备战2021年中考科学精讲精练专题17:压强(含答案解析)
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1、专题专题 1717 压强压强 【知识点回顾】【知识点回顾】 一、压强一、压强 考点考点1 概述压强的概念概述压强的概念 1压力:_作用在物体表面上的力。 压力与重力的区别:压力是由物体表面之间的相互挤压产生的,重力是由于地球的吸引而产生的;压 力作用于被压物体的表面,重力作用在物体的重心;压力的方向垂直于受压面,而重力的方向总是竖直向 下。 2压强的概念:压强是指物体单位面积上受到的压力。压强反映了压力的_。 3压强的单位:_,简称帕,符号为 Pa。 4压强的公式:_ 考点考点2 辨认增大和减小压强的方法辨认增大和减小压强的方法 1减小压强 F不变, S S不变,减小F F减小,增大S 2增大
2、压强 F不变, S S不变,增大F F增大,减小S 考点考点3 直接应用压强公式或公式变形进行简单的计算直接应用压强公式或公式变形进行简单的计算 1定义公式:pF/S 运用公式计算压强时的注意点 压强的大小是由压力和受力面积共同决定的。受力面积一定时,压强与压力成正比;压力一定时, 压强与受力面积成反比。 受力面积不是指物体的表面积,而是指施力物体与受力物体直接接触的那部分面积。 此公式适用于固、液、气体的压强的计算。 2根据上述公式可推导出:F_;S_。 二、液体压强二、液体压强 考点考点4 感受液体压强的存在感受液体压强的存在 液体由于受重力作用, 且具有_,所以不仅对容器_有压强, 对容
3、器_也有压强, 而且液体_对容器内的各个方向都有压强。 考点考点5 知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系知道液体压强跟液体密度、深度的定性关系 液体的压强随_的增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强大小_;深度相同 时,液体的_越大,压强越大。 考点考点6 知道流体压强与流速的定性关系知道流体压强与流速的定性关系 流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速_的位置,压强越小。 考点考点7 用流体压强与流速的定性关系解释有关的现象用流体压强与流速的定性关系解释有关的现象 1飞机机翼:上表面气流流速_、压力_;而下表面气流流速慢,压力较大。因此,产 生了上下压力差。 2车站安全线:火车高速
4、行驶时,火车周围空气流速快,压强小。如果人靠近火车,身后的大气压会 将人压入,发生危险。故火车行驶时,禁止人进入安全线以内的区域。 三、大气压三、大气压 考点考点8 列举验证大气压存在的方法列举验证大气压存在的方法 1大气对处于其中的物体产生压强,这个压强叫大气压。 2大气压的存在:_实验证明了大气压的存在而且很大。用吸管吸饮料、塑料挂钩的吸盘、覆 杯实验等等,都能证明大气压的存在。 考点考点9 知道标准大气压的值知道标准大气压的值 标准大气压:_帕760 毫米汞柱。 考点考点10 知道大气压与人类生活的关系知道大气压与人类生活的关系 1大气压的大小随海拔高度的增大而减小。 2晴天的气压比阴雨
5、天的气压_。 3液体的沸点会随着气压的增大而升高,随气压的_而下降。 4大气压的日常应用:真空压缩保存袋、吸尘器、离心式水泵、拔火罐等。 考点 1 1.垂直 2.作用效果 3.帕斯卡 4.pF/S 考点 2 1.增大 2.减小 考点 3 2.pS F/p 考点 4 流动性 底部 侧壁 内部 考点 5 深度 相等 密度 考点 6 越大 越小 考点 7 1.快 小 考点 8 2.马德堡半球 考点 9 1.01 105 考点 10 2.高 3.减小 【例题精析】【例题精析】 例 1 (2020舟山)下列生活中的现象均与气压有关,其中一个利用的原理与另外三个不同的是( ) A吸饮料 B拔火罐 C高压锅
6、煮饭 D吸盘紧贴在墙面 【解答】解: ABD 选项中、吸饮料、拔火罐、吸盘吸在墙上这三项都是利用了大气压来完成的;而 C 选项中高压锅是 根据气压越高沸点越高来工作的。 故选:C。 例 2 (2020温州)科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图象中能用阴影面积表示相应的量是 ( ) A压强 B压力 C功率 D时间 【解答】解: A、由图可知,横坐标表示受力面积,纵坐标表示压力,阴影部分面积等于压力和受力面积的乘积,由 p= 可知,压强等于压力和受力面积的比值,故 A 错误; B、由图可知,横坐标表示受力面积,纵坐标表示压强,阴影部分面积等于压强和受力面积的乘积,由 F pS 可知,压强和
