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中考物理专题训练 考点10:压强 液体压强
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一、选择题
1. (北京,4,2)下列实例中,为了增大压强的是
A. 书包带做的较宽 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
【解析】本题主要考查增大或减小压强的方法,书包带做得宽是通过增大受力面积来减小压强的,故A选项错误;图钉帽做的面积较大,也是通过增大受力面积来减小压强的,故B选项错误;大型平板车装有很多车轮是通过增大受力面积来减小压强的。 石磨的磨盘做得很重是通过增大压力来增大压强的,故D选项正确。
2. 【知识点】重力、二力平衡、机械能、力和运动
15. (北京,15,2)如图8所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是
A. 水对杯底的压强为900Pa
B. 水对杯底的压力为2N
C. 水杯对桌面的压强为1000Pa
D. 水杯对桌面的压力为2.8N
【答案】C
【解析】本题主要考查压力、压强。水对杯底的压强故A选项错误;水对杯底的压力故B选项错误;水杯对桌面的压强故C选项正确;水杯对桌面的压力故D选项错误。
3. (广西柳州,1,3)将8个完全相同的正方体物块分两部分叠放在水平地面上,如图7甲、乙所示,它们对地面的压强之比P甲:P乙等于
A.5:3
B.5:2
C. 10:9
D.3:2
【答案】C
【解析】由图可以看出,甲、乙对地的压力比是5:3,与地的接触面积比为3:2,则压强比
4. (河南省,题号12,分值2)第24届冬奥会将于2022年在北京—张家口举办。如图6所示,当运动员穿着滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时,下列说法中正确的是( )
A. 以滑雪板为参照物,运动员是运动的
B. 穿滑雪板是为了减小对雪地的压力
C. 雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力
D. 滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A以滑雪板为参照物,运动员是静止的;B不论穿不穿滑雪板,压力不变;D滑雪板与人一起的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力;雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力,选项C正确。
5. (湖南省怀化市,8,3分)
【答案】B
【解析】用力蹬地,运动员对地有作用力,根据力的作用是相互的,地对运动员有反作用力,因此身体可以迅速向前,故A正确;冰刀有着很薄的刃,与地面的接触面积很小,根据压强的计算公式可知,冰刀是为了增大压强,故B错误;物体具有保持运来的运动状态不变的性质叫做惯性,因此运动员到达终点不能立即停下,是因为运动员具有惯性,故C正确;二力平衡的条件是同体、等值、反向、共线。含义:同体——作用在同一物体上,等值——大小相等,反向——方向相反,共线——作用在同一条直线上,因此重力与支持力是一对平衡力,故D正确;根据题意,应选B。
6.(湖南娄底,9,3) 社团活动在潍坊各校轰轰烈烈开展,小明参加了杂技社团,他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时,在地面上留下了一个凹陷的鞋印,单手倒立时留下了一个凹陷的手掌印,那么( )
A.单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力
B.单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力
C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度
D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度
【答案】C
【解析】本题考查的是压力和压强。当人单脚站立或单手倒立时,对地面的压力不变,都等于人体的重力;但手的面积小于脚的面积,根据公式P=可知:单手倒立时对地面的压强大,所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度,故ABD错误;C正确。
7. (山东泰安,12,2)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】D
【思路分析】(1)甲容器上宽下窄,液体对容器底部的压力小于自身的重力;乙容器形状上下一样,液体对容器底部的压力等于自身的重力;底面积相等,根据公式p=可求液体对容器底部的压强;
(2)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p=可求容器对桌面的压强。
【解题过程】解:①水平桌面上,甲乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①错误,④正确;
②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②错误;
③甲容器上粗下细,液体对容器底部的压力小于自身的重力,甲容器为直壁容器,液体对容器底部的压力等于自身的重力,所以,甲图中液体对杯底的压力大于乙图中液体对杯底的压力,两个容器底面积相同,根据公式p=可知,故图中液体对杯底的压强p甲>p乙;故③正确。
综上所述,①②错误,③④正确。
故选:D。
8. (浙江杭州,6,3)如图,质量分布均匀的长方体重物A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA和pB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确的是( )
A.FA<FB
B.pA>pB
C.ρA>ρB
D.切割前后 A、B 对地面的压强均不变
【答案】
【思路分析】对于柱状实心物体,可根据p=ρgh判断,已知两物体对地面的压强相等,由边长关系可求出密度关系,则由压强公式可求得压强和压力的关系。
【解题思路】解:
(1)设A的边长为hA,B的边长为hB,对于柱状实心物体,则根据p=ρgh可得A、B对地面的压强分别为:
pA0=ρAghA,
pB0=ρBghB,
已知它们对地面的压强相等,即:pA0=pB0,
所以,ρAghA=ρBghB。
由图可知:hA<hB,
所以,ρA>ρB,故C正确;
(2)长方体A、B沿水平割去上半部分(如图中虚线所示),则hA′=hA,hB′=hB,
则剩余部分对地面的压强分别为:
pA=ρAghA′=ρAghA=ρAghA=pA0,
pB=ρBghB′=ρBghB=ρBghB=pB0,故D错误;
已知pA0=pB0,则pA=pB,故B错误;
(3)由于SA>SB,根据F=pS可得:
剩余部分对地面的压力FA>FB,故A错误。
故选:C。
9.(湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号37,分值3)
【答案】AB。
【解析】橡皮膜没有发生形变,所以其两边受到的压力相等,受到的压强也相等,A、B均正确;只有在于橡皮膜等高的容器壁,两边受到的压强才是相等的,其他位置的都不相等,C错误;在橡皮膜的位置,液体产生的压强相等,但左边的液体深度小于右边的液体,根据液体压强公式p=ρgh可知,左边液体的密度更大,D错误。
10. (湖北咸宁,5,2) 一本八年级物理课木平放在水平桌面上时,它对桌面的压强最接近下列的数值为( )
A.0.5 Pa B.5 Pa C.50 Pa D.500 Pa
【答案】C
【思路分析】物理课本的质量约为250g,求出课本重,放在水平桌面的中央,对桌面的压力等于本身重力;
物理课本长约25cm、宽约20cm,求与桌面的接触面积S,再利用压强公式p=求对桌面的压强。
【解题过程】解:
八年级物理课本的质量约为m=250g=0.25kg,
物理课本重:
G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,
它对水平桌面的压力F=G=2.5N,
受力面积:S=25cm×20cm=500cm2=0.05m2,
它对桌面的压强:
p===50Pa。
故选:C。
11. (湖南娄底,9,3) 社团活动在潍坊各校轰轰烈烈开展,小明参加了杂技社团,他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时,在地面上留下了一个凹陷的鞋印,单手倒立时留下了一个凹陷的手掌印,那么( )
A.单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力
B.单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力
C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度
D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度
【答案】C
【思路分析】人单脚站立或单手倒立时,对地面的压力不变,都等于人体的重力;但手的面积小于脚的面积,根据公式P=可求对地面的压强大小关系。
【解题过程】解:在水平地面上单脚站立或单手倒立度地面的压力不变,都等于人体的重力;单手的面积小于单脚的面积;根据公式P=可知,单手倒立时对地面的压强大,所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度。
故选:C。
12. (吉林长春市,6,2分)
【答案】B
【解析】在压力不变时,减小受力面积可以增大压强;
A.书包用宽的背带是增大了受力面积,减小了压强,故A错误;
B.菜刀磨得锋利是减小受力面积增大压强,故B正确;
C.推土机用宽大履带是增大了受力面积,减小压强,故C错误;
D.铁轨下铺放枕木是增大了受力面积,减小压强,故D错误.
13. (四川省德阳市,21,3分)
在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的( )
A.把书包带做得扁而宽,是为了减小书包对人体的压强
B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力
C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强
D.在铁轨下面铺设枕木,是为了减小对地面的压力
【答案】A
【解析】(1)压强大小的影响因素:压力大小、受力面积。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
A、把书包带做得扁而宽,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故A正确;
B、滑雪板一般都有较大的面积,在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故B错误;
C、菜刀钝了磨一磨,在压力一定时,减小受力面积,增大压强。故C错误;
D、在铁轨下面铺设枕木,在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故D错误。
故选:A。
14. (海南,8,3)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=p3 B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
【答案】B
【思路分析】对于柱形固体,其压强大小可以用p======ρgh来计算。
【解题过程】解:因为放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都属于柱形固体,都是由铁制成的实心物体,即ρ相同,且h1<h2<h3,
所以,根据p======ρgh可知,它们对地面的压强关系为:p1<p2<p3。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
15. (山东东营,1,3) 如图所示,在黄河口(东营)国际马拉松比赛中,一位坐轮椅的选手给观众留下了深刻的印象。下面说法正确的是( )
A.以路边的树木为参照物,选手是运动的
B.轮椅坐垫做的比较宽大是为了增大压强
C.停止用力后,轮椅仍能向前运动一段距离,是因为受到惯性力的作用
D.轮椅轮胎上有较深的花纹是为了减小摩擦
【答案】A
【思路分析】(1)判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化,若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的;
(2)压强的大小与压力和接触面的面积有关;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性是物体的一种属性,不是力;
(4)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此判断。
【解题过程】解:
A、运动员是运动过程中,以路边的树为参照物,运动员相对于路边的树的位置发生了改变,故运动员是运动的,故A正确;
B、轮椅坐垫做的比较宽大是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故B正确;
C、停止用力后,轮椅仍能向前运动一段距离,是因为轮椅具有惯性,而不能说受到惯性力,故C错误;
D、轮椅轮胎上的花纹是为了在压力一定时,使接触面变粗糙从而增大与地面间的摩擦力,故D错误。
故选:A。
16.(四川成都,6,2)如图所示的实例中,为了增大压强的是( )
A.
安全锤一端做成锥形
B.
坦克的履带非常宽大
C.
铁轨下铺放很多轨枕
D.
滑雪板的面积比较大
【答案】A
【思路分析】压强的大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解题过程】解:
A、安全锤一端做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A符合题意;
B、坦克的履带非常宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不合题意;
C、铁轨下铺放很多轨枕,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D、滑雪板的面积比较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
故选:A。
17. (四川成都,32,2)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,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]:[(mB2 ρA]
【答案】BD
【思路分析】水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg;根据ρ=、V=Sh可得S=,再利用p=分别推导出p1、p2、p3和p4的表达式,最后计算各个压强比。
【解题过程】解:
水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg,
由ρ=、V=Sh可得,S=,
p1═==ρAgh,
p2===,
p3===,
p4===。
A、p1:p2=ρAgh:=.故A错误;
B、p1:p4=ρAgh:=.故B正确;
C、p2:p4=:=.故C错误;
D、p2:p3=:=.故D正确。
故选:BD。
18. (江苏省盐城市,题号9,分值2)如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲乙两种液体中,
从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
【答案】A
【解析】从图中可以看出:液体的深度相同,但是两个压强计的液面高度差不同,甲液体中的液面高度差大于乙液体中的液面高度差,根据液体的压强规律,说明甲液体的密度大于乙液体的密度,选项A正确;选项BCD错误。故选A。
19.(山东临沂,题号12,分值2分)对下列四幅图的说法正确的是( )
A.甲图中针头做得很尖目的是增大压力
B.乙图中的水壶利用了连通器原理
C.丙图中钢笔吸墨水利用了帕斯卡定律
D.丁图中简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强大
【答案】B
【解析】解:A、由公式P=知,注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故A错误;
B、茶壶的壶嘴与壶身连通,构成一个连通器。故B正确;
C、钢笔吸墨水利用了大气压的原理,故C错误;
D、管上方空气流速快、压强小,简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强小,故D错误。
20. (四川省泸州市,题号26,分值2)中央电视台报道:年6月2日12时13分,在酒泉卫星发射中心用长征2号丁运载火箭将“高分六号卫星”发射升空。卫星在发射前将重为G1的火箭置于自重为G2的拖车上,此时拖车轮胎与路面的总接触面积为S,使拖车沿粗糙程度相同的水平地面做匀速直线运动,将火箭运送到发射场。下列说法正确的是( )
A.运送该火箭的过程中,拖车对地面的压强
B.若拖车在水平地面做加速运动,受到的摩擦力变大
C.拖车在运送该火箭的过程中,所受的摩擦力大小不变
D.“高分六号卫星”定轨后,绕地球匀速转动时处于平衡状态
【答案】AC
【解析】根据压强公式,此时拖车对地面的压强为:,选项A正确;若拖车在水平地面做加速运动,受到的摩擦力不变,选项B错误;选项C正确;高分六号卫星”定轨后,绕地球匀速转动时处于非平衡状态,选项D错误。故选AC。
21. (长沙,27,3分)如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为3:4,把它们平放在同一水平桌面上.在甲物体上,沿水平方向截取一段长为x的物体A,并平稳放入容器乙中,用力使物体A刚好浸没在液体中(A不与容器乙接触,液体无溢出),截取后,甲、乙对桌面的压强随截取长度x的变化关系如图所示.已知甲的密度为0.6×103kg/m3,容器乙的壁厚和质量均忽略不计,g取10N/kg.下列说法正确的是( )
A.圆柱体甲截取前和容器乙液体质量之比为3:2
B.圆柱体甲截取前对桌面的压强为1000Pa
C.容器乙液体的密度为0.4×103kg/m3
D.容器乙中未放入物体A时,液体的深度为8cm
【答案】C
【解析】A.由图可知,截取前,甲对地面的压强为4p0,乙对桌面的压强为p0,∵①,②,①÷②得:,∴,故A不正确;
B.由图可知,甲截取了10cm时,对地面的压强由4p0变为2p0,根据公式可知,原来的长度为20cm,即甲被截取前总长度:,∴截取前,甲对地面的压强:,故B不正确;
C.由图可知,该圆柱形容器,忽略容器质量和壁厚,则容器对桌面压强:,液体对容器底的压强:,∴,∵液体对容器底的压强:,由图可知,截取10cn的甲放入乙中,容器对桌面的压强变为原来的2倍,即液体对容器底的压强变为原来的2倍,根据液体对容器底的压强:可知,深度变为原来的2倍,将切去部分投入乙中并使其浸没,则有,∴,∴液面升高的高度:,∴乙初始深度:,
,∴,故C正确;
D.由C选项的分析可知,乙为放入A时,液面深度为7.5cm,故D不正确.
