1.“網(wǎng)絡(luò)式”復(fù)習(xí)法:即采用章、節(jié)、標(biāo)題、要點(diǎn)四個(gè)層次對(duì)教材進(jìn)行梳理;
2.提高“回頭率”:為了防止遺忘,就要采用提高“回頭率”的`方法,即看完一節(jié)、一章、一部分之后,再回頭掃視一遍,這樣知識(shí)得到了系統(tǒng)的鞏固,效果很好;
3.“空想法”:所謂空想法就是不看課本回想看過(guò)的內(nèi)容;或看課本的大綱填充細(xì)節(jié);
4.樹(shù)形圖:選出一本較有代表性的參考書(shū),通讀全書(shū)后,理出該領(lǐng)域研究的主要線(xiàn)索。
5.梳理錯(cuò)題法:把綜合復(fù)習(xí)階段做過(guò)的所有習(xí)題重新瀏覽一遍;
6.“齊頭并進(jìn)”法:在復(fù)習(xí)過(guò)程中,由于要復(fù)習(xí)的學(xué)科多,所以必須合理安排時(shí)間。
第09章 壓強(qiáng)(易錯(cuò)模擬題匯編)
一、選擇題
1.(2022?上海模擬)如圖,甲、乙兩人在完全相同的沙灘散步,留下深淺相同、大小不同的腳印。則甲( )
A.所受的重力較大B.所受的重力與乙的相等
C.對(duì)沙灘的壓強(qiáng)較大D.對(duì)沙灘的壓強(qiáng)較小
解:
A、因?yàn)榧滓夷_印的深淺程度相同,說(shuō)明兩者的壓強(qiáng)相同,根據(jù)G=F=pS,受力面積大的物體壓力大,水平地面的物體對(duì)水平面的壓力等于物體的重力,所以甲受到的重力大于乙受到的重力故,A正確;
B、甲受到的重力大于乙受到的重力,故B錯(cuò)誤;
CD、由于甲乙在沙灘上留下的腳印深淺相同,說(shuō)明壓力的作用效果相同,即甲乙對(duì)沙灘的壓強(qiáng)相等,故CD錯(cuò)誤。
答案:A。
2.(2022?自貢模擬)如圖甲是ab兩種不同物質(zhì)質(zhì)量和體積的關(guān)系圖像,如果用質(zhì)量相等的ab兩種物質(zhì)分別制成M、N兩個(gè)底面積不同、高度相同的實(shí)心圓柱體放置在水平地面上(如圖乙),則a、b兩種物質(zhì)密度之比和M、N兩圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)之比分別為( )
A.2:1;2:1B.1:2;1:2C.2:1;1:1D.1:2;1:1
解:(1)由圖象可知,a物質(zhì)的密度為:
ρa(bǔ)=maVa=,
b物質(zhì)的密度為:
ρb=mbVb=,
a、b兩種物質(zhì)密度之比:
ρa(bǔ)ρb=8g/cm34g/cm3=2:1;
(2)圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為:p=FS=GS=mgS=ρgVS=ρgS?S=ρgh,
由于M、N的高度相同,所以M、N兩圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)之比:
pMpN=ρa(bǔ)g?ρbg?=ρa(bǔ)ρb=21,故A正確。
答案:A。
3.(2022?天津模擬)2022年北京冬奧會(huì)上,武大靖參加500m短道速滑,武大靖穿著冰刀雙腳在冰面上滑動(dòng),已知武大靖連同裝備總質(zhì)量為70kg,則武大靖滑動(dòng)時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)約為( )
A.7×105PaB.7×104PaC.3.5×104PaD.3.5×105Pa
解:武大靖和裝備的總重力:
G=mg=70kg×10N/kg=700N;
武大靖對(duì)冰面的壓力:
F=G=700N,
滑動(dòng)時(shí)受力面積約為:S=10cm2=1×10﹣3m2,
冰面受到的壓強(qiáng):
p=FS=700N1×10?3m2=7×105Pa。
答案:A。
4.(2022?杭州模擬)如圖所示的各種措施中,屬于增大壓強(qiáng)的是( )
A.軌道鋪在枕木上 B.切菜刀磨得鋒利
C.書(shū)包帶做得很寬 D.單板滑雪
解:
A、鐵軌鋪在枕木上是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積減小火車(chē)對(duì)路基的壓強(qiáng),故A不符合題意。
B、切菜刀磨得鋒利,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),故B符合題意。
C、書(shū)包帶做得很寬,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積減小對(duì)人的壓強(qiáng),故C不符合題意。
D、單板滑雪,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積減小對(duì)雪地的壓強(qiáng),防止陷入雪中,故D不符合題意。
