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第九章壓強(qiáng)

2014-07-23 18:11:39蔡世鋒
試題與研究·中考物理 2014年1期
關(guān)鍵詞:大氣壓注射器受力

蔡世鋒

近年中考中考查“壓強(qiáng)”的知識點有:壓力概念、壓強(qiáng)概念、壓強(qiáng)計算、增大與減小壓強(qiáng)的方法、液體壓強(qiáng)特點、液體壓強(qiáng)計算、大氣壓強(qiáng)的存在、大氣壓強(qiáng)的測量、液體沸點與氣壓的關(guān)系、流體壓強(qiáng)大小與流速的關(guān)系等。主要題型有填空題、選擇題、計算題以及實驗探究題,偶爾也會出現(xiàn)作圖題。

壓強(qiáng)知識比較抽象,需要較強(qiáng)的抽象思維能力,所以知識難度較大。縱觀近年各地中考中的壓強(qiáng)試題,注重考查同學(xué)們對基本知識的辨析能力、運用知識分析解決問題的能力以及科學(xué)探究能力。

從2013年全國中考物理試題中可以看到新的變化有:試題內(nèi)容緊緊圍繞中考考查的基本知識點,大量涉及日常生活、生產(chǎn)實踐中所遇到的新鮮事物、社會熱點問題。命題趨勢:結(jié)合重大事件、新鮮事物、社會熱點問題,滲透壓強(qiáng)知識,滲透科學(xué)探究,提高綜合運用知識分析解決問題的能力。

(一)考點例析

考點1壓力概念

【例1】關(guān)于壓力,下列說法正確的是()

A.壓力的大小總是等于物體的重力

B.壓力的方向總是豎直向下

C.壓力就是重力

D.一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在地面上,對地面壓力不變

【解析】重力是由于地球吸引而使物體受到的力,方向總是豎直向下;而壓力是物體間相互接觸并擠壓產(chǎn)生的,方向垂直于接觸面并指向受力物體。重力和壓力是兩種性質(zhì)不同的力,只有當(dāng)孤立的物體水平放置時,對水平面的壓力大小才等于重力,因此選項A、B、C均是錯誤的。把一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在地面上,根據(jù)二力平衡,地面支持力大小等于磚塊重力大小,對地面的壓力和地面對它的支持力是一對相互作用力,所以壓力大小等于支持力大小,故同一塊磚分別平放、側(cè)放、豎放在地面上,對地面壓力大小相等,選項D正確。

【答案】D

考點2壓強(qiáng)概念

【例2】關(guān)于壓強(qiáng),下列說法正確的是()

A.單位面積上所受的重力叫壓強(qiáng)

B.壓強(qiáng)大小跟重力和受力面積均有關(guān)

C.受力面積相同,壓力越大,壓強(qiáng)越大

D.壓力相同,受力面積越大,壓強(qiáng)越大

【解析】壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的物理量,單位面積上所受的壓力叫壓強(qiáng),所以壓強(qiáng)大小跟壓力和受力面積有關(guān),公式為p=FS。故受力面積相同,壓強(qiáng)與壓力成正比,壓力越大,壓強(qiáng)越大;壓力相同,壓強(qiáng)與受力面積成反比,受力面積越大,壓強(qiáng)越小。

【答案】C

考點3壓強(qiáng)計算

【例3】(2013?德州)星期天小明和小慧到德州開發(fā)區(qū)減河濕地去玩,他們踩在軟綿綿的沙灘上,留下一串串腳印。小明突發(fā)奇想對小慧說:“我的體重是50kg,每只腳與沙灘的接觸面積是200cm2,當(dāng)我在水平沙灘上行走時,對沙灘的壓力是N,壓強(qiáng)是Pa。(g取10N/kg)

【解析】(1)踩在沙灘上,壓力等于重力,F(xiàn)=G=mg=50kg×10N/kg=500N

(2)壓強(qiáng)p=FS,行走時受力面積為一只腳的面積,故S=200cm2=2×10-2m2

所以p=FS=GS=500N2×10-2m2=2.5×104Pa

【答案】5002.5×104Pa

【點評】本題含三個細(xì)節(jié):一是質(zhì)量與重力的一個轉(zhuǎn)化,G=mg;二是走路是一只腳觸地,而站立則是兩只腳觸地;三是面積單位,平方厘米與平方米的轉(zhuǎn)化,1cm2=1×10-4m2。

考點4增大、減小壓強(qiáng)方法

【例4】(2013?宜昌)如圖91所示的事例中,屬于增大壓強(qiáng)的是()

