7. (苏州)据报道,某地曾经发生过天空中下“鱼”的奇观,实际上这是龙卷风的杰作。当龙卷风经过湖面时,其气旋中心速度很,压强很,将湖中的水和鱼一起“吸”向空中,水和鱼随龙卷风运动到别处落下,形成奇观。
答案
大
小
小
解析
【分析】
要解决这道题,首先需要回忆流体压强与流速的核心规律:在流体中,流速越大的位置,压强越小。接着结合题目中龙卷风“吸”起水和鱼的现象分析,能将水和鱼从湖面“吸”向空中,说明气旋中心的压强远小于外界大气压,根据上述规律可推断,压强小的位置流速必然很大,因此龙卷风气旋中心速度大、压强小。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流体流速越大的区域,压强越小。当龙卷风经过湖面时,其气旋中心的空气流速很大,使得中心处压强远低于外界大气压,在外界大气压的作用下,湖中的水和鱼被“吸”向空中,随龙卷风运动到其他地方落下。所以两个空依次填入“大”“小”。
【答案】
大;小
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合罕见的自然奇观考查物理规律,将抽象的流体压强知识与生活现象结合,帮助学生理解物理知识的实际应用,培养学以致用的思维。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,首先需要回忆流体压强与流速的核心规律:在流体中,流速越大的位置,压强越小。接着结合题目中龙卷风“吸”起水和鱼的现象分析,能将水和鱼从湖面“吸”向空中,说明气旋中心的压强远小于外界大气压,根据上述规律可推断,压强小的位置流速必然很大,因此龙卷风气旋中心速度大、压强小。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流体流速越大的区域,压强越小。当龙卷风经过湖面时,其气旋中心的空气流速很大,使得中心处压强远低于外界大气压,在外界大气压的作用下,湖中的水和鱼被“吸”向空中,随龙卷风运动到其他地方落下。所以两个空依次填入“大”“小”。
【答案】
大;小
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题结合罕见的自然奇观考查物理规律,将抽象的流体压强知识与生活现象结合,帮助学生理解物理知识的实际应用,培养学以致用的思维。
【难度系数】
0.8
8. (南充)如图9-9所示,在水平桌面上,有质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力$F_{甲}$、$F_{乙}$、$F_{丙}$大小关系是,三个容器对桌面的压强$p_{甲}$、$p_{乙}$、$p_{丙}$大小关系是。

答案
$F_{甲}>F_{丙}>F_{乙}$
$p_{甲}=p_{乙}=p_{丙}$
$p_{甲}=p_{乙}=p_{丙}$
解析
【分析】
要解决这道题,需要分别分析水对容器底部的压力和容器对桌面的压强:
1. 对于水对容器底的压力:首先根据容器形状判断水的深度,甲容器上窄下宽,乙上宽下窄,丙为柱形,且水的质量相同,因此水深关系为$h_{甲}>h_{丙}>h_{乙}$。再利用液体压强公式$p=\rho gh$判断水对容器底的压强,结合$F=pS$(底面积相同)得出压力大小关系。
2. 对于容器对桌面的压强:容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,由于容器和水的质量都相同,总重力相同,即总压力相同,再根据$p=\frac{F}{S}$(底面积相同)判断压强关系。
【解析】
一、分析水对容器底部的压力
1. 判断水深:由图可知,甲容器上窄下宽,乙容器上宽下窄,丙容器为柱形,且三个容器内水的质量相同,因此水的深度关系为$h_{甲}>h_{丙}>h_{乙}$。
2. 计算水对容器底的压强:根据液体压强公式$p=\rho gh$,水的密度$\rho$相同,深度$h$越大,压强$p$越大,因此水对容器底的压强关系为$p_{水甲}>p_{水丙}>p_{水乙}$。
3. 计算水对容器底的压力:已知三个容器底面积$S$相同,由压力公式$F=pS$可得,水对容器底部的压力关系为$F_{甲}>F_{丙}>F_{乙}$。
二、分析容器对桌面的压强
1. 判断容器对桌面的压力:容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,即$F_{总}=G_{容}+G_{水}$。由于三个容器质量相同,水的质量也相同,因此$G_{容}$和$G_{水}$均相等,故$F_{总甲}=F_{总乙}=F_{总丙}$。
2. 计算容器对桌面的压强:已知三个容器底面积$S$相同,根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得三个容器对桌面的压强关系为$p_{甲}=p_{乙}=p_{丙}$。
【答案】
$F_{甲}>F_{丙}>F_{乙}$;$p_{甲}=p_{乙}=p_{丙}$
【知识点】
液体压强计算,固体压强计算,压力与重力关系
【点评】
本题的关键是区分液体压力、压强和固体压力、压强的计算方法:液体压力需先利用$p=\rho gh$算压强,再用$F=pS$算压力;固体压强需先判断总压力(等于总重力),再用$p=\frac{F}{S}$算压强,同时要结合容器形状分析水深和压力与重力的关系。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需要分别分析水对容器底部的压力和容器对桌面的压强:
