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第九章 压强
——划重点之精细讲义系列
知识点1:压力压强
1.压力
(1)定义∶垂直作用在物体表面的力叫做压力。如下图所示,分别为杯子对桌面的压力、图
钉对墙面的压力、物块对斜面的压力。
(2)方向∶压力垂直于接触面,指向被压物体。
(3)作用点∶在所压表面上。
(4)作用效果∶使受压物体发生形变。
压力与重力的区别与联系
压力 重力
力的示意图
物块A对斜面的压力 物块A受到的重力
施力物体 物块 A 地球
区别 受力物体 斜面 物块 A
力的方向 垂直于受力面指向受力物体 竖直向下
力的大小 不一定等于物体重力 G=mg
力的作用点 在被压物体上 物块重心
性质 弹力 引力
产生原因 物体间相互接触且挤压 地球的吸引
压力可以由重力产生,也可以由其他力产生。只有当物体放在水
联系 平面上时,物体对水平面的压力在数值上等于重力,即F =G。
压
不能说“压力就是重力或者压力就等于重力。”探究影响压力作用效果的因素
压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积有关
研究什么? 探究压力的作用效果与压力的大小是否有关 探究压力的作用效果与受力面积是否有关
改变什么? 压力的大小 受力面积的大小
控制什么? 受力面积 压力的大小
实验装置图
怎么
改、控、测?
(1)把小桌放在海绵上,观察海绵被压下的深 (1)把小桌正面朝上放在海绵上,在小桌
浅 上放一个砝码,观察海绵被压下的深浅
(2)在小桌上放一个砝码,观察海绵被压下的 (2)把小桌翮过来,桌面朝下,在小桌上放
深浅 一个个砝码,观察海绵被压下的深浅
若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压力 若两次实验海绵被压下的深浅不同,则压
怎么分析?
的作用效果与压力的大小有关 力的作用效果与受力面积有关
2.实验器材(小桌子、砝码、海绵)
3.砝码的作用是改变压力的大小
★4.转换法的应用(通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果)
5.控制变量法的应用
[分析现象和数据,总结结论]
6.控制变量法∶研究压力大小对压力作用效果的影响时,要控制受力面积一样;研究受力面积大小
对压力作用效果的影响时,要控制压力大小一样。
[交流与反思]
7.选用海绵而不选用长木板的原因(长木板的形变不易用肉眼观察到,海绵的形变容易用肉眼观察
到)
8.可代替海绵的材料(沙子、橡皮泥、面粉等容易发生形变的物体)
9.实验评估
★实验结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;当压力相同时,受力面积越小,
压力的作用效果越明显。
2.压强、压强的大小及其计算:
(1)压强概念:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强;
(2)压强公式: ;
(3)压强p的单位是帕斯卡(简称为帕),符号是Pa。1 Pa=1 N/m2。
常用单位∶千帕(kPa)、兆帕(MPa);1 kPa=103Pa,1 MPa=106Pa。
(4)物理意义∶压强是描述压力作用效果的物理量。
(5)常见数值∶一颗西瓜子平放在桌面上,对桌面的压强约 20 Pa;一张报纸平放在桌面上时
对桌面的压强约0.5 Pa,成年人站立在地面上时对地面的压强约为1.5×104 Pa。F
(1)p= 为压强的定义式,适用于所有物体间压强的计算(无论是气体、液体,还是固
S
体)。
(2)用公式计算时,各物理量的单位必须统一,其单位分别是p—Pa,F—N,S—m2。
(3)公式中F是压力,而不是重力,但物体静止在水平面上时(只受重力和支持力),对水
平面的压力的大小等于物体的重力的大小。
(4)公式中的S 是受力面积,它是施力物体挤压受力物体时,两
者相互接触的面积。如图所示,将一底面积为S的物体A分别放置在面
积为S 和 S 的两个桌面上,两种情况下,物体对桌面的压力相等,但
1 2
图甲中受力面积是S,图乙中受力面积是 S。
2
(5)在求解密度均匀、形状规则的实心柱体重直作用于水平面上的压强时,利用公式力p=ρgh
非常快捷、准确、方便。
推导式 的适用条件有∶
(1)密度均匀、形状规则的实心柱体(圆柱体或棱柱体),如图所示;
(2)物体被放在水平面上,且受力面积等于物体的底面积;
(3)水平面受到的压力是由物体所受的重力产生的(F=G)。
3.减小或者增大压强的方法及其应用:
减小压强方法:
(1)压力一定,增大受力面积;
(2)受力面积一定,减小压力;
(3)同时减小压力,增大受力面积.
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽。
增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积;
(2)受力面积一定,增大压力;
(3)同时增大压力,减小受力面积.
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车。【典例1】关于压力的说法,正确的是( )
A.相互接触的物体间必定存在压力
B.压力的方向一定竖直向下
C.物体对地面的压力总等于它的重力
D.压强反映压力的作用效果
【答案】D
【详解】A.当两个相互接触的物体间没有相互挤压时,两物体间将不存在压力,故A错误;
B.压力是垂直作用在物体表面上的力,方向总是垂直于物体的表面,当接触面不水平时,压力的
方向将不是竖直向下的,故B错误;
C.重力是由于地球的吸引而产生的力,方向竖直向下;压力是垂直作用在物体表面上的力,方向
总是垂直于物体的表面、物体的受力面、接触面,因此重力和压力是完全不同的两个力,大小不一
定相等,只有物体放在水平面上,物体对桌面的压力等于重力,故C错误。
D.压强反映压力的作用效果,压力的作用效果越明显说明压强越大,故D正确。
故选D。
【典例2】重10N的正方体木块,被20N的水平力压在竖直墙上静止,如图,木块对墙的摩擦力和
压力大小分别为( )
A.20N,10N B.30N,10N C.10N,30N D.10N,20N
【答案】D
【详解】木块静止,所以在水平和竖直方向受力分别平衡。在竖直方向上,物体重力为10N,方向
竖直向下,而摩擦力与重力是一对平衡力,所以摩擦力为
f=G=10N
方向竖直向上;
在水平方向上,人对木块的水平压力和墙壁对木块的支持力是一对平衡力,压力是20N,所以墙壁
对木块的支持力也是20N,又墙壁对木块的支持力和木块对墙壁的压力是一对相互作用力,二者大
小相等,故木块对墙的压力为20N,方向水平向右。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【典例3】如图为同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们的高度之比为3∶2,底面积之比为2∶3,则它们的质量m∶m和对地面的压强p∶p分别为( )
A B A B
A.m∶m=2∶3,p∶p=2∶3
A B A B
B.m∶m=1∶1,p∶p=2∶3
A B A B
C.m∶m=3∶2,p∶p=1∶1
A B A B
D.m∶m=1∶1,p∶p=3∶2
A B A B
【答案】D
【详解】两圆柱体的体积之比
B是由同种材料制成的实心圆柱体,密度相同,由 得它们的质量之比为
因为A和B放在水平地面上,所以对地面的压力
圆柱体对地面的压强
圆柱体A和B对地面的压强之比
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【典例4】如图所示,实心均匀长方体甲、乙分别放置在水平地面上,对地面压强相等,底面积S
甲
=S ,高度h >h ,若沿竖直虚线切去相同的比例,则此时甲、乙剩余部分对地面的压力F 、F
乙 甲 乙 甲 乙
和压强p 、p 的关系是( )
甲 乙A. ,
B. ,
C. ,
D.F甲= F乙,
【答案】D
【详解】切割前甲、乙对地面压强
由以上两式可知,长方体对地面的压强与长方体的密度、高度有关,与长方体的底面积无关,若沿
竖直虚线切去相同的比例,长方体的高度不变,则此时甲、乙剩余部分对地面的压强不变,由于切
割前 ;即切割后甲、乙剩余部分对地面的压强 ;
