初中物理人教版八年级下册第九章 压强综合与测试课时训练
展开班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2.回答第I卷时,选出每小题答案后,将答案填在选择题上方的答题表中。
3.回答第II卷时,将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷(选择题 共36分)
一、选择题(每小题2分,共36分,只有一个选项符合题意)
1.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压力和压强最接近于( )
A.50N,103PaB.50N,104PaC.500N,103PaD.500N,104Pa
解:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N,
人脚掌的总面积大约是0.05m2,
根据p===104Pa。
答案:D。
2.医院体检抽血时,普遍采用如图所示的真空采血管,使用时将导管一端的针头插入被检查者的静脉,另一端的针头插入真空采血管,血液便自动流入采血管,此时的血液是( )
A.靠自身重力流入采血管B.被真空吸入采血管
C.被空气压入采血管D.由血压压入采血管
解:真空采血管在组装后应保持一定的负压,即真空试管内气体的压强低于大气压,针头插入检查者的静脉时,在检查者血压的压力下,血液流入真空采血管。
答案:D。
3.如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa=pb=pcB.pa<pb<pcC.pa>pb>pcD.pa>pb=pc
解:如图,a、b、c三点所处的深度,ha>hb>hc,
∵p=ρ液gh,在同一种液体中、密度相同,
∴pa>pb>pc。
答案:C。
4.小华想用空易拉罐来体验大气压强的存在,下列操作能达到目的的是( )
A.用手捏易拉罐,易拉罐变瘪
B.将密封易拉罐置于深水中,易拉罐变瘪
C.让易拉罐从高处下落撞击地面,易拉罐变瘪
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空气,易拉罐变瘪
解:A、用手捏易拉罐,手对易拉罐施力,使易拉罐变形、变瘪,与大气压无关,不符合题意,故A错;
B、液体内部的压强随深度的增加而增大,将密封易拉罐置于深水中,受到水的压强很大,而使易拉罐变形,与大气压无关,不符合题意,故B错;
C、易拉罐从高处下落撞击地面,地面给易拉罐一个很大的力,使易拉罐变形,与大气压无关,不符合题意,故C错;
D、用注射器抽取密封易拉罐中的空气,使里面的气压变小,在外界大气压的作用下变形,符合题意,故D正确。
答案:D。
5.如图所示,甲乙两支完全相同的试管内装有质量相等的不同液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平,设液面对试管底部的压强为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙B.p甲=p乙C.p甲>p乙D.无法确定
解:由图知,V甲<V乙,
因液体的质量相等,
所以,由ρ=可知,两种液体的密度ρ甲>ρ乙,
因两管液面相平,即水深h相同,
由p=ρgh可知,两管中的液体对管底压强p甲>p乙。
答案:C。
6.如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A.B.
C.D.
解:据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;
答案:B。
7.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。如图所示,两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为PA和PB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB FA>FBB.pA<pB FA=FB
C.pA<pB FA>FBD.pA=pB FA<FB
解:(1)由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据P=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即pA<pB,故A、D错误。
(2)正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即FA>FB;故B错误,C正确。
答案:C。
8.小明在玻璃杯内盛满水,杯口盖上一张硬纸片(不留空气),然后托住纸片,将杯子倒置或倾斜,水都不流出,纸片也不掉下(如图所示)。对整个探究活动的分析正确的是( )
A.探究的问题:大气压强有多大
B.探究的假设:大气对各个方向都有压强
C.探究的目的:研究水的重力与大气压力的关系
D.探究的结论:大气向各个方向的压强相等
解:该实验是探究大气压存在的实验,因此针对该实验可以提出问题为大气压向各个方向有压强吗?假设:大气向各个方向有压强;目的是探究大气压向各个方向是否有压强;结论:大气压向各个方向有压强;因此只有B选项符合要求。
答案:B。
9.同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是( )
A.甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B.乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,U形管两边液面高度差不变
C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
解:
A、甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,对海绵的压力越小,受力面积不变,对海绵的作用效果越不明显,故A错;
B、乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,受到的压强变大,U形管两边液面高度差越大,故B错;
C、丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S,大气压强p=,故C正确;
D、丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小、沸点降低,水再一次沸腾,可知气压减小,水的沸点降低。故D错。
