
考向一:壓力、壓強(qiáng)
1. (2024山東臨沂)小小卷筆刀,處處皆學(xué)問.對下圖所示卷筆刀的分析,正確的是( )
A. 搖柄的粗糙條紋是為了減小壓力B. 底部的橡膠軟墊是為了減小摩擦
C. 刀片薄薄的刀刃是為了增大壓強(qiáng)D. 透明儲屑倉設(shè)在下方與慣性有關(guān)
【答案】C
【解析】A.搖柄的粗糙條紋是為了通過增大接觸面粗糙程度增大摩擦力,不能改變壓力大小,故A錯誤;
B.底部的橡膠軟墊是壓力一定時,通過增大接觸面粗糙程度增大摩擦力,增大摩擦力,故B錯誤;
C.刀片薄薄的刀刃是為了通過減小受力面積,增大壓強(qiáng),故C正確;
D.透明儲屑倉設(shè)在下方與重力有關(guān),削下來的鉛筆屑在重力作用下,向下運動,故D錯誤。
故選C。
2. (2024廣東深圳)2024年 6月 2 日,嫦娥六號探測器成功著陸月背面南極艾特肯盆地,這是人類歷史上首次登陸月球背面,圖是嫦娥六號探測器,成功著陸月球背面3D動畫模擬圖。“嫦娥六號”著落架下方安裝圓盤型“腳”,其目的是( )
A. 減小壓力B. 增大壓力C. 減小壓強(qiáng)D. 增大壓強(qiáng)
【答案】C
【解析】“嫦娥六號”著落架下方安裝圓盤型“腳”,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小對月球表面壓強(qiáng)。
故選C。
3. (2024青海?。┰诨鸺c導(dǎo)彈領(lǐng)域,手工制造固體燃料依然十分重要,火藥雕刻技術(shù)也直接決定了一個國家武器裝備的國防實力。首先它對精度的要求極高,又因為固體燃料極其敏感,靜電、不合理的摩擦,甚至刀具觸碰到金屬殼等都能導(dǎo)致其燃爆。以徐立平為代表的“大國工匠”以精湛的火藥雕刻技術(shù)讓一件件大國重器華麗綻放。如圖所示,雕刻火藥時刀刃磨得鋒利是為了( )
A. 減小壓強(qiáng)B. 減小壓力
C. 增大壓強(qiáng)D. 增大壓力
【答案】C
【解析】雕刻火藥時刀刃磨得鋒利是為了通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
4. (2024河南)如圖,把木板放在海綿上,木板上放一水杯,靜止時木板保持水平。若水杯重為,木板重為,水杯底面積為,木板底面積為。下列說法正確的是( )
A. 水杯對木板的壓力就是水杯受到的重力
B. 水杯對木板的壓力和木板對水杯的支持力是平衡力
C. 水杯對木板的壓強(qiáng)為
D. 木板對海綿的壓強(qiáng)為
【答案】C
【解析】A.水杯對木板的壓力大小等于水杯受到的重力大小,但二者不是同一個力,故A錯誤;
B.水杯對木板的壓力和木板對水杯的支持力作用在不同物體上,不是平衡力,故B錯誤;
C.水杯對木板的壓力大小等于水杯受到的重力大小,根據(jù),水杯對木板的壓強(qiáng)為,故C正確;
D.木板對海綿的壓力等于水杯和木板的總重力,根據(jù),木板對海綿的壓強(qiáng)為,故D錯誤。
故選C。
5. (2024重慶B)地質(zhì)隊獲得了一段地質(zhì)樣品,由底面積分別為和的圓柱體A、B組成。經(jīng)測量,A高10cm。為分析樣品的地質(zhì)結(jié)構(gòu),將其置于水平放置的傳感器上,沿水平方向切割如圖甲所示。傳感器所受壓強(qiáng)隨切去高度h的變化圖像如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A. 圓柱體A的密度大小為
B. 切割前,A對傳感器的壓力為72N
C. 當(dāng)時,圓柱體B剩余部分對A的壓強(qiáng)為600Pa
D. 當(dāng)時,剩余樣品與切割前的總重之比為13∶15
【答案】D
【解析】A.由圖像乙可知,當(dāng)h=15cm時,傳感器所受壓強(qiáng)為0,則A、B的總高度為15cm,則B的高度
由圖像乙可知,傳感器所受壓強(qiáng)隨切去高度h的函數(shù)
當(dāng)B全部切去時,相當(dāng)于切去5cm的A,則當(dāng)B全部切去時,傳感器所受壓強(qiáng)
根據(jù)可得,A的密度
故A錯誤;
B.切割前A對傳感器的壓強(qiáng)為3000Pa,A對傳感器的壓力
故B錯誤;
CD.A的重力
B的重力
當(dāng)h=2cm時,B切去的重力
B剩余部分對A的壓強(qiáng)
當(dāng)h=2cm時,剩余樣品與切割前的總重之比
故C錯誤,D正確。
故選D。
6. (2024江蘇鹽城)小明乘車去奶奶家玩,坐在行駛的汽車上,以汽車為參照物,路邊的樹木是______的;剎車時,人會向前傾,這是由于人具有______;車上安全錘的頭部做得很尖,這樣設(shè)計的目的是為了增大______。
【答案】 運動 慣性 壓強(qiáng)
【解析】坐在行駛的汽車上,以汽車為參照物,路邊的樹木與汽車之間的位置發(fā)生了變化,所以路邊的樹木是運動的。
當(dāng)汽車急剎車時,人的下半身隨車停止運動,而上半身由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動,所以人會向前傾。
安全錘的頭部做得很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強(qiáng)。
7. (2024貴州省)如圖所示,安裝在雪龍2號極地考察船船頭底部的破冰艏(shǒu)是我國南極科考時的破冰利器,它猶如一把利刃,能______(選填“增大”或“減小”)對冰層的壓強(qiáng)實現(xiàn)破冰。
【答案】增大
【解析】由題意知,破冰艏(shǒu)是我國南極科考時破冰利器,它猶如一把利刃,因此是通過減小受力面積來增大對冰層的壓強(qiáng)實現(xiàn)破冰。
