备战2023新中考二轮科学专题导练 考点14 压力压强

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 考点精讲  1.垂直作用在物体表面上的力叫压力。当两个物体相互接触并且发生挤压作用时就有压力产生。当物体放置在水平面上时对支撑物产生的压力大小等于物体本身的重力大小，即F=G=mg。2.压力的方向是垂直于接触面且指向被压的物体，而重力的方向是竖直向下，两者不可混为一谈。3.物体单位面积上受到的压力叫压强。压强是用来比较压力作用效果大小的物理量。4.固体压强的计算公式：p=F/S，其中受力面积S是指两者实际接触的面积，计算时F的单位一定为N，受力面积的单位一定为m2,这样求出的压强单位才是Pa(帕斯卡)。5.当固体是规则性物体时，可以使用p=ρgh来计算压强或者进行定性判断。6.增大压强的方法：增大压力或者减小受力面积；减小压强的方法：减小压力或者增大受力面积。7.液体内部的压强与物体所处液体的密度和所处深度成正比，同一深度处不同方向压强相等。8.计算液体内部压强只能使用公式p=ρgh(其中ρ的单位为kg/m3，h的单位是m)进行计算，其中h是最高液面到所处位置的距离。计算液体内部压力往往是先计算压强再使用公式F=ps进行求解。9.托里拆利实验计算出大气压的值为760mm水银柱产生的液体压强，大小为。在试管密封性良好且试管不离开液面的情况下，不管试管上提或者下降，亦或者倾斜都不会影响水银柱的高度。10.海拔越高，大气压越小。大气压越大，液体的沸点越高。11.流体压强与流体流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大。 真题解析例题1．为控制疫情，市政管理部门配备了如图所示的消毒车按时对人流密集的主干道路进行消毒。消毒车罐体容积为4500L，空载质量约5000kg，每个轮胎与地面的接触面积是250cm2，发动机的额定功率约为95kW。（ρ药水=1.0×103kg/m3）（1）如图，消毒车在水平地面上匀速行驶并消毒时，具有的动能___________ （选填“变大”、“变小”或“不变”）；（2）空载时，消毒车对水平地面的压强是多少？(        )（3）当该车装满药水，在水平公路上以额定功率匀速行驶时，测得速度为10m/s，则发动机在2min内所做的功是多少______？受到的阻力是多少？(       )答案1．     变小     5×105Pa     1.14×107J     9.5×103N【解析】【详解】（1）[1]消毒车在水平地面上匀速行驶并消毒时，质量减小，速度不变，动能减小。（2）[2]消毒车受力面积S=0.025m2×4=0.1m2空载时，消毒车对水平地面的压强（3）[3][4]发动机在2min内所做的功W=Pt=95×103W×2×60s=1.14×107J功率 因为车子匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，阻力 2．如图所示，边长为10cm的实心正方体木块，密度为0.6×103kg/m3，静止在装有足量水的容器中，且上下底面与水面平行，求：（1）木块在水中所受浮力的大小？（2）木块浸在水中的体积？（3）水对木块下底面的压强？答案2．（1）6N；（2）6×10-4m3；（3）600Pa【解析】【详解】解：（1）木块的体积，利用得到木块的质量；由题干可以知道物体处于漂浮状态，浮力为（2）由阿基米德原理得到木块浸入水中的体积（3）木块浸入水中深度为则水对木块下底面的压强答：（1）木块在水中所受浮力的大小为6N；（2）木块浸在水中的体积6×10-4m3；（3）水对木块下底面的压强600Pa。 3．在底面积为200cm2的薄壁容器中装有一定量的水。用同种合金制成质量相等的空心金属盒和实心金属块各一个，把金属块放在盒内密封后，它们恰好能悬浮在水中，如图甲所示。把金属块和金属盒用细绳相连，放入水中静止时，金属盒有体积露出水面（如图乙），此时细绳对金属块的拉力为12N。则：（1）设实心金属块的体积是V块，空心金属盒的总体积是V盒，则V块∶V盒=___________。（2）实心金属块的质量为___________。（3）将乙图中的细绳剪断，待水面恢复平静后，与细绳剪断前相比，容器底部受到水的压强___________。（选填“变大”或“变小”），变化值为___________。答案3．     1∶4     2.4kg     变小     600Pa【解析】【详解】（1）[1]甲、乙两种情况，一次悬浮，一次漂浮，均有F浮=ρ水gV排=G即两次排开水的体积相同，可得 （2）[2]金属盒悬浮时有2mg=ρ水gV排=ρ水gV盒①金属块悬在金属盒下面时，金属盒受到重力、拉力和浮力，则②由①和②得到V盒=4.8×10-3m3，m=2.4kg（3）[3]将乙图中的细绳剪断，绳子的拉力为零，金属盒会上浮一些，最终处于漂浮，排开水的体积变小，液面下降，水的深度减小，由p=ρgh可知容器底部受到水的压强减小。