1. 对于水对容器底的压力:首先根据容器形状判断水的深度,甲容器上窄下宽,乙上宽下窄,丙为柱形,且水的质量相同,因此水深关系为$h_{甲}>h_{丙}>h_{乙}$。再利用液体压强公式$p=\rho gh$判断水对容器底的压强,结合$F=pS$(底面积相同)得出压力大小关系。
2. 对于容器对桌面的压强:容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,由于容器和水的质量都相同,总重力相同,即总压力相同,再根据$p=\frac{F}{S}$(底面积相同)判断压强关系。
【解析】
一、分析水对容器底部的压力
1. 判断水深:由图可知,甲容器上窄下宽,乙容器上宽下窄,丙容器为柱形,且三个容器内水的质量相同,因此水的深度关系为$h_{甲}>h_{丙}>h_{乙}$。
2. 计算水对容器底的压强:根据液体压强公式$p=\rho gh$,水的密度$\rho$相同,深度$h$越大,压强$p$越大,因此水对容器底的压强关系为$p_{水甲}>p_{水丙}>p_{水乙}$。
3. 计算水对容器底的压力:已知三个容器底面积$S$相同,由压力公式$F=pS$可得,水对容器底部的压力关系为$F_{甲}>F_{丙}>F_{乙}$。
二、分析容器对桌面的压强
1. 判断容器对桌面的压力:容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,即$F_{总}=G_{容}+G_{水}$。由于三个容器质量相同,水的质量也相同,因此$G_{容}$和$G_{水}$均相等,故$F_{总甲}=F_{总乙}=F_{总丙}$。
2. 计算容器对桌面的压强:已知三个容器底面积$S$相同,根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得三个容器对桌面的压强关系为$p_{甲}=p_{乙}=p_{丙}$。
【答案】
$F_{甲}>F_{丙}>F_{乙}$;$p_{甲}=p_{乙}=p_{丙}$
【知识点】
液体压强计算,固体压强计算,压力与重力关系
【点评】
本题的关键是区分液体压力、压强和固体压力、压强的计算方法:液体压力需先利用$p=\rho gh$算压强,再用$F=pS$算压力;固体压强需先判断总压力(等于总重力),再用$p=\frac{F}{S}$算压强,同时要结合容器形状分析水深和压力与重力的关系。
【难度系数】
0.6
9. (绍兴)在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图9-10所示两种方式压在铅笔两端。

(1)小金提出疑问,认为图的方式不合理,因为该方式没有控制。
(2)若笔尾横截面积约为0.5平方厘米,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为帕。
(1)小金提出疑问,认为图的方式不合理,因为该方式没有控制。
(2)若笔尾横截面积约为0.5平方厘米,整个截面都和食指充分接触,当食指用0.5牛的力压铅笔时,食指受到的压强约为帕。
答案
(1)乙
压力相同
(2)10000
压力相同
(2)10000
解析
【分析】
1. 第(1)问: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。观察图乙,铅笔竖直放置,其自身重力会使食指和拇指受到的压力不相等,无法满足控制变量的要求,因此该方式不合理。
2. 第(2)问:已知压力和受力面积,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强,需先将受力面积单位换算为国际单位(平方米),再代入公式计算。
【解析】
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同。图乙中铅笔竖直放置,铅笔自身有重力,会导致食指受到的压力大于拇指受到的压力,没有控制压力相同,所以图乙的方式不合理。
(2) 已知压力$F=0.5\,\mathrm{N}$,受力面积$S=0.5\,\mathrm{cm}^2=0.5×10^{-4}\,\mathrm{m}^2$,根据压强公式:
$ p = \frac{F}{S} = \frac{0.5\,\mathrm{N}}{0.5×10^{-4}\,\mathrm{m}^2} = 10000\,\mathrm{Pa} $
【答案】
(1) 乙;压力相同
(2) 10000
【知识点】
控制变量法;压强的计算
【点评】
本题考查压力作用效果的影响因素和压强计算,核心是掌握控制变量法的应用,以及压强公式的规范使用,注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问: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。观察图乙,铅笔竖直放置,其自身重力会使食指和拇指受到的压力不相等,无法满足控制变量的要求,因此该方式不合理。
2. 第(2)问:已知压力和受力面积,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强,需先将受力面积单位换算为国际单位(平方米),再代入公式计算。
【解析】
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系,要控制压力大小相同。图乙中铅笔竖直放置,铅笔自身有重力,会导致食指受到的压力大于拇指受到的压力,没有控制压力相同,所以图乙的方式不合理。
