2022年北京市中考物理专题练-压强
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2022年北京市中考物理专题练5-压强
一.选择题(共18小题)
1.(2021•丰台区二模)如图所示,一个薄壁容器静止在水平桌面上,里面装有水,水面上漂浮一小球,小球静止。已知此时水的深度为10cm,容器的底面积为20cm2,小球的重力为1N,水的重力为3N,容器的重力为2N,g取10N/kg。下列说法正确的是( )
A.水对容器底部的压力是4N
B.水对容器底部的压强是1500Pa
C.容器对水平桌面的压力是5N
D.容器对水平桌面的压强是3000Pa
2.(2021•丰台区二模)下列实例中,为了增大压强的是( )
A.书包带做的很宽
B.图钉帽做的很大
C.吸管的一端做成尖形
D.大型载重汽车有很多个车轮
3.(2021•海淀区校级一模)下列关于压力和压强描述正确的是( )
A.压力和支持力总是一对平衡力
B.钉子尖端面积很小很尖是为了减小压强
C.气体流速大的地方压强大,流速小的地方压强小
D.液体压强与液体密度、深度有关
4.(2021•江岸区模拟)小秋利用砝码、小木桌、海绵等器材,探究“压力的作用效果与哪些因素有关”。如图所示为该实验过程中的情景,下列说法中正确的是( )
A.图甲、乙探究的问题是压力的作用效果与受力面积大小是否有关
B.图甲、丙探究的问题是压力的作用效果与压力大小是否有关
C.由图甲、丙可知,压力的作用效果与压力大小无关
D.由图乙、丙可知,压力的作用效果与受力面积大小有关
5.(2021•门头沟区二模)如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。杯子重2N,高5cm,底面积20cm2;杯内水重0.3N,水深4cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A.水对杯底的压强为500Pa
B.水对杯底的压力为0.8N
C.水杯对桌面的压强为1000Pa
D.水杯对桌面的压力为2N
6.(2021•门头沟区二模)下列实例中,叙述正确的是( )
A.注射器的针头做得很尖是为了增大压强
B.压路机的碾盘做得很重是为了减小压强
C.给机械的滚动轴承加润滑油为了增大摩擦
D.自行车的车胎刻有花纹为了减小摩擦
7.(2021•石景山区一模)关于下列物理情景的解释中正确的是( )
A.船只通过长江三峡的5级船闸,是利用了连通器原理
B.乘车时系好安全带,是为了防止因车的惯性带来的危害
C.拍打衣服时能除去衣服上的灰尘,是利用了衣服的惯性
D.空中匀速下落的小雨滴,只受重力的作用
8.(2021•海淀区校级模拟)在“探究液体内部压强的影响因素”的实验中,进行的实验操作如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲图中U形管左侧液面比右侧液面上方气体压强小
B.比较乙、丙两图可以探究液体压强与液体密度是否有关
C.比较甲、乙两图可以得出液体内部压强与该点到容器底距离有关
9.(2021•平谷区一模)质量为1kg的平底空水桶,底面积为700cm2。水桶内装有30cm深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水对水桶底的压强比水桶对地面的压强小1000Pa。当小明用竖直向上的力F提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为1800Pa。则下列选项正确的是(g取10N/kg)( )
A.水对水桶底的压强是4000Pa
B.水桶内水的质量为28kg
C.F的大小为154N
D.F的大小为126N
10.(2021•东城区一模)水平桌面上放置底面积和质量都相同的两平底容器,甲为圆柱形、乙为圆锥形,甲、乙容器中分别装深度相同、质量相等的不同液体,如图所示。两容器对桌面的压力分别为F甲、F乙;两容器对桌面的压强分别为p甲、p乙;两容器中的液体对容器底部的压力分别为F′甲、F′乙;两容器中的液体对容器底部的压强分别为p′甲、p′乙。下列说法正确的是( )
A.F甲<F乙 B.F′甲=F′乙 C.p甲=p乙 D.p′甲<p′乙
11.(2021•顺义区一模)汽车是人们常用的交通工具,下列与汽车有关的说法中正确的是( )
A.汽车轮胎上制有花纹,是为了减小摩擦
B.载重汽车的车轮做得比较宽,是为了减小载重汽车对路面的压强
C.驾驶员系好安全带,遇到紧急情况刹车时就可以减小他受到的惯性
D.汽车拉拖车在水平公路上沿直线匀速行驶时,车只受到重力和路面的支持力作用
