一、初中物理压力与压强问题
1.甲、乙、丙三个相同的柱形容器分别盛有不同液体,均放在水平桌面中央。将同—正方体物体先后放入这三个容器中,所处的位置如图所示。则下面判断正确的是()
A.比较物体所受到的浮力,则F浮甲 A.根据题图可知,物体分别处于漂浮和悬浮状态,此时浮力都是等于重力的,因为是同一物体,因此所受浮力应相等,A不符合题意; B.根据图示的状态甲容器露出液面最多,丙为悬浮,则甲中液体密度最大,乙次之,丙中最小,因为液面高度相同,因此甲液体体积最大,丙液体体积最小,因此甲液体重力最大,丙液体重力最小,所以甲对桌面压力最大,丙对左面压力最小,因此p甲>p乙>p丙,B符合题意; C.甲密度最大,深度相同,因此甲对容器底部压强最大,则甲对容器底部压力也最大,C不符合题意; D.根据浮力产生原因可知,甲、乙下表面所受压力相等,则其下表面所受压强也相等,D不符合题意。 2.如图所示,底面积均为100cm2的薄壁容盤甲和乙(不计容器质量),里面分别装有质量均为2kg的水和另一种液体,液面相平。把一物块浸没在甲客器的水中、水未溢出,甲容器中水面上升5cm,水对容器底部的压强增加量与容器对地面的压强增加量之比为1:3:当把另一完全相同的物块浸没在乙容器的液体中,液体未溢出。则下列结论不正确的是( ) A.物块的密度等于3×103kg/m3 B.乙容器中液体密度小于甲容器中液体密度 C.乙容器对地面压强为3.5×103Pa D.甲容器对地面的压力增加了15N 【答案】A 【解析】 【详解】 A.由p=ρgh知道,水对甲容器底部的压强增加量是: ?p容器底??g?h?1?103kg/m2?10N/kg?0.05m=500Pa, 由于水对容器底部的压强增加量与容器对地面的压强增加量之比为1:3,所以,容器对地面的压强增加量是: ?p甲地面=3?p容器底=3?500Pa=1500Pa, 由于甲容器对地面的压强为固体产生的,即 G物?p甲地面==1500Pa, S所以,物体的重力是: G物=mg=1.5×103 Pa×100×10-4 m2 =15N, 因为甲容器上小下大,所以,物体实际的体积: V<hS=0.05m×100×10-4 m2 =5×10-4 m3, 即物体的密度, ?物?m物G物15g33=??3?10kg/m, VVg10N/kg?5?10?4m3故A错误,符合题意; B.由图知道,甲乙两容器中的液体的体积小于水的体积,又因为质量相同,根据 ??m,故液体的密度小于水的密度,即ρ液 <ρ水,故B正确,不符合题意; VF=G=mg=2kg×10N/kg=20N, C.根据题意知道,乙容器中的液体对容器底部的压力等于其重力: 乙容器原来对地面压强是: p乙地面?FG2kg?10N/kg=?=2000Pa, 2SS100cm由于当把另一完全相同的物块浸没在乙容器的液体中,液体未溢出,所以,乙容器后来对地面压强是: p乙地面??p乙地面??p甲地面=1500Pa+2000Pa=3500Pa, 故C正确,不符合题意; D.由于物体的重力是15N,所以,甲容器对地面的压力增加了15N,故D正确,不符合题意。 3.如图所示,圆柱形容器分别盛有甲、乙两种质量相等的液体,其中V甲大于V乙,液体 对容器底部的压强p甲小于p乙。若从容器内分别抽出部分液体甲和乙,此时,甲、乙对容 器底部的压强分别为p甲′、p乙′,甲、乙剩余部分的体积分别为V甲′、V乙′,下列说法正确的是( ) A.若p甲′小于p乙′,则V甲′一定等于V乙′ B.若p甲′小于p乙′,则V甲′一定小于V乙′ C.若p甲′大于p乙′,则V甲′一定大于V乙′ D.若p甲′大于p乙′,则V甲′一定小于V乙′ 【答案】C 【解析】 【详解】 由题意可知,m甲?m乙,V甲?V乙,那么可知?甲??乙;若从容器内分别抽出部分液体甲 ''''和乙,则剩余液体对各自容器底部的压强是p甲??甲gh甲、p乙??乙gh乙; AB.若p甲′小于p乙′,又因?甲??乙,即 ''?甲gh甲??