第九章 章末检测卷
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.如图所示,将一个瓶子,装入适量带色的水,再取一根两端开口的细玻璃管,使玻璃管穿过橡皮塞插入水中.从管子上端吹入少量气体,使瓶内气体压强大于大气压,水沿玻璃管上升到瓶口以上.当拿着它从山下到山上,玻璃管内水柱高度将( A )
A.升高 B.不变 C.降低 D.无法判断
解析:大气压强随高度的增加而减小.由图可知,玻璃管中的液面高于瓶内液面,因此,瓶内气体压强大于大气压强,将它从山下拿到山上,大气压强减小,管内液面会升高.故正确选项为A.
2.很多动物为了适应生存环境,进化出了符合一定物理规律的自身部位,下列从物理学的角度给出的解释正确的是( A )
A.泥鳅身上的黏液能减小摩擦,在泥土中不易被黏住,更易滑溜
B.壁虎的脚掌上有许多“吸盘”,是为了减小重力使其在天花板上不会掉下来 C.啄木鸟的嘴很尖细,可以减小压强,从而凿开树干,捉到躲藏在深处的虫子 D.深水里的海鱼,其体形结构更适宜在压强小的深海中生存
解析:泥鳅身上的黏液能减小摩擦,更容易在泥土中活动,故A正确;壁虎脚掌上的吸盘是利用大气压使壁虎能在天花板上行动自如,并不能减小自身的重力,故B错误,啄木鸟的嘴尖细是为了增大压强而不是减小压强,从而更容易凿开树干捉虫,故C错误,深水里的海鱼大多身体扁平是为了更适宜在压强大的的深海中生存,故D错误.
3.安徽省黄山市某中学兴趣小组在老师指导下用托里拆利装置测量当地大气压强值如图所示,若将此实验装置搬到黄山光明顶上,则上面真空部分的长度将( A )
A.大于20 mm B.小于20 mm C.等于20 mm D.无法确定
解析:如图所示,做托里拆利实验时,当地大气压等于740 mm水银柱,真空部分长20 mm,若将此实验装置搬到黄山光明顶上,气压变低,能支持的水银柱变低,真空部分变长.故选A.
4.如图所示,放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,其高度从左到右逐步增大,对地面的压强分别为p1,p2和p3,则下列关系正确的是( B )
A.p1=p2=p3
B.p1 C.p1>p2>p3 D.缺少条件,无法判断 解析:本题考查压强公式的应用;难易度:中. 规则的物体放在水平地面时,对地面的压强p=====ρgh,三个物体由同种材料制成,密度相等,由题意 知,其高度从左到右逐步增大,所以压强也逐步增大.即p1 解析:在铁轨下面铺枕木,增大了火车与地面的受力面积,会减小压强,故A不符合题意;破窗锤的敲击端做成锥状,减小了锤子与玻璃的受力面积,会增大压强,使玻璃容易破碎,故B符合题意;书包背带做得较宽,增大了书包与人的受力面积,会减小压强,故C不符合题意;大型载重车有很多车轮,增大了车与地面的受力面积,会减小压强,故D不符合题意. 6.关于气体压强方面的物理知识,下列说法不正确的是( D ) A.托里拆利实验可以测量大气压强的值 B.马德堡半球实验可以证明大气压强的存在 C.水的沸点在标准大气压下是100 ℃,随着大气压的减小,水的沸点会降低 D.在气体中,流速越大的位置,压强越大 解析:在气体中,流速越大的位置,压强越小,故D错误. 7.如图中哪个现象跟“流体压强与流速的关系”这一规律无关( B ) 解析:高速行驶的火车把人吸过去,是因为火车驶过时,带动空气,导致靠近火车处的空气流速高,压强小,从而把人推向火车,A项有关;直升机飞行,靠的是螺旋桨转动,把空气向下推,空气给螺旋桨一个向上的力,使螺旋桨带动机身上升,原理是力的作用是相互的,B项无关;喷雾器喷出水雾,是因为按压手柄时,把喷雾器内的空气喷出,造成吸管上方空气流速大,压强小,从而使喷雾器内的水在大气压的作用下,上升到吸管上方,被流动的空气喷出,C项有关;固定翼飞机机翼的上方是圆弧形,下方是平的,飞行时上方空气流速大,压强小,下方空气流速小、压强大,产生向上的压力,也就是飞机的升力,D项有关. 8.