12.(2021•东城区校级模拟)如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。若沿竖直方向切去相同的质量(切去后甲乙都有剩余),并将切去部分分别叠放在对方剩余部分上方,则甲、乙对地面压力的变化量△F甲、△F乙和压强变化量△p甲、△p乙的关系是( )
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•海淀区校级模拟)关于压强,下列说法正确的是( )
A.在气体和液体中,流速越大的位置,压强越大
B.最早证明大气压强存在的科学家是托里拆利
C.菜刀磨得很锋利是为了减小压强
D.拦河坝建成上窄下宽,是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大
14.(2021•北京二模)图所示的实例中,目的为了增大压强的是( )
A. 书包的背带做得很宽 B.剪刀刃做得很薄
C.火车铁轨下铺枕木 D.坦克的履带做得很宽
15.(2021•海淀区校级模拟)如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入质量相等的水,三个容器底部所受水的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
16.(2021•北京模拟)如图为装满液体的封闭容器。设液体对容器底的压强为p1,压力为F1,容器对桌面的压强为p2,压力为F2,如果不计容器自重,则( )
A.p1=p2 F1=F2 B.p1>p2 F1=F2
C.p1<p2 F1=F2 D.p1>p2 F1>F2
17.(2021•北京模拟)如图所示的四个实例中,目的是为了增大压强的是( )
A.纪念碑的基座建的很宽 B.注射器针头做的很尖
C.书包带做得较宽 D.坦克装有较宽的履带
18.(2021•平谷区二模)下列现象中不能用“压强和流速的关系”解释的是( )
A.两艘船并排高速行驶时容易发生相撞事故
B.汽车的安全气囊在紧急情况时自动弹出
C.地铁站台边设置黄色警示线保证乘客安全
D.飞机机翼设计成上部凸起的流线型获得升力
二.实验探究题(共6小题)
19.(2021•丰台区二模)小珍和小强利用微小压强计探究液体内部的压强特点。
(1)小强认为装置中连有橡皮管的U形管就是一个连通器,你认为小强的看法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(2)小强试着用不同大小的力按压金属盒表面的橡皮膜,如图甲所示。当用较大的力按压时,橡皮膜受到的压强较大,发现此时U形管两侧的液面高度差 (选填“较大”或“较小”);
(3)小珍将探头先后放在同一容器中液体的A、B两点处,U形管两侧液面高度情况分别如图乙、丙所示。他由此判断出A、B两处的压强大小关系为pA pB(选填“大于”“等于”或“小于”),由此可以得到液体内部的压强与 有关;
(4)对于小珍的实验,小强认为是由于B处上方液体的质量较大导致该处的液体压强较大,请你添加适当的器材设计实验证明小强的说法是错误的。
20.(2021•北京二模)小京同学用微小压强计探究“液体压强与液体密度的关系”。
(1)实验前检验微小压强计是否漏气的方法是 。
(2)检验后,他向水平桌面上的两个相同容器中装入甲、乙两种液体,如图所示,应将压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的 (选填“相同”或“不同”)深度处,观察U形管中两次液面的高度差。
(3)实验发现,在乙液体中微小压强计两侧液面高度差较大,则液体压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”); 液体密度较大(选填“甲”或“乙”)。
21.(2021•东城区二模)小东利用微小压强计、刻度尺和装有适量水的圆柱形塑料水桶做“研究液体内部压强”的实验。
(1)实验前小东检查装置是否漏气。当他用手指轻轻按压探头的橡皮膜时,发现U形管中相平的液面的出现 ,说明该装置不漏气;
(2)小东想探究液体内部同一深度不同方向的压强是否相同。他将微小压强计的探头放入水中某一深度,改变 ,观察到微小压强计U形管两侧液面高度差不变;
(3)小东将探头先后放入圆柱形塑料水桶中的A、B两位置,A、B到水面的距离不同,实验现象如图甲、乙所示。则可以判断出A、B两处的压强 (选填“相同”或“不同”)。由此可得结论:液体内部的压强与 有关。
22.(2021•门头沟区二模)如图所示,实验桌上有如下器材:边长不同的正方体铁块A、B,小桌一个,海绵一块,钩码若干。请自选上述实验器材,设计一个实验证明:“压力的作用效果与受力面积大小有关”。请写出实验步骤(可配图进行说明)。