切割前长方体底面积S =S ,对地面的压强 ,根据 可知,长方体甲、乙地地面的
甲 乙
压力相等,即甲乙的质量相等;若沿竖直虚线切去相同的比例,则剩余部分的质量仍相等,此时甲、
乙剩余部分对地面的压力F 、F 相等,即F = F ;
甲 乙 甲 乙
由以上分析可知,ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【典例5】在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小聪在相同的平底矿泉水瓶中装
水后,分别放在砖块和海绵上进行了如图所示的实验(B、C两图中瓶内的水是满的)。
(1)实验过程中,通过观察被压物体的___________来反映压力的作用效果;
(2)要探究压力的作用效果与受力面积的关系,可以选用图中B、C两次实验,可得出结论:当压力大小相等时,受力面积越___________(选填“大”或“小”),压力的作用效果越明显。
(3)我们不能通过分析图中A、B两次实验现象得出压力作用效果与压力大小的关系,理由是没有
控制___________相同。
【答案】 形变程度 小 受压面的材料
【详解】(1)[1]实验中,压力使物体发生形变,故可通过观察被压物体的形变程度来比较压力作
用效果的。
(2)[2]要探究压力的作用效果与受力面积的关系,应控制压力大小相同,故可以选用图中B C
两次实验,可得出结论:当压力大小相等时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[3]图中A、B两次实验一个放在砖块上,一个放在海绵上,没有控制受压面的材料相同,因
此,我们不能通过分析图中 A、B两次实验现象得出压力作用效果与压力大小的关系。
知识点2:液体压强
1.液体压强产生的原因
(1)液体受重力作用,对支撑它的容器底有压强。
(2)液体具有流动性,对阻碍它流散开的容器壁也有压强。
(3)液体由于具有流动性而在液体内部相互挤压,因此液体部向各个方向都有压强。
液体压强具有以下几个特点:
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其
支承面产生压强,方向总是与支承面垂直;
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深
度越深,压强越大。
(3)液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。
4、液体压强的计算:
注意∶应用 时,各个物理量的单位都应统一取国际单位。其中 ρ—kg/m3,g—N/kg,
h—m,p—Pa。对液体压强公式的理解
(1)由 可知,液体压强只与液体密度和液体深度有关,与液体质量、体积等无关。
(2 ) h 指的是液体的深度,是被研究的点到自由液面的竖直距离 。 如下图所示,A、B、C 的深
度分别是h、h 和 h,D、E、F 三点的深度相同,都是h。
1 2 3
(3)该公式适用于静止的液体和密度均匀的气体,不适用于流动的液体、气体。
(4) 和 的应用
液体压强的计算式,也适用于计算形状
压强的定义式,适用于所有情况,
适用范围 规则、质地均匀的柱形固体对水平面的
多用于计算固体压强
压强
固体先算压力
液体先算压强 ,
计算顺序 后计算压强
后计算压力
(5)容器底所受压力、压强及对支持面的压力、压强的比较
容器
容器底受到的压强 p=ρ gh
液
F=pS=ρ gh=G
容器底受到的压力 液 柱
F>G F=G F<G
液 液 液
对支持面的压力 F=G +G
1 液 容
对支持面的压强 p=F/S
1 1
当运用液体压力压强先算压强再算压力的方法变量太多
总结 无法计算时,可以通过先观察杯子的形状先比较压力的大
小,再比较压强的大小。
研究液体内部的压强研究什么? 探究液体压强与液体的深度是否有关 探究液体压强与液体的密度是否有关
改变什么? 压强计探头在液体内部的深度 密度不同的液体
控制什么? 液体的密度,压强计探头的方向 压强计探头在不同液体中的深度和方向
实验装置图
(1)将U形管压强计的探头放人水中深度为H处,
怎么 观察并记录U形管两侧液面的高度差△h
1
改、控、
测?
(2)保持探头方向不变,将探头伸入密度不
(2)保持探头方向不变,改变探头在水中的深
同 液体 中深度H处,观察并记录U形管两侧
度,观察并记录U形管两侧液面的高度差△h
2 液面的高度差△h
3
若△h≠△h ,则液体压强与液体的密度有
怎么分析? 若△h≠△h ,则液体压强与液体的深度有关 1 3
1 2 关
2.实验器材及作用[ U 形管、刻度尺 (测量压强计的探头在液体中的深度)]
★3.实验前检查装置气密性的方法(用手压探头上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变
化,若液柱变化明显,则气密性良好)
4.实验前U形管液面应调平(若不平,应重新拆装)
实验分析
★5.转换法的应用(根据U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小)
★6.控制变量法的应用。实验结论:在同种液体的同一深度处,液体对各个方向的压强都
相等;在同种液体内部,深度越深,液体压强越大;在深度相同时,液体的密度越大,压强越
大
探究液体压强与什么因素有关
如图所示,容器中间用隔板分成左、右两部分,隔板下部有一
圆孔,用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。
它可以用来做"探究液体压强是否跟深度、液体密度有关"的实验。
1.实验要验证"在同种液体中液体压强跟深度有关"这一结论,
应该怎样设计实验?说出实验步骤和实验现象。
实验改进 实验步骤∶向容器左右两边加入水,使右边水面高出左边水
面。
实验现象∶橡皮膜向左边凸出。
2.实验要验证"在深度相同时,液体压强跟液体密度有关"这一结论,应该怎样设计
实验?说出实验步骤和实验现象。
实验步骤∶向容器左右两边分别加入水和盐水,使两边液面相平。
实验现象∶橡皮膜向左边凸出。
5.连通器的原理:
(1)连通器:上端开口,下部相连通的容器;
(2)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平;
(3)连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来
工作的。
连通器液面相平的条件:
(1)连通器里只有一种液体;
(2)连通器里的液体不流动。只有同时满足这两个条件,连通器各部分的液面才是相平的,如
果有一个条件不能满足,则连通器各部分的液面不会相平。【典例1】关于液体压强,下列说法中正确的是( )
A.液体压强大小与液体受到的重力有关
B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部压强的大小与方向有关
D.液体压强只与液体深度、液体密度有关
【答案】D
【详解】A.液体内部某点所受液体压强的大小跟液体的密度和深度有关,与液体受到的重力无关,
故A错误;
B.由于液体受重力、具有流动性,液体不仅对容器底部有压强,对容器侧壁也有压强,故B错误;
C.同一液体内部同一深度处,各个方向压强相等,故C错误;
D.根据 可知,液体的压强与液体的密度和深度有关,故D正确。
故选D。
【典例2】用如图所示的装置探究水内部压强的特点,下列做法能使微小压强计U形管两侧的液面
高度差变大的是 ( )
A.将探头在水中的位置向上移动
B.将探头在原位置转动,仅改变探头方位
C.保持探头的位置不动,从杯中取出适量水,使水面到 B位置
D.保持探头的位置不动,向杯中加入适量水,使水面到A位置
【答案】D
【详解】A.由 可知,将探头在水中的位置向上移动,探头深度变浅,U形管两侧的液面
高度差变小,故不符合题意;
B.液体内部同一深度各个方向压强相同,将探头在原位置转动,仅改变探头方位,U形管两侧的液
面高度差不变,故不符合题意;
C.由 可知,保持探头的位置不动,从杯中取出适量水,使水面到 B位置,探头深度变浅,
U形管两侧的液面高度差变小,故不符合题意;D.由 可知,保持探头的位置不动,向杯中加入适量水,使水面到A位置,探头深度变深,
U形管两侧的液面高度差变大,故符合题意。
故选D。
【典例3】如图所示,甲、乙、丙三个容器底面积相同,放在水平面上,容器装有同种液体,且液
