1.(2024?無錫模擬)如圖甲所示,一塊長木板放在水平桌面上,現(xiàn)用一水平力F,向右緩慢地推木板,使其一部分露出桌面如圖乙所示,在推木板的過程中木板對桌面的壓力F、壓強p和摩擦力f的變化情況是( )
A.F、p 不變,f 變大B.F、f 不變,p 變大
C.F 變小,p、f 變大D.F、f 不變,p 變小
解:
(1)因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,用水平力F向右緩慢地推木板時,木板對桌面的壓力F不變,故C錯誤;
因水平力F向右緩慢地推木板時,木板與桌面的接觸面積變小,受力面積變小,
所以,由p=FS可知,長木板對桌面的壓強p變大,故AD錯誤;
(2)因滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關,
所以,水平力F向右緩慢地推木板時,壓力和接觸面的粗糙程度不變,摩擦力f不變,故B正確。
答案:B。
2.(2024?長沙二模)敬畏自然,遵循物理規(guī)律,下列事例中能夠增大壓強的是( )
A.書包背帶較寬 B.蚊子口器較尖
C.駱駝腳掌較寬 D.滑雪板面積較大
解:
A、書包背帶做寬一些,是在壓力一定時,增大受力面積來減小書包對肩膀的壓強,故A錯誤;
B、蚊子口器較尖,在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故B正確;
C、駱駝長著寬大的腳掌,是在壓力一定時,增大受力面積來減小駱駝對地面的壓強,故C錯誤;
D、滑雪板面積較大,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小壓強,故D錯誤。
答案:B。
3.(2024?雅安模擬)如圖所示,A物體疊放在B物體之上并放在水平桌面上,A物體重力為20N,底面積為200cm2,B物體重力為40N,底面積為400cm2,則A對B的壓強跟B對桌面的壓強之比為( )
A.1:lB.1:2C.2:1D.2:3
解:水平面上的物體對水平面的壓力等于自身的重力;
A對B的壓強為:pA=FASA=GASA=20N200×10?4m2=1×103Pa;
B對桌面的壓強:pB=FBSB=GA+GBSB=20N+40N400×10?4m2=1.5×103Pa;
則A對B的壓強跟B對桌面的壓強之比為:pApB=1.0×103Pa1.5×103Pa=23。
答案:D。
4.(2024?重慶模擬)邊長15cm的均勻正方體,重為90N,放在水平桌面中央如圖甲所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a對桌面壓強為剩余部分b對桌面壓強的1.5倍,如圖乙所示,下列說法正確的是( )
A.切去部分的重力為60N
B.剩余部分的高度為9cm
C.將a放置于b中央使它們重疊,則a對b的壓強為8×103Pa
D.將b放置于a上使它們重疊,則a對地面的壓強為1.2×104Pa
解:AB、圖示為均勻正方體,則甲中,正方體對地面的壓強為根據(jù)壓強公式p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρSg?S=ρgh,乙中,a對地面的壓強為pa=ρgh,b對地面的壓強p=ρghb,則有
pa=1.5pb,所以ρgh=1.5ρghb,解得,剩余部分的高度為:?b=11.5?=11.5×15cm=10cm,
切去部分的高度為:ha=h﹣hb=15cm﹣10cm=5cm;
切去部分的重力:
Ga=?a?G=515×90N=30N,故AB錯誤;
C、將a放置于b中央,a與b的接觸面積為:
Sa=h×ha=15cm×5cm=75cm2,
a對b的壓強為:
pa對b=FaSa=GaSa=30N75×10?4m2=4×103Pa,故C錯誤;
D、將b放置于a上,兩者的總重力為90N,a對地面的壓強為:
pa對地=FSa=GSa=90N75×10?4m2=1.2×104Pa,故D正確。
答案:D。
5.(2024?鹽城模擬)一個空的塑料藥瓶,瓶口扎上橡皮膜,豎直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,這兩次藥瓶在水里的位置相同,如圖所示,下列關于橡皮膜的說法正確的是( )
