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專題09壓強(qiáng)
單元課標(biāo)要求
1.通過實(shí)驗(yàn),理解壓強(qiáng)。知道日常生活中增大和減小壓強(qiáng)的方法。
2.通過實(shí)驗(yàn),探究并了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。
3.知道大氣壓強(qiáng)與人類生活的關(guān)系。
4.了解流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系及其在生活中的應(yīng)用。
考點(diǎn)一:壓力
1.定義:垂直作用在物體表面上的力,叫做壓力。
2.方向:垂直接觸面,且指向被壓物體。
3.作用效果:使物體發(fā)生形變。
【例題D(四川遂寧)一木箱靜止于斜面,請(qǐng)作出木箱對(duì)斜面的壓力示意圖。
【答案】如圖所示
【解析】木箱對(duì)斜面的壓力,作用在斜面上,作用點(diǎn)就畫在斜面上,方向是垂直斜面向下的。
以木箱和斜面的接觸面的中點(diǎn)作為壓力的作用點(diǎn),畫一條垂直于斜面向下的線段才示出箭頭,
記為F,即為壓力的示意圖。
考點(diǎn)二:壓強(qiáng)
1.壓強(qiáng)的物理意義:用來表示壓力作用效果的物理量。
2.定義:物體單位面積上受到的壓力叫壓強(qiáng)。用字母P表示,公式:P=F/S
3.單位:帕斯卡,lPa=lN/m2
4.增大壓強(qiáng)的三種方法:
(1)當(dāng)壓力F一定時(shí),需減小受力面積S;
(2)當(dāng)受力面積S一定時(shí),需增大壓力F;
(3)在條件允許的情況下,可以同時(shí)減小受力面積S,增大壓力F。
5.減小壓強(qiáng)的三種方法:
(1)當(dāng)壓力F一定時(shí),需增大受力面積S;
(2)當(dāng)受力面積S一定時(shí),需減小壓力F;
(3)在條件允許的情況下,可以同時(shí)增大受力面積S,減小壓力F。
【例題2](湖北武漢)鐵塊和小桌靜止在海綿上,如圖甲所示。撤掉小桌后,鐵塊再次靜
止在海綿上,如圖乙所小。鐵塊的質(zhì)量是600g,鐵塊的底面積是20cnf,小桌的質(zhì)量是200g,
桌面的面積是80cm2,下列說法正確的是()
A.圖甲中,鐵塊對(duì)小桌的壓強(qiáng)比小桌對(duì)海綿的壓強(qiáng)大
B.圖甲中,鐵塊對(duì)小桌的壓強(qiáng)比小桌對(duì)海綿的壓強(qiáng)小
C.圖甲中鐵塊對(duì)小桌的壓強(qiáng)比圖乙中鐵塊對(duì)海綿的壓強(qiáng)大
D.圖甲中鐵塊對(duì)小桌的壓強(qiáng)比圖乙中鐵塊對(duì)海綿的壓強(qiáng)小
【答案】A
【解析】圖甲中,鐵塊對(duì)小桌的壓強(qiáng)為
3
F1=Gl=n^g=600xlQ-kgxl0N/kgz3;:1Q3pa
S]—S]—S]—ZOxlO^m2,'
小桌對(duì)海綿的壓強(qiáng)為
(600xW3kg+200xW3kg)xlON/kg
二月;Gi+G?(叫+e吊
=lxlO3Pa
42
“2s2SlH80x10m
圖乙、圖甲中,鐵塊對(duì)小桌和鐵塊對(duì)海綿的壓力相等,都等于小球所受的重力,小桌和海綿
的受力面積相等,都等于小球的底面積,故小球?qū)>d的壓強(qiáng)等于,小球?qū)π∽赖膲簭?qiáng),即
P3=Pi=3xl03Pa
則Pl=P3>Pi
【例題3](黑龍江龍東農(nóng)墾森工)自行車的設(shè)計(jì)中有很多地方利用了物理知識(shí)。如車座設(shè)
計(jì)得寬大是為了減?。卉嚢焉嫌谢y是為了增大O
【答案】壓強(qiáng);摩擦力。
【解析】車座設(shè)計(jì)得寬大,是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)。
自行車的車把上有花紋,是在壓力一定時(shí),通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力。
考點(diǎn)三:液體壓強(qiáng)
1.產(chǎn)生原因:液體受到重力作用且有流動(dòng)性。
2.測(cè)量?jī)x器:壓強(qiáng)計(jì)。使用壓強(qiáng)計(jì)可以探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)特點(diǎn)。
液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算公式:P=p液gh
3.液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn):(1)液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng);(2)在液體內(nèi)同一深度液體向
各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等;(3)液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大;(4)液體內(nèi)部壓強(qiáng)跟
液體密度有關(guān),在同一深度處,液體越大,壓強(qiáng)越大。
4.應(yīng)用——連通器
(1)定義:上端開口、下端連通的容器。
(2)原理:如果只裝一種液體,那么液體靜止時(shí)連通器各部分液面總是相平的。
【例題4](四川甘孜州)如圖所示,茶壺的壺嘴與壺身構(gòu)成連通器,若茶壺中水深8cm,則
水對(duì)壺底的壓強(qiáng)是__________Pa(gWIONkg);若將茶壺略微傾斜、水不溢出且保持靜止
