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课标要求(2022 版)
2.2.7 通过实验,理解压强。知道增大和减小压强的方法,并了解其在生产生活中的应用。
2.2.8 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及 其与人类生活的关系。了解流体压
强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
4.2.3 探究液体压强与哪些因素有关。
考点分布 考查频率 命题趋势
考点 1 固体压强 ★★★ 本章在中考题中,选择题、填空题、实验题、
考点 2 液体压强 ★★★ 作图题和计算题均会出现,单独出现在考题中,
难度不大。和浮力、杠杆、滑轮相关知识相结合,
考点 3 大气压强
★★ 难度有所增加,甚至偏难。
★★★代表必考点,★★代表常考点,★星表示中频考点。
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知识点一 固体压强
1. 压力
(1)定义:________在物体表面上的力叫压力;
(2)产生条件:物体之间相互接触且发生相互挤压;
(3)方向:压力的方向总是________于物体的受力面,指向受力物体的内部;
(4)作用点:在被压物体的受力面上,作用点等效作用在接触面中心;
(5)单位:压力的单位是______,符号为 N;
(6)作图:
压力 重力
2. 影响压力的作用效果的因素
(1)探究方法:
由于压力的作用效果可能与多个因素有关,故在探究时采用______法;实验中压力的作用效果通过
_________-来反映,这种研究问题的方法为______法;
(2)探究过程:
(3)实验结论:
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①比较甲乙得出:在______一定时,______越大,压力的作用效果越明显;
②比较乙丙得出:在______一定时,______越小,压力的作用效果越明显;
3. 固体压强
(1)定义:在物理学中,物体所受____的大小与_____之比;
(2)意义:表示_____的物理量;
(3)公式:_____,其中 p表示_____、F表示____、S 表示物体的_______;
(4)单位:
在国际单位制中,力的单位是____,受力面积的单位是_____,压强的单位是_____,它有一个专用的
名称叫_______,简称____,符号是____;
(5)增大压强方法:
①受力面积一定时______压力;②压力一定时______受力面积;③在增大压力的同时减小受力面积
(6)减小压强方法:
①受力面积一定时,______压力;②压力一定时,______受力面积;③在减小压力的同时增大受力面
积;
提示
(1)公式中的 F是压力而不是重力;
(2)公式中的受力面积是两物体的实际接触面积,而不一定是受力物体的表面积。
【答案】
1. 垂直作用 垂直 牛顿
2. 控制变量 海绵的凹陷程度 转换 受力面积 压力 压力 受力面积
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3. 压力 受力面积 压力作用效果 p= F 压强 压力 受力面积 牛 平方米 牛每平方米 帕斯卡
S
帕 Pa 增大 减小 减小 增大
知识点二 液体压强
1. 液体压强
(1)产生的原因:液体受_______作用,具有___________;
(2)探究影响液体内部压强大小的因素:
①探究方法:
由于液体压强的大小与多个因素有关,故在探究时采用________法;实验中液体压强的大小是通
过U形管两边的高度差来反映,这种研究问题的方法为转换法
②实验结论:
1)液体对容器底和侧壁都有______,液体内部向_______都有压强;
2)在同一深度,液体向各个方向的压强都_________;
3)液体的压强随深度的增加而__________;
4)不同液体的压强与液体的___________有关,在同一深度处,液体__________越大压强也越大;
(3)计算
公式:________,其中ρ表示_______、h表示_______;
(4)补充
①由公式可知,液体的压强只跟液体的密度ρ 和液体深度 h有关,而与液体的重力、容器的形状、底
面积大小等因素无直接关系
②计算液体的压力、压强,一般先用 p=ρgh 计算压强,再用 F=pS 计算压力
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【提示】液体对容器底的压力 F与液体的重力 G的关系
2. 连通器
(1)定义:上端________,下端_________的容器;
(2)原理:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是___________的;
(3)应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的.
