证明大气向各个方向都有压强,不能反驳该同学的想法,不合题意;
C、图丙中,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落,杯子内外都有空气,无法说明大气是否存在向上的压强,不能反驳该同学的想法,不合题意;
D、图丁中,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落,说明没有空气时,没有了气压,也就无法托住水和纸片,这说明实验中纸片不掉落是因为受到大气压的作用,而不是纸片被杯口的水粘住了,可反驳该同学的想法,符合题意。
故选:D。
【点评】将杯子倒置后纸片不会掉下来是课本上证明大气压存在的一个小实验,本题在这个小实验的基础上,通过进一步的改进,来解除同学们学习中的困惑,值得我们关注。
6.如图是一款“天气预报瓶”,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部连通,内装有红墨水。小科仿制了一个预报瓶,发现比较灵验,当A管液面明显上升时,往往转为阴雨天气。下列说法不正确的是( )
A.A管液面上升时,表示外界大气压增大
B.A管和B球内液面相平时,瓶内气压等于外界大气压
C.“天气预报”利用天气与大气压的关系进行预报
D.B球内装有较多红墨水,可减小瓶内温度变化造成的干扰
【分析】根据装置的结构和特点,结合大气压的大小受天气的变化影响的关系来判断,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低。
【解答】解:A、A管液面上升时,说明内部气体压强大于外界大气压,即外界大气压减小,故A错误;
B、A管和B球液面相平时,两平面受到气体的压强相等,说明瓶内气压等于外界大气压,故B正确;
C、天气不同,气压不同,一般来说,阴天下雨的天气大气压比正常低,A管液面明显上升时。因此“天气预报瓶”利用天气与大气压的关系进行预报,故C正确;
D、B球容积较大,红墨水越多,由于热胀冷缩引起的体积变化不明显,从而减小瓶内温度变化造成的干扰,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查天气与气压的关系,“天气预报瓶”就是根据这一原理制成的测量天气的,理解其原理是判断的关键。
7.如图,利用水管测量某地的大气压值,下列判断正确的是( )
A.当地大气压强等于10.3m高的水柱产生的压强
B.图中C点的压强大于B点的压强
C.图中A点的压强等于B点的压强
D.若把该实验装置移到海拔高度更低的地方,水管中水柱会变长
【分析】(1)托里拆利实验中,水银(水)柱的高度差应是垂直高度,而不是水银(水)柱的长度;
(2)液体压强随着深度的增加而增大,在同一深度液体向各个方向压强相等;
(3)大气压随高度的升高而减小。
【解答】解:
A、图中9.8m高度才是水柱的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等,所以当地大气压强等于10.3m高的水柱产生的压强,故A错误;
B、由图可知,C点深度的小于B点的深度,根据p=ρgh可知,图中C点的压强小于B点的压强,故B错误;
C、由图可知,A点和B点的深度相同,根据p=ρgh可知,图中A点的压强等于B点的压强,故C正确;
D、大气压随高度的增加而减小,把该实验装置移到海拔高度更低的地方,大气压增大,根据p=ρgh可知,水管中水柱会变高,如果此时把玻璃管竖直放置,有可能水银柱的长度会变小,故D错误。
故选:C。
【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、大气压强特点的了解,虽知识点多、但难度不是很大,掌握基础知识即可正确解题。
8.以下说法正确的是( )
A.用注射器进行肌肉注射是利用了大气压强
B.在高山上煮不熟饭是因为大气压变高了
C.托里拆利实验中用更大口径的玻璃管,大玻璃管内液面高度会下降
D.离心式水泵抽水利用了大气压强
【分析】(1)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象。
(2)根据“海拔高度越高,大气压越小,水的沸点越低”分析解答;
(3)托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即p大气=p水银=ρ水银gh.如果大气压值不变,而且实验操作过程中没有出现错误的话,管内水银柱高度是固定的。
(4)生活中很多现象的工作原理都利用了大气压强,抽气机、吸管、茶壶、针管、塑料吸盘等都可能利用到大气压。
【解答】解:A、医生给病人进行肌肉注射,药液是由于受到推力作用的缘故,与大气压无关。故A错误;
B、高山上煮不熟饭,是因为高度越高大气压强越小,普通锅密封性能差,从而使锅内水的沸点小于100℃;故B错误;
C、托里拆利实验中用更大口径的玻璃管,大气压不变,大玻璃管内液面高度不变,故C错误;
D、用离心式水泵抽水时,通过叶轮转动使泵芯形成真空,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用了大气压;故D正确。
故选:D。
【点评】此题涉及到了大气压的测量与应用、沸点及沸点与气压的关系等多个知识点,是一道综合性较强的题目。要学会利用物理知识解决实际问题。
二.填空题(共7小题)
9.做托里拆利实验过程中,玻璃管不离开槽内水银面,则:
(1)将玻璃管竖直上提1cm时,水银柱高度 不变 ;
(2)将玻璃管倾斜一些,水银柱长度 变大 ,水银柱高度 不变 ;
(3)将玻璃管直径增大,水银柱高度 不变 ;
(4)将实验从一楼搬到三楼,水银柱高度 减小 。(填“不变”、“变大”或“变小”)
【分析】托里拆利实验测出大气压强数值的方法是:利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即P大气=P水银=ρ水银gh.管内水银柱的高度只与当时的大气压有关,而与玻璃管的粗细、长短、以及水银槽中的水银的多少无关。
【解答】解:
(1)将玻璃管竖直上提,水银柱产生的压强会大于大气压,故水银柱会下降到原来的高度,即高度不变。
(2)将玻璃管倾斜一些,大气压不变,水银柱高度也不变,但玻璃管内水银的长度会变大一些。
(3)将玻璃管直径增大,大气压不变,水银柱高度也不变。
(4)将实验从一楼搬到三楼,大气压随高度的增加而减小,故所能支持的水银柱高度也减小。
故答案为:(1)不变;(2)变大;不变;(3)不变;(4)减小。
【点评】本题考查了多种情况下水银柱高度的变化情况,在解答时,要抓住托里拆利实验的原理﹣﹣大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
10.历史上,著名的 马德堡半球 实验证明了大气压的存在; 托里拆利 实验首次测定了大气压的值。制糖时,采用沸腾的办法除去糖汁中的水分,为了使糖在沸腾时不致变质,沸腾时温度要低于100℃,应使糖汁表面的压强 小于 1标准大气压。(填“大于”或“小于”)
【分析】(1)能够证明大气压存在的实验有很多,但最著名的只有一个;意大利的科学家托里拆利是最早测出大气压值的科学家;
(2)沸点与气压有关,气压越低,沸点越低。根据沸点和气压的关系作出解答。
【解答】解:(1)证明大气压存在的最著名的实验是马德堡半球实验;最早测出大气压值的科学家是托里拆利;
(2)要使物体在沸腾时的温度低于100℃,根据气压越低沸点越低,所以可行的做法是糖汁表面的气压小于1标准大气压。
故答案为:马德堡半球;托里拆利;小于。
【点评】本题考查物理学史,以及气压与沸点的关系,难度不大。
11.如图所示为某款“擦窗机器人”,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它在 大气压 的作用下,牢牢吸在竖直玻璃上静止,此时擦窗机器人受到的重力和 摩擦力 力是一对平衡力。此时若真空泵继续向外抽气,擦窗机器人受到的摩擦力将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【分析】(1)吸盘主要是利用大气压来工作的;
(2)物体静止或匀速直线运动时,物体都处于平衡状态,受平衡力,只要找出哪两个力是平衡力,然后根据平衡力的特点解题即可。
【解答】解:(1)当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,内部气体压强减小,它在外界大气压的作用下被告牢牢吸在竖直玻璃上;
(2)“擦窗机器人”静止时处于平衡状态,在竖直方向上受到的摩擦力和重力是一对平衡力;若用真空泵继续向外抽气,由于“擦窗机器人”在竖直玻璃上仍静止,其重力不变,则摩擦力不变。
故答案为:大气压;摩擦力;不变。
【点评】本题考查了大气压的应用、二力平衡,以及摩擦力,难度不大。
12.张老师在圆柱形玻璃杯内装满水,用平滑的塑料片紧贴水面盖住杯口,压紧后将杯子倒置,放手后水和塑料片都不会掉下来,如图甲所示,此现象能说明 大气压 的存在。张老师接着将倒置的杯子插进密闭钟罩内的水槽中并把杯子悬挂起来,把塑料片取走,杯内的水仍不会下落,如图乙所示。当用抽气机持续抽出钟罩内空气,杯内的水 会 (选填“会”或者“不会”)掉下来,判断理由 钟罩内的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱 ;如果再把空气放进钟罩内,水 会 (选填“会”或者“不会”)被“吸”到杯内。
【分析】(1)塑料片由于大气压的作用而不会掉下;
(2)气压越小,产生的压力就越小,当压力小于杯内水的重力时,杯中水就会下降,当气压增大时,水就会被压入玻璃杯中。
【解答】解:
(1)塑料片不掉下来是因为受到了大气压的作用;
(2)图乙中玻璃杯中的水由于受到大气的压力,所以才不会下落,当逐渐抽出钟罩里面的气体时,使杯外水面的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱,杯内水的高度会下降,如果再把空气放进钟罩内,水在大气压的作用下,会被重新压入玻璃杯中。
故答案为:大气压;会;钟罩内的大气压减小,支撑不住玻璃杯中的水柱;会。
【点评】解决此类综合性的题目,要知道各种现象与大气压的关系,利用相关的物理知识去分析解答。
13.最早准确测出大气压强值的是意大利的科学家 托里拆利 ;我们用如图所示的装置也能粗略的测量大气压强的值,把吸盘用力压在玻璃上,测其面积为4×10﹣4m2,轻轻往挂在吸盘下的小桶内加沙子,吸盘刚好脱落时,测出吸盘、小桶和沙子的总质量为3.2kg,则测得大气压强的值为 8×104 Pa(g取10N/kg),已知当地大气压强为1标准大气压,此方法测量大气压不准确的原因可能是 吸盘内有空气 (写出一条即可)。
【分析】历史上首先测出大气压的数值的实验是托里拆利实验,他借助水银利用了平衡法测出了大气压的数值;使吸盘脱落的总重力恰好等于大气对吸盘的压力,然后根据p=即可求出此时的大气压强值了。不过吸盘内的空气很难完全被排出,拉动过程中的形变、接触面有可能带有杂质等因素都会使拉力变小,这样大气压的测量值也会相应偏小。
【解答】解:意大利科学家托里拆利利用液体水银间接测出了大气压的数值;
大气对吸盘的压力F=G=mg=3.2kg×10N/kg=32N;
大气压的测量值p===8×104Pa;