A.書包背帶做得較寬B.切蘋果器的刀片做得較薄

C.鐵軌鋪在枕木上D.火星車模型輪子大而寬

圖91

【解析】根據(jù)壓強(qiáng)公式p=FS,增大壓強(qiáng)的方法是增大壓力或減小受力面積,減小壓強(qiáng)的方法是減小壓力或增大受力面積。書包背帶做得較寬是增大受力面積,故為減小壓強(qiáng);切蘋果器的刀片做得較薄是減小受力面積,故為增大壓強(qiáng);鐵軌鋪在枕木上、火星車模型輪子大而寬均是為了防止火車、火星車陷入路面,而采取的增大受力面積,減小壓強(qiáng)的方法。

【答案】B

考點5液體壓強(qiáng)特點

圖92【例5】(2013?泉州)如圖92所示,容器裝有水,其底部a、b、c三處受到水的壓強(qiáng)分別為pa、pb、pc,則以下判斷正確的是()

A.pa>pb>pc

B.pa<pb<pc

C.pa=pb=pc

D.pa>pb=pc

【解析】液體壓強(qiáng)特點:液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強(qiáng);在同一深度,各個方向的壓強(qiáng)相等;深度增大,液體的壓強(qiáng)增大;液體的壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體密度越大,壓強(qiáng)越大。本題中a、b、c三點處在同種液體里且a、b、c三點在同一深度,故a、b、c三處受到水的壓強(qiáng)相等。

【答案】C

考點6液體壓強(qiáng)計算

圖93【例6】如圖93所示“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器是我國首臺自主設(shè)計、研制的目前世界上下潛最深的作業(yè)型深海載人潛水器,于2012年6月順利完成工作設(shè)計深度7000m的海試任務(wù)。(海水密度取ρ海水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)“蛟龍?zhí)枴遍L、寬、高分別是8.2m、3.0m與3.4m,自身重量不超過22t,最大荷載是240kg。

(1)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰竭_(dá)7000m深度時,受到海水的壓強(qiáng)是多少?

(2)當(dāng)“蛟龍?zhí)枴毕聺摰竭_(dá)7000m深度時,其表面1m2面積上受到海水的壓力大小為多少?

【解析】(1)由液體壓強(qiáng)公式可得:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa

(2)根據(jù)p=FS可得:F=pS=7×107Pa×1m2=7×107N

【答案】7×107Pa7×107N

圖94【點評】計算液體的壓力、壓強(qiáng)時的一般解題步驟是:一般先根據(jù)p=ρgh求出液體產(chǎn)生的壓強(qiáng),再根據(jù)F=pS求出液體產(chǎn)生的壓力。需要注意的是:液體對其底部的壓力在數(shù)值上一般不等于液體重力。對于直壁柱體類容器(如圖94甲),液體對其底部的壓力在數(shù)值上等于液體重力,即F1=G液,液體對其底部的壓強(qiáng)可用公式p=FS=G液S=ρgVS進(jìn)行計算,而其他形狀的容器,如圖乙、丙,液體對其底部的壓力在數(shù)值上不等于液體重力,圖乙:F2<G液,圖丙:F3>G液,這不能混淆。

考點7連通器

【例7】(2013?黑河)連通器在日常生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,如圖95所示事例中不是利用連通器原理工作的是()

A.活塞式抽水機(jī)B.茶壺

C.鍋爐水位計D.三峽船閘

圖95

【解析】連通器是指上部開口、底部連通的容器。如果連通器中只裝有一種液體,那么液面靜止時連通器中液面總保持相平。連通器在生活中應(yīng)用很廣,茶壺就是一個連通器,壺嘴和壺里的液面是相平的,輕輕一傾斜,茶水就從壺嘴中流出,所以制作時壺嘴不能高于壺口,若壺嘴太高,倒水時,水會從壺口處流出,壺嘴也不能低于壺口,否則茶壺裝不滿;鍋爐水位計也是一個連通器,根據(jù)水位計上液面的高低可以知道鍋爐內(nèi)水的多少;供船只通過的船閘也是連通器,下游閘門和閥門都關(guān)閉,上游閥門打開,上游和閘室就構(gòu)成連通器,或當(dāng)上游閘門和閥門都關(guān)閉,下游閥門打開,下游和閘室就構(gòu)成連通器。本題中活塞式抽水機(jī)不是連通器。

