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練習(xí)PAGE1練習(xí)第九章\o"第9章壓強"壓強(原卷版)01考向解讀1.了解壓力和壓強的概念。2.會進行壓強的計算。3.掌握液體壓強的特點及規(guī)律。4.理解大氣壓強與沸點的關(guān)系,認識大氣壓強的特點及規(guī)律。5.會利用流體壓強與流速關(guān)系分析問題。0202知識導(dǎo)航0303考點回顧一、壓強1、壓強、壓強的大小及其計算(1)壓強概念:壓力的作用效果,數(shù)值上等于物體單位面積上受到的壓力。(2)壓強公式:。(3)壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa。2、減小壓強方法(1)壓力一定,增大受力面積。
(2)受力面積一定,減小壓力。
(3)同時減小壓力,增大受力面積。
應(yīng)用:①載重卡車裝有許多的車輪;②房屋建在較大的地基上;③書包帶做得較寬。3、增大壓強方法
(1)壓力一定,減小受力面積。
(2)受力面積一定,增大壓力。
(3)同時增大壓力,減小受力面積。
應(yīng)用:①速滑運動員的冰鞋裝有冰刀。②投向靶盤的飛鏢。③用力剎車。4、壓力和重力的區(qū)別(1)壓力:垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。
(2)壓力產(chǎn)生的條件:壓力是相互接觸的物體因相互擠壓使物體發(fā)生形變時在接觸面之間產(chǎn)生的力。
(3)壓力方向:壓力的方向與受力物體的表面垂直且指向受壓物體。(4)壓力作用點:壓力的作用點在受壓物體的表面上。
(5)辨析:重力和壓力的區(qū)別
重力壓力定義由于地球的吸引而使物體受到的力垂直作用在物體表面上的力產(chǎn)生原因由于地球的吸引而產(chǎn)生由于物體對物體的擠壓而產(chǎn)生方向總是豎直向下垂直于受壓面且指向被壓物體作用點物體的重心在受壓物體的表面上施力物體地球?qū)κ芰ξ矬w產(chǎn)生擠壓作用的物體聯(lián)系在通常情況下,靜止在水平地面上的物體,其重力等于物體對地面的壓力注意點壓力不一定是由于物體受到重力而引起的,物體由于受到重力的作用,可以產(chǎn)生壓力,但壓力的大小不一定等于物體的重力。(6)影響壓力作用效果的因素:壓力和受力面積,受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。二、液體壓強1、液體壓強產(chǎn)生的原因是由于液體受重力的作用,而且具有流動性,叫液體壓強,若液體在失重的情況下,將無壓強可言。
2、液體壓強具有以下幾個特點
(1)液體除了對容器底部產(chǎn)生壓強外,還對“限制”它流動的側(cè)壁產(chǎn)生壓強,固體則只對其支承面產(chǎn)生壓強,方向總是與支承面垂直。
(2)在液體內(nèi)部向各個方向都有壓強,在同一深度向各個方向的壓強都相等,同種液體,深度越深,壓強越大。
3、容器底部受到液體的壓力跟液體的重力不一定相等。4、液體壓強的計算(1)計算液體壓強的公式是p=ρgh。(2)液體壓強的大小只取決于液體的種類(即密度ρ)和深度h,而和液體的質(zhì)量、體積沒有直接的關(guān)系。(3)運用液體壓強的公式計算確定深度時,要注意是指液體與大氣(不是與容器)的接觸面向下到某處的豎直距離,不是指從容器底部向上的距離(那叫“高度”)。5、連通器的原理(1)連通器:上端開口,下部相連通的容器。(2)原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動時,各容器的液面保持相平。(3)連通器的應(yīng)用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據(jù)連通器的原理來工作的。三、大氣壓強1、大氣壓強的認識(1)大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。(2)產(chǎn)生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。(3)馬德堡半球?qū)嶒炞C明了:①大氣壓的存在②大氣壓很大。2、托里拆利實驗(1)精確測量出標準大氣壓數(shù)值的實驗:托里拆利實驗。(2)實驗過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降,這時管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。(3)結(jié)論:大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。3、大氣壓的特點(1)空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。(2)大氣壓隨高度增加而減??;且大氣壓的值與地點、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。(3)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100Pa。(4)沸點與壓強:一切液體的沸點,都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的山上煮飯,煮不熟);隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快)。(5)體積與壓強:質(zhì)量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大;氣體體積越大壓強越小。四、流體壓強1、\o"9.4流體壓強與流速的關(guān)系"流體壓強與流速的關(guān)系(1)流體:流動的物體,指的是液體和氣體。(2)液體壓強與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小。2、飛機升力的產(chǎn)生原因(1)飛機的升力的產(chǎn)生:飛機的機翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀。(2)當(dāng)飛機在機場跑道上滑行時,流過機翼上方的空氣速度快、壓強小,流過機翼下方的空氣速度慢、壓強大。(3)機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。0404典例分析考點1\o"9.1壓強"壓強【典例1】(2023?秀英區(qū)校級二模)如圖所示的實例中,屬于增大壓強的是()A.又寬又平的書包帶 B.又寬又長的滑雪板 C.裝有履帶的雪地車 D.公交車上很尖的逃生錘【典例2】(2023?虹口區(qū)一模)如圖所示,均勻正方體甲、乙放在水平地面上,若在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,已知切去的質(zhì)量Δm甲>Δm乙,則甲、乙剩余部分對地面的壓力F甲和F乙、壓強p甲和p乙的關(guān)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【典例3】(2023?營口一模)如圖所示,兩正方體物塊A、B,它們的質(zhì)量之比為1:3,底面積之比為1:2,A對B的壓力、壓強分別為FA、PA,B對水平地面的壓力、壓強分別為FB、PB,則FA:FB=,pA:pB=;若將物塊A沿豎直方向切去一半,那么剩余部分對B的壓強與未切前相比(選填“變大”、“變小”或“不變”)?!镜淅?】(2023?湖北模擬)小麗想要探究影響壓力作用效果的實驗,她利用小桌、砝碼、海綿在水平桌面上進行實驗,過程如圖甲、乙、丙所示。(1)該實驗是通過來顯示壓力的作用效果,此研究方法為法;(2)由圖甲、乙可知:受力面積一定時,壓力作用效果與有關(guān);(3)同組小聰用鉛筆探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,小聰采用如圖丁所示的方法,用兩只手的食指分別壓在豎直放置的鉛筆兩端,與鉛筆尖接觸的下端食指刺痛更強烈,得出結(jié)論壓力的作用效果與受力面積有關(guān)。