答案:B。
5.(2022?揚(yáng)州模擬)如圖兩質(zhì)量分布均勻、體積相等的實(shí)心圓柱A、B靜止在水平地面上,它們對(duì)水平地面的壓強(qiáng)pA>pB,現(xiàn)采取以下方案對(duì)其切割,則剩余部分對(duì)地面壓強(qiáng)的變化圖像正確的是( )
A.①②B.②③C.③④D.②④
解:
已知A、B兩圓柱體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)pA>pB,由圖知hA<hB,根據(jù)p=FS=GS=mgS=ρgVS=ρgS?S=ρgh可知ρA>ρB;
由于A、B的體積相等,則由公式m=ρV可知mA>mB;
①若沿豎直方向切去相同的寬度Δd,因圓柱體的高度和密度不變,則根據(jù)p=ρgh可知剩余部分對(duì)地面的壓強(qiáng)不變,仍為pA>pB,所以圖像為平行于橫軸的直線(xiàn),且pA的圖線(xiàn)在上面,故①錯(cuò)誤;
②若沿水平方向切去相同的厚度Δh,因ρA>ρB,則根據(jù)p=ρgh知A對(duì)地面的壓強(qiáng)減小得較快,由于A的高度小,所以A先切完(即A對(duì)地面的壓強(qiáng)先減小為0),故②正確;
③若沿水平方向切去相同的質(zhì)量Δm,A、B減小的壓強(qiáng)為:ΔpA=ΔmgSA,ΔpB=ΔmgSB,由于SA>SB,所以圓柱體A對(duì)地面的壓強(qiáng)減小得較慢,圓柱體B對(duì)地面的壓強(qiáng)減小得較快,由于B的質(zhì)量小,所以B先切完(即B對(duì)地面的壓強(qiáng)先減小為0),故③正確;
④若沿水平方向切去相同的體積ΔV,且A、B的體積相等,當(dāng)切去的體積等于圓柱體的體積時(shí),pA、pB同時(shí)為零,圖像上pA、pB不能同時(shí)為零,故④錯(cuò)誤。
綜上所述②③正確。
答案:B。
6.(2022?營(yíng)口模擬)水的密度是隨溫度變化的,4℃時(shí)水的密度最大。圖甲容器中裝有適量水,當(dāng)水溫從0℃升高到15℃的過(guò)程中,水的質(zhì)量不變,不考慮容器的熱脹冷縮,下列選項(xiàng)中能正確反映圖中容器底部受到水的壓強(qiáng)p和水溫t之間關(guān)系的是( )
A. B. C. D.
解:因?yàn)樗哂蟹磁蛎浶再|(zhì),當(dāng)水溫從0℃升到15℃時(shí),水的密度ρ先變大后變??;水的質(zhì)量不變,容器的底面積不變,根據(jù)m=ρV=ρSh可知容器中水先下降后上升,利用p=ρgh無(wú)法判斷容器底受到水的壓強(qiáng)p如何變化,當(dāng)水溫從0℃升到15℃時(shí),水的質(zhì)量不變,處于規(guī)則容器中,則水對(duì)容器底部的壓力等于水的重力,根據(jù)p=FS=GS=mgS可知,當(dāng)水溫從0℃升到15℃時(shí),容器底受到水的壓強(qiáng)p不變,故ABC不符合題意,D符合題意。
答案:D。
7.(2022?瀘州模擬)如圖所示,小龍同學(xué)學(xué)習(xí)了壓強(qiáng)知識(shí)后,就想利用家中的小桶來(lái)實(shí)際測(cè)算一下,于是他用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出了小桶重為2N,又用數(shù)學(xué)方法測(cè)出了平底圓形桶底的底面積為60cm2,現(xiàn)將小桶放在水平地面上,并將22N的水倒入桶中,測(cè)出水深30cm。根據(jù)以上數(shù)據(jù)他計(jì)算出了四個(gè)結(jié)果,其中下列計(jì)算錯(cuò)誤的是(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)( )
A.地面受到小桶的壓力為24N
B.桶底受到水的壓力為22N
C.地面受到小桶的壓強(qiáng)為4000Pa
D.桶底受到水的壓強(qiáng)為3000Pa
解:
AB、因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,地面受到小桶的壓力:
F′=G水+G小桶=22N+2N=24N,故A正確;
地面受到小桶的壓強(qiáng):
p'=F′S=24N60×10?4m2=4000Pa,故B正確
CD、小桶內(nèi)水的深度:
h=30cm=0.3m,
桶底受到水的壓強(qiáng):
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,故D正確;
由p=FS可得,桶底到受到水的壓力:
F=pS=3000Pa×60×10﹣4m2=18N,故B錯(cuò)誤。
答案:B。
