历届全国初中物理竞赛(压强).doc

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题9-压强一、选择题典例2（2011上海初中物理知识竞赛题）两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上，取两个相同的物块分别置于海绵上，如图所示。下列关于甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小及海绵下陷浓度h甲、h乙的比较，正确的是 ( )AF甲=F乙，h甲h乙 BF甲=F乙，h甲=h乙CF甲F乙，h甲h乙解析：由于是两个相同的物块甲、乙两图中磅秤示数F甲、F乙大小相等，F甲=F乙；由压强定义，在压力相同时，压强与受力面积成反比，下陷浓度h甲h乙，选项A正确。答案：A典例3.(2009全国初中应用物理知识竞赛题) 6如图甲所示，煤气管道包括户外和户内两部分，二者之间连接着一只煤气表。工人师傅给每户安装完户内管道后，都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置如图乙所示，在两端开口的透明的U型管中装有水，当U型管两端压强相等时，两侧水面相平。检测时，关闭开关后，用力向用户管道口Y内吹气，然后迅速将U型管的一端Y与用户管道口Y相连接，U型管内水面出现高度差(如图丙所示)。观察U型管中水面的变化可以判断户内管道是否漏气( ) A若水面高度差逐渐增大，则表明不漏气 B若水面高度差逐渐减小，则表明不漏气 C若水面高度差保持不变，则表明漏气D若水面高度差保持不变，则表明不漏气解析：用力向用户管道口Y内吹气后，管道内压强大于大气压。若水面高度差逐渐减小，则表明漏气；若水面高度差保持不变，则表明不漏气，选项D正确。 答案：D典例4. （2011上海初中物理知识竞赛题）如图所示，置于水平桌面上的一个密闭的圆锥形容器内装满了重力为G的某种液体。已知：圆锥形容器的容积公式为V=R2h,，其中，R、h分别为容器的底面半径和高。则容器内的液体对容器侧面的压力大小为 （ ）A1G B2G C3G D0答案：B解析：若重力为G的某种液体装在圆柱体容器内，容器内的液体对容器底面的压力应为G，重力为G的某种液体装在圆锥形容器内，则其液面高度为圆柱形容器的3倍，容器内的液体对容器底面的压强为圆柱形容器的3倍，其压力为3G。把液体看作整体，分析受力，由平衡条件可知，容器侧面对液体的压力大小为2G，根据力的作用是相互的，容器内的液体对容器侧面的压力大小为2G，所以正确选项为B。图5典例5你是否有过这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图5所示，一阵大风吹来，竖直方向伞面可能被“吸”，发生形变。下列有关这一现象及其解释，正确的是A伞面被向下“吸” B伞上方的空气流速大于下方C伞上方的空气流速等于下方 D伞上方的空气流速小于下方答案：B解析：大风吹来，由于伞上方凸起，伞上方的空气流速大于下方，伞上方的空气压强小于下方，所以伞面被向上“吸”，选项B正确。【竞赛实战训练】1一块长为L，质量分布均匀的木板A放在水平桌面上，板A右端与桌边相齐（如下图所示）。在板的右端施一水平力F使板A右端缓慢地离开桌边L/3，在板A移动过程中，下列说法正确的是AA对桌面的压强不变BA对桌面的压力不变CA对桌面的压力不断变小DA对桌面的压强不断变小答案：B解析：在物体移动的过程中，A对桌面的压力大小始终等于物体的重力大小，因此压力不变，选项B正确C错误。A向右移动，A与桌面的接触面积减小，在F不变的情况下，由压强公式p=F/S可知，压强增大，选项AD错误。2如图6 所示，水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙，盛有适量的水，把一个橡皮泥做的小船放入乙后，小船处于漂浮状态，此时两鱼缸内的水面刚好相平。然后把它们分别放在台秤上，则台秤的示数 A甲放上时大 B乙放上时大 C甲或乙放上一样大 D无法判断答案：C解析：根据两鱼缸内的水面刚好相平，由液体压强公式可知，鱼缸底部受到的液体压强一样大，完全相同的鱼缸，底面大小相等，所以鱼缸对台秤的压力一样大，台秤的示数一样大，选项C正确。3.如图所示，放在水平地面上的是三个由同种材料制成的实心立方体、长方体和圆柱体，则它们对地面的压强最大的是A立方体。 