8. (2024陜西)如圖,某同學(xué)拿著實心球靜止站立在水平地面上,該同學(xué)和實心球總重500N,雙腳與地面的總接觸面積為,此時他對地面的壓強(qiáng)為________Pa。該同學(xué)將實心球投出后,雙腳站立在水平地面上保持靜止,他對地面的壓強(qiáng)與投出實心球之前相比________(選填“變大”“變小”或“不變”)。實心球下落過程中,重力勢能轉(zhuǎn)化為________能。(忽略空氣阻力)
【答案】 12500 變小 動
【解析】同學(xué)拿著實心球靜止站立在水平地面上,該同學(xué)和實心球總重500N,雙腳與地面的總接觸面積為,此時他對地面的壓強(qiáng)為
該同學(xué)將實心球投出后,雙腳站立在水平地面上保持靜止,因?qū)Φ孛娴膲毫ψ冃。鶕?jù)可知他對地面的壓強(qiáng)與投出實心球之前相比變?。粚嵭那蛳侣溥^程中,高度變小,重力勢能變小,速度變大,動能變大,故重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
9. (2024齊齊哈爾市)在探究“影響壓力作用效果的因素”實驗中,實驗小組利用小桌、砝碼、海綿、沙子等器材在水平臺面上進(jìn)行探究。
(1)實驗中壓力的作用效果是通過海綿______來體現(xiàn)的,______(選填“可以”或“不可以”)用木板代替海綿來完成實驗;
(2)比較圖1、圖2所示的實驗現(xiàn)象,將小桌分別正立放在海綿上,這樣做的目的是為了控制______相同;改變壓力的大小,可以得出結(jié)論:______;
(3)比較圖2、圖3所示實驗的現(xiàn)象可以得出另一結(jié)論,下列實例中,可用此結(jié)論解釋的是:______;
A.書包的背帶做的很寬 B.嚴(yán)禁貨車超載
(4)圖3中桌面對海綿的壓強(qiáng)為,小航將圖3中的小桌、砝碼平放在表面平整的沙子上,靜止時如圖4所示,桌面對沙子的壓強(qiáng)為,則______(選填“”);
(5)小彬選用質(zhì)地均勻的長方體物塊A代替小桌進(jìn)行探究,如圖5所示,將物塊A沿豎直虛線方向切成大小不同的兩部分。將左邊部分移開后,發(fā)現(xiàn)剩余部分對海綿的壓力作用效果沒有發(fā)生變化,由此他得出結(jié)論:壓力的作用效果和受力面積無關(guān)。你認(rèn)為他在探究過程中存在的問題是:______。
【答案】 (1)被壓下的深淺 不可以 (2)受力面積 受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯 (3)A (4) = (5) 沒有控制壓力的大小相同
【解析】(1)根據(jù)轉(zhuǎn)換法,圖中壓力的作用效果是通過海綿的凹陷程度來體現(xiàn)的,由于木板的形變不明顯,所以不可以用木板代替海綿來完成實驗。
(2)比較圖1、圖2所示的實驗現(xiàn)象,將小桌分別正立放在海綿上,這樣做的目的是為了控制受力面積大小不變,壓力的大小不同,由于海綿的凹陷程度不同,且壓力越大海綿的凹陷程度越大,故可得結(jié)論:當(dāng)受力面積相同時,壓力越大,壓力作用效果越顯著。
(3)分析比較圖2、圖3的實驗現(xiàn)象知道,兩圖的壓力大小不變,受力面積的大小不同,海綿的凹陷程度不同,且受力面積越小海綿的凹陷程度越大,故可得結(jié)論:當(dāng)壓力相同時,受力面積越小,壓力作用效果越顯著。
A.書包的背帶做得又寬又大,這是通過增大受力面積來減少壓力的作用效果,故符合題意;
B.交通管理部門規(guī)定,嚴(yán)禁貨車超載,通過減小壓力來減小壓強(qiáng),故不符合題意。
故選A。
(4)壓強(qiáng)大小跟壓力大小和受力面積大小有關(guān),圖3和圖4兩圖壓力相同,受力面積相同,由 知道,壓強(qiáng)相同,即
(5)為了探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,應(yīng)保持壓力相等,改變受力面積,觀察泡沫的凹陷程度;小明同學(xué)在探究“壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系”時,將物塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊,這樣兩塊對泡沫的壓力不同,小明可以改變物塊A的放置方向,從而改變物塊對底面壓力的受力面積,同時保持了壓力不變,可用于探究“壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系”。
10. (2024福建)無人機(jī)總質(zhì)量為2kg,靜止時與地面接觸的總面積為。某次航拍中,無人機(jī)勻速豎直上升60m,升力做功為1800J,求無人機(jī):
(1)受到的重力。
(2)靜止在水平地面上時,對地面的壓強(qiáng)。
(3)勻速上升時受到的阻力。
【答案】(1)20N;(2);(3)10N
【解析】(1)無人機(jī)受到的重力
(2)無人機(jī)靜止在水平地面上時
靜止在水平地面上時,對地面的壓強(qiáng)
(3)由可知,升力是
無人機(jī)勻速豎直上升時
所以勻速上升時受到的阻力
答:(1)受到的重力20N;
(2)靜止在水平地面上時,對地面的壓強(qiáng);
(3)勻速上升時受到的阻力10N。
考向二:液體的壓強(qiáng)
1. (2024齊齊哈爾市)下列是一些生活中的實例,對其應(yīng)用物理知識的解釋正確的是( )
A. 茶壺的壺嘴和壺身內(nèi)的水靜止時,水面相平,利用了連通器的特點
B. 護(hù)士用注射器給病人注射藥液時,利用了大氣壓強(qiáng)的作用
C. 飛機(jī)機(jī)翼受到的升力,利用了氣體流速越大的位置壓強(qiáng)越大