面相平,则液体对容器底的压强关系是( )
A.p =p =p B.p >p >p
甲 乙 丙 甲 乙 丙
C.p <p <p D.无法确定
甲 乙 丙
【答案】A
【详解】由题可知,三个容器中装有同种液体,则三个容器中的液体密度
三个容器中液体深度也相等
根据液体压强公式 ,则有
所以可得
故选A。
【典例4】将底面积不同、装有同种液体的甲、乙、丙、丁四个容器放在同一水平桌面上,如图所
示,下列对容器底受到液体压强的大小关系判断正确的是( )A.甲容器底受到液体的压强最大
B.乙容器底受液体到的压强最大
C.丁容器底受到液体的压强最大
D.四个容器底受到液体的压强一样大
【答案】D
【详解】因为甲、乙、丙、丁四个容器中装有同种液体,则液体密度相同,由图可知,四个容器液
面高度相等,根据 可知,四个容器底受到液体的压强一样大,故D正确,ABC错误。
故选D。
【典例5】下列装置不是应用连通器原理的是( )
A. 船闸 B. 茶壶
C. U形管压强计 D. 地漏
【答案】C
【详解】ABD.船闸、茶壶、地漏都是上端开口,下部连通,即都是利用连通器的原理制成的,故
ABD不合题意;
C.U形管压强计的上端只有一侧是开口的,另一侧是封闭的,不符合连通器的特点,不是利用连通
器原理工作的,故C符合题意。
故选C。
【典例6】如图1是小洛用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。(1)压强计上的U形管 ___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,小洛发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图1甲所示。正确的
调节方法是 ___________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支管中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图1乙、丙两次实验,可得出:在同种液体中,液体内部压强随 ___________的增加而
增大;
(4)要探究液体内部压强是否与液体密度有关,应选择图1 ___________两次实验进行比较,可得
出液体压强与液体密度的关系是:___________;
(5)小洛结合液体压强的知识,设计了如图2所示的测量盐水密度的方案,请将实验步骤补充完
整:
①如图2所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下
管口的距离记为h;
1
②如图2所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至 ___________,用刻度尺
测出盐水面到下管口的距离记为h;
2
③盐水的密度表达式:ρ =___________(利用ρ 、h、h表示);
盐水 水 1 2
④以上实验所测盐水的密度偏 ___________(选填“大”或“小”)。
【答案】 不属于 B 液体的深度 丙、丁 液体深度相同时,液体压强随液体
密度增大而增大 橡皮膜水平为止 小
【详解】(1)[1]压强计上端不都是开口的,故不属于连通器。
(2)[2]进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强
就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;如果将右
侧支管中高出的水倒出,左右液面上方的大气压强仍然不相等,故B符合题意,A不符合题意。
故选B。
(3)[3]比较图乙和图丙两图知,液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不
同,故可以得到:液体的压强与液体的深度有关。(4)[4][5]要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,
应选1图丙、丁比较,可得出液体压强与液体密度的关系:液体深度相同时,液体压强随液体密度
增大而增大。
(5)[6][7]本步骤是通过转换法,只要玻璃管底部的橡皮膜水平即可说明此时橡皮膜上方受到水
的压强等于下方受到盐水的压强,故此处应该在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,
直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为h。因为此时橡皮水平,说明盐水
2
与水产生的压强相等,即
得盐水的密度表达式
[8]如图2甲是测量的水面到玻璃管下管口的距离,由于橡皮膜发生形变,造成测量的水深度即h
1
比实际值偏小,故密度的测量值比真实值偏小。
知识点3:大气压强
1.大气压强的认识:
(1)大气压强:大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强,简称大气压;大气压用p 表
0
示;
(2)产生原因:因为空气受重力作用并且具有流动性;
(3)马德堡半球实验证明了:①大气压的存在②大气压很大。
2.托里拆利实验:
(1)精确测量出标准气压数值的实验:托里拆利实验;
(2)实验过程:在长约1m,一端封闭的玻璃管里灌满水银,将管口堵住,然后倒插在水银槽
中放开堵管口的手指后,管内水银面下降一些就不再下降,这时管内外水银面的高度差约为
760mm;
(3)结论:大气压p = 760mmH g =76cmHg = 1.01×1 0 5 P a (其值随着外界大气压的变化而变化);
0
大气压的特点:
(1)空气内部向各个方向都有压强,且空气中某点向各个方向的大气压强都相等;(2)大气压随高度增加而减小;且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说,
晴天大气压比阴天高,冬天比夏天高;
(3)沸点与压强:一切液体的沸点,都是随气压减小而降低(如在海拔高的山上煮饭,煮不
熟);随气压增大而升高(如用高压锅煮饭快);
(4)体积与压强:质量一定的气体,温度不变时,气体的体积越小压强越大;气体体积越大
压强越小。
托里拆利实验的特别提醒
(1)玻璃管中充满水银,不能混有气泡,否则实验结果偏小。
(2)玻璃管的形状、粗细及是否倾斜不影响实验结果。
(3)玻璃管管口在水银槽内的深度不影响实验结果,向上提或向下按玻璃管,只改变水银柱上
方真空部分的体积,而水银柱的高度不变。
(4)实验测得的水银桂的高度如果不是 760 mm,可能是因为实验环境的大气压不是标准大气
压。
(5)托里拆利实验中选择的液体是水银,而不是其他液体,原因是水银是常温下密度最大的液
体,在同样的大气压下需要的玻璃管最短。如果用其他液体,需要的玻璃管就会很长,操作不方
便。如果用水来做托里拆利实验,则根据实验原理可得ρ gh =ρ gh ,则水柱高度h =
水银 水银 水 水 水
ρ ℎ 13.6×103kg/m3×0.76m
水银 水银
= =10.336m。
ρ 1×103×kg/m3
水
大气压强的三中实验测量方法
吸盘拉力法 吸盘重力法 注射器拉力法
实验 吸盘、玻璃板、弹簧测力 吸盘、玻璃板、刻
注射器、弹簧测力计、刻度尺
器材 计、刻度尺 度尺、小桶、细沙
示意图
吸盘刚刚拉脱时小
测量的 吸盘刚刚拉脱时弹簧测力 活塞刚刚被拉动时弹簧测力计的示数F、
桶和细沙的总重力
物理量 计示数F、吸盘直径 D 注射器的全部刻度长度L
G、吸盘直径D
操作 将吸盘吸在玻璃板上,用 与吸盘拉力法原理 将注射器活塞推至针筒底端,然后用一弹簧测力计拉吸盘,吸盘
个橡皮帽堵住注射器针筒。用弹簧测力
刚刚拉脱时弹簧测力计的 一样,只是将弹簧
计拉注射器活塞颈部,活塞刚刚被拉动
示数F就等于吸盘受到的 测力计换成小桶,
时的示数F就等于活塞受到的大气压力。
大气压力,测出吸盘的直 慢慢往小桶内加入
步骤 从注射器筒上找到标明的容积V,并用刻
径D即可得到吸盘的面积 细沙,直至将吸盘
度尺量出注射器筒全部刻度的长度L,则
S , 再 利 用 压 强 公 式 刚刚拉脱
活塞面积 S=V/L,最后利用压强公式
p=F/S专即可算出大气压
p=F/S即可算出大气压的值
的值
大气压
表达式
注射器内空气不能完全排出、注射器漏
误差 吸盘内空气不能完全排出,导致测出的 F或G
