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初中物理人教版(2024)八年级下册第九章 压强9.1 压强单元测试综合训练题
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这是一份初中物理人教版(2024)八年级下册第九章 压强9.1 压强单元测试综合训练题,文件包含人教版物理八年级下册同步讲义第9章《压强》单元测试卷培优卷原卷版docx、人教版物理八年级下册同步讲义第9章《压强》单元测试卷培优卷解析版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共33页, 欢迎下载使用。
注意事项:
1.测试范围:人教版八年级下册第9章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共16小题,每小题2分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2023春•成武县期中)连通器在日常生产和生活中有着广泛的应用,在下列所示的事例中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.U 形“反水弯”
C.船闸
D.活塞式抽水机
【答案】D
【解答】解:上端开口、下端连通的容器叫做连通器;
A、茶壶上端开口、下端连通,是利用连通器的原理工作的,故A不符合题意。
B、回水弯成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,属于连通器的应用;故B不符合题意。
C、船闸的闸室可以分别与上游、下游组成连通器,是利用连通器的原理工作的,故C不符合题意;
D、活塞式抽水机是利用大气压来工作的,不是利用连通器原理工作的,故D符合题意;
故选:D。
2.(2022春•沙坪坝区校级期中)如图所示,下列描述正确的是( )
A.甲图中,茶壶属于连通器的应用
B.乙图中,上课时老师用力压住粉笔写字是为了减小压强
C.丙图中,为防止新冠病毒外溢,负压救护车内气压大于车外气压
D.丁图中,托里拆利实验中的玻璃管内上方是否是真空不会影响管内外液面高度差
【答案】A
【解答】解:
A、茶壶上端开口,底部相连通,属于连通器,故A正确;
B、用力压住粉笔写字是在接触面粗糙程度一定时,通过增大压力来增大摩擦力,故B错误;
C、为防止新冠病毒外溢,用车内气压小于车外气压的负压救护车运送病例,故C错误;
D、实验时,玻璃管内水银面的上方是真空,当有少量空气混入玻璃管内,少量空气会产生一定的压强,从而抵消一部分外界大气压,使水银柱高度变小,就会使得大气压的测量值比真实值偏小,故D错误。
故选:A。
3.(2023春•鸡泽县期中)随着生活水平的提高,小轿车已进入千家万户。下列有关小轿车的说法正确的是( )
A.行驶时以司机为参照物,轿车是运动的
B.司机及前排乘员行驶时系安全带可以减小惯性
C.轿车行驶时车体上方空气对车向下的压强小于车体下方空气对车向上的压强
D.人用力推静止的车但未推动,是因为人对车的推力小于路面对车的摩擦力
【答案】C
【解答】解:A、车行驶过程中以司机为参照物,轿车位置没有变化,是静止的,故A错误;
B、司机及前排乘员行驶时系安全带可以减轻由于突然减速造成的伤害,故B错误;
C、轿车上方呈弧线性,当车行驶时,上方空气流速快压强小,下方流速慢压强大,空气对小车向上的压强大于向下的压强,故C正确;
D、人用力推静止的车但未推动,是因为人对车的推力等于路面对车的摩擦力,故D错误。
故选:C。
4.(2023春•南谯区校级期中)关于压力和重力,下列说法中正确的是( )
A.压力和重力的大小一定相同
B.压力和重力的方向一定相同
C.压力和重力是两种不同的力
D.压力的大小一定与重力有关
【答案】C
【解答】解:A.压力和重力的大小不一定相同,比如斜面上的物体对斜面的压力小于重力,故A错误;
B.压力和重力的方向不一定相同,比如斜面上物体的压力与重力方向不同,故B错误;
C.压力属于弹力,而重力属于引力,是两种不同的力,故C正确;
D.压力的大小不一定与重力有关,比如把物体压在竖直墙壁上,压力与重力大小无关,故D错误。
故选:C。
5.(2023春•温江区校级期中)“爱物理,爱生活”,对一些生活常识的认知是科学素养的重要方面,下列对一些生活中的相关物理量估测比较贴近事实的是( )
A.一位中学生受到的重力约60N
B.人骑自行车的速度大约为1m/s
