上海上海市实验学校西校物理八年级第九章
压强单元练习
一、选择题 1.在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将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,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为 880 g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为 460 g,烧杯质量为 100 g,活塞面积为 7×10 -5
m 2 ,g 取 10 N/kg,轮轴间的摩擦和细线重力不计,则所测大气压的值应为(
)
A.1.26×10 5
Pa B.1.10×10 5
Pa
C.1.01×10 5
Pa D.0.96×10 5
Pa
2.如图所示,甲、乙两个圆柱体分别放置在水平面上,底面积分别为 S 甲 和 S 乙 且 S 甲 >S乙 ,高度分别为 h 甲 和 h 乙 且 h 甲 <h 乙 ,此时甲和乙对地面的压强相等。若均沿水平方向,将两圆柱体切去相同的体积,并将切去部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,此时甲和乙对地面的压力分别为 F 甲 、F 乙 ,压强分别为 p 甲 、p 乙 ,则下列说法正确的是(
)
A.F 甲 <F 乙
B.F 甲 >F 乙
C.p 甲 <p 乙
D.p 甲 >p 乙
3.如图所示,小明将压强计的探头放入水中的某一深度处,记下 U 形管中两液面的高度差 h,下列操作中能使高度差 h 不变的是(
)
A.将探头放在酒精中的同样深度处
B.将探头向下移动一段距离
C.将探头向上移动一段距离
D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
4.下列各组连线配对中,完全正确的是(
)
A.生产运输工具与制造原理:推土机安装履带——增大受力面积减小压力;潜水艇原理——利用“空心法”;飞机能上升——流速大的地方压强小
B.物理量及单位:压强——P;速度——m/s;力——N
C.物理学家及其主要贡献:汤姆生——发现中子;牛顿——发现万有引力定律;托勒玫—
—提出“日心说”
D.物理量及测量工具:力——测力计;大气压——气压计;液体体积——量筒
5.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上,甲对地面的压强小于乙对地面的压强。沿竖直方向在两个正方体上分别切去一部分(都没有切完),若甲、乙剩余部分对地面的压力相等,则关于甲、乙正方体下列说法正确的是(
)
A.剩余部分对地面的压强可能 p p 甲 乙
B.剩余部分对地面的压强可能 p p甲 乙> C.对地面压力的变化量一定 F F 甲 乙
D.对地面压力的变化量一定 F F 甲 乙
6.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,水对容器底的压力为F 甲 ,容器对桌面的压强为 p 甲 ;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水对容器底的压力为 F 乙 ,容器对桌面的压强为 p 乙 ,则(
)
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.无法确定
7.如图,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比 ρ 甲 :ρ 乙 =4:5,底面积之比 S 甲 :S 乙 =5:8,对水平地面的压强之比 p 甲 :p 乙 =6:5,下列有关甲、乙的说法正确的是
①甲、乙的质量之比是 3:4
②甲、乙的体积之比是 15:16
③将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强可能相等
④将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
A.①③④
B.③④
C.①②③
D.②③④
8.底面积 200cm2 ,高为 0.5m,重为 10N 的薄壁柱形容器,内装有 0.3m 深的酒精,置于水平桌面上.细线吊着质量为 3kg,边长为 0.1m 的实心正方体 A,使其一半体积浸入酒精中,如图,已知 ρ 酒精 =800kg/m3 ,则此时
A.细线的拉力为 56N
B.A 浸入一半体积时,容器内酒精对底部的压强为 2400Pa
C.若剪断细线,待稳定后,液体对容器底部的压强将增加 200Pa
D.若剪断细线,待稳定后,烧杯对桌面的压强将增加 4400Pa
9.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等.若分别沿水平方向截去相等厚度后,它们对地面的压强分别为 p 甲 和 p 乙 ,压力分别为 F 甲 和 F乙 ,则
A.p 甲 <p 乙 ,F 甲 >F 乙
B.p 甲 =p 乙 ,F 甲 >F 乙
C.p 甲 >p 乙 ,F 甲 >F 乙
D.p 甲 <p 乙 ,F 甲 <F 乙
10.如图所示,A、B 为两个形状、体积相同的密闭容器,都装满水,放在水平桌面上,则它们底面受到液体的压强 p A 、p B 及它们对桌面的压力 F A 、F B 相比较
A.p A =p B ,F A >F B
B.p A <p B ,F A <F B
C.p A >p B ,F A =F B
D.p A =p B ,F A =F B
二、填空题 11.如图所示,甲、乙两个相同的圆台形容器以不同的方式放在水平桌面上,容器内装有深度相同、密度不同的 A、B 液体,两液体对容器底部的压力相同.则两液体对容器底部压强 p A _____p B ,两液体密度 ρ A _____ρ B ,两容器对桌面的压力 F甲 _____F 乙 .(均选填“>”、“=”或“<”)
12.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为 2×10 -2 m 2 和1×10 -2 m 2 。容器甲中盛有 0.2m 高的水,容器乙中盛有 0.4m 高的酒精,容器甲中水的质量为______kg,此时水对容器甲底部的压强和酒精对容器乙底部的压强之比为______。若从两容器中分别抽出质量均为 m 的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为 p 水 ,剩余酒精对容器乙底部的压强为 p 酒精 。当质量 m 的范围为______kg 到 3.2kg 时,才能满足 p 水 >p 酒精 。(3 30.8 10 kg/m 酒精)
13.如图所示,水平桌面上有两个质量不计的圆柱形容器 A、B,横截面积均为 5.0×10 - 3
m 2 ,A 的底面向上凸起,B 的底面为平面.在两容器中均加入重为 10 N 的水,则 B 对桌面的压强为________Pa,A 对桌面的压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B 对桌面的压强。若 A、B 容器的水中同一高度处压强分别为 p A 、p B ,则 p A ________(选填“大于”“小于”或“等于”)p B 。
14.如图所示,一个装满水的饮料瓶,正放在水平桌面上时,水对瓶底的压强为 p a ,压力为 F a ,桌面受到压强为ap ,倒放在水平桌面上时,水对瓶盖的压强为 p b ,压力为 F b ,桌面受到压强bp ,则 p a _____p b ,F a ______F b ,ap ______bp 。(均选填“>”、“=”或“<”)
15.小亮同学在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值,实验时他将玻璃管竖直放置,如图所示。此时大气压强等于_______mm 水银柱;若将玻璃管稍稍倾斜放置,则水银柱高度_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
16.如图,放在水平桌面上密封的容器中装有一定量的水,当将容器倒置过来。则水对容器底的压强_________,压力_________;容器对桌面的压力_________,压强_________(均填“变大”或“不变”或“变小”)。
17.如图所示,两柱形容器的底面积 S A =3S B ,容器内分别装有 A、B 两种液体,容器底受到的压强 p A =p B ,若将质量相等的甲、乙两物块分别投入 A、B 两液体中,液体均未溢出,且甲物块在 A 中悬浮,乙物块在 B 中沉底,甲物块密度是乙物块的 3 倍,这时液体A、B 对容器底的压强分别增加了△p A 、△p B ,已知△p B =2△p A ,那么,原容器内所装液体的高度之比 h A :h B =_____.
