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初中科學八升九暑假復習2 壓力與壓強(含解析)

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初中科學八升九暑假復習2 壓力與壓強(含解析)

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復習2 壓力與壓強
考點一、固體壓強大小的判斷
1.研究影響壓力作用效果因素的實驗得出的結論:壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關。當受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;當壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。本實驗研究問題的對照實驗中,采用了控制變量法。
2.物體單位面積受到的壓力叫壓強。壓強是表示壓力作用效果的物理量。
3.公式:p=F/S。壓強單位:帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m2。一張對折的報紙平鋪在桌面上時,對桌面的壓強約1Pa。1Pa的科學意義:表示物體每平方米的受力面積受到的壓力是1N。
4.放在桌子上的直柱體(如:圓柱體、正方體、長方體等)對桌面的壓強p=ρgh。
5.增大/減小壓強的方法:
①減小壓強 ②增大壓強
【注意】
1.使用壓強公式計算壓強時,關鍵是找出壓力F(一般F=G=mg)和受力面積S。受力面積要注意是指兩物體間的實際接觸部分。此公式適用于固、液、氣體的壓強的計算。務必注意面積單位換算:1cm2=10-4m2。
2.一盛有液體的容器放在水平桌面上對桌面的壓力和壓強問題屬于固體的壓力和壓強問題。解題時,把盛放液體的容器看成一個整體,先確定壓力(水平面受的壓力F=G容+G液),后確定壓強(一般常用公式p=F/S)。
典型案例:為研究“影響壓力作用效果的因素”,小科在家中用質量可忽略的塑料瓶和海綿進行實驗:測得瓶底面積為35厘米2,瓶蓋面積為7厘米,并將瓶子裝滿600毫升水,依次正放和倒放于海綿上(如圖)。
(1)本實驗可初步得出:壓力的作用效果與   有關;
(2)正放時水對瓶底的壓強為p1,倒放時水對瓶蓋的壓強為p2。則p1   p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同,需要從瓶子中倒出   毫升水。
變式1:如圖所示,用35牛的水平壓力把一重為15牛的物體壓在豎直墻壁上,若物體與墻壁AB的接觸面積是50厘米2,則墻面AB受到的壓強是(  )
A.10×103帕 B.3×103帕 C.7×103帕 D.4×104帕
變式2:如圖所示,一塊長方體橡皮,當側放于水平桌面上時對比平放時對桌面的壓力________(選填“變大”、“變小”或“不變”);若沿ab方向豎直向下切去一塊,則剩余部分對桌面的壓強________填(“變大”“變小”或“不變”)
變式3:制陶中有個制作土坯的階段,小金把兩個均勻圓柱體土坯甲和乙放置在水平地面上,它們對地的壓強相同。現沿水平虛線切去上部后,使甲、乙剩余部分的高度均為h,如圖,則此時甲、乙對地面的壓強p甲、p乙和壓力F甲、F乙的關系是(  )
A.p甲F乙 B.p甲>p乙,F甲C.p甲p乙,F甲>F乙
考點二、液體壓強大小的判斷
考點精要:判斷液體壓強大小一般有兩種方法:
①通常情況下,根據液體壓強公式P=ρgh,運用液體壓強與液體的深度、液體的密度有關進行比較。
②如果橫截面積相等的液柱,如長方體、正方體、圓柱體里的液注,也可根據液體壓強的變形公式P=F/S,通過比較液體壓力和受力面積的變化,也可判斷它們對容器底部壓強的大小關系。
【注意】
①壓強的大小是由壓力和受力面積共同決定的。受力面積一定時,壓強與壓力成正比;壓力一定時,壓強與受力面積成反比。
②受力面積不是指物體的表面積,而是指施力物體與受力物體直接接觸的那部分面積。
③此公式適用于固、液、氣體的壓強的計算
典型案例:(2023·衢州)小科用如圖裝置探究液體內部壓強規律。
(1)圖中金屬盒的橡皮膜在水中的深度為   cm。
(2)在探究液體壓強與液體密度關系時,為確保實驗現象更明顯,應選用水和____(填字母)進行對比實驗。
A.密度為1.06g/cm3的鹽水 B.密度為1.53g/cm3的硝酸鉀和氯化鈉混合溶液
變式1:如圖所示,潛水員正潛沒在海水中,他攜帶的氣瓶可以對身上的背心進行充氣或放氣,以改變背心的體積大小來實現浮沉。下列對潛水員分析正確的是(  )
A.向海底下潛過程中,受到海水的壓強變大 B.海水中水平游動時,受到海水的壓強變小
C.對背心進行放氣后,受到海水的浮力變大 D.對背心進行充氣后,受到海水的浮力變小
變式2:(2023·衢州)學習小組利用壓強計探究“影響液體壓強大小的因素”,進行如下實驗。
(1)圖1是U形管壓強計,為了使實驗現象更加明顯,金屬盒上的橡皮膜選用的是   (選填“易形變”或“不易形變")的。
(2)如圖2,將壓強計金屬盒上的橡皮膜朝上,逐漸浸入至水中某一深度,壓強計,上反映的是橡皮膜   (選填“上方”、“下方”或“各個方向”)水產生的壓強。壓強大小用U形管左右液面高度差來反映,此處采用的科學方法是   。保持橡皮膜朝向不變,繼續向下浸入,發現U形管左右液面高度差變大,說明液體內部壓強隨深度的增加而增大。
(3)學習小組選擇圖3和圖4進行實驗,是想探究液體壓強與液體   的關系。小組其他成員指出探究還不完整,繼續探究……
變式3:(2023·衢州)研究小組利用壓強計探究液體內部壓強與液體密度的關系。
[實驗器材]壓強計、橡皮胰兩端開口的玻璃管.玻璃杯、圓柱形容器等。
[實驗過程]小金用手指按壓橡皮膜,如圖1所示,無論輕壓還是重壓,發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化。
(1)出現這種情況的原因可能是    ;
(2)解決上述問題后,小金按下列步驟進行實驗:
①將金屬盒放入水中深度10厘米處觀察并記錄;
②將金屬盒放入酒精中深度10厘米處觀察并記錄;
③比較兩次實驗U形管左右兩邊液面高度差;
④換用密度不同的液體,重復上述實驗。
該實驗通過U形管左右兩邊液面高度差來判斷液體內部壓強的大小,這種科學方法是   ;
[實驗結論]液體的壓強與液體的密度有關,在深度相同時,液體的密度越大壓強越大。
