重难点11固体和液体产生的压强-2022年中考物理热点及重难点专练试卷（原卷+解析）

专项三  力学

重难点11  固体和液体产生的压强

【重点知识梳理】

11.1影响压力作用效果的因素

1.压力大小：受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显。

2.受力面积：压力一定时，受力面积越小，压力作用效果越明显。

11.2压强的定义与固体产生的压强的计算

1.压强（符号：p）：物体所受压力大小与受力面积之比。单位：帕斯卡（简称帕）；符号：Pa。

2.压强的计算公式：p= 。F—压力，单位：N；S—受力面积，单位：m2。1Pa=1N/m2

变形公式：F=pS ；S= 。

11.3固体产生的压强的增大与减小方法

1.增大压强的方法：增大压力或减小受力面积。

2.减小压强的方法：减小压力或增大受力面积。

11.4液体产生的压强的特点与计算

1. 液体产生的压强的特点：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。深度越深，压强越大。液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。

2.计算公式：p=ρgh。ρ—液体的密度，单位：kg/m3；h—深度，单位：m。

变形公式：ρ= ；h= 。

11.5连通器

1.连通器：上端开口，下端相连的容器。

2.连通器中液体的特点：连通器里的同一种液体不流动时，各容器中的液面相平。

3.常见的连通器：茶壶；锅炉水位计；水塔与自来水管；船闸；下水道的弯管；公路涵洞等。

【难点知识突破】

11.1涉及固、液体混合的压强计算

固体和液体压强、压力计算的公式比较

注意：1.压力不一定是由物体受到的重力引起的。物体由于受到重力的作用，可以产生压力，但压力的大小不一定等于物体的重力。

2.受力面积，指相互接触的面积，不要错认为受力面积就是物体的某一面的表面积。

【例题分析】

【例1】（2020巴中24） 如图所示，一个重为 5N的薄壁容器， 底面积为100cm2， 放在水平桌面上，内装有4.5kg 的酒精，深度为30cm，则容器对桌面的压强为____ Pa， 酒精对容器底部的压力为___ N。（ρ酒精=0.8×103kg/m3，g=10N/kg）

【答案】 5000    24

【解析】 容器对桌面的压强为p= = = = = =5000Pa。

酒精对容器底部的压强为p酒=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.3m=2400Pa；酒精对容器底部的压力为F=p酒S=2400Pa×100×10-4m2=24N。

【例2】（2020重庆A）如图19,水平卓面上放有圆柱形温水杯、它的重为3N、底面积为300cm2、溢水口距杯底20cm.内装水的深度为18cm将一体积为1000cm3 、密度为0.9 g/cm3 的正方体木块缓慢放人水中不计溢水杯厚度，求:(1)木块的质量m；(2)木块放入前，水对溢水杯底的压力F；(3)木块放人水中静止后溢水杯对桌面的压强p。

【答案】（1）0.9kg    （2）54N    （3）2100Pa

【解析】（1）m物=ρ物V物=0.9g/cm3×1000cm3=900g=0.9kg

（2）p水= ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1800Pa；

F水=p水S器=1800Pa×300×10-4m2=54N

（3）由于木块密度小于水的密度，所以木块会漂浮。水对容器底部的压强为：

p水′= ρ水gh水′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa；

水对容器底部的压力为：F水′=p水′S器=2000Pa×300×10-4m2=60N；

容器对桌面的压力为：F器=F水′+F器=60N+3N=63N；容器对桌面的压强为：

P= = =2100Pa。

2.液体产生的压强大小和压力的大小的比较

液体对容器底部的压力与液体的重力的关系

【例题分析】

【例3】（2021杭州）如图所示，一个装有水的平底密闭矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置。两次放置时，瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙，瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙，则（ ）
 

