三年湖北中考物理模拟题分类汇编---压强
展开A.茶壶B.涵洞
C.活塞式抽水机D.三峡船闸
2.(2023•大冶市模拟)图中没有利用连通器的特点来工作的是( )
A.锅炉水位计
B.洗手盆下的水管
C.液体压强计
D. 自动喂水器
3.(2023•浠水县模拟)如图是生活中常见的现象,以下描述正确的是( )
A.图甲:三峡船闸是利用了连通器的原理,直接打开上游闸门船可进入闸室
B.图乙:塑料吸盘能挂餐具,说明吸盘的“吸力”大于餐具受到的重力
C.图丙:客机在飞行时,机翼上方的空气流速小压强大
D.图丁:用吸管喝饮料时,是利用大气压的作用使饮料上升到口中的
4.(2022•枝江市一模)如图所示,下面列举的实例中利用大气压强来工作的是( )
A.卫生间地漏B.热气球升空
C.活塞式抽水机抽水D.高压锅煮饭
5.(2021•阳新县模拟)如图所示是托里拆利实验装置图,玻璃管内的水银柱稳定后,两水银面的高度差是760mm(试管口始终没离开水银面),下列做法可以改变高度差的是( )
A.将实验装置转移到高山上进行实验
B.稍稍提高玻璃管
C.往水银槽中添加水银
D.使玻璃管倾斜
6.(2021•阳新县校级模拟)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,如下表1所示,根据实验现象下列判断错误的是( )
A.水柱高度h增大,说明大气压降低了
B.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
7.(2023•湖北三模)一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好,如图所示。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
B.乙对甲的作用力等于甲对乙的作用力
C.甲对乙的压强小于乙对甲的压强
D.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
8.(2023•青山区校级模拟)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出并全部流入托盘。下列说法正确的是( )
A.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
B.随着水的喷出,塑料瓶对托盘的压强变小
C.随着水的喷出,托盘对桌面的压力逐渐变大
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水会从上面一个小孔中流出
9.(2023•大冶市模拟)负压救护车在抗击新冠肺炎疫情中发挥着重要作用。下列关于负压救护车的说法中错误的是( )
A.负压救护车空载时比搭载病人时的惯性小
B.车内的负压发生器将控制车内空气流动方向并减小车内空气流动的速度,使车内气压小于车外大气压
C.负压救护车内安装有摄像头,车内清洁区的医生可通过监控看到隔离区病人的情况,这是利用物体在凸透镜2f以外能成倒立、缩小的实像
D.负压救护车内装备有氧气罐,罐中的液氧是通过加压的方式使氧气液化贮存在罐体中
10.(2023•广水市三模)大气压是由于空气受到重力作用且具有流动性而产生的。如果地球的表面积约为5×1014m2,那么在1个标准大气压下,地球周围的空气质量约为(1个标准大气压取1.0×105Pa)( )
A.5×1019kgB.5×1018kgC.5×109kgD.1×1010kg
11.(2022•宜城市校级模拟)如图所示,底面积不同的甲、乙圆柱形容器分别盛有相同深度、密度为ρ甲、ρ乙两种液体,甲、乙液体对容器底部的压强分别是p甲、p乙,且p甲>p乙.现将体积为VA、VB的两球分别浸没在甲、乙两容器的液体中,无液体溢出,甲、乙容器底受到液体的压力相等。则下列说法正确的是( )
A.VA<VB,ρ甲>ρ乙B.VA>VB,ρ甲>ρ乙
C.VA=VB,ρ甲<ρ乙D.VA<VB,ρ甲=ρ乙
12.(2022•江岸区模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,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
13.(2021•潜江模拟)下列说法错误的是( )
A.压力相同,接触面积越大,压强越大
B.同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.往B管吹气,A管液面上升是因为A管上端空气流速变大,压强变小了
14.(2021•鄂城区校级模拟)如图所示,小明将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,气压计的水柱、瓶内气压和外界气压的变化分别是( )
A.升高,降低,降低B.下降,降低,升高
C.上升,升高,降低D.下降,升高,降低
15.(2022•江岸区校级模拟)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圈孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在隔板两侧分别装入两种不同的液体时,橡皮膜的形状如各选项所示。则以下判断中正确的是( )
A.图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度小
B.图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大
C.图中隔板左、右两侧液体的密度可能相等
D.图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度小
16.(2021•荆州模拟)如图所示,物体重50N静止在竖直的墙壁上,F压=300N,若物体与墙壁的接触面积为0.2m2,下列说法正确的是( )
A.物体受到竖直向上的摩擦力大小等于300N
B.物体对墙壁的压强为1500Pa
C.物体受到的压力越大,摩擦力越大
D.若物体受到的力全部消失,则物体向下运动
17.(2021•襄城区模拟)下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.自制温度计B. 液体压强计
C. 锅炉水位计D. 注射器
18.(2021•武汉模拟)如图所示,甲、乙、丙三个容器中分别盛有三种密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的液体,容器中a、b、c三点处液体的压强相等,若容器底部受到的压强分别为p甲、p乙、p丙,则( )
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙,p甲=p乙=p丙
B.ρ甲<ρ乙<ρ丙,p甲<p乙<p丙
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙,p甲=p乙=p丙
D.ρ甲>ρ乙>ρ丙,p甲<p乙<p丙
19.(2023•湖北三模)中国古代的造纸术、指南针、火药、印刷术“四大发明”影响了世界,现代的“新四大发明:高铁、支付宝、共享单车和网购”改变了中国。关于新的四大发明,下列说法中错误的是( )
A.甲图中,高铁站台设置黄色安全线应用到了物理知识:在气体中,流速越大的位置,压强越小
B.乙图中,支付盒子静止于水平桌面上,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C.丙图中,共享单车的脚踏板上刻有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.丁图中,行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
20.(2023•大冶市模拟)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
21.(2023•汉阳区模拟)如图所示,不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,质量之比mA:mB=2:1,底面积之比SA:SB=1:2,下列关于地面受到压力和压强关系正确的是( )
A.FA:FB=1:2,pA:pB=1:4B.FA:FB=1:2,pA:pB=4:1
C.FA:FB=2:1,pA:pB=1:4D.FA:FB=2:1,pA:pB=4:1
22.(2022•硚口区模拟)运动员们在运动场中展现了矫健身姿,其中涉及到的物理知识,说法正确的是(
A.图甲中,冰壶运动员是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦力的
B.图乙中,冰球受到冰球杆的击打运动起来,这说明力可以改变物体的运动状态
C.图丙中,花滑运动员受到冰面的支持力和他们对冰面的压力是一对平衡力
D.图丁中,运动员需要站在宽大的滑雪板上滑雪,这是通过增大受力面积来减小压力
23.(2022•洪山区校级模拟)如图所示,利用砝码、小桌、海绵等实验器材,探究“压力的作用效果”。下列说法正确的是( )
A.实验通过海绵的凹陷程度来显示压力的大小
B.实验中根据小桌陷入海绵的深度来比较压力的作用效果,这种研究问题的科学方法是控制变量法
C.由甲、乙得出的实验结论可以解释交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小
D.丙图中小桌对海绵的压力就是砝码的重力
24.(2022•江岸区校级模拟)自行车既是环保的交通工具也是很好的健身器材,如图所示是一位运动员正在骑自行车,下列说法正确的是( )
A.给车胎充气时车胎内气体的压强不变
B.地面对自行车的摩擦力总是阻碍车前进
C.刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D.自行车所受的重力与地面对自行车的支持力不是一对平衡力
25.(2022•老河口市模拟)均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲、p乙大小的判断。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
26.(2022•樊城区模拟)如图所示,水平面上有质量和底面积都相同的甲乙容器,分别装有质量和深度均相等的A、B两种不同液体,下列说法正确的是( )
A.甲容器对水平地面的压强大于乙容器对水平地面的压强
B.A液体对甲容器底部的压强大于B液体对乙容器底部的压强
C.甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力
D.A液体对甲容器底部的压力等于B液体对乙容器底部的压力
27.(2021•大冶市模拟)如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中正确的是( )
A.在使用水银气压计时,如果玻璃管倾斜会影响测量结果
B.自制气压计瓶内气压加上吸管内水柱产生的压强,等于瓶外大气压
C.把自制气压计从1楼拿到10楼,瓶中水对瓶底的压强变小
D.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
28.(2022•黄冈模拟)如图所示,A、B是两个同样材料制成的实心正方体,棱长之比为2:1,将A叠放在B上后再放在水平桌面中央,则A对B的压强与B对桌面的压强之比为( )
A.1:2B.8:9C.2:9D.1:8
29.(2021•鄂城区校级模拟)如图所示,圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其中V甲大于V乙,液体对容器底部的压强p甲等于p乙.若从容器内分别抽出部分液体甲和乙,此时,甲、乙对容器底部的压强分别为p甲′、p乙′,甲、乙剩余部分的体积分别为V甲′、V乙′,下列说法正确的是( )
A.若p甲′小于p乙′,则V甲′一定等于V乙′
B.若p甲′小于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
C.若p甲′大于p乙′,则V甲′一定大于V乙′
D.若p甲′大于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
30.(2023•武穴市模拟)在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度ΔhA、ΔhB和ΔhC之间的大小关系为( )
A.ΔhA=ΔhB=ΔhCB.ΔhA>ΔhB>ΔhC
C.ΔhA>ΔhB=ΔhCD.ΔhA=ΔhB>ΔhC
二.填空题(共18小题)
31.(2021•宜城市模拟)如图所示,放在水平地面上的均匀实心柱形物体A、B高度相等,A的底面积大于B的底面积,A对地面的压强大于B对地面的压强。A、B的质量分别为mA、mB,则mA mB;若在两物体上部沿水平方向切去相同的质量,则剩余部分对水平地面的压强分别为pA和pB,则pA pB.(以上两空填“>”、“=”或“<”)
32.(2021•荆门一模)如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放置在水平桌面上,它们的边长之比L甲:L乙=3:2.将乙叠放在甲上方时,物块甲对桌面的压强为p1,拿走物块乙,甲对桌面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,则G甲:G乙是 ,ρ甲:ρ乙是 ,若将甲叠放在乙上方时,物块乙对桌面的压强为p3,则p3 p1(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
33.(2022•谷城县二模)如图(a),(b)所示,将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中,则水对木块底部产生的压强Pa Pb,水对木块底部产生的压力Fa Fb木块放入前后,水对容器底部压强的变化量ΔPa ΔPb(均选填“大于”,“等于”或“小于”)
34.(2023•咸宁模拟)无论汽车落水还是遇雨被淹,乘客都应立刻开门逃生,越迟疑车门越难推开,因为车辆被淹越深,受到水的压强越 。紧急情况下,应挥动逃生锤的 (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离,这是用减小受力面积的方法,增大压强。
35.(2023•伍家岗区模拟)如图,打开开关A,使水流过玻璃管,再关闭开关B,水不流动时会发现竖直管C、D、E中水位 (选填字母或“一样”)高。打开B,让水流动起来,发现E中水柱最低,说明此位置水的流速 (选填“大”或“小”)。
36.(2021•咸安区模拟)将一根塑料管(口径略大于乒乓球)斜放在乒乓球上方,下端管口正对乒乓球,用吹风机对着上端管口吹气(如图),观家到乒乓球沿管上升并从上端管口飞出。这是因为吹风时,上端管口气体压强 (选填“大于”“小于”或“等于”)下端管口气体压强。原本静止的乒乓球沿管上升,说明力可以改变物体的 。
37.(2022•咸宁模拟)如图所示为“无叶电风扇”,它的底座有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强 ,使周围空气 (选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
38.(2022•咸安区模拟)小敏用吸管喝完一盒牛奶后用力吸了一下,牛奶盒变瘪了(如图所示),其实牛奶盒是被 压瘪的。为了安全,禁止随意下河游泳,因为看似平静的水面下往往暗藏漩涡,旋涡中心水流速度大,压强 ,若被卷入其中就难以脱身,出现危险。
39.(2023•襄阳模拟)如图所示,是a、b两种物质m﹣V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上,则甲、乙两物体对地面的压力之比为 ,甲、乙两物体对地面的压强之比为 。
40.(2021•安陆市二模)如图是一款名为“旋转杯”的网红杯,杯子由粗细两部分组成,从结构上来看:杯子粗细两部分构成一个 。当用右侧管吸了一些饮料后,杯子液体的液面静止后,粗杯内饮料对杯底的压强会 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
41.(2021•十堰二模)甲、乙两个完全相同的容器装有质量和深度相同的不同液体,放在水平桌面上(如图所示),则液体的密度ρ甲 ρ乙;液体对容器底的压强p甲 p乙;容器对桌面的压力F甲 F乙(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
42.(2021•云梦县二模)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大;船闸是利用 原理工作的;三峡水库底部受到水的压强可达8.3×105帕,则此处0.1m2面积上受到水的压力为 牛。
43.(2021•武昌区一模)如图,把一根20cm的饮料管A插入盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升。
(1)水面上升是因为A管上方空气流速大,此处气压较 。
(2)A管水面上升,杯底所受水压 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)若A管水面高出杯中液面18cm,则A管内外液面气压差为 Pa。
(4)若用力吹气,A管中的水将从管口流出,这个现象的实际应用有 。
44.(2022•谷城县校级模拟)2021年5月15日,我国“天问一号”火星探测器成功着陆火星表面。如图﹣1所示,着陆器启动反推火箭向下喷火减速着陆,利用了物体间力的作用是 的;着陆后,“祝融号”火星车驶离着陆平台踏上火星表面,开启巡视探测之旅,在巡视过程中,如果以地球为参照物,火星车是 的;如图﹣2所示“祝融号”火星车的车轮做得比较宽大,是为了 (选填“增大”或“减小”)对火星表面的压强。
45.(2022•谷城县二模)两个用同种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,如图甲、乙所示,容器内装有质量和深度均相同的两种不同液体,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2(不计空气阻力),则F1 F2(大于/等于/小于),p1 p2(大于/等于/小于)。
46.(2023•湖北三模)如图所示,同一物体按照甲、乙两种方式置于水平桌面上,若将物体的阴影部分切去,则剩余物体对桌面的压强p甲 p乙(填“>”“<”或“=”)。
47.(2023•枣阳市模拟)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 ,室内的污浊气体在 作用下被排出。
