资源描述
课时训练(七) 压强
(限时:45分钟)
|对点训练|
【考点1】 理解压强的物理意义以及定义式p=FS,知道其单位:帕(Pa);能正确运用该定义式进行计算。(B)
知道增大或减小压强的必要性和具体情况下如何增大或减小压强。(A)
1.[2019·益阳]家用小轿车每个车轮与地面的接触面积为0.01 m2,车重1.2×104 N。车内驾驶员及乘客共重3×103 N。静止在水平地面上时小轿车对地面的压强是 ( )
A.3.00×105 Pa B.3.75×105 Pa
C.1.20×106 Pa D.1.50×106 Pa
2.[2019·徐州]一位同学体重为600 N,自然站立在水平地面上,对地面压力为 N,双脚站立对地面的压强比行走时 ;某沼泽地能承受的压强为2×104 Pa,这位同学与沼泽地的接触面积至少为 m2才不会陷入沼泽地。
3.[2019·贵港]在放假外出旅游时,小明发现所乘坐的汽车窗边放置有在紧急情况下使用的逃生安全锤,如图K7-1所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,这样做的目的是通过 受力面积的方法,从而 压强来破坏玻璃窗逃生。(均选填“增大”或“减小”)
图K7-1
4.[2019·黄石]如图K7-2所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙的底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是 ( )
图K7-2
A.ρ甲=ρ乙>ρ丙 B.ρ甲=ρ乙=ρ丙
C.m甲=m乙=m丙 D.m甲>m乙=m丙
【考点2】 能推导出液体的压强与液体的深度和密度之间的关系式,即p=ρgh,并能正确运用该关系式进行计算。(A)
1.[2019·广州]如图K7-3所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小 ( )
图K7-3
A.a B.b C.c D.d
2.[2019·宜昌]一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜用力使其竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图K7-4所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是 ( )
图K7-4
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
3.[2019·宁夏]小明同学在探究液体内部压强的规律时,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了如图K7-5所示液体压强随深度变化的图像。则甲、乙两种液体的密度的关系是ρ甲 (选填“大于”“小于”或“等于”)ρ乙。
图K7-5
4.[2019·绥化]如图K7-6所示,水壶的壶嘴和壶身构成一个简单的 。若水对壶底的压强是1.5×103 Pa,则壶中水深 cm。(g取10 N/kg)
图K7-6
5.[2019·娄底]如图K7-7所示,薄壁容器的底面积为S,重为G1,内装有密度为ρ、重为G2的某种液体,深度为h,容器放置在水平桌面上静止,那么容器底部受到的液体压强为 ,容器对桌面产生的压强为 。
图K7-7
【考点3】 知道1个标准大气压的大小;能运用大气压强知识解释说明一些相关的问题。知道流体压强与流速的关系,并能运用这一关系分析说明一些相关的现象。(A)
1.[2019·苏州]2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图K7-8所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很 ,压力差会使舰艇发生碰撞。
图K7-8
2.[2019·娄底]小明在物理实验室利用托里拆利实验测量大气压强的值。实验时他没有将玻璃管竖直放置,而且稍稍倾斜了,如图K7-9所示,则此时大气压强等于 mm高水银柱产生的压强;如果此时在该实验室做“观察水沸腾”的实验,测得水的沸点将 (选填“高于”“等于”或“低于”)100 ℃。
图K7-9
3.[2019·苏州]如图K7-10甲所示,一个装有适量水的烧杯放置在水平桌面上,将一装满水的小试管(管壁厚度不计)倒扣在水中,对小试管施加一个竖直向上的拉力F,使其缓慢上升到如图乙所示位置。在此过程中,小试管中一直充满水,这是由于 的作用,试管口中心的压强 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
图K7-10
4.[2019·青岛]如图K7-11所示为盆景的一个自动供水装置。用一个塑料瓶装满水倒放在盆景盘中,瓶口刚刚被水浸没。当盘中的水位下降到使瓶口露出水面时,空气进入瓶中,瓶中就会有水流出,使盘中的水位升高,瓶口又被浸没,瓶中的水不再流出,这样盆景盘中的水位可以保持一定高度。使水不会全部流出而能保留在瓶中的原因是 ( )