答案:C。
10.如图6所示,桌面上是两个完全相同的圆柱形平底杯子,里面分别盛有质量相等的水和酒精,A、B两点到杯子底部的距离相等。已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,酒精的密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,则A、B两点的压强pA、pB的大小关系是( )
A.pA=pBB.pA<pBC.pA>pBD.无法确定
解:因为ρ水>ρ酒精,并且圆柱形平底杯子里面分别盛有质量相等的水和酒精,
由ρ=知,质量一定时,密度与体积成反比,故A为水,B为酒精;
因为A、B两点到杯子底的距离相等,
所以根据m=ρV=ρSh可知,A、B两点以下m水>m酒精;
又因为完全相同的容器,分别盛有质量相等的水和酒精,
A、B两点上m水<m酒精,即G水<G酒精;
根据p=可知,pA<pB。
答案:B。
11.利用下列器材,不能完成的实验是( )
A.探究压力作用效果与受力面积的关系
B.准确地测量液体压强的大小
C.探究连通器的特点
D.证明大气压强的存在
解:A、把金属块分别平放、侧放和竖直放置,可以验证在压力一定时,压力的作用效果与受力面积之间的关系,故能够完成实验,不符合题意;
B、液体压强计可以粗略的测量出压强的大小,但不能够准确的测量出液体压强的大小,故不能够完成实验,符合题意;
C、两玻璃管的上端开口,底部相连,符合连通器的特点,能够探究连通器的特点,故能够完成实验,不符合题意;
D、用力压两个吸盘,将空气排出,向两端用力拉拉手,大气压将吸盘压到一起,很难拉开,可以证明大气压的存在,故能够完成实验,不符合题意。
答案:B。
12.如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.水对容器底的压力减小B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小D.容器对桌面的压力减小
解:设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,
因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式p=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了。
(1)第一次水对容器底的压力:F=pS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
(2)第二次水对容器底的压力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况,液体对容器底部的压力将会变小,且倒置后,液面升高,据p=ρgh,h变大,容器底部所受液体的压强变大;
且倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变故压力不变,而与水平面的接触面积减小,故压强增大。
答案:A。
13.如图所示,轻质细绳将物体A,B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中GA=10N,GB=100N,B是边长为20cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是( )
A.弹簧测力计的示数为0N
B.弹簧测力计的示数为40N
C.B物体对支撑面的压力为100N
D.B物体对支撑面的压强为2.25×103Pa
解:(1)物体A由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向右的10N的拉力,
因弹簧测力计处于静止状态,水平方向上受到的力是一对平衡力,
所以,B也对弹簧测力计施加了一个10N的拉力,则弹簧测力计的示数F=10N,故AB错误;
(2)B受到竖直向上的拉力、竖直向上的支持力和竖直向下的重力,这三个力是平衡力,
所以,物体B受到的支持力:
F支持=GB﹣F=100N﹣10N=90N,
因支持力和压力是一对相互作用力,大小相等,
所以,B物体对支撑面的压力:
F压=F支持=90N,故C错误;
B对地面的压强:
p===2.25×103Pa,故D正确。
答案:D。
14.如图是两边管子粗细相同、足够高的连通器,其水平细管足够长,中间有一个可无摩擦移动的活塞。刚开始活塞固定不动,两管液面相平,左管液体是酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),右管液体是水(ρ水=1.0×103kg/m3)。现松开活塞,重新稳定后( )
A.右边液面下降1cm
B.右边液面下降2cm
C.右边液面比左边液面低1cm
D.左右液面一样高
解:
由图可知,连通器两边的液体高度都为9cm,根据连通器的特点可知,在连通器内装入不同液体,当液体静止时,连通器两侧液体对活塞的压强相等,
因为酒精的密度小于水的密度,所以松开活塞后,酒精的液面升高,水面下降,因为连通器两边管子粗细相同,所以酒精上升的高度等于水下降的高度h,
因为左、右两管中的液体对活塞的压强相等,即p酒精=p水;
所以根据液体压强的计算公式p=ρ液gh,可得:
ρ酒精g(9cm+h)=ρ水g(9cm﹣h);解得:h=1cm,所以右边液面下降1cm,左边上升1cm,故A正确。
答案:A。
15.在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460g,烧杯质量为100g,活塞面积为7×10﹣5m2,g=10N/kg轮轴间的摩擦和细线重不计,则所测大气压的值应为( )
A.1.26×105PaB.1.10×105PaC.1.01×105PaD.0.96×105Pa
解:当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=(0.88+0.1)kg×10N/kg=9.8N,对活塞受力分析:f+F=G1=9.8N;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,G2=(0.46+0.1)kg×10N/kg=5.6N,对活塞受力分析:F﹣f=G2=5.6N;
两式联立解得:F=7.7N;
∴p===1.10×105Pa;
答案:B。
16.在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中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”。下列能帮助小柯改变这种想法的实验是( )