請你指出此方法得出的結(jié)論是否合理(若不合理,請說明理由)?!镜淅?】(2023?鹽城二模)隨著“雙碳”政策實施,綠色能源快速發(fā)展,新能源汽車迅速進入人們的生活。如圖是某品牌純電動汽車,汽車質(zhì)量為900kg,每個輪胎與地面的接觸面積為0.025m2,汽車輪胎能承受的最大壓強為2×105Pa,g取10N/kg。求:(1)汽車的重力;(2)一輛空車靜止在水平地面上時,汽車對地面的壓強;(3)汽車允許乘坐的人員和攜帶貨物的總質(zhì)量??键c2\o"9.2液體的壓強"液體的壓強【典例6】(2023?沾化區(qū)一模)如圖所示,甲、乙兩支完全相同的試管。分別裝有質(zhì)量相等的液體。甲試管豎直放置,乙試管傾斜放置,兩試管液面相平。設(shè)液體對兩試管底的壓強分別為p甲和p乙,則()A.p甲<p乙B.p甲>p乙C.p甲=p乙D.條件不足,無法判斷【典例7】(2023?蘭山區(qū)校級模擬)連通器在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示的事例中不是利用了連通器原理的是()A.過路涵洞 B.?dāng)r河大壩 C.洗手間下水管 D.船閘【典例8】(2023?兩江新區(qū)校級模擬)如圖甲所示,質(zhì)量為720g,底面為150cm2的薄壁圓柱形水槽放置在水平桌面上,水槽中裝有水。水面正上方有一厚底薄壁(不計杯子側(cè)壁的體積)的圓柱形杯子,一根體積可以忽略的輕質(zhì)細桿固定在杯中。手持細桿,使杯子開口朝上從圖甲所示位置開始向下運動,直至杯底接觸水槽底部,水槽中水對水槽底部的壓強p隨杯子下降高度h的關(guān)系如圖乙所示。杯子未下降時,水槽中水的深度為18cm;已知杯子材料的密度為2g/cm3,當(dāng)杯底接觸水槽底部后撤走細桿,此時水槽對水平桌面的壓強為Pa?!镜淅?】(2023?瓊山區(qū)校級模擬)在“探究影響液體內(nèi)部壓強”的實驗中:(1)實驗前,要先用手指按壓橡皮膜,如果U形管中的液面升降靈活,說明該裝置(選填“漏氣”或“不漏氣”);(2)正確操作后,分析甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象,可以探究液體壓強與的關(guān)系,由此可知攔河大壩要做成的形狀(選填“上窄下寬”或“上寬下窄”);(3)利用兩圖進行實驗對比,可以探究液體壓強是否與液體的質(zhì)量有關(guān);(4)實驗時發(fā)現(xiàn):在同種液體的同一深度處,使用不同的壓強計時,U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同。對造成這一現(xiàn)象的原因,你的猜想是:;(5)小華用圖戊所示的裝置測量未知液體的密度:在左側(cè)加入適量的水,在右側(cè)緩慢倒入待測液體,直到橡皮膜剛好變平,她測量了以下物理量:A.右側(cè)待測液體到容器底的深度h1B.右側(cè)待測液體到橡皮膜中心的深度h2C.左側(cè)水到容器底的深度h3D.左側(cè)水到橡皮膜中心的深度h4請你推導(dǎo)出待測液體密度的表達式為ρ=(選擇題目中合適的字母和ρ水表示)。【典例10】(2023?新華區(qū)校級一模)如圖所示,兩個完全相同且足夠高的輕質(zhì)薄壁圓柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器的底面積為2×10﹣2米2,甲中盛有0.2米深的水,乙的底部放有邊長為0.1米的實心均勻正方體A。①求容器甲中水的質(zhì)量m水。②求水對容器甲底部的壓強p水。③現(xiàn)將正方體A從容器乙中取出,再將其浸沒于容器甲的水中,此時水對容器甲底部的壓強p水′等于容器乙底部所受壓強的變化量Δp乙,求正方體A的密度ρA??键c3\o"9.3大氣壓強"大氣壓強【典例11】(2023?武侯區(qū)校級三模)下列對四幅圖片及情景解釋正確的是()A.用力才能把飲料吸入口中,說明吸力改變了大氣壓強 B.飛鏢箭頭做得很尖,是為了增大壓力 C.拿著自制氣壓計從三十樓到一樓,細管內(nèi)水柱會下降 D.將豎直玻璃管傾斜,水銀柱的高度會大于760mm【典例12】(2023?大豐區(qū)校級模擬)小明用注射器、彈簧測力計等估測大氣壓強值,下列關(guān)于該實驗的說法中不正確的是()A.該實驗宜選擇較細的注射器和量程較大的測力計進行實驗 B.實驗前要將活塞推至注射器底端,是為了排盡針筒內(nèi)的空氣 C.實驗中為了計算針筒活塞的橫截面積,應(yīng)測量針筒壁的全部長度 D.實驗測得的大氣壓值偏小,可能是因為注射器筒內(nèi)的空氣沒有排盡【典例13】(2023?湘西州模擬)大氣壓隨海拔高度的升高而(選填“增大”“減小”或“不變”),小娟同學(xué)拿著自制氣壓計從峨眉山腳的報國寺爬到山上的金頂時,發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱的高度h(選填“增大”“減小”或“不變”)?!镜淅?4】(2023?安徽一模)學(xué)完大氣壓之后,老師布置了用帶掛鉤的塑料吸盤估測大氣壓的大小的實驗,如圖甲所示?;栈账诘膶嶒炐〗M現(xiàn)有帶掛鉤的塑料吸盤、量程為5N的彈簧測力計、玻璃板。(1)他們設(shè)計了如下實驗步驟:A.記錄彈簧測力計的示數(shù)為F,這就是大氣對吸盤的壓力B.小剛將蘸水的塑料掛衣鉤的吸盤放在光滑玻璃板上,用力擠壓吸盤C.用彈簧測力計勾著掛鉤緩慢向上拉,直至吸盤剛要離開玻璃板D.測量吸盤與玻璃板接觸面的直徑d,計算吸盤與玻璃板的接觸面積S=1.0×10﹣4m2E.計算出大氣壓的大小p你認為合理的實驗順序步驟應(yīng)該是;(2)排好序后進行實驗,彈簧測力計拉至最大讀數(shù)。吸盤仍未脫離玻璃板。若大氣壓按照約為1×105Pa計算,彈簧測力計量程至少要大于N;(3)因為沒有多余的大量程彈簧測力計,小剛運用其他器材結(jié)合所學(xué)物理知識設(shè)計了如圖乙所示方案測量,保持輕桿水平,在吸盤剛要離開玻璃板時,可通過彈簧測力計讀數(shù)計算出大氣壓值為Pa??键c4\o"9.4流體壓強與流速的關(guān)系"流體壓強與流速的關(guān)系【典例15】(2023?泰山區(qū)校級二模)如圖所示是指尖陀螺,該玩具中間的軸承內(nèi)裝有滾珠,邊上有三個金屬飛葉,用手撥動飛葉后,飛葉可以繞軸在指尖上長時間轉(zhuǎn)動。下列分析正確的是()A.軸承內(nèi)裝滾珠,有利于減小摩擦 B.撥動飛葉后,飛葉轉(zhuǎn)動,說明力可以改變物體的形狀 C.飛葉被撥動才能旋轉(zhuǎn)是因為運動要靠力來維持 D.飛葉旋轉(zhuǎn)時飛葉周圍的空氣流速大,壓強大【典例16】(2023?蜀山區(qū)校級二模)如圖所示,是我國自主研發(fā)的C919大型商用客機,下列關(guān)于客機的相關(guān)物理知識,說法正確的是()A.客機寬大的輪子,減小了客機著陸時對地面的壓力 B.客機在高空受到的大氣壓強比在地面受到的大氣壓強要大 C.機翼成上凸下平的形狀,是為了使客機升空獲得空氣的浮力 D.客機升空是利用了“流體在流速大的地方壓強小”的原理【典例17】(2023?淮陰區(qū)模擬)如圖為家用煤氣灶灶頭的示意圖,使用時打開煤氣閥門,擰動點火裝置,煤氣和空氣在進口處混合流向燃燒頭被點燃,而煤氣不會從進口處向空氣中泄漏其原因是進口處煤氣流速大壓強(選填“大”或“小”)的緣故。0505鞏固訓(xùn)練1.(2023?姑蘇區(qū)校級二模)如圖所示,質(zhì)量分布均勻的長方體用幾種不同的方法切去一半,剩余的一半留在桌面上。切割前后,木塊對桌面的壓強大小不變的是()A. B. C. D.2.(2023?雁塔區(qū)校級一模)如圖所示,水平桌面上有甲、乙兩個質(zhì)量相同的薄壁容器,兩個容器開口大小相同、底面積相同,分別裝有質(zhì)量相同的a、b兩種液體,兩個容器中的液面高度不同。下列說法正確的是()A.桌面對兩個容器支持力的大小關(guān)系是F甲>F乙 B.兩種液體密度的大小關(guān)系是ρa>ρb C.兩個容器對桌面壓強的大小關(guān)系是p甲>p乙 D.兩種液體對容器底壓強的大小關(guān)系是pa<pb3.(2023???