[4]当绳子剪断后，金属盒处于漂浮G=F浮′mg=ρ水gV排1原来排开水的体积 液面下降的高度 容器底部受到水的压强 4．利用大气压原理解释现象时，有同学经分析后概括出以下思维模型： （1）思维模型中的“？”处应填______；（选填“开放”或“密闭”）（2）中医拔火罐时，先用点燃的棉球加热火罐，再将火罐平贴于皮肤，不一会儿压强差使皮肤向罐内凸起。根据思维模型，火罐平贴于皮肤后通过______的方式减小罐内气压。答案4．     密闭     降低温度【解析】【详解】（1）[1]封闭气体的气压，随体积的增大而减小，随温度的降低而减小，随质量的减小而减小，则“？”处为密闭。（2）[2]中医拔火罐时，先用点燃的棉球加热火罐，再将火罐平贴于皮肤，火罐内温度降低，压强减小，内外压强差使皮肤向罐内凸起，根据思维模型，火罐平贴于皮肤后通过降低温度的方式减小罐内气压。 5．如图甲所示，玻璃管中液面与瓶中液面等高（玻璃瓶密封良好），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___________（选填“高于”、“低于”或“等于”）瓶中液面高度；图乙所示的装置上方为一个两头开口、粗细不均匀的玻璃管，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管口处压强比B管口处___________ （选填“大”或“小”），A管中液面___________（选填“高于”、“低于”或“等于”）B管中液面高度。答案：5．     低于     大     低于【解析】【详解】[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][3]图乙中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。突破提升一、选择题1．如图所示，这些与压强知识相关的实验中分析正确的是（　　） A．甲图实验，“纸片托水”实验中，杯中的水一定要装满B．乙图实验，把乙图装置从山脚带到山顶的过程中，玻璃管中液面将下降C．丙图实验，当向塑料管B中用力吹气时，细管A中液面将会下降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，水的沸点升高二、简答题2．疫情期间，新冠肺炎患者一般通过“负压式”救护车接送，在专业医院进行隔离治疗。在“负压”的作用下，空气只能由外流向内，从而实现病人的安全隔离，以防止病毒扩散。（1）“负压”是指___________；（2）某“负压式”救护车内部的气压为9.95×104Pa，车窗上玻璃的面积为0.6m2，该玻璃受到的空气压力差有多大？___________（外界大气压强为1×105Pa）3．某科学小组的同学针对普通高压锅不能调节温度的缺点，对普通高压锅进行了技术改造，如图： （1）工作原理：调节螺丝可以上下旋转，当往下旋转时，弹簧对限压阀的压力变大，高压锅内气压变大，锅内水的沸点______。（2）已知调节螺丝每向下旋转1毫米，弹簧对限压阀的压力就增大0.1牛，大气压强为1.0×105帕，限压阀质量为50克，排气孔面积8×10-6米2，且测得水的沸点与气压的关系如表，当调节螺丝下旋转5毫米时，此高压锅内煮食物时能达到的最高温度约为多少？(      )（g取10N/㎏）气压P/（×105帕）1.11.21.41.72.02.32.73.13.6水的沸点/℃100105110115120125130135140 4．若滑冰运动员以固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行40m用时10s。已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg，滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10-4m2。求：（1）运动员的滑行速度。（2）冰面受到的压力。（3）此时冰面受到的压强。三、探究题5．小明用如图装置探究“一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积的关系”。实验器材有：注射器、润滑油、压强传感器。步骤一：在室温下将注射器的活塞上抹上适量的润滑油后，插入注射器内，留一定量的气体，将压强传感器套件连接在注射器小孔上；步骤二：将测力计缓慢往左拉，在某位置停下，记录测力计的读数F；步骤三：用传感器测出此时注射器内压强P，并记录相应空气柱的体积V；步骤四：多次改变测力计的拉力，重复实验。实验拉力/N气体体积V/mL筒内气压p/×105Pa1F140.52F280.253F3100.21 （1）完成本实验的基本要求是________；A．在等温条件下操作B．封闭气体的容器密封良好C．本实验还应该用天平测出气体质量（2）实验后，对实验数据进行定性分析可知：一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越________，进一步定量分析可知：________。