【答案】A

【點評】洗手池下的彎道管,管內(nèi)始終保持一定量的水可防止有異味的氣體進(jìn)入室內(nèi);過路涵洞,能使道路兩邊的水面相同,起到水過路的作用;水塔供水系統(tǒng),可以同時使許多用戶用水,以上這些都是連通器的應(yīng)用。

考點8大氣壓強(qiáng)的存在

【例8】德國科學(xué)家奧托?格里克所設(shè)計的實驗,證明了。圖96甲所示,將杯子里裝滿水,用紙片把杯口蓋嚴(yán),手按紙片把杯子倒過來,放手后,紙片不會掉下來,杯子里的水不會流出來,這表明;如果將杯子轉(zhuǎn)到如圖乙、丙所示的位置,紙片不掉,水仍不流出來,這說明大氣向都有壓強(qiáng)。

圖96【解析】1654年5月8日,德國馬德堡市市長奧托?格里克,把兩個直徑35.5cm的空心銅半球緊貼在一起,抽出球內(nèi)空氣,然后用兩隊人馬(每隊各八匹馬)向相反方向拉兩個半球,當(dāng)這16匹馬竭盡全力終于把兩個半球拉開時,竟然發(fā)出像放鞭炮一樣的巨大響聲,這就是馬德堡半球?qū)嶒灒辛Φ刈C明了大氣壓強(qiáng)的存在。

生活中將杯子里裝滿水,用紙片把杯口蓋嚴(yán),手按紙片把杯子倒過來,水和紙片不會掉下來的“覆杯實驗”也證明了大氣壓強(qiáng)的存在。大氣壓強(qiáng)的方向是垂直于紙面的,所以側(cè)過來,還可以證明大氣向各個方向都有壓強(qiáng)。

【答案】馬德堡半球大氣壓強(qiáng)的存在大氣壓強(qiáng)的存在各個方向

【點評】證明大氣壓強(qiáng)存在的實驗很多,其中最著名的是馬德堡半球?qū)嶒灐?/p>

考點9大氣壓強(qiáng)的測量

【例9】小虎同學(xué)利用注射器(容積為V)、彈簧測力計和刻度尺估測大氣壓的值。

圖97(1)實驗時,首先把注射器的活塞推至注射器筒的底端,用橡皮帽封住注射器的小孔。這樣做的目的是。

(2)如圖97所示,水平向右慢慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器的活塞開始滑動時,記下彈簧測力計的示數(shù)F,用刻度尺測出注射器的全部刻度的長l,則大氣壓的值可表示為p=。

(3)實驗過程中注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣,則測得的大氣壓值(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

(4)實驗室有甲、乙兩個注射器,活塞的橫截面積分別為0.5cm2和2cm2,若彈簧測力計量程為10N,實驗時應(yīng)選用(填“甲”或“乙”)注射器,理由是。

【解析】測量大氣壓強(qiáng)的實驗方法很多,本題采用的是將注射器排空水平放置并拉動。根據(jù)二力平衡,彈簧測力計的拉力等于大氣壓力,故測出拉力和注射器活塞的橫截面積就可算出大氣壓強(qiáng)。

若注射器筒內(nèi)漏進(jìn)了少量空氣,就會導(dǎo)致彈簧測力計的拉力變小,故測得的大氣壓值偏小。

大氣壓的值約為1×105Pa,根據(jù)F=pS,橫截面積分別為0.5cm2和2cm2的兩活塞分別對應(yīng)的拉力為5N和20N,而彈簧測力計量程為10N,所以只能選擇活塞橫截面積為0.5cm2的甲注射器。

【答案】(1)排盡筒內(nèi)的空氣(2)FlV(3)偏?。?)甲拉動乙注射器筒所需的力超過彈簧測力計的量程

【點評】此方法僅是一種粗略測大氣壓強(qiáng)的方法,實驗中注射器筒內(nèi)空氣很難被排盡、活塞與針筒之間會漏空氣、活塞與針筒之間有摩擦等均會導(dǎo)致測量結(jié)果偏大或偏小。

考點10大氣壓強(qiáng)的變化

圖98【例10】(2013?新疆)如圖98所示,艾力同學(xué)將自制的氣壓計從山腳下帶到山頂?shù)倪^程中,氣壓計的水柱和外界氣壓的變化分別是()

A.上升、降低

B.下降、升高

C.上升、升高

D.下降、降低

【解析】大氣壓強(qiáng)隨高度的增加而降低,高山上氣壓要比山腳下低;自制的氣壓計瓶內(nèi)氣壓等于外界大氣壓加上玻璃管里水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng),外界大氣壓降低,瓶內(nèi)氣壓就會把瓶里水壓入玻璃管中,使玻璃管里水柱上升。

