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文档简介
专题07压强01题型突破 1TOC\o"1-3"\h\u题型突破一:怎样解压力的作图问题 1题型突破二:怎样解探究压力作用效果与那些因素有关的实验题 3题型突破三:怎样解压强大小的计算问题 3题型突破四:怎样解增大和减小压强的问题 6题型突破五:怎样解运用公式分析固体压强的问题 8题型突破六:怎样解研究液体内部压强的实验问题 10题型突破七:怎样解液体压强大小计算问题 13题型突破八:怎样解液体对容器底部的压力问题 16题型突破九:怎样解连通器的应用问题 19题型突破十:怎样解大气压的应用问题 21题型突破十一:怎样解大气压的其他测量方法问题 25题型突破十二:怎样解大气压的变化问题 29题型突破十三:怎样解流体压强的应用问题 3102题型突破 3103中考练场 33题型突破一:怎样解压力的作图问题无论是作压力的示意图还是判断压力的示意图,主要从以下三个方面考虑:(1)明确被压的物体;(2)压力的作用点在被压物体上;(3)压力的方向与被压物体的表面垂直并指向被压物体。【典例1】(2023·江苏徐州·中考真题)如图所示,请画出水坝上O点受到水的压力F的示意图。
【答案】
【详解】水对F点的压力是垂直于坝面向下的,作用在O点,作图如下:
【变式1-1】(2023·河南洛阳·二模)如图所示,一个足球挂在竖直墙上,请画出该足球所受重力和它对墙面压力的示意图。(图中足球的重心已用“●”标出)
【答案】
【详解】从球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,为重力,用G表示;过球与墙面的接触点沿水平向左的方向垂直画一条带箭头的线段,为压力,用F表示,如图所示:
【变式1-2】(2023·河南焦作·三模)质量为m的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间,如图。在图中作出挡板对圆球的支持力和圆球对斜面的压力的示意图。
【答案】
【详解】挡板对圆球的支持力作用点在圆球的圆心上,方向垂直于挡板向右;圆球对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直于斜面向下。从二力的作用点开始,分别沿二力的方向画一条带箭头的线段,并分别在线段末尾标上相关字母,如图所示:
题型突破二:怎样解探究压力作用效果与那些因素有关的实验题压力的作用效果主要从力改变物体的形状上考虑。压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关,本类题主要利用控制变量法来分析是压力改变还是受力面积改变,如何改变。通过受力物体形状改变的大小来显示压力的作用效果。形变量越大,力的作用效果越明显。【特别提示】①实验中不能选用木板作为受压物体,因为木板的形变程度不明显,故应选用形变程度明显的海绵进行实验;②实验中应使受压物体相同;③实验中运用了控制变量法和转换法。【典例2】(2023·广东深圳·中考真题)琴琴同学用同一个物体(图中白色物体)做‘探究压强与受力面积的关系’实验,请填写下面内容。
(1)谁的压力大,谁的受力面积大;(选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”)(2)改进这两个实验的意见:;(3)对比甲图选择下面一个对比探究压强和压力大小的关系。
【答案】两个相等海绵的大都用海绵(或沙坑)来进行实验A【详解】(1)[1]两个实验中都是同一个物体,对海绵或沙坑的压力一样大。[2]海绵中物体横放,沙坑中物体竖放,由图可得,海绵的受力面积大。(2)[3]实验为探究压强与受力面积,应只改变受力面积大小,下面的受力物体保持不变,故改进意见为:甲、乙都用海绵进行实验或甲、乙都用沙坑进行实验。(3)[4]要探究压强和压力大小的关系,应保持受力面积相同,受力物体相同,只改变压力大小,对比甲图,应该选择A。【变式2-1】(2023·安徽淮南·三模)如图所示是“探究压力作用效果和哪些因素有关”实验。实验器材有:海绵、完全相同的木块若干,实验中是根据海绵凹陷程度来判断压力作用效果。(1)图中甲、乙实验可得到的实验结论是:;(2)图中甲、丁实验中,木块个数不同,但海绵凹陷程度相同,压力作用效果也相同。请你分析:两图压力作用效果相同的原因是:。【答案】见解析见解析【详解】(1)[1]图中甲、乙实验压力相同,甲中受力面积小,压力作用效果明显,可得到的实验结论是:在压力一定时,压力作用效果和受力面积大小有关,受力面积越小,压力作用效果越明显。(2)[2]图丁和图甲相比,压力增大几倍的同时受力面积也增大相同的倍数,根据可知,压强大小不变。【变式2-2】(2023·山东济宁·一模)热爱劳动的平平,在家帮妈妈做饭时,一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上,在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动,利用玉米面团和装有水的饮料瓶,依次做了下图所示的一系列实验:(1)做实验①②③是为了探究;(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与是否有关;(3)《民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”,生活中要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为,“高空抛物”危害性大的原因,可通过分析实验⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论。【答案】压力作用效果的影响因素物体质量质量相同时,物体被举得越高,具有的重力势能越大【详解】(1)[1]由①②可知,探究的是压力作用效果与压力大小的关系;由②③可知,探究的是压力作用效果与受力面积的关系。所以做实验①②③是为了探究压力作用效果的影响因素。(2)[2]由图可知,④⑤被举高的高度相同,所以想要探究的是重力势能与物质质量的关系。(3)[3]⑤⑥中两物体质量相同,但被举高的高度不同,高空抛物危险,是因为物体被举高的高度较大,具有的重力势能大。故结论为:当物体质量相同时,被举得越高,具有的重力势能就越大。题型突破三:怎样解压强大小的计算问题求解压强大小的解答步骤:(1)分析题意,确定F的值和S的值,当物体放在水平面上时,F=G=mg;(2)根据公式求解即可,特别注意的是对受力面积的判断,受力面积应是两个相互挤压的物体的实际接触面积。【特别提示】当用压强公式进行计算时应注意:一是压力F的大小和受力面积S的大小不能弄错,这是计算的关键;二是单位问题要重视,S的单位用“m2”时得出压强的单位才是“Pa”.【典例3】(2023·四川巴中·中考真题)质量相等且分布均匀的A、B两个立方体,A的边长为B的一半,如图甲、乙所示静置在水平地面上。若甲图中A对B的压强为p1,B对地面的压强为p2;乙图中B对A的压强为p3,A对地面的压强为p4。则下列计算结果均正确的是()
①p1:p2=2:1②p3:p4=4:1③p1:p3=1:2④p2:p4=1:4A.①② B.②③ C.③④ D.①④【答案】D【详解】由题意可知,A、B两个立方体质量相等,则二者的重力也相等,即GA=GB;设A的边长为l,底面积为l2,则B的边长为2l,底面积为4l2。由可知,甲图中A对B的压强甲图中B对地面的压强乙图中B对A的压强乙图中A对地面的压强则所以②③错误,①④正确,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。【变式3-1】(2024·安徽合肥·一模)如图所示,一台重为150N的平衡车,每个车轮与地面的接触面积为,当重为600N的小明站立在平衡车上时,平衡车对地面的压强为Pa。【答案】【详解】如图所示,平衡车有2个轮子,平衡车对地面的压强为【变式3-2】(2024·安徽·一模)如图甲所示是小明手扶桌边做俯卧撑保持静止时的情境,图乙是他身体的示意图,他体重为600N,O是脚和地面接触点,A是重心,B是手对桌面的施加动力点,且和身体垂直,。当身体和水平地面成60°时。求:(1)手对桌面的压力是多少?(2)若手和桌边接触面积是,则手受到压强是多少?
