2019-2020年中考科学培优讲义 专题集训 第7讲 压强试题

2019-2020年中考科学培优讲义 专题集训 第7讲 压强试题

知识梳理 【复习重点】

1.压力

压力指垂直作用在物体表面上的力。压力的方向垂直指向接触面。

压力和重力的区别：压力是因为相互接触的两个物体相互挤压而产生的，压力方向垂直指向接触面，只有接触面为水平方向时，方向才是竖直向下的。重力是物体由于受到地球吸引而产生的，重力方向竖直向下。只有当物体放在水平桌面上时，物体对桌面的压力大小才等于物体的重力。

2.压强

压强指单位面积上所受的压力大小。压强用以表示压力作用效果，压力作用的效果越明显，压强就越大。

压强的定义式为p=S

F 。其单位为帕(Pa)，1Pa ＝1N/m 2

。两层报纸叠放在桌面上时，对桌面的压强约为1Pa 。

改变压强的方法：增大压力或减小受力面积可以增大压强；减小压力或增大受力面积可以减小压强。

3.液体压强

由于受重力的作用，液体对容器底部和侧壁及液体内部都存在压强。由于液体具有流动性，因此液体内部朝各个方向都有压强。

液体压强的特点：(1)同种液体，深度越大，压强越大；(2)同一深度的不同液体，密度越大，压强越大；(3)同种液体在同一深度，朝各个方向的压强相等。

液体压强的计算公式：p=ρgh 。注意：液体内部某处的压强大小只与液体的密度及其深度有关，与液体(或容器)的形状等其他因素无关。

4.大气压现象

由于空气受到重力作用，大气对浸在其中的物体会产生压强。由于气体能流动因而空气内部朝各个方向都有压强。

证明大气压存在的例子：马德堡半球实验、钢笔吸墨水、覆杯实验、瓶口吞鸡蛋、吸管吸饮料、瓷砖上的吸盘等。马德堡半球实验不但说明了大气压强的存在，而且还说明大气压很大。

大气压的测量工具为水银气压计和空盒气压计。 1atm(1标准大气压)＝760mm 汞柱＝1.01×105

Pa ＝10.3m 水柱

5.大气压的变化和应用

大气压随海拔高度的增大而减小，实例：高原反应等。大气压会随季节、气候、天气而变化。一般，冬天的气压比夏天高，晴天的气压比阴天高。

液体的沸点随气压减小而降低；随气压增大而升高。实例：高山上气压低，饭不易烧熟，可利用高压锅煮饭。

活塞式抽水机的原理是通过活塞在圆筒中上、下往复运动产生低压区，大气压就能不断将地下水从水管中压上来，实现抽水。

离心式水泵是通过叶轮高速转动，其中心形成低压区，大气压就能将水压进水管以实现抽水。

6.流速与压强

流体(气体与液体)的流速越快，压强越小。固定翼飞机的升力就是利用其机翼上侧的弧面使上侧的空气流速更快、压强更小而产生的。

【复习难点】

液体压强与密度、深度的关系，利用压强公式或公式变形进行简单计算。

【易考点】

1.决定固体或液体压强大小的因素。

2.气体(或液体)压强与流速的关系。

3.气压与高度、沸点的关系。

考点精析

考点一压力、重力与压强的区别

例1、如图所示，水平地面上放置着两个底面积不同，质量、高度均相同的薄底圆柱形容器甲和乙(S甲＞S 乙)。现分别盛满质量相等的不同液体A和液体B，将密度为ρ的实心物体分别放入A和B两液体，已知ρB＞ρ＞ρA，实心物体静止后，A和B两液体对容器底部的压力分别为F A和F B，甲、乙两容器对桌面的压力分别为F甲和F乙，则下列关系中，正确的是()

A.F A=F B，F甲＞F乙

B.F A＞F B，F甲＞F乙

C.F A＜F B，F甲=F乙

D.F A＞F B，F甲＜F乙

【解题思路】由图可知，甲、乙为圆柱形容器，A、B两液体的质量相等，重力相等，则对甲、乙两容器的压力相等；容器对桌面的压力等于容器和液体的总重，可得容器对桌面的压力也相等；当将