若吸盘内的空气很难完全被排出,拉动过程中的形变、接触面有可能带有杂质等因素都会使拉力变小,这样大气压的测量值也会相应偏小。
故答案为:托里拆利;8×104;吸盘内有空气。
【点评】这是一种较简便实用的测大气压值的方法,根据实验原理与我们学过的压强知识相结合即可轻松得出结果。
14.如图所示,关闭阀门K2、K3,打开阀门K1,在管末端上的大功率抽气系统能瞬间把PVC硬水管中的气体全部抽走,若两个水槽很大并且装的水足够多,这时的大气压强为9.8×104Pa,水的密度是1×103kg/m3,g=10N/kg。
(1)如果只打开阀门K1、K2,请求出当PVC硬水管中液面静止后,PVC硬水管液面与水槽1液面的高度差是多少m? 9.8 请写出计算过程要用到的公式 h= 。
(2)然后关闭阀门K2,打开阀门K3,PVC水管中的液面将上升,下降,还是不变? 上升 。
(3)请求出当时的大气压强作用在0.01m2面积的大气压力为多少N? 980 。请写出计算过程需要用到的公式 F=pS 。
【分析】1、管内真空时,管内外的液面的高度差与外面大气压相等,利用液体压强计算公式p=ρgh变形公式h=求解。
2、虽然两个水槽液面的高度不同,但两次管内外的液面高度差不变,所以管内液面会变化。
2、根据压强变形公式F=pS求解即可。
【解答】解:(1)PVC硬水管组成的三通管内气体全部抽走即为真空,如果只打开阀门K1、K2,待管内水面静止后,水柱的高度为h1,即当时的大气压强能支持h1高的水柱,由此可知,h1水柱产生的压强与当时的大气压相当。
根据液体压强计算公式p=ρgh1,h1===9.8m;PVC管内液面比水槽1内液面高h1=9.8m;
(2)然后关闭阀门K2,打开阀门K3,PVC硬水管内液面上方真空,待管内水面静止后,水柱的高度为h2,即当时的大气压强能支持h2高的水柱,由此可知,h2水柱产生的压强与当时的大气压相当。
根据液体压强计算公式p=ρgh2,h2===9.8m;PVC管内液面比水槽2内液面高h2=9.8m;
所以h2=h1;由图可知水槽2液面比水槽1液面高h=4m,所以关闭阀门K2,打开阀门K3,管内液面会上升h=4m;
(3)受力面积S=0.01m2,根据压强公式p=得,F=pS=9.8×104Pa×0.01m2=980N。
故答案为:(1)9.8;h=;(2)上升;(3)980;F=pS。
【点评】此题主要考查大气压的测量方法,此外解答此题的关键还要明确水柱的高度是指玻璃管内水面到水槽中水面的垂直高度。
15.如图甲所示的敞口饮料瓶装满水,在侧面扎一小孔a,会有水喷出,此时,若用盖子将瓶口盖紧密封,则孔中的水将 喷一段时间,停止喷 (选填“继续喷”、“停止喷”或“喷一段时间,停止喷”),原因是 大气压的存在 。
【分析】液体内部存在压强,液体内部的压强与液体的密度和深度有关;气体的压强跟自身的体积成反比,气体的体积增大,其压强就减小;反之,气体的体积减小,其压强就增大。
【解答】解:在开口的矿泉水瓶上扎一个小孔,水便从小孔喷出,说明液体对容器的侧壁有压强;
堵住瓶口,不久水便停止从小孔中射出,因为在流出一部分水后,瓶内上方空气的体积变大,气压就变小,小于外界大气压,水就停止从小孔中射出,这一现象说明了大气压的存在。
故答案为:喷一段时间,停止喷;大气压的存在。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系、液体压强的特点、大气压的存在等知识;对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
三.实验探究题(共6小题)
16.小明同学利用注射器(容积为V)、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,这样做的目的是: 排尽筒内空气并防止外界空气再次进入 。
(2)如图所示,水平向右慢慢地拉动注射器筒。当注射器中的活塞 滑动 时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出注射器全部刻度的长度L,则大气压的值可表示为p= 。(用已知的物理量符号表示)
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则测得大气压值 偏小 (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
(4)实验室有甲:乙两个注射器活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,该地的大气压约为标准大气压。若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 甲 (选填“甲”或“乙”)注射器。
【分析】(1)实验中要排出注射器内的空气,这样在拉动活塞时,注射器内部会接近于真空,这样才能测出大气的压力;
(2)当注射器中的活塞开始滑动时,此时弹簧测力计的示数与所受的大气压力相等;因活塞为圆柱体,所以活塞的横截面积可以通过公式S=来求出,知道注射器的容积,还需要用刻度尺量出其刻度部分的长度;利用压强的公式,代入测量的数据可得出表达式;
(3)注射器内的空气没有排尽和拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦都会影响拉力的大小,并结合压强的计算公式分析出测量值与真实值之间的差异。
(4)根据拉动甲、乙两个注射器的活塞的横截面积,分别计算出标准大气压所需要的拉力即可选择。
【解答】解:(1)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排尽筒内空气并防止外界空气再次进入,使注射器密封。
(5)注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出其刻度部分的长度,再读出空积V,
得出活塞的面积S=,
估测的大气压的表达式为:p==;
(3)实验过程中注射器筒内漏进了少量空气,则弹簧测力计的示数F减小,由压强公式可知,将导致测得的大气压强值偏小;
(4)因甲、乙两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,
当大气压约为105Pa,当面积为2cm2,即0.0002m2时,
由p=可得,F=pS=105Pa×0.0002m2=20N,
因为已知弹簧测力计量程为10N,超过了测力计的量程,
所以实验时应选用甲注射器。
故答案为:(1)排尽筒内空气并防止外界空气再次进入;(2)滑动;;(3)偏小;(4)甲。
【点评】利用注射器测量大气压时,用到的公式是p=,所以要分别测大气压力F和活塞的横截面积S.利用二力平衡可通过弹簧测力计测出大气压力,利用几何知识可得出活塞的面积S,便可求出大气压的值了。
17.老王用力向上紧压(如图1所示)掌形吸盘)排出吸盘内的空气,大气把吸盘紧压在水平光滑木板的下表面(如图2所示)。老王找来细线做个绳套,在吸盘下端挂一小桶,吸盘也没掉下来。受此启发,小王利用以上设备和足量的细沙,并从实验室借出两个测量器材,设计了一个实验粗略测量出大气压强。(提示;圆的面积公式S=,其中d是圆的直径)
(1)实验目的: 粗略测量出大气压强 。
(2)实验原理: 压强公式p=和二力平衡 。
(3)两个测量器材: 测力计;刻度尺 。
(4)实验步骤:(测量的物理量用符号表示)
(5)实验结论:大气压强的表达式p= (用测量的物理量用符号表示)。
(6)老王代入数据后计算出的大气压强比当地实际的大气压强小,请分析可能的原因是什么?
【分析】把塑料吸盘蘸水按压在光滑水平的玻璃板上,目的是挤出塑料吸盘内的空气,则吸盘在外界大气压的作用下被紧压在玻璃板上。而装有适量细砂的小桶挂在吸盘的塑料挂钩上,小桶对吸盘有个向下的拉力,在不计塑料挂钩的质量的情况下,要使吸盘脱离玻璃板,小桶对吸盘的拉力应等于大气压对吸盘的压力。
【解答】解:(1)实验目的:粗略测量出大气压强。
(2)实验原理:压强公式p=和二力平衡。
(3)两个测量器材:测量小桶和沙的重力G的测力计,测量吸盘直径的刻度尺。
(4)实验步骤:
①利用刻度尺测出吸盘的直径d;
②用力向上紧压(如图1所示)掌形吸盘)排出吸盘内的空气,大气把吸盘紧压在水平光滑木板的下表面(如图2所示);用细线做个绳套,在吸盘下端挂一小桶,吸盘也没掉下来
;然后一点一点地往小桶加细沙,直到小桶刚好脱落;
③测出小桶和沙的重力G;
(5)实验结论:根据二力平衡的知识,大气压力F等于小桶和沙的重力G,即F=G;
吸盘的面积为S=,其中d是圆的直径,
由于吸盘脱离光滑木板时,小桶对吸盘的拉力(桶和细砂的重力)等于大气压对吸盘的压力,
大气压:p大气===;
(6)老王代入数据后计算出的大气压强比当地实际的大气压强小,可能的原因是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如挤压吸盘时,吸盘内的空气不可能完全都被排出。
故答案为:(1)粗略测量出大气压强。
(2)压强公式p=和二力平衡。
(3)测力计;刻度尺。
(4)①利用刻度尺测出吸盘的直径d;
②用力向上紧压(如图1所示)掌形吸盘)排出吸盘内的空气,大气把吸盘紧压在水平光滑木板的下表面(如图2所示);用细线做个绳套,在吸盘下端挂一小桶,吸盘也没掉下来
;然后一点一点地往小桶加细沙,直到小桶刚好脱落;
③测出小桶和沙的重力G;
(5);
(6)挤压吸盘时,吸盘内的空气不可能完全都被排出。
【点评】大气压的测量一般采用平衡法,来间接获得大气压的数值,题目中的方法可行,但与大气压的真实值存在一定的差异。
18.如图为某活塞式抽水机工作的示意图,其中POQ是手柄,能绕着O点转动,P点通过连杆与活塞相连,A、B是单向阀门,只能向上开启,请回答下面的问题:
(1)如图甲所示,当在Q点对手柄PQ施加 向下 (填“向上”或“向下”)的作用力时,圆筒中的活塞向上运动,阀门 B (选填“A”或“B”)打开,水在 大气压 (选填“大气压”或“水压”)作用下经过阀门流入圆筒.
(2)如图乙所示,活塞向下运动时,阀门B在 水压 (选填“大气压”或“水压”)作用下关闭,而阀门A打开,圆筒中的水不断上升到活塞上方.
(3)如图丙所示,在Q点用力向下压手柄PQ时,手柄上P点受到的阻力方向 向下 (选填“向上”或“向下”),圆筒上方的水从出水管口流出;某地居民在安装此抽水机时,下端水管已插入水中,但无论怎样移动活塞,水管口都没有水流出,可能原因是 水管与抽水机接头处漏气 (写一条即可)
【分析】(1)(2)抽水机是利用大气压来抽水的,读图,根据其工作过程,可具体描述其工作过程中如何利用大气压的作用将水抽上来;
(3)阻力的方向与P点的运动方向相反;利用大气压强把水抽上来.
【解答】解:(1)读图可知,活塞式抽水机在使用时,当在Q点对手柄PQ施加向下的作用力时,圆筒中的活塞向上运动,阀门 B打开,水在大气压作用下经过阀门流入圆筒;
(2)如图B,活塞向下运动时,阀门B受水的压力而关闭;水不能向下运动,于是就冲开阀门A进入圆筒的上部,再提起活塞时活塞时,活塞上面的水使阀门A关闭,水被活塞提起,从出水管中流出来;
(3)在Q点用力向下压手柄PQ时,P点向上运动,故手柄上P点受到的阻力方向向下;移动活塞,水管口都没有水流出,可能是水管与抽水机接头处漏气.
故答案为:(1)向下;B;大气压;(2)水压;(3)向下;水管与抽水机接头处漏气.
【点评】本题考查大气压的应用抽水机原理,难度不大.