【答案】(1)200N;(2)104Pa【详解】解:(1)O是脚和地面接触点,即为杠杆(身体)的支点,人的重力为阻力,A是重心,阻力臂为OC,如下所示,B是手对桌面的施加动力点,且和身体垂直,动力的方向见下图,动力臂为OB,根据已知条件由数学知识可知,阻力臂OC=0.5OA动力臂OB=OA+AB=OA+0.5OA=1.5OA根据杠杆的平衡条件有F×OB=G×OC动力大小即桌面对手的作用力大小为根据力的作用是相互的,手对桌面的压力为F′=200N
(2)若手和桌边接触面积是,则手受到压强是答:(1)手对桌面的压力是200N;(2)若手和桌边接触面积是,则手受到压强是104Pa。题型突破四:怎样解增大和减小压强的问题(1)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积;增大压力的同时减小受力面积。(2)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积;减小压力的同时增大受力面积。【特别提示】一般包含“尖、利、窄、薄、细”等字眼的多属于减小受力面积,从而增大压强;反之,包含“宽、大、粗”等字眼的多属于增大受力面积,从而减小压强。【典例4】(2023·青海西宁·中考真题)如图甲所示,将一块质地均匀的长木板平放在水平桌面上,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置。在此过程中,长木板对桌面的压力、压强的变化情况是()A.压力变小,压强变小 B.压力不变,压强变大C.压力不变,压强不变 D.压力变大,压强变大【答案】B【详解】长木板放在水平桌面上,长木板对桌面的压力等于长木板的重力,用水平向右的推力F缓慢推动长木板,直至图乙所示的位置,因长木板的重力不变,则对水平桌面的压力不变;长木板对水平桌面的压力不变,受力面积减小,由公式可知,长木板对桌面的压强变大,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。【变式4-1】(2024·上海虹口·一模)如图所示,均匀正方体甲、乙放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为、。若沿水平方向切去部分后,剩余部分体积相等且甲对地面压强比乙小,则()A.一定大于 B.一定等于C.一定小于 D.可能大于【答案】C【详解】由题意可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积相等且甲对地面压强比乙小,则,因,由可知,剩余部分对地面的压力,故,因,由可知,。则未切除之前,由压强公式可得因,则一定小于。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。【变式4-2】(2024·上海嘉定·一模)如图所示,实心均匀正方体甲、乙对水平地面的压力相等。现将甲、乙沿水平方向切去相同厚度,此时甲、乙剩余部分对水平地面的压力为。接着再将甲、乙沿顺时针方向翻转90度后放置,此时甲、乙对水平地面的压强为。则()A., B.,C., D.,【答案】A【详解】图示中,甲、乙正方体对水平地面的压力相等,即两个正方体的重力相等,据G=mg知,两个正方体的质量相等,即,切去相同厚度,则切去部分的质量,因为,所以,则。剩余部分甲的重力小于剩余部分乙的重力,甲、乙剩余部分对水平地面的压力。切去部分后,甲、乙侧面的面积,再将甲、乙沿顺时针方向翻转90度后,甲、乙对水平地面的压强,而,因为,所以所以,即。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。题型突破五:怎样解运用公式分析固体压强的问题对于粗细均匀、密度均匀的固体(长方体、圆柱体等)放于水平面上的情况,水平面所受到的压强:。式子中ρ表示固体的密度,h表示固体的高度。【特别提示】公式求解固体压强的条件:①密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体);②物体被放在水平面上,且受力面积等于物体的底面积;③水平面所受的压力是由物体所受的重力产生的(F=G)。【典例5】(2022·广西贵港·中考真题)如图所示,水平地面上放置A、B两个质地均匀的长方体物块,高度之比hA∶hB=5∶3,底面积之比SA∶SB=1∶3,它们对地面的压强之比pA∶pB=5∶3,则它们的密度之比ρA∶ρB=。若从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,并将截取部分叠放在B的正中央,A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则截取部分与A物块原有高度之比h∶hA=。【答案】1∶13∶10【详解】[1]长方体物块放在水平地面上对地面的压强它们的密度之比[2]从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,A剩余部分对地面的压强pA剩=ρAg(hA-h)叠放后B对地面的压强A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则,,【变式5-1】(2024·上海杨浦·一模)如图所示,实心均匀长方体甲、乙置于水平地面上(底面积,它们对地面的压力分别为,对地面的压强为。现沿竖直方向切去甲、乙相同的体积,甲、乙对地面的压力变化量相等,则(
)A., B.,C., D.,【答案】B【详解】沿竖直方向切去甲、乙相同的体积,甲、乙对地面的压力变化量相等,由于在水平面上,压力等于自身的重力,所以甲、乙对地面的压力变化量等于甲、乙重力的变化量,根据可知,甲、乙的密度相同,即;由图可知,,由可知,甲、乙对地面的压强;又由于,根据F=pS可得,。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。【变式5-2】(2024·上海黄浦·一模)如图所示,均匀正方体A、B置水平面上,A的高度hA为0.1米,质量mA为2千克。①求A的密度ρA;②若B的质量为m0,底面积为S0,求B对水平面的压强pB;③若B的高度hB不高于0.2米,当B的高度大于0.1米时,恰能使A、B对水平面的压强相等,求B的密度ρB的取值范围。【答案】①2×103千克/米3;②;③1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3【详解】解:①A的密度②B对水平面的压强③由于A与B均为均匀柱体置于水平面上,物体对地面的压强为A、B对水平面压强相等,即则所以由于则所以答:①A的密度ρA为2×103千克/米3;②B对水平面的压强pB是;③B的密度ρB的取值范围1×103千克/米3≤ρB<2×103千克/米3。题型突破六:怎样解研究液体内部压强的实验问题(1)实验时,通过U形管两端液面的高度差来反映(或显示)金属盒受到的压强大小,这种方法叫转换法。若金属盒受到压强但U形管两端液面高度差为0,说明压强计的气密性差,有漏气的部位存在。(2)在探究过程中,要注意控制变量法的运用,如保持金属盒在液体内部同一深度处,探究液体内部向各个方向的压强关系;保持液体密度不变,探究液体压强与液体深度的关系;保持深度不变,探究液体压强与液体密度的关系。(3)影响液体压强大小的因素是液体的密度和深度,液体的密度和深度越大,液体内部产生的压强越大,分析结论时可从此处入手。【特别提示】①实验前应检查蒙在金属盒上的橡皮膜,连接用的橡皮管及各连接处是否漏气,常用方法是用手轻按橡皮膜,观察压强计U形管两侧液面的高度差是否发生变化,如果变化,说明不漏气;如果不变,说明漏气,则要查出原因,加以修正。②明确实验所使用的液体是什么。③不能让压强计U形管中液面的高度差过大,以免使部分有色液体从管中流出,如果流出了,要把连接用的橡皮管取下重新连接【典例6】(2023·辽宁朝阳·中考真题)小明在研究“液体内部的压强”实验中:(1)如图甲所示,从结构上看,压强计(选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)他通过比较乙、丙两图可以得出:同种液体,,压强越大;(3)若丙图中,探头在水中的深度为5cm时,请你计算该处水的压强为;(4)小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向丙图烧杯中多次加盐水,发现形管两侧液面高度差不断的增大,于是得出液体密度越大,压强越大的结论。