B长方体。C圆柱体。 D缺少条件，无法判断。图4答案.C解析：根据柱体的压强公式可知，圆柱体，对地面的压强最大，选项C正确。4图4 是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B，把它们平放在水平地面上，则两正方体A、B对水平地面的压强之比为 A . 81 B . 43 C . 12 D . 41 答案：D解析：由质量和体积的关系图像可知，甲的密度为8g/cm2，乙的密度为1g/cm2。由m=V可知，用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B，A的体积为B的1/8，根据立方体体积公式，A的边长为B的1/2，利用柱体的压强公式，p=gh可得A、B对水平地面的压强之比为41，选项D正确。5. 如图所示，水平桌面上的圆台形容器内有一块冰。当这块冰全部融化成水后，下列说法正确的是A.桌面受到的压力变小 B.桌面受到的压强变大C.容器底的内表面受到的压力变大D.容器底的内表面受到的压强变小答案：D解析：当这块冰全部融化成水后，质量不变，重力不变，桌面受到的压力不变，桌面受到的压强不变，选项AB错误；冰全部融化成水后，容器底的内表面受到的压力不变，由于接触面面积增大，容器底的内表面受到的压强变小，选项C错误D正确。6.如图所示，在一个开口锥形瓶内注入适量水，然后将它放在水平桌面上此时水对瓶底的压力为5N，现在将一个重为G1的木块放入瓶中，水对瓶底的压力变为6N，再将一个重为G2的木块放入瓶中，水对瓶底的压力变为7N木块与瓶始终不接触，水也没有溢出，则（） AG2G11N BG1G21N CG1G21N DG2=G1=1N答案：A解析：由于是开口锥形瓶，水对瓶底的压力增大值小于木块的重力，所以选项A正确。7.下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中，错误的是（）A高原反应大气压和海拔高度的关系B飞机飞行时获得升力流体压强和流速的关系C水下潜水艇能够上浮液体的压强和深度的关系D利用高压锅容易将饭煮熟沸点和气体压强的关系答案：C解析：水下潜水艇能够上浮，是由于浮力大于重力，选项C说法错误8同学们梳理了教材中与压强知识相关的实验，如图所示，其中分析正确的是( )A甲图实验，装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越少，海绵凹陷越明显B乙图实验，当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时U形管两边液面高度差不变C丙图实验，测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积，可估测大气压强的值D丁图实验，向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知气压减小，水的沸点升高答案：C解析：甲图实验，装有水的瓶子竖放在海绵上，瓶中水越多，对海绵压力越大，海绵凹陷越明显，选项A错误；乙图实验，当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时U形管两边液面高度差变大，选项B错误；丙图实验，测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积，可估测大气压强的值，选项C正确；丁图实验，向外拉活塞，试管内停止沸腾的水再次沸腾，可知气压减小，水的沸点降低，选项D错误。9 （2011上海初中物理知识竞赛题）在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱，A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开，释放掉少量水后立刻关闭阀门，A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度hA、hB和hC之间的大小关系为 （ ）AhA=hB=hC BhAhBhCChAhB=hC DhA=hBhC.答案：B解析：释放掉少量水后立刻关闭阀门，空气柱长度增大，压强减小，C液面上升，B液面下降，A液面下降。AB液面之间高度差减小，hAhBhC，选项B正确。