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中考物理二轮复习难点剖析+真题汇编专题15 固体压强与液体压强的判断技巧攻略(含解析)
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这是一份中考物理二轮复习难点剖析+真题汇编专题15 固体压强与液体压强的判断技巧攻略(含解析),共12页。
1.考点定位:
1)压强问题是中考的重点,在全国各省市中考试题中,不仅每考必现,而且所占比分也较大,考点地位突出。其中以压强的相关计算为必考,应用压强知识解决实际问题的考查尤其常见。
2)压强问题的考查,考查形式比较成熟稳定,题型多样,有选择题、填空题;有实验探究题、计算题,也有简答题;有时也会出现与浮力的综合类试题。
2.考点剖析:
【突破技巧】
1、压强问题由于在实际生活中、在现代科技中均有比较广泛的应用,因而是中考考查的重点;又由于固体与液体的不同性质,压强也存在不同的特点。在解决问题时,区别难度大,因而也是学生学习的难点。
2、难点:
①固体压强与液体压强混淆,解决问题时不会区别应用,是难点之一;
②对固体压强与液体压强的特点理解不到位,常常张冠李戴是难点之一;
③对固体压强与液体压强在什么条件下可以相通使用不理解,也是难点之一;
④特殊形状容器的液体压强问题,是学生常见难点;
⑤特殊形状压强计算与判断问题,也是常见难点。
3、难点原因分析:
①不区别判断压强类别,就胡乱应用公式,是难点形成的原因之一;
②对固体压强与液体压强的思路不清楚,是难点形成的主要原因;
③压强压力不分,导致应用错乱,也是压强问题难点形成的一个原因;
④压力与质量不分,是导致压强计算错误的一个原因;
⑤对压强的特殊情况缺乏认识,此类问题完全靠碰,难点难以突破;
⑥不理解液体压强的本质,对特殊容器不会分析,也是难点成因之一。
4、“难点”突破技巧:
【突破技巧一】——“一般思路法”
要点:此法主要用于解决常规的固体压强及液体压强问题。
第一步,判断问题的类别,即,判断属于固体压强还是液体压强。
第二步,分类按照“一般思路”进行分析、判断、计算。
①若为“固体压强问题”:
一般思路:——由“压力”及“压强”。
即,先找到“压力”的相关信息,得出其大小;再应用“P=F/s”分析、判断、计算压强。
②若为“液体压强问题”:
一般思路:——由“压强”及“压力”。
即,先应用“P=ρgh”分析、判断、计算出压强;再由“P=F/s”得出的推导公式“F=Ps”分析、判断、计算压力。
【突破技巧二】——“特殊思路法”
要点:此法主要用于解决“一般思路”不能准确判断结论的固体压强及液体压强问题。
第一步,找出题中“特殊信息”。
[方法技巧]:
①若研究对象是“固体”,看是不是“柱体”(“柱体”指,长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等,粗细均匀的固体)
②若研究对象是“液体”,看是不是“柱形容器”(“柱形”指,长方、正方、圆柱、棱柱等,粗细均匀的容器)
第二步,分类按照“特殊思路”进行分析、判断、计算。
①若固体为“柱体”:
[特殊思路]:——按照“液体压强”的“一般思路”解决。即,由“压强”及“压力”。
即,先应用“P=ρgh”分析、判断、计算出压强;再由“P=F/s”得出的推导公式“F=Ps”分析、判断、计算压力。
②若液体为“柱形容器”:
[特殊思路]:——按照“固体压强”的“一般思路”解决。由“压力”及“压强”。
即,先找到“压力”的相关信息,得出其大小;再应用“P=F/s”分析、判断、计算压强。
【突破技巧三】——“望文生义”法
要点:此法主要破译试题中一些“关键词句”的隐含信息,以利于应用于正确的思路中。
[做法]:找出题中“关键词”,解读其隐含信息。
①“水平面上”——常常隐含“压力”=“重力”=mg
②“相同材料”——隐含“密度”相同
③“不同液体”——隐含“密度”不同
④“行走”——隐含“受力面积”为“总面积”的“一半”
⑤“站立”——隐含“受力面积”=“总面积”
⑥“总接触面积”——隐含“受力面积”=“总接触面积”
【突破技巧四】——“影响因素”法
要点:此法用于判断解决“固体压强”与“液体压强”的变化类题。
①找到关键词“XX对”,分析“XX”的状态特征,若为固态,则可判定为固体压强问题,其大小及变化特点的判断,看影响因素“压力”与“受力面积”,可结论其变化情况;
②找到关键词“XX对”,分析“XX”的状态特征,若为液态,则可判定为液体压强问题,其大小及变化特点的判断,看影响因素“液体密度”与“液体深度”,可结论其变化情况。
5、例析:
例:(2022 北京)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
【答案】D