A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落
B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落
C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落
D.如图丁,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
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,不能反驳小柯的想法,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,不能反驳小柯的想法,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,不能反驳小柯的想法,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,可反驳小柯的想法,符合题意。
答案:D。
17.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的变化关系如图丙所示。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中的液体质量之比为3:2
B.圆柱体甲截取前对桌面的压强为1000Pa
C.容器乙中液体的密度为0.4×103kg/m3
D.容器乙中未放入物体A时,液体的深度为8cm
解:A、由图象可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强p甲=4p0,容器乙对桌面的压强p乙=p0,
由p===得,圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比:
===,故A错误;
B、设截取前圆柱体甲的高度为h,则圆柱体甲对桌面的压强:
4p0=ρ甲gh,
圆柱体甲截取长度x=10cm=0.1m后,圆柱体甲对桌面的压强:
2p0=ρ甲g(h﹣x),
联立以上两式代入数据可解得:h=0.2m,
所以,圆柱体甲截取前对桌面的压强:
p甲=ρ甲gh=0.6×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1200Pa,故B错误;
CD、容器乙中未放入物体A时,对桌面的压强等于液体的压强,
即:p0=ρ乙gh乙﹣﹣﹣①
圆柱体甲截取长度x=10cm=0.1m时,则物体A的体积VA=S甲x,
将物体A浸没在液体乙中,液面上升的高度:
△h==﹣﹣﹣②
物体A刚好浸没在液体中时,容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强,
即:2p0=ρ乙g(h乙+△h)﹣﹣﹣③
联立①②③可解得:h乙=7.5cm,故D错误;
由B可知,p0=p甲=×1200Pa=300Pa,
由p0=ρ乙gh乙得,容器乙中液体的密度:
ρ乙===0.4×103kg/m3,故C正确。
答案:C。
18.如图所示,均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上,现沿水平虚线切去部分后,使甲、乙剩余部分的高度均为h。若此时甲、乙的剩余部分对地面的压力相等,则甲、乙原先对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲<p乙,F甲>F乙B.p甲<p乙,F甲<F乙
C.p甲>p乙,F甲>F乙D.p甲>p乙,F甲<F乙
解:切去之后甲、乙对地面的压力相等,则
F剩甲=F剩乙
所以ρ甲ghS甲=ρ乙ghS乙……①
所以ρ甲S甲=ρ乙S乙……②
F甲﹣F乙=ρ甲g(h甲切+h)S甲﹣ρ乙g(h乙切+h)S乙
=[ρ甲gh甲切S甲+ρ甲ghS甲]﹣[ρ乙gh乙切S乙+ρ乙ghS乙]
=ρ甲gh甲切S甲﹣ρ乙gh乙切S乙……(①代入)
=ρ甲S甲g(h甲切﹣h乙切)……(②代入)
因为h甲切<h乙切
所以F甲﹣F乙<0
即F甲<F乙;
由于剩余部分对地面的压力相等,则剩余部分的重力相等,乙的体积更小,由ρ==可知乙的密度更大,由p=====ρgh可知,乙对地面的压强更大。
答案:B。
二、填空题(每空1分,共19分)
19.注射器的针头做得很尖,其目的是为了增大 压强 ;注射器能将药液吸入针筒是利用了 大气压 的作用。
解:由公式p=可知,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。
注射器能将药液吸入针筒是因为针筒内的气压减小,外界大气压把药液压入针筒。
答案:压强;大气压。
20.饮茶是我国的传统文化,如图所示是一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成 连通器 ,茶壶的底部受到水产生压强为 1.5×103 Pa.若茶壶内部底面积为18cm2,则茶壶内底部受到水的压力 2.7 N.(g=10N/kg)
解:(1)茶壶中的液体不流动时,各开口中的液面总是相平的,因此是利用的连通器原理;
(2)水深h=15cm=0.15m,水对壶底的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)壶的底面积:S=18cm2=1.8×10﹣3m2,
由p=得受到水的压力F=pS=1.5×103Pa×1.8×10﹣3m2=2.7N。
答案:连通器;1.5×103;2.7。
21.如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门,随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 增大 。若车门在水下部分的面积为0.8m2,受到水的平均压强为5×103Pa,g=10N/kg,此时车门所受水的压力为 4×103 N,相当于 400 kg水压在车门上,因此,建议汽车不慎驶入水中时,应立即设法从车内逃离,避免生命危险。
解:随水位升高,A处的水深h不断增加,由p=ρgh可知,A处受到水的压强将增大;
由p=可知,车门受到的压力:F=pS=5×103Pa×0.8m2=4×103N;
由G=mg可知,水的质量:m===400kg;
答案:增大;4×103;400。