A.兩次都向內凹,形變程度相同
B.兩次都向外凸,形變程度相同
C.兩次都向內凹,乙形變程度大
D.兩次都向外凸,乙形變程度大
解:液體內部朝各個方向都有壓強,所以橡皮膜不論是朝上還是朝下都會向內凹。
在同種液體中,液體的壓強隨深度的增加而增大,橡皮膜朝下時,浸入液體的深度大,所以橡皮膜凹陷的更明顯。
故兩次都向內凹,甲形變程度小,乙形變程度更大。故C正確,ABD錯誤。
答案:C。
6.(2024?濟南二模)如圖所示,放在同一水平桌面上的兩個容器分別裝有相同高度的純水和鹽水(ρ鹽水>ρ純水),下面關于液體中a、b、c三點(其中b、c兩點在同一水平面上)壓強大小關系說法正確的是( )
A.a點處最大B.b點處最大
C.c點處最大D.b、c兩點處一樣大
解:由b、c兩點可知,深度相同,由于鹽水的密度大于純水的密度,所以pc>pb;
a、b兩點處于同種液體中,而b點處水的深度大于a點處水的深度,由于液體壓強隨深度的增加而增大,所以pb>pa;
綜上所述,c點處壓強最大,故C正確。
答案:C。
7.(2024?新鄉(xiāng)二模)兩個用同一種材料制成且完全相同的密閉圓臺形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器內裝有質量和深度均相同的液體,如圖所示,若它們分別在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做勻速直線運動,速度分別為v和2v。容器底部受到液體的壓強分別為p1和p2。下列關系正確的是( )
A.p1=p2,F(xiàn)1=F2B.p1>p2,F(xiàn)1<F2
C.p1=p2,F(xiàn)1>F2D.p1>p2,F(xiàn)1=F2
解:容器內裝有質量和深度均相同的液體,由圖知兩液體的體積關系為V1<V2,根據(jù)ρ=mV可知,ρ1>ρ2;
由p=ρ液gh可知,p1>p2;
由題可知兩容器的質量相同,裝有液體的質量相同,則它們的總重力相等,它們對水平桌面的壓力相等,又容器材料相同(接觸面的粗糙程度相同),所以兩容器受到摩擦力的大小相等;因為在水平方向拉力F1和F2的作用下容器沿桌面做勻速直線運動,所以拉力與摩擦力平衡,則F1=F2=f。
由上分析知,ABC錯誤,D正確。
答案:D。
8.(2024?北京模擬)小明將一只質量為1kg的平底水桶放在水平地面上,如圖所示,已知該水桶的底面積為5×10﹣2m2,桶內裝有50cm深的水,水對桶底的壓力比桶對地面的壓力小40N,g取10N/kg,下列判斷中正確的是( )
A.水對桶底的壓強為5×105Pa
B.水對桶底的壓力為280N
C.桶對地面的壓力為290N
D.桶內水的質量為29kg
解:A、水桶內水深h=50cm=0.5m,水對桶底的壓強為:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,故A錯誤;
B、由p=FS可得,水對桶底的壓力F=pS=5×103Pa×5×10﹣2m2=250N,故B錯誤;
C、地面受到水桶的壓力大小為:F′=F+40N=250N+40N=290N,故C正確;
D、水和水桶的總重力為:G總=F′=290N;
水和水桶的總質量為:m總=G總g=290N10N/kg=29kg;水的質量為:m水=m總﹣m桶=29kg﹣1kg=28kg,故D錯誤。
答案:C。
9.(2024?武威二模)如圖所示,A、B為完全相同的兩個容器,分別盛有8cm、6cm深的水,A、B之間用導管連接,若將閥門K打開,最后A、B兩容器底部受到水的壓強之比為( )
A.3:4B.9:7C.1:2D.1:1
解:由圖可知,若將閥門K打開后,AB構成連通器,水從容器A向容器B流動,在水不流動時,兩容器中液面高度是相同的;
已知A、B為完全相同的兩個容器,且原來兩水面的高度差Δh=8cm+2cm﹣6cm=4cm,
所以打開閥門后,兩容器中的液面會相平,A液面下降2cm,變?yōu)閔A=6cm,B液面上升2cm,變?yōu)閔B=8cm,
