二、填空题(每空5分,共35分)
6 [2025 河北邯郸模拟,中]风洞是一种利用人造气流模拟自然环境的实验设备,在航空航天、汽车工业、建筑设计等领域发挥着重要的作用。如图所示,将飞行器固定在风洞中,通过人工产生并控制气流模拟飞行器飞行时周围气体的流动,飞行器上方气体流速大,压强
6 [2025 河北邯郸模拟,中]风洞是一种利用人造气流模拟自然环境的实验设备,在航空航天、汽车工业、建筑设计等领域发挥着重要的作用。如图所示,将飞行器固定在风洞中,通过人工产生并控制气流模拟飞行器飞行时周围气体的流动,飞行器上方气体流速大,压强
小
,下方气体流速小
,压强大,从而获得向上的升力。答案
6. 小 小 【解析】由该飞行器的形状可知,空气流过其上方时流速大,压强小;空气流过其下方时流速小,压强大,这一压强差使飞行器获得向上的升力。
解析
【分析】
这道题考查流体压强和流速的对应规律,我们首先回忆核心结论:流体中流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。第一步,题目已经明确给出飞行器上方气体流速大,直接套用规律就能得到上方压强的特点;第二步,题目给出飞行器下方压强大,反过来对应规律,压强大的位置对应的气体流速就更小,这样两个空就可以顺利填出,这也是飞行器获得升力的核心原理。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。已知飞行器上方气体流速大,因此上方压强小;已知飞行器下方压强大,对应可得下方气体流速小,飞行器上下表面形成向上的压强差,从而获得向上的升力。
【答案】
小;小
【知识点】
流体压强与流速关系
【点评】
本题结合风洞实验的应用场景命题,直接考查流体压强与流速关系的基础应用,情景贴近航空领域实际应用,没有复杂变形,只要牢记对应规律,通过正向推导和反向推导即可快速得出答案,属于基础类的概念应用题。
【难度系数】
0.8
这道题考查流体压强和流速的对应规律,我们首先回忆核心结论:流体中流速越大的位置,压强越小;流速越小的位置,压强越大。第一步,题目已经明确给出飞行器上方气体流速大,直接套用规律就能得到上方压强的特点;第二步,题目给出飞行器下方压强大,反过来对应规律,压强大的位置对应的气体流速就更小,这样两个空就可以顺利填出,这也是飞行器获得升力的核心原理。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大。已知飞行器上方气体流速大,因此上方压强小;已知飞行器下方压强大,对应可得下方气体流速小,飞行器上下表面形成向上的压强差,从而获得向上的升力。
【答案】
小;小
【知识点】
流体压强与流速关系
【点评】
本题结合风洞实验的应用场景命题,直接考查流体压强与流速关系的基础应用,情景贴近航空领域实际应用,没有复杂变形,只要牢记对应规律,通过正向推导和反向推导即可快速得出答案,属于基础类的概念应用题。
【难度系数】
0.8
7 [2024 江苏徐州期末,中]小明用如图所示的两个吸盘模拟马德堡半球实验。他将两个吸盘对接,用力挤出中间空气后,向两侧拉两个吸盘,很难将它们分开,说明吸盘内气体压强
小于
(填“大于”“小于”或“等于”)大气压;若在吸盘上扎一个小孔,则吸盘内气体压强会变大
,吸盘就很容易分开;若在海拔更高的地方做同样的实验,将吸盘分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压越小
。答案
7. 小于 大 小 【解析】将两个吸盘对接,用力挤压出空气后向两侧拉,很难将它们分开,说明吸盘内部气体压强小于大气压强。若在吸盘上扎一个小孔,气体进入,吸盘内部气体压强会变大,吸盘就很容易分开。若在海拔更高的地方做同样的实验,将其分开所需的力更小,说明海拔越高,大气压强越小。
解析
【分析】
我们可以结合气压差的逻辑逐步推导:第一步,挤出吸盘内的空气后,吸盘内部残留的气体很少,此时内部气体产生的压强远小于外界的大气压,内外形成的气压差会让外界大气压把两个吸盘紧紧压住,所以很难拉开,由此判断第一个空的结果。第二步,当吸盘被扎出小孔后,外界空气会流入吸盘内部,内部的气体变多,气体压强就会变大,内外气压差几乎消失,吸盘就很容易分开。第三步,拉开吸盘需要的力本质是克服内外气压差产生的压力,在海拔更高的地方拉开吸盘需要的力更小,说明相同受力面积下外界大气压提供的压力更小,也就说明海拔越高大气压越小。
【解析】
1. 用力挤出两个吸盘对接面之间的空气后,吸盘内部的气体量大幅减少,内部气体压强小于外界的大气压强,外界大气压将两个吸盘紧紧压合在一起,因此很难将它们分开。
2. 若在吸盘上扎一个小孔,外界空气会流入吸盘内部,吸盘内的气体量增加,气体压强会变大,吸盘内外的气压差几乎消失,因此吸盘很容易分开。
3. 根据压力公式F=pS,拉开吸盘的力由内外气压差决定,在海拔更高的地方做实验,分开吸盘所需的力更小,说明外界的大气压强更小,即海拔越高,大气压越小。