图K7-11
A.瓶口太小,水不易流出
B.外界大气压强等于瓶内水的压强
C.外界大气压强等于瓶内空气的压强
D.外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和
5.[2019·郴州]如图K7-12所示,将一根玻璃管制成粗细不同的两段,管的下方与一个装有部分水的连通器相通。当从管的左端吹气时,连通器两端A、B液面高度变化情况正确的是 ( )
图K7-12
A.A液面上升 B.A液面下降
C.B液面下降 D.A、B液面高度均不变
|综合训练|
一、填空题
1.[2019·长沙]小海和同学们参加研学旅行,汽车在公路上快速行驶时,小海发现窗帘从打开的窗户向外飘,这是因为窗外的空气流速大,压强 ; 车行驶到山顶时,他发现密封的零食包装袋鼓起来了,这是因为山顶上的气压比山脚下的气压 造成的。
2.[2019·荆州]小明在学习了大气压强的知识后,自制了一个如图K7-13所示的气压计,瓶中装有适量的水,当他将自制气压计由楼下拿到楼上时发现细玻璃管中液面上升,说明大气压随高度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”)。若他将这个瓶子装满水,戴着隔热手套捏瓶子,发现细玻璃管中液面也能上升,说明力能使物体发生 。他还发现将装满水的瓶子放入热水中,细玻璃管中液面仍能上升,这又成了一支自制温度计,它的工作原理是 ,在此过程中瓶内水的密度将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
图K7-13
3.[2019·威海]世界上第一个温度计是由伽利略发明的,其原理如图K7-14所示,中空玻璃管与玻璃泡相连,玻璃管中水柱上方密封部分空气,用玻璃泡测量物体的温度。当大气压不变、被测物体温度升高时,水柱会 。当被测物体温度不变、大气压变小时,水柱会 。(均选填“上升”“下降”或“不变”)
图K7-14
4.[2019·内江]如图K7-15所示,有两组同样的砖,A组一块,B组两块。每块砖平放时的长宽高为4∶2∶1。A组砖对地面的压力和压强分别为FA和pA,B组砖对地面的压力和压强分别为FB和pB,则FA FB, pA
pB。(均选填“>”“=”“<”)
图K7-15
5.[2019·凉山州]如图K7-16所示,正方体物块A的质量与正方体物块B的质量之比为3∶1,底面积之比为2∶1,那么物块A对物块B的压强pA与物块B对桌面的压强pB之比pA∶pB= 。
图K7-16
6.[2019·长春]如图K7-17所示,小明用吸管喝水,水在 的作用下进入口中。如果每次吸入水的质量相同,杯底所受水的压强减小量为Δp,则喝水过程中Δp逐渐 。
图K7-17
7.[2019·黑龙江]将一未装满饮料的密闭饮料杯,先正立放置在水平桌面上,如图K7-18甲所示,饮料杯对水平桌面的压强是p1,饮料对杯底的压力是F1;再将饮料杯倒立放置,如图乙所示(图中没有画出饮料液面的位置),饮料杯对水平桌面的压强是p2,饮料对杯底的压力是F2。则p1 p2,F1 F2。(均选填“>”“<”或“=”)
图K7-18
8.[2019·哈尔滨]如图K7-19所示,2018年10月24日,港珠澳大桥正式通车,大桥的海底隧道位于40 m深的海水下,海水在此深度处产生的压强为 Pa。若汽车重力为G1,车内人和物体的总重为G2,车轮与桥面接触的总面积为S,当车在水平桥面上行驶时,汽车对桥面压强p= 。(ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
图K7-19
9.[2019·株洲]如图K7-20所示,a、b、c、d为某液体内部的四个点,它们刚好位于竖直平面内一长方形的四个顶点,液体在a、b、d三点的压强以及长方形的边长已在图中标注,则c点的液体压强沿 (选填“竖直”或“各个”)方向,大小为 kPa;该液体密度为 kg/m3,a点的深度为 m。(g取10 N/kg)
图K7-20
二、选择题
10.[2019·新疆]“玉兔二号”月球车的车轮做得比较宽大而且表面凹凸不平,是为了 ( )
A.增大压强,减小摩擦
B.增大压强,增大摩擦
C.减小压强,减小摩擦
D.减小压强,增大摩擦
11.[2019·湖州]下列情景都与气压有关,其中有一种情景与其他三种的原理有所不同,这种情景是( )
A.刮大风时会有房屋顶部被大风掀起的情况
B.打开的窗户外有平行于墙壁的风吹过时,窗帘会飘出窗外
C.等候列车的乘客应站在安全线以外,否则会被“吸”向列车
D.将吸盘按在光洁的瓷砖表面,放手后吸盘会被“吸”在瓷砖上
12.[2019·威海]关于物理知识在生活中的应用,下列说法正确的是 ( )
A.拦河坝下宽上窄,是为了减小水对坝体的压强
B.鞋底有花纹,是为了增大摩擦
C.乘车时系安全带,是为了减小人的惯性