【解析】题中找到了关键词“圆柱形容器”“水平桌面”,想到“特殊思路法”,依据题中信息“两容器底部受到的液体压强相等”,有F甲/S甲=F乙/S乙,由于S甲>S乙,所以F甲>F乙,推得m甲>m乙;题中有“体积相等的液体”,由ρ=m/v得,体积相等,质量大的密度大,可得,ρ甲>ρ乙;应用极限法,题中已知A、B两点距容器底部距离相等,将两点继续上移至甲容器液面处,此时,甲中液体压强为0;而乙中液体仍然有较大压强,可推得,A、B两点所受液体压强关系为:pA<pB;因而,ABC错误,D正确,故,选D。
【考场试手】
1、(2022 重庆A)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强PB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为PA,则以下分析正确的是( )
A. B的重力是50N
B. L=2.5cm时,PA∶PB=16∶21
C. B的底面积为100cm2
D. A切去一半后,PA=2000Pa
【答案】B
【解析】分析图乙可知,被切割的最大长度L=10cm,即A的边长为10cm;B的边长为20cm;求得B的底面积,即受力面积SB为400cm2;A的底面积SA为100cm2;由图乙可知,当L=0,即A未被切割时,B对地面压强为5×103Pa;由P=F/S可求得,B所受重力为GB=F0=P0SB=5×103Pa×400cm2=200N;所以AC错误;由图乙可知,当L=10cm时,相当于A完全放B上,B对地面压强为6×103Pa;可求得此时B对地面压力,即AB总重力为GAB=F=PSB=6×103Pa×400cm2=240N,则物体A的重力为GA=240N-200N=40N;可求得A物体对水平地面压强为PA=GA/SA=40N/100cm2=4×103Pa;应用“特殊思路法”,只要竖直切割,A剩余部分对地面压强将保持4×103Pa不变,D错误;当L=2.5cm,即切割四分之一时,B对地面的压力增大10N;可求得此时B对地面压强为PB=G总/SB=(10N+200N)/400cm2=5.25×103Pa;则PA:PB=4×103Pa:5.25×103Pa=16:21,B正确;故,选B。
2、(2020 上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙。若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等.则( )
A. p甲可能小于p乙 B. p甲可能大于p乙
C. p甲一定小于p乙 D. p甲一定大于p乙
【答案】D
【解析】应用“特殊思路法”可求得,正方体甲乙对地面压强为p甲=ρ甲gh甲;p乙=ρ乙gh乙;沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为h甲′、h乙′,因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则有p甲′=ρ甲gh甲′=p乙′=ρ乙gh乙′,由图可知,h甲′ρ乙,截去的体积相同,则有ΔV=S甲Δh甲=S乙Δh乙,因为S甲Δh乙,则截去相同体积后甲对地面的压强减少量为Δp甲=ρ甲gΔh甲,乙对地面的压强减少量为Δp乙=ρ乙gΔh乙,所以Δp甲>Δp乙,则有p甲=p甲′+Δp甲,p乙=p乙′+Δp乙,因为p甲′=p乙′,Δp甲>Δp乙,则有p甲>p乙;ABC错误;D正确;故,选D。
3、(2022 广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为Pa0、Pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为Pa、Pb。水面下c、d处水的压强为Pc、Pd,若大气压保持不变,则( )
A.Pc > Pd B.Pa > Pb
C.Pa0 > Pa D. Pb0 = Pb
【答案】B
【解析】根据流体压强特点可知,在b上方持续水平吹气,b处流速大,压强小,a处流速小,压强大,形成由a向b的气压差,即Pa>Pb;在气压差的作用下,b处液面升高,水面稳定后如图2,应用“一般思路法”可知,c、d处深度相同,则Pc=Pd,因而B正确;A错误;因为大气压保持不变,此时水面上方a处的气压为大气压,保持不变,则可知Pa=P。,C错误;在b上方持续水平吹气,因为b处流速变大,压强变小,则可知Pb>Pb,D错误;故,选B。
4. (2022 重庆B)有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为5cm、底面积为20cm2,B的高为8cm、底面积为50cm2。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为P1=1.0×103Pa,B对桌面的压强为P2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为P3=6.0×103Pa,A对桌面的压强变为P4。下列判断正确的是( )(g=10N/kg)
