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最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题9--压强

发布时间:2013-09-28 10:27:21  

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题9--压强

一、选择题

典例2(2011上海初中物理知识竞赛题)两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上,取两个相同的物块分别置于海绵上,如图所示。下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷浓度h甲、h乙的比较,正确的是 ( )

A.F甲=F乙,h甲>h乙

B.F甲=F乙,h甲=h乙

C.F甲<F乙,h甲=h乙

D.F甲>F乙,h甲>h乙

解析:由于是两个相同的物块甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小相等,F甲=F乙;由压强定义,在压力相同时,压强与受力面积成反比,下陷浓度h甲>h乙,选项A正确。

答案:A

典例3.(2009全国初中应用物理知识竞赛题) 6.如图甲所

示,煤气管道包括户外和户内两部分,二者之间连接着一只煤气

表。工人师傅给每户安装完户内管道后,都要检查一下管道是否

漏气。有一种检测装置如图乙所示,在两端开口的透明的U型

管中装有水,当U型管两端压强相等时,两侧水面相平。检测

时,关闭开关后,用力向用户管道口Y内吹气,然后迅速将U

型管的一端Y与用户管道口Y相连接,U型管内水面出现高度

差(如图丙所示)。观察U型管中水面的变化可以判断户内管道是

否漏气( )

A.若水面高度差逐渐增大,则表明不漏气

B.若水面高度差逐渐减小,则表明不漏气

C.若水面高度差保持不变,则表明漏气

D.若水面高度差保持不变,则表明不漏气

解析:用力向用户管道口Y内吹气后,管道内压强大于大气压。若水面高度差逐渐减小,则表明漏气;若水面高度差保持不变,则表明不漏气,选项D正确。

答案:D

典例4. (2011上海初中物理知识竞赛题)如图所示,置于水平桌面上的一个密

闭的圆锥形容器内装满了重力为G的某种液体。已知:圆锥形容器的容积公式为V=12πRh,,其中,R、h分别为容器的底面半径和高。则容器内的液体对容器侧3

面的压力大小为 ( )

A.1G B.2G C.3G D.0

答案:B解析:若重力为G的某种液体装在圆柱体容器内,容器内的液体对容器底面的压力应为G,重力为G的某种液体装在圆锥形容器内,则其液面高度为圆柱形容器的3倍,容器内的液体对容器底面的压强为圆柱形容器的3倍,其压力为3G。把液体看作整体,分析受力,由平衡条件可知,容器侧面对液体的压力大小为2G,根据力的作用是相互的,容器内的液体对容器侧面的压力大小为2G,所以正确选项为B。

典例5.你是否有过这样的经历:撑一把雨伞行走在雨中,如图5所示,一阵大

风吹来,竖直方向伞面可能被“吸”,发生形变。下列有关这一现象及其解

释,正确的是

A.伞面被向下“吸”

B.伞上方的空气流速大于下方

C.伞上方的空气流速等于下方

D.伞上方的空气流速小于下方

答案:B解析:大风吹来,由于伞上方凸起,伞上方的空气流速大于下方,伞上方的空气压强小于下方,所以伞面被向上“吸”,选项B正确。

【竞赛实战训练】

1.一块长为L,质量分布均匀的木板A放在水平桌面上,板A右端与

桌边相齐(如下图所示)。在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢

地离开桌边L/3,在板A移动过程中,下列说法正确的是

A.A对桌面的压强不变

B.A对桌面的压力不变

图5

C.A对桌面的压力不断变小

D.A对桌面的压强不断变小

答案:B解析:在物体移动的过程中,A对桌面的压力大小始终等于物体的重力大小,因此压力不变,选项B正确C错误。A向右移动,A与桌面的接触面积减小,在F不变的情况下,由压强公式p=F/S可知,压强增大,选项AD错误。

2.如图6 所示,水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙,盛有适量的水,把一个橡皮泥做的小船放入乙后,小船处于漂浮状态,此时两鱼缸内的水面刚好相平。然后把它们分别放在台秤上,则台秤的示数

A.甲放上时大

B.乙放上时大

C.甲或乙放上一样大

D.无法判断

答案:C解析:根据两鱼缸内的水面刚好相平,由液体压强公式可知,鱼缸底部受到的液体压强一样大,完全相同的鱼缸,底面大小相等,所以鱼缸对台秤的压力一样大,台秤的示数一样大,选项C正确。

