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1. (★★)探究压力的作用效果与受力面积的关系时,分别采用如图9-1甲、乙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端。
(1)图(填“甲”或“乙”)的方法不合理,该方法没有控制相等。
(2)图甲中,铅笔笔尖面积是$0.5\ \mathrm{mm}^2$,两手指均用2 N的力对压铅笔两端,则笔尖对手指的压强为Pa。
(1)图(填“甲”或“乙”)的方法不合理,该方法没有控制相等。
(2)图甲中,铅笔笔尖面积是$0.5\ \mathrm{mm}^2$,两手指均用2 N的力对压铅笔两端,则笔尖对手指的压强为Pa。
答案
乙
压力
$4×10^{6}$
压力
$4×10^{6}$
解析
【分析】
要探究压力作用效果与受力面积的关系，需用到控制变量法，要控制压力大小相等，只改变受力面积。先分析甲、乙两图的压力情况：甲图中铅笔水平放置，两只手对铅笔的压力是相互作用力，大小相等，所以铅笔对手指的压力也相等；乙图中铅笔竖直放置，铅笔自身有重力，会让下方手指受到的压力等于上方手指的压力加上铅笔重力，上下手指受到的压力不相等，无法满足控制变量的要求，所以乙方法不合理。
第二问计算压强，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，需要先把受力面积的单位换算为国际单位平方米，再代入已知的压力和受力面积数值计算。
【解析】
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系时，需控制压力大小相同。
甲图中铅笔水平，两手指对铅笔的压力相互平衡，铅笔对手指的压力大小相等；乙图中铅笔竖直，由于铅笔受重力作用，下方手指受到的压力大于上方手指的压力，没有控制压力大小相等，因此乙的方法不合理。
(2) 已知压力$F=2\ \mathrm{N}$，受力面积$S=0.5\ \mathrm{mm}^2=0.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p=\frac{2\ \mathrm{N}}{0.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^2}=4×10^{6}\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 乙；压力大小
(2) $4×10^{6}$
【知识点】
控制变量法；压强计算
【点评】
本题考查控制变量法在探究实验中的应用，以及压强的计算，解题时要注意单位换算，同时要考虑物体重力对压力的影响，理解控制变量法的核心是控制单一变量。
【难度系数】
0.6
要探究压力作用效果与受力面积的关系，需用到控制变量法，要控制压力大小相等，只改变受力面积。先分析甲、乙两图的压力情况：甲图中铅笔水平放置，两只手对铅笔的压力是相互作用力，大小相等，所以铅笔对手指的压力也相等；乙图中铅笔竖直放置，铅笔自身有重力，会让下方手指受到的压力等于上方手指的压力加上铅笔重力，上下手指受到的压力不相等，无法满足控制变量的要求，所以乙方法不合理。
第二问计算压强，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，需要先把受力面积的单位换算为国际单位平方米，再代入已知的压力和受力面积数值计算。
【解析】
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系时，需控制压力大小相同。
甲图中铅笔水平，两手指对铅笔的压力相互平衡，铅笔对手指的压力大小相等；乙图中铅笔竖直，由于铅笔受重力作用，下方手指受到的压力大于上方手指的压力，没有控制压力大小相等，因此乙的方法不合理。
(2) 已知压力$F=2\ \mathrm{N}$，受力面积$S=0.5\ \mathrm{mm}^2=0.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p=\frac{2\ \mathrm{N}}{0.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^2}=4×10^{6}\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 乙；压力大小
(2) $4×10^{6}$
【知识点】
控制变量法；压强计算
【点评】
本题考查控制变量法在探究实验中的应用，以及压强的计算，解题时要注意单位换算，同时要考虑物体重力对压力的影响，理解控制变量法的核心是控制单一变量。
【难度系数】
0.6
2. (★★)电动自行车驾驶人应佩戴安全头盔并扣好系带,如图9-2所示,系带设计得比较宽是为了
【 】
A.增大压力
B.减小压力
C.增大压强
D.减小压强
【 】
A.增大压力
B.减小压力
C.增大压强
D.减小压强
答案
D
解析
【分析】