7、受力面积的乘积就是压力,故 B 正确; C、 由图可知, 横坐标表示做功时间, 纵坐标表示功, 阴影部分面积等于功和做功时间的乘积, 由 P= 可知, 功率等于功和做功时间的比值,故 C 错误; D、由图可知,横坐标表示功率,纵坐标表示功,阴影部分面积等于功率和功的乘积,由 t= 可知,做 功时间等于功和功率的比值,故 D 错误。 故选:B。 例 3 (2020绍兴)端午节,小敏提着一盒粽子去看望长辈时,下列提法中手受到压强最大的是( ) A用单手提单绳 B用单手提双绳 C用双手提单绳 D用双手提双绳 【解答】解: (1)用手提单绳与提双绳相比,压力大小相同,受力面积小,手受到的压强大,故 B
8、D 错 误; (2)用单手与用双手提起同一盒粽子,所受压力相等,用单手时受力面积小,所受压强最大,故 A 正 确,C 错误。 故选:A。 例 4 (2019盐城)现代建筑多采用中空双层玻璃窗隔热,实验表明,中空双层玻璃窗的隔热性能与两层玻 璃间空气压强有关,实验测得中空双层玻璃内外温差与中间空气压强关系如图所示,则中空双层玻璃中 间空气压强( ) A等于大气压强时,没有隔热效果 B小于 10 1Pa 时,隔热效果变差 C在 10 1102Pa 时,隔热效果最好 D等于 10 3Pa 时的隔热效果比 104Pa 时好 【解答】解:A、由图象可知,两层玻璃间空气压强等于大气压强 1 105Pa 时
9、,玻璃内外温度差为 20, 并不是没有隔热效果,故 A 错误; B、由图象可知,两层玻璃间空气压强小于 10 1Pa 时,玻璃内外温度差变大,说明隔热效果变好,故 B 错误; C、由图象可知,两层玻璃间空气压强在 10 1102Pa 时,玻璃内外温度差逐渐变小,说明隔热效果逐渐 变差,故 C 错误; D、由图象可知,两层玻璃间空气压强等于 10 3Pa 时玻璃内外温度差比 104Pa 时玻璃内外温度差大,说 明隔热效果要好,故 D 正确。 故选:D。 例 5 (2019台州)如图是某人表演的空手“吸”易拉罐魔术。下列有关叙述合理的是( ) A该魔术表演成功的关键是尽可能挤出易拉罐和手之间的空气
10、 B该魔术表演成功的关键是手对易拉罐的摩擦力要大于易拉罐重力 C易拉罐保持静止时,受到的重力和大气的压力是一对相互作用力 D易拉罐保持静止时,易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是一对平衡力 【解答】解:A、表演魔术时,尽可能挤出易拉罐和手之间的空气,易拉罐在大气压力的作用下被“吸” 起。故 A 正确; B、易拉罐保持静止时,易拉罐和手之间没有相对运动的趋势,手对易拉罐不存在摩擦力。故 B 错误; C、易拉罐保持静止时,受到的重力和大气的压力是作用在同一个物体上的两个力,不是一对相互作用 力。故 C 错误; D、易拉罐保持静止时,易拉罐的重力和易拉罐对手的压力是作用在不同物体的两个力,不是一对平衡
11、力,故 D 错误。 故选:A。 例 6 (2019广州)如图 1 所示,钢制的圆柱展示台,底面积 S1dm2,另一个为钢制的圆台零件,上底面 积 S13dm2,下底面积 S212dm2把零件分别按图 2 和图 3 所示的方式静置在展示台上,两物体的轴 在同一直线上。图 2 中零件对展示台面的压力为 F1,压强为 p1图 3 中零件对展示台面的压力为 F2,压 强为 p2F1 F2,p1 p2(填“”、“”、“”) 。 【解答】解:由图 2 可知,零件对展示台面的压力等于零件的重力,即为 F1G,压强为 p1= 1 = , 由图 3 可知,零件对展示台面的压力等于零件的重力,即为 F2G,压强为
12、 p2= 2 = , 由于同一个零件重力不变,所以,F1F2,p1p2。 故答案为:;。 例 7 (2020金华)在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的 深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。 步骤一:将金属盒放入水中深度 5 厘米处,观察现象; 步骤二:将金属盒放入水中深度 15 厘米处时,发现金属盒的位置不动,但 U 形管两侧的液面高度差逐 渐减小; 步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度 5 厘米处观察到现象如图(甲)A 所示,在深度 15 厘米处观 察到现象如图(甲)B 所示。 得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。 请完成下列问题:
13、 (1)该实验过程用到的科学方法有 AB (填字母) ; A转换法 B控制变量法 C类比法 (2) 步骤二中金属盒在水里的位置不动, 但 U 形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 装置漏气 ; (3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验, 其目的是 得出普遍性的结论 ; (4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为 的液体,a 点在深度为 h 处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的 重力。根据压强公式 p= ,推导出 a 点所在横截面受到的液体压强 pa 与深度 h 之间的