气、活塞与筒壁摩擦较大等导致误差较
分析 值偏小,大气压值偏小
大
知识点4:流体压强
1.流体压强与流速的关系:
(1)流体:流动的物体,指的是液体和气体;
(2)液体压强与流速的关系:在气体和液体中, 流速越大的位置压强 越小 。
2.飞机升力的产生原因:
(1)飞机的升力的产生:飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状;
(2)当飞机在机场跑道上滑行时,流过机翼上方的空气速度快、压强小,流过机翼下方的空
气速度慢、压强大;
(3)机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
【典例1】空中的氢气球,升到一定高度就会爆裂,以下正确的是( )
A.这一高度的大气压大,把气球压裂
B.高空中的大气压小,气球向外膨胀,把气球胀裂
C.高空中的温度很低,气球被冻裂
D.空中的紫外线很强,将气球照裂
【答案】B
【详解】大气压与高度有关,高度越高,大气压越小,球内气压大于外界气压,气球就会向外膨胀,
以至于气压把球胀裂,与温度和紫外线的照射没有关系。
故选B。
【典例2】下列事例中不是利用大气压来工作的是( )A. 用吸管吸饮料
B. 吸盘吸在墙壁上
C. 液体从容器侧壁的孔中喷出
D. 纸片托水
【答案】C
【详解】A.用力一吸气,吸管内的气压小于外界大气压,饮料在外界大气压的作用下,被压入口
腔内,利用了大气压,故A不符合题意;
B.吸盘挂重物,使用前先把空气排空,在外界大气压的作用下,吸盘被压在墙壁上,故B不符合
题意;
C.液体从容器侧壁的孔中喷出,是因为液体内部存在压强,与大气压无关,故C符合题意;
D.图中纸片受到水对它向下的压强和外界大气压对它向上的压强,大气压强大于水对纸片向下的
压强,所以纸片不会掉下来,利用的是大气压,故D不符合题意。
故选C。
【典例3】如图所示是水银气压计和自制气压计,下列有关说法中不正确的是( )A.在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管内外水银面的高度差不变
B.自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,说明大气压降低了
C.把水银气压计从1楼拿到10楼,玻璃管内水银柱会下降
D.自制气压计瓶内气压大于瓶外大气压
【答案】D
【详解】A.在使用水银气压计时,玻璃管稍倾斜,管外气大压不变,能支撑的水银的高度不变,
因此管内外水银面的高度差不变,故A正确,不符合题意;
B.自制气压计的玻璃管内水柱高度降低,说明大气压能支撑的水银柱的高度变小,即大气压降低
了,故B正确,不符合题意;
C.把水银气压计从1楼拿到10楼,10楼大气压小于1楼大气压,所以玻璃管内水银柱会下降,故
C正确,不符合题意;
D.自制气压计,瓶内气压与管内液柱的压强和等于外界大气压,所以瓶内气压小于瓶外大气压,
故D不正确,符合题意。
故选D。
【典例4】如图所示,在蓄水槽中装入一定量的水,蓄水槽与一粗细不均匀的管道相连,在管道的
不同部位,分别装有底部连通的竖直管A、B、C,下列说法正确的是( )
A.当阀门关闭,水是静止状态,A、B、C三根管中的水柱高度不同
B.当阀门打开水流动时,A管中水柱的高度最高
C.当阀门打开水流动时,B管中水柱的高度最高
D.当阀门打开水流动时,C管中水柱的高度最高
【答案】B
【详解】 .当阀门关闭,水处于静止状态时,根据连通器的原理,可知三根管中的水柱高度相同,故A错误;
.当阀门打开水流动时,底部面积越大,水流速越慢,产生的压强越大,水的高度越大,所
以, 的压强最小,水的高度最低, 的压强最大,水的高度最大,故B正确,CD 错误。
故选B。
【典例5】如图所示是某实验小组“估测大气压的值”的实验,器材有注射器、弹簧测力计、刻度
尺等。实验步骤如下:
(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽堵住注射器的小孔;
(2)用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢
拉动注射器筒,当注射器中的活塞______时,记下弹簧测力计的示数为F,根据______条件可知,
此时大气对活塞的压力等于F;
(3)用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为L,从注射器读得最大容积为V,可得活塞的横截面积
S=______;
(4)由公式p=______计算此时大气压的数值;
(5)为了减小本实验的误差,请说出你的操作方法(请写出一条):______。
【答案】 刚被拉动 二力平衡 加些润滑油能起到密封和减小摩擦
的作用
【详解】(2)[1][2]活塞刚被拉动时,活塞处于平衡状态,由二力平衡的条件可知:此时大气压
强产生的压力和弹簧测力计的示数相等。
(3)[3]由图可知,注射器的全部刻度的长度为L,注射器的体积为V,所以活塞的横截面积为
。
(4)[4]由(2)(3)可知,大气压力为F,活塞的横截面积为 ,所以大气压强的数值为
(5)[5]实验的误差主要是由于注射器内的空气没有排尽或漏气或拉动活塞时活塞和筒壁间有摩擦
引起的,采取的方法是用润滑油能起到密封和减小摩擦的作用。1.下列与压强有关的说法中正确的是( )
A.压力就是重力,物体重力越大,产生的压强越大
B.液体内部向各个方向都有压强,是由于液体受到重力且液体有流动性
C.因为 ,所以液体压强与容器底面积大小有关
D.静止在桌面中央的小木块,沿竖直方向切去木块体积的二分之一,木块对桌面压强变为原来的
二分之一
【答案】B
【详解】A.压力的方向垂直于接触面,重力的方向始终竖直向下,二者是两种不同的力,故A错
误;
B.由液体压强产生的原因可知,液体内部向各个方向都有压强,是由于液体受到重力且液体有流
动性,故B正确;
C.液体压强公式p=ρgh,由此公式可知,液体压强与液体密度和液体深度有关,与容器底面积大
小无关,故C错误;
D.沿竖直方向切去木块体积的二分之一,重力变二分之一,底面积也变为原来二分之一,根据
,木块对桌面压强不变,故D错误。
故选B。
2.如图所示,两个圆柱形容器A、B,盛有体积相同的同种液体且放置在水平桌面上。若两容器底
部受到的液体压力分别为F、F,受到的液体压强分别为p、p,则它们的关系是( )
A B A B
A.F=F、p>p B.F=F、p<p
A B A B A B A B
C.F>F、p=p D.F<F、p=p
A B A B A B A B
【答案】B
【详解】同种液体,液体的密度相同,由图知B液体的深度大于A液体的深度,根据 知B
液体对容器底的压强大于A液体对容器底的压强,即p<p;由于A、B液体的密度和体积都相同,
A B
根据 知A、B液体的质量相同,由 知重力也相同,由于容器的形状规则,所以液体对容器底的压力等于液体的重力;所以两容器底部受到液体的压力相同,即 ,故ACD不符合题
意,B符合题意。
故选B。
3.如图所示,完全相同的两个薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上,分别装有A、B两种密度不同
的液体。将两个完全相同的实心金属球浸没在两种液体中后,液体对容器底部的压强p与p相等。
A B
将两个金属球取出后(忽略带出的液体),下列说法中正确的是( )
A.ρ>ρ,液体对容器底的压强变化量Δp=Δp
A B A B
B.ρ<ρ,容器对水平面的压强变化量Δp =Δp
A B 甲 乙
C.ρ<ρ,液体A的质量可能大于液体B的质量
A B
D.ρ>ρ,液体A的质量一定小于液体B的质量
A B
【答案】D
【详解】AB.由图可知,甲乙容器中液体的深度关系为
h<h
A B
液体对容器底部的压强p与p相等,由p=ρgh可知AB液体的密度关系
A B
ρ>ρ
A B
两个容器相同,两个金属球相同,将两个金属球取出后,液体深度的变化量相同,由p=ρgh可知
液体对容器底的压强变化量
Δp>Δp
A B
将两个相同的金属球取出后,减小的重力相同,容器对水平面减小的压力相同,由 可知,容
器对水平面的压强变化量相同,即
Δp =Δp
甲 乙
故AB错误;
CD,原来液体对容器底部的压强p与p相等,取出两个金属球后,液体对容器底的压强变化量
A B
Δp>Δp
A B
由p =p-Δp可知剩余液体对容器底的压强
剩
p <p
