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初中物理人教版八年级下册9.1 压强单元测试练习
展开这是一份初中物理人教版八年级下册9.1 压强单元测试练习,共27页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验题,计算题,作图题,综合题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
2.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,根据现象,下列判断错误的是( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.给瓶子保温是为了避免温度对现象的影响
C.水柱高度h增大,说明瓶外大气压升高了
D.水柱高度h越大,瓶内外气体压强差越大
3.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中不是利用连通器原理的是( )
A.只有(1)、(2)B.只有(3)、(4)
C.只有(1)、(3)、(4)D.只有(2)
4.如图所示,甲、乙为两个实心正方体,它们对水平地面的压强相等。若沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分,然后将切去部分叠放在自身剩余部分上,这时它们对水平地面的压力为F甲和F乙、压强为p甲和p乙,则( )
A.F甲<F乙,p甲>p乙B.F甲<F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲>p乙D.F甲>F乙,p甲<p乙
5.如图所示,容器中装有水,A点受到水的压强为( )g取10N/kg
A.300PaB.800PaC.900PaD.1100Pa
6.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,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( )
A.容器对桌面的压力:F甲=F乙=F丙
B.容器对桌面的压强:p′甲
C.液体的密度:ρ甲<ρ乙<ρ丙 C.液体的密度:ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.液体对容器底部的压强:p甲=p乙=p丙
7.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况是( )
A.杯子对桌面的压力减小
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力减小
D.杯内奶茶对杯子底的压强减小
二、填空题
8.如图,足够高的薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲底面积为6×10﹣2m2,盛有深度为12cm的水。圆柱体乙的重力为270N,对地面的压强为3000Pa,则水对容器用底部的压强为______Pa,圆柱体乙的底面积为______m2;若将一物块A分别浸没在容器甲的水中和放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等,则A的密度为______kg/m3。(取g=10N/kg)
9.著名的马德堡半球实验,证明了_________的存在;意大利科学家_________首先用实验测定了大气压强的值;大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越___________。
10.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,分别装有相同质量的不同液体。甲试管竖直放置,试管倾斜放置,两试管液面相平,则两试管中液体的密度关系为ρ甲______ρ乙;液体对两试管底的压强关系为p甲______p乙(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.一个圆台形密闭容器按如图甲所示方式静置于水平桌面上时,容器内水深6cm,则水对容器底部的压强为______Pa。若把该容器倒过来放置,如图乙所示,那么容器对桌面的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
12.如图所示,一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直浸入水中,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,两次药瓶在水中的位置相同,发现橡皮膜都向内凹,且第二次比第一次凹陷的更___________,这是因为同种液体,深度越深,水产生的压强越___________;如果没有橡皮膜,水___________(选填“会”或“不会”)产生压强。
13.德国奥托·格里克所做的著名的___________实验有力地证明了大气压的存在。意大利物理学家及其同伴通过实验第一次测出大气压强的大小,在这个实验中,测出的大气压强跟___________cm高的汞柱产生的压强大小正好相等。
14.位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一、如图是郑国渠跨路面两侧的截面示意图,两侧水渠和中间的涵洞可以看作是一个___________;当水不流动时,水对A点的压强___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水对B点的压强。
三、实验题
15.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,用砝码、海绵和小桌做了如图甲、乙所示的实验.
(1)甲、乙、丁实验中,根据_____来比较压力的作用效果.
(2)从图甲、乙所示的实验中可得到的结论是:_____相同时,_____越大,压力作用效果越明显.
(3)比较乙丁的实验能否得出正确的结论?答:_____(填“能”或“不能”).
