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中考物理总复习6_专题六压强PPT课件（福建专用）
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这是一份中考物理总复习6_专题六压强PPT课件（福建专用），共60页。
1.(2019福建,14,2分)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ。则液体对烧杯底部的压强为( )A.2.4ρgh B.2.7ρgh C.2.8ρgh D.3ρgh
A组 2016—2020年福建中考题
答案 C 本题考查的是液体压强的知识。容器底部受到的压强包含两个部分,第一部分是上层液体的 压强,这层的液体密度是0.8ρ,液体的高度为h,第二部分是下层液体的压强,液体密度是ρ,液体的高度为 2h,依据液体压强的公式, 容器底部受到的液体压强p=0.8ρgh+ρg·2h=2.8ρgh。故选C。
2.(2017福建,9,2分)我国完成了速度超过400 km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产 生“强吸力”的原因是两车之间的空气 ( )A.流速大,压强大 B.流速小,压强小C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
答案 C 两辆车交会过程中,两车之间的空气流速增大,压强减小,列车外侧的空气流动速度小,压强大, 在这个压强差造成的压力差的作用下,两列火车产生“强吸力”。
3.(2020福建,21,2分)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无 人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104 m深度静止时,受到海水的压强约为 Pa(ρ海水取1.03× 103 kg/m3,g取10 N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力 (选填 “大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
答案 1.03×108 大于
解析 潜水器受到的压强p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×104 m=1.03×108 Pa,抛掉配重物后上浮, 根据物体的浮沉条件可知潜水器受到的浮力大于自重。
4.(2016龙岩,32,5分)某村公路一直都比较平整,自从该村某石料场开采后,运输石料的重型卡车常严重超 重运载,公路受损严重(如图所示)。 (1)去该村石料场应沿图中所示公路向 (填“南”或“北”)。(2)请你运用压强知识解释路面损坏的主要原因。
答案 (1)南 (2)见解析
解析 (1)由题图可知,路面左侧良好,右侧损坏严重,而根据我国车辆靠右行驶的规定,可知去该村石料 场的重型卡车是从北向南行驶。(2)由压强公式p= 可知,当运输石料的重型卡车超载运行时,车和石料的总重力越大,对路面的压力F就越大,而车与路面的接触面积S不变,则路面承受的压强p也就越大,造成路面损坏。
5.(2019福建,25,4分)蒸粽子时将碗倒扣在盛有适量水的锅中当支架,把装有粽子的盘子放在上方,如图甲。蒸好后打开锅盖,看到锅盖内表面有许多小水珠。熄火一会儿,发现锅中的水被“吸入”碗内,如图乙。(1)锅盖内表面为什么有许多小水珠?(2)锅中的水为什么会被“吸入”碗内?
答案 (1)(2分)锅中的水蒸气遇到温度相对较低的锅盖,放出热量,液化成小水珠。(2)(2分)熄火后,碗中的气体压强减小,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
解析 (1)蒸粽子时,锅中的水受热汽化变成水蒸气,当水蒸气遇到温度相对较低的锅盖时,发生热传递, 水蒸气放出热量,液化成小水珠,附着在锅盖内表面,故锅盖内表面有许多小水珠。(2)熄火后,温度降低, 碗中的气体压强减小,小于大气压,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
6.(2018福建A,25,4分)如图,矿泉水瓶盖侧面刻有凹凸不平的条纹,便于旋开瓶盖;带有橡胶塞的口服液所 配置的吸管,其表面也刻有棱状条纹,便于吸上口服液。联系所学的物理知识,分别说明上述两个实例中 条纹的作用。
答案 矿泉水瓶盖侧面的条纹,可以增大接触面的粗糙程度,增大摩擦;口服液吸管表面的条纹,可使空 气进入瓶内,让瓶内气体与大气相通,在大气压的作用下吸入口服液。
解析 本题意在考查摩擦和大气压知识。矿泉水瓶盖的侧面的条纹,可以增大接触面的粗糙程度,从而 增大摩擦,便于人拧开瓶盖。口服液吸管表面的条纹,可便于空气进入瓶内,让瓶内气体与大气相通,这样 当人用吸管吸口服液时,瓶内的口服液就会在大气压的作用下,压入吸管,进入人口中。
7.(2020福建,31,6分)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在 水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90 m用时30 min,月球车的质量为135 kg,车轮与地面接触的 总面积为1.5×10-2 m2,g取10 N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度; (2)测试时,月球车对水平地面的压强;(3)登月后,月球车在月球上的质量。
答案 (1)0.05 m/s (2)9.0×104 Pa (3)135 kg(6分)第(1)小题2分,第(2)小题3分,第(3)小题1分。
解析 (1)月球车行驶的速度v= = =0.05 m/s(2)月球车对水平地面的压力F=G=mg=135 kg×10 N/kg=1 350 N月球车对水平地面的压强p= = =9.0×104 Pa(3)月球车在月球上的质量m月=m=135 kg
8.(2019福建,33,8分)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F 随杯中饮料的高度h变化的图像如图。饮料出口的横截面积S1=0.8 cm2,饮料流出的速度v=50 cm/s,杯高 H=10 cm,杯底面积S2=30 cm2,g取10 N/kg。
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?(2)饮料的密度为多大? (3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
答案 (1)3.6 N (2)1.2×103 kg/m3 (3)1.1×103 Pa(8分)第(1)小题2分,第(2)小题3分,第(3)小题3分。
解析 (1)由图可知空杯对杯座的压力F0=0.9 N装满饮料时,杯对杯座的压力F1=4.5 N所以杯底受到饮料的压力F=F1-F0=3.6 N(2)饮料质量m= = = =0.36 kg饮料体积V=S2H=30 cm2×10 cm=3×10-4 m3饮料密度ρ= = =1.2×103 kg/m3(3)流入杯中饮料的质量m1=ρS1vt=1.2×103 kg/m3×0.8×10-4 m2×0.5 m/s×5 s=0.24 kg饮料对杯底的压力F2=m1g=0.24 kg×10 N/kg=2.4 N杯对杯座的压强p= = =1.1×103 Pa评分细则:第(1)小题,写出F0=0.9 N、F1=4.5 N,可得1分。求出杯底受到饮料压力F=3.6 N,得1分。第(2)小题,求出饮料质量m=0.36 kg,得1分。求出饮料的体积V=3×10-4 m3,得1分。求出饮料的密度ρ=1.2
×103 kg/m3,得1分。 第(3)小题,求出5 s饮料流出的质量m1=0.24 kg,得1分,求出饮料对杯底的压力F2=2.4 N,得1分。求出杯对 杯座的压强p=1.1×103 Pa,得1分。
易错警示 本题中有两个面积,一个是饮料口的面积,一个是杯底面积,求饮料持续5 s流入空杯时的体 积,必须用饮料口的横截面积S1,此处学生易错。第(3)小题求杯对杯座的压强,学生往往把空杯对杯座的 压力漏掉,造成最后结果错误。
B组 2016—2020年全国中考题组考点一 压力和压强1.(2020北京,14,2分)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面 和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2。下列说法正 确的是( )
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力B.乙对甲的压力就是乙受到的重力 C.甲对海绵的压强大小为 D.乙对甲的压强大小为
答案 C 重力与压力是两种不同性质的力,虽然有时两者大小相等,但是不能说压力就是重力,A、B错 误;甲对海绵的压力大小等于甲和乙的重力大小之和,由p= 可知,甲对海绵的压强大小为 ,C正确;乙对甲的压力大小等于乙的重力大小,由p= 可知,乙对甲的压强大小为 ,D错误。故选C。
2.(2020湖北武汉,14,3分)铁块和小桌静止在海绵上,如图甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上, 如图乙所示。铁块的质量是600 g,铁块的底面积是20 cm2,小桌的质量是200 g,桌面的面积是81 cm2,下列 说法正确的是 ( )
甲 乙
A.图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大B.图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小C.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大D.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小
答案 A 图甲中铁块对小桌的压强与图乙中铁块对海绵的压强相等,都为p铁= = = =3×103 Pa;图甲中小桌对海绵的压强p桌= = = ≈0.99×103 Pa,故正确选项为A。
3.(2019云南,4,3分)如图所示,小敏和同学们正在水平环形跑道上进行800 m跑测试。小敏对地面的压力 为500 N,每只鞋底与地面的接触面积约为80 cm2。下列说法正确的是 ( )A.跑弯道时小敏的运动状态是改变的B.小敏相对于她正在超越的同学是静止的C.测试过程中小敏对地面的压强是625 PaD.跑完全程小敏受到的重力做的功是4×105 J
答案 A 小敏进行800 m跑测试,在跑弯道时方向在改变,其运动状态发生变化,A项正确;小敏相对于她 正在超越的同学位置发生改变,她是运动的,B项错误;测试过程中,小敏只有一只脚与地面接触,与地面接 触面积S=80 cm2,压力F=500 N,压强p= = =6.25×104 Pa,C项错误;她跑步过程中可以认为竖直方向上没有移动距离,重力做功为0,D项错误。故选择A。
知识归纳 (1)运动状态的改变包括运动快慢和运动方向的改变;(2)功包括两个必要因素:力和沿力的方 向通过的距离。
4.(2018吉林,8,2分)大型载重平板车都装有很多车轮,这是通过增大 的方式减小对路面的 ,以免损坏路面。
解析 大型载重平板车装有很多车轮,是通过增大受力面积来减小对地面的压强,以免损坏路面。
考点二 液体压强1.(2020湖南常德,15,3分)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 深度相同的同种液体,下列说法正确的是 ( )①容器对桌面的压力F甲2.(2020北京,27,4分)如图所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。
当在容器左、右两部分注入不同深度的水时(水面位置如图中虚线所示),橡皮膜发生了形变,形变情况
是向 侧凸起;产生这种现象的原因是 。
解析 根据p=ρgh,因为水的密度相等,右侧水深度大,所以右侧水对橡皮膜的压强大。根据F=pS,因为受 力面积相等,右侧水对橡皮膜的压强大,所以右侧水对橡皮膜的压力大,使得橡皮膜向左侧凸起。
解题关键 根据液体压强公式p=ρgh来分析问题,在液体密度ρ一定时,液体压强与深度成正比。