【答案】A

【點評】做這個實驗時要注意:不要讓手或身體直接接觸這個瓶子,因為當(dāng)溫度變化時,瓶中水柱也會發(fā)生變化。

考點11液體沸點與氣壓的關(guān)系

【例11】燒瓶里封閉有100℃的水,將燒瓶倒置過來,如圖99所示,然后在瓶底澆上冷水,此時瓶內(nèi)的水將()

圖99A.會重新沸騰

B.不能沸騰

C.可能沸騰,可能不沸騰

D.條件不足,無法判斷

【解析】在瓶底澆上冷水,瓶內(nèi)壓強(qiáng)變小,瓶內(nèi)水的沸點降低,所以瓶內(nèi)水會重新沸騰。

【答案】A

【點評】在瓶底澆上冷水,會使瓶內(nèi)壓強(qiáng)變小,同樣在瓶口接上注射器,向外抽氣,也會使瓶內(nèi)壓強(qiáng)變小,同樣可以看到瓶里水會重新沸騰。

(二)考點演練

【課后鞏固】

1.邊長10cm的正方體,重為78N,當(dāng)它受到豎直向上、大小為18N的提力時,水平地面受到的壓強(qiáng)為Pa。要在0.5cm2的面積上產(chǎn)生4×106Pa的壓強(qiáng)所需壓力為N。

2.你雙腳站在水平地面上,如果想使你對地面的壓強(qiáng)增大一倍可以,這是因為

3.用刀切菜時,刀鈍了切不動,這時可以使勁切,這是利用的方法來;或者在磨刀石上把刀磨一磨就容易切了,這是利用的方法來。

4.(2013?宜昌)在長約1米、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀,用手指將管口堵住,然后倒插在水銀槽中,放開手指,管內(nèi)水銀面下降到一定高度時就不再下降,如圖910所示。

圖910(1)為了測得大氣壓的值,這時必須測量。如果將此裝置拿到比地面低得多的礦井底部,則觀察到的現(xiàn)象是。

(2)某同學(xué)也利用此裝置,把水銀換成水,將玻璃管灌滿水后倒插在水槽內(nèi)時,管中的水柱下降,如果這時在管頂開一個小孔,水柱向上噴出。(均填“會”或“不會”)

5.在火車站和地鐵站臺上,都畫有一條安全線,當(dāng)火車快速開過時,人越過這條線就會有危險,這是因為,火車開動時,靠近火車的地方氣體,壓強(qiáng),離站臺遠(yuǎn)的地方氣體,壓強(qiáng),強(qiáng)大的氣流會。

6.下列圖911四幅圖中,已知G都是10N,F(xiàn)都是5N,則圖中對支撐面MN,壓力最小的是()

圖9117.如圖912所示,正確的是()

圖9128.(2013?永州)下列四個實例中,能夠增大壓強(qiáng)的是()

A.駱駝的腳掌長得很寬大

B.菜刀刃磨得很鋒利

C.坦克裝有兩條寬大的履帶

D.減少汽車的載重量

圖9139.如圖913所示,物體A靜止在水平桌面上,若把物體A向右移動的過程中物體未掉下桌子,則A對桌面的壓力F、壓強(qiáng)p的變化情況是()

A.F不變,p不變

B.F不變,p變小

C.F不變,p變大

D.F變大,p變大

10.下面圖914四個圖中所涉及的物理知識描述錯誤的是()

圖914A.甲圖,減小受力面積增大壓強(qiáng)

B.乙圖,飲料上升到嘴里是吸力的作用

C.丙圖,氣體的壓強(qiáng)與它的流速有關(guān)系

D.丁圖,液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大

11.關(guān)于大氣壓,下列說法不正確的是()

A.高原地區(qū)大氣壓比沿海地區(qū)小

B.沒有大氣壓,橡皮吸盤就不能吸在光滑玻璃上

C.不同地點,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值不同

D.同一地點大氣壓隨時間、季節(jié)變化也在變化

圖91512.(2013?泰安)如圖915所示,放在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水),下面關(guān)于液體中a、b、c三點(其中b、c兩點在同一水平面上)壓強(qiáng)大小的關(guān)系說法正確的是()

A.pa>pb>pc

B.pc>pb>pa

C.pb>pa>pc

D.pc>pa>pb

13.(2013?樂山)如圖916所示是一種水翼船,船體下安裝了水翼。當(dāng)船在高速航行時,水面下的水翼會使船體整體抬高從而減小水對船體的阻力。則水翼安裝正確的是()