22.(湖南省邵阳市,4,2分)如4题图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
【答案】A
【解析】液体压强的大小与液体的密度与深度有关。这两种液体相对试管底部的深度是相等的,
但由于乙是倾斜的,故体积比甲液体大,又它们的质量是相等的,所以乙密度比甲密度小,所以
甲液体对试管底部的压强大,故选A。
23.(江西省,11,3分)“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及到的一些物品进行了估测,其中合理的是( )
A.一支新的2B铅笔的长度约为18cm B.一支考试用的新水笔的质量约为10Kg
C.一张中考物理试卷的面积约为1.5m2 C.一张草稿纸平铺对桌面的压强约为100Pa
【答案】A
【解析】
(江西省,11,3分)
“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及到的一些物品进行了估测,其中合理的是( )
A.一支新的2B铅笔的长度约为18cm B.一支考试用的新水笔的质量约为10Kg
C.一张中考物理试卷的面积约为1.5m2 C.一张草稿纸平铺对桌面的压强约为100Pa
【答案】A
【解析】
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案;
A. 中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约18cm,2B铅笔的长度与此差不多,在17.5cm=175mm左右,故A符合实际;
B.一只考试用的新水笔的质量大约为50g左右,10kg太重了,故B不符合实际;
C.一张中考物理试卷的面积约为0.15m2,故C不符合实际;
D.一张草稿纸质量约为6毫克,对桌面的压力为:,与桌面的接触面积为:,则对桌面的压强为:,故D不符合实际。
24.(四川省乐山市,题号8,分值2.5)如图所示的实例中,属于增大压强的是( )
A.在铁轨下面铺枕木 B.安全锤的锤头做成锥状 C.书包背带做得较宽 D.大型载重车装有很多车轮
【答案】B
【解析】在铁轨下面铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;破窗锤的敲击端做成锥状,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;书包背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不合题意;大型载重车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不合题意。
25.(四川省攀枝花市,题号7,分值3)关于液体和气体压强及相关的应用,下列说法中错误的是( )
A.小汽车设计成流线型,是为了在高速行驶时增强对地面的压力
B.青藏高原气压低,水的沸点低,煮饭要用高压锅
C.三峡船闸通行轮船利用了连通器原理
D.二滩电站大坝根据液体压强规律设计成“上窄下宽”
【答案】A
【解析】小汽车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大压强小,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力变小,故A错误,符合题意;青藏高原海拔高,山顶上气压低,水的沸点低,煮饭要用高压锅,故B正确;三峡船闸通行轮船利用了连通器原理,故C正确;电站大坝设计成下宽上窄形状的依据是液体压强随深度增加而增大,故D正确。
26.(四川省攀枝花市,题号9,分值3)匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示,这个容器可能是( )
【答案】C
【解析】根据图象,容器底所受水的压强变化是越来越慢,当匀速地向某容器内注满水时,压强变化越来越慢,根据p=ρgh可知,水面升高的高度变化越来越慢,容器的形状是上口大、底小,故C正确,ABD错误。
27.(湖北武汉,7,3) 如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】A
【解析】本实验通过受压面的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
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。据此分析回答。
解:①实验中,物体对受压面的压力等于物体的重力,故甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等,①正确;
②根据转换法,甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显,②正确;
③甲、乙两次实验,受力面积不同而压力相同,故说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关,③错误;
④为了完成整个实验,还要研究压力作用效果与压力大小有关,要控制受力面积相同,故可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和乙图中的对比,④错误;
故选:A。
28.(湖南省常德市,题号3,分值3)如图所示的四种动物器官,具有减小压强功能的是( )
A.啄木鸟的喙 B.骆驼的脚掌 C.鳄鱼的牙齿 D.蚊子的口器
【答案】B
【解析】啄木鸟的喙非常尖细,可以减小受力面积,增大压强,选项A错误;骆驼的脚掌非常宽大,可以增大受力面积,减小压强,选项B正确;鳄鱼的牙齿非常尖锐,可以减小受力面积,增大压强,选项C错误;蚊子的口器非常尖细,可以减小受力面积,增大压强,选项D错误。故选B。
二、填空题
1. (龙东市,19,2分)
【答案】<;>
【解析】正立和倒立时,对桌面的压力相等,都等于水和瓶的总重力,正立时,受力面积大于倒立时的受力面积,根据公式可知,压力相等时,压强与受力面积成反比,所以正立时,瓶子对桌面的压强小于倒立时对桌面的压强,即;由图可知,正立时水对对瓶底的压力等于重力,倒立时水对瓶盖的压力小于重力,所以正立时水对瓶底的压力大于倒立时水对瓶盖的压力,即.
2. (年黑龙江省齐齐哈尔市,19,4分)
【答案】乙;深度越深,压强越大(或压力一定时,受力面积越小,压强越大)
【解析】根据影响液体的压强的因素的相关知识,结合压强的计算公式来分析解答;
由于液体压强的大小影响因素有液体的密度和深度,而两容器中盛有同种液体,而乙液体的深度大,所以乙容器底受到的压强大。
3. (湖南省怀化市,18,2分)
【答案】1000Pa;800Pa
【解析】杯子对桌面的压力等于其重力,F=G=mg=6N,根据压强的计算公式,;
水对杯底的压强为
4. (山东青岛,22,2)书包带做得宽一些,目的是在压力一定时,增大肩部的 从而 压强,背着更舒服。
【思路分析】压强大小的影响因素:压力大小、受力面积。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解题过程】解:
把书包带做得宽一些,是在压力一定时,增大肩部的受力面积来减小压强,使人背着舒服。
故答案为:受力面积;减小。
5. (山东淄博,第18题,3分) 共享单车为人们的绿色出行带来便利。车把上凹凸不平的花纹是通过
增大摩擦的。小明骑着单车到公园游玩,10min沿水平路面行驶了3km,他骑车的平均速度是 m/s。若小明和单车的总质量是80kg,每个车轮与水平地面的接触面积是25cm2,骑行过程中单车对地面的压强是 Pa。
【答案】增大接触面的粗糙程度 5 1.6×105
【解析】本题考查的是影响摩擦力的因素、平均速度的计算方法和压强的计算。凹凸不平的花纹是改变的接触面的粗糙程度;总路程除以总时间才能得到平均速度,但是一定要注意单位的换算;计算压强时一定要注意接触面积的大小,本题应该是两个车轮的面积。
6.(四川绵阳,13,4) 我国首艘国产航母的长度315m,宽度75m,吃水约10.5m,年5月13日离港海试。航母静止在海面上时所受海水的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m处承受海水产生的压强为 Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】等于;9.27×104。
【思路分析】本题考查液体压强公式、物体的浮沉条件的应用,均为基础知识,要掌握好。根据物体浮沉条件分析当航母漂浮在水面上时,其受到的浮力与重力的关系;由液体压强公式计算距海面深9m处承受海水产生的压强。
【解题过程】解:
根据物体浮沉条件可知,航母静止在海面上时(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力;
距海面深9m处承受海水产生的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。
故答案为:等于;9.27×104。
7. (浙江湖州,8,3) 一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有的长度露出桌面外,如图所示。
(1)直棒对桌面的压强为 帕。
(2)在棒的右端至少应施加 牛的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面。
【答案】
【思路分析】本题考查了压强的计算及杠杆平衡条件的应用,解决(2)的关键是确定支点,动力臂及阻力臂。(1)直棒对桌面的压力等于其重力,根据p=计算直棒对桌面的压强;(2)确定支点,压力为动力,棒的重力为阻力,根据杠杆的平衡条件进行分析,且要使力最小,需使动力臂最长。
【解题过程】解:
(1)直棒对桌面的压力:F=G=1.5N;
有的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强为:
p===1000Pa;
(2)在棒的右端施加力,使左端抬起,此时直棒相当于杠杆,支点在桌边,根据杠杆的平衡条件,要使动力最小,应该使动力臂最长,所以应在最右端施加一个竖直向下的力,如图所示:
设直棒的长为L,由题知L1=L,重力的力臂L2=﹣=L,
根据杠杆的平衡条件可得:F•L1=G•L2,
即:F×L=1.5N×L,
解得:F=1.5N。
故答案为:(1)1000;(2)1.5。
8. (湖北襄阳,11,2) 甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在同水平桌面上,装有质量相等、深度相同的不同液体,如图所示。桌面受到甲、乙两容器的压力分别为F甲和F乙,两容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,则F甲 F乙,p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】等于;小于
【思路分析】(1)静止在水平面上的物体对桌面的压力大小等于自身的重力;
(2)据液体的质量相等,而后结合容器内的体积关系,可判断出容器内部液体的密度关系,而后据液体内部压强的计算公式计算即可。
【解题过程】解:
容器在水平桌面上,桌面所受杯子的压力等于杯和液体的总重力,故液体的质量相同,杯子的质量相同,所以总质量相同,故总重力相同,所以两杯对桌面的压力相同,即F甲=F乙;
由图可知,液体的深度相同,甲容器内部液体的体积大于乙容器内部液体的体积,故根据ρ=可知,由于两种液体的质量相同,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故根据p=ρgh可得,甲的密度小,所以甲液体对容器底的压强小,即p1<p2。
故答案为:等于;小于。
9.(湖北省宜昌市,题号22,分值2)我国蛟龙号载人潜水器己完成了7km级的潜水实验,它潜入海面下7km深处受到海水的压强是_______Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=1ON/kg)。在逐渐上升返回海面的过程中,所受到海水的压强将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】7.21×107;变小。
【解析】潜入海面下7km深处受到海水的压强为:;在逐渐上升返回海面的过程中,海水深度h变小,所以受到海水的压强将变小。
10. (吉林,8,2分)
大型载重平板车都装有很多轮子,这是通过增大 的方式减小对路面的 。以免损坏路面。
【答案】受力面积;压强;
【解析】根据影响压强的大小的因素,结合题意来分析解答;
大型载重平板车都装有很多轮子,增大了车与地面的接触面积,在压力不变时,减小了对路面的压强。
11. (江苏省苏州市,题号16,分值2)
【答案】<;<。
【解析】两容器底面积相同,液体质量相等,由图可知,,根据密度的计算公式可知,;两液体的深度相同,由液体内部压强的计算公式可知,。
12. (湖南岳阳,14,4) 如图,质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为 Pa:竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】
【思路分析】1)该物体对桌面的压力和自身的重力相等,根据题意求出物体与桌面的接触面积即为受力面积,根据p=求出该物体对桌面的压强;
(2)将阴影部分切除,根据p=可知剩余部分对桌面的压强变化。
【解答过程】解:长方体对桌面的压力为:F=G=7N;
长方体对桌面的压强为:p===700Pa;
设长方体的底面积为S,没切除时,长方体对桌面的压强:p==,因为S′<S,所以>①;
当竖直切除该物体右边的阴影部分,设剩余部分的重力为kG,则受力面积为kS,物体对桌面的压力F′=G′=kG,则剩余部分对桌面的压强为:
p′===②;
由①②可知,剩余部分对桌面的压强会变小。
故答案为:700;变小。
13. (四川巴中,19,1) 将一正方体木块放入装满水的容器中,静止时如图所示,则容器底部受到的水的压力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不变
【思路分析】根据p=ρgh判断出压强的变化,根据F=pS判断出容器底部受到的水的压力的变化。
【解题过程】解:
将一正方体木块放入装满水的容器中,静止时如图,水的深度不变,根据p=ρgh可知水对容器底的压强不变,容器的底面积不变,根据F=pS知,容器底部受到的水的压力将不变。
故答案为:不变。
14. (江苏宿迁,11,3分)如图甲所示,用刻度尺测量一个正方体物块的边长为________cm;用天平测量该物块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,物块的质量为________g;该物块放在水平地面时对地面的压强为________Pa.(g=10N/kg)
【答案】4.00;32;200
【解析】(1)由甲图可知,刻度尺的分度值为1mm,读数为4.00cm,即正方体的边长为4.00cm;
(2)由乙图可知,砝码质量:,游码对应示数:,
物块质量:;
(3)物块对地面的压力:,
受力面积:,
物块对地面的压强:.