3.(2020重庆A卷,19,8分)如图,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它的重为3 N、底面积为300 cm2、溢水 口距杯底20 cm,内装水的深度为18 cm。将一体积为1 000 cm3、密度为0.9 g/cm3的正方体木块缓慢放入 水中,不计溢水杯厚度,求:(g取10 N/kg) (1)木块的质量m木;(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力F;(3)木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强p。
答案 (1)900 g (2)54 N (3)2 100 Pa
解析 (1)木块的质量为:m木=ρ木V=0.9 g/cm3×1 000 cm3=900 g(2分)(2)木块放入水中前,水对容器底的压强为:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.18 m=1.8×103 Pa水对容器底的压力为:F=p水S=1.8×103 Pa×300×10-4 m2=54 N(3分)(3)木块放入水中后,处于漂浮状态,F浮=G木,其排开水的体积为:V排= = = = = =900 cm3木块放入前,溢水杯还能容水的体积为:V余=S(H-h)=300 cm2×(20 cm-18 cm)=600 cm3溢出水的重力为:G溢=ρ水g(V排-V余)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(900×10-6 m3-600×10-6 m3)=3 N木块的重力为:G木=m木g=0.9 kg×10 N/kg=9 N
木块放入前,水的重力为:G水=ρ水Shg=1.0×103 kg/m3×300×10-4 m2×0.18 m×10 N/kg=54 N木块放入后容器对桌面的压强为:p= = = =2 100 Pa (3分)
易错警示 (3)将木块放入水中静止后,排开水的体积大于溢水杯中剩余空间,会溢出部分水,故计算放入 木块静止后,溢水杯对桌面的压力时,应减去溢出的那部分水的重力。
4.(2019云南,25,8分)某水底打捞作业中,需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水,如图所示是吊车钢丝绳 拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像。(水的阻力忽略不计,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:(1)石柱浸没在水中受到的浮力;(2)石柱未露出水面前,在水中上升2 m钢丝绳拉力所做的功;(3)在水底时石柱上表面受到的水的压强。
答案 (1)5 000 N (2)15 000 J (3)3×104 Pa
解析 (1)F浮=G-F=12 500 N-7 500 N=5 000 N(3分)(2)W=Fs=7 500 N×2 m=15 000 J(3分)(3)在水底时石柱上表面距水面的深度为h=h2-h1=5 m-2 m=3 mp=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m=3×104 Pa(2分)
考点三 大气压强1.(2020四川成都,A5,2分)如图所示的现象中,没有利用大气压的是 ( ) A.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上B.用注射器将药液注入肌肉C.用吸管将饮料“吸”入口中D.用硬纸片“托住”杯中的水
答案 B “吸盘”挂钩贴在竖直墙面上,是吸盘内气压小于外部大气压,在大气压作用下,“吸盘”被 压在墙面上,A项不符合题意;用注射器将药液注入肌肉,是利用手的推力将药液注射,没有利用大气压,B 项符合题意;用吸管将饮料“吸”入口中,是利用大气压将饮料压入吸管,C项不符合题意;用硬纸片“托 住”杯中的水是杯内水压小于纸片下方的大气压,是大气压作用的结果,D项不符合题意。故选择B。
2.(2019山东青岛,9,2分)如图为盆景的一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口 刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水 位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。使水不会全部流出 而能保留在瓶中的原因是 ( ) A.瓶口太小,水不易流出B.外界大气压强等于瓶内水的压强C.外界大气压强等于瓶内空气的压强D.外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和
答案 D 当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中 流出来;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水位下降使瓶口露出水面时,少量空气进入瓶内,瓶内的 气压增大,水会流出一部分,一旦瓶口再次被水淹没,此后空气无法进入瓶中,瓶中的水停止外流时,外界 大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和,内、外压强重新平衡,当水位再下降至刚露出瓶口时,重 复上述现象,故塑料瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中。故A、B、C错误,D正确。
3.(2020重庆A卷,10,2分)如图甲所示,饮料从吸管上升到嘴里,是因为空气中存在 ;如图乙所示, 对吸管A吹气,管B中的水会上升,是因为流体中流速越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)。
解析 饮料能从吸管上升到嘴里是因为液面上方大气压的作用;图乙中,在B管上方吹气,加快了它上方 的空气流速,流体速度大的地方压强小,故管B中的水会上升。
考点四 流体压强1.(2020江苏苏州,10,2分)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 ( )
答案 A 竖直向上吹气时,气流速度很大而乒乓球不会被吹出去,不能确定是因为流体流速大的地方 压强小,还是因为重力,导致乒乓球在漏斗底部。所以本题选A。
2.(2020江西,5,2分)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 ,压强 较 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
解析 相同时间内,漩涡边沿旋转路程短,水的流速相对中心处的流速较慢,压强较大,从而形成压力差, 导致周边物体易被“吸入”漩涡。
3.(2020黑龙江齐齐哈尔,16,2分)2019年10月1日,在天安门广场举行的建国70周年国庆阅兵式中,如图所 示,空中加油机正在给战机加油。以加油机为参照物,战机是 (选填“运动”或“静止”) 的。机翼做成上弯下平的形状,可以使飞机飞行时获得升力,这是因为气体流速越大的位置,压强越 (选填“小”或“大”)。
解析 加油机给战机加油的过程中,战机相对于加油机位置没变化,故战机是静止的;因为流体流速大的 地方压强小,机翼上凸下平的特殊造型,使其上方的空气流速大于下方空气流速,于是上方压强小于下方 的压强,这个压强差使飞机获得升力。
C组 教师专用题组考点一 压力和压强1.(2018北京,4,2分)下列实例中,为了增大压强的是 ( )A.书包带做得较宽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 书包带做得较宽、图钉帽做得面积较大、大型平板车装很多车轮都是为了在压力一定时增 大受力面积,减小压强,A、B、C选项错误;石磨的磨盘做得很重,是为了在受力面积一定时增大压力,增 大压强,D选项正确。
2.(2019江苏南京,27,5分)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就——“玉兔二号”月球车 成功登陆月球背面。图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为36 kg。 (1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛?(g取10 N/kg)(2)若车轮与地面的总接触面积为400 cm2,则车对地面的压强为多少帕?
答案 (1)360 N (2)9×103 Pa
解析 (1)F=G=mg=36 kg×10 N/kg=360 N(2分)(2)S=400 cm2=4×10-2 m2p= = =9×103 Pa(3分)
易错警示 计算压强时,受力面积的单位应转换成国际单位制单位m2。
3.(2018山西,42,4分)每天都会有许多全国各地的人民群众,来到天安门广场观看升国旗仪式。天安门广 场上的国旗,每天都会准时同太阳一起升起,25 000次零失误。这是护卫国旗的战士们,一天一个两万步, 两年一个新长征的训练缔造的奇迹。天安门广场上的国旗总重为175 N,升旗时(如图),国旗上升高度为 30 m,所用时间为2分07秒。求解下列问题: (1)国旗上升的平均速度是多少?(保留一位小数)(2)将国旗沿竖直方向匀速升高30 m,拉力对国旗做的功是多少?(3)若某持枪战士总重约为700 N,估算该战士站立时对水平地面的压强。
答案 (1)0.2 m/s (2)5 250 J (3)1×104 Pa
解析 (1)国旗上升的时间为2分07秒,即t=127 s国旗上升的平均速度v= = =0.2 m/s(1分)(2)国旗匀速上升过程中拉力做的功W=Fs=Gh=175 N×30 m=5 250 J(1分)(3)战士双脚与地面的接触面积约S=7×10-2 m2(合理即可) (1分)战士对水平地面的压强p= = = =1×104 Pa(1分)
解题关键 在利用平均速度的计算公式v= 计算时,时间的单位要换算成秒;在计算战士对水平地面的压强时,需要估算战士双脚与地面的接触面积,这是关键的一个环节。
考点二 液体压强1.(2019北京,15,2分)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒 精,液面高度如图所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底 部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1'和F1',乙容器对桌面的压强和压力 分别为p2'和F2'。已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是 ( )A.p1p2',F1'>F2'
答案 C 液体对柱形容器底的压力等于液体的重力,液体重力相同,压力相同,容器底面积相同,液体对 容器底的压强相等,A、B错误;容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,总重力相等,压力相等,受力 面积相同,压强相等,C正确,D错误。
易错警示 因为两种液体密度不同,所以不能仅通过液体深度得出液体对容器底的压强大小关系。
2.(2019山东潍坊,13,4分)(多选)2019年4月,中国自主研发的6 000 m 无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完 成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时 间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是 ( )
A.从开始到结束计时,共用时10 minB.在1~3 min,受到海水的浮力逐渐变大C.在4~6 min,处于匀速直线运动状态D.在6~8 min,受到海水的压强逐渐减小
答案 AD 图像的横坐标为时间t,纵坐标为深度h,从开始到结束,共用时10 min,A正确;在1~3 min,潜水 器浸没水中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知浮力大小不变, B错误;在4~6 min,随着时间的增 加深度不变化,所以“海龙Ⅲ”处于静止状态,C错误;在6~10 min,“海龙Ⅲ”随着时间的增加,所处深度 逐渐变小,压强逐渐变小,D正确。故选A、D。
3.(2018内蒙古呼和浩特,13,3分)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。 甲 乙
