7. 一个瓶子中装有一定量的水,竖直正立放置时如图甲所示。若将它竖直倒立放置,如图乙所示,则瓶子对桌面的压强将

变大
,水对瓶底的压强将变大
,水对瓶底的压力将变小
。(均选填“变大”“变小”或“不变”)答案
7. 变大 变大 变小
解析
【分析】
要解决本题,需分别分析三个物理量的变化:①瓶子对桌面的压强,属于固体压强,需结合压力和受力面积判断;②水对瓶底的压强,属于液体压强,用液体压强公式分析;③水对瓶底的压力,需结合容器形状和水的重力关系判断。
1. 瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,正立、倒立时总重力不变,压力不变,受力面积变化,由此判断固体压强;
2. 液体压强由深度决定,倒立后水的深度变大,结合液体压强公式判断液体压强;
3. 正立时瓶身是柱形,水对瓶底的压力等于水的重力;倒立时瓶身上宽下窄,侧壁承担部分水的重力,水对瓶底的压力小于水的重力,由此判断压力变化。
【解析】
1. 瓶子对桌面的压强:
瓶子对桌面的压力 $ F = G_{\mathrm{总}} $(瓶子和水的总重力),正立、倒立时总重力不变,故压力 $ F $ 不变;
正立放置时受力面积为瓶底面积,倒立放置时受力面积为瓶盖面积,显然 $ S_{\mathrm{盖}} < S_{\mathrm{底}} $;
根据固体压强公式 $ p = \frac{F}{S} $,$ F $ 不变,$ S $ 减小,因此压强变大。
2. 水对瓶底的压强:
液体压强公式为 $ p = \rho gh $,水的密度 $ \rho $ 和 $ g $ 为定值;倒立放置时,水的深度 $ h $ 比正立时更大,因此水对瓶底的压强变大。
3. 水对瓶底的压力:
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 $ G_{\mathrm{水}} $;
倒立放置时,瓶身变为上宽下窄的形状,水的侧壁会承担部分水的重力,因此水对瓶底的压力小于水的重力 $ G_{\mathrm{水}} $,故压力变小。
【答案】
变大 变大 变小
【知识点】
固体压强、液体压强、压力
【点评】
本题考查固体压强与液体压强的综合应用,核心是区分固体压力(总重力)和液体压力(需结合容器形状分析),易错点是液体压力的判断,需明确容器形状对压力的影响,属于初中物理的典型基础题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分别分析三个物理量的变化:①瓶子对桌面的压强,属于固体压强,需结合压力和受力面积判断;②水对瓶底的压强,属于液体压强,用液体压强公式分析;③水对瓶底的压力,需结合容器形状和水的重力关系判断。
1. 瓶子对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,正立、倒立时总重力不变,压力不变,受力面积变化,由此判断固体压强;
2. 液体压强由深度决定,倒立后水的深度变大,结合液体压强公式判断液体压强;
3. 正立时瓶身是柱形,水对瓶底的压力等于水的重力;倒立时瓶身上宽下窄,侧壁承担部分水的重力,水对瓶底的压力小于水的重力,由此判断压力变化。
【解析】
1. 瓶子对桌面的压强:
瓶子对桌面的压力 $ F = G_{\mathrm{总}} $(瓶子和水的总重力),正立、倒立时总重力不变,故压力 $ F $ 不变;
正立放置时受力面积为瓶底面积,倒立放置时受力面积为瓶盖面积,显然 $ S_{\mathrm{盖}} < S_{\mathrm{底}} $;
根据固体压强公式 $ p = \frac{F}{S} $,$ F $ 不变,$ S $ 减小,因此压强变大。
2. 水对瓶底的压强:
液体压强公式为 $ p = \rho gh $,水的密度 $ \rho $ 和 $ g $ 为定值;倒立放置时,水的深度 $ h $ 比正立时更大,因此水对瓶底的压强变大。
3. 水对瓶底的压力:
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 $ G_{\mathrm{水}} $;
倒立放置时,瓶身变为上宽下窄的形状,水的侧壁会承担部分水的重力,因此水对瓶底的压力小于水的重力 $ G_{\mathrm{水}} $,故压力变小。
【答案】
变大 变大 变小
【知识点】
固体压强、液体压强、压力
【点评】
本题考查固体压强与液体压强的综合应用,核心是区分固体压力(总重力)和液体压力(需结合容器形状分析),易错点是液体压力的判断,需明确容器形状对压力的影响,属于初中物理的典型基础题。
【难度系数】
0.5
8. 中医文化是中华优秀传统文化的重要组成部分。针灸所用的“毫针”很细,这是通过减小受力面积的方式来
增大
压强的,有利于针具顺利刺入人体。针柄与针尾用铜丝缠绕呈螺旋状,主要是为了增大
摩擦,便于实施捻转、提插等针刺手法。(均选填“增大”或“减小”)答案
8. 增大 增大
解析
【分析】