15. (四川达州市,31,2分)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中同一高度处分别有A、B两点.若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是pA___________pB;若两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲___________p乙(两空选填“大于”、“等于”或“小于”).
【答案】小于;大于
【解析】(1)∵甲乙两种液体对容器底的压力等于液体的重力,而甲乙两液体的质量相等,∴甲乙对容器底的压强相等,由图可知,甲液体的体积小于乙液体的体积,即V甲<V乙,∵m甲=m乙,根据公式可知,质量相等时,密度与体积成反比,∴ρ甲>ρ乙,∵A、B所处高度相同,∴根据公式p=ρhg可知,容器底到A点处的液体产生的压强大于容器底到B点处的液体产生的压强,∴A点的压强小于B点的压强,即pA<pB;
(2)若两点的压强相等,∵A处的高度小于B处的高度,∴ρ甲>ρ乙,又∵A、B两点到容器底的距离相等,∴容器底到A点处的液体产生的压强大于容器底到B点处的液体产生的压强,∴甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,即p甲>p乙.
16. (四川省南充市,题号14,分值2)如图所示,一个重为5N的容器,底面积100cm2,内装有400ml的酒精,则容器对桌面的压力为_________N,容器对桌面的压强为_____________Pa(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】8.2;820。
【解析】酒精的质量为:,酒精的重力为:;容器对桌面的压力为:;容器对桌面的压强为:。
17. (广东省广州,18,×分)白色感压纸受到的压强达到可测最小值时才变色,且颜色随压强变大而变深,大于可测最大值时颜色不再变深。感压纸A的规格如图19所示。
实验1:用250N的压力垂直作用在A上,受力面积为0.25cm2,此压力对A的压强为 N/cm2
实验2:仍用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验1不同,
下列哪些受力面积符合要求?
①2cm2 ②0.8cm2 ③0.3cm2 ④0.1cm2 ⑤0.01cm2
【答案】1000 ②③
【解析】根据压强的计算公式;由图19可知,可测的压强范围是250N/cm2~1000N/cm2,仍用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验1不同,分别算出不同的压强①,②
③④,综上只有②③符合题意。
18.(长沙,30,2分)2017年,网上流传这样一段视频:一对外国老夫妇在海边拍摄风景照,无奈由于站立太久而深陷淤泥.一名中国渔夫见状,首先将他们身上的背包和摄影设备拿走,目的是减小他们对淤泥地的________力,然后渔夫无论是拖、抱、拽都无法使它们脱离淤泥,最后渔夫平趴在淤泥地上,他们撑着渔夫的身体才爬出了淤泥.渔夫平趴在淤泥地的目的是:增大人体与淤泥地的接触面积,以减小人体对淤泥地的________,使被困着脱离险境.
【答案】压;压强
【解析】根据受力平衡可知,人拿包后,人的重力变小,受到的支持力变小,又因为人受到的支持力和对淤泥的压力是一对相互作用力,所以人堆淤泥的压力减小;渔夫平趴在淤泥地的目的是:增大人体与淤泥地的接触面积,以减小人体对淤泥地的压强,使被困着脱离险境.
6.(四川省乐山市,题号33,分值2)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,浸没前,溢水杯所受水的压力将 (选填“变大”,“变小”,“不变”),电子秤的读数将 (选填“变大”,“变小”,“不变”)。
【答案】不变;不变。
【解析】铝块浸入水中的过程中,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变;铝块浸在水中时,铝块受到向上的浮力,根据物体间力的作用是相互的,可知,物体给水一个向下的压力,由于溢水杯中装满水,此时溢出水的重力等于浮力,也等于物体给水的向下的压力,相当于溢水杯既没有增加水也没有减少水,所以桌面受到溢水杯的压力不变。
19.(浙江省绍兴市,题号18,分值6)18.嫦娥任务是我国重要的绕月探月工程。
(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的_________,即月坑。
(2)“玉兔号的腿部是六个轮状的移动装置,目的是通过_________来减小对月面的压强,适合在松软的月球表面行驶。
(3)年5月21日〔农历四月初七),“鹊桥号”中继卫星发射升空。当天晚上的月相接近_________。
【答案】(1)环形山;(2)增大受力面积;(3)上弦月。
【解析】(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的是环形山,即月坑;(2)“玉兔号”的腿部是六个轮状的移动装置,目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月面的压强,适合在松软的月球表面行驶;(3)年5月21日(农历四月初七),月相是上弦月。
20.(白银市,11,2分)细心的小明发现家里用过一段时间的菜刀,爸爸总要把它磨一磨,这是为了减小________,从而达到增大___________的目的。
【答案】受力面积;压强
【解析】用过一段时间的菜刀,要把它磨一磨,这是为了减小减小受力面积,在压力一定的情况下,从而达到增大压强的目的.
21.(湖南省常德市,题号22,分值4)背着氧气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服了,这是由于海水的压强随深度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,此时海水对你脚背的压强约为 Pa()。
【答案】增大 7.21×107
【解析】液体中压强的公式为,一定,一定,则与成正比,即压强随深度的增加而增大。在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,根据液体中压强的公式,可知此时海水对脚背的压强约为。
三、解答题
1. (湖南省衡阳市,题号28,分值6)为了倡导绿色出行,衡阳市投放了大量的共享自行车,小明在水平路面上匀速骑行900m,所用时间为3min时,人与车总质量约60kg,每个轮胎与地面接触面积约为0.01m2.求
(1)自行车行驶的速度为多少m/s
(2)自行车对地面的压力
(3)此时自行车对地面的压强
【答案】(1)5m/s;(2)600N;(3)3×104Pa。
【解析】(1)自行车行驶的速度为;
(2)在水平地面上,;
(3)自行车对地面的压强。
2. (江苏省扬州市,题号23,分值5)
【答案】(1)25.00 砖块的体积和质量分别是0.01m3、3kg (2)300Pa
【解析】(1)如图砖块的一端与刻度尺零刻度线对齐,砖块长25.00厘米=0.25m;V=0.4m×0.1m×0.25m=0.01m3,m=ρV=0.3×103kg/m3×0.4m×0.1m×0.25m=3kg;(2)当砖块平方时对地面的最小压强。
3. (山东临沂,34,8)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【思路分析】(1)飞机在水平地面上,对地面的压力F=G=mg,然后根据p=计算飞机对跑道的压强;
(2)确定飞机飞行的最大速度,根据公式t=可得飞机所需的最短时间;
(3)根据F浮=G及F浮=G排可得飞机的重力;根据p=ρgh可得水对舱底的压强。
【解题过程】解:(1)飞机静止在跑道上,对跑道的压力为:
F=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N;
则飞机对跑道的压强为:
p===8.5×105Pa;
(2)飞机的最大飞行速度为560km/h,
由v=得,飞机所需的最短时间为:
t===2.5h;
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得F浮=G飞机,
由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:F浮=G排,
所以,可得此时飞机的重力为:
G飞机=G排=m排g=46×103kg×10N/kg=4.6×105N;
水对舱底的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa
答:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×105Pa;
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是2.5h;
(3)飞机受到的重力是4.6×105N;水对舱底产生的压强是1.5×104Pa。
4. (山东青岛,30,2)请用相关的两个物理知识解释如下场景:
潜水员深海作业时,他穿着抗压潜水服,用力向后划水,身体向前进。
【思路分析】(1)由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大。
(2)物体间力的作用是相互的。
【解题过程】答:(1)液体的压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。
(2)潜水员在水中用力向后划水,即手对水有一个向后的力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以水对手有一个向前的反作用力,所以潜水员在水中可以向前运动。
5. (山东枣庄,23,6) 现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底面积=200cm2,高度h=20cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=120cm2,高度与容器高相同,如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少?
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少?
【思路分析】(1)利用F=G=mg=ρgV求圆柱体对容器底部的压力,再利用p=求圆柱体对容器底部的压强;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,F浮=G,利用F浮=ρ水gV排=ρ水gSh水求水的深度,再利用p=ρgh求容器底部产生的压强;
利用G水=m水g=ρ水gV水=ρ水g(S﹣S1)h求所注水的重力
【解题过程】解:
(1)圆柱体对容器底部的压力:
F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N;
圆柱体对容器底部的压强:
p===1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,则:
F浮=G柱=19.2N,
由F浮=ρ水gV排=ρ水gS1h水得水的深度:
h水===0.16m,
此时水对容器底部产生的压强:
p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;
所注水的体积:
V水=(S﹣S1)h水=(200×10﹣4m2﹣120×10﹣4m2)×0.16m=1.28×10﹣3m3,
所注水的重力:
G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×1.28×10﹣3m3=12.8N。
答:(1)圆柱体对容器底部的压强是1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,此时水对容器底部的压强和所注的水重各是1600Pa、12.8N。
6.(四川眉山,22,6)试根据压强是物体所受压力的大小与受力面积之比的定义,推导出密度为ρ的液体,在液面下深度为h处液体产生的压强P的表达式。(已知:重力与质量的比值为g,要求用ρ、h、g表示P)。
【思路分析】设想液面下h深处有一面积为S的水平圆面,它所受到的压力是其上方圆柱形的小液柱所产生的,根据F=G=mg=ρVgS表示出其大小,利用p=得出在液面下深度为h处液体产生的压强。
【解题过程】解:设想液面下h深处有一面积为S的水平圆面,则水平圆面受到的压力:
F=G=mg=ρVg=ρShg,
则在液面下深度为h处液体产生的压强:
p===ρgh。
答:密度为ρ的液体,在液面下深度为h处液体产生的压强的表达式为p=ρgh。
7. (云南省昆明市,第24题,7分)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器向上的压力。(已知 p水=1.0×103kg/m3,g 取 10Nkg,忽略容器壁的厚度)
【思路分析】根据液体内部压强的计算公式计算出水对容器底部的压强;根据F=pS计算出水对容器底部的压力和容器对桌面的压力;根据G=mg计算出容器重力,进而计算出容器中的水重,最后计算出水对容器向上的压力。
【解题过程】解:水对容器底的压强:
水对容器底的压力:
容器对桌面的压力:
容器重力:
容器中的水重:
水对容器向上的压力:。
8. (浙江嘉兴,12,7)全球在建规模最大的水电枢纽工程﹣﹣我国白鹤滩水电站进人全面建设阶段。按设计,水电站总库容206.27亿立方米,混凝土双曲拱坝最大坝高289米,顶宽13米,最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
(1)水电站库区建成后,该地区空气湿度会增大,这与水的 (填物态变化名称)有关。
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。
(3)水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒,泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪,6分钟内所泄出水的质量是多少?
【思路分析】(1)物质由液态变成气态的过程叫汽化,汽化包括蒸发和沸腾两种方式;
(2)在液体密度一定时,液体压强与深度成正比;
(3)已知最大泄洪量和泄洪时间,可以得到泄洪体积;已知泄洪体积和水的密度,利用m=ρV得到下泄洪水的质量。
【解题过程】解:
(1)空气湿度大,即空气中水蒸气的含量大,原因是水吸收热量后汽化为水蒸气弥漫在空气中;
(2)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强;
(3)6分钟下泄洪水的体积:V=42000米3/秒×6×60秒=1.512×107米3,
由ρ=可得,下泄洪水的质量:m=ρV=1.0×103千克/米3×1.512×107米3=1.512×1010千克。
答:(1)汽化;
(2)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强;
(3)6分钟所泄出水的质量为1.512×1010千克。
9.(浙江省台州市,题号16,分值4)将纸餐盘、纸杯和吸管按照如图方式粘合在一起即成“纸杯船”。
(1)往纸杯里倒些水,水从吸管喷出时,纸杯船就会前进,说明 。
(2)杯内装水越多,吸管喷水越远,因为 。
【答案】(1)力的作用是相互的。(2)液体压强随深度增加而增大。
【解析】(1)往纸杯里倒些水,水从吸管喷出时,水给空气一个向后的力,由于力的作用是相互的,故空气给水一个向前的力,故纸杯船就会前进。
(2)杯内装水越多,吸管喷水越远,是因为装水越多,水的深度h越大;运用液体压强随深度增加而增大;所以喷水越远。
10. (湖北省宜昌市,题号30,分值4)湖北三江瓦力特公司生产的WS2900重型越野车(如图13所示),具有高机动、高越野、高平顺性和良好的环境适应性,在我国国防建设和国民经济建设中发挥越来越大的作用。它的质量为105吨,最大装载质量为60吨,共16个车轮,满载后每个车轮与地面的接触面积为1250cm2,请解答下列问题:(g=10N/kg)
(1)该车以30km/h的速度匀速行驶18min,通过的路程是多少km?