圖91614.物體G靜止在圖917所示的斜面上,畫出斜面所受壓力的示意圖。

圖91715.圖918所示是三個相同的燒杯,甲杯放鹽水,乙杯放煤油,丙杯放水,當(dāng)杯底受到液體壓強(qiáng)相等時,畫出杯內(nèi)液面的大概位置。(ρ鹽水>ρ水>ρ煤油)

圖918圖91916.一靜止在海面的潛水艇模型,在啟動之后,4min內(nèi)勻速豎直下潛20m,而后沿水平方向做勻速直線運動,又運動4min。請在圖919中畫出潛水艇模型8min之內(nèi)所受海水壓強(qiáng)和時間的關(guān)系圖象(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg,潛艇模型體積和大氣壓均不計)。

17.通過學(xué)習(xí),同學(xué)們知道了液體壓強(qiáng)的特點,在此基礎(chǔ)上,老師提出了這樣的問題:有兩只杯子,分別盛有清水和鹽水,但沒有標(biāo)簽,你能否用壓強(qiáng)計將它們區(qū)別開?

(1)當(dāng)壓強(qiáng)計的金屬盒在空氣中時,U形管兩邊的液面應(yīng)當(dāng)相平,而小明同學(xué)卻觀察到如圖920(a)所示的情景,出現(xiàn)這種情況的原因是:U形管左支管液面上方的氣壓(填“大于”、“小于”或“等于”)大氣壓;調(diào)節(jié)的方法是()

圖920A.將此時右邊支管中高出的液體倒出

B.取下軟管重新安裝

(2)小明再作圖(b)所示的檢查,當(dāng)用手指按壓(不論輕壓還是重壓)橡皮膜時,發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化,出現(xiàn)這種情況的原因是:。

(3)壓強(qiáng)計調(diào)節(jié)正常后,小明將金屬盒先后浸入到兩杯液體中,如圖(c)和(d)所示,他發(fā)現(xiàn)圖(d)中U形管兩邊的液柱高度差較大,于是認(rèn)為圖(d)杯子中盛的是鹽水。①你認(rèn)為,小明的結(jié)論是(填“可靠的”或“不可靠的”);②簡要說明理由:。

18.小武正在一塊平放于4m2沙地的木板上行走,已知木板重200N,木板面積為0.5m2,每只鞋底面積為200cm2,測得他在木板上行走時壓強(qiáng)為3×104Pa,求:

(1)小武的體重是多少?

(2)沙地承受的壓強(qiáng)是多少?

圖92119.(2013?菏澤)隨著時代的進(jìn)步,轎車的車速和性能有了較大提升,某轎車如圖921所示,它的質(zhì)量是1.6t,每個輪子與地面的接觸面積是0.02m2。

(1)求它空載時,靜止在地面上受到的壓強(qiáng)。(取g=10N/kg)

(2)當(dāng)轎車高速行駛時,對地面的壓力會(填“不變”、“變大”或“變小”),請用所學(xué)過的物理知識分析其原因。

【能力提升】

1.手指甲的面積大約是1cm2,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,指甲受到的大氣壓力是N。

圖9222.如圖922所示,下面掛著5N重物的吸盤吸附在天花板上,吸盤吸附在天花板上的面積為20cm2,吸盤和細(xì)鉤的總重力是0.5N。吸盤沒有掉下來,說明它還受到一個豎直向上的作用力。這個力的大小是N,其施力物體是。

3.(2013?麗水)小云用礦泉水瓶做實驗,如圖923所示。

圖923(1)將兩瓶相同的礦泉水如圖甲放置,驗證的是壓力的作用效果與的關(guān)系。

(2)如圖乙,他在空礦泉水瓶中裝入少量熱水,迅速倒出,再馬上蓋上瓶蓋,看到礦泉水瓶癟了,驗證的是的存在。

圖9244.圖924是機(jī)翼的模型,當(dāng)飛機(jī)飛行時,迎面吹來的風(fēng)被機(jī)翼分成兩部分,在相同時間內(nèi),機(jī)翼上方氣流通過的路程,因而速度,它對機(jī)翼的壓強(qiáng);下方氣流通過的路程,因而速度,它對機(jī)翼的壓強(qiáng)。

5.如圖925所示的四個碗中均盛滿水,用力的示意圖表示了碗壁上所受的壓力,大體來說,其中正確的應(yīng)該是()