A剩 B剩根据F=pS可知液体对容器底的压力的关系
F <F
A剩 B剩
因为液体是直柱形,所以液体的重力关系
G <G
A剩 B剩
由 得到液体的质量关系
m <m
A剩 B剩
故D正确,C错误。
故选D。
4.如图,将质量相等的水分别倒入底面积相等的量筒和量杯内,若量筒底和量杯底受到水的压强
分别为p、p,受到水的压力分别为F、F,则( )
1 2 1 2
A.p>p,F>F B.p>p,F=F
1 2 1 2 1 2 1 2
C.p=p,F>F D.p=p,F=F
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】A
【详解】将质量相等的水分别倒入量筒和量杯内,水的深度关系为h >h ,根据压强公式
量筒 量杯
可知,水对容器底的压强大小为p>p;
1 2
量筒和量杯内水的质量相同,则其重力相同,量筒上下一样粗细为直壁容器,对容器底的压力等于
液体重力,即F=G,量杯形状是上粗下细,对容器底的压力小于液体重力,即F<G,所以F>
1 2 1
F,
2
综上,故BCD不符合题意,A符合题意;
故选A。
5.如图所示,水平桌面上底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器中,分别装有深度相同、质量
相等的不同液体,下列说法正确的是( )A.甲容器对水平桌面的压力大 B.乙容器对水平桌面的压强大
C.两容器对水平桌面的压强相等 D.两容器内液体对容器底的压强相等
【答案】C
【详解】ABC.水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的质量相等,由
知道,二者的总重力相等,因为容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,故容器对桌面的
压力
受力面积相同,由 知道,两容器对桌面的压强相等,故AB错误,C正确;
D.由图中知道,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,由 知道
因两容器中液体的深度相同,由 知道,液体对杯底的压强
故D错误。
故选C。
6.甲、乙两个实心均匀正方体放置在水平地面上。若沿竖直方向切去相同厚度后,甲、乙剩余部
分对地面的压强p '>p '、剩余部分质量m '=m '。则关于切去前甲、乙对地面的压强p 、p
甲 乙 甲 乙 甲
,压力F 、F 的大小关系,下列判断正确的是( )
乙 甲 乙
A.p >p ,F <F B.p >p ,F >F
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
C.p <p ,F =F D.p <p ,F <F
甲 乙 甲 乙 甲 乙 甲 乙
【答案】B
【详解】设甲、乙两正方体的棱长分别为L 、L ;由水平放置的实心均匀柱形物体对地面的压强
甲 乙
公式
可知同一柱形物体对地面的压强只与其高度有关,甲、乙切去前后高度不变,所以
根据题意可知,沿竖直方向切相同厚度后,甲、乙剩余部分对地面的压强为所以
已知甲、乙剩余部分对地面的压强
剩余部分质量
根据固体压强公式
可得
则
设沿竖直方向切相同厚度为Δh,则剩余部分的底面积表达式
因为
所以
可得
甲、乙剩余部分质量根据密度公式变形式
可得
又因为
则
所以
即可得
说明甲、乙切去部分质量
则切去前甲、乙正方体的质量
水平面上物体对水平面的压力等于自身重力,由
可得,切去前甲、乙对地面的压力
故B正确,ACD错误。
故选B。
7.如图所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器
左、右两部分注入不同深度的液体时。关于橡皮膜的形变,以下说法正确的是( )A.橡皮膜一定向左侧凸起 B.橡皮膜一定向右侧凸起
C.橡皮膜可能不发生形变 D.橡皮膜一定会发生形变
【答案】C
【详解】因为液体内部压强和液体的密度、液体的深度有关,图中左边液体的深度小于右边的液体,
但因为液体的密度未知,所以无法确定橡皮膜哪侧的压强更大,即橡皮膜可能发生形变,也可能不
发生形变。
故选C。
8.如图所示,甲、乙两个容器内装有质量相等的水,甲容器中水对容器底部的压强为p,压力为
1
F,乙容器中水对容器底部的压强为p,压力为F,则下列判断正确的是( )
1 2 2
A.p>p B.F=F C.p=p D.F>F
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】B
【详解】AC.由图知,甲容器中水的深度较小,根据p=ρ gh可知水对容器底部的压强p<p,故
水 1 2
AC错误;
BD.甲、乙两个容器内装有质量相等的水,且容器都为柱形容器,则水对容器底部的压力都等于水
的重力,根据
F=G=mg
可知,F=F,故B正确,D错误。
1 2
故选B。
9.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质
量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F =F
甲 乙
②容器对桌面的压强:p >p
甲 乙③液体对容器底部的压力:F '=F '
甲 乙
④液体对容器底部的压强:p '>p '
甲 乙
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】B
【详解】①②水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的质量相等,根据
可知二者的总重力相等,故容器对桌面的压力
容器的底面积相同,由
得,容器对桌面的压强
故②错误,①正确;
②③从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,根据
可知
因两容器中液体的深度相同,根据
知,液体对杯底的压强
由
得可知,液体对容器底部的压力故③错误,④正确。
由以上综合可知B正确,ACD错误。
故选B。
10.下图所示的实例中,不属于连通器应用的是( )
A. 茶壶 B. 水池下的回水弯管
C. 船闸 D. 微小压强计
【答案】D
【详解】A.茶壶是上端开口,下端连通的容器,所以是连通器,故A不符合题意;
B.水池下的回水弯管的上端开口下端连通,是连通器,故B不符合题意;
C.船闸的闸室通过阀门与上、下游水道构成了连通器,故C不符合题意;
D.压强计的下端虽连通,但上端有一侧是不开口的,所以不是连通器,故D符合题意。
故选D。
11.下列压强值不等于一个标准大气压值的是( )
A.76厘米高汞柱 B.10.3米高水柱
C.1.01×105帕 D.0.76米高水柱
【答案】D
【详解】根据托里拆利实验,一个标准大气压的值为1.01×10 5帕斯卡,等于760毫米高水银柱产
生的压强,也就是76厘米汞柱,若换成水柱,由 ,水柱高度为
即ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12.在托里拆利实验和自制气压计的相关知识中,下列说法错误的是( )A.当两者都拿到山顶时,托里拆利实验的玻璃管内水银液面下降,而自制气压计玻璃管内液面上
升
B.托里拆利实验玻璃管内如果有少量空气,气压测量值会偏大
C.自制气压计使用时,受温度的影响较大
D.自制气压计制作时要先向瓶内吹气,是为了使瓶内气压大于外界大气压
【答案】B
【详解】A.当两者都拿到山顶时,海拔升高,气压降低。托里拆利实验时,大气压支持管内的水
银柱降低;自制气压计瓶内气压等于吸管内液体压强和外界大气压之和,大气压降低,吸管内液体
会上升,故A正确,不符合题意;
B.托里拆利实验时,大气压支持管内气体压强和液体压强,当管内有少量空气时,导致管内液面
下降,测量值偏小,故B错误,符合题意;
C.升高相同温度,气体膨胀较大,自制气压计使用时,受温度影响较大,故C正确,不符合题意;
D.自制气压计时要先向瓶内吹气,吸管内液面上升,瓶内气压大于外界大气压,故D正确,不符
合题意。
故选B。
13.下列说法正确的是( )
A.托里拆利实验在任何时候测出的水银柱的高度都是76 cm
B.托里拆利实验换用粗玻璃管做实验,管内水银柱高度不变
C.将金属盒气压计从山脚拿到山顶,它的示数会变大
D.首先测出大气压数值的实验是马德堡半球实验
【答案】B
【详解】A.大气压与高度和天气有关,在不同的地点、不同的时间,测量的结果可能不同,故A
