备战中考物理易错题专题复习-压力与压强问题练习题附答案
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一、初中物理压力与压强问题
1.如图所示,底面积为50cm 2、高为13cm 、质量为100g 的平底圆柱形容器(厚度不计),将一个质量为250g 、体积为200cm 3的实心小球置于水平桌面上,放入小球之前容器内水的深度为10cm ,将小球放入水中静止后,下列说法正确的是( )
A .水对容器底部的压强为1400Pa
B .小球受到的浮力为2.5N
C .水对容器底部的压力为5N
D .容器对桌面的压强为1600Pa
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A .小球的密度为
3
3
250g 1.25g/cm 200cm m V ρ=
=
=球球球
由于小球的密度大于水,故放在容器中时会沉底;假设无水溢出时,将小球放入水中静止后,水面上升高度为
3
2
200cm 4cm 50cm V h S ∆===球
容
此时容器中水的高度为
0.1m+0.04m 0.14m h h h '=+∆==
由于容器高为0.13m ,故溢出水的高度为0.01m ;根据液体压强公式,可知水对容器底部的压强为
331.010kg/m 10N/kg 0.13m 1300Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=
故A 错误;
B .根据阿基米德浮力公式,可知小球受到的浮力为
33631.010kg/m 10N/kg 20010m 2N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=球
故B 错误;
C .由液体压强公式可知,水对容器底部的压力为
431300Pa 5010m 6.5N F pS -'==⨯⨯=
故C 错误;
D .容器对桌面的压力等于容器重力、水的重力与小球的重力之和,即
F G G G =++压水球容
而
0.1kg 10N/kg 1N G m g ==⨯=容容
33263() 1.010kg/m 10N/kg (0.13m 0.005m 20010m ) 4.5N G g V V ρ-=-=⨯⨯⨯⨯-⨯=水球
0.25kg 10N/kg 2.5N G m g ==⨯=球球
即
1N 4.5N 2.5N 8N F =++=压
则容器对桌面的压强为
428N 1600Pa 5010m
F p S -=
==⨯压压 故D 正确。
故选D 。
2.将质量相等且分布均匀的圆柱体甲、乙放在水平面上。
若沿水平方向均切去高度∆h ,甲、乙剩余部分对地面的压强p '与切去部分高度∆h 的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A .甲、乙初始高度h 甲<h 乙
B .甲、乙初始压强p 甲<p 乙
C .ρ甲>ρ乙
D .沿水平方向切去相同的质量,甲、乙剩下部分对地面的压强一定是p p ''
<甲乙
【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .由图可知,当沿水平方向均切去高度∆h 时,压强最先变为0的是乙,说明乙的高度小于甲的高度,故A 错误;
B .当∆h =0时,根据图可以看出甲的压强大于乙的压强,故B 错误;
C .切去相同的高度h ∆,则减小的压强为ΔΔp ρg h =,根据图像可以看出切去相同的高度,甲减少的压强大于乙减少的压强,所以根据ΔΔp ρg h =可得甲的密度大于乙的密度,故C 正确;
D .因为初始压强甲的压强大于乙的压强,且甲和乙的质量相同,所以甲和乙对地面的压力相同,根据公式F
p S
=
得,甲的底面积小于乙的底面积,甲和乙的质量相同,所以甲和乙对地面的压力相同,切去相同的质量,则减小的压力相同,所以剩余部分甲和乙对地面
的压力相等,因为甲的底面积小,根据公式F
p S
=得甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强,故D 错误。
故选C 。
3.甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深.将它们沿水平方向切去一部分后,剩余部分对海绵的凹陷程度如图所示,则
A .甲切去的质量一定比乙小
B .它们切去的质量一定相同
C .甲切去的高度一定比乙大
D .它们切去的高度一定相同 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
甲、乙两个实心正方体物块放在相同的海绵上,甲的凹陷程度比较深, 所以,P 甲>P 乙,
而F G m g ==甲甲甲,F G m g 乙乙乙==,
所以,m g m g
S S =甲乙甲乙
将它们沿水平方向切去一部分后,海绵的凹陷程度相同,则甲乙对海绵压强相等,
P 甲剩=P 乙剩,即:m g m g
m g m g S S --=乙甲乙剩甲切甲乙
所以,m 甲切>m 乙切,故AB 错误;
放在水平面上的柱体的压强可用P ρgh =求解. 因为P 甲剩=P 乙剩,
所以,gh gh ρρ=甲乙甲剩乙剩, 由图可知,h h 甲剩乙剩>,所以ρρ<甲乙. 因为m 甲切>m 乙切,V Sh =,m V ρ=
所以:m m g g S S >甲切乙切甲乙,即:S h g S h g S S ρρ>甲甲乙乙甲切乙切甲乙
所以,h 甲切>h 乙切,C 正确,D 错误. 故选C.