19.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)为了测得大气压的数值,这时必须测量 管内外水银面高度差 。
(2)若将玻璃管稍微向上提但不离开液面,管内、外水银液面高度差 不变 ;如果不小心管内混入了少量空气,管内、外水银液面高度差 变小 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)如果将此装置拿到高山上,则观察到的现象是 管内、外水银液面高度差会减小 。
(4)某同学也利用此装置,把水银换成盐水,将玻璃管灌满盐水后倒插在盐水槽中,管内的盐水柱 不会 (填“会”或“不会”)下降。(ρ盐水=1.01×103kg/m3)
【分析】(1)为了测得大气压的值,这时必须测管内外水银面高度差。
(2)管内水银柱的高度只与当时的大气压有关,而与玻璃管的粗细、是否倾斜、以及水银槽中的水银的多少无关。
(3)高度越高大气压越小;
(4)已知水银的密度和盐水的密度,大气压一样,可求玻璃管的长度。然后可知管中的水柱是否下降。
【解答】解:(1)为了测得大气压的值,这时必须测量管内外水银面高度差。
(2)在托里拆利实验中,玻璃管内水银柱的高度代表了外界大气压强的大小,因此,只要外界大气压不变,它的垂直高度是不会改变的。向上提玻璃管,且不离开水银面,高度不会发生变化;
如果不小心管内混入了少量空气,管内水银上方有气压,管内、外水银液面高度差会减小;
(3)如果将此装置拿到高山上,高度变高,气压降低,故所能支持的水银柱高度也变低。 即观察到的现象是管内、外水银液面高度差会减小;
(4)一个标准大气压为760毫米汞柱,由p=ρ水银gh水银=ρ水gh水,可知,如果水银气压计中的水银用盐水代替,那么玻璃管内盐水的高度大于1m,所以把水银换成盐水,将玻璃管灌满盐水后倒插在水槽内时,管中的盐水柱不会下降。
故答案为:(1)管内外水银面高度差;(2)不变;变小;(3)管内、外水银液面高度差会减小;(4)不会。
【点评】本题是考查对托里拆利实验原理的理解,并且要求能在题目中灵活运用,难度适中。
20.小明做“估测大气压值”的实验。装置如图所示:
(1)实验步骤如下:
A.把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;
B.用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,沿正确的方向慢慢拉动注射器筒,当注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测力计的示数F;
C.读出注射器的容积V;
D.用刻度尺测出注射器的全部长度L。
(2)思考并回答:
①实验步骤A的目的是 排出注射器筒中的空气 ;
②指出实验步骤D中的错误: 用刻度尺测出注射器的全部长度L ;
③用测得的物理量表示大气压强的表达式P= 。
(3)实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处;一是减小 摩擦 ;二是可以防止 防止漏气,密封性好 。
(4)有5mL、10mL、20mL三种注射器,你认为选择 5 mL的注射器好一些,理由是: 横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程 。
【分析】(1)注射器内的空气排不净时,里面的气体会产生向外的压力,而使所测大气压强的数值远远比实际数值偏小;
(2)本实验的原理是:先排出注射器内的空气,这样在往外拉活塞时,由于外界大气压的作用,要拉动活塞需要很大的力,这个力的大小为F=P大气S,故测出注射器全部带刻度的长度,求出活塞的横截面积S和测出活塞刚被拉动时的拉力F,就可根据P大气=求出大气压强的值;
(3)减小摩擦的方法:从压力大小和接触面的粗糙程度考虑,减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动摩擦;
(4)从弹簧测力计的量程这一角度考虑,分析选择注射器。
【解答】解:(2)①注射器的活塞推至注射器筒的底端,会把注射器的空气排掉,减少注射器内空气对活塞的作用,从而减小误差。
②由F=P大气S=可知需要记录:注射器的全部刻度的长L,以用来求活塞的横截面积;故错误是“用刻度尺测出注射器的全部长度L”,应该是“注射器的全部刻度的长L”。
③根据V=SL得:
活塞的横截面积 S=。
所以大气压强为,P大气==;
(3)在活塞周围涂抹润滑油,这是在压力一定时,通过减小筒壁与活塞的粗糙程度来减小摩擦的;
实验时若注射器内空气没有排尽,大气压等于注射器内压强加上拉力产生的压强,这样会使得测得的大气压值偏小。
所以实验时,可先在活塞周围涂抹润滑油,然后将其插入针筒中,这样做有两个好处;一是减小摩擦;二是防止漏气,密封性好。
(4)因为容积大的注射器,横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程,所以选项5mL的注射器好一些。
故答案为:(2)①排出注射器筒中的空气;②用刻度尺测出注射器的全部长度L;③;(3)摩擦;防止漏气,密封性好;(4)5;横截面积大,需要的拉力大,会超过弹簧测力计的量程。
【点评】了解这一实验依据的原理,才能搞清每一步设计的理由,也才能通过公式求出大气压的值。在分析误差时,一般由于排不净空气会使结果偏小,而拉动时摩擦力较大则会使结果偏大、漏气时测量结果偏小等。
21.如图所示,小玮想估测大气压的大小,她设计的实验方案如下:
A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力
B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘
C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直到吸盘脱离玻璃板面
D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径,计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S
E.根据P=,计算出大气压的大小p
(1)小玮由于疏忽,将前三项的顺序写颠倒了,正确的顺序是 BCA 。
(2)实验中小玮将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上,用力挤压吸盘的目的是什么? 尽量将吸盘内的空气排干净 。
(3)如果实验中小玮所用的弹簧测力计的量程是0~5N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2,她 不能 (选填“能”或“不能”)测出大气压的大小(设大气压约为1.0×105Pa)。
(4)要测出大气压的大小,你认为实验中所选吸盘的面积应尽量 小一些 (选填“大一些”或“小一些”)。
(5)小玮通过实验测出的大气压值与1标准大气压值相差很大。她分析,可能是测得的吸盘面积不准确,也可能是吸盘与玻璃板面脱离时,弹簧测力计的读数不准确,还可能是 吸盘漏气;或吸盘与接触面之间有杂质;或吸盘内空气没有排干净等 (写出一条)。
【分析】(1)整个实验是围绕原理展开的,前三步求F,顺序当然不能颠倒;
(2)用力挤压是为了排净吸盘内的空气,这一步非常重要;
(3)(4)小量程的弹簧测力计是否能行,我们要根据公式F=pS算一下,结果当然是相差甚远,这也给了我们一个启示:面积越大的吸盘受到的压力越大,所以我们选小一些的就更实用了;
(5)影响测量结果的因素有很多,我们应尽可能考虑周全,但不外乎测量时的误差和操作过程中吸盘与玻璃板能否紧密接触等几方面。
【解答】解:(1)前三步的目的是为了测量拉力F的大小,所以应先挤压排气,再拉,再记数,正确顺序应为BCA;
(2)蘸水和用力挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空气排干净,这样里面没有气压,外面的大气压才能将其紧紧压在玻璃板上;
(3)根据公式F=pS=1.0×105Pa×10×10﹣4m2=100N,至少需要一个量程为100N的测力计,所以用量程0﹣5N的弹簧测力计是不能测出大气压的大小的;
(4)依据上面的计算,吸盘的面积越大,受到的压力越大,对弹簧测力计的量程要求越大,所以小一些的吸盘更切合实际;
(5)造成实验结果相差很大的原因有很多,吸盘与玻璃板是否接触紧密是一个重要参考因素;
故答案为:(1)BCA;
(2)尽量将吸盘内的空气排干净;
(3)不能;(4)小一些;
(5)吸盘漏气;或吸盘与接触面之间有杂质;或吸盘内空气没有排干净等;
【点评】利用吸盘来测量大气压是一种较常见的方法,把握住几个关键环节才能使测量更准确有效。即:排净吸盘与玻璃板接触面之间的空气;准确读取吸盘脱离时瞬间的拉力大小;选择的器材要合适,比如吸盘不要太大,测力计的量程要够大等。
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日期:2021/2/17 23:42:27;用户:初中物理;邮箱:chaoyin104@xyh.com;学号:37127340
《9.4 流体压强与流速的关系 》
一.选择题(共8小题)
1.两艘并排前进的船,在航行时常会在内、外水流压力差的作用下不由自主地靠在一起,关于上述现象,下列说法正确的是( )
A.两船外侧水流较缓,压强较大
B.两船外侧水流较急,压强较小
C.两船内侧水流较缓,压强较小
D.两船内侧水流较急,压强较大
【分析】流体的压强与流速的关系: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:两艘并排航行的轮船,若两艘船靠的比较近,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速小,根据流体压强与流速的关系可知:两船内侧的水的压强小于两船外侧水的压强,在这个压强差的作用下,两船会向中间靠拢,出现相撞的情形。
故选:A。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系,容易出错的是有些同学不能分析出流体流速的变化情况,这是因为对生活常识的了解太少所致。
2.如图甲所示,静止时U形管两侧液面相平、若要出现图乙的情景,下列方法可行的是( )
A.向右管打气 B.向左管抽气
C.沿左管口水平方向吹气 D.沿右管口水平方向吹气
【分析】(1)向左管抽气,向右管打气,存在压强差,据此分析AB选项。
(2)流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小,据此分析CD选项;
【解答】解:在图甲所示,静止时U形管两侧液面相平;
A、向右管打气,右边上方压强小,而左边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面升高,故A错误;
B、向左管抽气,左边上方压强小,而右边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面升高,故B错误;
C、若沿左管口水平方向吹气,可减小左管上方的空气压强,可以使气流从U形管左边上方吹过,此时左边上方空气流速大、压强小,而右边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,左边液面升高,故C错误;
D、要使得右管内液面上升,可减小右管上方的空气压强,可以使气流从U形管右边上方吹过,此时右边上方空气流速大、压强小,而左边压强不变,所以在左右两边压强差的作用下,右边液面升高,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系、大气压的综合应用,解答此题的关键是比较U形管两边压强的大小变化。
3.下列关于大气压的说法,错误的是( )
A.飞机的机翼下表面平,上表面凸起,目的是使机翼上方空气流速快,对机翼压强小,产生升力
B.吸管吸饮料时,排出了吸管上半部分的空气,大气压把饮料压进了人的嘴里
C.高原上用高压锅,是因为高压锅压力大,水的沸点降低,能更快煮熟食物
D.一个标准大气压能支撑起约10米高的水柱
【分析】(1)根据流体压强与流速的关系分析解答:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
(2)用吸管吸饮料是利用大气压的作用。
(3)液体的沸点跟气压有关,气压越大,沸点越高。
(4)根据液体压强的计算公式p=ρgh计算。
【解答】解:A、飞机的机翼要设计成上凸下平的形状,当飞机前进时,气流通过机翼上、下方的速度不同,空气对机翼上表面产生的压强小于它对机翼下表面产生的压强。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,从而获得升力,故A正确。
B、吸管吸饮料时,排出了吸管上半部分的空气,吸管内的气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下饮料被压进了嘴里,故B正确。
C、高压锅能很快地煮熟食物是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故C错误。
D、一个标准大气压的值是1.013×105Pa;根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,水柱的高度h===10.13m,故D正确。
故选:C。
【点评】本题主要考查的是沸点及沸点与气压的关系、液体压强的特点,大气压的作用,流体压强与流速的关系等知识点,在平时的学习过程中,要擅于运用物理知识来解释一些日常现象,从而为解答此类题积累经验。
4.小明将乒乓球置于漏斗中,下图中利用电吹风能将乒乓球吹出漏斗的是( )
A. B.
C. D.
【分析】流体压强跟流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。据此比较乒乓球上下两侧或左右两侧的空气流速和压强大小做出判断。
【解答】解:A、当用电吹风在漏斗上方向下吹风时,乒乓球上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,但由于乒乓球被漏斗口挡住,乒乓球不会被吹出漏斗。故A不合题意.
B、当用电吹风在漏斗下方向上吹风时,乒乓球下方空气流速大于上方空气流速,下方压强小于上方压强,乒乓球不会被吹出漏斗。故B不合题意.
C、当用电吹风在漏斗左方向右吹风时,乒乓球左方空气流速大于右方空气流速,左方压强小于右方压强,乒乓球不会被吹出漏斗。故C不合题意.
D、当用电吹风在漏斗上方从左往右吹风时,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,所以乒乓球能被吹出漏斗。故D符合题意.