23.(2021•门头沟区一模)如图所示,是小强同学用压强计探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,通过观察微小压强计U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受 。
(2)比较图甲、乙,探究的问题是“液体内部压强与 是否有关?”。
(3)如图甲、丙实验中,他保持“探头”在两种液体中的位置不变,观察到U形管两端液面的高度差不同。该实验可以验证“液体内部压强与 有关”。
24.(2021•房山区一模)水平桌上有两只大烧杯,分别盛有水和盐水,已知ρ盐水>ρ水。小磊打算用压强计把它们区别开,方法如下:如图所示,将压强计的探头先后浸没到甲、乙两杯液体中,记下压强计U形管两侧的液柱高度差分别为h甲和h乙。他发现h甲>h乙,于是得出甲杯中盛的是乙盐水。
小明思考后发现小磊的结论存在问题,原因是 。同时提出了新的区分方法,请将下面小明的方法补充完整:
将压强计的探头先后浸没到甲、乙两杯液体中,使压强计U形管两侧的液柱高度差h甲′=h乙′,比较 ,则 的一定是盐水。
三.计算题(共5小题)
25.(2021•西城区一模)某科技小组通过实验研究“物体处于平衡状态时支持力FN跟拉力FT的关系”。如图1所示,他们将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个系有细线的边长为10cm的正方体合金块放置在电子秤托盘中央,再用数字测力计竖直向上拉合金块。他们根据实验数据绘制了FN随FT变化的图像,如图2所示。
请你:(1)画出合金块受力示意图;
(2)计算合金块受到的重力G;
(3)当FT=14.5N时,计算合金块对电子秤产生的压强p。
26.(2020•东城区二模)一个底面积为5×10﹣2m2圆柱形平底容器。放在水平桌面上如图所示。在容器内放入一个底面积为2×10﹣2m2、高为0.15m的圆柱形物块,且与容器底不完全密合。已知物块的平均密度为0.8×103kg/m3.(g取10N/kg)求:
(1)物块对容器底的压强p;
(2)向容器内缓慢注水,当物块对容器底的压强恰好为零时,注水的质量m水是多少。
27.(2020•通州区一模)正方体物块A的边长为10cm,正方体物块B的边长为20cm,现将物块A放在水平地面上,物块B叠放在物块A的正上方,如图所示。已知物块A的密度为2×103kg/m3,物块B的重力是80N,g取10N/kg。求:
(1)物块A的重力GA;
(2)物块A对地面的压强pA。
28.(2020•西城区校级模拟)有一个如图所示的两端开口的弯管形容器,从粗端向容器中灌水,在细端用一个横截面积是0.01m2的活塞堵住,活塞可在细管内无摩擦地滑动。当H=30cm,h=10cm时,在活塞上放置一个重力是12N的重物,活塞静止。(g取10N/kg)
求:(1)水对活塞的压强;
(2)活塞的重力。
29.(2020•延庆区一模)如图甲所示,是我国著名民营企业生产的力帆100E型电动微型轿车。轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶1min所通过的路程为720m。已知轿车总质量m=600kg。受到的阻力f大小恒为轿车总重的0.1倍,轮胎与路面接触的总面积S=3×10﹣2m2.求:
(1)请在图乙上画出汽车受力的示意图。
(2)轿车的运动速度。
(3)轿车受到的牵引力。
(4)轿车对路面产生的压强。
2022年北京市中考物理专题练5-压强
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题)
1.【解答】解:AB、容器形状不规则,水对容器底部的压强为:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
由公式p=FS可得:水对容器底部的压力为:F水=p水S=1000Pa×20×10﹣4m2=2N,故A、B错误;
C、容器对水平桌面的压力大小等于容器、水和小球的总重力,即:F容=G容+G水+G球=2N+3N+1N=6N,故C错误;
D、容器对水平桌面的压强为:p容=F容S=6N20×10−4m2=3000Pa,故D正确。
故选:D。
2.【解答】解:
A、书包带做的很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A不符合题意。
B、图钉帽做的很大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B不符合题意。
C、吸管的一端做成尖形,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C符合题意。