(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的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)液体压强与深度的关系
解析 (1)上部开口,底部连通的容器叫作连通器,而压强计探头是封闭的,所以压强计不属于连通器。(2)图甲所示的情景说明U形管左侧液面受到的气压大于大气压,要使U形管两边的液面相平,应取下软 管重新安装使软管中的气压等于大气压。(3)U形管左右两侧液面的高度差表示探头所在处液体压强的大小,从图乙中可看出,探头在水中深度增 加,U形管液面高度差变大,表示液体压强变大,此实验是为了探究液体压强与深度的关系。
知识拓展 用U形管中液面高度差的大小来表示液体压强的大小,运用了转换法。物理学中对于一些看 不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量 间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
4.(2017江苏南京,25,3分)小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素。 (1)在图乙中,将橡皮膜先后放在a、b位置处可知,同种液体, 越大,压强越大。支持该结论的实 验现象是: 。(2)为了探究密度对液体内部压强的影响,还需将橡皮膜放在图丙中 (选填“c”或“d”)位置处。
答案 (1)深度 橡皮膜所处深度越大,U形管内液面高度差越大 (2)c
解析 (1)a、b在同种液体中的不同深度,深度越大,压强越大,所以橡皮膜所处深度越大,U形管内液面高 度差越大。(2)要探究密度对液体内部压强的影响,需要控制深度相同,故应选c位置。
5.(2017上海,21)甲、乙两个薄壁圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上。甲容器底面积为6×10-2 米2, 盛有质量为8千克的水。乙容器盛有深度为0.1米、质量为2千克的水。①求乙容器中水的体积V乙。②求乙容器底部受到水的压强p乙。③现从甲容器中抽取部分水注入乙容器后,甲、乙两容器底部受到水的压力相同。求抽水前后甲容器 底部受到水的压强变化量Δp甲。
答案 ①2×10-3 m3 ②980 Pa ③490 Pa
解析 ①乙容器中水的体积V乙= = =2×10-3 m3;②乙容器底部受到水的压强p乙=ρgh=1×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.1 m=980 Pa;③因为是柱形容器,所以容器底部受到水的压力等于水的重力,从甲中抽 取部分水注入乙后,由两容器底部受到水的压力相同可知,两容器中水的重力相同,即F'= ×G总= ×m总g= ×(2 kg+8 kg)×9.8 N/kg=49 N,则抽水后甲容器底部受到的压力变化量ΔF=F-F'=G甲-F'=8 kg×9.8 N/kg-49 N=29.4 N;甲容器底部受到水的压强变化量Δp甲= = =490 Pa。
思路分析 ①由公式V= 计算乙中水的体积;②由公式p=ρgh计算水对乙容器底部的压强;③柱形容器中,水对容器底部的压力等于水的重力,再根据Δp= 计算甲容器底部受到水的压强变化量。
考点三 大气压强1.(2019浙江温州,20,4分)小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞口容器上,并用胶 带绑紧。检查气密性后,将吸管的A端粘在橡皮膜中心,B端靠近卡纸的M处。外界气压的变化会引起橡 皮膜凹凸程度的变化,从而使吸管绕O点转动,指示气压大小变化。(外界气温的变化对容器内气压的影 响极小) (1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到 ,则气 密性不好。(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端的指向从M处变为N处。则甲、乙两地气压较大的是 。
答案 (1)橡皮膜边缘有气泡冒出 (2)乙
解析 (1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到橡皮膜边缘有气泡冒 出,说明容器中封住的气体有逸出现象,即气密性不好;(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端 的指向从M处变为N处,即吸管AOB绕O点逆时针转动,说明橡皮膜凹陷,所以可知此时外界大气压强变 大,即乙地气压大于甲地气压。
2.(2019江苏苏州,19,2分)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 的作用,试管口中心的压强 (选填“变 大”、“变小”或“不变”)。
解析 小试管上升的过程中,由于大气压的作用使得内部始终充满水;随着小试管上升,试管口中心的位 置在烧杯中的深度逐渐变小,根据液体压强的特点可知,深度越小,所受液体压强越小。
解题关键 试管口中心的压强是由于液体的重力产生的,液体压强的大小与液体密度和液体的深度有 关,本题我们主要通过比较液体的深度来比较压强。
易错警示 液体的深度是指从该点到液面的垂直距离,不是与底部的距离,液面在液体的最高处。
3.(2018黑龙江齐齐哈尔,18,2分)注射器针头做得很尖,其目的是增大 ;注射器能将药液吸入针筒是 利用了 的作用。
答案 压强 大气压强(大气压或气压)
解析 注射器针头做得很尖,减小了受力面积增大了压强;注射器活塞向外拔时,针筒内气压减小,大气 压就把药液压入了针筒。
4.(2017江苏南京,24,5分)小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。(1)如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去 酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象说明了 的存在。
(2)如图乙所示,用易拉罐制作一个简易针孔照相机:在易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去 后,蒙上一层半透明的塑料薄膜。用它观察窗外景物时,在塑料薄膜上能看到窗外景物 (选填 “倒立”或“正立”)的像,像形成的原理是光的 。(3)如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两易拉罐间距离增大,可用吸管按图中箭 头 (选填“A”或“B”)所示的方向用力吹气。(4)如图丁所示,用塑料薄膜摩擦过的塑料管靠近易拉罐,易拉罐 (选填“可能”或“不可能”) 被吸引。
答案 (1)大气压 (2)倒立 直线传播 (3)B (4)可能
解析 (1)易拉罐中水加热后产生大量水蒸气,排出了里面的空气,封口冷却后,里面的水蒸气液化,气压 变得很小,外面大气压远大于里面的气压,易拉罐被压瘪。(2)小孔成像成的是倒立的像,原理是光的直线 传播。(3)流体中流速大的地方压强小,如果按箭头A所示方向用力吹气,两易拉罐之间空气流速增大,压 强减小,外侧气压大于内侧气压,两易拉罐靠近;若按箭头B所示方向用力吹气,右边易拉罐右侧流速增大, 压强减小,该易拉罐左边气压大于右边气压,会向右滚动,使两易拉罐间距离增大。(4)塑料管摩擦后会带 电,带电体能吸引轻小物体。
5.(2016广西南宁,22,3分)为测出某液体的密度,某校物理兴趣小组用如图所示的装置进行实验:将带有阀 门的“U”形管倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气, 待两管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门;分别测量出两管内外液面的高度差h水和h液;记录的三次实 验数据如下表所示。
若当时外界大气压为p0,三次实验中“U”形管内的气体压强分别为p1、p2和p3,则它们的大小关系是:p0 p1、p2 p3(均选填“>”、“=”或“<”);待测液体的密度为:ρ液= kg/m3(已知水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3)。
答案 > > 0.9×103
解析 关闭阀门后,内外压强相同,即p0=ρ水gh水1+p1,所以p0>p1;因为p2=p0-ρ水gh水2,p3=p0-ρ水gh水3,又因为h水2p3;由题意可知左管与右管中压强相等,所以p液=p水,由此可得:ρ水gh水1=ρ液gh液1,则ρ液= = =0.9×103 kg/m3。
评析 此题考查液体压强的计算与理解,要注意分析题意,利用平衡关系分析解决问题。
考点四 流体压强1.(2018云南昆明,7,3分)据报道,今年4月17日早上10时许,美国一架正在空中飞行的客机,引擎疑起火爆 炸,之后有碎片打穿玻璃窗,导致一名妇女半个身体被“吸出了”窗外。无独有偶,5月14日下午,四川航 空一架正在空中飞行的客机驾驶舱内,风挡玻璃突然爆裂,副驾半个身体也被“吸出了”窗外。这两起 事故说明空中正常飞行的客机,机舱内的气压p1与舱外大气的压强p2相比较是 ( )A.p1=p2 B.p1p2 D.无法确定
答案 C 玻璃爆裂后,乘客半个身体被“吸出”窗外,说明机舱内气压p1大于机舱外大气压强p2,使乘客 受力不平衡,故选择C。
2.(2017吉林长春,8,2分)下列实例中,不能用流体压强与流速关系解释的是 ( )A.飞机靠机翼获得升力B.用活塞式抽水机抽水C.火车站的站台设置安全线D.两船并列航行时要保持安全距离
答案 B A、C、D三项都可以利用流体压强与流速的关系来解释,B项中活塞式抽水机是利用大气压 来工作的,所以选B项。
3.[2019江苏苏州,17(1)]2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。 两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞。
解析 根据流体压强和流速的关系可知,流体的速度越大,受到的压强就会越小。
4.(2017云南,17,2分)如图所示,沿B管向左快速吹气时A管中的水面将 ,这是因为A管上方空气 。
答案 上升 流速快气压小
解析 当沿B管向左快速吹气时,可以看到A管中的水面上升,原因是沿B管向左快速吹气时,A管上方空 气的流速增大,压强减小。
1.(2020泉州质检,15)甲、乙两个实心均匀正方体(ρ甲>ρ乙)均放在水平地面上,甲、乙对地面的压力分别 为F甲、F乙,压强分别为p甲、p乙。若按如图方式,将两正方体沿竖直方向各截去一部分,它们剩余部分对地 面的压强相等,则 ( )A.F甲>F乙 p甲=p乙 B.F甲>F乙 p甲>p乙C.F甲p乙 D.F甲2.(2020三明质检,18)小红在厨房里用如图所示的多功能削皮器削瓜皮和磨蒜泥。削皮器的刀刃很薄,这
是通过减小 ,增大压强;摩擦面上有凸起的花纹,这是通过增大物体表面的 ,增大摩擦。
答案 受力面积 粗糙程度
解析 压强的大小与压力的大小和受力面积有关系。当其他条件相同时,受力面积越小,压力的作用效 果越明显,压强越大。削皮器的刀刃很薄,这是通过减小受力面积,增大压强。摩擦力的大小与压力的大 小和接触面的粗糙程度有关,当其他条件一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。摩擦面上有凸起的花纹,这 是通过增大物体表面的粗糙程度,增大摩擦。
3.(2020福州质检,22)放在水平地面上两个密度均匀的圆柱体A、B,它们的高度比hA∶hB=1∶2,底面积SA> SB,将它们沿水平方向截去一部分,使它们剩余高度均为h,且h∶hA=1∶4,剩余部分对水平地面的压力相 等。则A、B原先对地面的压强pA pB(选填“>”“=”或“<”),切去部分的质量mA'∶mB'= 。
解析 p= = = =ρgh,F=G=mg=ρVg=ρShg,剩余部分对地面压力相同,即ρA·SA·h=ρB·SB·h由SA>SB,得:ρA<ρB则原先压强pA=ρAghA,pB=ρBghB,由ρA<ρB,hA
4.(2019龙岩质检,25)2019年1月3日22时22分,玉兔二号巡视器(简称月球车)与嫦娥四号着陆器顺利分离, 驶抵月球表面(如图甲),实现人类航天器在月球背面上的首次巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹。(1)月球车在承载能力较低、凹凸不平的松软月壤上如履平地,其车轮宽且是网状(如图乙),请从所学压 强知识解释月球车的车轮这样设计的道理。(2)通过“鹊桥”中继星,嫦娥四号探测器将拍摄的玉兔二号巡视器在月背留下的第一道痕迹影像图(如 图丙)顺利传回地面,月球与地球之间的信息是利用什么传送?