最后A、B兩容器底部受到水的壓強之比為:pApB=ρg?Aρg?B=?A?B=6cm8cm=34。
答案:A。
10.(2024?揭陽模擬)如圖,質量、底面積相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲為圓柱形,乙、丙為圓臺形,分別裝有A、B、C三種質量和深度均相同的液體,下列說法正確的是( )
A.液體的密度ρA>ρB>ρC
B.液體對容器底部的壓強pB>pA>pC
C.液體對容器底部的壓力FB<FA<FC
D.容器對桌面的壓力F乙<F甲<F丙
解:
A、由題知,三個容器的底面積相同,甲為圓柱形,乙、丙為圓臺形,三種液體的質量和深度均相同;
由圖中容器的形狀可知,B液體的體積最小,C液體的體積最大,根據(jù)ρ=mV可知,B液體的密度最大,C液體的密度最小,即ρB>ρA>ρC,故A錯誤;
B、液體的密度關系為ρB>ρA>ρC,且三種液體的深度相同,根據(jù)公式p=ρgh可知,液體對容器底部的壓強關系為pB>pA>pC,故B正確;
C、因液體對容器底部的壓強pB>pA>pC,三個容器的底面積相同,根據(jù)公式F=pS可知,液體對容器底部的壓力關系為FB>FA>FC,故C錯誤;
D、容器對水平桌面的壓力等于容器和液體的總重力,因三個容器的質量相同、三種液體的質量也相同,則根據(jù)G總=m總g可知它們的總重力相等,所以它們對桌面的壓力相等,即F甲=F乙=F丙,故D錯誤。
答案:B。
11.(2024?成都二模)小明在超市買回一個“真空”罐頭,罐頭瓶蓋很難被打開,哥哥找來一把勺子在瓶蓋邊緣撬了幾下(如圖所示),聽到“噗”的一聲后,用手一擰瓶蓋就打開了。下列有關說法正確的是( )
A.瓶蓋很難打開是因為瓶內氣壓比瓶外氣壓大
B.瓶蓋難打開是瓶蓋與瓶口間的分子引力很大
C.用勺子撬瓶蓋可以減小瓶蓋上方受到的壓強
D.用勺子撬瓶蓋,使空氣進入瓶內,減小壓強差
解:如圖所示的瓶子是真空包裝,瓶蓋在外界大氣壓的作用下很難打開,用勺子撬瓶蓋時,使空氣進入瓶內,減小了瓶內外的壓強差,所以用手一擰瓶蓋就打開了。故D正確,ABC錯誤。
答案:D。
12.(2024?廣州模擬)如圖所示是“天氣預報瓶”的創(chuàng)意新品,A為玻璃管,與大氣相通,B為密閉的玻璃球,A與B下部相通,內裝紅墨水。下列說法正確的是( )
A.這個產品利用了連通器的原理
B.A管與B球中液面相平時,B球內氣壓等于外界大氣壓
C.晴天的氣壓比陰雨天的高,晴天時A管液面高于陰雨天
D.將天氣預報瓶由地面拿到高山,A管液面逐漸下降
解:A.上端開口不連通,下部連通的容器叫做連通器,A與B下部連通,但B為密閉的玻璃球,不符合連通器原理,故A錯誤;
B.A管和B球液面相平時,兩液面受到氣體的壓強相等,說明瓶內氣壓等于外界大氣壓,故B正確;
C.晴天大氣壓比陰雨天高,即陰雨天時瓶外的大氣壓小于晴天時瓶外的大氣壓,根據(jù)p內=p外+ρgh可知,陰雨天A管液面高于晴天,故C錯誤;
D.將天氣預報瓶由地面拿到高山,大氣壓減小,A 管液面逐漸上升,故D錯誤;
答案:B。
13.(2024?北京二模)如圖所示,小明將a、b兩張紙懸掛起來,把兩只吹風機分別置于紙的外側。當吹風機同時豎直向下吹風時,會發(fā)生的現(xiàn)象是( )
A.a、b的下部同時向左側飄動
B.a、b的下部同時向右側飄動
C.a的下部向左側飄動,b的下部向右側飄動
D.a、b的下部同時向中間靠攏
解:當吹風機同時豎直向下吹風時,a、b兩張紙外側的空氣流速大,壓強小,而兩張紙內側的空氣流速小,壓強大,所以a的下部向左側飄動,b的下部向右側飄動,故ABD錯誤,C正確。
答案:C。
14.(2024?濟南模擬)如圖所示,創(chuàng)新實驗小組設計的“研究流體壓強與流速的關系”的裝置,c為上端開口的容器,儲存液體,a、b為上端開口的細玻璃管,與礦泉水瓶、細塑料管等連通。下列判斷正確的是( )
A.開關關閉時,a內的液面高于b內的液面,開關打開后,a內的液面低于b內的液面
B.開關關閉時,a內的液面低于b內的液面,開關打開后,a內的液面高于b內的液面
C.開關關閉時,a內的液面等于b內的液面,開關打開后,a內的液面低于b內的液面