D. 飛艇可以懸停在空中,利用了飛艇受到的浮力大于它受到的重力
【答案】A
【解析】A.茶壺的壺嘴和壺身上端開口,下端連通,構(gòu)成了連通器,茶壺的壺嘴和壺身內(nèi)的水靜止時,水面相平,故A正確;
B.護(hù)士用注射器給病人注射藥液時,利用了人對活塞的壓力,與大氣壓無關(guān),故B錯誤;
C.飛機(jī)的機(jī)翼是利用了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,上凸下平的形狀使得機(jī)翼上方的空氣流速大、壓強(qiáng)小,而機(jī)翼下方的空氣流速小、壓強(qiáng)大,使得飛機(jī)受到一個向上的升力作用,故C錯誤;
D.飛艇懸停在空中時,受力平衡,受到的浮力等于它受到的重力,故D錯誤。
故選A。
2. (2024甘肅臨夏)2023年3月11日,“奮斗者”號載人潛水器順利完成國際首次環(huán)大洋洲載人深潛科考任務(wù)返回三亞。本航次中,“奮斗者”號總共完成了63次有效下潛作業(yè),4次下潛深度超萬米,平均深度7429米,下潛最大深度10010.9米。因液體壓強(qiáng)隨深度的增加而______(選填“增大”或“減小”),科研人員自主研發(fā)了抗壓能力更強(qiáng)、韌性和可焊接性更好的Ti62A鈦合金新材料,達(dá)到可以承受更大壓力的目的。當(dāng)“奮斗者”號載人潛水器下潛至10000米時,所受到海水的壓強(qiáng)為______(取,g?。?。
【答案】 增大
【解析】 液體壓強(qiáng)與深度有關(guān),隨深度的增加而增大。
當(dāng)“奮斗者”號載人潛水器下潛至10000米時,所受到海水的壓強(qiáng)為
3. (2024齊齊哈爾市)如圖所示,甲、乙兩個質(zhì)量、底面積都相等的容器,底面粗糙程度相同,靜止在粗糙程度均勻的水平桌面上,裝有同種液體,液面相平。甲、乙兩容器內(nèi)液體對容器底的壓力分別為、,則______;用沿水平方向的力、分別緩慢推動甲、乙兩容器在桌面上做勻速直線運動,且容器未傾斜時,則______(兩空均選填“”)
【答案】 = >
【解析】甲、乙兩容器,分別裝有同種液體,且深度相同,根據(jù),兩容器底部受到液體的壓強(qiáng)相等,即,因為兩容器的底面積相等,由可知液體對容器的底部的壓力。
甲、乙是兩個質(zhì)量、底面積都相等的容器,且由圖可知甲容器中水的質(zhì)量比乙容器中水的質(zhì)量多,所以甲容器對桌面的壓力大于乙容器對桌面的壓力,容器底面粗糙程度相同,因此甲容器在桌面上受到的摩擦力更大。用沿水平方向的力F3、F4分別緩慢推動甲、乙兩容器在桌面上做勻速直線運動,根據(jù)二力平衡可知,F(xiàn)3、F4分別等于甲、乙兩容器在桌面受到的摩擦力,因此F3>F4。
4. (2024湖北)如圖是漢代畫像磚上描繪的《史記》中“泗水取鼎”畫面,兩邊各有數(shù)人用繩子通過滑輪拉起掉落水中的鼎。圖中的這種滑輪_________(選填“能”或“不能”)起到省力的作用;此時兩邊繩子對鼎豎直向上的拉力分別為、,鼎受到的拉力之和為_________。鼎在水中上升的過程中,其底部所受水的壓強(qiáng)_________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
【答案】 不能 減小
【解析】圖中的滑輪是固定的,不能隨重物一起移動,所以是定滑輪,定滑輪不能省力,只能改變力的方向。
兩邊繩子都對鼎施加豎直向上的拉力,鼎受到的合力方向豎直向上,所以鼎受到的拉力之和
F合=F1+F2
鼎在水中上升的過程中,其底部在水中的深度逐漸減小,由于液體壓強(qiáng)隨深度減小而減小,所以其底部所受水的壓強(qiáng)減小。
5. (2024江蘇揚(yáng)州)如圖所示,底面積不同的圓柱形容器A、B放在水平桌面上,兩容器中水的深度相等,水對容器底部的壓強(qiáng)分別為和,則_______;已知B容器底面積為,總重為8N,B容器對桌面的壓強(qiáng)為_______Pa;將壓強(qiáng)計橡皮膜朝下分別放入兩容器的底部,壓強(qiáng)計U形管兩邊液面的高度差分別為和,多次實驗發(fā)現(xiàn)均小于,該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是___________。
【答案】 = 見解析
【解析】已知,兩容器內(nèi)都是水,且水的深度相等,則由可知。
已知B容器和水總重8N,B容器底面積為,則B容器對桌面的壓強(qiáng)為
將壓強(qiáng)計橡皮膜放入水中后,橡皮膜會排開一部分水,水面會上升,由于,由
可知,,因此將壓強(qiáng)計橡皮膜放入水中后,A容器中水面的高度小于B容器中水面的高度,由可知,A容器底部壓強(qiáng)小于B容器底部壓強(qiáng),題中用壓強(qiáng)計U形管兩邊液面的高度差表示液體的壓強(qiáng),高度差越大,壓強(qiáng)越大,故壓強(qiáng)計U形管兩邊液面的高度差均小于。
6. (2024河北)根據(jù)圖所示的四幅圖,在下面的空格處填入相應(yīng)的內(nèi)容。
(1)甲圖:讓小鐵球從斜面上滾到水平桌面,在它運動路徑的側(cè)旁放一個磁體,觀察到小球運動的軌跡偏向了磁體。從力的作用效果看,實驗表明:____________;
(2)乙圖:兩個相同的透明容器中密封著等量的空氣,使兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,通電一段時間后,右側(cè)U形管中液面的高度變化較大。實驗表明:在電流和通電時間相同的情況下,___________;