3.如图所示,放在水平地面上的是三个由同种材料制成的实心立方体、长方

体和

圆柱体,则它们对地面的压强最大的是

A.立方体。 B.长方体。

C.圆柱体。 D.缺少条件,无法判断。

答案.C解析:根据柱体的压强公式可知,圆柱体,对地面的压强最大,选

项C正确。

4.图4 是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。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

A . 8∶1 B . 4∶3 C . 1∶2 D . 4∶1

答案:D解析:由质量和体积的关系图像可知,甲的密度为8g/cm2,乙的密度为1g/cm2。由m=ρV可知,用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,A的体积为B的1/8,根据立方体体积公式,A的边长为B的1/2,利用柱体的压强公式,p=ρgh可得A、B对水平地面的压强之比为4∶1,选项D正确。

图4

5. 如图所示,水平桌面上的圆台形容器内有一块冰。当这块冰全部融

化成水后,下列说法正确的是

A.桌面受到的压力变小

B.桌面受到的压强变大

C.容器底的内表面受到的压力变大

D.容器底的内表面受到的压强变小

答案:D解析:当这块冰全部融化成水后,质量不变,重力不变,桌面受到的压力不变,桌面受到的压强不变,选项AB错误;冰全部融化成水后,容器底的内表面受到的压力不变,由于接触面面积增大,容器底的内表面受到的压强变小,选项C错误D正确。

6.如图所示,在一个开口锥形瓶内注入适量水,然后将它放在水平桌面上.此时水对瓶

底的压力为5N,现在将一个重为G1的木块放入瓶中,水对瓶底的压力变为6N,再将一

个重为G2的木块放入瓶中,水对瓶底的压力变为7N.木块与瓶始终不接触,水也没有

溢出,则( )

A.G2>G1>1N B.G1>G2>1N

C.G1<G2<1N D.G2=G1=1N

答案:A解析:由于是开口锥形瓶,水对瓶底的压力增大值小于木块的重力,所以选项A正确。

7.下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中,错误的是( )

A.高原反应——大气压和海拔高度的关系

B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系

C.水下潜水艇能够上浮——液体的压强和深度的关系

D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系

答案:C解析:水下潜水艇能够上浮,是由于浮力大于重力,选项C说法错误

8.同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是

( )

A.甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显

B.乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时.U形管两边液面高度差不变

C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值

D.丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高 答案:C解析:甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越多,对海绵压力越大,海绵凹陷越明显,选项A错误;乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时.U形管两边液面高度差变大,选项B错误;丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,可估测大气压强的值,选项C正确;丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点降低,选项D错误。

9 (2011上海初中物理知识竞赛题)在两端开口的弯管内用两段水柱封闭

了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管

底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各

自原来的位置上升或下降的长度△hA、△hB和△hC之间的大小关系为

( )

A.△hA=△hB=△hC B.△hA>△hB>△hC

C.△hA>△hB=△hC D.△hA=△hB>△hC

.答案:B

解析:释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C液面上升,B液面下降,A液面下降。AB液面之间高度差减小,△hA>△hB>△hC,选项B正确。

10. (2011上海第25界初中物理竞赛)如图所示,体积相同、密度分别为ρA、

ρB的A、B两立方体正对叠放于水平桌面上,且ρA∶ρB=1∶3。A对B的压强为

pA,B对桌面的压强为pB。现逐渐减小A的体积,但始终保持A的形状为立方

体且密度不变。在A的体积减小的过程中,pA与pB的比值 ( )

A.始终变大 B.始终变小

C.先减小后变大 D.先增大后减小

.答案:B

解析:设A立方体的边长为a,B立方体的边长为b,A立方体的密度为ρ,则B立方体的密度为3ρ,A对B的压强为pA=ρga,B对桌面的压强为pB=3ρgb+ρga3/b2,在A的体积减小的过程中,pA与pB的比值始终变小,选项B正确。

二.填空题

1.(2009全国初中应用物理知识竞赛题)在建造高楼大厦时,其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础,就是把整栋大楼占地范围的地皮掏空挖深,然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于:第一,增大了大楼与地面的接触面积,从而减小了大楼对地面的_________,可有效地防止地皮大幅度的下陷;第二,降低了整栋大楼的___________,增大了大楼的稳度,提高了大楼的抗震能力。 答案:压强 重心