C.一位中学生正常站立对地面的压强约1×104Pa
D.用一只手掌托起八年级物理教科书时,书对手掌的压力约为250N
【答案】C
【解答】解:AC、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚对水平地面的压强在p====1×104Pa左右,故AC错误;
B、人骑自行车的速度大约为5m/s,即18km/h,故B错误;
D、八年级物理教科书的重力约为2N;托起一张物理试卷的力大约为2N,故D错误。
故选:C。
6.(2023春•微山县期中)将一均匀长方体放在水平桌面上,如图所示。若沿虚线切开拿走左上方的一半,则长方体的密度、长方体对桌面的压力及压强的变化是( )
A.密度不变,压强不变,压力减小
B.密度减小,压强减小,压力减小
C.密度不变,压强不变,压力不变
D.密度不变,压强减小,压力减小
【答案】D
【解答】解:
由图知:按虚线的方向将长方体截去一半,物质种类和状态没有变化,所以剩余部分的密度不变;
对地面的压力减半,与地面的接触面积不变,根据公式p=可知:对地面的压强减小,故D正确。
故选:D。
7.(2021春•江汉区期中)两个底面积不相同、质量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<p2、F1<F2、p1′=p2′、F1′=F2′
B.p1>p2、F1=F2、p1′>p2′、F1′=F2′
C.p1<p2、F1=F2、p1′<p2′、F1′=F2′
D.p1=p2、F1>F2、p1′>p2′、F1′>F2′
【答案】C
【解答】解:(1)两圆柱形容器内,分别装有质量相等的水和酒精,则液体对容器底的压力等于液体的重力,根据G=mg可知,液体对容器底的压力大小关系为:F1=F2;
由图可知,甲容器的底面积大,根据p=可知,液体对容器底的压强大小关系为:p1<p2;
(2)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的重力,故两容器对桌面的压力相等,即:F1′=F2′;
根据p=可知,两容器对桌面的压强大小关系为:p1′<p2′;
综上所述,C正确。
故选:C。
8.(2022春•工业园区校级期中)密封的圆台形容器如图放置,装满不能混合的两种液体,它们的密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2),此时液体对容器底的压强为pA;若将容器倒置,液体对容器底的压强为pB;比较pA与pB的大小,正确的是( )
A.pA>pBB.pA=pBC.pA<pBD.无法比较
【答案】C
【解答】解:
容器倒置前,圆台形容器是下大上小,此时液体对容器底的压强:pA=ρ1gh1+ρ2gh2,
倒置后,圆台形容器是下小上大,由于两种液体不相混合(且ρ1<ρ2),则密度大的液体ρ2沉在下面,且深度增加(即h2′>h2),密度小的液体ρ1浮到上面,深度减小(即h1′<h1),如下图所示:
此时液体对容器底的压强:pB=ρ1gh1′+ρ2gh2′,
因密封容器中装满不能混合的两种液体,则倒置后总深度不变,则上面液体深度的减小量等于下面液体深度的增加量,
所以倒置后液体对容器底的压强:
pB=ρ1g(h1﹣Δh)+ρ2g(h2+Δh)=ρ1gh1+ρ2gh2+gΔh(ρ2﹣ρ1)>ρ1gh1+ρ2gh2=pA,
故pA<pB。
故选:C。
9.(2023春•青龙县期中)如图所示,这是测大气压值的实验,下列有关说法正确的是( )
A.将玻璃管稍倾斜一点,管内水银柱长度将不变
B.这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的
C.使用更粗的玻璃管,管内外水银面的高度差将变小
D.将它从山下移到山上,管内外水银面的高度差将变大
【答案】B
【解答】解:A.将玻璃管稍倾斜一点,会使管内水银柱长度变长,但竖直高度依然会不变,故A错误;
B.这个实验最早是由意大利科学家托里拆利做的,最早测出大气压的大小,故B正确;
C.使用更粗的玻璃管,外界大气压大小不变,管内外水银面的高度差将不变,故C错误;
D.将它从山下移到山上,外界大气压变小,管内外水银面的高度差将变小,故D错误。
故选:B。
10.(2023春•武汉期中)如图所示,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,在它上面画上刻度,使用玻璃管穿过橡皮塞插入水中。下列说法正确的是( )