8.(2022?陽(yáng)江模擬)如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙、丙三個(gè)平底容器,分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說(shuō)法正確的是( )
A.容器對(duì)桌面的壓力:F甲=F乙=F丙
B.容器對(duì)桌面的壓強(qiáng):p′甲<p′乙<p′丙
C.液體的密度:ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng):p甲=p乙=p丙
解:AB、容器對(duì)桌面的壓力等于容器的重力與液體的重力之和,而兩容器和甲、乙兩種液體質(zhì)量相等,所以三容器的總重力相等,所以容器對(duì)桌面的壓力相等,即F甲=F乙=F丙,故A正確;
因兩容器底面積相同,且F甲=F乙=F丙,由p=FS可知,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p甲′=p乙′=p丙′,故B錯(cuò)誤;
CD、根據(jù)題圖可知,甲、乙、丙液體的質(zhì)量相等,丙液體的體積最大,其次是乙的體積,甲的體積最大,根據(jù)ρ=mV可知,甲的密度最大,丙的密度最小,即ρ甲>ρ乙>ρ丙,故C錯(cuò)誤;
因液體深度相同,且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以由p=ρgh可知,p甲>p乙>p丙,故D錯(cuò)誤。
答案:A。
9.(2022?大連模擬)如圖所示,完全相同的兩個(gè)容器中分別裝入甲、乙兩種不同的液體,下列分析正確的是( )
A.若甲乙液體的質(zhì)量相等,則A點(diǎn)的壓強(qiáng)等于B點(diǎn)的壓強(qiáng)
B.若甲乙液體的質(zhì)量相等,則C點(diǎn)的壓強(qiáng)小于D點(diǎn)的壓強(qiáng)
C.若甲乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,則甲液體的質(zhì)量等于乙液體的質(zhì)量
D.若甲乙液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,則甲液體的質(zhì)量小于乙液體的質(zhì)量
解:A、由圖可知,甲、乙兩容器內(nèi)液體的體積關(guān)系為V甲液>V乙液,因兩容器中的液體質(zhì)量相等,所以由m=ρ液V可知,兩容器內(nèi)液體的密度關(guān)系為ρ甲液<ρ乙液;
兩容器完全相同,則容器中向外凸出部分的容積V凸相同,因ρ甲液<ρ乙液,所以由G=mg=ρVg可知乙容器中凸出部分的液體重力較大,而兩容器中液體的總重力相等,則兩容器中柱形部分的液體重力G甲液′>G乙液′,所以由F=G柱液可知,兩容器中液體對(duì)容器底部的壓力F甲液>F乙液;又因?yàn)閮蓚€(gè)容器完全相同,其底面積相同,所以由壓強(qiáng)定義式可知,兩液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)p甲液>p乙液﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由圖可知,A、B兩點(diǎn)到容器底部的距離相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,A、B兩點(diǎn)到容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為pA下<pB下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②;
因p甲液>p乙液,所以,由pA上+pA下>pB上+pB下可知,pA上>pB上,即甲容器中液體對(duì)A點(diǎn)的壓強(qiáng)大于乙容器中液體對(duì)B點(diǎn)的壓強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B、由圖可知,C、D兩點(diǎn)到容器底部的距離相等,由p=ρ液gh和ρ甲液<ρ乙液可知,C、D兩點(diǎn)到容器底部的壓強(qiáng)關(guān)系為pC下<pD下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③;
因p甲液>p乙液,所以,由pC上+pC下>pD上+pD下可知,pC上>pD上,即甲容器中液體對(duì)C點(diǎn)的壓強(qiáng)大于乙容器中液體對(duì)D點(diǎn)的壓強(qiáng),故B錯(cuò)誤;
CD、若甲乙對(duì)容器底部的壓強(qiáng)相等,因兩容器相同,由F=pS知甲乙對(duì)容器底部的壓力相等,則容器豎直方向上的甲的質(zhì)量等于乙的質(zhì)量,所以ρ甲<ρ乙,即容器凸起部分的甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,所以甲液體總質(zhì)量小于乙總液體質(zhì)量,故C錯(cuò)誤、D正確。