(3)[遷移應用]小金將一支兩端開口的玻璃管進行改裝,用橡皮膜將其下端封住,往玻璃管內倒入一定量的酒精,觀察到橡皮膜向下凸起,然后將玻璃管置于一空玻璃杯內,如圖2所示(固定儀器省略),再沿著玻璃杯內壁緩慢注水。
當玻璃管內外液面相平時,橡皮膜的形變情況為  (選填”向下凸起”“向上凸起”或”相平”);
(4)[拓展提升]圖3是兩個完全相同的圓柱形容器,分別裝有甲、乙兩種不同的液體,在距離容器底同一高度處分別有M、N兩點。
若PM=PN,則兩容器底部受到的液體壓強大小關系是P甲   P乙(選填”>““=“或”<“)。
考點三、大氣壓強
考點精要:1.大氣對處于其中的物體產生的壓強叫大氣壓強,簡稱大氣壓。產生原因:氣體受到重力作用,且有流動性,故會向各個方向對處于其中的物體產生壓強。
2.著名的證明大氣壓存在的實驗是馬德堡半球實驗。其他證明大氣壓存在的現象:吸盤掛衣鉤能緊貼在墻上、利用吸管吸飲料等。
3.大氣壓的測量:伽利略首先用長玻璃管內的水柱測出了大氣壓數值約為10m的水柱高,托里拆利改進后利用水銀柱準確測出大氣壓值為760mm水銀柱高。常用氣壓計種類:水銀氣壓計、空盒氣壓計。
海平面附近的大氣壓,其數值接近于1.01×105Pa,人們通常把這個大氣壓稱為標準大氣壓,與水銀柱高的換算如下:p=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.01×105Pa。
4.大氣壓的應用與拓展
(1)大氣壓的應用實例:活塞式抽水機抽水、離心式水泵抽水、吸管吸飲料、注射器吸藥液、滴管吸取液體藥品等。
(2)液體的沸點隨氣壓減小而降低,隨氣壓增大而升高。高原上氣壓低,水的沸點低,燒飯時用高壓鍋可以提高水的沸點。
(3)大氣壓隨高度的增加而減小;大氣壓受天氣和氣候的影響,一般晴天氣壓比陰雨天高,冬天氣壓比夏天高。
典型案例:(2022·南湖模擬)某同學用硬度適當的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的兩端開口的細玻璃管、滴入紅墨水的溶液,自制了一個簡易氣壓計(如圖所示),用它來“探究大氣壓隨高度的變化情況”。回答下列問題:
(1)液面上方是空氣,分析可知瓶內的氣壓   (填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大氣壓。
(2)該同學將氣壓計從山下拿到山上后,細玻璃管內的液柱高度會   (填“上升”“下降”或“不變”),這說明了大氣壓隨海拔高度的上升而減小。
(3)為了排除其他因素對實驗結果的影響,在探究過程中除了要塞緊橡皮塞外,還應該注意   (寫出一點即可)。
變式1:(2023·麗水)如圖所示,用吸管吸敞口玻璃杯中飲料,使飲料進入口中的力是(  )
A.大氣的壓力 B.飲料的重力
C.手握杯的力 D.杯對飲料的支持力
變式2:如圖是“擦窗機器人”,它的質量為3kg, 它的“腹部”有吸盤。當擦窗機器人的真空泵將吸盤內的空氣向外抽出時,它能牢牢地吸在豎直玻璃上。
(1)該機器人工作時受到的摩擦力方向為   。
(2)當擦窗機器人在豎直玻璃板.上靜止時(如左圖),若真空泵繼續向外抽氣增大壓力,則擦窗機器人受到的摩擦力   (選填 “變大”“變小”或“不變”)。
(3)吸盤與玻璃的接觸面積為2x10 -3米2,若吸吸盤對玻璃的壓強是1.5x105 帕,則機器人對玻璃的壓力為多大
變式3:(2024·瑞安模擬)圖甲是家用一款愛仕達炒鍋,與其他不同的是鍋蓋周邊有一圈橡膠圈,頂部有一蒸汽閥門(如圖丙),蒸汽閥門可上下活動,向上向下時橡膠都可與內外玻璃緊密貼合。
(1)這款炒鍋的好處之一,蒸制、燉湯容易熟,可充當“高壓鍋”的作用。這是由于密封效果好,蒸燉時蒸氣不易出來,使得鍋內氣壓增大,沸點   (填“降低”或“升高”)。
(2)如右圖把鍋蓋放在光滑的瓷磚表面,向下關閉閥門,鍋蓋內外壓強差約為3000Pa左右,較難豎直向上拿起來。已知鍋蓋的重力8N,直徑32cm,橫截面積約為800cm2,請計算要提起鍋蓋大約需多大的力    。(結果取整數)
(3)為能輕松拿起鍋蓋,下列幾種方法可行的是____。
A.將蒸汽閥門往上拉一下,讓空氣進入后再提起。
B.將鍋蓋水平移動,使鍋的邊緣露出瓷磚邊緣后再提起。
C.用一薄片,將橡膠圈的一側先翹起后再提起。
D.兩個人一起豎直向上用力提起
考點四、流體壓強與流速的關系
考點精要:把具有流動性液體和氣體統稱為流體。在氣體和液體中,流速越大的位置,壓強越小。
流體壓強與流速關系的應用:乘客候車要站在安全線外;飛機機翼做成流線型,上表面空氣流動的速度比下表面快,因而上表面壓強小,下表面壓強大,在機翼上下表面就存在著壓強差,從而獲得向上的升力等。
典型案例:(2023·鹿城模擬)在學習壓強的課上,秀秀做了如下實驗,在兩只筷子中間放上兩個乒乓球,用吸管向中間吹氣,則兩個乒乓球運動狀態是(  )
A. B. C. D.
變式1:(2023·衢州)2023年5月28日,中國國產大飛機C919首個商業航班飛行圓滿完成。某飛機機翼橫截面的大致形狀如圖所示。下列現象中涉及的原理與機翼獲得升力的原理相同的是(  )
A.對著漏斗嘴向下吹氣,乒乓球不掉下來
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒發生形變
C.加熱空氣后。熱氣球不斷上升
D.覆杯實驗中松手后,硬紙片不會掉下
變式2:(2023·鹿城模擬)如圖所示為“無葉電風扇”,它的底座有一臺電動機吸入空氣,空氣經過加壓后被送入環形的出風口,從寬度只有1.3毫米的縫隙中向外噴出,這部分噴射空氣因流速大,壓強   ,使周圍空氣   (選填“靠近”或“遠離”)這部分噴射空氣,帶動周圍空氣流動,使風量增加到原來的15倍。
變式3:(2022·杭州)如圖所示,對著兩張紙中間用力向下吹氣,兩張紙會   (選填“靠攏”“分開”或“保持靜止”),理由是   。
1.雙腳站立在水平地面上的一位初中學生,對地面的壓強大約為( )
A.1250帕 B.2500帕 C.5000帕 D.12500帕
2.(2022·紹興)下列關于壓強的實驗說法不正確的是(  )
A.實驗甲說明大氣壓的存在
B.實驗乙說明液體的沸點隨著氣壓的增大而升高
C.實驗丙說明氣體的壓強隨著流速的增大而增大
D.實驗丁說明同種液體中的壓強隨著深度的增加面增大
3.(2023·義烏模擬)2023年3月,我國研制出全球首款雙座水上電動飛機。如圖是水上飛機機翼模型及其在飛離水面前滑行時的情景,此時它在豎直方向上的受力情況正確的是(  )