实心物体放入A 、B 两种液体中后，由于ρB ＞ρ＞ρA ，物体在液体B 中漂浮，在液体A 中下沉；由于两种容器中的液体仍然是满的，根据p=ρ

液

gh ，液体对容器底的压强不变，可知压力不变，则液

体对甲、乙两容器的压力仍相等；物体在液体A 中下沉，则F 浮A =G 排A ＜G ；物体在液体B 中漂浮，则F 浮B =G 排B =G ；由于G 排B ＞G 排A ，所以液体B 的重力小于液体A 的重力，则F 甲＞F 乙。 【参考答案】A

【方法归纳】柱形容器中的液体对容器底的压力等于液体的重力；固体对水平支持面的压力等于固体的总重力。

【易错误区】一般情况下，液体压强应从p=ρ液

gh 角度考虑，即决定液体压强大小的因素只有其密

度和深度，而与容器的形状无关。

考点二 压强的大小比较

例2、【淮安】如图甲所示，一块长木板放在水平桌面上，现用一水平力F1向右缓慢地推木板，使其一部分露出桌面，如图乙所示。在推木板的过程中木板对桌面的压力F 、压强p 和摩擦力f 的变化情况分别是()

A.F 、p 不变，f 变大

B.F 、f 不变，p 变大

C.F 变小，p 、f 变大

D.F 、f 不变，p 变小

【解题思路】水平面上物体的压力和自身的重力相等，向右缓慢地推木板的过程中，木板对桌面的压力F 不变；根据p=

S

F

，向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小，所以木板对桌面的压强p 变大；向右缓慢地推木板的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力f 不变。 【参考答案】B

【方法归纳】根据压强的计算公式判断压强的变化，根据影响滑动摩擦力大小的因素判断摩擦力的变化即可。

【易错误区】注意决定摩擦力大小的因素是压力与接触面的粗糙程度，压强的变化不会影响摩擦力的大小。

考点三 液体的压强

例3、【贵港】有一个重为G

0的空心金属球用弹簧测力计吊着完全浸没于一种密度为ρ1的液体中，此时弹簧测力计的示数为空心金属球重力的

5

1

。如图所示的另一容器，上部的横截面积为S 1，底部的横截面积为S 2，里面盛有密

度为ρ2

的另一种液体，ρ1：ρ2=2∶5，若把空心金属球放到这个容器的液体中

待其静

止后(容器足够大)，液体对容器底部增加的压强为 Pa ，液体对容器底部增加的压力为 N(g 取10N/kg)。

【解题思路】空心金属球完全浸没于一种密度为ρ1的液体中，球排开液体的体积等于球的体积V ，根据称重法可知金属球受到的浮力：F 浮1=G 0-

51G 0=54G 0，由阿基米德原理可知：F 浮1=ρ1gV=5

4

G 0，所以V=

g G 1054ρ。已知ρ1：ρ2=2∶5，把金属球浸没在第二种液体中时，它受到的浮力：F 浮′=ρ2gV=25

ρ1g ×

g

G 10

54ρ=2G 0＞G 0。金属球静止时将浮在液面上，它受到的浮力：F 浮2=G 0，即ρ2gV 排2=G 0，所以V 排2=g G 20ρ。液面上升的高度：Δh=g

210

12ρS G S V =

排，放入金属球后，液体对容器底部增加的压强：Δp=ρ2g Δh=

102102g g S G S G =ρρ。由p=S

F

得：放入金属球后，容器底部所受液体的压力增大：ΔF=Δ

pS 2=

01

2

G S S 。 【参考答案】

10S G 01

2G S S

【方法归纳】分析清楚图示情景，运用阿基米德原理、液体压强公式等，认真计算即可。 【易错误区】本题需要套用多个公式进行多步骤计算，计算过程易出错。

考点四大气压强

例4、【菏泽】如图所示，关于“签字笔写字，墨水沿笔尖缓缓流出来的原因是什么”，小红认为是因为“大气压的作用”，可小明认为是因为“墨水重力”的作用。请你设计实验验证他们的观点是否正确，写出你的做法、依据的现象及对应的结论。

(1)验证“墨水缓缓流出来与大气压是否有关”。

(2)验证“墨水缓缓流出来与墨水的重力是否有关”。

【解题思路】要验证“墨水缓缓流出来与大气压是否有关”，则须从大气压角度来设计实验方案，用手指堵住笔芯尾部开口处可控制气压因素；要验证“墨水缓缓流出来与墨水的重力是否有关”，则要从重力的方向竖直向下角度设计实验方案。