D、大型载重汽车有很多个车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,保护路基,故D不符合题意。
故选:C。
3.【解答】解:A、压力和支持力不一定符合平衡力的条件,所以不一定是平衡力,故A错误;
B、钉子尖很尖是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B错误;
C、流体压强与流速的关系:气体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大,故C错误;
D、根据液体压强公式p=ρgh,可知液体压强只与液体密度和液体深度有关,故D正确。
故选:D。
4.【解答】解:AD、要探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力相同,受力面积不同,因此,可以选用乙、丙两次实验,故A错误;D正确;
B、甲、丙两图中,压力大小和受力面积均不同,不符合控制变量法的要求,不能探究压力的作用效果与压力大小是否有关,故B错误;
C、由图甲、丙可知,压力大小和受力面积均不同,不符合控制变量法的要求,不能得到压力的作用效果与压力大小无关。故C错误。
故选:D。
5.【解答】解:(1)杯内水的深度:h=4cm=0.04m,
水对杯底的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;
杯子的底面积:S=20cm2=20×10﹣4m2,
由p=FS可得,水对杯底的压力:
F水=p水S=400Pa×20×10﹣4m2=0.8N,故A错误、B正确;
(2)水杯对桌面的压力:
F=G水+G杯=0.3N+2N=2.3N,
水杯对桌面的压强:
p=FS=2.3N20×10−4m2=1150Pa,故CD错误。
故选:B。
6.【解答】解:A、注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故A正确;
B、压路机的碾盘做得很重,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B错误;
C、给机械的滚动轴承加润滑油,是通过使接触面脱离的方法减小摩擦力,故C错误;
D、自行车的车胎刻有花纹,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D错误。
故选:A。
7.【解答】解:
A、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,船只才能通航;即船闸是利用了连通器原理工作的,故A正确;
B、驾驶员开车时要系好安全带,主要是为了防止紧急刹车时由于人的惯性带来的危害,故B错误;
C、拍打衣服前,衣服和灰尘都处于静止状态,当拍打时,衣服处于运动状态,灰尘由于惯性还要保持原来的运动状态,所以灰尘脱离衣服,故C错误;
D、空中匀速下落的小雨滴,受到的重力和空气的阻力的作用,这两个力是一对平衡力,故D错误。
故选:A。
8.【解答】解:A、由图甲知,左边的液面较低,说明左边液面受到的压强大于右边液面受到的大气压,故A错误;
B、比较乙、丙两图可知深度相同,液体的密度不同,可以探究液体压强与液体密度是否有关,故B正确;
C、比较图甲和图乙,两杯中的液体密度相同、金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,可以初步得出液体内部压强与该点到液面的距离有关,故C错误。
故选:B。
9.【解答】解:A、水桶内水深h=30cm=0.3m,
水对桶底的压强为:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,故A错误;
B、水桶对地面的压强为:
p′=3000Pa+1000Pa=4000Pa,
由p=FS可得,地面受到水桶的压力大小:
F′=p′S=4000Pa×700×10﹣4m2=280N,
水和水桶的总重力为:
G总=F′=280N,
水和水桶的总质量为:
m总=G总g=280N10N/kg=28kg,
水的质量为:
m水=m总﹣m桶=28kg﹣1kg=27kg,故B错误;
CD、当小明用竖直向上的力F提水桶时水桶对地面的压强为p″=1800Pa,
则此时桶对地面的压力:
F″=p″S=1800Pa×700×10﹣4m2=126N,
所以此时拉力:
F=G总﹣F″=280N﹣126N=154N,故C正确、D错误。
故选:C。