错误;
B.换用粗的玻璃管作实验时,只要外界大气压不变,则管内水银柱的高度不变,故B正确;
C.因为大气压随高度的升高而降低,故将金属盒气压计从山脚拿到山顶,它的示数会变小,故C
错误;
D.托里拆利实验首先测出了大气压强的值,马德堡半球实验证明了大气压强的存在,故D错误。
故选B。
14.在托里拆利实验中,测得玻璃管内水银面比槽内水银面高出760mm,可以使这个高度差改变的
做法是( )A.往槽内加入少许水银
B.使玻璃管稍微倾斜一点
C.把玻璃管稍微向上提一提
D.把实验移到高山上去做
【答案】D
【详解】ABC.托里拆利实验是依据“大气压与液体压强相平衡”的原理,准确测出了大气压的数
值,测得大气压能支持760mm高水银柱,往水银槽内加水银,将玻璃管稍倾斜,或把玻璃管向上提
等不影响大气压的大小,所以不影响测量结果,不会改变高度差,故ABC不符合题意;
D.由于大气压的大小与海拔高度有关,把实验移到高山上去做,海拔高度变大,大气压变小,则
高度差变小,故D符合题意。
故选D。
15.如图所示,两端开口的细玻璃管通过带孔的橡皮塞插入装有适量水的瓶中,下列有关分析正确
的是( )
A.瓶内气压等于瓶外大气压
B.瓶内气压小于瓶外大气压
C.拿着这个装置上楼,液柱会升高
D.这个装置是自制温度计
【答案】C
【详解】AB.根据图中瓶子的情况,可分析出:外界大气压加上玻璃管内的水压等于瓶内气压,显
然瓶内气压大于瓶外大气压,故AB错误;C.拿着这个装置上楼,高度变大,外界的大气压会变小,液柱在瓶内气压的作用会升高,故C正
确;
D.这个装置是自制气压计,是利用大气压工作的;而温度计的工作原理是液体的热胀冷缩,故D
错误。
故选C。
16.如图所示的现象中,能用“流速越大的位置,压强越小”来解释的是( )
A.②③ B.③④
C.②③④ D.①③④
【答案】B
【详解】①气压跟海拔有关,海拔越高,气压越小,青藏高原,海拔高,气压低于标准气压,水的
沸点低于100℃,这说明水的沸点随高度增加而降低,不能说明流体压强与流速的关系,故①不符
合题意;
②在一个标准大气压下,大气压可以支持约10.3m高的水柱。瓶中水面能高于盆内水面不会流出来,
正是因为盆景中的水与大气相通,是大气压支持着瓶内的水不会流出来,故②不符合题意;
③当用B管用力吹气时,A管上端空气流速变大,因为流速大的地方压强小,所以A管上端压强变
小,下端大气压没有变化,从而形成了向上的压强差,因此A管中的水面会上升,故③符合题意;
④向漏斗口吹气,乒乓球会贴在漏斗上不掉下来,是因为当从漏斗口吹气时,乒乓球上面的空气流
速增大,压强减小,乒乓球被下面的大气压压向漏斗颈而不掉下来。故④符合题意。
故选B。
17.下列实验中,不能说明“流速大小对流体的压强有影响”的是( )
A. 吹气时纸条向上飘 B. 吹气时纸片向下凹陷C. 吹气时A管中水面上升 D. 吸气时乒乓球紧贴漏斗
【答案】D
【详解】A.吹气时上方空气流动快,压强小,纸条向上飘,表明流速大小对流体的压强有影响,
故A不符合题意;
B.吹气时下方空气流动快,压强小,纸片向下凹陷,表明流速大小对流体的压强有影响,故B不
符合题意;
C.吹气时A管上方向空气流动快,压强小,大气压强将水压放A管中,A中水面上升,表明流速大
小对流体的压强有影响,故C不符合题意;
D.吸气时漏斗上部管内气体压强变小,大气压强向上将乒乓球向上压,使其紧贴漏斗,与大气压
强有关,不能说明流速大小对流体的压强有影响,故D符合题意。
故选D。
18.下列说法中错误的是( )
A.吸盘挂钩悬挂重物是利用了大气压强
B.钢笔吸入墨水是利用了大气压强
C.火车站上,人要站在安全线以外,是由于气体在流速大的地方压强大,在流速小的地方压强小
D.如果没有重力,人们吃饭喝水都将变得无比困难
【答案】C
【详解】A.吸盘挂衣钩其工作过程是通过排除吸盘与墙壁之间的空气,松手后,吸盘恢复原状的
过程中,导致内部气压小于外界大气压,外界大气压将其压在墙壁上,所以,它是利用大气压工作
的,故A正确,A不符合题意;
B.钢笔在吸墨水时,是先把钢笔内的空气排出,然后在外界大气压的作用下,墨水进入钢笔内,
故B正确,B不符合题意;
C.火车进站时会使火车附近的空气流速加快,气体的流速快压强小,所以火车附近的气压小,而
远处的气压大,在安全线内的乘客,会被强大的气压差形成的推力推向火车,对安全构成威胁,故
C错误,C符合题意;
D.若重力消失,食物和水很难进入口中,也很难到胃里,所以人们吃饭喝水都将变得无比困难,
故D正确,D不符合题意。
故选C。19.如图示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙,放在地面上,其中甲、乙的高度相同,乙、丙的底面
积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】AB.因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以实心圆柱体对水平地面的压强
由图结合题意可知,三个实心圆柱体的高度关系为
因三者对地面的压强相等,所以,由 的变形式 可知,三者的密度关系为
故A正确、B错误;
CD.由图结合题意可知,三个实心圆柱体的底面积关系为
因三者对地面的压强相等,所以,
上式变形式 可知,三者的质量关系为
故C错误、D正确。故选AD。
20.如图所示,甲、乙两容器质量均为m、底面积均为S,内装两种不同液体,两容器底部受到的
0
液体压强均为p,液体质量分别为m 和m ,距离容器底部等高的位置有A、B两点,受到的液体压
甲 乙
强分别为p和p,则( )
A B
A.两容器底部受到的液体压力F=pS B.甲、乙液体密度关系为:ρ >ρ
甲 乙
C.A、B两点受到的液体压强关系为:p>p D.乙容器对水平桌面的压力F=(m+m )g
A B 0 乙
【答案】ACD
【详解】A.根据压强定义式可以导出所有压力的计算公式 ,故A符合题意;
B.因为两种液体对容器底面的压强相同,而甲的深度大,根据 可知,甲的密度小。故B不
符合题意;
C.设这两点距离容器底的距离为a,则这两点的液体压强为
因为甲的密度小,故A点甲的液体压强大。故C符合题意
D.乙容器放在水平桌面上,它对桌面的压力等于自身的总重,即等于容器与其中液体的重力之和,
等于总质量与常数g的乘积。故D正确,符合题意。
故选ACD。
21.如图所示,放在水平桌面上的三个不同形状的容器,它们的自重相等,底面积相同,并装入同
种液体,液面高度相同。下面分析正确的是( )
A.三个容器中液体的重力关系G >G >G
甲 乙 丙
B.三个容器底部受到液体的压强关系p =p =p
甲 乙 丙
C.三个容器对桌面的压力关系F >F >F
甲 乙 丙
D.三个容器对桌面的压强关系p <p <p
甲 乙 丙【答案】ABC
【详解】A.由图可知,液面高度相同,由于
根据
可知,三个容器中液体的重力关系
故A正确;
B.液面高度相同,即h相同,根据 可知,三个容器底部所受液体的压强关系为
故B正确;
C.容器的重力相同,则容器和液体的总重力的关系是
容器对桌面的压力等于重力,则
故C正确;
D.容器底面积相同,根据 可知
故D错误。
故选ABC。
22.在连通器中装有一定量的水,如果在左边的容器中放入一个小木块,那么( )
A.左边容器液面上升,右边容器液面高度不变
B.两边容器中的液面同时上升C.左边容器底部的受到的液体压力变大,右边容器底部的液体压力不变
D.液体不流动时p<p
A B
【答案】BD
【详解】AB.在左边的容器中放入一个小木块,木块排开水,使水的液面升高,该容器为连通器,
当液体静止时,各容器中的液面相平,则两边容器中的液面同时上升,故A不符合题意,B符合题
意;
C.两边容器中的液面同时上升,左右边容器底部的受到的液体的压强均变大,由 得,左右
边容器底部的受到的液体的压力均变大,故C不符合题意;
D.液体不流动时,右侧液体深度较深,所以右侧液体对容器底部的压强较大,即
故D符合题意。
故选BD。
23.如图所示,某同学用长约0.5m,一端封闭的玻璃管做托里拆利实验时,放开手指后发现玻璃管
中的水银没有下降,则下列说法中正确的是( )
A.该处的大气压强大于一个标准大气压
B.玻璃管的封闭端会受到一个水银施加的向上的作用力
C.若在玻璃管的封闭端开一小口,会有水银从小口中喷出
D.若在玻璃管的封闭端开一小口,玻璃管中的水银会下降
【答案】BD