18.如图是 a,b 两种不同物质质量和体积的关系图象,则 a,b 两种物质密度之比为_________,如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为_________。
19.如图所示,放在水平桌面上的瓶子,内盛部分饮料,瓶口用塞子塞紧,倒过来时,液体对瓶塞的压强比原来对瓶底的压强_____,原因是_____ ;瓶子对桌面的压强变_____,原因是 _________。若瓶子内盛满饮料,倒过来放置时,液体对瓶塞的压强与原来对瓶底的压强相比是_____,原因是_________。
20.如图所示,向空矿泉水瓶内倒入热水后迅速倒出并盖紧瓶盖,瓶子变扁了,这是______作用的结果;高山上普通锅煮不熟饭,是因为高度越高,大气压强就越______(高/低),锅内水的沸点______ (小于/等于/大于)100℃。
三、实验题 21.甲、乙两个完全相同的柱状容器内分别装有体积相等的两种不同液体,先将一个 U 型管压强计改装为两端都装上扎有相同橡皮膜的金属盒(且两管液面齐平),分别放至两容器的底部,如图所示,据此可发现 U 型管的左边管内液面位置相对较____(选填“高”或“低”),这说明____容器底部的液体压强较大;然后再将两个金属盒在液体中的深度同时都减少一半,则 U 型管两管液面高度差将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”)
22.周末小明看到爷爷将软管连到自来水龙头上,打开水龙头后利用软管喷出的水来浇花草.细心的小明发现,爷爷将软管出水口按住变扁后,从软管出来的水喷得更快、更远.为了弄清其中的道理,小明进行了相关研究。
(1)查找资料:小明了解到一个新的物理量:流量,流量表示单位时间内通过某一横截面的流体的体积,用字母 Q 表示,即 Q = V/t,流量在生产和生活中有广泛的应用。
建立模型:如图甲所示,截取一段软管 AB(粗细均匀的软管可视为圆柱体),若水流在内向右匀速流动,设水流速度为 v、管内通道的横截面积为 S、水从 B 端流到 A 端所用时间为t,则 AB 间水柱的体积 V=_____(用含 S、v、t 的表达式表示,注意体积 V 和速度 v 字母符号的区别);从而根据流量的定义可得 Q = v S,它表示流量等于流速与横截面积的乘积。
(2)小明很快明白了:水龙头接上软管打开后,在水流量相同的前提下,将出水口按住变扁后,出水口的面积_____(变大/变小/不变),根据 Q = v S 可知出水口水流的速度_____(变大/变小/不变),所以喷得更远。
(3)小明继续进行研究,打开水龙头,自来水通过一段软管流过如图丙所示的水平玻璃
管.待水流稳定后,竖直玻璃管_______(C 或 D)管中的水面较高。
(4)小明打开水龙头(流量不变)向一容器中注入水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图丁,则该容器的形状可能是______(口大底小/粗细均匀/口小底大)。
(5)小明还发现打开水龙头后(流量不变),只要水流不散开,就可以观察到水柱越来越细,如图乙所示.产生这种现象的原因是______________。
23.如图是小华做“估测大气压的的实验”示意图.
(1)请将下列实验步骤补充完整.
A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端,排尽筒内的空气,然后用橡皮帽封住注射器的小孔.
B、用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下_________________,即等于大气对活塞的压力 F.
C、用刻度尺测出注射器的________________,记为 L,读出注射器的容积 V,则活塞的面积 S=_____________.
D、最后计算出此时大气压的数值 p= ____________________(写出表达式).
(2)实验中,小华正确使用了测量仪器,且读数正确,但他发现测量结果总是偏小,其主要原因是__________________________________________________________.
24.某小组同学通过实验探究“液体对容器底部的压强大小与哪些因素有关”,他们选择了两个底面积 S 不同的容器进行研究,并在容器内倒入深度 h 不同的液体,用压强计分别测出容器底部受到的压强 p 的大小,将 s、h 和 p 记录在表一中.然后,他们变换液体重复实验,将数据记录在表二中.为做进一步研究,他们计算了相邻两次实验中 h 及 p 的变化量△h 和△p,并将结果分别记录在表一和表二的后两列中.