圖925圖9266.如圖926所示是測量大氣壓強(qiáng)的裝置,玻璃管長約1m,槽內(nèi)裝有水銀。下列說法正確的是()

A.第一次利用此裝置測出大氣壓強(qiáng)的科學(xué)家是帕斯卡

B.將玻璃管稍微傾斜,管內(nèi)外水銀面高度差將變長

C.此裝置在不同地區(qū)測出的水銀柱高度是一個固定值,均為760mm

D.向槽中繼續(xù)注入少量水銀,管內(nèi)外水銀面高度差將不變

7.同學(xué)們梳理了教材中與壓強(qiáng)知識相關(guān)的實驗,如圖927所示,其中分析正確的是()

圖927A.甲圖實驗,裝有水的瓶子豎放在海綿上,瓶中水越少,海綿凹陷越明顯

B.乙圖實驗,當(dāng)微小壓強(qiáng)計的探頭在水中深度逐漸增大時,U形管兩邊液面高度差不變

C.丙圖實驗,測出拉開吸盤時大氣對吸盤的壓力和吸盤的面積,可估測大氣壓強(qiáng)的值

D.丁圖實驗,向外拉活塞,試管內(nèi)停止沸騰的水再次沸騰,可知氣壓減小,水的沸點升高

8.(2013?南通)有關(guān)壓強(qiáng)知識的應(yīng)用,下列說法錯誤的是()

A.人用吸管吸飲料時利用了大氣壓

B.載重汽車裝有許多車輪是為了減小車對路面的壓強(qiáng)

C.水壩的下部比上部建造得寬,是由于水對壩的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大

D.飛機(jī)的機(jī)翼能獲得向上的升力,是應(yīng)用了流速越大流體的壓強(qiáng)越大的原理

9.如圖928所示實驗現(xiàn)象揭示的物理原理或規(guī)律所對應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)不正確的是()

圖92810.(2013?廣東)如圖929所示,以下四個關(guān)于“氣體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系”的現(xiàn)象中,壓強(qiáng)p1、p2的大小關(guān)系正確的是()

A.p1>p2B.p1>p2C.p1>p2D.p1>p2

圖929

圖93011.如圖930所示,a、b兩個不同的實心圓柱體放在水平地面上,若它們對地面的壓強(qiáng)相等,則下列判斷正確的是()

A.a(chǎn)的密度大,重力也大

B.a(chǎn)的密度小,重力也小

C.a(chǎn)的密度小,重力大

D.a(chǎn)的密度大,重力小

圖93112.(2013?綿陽)體重60kg的張超為了估測自己雙腳站立時對地面的壓強(qiáng),他穿上一雙平底鞋站在一張方格紙上,描畫出一只鞋的鞋底邊緣的輪廓如圖931所示,已知小方格每邊邊長2cm。他對地面的壓強(qiáng)大約是()

A.1.5×104Pa

B.3.0×104Pa

C.1.5×103Pa

D.3.0×103Pa

圖93213.(2012?天津)高壓鍋是生活中一種密閉的加熱容器。鍋蓋中央有一出氣孔,孔上蓋有限壓閥,當(dāng)鍋內(nèi)氣壓達(dá)到限定值時,限壓閥被鍋內(nèi)氣體頂起放出一部分氣體,實現(xiàn)了對鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)的控制。如圖932所示,某高壓鍋鍋體的內(nèi)底面積為S,側(cè)壁豎直,出氣孔橫截面積為S0,限壓閥質(zhì)量為m0,限壓閥頂部面積為S1(已知大氣壓強(qiáng)為p0)

(1)寫出液體沸點與氣壓的關(guān)系;

(2)求使用高壓鍋時對鍋內(nèi)氣體的最大壓強(qiáng);

(3)為保證使用安全,不可隨意增加限壓閥質(zhì)量。如果限壓閥的質(zhì)量增加m,請你計算鍋體與鍋蓋處對鍋蓋的最大作用力增大多少。

14.(2013?雅安)如圖933所示,A、B是兩個完全相同的薄壁柱形金屬容器,質(zhì)量為0.5kg,底面積為0.01m2,容器高50cm,分別裝有2.0×10-3m3的水和3.0×10-3m3的酒精,置于水平桌面上(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)。求:

圖933(1)水的質(zhì)量;

(2)A容器對水平桌面的壓強(qiáng);