48.(2023•浠水县校级模拟)某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题,B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯,总重力为30N,与桌面的接触面积为25cm2,A物体重力为50N,体积为1.25×10﹣3m3,当物体A浸没在水中匀速上升时,该装置的机械效率为75%,则物体完全拉出水面后(物体不吸水、不沾水),B容器对水平桌面的压强变化了 Pa,该装置的机械效率变为 。(不计绳重、摩擦和水的阻力,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
三.实验探究题(共7小题)
49.(2022•硚口区模拟)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,某同学实验的情形如下图所示,a、b、c三幅图中烧杯内的液面相平。(酒精的密度为0.8×103kg/m3)
(1)实验前,应保证U形管中两侧液面 。
(2)将探头放入液体中(如图甲),通过观察U形管左右两侧液面产生高度差来判断液体内部压强的大小,这种研究方法是 。
(3)通过分析比较b、C实验现象,可以探究液体内部压强的大小是否跟 有关。
(4)某同学发现在步骤a中,将探头放入酒精后,U形管中的左侧红墨水液面下降了3cm,则此时探头在酒精中的深度约为 cm(红墨水的密度近似于水的密度)。
50.(2023•潜江四模)小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与 有关。
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 个砝码。由此得出结论: 一定,受力面积越小,压力的作用效果越 。
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示为 N。
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越 。
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小 。
51.(2023•咸宁模拟)小陈同学利用U形管压强计来探究液体压强与哪些因素有关。
(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器,使用时通过U形管中液面的 来反映被测压强的大小。
(2)如图所示,小陈设想将U形管压强计做如下改装:为U形管两端都装上扎有相同橡皮膜的金属盒(且两管液面齐平),将两个金属盒分别放至两个装有相同深度的盐水和纯净水的容器底部,发现U形管的右边管内液面位置相对较高,这说明与右边管连接的金属盒放置的容器中装的是 (选填“盐水”和“水”),再将两个金属盒在液体中的深度同时减为原来的一半,则U形管两管液面高度差将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
52.(2022•汉阳区模拟)小明同学利用小桌和海绵,在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所示的实验。
(1)甲、乙所示的实验得到的结论与下列实例中直接应用的结论相同的是 (填序号);
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C.书包要用宽大的背带
(2)若想探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应该选择图甲与图 (填“丙”或“丁”)所示进行实验。比较图丙中的木板受到的压强p丙和图丁中海绵受到的压强p丁,则p丙 p丁(填“大于”“等于”或“小于”);
(3)本实验用到的科学探究方法有: 。(写出一种)
53.(2021•鄂城区校级模拟)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,某同学检查实验装置,发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这套实验装置可能出现的问题是: 。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 ,使U形管左右两侧的水面相平。
(3)比较图中的乙和丙图,可以得到:液体的压强与 有关。
(4)比较图中 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
54.(2021•咸安区模拟)聪聪利用如图所示装置测量液体的密度,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有水,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,如图所示,请完成以下填空:
(1)如图所示,液柱上升是因为玻璃管内部气压 外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”);此装置 连通器(填“是”或“不是”);
(2)为测量右侧液体的密度还需要的测量器材是 ;
(3)测得左右液柱的高度分别为h1和h2,则液体密度的表达式为ρ液= ;
(4)玻璃管中的空气不能完全抽空,测量结果会 (选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
55.(2023•大冶市模拟)如图A﹣D所示,小明同学将探头放入水中进行实验,分析如图中信息可知:
(1)通过比较A图与 三幅图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
(2)小明保持C图中探头的位置不变,若向容器内加入适量的浓盐水,他会发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,他的操作 (A.可靠;B.不可靠)。
(3)如图C,将压强计的金属盒放在水中,若要使压强计U形管两边液面的高度差减小,可行的办法是 (填选项字母)。
A.将压强计的金属盒向下移动一段距离
B.将压强计金属盒向上移动一段距离
C.将压强计金属盒在原位置转动180°
(4)通过压强计U形管的高度差来判断液体内部压强大小的研究方法,是物理常用的一种研究方法,下列四个实验中,同样用到该种方法的是 (填选项字母)。
A.探究串联电路中电流的规律
B.研究压力的作用效果与压力大小的关系,控制受力面积不变
C.研究物质吸热能力时,根据加热时间的长短来反映物质吸热的多少
D.用一根带箭头的直线表示光传播的路线
(5)善于动手的小明同学改装了液体压强计,将U形管两端都分别连接了软管和探头,如图E所示,当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的,小明将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、ρ乙的液体的甲、乙容器中,当探头所处深度h相同时,U形管的液体位置如图所示,则ρ甲 ρ乙(填“>”“=”或“<”),为了使得U形管液面再次齐平,小明将 容器中的探头在液体中的深度增大;当U形管再次齐平后,一旁的小红测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙,则ρ甲= (用ρ乙、h甲和h乙表示)。
四.计算题(共5小题)
56.(2021•鄂州模拟)鄂州是一座具有悠久历史和灿烂文化的城市,三国时期吴王孙权在此建都,以武而昌,当时称此地为武昌。“千年往事人何在,遗迹犹存说仲谋。”目前国内最大的孙权雕像矗立在鄂州江滩孙权广场,如图所示,该雕像底座用花岗岩砌成的一个长方体底座,上面孙权雕像用铜合金制的,总高度为12m,小枫为了研究此地面能承受的压强,他用规格完全相同的花岗岩和铜合金制成的30cm高的一模一样的模型,测得其质量为10kg。求:
(1)雕像的质量是多少?
(2)雕像的重量是多少?
(3)小枫测得此地面能够承受最大的压强为1.6×105Pa,则底座与地面的最小接触面积是多大?
57.(2022•咸宁模拟)图甲为研究匀速直线运动的实验装置,一个半径为5cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底,水深190cm.移除磁铁后,球在玻璃管中上升,图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象,其中v0=0.1m/s,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强;
(2)球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度;
(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f=kv,球的体积用V,水的密度用ρ0表示,请推导球的密度表达式(用字母表示)。
58.(2022•宜城市校级模拟)如图所示,底面积为10﹣2米2、高为0.4米长方体甲(ρ甲=2×103千克/米3)和底面积为2×10﹣2米2的薄壁柱形容器乙放在水平地面上。乙容器足够高,内盛有0.1米深的水。
(1)求甲的质量m甲。
(2)求水对乙容器底部的压强p水。
(3)现沿水平方向将长方体甲截取一定的厚度,并将截取部分竖直放入乙容器中,使得水对容器底部的压强最大,且长方体甲对地面的压强减少量最小,请求出甲对地面的压强减少量。
59.(2023•利川市模拟)一名中学生质量为50kg,双脚站立时与地面接触面积为0.05m2.求:
(1)该同学受到的重力;
(2)该同学双脚站立时对地面的压强。( g取10N/kg )
60.(2023•襄阳模拟)将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
湖北(2021-2023)中考物理模拟题分类汇编---压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共30小题)
1.(2021•黄石三模)连通器在生活生产中应用广泛,如图所示的事例中不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶B.涵洞
C.活塞式抽水机D.三峡船闸
【考点】连通器原理.
【专题】应用题;定性思想;压强、液体的压强.
【答案】C
【分析】连通器的特点:上端开口下端连通的容器。连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
【解答】解:A、壶嘴和壶身构成了连通器,不符合题意;
B、涵洞是利用连通器的原理制成的,不符合题意;
C、活塞式抽水机是利用大气压来工作的,符合题意;
D、船闸也是利用连通器的原理工作的,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
2.(2023•大冶市模拟)图中没有利用连通器的特点来工作的是( )
A.锅炉水位计
B.洗手盆下的水管
C.液体压强计
D. 自动喂水器
【考点】连通器原理.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】C
【分析】连通器:上端开口、下端连通的容器。连通器的特点:连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
【解答】解:
A.从图中可以看到,锅炉水位计左右两端都是开口的,下端连通,是利用连通器的特点来工作的,故A不符合题意;
B.从图中可以看到,洗手盆下的水管,左右两端都是开口的,下端连通,是利用连通器的特点来工作的,故B不符合题意;
C.从图中可以看到,液体压强计,右端是开口的,左端一直连接到橡皮膜,是闭合的,左端没有开口,下端连通,不是利用连通器的特点来工作的,故C符合题意;
D.从图中可以看到,自动喂水器,左端是开口的,右端A、B、C三处是开口的,下端连通,是利用连通器的特点来工作的,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】连通器:上端开口、下端连通的容器。连通器的特点:连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
3.(2023•浠水县模拟)如图是生活中常见的现象,以下描述正确的是( )
A.图甲:三峡船闸是利用了连通器的原理,直接打开上游闸门船可进入闸室
B.图乙:塑料吸盘能挂餐具,说明吸盘的“吸力”大于餐具受到的重力
C.图丙:客机在飞行时,机翼上方的空气流速小压强大
D.图丁:用吸管喝饮料时,是利用大气压的作用使饮料上升到口中的
【考点】流体压强与流速的关系;连通器原理;大气压的综合应用.
【专题】应用题;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)连通器的特点:上端开口、下端连通的容器;
(2)大气压的存在能够解释很多现象,这些现象有一个共性:通过某种方法,使设备的内部气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下出现了这种现象;
(3)流体的流速越大的位置,压强越小;流体的流速越小的位置,压强越大。
【解答】解:A.三峡船闸是利用了连通器的原理,根据图示可知,当打开阀门A时,根据连通器的原理,闸室和上游液面保持相平后,此时打开上游闸门,船才可以进入闸室,故A错误;
B.一压吸盘,排出了吸盘内的空气,当吸盘要恢复原状时,内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘紧紧地压在墙面上,利用了大气压,不是利用吸力,故B错误;
C.飞机机翼上凸下平,飞机在飞行时,机翼上方的空气流速大于下方的空气流速,由于流体压强与流速的关系可知,机翼上方的空气压强小于下方的空气压强,机翼的上下方形成向上的压强差从而获得向上的升力,故C错误;
D.用吸管喝饮料时,吸出管内的空气,管内成为真空,大气压将饮料压入管内进入口中,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了连通器的应用、大气压的应用、流体的压强与流速的关系,属于基础题。
4.(2022•枝江市一模)如图所示,下面列举的实例中利用大气压强来工作的是( )
A.卫生间地漏B.热气球升空
C.活塞式抽水机抽水D.高压锅煮饭
【考点】大气压的综合应用.
【专题】应用题;压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)上端开口、下端连通的容器叫连通器,连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的;
(2)根据物体的浮沉条件分析判断;
(3)抽水机抽水实质上是大气压压上来的;
(4)根据高压锅的原理(锅内气压增大、沸点升高的原理)分析。
【解答】解:A、卫生间的地漏存水杯是连通器的应用,当存水杯中的水静止时,两边的液面保持相平,杯中的水可以防止下水管中的异味进入房间,故A错误;
B、热气球是利用球内的热空气比球外的冷空气的密度要小、受到的浮力大于重力上升的,不是利用大气压来工作,故B错误;
C、抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,故C正确;
D、用高压锅煮饭,是利用了锅内气压升高,水的沸点升高的原理,不是利用大气压来工作,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对大气压的应用的了解与掌握,利用大气压的生活例子是很多的,学习时,多举例、多解释。
5.(2021•阳新县模拟)如图所示是托里拆利实验装置图,玻璃管内的水银柱稳定后,两水银面的高度差是760mm(试管口始终没离开水银面),下列做法可以改变高度差的是( )
A.将实验装置转移到高山上进行实验
B.稍稍提高玻璃管
C.往水银槽中添加水银
D.使玻璃管倾斜
【考点】大气压强与高度的关系.
【专题】应用题;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】A
【分析】大气压随高度的增加而减小;影响托里拆利实验值的因素是大气压值,而与玻璃管的粗细、长短、以及水银槽中的水银的多少无关。
【解答】解:A、大气压随高度的增加而减小,将实验装置转移到高山上进行实验,大气压减小,水银面的高度差会减小,故A正确;
B、稍稍提高玻璃管,水银柱的高度差不会变,故B错误;
C、往水银槽中添加水银,水银柱的高度差不会发生变化,故C错误;
D、玻璃管中水银柱的压强只与水银的密度和垂直高度有关,玻璃管倾斜不会影响高度的大小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对托里拆利实验和大气压和高度关系的理解和掌握,是一道基础题。
6.(2021•阳新县校级模拟)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,如下表1所示,根据实验现象下列判断错误的是( )
A.水柱高度h增大,说明大气压降低了
B.往瓶内吹气后,瓶内气压小于瓶外大气压
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响
D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大
【考点】大气压强与高度的关系.
【专题】应用题;气体的压强、流体压强与流速的关系.
【答案】B
【分析】(1)如果瓶内水的温度变化,由于热胀冷缩会引起玻璃管中水柱的变化,如果瓶口密封不严,会使瓶内气压变化影响实验结果;
(2)知道大气压随高度的增加而减小;瓶中水面上方是空气,如果此处的气压等于瓶外的大气压,管内和瓶内的水面应该相平。现在是管内的水面高,说明瓶内的气压高于瓶外大气压。
【解答】解:A、水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大,即外界的气压减小了,故A正确;
B、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B错误;
C、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C正确;
D、水柱高度h越大,则表明瓶内外的气体压强差越大,故D正确;
故选:B。
【点评】学生利用身边的器材做成气压计,探究大气压的变化、用所学的知识分析判断,学以致用。
7.(2023•湖北三模)一只手握住甲、乙两个核桃,逐渐增大握力,发现甲核桃碎裂时乙核桃完好,如图所示。下列有关两核桃相互挤压时的说法正确的是( )
A.乙对甲的作用力大于甲对乙的作用力
B.乙对甲的作用力等于甲对乙的作用力
C.甲对乙的压强小于乙对甲的压强
D.甲对乙的作用力没有使乙核桃发生形变
【考点】固体压强大小比较;力的作用效果;力作用的相互性.