4.如图,底面积为100cm 2的薄壁圆柱形容器盛有适量的水。
体积为2×10-3m 3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25cm 2、体积为250cm 3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/m 3
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2×103cm 3的木块A 漂浮在水面上,有2
5
的体积露出水面,则排开水的体积为:
333333210cm 1.210c 3
m 1.210m 5
V -=⨯⨯=⨯=⨯排
由阿基米原理A F gV ρ=浮水排,根据漂浮的特点:
A A G F =浮①
故物体的重力:
3331.010kg/m 10N/kg 1.210m 12N A G gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=水排
故A 项错误;
BC .在图乙中,由漂浮的特点:
B A A G G F +='浮②
②-①得:
B A G F =∆浮
由阿基米德原理:
33333
1.010kg/m 10N/kg 210m 4N 5
45A A F g V ρ-∆=∆=⨯⨯⨯-⨯⨯=浮水排()
故4N B G =,合金块B 的密度为:
33
63
4N 1.610kg/m 10N/kg 25010m B B B G gV ρ-=
==⨯⨯⨯
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:
B B F G =浮
丙中B 受到的浮力:
B B B F gV G ρ'=浮水<
故两图相比,B 受到的浮力减小了:
33634N 1.010kg/m 10N/kg 25010m 1.5N B B B F G gV ρ-∆=-=-⨯⨯⨯⨯=水③
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:
42
150Pa 100110m .5N
S F p -∆∆=
==⨯ 故B 项正确, C 项错误;
D .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:
B B B G F F gV F ρ='+'=+'浮水
由③得:
1.5N B B F G gV ρ'=-=水
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:
42
1.5N 600Pa 2510m B B F p S -'=
==⨯ 故D 项错误。
5.如图所示,A 、B 两个柱形容器(S A >S B ,容器足够高),分别盛有质量相同的甲、乙两种液体,则下列说法正确的是( )
A .分别向A 、
B 容器中倒入相同质量的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强 p 甲可能等于 p 乙
B .分别从A 、B 容器中抽出相同体积的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强 p 甲一定大于 p 乙
C .分别向A 、B 容器中倒入相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压力 F 甲一定小于 F 乙
D .分别从A 、B 容器中抽出相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强 p 甲一定大于 p 乙 【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】
由题知
m甲=m乙
根据重力大小公式G=mg得
G甲=G乙
由图可知
h甲>h乙,V甲>V乙
由密度公式
m
V
ρ=得
ρ甲<ρ乙
由于是柱形容器,有V=hS,根据液体压强公式p=ρg h、压强定义式
F
p
S
=和密度公式
m
V
ρ=可得,液体对容器底面压力为
F=pS=ρghS=ρVg=mg=G 则液体对容器底部的压强为
p=G S
又根据S A>S B,得
p甲<p乙
A.分别向A、B容器中倒入相同质量的甲、乙液体后,有
m甲’=m甲+Δm,m乙’=m乙+Δm
根据m甲=m乙得
m甲’=m乙’
则可得出
p甲′<p乙′
故A错误;
B.分别从A、B容器中抽出相同体积的甲、乙液体后,
m甲’=m甲-ΔVρ甲,m乙’=m乙-ΔVρ乙
根据m甲=m乙,ρ甲<ρ乙得
m甲’>m乙’
则
G甲’>G乙’
故无法得出p甲′与p乙′的确定关系,故B错误;
C.分别向A、B容器中倒入相同高度的甲、乙液体后,
m甲′=m甲+ρ甲ΔhS甲,m乙′=m乙+ρ乙ΔhS乙故
G甲′=G甲+ρ甲gΔhS甲,G乙′=G乙+ρ乙gΔhS乙则
p甲′=p甲+ρ甲gΔh,p乙′=p乙+ρ乙gΔh
根据p甲<p乙,ρ甲<ρ乙得
p甲+ρ甲gΔh<p乙+ρ乙gΔh
即
p甲′<p乙′
故C正确;