A.A的重力为20N B.B的密度为3.0g/cm3
C.P3﹕P2=2﹕5 D.P4=1.6×104Pa
【答案】B
【解析】利用“一般思路法”,由P=F/S可得,A的重力为GA=FA=p1SA=1.0×103Pa×20×10-4m2=2N;
A错误;B的重力为GB=FB=p3SB=6.0×103Pa×20×10-4m2=12N,B的密度为
B正确;B对桌面的压强为
,p3与p2的比为 ;C错误;A对桌面的压强变为
,D错误;故,选B。
5、(2021 苏州)如图,两个质量相等的圆柱形杯子甲、乙放置于水平桌面上,杯底与桌面的接触面积之比为1∶2,装入一定量的水后杯子对桌面的压强均为P0,将乙杯中水全部倒入甲杯中放回原处后,甲杯对桌面的压强P1 2P0,乙杯对桌面的压强P2 eq \f(1,2)P0(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 > <
【解析】甲、乙杯子质量相等,由G=mg可知,G甲=G乙=G;甲、乙杯子对桌面的压强相等,且乙的底面积是甲的2倍,由p=eq \f(F,S)可知,乙杯子对桌面的压力是甲杯子对桌面压力的2倍,则有G+G乙水=2(G+G甲水);应用“一般思路法”,将乙杯中的水全部倒入甲杯中后,甲杯对桌面的压强为p1=eq \f(G+G甲水+G乙水,S)=eq \f(2(G+G甲水)+G甲水,S) > eq \f(2(G+G甲水),S)=2p0;乙杯对桌面的压强p2=eq \f(G,2S) < eq \f(G+G甲水,2S) = eq \f(1,2)p0 。
6、 (2022 陕西)位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一、如图是郑国渠跨路面两侧的截面示意图,两侧水渠和中间的涵洞可以看作是一个 ;当水不流动时,水对A点的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对B点的压强。
【答案】连通器 小于
【解析】观察“郑国渠”截面图可知,水渠与路面的涵洞组成的图形特点为:上端开口下部相连通,应用的是连通器原理,故,第一空填“连通器”;找到关键词“水对A”“水对B”,分析可知属于液体压强问题,应用“影响因素法”,须比较“液体密度”与“液体深度”。AB两点,液体密度相同,B的深度大于A,表明A处所受压强小于B处。故,第二空填“小于”。
7、(2021 宜宾)在水平地面上,有一块砖先平放如图A,再立放如图B.平放时砖对地面的压力和压强分别为FA和PA,立放时砖对地面的压力和压强分别为FB和PB,则FA FB,PA________ PB(均选填“>”“=”或“<”)。
【答案】= <
【解析】找到关键词“水平地面”,分析可得,无论平放还是竖放,砖块对地面的压力都等于其重力。故,第一空填“=”;观察可知,砖块为棱柱体,应用“特殊思路法”,砖块对地面的压强可以套用液体压强的办法解决,由P=ρgh得,平放与竖放比较,ρ一定,平放时h的小于竖放时h,因而平放时P就小于竖放P,故,第二空填“<”。
8、(2022 哈尔滨)同学们在探究“液体内部压强的特点”的活动中:
(1)当微小压强计探头放入液体中的不同位置时,可以通过比较U形管两边 来比较压强的大小;
(2)如图所示,吉颖同学将探头放入水中进行实验,分析图中信息可知:
①根据A、B、C图的实验现象,可得出 的结论;
②根据 三幅图的实验现象,可得出“水的压强随深度的增加而增大”的结论;
(3)如图F所示,荣帅同学进一步探究“压强与深度的关系”,他把玻璃管竖直插入液体中深h处,向管内缓慢加入细沙,直至橡皮膜没有凹凸,研究得出“液体内部压强与深度成正比”的结论;
①针对他研究的问题,请你从数据处理和分析的角度,将下表补充完整(g取10N/kg);
②根据完整的表格信息,你是否同意荣帅同学的结论?如果同意,请写出你的理由;如果不同意,请写出你的结论。
【答案】(1) 液面高度差
(2) ① 液体内部向各个方向都有压强,同一深度处,液体向各个方向的压强大小都相等
② B D E
(3) ① 1500
② 不同意 同种液体内部的压强与深度成正比
【解析】(1)压强计应用的是转换法,将液体压强转换为U型管中液面的高度差;
(2)①分析比较ABC图可知,压强计橡皮膜在水中的深度相同,改变的是橡皮膜的方向,此时U型管中液面高度差相同,故,可结论为“液体内部向各个方向都有压强,同一深度处,液体向各个方向的压强大小都相等”;②需证明的结论为“水的压强随深度的增加而增大”,对应图片应显示为橡皮膜方向相同,而所处液体中深度不同,观察可知应为“BDE”三图。