A.从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强小于大气压
B.图中高度为h的液柱产生的压强等于大气压
C.拿着它从楼下到楼上,细玻璃管中水柱下降
D.实验结果表明,高度越高,大气压越小
【答案】D
【解答】解:A.从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压。故A错误。
B.图中高度为h的液柱产生的压强等于瓶内外的压强差。故B错误。
CD.从楼下到楼上,大气压降低,瓶内外压强差增大,细玻璃管中水柱上升。故C错误,D正确。
故选:D。
11.(2023春•乳山市期中)汽车是人们常用的交通工具,下列与汽车有关的说法中正确的是( )
A.汽车轮胎上制有花纹,是为了减小摩擦
B.汽车在转弯时受到平衡力的作用
C.载重汽车的车轮做得比较宽,是为了减小载重汽车对路面的压力
D.驾驶员开车时要系好安全带,主要是为了防止由于惯性带来的危害
【答案】D
【解答】解:A.汽车轮胎上制有花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故A错误;
B.汽车匀速转弯时其运动方向发生了改变,不是平衡状态,所以受非平衡力的作用,故B错误;
C.载重汽车的车轮做得比较宽是为了通过增大受力面积来减小载重汽车对路面的压强,故C错误;
D.一切物体都有惯性,驾驶员开车是要系好安全带,主要是为了防止由于惯性带来的伤害,故D正确。
故选:D。
12.(2023春•瑶海区校级期中)下列实验中,能证明大气压强存在的是( )
A.如图a,将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B.如图b,将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
C.如图c,将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D.如图d,将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
【答案】B
【解答】解:A、图中实验可证明当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;不能证明大气压强存在,故A错误;
B、试管口朝下时,由于杯内没有空气只有水,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,故B正确;
C、上端开口、下端连通的容器称为连通器,连通器内盛同种液体且液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,不能证明大气压强存在,故C错误;
D、压强计的探头放入水中后,受到了水给予的压强,使U形管中产生一定的高度差,并通过观察高度差的大小来判断压强的大小,故D错误。
故选:B。
13.(2023春•甘井子区期中)如图所示是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途电动无人机。以下关于电动无人机的说法中正确的是( )
A.空中匀速飞行时不受力作用
B.加速起飞时受力平衡
C.降落后关闭发动机就没有惯性了
D.“上凸下平”的机翼是为了产生升力
【答案】D
【解答】解:
A、无人机在空中匀速直线飞行时,处于平衡状态,故受平衡力作用,故A错误;
B、无人机在加速起飞时,处于非平衡状态,受力不平衡,故B错误;
C、物体在任何时候都有惯性,无人机降落后关闭发动机后仍然具有惯性,故C错误;
D、机翼上凸下平,相同时间内空气经过上方的路程长,所以速度大压强小,空气通过下方的路程短,所以速度小压强大,所以产生向上的升力,故D正确。
故选:D。
14.(2023秋•徐汇区校级期中)如图所示,水平地面上的柱体A、B高度相等,其底面积S的大小关系为SA>SB。现分别从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,发现A、B剩余部分对地面的压力、压强恰好均相等。则关于对切去部分的质量ΔmA、ΔmB以及剩余底面积SA′、SB′的判断,正确的是( )
A.ΔmA<ΔmB,SA′=SB′B.ΔmA>ΔmB,SA′=SB′
C.ΔmA>ΔmB,SA′>SB′D.ΔmA=ΔmB,SA′>SB′
【答案】B