故选:D。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系,重点考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。要求学生熟练掌握流体压强跟流速的关系,并能利用流体压强知识解释有关的现象。
5.如图所示,把长约20cm的饮料吸管从中部剪开(但不要彻底剪断)并弯折过来,将其中一段吸管a插在盛水的烧杯中,从另一段吸管b的管口用力吹气,水将从a管的管口喷出,且呈雾状,这是因为吹气时( )
A.a管上端附近气体的压强变大
B.a管上端附近气体的压强变小
C.烧杯中吸管外的水面上气体的压强变大
D.烧杯中吸管外的水面上气体的压强变小
【分析】吹气之前,吸管和烧杯构成连通器,吸管内和烧杯内液面相平;当向b管吹气时,a管上方的空气流动速度增大,压强减小,a管下方压强不变,a管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】解:往b管中轻轻吹气,可以看到a管中的水面上升,原因是:往b管中吹气,吸管a上方空气的流速增大,压强减小,a管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以a管水上升后从管口喷出;烧杯中水面上气体的压强是不变,故B正确、ACD错误。
故选:B。
【点评】对于流体压强问题,要明确被研究的物体,物体的哪两个侧面流体流速不同,判断两个侧面的压强情况,判断物体在压强差作用下的运动情况。
6.下列实验中,不能说明“流速大小对流体的压强有影响”的是( )
A.吹气时纸条向上飘 B.吹气时纸片向下凹陷
C.吹气时A管中水面上升 D.吸气时乒乓球紧贴漏斗
【分析】(1)从纸条上方和下方空气的流速和所受压强的大小去考虑即可解决;
(2)掌握纸片上方和下方的空气流速和压强变化是解决本题的关键;
(3)当用嘴向B管中吹气时,致使A管上方的气压减小,在大气压的作用下,水在A吸管中上升;
(4)用漏斗吸气使乒乓球不下落是大气压的应用。
【解答】解:A、将一纸条放在嘴边,用力从纸条上方吹气,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A不符合题意;
B、用嘴在纸片下面吹气时,纸片下方的空气流速加快,下方的压强小于上方的压强,故纸片向下凹陷,故B不符合题意;
C、当用嘴向B管中吹气时,致使A管上方的气压减小,在大气压的作用下,水在A吸管中上升,说明流速大的地方压强小,故C不符合题意。
D、吸气时乒乓球紧贴漏斗,是大气压的作用将乒乓球向上托起,不能说明流速大小对流体的压强有影响,故D符合题意。
故选:D。
【点评】大气压在生活中应用很广泛,吸盘、抽水机、呼吸、吸管吸饮料等都是大气压作用的结果。掌握流体压强跟流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。能用流体压强解释有关的问题。本题反映了物理来源于生活,应用于生活。
7.一辆轿车在水平平直公路上高速行驶,如图所示( )
A.轿车上表面空气流速小压强大
B.轿车上表面空气流速大压强小
C.轿车行驶过快,可能飞离地面
D.轿车对地面的压力等于重力
【分析】流体压强与流速的关系:流速越快的地方压强反而越小。
【解答】解:
(1)轿车的形状为上凸下平,在水平平直公路上高速行驶时,轿车上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,向上的压强差使轿车获得向上的升力,所以轿车对地面的压力小于轿车的重力,故B正确,AD错误;
(2)轿车行驶速度过快,升力增大,但升力仍然会小于重力,所以轿车不会飞离地面,故C错误;
故选:B。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系以及对物体进行受力分析,主要考查学生对所学物理知识的综合应用能力。
8.下列关于压强的说法正确的是( )
A.马德堡半球实验首次测出了大气压强值
B.拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而减小
C.菜刀的刀刃薄,是通过减小受力面积来减小压强
D.飞机升力是由于机翼上下表面的空气流速不同造成压强差所引起的
【分析】(1)马德堡半球实验首次证明大气压的存在。
(2)液体内部压强随着深度的增加而增大;
(3)压强的大小与压力和受力面积有关;
(4)了解机翼的形状,根据流体压强与流速的关系可做出解答。流体流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。
【解答】解:A、马德堡半球实验首次证明大气压的存在,托里拆利实验首次测出了大气压的值。故A错误;
B、拦河坝设计成下宽上窄,利用了液体压强大小随深度增加而增大,故B错误;
C、菜刀的刀刃薄,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D、飞机机翼为流线型,即上方为凸型,下方是平的;等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,下表面平直,所以空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小。因为机翼上方的空气流速大,压强较小;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,飞机受到向上的升力。故D正确;
故选:D。
【点评】此题考查了流体压强和流速的关系、液体内部压强的特点、大气压存在的验证等知识点,是一道综合题。
二.多选题(共2小题)
9.如图所示,自来水龙头与玻璃管相连,玻璃管1、2处粗细不同的位置上分别有竖直玻璃细管C、D与其连通。打开水龙头,待水流稳定后,下列说法正确的是( )
A.管内1、2两点处的流速v1>v2
B.C管中的水面高于D管中的水面
C.此实验说明流体流速越快,流体压强越小
D.飞机机翼获得升力,就是利用机翼上下流体流速不同,有压强差产生的
【分析】水是流体,流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小。在相等的时间内通过粗管和细管的流量相同,流速不同,通过比较流速来比较压强。
【解答】解:ABC、由题意知,由于两处是在同一水管中,在相同的时间内流过的水量相同,由于2处水管最细,所以2处的水流速最大;由流体压强与流速的关系可知,1处的水流速度小,压强大,2处的水流速度大,压强小,所以C管中的水面高于D管中的水面高度;故A错误,BC正确;
D、等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速;而下表面平直,因此机翼下方的流速大致等于前方的流速,从而可以知道,机翼下方的流速就小于机翼上方的流速,所以机翼上方的压强小于机翼下方的压强,这样就产生了作用在机翼上的向上的升力;故D正确。
故选:BCD。
【点评】掌握流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的现象。
10.下列各组实验器材完好,初始状态如图所示,其中说法不正确的是( )
A.如图甲所示,该容器倾斜一定角度后,各管内液面仍将保持相平
B.如图乙所示,压强计探头进入水中后,U形管两侧液面仍将保持相平
C.如图丙所示,放开食指后,玻璃管中液面将会降到和槽内液面相平
D.如图丁所示,向吸管B用力吹气后,吸管A内液面和烧杯内液面仍将保持相平
【分析】(1)几个上端开口底部互相连通的容器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
(2)液体的压强与液体密度和深度都有关系。探头在液体中受到压强的大小不能直接观察,此处应用的是转换法;
(3)一个大气压支持76cm高的水银柱;
(4)当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,压强减小,A管下方压强不变,A管内的液体受到向上的压强大,液面上升。
【解答】解:A、如图甲所示,该容器上端开口底部互相连通,构成连通器,根据连通器原理可知,该容器倾斜一定角度后,各管内液面仍将保持相平。故A正确;
B、在探究液体压强实验中,探头在液体中受到压强的大小不能直接观察,而是通过U形管两边的液面差来体现的,如图乙所示,微小压强计探头进入水中后,由于受到水的压强,所以U形管两侧液面右边高于左边。故B错误;
C、一个大气压支持76cm高的水银柱,如图丙所示,放开手指后,玻璃管中液面不会下降。故C错误;
D、往B管中轻轻吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,吸管A上方空气的流速增大,压强减小,A管中液体受到向上的压强大于向下的压强,所以A管的水上升。故D错误。
故选:BCD。
【点评】此题通过几个小实验考查学生对连通器原理、液体压强特点、大气压的存在、流体压强和流速的关系的理解和掌握。关键是正确理解液面相平或不相平的原理和实质。
三.填空题(共5小题)
11.流体压强与流速关系是:流速越小的位置,压强越 大 ;流速越大的位置,压强越 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:气体和液体都属于流体,流体压强与流速关系是:在气体和液体中,流速越小的位置压强越大;流速越大的位置压强越小。
故答案为:大;小。
【点评】本题主要考查对流体压强跟流速关系的了解,要熟记。
12.如图所示,小童将薄纸片置于下唇底部,沿着纸片的上表面吹气,纸片升起,吹气过程中,空气对纸片上表面的压力 < 下表面的压力 (选填“>”、“=”或“<”),这个实验证明了气体压强与流速的关系是: 流体流速越大的位置压强越小 。
【分析】大量实验证明,流体压强与流速的关系是流体流速越大的位置压强越小,气体是流体,当然也符合这一规律。
【解答】解:将薄纸片置于下唇底部,沿着纸片的上表面吹气,纸片升起,表明吹气过程中空气对纸片上表面的压力小于下表面的压力,吹气使纸片上方的空气流速增大,证明气体压强与流速的关系是流体流速越大的位置压强越小。
故答案为:<;流体流速越大的位置压强越小。
【点评】知道并理解流体压强和流速的关系是解决该题的关键,相对比较简单,属于基础题。
13.用水平风吹如图所示的四个模型(截面图)。其中, A 图是飞机机翼模型,空气对模型下表面的压强 大于 上表面的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。 B 图是汽车尾翼模型,有助汽车行驶时压紧在地面上。
【分析】流体压强流速越大的位置压强越小,根据这一规律可分析图中的情形。
【解答】解:A、相同时间内,风经过模型上方的路程大于模型下方的路程,模型上方的风速大于下方的风速,模型上方的压强小于模型下方的压强,是飞机机翼模型;
B、相同时间内,风经过模型上方的路程小于模型下方的路程,模型上方的风速小于下方的风速,模型上方的压强大于模型下方的压强,是汽车尾翼模型,有助汽车行驶时压紧在地面上;
C和D、C和D上方和下方的形状相同,相同时间内,风经过模型上方的路程等于模型下方的路程,模型上方的风速等于下方的风速,模型上方的压强等于模型下方的压强,不符合题意。
故答案为:A;大于;B。
【点评】流体流速越大的位置压强越小,这是一条重要的变化规律,而流速的大小受模型形状的影响。
14.如图甲所示,玻璃管上下通透,此时玻璃管中液面与瓶中液面等高,当向外拉注射器活塞时,能够观察到的现象是:直玻璃管内的液面 低于 瓶中液面;图乙所示的装置上方为一个粗细不均匀的两头开口的玻璃管,管下连通一个装有红墨水的U形管AB.当用吹风机向玻璃管中吹风时,A管中液面 低于 B管中液面。(均选填“高于”、“低于”或“等于”)。
【分析】(1)气体压强跟体积成反比,当体积变大时,压强就会减小;
(2)当向管中吹风时,相同时间内,风经过A管上方和B管上方的空气流动速度不同,压强不同,液柱上升的高度不同。
【解答】解:(1)广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当向外拉注射器活塞时,瓶内空气的体积增大,广口瓶内的气压就减小,由于瓶内的气压小于瓶外的大气压,在瓶外气压的作用下就把玻璃管中的液体压进瓶内,导致玻璃管内的液面降低。
(2)A上方玻璃管的横截面积大,相同时间内,风经过A管上方的流动速度小于B管上方的空气流动速度,A管上方的压强大于B管上方的压强,红墨水被压向B管,A管液面下降,B管液面上升。故A管中液面低于B管中液面。
故答案为:低于;低于。
【点评】本题考查大气压的应用、流体压强跟流速的关系。大气压的存在、流体压强跟流速的关系能够解释很多现象,物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释.