表一(ρ 1 =0.8×103 千克/米 3 )
实验序号
h
(米)
S
(米2 )
P
(帕)
△h
(米)
△p
(帕)
1
0.1
50
784
/
/
2
0.1
200
784
0.05
392
3
0.15
200
1176
4
0.2
200
1568
0.1
784
5
0.3
200
2352
6
0.4
200
3136
0.2
1568
7
0.6
200
4704
表二(ρ 2 =1×103 千克/米 3 )
实验序号
h
(米)
S
(米2 )
P
(帕)
△h
(米)
△p
(帕)
8
0.1
50
980
/
/
9
0.1
200
980
0.04
392
10
0.14
200
1372
11
0.2
200
1960
0.08
784
12
0.28
200
2744
13
0.4
200
3920
0.16
1568
14
0.56
200
5488
(1)分析比较实验序号 1 与 2(或 8 与 9)中的数据和相关条件,可得出的初步结论是:液体对容器底部的压强大小与容器的底面积大小_____(选填“有关”或“无关”);
(2)分析比较实验序号 2~7(或 9~14)中 p 和 h 的关系及相关条件,可得出的初步结论是:_____.
(3)分析比较实验序号_____中的数据和相关条件,可得出的初步结论是:当液体的深度一定时,液体的密度越大,液体对容器底部的压强越大.
(4)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,归纳得出初步结论.
(a)分析比较实验序号 2~7 或 9~14 中△p 和△h 的数据及相关条件,可知:_____.
(b)分析比较实验序号 2~7 和 9~14 中△p 和△h 的数据及相关条件,可知:_____.
25.小宇同学为了探究压力的作用效果与哪些因素有关,他在同一块海绵上做了如下图所示的实验来进行探究。(注:所用每块砖重力和型号大小都相同)
A.一块砖平放在海绵上
B.两块砖叠放在海绵上
C.一块砖竖放在海绵上
(1)小宇是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种研究问题的方法叫_____________;
(2)现观察比较图 A、B 的情况可知,压力的作用效果与____________有关,比较图 A、C 的情况可知,压力的作用效果与_______________有关,此实验过程中采用的研究方法是 _______________。
四、作图题
26.如图所示,重为 10N 的木块静止在斜面上,它对斜面的压力大小为 8N,请你画出木块所受重力和木块对斜面压力的示意图.
(______)
27.物体受到 80 牛的重力,对斜面的压力为 60 牛,作出这两个力的图示.
28.小球正从斜面上加速滚下,在图中画出小球所受重力的示意图和小球对斜面的压力的示意图.
(_______)
五、计算题 29.如图所示平底、平口上下粗细均匀的圆柱形水杯放在水平桌面上,水杯的底面积为50cm 2 ,高度为 18cm,杯内深度为 15cm。空水杯如图所示放置时,空水杯对桌面的压强为500Pa,当把空水杯倒过来,开口向下放置时,水杯对桌面产生的压强为 5000Pa。(g 取10N/kg)求:
(1)水杯杯底与杯口的面积之比为多少?
(2)水杯内注满水时,水对杯底的压力是多少?
(3)制作该水杯的材料密度是多少?(计算结果取小数点后两位)
30.如图所示为一个质地均匀的正方体铝块,放在水平桌面上(如图甲),已知正方体铝块的边长为 0.3m,铝的密度为 2.7×10 3
kg/m 3 ,求:
(1)铝块对水平桌面的压强;
(2)如图乙所示将铝块沿 EB 方向切除后,余下铝块对桌面的压强为 6750 Pa,其中CE∶ED=1∶2,然后将铝块倒置放在水平桌面上(如图丙),它对桌面的压强为多少?
31.如图所示,实心均匀正方体 A、B 放置在水平地面上。它们的高度分别为 0.2m 和0.1m。A 的密度为 2×10 3 kg/m 3 ,B 的质量为 1kg,求:
(1)B 对水平地面的压强
(2)若在正方体 A、B 上沿竖直方向按相同比例 k 截下一部分,并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,这时 A、B 剩余部分对水平地面的压强相同,请计算其对应的比例 k的值。
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一、选择题
1.B 解析:B
【详解】
当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时活塞所受摩擦力与大气压力方向向右,可得:
pS+f=m 1 g=9.8N;
当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时活塞受摩擦力向左,受大气压力向右,可得:
pS-f=m 2 g=5.6N;
联解上述两个关系式,可得:
pS=7.7N,
故
p=5 27.77 10Nm1.10×10 5 Pa,
故应选 B。
2.C 解析:C
【详解】
CD.规则圆柱体对地面的压强为
p=ρgh
因为两物体对水平面的压强相同,则
p=ρ 甲 gh 甲 =ρ 乙 gh 乙
由图知 h 甲 <h 乙 ,所以 ρ 甲 >ρ 乙 ,由于甲和乙对地面的压强相等,且 S甲 >S 乙 ,根据G 甲 >G乙 ,由沿水平方向截去相同体积V 后,切去部分的质量m 甲 >m 乙 ,切去部分的重力G甲 >G 乙 ;将切去部分叠放在对方剩余部分上,甲增加的压强为
GpS 乙甲甲 乙增加的压强为
GpS 甲乙乙 由于G 甲 >G 乙 ,S 甲 >S 乙 ,所以p 甲 <p 乙 ,因为原来压强相等,所以现在的压强 p甲 <p乙 ,故 C 正确、D 错误;
AB.因为 F=pS,所以不能比较出剩余的物体对水平面压力的关系,故 AB 错误。
故选 C。
3.D 解析:D
【详解】
A.将探头放在酒精中的同样深度处,深度不变,液体的密度减小,根据液体压强公式p gh 液可知,探头所处压强变小,U 型管中的液体高度差减小,故 A 错误;