(2) 已知压力$F=0.5\,\mathrm{N}$,受力面积$S=0.5\,\mathrm{cm}^2=0.5×10^{-4}\,\mathrm{m}^2$,根据压强公式:
$ p = \frac{F}{S} = \frac{0.5\,\mathrm{N}}{0.5×10^{-4}\,\mathrm{m}^2} = 10000\,\mathrm{Pa} $
【答案】
(1) 乙;压力相同
(2) 10000
【知识点】
控制变量法;压强的计算
【点评】
本题考查压力作用效果的影响因素和压强计算,核心是掌握控制变量法的应用,以及压强公式的规范使用,注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
10. (株洲)(1)小明为了观察大气压随高度的变化,带上一个外壳比较薄而软的空矿泉水瓶,在高山上拧紧瓶盖,使瓶里空气密封,然后坐车从高山上下到海拔很低的山脚,发现瓶子变瘪了,如图9-11所示,可知,海拔越低,大气压越(选填“高”或“低”)。
(2)较冷的冬天,仍取一个这样的瓶子,在里面装上小半瓶温度较高的热水,立即拧紧瓶盖,使瓶里空气密封,待瓶里热水冷却后,发现瓶子变瘪了。可知:其他条件不变时,温度越低,瓶内气压越(选填“高”或“低”)。

(2)较冷的冬天,仍取一个这样的瓶子,在里面装上小半瓶温度较高的热水,立即拧紧瓶盖,使瓶里空气密封,待瓶里热水冷却后,发现瓶子变瘪了。可知:其他条件不变时,温度越低,瓶内气压越(选填“高”或“低”)。
答案
高
低
低
解析
【分析】
(1) 先分析瓶子变瘪的本质:瓶子变瘪是由于外界气压大于瓶内气压。从高山下到山脚,海拔降低,瓶子变瘪,说明外界大气压比瓶内密封空气的气压大,由此可推断海拔越低,大气压的变化情况。
(2) 对于第二问,瓶内热水冷却后瓶子变瘪,此时外界大气压不变,瓶子变瘪说明瓶内气压小于外界大气压,结合瓶内温度降低的条件,可得出温度与瓶内气压的关系。
【解析】
(1) 在高山上时,瓶内气压与高山处的大气压相等;当到达海拔低的山脚,瓶子变瘪,说明外界大气压大于瓶内密封空气的气压,因此可知海拔越低,大气压越高。
(2) 瓶内装有温度较高的热水,拧紧瓶盖密封后,待热水冷却,瓶内空气温度降低,瓶子变瘪,说明此时瓶内气压小于外界大气压,由此可得:其他条件不变时,温度越低,瓶内气压越低。
【答案】
(1) 高
(2) 低
【知识点】
大气压与海拔关系,气压与温度关系
【点评】
本题借助生活中常见的现象考查气压相关规律,将物理知识与生活实际结合,理解瓶子变瘪是内外气压差导致的,是解决本题的关键。
【难度系数】
0.7
(1) 先分析瓶子变瘪的本质:瓶子变瘪是由于外界气压大于瓶内气压。从高山下到山脚,海拔降低,瓶子变瘪,说明外界大气压比瓶内密封空气的气压大,由此可推断海拔越低,大气压的变化情况。
(2) 对于第二问,瓶内热水冷却后瓶子变瘪,此时外界大气压不变,瓶子变瘪说明瓶内气压小于外界大气压,结合瓶内温度降低的条件,可得出温度与瓶内气压的关系。
【解析】
(1) 在高山上时,瓶内气压与高山处的大气压相等;当到达海拔低的山脚,瓶子变瘪,说明外界大气压大于瓶内密封空气的气压,因此可知海拔越低,大气压越高。
(2) 瓶内装有温度较高的热水,拧紧瓶盖密封后,待热水冷却,瓶内空气温度降低,瓶子变瘪,说明此时瓶内气压小于外界大气压,由此可得:其他条件不变时,温度越低,瓶内气压越低。
【答案】
(1) 高
(2) 低
【知识点】
大气压与海拔关系,气压与温度关系
【点评】
本题借助生活中常见的现象考查气压相关规律,将物理知识与生活实际结合,理解瓶子变瘪是内外气压差导致的,是解决本题的关键。
【难度系数】
0.7
11. (广州)(1)如图9-12,用力把重力$G=3\ \mathrm{N}$的测力计压在水平桌面上,测力计对桌面的压力$F=50\ \mathrm{N}$,与桌面的接触面积$S_{1}=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}$,桌面的面积$S_{2}=0.5\ \mathrm{m}^{2}$,用题中物理量符号写出测力计对桌面的压强表达式为,该压强是$\mathrm{Pa}$。

(2)如图9-13,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的空气流速,A点的气压(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的气压;用气压计测出A点的气压是$9.9×10^{4}\ \mathrm{Pa}$,该气压值等于$\mathrm{m}$高的静止水柱所产生的压强(水的密度为$1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)。
(2)如图9-13,塑料管两端开口,抽气时,A点的空气流速小于B点的空气流速,A点的气压(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的气压;用气压计测出A点的气压是$9.9×10^{4}\ \mathrm{Pa}$,该气压值等于$\mathrm{m}$高的静止水柱所产生的压强(水的密度为$1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)。
答案
(1)$p=\frac{F}{S_{1}}$
$5×10^{5}$
(2)大于
9.9
$5×10^{5}$
(2)大于