(4)将该小桌和砝码放在如图丙所示的木板上,比较图丁中海绵受到的压强p丁和图丙中木板受到的压强p丁的大小关系为p丁_____p丙(选填“>”“<“或“=”)
16.小明利用图示标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽等器材,对大气压的值进行测量。
(1)该实验还缺少的器材是______________;
(2)小明应该采用图示装置中的______________(填“甲”或“乙”)装置来估测大气压的值,不采用另一个装置的理由是______________;
(3)如表是小明记录实验情况的表格:表中①是______________;②是______________;
(4)为减小摩擦力对实验结果的影响,小虎对小明同学所做实验进行改进:在原实验基础上,将活塞推到注射器底端后,取下小孔上的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.0N,小明同学计算出的大气压强是______________Pa;
(5)若实验中发现注射器损坏,实验室另有A、B两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用____________注射器,不选用另一注射器的理由是____________。
17.如图1是小洛用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 ___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,小洛发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图1甲所示。正确的调节方法是 ___________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图1乙、丙两次实验,可得出:在同种液体中,液体内部压强随 ___________的增加而增大;
(4)要探究液体内部压强是否与液体密度有关,应选择图1 ___________两次实验进行比较,可得出液体压强与液体密度的关系是:___________;
(5)小洛结合液体压强的知识,设计了如图2所示的测量盐水密度的方案,请将实验步骤补充完整:
①如图2所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为h1;
②如图2所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至 ___________,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为h2;
③盐水的密度表达式:ρ盐水=___________(利用ρ水、h1、h2表示);
④以上实验所测盐水的密度偏 ___________(选填“大”或“小”)。
四、计算题
18.如图所示,将质量为10kg、底面积为2×10-2m2的实心圆柱体置于水平地面上,求:
①地面受到的压力F。
②求地面受到的压强p。
③现将圆柱体沿水平方向切去0.2m的高度,圆柱体对水平地面的压强变化量为3920Pa,求圆柱体原来的高度h。
19.如图所示,一开口的平底杯子,装上8cm高的水后,放在一个面积为2m2的水平桌面上,已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2,杯子装上水后的总质量为0.6kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)杯底受到水的压强;
(2)杯底受到水的压力;
(3)杯子对桌面的压力;
(4)杯子对桌面的压强。
五、作图题
20.在图中,在商场门口有一个用细绳系住的气球,绳的另一端固定于地面上。由于有风的作用,气球静止时绳偏离了竖直方向。请在图中画出氢气球的受力示意图。
21.图所示,用力F拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块相对地面处于静止状态,请画出木块所受摩擦力和对木板压力的示意图。
22.如图所示,物体A叠放在B上面,B放在C上面,三个物体保持静止,请画出A对的B的压力F1、B对C的压力F2的示意图。
六、综合题
23.某小组用塑料瓶做了以下实验:
(1)将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和纸片均不会下落,如图甲所示,该实验说明了______的存在;
(2)将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图乙所示,该实验说明液体压强与______有关;
(3)如图丙所示,矿泉水瓶中装满水后插入吸管甲,用另一吸管乙向吸管甲上方吹气,吸管甲中水面会______,这是因为______;
(4)用手握住竖直的饮料瓶不动,如图所示,手受到的摩擦力方向______,如适当握紧饮料瓶,则瓶子受到的摩擦力大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
