C.F1=F2,p1F2,p1>p2A
解析:
A
力的作用是相互的,手指受到的力相等,笔尖和笔帽面积不同,笔尖受力面积较小,压强较大,笔帽受力面积较大,压强较小。
故选A。
5.生活处处有物理,留心观察皆学问。
下列生活中的现象解释正确的是( )
A.运动员跑到终点后不能马上停下来是因为运动员受到惯性力的作用
B.磁悬浮列车是通过使接触面分离的方法来减小摩擦的
C.水坝修建为上窄下宽是因为液体压强随深度增加而减小
D.珠穆朗玛峰顶的大气压强比昆明市地面的大气压强大B
解析:
B
A.运动员跑到终点后,由于惯性不能马上停下来,而不是由于惯性力的作用,故A错误;
B.磁悬浮列车是通过磁极间的相互作用,让列车与轨道分离,从而能减小列车与轨道间的摩擦,故B正确;
C.水坝修建为上窄下宽,是因为液体压强随深度增加而增加,故C错误;
D.珠穆朗玛峰顶的大气压强比昆明市地面的大气压强小,因为大气压随高度的增大而减小,故D错误。
故选B。
6.下列说法中正确的是( )
A.有些北方城市常常在大雪后将煤渣撒在结冰的路面上,是利用增大接触面积来增大摩擦
B.自行车前轮胎的花纹是横纹,是为了减小有害摩擦;后轮胎的花纹是竖纹,是为了增大有益摩擦
C.某卫生间的地漏结构如图所示,存水杯与下水管连接。
这是利用连通器的原理,防止下水管中的“异味”通过地漏进入室内,从而达到密封的效果
D.破窗锤的尖端做成圆锥形,是为了增大接触点对玻璃的压力C
解析:
C
【分析】
考查增大和减小摩擦的方法、连通器的原理、增大压强的方法
A.有些北方城市常常在大雪后将煤渣撒在结冰的路面上,是利用增大接触面粗糙程度来增大摩擦,故A错误;
B.自行车前轮胎的花纹是竖纹,是为了减小有害摩擦;后轮胎的花纹是横纹,是为了增大有益摩擦,故B错误;
C.某卫生间的地漏结构如图所示,存水杯与下水管连接。
这是利用连通器的原理,防止下水管中的“异味”通过地漏进入室内,从而达到密封的效果,故C正确;
D.破窗锤的尖端做成圆锥形,是为了减小受力面积,增大接触点对玻璃的压强,故D错误。
故选C。
7.关于大气压强,下列选项不正确的是( )
A.水的沸点随大气压强升高而升高
B.马德堡半球实验证实了大气压强的存在
C.一个标准大气压的数值等于高度差为760mm水银柱产生的压强
D.当玻璃管倾斜时,水银柱的高度与长度都会变长D
解析:
D
A.液体沸点随气压的升高而升高,大气压升高水的沸点随之升高,故A正确,A不符合题意;
B.第一次证明大气压存在的实验是马德堡半球实验,托里拆利实验测量出了大气压的数值,故B正确,B不符合题意;
C.一个标准大气压的数值等于高度差为760mm水银柱产生的压强,故C正确,C不符合题意;
D.若外界气压不变,当玻璃管倾斜时,水银柱的高度不变,但水银柱的长度会变长,故D错误,D符合题意。
故选D。
8.关于液体和气体压强及相关的应用,下列说法中正确的是( )
A.小汽车设计成流线型,是为了在行驶时增强对地面的压力
B.三峡船闸通行轮船利用了连通器原理
C.深水里的海鱼,其体形结构更适宜在压强小的深海中生存
D.水库大坝根据液体压强规律设计成“上宽下窄”B
解析:
B
A.汽车外观设计成流线型的好处是减小空气阻力,不是为了在高速行驶时增大对地面的压力,故A错误;
B.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,船只才能通航,所以,船闸通行轮船是利用了连通器原理,故B正确;
C.由于深度越深,液体产生的压强越大,深水里的海鱼,其体形结构更适宜在压强大的深海中生存,故C错误;
D.液体(坝里的水)压强随深度的增大而增大,则坝的下部受到水的压强较大,为了承受更大的水压,大坝要筑成上窄下宽的形状,故D错误。
故选B。
9.三个用铜、铁、铝制成的圆柱体,它们的质量相等,高度相同,把它们都竖放在水平桌面上,则它们对桌面的压强大小是( )(ρ铜>ρ铁>ρ铝)
A.铜柱最大B.铁柱最大C.铝柱最大D.三个圆柱一样大A
解析:
A
【分析】
如果采用常规方法,需要知道每个圆柱体对桌面的压力和各自的底面积(即受力面积),然后利用公式
求出每个圆柱体对桌面的压强,进行比较才能得知哪个最大。
但仔细分析会发现,由于三个都是圆柱体,有
,这样的话,继续对公式进行变行可得:
,然后根据题中已有条件,就可以判断它们对桌面压强的大小了。
因为
而三个圆柱体的高度相同,并且
所以可得出
故选A。
10.下列实例中没有利用大气压工作的是( )
A.用塑料吸盘挂物体B.用注射器吸药液
C.下水道U型的反水弯D.用吸管吸饮料C
解析:
C
【分析】
大气压的利用一般都是在某处使气压降低,然后在外界大气压的作用下,产生了某种效果。