(3)①分析表格数据的规律可知,液体的种类相同时,橡皮膜在水中所受压强与橡皮膜在水中的深度成正比,可求得,该空应填“1500”;②分析表格数据,结合“影响因素法”可知,液体压强受液体密度与液体深度的影响,结论时应注意控制变量。荣帅同学的结论没有注意控制变量,故,“不能同意”他的结论;结论应修正为“同种液体内部的压强与深度成正比”。
9、(2022 苏州)小明在参观苏州市御窑金砖博物馆时,从解说员的讲解中得知某块金砖的长、宽、高分别为70cm、70cm、10cm,金砖的密度为2.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金砖的重力G;
(2)若重490N的小明站在如图所示的金砖上,金砖对水平地面的压强p。
【答案】(1)980N (2)3000Pa
【解析】(1)已知金砖的长宽高,可以利用数学算体积的方法计算出体积,再应用密度公式算出质量,然后利用重力的计算公式算出金砖的重力。过程为——
金砖的体积为:V=70cm×70cm×10cm=4.9×104cm3=4.9×10-2m3
由ρ=m/v得,金砖的质量为:m=ρv=2.0×103kg/m3×4.9×10-2m2 =98kg
金砖所受重力为:G=mg=98kg×10N/kg=980N
(2)已知金砖的长宽,可以利用数学算面积的方法计算出金砖与地面的接触面面积,即为金砖的受力面积;找到关键词“水平地面”,表明地面所受压力等于放置物体的重力,即压力等于金砖与小明的总重力,再利用压强计算公式算出压强。过程为——
金砖对水平地面的受力面积为:
S=70cm×70cm=4.9×103cm2=0.49m2
小明站上后金砖对地面的压力为:
F=G+G人=980N+490N=1470N
小明站上后金砖对地面的压强为:
P=F/S=1470N/0.49m2=3000Pa
10、(2022 吉林)静止在水平桌面上的一套丛书,质量为1.65kg,与桌面的接触面积为0.03m2,求:
(1)该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压强。
【答案】(1)16.17N (2)539Pa
【解析】(1)已知丛书的质量,应用重力的计算公式可以直接算出丛书所受重力;过程为——
该套丛书受到的重力为:
G=mg=1.65kg×9.8N/kg=16.17N
(2)找到关键词“水平桌面”,分析可得,丛书对桌面的压力等于丛书所受重力,丛书与桌面的接触面积等于受力面积,可以利用压强计算公式直接算出对桌面的压强;过程为——
该丛书对桌面的压强为:
P=F/S=16.17N/0.03m2=539Pa
【原创预测】
1. (原创预测)星期天小明找到小时候玩过的塑料积木,如图甲乙丙,它们形状各异,厚度相同,放在水平桌面上,对桌面的压强,下列说法正确的是( )
A、 甲最宽,所以压强最大 B、 乙最长,所以压强最大
C、 丙面积大,所以压强最大 D、 甲乙丙压强一样大
【答案】D
【解析】找到关键词“水平对面”,表明压力等于物体所受重力;除此之外,没有受力面积的信息,应用“一般思路法”,显然无法判断出压强的关系;尝试“特殊思路法”,又找到关键词“塑料积木”隐含了同种物质,密度相同的信息,结合关键词“厚度相同”,应用液体压强的计算公式可得,密度相同、厚度相同,对地面压强也相同。所以ABC错误;D正确;故,选D。
2.(原创预测)中国制造已经蜚声世界各地,各种机械在许许多多的国家,发挥着无可替代的作用。图为国机重工XXX型压路机,及部分技术参数,试完成:
1)压路机正常工作5小时,所做的有用功多大?
2)压路机静止在水平地面上时,配重块对地面的压强多大?
【答案】1) 3.6×109J 2)6400Pa
【解析】1)找到关键词“正常工作”,表明压路机在额定功率下工作,分析表格参数可知,压路机的额定功率已知,由P=W/t的推导公式可以算出其所做的功。过程为——
由P=W/t得,压路机正常工作5小时,所做的有用功为:
W=Pt=200kw×5h=1000kw·h=3.6×109J
2)找到关键词“水平对面”,表明压力等于重力,分析表格参数可知,已知压路机配重块质量,可求得其对路面的压力;可以根据表格参数“配重块面积”即为受力面积;就可以直接利用压强公式算出其静止时对地面压强。过程为——
静止时压路机对地面的压力为:
F=G=mg=32t×10N/kg=3.2×104kg×10N/kg=3.2×105N
压路机对地面的压强为:
P=F/S=3.2×105N/5×105cm2=3.2×105N/50m2=6400Pa
考点整合
固体压强
液体压强
产生原因
①固体受到重力;
②固体受到挤压。
①液体受到重力;
②液体会流动。
特点
①固体压强只表现于受压力的
受力面上;
②固体压强没有传递性。
①液体对容器底部有压强;
②液体对容器侧壁有压强;
③液体内部向各个方向都有压强;
④液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强都相等;
