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- 2021-05-13 发布
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第37讲 压强
一、选择题
1.盲道是为盲人提供行路方便和安全的道路设施,一般由两种砖铺成,一种是条形引导砖,引导盲人放心前行,称为行进盲道;一种是带有圆点的提示砖,提示盲人前面有障碍,该转弯或上、下坡了,称为提示盲道.砖上的条形或圆点高出地面5 mm,当盲人走在上面时 ( )
A.增大了脚底的压力,使脚底产生感觉
B.增大了脚底的压强,使脚底产生感觉
C.减小了脚底的压力,使脚底产生感觉
D.减小了脚底的压强,使脚底产生感觉
解析 脚踩在盲道上,脚对盲道的压力不变,砖上的条形或圆点减小了脚和地面的受力面积,增大了地面对脚的压强,增大脚的感觉.
答案 B
2.(2012·台州)练太极拳是很好的强身健体运动.图13-37-6甲姿势换成图乙姿势时,人对水平地面
( )
A.压力变大,压强不变
图13-37-6
B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大
D.压力不变,压强变小
解析 因为甲乙两图,人站在水平地面上,所以对地面的压力:F甲=F乙=G;甲图是双脚着地站立,乙图是单脚着地站立,地面受力面积:S甲>S乙,因为p= ,所以对地面的压强:p甲<p乙,即:从图甲姿势换成图乙姿势时,压力不变,压强变大.
答案 C
3.(2012·宁波)如图13-37-7所示能够说明流体压强与流速关系的是 ( )
图13-37-7
解析 A.因为液体的压强随深度的增大而增加,拦河坝设计成下宽上窄,更好地保护拦河坝,该选项不符合题意;B.用漏斗向下吹气乒乓球不下落,漏斗上方的空气流速变大,压强变小,小于外界的大气压,产生了一个向上的压强差,该选项符合题意;C.高压锅是利用了液体的沸点随压强的增大而增大的原理制成的,该选项不符合题意;D.玻璃厂用吸盘搬运玻璃,是因为将吸盘内的空气抽出,大气压能把吸盘紧紧地压在玻璃上,该选项不符合题意.
答案 B
4.一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上,如图13-37-8A,然后反过来倒立在桌面上,如图13-37-8B,两次放置橙汁对杯底的压强分别是pA和pB,则 ( )
图13-37-8
A.pA>pB B.pA<pB
C.pA=pB D.无法判断
解析 杯子倒过来后液体的密度没有改变,但深度减小,所以容器底部受到的压强减小,pA>pB,故选A.
答案 A
5.(2012·河南)图13-37-9是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象.若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B对水平地面的压强之比为 ( )
图13-37-9
A.8∶1 B.4∶3 C.1∶2 D.4∶1
解析 (1)由图可知,当甲的体积为1 cm3时,质量为8 g,所以甲的密度为8 g/cm3;当乙的体积为4 cm3时,质量为4 g,所以乙的密度为1 g/cm3;所以ρ甲:ρ乙=8∶1;
因为V=m/ρ,ρ甲:ρ乙=8∶1,m甲∶m乙=1∶1,
所以V甲∶V乙=1:8,
因为V=L3,
所以边长(高)之比:
L甲∶L乙=1∶2;
(2)因为正方体对地面的压强:
p======ρLg,
所以两正方体A、B对水平地面的压强之比:
p甲∶p乙=ρ甲L甲g∶ρ乙L乙g=(8×1)∶(1×2)=4∶1.
故选D.
答案 D
6.如图13-37-10所示,俗话说:“磨刀不误砍柴工”,究其物理原理以及磨刀方法,正确的是 ( )
图13-37-10
A.减小受力面积增大压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的
夹角小些
B.减小受力面积增大压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的
夹角大些
C.增大受力面积减小压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的夹角小些
D.增大受力面积减小压强,磨刀时应使刀面与磨刀石的夹角大些
解析 磨刀是为了更容易砍断物体即增大与物体的压强,磨刀是为了减小受力面积,因此磨刀时应使刀面与磨刀石的夹角小些.
答案 A
二、非选择题
7.王强喜欢研究各类兵器.一次,他在一本资料上看到:“某主战坦克对地面的压强是105 Pa”,105 Pa的物理意义是________________________________.
解析 压强的物理意义是:单位表面积上所受的压力大小.故答案为:每平方米的地面受到坦克的压力为105 N.
答案 每平方米的地面受到坦克的压力为105N.
8.图13-37-11是人呼吸过程模拟装置.当向下拉动橡皮膜时,瓶内气体的压强将______,气球在________________的作用下体积比原来变大.
图13-37-11
解析 当向下拉动橡皮膜时,瓶内空间增大,气体的压强将减小,气球内部与大气接触,在大气压的作用下,气球的体积会变大.
答案 减小 大气压
9.我们身边处处有科学.如图13-37-12所示,是一种浴室防滑垫反面的示意图,其表面有许多小吸盘,这些小吸盘是利用________产生较大压力使垫紧贴在地面上,从而达到防滑效果.