他的结论是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。【答案】不属于深度越深500错误没有控制液体的深度相同【详解】(1)[1]上端开口,下端连通的容器叫连通器,液体压强计的左端是密闭的,所以不属于连通器。(2)[2]比较乙、丙两图可知,液体密度相同,丙中探头深度大,形管两侧液面的高度差大,液体压强也大,故可以得出的结论是:同种液体,深度越大,液体压强越大。(3)[3]探头在水中的深度为时的压强为(4)[4][5]向丙图烧杯中多次加盐水,改变了液体密度的同时也改变了液体深度,没有控制液体的深度相同,故结论错误。【变式6-1】(2024·陕西西安·一模)某小组用U形管压强计探究液体内部压强的特点。(1)如图甲,使用前检查装置是否漏气的方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置(选填“漏气”或“不漏气”);压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;(2)如图乙和丙所示,将金属盒浸没于水中时,可以观察到随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差越(选填“大”或“小”),由此可知液体内部的压强与有关;(3)保持金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,观察图丙和丁,小强得出了“在同一深度液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为通过他这样的操作得到的结论是(选填“正确”或“不正确”)的,原因是;(4)如图戊所示,容器中间用隔板分成左、右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当容器左、右两侧分别加入两种不同的液体A和B,观察到橡皮膜发生了形变,以下判断中正确的是(填字母)。A.液体A的密度大于液体B的密度
B.液体A的密度等于液体B的密度C.液体A的密度小于液体B的密度
D.以上选项均有可能【答案】不漏气大液体深度不正确没有保持金属盒所处液体的深度相同D【详解】(1)[1]使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。(2)[2][3]金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强与液体深度有关。(3)[4][5]保持金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制液体深度不变,不能探究液体压强跟液体密度的关系。(4)[6]由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据判断左右两侧液体密度大小关系,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。【变式6-2】(2024·北京·一模)某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作和分析:(1)某同学使用液体压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,如图甲所示。他接下来应该的操作是(选填选项字母);A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装调整后,他用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置(选填“漏气”或“不漏气”);(2)根据乙和丁实验步骤,(选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是:没有控制探头(橡皮膜);探究与密度关系,必须控制深度相同,而乙和丁实验步骤,深度和密度都不同,故不能得出正确结论。【答案】B不漏气不可以深度相同【详解】(1)[1]若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,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,即B正确。故选B。[2]用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。(2)[3][4]液体压强与液体密度和深度有关,探究与密度关系,必须控制深度相同,而乙和丁实验步骤,深度和密度都不同,故不能得出正确结论。题型突破七:怎样解液体压强大小计算问题(1)在判断液体内部压强的大小时,要抓住“液体的密度”与“液体的深度”两个因素来分析。在深度相同时,比较密度的大小来确定压强的大小;在密度相同时,比较深度的大小来确定压强的大小。(2)利用公式p=ρgh计算液体内部压强时,准确判断h的大小是关键,h是指自由液面到所求压强处的竖直高度。另外,计算时要注意公式中各物理量的单位应统一。(3)公式p=ρgh中的h是指从液面到某点的垂直距离,如图所示,A点的深度h=30cm=0.3m,B点的深度h₂=40cm=0.4m,C点的深度h₂=50cm=0.5m。【典例7】(2023·山东淄博·中考真题)如图,将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中,静止时木块在水面上漂浮,下表面到水面的距离为3cm,排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是Pa,木块受到的浮力是N,木块的质量是kg,木块的密度是kg/m3(,g取10N/kg)。
【答案】30030.36×102【详解】[1]木块下表面受到水的压强为[2]由阿基米德原理可知,木块受到的浮力[3]木块漂浮在水中,由物体的浮沉条件可知,木块的重力G=F浮=3N由G=mg可得,木块的质量为[4]木块漂浮在水中,排开水的体积木块的底面积木块的体积木块的密度为【变式7-1】(2024·广西钦州·一模)如图所示,重为0.4N、底面积为的薄壁圆柱形容器置于水平面上,容器内盛有10cm深的水,且容器足够高,水的密度为,水对容器底的压强是Pa,现有三个物体甲、乙、丙,其密度、体积的关系如表,选择将物体放入容器中(物体均能浸没在水中,且水不会溢出)使水对容器底部压强的变化量、容器对水平地面压强的变化量均最大。物体密度体积甲3V乙3V丙2V【答案】乙【详解】[1]水对容器底的压强是[2]①水对容器底部压强的变化量所以要使最大,应选择V物最大的物体,即甲、乙使最大;②容器对水平地面压强的变化量所以要使最大,应选择m物最大的物体,由表中数据可知,物体甲的质量物体乙的质量物体丙的质量所以物体乙、丙,水平地面压强的变化量最大,综上可知,选择乙物体,对容器底部压强的变化量、容器对水平地面压强的变化量均最大。【变式7-2】(2024·黑龙江哈尔滨·一模)底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N,放置在水平桌面上,其中盛有6cm深的水如图甲;然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中,如图乙。(ρ铝=2.7×103kg/m3)则:铝块的体积是m3;放入铝块后,水对容器底部的压强增加了Pa。【答案】1×10-3m3300Pa【详解】[1]由得,铝块的体积[2]根据铝块的体积V铝块=1×10-3m3,可计算出铝块的棱长铝块的底面积而且ρ铝>ρ水,可知铝质铝块沉底,比较甲、乙两图可知,放入铝块后,水的深度可知,铝块没有浸没水中,则水深增加量所以,放入铝块后,水对容器底部的压强增加量题型突破八:怎样解液体对容器底部的压力问题要计算液体对容器底的压力问题,需要注意:(1)对于上下粗细不均匀的容器,应先利用公式计算出容器底所受的压强,再利用公式(S是容器的底面积)计算出容器底受到液体的压力,即(2)对于上下粗细均匀的容器,容器底受到液体的压力等于液体的重力,即F=G液,当然若条件充足,也可用计算液体产生的压力。【特别提示】液体对容器底部的压力等于以容器底面积为底的液柱的重力。【典例8】(2023·山东烟台·中考真题)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是(