9.9
解析
【分析】
(1) 首先回忆压强的定义,压强是单位面积上受到的压力,公式为$p=\frac{F}{S}$,这里的受力面积是测力计与桌面的接触面积$S_1$,因为桌面的面积$S_2$大于接触面积,压力只作用在$S_1$上,所以压强表达式为$p=\frac{F}{S_1}$。然后代入数值计算压强,将$F=50\ \mathrm{N}$,$S_1=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$代入公式即可得到压强大小。
(2) 根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小。已知A点空气流速小于B点,所以A点气压大于B点。对于水柱高度的计算,利用液体压强公式$p=\rho gh$变形得到$h=\frac{p}{\rho g}$,代入已知的气压、水的密度和$g$的值,即可求出水柱高度。
【解析】
(1) 压强的计算公式是$p=\frac{F}{S}$,其中受力面积是测力计与桌面的接触面积$S_1$,因此测力计对桌面的压强表达式为:
$p=\frac{F}{S_{1}}$
将$F=50\ \mathrm{N}$,$S_{1}=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}$代入得:
$p=\frac{50\ \mathrm{N}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}}=5×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
(2) 根据流体压强与流速的关系,流速越小,压强越大,因为A点空气流速小于B点,所以A点的气压大于B点的气压。
由液体压强公式$p=\rho gh$变形可得水柱高度:
$h=\frac{p}{\rho g}=\frac{9.9×10^{4}\ \mathrm{Pa}}{1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=9.9\ \mathrm{m}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{p=\dfrac{F}{S_{1}}}$;$\boldsymbol{5×10^{5}}$
(2) $\boldsymbol{大于}$;$\boldsymbol{9.9}$
【知识点】
压强的计算;流体压强与流速的关系;液体压强公式
【点评】
本题考查了固体压强和液体压强的计算,以及流体压强与流速的关系,解题关键是明确受力面积的判断,以及灵活运用压强公式进行计算。
【难度系数】
0.6
(1) 首先回忆压强的定义,压强是单位面积上受到的压力,公式为$p=\frac{F}{S}$,这里的受力面积是测力计与桌面的接触面积$S_1$,因为桌面的面积$S_2$大于接触面积,压力只作用在$S_1$上,所以压强表达式为$p=\frac{F}{S_1}$。然后代入数值计算压强,将$F=50\ \mathrm{N}$,$S_1=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$代入公式即可得到压强大小。
(2) 根据流体压强与流速的关系:流速越大的位置,压强越小。已知A点空气流速小于B点,所以A点气压大于B点。对于水柱高度的计算,利用液体压强公式$p=\rho gh$变形得到$h=\frac{p}{\rho g}$,代入已知的气压、水的密度和$g$的值,即可求出水柱高度。
【解析】
(1) 压强的计算公式是$p=\frac{F}{S}$,其中受力面积是测力计与桌面的接触面积$S_1$,因此测力计对桌面的压强表达式为:
$p=\frac{F}{S_{1}}$
将$F=50\ \mathrm{N}$,$S_{1}=1×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}$代入得:
$p=\frac{50\ \mathrm{N}}{1×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}}=5×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
(2) 根据流体压强与流速的关系,流速越小,压强越大,因为A点空气流速小于B点,所以A点的气压大于B点的气压。
由液体压强公式$p=\rho gh$变形可得水柱高度:
$h=\frac{p}{\rho g}=\frac{9.9×10^{4}\ \mathrm{Pa}}{1×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=9.9\ \mathrm{m}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{p=\dfrac{F}{S_{1}}}$;$\boldsymbol{5×10^{5}}$
(2) $\boldsymbol{大于}$;$\boldsymbol{9.9}$
【知识点】
压强的计算;流体压强与流速的关系;液体压强公式
【点评】
本题考查了固体压强和液体压强的计算,以及流体压强与流速的关系,解题关键是明确受力面积的判断,以及灵活运用压强公式进行计算。
【难度系数】
0.6
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