【详解】A.根据托里拆利实验原理可得,如果该处的气压刚好使得玻璃管的内外水银高度差为
0.5m,则该处的气压
结合题意可知,当该处的大气压不小于p时,在如图所示的实验中,玻璃管的内外水银高度差都可
0
为0.5m;故A错误;B.由题意可知,玻璃管的封闭端受力平衡,其中受到大气的作用力,因此其会受到一个水银施加
的向上的作用力,故B正确;
CD.玻璃管的封闭端开一小口,则玻璃管内外都与大气压相通,构成了连通器,则管内的水银液面
将下降,最终与管外液面相平,故C错误,D正确。
故选BD。
24.有一个边长为10厘米的正方体,重力为50牛,放在光滑墙角处,如图所示,受到水平方向力
F=150牛,竖直方向力F=15牛的作用,这时墙壁所受压力为_______牛,墙壁所受压强为
1 2
_______帕,地面所受压力为________牛,地面所受压强为_______帕。
【答案】 150 65
【详解】[1]竖直墙壁所受的压力
[2]正方体的一个面的面积为
竖直墙壁所受压强
[3]水平地面所受压力
[4]水平地面所受压强
25.如图所示,实心均匀正方体甲和实心均匀圆柱体乙置于水平地面,已知甲的质量为2kg,边长
为0.1m,甲对地面的压强为___________Pa,若圆柱体乙的底面积是甲底面积的一半,且甲、乙对
水平地面的压力相等。现将乙沿水平方向切去一部分,使乙与甲等高,已知乙的密度是
2.5×103kg/m3,则乙的压强变化了___________Pa。(g取10N/kg)【答案】 2000 1500
【详解】[1]甲的重力
G =m g=2kg×10N/kg=20N
甲 甲
甲对水平地面的压力
F =G =20N
甲 甲
甲的底面积即受力面积
S =(0.1m)2=0.01m2
甲
甲对水平地面的压强
[2]圆柱体乙的底面积是甲底面积的一半,乙的底面积
已知甲、乙对水平地面的压力相等,即
F =F =20N
乙 甲
原来乙对地面的压强
现将乙沿水平方向切去一部分,使乙与甲等高,则乙的高度
h′=h =0.1m
甲
此是乙对地面的压强
乙的压强变化量为
Δp=p ﹣p′=4000Pa﹣2500Pa=1500Pa
乙
26.甲、乙两个实心正方体的密度之比ρ∶ρ=4∶1,质量之比m∶mB=1∶2,若按(甲)、
A B A
(乙)两种不同的方式分别将它们叠放在水平地面上,(如图所示),则地面受到的压强之比是
______。【答案】1∶4
【详解】因水平面上物体对地面的压力和自身的重力相等;所以,甲、乙两种情况下,总重力相等,
对地面的压力相等,而由 可得,两正方体的体积之比
由V=l3可得,两正方体的边长之比
两正方体的底面积之比
则地面受到的压强之比
27.如图所示,有两个实心圆柱体A和B叠放在一起,并且完全接触,放在水平地面上。A、B两圆
柱的高度分别为8cm,10cm,A与B的底面积之比为1:4,A对B的压强是2000Pa,则圆柱体A的密
度是______kg/m3。若B的密度是3×103kg/m3,将A沿水平方向切去2cm的高度,则B对地面的压强
变化量是______Pa。
【答案】 2.5×103 125
【详解】[1]因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,A对B的压强则圆柱体A的密度
[2]由
可得,将A沿水平方向切去 的高度后,切去部分的重力和原来A圆柱体的重力之比
即 ,则B对地面的压力的变化量
B对地面的压强变化量
28.如图所示,轻质无弹性细绳将物体A、B通过两个定滑轮连接在绳子的两端,其中G=10N,
A
G=50N,B是边长为20cm的正方体,物体B静止在水平地面上,整个装置处于平衡状态(不计滑轮
B
与绳子之间的摩擦)。求:
(1)物体B的密度;
(2)物体B对地面的压强;
(3)若在物体A下方悬挂物体C(物体C未接触地面),使物体B对地面的压强变为原来的 ,则
物体C质量为多少。
【答案】(1)0.625×103kg/m3;(2)1000Pa;(3)2kg
【详解】解:(1)由题意知,B的质量
B的体积V=(0.2m)3=0.008m3
B
B的密度
(2)图示中,A、B两物体通过绳子相连,绳子绕过的定滑轮,A静止在空中,所受的拉力和重力
是一对平衡力,大小相等,所以绳子对B的拉力大小等于A的重力为10N。B静止在水平地面上,受
到竖直向下的重力和竖直向上的支持力、拉力的作用,支持力
F =G-F =G-G=50N-10N=40N
支 B 拉 B A
B对地面的压力与地面对A的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以B对地面的压力为40N,B
的底面积
S=0.2×0.2m2=0.04m2
B
B对地面的压强
(3)A下方悬挂C时,B与地面的接触面积不变,压强变为原来的 ,据 知,压力变为原来
的一半,即地面对B的支持力变为原来的一半,即
则绳子对B的拉力
F =G-F=50N-20N=30N
拉1 B 1
此时A受到竖直向上绳子的拉力和竖直向下的重力、C对A的拉力作用静止,所以C对A的拉力
F=F -G=30N-10N=20N
CA 拉1 A
则C的重力为20N,C的质量
答:(1)物体B的密度为0.625×103kg/m3;
(2)物体对地面的压强为1000Pa;
(3)物体C的质量为2kg。
29.在一个重为2N,底面积为100cm2的容器里装10N的水,容器中水的深度为0.05m,把它放在水
平桌面上。求:
(1)容器对桌面的压力;
(2)容器对桌面的压强。【答案】(1)12N;(2)1200Pa
【详解】解:(1)物体放在水平地面上,对地面的压力大小等于所有物体的重力,因此压力为
(2)容器对桌面的压强
答:(1)容器对桌面的压力为12N;
(2)容器对桌面的压强为1200Pa。
30.如图所示水桶的底面积为500cm2,重为10N;现倒入14kg的水,桶内水的高度为30cm,放在
水平地面上,求:
(1)水对桶底的压强和压力;
(2)水桶对地面的压力和压强。(g取10N/kg )
【答案】(1)3×103Pa,150N;(2)150N,3×103Pa
【详解】解:(1)水对桶底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa
水对桶底的压力
F=pS=3×103Pa×500×10-4m2=150N
(2)水的重力
G =m g=14kg×10N/kg=140N
水 水
水桶对地面的压力
F'=G +G =10N+140N=150N
桶 水
水桶对地面的压强答:(1)水对桶底的压强为3×103Pa,压力为150N;
(2)水桶对地面的压力为150N,压强为3×103Pa。
31.如图所示,边长为0.1米、密度为4×103千克/米3的均匀正方体甲和底面积为2×10﹣2米2、
高为0.3米的薄壁圆柱形容器乙置于水平桌面上,乙容器内盛有0.2米深的水。求:
(1)甲的质量m ;
甲
(2)水对乙容器底部的压强p ;
水
(3)现将一个体积为3×10﹣3米3的实心物体丙分别置于正方体甲上方和浸没在乙容器内的水中,
甲对桌面增加的压强Δp 恰好为水对乙容器底部增加的压强Δp 的6倍,求乙对桌面增加的压强
甲 水
Δp 。
乙
【答案】(1)4kg;(2)1960Pa;(3)2450Pa
【详解】解:(1)甲的边长a =0.1m,物体的体积为
甲
根据 可知,甲物体的质量为
(2)已知水的深度h=0.2m,水对容器底部的压强为
(3)若乙容器装满水增加的体积为
所以水会溢出,水增加的深度为
水对乙容器底部压强增加量为
由题意知,甲对桌面压强的增加量Δp 恰好为水对乙容器底部压强增加量Δp 的6倍,即
甲 水甲对桌面增加的压强
解得物体丙的重力为
溢出水的重力为
乙对桌面增加的压强为
答:(1)甲的质量m 为4kg;
甲
(2)水对乙容器底部的压强p水为1960Pa;
(3)乙对桌面增加的压强Δp 为2450Pa。
乙
32.如图是“探究影响压力作用效果的因素”实验,甲图所示,将小桌放在海绵上;乙图所示,在
小桌上放一个砝码;丙图所示,把小桌翻过来,桌面朝下,并在它上面放一个砝码。
(1)比较______两图可知,当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)比较乙丙两图可知,当压力一定时,______,压力的作用效果越明显;
(3)小红想将图丁与乙图比较压力大小对压力的作用效果的影响,她能得出正确结论吗?