15.在转移急救新冠肺炎病人时,救护车行驶时,车身表面空气流动快,压强 小 ,车内空气向外排出;而且“负压救护车”内有一个病人躺卧的“安全舱”,舱内气压 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)舱外气压,保证空气只能由舱外流向舱内,并在舱内杀菌处排出,保证医护人员安全。
【分析】流体的压强跟流体的速度有关,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:救护车行驶中车身表面空气流动快,压强变小,车内空气向外排出;
负压救护车其最大特点是负压,即利用技术手段,使舱内气压小于舱外气压,保证空气只能由舱外流向舱内。
故答案为:小;小于。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系以及负压救护车的原理,体现了物理服务于社会的课标理念。
四.实验探究题(共2小题)
16.小建老师在一次放学途中看到如图1所示的场景:一位同学撑一把雨伞行走在雨中,一阵大风吹来,伞面被“吸”起,发生形变。
【实验猜想】猜想:伞面受力大小可能与空气的 流速 有关。
【设计实验与进行实验】小建老师自制了一个上凸下平的模型,将其固定在托盘测力计上;如图2所示。在模型的正前方用电风扇迎面吹风,模拟气流。
【收集数据】
风速
无风
低速
高速
托盘测力计示数(N)
18
16
10
【分析论证】模型上方空气流速快,压强小,模型受到向 上 的升力;空气流速越 快 ,这个力越 大 。
【拓展应用】
(1)如图3所示,小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平,当一辆飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,请回答:
①小汽车在水平方向上受到的阻力 等于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)它的牵引力;
②小汽车对地面的压力 小于 车的重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,技术员设计了以下几种方案。如图4所示,黑色部分为墙面凸出部分,为安装在过道顶的换气扇,其中既有效又节能的是 C 。
【分析】对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大;
物体受平衡力作用时,物体保持静止或匀速直线运动状态;
【解答】解:根据题意,一阵大风吹来,空气流动速度改变,伞面被“吸”起,发生形变,我们可以猜想伞面受力大小可能与空气的流速有关;
根据表格中数据分析,当无风时,托盘测力计示数等于模型重力,当风速变为低速,直到告诉,托盘测力计示数变小了,说明模型受到了向上的升力,并且空气流速越快,这个力越大;
(1)①飞奔的小汽车在平直的公路上匀速行驶时,汽车处于平衡状态,受平衡力作用,所以小汽车在水平方向上受到的阻力等于它的牵引力;
②小汽车的外形类似于飞机机翼上凸下平,根据上面实验结论上方凸空气流速快,压强小,汽车受到向上的升力,所以小汽车对地面的压力小于车的重力;
(2)为解决某地下商城“工”字形通道中过道的通风问题,让过道中空气流动起来,那就要使过道两侧通道空气流速不同,从而使两侧通道压强不同,通过这个压强差促使通道内空气流动产生通风的效果,根据探究实验结论,我们只要在两通道的其中一个加凸起,就可以保证两侧有压强差,为了节能我们也没有必要加装换气扇,综上所述此题应选C;
答案为:流速;上;快;大;(1)①等于;②小于;(2)C。
【点评】本题考查流速压强实验及应用,关键是学生能将已学知识分析应用在实际问题中,重点考查学生知识迁移能力。
17.学习了“流体压强”的知识后,小明在家里做了如下的实验:
(1)由图甲所示的实验,只打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 等于 b管液面高度;再打开B阀门,在水向外流的过程中,a管液面高度 大于 b管液面高度。(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(2)在图乙所示的实验中,电扇转动后,托盘测力计的示数将 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球(如图丙)。然后从漏斗口向下用力吹气,再将手指移开,乒乓球 不会 (选填“会”或“不会”)掉下来。
【分析】(1)从连通器的定义和连通器的原理进行分析。流体的流速越大,压强越小。
(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)分析乒乓球上方和下方空气流速,根据流体流速越大压强越小,判断乒乓球受力情况,分析乒乓球运动状态。
【解答】解:(1)打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管、b管、大烧杯组成了连通器,装有水,水静止时水面是相平的。当打开B阀门,粗管和细管流量相同,细管的流速大压强小,支持的水柱小;粗管的流速小压强大,支持的水柱大,所以a管液面高度大于b管液面高度;
(2)电扇转动后,气流会流经飞机机翼模型,机翼模型上方凸空气通过的路程长,流速大,向下的压强小;机翼模型下方凹空气通过的路程短,流速小,向上的压强大,从而形成了一个向上的压强差,使托盘测力计的示数变小;
(3)从漏斗口向下用力吹气,乒乓球上方空气流速大压强小,乒乓球下方空气流速小压强大,乒乓球受到向上的压强大于向下的压强,乒乓球不会掉下来。
故答案为:(1)等于;大于;(2)变小;(3)不会。
【点评】本题掌考考查连通器的特点以及流体的流速越大压强越小,并能利用流体压强知识解释有关问题。
五.解答题(共3小题)
18.我国自主研制的动车组“复兴号”的速度可达350km/h,比普通列车的速度大很多。如图是动车组进站时的情景。车站内,离站台边缘一定距离的地方标有一条黄色安全线,当列车驶进站台时,人必须站在安全线外候车,这是为什么?在建设铁路时,要将铁轨铺设在枕木上,这又是为什么?
【分析】(1)流体的流速越大压强越小。
(2)压强大小跟受力面积和压力大小有关,在压力一定时,受力面积越大,压强越小。
【解答】答:当动车驶进站台时,会使人和车之间的空气流动速度加快,根据流体压强与流速的关系可知,空气流速快压强小,会对人产生一个前后的压强差,将人推向动车,易出现危险;建设铁路时将列车铁轨铺在枕木上,增大了铁轨的受力面积,减小了动车对地的压强,从而达到保护路基的目的。
【点评】通过在车站候车和枕木考查了流体压强跟流速的关系和减小压强的方法,体现了物理在生活中的广泛应用。
19.如图甲所示,用吸管吸饮料,能够使吸管中的液面上升;图乙中往水平吸管中吹气,也能使竖直吸管中的液面上升,这两种使液面上升方法的道理是否相同?并简述理由。
【分析】利用大气压和流体压强和流速的关系分别分析解答。
【解答】解:甲图用吸管吸饮料时,嘴吸走管中的空气,使吸管内的气体压强小于液面上方的大气压强,饮料在大气压的作用下使吸管中的液面上升;图乙嘴吹气时,吸管上方的空气流速加快,压强变小,小于水面上方的大气压,使吸管中的液面上升。
故答案为:不相同;甲图用吸管吸饮料时,嘴吸走管中的空气,使吸管内的气体压强小于液面上方的大气压强,饮料在大气压的作用下使吸管中的液面上升;图乙嘴吹气时,吸管上方的空气流速加快,压强变小,小于水面上方的大气压,使吸管中的液面上升。
【点评】同样使吸管中的液面上升,但原理不同,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
20.某同学向两张纸中间吹气,这时会发现两张纸 靠拢 (选填“靠拢”或“远离”)(图甲),此实验现象初步说明了空气流速大的地方压强 小 (选填“大”或“小”);飞机的机翼要设计成上凸下平的形状(图乙),当飞机前进时,气流通过机翼上、下方的速度不同,空气对机翼上表面产生的压强 小于 (选填“大于”或“小于”)它对机翼下表面产生的压强。这样,机翼上、下表面就存在着压强差,从而获得升力。
【分析】(1)根据流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。解决此题的关键是要明确向两张纸中间吹起时,两纸中间气体流速与外侧气体流速不同。
(2)机翼的升力:机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小。机翼下方是平面,空气的流速小,压强大这一压强差使飞机获得竖直向上的升力。
【解答】解:(1)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。
(2)因为机翼模型上表面弯曲,下表面平直,当电风扇吹风时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,机翼模型在压强差下产生向上的升力。
故答案为:靠拢;小;小于。
【点评】此题主要考查学生对流体压强和流速的关系的理解和掌握,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
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日期:2021/2/17 23:42:35;用户:初中物理;邮箱:chaoyin104@xyh.com;学号:37127340
《第9章 压强 》
一.选择题(共26小题)
1.如图所示A、B两个正方体放在水平地面上,己知两物体的边长之比是LA:LB=2:1,重力之比为GA:GB=3;2,则A地面压强与B对地面的压强之比为( )
A.3:8 B.3:1 C.2:3 D.3:4
【分析】物体放置水平地面上,压力等于其重力,由边长之比可得受力面积之比,然后根据p=分析即可。
【解答】解:LA:LB=2:1,所以SA:SB=4:1;
因为在水平地面,所以F=G,则FA:FB=GA:GB=3:2;
所以pA:pB=:=×=×==3:8。
故选:A。
【点评】本题主要考查了压强公式的应用,关键要搞清压力之比与重力之比的关系,受力面积之比与边长之比的关系,代入数据时细心便可。
2.如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.啄木鸟的嘴尖细 B.压路机的滚子很重
C.刀刃很薄 D.滑雪板长而宽
【分析】增大压强的方法:在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
减小压强的方法:在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解答】解:
A、啄木鸟的嘴尖细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,容易啄开树皮,故A不符合题意;
B、压路机装有很重的碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B不符合题意;
C、菜刀刃做得很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故C不符合题意;
D、滑雪时穿上滑雪板,是在压力一定时增大受力面积,减小压强,故D符合题意;
故选:D。
【点评】此题考查学生对减小压强的方法及其应用的理解和掌握,贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,同时,也体现了新课程的指导思想。
3.抗击疫情期间,山东各地积极支援湖北武汉应急物资。如图为一辆运送应急物资的载重汽车。下列说法正确的是( )
A.汽车的后视镜与近视镜原理相同
B.汽车安装多个车轮是为了增大汽车对路面的压强
C.汽车转弯时减速慢行是为了减小汽车惯性带来的危害
D.汽车向前行驶时,若以路旁的树为参照物,司机是静止的
【分析】(1)汽车的后视镜是凸面镜,近视镜是凹透镜;
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强。在受力面积一定时,减小压力来减小压强;
(3)惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
(4)判断物体是运动还是静止时,要先选择一个参照物,分析被研究物体和参照物之间的位置是否发生变化,如果变化,就运动的,如果没变化,就静止的。
【解答】解:A、汽车的观后镜为凸面镜,凸面镜对光线有发散作用,这样可以扩大视野,增大驾驶员观察到的范围,以免发生交通事故,它的成像原理是由光的反射,近视镜是凹透镜,它的成像原理是由光的折射,故A错误;
B、汽车有很多轮子,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小汽车对路面的压强,保护路面,故B错误;
C、汽车在转弯时如果不减速慢行,车会由于惯性继续保持原来的方向运动,易造成侧翻等事故的发生,故汽车在转弯时减速,是为了防止惯性造成的伤害,故C正确;
D、汽车向前行驶时,若以路旁的树为参照物,司机相对于路旁的树的位置发生了变化,所以司机是运动的;故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了汽车上相关的物理知识,要求学生会用学过的知识分析日常生活中的相关现象,平时多注意观察,将其知识活学活用。
4.用p表示压强,F表示压力,S表示受力面积,则对公式p=理解正确的是( )
A.受力面积越大,产生的压强越大
B.物体所受的压力越大,产生的压强越大
C.物体所受的重力越大,产生的压强越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力成正比
【分析】对于压强的计算公式p=理解:在压力一定时,压强与受力面积成反比;在受力面积一定时,压强与压力的大小成正比。
【解答】解:A、根据p=可知,在压力一定时,受力面积越大,产生的压强越小,故A错误。
B、根据p=可知,在受力面积一定时,物体所受的压力越大,产生的压强越大,故B错误。
C、压强的大小与压力大小有关,与物体的重力没有直接关系;故C错误。
D、根据p=可知,受力面积不变时,产生的压强与压力成正比,故D正确。
故选:D。
【点评】深入理解压强的概念和影响压强大小的因素是解答此题的关键。
5.图所示是生活中常见的一些物品,使用时用来增大压强的是( )
A.起重机装有履带
B.图钉帽面积较大
C.切苹果器的刀片很薄
D.火车钢轨铺在枕木上
【分析】减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力减小压强;在压力一定时,增大受力面积来减小压强;
增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力增大压强;在压力一定时,减小受力面积来增大压强;据此分析判断。
【解答】解:A、起重机装有履带,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
B、图钉帽面积较大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
C、切苹果器的刀片做的很薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
D、火车钢轨铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意。
故选:C。
【点评】知道压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法,能利用压强知识解释生活中的问题,学以致用。
6.放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关这个压力的说法正确的是( )
A.是由于茶杯发生形变而产生的
B.是作用在茶杯上的
C.就是重力
D.是由于桌面发生形变而产生的
【分析】物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力.压力是由于物体的形变而产生的.