D.铁轨铺在枕木上,是为了减小对路基的压力
13.[2019·襄阳]如图K7-21所示,一个密封的圆台状容器内装有一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则 ( )
图K7-21
A.水对容器底的压力减小
B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小
D.容器对桌面的压力减小
14.在水平桌面上,放置一个从左至右,管口口径依次变大的盛水连通管。今在三管管口上各放置与管口口径相同的甲、乙、丙三个活塞,活塞与管壁、水面完全密合且可以在管壁上自由滑动,忽略活塞与管壁间的摩擦力,当三活塞静止时,三管内的水面齐高,如图K7-22所示,则下列关于活塞甲、乙、丙的重力大小关系,正确的是 ( )
图K7-22
A.甲=乙=丙 B.乙>甲=丙
C.甲>乙>丙 D.丙>乙>甲
15.[2019·达州]如图K7-23所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种不同的液体A、B,液体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮、一个悬浮(液体均未溢出),则液体密度ρA、ρB和此时液体对容器底部的压强p甲、p乙的大小关系正确的是 ( )
图K7-23
A.ρA<ρB p甲<p乙
B.ρA>ρB p甲>p乙
C.ρA>ρB p甲<p乙
D.ρA<ρB p甲>p乙
三、计算题
16.[2019·岳阳]人工智能逐渐融入我们的生活。如图K7-24所示,某餐厅的送餐机器人的质量为40 kg,它与地面的接触面积为0.01 m2。(g取10 N/kg)
(1)求送餐机器人的重力。
(2)送餐机器人的外壳是由玻璃钢材料制作的。有一小块玻璃钢材料的质量为90 g,体积为50 cm3,求该材料的密度。
(3)若送餐机器人托着3 kg的物体,求此时机器人对水平地面的压强。
图K7-24
17.[2019·福建]将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平杯座上接饮料。杯座受到的压力F随杯中饮料的高度h变化的图像如图K7-25所示。饮料出口的横截面积S1=0.8 cm2,饮料流出的速度v=50 cm/s,杯高H=10 cm,杯底面积S2=30 cm2,g取10 N/kg。
(1)装满饮料时,杯底受到饮料的压力为多大?
(2)饮料的密度为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为S2,饮料持续流入空杯5 s后关闭开关,则杯对杯座的压强为多大?
图K7-25
【参考答案】
对点训练
考点1
1.B [解析]汽车、驾驶员及乘客的总重力G=G车+G人=1.2×104 N+3×103 N=1.5×104 N;汽车静止在水平地面上时对地面的压力F压=G=1.5×104 N;汽车对水平地面的压强p=FS=1.5×104 N4×0.01m2=3.75×105 Pa。故选B。
2.600 小 0.03
[解析]当人自然站立在水平地面上时,对地面压力的大小等于人的重力,即为600 N,双脚站立比行走时与地面的接触面积大,压力不变,故双脚站立时对地面的压强比行走时小;由于沼泽地能承受的压强为p=2×104 Pa,则这位同学与沼泽地的接触面积至少为S=Fp=600N2×104 Pa=0.03 m2才不会陷入沼泽地。
3.减小 增大
[解析]若要破坏玻璃窗,则需要增大压强,逃生安全锤有一端设计成锥形的目的是通过减小受力面积来增大压强。
4.A [解析]三个实心圆柱体竖放在水平地面上,三者对地面的压强相等,且h甲=h乙<h丙,根据p=ρgh可知,ρ=pgh,则ρ甲=ρ乙>ρ丙,故A正确、B错误。由于S甲<S乙=S丙,根据p=FS、F=pS可知,F甲<F乙=F丙,由于圆柱体对地面的压力等于自身重力,所以G甲<G乙=G丙,则m甲<m乙=m丙,故C、D错误。
考点2
1.A
2.D [解析]液体内部朝各个方向都有压强,液体的压强随深度的增加而增大。瓶口朝上时橡皮膜向内凹,瓶口朝下时橡皮膜也向内凹,但是两次橡皮膜所处深度不同,所受压强不同,所以形变程度也不同,朝下时橡皮膜所处的深度大,橡皮膜向内凹陷更厉害,故D正确,A、B、C错误。
3.大于
4.连通器 15
5.ρgh G1+G2S
[解析]容器底部受到液体的压强为p=ρgh;容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,则容器对桌面的压强为p'=FS=G1+G2S。
考点3
1.小
2.750 低于
[解析]图中750 mm的高度才是水银柱的竖直高度,它产生的压强与大气压大小相等;1个标准大气压下水银柱的高度为760 mm,故此时的气压小于1个标准大气压,则水的沸点低于100 ℃。
3.大气压 变小
[解析]试管口在水杯中的深度逐渐变小,根据液体压强公式p=ρgh可知,深度越小,所受液体压强越小。