)
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等 B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等 D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等【答案】C【详解】A.如图所示,两个玻璃板底面积和质量相同,右杯装水体积比左杯大,根据可知,右杯水的质量较大,故右杯和水总质量较大;根据可知右杯总重力较大,由于放水平面上时玻璃杯对桌面的压力与其重力相等,则右杯对桌面的压力较大,故A错误;B.因为两个玻璃板底面积相等,右杯对桌面的压力比左杯对桌面的压力大,根据可知,右杯对桌面的压强更大,故B错误;CD.因为两杯水的密度和深度都相同,根据可知,水对玻璃杯底部的压强相等,又因为杯子底面积相等,根据可知,水对两个玻璃杯底部的压力大小相等,故C正确,D错误。故选C。【变式8-1】(多选)(2024·上海徐汇·一模)如图所示,瓶中装有一定量的水,竖直放置时如图(a)所示,水对瓶底的压强为pa,若将它竖直倒置如图(b)所示,水对瓶盖的压强为pb。为比较pa与pb的大小关系,小明的分析过程是:瓶中水的质量不变,水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等,瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb,由压强公式可知pa小于pb。下列关于pa与pb大小关系及小明分析过程,判断正确的是()A.pa小于pb,小明分析过程正确B.pa大于pb,小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的C.pa小于pb,小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的D.pa小于pb,小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的【答案】CD【详解】根据图示可知,水的深度不同,a图中水深小于b图中的水深,由p=ρgh可知,pa小于pb。容器中的液体的形状是不规则的,虽然瓶子中水的质量不变,水的重力不变,但水对底部的压强不同,瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb,由F=pS可知,水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力不一定相等。b图中一部分水的压力作用在侧壁上,故不能用公式计算液体产生的压强,故CD正确,AB错误。故选CD。【变式8-2】(2023·四川眉山·二模)如图所示的三个质量相等的容器中分别装有酒精、水与盐水,它们对容器底部的压力相等,则下列说法正确的是()
A.盐水对容器底部的压强最大 B.酒精的质量最小C.水对容器底部的压强最大 D.容器对桌面的压力相等【答案】C【详解】AC.由题知,三种液体对容器底部的压力相等,由图可知:且S水<S酒精<S盐水根据可知,三种液体对容器底的压强关系为p水>p酒精>p盐水故A错误,C正确;BD.盛酒精的容器上粗、下细,液体对容器底的压力小于液体的重力,即F<G酒精;盛水的容器为柱形容器,则液体对容器底的压力等于液体的重力,即F=G水;盛盐水的容器上细、下粗,液体对容器底的压力大于液体的重力,即F>G盐水。所以G盐水<G水<G酒精即三容器内液体重力最大的是酒精,由G=mg可知,三种液体中质量最大的是酒精,故BD错误。故选C。题型突破九:怎样解连通器的应用问题分析有关连通器应用实例的思路如下:(1)根据连通器的定义准确判断应用实例中哪部分是连通器;(2)根据连通器的原理判断液面是否相平,注意连通器各部分液面保持相平的条件;(5)若分析有关液体压强的大小,可运用来分析。【特别提示】在理解连通器原理时,应注意两个条件:一是“连通器里只有一种液体”;二是“在液体不流动时”。只有同时满足了这两个条件,各容器中的液面才能保持相平。【典例9】(2023·四川雅安·中考真题)关于如图所示的四个实验,描述错误的是()
A.图甲:一瓶橙汁先后放在相同的海绵上,海绵凹陷程度不同,说明压力大小不同B.图乙:在水中,压强计的探头所处的深度减小,它受到水的压强也随之减小C.图丙:连通器中装入同种液体,液体静止时,连通器各部分的液面总保持相平D.图丁:将自制气压计从山下移动到山上,气压计细玻璃管中的液面会上升【答案】A【详解】A.固体对水平面的压力等于自身的重力,同一瓶橙汁重力相同,压力相同,瓶盖与瓶底的面积大小不同,海绵凹陷程度不同,说明压力相同时,压力的作用效果与受力面积有关,故A错误,符合题意;B.液体内部压强与深度有关,由图可知,在水中,压强计的金属盒所处的深度减小,它受到的水的压强也随之减小,故B正确,不符合题意;C.连通器中装入同种液体,根据可知,液体静止时,底部受到液体压强是相同的,则深度相同,所以连通器各部分中的液面总保持相平,故C正确,不符合题意;D.大气压与海拔高度有关,海拔越高,压强越小,将自制气压计从山下移动到山上,外部气压减小,气压计细玻璃管中的液面会上升,故D正确,不符合题意。故选A。【典例9-1】(2024·辽宁沈阳·模拟预测)如图,取一个瓶子,装入适量带色的水,再取一段两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中。从管子上端吹入少量气体,水沿玻璃管上升到瓶口以上,这就制成了可以粗略判断气压变化的气压计。(1)玻璃瓶与玻璃管构成的装置(填“是”或“不是”)连通器;(2)拿着气压计从甲处到乙处,若观察到玻璃管中的水柱,可以判断甲处的气压大于乙处的气压。【答案】不是上升【详解】(1)[1]上端开口、下端连通的容器叫做连通器,玻璃瓶是密封的,所以玻璃瓶与玻璃管构成的装置不是连通器。(2)[2]外界大气压减小时,在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会上升。所以若观察到玻璃管中的水柱上升,可以判断甲处的气压大于乙处的气压。【典例9-2】(2024·上海普陀·一模)如图所示是一款“天气预报瓶”,可以粗略预测天气的晴雨。左侧球形容器与右侧弯管底部相通,内装有一定量的有色液体,球形容器内被封闭气体的压强为且几乎不变,弯管最上端开口处与大气相通。当外界气压发生变化时,左右容器内液面位置会随之发生变化。
①“天气预报瓶”是根据原理制成的,从如图中左右容器内液面位置关系可知:(选填“大于”“等于”或“小于”);②当右侧弯管液面明显上升,说明周围环境处于“阴雨天”还是“晴天”?请结合所学大气压强知识进行分析。【答案】内气体大气压与外界大气压存在压强差大于右侧弯管液面上升,说明大气压减小。而阴雨天时大气压小于晴天时大气压,所以是阴雨天【详解】①[1]由图可知,左侧球形容器与右侧弯管液面不想平,说明左右侧大气压存在压强差,故“天气预报瓶”是根据瓶内气体大气压与外界大气压存在压强差原理制成的。[2]左侧液面低,右侧液面高,说明左侧压强大于右侧压强,故p1大于p0。②[3]晴天空气中水汽含量远小于阴天,相对氧浓度较高,所以晴天气压较大,阴天气压较低,故当右侧弯管液面明显.上升,说明外界大气压低,说明现在是阴雨天。题型突破十:怎样解大气压的应用问题当在大气压的作用下有明显的外在表现时,被研究的两处的气压一定是不相等的,所以有关解释大气压现象的题目,要仔细考虑其物理过程中,是什么原因使某一处的气压减小或增大,然后在气压差的作用下,出现了这种现象。例如用吸管喝饮料,当用力吸吸管时,吸管内的气压减小,饮料就在外界大气压的作用下被压进吸管,从而喝到饮料,而并非我们平常说的吸进。【典例10】(2023·海南·中考真题)物理小妙招,生活更精彩。图甲中,用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手,这是通过增大来减小压强;图乙是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,让瓶口贴近蛋黄,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用的作用。