A. F甲＞F乙  B. p甲＞p乙  C. F甲＜F乙 D. p甲＜p乙

【答案】D

【解析】AC.水瓶放在水平桌面上，它对桌面的压力等于水瓶的重力，即F=G，正立和倒立时，水瓶的重力不变，压力大小也不变，即F甲=F乙，A、C错。
BD.由公式p= 可知，在压力F一定时，受力面积S越小，压强p越大，水瓶倒立时桌面的受力面积更小，压强更大，即p甲＜p乙，B错误,D正确。选D。

【巩固练习】

1.（2021成都）任何物体能够承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体会被压坏。下列实例中，分析不正确的是（　　）

A．施加相同压力，图钉尖面积越小，越容易压入墙面 

B．用菜刀将肉切成肉片时，刀口越钝，所用压力越小 

C．列车很重，在铁路的钢轨下铺放轨枕，可以防止压坏路基 

D．“奋进号”潜入深海，承受的压强很大，需用特殊材料建造

【答案】B

【解析】A.施加相同压力，图钉尖面积越小，钉尖产生的压强大，越容易压入墙面，A正确。

B.用菜刀将肉切成肉片时，刀口产生的压强不变，刀口越钝，受力面积越大，根据p＝F/S可知，所用压力越大，B错。

C.列车很重，在铁路的钢轨下铺放轨枕，这样可以增大受力面积，减小压强，可以防止压坏路基，C正确。

D.“奋进号”潜入深海，根据p＝ρgh可知，深度越深，承受的压强很大，所以需用特殊材料建造，D正确。选B。

2.（2021北京）如图所示的四个实例中，为了增大压强的是（　　）

A．饮料管的一端剪成斜口 B．在铁轨下面铺枕木 

C．书包背带做得较宽 D．图钉帽的面积做得较大

【答案】A

【解析】A.饮料管的一端剪成斜口，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，A正确。

BCD.在铁轨下面铺枕木、书包背带做得较宽、图钉帽的面积做得较大，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强的，BCD错。选A。

3.如图为帕斯卡实验，在一个封闭的木桶内装满水，从桶盖上插入一根细长的管，向细管里只灌了几杯水，就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关（     ）

A. 液体的重力       B. 液体的体积       C. 液体的深度       D. 液体的密度

【答案】C

【解析】由于是一根细管，所以倒入几杯水后，细管中水的深度增加的很多，根据液体压强的特点可知：液体压强随着深度的增加而增大，所以这一实验表明的是影响液体内部压强大小的因素是液体的深度。选C。

4.（2021北京）甲、乙两支完全相同的试管，分别装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为ρ甲，乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上，甲试管竖直，乙试管倾斜，静止时，两试管内液体相平，液面距离桌面的高度为h，如图所示，液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙，则下列判断中正确的是（　　）

A．ρ甲＜ρ乙，p甲＜p乙 B．ρ甲＜ρ乙，p甲＝p乙 

C．ρ甲＞ρ乙，p甲＞p乙 D．ρ甲＞ρ乙，p甲＝p乙

【答案】C

【解析】由图可知，甲容器中的液体体积要比乙容器小，因液体质量相同，由ρ＝m/v可得甲液体的密度比乙液体密度大，即ρ甲＞ρ乙；又因为两试管中液面等高，所以由液体压强公式p＝ρgh可知，p甲＞p乙，C正确。选C。

5.（2021贵港）如图所示，质量为10kg，底面积为500cm2的圆柱体A放在水平面上。一薄壁圆柱形容器B也置于水平面上，该容器足够高，底面积为200cm2  ， 内盛有8kg的水。若将一物体M分别放在圆柱体A上表面的中央和浸没在容器B的水中时，圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3），则（   ） 

A. 未放上物体M时，圆柱体A对水平地面的压强为2×105Pa
B. 容器B内水的体积为0.08m3
C. 物体M的密度为2.5×103kg/m3
D. 物体M未放入容器B时，容器B底部受到的水的压强为4×104Pa

【答案】 C  

【解析】A．未放上物体M时，圆柱体A对水平地面的压强为p= = = =5000Pa。

A错。

B．容器B内水的体积为V= = =0.008m3，B错。

C．圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等，当物块M放在圆柱体上时，增加的压强为p= ；而将M浸没在水中，水对容器B底部压强的变化量即为浮力所产生的压强，压强的变化量为p= 。两式相等，整理可得ρ= = = 2.5×103kg/m3。