B.将探头向下移动一段距离,深度变大,根据液体压强公式 p gh 液可知,探头所处压强变大,U 形管两边液面的高度差变大,故 B 错误;
C.将探头向上移动一段距离,深度变小,根据液体压强公式 p gh 液可知,橡皮膜受到的压强变小,U 形管两边液面的高度差减小,故 C 错误;
D.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原深度处向其他方面任意转动一个角度,不会影响压强的大小,故 D 正确。
故选 D。
4.D 解析:D
【分析】
本题根据对初中物理基础知识的认识找出相对应的正确答案,在解题时应认真分析每一个选择项。
【详解】
A.飞机的升力是利用流速大的位置压强小原理,但推土机安装履带是通过增大受力面
积,来减小压强,不是减小压力,潜水艇是改变自重来潜浮的,而不是空心法,故 A 错误;
B.速度的在国际单位制中的单位是 m/s,力的单位是 N,压强的单位是 Pa,故 B 错误;
C.汤姆生发现了中子,牛顿发现了万有引力,但托勒玫提出的是“地心说”;提出“日心说”的是哥白尼,故 C 错误;
D.测量力的工具是弹簧测力计,大气压用气压计来测量,而量筒可以测量液体的体积,故 D 正确。
故选 D。
5.C 解析:C
【详解】
AB.甲、乙两个实心均匀正方体放在水平地面上,甲对地面的压强小于乙对地面的压强,由压强推导式 p gh 可知,沿竖直方向切去甲、乙一部分后,密度与高度不变,故剩余部分对地面的压强关系为 p p 甲 乙 ;故 A、B 错误;
CD.未切之前,由压强公式FpS 可知,甲对地面压力小于乙,即 G G 甲 乙 ;若甲、乙剩余部分对地面的压力相等,即剩余部分 G G 甲 乙,则乙切去部分的重力大于甲切去部分的重力,故对地面压力的变化量一定是 F F 甲 乙 ;故 C 正确、D 错误。
故选 C。
6.C 解析:C
【详解】
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以把该容器倒放在该桌面上,容器对水平桌面的压力不变,因容器倒放时受力面积变小,由FpS 可知,容器对水平桌面的压强变大;即
p p 甲 乙
把该容器正放在该桌面上,杯中的水柱是上细下粗的,所以容器底受到的压力大于杯中水的重力;把该容器倒放在该桌面上,杯中的水柱是上粗下细的,一部分水的压力在容器侧壁上,所以容器底受到的压力小于杯中水的重力;所以有
F F甲 乙
故选 C。
7.C 解析:C
【详解】
①根据FpS
得 F pS
,因此甲、乙对地面的压力之比:甲 甲 甲乙 乙 乙6 5 3= =5 8 4F P SF P S,
压力等于重力,由Gmg 可得,质量比等于压力比,因此甲乙3=4mm,故正确;
②根据 =mV 可得甲、乙的体积之比是:甲 甲 乙乙 乙 甲3 5 15=4 4 16V mV m ,故正确;
③沿水平方向分别截去体积相等的部分,因为甲的密度小于乙的密度,甲切去的质量比乙小,甲的底面积小于乙的底面积,因此甲乙剩余部分对地面的压强可能相等,故正确;
④由F G mg Vgp ghS S S S
,ρ 甲 <ρ 乙 ,当从水平方向截去相同高度 h 后:剩余的 甲 物体对水平面的压强:
p g h h p gh 甲 甲 甲 甲 甲 ,剩余的 乙 物体对水平面的压强:
p g h h p gh 乙 乙 乙 乙 乙 ,ρ 甲 <ρ 乙 ,即甲 乙gh gh
,因为 p 甲 >p 乙 ,所以甲 甲 乙 乙p gh p gh
,即 p 甲 >p 乙 ,故错误.
由以上分析可得 C 正确.
8.C 解析:C
【分析】
(1)知道边长,求出正方体 A 的体积,当正方体一半体积浸入酒精中,利用阿基米德原理求正方体受到酒精的浮力,细线的拉力等于重力减去浮力;
(2)酒精深度为 h,A 浸入一半体积时,求出此时酒精深度,利用液体压强公式求容器内酒精对底部的压强;
(3)求出正方体的密度,因为 ρ A >ρ 酒精 ,所以剪断细线,待稳定后正方体 A 下沉至容器底,求出液面升高值,再利用液体压强公式求液体对容器底部的压强增加值;
(4)剪断细线前,烧杯对桌面的压力等于烧杯重力、酒精重力和正方体 A 的浮力(即重力与细线的拉力之差)之和;剪断细线后,烧杯对桌面的压力等于烧杯重力、酒精重力和正方体 A 的重力之和;所以剪断细线,待稳定后,烧杯对桌面的压力增加值等于细线的拉力值,利用 p=FS求烧杯对桌面的压强增加值.
【详解】
A、正方体 A 的体积:V A =(0.1m)
3 =0.001m 3 ,
当正方体一半体积浸入酒精中时,V 排 =12V A =12×0.001m 3 =0.0005m 3 ,
正方体受到酒精的浮力:F 浮 =ρ 酒精 V 排 g=800kg/m 3 ×0.0005m 3 ×10N/kg=4N,
正方体的重力:G=mg=3kg×10N/kg=30N,
细线的拉力:F 拉 =G﹣F 浮 =30N﹣4N=26N,故 A 错
B、A 浸入一半体积时,液面升高的高度:△h=VS排容器=12AVS 容器=34 20.0005200 10mm=0.025m,
此时酒精的深度 h′=0.3m+0.025m=0.325m,
容器内酒精对底部的压强:
p=ρ 酒精 gh=800kg/m 3 ×10N/kg×0.325m=2600Pa,故 B 错;
C、正方体的密度 ρ A =AAmV=330.001kgm=3000kg/m 3 ,
因为 ρ A >ρ 酒精 ,所以剪断细线,待稳定后正方体 A 下沉至容器底,
液面升高的高度:△h=12AVS 容器=34 20.0005200 10mm=0.025m,
液体对容器底部的压强增加值:△p=ρ 酒精 g△ h=800kg/m 3 ×10N/kg×0.025m=200Pa,故 C正确;
D、剪断细线前,烧杯对桌面的压力 F=G 杯 +G 酒 +(G A ﹣F 拉 ),
剪断细线后,烧杯对桌面的压力 F′=G 杯 +G 酒 +G A ,
剪断细线,待稳定后,烧杯对桌面的压力增加值:
△ F=F′﹣F=G 杯 +G 酒 +G A ﹣G 杯 ﹣G 酒 ﹣(G A ﹣F 拉 )=F 拉 =26N,
受力面积 S=S 容 =200cm 2 =200×10 ﹣ 4 m 2 ,
烧杯对桌面的压强增加值△p=FS=4 226200 10Nm=1300Pa,故 D 错.