10. （2011上海第25界初中物理竞赛）如图所示，体积相同、密度分别为A、B的A、B两立方体正对叠放于水平桌面上，且AB=13。A对B的压强为pA，B对桌面的压强为pB。现逐渐减小A的体积，但始终保持A的形状为立方体且密度不变。在A的体积减小的过程中，pA与pB的比值 （ ）A始终变大 B始终变小C先减小后变大 D先增大后减小.答案：B解析：设A立方体的边长为a，B立方体的边长为b，A立方体的密度为，则B立方体的密度为3，A对B的压强为pA=ga，B对桌面的压强为pB=3gb+ga3/b2，在A的体积减小的过程中，pA与pB的比值始终变小，选项B正确。二填空题1(2009全国初中应用物理知识竞赛题)在建造高楼大厦时，其地基大多采用箱式基础。所谓箱式基础，就是把整栋大楼占地范围的地皮掏空挖深，然后填上钢筋混凝土。箱式基础的优点在于：第一，增大了大楼与地面的接触面积，从而减小了大楼对地面的_，可有效地防止地皮大幅度的下陷；第二，降低了整栋大楼的_，增大了大楼的稳度，提高了大楼的抗震能力。答案：压强 重心甲 乙水酒精图62如图6所示，圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，它们的底面积分别为200cm2和100cm2。容器甲中盛有0.2m高的水，容器乙中盛有0.3m高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后，剩余水对容器甲底部的压强为p水，剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。当质量m的范围为 时，才能满足p水p酒精。（水1.0103kg/m3，酒精0.8103kg/m3）答案：800gm2400g解析：由液体压强公式，p=gh，要满足p水p酒精，剩余液体高度必须满足h水0.8h酒精，容器乙中盛有酒精质量为10010-4m20.3m0.8103kg/m3=2.4kg=2400g。设从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后，二者压强相等，则有(0.2-)g水=(0.3-) g酒精，解得m=0.8kg=800g。所以当质量m的范围为800gm2400g时，才能满足p水p酒精。3.（2012年“志英杯”物理竞赛）如图所示，甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上，它们对水平地面的压强相等。甲、乙、丙对地面压力最大的是 ；密度最大的是 。如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块，则三个正方体对水平地面的压强最大的是 。(均选填“甲”、“乙”或“丙”)答案：甲 丙 丙解析：由于三者对水平地面的压强相等，底面积越大，压力越大，所以对地面压力最大的是甲；由柱体压强公式可知，当三者对水平地面的压强相等时，柱体越低，密度越大，所以三者密度最大的是丙；如果在三个正方体上分别放一个质量相等的铜块，则三个正方体对水平地面的压强最大的是底面积最小的丙。三简答题1. （2012全国初中应用物理知识竞赛）图6是鱼缸中过滤增氧泵增氧工作时的原理示意图，水泵把水从进水管口吸入，从出水管口快速喷出时，空气就会从进气管口进入水中，与水流一起喷出。（1）请解释空气能进入水中的原理和过程；（2）请再列举一个生产或生活中利用上述原理进行工作的例子。1（5分）参考答案流体流速大的地方压强小当水从出水管口快速喷出时，进气管下部压强减小，这时进气管内的水平下降，起到降至出水管以下，附近的空气在大气压的作用下被压入出水管的水中，随水流从出水管口进入鱼缸内的水中。燃气灶灶头与燃气管是分离的，但是在利用燃气灶烧水或做饭的时候，并没有燃气从进气口处外溢，就是因为在灶头与燃气管对接处气体流速大、压强小，所以燃气不会向压强大的周围外溢。说明：4分，1分，共5分2. (2010全国初中应用物理知识竞赛题)小丽在厨房帮妈妈做饭时发现菜刀上有两种孔，如图9 所示，她对这两种孔的作用不了解。请你给她解释圈中孔、的作用。答案两个要点：（1）孔是挂刀孔，用此孔把菜刀挂在墙上（或支架上）。(2)孔为透气孔，在切菜的时候，透气孔中的空气会在菜片和菜刀之间形成一隔层，避免大气压将菜片直接压紧在菜刀上而增大切菜阻力；同时菜片和菜刀之间的空气可使菜片脱落而不沾刀。