(2)该车满载货物静止在水平路面时,对地面的压强是多少Pa?
【思路分析】根据速度和压强公式进行计算。
【解题过程】(1)18min行驶的路程:
;
(2)越野车对地面的压力:
;
越野车对地面的压强:
。
11. (江苏南京,29,7) 年2月,一辆无人驾驶迷你巴士在南京试运行,如图所示它是一辆“微型公交”,体现了“绿色环保、低碳出行”的科学发展理念。
(1)巴士行驶过程中,以巴士为参照物,路边的树是 的
(2)为了安全,巴士设计的最大速度是20km/h。若它匀速行驶6km,耗时20min,则巴士行驶的速度多大?
(3)满载的巴士静止在水平地面上,总质量为3000kg,若轮胎与地面的总接触面积为600cm2,则它对地面的压强是多少帕?(g取10N/kg)
【思路分析】(1)被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变,被研究的物体是运动的,如果没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的;
(2)由速度公式计算巴士行驶的速度;
(2)由于巴士静止在水平地面上,对地面的压力等于巴士的重力,知道受力面积,再利用p=求巴士对地面的压强。
【解题过程】解:
(1)巴士行驶过程中,如果以巴士为参照物,路边的树和巴士之间发生了位置改变,所以以巴士为参照物,树是运动的;
(2)巴士匀速行驶6km,耗时20min,所以巴士行驶的速度:
v===18km/h;
(3)因为巴士静止在水平地面上,对地面的压力等于巴士的重力,即:
F=G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N,
巴士对地面的压强:
p===5×105Pa。
故答案为:(1)运动;
(2)巴士行驶的速度为18km/h;
(3)巴士静止在水平地面上,对地面的压强为5×105Pa。
12. (江苏省徐州市,第35题,6分)35.制作豆腐过程中,要用重物把豆腐压实,如果重物对豆腐的压力为200N,受力面积为1m2.压实后,30kg豆腐的体积为0.02m3.
求:(1)重物对豆腐的压强;(2)豆腐的密度.
【思路分析】(1)根据压力F和受力面积S,利用压强的计算公式计算出重物对豆腐的压强;(2)根据质量m和体积V,利用密度的计算公式计算出豆腐的密度。
【解题过程】解:(1)重物对豆腐的压强: (3分)
(2)豆腐的密度: (3分)
13. (贵州黔三州,20,6)深圳推出的环保共享租车模式PonyCar于2017年正式运营。该车小巧实用,质量仅有740kg,轮胎与地面的总接触面积300cm2,标准乘载160kg,请解答下列问题:
(1)该车通过长为750米的隧道需100秒,则该车的平均速度为多少米/秒?
(2)电动车标准乘载且静止时,对水平路面的压强有多大?
【思路分析】考查了速度公式、压强公式和重力公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。(1)根据v=算出平均速度;(2)静止时,对水平路面的压力等于车和承载的总重力,根据F=G=mg求出其大小,根据p=求出对水平路面的压强。
【解题过程】解:(1)车的平均速度:v===7.5m/s;
(2)电动车标准乘载且静止时,
对水平路面的压力:F=G=(m车+m人)g=(740kg+160kg)×10N/kg=9×103N,
对水平路面的压强:
p===3×105Pa。
答:(1)该车通过长为750米的隧道需100秒,则该车的平均速度为7.5米/秒;
(2)电动车标准乘载且静止时,对水平路面的压强为3×105Pa。
14. (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0.6x I03kg/m3.质量为12kg,底面积为4x 10-2m2。乙的质量为5.4kg. 边长分别为0.1m、0.2m、0.3m。g取10N/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端的最小值,求甲截去的高度。
【思路分析】根据乙的边长可求出乙的体积,再用质量比体积可求出乙的密度;
在水平地面上,压力等于重力有受力面积可以求出甲对地的压强;
利用甲截去一部分后与乙加上截去的对地压强相等可求出截去部分的重力,再依据重力公式可求出截去的高度。
【解题过程】解:(1)乙的密度
(2) 甲直立时对水平地面的压强;
(3)分析可知 乙对水平地面压端的最小时,即平放时,设甲截去的重力为G则有
由得
15. (江苏省盐城市,题号22,分值6)双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图所示,质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路而上匀速行驶,5min通过的路程为900m,己知平衡车的质量为10kg,轮胎与地面的总接触面积为25cm2,g取10N/kg。求:
(1)平衡车的速度;
(2)平衡车的重力;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压强。
【答案】(1)3m/s;(2)100N;(3)。
【解析】(1)根据速度公式,得到平衡车的速度为:;
(2)根据重力与质量的关系式得到,平衡车的重力为:;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压力为:;
车对地面的压强为:。
16.(山东临沂,题号34,分值8分) 2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【思路分析】由压强等于压力除以受力面积可以求出飞机静止在跑道上时对跑道的压强;由速度公式可以求出飞机在空中直线飞行1400km所需要的最短时间;漂浮在水面上由排开水的质量可以求出重力;由液体压强公式可以求出舱底某处距水面1.5m水对该处产生的压强。
【解题过程】(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强P=G/s=mg/s=51×103kg×10N/kg/0.6m2=8.5×105Pa;
(2) 起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的短时间,t=S/v=1400km/560km/h=2.5h;
(3) 飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,浮力等于排开水的重力,此时飞机受到的重力:
G=m排g=46×103kg×10N/kg=4.6×105N,
舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa.
17.(浙江省舟山市,12题,7分)全球在建规模最大的水电枢纽工程﹣﹣我国白鹤滩水电站进人全面建设阶段。按设计,水电站总库容206.27亿立方米,混凝土双曲拱坝最大坝高289米,顶宽13米,最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
(1)水电站库区建成后,该地区空气湿度会增大,这与水的 (填物态变化名称)有关。
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。
(3)水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒,泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪,6分钟内所泄出水的质量是多少?
【思路分析】(1)空气湿度大,即空气中水蒸气的含量大,原因是水吸收热量后变成水蒸气弥漫在空气中,由水的状态变化对应相应的物态变化就可得出结论。
(2)压强与压力和受力面积有关,对应大坝的形状,就可得出结论;此外,还可根据液体压强的特点得出修成上宽下窄的另一方面好处
(3)根据质量计算公式m=ρV可知,要计算泄出水的质量,需要计算6分钟泄出水的体积,由水电站枢纽的最大总泄洪量可计算6分钟泄出水的体积从而计算出泄出水的质量。
【解题过程】(1)汽化;
(2)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强;
(3)6分钟下泄洪水的体积:V=42000米3/秒×6×60秒=1.512×107米3,由ρ=m/v可得,下泄洪水的质量:m=ρV=1.0×103千克/米3×1.512×107米3=1.512×1010千克。
18. (江西省,20,6分)如图9所示,是小普同学利用自制的简易天平在家实验时的情景,请仔细观察,并根据图中信息,求:
(1)该液体的密度;
(2)若烧杯的底面积为20cm2,装有此液体对天平托盘的压强。(g取10N/Kg)
【思路分析】(1)根据题意分析出烧杯中倒入液体的质量,再根据液体的体积计算出出它的密度;
(2)根据液体的质量计算出液体的重力,再由烧杯的底面积计算出压强即可。
【解题过程】
解:(1)由题意可知,烧杯中倒入液体的质量为:,液体的体积为:,液体的密度为:;
(2)由题意可知,烧杯对托盘底的压力为:,
对杯底的压强为:。
四、实验探究题
1. (湖南省衡阳市,题号24,分值6)在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面_______的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会_______(选填”内凹”或“外凸”)
(2)通过比较C、D两个图,可得到结论:同一种液体的压强随______的增加而增大
(3)通过比较D、E两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的_______越大,压强越大
(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论:__________________________________。
【答案】(1)高度差;内凹;(2)深度;(3)密度;(4)同种液体的相同深度,液体向各个方向的压强相等。
【解析】(1)实验中液体压强的大小是通过比较U型管中液面的高度差来判断的,用到了转换法的思想;将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到压强的作用会内凹;
(2)通过比较C、D两个图,橡皮膜在水中的深度越深,U型管中液面的高度差越大,即同一种液体的压强随深度的增加而增大;
(3)通过比较D、E两个图,橡皮膜在液体中深度相同,液体不同,密度不同,密度越大,U型管中液面的高度差越大,即深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)通过比较A、B、C三个图,橡皮膜在水中的深度相同,橡皮膜朝向不同,U形管两侧液面高度差相同,即在同一液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
2. (辽宁省抚顺,第30题,7分)
【答案】(1)匀速 0.4 (2)压力 不变 (3)小杯子在海绵中的凹陷程度 受力面积 (4)相同
【解析】(1)本实验利用二力平衡的原理,应水平匀速拉动小杯子;图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N ,示数为0.4N,即滑动摩擦力的大小为0.4N;(2)图乙中,压力增大,弹簧测力计的示数为0.8N,即接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与拉力大小无关,所以如果用更大的水平拉力拉动小杯子,小杯子将做加速运动,滑动摩擦力不变;(3)图丙、丁中,通过小杯子在海绵中的凹陷程度,来反映压力的作用效果;实验结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(4)乙、丙两图中,小杯子静止时,对两个受压面的压力F和受力面积S都相同,由可知,压强也相同。
3. (呼和浩特,13,3)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。
(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)液体压强和深度的关系
【解析】本题考查液体的压强。(1)连通器的特点是上端开口,下端连通的容器,而压强计的一端没有开口,故压强计不属于连通器;(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面不平,说明U形管两边的压强不一样,应取下软管重新安装,故选B;(3)多次改变探头在水中的深度,比较每次的深度及相应U形管左右两侧液面的高度差,是为了探究液体压强和深度的关系。
4. (四川省南充市,题号23,分值4)在“研究影响液体内部压强”的实验中:
(1)压强计是通过观察U型管的两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体_______的增加而增大。
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择_________进行比较。
(4)已知乙图中U型管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,则U型管底部受到的液体的压强为__________Pa(p水=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
【思路分析】液体的压强可以用压强计来探究;同种液体,液体的压强随深度的增加而增大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;液体的压强公式为:。
【解题过程】(1)压强计是通过观察U型管的两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择乙、丙进行比较。
(4)以右侧的水的深度来计算为:。
答案:(1)高度差;(2)深度;(3)乙、丙;(4)1000。
5. (山东省菏泽市,25,4分) 小强根据液体压强公式p=ρgh得出如下结论,在任何情况下。p都与h成正比,请你设计实验说明小强的结论是错误的。
【思路分析】根据影响液体的压强的因素,结合题意设计出实验即可。
【解题过程】
根据流体的压强公式可知,压强与深度和液体的密度都有关系,故小强的说法是错误的,利用微小压强计设计如下实验验证:
①将微小压强计的探头浸没在装有浓盐水的A容器中,深度为h1,记录压强计的液面高度差;
②再将压强计的探头浸没在装有水的容器B中,深度也为h1,记录压强计的液面高度差;
分析结论:分析两次压强计的液面高度差不相等,即不等于,实验说明液体中的压强与深度不成正比,所以小强的结论是错误的。
五、作图题
1.