【答案】
小于;大;小
【知识点】
大气压强;气压与海拔关系
【点评】
本题以模拟马德堡半球实验为场景,考察大气压强的基础应用,逻辑链条清晰,只需要结合气压差的原理和大气压随海拔变化的规律即可推导得出答案,能帮助学生加深对大气压相关现象的理解。
【难度系数】
0.8
我们可以结合气压差的逻辑逐步推导:第一步,挤出吸盘内的空气后,吸盘内部残留的气体很少,此时内部气体产生的压强远小于外界的大气压,内外形成的气压差会让外界大气压把两个吸盘紧紧压住,所以很难拉开,由此判断第一个空的结果。第二步,当吸盘被扎出小孔后,外界空气会流入吸盘内部,内部的气体变多,气体压强就会变大,内外气压差几乎消失,吸盘就很容易分开。第三步,拉开吸盘需要的力本质是克服内外气压差产生的压力,在海拔更高的地方拉开吸盘需要的力更小,说明相同受力面积下外界大气压提供的压力更小,也就说明海拔越高大气压越小。
【解析】
1. 用力挤出两个吸盘对接面之间的空气后,吸盘内部的气体量大幅减少,内部气体压强小于外界的大气压强,外界大气压将两个吸盘紧紧压合在一起,因此很难将它们分开。
2. 若在吸盘上扎一个小孔,外界空气会流入吸盘内部,吸盘内的气体量增加,气体压强会变大,吸盘内外的气压差几乎消失,因此吸盘很容易分开。
3. 根据压力公式F=pS,拉开吸盘的力由内外气压差决定,在海拔更高的地方做实验,分开吸盘所需的力更小,说明外界的大气压强更小,即海拔越高,大气压越小。
【答案】
小于;大;小
【知识点】
大气压强;气压与海拔关系
【点评】
本题以模拟马德堡半球实验为场景,考察大气压强的基础应用,逻辑链条清晰,只需要结合气压差的原理和大气压随海拔变化的规律即可推导得出答案,能帮助学生加深对大气压相关现象的理解。
【难度系数】
0.8
8 [2024 河北石家庄期中,偏难]如图所示,在水平桌面上,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
$F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$
,三个容器对桌面的压强$p_{甲}$、$p_{乙}$、$p_{丙}$大小关系是$p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$
。答案
8. $F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$ $p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$ 【解析】由图可知,容器中水的深度关系为$h_{\mathrm{甲}}>h_{\mathrm{丙}}>h_{\mathrm{乙}}$,根据$p=\rho gh$知容器底部所受水的压强关系为$p_{\mathrm{甲}}'>p_{\mathrm{丙}}'>p_{\mathrm{乙}}'$;因三个容器底面积相同,则根据$F=pS$可知水对容器底部的压力大小关系为$F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$。由题知,三个容器的质量相同、所装水的质量也相同,所以容器和水的总质量相同,由$G=mg$可知它们的总重力相同,因为容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,所以三个容器对水平桌面的压力相等,已知三个容器的底面积相同,所以根据$p=\frac{F}{S}$可知三个容器对水平桌面的压强相等,即$p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$。
解析
【分析】
我们可以分两部分梳理解题思路:第一部分求解水对容器底部的压力,属于液体压力问题,首先观察三个容器的形状,甲下宽上窄、乙下窄上宽、丙为柱形,装入质量相同的水时水的体积相等,可直接从图中判断出水的深度关系;再利用液体压强公式$p=\rho gh$得到容器底部的液体压强大小关系,结合已知的相同底面积,通过$F=pS$就能推导出水对容器底的压力大小关系。第二部分求解容器对桌面的压强,属于固体压强问题,水平面上容器对桌面的压力等于容器和内部水的总重力,已知容器质量相同、水的质量也相同,因此总重力相等,也就是容器对桌面的压力相等,再结合相同的底面积,通过$p=\frac{F}{S}$即可得到容器对桌面的压强关系。要注意区分液体压力和固体压力的推导逻辑,液体对容器底的压力和容器形状有关,不一定等于液体重力,而水平面上固体对支撑面的压力等于总重力。
【解析】
1. 推导水对容器底部的压力关系:
由图可直接得到三个容器内水的深度满足:$h_{\mathrm{甲}}>h_{\mathrm{丙}}>h_{\mathrm{乙}}$
