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中学理科「圧力の定期テスト予想問題」

中学理科「圧力の定期テスト予想問題」です。

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圧力の定期テスト予想問題

図のように、質量1.2kgのレンガをスポンジの上に置いた。100gの物体にはたらく重力の大きさを1.0Nとして、次の各問いに答えよ。
圧力の問題図

(1)レンガのA~C面をそれぞれ下にしてスポンジに上に置いたとき、レンガがスポンジに加える力の大きさについて正しく述べているものを一つ選び、記号で答えよ。
ア Aが最も大きい  イ Bが最も大きい
ウ Cが最も大きい  エ どれも変わらない

(2)スポンジのへこみが最も小さいのは、A~Cのどの面を下にしたときか。記号で答えよ。また、そのときの圧力は何N/m²か。

(3)スポンジのへこみが最も大きいのは、A~Cのどの面を下にしたときか。記号で答えよ。また、そのときの圧力は何Paか。

(4)スポンジのへこみが最も小さいときの圧力を、スポンジのへこみが最も大きいときと同じにするには、レンガの上に何kgのおもりを乗せる必要があるか。

(5)次の文は、圧力についてまとめたものである。文中の( )に適する語を入れよ。

圧力の大きさは、面積が変わらない場合、力の大きさに( ① )する。また、圧力の大きさは、力の大きさが変わらない場合、面積に( ② )する。

圧力の定期テスト予想問題の解答・解説

(1)

レンガの置き方を変えると、レンガがスポンジにあたえる圧力は変化しますが、力の大きさはすべて12Nで変化しません。

(2)記号:A 圧力:600N/㎡

スポンジのへこみ方が最も小さいので、圧力が最も小さくなっています。スポンジと触れ合う面積が最も大きいとき圧力は最も小さくなるので、A面を下にしたとき圧力が最も小さくなります。圧力N/㎡は、N÷㎡で求められるので、
1.2kg=1200g=12N
0.2m×0.1m=0.02㎡
12N÷0.02㎡=600N/㎡

(3)記号:C 圧力:2400Pa

スポンジのへこみ方が最も大きいので、圧力が最も大きくなっています。スポンジと触れ合う面積が最も小さいとき圧力は最も大きくなるので、C面を下にしたとき圧力が最も大きくなります。圧力Paは、N÷㎡で求められるので、
1.2kg=1200g=12N
0.05m×0.1m=0.005㎡
12N÷0.005㎡=2400N/㎡=2400Pa

(4)3.6kg

スポンジのへこみ方が最も大きいときの圧力は、へこみ方が最も小さいときの圧力の何倍になっているかを求めます。
2400N/㎡÷600N/㎡=4倍
圧力が4倍違うので、同じ大きさの圧力にするには質量を4倍にする必要があります。
1.2kg×4=4.8kg
レンガ自体の重さを引いて、レンガの上に乗せるおもりの質量を求めると
4.8kg-1.2kg=3.6kg

(5)①比例 ②反比例

圧力の大きさは、面積が変わらない場合、力の大きさに比例し、力の大きさが変わらない場合、面積に反比例します。

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