如图所示,A,B,C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ酒精< ρ水),A,C两容器中液体深度相同,B,C两容器的底面积相同.三个容器底部所受的液体压强分别为pA,pB,pC,下列判断正确的是( D ) A.pA>pB>pC B.pC 解析:根据计算液体的压强公式p=ρgh可知,A,B两容器中液体密度相同,深度大的压强大,即pA 9.如图所示,甲、乙两个烧杯中分别装有酒精和水,请根据图中的情景,提出一个可以探究的科学问题: 液体压强与液体密度是否 有关 ? 解析:由题图可知,压强计探头所处深度相同、朝向相同、液体密度不同,则U形管两边液体的高度差不同,说明压强不同,所以可以探究的科学问题是:液体压强与液体密度是否有关? 2 10.如图所示,一开口的杯子,装上8 cm高的水后,放在水平桌面上.已知杯子内部底面积为50 cm,外部底面积为60 23 cm;杯子装上水后的总质量为0.6 kg,则水对杯底的压力为 4 N,杯子对桌面的压强为 1×10 Pa.(g取10 N/kg) 解析:水对杯底的压强p=ρgh=1.0×10 kg/m×10 N/kg×0.08 m= 800 Pa,则水对杯底的压力F=pS=800 -42 Pa×50×10 m=4 N,而杯子对桌面的压力为杯与水的总重即F′=0.6 kg×10 N/kg=6 N,压强为 p′ 3 3 ===1×10 Pa. 3 11.如图所示,一种卫生间的地漏结构像是一个“扣碗”倒扣在水杯上.当存水杯中的水满后,由 连通器 原理可知,水就会从下水管流出.而下水管中的“异味”却不能通过地漏进入室内,若下水道堵塞了,可以用吸盘疏通,这是利用了 大气压 的作用. 解析:由地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,构成连通器,当存水杯中的水满后,由连通器原理可知,水就会从下水管流出,而下水管中的“异味”却不能通过地漏进入室内.皮碗堵住下水口,上下按压和提拉皮碗,能将皮碗内的空气排出,使下水口间无空气,堵塞物在大气压的作用下被疏通. 12.如图所示,是小普同学利用自制的简易天平在家实验时的情景,请仔细观察,并根据图中信息可知,该液体的密度 32 为 0.9 g/cm;若烧杯的底面积为20 cm,装有此液体的烧杯对天平托盘的压强为 500 Pa.(g取10 N/kg) 解析:由题图可知:m烧杯=10 g,m总=100 g,V液=100 mL=100 cm; 3 ρ液====0.9 g/cm. 3 装有此液体的烧杯对天平托盘的压力 -3 F=G=m总g=100×10 kg×10 N/kg=1 N, 2 S底=20 cm,则装有此液体的烧杯对天平托盘的压强 p===500 Pa. 三、简答题(共6分) 13.小芸坐在临时停靠在道路右侧的轿车内,发现每当轿车旁边有其他汽车急速驶过时,轿车都会晃动一下,这让她很困惑,请用流体压强与流速关系原理解释这一现象. 解析:依据在流体中流速越大的位置,其压强越小来分析解答. 答案:当轿车旁边有其他汽车急速驶过时,两车之间的气流通道变窄,流速变大,压强变小,小于两车外侧的压强,会形成向内的压力差,所以轿车会晃动一下. 四、实验探究题(14题15分,15题8分,共23分) 14.晓宇设计了用吸盘测量大气压值的实验,请帮助晓宇做好以下工作: (1)请补充完整该实验的相关步骤. ①如图所示,将蘸水的塑料吸盘压在光滑的水平板上,挤出里面的 空气; ②用小桶通过细绳与吸盘挂钩相连接,向小桶中缓慢注入细沙,直到恰好脱离板面; ③用天平测出细沙和小桶的质量M; ④用刻度尺 测量塑料吸盘的半径r ; ⑤大气压强表达式为 p= . (2)本实验存在误差的原因是(写出两个): ① 吸盘内有空气 ; ② 测量塑料吸盘的半径r有误差(合理即可) . (3)晓宇和同学决定对这个实验进行改进,找来约12 m长的透明细软橡胶管、水盆、足够长的卷尺、细绳、铁夹及足量的水,用这些器材测出了当天的大气压值,请你简述实验过程及所需测量的物理量并写出大气压强的表达式. ①将橡胶管注满水,用两个铁夹夹紧橡胶管的两端,一端浸没于装有水的水盆中,另一端用细绳提至10 