【答案】
1. 重力 流动性 控制变量 压强 各个方向 相等 增大 密度 密度 p =ρgh 液体的密度
液体的深度
2. 开口 连通 相同
知识点三 大气压强
1. 大气压强
(1)定义
大气对浸在它里面的物体产生的______叫做大气压强,简称大气压,一般用 p0表示;
(2)产生的原因:一是空气受_______的作用;二是气体具有_______性;
(3)实验
最早验证大气压存在的实验是____________实验;
最早测量大气压强值的实验是____________实验;
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(4)特点:
空气内部向_________都有压强;
气压随高度的增大而________,晴天大气压比阴天高,冬天的气压比夏天的气压高;
(5)测量工具:气压计
(6)应用:吸饮料、输液、活塞式抽水机和离心式水泵等;
2. 大气压的测量——托里拆利实验
(1)实验过程
(2)实验原理
大气压支持管内水银柱不下落,大气压的数值等于这段水银柱在水银面处产生的压强;
(3)测量结果:1 标准大气压 p0=_______mmHg=________cmHg=__________Pa;
(4)实验拓宽
实验前玻璃管里注满水银的目的是:使玻璃管倒置在水银槽中时,水银上方为_________;若未注满
或管中混有少量空气,测量结果会_________(填“偏大”或“小偏”);
实验中将玻璃管上提下压(未离开水银面)或慢慢倾斜,管内外水银柱的高度差________.无论玻璃管
粗细,管内外水银柱的高度差________;
【提示】测量高度时要测量水银面到玻璃管中液面的垂直高度.
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3. 流体压强与流速的关系
(1)流体:物理学中把具有______的液体和气体统称为流体;
(2)关系:在液体或气体中,流速越大的位置,压强_________;
(3)应用:
①生活中应用
火车站台上的安全线、喷雾器、乒乓球的上旋与下旋、足球比赛中的香蕉球等
②飞机升力
当气流迎面吹来时,在相同时间内,机翼上方气流通过的路程比下方的_______,速度比下方的
______,气流对机翼下表面的压强比对上表面的压强_______.因此在机翼的上下表面存在压强差,产
生了________升力,这就是飞机的升力
【答案】
1. 压强 重力 流动 马德堡 托里拆利 各个方向 减小
2. 760 76 1.013×105 真空 偏小 不变 不变
3. 流动性 越小 长 大 大 向上
考点一 固体压强
1. 压力:表示垂直并指向被压物体的力;支持力:表示垂直并指向被支持的物体;
2. 注意:压力和重力的区别
(1)重力竖直向下,压力垂直并指向物体的表面;
(2)一般情况下,压力不等于重力,只有当物体单独静止在水平面上时,此时压力和重力相等;
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3.压强的计算公式: P F
S
4. 压强公式的理解
(1)F:表示正压力;S:表示物体的受力面积(即接触面积)
角度一 压力的概念及理解
【例 1】
(2023·四川广元·统考中考真题)如图所示,物体 A静止于粗糙斜面 B上,请你作出物体 A对斜面 B的
压力 F的示意图。
【答案】
【详解】垂直作用在物体表面上的力叫压力。物块对斜面的压力作用点在斜面上,方向垂直斜面向下,物
块对斜面的压力 F的示意图如下所示:
【变式 1】
(2023·河南焦作·统考三模)质量为m的圆球放在光滑斜面和光滑的竖直挡板之间,如图。在图中作出
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挡板对圆球的支持力和圆球对斜面的压力的示意图。
【答案】
【详解】挡板对圆球的支持力作用点在圆球的圆心上,方向垂直于挡板向右;圆球对斜面的压力作用点在
斜面上,方向垂直于斜面向下。从二力的作用点开始,分别沿二力的方向画一条带箭头的线段,并分别在
线段末尾标上相关字母,如图所示:
【变式 2】
(多选)(2023·河南开封·统考一模)一本长为 L、质量为m的字典 A放在水平桌面上,字典 A右端与
桌边相齐(如图所示)。在字典的右端施一水平拉力 F使字典匀速向右端缓慢地离开桌边 13,在字典 A移
动的过程中,下列说法正确的是( )
A.字典 A受到的摩擦力变小 B.字典对桌面的压力变小
C.字典 A对桌面的压强变大 D.拉力 F大小不变
【答案】CD
【详解】AD.滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,在字典的右端施一水平力 F使
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字典 A右端缓慢地离开桌边 13的过程中,因压力大小和接触面的粗糙程度不变,则 A受到的摩擦力不变,
由于字典匀速直线运动,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以拉力 F大小不变,故 A错误,D
正确;
BD.放在水平桌面上的字典 A对桌面的压力等于字典 A的重力,因为字典 A的重力不变,所以在这一过程
中,字典 A对桌面的压力也不变,受力面积逐渐减小,由 p F 可知字典 A对桌面的压强逐渐增大,故 B
S
错误,C正确。