(3)依據(jù)題意,下述情境是否有可能出現(xiàn):當(dāng)兩個容器中的液體在增大同一深度Δh后,容器中的液體對底部的壓強(qiáng)能夠達(dá)到p水>p酒精?請說明理由。

【課后鞏固】

1.6000200

2.抬起一只腳壓力一定,受力面積減半,壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼膬杀?/p>

3.增大壓力增大壓強(qiáng)減小受力面積增大壓強(qiáng)

4.(1)管內(nèi)外水銀面高度差管內(nèi)水銀柱高度變高(2)不會不會

解析:(1)水銀柱靠的是大氣壓托起來的,所以大氣壓的值:p=ρ水銀gh,所以要測出大氣壓的值,必須測量h,即管內(nèi)外水銀面高度差。礦井底部大氣壓較高,故托起的水銀柱高度差也要變大;(2)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1.0×105Pa,通過計算標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可托起的水柱約10m高,所以管中的水柱不會下降。頂開一個小孔,上方就有大氣壓了,此時就變成了連通器了,最終玻璃管水柱和水槽液面相平。

5.流速大小流速小大把人推向火車

6.B

解析:A圖:FA=G=10N;B圖:FB=G-F=10N-5N=5N;C圖:FC=G+F=10N+5N=15N;D圖:FD=G=10N。

7.A

解析:ABCD四圖均為連通器,故里面液面應(yīng)該相平,只有A正確。

8.B

9.C

10.B

解析:飲料上升到嘴里是大氣壓的作用,而不是吸力的作用。

11.C

解析:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值就是1.013×105Pa,它是一個定值,與地點無關(guān)。

12.B

解析:液體壓強(qiáng)公式:p=ρgh,a、b兩點在同種液體里,ρ相同,又因為hb>ha,所以pb>pa;b、c兩點在同一深度,h相同,又因為ρ鹽水>ρ水,所以pc>pb,故:pc>pb>pa。

13.B

解析:當(dāng)船在高速航行時,水面下的水翼會使船體整體抬高,即水翼受到向上的升力,故水翼應(yīng)該“上凸下平”,水翼的上方流速快,壓強(qiáng)小。

14.答案如圖934所示

圖93415.答案如圖935所示

圖93516.答案如圖936所示

圖93617.(1)大于B(2)橡皮膜漏氣(不密封)(3)不可靠的因為液體內(nèi)部壓強(qiáng)由液體的密度和深度共同決定,所以雖然圖(d)金屬盒所受壓強(qiáng)較大,但圖(d)中金屬盒的深度也較深,故不能認(rèn)為(d)杯中液體的密度一定大

18.(1)小武的體重:G=F=pS=3×104Pa×200cm2=3×104Pa×200×10-4m2=600N;

(2)沙地承受的壓強(qiáng):p地=F總S板=G總S板=G人+G板S板=600N+200N0.5m2=1600Pa。

19.(1)由p=FS=GS=mgS=1.6×103kg×10N/kg4×0.02m2=2×105Pa

(2)變小當(dāng)汽車高速行駛時,汽車的上表面空氣流速大,下表面的空氣流速??;根據(jù)“流體中流速越快,壓強(qiáng)越小”,汽車的上表面壓強(qiáng)小,下表面的壓強(qiáng)大;因此,上表面受到大氣的壓力小于下表面受到大氣的壓力,所以轎車高速行駛時,對地面的壓力會變小。

【能力提升】

1.10(或10.13)

解析:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓值為1.013×105Pa,近似為1.0×105Pa,指甲受到的大氣壓力:F=pS=1.0×105Pa×1×10-4m2=10N。

2.200(或202.6)空氣(大氣)

解析:本題吸盤受到的豎直向上的力為大氣壓力,因為吸盤還可能受到吸盤內(nèi)的空氣對它的壓力以及墻壁對它的壓力,故無法根據(jù)平衡力來求解,只能根據(jù)F=pS計算。

3.(1)受力面積(2)大氣壓

解析:(1)兩瓶相同的礦泉水,壓力相同,正放、倒放,受力面積不一樣,故驗證的是壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系。(2)熱的瓶子,過會兒冷卻了,瓶里氣壓會降低,外界大氣壓就會把瓶子壓扁。

4.長大小短小大

5.C

解析:本題考查了兩個知識,一是壓力方向垂直于被壓物體表面,二是液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,故本題選C。

6.D

解析:第一次利用水銀測出大氣壓強(qiáng)的科學(xué)家是意大利的托里拆利,實驗中將玻璃管傾斜,或?qū)⒉AЧ芟蛏咸嵋恍ㄏ蛳聣阂恍?,或向槽中繼續(xù)注入少量水銀,管內(nèi)外水銀面高度差都不變。不同地區(qū)大氣壓可能不一樣,故測出的水銀柱高度差也可能不一樣。