【解答】解:A、D、当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力;故A正确,D错误。
B、茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用,故施力物体是茶杯,受力物体是桌面。故B错误。
C、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯。两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等。故C错误。
故选:A。
【点评】(1)此题考查了弹力的产生、压力与重力的区别、力的定义等知识点.
(2)放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,但压力永远不会是重力.
(3)哪个物体对别的物体施加了压力,该物体就发生了弹性形变.
7.如图甲所示,小明用弹簧测力计沿水平方向拉木块,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象。下列说法正确的是( )
A.木块的重力就是木块对桌面的压力
B.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等
C.若刚开始未拉动木块,是因为拉力不等于木块受到的摩擦力
D.因为第1次木块运动的速度大,所以木块第1次受到的拉力较大
【分析】(1)对压力和重力的三要素进行分析,压力不是重力。
(2)通过乙图判断出物体处于匀速直线运动状态,对木块受力分析,结合二力平衡条件,即可得出答案;
(3)物体处于静止状态,也是处于二力平衡状态,拉力和摩擦力大小相等。
(4)影响摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度。压力和接触面的粗糙程度不变,所以木块的摩擦力的大小不变。物体处于匀速直线运动状态,二力平衡,所以拉力的大小不变。
【解答】解:A.重力的作用点在木块上,压力的作用点在木板表面,尽管压力和重力的大小和方向相同,但是作用点不同,所以压力和重力是两个不同的力,A错误;
B.由乙图可知,第一次和第二次木块都做匀速直线运动,所以木块处于平衡状态。对木块在水平方向受力分析,木块受拉力和摩擦力的作用,所以拉力和摩擦力均相等,B正确;
C.刚开始木块未拉动,处于静止状态,拉力和摩擦力二力平衡,所以拉力等于摩擦力,C错误;
D.第一次和第二次木块均做匀速直线运动,拉力和摩擦力二力平衡。影响摩擦力大小的因素是压力和接触面的粗糙程度,而两次实验中压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不变,拉力的大小也不变,D错误。
故选:B。
【点评】本题考查的是对摩擦力、二力平衡的理解。由乙图得出物体处于匀速直线运动状态,也就是处于平衡状态,根据二力平衡条件结合受力分析,逐项分析即可得出答案。
8.如图中表示物体对支持面的压力正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】物体对支持面的压力,作用点在支持面上,方向与支持面垂直且指向支持面。据此对照各图逐一进行分析即可做出判断。
【解答】解:A、物体对支持面的压力的受力物体是支持面,作用点在支持面上,图中物体对支持面的压力的作用点画在了物体的重心上了。故A错误;
B、物体对支持面的压力的受力物体是支持面,作用点在支持面上,方向与支持面垂直且指向支持面,图中物体对支持面的压力的方向与支持面不垂直。故B错误;
C、物体对支持面的压力的受力物体是支持面,作用点在支持面上,方向与支持面垂直且指向支持面,图中物体对支持面的压力的作用点画在了物体重心上了,故C错误;
D、物体对支持面的压力的受力物体是支持面,作用点在支持面上,方向与支持面垂直且指向支持面。故D正确;
故选:D。
【点评】此题考查力的示意图的画法,关键是搞清压力的作用点和方向,这也是力的示意图中容易出错的地方。
9.如图所示,两手用力捏住铅笔,使它彼此静止,下列说法正确的是( )
A.两手指受到的压力相同,右边手指压力的作用效果更明显
B.两手指受到的压力相同,左边手指压力的作用效果更明显
C.两手指受到的压力不相同,右边手指压力的作用效果更明显
D.两手指受到的压力不相同,左边手指压力的作用效果更明显
【分析】(1)从铅笔所处的平衡状态入手,分析两手指的受力大小关系。手指所受铅笔的压力等于手指对铅笔的压力,这是作用力与反作用力。
(2)压强的大小由压力的大小和受力面积的大小来确定。在压力相同的情况下,只需比较受力面积的大小即可。
【解答】解:
(1)铅笔处于静止状态,受到两手指的压力是一对平衡力。所以两手指对铅笔的压力相等。由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力使一对作用力与反作用力,所以这两力也相等。由此可知:两手指受到的铅笔的压力相同。
(2)由于铅笔的两端的受力相同,右边的受力面积小,由p=可知右边手指受到的压强较大,即右边手指压力的作用效果更明显。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对压强公式的掌握和运用,分析时要用好控制变量法。
10.如图所示,将体积相同的水分别倒入底面积相同的量筒和量杯内,下列说法正确的是( )
A.水对量筒底部的压力等于水对量杯底部的压力
B.水对量筒底部的压力小于水对量杯底部的压力
C.水对量筒底部的压强大于水对量杯底部的压强
D.水对量筒底部的压强小于水对量杯底部的压强
【分析】(1)已知水的体积,根据密度的变形公式m=ρV可知水的质量关系,从而得出水的重力关系,再根据上下粗细相同的容器,容器底受到的压力等于液体的重力,上粗下细的容器,容器底受到的压力小于水的重力,据此可知水对容器底压力的大小关系;
(2)根据图示可知量筒和量杯中水深度的关系,再根据p=ρgh可知水对杯底压强的大小关系。
【解答】解:(1)已知水的体积,根据密度的变形公式m=ρV可知,量筒中水的质量和量杯中水的质量相等,
由G=mg可知,量筒中水的重力和量杯中水的重力相等,
又因为量筒上下粗细相同,所以水对量筒底的压力等于水的重力,而量杯上粗下细,所以水对量杯底的压力小于水的重力,故水对量筒底部的压力大于水对量杯底部的压力,故AB错误;
(2)由图示可知,量筒中水的深度大于量杯中水的深度,所以由p=ρgh可知,水对量筒底部的压强大于水对量杯底部的压强,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用,关键会根据容器形状确定水对容器底压力的大小关系。
11.均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲、p乙大小的判断。正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,p甲>p乙 B.ρ甲=ρ乙,p甲<p乙
C.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙 D.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙
【分析】正方体放在水平地面上,沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等、质量相等。根据密度公式ρ=知,质量相等,体积越大,密度越小,可比较密度大小关系。
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p======ρgh,根据公式可分析甲、乙对地面的压强关系。
【解答】解:(1)由图可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积V甲<V乙;
又已知剩余部分质量m甲=m乙;
根据密度公式ρ=知,ρ甲>ρ乙;
(2)设正方体甲、乙边长分别为L甲,L乙;
剩余部分均为长方体,且剩余部分的质量m甲=m乙;
根据m=ρV和长方体体积公式可得:m甲=ρ甲L甲2h剩=m乙=ρ乙L乙2h剩;
则可得ρ甲gL甲2=ρ乙gL乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p======ρgh,
所以,切去前甲、乙对地面压强分别为:p甲=ρ甲gL甲,p乙=ρ乙gL乙;
由图知L乙>L甲,即 >1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①可得 =>1,
所以ρ甲gL甲>ρ乙gL乙;
即p甲>p乙;
故选:C。
【点评】本题主要考查了有关压强和密度的大小比较,关键是知道规则柱状体产生的压强p=ρgh,然后能推导出两物体p的大小关系。
12.如图,A、B、C三个容器底面积相同(质量与厚度不计),分别装有深度和质量均相同的甲、乙、丙三种液体,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA=pB=pC B.pB<pA<pC C.pA<pB<pC D.pA>pB>pC
【分析】首先根据容器的形状判断容器内液体对容器底的压力,然后根据p=判断三容器底部所受液体的压强大小。
【解答】解:由图可知,甲容器上细下粗,液体对容器底的压力大于液体的重力;
乙容器为直壁容器,液体对容器底的压力等于液体的重力;
丙容器上粗下细,液体对容器底的压力小于液体的重力;
所以,甲、乙、丙液体对容器底部的压力关系为FC<FB<FA,
三个容器底面积相同,所以,根据p=可知,三容器底部所受液体的压强的大小关系为pA>pB>pC,故D正确。
故选:D。
【点评】本题主要考查形状不规则的容器中,液体对容器底部压力的计算,这是本题的难点,也是重点。
13.如图所示,甲、乙两个质量相等的实心均匀圆柱体(ρ甲>ρ乙)分别放在水平地面上,若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的同一种物体,则( )
A.甲对地面的压强可能等于乙对地面的压强
B.甲对地面的压强一定小于乙对地面的压强
C.甲对地面的压力一定等于乙对地面的压力
D.甲对地面的压力一定小于乙对地面的压力
【分析】(1)根据质量关系,得出甲、乙两物体重力关系;
(2)根据密度公式,得出叠放物体后,甲组物体和乙组物体的总重力;
(3)根据压强公式,比较压强大小。
【解答】解:甲、乙两个质量相等的实心均匀圆柱体,根据G=mg知,甲、乙的重力相等,因为在水平面上,压力等于重力,所以甲、乙对水平地面的压力相等;
当叠放相同体积的同一物体,根据m=ρV知物体的质量相同,由G=mg可知叠放物体的重力相同,所以当叠放上同一物体后,甲、乙两组的总重力相同,则甲对地面的压力一定等于乙对地面的压力,C正确,D错误;
由图知,甲的底面积小于乙的底面积,根据p=知,甲对地面的压强大于乙对地面的压强,故A错误、D错误。
故选:C。
【点评】这道题考查对固体压强公式的使用,属于中档难度题。
14.甲、乙两个底面积不同的轻质圆柱形容器放在水平地面上,分别盛有相同质量的水,如图所示。现有铁、铝两个实心金属小球(m铁>m铝、V铁<V铝),从中选一个浸没在某容器的水中(水不溢出),能使水对容器底部压强最大的方法是( )
A.将铁球放入甲中 B.将铁球放入乙中
C.将铝球放入甲中 D.将铝球放入乙中