C正确。

D．  物体M未放入容器B时，容器B底部受到的水的压强为p= = = =4000Pa，D错。

选C。

6.（2021湖州）如图是小章看爸爸切年糕的场景，爸爸说将年糕竖着切如图比横着切如图要省力。

（1）竖着切省力的原因是由于减小了______ 。

（2）年糕是人们喜欢的食品，年糕的主要成分是淀粉。淀粉主要来自水稻种子中______ 这一结构。

【答案】受力面积  胚乳

【解析】（1）将年糕竖着切与横着切相比，减小了受力面积，在压力一定时，增大了压强，所以将年糕竖着切比横着切要省力。
（2）水稻种子的营养物质储存在胚乳中，因此米饭中的淀粉来自于水稻种子的胚乳。

7.（2021天津）篆刻是我国一门古老的艺术形式，篆刻刀的刀口做得很锋利是为了增大________；“泥人张”彩塑是天津特色民间工艺品，艺人将泥揉捏成形态各异的人物，这表明力可以改变物体的________。   

【答案】 压强   形状  

【解析】篆刻刀的刀口做得很锋利，是通过减小受力面积，达到增大压强的目的。 艺人对泥施加力的作用，使泥的形状发生了改变，说明力可以改变物体的形状。

8.（2021贺州）如图所示，甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上，它们的边长之比l甲：l乙＝2：3，质量之比m甲：m乙＝2：1，则它们对地面的压力之比F甲：F乙＝　  　，对地面的压强之比p甲：p乙＝　   　。

【答案】2：1     9：2

【解析】根据G＝mg知甲乙的重力之比为： = = = =2:1。水平面上物体的压力和自身的重力相等，由此可知其对水平地面的压力之比为： = =2:1。已知边长之比l甲：l乙＝2：3，

则 = = = ，对地面的压强之比： = × = = 9:2。

9.如图甲为阴阳壶，壶把上开有两孔，可同时盛装两种液体，图乙为该壶的结构示意图，使用时，若捂住甲孔，则倒出的是______ ，这是由于______ 的作用。该壶的设计遵循了______ 原理。

【答案】乙液体  大气压  连通器

【解析】使用时，阴阳壶倾斜，两种液体都向下运动，若捂住甲孔，则左侧壶内气体压强随体积的增大而减小，左侧壶内气体压强小于外界大气压，所以甲液体在大气压的作用下不能倒出；而乙孔使得右侧壶内与外界空气相通，则右侧壶内外的气体压强相同，乙液体在重力作用下就可流出来。该壶的壶嘴和壶身上端开口、下端相连，所以该壶的设计遵循了连通器原理。

10.（2021达州）我国“新冠疫情”已经得到控制，在党的关怀下，我国实行免费接种新冠疫苗。接种疫苗的注射器针尖做得很细是用______ 的方法来增大压强；国外新冠病毒仍在肆虐，如图是护士给确诊病人的输液装置，药水瓶上插着两根管，一根给病人输液，另一根通过瓶盖扎进瓶内药水中，如图所示，这根“闲置管”是在输液过程中，当瓶内气压减小时，在______ 的作用下使空气进入瓶内。

【答案】减小受力面积  大气压

【解析】针头较细，是在压力一定，通过减小受力面积来增大压强。因为输液时，如果没有这根“闲置”，外部压强大于瓶内压强时，液体就无法输入到人体中，所以这根“闲置管”是在输液过程中，当瓶内气压减小时，在大气压的作用下使空气进入瓶内。

11.（2021贵港）据央广网报道，2021年3月31日18:00，当日最后一艘满载货物的船舶驶向粤港澳大湾区，标志着位于广西桂平市的大藤峡船闸试通航满一年。这不仅加速推进了航道改造升级，也带动了相关产业的高质量发展。船闸应用了________原理。2020年9月6日18时许，经过综合调度，建设中的广西大藤峡水利枢纽工程水库水位首次达到52米高程，这是大藤峡工程全面完工前允许运行的最高水位，此时水对坝底的压强为________Pa。（g取10N/kg， =1.0×103kg/m3）   