【答案】受力面积大气压【详解】[1]用圆纸筒穿过购物袋的提手提重物就不勒手,这是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。[2]由于瓶子受挤压,瓶内的空气被挤出,使瓶子内的压强小于瓶子外的压强,在外界大气压和瓶内压强差的作用下,蛋黄被压入瓶内。【变式10-1】(2024·陕西榆林·二模)物理知识在生活中有广泛的应用。如图甲所示,锅炉液位计是原理的应用;如图乙所示,塑料吸盘是利用了紧紧“吸”在墙壁上;如图丙所示,用电池和铝箔纸生火,着火点处于铝箔纸较细的位置,因为此处的较大,产生的热量较多。【答案】连通器大气压电阻【详解】[1]锅炉液位计是连通器原理的应用,锅炉液位计和锅炉构成连通器,通过观察液位计里的水位可以判断锅炉里的水位。[2]塑料吸盘使用时,先将吸盘和墙之间的空气排开,形成真空,利用大气压将吸盘紧紧“吸”(压)在墙壁上。[3]用电池和铝箔纸生火,着火点处于铝箔纸较细的位置,因为此处横截面积较小,电阻较大,和其它位置相比,通过电流和通电时间相同,根据焦耳定律可知,铝箔纸较细的位置产生的热量较多。【变式10-2】(2024·陕西西安·模拟预测)如图-1所示是自制简易蛋黄分离器,挤压矿泉水瓶,让瓶口贴近蛋黄,松开手蛋黄被吸进瓶子里,这是利用的作用。如图-2所示,为某小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,M、N分别是B、C管内液体中同一水平线上的两个点。开关打开时,B内的液面(选填“低于”或“高于”)C内的液面。如图-3所示,用毛皮摩擦后的橡胶棒置于矿泉水瓶上方,再用另一毛皮摩擦过的橡胶棒靠近时,观察到两支橡胶棒会相互。【答案】大气压低于排斥【详解】[1]挤压矿泉水瓶,矿泉水瓶内的气体含量变小,则气压变小,在大气压的作用下将蛋黄被吸进瓶子里。[2]因为B管下方液体流速快,压强小,管内液柱低,所以B内的液面低于C内的液面。[3]两支橡胶棒都是利用毛皮摩擦过的,所以带同种电荷,根据电荷间的相互作用可知,相互排斥。题型突破十一:怎样解大气压的其他测量方法问题用吸盘或注射器、弹簧测力计、刻度尺测大气压的原理是。关键是利用二力平衡条件求出大气压力,利用刻度尺测出长度,间接求出大气压力的作用面积。要注意使吸盘或注射器内部形成真空。【特别提示】巧测大气压的方法(1)用吸盘拉力法。如下左图所示,用弹簧测力计测出从光滑玻璃上拉下吸盘所用力F,将吸盘的底面圆形画在纸上,用刻度尺测出吸盘的半径,计算出吸盘的面积S,再用压强公式可计算出大气压的大约值。(2)吸盘重力法。将塑料挂钩吸盘按压在光滑水平玻璃下面,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘压在玻璃上的面积S;将装有适量细沙的小桶轻轻挂在吸盘下面的塑料挂钩上,如上右图所示,用小勺轻轻向桶内加细沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,测出此时塑料挂钩、小桶和沙的总重力G。则大气压的数值约为【典例11】(2023·江苏无锡·中考真题)小华发现,压缩一个已经充气的气球感到很容易,但想把它压缩得很小却又很困难。由此她猜想被封闭的一定质量的气体产生的压强与体积可能有关。为此她准备了的注射器、弹簧测力计、刻度尺、细绳等,进行探究,步骤如下
(1)如图甲所示,用刻度尺测出注射器刻度部分的长度为,则活塞的横截面积为;(2)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是;(3)如图乙所示,用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,弹簧测力计一端固定并水平放置,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器活塞开始滑动时,弹簧测力计的示数如图乙所示为N,此时外界大气压的数值为;(4)取下橡皮帽,拉动活塞,让活塞的底端位于注射器刻度处,用橡皮帽封住注射器的小孔,确保不漏气,此时注射器内被封闭的气体体积为.再按照图乙的方式操作,水平向右慢慢地拉动注射器筒,当注射器内气体体积变为时,弹簧测力计的示数为,继续向右慢慢地拉动注射器筒,记下注射器内气体体积与对应的弹簧测力计的示数、将所测数据记录在下表中。注射器内气体体积810121620弹簧测力计的示数10▲13.31516①当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为N;②当注射器内气体体积为时,注射器内气体压强为。【答案】10.002用手拉动注射器活塞,根据难易程度判断气密性2012【详解】(1)[1][2]如图甲所示,注射器刻度部分左端对准零刻线,右端对准10cm刻线,刻度尺的分度值为0.1mm,刻度尺测出注射器刻度部分的长度为10.00cm,则活塞的横截面积为(2)[3]排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,为了检验是否漏气,不增加器材,方法是:用手拉动注射器的活塞,如果比较容易拉动,则证明气密性不好,如果不容易被拉动,则证明气密性良好。(3)[4]如图乙,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为20N。[5]此时弹簧测力计的拉力等于外界大气压对活塞的压力,外界大气压的数值(4)①[6]注射器内被封闭的气体体积为,再用测力计拉动活塞时,测力计的拉力与注射器内气体对活塞的压力之和等于外界大气压对活塞的压力由以上步骤(3)可知,外界大气压对活塞的压力为20N,由此得到下表注射器内气体体积810121620弹簧测力计的示数10▲13.31516注射器内气体对活塞的压力1086.754观察表中的数据可以发现:注射器内的气体变化为原来体积的2倍时,注射器内气体对活塞的压力减半,由上表可知,注射器内气体为20mL时注射器内气体对活塞的压力为4N,因此注射器内气体为10mL时注射器内气体对活塞的压力为8N,当注射器内气体体积为时,弹簧测力计示数为②[7]当注射器内气体体积为时,弹簧测力计的示数为16N,外界大气压对活塞的压力为20N,则注射器内气体对活塞的压力为注射器内气体压强为【变式10-1】(2023·江苏泰州·模拟预测)小明用2mL的注射器、量程为0∼10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
(1)步骤一:先将注射器内吸入一些水,再推动活塞至注射器筒的底端,目的是,然后用橡皮帽封住注射器的小孔;步骤二:如图甲所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为5.4N;步骤三:用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为4.00cm;则算出活塞的横截面积为cm2;步骤四:算出大气压强值为Pa。(2)他们再做本实验时发现0∼10N的弹簧测力计损坏了,手边只有两个0∼5N的弹簧测力计,小华就设计了图乙实验,当注射器中的活塞开始滑动时,读出两个测力计的示数,把两个示数之和作为活塞所受的拉力,这个做法(选填“正确”或“错误”)。【答案】排尽注射器内空气0.5错误【详解】(1)[1]橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,产生的力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力减小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;所以先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,使水充满在注射器小孔中,这样可排尽注射器小孔中残余气体,减小实验过程中的测量的误差。[2][3]根据圆柱体积公式得注射器的横截面积为根据实验原理可知大气压强值为(2)[4]错误,因为以左面的弹簧测力计为研究对象,当注射器中的活塞开始滑动时,测力计处于平衡状态,受到墙对它的拉力和右面弹簧的拉力是一对平衡力,大小相等;同理右面测力计处于平衡状态,受到左面弹簧的拉力和手对它的拉力是一对平衡力,大小相等。