故选 CD。
角度二 压强公式的简单计算
【例 2】
(2023·四川甘孜·统考中考真题)如图所示,人工智能逐渐融入我们的生活,餐饮服务行业中,机器人随
处可见。在一次送餐服务中,托着饮料的机器人总质量为 52kg,与地面接触的面积为0.01m2。若机器人沿
水平地面匀速运动了 20m,用时 20s。g 取 10N/kg。求:
(1)机器人的速度;
(2)机器人和饮料的总重力;
(3)机器人对地面的压强。
【答案】(1)1m/s;(2)520N;(3)5.2 104Pa
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【详解】解:(1)机器人的速度为
v s 20m 1m/s
t 20s
(2)机器人和饮料的总重力为
G m g 52kg 10N/kg 520N
总 总
(3)机器人对水平地面的压力等于机器人和饮料的总重力为
F G 520N
总
则机器人对地面的压强为
p F 520N 5.2 104Pa
S 0.01m2
答:(1)机器人的速度为 1m/s;
(2)机器人和饮料的总重力为 520N;
(3)机器人对地面的压强为5.2 104Pa。
【变式 1】
(2023·安徽合肥·合肥市第四十五中学校考一模)切割大理石、钢板的“水刀”可以对切割表面产生高达
108Pa的压强,那么“水刀”作用在0.2mm2的面积上时,产生的压力为 N。
【答案】20
【详解】受力面积 S=0.2mm2,即 2×10-7m2,由 p F 得,产生的压力
S
F=pS=108Pa×2×10-7m2=20N
【变式 2】
(2023·四川泸州·校考模拟预测)科技的发达为人们的生活提供了许多便利,如图为某款无人售货车,它
集激光雷达、摄像头、超声波雷达等传感器于一体,可自主售货。这款无人售货车空车质量为 450kg,停
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在水平地面上,若地面总受力面积为 200cm2,则车对地面的压强 Pa;若空车行驶时阻力是车
重的 0.2 倍,匀速行驶时售货车牵引力为 N,售货车的轮胎有凹凸不平的花纹,这是利用增大
来增大摩擦力。
【答案】 2.25×105 900 接触面粗糙程度
【详解】[1]空车停在水平地面上,对地面的压力为
F G mg 450kg 10N/kg=4500N
车对地面的压强为
p F 4500N 4 2.25 10
5Pa
S 200 10 m 2
[2]空车在水平路面上匀速行驶时受到的阻力为车重的 0.2 倍,因为该车匀速行驶时,受力平衡,牵引力等
于阻力,则牵引力为
F f 0.2G 0.2 4500N 900N
牵
[3] 车轮上刻有凹凸不平的花纹,是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
角度三 改变压强的方法
【例 3】
(2023·江苏徐州·统考中考真题)下列实例中,属于减小压强的是( )
A.篆刻刀的锋利刀口 B.骆驼的宽大脚掌
C.注射器的尖锐针头 D.压路机质量很大的碾子
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【答案】B
【详解】A.篆刻刀的锋利刀口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故 A不符合题意;
B.骆驼的宽大脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故 B符合题意。
C.注射器的尖锐针头,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故 C不符合题意;
D.压路机质量很大的碾子,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故 D不符合题意。
故选 B。
【变式 1】
(2023·广西贺州·统考一模)图所示的四个实例中,目的是为了减小压强的是( )
A. 饮料管的一端剪成斜口 B. 大型平板车装有很多轮子
C. 切蛋器装有很细的钢丝D. 高铁车厢内的玻璃锤
【答案】B
【详解】A.饮料吸管的一端剪成斜口,减小了受力面积,增大了压强.故 A不符合题意;
B.大型平板车装有很多的轮子,增大了受力面积,减小了压强,故 B符合题意;
C.很细的钢丝减小了钢丝与鸡蛋的接触面积,从而增大了压强,故 C不符合题意;
D.高铁车厢内的玻璃锤,减小了受力面积,从而增大了压强,故 D不符合题意。
故选 B。
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【变式 2】
(2023·云南临沧·统考一模)如图所示的四种生活现象中,通过减小受力面积来增大压强的是( )
A. 在铁轨下面铺枕木 B. 吸管一端剪成斜口
C. 书包带做得较宽 D. 滑雪板底面积较大
【答案】B
【详解】A.在铁轨下面铺枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小火车对路基的压强,故 A不符
合题意;
B.吸管一端剪成斜口,是在压力一定时,通过减小受力面积来增加压强,故 B符合题意;
C.书包带做得较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小书包对肩膀的压强,故 C不符合题意;