D.開關關閉時,a內的液面等于b內的液面,開關打開后,a內的液面高于b內的液面
解:開關關閉時,液體處于靜止狀態(tài),a、b與c構成連通器,根據(jù)連通器特點可知,a內的液面與b內的液面相平,即a內的液面等于b內的液面;
開關打開時,由于a下面的管子比b下面的礦泉水瓶細,液體流經a下面的管子時流速大,壓強小,而流經b下面的礦泉水瓶時流速小,壓強大,所以a內的液面低于b內的液面。
答案:C。
二、填空題(共8小題)
15.(2024?蘭州模擬)甲、乙兩種物體的質量和體積的關系圖像如圖所示,若用質量相等的甲、乙兩種物質分別制成等高的實心圓柱體A、B,把它們并排豎直放在水平地面上,則兩圓柱體A、B對水平地面的壓力之比是 1:1 ,A、B對水平地面的壓強之比是 8:1 。
解:(1)A、B兩圓柱體的質量相等,根據(jù)G=mg可知兩圓柱體的重力相等,圓柱體對水平地面的壓力和自身的重力相等,則兩圓柱體A、B對水平地面的壓力之比是1:1,
(2)由圖可知,當V甲=1cm3時,m甲=8g,
則ρ甲=m甲V甲=8g1cm3=8g/cm3,
當m乙=4g時,V乙=4cm3,
則ρ乙=m乙V乙=4g4cm3=1g/cm3,
則兩圓柱體A、B的密度之比:ρ甲ρ乙=8g/cm31g/cm3=81,
圓柱體對水平地面的壓強為:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρS?gS=ρgh,
所以等高的實心圓柱體A、B對水平地面的壓強之比:pApB=ρAg?ρBg?=ρ甲ρ乙=81。
答案:1:1;8:1。
16.(2024?永州三模)如圖所示,一個質量為1.2kg、棱長為10cm質量分布均勻的立方體,它的密度為 1.2×103 kg/m3。將該立方體靜止放在水平地面上,立方體對水平地面的壓強為 1200 Pa;若沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分,并取走a部分,b部分對水平地面的壓強 小于 (選填“大于”“小于”或“等于”)原立方體對水平地面的壓強。(g取10N/kg)
解:立方體的密度為:ρ=mV=1.2kg(0.1m)3=1.2×103kg/m3,
立方體對水面地面的壓力為:F=G=mg=1.2kg×10N/kg=12N,
則立方體對水平地面的壓強為:p=FS=12N(0.1m)2=1200Pa,
當沿圖中虛線將其分割成體積相等的a、b兩部分時,并取走a部分,由密度公式可知,剩下的b部分的質量為原來的12,由G=mg可知,b的重力變?yōu)樵瓉淼?2,由圖知,b部分與水平地面的接觸面積大于原來的12,根據(jù)p=FS可知,b部分對水平地面的壓強p'<12G12S=p,即b部分對水平地面的壓強小于原立方體對水平地面的壓強。
答案:1.2×103;1200;小于。
17.(2024?賀州模擬)如圖,在水平地面上有兩個同種材料做成的均勻正方體金屬塊甲、乙,密度為3×103kg/m3,它們的邊長之比為1:2,甲的邊長為10cm,則甲對地面的壓強為 3×103 Pa;若乙沿水平方向切割一部分疊放在甲的正上方,此時甲、乙對地面的壓強相等,則乙正方體切去的高度為 2 cm。
解:(1)正方體金屬塊甲密度為3×103kg/m3,甲的邊長為h甲=10cm=0.1m,密度均勻,所以甲對地面的壓強為:p甲=ρgh甲=3×103kg/m3×10N/kg×0.1m=3×103Pa;
(2)根據(jù)甲、乙密度為3×103kg/m3,它們的邊長之比為1:2,甲的邊長為10cm,所以h乙=2×10cm=20cm=0.2m,若乙沿水平方向切割一部分高度為h疊放在甲的正上方,
此時甲、乙對地面的壓強相等:p′甲=p′乙,則ρ?(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)我國三峽工程是舉世矚目的跨世紀工程,如圖所示,三峽大壩的正常蓄水位為175m,則離水面距離為30m、面積為100cm2的大壩表面受到水的壓力為 3000 N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