A. B. C. D.
4.(2022七下·諸暨期末)如圖所示,材料、粗糙程度和質量相同的甲、乙兩物體放在同一水平桌面上,底面積S甲>S乙.在水平拉力作用下做勻速直線運動。它們所受的拉力為F甲、F乙,對桌面的壓強為p甲、p乙,則下列關系正確的是(  )
A.F甲>F乙;p甲p乙
C.F甲=F乙;p甲=p乙 D.F甲=F乙;p甲5.(2023·衢州)在探究壓力作用效果與受力面積的關系時,小敏用拇指和食指分別以如圖兩種方式壓在鉛筆兩端。
(1)小金提出質疑,認為圖   的方式不合理,因為該方式沒有控制   。
(2)若筆尾橫截面積約為0.5厘米2,整個截面都和食指充分接觸,當食指用0.5牛的力壓鉛筆時,食指受到的壓強約為   帕。
6.(2023·麗水)注射器在科學實驗中用途廣泛。小科利用注射器進行了如下實驗:
(1)如圖甲,向外拉注射器活塞,觀察到氣球   的現象,說明大氣壓的存在。
(2)如圖乙是模擬潛水艇浮沉的實驗。當緩慢向內推注射器活塞,將玻璃球內的水從底部小孔壓出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因為它受到的浮力   它的總重力。活塞被向內推時,受到筒壁對它向   的摩擦力。
7.某同學用硬度適當的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的兩端開口的細玻璃管、滴入紅墨水的溶液,自制了一個簡易氣壓計(如圖所示),用它來“探究大氣壓隨高度的變化情況”。回答下列問題:
(1)液面上方是空氣,分析可知瓶內的氣壓   (填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大氣壓。
(2)該同學將氣壓計從山下拿到山上后,細玻璃管內的液柱高度會   (填“上升”“下降”或“不變”),這說明了大氣壓隨海拔高度的上升而減小。
(3)為了排除其他因素對實驗結果的影響,在探究過程中除了要塞緊橡皮塞外,還應該注意   (寫出一點即可)。
8.為了探究大氣壓隨高度的變化規律,小明在一次登山過程中利用如圖甲所示的實驗裝置測出不同高度下的大氣壓,并在坐標紙上描出大氣壓強p與對應海拔高度h的六個點,如圖乙所示.

(1)測量前,小明把注射器的活塞推至針筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的是________.
(2)分析圖象時,小明發現1km高度處的測量數據可能有誤,重新正確實驗后,測得彈簧測力計示數為4.5N,2mL注射器的全部刻度的總長度為4cm,則實際大氣壓約為________Pa.
小明第一次實驗出錯的原因不可能是________.(選填“活塞和針筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封性不好”)
(3)修正數據后,可看出大氣壓隨高度變化的數量關系大致為:在2km高度內,高度每升高100m,大氣壓降低________PA.
(4)根據這一規律,小明認為可將圖甲中的彈簧測力計改裝成一個高度測量儀.那么彈簧測力計4.2N刻度線處應標刻的海拔高度為________km.
9.(2022七下·南潯期末)我國生產的某型號的重型卡車,空載時質量2×104kg,最大載貨量4×104kg,滿載時每只輪胎行駛時與地面的接觸面積為0.05m3,共有輪胎個數為16個。當它勻速行駛時所受的摩擦力是其總重的0.2倍。則:
(1)卡車在牽引力的作用下,由靜止開始運動,說明力能   
(2)該卡車空載時,在水平路面上勻速行駛所受的牽引力是多少 (寫出計算過程)
(3)已知某路面能承受的最大壓強為9×105Pa,該卡車滿載時通過該路面是否會對其造成損壞 (寫出計算過程)
10.如圖,高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具,利用它可將食物加熱到100℃以上,它省時高效,深受消費者歡迎。
(1)小明測得家中高壓鍋出氣孔的橫截面積S為12mm2,壓在出氣孔上的安全閥的質量為72g,計算安全閥自重對出氣孔處氣體所產生的壓強。
(2)當高壓鍋內氣壓增大到某一值時,鍋內氣體就能自動頂開安全閥放氣。在外界為標準大氣壓的環境下,該高壓鍋內的氣體能達到的最大壓強是多少?
(3)對照右圖所示水的沸點與氣壓的關系圖線,利用這種高壓鍋燒煮食物時可以到達的最高溫度大約是多少?(大氣壓值取1.0×105Pa)
舉一反三
舉一反三
舉一反三
舉一反三
課后練習
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復習2 壓力與壓強
考點一、固體壓強大小的判斷
1.研究影響壓力作用效果因素的實驗得出的結論:壓力的作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關。當受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;當壓力相同時,受力面積越小,壓力的作用效果越明顯。本實驗研究問題的對照實驗中,采用了控制變量法。
2.物體單位面積受到的壓力叫壓強。壓強是表示壓力作用效果的物理量。
3.公式:p=F/S。壓強單位:帕斯卡(Pa),1Pa=1N/m2。一張對折的報紙平鋪在桌面上時,對桌面的壓強約1Pa。1Pa的科學意義:表示物體每平方米的受力面積受到的壓力是1N。
4.放在桌子上的直柱體(如:圓柱體、正方體、長方體等)對桌面的壓強p=ρgh。
5.增大/減小壓強的方法:
①減小壓強 ②增大壓強
【注意】
1.使用壓強公式計算壓強時,關鍵是找出壓力F(一般F=G=mg)和受力面積S。受力面積要注意是指兩物體間的實際接觸部分。此公式適用于固、液、氣體的壓強的計算。務必注意面積單位換算:1cm2=10-4m2。
2.一盛有液體的容器放在水平桌面上對桌面的壓力和壓強問題屬于固體的壓力和壓強問題。解題時,把盛放液體的容器看成一個整體,先確定壓力(水平面受的壓力F=G容+G液),后確定壓強(一般常用公式p=F/S)。
典型案例:為研究“影響壓力作用效果的因素”,小科在家中用質量可忽略的塑料瓶和海綿進行實驗:測得瓶底面積為35厘米2,瓶蓋面積為7厘米,并將瓶子裝滿600毫升水,依次正放和倒放于海綿上(如圖)。
(1)本實驗可初步得出:壓力的作用效果與   有關;