答案:D。
10.(2022?南寧模擬)如圖是創(chuàng)意氣壓計(jì),A為玻璃管,與大氣相通,B為密閉的厚玻璃球,A與B下部相通,內(nèi)裝紅墨水。下列說(shuō)法正確的是( )
A.該氣壓計(jì)是一個(gè)連通器
B.玻璃球內(nèi)的氣壓等于外部大氣壓
C.A管做得細(xì)容易呈現(xiàn)氣壓的變化
D.A管中的液面會(huì)隨大氣壓的減小而下降
解:
A、A與B下部連通,但B為密閉的玻璃球,不符合連通器原理,所以這個(gè)產(chǎn)品利用的不是連通器原理,故A錯(cuò)誤;
B、A管和B球液面相平時(shí),兩液面受到氣體的壓強(qiáng)相等,現(xiàn)B球液面低于A管液面說(shuō)明球內(nèi)氣壓大于外界大氣壓,故B錯(cuò)誤;
C、壓強(qiáng)差一定時(shí),液面的高度差應(yīng)該是一定的,不會(huì)因?yàn)楣艿拇旨?xì)而發(fā)生改變。A管做得細(xì)容易呈現(xiàn)氣壓的微小變化,故C正確;
D、A管液面下降時(shí),說(shuō)明外界大氣壓變大,故D錯(cuò)誤。
答案:C。
11.(2022?天津模擬)像魚(yú)類(lèi)生活在水中一樣,人類(lèi)生活在地球大氣的底部,請(qǐng)你估算一下,大氣對(duì)你手機(jī)屏幕表面的壓力約為( )
A.1×105NB.1×103NC.10ND.0.1N
解:手機(jī)屏幕長(zhǎng)約15cm,寬約8cm,則其表面S=15cm×8cm=120cm2=1.2×10﹣2m2,
大氣對(duì)手機(jī)屏幕表面的壓力F=pS=1.0×105Pa×1.2×10﹣2m2=1.2×103N,與B選項(xiàng)相差不大。
答案:B。
12.(2022?黔南州模擬)打開(kāi)物理世界的大門(mén),走進(jìn)了神奇科學(xué)世界,這里有許多令人驚嘆而奧妙無(wú)窮的自然現(xiàn)象!通過(guò)兩年的學(xué)習(xí),我們掌握了不少物理知識(shí),找到許多“神奇的謎底”。下面四個(gè)“謎底”,哪兩個(gè)是相同的( )
A.甲、乙B.甲、丙C.甲、丁D.乙、丁
解:甲:高速列車(chē)在行駛過(guò)程中,使人和列車(chē)之間的空氣流動(dòng)速度很大,壓強(qiáng)很小,人外側(cè)的壓強(qiáng)不變,人在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用下,當(dāng)人離列車(chē)太近時(shí),會(huì)被壓向列車(chē)出現(xiàn)事故,所以站臺(tái)上候車(chē)的乘客必須站在黃全線(xiàn)外候車(chē),應(yīng)用的物理知識(shí)是流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系;
乙:將茶水從壺中倒出,是由于茶壺與壺身相通而且等高,應(yīng)用的物理知識(shí)是利用連通器原理;
丙:飛機(jī)飛行時(shí),飛機(jī)的機(jī)翼上方突起,機(jī)翼上方空氣流速大于下方空氣流速,機(jī)翼上方空氣壓強(qiáng)小于下方壓強(qiáng),飛機(jī)受到向上的升力作用,應(yīng)用的物理知識(shí)是流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系;
?。轰摴P吸墨水時(shí),先用手捏筆膽排除里面的空氣,松手后筆膽內(nèi)空氣體積增大,壓強(qiáng)減小,墨水在大氣壓的作用下被壓入筆膽。
綜上,應(yīng)用原理相同的是甲和丙,故B符合題意,ACD不符合題意。
答案:B。
二、填空題
13.(2022?沈陽(yáng)模擬)公交車(chē)窗戶(hù)旁都配有紅色的破窗錘。破窗錘的錘頭頂部尖,是為了在緊急情況下乘客敲擊車(chē)窗時(shí) 增大 (選填“增大”或“減小”)壓強(qiáng),更容易破窗;已知錘頭頂部面積是2.0mm2,底部面積是2.0cm2,若乘客敲擊力是50N,則破窗錘對(duì)車(chē)窗的最大壓強(qiáng)是 2.5×107 Pa。
解:(1)在壓力一定時(shí),減小逃生錘和玻璃的受力面積,可以增大逃生錘對(duì)玻璃的壓強(qiáng),以便打破玻璃順利逃生;
(2)當(dāng)受力面積為S=2.0mm2=2×10﹣6m2時(shí),壓強(qiáng)最大,最大壓強(qiáng)為:p=FS=50N2×10?6m2=2.5×107Pa。
答案:增大;2.5×107。
14.(2022?重慶模擬)A、B兩個(gè)實(shí)心正方體的質(zhì)量相等,密度之比ρA:ρB=27:1,若按甲、乙兩種不同的方式,分別將它們疊放在水平地面上(如圖所示),則地面受到的壓力之比是 1:1 ,地面受到的壓強(qiáng)之比是 1:9 。