解:大壩表面受到水的壓強為:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
由p=FS得,大壩表面受到水的壓力為
F=pS=3×105Pa×100×10﹣4m2=3000N
答案:3000。
19.(2024?南京模擬)如圖所示是一輛不慎駛入水中汽車的車門。隨著水位升高,車門A處受到水的壓強將 變大 (填“變大”、“不變”或“變小”)。建議汽車不慎駛入水中時,應立即設法從車內逃離,緊急情況下,應揮動逃生錘的 A (填“A”或“B”)端砸向玻璃窗的邊角,砸窗逃離。
解:隨著水位升高,車門上A處的水深h不斷增加,由p=ρgh可知,A處受到水的壓強將變大;
由圖知,A處比B處受力面積小,所以用A端砸向玻璃窗的邊角,在用力相同的情況下,產生的壓強越大,玻璃更容易破碎。
答案:變大;A。
20.(2024?煙臺模擬)如圖所示,兩個底面積相同且質量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分別注入兩種不同的液體,已知距容器底部等高的A、B兩點所受液體的壓強相等,則兩容器底部所受液體壓強p甲 > p乙,所受液體的壓力F甲 > F乙,桌面受到甲、乙容器的壓力F′甲 > F′乙。(均選填“>”“=”或“<”)
解:(1)B點的深度大于A點的深度,A、B兩點所受液體的壓強相等,根據(jù)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點下面液體產生的壓強大于B點下面液體產生的壓強;
因為距容器底部h處A、B兩點所受液體的壓強pA和pB相等,所以容器底部甲受到的壓強大于乙產生的壓強,即p甲>p乙;
因為容器底面積相等,由p=FS的變形公式F=pS可知,容器底部甲受到的壓力大于乙產生的壓力,即F甲>F乙;
(2)甲為柱形容器,則液體對容器底的壓力等于該液體的重力,即F甲=G甲液;
乙為“上小下大”的臺形容器,容器側壁對液體也有壓力,且液體能傳遞壓力,則液體對容器底的壓力大于該液體的重力,即F乙>G乙液;
因為F甲>F乙,所以可知G甲液>G乙液;
兩容器的質量相等,由G=mg可知兩容器的重力也相等,即G甲容器=G乙容器;
因水平桌面所受容器的壓力等于容器和液體的總重力,
則桌面受到甲容器的壓力為F′甲=G甲容器+G甲液,桌面受到乙容器的壓力為F′乙=G乙容器+G乙液,
所以桌面受到甲、乙容器的壓力關系為F′甲>F′乙。
答案:>;>;>。
21.(2024?德州二模)如圖所示為同一包密封食品分別在德州市和青藏高原的兩張照片,兩地溫度基本相同。圖片 乙 (選填“甲”或“乙”)是在青藏高原拍的,原因是從低海拔地區(qū)到高海拔地區(qū),大氣壓強 變小 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
解:海拔高度越高,大氣壓強越小,則從低海拔地區(qū)到高海拔地區(qū),大氣壓強變小,在袋內氣體壓強的作用下,袋內氣體體積會變大,包裝袋會鼓起一些,所以圖乙是在海拔較高的青藏高原拍攝的。
答案:乙;變小。
22.(2024?達州模擬)病人在輸液時,考慮到靜脈的血壓,藥水瓶上除了輸液管外,另外還插有一根“閑置”的管,管口朝上“敞開”在空氣中,如圖所示。這是利用 大氣壓 讓藥液順利進入靜脈,同時還要保證藥水瓶相對針管有一定的高度,血液才不會流到輸液管內,說明病人靜脈的血壓 大于 (填“大于”、“等于”或“小于”)大氣壓強。
解:加個“閑置”的管后,當瓶內液體流出使得瓶內壓強減小時,瓶內氣壓小于瓶外氣壓,空氣就能從“閑置”的管中進入,以保障輸液的順利進行,加“閑置”的管的目的是利用大氣壓。
液體壓強隨著深度的增加而增大,因此還需要保證藥水瓶相對針管有一定的高度,血液才不會回流到輸液管內,說明病人靜脈的血壓大于大氣壓強。
答案:大氣壓;大于。
三、實驗探究題(共3小題)
23.(2024?昆明模擬)某實驗小組利用小桌、海綿、砝碼等探究“影響壓力作用效果的因素”實驗,設計了如圖所示的裝置。
(1)實驗時是通過觀察 凹陷程度 來比較壓力的作用效果,這種實驗方法稱為 轉換 法。