22.如图甲所示,一个装有适量水的烧杯放置在水平桌面上,将一装满水的小试管(管壁厚度不计)倒扣在水中。对小试管施加一个竖直向上的拉力F,使其缓慢上升到如图乙所示位置。在此过程中,小试管中一直充满水,这是由于 大气压 的作用,试管口中心的压强 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
解:因为大气压能支持10米多高的水柱,因此在对小试管施加一个竖直向上的拉力F,使其缓慢上升过程中,小试管中一直充满水,
由甲到乙液面到试管口的深度减小,由p=ρgh可知,液体对试管口的压强变小,外面大气压不变,试管口中心的压强是等于大气压加上液面到试管口的压强,则在此过程中,试管口中心的压强变小。
答案:大气压;变小。
23.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和100cm2.容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精.当质量m的范围为 0.8kg<m<2.4kg 时,才能满足p水>p酒精.()
解:
①∵ρ水=1×103kg/m3,s水=200cm2=0.02m2,h水=0.2m;ρ酒精=0.8×103kg/m3,s酒精=100cm2=0.01m2,h酒精=0.3m,g=9.8N/kg,
∴甲容器内水的质量为:m水=ρ水s水h水=1×103kg/m3×0.02m2×0.2m=4kg,
乙容器内酒精的质量为:m酒精=ρ酒精s酒精h酒精=0.8×103kg/m3×0.01m2×0.3m=2.4kg,
②因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,
而p水>p酒精,由公式p=可得:
∴>,
代入数据得:>,
整理可得:m>0.8kg;
∴抽出液体的质量范围:0.8kg<m<2.4kg。
答案:0.8kg<m<2.4kg。
24.如图所示,有一横截面积为0.4m2的薄圆柱形盛水容器,侧面有一横截面积为10mm2的小孔A;容器底部的密闭活塞可在小孔A下方沿容器内壁上下移动。开始水深h=2m,水流出小孔的速度为1m/s,水恰巧能落入小管B中,为使水始终能落入B管中,须通过自动装置使活塞缓慢向上移动,则5000s内流入小孔的水的质量为 50 kg,容器中的水对活塞压强减少了约 1250 Pa(水的密度为1.0×103kg/m3)
解:流出的水的体积V=S孔vt=10×10﹣6m2×1m/s×5000s=0.05m3,
由ρ=得:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg;
水深度的变化量△h===0.125m,
减少的压强:
△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.125m=1250Pa。
答案:50;1250。
25.小张为研究“吸管中的饮料是被吸上来的?还是被压上来的?”这一问题时,设计了如图所示的实验。当用力推注射器活塞时,广口瓶内的气压将 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)直玻璃管内的气压,能观察到的现象是 玻璃管内液体上升 。此实验 能 (选填“能”或“不能”)验证“饮料是被气压压上来的”这一结论。
解:广口瓶上部空气通过玻璃管与注射器相连,当用力推注射器活塞时,注射器与瓶内空气的体积减小,广口瓶内的气压就增大,由于瓶内的气压大于瓶外的大气压,在瓶内气压的作用下就把饮料压进吸管中,导致玻璃管内的液体上升。
答案:大于、玻璃管内液体上升、能。
26.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 > ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 增大 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
解:读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大。
若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度。
答案:>;增大。
三、实验探究题(每空1分,共19分)
27.老师要求同学们用身边的物品探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。小亮找到的器材有海绵和两瓶完全相同的矿泉水。
(1)该同学通过观察 海绵的凹陷程度 来反映压力的作用效果。
(2)如图所示,小亮将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵上,其目的是控制 压力 大小相同,改变受力面积的大小。从该实验中得出的结论是 压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;受力面积越大,压力作用效果越不明显 。以下实例中应用该结论的有 ABD 。(选填字母)
A.菜刀要经常磨一磨 B.书包要用宽的背带
C.汽车限重 D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙
(3)接下来小亮要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,他的操作步骤是: 把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较 。
解:(1)该同学通过观察海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,这是转换法的运用。
(2)将两瓶完全相同的矿泉水分别正立和倒立放在海绵,这样可以控制压力相同,改变受力面积的大小。
从该实验中得出的结论是压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
A.菜刀要经常磨一磨,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意;
B.书包要用宽的背带,是为了在压力一定时,增大受力面积,减小压强,符合题意;
C.汽车限重,是在受力面积一定时,减小压力,减小对路面的压强,不合题意;
D.啄木鸟有个坚硬而细长的喙,是为了在压力一定时,减小受力面积,增大压强,符合题意。
故选ABD。
(3)要探究“压力的作用效果与压力大小的关系”,应控制受力面积相同,只改变压力的大小,故他的操作步骤是:把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。