根据液体压强公式$p=\rho gh$,水的密度$\rho$、常量$g$均相同,因此容器底部受到水的压强关系为:$p'_{\mathrm{甲}}>p'_{\mathrm{丙}}>p'_{\mathrm{乙}}$
已知三个容器底面积$S$完全相同,代入压力公式$F=pS$,可得水对容器底部的压力关系为:$F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$。
2. 推导容器对桌面的压强关系:
已知三个容器质量相同,容器内水的质量也相同,因此容器和水的总质量相等,由$G=mg$可知三者的总重力相等。
水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,因此三个容器对桌面的压力完全相等。
又已知三个容器底面积$S$相同,代入固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得三个容器对桌面的压强相等,即$p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$。
【答案】
$F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$;$p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$
【知识点】
液体压强计算,固体压强计算,压力与重力关系
【点评】
本题是压强模块的经典易错题,核心考点是区分液体压强压力、固体压强压力的不同推导逻辑,很多同学会错误认为水对容器底的压力都等于水的重力,忽略容器形状对液体压力的影响。解题时要牢记:液体类问题通常先计算压强再推导压力,水平面上的固体类问题通常先计算总压力再推导压强,二者推导顺序不能混淆。
【难度系数】
0.5
我们可以分两部分梳理解题思路:第一部分求解水对容器底部的压力,属于液体压力问题,首先观察三个容器的形状,甲下宽上窄、乙下窄上宽、丙为柱形,装入质量相同的水时水的体积相等,可直接从图中判断出水的深度关系;再利用液体压强公式$p=\rho gh$得到容器底部的液体压强大小关系,结合已知的相同底面积,通过$F=pS$就能推导出水对容器底的压力大小关系。第二部分求解容器对桌面的压强,属于固体压强问题,水平面上容器对桌面的压力等于容器和内部水的总重力,已知容器质量相同、水的质量也相同,因此总重力相等,也就是容器对桌面的压力相等,再结合相同的底面积,通过$p=\frac{F}{S}$即可得到容器对桌面的压强关系。要注意区分液体压力和固体压力的推导逻辑,液体对容器底的压力和容器形状有关,不一定等于液体重力,而水平面上固体对支撑面的压力等于总重力。
【解析】
1. 推导水对容器底部的压力关系:
由图可直接得到三个容器内水的深度满足:$h_{\mathrm{甲}}>h_{\mathrm{丙}}>h_{\mathrm{乙}}$
根据液体压强公式$p=\rho gh$,水的密度$\rho$、常量$g$均相同,因此容器底部受到水的压强关系为:$p'_{\mathrm{甲}}>p'_{\mathrm{丙}}>p'_{\mathrm{乙}}$
已知三个容器底面积$S$完全相同,代入压力公式$F=pS$,可得水对容器底部的压力关系为:$F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$。
2. 推导容器对桌面的压强关系:
已知三个容器质量相同,容器内水的质量也相同,因此容器和水的总质量相等,由$G=mg$可知三者的总重力相等。
水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,因此三个容器对桌面的压力完全相等。
又已知三个容器底面积$S$相同,代入固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,可得三个容器对桌面的压强相等,即$p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$。
【答案】
$F_{\mathrm{甲}}>F_{\mathrm{丙}}>F_{\mathrm{乙}}$;$p_{\mathrm{甲}}=p_{\mathrm{乙}}=p_{\mathrm{丙}}$
【知识点】
液体压强计算,固体压强计算,压力与重力关系
【点评】
本题是压强模块的经典易错题,核心考点是区分液体压强压力、固体压强压力的不同推导逻辑,很多同学会错误认为水对容器底的压力都等于水的重力,忽略容器形状对液体压力的影响。解题时要牢记:液体类问题通常先计算压强再推导压力,水平面上的固体类问题通常先计算总压力再推导压强,二者推导顺序不能混淆。
【难度系数】
0.5
三、实验探究题(16分)
9 [2025 重庆中考,中]小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。