1. (北京,4,2)下列实例中,为了增大压强的是
A. 书包带做的较宽 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
【解析】本题主要考查增大或减小压强的方法,书包带做得宽是通过增大受力面积来减小压强的,故A选项错误;图钉帽做的面积较大,也是通过增大受力面积来减小压强的,故B选项错误;大型平板车装有很多车轮是通过增大受力面积来减小压强的。 石磨的磨盘做得很重是通过增大压力来增大压强的,故D选项正确。
2. 【知识点】重力、二力平衡、机械能、力和运动
15. (北京,15,2)如图8所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是
A. 水对杯底的压强为900Pa
B. 水对杯底的压力为2N
C. 水杯对桌面的压强为1000Pa
D. 水杯对桌面的压力为2.8N
【答案】C
【解析】本题主要考查压力、压强。水对杯底的压强故A选项错误;水对杯底的压力故B选项错误;水杯对桌面的压强故C选项正确;水杯对桌面的压力故D选项错误。
3. (广西柳州,1,3)将8个完全相同的正方体物块分两部分叠放在水平地面上,如图7甲、乙所示,它们对地面的压强之比P甲:P乙等于
A.5:3
B.5:2
C. 10:9
D.3:2
【答案】C
【解析】由图可以看出,甲、乙对地的压力比是5:3,与地的接触面积比为3:2,则压强比
4. (河南省,题号12,分值2)第24届冬奥会将于2022年在北京—张家口举办。如图6所示,当运动员穿着滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时,下列说法中正确的是( )
A. 以滑雪板为参照物,运动员是运动的
B. 穿滑雪板是为了减小对雪地的压力
C. 雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力
D. 滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力
【答案】C
【解析】A以滑雪板为参照物,运动员是静止的;B不论穿不穿滑雪板,压力不变;D滑雪板与人一起的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力;雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力,选项C正确。
5. (湖南省怀化市,8,3分)
【答案】B
【解析】用力蹬地,运动员对地有作用力,根据力的作用是相互的,地对运动员有反作用力,因此身体可以迅速向前,故A正确;冰刀有着很薄的刃,与地面的接触面积很小,根据压强的计算公式可知,冰刀是为了增大压强,故B错误;物体具有保持运来的运动状态不变的性质叫做惯性,因此运动员到达终点不能立即停下,是因为运动员具有惯性,故C正确;二力平衡的条件是同体、等值、反向、共线。含义:同体——作用在同一物体上,等值——大小相等,反向——方向相反,共线——作用在同一条直线上,因此重力与支持力是一对平衡力,故D正确;根据题意,应选B。
6.(湖南娄底,9,3) 社团活动在潍坊各校轰轰烈烈开展,小明参加了杂技社团,他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时,在地面上留下了一个凹陷的鞋印,单手倒立时留下了一个凹陷的手掌印,那么( )
A.单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力
B.单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力
C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度
D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度
【答案】C
【解析】本题考查的是压力和压强。当人单脚站立或单手倒立时,对地面的压力不变,都等于人体的重力;但手的面积小于脚的面积,根据公式P=可知:单手倒立时对地面的压强大,所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度,故ABD错误;C正确。
7. (山东泰安,12,2)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】D
【思路分析】(1)甲容器上宽下窄,液体对容器底部的压力小于自身的重力;乙容器形状上下一样,液体对容器底部的压力等于自身的重力;底面积相等,根据公式p=可求液体对容器底部的压强;
(2)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p=可求容器对桌面的压强。
【解题过程】解:①水平桌面上,甲乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①错误,④正确;
②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②错误;
③甲容器上粗下细,液体对容器底部的压力小于自身的重力,甲容器为直壁容器,液体对容器底部的压力等于自身的重力,所以,甲图中液体对杯底的压力大于乙图中液体对杯底的压力,两个容器底面积相同,根据公式p=可知,故图中液体对杯底的压强p甲>p乙;故③正确。
综上所述,①②错误,③④正确。
故选:D。
8. (浙江杭州,6,3)如图,质量分布均匀的长方体重物A、B,密度分别为ρA和ρB,底面积分别为SA和SB,且SA>SB,将它们放在水平面上,它们对地面的压强相等。现水平割去上半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA和pB,对地面的压力分别为FA和FB,下列物理量大小比较的关系正确的是( )
A.FA<FB
B.pA>pB
C.ρA>ρB
D.切割前后 A、B 对地面的压强均不变
【答案】
【思路分析】对于柱状实心物体,可根据p=ρgh判断,已知两物体对地面的压强相等,由边长关系可求出密度关系,则由压强公式可求得压强和压力的关系。
【解题思路】解:
(1)设A的边长为hA,B的边长为hB,对于柱状实心物体,则根据p=ρgh可得A、B对地面的压强分别为:
pA0=ρAghA,
pB0=ρBghB,
已知它们对地面的压强相等,即:pA0=pB0,
所以,ρAghA=ρBghB。
由图可知:hA<hB,
所以,ρA>ρB,故C正确;
(2)长方体A、B沿水平割去上半部分(如图中虚线所示),则hA′=hA,hB′=hB,
则剩余部分对地面的压强分别为:
pA=ρAghA′=ρAghA=ρAghA=pA0,
pB=ρBghB′=ρBghB=ρBghB=pB0,故D错误;
已知pA0=pB0,则pA=pB,故B错误;
(3)由于SA>SB,根据F=pS可得:
剩余部分对地面的压力FA>FB,故A错误。
故选:C。
9.(湖北省江汉油田、潜江市、天门市、仙桃市,题号37,分值3)
【答案】AB。
【解析】橡皮膜没有发生形变,所以其两边受到的压力相等,受到的压强也相等,A、B均正确;只有在于橡皮膜等高的容器壁,两边受到的压强才是相等的,其他位置的都不相等,C错误;在橡皮膜的位置,液体产生的压强相等,但左边的液体深度小于右边的液体,根据液体压强公式p=ρgh可知,左边液体的密度更大,D错误。
10. (湖北咸宁,5,2) 一本八年级物理课木平放在水平桌面上时,它对桌面的压强最接近下列的数值为( )
A.0.5 Pa B.5 Pa C.50 Pa D.500 Pa
【答案】C
【思路分析】物理课本的质量约为250g,求出课本重,放在水平桌面的中央,对桌面的压力等于本身重力;
物理课本长约25cm、宽约20cm,求与桌面的接触面积S,再利用压强公式p=求对桌面的压强。
【解题过程】解:
八年级物理课本的质量约为m=250g=0.25kg,
物理课本重:
G=mg=0.25kg×10N/kg=2.5N,
它对水平桌面的压力F=G=2.5N,
受力面积:S=25cm×20cm=500cm2=0.05m2,
它对桌面的压强:
p===50Pa。
故选:C。
11. (湖南娄底,9,3) 社团活动在潍坊各校轰轰烈烈开展,小明参加了杂技社团,他常常在平整松软的土地上练习单脚站立和单手倒立。当他单脚站立时,在地面上留下了一个凹陷的鞋印,单手倒立时留下了一个凹陷的手掌印,那么( )
A.单脚站立时对地面的压力大于单手倒立时对地面的压力
B.单脚站立时对地面的压力小于单手倒立时对地面的压力
C.手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度
D.手掌印凹陷的深度等于鞋印凹陷的深度
【答案】C
【思路分析】人单脚站立或单手倒立时,对地面的压力不变,都等于人体的重力;但手的面积小于脚的面积,根据公式P=可求对地面的压强大小关系。
【解题过程】解:在水平地面上单脚站立或单手倒立度地面的压力不变,都等于人体的重力;单手的面积小于单脚的面积;根据公式P=可知,单手倒立时对地面的压强大,所以手掌印凹陷的深度大于鞋印凹陷的深度。
故选:C。
12. (吉林长春市,6,2分)
【答案】B
【解析】在压力不变时,减小受力面积可以增大压强;
A.书包用宽的背带是增大了受力面积,减小了压强,故A错误;
B.菜刀磨得锋利是减小受力面积增大压强,故B正确;
C.推土机用宽大履带是增大了受力面积,减小压强,故C错误;
D.铁轨下铺放枕木是增大了受力面积,减小压强,故D错误.
13. (四川省德阳市,21,3分)
在生产、生活中有很多物理知识的应用,下列说法中正确的( )
A.把书包带做得扁而宽,是为了减小书包对人体的压强
B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力
C.菜刀钝了磨一磨,是为了减小对被切物的压强
D.在铁轨下面铺设枕木,是为了减小对地面的压力
【答案】A
【解析】(1)压强大小的影响因素:压力大小、受力面积。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
A、把书包带做得扁而宽,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故A正确;
B、滑雪板一般都有较大的面积,在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故B错误;
C、菜刀钝了磨一磨,在压力一定时,减小受力面积,增大压强。故C错误;
D、在铁轨下面铺设枕木,在压力一定时,增大受力面积,减小压强。故D错误。
故选:A。
14. (海南,8,3)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=p3 B.p1<p2<p3
C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断
【答案】B
【思路分析】对于柱形固体,其压强大小可以用p======ρgh来计算。
【解题过程】解:因为放在水平地面上的立方体、长方体和圆柱体都属于柱形固体,都是由铁制成的实心物体,即ρ相同,且h1<h2<h3,
所以,根据p======ρgh可知,它们对地面的压强关系为:p1<p2<p3。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
15. (山东东营,1,3) 如图所示,在黄河口(东营)国际马拉松比赛中,一位坐轮椅的选手给观众留下了深刻的印象。下面说法正确的是( )
A.以路边的树木为参照物,选手是运动的
B.轮椅坐垫做的比较宽大是为了增大压强
C.停止用力后,轮椅仍能向前运动一段距离,是因为受到惯性力的作用
D.轮椅轮胎上有较深的花纹是为了减小摩擦
【答案】A
【思路分析】(1)判断一个物体是运动的还是静止的,要看这个物体与所选参照物之间是否有位置变化,若位置有变化,则物体相对于参照物是运动的;若位置没有变化,则物体相对于参照物是静止的;
(2)压强的大小与压力和接触面的面积有关;
(3)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性,惯性是物体的一种属性,不是力;
(4)摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,据此判断。
【解题过程】解:
A、运动员是运动过程中,以路边的树为参照物,运动员相对于路边的树的位置发生了改变,故运动员是运动的,故A正确;
B、轮椅坐垫做的比较宽大是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故B正确;
C、停止用力后,轮椅仍能向前运动一段距离,是因为轮椅具有惯性,而不能说受到惯性力,故C错误;
D、轮椅轮胎上的花纹是为了在压力一定时,使接触面变粗糙从而增大与地面间的摩擦力,故D错误。
故选:A。
16.(四川成都,6,2)如图所示的实例中,为了增大压强的是( )
A.
安全锤一端做成锥形
B.
坦克的履带非常宽大
C.
铁轨下铺放很多轨枕
D.
滑雪板的面积比较大
【答案】A
【思路分析】压强的大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强。
减小压强的方法:是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;是在受力面积一定时,通过减小压力来减小压强。
【解题过程】解:
A、安全锤一端做成锥形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A符合题意;
B、坦克的履带非常宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不合题意;
C、铁轨下铺放很多轨枕,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D、滑雪板的面积比较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
故选:A。
17. (四川成都,32,2)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,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]:[(mB2 ρA]
【答案】BD
【思路分析】水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg;根据ρ=、V=Sh可得S=,再利用p=分别推导出p1、p2、p3和p4的表达式,最后计算各个压强比。
【解题过程】解:
水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,即F=G=mg,
由ρ=、V=Sh可得,S=,
p1═==ρAgh,
p2===,
p3===,
p4===。
A、p1:p2=ρAgh:=.故A错误;
B、p1:p4=ρAgh:=.故B正确;
C、p2:p4=:=.故C错误;
D、p2:p3=:=.故D正确。
故选:BD。
18. (江苏省盐城市,题号9,分值2)如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲乙两种液体中,
从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
【答案】A
【解析】从图中可以看出:液体的深度相同,但是两个压强计的液面高度差不同,甲液体中的液面高度差大于乙液体中的液面高度差,根据液体的压强规律,说明甲液体的密度大于乙液体的密度,选项A正确;选项BCD错误。故选A。
19.(山东临沂,题号12,分值2分)对下列四幅图的说法正确的是( )
A.甲图中针头做得很尖目的是增大压力
B.乙图中的水壶利用了连通器原理
C.丙图中钢笔吸墨水利用了帕斯卡定律
D.丁图中简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强大
【答案】B
【解析】解:A、由公式P=知,注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故A错误;
B、茶壶的壶嘴与壶身连通,构成一个连通器。故B正确;
C、钢笔吸墨水利用了大气压的原理,故C错误;
D、管上方空气流速快、压强小,简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强小,故D错误。
20. (四川省泸州市,题号26,分值2)中央电视台报道:年6月2日12时13分,在酒泉卫星发射中心用长征2号丁运载火箭将“高分六号卫星”发射升空。卫星在发射前将重为G1的火箭置于自重为G2的拖车上,此时拖车轮胎与路面的总接触面积为S,使拖车沿粗糙程度相同的水平地面做匀速直线运动,将火箭运送到发射场。下列说法正确的是( )
A.运送该火箭的过程中,拖车对地面的压强
B.若拖车在水平地面做加速运动,受到的摩擦力变大
C.拖车在运送该火箭的过程中,所受的摩擦力大小不变
D.“高分六号卫星”定轨后,绕地球匀速转动时处于平衡状态
【答案】AC
【解析】根据压强公式,此时拖车对地面的压强为:,选项A正确;若拖车在水平地面做加速运动,受到的摩擦力不变,选项B错误;选项C正确;高分六号卫星”定轨后,绕地球匀速转动时处于非平衡状态,选项D错误。故选AC。
21. (长沙,27,3分)如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为3:4,把它们平放在同一水平桌面上.在甲物体上,沿水平方向截取一段长为x的物体A,并平稳放入容器乙中,用力使物体A刚好浸没在液体中(A不与容器乙接触,液体无溢出),截取后,甲、乙对桌面的压强随截取长度x的变化关系如图所示.已知甲的密度为0.6×103kg/m3,容器乙的壁厚和质量均忽略不计,g取10N/kg.下列说法正确的是( )
A.圆柱体甲截取前和容器乙液体质量之比为3:2
B.圆柱体甲截取前对桌面的压强为1000Pa
C.容器乙液体的密度为0.4×103kg/m3
D.容器乙中未放入物体A时,液体的深度为8cm
【答案】C
【解析】A.由图可知,截取前,甲对地面的压强为4p0,乙对桌面的压强为p0,∵①,②,①÷②得:,∴,故A不正确;
B.由图可知,甲截取了10cm时,对地面的压强由4p0变为2p0,根据公式可知,原来的长度为20cm,即甲被截取前总长度:,∴截取前,甲对地面的压强:,故B不正确;
C.由图可知,该圆柱形容器,忽略容器质量和壁厚,则容器对桌面压强:,液体对容器底的压强:,∴,∵液体对容器底的压强:,由图可知,截取10cn的甲放入乙中,容器对桌面的压强变为原来的2倍,即液体对容器底的压强变为原来的2倍,根据液体对容器底的压强:可知,深度变为原来的2倍,将切去部分投入乙中并使其浸没,则有,∴,∴液面升高的高度:,∴乙初始深度:,
,∴,故C正确;
D.由C选项的分析可知,乙为放入A时,液面深度为7.5cm,故D不正确.