【专题】应用题;运动和力;应用能力.
【答案】B
【分析】一对平衡力必须同时符合四个条件,即:大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;
一对相互作用力必须同时符合大小相等、方向相反、作用在同一直线上,作用在不同物体上。
利用p=比较压强大小。
【解答】解:AB、在挤压两核桃的过程中,甲对乙有力的作用,因力的作用是相互的,则乙对甲也有力的作用,所以甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力,且相互作用力大小相等,故A错误、B正确;
C、甲对乙的力与乙对甲的力大小相同,受力面积相同,结合p=可知压强相同,故C错误;
D、甲对乙的力与乙对甲的力,都属于弹力,两核桃都会发生形变,只不过乙核桃发生的形变没有甲明显(即甲核桃碎裂时乙核桃完好,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查了平衡力与相互作用力的区别,区别主要在于:平衡力是作用在同一物体上的两个力;相互作用力是作用在两个物体上的力。
8.(2023•青山区校级模拟)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出并全部流入托盘。下列说法正确的是( )
A.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
B.随着水的喷出,塑料瓶对托盘的压强变小
C.随着水的喷出,托盘对桌面的压力逐渐变大
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水会从上面一个小孔中流出
【考点】液体压强的概念和特点;压力.
【专题】压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)液体压强与液体的密度和深度有关,液体的密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(2)根据p=分析;
(3)将塑料瓶和托盘看做一个整体分析;
(4)从大气压的角度进行解答。
【解答】解:A、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故A错误;
B、随着水的喷出,塑料瓶内的水越来越少,塑料瓶对托盘的压力减小,受力面积不变,由p=可知,塑料瓶对托盘的压强变小,故B正确;
C、将塑料瓶和托盘看做一个整体,塑料瓶中的水喷出到托盘中,所以托盘、水和塑料瓶的总质量是不变的,因此托盘对桌面的压力不变,故C错误。
D、若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,因为虽然两孔和空气接触部分都有大气压存在,但是,下面孔表面的水还有一段液注高的压强(上下两孔之间的液注高度差产生的液体压强),所以下面孔会有水流出,上面的孔会有空气进入,不会有水流出,故D错误。
故选:B。
【点评】本题以矿泉水瓶为载体考查了学生对压强、液体压强的特点和大气压的理解,为基础题。
9.(2023•大冶市模拟)负压救护车在抗击新冠肺炎疫情中发挥着重要作用。下列关于负压救护车的说法中错误的是( )
A.负压救护车空载时比搭载病人时的惯性小
B.车内的负压发生器将控制车内空气流动方向并减小车内空气流动的速度,使车内气压小于车外大气压
C.负压救护车内安装有摄像头,车内清洁区的医生可通过监控看到隔离区病人的情况,这是利用物体在凸透镜2f以外能成倒立、缩小的实像
D.负压救护车内装备有氧气罐,罐中的液氧是通过加压的方式使氧气液化贮存在罐体中
【考点】流体压强与流速的关系;凸透镜成像规律的其他应用;液化方法及其应用;惯性与惯性现象.
【专题】透镜及其应用;汽化和液化、升华和凝华;运动和力;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)惯性的大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大;
(2)所谓负压,就是利用技术手段,使车内气压低于外界大气压,这样空气在自由流动时只能由车外流向车内;
(3)凸透镜成像时,当物距大于2f时,成倒立缩小的实像;
(4)使气体液化的方法有降低温度和压缩体积两种。
【解答】解:A、负压救护车空载时比搭载病人时质量小,所以空载时的惯性小,故A正确;
B、由负压原理可知,负压救护车内的负压发生器是通过排风机向车外空间主动排风,使车内气压低于外界大气压,而不是减小空气的流动速度来改变气压,故B错误;
C、摄像头是利用物体在凸透镜2f以外能成倒立、缩小的实像的原理,故C正确;
D、氧气罐中的液氧是通过压缩体积的方式使氧气液化贮存在罐体中的,故D正确。
故选:B。
【点评】本题以负压救护车为背景,考查了多个物理知识点在其中的应用,体现了物理与生活的联系,其中对负压原理的理解,是本题的难点。
10.(2023•广水市三模)大气压是由于空气受到重力作用且具有流动性而产生的。如果地球的表面积约为5×1014m2,那么在1个标准大气压下,地球周围的空气质量约为(1个标准大气压取1.0×105Pa)( )
A.5×1019kgB.5×1018kgC.5×109kgD.1×1010kg
【考点】大气压强的存在.
【专题】气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】B
【分析】已知地球的表面积,根据压强的定义式变形后F=pS,得出压力;根据气压产生的原因﹣﹣空气有重力,求出空气重力(F=G),再根据重力与质量的关系求出空气质量。
【解答】解:
地球的表面积:S=5×1014m2;1标准大气压的值为1.0×105Pa;
由p=可得,地球周围的空气对地球的压力为:
F=pS=1.0×105Pa×5×1014m2=5×1019N;
空气的重力G=F=5×1019N;
空气的质量:m===5×1018kg。故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】此题考查了对压强知识的应用,以及大气压的大小以及大气压的产生知识;根据压强的定义式,变形后可求出压力,结合大气压产生的原因﹣﹣空气有重力,根据压力求出重力进而求出质量即可。
11.(2022•宜城市校级模拟)如图所示,底面积不同的甲、乙圆柱形容器分别盛有相同深度、密度为ρ甲、ρ乙两种液体,甲、乙液体对容器底部的压强分别是p甲、p乙,且p甲>p乙.现将体积为VA、VB的两球分别浸没在甲、乙两容器的液体中,无液体溢出,甲、乙容器底受到液体的压力相等。则下列说法正确的是( )
A.VA<VB,ρ甲>ρ乙B.VA>VB,ρ甲>ρ乙
C.VA=VB,ρ甲<ρ乙D.VA<VB,ρ甲=ρ乙
【考点】液体压强的计算以及公式的应用;压力.
【专题】应用题;压强、液体的压强.
【答案】A
【分析】(1)根据p=ρ液gh判断液体密度的大小关系;
(2)根据功率F=pS判断原来容器底所受压力的大小;
根据力的作用的相互性,可知容器底增大的压力等于小球所受浮力的大小,由已知条件判断出压力的变化,得出浮力的大小关系;
(3)根据浮力的大小关系,得出两球体积的大小关系;
(4)物体的重力由于其密度、体积大小决定,从而可判断出该选项是否正确。
【解答】解:
由图知两容器中液体的深度相同,两液体对容器底部压强p甲>p乙,由p=ρ液gh可知,两液体的密度ρ甲>ρ乙;
由图知两容器的底面积SA>SB,且液体对容器底部产生的压强p甲>p乙,由F=pS可知,甲液体对容器底的压力较大;
将球浸没在液体中,根据力的作用的相互性可知,液体对容器底增大的压力等于球所受的浮力;
两球放入后,两容器底部受到液体的压力相等,可知甲容器底所受液体压力增大得较小,即ΔF甲<ΔF乙,则甲液体中A小球受到的浮力较小,即FA浮<FB浮;
两液体的密度ρ甲>ρ乙,由F浮=ρ液gV排知,VA<VB,即A的体积小于B球的体积,故A正确。
故选:A。
【点评】本题考查了与压强和浮力有关的知识,关键掌握液体压强的计算公式及压强的定义式,并能够变形应用,能够理解容器底增大压力等于浮力是本题的关键,难度较大。
12.(2022•江岸区模拟)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,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
【考点】液体压强的比较大小;压力.
【专题】应用题;运动和力;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】A
【分析】先根据p=ρgh可判断两容器底部受到液体的压强;然后根据F=pS可判断两容器底部受到液体的压力。
【解答】解:由题意知,两容器中装有同种液体且深度相同,则液体的密度相同,由p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;
又因为容器底面积相等,由F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查液体压强和压力大小的比较,属于对基础知识的考查,是一道较为简单的应用题。
13.(2021•潜江模拟)下列说法错误的是( )
A.压力相同,接触面积越大,压强越大
B.同一液体,深度相同时,各个方向压强相等
C.马德堡半球实验证明了大气压强的存在
D.往B管吹气,A管液面上升是因为A管上端空气流速变大,压强变小了
【考点】流体压强与流速的关系;压强的定义;液体压强的概念和特点;大气压强的存在.
【专题】应用题;压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】A
【分析】(1)根据p=分析压强和受力面积的关系;
(2)由液体内部压强的特点知道:液体对容器底和侧壁都有压强,在同一深度向各个方向都有压强,并且相等;
(3)证明了大气压强的存在的实验是由德国马德堡市的市长、学者奥托•格里克完成的;
(4)流体流速越大,压强越小。
【解答】解:A.由图可知,两手指受到的压力相同,左边手指与铅笔的接触面积大,由p=可知,在压力一定时,受力面积越大,压强越小,故A错误;
B.据液体内部压强的特点可知,在同一深度,液体向各个方向压强相等,故B正确;
C.1654年时,当时的马德堡市长奥托•格里克最早用实验证明了大气压强的存在,称为马德堡半球实验,故C正确;
D.由图可知,往B管吹气,A管液面上升,这是由于流体流速越大,压强越小,从而造成液面上升的,故D正确。
故选:A。
【点评】本题考查了对压强公式、液体压强的特点、大气压的实验、流体压强与流速关系等的理解与应用,难度不大。
14.(2021•鄂城区校级模拟)如图所示,小明将自制气压计从山脚下带到山顶的过程中,气压计的水柱、瓶内气压和外界气压的变化分别是( )
A.升高,降低,降低B.下降,降低,升高
C.上升,升高,降低D.下降,升高,降低
【考点】大气压强与高度的关系.
【专题】定性思想;气体的压强、流体压强与流速的关系.
【答案】A
【分析】把气压计从山脚带到山顶时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析。
【解答】解:大气压随海拔高度的增加而减小,所以从山脚到山顶大气压会降低,瓶内气压大于瓶外气压与水的压强之和,所以在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,使管内水柱上升,水柱变高后,瓶内液面下降,空气体积增大,气体质量不变,气体的密度减小,气压降低,故A正确。
故选:A。
【点评】此题主要考查的是水气压计,涉及了气压和高度的关系。解题关键是知道瓶内气压等于外界大气压与管内水压之和。
15.(2022•江岸区校级模拟)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圈孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。在隔板两侧分别装入两种不同的液体时,橡皮膜的形状如各选项所示。则以下判断中正确的是( )
A.图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度小
B.图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大
C.图中隔板左、右两侧液体的密度可能相等
D.图中隔板左侧液体的密度一定比右侧液体的密度小
【考点】液体压强的概念和特点;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】B
【分析】液体压强大小的影响因素是液体的深度和密度,而液体压强的大小是通过橡皮膜的突起体现出来的,据此结合图示逐一分析解答即可。
【解答】解:
A、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p=ρgh判断左右两侧液体密度大小关系,故A错误;
B、由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故B正确;
C、由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故C错误;
D、由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左右两边液体压强一样大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,难度不大,关键是注意转换法的运用。
16.(2021•荆州模拟)如图所示,物体重50N静止在竖直的墙壁上,F压=300N,若物体与墙壁的接触面积为0.2m2,下列说法正确的是( )
A.物体受到竖直向上的摩擦力大小等于300N
B.物体对墙壁的压强为1500Pa
C.物体受到的压力越大,摩擦力越大
D.若物体受到的力全部消失,则物体向下运动
【考点】压强的计算;摩擦力大小的影响因素;二力平衡条件的应用;力与运动的关系.
【专题】定量思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)由于物体压在竖直墙上,处于平衡状态,物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,这两个力是一对平衡力,二力大小相等;
(2)物体将水平力大小不变的传递到墙上,据此可求墙壁受到的压力,知道物体与墙壁的接触面积,利用p=求物体对墙壁的压强;
(3)牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
【解答】解:
A、物体在竖直方向上受到重力和墙壁对它的摩擦力,因物体压在竖直墙上处于平衡状态,这两个力是一对平衡力,所以物体受到摩擦力等于重力,即f=G=50N,故A错误;
B、因固体可以大小不变的传递压力,所以物体对竖直墙壁的压力等于F=F压=30N,物体对墙壁的压强:p===1500Pa,故B正确;
C、因物体压在竖直墙上处于平衡状态,物体受到摩擦力等于重力,所以增大对物体的压力时,物体与墙面的摩擦力大小不变,故C错误;
D、根据牛顿第一定律可知,若物体受到的力全部突然消失,则物体将处于静止状态,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了压强的计算、二力平衡条件和牛顿第一定律的应用,知道固体可以大小不变的传递压力和正确的对物体受力分析是关键。
17.(2021•襄城区模拟)下列生活和生产实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.自制温度计B. 液体压强计
C. 锅炉水位计D. 注射器
【考点】连通器原理.
【专题】压强、液体的压强;理解能力.
