中考物理复习第2节压力与压强基本概念讲义 解析版.docx
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中考物理复习第2节压力与压强基本概念讲义解析版
2021中考物理第一轮复习--第一部分力学篇二压力与压强
第1节压力与压强基本概念
知识检索
一、压力
1、定义:
垂直压在物体表面上的力叫压力。
2、固体可以大小方向不变地传递压力。
3、压力产生的条件:
接触+挤压(形变)
4、重为G的物体在平面上静止不动。
指出下列各种情况下所受压力的大小。
GGF+GG–FF-GF
二、压强
(1)定义:
物体单位面积上受到的压力叫压强。
(2)物理意义:
压强是表示压力作用效果的物理量
三、液体压强
1、液体内部产生压强的原因:
液体受重力且具有流动性。
2、液体压强的规律:
⑴液体对容器底和测壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
⑵在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
⑶液体的压强随深度的增加而增大;
⑷不同液体的压强与液体的密度有关。
四、大气压
1、大气压的存在——实验证明:
马德堡半球实验。
2、大气压的实验测定:
托里拆利实验。
1标准大气压=760mmHg=76cmHg=10m水产生的压强1.013×105Pa
3、列举出你日常生活中应用大气压知识的事例
吸管钢笔吸墨水使用带吸盘的挂衣勾活塞式抽水机离心水泵、针管洗药水(注意:
推射针药的时候不是)
4、随海拔的增大,大气压减小
例题演练
例1.下列数值最接近实际情况的是( )
A.两个鸡蛋的质量约为10g
B.现在考场内的大气压约为1000Pa
C.漂浮在死海上的中学生,受到的浮力约为50N
D.一个站立在水平地面上的中学生,对水平地面压强约为1.5×104Pa
【解答】解:
A、一只鸡蛋的质量约为50g,两个鸡蛋的质量约为100g,故A不符合实际;
B、现在考场内的大气压约为1个标准大气压,大小为1.01×105Pa,故B不符合实际;
C、中学生的重力在G=500N左右,漂浮在死海上的中学生,受到的浮力F浮=G=500N,故C不符合实际;
D、中学生的重力在G=600N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.04m2左右,对水平地面的压强在p=
=
=
=1.5×104Pa左右,故D符合实际。
故选:
D。
练1.1如图所示的四幅图中属于增大压强的是( )
A.
推土机履带B.
篆刻刀
C.
多轮平板货车D.
火车轨道枕木
【解答】解:
A、推土机安装履带,是在压力一定时,增大受力面积来减小对地面的压强,不符合题意;
B、篆刻刀很锋利,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、多轮平板货车,是在压力一定时,增大受力面积来减小对路面的压强,不符合题意;
D、火车轨道的枕木,是在压力一定时,增大受力面积来减小对路基的压强,不符合题意。
故选:
B。
练1.2如图所示中不是连通器的是( )
A.
茶壶B.
下水道弯管
C.
U形管压强计D.
三峡船闸
【解答】解:
A、茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,液面相平,属于连通器,故A不合题意;
B、下水道存水管符合上端开口,下部连通的特点,属于连通器,故B不合题意;
C、U形管压强计利用的是液体内部压强,故C符合题意。
D、船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,故C不合题意。
故选:
C。
练1.3如图所示不能说明大气压存在的是( )
A.
吸盘式挂钩B.
用吸管吸饮料杯实验
C.
覆杯实验D.