(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的有关。
(4)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下$h_{1}=8.8\ \mathrm{cm}$深处,调节右侧探头在盐水($\rho_{盐水}=1.1\ \mathrm{g/cm}^{3}$)中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度$h_{2}=8\ \mathrm{cm}$,通过计算发现$\rho_{水}h_{1}\_\_\_\_\_\_\rho_{盐水}h_{2}$(填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度$h_{液}=11\ \mathrm{cm}$,通过进一步分析可以计算该液体密度为$\mathrm{g/cm}^{3}$($\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$)。
9 [2025 重庆中考,中]小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。
(1)该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成,探头通过橡胶管连在U形管上,将探头放在液体里橡皮膜就会发生,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受的大小。
(2)小渝将支架固定在透明桶上,向桶中缓慢加水至如图乙所示位置,观察到U形管左右液面高度差逐渐变大,分析表明,同种液体内部压强随深度的增加而;只改变图乙中探头方向,观察到U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小。
(3)观察图乙、丙,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向移动,移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的有关。
(4)如图丁,为了便于测量探头所处的深度,小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度,并将仪器改进为双探头,将左侧探头始终固定在水下$h_{1}=8.8\ \mathrm{cm}$深处,调节右侧探头在盐水($\rho_{盐水}=1.1\ \mathrm{g/cm}^{3}$)中的位置,使U形管左右液面再次相平,读出深度$h_{2}=8\ \mathrm{cm}$,通过计算发现$\rho_{水}h_{1}\_\_\_\_\_\_\rho_{盐水}h_{2}$(填“>”“=”或“<”);小渝将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度$h_{液}=11\ \mathrm{cm}$,通过进一步分析可以计算该液体密度为$\mathrm{g/cm}^{3}$($\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$)。
答案
9. (1)形变 压强 (2)增大 相等 (3)下 密度 (4)$=$ $0.8$ 【解析】(1)将探头放在液体里,因为液体内部存在压强,所以会对橡皮膜有力的作用,橡皮膜会发生形变,U形管左右液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小。(2)U形管左右液面高度差逐渐变大,说明同种液体内部压强随深度的增加而增大;只改变探头方向,U形管左右液面高度差不变,说明同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小相等。(3)图丙中探头所处深度较小,应将探头向下移动,使图乙、丙中探头所处深度相同,移动后发现图丙中U形管左右液面的高度差比图乙大,可初步得出液体内部压强与液体的密度有关。(4)$\rho_{\mathrm{水}} h_1=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×8.8\ \mathrm{cm}=88\ \mathrm{kg/m}^2$,$\rho_{\mathrm{盐水}} h_2=1.1\ \mathrm{g/cm}^3×8\ \mathrm{cm}=88\ \mathrm{kg/m}^2$,即$\rho_{\mathrm{水}} h_1=\rho_{\mathrm{盐水}} h_2$,将右侧盐水换成另一液体,当U形管左右液面再次相平时,右侧探头所处深度$h_{\mathrm{液}}=11\ \mathrm{cm}$,由$\rho_{\mathrm{水}} h_1=\rho_{\mathrm{液}} h_{\mathrm{液}}$可得:$1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×0.088\ \mathrm{m}=\rho_{\mathrm{液}}×0.11\ \mathrm{m}$,解得:$\rho_{\mathrm{液}}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$。