14、关系式是 pa gh 。 【解答】解: (1)液体内部压强的大小是通过液体压强计 U 形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时 的液体压强越大,采用了转换法; 液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个 因素不变; 该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选 A、B; (2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但 U 形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气; (3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论; (4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为 的液体,a 点在深度为 h 处的水平横截面上,高为 h的液柱的
15、重力GmgVgShg, 因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力, 根据压强公式 p= ,a 点所在横截面受到的液体压强 pa 与深度 h 之间的关系式是: pa= = =gh。 故答案为: (1)AB; (2)装置漏气; (3)得出普遍性的结论; (4)gh。 例 8 (2019杭州)现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情 境中的形状变化。 (1) 向管内缓缓注水, 观察到橡皮膜向外凸。 随着加入的水量增多, 橡皮膜向外凸的程度会 变大 (选 填“变大”“变小”或“不变”) (2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动至如图所
16、示的位置,橡皮膜向外凸的程度 会 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”) 。 (3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 平面 (选填“凸面”“凹面”或 “平面”) ,试说明理由。 玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的 压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。 【解答】解: (1)向管内缓缓注水,水的密度不变,水的深度增加,根据 pgh 得到,水对橡皮膜的压 强增大,水对橡皮膜的压力增大,橡皮膜向外凸的程度会变大。 (2)将注入水后的玻璃管放人装有水的 水槽中,慢慢向下移动,橡皮膜受到水向上压强增大,压
17、力增大,管内水对橡皮膜向下的压力不变,所 以橡皮膜向外凸的程度会变小。 (3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此 橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使 橡皮膜水平。 故答案为: (1)变大; (2)变小; (3)平面;玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受 到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水 平。 例 9 (2020杭州)如图甲、乙所示,水平桌面上有两个高为 30cm 的柱形容器,现将两个完全相同的圆柱 形金属块(重 12
18、0N、高 20cm、底面积 100cm2)分别置于柱形容器底部。其中,乙图的金属块与容器底 部之间用少量蜡密封(不计蜡的质量) 。取 g10N/kg。 (1)计算甲图中金属块对容器底部的压强。 (2) 乙图中, 向容器内加水至液面高度为10cm, 求金属块对容器底部的压力。(取大气压强p01.0 105Pa) (3) 若向甲图中容器内加水, 画出从开始加水至容器装满水的过程中金属块对容器底部压力 F 随容器中 液面高度 h 变化的图象(需标注相应的数据) 。 【解答】 解:(1) 金属块重 120N, 底面积 100cm2, 金属块对容器底部的压力等于其重力, F甲G120N, 甲图中金属块对