2.如图6所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2

和100cm2。容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精。若

从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压

强为p水图6 ,剩余酒精对容器乙底部的压强为p33酒精。当质量m的范围为 甲 乙

33时,才能满足p水>p酒精。(ρ水=1.0×10kg/m,ρ酒精=0.8×10kg/m)

答案:800g<m<2400g解析:由液体压强公式,p=ρgh,要满足p水>p酒精,剩余液体高度必须满足h水>0.8h酒精,容器乙中盛有酒精质量为100×10-4m2×0.3m×0.8×103kg/m3=2.4kg=2400g。设从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,二者压强相等,则有(0.2-m)gρ?水?0.02水

=(0.3-m) gρ酒精,解得m=0.8kg=800g。所以当质量m的范围为800g<m<2400g时,才能?酒精?0.01

满足p水>p酒精。

3.(2012年“志英杯”物理竞赛)如图所示,甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。甲、乙、丙对地面压力最大的是 ;密度最大的是 。如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个正方体对水平地面的压强最大的是

。(均选填“甲”、“乙”或“丙”)

答案:甲 丙 丙

解析:由于三者对水平地面的压强相等,底面积越大,压力越大,所以对地面压力最大的是甲;由柱体压强公式可知,当三者对水平地面的压强相等时,柱体越低,密度越大,所以三者密度最大的是丙;如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块,则三个正方体对水平地面的压强最大的是

底面积最小的丙。

三.简答题

1. (2012全国初中应用物理知识竞赛)图6是鱼缸中过滤增氧泵增氧工作时的原理示意图,水泵把水从进水管口吸入,从出水管口快速喷出时,空气就会从进气管口进

入水中,与水流一起喷出。

(1)请解释空气能进入水中的原理和过程;

(2)请再列举一个生产或生活中利用上述原理进行工作的例子。

1.(5分)参考答案

①流体流速大的地方压强小.当水从出水管口快速喷出时,进气管下部压强减小,这时进气管内的水平下降,起到降至出水管以下,附近的空气在大气压的作用下被压入出水管的水中,随水流从出水管口进入鱼缸内的水中。

②燃气灶灶头与燃气管是分离的,但是在利用燃气灶烧水或做饭的时候,并没有燃气从进气口处外溢,就是因为在灶头与燃气管对接处.气体流速大、压强小,所以燃气不会向压强大的周围外溢。

说明:①4分,②1分,共5分

2.. (2010全国初中应用物理知识竞赛题)小丽在厨房帮妈妈做饭时发现菜刀上有两种孔,如图9 所示,她对这两种孔的作用不了解。请你给她解释圈中孔①、②的作用。

答案两个要点:(1)孔①是挂刀孔,用此孔把菜刀挂在墙上(或支架

上)。(2)孔②为透气孔,在切菜的时候,透气孔中的空气会在菜片和菜

刀之间形成一隔层,避免大气压将菜片直接压紧在菜刀上而增大切菜阻

力;同时菜片和菜刀之间的空气可使菜片脱落而不沾刀。

3.(2010全国初中应用物理知识竞赛题)2008年8月1日,京津城际高速铁路正式开通运营,使用的是国产“和谐号”CRH3 型动车组(如图7所示)。该车车厢内部设有独特的空气调节系统,夏天送冷风时,车顶中部和车窗下部的送风量之比约为3: 1;冬天送热风时,车顶中部和车窗下部的送风量之比约为1: 3

。这样送出的风平和、均匀,保障车厢各处温度适宜。请定性解释采用这种送风

比例设计的原因。

.答案两个要点:(1)温度低的空气密度大,冷风从车顶吹进来后,快速下沉,结合窗口送分可使整个车厢温度很快均匀降低。(2)温度高的空气密度小,热风从下部吹进来后,快速上升,结合车顶送分可使整个车厢温度很快均匀升高。

4.(2010全国初中应用物理知识竞赛题) 中新网2009年5月20日电:英国《每日邮报》 19日刊登了一组照片,如图10 所示。灰鹅在飞行途中突遇强风,这

只艺高胆大的灰鹅做出了令人吃惊的动作——以飞行方

向为轴线,横向转体180度,但最难的是——它的头部依

然保持着正常飞行时的姿态!虽然这看起来有些不可思

议,连世界上最优秀的体操运动员都会被其柔韧的鹅脖所

折服。请你思考并回答,灰鹅这样转体的效果是什么,为什么?