所以,弹簧测力计的示数等于手对它的拉力。【变式10-2】(2023·江苏扬州·二模)科学活动课中,同学们利用注射器、的弹簧测力计和刻度尺,估测本地的大气压强值。如图所示组装实验器材,用橡皮帽封住注射器的小孔,沿水平方向慢慢向右拉动注射器筒,观察弹簧测力计示数。(1)小红做实验时发现,刚开始注射器的针筒很容易被拉动,向右拉动针筒的过程中,需要用的力越来越大,弹簧测力计的示数逐渐增大;而小明做实验时发现,刚开始针筒就很难拉动,在拉动注射器筒的过程中,弹簧测力计的示数基本没有变化(实验器材气密性完好,忽略活塞与针筒间的摩擦)。二人均将活塞拉至2mL刻度线处,保持实验装置静止,分别记录此时弹簧测力计的示数和,请问(选填“小红”或“小明”)的实验数据误差更大,请你通过受力分析说明原因。如果使用上述数据误差更大这位同学的实验数据,计算所得的大气压强测量值将会(选填“偏大”或“偏小”);(2)选择(1)中测量更准确同学的数据,弹簧测力计示数为。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度,计算得到本地大气压强的测量值Pa。
【答案】小红见解析偏小【详解】(1)[1][2]小红实验中刚开始注射器的针筒很容易被拉动,说明注射器内空气没有排尽,有一定气压,这样会使拉力变小,即拉力小于大气压力,向右拉动针筒的过程中,注射器内的气压越来越小,需要用的力越来越大,弹簧测力计的示数逐渐增大;而小明做实验时,刚开始针筒就很难拉动,在拉动注射器筒的过程中,弹簧测力计的示数基本没有变化,说明开始时注射器内是真空,此时的拉力等于大气压力,因此小红的实验误差更大。[3]由于小红的拉力小于大气压力对针筒的压力,根据可知,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小。(2)[4]注射器筒刻度部分的容积为注射器筒刻度部分的长度为则活塞的面积为大气压强为题型突破十二:怎样解大气压的变化问题(1)大气压随高度的增加而减小;(2)一般情况下,冬天的气压比夏天的高,晴天的气压比阴天的高;(3)温度不变时,气体的体积越小,压强越大;体积越大,压强越小。【特别提示】大气压的变化高度增加气压小,沸点跟着气压跑。冬天变得气压高;阴天气压又变小。【典例12】(2023·山东淄博·中考真题)“做中学”是一种重要的学习方式,小明用吸管进行科学研究,正确的说法是()
A.图甲:吸管的一端做得很尖,是为了减小压强B.图乙:用吸管制成水气压计,从山下移到山顶时管内的水柱下降C.图丙:用吸管自制温度计显示温度高低,利用了液体热胀冷缩的性质D.图丁,用吸管对着两个乒乓球的中间吹气,乒乓球会向两边分开【答案】C【详解】A.吸管―端做得很尖,是在压力一定时,为了减小受力面积,增大压强,故A错误;B.把水气压计从山下移到山顶,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱会升高,故B错误;C.用吸管自制温度计显示温度高低,利用了液体热胀冷缩的性质,故C正确;D.根据流体压强与流速的关系:当向两个乒乓球中间吹气时,此位置的空气流速加大,压强小于两边的压强,在压强差的作用下,两乒乓球向中间靠拢,故D错误。故选C。【变式12-1】(2024·河南许昌·一模)下列与压强有关的说法中正确的是()A.中国大飞机C919起飞时,机翼上方空气流速小于下方空气流速B.输液时,药瓶下方设置了一个空气管,是为了平衡瓶内外的气压C.高压锅是利用增大气压降低沸点的原理来加快煮熟食物的D.水中的鱼吐气泡,气泡上升时变大的原因是液体内部越浅的地方压强越大【答案】B【详解】A.飞机起飞时,机翼上方的空气流速大压强小,机翼下方的空气流速小压强大,从而产生向上的升力,故A错误;B.输液时,药瓶下方设置了一个空气管,主要是为了保持药瓶内液体表面空气的压力等于外界气压,从而使药液能够顺利流出。故B正确;C.液体的沸点是随气压而变化,气压越高,沸点也就越大。高压锅是增大压强以提高沸点,这样锅内才能达到更高的温度,故C错误;D.根据液体中压强的公式p=ρgh,鱼吐出的气泡在上升过程中,高度h不断变小,外面的水对气泡产生的压强越来越小,即压力越来越小。为保持气泡内外压力平衡,气泡必须增大自己的体积来减小气泡内部的压强,以与外界水对它的压强相平衡。因此,气泡在上升的过程中会逐渐变大。故D错误。故选B。【变式12-2】(2024·河北邯郸·模拟预测)如图所示,用吸管吸饮料时,饮料在作用下进入口腔,在高山上用吸管吸饮料,会(选填“容易些”、“困难些”或“一样”);压力锅容易煮熟饭,是因为压力锅受热后,锅内的气压升高,液体的沸点。【答案】大气压困难些升高【详解】[1]用吸管吸饮料时,将吸管中的饮料吸走,吸管内形成真空,饮料在大气压作用下进入口腔。[2]高山上海拔较高,大气压较小,在高山上用吸管吸饮料,会困难些。[3]液体的沸点随液面气压升高而升高,压力锅容易煮熟饭,是因为压力锅受热后,锅内的气压升高,液体的沸点升高。题型突破十三:怎样解流体压强的应用问题(1)确定流速大的地方在哪里。(或分析物体形状,凸出部分的流体流速大)。(2)根据流体压强与流速的关系。流速大的地方,压强小,流速小的地方,压强大。(3)根据压强大小确定压力大小及压力差的方向。(4)根据压力差的作用分析产生的各种现象。【特别提示】判定流速大小常用的方法有以下三种:一是流体在相同时间内通过的路程越长,流体的流速越大:二是在单位时间内通过管道横截面的流体的体积相同时,管道的横截面积越小,流体的流速越大:三是在水平面上高速运动的物体如高速运动的列车)周围,离物体越近,流体的流速越大。【典例13】(2023·江苏南京·中考真题)如图所示,从倒置的漏斗口用力吸气后,乒乓球不掉落,说明的存在。用力持续向下吹气,乒乓球也不掉落,这是因为乒乓球两侧上方空气的流速(选填“大”或“小”,下同),球下方的气体压强比上方气体压强。【答案】大气压大大【详解】[1]吸气时,乒乓球上方空气压强小,乒乓球下面压强几乎等于大气压强,这样乒乓球的上、下部就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球,不掉落。[2][3]用力持续向下吹气,乒乓球两侧上方空气流速大、压强小,而乒乓球下方空气流速小压强大,这样会在乒乓球的上、下方就会产生一个向上的压力差,从而托起乒乓球,不掉落。【变式13-1】(2024·江苏盐城·模拟预测)(1)如图所示,是河水中的漩涡。漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较小,压强较,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡;(2)小明采用“向漏斗口吹气,观察乒乓球状态”的方法来探究流速对流体压强的影响。以下方案不合理的是。 A.竖直向上吹气 B.水平向右吹气 C.竖直向下吹气 D.斜向下吹气【答案】大A【详解】(1)[1]漩涡边沿水的流速相对中心处的流速较小、压强较大,而漩涡中心处水的流速较大,压强较小,形成一个向旋涡中心的压强差、压力差,从而导致周边物体易被吸入漩涡。(2)[2]A.不吹气时,乒乓球受到的重力和支持力是平衡力,乒乓球处于静止状态;竖直向上吹气时,乒乓球底部空气流速大、压强小,乒乓球上面流速小、压强大,产生向下的压力,乒乓球受竖直向下的重力,乒乓球还受到支持力作用,这三个力是平衡力,乒乓球也处于静止状态,不能通过对比实验现象来探究流体流速对流体压强的影响,故A符合题意;B.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,水平向右吹气时,乒乓球左侧空气流速大、压强小,乒乓球右侧空气流速小、压强大,产生向左的压力,乒乓球保持静止状态,对比实验现象可以探究流速对流体压强的影响,故B不符合题意;C.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下落,竖直向下吹气时,乒乓球上方空气流速大、压强小,乒乓球下方空气流速小、压强大,产生向上的压力,乒乓球保持静止状态,对比实验现象可以探究流速对流体压强的影响,故C不符合题意;D.