解:(1)若按(甲)的方式,將它們疊放在水平地面上,此時(shí)對(duì)地面的壓力F甲=GA+GB,
若按(乙)的方式,將它們疊放在水平地面上,此時(shí)對(duì)地面的壓力F乙=GA+GB,
故F甲F乙=GA+GBGA+GB=11;
(2)已知ρA:ρB=27:1,且A、B兩個(gè)實(shí)心正方體的質(zhì)量相等,即:mA:mB=1:1,
由ρ=mV可得兩物體的體積之比:VAVB=mAρAmBρB=mAmB×ρBρA=11×127=127,
則邊長(zhǎng)之比為13,面積之比為19,
因?yàn)镕甲F乙=11;
所以按(甲)、(乙)兩種不同的方式,分別將它們疊放在水平地面上,則地面受到的壓強(qiáng)之比是p甲:p乙=1:9。
答案:1:1;1:9。
15.(2022?達(dá)州模擬)如圖甲所示,一個(gè)裝有適量水的燒杯放置在水平桌面上,將一裝滿(mǎn)水的小試管(管壁厚度不計(jì))倒扣在水中。對(duì)小試管施加一個(gè)豎直向上的拉力F,使其緩慢上升到如圖乙所示位置。在此過(guò)程中,小試管中一直充滿(mǎn)水,這是由于 大氣壓 的作用,試管口中心的壓強(qiáng) 變小 (選填“變大”、“變小”或“不變”)。
解:因?yàn)榇髿鈮耗苤С?0米多高的水柱,因此在對(duì)小試管施加一個(gè)豎直向上的拉力F,使其緩慢上升過(guò)程中,小試管中一直充滿(mǎn)水,
由甲到乙液面到試管口的深度減小,由p=ρgh可知,液體對(duì)試管口的壓強(qiáng)變小,外面大氣壓不變,試管口中心的壓強(qiáng)是等于大氣壓加上液面到試管口的壓強(qiáng),則在此過(guò)程中,試管口中心的壓強(qiáng)變小。
答案:大氣壓;變小。
16.(2022?蘭州模擬)如圖所示,質(zhì)量為120g的平底燒瓶?jī)?nèi)裝有300mL的水,靜止放在水平桌面上,燒瓶底面積為30cm2,測(cè)得水的深度為5cm,則水對(duì)瓶底的壓強(qiáng)為 500 Pa,燒瓶對(duì)桌面的壓強(qiáng)為 1.4×103 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
解:(1)水對(duì)瓶底的壓強(qiáng):p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣2m=500Pa;
(2)燒瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量:m水=ρ水V=1×103kg/m3×300×10﹣6m3=0.3kg,
燒瓶和水的總質(zhì)量:m=m瓶+m水=120×10﹣3kg+0.3kg=0.42kg,
燒瓶和水的總重力:G=mg=0.42kg×10N/kg=4.2N,
此時(shí)燒瓶對(duì)水平桌面的壓力:F=G=4.2N,
燒瓶對(duì)水平桌面的壓強(qiáng):p=FS=4.2N30×10?4m2=1.4×103Pa。
答案:500;1.4×103。
17.(2022?長(zhǎng)春模擬)如圖所示,置于水平桌面上的兩個(gè)粗細(xì)不同的圓柱形容器,分別裝有甲、乙兩種液體,容器底部受到的液體壓強(qiáng)相等。則兩種液體密度的大小關(guān)系是ρ甲 > ρ乙;距容器底部高度相等的A、B兩點(diǎn)所受液體壓強(qiáng)的大小關(guān)系是pA < pB(選填“>”“<”或“=”)。
解:由圖知甲液面低于乙液面,容器底部受到的壓強(qiáng)相等,據(jù)公式p=ρgh可知,甲容器中液體的密度大于乙液體的密度,即ρ甲>ρ乙;
由題知兩個(gè)容器底部所受壓強(qiáng)相同p甲=p乙,
因?yàn)閜=ρgh,A、B兩點(diǎn)等高,即hA下=hB下,ρ甲>ρ乙,
所以A、B以下液體對(duì)底部壓強(qiáng)pA下>pB下,
因?yàn)锳、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)為pA=p甲﹣pA下,pB=p乙﹣pB下,且p甲=p乙,
所以pA<pB。
答案:>;<。
18.(2022?百色模擬)如圖是一把裝有水的茶壺,壺嘴和壺身構(gòu)成了一個(gè) 連通器 。若將茶壺略微傾斜,壺嘴和壺身中水面 相平 (選填“相平”、“左低右高”或“左高右低”)。
解:茶壺的壺嘴與壺身構(gòu)成連通器;若將茶壺略微傾斜,茶壺只有一種液體,在液體不流動(dòng)的情況下,壺嘴和壺身中水面相平。
答案:連通器;相平。
19.(2022?重慶模擬)如圖是生活中常見(jiàn)的桶裝水壓水器,其原理是 增大 (選填“增大”或“減小”)水面上方空氣壓強(qiáng),從而將水壓至出水口,若水桶不慎破損,則壓水器將不能工作。某次使用時(shí),水面與管口高度差為30cm,則水面上方空氣壓強(qiáng)至少為 1.03×105 Pa(大氣壓取1.0×105Pa)。