3(2010全国初中应用物理知识竞赛题)2008年8月1日，京津城际高速铁路正式开通运营，使用的是国产“和谐号”C3 型动车组(如图7所示)。该车车厢内部设有独特的空气调节系统，夏天送冷风时，车顶中部和车窗下部的送风量之比约为3: 1；冬天送热风时，车顶中部和车窗下部的送风量之比约为1: 3。这样送出的风平和、均匀，保障车厢各处温度适宜。请定性解释采用这种送风比例设计的原因。.答案两个要点：（1）温度低的空气密度大，冷风从车顶吹进来后，快速下沉，结合窗口送分可使整个车厢温度很快均匀降低。（2）温度高的空气密度小，热风从下部吹进来后，快速上升，结合车顶送分可使整个车厢温度很快均匀升高。4.(2010全国初中应用物理知识竞赛题) 中新网2009年5月20日电:英国每日邮报 19日刊登了一组照片，如图10 所示。灰鹅在飞行途中突遇强风，这只艺高胆大的灰鹅做出了令人吃惊的动作以飞行方向为轴线，横向转体180度，但最难的是它的头部依然保持着正常飞行时的姿态！虽然这看起来有些不可思议，连世界上最优秀的体操运动员都会被其柔韧的鹅脖所折服。请你思考并回答，灰鹅这样转体的效果是什么，为什么?.答案四个要点：（1）迅速降低高度；（2）这样转体可使翅膀下方空气流速大于上方空气流速；（3）根据流速大的地方压强小，流速大的地方压强大的规律；（4）灰鹅受到的向下的压力大于向上的压力，从而使灰鹅受到空气的压力合力方向向下，有助于灰鹅迅速降低高度，躲避强风，使飞行更安全。四综合运用1.(2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小明家的高压锅锅体直径为24cm，排气孔内径为4mm。小明不慎丢失了锅的限压阀，当他到商店购买时售货员告诉他，生产这个锅的厂家提供的限压阀有两种，孔径相同，质量分别为100g和60g。（1）请你根据说明书给出的数据，通过计算说明，小明应该买哪一种限压阀。(说明书标有：当大气压为105Pa时，该锅最高温度为120。已知：水的沸点与压强的关系如图1所示，取g =10N/kg)（2）请你说明如果买另一种限压阀，使用时会出现什么问题。解析：（1）由图1可知，当锅内温度为120时，锅内压强p=1.8105Pa。 此时限压阀受力：F0+G=F 设安全阀的质量为m，则有：p0S+mg=pS 可得：m=kg =0.1kg=100g ， 所以，应该买质量为100g的限压阀。(2)如果买了另一种质量为60g的限压阀，使用时会出现锅内的最高气压值偏小，锅内温度不能达到120的后果。2（2012全国初中物理竞赛预赛）如图18所示，在一个底面积为S 的圆柱形容器中，盛有深度为h、密度为的液体。（1）试证明：液体对底面的压强为p=gh。（2）根据公式分析，液体内部压强的大小与哪些因素有关？（3）气体的压强与液体相似，请你应用公式，根据地面的标准大气压值估算大气层的高度。已知在标准状况（0、一个大气压）下空气的密度为1.2kg/m3，并说明所估算出的值与实际相比是偏大还是偏小。为什么？2、（12分）解：（1）高为h液柱的体积为 V=Sh (1分)液柱的质量为 m=Sh (1分）液柱的重力为 G=mg=gSh (1分）液体对底面的压强为 (3分）（2）由公式可以看出，液体内部的压强与液体的深度h和液体的密度有关，深度越大压强越大，密度越大压强越大。 (2分）（3）地面的标准大气压 p=1.0105 Pa ，空气密度=1.2kg/m3 ，g=10N/kg代入公式p=gh得 (2分)所估算出的值与实际相比偏小，因为高空的空气密度很小，估算所用密度值偏大，估算出的高度就偏小。 (2分)评分标准：参考以上标准给分，其他解法，只要正确，同样给分。3.（2012全国 初中应用物理知识竞赛复赛）双活塞气压计是一种可以消除活塞自重影响、对低压容器内的压强进行测量的装置。如图3所示，在甲、乙两个空腔容器中各有一个活塞A和B，其中活塞A的截面上下一致，称为自由活塞，其横截面积为S1；活塞B的上下截面不等，称为差动活塞，其上下两部分的横截面积分别为S2和S3。乙容器的上、下两部分彼此隔绝，不能相互渗气、渗油。C为带有阀门K1的工作液体的接口，工作液体充满甲容器和乙容器的上部空腔；D为带有阀门K2的接口，可接待测容器；E为带有阀门K3的接口，可与抽气机相连。测量前要先校正零位平衡：K1关闭， K2打开，D口不连接待测容器，在两活塞上面放置砝码(图中未画出)，调节砝码的质量使两活塞升起的高度相同。