后,壺嘴和壺身中水面(選填"相平"或"不相平”工
【答案】(1)800(2)相平
【解析】(1)水對(duì)壺底的壓強(qiáng)為
p=p水gh=l.OxIO3kg/m3xlON/kgx8x10"m=800Pa
(2)根據(jù)連通器的原理知,當(dāng)連通器中液體靜止時(shí),液面總保持相平,故茶壺略微傾斜、
水不溢出且保持靜止后,壺嘴和壺身中水面相平。
考點(diǎn)四:大氣壓強(qiáng)
1.產(chǎn)生原因:氣體具有流動(dòng)性,受重力作用。
2.變化特點(diǎn):(1)隨高度增加而減小。(2)同一位置大氣壓隨天氣變化而不斷變化。
3.液體沸點(diǎn)與大氣壓的關(guān)系:一切液體的沸點(diǎn)都隨氣壓減小時(shí)降低,氣壓增大時(shí)升高,同種
液體的沸點(diǎn)不是固定不變的。我們通常說的沸點(diǎn)是指在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下。
4.大氣壓的測(cè)量
(1)測(cè)量實(shí)驗(yàn):托里拆利實(shí)驗(yàn)。
(2)測(cè)量?jī)x器:氣壓計(jì)。
(3)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值:P=l.013xl05Pa,相當(dāng)于76cm高的水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
【例題5】(江蘇連云港)下列關(guān)于壓力和壓強(qiáng)的說法正確的是()
A.重力大的物體產(chǎn)生的壓力也大
B.大氣對(duì)處于其中的物體都有壓強(qiáng)
C.流體的流速越大,流體的壓強(qiáng)越大
D.相同深度的液體對(duì)容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)相同
【答案】B
【解析】A.重力大的物體產(chǎn)生的壓力不一定也大,只有水平面上的物體,產(chǎn)生壓力等于其
重力,故A錯(cuò)誤;
B.空氣有重力,并和液體一樣具有流動(dòng)性,所以空氣對(duì)浸沒在它里面的物體向各個(gè)方向都
能產(chǎn)生壓強(qiáng),故B正確;
C.流體的流速越大,流體的壓強(qiáng)越小,故C錯(cuò)誤;
D.液體壓強(qiáng)與液體的深度和液體的密度有關(guān),相同深度的液體,如果液體的密度不同,液
體對(duì)容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)不相同,故D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)五:流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系
L流體:我們把能夠流動(dòng)的物體叫做流體。例如空氣。
2.關(guān)系:流體在流速大的地方壓強(qiáng)小,流速小的地方壓強(qiáng)大。
3.升力:當(dāng)氣流迎面流過機(jī)翼時(shí),在相同的時(shí)間內(nèi)上方氣流經(jīng)過的路程大于下方氣流的路程,
因此上方氣流流速較大,壓強(qiáng)較小;下方氣流流速較小,壓強(qiáng)較大,機(jī)翼上、下表面存在壓
強(qiáng)差,這就產(chǎn)生了向上的升力。
注意:如果機(jī)翼的前緣稍向上仰,跟氣流的方向成一個(gè)小的仰角,則機(jī)翼上、下方的壓強(qiáng)差
比機(jī)翼跟氣流方向平行時(shí)還要大,因此產(chǎn)生的升力也較大。例如,飛機(jī)起飛時(shí),將機(jī)翼的前
緣稍向上仰。
【例題6](四川甘孜州)小海和同學(xué)們參加研學(xué)旅行,汽車在公路上快速行駛時(shí),小海發(fā)
現(xiàn)窗簾從打開的窗戶向外飄,這是因?yàn)榇巴獾目諝饬魉佥^大,壓強(qiáng)_______(選填"較大”
或"較小”);車行駛到山頂時(shí),他發(fā)現(xiàn)密封的零食包裝袋鼓起來了,這是因?yàn)樯巾斏系拇髿?/p>
壓比山腳下的大氣壓_______(選填"大"或"小")造成的。
【答案】⑴較小⑵小
【解析】(1)小海發(fā)現(xiàn)窗簾從打開的窗戶向外飄,這是因?yàn)榇巴獾目諝饬魉佥^大,壓強(qiáng)較小,
車內(nèi)空氣流速小,壓強(qiáng)大。(2)大氣壓隨高度的增加而減小,故密封的零食包裝袋鼓起來了,
這是因?yàn)樯巾斏系拇髿鈮罕壬侥_下的大氣壓小造成的。
《壓強(qiáng)》單元綜合素養(yǎng)精準(zhǔn)達(dá)標(biāo)模擬檢測(cè)試卷
(答題時(shí)間90分鐘,試卷滿分100分)
一、選擇題(每小題3分,共30分)
1.(四川樂山市)下列實(shí)例中,屬于減小壓強(qiáng)的是()
A.鋒利的篆刻刀
B.駱駝寬大的腳掌
C.注射器的針頭
D.切菜的菜刀
【答案】B
【解析】A.篆刻刀很鋒利,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng);故A不合題
意;
B.駱駝寬大的腳掌,是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),故B符合題意;
C.注射器的針頭很尖,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng);故C不合題意;
D.切菜的菜刀,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng);故D不合題意。