解:(1)桶裝水壓水器工作時(shí),把桶外空氣壓進(jìn)桶內(nèi),使水面上方空氣壓強(qiáng)增大,從而將水壓至出水口;
(2)使用時(shí)水面上方空氣支撐水柱的高度:h=30cm=0.3m,
水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng):p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa,
水面上方空氣的最小壓強(qiáng):p=p0+p水=1.0×105Pa+3×103Pa=1.03×105Pa。
答案:增大;1.03×105。
20.(2022?佛山模擬)如圖所示,通過(guò)細(xì)玻璃管向瓶中吹入一定量的氣體后,玻璃管中的水柱上升至P處,此時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng) 大于 (選填“大于”、“小于”或“等于”)大氣壓。將這個(gè)自制氣壓計(jì)從15樓移到1樓,玻璃管中的水柱將 下降 ,這是因?yàn)榇髿鈮弘S海拔高度的減小而 增大 (選填“增大”、“減小”或“不變”)。
解:玻璃管中的水柱上升至P處,高于瓶?jī)?nèi)液面,說(shuō)明瓶?jī)?nèi)大氣壓大于外界大氣壓;大氣壓與高度的關(guān)系是:海拔越高,氣壓越低,所以將自制氣壓計(jì)從15樓移到1樓,海拔變低,壓強(qiáng)變大,外界大氣壓變大,瓶?jī)?nèi)大氣壓不變,水柱下降。
答案:大于;下降;增大。
三、實(shí)驗(yàn)探究題
21.(2022?深圳模擬)如圖所示,利用小桌、海綿、砝碼等探究影響壓力作用效果的因素。
(1)圖甲乙丙中是通過(guò)觀察 海綿的凹陷程度 來(lái)比較壓力的作用效果;我們 可以 (填“可以”或“不可以”)用沙子代替海綿來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。
(2)通過(guò)比較圖 甲 和圖乙,說(shuō)明受力面積一定時(shí), 壓力增大 ,壓力的作用效果越明顯;通過(guò)比較圖 乙、丙 ,說(shuō)明壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)實(shí)驗(yàn)中主要采用的研究方法是 控制變量法 。(填“控制變量法”或“理想實(shí)驗(yàn)法”)
(4)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,比較圖丙中海綿受到的壓強(qiáng)p丙和圖丁中木板受到的壓強(qiáng)p丁的大小關(guān)系為p丙 = p丁。(填“>”“<”或“=”)
解:(1)根據(jù)轉(zhuǎn)換法,圖中壓力的作用效果是通過(guò)觀察海綿的凹陷程度來(lái)比較壓力作用效果的。因沙子受壓形變明顯,故我們可以用沙子代替海綿來(lái)完成實(shí)驗(yàn);
(2)通過(guò)比較圖甲和圖乙知,說(shuō)明壓力越大,壓力的作用效果越明顯;研究壓力的作用效果與受力面積關(guān)系時(shí),要控制壓力一定,故通過(guò)比較圖乙和圖丙,說(shuō)明壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。
(3)實(shí)驗(yàn)中主要采用的研究方法是控制變量法。
(4)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,根據(jù)p=FS,因壓力和受力面積相同,故圖丙中海綿受到的壓強(qiáng)p等于圖丁中木板受到的壓強(qiáng)p′的大小,p=p′。
答案:(1)海綿的凹陷程度;可以;(2)甲;壓力越大;乙、丙;(3)控制變量法;(4)=。
22.(2022?遂寧模擬)如圖所示,用壓強(qiáng)計(jì)“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”。
(1)圖甲所示壓強(qiáng)計(jì)是通過(guò)U形管中水面 高度差 來(lái)反映被測(cè)壓強(qiáng)大小的。
(2)若在使用壓強(qiáng)計(jì)前,發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)水面已有高度差,通過(guò) B (填寫(xiě)正確選項(xiàng)前字母)方法可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。
A.從U形管內(nèi)向外倒出適量水;B.拆除軟管重新安裝;C.向U形管內(nèi)添加適量水;