进行测量时，要将待测量的容器接在D口上，并关闭K2、打开K3，开动抽气机进行抽气，待乙容器下部空腔内接近真空时，关闭K3、打开K2，此时差动活塞B己有所下降，在自由活塞A上再加放重为G的砝码时，A、B两活塞的上表面恰好能恢复等高。 己知进行测量时大气压强为p0 ，求待测容器内气体的压强p。172根据帕斯卡定律可知：加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递。172教学网图3解：在自由活塞A上再加放重为G的砝码时，A活塞对工作液体增加的压强为。 2分根据帕斯卡定律，工作液体对活塞B向上增加的压力为。4分又因为活塞B下底面向上减小的气体压力为。因为活塞B能够回到原来的高度，所以。4分即 所以待测容器内的气体压强为4分24. （2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）小华家买了一箱牛奶，如图20所示。她仔细观察了包装箱，对箱上的包装标志产生了兴趣，经查阅，其中的“堆码层数极限”标志表示“相同包装件在仓储时的最大堆码层数”，即该牛奶箱最大堆码层一数是l6层。另外，小华还测出了包装箱平放时的底面积为0.07。请解答下列问题； (1)已知箱中每盒牛奶的包装袋上有“净含量250mL 257g”字样，这种牛奶的密度是多少?(计算结果保留小数点后两位小数(2)若在仓储时堆码层数达到了极限l6层，则最下层的包装箱受到的压力是多少?它所承受的压强是多少?(g=10Nkg) (3)利用所学的物理知识，说明为什么要对包装箱设置“堆码层数极限”。 24（8分） 解：(1)每盒牛奶的质量m= 257g，体积V=250mL= 250cm3，则 牛奶的密度=m/V=1.03g/cm3。 （3分） (2)最下层的包装箱受到的压力： F= G总= 15m总g=156.3kg 10N/kg= 945N 它所承受的压强： p=F/S=1.35104Pa。 （3分） (3)牛奶箱的堆码层数越多，重力越大，对下面箱子的压力就越大。当压力超过下面箱子的承受能力时，牛奶箱就会被压坏，所以超市工作人员在堆放牛奶时都要注意观察箱子上的“堆码层数极限”。 五实验探究题1.硬度是衡量材料软硬程度的物理量硬度的大小可以用如下图方法进行测试：选择规定的淬火钢球，给它加载压力F（铁球重力不计），将它压到被测试的材料表面，保持规定的时间后卸载压力，就会在材料表面留下凹形压痕如果用S凹表示凹形压痕的面积，用H表示材料的硬度，某次实验中对一些材料的测试数据如下：材料F/NS凹/mm2H/(N/mm2)a10000100100b1000020050 c20000100200d15000100150e750030硬度的定义为：在凹形压痕单位面积上所承受的压力可以用公式 来表示材料e的硬度为 若a、b、c、d、e五种材料的F-S凹图象如下图所示，其中表示材料d硬度的图线是 。答案：H=F/S凹250 N/mm2 丙解析：由题意知硬度的公式可用压力除以凹形压痕的面积得到，即用H=F/ S凹表示表格e中硬度H=F/S凹 =7500N 30mm2 =250N/mm2在a、b、c、d、e五种材料的F-S凹图象中，甲斜率最大，表示材料e；乙次之，表示材料c；丙第三，表示材料d；丁第四，表示材料a，戊斜率最小，表示材料b；所以表示材料d硬度的图线是丙2.晓丽想要探究“气体分子对器壁的压强规律”，她首先做了如下实验：如图，将托盘天平的左盘扣在支架上，调节天平平衡后，将一袋绿豆源源不断地从同一高处撒到左盘上，发现天平指针偏转并保持一定角度，左盘受到一个持续的压力。容器中气体分子碰撞器壁的现象与上述实验现象十分相似。可见，容器中大量气体分子不断碰撞器壁时也会产生一个持续的压力，而面积上所受的压力就是气体分子对器壁的压强。上述过程中运用的科学方法主要有法。根据上述实验，若将一个内装有气体的密闭容器从地面移动到天宫一号舱中，则容器对地面的压强p1和容器对天宫一号舱底的压强p2相比，p1 p1；容器在地面时气体压强p1和容器在天宫一号中时气体压强p2相比，p1 p2。答案：单位；类比（或转换）； =解析：装有气体的密闭容器在地面时对地面的压强p10,而在天宫一号中时，由于完全失重，其压强为零，所以p1 p1；而气体压强是由大量气体分子不断碰撞器壁时产生的，所以p1 =p2。