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压强、液体压强竞赛试题演练

发布时间:2013-09-23 07:40:38  

压强、液体压强竞赛试题演练

一、单项选择题

1.公共厕所自动冲洗用的水箱里有一圆柱形浮筒P,出水管口有一个圆片形盖子a,两者用短链相连,如图所示。若水箱的深度足够,要实现自动定时冲洗( )

A.只要浮筒P的体积足够大

B.只要浮筒P的质量足够小

C.盖子a必须比浮筒轻

D.浮筒P的横截面积必须大于盖子a的面积

2.小静同学随科学考查队乘坐“科普”号船对太平

洋某海域进行科学考查。到达该海域后,利用超声波测位

仪测得海水深度为1000m。小静把一只装有一些铁砂的普

能出现的现象是 ( )

①玻璃瓶漂浮在海面上,②玻璃瓶悬浮在海水中某一深度,③玻璃瓶下沉到某一深度后破碎,④玻璃瓶完好无损地沉入海底。

A.① ② B.① ③ C.① ④ D.② ③

3. 如图所示,将水银槽置于天平左盘中, 玻璃管被支

架固定,右盘中放人适量砝码,天平平衡。若大气压增大,

则下列说法正确的是( )

A.天平仍保持平衡 第3题图

B.天平不再平衡,若要恢复平衡,需在右盘中增加适

量砝码

C.天平不再平衡,若要恢复平衡,需在右盘中减去适量砝码

D.无法确定

4. 活塞式抽水机模型,如图所示,当活塞不断上升时,拉力

F的大小及水对活塞的压强p将( )

A.F先增大后不变,p不变

B.F先减小后增大,p先减小后不变

C.F先增大后不变,p先减小后不变

D.F、p都不断增大

5.小亮同学从超市买来一个玻璃瓶装的铁皮盖罐头,想把瓶

拧就打开了。这主要是因为用螺丝刀撬瓶盖可以 ( )

第1题图

通玻璃瓶密封后,投入大海(设海水密度均匀,海水对瓶的阻力不计),下列可 第4题图 盖打开,可是怎么也拧不动。小亮的哥哥用螺丝刀沿瓶盖的边轻轻撬了几下,一

A.增大瓶盖直径,减小瓶盖侧壁对瓶的压力

B.减小瓶内外气体的压力差

C.减小瓶盖与瓶口的接触面积

D.由于撬了盖的一边,而增大了盖的另一边的压力

6. 蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的破坏,常常对蔬菜进行真空脱水,使之成为脱水蔬菜。从物理学的角度看,真空脱水的道理是 ( )

A.真空环境温度极低,可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华,从而实现脱水 B.真空环境的温度很高,可使蔬菜中的水分在短时间内迅速汽化,从而实现脱水

C.真空环境的空气密度很小,可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度,从而实现脱水

D.真空环境的气压很低,因而大大降低了水的沸点,使蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水

7. 由于长期的河道淤塞,黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图所示的方式,引黄河水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式,下列说法中错误的是( )

A. 这种取水灌溉方式利用了连通器原理

B. 使用时B端管口必须低于A处水面

C. 使用时先将管道中灌满水

D. 高度差H越大,管道中的水流得就越快

第16题图 农田灌溉剖面示意图

二、填空题

8.在海拔3000m以上的高原地区,汽车发动机的冷却水容易沸腾,这是因为高原地区

的缘故。常年生活在平原地区的人到达该地区

后,由于空气稀薄会产生缺氧反应,为了得到足够的氧气,人会不自觉地进行深呼吸,这时肺的容积与在平原上相比要扩张得更 (选填“大”或“小”)一些。

9. 如图所示是马略特瓶,瓶内盛有水,瓶的侧壁上有三个被木塞塞住的小孔,两端开口的管d内未进水,其底端与b等高

(1)若拔去a塞,会发生的现象是____________________

(2)若拔去b塞,会发生的现象是

_____________________

(3)若拔去c塞,会发生的现象是

_____________________

10. 小杰家的压力锅锅盖上标有“××铝制品厂24cm压

力锅”的字样,他测得限压阀的质量是100g,排气孔的直径

约为3mm。这个压力锅正常工作时内部水蒸气的最大压强相

全。(大气压强为l.01×105帕)