2.(四川自貢市)如圖所示,一輛轎車在平直公路上高速行駛時(shí),其上、下表面相比較()
A.轎車上表面空氣流速小壓強(qiáng)大B.轎車上表面空氣流速大壓強(qiáng)小
C.轎車下表面空氣流速小壓強(qiáng)小D.轎車下表面空氣流速大壓強(qiáng)大
【答案】B
【解析】轎車的形狀為上凸下平,在平直公路上高速行駛時(shí),轎車上方空氣流速大、壓強(qiáng)小,
下方空氣流速小、壓強(qiáng)大。
3.(四川成都)下列關(guān)于壓強(qiáng)的說法中,正確的是()
A.給自行車輪胎加氣,胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小
B.往裝水的杯子中加鹽,杯底受到的壓強(qiáng)不變
C.向桌上的空杯加水,杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大
D.人在站立時(shí)抬起一只腳后,人對(duì)地面的壓強(qiáng)變小
【答案】C
【解析】A.給自行車輪胎加氣,胎內(nèi)的體積一定,氣體增加,會(huì)使胎內(nèi)壓強(qiáng)增大,故A錯(cuò)
誤;
B.往裝水的杯子中加鹽,水的密度增大,根據(jù)。=Qg〃可得,杯底受到的壓強(qiáng)增大,故B
錯(cuò)誤;
C.向桌上的空杯加水,水杯質(zhì)量增大,根據(jù)??傻?,杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)變大,故C正
確;
D.人在站立時(shí)抬起一只腳后,與地面的接觸面積變小,根據(jù)可得,人對(duì)地面的壓強(qiáng)
增大,故D錯(cuò)誤。
4.(齊齊哈爾)如圖的實(shí)例中,屬于減小壓強(qiáng)的是()
A.汽車座椅安全帶制作得很寬B.破窗錘的敲擊端做成錐狀
C.挖掘機(jī)用寬大履帶來支撐D.鐵軌下面鋪放枕木
【答案】ACD
【解析】A.汽車座椅安全帶制作得很寬,是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),
故A正確;
B.破窗錘的敲擊端做成錐狀,是在壓力一定時(shí),通過減小受力面積來增大壓強(qiáng),故B錯(cuò)誤;
C.挖掘機(jī)用寬大履帶,是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),故C正確;
D.鐵軌下面鋪放枕木,是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng),故D正確。
5.(自編題)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()
吹氣
A.圖甲所示向兩張紙中間吹氣,紙張向中間靠攏
B.圖乙所示裝有液體的玻璃管,底部和側(cè)壁的橡皮膜往外凸起
C.圖丙所示地鐵站臺(tái)邊,人必須站在黃色以外的區(qū)域候車
D.圖丁所示飛機(jī)升力的產(chǎn)生原因
【答案】B
【解析】A.圖甲所示向兩張紙中間吹氣,紙張向中間靠攏,流體流速大的地方壓強(qiáng)??;
B.圖乙所示裝有液體的玻璃管,底部和側(cè)壁的橡皮膜往外凸起,液體對(duì)容器底部和側(cè)壁都
有壓強(qiáng);
C.圖丙所示地鐵站臺(tái)邊,人必須站在黃色以外的區(qū)域候車,流體流速大的地方壓強(qiáng)小;
D.圖丁所示飛機(jī)升力的產(chǎn)生原因,流體流速大的地方壓強(qiáng)小。
6.(福建?。┤鐖D,裝有兩種不同液體的燒杯置于水平面上,兩液體沒有混合。上層液體的
高度為h密度為0.8p下層液體的高度為2h密度為p則液體對(duì)燒杯底部的壓弓金為()
B.2.7pghC.2.8pghD.3pgh
【答案】C
【解析】上層液體所產(chǎn)生的壓強(qiáng):
P±=Pighi=O.8pgh;
下層液體所產(chǎn)生的壓強(qiáng):
P下=p2gh2=pgx2h=2pgh;
因燒杯是柱形容器,則液體對(duì)燒杯底部的壓強(qiáng):
P底=P上+P下=。.8pgh+2pgh=2.8pgh0
7.(四川南充)以下說法中,正確的是()
A.飛機(jī)前進(jìn)時(shí)機(jī)翼上方氣流的速度較小,對(duì)機(jī)翼上表面的壓強(qiáng)較大
B.一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可以支持760cm高的水銀柱
C.書包帶較寬是為了減小壓強(qiáng)
D.勻速上升的飛機(jī),機(jī)械能保持不變
【答案】C
【解析】(1)機(jī)翼的升力:機(jī)翼的上方是弧形,空氣流過上方時(shí)流速大,壓強(qiáng)小。機(jī)翼下方
是平面,空氣的流速小,壓強(qiáng)大這一壓強(qiáng)差使飛機(jī)獲得豎直向上的升力。
(2)1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓所能支持的水銀柱的高便是在托里拆利實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的大氣壓值。
(3)減小壓強(qiáng)的方法:是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng);是在受力面積一
定時(shí),通過減小壓力來減小壓強(qiáng)。
(4)影響動(dòng)能的影響因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度,影響重力勢(shì)能的因素是物體的
質(zhì)量和物體的高度,其中動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。在分析各個(gè)能量的變化時(shí),根據(jù)各自的