【答案】 连通器    5.2×105

【解析】船闸是底部连通，静止时，上部分的液面相平的原理工作的，故运用的是连通器原理。

此时水对坝底的压强为p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×52m=5.2×105Pa。

12.（2021云南）如图所示，水中有一支长14cm、底部嵌有铁块的蜡烛，露出水面的长度为1cm，点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，水对容器底部产生的压强 　　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。熄灭时蜡烛所剩长度为 　　cm。（ρ蜡＝0.9×103kg/m3）

【答案】变小    2

【解析】蜡烛漂浮在水面上，受到的浮力等于重力，点燃蜡烛，至蜡烛熄灭时，蜡烛自身的重力减小，受到的浮力变小，根据阿基米德原理公式F浮＝ρ液gV排可知，蜡烛排开的水的体积变小，液面会下降，根据p＝ρgh可知容器底部受到水的压强变小。

ρ蜡＝0.9×103kg/m3＝0.9g/cm3，h蜡＝14cm，h排＝13cm；

设烛的截面积为S，则蜡烛的重力为G蜡＝m蜡g＝ρ蜡V蜡g＝ρ蜡h蜡Sg；

设铁丝的重量为G铁，又因漂浮，故G蜡+G铁＝G排水＝ρ水V排g＝ρ水Sh排g，

则有ρ蜡h蜡Sg+G铁＝ρ水Sh排g，即0.9g/cm3×14cm×Sg+G铁＝1.0g/cm3×S×13cm×g，解得G铁＝0.4g/cm3×Sg，蜡烛熄灭时设烛长为L，因蜡烛燃烧到与水面平齐处即被水熄灭，故此时蜡烛和铁丝共同处于悬浮状态，则有：G蜡剩+G铁＝G排水′，即：ρ蜡LSg+G铁＝ρ水LSg

ρ蜡LSg+0.4g/cm3×Sg＝ρ水LSg，L= = =2cm。

13.（2021攀枝花）某物理小组在“研究液体内部的压强”实验时，想知道液体对容器底部的压强增加量△p液及容器对水平面的压强增加量△p容与哪些因素有关，他们选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中（水深大于小球直径，且水不溢出），如图所示，测出水对容器底部的压强增加量△p液及容器对水平面的压强增加量△p容，得到的实验数据如表中实验序号1﹣5所示。

（1）本实验设计所用到的实验方法是下列中的 　　。

A.控制变量法         B.转换法          C.等效替代法               D.理想模型法

（2）分析比较表中实验序号1﹣5中的数据及相关条件可知：当ρ球　 　ρ水（选填“＞”、“＜”、“＝”、“≥”、“≤”）时，△p液＝△p容。

（3）分析比较表中实验序号1﹣5中的数据及相关条件可知：△p液与ρ球　 　（选填“成正比”、“成反比”或“无关”）。

（4）他们仅改变液体种类，利用上述实验器材重复了实验，得到数据如表中实验序号6﹣10所示。据此可知该液体的密度ρ液＝　    　kg/m3。

【答案】（1）A   （2）≤    （3）无关    （4）1.1×103kg/m3

【解析】（1）实验中控制小球的体积、液体密度和容器不变，改变小球密度，探究压强的增加量与什么因素有关，这种探究方法叫做控制变量法。

（2）由1、2、3次实验数据可知，当ρ球≤ρ水的密度时，△p液＝△p容。

（3）由3、4、5次实验数据可知，选用密度不同的小球实验时，△p水保持不变。

（4）当ρ球＞ρ液时，小球在浸没在液体中沉底，小球排开水的体积等于小球的体积，由公式F浮＝ρ液gV排可知，体积相同密度不同的小球在同种液体中所受浮力相同，根据力的作用是相互的原理可知，液体对规则容器底的压力增加量ΔF＝F浮，由压强公式p=F/S可知，在容器底面积一定时，液体对容器底的压强增加量相等。同时由压强公式p=F/S可得：F浮＝ΔF＝△p液S容，在第5和第10次实验中，△p水＝490Pa，△p液＝539Pa，则有：

