D.P3=P4
【答案】B
【解析】
试题分析:
由图示可知,气球的上端是开口的,与外界空气总是相通的,所以气球内的气压是不变的,故A错,B正确;气球体积变大是由于玻璃瓶内的压强变小造成的,故CD错;故应选B.
【考点定位】大气压强
9.如图所示,下列现象中属于增大压强的是
A.骆驼具有较宽的脚掌B.锋利的纂刻刀
C.铁轨下面的枕木D.载重汽车的轮子多而宽
【答案】B
【解析】
解答:
A.骆驼具有宽大的脚掌,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小压强.不符合题意.B.蚊子具有尖尖的口器,是为了在压力一定时,减小受力面积来增大压强.符合题意C.铁轨铺在枕木上,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小铁轨对路基的压强.不符合题意.D.载重汽车的轮子多而宽,是为了在压力一定时,增大受力面积来减小对地面的压强.不符合题意.
故选B.
点睛:
增大压强的方法:
在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强.减小压强的方法:
在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强.
10.关于托里拆利实验,下面说法中正确的是( )
A.玻璃管内径越大,管内和管外水银面高度差越小
B.往水银槽内多倒些水银,管内和管外水银面高度差增大
C.玻璃管倾斜,管内和管外水银面高度差不变
D.玻璃管内水银柱上方进入一些空气,管内和管外水银面高度差不变
【答案】C
【解析】
【分析】
在托里拆利实验中,水银柱的高度是由外界大气压的大小决定的,在玻璃管顶端真空的情况下,管内外水银柱的高度差一般不会改变.
【详解】A.玻璃管内径的大小不会影响水银柱的高度,故A错误;
B.往水银槽内多倒水银,也不会影响水银柱的最终高度,故B错误;
C.水银柱的高度是指竖直高度,倾斜会使长度增加,但高度不变,故C正确;
D.玻璃管内顶部进入空气,产生一定
压强,会使水银柱的高度减小,故D错误.
故选C.
11.如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则()
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
【答案】A
【解析】
【详解】A.正立时,水对容器底部的压力大于水的重力,倒立时,水对容器底部的压力小于水的重力,故A正确为答案.
B.由题,如图放置时的底面积为S大,倒置过来后底面积为S小,因为水的体积一定,倒置过来后水的深度增大了,根据液体压强公式P=ρgh可知,水对容器底的压强变大,故B错误.
CD.容器放在水平面上,对桌面的压力等于容器和水的总重力,把它倒置过来,重力不变,对桌面的压力不变,受力面积变小,由
可知,容器对桌面的压强增大,故CD错误.
【点睛】本题的难点在于判断水对容器底的压力变化情况,不同形状的容器,水对容器底的压力和水的重力关系是不同的,要注意分析.
12.在甲、乙、丙三个相同的容器中,分别盛质量相同的同种液体,将三个质量相同,体积不同的小球,分别沉入三个容器的底部,当小球静止时,容器受到小球的压力的大小关系是F甲>F乙>F丙,则容器底部受到的液体压强最大的是()
A.甲B.乙C.丙D.一样大
【答案】C
【解析】
解答:
对于沉入杯底部的小球来说,其受到三个力的作用,即向上的是浮力和容器对小球的支持力,向下是小球的重力,故此时容器对小球的支持力;据物体间力的作用是相互的特点可知,容器对小球的支持力大小等于小球对容器底部的压力,知道,小球的质量相同,即重力相同,据可得,;所以,又据可知,小球沉底,排开液体的体积等于自身的体积,故;即丙排开液体的体积最大,液面最高,故据可知,丙容器底部所受的液体压强最大.
故选C.
点睛:
先对容器内小球进行受力分析,而后据题目中的信息,结合阿基米德原理进行比较,得出液面关系,而后再据液体内部压强的计算公式计算即可.