(2)比較甲、乙兩圖可得壓力的作用效果與 壓力大小 有關,比較 乙、丙 兩圖可得壓力的作用效果與受力面積有關。
(3)物理學中用 壓強 來表示壓力的作用效果。
(4)若將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,圖丙中海綿受到的壓強為p丙,圖丁中木板受到的壓強為p丁,則p丙 = (選填“>”“<”或“=”)p丁。
(5)如圖戊所示,小華將肥皂沿豎直方向切成大小不同的兩塊,發(fā)現(xiàn)無論是大塊還是小塊肥皂對海綿的壓強與之前一樣,于是得出結論:壓力的作用效果與受力面積無關,小華的結論是 錯誤 (選填“正確”或“錯誤”)的,理由是 沒有控制壓力相同 。
解:(1)實驗時通過觀察泡沫塑料凹陷程度顯示壓力作用的效果,這叫轉換法。
(2)壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關,研究與其中一個因素的關系時,應采用控制變量法,比較甲、乙兩圖可得壓力的作用效果與壓力大小有關;比較實驗的乙、丙兩圖可得壓力的作用效果與受力面積有關;
(3)為了表示壓力的作用效果引入了壓強概念;
(4)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,根據(jù)p=FS,則圖丙中海綿受到的壓強p丙和圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為p丙=p??;
(5)探究壓力的作用效果與受力面積的關系時應控制壓力的大小不變,據(jù)如圖丁所示,小紅將肥皂沿豎直方向切成大小不同的兩塊,壓力變小了,她的結論是錯誤的。
答案:(1)凹陷程度;轉換;(2)壓力大?。灰?、丙;(3)壓強;(4)=;(5)錯誤;沒有控制壓力相同。
24.(2024?西安模擬)用U形管壓強計探究液體內部壓強的特點。
(1)如圖甲,使用前檢查裝置是否漏氣的方法是用手輕輕按壓幾下橡皮膜,如果U形管中的液體能靈活升降,則說明裝置 不漏氣 (選填“漏氣”或“不漏氣”);壓強計是通過U形管中液面來反映被測壓強大小的。
(2)如圖乙和丙所示,將金屬盒浸沒于水中,可以觀察到隨著金屬盒沒入水中的深度增大,U形管兩邊液面的 高度差變大 ,由此可知液體內部的壓強與 液體深度 有關。
(3)保持金屬盒的位置不變,將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻,觀察圖丙和丁,小強得出了“在同一深度液體的密度越大,其內部的壓強越大”的結論。你認為通過他這樣的操作得到的結論是 不正確 的(選填“正確”或“不正確”),原因是 沒有保持金屬盒所處深度相同 。
(4)如圖所示,容器中間用隔板分成左、右兩部分,隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉,當容器左、右兩側分別加入兩種不同的液體A和B,觀察到橡皮膜發(fā)生了形變,以下判斷中正確的是 D 。
A.液體A的密度大于液體B的密度
B.液體A的密度等于液體B的密度
C.液體A的密度小于液體B的密度
D.以上選項均有可能
解:
(1)使用前應檢查裝置是否漏氣,方法是用手輕輕按壓幾下橡皮膜,如果U形管中的液體能靈活升降,則說明裝置不漏氣;
(2)金屬盒沒入水中的深度增大,U形管兩邊液面的高度差變大,所以在液體密度一定時,液體越深,液體壓強越大,所以液體壓強與液體深度有關;
(3)保持金屬盒的位置不變,將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻,液體的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,沒有控制深度不變,不能探究液體壓強跟密度的關系;
(4)由圖可知,橡皮膜向左邊凸起,說明右邊液體壓強大,而左邊的液面高度低于右邊液面的高度,所以無法根據(jù)p=ρgh判斷左右兩側液體密度大小關系,故選D。
答案:(1)不漏氣;(2)高度差變大;液體深度;(3)不正確;沒有保持金屬盒所處深度相同;(4)D。
25.(2024?廈門模擬)小明利用最大刻度值標有2.5mL的一次性注射器等器材,對大氣壓的值進行測量,其實驗步驟如下:
a.先將活塞推至注射器筒的底端,目的是 排盡筒內空氣 ,再用橡皮帽封住注射器的小孔;
b.用細繩拴住注射器活塞的頸部,使繩的另一端與彈簧測力計的掛鉤相連,然后水平向右慢慢地拉動注射器筒,如圖甲所示,當注射器中的活塞剛開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)為7.5N;
c.測出注射器全部刻度的長度為4cm;
d.根據(jù)測量數(shù)據(jù),算出大氣壓的值;
(1)實驗所用的器材為:注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽和 刻度尺 ;
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算出的大氣壓強是 1.2×105 Pa;
(3)小明發(fā)現(xiàn),同學們在做此實驗時測得的大氣壓值誤差較大,對此,小明與同學找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有殘余氣體;
②活塞與注射器筒壁間有摩擦;
③彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準;
④活塞與注射器筒壁不完全密封。
上述原因一定會使測量值小于真實值的是 ①④ (不定項選擇,填寫序號);
(4)為了消除活塞與針筒間的摩擦力對實驗的影響,小明采用了如圖乙所示的裝置,將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,活塞通過水平細線與燒杯相連,向燒杯中緩慢加水,當活塞剛開始向左滑動時,測得杯與水的總質量為0.8kg;然后從燒杯中向外緩慢抽水,當抽出0.4kg水時,活塞又開始向右滑動,則所測大氣壓的值應為 9.6×104 Pa。(g取10N/kg,滑輪間的摩擦和繩重不計)
解:a、將注射器的活塞推至注射器筒的底端,目的是排盡筒內的空氣;
b、當注射器中的活塞開始滑動時,彈簧測力計的拉力與大氣的壓力剛好平衡,因此需要記錄此時的示數(shù);
c、注射器為圓柱體形狀,所以應量出其刻度部分的長度,再讀出容積V,則活塞的面積S=VL;
(1)該實驗的實驗原理是p=FS;實驗中要測出注射器的長度,因此除了:注射器、彈簧測力計、細繩、橡皮帽,還要有刻度尺;
(2)已知注射器容積為2.5mL=2.5cm3,注射器全部刻度的長度L=4cm,
因為注射器為圓柱體,根據(jù)V=SL可得,活塞面積:S=VL=2.5cm34cm=0.625cm2;
實驗時,彈簧測力計的示數(shù)F=7.5N,這就是大氣對活塞的壓力,
則大氣壓強:p=FS=×10?4m2=1.2×105Pa;
(3)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,都會使拉力變小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏??;活塞與注射器筒壁間有摩擦會導致測量值大于真實值;彈簧測力計的示數(shù)沒有讀準,測量結果可能偏大也可能偏小,故選①④;
(4)當注射器中的活塞開始向左滑動時,G1=0.8kg×10N/kg=8N,
此時活塞受水平向左的拉力F拉、水平向右的大氣壓力F和摩擦力f,
活塞受到水平向左的拉力為:F拉=G1=8N,
則有:F+f=F拉=8N;
當注射器中的活塞開始向右滑動時,F(xiàn)拉'=G2=(0.8kg﹣0.4kg)×10N/kg=4N,
此時活塞受水平向左的拉力F拉'、摩擦力f、水平向右的大氣壓力F,則:F﹣f=F拉'=4N,
兩式聯(lián)立解得:F=6N,f=2N,
大氣壓強為:p=FS=6N0.625×10?4m2=9.6×104Pa。
答案:a、排盡筒內空氣;(1)刻度尺;(2)1.2×105;(3)①④;(4)9.6×104。
四、計算題(共2小題)
26.(2024?北京模擬)如圖所示,靜止在水平桌面上的物體A懸掛在輕質杠桿的C端,物體B懸掛在D端,杠桿水平平衡。已知:OC:OD=1:2,物體A所受重力GA=50N,物體B所受重力GB=20N,物體A的底面積SA=0.01m2。
