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第09章 压强(易错模拟题汇编)-中考物理一轮复习高频考点精讲与热点题型精练(全国通用)
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1.(2024•无锡模拟)如图甲所示,一块长木板放在水平桌面上,现用一水平力F,向右缓慢地推木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,在推木板的过程中木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F、p 不变,f 变大B.F、f 不变,p 变大
C.F 变小,p、f 变大D.F、f 不变,p 变小
解:
(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,用水平力F向右缓慢地推木板时,木板对桌面的压力F不变,故C错误;
因水平力F向右缓慢地推木板时,木板与桌面的接触面积变小,受力面积变小,
所以,由p=FS可知,长木板对桌面的压强p变大,故AD错误;
(2)因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,
所以,水平力F向右缓慢地推木板时,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变,故B正确。
答案:B。
2.(2024•长沙二模)敬畏自然,遵循物理规律,下列事例中能够增大压强的是( )
A.书包背带较宽 B.蚊子口器较尖
C.骆驼脚掌较宽 D.滑雪板面积较大
解:
A、书包背带做宽一些,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A错误;
B、蚊子口器较尖,在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B正确;
C、骆驼长着宽大的脚掌,是在压力一定时,增大受力面积来减小骆驼对地面的压强,故C错误;
D、滑雪板面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
答案:B。
3.(2024•雅安模拟)如图所示,A物体叠放在B物体之上并放在水平桌面上,A物体重力为20N,底面积为200cm2,B物体重力为40N,底面积为400cm2,则A对B的压强跟B对桌面的压强之比为( )
A.1:lB.1:2C.2:1D.2:3
解:水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力;
A对B的压强为:pA=FASA=GASA=20N200×10−4m2=1×103Pa;
B对桌面的压强:pB=FBSB=GA+GBSB=20N+40N400×10−4m2=1.5×103Pa;
则A对B的压强跟B对桌面的压强之比为:pApB=1.0×103Pa1.5×103Pa=23。
答案:D。
4.(2024•重庆模拟)边长15cm的均匀正方体,重为90N,放在水平桌面中央如图甲所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.切去部分的重力为60N
B.剩余部分的高度为9cm
C.将a放置于b中央使它们重叠,则a对b的压强为8×103Pa
D.将b放置于a上使它们重叠,则a对地面的压强为1.2×104Pa
解:AB、图示为均匀正方体,则甲中,正方体对地面的压强为根据压强公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSgℎS=ρgh,乙中,a对地面的压强为pa=ρgh,b对地面的压强p=ρghb,则有
pa=1.5pb,所以ρgh=1.5ρghb,解得,剩余部分的高度为:ℎb=11.5ℎ=11.5×15cm=10cm,
切去部分的高度为:ha=h﹣hb=15cm﹣10cm=5cm;
切去部分的重力:
Ga=ℎaℎG=515×90N=30N,故AB错误;
C、将a放置于b中央,a与b的接触面积为:
Sa=h×ha=15cm×5cm=75cm2,
a对b的压强为:
pa对b=FaSa=GaSa=30N75×10−4m2=4×103Pa,故C错误;
D、将b放置于a上,两者的总重力为90N,a对地面的压强为:
pa对地=FSa=GSa=90N75×10−4m2=1.2×104Pa,故D正确。
答案:D。
5.(2024•盐城模拟)一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同,如图所示,下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A.两次都向内凹,形变程度相同
B.两次都向外凸,形变程度相同
C.两次都向内凹,乙形变程度大
D.两次都向外凸,乙形变程度大
