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19. 如图所示,探究液体内部压强与深度和液体密度的关系。
(1) 图甲中金属盒在水中的深度为
(2) 比较两图,小明认为液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。小华觉得小明的结论不正确,为用实验证明,可在图乙中往容器内加水,只要水面到容器底的距离达到或超过
(3) 为探究液体压强与液体密度的关系,小明在图甲的容器中倒入适量的浓盐水使液体密度变大,同时使金属盒的位置
(1) 图甲中金属盒在水中的深度为
10
cm。(2) 比较两图,小明认为液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。小华觉得小明的结论不正确,为用实验证明,可在图乙中往容器内加水,只要水面到容器底的距离达到或超过
22
cm即可得到验证。(3) 为探究液体压强与液体密度的关系,小明在图甲的容器中倒入适量的浓盐水使液体密度变大,同时使金属盒的位置
适当上移
(保持不变/适当上移),然后比较得出结论。答案
19. (1) 10 (2) 22 (3) 适当上移
解析
【分析】
(1) 金属盒在水中的深度是液面到金属盒的垂直距离，等于液面到容器底的距离减去金属盒到容器底的距离，据此计算。
(2) 小明的结论错误，要证明其错误，需找到液体内部某处到容器底的距离大于甲中金属盒到容器底的距离，且压强更大的情况。甲中金属盒深度为10cm，乙中金属盒到容器底的距离为12cm，当液面到容器底的距离达到22cm时，乙中金属盒深度为10cm，压强与甲相同；当液面到容器底距离超过22cm时，乙中金属盒深度大于10cm，压强更大，而金属盒到容器底的距离12cm大于甲中的5cm，以此反驳小明的结论。
(3) 探究液体压强与液体密度的关系时，需控制金属盒在液体中的深度相同。倒入浓盐水后液面上升，为保持深度不变，需将金属盒适当上移。
【解析】
(1) 由图甲可知，液面到容器底的距离为15cm，金属盒到容器底的距离为5cm，所以金属盒在水中的深度为：
$ h = 15\ \mathrm{cm} - 5\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} $
(2) 甲中金属盒到容器底的距离为5cm，深度为10cm，压强为$ p $。乙中金属盒到容器底的距离为12cm（大于5cm），当往乙容器内加水至液面到容器底的距离为22cm时，乙中金属盒的深度为$ 22\ \mathrm{cm} - 12\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} $，此时压强与甲相同；当液面到容器底的距离超过22cm时，金属盒深度大于10cm，压强大于$ p $，这说明到容器底的距离更大时，压强并未更小，从而反驳小明的结论。
(3) 探究液体压强与液体密度的关系，需控制金属盒的深度不变。在图甲容器中倒入浓盐水后，液面会上升，金属盒的深度会变大，因此需将金属盒适当上移，保持其深度不变，再比较压强变化得出结论。
【答案】
(1) 10
(2) 22
(3) 适当上移
【知识点】
液体内部压强规律；控制变量法；压强与深度关系
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，需准确理解深度的定义，熟练运用控制变量法分析实验结论，注意区分“到液面的深度”与“到容器底的距离”的不同。
【难度系数】
0.7
(1) 金属盒在水中的深度是液面到金属盒的垂直距离，等于液面到容器底的距离减去金属盒到容器底的距离，据此计算。
(2) 小明的结论错误，要证明其错误，需找到液体内部某处到容器底的距离大于甲中金属盒到容器底的距离，且压强更大的情况。甲中金属盒深度为10cm，乙中金属盒到容器底的距离为12cm，当液面到容器底的距离达到22cm时，乙中金属盒深度为10cm，压强与甲相同；当液面到容器底距离超过22cm时，乙中金属盒深度大于10cm，压强更大，而金属盒到容器底的距离12cm大于甲中的5cm，以此反驳小明的结论。
(3) 探究液体压强与液体密度的关系时，需控制金属盒在液体中的深度相同。倒入浓盐水后液面上升，为保持深度不变，需将金属盒适当上移。
【解析】
(1) 由图甲可知，液面到容器底的距离为15cm，金属盒到容器底的距离为5cm，所以金属盒在水中的深度为：
$ h = 15\ \mathrm{cm} - 5\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} $
(2) 甲中金属盒到容器底的距离为5cm，深度为10cm，压强为$ p $。乙中金属盒到容器底的距离为12cm（大于5cm），当往乙容器内加水至液面到容器底的距离为22cm时，乙中金属盒的深度为$ 22\ \mathrm{cm} - 12\ \mathrm{cm} = 10\ \mathrm{cm} $，此时压强与甲相同；当液面到容器底的距离超过22cm时，金属盒深度大于10cm，压强大于$ p $，这说明到容器底的距离更大时，压强并未更小，从而反驳小明的结论。
(3) 探究液体压强与液体密度的关系，需控制金属盒的深度不变。在图甲容器中倒入浓盐水后，液面会上升，金属盒的深度会变大，因此需将金属盒适当上移，保持其深度不变，再比较压强变化得出结论。
【答案】
(1) 10