帕斯卡裂桶实验
【解答】解:
A、吸盘式挂衣钩向墙上按时,是里面的压强小于外界大气压,是大气压把吸盘压在墙上,能说明大气压的存在,故A不符合题意;
B、吸管吸饮料,先吸去吸管内的空气,使得瓶内气压减小,小于外界大气压,饮料在大气压的作用下进入瓶内,故能说明大气压存在,故B不符合题意;
C、覆杯实验,水没有把纸片压下来,是因为纸片下面的空气给片一个向上的压力,能够证明大气压的存在,故C不符合题意;
D、帕斯卡裂桶实验,是因为受到液体压强的缘故,故D符合题意。
故选:
D。
练1.4在用水银做测定大气压强的实验时,下面几种情况中说法正确的是( )
A.换用更粗的玻璃管,水银柱高度将不等于760毫米
B.若玻璃管内混入少量空气,测量值将小于真实值
C.无论怎样倾斜玻璃管,水银都不能充满整个玻璃管
D.往上提玻璃管,下端管口不离开水银面,水银柱的高度降低
【解答】解:
A、若换用更粗的玻璃管,不能改变大气压的大小,不能使管内外高度差变化,水银柱高度仍等于760毫米,故A错误,
B、若玻璃管内混入少量空气,测量值将小于真实值,故B正确;
C、当管倾斜到一定程度时,水银会逐步进入管中,将真空部分充满,故C错误;
D、管在水银槽内轻轻上提,只要管口不离开水银面,管内水银面也会随之略微下降,而高度不变,故D错误。
故选:
B。
例2.如图所示,A、B、C三点的液体压强大小关系是( )
A.A点最大B.B点最大C.C点最大D.三点一样大
【解答】解:
液体压强公式p=ρgh,g是常数,由此可知液体内部的压强只跟液体的深度和液体的密度有关。
在本题中,液体的密度相同,A、B、C三点深度相同,故A、B、C三点压强也相等。
故ABC错误,D正确。
故选:
D。
练2.1如图所示盛水容器,水在A、B两处的压强分别是为PA、PB,它们之间的正确关系是:
( )
A.PA=2PBB.PA=3PBC.PA=
PBD.PA=
PB
【解答】解:
由图可知,A、B两点所处的深度:
hA=h,hB=3h,
∵p=ρgh,
∴pA=
pB。
故选:
D。
练2.2如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA>pB>pCB.pA<pB<pCC.pA=pB=pCD.无法确定
【解答】解:
由图知,三容器内液体深度:
hA=hB=hC,
根据p=ρgh,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,
所以pA>pB>pC。
故选:
A。
练2.3如图所示,将竖直放置的试管倾斜,随着试管的倾斜,试管中的液体对底面的压强将( )
A.增大B.减小C.不变D.无法确定
【解答】解:
在试管倾斜时,水的总量不变,水的深度逐渐减小,根据公式p=ρ
gh可知,水对试管底部的压强逐渐减小。
故选:
B。
练2.4两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a管竖直放置,b管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,如图所示,则管底受到液体的压强pa和pb是( )
A.pa<pbB.pa>pbC.pa=pbD.无法判断
【解答】解:
管底受到液体的压强p=ρgh,高度相同,液体质量相同,b管液体体积大,所以密度小,所以b底部压强小即pa>pb。
故选:
B。
例3.如图所示,形状不同,底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体。
下列分析正确的是( )
A.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大
B.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大
C.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小
D.三个容器对桌面的压强相等
【解答】解:
A、B、C三个容器中,A中液体对容器底部的压力大于自身的重力;B中液体对容器底部的压力等于自身的重力;
C中液体对容器底部的压力小于自身的重力;根据公式P=
可知,三个容器底面积相同,液体对A容器底部的压强最大,对C容器底部的压强最小;故A错误;
三个容器的重力相等,液体的质量相等,则重力相等,容器放在水平桌面上对水平桌面的压力相同,又底面积相等,根据公式P=
可知,三个容器对桌面的压强相等。
故D正确。
故选:
D。
练3.1将质量相等的水、煤油、水银分别装入底面积相同的不同容器中,且容器放在水平桌面上,如图所示,试比较三容器底部受到液体压强的大小关系( )
A.P水>P煤油>P水银B.P水银>P水>P煤油
C.P水<P煤油<P水银D.P水>P水银>P煤油
【解答】解:
因为水、煤油、水银质量相等,
所以,由G=mg可知,水、煤油、水银三者重力相等,
由图可知,水银的压力等于重力,水的压力大于重力,煤油的压力小于重力,而底面积相等,
则由p=
可知,p水>p水银>p煤油。
故选:
D。