答:______,理由:______。
【答案】 甲乙 受力面积越小 不正确 没有控制受压面材料相同
【详解】(1)[1]研究压力作用效果与压力的关系,要控制受力面积相同,故比较甲、乙两图可知,
当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)[2]比较乙丙两图可知,压力相同,乙中受力面积小,压力的作用效果明显,故得出当压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(3)[3][4]图丁与乙图中受压材料不同,没有控制受压面材料相同,因此不能根据被压物质的形
变来反映压力的作用效果,比较压力大小对压力的作用效果的影响,她不能得出正确结论。
33.2017年11月30日,中国4500米载人潜水器“深海勇士”号正式验收交付,4500米深度已经
覆盖整个南海的探测,下潜、开发等方面需求。这个消息激发了小芳对“探究液体内部的压强”的
兴趣,她进行的实验操作如图1所示。请依据所学知识解决下面几个问题:
(1)实验前,应调整压强计(甲图),使U形管左右两边的液面______;
(2)比较丙、丁两图是探究液体压强与______的关系;
(3)比较乙、丙两图可以得出的结论是:当液体密度相同时,深度越深,液体压强越______,请
举出生活中应用该实验结论的一个事例:______;
(4)小芳完成上述实验后,用一“T”形玻璃管对着形管左边管口吹气,如图2所示,可以看到
______(填“左”或“右”)管中的液面较高,该实验说明了流速越快,流体压强越______。
【答案】 相平 液体密度 大 水塔建得高 左 小
【详解】(1)[1]压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变
化来改变U形管中液面高度差的,实验前,应调整压强计,使U形管左右两边玻璃管中的液面相平。
(2)[2]选用丙、丁两图进行比较,控制深度相同,液体的密度不同,可探究液体压强与密度的关
系。
(3)[3][4]比较乙、丙两图可知,在液体密度相同时,深度不同,液体内部的深度越深产生的压
强越大,可以得出的结论是在液体密度相同时,液体内部的深度越深产生的压强越大;在液体密度
相同时,液体内部的深度越深产生的压强越大,举例:水塔建得高,人吊液体时药瓶要举得高些,
水箱要放置在高处,拦河坝上窄下宽等。
(4)[5][6]小芳完成上述实验后,用一“T”形玻璃管对着形管左边管口吹气,可以看到左管中的
液面较高,该实验说明气体流速越大的位置,压强越小。
34.小寒同学利用如图器材探究“液体内部压强特点”。(1)实验通过比较 ___________来比较液体内部压强大小;
(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两端的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情景,
调节的方法是 ___________(选填“A”或“B”);
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(3)调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度,如图乙,比较每次的深度及相应
的U形管左右两侧液面高度差,这是为了探究液体内部压强与 ___________的关系;
(4)某同学认为液体内部压强还可能与液体密度有关,为验证此猜想,完成实验后得出当探头所
处深度相同时所处液体的密度越大,U形管左右两侧液面高度差 ___________(选填“越大”或
“越小”);
(5)小寒在此基础上又做了拓展实验。如图丙,她将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入
水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h,然后将玻璃管缓慢插入装
1
有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水平面相平,测出管底到盐水液面高度为h(如图丁)。用小寒
2
测得的物理量推导出盐水密度的表达式ρ =___________(水的密度用ρ 表示)。
盐水 水
【答案】 U形管中液面的高度差 B 深度 越大
【详解】(1)[1]液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来比较液体内部压强大小的,U形管
液面高度差越大,说明压强越大。
(2)[2]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,若U形管中的液面出
现了高度差,就说明软管中的气体压强大于大气压,在压力差的作用下,U形管中的液面出现高度
差;要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等
的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故A不符合题意,B
符合题意。
故选B。
(3)[3]调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度,如图乙,同时,比较每次的深
度及相应的U形管左右两侧液面高度差,这是为了探究液体内部压强与深度的关系。(4)[4]液体压强与液体的密度有关,深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。
(5)[5]当橡皮膜的表面相平时,盐水对其向上的压强与水对其向下的压强相等,即
利用测得的盐水的深度h和其密度ρ ,表示出p ;即
2 盐水 盐水
同理表示出p ,即
水
两者相等即
由此可以求得盐水的密度
35.测定大气压的实验中,因缺少大量程的弹簧测力计,同学们设计并进行了如下的实验(如图所
示)。
①将蘸水的塑料挂钩吸盘按压在光滑水平的玻璃板上,挤出塑料吸盘内的空气,测出吸盘的直径为
d;
②将装有适量细沙的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上;
③用小勺轻轻地向小桶内加沙,直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板,用天平测出这时小桶和沙的总质量
为m。
请帮助同学们完成下列问题
(1)将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,其目的是为了___________;
(2)吸盘脱离玻璃板时,若不计塑料挂钩的质量,空气对塑料吸盘的压力大小是___________,此
时的受力面积大小是___________,测得大气压数值的表达式是___________(均用字母表示,写出
最终的化简结果);
(3)同学们经计算后发现测量值与当地的实际气压有较大的差异,实验中误差产生的主要原因可
能是___________ 。(写出一条即可)【答案】 排出吸盘内的空气 mg 吸盘内空气未排干净
【详解】(1)[1]将吸盘蘸水后再按压在光滑水平板面上,挤出塑料吸盘内的空气,则吸盘在外界
大气压的作用下被紧压在玻璃板上,故目的是为了排出吸盘内的空气。
(2)[2][3][4]吸盘脱离玻璃板时,小桶对吸盘的拉力(桶和细沙的重力)等于大气压对吸盘的压
力,即空气对塑料吸盘的压力大小为
F=p S=G=mg
大气
此时的受力面积大小为
则大气压为
(3)[5]实验产生的误差主要是因为实验过程并不如原理分析中那么理想化,如挤压吸盘时,吸盘
内的空气不可能完全都被排出。故实验中误差产生的主要原因可能是吸盘内空气未排干净。