D.分别从A、B容器中抽出相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强
m甲′=m甲-ρ甲ΔhS甲,m乙′=m乙-ρ乙ΔhS乙
故
G甲′=G甲-ρ甲gΔhS甲,G乙′=G乙-ρ乙gΔhS乙
则
p甲′=p甲-ρ甲gΔh,p乙′=p乙-ρ乙gΔh
故无法得出p甲′与p乙′的确定关系,故D错误。
故选C。
6.在一底面积为200cm2,质量为200g,厚度不计的柱型容器中装入5000mL的热水,将一个一端开口并装有10g冷水的玻璃瓶(未装满)倒放入容器中,玻璃瓶刚好悬浮在容器下方,如图甲所示,空玻璃瓶的质量为20g;过一段时间后,发现玻璃瓶上浮,最终浮在水面上,如图乙所示。
不考虑水的蒸发和热胀冷缩,水没有溢出,下列有关说法中正确的是()
A.玻璃瓶漂浮时桌面受到的压强大于玻璃瓶悬浮时桌面受到的压强
B.玻璃瓶漂浮时水体对容器底部的压强大于玻璃瓶悬浮时水对容器底部的压强
C.图乙中此时水对容器底部的压强为2515Pa
D.图乙中此时容器对桌面的压强为2610Pa
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由公式p=F
S
可知,桌面受到的压强取决于压力和受力面积,而受力面积不变,压力则
等于装置的总重力。
无论玻璃瓶漂浮或悬浮,装置的总重力不变,因此,两种情形下桌面受到的压强大小不变,故A错误;
B.由于容器是柱形的,且玻璃瓶处于悬浮或漂浮状态,所装液体对底面的压力等于液体
与其中漂浮或悬浮物的总重力,无论玻璃瓶漂浮或悬浮,水和瓶子的总重力不变,因此,两种情形下,水对容器底部的压力相等,容器底面积不变,由p =F
S
可知水对容器底部的压强相等,故B 错误; C .容器中所装热水的质量
m =ρ水V =1.0×103kg/m 3⨯5000×10-6m 3=5kg
图乙中此时水对容器底部的压强为
p =
F S =
G S =mg S =()425kg 0.01kg 0.02kg 10N /kg 20010m
-++⨯⨯=2515Pa 故C 正确;
D .图乙中此时容器对桌面的压强为
p ′=
F S '=
G S '=m g S '=()425kg 0.2kg 0.01kg 0.02kg 10N /kg 20010m
-+++⨯⨯=2615Pa 故D 错误。
故选C 。
7.甲、乙两个均匀正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等。
若沿水平方向将甲、乙正方体上方截去,使甲、乙剩余部分的高度相同,如图所示,则剩余部分的质量m 甲、m 乙的关系是
A .m 甲一定大于m 乙
B .m 甲一定小于m 乙
C .m 甲可能小于m 乙
D .m 甲可能等于m 乙
【答案】A 【解析】 【详解】
根据压强公式和正方体知识得
m g F G Vg
P gh
s s s s
ρρ=
==== 所以有
===P gh P gh ρρ甲甲甲乙乙乙
因此
=h h ρρ甲甲乙乙
由图知
h h >甲乙
所以
22h h ρρ>甲乙
即
s s ρρ>甲甲乙乙
那么若沿水平方向将甲、乙正方体上方截去,使甲、乙剩余部分的高度相同,则剩余部分的质量m 甲、m 乙的关系为
==m s h m s h ρρ>甲甲甲乙乙乙
故选A 。
8.如图所示的两个容积相同的圆筒形容器,分别装满不同的液体,已知距容器底部距离相等的A 、B 两点处液体压强p A =p B ,则两容器底部所受的液体压力F 甲、F 乙和压强p 甲、p 乙的关系是( )
A .F 甲>F 乙,p 甲>p 乙
B .F 甲>F 乙,p 甲=p 乙
C .F 甲=F 乙,p 甲<p 乙
D .F 甲<F 乙,p 甲<p 乙
【答案】A 【解析】 【分析】
本题考察液体压强和压力的比较。
突破点是要明确液体压强公式中h 的意义,从而得到液体密度大小关系。
另外在比较容器底部受到的液体压强时,要分成上下两部分来考虑,上部分压强相等,下部分h 相等,从而得出结论。
【详解】
液体压强公式p gh ρ=中,h 表示待测点到自由液面的距离,因此A B h h <,而A B =p p ,所以A B ρρ>。
由于两容器容积相等,根据公式m
V
ρ=
,两液体的质量A B m m >,两容器底所受的液体压力等于液体重力,所以A B F F >;A 点下面液体产生的压强大于B 点下面液体产生的压强,而两容器中上部分液体产生的压强相等,所以容器底部受到的压强
A B p p >。
故选A
9.有两块完全相同的砖,每块重19.6N ,边长分别是20cm 、10cm 、5cm ,如图所示,那么A 对B 的压强是( )
A .3.92×103Pa
B .1.96×103Pa
C .3.96Pa
D .9.8×103Pa
【答案】A 【解析】
A 砖对
B 砖的压力等于A 砖的重力,即F=G=19.6N ; 两砖的受力面积S=5cm ×10cm=50cm 2=5×10-3 m 2; A 对B 的压强33
219.6P 3.9610510F N Pa S m
-=
==⨯⨯. 点睛:A 砖对B 砖的压力等于A 砖的重力,受力面积为两物体的实际接触面积.