24.如图1所示,在固体一侧施加压力,固体的另一侧能对外产生大小相同的压力。小杨猜想密闭液体也有上述规律。为了验证猜想,他在两个针筒内装满水并水平放置,两针筒的端口用橡皮管紧密连接,再在右侧针筒活塞处连接数字测压计,对左侧针筒活塞向右施加大小为1.2牛的力F左,当两活塞静止时,测压计示数如图2(a)所示。最后他更换右侧的针筒重复实验,如图2(b)所示。(活塞横截面积大小关系SA:SB:SC=1:2:3)
(1)分析比较图2现象,请判断小杨的猜想是否正确,并写出依据。_______。
(2)进一步分析比较图2中右侧产生的压力F右与右侧活塞面积S右比值、左侧施加的压力F左与左侧活塞面积S左比值的大小,可得结论:_______。
(3)如图3是液压千斤顶的原理示意图,请用上述结论解释“用较小的力顶起一辆轿车”的工作原理。_______
25.(1)如图1,对着两张自然下垂的纸片中间向下吹气,可以观察到两张纸___________(选填“分开”或“合拢”),这是因为___________。
(2)如图2,在探究摩擦力的影响因素实验中,应拉着弹簧测力计使木块在水平桌面上做___________运动,此时拉力和___________力互相平衡,由此可间接测得摩擦力的大小。木块受到的拉力是___________N。
(3)在装水的矿泉水瓶侧面扎两个小孔,可看到水立即向外喷出,如图3所示,此现象表明:液体对容器侧壁有___________。若此时盖上瓶盖并拧紧,水就不再喷出,这是由于瓶内压强___________(选填“大于”或“小于”)瓶外大气压。
大气压力F/N
注射器容积V/mL
①
活塞面积S/cm2
大气压强p/Pa
6.0
2.5
5.00
0.5
②
第九章 压强单元测试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图所示,用力将图钉按在墙壁上,下列说法正确的是( )
A.手指对钉帽的压力小于墙壁对钉尖的压力
B.手指对钉帽的压力大于钉尖对墙壁的压力
C.手指对钉帽的压强等于钉尖对墙壁的压强
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力是相互作用力
【答案】D
【详解】B.固体可以传递压力,用手给钉帽施加压力,图钉会把这个力大小不变的传递给墙壁,所以手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,故B错误;
C.手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉帽的面积较大,即受力面积较大,根据公式可知,手指对钉帽的压强小于钉尖对墙壁的压强;故C错误;
D.钉尖对墙壁的压力和墙壁对钉尖的压力,它们大小相等、方向相反、作用在不同物体上,是一对相互作用力,故D正确。
A.由BD的解答可知,手指对钉帽的压力等于钉尖对墙壁的压力,而钉尖对墙壁的压力等于墙壁对钉尖的压力,所以,手指对钉帽的压力等于墙壁对钉尖的压力,故A错误。
故选D。
2.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h,把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施),观察到管内水柱的高度发生了变化,根据现象,下列判断错误的是( )
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压
B.给瓶子保温是为了避免温度对现象的影响
C.水柱高度h增大,说明瓶外大气压升高了
D.水柱高度h越大,瓶内外气体压强差越大
【答案】C
【详解】A.从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内气压大于瓶外大气压,则竖直玻璃管中的水位将上升,故A正确,不符合题意;
B.由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化影响实验结果,所以在拿着它上下楼时,应保持瓶中的水的温度不变,故B正确,不符合题意;
C.由于高度增加,内外气压差变大,即瓶内的气压高于瓶外大气压,说明瓶外大气压降低了,故C错误,符合题意;
D.水柱高度h越大,说明瓶内外气体压强差越大,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中不是利用连通器原理的是( )
A.只有(1)、(2)B.只有(3)、(4)
C.只有(1)、(3)、(4)D.只有(2)
【答案】D
【详解】过路涵洞、洗手间的下水管、船闸,都是上端开口、下部连通的,即都是利用连通器原理工作的;拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增大,与连通器原理无关。综上分析可知,只有(2)符合要求,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.如图所示,甲、乙为两个实心正方体,它们对水平地面的压强相等。若沿竖直方向将甲、乙两个正方体分别切去厚度为h的部分,然后将切去部分叠放在自身剩余部分上,这时它们对水平地面的压力为F甲和F乙、压强为p甲和p乙,则( )