22.(湖南省邵阳市,4,2分)如4题图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
【答案】A
【解析】液体压强的大小与液体的密度与深度有关。这两种液体相对试管底部的深度是相等的,
但由于乙是倾斜的,故体积比甲液体大,又它们的质量是相等的,所以乙密度比甲密度小,所以
甲液体对试管底部的压强大,故选A。
23.(江西省,11,3分)“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及到的一些物品进行了估测,其中合理的是( )
A.一支新的2B铅笔的长度约为18cm B.一支考试用的新水笔的质量约为10Kg
C.一张中考物理试卷的面积约为1.5m2 C.一张草稿纸平铺对桌面的压强约为100Pa
【答案】A
【解析】
(江西省,11,3分)
“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及到的一些物品进行了估测,其中合理的是( )
A.一支新的2B铅笔的长度约为18cm B.一支考试用的新水笔的质量约为10Kg
C.一张中考物理试卷的面积约为1.5m2 C.一张草稿纸平铺对桌面的压强约为100Pa
【答案】A
【解析】
首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案;
A. 中学生伸开手掌,大拇指指尖到中指指尖的距离大约18cm,2B铅笔的长度与此差不多,在17.5cm=175mm左右,故A符合实际;
B.一只考试用的新水笔的质量大约为50g左右,10kg太重了,故B不符合实际;
C.一张中考物理试卷的面积约为0.15m2,故C不符合实际;
D.一张草稿纸质量约为6毫克,对桌面的压力为:,与桌面的接触面积为:,则对桌面的压强为:,故D不符合实际。
24.(四川省乐山市,题号8,分值2.5)如图所示的实例中,属于增大压强的是( )
A.在铁轨下面铺枕木 B.安全锤的锤头做成锥状 C.书包背带做得较宽 D.大型载重车装有很多车轮
【答案】B
【解析】在铁轨下面铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不合题意;破窗锤的敲击端做成锥状,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B符合题意;书包背带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C不合题意;大型载重车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D不合题意。
25.(四川省攀枝花市,题号7,分值3)关于液体和气体压强及相关的应用,下列说法中错误的是( )
A.小汽车设计成流线型,是为了在高速行驶时增强对地面的压力
B.青藏高原气压低,水的沸点低,煮饭要用高压锅
C.三峡船闸通行轮船利用了连通器原理
D.二滩电站大坝根据液体压强规律设计成“上窄下宽”
【答案】A
【解析】小汽车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大压强小,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力变小,故A错误,符合题意;青藏高原海拔高,山顶上气压低,水的沸点低,煮饭要用高压锅,故B正确;三峡船闸通行轮船利用了连通器原理,故C正确;电站大坝设计成下宽上窄形状的依据是液体压强随深度增加而增大,故D正确。
26.(四川省攀枝花市,题号9,分值3)匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示,这个容器可能是( )
【答案】C
【解析】根据图象,容器底所受水的压强变化是越来越慢,当匀速地向某容器内注满水时,压强变化越来越慢,根据p=ρgh可知,水面升高的高度变化越来越慢,容器的形状是上口大、底小,故C正确,ABD错误。
27.(湖北武汉,7,3) 如图所示,在“探究影响压力作用效果的因素”的实验中,下列说法正确的是( )
①甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等
②甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显
③甲、乙两次实验,说明压力作用的效果跟压力的大小有关
④为了完成整个实验,可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和甲图中的对比
A.①② B.①②④ C.①③④ D.②③④
【答案】A
【解析】本实验通过受压面的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
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。据此分析回答。
解:①实验中,物体对受压面的压力等于物体的重力,故甲、乙两次实验中,小桌对海绵压力的大小相等,①正确;
②根据转换法,甲图中小桌对海绵压力作用的效果比乙图中的明显,②正确;
③甲、乙两次实验,受力面积不同而压力相同,故说明压力作用的效果跟受力面积的大小有关,③错误;
④为了完成整个实验,还要研究压力作用效果与压力大小有关,要控制受力面积相同,故可以将乙图中的砝码取下来,并将看到的实验现象和乙图中的对比,④错误;
故选:A。
28.(湖南省常德市,题号3,分值3)如图所示的四种动物器官,具有减小压强功能的是( )
A.啄木鸟的喙 B.骆驼的脚掌 C.鳄鱼的牙齿 D.蚊子的口器
【答案】B
【解析】啄木鸟的喙非常尖细,可以减小受力面积,增大压强,选项A错误;骆驼的脚掌非常宽大,可以增大受力面积,减小压强,选项B正确;鳄鱼的牙齿非常尖锐,可以减小受力面积,增大压强,选项C错误;蚊子的口器非常尖细,可以减小受力面积,增大压强,选项D错误。故选B。
二、填空题
1. (龙东市,19,2分)
【答案】<;>
【解析】正立和倒立时,对桌面的压力相等,都等于水和瓶的总重力,正立时,受力面积大于倒立时的受力面积,根据公式可知,压力相等时,压强与受力面积成反比,所以正立时,瓶子对桌面的压强小于倒立时对桌面的压强,即;由图可知,正立时水对对瓶底的压力等于重力,倒立时水对瓶盖的压力小于重力,所以正立时水对瓶底的压力大于倒立时水对瓶盖的压力,即.
2. (年黑龙江省齐齐哈尔市,19,4分)
【答案】乙;深度越深,压强越大(或压力一定时,受力面积越小,压强越大)
【解析】根据影响液体的压强的因素的相关知识,结合压强的计算公式来分析解答;
由于液体压强的大小影响因素有液体的密度和深度,而两容器中盛有同种液体,而乙液体的深度大,所以乙容器底受到的压强大。
3. (湖南省怀化市,18,2分)
【答案】1000Pa;800Pa
【解析】杯子对桌面的压力等于其重力,F=G=mg=6N,根据压强的计算公式,;
水对杯底的压强为
4. (山东青岛,22,2)书包带做得宽一些,目的是在压力一定时,增大肩部的 从而 压强,背着更舒服。
【思路分析】压强大小的影响因素:压力大小、受力面积。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解题过程】解:
把书包带做得宽一些,是在压力一定时,增大肩部的受力面积来减小压强,使人背着舒服。
故答案为:受力面积;减小。
5. (山东淄博,第18题,3分) 共享单车为人们的绿色出行带来便利。车把上凹凸不平的花纹是通过
增大摩擦的。小明骑着单车到公园游玩,10min沿水平路面行驶了3km,他骑车的平均速度是 m/s。若小明和单车的总质量是80kg,每个车轮与水平地面的接触面积是25cm2,骑行过程中单车对地面的压强是 Pa。
【答案】增大接触面的粗糙程度 5 1.6×105
【解析】本题考查的是影响摩擦力的因素、平均速度的计算方法和压强的计算。凹凸不平的花纹是改变的接触面的粗糙程度;总路程除以总时间才能得到平均速度,但是一定要注意单位的换算;计算压强时一定要注意接触面积的大小,本题应该是两个车轮的面积。
6.(四川绵阳,13,4) 我国首艘国产航母的长度315m,宽度75m,吃水约10.5m,年5月13日离港海试。航母静止在海面上时所受海水的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m处承受海水产生的压强为 Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】等于;9.27×104。
【思路分析】本题考查液体压强公式、物体的浮沉条件的应用,均为基础知识,要掌握好。根据物体浮沉条件分析当航母漂浮在水面上时,其受到的浮力与重力的关系;由液体压强公式计算距海面深9m处承受海水产生的压强。
【解题过程】解:
根据物体浮沉条件可知,航母静止在海面上时(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力;
距海面深9m处承受海水产生的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。
故答案为:等于;9.27×104。
7. (浙江湖州,8,3) 一根均匀的长方体细长直棒重1.5牛,下底面积为20厘米2,将它放在水平桌面上,并有的长度露出桌面外,如图所示。
(1)直棒对桌面的压强为 帕。
(2)在棒的右端至少应施加 牛的竖直向下的力,才能让它的左端离开桌面。
【答案】
【思路分析】本题考查了压强的计算及杠杆平衡条件的应用,解决(2)的关键是确定支点,动力臂及阻力臂。(1)直棒对桌面的压力等于其重力,根据p=计算直棒对桌面的压强;(2)确定支点,压力为动力,棒的重力为阻力,根据杠杆的平衡条件进行分析,且要使力最小,需使动力臂最长。
【解题过程】解:
(1)直棒对桌面的压力:F=G=1.5N;
有的长度露出桌面外,直棒对桌面的压强为:
p===1000Pa;
(2)在棒的右端施加力,使左端抬起,此时直棒相当于杠杆,支点在桌边,根据杠杆的平衡条件,要使动力最小,应该使动力臂最长,所以应在最右端施加一个竖直向下的力,如图所示:
设直棒的长为L,由题知L1=L,重力的力臂L2=﹣=L,
根据杠杆的平衡条件可得:F•L1=G•L2,
即:F×L=1.5N×L,
解得:F=1.5N。
故答案为:(1)1000;(2)1.5。
8. (湖北襄阳,11,2) 甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器,一正一反放置在同水平桌面上,装有质量相等、深度相同的不同液体,如图所示。桌面受到甲、乙两容器的压力分别为F甲和F乙,两容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,则F甲 F乙,p1 p2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】等于;小于
【思路分析】(1)静止在水平面上的物体对桌面的压力大小等于自身的重力;
(2)据液体的质量相等,而后结合容器内的体积关系,可判断出容器内部液体的密度关系,而后据液体内部压强的计算公式计算即可。
【解题过程】解:
容器在水平桌面上,桌面所受杯子的压力等于杯和液体的总重力,故液体的质量相同,杯子的质量相同,所以总质量相同,故总重力相同,所以两杯对桌面的压力相同,即F甲=F乙;
由图可知,液体的深度相同,甲容器内部液体的体积大于乙容器内部液体的体积,故根据ρ=可知,由于两种液体的质量相同,所以甲液体的密度小于乙液体的密度,故根据p=ρgh可得,甲的密度小,所以甲液体对容器底的压强小,即p1<p2。
故答案为:等于;小于。
9.(湖北省宜昌市,题号22,分值2)我国蛟龙号载人潜水器己完成了7km级的潜水实验,它潜入海面下7km深处受到海水的压强是_______Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=1ON/kg)。在逐渐上升返回海面的过程中,所受到海水的压强将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】7.21×107;变小。
【解析】潜入海面下7km深处受到海水的压强为:;在逐渐上升返回海面的过程中,海水深度h变小,所以受到海水的压强将变小。
10. (吉林,8,2分)
大型载重平板车都装有很多轮子,这是通过增大 的方式减小对路面的 。以免损坏路面。
【答案】受力面积;压强;
【解析】根据影响压强的大小的因素,结合题意来分析解答;
大型载重平板车都装有很多轮子,增大了车与地面的接触面积,在压力不变时,减小了对路面的压强。
11. (江苏省苏州市,题号16,分值2)
【答案】<;<。
【解析】两容器底面积相同,液体质量相等,由图可知,,根据密度的计算公式可知,;两液体的深度相同,由液体内部压强的计算公式可知,。
12. (湖南岳阳,14,4) 如图,质地均匀的长方体重7N,放在水平桌面上,它与桌子的接触面积为0.01m2,则它对桌面的压强为 Pa:竖直切除该物体右边的阴影部分,剩余部分对桌面的压强会 (选填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】
【思路分析】1)该物体对桌面的压力和自身的重力相等,根据题意求出物体与桌面的接触面积即为受力面积,根据p=求出该物体对桌面的压强;
(2)将阴影部分切除,根据p=可知剩余部分对桌面的压强变化。
【解答过程】解:长方体对桌面的压力为:F=G=7N;
长方体对桌面的压强为:p===700Pa;
设长方体的底面积为S,没切除时,长方体对桌面的压强:p==,因为S′<S,所以>①;
当竖直切除该物体右边的阴影部分,设剩余部分的重力为kG,则受力面积为kS,物体对桌面的压力F′=G′=kG,则剩余部分对桌面的压强为:
p′===②;
由①②可知,剩余部分对桌面的压强会变小。
故答案为:700;变小。
13. (四川巴中,19,1) 将一正方体木块放入装满水的容器中,静止时如图所示,则容器底部受到的水的压力将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】不变
【思路分析】根据p=ρgh判断出压强的变化,根据F=pS判断出容器底部受到的水的压力的变化。
【解题过程】解:
将一正方体木块放入装满水的容器中,静止时如图,水的深度不变,根据p=ρgh可知水对容器底的压强不变,容器的底面积不变,根据F=pS知,容器底部受到的水的压力将不变。
故答案为:不变。
14. (江苏宿迁,11,3分)如图甲所示,用刻度尺测量一个正方体物块的边长为________cm;用天平测量该物块的质量,所加砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示,物块的质量为________g;该物块放在水平地面时对地面的压强为________Pa.(g=10N/kg)
【答案】4.00;32;200
【解析】(1)由甲图可知,刻度尺的分度值为1mm,读数为4.00cm,即正方体的边长为4.00cm;
(2)由乙图可知,砝码质量:,游码对应示数:,
物块质量:;
(3)物块对地面的压力:,
受力面积:,
物块对地面的压强:.