D.宽大的滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小滑雪板对雪地的压强,故 D不符合题意。
故选B。
考点二 液体压强
1. 液体压强计算公式: P ρgh
2. 公式的理解
ρ:表示液体的密度;h:表示液体的深度(该点到液面的距离)
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3. 计算液体的压强和压力时,先利用 P ρgh计算压强,在利用F PS计算压力;
4. 针对放在水平面上密度均匀的圆柱体或长方体,其压强可以利用液体压强公式 P ρgh进行计算;
角度一 液体压强的特点及其利用
【例 4】
(2023·山东聊城·统考中考真题)如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡
皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水,不能判断哪侧是清水,哪侧是浓盐水的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,
根据 p=ρgh 可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,左侧液体是清水,右侧液体是浓盐水,故 A不符合
题意;
B.由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左、右两边液体压强相等,而左边的液面高度低于右边液面的高度,
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根据 p=ρgh 可知,左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大,左侧液体是浓盐水,右侧液体是清水,故 B
不符合题意;
C.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强小,而左边的液面高度大于右边液面的高度,所以根
据 p=ρgh 可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,左侧液体是清水,右侧液体是浓盐水,故 C不符合题
意;
D.由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强小,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无
法根据 p=ρgh 可知判断左右两侧液体的密度大小关系,故 D符合题意。
故选 D。
【变式 1】
(2023·辽宁大连·统考一模)小明做实验时,将一个瓶口扎橡皮膜的空瓶,竖直浸入水中,一次瓶口朝上,
一次瓶口朝下,两次空瓶在水中位置相同,观察两次橡皮膜向内凹的情况,如图所示。则他研究的问题是
( )
A.液体压强与液体密度的关系 B.液体压强与液体深度的关系
C.浮力与排开液体体积的关系 D.浮力与液体密度的关系
【答案】B
【详解】由题意可知,两次橡皮膜所在的深度不同,根据图可知,橡皮膜朝下时,橡皮膜向内凹陷的程度
更大些,说明受到的压强更大。因此探究的问题是液体压强与液体深度的关系,故 B符合题意,ACD 不符
合题意。
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故选 B。
【变式 2】
(2023 下·云南·八年级校考期末)小鸿同学用如图 1甲所示器材做“探究液体内部压强特点”的实验。
(1)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小鸿同学实验前却观察到如图 1甲所
示的情景,调节的方法是 ;
A.将此时右边支管中高出的液体倒出
B.取下软管重新安装
(2)液体压强计是通过 U形管中两侧液面的 来反映被测压强大小的。使用前应检查装置是否漏
气,小鸿用手轻轻按压几下橡皮膜,如果装置漏气,会看到 U形管中的液面高度差 (选填“明
显变化”或“几乎不变”);
(3)为了验证液体内部压强与深度的关系,小鸿选择图 1中 完成实验,得出液体压强随深度的
增大而 的结论;选择图 1乙丁完成实验,得出液体压强与 有关的结论;
(4)小鸿结合液体压强知识,设计了测量盐水密度的方案如图 2所示,请你将其实验步骤补充完整;
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①如图 2A 所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的
距离记为 h1;
②如图 2B所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜不再凸起,用刻度尺测出
的距离记为 h2;
③按照该实验过程,所测盐水的密度ρ盐水= (用 h1、h2和ρ水表示),此测量结果会偏 (选填
“大”或“小”)。
【答案】 B 高度差 几乎不变 乙丙 增大 液体的密度 液面到下管口的距
h
离 1 h 水 小2
【详解】(1)[1]在使用压强计前,发现 U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,
只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),