A.把吸盘紧压在光滑的墙上,把吸盘内的空气排出,大气压就把吸盘紧压在了墙上,在钩上可以挂物体,利用的是大气压。
故A不符合题意;
B.吸取药液时,将针口插入药液后,向外拔活塞,使管内的气体体积增大,气压减小,药液就被管外的大气压压进管内,利用的是大气压。
故B不符合题意;
C.U型“反水弯”上端开口,底部连通,构成连通器,当反水弯中的水满后,由连通器原理可知,水就会从下水管流出。
而下水管中的“异味”却不能进入室内,与大气压无关。
故C符合题意。
D.吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故D不符合题意。
故选C。
11.如图所示,这些与压强知识相关的实验中分析正确的是( )
A.如图甲图实验,小桌子上增加砝码后,桌脚与海绵接触位置凹陷更明显,则说明物体重力越大压强大
B.如图乙图实验,当向塑料管B中用力吹气时,细管A中液面将会下降
C.如图两图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测当地大气压强的值
D.如图丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾可知气压减小,水的沸点升高C
解析:
C
A.保持小桌与海绵的接触面积不变,改变小桌对海绵的压力,通过比较图发现:
压力越大,海绵接触位置凹陷更明显,说明压力越大压强越大,故A错误;
B.向塑料管B吹气时,细管A的上方空气流速大、压强小,细管A中的液面在烧杯液面上方大气压的作用下上升,故B错误;
C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力F和吸盘的面积S,由
可估测大气压强的值,故C正确;
D.丁图实验中,向外拉活塞,试管内气压减小,水再一次沸腾,可知气压减小时,水的沸点降低,故D错误。
故选C。
12.如图所示是体重为450N的跳水运动员,静止在跳板上准备起跳时的情景。
下列分析正确的是( )
A.运动员受到的重力为450N,方向竖直向下
B.运动员对跳板的压力为450N,方向竖直向下
C.跳板对运动员的支持力为450N,方向竖直向下
D.跳板对运动员的摩擦力为450N,方向竖直向上A
解析:
A
A.运动员受到的重力为450N,方向竖直向下,故A正确;
B.运动员对跳板的压力方向向下垂直于跳板,跳板不处于水平状态,压力方向不是竖直向下,故B错误;
C.跳板对运动员的支持力方向向上垂直于跳板,故C错误;
D.跳板与运动员之间的摩擦力不是450N,故D错误。
故选A。
13.下列关于压力与压强的说法中,正确的是( )
A.压力都是由重力产生的
B.压力的方向总是竖直向下的
C.物体的重力越大,产生的压强也越大
D.压强在数值上等于物体单位面积所受的压力D
解析:
D
A.当把物体放在水平地面上时,物体对地面压力是由重力引起的,则F=G;但有时压力与重力无关(如向墙上按图钉,此时压力与重力无关),故A错误;
B.压力的方向总是垂直于受力面、指向被压物体,不一定竖直向下,故B错误;
C.压力的大小等于重力大小是有条件的,且不知道受力面积的大小,所以不能比较压强的大小,故C错误;
D.压强表示压力的作用效果,在数值上等于单位面积上受到的压力,故D正确。
故选D。
14.下列关于科学方法的说法中,错误的是( )
A.托里拆利实验中,把大气压强大小转换成水银柱产生的压强来计算,这是等效法
B.为研究光现象,引入“光线”描述光的传播路径和方向,这是模型法
C.根据加快蒸发的方法,想到减慢蒸发的方法,这是逆向思考法
D.将电流比作水流来研究,这是类比法A
解析:
A
A.托里拆利实验中,把大气压强大小转换成水银柱产生的压强来计算,这是转换法,故A错误,符合题意;
B.“光线”是为描述光的传播路径和方向而引入的假想模型,故B正确,不符合题意;
C.由加快蒸发的方法,根据思维的可逆性,很容易想到对应的减慢蒸发的方法,这是逆向思考法,故C正确,不符合题意;
D.电流和水流都实际存在,但水流能直接观察,电流不能直接观察,用水流说明电流的形成和作用,这是利用了类比法,故D正确,不符合题意。
故选A。
二、填空题
15.横截面积为100cm2的溢水杯中装满水后置于水平桌面上,杯和水共重10N,现将一质量为300g、体积为50cm3的小铁球轻放入溢水杯中,稳定后溢水杯中溢出水的体积为______cm3,溢水杯对水平桌面的压强为______Pa(ρ铁=7.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3)