10.【解答】解:AD、两容器的质量相等,且两容器内液体的质量相等,则容器和液体的总重力也相等,容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,所以容器对桌面的压力F甲=F乙,两容器底面积也相同,由p=FS可知,容器对桌面的压强:p甲=p乙,故A错误,C正确;
BC、两容器的底面积相同,液体深度相同,则甲中液体的体积小于乙中液体的体积;因为两液体的质量相同,所以根据ρ=mV知ρ甲>ρ乙;两容器中液体的深度相同,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲′>p乙′;因为两容器的底面积相同,由F=pS可知液体对容器底部的压力F甲′>F乙′,故BD错误。
故选:C。
11.【解答】解:A、汽车轮胎上制有花纹,是通过增大接触面粗糙程度,来增大摩擦,故A错误。
B、载重汽车的车轮做得比较宽,是通过增大受力面积来减小汽车对路面的压强,故B正确。
C、驾驶员的惯性大小只跟驾驶员的质量有关,跟速度无关,故C错误。
D、汽车拉拖车在水平公路上沿直线匀速行驶时,拖车受到竖直方向上的重力和支持力,也受到水平方向的拉力和摩擦力,故D错误。
故选:B。
12.【解答】解:(1)水平地面上放置的物体,对地面的压力等于重力;
若沿竖直方向切去相同的质量,并将切去部分分别叠放在对方剩余部分上方,甲、乙对地面的压力分别等于甲、乙的重力,因此甲乙对地面的压力仍等于自身重力,即甲乙对地面压力的变化量均为零,故△F甲=△F乙;
(2)因为甲、乙对地面的压强相等,所以由p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSℎgS=ρgh可得:
p甲:p乙=ρ甲gh甲:ρ乙gh乙=1:1,即ρ甲ρ乙=ℎ乙ℎ甲;
设甲切去部分的底面积为S甲′,乙切去部分的底面积为S乙′
由m=ρV=ρSh可得,ρ甲S甲′h甲=ρ乙S乙′h乙,即S'甲S'乙=ρ乙ℎ乙ρ甲ℎ甲=ℎ甲ℎ乙×ℎ乙ℎ甲=1:1,
则S甲﹣S甲′>S乙﹣S乙′,
则△p甲=G甲切S甲−S'甲;
△p乙=G乙切S乙−S'乙;
又因为G甲切=G乙切,所以△p甲<△p乙。
故选:B。
13.【解答】解:
A、根据流体压强和流速的关系可知,在气体和液体中,流速越大的位置,压强越小,故A错误;
B、最早证明大气压强存在的不是托里拆利实验,而是马德堡半球试验,故B错误;
C、菜刀磨得很锋利,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故C错误;
D、是由于密度不变时,液体压强随深度的增加而增大,所以拦河大坝建成上窄下宽的形状,故D正确。
故选:D。
14.【解答】解:A、书包的背带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不合题意;
B、剪刀刃做得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B符合题意;
C、火车铁轨下铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故C不合题意;
D、坦克的履带做得很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不合题意。
故选:B。
15.【解答】解:如图三容器装入相同质量的水,
∵容器的底面积相同,
∴三容器内水的深度:h甲>h乙>h丙,
又∵p=ρgh,
∴容器底部受到水的压强p甲>p乙>p丙;
∴由p=FS得F=pS可知,三个容器底部所受水的压力甲最大。
故选:A。
16.【解答】解:液体对容器底的压力F1大于液体的重力G;固体能够传递压力,在不计容器自重时,容器对桌面的压力F2等于液体的重力G.所以F1>F2。
液体对容器底的压强P1=F1S,容器对桌面的压强为P2=F2S=GS.所以p1>p2。
故选:D。
17.【解答】解:压强的大小与压力大小和受力面积有关;增大压强的方法有:增大压力、减小受力面积。
A、纪念碑的基座建得很宽,是通过增大受力面积的方法减小对地面的压强;故A错误;
B、注射器针头做的很尖;是通过减小受力面积的方法增大压强;故B正确;
C、书包带做得较宽,是增大了书包带的面积,从而减小了压强;故C错误;
D、坦克装有较宽的履带,增大了与地面的接触面积,从而减小了对地面的压强;故D错误;
故选:B。
18.【解答】解:A、两艘船并排高速行驶时,两艘船之间的水流流速大压强小,容易发生相撞事故,不符合题意;
B、汽车急刹车时,汽车急剧减速,司机由于惯性仍保持原来的运动状态向前运动,这样就会撞到前面的方向盘上,对司机造成伤害。安全气囊在此时自动充气弹出,增大了受力面积,从而减小了对司机的压强,避免造成人体伤害。不能用“压强和流速的关系”解释,符合题意;