本题考查压强和摩擦力的实际应用。首先明确压强的影响因素:压强与压力、受力面积有关,公式为$p=\frac{F}{S}$,压力一定时,减小受力面积可增大压强;其次明确摩擦力的影响因素:摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关,压力一定时,增大接触面粗糙程度可增大摩擦力。结合题目中毫针和针柄的设计目的,分析对应物理量的变化即可填空。
【解析】
1. 第一个空:毫针很细,刺入人体时压力近似不变,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,减小受力面积会增大压强,因此填“增大”。
2. 第二个空:针柄用铜丝缠绕呈螺旋状,压力一定时,增大了接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,便于实施针刺手法,因此填“增大”。
【答案】
增大;增大
【知识点】
压强、摩擦力
【点评】
本题结合中医器具场景考查基础物理概念,属于生活中的物理应用题,侧重对压强和摩擦力影响因素的理解,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查压强和摩擦力的实际应用。首先明确压强的影响因素:压强与压力、受力面积有关,公式为$p=\frac{F}{S}$,压力一定时,减小受力面积可增大压强;其次明确摩擦力的影响因素:摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关,压力一定时,增大接触面粗糙程度可增大摩擦力。结合题目中毫针和针柄的设计目的,分析对应物理量的变化即可填空。
【解析】
1. 第一个空:毫针很细,刺入人体时压力近似不变,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,减小受力面积会增大压强,因此填“增大”。
2. 第二个空:针柄用铜丝缠绕呈螺旋状,压力一定时,增大了接触面的粗糙程度,从而增大摩擦力,便于实施针刺手法,因此填“增大”。
【答案】
增大;增大
【知识点】
压强、摩擦力
【点评】
本题结合中医器具场景考查基础物理概念,属于生活中的物理应用题,侧重对压强和摩擦力影响因素的理解,难度较低。
【难度系数】
0.8
9. 用吸管吸饮料,是
饮料的密度为$1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取10 N/kg。
大气压
使饮料上升到嘴里的。如果喝饮料前后,饮料的深度减小了10 cm,那么饮料对杯底的压强减小了1 000
Pa。饮料的密度为$1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取10 N/kg。
答案
9. 大气压 1 000
解析
【分析】
本题分为两小问,第一问需明确用吸管吸饮料的原理,回忆大气压强的应用场景;第二问需利用液体压强公式计算压强变化量,注意单位换算。第一问:用吸管吸饮料时,管内气压减小,外界大气压将饮料压入管中,因此是大气压的作用;第二问:液体压强变化量用公式Δp=ρgΔh计算,需先将深度差的单位换算为国际单位米,再代入数据计算。
【解析】
1. 用吸管吸饮料时,吸气会排出吸管内的空气,使管内气压小于外界大气压,饮料在大气压的作用下上升到嘴里,故第一空填大气压;
2. 饮料对杯底压强的减小量,根据液体压强公式Δp=ρgΔh,已知Δh=10cm=0.1m,ρ=1.0×10³kg/m³,g=10N/kg,代入得:Δp=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa。
【答案】
大气压;1000
【知识点】
大气压强、液体压强计算
【点评】
本题考查大气压强的应用和液体压强的计算,属于基础知识点的直接应用,难度较低,解题关键是掌握相关原理和公式,注意单位的正确换算。
【难度系数】
0.8
本题分为两小问,第一问需明确用吸管吸饮料的原理,回忆大气压强的应用场景;第二问需利用液体压强公式计算压强变化量,注意单位换算。第一问:用吸管吸饮料时,管内气压减小,外界大气压将饮料压入管中,因此是大气压的作用;第二问:液体压强变化量用公式Δp=ρgΔh计算,需先将深度差的单位换算为国际单位米,再代入数据计算。
【解析】
1. 用吸管吸饮料时,吸气会排出吸管内的空气,使管内气压小于外界大气压,饮料在大气压的作用下上升到嘴里,故第一空填大气压;
2. 饮料对杯底压强的减小量,根据液体压强公式Δp=ρgΔh,已知Δh=10cm=0.1m,ρ=1.0×10³kg/m³,g=10N/kg,代入得:Δp=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa。
【答案】
大气压;1000
【知识点】
大气压强、液体压强计算
【点评】
本题考查大气压强的应用和液体压强的计算,属于基础知识点的直接应用,难度较低,解题关键是掌握相关原理和公式,注意单位的正确换算。
【难度系数】
0.8
三、实验探究题
10. 为探究压力的作用效果与哪些因素有关,实验小组设计了如图所示的实验。

(1)实验中,实验小组是通过观察
(2)比较图甲、乙可以探究
(3)比较图
(4)图丙中桌子对海绵产生的压强
(5)实验探究过程中,小组同学使用的探究方法是