故选 C.
9.D 解析:D
【分析】
此题涉及横切问题,由于两个物体都是规则的实心柱状物体,可利用 P=ρgh 先判断出两个物体的密度大小,然后表示出切除相同高度后,剩余部分对水平面的压强,再做比较.
【详解】
(1)由 p=FS=GS=mgS=VgS=ShgS=ρgh;两物体对水平面的压强相同,即 p=ρ 甲 gh甲 =ρ 乙 gh 乙 ,且 h 乙 >h 甲 ,则 ρ 乙 <ρ 甲 ;
当从水平方向截去相同厚度后,甲的底面积小于乙的底面积,所以截取的甲的高度 h 甲 ′等于乙截取的高度 h 乙 ′:剩余的甲物体对水平面的压强:p 甲 =ρ 甲 g(h 甲 ﹣h 甲 ′)=p﹣ρ 甲gh 甲 ′;
剩余的乙物体对水平面的压强 p 乙 =ρ 乙 g(h 乙 ﹣h 乙 ′)=p﹣ρ 乙 gh 乙 ′;
因为 ρ 甲 gh 甲 >ρ 乙 gh 乙 ;
所以 p 甲 <p 乙 .
(2)由图可知,S 甲 <S 乙 ,由 F=pS 可知,沿水平方向截去相等厚度后,它们对地面的压力 F 甲 <F 乙 .
故选 D.
10.D 解析:D
【解析】
【分析】
(1)由于两个密闭容器形状、体积相同,装满了同种液体,则液体深度相同,利用液体压强公式 p=ρgh 可分析压强大小。
(2)容器 A 和 B 对桌面的压力,等于液体和容器的重力之和。
【详解】
(1)A,B 密闭容器为两个形状、体积相同,盛满水,水深度相同.
由液体压强公式 p=ρgh 得:p A =p B ;
(2)A,B 两个形状、体积相同的密闭容器都装满水,则 A、B 容器和液体的重力相同,
由于容器放在水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和,所以对桌面的压力相等,即 F A =F B 。
故选:D。
二、填空题
11.>
>
>
【解析】
【详解】
由题和图知,甲、乙两个容器内液体对容器底部的压力相同,即,根据可知,两液体对容器底部压强,甲、乙两个容器内装有深度相同的 A、B 液体,即 h 相同,又因 解析:>
>
>
【解析】
【详解】
由题和图知,甲、乙两个容器内液体对容器底部的压力相同,即A B A BF F S S , < ,根据FpS 可知,两液体对容器底部压强A Bp p > ,甲、乙两个容器内装有深度相同的 A、B液体,即 h 相同,又因为 p gh ,所以,两液体密度A B> ,甲容器上粗下细,A 液体有一部分压在容器的侧壁上,则 G A >F A ,乙容器下粗上细,则 G B <F B ,而 F A =F B ,所以,G A >G B ,甲、乙两个圆台形容器相同,则重力相同,甲、乙两容器放在水平桌面上,对水平桌面的压力等于容器和容器内液体的重力之和,所以,两容器对桌面的压力F F甲 乙> .
12.4kg
2.4
【详解】
[1]水的密度知道,这些水的底面积是2×10-2m2,水的高度是0.2m,这些水的体积
这些水的质量
容器甲中水的质量是4kg。
[2]根据液体压 解析:4kg
5:8
2.4
【详解】
[1]水的密度知道,这些水的底面积是 2×10 -2 m 2 ,水的高度是 0.2m,这些水的体积
-2 2 -3 32 10 m 0.2m 4 10 m V S h 水 水 水 这些水的质量
3 3 -3 31.0 10 kg/m 4 10 m 4kg m V 水 水 水 容器甲中水的质量是 4kg。
[2]根据液体压强公式可知,水对容器甲底部的压强和酒精对容器乙底部的压强之比
3 33 31.0 10 kg/m 0.2m: : 5:80.8 10 kg/m 0.4mp p gh gh 酒 酒 酒 水 水 水 两者之比是 5:8 。
[3]由题意可知,酒精的质量
3 3 -2 20.8 10 kg/m 1 10 m 0.4m 3.2kg m V 酒 酒 酒 分别抽出质量均为 m 的水和酒精后,剩余的水和酒精对容器底的压强分别是
-2 2- 4kg- 10N/kg2 10 mm m g mpS 水水水 -2 2- 3.2kg- 10N/kg1 10 mm m g mpS 酒酒酒 由于要满足 p 水 >p 酒精 ,即
-2 2 -2 24kg- 10N/kg 3.2kg- 10N/kg2 10 m 1 10 mm m 解得 2.4kg m ,即是当质量 m 的范围为 2.4kg 到 3.2kg 时,才能满足 p 水 >p 酒精 。
13.0×103
大于
大于
【详解】
[1]B 对桌面的压强 Pa [2]A、B 容器对桌面的压力均为 10N,但是 A 容器底部凸起,与桌面的接触面积小,故其对桌面产生的压强大。
[3]A 容 解析:0×10 3
大于
大于
【详解】
[1]B 对桌面的压强
33 210N2.0 105.0 10 mFpS Pa
[2]A、B 容器对桌面的压力均为 10N,但是 A 容器底部凸起,与桌面的接触面积小,故其对桌面产生的压强大。
[3]A 容器的水面高于 B 容器,故 A、B 容器的水中同一高度处所处的深度 h A 大于 h B ,由液体压强公式 p= gh 可知A Bp p > 。
14.=
>
<
【详解】
[1]一个装满水的饮料瓶,倒立过来水的深度不变,根据 p=ρgh 可知,正放时水对瓶底的压强等于倒立后水对瓶盖的压强,即 pa=pb [2]倒立后,水对容器底部 解析:=
>
<
【详解】
[1]一个装满水的饮料瓶,倒立过来水的深度不变,根据 p=ρgh 可知,正放时水对瓶底的压强等于倒立后水对瓶盖的压强,即
p a =p b
[2]倒立后,水对容器底部压强不变,受力面积变小,根据FpS 可知正放时水对瓶底的压力大于倒立后水对瓶盖的压力,即
F a >F b