【答案】C
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
【解答】解:A、自制温度计是利用液体的热胀冷缩性质制成的,故A错误;
B、液体压强计U形管左侧是密封的,故不是两端开口,不是连通器,故B错误;
C、锅炉水位计是底部相通,上端开口,利用连通器的原理制成的,故C正确;
D、注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的,是利用大气压强的原理工作的,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查的是连通器在生活中的应用。要求我们平时要多观察、多思考,记住连通器定义。
18.(2021•武汉模拟)如图所示,甲、乙、丙三个容器中分别盛有三种密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的液体,容器中a、b、c三点处液体的压强相等,若容器底部受到的压强分别为p甲、p乙、p丙,则( )
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙,p甲=p乙=p丙
B.ρ甲<ρ乙<ρ丙,p甲<p乙<p丙
C.ρ甲>ρ乙>ρ丙,p甲=p乙=p丙
D.ρ甲>ρ乙>ρ丙,p甲<p乙<p丙
【考点】液体压强的比较大小.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】B
【分析】由液体压强公式p=ρgh进行分析,由相同压强处的液体高度不同,可得密度关系;由p=ρgh可求得液体对容器底部的压强大小。
【解答】解:由图可知:a、b、c三点处的深度大小关系是:ha>hb>hc;
已知三种液体中a、b、c三点处的压强相同,由p=ρgh得:ρ甲<ρ乙<ρ丙,故C错误;
由图可知,液体到杯底的深度相同,由p=ρgh可知:p甲<p乙<p丙,故A错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题考查液体压强公式的应用,知道液体压强大小取决于液体的密度和深度。
19.(2023•湖北三模)中国古代的造纸术、指南针、火药、印刷术“四大发明”影响了世界,现代的“新四大发明:高铁、支付宝、共享单车和网购”改变了中国。关于新的四大发明,下列说法中错误的是( )
A.甲图中,高铁站台设置黄色安全线应用到了物理知识:在气体中,流速越大的位置,压强越小
B.乙图中,支付盒子静止于水平桌面上,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力
C.丙图中,共享单车的脚踏板上刻有凹凸不平的花纹是为了增大摩擦
D.丁图中,行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会很快停下,说明物体的运动需要力来维持
【考点】流体压强与流速的关系;增大或减小摩擦的方法;平衡力与相互作用力的辨别;力与运动的关系.
【专题】应用题;其他综合题;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)流体流速越大的地方压强越小,流速越小的地方压强越大;
(2)处于平衡状态的物体受到的力是平衡力;
(3)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度;
(4)力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。
【解答】解:A、人离高速列车比较近时,高速列车的速度很大,人和高速列车的之间的空气流动速度很大,压强小,人外侧的压强不变,人受到外侧压强大于人内侧受到的压强,人靠太近列车,在较大的压强差作用下很容易被驶过的高铁“吸”近的危险,所以高铁站台设置黄色安全线,故A正确;
B、支付盒子静止于水平桌面上,处于平衡状态,它受到的重力和桌面对它的支持力是一对平衡力,故B正确;
C、共享单车的脚踏板上刻有凹凸不平的花纹,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力,故C正确;
D、力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因。行驶在平直路面的电动无人快递车关闭电源后会很快停下,是因为受到摩擦力的作用改变了快递车的运动状态,故D错误。
故选:D。
【点评】本题考查了流体压强和流速的关系、增大摩擦的方法、平衡力的辨别,以及力与运动的关系,是一道力学基础知识的综合题,难度不大,易于解答。
20.(2023•大冶市模拟)如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A.水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
B.两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C.若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
D.若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
【考点】液体压强的概念和特点;大气压强的存在.
【专题】应用题;压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】D
【分析】(1)根据液体压强的特点并结合图中水流情况可以解答此题;
(2)液体压强与液体的密度和深度有关,液体的密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(3)根据压强大小判断两小孔中水的流速,判断流出水的质量;
(4)从大气压的角度进行解答。
【解答】解:
A、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,故A错误;
B、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B错误;
C、小孔位置越低,水的深度越深,压强越大,则水的流速越大,若两孔大小相同,则相同时间内流出水的质量越大,故C错误;
D、若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,因为虽然两孔和空气接触部分都有大气压存在,但是,下面孔表面的水还有一段液注高的压强(上下两孔之间的液注高度差产生的液体压强),所以下面孔会有水流出,上面的孔会有空气进入,不会有水流出,故D正确。
故选:D。
【点评】此题以矿泉水瓶为载体考查了学生对液体压强的特点和大气压的理解,矿泉水瓶可以用来探究很多物理知识,值得关注!
21.(2023•汉阳区模拟)如图所示,不同材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,质量之比mA:mB=2:1,底面积之比SA:SB=1:2,下列关于地面受到压力和压强关系正确的是( )
A.FA:FB=1:2,pA:pB=1:4B.FA:FB=1:2,pA:pB=4:1
C.FA:FB=2:1,pA:pB=1:4D.FA:FB=2:1,pA:pB=4:1
【考点】压强的计算;压力.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】D
【分析】已知质量之比mA:mB=2:1,根据G=mg可得两物体的重力之比,静止在水平面上的物体对水平面的压力等于重力,据此可知两物体对地面的压力之比;
已知底面积之比SA:SB=1:2,根据p=计算两物体对地面的压强之比。
【解答】解:已知质量之比mA:mB=2:1,根据G=mg可得两物体的重力之比为GA:GB=2:1,
静止在水平面上的物体对水平面的压力等于重力,所以两物体对地面的压力之比FA:FB=2:1;
已知底面积之比SA:SB=1:2,根据p=可得两物体对地面的压强之比====,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查压强公式、重力公式的灵活运用,知道静止在水平面上的物体对水平面的压力等于重力。
22.(2022•硚口区模拟)运动员们在运动场中展现了矫健身姿,其中涉及到的物理知识,说法正确的是(
A.图甲中,冰壶运动员是通过改变接触面的粗糙程度来增大摩擦力的
B.图乙中,冰球受到冰球杆的击打运动起来,这说明力可以改变物体的运动状态
C.图丙中,花滑运动员受到冰面的支持力和他们对冰面的压力是一对平衡力
D.图丁中,运动员需要站在宽大的滑雪板上滑雪,这是通过增大受力面积来减小压力
【考点】增大和减小压强的方法和应用;力的作用效果;增大或减小摩擦的方法;平衡力与相互作用力的辨别.
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)减小摩擦力的方法有:一是减小压力;二是减小接触面积的粗糙程度;三是用滚动摩擦代替滑动摩擦;四是使接触面分离;
(2)力可以改变物体的形状,力可以改变物体的运动状态;
(3)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上;
(4)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A、在冰壶运动中,刷冰使冰熔化,在冰壶和冰之间产生水,减小了接触面的粗糙程度,减小摩擦,故A错误;
B、冰球受到冰球杆的击打运动起来,冰球由静止变为运动,这说明力可以改变物体的运动状态,故B正确;
C、花滑运动员受到冰面的支持力和他对冰面的压力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故C错误;
D、宽大的滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选:B。
【点评】此题主要考查增大和减小摩擦力的方法,力的作用效果、二力平衡的条件、减小压强的方法等多个知识点点,考查了学生知识联系生活实际的能力,平时多观察、多思考。
23.(2022•洪山区校级模拟)如图所示,利用砝码、小桌、海绵等实验器材,探究“压力的作用效果”。下列说法正确的是( )
A.实验通过海绵的凹陷程度来显示压力的大小
B.实验中根据小桌陷入海绵的深度来比较压力的作用效果,这种研究问题的科学方法是控制变量法
C.由甲、乙得出的实验结论可以解释交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小
D.丙图中小桌对海绵的压力就是砝码的重力
【考点】探究影响压力作用效果的因素.
【专题】控制变量法;转换法;压强、液体的压强;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】(1)(2)压力作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,这种方法是转换法。
(3)压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关。在压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;在受力面积一定时,压力越大,压力作用效果越明显。
(4)压力是垂直作用在物体表面上的力,重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,二力的大小、方向不一定相同,且作用点和施力物一定不同。
【解答】解:AB、压力作用效果通过海绵的凹陷程度来反映,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显,这种方法是转换法,故A、B错误。
C、甲、乙两图,受力面积相等,压力越大,压力作用效果越明显,交通管理部门通过限载来控制货车对路面压强的大小,实际上是通过控制车对地面的压力大小来控制车对地面的压强,两者原理相同,故C正确。
D、压力和重力是两个不同性质的力,不能说压力就是重力,故D错误。
故选:C。
【点评】放在水平面上的物体对水平面的压力大小等于物体的重力大小,计算压强时经常用到,但是这两个力不是同一力。
24.(2022•江岸区校级模拟)自行车既是环保的交通工具也是很好的健身器材,如图所示是一位运动员正在骑自行车,下列说法正确的是( )
A.给车胎充气时车胎内气体的压强不变
B.地面对自行车的摩擦力总是阻碍车前进
C.刹车时自行车受到惯性的作用会继续前进一段距离
D.自行车所受的重力与地面对自行车的支持力不是一对平衡力
【考点】气体压强跟体积的关系;摩擦力的方向;惯性与惯性现象;平衡力与相互作用力的辨别.
【专题】应用题;运动和力;重力、弹力、摩擦力;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】D
【分析】A、给车胎充气时车胎内气体的质量变大,而胎内容积可认为不变,据此分析;
B、用力蹬车时,前轮是从动轮,后轮为主动轮,主动轮为自行车提供前进的动力;
C、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,是物体的一种属性;
D、二力平衡的条件:作用在同一物体的两个力,大小相等、反向相反、作用在同一直线上。地面对自行车的支持力等于自行车和人的重力大小之和,地面对自行车的支持力大于自行车的重力。
【解答】解:A、给车胎充气时车胎内气体的质量变大,而胎内容积可认为不变,故胎内气体的压强变大,故A错误;
B、用力蹬车时,后轮相对地面有向后运动的趋势,后轮受到地面施加的向前的摩擦力,是自行车前进的动力,故B错误;
C、惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,是物体的一种属性,刹车时自行车由于惯性会继续前进一段距离,不能说受到惯性的作用,故C错误;
D、地面对自行车的支持力等于自行车和人的重力大小之和,故地面对自行车的支持力大于自行车的重力,自行车所受的重力与地面对自行车的支持力不是一对平衡力,故D正确。
故选:D。
【点评】本题结合实际考查影响气体压强大小的因素、惯性的理解、二力平衡的判断和有关摩擦力的知识。
25.(2022•老河口市模拟)均匀正方体甲、乙置于水平地面上,对水平地面的压强分别为p甲、p乙。现沿水平方向切去部分后,如图所示,甲、乙剩余部分的高度和质量均相等。下列关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和甲、乙正方体对水平地面的压强p甲、p乙大小的判断。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
【考点】固体压强大小比较;密度的大小比较.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】C
【分析】正方体放在水平地面上,沿水平方向切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相等、质量相等。根据密度公式ρ=知,质量相等,体积越大,密度越小,可比较密度大小关系。
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p======ρgh,根据公式可分析甲、乙对地面的压强关系。
【解答】解:(1)由图可知,沿水平方向切去部分后,剩余部分体积V甲<V乙;
又已知剩余部分质量m甲=m乙;
根据密度公式ρ=知,ρ甲>ρ乙;
(2)设正方体甲、乙边长分别为L甲,L乙;
剩余部分均为长方体,且剩余部分的质量m甲=m乙;
根据m=ρV和长方体体积公式可得:m甲=ρ甲L甲2h剩=m乙=ρ乙L乙2h剩;
则可得ρ甲gL甲2=ρ乙gL乙2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①;
正方体放在水平地面上对地面的压力等于物体重力,对地面的压强p======ρgh,
所以,切去前甲、乙对地面压强分别为:p甲=ρ甲gL甲,p乙=ρ乙gL乙;
由图知L乙>L甲,即 >1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①可得 =>1,
所以ρ甲gL甲>ρ乙gL乙;
即p甲>p乙;
故选:C。
【点评】本题主要考查了有关压强和密度的大小比较,关键是知道规则柱状体产生的压强p=ρgh,然后能推导出两物体p的大小关系。
26.(2022•樊城区模拟)如图所示,水平面上有质量和底面积都相同的甲乙容器,分别装有质量和深度均相等的A、B两种不同液体,下列说法正确的是( )
A.甲容器对水平地面的压强大于乙容器对水平地面的压强
B.A液体对甲容器底部的压强大于B液体对乙容器底部的压强
C.甲容器对水平地面的压力大于乙容器对水平地面的压力
D.A液体对甲容器底部的压力等于B液体对乙容器底部的压力
【考点】固体压强大小比较;液体压强的比较大小;压力.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,根据公式p=可求容器对桌面的压强。
(2)由于A、B质量相等,A的体积小,由密度公式ρ=判断出A、B密度的关系,再根据p=ρgh判断出A、B液体对容器底压强的关系,由F=pS判断出A、B液体对甲容器底部压力的关系。
【解答】解:(1)两个容器的质量相等,液体的质量相等,则重力相等,容器放在水平地面上对水平地面的压力相同,又底面积相等,根据公式p=可知,两个容器对地面的压强相等。故AC错误。
(2)由于A、B质量相等,A的体积小,由密度公式ρ=知A液体的密度大,根据p=ρgh知A液体对甲容器底部的压强大于B液体对乙容器底部的压强,故B正确;
由于甲、乙两容器底面积相同,由F=pS知A液体对甲容器底部的压力大于B液体对乙容器底部的压力,故D错误。
故选:B。
【点评】本题主要考查形状不规则的容器中,液体对容器底部压力的计算,这是本题的难点,也是重点,还要知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
27.(2021•大冶市模拟)如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中正确的是( )
A.在使用水银气压计时,如果玻璃管倾斜会影响测量结果
B.自制气压计瓶内气压加上吸管内水柱产生的压强,等于瓶外大气压
C.把自制气压计从1楼拿到10楼,瓶中水对瓶底的压强变小
D.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
【考点】大气压强的测量方法;大气压强与高度的关系;气压计和抽水机;大气压强的存在.
【专题】实验题;气体的压强、流体压强与流速的关系;实验基本能力.
【答案】D
【分析】(1)玻璃管粗细、是否倾斜、是否弯曲以及水银槽内水银的多少不会影响大气压的测量值。
(2)玻璃管内水柱高度高于瓶内的水面,这说明瓶内气压大于瓶外大气压。
(3)根据大气压随高度的增加而减小,判断把自制气压计从1楼拿到10楼,瓶中水的高度变化,再利用液体压强公式判断压强变化。
(4)根据大气压随高度的增加而减小,判断把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱的变化情况。
【解答】解:A、在使用水银气压计时,如果玻璃管倾斜会使水银柱的长度增加,但高度不变,故不影响实验测量结果。故A错误。
B、自制气压计瓶内气压等于瓶外大气压加上吸管内水柱产生的压强。故B错误。
C、把自制气压计从1楼拿到10楼,由于外界大气压变小,瓶内气压不变,故管内水柱高度增大,由p=ρgh知,当ρ一定时,h越大,p值越大,因此水对容器底的压强变大。故C错误。
D、把水银气压计从1楼拿到10楼,由于外界大气压变小,故玻璃管内水银柱会下降。故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了气压与高度的关系、液体压强的计算、气压计的原理,综合性强,要求运用物理知识要灵活。
28.(2022•黄冈模拟)如图所示,A、B是两个同样材料制成的实心正方体,棱长之比为2:1,将A叠放在B上后再放在水平桌面中央,则A对B的压强与B对桌面的压强之比为( )
A.1:2B.8:9C.2:9D.1:8
【考点】压强的计算.