首先回忆压强的相关知识，压强的大小与压力大小和受力面积有关，公式为$p=\frac{F}{S}$。题目中电动自行车头盔的系带设计得比较宽，此时头盔对头部的压力大小基本不变（由头盔重力等决定），我们需要分析这种设计对压强的影响：在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，这样系带对头部的压强更小，佩戴更舒适，所以要从压强的影响因素入手判断选项。
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当电动自行车驾驶人佩戴头盔时，头盔对头部的压力$F$基本保持不变（压力主要来源于头盔的重力）。系带设计得比较宽，是通过增大受力面积$S$的方式，在压力$F$一定时，减小压强$p$，这样可以避免系带过紧对头部造成过大的压强，提升佩戴舒适度。
选项A、B：系带宽度不改变压力大小，压力由头盔重力等决定，所以A、B错误；
选项C：增大压强需要减小受力面积或增大压力，与系带变宽的设计不符，C错误；
选项D：符合上述分析，D正确。
【答案】
D
【知识点】
减小压强的方法；压强的影响因素
【点评】
本题考查压强知识在生活中的实际应用，需要结合压强公式分析生活中改变压强的常见方法，体现了物理知识与生活的紧密联系，引导学生用物理知识解释生活现象。
【难度系数】
0.8
首先回忆压强的相关知识，压强的大小与压力大小和受力面积有关，公式为$p=\frac{F}{S}$。题目中电动自行车头盔的系带设计得比较宽，此时头盔对头部的压力大小基本不变（由头盔重力等决定），我们需要分析这种设计对压强的影响：在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，这样系带对头部的压强更小，佩戴更舒适，所以要从压强的影响因素入手判断选项。
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当电动自行车驾驶人佩戴头盔时，头盔对头部的压力$F$基本保持不变（压力主要来源于头盔的重力）。系带设计得比较宽，是通过增大受力面积$S$的方式，在压力$F$一定时，减小压强$p$，这样可以避免系带过紧对头部造成过大的压强，提升佩戴舒适度。
选项A、B：系带宽度不改变压力大小，压力由头盔重力等决定，所以A、B错误；
选项C：增大压强需要减小受力面积或增大压力，与系带变宽的设计不符，C错误；
选项D：符合上述分析，D正确。
【答案】
D
【知识点】
减小压强的方法；压强的影响因素
【点评】
本题考查压强知识在生活中的实际应用，需要结合压强公式分析生活中改变压强的常见方法，体现了物理知识与生活的紧密联系，引导学生用物理知识解释生活现象。
【难度系数】
0.8
3. (★★★)如图9-3所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在水平桌面上时,瓶子对桌面的压强为$p_1$,瓶底受到水的压力为$F_1$;倒立放置时瓶子对桌面的压强为$p_2$,瓶盖受到水的压力为$F_2$。下列关系正确的是
【 】
A.$p_1 ＜ p_2$,$F_1 ＞ F_2$
B.$p_1 ＞ p_2$,$F_1 ＜ F_2$
C.$p_1 ＜ p_2$,$F_1 ＜ F_2$
D.$p_1 ＞ p_2$,$F_1 ＞ F_2$
【 】
A.$p_1 ＜ p_2$,$F_1 ＞ F_2$
B.$p_1 ＞ p_2$,$F_1 ＜ F_2$
C.$p_1 ＜ p_2$,$F_1 ＜ F_2$
D.$p_1 ＞ p_2$,$F_1 ＞ F_2$
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题，需要分别分析瓶子对桌面的固体压强，以及水对瓶底、瓶盖的液体压力：
1. 分析瓶子对桌面的压强：瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力，正立和倒立放置时总重力不变，所以压力相等；但倒立后受力面积变小（瓶盖面积小于瓶底面积），根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力相同时，受力面积越小，压强越大，因此可比较$p_1$和$p_2$的大小。
2. 分析水对容器的压力：正立放置时，瓶身下部是柱形，水对瓶底的压力等于水的重力；倒立放置时，瓶身上部较粗，部分水的重力由瓶壁承担，瓶盖受到的压力仅为柱形部分水的重力，小于水的总重力，因此可比较$F_1$和$F_2$的大小。
【解析】
步骤1：分析瓶子对桌面的压强
瓶子正立和倒立放置时，对桌面的压力均等于瓶子和水的总重力，即$F_{\mathrm{压}1}=F_{\mathrm{压}2}=G_{\mathrm{瓶}}+G_{\mathrm{水}}$。
已知瓶底的受力面积$S_1$大于瓶盖的受力面积$S_2$，根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F$相同的情况下，受力面积$S$越小，压强$p$越大，因此$p_1 ＜ p_2$。
步骤2：分析水对容器的压力
正立放置时，瓶身下部为柱形，水对瓶底的压力等于水的重力，即$F_1=G_{\mathrm{水}}$。
倒立放置时，瓶身上部较粗，水的重力有一部分由瓶壁承担，瓶盖受到的压力仅为柱形区域内水的重力，因此$F_2 ＜ G_{\mathrm{水}}$。