【解答】解:(1)从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,A、B剩余部分对地面的压力、压强恰好均相等,由p=知,在压力和压强相等时,剩余底面积SA′=SB′,故CD错误;
(2)柱体对水平地面的压强p==ρgh,
由A、B剩余部分对地面的压强p'A=p'B,由hA=hB知它们的密度ρA=ρB,
则它们切去之前的压强pA=ρAghA,pB=ρBghB,则pA=pB,
已知A、B底面积的大小关系为SA>SB,由p=知,A、B对地面的压力FA>FB,
由A、B对水平地面的压力F=G=mg知切去之前A、B的质量mA>mB,
A、B剩余部分对地面的压力FA=FB,由A、B对水平地面的压力F=G=mg可知它们剩余部分的质量m'A=m'B,
则可知ΔmA=mA﹣m'A>ΔmB=mB﹣m'B,故B正确,A错误。
故选:B。
15.(2023春•延平区校级期中)由同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们对地面的压强之比是( )
A.1:2B.2:1C.1:1D.4:1
【答案】B
【解答】解:
因为实心圆柱体A和B放在水平地面上,所以对地面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg,
对地面的压强:p======ρhg,
则它们对地面的压强之比:pA:pB=ρhAg:ρhBg=hA:hB=2:1,故B正确。
故选:B。
16.(2023春•尉犁县校级期中)在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图所示)。将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律,下列四个选项所描述的橡皮膜的变化情况中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:A、玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,所以应该是下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故A错误;
B、玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,且下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故B正确;
C、玻璃管水平放置在液体中,液体对两侧橡皮膜有向内的压强,所以右侧橡皮膜应该向左凹,故C错误;
D、玻璃管水平放置在液体中,两侧的橡皮膜都应向内凹,故D错误;
故选:B。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共6小题,每题2分,共12分)
17.(2023春•银海区期中)如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为2:1,底面积之比为1:2,则它们的质量mA:mB= 1:1 ,它们对地面的压强pA:pB= 2:1 。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)两物体的体积关系:
VA:VB===1:1,
由ρ=得:m=ρV,
因为A、B是由同种材料制成的实心圆柱体,密度相同,
所以mA:mB=ρVA:ρVB=VA:VB=1:1;
(2)因为A和B放在水平地面上,
所以对地面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg,
对地面的压强:
p===ρhg,
对地面的压强之比:
pA:pB=ρhAg:ρhBg=hA:hB=2:1。
故答案为:1:1;2:1。
18.(2023春•长岭县期中)如图所示,在瓶的a、b两处各扎一个小孔,并将孔封住,在瓶中注满水,打开a、b两孔后观察到图示的情况,这说明:水对容器侧壁有 压强 ,液体压强随深度的 增加 而增大。
【答案】压强;增加。
【解答】解:由于水具有流动性,对盛水的容器侧壁有压强;
由图可知,b孔喷出的水柱比a孔喷出的水柱射的更远,说明b孔处受到水的压强大,而b孔的深度比a孔更深,说明液体压强随深度的增加而增大。
故答案是:压强;增加。
19.(2020春•昆明校级期中)如图所示,是小张同学自制的简易气压计,用它来探究“大气压随高度的变化情况”。小张同学将气压计从山下拿到山上,细玻璃管内的水柱高度会 升高 (填“升高”、“降低”或“不变”),原因是大气压随高度的增加而 减小 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】升高;减小。