答案 (1)车轮做成网状减小重力,即减小了车轮对月球表面的压力,车轮宽使受力面积增大,根据压强公 式p= 可知这两项措施都减小了月球车对月球表面的压强,使得月球车在承载能力较低、凹凸不平的松软月壤上如履平地。(2)电磁波
解析 (1)见答案。(2)月球与地球之间有很长一段距离是真空,电磁波能在真空中以光速传播,克服了传 播介质及传播速度等问题,故利用电磁波在月球与地球之间传送信息。
5.(2020三明质检,33)如图1,小明将密度不同的甲、乙两实心柱体放置在水平桌面上进行搭建积木游 戏。甲由若干个相同的小柱体叠加构成(忽略叠加缝隙),甲、乙底面积之比S甲∶S乙=1∶4。现从甲柱体 由上至下逐块取下小柱体并搭放在乙柱体中央,两柱体对桌面压强p随甲柱体减少的高度h的变化关系 图线如图2。求: 图1 图2
(1)还未开始搭建时,甲、乙柱体对桌面的压力比F甲∶F乙;(2)搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值;(3)搭积木过程中,甲、乙柱体对桌面压强相等时的压强值。
答案 (1) (2)150 Pa (3)360 Pa
解析 (1)由图2可知h=0时,p甲=600 Pa,p乙=300 Pa = = × = (2)Δp= = = ×600 Pa=150 Pa(3)解法一:由p甲'=p乙',得 = 600 Pa× =300 Pa+ ×600 Pa× 解得h=4 cmp甲'=p甲- p甲=600 Pa- ×600 Pa=360 Pa解法二:p甲-Δp甲= ,即600 Pa-Δp甲= Δp甲+300 Pa解得:Δp甲=240 Pa
p甲'=p甲-Δp甲=600 Pa-240 Pa=360 Pa
考点二 液体压强1.(2020厦门质检,10)厦门援鄂医护人员乘机凯旋,机场以航空界的最高礼遇“过水门”方式为英雄“接 风洗尘”。如图,消防车在飞机两侧喷射水柱形成“水门”。若水柱的竖直高度为30 m,消防水枪出水 口的水压为p,1个标准大气压记为p0,g=10 N/kg,则 ( ) A.p=p0 B.p03p0
答案 D 根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,一个标准大气压能支持的水柱的高度h= = ≈10 m若水柱的竖直高度为30 m,水能从水枪中喷出,即必须克服空气本身的气压(即1个标准大气压),同时再将 水柱压高30 m,即还需要克服3个标准大气压,故将水喷到30 m,水压约等于4个标准大气压,即p>3p0,故选D。
2.(2019泉州质检,13)四个相同的小球,分别放入四个盛有不同液体的容器中,小球静止时的位置如图。 若四个容器中的液面到容器底部的距离相等,则容器底部受到液体的压强最大的是 ( )
答案 A 四个相同的小球,分别放入四个盛有不同液体的容器中,液面到容器底高度h相同,液体对容器 底的压强p液=ρ液gh,由公式可以看出,在h相同时,液体密度越大,p液越大。四个小球完全相同。A、B、C 三种情况浮力都等于小球重力,根据公式F浮=G小球=ρ液gV排,ρ液= ,从图中可以看出A图中V排最小。C图中的V排最大,所以有ρ液A>ρ液B>ρ液C,而C和D两项对比有同样的V排。D图中小球下沉,说明有ρ液C>ρ液D。ρ液A最 大,所以A容器底部受到压强最大。
考点三 大气压强1.(2020福州质检,10)传染病负压隔离病房的室内气压低于室外大气压。关于负压病房,下列说法正确的 是 ( )A.病房内处于真空状态B.病房内的气压一定是1个标准大气压C.病房内的空气可以通过门窗流向病房外D.可以通过从病房内抽气实现负压
答案 D “负压”是指病房内气压低于外界大气压,但并不一定是1个标准大气压,也不会是真空状态, 故A、B错。由于病房内气压低,外界气压高,因此空气从病房外流向病房内,故C错。可以通过抽气实现 负压,故选D。
2.(2019三明质检,1)如图,装在门内手把上的“门吸”是一个用橡胶做的皮碗。当用力推开门时,手把上的“门吸”会被紧紧“压”在墙上起到固定门的作用。请用所学的物理知识解释,“门吸”为什么能紧贴在墙上起到固定门的作用?请另举一个应用相同物理知识的生活实例。
答案 “门吸”被压在墙上时,排出了皮碗内的空气,使皮碗内的气压小于外部的大气压,在大气压的作 用下,皮碗就被紧紧压在墙上起到固定门的作用。实例:用吸管吸饮料。(其他符合题意的答案均给分)
解析 用吸管吸饮料时,吸掉了管内的空气,管内气压低于外界大气压,饮料在外部大气压的作用下被压 进口中,于是就吸到了饮料。
考点四 流体压强1.(2020南平质检,7)生活处处有物理,留心观察皆学问,图中的现象或物件的解释正确的是 ( ) A.把药液吸入注射器,利用了连通器的原理B.下水道的储水弯管可以防止异味,利用了大气压的原理C.飞机飞上天,利用了流速大的地方压强大的原理D.公共汽车上的逃生安全锤一端设计成锥形,利用减小受力面积增大压强的原理
答案 D 把药液吸入注射器,利用大气压原理,A错;下水道的储水弯管可以防止异味,利用连通器的原 理,B错;飞机升力的产生,是利用流体流速大的地方压强小的原理,C错;逃生安全锤一端设计成锥形,是利 用减小受力面积增大压强的原理,D正确。
2.(2020莆田质检,6)如图所示, 赛车尾部装有气流偏导器,是为了让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能。下图中能表示偏导器横截面形状的是 ( )
答案 B 为了让汽车对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能,应该让周围的流动空气对汽车产生向 下的压强差,根据流体流速快的地方压强小的特点,偏导器的横截面形状应该为上平下凸,故选B。
3.(2019厦门质检,8)以下四个实例中,主要利用“流体流速越大,压强越小”原理工作的是 ( )
答案 B 飞艇空中漫步是因受到空气的浮力,故A错。C919展翅翱翔是由于机翼的构造,飞机机翼在 快速运动中,机翼上表面空气流速大,压强小,下表面空气流速小,压强大,从而产生了升力,所以C919飞机 是利用“流体流速越大,压强越小”原理工作的,故B正确。热气球腾空而起,是热气流上升的结果,故C 错。“蛟龙号”深海探宝,靠的是改变自身重力下潜,故D错。
4.(2020泉州质检,18)如图,火车站台上都有一条安全线,乘客必须在安全线外等候火车进站,这是因为火 车进站时,火车与站台上的乘客间空气流动速度变大,压强会 ;随着我国火车的提速,安全线的 距离应该 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
解析 火车站台上都有一条安全线,乘客必须在安全线外等候火车进站,这是因为火车进站时,火车与站 台上的乘客间空气流动速度变大,根据流体压强与流速的关系知压强会减小。火车提速会使火车与站 台上的乘客间空气流动速度变得更大,压强更小,故安全线的距离应该增大。
5.(2020龙岩质检,25)如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水, 将乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后, 乒乓球不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,从瓶口处用电吹风向上吹气,乒乓球在瓶口 处旋转,不会上升。请你用所学的物理知识解释上述两种现象。
解析 甲图:乒乓球下方受到向上的大气压,大于水对乒乓球向下的压强,所以乒乓球不会下落。乙图:若从瓶口处用电吹风向上吹气,乒乓球下方的空气流速大,压强小,乒乓球上方的空气流速小,压强 大,产生向下的压力差,所以乒乓球不会上升。
一、选择题（每小题2分，共4分）
1.(2018南平质检,15)如图所示,A、B为两实心圆柱体,放在同一水平沙面上时,陷下的深度恰好相等。则两圆柱体的m、ρ的关系是 ( )A.mA>mB ρA>ρB B.mA>mB ρA=ρBC.mA=mB ρA>ρB D.mAρB。故选A。
2.(2018泉州质检,14)如图所示,底面积和深度均相等的三个容器甲、乙、丙,现注满质量相等的不同液 体,液体对容器底部的压强大小分别为p甲、p乙、p丙,则 ( )A.p甲>p乙>p丙 B.p甲ρ乙>ρ丙。甲、乙、丙三容器深度h均相等,由于ρ甲>ρ乙>ρ丙,故根据液体的压强公式p=ρgh推得,p甲>p乙>p丙。故选A。
易错警示 注满质量相等的不同液体,即m甲=m乙=m丙,因此部分同学误以为液体对容器底部压力大小等 于液体的重力,所以三者相等,而容器底面积相等,由此得出压强也相同,即p甲=p乙=p丙,而忽略了容器形状 的影响。
二、填空题(每空1分,共4分)3.(2020三明质检,20)图是悬挂在一起的两个气球,若向两个气球中间吹气,它们会靠近,这是因为中间的空气流速大,压强 ;若用毛织品摩擦两个气球,它们会分开,此时两个气球带 (选填“同种”或“异种”)电荷。
解析 根据流速与压强的关系,流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大。电荷间的相互作用规律 是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。气球相互排斥,故可判断两个气球带同种电荷。
4.(2019莆田质检,21)我国新型99式主战坦克作战能力达到国际先进水平,战斗全重可达55 t,该坦克静止 在水平地面时履带着地的总面积约为10 m2,其对地面的压力为 N,对水平地面的压强约为 Pa。(g取10 N/kg)
答案 5.5×105 5.5×104
解析 坦克战斗全重55 t,G=mg=55×103 kg×10 N/kg=5.5×105 N;坦克静止在水平地面上,对地面压力的大小等于重力的大小,F=G=5.5×105 N,对水平地面的压强p= = = =5.5×104 Pa。
三、计算题(共7分)5.(2020厦门质检,31)(7分)某双轮电动平衡车的铭牌如表。质量为50 kg的小翔驾驶平衡车在水平路面 上匀速行驶,平衡车双轮与路面接触总面积为40 cm2,g取10 N/kg。求:(1)平衡车充电一次至少可以连续行驶的时间;(2)小翔在水平路面驾驶平衡车时,车对路面的压强。
1.(2019福建,14,2分)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ。则液体对烧杯底部的压强为( )A.2.4ρgh B.2.7ρgh C.2.8ρgh D.3ρgh
A组 2016—2020年福建中考题
答案 C 本题考查的是液体压强的知识。容器底部受到的压强包含两个部分,第一部分是上层液体的 压强,这层的液体密度是0.8ρ,液体的高度为h,第二部分是下层液体的压强,液体密度是ρ,液体的高度为 2h,依据液体压强的公式, 容器底部受到的液体压强p=0.8ρgh+ρg·2h=2.8ρgh。故选C。
2.(2017福建,9,2分)我国完成了速度超过400 km/h的高铁交会试验,两列高速运行的列车交会过程中,产 生“强吸力”的原因是两车之间的空气 ( )A.流速大,压强大 B.流速小,压强小C.流速大,压强小 D.流速小,压强大
答案 C 两辆车交会过程中,两车之间的空气流速增大,压强减小,列车外侧的空气流动速度小,压强大, 在这个压强差造成的压力差的作用下,两列火车产生“强吸力”。
3.(2020福建,21,2分)我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无 人潜水器的空白。当潜水器下潜到1.0×104 m深度静止时,受到海水的压强约为 Pa(ρ海水取1.03× 103 kg/m3,g取10 N/kg);在预定深度完成任务后,潜水器抛掉配重物,潜水器受到的浮力 (选填 “大于”“等于”或“小于”)自重,从而上浮。
答案 1.03×108 大于
解析 潜水器受到的压强p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×1.0×104 m=1.03×108 Pa,抛掉配重物后上浮, 根据物体的浮沉条件可知潜水器受到的浮力大于自重。
4.(2016龙岩,32,5分)某村公路一直都比较平整,自从该村某石料场开采后,运输石料的重型卡车常严重超 重运载,公路受损严重(如图所示)。 (1)去该村石料场应沿图中所示公路向 (填“南”或“北”)。(2)请你运用压强知识解释路面损坏的主要原因。
答案 (1)南 (2)见解析
解析 (1)由题图可知,路面左侧良好,右侧损坏严重,而根据我国车辆靠右行驶的规定,可知去该村石料 场的重型卡车是从北向南行驶。(2)由压强公式p= 可知,当运输石料的重型卡车超载运行时,车和石料的总重力越大,对路面的压力F就越大,而车与路面的接触面积S不变,则路面承受的压强p也就越大,造成路面损坏。
5.(2019福建,25,4分)蒸粽子时将碗倒扣在盛有适量水的锅中当支架,把装有粽子的盘子放在上方,如图甲。蒸好后打开锅盖,看到锅盖内表面有许多小水珠。熄火一会儿,发现锅中的水被“吸入”碗内,如图乙。(1)锅盖内表面为什么有许多小水珠?(2)锅中的水为什么会被“吸入”碗内?