解析:
[1]小铁球的密度
小铁球的密度大于水的密度,在杯中沉底,故溢出水的体积为50cm3。
[2]溢出水的体积
溢出水的质量
放入小铁球后,杯、水、铁球总重为
溢水杯对桌面的压力
溢水杯对桌面的压强
16.物理知识无处不在:
滴管能吸水是利用了______;显微镜的调节旋钮上刻有一条条竖纹或横纹,其目的是增大______;生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式,较少用煮的方式,这是由于高原地区的大气压较_________,水的沸点较______的缘故。
大气压摩擦力低低
解析:
大气压摩擦力低低
[1]用滴管吸水时,要先把滴管橡胶囊内的空气挤出,橡胶囊在弹性作用下,要回复原状,橡胶囊内剩余气体的质量一定体积增大,气压减小,则药液在外界大气压的作用下,被压进滴管里,即滴管能吸水是利用了大气压。
[2]显微镜的调节旋钮上刻有一条条竖纹或横纹,是采用在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的。
[3][4]大气压值与海拔高度有关,高度越高大气压越低。
液体的沸点与液面上方的气压有关,气压越低沸点越低。
生活在西部高原的人们烹饪食物往往是采用炒、烤等方式,较少用煮的方式,这是由于高原地区的大气压较低,水的沸点较低的缘故。
17.热带受太阳光照射,气温升高导致空气密度下降,气体上升。
当大面积出现这种现象时,就形成了中心低气压区域,中心区域空气上升,四周空气流向中心,便形成破坏力强大的合风。
每年夏秋季台风来临时,天气预报中常会出现相关的气象云图(如图所示),同时播报台风中心气压和平均风速等信息。
某校气象兴趣小组同学查阅了前几年几个台风的相关资料,经过整理后列出了如表格。
观察分析并结合我们学过的知识回答以下问题:
台风名称
年份
台风中心气压(百帕)
平均风速(米/秒)
海葵
2012
960
40
菲特
2013
945
45
凤凰
2014
990
25
灿鸿
2015
920
58
(1)由表中数据可知,台风的中心气压都_____标准大气压的值(选填“大于”或“小于”或“等于”),于是产生一个向_____(选填“内”、“外”)的气压差,使得四周空气流向台风中心;
(2)根据以上信息,关于台风的中心气压与台风平均风速关系,可得到的初步结论是:
_____;
(3)通过查阅资料了解到,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会_____;(选填“升高”或“降低”)
(4)台风实质是高速运动的气流,具有巨大的_____,破坏力惊人,对经过的建筑物等物体_____,使这些物体发生形变或者移位。
小于内台风平均风速越大台风中心气压越小升高动能产生力的作用
解析:
小于内台风平均风速越大,台风中心气压越小升高动能产生力的作用
(1)[1][2]一标准大气压约105帕,由表中数据可知,台风的中心气压都小于标准大气压的值,外部气压大,内部气压小,产生了一个向内的压强差。
(2)[3]因为空气是流体,台风形成时,台风中心与外围空气的流速不同,流速越快的位置压强越小,因此,由表中信息可以看出,台风平均风速越大,台风中心气压越小。
(3)[4][5]结合流体压强与流速的关系可以得出,当台风登陆后,台风的强度会有所减弱,由此可以推测其中心气压会升高。
(4)[6]台风实质是高速运动的气流,具有一定的速度和质量,所以具有巨大的动能;台风对经过的建筑物等物体能产生力的作用,使这些物体发生形变或者移位。
18.潜水员穿着的抗压服能承受的最大压强为8×105Pa,则穿着此抗压服的潜水员能在海水中下潜的最大深度为______m。
(海水的密度取1.0×103kg/m3)80
解析:
80
潜水员穿着的抗压服能承受的最大压强为8×105Pa,则根据公式
,当其受到最大压强时的深度为
19.小梦、小明两家分别住在同一栋楼同一单元的3楼和5楼。
两家在楼顶的同一高度都安装有品牌、规格相同的太阳能热水器,室内装有同种淋浴头。
当他们将阀门打开到最大位置时,淋浴头喷水情况如图甲、乙。
则图_______是小明家的淋浴头喷水情况猜想依据是____________________________
甲同种液体中深度越深压强越大
解析:
甲同种液体中,深度越深,压强越大
[1][2]图甲是小明家的沐浴喷水情况,因为两家的太阳能热水器安装在同一高度,则所在的楼层越低,水的深度越深,则水面对沐浴头的压强就越大,则喷水距离越远。
20.用钝的刀无法把土豆切开,但把刀口磨薄了,相同的力就能把土豆切开,为什么呢?