10.水平桌面上放置一底面积为S 的薄壁圆筒形容器,内盛某种液体,将质量分别为
A m 、
B m 、
C m ,密度分别为A ρ、B ρ、C ρ的均匀实心小球A 、B 、C 放入液体中,A 球
漂浮、B 球悬浮、C 球下沉,如图所示,它们所受的浮力分别为F A 、F B 、F C 。
下列选项正确的是( )
A .若A
B
C m m m ==,则A B C F F F =< B .将C 球截去部分后,剩余部分可能上浮
C .只取出A 球,容器中液面的高度降低了A
B m S
ρ
D .三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了()A B C g m m m S
++ 【答案】C 【解析】 【分析】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
(1)当A B C m m m ==时三小球的重力相等,物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,据此判断三小球受到的浮力关系; (2)物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,将C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,据此判断剩余部分在液体中的状态;
(3)由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知液体的密度,小球A 漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理求出小球A 排开液体的体积,根据V Sh =求出只取出A 球时容器中液面的高度降低的高度;
(4)物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据m
V
ρ=
求出B 球和C 球排开液体的体积,进一步求出三球放入液体后排开液体的总体积,利用V Sh =求出容器内液体上升的高度,利用p gh ρ=求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
【详解】
由图可知,小球A 漂浮,小球B 悬浮,小球C 沉底;
A .若A
B
C m m m ==,则三个小球的重力相同,因物体悬浮或漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,物体下沉时受到的浮力小于自身的重力,则小球A 和B 受到的浮力等于自身的重力,小球C 受到的浮力小于自身的重力,则A B C F F F =>,故A 错误;
B .因物体的密度大于液体的密度时,物体沉底,则将
C 球截去部分后,剩余部分的密度不变,剩余部分一定仍沉底,故B 错误;
C .由物体的密度和液体的密度相等时悬浮可知,液体的密度为B ρ,小球A 漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,即
A A A F G m g ==浮
由浮排F gV ρ=
可得,小球A 排开液体的体积
A A A
A B B
F m g m V g g ρρρ=
==浮排液 只取出A 球,容器中液面降低的高度
A
A B A B m V m h S S S
ρρ∆=
==排
故C 正确;
D .因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,由m
V
ρ=可得,B 球和C 球排开液体的体积分别为
B
B B B
m V V ρ==
排,C
C C C
m V V ρ==
排
三球放入液体后,排开液体的总体积
C
A
B
A B C B
B
C
m m m V V V V ρρρ=++=
+
+
排排排排
容器内液体上升的高度
C
A
B
B
B
C m m m h V S S
ρρρ+
+
∆'==
排
三球放入液体前后,液体对容器底部的压强的变化量
C
A
B
B
B
C
C B A B C ()B m m m m g p g h g
m m S
S
ρρρρρρρ+
+
∆=∆'==++
液
故D 错误。
故选C 。
11.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。
若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度的部分,则它们对地面压力的变化量△F 甲、△F 乙的关系是( )
A .△F 甲一定大于△F 乙