(2)正放時水對瓶底的壓強為p1,倒放時水對瓶蓋的壓強為p2。則p1   p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
(3)要使瓶子倒放時對海綿的壓強與正放時相同,需要從瓶子中倒出   毫升水。
【答案】(1)受力面積(2)等于(3)480
【解析】【分析】(1)根據圖片確定哪個因素不同即可;
(2)根據液體壓強公式p=ρ水gh比較水對瓶底和瓶蓋的壓強;
(3)根據壓強相等,結合壓強公式列出方程計算即可。
【解答】(1)根據圖片可知,瓶子的重力相等,即對海綿的壓力相等,瓶蓋和瓶底的面積不同,即受力面積不同,因此本實驗可得出:壓力的作用效果與受力面積有關。
(2)根據圖片可知,瓶子正放和倒放時水的深度h相等,根據液體壓強公式p=ρ水gh可知,水對瓶底的壓強和瓶蓋的壓強相等,即p1=p2。
(3)因為瓶子正放和倒放時的壓強相等,
因此p1=p2;;
; ; ; ; ; 解得:V倒=480mL。
變式1:如圖所示,用35牛的水平壓力把一重為15牛的物體壓在豎直墻壁上,若物體與墻壁AB的接觸面積是50厘米2,則墻面AB受到的壓強是(  )
A.10×103帕 B.3×103帕 C.7×103帕 D.4×104帕
【答案】C
【解析】根據壓強公式計算即可。
【解答】墻面AB受到的壓強:。故C正確,而A、B、D錯誤。
變式2:如圖所示,一塊長方體橡皮,當側放于水平桌面上時對比平放時對桌面的壓力________(選填“變大”、“變小”或“不變”);若沿ab方向豎直向下切去一塊,則剩余部分對桌面的壓強________填(“變大”“變小”或“不變”)
【答案】不變;不變
【解析】(1)當物體處在水平地面上時,它對地面的壓力等于自身的重力;
(2)上下粗細均勻的柱體在水平地面上時,它對地面的壓強,因此它對地面的壓強只與自身的密度和高度有關,與接觸面積大小無關。
【解答】(1)一塊長方體橡皮,無論側放還是平放,它對水平桌面上的壓力都等于自身的重力,因此壓力保持不變;
(2)若沿ab方向豎直向下切去一塊,則剩余部分仍然是一個長方體,根據公式p=ρgh可知,剩余部分對桌面的壓強保持不變
變式3:制陶中有個制作土坯的階段,小金把兩個均勻圓柱體土坯甲和乙放置在水平地面上,它們對地的壓強相同。現沿水平虛線切去上部后,使甲、乙剩余部分的高度均為h,如圖,則此時甲、乙對地面的壓強p甲、p乙和壓力F甲、F乙的關系是(  )
A.p甲F乙 B.p甲>p乙,F甲C.p甲p乙,F甲>F乙
【答案】C
【解析】(1)上下粗細一致且密度均勻的柱體對地面的壓強可以用計算;
(2)原來二者壓強相等,根據得到甲、乙密度的大小關系,然后再判斷剩余部分對地面的壓強大小關系,最后根據F=pS比較剩余部分對地面的壓力大小關系。
【解答】根據公式可知,
當壓強相等時,甲的高度大于乙的高度,那么;
因為剩余部分的高度h相等, 所以剩余部分的壓強p甲根據公式F=pS可知,壓強越大,受力面積越大,壓力越大;
因為:p甲故選C。
考點二、液體壓強大小的判斷
考點精要:判斷液體壓強大小一般有兩種方法:
①通常情況下,根據液體壓強公式P=ρgh,運用液體壓強與液體的深度、液體的密度有關進行比較。
②如果橫截面積相等的液柱,如長方體、正方體、圓柱體里的液注,也可根據液體壓強的變形公式P=F/S,通過比較液體壓力和受力面積的變化,也可判斷它們對容器底部壓強的大小關系。
【注意】
①壓強的大小是由壓力和受力面積共同決定的。受力面積一定時,壓強與壓力成正比;壓力一定時,壓強與受力面積成反比。
②受力面積不是指物體的表面積,而是指施力物體與受力物體直接接觸的那部分面積。
③此公式適用于固、液、氣體的壓強的計算
典型案例:(2023·衢州)小科用如圖裝置探究液體內部壓強規律。
(1)圖中金屬盒的橡皮膜在水中的深度為   cm。
(2)在探究液體壓強與液體密度關系時,為確保實驗現象更明顯,應選用水和____(填字母)進行對比實驗。
A.密度為1.06g/cm3的鹽水 B.密度為1.53g/cm3的硝酸鉀和氯化鈉混合溶液
【答案】(1)12 (2)B
【解析】(1)深度是從液面到參考點的垂直距離;(2)根據液體壓強公式p=ρ液gh分析判斷。
【解答】(1)根據圖片可知,金屬盒所在的深度為:h=22cm-10cm=12cm;
(2)根據液體壓強公式p=ρ液gh可知,當深度相同時,液體的密度差越大,則探頭受到的壓強差越大,因此U形管兩側液面的高度差越大,實驗現象越明顯,故選B。
變式1:如圖所示,潛水員正潛沒在海水中,他攜帶的氣瓶可以對身上的背心進行充氣或放氣,以改變背心的體積大小來實現浮沉。下列對潛水員分析正確的是(  )
A.向海底下潛過程中,受到海水的壓強變大 B.海水中水平游動時,受到海水的壓強變小
C.對背心進行放氣后,受到海水的浮力變大 D.對背心進行充氣后,受到海水的浮力變小
【答案】A
【解析】A. 向海底下潛過程中,深度變大,根據公式p=ρ液gh可知,潛水員受到海水的壓強變大,故A正確;
B.海水中水平游動時,潛水員的深度不變,根據公式p=ρ液gh可知,受到海水的壓強不變,故B錯誤;
C.對背心進行放氣后,背心排開水的體積變小,根據F浮=ρ液gV排可知,潛水員受到海水的浮力變小,故C錯誤;
D. 對背心進行充氣后,背心排開水的體積變大,根據F浮=ρ液gV排可知,潛水員受到海水的浮力變大,故D錯誤。
變式2:(2023·衢州)學習小組利用壓強計探究“影響液體壓強大小的因素”,進行如下實驗。
(1)圖1是U形管壓強計,為了使實驗現象更加明顯,金屬盒上的橡皮膜選用的是   (選填“易形變”或“不易形變")的。
(2)如圖2,將壓強計金屬盒上的橡皮膜朝上,逐漸浸入至水中某一深度,壓強計,上反映的是橡皮膜   (選填“上方”、“下方”或“各個方向”)水產生的壓強。壓強大小用U形管左右液面高度差來反映,此處采用的科學方法是   。保持橡皮膜朝向不變,繼續向下浸入,發現U形管左右液面高度差變大,說明液體內部壓強隨深度的增加而增大。
(3)學習小組選擇圖3和圖4進行實驗,是想探究液體壓強與液體   的關系。小組其他成員指出探究還不完整,繼續探究……
【答案】(1)易形變 (2)上方;轉換法 (3)密度
【解析】影響液體壓強大小的因素:液體的密度以及深度
轉換法主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象