说出这种做法的依据:
______根据当F相同时刀口越薄即S越小p就越大故就越容易把土豆切开
解析:
根据
当F相同时,刀口越薄,即S越小,p就越大,故就越容易把土豆切开
刀钝说明施加相同力时,力的作用效果减弱,力的作用效果即压强,所以根据
,当F相同时,刀口越薄,即S越小,p就越大,作用效果越明显,越省力,故就越容易把土豆切开。
三、解答题
21.“一切民族英雄都是中华民族的脊梁。
”清明节人们到英雄山扫墓,铭记历史、缅怀英烈。
如图所示,位于英雄山山端的革命烈土纪念塔,通高约
,由塔身和水平基座两部分组成,塔身底面面积为
,采用乳白色花岗岩砌成高耸入云,塔身质量约为
。
取g=10N/kg。
通过计算回答:
(1)纪念塔塔身对水平基座的压力是多大?
(2)纪念塔塔身对水平基座的压强是多少?
解析:
(1)
;
(2)
(1)已知塔身的质量为
,塔身放到水平基座上,所以对水平基座的压力
(2)纪念塔塔身对水平基座的压强是
22.李明的质量为60kg,其百米赛跑的成绩为15s,他双脚站立在水平地面时,受力面积为300cm2(g取10N/kg)。
求:
(1)他受到的重力;
(2)百米赛跑的平均速度;
(3)双脚站立时对地面的压强。
解析:
(1)600N;
(2)6.67m/s;(3)2×104Pa
(1)他受到的重力
(2)百米赛跑的平均速度
(3)双脚站立时对地面的压强
答:
(1)他受到的重力是600N;
(2)百米赛跑的平均速度是6.67m/s;
(3)双脚站立时对地面的压强是2×104Pa。
23.据近期新闻报道,南京街头出现了一款智能下水管道机器人,若机器人的质量为15kg,车轮和水平管道地面的总接触面积是40cm2,则它对水平管道地面的压强是多少帕?
解析:
75×104Pa
水平放置时,机器人对地面的压力为
对水平管道地面的压强为
答:
对水平管道地面的压强是3.75×104Pa。
24.港珠澳大桥是迄今世界最长的跨海大桥。
2017年5月2日,由中国自主建造的、世界上最大的起重船“振华30”,吊起重6000t的“最终接头”(如图所示),并沉入30m深的海中,“最终接头”像“楔子”一样将海底隧道连为一体,这意味着港珠澳大桥主体工程即将全线贯通。
若“最终接头”完全浸入水后,起重船吊钩对其拉力为2.0×107N.(取ρ海水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)“最终接头”下沉到位后,下表面所受海水的压强;
(2)“最终接头”完全浸入海中后,受到的浮力;
(3)“最终接头”的体积。
解析:
(1)3×105Pa;
(2)4×107N;(3)4×103m3。
【解析】
(1).“最终接头”下沉到位后,下表面的海水中的深度是:
h=30m,
则下表面所受海水的压强是:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa;
(2).“最终接头”重力是:
G=mg=6×106kg×10N/kg=6×107N;
“最终接头”受到的浮力是:
F浮=G﹣F=6×107N﹣2.0×107N=4×107N;
(3).由F浮=ρgV排知道,“最终接头”的体积是:
=4×103m3。
答:
(1).“最终接头”下沉到位后,下表面所受海水的压强为3×105Pa;
(2).“最终接头”完全浸入海中后,受到的浮力为4×107N;
(3).“最终接头”的体积为4×103m3。