影響因素進(jìn)行分析。
A.等質(zhì)量的空氣在相同的時(shí)間內(nèi)同時(shí)通過機(jī)翼的上表面和下表面,由于機(jī)翼上表面彎曲,下
表面平直,所以在相同時(shí)間內(nèi),空氣通過機(jī)翼上表面的氣流路程較長(zhǎng),流速大,對(duì)機(jī)翼上表
面的壓強(qiáng)較小。故A錯(cuò)誤;
B.1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓所能支持的水銀柱的高度是76cm。故B錯(cuò)誤;
C.書包帶較寬是在壓力一定時(shí),通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)。故C正確;
D.飛機(jī)勻速上升過程中,質(zhì)量不變、速度不變,動(dòng)能不變,但是高度升高,所以重力勢(shì)能增
大,故機(jī)械能增大,故D錯(cuò)誤。
8.(湖南郴州)如圖,將一根玻璃管制成粗細(xì)不同的兩段,管的下方與一個(gè)裝有部分水的連
通器相通。當(dāng)從管的一端吹氣時(shí),連通器兩端A、B液面高度變化情況正確的是()
C.B液面下降D.A、B液面高度均不變
【答案】B
【解析】氣體在流速小的地方壓強(qiáng)大,在流速大的地方壓強(qiáng)小,
從管的一端吹氣時(shí),粗細(xì)兩管中的空氣流量是相同的,粗管中的空氣流速小、壓強(qiáng)大,細(xì)管
中的空氣流速大、壓強(qiáng)小,則A液面上方的氣體壓強(qiáng)大,B液面上方的氣體壓強(qiáng)小,所以會(huì)
造成A液面下降,B液面上升。
9.(蘇州)下面的四幅圖中,有一幅圖和其它三幅圖說明的物理學(xué)道理不一樣,這個(gè)不一樣
的情境圖應(yīng)該是()
A.增加書包背帶的寬度B.鐵軌鋪在路枕上C.用切蛋器切熟雞蛋D.快速抽出水杯下紙條
【答案】D
【解析】A.增加書包背帶的寬度,壓力一定,增加書包背帶的寬度減小壓強(qiáng);
B.鐵軌鋪在一根根枕木上是在壓力一定時(shí)采用增大地面的受力面積的方法來減小鐵軌對(duì)路
基的壓強(qiáng)。
C.用切蛋器切熟雞蛋,是增大壓強(qiáng)的實(shí)例;
D.快速抽出水杯下紙條,水杯沒有跟隨掉下來,說明物體具有慣性。
10.(武漢模擬)如圖所示,圓柱體甲和裝有適量某液體的圓柱形容器乙的底面積之比為3:4,
把它們平放在同一水平桌面上。在甲物體上,沿水平方向截取一段長(zhǎng)為x的物體A,并平穩(wěn)
放入容器乙中,用力使物體A剛好浸沒在液體中(A不與容器乙接觸,液體無溢出\截取
后,甲、乙對(duì)桌面的壓強(qiáng)截取長(zhǎng)度x的變化關(guān)系如圖所示。已知甲的密度為0.6xl03kg/m3,
容器乙壁厚和質(zhì)量均忽略不計(jì),g取10N/kgo下列說法正確的是()
A.圓柱體甲截取前和容器乙中的液體質(zhì)量之比為3:2
B.圓柱體甲截取前對(duì)桌面的壓強(qiáng)為lOOOPa
C.容器乙中液體的密度為0.4xl03kg/m3
D.容器乙中未放入物體A時(shí),液體的深度為8cm
【答案】C
【解析】當(dāng)x=0時(shí),p甲=4p乙,圓柱形甲對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)p甲=「甲gh甲;圓柱形乙對(duì)水平
桌面的壓強(qiáng)Pz,=P3gh乙;F甲=p甲S甲;F乙=p乙S乙;S甲=今S乙;
當(dāng)x=10cm時(shí),P甲=P乙=2po;圓柱形甲對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)P甲=「甲g(h甲-0.1;圓柱形乙對(duì)
水平桌面的壓強(qiáng)P乙=「乙g(h乙+0.075);F甲=p甲S甲;F乙=「乙S乙;S甲=,S乙;代入數(shù)據(jù),
33
解之得P乙=0.4xl0kg/mo
二、填空題(每空1分,共20分)
11.(四川甘孜州)如圖所示,一塊長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量分布均勻的木板A放在水平桌面上,木板A
右端與桌邊緣相齊。在其右端施加一水平力戶使木板A右端緩慢地離開桌邊三分之一,在木
板A移動(dòng)過程中,木板A對(duì)桌面的壓強(qiáng)___________木板A對(duì)桌面的壓力。(選
填"增大""減小"或"不變"\
【答案】(1)增大(2)不變
【解析】因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,所以,在木板A運(yùn)動(dòng)過程中,A對(duì)桌面
的壓力不變;因在木板的右端施加一水平力戶使木板A右端緩慢地離開桌邊三分之一時(shí),木
板與桌面的接觸面積變小,即受力面積變小,而壓力不變,由??芍景錋對(duì)桌面
的壓強(qiáng)不斷增大。
12.(四川樂山市)如圖所示,用彈簧測(cè)力計(jì)掛上飛機(jī)機(jī)翼模型,再用電風(fēng)扇對(duì)著機(jī)翼模型
吹風(fēng)。因?yàn)樵诹黧w中,流速越大的位置,壓強(qiáng)______(選填"越大"、"越小"或"不變"),
所以增大風(fēng)速,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)______(選填"增大"、"減小"或"不變"\
【答案】⑴越小(2)減小
【解析】(1)所有流體(包括氣體在內(nèi))都是流速大的位置,壓強(qiáng)小。
