5. 装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为 Pa;若将该玻璃管竖直放置,则水对玻璃管底部的压强将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案
800;变大
解析
【分析】
要计算水对玻璃管底部的压强,需运用液体压强公式$ p = \rho gh $,其中$ h $是液体的深度,即液面到容器底部的垂直距离,并非液体柱的斜长。本题先根据斜放时的垂直高度计算压强,再分析竖直放置时深度变化对压强的影响。
【解析】
1. 计算斜放时水对管底的压强:
水的密度$ \rho = 1 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $,重力加速度$ g $取$ 10 \, \mathrm{N/kg} $,斜放时水的深度$ h = 8 \, \mathrm{cm} = 0.08 \, \mathrm{m} $,代入液体压强公式:
$ p = \rho gh = 1 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 0.08 \, \mathrm{m} = 800 \, \mathrm{Pa} $。
2. 判断竖直放置时压强的变化:
玻璃管斜放时,水的垂直深度为8cm;竖直放置后,水的深度会大于8cm。根据$ p = \rho gh $,$ \rho $和$ g $不变,$ h $增大,因此水对玻璃管底部的压强变大。
【答案】
800;变大
【知识点】
液体压强、深度与压强关系
【点评】
本题考查液体压强公式的应用,核心是明确“深度”是垂直距离,需注意单位换算,理解深度变化对压强的影响,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
要计算水对玻璃管底部的压强,需运用液体压强公式$ p = \rho gh $,其中$ h $是液体的深度,即液面到容器底部的垂直距离,并非液体柱的斜长。本题先根据斜放时的垂直高度计算压强,再分析竖直放置时深度变化对压强的影响。
【解析】
1. 计算斜放时水对管底的压强:
水的密度$ \rho = 1 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $,重力加速度$ g $取$ 10 \, \mathrm{N/kg} $,斜放时水的深度$ h = 8 \, \mathrm{cm} = 0.08 \, \mathrm{m} $,代入液体压强公式:
$ p = \rho gh = 1 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 0.08 \, \mathrm{m} = 800 \, \mathrm{Pa} $。
2. 判断竖直放置时压强的变化:
玻璃管斜放时,水的垂直深度为8cm;竖直放置后,水的深度会大于8cm。根据$ p = \rho gh $,$ \rho $和$ g $不变,$ h $增大,因此水对玻璃管底部的压强变大。
【答案】
800;变大
【知识点】
液体压强、深度与压强关系
【点评】
本题考查液体压强公式的应用,核心是明确“深度”是垂直距离,需注意单位换算,理解深度变化对压强的影响,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
6. 如图所示,小成的书桌上放着一本字典,字典的一部分悬空在桌面以外,小成发现后将字典推回桌面内。在这个推动的过程中:字典对桌面的压力,压强,桌面对字典的摩擦力大小。(均选填“变大”“变小”或“不变”)

答案
不变;变小;不变
解析
【分析】
要解决这三个问题,需分别结合压力、压强、摩擦力的影响因素分析:首先,水平面上的物体对支撑面的压力等于自身重力,据此判断压力变化;其次,压强由压力和受力面积决定,利用压强公式分析压强变化;最后,摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定,据此判断摩擦力变化。
【解析】
1. 压力:字典被推回桌面的过程中,始终在水平桌面上,对桌面的压力等于字典的重力,字典的重力不变,因此字典对桌面的压力不变。
2. 压强:根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,压力$ F $等于字典重力,保持不变;字典与桌面的接触面积(受力面积)在推回过程中逐渐变大,因此压强变小。
3. 摩擦力:摩擦力大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定,此过程中字典对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度也未改变,所以桌面对字典的摩擦力大小不变。