A.F甲<F乙,p甲>p乙B.F甲<F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲>p乙D.F甲>F乙,p甲<p乙
【答案】A
【详解】将甲、乙两个实心正方体沿竖直方向切去相同厚度并叠加在自身剩余部分上,其对水平地面的压力等于自身的重力,重力不变,则压力相等,乙的受力面积大,根据F=pS可知,则F甲<F乙;甲、乙被切去并叠加后,本身的重力不变,则对水平表面的压力不变,由于受力面积减小了,则压强都变大;设它们的增加的压强分别为、,由可得
因为,由图可知,h甲
即,所以p甲>p乙。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
5.如图所示,容器中装有水,A点受到水的压强为( )g取10N/kg
A.300PaB.800PaC.900PaD.1100Pa
【答案】C
【详解】由图可知,A点的深度
h=12cm﹣3cm=9cm=0.09m
则A点受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,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( )
A.容器对桌面的压力:F甲=F乙=F丙
B.容器对桌面的压强:p′甲
D.液体对容器底部的压强:p甲=p乙=p丙
【答案】A
【详解】A.容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,而两容器和甲、乙两种液体质量相等,所以三容器的总重力相等,所以容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故A正确;
B.因两容器底面积相同,且F甲=F乙=F丙,由可知,容器对桌面的压强p甲′=p乙′=p丙′,故B错误;
C.根据题图可知,甲、乙、丙液体的质量相等,丙液体的体积最大,其次是乙的体积,甲的体积最小,根据可知,甲的密度最大,丙的密度最小,即ρ甲>ρ乙>ρ丙,故C错误;
D.因液体深度相同,且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以由p=ρgh可知,p甲>p乙>p丙,故D错误。
故选A。
7.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况是( )
A.杯子对桌面的压力减小
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力减小
D.杯内奶茶对杯子底的压强减小
【答案】D
【详解】A.杯子对桌面的压力等于杯子与饮料的重力之和,无论正放,还是倒放,杯子与饮料的重力不变,则杯子对桌面的压力不变,故A不符合题意;
B.杯子对桌面的压力不变,受力面积变大,根据p可知,杯子对桌面的压强减小,故B不符合题意;
C.倒置前,容器上宽下窄,此时的压力小于饮料的重力;倒置后,容器上窄下宽,此时的压力大于饮料的重力,杯内奶茶对杯子底的压力增大,故C不符合题意;
D.由图可知,正放时,杯中饮料的深度h较大,根据可知,正放时饮料对杯底的压强较大,即,故杯内饮料对杯子底的压强减小,故D符合题意。
故选D。
二、填空题
8.如图,足够高的薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲底面积为6×10﹣2m2,盛有深度为12cm的水。圆柱体乙的重力为270N,对地面的压强为3000Pa,则水对容器用底部的压强为______Pa,圆柱体乙的底面积为______m2;若将一物块A分别浸没在容器甲的水中和放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等,则A的密度为______kg/m3。(取g=10N/kg)
【答案】 1.2×103 0.09 1.5×103
【详解】[1]水的深度h=12cm=0.12m,水对容器用底部的压强
p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
[2]圆柱体乙的重力为270N,对地面的压强为3000Pa,根据可知圆柱体乙的底面积为
[3]设物块A的体积为VA,其密度为ρA,则物块A的质量为mA=ρAVA,将物块A浸没在容器甲的水中(容器足够高,无水溢出),水面升高的高度
则水对容器甲底部压强的增加量
将物块A放在圆柱体乙上表面的中央,则圆柱体乙对地面压强的增加量
已知,则有
所以物块A的密度
9.著名的马德堡半球实验,证明了_________的存在;意大利科学家_________首先用实验测定了大气压强的值;大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越___________。
【答案】 大气压强 托里拆利 小
【详解】[1]著名的马德堡半球实验,证明了大气压强的存在。