解:液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹。
在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,所以橡皮膜凹陷的更明显。
故两次都向内凹,甲形变程度小,乙形变程度更大。故C正确,ABD错误。
答案:C。
6.(2024•济南二模)如图所示,放在同一水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(ρ盐水>ρ纯水),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小关系说法正确的是( )
A.a点处最大B.b点处最大
C.c点处最大D.b、c两点处一样大
解:由b、c两点可知,深度相同,由于盐水的密度大于纯水的密度,所以pc>pb;
a、b两点处于同种液体中,而b点处水的深度大于a点处水的深度,由于液体压强随深度的增加而增大,所以pb>pa;
综上所述,c点处压强最大,故C正确。
答案:C。
7.(2024•新乡二模)两个用同一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,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿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。下列关系正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2B.p1>p2,F1<F2
C.p1=p2,F1>F2D.p1>p2,F1=F2
解:容器内装有质量和深度均相同的液体,由图知两液体的体积关系为V1<V2,根据ρ=mV可知,ρ1>ρ2;
由p=ρ液gh可知,p1>p2;
由题可知两容器的质量相同,装有液体的质量相同,则它们的总重力相等,它们对水平桌面的压力相等,又容器材料相同(接触面的粗糙程度相同),所以两容器受到摩擦力的大小相等;因为在水平方向拉力F1和F2的作用下容器沿桌面做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力平衡,则F1=F2=f。
由上分析知,ABC错误,D正确。
答案:D。
8.(2024•北京模拟)小明将一只质量为1kg的平底水桶放在水平地面上,如图所示,已知该水桶的底面积为5×10﹣2m2,桶内装有50cm深的水,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N,g取10N/kg,下列判断中正确的是( )
A.水对桶底的压强为5×105Pa
B.水对桶底的压力为280N
C.桶对地面的压力为290N
D.桶内水的质量为29kg
解:A、水桶内水深h=50cm=0.5m,水对桶底的压强为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,故A错误;
B、由p=FS可得,水对桶底的压力F=pS=5×103Pa×5×10﹣2m2=250N,故B错误;
C、地面受到水桶的压力大小为:F′=F+40N=250N+40N=290N,故C正确;
D、水和水桶的总重力为:G总=F′=290N;
水和水桶的总质量为:m总=G总g=290N10N/kg=29kg;水的质量为:m水=m总﹣m桶=29kg﹣1kg=28kg,故D错误。
答案:C。
9.(2024•武威二模)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有8cm、6cm深的水,A、B之间用导管连接,若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为( )
A.3:4B.9:7C.1:2D.1:1
解:由图可知,若将阀门K打开后,AB构成连通器,水从容器A向容器B流动,在水不流动时,两容器中液面高度是相同的;
已知A、B为完全相同的两个容器,且原来两水面的高度差Δh=8cm+2cm﹣6cm=4cm,
所以打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2cm,变为hA=6cm,B液面上升2cm,变为hB=8cm,
最后A、B两容器底部受到水的压强之比为:pApB=ρgℎAρgℎB=ℎAℎB=6cm8cm=34。
答案:A。
10.(2024•揭阳模拟)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
解:
A、由题知,三个容器的底面积相同,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,三种液体的质量和深度均相同;
由图中容器的形状可知,B液体的体积最小,C液体的体积最大,根据ρ=mV可知,B液体的密度最大,C液体的密度最小,即ρB>ρA>ρC,故A错误;
