5. 如图所示,打开水龙头,使自来水流过玻璃管,则下面对A、B、C三处上方的水柱高度和三处的压强说法正确的是(

A.三处的水柱高度相同,压强一样大
B.A处的水柱高度与C处相同,但A处压强比C处大
C.B处的水柱高度最小,压强最小
D.A处的水柱高度最大,C处的水柱高度最小;A处的压强最大,B处的压强最小
C
)A.三处的水柱高度相同,压强一样大
B.A处的水柱高度与C处相同,但A处压强比C处大
C.B处的水柱高度最小,压强最小
D.A处的水柱高度最大,C处的水柱高度最小;A处的压强最大,B处的压强最小
答案
5.C
解析
【分析】
要解决这道题,需利用流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小。首先根据管道横截面积判断水流速度:相同时间内,通过管道各截面的水流量相同,横截面积越小,水流速度越大;再结合流速与压强的关系,判断各点压强,进而确定上方水柱高度(压强越小,支撑的水柱高度越低),最后对应选项得出答案。
【解析】
打开水龙头后,水在玻璃管中流动,相同时间内通过A、B、C三处的水流量相等。由图可知,B处管道横截面积最小,根据流量公式$Q = vS$($Q$为流量,$v$为流速,$S$为横截面积),可知B处水流速度最大。根据流体压强规律:流速越大的位置,压强越小,因此B处压强最小。A和C处管道横截面积相同,水流速度相同,压强相等,所以A、C处上方水柱高度相同,且都高于B处(B处压强小,水柱高度最低)。综上,B处水柱高度最小,压强最小,对应选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题考查流体压强与流速关系的应用,核心是理解“流速越大,压强越小”的规律,结合管道横截面积判断流速,进而分析压强和水柱高度,属于初中物理基础题,需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需利用流体压强与流速的关系:在流体中,流速越大的位置,压强越小。首先根据管道横截面积判断水流速度:相同时间内,通过管道各截面的水流量相同,横截面积越小,水流速度越大;再结合流速与压强的关系,判断各点压强,进而确定上方水柱高度(压强越小,支撑的水柱高度越低),最后对应选项得出答案。
【解析】
打开水龙头后,水在玻璃管中流动,相同时间内通过A、B、C三处的水流量相等。由图可知,B处管道横截面积最小,根据流量公式$Q = vS$($Q$为流量,$v$为流速,$S$为横截面积),可知B处水流速度最大。根据流体压强规律:流速越大的位置,压强越小,因此B处压强最小。A和C处管道横截面积相同,水流速度相同,压强相等,所以A、C处上方水柱高度相同,且都高于B处(B处压强小,水柱高度最低)。综上,B处水柱高度最小,压强最小,对应选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题考查流体压强与流速关系的应用,核心是理解“流速越大,压强越小”的规律,结合管道横截面积判断流速,进而分析压强和水柱高度,属于初中物理基础题,需熟练掌握相关规律。
【难度系数】
0.6
6. 下图所示是浙江大学研制的机器人“绝影”,它的质量为65千克。当它从站立开始行走时,对地面的压力将