【专题】计算题;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】B
【分析】设两正方体的密度为ρ,物体B边长为a,则物体A边长为2a,当它们都放在同一水平面上时,此时压力即为重力,利用FA=GA=mAg,FB=ρa3g,即可得出FA和FB.进而利用压强公式即可得出pA:pB的值。
【解答】解:设两正方体的密度为ρ,B的边长为a,则A的边长为2a,
当它们都放在同一水平面上时,F=G=mg,则FA=mAg=8ρa3g,FB=ρa3g,
SA=4a2,SB=a2,
A对B的压强pA===8ρag,
B对桌面的压强pB===9ρag,
则A对B的压强与B对桌面的压强之比pA:pB=8ρag:9ρag=8:9。
故选:B。
【点评】本题考查压强和密度的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。此题涉及的知识点不多,但是有一定的拔高难度,解答此题注意两点:一是静止在水平面上的物体,此时压力即为重力,二是注意压力与受力面积的对应性。
29.(2021•鄂城区校级模拟)如图所示,圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其中V甲大于V乙,液体对容器底部的压强p甲等于p乙.若从容器内分别抽出部分液体甲和乙,此时,甲、乙对容器底部的压强分别为p甲′、p乙′,甲、乙剩余部分的体积分别为V甲′、V乙′,下列说法正确的是( )
A.若p甲′小于p乙′,则V甲′一定等于V乙′
B.若p甲′小于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
C.若p甲′大于p乙′,则V甲′一定大于V乙′
D.若p甲′大于p乙′,则V甲′一定小于V乙′
【考点】液体压强的计算以及公式的应用;压强的计算.
【专题】应用题;错解分析题;推理法;压强、液体的压强;分析、综合能力.
【答案】C
【分析】液体对各自容器底部的压强p甲=p乙,体积V甲>V乙,面积S甲>S乙;抽取部分液体后,压强分别为p'甲、p'乙,剩余部分体积为V'甲、V'乙,利用液体压强公式p=ρgh,分别用已知条件表示出抽取前后的压强,再利用数学的对比和推理即可
【解答】解:AB、由于底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体时,液体对容器底部的压强分别为:
p甲=ρ甲gh甲=ρ甲g(1)
p乙=ρ乙gh乙=ρ乙g(2)
得:=1,因为V甲>V乙,即>1,所以<1;
抽取液体后,
p'甲=ρ甲gh甲′=ρ甲g(3)
p'乙=ρ乙gh乙′=ρ乙g(4)
得:,
推理:如果p'甲小于p'乙,<1,又因为<1,所以>1或≤1,所以V'甲、V'乙的大小关系无法确定,故AB错误;
CD、如果p'甲大于p'乙,>1,又因为<1,所以>1,所以V'甲>V'乙,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对学生对压强公式、以及分析能力,还考查了学生数学推理方法的运用。
30.(2023•武穴市模拟)在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度ΔhA、ΔhB和ΔhC之间的大小关系为( )
A.ΔhA=ΔhB=ΔhCB.ΔhA>ΔhB>ΔhC
C.ΔhA>ΔhB=ΔhCD.ΔhA=ΔhB>ΔhC
【考点】气体压强跟体积的关系.
【专题】应用题.
【答案】B
【分析】释放掉少量水后BC段内的压强减小,根据一定量的气体压强与体积成反比可得,BC段内的体积变大,如果ΔhA与ΔhB的大小相同,则AB两液面的高度差不变气体的压强不变,与压强减小矛盾,故必须ΔhA>ΔhB才能满足压强减小的条件。再分析B和C的液面,由于BC段内压强减小C液面上升,D液面下降,如果C液面上升的高度大于B液面下降的高度,则BC段的气体体积将减小,压强将增大,这是不可能的;如果ΔhB=ΔhC,也不满足BC段的气体压强减小,故ΔhB>ΔhC。
【解答】解:释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C液面上升,B液面下降,A液面下降,AB之间液面高度差减小,根据前面分析可知ΔhA>ΔhB>ΔhC。
故选:B。
【点评】本题考查液体和气体压强的变化,关键是分析出液面的变化,本题难度不小,解题时一定要认真分析。
二.填空题(共18小题)
31.(2021•宜城市模拟)如图所示,放在水平地面上的均匀实心柱形物体A、B高度相等,A的底面积大于B的底面积,A对地面的压强大于B对地面的压强。A、B的质量分别为mA、mB,则mA > mB;若在两物体上部沿水平方向切去相同的质量,则剩余部分对水平地面的压强分别为pA和pB,则pA > pB.(以上两空填“>”、“=”或“<”)
【考点】固体压强大小比较;液体压强的比较大小.
【专题】压强、液体的压强.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)知道物体A、B高度相等,A对地面的压强大于B对地面的压强。利用p====ρhg可以推导出两物体密度的大小关系,由m=ρV判断出质量关系;
(2)然后根据切去相同的质量的部分物体后,剩余部分的高度关系,最后根据p====ρhg即可比较剩余部分对水平地面的压强pA′、pB′的关系。
【解答】解:(1)设物体A、B原来的高度为h,A的横截面积为SA,B的横截面积为SB;A的密度为ρA,B的密度为ρB;
根据p====ρhg可得:
A对地面的压强为pA=ρAhg,B对地面的压强为pB=ρBhg;
pA>pB,即:ρAhg>ρBhg,所以ρA>ρB,又VA>VB,由m=ρV可知,mA>mB;
(2)在两物体上部沿水平方向切去相同的质量m时,
mA=ρASAΔhA,mB=ρBSBΔhB,
因为mA=mB=m,且ρA>ρB,SA>SB;
所以ΔhA<ΔhB,
原来A、B物体的高度相等,则剩余部分的物体高度关系为:hA′>hB′,
由于物体都是放在水平地面上的均匀柱形物体,由p=ρhg可得,剩余部分对水平地面的压强:
pA′=ρAhA′g,pB′=ρBhB′g。
所以pA′>pB′。
故答案为:>;>。
【点评】本题考查了学生对重力公式、密度公式的掌握和运用,根据已知条件推导出两物体ρS的大小关系是本题的关键。
32.(2021•荆门一模)如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放置在水平桌面上,它们的边长之比L甲:L乙=3:2.将乙叠放在甲上方时,物块甲对桌面的压强为p1,拿走物块乙,甲对桌面的压强为p2,已知p1:p2=3:2,则G甲:G乙是 2:1 ,ρ甲:ρ乙是 16:27 ,若将甲叠放在乙上方时,物块乙对桌面的压强为p3,则p3 大于 p1(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【考点】压强的计算;密度的计算与公式的应用;重力的计算.
【专题】计算题;比较思想;密度及其应用;重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)水平面上的物体对水平面的压力等于其自身重力,据此利用p=、G=mg、ρ=和V=L3列出等式,求解两物体的重力和密度之比;
(2)将甲叠放在乙上方时,物块乙对桌面的压力,将乙叠放在甲上方时,物块甲对桌面的压力都等于物块甲和物块乙的重力之和,得出两种情况下受力面积的大小,然后根据压强公式作出判断。
【解答】解:(1)甲、乙两个均匀实心正方体放置在水平桌面上,对桌面的压力F=G,
因为G=mg、ρ=,
所以,根据题意可得:
=======,
解得:G甲:G乙=2:1,ρ甲:ρ乙=16:27;
(2)将甲叠放在乙上方时物块乙对桌面的压力,将乙叠放在甲上方时物块甲对桌面的压力,都等于物块甲和物块乙的重力之和,
因为L甲:L乙=3:2,
所以,S甲>S乙,
根据p=可知,p3大于p1。
故答案为:2:1;16:27;大于。
【点评】此题考查重力、压强的大小计算和比较,涉及到重力、密度公式的应用,是一道综合性较强的题目,难度较大,关键是知道水平面上的物体对水平面的压力等于其自身重力,并灵活运用相关公式。
33.(2022•谷城县二模)如图(a),(b)所示,将同一长方体木块以两种方式放在底面积相同的两个圆柱形盛水容器中,则水对木块底部产生的压强Pa 小于 Pb,水对木块底部产生的压力Fa 等于 Fb木块放入前后,水对容器底部压强的变化量ΔPa 等于 ΔPb(均选填“大于”,“等于”或“小于”)
【考点】固体压强大小比较.
【专题】应用题;比较思想;压强、液体的压强.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据液体压强公式p=ρ水gh判断木块底部所受水的压强关系;
(2)从浮力产生的原因入手,浸在液体中的物体,受到液体对它竖直向上的浮力,而浮力大小等于物体上、下表面受到的压力差;另外,漂浮在液面的物体,其浮力等于重力。
(3)由(2)知木块在两图中受到的浮力关系,根据F浮=ρ水gV排判断其排开水的体积关系,进而得出水面上升的高度,再利用p=ρ水gh判断水对容器底部压强的变化量。
【解答】解:(1)液体产生的压强与液体密度和物体所处深度有关,由于(b)图中木块所处深度大于(a)图中木块所处深度,根据p=ρ水gh可知,木块底部所受水的压强pa小于pb;
(2)由图可知,木块在两图中都处于漂浮状态,上表面受到水的压力为0,则F浮=G,同一木块重力相等,则浮力相等,所以,木块底部所受水的压力Fa=Fb;
(3)由(2)知,木块在两图中受到的浮力相等,
根据F浮=ρ水gV排可知,排开水的体积相等,
所以,水面上升的高度相等,
根据p=ρ水gh可知,木块放入前后,水对容器底部压强的变化量Δpa=Δpb。
故答案为:小于;等于;等于。
【点评】该题考查压强的大小比较,涉及到物体漂浮条件、压强公式及其应用、浮力产生的原因、阿基米德原理,是一道综合性很强的题目,利用浮力产生的原因来解答此题可以大大简化思路,使问题变得更简单。
34.(2023•咸宁模拟)无论汽车落水还是遇雨被淹,乘客都应立刻开门逃生,越迟疑车门越难推开,因为车辆被淹越深,受到水的压强越 大 。紧急情况下,应挥动逃生锤的 B (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离,这是用减小受力面积的方法,增大压强。
【考点】液体压强的概念和特点;增大和减小压强的方法和应用.
【专题】压强、液体的压强;应用能力.
【答案】大;B。
【分析】掌握液体内部压强的特点,根据液体压强随深度的增加而增大进行分析。
掌握压强的定义及影响因素,根据公式p=,压力相同,受力面积越小,压强越大,力的作用效果越明显。
【解答】解:液体内部压强随深度的增加而增大,所以车辆被淹越深,受到水的压强越大;
由图知,B处比A处的面积小,所以用B端砸向玻璃窗的边角,在用力相同的情况下,产生的压强越大,玻璃更容易破碎。这是用减小受力面积的方法增大压强。
故答案为:大;B。
【点评】此题考查了影响液体压强和固体压强的因素在实际生活中的应用,体现了学习物理的重要性,是一道基础性题目。
35.(2023•伍家岗区模拟)如图,打开开关A,使水流过玻璃管,再关闭开关B,水不流动时会发现竖直管C、D、E中水位 一样 (选填字母或“一样”)高。打开B,让水流动起来,发现E中水柱最低,说明此位置水的流速 大 (选填“大”或“小”)。
【考点】流体压强与流速的关系;连通器原理.
【专题】压强、液体的压强;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】一样;大。
【分析】关闭开关B时,容器相当于连通器,此时水面保持相平;
当开关B时,根据流体压强与流速的关系分析。
【解答】解:关闭开关B时,容器相当于连通器,由连通器的特点可知,水不流动时竖直管C、D、E中水位一样高;
由流体压强与流速的关系可知,流体流速大的位置压强小,打开B,让水流动起来,发现E中水柱最低,说明此位置压强小,水的流速大。
故答案为:一样;大。
【点评】掌握连通器的特点,以及流体压强跟流速的关系,能用流体压强知识解释有关的现象。
36.(2021•咸安区模拟)将一根塑料管(口径略大于乒乓球)斜放在乒乓球上方,下端管口正对乒乓球,用吹风机对着上端管口吹气(如图),观家到乒乓球沿管上升并从上端管口飞出。这是因为吹风时,上端管口气体压强 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)下端管口气体压强。原本静止的乒乓球沿管上升,说明力可以改变物体的 运动状态 。
【考点】流体压强与流速的关系;力的作用效果.
【专题】定性思想;气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】小于;运动状态。
【分析】(1)流动的气体和液体都称为流体,流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大;
(2)力可以改变物体的形状,可以改变物体的运动状态。
【解答】解:用吹风机对着上端管口吹气(如图),观家到乒乓球沿管上升并从上端管口飞出。这是因为吹风时,上端管口空气流速大,气体压强小于下端管口气体压强。原本静止的乒乓球沿管上升,说明力可以改变物体的运动状态。
故答案为:小于;运动状态。
【点评】本题考查了流体压强与流速的关系以及力的作用效果,难度不大。
37.(2022•咸宁模拟)如图所示为“无叶电风扇”,它的底座有一台电动机吸入空气,空气经过加压后被送入环形的出风口,从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强 小 ,使周围空气 靠近 (选填“靠近”或“远离”)这部分喷射空气,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
【考点】流体压强与流速的关系.