⑤液体压强与液体的深度有关,同一深度处,液体密度越大,液体压强越大。
作用方向
垂直于“受力面”
液体内部向“各个方向”均等作用
影响因素
①压力的大小;
②受力面积的大小。
①液体的深度;
②液体的密度。
应用
应用
既要利用压强带来的方便;
又要防止压强带来的危害。
即,增大有益压强,减小有害压强。
连通器;
船闸;
液压机。
计算
P = F / S
P = ρ g h
1.考点定位:
1)压强问题是中考的重点,在全国各省市中考试题中,不仅每考必现,而且所占比分也较大,考点地位突出。其中以压强的相关计算为必考,应用压强知识解决实际问题的考查尤其常见。
2)压强问题的考查,考查形式比较成熟稳定,题型多样,有选择题、填空题;有实验探究题、计算题,也有简答题;有时也会出现与浮力的综合类试题。
2.考点剖析:
【突破技巧】
1、压强问题由于在实际生活中、在现代科技中均有比较广泛的应用,因而是中考考查的重点;又由于固体与液体的不同性质,压强也存在不同的特点。在解决问题时,区别难度大,因而也是学生学习的难点。
2、难点:
①固体压强与液体压强混淆,解决问题时不会区别应用,是难点之一;
②对固体压强与液体压强的特点理解不到位,常常张冠李戴是难点之一;
③对固体压强与液体压强在什么条件下可以相通使用不理解,也是难点之一;
④特殊形状容器的液体压强问题,是学生常见难点;
⑤特殊形状压强计算与判断问题,也是常见难点。
3、难点原因分析:
①不区别判断压强类别,就胡乱应用公式,是难点形成的原因之一;
②对固体压强与液体压强的思路不清楚,是难点形成的主要原因;
③压强压力不分,导致应用错乱,也是压强问题难点形成的一个原因;
④压力与质量不分,是导致压强计算错误的一个原因;
⑤对压强的特殊情况缺乏认识,此类问题完全靠碰,难点难以突破;
⑥不理解液体压强的本质,对特殊容器不会分析,也是难点成因之一。
4、“难点”突破技巧:
【突破技巧一】——“一般思路法”
要点:此法主要用于解决常规的固体压强及液体压强问题。
第一步,判断问题的类别,即,判断属于固体压强还是液体压强。
第二步,分类按照“一般思路”进行分析、判断、计算。
①若为“固体压强问题”:
一般思路:——由“压力”及“压强”。
即,先找到“压力”的相关信息,得出其大小;再应用“P=F/s”分析、判断、计算压强。
②若为“液体压强问题”:
一般思路:——由“压强”及“压力”。
即,先应用“P=ρgh”分析、判断、计算出压强;再由“P=F/s”得出的推导公式“F=Ps”分析、判断、计算压力。
【突破技巧二】——“特殊思路法”
要点:此法主要用于解决“一般思路”不能准确判断结论的固体压强及液体压强问题。
第一步,找出题中“特殊信息”。
[方法技巧]:
①若研究对象是“固体”,看是不是“柱体”(“柱体”指,长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等,粗细均匀的固体)
②若研究对象是“液体”,看是不是“柱形容器”(“柱形”指,长方、正方、圆柱、棱柱等,粗细均匀的容器)
第二步,分类按照“特殊思路”进行分析、判断、计算。
①若固体为“柱体”:
[特殊思路]:——按照“液体压强”的“一般思路”解决。即,由“压强”及“压力”。
即,先应用“P=ρgh”分析、判断、计算出压强;再由“P=F/s”得出的推导公式“F=Ps”分析、判断、计算压力。
②若液体为“柱形容器”:
[特殊思路]:——按照“固体压强”的“一般思路”解决。由“压力”及“压强”。
即,先找到“压力”的相关信息,得出其大小;再应用“P=F/s”分析、判断、计算压强。
【突破技巧三】——“望文生义”法
要点:此法主要破译试题中一些“关键词句”的隐含信息,以利于应用于正确的思路中。
[做法]:找出题中“关键词”,解读其隐含信息。
①“水平面上”——常常隐含“压力”=“重力”=mg
②“相同材料”——隐含“密度”相同
③“不同液体”——隐含“密度”不同
④“行走”——隐含“受力面积”为“总面积”的“一半”
⑤“站立”——隐含“受力面积”=“总面积”
⑥“总接触面积”——隐含“受力面积”=“总接触面积”
【突破技巧四】——“影响因素”法
要点:此法用于判断解决“固体压强”与“液体压强”的变化类题。
①找到关键词“XX对”,分析“XX”的状态特征,若为固态,则可判定为固体压强问题,其大小及变化特点的判断,看影响因素“压力”与“受力面积”,可结论其变化情况;
②找到关键词“XX对”,分析“XX”的状态特征,若为液态,则可判定为液体压强问题,其大小及变化特点的判断,看影响因素“液体密度”与“液体深度”,可结论其变化情况。
5、例析:
例:(2022 北京)如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
【答案】D