乙gh乙 '''''可知道h甲可以大于小于或等于h乙,由于S甲?S乙,那么V甲可能等于V乙,也可能V甲大于'V乙,A、B错误; CD.若p甲′大于p乙′,又因?甲??乙,即 ''?甲gh甲??乙gh乙 ''''可知h甲?h乙,由于S甲?S乙,那么V甲一定大于V乙,C正确,D错误。 4.甲、乙两完全相同的烧杯中装有不同液体,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示。液体对两个物体下底面的压强分别是p甲、p乙,容器对水平桌面的压力分别是F甲、F乙。下列判断正确的是( ) A.p甲?p乙 F甲?F乙 C.p甲?p乙 F甲?F乙 【答案】C B.p甲>p乙 F甲?F乙 D.p甲>p乙 F甲?F乙 【解析】 【分析】 【详解】 由图可知,甲烧杯中的物体漂浮在液体中,乙烧杯中的物体悬浮在液体中,所以甲烧杯中的物体和乙烧杯中的物体所受的浮力都等于物体的重力,即 F浮甲?F浮乙?G物 又根据压强与浮力关系,可知 F浮甲?p甲底S F浮乙?p乙底S?p乙顶S 则 p甲底S?p乙底S?p乙顶S 即 p乙顶?p乙底?p甲底?0 故p甲?p乙;因为甲烧杯中的物体浸入液体的体积小于乙烧杯中的物体浸入液体的体积,根据公式 F浮??液gV浸 可知甲液体的密度大于乙液体的密度;两烧杯对水平桌面的压力分别为 F甲?G容?G物?G甲液?G容?G物??甲g(hS容?V甲浸) F乙?G容?G物?G乙液?G容?G物??乙g(hS容?V乙浸) 由于 F浮甲??甲gV甲浸?G物 F浮乙??乙gV乙浸?G物 则 F甲?G容??甲ghS容 F乙?G容??乙ghS容 因为?甲>?乙,则 F甲?F乙 故选C。 5.在测量大气压的实验中,为消除活塞与针筒间的摩擦力对实验的影响,某同学采用了图示装置,将注射器筒固定在水平桌面上,把活塞推至注射器筒底端,用橡皮帽封住注射器的小孔,活塞通过水平细线与烧杯相连,向烧杯中缓慢加水,当活塞刚开始向左滑动时,测得杯中水的质量为880 g;然后向外缓慢抽水,当活塞刚开始向右滑动时,测得杯中水的质量为460 g,烧杯质量为100 g,活塞面积为7×10-5 m2,g取10 N/kg,轮轴间的摩擦和细 线重力不计,则所测大气压的值应为( ) A.1.26×105 Pa C.1.01×105 Pa 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 B.1.10×105 Pa D.0.96×105 Pa 当注射器中的活塞开始向左滑动时,此时活塞所受摩擦力与大气压力方向向右,可得: pS+f=m1g=9.8N; 当注射器中的活塞开始向右滑动时,此时活塞受摩擦力向左,受大气压力向右,可得: pS-f=m2g=5.6N; 联解上述两个关系式,可得: pS=7.7N, 故 p= 故应选B。 7.7N?1.10×105Pa, ?527?10m 6.如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的轻质圆柱形容器放置在水平地面上,他们对地面的压强相等。现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出部分乙, 且甲、乙质量的变化量相等。若甲切去部分高度为Δh 甲,乙抽出部分高度为Δh 乙,它们剩余部分的质量分别为 m′ 甲 、m′乙,则( ) A.Δh 甲>Δh 乙,m′甲<m′乙 C.Δh 甲<Δh 乙,m′甲>m′乙 【答案】C 【解析】 【详解】 因为甲为规则圆柱体,乙为规则容器,则甲对地面的压强:p甲=ρ甲gh甲,乙对容器底的压强:p乙=ρ乙gh乙,因为他们对地面的压强相等,即:p甲=p乙,所以ρ甲h甲=ρ乙h乙,由图可知:h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;因为甲、乙质量的变化量相等,即Δm甲=Δm乙,所以 ρ甲 B.Δh 甲>Δh 乙,m′甲>m′乙 D.Δh 甲<Δh 乙,m′甲<m′乙