7.C

解析:A選項,受力面積一定,壓力越大,壓力作用效果越明顯,故瓶中水越多,海綿凹陷越明顯;B選項,液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,所以探頭在水中深度逐漸增大時,U形管兩邊液面高度差將變大;D選項,液體的沸點隨液體表面氣壓的降低而降低,所以向外拉活塞,試管內(nèi)停止沸騰的水會再次沸騰,同樣根據(jù)水會再次沸騰可知氣壓減小,水的沸點降低。C選項正確,p=FS,用大氣對吸盤的壓力除以吸盤的面積,就可估測大氣壓強(qiáng)的值。

8.D

解析:D選項,應(yīng)該是應(yīng)用了流速越大流體的壓強(qiáng)越小的原理。

9.D

解析:A選項,護(hù)航編隊如果并排,兩船中間的水流速大,使得中間壓強(qiáng)小于外側(cè)壓強(qiáng),會導(dǎo)致兩船互相靠近并相撞,十分危險,所以采用前后護(hù)航形式,主要考慮的是流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系;B選項,墻壁吸盤利用了大氣壓強(qiáng)的知識;C選項,三峽船閘利用的是連通器原理;D選項,注射器針頭做得很尖是減小受力面積增大壓強(qiáng),而上圖卻是增大受力面積減小壓強(qiáng)。故正確答案為D。

10.A

解析:“流速越大,壓強(qiáng)越小”,A選項,下面路程長,流速大,壓強(qiáng)小,故p1>p2;B選項,上下流速相等,壓強(qiáng)也相等;C選項,中間流速大,壓強(qiáng)小,p1、p2相等,均大于中間壓強(qiáng);D選項,上面流速大,壓強(qiáng)小,p1<p2。

11.A

解析:實心圓柱體:p=FS=GS=mgS=ρVgS=ρShgS=ρgh,因為對地面的壓強(qiáng)相等,所以ρgh相等,所以h大的,ρ小,故ρa(bǔ)>ρb;又因為G=F=pS,p相等,Sa>Sb,所以Ga>Gb。

12.A

圖937解析:利用在方格紙上數(shù)格子的方法可方便快速測出不規(guī)則形狀的鞋底的面積,具體方法是:先數(shù)出腳印所在區(qū)域的整小格數(shù),對不滿整小格但超過半格的算一格,不足半格的舍去,即可算出腳印的總格數(shù),如圖937中間整小格數(shù)為3×11=33格,四周超過半格不滿整小格的數(shù)量為3+6+3+4=16格,所以每只腳印面積為:(33+16)×4cm2=196cm2=0.0196m2,站立時兩只腳面積為S=0.0392m2,故對地面的壓強(qiáng)大約是:p=FS=GS=mgS=60kg×10N/kg0.0392m2=15306Pa≈1.5×104Pa,故選A。

13.(1)液體表面氣壓越大,液體沸點也越高

(2)當(dāng)限壓閥剛要被頂起時,受力平衡

F=p0S0+m0g

鍋內(nèi)氣體最大壓強(qiáng)

p=FS0=p0S0+m0gS0=p0+m0gS0

(3)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)對鍋蓋最大壓力的增加量

ΔF=Δp(S-S0)=mgS0(S-S0)=SS0mg-mg

因為S遠(yuǎn)大于S0,所以ΔF≈SS0mg

14.(1)水的質(zhì)量:

m水=ρ水 V水=1.0×103kg/m3×2.0×10-3m3=2kg

(2)A容器對水平桌面的壓力:

FA=GA總=(m水+m容)g=(2kg+0.5kg)×10N/kg=25N

A容器對水平桌面的壓強(qiáng):

pA=FASA=25N0.01m2=2500Pa

(3)A、B容器中液體深度:

hA=VAS=2×10-3m30.01m2=0.2m

hB=VBS=3×10-3m30.01m2=0.3m

若增大同一深度Δh后,容器中的液體對底部的壓強(qiáng)p水>p酒精,則:

ρ水 g(hA+Δh)>ρ酒 g(hB+Δh)

Δh>ρ酒 hB-ρ水 hAρ水-ρ酒

=0.8×103kg/m3×0.3m-1.0×103kg/m3×0.2m1.0×103kg/m3-0.8×103kg/m3

=0.2m

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