一、初中物理压力与压强问题
1.如图所示,质量和高度都相等的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,甲的底面积大于乙的底面积。现按不同方法把甲、乙分别切下一部分,并将切下部分叠放到对方剩余部分的上方,其中可能使甲对地面的压强大于乙对地面的压强的方法是( )
A.沿水平方向切去相等的质量 C.沿水平方向切去相等的厚度 【答案】B 【解析】 【详解】
甲乙两个实心圆柱体,高度相同,甲的底面积小于乙的底面积,根据圆柱体体积公式V=Sh,分析可得V甲?V乙,又因为甲乙质量相等,根据公式ρ=
B.沿水平方向切去相等的体积 D.沿竖直方向切去相等的质量
m,可得ρ甲?ρ乙。 VA.若沿水平方向切去质量相等的部分,则甲乙剩余部分质量仍相等,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,总质量相等,总重力相等,对地面压力相等,根据压强公式p=可知,因为S甲?S乙,所以p甲?p乙,故A错误;
B. 沿水平方向切去体积相等的部分,因为得ρ甲?ρ乙,根据公式m=ρV,所以切掉的部分甲的质量大于乙的质量,剩余部分甲的质量小于乙的质量,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,此时甲的总质量小于乙的总质量,甲的总重力小于乙的总重力,甲对地面压力小于乙对地面压力,而S甲?S乙,根据压强公式p=对水平面的压强,故B正确;
C. 沿水平方向切去厚度相等的部分,因为甲乙质量相等,所以ρ甲V甲=ρ乙V乙,ρ甲S甲h甲=ρ乙S乙h乙,因为h甲=h乙,所以ρ甲S甲=ρ乙S乙,设切掉的厚度为?h,则有ρ甲S甲?h=ρ乙S乙?h,即切掉的部分质量相等,则甲乙剩余部分质量仍相等,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,总质量相等,总重力相等,对地面压力相等,根据压强公式p=
甲
FSF,此时甲对水平面的压强可能小于乙SF可知,因为SS?S乙,所以p甲?p乙,故C错误;
m''''可知,剩余部分体积V甲?V乙,因为h甲=h乙,所以剩余部分底面积S甲?S乙,?F'',因为S甲?S乙,所以p甲?p乙,故D错误。 SD. 沿竖直方向切去质量相等的部分,则剩余部分质量质量仍相等,因为ρ甲?ρ乙,根据公式V=
将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,总质量相等,总重力相等,对地面压力相等,根据压强公式p=故选B。
2.如图所示,底面积不同、自重相等的两个薄壁圆柱形容器A、B(SA A.p甲=p乙;F甲>F乙 C.p甲>p乙;F甲>F乙 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 B.p甲>p乙;F甲=F乙 D.p甲>p乙;F甲 已知底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,容器对水平桌面的压力相等,容器的重力相同,所以液体的重力相同,由于是直圆柱形容器,液体对各自容器底部的压力等于液体的重力,所以液体对各自容器底部的压力相同,则 G甲=G乙 由G=mg可知 m甲=m乙 由图可知 V甲<V乙 由ρ= m可知 Vρ甲>ρ乙 剩余液体的液面到容器底部的距离均为h,根据p=ρgh可得剩余液体对各自容器底部的压强关系 p甲>p乙 由图可知,当剩余液体的液面到容器底部的距离均为h时,剩余甲液体的体积大于原来体积的一半,剩余乙液体的体积约为原来体积的一半,由 F=G=mg=ρVg 可知 F甲>F乙≈ 1G甲 21G乙 2原来两液体的重力 G甲=G乙 所以可知剩余液体对各自容器底部的压力 F甲>F乙 故选C。 3.下列说法正确的是( ) A.甲图中订书器的手柄部分比较宽大是为了减小压力 B.乙图中给鸡自动喂水装置当瓶中水流出时瓶内气压大于大气压强 C.丙图中水对坝底的压强大小取决于水的深度 D.丁图中水塔与水龙头一定构成连通器 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.订书器的手柄部分比较宽大是在压力一定时,增大受力面积减小压强,故A错误; B.乙图中给鸡自动喂水装置当瓶中水流出时,瓶内空气和水的压强之和大于外界的大气压强,使水流出,故B错误; C.水的压强随深度的增大而增大,故C正确; D.根据连通器的定义可知,如果水龙头关闭或者水管的上端封闭,就不是连通器了,故D错误。 故选C。 4.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。 5.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?