第9章:压强
一、单选题
1.(2022春·湖北荆州·八年级统考期末)如图所示,标有1、2、3号码的三个物体,质量和体积都相同,均放在水平地面上,则它们对地面产生的压强( )
A.1号最大 B.2号最大
C.3号最大 D.一样大
2.(2022春·湖北孝感·八年级统考期末)图中所列动物的特征中,能够减小压强的是( )
A.骆驼的宽脚掌
B.鲨有锋利的牙齿
C.啄木鸟的尖喙
D.蚊子的尖尖口器
3.(2022春·湖北宜昌·八年级统考期末)用如图所示的装置探究液体内部压强的特点,下列做法能使U形管两边液面高度差变大的是( )
A.将金属盒在水中的位置上移
B.将金属盒在原位置转动180°
C.保持金属盒的位置不动,从杯中取出适量水
D.保持金属盒的位置不动,向杯中加入适量水
4.(2022春·湖北十堰·八年级统考期末)如图所示,两管内盛有质量相同的不同液体,这两个试管底部所受到液体的压强相比较( )
A.甲大 B.乙大
C.一样大 D.因乙管倾斜,无法比较
5.(2022春·湖北恩施·八年级统考期末)如图所示,质量和底面积都相同的两个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙两种不同的液体。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.两容器对桌面的压强大小相等
C.两容器底部所受液体的压强大小相等
D.两容器底部所受液体的压力大小相等
6.(2022春·湖北襄阳·八年级统考期末)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接.若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为
A.3:7 B.2:3 C.5:7 D.1:1
7.(2022春·湖北恩施·八年级统考期末)小明利用如图所示的水银气压计,测量当地大气压强的大小,他将结果汇报给物理老师,老师告诉他测量结果偏小。小明测量结果偏小的原因可能是下面哪一条( )
A.玻璃管没有竖直放置 B.玻璃管顶部混入少量空气
C.水银槽内水银的液面太高 D.玻璃管太粗,管内的水银太重
8.(2022春·湖北宜昌·八年级统考期末)如图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( )
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
9.(2022春·湖北宜昌·八年级统考期末)下列事例中,利用大气压作用的是( )
A.用吸管吸饮料 B.医生用针筒把药水推入病人肌肉中
C.水往低处流 D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服
10.(2022春·湖北襄阳·八年级统考期末)下列生活实例与所运用的物理知识的说法错误的是( )
A.坐沙发比坐木凳舒服,利用了减小压力来减小压强的道理
B.用吸盘挂钩挂衣服,利用了大气压强的作用
C.水坝的下部比上部建造得宽,是由于水对坝的压强随深度的增加而增大
D.制造形状上下不对称的机翼,利用了流体压强与流速的关系
二、填空题
11.(2022春·湖北十堰·八年级统考期末)如图所示,一个底面积为100cm2的物体A,重50N,在水平推力F的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置.在此过程中,A对桌面的压力将_______,A对桌面的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。当在乙图所示位置时,A对桌面的压强为______Pa。
12.(2022春·湖北孝感·八年级统考期末)如图所示,长木板底面积的与水平桌面接触,在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压力______,木板对桌面的压强______,木板所受摩擦力的大小______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.(2022春·湖北恩施·八年级统考期末)为了使某高层建筑内距地面高度80m的水龙头有水,安装在地面上向此高层建筑供水的高压水泵产生的压强至少为______Pa。
14.(2022春·湖北荆州·八年级统考期末)如图所示,将一个圆台形状的容器装满水后并密封,分别以甲、乙两种方式放在水平桌面上。桌面所受的压力F甲________F乙,桌面所受的压强P甲________P乙;容器底所受的压强P'甲________P'乙,容器底所受的压力F'甲________F'乙(均选填“>”“<”“=”)。
15.(2022春·湖北咸宁·八年级统考期末)为降低感染新冠病毒的机率,人们都积极主动接种新冠疫苗加强针。医护人员用注射器吸取疫苗药液时,是利用___________把药吸取上来的,第一个测出大气压值的科学家是___________,大气压会随海拔升高而___________(选填“增大”或“减小”)。
16.(2022春·湖北武汉·八年级统考期末)取一个椭圆形厚玻璃瓶子装入适量带色的水,再取一根两端开口、有刻度的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中,密闭瓶口。从管子上端吹入少量气体,水将沿玻璃管上升到瓶口以上,如图甲所示,这是由于瓶内气体压强___________(填“大于”“等于”或“小于”)大气压强;拿着这个瓶子从楼底到楼顶(不用手直接拿瓶子),玻璃管内水柱高度将___________(填“升高”“不变”或“降低”),下表是记录的数据,根据数据可以得出:随着高度的升高,大气压逐渐___________。
楼层 1 2 3 4 5
管内与瓶内水面的高度差/cm 5 5.3 5.7 6 6.3
17.(2022春·湖北襄阳·八年级统考期末)观察图甲中车的外形,若车在水平路面上急速行驶,由于车上下表面空气流动速度不同,车对地面的压力会________(变大/不变/变小),从而使车与地面之间的摩擦力________(变大/不变/变小),车容易失控。为了减小上述意外情况的发生,有些跑车为了提高“抓地力”在车尾安装了一种“气流偏导器”,其外形应选用图乙中的________(选填A或B)。
三、作图题
18.(2022春·湖北十堰·八年级统考期末)在图中画出挂在竖直墙上小球所受的重力G、绳子对小球的拉力F和小球对墙壁的压力F压的示意图。
19.(2022春·湖北黄冈·八年级统考期末)如图,一架飞机正在空中水平匀速直线飞行。请在图中画出飞机在竖直方向上的受力示意图(力的作用点画在O点)。
四、实验题
20.(2022春·湖北十堰·八年级统考期末)如图甲、乙、丙所示,小明利用小桌、海绵、砝码等探究影响压力作用效果的因素。
(1)本实验是通过观察___________来比较压力作用效果的;
(2)通过比较图甲、乙,说明___________,压力的作用效果越明显;
(3)通过比较图___________(填序号),说明压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强和图丁中木板受到的压强的大小关系为___________(选填“>”“<”或“=”)。
21.(2022春·湖北武汉·八年级统考期末)在探究影响压力作用效果的因素时,某同学利用小果、海绵和砝码等器材,进行了如图所示的实验。
(1)实验时观察海绵被压下的深浅,显示了______压力的作用效果(填“砝码对小桌”、“小桌对海绵”或“砝码对小桌”);
(2)比较乙、丙两图可以初步得到的实验结论:压力大小相等时,______越小,压力作用效果越明显。下列事例中,直接应用该结论且目的是使压力作用效果更明显的有______ (填数字代号);
①交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载不得超过10t
②铁轨下面铺放枕木
③破窗锤的敲击端做成锥状
(3)在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫压强。若实验中使用的砝码和小桌的质量分别为500g和100g。砝码的底面积和小桌桌面的面积分别为20cm2和200cm2,则图丙中小桌对海绵的压强为______Pa。
22.(2022春·湖北宜昌·八年级统考期末)如图是探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验:
(1)使用前发现U形管压强计两侧的水面如图甲所示。要使U形管两侧的水面相平,最简单的调节方法是______;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.取下软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)U形管压强计是通过两侧水面的______来反映被测压强大小;
(3)比较乙、丙两图可得:液体的压强与______有关;
(4)比较______两图可得:液体的压强与液体的密度有关;
(5)丁图中压强计橡皮软管内的气压______(选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压。
五、计算题
23.(2022春·湖北襄阳·八年级统考期末)消防员趴在淤泥地上,受困者伏在其背部用力即可从淤泥里成功脱离,这与压强的知识有关,如图模拟受困者双脚站立时的场景,他对水平地面的压强为15000Pa;如图模拟消防员趴在淤泥地上的场景,当受困者完全伏在消防员背上后,消防员与水平地面的接触面积为 ,受困者与消防员的质量分别为60kg和50kg,g取。
(1)求受困者所受的重力;
(2)求如图中受困者双脚与地面的接触面积;
(3)当受困者完全伏在如图中消防员背上后,求消防员对地面的压强。
24.(2022春·湖北十堰·八年级统考期末)在2022年北京冬奥会上,速度滑冰运动员高亭字以34秒32打破奥运记录的成绩为我国夺得历史上第一块男子速滑冬奥金牌。若滑冰运动员用固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行40m用时10s。已知运动员和滑冰鞋的总质量为50kg,滑行过程中冰面的受力面积为2.5×10﹣4m2(g取10N/kg)求:
(1)运动员的滑行速度;
(2)冰面受到的压力;
(3)此时冰面受到的压强。
参考答案:
1.A
【详解】三个物体的质量相同,重力相同,对地面的压力相同,1号物体的受力面积最小,由可知1号对地面产生的压强最大。
故选A。
2.A
【详解】A.骆驼的宽脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A符合题意;
BCD.鲨有锋利的牙齿、啄木鸟的尖喙、蚊子的尖尖口器,都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故BCD不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】A.将金属盒在水中的位置上移时,深度减小,压强减小,U形管两边液面高度差变小;故A不符合题意;
B.同种液体中同一深度时,向各个方向的压强相等,所以将金属盒在原位置转动深度时,压强不变,U形管两边液面高度差不变;故B不符合题意;
C.保持金属盒的位置不动,从杯中取出适量水,则金属盒所在深度减小,压强减小,U形管两边液面高度差减小;故C不符合题意;
D.保持金属盒的位置不动,向杯中加入适量水,则金属盒所在深度增大,压强增大,U形管两边液面高度差增大;故D符合题意。
故选D。
4.A
【详解】两管内盛有质量相同的不同液体,甲管竖直,乙管倾斜,此时两管内的液面相平,则乙的体积大于甲的体积,根据可知,甲的密度大于乙的密度;根据p=ρ液gh,两液体的深度相同,甲的密度大于乙的密度,所以甲的压强大于乙的压强,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.B
【详解】A.由题意可知,两容器的底面积相等、两液体的质量相等且深度相同,由图可知甲中液体的体积较小,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A错误;
B.由题意可知,两容器的质量和底面积相等、且两液体的质量相等,因水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据
可知两容器对桌面的压力相等,由可知,两容器对桌面的压强相等,故B正确;
C.甲液体的密度大于乙液体的密度,且两液体的深度相同,由可知,甲容器底部所受液体的压强较大,故C错误;
D.甲容器底部所受液体的压强较大,且两容器的底面积相等,由可知,甲容器底部所受液体的压力较大,故D错误。
故选B。
6.C
【分析】打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降,B液面上升,根据图中的条件求出两液面的高度,进而根据公式p=ρgh求出压强之比.
【详解】由图知,若将阀门K打开后,AB构成连通器,水从容器A向容器B流动,在水不流动时,两容器中液面高度是相同的;
已知A、B为完全相同的两个容器,且原来两水面的高度差△h=7cm+2cm﹣5cm=4cm,
所以打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2cm,变为hA=5cm,B液面上升2cm,变为hB=7cm,
最后A、B两容器底部受到水的压强之比为:====.
故选C.
7.B
【详解】A.玻璃管内水银静止时,即处于平衡状态。由二力平衡条件知,设玻璃管内水银的横截面积为,由二力平衡条件知
即
所以大气压不变,测量时稍微倾斜,只会改变玻璃管内水银的长度,不会改变玻璃管内水银的竖直高度,故A不符合题意;
B.玻璃管顶部混入少量空气则有
大气压不变,增加管内气体压强,管内水银竖直高度减小,故B符合题意;
C.由 知,测量竖直高度与水银槽内水银的液面高低无关,故C不符合题意;
D.由 知,测量竖直高度与玻璃管太粗,管内的水银太重无关,故D不符合题意。
故选B。
8.D
【详解】对瓶子与水面接触处作分析,瓶内压强及瓶内
液体压强产生向下压力,外界大气压对水面产
生压力,从而作用于接触面向上,使其达到平
衡状态,则可得外界大气压强等于瓶内空气的
压强与水的压强之和.
A.不符合题意;
B.不符合题意;
C.不符合题意;
D.符合题意;
【点睛】与自制压强计相区分,瓶内气压与大气压大小
关系.
9.A
【详解】A.用吸管吸饮料时,口腔内气压小于饮料瓶中的气压,在大气压的作用下,把饮料压入口内,这是有大气压的缘故,故A符合题意;
B.注射时,医生用力将针筒内的药水推入病人肌肉中,不是大气压的作用,故B不符合题意;
C.水往低处流是水受到重力作用的结果,与大气压无关,故C不符合题意;
D.深水潜水员要穿特制的抗压潜水服,是为了承受更大的水压,不是大气压的作用,故D不符合题意。
故选A。
10.A
【详解】A.坐沙发比坐木凳舒服,利用了压力一定,增大受力面积减小压强的道理,故A错误符合题意;
B.在大气压的作用下,吸盘挂钩吸附在墙壁上,可以用吸盘挂钩挂衣服,故B正确不符合题意;
C.由于水对大坝的压强随深度的增加而增大,所以水坝的下部比上部建造得宽,C正确不符合题意;
D.制造形状上下不对称的机翼,使机翼上下形成压强差产生向上的升力,是利用了流体压强与流速的关系,D正确不符合题意。
故选A。
11. 不变 变小 5000##5×103
【详解】[1]A物体对桌面的压力
F压=G
从甲图位置匀速运动到乙图位置,物体对桌面的压力不变。
[2]受力面积S变大,由
可知,A物体对桌面的压强变小。
[3]乙图中A物体对桌面的压力
F压=G=50N
乙图中物体A对桌面的压强
12. 不变 变小 不变
【详解】[1]在水平外力作用下推动木板缓慢向左运动,直至木板全部移到桌面,在这个过程中,木板对桌面的压力始终和自身的重力相等,而木板的重力不变,所以木板对桌面的压力不变。
[2]由于受力面积变大,压力不变,由可知,木板对桌面的压强变小。
[3]因滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关,而在这个过程中,木板对桌子的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木板所受摩擦力的大小不变。
13.7.84×105
【详解】由液体压强的公式p=ρgh可知,高压水泵产生的压强至少为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×80m=7.84×105Pa
14. = > = <
【详解】[1]桌面所受的压力大小等于容器和水的总重力大小,圆台形状的容器装满水后,倒放和正放容器和水的总重力不变,故。
[2]以甲方式放在水平桌面上的受力面积比乙方式小,根据可知,桌面所受的压强 。
[3]以甲、乙两种方式放在水平桌面上,容器底水的深度相同,根据 可知容器底所受的压强
[4]以甲方式放在水平桌面上的受力面积比乙方式小,根据的变形式F=pS可知容器底所受的压力 。
15. 大气压 托里拆利 减小
【详解】[1]用注射器吸取药液时,用手向外拉动活塞,使针管内的压强变小,外面的药液在大气压的作用下,通过针头进入针管里。
[2]意大利科学家托里拆利用实验的方法第一个测出大气压的值,把此实验命名为托里拆利实验。
[3]因为重力作用,气体也会下沉,相应的离地面越近,气体密度越大,相应的海拔越高气体越稀薄,而大气压强主要是与空气的稀薄程度有关,所以大气压会随海拔升高而减小。
16. 大于 升高 减小
【详解】[1]根据图示可知,玻璃管中的液面高于瓶内液面,故瓶内气体压强大于大气压强。
[2]因为大气压随高度的增加而减小,所以拿着这个瓶子从楼底到楼顶时,大气压强减小,玻璃管内水柱高度将升高。
[3]从图表可看出,随楼层的增加,管内与瓶内水面的高度差变大,说明大气压强减小,因此可得:随着高度的升高,大气压逐渐减小。
17. 变小 变小 B
【详解】[1][2]观察图甲,车上表面的曲线长度大于车下表面的长度,那么上表面的空气流速较大,则车上表面的空气压强较小;下表面的空气流速较小,则车下表面的空气压强较大;空气会对车有一个向上的压强差,形成一个向上的升力,那么这时车对地面的压力会变小;摩擦力与接触面的粗糙程度、压力有关,粗糙程度不变,车对地面的压力变小,则摩擦力变小。
[3]有些跑车为了提高“抓地力”,增大摩擦力,由于接触面的粗糙程度不变,可以增大压力,那么可以选择B,B下方长度较上方的大,空气在下方流速较大,压强较小,那么空气对B有一个向下的力,车尾对地面的压力增大,摩擦力也增大。
18.
【详解】重力从重心竖直向下画,标出符号G;拉力从作用点沿着绳画,标出符号F,压力从与墙壁的接触面的位置垂直于墙面画,如下图所示
19.
【详解】飞机在空中水平匀速直线运动。飞机在竖直方向上受重力G和升力F升的作用,从重心O竖直向上作力的作用线,并在末尾画上箭头,标好F升。从重心O竖直向下作力的作用线,并画上箭头,标上G。
20. 海绵的形变程度 受力面积一定时,压力越大 乙和丙 =
【详解】(1)[1]由图示知,小桌对海绵有压力作用,海绵会出现形变,所以实验中通过观察海绵的形变程度来比较压力的作用效果。
(2)[2]图甲、乙的探究中,小桌对海绵的压力不同,但受力面积相同,而乙图中小桌对海绵的压力更大,海绵的形变程度更明显,这说明受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[3]要比较受力面积与压力的作用效果的关系,需要保持压力一定,受力不积不同,所以应比较图乙、丙。
(4)[4]图丙和丁中,小桌对海绵的压力和受力面积都相同,则海绵和木板受到的压强相等,即
p=p'
但因为木板和海绵发生形变的难易不同,所以观察到两者形变程度不同。
21. 小桌对海绵 受力面积 ③ 300
【详解】(1)[1]根据转换法,实验中通过观察海绵被压下的深浅来显示了小桌对海绵压力的作用效果,海绵被压下越深,压力作用效果越明显。
(2)[2]比较乙、丙两图,压力相同,乙图中受力面积较小,海绵凹陷较明显,可得结论压力大小相等时,受力面积越小,压力作用效果越明显。
[3]①交通管理部门规定,货车每一车轴的平均承载不得超过10t,这是通过减小压力来控制压强的大小,不符合题意;
②铁轨下面铺放枕木,这是通过增大受力面积来控制压强大小,不符合题意;
③破窗锤的敲击端做成锥状,这是通过减小受力面积来增大压强,符合题意。
故选③。
(3)[4]丙图中,小桌对海绵的压力
F=G=mg=(0.5kg+0.1kg)×10N/kg=6N
受力面积等于小桌桌面的面积,即
S=200cm2=0.02m2
小桌对海绵的压强
22. B 高度差 液体深度 丙、丁 大于
【详解】(1)[1]由图甲可知,在使用压强计之前,U形管两侧液面就已经有高度差,说明两侧液面上方的气压不相等,只需要将软管取下,再重新安装即可,此时U形管两管上方的气体压强就是相等的,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
(2)[2]被测压强越大,U形管两侧水面的高度差越大,故U形管压强计是通过两侧水面的高度差来反映被测压强大小。
(3)[3]由乙、丙两图可知,探头浸入水中的深度越大,U形管两侧水面的高度差越大,故可得:液体的压强与液体的深度有关。
(4)[4]要探究液体的压强与液体的密度的关系,应控制液体的深度相同,故比较丙、丁两图可得:液体的压强与液体的密度有关。
(5)[5]丁图中压强计橡皮软管内的气压等于大气压与U形管两侧管中液面差所产生的压强和,故可知橡皮软管内的气压大于大气压。
23.(1)600N;(2);(3)
【详解】解:(1)受困者所受的重力
(2)受困者对地面的压力为
根据可知,受困者双脚与地面的接触面积为
(3)消防员对地面的压力
消防员对地面的压强
答:(1)受困者所受的重力是600N;
(2)受困者双脚与地面的接触面积是0.04m2;
(3)当受困者完全伏在如图中消防员背上后,消防员对地面的压强是2200Pa。
【点睛】重点是压强公式及其变形公式的应用,注意压力人的重,不可将人的质量直接代入公式计算,有些同学质量和重力容易混淆,要加强理解。
24.(1)4m/s;(2)500N;(3)2×106Pa
【详解】解:(1)运动员的滑行速度
(2)滑冰运动员用固定姿势在水平冰面上匀速直线滑行时,运动员受力平衡,在垂直方向,运动员的重力和冰面对运动员的支持力是一对平衡力,冰面对运动员的支持力和运动员对冰面的压力是一对相互作用力,所以冰面受到的压力为
(3)此时冰面受到的压强
答:(1)运动员的滑行速度为4m/s;
(2)冰面受到的压力为500N;
(3)此时冰面受到的压强为2×106Pa。