解析
【分析】
这道题是液体压强探究的实验题,我们可以顺着实验逻辑逐步推导:首先回忆U形管压强计的工作原理,探头放入液体时,液体压强会对橡皮膜施加作用力,橡皮膜自然会发生形变,U形管的液面高度差是转换法的设计,用来间接反映橡皮膜受到的压强大小。第二问,加水过程中探头深度不断变大,U形管高度差变大,对应同种液体压强随深度的变化规律;同一深度转动探头方向,高度差不变,对应同一深度不同方向的压强特点。第三问对比乙丙两图,乙的探头深度比丙更深,要控制深度相同,就需要把丙的探头向下移动,保证深度一致后,液体密度不同导致压强不同,就能得出压强和液体密度的关系。第四问中U形管左右液面相平,说明两个探头受到的液体压强完全相等,结合液体压强公式p=ρgh,两边的g可以约去,就能得到ρ水h1=ρ盐水h2的关系,代入未知液体的深度数值就可以直接算出未知液体的密度。
【解析】
(1) 将探头放在液体里,液体内部的压强会对橡皮膜产生压力,使橡皮膜发生形变;U形管左右液面的高度差是转换法的体现,高度差的大小直接反映了橡皮膜所受压强的大小。
(2) 向桶中缓慢加水,探头所处深度逐渐变大,U形管液面高度差逐渐变大,说明压强随深度增加而变大,即同种液体内部压强随深度的增加而增大;只改变探头方向,U形管液面高度差不变,说明压强没有变化,即同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小相等。
(3) 对比图乙、丙,图丙中探头当前的深度小于图乙的探头深度,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向下移动,增大其浸入深度;控制深度相同、液体密度不同时,U形管液面高度差不同,可初步得出液体内部压强与液体的密度有关。
(4) U形管左右液面再次相平,说明左右两个探头受到的液体压强相等,即p水=p盐水,由液体压强公式p=ρgh可得ρ水gh₁=ρ盐水gh₂,约去g后可得ρ水h₁=ρ盐水h₂;将右侧替换为未知液体后,U形管液面仍相平,说明两侧压强依旧相等,即ρ水gh₁=ρ液gh液,代入数值计算:ρ液=ρ水h₁/h液 = 1.0g/cm³ × 8.8cm / 11cm = 0.8g/cm³。
【答案】
(1)形变 压强 (2)增大 相等 (3)下 密度 (4)$=$ $0.8$
【知识点】
液体压强特点,压强计原理,液体压强计算
【点评】
本题围绕液体压强的探究实验展开,既覆盖了U形管压强计的基础原理、液体压强的核心规律等基础考点,也融入了控制变量法、转换法的实验思想,最后通过改进的双探头装置拓展考察液体压强公式的推导应用,难度梯度设置合理,能够有效检验学生对液体压强相关实验和计算内容的掌握程度。
【难度系数】
0.7
这道题是液体压强探究的实验题,我们可以顺着实验逻辑逐步推导:首先回忆U形管压强计的工作原理,探头放入液体时,液体压强会对橡皮膜施加作用力,橡皮膜自然会发生形变,U形管的液面高度差是转换法的设计,用来间接反映橡皮膜受到的压强大小。第二问,加水过程中探头深度不断变大,U形管高度差变大,对应同种液体压强随深度的变化规律;同一深度转动探头方向,高度差不变,对应同一深度不同方向的压强特点。第三问对比乙丙两图,乙的探头深度比丙更深,要控制深度相同,就需要把丙的探头向下移动,保证深度一致后,液体密度不同导致压强不同,就能得出压强和液体密度的关系。第四问中U形管左右液面相平,说明两个探头受到的液体压强完全相等,结合液体压强公式p=ρgh,两边的g可以约去,就能得到ρ水h1=ρ盐水h2的关系,代入未知液体的深度数值就可以直接算出未知液体的密度。
【解析】
(1) 将探头放在液体里,液体内部的压强会对橡皮膜产生压力,使橡皮膜发生形变;U形管左右液面的高度差是转换法的体现,高度差的大小直接反映了橡皮膜所受压强的大小。
(2) 向桶中缓慢加水,探头所处深度逐渐变大,U形管液面高度差逐渐变大,说明压强随深度增加而变大,即同种液体内部压强随深度的增加而增大;只改变探头方向,U形管液面高度差不变,说明压强没有变化,即同种液体内部同一深度,向各个方向的压强大小相等。
(3) 对比图乙、丙,图丙中探头当前的深度小于图乙的探头深度,为保持探头所处深度相同,应将图丙中探头向下移动,增大其浸入深度;控制深度相同、液体密度不同时,U形管液面高度差不同,可初步得出液体内部压强与液体的密度有关。