当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故 B符合题意,A不符合题意。
故选 B。
(2)[2]根据转换法,液体压强计是通过 U形管中两侧液面的高度差来反映被测压强大小的。
[3]使用前应检查装置是否漏气,小鸿用手轻轻按压几下橡皮膜,如果装置漏气,会看到 U形管中的液面高
度差几乎不变”。
(3)[4][5]为了验证液体内部压强与深度的关系要控制液体的密度相同,小鸿选择图 1中乙、丙完成实验,
得出液体压强随深度的增大而增大的结论。
[6]选择图 1乙丁完成实验,深度相同,而液体的密度不同,U形管中两侧液面的高度差不同,故得出液体
压强与液体密度有关的结论。
(4)[7][8]用刻度尺测出液面到下管口的距离为 h2;橡皮膜水平,故水和盐水产生压强相同,则有
盐水gh2= 水gh1
盐水的密度表达式为
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h 1
盐水 h 水2
[9]橡皮膜由凸起到变平试管液面会上升,造成测量水的深度 h1变小,h2测量是准确的,所以密度的测量值
变小。
角度二 液体压强公式的简单应用
【例 5】(2023·湖南郴州·统考中考真题)题图是某拦河大坝的截面示意图。则 A点受到水的压强是(g
取 10N/kg)( )
A.4 105Pa B.3 105Pa
C.5 105Pa D.1 105Pa
【答案】B
【详解】A点的深度为
h=40m-10m=30m
A点受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa
故选 B。
【变式 1】
(2023·湖南长沙·长沙市北雅中学校考二模)张老师在研究浮力产生原因时,做了如下实验,如图是由容
器 A和 B构成的连通器,B容器底的中间部分有一个面积为 80cm2方形孔,将密度为 0.6g/cm3、边长为
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10cm的正方体木块放在 B容器中,且把容器底的正方形孔密合覆盖,然后向 B容器缓慢注入 15cm 深的
水,发现木块没有上浮,静止在 B容器底部。正方体木块的质量为 kg,B容器中木块上表面所受的
水的压力为 N,为使 B容器中的木块上浮,至少需要在 A容器中注入距离 B容器底 cm深的水。
【答案】 0.6 5 13.75
【详解】[1]正方体木块的体积
V=L3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3
由 m 知道,正方体木块的质量
V
m 3 3木V 0.6 10 kg/m 0.001m
3=0.6kg
[2]由图知道,木块上表面的深度
h=15cm﹣10cm=5cm=0.05m
木块上表面受到水的压强为
p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
p F由 知道,上表面所受水的压力为
S
F=pS=500Pa×0.01m2=5N
方向垂直上表面向下。
[3]木块的重力为
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N
则为使 B容器中的木块上浮,至少 A中所注入的水所产生的向上的压力
F1=F+G=5N+6N=11N
A 中水在孔处所要产生的压强应为
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p F1 11N1 S 80 10 4m2
1375Pa
孔
故由 p=ρgh 知道,A中水的深度为
h p 1375Pa1 1 3 3 0.1375m=13.75cm 水g 1.0 10 kg/m 10N/kg
【变式 2】
(2023·山东枣庄·统考三模)将底面积为 100cm2的容器放在水平桌面上,容器内装有所受重力为 45N、
深 40cm 的水。水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取 10N/kg。则 A处水的压强是 Pa;水对容器底部的
压力是 N;容器对水平桌面的压强是 5000Pa,则容器的质量为 kg。
【答案】 3000 40 0.5
【详解】[1]距容器底 10cm 的 A处水的深度
hA 40cm 10cm 30cm 0.3m
A 处水的压强
pA=ρghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m =3×103Pa
[2]水的深度
h 40cm 0.4m
40cm的水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m =3×104Pa
F
根据 p 可知,水对容器底部的压力是
S
F p S 4000Pa 100 10 4m-2 40N
水 水
[3]容器对水平桌面的压力
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F压 pS 5000Pa 100 10
4m2 50N
容器和水的总重力为
G总 F压 50N
容器的重力
G G总 G水 50N 45N 5N容
则容器的质量
G
m 容 5N 0.5kg
容 g 10N/kg
角度三 液体和固体压强的对比计算