(3)丙圖:把兩個注射器筒拔去活塞后用膠管連接,做成一個連通器,在連通器中加入水,觀察兩個筒里水面的高度。實驗表明:連通器里的同一種液體不流動時,___________;
(4)丁圖:新鮮的雞蛋浸沒在盛有清水的燒杯中,向清水中加鹽能使沉在水下的雞蛋上浮。實驗表明:浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與___________有關(guān)。
【答案】 (1)見解析 (2)見解析 (3)兩端液面相平 (4)液體密度
【解析】(1)小鐵球從斜面上滾到水平桌面,在它運動路徑的側(cè)旁放一個磁體,小球運動時受到磁體的力的作用,觀察到小球運動的軌跡偏向了磁體,說明力可以改變物體的運動狀態(tài)。
(2)兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端,電阻絲中通過的電流大小相等,由圖可得,右側(cè)的電阻大,通電一段時間后,右側(cè)U形管中液面的高度變化較大,說明右側(cè)液體吸收的熱量多,也說明在電流和通電時間相同的情況下,電阻越大,所產(chǎn)生的熱量越多。
(3)由連通器原理可得,連通器里的同一種液體不流動時,連通器兩端的液面應(yīng)該相平。
(4)向清水中加鹽改變了液體的密度,加鹽能使沉在水下的雞蛋上浮,說明雞蛋在鹽水中的浮力變大了,說明浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
7. (2024山西)在消防安全教育中,消防員在講解如圖所示的警示圖片時強(qiáng)調(diào):落水汽車車門所處深度平均按1m算,車門很難被打開。正確的方法是立即解開安全帶,用安全錘等尖銳物品破窗進(jìn)行自救。有的同學(xué)很疑惑:落水汽車車門離水面僅有1m深,為什么很難打開呢?請你用學(xué)過的物理知識解釋車門很難打開的原因。(提示:用數(shù)據(jù)解釋更有說服力,g取10N/kg)
【答案】見解析
【解析】當(dāng)落水汽車車門所處深度為1m時,此時受到水的壓強(qiáng)為
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
車門的面積約為0.8m2,則車門受到的壓力
F=pS=1×104Pa×0.8m2=8000N
此時車門受到水的壓力遠(yuǎn)大于人的推力,因此車門很難被打開。
8. (2024四川廣安)茶壺幾乎是每家必備的常用器具。學(xué)習(xí)壓強(qiáng)知識后,小淇想對家中的茶壺進(jìn)行相關(guān)研究。她測得茶壺的質(zhì)量為600g,底面積為,裝入適量水后將它放在水平桌面上,測得水的深度如圖所示,請你接著她的探究完成如下任務(wù)。(,g?。?br>(1)求水對茶壺底的壓強(qiáng)。
(2)若水對茶壺底的壓力是茶壺對桌面壓力的0.6倍,則茶壺內(nèi)水的質(zhì)量為多少?(茶壺壁厚度不計)
【答案】(1)1.2×103Pa;(2)1.4kg
【解析】(1)水對茶壺底的壓強(qiáng)
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
(2)由?可得,水對茶壺底的壓力
F水?=pS=1.2×103Pa×100×10?4m2=12N
由題意可知,茶壺對桌面的壓力
茶壺的重力
G壺?=m壺?g=0.6kg×10N/kg=6N
因茶壺對桌面的壓力等于茶壺和水的重力之和,所以,水的重力
G水?=F壺??G壺?=20N?6N=14N
則水的質(zhì)量
答:(1)水對茶壺底的壓強(qiáng)為1.2×103Pa;
(2)茶壺內(nèi)水的質(zhì)量為1.4kg。
考向三:大氣壓強(qiáng)
1. (2024四川瀘州)學(xué)習(xí)物理要善于發(fā)現(xiàn)、善于思考。下列對你所在考場內(nèi)物理量估測的數(shù)據(jù),符合實際的是( )
A. 手中一張物理試卷厚度約為12mmB. 考場大氣壓強(qiáng)的值約為
C. 你所在考場的室內(nèi)溫度大約為0℃D. 考試填涂用的2B鉛筆質(zhì)量約為2kg
【答案】B
【解析】A.由生活常識可知,一張物理試卷的厚度很薄,約為1mm,故A不符合題意;
B.考場大氣壓強(qiáng)的值約為一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值,即,故B符合題意;
C.寒冷的冬季,室外的溫度可能為0℃,考場內(nèi)的溫度讓人覺得舒適,在25℃左右,故C不符合題意;
D.一個雞蛋的質(zhì)量只有50g,即0.05kg,考試填涂用的2B鉛筆質(zhì)量遠(yuǎn)小于2kg,約為8g左右,故D不符合題意。
故選B。
2. (2024湖南長沙)在一端封閉的塑料管中灌滿水,用紙片蓋住管口后倒過來,如圖所示。紙片和塑料管里的水不會掉下來,是因為( )
A. 水受到的重力B. 空氣對水的浮力
C. 塑料管對紙片的彈力D. 大氣壓力
【答案】D
【解析】該實驗為覆杯實驗,紙片和塑料管里的水不會掉落是因為大氣壓對紙片產(chǎn)生了壓力,將紙片緊緊壓在塑料管口。故D符合題意,ABC不符合題意。
故選D。
3. (2024福建)如圖所示的生產(chǎn)生活實例,利用大氣壓強(qiáng)的是( )
A. 吸盤 B. 連通器 C. 重垂線 D. 書包帶
【答案】A
【解析】A.吸盤在大氣壓的作用下被緊緊壓在墻上,故A符合題意;
B.連通器利用的是液體壓強(qiáng),故B不符合題意;
C.重垂線利用的是重力的方向豎直向下,故C不符合題意;
D.書包帶做的比較寬是通過增大受力面積減小壓強(qiáng),故D不符合題意。
故選A。
4. (2024湖南)下列現(xiàn)象中的“吸”,利用了大氣壓強(qiáng)的是( )