【解答】(1) U形管壓強計的原理:當金屬盒上的橡皮膜與液體接觸時,在水壓的作用下,橡皮膜發生形變,向內凹,使得金屬盒與U型管內液體之間的氣體壓強變大,將U型管左側液面往下壓,從而形成液面的高度差;水的壓強越大,橡皮膜的形變程度越大,U型管液面的高度差越大,故橡皮膜應選用易形變的。
(2)將壓強計金屬盒上的橡皮膜朝上,壓強計上反應的是橡皮膜上方水產生的壓強;壓強大小用U形管左右液面高度差來反映,是將壓強的大小轉換成了U型管液面的高度差,故采用的是轉換法
(3)圖3和圖4中的液體種類不同,改變了液體的密度,因此探究的是液體壓強與液體密度的關系
變式3:(2023·衢州)研究小組利用壓強計探究液體內部壓強與液體密度的關系。
[實驗器材]壓強計、橡皮胰兩端開口的玻璃管.玻璃杯、圓柱形容器等。
[實驗過程]小金用手指按壓橡皮膜,如圖1所示,無論輕壓還是重壓,發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化。
(1)出現這種情況的原因可能是    ;
(2)解決上述問題后,小金按下列步驟進行實驗:
①將金屬盒放入水中深度10厘米處觀察并記錄;
②將金屬盒放入酒精中深度10厘米處觀察并記錄;
③比較兩次實驗U形管左右兩邊液面高度差;
④換用密度不同的液體,重復上述實驗。
該實驗通過U形管左右兩邊液面高度差來判斷液體內部壓強的大小,這種科學方法是   ;
[實驗結論]液體的壓強與液體的密度有關,在深度相同時,液體的密度越大壓強越大。
(3)[遷移應用]小金將一支兩端開口的玻璃管進行改裝,用橡皮膜將其下端封住,往玻璃管內倒入一定量的酒精,觀察到橡皮膜向下凸起,然后將玻璃管置于一空玻璃杯內,如圖2所示(固定儀器省略),再沿著玻璃杯內壁緩慢注水。
當玻璃管內外液面相平時,橡皮膜的形變情況為  (選填”向下凸起”“向上凸起”或”相平”);
(4)[拓展提升]圖3是兩個完全相同的圓柱形容器,分別裝有甲、乙兩種不同的液體,在距離容器底同一高度處分別有M、N兩點。
若PM=PN,則兩容器底部受到的液體壓強大小關系是P甲   P乙(選填”>““=“或”<“)。
【答案】(1)裝置漏氣(2)轉換法(3)向上凸起(4)>
【解析】(1)如果壓強計的密封性不好,那么橡皮膜上受到壓強后,里面的氣體會向外溢出,導致U形管內氣壓幾乎不變,因此兩側液面的高度幾乎不變。
(2)物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。
(3)根據液體壓強公式p=ρ液gh比較橡皮膜受到水和酒精的壓強大小,而橡皮膜總是向壓強小的一側凸起。
(4)首先根據液體壓強公式p=ρ液gh比較兩種液體密度大小,再根據這個公式比較液體對容器底部壓強的大小。
【解答】(1)小金用手指按壓橡皮膜,如圖1所示,無論輕壓還是重壓,發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化,這說明橡皮管內氣壓幾乎不變,那么可能原因為:這個裝置漏氣。
(2)該實驗通過U形管左右兩邊液面高度差來判斷液體內部壓強的大小,這種科學方法是轉換法;
(3)酒精的密度小于水的密度, 當玻璃管內外液面相平時, 根據液體壓強公式p=ρ液gh可知,則酒精對橡皮膜向下的壓強小于外面水對它向上的壓強,則橡皮膜向上凸起。
(4)根據圖片可知,深度hMρ乙。
甲對容器底部的壓強:p甲=ρ甲gh甲=ρ甲g(hM+h)=ρ甲ghM+ρ甲gh=pM+ρ甲gh;
乙對容器底部的壓強:p乙=ρ乙gh乙=ρ乙g(hN+h)=ρ乙 ghN+ρ乙gh=pN+ρ乙gh;
比較可知,p甲>p乙
考點三、大氣壓強
考點精要:1.大氣對處于其中的物體產生的壓強叫大氣壓強,簡稱大氣壓。產生原因:氣體受到重力作用,且有流動性,故會向各個方向對處于其中的物體產生壓強。
2.著名的證明大氣壓存在的實驗是馬德堡半球實驗。其他證明大氣壓存在的現象:吸盤掛衣鉤能緊貼在墻上、利用吸管吸飲料等。
3.大氣壓的測量:伽利略首先用長玻璃管內的水柱測出了大氣壓數值約為10m的水柱高,托里拆利改進后利用水銀柱準確測出大氣壓值為760mm水銀柱高。常用氣壓計種類:水銀氣壓計、空盒氣壓計。
海平面附近的大氣壓,其數值接近于1.01×105Pa,人們通常把這個大氣壓稱為標準大氣壓,與水銀柱高的換算如下:p=ρgh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.01×105Pa。
4.大氣壓的應用與拓展
(1)大氣壓的應用實例:活塞式抽水機抽水、離心式水泵抽水、吸管吸飲料、注射器吸藥液、滴管吸取液體藥品等。
(2)液體的沸點隨氣壓減小而降低,隨氣壓增大而升高。高原上氣壓低,水的沸點低,燒飯時用高壓鍋可以提高水的沸點。
(3)大氣壓隨高度的增加而減小;大氣壓受天氣和氣候的影響,一般晴天氣壓比陰雨天高,冬天氣壓比夏天高。
典型案例:(2022·南湖模擬)某同學用硬度適當的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的兩端開口的細玻璃管、滴入紅墨水的溶液,自制了一個簡易氣壓計(如圖所示),用它來“探究大氣壓隨高度的變化情況”。回答下列問題:
(1)液面上方是空氣,分析可知瓶內的氣壓   (填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大氣壓。
(2)該同學將氣壓計從山下拿到山上后,細玻璃管內的液柱高度會   (填“上升”“下降”或“不變”),這說明了大氣壓隨海拔高度的上升而減小。
(3)為了排除其他因素對實驗結果的影響,在探究過程中除了要塞緊橡皮塞外,還應該注意   (寫出一點即可)。
【答案】(1)大于(2)上升(3)保持瓶內水溫不變
【解析】(1)瓶內氣壓等于外界大氣壓與細管內水柱產生壓強之和,如果瓶內氣壓等于外界大氣壓,管內和瓶內的水面應該相平。圖中細管內的水面高,說明瓶內氣壓大于瓶外大氣壓。
(2)大氣壓隨海拔高度的上升而減小,所以將氣壓計從山下拿到山上后,細玻璃管內的液柱高度會上升。(3)擠壓瓶子,水溫升高等都會影響細玻璃管內的液柱高度。
【解答】(1)P瓶內=P外+P水柱,由圖可知,瓶內的氣壓大于瓶外的大氣壓。故答案為:大于
(2)大氣壓隨高度上升而減小,氣壓計從山下拿到山上,P外減小,由P瓶內=P外+P水柱可知,瓶內氣壓不變,則水柱壓強變大,所以細玻璃管內的液柱高度會上升。
變式1:(2023·麗水)如圖所示,用吸管吸敞口玻璃杯中飲料,使飲料進入口中的力是(  )