15. (四川达州市,31,2分)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中同一高度处分别有A、B两点.若两种液体的质量相等,则A、B两点的压强关系是pA___________pB;若两点的压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p甲___________p乙(两空选填“大于”、“等于”或“小于”).
【答案】小于;大于
【解析】(1)∵甲乙两种液体对容器底的压力等于液体的重力,而甲乙两液体的质量相等,∴甲乙对容器底的压强相等,由图可知,甲液体的体积小于乙液体的体积,即V甲<V乙,∵m甲=m乙,根据公式可知,质量相等时,密度与体积成反比,∴ρ甲>ρ乙,∵A、B所处高度相同,∴根据公式p=ρhg可知,容器底到A点处的液体产生的压强大于容器底到B点处的液体产生的压强,∴A点的压强小于B点的压强,即pA<pB;
(2)若两点的压强相等,∵A处的高度小于B处的高度,∴ρ甲>ρ乙,又∵A、B两点到容器底的距离相等,∴容器底到A点处的液体产生的压强大于容器底到B点处的液体产生的压强,∴甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底的压强,即p甲>p乙.
16. (四川省南充市,题号14,分值2)如图所示,一个重为5N的容器,底面积100cm2,内装有400ml的酒精,则容器对桌面的压力为_________N,容器对桌面的压强为_____________Pa(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】8.2;820。
【解析】酒精的质量为:,酒精的重力为:;容器对桌面的压力为:;容器对桌面的压强为:。
17. (广东省广州,18,×分)白色感压纸受到的压强达到可测最小值时才变色,且颜色随压强变大而变深,大于可测最大值时颜色不再变深。感压纸A的规格如图19所示。
实验1:用250N的压力垂直作用在A上,受力面积为0.25cm2,此压力对A的压强为 N/cm2
实验2:仍用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验1不同,
下列哪些受力面积符合要求?
①2cm2 ②0.8cm2 ③0.3cm2 ④0.1cm2 ⑤0.01cm2
【答案】1000 ②③
【解析】根据压强的计算公式;由图19可知,可测的压强范围是250N/cm2~1000N/cm2,仍用250N的压力垂直作用在与A规格相同的感压纸上,要使它变色且颜色深度与实验1不同,分别算出不同的压强①,②
③④,综上只有②③符合题意。
18.(长沙,30,2分)2017年,网上流传这样一段视频:一对外国老夫妇在海边拍摄风景照,无奈由于站立太久而深陷淤泥.一名中国渔夫见状,首先将他们身上的背包和摄影设备拿走,目的是减小他们对淤泥地的________力,然后渔夫无论是拖、抱、拽都无法使它们脱离淤泥,最后渔夫平趴在淤泥地上,他们撑着渔夫的身体才爬出了淤泥.渔夫平趴在淤泥地的目的是:增大人体与淤泥地的接触面积,以减小人体对淤泥地的________,使被困着脱离险境.
【答案】压;压强
【解析】根据受力平衡可知,人拿包后,人的重力变小,受到的支持力变小,又因为人受到的支持力和对淤泥的压力是一对相互作用力,所以人堆淤泥的压力减小;渔夫平趴在淤泥地的目的是:增大人体与淤泥地的接触面积,以减小人体对淤泥地的压强,使被困着脱离险境.
6.(四川省乐山市,题号33,分值2)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用弹簧秤挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯的水中,如图所示,浸没前,溢水杯所受水的压力将 (选填“变大”,“变小”,“不变”),电子秤的读数将 (选填“变大”,“变小”,“不变”)。
【答案】不变;不变。
【解析】铝块浸入水中的过程中,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变;铝块浸在水中时,铝块受到向上的浮力,根据物体间力的作用是相互的,可知,物体给水一个向下的压力,由于溢水杯中装满水,此时溢出水的重力等于浮力,也等于物体给水的向下的压力,相当于溢水杯既没有增加水也没有减少水,所以桌面受到溢水杯的压力不变。
19.(浙江省绍兴市,题号18,分值6)18.嫦娥任务是我国重要的绕月探月工程。
(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的_________,即月坑。
(2)“玉兔号的腿部是六个轮状的移动装置,目的是通过_________来减小对月面的压强,适合在松软的月球表面行驶。
(3)年5月21日〔农历四月初七),“鹊桥号”中继卫星发射升空。当天晚上的月相接近_________。
【答案】(1)环形山;(2)增大受力面积;(3)上弦月。
【解析】(1)月球表面地形复杂,最引人注目的是随处可见的是环形山,即月坑;(2)“玉兔号”的腿部是六个轮状的移动装置,目的是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对月面的压强,适合在松软的月球表面行驶;(3)年5月21日(农历四月初七),月相是上弦月。
20.(白银市,11,2分)细心的小明发现家里用过一段时间的菜刀,爸爸总要把它磨一磨,这是为了减小________,从而达到增大___________的目的。
【答案】受力面积;压强
【解析】用过一段时间的菜刀,要把它磨一磨,这是为了减小减小受力面积,在压力一定的情况下,从而达到增大压强的目的.
21.(湖南省常德市,题号22,分值4)背着氧气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服了,这是由于海水的压强随深度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,此时海水对你脚背的压强约为 Pa()。
【答案】增大 7.21×107
【解析】液体中压强的公式为,一定,一定,则与成正比,即压强随深度的增加而增大。在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,根据液体中压强的公式,可知此时海水对脚背的压强约为。
三、解答题
1. (湖南省衡阳市,题号28,分值6)为了倡导绿色出行,衡阳市投放了大量的共享自行车,小明在水平路面上匀速骑行900m,所用时间为3min时,人与车总质量约60kg,每个轮胎与地面接触面积约为0.01m2.求
(1)自行车行驶的速度为多少m/s
(2)自行车对地面的压力
(3)此时自行车对地面的压强
【答案】(1)5m/s;(2)600N;(3)3×104Pa。
【解析】(1)自行车行驶的速度为;
(2)在水平地面上,;
(3)自行车对地面的压强。
2. (江苏省扬州市,题号23,分值5)
【答案】(1)25.00 砖块的体积和质量分别是0.01m3、3kg (2)300Pa
【解析】(1)如图砖块的一端与刻度尺零刻度线对齐,砖块长25.00厘米=0.25m;V=0.4m×0.1m×0.25m=0.01m3,m=ρV=0.3×103kg/m3×0.4m×0.1m×0.25m=3kg;(2)当砖块平方时对地面的最小压强。
3. (山东临沂,34,8)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【思路分析】(1)飞机在水平地面上,对地面的压力F=G=mg,然后根据p=计算飞机对跑道的压强;
(2)确定飞机飞行的最大速度,根据公式t=可得飞机所需的最短时间;
(3)根据F浮=G及F浮=G排可得飞机的重力;根据p=ρgh可得水对舱底的压强。
【解题过程】解:(1)飞机静止在跑道上,对跑道的压力为:
F=G=mg=51×103kg×10N/kg=5.1×105N;
则飞机对跑道的压强为:
p===8.5×105Pa;
(2)飞机的最大飞行速度为560km/h,
由v=得,飞机所需的最短时间为:
t===2.5h;
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得F浮=G飞机,
由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:F浮=G排,
所以,可得此时飞机的重力为:
G飞机=G排=m排g=46×103kg×10N/kg=4.6×105N;
水对舱底的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa
答:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×105Pa;
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是2.5h;
(3)飞机受到的重力是4.6×105N;水对舱底产生的压强是1.5×104Pa。
4. (山东青岛,30,2)请用相关的两个物理知识解释如下场景:
潜水员深海作业时,他穿着抗压潜水服,用力向后划水,身体向前进。
【思路分析】(1)由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大。
(2)物体间力的作用是相互的。
【解题过程】答:(1)液体的压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。
(2)潜水员在水中用力向后划水,即手对水有一个向后的力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以水对手有一个向前的反作用力,所以潜水员在水中可以向前运动。
5. (山东枣庄,23,6) 现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底面积=200cm2,高度h=20cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=120cm2,高度与容器高相同,如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少?
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少?
【思路分析】(1)利用F=G=mg=ρgV求圆柱体对容器底部的压力,再利用p=求圆柱体对容器底部的压强;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,F浮=G,利用F浮=ρ水gV排=ρ水gSh水求水的深度,再利用p=ρgh求容器底部产生的压强;
利用G水=m水g=ρ水gV水=ρ水g(S﹣S1)h求所注水的重力
【解题过程】解:
(1)圆柱体对容器底部的压力:
F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N;
圆柱体对容器底部的压强:
p===1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,则:
F浮=G柱=19.2N,
由F浮=ρ水gV排=ρ水gS1h水得水的深度:
h水===0.16m,
此时水对容器底部产生的压强:
p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;
所注水的体积:
V水=(S﹣S1)h水=(200×10﹣4m2﹣120×10﹣4m2)×0.16m=1.28×10﹣3m3,
所注水的重力:
G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×1.28×10﹣3m3=12.8N。
答:(1)圆柱体对容器底部的压强是1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,此时水对容器底部的压强和所注的水重各是1600Pa、12.8N。
6.(四川眉山,22,6)试根据压强是物体所受压力的大小与受力面积之比的定义,推导出密度为ρ的液体,在液面下深度为h处液体产生的压强P的表达式。(已知:重力与质量的比值为g,要求用ρ、h、g表示P)。
【思路分析】设想液面下h深处有一面积为S的水平圆面,它所受到的压力是其上方圆柱形的小液柱所产生的,根据F=G=mg=ρVgS表示出其大小,利用p=得出在液面下深度为h处液体产生的压强。
【解题过程】解:设想液面下h深处有一面积为S的水平圆面,则水平圆面受到的压力:
F=G=mg=ρVg=ρShg,
则在液面下深度为h处液体产生的压强:
p===ρgh。
答:密度为ρ的液体,在液面下深度为h处液体产生的压强的表达式为p=ρgh。
7. (云南省昆明市,第24题,7分)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器向上的压力。(已知 p水=1.0×103kg/m3,g 取 10Nkg,忽略容器壁的厚度)
【思路分析】根据液体内部压强的计算公式计算出水对容器底部的压强;根据F=pS计算出水对容器底部的压力和容器对桌面的压力;根据G=mg计算出容器重力,进而计算出容器中的水重,最后计算出水对容器向上的压力。
【解题过程】解:水对容器底的压强:
水对容器底的压力:
容器对桌面的压力:
容器重力:
容器中的水重:
水对容器向上的压力:。
8. (浙江嘉兴,12,7)全球在建规模最大的水电枢纽工程﹣﹣我国白鹤滩水电站进人全面建设阶段。按设计,水电站总库容206.27亿立方米,混凝土双曲拱坝最大坝高289米,顶宽13米,最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
(1)水电站库区建成后,该地区空气湿度会增大,这与水的 (填物态变化名称)有关。
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。
(3)水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒,泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪,6分钟内所泄出水的质量是多少?