(3)比較乙圖、丙圖和丁圖,可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng) 相等 。
(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成同深度的鹽水,其他條件不變,則可以觀察到U形管兩邊液面的高度差將 變大 。(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
(5)若在步驟(4)時(shí),圖乙中U形管左右兩側(cè)水面的高度差h=5cm,則橡皮管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓之差約為 500 Pa.(ρ鹽水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
解:(1)圖甲所示壓強(qiáng)計(jì)是通過(guò)U形管中水面高度差來(lái)反映被測(cè)壓強(qiáng)大小的;
(2)調(diào)節(jié)壓強(qiáng)計(jì)時(shí),只需要將軟管取下,再重新安裝,這樣U形管中兩管上方的氣體壓強(qiáng)就是相等的(都等于大氣壓),當(dāng)橡皮膜沒(méi)有受到壓強(qiáng)時(shí),U形管中的液面就是相平的,故選B;
(3)比較乙圖、丙圖和丁圖,在相同液體的同一深度處,金屬盒的朝向不同,而U形管兩側(cè)的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;
(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成同深度的鹽水,其他條件不變,控制了深度不變,把水換成鹽水,液體密度變大,液體壓強(qiáng)變大,則可以觀察到U形管兩邊液面的高度差將變大。
(5)圖乙中U形管左右兩側(cè)水面的高度差h=5cm,則橡皮管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與大氣壓之差約為:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
答案:(1)高度差;(2)B;(3)相等;(4)變大;(5)500。
23.(2022?蘇州模擬)用注射器估測(cè)大氣壓的值實(shí)驗(yàn)中。
(1)實(shí)驗(yàn)中,分析研究的對(duì)象是大氣對(duì) 活塞 (填“針筒”、“活塞”)的壓力。
(2)當(dāng)活塞相對(duì)于針筒開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),可以近似看成研究對(duì)象在水平方向所受拉力F與所受的大氣壓力是一對(duì) 平衡力 (平衡力/相互作用力)。
(3)研究對(duì)象受大氣壓力的受力面積等于注射器的截面積。讀出注射器的容積V,再用刻度尺測(cè)出 刻度部分 的長(zhǎng)度L。
(4)計(jì)算大氣壓值,其表達(dá)式為p= FLV 。
(5)實(shí)驗(yàn)中,小華正確使用了測(cè)量?jī)x器,且讀數(shù)正確,但她發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果總是偏小,其主要原因是 注射器中的空氣無(wú)法排盡
(6)另一方面,考慮到活塞與針筒之間的摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,小華改進(jìn)了實(shí)驗(yàn),如圖2所示,將注射器筒固定在水平桌面上,活塞通過(guò)水平細(xì)線(xiàn)及定滑輪與燒杯相連,向燒杯中緩慢加水,當(dāng)活塞剛開(kāi)始向左滑動(dòng)時(shí),測(cè)得杯和水的重力為9.8N,然后向外緩慢抽出杯中的水,當(dāng)活塞剛開(kāi)始向右滑動(dòng)時(shí),測(cè)得杯和水的重力為5.6N,已知活塞面積為7×10﹣5m2,則活塞與注射器筒之間的摩擦力為 2.1 N,所測(cè)大氣壓的值應(yīng)為 1.1×105 Pa。
解:(1)該實(shí)驗(yàn)中以活塞為研究對(duì)象;分析研究的是大氣對(duì)活塞的壓力
(2)當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與大氣的壓力剛好平衡,利用二力平衡原理來(lái)測(cè)出大氣對(duì)活塞的壓力;
(3)注射器是一個(gè)圓柱體形狀,因此,應(yīng)用刻度尺量出其刻度部分的長(zhǎng)度L;
(4)注射器是一個(gè)圓柱體形狀,因此,應(yīng)量出其全部刻度部分的長(zhǎng)度L;
再讀出空積V,得出活塞的面積S=VL,將測(cè)量結(jié)果代入壓強(qiáng)公式得:p=FVL=FLV,