【专题】定性思想;气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】液体和气体都称为流体,生活中常见的流体是水和空气,流体的流速越大,压强越小;流体的流速越小,压强越大。
【解答】解:根据流体压强和流速的关系可知,空气从宽度只有1.3毫米的缝隙中向外喷出,这部分喷射空气因流速大,压强小,在压强差的作用下,周围空气向这部分喷射空气靠近,带动周围空气流动,使风量可以增加到原来的15倍。
故答案为:小;靠近。
【点评】本题考查了流体压强和流速的关系,是一道基础题。
38.(2022•咸安区模拟)小敏用吸管喝完一盒牛奶后用力吸了一下,牛奶盒变瘪了(如图所示),其实牛奶盒是被 大气压 压瘪的。为了安全,禁止随意下河游泳,因为看似平静的水面下往往暗藏漩涡,旋涡中心水流速度大,压强 小 ,若被卷入其中就难以脱身,出现危险。
【考点】流体压强与流速的关系;大气压强的存在.
【专题】定性思想;气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】大气压;小。
【分析】(1)大气压的应用主要是利用气压差产生的压力差,常见的有吸管吸饮料、吸盘吸玻璃、注射器吸药液、钢笔吸墨水、活塞式抽水机抽水等;
(2)液体和气体都称为流体,流体流速越大的地方压强越小。比较人和列车之间的压强和人外侧的压强大小。
【解答】解:(1)用力吸一下空奶盒,盒内气体减少气压减小,小于外界大气压,在大气压的作用下奶盒变瘪了;
(2)为了安全,禁止随意下河游泳,因为看似平静的水面下往往暗藏漩涡,旋涡中心水流速度大,压强小,若被卷人其中就难以脱身,出现危险。
故答案为:大气压;小。
【点评】此题考查流体压强和流速的关系以及大气压的有关知识,难度不大。
39.(2023•襄阳模拟)如图所示,是a、b两种物质m﹣V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上,则甲、乙两物体对地面的压力之比为 1:1 ,甲、乙两物体对地面的压强之比为 4:1 。
【考点】压强的计算;压力.
【专题】计算题;重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)置于水平面上的物体对水平的压力等于其重力,据此计算甲、乙两物体对地面的压力之比;
(2)由图像可知,当m=80g时,甲、乙两物体的体积,利用密度公式求a、b两种物质的密度,进而可求其密度之比;
用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,知道了密度关系,可求体积之比,再利用V=L3求两个正方体的边长之比,根据正方体对水平地面的压强p======ρLg求甲、乙两物体对地面的压强之比。
【解答】解:若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上,
则甲、乙两物体对地面的压力之比=====1:1;
由图像可知,当m=80g时,V甲=5cm3、V乙=40cm3,
a、b两种物质的密度为:ρa===16g/cm3,ρb===2g/cm3,
则a、b的密度之比:===8:1;
用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,其体积之比:
====1:8,
由V=L3可得正方体的边长之比:
===1:2,
因为正方体对水平地面的压强:p======ρLg,
所以,甲、乙两物体对水平地面的压强之比:====4:1。
故答案为:1:1;4:1。
【点评】本题考查了重力公式、密度公式、压强公式的应用。本题关键:一是通过图像求出a、b两物质的密度之比;二是利用好方形或圆柱形均匀物体对水平地面压强的推导公式p=ρgh。
40.(2021•安陆市二模)如图是一款名为“旋转杯”的网红杯,杯子由粗细两部分组成,从结构上来看:杯子粗细两部分构成一个 连通器 。当用右侧管吸了一些饮料后,杯子液体的液面静止后,粗杯内饮料对杯底的压强会 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【考点】连通器原理;液体压强的概念和特点.
【专题】应用题;压强、液体的压强;简单机械;应用能力;获取知识解决问题能力.
【答案】连通器;变小。
【分析】(1)连通器的结构特征是上端开口、底部连通,根据这两个特征判断是不是连通器,当连通器里的同种液体静止时,液面是相平的;
(2)根据液体压强公式p=ρgh分析饮料对杯底的压强变化。
【解答】解:(1)由图可知杯子粗细两部分上端开口,底部连通,构成了一个连通器;
(2)根据连通器特点可知,当用右侧管吸了一些饮料后,杯子液体的液面静止后,液面相平,但液面逐渐降低,即h变小,根据p=ρgh知,粗杯内饮料对杯底的压强会变小。
故答案为:连通器;变小。
【点评】此题考查连通器原理、液体压强公式的应用,掌握基础知识即可正确解题。
41.(2021•十堰二模)甲、乙两个完全相同的容器装有质量和深度相同的不同液体,放在水平桌面上(如图所示),则液体的密度ρ甲 大于 ρ乙;液体对容器底的压强p甲 大于 p乙;容器对桌面的压力F甲 等于 F乙(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【考点】固体压强大小比较;液体压强的比较大小;液体压强的计算以及公式的应用;密度的计算与公式的应用.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)已知两容器内液体的质量相等,判断出体积大小,根据密度计算公式判断密度大小;
(2)知道两容器内液体的深度相等,根据液体压强计算公式判断液体对容器底的压强关系;
(3)甲、乙两个相同的圆台形容器内的液体质量相等,判断出两容器对桌面的压力关系。
【解答】解:(1)水平桌面上,AB两容器中两种液体质量相同,A的体积小于B的体积,由ρ=可知,A的密度大于B的密度,即ρA>ρB;
(2)AB两容器中两种液体深度相同,ρA>ρB,由p=ρgh可知,A容器中液体对容器底的压强大于B容器液体对容器底的压强,即pA>pB;
(3)水平桌面上,AB两个相同容器中两种液体质量相等,则AB的总重力相等,故对桌面的压力F甲=F乙。
故答案为:大于;大于;等于。
【点评】本题主要考查形状不规则的容器中,液体密度、液体对容器底部压强、压力的计算,要知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
42.(2021•云梦县二模)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 深度 增加而增大;船闸是利用 连通器 原理工作的;三峡水库底部受到水的压强可达8.3×105帕,则此处0.1m2面积上受到水的压力为 8.3×104 牛。
【考点】连通器原理;压强的计算;液体压强的概念和特点.
【专题】计算题;压强、液体的压强;简单机械;应用能力.
【答案】深度;连通器;8.3×104。
【分析】(1)液体的压强随深度增加而增大。
(2)连通器:上端开口,底部连通的容器叫连通器。
(3)根据p=计算压力大小。
【解答】解:因为水的压强随深度增加而增大,所以三峡大坝筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的压强。
船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故利用了连通器原理。
根据p=可得,此处0.1m2面积上受到水的压力为:F=pS=8.3×105Pa×0.1m2=8.3×104N。
故答案为:深度;连通器;8.3×104。
【点评】本题综合考查了学生对连通器的原理、液体压强特点和压强定义式的掌握和运用,属于基础知识考查,难度不大。
43.(2021•武昌区一模)如图,把一根20cm的饮料管A插入盛水的杯子中,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升。
(1)水面上升是因为A管上方空气流速大,此处气压较 小 。
(2)A管水面上升,杯底所受水压 变小 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)若A管水面高出杯中液面18cm,则A管内外液面气压差为 1.8×103 Pa。
(4)若用力吹气,A管中的水将从管口流出,这个现象的实际应用有 喷雾器 。
【考点】流体压强与流速的关系;液体压强的概念和特点;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】应用题;气体的压强、流体压强与流速的关系;应用能力.
【答案】(1)小;(2)变小;(3)1.8×103;(4)喷雾器。
【分析】(1)最初吸管和烧杯内的液面相平;当向B管吹气时,A管上方的空气流动速度增大,气体压强减小,A管下方压强不变,A管中液体受到向上的大气压强大于向下的气体压强,液面上升。
(2)由p=ρgh分析杯底所受水压;
(3)由Δp=ρ水gΔh计算A管内外液面气压差;
(4)如果吹气时越用力,A管上方的空气流动速度越快,压强越小,A管内的液体受到向上、向下的压强差越大,液面上升的高度越高,甚至会喷出。
【解答】解:
(1)往B管中吹气,可以看到A管中的水面上升,原因是:往B管中吹气,A管上方空气的流速增大,气体压强减小,A管中液体受到向上的大气压强大于向下的气体压强,所以A管内的水面上升。
(2)A管水面上升,杯内水面下降,由p=ρgh可知,杯底所受水的压强变小;
(3)已知A管水面高出杯中液面Δh=18cm=0.18m,
则A管内外液面气压差Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1.8×103Pa;
(4)如果用力吹气,A管上方的空气流动速度更快,气体压强更小,A管内的液体受到向上、向下的压强差更大,液面上升得高度更高,甚至会喷出;利用这个原理可以制成喷雾器。
故答案为:(1)小;(2)变小;(3)1.8×103;(4)喷雾器。
【点评】本题考查了流速与流体压强的关系在实际生活中的应用;明确吹气时会造成A管上方流速和压强的变化,这是解答此题的关键。
44.(2022•谷城县校级模拟)2021年5月15日,我国“天问一号”火星探测器成功着陆火星表面。如图﹣1所示,着陆器启动反推火箭向下喷火减速着陆,利用了物体间力的作用是 相互 的;着陆后,“祝融号”火星车驶离着陆平台踏上火星表面,开启巡视探测之旅,在巡视过程中,如果以地球为参照物,火星车是 运动 的;如图﹣2所示“祝融号”火星车的车轮做得比较宽大,是为了 减小 (选填“增大”或“减小”)对火星表面的压强。
【考点】增大和减小压强的方法和应用;参照物及其选择;力作用的相互性.
【专题】应用题;参照思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】相互;运动;减小。
【分析】(1)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(2)在研究物体的运动情况时,要先选取一个标准做为参照物,研究对象和参照物的位置发生了改变,就是运动的,如果位置没有发生改变,则是静止的。
(3)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的,所以着陆器启动反推火箭向下喷火减速着陆;
以火星表面为参照物,火星车在巡视的过程中与地球的位置在不断发生改变,所以如果以地球为参照物,火星车是运动的。
火星车的车轮做得比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
故答案为:相互;运动;减小。
【点评】本题以火星探测为背景,考查了多个物理知识点的相关应用,体现了物理知识与高科技领域的联系,有一定的现实意义。
45.(2022•谷城县二模)两个用同种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,如图甲、乙所示,容器内装有质量和深度均相同的两种不同液体,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿水平桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2(不计空气阻力),则F1 等于 F2(大于/等于/小于),p1 大于 p2(大于/等于/小于)。
【考点】液体压强的比较大小.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】等于;大于。
【分析】(1)根据影响摩擦力大小的因素判断出摩擦力的关系,由二力平衡条件判断拉力的大小;
(2)根据质量和体积的关系判断出液体的密度关系,由p=ρ液gh判断容器底受到压强的大小。
【解答】解:(1)容器质量相同,内装液体的质量相同,则容器对桌面的压力相等,
又因为容器材料相同,放置在同一水平桌面上,即接触面的粗糙程度相同,
所以容器与桌面间的摩擦力相等,
在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,
所以拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即:F1=F2;
(2)容器内装有质量和深度均相同的不同液体,由图可知,V1<V2,
根据ρ=知,两种液体的密度ρ1>ρ2;
由p=ρ液gh可知,容器底部受到液体的压强p1>p2。
故答案为:等于;大于。
【点评】本题主要考查了液体压强和二力平衡条件的应用,能够比较出两种液体的密度大小,判断出容器与桌面间的摩擦力大小是解决问题的关键,具有一定的综合性。
46.(2023•湖北三模)如图所示,同一物体按照甲、乙两种方式置于水平桌面上,若将物体的阴影部分切去,则剩余物体对桌面的压强p甲 > p乙(填“>”“<”或“=”)。
【考点】固体压强大小比较.
【专题】定性思想;压强、液体的压强;理解能力.
【答案】>。
【分析】①图甲中,物体对桌面的压力F等于重力G,物体对桌面的压强p==ρgh,由此分析在将物体的阴影部分切去后分压强的变化;
②图乙中,切去前,物体对桌面的压力F乙等于重力G,设此时受力面积为S乙,小于物体的底面积S,S乙<S,原来的压强p乙==>,在将物体的阴影部分切去后,物体对桌面的压强为ρgh,得出图乙压强的变化。
【解答】解:G为物体的重力,S为物体的底面积:
①甲中,物体对桌面的压力F等于重力G,F=G=mg=ρVg=ρShg,物体对桌面的压强p======ρgh﹣﹣﹣﹣①,即柱体对桌面的压强大小只与柱体的密度和高度有关,若将物体的阴影部分切去,则物体对桌面的压强的保持不变;
②乙中,切去前,物体对桌面的压力F乙等于重力G,设此时受力面积为S乙,由图知,S乙<S,
原来的压强p乙===,
将物体的阴影部分切去,密度高度均不变,对桌面的压强p′乙=ρgh,而由上面①式得p′乙=ρgh=,故p乙==>,故p甲>p乙。
故答案为:>。
【点评】本题考查固体压强的比较,压力始终等于重力,但题中切去后压力变化的同时,受力面积也在变化,有难度。
47.(2023•枣阳市模拟)屋顶风帽是利用自然风使风帽旋转实现室内换气的装置,如图所示。它不用电,节能环保。只要速度为0.2m/s的微风即可让其轻盈运转。风帽转动时其内部空气流速变大、压强变 小 ,室内的污浊气体在 大气压 作用下被排出。
【考点】流体压强与流速的关系.
【专题】定性思想;气体的压强、流体压强与流速的关系;理解能力.
【答案】小;大气压。
【分析】流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。
【解答】解:风帽转动时其内部空气流速变大、压强变小,所以室内的污浊气体在大气压的作用下被排出。
故答案为:小;大气压。
【点评】本题考查流体压强与流速的关系,难度不大。
48.(2023•浠水县校级模拟)某校科技小组设计了如图所示的装置来探究浮力和机械效率的相关问题,B是放置在水平桌面上的盛水玻璃杯,总重力为30N,与桌面的接触面积为25cm2,A物体重力为50N,体积为1.25×10﹣3m3,当物体A浸没在水中匀速上升时,该装置的机械效率为75%,则物体完全拉出水面后(物体不吸水、不沾水),B容器对水平桌面的压强变化了 5000 Pa,该装置的机械效率变为 80% 。(不计绳重、摩擦和水的阻力,g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
【考点】压强的计算.