（3）气压从微观角度看是大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的一个持续的压力效果。一定质量的气体，气压除了与体积有关还与温度有关，请从微观角度解释自行车胎夏季温度过高容易爆胎的原因________。6．在探究影响压力作用效果的因素的实验中，甲图中小桌放在海绵上，乙图中在桌面上放一个砝码，丙图中桌面朝下，并在其上放一个同样的砝码。（1）在三次实验中，均用________，来显示小桌对海绵的压力作用效果。（2）比较________两图可以初步得出实验结论：压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显。若想通过比较甲、丙两图也得出相同的实验结论，可以采取的措施是________。下列事例中，直接应用该结论的是________（填序号）。①有些课桌的边缘设计成圆弧形状②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度③交通管理部门规定，货车每一车的平均承载质量不得超过10t7．双胞胎姐妹美仑和美奂常患感冒去医院吊瓶输液，遇到下列麻烦：“常要叫护士换药液瓶；不知何时瓶内药液输完”。爱动脑筋的姐妹俩，分别设计“输液警报器”和“串联接瓶”两套装置。 　　 （1）美奂设计的“串联接瓶”如图2。请分析回答：   ①图1在输液过程中A点的压强变化为：________（填“增大”、“减小”或“不变”）②图2中哪个药瓶中的药液先输完？___________（填“甲” “乙”或“同时输完”）（2）美仑设计了一种“输液警报器”（其示意图如图3），开始输液时与弹簧测力计的弹簧连接的金属触片B所处位置对应刻度值为10N，当体积为500ml，密度为1.04×103kg/m3的药液输完时，电路被接通，电铃发出警报声，求此时金属触片B所处位置对应刻度值为___________N。四、填空题8．如图是用气球做的两个实验。请根据实验回答：（1）如图1，吹风机在工作时，吹风口能“吸”住气球，是利用了气球上方空气流速大，压强___________；（2）如图2，气球放在热水烫过的玻璃瓶口，过一会在___________的作用下被“吸”入瓶中。9．随着人民生活水平的提高，轿车已逐渐进入普通百姓家庭。大多数轿车的纵截面类似于飞机机翼的纵截面（俗称“流线型”结构），这种形状的轿车高速行驶时，轿车上方的空气流速大于下方的空气流速，这是因为___________。这种形状的轿车高速行驶时，对地面的压力会减小，出现“发飘”现象，具有一定的危险性。小科通过微信公众号“胜哥课程”的科学视频《汽车高速行驶时为何会发飘？》深刻理解了相关原理，这是因为汽车在高速行驶中，由于车身上下两面的气流的流速不同。汽车上方的空气流速大于汽车下方的空气流速，导致汽车上方压力___________（填“小于”、“等于”或“大于”）汽车下方，这种压力差会产生一种上升力。车速越快，压力差越大，上升力也就越大。当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，减小了车轮对地面的附着力，使车子“发飘”，造成行驶稳定性变差。10．一只空矿泉水瓶的质量为40g，装满500g水后放在水平桌面上静止，若瓶与桌面的接触面积为9cm2， 则桌面对瓶的支持力为___________N，瓶对桌面的压强是___________Pa。把水倒满一个高8cm的薄纸杯，杯底受到的水的压强是___________Pa。
答案：1．A【解析】【分析】【详解】A.覆杯实验要成功，需要使纸板受到的大气向上的压强大于杯中水向下的压强，倒满水是为了排出杯中的空气，如果水没有装满，倒倾之前，水面上方会有空气，如图残余的空气压强小于外界大气压强，也可以成功，所以不一定要装满，故A正确。B.把气压计从山脚带到山顶，瓶内空气的压强不变，由于大气压随海拔的升高而减小，山顶的大气压比山脚的大气压低，导致玻璃管内液面在瓶内气压的作用下而上升，故B错误。C.向塑料管B吹气时，细管A的上方空气流速大、压强小，细管A中的液面在烧杯液面上方大气压的作用下上升，故C错误。D.丁图实验中，向外拉活塞，试管内气压减小，水再一次沸腾，可知气压减小时，水的沸点降低，故D错误。故选A。2．     车内气压低于外界气压     300N【解析】【详解】（1）[1]在“负压”的作用下，空气只能由外流向内，说明“负压”是车内气压低于外界气压。（2）[2]该玻璃受到的空气压力差3．     升高     125℃【解析】【详解】（1）[1]液体上方的气压越大，则液体的沸点越高。（2）[2]限压阀的重量为G=mg=0.05kg×10N/kg=0.5N当调节螺丝下旋转5毫米时，弹簧对限压阀的压力为0.5N，则限压阀对出气孔的压力为F=0.5N+0.5N=1N高压锅内气体能达到的最大压强为查表可知，此高压锅内煮食物时能达到的最高温度约为125℃。4．