由此可得$F_1 ＞ F_2$。
综上，$p_1 ＜ p_2$且$F_1 ＞ F_2$，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
固体压强计算，液体压力分析，压力与重力的关系
【点评】
本题的关键是区分固体压强和液体压力的不同分析逻辑：固体压强优先分析压力，再结合受力面积判断；液体压力需结合容器形状分析，不能直接等同于液体重力，容易混淆两种压力的分析方法，是考查压强与压力的典型易错题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需要分别分析瓶子对桌面的固体压强，以及水对瓶底、瓶盖的液体压力：
1. 分析瓶子对桌面的压强：瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力，正立和倒立放置时总重力不变，所以压力相等；但倒立后受力面积变小（瓶盖面积小于瓶底面积），根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力相同时，受力面积越小，压强越大，因此可比较$p_1$和$p_2$的大小。
2. 分析水对容器的压力：正立放置时，瓶身下部是柱形，水对瓶底的压力等于水的重力；倒立放置时，瓶身上部较粗，部分水的重力由瓶壁承担，瓶盖受到的压力仅为柱形部分水的重力，小于水的总重力，因此可比较$F_1$和$F_2$的大小。
【解析】
步骤1：分析瓶子对桌面的压强
瓶子正立和倒立放置时，对桌面的压力均等于瓶子和水的总重力，即$F_{\mathrm{压}1}=F_{\mathrm{压}2}=G_{\mathrm{瓶}}+G_{\mathrm{水}}$。
已知瓶底的受力面积$S_1$大于瓶盖的受力面积$S_2$，根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F$相同的情况下，受力面积$S$越小，压强$p$越大，因此$p_1 ＜ p_2$。
步骤2：分析水对容器的压力
正立放置时，瓶身下部为柱形，水对瓶底的压力等于水的重力，即$F_1=G_{\mathrm{水}}$。
倒立放置时，瓶身上部较粗，水的重力有一部分由瓶壁承担，瓶盖受到的压力仅为柱形区域内水的重力，因此$F_2 ＜ G_{\mathrm{水}}$。
由此可得$F_1 ＞ F_2$。
综上，$p_1 ＜ p_2$且$F_1 ＞ F_2$，对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
固体压强计算，液体压力分析，压力与重力的关系
【点评】
本题的关键是区分固体压强和液体压力的不同分析逻辑：固体压强优先分析压力，再结合受力面积判断；液体压力需结合容器形状分析，不能直接等同于液体重力，容易混淆两种压力的分析方法，是考查压强与压力的典型易错题。
【难度系数】
0.6
4. (★★★)在消防安全教育中,消防员在讲解如图9-4所示的警示图片时强调:落水汽车车门所处深度平均按1 m算,车门很难被打开,正确的方法是立即解开安全带,用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑:落水汽车车门离水面仅有1 m深,为什么很难被打开呢? 请你用学过的物理知识解释车门很难被打开的原因。(提示:用数据解释更有说服力)
答案
解：落水汽车车门所处深度为1 m时，受到水的压强约为$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$，车门的面积约为$0.8\ \mathrm{m}^2$，则车门受到的压力$F=pS=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.8\ \mathrm{m}^2=8000\ \mathrm{N}$。此时车门受到水的压力远大于人的推力，因此车门很难被打开。
解析
【分析】
要解释车门难打开的原因，需从液体压强的相关知识入手：首先利用液体压强公式计算出1m深度处水对车门的压强，再结合估算的车门面积，通过压强与压力的关系计算出水对车门的压力，最后通过数据对比说明该压力远大于人能施加的推力，从而解释车门难以打开的原因。
【解析】
1. 计算水对车门的压强：
已知水的密度$\rho=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，重力加速度$g=10\ \mathrm{N/kg}$，车门所处深度$h=1\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，代入数据可得：
$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算水对车门的压力：
估算车门的面积约为$S=0.8\ \mathrm{m}^2$，根据压强公式的变形式$F=pS$，代入数据可得：
$F=pS=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.8\ \mathrm{m}^2=8000\ \mathrm{N}$。
3. 分析压力大小：