10. 为探究压力的作用效果与哪些因素有关,实验小组设计了如图所示的实验。
(1)实验中,实验小组是通过观察
海绵的凹陷程度
来比较压力的作用效果的。(2)比较图甲、乙可以探究
压力的大小
与压力的作用效果的关系;当受力面积一定时,压力越大
,压力的作用效果越明显。(3)比较图
乙、丙
可以探究受力面积与压力的作用效果的关系;当压力大小相同时,受力面积越小
,压力的作用效果越明显。(4)图丙中桌子对海绵产生的压强
等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)图丁中桌子对木板产生的压强。(5)实验探究过程中,小组同学使用的探究方法是
转换法
和控制变量法
。答案
10.(1)海绵的凹陷程度
(2)压力的大小 压力越大
(3)乙、丙 小
(4)等于
(5)转换法 控制变量法
(2)压力的大小 压力越大
(3)乙、丙 小
(4)等于
(5)转换法 控制变量法
解析
【分析】
要解决这道题,需明确实验探究压力作用效果的核心方法:一是转换法,将不易直接观察的压力作用效果转化为受力物体的形变程度(本题中是海绵的凹陷程度)来体现;二是控制变量法,探究某一因素对压力作用效果的影响时,需控制另一因素不变。通过对比各图的变量,分析压力、受力面积对压力作用效果的影响,再结合压强公式判断压强大小,最终确定实验所用的探究方法。
【解析】
(1)实验利用转换法,把抽象的压力作用效果转换为直观的海绵凹陷程度,因此通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)图甲、乙中,受力面积相同(均为桌子腿与海绵的接触面积),乙中增加了砝码,压力更大,海绵凹陷更明显,因此探究压力的作用效果与压力大小的关系;结论为:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)探究受力面积对压力作用效果的影响,需控制压力相同、改变受力面积,图乙、丙中,压力均为桌子加砝码的总重力,受力面积分别为桌子腿和桌面,因此选乙、丙;实验现象表明,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,图丙中桌子对海绵的压力等于桌子加砝码的总重力,受力面积为桌面面积;图丁中桌子对木板的压力同样是桌子加砝码的总重力,受力面积也是桌面面积,因此压力和受力面积均相同,压强相等。
(5)实验中,探究压力对作用效果的影响时控制受力面积不变,探究受力面积的影响时控制压力不变,用到了控制变量法;将压力作用效果转换为海绵凹陷程度,用到了转换法。
【答案】
(1)海绵的凹陷程度
(2)压力的大小;压力越大
(3)乙、丙;小
(4)等于
(5)转换法;控制变量法
【知识点】
压力的作用效果、压强、控制变量法
【点评】
本题是探究压力作用效果的经典力学实验,重点考查转换法和控制变量法的应用,以及压强的判断,是初中物理力学的核心基础实验,需熟练掌握实验设计思路与结论。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需明确实验探究压力作用效果的核心方法:一是转换法,将不易直接观察的压力作用效果转化为受力物体的形变程度(本题中是海绵的凹陷程度)来体现;二是控制变量法,探究某一因素对压力作用效果的影响时,需控制另一因素不变。通过对比各图的变量,分析压力、受力面积对压力作用效果的影响,再结合压强公式判断压强大小,最终确定实验所用的探究方法。
【解析】
(1)实验利用转换法,把抽象的压力作用效果转换为直观的海绵凹陷程度,因此通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)图甲、乙中,受力面积相同(均为桌子腿与海绵的接触面积),乙中增加了砝码,压力更大,海绵凹陷更明显,因此探究压力的作用效果与压力大小的关系;结论为:当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)探究受力面积对压力作用效果的影响,需控制压力相同、改变受力面积,图乙、丙中,压力均为桌子加砝码的总重力,受力面积分别为桌子腿和桌面,因此选乙、丙;实验现象表明,压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,图丙中桌子对海绵的压力等于桌子加砝码的总重力,受力面积为桌面面积;图丁中桌子对木板的压力同样是桌子加砝码的总重力,受力面积也是桌面面积,因此压力和受力面积均相同,压强相等。
(5)实验中,探究压力对作用效果的影响时控制受力面积不变,探究受力面积的影响时控制压力不变,用到了控制变量法;将压力作用效果转换为海绵凹陷程度,用到了转换法。
【答案】
(1)海绵的凹陷程度
(2)压力的大小;压力越大
(3)乙、丙;小
(4)等于
(5)转换法;控制变量法
【知识点】
压力的作用效果、压强、控制变量法
【点评】
本题是探究压力作用效果的经典力学实验,重点考查转换法和控制变量法的应用,以及压强的判断,是初中物理力学的核心基础实验,需熟练掌握实验设计思路与结论。
【难度系数】
0.7
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