【解析】题中找到了关键词“圆柱形容器”“水平桌面”,想到“特殊思路法”,依据题中信息“两容器底部受到的液体压强相等”,有F甲/S甲=F乙/S乙,由于S甲>S乙,所以F甲>F乙,推得m甲>m乙;题中有“体积相等的液体”,由ρ=m/v得,体积相等,质量大的密度大,可得,ρ甲>ρ乙;应用极限法,题中已知A、B两点距容器底部距离相等,将两点继续上移至甲容器液面处,此时,甲中液体压强为0;而乙中液体仍然有较大压强,可推得,A、B两点所受液体压强关系为:pA<pB;因而,ABC错误,D正确,故,选D。
【考场试手】
1、(2022 重庆A)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强PB与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为PA,则以下分析正确的是( )
A. B的重力是50N
B. L=2.5cm时,PA∶PB=16∶21
C. B的底面积为100cm2
D. A切去一半后,PA=2000Pa
【答案】B
【解析】分析图乙可知,被切割的最大长度L=10cm,即A的边长为10cm;B的边长为20cm;求得B的底面积,即受力面积SB为400cm2;A的底面积SA为100cm2;由图乙可知,当L=0,即A未被切割时,B对地面压强为5×103Pa;由P=F/S可求得,B所受重力为GB=F0=P0SB=5×103Pa×400cm2=200N;所以AC错误;由图乙可知,当L=10cm时,相当于A完全放B上,B对地面压强为6×103Pa;可求得此时B对地面压力,即AB总重力为GAB=F=PSB=6×103Pa×400cm2=240N,则物体A的重力为GA=240N-200N=40N;可求得A物体对水平地面压强为PA=GA/SA=40N/100cm2=4×103Pa;应用“特殊思路法”,只要竖直切割,A剩余部分对地面压强将保持4×103Pa不变,D错误;当L=2.5cm,即切割四分之一时,B对地面的压力增大10N;可求得此时B对地面压强为PB=G总/SB=(10N+200N)/400cm2=5.25×103Pa;则PA:PB=4×103Pa:5.25×103Pa=16:21,B正确;故,选B。
2、(2020 上海)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p甲、p乙。若沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等.则( )
A. p甲可能小于p乙 B. p甲可能大于p乙
C. p甲一定小于p乙 D. p甲一定大于p乙
【答案】D
【解析】应用“特殊思路法”可求得,正方体甲乙对地面压强为p甲=ρ甲gh甲;p乙=ρ乙gh乙;沿水平方向截去相同体积后,甲、乙剩余部分的高度为h甲′、h乙′,因为甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则有p甲′=ρ甲gh甲′=p乙′=ρ乙gh乙′,由图可知,h甲′
3、(2022 广州)如图1,连通器中的水静止,此时水面上方a、b处的气压为Pa0、Pb0。在b上方持续水平吹气,水面稳定后如图2所示,此时a、b处的气压为Pa、Pb。水面下c、d处水的压强为Pc、Pd,若大气压保持不变,则( )
A.Pc > Pd B.Pa > Pb
C.Pa0 > Pa D. Pb0 = Pb
【答案】B
【解析】根据流体压强特点可知,在b上方持续水平吹气,b处流速大,压强小,a处流速小,压强大,形成由a向b的气压差,即Pa>Pb;在气压差的作用下,b处液面升高,水面稳定后如图2,应用“一般思路法”可知,c、d处深度相同,则Pc=Pd,因而B正确;A错误;因为大气压保持不变,此时水面上方a处的气压为大气压,保持不变,则可知Pa=P。,C错误;在b上方持续水平吹气,因为b处流速变大,压强变小,则可知Pb>Pb,D错误;故,选B。
4. (2022 重庆B)有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高为5cm、底面积为20cm2,B的高为8cm、底面积为50cm2。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为P1=1.0×103Pa,B对桌面的压强为P2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为P3=6.0×103Pa,A对桌面的压强变为P4。下列判断正确的是( )(g=10N/kg)
A.A的重力为20N B.B的密度为3.0g/cm3
C.P3﹕P2=2﹕5 D.P4=1.6×104Pa
【答案】B
【解析】利用“一般思路法”,由P=F/S可得,A的重力为GA=FA=p1SA=1.0×103Pa×20×10-4m2=2N;