不变
,压强将变大
;当它载上质量为20千克的货物时,对地面的压力将变大
。(均选填“变大”“变小”或“不变”)答案
6. 不变 变大 变大
解析
【分析】
要解决这道题,需明确:水平面上物体对地面的压力等于自身总重力;压强公式为$p=\frac{F}{S}$($F$为压力,$S$为受力面积)。解题时,先判断机器人从站立到行走时总重力是否变化,确定压力;再分析受力面积变化,结合压强公式判断压强;最后分析载货物时总重力的变化,确定压力。
【解析】
1. 机器人从站立到行走时,总质量不变,由$G=mg$可知总重力不变。水平面上,物体对地面的压力等于总重力,因此对地面的压力不变。
2. 机器人站立时四只脚接触地面,行走时两只脚接触地面,受力面积$S$变小。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力$F$不变,受力面积$S$减小,所以压强变大。
3. 机器人载上货物时,总质量变大,总重力变大,水平面上压力等于总重力,因此对地面的压力变大。
【答案】
不变 变大 变大
【知识点】
压力、压强、重力与质量的关系
【点评】
本题结合实际场景考查压力和压强的基础应用,核心是理解水平面上压力与重力的关系,以及压强公式的运用,属于初中物理基础题,侧重概念的实际运用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确:水平面上物体对地面的压力等于自身总重力;压强公式为$p=\frac{F}{S}$($F$为压力,$S$为受力面积)。解题时,先判断机器人从站立到行走时总重力是否变化,确定压力;再分析受力面积变化,结合压强公式判断压强;最后分析载货物时总重力的变化,确定压力。
【解析】
1. 机器人从站立到行走时,总质量不变,由$G=mg$可知总重力不变。水平面上,物体对地面的压力等于总重力,因此对地面的压力不变。
2. 机器人站立时四只脚接触地面,行走时两只脚接触地面,受力面积$S$变小。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力$F$不变,受力面积$S$减小,所以压强变大。
3. 机器人载上货物时,总质量变大,总重力变大,水平面上压力等于总重力,因此对地面的压力变大。
【答案】
不变 变大 变大
【知识点】
压力、压强、重力与质量的关系
【点评】
本题结合实际场景考查压力和压强的基础应用,核心是理解水平面上压力与重力的关系,以及压强公式的运用,属于初中物理基础题,侧重概念的实际运用。
【难度系数】
0.6
7. 2023年12月7日,在克罗地亚萨格勒布举行的金色旋转杯花样滑冰男子单人滑比赛中,中国选手金博洋以258.67分的总成绩获得冠军。如果他和冰刀的总质量为80 kg,滑行时两冰刀与地面的总接触面积约为$8×10^{-4}\mathrm{m}^2$。求他单脚站立在冰面上时冰刀对冰面的压力和压强。($g$取10 N/kg)

答案
7. 800N $2×10^6 \mathrm{Pa}$
解析
【分析】
要解决该问题,需明确水平面上物体对接触面的压力等于自身总重力,先通过重力公式计算压力;再根据“单脚站立时受力面积为总接触面积的一半”确定受力面积,最后利用压强公式计算压强。
【解析】
1. 计算冰刀对冰面的压力:
水平面上,物体对接触面的压力等于总重力,即 $ F = G = mg $。
代入数据 $ m=80\ \mathrm{kg} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,得:
$ F = 80\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 800\ \mathrm{N} $。
2. 确定单脚站立时的受力面积:
已知两冰刀总接触面积为 $ 8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $,单脚站立时受力面积为总接触面积的一半,即:
$ S = \frac{1}{2} × 8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $。
3. 计算冰刀对冰面的压强:
根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $,代入数据得:
$ p = \frac{800\ \mathrm{N}}{4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2} = 2 × 10^6\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
压力为800N,压强为$ 2×10^6 \mathrm{Pa} $
【知识点】
重力计算、压力、压强
【点评】
本题考查压力与压强的基础计算,核心是掌握“水平面上压力等于重力”,且单脚站立时受力面积为总接触面积的一半,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.6
要解决该问题,需明确水平面上物体对接触面的压力等于自身总重力,先通过重力公式计算压力;再根据“单脚站立时受力面积为总接触面积的一半”确定受力面积,最后利用压强公式计算压强。
【解析】
1. 计算冰刀对冰面的压力:
水平面上,物体对接触面的压力等于总重力,即 $ F = G = mg $。
代入数据 $ m=80\ \mathrm{kg} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,得:
$ F = 80\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 800\ \mathrm{N} $。
2. 确定单脚站立时的受力面积:
已知两冰刀总接触面积为 $ 8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $,单脚站立时受力面积为总接触面积的一半,即:
$ S = \frac{1}{2} × 8 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 = 4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2 $。
3. 计算冰刀对冰面的压强:
根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $,代入数据得:
$ p = \frac{800\ \mathrm{N}}{4 × 10^{-4}\ \mathrm{m}^2} = 2 × 10^6\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
压力为800N,压强为$ 2×10^6 \mathrm{Pa} $
【知识点】
重力计算、压力、压强
【点评】
本题考查压力与压强的基础计算,核心是掌握“水平面上压力等于重力”,且单脚站立时受力面积为总接触面积的一半,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.6
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