A. 用吸管吸飲料B. 帶電氣球吸起頭發(fā)
C. 蘋果受到地球的吸引力D. 磁性黑板刷被吸住
【答案】A
【解析】A.用吸管吸飲料時,吸管內(nèi)的壓強(qiáng)小于外界大氣壓,飲料在大氣壓的作用下進(jìn)入吸管,利用了大氣壓的作用,故A符合題意;
B.帶電的氣球吸引頭發(fā),是因為帶電體能吸引輕小物體,而不是因為大氣壓強(qiáng),故B不符合題意;
C.蘋果受到地球的吸引力,是地球?qū)μO果的引力作用,與大氣壓強(qiáng)無關(guān)。故C不符合題意;
D.磁性黑板刷被吸住,是利用了磁體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì),而不是利用大氣壓強(qiáng)。故D不符合題意。
故選A。
5. (2024四川成都)如圖,可以用吸管“吸”取杯中的飲料,下列現(xiàn)象中,“吸”的物理原理與其相同的是( )
A. 公路旁用隔音墻“吸”收部分噪聲B. 大樹通過根從土壤中“吸”取養(yǎng)分
C. 化學(xué)實驗中用膠頭滴管“吸”取藥液D. 用絲綢摩擦過的玻璃棒“吸”引紙屑
【答案】C
【解析】A.當(dāng)用吸管吸飲料時,先吸走的是管中的空氣,使管內(nèi)變?yōu)檎婵眨@時大氣壓就壓著飲料進(jìn)入管中,進(jìn)而進(jìn)入人的嘴中,公路旁用隔音墻“吸”收部分噪聲是在傳播過程中減弱噪聲,故A不符合題意;
B.大樹通過根從土壤中“吸”取養(yǎng)分是生命運動,與大氣壓無關(guān),故B不符合題意;
C.用滴管吸液體,用力捏膠頭,滴管內(nèi)的氣體被擠出一部分,滴管內(nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓,液體在大氣壓力的作用下被“吸”入管內(nèi),是利用大氣壓的,故C符合題意;
D.摩擦過的玻璃棒吸紙屑,這是由于帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì),故D不符合題意。
故選C。
6. (2024重慶B)歷史上著名的馬德堡半球?qū)嶒炞C明了______的存在,實驗中兩個半球被拉開時爆發(fā)出了巨大的響聲,響聲是由半球及空氣______產(chǎn)生的。
【答案】 大氣壓 振動
【解析】歷史上,在德國的馬德堡市廣場上做過一個著名的實驗,將兩銅制的半球合在一起,抽出里面的空氣,用兩支馬隊向相反方向拉,半球未被拉開,從而證實了大氣壓的存在,這就是著名的馬德堡半球?qū)嶒灐?br>聲是由物體的振動產(chǎn)生的,當(dāng)兩個半球被拉開時爆發(fā)出了巨大的響聲,這是由半球及空氣振動產(chǎn)生的。
7. (2024江蘇無錫市)生活中常用如圖所示的吸盤掛鉤來掛毛巾,使用時排盡吸盤內(nèi)的空氣,吸附在______(選填“平整”或“不平整”)的墻面上,以防止漏氣。若吸盤的橫截面積為,外界大氣壓為,則排盡空氣后的吸盤受到的大氣壓力為______N,吸盤掛鉤不會掉落是因為受到墻壁對它豎直向上的______力。
【答案】 平整 200 摩擦力
【解析】吸盤掛鉤是利用大氣壓來工作的,使用時排盡吸盤內(nèi)的空氣,吸附在光滑的墻面上,外界大氣壓大于吸盤內(nèi)氣壓,將吸盤緊緊壓在墻面上,若墻面不平整,空氣會進(jìn)入吸盤內(nèi),吸盤會脫落。
排盡空氣后的吸盤受到的大氣壓力為
吸盤掛鉤受自身重力和物體對掛鉤向下的拉力而不會掉落是因為受到墻壁對它豎直向上的摩擦力。
8. (2024河北)如圖所示,在鐵桶內(nèi)放少量的水,用火加熱,沸騰之后把桶口堵住,然后澆上冷水。在__________作用下,鐵桶被壓扁了。這種作用在生活中有很多應(yīng)用,請舉出一個實例:___________。
【答案】 大氣壓##大氣壓強(qiáng) 吸盤
【解析】在鐵桶內(nèi)放少量的水,用火加熱,沸騰之后,水溫度升高變成水蒸氣,充滿這個鐵桶中,把桶口堵住,然后澆上冷水,此時內(nèi)部的水蒸氣遇冷液化,內(nèi)部壓強(qiáng)減小,鐵桶在大氣壓(大氣壓強(qiáng))的作用下被壓扁。生活中運用大氣壓的例子有:吸盤,用吸管喝飲料,鋼筆吸墨水等。
考向四:流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
1. (2024蘇州)下列現(xiàn)象不能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋的是( )
A. 吹氣時紙條向上
B. 用吸管喝水
C. 將硬幣吹進(jìn)盤中
D. 吹氣時乒乓球不掉
【答案】B
【解析】A.吹氣時紙條上方空氣流速大、壓強(qiáng)小,下方空氣流速小、壓強(qiáng)大,產(chǎn)生向上的壓強(qiáng)差,故紙條會向上飄,能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,故A不符合題意;
B.吸管吸飲料時,用力吸時,管內(nèi)壓強(qiáng)減小,飲料在大氣壓的作用下被壓入嘴里,不能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,故B符合題意;
C.沒有吹氣時,硬幣上方和下方的空氣流速相同,硬幣上方的壓強(qiáng)等于下方的壓強(qiáng),硬幣在重力作用下落在盤中;吹氣時,硬幣上方空氣流速變大,壓強(qiáng)變小,小于下方的空氣壓強(qiáng),產(chǎn)生向上的升力,能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,故C不符合題意;