【专题】定量思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】5000;80%。
【分析】(1)物体浸没在水中时排开水的体积,利用阿基米德原理求物体浸没在水中时受到的浮力;物体完全提出水面后,圆台形容器底对地面的压力变化量ΔF=F浮,利用p=求出圆台形容器底对地面变化的压强;
(2)不计绳重、摩擦及水的阻力,当物体A浸没在水中匀速上升时,拉力端移动距离s=h,滑轮组的机械效率η===据此求拉力大小;
对上面的滑轮进行受力分析,滑轮受到向上的拉力F、两股绳子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA﹣F浮)、动滑轮的重力,则拉力F=2(GA﹣F浮)+G动,据此求滑轮重力;
物体完全提出水面后,滑轮受到向上的拉力F、两股绳子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA)、重力,拉力F=2GA+G轮,拉力端移动距离s=h,滑轮组的机械效率η====。
【解答】解:
(1)物体浸没在水中,排开水的体积:V排=VA=1.25×10﹣3m3,
物体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N;
物体完全提出水面后,圆台形容器底对地面的压力变化量ΔF=F浮=12.5N,
圆台形容器底对地面变化的压强:
Δp====5000Pa;
(2)由图知,拉力作用在动滑轮的轴上,使用时费力但省距离,且n=2,则拉力端移动距离s=h,
不计绳重、摩擦及水的阻力,当物体A浸没在水中匀速上升时,
该滑轮组的机械效率η===,
即:75%=,
解得F=100N;
对上面的动滑轮进行受力分析,动滑轮受到向上的拉力F、两股绳子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA﹣F浮)、自身的重力G动,
则:F=2(GA﹣F浮)+G动,
所以动滑轮的重力:G动=F﹣2(GA﹣F浮)=100N﹣2×(50N﹣12.5N)=25N,
物体完全提出水面后,动滑轮受到向上的拉力F、两股绳子的向下的拉力(每一股绳子的拉力等于GA)、重力,
则拉力F′=2GA+G动=2×50N+25N=125N,
拉力端移动距离s=h,
此时滑轮组的机械效率:η′=====×100%=80%。
故答案为:5000;80%。
【点评】本题为力学综合题,考查了重力公式、密度公式、阿基米德原理、液体压强公式的应用以及使用滑轮组时动滑轮重力、机械效率的计算,本题使用的滑轮组很特殊,注意拉力端移动距离s=h。
三.实验探究题(共7小题)
49.(2022•硚口区模拟)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中,某同学实验的情形如下图所示,a、b、c三幅图中烧杯内的液面相平。(酒精的密度为0.8×103kg/m3)
(1)实验前,应保证U形管中两侧液面 相平 。
(2)将探头放入液体中(如图甲),通过观察U形管左右两侧液面产生高度差来判断液体内部压强的大小,这种研究方法是 转换法 。
(3)通过分析比较b、C实验现象,可以探究液体内部压强的大小是否跟 液体密度 有关。
(4)某同学发现在步骤a中,将探头放入酒精后,U形管中的左侧红墨水液面下降了3cm,则此时探头在酒精中的深度约为 7.5 cm(红墨水的密度近似于水的密度)。
【考点】探究液体内部的压强.
【专题】压强、液体的压强;应用能力;实验基本能力.
【答案】(1)相平;(2)转换法;(3)液体深度;(4)7.5。
【分析】(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,使用前要保持U形管两端的液面相平;
(2)实验中通过U形管液面的高度差来判断液体压强的大小,这用到了转换法,压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,压强越大,U形管液面高度差越大;
(3)探究液体压强跟密度的关系时,保持液体的深度和橡皮膜方向相同;
(4)根据p=ρ液gh求出酒精产生的压强即为橡皮管红墨水的压强。
【解答】解:(1)使用前应先观察U形管中液面是否相平;若压强计有漏气的地方,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强几乎不会发生变化,U形管两侧液体的高度几乎不变,则说明装置漏气;应拆除软管重新安装;
(2)实验中通过U形管液面的高度差来判断液体压强的大小,这用到了转换法,压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,压强越大,U形管液面高度差越大;
(3)比较a、b两图,控制了液体深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,可得出结论:液体内部的压强与液体的密度有关,在相同深度时,液体的密度越大,压强越大;
(4)将探头放入酒精中,U形管左侧红墨水面下降了3cm,U形管左右两侧红墨水面的高度差h=6cm,由p酒=p墨水,则ρ酒gh′=ρ墨水gh,则h′===0.075m=7.5cm。
故答案为:(1)相平;(2)转换法;(3)液体深度;(4)7.5。
【点评】本题考查探究影响液体压强大小的因素,属于基本实验考查,其中第(4)问中求液面高度差是易错点,误认为是下降高度。
50.(2023•潜江四模)小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关:
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与 压力大小 有关。
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放 一 个砝码。由此得出结论: 压力大小 一定,受力面积越小,压力的作用效果越 明显 。
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图丁所示为 2.4 N。
②取下木块上的砝码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越 大 。
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小 无关 。
【考点】探究影响压力作用效果的因素;探究影响摩擦力大小的因素.
【专题】探究型实验综合题;分析、综合能力;科学探究能力.
【答案】(1)压力大小;(2)一;压力大小;明显;(3)①2.4;②大;③无关。
【分析】(1)(2)实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,实验时应采用控制变量法,即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变,探究压力的作用效果与受力面积的关系时时应控制压力的大小不变;
(3)①根据测力计分度值读数;②比较①②知,接触面粗糙程度一定,压力越大,弹簧测力计的示数越大,即滑动摩擦力的越大,由此得出结论;③根据控制变量法得出结论。
【解答】解:(1)比较图中甲、乙两次实验,受力面积一定,乙中压力大,压力的作用效果明显,即压力的作用效果与压力大小有关;
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力的大小相同,应在丙图木块上放一个砝码,由图可知,压力一定时,受力面积越小,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显;
(3)①图丁中测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N;
②取下木块上的砝码,木块对水平面的压力变小,接触面的粗糙程度不变,重复①的操作,弹簧测力计的示数为1.8N,则木块受到的滑动摩擦力变小了,由此可知,接触面粗糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大;
③用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块,使它沿水平木板滑动,发现弹簧测力计示数不变,说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
故答案为:(1)压力大小;(2)一;压力大小;明显;(3)①2.4;②大;③无关。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”、探究影响滑动摩擦力大小因素的实验,主要考查控制变量法、转换法的应用,体现了对探究过程和方法的考查。属于中考的热点。
51.(2023•咸宁模拟)小陈同学利用U形管压强计来探究液体压强与哪些因素有关。
(1)压强计上的U形管 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器,使用时通过U形管中液面的 高度差 来反映被测压强的大小。
(2)如图所示,小陈设想将U形管压强计做如下改装:为U形管两端都装上扎有相同橡皮膜的金属盒(且两管液面齐平),将两个金属盒分别放至两个装有相同深度的盐水和纯净水的容器底部,发现U形管的右边管内液面位置相对较高,这说明与右边管连接的金属盒放置的容器中装的是 水 (选填“盐水”和“水”),再将两个金属盒在液体中的深度同时减为原来的一半,则U形管两管液面高度差将 减小 (填“增大”“减小”或“不变”)。
【考点】探究液体内部的压强.
【专题】定性思想;控制变量法;压强、液体的压强;实验基本能力.
【答案】(1)不属于;高度差;(2)水;减小。
【分析】(1)上端开口,下端连通的容器叫连通器;
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,这用到了转换法;
(2)将两个金属盒分别放至两个装有相同深度的盐水和纯净水的容器底部,发现U形管的右边管内液面位置相对较高,这说明右边容器中液体产生的压强小于左边容器中液体产生的压强,根据液体压强公式p=ρgh可判断两边容器中液体密度的大小关系,据此作答;
同样根据p=ρgh推导出两容器底部的压强差、将两个金属盒在液体中的深度同时都减少一半时两个金属盒受到的压强差,二者比较即可得出U形管两管液面高度差将如何变化。
【解答】解:
(1)微小压强计,U形管上端开口没有与大气相连,底部相连通,所以不属于连通器;
压强计是通过U形管中水面的高度差来反映被测压强大小的,这用到了转换法;
(2)因为两个金属盒分别放至两个装有相同深度的盐水和纯净水的容器底部,则h相同,
根据p=ρgh可知,p左=ρ左gh,p右=ρ右gh,
同时结合U形管的右边管内液面位置相对较高,这说明右边容器中液体产生的压强小于左边容器中液体产生的压强即p左>p右。
由此可知ρ左>ρ右,即说明与右边管连接的金属盒放置的容器中装的是密度小的水;
因为开始时两个金属盒受到的压强差:Δp=p左﹣p右=ρ左gh﹣ρ右gh=(ρ左﹣ρ右)gh;
将两个金属盒在液体中的深度同时都减少一半,根据p=ρgh知容器底部的液体压强将变小;
则此时两个金属盒受到的压强差为:Δp′=p左′﹣p右′=ρ左g﹣ρ右g=(ρ左﹣ρ右)g,
比较可知Δp′<Δp,
所以,U形管两管液面高度差将减小。
故答案为:(1)不属于;高度差;(2)水;减小。
【点评】本题考查液体压强特点,要了解压强计的构造与原理,并能学会观察压强计来判断压强的大小,此题难点在最后一空,会利用液体压强公式计算出左右容器内液体产生的压强比例变化是解答此题关键。
52.(2022•汉阳区模拟)小明同学利用小桌和海绵,在探究“压力的作用效果与压力大小的关系”时,做了如图甲、乙所示的实验。
(1)甲、乙所示的实验得到的结论与下列实例中直接应用的结论相同的是 A (填序号);
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破
C.书包要用宽大的背带
(2)若想探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,应该选择图甲与图 丁 (填“丙”或“丁”)所示进行实验。比较图丙中的木板受到的压强p丙和图丁中海绵受到的压强p丁,则p丙 等于 p丁(填“大于”“等于”或“小于”);
(3)本实验用到的科学探究方法有: 控制变量法 。(写出一种)
【考点】探究影响压力作用效果的因素.
【专题】应用题;实验题;压强、液体的压强;应用能力;实验基本能力.
【答案】(1)A;(2)丁;等于; (3)控制变量法。
【分析】(1)(3)本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,采用了转换法;
压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,据此分析回答;分析每个选项,找出符合题意的选项;
(2)根据控制变量法分析得出结论;
根据p=分析;
【解答】解:(1)根据转换法,本实验通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外的一个因素不变。比较图甲、乙可知,受力面积相同,甲图中压力大,压力作用效果明显;故得到实验结论:在受力面积一定时,压力越大,海绵凹陷程度越大,压力作用效果越明显:
A.交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载质量不得超过10t,这是因为在受力面积一定时,压力增大,压力的作用效果增大,故A符合题意;
B.小小的蚊子能轻而易举地用口器把皮肤刺破,这是在压力一定时,减小受力面积,来增大蚊子对皮肤的压强,故B不符合题意;
C.书包要用宽大的背带,这是在压力一定时,增大受力面积,来减小书包对肩膀的压强,故 C不符合题意。
故选A。
(2)若想继续探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,根据控制变量法,应该控制压力大小不变,改变受力面积,应采用甲和图丁进行比较;
丙图和丁图中,木板受到的压力大小和海绵受到压力大小都等于小桌和砝码的总重,压力大小相同,受力面积相同,根据p=可知木板受到的压强和海绵受到的压强相等,故p丙等于p丁。
(3)根据(1)可知,本实验用到科学探究方法是控制变量法。
故答案为:(1)A;(2)丁;等于; (3)控制变量法。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法和p=的应用,体现了对过程和方法的考查。
53.(2021•鄂城区校级模拟)如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,某同学检查实验装置,发现:按与不按探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,则这套实验装置可能出现的问题是: 装置漏气 。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 取下左侧橡皮管,重新组装 ,使U形管左右两侧的水面相平。
(3)比较图中的乙和丙图,可以得到:液体的压强与 深度 有关。
(4)比较图中 丙、丁 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 1000 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)
【考点】探究液体内部的压强.
【专题】定量思想;探究型实验综合题;科学探究能力.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)按压橡皮膜U形管中的液柱不动,说明空气没有将压强传递给管中的液体,表明装置漏气;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3)(4)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(5)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
【解答】解:(1)漏气是造成按压橡皮膜时,液柱的高度不变的原因;
(2)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;
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,可得出液体的压强与液体的深度有关;
(5)研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关;
(6)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm=0.1m,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:(1)装置漏气; (2)取下左侧橡皮管,重新组装; (3)深度;(4)丙、丁; (5)1000。
【点评】本题探究影响液体内部压强大小的因素,考查注意事项、液体压强特点和控制变量法和转换法的运用及液体压强公式的运用,是一道综合题。
54.(2021•咸安区模拟)聪聪利用如图所示装置测量液体的密度,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有水,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,如图所示,请完成以下填空:
(1)如图所示,液柱上升是因为玻璃管内部气压 小于 外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”);此装置 不是 连通器(填“是”或“不是”);
(2)为测量右侧液体的密度还需要的测量器材是 刻度尺 ;
(3)测得左右液柱的高度分别为h1和h2,则液体密度的表达式为ρ液= ρ0 ;
(4)玻璃管中的空气不能完全抽空,测量结果会 不受影响 (选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【考点】利用平衡法求液体密度.
【专题】压强、液体的压强;实验基本能力.