【答案】不变;变小;不变
【知识点】压力与重力、压强、摩擦力
【点评】本题考查压力、压强和摩擦力的变化判断,核心是掌握各物理量的影响因素,属于基础力学题,难度较低。
【难度系数】0.3
要解决这三个问题,需分别结合压力、压强、摩擦力的影响因素分析:首先,水平面上的物体对支撑面的压力等于自身重力,据此判断压力变化;其次,压强由压力和受力面积决定,利用压强公式分析压强变化;最后,摩擦力大小由压力和接触面粗糙程度决定,据此判断摩擦力变化。
【解析】
1. 压力:字典被推回桌面的过程中,始终在水平桌面上,对桌面的压力等于字典的重力,字典的重力不变,因此字典对桌面的压力不变。
2. 压强:根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,压力$ F $等于字典重力,保持不变;字典与桌面的接触面积(受力面积)在推回过程中逐渐变大,因此压强变小。
3. 摩擦力:摩擦力大小由压力大小和接触面的粗糙程度决定,此过程中字典对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度也未改变,所以桌面对字典的摩擦力大小不变。
【答案】不变;变小;不变
【知识点】压力与重力、压强、摩擦力
【点评】本题考查压力、压强和摩擦力的变化判断,核心是掌握各物理量的影响因素,属于基础力学题,难度较低。
【难度系数】0.3
7. 一位同学体重为500 N,自然站立在水平地面上,双脚站立时对地面的压强比行走时对地面的压强________(选填“大”或“小”);某沼泽地能承受的压强为$2.0× 10^{4}\ \mathrm{Pa}$,这位同学与沼泽地的接触面积至少为$\_\_\_\_\_\_\ \mathrm{m}^2$,才不会陷入沼泽地。
答案
小;0.025
解析
【分析】本题需利用压强公式分析压强大小比较及最小接触面积的计算:水平地面上,物体对地面的压力等于自身重力;压强公式为$p=\frac{F}{S}$,当压力不变时,受力面积越大压强越小;计算最小接触面积时,根据压强公式变形$S=\frac{F}{p}$,代入已知条件即可求解。
【解析】1. 压强大小比较:同学对地面的压力$F=G=500N$,双脚站立时受力面积为两只脚的面积,行走时受力面积为一只脚的面积,因此双脚站立的受力面积更大。根据$p=\frac{F}{S}$,压力$F$不变时,受力面积越大压强越小,故双脚站立时对地面的压强比行走时小。2. 最小接触面积计算:由$p=\frac{F}{S}$变形得$S=\frac{F}{p}$,代入$F=500N$、$p=2.0×10^4Pa$,可得$S=\frac{500N}{2.0×10^4Pa}=0.025m^2$。
【答案】小;0.025
【知识点】压强计算、压力与重力的关系
【点评】本题考查压强的基础应用,核心是掌握压强公式及水平面上压力等于重力的特点,属于常规基础题,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】1. 压强大小比较:同学对地面的压力$F=G=500N$,双脚站立时受力面积为两只脚的面积,行走时受力面积为一只脚的面积,因此双脚站立的受力面积更大。根据$p=\frac{F}{S}$,压力$F$不变时,受力面积越大压强越小,故双脚站立时对地面的压强比行走时小。2. 最小接触面积计算:由$p=\frac{F}{S}$变形得$S=\frac{F}{p}$,代入$F=500N$、$p=2.0×10^4Pa$,可得$S=\frac{500N}{2.0×10^4Pa}=0.025m^2$。
【答案】小;0.025
【知识点】压强计算、压力与重力的关系
【点评】本题考查压强的基础应用,核心是掌握压强公式及水平面上压力等于重力的特点,属于常规基础题,难度较低。
【难度系数】0.7
8. 同学们用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。

(1)首先他们根据生活经验提出了猜想:压力的作用效果可能与压力有关;观察图1发现:两个人对雪地的压力是相近的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此又提出压力的作用效果可能与有关。
(2)为验证这两个猜想,他们设计了如图2所示的实验探究:实验中是通过观察海绵的来比较压力作用效果。
(3)小梅所在小组通过比较图甲、乙,所得结论是:一定时,越小,压力作用效果越明显。
(4)小华所在小组通过比较丙、丁两图也得出了与小梅所在小组相同的结论,两组同学在交流时发现,通过比较和两图(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),还可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。