【解答】解:小张同学将气压计从山下拿到山上,细玻璃管内的水柱高度会升高,原因是大气压随高度的增加而减小。
故答案为:升高;减小。
20.(2023春•鼓楼区期中)A、B两个实心正方体的质量相等,边长之比为lA:lB=1:2,若按甲、乙两种不同的方式,分别将它们叠放在水平地面上(如图所示),地面受到的压力之比为 1:1 ,地面受到的压强之比为 1:4 。
【答案】1:1;1:4。
【解答】解:根据F=G总可知地面受到的压力之比为:==;
A、B的底面积之比(即受力面积之比)为:===()2=,
地面受到的压强之比为:==×=×=。
故答案为:1:1;1:4。
21.(2023春•平原县期中)生活中的“吹”字蕴含着丰富的物理知识。图甲中,小朋友们持续用力吹气,将气球吹得鼓起来,说明力可以使物体发生 形变 ;图乙中,对着B管吹气,水滴会从A管管口喷出,因为在气体流速越大的位置,压强越 小 。
【答案】形变;小
【解答】解:(1)甲图中,用手指压气球,气球的形状发生变化,说明力可以使物体发生形变;
(2)对着B管吹气,A管管口流速快,压强小,在大气压的作用下水滴会从A管管口喷出。
故答案为:形变;小。
22.(2023春•渝中区校级期中)如图甲所示,高度足够高且质量为4kg的长方体薄壁容器C置于水平地面,不吸水的A、B两物体叠放置于容器内,A为正方体,B为长方体,其中A的边长为10cm,B的高为10cm,缓慢向容器中加水,所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示,加水深度为0.12m时停止加水。当加水质量为1.2kg时水对容器底部的压强为 600 Pa;停止加水后,将物体A拿开,物体B相对于容器底上升了1cm,接着向容器中继续注水,当水对容器底部的压强与容器对桌面的压强之比为2:3时,再将A物体放入水中,此时水对容器底部的压力为 90 N。
【答案】600;90。
【解答】解:由题意可知,当加水质量为1.2kg时,水的深度为0.06m,
此时水对容器底部的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
由图乙可知,当水位到达0.06m前,物体AB一直处于沉底状态。设容器底面积为S,物体B底面积为SB,当加入的水为m1=1.2kg,容器中水的深度h1=0.06m,故有:m1=ρ(S﹣SB)hA,
容器与物体B的底面积之差为=;
由图乙知,当水位到达0.06m时,物体AB恰处于漂浮状态。当加入的水质量m2=4.8kg时,容器中水的深度h2=0.12m时,故有:m2﹣m1=ρS(h2﹣h1),
容器底面积为=,
物块B底面积为,
当物体A和B整体处于漂浮状态时,物体B浸入水中的深度为hB=0.06m,
故对A和B整体受力分析可得,物体A和B的总重力为GAB=F浮=ρ水V排g=ρ水SBVBg=1.0×103kg/m3×0.04×0.06m3×10N/kg=24N;
则物体A和B总质量mAB==2.4kg,
将物体A拿开,B上升1cm,即0.01m,设水面下降Δh,则有:SB×0.01m=(S容﹣SB)×Δh,即:0.04m2×0.01m=(0.06m2﹣0.04m2)×Δh,
解得Δh=0.02m,
此时B处于漂浮状态,GB=F浮=ρ水V排B′g,
则B的质量为:mB=ρ水V排B=1×103kg/m3×0.04m2×(0.06m﹣0.01m﹣0.02m)=1.2kg,
所以,A的质量为:mA=m总﹣mB=2.4kg﹣1.2kg=1.2kg=1200g,
因水对容器底部压力的受力面积与容器对桌面压力的受力面积相同,
由p=可知,水对容器底的压强与容器对桌面的压强之比等于水对容器底的压力与容器对桌面的压力之比,
即:==,代入数据解得:m水=6.8kg,
A的密度为:=1.2g/cm3,大于水的密度,
所以再把A放水中时,A会下沉,浸没在水中,此时A受到的浮力为:
F浮A=ρ水VA排g=1.0×103kg/m3×103×10﹣6m3×10N/kg=10N,
由力作用的相互性可知,A对水的压力等于A受到的水的浮力,
所以水对容器底部的压力为:F=G水+GB+F浮A=(mB+m水)g+F浮A=(1.2kg+6.8kg)×10N/kg+10N=90N。
故答案为:600;90。
三.作图题(共2小题,共6分)