谝荒#┫蛉鐖D所示的敞口容器中加水,水在不流動時,能達到的最高位置是()A.A容器口 B.B容器口 C.C容器口 D.D點位置4.(2023?海淀區(qū)校級模擬)很多動物為了適應(yīng)自身生存的環(huán)境,進化了符合一定物理規(guī)律的身體特征。對此,從物理學(xué)角度給出的解釋錯誤的是()A.泥鰍身上有粘液,能在遇到抓捕時減小摩擦,便于逃脫 B.駱駝的腳掌很大,可以減小壓力,從而使其在沙漠中行走自如 C.深水里的海魚,捕到岸上會死掉,是因為水面壓強比深水處小得多 D.鳥類的翅膀上凸下平,上方空氣運動速度大于下方,從而獲得升力5.(2023?藁城區(qū)二模)關(guān)于下面四幅圖的說法不正確的是()A.如甲圖,A管中水面上升,是因為A管上方流速大的位置壓強小 B.如乙圖,把水氣壓計從山下移到山頂,細管內(nèi)的水柱上升 C.如丙圖,用吸盤吸起光滑的瓷磚,利用了大氣壓的作用 D.如丁圖,地漏利用存水杯里的水來進行防臭,是利用液體壓強的原理6.(2023?鄂倫春自治旗一模)如圖,一個裝滿水的飲料瓶,正放在水平桌面上時,水對瓶底的壓力為Fa,壓強為pa,倒放在水平桌面上時,水對瓶蓋的壓力為Fb,壓強為pb,則()A.Fa>Fb;pa=pb B.Fa=Fb;pa<pb C.Fa=Fb;pa=pb D.Fa<Fb;pa<pb7.(2023?南崗區(qū)一模)下列說法不正確的是()A.甲圖:手捏筆囊松手后,墨水被“吸”入鋼筆利用了大氣壓強 B.乙圖:沿紙條上方吹氣,紙條飛起是因為在氣體流速大的地方壓強大 C.丙圖:隨著不斷倒入液體,液體對橡皮膜的壓強越來越大 D.丁圖:用手輕壓筆的同時筆對手也有力的作用8.(2023?平潭縣模擬)如圖所示,平靜的湖中,下列哪處水的壓強最?。ǎ〢.a(chǎn) B.b C.c D.d9.(2023?嘉定區(qū)二模)如圖所示,底面積不同的輕質(zhì)圓柱形容器甲、乙置于水平桌面上,內(nèi)部分別盛有密度為ρ甲和ρ乙的兩種液體,液體中距離容器底部等高的A、B兩點處的壓強相等。則關(guān)于兩液體的密度ρ甲和ρ乙及容器甲、乙對水平桌面的壓強p甲和p乙的大小關(guān)系,正確的是()A.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙 B.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙 C.ρ甲=ρ乙,p甲<p乙 D.ρ甲=ρ乙,p甲>p乙10.(2023?鼓樓區(qū)校級一模)如圖,底面積不同的圓柱形容器中分別盛有甲、乙兩種液體,甲、乙液體對各自容器底部的壓強相等.若在甲容器中倒入或者抽出甲液體,在乙容器中倒入或者抽出乙液體,使得兩液體對容器底的壓力相等,則以下操作有可能實現(xiàn)的是()A.倒入相同質(zhì)量 B.抽出相同質(zhì)量 C.倒入相同體積 D.抽出相同體積11.(2023?海陵區(qū)一模)乘客在動車站臺候車時一定要站在警戒線以內(nèi),否則動車進站時,乘客易被“吸”向車身而造成傷害事故,這是因為;如圖是進站后的動車靜止在水平軌道上,此時它受到的重力和是一對平衡力。12.(2023?安徽模擬)如圖為一種可感知天氣變化的工藝玻璃瓶,內(nèi)裝適量有色液體。A為密閉球體,B為上端開口的玻璃管,底部與A相連。水平靜止放置后可觀察B管液面從而了解天氣變化,當(dāng)氣溫升高時,B管液面會(選填“升高”“不變”或“降低”)。13.(2023?欒城區(qū)校級模擬)大氣壓會隨高度的增加而(選填“增大”或“減小”)。圖甲是某同學(xué)自制的一個簡易氣壓計,在溫度相同的情況下,大氣壓越大,甲中玻璃管內(nèi)的液柱高度就越(選填“高”或“低”);如圖乙是該同學(xué)自制的一個簡易溫度計,在大氣壓相同的情況下,溫度升高,乙中玻璃管內(nèi)的液柱(選填“升高”或“降低”)。14.(2023?渝中區(qū)校級一模)如圖甲所示,邊長10cm的均勻正方體,重為90N,放在水平桌面中央,上表面受到一個豎直向上的40N拉力,此時正方體對桌面的壓強為5000Pa。撤去F,沿水平方向切下一部分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、丙所示,再將b沿水平方向截取高度疊放在a的上表面,如圖丁,此時a對桌面的壓強為Pa。15.(2023?廣西二模)(1)圖甲是“探究冰熔化特點”的實驗裝置,圖乙是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的溫度隨時間變化的圖像。①將裝有碎冰的試管浸在熱水中。用水浴法對冰加熱,其好處是。②圖乙中bc段對應(yīng)的時間內(nèi),試管中物質(zhì)的內(nèi)能(選填“變大”、“變小”或“不變”)。(2)如圖丙中,在碗底放一枚硬幣,你遠離碗一段距離,站到剛好看不到硬幣的位置停下,另一位同學(xué)慢慢向碗中加滿水,你將(選填“能”或“不能”)看到這枚硬幣。該現(xiàn)象是由于光的造成的。(3)如圖丁所示是托里拆利實驗,測得當(dāng)?shù)卮髿鈮旱扔趍m高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強。16.(2023?市中區(qū)模擬)為了探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”,依依采用U形管液體壓強計裝置進行實驗。(1)實驗前,依依檢查實驗裝置時發(fā)現(xiàn):按壓探頭的橡皮膜,U形管兩邊液面高度變化(“明顯”或“不明顯”),說明這套實驗裝置不漏氣。(2)調(diào)節(jié)好裝置,進行實驗,比較圖甲、乙可知,液體內(nèi)部壓強與有關(guān)。(3)在圖乙中保持探頭的位置不變,改變探頭的方向,U形管兩液面的高度差不變,表明在相同條件下,液體內(nèi)部向各個方向的壓強(選填“相等”或“不相等”)。(4)如圖丙所示,橡皮管和玻璃管側(cè)壁管口相連通,當(dāng)向玻璃管中吹氣時;U形管內(nèi)液面較高的是(選填“a”或“b”)側(cè)。(5)小王自制另一套裝置探究液體壓強與什么因素有關(guān)。如圖丁所示,在一個右側(cè)開孔并貼上橡皮膜的塑料瓶中裝入部分水,然后將瓶子放入裝有鹽水的燒杯中,內(nèi)外液面相平,發(fā)現(xiàn)橡皮膜內(nèi)凹,說明當(dāng)深度相同時,越大,液體壓強越大。(6)學(xué)完了液體壓強的知識后,小王想到可以用這套裝置來測量液體密度。如圖戊所示,將裝有水的瓶子放入裝有酒精的燒杯中,使橡皮膜變平,然后測量了水面到橡皮膜中心的距離為h1,酒精液面到橡皮膜中心的距離為h2,則酒精的密度為(用h1、h2、ρ水表示)。17.(2023?大安市校級模擬)設(shè)一輛導(dǎo)彈發(fā)射車,質(zhì)量為6×l04kg,當(dāng)它靜止在水平面上時,履帶和地面接觸的總面積為4m2。求:(1)導(dǎo)彈發(fā)射車受到的重力(g取10N/kg);(2)導(dǎo)彈發(fā)射車對地面的壓強。18.(2023?渦陽縣校級一模)如圖甲所示,水平臺面上有一底面積為50cm2的圓柱形薄壁容器(容器足夠高),裝有適量的水,水深15cm。將一長方體物塊懸掛在彈簧測力計上,緩慢浸入水中,彈簧測力計的示數(shù)F與長方體浸入水中的深度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,求:(1)物塊的密度;(2)物塊浸沒時水對容器底部壓強。第九章\o"第9章壓強"壓強(解析版)01考向解讀1.了解壓力和壓強的概念。2.會進行壓強的計算。3.掌握液體壓強的特點及規(guī)律。4.理解大氣壓強與沸點的關(guān)系,認識大氣壓強的特點及規(guī)律。5.會利用流體壓強與流速關(guān)系分析問題。0202知識導(dǎo)航0303考點回顧一、壓強1、壓強、壓強的大小及其計算(1)壓強概念:壓力的作用效果,數(shù)值上等于物體單位面積上受到的壓力。(2)壓強公式:。(3)壓強p的單位是帕斯卡(簡稱為帕),符號是Pa。2、減小壓強方法(1)壓力一定,增大受力面積。
(2)受力面積一定,減小壓力。
(3)同時減小壓力,增大受力面積。
應(yīng)用:①載重卡車裝有許多的車輪;②房屋建在較大的地基上;③書包帶做得較寬。3、增大壓強方法