D.對著乒乓球的上方吹氣,上方空氣流速增大,壓強(qiáng)變小,下方空氣流速慢,壓強(qiáng)大,產(chǎn)生向上的升力,能用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系來解釋,故D不符合題意。
故選B。
2. (2024山東臨沂)2024年1月29日,世界首款四座氫內(nèi)燃飛機(jī)原型機(jī)成功首飛。如圖所示,正在勻速升空的原型機(jī)( )
A. 機(jī)身由密度較大的材料制成B. 所受空氣的浮力等于自身重力
C. 機(jī)翼下方的空氣流速比上方的小D. 機(jī)艙外的大氣壓強(qiáng)越來越大
【答案】C
【解析】A.為減小機(jī)身的質(zhì)量,機(jī)身由密度較小、強(qiáng)度較大的材料制成,故A不符合題意;
B.飛機(jī)的升力是由機(jī)翼上下表面受到的壓力差而產(chǎn)生的,所受空氣的浮力小于自身重力,故B不符合題意;
C.飛機(jī)機(jī)翼上方的空氣流速大,壓強(qiáng)小,下方的空氣流速小壓強(qiáng)大,因此而產(chǎn)生使飛機(jī)上升的升力,因此機(jī)翼下方的空氣流速比上方的小,故C正確;
D.飛機(jī)勻速升空過程中,高度越來越高,空氣越來越稀薄,機(jī)艙外的大氣壓強(qiáng)越來越小,故D不符合題意。
故選C。
3. (2024四川成都)物理與日常生活、工程實踐密切相關(guān),下列分析正確的是( )
A. 用久的菜刀需要磨一磨,是為了減小壓強(qiáng)
B. 人行盲道有凸起,是為了增大受力面積,減小壓強(qiáng)
C. 有風(fēng)吹過,窗簾飄向窗外,是因為窗外大氣壓變大
D. 飛機(jī)受到升力,是因為機(jī)翼上下表面空氣的流速不同
【答案】D
【解析】A.用久的菜刀需要磨一磨,是通過減小受力面積,來增大壓強(qiáng),故A錯誤;
B.人行盲道有凸起,是通過減小受力面積,增大壓強(qiáng),故B錯誤;
C.有風(fēng)吹過,窗簾飄向窗外,是因為窗外空氣流速大,氣壓變小,故C錯誤;
D.飛機(jī)受到升力,是因為機(jī)翼上凸下平,所以上下表面空氣的流速不同,造成上下表面受到的壓強(qiáng)不同,故D正確。
故選D。
4. (2024內(nèi)蒙古赤峰)下列選項是對圖中物理現(xiàn)象的解釋,其中錯誤的是( )
A. 甲圖用吸管吸飲料利用了大氣壓
B. 乙圖排水管的U形“反水彎”利用了連通器原理
C. 丙圖側(cè)壁開孔的飲料瓶裝上水,越靠下端噴出的水流越急,說明了液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大
D. 丁圖往B管中吹氣,A管中的水面上升是因為流體流速越大的位置,壓強(qiáng)越大
【答案】D
【解析】A.吸管吸飲料時,用力吸時,管內(nèi)壓強(qiáng)減小,飲料在大氣壓的作用下被壓入嘴里,故A正確,不符合題意;
B.洗手池下方排水管的U形“反水彎”符合了上端開口,底部連通的條件,利用了連通器原理,故B正確,不符合題意;
C.越靠下的小孔噴出的水越急,說明深度越大,液體壓強(qiáng)越大,故C正確,不符合題意;
D.往B管中吹氣,A管上方的空氣流速增大,壓強(qiáng)減小,A管中的液體在外界大氣壓的作用下,被壓上來,故D錯誤,符合題意。
故選D。
5. (2024黑龍江龍東)下列現(xiàn)象用流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系知識解釋的是( )
A. 硬紙板不掉下來B. 吸盤掛鉤
C. 用吸管吸飲料D. 飛機(jī)機(jī)翼
【答案】D
【解析】A.水杯倒置水沒流出,是因為紙片受到水向下的壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng),水在外界大氣壓的作用下不會流出,是由于大氣壓引起的,不能用液體壓強(qiáng)與流速關(guān)系解釋,故A不符合題意;
B.吸盤吸附在墻壁上,需要先用力擠壓塑料吸盤,把盤內(nèi)的空氣擠出,吸盤內(nèi)的氣體壓強(qiáng)小于外界大氣壓,吸盤就被外界的大氣壓緊壓在了墻壁上,這是由于大氣壓引起的,不能用液體壓強(qiáng)與流速關(guān)系解釋,故B不符合題意。
C.用吸管吸飲料時,是先把吸管內(nèi)的空氣吸走,在外界大氣壓的作用下,飲料被壓進(jìn)吸管里,不能用液體壓強(qiáng)與流速關(guān)系解釋,故C不符合題意;
D.飛機(jī)的機(jī)翼的橫截面形狀通常是上凸下平,當(dāng)飛機(jī)飛行時,氣流會同時流過機(jī)翼的上表面和下表面,上表面的氣體流速大壓強(qiáng)小,下表面氣體流速小壓強(qiáng)大,從而形成向上的升力,應(yīng)用了流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系,故D符合題意。
故選D。
6. (2024重慶A)乘客在高鐵站臺要站在白色安全線內(nèi),是因為高鐵列車進(jìn)站時帶動空氣,使靠近列車一側(cè)的空氣流速變________,壓強(qiáng)變________,壓強(qiáng)差會給乘客帶來危險。
【答案】 大 小
【解析】在氣體和液體中,流速越大的位置,壓強(qiáng)越小。高鐵列車進(jìn)站時靠近列車的一側(cè)空氣流速變大,壓強(qiáng)變小。而外側(cè)的空氣流速小,壓強(qiáng)較大,會產(chǎn)生一個向列車方向的壓強(qiáng)差,乘客靠近時會給乘客帶來危險。
7. (2024黑龍江綏化)飛機(jī)能夠在空中飛行,原理在于機(jī)翼下方比上方空氣流速小,壓強(qiáng)__________(選填“大”或“小”),從而獲得向上的升力。隨著飛機(jī)升空,海拔高度增加,大氣壓__________(選填“增大”“減小”或“不變”).