B、液体的密度关系为ρB>ρA>ρC,且三种液体的深度相同,根据公式p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系为pB>pA>pC,故B正确;
C、因液体对容器底部的压强pB>pA>pC,三个容器的底面积相同,根据公式F=pS可知,液体对容器底部的压力关系为FB>FA>FC,故C错误;
D、容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同,则根据G总=m总g可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故D错误。
答案:B。
11.(2024•成都二模)小明在超市买回一个“真空”罐头,罐头瓶盖很难被打开,哥哥找来一把勺子在瓶盖边缘撬了几下(如图所示),听到“噗”的一声后,用手一拧瓶盖就打开了。下列有关说法正确的是( )
A.瓶盖很难打开是因为瓶内气压比瓶外气压大
B.瓶盖难打开是瓶盖与瓶口间的分子引力很大
C.用勺子撬瓶盖可以减小瓶盖上方受到的压强
D.用勺子撬瓶盖,使空气进入瓶内,减小压强差
解:如图所示的瓶子是真空包装,瓶盖在外界大气压的作用下很难打开,用勺子撬瓶盖时,使空气进入瓶内,减小了瓶内外的压强差,所以用手一拧瓶盖就打开了。故D正确,ABC错误。
答案:D。
12.(2024•广州模拟)如图所示是“天气预报瓶”的创意新品,A为玻璃管,与大气相通,B为密闭的玻璃球,A与B下部相通,内装红墨水。下列说法正确的是( )
A.这个产品利用了连通器的原理
B.A管与B球中液面相平时,B球内气压等于外界大气压
C.晴天的气压比阴雨天的高,晴天时A管液面高于阴雨天
D.将天气预报瓶由地面拿到高山,A管液面逐渐下降
解:A.上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器,A与B下部连通,但B为密闭的玻璃球,不符合连通器原理,故A错误;
B.A管和B球液面相平时,两液面受到气体的压强相等,说明瓶内气压等于外界大气压,故B正确;
C.晴天大气压比阴雨天高,即阴雨天时瓶外的大气压小于晴天时瓶外的大气压,根据p内=p外+ρgh可知,阴雨天A管液面高于晴天,故C错误;
D.将天气预报瓶由地面拿到高山,大气压减小,A 管液面逐渐上升,故D错误;
答案:B。
13.(2024•北京二模)如图所示,小明将a、b两张纸悬挂起来,把两只吹风机分别置于纸的外侧。当吹风机同时竖直向下吹风时,会发生的现象是( )
A.a、b的下部同时向左侧飘动
B.a、b的下部同时向右侧飘动
C.a的下部向左侧飘动,b的下部向右侧飘动
D.a、b的下部同时向中间靠拢
解:当吹风机同时竖直向下吹风时,a、b两张纸外侧的空气流速大,压强小,而两张纸内侧的空气流速小,压强大,所以a的下部向左侧飘动,b的下部向右侧飘动,故ABD错误,C正确。
答案:C。
14.(2024•济南模拟)如图所示,创新实验小组设计的“研究流体压强与流速的关系”的装置,c为上端开口的容器,储存液体,a、b为上端开口的细玻璃管,与矿泉水瓶、细塑料管等连通。下列判断正确的是( )
A.开关关闭时,a内的液面高于b内的液面,开关打开后,a内的液面低于b内的液面
B.开关关闭时,a内的液面低于b内的液面,开关打开后,a内的液面高于b内的液面
C.开关关闭时,a内的液面等于b内的液面,开关打开后,a内的液面低于b内的液面
D.开关关闭时,a内的液面等于b内的液面,开关打开后,a内的液面高于b内的液面
解:开关关闭时,液体处于静止状态,a、b与c构成连通器,根据连通器特点可知,a内的液面与b内的液面相平,即a内的液面等于b内的液面;
开关打开时,由于a下面的管子比b下面的矿泉水瓶细,液体流经a下面的管子时流速大,压强小,而流经b下面的矿泉水瓶时流速小,压强大,所以a内的液面低于b内的液面。
答案:C。
二、填空题(共8小题)
15.(2024•兰州模拟)甲、乙两种物体的质量和体积的关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是 1:1 ,A、B对水平地面的压强之比是 8:1 。
解:(1)A、B两圆柱体的质量相等,根据G=mg可知两圆柱体的重力相等,圆柱体对水平地面的压力和自身的重力相等,则两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是1:1,
(2)由图可知,当V甲=1cm3时,m甲=8g,
则ρ甲=m甲V甲=8g1cm3=8g/cm3,
当m乙=4g时,V乙=4cm3,
则ρ乙=m乙V乙=4g4cm3=1g/cm3,
则两圆柱体A、B的密度之比:ρ甲ρ乙=8g/cm31g/cm3=81,
圆柱体对水平地面的压强为:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSℎgS=ρgh,