【例 6】
(2021·甘肃兰州·统考中考真题)如图所示,质量为 120g 的平底烧瓶内装有300mL的水,静止放在水平
桌面上,烧瓶底面积为30cm2,测得水的深度为5cm,已知 3 3水 1.0 10 kg/m , g 10N kg。求:
(1)水对烧瓶底部的压强;
(2)烧瓶对水平桌面的压力;
(3)烧瓶对水平桌面的压强。
【答案】(1)500Pa;(2)4.2N;(3)1400Pa
【详解】解:(1)水对烧瓶底部的压强
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p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
(2)水的质量
m 水=ρ水V=1×103kg/m3×300×10-6m3=0.3kg
烧瓶对水平桌面的压力
F=G 总=(m 水+m 瓶)g=(0.3kg+0.12kg)×10N/kg=4.2N
(3)烧瓶对水平桌面的压强
p F 4.2N
S 30 10-4m2
=1400Pa
答:(1)水对烧瓶底部的压强是 500Pa;
(2)烧瓶对水平桌面的压力是 4.2N;
(3)烧瓶对水平桌面的压强是 1400Pa。
【变式 1】
(2023·甘肃平凉·统考模拟预测)如图所示,一平底玻璃杯放在水平面上,内装 150g 水,杯与桌面的接
触面积为 10cm2,杯的质量为 120g,求
(1)玻璃杯对桌面的压强;
(2)水对杯底的压力。
【答案】(1)2.7×103Pa;(2)1.2N
【详解】解:(1)玻璃杯的质量为 120g,内装水的质量为 150g,则总质量
m m m =120g 150g 270g 0.27kg
总 水 杯
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杯与桌面的接触面积为
S 10cm2 1.0 10 3m2
玻璃杯对桌面的压强为
G m g
p F 总 0.27kg 10N/kg 总 2.7 103Pa
S S S 1.0 10 3m2
(2)由图可知,杯中水的深度 h=12cm=0.12m,则水对杯底的压强为
p gh 1.0 103m31 10N/kg 0.12m 1.2 10
3Pa
由
p F
S
得,水对杯底的压力为
F p1S 1.2 10
3Pa 1.0 10 3m 2 1.2N
答:(1)玻璃杯对桌面的压强为 2.7×103Pa;
(2)水对杯底的压力 1.2N。
【变式 2】
(2022下·湖南株洲·八年级统考期中)如图,质量为 600g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为90cm2,
内装 1.2dm3的水,g取10N / kg, 水 1.0 103kg / m3,求:
(1)水对容器底部的压强和压力;
(2)容器对水平桌面的压力和压强。
【答案】(1)1×103Pa;9N;(2)18N;2×103Pa
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【详解】解:(1)由图可知,容器中水的深度
h=10cm=0.1m
则容器底部受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa
水对容器底部的压力
F 水=pS=1000Pa×90×10-4m2=9N
(2)容器内装 1.2dm3的水,则水的重力
G 水=m 水g=ρ水gV 水=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10-3m3=12N
容器对水平桌面的压力等于水的重力和容器的重力之和,则容器对水平桌面的压力
F=G 容+G 水=m 容g+G 水=0.6kg×10N/kg+12N=18N
容器对水平桌面的压强
p F 18N 2 103Pa
S 90 10 4m 2
答:(1)水对容器底部的压力 9N;水对容器底部的压强为 1×103Pa;
(2)容器对水平桌面的压力 18N;容器对水平桌面的压强 2×103Pa。
角度四 非圆柱形容器中液体的压力和压强的计算
【例 7】
(2023·四川南充·统考中考真题)如图所示,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 。
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【答案】 F 甲>F 丙>F 乙 p 甲=p 乙=p 丙
【详解】[1]由图可知,容器中水的深度关系为
h 甲>h 丙>h 乙
根据 p=ρgh 可知容器底部所受水的压强关系为
p 甲′>p 丙′>p 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关系为
F 甲>F 丙>F 乙
[2]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,因为容器对水平面的压力等于容器和水的总重力,所以三个容器对水平面的压力相等,已知三个容
F
器的底面积相同,由 p 可知三个容器对水平面的压强相等,即
S
p 甲=p 乙=p 丙
【变式 1】
(2023·北京门头沟·统考二模)如图所示,两个质量相同、底面积相同、形状不同的容器放在水平地面上,
容器内装有同样深度的同种液体。若液体对容器底的压强为 p1、p2,液体对容器底的压力为F1、 F2,容器