（1）4m/s；（2）500N；（3）2×106Pa【解析】【详解】解：（1）运动员的滑行速度（2）运动员和滑冰鞋的总重力G=mg=50kg×10N/kg=500N冰面受到的压力F=G=500N（3）此时冰面受到的压强答：（1）运动员的滑行速度是；（2）冰面受到的压力是500N；（3）此时冰面受到的压强是。5．     AB     小     一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比     见解析【解析】【详解】（1）[1]AB．本实验的条件是：温度不变、气体质量一定，所以要在等温条件下操作，注射器密封性要好，故AB正确；C．本实验研究质量一定的气体压强与体积的关系，不需要测量气体的质量，故C错误。故选AB。（2）[2][3]分析表格内的气体压强随温度的变化而变化的关系可知：一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越小。定量分析可知一定质量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比。（3）[4]车胎中分子的数量是一定的，温度升高，分子的运动剧烈，碰撞容器壁更加频繁，产生的压力大，导致车胎破裂。6．     海绵凹陷程度     乙丙     取下丙图中的砝码（或甲图中增加与丙图相同的砝码）     ①【解析】【详解】（1）[1]海绵受力时会发生形变，三次实验中，通过观察海绵凹陷程度来显示压力的作用效果，这种实验方法叫转换法。（2）[2]要得到“压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显”的结论，应控制压力相同，受力面积不同，故图中乙、丙两组实验符合要求；[3]取下丙图中的砝码（或甲图中增加与丙图相同的砝码），通过比较甲、丙两图也得出压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显的实验结论。[4]①有些课桌的边缘设计成圆弧形状，应用了“压力大小相同时，受力面积越大，压力作用效果越不明显”这一结论，故符合题意；②水壶的壶嘴和壶身设计成相同的高度是利用了连通器原理，故不符合题意；③货车行驶时，地面的受力面积相同，承载质量越大，对地面压力越大，压强越大，路面越易损坏，应用了受力面积相同时，压力大，力的作用效果明显，故不符合题意。故选①。7．     不变     甲     4.8【解析】【分析】【详解】（1）[1]①图1在输液过程中A点的压强始终保持与外界的大气压强相等，即保持不变；[2]②以乙内气体为研究对象，若乙中药液向下滴的液体为乙瓶内的药液，则乙内药液减少后气体体积要增大，则乙内气体压强减小，则甲内气压将把药液压入乙瓶内，如此重复，所以甲瓶内液体先被输完。（2）[3]药液的体积V=500mL=500×10-6m3药液的质量m=ρv=1.04×103kg/m3×500×10-6m3=0.52kg药液的重力G=mg=0.52kg×10N/kg=5.2N当指针指在B处时，弹簧测力计的示数为瓶和药液的总重；当指针指在A处时，触点AB接触，电铃响说明药液用完，此时弹簧测力计示数为瓶的重力；由此可知A之间的刻度值之差为药液的重力5.2N。所以金属片在B处对应的弹簧测力计示数为10N-5.2N=4.8N。8．     小     大气压【解析】【详解】（1）[1]吹风机在工作时，吹风使气球上方的空气流速大于气球下方的空气流速，下方空气的压强大于上方空气的压强，从而能“吸”住气球。（2）[2]空饮料瓶内气体受热时，温度升高，一部分气体被挤出瓶外；当套有气球的饮料瓶遇冷后，瓶内气压减小，外界气压不变，于是在外界大气压的作用下，气球被压入瓶中。9．     由轿车的流线型表面可知，相同时间内空气从车上方经过的路程较长，因此流速大     小于【解析】【分析】【详解】[1] 等质量的空气在相同的时间内同时通过轿车的上表面和下表面，由于轿车上表面弯曲，下表面平直，所以空气通过轿车上表面的流速大，通过下表面的流速较小。[2] 在高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同，下面大上面小，这种压力差必然会产生一种上升力，车速越快压力差越大，上升力也就越大。因为当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，使车子发飘，造成行驶稳定性变差。10．     5.4     6000     800【解析】【分析】【详解】[1]根据二力平衡的原理可知，桌面对瓶子的支持力等于瓶子和水的总重力， 即F支持=G总=mg=（0.04kg+0.5kg）×10N/kg=5.4N[2]根据相互作用力的原理可知，桌面受到的压力等于桌面对瓶子的支持力， 即F=F支持=5.4N 瓶子对桌面的压强[3]杯底受到水的压强p=ρ液gh=103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa。