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压强

2017-03-28赵建设

试题与研究·中考物理 2016年4期
关键词:大气压圆柱体容器

赵建设

一、考情分析

压强近几年中考考查的知识点有:压力的大小、影响压力作用效果的因素、压强的计算、增大或减小压强的方法、液体压强产生的原因、液体压强的特点、液体压强的计算、连通器的应用、大气压强产生的原因、托里拆利实验、大气压强与高度的关系、流体压强与流速的关系、飞机的升力等。主要题型有选擇题、填空题、实验探究和计算题。其中,选择题、填空题主要考查对压力和压强概念的理解、压力与压强的变化、液体压强的特点、增大或减小压强的实例及应用、连通器的应用、大气压的存在及利用、托里拆利实验的注意事项、大气压强与海拔高度的关系、用流体压强与流速的关系解释现象、固体和液体压强的计算;实验探究题主要考查压力的作用效果跟有什么因素有关和探究液体压强与哪些因素有关,其中要注意控制变量法和转化法在这两个实验中的应用;计算题主要考查固体压强和液体压强的计算。

本章内容与实际生产、生活关系非常密切,因此试题注重与日常生活、生产的紧密联系。注重对实验知识的考查,综合、运用能力的考查是今年中考的特点,一是创新探究液体压强与哪些因素有关的实验方法和实验器材;二是固体压强的计算与交通工具、趣味运动或竞技项目紧密结合,如校车、电动轿车、骑泥马、环保自行车等。

二、考点演练

【基础强化】

1.(2016·青岛)历史上最早测出大气压强值的科学家是()

A.托里拆利B.阿基米德

C.牛顿D.焦耳

2.(2016·丽水)缙云烧饼名扬海外,图1所示是烧饼制作从揉团到压扁过程,则面团变成面饼后对桌面的()

图1A.压力变小B.压力变大

C.压强变小D.压强变大

3.(2016·青岛)下列实例中,属于增大压强的是()

A.坦克装有履带

B.铁路的钢轨铺在枕木上

C.用较大的力劈开木柴

D.取出一些书的书包背起来更舒服

4.(2016·咸宁)第31届里约奧运会将于2016年8月5日至21日首次在南美洲举行,里约奥运会的吉祥物代表了巴西人的快乐和处事的方式。图2中吉祥物对地面压强最大的是()

图25.(2016·湘潭)下列事例能说明大气压存在的是()

A.轮船漂浮在水面上

B.坦克装有宽大的履带

C.拦河坝修成“上窄下宽”

D.马德堡半球实验

图36.(2016·泉州)高速列车运行速度可达380km/h。为避免候车乘客被“吸”向列车的事故发生,站台上设有安全线,如图3所示,这是因为列车进站时车体附近()

A.气体流速大,压强小

B.气体流速大,压强大

C.气体流速小,压强小

D.气体流速小,压强大

7.(2016·遵义)水翼船下部的水翼做成上表面凸起,下表面平直的形状,当水翼船在水中高速行驶时,随船便获得升力,这是因为()

A.水翼上方水流速度大,压强小

B.水翼上方水流速度大,压强大

C.水翼下方水流速度大,压强小

D.水翼下方水流速度大,压强大

8.(2016·泰安)同一个小球,先后放入四个盛有不同液体的容器中,静止时的位置如图4所示。四个容器中的液面到容器底面的距离相等,则容器底面受到液体压强最大的是()

ABCD

图4图59.(2016·漳州)如图5所示,将一圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图象大致如图6中的()

图6图710.(2016·南宁)如图7所示,在雨中撑伞的行人,每当大风吹来,会有伞被向上“吸”的感觉,关于产生这一现象的主要原因,下列说法正确的是()

A.伞上的空气流大于下方

B.伞上方的空气流速小于下方

C.伞受到的空气浮力变大

D.伞受到的空气浮力变小

11.(2016·淮安)总质量为2×104kg的坦克静止在水平地面上,履带与地面的总接触面积为4m2,则坦克对地面的压力为N,压强为Pa。(g取10N/kg)

图812.(2016·江西)如图8所示,是在冰面上行走时,套在鞋上的冰爪,爪做得尖而细是通过受力面积来增大压强,从而摩擦,便于行走、防止摔跤。(填“增大”或“减小”)

13.(2016·天津)如图9所示,普通水壶壶嘴的高度不低于壶身的高度,其设计遵循了的原理;如图10所示,用吸管能将杯中的饮料吸入口中,是利用了的作用。

图9图10图1114.(2016·济宁)如图11所示,潜水员下潜到海水中不同深度,需要使用抗压能力不同的潜水服,说明;图中橡胶潜水服能承受的海水压强为Pa。

15 .(2016·青岛)运用知识解决问题:

图12如图12所示,轮船由下游经过船闸驶往上游。船进入闸室后,先关闭阀门B和阀门D,再打开阀门,当闸室中水位与上游水位时,打开阀门C,船驶入上游。

16.(2016·岳阳)探究“压力作用效果”的实验如图13甲、乙、丙所示。

图13(1)甲、乙、丙实验中,根据来比较压力的作用效果。

(2)通过甲、乙实验能够得到的结论是

(3)由实验乙、丙可知:“压力的作用效果与受力面积大小”的关系,请举出生活中应用此知识的一个实例:。

(4)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,比较图丙中海绵受到的压强p丙和图丁中木板受到的压强p丁的大小关系为p丙(填“>”“<”或“=”)p丁。

17.(2016·遂宁)小聪学习了固体压强后,爱动脑筋的他想探究液体内部是否有压强,液体内部压强究竟有哪些特点,小聪进行了大胆猜想:

猜想1:液体内部可能有压强

猜想2:液体内部的压强大小可能与方向有关

猜想3:液体内部的压强大小可能与液体深度有关

猜想4:液體内部的压强大小可能与液体的密度有关

图14为了验证以上猜想是否正确,小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材,设计并完成了实验探究。请你完成下列问题:

(1)实验前,要通过调试,使压强计U型管两边的液面,小聪在调试时发现,用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U型管两边液面几乎没有变化。如图14所示,说明该压强计(填“漏气”或“不漏气”)。

(2)为了验证猜想1,小聪把探头放入水中,再观察压强计U型管两边液面是否有来判断探头处是否受到水的压强。

(3)在验证其余猜想的过程中,小聪收集到如下表中的数据,根据表中的数据:

序号液体深度

h(mm)压强计橡皮膜方向液面高度差(mm)1234567水酒精20.040.060.060.0朝上18.5朝下18.5朝左18.5朝右18.5朝上36.8朝上54.6朝上43.5①比较序号1、2、3、4的数据,可得出的结论是

②为了验证猜想3,小聪完成的实验操作应该是表中序号为的实验。

③比较序号6、7两组数据,可得出液体的压强与液体有关。

(4)小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和法。

图1518.(2016·潍坊)电动汽车是正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保的特点,图15所示,是一辆停放在水平地面上的电动汽车,质量为1.6×103kg,每个轮胎和地面的接触面积为2×10-3m2,g取10N/kg,求:

(1)车对地面的压力;

(2)车对地面的压强。

图1619.(2016·上海)如图16所示,柱形容器A和均匀柱体B置于水平地面上,A中盛有体积为6×10-3m3的水,B受到的重力为250N,B的底面积为5×10-2m2。

(1)求A中水的质量;

(2)求B对水平地面的压强;

(3)现沿水平方向在圆柱体B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度与容器A中水的深度之比hB′∶h水为2∶3,且B剩余部分对水平地面的压强等于水对容器A底部的压强,求B的密度ρB。

【综合应用】

1.(2016·长沙)如图17中的小实验或生活现象能说明大气压存在的是()

A.纸片托住水B.橡皮膜外凸

C.U形管中液面相平D.手指夹住铅笔两端

图17

2.(2016·南宁)如图18所示,下列措施中,属于增大压强的是()

A.书包背带做的宽大B.铁轨铺设在枕木上

C.破窗锤一端设计成锥形D.载重车装有许多轮子

图18

图193.(2016·德阳)如图19所示重G的铁块静止在斜面上,则斜面对铁块的作用力大小为()

A.等于G

B.大于G

C.小于G

D.以上情况都有可能

4.(2016·烟台)图20中的实验中不能揭示流体压强与流速关系的实验是()

图20图215.(2016·自贡)一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与桌边相齐(如图21所示)。在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L/3,在板A移动过程中,下列说法正确的是()

A.A对桌面的压强不断变小

B.对桌面的压力不变

图22C.A对桌面的压强不变

D.A对桌面的压力不断变小

6.(2016·泉州)如图22所示,盛有水的容器中有A、B、C三点,它们受到水的压强分别为pA、pB、和pC,则()

A.pA=pB>pCB.pA>pB=pC

C.pA

7.(2016·衢州)在验证大气压存在的覆杯实验中,小柯认为:“实验中纸片不掉落完全是因为纸片被杯口的水粘住了,而与大气压无关”。图23中能帮助小柯改变这种想法的实验是()

图23A.如图甲,换用不同种类的纸片做覆杯实验,纸片都不掉落

B.如图乙,覆杯实验中将杯口朝向不同方向,纸片均不掉落

C.如图丙,将一张湿纸覆盖在空杯子的杯口,倒转杯子纸片不掉落

D.如图丁,在密闭钟罩内做覆杯实验,抽出钟罩内空气的过程中纸片掉落

8.(2016·自贡)我们经常看到这样的现象:在无风的天气,汽车在马路上快速驶过以后,马路两边的树叶会随风飘动,如图24所示,汽车向左行驶,马路两边的树叶会沿着A、B、C哪一个方向飘动()

图24A.向A方向飘动B.向B方向飘动

C.向C方向飘动D.条件不足,无法判断

图259.(2016·南充)如图25所示,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是()

A.ρ甲=ρ乙,F甲

B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙

C.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙

D.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙

10.(2016·福建)物理老师在实验室做“流体压强与流速关系”的演示实验:图26甲所示的是由粗细不同的三节塑料管A、B、C连接而成的装置,三节管中分别接有三个相同传感器的探头,传感器与电脑相连。老师将抽气机与C管右端相连后开始抽气,电脑绘制出的三节管中的气体压强随时间变化的pt图象如图26乙所示。则下列描述正确的是()

图26A.抽气过程中,三节管中的气体流速相同

B.实验室的大气压为101.0kPa

C.0~4s,C管中的气体压强变化最大

D.图象③是A管中的气体压强随时间变化的图象

11.(2016·揭阳)如图27所示是“擦窗机器人”,它的质量为2kg,它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时,它能牢牢地吸在竖直玻璃上。(g取10N/kg)

图27(1)机器人工作时,主机内部的气压(填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力。

(2)当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,若真空泵继续向外抽气,则擦窗机器人受到的摩擦力(填“变大”“变小”或“不变”)。

(3)吸盘与玻璃的接触面积为2×10-3m2,若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa,则吸盘对玻璃的压力是N。

12.(2016·乌鲁木齐)某“双向四车道”桥梁(每个方向有两条车道)的设计图如图28所示。桥墩长和宽均为1m,高为10m的长方体。

图28(1)若每一块桥板的体积为80m3,桥板材料的密度为2.5×103kg/m3,则一块桥板的重力为N。桥板对每个桥墩的压力是N,每个桥墩受到桥面的压强为Pa。

(2)当桥下的水流动时,水对桥墩侧面的压强会因水的流动而变,水对桥墩正面的压强会变。當桥下的水不流动时,若水底到水面的距离为2m,桥墩底部受到水的压强为Pa。水对桥墩的一个侧面的压力(填“大于”“小于”或“等于”)4×104N。

(3)四辆质量相等的货车分别从两个方向通过桥梁,某一时刻它们的重心恰好位于一块桥板的14处(如图28乙所示),此时A桥墩增加的压力是B桥墩增加压力的倍。

13.(2016·宁波)把一根两端开口的细管浸入水中,充满水后用手指把一端堵住,移出水面,如图29甲所示。

图29(1)B端的水不会流下来是由于受到作用。

(2)把手指移开后管内的水会怎样流动,不同的同学会有不同的猜想,而检验猜想是否正确最直接的方法是。

(3)把细管倒过来,如图29乙所示。如果把手指移开,管内的水会不会从A端流出?请写出你的判断,并用你所学的理论知识证明你的判断。

图3014.(2016·湖州)货车驾驶员在卸货后,把空的纸箱放在车斗里。在汽车行驶时,发现有纸箱从车斗里“飞”了出来。为什么会出现这种现象呢?

小明同学经过思考后,进行了模拟实验:

将纸屑放在一个铁盒里,用吹风机向铁盒上方水平吹风,发现有纸屑从铁盒中“飞”出来,如图30所示。

请回答:

(1)小明向铁盒上方吹风是模拟。

(2)请用所学的知识解释纸箱从车斗里“飞”出来的原因。

15.(2016·山西)小梦乘坐竖直升降电梯从一楼到六楼,刚上升时有一种向下沉的感觉,快到六楼时却有一种向上飘的感觉.小梦猜想这种感觉应该与人对电梯地板的压力大小有关。于是小梦把压力传感器放在电梯地板上,将一物体放在压力传感器上,探究电梯上升过程中压力传感器示数变化,每隔1s记录一次数据,记录数据如下表所示:

时间

t/s01234567891011压力F/N10.011.511.010.510.010.010.010.09.59.08.510.0(1)根据上表数据,请在图中绘制出电梯整个上升过程中压力传感器示数F随时间t变化的图象。

图31(2)分析图象可知物体的重力为N,由图象还可以获取的信息有

(写出一条即可)。

16.(2016·滨州)在“探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关”的实验中,某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的,但有怎样的关系看法不同,于是,在老师的帮助下,小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验,测出实心圆柱体竖直放置时(如图32所示)对水平桌面上海绵的压下深度,实验记录见下表。

序号物体底面积

S/cm2高度

h/cm海绵被压下

深度/cm1合金甲圆柱体A1050.52合金甲圆柱体B101013合金甲圆柱体C201014合金乙圆柱体A1051.55合金乙圆柱体B101036合金乙圆柱体C20103(1)该小组同学是通过来判断压强大小的。

(2)分析实验1、2或4、5可以得出:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的有关。

图32(3)分析可以得出,当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。

(4)此探究过程用到的科学探究方法有、。

(5)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金甲圆柱体为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S)。表达式为。

(6)上面推导出的表达式(填“能”或“不能”)应用于各类固体的压强的计算。

17.(2016·黄冈)图33甲为研究匀速直线运动的实验装置,一个半径为2cm的球由于磁铁的吸引静止在盛水的玻璃管底,水深1m。移除磁铁后,球在玻璃管中上升,图34乙为球在露出水面前运动速度与时间的关系图象,其中v0=0.05m/s,水的密度为1.0×103kg/m3,求:

图33(1)移除磁铁前,玻璃管底受到水的压强;

(2)球在玻璃管上升过程中前4s的平均速度;

(3)已知球上升时受到水的阻力与其速度的关系为f=kv,球的体积用V,水的密度用ρ0表示,请推导球的密度表达式(用字母表示)。

18.(2016·广西)如图34所示,重为4N、高为0.24m、底面积为0.02m2的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有4kg的水(不计容器壁的厚度,g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3),求:

图34(1)水对容器底部产生的压强p水;

(2)现将一密度为2.0×103kg/m3的实心小球轻轻地放入容器中,静止后有0.2kg的水溢出,此时圆柱形容器对桌面的压强。

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