8000N的压力远大于人正常能施加在车门上的推力，因此车门很难被打开。
【答案】
落水汽车车门在1m深度时，水对车门的压强$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$，若车门面积约为$0.8\ \mathrm{m}^2$，则水对车门的压力$F=pS=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.8\ \mathrm{m}^2=8000\ \mathrm{N}$，该压力远大于人能施加的推力，所以车门很难被打开。
【知识点】
液体压强计算、压力计算
【点评】
本题结合生活中的自救场景，考查液体压强与压力公式的实际应用，需要结合实际合理估算物理量，通过量化数据直观体现压力大小，加深对液体压强特点的理解。
【难度系数】
0.6
要解释车门难打开的原因，需从液体压强的相关知识入手：首先利用液体压强公式计算出1m深度处水对车门的压强，再结合估算的车门面积，通过压强与压力的关系计算出水对车门的压力，最后通过数据对比说明该压力远大于人能施加的推力，从而解释车门难以打开的原因。
【解析】
1. 计算水对车门的压强：
已知水的密度$\rho=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，重力加速度$g=10\ \mathrm{N/kg}$，车门所处深度$h=1\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，代入数据可得：
$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算水对车门的压力：
估算车门的面积约为$S=0.8\ \mathrm{m}^2$，根据压强公式的变形式$F=pS$，代入数据可得：
$F=pS=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.8\ \mathrm{m}^2=8000\ \mathrm{N}$。
3. 分析压力大小：
8000N的压力远大于人正常能施加在车门上的推力，因此车门很难被打开。
【答案】
落水汽车车门在1m深度时，水对车门的压强$p=\rho gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×1\ \mathrm{m}=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}$，若车门面积约为$0.8\ \mathrm{m}^2$，则水对车门的压力$F=pS=1×10^{4}\ \mathrm{Pa}×0.8\ \mathrm{m}^2=8000\ \mathrm{N}$，该压力远大于人能施加的推力，所以车门很难被打开。
【知识点】
液体压强计算、压力计算
【点评】
本题结合生活中的自救场景，考查液体压强与压力公式的实际应用，需要结合实际合理估算物理量，通过量化数据直观体现压力大小，加深对液体压强特点的理解。
【难度系数】
0.6
5. (★★)如图9-5所示,在铁桶内放少量的水,用火加热,沸腾之后把桶口堵住,然后浇上冷水。在作用下,铁桶被压瘪了。这种作用在生活中有很多应用,请举出一个实例:。
答案
大气压
空气吸盘
空气吸盘
解析
【分析】
首先分析铁桶的变化过程：铁桶内的水加热沸腾后，会产生大量水蒸气，堵住桶口后浇冷水，桶内的水蒸气遇冷液化，桶内气体减少，气压降低，此时外界大气压远大于桶内气压，铁桶在大气压的作用下被压瘪。然后结合生活实际，回忆利用大气压工作的实例，比如空气吸盘、吸管吸饮料、活塞式抽水机等均可。
【解析】
在铁桶内放少量水加热至沸腾，桶内充满水蒸气，堵住桶口后浇冷水，桶内水蒸气遇冷液化，桶内气压小于外界大气压，在大气压的作用下，铁桶被压瘪。生活中利用大气压的实例，比如空气吸盘（合理即可）。
【答案】
大气压；空气吸盘（合理即可）
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题考查大气压强的实际应用，需要理解气压变化的原理，同时结合生活实例掌握大气压的应用场景，体现了物理知识与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.7
首先分析铁桶的变化过程：铁桶内的水加热沸腾后，会产生大量水蒸气，堵住桶口后浇冷水，桶内的水蒸气遇冷液化，桶内气体减少，气压降低，此时外界大气压远大于桶内气压，铁桶在大气压的作用下被压瘪。然后结合生活实际，回忆利用大气压工作的实例，比如空气吸盘、吸管吸饮料、活塞式抽水机等均可。
【解析】
在铁桶内放少量水加热至沸腾，桶内充满水蒸气，堵住桶口后浇冷水，桶内水蒸气遇冷液化，桶内气压小于外界大气压，在大气压的作用下，铁桶被压瘪。生活中利用大气压的实例，比如空气吸盘（合理即可）。
【答案】
大气压；空气吸盘（合理即可）
【知识点】
大气压强的应用
【点评】
本题考查大气压强的实际应用，需要理解气压变化的原理，同时结合生活实例掌握大气压的应用场景，体现了物理知识与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.7