所以等高的实心圆柱体A、B对水平地面的压强之比:pApB=ρAgℎρBgℎ=ρ甲ρ乙=81。
答案:1:1;8:1。
16.(2024•永州三模)如图所示,一个质量为1.2kg、棱长为10cm质量分布均匀的立方体,它的密度为 1.2×103 kg/m3。将该立方体静止放在水平地面上,立方体对水平地面的压强为 1200 Pa;若沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分,并取走a部分,b部分对水平地面的压强 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)原立方体对水平地面的压强。(g取10N/kg)
解:立方体的密度为:ρ=mV=1.2kg(0.1m)3=1.2×103kg/m3,
立方体对水面地面的压力为:F=G=mg=1.2kg×10N/kg=12N,
则立方体对水平地面的压强为:p=FS=12N(0.1m)2=1200Pa,
当沿图中虚线将其分割成体积相等的a、b两部分时,并取走a部分,由密度公式可知,剩下的b部分的质量为原来的12,由G=mg可知,b的重力变为原来的12,由图知,b部分与水平地面的接触面积大于原来的12,根据p=FS可知,b部分对水平地面的压强p'<12G12S=p,即b部分对水平地面的压强小于原立方体对水平地面的压强。
答案:1.2×103;1200;小于。
17.(2024•贺州模拟)如图,在水平地面上有两个同种材料做成的均匀正方体金属块甲、乙,密度为3×103kg/m3,它们的边长之比为1:2,甲的边长为10cm,则甲对地面的压强为 3×103 Pa;若乙沿水平方向切割一部分叠放在甲的正上方,此时甲、乙对地面的压强相等,则乙正方体切去的高度为 2 cm。
解:(1)正方体金属块甲密度为3×103kg/m3,甲的边长为h甲=10cm=0.1m,密度均匀,所以甲对地面的压强为:p甲=ρgh甲=3×103kg/m3×10N/kg×0.1m=3×103Pa;
(2)根据甲、乙密度为3×103kg/m3,它们的边长之比为1:2,甲的边长为10cm,所以h乙=2×10cm=20cm=0.2m,若乙沿水平方向切割一部分高度为h叠放在甲的正上方,
此时甲、乙对地面的压强相等:p′甲=p′乙,则ρℎ(0.2m×0.2m)g+ρ×(0.1m)3g0.1m×0.1m=ρg(0.2m﹣h);
解得h=0.02m=2cm。
答案:3×103;2。
18.(2024•合肥三模)我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m、面积为100cm2的大坝表面受到水的压力为 3000 N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
解:大坝表面受到水的压强为:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
由p=FS得,大坝表面受到水的压力为
F=pS=3×105Pa×100×10﹣4m2=3000N
答案:3000。
19.(2024•南京模拟)如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门A处受到水的压强将 变大 (填“变大”、“不变”或“变小”)。建议汽车不慎驶入水中时,应立即设法从车内逃离,紧急情况下,应挥动逃生锤的 A (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的边角,砸窗逃离。
解:随着水位升高,车门上A处的水深h不断增加,由p=ρgh可知,A处受到水的压强将变大;
由图知,A处比B处受力面积小,所以用A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。
答案:变大;A。
20.(2024•烟台模拟)如图所示,两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体,已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则两容器底部所受液体压强p甲 > p乙,所受液体的压力F甲 > F乙,桌面受到甲、乙容器的压力F′甲 > F′乙。(均选填“>”“=”或“<”)
解:(1)B点的深度大于A点的深度,A、B两点所受液体的压强相等,根据公式p=ρgh可知,甲的密度大于乙的密度,A、B到底部的高度相等,所以A点下面液体产生的压强大于B点下面液体产生的压强;
因为距容器底部h处A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,所以容器底部甲受到的压强大于乙产生的压强,即p甲>p乙;
因为容器底面积相等,由p=FS的变形公式F=pS可知,容器底部甲受到的压力大于乙产生的压力,即F甲>F乙;
(2)甲为柱形容器,则液体对容器底的压力等于该液体的重力,即F甲=G甲液;