(4) U形管左右液面再次相平,说明左右两个探头受到的液体压强相等,即p水=p盐水,由液体压强公式p=ρgh可得ρ水gh₁=ρ盐水gh₂,约去g后可得ρ水h₁=ρ盐水h₂;将右侧替换为未知液体后,U形管液面仍相平,说明两侧压强依旧相等,即ρ水gh₁=ρ液gh液,代入数值计算:ρ液=ρ水h₁/h液 = 1.0g/cm³ × 8.8cm / 11cm = 0.8g/cm³。
【答案】
(1)形变 压强 (2)增大 相等 (3)下 密度 (4)$=$ $0.8$
【知识点】
液体压强特点,压强计原理,液体压强计算
【点评】
本题围绕液体压强的探究实验展开,既覆盖了U形管压强计的基础原理、液体压强的核心规律等基础考点,也融入了控制变量法、转换法的实验思想,最后通过改进的双探头装置拓展考察液体压强公式的推导应用,难度梯度设置合理,能够有效检验学生对液体压强相关实验和计算内容的掌握程度。
【难度系数】
0.7
四、计算题(19分)
10 [2025 江西中考,中]某同学将40本纸质作业本送交到教师办公室,并整齐紧密叠放在水平桌面上。这摞作业本与桌面的接触面积S为$4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^{2}$,总质量m为4.8 kg,总体积V为$6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^{3}$,g取10 N/kg。假设作业本每张纸密度相同。求:
(1)这摞作业本所受的重力G;
(2)这摞作业本对桌面的压强p;
(3)这摞作业本纸张的密度$\rho$。
10 [2025 江西中考,中]某同学将40本纸质作业本送交到教师办公室,并整齐紧密叠放在水平桌面上。这摞作业本与桌面的接触面积S为$4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^{2}$,总质量m为4.8 kg,总体积V为$6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^{3}$,g取10 N/kg。假设作业本每张纸密度相同。求:
(1)这摞作业本所受的重力G;
(2)这摞作业本对桌面的压强p;
(3)这摞作业本纸张的密度$\rho$。
答案
10.【解】(1)这摞作业本所受的重力:$G=mg=4.8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=48\ \mathrm{N}$。
(2)这摞作业本对桌面的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{48\ \mathrm{N}}{4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.0×10^3\ \mathrm{Pa}$。
(3)这摞作业本纸张的密度:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{4.8\ \mathrm{kg}}{6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
(2)这摞作业本对桌面的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{48\ \mathrm{N}}{4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.0×10^3\ \mathrm{Pa}$。
(3)这摞作业本纸张的密度:$\rho=\frac{m}{V}=\frac{4.8\ \mathrm{kg}}{6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
解析
【分析】
这是一道力学基础公式应用题,按三个小问的逻辑逐步思考即可:
1. 第一问求重力,题目已经给出作业本总质量m和指定的g取值,直接套用重力计算公式G=mg代入数值就能算出结果。
2. 第二问求对桌面的压强,首先明确水平放置的物体对水平面的压力大小等于自身重力,即F=G,再将第一问算出的G和题目给出的接触面积S代入压强定义式p=F/S,就能得到压强值。
3. 第三问求纸张密度,题目直接给出了作业本的总质量和总体积,所有物理量单位都是国际单位,不需要额外换算,直接套用密度定义式ρ=m/V代入对应数值计算即可。
【解析】
解:
(1) 计算这摞作业本所受的重力:
已知总质量m=4.8 kg,g取10 N/kg,代入重力公式得:
$G=mg=4.8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=48\ \mathrm{N}$