A错误;B的重力为GB=FB=p3SB=6.0×103Pa×20×10-4m2=12N,B的密度为
B正确;B对桌面的压强为
,p3与p2的比为 ;C错误;A对桌面的压强变为
,D错误;故,选B。
5、(2021 苏州)如图,两个质量相等的圆柱形杯子甲、乙放置于水平桌面上,杯底与桌面的接触面积之比为1∶2,装入一定量的水后杯子对桌面的压强均为P0,将乙杯中水全部倒入甲杯中放回原处后,甲杯对桌面的压强P1 2P0,乙杯对桌面的压强P2 eq \f(1,2)P0(选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 > <
【解析】甲、乙杯子质量相等,由G=mg可知,G甲=G乙=G;甲、乙杯子对桌面的压强相等,且乙的底面积是甲的2倍,由p=eq \f(F,S)可知,乙杯子对桌面的压力是甲杯子对桌面压力的2倍,则有G+G乙水=2(G+G甲水);应用“一般思路法”,将乙杯中的水全部倒入甲杯中后,甲杯对桌面的压强为p1=eq \f(G+G甲水+G乙水,S)=eq \f(2(G+G甲水)+G甲水,S) > eq \f(2(G+G甲水),S)=2p0;乙杯对桌面的压强p2=eq \f(G,2S) < eq \f(G+G甲水,2S) = eq \f(1,2)p0 。
6、 (2022 陕西)位于陕西泾阳的郑国渠,是我国古代三大水利工程之一、如图是郑国渠跨路面两侧的截面示意图,两侧水渠和中间的涵洞可以看作是一个 ;当水不流动时,水对A点的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对B点的压强。
【答案】连通器 小于
【解析】观察“郑国渠”截面图可知,水渠与路面的涵洞组成的图形特点为:上端开口下部相连通,应用的是连通器原理,故,第一空填“连通器”;找到关键词“水对A”“水对B”,分析可知属于液体压强问题,应用“影响因素法”,须比较“液体密度”与“液体深度”。AB两点,液体密度相同,B的深度大于A,表明A处所受压强小于B处。故,第二空填“小于”。
7、(2021 宜宾)在水平地面上,有一块砖先平放如图A,再立放如图B.平放时砖对地面的压力和压强分别为FA和PA,立放时砖对地面的压力和压强分别为FB和PB,则FA FB,PA________ PB(均选填“>”“=”或“<”)。
【答案】= <
【解析】找到关键词“水平地面”,分析可得,无论平放还是竖放,砖块对地面的压力都等于其重力。故,第一空填“=”;观察可知,砖块为棱柱体,应用“特殊思路法”,砖块对地面的压强可以套用液体压强的办法解决,由P=ρgh得,平放与竖放比较,ρ一定,平放时h的小于竖放时h,因而平放时P就小于竖放P,故,第二空填“<”。
8、(2022 哈尔滨)同学们在探究“液体内部压强的特点”的活动中:
(1)当微小压强计探头放入液体中的不同位置时,可以通过比较U形管两边 来比较压强的大小;
(2)如图所示,吉颖同学将探头放入水中进行实验,分析图中信息可知:
①根据A、B、C图的实验现象,可得出 的结论;
②根据 三幅图的实验现象,可得出“水的压强随深度的增加而增大”的结论;
(3)如图F所示,荣帅同学进一步探究“压强与深度的关系”,他把玻璃管竖直插入液体中深h处,向管内缓慢加入细沙,直至橡皮膜没有凹凸,研究得出“液体内部压强与深度成正比”的结论;
①针对他研究的问题,请你从数据处理和分析的角度,将下表补充完整(g取10N/kg);
②根据完整的表格信息,你是否同意荣帅同学的结论?如果同意,请写出你的理由;如果不同意,请写出你的结论。
【答案】(1) 液面高度差
(2) ① 液体内部向各个方向都有压强,同一深度处,液体向各个方向的压强大小都相等
② B D E
(3) ① 1500
② 不同意 同种液体内部的压强与深度成正比
【解析】(1)压强计应用的是转换法,将液体压强转换为U型管中液面的高度差;
(2)①分析比较ABC图可知,压强计橡皮膜在水中的深度相同,改变的是橡皮膜的方向,此时U型管中液面高度差相同,故,可结论为“液体内部向各个方向都有压强,同一深度处,液体向各个方向的压强大小都相等”;②需证明的结论为“水的压强随深度的增加而增大”,对应图片应显示为橡皮膜方向相同,而所处液体中深度不同,观察可知应为“BDE”三图。
(3)①分析表格数据的规律可知,液体的种类相同时,橡皮膜在水中所受压强与橡皮膜在水中的深度成正比,可求得,该空应填“1500”;②分析表格数据,结合“影响因素法”可知,液体压强受液体密度与液体深度的影响,结论时应注意控制变量。荣帅同学的结论没有注意控制变量,故,“不能同意”他的结论;结论应修正为“同种液体内部的压强与深度成正比”。
9、(2022 苏州)小明在参观苏州市御窑金砖博物馆时,从解说员的讲解中得知某块金砖的长、宽、高分别为70cm、70cm、10cm,金砖的密度为2.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金砖的重力G;