(1)壓力一定,減小受力面積。
(2)受力面積一定,增大壓力。
(3)同時增大壓力,減小受力面積。
應(yīng)用:①速滑運動員的冰鞋裝有冰刀。②投向靶盤的飛鏢。③用力剎車。4、壓力和重力的區(qū)別(1)壓力:垂直作用在物體表面上的力叫做壓力。
(2)壓力產(chǎn)生的條件:壓力是相互接觸的物體因相互擠壓使物體發(fā)生形變時在接觸面之間產(chǎn)生的力。
(3)壓力方向:壓力的方向與受力物體的表面垂直且指向受壓物體。(4)壓力作用點:壓力的作用點在受壓物體的表面上。
(5)辨析:重力和壓力的區(qū)別
重力壓力定義由于地球的吸引而使物體受到的力垂直作用在物體表面上的力產(chǎn)生原因由于地球的吸引而產(chǎn)生由于物體對物體的擠壓而產(chǎn)生方向總是豎直向下垂直于受壓面且指向被壓物體作用點物體的重心在受壓物體的表面上施力物體地球?qū)κ芰ξ矬w產(chǎn)生擠壓作用的物體聯(lián)系在通常情況下,靜止在水平地面上的物體,其重力等于物體對地面的壓力注意點壓力不一定是由于物體受到重力而引起的,物體由于受到重力的作用,可以產(chǎn)生壓力,但壓力的大小不一定等于物體的重力。(6)影響壓力作用效果的因素:壓力和受力面積,受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;壓力一定時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。二、液體壓強1、液體壓強產(chǎn)生的原因是由于液體受重力的作用,而且具有流動性,叫液體壓強,若液體在失重的情況下,將無壓強可言。
2、液體壓強具有以下幾個特點
(1)液體除了對容器底部產(chǎn)生壓強外,還對“限制”它流動的側(cè)壁產(chǎn)生壓強,固體則只對其支承面產(chǎn)生壓強,方向總是與支承面垂直。
(2)在液體內(nèi)部向各個方向都有壓強,在同一深度向各個方向的壓強都相等,同種液體,深度越深,壓強越大。
3、容器底部受到液體的壓力跟液體的重力不一定相等。4、液體壓強的計算(1)計算液體壓強的公式是p=ρgh。(2)液體壓強的大小只取決于液體的種類(即密度ρ)和深度h,而和液體的質(zhì)量、體積沒有直接的關(guān)系。(3)運用液體壓強的公式計算確定深度時,要注意是指液體與大氣(不是與容器)的接觸面向下到某處的豎直距離,不是指從容器底部向上的距離(那叫“高度”)。5、連通器的原理(1)連通器:上端開口,下部相連通的容器。(2)原理:連通器里裝同一種液體且液體不流動時,各容器的液面保持相平。(3)連通器的應(yīng)用:茶壺、鍋爐水位計、乳牛自動喂水器、船閘等都是根據(jù)連通器的原理來工作的。三、大氣壓強1、大氣壓強的認識(1)大氣壓強:大氣對浸在它里面的物體的壓強叫做大氣壓強,簡稱大氣壓;大氣壓用p0表示。(2)產(chǎn)生原因:因為空氣受重力作用并且具有流動性。(3)馬德堡半球?qū)嶒炞C明了:①大氣壓的存在②大氣壓很大。2、托里拆利實驗(1)精確測量出標準大氣壓數(shù)值的實驗:托里拆利實驗。(2)實驗過程:在長約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不再下降,這時管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。(3)結(jié)論:大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)。3、大氣壓的特點(1)空氣內(nèi)部向各個方向都有壓強,且空氣中某點向各個方向的大氣壓強都相等。(2)大氣壓隨高度增加而減??;且大氣壓的值與地點、天氣、季節(jié)的變化有關(guān)。一般來說,晴天大氣壓比陰天高,冬天比夏天高。(3)大氣壓變化規(guī)律:在海拔3000米以內(nèi),每上升10米,大氣壓大約降低100Pa。(4)沸點與壓強:一切液體的沸點,都是隨氣壓減小而降低(如在海拔高的山上煮飯,煮不熟);隨氣壓增大而升高(如用高壓鍋煮飯快)。(5)體積與壓強:質(zhì)量一定的氣體,溫度不變時,氣體的體積越小壓強越大;氣體體積越大壓強越小。四、流體壓強1、\o"9.4流體壓強與流速的關(guān)系"流體壓強與流速的關(guān)系(1)流體:流動的物體,指的是液體和氣體。(2)液體壓強與流速的關(guān)系:在氣體和液體中,流速越大的位置壓強越小。2、飛機升力的產(chǎn)生原因(1)飛機的升力的產(chǎn)生:飛機的機翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀。(2)當(dāng)飛機在機場跑道上滑行時,流過機翼上方的空氣速度快、壓強小,流過機翼下方的空氣速度慢、壓強大。(3)機翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。0404典例分析考點1\o"9.1壓強"壓強【典例1】(2023?秀英區(qū)校級二模)如圖所示的實例中,屬于增大壓強的是()A.又寬又平的書包帶 B.又寬又長的滑雪板 C.裝有履帶的雪地車 D.公交車上很尖的逃生錘【答案】D【解答】解:A、將書包的背帶做得又寬又平,是在壓力一定時,增大受力面積來減小書包對肩膀的壓強,肩膀感到舒服,不符合題意。B、滑雪運動員穿上滑雪板,是在壓力一定時,增大受力面積來減小滑雪者對雪地的壓強,不至于陷入雪地,不符合題意。C、雪地車裝有寬大的履帶,是在壓力一定時,增大坦克和路面的受力面積來減小坦克對路面的壓強,不符合題意。D、逃生錘做得很尖,是在壓力一定時,減小受力面積來增大壓強的,符合題意。故選:D?!镜淅?】(2023?虹口區(qū)一模)如圖所示,均勻正方體甲、乙放在水平地面上,若在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,已知切去的質(zhì)量Δm甲>Δm乙,則甲、乙剩余部分對地面的壓力F甲和F乙、壓強p甲和p乙的關(guān)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【答案】A【解答】解:由圖可知,在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余部分的高度相等,則切去的部分的體積關(guān)系:V甲切<V乙切,甲切去的質(zhì)量為:Δm甲=ρ甲V甲切=ρ甲S甲h甲切,乙切去的質(zhì)量為:Δm乙=ρ乙V乙切=ρ乙S乙h乙切,又因為切去的質(zhì)量Δm甲>Δm乙,所以甲、乙密度關(guān)系為:ρ甲>ρ乙,又因為切去的高度關(guān)系:h甲切<h乙切,所以ρ甲S甲>ρ乙S乙,因為剩余部分的高度相等,所以甲、乙剩余部分的重力分別為:G甲剩=ρ甲S甲hg,G乙剩=ρ乙S乙hg,所以G甲剩>G乙剩,又因為放在水平地面上的均勻?qū)嵭恼襟w對地面的壓力等于其重力,所以甲、乙剩余部分對地面的壓力關(guān)系為:F甲>F乙,放在水平地面上的均勻?qū)嵭恼襟w對地面的壓力相等,放在水平地面上的均勻?qū)嵭恼襟w對地面的壓強:p====ρhg,在兩物體上部沿水平方向切去一定的厚度,剩余部分的高度相等,根據(jù)p=ρhg可知,甲、乙剩余部分對地面壓強關(guān)系:p甲>p乙,故A正確。故選:A?!镜淅?】(2023?營口一模)如圖所示,兩正方體物塊A、B,它們的質(zhì)量之比為1:3,底面積之比為1:2,A對B的壓力、壓強分別為FA、PA,B對水平地面的壓力、壓強分別為FB、PB,則FA:FB=1:4,pA:pB=1:2;若將物塊A沿豎直方向切去一半,那么剩余部分對B的壓強與未切前相比不變(選填“變大”、“變小”或“不變”)。【答案】1:4;1:2;不變?!窘獯稹拷猓簝烧襟w物塊A、B的質(zhì)量之比為mA:mB=1:3,由G=mg可知A與B的重力之比為:GA:GB=mAg:mBg=1:3,即GB=3GA,則A對B的壓力為:FA=GA,B對桌面的壓力為:FB=GA+GB=GA+3GA=4GA,則FA:FB=GA:4GA=1:4;物塊A對物塊B的壓強pA與物塊B對桌面的壓強pB之比為;若將物塊A沿豎直方向切去一半,則物塊A的高度和密度均不變,根據(jù)p==ρgh可知,剩余部分對B的壓強不變。