求:(1)水平桌面對物體A的支持力N;
(2)物體A對水平桌面的壓強p。
解:(1)由題可知物體A在豎直方向上受到豎直向下重力,豎直向上的支持力以及C端的拉力,由于物體A處于靜止狀態(tài),故其受到向下的力等于向上的力,即為:
G=N+FA;
杠桿D端受到的拉力等于物體B的重力,即為:
FB=GB=20N,
由于杠桿水平平衡,根據(jù)杠桿的平衡條件可知:FA?OC=FB?OD,
所以有:FA=ODOC?FB=2FB=2×20N=40N,
所以水平桌面對物體A的支持力為:N=G﹣FA=50N﹣40N=10N;
(2)由相互作用力可知,物體A對桌面的壓力為:F=N=10N,
則物體A對水平桌面的壓強為:p=FSA=10N0.01m2=1000pa。
答:(1)水平桌面對物體A的支持力N為10N;
(2)物體A對水平桌面的壓強p為1000pa。
27.(2024?南寧模擬)如圖所示,盛有60kg水的柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器足夠高,兩容器底部用軟細管(體積忽略不計)連通。已知甲、乙容器底面積分別為S甲=0.1m2、S乙=0.3m2,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)水的重力;
(2)水對容器底部的壓強;
(3)小明將體積為0.008m3的實心體A浸沒在甲或乙容器中,整個過程中水未溢出,A靜止后沉底,小明發(fā)現(xiàn)甲、乙容器對地面的壓力增加量相等。請判斷小明是把A放入甲容器還是乙容器中,并計算出實心體A的密度。
解:(1)水的重力:G水=m水g=60kg×10N/kg=600N;
(2)水的體積:V水=m水ρ水=60kg1×103kg/m3=0.06m3,
則柱形容器中水的深度; ?水=V水S水=V水S甲+S乙=+0.3m2=0.15m,
則水對容器底部的壓強:p=ρ水gh水=1.0×103kg/m×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(3)因甲、乙的底部用一根輕質細軟管連通形成連通器,
所以,甲、乙容器中水面始終相平,A放入容器中兩邊水對容器底部壓強的增加量相同,
又因S甲<S乙,由F=pS可知,甲容器中水對容器底的壓力增加量小于乙容器中水對容器底的壓力增加量,
又因為柱形容器中液體對容器底的壓力增加量等于容器中增加的液體的重力,
而容器對地面的壓力增加量也等于容器中增加的液體的重力,
所以柱形容器對地面的壓力增加量與液體對容器底的壓力增加量相等,
設A對容器的壓力為F壓,
因甲、乙容器對地面的壓力增加量相等,
由ΔF壓=ΔF水+F壓可知,A必須對甲容器底有壓力才符合題意,即A放入甲容器;
容器內水面上升的高度:Δ?=VAS甲+S乙=+0.3m2=0.02m,
水對乙容器底壓強的增加量:Δp水=ρ水gΔh=1.0×103kg/m×10N/kg×0.02m=200Pa,
水對乙容器底壓力的增加量:ΔF水=Δp求S乙=200Pa×0.3m2=60N,
因物體對水平面的壓力和自身的重力相等,且甲、乙容器對地面的壓力增加量相等,所以,ΔF甲容=ΔF乙容=G2,
所以A的重力:GA=2ΔF水=2×60N=120N,則由 G=mg=ρVg 可知,
實心體A的密度; ρA=GAVg=120N0.008m3×10N/kg=1.5×103kg/m3。
答:(1)容器中水的體積為0.06m3;
(2)水對容器底部的壓強為1500Pa;
(3)因甲、乙的底部用一根輕質細軟管連通形成連通器,甲、乙容器中水面始終相平,實心A放入容器中兩邊水對容器底部壓強的增加量相同,因為S甲<S乙,由F=pS可知,甲容器中水對容器底的壓力增加量小,而柱形容器對地面的壓力增加量與液體對容器底的壓力增加量相等,所以放入A后因水的壓力增加導致容器對地面的壓力增加量甲要小于乙,因此A應放入甲中;小球的密度為1.5×103kg/m3。

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