乙为“上小下大”的台形容器,容器侧壁对液体也有压力,且液体能传递压力,则液体对容器底的压力大于该液体的重力,即F乙>G乙液;
因为F甲>F乙,所以可知G甲液>G乙液;
两容器的质量相等,由G=mg可知两容器的重力也相等,即G甲容器=G乙容器;
因水平桌面所受容器的压力等于容器和液体的总重力,
则桌面受到甲容器的压力为F′甲=G甲容器+G甲液,桌面受到乙容器的压力为F′乙=G乙容器+G乙液,
所以桌面受到甲、乙容器的压力关系为F′甲>F′乙。
答案:>;>;>。
21.(2024•德州二模)如图所示为同一包密封食品分别在德州市和青藏高原的两张照片,两地温度基本相同。图片 乙 (选填“甲”或“乙”)是在青藏高原拍的,原因是从低海拔地区到高海拔地区,大气压强 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
解:海拔高度越高,大气压强越小,则从低海拔地区到高海拔地区,大气压强变小,在袋内气体压强的作用下,袋内气体体积会变大,包装袋会鼓起一些,所以图乙是在海拔较高的青藏高原拍摄的。
答案:乙;变小。
22.(2024•达州模拟)病人在输液时,考虑到静脉的血压,药水瓶上除了输液管外,另外还插有一根“闲置”的管,管口朝上“敞开”在空气中,如图所示。这是利用 大气压 让药液顺利进入静脉,同时还要保证药水瓶相对针管有一定的高度,血液才不会流到输液管内,说明病人静脉的血压 大于 (填“大于”、“等于”或“小于”)大气压强。
解:加个“闲置”的管后,当瓶内液体流出使得瓶内压强减小时,瓶内气压小于瓶外气压,空气就能从“闲置”的管中进入,以保障输液的顺利进行,加“闲置”的管的目的是利用大气压。
液体压强随着深度的增加而增大,因此还需要保证药水瓶相对针管有一定的高度,血液才不会回流到输液管内,说明病人静脉的血压大于大气压强。
答案:大气压;大于。
三、实验探究题(共3小题)
23.(2024•昆明模拟)某实验小组利用小桌、海绵、砝码等探究“影响压力作用效果的因素”实验,设计了如图所示的装置。
(1)实验时是通过观察 凹陷程度 来比较压力的作用效果,这种实验方法称为 转换 法。
(2)比较甲、乙两图可得压力的作用效果与 压力大小 有关,比较 乙、丙 两图可得压力的作用效果与受力面积有关。
(3)物理学中用 压强 来表示压力的作用效果。
(4)若将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,图丙中海绵受到的压强为p丙,图丁中木板受到的压强为p丁,则p丙 = (选填“>”“<”或“=”)p丁。
(5)如图戊所示,小华将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,发现无论是大块还是小块肥皂对海绵的压强与之前一样,于是得出结论:压力的作用效果与受力面积无关,小华的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 没有控制压力相同 。
解:(1)实验时通过观察泡沫塑料凹陷程度显示压力作用的效果,这叫转换法。
(2)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,比较甲、乙两图可得压力的作用效果与压力大小有关;比较实验的乙、丙两图可得压力的作用效果与受力面积有关;
(3)为了表示压力的作用效果引入了压强概念;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,根据p=FS,则图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙=p丁;
(5)探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变,据如图丁所示,小红将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变小了,她的结论是错误的。
答案:(1)凹陷程度;转换;(2)压力大小;乙、丙;(3)压强;(4)=;(5)错误;没有控制压力相同。
24.(2024•西安模拟)用U形管压强计探究液体内部压强的特点。
(1)如图甲,使用前检查装置是否漏气的方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”);压强计是通过U形管中液面来反映被测压强大小的。
(2)如图乙和丙所示,将金属盒浸没于水中,可以观察到随着金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的 高度差变大 ,由此可知液体内部的压强与 液体深度 有关。
(3)保持金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,观察图丙和丁,小强得出了“在同一深度液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。你认为通过他这样的操作得到的结论是 不正确 的(选填“正确”或“不正确”),原因是 没有保持金属盒所处深度相同 。