答案:(1)海绵的凹陷程度;
(2)压力;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;受力面积越大,压力作用效果越不明显;ABD;
(3)把左侧瓶中倒出一些水后,倒立在海绵上,并与右侧瓶子的作用效果相比较。
28.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面 高度差 来反映被测压强大小的。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 B (填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水;
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 变大 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 500 Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
解:(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的;
(2)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;
(3)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(5)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
答案:(1)高度差;(2)B;(3)相等;(4)变大;(5)500。
29.利用容积为10cm3的注射器、弹簧测力计和刻度尺可粗略测出大气压的值。
(1)实验的原理是 P= ;
(2)把注射器的活塞推到注射器筒的底端,这样做的目的是 排尽筒内空气,密封注射器 ,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
(3)如图所示,水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞 刚被拉动 时,记下弹簧测力计的示数为19N;
(4)用刻度尺测出注射器 带刻度部分 长度为5cm,这样就不用测活塞的直径也能算出活塞横截面积;
(5)则大气压的值为 9.5×104 Pa;
(6)提出提高该种测量大气压值精确度的一条建议: 采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等 。
解:(1)本实验测量大气压的原理是p=;
(2)实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气,使注射器密封。
(3)水平向左缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刚被拉动时,拉力等于大气压力,弹簧测力计的示数F=19N即为大气压力;
(4)因活塞为圆柱体,知道注射器的容积,而活塞的横截面积可以通过公式S=来求出,所以需要用刻度尺量出针筒全部刻度部分的长度L=5cm;
(5)大气压的值p====;
(6)由于注射器漏气会导致所测得的大气压值偏小,注射器漏气的主要原因是活塞的密闭性,所以可以采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等。
答案:(1)P=;(2)排尽筒内空气,密封注射器;(3)刚被拉动;(4)带刻度部分;(5)9.5×104;(6)采用小活塞涂上凡士林或其他润滑油等。
四、计算题(30题8分,31题6分,共14分)
30.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
解:
(1)由p=可得,物块A对地面的压力:F=pSA=5100Pa×0.2m×0.2m=204N;
(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N;
由重力和密度公式可得:GA+GB=ρAVAg+ρBVBg=204N,
因为ρA:ρB=3:1,所以有:
ρA×(0.2m)3×10N/kg+ρA×(0.3m)3×10N/kg=204N,
解得:ρA=1.2×103kg/m3;
(3)物块A的重:GA=ρAVAg=1.2×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=96N;
物块B的重:GB=ρBVBg=×1.2×103kg/m3×(0.3m)3×10N/kg=108N;
沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,
则物块B剩余部分的底面积为SB•x,物块B剩余部分的重为GB•x,
则由p=可得:pB==2800Pa,
即 =2800Pa,
解得x=,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。
答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;
(2)物块A的密度为1.2×103kg/m3;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。
31.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为15cm,平放在面积为1m2的水平台面上(g取10N/kg)。求:
(1)水对桶底的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强。
解:
(1)水对桶底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)S=100cm2=1.0×10﹣2m2,
由p=得桶底受到水的压力:
F=pS=1500Pa×1.0×10﹣2m2=15N;
(3)台面受到的压力:
F=G桶+G水=G桶+m水g=20N+8kg×10N/kg=20N+80N=100N,
台面受到的压强:
p′===10000Pa。
答:(1)水对桶底的压强为1500Pa;
(2)桶底受到水的压力为15N;
(3)台面受到桶的压强为10000Pa。
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