(2) 22
(3) 适当上移
【知识点】
液体内部压强规律；控制变量法；压强与深度关系
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，需准确理解深度的定义，熟练运用控制变量法分析实验结论，注意区分“到液面的深度”与“到容器底的距离”的不同。
【难度系数】
0.7
20. (2025·常州天宁校级一模)如图是小朋友非常喜欢玩的遥控爬墙车,它吸附并停在竖直的墙壁上,主要是因为车身内的电动排风机将空气排出,车身底部的空气需要不断地补充,使车身和墙壁之间的空气流速变大,压强
变小
(变大/不变/变小),在大气压
的作用下,车身就可以紧贴在墙壁上。若加大电动排风机的转速,则爬墙车所受摩擦力大小不变
(变大/不变/变小)。答案
20. 变小 大气压 不变
解析
【分析】
首先回忆流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，由此可判断车身和墙壁间的压强变化；再结合大气压的作用分析车身紧贴墙壁的原因；最后根据二力平衡的知识，分析爬墙车静止时的受力情况，判断摩擦力的变化：爬墙车静止在竖直墙面上，竖直方向重力与摩擦力平衡，重力不变则摩擦力不变。
【解析】
1. 根据流体压强与流速的规律：气体中，流速越大的位置压强越小。车身和墙壁之间的空气流速变大，因此该区域压强变小。
2. 车身外侧空气流速小、压强大，在大气压的作用下，车身被压在竖直墙壁上。
3. 爬墙车静止在墙壁上时，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。加大电动排风机的转速，爬墙车仍保持静止，其重力大小不变，所以所受摩擦力大小不变。
【答案】
变小；大气压；不变
【知识点】
流体压强与流速的关系；大气压的应用；二力平衡的应用
【点评】
本题结合生活中的遥控爬墙车，将流体压强、大气压与二力平衡知识结合，考查物理知识在生活中的应用，需要学生能准确分析物体受力，将物理规律与实际现象对应。
【难度系数】
0.7
首先回忆流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，由此可判断车身和墙壁间的压强变化；再结合大气压的作用分析车身紧贴墙壁的原因；最后根据二力平衡的知识，分析爬墙车静止时的受力情况，判断摩擦力的变化：爬墙车静止在竖直墙面上，竖直方向重力与摩擦力平衡，重力不变则摩擦力不变。
【解析】
1. 根据流体压强与流速的规律：气体中，流速越大的位置压强越小。车身和墙壁之间的空气流速变大，因此该区域压强变小。
2. 车身外侧空气流速小、压强大，在大气压的作用下，车身被压在竖直墙壁上。
3. 爬墙车静止在墙壁上时，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等。加大电动排风机的转速，爬墙车仍保持静止，其重力大小不变，所以所受摩擦力大小不变。
【答案】
变小；大气压；不变
【知识点】
流体压强与流速的关系；大气压的应用；二力平衡的应用
【点评】
本题结合生活中的遥控爬墙车，将流体压强、大气压与二力平衡知识结合，考查物理知识在生活中的应用，需要学生能准确分析物体受力，将物理规律与实际现象对应。
【难度系数】
0.7
21. (2025·无锡滨湖期中)如图甲所示,小明用该装置估测大气压。将活塞推至注射器筒前端,用橡皮帽封住注射器的小孔,在活塞上拴挂一个小桶,然后向小桶中缓慢加水,直至活塞刚好被拉动。测得桶与水的总质量为4.4kg,已知注射器的容积为20mL、注射器有刻度部分的长度l如图乙所示,则l=
5.00
cm,所估测的大气压值为1.1×10⁵
Pa;小组成员认为,由于活塞与注射筒间摩擦力的存在,导致测量结果偏大
。于是摘去橡皮帽,再次向空桶中缓慢加水,当活塞刚被拉动时,测得桶与水的总质量为0.5kg,则测量的大气压强值应修正为9.75×10⁴
Pa。(g取10N/kg)答案
21. 5.00 1.1×10⁵ 大 9.75×10⁴
解析
【分析】
首先读取注射器刻度部分长度：根据刻度尺的分度值（1mm），估读到分度值下一位，从图乙可知20mL对应刻度为5.00cm。
然后计算大气压：先由注射器容积和刻度长度算出活塞横截面积；对活塞受力分析，第一次实验中，活塞刚好被拉动时，桶和水的总重力等于大气压力与摩擦力的合力，忽略摩擦力会使测量值偏大；摘去橡皮帽后，拉力等于摩擦力，由此可算出真实大气压力，进而得到修正后的大气压值。
【解析】
1. 读取注射器有刻度部分的长度：
由图乙可知，刻度尺分度值为1mm，注射器有刻度部分的末端对应刻度为$\boldsymbol{5.00\ cm}$，即$l=5.00\ \mathrm{cm}$。
2. 计算活塞横截面积：
注射器容积$V=20\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{cm}^3$，根据$S=\frac{V}{l}$，可得：
$S=\frac{20\ \mathrm{cm}^3}{5.00\ \mathrm{cm}}=4\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$。
3. 第一次估测大气压（未考虑摩擦力）：
桶与水的总重力$G=mg=4.4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=44\ \mathrm{N}$，若忽略摩擦力，认为大气压力等于总重力，则大气压：