(4)如图所示,容器中间用隔板分成左、右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当容器左、右两侧分别加入两种不同的液体A和B,观察到橡皮膜发生了形变,以下判断中正确的是 D 。
A.液体A的密度大于液体B的密度
B.液体A的密度等于液体B的密度
C.液体A的密度小于液体B的密度
D.以上选项均有可能
解:
(1)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(2)金属盒没入水中的深度增大,U形管两边液面的高度差变大,所以在液体密度一定时,液体越深,液体压强越大,所以液体压强与液体深度有关;
(3)保持金属盒的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制深度不变,不能探究液体压强跟密度的关系;
(4)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,故选D。
答案:(1)不漏气;(2)高度差变大;液体深度;(3)不正确;没有保持金属盒所处深度相同;(4)D。
25.(2024•厦门模拟)小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量,其实验步骤如下:
a.先将活塞推至注射器筒的底端,目的是 排尽筒内空气 ,再用橡皮帽封住注射器的小孔;
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图甲所示,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N;
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm;
d.根据测量数据,算出大气压的值;
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽和 刻度尺 ;
(2)根据实验数据计算出的大气压强是 1.2×105 Pa;
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大,对此,小明与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦;
③弹簧测力计的示数没有读准;
④活塞与注射器筒壁不完全密封。
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 ①④ (不定项选择,填写序号);
(4)为了消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,小明采用了如图乙所示的装置,将同一注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯与水的总质量为0.8kg;然后从烧杯中向外缓慢抽水,当抽出0.4kg水时,活塞又开始向右滑动,则所测大气压的值应为 9.6×104 Pa。(g取10N/kg,滑轮间的摩擦和绳重不计)
解:a、将注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是排尽筒内的空气;
b、当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,因此需要记录此时的示数;
c、注射器为圆柱体形状,所以应量出其刻度部分的长度,再读出容积V,则活塞的面积S=VL;
(1)该实验的实验原理是p=FS;实验中要测出注射器的长度,因此除了:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽,还要有刻度尺;
(2)已知注射器容积为2.5mL=2.5cm3,注射器全部刻度的长度L=4cm,
因为注射器为圆柱体,根据V=SL可得,活塞面积:S=VL=2.5cm34cm=0.625cm2;
实验时,弹簧测力计的示数F=7.5N,这就是大气对活塞的压力,
则大气压强:p=FS=×10−4m2=1.2×105Pa;
(3)活塞与注射器筒壁不完全密封,橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体,都会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;活塞与注射器筒壁间有摩擦会导致测量值大于真实值;弹簧测力计的示数没有读准,测量结果可能偏大也可能偏小,故选①④;
(4)当注射器中的活塞开始向左滑动时,G1=0.8kg×10N/kg=8N,
此时活塞受水平向左的拉力F拉、水平向右的大气压力F和摩擦力f,
活塞受到水平向左的拉力为:F拉=G1=8N,