C、人离列车太近时,高速列车行驶过程中,使人和列车之间的空气流动速度很大,压强很小,人外侧的压强不变,人在内外压强差的作用下,被压向列车出现事故,不符合题意;D、飞机机翼上部凸起,在机翼上方的空气流速快压强小,在机翼下方的空气流速慢压强大,便形成向上的升力,不符合题意;
故选:B。
二.实验探究题(共6小题)
19.【解答】解:(1)上端开口下端连通的容器叫做连通器,而微小压强计U形管的左侧封闭,所以小强的说法是错误的;
(2)U形管压强计左右两管中液面相平,液面上方的压强相等。用手指轻压橡皮膜,橡皮膜所受的压强较小,两管液面高度差较小。用手指稍重一些压橡皮膜,橡皮膜所受的压强较大,两管液面高度差较大;
(3)装置调整好后,小珍将探头先后放在同一容器中液体的A、B两点处,U形管两侧液面高度情况分别如图甲、乙所示,B点深度大,图乙中U形管两边液柱的高度差大,则A、B两处的压强大小关系为pA小于pB;由此分析可以得到,液体内部的压强与深度有关;
(4)添加一个横截面积较大的烧杯,将微小压强计的探头放到横截面积较大的烧杯中,向其中倒入适量的水,记录探头的深度,以及微小压强计U形管两侧液面高度差△h。将微小压强计放入到横截面积较小的另一个烧杯中的同一深度处,记录此时微小压强计U形管两侧液面高度差△h’。发现△h=△h’,说明小强的说法是错误的。
故答案为:(1)错误;微小压强计U形管的左侧封闭;
(2)较大;
(3)小于;深度;
(4)添加一个截面积较大的烧杯,将微小压强计的探头放到截面积较大的烧杯中,向其中倒入适量的水,记录探头的深度,以及微小压强计U形管两侧液面高度差△h。将微小压强计放入到截面积较小的另一个烧杯中的同一深度处,记录此时微小压强计U形管两侧液面高度差△h’。发现△h=△h’,说明小强的说法是错误的。
20.【解答】解:(1)检测微小压强计是否漏气的方法用手轻轻按压几下橡皮膜,若U形管中液体能灵活升降,说明不漏气。
(2)影响液体内部压强大小的因素有深度和液体的密度,用微小压强计探究“液体压强与液体密度的关系”,应控制液体深度相同,因此压强计的探头在两液体中的深度是相同的。
(3)实验发现,在乙液体中微小压强计两侧液面高度差较大,说明乙中的压强更大,这说明液体压强与液体密度有关。
已知液体深度相同,乙中的压强更大,由p=ρgh可知,乙液体密度较大。
故答案为:(1)用手挤压微小压强计的橡皮膜,若U形管中液体能灵活升降,说明不漏气;(2)相同;(3)有关;乙。
21.【解答】解:
(1)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)探究液体内部同一深度不同方向的压强是否相同时,需要控制液体的密度像,深度相同,改变探头的方向,观察到微小压强计U形管两侧液面高度差不变;
(3)根据甲、乙可知,液体的密度相同,深度不同,甲中U形管液面的高度差要小于乙中U形管液面的高度差,这说明A处的压强小于B处的压强,故结论为:液体内部的压强与深度有关。
故答案为:(1)高度差;(2)探头的方向;(3)不同;深度。
22.【解答】答:(1)将物体A放在水平桌面上的海绵上,把物体B叠放在物体A上,观察海绵形变的程度;
(2)再将物体B放在水平桌面上的海绵上,把物体A叠放在物体B上,观察海绵形变的程度;
(3)对比两次海绵形变的程度,若两次海绵形变的程度不同,说明“压力的作用效果与受力面积大小有关”
23.【解答】(1)实验中,通过观察微小压强计U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小;
(2)甲、乙两图,液体的种类相同,探头在液体中的深度不同,所以探究的问题是“液体内部压强与液体深度是否有关;
(3)甲、丙实验中,保持“探头”在两种液体中的位置不变,两种液体的密度不同,U形管两端液面的高度差不同,说明液体内部压强与液体的密度有关。
故答案为:(1)压强;(2)液体深度;(3)液体密度。
24.【解答】解:大烧杯中分别盛有水和盐水,已知ρ盐水>ρ水,小磊将压强计的探头先后浸没到甲、乙两杯液体中,由图甲和图乙可以看出,探头在两种液体中的深度不同,所以小磊无法判断哪杯使盐水。
利用控制变量法,小磊下一步的实验思路应该是将压强计的探头先后浸没在甲、乙两杯液体中,若使压强计U形管两侧的液柱高度差h甲′=h乙′,即探头受到的压强相等,根据p=ρgh可知:探头在液体中的深度较小的一定是盐水。
故答案为:没有控制探头在两种液体中的深度相同;探头在两种液体中的深度;探头在液体中的深度较小。
三.计算题(共5小题)
25.【解答】解:(1)对合金块受力分析可知,受到竖直向上的拉力FT和支持力FN、竖直向下重力G作用处于平衡状态,
合金块受力示意图如下图所示;