.答案四个要点:(1)迅速降低高度;(2)这样转体可使翅膀下方空气流速大于上方空气流速;

(3)根据流速大的地方压强小,流速大的地方压强大的规律;(4)灰鹅受到的向下的压力大于向上的压力,从而使灰鹅受到空气的压力合力方向向下,有助于灰鹅迅速降低高度,躲避强风,使飞行更安全。

四.综合运用

1.(2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小明家的高压锅锅体直径为24cm,排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀,当他到商店购买时售货员告诉他,生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种,孔径相同,质量分别为100g和60g。

(1).请你根据说明书给出的数据,通过计算说明,小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有:当大气压为105Pa时,该锅最高温度为120℃。已知:水的沸

点与压强的关系如图1所示,取g =10N/kg)

(2).请你说明如果买另一种限压阀,使用时会出现什么问题。

解析:(1).由图1可知,当锅内温度为120℃时,锅内压强p=1.8×105Pa。

此时限压阀受力:F0+G=F

设安全阀的质量为m,则有:p0S+mg=pS

?p?p0?S 可得:m=g?1.8?10?5?105??3.14??2?10?3?

102kg =0.1kg=100g ,

所以,应该买质量为100g的限压阀。

(2).如果买了另一种质量为60g的限压阀,使用时会出现锅内的最高气压值偏小,锅内温度不能达到120℃的后果。

2.(2012全国初中物理竞赛预赛)如图18所示,在一个底面积为S 的圆柱形容器中,盛有深度为h、密度为ρ的液体。

(1)试证明:液体对底面的压强为p=ρgh。

(2)根据公式分析,液体内部压强的大小与哪些因素有关?

(3)气体的压强与液体相似,请你应用公式,根据地面的标准大气压值

算大气层的高度。已知在标准状况(0℃、一个大气压)下空气的密度为

1.2kg/m,并说明所估算出的值与实际相比是偏大还是偏小。为什么?

2、(12分)

解:

(1)高为h液柱的体积为 V=Sh ????(1分)

液柱的质量为 m=ρSh ????(1分)

液柱的重力为 G=mg=ρgSh ????(1分) 3估

液体对底面的压强为p?FG?Shg????gh ???(3分) SSS

(2)由公式可以看出,液体内部的压强与液体的深度h和液体的密度ρ有关,深度越大压强越大,密度越大压强越大。 ????(2分)

(3)地面的标准大气压 p=1.0×10 Pa ,空气密度ρ=1.2kg/m,

g=10N/kg 53

代入公式p=ρgh得

p1.0?105Pah???8.3?103m?(2分) 3?g1.2kg/m?10N/kg

所估算出的值与实际相比偏小,因为高空的空气密度很小,估算所用密度值偏大,估算出的高度就偏小。 ????(2分)

评分标准:参考以上标准给分,其他解法,只要正确,同样给分。

3.(2012全国 初中应用物理知识竞赛复赛)双活塞气压计是一种可以消除活塞自重影响、对低压'容器内的压强进行测量的装置。如图3所示,在甲、乙两个空腔容器中各有一个活塞A和B,其中活塞A的截面上下一致,称为自由活塞,其横截面积为S1;活塞B的上下截面不等,称为差动活塞,其上下两部分的横截面积分别为S2和S3。乙容器的上、下两部分彼此隔绝,不能相互渗气、渗油。C为带有阀门K1的工作液体的接口,工作液体充满甲容器和乙容器的上部空腔;D为带有阀门K2的接口,可接待测容器;E为带有阀门K3的接口,可与抽气机相连。测量前要先校正零位平衡:K1关闭, K2打开,D口不连接待测容器,在两活塞上面放置砝码(图中未画出),调节砝码的质量使两活塞升起的高度相同。进行测量时,要将待测量的容器接在D口上,并关闭K2、打开K3,开动抽气机进行抽气,待乙容器下部空腔内接近真空时,关闭K3、打开K2,此时差动活塞B己有所下降,在自由活塞A上再加放重为G的砝码时,A、B两活塞的上表面恰好能恢复等高。 己知进行测量时大气压强为p0 ,求待测容器内气体的压强p。