则有:F+f=F拉=8N;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,F拉'=G2=(0.8kg﹣0.4kg)×10N/kg=4N,
此时活塞受水平向左的拉力F拉'、摩擦力f、水平向右的大气压力F,则:F﹣f=F拉'=4N,
两式联立解得:F=6N,f=2N,
大气压强为:p=FS=6N0.625×10−4m2=9.6×104Pa。
答案:a、排尽筒内空气;(1)刻度尺;(2)1.2×105;(3)①④;(4)9.6×104。
四、计算题(共2小题)
26.(2024•北京模拟)如图所示,静止在水平桌面上的物体A悬挂在轻质杠杆的C端,物体B悬挂在D端,杠杆水平平衡。已知:OC:OD=1:2,物体A所受重力GA=50N,物体B所受重力GB=20N,物体A的底面积SA=0.01m2。
求:(1)水平桌面对物体A的支持力N;
(2)物体A对水平桌面的压强p。
解:(1)由题可知物体A在竖直方向上受到竖直向下重力,竖直向上的支持力以及C端的拉力,由于物体A处于静止状态,故其受到向下的力等于向上的力,即为:
G=N+FA;
杠杆D端受到的拉力等于物体B的重力,即为:
FB=GB=20N,
由于杠杆水平平衡,根据杠杆的平衡条件可知:FA•OC=FB•OD,
所以有:FA=ODOC•FB=2FB=2×20N=40N,
所以水平桌面对物体A的支持力为:N=G﹣FA=50N﹣40N=10N;
(2)由相互作用力可知,物体A对桌面的压力为:F=N=10N,
则物体A对水平桌面的压强为:p=FSA=10N0.01m2=1000pa。
答:(1)水平桌面对物体A的支持力N为10N;
(2)物体A对水平桌面的压强p为1000pa。
27.(2024•南宁模拟)如图所示,盛有60kg水的柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器足够高,两容器底部用软细管(体积忽略不计)连通。已知甲、乙容器底面积分别为S甲=0.1m2、S乙=0.3m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)水的重力;
(2)水对容器底部的压强;
(3)小明将体积为0.008m3的实心体A浸没在甲或乙容器中,整个过程中水未溢出,A静止后沉底,小明发现甲、乙容器对地面的压力增加量相等。请判断小明是把A放入甲容器还是乙容器中,并计算出实心体A的密度。
解:(1)水的重力:G水=m水g=60kg×10N/kg=600N;
(2)水的体积:V水=m水ρ水=60kg1×103kg/m3=0.06m3,
则柱形容器中水的深度; ℎ水=V水S水=V水S甲+S乙=+0.3m2=0.15m,
则水对容器底部的压强:p=ρ水gh水=1.0×103kg/m×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(3)因甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,
所以,甲、乙容器中水面始终相平,A放入容器中两边水对容器底部压强的增加量相同,
又因S甲<S乙,由F=pS可知,甲容器中水对容器底的压力增加量小于乙容器中水对容器底的压力增加量,
又因为柱形容器中液体对容器底的压力增加量等于容器中增加的液体的重力,
而容器对地面的压力增加量也等于容器中增加的液体的重力,
所以柱形容器对地面的压力增加量与液体对容器底的压力增加量相等,
设A对容器的压力为F压,
因甲、乙容器对地面的压力增加量相等,
由ΔF压=ΔF水+F压可知,A必须对甲容器底有压力才符合题意,即A放入甲容器;
容器内水面上升的高度:Δℎ=VAS甲+S乙=+0.3m2=0.02m,
水对乙容器底压强的增加量:Δp水=ρ水gΔh=1.0×103kg/m×10N/kg×0.02m=200Pa,
水对乙容器底压力的增加量:ΔF水=Δp求S乙=200Pa×0.3m2=60N,
因物体对水平面的压力和自身的重力相等,且甲、乙容器对地面的压力增加量相等,所以,ΔF甲容=ΔF乙容=G2,
所以A的重力:GA=2ΔF水=2×60N=120N,则由 G=mg=ρVg 可知,
实心体A的密度; ρA=GAVg=120N0.008m3×10N/kg=1.5×103kg/m3。
答:(1)容器中水的体积为0.06m3;
(2)水对容器底部的压强为1500Pa;
(3)因甲、乙的底部用一根轻质细软管连通形成连通器,甲、乙容器中水面始终相平,实心A放入容器中两边水对容器底部压强的增加量相同,因为S甲<S乙,由F=pS可知,甲容器中水对容器底的压力增加量小,而柱形容器对地面的压力增加量与液体对容器底的压力增加量相等,所以放入A后因水的压力增加导致容器对地面的压力增加量甲要小于乙,因此A应放入甲中;小球的密度为1.5×103kg/m3。
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