【答案】(1)小于;不是;(2)刻度尺;(3)ρ0;(4)不受影响。
【分析】(1)抽气机抽出U形管内部分空气后,玻璃管中气体压强减小,小于外界大气压;上端开口下端连通的容器叫连通器;
(2)从液体压强p=ρgh和压力平衡角度分析,需要刻度尺,要测高度差;
(3)根据压强相等和p=ρgh表示出待测液体的密度;
(4)如果空气不能完全抽空,左右两侧上方的气压相等,测量结果不受影响。
【解答】解:(1)用抽气机抽出U形管内部分空气,使内部气压小于外部气压,在外界大气压作用下液柱上升;此容器不是上端开口,下端连通的容器,不是连通器;
(2)根据液体压强p=ρgh知,要测右侧液体密度还需要用刻度尺测左右两管中液体高度;
(3)液体静止时,U形玻璃管中气体压强与玻璃管中液柱产生压强之和等于大气压,
即左管中的压强为p0+ρ0gh1=p大气,右管中的压强为p0+ρ液gh2=p大气,
则p0+ρ0gh1=p0+ρ液gh2,所以ρ0gh1=ρ液gh2;
由此可得:ρ液=ρ0;
(4)如果空气不能完全抽空,左右两侧上方的气压相等,测量结果不受影响。
故答案为:(1)小于;不是;(2)刻度尺;(3)ρ0;(4)不受影响。
【点评】此题考查液体压强的计算与理解,注意分析题意整个状态平衡,抽气后左右两玻璃管中液体产生的压强是相等的。
55.(2023•大冶市模拟)如图A﹣D所示,小明同学将探头放入水中进行实验,分析如图中信息可知:
(1)通过比较A图与 C、D 三幅图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
(2)小明保持C图中探头的位置不变,若向容器内加入适量的浓盐水,他会发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,他的操作 B (A.可靠;B.不可靠)。
(3)如图C,将压强计的金属盒放在水中,若要使压强计U形管两边液面的高度差减小,可行的办法是 B (填选项字母)。
A.将压强计的金属盒向下移动一段距离
B.将压强计金属盒向上移动一段距离
C.将压强计金属盒在原位置转动180°
(4)通过压强计U形管的高度差来判断液体内部压强大小的研究方法,是物理常用的一种研究方法,下列四个实验中,同样用到该种方法的是 C (填选项字母)。
A.探究串联电路中电流的规律
B.研究压力的作用效果与压力大小的关系,控制受力面积不变
C.研究物质吸热能力时,根据加热时间的长短来反映物质吸热的多少
D.用一根带箭头的直线表示光传播的路线
(5)善于动手的小明同学改装了液体压强计,将U形管两端都分别连接了软管和探头,如图E所示,当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的,小明将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、ρ乙的液体的甲、乙容器中,当探头所处深度h相同时,U形管的液体位置如图所示,则ρ甲 > ρ乙(填“>”“=”或“<”),为了使得U形管液面再次齐平,小明将 乙 容器中的探头在液体中的深度增大;当U形管再次齐平后,一旁的小红测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙,则ρ甲= (用ρ乙、h甲和h乙表示)。
【考点】探究液体内部的压强.
【专题】实验题;压强、液体的压强;实验基本能力.
【答案】(1)C、D;(2)B;(3)B;(4)C;(5)>;乙;。
【分析】(1)三峡大坝设计成上窄下宽的原因是因为液体压强随深度的变大而增大;液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)根据控制变量法分析;
(3)将压强计的金属盒放在水中,若要使压强计U形管两边液面的高度差减小,由转换法可知液体产生压强变小:据此分析;
(4)通过压强计U形管的高度差来判断液体内部压强大小的研究方法,采用了转换法,分析每个选项采用的方法,找出符合题意的选项;
(5)当右管中液面高,故甲中液体压强大,根据p=ρgh分析;
当U形管再次齐平后,液体产生压强相同,根据p=ρgh分析。
【解答】解:(1)三峡大坝设计成上窄下宽的原因是因为液体压强随深度的变大而增大,研究液体的压强与深度的关系要控制液体的密度同,故通过比较A图与C、D三幅图可知。
(2)研究液体的压强与密度的关系,要控制液体的深度相同,小明保持C图中探头的位置不变,若向容器内加入适量的浓盐水,密度变大了,他会发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,他的操作不可靠,原因是液体的深度变大了;
故选:B;
(3)如图C,将压强计的金属盒放在水中,若要使压强计U形管两边液面的高度差减小,由转换法,液体产生压强变小:
A.将压强计的金属盒向下移动一段距离,液体压强变大,不符合题意;
B.将压强计金属盒向上移动一段距离,液体压强变小,符合题意;
C.将压强计金属盒在原位置转动180°,液体压强不变,不符合题意;
故选:B;
(4)通过压强计U形管的高度差来判断液体内部压强大小的研究方法,采用了转换法:
A.探究串联电路中电流的规律要多次测量,采用了归纳法;
B.研究压力的作用效果与压力大小的关系,控制受力面积不变,采用了控制变量法;
C.研究物质吸热能力时,根据加热时间的长短来反映物质吸热的多少,采用了转换法;
D.用一根带箭头的直线表示光传播的路线,采用了模型法。
故选:C;
(5)当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的。将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、ρ乙的液体的甲、乙容器中,当探头所处深度相同时,U形管的液体位置如图所示,即右管中液面高,故甲中液体压强大,根据p=ρgh,因深度相同,则ρ甲>ρ乙;
当U形管再次齐平后,此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙,因ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,则
ρ甲=。
故答案为:(1)C、D;(2)B;(3)B;(4)C;(5)>;乙;。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
四.计算题(共5小题)
56.(2021•鄂州模拟)鄂州是一座具有悠久历史和灿烂文化的城市,三国时期吴王孙权在此建都,以武而昌,当时称此地为武昌。“千年往事人何在,遗迹犹存说仲谋。”目前国内最大的孙权雕像矗立在鄂州江滩孙权广场,如图所示,该雕像底座用花岗岩砌成的一个长方体底座,上面孙权雕像用铜合金制的,总高度为12m,小枫为了研究此地面能承受的压强,他用规格完全相同的花岗岩和铜合金制成的30cm高的一模一样的模型,测得其质量为10kg。求:
(1)雕像的质量是多少?
(2)雕像的重量是多少?
(3)小枫测得此地面能够承受最大的压强为1.6×105Pa,则底座与地面的最小接触面积是多大?
【考点】压强的计算;密度的计算与公式的应用;重力的计算.
【专题】定量思想;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】(1)雕像的质量是640000kg;
(2)雕像的重量是6.4×106N;
(3)小枫测得此地面能够承受最大的压强为1.6×105Pa,则底座与地面的最小接触面积是40m2。
【分析】(1)根据雕塑的高度与模型的高度算出雕塑的高度是模型高度的关系,进而算出雕塑的体积与模型体积的关系,根据模型的质量算出雕塑的质量;
(2)根据G=mg算出雕塑的重力;
(3)雕像对地面的压力和自身的重力相等,利用压强公式求出底座与地面的最小接触面积。
【解答】解:(1)雕塑的高度是模型高度的=40倍,
因雕塑和模型相比,其长、宽、高均等比例变化,则雕塑的体积是模型体积的40×40×40=64000倍,
则雕塑的质量为:m=10kg×64000=640000kg;
(2)雕塑的重力为:
G=mg=640000kg×10N/kg=6.4×106N;
(3)根据p=得底座与地面的最小接触面积是:
S====40m2。
答:(1)雕像的质量是640000kg;
(2)雕像的重量是6.4×106N;
(3)小枫测得此地面能够承受最大的压强为1.6×105Pa,则底座与地面的最小接触面积是40m2。
【点评】本题考查了质量、重力、压强的计算,根据高度关系算出质量关系是解题的关键。
57.(2022•咸宁模拟)图甲为研究匀速直线运动的实验装置,一个半径为5cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底,水深190cm.移除磁铁后,球在玻璃管中上升,图乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象,其中v0=0.1m/s,水的密度为1.0×103kg/m3,求:
(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强;
(2)球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度;
(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f=kv,球的体积用V,水的密度用ρ0表示,请推导球的密度表达式(用字母表示)。
【考点】液体压强的计算以及公式的应用;密度的计算与公式的应用;变速运动与平均速度.
【专题】应用题;密度及其应用;长度、时间、速度;压强、液体的压强;应用能力.
【答案】(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强为1.9×104Pa;
(2)球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度为0.025m/s;
(3)球的密度表达式为ρ=ρ0﹣。
【分析】(1)已知水的深度和密度,利用p=ρgh计算移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强;
(2)利用速度公式求出4~21s球上升的距离,水的深度减去4~21s球上升的距离,再减去球的直径,即为球在玻璃管上升过程中前4s上升的距离,再利用v=计算球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度;
(3)根据球在4~21s的运动状态,利用力的平衡得出球的重力、受到的阻力和浮力之间的关系,然后利用重力、密度浮力公式进行推导。
【解答】解:(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×190×10﹣2m=1.9×104Pa;
(2)由图可知,球在露出水面前运动的时间为21s,
根据v=可得,4~21s球上升的距离:s0=v0t=0.1m/s×17s=1.7m,
则球在玻璃管上升过程中前4s上升的距离:s′=s﹣s0﹣2r=190×10﹣2m﹣1.7m﹣2×5×10﹣2m=0.1m,
所以,球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度:v′===0.025m/s;
(3)由图可知,球4~21s时匀速上升,受力平衡,所以有:G+f=F浮,
根据G=mg、ρ=可得G=ρVg,又知,f=kv0,F浮=ρ0gV,
则ρVg+kv0=ρ0gV,
球的密度:ρ==ρ0﹣。
答:(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强为1.9×104Pa;
(2)球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度为0.025m/s;
(3)球的密度表达式为ρ=ρ0﹣。
【点评】此题考查液体压强、速度和密度的计算,难点在(3),关键对球进行正确的受力分析,并根据力的平衡得出球的重力、受到的阻力和浮力之间的关系。
58.(2022•宜城市校级模拟)如图所示,底面积为10﹣2米2、高为0.4米长方体甲(ρ甲=2×103千克/米3)和底面积为2×10﹣2米2的薄壁柱形容器乙放在水平地面上。乙容器足够高,内盛有0.1米深的水。
(1)求甲的质量m甲。
(2)求水对乙容器底部的压强p水。
(3)现沿水平方向将长方体甲截取一定的厚度,并将截取部分竖直放入乙容器中,使得水对容器底部的压强最大,且长方体甲对地面的压强减少量最小,请求出甲对地面的压强减少量。
【考点】压强的计算;液体压强的计算以及公式的应用;密度的计算与公式的应用.
【专题】计算题;密度及其应用;压强、液体的压强.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)求出甲的体积,知道甲的密度,利用m=ρV求甲的质量;
(2)知道乙容器水深,利用p=ρgh求水对乙容器底部的压强;
(3)当切割部分恰好浸没在水中时,水对容器底部的压强最大,甲对地面的压强减少量最小。设此时水面最终深度为h′,则S乙h′=V水+ΔV甲,据此求此时水面最终深度;进一步求出截取部分的体积、高度,再利用p=ρgh求甲对地面的压强减少量。
【解答】解:
(1)由ρ=得甲的质量:
m甲=ρ甲V甲=2×103kg/m3×1×10﹣2m2×0.4m=8kg;
(2)水对乙容器底部的压强:
p水=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;
(3)当切割部分恰好浸没在水中时,水对容器底部的压强最大,甲对地面的压强减少量最小。
设水面最终深度为h′,则:
S乙h′=V水+ΔV甲,
S乙h′=V水+S甲h′,
2×10﹣2m2×h′=2×10﹣2m2×0.1m+1×10﹣2m2×h′,
解得:h′=0.2m,
ΔV甲=2×10﹣2m2×(0.2m﹣0.1m)=2×10﹣3m3,
Δh甲===0.2m,
甲对地面的压强减少量:
Δp甲=ρgΔh=2×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=3920Pa。
答:(1)甲的质量为8kg。
(2)水对乙容器底部的压强为980Pa。
(3)甲对地面的压强减少量为3920Pa。
【点评】本题考查了密度公式、压强公式的应用,难点在第三问,要知道:当切割部分恰好浸没在水中时,水对容器底部的压强最大,甲对地面的压强减少量最小。
59.(2023•利川市模拟)一名中学生质量为50kg,双脚站立时与地面接触面积为0.05m2.求:
(1)该同学受到的重力;
(2)该同学双脚站立时对地面的压强。( g取10N/kg )
【考点】压强的计算;重力的计算.
【专题】计算题;重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)利用G=mg求出该同学受到的重力;
(2)该同学双脚站立时对地面的压力等于其重力,知道受力面积,再利用p=求对地面的压强。
【解答】解:
(1)该同学受到的重力:
G=mg=50kg×10N/kg=500N;
(2)该同学双脚站立时对地面的压力:
F=G=500N;
受力面积S=0.05m2,
对地面的压强:
p===1.0×104Pa。
答:(1)该同学受到的重力为500N;
(2)该同学双脚站立时对地面的压强为1.0×104Pa。
【点评】本题考查了重力和压强的计算,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
60.(2023•襄阳模拟)将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg)。求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力和压强;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【考点】压强的计算;液体压强的计算以及公式的应用.
【专题】计算题;压强、液体的压强.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)由图可知,倒立放置时水的深度,根据p=ρgh求出瓶盖所受水的压强,又知道瓶盖的面积,根据p=求出倒立放置时瓶盖所受水的压力;
(2)由图可知,正立放置时矿泉水瓶内水的深度,根据V=Sh求出水的体积,利用ρ=求出水的质量,根据G=mg求出水的重力即为倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力,根据p=求出倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强。
【解答】解:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强:
p=ρgh倒立=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa,
由p=可得,倒立放置时瓶盖所受水的压力:
F=pS瓶盖=1300Pa×8×10﹣4m2=1.04N;
(2)由左图可知,矿泉水瓶内水的体积:
V=S瓶底h正立=28cm2×10cm=280cm3,
由ρ=可得,水的质量:
m水=ρV=1.0g/cm3×280cm3=280g=0.28kg,
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力:
F′=G水=m水g=0.28kg×10N/kg=2.8N,
倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强:
p′===3500Pa。
答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力为1.04N,压强为1300Pa;
(2)倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa。
【点评】本题考查了液体压强公式、压强定义式、密度公式和重力公式的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
楼层
1
2
3
4
5
管内与瓶内水面的高度差/cm
5
5.3
5.7
6
6.3
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