B .△F 甲可能大于△F 乙
C .△F 甲一定小于△F 乙
D .△F 甲可能小于△F 乙
【答案】C 【解析】 【详解】
两个正方体的边长分别为h 甲和h 乙,h 甲<h 乙,由
p =
F S =
G S =mg S
=ρVg S =ρShg S =ρgh
可知,由于甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,对地面的压强相等,即:p 甲=p 乙,所以,
ρ甲gh 甲=ρ乙gh 乙,
在两正方体上部沿水平方向切去相同高度的部分,由于底面积不变,对地面的压力变化是切去的部分,即:
△F =ρ△Vg =ρS △h g =ρh 2△hg ,
则:
F F 甲乙=2
2h hg h hg ρρ甲甲乙乙 =h h 甲
乙
<1, 所以,△F 甲<△F 乙,故△F 甲一定小于△F 乙。
故选C 。
12.如图所示,轻质圆柱形容器A 、B 、C 分别盛有质量相同的不同液体(S A <S B <S c ),现有质量相同的甲、乙两实心物体(ρ甲>ρ乙),若选择其中一个物体放入某个容器中,物体浸没且液体没有溢出,此时液体对容器底部的压强为p 液,则( )
A .甲放入
B 中p 液最小 B .甲放入
C 中p 液最小 C .乙放入A 中p 液最大
D .乙放入B 中p 液最大
【答案】B 【解析】 【分析】
由题意可知,本题意在比较容器底受到液体压强的大小关系,可由压强的计算公式
F
p S
=
、液体内部压强的计算公式p gh ρ=液液、阿基米德原理、力的平衡、作用力与反作用力,综合进行分析判断,合理进行受力分析是解决此题的关键 【详解】 浸在液体中的物体,会受到竖直向上的浮力;由于力的作用是相互的,所以物体会对液体产生竖直向下的压力,相互作用力大小相等
1F F =压浮①
对杯中液体体进行受力分析:竖直向上的方向上,液体受容器底部的支持力F 支;竖直向下的方向上,受重力G 液和物体对其的压力1F 压,由力的平衡条件可得
1F G F =+压支液②
容器底部对液体的支持力F 支,和液体对容器底部的压力2F 压为相互作用力,其大小相等
2F F =压支③
由①②③式和阿基米德原理可得,液体对容器底部的压力为
2F F G V g G ρ=+=+压浮液液物液
若容器底面积为S ,则容器底受到液体的压强为
2m g
F V g
G V g
G G p S
S
S
S
S
S
ρρρρ+=
=
=
+
=+
物
液压液物液
液物液
液物
上式也可写成
m g G p S
S
ρρ=
+
液物液物
由于三容器中液体质量相等、物体质量也相等,由上式不难看出液体对容器底部压强的大小取决于ρ液、ρ物和容器底面积S 的大小关系;
AB .ρ液最小、ρ物最大、S 最大时,此时容器底部受到的液体压强最小,所以将甲放入C 中时容器受到的液体压强最小,故A 不符合题意,B 符合题意;
CD .ρ液最大、ρ物最小、S 最小时,此时容器底部受到的液体压强最大;但由图形不能判断出A 、B 中液体密度谁大谁小,故CD 不符合题意。
故选B 。
13.如图甲,体积为1000cm 3的实心均匀正方体A ,自由放置在底面积为200cm 2、高为16cm 的薄壁柱形容器中,容器重力为10N ;底面积50cm 2、高为10cm 的长方体B 通过一轻质细线悬挂于天花板,细线拉力为12N ,A 与B 相距7cm ,现往容器中注入某种液体,当液体深度为15cm 时,细线拉力变为10N ,如图乙,此时液体对容器底的压强为
1500Pa 。
下列说法正确的是( )
A .液体的密度为0.8g/cm 3
B .从甲图到乙图,A 物体克服重力做功42J
C .从甲图到乙图,容器对桌面的压力增加了34N
D .若轻轻剪断乙图中细线,待AB 物体静止后,容器对桌面的压强为2350Pa 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A .液体深度为15cm 时,液体对容器底的压强为1500Pa ,由此可求液体的密度
33110kg/m 10N/kg 0.151500Pa m
p gh ρ=
==⨯⨯液 容器中的液体为水,故A 错误;
B .由题意知物体B 的重力为12N ,但在乙图中细线的拉力变成了10N ,由此可知物体A 对物体B 的支持力为2N ,所以B 对A 的压力也为2N 。
由乙图可知,物体A 被液体浸没的深度
15cm 7cm 8cm 0.08m h =-==浸
物体A 是体积为1000cm 3的实心均匀正方体,故其边长为10cm ,所以物体A 在乙中排开液体的体积
3343A 88
1000cm 800cm 810m 1010