19、容器底部的压强 p1= 甲 甲 = 120 1001042 =1.2 104Pa; (2)乙底部用蜡密封,加入水后,乙不受浮力,对乙受力分析,容器对乙的支持力等于乙的重力加上大 气压力,F大气p0S乙105Pa 10 2m21000N, 金属块对容器底部的压力: FG乙+F大气120N+1000N1120N; (3)金属块重 120N、高 20cm、底面积 100cm2,没有加水时,对容器底部的压力等于 120N; 若向甲图中容器内加水,在水面从 0 升高到 20cm 的过程中,排开水的体积变大,由阿基米德原理: F浮水gV排水gSh,物体受到的浮力逐渐变大,且与 h 成正比,这个过程中金属块
20、对容器底部的压 力: F2G水gSh,可知 F2为关于 h 的一次减函数; 物体刚好浸没时,由阿基米德原理求出受到的浮力: F浮水gV排1.0 103kg/m3 10N/kg 0.2m 100 10 4m220N(小于 120N,金属块不能上浮) ,由力的 平衡可得金属块对容器底部的压力: F3120N20N100N; 至容器装满水的过程中,金属块受到的浮力不变,金属块对容器底部的压力仍为 100N,故从开始加水至 容器装满水(水高为 30cm)的过程中金属块对容器底部压力如下所示: 故答案为: (1)甲图中金属块对容器底部的压强为 1.2 104Pa; (2)金属块对容器底部的压力为 112
21、0N; (3)如上所示。 例 10 (2020衢州)有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时,会提前打开车窗,以防车辆不慎落水时错失 自救良机。在门窗紧闭的情况下,车辆坠入水中较深时,车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生, 可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃, 让水快速进入车内, 待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。 请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中,车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由。 【解答】答:车辆沉入水中越深,水的压强越大,水对车门和车窗产生较大的压力,车内人员无法将车 门推开; 水对车窗玻璃的压力越大。玻璃对窗框的压力就越大,玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,越不易降下
22、 车窗玻璃; 用安全锤或其他尖锐物品砸玻璃时,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃; 较多的水进入车内,使得车门内外受到水的压力大小相接近,人容易推开车门而逃生。 【习题巩固】【习题巩固】 一选择题(共一选择题(共 13 小题)小题) 1我们喜欢背包带加宽的书包,书包带加宽的作用是( ) A减小书包与肩膀的受力面积,减小对肩膀的压强 B减小书包与肩膀的受力面积,增大对肩膀的压强 C增大书包与肩膀的受力面积,增大对肩膀的压强 D增大书包与肩膀的受力面积,减小对肩膀的压强 【解答】解:书包带加宽可以在压力一定时,通过增大书包与肩膀的受力面积,减小对肩膀的压强,从 而背起来更舒服。故只有选项
23、 D 正确。 故选:D。 2我们平时用的书包或旅行袋的背带都做得比较宽,对此,以下说法正确的是( ) A做宽一些是为了美观大方 B做宽一些是为了减小对肩膀的压力 C做宽些是为了增大肩膀的受力面积从而减小压强 D前面三种说法都有科学道理 【解答】解:书包或旅行袋对人的压力一定,做得比较宽,通过增大受力面积来减小压强,不是为了美 观。 故选:C。 3一辆轿车在水平平直公路上高速行驶,如图所示( ) A轿车上表面空气流速小 B轿车上表面空气压强小 C轿车对地面的压力等于重力 D轿车行驶过快,可能飞离地面 【解答】解: ABC、轿车的形状为上凸下平,在水平平直公路上高速行驶时,轿车上方空气流速大、压强
24、小,下方空 气流速小、压强大,向上的压强差使轿车获得向上的升力,所以轿车对地面的压力小于轿车的重力,故 AC 错误,B 正确; D、轿车行驶速度过快,升力增大,但升力仍然会小于重力,所以轿车不会飞离地面,故 D 错误; 故选:B。 4如图在一盛水的柱状容器中,浸没着一块用细绳拴住的实心冰块,细绳固定在烧杯底部。下列能正确表 示冰块逐渐熔化时(不考虑水蒸发和温度影响,冰0.9 103千克/米 3 ) ,容器底部受到水的压 强随冰熔化体积变化而变化的图象是( ) A B C D 【解答】解: 冰化为水,状态变化,质量不变,由于水的密度大于冰的密度,由 = 可知冰熔化为水的体积小于冰的 体积,所以冰
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