(2) 计算这摞作业本对桌面的压强:
作业本放在水平桌面上,对桌面的压力等于自身重力,即$F=G=48\ \mathrm{N}$,已知接触面积$S=4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$,代入压强公式得:
$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{48\ \mathrm{N}}{4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.0×10^3\ \mathrm{Pa}$
(3) 计算这摞作业本纸张的密度:
已知总质量m=4.8 kg,总体积$V=6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$,代入密度公式得:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{4.8\ \mathrm{kg}}{6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
【答案】
(1) 这摞作业本所受重力为48 N;
(2) 这摞作业本对桌面的压强为$1.0×10^3\ \mathrm{Pa}$;
(3) 这摞作业本纸张的密度为$0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【知识点】
重力计算,固体压强,密度计算
【点评】
本题属于中考力学基础送分题型,三个小问均直接对应基础物理公式,没有复杂变形和易错陷阱,仅需要学生牢记对应物理量的计算公式,明确水平面上压力与重力的等量关系,代入数值计算时注意单位匹配即可轻松得分,非常适合巩固基础公式的应用能力。
【难度系数】
0.9
这是一道力学基础公式应用题,按三个小问的逻辑逐步思考即可:
1. 第一问求重力,题目已经给出作业本总质量m和指定的g取值,直接套用重力计算公式G=mg代入数值就能算出结果。
2. 第二问求对桌面的压强,首先明确水平放置的物体对水平面的压力大小等于自身重力,即F=G,再将第一问算出的G和题目给出的接触面积S代入压强定义式p=F/S,就能得到压强值。
3. 第三问求纸张密度,题目直接给出了作业本的总质量和总体积,所有物理量单位都是国际单位,不需要额外换算,直接套用密度定义式ρ=m/V代入对应数值计算即可。
【解析】
解:
(1) 计算这摞作业本所受的重力:
已知总质量m=4.8 kg,g取10 N/kg,代入重力公式得:
$G=mg=4.8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=48\ \mathrm{N}$
(2) 计算这摞作业本对桌面的压强:
作业本放在水平桌面上,对桌面的压力等于自身重力,即$F=G=48\ \mathrm{N}$,已知接触面积$S=4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$,代入压强公式得:
$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{48\ \mathrm{N}}{4.8×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.0×10^3\ \mathrm{Pa}$
(3) 计算这摞作业本纸张的密度:
已知总质量m=4.8 kg,总体积$V=6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$,代入密度公式得:
$\rho=\frac{m}{V}=\frac{4.8\ \mathrm{kg}}{6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^3}=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$
【答案】
(1) 这摞作业本所受重力为48 N;
(2) 这摞作业本对桌面的压强为$1.0×10^3\ \mathrm{Pa}$;
(3) 这摞作业本纸张的密度为$0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$。
【知识点】
重力计算,固体压强,密度计算
【点评】
本题属于中考力学基础送分题型,三个小问均直接对应基础物理公式,没有复杂变形和易错陷阱,仅需要学生牢记对应物理量的计算公式,明确水平面上压力与重力的等量关系,代入数值计算时注意单位匹配即可轻松得分,非常适合巩固基础公式的应用能力。
【难度系数】
0.9
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