(2)由图2可知,支持力FN跟拉力FT的关系是一次函数,可设为FN=kFT+b,
把FN=12N、FT=4N和FN=2N、FT=14N代入可得:
12N=k×4N+b,2N=k×14N+b,
联立等式可得:k=﹣1,b=16N,
则FN=﹣FT+16N,
当FT=0N时,FN=16N,此时物体受到的支持力和重力是一对平衡力,二力大小相等,
则合金块受到的重力G=FN=16N;
(3)当FT=14.5N时,FN′=﹣FT′+16N=﹣14.5N+16N=1.5N,
因合金块对电子秤的压力和电子秤对合金块的支持力是一对相互作用力,
所以,金块对电子秤的压力F=FN′=1.5N,
合金块的底面积S=L2=(10cm)2=100cm2=10﹣2m2,
合金块对电子秤产生的压强p=FS=1.5N10−2m2=150Pa。
答:(1)合金块受力示意图如上图所示;
(2)计算合金块受到的重力为16N;
(3)当FT=14.5N时,合金块对电子秤产生的压强为150Pa。
26.【解答】解:(1)圆柱形物块的体积:
V=Sh=2×10﹣2m2×0.15m=3×10﹣3m3,
由ρ=mV可得,物块的质量:
m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10﹣3m3=2.4kg,
物块对容器底的压力:
F=G=mg=2.4kg×10N/kg=24N,
物块对容器底的压强:
p=FS=24N2×10−2m2=1200Pa;
(2)当物块对容器底的压强恰好为零时,物块处于漂浮状态,
则物块受到的浮力F浮=G=24N,
由F浮=ρgV排可得,物块排开水的体积:
V排=F浮ρ水g=24N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.4×10﹣3m3,
此时容器内水的深度:
h水=V排S=2.4×10−3m32×10−2m2=0.12m,
容器内注入水的体积:
V水=(S容﹣S)h水=(5×10﹣2m2﹣2×10﹣2m2)×0.12m=3.6×10﹣3m3,
则注入水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×3.6×10﹣3m3=3.6kg。
答:(1)物块对容器底的压强为1200Pa;
(2)向容器内缓慢注水,当物块对容器底的压强恰好为零时,注水的质量是3.6kg。
27.【解答】解:
(1)物块A的体积:
VA=(0.1m)3=0.001m3,
由ρ=mV可得物体A的质量:
mA=ρAVA=2×103kg/m3×0.001m3=2kg;
物块A的重力:
GA=mAg=2kg×10N/kg=20N;
(2)两物块叠放后,物块A对地面的压力:
FA=GA+GB=20N+80N=100N,
受力面积SA=(0.1m)2=0.01m2,
物块A对地面的压强:
pA=FASA=100N0.01m2=1×104Pa。
答:(1)物块A的重力为20N;
(2)物块A对地面的压强为1×104Pa。
28.【解答】解:
(1)活塞下表面所处的深度:h水=H﹣h=0.3m﹣0.1m=0.2m,
水对活塞下表面的压强:
p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)水对活塞下表面的压力:
F=p水S=2×103Pa×0.01m2=20N,
因为活塞和砝码静止,
所以水对活塞下表面的压力等于砝码和活塞受到的重力之和,
即F=G码+G塞,
则活塞的重力:
G塞=F﹣G砝=20N﹣12N=8N。
答:(1)水对活塞的压强为2×103Pa;
(2)活塞的重力为8N。
29.【解答】解:(1)轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶时,水平方向受到的牵引力和阻力、竖直方向受到的重力和支持力的作用处于平衡状态,汽车受力的示意图如下图所示:
(2)轿车的运动速度:
v=st=720m60s=12m/s;
(3)轿车的重力:
G=mg=600kg×10N/kg=6000N,
因轿车载着乘客在水平公路上匀速直线行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,轿车受到的牵引力F牵=f=0.1G=0.1×6000N=600N;
(4)轿车对路面的压力:
F=G=6000N,
轿车对路面产生的压强:
p=FS=6000N3×10−2m2=2×105Pa。
答:(1)如上图所示;
(2)轿车的运动速度为12m/s;
(3)轿车受到的牵引力为600N;
(4)轿车对路面产生的压强为2×105Pa。
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