A.大氣的壓力 B.飲料的重力
C.手握杯的力 D.杯對飲料的支持力
【答案】A
【解析】根據大氣壓強的知識分析判斷。
【解答】用吸管吸敞口玻璃杯中飲料時,用力吸出吸管中的空氣,從而使吸管中氣壓減小。在外界大氣壓強的作用下,飲料被壓入口中,故A正確,而B、C、D錯誤。
變式2:如圖是“擦窗機器人”,它的質量為3kg, 它的“腹部”有吸盤。當擦窗機器人的真空泵將吸盤內的空氣向外抽出時,它能牢牢地吸在豎直玻璃上。
(1)該機器人工作時受到的摩擦力方向為   。
(2)當擦窗機器人在豎直玻璃板.上靜止時(如左圖),若真空泵繼續向外抽氣增大壓力,則擦窗機器人受到的摩擦力   (選填 “變大”“變小”或“不變”)。
(3)吸盤與玻璃的接觸面積為2x10 -3米2,若吸吸盤對玻璃的壓強是1.5x105 帕,則機器人對玻璃的壓力為多大
【答案】(1)豎直向上(向上)(2)不變
(3)解:F=Ps=1.5×105帕×2×10-3米2=300牛
【解析】【分析】(1)平衡力的條件:大小相等,方向相反、作用在同一物體和同一直線上;
(2)根據二力平衡的知識分析;
(3)已知壓強和受力面積,根據F=pS計算機器人對玻璃的壓力。
【解答】(1)該機器人在玻璃上保持靜止狀態,則它受到的摩擦力與重力相互平衡,即二者方向相反。因為重力的方向豎直向下,所以摩擦力的方向豎直向上。
(2)機器人在玻璃上保持靜止狀態,它受到的是靜摩擦力,與大氣壓力無關,只與機器人的重力有關。因為機器人的重力不變,所以它受到的摩擦力不變。
變式3:(2024·瑞安模擬)圖甲是家用一款愛仕達炒鍋,與其他不同的是鍋蓋周邊有一圈橡膠圈,頂部有一蒸汽閥門(如圖丙),蒸汽閥門可上下活動,向上向下時橡膠都可與內外玻璃緊密貼合。
(1)這款炒鍋的好處之一,蒸制、燉湯容易熟,可充當“高壓鍋”的作用。這是由于密封效果好,蒸燉時蒸氣不易出來,使得鍋內氣壓增大,沸點   (填“降低”或“升高”)。
(2)如右圖把鍋蓋放在光滑的瓷磚表面,向下關閉閥門,鍋蓋內外壓強差約為3000Pa左右,較難豎直向上拿起來。已知鍋蓋的重力8N,直徑32cm,橫截面積約為800cm2,請計算要提起鍋蓋大約需多大的力    。(結果取整數)
(3)為能輕松拿起鍋蓋,下列幾種方法可行的是____。
A.將蒸汽閥門往上拉一下,讓空氣進入后再提起。
B.將鍋蓋水平移動,使鍋的邊緣露出瓷磚邊緣后再提起。
C.用一薄片,將橡膠圈的一側先翹起后再提起。
D.兩個人一起豎直向上用力提起
【答案】(1)升高
(2)248N
(3)A
【解析】(1)根據液體沸點隨上方氣壓的增大而升高的規律解答;
(2)首先根據△F=△pS計算鍋蓋內外壓力差,再根據平衡力的知識F=△F+G計算提起鍋蓋需要的力;
(3)要輕松的拿起鍋蓋,需要減小鍋蓋內外的壓力差,據此分析解答。
【解答】(1)這款炒鍋的好處之一,蒸制、燉湯容易熟,可充當“高壓鍋”的作用。這是由于密封效果好,蒸燉時蒸氣不易出來,使得鍋內氣壓增大,沸點升高。
(2)根據題意可知,鍋蓋內外的壓力差:△F=△pS=3000Pa×800×10-4m2=240N;
根據平衡力的知識可知,
拿起鍋蓋需要的力至少為:F=△F+G=240N+8N=248N。
(3)要輕松的拿起鍋蓋,需要減小鍋蓋內外的壓力差。
A.將蒸汽閥門往上拉一下,讓空氣進入后再提起,會使內外壓強差減小,故A符合題意;
B.鍋蓋受到的大氣壓力很大,自然受到的摩擦力很大,則將鍋蓋水平移動,使鍋的邊緣露出瓷磚邊緣后再提起的操作難以實現,故B不合題意;
C鍋蓋受到的壓強太大,則薄片很難插入,故C不合題意;
D.鍋蓋上的受力點很小,則兩個人很難一起用力,故D不合題意。故選A。
考點四、流體壓強與流速的關系
考點精要:把具有流動性液體和氣體統稱為流體。在氣體和液體中,流速越大的位置,壓強越小。
流體壓強與流速關系的應用:乘客候車要站在安全線外;飛機機翼做成流線型,上表面空氣流動的速度比下表面快,因而上表面壓強小,下表面壓強大,在機翼上下表面就存在著壓強差,從而獲得向上的升力等。
典型案例:(2023·鹿城模擬)在學習壓強的課上,秀秀做了如下實驗,在兩只筷子中間放上兩個乒乓球,用吸管向中間吹氣,則兩個乒乓球運動狀態是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】流速和流體壓強的關系為:流速越大時,流體壓強越小;流速越小時,流體壓強越大。
【解答】 兩只筷子中間放上兩個乒乓球,用吸管向中間吹氣時,使兩個乒乓球之間的流速增大,即中間的流體壓強變小,導致乒乓球外側的流體壓強大于內側的壓強,故形成了向內的壓力差,使乒乓球向中間運動。
故答案為:C
變式1:(2023·衢州)2023年5月28日,中國國產大飛機C919首個商業航班飛行圓滿完成。某飛機機翼橫截面的大致形狀如圖所示。下列現象中涉及的原理與機翼獲得升力的原理相同的是(  )
A.對著漏斗嘴向下吹氣,乒乓球不掉下來
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒發生形變
C.加熱空氣后。熱氣球不斷上升
D.覆杯實驗中松手后,硬紙片不會掉下
【答案】A
【解析】分析各個選項中包含的物理原理即可。
【解答】A.對著漏斗嘴向下吹氣,乒乓球上方空氣流速大而壓強小,下方空氣流速小而壓強大,于是乒乓球受到向上的壓強,于是乒乓球不掉下來,與飛機升力的原理相同,故A符合題意;
B.用吸管吸牛奶,牛奶盒發生形變,是大氣壓強對牛奶盒產生壓強,故B不合題意;
C.加熱空氣后。熱氣球不斷上升,是因為氫氣球受到的浮力大于重力,故C不合題意;
D.覆杯實驗中松手后,硬紙片不會掉下,是因為紙片受到向上的大氣壓強,故D不合題意。
變式2:(2023·鹿城模擬)如圖所示為“無葉電風扇”,它的底座有一臺電動機吸入空氣,空氣經過加壓后被送入環形的出風口,從寬度只有1.3毫米的縫隙中向外噴出,這部分噴射空氣因流速大,壓強   ,使周圍空氣   (選填“靠近”或“遠離”)這部分噴射空氣,帶動周圍空氣流動,使風量增加到原來的15倍。
【答案】小;靠近
【解析】流速和流體壓強的關系為流速越大,流體壓強越小。
【解答】 部分噴射空氣因流速大 ,導致其壓強變小,周圍空氣的氣壓大于其內部,故靠近這部分噴射空氣。
變式3:(2022·杭州)如圖所示,對著兩張紙中間用力向下吹氣,兩張紙會   (選填“靠攏”“分開”或“保持靜止”),理由是   。