(2)若重490N的小明站在如图所示的金砖上,金砖对水平地面的压强p。
【答案】(1)980N (2)3000Pa
【解析】(1)已知金砖的长宽高,可以利用数学算体积的方法计算出体积,再应用密度公式算出质量,然后利用重力的计算公式算出金砖的重力。过程为——
金砖的体积为:V=70cm×70cm×10cm=4.9×104cm3=4.9×10-2m3
由ρ=m/v得,金砖的质量为:m=ρv=2.0×103kg/m3×4.9×10-2m2 =98kg
金砖所受重力为:G=mg=98kg×10N/kg=980N
(2)已知金砖的长宽,可以利用数学算面积的方法计算出金砖与地面的接触面面积,即为金砖的受力面积;找到关键词“水平地面”,表明地面所受压力等于放置物体的重力,即压力等于金砖与小明的总重力,再利用压强计算公式算出压强。过程为——
金砖对水平地面的受力面积为:
S=70cm×70cm=4.9×103cm2=0.49m2
小明站上后金砖对地面的压力为:
F=G+G人=980N+490N=1470N
小明站上后金砖对地面的压强为:
P=F/S=1470N/0.49m2=3000Pa
10、(2022 吉林)静止在水平桌面上的一套丛书,质量为1.65kg,与桌面的接触面积为0.03m2,求:
(1)该套丛书受到的重力;
(2)该套丛书对桌面的压强。
【答案】(1)16.17N (2)539Pa
【解析】(1)已知丛书的质量,应用重力的计算公式可以直接算出丛书所受重力;过程为——
该套丛书受到的重力为:
G=mg=1.65kg×9.8N/kg=16.17N
(2)找到关键词“水平桌面”,分析可得,丛书对桌面的压力等于丛书所受重力,丛书与桌面的接触面积等于受力面积,可以利用压强计算公式直接算出对桌面的压强;过程为——
该丛书对桌面的压强为:
P=F/S=16.17N/0.03m2=539Pa
【原创预测】
1. (原创预测)星期天小明找到小时候玩过的塑料积木,如图甲乙丙,它们形状各异,厚度相同,放在水平桌面上,对桌面的压强,下列说法正确的是( )
A、 甲最宽,所以压强最大 B、 乙最长,所以压强最大
C、 丙面积大,所以压强最大 D、 甲乙丙压强一样大
【答案】D
【解析】找到关键词“水平对面”,表明压力等于物体所受重力;除此之外,没有受力面积的信息,应用“一般思路法”,显然无法判断出压强的关系;尝试“特殊思路法”,又找到关键词“塑料积木”隐含了同种物质,密度相同的信息,结合关键词“厚度相同”,应用液体压强的计算公式可得,密度相同、厚度相同,对地面压强也相同。所以ABC错误;D正确;故,选D。
2.(原创预测)中国制造已经蜚声世界各地,各种机械在许许多多的国家,发挥着无可替代的作用。图为国机重工XXX型压路机,及部分技术参数,试完成:
1)压路机正常工作5小时,所做的有用功多大?
2)压路机静止在水平地面上时,配重块对地面的压强多大?
【答案】1) 3.6×109J 2)6400Pa
【解析】1)找到关键词“正常工作”,表明压路机在额定功率下工作,分析表格参数可知,压路机的额定功率已知,由P=W/t的推导公式可以算出其所做的功。过程为——
由P=W/t得,压路机正常工作5小时,所做的有用功为:
W=Pt=200kw×5h=1000kw·h=3.6×109J
2)找到关键词“水平对面”,表明压力等于重力,分析表格参数可知,已知压路机配重块质量,可求得其对路面的压力;可以根据表格参数“配重块面积”即为受力面积;就可以直接利用压强公式算出其静止时对地面压强。过程为——
静止时压路机对地面的压力为:
F=G=mg=32t×10N/kg=3.2×104kg×10N/kg=3.2×105N
压路机对地面的压强为:
P=F/S=3.2×105N/5×105cm2=3.2×105N/50m2=6400Pa
考点整合
固体压强
液体压强
产生原因
①固体受到重力;
②固体受到挤压。
①液体受到重力;
②液体会流动。
特点
①固体压强只表现于受压力的
受力面上;
②固体压强没有传递性。
①液体对容器底部有压强;
②液体对容器侧壁有压强;
③液体内部向各个方向都有压强;
④液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强都相等;
⑤液体压强与液体的深度有关,同一深度处,液体密度越大,液体压强越大。
作用方向
垂直于“受力面”
液体内部向“各个方向”均等作用
影响因素
①压力的大小;
②受力面积的大小。
①液体的深度;
②液体的密度。
应用
应用
既要利用压强带来的方便;
又要防止压强带来的危害。
即,增大有益压强,减小有害压强。
连通器;
船闸;
液压机。
计算
P = F / S
P = ρ g h
相关试卷
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