(2)當(dāng)風(fēng)速增大時(shí),機(jī)翼模型受到的向上的升力增大。測(cè)力計(jì)的讀數(shù)等于機(jī)翼的重力減去
機(jī)翼受到的升力,而機(jī)翼的重力是不變的,所以,測(cè)力計(jì)讀數(shù)會(huì)減小。
13.(四川樂山市)大氣壓隨海拔高度的升高而一(選填"增大"、"減小"或"不變"),
小娟同學(xué)拿著自制氣壓計(jì)從峨眉山腳的報(bào)國(guó)寺爬到山上的金頂時(shí),發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱的高度
h__(選填"增大"、"減小"或"不變"\
自制氣壓計(jì)
【答案】⑴減?、圃龃?/p>
【解析】(1)高度越大,上方大氣層的厚度越小,空氣越稀薄。所以,高度越大,大氣壓越
小。
(2)瓶?jī)?nèi)的氣體是封閉的。向上運(yùn)動(dòng)時(shí),外界的氣壓減小,在里面氣體壓強(qiáng)作用下,玻璃
管內(nèi)水柱會(huì)上升。
14.(四川遂寧)三峽大壩是集防洪、航運(yùn)、發(fā)電于一體的世界最大水利樞紐,壩俾高185m,
最大蓄水深度175m,壩體建有多個(gè)泄洪深孔,每個(gè)泄洪深孔大小為63m2,通過開啟閘門泄
洪,蓄滿水時(shí)深孔距水面平均深度30m,則每個(gè)泄洪深孔的閘門受到水的壓力
是N(g=10N/kgX
【答案】1.89xl01
【解析】蓄滿水時(shí)泄洪深孔處受到水的平均壓強(qiáng)為:
335
p=pgh=1.0x10kg/mx1ON/kgx30m=3x10Pao
由公式P=與得,每個(gè)泄洪深孔的閘門受到水的壓力:
527
F=pS=3x10Pax63m=1.89x10No
15.(天津)生活中做類似的事,從物理學(xué)的角度看其目的往往不同。剪刀、斧頭用過一段時(shí)
間要磨一磨,在冰壺運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面也要磨一磨(圖所示)。前者的"磨”是為了增
大后者的"磨”是為了減小冰壺與冰面之間的O
【答案】⑴壓強(qiáng)⑵摩擦
【解析】磨一磨剪刀或斧頭是為了減小受力面積,從而增大壓強(qiáng),而冰壺運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員磨
地面是為了增大冰面光滑程度,從而減小摩擦。
16.(四川內(nèi)江)如圖所示,有兩組同樣的磚,A組一塊加組兩塊。每塊磚平放時(shí)的長(zhǎng):寬:
高為4:2:1.A組磚對(duì)地面的壓力和壓強(qiáng)分別為鼻和PA;B組磚對(duì)地面的壓力和壓強(qiáng)分別
為FB和PB;則:FAFB,PAPB(選填"
【解析】?jī)山M磚對(duì)地面的壓力均等于其重力,即可F=G,A組一塊,B組兩塊,&=G
FB=2G,.故FA<F.;
FF
A組磚側(cè)放,則面積為SA=4X1=4;壓強(qiáng)pA=—=—,
SA4
F2FF
B組磚平放,則面積為SB=4X2=8;壓強(qiáng)PB=上=」=/,
SB84
則PA=PBO
17.(湖北荊州)小明在學(xué)習(xí)了大氣壓強(qiáng)的知識(shí)后,自制了一個(gè)如圖所示的氣壓計(jì),瓶中裝
有適量的水,當(dāng)他將自制氣壓計(jì)由樓下拿到樓上時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)玻璃管中液面上升,說明大氣壓隨
高度的增加而o若他將這個(gè)瓶子裝滿水,戴著隔熱手套捏瓶子,發(fā)現(xiàn)細(xì)玻璃管中液
面也能上升,說明力能使物體發(fā)生形變。他還發(fā)現(xiàn)將裝滿水的瓶子放入熱水中,細(xì)玻璃管中
液面仍能上升,這又成了一支自制溫度計(jì),它的工作原理是,在此過程中瓶?jī)?nèi)水的
密度將變小。
【答案】減??;液體的熱脹冷縮。
【解析】(1)大氣壓隨著高度的增大而減小。
(2)若他將這個(gè)瓶子裝滿水,戴著隔熱手套捏瓶子,發(fā)現(xiàn)細(xì)玻璃管中液面也能上升,隔熱
手套排除了溫度對(duì)液體的影響,所以水柱升高是因?yàn)槠孔影l(fā)生了形變?cè)斐傻摹?/p>
(3)將裝滿水的瓶子放入熱水中,細(xì)玻璃管中液面仍能上升,其原因是液體受熱體積膨脹
造成的,它的工作原理是液體的熱脹冷縮;
瓶?jī)?nèi)水的質(zhì)量不變,體積增大,根據(jù)密度公式p=與得知,水的密度變小。
18.(四川南充)如圖,容器中裝有深度為10cm,質(zhì)量為60g的水,已知容器的質(zhì)量為30g,
底面積為5cm2,容器底部受到水的壓強(qiáng)為Pa,容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)是Pa.(「水=
1x103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】1000;1800。
【解析】(1)水的深度h=10cm=0.Im,
容器底部受到水的壓強(qiáng):
p=pgh=1.OxlO3kg/m3xlON/kgxO.lm=lOOOPa;
(2)質(zhì)量為60g的水,容器的質(zhì)量為30g,總質(zhì)量為:
m=60g+30g=90g,
重力為:G=mg=90x10-3i^gx10N/kg=0.9N
水平桌面受到容器的壓力:F=G=0.9N,
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng):P=1800Pao
19.(江西模擬題)如圖所示,沿B管向左快速吹氣時(shí)A管中的水面將—,這是因?yàn)锳管
上方空氣。
【答案】上升;流速快壓強(qiáng)小.