【答案】靠攏;紙片中間氣體流速大壓強小,紙片中間氣壓小于兩側大氣壓,在兩側大氣壓的作用 下將紙片向內擠壓
【解析】流體流速越大的位置壓強越小,根據流體壓強和流速的關系分析解答。
【解答】如圖所示,對著兩張紙中間用力向下吹氣,兩張紙會靠攏,理由是:紙片中間氣體流速大壓強小,紙片中間氣壓小于兩側大氣壓,在兩側大氣壓的作用 下將紙片向內擠壓。
1.雙腳站立在水平地面上的一位初中學生,對地面的壓強大約為( )
A.1250帕 B.2500帕 C.5000帕 D.12500帕
【答案】D
【解析】一個中學生的體重大約50kg,一只腳掌的底面積大約200cm2,根據計算對地面的壓強。
【解答】這個中學生對地面的壓力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
雙腳與地面的接觸面積為:S=200cm2×2=400cm2=0.04m2;
它對地面的壓強大約為:。
2.(2022·紹興)下列關于壓強的實驗說法不正確的是(  )
A.實驗甲說明大氣壓的存在
B.實驗乙說明液體的沸點隨著氣壓的增大而升高
C.實驗丙說明氣體的壓強隨著流速的增大而增大
D.實驗丁說明同種液體中的壓強隨著深度的增加面增大
【答案】C
【解析】A.在覆杯實驗中,水和紙板受到大氣向上的壓強,因此沒有下落,故A正確不合題意;
B.當燒瓶中的水沸騰后,用東西堵住導氣管口,此時瓶內氣壓增大,水停止沸騰,說明水的沸點升高了,故B正確不合題意;
C.當向兩個紙條中間吹氣時,紙條中間空氣流速大而壓強小,在周圍大氣壓強的作用下,紙條都向中間靠攏,故C錯誤符合題意;
D.在圖丁中,當金屬盒向下移動時,U形管兩側液面的高度差增大,說明液體的壓強隨深度的增大而增大,故D正確不合題意。
3.(2023·義烏模擬)2023年3月,我國研制出全球首款雙座水上電動飛機。如圖是水上飛機機翼模型及其在飛離水面前滑行時的情景,此時它在豎直方向上的受力情況正確的是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】【解答】根據圖片可知,機翼上表面為曲面,下表面為平面,則上表面水流速度大而壓強小,下表面水流速度小而壓強大,于是機翼受到向上的支持力。
在豎直方向上,水上飛機模型受到向上的浮力和水向上的支持力,以及向下的重力,如下圖所示:
故選D。
4.(2022七下·諸暨期末)如圖所示,材料、粗糙程度和質量相同的甲、乙兩物體放在同一水平桌面上,底面積S甲>S乙.在水平拉力作用下做勻速直線運動。它們所受的拉力為F甲、F乙,對桌面的壓強為p甲、p乙,則下列關系正確的是(  )
A.F甲>F乙;p甲p乙
C.F甲=F乙;p甲=p乙 D.F甲=F乙;p甲【答案】D
【解析】(1)兩個物體質量相等,根據G=mg可知,則它們的重力相等,對地面的壓力相等,且接觸面的粗糙程度相同,那么它們受到的滑動摩擦力相等。當兩個物體都做勻速直線運動時,它們受到的拉力與摩擦力相互平衡,即拉力等于摩擦力。比較可知,二者受到的拉力相等,即F甲=F乙。
(2)兩個物體的重力相等,則對地面的壓力相等,且受力面積S甲>S乙,根據公式可知,對地面的壓強p甲5.(2023·衢州)在探究壓力作用效果與受力面積的關系時,小敏用拇指和食指分別以如圖兩種方式壓在鉛筆兩端。
(1)小金提出質疑,認為圖   的方式不合理,因為該方式沒有控制   。
(2)若筆尾橫截面積約為0.5厘米2,整個截面都和食指充分接觸,當食指用0.5牛的力壓鉛筆時,食指受到的壓強約為   帕。
【答案】(1)乙;壓力相同 (2)10000
【解析】(1)根據控制變量法的要求分析解答;
(2)根據公式計算食指受到的壓強。
【解答】(1)探究壓力作用效果與受力面積的關系時,需要控制壓力相等,只改變受力面積。在乙圖中,下面拇指受到的壓力等于上面食指的壓力和鉛筆的重力之和,大于上面手指受到的壓力,因此:我認為乙的方式不合理,因為沒有控制壓力相同。
(2)食指受到的壓強約為:。
6.(2023·麗水)注射器在科學實驗中用途廣泛。小科利用注射器進行了如下實驗:
(1)如圖甲,向外拉注射器活塞,觀察到氣球   的現象,說明大氣壓的存在。
(2)如圖乙是模擬潛水艇浮沉的實驗。當緩慢向內推注射器活塞,將玻璃球內的水從底部小孔壓出,玻璃球就上浮。玻璃球能上浮是因為它受到的浮力   它的總重力。活塞被向內推時,受到筒壁對它向   的摩擦力。
【答案】(1)變大(2)大于或>;外或左
【解析】(1)氣球總是向氣壓減小的一側膨脹。
(2)根據浮沉條件解答。摩擦力的方向總是與物體相對運動的方向相反。
【解答】(1)如圖甲,向外拉注射器活塞,則集氣瓶內空氣的體積增大而壓強減小,于是觀察到氣球變大的現象,說明大氣壓的存在。
(2)玻璃球能上浮是因為它受到的浮力大于它的總重力。活塞被向內推時,受到筒壁對它的摩擦力
的方向與其方向相反,即摩擦力的方向向外或向左。
7.某同學用硬度適當的塑料瓶、橡皮塞、有刻度的兩端開口的細玻璃管、滴入紅墨水的溶液,自制了一個簡易氣壓計(如圖所示),用它來“探究大氣壓隨高度的變化情況”。回答下列問題:
(1)液面上方是空氣,分析可知瓶內的氣壓   (填“大于”“小于”或“等于”)瓶外的大氣壓。
(2)該同學將氣壓計從山下拿到山上后,細玻璃管內的液柱高度會   (填“上升”“下降”或“不變”),這說明了大氣壓隨海拔高度的上升而減小。
(3)為了排除其他因素對實驗結果的影響,在探究過程中除了要塞緊橡皮塞外,還應該注意   (寫出一點即可)。
【答案】(1)大于(2)上升(3)保持瓶內水溫不變
【解析】(1)瓶內氣壓等于外界大氣壓與細管內水柱產生壓強之和,如果瓶內氣壓等于外界大氣壓,管內和瓶內的水面應該相平。圖中細管內的水面高,說明瓶內氣壓大于瓶外大氣壓。
(2)大氣壓隨海拔高度的上升而減小,所以將氣壓計從山下拿到山上后,細玻璃管內的液柱高度會上升。(3)擠壓瓶子,水溫升高等都會影響細玻璃管內的液柱高度。
【解答】(1)P瓶內=P外+P水柱,由圖可知,瓶內的氣壓大于瓶外的大氣壓。故答案為:大于
(2)大氣壓隨高度上升而減小,氣壓計從山下拿到山上,P外減小,由P瓶內=P外+P水柱可知,瓶內氣壓不變,則水柱壓強變大,所以細玻璃管內的液柱高度會上升。
8.為了探究大氣壓隨高度的變化規律,小明在一次登山過程中利用如圖甲所示的實驗裝置測出不同高度下的大氣壓,并在坐標紙上描出大氣壓強p與對應海拔高度h的六個點,如圖乙所示.