根据帕斯卡定律可知:加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。

解:在自由活塞A上再加放重为G的砝码时,A活塞对工作液体增加的压强为

?p?G。 2分 S1

根据帕斯卡定律,工作液体对活塞B向上增加的压力为

?F?G(S2?S3)。?????4分 S1

又因为活塞B下底面向上减小的气体压力为?F??(p0?p)S3。

因为活塞B能够回到原来的高度,所以?F???F。??4分 图3

即(p0?p)S3?G(S2?S3) S1

所以待测容器内的气体压强为p?p0?G(S2?S3)?4分 S1S3

24. (2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)小华家买了一箱牛奶,如图20所示。她仔细观察了包装箱,对箱上的包装标志产生了兴趣,经查阅,其中的“堆码层数极限”标志表示“相同包装件在仓储时的最大堆码层数”,即该牛奶箱最大堆码层一数是

l6层。另外,小华还测出了包装箱平放时的底面积为0.07㎡。

请解答下列问题;

(1)已知箱中每盒牛奶的包装袋上有“净含量250mL 257g”字

样,这种牛奶的密度是多少?(计算结果保留小数点后两位小数

(2)若在仓储时堆码层数达到了极限l6层,则最下层的包装箱受到的压力是多少?它所承受的压强是多少?(g=10N/kg)

(3)利用所学的物理知识,说明为什么要对包装箱设置“堆码层数极限”。

24.(8分) 解:

(1)每盒牛奶的质量m= 257g,体积V=250mL= 250cm3,则

牛奶的密度ρ=m/V=257g=1.03g/cm3。 (3分) 3250cm

(2)最下层的包装箱受到的压力:

F= G总= 15m总g=15×6.3kg ×10N/kg= 945N

它所承受的压强: p=F/S=945N=1.35×104Pa。 (3分) 20.07m

(3)牛奶箱的堆码层数越多,重力越大,对下面箱子的压力就越大。当压力超过下面箱子的承受能

力时,牛奶箱就会被压坏,所以超市工作人员在堆放牛奶时都要注意观察箱子上的“堆码层数极限”。

五.实验探究题

1.硬度是衡量材料软硬程度的物理量.硬度的大小可以用如下图方法进行测试:选择规定的淬火钢球,给它加载压力F(铁球重力不计),将它压到被测试的材料表面,保持规定的时间后卸载压力,就会在材料表面留下凹形压痕.如果用S凹表示凹形压痕的面积,用H表示材料的硬度,某次实验中对一些材料的测试数据如下:

①硬度的定义为:在凹形压痕单位面积上所承受的压力.可以用公式 来

表示.

②材料e的硬度为 .

③若a、b、c、d、e五种材料的F-S凹图象如下图所示,其中表示材料d硬度的

图线是

答案:①H=F/S凹②250 N/mm2 ③丙

解析:①由题意知硬度的公式可用压力除以凹形压痕的面积得到,即用H=F/ S凹表示. ②表格e中硬度H=F/S凹 =7500N ÷30mm2 =250N/mm2.

③在a、b、c、d、e五种材料的F-S凹图象中,甲斜率最大,表示材料e;乙次之,表示材料c;丙第三,表示材料d;丁第四,表示材料a,戊斜率最小,表示材料b;所以表示材料d硬度的图线是丙.

2.晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”,她首先做了如下实验:

如图,将托盘天平的左盘扣在支架上,调节天平平衡后,将一袋绿豆源

源不断地从同一高处撒到左盘上,发现天平指针偏转并保持一定角度,

左盘受到一个持续的压力。容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验

现象十分相似。可见,容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一

个持续的压力,而 面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压

强。上述过程中运用的科学方法主要有 法。

根据上述实验,若将一个内装有气体的密闭容器从地面移动到天宫一号舱中,则容器对地面的压强p1和容器对天宫一号舱底的压强p2相比,p1 p1;容器在地面时气体压强p1’和容器在天宫一号中时气体压强p2’相比,p1’ p2’。

答案:单位;类比(或转换);> =

解析:装有气体的密闭容器在地面时对地面的压强p1>0,而在天宫一号中时,由于完全失重,其压

强为零,所以p1> p1;而气体压强是由大量气体分子不断碰撞器壁时产生的,所以p1’p2’。

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