对桌面的压强为 p 1、p 2,容器对桌面的压力为 F1 、F2 ,下列说法正确的是( )
A. p1 p2 B. F1 F2 C. p1 p2 D. F1 F2
【答案】C
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【详解】A.由于容器内装有同样深度的同种液体,则液体密度相同,液体深度相同,由 p gh可知,两
容器中的液体压强相等,故 A错误;
B.由于两容器中的液体压强相等,两容器的底面积相同,由 F pS可知,液体对容器底的压力相等,故 B
错误;
CD.由于容器内装有同样深度的同种液体,甲容器是窄口,所以甲容器中液体体积小,则甲容器中液体质
量小,故甲容器中液体重力小,两容器的质量相等,且容器对桌面的压力等于容器中液体重力与容器的重
力之和,所以甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力,由 p F 可知,甲容器对桌面的压强小于乙
S
容器对桌面的压强,故 C正确,D错误。
故选 C。
【变式 2】
(2023·新疆·统考一模)如图所示,充满互不相溶且等高液体的圆锥形容器放在水平桌面上,甲液体对乙
液体的压力与乙液体对容器底的压力之比为 1:10,则甲、乙两液体密度之比为( )
A.1:2 B.2:3 C.3:4 D.4:5
【答案】B
【详解】设甲液体的密度为 甲,乙液体的密度为 乙,甲液体的高度为 h,乙液体的高度也为 h,则甲液体
对乙液体的压强为 p1 甲gh,乙液体对容器底的压强为
p2 甲gh 乙 gh
由几何知识可知,甲、乙液体的底面半径关系为
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r甲 h 1
r乙 h h 2
由 S r 2可得,甲、乙两液体的底面面积之比为
S r 2甲 甲 1
S乙 r
2
乙 4
由 F pS和 p gh液 得,液体的压力为
F pS 液ghS
所以
F甲 p1S甲 甲ghS 甲
甲
S甲 甲 1 1
F乙 p2S乙 甲gh 乙gh S乙 甲 乙 S乙 甲 乙 4 10
即
甲 4
甲 乙 10
解得
甲 2
乙 3
故选 B。
角度五 生活总的连通器
【例 8】
(2023·山东聊城·统考中考真题)如图所示,是一种常见的全自动感应水龙头,当手伸到感应范围内时,
水龙头自动出水;当手离开感应范围时,水龙头自动关闭,这是利用 (选填“红外线”或“紫外线”)
实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用,其利用了 原
理。
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【答案】 红外线 连通器
【详解】[1]感应窗发出红外线,照射到手上,发生反射,改变传播方向,重新被感应窗接收,控制出水情
况。
[2]洗脸池排水管设计的U形反水弯上部开口、下部连通,属于连通器;U形反水弯内装有水且静止时,两
侧水面相平,可以防止下水道异味窜入室内。
【变式 1】
(2023·天津南开·统考二模)下列应用没有使用连通器原理的是( )
A. 盆景自动供水 B. 地漏
C. 水壶 D. 三峡船闸
【答案】A
【详解】A.盆景自动供水的储水罐没有开口,不是连通器,故 A符合题意;
BCD.地漏、水壶、三峡船闸都是两端开口,底部相连通,是连通器,故 BCD 不符合题意。
故选 A。
【变式 2】
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(2023·陕西西安·高新一中校考模拟预测)三峡大坝集防洪、发电、航运、水资源利用等为一体,是当今
世界上最大的水利枢纽建筑之一。三峡船闸是利用 的原理工作的,如图所示,闸门 B闭合,当水不
流动时,水对 A点的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水对 B点的压强。
【答案】 连通器 大于
【详解】[1]三峡船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,运用了连通器的原理。
[2]闸门 B 闭合后,当水不流动时,A点的深度大于 B点的深度,根据 p 水gh可知,水对 A点的压强大于
水对 B点的压强。
考点三 大气压强 流速与压强的关系
1. 产生的原因:重力;流动性
2. 大气压强测定实验:托里拆利实验;
角度一 大气压强的应用
【例 9】
(2023·西藏·统考中考真题)卓玛学习了大气压强之后,用密度为 p的液体自制了气压计,气压计放在一
楼时,细玻璃管内外液面相平,如图(甲)所示,她乘坐电梯到达顶楼时,细玻璃管内液面上升的高度为 h,
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如图(乙)所示。液面上升的原因是随高度的增加,大气压强变 ;已知到达顶楼时瓶内气压为 p,请
你用题中的物理量符号表示顶楼的大气压强 (结果还需用到符号 g)。
【答案】 小 p-ρgh
【详解】[1]将自制气压计从一楼拿到顶楼时,瓶内的气压不变,而外界气压减小,所以细玻璃管中液面上
升,说明大气压随着高度的增大而变小。
[2]顶楼时瓶内气压为 p,细玻璃管内水柱的高度为 h,则根据 p等于细玻璃管内液体柱产生的压强与外界
大气压强 p0的和可得外界大气压强为