$p=\frac{F}{S}=\frac{44\ \mathrm{N}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=\boldsymbol{1.1×10^5\ \mathrm{Pa}}$。
由于活塞与注射筒间存在摩擦力，实际拉动活塞时，总重力等于大气压力与摩擦力之和，将摩擦力计入大气压力，导致测量结果偏$\boldsymbol{大}$。
4. 修正大气压值：
摘去橡皮帽后，活塞刚被拉动时，总重力等于摩擦力，即$f=m'g=0.5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5\ \mathrm{N}$。
真实大气压力$F_{\mathrm{大气}}=G-f=44\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=39\ \mathrm{N}$，修正后的大气压：
$p'=\frac{F_{\mathrm{大气}}}{S}=\frac{39\ \mathrm{N}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=\boldsymbol{9.75×10^4\ \mathrm{Pa}}$。
【答案】
5.00；$1.1×10^5$；大；$9.75×10^4$
【知识点】
大气压的估测；刻度尺读数；受力分析
【点评】
本题考查大气压估测实验，需掌握刻度尺读数、活塞横截面积计算，重点通过两次实验的受力分析，明确摩擦力对实验结果的影响，修正测量值，侧重实验误差分析与受力分析的应用。
【难度系数】
0.6
首先读取注射器刻度部分长度：根据刻度尺的分度值（1mm），估读到分度值下一位，从图乙可知20mL对应刻度为5.00cm。
然后计算大气压：先由注射器容积和刻度长度算出活塞横截面积；对活塞受力分析，第一次实验中，活塞刚好被拉动时，桶和水的总重力等于大气压力与摩擦力的合力，忽略摩擦力会使测量值偏大；摘去橡皮帽后，拉力等于摩擦力，由此可算出真实大气压力，进而得到修正后的大气压值。
【解析】
1. 读取注射器有刻度部分的长度：
由图乙可知，刻度尺分度值为1mm，注射器有刻度部分的末端对应刻度为$\boldsymbol{5.00\ cm}$，即$l=5.00\ \mathrm{cm}$。
2. 计算活塞横截面积：
注射器容积$V=20\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{cm}^3$，根据$S=\frac{V}{l}$，可得：
$S=\frac{20\ \mathrm{cm}^3}{5.00\ \mathrm{cm}}=4\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$。
3. 第一次估测大气压（未考虑摩擦力）：
桶与水的总重力$G=mg=4.4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=44\ \mathrm{N}$，若忽略摩擦力，认为大气压力等于总重力，则大气压：
$p=\frac{F}{S}=\frac{44\ \mathrm{N}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=\boldsymbol{1.1×10^5\ \mathrm{Pa}}$。
由于活塞与注射筒间存在摩擦力，实际拉动活塞时，总重力等于大气压力与摩擦力之和，将摩擦力计入大气压力，导致测量结果偏$\boldsymbol{大}$。
4. 修正大气压值：
摘去橡皮帽后，活塞刚被拉动时，总重力等于摩擦力，即$f=m'g=0.5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5\ \mathrm{N}$。
真实大气压力$F_{\mathrm{大气}}=G-f=44\ \mathrm{N}-5\ \mathrm{N}=39\ \mathrm{N}$，修正后的大气压：
$p'=\frac{F_{\mathrm{大气}}}{S}=\frac{39\ \mathrm{N}}{4×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=\boldsymbol{9.75×10^4\ \mathrm{Pa}}$。
【答案】
5.00；$1.1×10^5$；大；$9.75×10^4$
【知识点】
大气压的估测；刻度尺读数；受力分析
【点评】
本题考查大气压估测实验，需掌握刻度尺读数、活塞横截面积计算，重点通过两次实验的受力分析，明确摩擦力对实验结果的影响，修正测量值，侧重实验误差分析与受力分析的应用。
【难度系数】
0.6
22. 总质量为10t的消毒车喷出2m³的药液,车轮与水平地面的总接触面积为0.5m²。已知消毒液密度为1.0×10³kg/m³,g取10N/kg。求:
(1) 喷出药液的重力。
(2) 此时消毒车对地面的压强。
(1) 喷出药液的重力。
(2) 此时消毒车对地面的压强。
答案
