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A
A
C
B
C
【分析】
要解决这道题,需逐个结合压强相关知识点分析每个选项:
1. 对于选项A,回忆流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小。大型客机机翼上凸下平,飞行时上表面空气流速大于下表面,需判断该描述是否符合此规律。
2. 对于选项B,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压强与压力和受力面积有关,安全锤做尖是减小受力面积,压力一定时受力面积越小压强越大,据此判断选项正误。
3. 对于选项C,海拔越高外界气压越低,自制气压计从山脚到山顶,外界气压减小,瓶内气压大于外界气压会将液体压入玻璃管,以此判断该选项描述是否正确。
4. 对于选项D,水的沸点随气压减小而降低,向烧瓶底浇冷水会使瓶内气压减小,据此判断该选项的逻辑是否正确。
【解析】
逐一分析各选项:
选项A:大型客机机翼上表面呈弧形,飞行时空气经过上表面的流速大于下表面,根据流体压强与流速的关系,流速大的位置压强小,因此机翼上表面空气流速大、压强小,该选项正确。
选项B:根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力$F$一定时,受力面积$S$越小,压强$p$越大。安全锤做得很尖是通过减小受力面积来增大压强,并非减小压强,该选项错误。
选项C:海拔越高,外界大气压强越小。自制气压计从山脚拿到山顶,外界气压减小,瓶内气压大于外界气压,将瓶内液体压入玻璃管使液柱升高,并非外界气压增大,该选项错误。
选项D:向烧瓶底浇冷水,瓶内水蒸气遇冷液化,水面上方的气压减小,根据气压与沸点的关系,气压减小水的沸点降低,水会重新沸腾,并非增大气压,该选项错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
流体压强与流速的关系;压强的影响因素;气压与沸点的关系
【点评】
本题综合考查压强相关的多个核心知识点,需要结合生活实例、实验现象,准确理解流体压强、固体压强、气压与海拔、气压与沸点的关系,注重知识点的实际应用。
【难度系数】
0.6
①这主要是利用了连通器的知识;④若将软管一端水面高度增加,当管中的水静止时,另一端水面高度也会增加。正确的是①④,答案选A。
【分析】
首先观察图示可知,试管内的液面低于水槽中的液面。我们可以结合压强的平衡关系分析:外界水槽液面处受大气压作用,试管内的气体压强需要支撑试管内外液面高度差对应的液体压强,同时平衡大气压的作用,由此可推导试管内气体压强与大气压的大小关系。
【解析】
设外界大气压为$ p_0 $,试管内气体压强为$ p_{\mathrm{气}} $,试管内外液面的高度差为$ h $,水的密度为$ \rho $。
根据压强的平衡关系,试管内气体压强等于大气压加上液面高度差产生的液体压强,即:
$ p_{\mathrm{气}} = p_0 + \rho gh $
由于$ \rho gh > 0 $,因此$ p_{\mathrm{气}} > p_0 $,即试管中的气体压强大于大气压。
综上,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
压强的平衡分析;排水集气法的压强判断
【点评】
本题结合排水集气法的情景考查气体压强与大气压的比较,需要通过液面高度差的现象,运用液体压强和压强平衡的知识分析,侧重对物理情景的理解和压强原理的应用,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.6
设原三棱劈底面积为$S$,高为$h$,密度为$\rho$,体积为$V$,则原重力$G = \rho Vg$,原压强$p=\frac{G}{S}=\frac{\rho Vg}{S}$。
切去部分后,剩余重力$G' = G - \Delta G$,剩余底面积$S' = S - \Delta S$。
因为$\Delta m_{甲}<\Delta m_{乙}$,所以$\Delta G_{甲}<\Delta G_{乙}$,即$G'_{甲}>G'_{乙}$。
由图可知,乙切去部分的底面积占比大于甲,即$\Delta S_{甲}<\Delta S_{乙}$,所以$S'_{甲}>S'_{乙}$。
原三棱劈可视为柱体,压强$p = \rho gh$(等效)。切去右上侧后,剩余部分重心高度:甲剩余部分上表面较平,重心高度$h_{甲}'$降低较少;乙剩余部分上表面倾斜更明显,重心高度$h_{乙}'$降低较多,但乙切去质量更大,剩余部分对底面压力分布更集中。
综合分析,$p_{甲}<p_{乙}$。
答案:B
解:由题意知,两容器完全相同且装满液体,故液体深度$h$相同。
根据液体压强公式$p = \rho gh$,已知$p_A > p_B$,$h$相同,$g$为常量,可得$\rho_A > \rho_B$,A错误。
两容器装满液体,液体体积$V$相同,由$m = \rho V$,$\rho_A > \rho_B$,则$m_A > m_B$,D错误。
容器对桌面压力$F = G_{总} = G_{容} + G_{液}$,$G_{液} = m_{液}g$,$m_A > m_B$,故$F_A > F_B$,B错误。
液体对容器底部压力$F = pS$,容器底面积$S$相同,$p_A > p_B$,则$F_A > F_B$,C正确。
答案:C
【分析】
(1) 实验中瓶子正放与倒放时,对海绵的压力大小相同(水和瓶的总重力不变),但受力面积不同(瓶底面积大于瓶盖面积),海绵的凹陷程度不同,由此可判断压力作用效果的影响因素。
(2) 先根据水的体积计算正放时对海绵的压力,再结合压强公式求出正放时的压强;根据压强相等的条件,计算倒放时所需的压力,进而求出需要倒出的水的重力、质量和体积。
【解析】
(1) 瓶子正放和倒放时,压力大小相同,受力面积不同,海绵的形变程度不同,因此可初步得出:压力的作用效果与受力面积有关。
(2) ① 计算正放时瓶子对海绵的压力:
水的体积$V=500mL=500cm^3$,由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量$m=\rho V=1g/cm^3×500cm^3=500g=0.5kg$,
水的重力$G=mg=0.5kg×10N/kg=5N$,塑料瓶质量可忽略,故正放时对海绵的压力$F_1=G=5N$。
② 计算正放时的压强:
正放受力面积$S_1=35cm^2=35×10^{-4}m^2$,根据$p=\frac{F}{S}$,正放压强$p_1=\frac{F_1}{S_1}=\frac{5N}{35×10^{-4}m^2}$。
③ 计算倒放时所需的压力:
倒放受力面积$S_2=7cm^2=7×10^{-4}m^2$,要使倒放压强$p_2=p_1$,则倒放时的压力$F_2=p_1S_2=\frac{5N}{35×10^{-4}m^2}×7×10^{-4}m^2=1N$。
④ 计算倒出的水的体积:
需要倒出的水的重力$\Delta G=F_1-F_2=5N-1N=4N$,
倒出的水的质量$\Delta m=\frac{\Delta G}{g}=\frac{4N}{10N/kg}=0.4kg=400g$,
由$\rho=\frac{m}{V}$得倒出的水的体积$\Delta V=\frac{\Delta m}{\rho}=\frac{400g}{1g/cm^3}=400cm^3=400mL$。
【答案】
(1) 受力面积
(2) 400
【知识点】
压力作用效果的影响因素、压强的计算
【点评】
本题结合家庭小实验考查控制变量法的应用和压强的计算,解题时需注意单位统一,灵活运用压强公式及其变形公式分析问题。
【难度系数】
0.6