F浮水＝△p水S容＝490Pa×S容，即：ρ水gV球＝490Pa×S容……①

F浮液＝△p液S容＝539Pa×S容，即：ρ液gV球＝539Pa×S容……②

由①②可得：ρ液＝1.1×103kg/m3。

14.（2021宁波）水对容器侧壁有压强，水从小孔水平射出的速度与哪些因素有关？
【提出猜想】
水从小孔水平射出的速度可能与小孔在水中的深度有关。
【查阅资料和思考】
如图甲所示，h表示小孔在水中的深度，v表示水流从小孔水平射出的速度，H表示小孔到桌面的高度，s表示水流射程（小孔到落点的水平距离）。查阅资料可知，当H一定时，s随v的增大而增大。
要研究v和h的关系，由于v无法直接测量，转为研究s、H、h的关系。

【实验步骤】①将容器置于木块上，如图乙所示。

②堵住三个小孔，往容器中加入适量的水记录h和H。

③打开小孔，同时测量并记录从三个小孔水平射出的水流射程s。

④换高度不同的木块，重复步骤①～③。
【实验数据及分析】

（1）分析表中数据可知，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而______（填“增大”或“减小”）。

（2）采用控制变量的方法，通过比较实验序号为______ 的三组数据，可以得出：水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关。

（3）小宁再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，目的是为了探究液体从小孔水平射出的速度v是否与______ 有关。

【答案】（1）增大  （2）1、5、9  （3）液体种类
【解析】（1）分析1、4、7或2、5、8或3、6、9三次实验，当小孔在水中的深度h一定时，水流射程s随小孔距桌面的高度H增大而增大。

（2）分析1、5、9三实验，当小孔距桌面的高度H相同时，水流射程s随小孔在水中的深度h的增大而增大，说明水从小孔水平射出的速度v与小孔在水中的深度h有关；

（3）再分别用食盐水和酒精替换水进行实验，可以探究液体从小孔水平射出的速度v与液体种类是否有关。
15.（2021十堰）如图是我国自主研制的“准三代”96A式主战坦克，它采用100马力V型水冷涡轮增压柴油机，安装了先进的火控系统和多种光电技术应用，使火炮威力更大、火力反应时间更短、打击精度更高。该坦克具有潜渡功能，坦克重42t，高2.3m，每条履带与地面的接触面积为2m2。请利用给出的数据，求：（g取10N/kg）（1）该坦克在水平路面行驶时，对地面的压强。（2）坦克在深为5m的河水潜渡时，在坦克顶部面积为0.8m2的舱门受的河水的压力；（3）坦克在该河段水中潜渡时，坦克对水平河床的压力为105N，该坦克的体积是多大？

【答案】（1）1.05×105Pa    （2）2.16×10N     （3）32m3
【解析】（1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压力：F=G=mg=42×103kg×10N/kg=4.2×105N，
受力面积：s=2×2m2=4m2，坦克对地面的压强：p= = = 1.05×105Pa。

（2）坦克顶部所处的深度：h=5m-2.3m=2.7m，坦克顶部受到水的压强：

p′=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2.7m=2.7×104Pa，舱门受到水的压力：
F′= p′s′=2.7×104Pa×0.8m2 =2.16×104N。

（3）坦克在水中潜渡，坦克对水平河床的压力等于坦克重减去受到的浮力，即F压=G-F浮，则坦克受到的浮力：F浮=G-F压=4.2×105N-105N=3.2×105N,由F浮=ρgv排可得，坦克的体积：

V=V排= = = 32m3。

答：（1）该坦克在水平路面上行驶时，对地面的压强为1.05×105Pa；（2）坦克顶部的舱门受到水的压力为2.16×10N ；（3）坦克的体积为32m3。