【解析】如圖所示,沿B管向左快速吹氣時(shí),可以看到A管中的水面上升,原因是:往B
管中吹氣,吸管A上方空氣的流速增大,壓強(qiáng)減小,A管中液體受到向上的壓強(qiáng)大于向下的
壓強(qiáng),所以A管水上升或有水噴出.
20.(河北模擬題)質(zhì)量為100g底面積為20cm°的薄壁容器中盛有500g水,將容器放置在
水平地面上,如圖所示,容器內(nèi)水深h為20cm,則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為Pa,容器底
部對(duì)地面的壓強(qiáng)為Pa(p水=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg)
【答案】2000;3000.
【解析】知容器內(nèi)水的深度,根據(jù)P二pgh求出水對(duì)容器底部的壓強(qiáng);容器對(duì)水平桌面的壓
力等于水和容器的總重力根據(jù)F=G=mg求出其大小再用p二卷求出容器底部對(duì)地面的壓強(qiáng).
(1)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng):
p=pgh=l.0x103kg/m'!x1ON/kgx0.2m=2000Pa;
(2)容器底部對(duì)地面的壓力:
F=G總=(m水+m容)g=(0.5kg+0.1kg)x10N/kg=6N,
容器底部對(duì)地面的壓強(qiáng):
三、分析簡(jiǎn)答題(21題、22題、23題各2分,24題4分,共10分)
21.(黑龍江龍東農(nóng)墾森工)草原犬鼠是大草原常見的小動(dòng)物,它挖的洞有多個(gè)洞口,一些
洞口比較平整,一些洞口則由圓錐形土堆圍成。這樣的結(jié)構(gòu)能改進(jìn)洞內(nèi)的通風(fēng)盲況,為什么?
【答案】見解析。
【解析】由于一些洞口比較平整,一些洞口則由圓錐形土堆圍成,當(dāng)風(fēng)從洞口吹過時(shí),由圓
錐形土堆圍成
的洞口處空氣流速快,壓強(qiáng)小,較平整的洞口處空氣流速慢,壓強(qiáng)大,這樣,洞穴內(nèi)的空氣
在氣壓作用下
自然流動(dòng),從而改進(jìn)洞穴內(nèi)的通風(fēng)狀況。
22.(山西)小亮和哥哥在冰面上玩耍時(shí),腳下有"咔嚓咔嚓”的響聲,他大聲喊:"我這兒
的冰要破了"哥哥高聲說:"不要慌,趴下,向岸邊爬。"在哥哥的指揮下,他安全爬離了冰
面。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí),解釋小亮爬離冰面化險(xiǎn)為夷的道理。
【答案】見解析。
【解析】從減小壓強(qiáng)的角度分析解答:減小壓強(qiáng)的方法:是在壓力一定時(shí),通過增大受力面
積來減小壓強(qiáng);是在受力面積一定時(shí),通過減小壓力來減小壓強(qiáng)。
小亮對(duì)冰面的壓力一定,等于其自身重力,趴在冰面上時(shí),受力面積增大,根據(jù)P=F/S知,
對(duì)冰面的壓強(qiáng)減小,所以小亮能爬離冰面化險(xiǎn)為夷。
23.(江蘇鹽城模擬題)物理課堂上,王老師給同學(xué)們表演了一個(gè)魔術(shù):空碗倒水.魔術(shù)揭
秘時(shí),同學(xué)們發(fā)現(xiàn)道具是一個(gè)夾層中裝有水的雙層金屬碗,碗沿內(nèi)外側(cè)各有一個(gè)小孔,如圖
所示.王老師是怎樣利用小孔A控制水是否流出的?請(qǐng)你用相關(guān)的物理知識(shí)進(jìn)行解釋.
【答案】見解析。
【解析】堵住小孔A,碗傾斜時(shí),A孔下方的氣壓小于大氣壓,出水口外為大氣壓,夾層里
的水在內(nèi)外壓強(qiáng)差的作用不會(huì)流出;露出小孔A,夾層內(nèi)外的氣壓相等,水在重力的作用下
流出.本題考查大氣壓的有關(guān)問題,物理學(xué)習(xí)的過程中,要多注意觀察身邊的物理現(xiàn)象,盡
可能的用我們所學(xué)過的知識(shí)去試著解釋.