[3]容器对水平桌面的压力等于容器和饮料瓶的重力之和,倒立后水的质量不变,所以无论是正放还是倒放,容器对桌面的压力相同,倒立后容器对桌面的受力面积减小,根据FpS 可知正放时桌面受到压强小于倒放时桌面受到压强,即
a bp p
15.不变
【分析】
外界的大气压作用在水银面上,由于液体具有流动性,在外界大气压强的作用下,它会对试管内的水银产生向上的力,所以托住了管中的水银,此时管中的水银受到重力和大气压力的作用,管的横截 解析:不变
【分析】
外界的大气压作用在水银面上,由于液体具有流动性,在外界大气压强的作用下,它会对试管内的水银产生向上的力,所以托住了管中的水银,此时管中的水银受到重力和大气压力的作用,管的横截面积一定,水银柱产生的液体压强就等于大气压强。
【详解】
[1]如图所示,管竖直放置,液体压强的大小等于大气压强的大小,大气压强相当于 750mm水银柱所产生的压强;玻璃管稍稍倾斜放置,大气压强不变,液体压强大小也不变。
[2]液体压强大小与液体的密度和液体的深度有关,所以水银柱的高度不变。
16.变大
变小
不变
变大
【详解】
[1]由于密封的容器上细下粗,容器中装有一定量的水,没有装满容器,倒置后,液体深度 h 增大,根据可知:水对容器底的压强变大。
[2]正放时水 解析:变大
变小
不变
变大
【详解】
[1]由于密封的容器上细下粗,容器中装有一定量的水,没有装满容器,倒置后,液体深度h 增大,根据 p gh 可知:水对容器底的压强变大。
[2]正放时水对容器底的压力
F pS ghS 大
即水对容器底的压力是以 S 大 为底面积,h 为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
倒放时,水对容器底的压力
F pS ghS 小 小
即水对容器底的压力是以 S 小 为底面积, h 为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
倒置前后容器中水的重力不变,所以水对容器底的压力变小。
[3]正放和倒放时,对水平桌面的压力相等,都等于水和容器总重,容器对桌面的压力不变。
[4]由于倒放时桌面的受力面积变小,根据FpS 可知容器对桌面的压强变大。
17.2:9 【解析】
【详解】
物体放入之后,甲物块在 A 悬浮,乙物块在 B 中沉底,所以:V 甲=V 甲排,V乙=V 乙排,
设甲、乙两物体的质量为 m,所以得到:
,
根据物块排开液体体积的关系求液体深度变化 解析:2:9
【解析】
【详解】
物体放入之后,甲物块在 A 悬浮,乙物块在 B 中沉底,所以:V 甲 =V 甲排 ,V 乙 =V 乙排 ,
设甲、乙两物体的质量为 m,所以得到:1= = = = =3 3mV VmV V 甲排 甲 甲 乙 乙乙 甲 乙 乙排乙 ,
根据物块排开液体体积的关系求液体深度变化的关系:3 3=A A B A AB B B B BV S h S h hV S h S h h 甲排乙排,
所以:1=9ABhh ,
放入物块后液体压强的变化量之比:19A A A AB B B BP g hP g h ,
因为:12 2A AB AP PP P ,
所以:9=2AB,
甲乙两物体放入之前:1=1A A A A AB B B B BP gh hP gh h ,
所以原容器内所装液体的高度之比:2=9ABhh.
18.2:1
2:1
【详解】
[1]由图象可知,a 物质的密度 ρa==8g/cm3 b 物质的密度 ρb==4g/cm3 所以 =2:1
[2]由 ρ=、G=mg 得 p 甲==ρahg 同理
解析:2:1
2:1
【详解】
[1]由图象可知,a 物质的密度
ρ a =a3a8g1cmmV=8g/cm 3
b 物质的密度
ρ b =b3b4g1cmmV=4g/cm 3
所以
338g/cm4g/cm=2:1
[2]由 ρ= 、G=mg 得
p 甲 =aF G m g S hgS S S S 甲甲 甲 甲 甲甲 甲 甲=ρ a hg
同理
p 乙 =bF p S hgS S乙 乙乙 乙=ρ b hg
所以
p 甲 :p 乙 =ρ a :ρ b =2:1
19.大
液体深度变大
大
受力面积变小
相等的
液体深度不变 【解析】在同种液体中时,压强特点为:液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大。
如图所示,放在水平桌面上的瓶子 解析:
大
液体深度变大
大
受力面积变小
相等的
液体深度不变
【解析】在同种液体中时,压强特点为:液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增大。
如图所示,放在水平桌面上的瓶子,内盛部分饮料,瓶口用塞子塞紧,倒过来时,由于并口部分变细,饮料的深度会增加,所以液体对瓶塞的压强比原来对瓶底的压强大;
瓶子倒过来时,瓶盖的面积小,而压力为瓶的总重不会变化,所以受力面积减小,瓶子对桌面的压强变大;
若瓶子内盛满饮料,倒过来放置时,瓶内液体的深度不变,所以对瓶盖和瓶底的压强相等。
点睛:牢记液体的压强特点,在同种液体中,液体产生的压强只与深度有关,而与液体的质量是无关的。
20.大气压
低
小于
【详解】
[1]因为倒出热水的矿泉水瓶内压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,
矿泉水瓶被压扁了,因此该现象证明了大气压强的存在; [2][3]高山上普通锅煮 解析:大气压
低
小于
【详解】
[1]因为倒出热水的矿泉水瓶内压强小于外界大气压强,在大气压强的作用下,矿泉水瓶被压扁了,因此该现象证明了大气压强的存在;
[2][3]高山上普通锅煮不熟饭,是因为高度越高大气压强越低。普通锅锅内水的沸点小于100℃。
三、实验题
21.