[2]意大利科学家托里拆利首先用实验测定了大气压强的值。
[3]大气压强的大小与海拔高度有关,海拔高度越高,大气压强就越小。
10.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,分别装有相同质量的不同液体。甲试管竖直放置,试管倾斜放置,两试管液面相平,则两试管中液体的密度关系为ρ甲______ρ乙;液体对两试管底的压强关系为p甲______p乙(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 大于 大于
【详解】[1]已知甲、乙两支完全相同的试管,分别装有相同质量的不同液体,由图可知,甲试管中液体的体积小于乙试管中液体的体积,由可知,两试管中液体的密度关系为ρ甲>ρ乙。
[2]两试管液面相平,深度相同,两试管中液体的密度关系为ρ甲>ρ乙,由液体压强公式p=ρgh可知,液体对两试管底的压强关系为p甲>p乙。
11.一个圆台形密闭容器按如图甲所示方式静置于水平桌面上时,容器内水深6cm,则水对容器底部的压强为______Pa。若把该容器倒过来放置,如图乙所示,那么容器对桌面的压强将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】 600 变大
【详解】[1]容器内水深
h=6cm=0.06m
则水对容器底部的压强为
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
[2]因物体对水平面的压力和自身的重力大小相等,所以,把该容器倒过来放置时,容器的总重力不变,对桌面的压力不变,由图可知,该容器倒过来放置时受力面积变小,由可知,容器对桌面的压强变大。
12.如图所示,一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直浸入水中,第一次瓶口朝上,第二次瓶口朝下,两次药瓶在水中的位置相同,发现橡皮膜都向内凹,且第二次比第一次凹陷的更___________,这是因为同种液体,深度越深,水产生的压强越___________;如果没有橡皮膜,水___________(选填“会”或“不会”)产生压强。
【答案】 明显 大 会
【详解】[1][2]根据液体压强的公式,在同种液体中,深度越大,压强越大,压力的作用效果越明显,所以第二次比第一次凹陷的更明显。
[3]液体内部也存在压强是因为液体具有流动性且受重力作用,所以无论有没有橡皮膜,水都会产生压强。
13.德国奥托·格里克所做的著名的___________实验有力地证明了大气压的存在。意大利物理学家及其同伴通过实验第一次测出大气压强的大小,在这个实验中,测出的大气压强跟___________cm高的汞柱产生的压强大小正好相等。
【答案】 马德堡半球 76
【详解】[1]1654年,奥托·格里克做了有名的马德堡半球实验,有力地证明了大气压的存在。
[2]意大利物理学家托里拆利首先用实验的方法测出了大气压的值,大气压强跟76cm高的汞柱产生的压强大小正好相等。
14.位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一、如图是郑国渠跨路面两侧的截面示意图,两侧水渠和中间的涵洞可以看作是一个___________;当水不流动时,水对A点的压强___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水对B点的压强。
【答案】 连通器 小于
【详解】[1] 跨路面两侧的水渠是上上端开口、下端连通的,当液体不流动时,液面总保持相平,因此两侧水渠和中间的涵洞可看作一个连通器;
[2]由图可知,A点到液面的深度要小于B点到液面的深度,即hA
15.小明同学在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,用砝码、海绵和小桌做了如图甲、乙所示的实验.
(1)甲、乙、丁实验中,根据_____来比较压力的作用效果.
(2)从图甲、乙所示的实验中可得到的结论是:_____相同时,_____越大,压力作用效果越明显.
(3)比较乙丁的实验能否得出正确的结论?答:_____(填“能”或“不能”).
(4)将该小桌和砝码放在如图丙所示的木板上,比较图丁中海绵受到的压强p丁和图丙中木板受到的压强p丁的大小关系为p丁_____p丙(选填“>”“<“或“=”)
【答案】 海绵的凹陷程度 受力面积相同时 压力越大 不能 =
【详解】(1)根据转换法,甲、乙、丁实验中,根据海绵的凹陷程来比较压力的作用效果;
(2)从图甲、乙所示的实验中可知,受力面积相同,甲中压力大,压力作用效果明显,故得到的结论是:受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较乙丁的实验,因压力大小和受力面积大小都不相同,没有控制变量,故不能得出正确的结论;
(4)将该小桌和砝码放在如图丙所示的木板上,图丁中海绵受到的压强p丁,图丙中木板受到的压强p丙,因受压材料不同,故不能根据材料的凹陷程来比较压力的作用效果,根据 ,因压力大小和受力面积大小相同,故大小关系为p丁=p丙.