(1)測量前,小明把注射器的活塞推至針筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的是________.
(2)分析圖象時,小明發現1km高度處的測量數據可能有誤,重新正確實驗后,測得彈簧測力計示數為4.5N,2mL注射器的全部刻度的總長度為4cm,則實際大氣壓約為________Pa.
小明第一次實驗出錯的原因不可能是________.(選填“活塞和針筒的摩擦太大”或“橡皮帽的密封性不好”)
(3)修正數據后,可看出大氣壓隨高度變化的數量關系大致為:在2km高度內,高度每升高100m,大氣壓降低________PA.
(4)根據這一規律,小明認為可將圖甲中的彈簧測力計改裝成一個高度測量儀.那么彈簧測力計4.2N刻度線處應標刻的海拔高度為________km.
【答案】(1)排盡注射器內的空氣 (2)90000;活塞和針筒的摩擦太大 (3)1000 (4)1.6
【解析】(1)如果注射器內有殘留的空氣,那么它會對活塞產生向外的壓強,從而使測得的大氣壓強偏小;
(2)首先根據計算出活塞的受力面積,再根據公式計算大氣壓強的值;如果橡皮帽的密封性不好,那么注射器內進入空氣,會使測量的大氣壓強偏小;如果活塞和針筒的摩擦太大,那么根據F大氣+f=F拉力可知,此時拉力會偏大,即測出的大氣壓強會偏大,據此分析即可;
(3)將標準大氣壓強與高度為2km時的壓強相減,得到大氣壓強的變化量,再用它除以下降的高度即可。
(4)首先根據計算出此時的大氣壓強,然后與標準氣壓相比得到降低的氣壓,最后再根據(3)中得到的規律計算出此時的海拔高度。
【解答】(1)測量前,小明把注射器的活塞推至針筒底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,其目的是:排盡注射器內的空氣。
(2)注射器活塞的受力面積:;
大氣壓強的值:。
根據圖像可知,此時測出的大氣壓強只有80000Pa,比計算出的壓強偏小,那么可能是注射器內進入了空氣,不可能是活塞和針筒之間的摩擦力太大。
(3)高度每升高100m,大氣壓強降低:;
(4)當測力計的示數為4.2N時,大氣壓強;
那么大氣壓強減小的值為:△p=1.×105Pa-84000Pa=16000Pa;
那么海拔高度為:。
9.(2022七下·南潯期末)我國生產的某型號的重型卡車,空載時質量2×104kg,最大載貨量4×104kg,滿載時每只輪胎行駛時與地面的接觸面積為0.05m3,共有輪胎個數為16個。當它勻速行駛時所受的摩擦力是其總重的0.2倍。則:
(1)卡車在牽引力的作用下,由靜止開始運動,說明力能   
(2)該卡車空載時,在水平路面上勻速行駛所受的牽引力是多少 (寫出計算過程)
(3)已知某路面能承受的最大壓強為9×105Pa,該卡車滿載時通過該路面是否會對其造成損壞 (寫出計算過程)
【答案】(1)改變物體的運動狀態
(2)解:空載時所受重力:G0=m0g=2×104kg×10N/kg=2×105N
空載時,勻速行駛受到的摩擦力:f=0.2G0=0.2×2×105N=4x104N
牽引力和摩擦力為一對平衡力,牽引力:F=f=4×104N
(3)解:滿載時總重力:G總=m總g=6×104kg×10N/kg=6x105N
對水平路面的壓力:F=G總=6×105N ,S=0.05m2×16=0.8m2
對路面壓強:p=F/S=6×105N/0.8m2=7.5×105Pa<9×105Pa,該卡車滿載時通過路面不會對其造成損壞
【解析】(1)力的作用效果包括:①力改變物體的形狀;②力改變物體的運動狀態;
(2)首先根據G=mg計算出卡車空載時的重力,再根據f=0.2G計算出勻速行駛受到的摩擦力,最后根據二力平衡的知識計算出卡車受到的牽引力,即F=f。
(3)首先根據G總=m總g計算出滿載時卡車的總重力,再根據F=G總計算出卡車對地面的壓力,接下來根據計算出卡車對路面的壓強,最后與路面承受的最大壓強進行比較即可。
【解答】(1)卡車在牽引力的作用下,由靜止開始運動,說明力能改變物體的運動狀態。
10.如圖,高壓鍋是家庭廚房中常見的炊具,利用它可將食物加熱到100℃以上,它省時高效,深受消費者歡迎。
(1)小明測得家中高壓鍋出氣孔的橫截面積S為12mm2,壓在出氣孔上的安全閥的質量為72g,計算安全閥自重對出氣孔處氣體所產生的壓強。
(2)當高壓鍋內氣壓增大到某一值時,鍋內氣體就能自動頂開安全閥放氣。在外界為標準大氣壓的環境下,該高壓鍋內的氣體能達到的最大壓強是多少?
(3)對照右圖所示水的沸點與氣壓的關系圖線,利用這種高壓鍋燒煮食物時可以到達的最高溫度大約是多少?(大氣壓值取1.0×105Pa)
【答案】(1)安全閥自重對出氣孔處氣體所產生的壓強:

(2)當限壓閥剛好被頂開時,大氣壓強和自重產生的壓強之和等于鍋內氣體的壓強,即p內=p自重+p大氣=1×105Pa+6×104Pa=1.6×105Pa;
(3)根據右圖可知,當鍋內氣壓為1.6×105Pa時,鍋內的最高溫度為115℃。
【解析】(1)根據公式計算限壓閥的自重對氣孔處的壓強;
(2)根據二力平衡的知識計算高壓鍋內的最大壓強;
(3)根據計算出的最大壓強,利用右圖確定鍋內的最高溫度。
舉一反三
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