低
甲
变小
【解析】如图所示,据此可发现 U 型管的左边管内液面位置相对较低,这说明甲容器底部的液体压强较大,即 P 甲 >P 乙 ,根据液体压强公式,P 甲 =ρ 甲 gh,P 乙 =ρ 乙 gh,U 型管两管液面高度差反应了两容器底部的压强差,此时两容器底部的压强差:
P
P 甲
P 乙 ρ 甲gh ρ 乙 gh
(ρ 甲 ρ 乙 ) gh,将两个金属盒在液体中的深度同时都减少一半,则 U 型管两管液面高度差变为:
P"" P 甲 "P 乙ρ 甲 gh2 ρ 乙 gh2
(ρ 甲 ρ 乙 ) gh2, ∆P
P "
,即 U 型管两管液面高度差将变小。
22 . vtS
变小
变大
C
口大底小
水往下流时,速度变大,水柱的横截面积减小
【解析】
【详解】
第一空.AB 间水柱的长度可用水的流速乘以时间计算,即 L=vt,再用长度乘以横截面积即可得到水柱的体积 V=LS=vtS;
第二空.将出水口按住变扁,出水口的面积变小;
第三空.根据流量的定义:Q=vS,流量一定时,流速与横截面积成反比;
由此可知:当水龙头接上软管打开后,在水流量相同的前提下,,出水口水流的速度变大,所以喷得更远;
第四空. 1、2 两处流量相等时,根据公式 Q=vS 可知:2 处横截面积 s 小,水的流速 v 就大,由于流速大的位置压强小,所以 D 处压强小、水面低,C 处压强大、水面高;
第五空.根据图象,容器底所受水的压强变化是越来越慢,当匀速地向某容器内注满水时,压强变化越来越慢,根据 p=ρgh 可知,水面升高的高度变化越来越慢,容器的形状是口大底小;
第六空.水往下流时,重力势能转化为动能,速度变大,而流量保持不变,根据 Q=vS 可知,水柱的横截面积将减小,因此,水柱越来越细。
23.弹簧测力计的示数
全部刻度线的长度
VL
FLV
无法排尽筒内的空气
【详解】
(1)B.当注射器中的活塞开始滑动时,弹簧测力计的拉力与大气的压力刚好平衡,因此需要记录此时弹簧测力计的示数 F;C.注射器是一个圆柱体形状,因此,应量出全部刻度线的
长度,再读出空积 V,得出活塞的面积 S=VL;D.将测量结果代入压强公式得:p=FS=FVL=FlV;
(2)从表达式中可以看出,V、L 的测量结果不变,由于无法排尽筒内的空气,所以拉力F 的值偏小,则测量结果总是偏小.
24.无关
同种液体对容器底部的压强与深度成正比
1 与 8(4 与 11 或 6 与 13)
同种液体中,△p 与△h 的比值相同
不同液体中,液体密度越大,△p 与△h 的比值越大
【详解】
(1)分析比较实验序号 1 与 2(或 8 与 9)中的数据和相关条件可以看出,其它条件相同,只有容器的底面积不同,容器底部受到的压强相同,故可得出的初步结论是:液体对容器底部的压强大小与容器的底面积大小无关;
(2)分析比较实验序号 2~7(或 9~14)中 p 和 h 的关系及相关条件可以看出,同种液体,深度越深,容器底部受到的压强越大,深度增大为原来的几倍,容器底部受到的压强也增大为原来的几倍,故可得出的初步结论是:同种液体对容器底部的压强与深度成正比;
(3)要想得出结论“当液体的深度一定时,液体的密度越大,液体对容器底部的压强越大”,必须保持深度不变,只改变液体的密度,再比较压强的大小;由表中数据可知,实验序号 1 与 8(4 与 11 或 6 与 13)中的数据和相关条件符合要求;
(4)进一步综合分析表一、表二的相关数据:
(a)分析比较实验序号 2~7 或 9~14 中 △ p 和△h 的数据及相关条件可以看出,液体相同时,压强变化量与深度变化量的比值始终不变(表一中 △ p 与 △ h 的比值均为 7840,表二中 △ p 与 △ h 的比值均为 9800),故可得出:同种液体中, △ p 与 △ h 的比值相同;
(b)分析比较实验序号 2~7 和 9~14 中 △ p 和 △ h 的数据及相关条件可以看出,当液体不同时,压强变化量与深度变化量的比值和液体的密度有关(表二中液体的密度较大, △ p与 △ h 的比值较大),故可得出:不同液体中,液体密度越大, △ p 与 △ h 的比值越大.
点睛:本题考查的是探究“液体对容器底部的压强大小与哪些因素有关”,题目较长,信息量较大的实验题分析数据总结结论时,可以直接面对要解决的问题,采用逆推法找出需要的已知条件,还要注意控制变量法在实验中的应用.
25.
转换法
压力大小(回答压力也可以)
受力面积大小
控制变量法
【解析】(1)小宇是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的,这种研究问题的方法叫转换法;
(2)现观察比较图 A、B 的情况可知,受力面积相同,压力越大,压力作用效果越明显,这说明压力的作用效果与压力大小有关;比较图 A、C 的情况可知,压力相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,这说明压力的作用效果与受力面积大小有关;此实验过程中采用的研究方法是控制变量法.