故答案為:1:4;1:2;不變?!镜淅?】(2023?湖北模擬)小麗想要探究影響壓力作用效果的實驗,她利用小桌、砝碼、海綿在水平桌面上進行實驗,過程如圖甲、乙、丙所示。(1)該實驗是通過海綿的凹陷程度來顯示壓力的作用效果,此研究方法為轉(zhuǎn)換法;(2)由圖甲、乙可知:受力面積一定時,壓力作用效果與壓力大小有關(guān);(3)同組小聰用鉛筆探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,小聰采用如圖丁所示的方法,用兩只手的食指分別壓在豎直放置的鉛筆兩端,與鉛筆尖接觸的下端食指刺痛更強烈,得出結(jié)論壓力的作用效果與受力面積有關(guān)。請你指出此方法得出的結(jié)論是否合理不合理(若不合理,請說明理由)?!敬鸢浮浚?)海綿的凹陷程度;轉(zhuǎn)換;(2)壓力大小;(3)不合理;沒有控制壓力大小相等。【解答】解:(1)該實驗因為壓力的作用效果不好直接觀察,故轉(zhuǎn)換為海綿的凹陷程度,采用了轉(zhuǎn)換法;(2)由圖甲、乙可知,圖中受力面積相同,但壓力大小不同,壓力的作用效果不同,故可得出結(jié)論:受力面積一定時,壓力的作用效果與壓力大小有關(guān);(3)探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,需控制壓力大小相同,使受力面積不同,而圖丁中方法不合理,因為圖丁中忽略了鉛筆自身的重力,即實驗時上面的手指和下面的手指受到的壓力大小不同,沒有控制壓力大小相等。故答案為:(1)海綿的凹陷程度;轉(zhuǎn)換;(2)壓力大??;(3)不合理;沒有控制壓力大小相等?!镜淅?】(2023?鹽城二模)隨著“雙碳”政策實施,綠色能源快速發(fā)展,新能源汽車迅速進入人們的生活。如圖是某品牌純電動汽車,汽車質(zhì)量為900kg,每個輪胎與地面的接觸面積為0.025m2,汽車輪胎能承受的最大壓強為2×105Pa,g取10N/kg。求:(1)汽車的重力;(2)一輛空車靜止在水平地面上時,汽車對地面的壓強;(3)汽車允許乘坐的人員和攜帶貨物的總質(zhì)量?!敬鸢浮浚?)汽車的重力9000N;(2)一輛空車靜止在水平地面上時,汽車對地面的壓強90000Pa;(3)汽車允許乘坐的人員和攜帶貨物的總質(zhì)量1100kg?!窘獯稹拷猓海?)汽車的重力G=mg=900kg×10N/kg=9000N;(2)一輛空車靜止在水平地面上時,汽車對地面的壓力F=G=9000N,汽車對地面的壓強p===90000Pa;(3)汽車輪胎能承受的最大壓力F大=p大S=2×105Pa×4×0.025m2=20000N,汽車允許乘坐的人員和攜帶貨物的總重力ΔG=F大﹣G=20000N﹣9000N=11000N,汽車允許乘坐的人員和攜帶貨物的總質(zhì)量Δm===1100kg。答:(1)汽車的重力9000N;(2)一輛空車靜止在水平地面上時,汽車對地面的壓強90000Pa;(3)汽車允許乘坐的人員和攜帶貨物的總質(zhì)量1100kg。考點2\o"9.2液體的壓強"液體的壓強【典例6】(2023?沾化區(qū)一模)如圖所示,甲、乙兩支完全相同的試管。分別裝有質(zhì)量相等的液體。甲試管豎直放置,乙試管傾斜放置,兩試管液面相平。設(shè)液體對兩試管底的壓強分別為p甲和p乙,則()A.p甲<p乙 B.p甲>p乙 C.p甲=p乙 D.條件不足,無法判斷【答案】B【解答】解:由題意可知,兩試管中所裝的液體的質(zhì)量相等,即m甲=m乙,由圖可知,乙管是傾斜的,則乙管中所裝的液體體積比較大,即V甲<V乙,由ρ=可知,ρ甲>ρ乙,因液體的深度相同,所以,由p=ρgh可知,p甲>p乙。故選:B。【典例7】(2023?蘭山區(qū)校級模擬)連通器在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖所示的事例中不是利用了連通器原理的是()A.過路涵洞 B.?dāng)r河大壩 C.洗手間下水管 D.船閘【答案】B【解答】解:A、過路涵洞符合上端開口下端連通的特點,屬于連通器,不合題意;B、攔河大壩不符合上端開口下端連通的特點,不是連通器,符合題意;C、洗手間下水管符合上端開口下端連通的特點,屬于連通器,不合題意;D、船閘的上游閥門打開時,上游和閘室構(gòu)成連通器,下游閥門打開時,下游和閘室構(gòu)成連通器,不合題意。故選:B?!镜淅?】(2023?兩江新區(qū)校級模擬)如圖甲所示,質(zhì)量為720g,底面為150cm2的薄壁圓柱形水槽放置在水平桌面上,水槽中裝有水。水面正上方有一厚底薄壁(不計杯子側(cè)壁的體積)的圓柱形杯子,一根體積可以忽略的輕質(zhì)細桿固定在杯中。手持細桿,使杯子開口朝上從圖甲所示位置開始向下運動,直至杯底接觸水槽底部,水槽中水對水槽底部的壓強p隨杯子下降高度h的關(guān)系如圖乙所示。杯子未下降時,水槽中水的深度為18cm;已知杯子材料的密度為2g/cm3,當(dāng)杯底接觸水槽底部后撤走細桿,此時水槽對水平桌面的壓強為2400Pa。【答案】18;2400?!窘獯稹拷猓海?)杯子未下降時,水槽中水的深度為:h===0.18m=18cm;(2)整個過程如下圖所示:分析圖像可知,圓柱形杯子剛與水面接觸時,水的深度為18cm;圓柱形杯子下降過程中,水面升高,水對水槽底部的壓強增大,從圖1到圖2過程中杯子下降了8cm﹣2cm=6cm;繼續(xù)下降11cm﹣8cm=3cm過程中,水對水槽底部的壓強不變,說明此過程中有水溢出,即圖2時水面剛好達到水槽口;繼續(xù)下降15cm﹣11cm=4cm過程中,水對水槽底部的壓強變小,說明此過程中有水流入杯子中(導(dǎo)致水面下降);由圖像可知,總下降高度為15cm時水對水槽底部的壓強又變?yōu)?800Pa,說明此時杯子中已經(jīng)裝滿水且剛好浸沒,如上面圖4;杯子繼續(xù)下降過程中,因杯子中已經(jīng)裝滿水且排開水的體積不變(此時是杯子的厚底排開水),則水的深度不變,水對水槽底部的壓強不變;設(shè)圖1到圖2過程中水面上升高度為Δh,該過程中杯子向下移動的距離d=8cm﹣2cm=6cm,則根據(jù)ΔV排的兩種計算方法可得:ΔV排=S水槽Δh=S杯子(d+Δh),即150cm2×Δh=S杯子(6cm+Δh)﹣﹣﹣﹣①,圖2中杯子浸入水中的深度h浸=d+Δh=6cm+Δh,由圖像可知圖2中杯子露出水面的高度h露=d′=11cm﹣8cm=3cm,則杯子的高度h杯=h浸+h露=6cm+Δh+3cm=9cm+Δh﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,從圖4到圖5,杯子向下移動的距離d″=20cm﹣15cm=5cm,則有:h1水=h杯+d″,即18cm=h杯+5cm,解得h杯=13cm,將h杯=13cm代入②式解得Δh=4cm,將Δh=4cm代入②式解得S杯子=60cm2,則水槽的高度:H=h1水+Δh=18cm+4cm=22cm,設(shè)杯子材料的體積為V材料,圖3和圖4中相比,水不再溢出,剩余水的體積相同,則有:S水槽H﹣S杯子h杯=S水槽h1水﹣V材料,所以V材料=S水槽h1水﹣S水槽H+S杯子h杯=150cm2×18cm﹣150cm2×22cm+60cm2×13cm=180cm3,杯子的重力:G杯子=ρ杯子V材料g=2000kg/m3×180×10﹣6m3×10N/kg=3.6N,水槽的重力:G水槽=m水槽g=0.72kg×10N/kg=7.2N,剩余水的體積:V水′=S水槽H﹣S杯子h杯=150cm2×22cm﹣60cm2×13cm=2520cm3,剩余水的重力:G水′=ρ水V水′g=1000kg/m3×2520×10﹣6m3×10N/kg=25.2N,當(dāng)杯底接觸水槽底部后撤走細桿,此時水槽對水平桌面的壓力:F壓=G水槽+G水′+G杯子=7.2N+25.2N+3.6N=36N,此時水槽對水平桌面的壓強為:p'===2400Pa。故答案為:18;2400?!镜淅?】(2023?