一、初中物理压力与压强问题
1.如图是甲、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.4:1 B.8:1 C.1:2 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,当甲的体积为1cm3时,质量为8g,所以甲的密度为
?甲=
m甲=8g=8g/cm3V甲1cm3 当乙的体积为4cm3时,质量为4g,所以乙的密度为
?m乙乙=
V=4g
=1g/cm3 乙4cm
3所以
?甲: ?乙=8:1 由?=
mV可得,V=m?, m甲:m乙=1:1,则甲乙的体积为
m甲V甲V=?甲m=m甲??乙=1?11=18
乙乙?甲m乙8?乙因为V=L3,所以边长(高)之比
h甲:h乙=1:2
正方体对地面的压强
p=
FGS=S=mgS=?VgS=?shgS
=ρgh 两正方体A、B对水平地面的压强之比
p?甲gh甲甲:p乙=
?=8?1=4:1 乙gh乙1?2故选A。
D.2:1
2.某检验人员在盛放密度分别为ρ甲、ρ乙、ρ丙的硫酸铜溶液试管中,分别滴入一滴体积相同的同一感染者的血液,一段时间后出现了如图所示的情形。则下列分析正确的是( )
A.血液滴在甲试管中受到的浮力最小 B.硫酸铜溶液中ρ甲密度最大
C.血液滴在丙试管中受到的重力等于排开硫酸铜溶液的重力 D.三个试管底部受到硫酸铜溶液的压强相等 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
A.同一感染者体积相同的一滴血液的重力相同,甲中血液漂浮,浮力等于重力;乙中血液悬浮,浮力等于重力;丙中血液沉底,浮力小于重力,所以
F甲=F乙>F丙
故A错误;
B.当物体密度小于液体密度时,物体漂浮,故感染者血液的密度小于ρ甲;当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与 ρ乙相同;当物体密度大于液体密度时,物体下沉,故感染者血液的密度大于ρ丙;故硫酸铜溶液中ρ甲密度最大,故B正确;
C.血液滴在丙试管中下沉,故受到的重力大于排开硫酸铜溶液的重力,故C错误; D.当物体密度与液体密度相同时,物体将悬浮在液体中,血液滴在乙中悬浮,故感染者血液的密度与 ρ乙相同,当血液滴漂浮时,硫酸铜溶液的密度大于血液的密度,当血液滴下沉时,硫酸铜溶液的密度小于于血液的密度,可知
ρ甲>ρ乙>ρ丙
由图知液面相平,由公式p=ρgh可得
p甲>p乙>p丙
故D错误。 故选B。
3.如图所示,把一根两端开口的细玻璃管,通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中,从管口向瓶内吹入少量气体后,瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h。把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施使瓶子温度保持不变),观察到管内水柱的高
度发生了变化,如表所示,根据实验现象下列判断错误的是( )
楼层 管内与瓶内水面的高度差/cm 1 5 2 5.3 3 5.7 4 6 5 6.3
A.往瓶内吹气后,瓶内气压大于瓶外大气压 B.水柱高度h增大,说明大气压增大了
C.上楼的过程中,给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响 D.水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大 【答案】B 【解析】 【详解】
A.往瓶内吹气后,瓶内气压是变大的,逐渐大于瓶外大气压,A正确,不合题意; B.瓶内气压是不变的,而水柱高度h增大,说明外界大气压是减小了,B错误,符合题意;
C.上楼的过程中,给瓶子保温,以免温度影响瓶内气压,避免温度对测量结果的影响,C正确,不合题意; D.由题意可知
p内??水gh?p外
可得到
?p?p内-p外??水gh
所以水柱高度h越大,瓶内外的气体压强差越大,D正确,不合题意。 故选B。
4.如图,底面积为100cm2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。体积为2×10-3m3的木块A漂浮在水面上,有2/5的体积露出水面,如图甲。现将一底面积为25cm2、体积为250cm3的合金块B放在木块A上方,木块A恰好有4/5的体积浸入水中,如图乙。再将B从A上取下来,直接放入容器中,如图丙。下列说法正确的是()
A.木块A受到的重力为8N
B.丙图中,水对容器底部的压强相对于乙图减小了150Pa C.合金块B的密度为3.2×103kg/m3
D.丙图中,物块B对容器底部的压强为1600Pa 【答案】B 【解析】 【详解】
A.体积为2×103cm3的木块A漂浮在水面上,有为:
2的体积露出水面,则排开水的体积53V排??2?103cm3?1.2?103cm3?1.2?10?3m3
5由阿基米原理F浮A??水gV排,根据漂浮的特点:
GA?F浮A①
故物体的重力:
GA??水gV排?1.0?103kg/m3?10N/kg?1.2?10?3m?12N
故A项错误;
BC.在图乙中,由漂浮的特点:
GB?GA?F?浮A②
②-①得:
GB??F浮A
由阿基米德原理:
43?F浮A??水g?V排A?1.0?103kg/m3?10N/kg?(?)?2?10?3m3?4N
55故GB?4N,合金块B的密度为:
?B?GB4N??1.6?103kg/m3 ?63gVB10N/kg?250?10m乙图中,AB都处于漂浮状态,而丙中,A仍漂浮,B沉于容器底部,乙图中:
F浮B?GB
丙中B受到的浮力:
F浮B???水gVB<GB
故两图相比,B受到的浮力减小了:
?FB?GB??水gVB?4N?1.0?103kg/m3?10N/kg?250?10?6m3?1.5N③
由阿基米德原理,即排开水的重力减小了1.5N,因为柱形容器,故水对容器底部的压力减小了1.5N,水对容器底部的压强相对于乙图减小:
?p?故B项正确, C项错误;
?F1.5N??150Pa S100?10?4m2D.以B为研究对象,受到的重力和浮力及容器底部对其的支持为平衡力,故有:
GB?F浮B??F???水gVB?F?
由③得:
F??GB??水gVB?1.5N
由力的相互性,物块B对容器底部的压力为1.5N,物块B对容器底部的压强为:
pB?故D项错误。
F?1.5N??600Pa SB25?10?4m2
5.如图所示,实心均匀正方体甲、乙放置在水平地面上,它们对地面的压强相等。现沿竖直方向切去相同厚度d后,并将切去部分放置在对方剩余部分的上表面,它们对地面的压强变为p甲、p乙,则( )
A.p甲一定大于p乙 C.p甲一定等于p乙 【答案】A 【解析】 【详解】
B.p甲可能小于p乙 D.p甲可能等于p乙
G甲G乙甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上时对水平地面的压强相等,则3=3,设a
a甲a乙甲
=5cm,a乙=10cm,截去厚度为2cm, 则G甲=
1G乙,叠放在对方剩余部分的上方后的压8强
32G甲?G乙G1G乙G甲18G甲11G甲甲510p甲==3+?3=3+×3=?3 333a甲a甲3a甲a甲3a甲a甲5