11.如图所示的是医院为病人输液时用的吊瓶,瓶

中插入两条管子,A管是输液管、B管是空气管。在输液

的过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊

瓶适当地升高,血液就会随着药液重新流入患者的血管

而不再回流。这是因为当吊瓶升高后,增大了流入患者

血管药液的______ ,阻止了血液的流出。B管的作用是

_______。

三、解答题

12. 小华感冒咳嗽,妈妈给她买了“双黄连口服

液”。粗心的小华将口服液盒内特制吸管弄丢了,只好拿来一根饮料吸管插入瓶中,结果她费了很大的劲才把药液“吸”上来。

后来,她发现这两种吸管的形状不一样:饮料

吸管外壁光滑,口服液吸管外壁有棱,两种吸

管的截面形状如图4所示。请你运用物理知识

解释为什么两种吸管“吸”药的效果不同。

答:

13.乒乓球前进过程中由于不同的旋转方

放大后的药物 吸管截面图 放大后的饮料 吸管截面图 第9题图

当于大气压的__________倍。锅盖至少要能承受__________牛的压力才能保证安 第11题图 第17题图

向会沿不同的径迹运动。运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出,请判断,

图中l、2、3三条径迹哪一种是上旋球(图中沿逆时针方向旋转)的、下旋球(图中沿顺时针方向旋转)的,不转球的。说明你为什么认为上旋球应该沿着你所选的径迹运动。

答:

14. 如图所示为输电线路中常用的油浸自冷式变压器。变压器内部的铁芯、线圈就浸没于变压器油(一种矿物油,也称导热油)中。变压器工作时,铁芯、线圈会发热。这些热量主要通过导热油并流经变压器外部的一根根金属管道散发到空气中,从而使铁芯、线圈的温度不会升高太多,以确保变压器的安全运行。请回答:

(1)变压器外部的散热器为什么做成管道状?

(2)变压器的上部有个油箱,其侧面有一个油量表。油量表就是一根上、下两端均开口并插入油箱中的玻璃管。电工通过观

察玻璃管中油面的高度来判断油箱中油量的多少。

请问:设计这一装置利用的主要物理知识是什么?

(3)从图中发现:变压器外部的散热管道都

是沿竖直方向而不是沿水平方向分布的,这是为什

么?

(4)正常情况下,变压器油箱中的导热油是

绝对不允许装得满满的,这是为什么?

15. “加在密闭液体上的压强,

能够大小不变地

第6题图(1)

被液体向各个方向传递”, 这个规律叫做帕斯卡定律。在如图(1)所示的装置中,如果活塞的质量和液体本身所受的重力可以忽略不计,根据帕斯卡定律可以推得, 作用在大、 小活塞上的力和大、小活塞的面积有以下关系:

F2S2= F1S1

根据这一关系式可知,因为小活塞的面积较小,所以在小活塞上加一个较小的力,就可以在大活塞上得到一个较大的力。“液压千斤顶”就是根据帕斯卡定律制成的。

本题图(2)是液压千斤顶的剖面图。它是汽车等运输机械常备的维修工具,只要对杠杆施加一个不大的作用力F,就可以把一辆汽车顶起来而便于更换和修理轮胎。如果图示的千斤顶的大活塞面积是40cm2,小活塞面积是5 cm2,杠杆上

1的OA=OB。请回答: 5

(1)使用中发现,压下杠杆时,虽然

能把一个重物顶起来,但一放手,重物又降

了下来,不能把重物长时间顶住。这说明图

示的千斤顶有一个零件损坏或丢掉了。请你

出示意图即可)。

(2)若修好了的液压千斤顶的机械效率为80%,使用时,假设大活塞刚好顶在重物的重心竖直线的位置上。若要在1min内把1t的重物顶起3cm,则维修人员消耗的平均功率和加在杠杆B端的力分别是多大?(取g=10N/kg)

试题演练 参考答案

一、选择题

第6题图(2) 画一个零件补在相应的位置上,达到被顶起的重物不再降下来的目的(在12上画

1. D

思路点拨:

要实现自动定时冲洗,即要在一定的时候自动地将盖子口提起,提起盖子a,靠的是连接浮筒P和盖子a的绳的拉力,以F表示这一拉力的大小。以GP和Ga分别

表示浮筒P的重力和盖子口的重力,以SP和Sa分别表示浮筒的截面积和盖子的上

表面积,设浮筒浸入水中的深度为hP,浮简底部和盖子上表面间的高度差为l,

则浮筒受到的浮力大小为

F???水SPhPg

由浮筒的受力平衡条件可得连接浮筒和盖子的绳的拉力大小为

F?F??GP

水箱中水对盖子口的压力大小为

F????水g(hP?l)Sa

力F要能将盖子提起,显然应有

F?F???Ga ①

即应有 F??GP?F???Ga

即 ?水SPhPg??水(hP?l)Sag?GP?Ga

∴?水(SP?Sa)hPg??水lSag?GP?Ga

上式中除(SP—Sa)外,其余各项都为正值,故只要有SP—Sa>0,则当hP逐渐

增大时,总可以使上式得到满足,即使①式成立,可见能实现自动冲水的条件是SP>Sa。

2.B 3.C 4.C 5.B 6.D 7.A

二、填空题

8.气压低、水的沸点降低 大

9.(1)若拔去a塞,水开始稳定地流出,至瓶内水面降至b处后,水越来越慢地流出,瓶内水面降至a处时,整个系统达到平衡;

分析:P0是大气压,Pa=P0+ρ水×g×hab,hab是a、b两点的高度差,故Pa>P0,水会流出,使瓶内封闭气体体积增大,压强变小,空气会通过d管进入封闭气体中,使瓶内封闭气体压强又变大。孔口液体水的流速与液片受到的内外压强差有关,压强差越大,流速越快。

对于Pa=P0+ρ水×g×hab来说,在液面降到b前压强差不变,在这段时间,水以恒定速度流出。当水面从b降至a时,水流速度逐渐变为0。

(2)若拔去b塞,空气不进入瓶内,瓶内的水也不流出;

分析:b与d管下底相平·,b孔内外压强均为P0,整个装置处于平衡,瓶内水不会流出

(3)若拔去c塞,外界有空气从C孔中进入瓶内,有水进入d管,至d管内水面与C孔等高时,整个系统达到平衡。

分析:Pc=P0-ρ水×g×hab,hbc是c、b两点的高度差也是d管底部到c的距离,

故Pc<P0,外界空气从c孔进入瓶中使瓶内气体压强增大,但就有水被压进d管,

根据Pc=P0-ρ水×g×hab,当hbc=0时即d管内水面与孔c等高时,空气停止进入装置

平衡,水一直都不会流出。

10.

11.压强 让空气进入瓶中,保持瓶内有一定的气压

三、解答题

12.吸管插入药液后,由于饮料吸管外壁光滑,它与药液的橡胶皮盖紧密接触,空气不能进入,所以很难吸上药液。而药液吸管的外壁有棱(或凹凸不平),利于空气进入瓶中,药液在大气压的作用下被压入口中。

13.球向前(即图中左)运动的同时,还不断沿逆时针方向旋转,则空气流相对于乒乓球来说向右流动,同时球四周的空气还被旋转的球带动作逆时针方向转动。这样球体上方的空气除向右平动外,还向左转动,两者方向相反;球体下方的空气除向右平动外,还向右转动,两者方向相同。因此,乒乓球下方空气的流速大于乒乓球上方空气的流速。根据流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。所以乒乓球下方的压强小,上方的压强大,因此乒乓球受到的空气压力方向向下。于是乒乓球在向下的空气压力和向下的重力(合力方向向下,并大于重力)的作用下,沿弧线迅速下落,这样就产生了上旋球。

14.(1)扩大散热(或与空气接触)面积。

(2)连通器中盛有同种液体,液体静止时液面相平。

(3)管道沿竖直方向便于变压器中的导热油形成对流,增强散热能力。

(4)如果变压器油箱中的油装得满满

的,变压器工作发热使导热油膨胀,会把

变压器胀破,造成能够事故。

15.(1)应补上一个单向阀门,如答

案图所示。

(2)要把重物顶起来,大活塞所做的

功应为

第6题(1)答案图

W大?Gh?mgh

?103kg?10N/kg?3?10?2m

?300J

维修人员所做的功为

WF?WF

??300J?375J 80%

维修人员消耗的平均功率为

PF?WF375J??6.25W t60s

重物被匀速顶起时,大活塞对重物的支持力为

F大?mg?1.0?103kg?10N/kg?1.0?104N

因为大活塞的面积是小活塞面积的8倍,所以作用在小活塞上的力为

F小?S小S大F大?1?1.0?104N?1.25?103N 8

又因为杠杆上动力臂是阻力臂的5倍,液压千斤顶的机械效率??80%,所以维修人员加在杠杆B端力的大小为

1.25?103

FB??N?3.13?102N OB??5?0.80OA?F小

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