【答案】 大 減小
【解析】飛機(jī)在空中飛行時,機(jī)翼把氣流分成上、下兩部分,由于機(jī)翼截面的形狀上下不對稱,機(jī)翼下方比上方空氣流速小,壓強(qiáng)大。
由于大氣壓隨高度的升高而變小,所以隨著飛機(jī)升空,海拔高度增加,大氣壓減小。
8. (2024安徽?。┰诟哞F站的站臺上,離站臺邊緣一定距離的地方標(biāo)有一條安全線(如圖所示),所有乘客都必須站在安全線以外的區(qū)域候車。這是因為當(dāng)列車駛過時,列車附近的空氣流速大,壓強(qiáng)______,若越過安全線,即使與列車保持一定的距離,也是非常危險的。
【答案】小
【解析】當(dāng)列車駛過時帶動空氣流速加快,使人身體前面壓強(qiáng)變小,而身后空氣流速慢壓強(qiáng)大,當(dāng)列車駛過時,即使與車保持一定的距離,也很容易被身后的壓強(qiáng)推入火車道,因此是非常危險的。
9. (2024山東煙臺)春節(jié)期間,小明和父母乘飛機(jī)去上海旅游。在飛機(jī)上升的過程中,外界大氣壓強(qiáng)______(選填“變大”、“變小”或“不變”);在飛機(jī)飛行過程中,座位上的小明相對于窗外的機(jī)翼是______(選填“靜止”或“運動”)的;機(jī)翼______方(選填“上”或“下”)的空氣流速快,壓強(qiáng)小,因此獲得了向上的升力。
【答案】 變小 靜止 上
【解析】大氣壓隨海拔高度的升高而減小。
座位上的小明相對于窗外的機(jī)翼沒有位置的改變,所以是相對靜止的。
由流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可知,機(jī)翼上方空氣的流速快壓強(qiáng)小,機(jī)翼下方空氣的流速慢壓強(qiáng)大,因此機(jī)翼產(chǎn)生一個向上的壓強(qiáng)差,這樣就使機(jī)翼產(chǎn)生了一個向上的升力。
10. (2024廣西)國產(chǎn)大飛機(jī)C919飛行時,機(jī)翼上方的空氣流速________下方的空氣流速,機(jī)翼上方的氣壓________下方的氣壓。(兩空均選填“大于”或“小于”)
【答案】 大于 小于
【解析】等質(zhì)量的空氣在相同的時間內(nèi)同時通過機(jī)翼的上表面和下表面,由于上表面彎曲,所以機(jī)翼上方的流速就大于機(jī)翼前方的流速;而下表面平直,因此機(jī)翼下方的流速大致等于前方的流速,從而可以知道,機(jī)翼下方的流速就小于機(jī)翼上方的流速,所以機(jī)翼上方的壓強(qiáng)小于機(jī)翼下方的壓強(qiáng),這樣就產(chǎn)生了作用在機(jī)翼上的向上的升力。
11.(2024甘肅臨夏) 科技興趣小組利用盛有水的燒杯和A、B兩根吸管組成如圖所示的實驗裝置,用于證明流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系。沿著B管水平吹氣,觀察到A管液面________(選填“上升”或“下降”),說明了________。
【答案】 上升 流體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小
【解析】當(dāng)向B管吹氣時,A管上方的空氣流動速度增大,壓強(qiáng)減小,A管下方壓強(qiáng)不變,A管內(nèi)的液體受到向上的壓強(qiáng)大,液面上升。這說明在流體中,流速越大的位置壓強(qiáng)越小。
12. (2024四川瀘州)在學(xué)校科技社團(tuán)活動中,小趙同學(xué)所在的團(tuán)隊利用3D打印機(jī)制作了如圖所示的飛機(jī)模型。飛機(jī)模型的機(jī)翼設(shè)計成上凸下平。試飛時,手將飛機(jī)模型向前推出,是力改變了飛機(jī)模型的________;飛機(jī)模型在空中水平飛行過程中,機(jī)翼上方的空氣流速較快,壓強(qiáng)較________;飛機(jī)模型著地后,能夠沿水平地面繼續(xù)向前滑行一段距離,是由于飛機(jī)模型具有________。
【答案】 運動狀態(tài) 小 慣性
【解析】試飛時,手將飛機(jī)模型向前推出,手對飛機(jī)模型施加了作用力,使它由靜止變?yōu)檫\動,是力改變了飛機(jī)模型的運動狀態(tài)。
飛機(jī)模型在空中水平飛行過程中,機(jī)翼上方的空氣流速較快,壓強(qiáng)較小,下方空氣流速較小、壓強(qiáng)較大,從而形成向上的升力。
飛機(jī)模型著地后,能夠沿水平地面繼續(xù)向前滑行一段距離,是由于飛機(jī)模型具有慣性,要保持原來的運動狀態(tài),繼續(xù)向前運動。
13. (2024福建)朱鹮是我國珍稀動物,演員們用舞蹈演繹《朱鹮》宛若一幅流動的畫,訴說著人與自然的和諧共生,如圖。
(1)用物理知識解釋:朱鹮在空中滑翔時,翅膀上表面彎曲,下表面比較平,該形狀對它飛行的作用。
(2)寫出演員在舞臺上形成倒影的光學(xué)原理。
【答案】(1)見解析;(2)見解析