【分析】根据p=ρgh分析,判断容器对地面的压强大小关系。
【解答】解:液体压强公式为p=ρgh,由题图可知,将体积大的铝球物体放入底面积小的乙容器,液面升得更高,水对容器底部压强更大,所以将铝球放入乙中。
故选:D。
【点评】此题考查液体压强特点,属于基础题目,难度不大。
15.一个空的塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸没水中,一次瓶口朝上(如图甲),一次瓶口朝下(如图乙),这两次塑料瓶在水中的位置相同.下列判断正确的是( )
A.甲图中橡皮膜将向上凸
B.乙图中橡皮膜将向下凸
C.甲图中橡皮膜形变程度比乙图中小
D.甲图中橡皮膜形变程度比乙图中大
【分析】液体内部朝各个方向都有压强,在同一种液体中,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:
因为液体内部向各个方向都有压强,所以甲图中的橡皮膜向下凸,乙图中的橡皮膜向上凸;
由图可知,甲图中橡皮膜浸入水中的深度小于乙图中橡皮膜浸入水中的深度,根据p=ρgh知,甲图中橡皮膜受到的水的压强小于乙图中橡皮膜受到的水的压强,所以甲图中橡皮膜形变程度比乙图中小。故选项ABD错误,C正确。
故选:C。
【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,属于基础题目,难度不大。
16.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.2.7ρgh C.2.8ρgh D.ρgh
【分析】对于柱形容器来说,液体对容器底的压力等于液体的重力,求出总质量、总重力,再计算压强。
【解答】解:
上层液体的重力为:G上=ρ1gSh1;
下层液体的重力为:G下=ρ2gSh2;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:p====0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,关键是知道下层液体会对上层液体产生的压强大小不变向各个方向传递;另对于直壁容器中,容器内液体对容器底的压力等于液体的重力,所以也可以首先求出容器中液体的总重力,然后得出容器底部的压力,利用p=求出液体对烧杯底部的压强。
17.将同一压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中,现象如图所示。下列说法中正确的是( )
A.金属盒放在乙液体中深度大,所以比放在甲液体图中位置的液体压强大
B.甲液体的密度一定等于乙液体的密度
C.甲液体的密度一定大于乙液体的密度
D.以上说法都有可能
【分析】由液体压强计U形管左右的液面差可以判断,金属盒在甲乙两种液体中金属盒受到的压强相同。然后再根据公式p=ρgh,知道液体压强大小和深度的关系,判断液体密度的大小。
【解答】解:由图知,U形管两边的液面差相同,则可知金属盒在甲乙两种液体中受到的压强相同,
又因为金属盒在甲液体中深度小于在乙液体中深度,根据p=ρgh知,ρ甲一定大于ρ乙。
故选:C。
【点评】对于液体压强的问题,找到压强大小、深度大小、液体密度大小中的任意两者,都能根据液体压强大小判断第三者大小。
18.图所示的实例中,不属于连通器应用的是( )
A.茶壶 B.洗手池的下水管
C.船闸 D.潜水艇
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【解答】解:A、茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A不符合题意。
B、洗手池的下水管,下端相通,是连通器的应用,故B不符合题意。
C、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器,故C不符合题意。
D、潜水艇利用的浮力,是通过改变自身重力实现上浮和下沉的,不是利用连通器原理工作的,故D符合题意;
故选:D。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
19.把两端开口的玻璃管的下方用薄塑料片托住(不计塑料片质量),竖直放入水面下16cm处,然后向管内缓慢注入煤油,当煤油在管内的高度为20cm时,塑料片刚好下沉,则煤油的密度是( )
A.1.25g/cm3 B.1.0g/cm3 C.0.8g/cm3 D.0.4g/cm3
【分析】当玻璃管内外压强相等时,塑料片恰好下沉,根据液体压强公式得出等式即可求出管内液体的密度。
【解答】解:
当玻璃管内外的液体压强相等时,塑料片恰好下沉,
所以,由p=ρgh可得:ρ水gh水=ρ煤油gh煤油,
则管内煤油的密度:
ρ煤油=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3。
故选:C。
【点评】本题考查了利用液体压强公式求液体密度的方法,利用好“当玻璃管内外压强相等时,塑料片恰好下沉”是关键。
20.如图所示,下列现象中不能说明大气压存在的是( )
A.用抽气筒从b管向外抽气,瓶内气球会变大
B.堵住盖上孔,水会停止流出
C.加热后的空试管倒插入水中,水会通过玻璃管进入试管
D.容器注入水,水不流动时,液面相平
【分析】(1)大气压强的存在可以用实验来证明,我们学过的实验当中就有:马德堡半球实验;瓶吞鸡蛋实验;覆杯实验等。
(2)上端开口,底部连通的容器叫连通器,连通器中装同种液体,液体静止时液面是相平的。
【解答】解:
A、用抽气筒从b管向外抽气,瓶内的气压减小,在内外气压差的作用下,气球会变大,能够证明大气压的存在,故A不符合题意;
B、用手指盖住上孔,水由于受到外界大气压的作用停止流出,手指一松开,水又从下孔流出,能够证明大气压的存在,故B不符合题意;
C、将带有玻璃管的空试管加热后,试管内的空气会排出一部分,气压减小,倒插入水中时,水会在外界大气压的作用下被压入试管,故C不符合题意;
D、往容器中注入水,水静止时,容器各部分中的水面保持相平,是连通器原理,不能够证明大气压的存在,故D符合题意。
故选:D。
【点评】能够证明大气压存在的实例用很多,关键要在分析中与大气压联系起来。它们具有一个共性的地方:通过一个措施,使内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这个现象。
21.如图所示托里拆利实验中,若将玻璃管竖直向上提起一些(未离开汞面)时( )
A.大气压的值变大 B.大气压的值变小
C.管内液柱的高度不变 D.管内液柱的高度变小
【分析】托里拆利实验能测出大气压的值,是利用管内水银柱产生的压强等于大气压强,即P大气=P水银=ρ水银gh.如果大气压值不变,而且实验操作过程中没有出现错误的话,管内水银柱高度是固定的。
【解答】解:在托里拆利实验中,水银柱的高度是指管内水银面到水银槽中水银面的垂直高度,外界大气压不变,能支持的水银柱高不变,若将玻璃管竖直向上提起一些(未离开汞面),管内水银柱的高度不变,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了水银柱高度的变化情况,在解答时,要抓住托里拆利实验的原理﹣﹣大气压与管内水银柱压强是相等的,故大气压不变的情况下,水银柱产生的压强也是不变的,即水银柱高度不变。
22.小金元旦去乡下朋友家玩,看到手压式抽水机。(与离心式水泵的原理相同),感觉很有意思,如图,以下生活中的用具或现象与之原理不同的是( )
A.水气凝结
B.吸盘
C.拔火罐
D.真空压缩袋
【分析】手压式抽水机是利用大气压将水从低处抽到高处的;
判断题中的实例是否与大气压有关,主要看这一现象的产生是否是直接利用了大气压,细心分析其工作过程,才能做出准确判断。
【解答】解:手压式抽水机是利用大气压将水压上来的,与大气压有关;
A、水气凝结是水气从空气中直接凝集在地表或物体上,是一种凝华现象,与大气压无关,故A符合题意;
B、吸盘在使用时,先排出吸盘内的空气,使吸盘内成为真空,大气压将吸盘压在墙上,用来挂东西,故B不符合题意;
C、拔火罐使用时,先要用火对火罐加热,使火罐内的空气减少,然后利用大气压将火罐压在人体上,属于大气压的应用,故C不符合题意;
D、真空压缩袋是利用大气压把袋内空气排出,与大气压有关,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查大气压的有关利用;在物理学习的过程中,要多注意观察身边的物理现象,尽可能的用我们所学过的知识去试着解释。
23.茶壶盖上开一个孔作用是( )
A.让热气冒出来,便于热茶冷却
B.让外面的空气流进,可保证茶水的新鲜
C.让外面空气流进,不至于壶内空气压强减小使水流不出来
D.好系绳子,防止打碎
【分析】由于存在大气压,茶壶盖上的小孔能保证与大气相通,壶身和壶嘴构成连通器,水容易倒出来。
【解答】解:茶壶盖上如果没有孔,随着茶水的外流,茶壶内部气体压强减小,很难将水倒出,所以壶盖上有孔,使得壶内液面上的气压始终与外界大气压相等,茶水在重力作用下能方便倒出。故C正确、ABD错。
故选:C。
【点评】茶壶盖上的小孔是壶内的气压与外界大气压强相等,连通器中的液体不流动时,各开口中的液面总是相平的,倒水时利用的连通器原理。
24.下列现象中利用到流体压强与流速关系的是( )
A.机翼受升力使飞机飞上蓝天
B.潜水艇从海底上浮
C.火箭受推力飞向太空
D.轮船经船闸从下游开到上游
【分析】流体压强和流速的关系是:流速大,压强小;流速小,压强大;据此对各选项逐一分析即可作出判断。
【解答】解:
A、飞机的机翼做成上凸下平的形状,当飞机运动时,流过机翼上方的空气流速大、压强小,流过机翼下方的空气流速小、压强大,机翼上下方就有了向上的压力差,便形成向上的升力,利用了流体压强与流速关系,故A符合题意。
B、潜水艇通过改变自身的重力来实现上浮或者下潜。当潜水艇把水排出水舱后潜水艇上浮;当潜水艇往水舱充水时潜水艇下沉,故B不符合题意。
C、火箭的燃料燃烧时高速向后喷出热气流,从而获得向前的推力,利用的是力的作用是相互的原理,故C不符合题意。
D、轮船过船闸是利用的是连通器的原理,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题要求能区分生活中常见的物理现象背后的原理;要求学生区分不同的交通工具获得动力的方式。
25.小明将乒乓球置于漏斗中,下图中利用电吹风能将乒乓球吹出漏斗的是( )
A. B.
C. D.
【分析】流体压强跟流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强越大。据此比较乒乓球上下两侧或左右两侧的空气流速和压强大小做出判断。
【解答】解:A、当用电吹风在漏斗上方向下吹风时,乒乓球上方空气流速大于下方空气流速,上方压强小于下方压强,但由于乒乓球被漏斗口挡住,乒乓球不会被吹出漏斗。故A不合题意.
B、当用电吹风在漏斗下方向上吹风时,乒乓球下方空气流速大于上方空气流速,下方压强小于上方压强,乒乓球不会被吹出漏斗。故B不合题意.
C、当用电吹风在漏斗左方向右吹风时,乒乓球左方空气流速大于右方空气流速,左方压强小于右方压强,乒乓球不会被吹出漏斗。故C不合题意.
D、当用电吹风在漏斗上方从左往右吹风时,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,所以乒乓球能被吹出漏斗。故D符合题意.