瓊山區(qū)校級模擬)在“探究影響液體內(nèi)部壓強”的實驗中:(1)實驗前,要先用手指按壓橡皮膜,如果U形管中的液面升降靈活,說明該裝置不漏氣(選填“漏氣”或“不漏氣”);(2)正確操作后,分析甲、乙兩圖的實驗現(xiàn)象,可以探究液體壓強與深度的關(guān)系,由此可知攔河大壩要做成上窄下寬的形狀(選填“上窄下寬”或“上寬下窄”);(3)利用丙、丁兩圖進行實驗對比,可以探究液體壓強是否與液體的質(zhì)量有關(guān);(4)實驗時發(fā)現(xiàn):在同種液體的同一深度處,使用不同的壓強計時,U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同。對造成這一現(xiàn)象的原因,你的猜想是:不同壓強計的靈敏程度不同;(5)小華用圖戊所示的裝置測量未知液體的密度:在左側(cè)加入適量的水,在右側(cè)緩慢倒入待測液體,直到橡皮膜剛好變平,她測量了以下物理量:A.右側(cè)待測液體到容器底的深度h1B.右側(cè)待測液體到橡皮膜中心的深度h2C.左側(cè)水到容器底的深度h3D.左側(cè)水到橡皮膜中心的深度h4請你推導(dǎo)出待測液體密度的表達式為ρ=×ρ水(選擇題目中合適的字母和ρ水表示)?!敬鸢浮浚?)不漏氣;(2)深度;上窄下寬;(3)丙、丁;(4)不同壓強計的靈敏程度不同;。【解答】解:(1)使用前應(yīng)檢查裝置是否漏氣,用手指輕按金屬盒上的橡皮膜,如果U形管中液面升降靈活,說明裝置不漏氣;(2)正確操作后,分析甲、乙兩圖知,液體密度相同,乙中深度較大,U形管液面的高度差大,液體產(chǎn)生的壓強較大,初步得出的結(jié)論是:同種液體中,液體壓強隨液體深度的增加而增大;更為厚實的堤壩可承受更大的水的壓強,防止把大壩底部壓壞,所以工程師將堤壩設(shè)計成上窄下寬;(3)丙和丁兩圖中液體密度相同,探頭在液體中的深度相同,容器形狀不同,丁中容器容積大,液面相平時液體質(zhì)量大,U形管中液面的高度差相同,說明液體壓強與液體質(zhì)量無關(guān),可以探究液體壓強是否與液體的質(zhì)量有關(guān);(4)在同種液體的同一深度處,使用不同的壓強計時,U形管兩側(cè)液面的高度差不完全相同,不同壓強計橡皮膜的形變程度與松緊程度、面積有關(guān),猜想可能不同壓強計的靈敏程度不同;(5)在左側(cè)加入適量的水,在右側(cè)緩慢倒入待測液體,直到觀察到橡皮膜相平,則橡皮膜受到左右液體產(chǎn)生的壓強相同,即ρ水gh4=ρ液gh2,可得ρ液=×ρ水。故答案為:(1)不漏氣;(2)深度;上窄下寬;(3)丙、??;(4)不同壓強計的靈敏程度不同;×ρ水。【典例10】(2023?新華區(qū)校級一模)如圖所示,兩個完全相同且足夠高的輕質(zhì)薄壁圓柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器的底面積為2×10﹣2米2,甲中盛有0.2米深的水,乙的底部放有邊長為0.1米的實心均勻正方體A。①求容器甲中水的質(zhì)量m水。②求水對容器甲底部的壓強p水。③現(xiàn)將正方體A從容器乙中取出,再將其浸沒于容器甲的水中,此時水對容器甲底部的壓強p水′等于容器乙底部所受壓強的變化量Δp乙,求正方體A的密度ρA?!敬鸢浮浚?)容器甲中水的質(zhì)量為4kg。②水對容器甲底部的壓強為1.96×103Pa。③正方體A的密度為2.5×103kg/m3?!窘獯稹拷猓海?)容器甲中水的體積:V水=S甲h水=2×10﹣2m2×0.2m=4×10﹣3m3,由ρ=可知,水的質(zhì)量為:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3=4kg;(2)水對容器甲底部的壓強:p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1.96×103Pa;(3)A的體積:VA=L3=(0.1m)3=1×10﹣3m3,由于是輕質(zhì)薄壁圓柱形容器,即不計容器的重力,因此正方體A從容器乙中取出后,容器乙底部所受壓力的變化量ΔF=GA,由此時水對容器甲底部的壓強p水′等于容器乙底部所受壓強的變化量Δp乙可知:p水′=Δp乙,因為p水′=ρ水gh水′=ρ水g×,Δp乙=====ρAgLA,所以ρ水g×=ρAgLA,解得:ρA=ρ水×=1.0×103kg/m3×=2.5×103kg/m3。答:(1)容器甲中水的質(zhì)量為4kg。②水對容器甲底部的壓強為1.96×103Pa。③正方體A的密度為2.5×103kg/m3??键c3\o"9.3大氣壓強"大氣壓強【典例11】(2023?武侯區(qū)校級三模)下列對四幅圖片及情景解釋正確的是()A.用力才能把飲料吸入口中,說明吸力改變了大氣壓強 B.飛鏢箭頭做得很尖,是為了增大壓力 C.拿著自制氣壓計從三十樓到一樓,細管內(nèi)水柱會下降 D.將豎直玻璃管傾斜,水銀柱的高度會大于760mm【答案】C【解答】解:A、用力一吸,把吸管內(nèi)的空氣吸走,使管內(nèi)氣壓減小,這樣在外界大氣壓的作用下,飲料就被壓進吸管里,用力才能把飲料吸入口中,不能改變了大氣壓強,故A錯誤;B、飛鏢箭頭做得很尖,是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大壓強,故B錯誤;C、拿著自制氣壓計從三十樓到一樓,大氣壓隨高度的升高而減小,因為一樓的氣壓高,管內(nèi)水柱大氣壓的作用下下降,導(dǎo)致水柱降低,故C正確;D、在托里拆利實驗中,水銀柱的高度是指管內(nèi)水銀面到水銀槽中水銀面的垂直高度,這一高度的大小是由外界大氣壓決定的,因此在大氣壓是不變的情況下,玻璃管傾斜,水銀柱高度不變,但水銀柱長度會變長,故D錯誤。故選:C。【典例12】(2023?大豐區(qū)校級模擬)小明用注射器、彈簧測力計等估測大氣壓強值,下列關(guān)于該實驗的說法中不正確的是()A.該實驗宜選擇較細的注射器和量程較大的測力計進行實驗 B.實驗前要將活塞推至注射器底端,是為了排盡針筒內(nèi)的空氣 C.實驗中為了計算針筒活塞的橫截面積,應(yīng)測量針筒壁的全部長度 D.實驗測得的大氣壓值偏小,可能是因為注射器筒內(nèi)的空氣沒有排盡【答案】C【解答】解:A、由實驗原理可知,當(dāng)注射器中的活塞剛開始滑動時,所需的拉力F=F大氣=p大氣S;若選粗的注射器,橫截面積S較大,需要的拉力較大,可能會超出測力計的量程,所以,為了測出大氣對活塞的壓力,該實驗宜選擇較細的注射器和量程較大的測力計進行實驗,故A正確;B、實驗時將活塞推至注射器筒的底端是為了排盡注射器內(nèi)的空氣,減小誤差,故B正確;C、注射器是一個圓柱體形狀,因此,應(yīng)量出其刻度部分的長度,再讀出容積V,得出活塞的面積,故C錯誤;D、實驗測得的大氣壓值偏小,可能是因為注射器筒內(nèi)的空氣沒有排盡,故D正確。故選:C?!镜淅?3】(2023?湘西州模擬)大氣壓隨海拔高度的升高而減?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”),小娟同學(xué)拿著自制氣壓計從峨眉山腳的報國寺爬到山上的金頂時,發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)水柱的高度h增大(選填“增大”“減小”或“不變”)?!敬鸢浮繙p?。辉龃??!窘獯稹拷猓海?)大氣壓隨海拔高度的升高而減小;(2)拿著自制氣壓計從峨眉山腳的報國寺爬到山上的金頂時,海拔高度的升高,大氣壓減小,而氣壓計里面水柱的高度是由大氣壓支撐的,故玻璃管內(nèi)水柱的高度h減小。故答案為:減??;增大?!镜淅?4】(2023?安徽一模)學(xué)完大氣壓之后,老師布置了用帶掛鉤的塑料吸盤估測大氣壓的大小的實驗,如圖甲所示。徽徽所在的實驗小組現(xiàn)有帶掛鉤的塑料吸盤、量程為5N的彈簧測力計、玻璃板。(1)他們設(shè)計了如下實驗步驟:A.記錄彈簧測力計的示數(shù)為F,這就是大氣對吸盤的壓力B.小剛將蘸水的塑料掛衣鉤的吸盤放在光滑玻璃板上,用力擠壓吸盤C.用彈簧測力計勾著掛鉤緩慢向上拉,直至吸盤剛要離開玻璃板D.測量吸盤與玻璃板接觸面的直徑d,計算吸盤與玻璃板的接觸面積S=1.0×10﹣4m2E.計算出大氣壓的大小p你認為合理的實驗順序步驟應(yīng)該是BDCAE;(2)排好序后進行實驗,彈簧測力計拉至最大讀數(shù)。吸盤仍未脫離玻璃板。