图13-37-12
解析 防滑垫铺在地上时,防滑垫背面的这些小吸盘便紧紧的贴在地面上,内部空气被挤出,内压小于外界的大气压,所以能起到防滑的效果.
答案 大气压(或“大气”)
10.大气压强虽然很大,但是平常我们并没有感受到大气压强的存在,是________实验强有力地证明了大气压强的存在.氢气球升到高空时会破裂,其主要原因是高空的大气压________(填“高”或“低”,),球内气压______(填“大于”、“小于”或“等于”)外界大气压,将球胀破.
解析 为了证实大气压的存在,德国马德堡市市长、学者奥托·冯·格里克做了一个实验,震动了世界.他做了两个直径37厘米的铜质空心半球,两个半球可以互相紧密地吻合.在两半球的吻合处加上浸透蜡和松节油的皮圈以防止漏气,其中的一个半球上装有活栓,实验时通过活栓用抽气机抽出球里的空气,然后让两队马分别往相反的方向各拉一个半球,结果用了八匹马也没有把两个半球分开,这就是举世闻名的“马德堡半球实验”;氢气球之所以会上升是因为氢气的密度比空气要低,而到了高空,空气更为稀薄,气球内部的压强大于外部的压强,使得内外的压力差更大,气球会逐渐膨胀以至爆炸;故答案为:马德堡半球,低,大于.
答案 马德堡半球 低 大于
11.小明所设计的“估测大气压的值”的实验方案如下:
①把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用一个橡皮帽封住注射器的小孔;
②如图13-37-13所示,用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部,使绳的另一端与固定在墙上的弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒.当注射器中的活塞刚开始移动时,记下弹簧测力计的示数F;
图13-37-13
③观察并记录注射器筒上所标明的容积V,用刻度尺测出注射器的全部刻度长度L.
(1)根据以上实验方案,用测得和记录的物理量计算大气压强的表达式应为p=________.
(2)按照上述实验方案测得的大气压强的值,往往会比大气压强的实际值偏小.你认为产生这种现象的主要原因是:________________________________.
解析 (1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端,是为了排出筒内空气,用橡皮帽封住注射器的小孔,是使筒内接近于真空状态,便于测量大气压;当注射器中的活塞刚开始移动时,活塞受到的大气压力恰与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,即F大气=F,再由题意知,活塞的底面积为S=V/L,所以大气压强p=F/S=FL/V.(2)由于注射器内的空气不可能排除的非常干净,总会留有少量气体,所以造成弹簧测力计的示数F偏小,再由p=F/S=FL/V(其中L、V一定),可知测得的大气压强p的值往往会比实际值偏小.
答案 (1)FL/V (2)注射器内有少量气体
12.如图13-37-14所示的三个高度相同的实心铁块放在水平桌面上,已知正方体铁块A最重,圆柱体铁块C的底面积最小.哪个铁块对桌面的压强最大呢?同学们提出了以下三种猜想:
图13-37-14
猜想一:正方体铁块A最重,所以它对桌面的压强最大.
猜想二:圆柱体铁块C的底面积最小,所以它对桌面的压强最大.
猜想三:三铁块的高度相同,所以它们对桌面的压强相等.
(1)以图中长方体铁块B为研究对象,推导它对桌面的压强大小的表达式,根据表达式分析判断上述哪一个猜想是正确的.(已知铁的密度为ρ,长方体铁块的高度为h,底面积为S.)压强表达式的推导:p=________.
分析判断:由上面压强的表达式可知,铁块对桌面的压强只与________有关,所以猜想________是正确的.
(2)利用海绵或其他简易器材,设计一个实验粗略验证上面的猜想.
解析 (1)压强表达式:p=====ρhg
由公式可知铁块对桌面的压强只与铁块的高度和密度有关;所以猜想三是正确的.
(2)将三个铁块竖直放置海绵上,观察比较海绵被压陷的深度,若深度相同,则可验证猜想三正确.
答案 (1)ρhg 铁块的高度和密度 三 (2)见解析
13.某公路路面所能承受的最大压强为8×105 Pa.现有一辆卡车,自重2 t,有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积是200 cm2,当这辆卡车装载10 t货物在该公路上行驶时,请通过计算说明是否对公路路面产生危害.(g取10 N/kg)
解析 本题是考查对压力和压强概念的理解及应用.利用固体压强的公式p=F/S求出卡车对路面的压强,通过计算数据进行比较,从而得出结论.
答案 卡车装满货物时对路面的压力:
F=G=mg=(2×103kg+10×103kg)×10 N/kg=1.2×105 N
受力面积:S=6×200×10-4 m2=0.12 m2
对路面的压强:p=F/S=(1.2×105N)/0.12 m2=1.0×106 Pa
因为1.0×106 Pa>8×105 Pa 所以将会损坏路面.