答案 (1)(2分)锅中的水蒸气遇到温度相对较低的锅盖,放出热量,液化成小水珠。(2)(2分)熄火后,碗中的气体压强减小,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
解析 (1)蒸粽子时,锅中的水受热汽化变成水蒸气,当水蒸气遇到温度相对较低的锅盖时,发生热传递, 水蒸气放出热量,液化成小水珠,附着在锅盖内表面,故锅盖内表面有许多小水珠。(2)熄火后,温度降低, 碗中的气体压强减小,小于大气压,在外界大气压的作用下,锅中的水被“吸入”碗内。
6.(2018福建A,25,4分)如图,矿泉水瓶盖侧面刻有凹凸不平的条纹,便于旋开瓶盖;带有橡胶塞的口服液所 配置的吸管,其表面也刻有棱状条纹,便于吸上口服液。联系所学的物理知识,分别说明上述两个实例中 条纹的作用。
答案 矿泉水瓶盖侧面的条纹,可以增大接触面的粗糙程度,增大摩擦;口服液吸管表面的条纹,可使空 气进入瓶内,让瓶内气体与大气相通,在大气压的作用下吸入口服液。
解析 本题意在考查摩擦和大气压知识。矿泉水瓶盖的侧面的条纹,可以增大接触面的粗糙程度,从而 增大摩擦,便于人拧开瓶盖。口服液吸管表面的条纹,可便于空气进入瓶内,让瓶内气体与大气相通,这样 当人用吸管吸口服液时,瓶内的口服液就会在大气压的作用下,压入吸管,进入人口中。
7.(2020福建,31,6分)如图所示,“玉兔二号”月球车在月球背面留下属于中国的第一道印记。登月前,在 水平地面上进行测试,月球车匀速直线行驶90 m用时30 min,月球车的质量为135 kg,车轮与地面接触的 总面积为1.5×10-2 m2,g取10 N/kg。求:
(1)测试时,月球车行驶的速度; (2)测试时,月球车对水平地面的压强;(3)登月后,月球车在月球上的质量。
答案 (1)0.05 m/s (2)9.0×104 Pa (3)135 kg(6分)第(1)小题2分,第(2)小题3分,第(3)小题1分。
解析 (1)月球车行驶的速度v= = =0.05 m/s(2)月球车对水平地面的压力F=G=mg=135 kg×10 N/kg=1 350 N月球车对水平地面的压强p= = =9.0×104 Pa(3)月球车在月球上的质量m月=m=135 kg
8.(2019福建,33,8分)将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F 随杯中饮料的高度h变化的图像如图。饮料出口的横截面积S1=0.8 cm2,饮料流出的速度v=50 cm/s,杯高 H=10 cm,杯底面积S2=30 cm2,g取10 N/kg。
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?(2)饮料的密度为多大? (3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,杯对杯座的压强为多大?
答案 (1)3.6 N (2)1.2×103 kg/m3 (3)1.1×103 Pa(8分)第(1)小题2分,第(2)小题3分,第(3)小题3分。
解析 (1)由图可知空杯对杯座的压力F0=0.9 N装满饮料时,杯对杯座的压力F1=4.5 N所以杯底受到饮料的压力F=F1-F0=3.6 N(2)饮料质量m= = = =0.36 kg饮料体积V=S2H=30 cm2×10 cm=3×10-4 m3饮料密度ρ= = =1.2×103 kg/m3(3)流入杯中饮料的质量m1=ρS1vt=1.2×103 kg/m3×0.8×10-4 m2×0.5 m/s×5 s=0.24 kg饮料对杯底的压力F2=m1g=0.24 kg×10 N/kg=2.4 N杯对杯座的压强p= = =1.1×103 Pa评分细则:第(1)小题,写出F0=0.9 N、F1=4.5 N,可得1分。求出杯底受到饮料压力F=3.6 N,得1分。第(2)小题,求出饮料质量m=0.36 kg,得1分。求出饮料的体积V=3×10-4 m3,得1分。求出饮料的密度ρ=1.2
×103 kg/m3,得1分。 第(3)小题,求出5 s饮料流出的质量m1=0.24 kg,得1分,求出饮料对杯底的压力F2=2.4 N,得1分。求出杯对 杯座的压强p=1.1×103 Pa,得1分。
易错警示 本题中有两个面积,一个是饮料口的面积,一个是杯底面积,求饮料持续5 s流入空杯时的体 积,必须用饮料口的横截面积S1,此处学生易错。第(3)小题求杯对杯座的压强,学生往往把空杯对杯座的 压力漏掉,造成最后结果错误。
B组 2016—2020年全国中考题组考点一 压力和压强1.(2020北京,14,2分)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面 和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2。下列说法正 确的是( )
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力B.乙对甲的压力就是乙受到的重力 C.甲对海绵的压强大小为 D.乙对甲的压强大小为
答案 C 重力与压力是两种不同性质的力,虽然有时两者大小相等,但是不能说压力就是重力,A、B错 误;甲对海绵的压力大小等于甲和乙的重力大小之和,由p= 可知,甲对海绵的压强大小为 ,C正确;乙对甲的压力大小等于乙的重力大小,由p= 可知,乙对甲的压强大小为 ,D错误。故选C。
2.(2020湖北武汉,14,3分)铁块和小桌静止在海绵上,如图甲所示。撤掉小桌后,铁块再次静止在海绵上, 如图乙所示。铁块的质量是600 g,铁块的底面积是20 cm2,小桌的质量是200 g,桌面的面积是81 cm2,下列 说法正确的是 ( )
甲 乙
A.图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强大B.图甲中,铁块对小桌的压强比小桌对海绵的压强小C.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强大D.图甲中铁块对小桌的压强比图乙中铁块对海绵的压强小
答案 A 图甲中铁块对小桌的压强与图乙中铁块对海绵的压强相等,都为p铁= = = =3×103 Pa;图甲中小桌对海绵的压强p桌= = = ≈0.99×103 Pa,故正确选项为A。
3.(2019云南,4,3分)如图所示,小敏和同学们正在水平环形跑道上进行800 m跑测试。小敏对地面的压力 为500 N,每只鞋底与地面的接触面积约为80 cm2。下列说法正确的是 ( )A.跑弯道时小敏的运动状态是改变的B.小敏相对于她正在超越的同学是静止的C.测试过程中小敏对地面的压强是625 PaD.跑完全程小敏受到的重力做的功是4×105 J
答案 A 小敏进行800 m跑测试,在跑弯道时方向在改变,其运动状态发生变化,A项正确;小敏相对于她 正在超越的同学位置发生改变,她是运动的,B项错误;测试过程中,小敏只有一只脚与地面接触,与地面接 触面积S=80 cm2,压力F=500 N,压强p= = =6.25×104 Pa,C项错误;她跑步过程中可以认为竖直方向上没有移动距离,重力做功为0,D项错误。故选择A。
知识归纳 (1)运动状态的改变包括运动快慢和运动方向的改变;(2)功包括两个必要因素:力和沿力的方 向通过的距离。
4.(2018吉林,8,2分)大型载重平板车都装有很多车轮,这是通过增大 的方式减小对路面的 ,以免损坏路面。
解析 大型载重平板车装有很多车轮,是通过增大受力面积来减小对地面的压强,以免损坏路面。
考点二 液体压强1.(2020湖南常德,15,3分)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 深度相同的同种液体,下列说法正确的是 ( )①容器对桌面的压力F甲
解析 根据p=ρgh,因为水的密度相等,右侧水深度大,所以右侧水对橡皮膜的压强大。根据F=pS,因为受 力面积相等,右侧水对橡皮膜的压强大,所以右侧水对橡皮膜的压力大,使得橡皮膜向左侧凸起。
解题关键 根据液体压强公式p=ρgh来分析问题,在液体密度ρ一定时,液体压强与深度成正比。
3.(2020重庆A卷,19,8分)如图,水平桌面上放有一圆柱形溢水杯,它的重为3 N、底面积为300 cm2、溢水 口距杯底20 cm,内装水的深度为18 cm。将一体积为1 000 cm3、密度为0.9 g/cm3的正方体木块缓慢放入 水中,不计溢水杯厚度,求:(g取10 N/kg) (1)木块的质量m木;(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力F;(3)木块放入水中静止后,溢水杯对桌面的压强p。
答案 (1)900 g (2)54 N (3)2 100 Pa
解析 (1)木块的质量为:m木=ρ木V=0.9 g/cm3×1 000 cm3=900 g(2分)(2)木块放入水中前,水对容器底的压强为:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.18 m=1.8×103 Pa水对容器底的压力为:F=p水S=1.8×103 Pa×300×10-4 m2=54 N(3分)(3)木块放入水中后,处于漂浮状态,F浮=G木,其排开水的体积为:V排= = = = = =900 cm3木块放入前,溢水杯还能容水的体积为:V余=S(H-h)=300 cm2×(20 cm-18 cm)=600 cm3溢出水的重力为:G溢=ρ水g(V排-V余)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(900×10-6 m3-600×10-6 m3)=3 N木块的重力为:G木=m木g=0.9 kg×10 N/kg=9 N
木块放入前,水的重力为:G水=ρ水Shg=1.0×103 kg/m3×300×10-4 m2×0.18 m×10 N/kg=54 N木块放入后容器对桌面的压强为:p= = = =2 100 Pa (3分)
易错警示 (3)将木块放入水中静止后,排开水的体积大于溢水杯中剩余空间,会溢出部分水,故计算放入 木块静止后,溢水杯对桌面的压力时,应减去溢出的那部分水的重力。
4.(2019云南,25,8分)某水底打捞作业中,需将一长方体石柱从水底匀速打捞出水,如图所示是吊车钢丝绳 拉力F随石柱下表面距水底深度h变化的图像。(水的阻力忽略不计,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:(1)石柱浸没在水中受到的浮力;(2)石柱未露出水面前,在水中上升2 m钢丝绳拉力所做的功;(3)在水底时石柱上表面受到的水的压强。