16.小明利用图示标有2.5mL的一次性注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽等器材,对大气压的值进行测量。
(1)该实验还缺少的器材是______________;
(2)小明应该采用图示装置中的______________(填“甲”或“乙”)装置来估测大气压的值,不采用另一个装置的理由是______________;
(3)如表是小明记录实验情况的表格:表中①是______________;②是______________;
(4)为减小摩擦力对实验结果的影响,小虎对小明同学所做实验进行改进:在原实验基础上,将活塞推到注射器底端后,取下小孔上的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.0N,小明同学计算出的大气压强是______________Pa;
(5)若实验中发现注射器损坏,实验室另有A、B两个注射器,活塞的横截面积分别为0.5cm2和2cm2,若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用____________注射器,不选用另一注射器的理由是____________。
【答案】 刻度尺 甲 避免活塞重力对实验的影响 针筒有刻度部分的长度l/cm 1.2×105 1.0×105 A 作用在B注射器上的大气压力的大小超过了测力计的量程
【详解】(1)[1]实验中借助弹簧测力计匀速拉动活塞,测出活塞受到的拉力大小,由二力平衡得,活塞受到的大气压力F;再借助刻度尺测量针筒有刻度的长度l,由得到活塞的横截面积S,最后由得到大气压的值,所以该实验还缺少的器材是刻度尺。
(2)[2][3]由于活塞重力对实验的影响,若实验中采用图乙的装置,测得的大气压力会偏大,导致测得的大气压偏大,则小明应该采用图示装置中的甲装置来估测大气压的值。
(3)[4]实验中要记录的数据由大气压力F、注射器容积V、针筒有刻度的长度l、活塞面积S、大气压强p,注射器有刻度的长度约5cm左右,则表中①是注射器有刻度部分的长度l/cm。
[5]活塞的横截面积为
S=0.5cm2=5×10-5m2
大气压强
(4)[6]依题意得,活塞受两头的大气压的作用、摩擦力、拉力作用水平向右慢慢匀速运动,两头大气压方向相反,大小相等,则大气压的合力为0,则受到的摩擦力大小为
表格中记录的大气压力实际是大气压力和摩擦力的合力大小,则活塞受到的大气压力大小为
小明同学计算出的大气压强是
(5)[7][8]由得,当选用活塞的横截面积为0.5cm2时,活塞受到的大气压力约为
当选用活塞的横截面积为2cm2时,活塞受到的大气压力约为
即选用B注射器时活塞受到的大气压力大小超过弹簧测力计的量程,不能选用,所以实验中应选用A注射器。
17.如图1是小洛用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管 ___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,小洛发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图1甲所示。正确的调节方法是 ___________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图1乙、丙两次实验,可得出:在同种液体中,液体内部压强随 ___________的增加而增大;
(4)要探究液体内部压强是否与液体密度有关,应选择图1 ___________两次实验进行比较,可得出液体压强与液体密度的关系是:___________;
(5)小洛结合液体压强的知识,设计了如图2所示的测量盐水密度的方案,请将实验步骤补充完整:
①如图2所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为h1;
②如图2所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至 ___________,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为h2;
③盐水的密度表达式:ρ盐水=___________(利用ρ水、h1、h2表示);
④以上实验所测盐水的密度偏 ___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 不属于 B 液体的深度 丙、丁 液体深度相同时,液体压强随液体密度增大而增大 橡皮膜水平为止 小
【详解】(1)[1]压强计上端不都是开口的,故不属于连通器。