练3.2如图所示的容器中装有水,静止在水平桌面上,水对容器底部的压力为F1,容器对桌面的压力为F2,若容器的质量忽略不计,则( )
A.F1<F2,B.F1>F2C.F1=F2D.无法比较
【解答】解:
如图,水对容器底部的压力为F1=PS1=ρ水g(h1+h2)S1,
容器对桌面的压力为F2=G水=ρ水g(S1h1+S2h2),
F1﹣F2=ρ水g(h1+h2)S1﹣ρ水g(S1h1+S2h2),
=ρ水g(S1h2﹣S2h2),
=ρ水gh2(S1﹣S2),
∵S1>S2,
∴F1﹣F2>0,
∴F1>F2。
故选:
B。
练3.3如图所示,甲、乙为两个底面积相同,形状不同的容器,甲、乙分别装有质量相等的水和煤油,比较水和煤油对容器底产生压强的大小,其结果是( )
A.水产生的压强大
B.煤油产生的压强大
C.水和煤油产生的压强一样大
D.以上三种情况均有可能
【解答】解:
假设再取一个容器﹣﹣丙容器,且形状、底面积与甲相同,里面装的与它们质量相等的煤油;
则甲与丙比较:
因为m煤油=m水,所以G煤油=G水,
∵甲与丙是柱状容器,∴F=G,
则F煤油=F水,又因为底面积相同,
根据P=
可知,煤油和水对杯底的压强相等,即P甲=P丙。
乙与丙比较:
因为底面积相同,则P乙>P丙。
∴P乙>P甲。
故选:
B。
练3.4如图所示,两容器中装有同种液体,液面等高,容器的底面积相等。
比较容器底部受到液体的压力F和压强P,应为( )
A.F甲<F乙,P甲<P乙B.F甲<F乙,P甲=P乙
C.F甲=F乙,P甲=P乙 D.F甲>F乙,P甲>P乙
【解答】解:
由题意可知:
两容器的底面积相等,同种液体的液面高度相同;
∴根据p=ρgh可知,液体对甲容器底部的压强和液体对乙容器底部的压强相等;
∵F=PS,
∴液体对甲容器底部的压力等于液体对乙容器底部的压力。
故选:
C。
练3.5甲乙两容器盛有相同高度的A、B两种液体,容器质量底面积均相同,它们对桌面的压强也相同,A、B两液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,它们对容器底的压力分别为F甲、F乙可以判断( )
A.ρ甲<ρ乙,F甲<F乙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
【解答】因为液体的质量相同,并且V甲<V乙,所以由ρ=
可知,ρ甲>ρ乙;
两容器中的液体深度h相同,ρ甲>ρ乙,根据公式F=ps=ρghs可得,F甲>F乙
故选:
D。
例4.现有两只相同的烧杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精,小唐用压强计来鉴别水和酒精。
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化都很 (选填“大”或“小”)。
小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 (选填“相平”或“不相平”)。
(2)如图1甲所示,小唐先后将调节好的压强计的探头浸入两种液体中。
她发现A中U形管两侧液面的高度差较大,于是认为图1甲A杯子中是水。
她的结论是 (选填“可靠”或“不可靠”)的,你判断的理由是压强计的探头分别在两种液体中的深度 (选填“相同”或“不相同”)。
(3)小唐用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图2乙所示,将压强计两个探头分别浸入两种液体中,从而判断出图2乙中装水的杯子是 (选填“A”、“B”)杯。
(4)严谨的川川接下来对液体内部压强公式进行理论推导,如图3所示(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S.如图(b)所示,可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是 。
然后在受力面S上方假想出一个液柱如图(c)所示,再用公式 进行推导。
这种研究问题的思想方法被称为 。
(选填“转换法”、“控制变量法”或“建立理想模型法”)
(5)聪明的小敏利用U形压强计改装成如图2所示的测液体密度的密度计。
A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。
U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的红色浮标。
未测量时,U形管水面刚好与a相平,读数时,读取浮标所对的刻度值即可。
当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b处,ab之间的距离为2cm,则该液体的密度为 g/cm3,小敏发现用该调节好的密度计测量液体密度时,测量值总是偏小,原因是 。
【解答】解:
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都会很小;把调节好的压强计放在空气中时,它是一个连通器,U形管两边的液面应该相平;
