初中物理竞赛专题九、压强.pdf

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1、实用标准文案 文档 初中应用物理知识竞赛题分类解析 专题九、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 ( ) AF甲=F乙，h 甲 h 乙 BF甲=F乙，h 甲 =h 乙 C 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

2、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 ( ) 实用标准文案 文档 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，

3、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=1 3 R 2h, ， 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面的压力大小为（） A1G 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

4、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，

5、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】 图 5 实用标准文案 文档 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 AA对桌面的压强不变 BA对桌面的压力不变 CA对桌面的压力不断变小 DA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

6、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

7、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。 实用标准文案 文档 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 . 43 C . 12 D . 41 答案： D 解析：由质量和体积的关系图像可知，甲的密度为 8g/cm 2，乙的密度为 1g/cm2。由 m= V可知，用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实 心正方体

8、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=gh可得 A、B对水平地面的压强之比为41，选项 D正确。 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，

9、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 G2G11N BG1G21N CG1G21N DG2=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 图 4

10、实用标准文案 文档 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

11、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

12、升或下 降 的 长度 hA、hB和hC之间的大小关系为（） AhA=hB=hC BhAhBhC C hAhB=hC DhA=hBhC 实用标准文案 文档 甲乙 水酒精 图 6 . 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， hAhBhC，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 A、B的 A、B两立方体正对叠放于水平桌面上，且AB=13。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

13、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 ，则 B立方体 的密度为 3，A对 B的压强为 pA=ga，B对桌面的压强为 pB=3gb+ga 3/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

14、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 200cm 2 和 100cm 2。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，剩余酒 精 实用标准文案 文档 对容器乙底部的压强为p酒精。当质量 m的范围为时，才能满足 p水 p 酒精。 （水1.0 10 3kg/m3， 酒精0.8 10 3kg/m

15、3） 答案： 800gm 2400g 解析：由液体压强公式， p=gh，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10010 -4 m 20.3m0.8 10 3kg/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- 0.02 m 水 )g 水=(0.3- 0.01 m 酒精 ) g酒精，解得 m=0.8kg=800g 。所以当 质量 m的范围为 800gm 2400g时，才能满足 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

16、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

17、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； 实用标准文案 文档 （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 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。 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

18、围外溢。 说明： 4分， 1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、的作用。 答案两个要点： （1）孔是挂刀孔，用此孔把菜刀挂在墙上 （或 支架上） 。(2) 孔为透气孔，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”C 3 型动车组

19、 (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。 实用标准文案 文档 . 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:

20、 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

21、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 实用标准文案 文档 明书标有：当大气压为10 5Pa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

22、：（ 1）由图 1 可知，当锅内温度为120时，锅内压强p=1.810 5Pa。 此时限压阀受力： F0+G=F 设安全阀的质量为m ，则有： p0S+mg =pS 可得： m = 2 553 0 1.810103.14210 10 ppS g kg =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、密度为的液体。 （1）试证明：液体对底面的压强为p=gh。 （

23、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 气压值估算大气层的高度。 已知在标准状况 （0、一个大气压）下 空气的密度为1.2kg/m 3，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=Sh (1 分） 液柱的重力为 G=mg= gSh (1 分） 实用标准文案 文档 液体对底面的压强为 FGShg pgh SSS (3 分） （2）由公式可以看出，液体内部的压强与液体的深度h 和液体的密度有关，深 度越大压强越大，密度

24、越大压强越大。 (2 分） （3）地面的标准大气压 p=1.0 10 5 Pa ，空气密度 =1.2kg/m3 ，g=10N/kg 代入公式 p=gh 得 5 3 3 1.0 10 8.3 10 1.2/10/ pPa hm gkg mNkg (2 分) 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

25、 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

26、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。 172 根据帕斯卡定律可知：加在密闭液体上的压 图 3 实用标准文案 文档 强能够大小不变地被液体向各个方向传递。172 教学网 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 1 G p S 。 2分 根据帕斯卡定律，工作液体对活塞B向上增加的压力为 23 1 () G FSS S 。 4 分 又因为活塞 B下底面向上减小的

27、气体压力为 03 ()Fpp S。 因为活塞 B能够回到原来的高度，所以FF。 4 分 即 0323 1 ()() G pp SSS S 所以待测容器内的气体压强为 023 13 () G ppSS S S 4 分 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25

28、0mL 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=10Nkg) (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= 250cm 3，则 牛奶的密度 =m/V= 3 257g 250cm =1.03g/cm 3。 （3 分） (2) 最下层的包装箱受到的压力： 实用标准文案 文档 F= G总= 15m总g=156.3kg 10N/kg= 945N 它所

29、承受的压强： p=F/S= 2 945 N 0.07m =1.3510 4Pa。 （3 分） (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

30、试数据如下： 材料F/N S凹/mm 2 H/(N/mm 2) a 10000 100 100 b 10000 200 50 c 20000 100 200 d 15000 100 150 e 7500 30 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 材料 e 的硬度为 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： H=F/S凹250 N/mm 2 丙 解析：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 表格 e 中硬度 H=F/S凹 =7500N 30mm 2 =250N/mm2

31、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 实用标准文案 文档 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，p1p1；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， p1p2 。 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p10,而在天宫一号中时，由于完全 失重，其压强为零， 所以 p1 p 1；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 。