不吹气时,乒乓球由于重力作用会滚下来,斜向下吹气时,乒乓球右上方空气流速大、压强小,乒乓球左下方空气流速小、压强大,产生向右上方的压力,乒乓球保持静止状态,对比实验现象可以探究流速对流体压强的影响,故D不符合题意。故选A。【变式13-2】(2024·江西·一模)如图所示,如图所示,是一辆电动自行车,将车钥匙插入锁孔并顺时针旋转一下,车子就通电了,这个车钥匙相当于电路中的;遮阳伞下方的空气流速小于伞上方的流速,伞下方的压强(选填“大于”“小于”或“等于”)伞上方的压强,使车身不稳定,容易引发事故。【答案】开关大于【详解】[1]将钥匙插入锁孔转动时,电动机启动,说明使用钥匙可以控制电路,即钥匙相当于开关。[2]在相同时间内,空气经过上方的路程长,速度大;经过下方的路程短,速度小。上方空气流速大,压强小;下方空气流速小,压强大,所以伞下方的气压大于伞上表面的气压,则伞会被向上吸起来,引发安全事故。一、选择题1.(2024·上海金山·一模)下图实例中,能说明大气压强存在的是()A.军舰在水面航行 B.壶内液面相平 C.覆杯实验 D.水坝下宽上窄【答案】C【详解】A.军舰在水面航行,是浸在液体中的物体都受到浮力,所以军舰受到浮力,故A不符合题意;B.壶嘴和壶身中的液面等高是利用了连通器原理,与大气压无关,故B不符合题意;C.纸片托水,是因为杯内水的压强小于外界大气压,在大气压的作用下,使纸片和水不会掉落,故C符合题意;D.水坝下部较宽,是因为液体的压强随深度的增加而增大,下部较宽可承受更大的水的压强,与大气压无关,故D不符合题意。故选C。2.(2024·江西·模拟预测)如图所示,一质量均匀的长方体木板放在水平桌面上静止,①②③各为其中的,此时它对桌面的压强为p。小宇首先只切除①,余下的木板对桌面的压强为p1,然后再切除②,余下的木板对桌面的压强为p2。则下列判断正确的是()A. B. C. D.【答案】A【详解】未切除时,它对桌面的压强为只切除①,余下的木板对桌面的压强为然后再切除②,余下的木板对桌面的压强为A.p与p1的比为故A正确;B.p1与p2的比为故B错误;C.p与p2的比为故C错误;D.p2与p1的比为故D错误。故选A。3.(多选)(2024·河南驻马店·一模)某同学用铅笔、细铁丝制作了一支简易密度计,他将密度计先后插入盛有不同液体的甲、乙两个相同容器中。当密度计静止时,两容器中液面恰好相平,如图所示。下列说法正确的是()A.甲容器中液体密度较大B.乙容器对水平桌面的压力较大C.两容器中密度计受到的浮力乙大于甲D.密度计插入前后,两容器中液体对容器底的压强变化量相等【答案】AD【详解】AC.密度计在液体里都处于漂浮,则它受到的浮力等于自身重力,即浮力大小相等。甲排开液体的体积小于乙排开液体的体积,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,液体的密度ρ甲>ρ乙,故A正确,C错误;B.由图可知,甲中液体的体积大于乙液体的体积,且密度ρ甲>ρ乙,根据G=ρVg可知,液体重力G甲>G乙。根据容器对水平桌面的压力F=G容器+G液体+G密度计可知,甲容器对桌面的压力更大,故B错误;D.密度计插入前后,容器底部增大的压力都等于密度计的重力,即压力的增大量相等。根据可知,容器底部受到液体的压强变化量相等,故D正确。故选AD。4.(2024·上海静安·一模)如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体对各自容器底部的压强相等。若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系是(
)A. B.C. D.【答案】A【详解】由图可知,甲、乙液体的高度关系为,已知两液体对各自容器底部的压强相等,由液体压强公式p=ρgh可知,;若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,由可得,,由G=mg可得,,因为容器为柱形容器,故,则;由图可知,两容器的底面积的关系为,根据可得,,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。5.(2024·上海金山·一模)如图所示,放置在水平地面上的均匀圆柱体甲和乙,质量和高度均相等。沿水平方向在两柱体上截去相同高度后,剩余部分对地面的压强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【答案】A【详解】由于甲、乙两个均匀圆柱体质量相等,则ρ甲S甲h甲=ρ乙S乙h乙由于甲、乙两个均匀圆柱体的高度相等,则ρ甲S甲=ρ乙S乙沿水平方向在两柱体上截去相同高度,则剩余部分的高度相等,所以剩余部分的质量ρ甲S甲h剩=ρ乙S乙h剩则剩余部分的重力相等,故剩余部分对地面的压力相等;由图可知,甲的体积大于乙的体积,所以甲的密度小于乙的密度;沿水平方向在两柱体上截去相同高度后,剩余部分的高度相同,由p=ρgh可知,p甲<p乙;故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。6.(2024·广西钦州·一模)下列关于液体和气体压强及相关的应用的说法错误的是()A.船闸利用了流体压强与流速的关系实现通航B.吸盘式挂钩是靠大气压“吸”在墙壁上C.水库大坝是根据液体压强规律设计成“上窄下宽”的形状D.青藏地区海拔高,气压低,水的沸点低,用高压锅才能煮熟食物【答案】A【详解】A.船闸利用了连通器原理实现通航,故A错误,A符合题意;B.吸盘式挂钩使用时先将吸盘与墙之间的空气排出,靠大气压将吸盘压在墙壁上,故B正确,B不符合题意;C.液体的压缩随深度增加而增大,水库大坝是根据液体压强规律设计成“上窄下宽”的形状,使底部能承受更大的压强,故C正确,C不符合题意;D.水的沸点随气压降低而降低,青藏地区海拔高,气压低,水的沸点低,达不到煮熟食物的温度,用高压锅使锅内形成较高气压提高水的沸点,才能煮熟食物,故D正确,D不符合题意。故选A。二、填空题7.(2024·河南·一模)水平桌面上甲、乙两个质量相等但底面积不同的圆柱形容器内装有质量相等的不同液体,两个完全相同的物体在甲、乙两容器中静止时如图所示。甲、乙中两个物体所受的浮力;两种液体的密度;甲、乙两个容器底部对桌面的压强。【答案】=<<【详解】[1][2]根据图示可知,物体在甲中处于悬浮状态,受到的浮力等于自身的重力,液体的密度等于物体的密度;在乙中处于漂浮状态,受到的浮力等于自身的重力,液体的密度大于物体的密度,所以物体在甲、乙中受到的浮力相同,;乙容器中液体的密度大于甲容器中液体的密度,[3]容器的质量相同,重力相同,液体的重力、物体的重力相同,所以甲、乙两个装置的总重力是相同的,对水平面的压力相同,乙的受力面积小,根据可知,乙容器对水平桌面的压强大,。8.(2024·湖北黄冈·一模)如图所示,容器底面积为100cm2,里面装有重18N、深15cm的水,容器底部受到水的压强是Pa;把一个重0.8N,体积为100cm3的小球放进容器中,小球静止时受到水的浮力是N。【答案】15000.8【详解】[1]由公式得容器底部受到水的压强是[2]假设小球静止时完全浸没水里,此时小球所受得浮力为因为F浮>G,所以小球静止时不可能完全浸没在水里,即小球静止时漂浮在水面,故此时所受得浮力等于小球的重力,即9.(2024·上海普陀·一模)意大利科学家用如图所示装置进行实验,首先测得了标准大气压强的值约为帕,表示1平方米面积受到;实验时,若仅将玻璃管倾斜至虚线位置,则管内水银柱长度将(选填“变小”“不变”或“变大”)。