【参考答案】(1)墨水之所以会缓缓流出来，是由于外界的大气压大于签字笔内部的气体压强，这样把墨水压出来的，所以(用手)堵住笔芯的开口处(或密封)，写一会字，如果笔迹变淡，直至不再显示笔迹，则与大气压有关；否则，与大气压无关。(2)因重力的方向是竖直向下的，所以可将笔尖向上写一会儿字，如果笔迹变淡，直至不再显示笔迹，则与重力有关；否则，与重力无关。

【方法归纳】本题要求紧扣“大气压”和“重力方向竖直向下”两个切入点答题，答题时按步骤、现象、结论三方面内容组织语句即可。

【易错误区】解答此类题目要注意语句的严密性和逻辑性。

考点五压强与流速的关系

例5、【黄冈】弧圈球是一种攻击力强、威力大的乒乓球进攻技术。如图所示为某人某次拉出的弧圈球在空中高速旋转前进的示意图，此时球上方气体相对球上部流

速小于下方气体相对球下部流速。下列说法中，正确的是()

A.球在空中继续前进是受到惯性力的作用

B.球在空中前进时受平衡力作用

C.球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得慢

D.球因高速旋转前进比不旋转前进时会下落得快

【解题思路】打出去的兵乓球在空中继续前进是受到惯性的作用，仍要保持原来的运动状态，而不是惯性力的作用；空中飞行的乒乓球受到重力和空气阻力的作用，不受平衡力作用；弧圈球前进过程中，上方气体相对球上部流速小于下方气体相对球下部流速，所以球上方的压强大于球下方的压强，因此球因为高速旋转前进比不旋转前进时会下落得快。

【参考答案】D

【方法归纳】本题考查了初中科学中力学部分常见的几个问题，需理解物体由于惯性会保持原来的运动状态、力可以改变物体的运动状态以及流体压强与流速的关系。

【易错误区】乒乓球在旋转前进的过程中，正确判断上、下两侧哪一侧空气压强更大是本题的难点，请仔细分析。

探究提升

例、如图所示，用压强计研究液体内部的压强。

(1)当压强计的金属盒在空气中时，U形管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图甲所示的情景。出现这种情况的原因是：U形管左边支管液面上方的气压大气压(填“大于”“小于”或“等于”)；调节的方法是 (填字母)。

A.将此时右边支管中高出的液体倒出

B.取下软管重新安装

(2)小明做如图乙所示的检查。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是。

(3)比较丙、丁图实验，说明。

(4)比较丁、戊图实验，说明。

(5)为了进一步研究在同一深度，液体的压强与液体的密度关系是否相等，他应如何操作，说出你的方法：。

(6)小莉同学在学了液体压强公式后，用公式对以上实验的数据进行分析计算(g取10N/kg)，得出金属盒在30mm深处水的压强是 Pa，而从压强计测出的压强为 Pa(压强计的液面高度差为28mm)，由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值，你认为其原

因是。

【解题思路】实验前U形管内出现了液面差，一般都是安装软管时未控制好软管内空气量造成的，只要取下软管重新安装使橡皮膜内外压强一样即可。测液体压强之前用手指试按压橡皮膜时，若发现U形管两边液柱的高度不变，一般是橡皮管或橡皮膜漏气。实验探究液体压强大小的影响因素时，要注意控制变量法的应用。本实验所用的压强计由于橡皮膜自身的弹力作用要抵消部分水压，所以并不能准确测量液体的压强，但能测出压强的相对大小。

【参考答案】(1)大于B(2)橡皮管或橡皮膜漏气(3)同种液体，深度越深，压强越大(4)同种液体的同一深度处，液体内部各个方向的压强相等(5)取一杯盐水和一杯清水，将压强计的金属盒放在同一深度处，观察U型管中的液面高度差来比较压强(6)300280橡皮膜由于发生形变，自身产生一个向外的压强

【方法归纳】本题要求对实验中出现的问题进行分析，还要注意控制变量法的应用。

【易错误区】描述实验结论时要说明哪些因素是相同的(即控制变量)；另外，实验所用的压强计只能测液体压强的相对大小，不能测量液体压强的准确值。

【考点范围】探究液体压强的特点实验、控制变量法与探究性实验方案。