23.(2023春•元宝区校级期中)如图,一容器中装满某种液体,请你画出液体对容器侧壁上A、B两点的压力。
【答案】
【解答】解:由于液体内部向各个方向都有压强,所以液体向各个方向都有压力,压力垂直作用在容器侧壁上,
因为A点的深度小于B点的深度,
所以根据p=ρgh可知,A点受到的压强小于B点受到的压强,
又因为F=pS,A、B两处面积相同,
所以,A点受到的压力小于B点受到的压力;
A、B 两点所受液体压力的示意图如图所示:
24.(2023春•周口期中)如图所示,一个木块从斜面上滑下,在粗糙的水平面上滑动一段距离后停下来:画出斜面所受压力的示意图以及木块在水平面上所受摩擦力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:在木块和斜面的接触面的中点作为力的作用点,画一垂直斜面向下的线段,标出箭头,记为F,即为斜面所受压力的示意图。如图所示:
木块向右运动,所以木块受到水平向左的摩擦力,过木块与水平面的接触面的中点作水平向左的摩擦力,用符号f表示。如下图所示:
四.实验题(本题共3小题,共18分)
25.(2023春•霍林郭勒市校级期中)小虎同学利用注射器、弹簧测力计和刻度尺估测大气压的值。
(1)实验时,首先把注射器的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 排尽筒内空气,防止空气进入 。
(2)如图所示,水平向右慢慢拉动注射器,当注射器的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出活塞的直径为d,则大气压的值可表示为p= 。(活塞和筒壁之间的摩擦力忽略不计)
(3)本实验中注射器筒内会有少量空气没有排干净。则所测大气压值 偏小 。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)大气压的大小不是一成不变的,为了便于对比,人们通常把 760 mm高的汞柱所产生的压强叫做一个标准大气压。为了了解大气压的变化,小明自制如图2所示的水气压计,当将此装置从山下移到山顶,则细管中的水柱 上升 (选填“上升”、“不变”或“下降”)。
【答案】(1)排尽筒内空气,防止空气进入;(2);(3)偏小;(4)760;上升。
【解答】解:(1)将活塞推至底部并用橡皮帽堵住小孔,这样做的目的是排尽注射器内的空气,防止外面的空气进入;
(2)活塞的直径为d,活塞的面积为S=π=,大气压强p===;
(3)如果筒内空气没有排尽,拉力的测量值会偏小,根据公式p= 可知,导致测得的大气压值偏小;
(4)一个标准大气压能够支持760mm高的水银柱;图2装置是小明自制的气压计,当将此装置从山下移到山顶,由于海拔越高,气压越低,此时外界大气压降低,细管中的水柱在瓶内气压的作用下上升。
故答案为:(1)排尽筒内空气,防止空气进入;(2);(3)偏小;(4)760;上升。
26.(2023春•龙湖区校级期中)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察 海绵凹陷程度 来比较压力作用效果的,这时用到的研究方法是 转换法 ;
(2)通过比较图甲、乙,说明 受力面积一定时,压力越大 ,压力的作用效果越明显;
(3)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p = p′(选填“>”“<”或“=”);
(4)实验时,小明将小桌换成砖块,并将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,如图戊所示,发现它们对海绵的压力作用效果相同,由此得出的结论是压力的作用效果与受力面积无关。你认为他的分析过程是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制压力大小相同。 。
【答案】(1)海绵凹陷程度;转换法;
(2)受力面积一定时,压力越大;
(3)=;
(4)错误;没有控制压力大小相同。
【解答】解:(1)因为压力作用效果直接不易看出来,所以通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果,这种方法叫转换法。
(2)通过比较图甲、乙知,受力面积相同,乙中压力大,凹陷程度大,压力作用效果明显,说明受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(3)图丙中和图丁支持面受到的压力相同,受力面积也相同,根据可知,图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p′的大小关系为p=p′。