4.D [解析]当盆景盘中的水面下降瓶口露出水面时,空气进入瓶内,由于重力作用水会流出,一旦瓶口再次被水淹没,外界大气压强等于瓶内空气的压强与水的压强之和,瓶中的水又停止外流,使水不会全部流出而能保留在瓶中。故A、B、C错误,D正确。
5.B [解析]观察图可知A液面上方的玻璃管比较粗,B液面上方的玻璃管比较细,当从管的一端吹气时,A液面上方玻璃管中的气体流速比B液面上方慢,而流体的流速越大,压强越小,所以A液面上方压强比B液面上方压强大,A液面下降,B液面上升,故选B。
综合训练
1.小 低
[解析]根据流体压强和流速的关系可知,车行驶时,打开车窗,窗外的空气流速大压强小,窗内的空气流速小压强大,窗帘受到向外的压强大于向内的压强,把窗帘压向窗外;因为大气压随高度增加而减小,所以山顶上的气压比山脚下的气压低,车行驶到山顶时,外界大气压变小,而密封的零食包装袋内气压不变,袋内的气压大于外部大气压,因此包装袋会鼓起来。
2.减小 形变 液体的热胀冷缩 变小
3.下降 下降
[解析]当外界气温上升的时候,玻璃泡内的气体受热膨胀,由于密闭,所以玻璃泡内压强增大,使管内的液面下降;当外界温度不变,大气压变小时,玻璃管内的气压不变,而外界大气压能够支撑的水柱高度变低,水柱下降。
4.< =
[解析]设每块砖的重力为G,长、宽、高分别为4l、2l、l。A组砖对地面的压力FA=G,对地面的压强pA=G4l×l=G4l2,B组砖对地面的压力FB=2G,对地面的压强pB=2G4l×2l=G4l2,故FA<FB,pA=pB。
5.3∶4
[解析]由题知,物块A的质量与物块B的质量之比为3∶1,底面积之比为2∶1,
设B的质量为m,则A的质量为3m,设B的底面积为S,则A的底面积为2S,
物块A对物块B的压强(受力面积为B的底面积)
pA=FASB=GASB=3mgS①,
物块B对桌面的压强
pB=FBSB=GA+GBSB=3mg+mgS=4mgS②,
由①②得
pA∶pB=3mgS∶4mgS=3∶4。
6.大气压 变大
7.> <
8.4.12×105 G1+G2S
9.各个 60 1.0×103 1.2
[解析]液体压强特点:同一深度,液体向各个方向的压强相等。所以,c点的液体压强沿各个方向。由于a、b、c、d是竖直平面内一长方形的四个顶点,由图可知,b、d受到的液体压强相等,根据p=ρgh可知b、d在同一深度处,则a到b、d点所在水平平面的距离与c到b、d点所在水平平面的距离相等,根据p=ρgh可知pc=pb+(pb-pa)=36 kPa+(36 kPa-12 kPa)=60 kPa。已知ab=4 m,ad=3 m,根据直角三角形的特点可得bd=5 m、a点到bd水平平面的距离h=2.4 m,液体在这段距离上产生的压强Δp=pb-pa=36 kPa-12 kPa=24 kPa=24000 Pa,根据p=ρgh可得液体密度ρ=ΔpΔhg=24000Pa2.4m×10N/kg=103 kg/m3。已知pa=12 kPa=12000 Pa,根据p=ρgh可得a点的深度ha=paρg=12000Pa103 kg/m3×10N/kg=1.2 m。
10.D [解析]“玉兔二号”月球车的车轮表面凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。车轮做得比较宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。故ABC错误,D正确。
11.D 12.B 13.A 14.D 15.C
16.解:(1)送餐机器人的重力G=mg=40 kg×10 N/kg=400 N。
(2)该材料的密度ρ=m'V=90g50cm3=1.8 g/cm3=1.8×103 kg/m3。
(3)对水平地面的压强p=FS=(m+m″)gS=(40kg+3 kg)×10N/kg0.01m2=4.3×104 Pa。
17.解:(1)由图可知,空杯对杯座的压力F0=0.9 N,装满饮料时,杯对杯座的压力F大=4.5 N;
所以装满饮料时,杯底受到饮料的压力F=F大-F0=4.5 N-0.9 N=3.6 N。
(2)装满饮料时,饮料质量m=Gg=Fg=3.6N10N/kg=0.36 kg;
此时饮料体积V=S2H=30 cm2×10 cm=300 cm3=3×10-4 m3;
饮料密度ρ=mV=0.36kg3×10-4 m3=1.2×103 kg/m3。
(3)流入杯中饮料的质量m1=ρV'=ρS1h=ρS1vt=1.2×103 kg/m3×0.8×10-4 m2×50×10-2 m/s×5 s=0.24 kg;
饮料对杯底的压力F2=G1=m1g=0.24 kg×10 N/kg=2.4 N;
杯对杯座的压强p=F0+F2S2=0.9N+2.4N30×10-4 m2=1.1×103 Pa。
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