若大氣壓按照約為1×105Pa計算,彈簧測力計量程至少要大于10N;(3)因為沒有多余的大量程彈簧測力計,小剛運用其他器材結(jié)合所學(xué)物理知識設(shè)計了如圖乙所示方案測量,保持輕桿水平,在吸盤剛要離開玻璃板時,可通過彈簧測力計讀數(shù)計算出大氣壓值為7.8×104Pa?!敬鸢浮浚?)BDCAE;(2)10;(3)7.8×104。【解答】(1)用吸盤方法測量大氣壓強:①將吸盤吸在光滑玻璃板上,排盡吸盤內(nèi)空氣,為了密封,先將吸盤蘸水;②測量吸盤與玻璃板之間的接觸面積;③用彈簧測力計拉動吸盤至吸盤剛好離開玻璃板,讀出彈簧測力計示數(shù)即為大氣壓力;④記錄彈簧測力計的示數(shù)為F,這就是大氣對吸盤的壓力;⑤根據(jù)p=計算壓強值;故正確步驟應(yīng)為BDCAE。(2)根據(jù)F=pS=1×105Pa×1.0×10﹣4m2=10N(3)彈簧測力計讀數(shù):最小刻度為0.2N,讀數(shù)為2.6N;由杠桿平衡原理可得,吸盤所受拉力為:2.6N×3=7.8N,由p===7.8×104Pa。故答案為:(1)BDCAE;(2)10;(3)7.8×104??键c4\o"9.4流體壓強與流速的關(guān)系"流體壓強與流速的關(guān)系【典例15】(2023?泰山區(qū)校級二模)如圖所示是指尖陀螺,該玩具中間的軸承內(nèi)裝有滾珠,邊上有三個金屬飛葉,用手撥動飛葉后,飛葉可以繞軸在指尖上長時間轉(zhuǎn)動。下列分析正確的是()A.軸承內(nèi)裝滾珠,有利于減小摩擦 B.撥動飛葉后,飛葉轉(zhuǎn)動,說明力可以改變物體的形狀 C.飛葉被撥動才能旋轉(zhuǎn)是因為運動要靠力來維持 D.飛葉旋轉(zhuǎn)時飛葉周圍的空氣流速大,壓強大【答案】A【解答】解:A、軸承內(nèi)裝滾珠,是變滑動為滾動,有利于減小摩擦,故A正確;B、撥動飛葉后,飛葉轉(zhuǎn)動,說明力可以改變物體的運動狀態(tài),故B錯誤;C、飛葉被撥動后旋轉(zhuǎn)是因為力能改變物體的運動狀態(tài),故C錯誤;D、飛葉旋轉(zhuǎn)時飛葉周圍的空氣流速大,壓強小,故D錯誤。故選:A?!镜淅?6】(2023?蜀山區(qū)校級二模)如圖所示,是我國自主研發(fā)的C919大型商用客機,下列關(guān)于客機的相關(guān)物理知識,說法正確的是()A.客機寬大的輪子,減小了客機著陸時對地面的壓力 B.客機在高空受到的大氣壓強比在地面受到的大氣壓強要大 C.機翼成上凸下平的形狀,是為了使客機升空獲得空氣的浮力 D.客機升空是利用了“流體在流速大的地方壓強小”的原理【答案】D【解答】解:A、客機寬大的輪子,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小客機對地面的壓強,故A錯誤;B、大氣壓隨著高度的增加而減小,所以客機在高空所受的大氣壓強,比地面附近的大氣壓強小,故B錯誤;CD、客機機翼表面制作成“上凸下平”制造形狀,利用了流體壓強與流速的關(guān)系,即空氣流速大的地方壓強小,使上方空氣流速快,壓強小,下方空氣流速慢,壓強大,從而產(chǎn)生升力,故C錯誤,D正確。故選:D?!镜淅?7】(2023?淮陰區(qū)模擬)如圖為家用煤氣灶灶頭的示意圖,使用時打開煤氣閥門,擰動點火裝置,煤氣和空氣在進口處混合流向燃燒頭被點燃,而煤氣不會從進口處向空氣中泄漏其原因是進口處煤氣流速大壓強小(選填“大”或“小”)的緣故?!敬鸢浮啃 !窘獯稹拷猓阂驗榱魉僭娇?,流體的壓強越小,所以進口處煤氣流速大,壓強小于大氣壓,煤氣和空氣在大氣壓的作用下流向燃燒頭,而煤氣不會向空氣中泄露。故答案為:小。0505鞏固訓(xùn)練1.(2023?姑蘇區(qū)校級二模)如圖所示,質(zhì)量分布均勻的長方體用幾種不同的方法切去一半,剩余的一半留在桌面上。切割前后,木塊對桌面的壓強大小不變的是()A. B. C. D.【答案】A【解答】解:假設(shè)長方體重為G,底面積為S,則其對桌面的壓力為F=G,與桌面的接觸面積為S。由此可得,長方體對桌面的壓強p=。A、按圖A所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)?,底面積變?yōu)?,則其對桌面的壓力變?yōu)椋c桌面的接觸面積變?yōu)?。由此可得,長方體對桌面的壓強pA==。故A符合題意。B、按圖B所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)?,底面積仍為S,則其對桌面的壓力變?yōu)?,與桌面的接觸面積仍為S。由此可得,長方體對桌面的壓強pB==。故B不符合題意。C、按圖C所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)椋酌娣e大于,則其對桌面的壓力變?yōu)?,與桌面的接觸面積大于。由此可得,長方體對桌面的壓強pC<=。故C不符合題意。D、按圖D所示方法切割后,剩余部分的重力變?yōu)?,底面積大于,則其對桌面的壓力變?yōu)椋c桌面的接觸面積大于。由此可得,長方體對桌面的壓強pD<=。故D不符合題意。故選:A。2.(2023?雁塔區(qū)校級一模)如圖所示,水平桌面上有甲、乙兩個質(zhì)量相同的薄壁容器,兩個容器開口大小相同、底面積相同,分別裝有質(zhì)量相同的a、b兩種液體,兩個容器中的液面高度不同。下列說法正確的是()A.桌面對兩個容器支持力的大小關(guān)系是F甲>F乙 B.兩種液體密度的大小關(guān)系是ρa>ρb C.兩個容器對桌面壓強的大小關(guān)系是p甲>p乙 D.兩種液體對容器底壓強的大小關(guān)系是pa<pb【答案】D【解答】解:A、桌面對容器支持力:F=G總=m容g+m液g,由于容器、液體的質(zhì)量都相等,所以,桌面對兩個容器支持力的大小關(guān)系是F甲=F乙,故A錯誤;B、由圖可知,a、b兩種液體的體積Va>Vb,而a、b兩種液體的質(zhì)量是相等的,根據(jù)ρ=可知,ρa<ρb,故B錯誤;C、容器的總重力相同,對水平桌面的壓力相等,受力面積相同,根據(jù)p=可知,兩個容器對桌面壓強的大小關(guān)系是p甲=p乙,故C錯誤;D、根據(jù)圖示可知,液體對甲容器底部的壓力等于甲容器中液體的重力,乙容器中液體對容器底部的壓力大于液體的重力,受力面積相同,根據(jù)p=可知,pa<pb,故D正確。故選:D。3.(2023?海口一模)向如圖所示的敞口容器中加水,水在不流動時,能達到的最高位置是()A.A容器口 B.B容器口 C.C容器口 D.D點位置【答案】B【解答】解:分析題目中的原圖不難看出,若該裝置中倒入水后,其上端開口,下部連通,即為連通器,故在靜止時,液面應(yīng)保持相平,故為了使液體不至于溢出,所以靜止后水能到達的最高位置是B位置;故選:B。4.(2023?海淀區(qū)校級模擬)很多動物為了適應(yīng)自身生存的環(huán)境,進化了符合一定物理規(guī)律的身體特征。對此,從物理學(xué)角度給出的解釋錯誤的是()A.泥鰍身上有粘液,能在遇到抓捕時減小摩擦,便于逃脫 B.駱駝的腳掌很大,可以減小壓力,從而使其在沙漠中行走自如 C.深水里的海魚,捕到岸上會死掉,是因為水面壓強比深水處小得多 D.鳥類的翅膀上凸下平,上方空氣運動速度大于下方,從而獲得升力【答案】B【解答】解:A、泥鰍身上有許多粘液,可以在壓力一定時,減小接觸面的粗糙程度減小摩擦力,從而方便逃生,故A正確;B、駱駝能在沙漠自如行走,是因為它的腳掌面積很大,在壓力一定時減小了駱駝對地面的壓強,從而不會陷入沙漠中,故B錯誤;C、根據(jù)p=ρgh深海處的海水壓強很大,深海魚長期生活在深海處已經(jīng)適應(yīng)了這個壓強,故把它打撈到岸上時壓強遠小于深海處的壓強,所以會死掉,故C正確;D、鳥類的翅膀上凸下平,使鳥的翅膀上方空氣流速快壓強小,從而獲得向上的升力,故D正確。故選:B。5.(2023?藁城區(qū)二模)關(guān)于下面四幅圖的說法不正確的是()A.如甲圖,A管中水面上升,是因為A管上方流速大的位置壓強小 B.如乙圖,把水氣壓計從山下移到山頂,細管內(nèi)的水柱上升 C.如丙圖,用吸盤吸起光滑的瓷磚,利用了大氣壓的作用 D.