【答案】托里拆利大气压力的大小为牛变大【详解】[1][2]十七世纪40年代意大利科学家托里拆利首先用实验测出大气压的值。标准大气压强的值约为1.0×105帕,表示1平方米面积受到大气压力的大小为1×105牛。[3]若将玻璃管稍微倾斜一点放置,大气压不变,所以水银柱高度也不变,但倾斜后水银柱的长度会变大。10.(2024·上海杨浦·一模)如图所示,一块冰放在容器底部(冰的密度为千克/米),容器置于水平桌面上。若冰的体积为米,则冰的质量为千克;若冰全部融化成水,则水的质量为千克,冰融化前后容器内底部受到压力(选填“增大”“不变”或“减小”)。【答案】0.180.18减小【详解】[1]冰的质量为[2]物体的质量与状态无关,故冰熔化成水后质量不变。[3]容器的形状“上宽下窄”,冰熔化之前,冰对容器底的压力等于自身重力,冰熔化成水后,水对容器底的压力小于自身重力,故压力减小。11.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)在一个重2N,底面积为0.01m2的容器里装12N的水,容器中水的深度h为0.1m,把它放在水平桌面上,如图所示(g=10N/kg),(1)水对容器底部的压强是Pa,压力是N;(2)容器对桌面的压强是Pa,压力是N。【答案】100010140014【详解】(1)[1]水对容器底部的压强是[2]由得,压力是(2)[3][4]容器在水平面上,容器对桌面的压力容器对桌面的压强是三、实验题12.(23-24九年级上·贵州贵阳·阶段练习)飞机在空中飞行时都有一定的迎角(机翼轴线与水平气流的夹角),飞机飞行时的升力除了与机翼形状有关外,是否还与迎角大小有关呢?为了研究这一问题,在老师的帮助下,小明利用电风扇、升力测力计、飞机模型,按图甲方式进行如下实验:挡位弱风中风强风升力F/N256步骤一:闭合电风扇的开关,调节挡位使其风速最大,并使飞机模型的迎角为0°,记录测力计的示数。重复5次实验并计算升力的平均值。步骤二:改变迎角的大小,使其分别为5°、10°、15°、20°,重复步骤一步骤三:处理相关数据得到升力与迎角的关系,如图乙。(1)由图乙可知,飞机的飞行速度一定,当迎角为°时,升力最大;迎角由0°逐渐增大到20°的过程中,升力的变化特点是;(2)小明若要进一步研究飞机的升力与其飞行速度的关系,利用现有器材,只需要控制不变,通过调节来改变飞机模型的飞行速度即可;(3)研究飞机升力与飞行速度的关系时,数据如图丙所示,由表格数据知:当飞机的迎角一定时,飞行速度越大,升力也越大。若某飞机以500km/h的速度做水平匀速直线飞行时的迎角为θ1,以800km/h的速度做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2(θ1、θ2均小于15°),则θ1θ2(选填“大于”“小于”或“等于”)。理由是。【答案】15先增大后减小仰角电风扇的档位大于见解析【详解】(1)[1][2]由图乙可知,飞机的飞行速度一定,当迎角为15°时,升力最大;迎角由0°逐渐增大到20°的过程中,升力的变化特点是先增大后减小。(2)[3][4]小明若要进一步研究“飞机的升力与其飞行速度的关系”需要控制仰角相同;改变飞行速度,实验中通过改变电风扇的档位来改变风速大小。(3)[5][6]飞机在水平匀速直线飞行时,升力都等于重力,升力一定,根据“飞机迎角一定时,飞行速度越大升力也越大”知飞行时升力一定,速度越大,迎角越小,所以θ1>θ2。13.(2024·上海奉贤·一模)进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加;为了探究原因,小明查阅资料后得知:(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化;当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表;n1.000.900.800.750.60v(厘米/秒)182022.52430(1)血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因;这里“血压”的“压”指的是(选填“压强”或“压力”);(2)结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程:;(3)病人在输液时,药水瓶上除了输液管外,另外还插有一根“闲置”的管,管口朝上“敞开”在空气中,如图所示;这是让药液顺利进入静脉,同时保证药水瓶相对针管有一定的高度,血液不会流到输液管内,说明病人静脉的血压(选填“大于”、“等于”或“小于”)大气压强。【答案】压强温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高大于【详解】(1)[1]物体单位面积上受到的压力,称为压强;血液在血管内向前流动时,对血管壁造成的侧压力,就是单位面积上受到的压力,所以这里“血压”的“压”是指的压强。(2)[2]冬季气温骤降,温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高。(3)[3]加个“闲置”的管后,瓶内气压等于瓶外大气压强,同时药水瓶相对针管有一定的高度,则瓶内气压与输液管中液体压强之和,等于病人静脉的血压,所以病人静脉的血压大于瓶内气压,故病人静脉的血压大于大气压强。四、计算题14.(2024·湖北黄冈·一模)如图所示,水平杠杆MON保持静止,A、B是实心柱形物体,它们受到的重力分别是GA=27N,GB=8N,B的底面积SB=20cm2,柱形容器中装有水,此时水的深度h1=10cm,容器的底面积S容=180cm2,B物体底面离容器底的距离h0=4cm,已知MO:ON=2:5,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求:(1)水对容器底的压强和水对B物体的浮力;(2)A物体对水平地面的压力;(3)若打开开关K缓慢放水,试讨论,当放出水的质量为m时,A物体对水平地面的压力N是多少?(提示:在讨论求解N的大小时,m可作为已知量)【答案】(1)1000Pa,1.2N;(2)10N;(3)见解析【详解】解:(1)水对容器底的压强B排开水的体积水对B物体的浮力(2)杠杆N端绳子的拉力由杠杆的平衡条件可得则杠杆M端绳子的拉力A物体对水平地面的压力(3)①当容器内水的深度h0=4cm时,流出水的体积由可得,流出水的质量当m≤0.96kg时,流出水的体积,则水深度的变化量物体B排开水的体积物体B受到的浮力杠杆N端绳子的拉力由杠杆的平衡条件可得则杠杆M端绳子的拉力A物体对水平地面的压力当m=0.96kg时②容器内水的总体积水的总质量当时,B物体露出水面且自身的重力不变,则M端绳子的拉力不变,A对水平地面的压力7N不变。当时,A物体对水平地面综上可知,当0≤m≤0.96kg时,A物体对水平地面的压力当0.96kg≤m≤1.68kg时,A物体对水平地面的压力为7N不变。答:(1)水对容器底的压强和水对B物体的浮力为1000Pa,1.2N;(2)A物体对水平地面的压力为10N;(3)见解析。15.(2024·上海杨浦·一模)如图所示,盛有水且足够高的薄壁柱形容器甲与质量为3千克实心均匀柱体乙放在水平地面上,它们的底面积分别为0.02米、0.01米,水的深度小于0.07米。将柱体乙浸没在容器甲的水中后,水对容器底部的压强为980帕。①求柱体乙浸没后,水的深度;②求柱体乙浸没前后,容器对地面的压强增加量;③求柱体乙密度的取值范围。【答案】①0.1m;②1470Pa;③【详解】解:①由题意知,柱体乙浸没在容器甲的水中,水对容器底部的压强为p=980Pa由p=ρgh可得,乙浸没后,水的深度为②乙浸没在容器甲的水中后,容器甲对地面的压力变化量等于柱体乙受到的重力,即已知容器甲的底面积为S甲=0.02m2由可得,容器对地面压强增加量为③由可得,当体积最大时,密度最小,当体积最小时,密度最大,由①得,完全浸没时,水高0.1m,则乙的高度最大为0.1m,则乙最大的体积为由可得,柱体乙的密度最小为已知未放乙时水深小于0.07m,放入乙后,水深0.1m,则放入柱体乙后水深的变化量为△h水>0.03m即由于柱体乙完全浸没在水中,则则由可得,柱体的密度最大为综上所述柱体乙的密度取值范围为答:①水的深度为0.1m;②容器对地面压强增加量为1470Pa;③柱体乙密度ρ乙的取值范围为。一、单选题1.(2023·西藏·中考真题)“风雨兼程十余载,逐梦蓝天向未来”。承载着中国人“大飞机梦”的C919于2023年5月28日圆满完成首个商业航班飞行,该机型的全部设计均由中国人自己的团队自主完成,标志着中国航空工业的飞跃。下列描述正确的是()
A.飞机在空中飞行时相对于地面是静止的B.乘客乘坐飞机时系好安全带是为了减小惯性C.飞机停在机场时,它受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力D.飞机产生升力的原因是机翼上表面受到的压力大于下表面受到的压力【答案】C【详解】A.飞机在空中飞行时相对于地面位置在不断变化,飞机是运动的,故A错误;B.乘客乘坐飞机时系好
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