(4)研究压力的作用效果与受力面积的关系,要控制压力相同,将砖块沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变小了,他在探究过程中存在的问题是没有控制压力一定。所以他的分析过程是错误的。
故答案为:(1)海绵凹陷程度;转换法;
(2)受力面积一定时,压力越大;
(3)=;
(4)错误;没有控制压力大小相同。
27.(2023春•龙湖区校级期中)在研究液体压强的实验中,小强进行了如图所示的操作:
(1)实验前,应检查压强计的气密性,调整压强计,使U形管中左右两边玻璃管中的液面 相平 ;
(2)比较图甲与图 乙 ,可探究液体压强与深度的关系,由此可得出结论:同种液体, 深度越深 ,压强越大;
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择图 乙 与图丁进行对比,由此可得出结论:液体压强与盛液体的容器的形状 无关 ;
(4)在图丙中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究在同一深度处,液体向 各个方向 的压强大小的关系;图乙与图丙进行对比可知,深度相同时,液体密度越大,液体压强越 大 。
【答案】(1)相平;(2)乙;深度越深;(3)乙;无关;(4)各个方向;大。
【解答】解:(1)压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,因此实验前,调节好的压强计使两边的液面相平;
(2)比较甲、乙两图中的液体密度相同,探头所在深度不同,所以探究了探究液体压强与液体深度的关系,并且由图知在同种均匀液体中,深度越深,压强越大;
(3)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,控制液体密度相同、在液体中的深度相同,容器形状不同,由图可知,乙和丁两图进行对比,U形管中液面的高度差相同,由此可得出结论:液体压强与盛液体的容器形状无关。
(4)在丙图中,固定U形管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位,这是为了探究同一深度处,液体向各个方向的压强大小的关系,由此可得出结论:液体向各个方向的压强大小相等;乙图与丙图进行对比可知,深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
故答案为:(1)相平;(2)乙;深度越深;(3)乙;无关;(4)各个方向;大。
五.解答题(本题共3小题,共32分)
28.(2023春•永年区期中)1654年,在德国马德堡市的广场上曾经做过一个著名的马德堡半球实验。人们把两个铜制空心半球合在一起,抽去里面的空气,用两支马队向相反的方向拉两个半球。当每一侧的马匹达到16匹时,才将半球拉开,并发出巨大的响声,如图为同学们利用直径26cm的压力锅代替空心铜半球模拟马德堡半球实验的情形。(大气压强p=1×105Pa)
求:他们将压力锅拉开需要多大的力?
【答案】他们将压力锅拉开需要5306.6N的力。
【解答】解:压力锅的横截面积可以看成圆面,半径r===13cm=0.13m,
大气压的作用面积:
S=πr2=3.14×(0.13m)2=0.053066m2,
大气压约为1.0×105Pa,由p=可得,受到的压力:
F=p0S=1.0×105Pa×0.053066m2=5306.6N,
根据力的相互作用可知,将压力锅拉开时需要5306.6N。
答:他们将压力锅拉开需要5306.6N的力。
29.(2023春•潮州期中)如图所示的电动巡逻车,运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍,某次巡逻时人和车总重量为2.0×103kg,每个轮胎与地面的接触面积为100cm2,在水平路面上以15km/h的速度匀速行驶了20min,(g取10N/kg)求:
(1)巡逻车通过的路程;
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力;
(3)巡逻车对水平地面的压强。
【答案】(1)巡逻车通过的路程为5km;
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为800N;