V V V -==
=⨯==⨯浸排 所以物体A 受到的浮力
3343110kg/m 10N/kg 810m 8N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=浮液排
故可得物体A 的重力
A 8N 2N 6N G F F =-=-=压浮
从甲图到乙图,A 物体克服重力做功
A 6N 0.07m 0.42J W G h ==⨯=
故B 错误; C .乙容器中水的体积
233200cm 15cm 800cm 2200cm V V V S h V =-=-=⨯-=浸浸水水整容
乙容器中水的质量
331g/cm 2200cm 2200g 2.2kg m V ρ==⨯==水水水
乙中水的重力
2.2kg 10N/kg 22N G m g ==⨯=水水
从甲图到乙图,容器对桌面的压力其增大值等于水的重力与B 对A 的压力之和
22N 2N 24N F G F =+=+=压增水
故C 错误;
D .乙图中剪断绳后,以AB 两物体为整体,其整体的质量
12N 6N
1.8kg 10N/kg
A B G G G m g g ++=
===整整 其整体体积为
33333A B 1000cm 500cm 1500cm 1.510m V V V -=+=+==⨯整
其整体的密度为
33
33
1.8kg 1.210kg/m 1.510m m V ρ-=
==⨯⨯整整整 因为其整体的密度大于水的密度,故该整体在水中处于沉底状态,由于两物块的高度之和为20cm ,而容器高度只有16cm ,所以该整体有4cm 高度露出水面,整体排开水的体积增大了
A B A B B 32322
6cm=5001010
1000cm 50cm cm V V V V S h ∆=∆+∆=
+⨯∆=⨯+⨯ 容器所剩体积
23200cm 1c c m=200m V S h =⨯=⨯剩剩容
所以溢出水的体积
223cm 200cm cm 500=300V V V =∆-=-溢剩
溢出水的重力
3343110kg/m 310m 10N/kg=3N G V g ρ-==⨯⨯⨯⨯溢水水溢
容器内所剩水的重力
22N 3N 19N G G G =-=-=剩溢水水水
容器对桌面的压力等于容器重力、所剩水的重力、物块A 的重力、物块B 的重力之和
10N 19N 6N 12N 47N A B F G G G G =+++=+++=剩水容
所以容器对桌面的压强
2247N
2350Pa 210m
F p S -=
==⨯容 故D 正确。
故选D 。
14.如图所示,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,若分别在两物体上沿竖直方向截去质量相同的部分并分别叠放在对方剩余部分的上方,此时压强p p 甲乙、比较,正确的是( )
A .可能是p p 甲乙>
B .一定是p p 甲乙>
C .可能是p p =甲乙
D .一定是p p <甲乙
【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
甲乙被切去厚度相同的部分并分别叠放在对方剩余部分的上方时,对水平表面的压力是不变的,但是压强都变大,假设它们增大的压强分别是p ∆甲、p ∆乙,由压强公式F p S
=可知
()'
22
----h G G G h h p p h h h h h h h h ∆==⋅=⋅甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲 ()'
22
----h
G G G h h p p h h h h h h h h ∆=
=⋅=⋅乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙 因为'
'
p p =甲乙,并且
--h h h h <甲乙
可知
'
'
-h -h
h h p p h h ⋅
>⋅甲乙甲乙 即p p ∆>∆甲乙,所以p p 甲乙>,故选B 。
15.如图所示,弹簧测力计下端挂有高为 12.5cm 、横截面积为 100cm 2 的柱形 物块,将物块放入底面积为 500cm 2,质量忽略不计的圆柱形容器中。
当物块 浸入水中深度为 2cm ,弹簧测力计的示数为 8N ,水对容器底部的压强为1.2×103Pa 。
现向容器中加水至弹簧测力计的示数为 5N 时停止加水,已知弹 簧的伸长与所受拉力成正比,当拉力为 1N 时弹簧伸长 1cm 。
则下列说法中正 确的是( )
A.柱形物块所受重力大小为 8N
B.停止加水时水的深度为 15cm
C.在此过程中向容器中加入水的质量为 2.7kg