如丁圖,地漏利用存水杯里的水來進行防臭,是利用液體壓強的原理【答案】D【解答】解:A、當(dāng)在A管上方吹氣時,A管上方的空氣流速大于杯中液面上方的空氣流速,由于流體在流速大的地方壓強小,則A管上方的大氣壓比杯中液面上方的大氣壓小,在氣壓差的作用下,A管中液面上升,故A正確;B、把水氣壓計從山下移到山頂,瓶內(nèi)空氣的壓強不變,而外界大氣壓隨高度的增加而減小,此時在瓶內(nèi)氣壓的作用下會有一部分水被壓入玻璃管,因此管內(nèi)水柱會升高,故B正確;C.吸盤吸起光滑的瓷磚,需要先用力擠壓吸盤,把盤內(nèi)的空氣擠出,盤內(nèi)的氣壓小于外界大氣壓,吸盤在外界大氣壓力作用下被壓在光滑的瓷磚上,屬于大氣壓的應(yīng)用,故C正確;D.地漏是一個連通器,地漏利用存水杯里的水來進行防臭,是利用連通器原理,故D錯誤。故選:D。6.(2023?鄂倫春自治旗一模)如圖,一個裝滿水的飲料瓶,正放在水平桌面上時,水對瓶底的壓力為Fa,壓強為pa,倒放在水平桌面上時,水對瓶蓋的壓力為Fb,壓強為pb,則()A.Fa>Fb;pa=pb B.Fa=Fb;pa<pb C.Fa=Fb;pa=pb D.Fa<Fb;pa<pb【答案】A【解答】解:飲料瓶裝滿水,則倒立后水的高度將不變,由p=ρgh得:倒立后對底部壓強不變,即pa=pb;由p=得:Fa=ρghaSa,F(xiàn)b=ρghbSb,因瓶為細口,故haSa大于瓶中液體的體積,hbSb小于液體的體積故haSa>hbSb,則有Fa>Fb。故選:A。7.(2023?南崗區(qū)一模)下列說法不正確的是()A.甲圖:手捏筆囊松手后,墨水被“吸”入鋼筆利用了大氣壓強 B.乙圖:沿紙條上方吹氣,紙條飛起是因為在氣體流速大的地方壓強大 C.丙圖:隨著不斷倒入液體,液體對橡皮膜的壓強越來越大 D.丁圖:用手輕壓筆的同時筆對手也有力的作用【答案】B【解答】解:A、吸鋼筆水時,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,壓強減小,墨水在大氣壓的作用下被壓入筆膽,故A正確;B、沿紙條上方吹氣紙條會向上升起,說明氣體在流速大處壓強小,在流速小處壓強大,故B錯誤;C、液體內(nèi)部的壓強與液體的密度、深度有關(guān),隨著不斷倒入液體,橡皮膜所處的深度越來越大,液體對橡皮膜的壓強越來越大,故C正確;D、用手輕壓筆時,手給筆一個力,由于物體間力的作用是相互的,同時筆對手也有力的作用,故D正確。故選:B。8.(2023?平潭縣模擬)如圖所示,平靜的湖中,下列哪處水的壓強最?。ǎ〢.a(chǎn) B.b C.c D.d【答案】A【解答】解:深度是指某點到液面的豎直距離,則由圖可知a點的深度最小,根據(jù)公式p=ρgh可知,a處水的壓強最小。故選:A。9.(2023?嘉定區(qū)二模)如圖所示,底面積不同的輕質(zhì)圓柱形容器甲、乙置于水平桌面上,內(nèi)部分別盛有密度為ρ甲和ρ乙的兩種液體,液體中距離容器底部等高的A、B兩點處的壓強相等。則關(guān)于兩液體的密度ρ甲和ρ乙及容器甲、乙對水平桌面的壓強p甲和p乙的大小關(guān)系,正確的是()A.ρ甲>ρ乙,p甲<p乙 B.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙 C.ρ甲=ρ乙,p甲<p乙 D.ρ甲=ρ乙,p甲>p乙【答案】B【解答】解:由p=ρgh可知,液體的密度ρ=,因為A、B兩點處的壓強相等,由圖可知,A點的深度小于B點的深度,所以ρ甲>ρ乙;由于是輕質(zhì)薄壁柱形容器,所以容器對水平桌面的壓力的大小等于容器內(nèi)液體的重力,容器對水平桌面的壓強p固======ρgh總,液體對容器底部的壓強p液=ρgh總,即此時容器對水平桌面的壓強大小等于液體對容器底部的壓強,液體對容器底部的壓強:p液=ρgh總=ρg(h上+h)=ρgh上+ρgh=p上+ρgh,因為p甲上=p乙上,ρ甲>ρ乙,所以p甲﹣p乙=p甲上+ρ甲gh﹣(p乙上+ρ乙gh)=ρ甲gh﹣ρ乙gh>0,因此p甲>p乙,故B正確。故選:B。10.(2023?鼓樓區(qū)校級一模)如圖,底面積不同的圓柱形容器中分別盛有甲、乙兩種液體,甲、乙液體對各自容器底部的壓強相等.若在甲容器中倒入或者抽出甲液體,在乙容器中倒入或者抽出乙液體,使得兩液體對容器底的壓力相等,則以下操作有可能實現(xiàn)的是()A.倒入相同質(zhì)量 B.抽出相同質(zhì)量 C.倒入相同體積 D.抽出相同體積【答案】C【解答】解:AC、甲、乙液體對各自容器底部的壓強相等,且S甲<S乙,由F=pS可知,甲、乙兩種液體對容器底的壓力關(guān)系F甲<F乙,又因為容器是柱形容器,即故液體重力關(guān)系G甲<G乙;又因為液體深度h甲<h乙,由p=ρgh可知,液體密度關(guān)系為ρ甲>ρ乙;要使倒入液體后液體對容器底壓力相等,故倒入液體的重力關(guān)系必須滿足ΔG甲>ΔG乙,由G=mg可知,倒入液體質(zhì)量關(guān)系是Δm甲>Δm乙,由可知,倒入液體的體積可能相等,故A不符合題意,C符合題意;BD、當(dāng)抽出液體時,必須滿足ΔG甲<ΔG乙,由G=mg可知,抽出液體質(zhì)量關(guān)系是Δm甲<Δm乙,又因為液體密度關(guān)系ρ甲>ρ乙,由可知,抽出液體的體積關(guān)系為ΔV甲<ΔV乙,故BD都不符合題意。故選:C。11.(2023?海陵區(qū)一模)乘客在動車站臺候車時一定要站在警戒線以內(nèi),否則動車進站時,乘客易被“吸”向車身而造成傷害事故,這是因為流體流速越大的地方,壓強越??;如圖是進站后的動車靜止在水平軌道上,此時它受到的重力和支持力是一對平衡力?!敬鸢浮苛黧w流速越大的地方,壓強越?。恢С至Α窘獯稹拷猓簞榆囆旭傔^程中,動車的速度很大,人靠近動車時,使人和動車之間的空氣流動速度增大,壓強減小,人外側(cè)的壓強不變,外側(cè)壓強大于內(nèi)側(cè)壓強,若人站在安全線內(nèi)極易被“吸”向動車,造成事故;動車靜止在水平軌道上,動車在豎直方向上受到重力和支持力,這兩個力滿足大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上,是一對平衡力。故答案為:流體流速越大的地方,壓強越??;支持力。12.(2023?安徽模擬)如圖為一種可感知天氣變化的工藝玻璃瓶,內(nèi)裝適量有色液體。A為密閉球體,B為上端開口的玻璃管,底部與A相連。水平靜止放置后可觀察B管液面從而了解天氣變化,當(dāng)氣溫升高時,B管液面會升高(選填“升高”“不變”或“降低”)?!敬鸢浮可摺窘獯稹拷猓焊鶕?jù)圖示可知,A內(nèi)有密閉的氣體,當(dāng)外界氣溫升高時,A內(nèi)的氣壓變大,在內(nèi)部氣壓的作用下,B管內(nèi)的液面被壓高。故答案為:升高。13.(2023?欒城區(qū)校級模擬)大氣壓會隨高度的增加而減小(選填“增大”或“減小”)。圖甲是某同學(xué)自制的一個簡易氣壓計,在溫度相同的情況下,大氣壓越大,甲中玻璃管內(nèi)的液柱高度就越低(選填“高”或“低”);如圖乙是該同學(xué)自制的一個簡易溫度計,在大氣壓相同的情況下,溫度升高,乙中玻璃管內(nèi)的液柱升高(選填“升高”或“降低”)?!敬鸢浮繙p??;低;升高?!窘獯稹拷猓海?)大氣壓會隨高度的增加而減?。辉跍囟认嗤那闆r下,大氣壓越大,瓶內(nèi)氣壓等于外界大氣壓加上液柱產(chǎn)生的壓強,故甲中玻璃管內(nèi)的液柱高度就越低;(2)在大氣壓相同的情況下,溫度升高,乙玻璃瓶內(nèi)的氣體因溫度升高體積變大,由于瓶內(nèi)容積一定,故乙中玻璃管內(nèi)的液柱升高。故答案為:減?。坏?;升高。14.(2023?渝中區(qū)校級一模)如圖甲所示,邊長10cm的均勻正方體,重為90N,放在水平桌面中央,上表面受到一個豎直向上的40N拉力,此時正方體對桌面的壓強為5000Pa。撤去F,沿水平方向切下一部分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、丙所示,再將b沿水平方向截取高度疊放在a的上表面,如圖丁,此時a對桌面的壓強為1.8×104Pa?!敬鸢浮?000;1.8×104?!窘獯稹拷猓赫襟w對桌面的壓強:p====5000
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