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,而小红在实验时两杯中的液体密度、金属盒的浸没深度均不相同,因此,其结论是不可靠的;所以要想用压强计将它们区别开来,根据控制变量法的要求,应该控制金属盒浸入的深度相同;
(3)压强计两金属盒分别浸入两种液体中,U型管两边的高度差相同也就是压强相同,根据p=ρgh在压强相同的情况下ρ与h成反比,即深度深的液体密度小,深度大的,密度大,因为A的深度大,所以A的密度小,B是水,A是酒精。
(4)如图(b)所示,用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是:
同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
液柱对受力面S的压力F=G,
所以,液柱对受力面S的压强p=
=
=
=
=ρgh,
这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为建立理想模型法;
(5)当橡皮膜放入某液体中,ab右管升高2cm,左管下降2cm,左右两管相差4cm,
根据液体压强计受到的压强等于左右两管水产生的压强差,
所以,p液=p,
所以,ρ液gh液=ρ水gh水,
所以,
=
=
,
所以,ρ液=0.8g/cm3。
小敏发现用该调节好的密度计测量液体密度时,测量值总是偏小,原因是浮标有重力,测量值总是偏小。
故答案为:
(1)小;相平;
(2)不可靠;不相同;(3)B;(4)同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;(5)0.8;浮标有重力。
练4.1学了液体压强知识后,同学们争先恐后地动手做实验探究液体压强的特点。
(1)姗姗选择如图甲的探究器材,他把调好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该 相平 ,组装好的完好的压强计中的U形管 不是 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)姗姗把金属盒分别浸入到两种液体中,发现甲图中U形管两边的液柱高度差较小,认为图乙的液体密度小,你认为他的结论是 不可靠的 (选填“可靠的”或“不可靠的”)。
(3)如果所用的压强计的U形管可以选择染色的酒精、水、水银(ρ酒精<ρ水<ρ水银)中的一种液体,为了使实验现象更明显,他应该选用上述三种液体中的 酒精 装入U形管中。
(4)霞霞选择如图丙的探究器材,容器中间用隔板分成大小相同且互不相通的A,B两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。
橡皮膜两侧压强不相等时,会向压强小的一侧凸起。
探究“液体压强与液体密度的关系”时,左右两边液体应满足要求:
深度相同 。
(5)探究“液体压强与液体深度的关系”时,霞霞同学在A,B两侧倒入深度不同的水后,实验现象如丁图。
由该实验现象得出结论:
在液体密度相同时,液体深度 越深 ,液体压强越大。
(6)实验中在A、B两侧分别倒入水和某种液体,当橡皮膜相平时,如图戊两侧深度为12cm、10cm,则液体的密度为 1.2 g/cm3。
(7)在如图戊中,若把甲、乙两个物体分别放入水和液体中,当橡皮膜相平时,两物体都漂浮,且液体都不溢出,此时观察到橡皮膜向左凸起,则两物体的质量m甲 < m乙(选填“<”、“=”或“>”)
【解答】解:
(1)实验前应调节好压强计,当调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该相平;组装好的完好的压强计中的U形管的上部只有一段是开口的,故不是连通器;
(2)把金属盒分别浸入到两种液体中,没有控制金属盒所在的深度相同,不能比较密度的大小,故他的结论是不可靠的;
(3)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。
液面高度差越大,液体的压强越大。
如果被测压强大小相同,U形管中液体密度越小,液面高度差越大。
为了使实验现象更明显,小明应该选择染色的酒精装入U形管中。
(4)探究“液体压强与液体密度的关系”时,应保持容器中A,B两侧液体的深度相同;
(5)在液体密度相同时,液体深度越大,液体压强越大;
(6)橡皮膜相平,说明A、B两边压强相等,ρ盐水gh盐水=ρ水gh水,h水=12cm=0.21m,h盐水=10cm=0.10m;代入上式,解得ρ盐水=1.2×103kg/m3=1.2g/cm3。
(7)木块放入液体中漂浮,引起橡皮膜两侧压强的变化,橡皮膜向左凸起,说明p右>p左,压力的变化量等于放入的木块重,所以GA<GB,根据G=mg可知,mA<mB。
故答案为:
(1)相平;不是;
(2)不可靠的;(3)酒精;(4)深度相同;(5)越深;(6)1.2;(7)<。
题组1:
压力压强基础
题组2:
对h的理解
题组3:
不规则容器压力的比较
题组4:
液体压强实验探究
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