p0=p-ρgh
【变式 1】
(2023·江苏泰州·统考模拟预测)下列事例中不是利用大气压强的是( )
A.图甲中纸片托住水 B.图乙中的小朋友用吸管吸出橙汁
C.图丙是注射器注射药液 D.图丁是盆景的蓄水自动浇灌装置
【答案】C
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【详解】A.用一纸片盖住倒满水的杯子,快速倒置,纸片将水托住,在大气压的作用下纸片掉不下来,故
A不合题意;
B.用吸管吸橙汁,当吸气时,吸管内气压减小,橙汁在大气压的作用下进入口中,故 B不合题意;
C.注射器注射药液,利用的是人的推力,与大气压无关,故 C符合题意;
D.随着水的蒸发,盆景内水减少,当瓶口刚露出水面时,会有少量空气进入瓶中,瓶内气压增大,瓶子的
水会下降流出一部分,使瓶外水位重新升高,回到原来的高度,即盆景内的水位保持不变,此后在大气压
的作用下瓶中的水不再流出。故 D不合题意。
故选 C。
【变式 2】
(2023·山东青岛·青岛大学附属中学校考二模)下列图中所示的示例中,不属于应用大气压强的是( )
A. 吸盘挂钩挂物体 B. 肌肉注射疫苗
C. 中医拔火罐 D. 抽水器抽桶装水
【答案】B
【详解】A.使用吸盘时,首先将吸盘内的气体挤出,盘内不存在气体,气压几乎为零,在盘外大气压的作
用下将吸管压在墙壁上,利用了大气压强,故 A不符合题意;
B.肌肉注射疫苗是靠活塞推进产生的压强,不是利用大气压强,故 B符合题意;
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C.拔火罐时,先把酒精在罐内烧一下,罐内空气受热膨胀,此时迅速把罐扣在皮肤上,等到罐内的空气冷
却后压强降低,罐内气压小于外面的大气压,大气压就将罐紧紧地压在皮肤上,利用了大气压强,故 C不
符合题意;
D.按压抽水器,抽水器内部气体被压缩,压强变大,大于外界大气压,水在内外气压差的作用下被“吸”
上来,利用的是气体的压强,故 D不符合题意。
故选 B。
角度二 流速与压强的关系
【例 10】
(2023·四川攀枝花·统考中考真题)某学校科学探究小组的同学们制作了如图所示的实验装置。装水的大
瓶上端开口,下部侧壁开孔,并与粗细不均匀的水平管及竖直的 A、B管连通。小瓶装满水后,开口向下倒
扣在大瓶中,并固定在支架上。则下列说法中正确的是( )
A.大瓶水位缓慢下降后,小瓶中的水会迅速全部流入大瓶中
B.若同时打开止水阀S1、S2,待水面稳定后,B管的水面高于 A管的水面
C.当管内水面稳定后,若用鼓风机在 B管管口处沿水平方向吹气,B管内水面将下降
D.若关闭止水阀S2,打开止水阀S1,待水面稳定后,A、B两管的水面与大瓶中水面一样高
【答案】D
【详解】A.大气压能支撑起约 10m高的水柱,远高于小瓶的高度,大瓶水位缓慢下降后,未到小瓶瓶口
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处,小瓶中的水不会流入大瓶中,故 A错误;
B.若同时打开止水阀S1、S2,待水面稳定后,A管处水的流速小于 B管处,流速越大,压强越小,B管的
水面低于 A管的水面,故 B错误;
C.当管内水面稳定后,若用鼓风机在 B管管口处沿水平方向吹气,B管内气压变低,水面将上升,故 C错
误;
D.若关闭止水阀S2,打开止水阀S1,待水面稳定后,A、B两管与大瓶构成连通器,水面与大瓶中水面一
样高,故 D正确。
故选 D。
【变式 1】
(2023·山东潍坊·统考三模)如图甲,连通器中的水静止,大气压强为 p0,在 b上方持续水平吹气,水面
稳定后如图乙所示,此时 a、b处的气压为 pa、pb,水面下 c、d处水的压强为 pc、pd,则( )
A.pc>pd B.pa>pb
C.p0>pa D.p0=pb
【答案】B
【详解】A.cd两点在水面下相同深度,因此根据 p gh
则 pc pd
故 A不符合题意;
BCD.a处空气不流动,因此 p0 pa
b 处空气流动,根据流体压强跟流速的关系 p0 pb
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则 pa pb,故 B符合题意,故 CD不符合题意。
故选 B。
【变式 2】
(2023·陕西西安·校考模拟预测)一根塑料吸管可以做很多的物理小实验,下列有关实验的说法正确的是
( )
A.图 1,在杯中装满米,插入吸管后压紧,提吸管,吸管对米的摩擦力方向竖直向上
B.图 2,某同学拿着用吸管自制的气压计从 1楼上到 10 楼,吸管中的水柱将下降
C.图 3,用吸管吸饮料,是因为人对饮料产生了吸引力,才将饮料吸到口中
D.图 4,沿水平吸管吹气,竖直吸管中的液柱将下降
【答案】A
【详解】A.在杯中装满米,插入吸管后压紧,提吸管时,米处于静止状态,受力平衡,受到竖直向下的重
力、吸管对米竖直向上的摩擦力的作用,故 A正确;
B.大气压随高度的增加而减小,容器内气体压强支持细管液体压强和外界大气压强,当外界大气压减小,
液柱升高,故 B错误;
C.用吸管吸饮料,是因为人吸走了管中的空气,在管外大气压的作用下,饮料被压入口中,故 C错误;
D.在流体中,流速越大的位置压强越小,从 B管吹气时 A管上方的空气流速变大,压强变小,水会被大
气压压上去,故D错误。
故选 A。
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