答案 (1)5 000 N (2)15 000 J (3)3×104 Pa
解析 (1)F浮=G-F=12 500 N-7 500 N=5 000 N(3分)(2)W=Fs=7 500 N×2 m=15 000 J(3分)(3)在水底时石柱上表面距水面的深度为h=h2-h1=5 m-2 m=3 mp=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3 m=3×104 Pa(2分)
考点三 大气压强1.(2020四川成都,A5,2分)如图所示的现象中,没有利用大气压的是 ( ) A.“吸盘”挂钩贴在竖直墙面上B.用注射器将药液注入肌肉C.用吸管将饮料“吸”入口中D.用硬纸片“托住”杯中的水
答案 B “吸盘”挂钩贴在竖直墙面上,是吸盘内气压小于外部大气压,在大气压作用下,“吸盘”被 压在墙面上,A项不符合题意;用注射器将药液注入肌肉,是利用手的推力将药液注射,没有利用大气压,B 项符合题意;用吸管将饮料“吸”入口中,是利用大气压将饮料压入吸管,C项不符合题意;用硬纸片“托 住”杯中的水是杯内水压小于纸片下方的大气压,是大气压作用的结果,D项不符合题意。故选择B。
2.(2019山东青岛,9,2分)如图为盆景的一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口 刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水 位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。使水不会全部流出 而能保留在瓶中的原因是 ( ) A.瓶口太小,水不易流出B.外界大气压强等于瓶内水的压强C.外界大气压强等于瓶内空气的压强D.外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和
答案 D 当把装满水的瓶放入盆景的水中时,由于大气压作用在盆景中的水面上,所以水不会从瓶中 流出来;当盆景中的水由于蒸发和盆景的吸收,水位下降使瓶口露出水面时,少量空气进入瓶内,瓶内的 气压增大,水会流出一部分,一旦瓶口再次被水淹没,此后空气无法进入瓶中,瓶中的水停止外流时,外界 大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和,内、外压强重新平衡,当水位再下降至刚露出瓶口时,重 复上述现象,故塑料瓶中的水不会全部流出而能保留在瓶中。故A、B、C错误,D正确。
3.(2020重庆A卷,10,2分)如图甲所示,饮料从吸管上升到嘴里,是因为空气中存在 ;如图乙所示, 对吸管A吹气,管B中的水会上升,是因为流体中流速越大的位置压强越 (选填“大”或“小”)。
解析 饮料能从吸管上升到嘴里是因为液面上方大气压的作用;图乙中,在B管上方吹气,加快了它上方 的空气流速,流体速度大的地方压强小,故管B中的水会上升。
考点四 流体压强1.(2020江苏苏州,10,2分)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 ( )
答案 A 竖直向上吹气时,气流速度很大而乒乓球不会被吹出去,不能确定是因为流体流速大的地方 压强小,还是因为重力,导致乒乓球在漏斗底部。所以本题选A。
2.(2020江西,5,2分)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 ,压强 较 ,从而形成压力差,导致周边物体易被“吸入”漩涡。(温馨提示:严禁学生私自下河游泳)
解析 相同时间内,漩涡边沿旋转路程短,水的流速相对中心处的流速较慢,压强较大,从而形成压力差, 导致周边物体易被“吸入”漩涡。
3.(2020黑龙江齐齐哈尔,16,2分)2019年10月1日,在天安门广场举行的建国70周年国庆阅兵式中,如图所 示,空中加油机正在给战机加油。以加油机为参照物,战机是 (选填“运动”或“静止”) 的。机翼做成上弯下平的形状,可以使飞机飞行时获得升力,这是因为气体流速越大的位置,压强越 (选填“小”或“大”)。
解析 加油机给战机加油的过程中,战机相对于加油机位置没变化,故战机是静止的;因为流体流速大的 地方压强小,机翼上凸下平的特殊造型,使其上方的空气流速大于下方空气流速,于是上方压强小于下方 的压强,这个压强差使飞机获得升力。
C组 教师专用题组考点一 压力和压强1.(2018北京,4,2分)下列实例中,为了增大压强的是 ( )A.书包带做得较宽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 书包带做得较宽、图钉帽做得面积较大、大型平板车装很多车轮都是为了在压力一定时增 大受力面积,减小压强,A、B、C选项错误;石磨的磨盘做得很重,是为了在受力面积一定时增大压力,增 大压强,D选项正确。
2.(2019江苏南京,27,5分)2019年,我国航天事业取得了世界瞩目的又一项成就——“玉兔二号”月球车 成功登陆月球背面。图示为科技馆展厅内“玉兔二号”月球车的模型,质量为36 kg。 (1)模型车静止在水平地面上时,它对地面的压力为多少牛?(g取10 N/kg)(2)若车轮与地面的总接触面积为400 cm2,则车对地面的压强为多少帕?
答案 (1)360 N (2)9×103 Pa
解析 (1)F=G=mg=36 kg×10 N/kg=360 N(2分)(2)S=400 cm2=4×10-2 m2p= = =9×103 Pa(3分)
易错警示 计算压强时,受力面积的单位应转换成国际单位制单位m2。
3.(2018山西,42,4分)每天都会有许多全国各地的人民群众,来到天安门广场观看升国旗仪式。天安门广 场上的国旗,每天都会准时同太阳一起升起,25 000次零失误。这是护卫国旗的战士们,一天一个两万步, 两年一个新长征的训练缔造的奇迹。天安门广场上的国旗总重为175 N,升旗时(如图),国旗上升高度为 30 m,所用时间为2分07秒。求解下列问题: (1)国旗上升的平均速度是多少?(保留一位小数)(2)将国旗沿竖直方向匀速升高30 m,拉力对国旗做的功是多少?(3)若某持枪战士总重约为700 N,估算该战士站立时对水平地面的压强。
答案 (1)0.2 m/s (2)5 250 J (3)1×104 Pa
解析 (1)国旗上升的时间为2分07秒,即t=127 s国旗上升的平均速度v= = =0.2 m/s(1分)(2)国旗匀速上升过程中拉力做的功W=Fs=Gh=175 N×30 m=5 250 J(1分)(3)战士双脚与地面的接触面积约S=7×10-2 m2(合理即可) (1分)战士对水平地面的压强p= = = =1×104 Pa(1分)
解题关键 在利用平均速度的计算公式v= 计算时,时间的单位要换算成秒;在计算战士对水平地面的压强时,需要估算战士双脚与地面的接触面积,这是关键的一个环节。
考点二 液体压强1.(2019北京,15,2分)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒 精,液面高度如图所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底 部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1'和F1',乙容器对桌面的压强和压力 分别为p2'和F2'。已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是 ( )A.p1
答案 C 液体对柱形容器底的压力等于液体的重力,液体重力相同,压力相同,容器底面积相同,液体对 容器底的压强相等,A、B错误;容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,总重力相等,压力相等,受力 面积相同,压强相等,C正确,D错误。
易错警示 因为两种液体密度不同,所以不能仅通过液体深度得出液体对容器底的压强大小关系。
2.(2019山东潍坊,13,4分)(多选)2019年4月,中国自主研发的6 000 m 无人遥控潜水器“海龙Ⅲ”成功完 成下潜任务。在某次下潜中,若从“海龙Ⅲ”刚好浸没开始计时,到返回水面结束计时,下潜深度h随时 间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“海龙Ⅲ”的形变,下列对“海龙Ⅲ”分析正确的是 ( )
A.从开始到结束计时,共用时10 minB.在1~3 min,受到海水的浮力逐渐变大C.在4~6 min,处于匀速直线运动状态D.在6~8 min,受到海水的压强逐渐减小
答案 AD 图像的横坐标为时间t,纵坐标为深度h,从开始到结束,共用时10 min,A正确;在1~3 min,潜水 器浸没水中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知浮力大小不变, B错误;在4~6 min,随着时间的增 加深度不变化,所以“海龙Ⅲ”处于静止状态,C错误;在6~10 min,“海龙Ⅲ”随着时间的增加,所处深度 逐渐变小,压强逐渐变小,D正确。故选A、D。
3.(2018内蒙古呼和浩特,13,3分)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。 甲 乙
(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的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)液体压强与深度的关系
解析 (1)上部开口,底部连通的容器叫作连通器,而压强计探头是封闭的,所以压强计不属于连通器。(2)图甲所示的情景说明U形管左侧液面受到的气压大于大气压,要使U形管两边的液面相平,应取下软 管重新安装使软管中的气压等于大气压。(3)U形管左右两侧液面的高度差表示探头所在处液体压强的大小,从图乙中可看出,探头在水中深度增 加,U形管液面高度差变大,表示液体压强变大,此实验是为了探究液体压强与深度的关系。
知识拓展 用U形管中液面高度差的大小来表示液体压强的大小,运用了转换法。物理学中对于一些看 不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量,通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量 间接测量,这种研究问题的方法叫转换法。