24.(青海南寧模擬)深圳地區(qū)經(jīng)常會(huì)有臺(tái)風(fēng)(如圖所示),市政府要求居民將簡(jiǎn)易房的屋頂
加固,請(qǐng)你對(duì)這一要求進(jìn)行合理解釋。
【答案】刮臺(tái)風(fēng)時(shí),由于屋頂上凸,相同時(shí)間內(nèi),屋頂上方空氣經(jīng)過的路程長(zhǎng),流速大,壓
強(qiáng)就小,相對(duì)而言屋內(nèi)空氣流速小,壓強(qiáng)大,所以屋頂受到的向上的壓力大于向下的壓力,
很容易被向上掀起,因此要進(jìn)行加固。
【解析】利用流體流速與壓強(qiáng)的關(guān)系分析屋頂上方空氣流速大,壓強(qiáng)小,屋子內(nèi)房頂?shù)臍怏w
流速小,壓強(qiáng)大。再結(jié)合壓強(qiáng)公式P=F/S得出房頂內(nèi)外受到壓力的大小。這樣采取一些措施
就不難了。
四、實(shí)驗(yàn)題(25題5分、26題6分、27題4分、28題7分,共22分)
25.(貴州黔東南)如圖甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海綿、祛碼等探究影響壓力作用
效果的因素:
Anp
木板
甲乙丙丁
⑴本實(shí)驗(yàn)是通過觀察來比較壓力作用效果的。實(shí)驗(yàn)中用到的研究方法有
和轉(zhuǎn)換法;
(2)通過比較圖甲、乙,說明,壓力的作用效果越明顯;
⑶通過比較圖一(填序號(hào)),說明壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用效果越
明顯;
(4)將該小桌和祛碼放在如圖丁所示的木板上,則圖丙中海綿受到的壓強(qiáng)。和圖丁中木板受
到的壓強(qiáng)P'的大小關(guān)系為。_________P'(選填或"=")?
【答案】(1)海綿下陷(或凹陷程度控制變量法(2)受力面積一定時(shí),壓力越大(3)乙、
丙⑷=
【解析】⑴本實(shí)驗(yàn)將壓力的作用效果轉(zhuǎn)換到海綿的凹陷程度來比較,利用了轉(zhuǎn)換法。
實(shí)驗(yàn)中有壓力、受力面積兩個(gè)變量影響實(shí)驗(yàn),在探究其中一個(gè)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響時(shí),需要控制另
外一個(gè)不變,采用了控制變量法。
(2)通過比較圖甲、乙發(fā)現(xiàn)海綿的受力面積相同,受到的壓力不同,海綿的凹陷程度不同,
說明受力面積一定時(shí),壓力越大,壓力的作用效果越明顯。
(3)在壓力一定時(shí),比較受力面積與壓力的作用效果的關(guān)系,需要控制壓力相同,改變受力
面積的大小,可以通過比較乙、丙兩圖得到結(jié)論:壓力一定時(shí),受力面積越小,壓力的作用
效果越明顯。
(4)圖丙中海綿受到的壓力和圖丁中木板受到壓力大小相等,海綿和木板的受力面積又相同,
根據(jù)P、可知受到的壓強(qiáng)相等,即尸P'
26.(甘肅天水)在"探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)"實(shí)驗(yàn)中,小明進(jìn)行了如下的猜想:
猜想一:液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān)。
猜想二:液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與液體密度有關(guān)。
猜想三:液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與方向有關(guān)。
為了驗(yàn)證以上猜想,小明進(jìn)行了如圖所示的操作:
(1)實(shí)驗(yàn)過程中探頭受到的液體壓強(qiáng)大小是通過反映的。
(2)為了驗(yàn)證猜想一,應(yīng)選擇兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比,可初步驗(yàn)證出猜想一是正確的。
(3)探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系時(shí),對(duì)比乙、丙兩組實(shí)驗(yàn),小明可得出的結(jié)論是:當(dāng)
液體深度相同時(shí),液體的密度越大,液體的壓強(qiáng)就越。
【答案】(1)u形管兩邊液面的高度差;(2)甲、乙;(3)大。
【解析】(1)根據(jù)轉(zhuǎn)換法,實(shí)驗(yàn)過程中探頭受到的液體壓強(qiáng)大小是通過U形管兩邊液面的高
度差反映的;
(2)為了驗(yàn)證猜想一,即研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小可能與液體深度有關(guān),要控制液體密度相
同,故應(yīng)選擇甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比,可初步驗(yàn)證出猜想一是正確的;
(3)探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系時(shí),對(duì)比乙、丙兩組實(shí)驗(yàn),丙中U形管兩邊液面的高
度差大,小明可得出的結(jié)論是:當(dāng)液體深度相同時(shí),液體的密度越大,液體的壓強(qiáng)就越大。
【點(diǎn)評(píng)】本題探究影響液體壓強(qiáng)大小的因素,考查轉(zhuǎn)換法、控制變量法的運(yùn)用。
27.(甘肅蘭州)如圖所示,在"探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)"的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)
在透明有機(jī)盒內(nèi)放入一塊海綿和磚塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),他通過觀察來比較磚塊對(duì)海綿壓力的作用效果,這種試驗(yàn)方法叫做轉(zhuǎn)換法,