(5)活塞與注射器筒壁不完全密封,橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體,都會(huì)使拉力變小,在面積不變的情況下,測(cè)得的大氣壓會(huì)偏?。?br>(6)當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始向左滑動(dòng)時(shí),G1=9.8N,對(duì)活塞受力分析:F+f=G1=9.8N;
當(dāng)注射器中的活塞開(kāi)始向右滑動(dòng)時(shí),G2=5.6N,對(duì)活塞受力分析:F﹣f=G2=5.6N;
兩式聯(lián)立解得:F=7.7N,f=2.1N,所測(cè)大氣壓的值:p=FS=7.7N7×10?5m2=1.1×105pa。
答案:(1)活塞;(2)平衡力;(3)刻度部分;(4)FLV;(5)注射器中的空氣無(wú)法排盡;(6)2.1;1.1×105。
四、計(jì)算題
24.(2022?上海模擬)如圖1所示,形狀、體積相同的長(zhǎng)方體甲、乙置于水平地面,已知甲的質(zhì)量為5千克,它們的長(zhǎng)寬高分別為0.4米、0.1米和0.1米。
①求甲的密度ρ甲。
②求甲對(duì)水平地面的壓力F甲。
③若將長(zhǎng)方體甲垂直疊放在長(zhǎng)方體乙的上面(如圖2所示),甲對(duì)乙的壓強(qiáng)p甲乙等于乙對(duì)地面的壓強(qiáng)p乙地的2倍,求乙物體的質(zhì)量m乙。
解:①甲的體積V=0.4m×0.1m×0.1m=0.004m3,甲的密度ρ甲=m甲V=5kg0.004m3=1.25×103kg/m3;
②甲對(duì)水平地面的壓力F甲=G甲=m甲g=5kg×10N/kg=50N;
③設(shè)乙的重力為G乙,
若將長(zhǎng)方體甲垂直疊放在長(zhǎng)方體乙的上面(如圖2所示),甲對(duì)乙的壓力F甲乙=G甲=50N,受力面積S甲乙=0.1m×0.1m=0.01m2,
甲對(duì)乙的壓強(qiáng)p甲乙=F甲乙S甲乙=50N0.01m2=5000Pa;
乙對(duì)地面的壓力F乙地=G甲+G乙=50N+G乙,
受力面積S乙地=0.4m×0.1m=0.04m2,
甲對(duì)乙的壓強(qiáng)p甲乙等于乙對(duì)地面的壓強(qiáng)p乙地的2倍,
故乙對(duì)地面的壓強(qiáng)p乙地=F乙地S乙地=50N+G乙0.04m2=12×p甲乙=12×5000Pa;
據(jù)此解出G乙=50N,
根據(jù)重力公式得出乙物體的質(zhì)量m乙=G乙g=50N10N/kg=5kg。
答:①甲的密度ρ甲為1.25×103kg/m3。
②甲對(duì)水平地面的壓力F甲為50N。
③乙物體的質(zhì)量m乙為5kg。
25.(2022?上海模擬)如圖所示,體積為3×10﹣3米3、密度為2×103千克/米3的均勻?qū)嵭膱A柱體甲和底面積為2×10﹣2米2、高為0.4米的薄壁圓柱形容器乙置于水平桌面上,乙容器內(nèi)盛有0.3米深的水。求:
①甲的質(zhì)量m甲。
②水對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng)p水。
③現(xiàn)將圓柱體甲浸沒(méi)在乙容器內(nèi)的水中,求水對(duì)乙容器底部壓強(qiáng)的增加量Δp水。
解:①根據(jù)ρ=mV可得甲的質(zhì)量:
m甲=ρ甲V甲=2×103kg/m3×3×10﹣3m3=6kg;
②水對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng):
p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000pa;
③把甲浸沒(méi)在乙容器內(nèi)的水中,則甲排開(kāi)水的體積V排=V甲=3×10﹣3m3,
若無(wú)水溢出,水的深度增加量應(yīng)為:
Δh=V排S容=3×10?3m32×10?2m2=0.15m,
而乙容器高0.4m,內(nèi)盛有0.3m深的水,
故把甲浸沒(méi)在乙容器內(nèi)的水中有水溢出,
則部分水溢出后,水的深度增加量:
Δh′=0.4m﹣0.3m=0.1m,
水對(duì)容器底部壓強(qiáng)增大量:
Δp水=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000pa。
答:①甲的質(zhì)量m甲為6kg;
②水對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng)p水為3000pa;
③水對(duì)乙容器底部壓強(qiáng)的增加量Δp水為1000pa。
甲 黃線(xiàn)外候車(chē)
乙 倒水飲茶
丙 飛機(jī)上天
丁 吸墨水

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