4.(2017江苏南京,25,3分)小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素。 (1)在图乙中,将橡皮膜先后放在a、b位置处可知,同种液体, 越大,压强越大。支持该结论的实 验现象是: 。(2)为了探究密度对液体内部压强的影响,还需将橡皮膜放在图丙中 (选填“c”或“d”)位置处。
答案 (1)深度 橡皮膜所处深度越大,U形管内液面高度差越大 (2)c
解析 (1)a、b在同种液体中的不同深度,深度越大,压强越大,所以橡皮膜所处深度越大,U形管内液面高 度差越大。(2)要探究密度对液体内部压强的影响,需要控制深度相同,故应选c位置。
5.(2017上海,21)甲、乙两个薄壁圆柱形容器(容器足够高)置于水平地面上。甲容器底面积为6×10-2 米2, 盛有质量为8千克的水。乙容器盛有深度为0.1米、质量为2千克的水。①求乙容器中水的体积V乙。②求乙容器底部受到水的压强p乙。③现从甲容器中抽取部分水注入乙容器后,甲、乙两容器底部受到水的压力相同。求抽水前后甲容器 底部受到水的压强变化量Δp甲。
答案 ①2×10-3 m3 ②980 Pa ③490 Pa
解析 ①乙容器中水的体积V乙= = =2×10-3 m3;②乙容器底部受到水的压强p乙=ρgh=1×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.1 m=980 Pa;③因为是柱形容器,所以容器底部受到水的压力等于水的重力,从甲中抽 取部分水注入乙后,由两容器底部受到水的压力相同可知,两容器中水的重力相同,即F'= ×G总= ×m总g= ×(2 kg+8 kg)×9.8 N/kg=49 N,则抽水后甲容器底部受到的压力变化量ΔF=F-F'=G甲-F'=8 kg×9.8 N/kg-49 N=29.4 N;甲容器底部受到水的压强变化量Δp甲= = =490 Pa。
思路分析 ①由公式V= 计算乙中水的体积;②由公式p=ρgh计算水对乙容器底部的压强;③柱形容器中,水对容器底部的压力等于水的重力,再根据Δp= 计算甲容器底部受到水的压强变化量。
考点三 大气压强1.(2019浙江温州,20,4分)小明制作了一个如图所示的简易气压计。将橡皮膜平铺在敞口容器上,并用胶 带绑紧。检查气密性后,将吸管的A端粘在橡皮膜中心,B端靠近卡纸的M处。外界气压的变化会引起橡 皮膜凹凸程度的变化,从而使吸管绕O点转动,指示气压大小变化。(外界气温的变化对容器内气压的影 响极小) (1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到 ,则气 密性不好。(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端的指向从M处变为N处。则甲、乙两地气压较大的是 。
答案 (1)橡皮膜边缘有气泡冒出 (2)乙
解析 (1)检查气密性时,将绑有橡皮膜的容器浸没在水中,轻压橡皮膜,如果观察到橡皮膜边缘有气泡冒 出,说明容器中封住的气体有逸出现象,即气密性不好;(2)小明将该气压计从甲地带到乙地,发现吸管B端 的指向从M处变为N处,即吸管AOB绕O点逆时针转动,说明橡皮膜凹陷,所以可知此时外界大气压强变 大,即乙地气压大于甲地气压。
2.(2019江苏苏州,19,2分)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 的作用,试管口中心的压强 (选填“变 大”、“变小”或“不变”)。
解析 小试管上升的过程中,由于大气压的作用使得内部始终充满水;随着小试管上升,试管口中心的位 置在烧杯中的深度逐渐变小,根据液体压强的特点可知,深度越小,所受液体压强越小。
解题关键 试管口中心的压强是由于液体的重力产生的,液体压强的大小与液体密度和液体的深度有 关,本题我们主要通过比较液体的深度来比较压强。
易错警示 液体的深度是指从该点到液面的垂直距离,不是与底部的距离,液面在液体的最高处。
3.(2018黑龙江齐齐哈尔,18,2分)注射器针头做得很尖,其目的是增大 ;注射器能将药液吸入针筒是 利用了 的作用。
答案 压强 大气压强(大气压或气压)
解析 注射器针头做得很尖,减小了受力面积增大了压强;注射器活塞向外拔时,针筒内气压减小,大气 压就把药液压入了针筒。
4.(2017江苏南京,24,5分)小明利用空易拉罐做了几个物理小实验。(1)如图甲所示,在易拉罐中注入少量的水,用酒精灯对易拉罐加热,待罐口出现白雾时,将罐口堵住,撤去 酒精灯,让易拉罐冷却,观察到易拉罐变瘪了,这一现象说明了 的存在。
(2)如图乙所示,用易拉罐制作一个简易针孔照相机:在易拉罐底部中央戳一个小孔,将易拉罐的顶部剪去 后,蒙上一层半透明的塑料薄膜。用它观察窗外景物时,在塑料薄膜上能看到窗外景物 (选填 “倒立”或“正立”)的像,像形成的原理是光的 。(3)如图丙所示,将两个易拉罐平行放置在水平桌面上,为了能让两易拉罐间距离增大,可用吸管按图中箭 头 (选填“A”或“B”)所示的方向用力吹气。(4)如图丁所示,用塑料薄膜摩擦过的塑料管靠近易拉罐,易拉罐 (选填“可能”或“不可能”) 被吸引。
答案 (1)大气压 (2)倒立 直线传播 (3)B (4)可能
解析 (1)易拉罐中水加热后产生大量水蒸气,排出了里面的空气,封口冷却后,里面的水蒸气液化,气压 变得很小,外面大气压远大于里面的气压,易拉罐被压瘪。(2)小孔成像成的是倒立的像,原理是光的直线 传播。(3)流体中流速大的地方压强小,如果按箭头A所示方向用力吹气,两易拉罐之间空气流速增大,压 强减小,外侧气压大于内侧气压,两易拉罐靠近;若按箭头B所示方向用力吹气,右边易拉罐右侧流速增大, 压强减小,该易拉罐左边气压大于右边气压,会向右滚动,使两易拉罐间距离增大。(4)塑料管摩擦后会带 电,带电体能吸引轻小物体。
5.(2016广西南宁,22,3分)为测出某液体的密度,某校物理兴趣小组用如图所示的装置进行实验:将带有阀 门的“U”形管倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气, 待两管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门;分别测量出两管内外液面的高度差h水和h液;记录的三次实 验数据如下表所示。
若当时外界大气压为p0,三次实验中“U”形管内的气体压强分别为p1、p2和p3,则它们的大小关系是:p0 p1、p2 p3(均选填“>”、“=”或“<”);待测液体的密度为:ρ液= kg/m3(已知水的密度为ρ水=1.0×103 kg/m3)。
答案 > > 0.9×103
解析 关闭阀门后,内外压强相同,即p0=ρ水gh水1+p1,所以p0>p1;因为p2=p0-ρ水gh水2,p3=p0-ρ水gh水3,又因为h水2
评析 此题考查液体压强的计算与理解,要注意分析题意,利用平衡关系分析解决问题。
考点四 流体压强1.(2018云南昆明,7,3分)据报道,今年4月17日早上10时许,美国一架正在空中飞行的客机,引擎疑起火爆 炸,之后有碎片打穿玻璃窗,导致一名妇女半个身体被“吸出了”窗外。无独有偶,5月14日下午,四川航 空一架正在空中飞行的客机驾驶舱内,风挡玻璃突然爆裂,副驾半个身体也被“吸出了”窗外。这两起 事故说明空中正常飞行的客机,机舱内的气压p1与舱外大气的压强p2相比较是 ( )A.p1=p2 B.p1
答案 C 玻璃爆裂后,乘客半个身体被“吸出”窗外,说明机舱内气压p1大于机舱外大气压强p2,使乘客 受力不平衡,故选择C。
2.(2017吉林长春,8,2分)下列实例中,不能用流体压强与流速关系解释的是 ( )A.飞机靠机翼获得升力B.用活塞式抽水机抽水C.火车站的站台设置安全线D.两船并列航行时要保持安全距离
答案 B A、C、D三项都可以利用流体压强与流速的关系来解释,B项中活塞式抽水机是利用大气压 来工作的,所以选B项。
3.[2019江苏苏州,17(1)]2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。 两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞。
解析 根据流体压强和流速的关系可知,流体的速度越大,受到的压强就会越小。
4.(2017云南,17,2分)如图所示,沿B管向左快速吹气时A管中的水面将 ,这是因为A管上方空气 。
答案 上升 流速快气压小
解析 当沿B管向左快速吹气时,可以看到A管中的水面上升,原因是沿B管向左快速吹气时,A管上方空 气的流速增大,压强减小。
1.(2020泉州质检,15)甲、乙两个实心均匀正方体(ρ甲>ρ乙)均放在水平地面上,甲、乙对地面的压力分别 为F甲、F乙,压强分别为p甲、p乙。若按如图方式,将两正方体沿竖直方向各截去一部分,它们剩余部分对地 面的压强相等,则 ( )A.F甲>F乙 p甲=p乙 B.F甲>F乙 p甲>p乙C.F甲
答案 受力面积 粗糙程度
解析 压强的大小与压力的大小和受力面积有关系。当其他条件相同时,受力面积越小,压力的作用效 果越明显,压强越大。削皮器的刀刃很薄,这是通过减小受力面积,增大压强。摩擦力的大小与压力的大 小和接触面的粗糙程度有关,当其他条件一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大。摩擦面上有凸起的花纹,这 是通过增大物体表面的粗糙程度,增大摩擦。
3.(2020福州质检,22)放在水平地面上两个密度均匀的圆柱体A、B,它们的高度比hA∶hB=1∶2,底面积SA> SB,将它们沿水平方向截去一部分,使它们剩余高度均为h,且h∶hA=1∶4,剩余部分对水平地面的压力相 等。则A、B原先对地面的压强pA pB(选填“>”“=”或“<”),切去部分的质量mA'∶mB'= 。
解析 p= = = =ρgh,F=G=mg=ρVg=ρShg,剩余部分对地面压力相同,即ρA·SA·h=ρB·SB·h由SA>SB,得:ρA<ρB则原先压强pA=ρAghA,pB=ρBghB,由ρA<ρB,hA
4.(2019龙岩质检,25)2019年1月3日22时22分,玉兔二号巡视器(简称月球车)与嫦娥四号着陆器顺利分离, 驶抵月球表面(如图甲),实现人类航天器在月球背面上的首次巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹。(1)月球车在承载能力较低、凹凸不平的松软月壤上如履平地,其车轮宽且是网状(如图乙),请从所学压 强知识解释月球车的车轮这样设计的道理。(2)通过“鹊桥”中继星,嫦娥四号探测器将拍摄的玉兔二号巡视器在月背留下的第一道痕迹影像图(如 图丙)顺利传回地面,月球与地球之间的信息是利用什么传送?