【解析】(1)翅膀的上表面彎曲,流過翅膀上方的空氣流速大,壓強(qiáng)小;翅膀下表面較平,流過翅膀下方的空氣流速小,壓強(qiáng)大。翅膀上下方所受的壓力差形成向上的升力。
(2)演員在舞臺上形成的倒影的光學(xué)原理是光的反射(平面鏡成像)。
能力拓展
考向五:與壓強(qiáng)有關(guān)的創(chuàng)新類綜合問題
1. (2024四川眉山)物理興趣小組的同學(xué),對下圖所示的現(xiàn)象進(jìn)行討論,其中錯誤的是( )
A. 甲圖,用吸管喝飲料、瓶里的飲料是被吸上來的
B. 乙圖,吹氣時兩紙向中間靠攏,說明流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
C. 丙圖,洗手槽排水管下方設(shè)計成U形“反水彎”,利用了連通器原理
D. 丁圖,停止沸騰的水,澆上冷水后水再次沸騰,說明液面氣壓減小沸點降低
【答案】A
【解析】A.吸管吸飲料時,是先把吸管內(nèi)的空氣吸走,在外界大氣壓的作用下,飲料被壓進(jìn)吸管里,故A錯誤,符合題意;
B.吹氣時兩紙向中間靠攏,說明中間空氣流速大壓強(qiáng)小,故B正確,不符合題意;
C.洗手槽排水管下方設(shè)計成U形“反水彎”,利用了連通器原理,故C正確,不符合題意;
D.停止沸騰的水,澆上冷水后水再次沸騰,說明液面氣壓減小沸點降低,故D正確,不符合題意。
故選A。
2. (2024四川南充)質(zhì)量分布均勻的實心正方體甲、乙放在水平地面上,將甲、乙沿水平方向切去高度,剩余部分對地面的壓強(qiáng)與的關(guān)系如圖所示,已知,,乙的邊長為,下列選項正確的是( )(?。?br>A. 乙的密度B. 未切前,甲的質(zhì)量為
C. 圖中D. 圖中
【答案】AD
【解析】A.由圖可知,未切去時,乙對地面的壓強(qiáng)為,則乙的密度為
故A正確;
B.由圖可知,甲切去高度為20cm時,對地面的壓強(qiáng)為0,故甲的邊長為20cm,即0.2m,甲的體積為
則未切去時甲的質(zhì)量為
故B錯誤;
C.由圖可知,當(dāng)切去高度為時,兩物體對地面的壓強(qiáng)相等,即
代入數(shù)據(jù)可得
解得,故C錯誤;
D.由C選項分析可知,當(dāng)切去高度為時,兩物體對地面的壓強(qiáng)為
故D正確。
故選AD。
3. (2024廣西)某次加工螺母的過程中,裁出底面為正八邊形的金屬柱體,其質(zhì)量為7.68×10-2kg,底面積為4.8×10-4m2。如圖甲所示,金屬柱體放在水平地面上,其對地面的壓強(qiáng)為________ Pa;從中心挖出和其等高、底面半徑為r的圓柱體后,分別如圖乙和圖丙所示放在水平地面上,對地面的壓強(qiáng)分別為和,且∶=20∶17,則r約為________ cm。(已知該金屬密度為8×103kg/m3,取=1.4、π=3.1、g=10N/kg)
【答案】 1
【解析】金屬柱體放在水平地面上,對地面的壓力為
根據(jù)可知,其對地面的壓強(qiáng)為
正八邊形的金屬柱體的體積為
金屬柱體的高為
根據(jù)正八邊形邊長和面積的關(guān)系,可得
解得
根據(jù)
可知,圖乙中金屬柱體對地面的壓強(qiáng)和圖甲中金屬柱體對地面的壓強(qiáng)相等,即
由
∶=20∶17
可得,圖丙中金屬柱體對地面的壓強(qiáng)為
圖丙中接觸面積為
則丙對地面的壓力為
丙的重力為
則減小的重力為
則減小的質(zhì)量為
從中心挖出和其等高、底面半徑為r的圓柱體,則挖去圓柱體的體積為
則挖去圓柱體的底面積為
底面半徑為r為
4. (2024上海)如圖1所示,將盛有液體的容器甲、乙兩容器豎直放在水平面上。甲中液體未知,乙中液體為水,容器的質(zhì)量和厚度都忽略不計。
(1)若甲容器中液體質(zhì)量為1.2kg,受力面積為1.2×10-3m2,求甲容器對地面的壓強(qiáng)p甲;
(2)若乙容器中水的質(zhì)量為1.5kg,求乙中水的體積V水;
(3)如圖2所示,若在乙容器中再加入一定水,則此時水的深度為0.2米,將容器乙放進(jìn)容器甲中,容器甲的液面比容器乙的水面高0.05m。求此時甲容器中液體的密度。
【答案】(1)1×104Pa;(2)1.5×10-3m3;(3)800kg/m3
【解析】(1)容器的質(zhì)量和厚度都忽略不計,則甲容器中液體的重力
甲容器對地面的壓力
甲容器對地面的壓強(qiáng)
(2)乙中水的體積
(3)以容器整體為受力分析對象,因為容器的質(zhì)量和厚度都忽略不計,故G乙=G水,乙容器在甲中漂浮,故
G乙=F浮=G排
即
即
答:(1)若甲容器中液體質(zhì)量為1.2kg,受力面積為1.2×10-3m2,甲容器對地面的壓強(qiáng)為1×104Pa;
(2)若乙容器中水的質(zhì)量為1.5kg,乙中水的體積為1.5×10-3m3;
(3)此時甲容器中液體的密度為800kg/m3。
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