【思路分析】(1)物质由液态变成气态的过程叫汽化,汽化包括蒸发和沸腾两种方式;
(2)在液体密度一定时,液体压强与深度成正比;
(3)已知最大泄洪量和泄洪时间,可以得到泄洪体积;已知泄洪体积和水的密度,利用m=ρV得到下泄洪水的质量。
【解题过程】解:
(1)空气湿度大,即空气中水蒸气的含量大,原因是水吸收热量后汽化为水蒸气弥漫在空气中;
(2)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强;
(3)6分钟下泄洪水的体积:V=42000米3/秒×6×60秒=1.512×107米3,
由ρ=可得,下泄洪水的质量:m=ρV=1.0×103千克/米3×1.512×107米3=1.512×1010千克。
答:(1)汽化;
(2)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强;
(3)6分钟所泄出水的质量为1.512×1010千克。
9.(浙江省台州市,题号16,分值4)将纸餐盘、纸杯和吸管按照如图方式粘合在一起即成“纸杯船”。
(1)往纸杯里倒些水,水从吸管喷出时,纸杯船就会前进,说明 。
(2)杯内装水越多,吸管喷水越远,因为 。
【答案】(1)力的作用是相互的。(2)液体压强随深度增加而增大。
【解析】(1)往纸杯里倒些水,水从吸管喷出时,水给空气一个向后的力,由于力的作用是相互的,故空气给水一个向前的力,故纸杯船就会前进。
(2)杯内装水越多,吸管喷水越远,是因为装水越多,水的深度h越大;运用液体压强随深度增加而增大;所以喷水越远。
10. (湖北省宜昌市,题号30,分值4)湖北三江瓦力特公司生产的WS2900重型越野车(如图13所示),具有高机动、高越野、高平顺性和良好的环境适应性,在我国国防建设和国民经济建设中发挥越来越大的作用。它的质量为105吨,最大装载质量为60吨,共16个车轮,满载后每个车轮与地面的接触面积为1250cm2,请解答下列问题:(g=10N/kg)
(1)该车以30km/h的速度匀速行驶18min,通过的路程是多少km?
(2)该车满载货物静止在水平路面时,对地面的压强是多少Pa?
【思路分析】根据速度和压强公式进行计算。
【解题过程】(1)18min行驶的路程:
;
(2)越野车对地面的压力:
;
越野车对地面的压强:
。
11. (江苏南京,29,7) 年2月,一辆无人驾驶迷你巴士在南京试运行,如图所示它是一辆“微型公交”,体现了“绿色环保、低碳出行”的科学发展理念。
(1)巴士行驶过程中,以巴士为参照物,路边的树是 的
(2)为了安全,巴士设计的最大速度是20km/h。若它匀速行驶6km,耗时20min,则巴士行驶的速度多大?
(3)满载的巴士静止在水平地面上,总质量为3000kg,若轮胎与地面的总接触面积为600cm2,则它对地面的压强是多少帕?(g取10N/kg)
【思路分析】(1)被研究的物体和参照物之间如果发生位置的改变,被研究的物体是运动的,如果没有发生位置的改变,被研究的物体是静止的;
(2)由速度公式计算巴士行驶的速度;
(2)由于巴士静止在水平地面上,对地面的压力等于巴士的重力,知道受力面积,再利用p=求巴士对地面的压强。
【解题过程】解:
(1)巴士行驶过程中,如果以巴士为参照物,路边的树和巴士之间发生了位置改变,所以以巴士为参照物,树是运动的;
(2)巴士匀速行驶6km,耗时20min,所以巴士行驶的速度:
v===18km/h;
(3)因为巴士静止在水平地面上,对地面的压力等于巴士的重力,即:
F=G=mg=3000kg×10N/kg=3×104N,
巴士对地面的压强:
p===5×105Pa。
故答案为:(1)运动;
(2)巴士行驶的速度为18km/h;
(3)巴士静止在水平地面上,对地面的压强为5×105Pa。
12. (江苏省徐州市,第35题,6分)35.制作豆腐过程中,要用重物把豆腐压实,如果重物对豆腐的压力为200N,受力面积为1m2.压实后,30kg豆腐的体积为0.02m3.
求:(1)重物对豆腐的压强;(2)豆腐的密度.
【思路分析】(1)根据压力F和受力面积S,利用压强的计算公式计算出重物对豆腐的压强;(2)根据质量m和体积V,利用密度的计算公式计算出豆腐的密度。
【解题过程】解:(1)重物对豆腐的压强: (3分)
(2)豆腐的密度: (3分)
13. (贵州黔三州,20,6)深圳推出的环保共享租车模式PonyCar于2017年正式运营。该车小巧实用,质量仅有740kg,轮胎与地面的总接触面积300cm2,标准乘载160kg,请解答下列问题:
(1)该车通过长为750米的隧道需100秒,则该车的平均速度为多少米/秒?
(2)电动车标准乘载且静止时,对水平路面的压强有多大?
【思路分析】考查了速度公式、压强公式和重力公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。(1)根据v=算出平均速度;(2)静止时,对水平路面的压力等于车和承载的总重力,根据F=G=mg求出其大小,根据p=求出对水平路面的压强。
【解题过程】解:(1)车的平均速度:v===7.5m/s;
(2)电动车标准乘载且静止时,
对水平路面的压力:F=G=(m车+m人)g=(740kg+160kg)×10N/kg=9×103N,
对水平路面的压强:
p===3×105Pa。
答:(1)该车通过长为750米的隧道需100秒,则该车的平均速度为7.5米/秒;
(2)电动车标准乘载且静止时,对水平路面的压强为3×105Pa。
14. (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0.6x I03kg/m3.质量为12kg,底面积为4x 10-2m2。乙的质量为5.4kg. 边长分别为0.1m、0.2m、0.3m。g取10N/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端的最小值,求甲截去的高度。
【思路分析】根据乙的边长可求出乙的体积,再用质量比体积可求出乙的密度;
在水平地面上,压力等于重力有受力面积可以求出甲对地的压强;
利用甲截去一部分后与乙加上截去的对地压强相等可求出截去部分的重力,再依据重力公式可求出截去的高度。
【解题过程】解:(1)乙的密度
(2) 甲直立时对水平地面的压强;
(3)分析可知 乙对水平地面压端的最小时,即平放时,设甲截去的重力为G则有
由得
15. (江苏省盐城市,题号22,分值6)双轮电动平衡车越来越受到人们的喜爱。如图所示,质量为40kg的小红驾驶平衡车在平直的路而上匀速行驶,5min通过的路程为900m,己知平衡车的质量为10kg,轮胎与地面的总接触面积为25cm2,g取10N/kg。求:
(1)平衡车的速度;
(2)平衡车的重力;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压强。
【答案】(1)3m/s;(2)100N;(3)。
【解析】(1)根据速度公式,得到平衡车的速度为:;
(2)根据重力与质量的关系式得到,平衡车的重力为:;
(3)小红驾驶平衡车时,车对地面的压力为:;
车对地面的压强为:。
16.(山东临沂,题号34,分值8分) 2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【思路分析】由压强等于压力除以受力面积可以求出飞机静止在跑道上时对跑道的压强;由速度公式可以求出飞机在空中直线飞行1400km所需要的最短时间;漂浮在水面上由排开水的质量可以求出重力;由液体压强公式可以求出舱底某处距水面1.5m水对该处产生的压强。
【解题过程】(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强P=G/s=mg/s=51×103kg×10N/kg/0.6m2=8.5×105Pa;
(2) 起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的短时间,t=S/v=1400km/560km/h=2.5h;
(3) 飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,浮力等于排开水的重力,此时飞机受到的重力:
G=m排g=46×103kg×10N/kg=4.6×105N,
舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa.
17.(浙江省舟山市,12题,7分)全球在建规模最大的水电枢纽工程﹣﹣我国白鹤滩水电站进人全面建设阶段。按设计,水电站总库容206.27亿立方米,混凝土双曲拱坝最大坝高289米,顶宽13米,最大底宽72米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主,兼有防洪、拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。
(1)水电站库区建成后,该地区空气湿度会增大,这与水的 (填物态变化名称)有关。
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处。
(3)水电站枢纽最大总泄洪量约为42000立方米/秒,泄洪6分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪,6分钟内所泄出水的质量是多少?
【思路分析】(1)空气湿度大,即空气中水蒸气的含量大,原因是水吸收热量后变成水蒸气弥漫在空气中,由水的状态变化对应相应的物态变化就可得出结论。
(2)压强与压力和受力面积有关,对应大坝的形状,就可得出结论;此外,还可根据液体压强的特点得出修成上宽下窄的另一方面好处
(3)根据质量计算公式m=ρV可知,要计算泄出水的质量,需要计算6分钟泄出水的体积,由水电站枢纽的最大总泄洪量可计算6分钟泄出水的体积从而计算出泄出水的质量。
【解题过程】(1)汽化;
(2)从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强;
(3)6分钟下泄洪水的体积:V=42000米3/秒×6×60秒=1.512×107米3,由ρ=m/v可得,下泄洪水的质量:m=ρV=1.0×103千克/米3×1.512×107米3=1.512×1010千克。
18. (江西省,20,6分)如图9所示,是小普同学利用自制的简易天平在家实验时的情景,请仔细观察,并根据图中信息,求:
(1)该液体的密度;
(2)若烧杯的底面积为20cm2,装有此液体对天平托盘的压强。(g取10N/Kg)
【思路分析】(1)根据题意分析出烧杯中倒入液体的质量,再根据液体的体积计算出出它的密度;
(2)根据液体的质量计算出液体的重力,再由烧杯的底面积计算出压强即可。
【解题过程】
解:(1)由题意可知,烧杯中倒入液体的质量为:,液体的体积为:,液体的密度为:;
(2)由题意可知,烧杯对托盘底的压力为:,
对杯底的压强为:。
四、实验探究题
1. (湖南省衡阳市,题号24,分值6)在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面_______的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会_______(选填”内凹”或“外凸”)
(2)通过比较C、D两个图,可得到结论:同一种液体的压强随______的增加而增大
(3)通过比较D、E两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的_______越大,压强越大
(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论:__________________________________。
【答案】(1)高度差;内凹;(2)深度;(3)密度;(4)同种液体的相同深度,液体向各个方向的压强相等。
【解析】(1)实验中液体压强的大小是通过比较U型管中液面的高度差来判断的,用到了转换法的思想;将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到压强的作用会内凹;
(2)通过比较C、D两个图,橡皮膜在水中的深度越深,U型管中液面的高度差越大,即同一种液体的压强随深度的增加而增大;
(3)通过比较D、E两个图,橡皮膜在液体中深度相同,液体不同,密度不同,密度越大,U型管中液面的高度差越大,即深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)通过比较A、B、C三个图,橡皮膜在水中的深度相同,橡皮膜朝向不同,U形管两侧液面高度差相同,即在同一液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
2. (辽宁省抚顺,第30题,7分)
【答案】(1)匀速 0.4 (2)压力 不变 (3)小杯子在海绵中的凹陷程度 受力面积 (4)相同
【解析】(1)本实验利用二力平衡的原理,应水平匀速拉动小杯子;图甲中,弹簧测力计的分度值为0.2N ,示数为0.4N,即滑动摩擦力的大小为0.4N;(2)图乙中,压力增大,弹簧测力计的示数为0.8N,即接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与拉力大小无关,所以如果用更大的水平拉力拉动小杯子,小杯子将做加速运动,滑动摩擦力不变;(3)图丙、丁中,通过小杯子在海绵中的凹陷程度,来反映压力的作用效果;实验结论是:压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(4)乙、丙两图中,小杯子静止时,对两个受压面的压力F和受力面积S都相同,由可知,压强也相同。
3. (呼和浩特,13,3)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。
(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)液体压强和深度的关系
【解析】本题考查液体的压强。(1)连通器的特点是上端开口,下端连通的容器,而压强计的一端没有开口,故压强计不属于连通器;(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面不平,说明U形管两边的压强不一样,应取下软管重新安装,故选B;(3)多次改变探头在水中的深度,比较每次的深度及相应U形管左右两侧液面的高度差,是为了探究液体压强和深度的关系。
4. (四川省南充市,题号23,分值4)在“研究影响液体内部压强”的实验中:
(1)压强计是通过观察U型管的两端液面的______来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体_______的增加而增大。
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择_________进行比较。
(4)已知乙图中U型管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,则U型管底部受到的液体的压强为__________Pa(p水=1×103kg/m3,g=10N/kg)。
【思路分析】液体的压强可以用压强计来探究;同种液体,液体的压强随深度的增加而增大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;液体的压强公式为:。
【解题过程】(1)压强计是通过观察U型管的两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
(3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择乙、丙进行比较。
(4)以右侧的水的深度来计算为:。
答案:(1)高度差;(2)深度;(3)乙、丙;(4)1000。
5. (山东省菏泽市,25,4分) 小强根据液体压强公式p=ρgh得出如下结论,在任何情况下。p都与h成正比,请你设计实验说明小强的结论是错误的。
【思路分析】根据影响液体的压强的因素,结合题意设计出实验即可。
【解题过程】
根据流体的压强公式可知,压强与深度和液体的密度都有关系,故小强的说法是错误的,利用微小压强计设计如下实验验证:
①将微小压强计的探头浸没在装有浓盐水的A容器中,深度为h1,记录压强计的液面高度差;
②再将压强计的探头浸没在装有水的容器B中,深度也为h1,记录压强计的液面高度差;
分析结论:分析两次压强计的液面高度差不相等,即不等于,实验说明液体中的压强与深度不成正比,所以小强的结论是错误的。
五、作图题
1.