(3)巡逻车对水平地面的压强为5×105Pa。
【解答】解:(1)巡逻车通过的路程为:
s=vt=15km/h×=5km;
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时,处于平衡状态,受到的牵引力与阻力二力平衡,
则牵引力为:
F牵=f=0.04G=0.04mg=0.04×2.0×103kg×10N/kg=800N;
(3)四个轮胎与地面的接触面积为:
S=400cm2=0.04m2,
巡逻车对水平地面的压力为:
F=G=mg=2.0×103kg×10N/kg=2.0×104N,
则巡逻车对水平地面的压强为:
p===5×105Pa。
答:(1)巡逻车通过的路程为5km;
(2)巡逻车在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为800N;
(3)巡逻车对水平地面的压强为5×105Pa。
30.(2023春•思明区校级期中)翔子用传感器设计了如图甲所示的浮力感应装置,竖直细杆的上端通过力传感器连在天花板上,力传感器可以显示出细杆的上端受到作用力的大小。下端与物体M相连,水箱的质量为0.8kg,高度为0.6m,细杆及连接处的重力可忽略不计。向图甲所示的空水箱中加水直到刚好加满,图乙是力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图象。
(1)当水箱加满水时,求水对水箱底部的压强;
(2)求物体M的密度;
(3)当向水箱中加入质量为2.4kg的水,力传感器的示数大小变为F,继续向水箱中加水,当力传感器的示数大小变为F时,求水箱对水平面的压力。
【答案】(1)水对水箱底部的压强为6×103Pa;(2)物体M的密度为0.8×103kg/m3;(3)水箱对水平面的压力为55N或49N。
【解答】解:(1)已知加满水后,水的深度与水箱的高度相等即h=0.6m,则水对水箱底部的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6×103Pa;
(2)由图乙可知,水箱中没有水时(m=0),压力传感器受到的拉力F1=8N,则物体M的重力G=F1=8N,
所以,物体M的质量:m===0.8kg;
由图乙可知,当M完全浸没时,压力传感器的示数为F2=2N,细杆对传感器的作用力为压力,故传感器对细杆有向下的作用力F=F2=2N作用于物体M:
此时物体M受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和杆的作用力,处于静止状态,则M受到的浮力F浮=G+F=8N+2N=10N,
根据F浮=ρ液gV排可得,物体M的体积:V=V排===1×10﹣3m3,
所以,物体M的密度:ρ===0.8×103kg/m3;
(3)由图可知,加水2kg时水面达到M的下表面(此时浮力为0),加水4kg时M刚好浸没(此时浮力为10N),
该过程中增加水的质量为2kg,浮力增大了10N,
所以,每加1kg水,物体M受到的浮力增加5N,
当向水箱中加入质量为2.4kg的水时,受到的浮力F浮1=(2.4kg﹣2kg)×=2N,
则此时力传感器的示数F=G﹣F浮1=8N﹣2N=6N,当力传感器的示数大小变为F时即F1=×F=×6N=1N,压力传感器受到的压力可能是向上的,还可能是向下的;
①当压力传感器受到的压力为向上时,则F浮2=G+F1=8N+1N=9N,则F浮2=(m1﹣2kg)×,9N=(m1﹣2kg)×,得m1=3.8kg,G1=m1g=3.8kg×10N/kg=38N,已知水箱的质量m箱=0.8kg,则水箱的重力G箱=m箱g=0.8kg×10N/kg=8N,
由于整体处于平衡状态,则整体受到的合力为零可得:F支持=G1+G箱+F浮1=38N+8N+9N=55N,
此时水箱对水平面的压力F压=F支持=55N;
②当压力传感器受到的压力为向下时,则F浮3=G+F1=8N﹣1N=7N,则F浮2=(m2﹣2kg)×,7N=(m2﹣2kg)×,得m2=3.4kg,G2=m1g=3.4kg×10N/kg=34N,
同理F支持′=G2+G箱+F浮2=34N+8N+7N=49N;此时水箱对水平面的压力F压′=F支持′=49N。
答:(1)水对水箱底部的压强为6×103Pa;(2)物体M的密度为0.8×103kg/m3;(3)水箱对水平面的压力为55N或49N。
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