(5)下列生活实例中运用到第(3)问结论的是()(选填字母)。
A. 汽车不能超载
B. 菜刀钝了要磨一磨
(1)首先他们根据生活经验提出了猜想:压力的作用效果可能与压力有关;观察图1发现:两个人对雪地的压力是相近的,但一个陷下去了,另一个却没有,由此又提出压力的作用效果可能与有关。
(2)为验证这两个猜想,他们设计了如图2所示的实验探究:实验中是通过观察海绵的来比较压力作用效果。
(3)小梅所在小组通过比较图甲、乙,所得结论是:一定时,越小,压力作用效果越明显。
(4)小华所在小组通过比较丙、丁两图也得出了与小梅所在小组相同的结论,两组同学在交流时发现,通过比较和两图(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),还可以探究压力的作用效果与压力大小的关系。
(5)下列生活实例中运用到第(3)问结论的是()(选填字母)。
A. 汽车不能超载
B. 菜刀钝了要磨一磨
答案
(1)受力面积;(2)凹陷程度(或形变程度);(3)压力;受力面积;(4)甲;丙;(5)B
解析
【分析】
本题围绕压力作用效果的影响因素展开,需结合控制变量法、转换法分析实验现象。(1)图1中两人压力相近,接触雪地的面积不同,由此猜想压力作用效果与受力面积有关;(2)实验中通过海绵的凹陷程度反映压力作用效果,属于转换法;(3)对比甲、乙两图,压力相同,受力面积不同,可得出对应结论;(4)探究压力大小对作用效果的影响时,需控制受力面积相同,改变压力,据此选图;(5)结合第(3)问结论分析生活实例。
【解析】
(1)观察图1,两人对雪地压力相近,滑雪者与雪地的接触面积大,未陷下;另一人接触面积小,陷下,因此压力的作用效果可能与受力面积有关;
(2)实验中利用转换法,通过观察海绵的凹陷程度(或形变程度)来比较压力的作用效果;
(3)甲、乙两图中,长方体对海绵的压力相同,乙图受力面积更大,海绵凹陷程度更小,故结论为:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)探究压力作用效果与压力大小的关系,需控制受力面积相同,改变压力,甲和丙中长方体与海绵的接触面积相同,丙的压力更大,因此比较甲和丙两图;
(5)第(3)问结论是“压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显”。A选项汽车不超载是通过减小压力来减小作用效果,不符合;B选项菜刀钝了磨一磨,是在压力一定时减小受力面积,增大压力作用效果,符合,故选B。
【答案】
(1)受力面积;(2)凹陷程度(或形变程度);(3)压力;受力面积;(4)甲;丙;(5)B
【知识点】
压力作用效果、控制变量法、转换法
【点评】
本题通过实验探究压力作用效果的影响因素,重点考查控制变量法和转换法的应用,结合生活实例分析结论,难度适中,需学生掌握实验设计思路与结论的实际应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕压力作用效果的影响因素展开,需结合控制变量法、转换法分析实验现象。(1)图1中两人压力相近,接触雪地的面积不同,由此猜想压力作用效果与受力面积有关;(2)实验中通过海绵的凹陷程度反映压力作用效果,属于转换法;(3)对比甲、乙两图,压力相同,受力面积不同,可得出对应结论;(4)探究压力大小对作用效果的影响时,需控制受力面积相同,改变压力,据此选图;(5)结合第(3)问结论分析生活实例。
【解析】
(1)观察图1,两人对雪地压力相近,滑雪者与雪地的接触面积大,未陷下;另一人接触面积小,陷下,因此压力的作用效果可能与受力面积有关;
(2)实验中利用转换法,通过观察海绵的凹陷程度(或形变程度)来比较压力的作用效果;
(3)甲、乙两图中,长方体对海绵的压力相同,乙图受力面积更大,海绵凹陷程度更小,故结论为:压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显;
(4)探究压力作用效果与压力大小的关系,需控制受力面积相同,改变压力,甲和丙中长方体与海绵的接触面积相同,丙的压力更大,因此比较甲和丙两图;
(5)第(3)问结论是“压力一定时,受力面积越小,压力作用效果越明显”。A选项汽车不超载是通过减小压力来减小作用效果,不符合;B选项菜刀钝了磨一磨,是在压力一定时减小受力面积,增大压力作用效果,符合,故选B。
【答案】
(1)受力面积;(2)凹陷程度(或形变程度);(3)压力;受力面积;(4)甲;丙;(5)B
【知识点】
压力作用效果、控制变量法、转换法
【点评】
本题通过实验探究压力作用效果的影响因素,重点考查控制变量法和转换法的应用,结合生活实例分析结论,难度适中,需学生掌握实验设计思路与结论的实际应用。
【难度系数】
0.6
登录