故答案为:(1)转换法;(2)压力大小;受力面积大小;控制变量法.
四、作图题
26.
【解析】
试题分析:
(1)过物体重心画带箭头的线段,方向竖直向下,符号为 G,大小为 10N;
(2)在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点,过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为 F,大小为 8N;
如图所示:
27.
【解析】
试题分析:物体的重力 G 的作用点在重心,方向是竖直向下;对斜面的压力 F 的作用点在接触面上,方向是垂直斜面向下.
解:(1)过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,大小为 80N,符号为 G;
(2)物体和斜面接触面的中点为压力的作用点,过作用点沿垂直与斜面斜面向下的方向画一条带箭头的线段,大小为 60N,符号为 F.
如下图所示:
28. 【解析】
【详解】
小球的重力作用在小球重心,方向竖直向下;对斜面的压力作用在斜面上,且垂直斜面向下。注意标箭头.
五、计算题
29.(1)10:1;(2)6.75N;(3)1.11g/cm 3
【分析】
计算制作该水杯材料密度时,首先要明确水杯质量,可以根据底面积和压强计算得出水杯对桌面压力,即水杯重力,从而得出水杯质量;其次是水杯材料体积的计算,根据底面积和水杯高度可计算出水杯整体体积,而水杯中间有深度为 15cm 的可装水部分,那么制作水杯的材料的体积就要减去这一部分体积,即求得的装满水时水的体积,那么两者相减即为制作水杯的材料的体积。
【详解】
(1)水杯倒过来放置和正常放置对桌面的压力相等,压力大小均等于水杯重力大小,即
F 1 =F 2 =G
由FpS 可得
111500PaF GSp 2225000PaF GSp 则
1 2: : 10:1500Pa 5000PaG GS S
(2)由题可知水杯底面积 S 1 =50cm 2 ,则杯口面积 S 2 =5cm 2 ,则水杯内可装水面积为
S=S 1 -S 2 =45cm 2
即可装水的体积为
V=Sh=45cm 2 ×15cm=675cm 3
装满水后,水对杯底的压力即为水的重力
F=G 水 =mg=ρVg=1×10 3 kg/m 3 ×675×10 -6 m 3 ×10N/kg=6.75N
(3)水杯的重力为
G=p 1 S 1 =500Pa×50×10 -4 m 2 =2.5N
则水杯质量为
2.5N0.25kg10N/kgGmg 水杯底面积 S 1 =50cm 2 ,高度 18cm,所以水杯整体体积为
V 总 =50cm 2 ×18cm=900cm 3
由(2)可知水杯装水的体积 V=675cm 3 ,所以制作水杯材料的体积为
V’=V 总 -V==900cm 3 -675cm 3 =225cm 3
由mV 可得
3 3 36 30.25kg1.11 10 kg/m 1.11g/cm225 10 mmV 答:(1)水杯杯底与杯口的面积之比为 10:1;
(2)水杯内注满水时,水对杯底的压力是 6.75N;
(3)制作该水杯的材料密度是 1.11g/cm 3 。
30.①8100 Pa;②10125 Pa
【详解】
(1)因为质地均匀的柱状物体对地面的压强为
p=FS=GS=mgS=VgS=ShgS= gh
所以质地均匀的正方体铝块对水平桌面的压强
p= gh=2.7310 kg/3m 10N/kg 0.3m=8.1310 Pa=8100Pa
(2)如图乙所示将铝块沿 EB 方向切除后,然后将铝块倒置放在水平桌面上,倒置前后压力大小不变,因为 CE:ED=1:2,则受力面积变为原来的23,根据 p=FS可知,对桌面的压强变为原来的32,即
6750Pa32 =10125Pa
答:(1)铝块对水平桌面的压强为 8100Pa。
(2)如图乙所示将铝块沿 EB 方向切除后,然后将铝块倒置放在水平桌面上,它对桌面的压强为 10125Pa。
31.(1)980Pa。(2)425。
【解析】
【详解】
(1)B 对地面的压力 1kg 9.8N/kg 9.8NB B BF G m g = = = = ,2 20.1m 0.01mBS =( )= , 29.8N980Pa0.1mBBBFpS 。
(2)A 的体积3 30.2m 0.008mAV =( )= ,由mV 得:质量
3 3 32 10 kg/m 0.008m 16kgA A Am V = = = 。已知:没有截下一部分时;16kg 9.8N/kg 156.8NA A AF G m g = = = = ,
2 20.2m 0.04mAS =( )= ,2 20.1m 0.01mBS =( )= ,由于 A、B 分别沿竖直方向按相同比例 k 截下一部分,并将截下的部分分别叠放在对方剩余部分上,则截下的部分对地面的压力分别为:
1A A A B A BF G kG kG k G kG = ﹣ =(﹣ )
;1B B B A B AF G kG kG k G kG = ﹣ =(﹣ )
;截下的部分对地面的受力面积分别为:1A A A AS S kS k S = ﹣ =(﹣ )
; 1B B B BS S kS k S = ﹣ =(﹣ )
;因为 A、B 剩余部分对水平地面的压强相同, 1B B B BS S kS k S = ﹣ =(﹣ )
;A Bp p = 所以,, ,, ,A BA BF FS S ,即: 1 11 1B AA BA Bk G kG kG kGk S k S ,所以 1 1A B B AA A B BG KG G kGS k S S k S ,即: 1B A B AA B B AG G G G kk S S S S ,则2 2 2 29.8N 156.8N 9.8N 156.8N1 0.04m 0.01m 0.01m 0.04mkk ,解之得:425k 。
答:(1)B 对水平地面的压强为 980Pa。
(2)对应的比例 k 的值为425。
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