故选:D。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系,重点考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。要求学生熟练掌握流体压强跟流速的关系,并能利用流体压强知识解释有关的现象。
26.下列关于飞机能腾空而起的说法错误的是( )
A.与飞机机翼的形状有关
B.是由于飞机的发动机产生了向上的推力
C.是由于飞机受到的升力大于飞机的重力
D.是由于在机翼的上、下表面产生的气压不同
【分析】机翼的上方是弧形,空气流过上方时流速大,压强小;机翼下方是平面,空气的流速小,压强大;这一压强差使飞机获得竖直向上的升力。
【解答】解:由于机翼上表面弯曲,下表面平直,同一股气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小;下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大,故机翼下方压强大于上方压强,机翼的上下表面产生了压力差,这就是向上的升力。因此关于飞机能腾空而起的说法正确的是ACD,错误的是B。
故选:B。
【点评】本题的解题关键是了解机翼的形状特点以及空气流速与压强的关系。难度不大,属于基础题目。
二.多选题(共1小题)
27.小红用U形玻璃管来测花生油的密度。先将U形管开口竖直向上放置,从左侧管中注入适量的水。从右侧管中缓慢注入适当的花生油,当管内液体保持静止时,下列操作必要的是( )
A.测出细管的直径并计算出横截面积
B.用刻度尺测出h1和h2
C.往左侧管中适当加两次水
D.往右侧管中适当加两次油
【分析】(1)根据液体压强计算相等列等式判断出需要测量的物理量;
(2)多次测量求平均值减小误差;油容易附着在玻璃管壁上,影响实验结果。
【解答】解:
AB、实验中液柱静止时,水柱和油柱产生的压强相等,即p水=p油,由p=ρgh知,ρ水gh2=ρ油gh1,则花生油的密度为ρ油=,
所以实验中需要用刻度尺测出花生油的高度h1和水的高度h2,不需要测出细管的直径并计算出横截面积,故A错误、B正确;
CD、实验中需要多次测量求平均值减小误差,可以通过改变水柱的高度或改变花生油的高度来实现多次测量,但往左侧管中适当加水时,只会使两侧液面均匀升高,两侧的高度差不会发生变化,只有向右侧加入适当的花生油才会使液面高度差发生变化实现多次测量,所以往右侧管中适当加两次油,故C错误、D正确。
故选:BD。
【点评】本题考查用特殊的方法测量花生油的密度,掌握液体压强公式的应用是解题的关键。
三.填空题(共3小题)
28.某同学(利用小桌、砝码、泡沫塑料)在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”时,实验过程如图所示,请仔细观察并回答下列问题:
(1)该实验是通过比较 泡沫塑料的凹陷程度 来显示压力的作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验现象可得出:受力面积一定时, 压力 越大,压力作用效果越 明显 ;
(3)比较甲、丙两图所示实验现象 不能 (选填“能”或“不能”)得出压力作用效果与受力面积的关系,理由是 没有控制压力一定 。
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,如图丁所示,则在乙、丁两种情况中,小桌产生的压强p乙 等于 p丁(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【分析】(1)本实验通过泡沫塑料的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
(2)(3)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不变,
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。根据相关实验,找出相同量和不同量,分析得出压力作用效果与变化量的关系;
(4)根据p=分析。
【解答】解:(1)根据转换法,该实验是通过泡沫塑料的凹陷程度来显示压力的作用效果;
(2)由甲、乙两图所示实验知,受力面积相等,乙中压力大,压力作用效果明显,可得出:受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)由甲、丙两图所示实验知,受力面积不相同,压力也不相同,不能得出压力作用效果与受力面积的关系压力作用效果不明显;
(4)该同学在实验时将图乙中的小桌和砝码又放到一块木板上,根据p=,因两种情况下压力和受力面积都相同,故则在两种情况中小桌产生的压强相等。
故答案为:(1)泡沫塑料的凹陷程度;(2)压力;明显;(3)不能;没有控制压力一定;(4)等于。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用和压强公式的运用,体现了对过程和方法的考查。
29.在“测定石块密度”的实验中,实验原理是 ρ= ,用电子天平测出小石块的质量为32克,测量石块体积过程如图1所示,该石块的密度为 3.2×103 千克/米3;如图2(a)所示的装置叫做 U形管压强计 ,如图2(b)、(c)和(d)是在探究液体内部的压强与 深度 的关系。
【分析】(1)根据ρ=可知,测出石块的质量和体积即可求出密度;
量筒在读数时应读取凹液面的最低处,并利用两次量筒的示数差求出石块的体积;将所测数据代入密度公式可求出石块的密度。
(2)U形管压强计要通过观察U形管中液面的高度差来判断压强的大小;
液体内部压强大小与液体的密度和深度有关,在探究液体压强与密度(深度)的关系时,要保持深度(密度)不变。
【解答】解:(1)“测定石块的密度”实验中,实验原理是ρ=;
图1中石块的体积V=30mL﹣20mL=10mL=10cm3;
石块的密度ρ===3.2g/cm3=3.2×103kg/m3。
(2)本装置是通过U形管中液面的高度差来反映压强大小的,该装置叫做U形管压强计;
在图(b)(c)和(d)所示的实验中,液体的密度相同、探头的朝向相同,而探头的深度不同,故探究的是液体内部的压强与深度的关系。
故答案为:ρ=;3.2×103;U形管压强计;深度。
【点评】此题为固体密度测量、液体内部的压强实验,属于常考题目,在探究液体内部的压强与哪些因素有关时,主要考查控制变量法、转换法的运用。
30.上九天揽月,下五洋捉鳖皆己实现。“奋斗者”号成功实现载人深潜10909米,当它下潜到10000米深处时,海水(ρ海水=ρ水)的压强是 9.8×107 帕,继续下潜时它受到的浮力 不变 。“嫦娥五号”返回器携带月球“特产”安全着陆,在着陆过程中,返回器的重力势能 变小 (后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【分析】(1)根据p=ρ海水gh求出它下潜到10000米深处时海水的压强;
(2)根据F浮=ρ海水gV排分析;
(3)重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关,在质量不变时,被举高的高度越小,重力势能越小。
【解答】解:(1)当它下潜到10000米深处时,海水(ρ海水=ρ水)的压强是:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10000m=9.8×107Pa;
(2)继续下潜的过程中,排开水的体积V排不变,
根据F浮=ρ海水gV排,海水的密度ρ海水不变,故受到的浮力不变;
(3)嫦娥五号”返回器携带月球“特产”安全着陆,在着陆过程中,因高度变小,返回器的重力势能变小。
故答案为:9.8×107;不变;变小。
【点评】本题考查液体压强公式、阿基米德原理的运用及影响重力势能大小的因素。
四.实验探究题(共2小题)
31.在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”时,小李和小敏做了下列实验。
(1)首先选用两根两端开口的玻璃管,在两根玻璃管的一端扎上橡皮薄膜,然后倒入适量的水,橡皮膜从原来的A位置下凸至B位置,如图(a)(b)所示。由此可知:液体对容器底部压强与液体重力 无关 ;(均选填“有关”或“无关”)
(2)接着用图(c)所示的实验装置(用隔板将玻璃容器分成左右两部分,隔板中有一小孔用橡皮膜封闭)继续实验。当在左右两个容器内倒入不同深度的水,出现了图(d)所示的现象,根据现象可得的初步结论是: 在液体密度相同时,液体压强随深度的增加而变大 ;
(3)小敏设想用图(c)所示装置探究液体内部压强与液体密度的关系。你认为小敏的设想可行吗? 可行 若可行,请写出实验操作步骤,若不可行则写出理由 在容器两边分别倒入深度相同的不同种液体,发现橡皮薄膜不再相平 ;
(4)为进一步探究液体内部压强与液体深度和密度的定量关系,他们将图(a)装水的玻璃管插入水槽中,如图3所示,当观察到橡皮膜平,说明橡皮膜受到槽内水向上的压强 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)管内水柱对它向下的压强。用G表示管内水柱所受的重力,h表示橡皮膜在水下的深度,S表示管口面积,ρ表示水的密度,根据压强公式p=导出液体内部压强的公式 p=ρgh 。
【分析】(1)根据图片分析压强与重力的关系;
(2)根据图(d)橡皮膜突出情况确定液体产生的压强大小,结合相同量和不同量,得出液体产生的压强与变化量的关系;
(3)探究液体内部压强与液体密度和深度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,根据橡皮膜突出情况可比较压强大小,据此分析;
(4)如图3所示,当观察到橡皮膜平,说明橡皮膜受到槽内水向上的压强等于管内水柱对它向下的压强;。液体内部压强p======ρgh。
【解答】解:
(1)由图可知,(b)液体的体积大,根据G=mg=ρ液gV,(b)液体重力大,在液体重力不同、底面积不同时,橡皮膜的凹陷程度是相同的,故液体对容器底部压强与液体重力无关;
(2)根据图(d)可知,左边水的深度大,橡皮膜向右突出,说明左边水产的压强大,故根据现象可得的初步结论是:在液体密度相同时,液体压强随深度的增加而变大;
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,小敏的设想可行;
实验操作步骤:
在容器两边分别倒入深度相同的不同种液体,发现橡皮薄膜不再相平;
(4)如图3所示,当观察到橡皮膜平,说明橡皮膜受到槽内水向上的压强等于管内水柱对它向下的压强。用G表示管内水柱所受的重力,h表示橡皮膜在水下的深度,S表示管口面积,ρ表示水的密度,液体内部压强:
p======ρgh。
故答案为:(1)无关;(2)在液体密度相同时,液体压强随深度的增加而变大;(3)可行;在容器两边分别倒入深度相同的不同种液体,发现橡皮薄膜不再相平;(4)等于;p=ρgh。
【点评】本题探究液体内部的压强与哪些因素有关,考查控制变量法、数据分析、方案设计对液体压强公式的推导。
32.物理课上,王老师利用传感器为同学们做“探究流体压强与流速的关系”的演示实验,装置如图甲所示,装置中A、B、C三节直径不同的塑料管连接在一起,右端与吹风机的尾部相连,当用吹风机抽气时,在同一时间内,通过每个管子的气体总量相同,则细管内气体流速比粗管内气体流速 大 。(选填“大”或“小”)
(1)将三个气体压强传感器探头分别插入三节管中,传感器与电脑相连,打开吹风机抽气时,电脑屏幕如图乙所示,已知①②③三条图线分别对应粗细不同的三节管中气体压强随时间变化的情况,由于平稳流动的气体,流速大处压强 小 。由图象可知:图线③反映的是装置中 C (选填“A”、“B”或“C”)塑料管的气体压强随时间变化的情况。
(2)当王老师将抽气的吹风机调换挡位后,图象中①②③三条图线出现了下移,由此可以判断三节管中气体的流速 增大 (选填“增大”或“减小”)。
(3)实验后同学们继续研究如图丙所示的实验装置,大缸内的水足够多,打开A阀门,水流入管道,当水稳定后,a管液面高度 等于 b管液面高度(填“大于”,“小于”成“等于”),判断的依据是 连通器中装有同种液体,液体静止不流动时,液面是相平的 ,再
打开B阀门,在水向外流的过程中,请你在如图丙的a管、b管中画出液面的大致高度。
【分析】流体的流量等于流速和横截面积的乘积,根据流量和横截面积来确定流速大小。
(1)流体的流速越大,流体的压强越小,根据图象中流体压强的大小来判断哪个塑料管。
(2)流体的流速增大,流体的压强减小
(3)从连通器的定义和连通器的原理进行分析;根据流体压强和流速的关系分析解答:流体的流速越大,压强越小。
【解答】解:三个塑料管的流量相同,A管横截面积最小,流速最大,所以细管内气体流速比粗管内气体流速大。
(1)流体的流速越大压强越小,如①②③图象,③的压强最大,③的流速越小,所以图象③反映塑料管C。
(2)①②③三条图线出现了下移,说明流体的压强变小,流速增大;
(3)打开A阀门,水流入管道,a管、b管、大缸构成了连通器,因为连通器中装有同种液体,所以根据连通器原理可知,当水稳定后,a管液面高度等于b管液面高度;再打开B阀门,粗管和细管中水的流量相同,细管处水的流速大、压强小,支持的水柱低;粗管处水的流速小、压强大,支持的水柱高,所以a管下端的液体压强大于b管下端的液体压强,a管液面高度大于b管液面高度,如图所示:
。
故答案为:大;(1)小;C;(2)增大;(3)等于;连通器中装有同种液体,液体静止不流动时,液面是相平的;如图。
【点评】流体的流速越大压强越小,生活中飞机飞行,鸟飞行等都是根据这个结论来解释,对于这部分习题,一定要分清哪里流速大,哪里流速小,来判断压强大小,来判断运动方向。
五.计算题(共1小题)
33.如图所示,某大型油罐车空载时车身质量为11.2t,罐体容积为48m3(g=10N/kg)。
求:
(1)油罐车空载时对水平路面的压力;
(2)油罐车加满密度为0.85×103kg/m3的汽油,它对水平路面的压力。
【分析】(1)已知大型油罐车空载时车身质量,由G=mg可求得其重力,油罐车空载时对水平路面的压力等于其重力;
(2)已知罐体容积,由密度公式变形可求得其质量,然后可知油罐车加满油后的总质量,由G=mg可求得其总重力,油罐车加满油对水平路面的压力等于其总重力。
【解答】解:(1)已知大型油罐车空载时车身质量m1=11.2t=11.2×103kg,
其重力G1=m1g=11.2×103kg×10N/kg=1.12×105N;
油罐车空载时对水平路面的压力F1=G1=1.12×105N;
(2)由ρ=可得,油的质量m油=ρ油V=0.85×103kg/m3×48m3=4.08×104kg;
油的重力G油=m油g=4.08×104kg×10N/kg=4.08×105N,
油罐车加满油后的总重力G总=G1+G油=1.12×105N+4.08×105N=5.2×105N;
油罐车加满油对水平路面的压力F2=G总=5.2×105N。
答:(1)油罐车空载时对水平路面的压力为1.12×105N;
(2)油罐车加满密度为0.85×103kg/m3的汽油,它对水平路面的压力为5.2×105N。
【点评】此题涉及到重力的计算,密度公式变形的应用,压力与重力的区别等,明确静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力是关键。
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日期:2021/2/17 23:48:58;用户:初中物理;邮箱:chaoyin104@xyh.com;学号:37127340
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