m以上高处;②松开橡胶管底部的铁夹,待橡胶管内水面下降至静止时,用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度,记为h;③表达式p=ρ水gh. 2 解析:(1)用刻度尺测量塑料吸盘的半径r,吸盘的面积S=πr;吸盘脱离水平板时,大气压对吸盘的压力等于小桶和 细沙的重力,即F=G=Mg;大气压强p==;(2)本实验存在误差的原因有吸盘内有空气;吸盘及挂钩、细绳的重量; 测量吸盘的半径误差较大;吸盘受到大气压强的面积不同;桶和注入细沙的重量大于吸盘所受大气压力;吸盘脱离水平板后还有少许细沙注入等原因;(3)①将橡胶管注满水,用两个铁夹夹紧橡胶管的两端,一端浸没于装有水的水盆中,另一端用细绳提至 10 m以上高处;②松开橡胶管底部的铁夹,待橡胶管内水面下降至静止时,用卷尺测出水盆内水面至水柱上表面的竖直高度,记为h;③表达式p=ρ水gh. 15.如图所示,是用压强计探究液体内部压强的情景. (1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强 越大 (选填“越大”或“越小”); (2)比较(甲)图、(乙)图和(丙)图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 ; (3)在(乙)图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随 深度 的增加而增大; (4)在(乙)图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的 高度差变大 . 解析:(1)把水的内部压强的大小转换成U形管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大. (2)比较(甲)图、(乙)图和(丙)图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等.可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等. (3)在(乙)图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U形管两边液面的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大. (4)在(乙)图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,密度变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差变大. 五、计算题(共10分) 2 16.如图所示,在水平桌面上有一个薄壁玻璃杯,它的质量为0.2 kg、底面积为0.01 m、高为0.12 m.玻璃杯内装有1 kg的水.(g取10 N/kg) (1)求水对玻璃杯底部的压强; (2)把一块实心的合金放入玻璃杯中,玻璃杯溢出了0.2 L的水,玻璃杯对桌面的压强变为原来的 2倍,求合金的密度. 解析:(1)玻璃杯中水的重力为 G水=m水g=1 kg×10 N/kg=10 N, 水对玻璃杯底部的压强 p===1 000 Pa. (2)溢出的水的质量为 33-33 m溢=ρ水V溢=1.0×10 kg/m×0.2×10 m=0.2 kg, 玻璃杯对桌面的压强变为原来的2倍, 可知玻璃杯、剩余的水、合金的总质量为原来水与玻璃杯总质量的2倍,即 m合+m杯+(m水-m溢)=2(m杯+m水), 可得合金的质量m合=1.4 kg, 合金的体积为 -432-33-43 V=V溢+Sh杯-V水=2×10 m+0.01 m×0.12 m-1.0×10 m=4×10 m, 合金的密度为 ρ= ==3.5×10 kg/m. 3 3 33 答案:(1)1 000 Pa (2)3.5×10 kg/m