采用相同實(shí)驗(yàn)方法的其他實(shí)驗(yàn)還有哪些,請(qǐng)舉出一例。
(2)要探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系,應(yīng)選用圖中兩次試驗(yàn)進(jìn)行比較。
(3)分析比較圖中甲、丙兩次實(shí)驗(yàn),可以得出的結(jié)論是。
【答案】(1)海綿的凹陷程度;探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān);(2)甲乙;(3)壓力
相同時(shí),受力面積越小,作用效果越明顯。
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中,是通過觀察海綿的凹陷程度來比較磚塊對(duì)海綿的壓力作用效果的。
這種實(shí)驗(yàn)方法是轉(zhuǎn)換法;在探究影響動(dòng)能大小的因素時(shí),通過觀察木塊被撞擊距離的大小來
判定動(dòng)能的大小,采用的也是轉(zhuǎn)換法;
(2)要探究壓力的作用效果與壓力的關(guān)系,要控制受力面積大小相同,只改變壓力大小,
可選用甲乙兩次實(shí)驗(yàn);
(3)分析圖甲丙實(shí)驗(yàn),壓力相同,丙中受力面積小,壓力作用效果明顯,可得到結(jié)論是:
壓力相同時(shí),受力面積越小,作用效果越明顯。
28.(海南模擬)大氣壓隨高度升高而降低,一登山隊(duì)測(cè)出了幾個(gè)高度的大氣壓,如下表所
P/X10sPa
高度力km大氣壓WXlO'Pa
1.0S
01.01
0.40.970.95
0.80.92
0.85
1.40.86
2.00.790.75
0.4081.21.6幺°hTn
(1)請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù),在圖的坐標(biāo)中作出大氣壓隨高度變化的圖像。
(2)根據(jù)圖像,可以看出大氣壓隨高度變化的數(shù)量關(guān)系大致為:
(3)當(dāng)高度為1km時(shí),大氣壓約為Pao當(dāng)高度為3000km時(shí),已到了大氣
層的邊緣,此處的大氣壓約為Pa。
(4)除了高度,大氣壓還與什么因素有關(guān)?請(qǐng)?zhí)岢瞿愕囊粋€(gè)猜想:。
(5)水的沸點(diǎn)與大氣壓強(qiáng)的對(duì)照表如下:
大氣壓的10002000300050001000020000300005000070000101000
值(帕)
沸點(diǎn)(C)41623324660698190100
①水的沸點(diǎn)與大氣壓之間的關(guān)系是____________O
②在海拔8848米的珠穆朗瑪峰頂上,水的沸點(diǎn)大約是________℃.
【答案】(1)
(2)高度每升高10m,大氣壓降低lOOPa(3)0.9x10。。0。(4)天氣的變化
(5)①大氣壓強(qiáng)越大,水的沸點(diǎn)越高。②70
【解析】(1)以高度數(shù)據(jù)為橫坐標(biāo),大氣壓數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo),找出對(duì)應(yīng)點(diǎn),利用描點(diǎn)法把各個(gè)
點(diǎn)連接起來,就得到大氣壓隨高度變化的圖像。
(2)根據(jù)圖像可以近似看出,高度為0時(shí),大氣壓約為1.02xl05Pa;高度為2000m時(shí),大
5
氣壓約為0.8xl0Pao高度每升高10m,大氣壓降低約為
(1.02xl05Pa-0.8xlO5Pa/200)=100Pa
5
(3)從圖像看出,當(dāng)高度為1km時(shí),大氣壓約為0.9xl0Pao當(dāng)高度為3000km時(shí),已到了
大氣層的邊緣,此處的大氣壓約為0Pao
(4)天氣陰晴、刮風(fēng)下雨對(duì)大氣壓都有影響。所以天氣的變化是一個(gè)重要因素。
(5)從數(shù)據(jù)表格觀察得出①水的沸點(diǎn)與大氣壓之間的關(guān)系是大氣壓強(qiáng)越大水的沸點(diǎn)越高。
5
②在海拔8848m=8.848km的珠穆朗瑪峰頂上,大氣壓約為0.35x10Pao水的沸點(diǎn)大約是70℃?
五、計(jì)算題(29題6分、29題6分、29題6分,共18分)
29.(新疆兵團(tuán))如圖所示,一平底、平口的圓柱形青花瓷筆筒放在水平桌面上,筆筒高度
為0.11m筒內(nèi)深度為0.10m。筆筒開口向上放置時(shí)屋筒對(duì)桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為8.IxlO2Pa;
筆筒開口向下放置時(shí)筒對(duì)桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為4.05x103pa。求:
⑴筆筒內(nèi)注滿水時(shí),水對(duì)筆筒底部產(chǎn)生的壓強(qiáng);
(2)筆筒開口向上和開口向下放置時(shí),筆筒與桌面的接觸面積之比;
⑶青花瓷筆筒材質(zhì)的密度。
【答案】(1)lxlO3Pa;(2)5:1;(3)2.7xl03kg/m3
【解析】(1)因?yàn)楣P筒中水的深度為0.1m,故加強(qiáng)為
P=P^gh保=103kg/m3xlON/kgxO.lm=lxlO3Pa
(2)由題知,兩次壓力相等,都等于筆筒的重力,故有
G=P向上S筒底=。向下S筒口
2
所以8.lxIOPaxS筒底=4.05x4pa義S筒口
解得S筒底?S筒口=5.1
(3)筆筒的質(zhì)量為
__向上§筒底
flL——
gg
體積為
v二v總-%二s筒底%-(s筒底-S筒口)4采二s筒底%--s筒底4策
密度為
2
m_g_p向上_8.1xlOPa
=2.7xl03kg/m3
V
S筒底%筒底//深lON/kgfo.llm-jxO.lm
30.(安徽省)將底面積S=3x10-■高h(yuǎn)=0.1m的鋁制圓柱體,輕輕地放入水槽中,使它
靜止于水槽底部,如圖(圓柱體的底部與水槽的底部不密
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