答案 (1)车轮做成网状减小重力,即减小了车轮对月球表面的压力,车轮宽使受力面积增大,根据压强公 式p= 可知这两项措施都减小了月球车对月球表面的压强,使得月球车在承载能力较低、凹凸不平的松软月壤上如履平地。(2)电磁波
解析 (1)见答案。(2)月球与地球之间有很长一段距离是真空,电磁波能在真空中以光速传播,克服了传 播介质及传播速度等问题,故利用电磁波在月球与地球之间传送信息。
5.(2020三明质检,33)如图1,小明将密度不同的甲、乙两实心柱体放置在水平桌面上进行搭建积木游 戏。甲由若干个相同的小柱体叠加构成(忽略叠加缝隙),甲、乙底面积之比S甲∶S乙=1∶4。现从甲柱体 由上至下逐块取下小柱体并搭放在乙柱体中央,两柱体对桌面压强p随甲柱体减少的高度h的变化关系 图线如图2。求: 图1 图2
(1)还未开始搭建时,甲、乙柱体对桌面的压力比F甲∶F乙;(2)搭积木全过程,乙柱体对桌面压强增加量的最大值;(3)搭积木过程中,甲、乙柱体对桌面压强相等时的压强值。
答案 (1) (2)150 Pa (3)360 Pa
解析 (1)由图2可知h=0时,p甲=600 Pa,p乙=300 Pa = = × = (2)Δp= = = ×600 Pa=150 Pa(3)解法一:由p甲'=p乙',得 = 600 Pa× =300 Pa+ ×600 Pa× 解得h=4 cmp甲'=p甲- p甲=600 Pa- ×600 Pa=360 Pa解法二:p甲-Δp甲= ,即600 Pa-Δp甲= Δp甲+300 Pa解得:Δp甲=240 Pa
p甲'=p甲-Δp甲=600 Pa-240 Pa=360 Pa
考点二 液体压强1.(2020厦门质检,10)厦门援鄂医护人员乘机凯旋,机场以航空界的最高礼遇“过水门”方式为英雄“接 风洗尘”。如图,消防车在飞机两侧喷射水柱形成“水门”。若水柱的竖直高度为30 m,消防水枪出水 口的水压为p,1个标准大气压记为p0,g=10 N/kg,则 ( ) A.p=p0 B.p0
答案 D 根据液体压强的计算公式p=ρgh可知,一个标准大气压能支持的水柱的高度h= = ≈10 m若水柱的竖直高度为30 m,水能从水枪中喷出,即必须克服空气本身的气压(即1个标准大气压),同时再将 水柱压高30 m,即还需要克服3个标准大气压,故将水喷到30 m,水压约等于4个标准大气压,即p>3p0,故选D。
2.(2019泉州质检,13)四个相同的小球,分别放入四个盛有不同液体的容器中,小球静止时的位置如图。 若四个容器中的液面到容器底部的距离相等,则容器底部受到液体的压强最大的是 ( )
答案 A 四个相同的小球,分别放入四个盛有不同液体的容器中,液面到容器底高度h相同,液体对容器 底的压强p液=ρ液gh,由公式可以看出,在h相同时,液体密度越大,p液越大。四个小球完全相同。A、B、C 三种情况浮力都等于小球重力,根据公式F浮=G小球=ρ液gV排,ρ液= ,从图中可以看出A图中V排最小。C图中的V排最大,所以有ρ液A>ρ液B>ρ液C,而C和D两项对比有同样的V排。D图中小球下沉,说明有ρ液C>ρ液D。ρ液A最 大,所以A容器底部受到压强最大。
考点三 大气压强1.(2020福州质检,10)传染病负压隔离病房的室内气压低于室外大气压。关于负压病房,下列说法正确的 是 ( )A.病房内处于真空状态B.病房内的气压一定是1个标准大气压C.病房内的空气可以通过门窗流向病房外D.可以通过从病房内抽气实现负压
答案 D “负压”是指病房内气压低于外界大气压,但并不一定是1个标准大气压,也不会是真空状态, 故A、B错。由于病房内气压低,外界气压高,因此空气从病房外流向病房内,故C错。可以通过抽气实现 负压,故选D。
2.(2019三明质检,1)如图,装在门内手把上的“门吸”是一个用橡胶做的皮碗。当用力推开门时,手把上的“门吸”会被紧紧“压”在墙上起到固定门的作用。请用所学的物理知识解释,“门吸”为什么能紧贴在墙上起到固定门的作用?请另举一个应用相同物理知识的生活实例。
答案 “门吸”被压在墙上时,排出了皮碗内的空气,使皮碗内的气压小于外部的大气压,在大气压的作 用下,皮碗就被紧紧压在墙上起到固定门的作用。实例:用吸管吸饮料。(其他符合题意的答案均给分)
解析 用吸管吸饮料时,吸掉了管内的空气,管内气压低于外界大气压,饮料在外部大气压的作用下被压 进口中,于是就吸到了饮料。
考点四 流体压强1.(2020南平质检,7)生活处处有物理,留心观察皆学问,图中的现象或物件的解释正确的是 ( ) A.把药液吸入注射器,利用了连通器的原理B.下水道的储水弯管可以防止异味,利用了大气压的原理C.飞机飞上天,利用了流速大的地方压强大的原理D.公共汽车上的逃生安全锤一端设计成锥形,利用减小受力面积增大压强的原理
答案 D 把药液吸入注射器,利用大气压原理,A错;下水道的储水弯管可以防止异味,利用连通器的原 理,B错;飞机升力的产生,是利用流体流速大的地方压强小的原理,C错;逃生安全锤一端设计成锥形,是利 用减小受力面积增大压强的原理,D正确。
2.(2020莆田质检,6)如图所示, 赛车尾部装有气流偏导器,是为了让汽车在高速行驶时,对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能。下图中能表示偏导器横截面形状的是 ( )
答案 B 为了让汽车对地面的压力更大,提高车轮的抓地性能,应该让周围的流动空气对汽车产生向 下的压强差,根据流体流速快的地方压强小的特点,偏导器的横截面形状应该为上平下凸,故选B。
3.(2019厦门质检,8)以下四个实例中,主要利用“流体流速越大,压强越小”原理工作的是 ( )
答案 B 飞艇空中漫步是因受到空气的浮力,故A错。C919展翅翱翔是由于机翼的构造,飞机机翼在 快速运动中,机翼上表面空气流速大,压强小,下表面空气流速小,压强大,从而产生了升力,所以C919飞机 是利用“流体流速越大,压强越小”原理工作的,故B正确。热气球腾空而起,是热气流上升的结果,故C 错。“蛟龙号”深海探宝,靠的是改变自身重力下潜,故D错。
4.(2020泉州质检,18)如图,火车站台上都有一条安全线,乘客必须在安全线外等候火车进站,这是因为火 车进站时,火车与站台上的乘客间空气流动速度变大,压强会 ;随着我国火车的提速,安全线的 距离应该 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
解析 火车站台上都有一条安全线,乘客必须在安全线外等候火车进站,这是因为火车进站时,火车与站 台上的乘客间空气流动速度变大,根据流体压强与流速的关系知压强会减小。火车提速会使火车与站 台上的乘客间空气流动速度变得更大,压强更小,故安全线的距离应该增大。
5.(2020龙岩质检,25)如图甲所示,将一个硬质塑料瓶装满水, 将乒乓球放在瓶口处按住并倒置,松开手后, 乒乓球不会下落;如图乙所示,去掉瓶底,把乒乓球放入瓶内,从瓶口处用电吹风向上吹气,乒乓球在瓶口 处旋转,不会上升。请你用所学的物理知识解释上述两种现象。
解析 甲图:乒乓球下方受到向上的大气压,大于水对乒乓球向下的压强,所以乒乓球不会下落。乙图:若从瓶口处用电吹风向上吹气,乒乓球下方的空气流速大,压强小,乒乓球上方的空气流速小,压强 大,产生向下的压力差,所以乒乓球不会上升。
一、选择题（每小题2分，共4分）
1.(2018南平质检,15)如图所示,A、B为两实心圆柱体,放在同一水平沙面上时,陷下的深度恰好相等。则两圆柱体的m、ρ的关系是 ( )A.mA>mB ρA>ρB B.mA>mB ρA=ρBC.mA=mB ρA>ρB D.mA
2.(2018泉州质检,14)如图所示,底面积和深度均相等的三个容器甲、乙、丙,现注满质量相等的不同液 体,液体对容器底部的压强大小分别为p甲、p乙、p丙,则 ( )A.p甲>p乙>p丙 B.p甲
易错警示 注满质量相等的不同液体,即m甲=m乙=m丙,因此部分同学误以为液体对容器底部压力大小等 于液体的重力,所以三者相等,而容器底面积相等,由此得出压强也相同,即p甲=p乙=p丙,而忽略了容器形状 的影响。
二、填空题(每空1分,共4分)3.(2020三明质检,20)图是悬挂在一起的两个气球,若向两个气球中间吹气,它们会靠近,这是因为中间的空气流速大,压强 ;若用毛织品摩擦两个气球,它们会分开,此时两个气球带 (选填“同种”或“异种”)电荷。
解析 根据流速与压强的关系,流速大的地方,压强小;流速小的地方,压强大。电荷间的相互作用规律 是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。气球相互排斥,故可判断两个气球带同种电荷。
4.(2019莆田质检,21)我国新型99式主战坦克作战能力达到国际先进水平,战斗全重可达55 t,该坦克静止 在水平地面时履带着地的总面积约为10 m2,其对地面的压力为 N,对水平地面的压强约为 Pa。(g取10 N/kg)
答案 5.5×105 5.5×104
解析 坦克战斗全重55 t,G=mg=55×103 kg×10 N/kg=5.5×105 N;坦克静止在水平地面上,对地面压力的大小等于重力的大小,F=G=5.5×105 N,对水平地面的压强p= = = =5.5×104 Pa。
三、计算题(共7分)5.(2020厦门质检,31)(7分)某双轮电动平衡车的铭牌如表。质量为50 kg的小翔驾驶平衡车在水平路面 上匀速行驶,平衡车双轮与路面接触总面积为40 cm2,g取10 N/kg。求:(1)平衡车充电一次至少可以连续行驶的时间;(2)小翔在水平路面驾驶平衡车时,车对路面的压强。
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