13.【2016·郴州卷】如图所示,薄壁容器的底面积为s,在容器中装入某种液体,液体的重力为G,密度为ρ,深度为h.那么,容器底部受到液体的压强和压力分别为()
A.G/S和GB.ρgh和GC.G/S和ρghSD.ρgh和ρghS
【答案】D
【解析】
试题分析:
某种液体的深度为h,则容器底部的压强是p=ρgh,由p=F/S可得,容器底部受到液体的压力:
F=pS=ρghS,故选D.
考点:
液体的压强的计算
14.如图所示,水平地面上A、B两圆柱形容器中的液面相平,甲、乙、丙三处液体的压强分别为p甲、p乙和p丙(ρ水>ρ煤油),则p甲、p乙和p丙的大小关系为()
A.p甲=p乙>p丙B.p甲>p乙>p丙
C.p甲<p乙<p丙D.p甲=p乙<p丙
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,乙、丙两点,液体的密度相同,但深度不同,由于乙点所处的深度大于丙所处的深度,所以p乙>p丙;甲、乙两点所处的深度相同,A中的液体为水,B中的液体为煤油,由于ρ水>ρ煤油,所以甲点的压强大于乙点的压强,即p甲>p乙.所以甲、乙、丙三处液体的压强p甲、p乙和p丙的大小关系为关系为:
p甲>p乙>p丙,故ACD错误,B正确;
15.如图所示,两端开口的U型玻璃管竖直放置,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,左、右管中水面的高度分别为h和2h,现将阀门K打开,液面稳定时,左管水面上升的距离是
A.1/2hB.1/3hC.2/3hD.h
【答案】C
【解析】
试题分析:
当打开开关K时,左右容器构成一个连通器;由于连通器内液体静止时,液面相平,因此右边液体将下降,左面液体将升高,左右容器对容器底部产生的压强相等,并且右边减少水的体积等于左边增加水的体积;设右边液体下降高度为x,左边上升x',即S右x=S左x',且h+x'=2h-x,解得x'=2h/3,故选C.
考点:
连通器原理
二.填空题
16.小龙同学利用一个厚玻璃瓶、带孔的橡皮塞、细玻璃管和带颜色的水制成一个简易的气压计,如图所示,他将玻璃瓶从一楼的实验室拿到五楼的教室,观察到细玻璃管中水面_____(选填“上升”或“下降”),这一现象说明了大气压随高度增加而_____.
【答案】
(1).上升
(2).减小
【解析】
【分析】
把气压计从楼下带到楼上时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此,可从瓶内外的气压差来分析.
【详解】把气压计从楼下带到山上,瓶内空气的压强不变,而外界大气压随高度的增加而减小,此时在瓶内气压的作用下,会有一部分水被压入玻璃管,因此管内水柱的高度会增大.
【点睛】把气压计从楼下带到楼上时,发生变化的是海拔高度,而大气压随海拔的升高而减小,因此可从瓶内外的气压差来分析.
17.停在水平地面的汽车质量为2400kg,汽车所受重力为_________N,轮胎与地面接触面积共为0.12m2,汽车对地面压强为_____________Pa.(g=10N/kg)
【答案】
(1).2.4×104
(2).2×105
【解析】
【详解】汽车质量为2400kg,汽车所受重力为:
;
汽车对地面的压强:
.
18.我国自主研发并试飞成功的C919大型商用客机,最大飞行高度达12131米,这个高度处的大气压约2.0×104Pa,它表示的意思是;客机巡航速度可达950km/h,昆明至上海的航空距离约为2000km,若C919客机以此速度从昆明飞至上海需h(计算结果精确到0.1)
【答案】1m2物体表面受到的大气压力约为2.0×104N;2.1
【解析】
试题分析:
大气压约2.0×104Pa表示1m2物体表面受到
大气压力约为2.0×104N;由v=
得t=
=
=2.1h.
【考点定位】大气压强的存在;速度公式及其应用
19.如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重15N,B重5N.若物体B对A的压强与此时物体A对桌面的压强相等.则物体B对A的压力与物体A对桌面的压力之比是_____,物体B与A的密度之比是_____.
【答案】
(1).1:
4
(2).8:
3
【解析】
(1)∵物体A重15N,B重5N, ∴物体B对A的压力为5N,物体A对桌面的压力为FA=5N
15N=20N,∴物体B对A的压力与物体A对桌面的压力之比是,
;
(2)∵物体A重15N,B重5N,物体B对A的压强:
pB=
,物体A对桌面的压强:
pA=
,由题意可知:
pB=pA,即:
,解得:
LA=2LB,压强:
p=
,pB=pA=
=
,整理可得:
+
,已知:
LA=2LB,整理解得:
=
.
20.边长为12cm的均匀正方体,重为72N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为________Pa;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则剩余部分b的高度为________cm.
【答案】
(1).5×103
(2).8
【解析】
试题分析:
边长12cm的均匀正方体,重为G=72N,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的受力面积S=0.0144m2,压强为
;如图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,且使a对桌面压强为剩余部分b对桌面压强的1.5倍,则
,剩余部分b的高度为4.8cm.
【考点定位】压强的相关计算.
21.如图,一张重90N的笔记本电脑桌放在水平地面上,桌面上不放任何物品时,工字型底座左侧两个滚轮对地面的压力共50N,则右侧两个滚轮对地面的压力共_____N.若底座的长度为63cm,则桌子重心到底座左侧的水平距离为_____cm.
【答案】
(1).40
(2).28
【解析】
解答:
(1)因笔记本电脑桌放在水平地面上,所以,地面受到的总压力等于电脑桌的重力,即N左+N右=G,则右侧两个滚轮对地面的压力:
N右=G−N左=90N−50N=40N;
(2)把该电脑桌看做杠杆,由题意可知,以底座左侧为支点,该杠杆受重力G、右侧的支持力F右,各力臂如图所示:
根据杠杆的平衡条件可得:
GL1=F右L2,所以,桌子重心到底座左侧的水平距离:
L1=
=0.28m=28cm.
22.堤坝的形状为上窄下宽,是因为_____.2017年1月,美国奥罗维尔水坝漏水,工程师把堵漏板放置上漏水口堵漏,如图所示,堵漏板由钢板、橡胶板叠合而成、堵漏板紧贴坝体的是_____(钢板/橡胶板).
【答案】
(1).水越深,压强越大
(2).橡胶板
【解析】
【分析】
液体内部压强的特点:
液体压强随着深度的增加而增大;
橡胶板有可塑性,压强越大,堵得越紧.
【详解】由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深、压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,把拦河坝设计成下宽上窄的形状;橡胶板有可塑性,液体深度越大,压强越大,堵得越紧.
【点睛】液体内部压强的特点:
液体压强随着深度的增加而增大;橡胶板有可塑性,压强越大,堵得越紧.
三.作图题
23.如图所示,水平桌面上静置两个完全相同的玻璃容器,将两容器壁一侧开孔并用粗玻璃管连接,注水管紧贴左侧容器器壁并向内缓慢、均匀地注水,直至水注满两个容器,请你在答题卡上画出从水开始注入到注满过程中,左侧容器底部受到水的压强P随时间t变化的大致关系图象.
【答案】
【解析】
试题分析:
由题意可知,当向左侧容器内注水时,在水位未到达侧壁开孔处前,随着水的注入,水的深度逐渐变大,水对容器底的压强逐渐变大;当水位到达侧壁开孔处时,注入的水开始流入右侧容器,不断注入,但左侧水对容器底的压强不变;当右侧容器内水位与左侧容器内水位相平时,左侧和右侧的水位同时上升,水对容器底的压强逐渐变大;但由于是向两个容器内注水,水位上升比先前只向左侧注水时水位上升的慢,故压强变化的慢,左侧容器底部受到水的压强P随时间t变化图象平缓一些;故图像如下图所示:
【考点定位】液体压强规律
四.实验探究题
24.某兴趣小组用如图所示装置进行探究“影响液体内部压强的因素”实验.
已知:
①a、b两点压强等于外界大气压(大气压保持不变);②a点压强等于a点上方液柱压强与左管内气压P1之和;③b点压强等于b点上方液柱压强与右管内气压P2之和;④液体1和液体2密度不同.该小组同学先关闭K2打开K和K1,用抽气机抽气,进行多次实验.再关闭K1打开K和K2,重复上述操作,具体数据记录如表:
(1)以下研究过程所用到的方法与本实验中所用的方法明显不同的是______
A.研究磁极间的相互作用规律
B.研究压力的作用效果与受力面积大小的关系
C.研究滑动摩擦力大小与接触面积粗糙程度的关系
D.研究物体重力势能大小与物体被举高高度的关系
(2)通过比较第一次和第四次所测得的数据,可以研究______.
(3)通过比较第四、第五、第六三次测得的数据,可以得出的结论是_______.
(4)探究液体压强与密度关系时,为了使结论更具普遍性,该小组同学还应如何继续实验(请写出实验思路,不需写具体步骤)______.
【答案】
(1).A
(2).液体内部压强与液体密度的关系(3).液体密度相同时,液体内部压强随液柱的升高而增大(4).换不同密度的液体重复实验
【解析】
试题分析:
(1)由题探究“影响液体内部压强的因素”实验,采用的是控制变量法,选项BCD均采用了控制变量法,故A符合题意为答案.
(2)通过比较第一次和第四次所测得的数据,实验中液柱高度相同,管内气体压强不同,说明由于液体密度不同,液柱产生的压强不同,可以探究液体内部压强与液体密度的关系.
(3)通过比较第四、第五、第六三次测得的数据,可以得出的结论是液体密度相同时,液体内部压强随液柱的升高而增大.
(4)探究液体压强与密度关系时,为了使结论更具普遍性,可换不同密度的液体重复实验.
考点:
液体内部压强的规律
25.利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素,如图1至图3所示.
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生_____(选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的,我们_____(选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验.
(2)通过比较图1和图2,说明受力面积一定时,压力_____(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显,通过比较图_____(填序号)和图3,说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
(3)实验中主要采用的研究方法是_____(选填“控制变量法”或“理想实验法”).
【答案】
(1).形变
(2).可以(3).越大(4).2(5).控制变量法
【解析】
【分析】
(1)力可以使物体发生形变,相同受力面的形变程度越大,压力作用效果越明显,可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果,用到的是转换法;
(2)应用控制变量法分析图示实验,根据实验所控制的变量与实验现象得出实验结论;
(3)“控制变量法”:
在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系.
【详解】
(1)实验中,海绵的凹陷程度越大,压力作用效果越明显,即压力的作用效果是通过比较海绵的凹陷程度来反映的;我们一般选择海绵、泡沫塑料、沙子等较易形变的材料,如果用沙子代替海绵做此实验,则仍然可以完成本次实验;
(2)由图1和图2可知,受力面积相同,而压力不同,压力越大,海绵的凹陷程度越大,压力的作用效果越明显,故可得到的结论是:
受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;由图2和图3可知,压力相同而受力面积不同,受力面积越小,海绵凹陷程度越大,力的作用效果越明显,由此可知:
压力相同,受力面积越小,压力的作用效果越明显;(3)1、2两图比较,受力面积相同,压力不同;2、3两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法.
【点睛】
(1)力可以使物体发生形变,相同受力面的形变程度越大,压力作用效果越明显,可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果,用到的是转换法;
(2)应用控制变量法分析图示实验,根据实验所控制的变量与实验现象得出实验结论;(3)“控制变量法”:
在研究物理问题时,某一物理量往往受几个不同物理量的影响,为了确定各个不同物理量之间的关系,就需要控制某些量,使其固定不变,改变某一个量,看所研究的物理量与该物理量之间的关系.
26.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”.
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面_____来反映被测压强大小的.
(2)若
使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过_____(填写正确选项前字母)方法可以进行调节.
A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水;
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:
在同一深度,液体内部向各个方向的压强_____.
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将_____.(选填“变大”.“变小”或“不变”).
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为_____Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/Kg)
【答案】
(1).高度差
(2).B(3).相等(4).变大(5).500
【解析】
【分析】
(1)压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的,用了转换法;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;(3)在相同液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度