(2)[2]进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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;如果将右侧支管中高出的水倒出,左右液面上方的大气压强仍然不相等,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[3]比较图乙和图丙两图知,液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,故可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)[4][5]要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,应选1图丙、丁比较,可得出液体压强与液体密度的关系:液体深度相同时,液体压强随液体密度增大而增大。
(5)[6][7]本步骤是通过转换法,只要玻璃管底部的橡皮膜水平即可说明此时橡皮膜上方受到水的压强等于下方受到盐水的压强,故此处应该在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为h2。因为此时橡皮水平,说明盐水与水产生的压强相等,即
得盐水的密度表达式
[8]如图2甲是测量的水面到玻璃管下管口的距离,由于橡皮膜发生形变,造成测量的水深度即h1比实际值偏小,故密度的测量值比真实值偏小。
四、计算题
18.如图所示,将质量为10kg、底面积为2×10-2m2的实心圆柱体置于水平地面上,求:
①地面受到的压力F。
②求地面受到的压强p。
③现将圆柱体沿水平方向切去0.2m的高度,圆柱体对水平地面的压强变化量为3920Pa,求圆柱体原来的高度h。
【答案】①98N;②4900Pa;③0.25m
【详解】解:①因为实心圆柱体置于水平地面上,所以水平地面受到的压力为
②水平地面受到的压强
③根据
可得,圆柱体的密度
则圆柱体原来的高度
答:①地面受到的压力F=98N;
②求地面受到的压强p=4900Pa;
③圆柱体原来的高度h=0.25m。
19.如图所示,一开口的平底杯子,装上8cm高的水后,放在一个面积为2m2的水平桌面上,已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2,杯子装上水后的总质量为0.6kg。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)杯底受到水的压强;
(2)杯底受到水的压力;
(3)杯子对桌面的压力;
(4)杯子对桌面的压强。
【答案】(1)4N;(2)800Pa;(3)6N;(4)1000Pa
【详解】解:(1)杯子内水的深度为
则水对杯底的压强为
(2)由可得,水对杯底的压力为
(3)杯子对桌面的压力为
(4)杯子对桌面的压强为
答:(1)杯底受到水的压力为4N;
(2)杯底受到水的压强为800Pa;
(3)杯子对桌面的压力为6N;
(4)杯子对桌面的压强为1000Pa。
五、作图题
20.在图中,在商场门口有一个用细绳系住的气球,绳的另一端固定于地面上。由于有风的作用,气球静止时绳偏离了竖直方向。请在图中画出氢气球的受力示意图。
【答案】
【详解】氢气球受到重力、浮力、风的推力和绳子的拉力作用,过氢气球的重心,沿竖直向上画一条带箭头的线条,用符号F浮表示;沿竖直向下画一条带箭头的线段,用符号G表示;沿水平向左的方向画一条带箭头的线段,用符号F风表示;沿绳子向下画一条带箭头的线段,用符号F绳表示;如图所示
21.图所示,用力F拉着长木板沿水平地面向右运动,此时木块相对地面处于静止状态,请画出木块所受摩擦力和对木板压力的示意图。
【答案】
【详解】木块在弹簧测力计的拉力与摩擦力下保持静止状态,根据二力平衡条件,木块受到的弹簧测力计的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以摩擦力方向水平向右,木块对木板的压力垂直于木板并指向木板,如图所示
22.如图所示,物体A叠放在B上面,B放在C上面,三个物体保持静止,请画出A对的B的压力F1、B对C的压力F2的示意图。
【答案】
【详解】A对B的压力F1的作用点在A与B的接触面上,受力物体是B,方向垂直接触面向下;B对C的压力F2的作用点在斜面上,方向垂直斜面向下,如图所示:
六、综合题
23.某小组用塑料瓶做了以下实验:
(1)将塑料瓶装满水,覆盖一张硬纸片后倒置,水和纸片均不会下落,如图甲所示,该实验说明了______的存在;
(2)将塑料瓶装满水,在瓶侧面扎两个小孔,水从小孔流出,如图乙所示,该实验说明液体压强与______有关;