22. (1) 由 ρ = $\dfrac{m}{V}$ 可知，喷出药液的质量 $m_{喷}$ = ρ$V_{喷}$ = 1.0×10³ kg/m³×2 m³ = 2×10³ kg；喷出药液的重力 $G_{喷}$ = $m_{喷}$g = 2×10³ kg×10 N/kg = 2×10⁴ N (2) 喷出 2 m³ 的药液后消毒车的总重力 G = mg = (10×10³ kg - 2×10³ kg)×10 N/kg = 8×10⁴ N，消毒车对水平地面的压力 F = G = 8×10⁴ N，此时消毒车对地面的压强 p = $\dfrac{F}{S}$ = $\dfrac{8×10⁴ N}{0.5 m²}$ = 1.6×10⁵ Pa
解析
【分析】
对于这道题，我们可以分两小问逐步分析：
1. 第一问求喷出药液的重力：已知药液的密度和体积，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可先求出药液的质量，再利用重力公式$G=mg$计算出药液的重力。
2. 第二问求消毒车对地面的压强：首先需要算出喷出药液后消毒车的总质量，进而求出总重力，由于消毒车在水平地面上，对地面的压力等于其总重力，最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力和接触面积即可算出压强。
【解析】
(1) 已知消毒液的密度$\rho=1.0×10^3kg/m^3$，喷出药液的体积$V_{喷}=2m^3$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得喷出药液的质量：
$m_{喷}=\rho V_{喷}=1.0×10^3kg/m^3×2m^3=2×10^3kg$
再根据重力公式$G=mg$，$g=10N/kg$，可得喷出药液的重力：
$G_{喷}=m_{喷}g=2×10^3kg×10N/kg=2×10^4N$
(2) 消毒车原来的总质量$m_{总}=10t=10×10^3kg$，喷出药液后消毒车的剩余质量：
$m=m_{总}-m_{喷}=10×10^3kg-2×10^3kg=8×10^3kg$
此时消毒车的总重力：
$G=mg=8×10^3kg×10N/kg=8×10^4N$
因为消毒车在水平地面上，对地面的压力等于其总重力，即$F=G=8×10^4N$，已知车轮与地面的总接触面积$S=0.5m^2$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，可得消毒车对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{8×10^4N}{0.5m^2}=1.6×10^5Pa$
【答案】
(1) 喷出药液的重力为$2×10^4N$；
(2) 此时消毒车对地面的压强为$1.6×10^5Pa$。
【知识点】
密度公式应用、重力计算、压强计算
【点评】
本题是力学基础计算题，综合考查了密度、重力、压强的相关公式应用，解题时需注意单位换算的准确性，以及水平面上压力与重力的等量关系，只要熟练掌握公式并理清物理量之间的关系，即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
对于这道题，我们可以分两小问逐步分析：
1. 第一问求喷出药液的重力：已知药液的密度和体积，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可先求出药液的质量，再利用重力公式$G=mg$计算出药液的重力。
2. 第二问求消毒车对地面的压强：首先需要算出喷出药液后消毒车的总质量，进而求出总重力，由于消毒车在水平地面上，对地面的压力等于其总重力，最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力和接触面积即可算出压强。
【解析】
(1) 已知消毒液的密度$\rho=1.0×10^3kg/m^3$，喷出药液的体积$V_{喷}=2m^3$，根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，可得喷出药液的质量：
$m_{喷}=\rho V_{喷}=1.0×10^3kg/m^3×2m^3=2×10^3kg$
再根据重力公式$G=mg$，$g=10N/kg$，可得喷出药液的重力：
$G_{喷}=m_{喷}g=2×10^3kg×10N/kg=2×10^4N$
(2) 消毒车原来的总质量$m_{总}=10t=10×10^3kg$，喷出药液后消毒车的剩余质量：
$m=m_{总}-m_{喷}=10×10^3kg-2×10^3kg=8×10^3kg$
此时消毒车的总重力：
$G=mg=8×10^3kg×10N/kg=8×10^4N$
因为消毒车在水平地面上，对地面的压力等于其总重力，即$F=G=8×10^4N$，已知车轮与地面的总接触面积$S=0.5m^2$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，可得消毒车对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{8×10^4N}{0.5m^2}=1.6×10^5Pa$
【答案】
(1) 喷出药液的重力为$2×10^4N$；
(2) 此时消毒车对地面的压强为$1.6×10^5Pa$。
【知识点】
密度公式应用、重力计算、压强计算
【点评】
本题是力学基础计算题，综合考查了密度、重力、压强的相关公式应用，解题时需注意单位换算的准确性，以及水平面上压力与重力的等量关系，只要熟练掌握公式并理清物理量之间的关系，即可顺利解答。
【难度系数】
0.8