(3)如图丙所示,矿泉水瓶中装满水后插入吸管甲,用另一吸管乙向吸管甲上方吹气,吸管甲中水面会______,这是因为______;
(4)用手握住竖直的饮料瓶不动,如图所示,手受到的摩擦力方向______,如适当握紧饮料瓶,则瓶子受到的摩擦力大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 大气压强 液体的深度 上升 流体流速越大,压强越小 竖直向上 不变
【详解】(1)[1]如图甲所示,在矿泉水瓶中装满水,用纸片盖住瓶口后倒置,纸片不会落下,是因为大气压将纸片和水托住的;该实验说明了大气压强的存在。
(2)[2]图乙的实验中,观察到水从小孔射出,小孔的位置越低液体的深度越大,射出的水越急、越远,液体压强越大,该实验说明了液体压强与液体的深度有关。
(3)[3][4]用另一吸管乙向吸管甲上方吹气,吸管甲中水面会上升,是因为甲吸管顶端空气流速大压强小,在压强差的作用下,水沿着甲吸管上升。
(4)[5][6]瓶子静止不动,处于平衡状态,在竖直方向上,瓶子受到的竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力是一对平衡力,所以大小相等、方向相反,故摩擦力的方向竖直向上,其大小等于瓶的重力;如适当握紧饮料瓶,瓶子仍然静止,重力和摩擦力还是一对平衡力,因瓶子的重力不变,所以瓶子受到的摩擦力将不变。
24.如图1所示,在固体一侧施加压力,固体的另一侧能对外产生大小相同的压力。小杨猜想密闭液体也有上述规律。为了验证猜想,他在两个针筒内装满水并水平放置,两针筒的端口用橡皮管紧密连接,再在右侧针筒活塞处连接数字测压计,对左侧针筒活塞向右施加大小为1.2牛的力F左,当两活塞静止时,测压计示数如图2(a)所示。最后他更换右侧的针筒重复实验,如图2(b)所示。(活塞横截面积大小关系SA:SB:SC=1:2:3)
(1)分析比较图2现象,请判断小杨的猜想是否正确,并写出依据。_______。
(2)进一步分析比较图2中右侧产生的压力F右与右侧活塞面积S右比值、左侧施加的压力F左与左侧活塞面积S左比值的大小,可得结论:_______。
(3)如图3是液压千斤顶的原理示意图,请用上述结论解释“用较小的力顶起一辆轿车”的工作原理。_______
【答案】 见解析 见解析
【详解】(1)[1]不正确,由(a)(b)两图知,左侧活塞受到压力与右边活塞处产生的压力不相等。
(2)[2]因为SA:SB:SC=1:2:3,设SA=S、SB=2S、SC=3S。图2中右侧产生的压力F右与右侧活塞面积S右比值、左侧施加的压力F左与左侧活塞面积S左比值分别为
故能得出结论:。
(3)[3]根据[2]的结论
当左侧活塞施加一个很小的力,若比的大很多,比比值很大,就能产生很大的力,当,就能顶起右侧较重的轿车。
25.(1)如图1,对着两张自然下垂的纸片中间向下吹气,可以观察到两张纸___________(选填“分开”或“合拢”),这是因为___________。
(2)如图2,在探究摩擦力的影响因素实验中,应拉着弹簧测力计使木块在水平桌面上做___________运动,此时拉力和___________力互相平衡,由此可间接测得摩擦力的大小。木块受到的拉力是___________N。
(3)在装水的矿泉水瓶侧面扎两个小孔,可看到水立即向外喷出,如图3所示,此现象表明:液体对容器侧壁有___________。若此时盖上瓶盖并拧紧,水就不再喷出,这是由于瓶内压强___________(选填“大于”或“小于”)瓶外大气压。
【答案】 合拢 两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间 匀速直线 摩擦 2.2 压强 小于
【详解】(1)[1][2]对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,产生了一个向内的压强差,将纸压向中间。
(2)[3][4][5]用弹簧测力计在水平方向上匀速拉动木块,木块做匀速直线运动,处于平衡状态,木块在水平方向上受:拉力与摩擦力作用,由二力平衡条件可知,摩擦力等于拉力;由图可知,测力计分度值为0.2N,其示数为2.2N。
(3)[6][7]矿泉水瓶侧面扎两个小孔,可看到水立即向外喷出,说明液体对容器壁有压强;盖上瓶盖并拧紧,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。
大气压力F/N
注射器容积V/mL
①
活塞面积S/cm2
大气压强p/Pa
6.0
2.5
5.00
0.5
②
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