D.加水过程中水对容器底部增加的压力等于柱形物块变化的浮力
【答案】C
【解析】
【详解】
A.圆柱体浸在水中的深度是2cm,横截面积是100cm2,受到竖直向上的浮力为
F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×100×10-6m3=2N
圆柱体受到竖直向上8N的拉力.圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和浮力是平衡力,所以
G=F浮+F拉=2N+8N=10N
故A错误;
B.注入水的质量为m,圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力是平衡力,此时拉力是5N,重力是10N,受到的浮力
F=G-F拉'=10N-5N=5N
倒水之前弹簧测力计对圆柱体的拉力是8N,倒水之后弹簧测力计的对圆柱体的拉力是
5N,弹簧缩短3cm,圆柱体被向上拉动3cm,此时圆柱体已经距离原本水面高1cm处,并且物块还有5cm浸在水中,因此水面上升了6cm,原来水对容器底部的压强为
1.2×103Pa,则原来的水深
h=
p
g
ρ
水
=
3
33
1.210Pa
10kg/m10N/kg
⨯
⨯
=0.12m=12cm
停止加水时水的深度为
12cm +6cm=18cm
故B错误;
C.倒入水之后水深增加6cm,圆柱体的排开水的深度增加了
5cm-2cm=3cm
所以增加水的体积为
V=500cm2×6cm-100cm2×3cm=2700cm3
所以增加水的质量为
m=ρ水V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg
故C正确;
D.加水过程中水对容器底部增加的压强为
△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg⨯0.06m=600Pa
水对容器底部增加的压力
△F=△p ⨯S=600Pa ⨯2×100×10-4m 2=12N
柱形物块变化的浮力
△F 浮=5N -2N=3N
故加水过程中水对容器底部增加的压力大于柱形物块变化的浮力,故D 错误。
故选C 。
16.如图所示,甲、乙两正方体对地面的压强p 甲<p 乙,若沿水平方向切去相同高度,则甲、乙切去的质量△m 甲、△m 乙,剩余部分的压强p 甲′、p 乙′( )
A .△m 甲<△m 乙,p 甲′<p 乙′
B .△m 甲>△m 乙,p 甲′>p 乙′
C .△m 甲=△m 乙,p 甲′=p 乙′
D .△m 甲<△m 乙,p 甲′>p 乙′ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
设沿水平方向切去相同高度h ∆,则甲、乙切去的质量分别为
2
m V l h ρρ∆=∆=∆甲甲甲甲甲 2m V l h ρρ∆=∆=∆乙乙乙乙乙
由于p p <甲乙,即
gl gl ρρ<甲甲乙乙
化简可得
l l ρρ<甲甲乙乙,
两边乘上l 甲,可得
2
l l l ρρ<甲甲乙甲乙
从图可以明显看到l l <甲乙,两边乘上l ρ乙乙,可得
2l l l ρρ<乙乙甲乙乙
由上面两式可得
22l l ρρ<甲甲乙乙
两边乘上h ∆,可得
22l h l h ρρ∆<∆甲甲乙乙
即
m m ∆<∆甲乙
在没有沿水平方向切去相同高度前
3
2
==gl p gl l ρρ甲甲甲甲甲甲 3
2
=
=gl p gl l ρρ乙乙乙乙乙乙
由p p <甲乙可得
gl gl ρρ<甲甲乙乙
即l l ρρ<
乙
甲乙甲
切去h ∆之后
'=)p g l h ρ-∆甲甲甲( '=)p g l h ρ-∆乙乙乙(
则
''=()()()()0l l l p p g l h g l h g l h g l h g h l l ρρρρρ---∆--∆<-∆--∆=∆<甲乙乙
甲乙甲甲乙乙乙甲乙乙乙甲甲
则''p p <甲乙 故选A .
17.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
B .Δh 甲>Δh 乙,m ′甲>m ′乙
C .Δh 甲<Δh 乙,m ′甲>m ′乙
D .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Δh 甲S 甲=ρ乙Δh 乙S 乙,由图可知:底面积S 甲>S 乙,所以Δh 甲<Δh 乙; 由p =
F
S
得:对地面的压力F 甲=p 甲S 甲,F 乙=p 乙S 乙,因为p 甲=p 乙,S 甲>S 乙,所以 F 甲>F 乙,因为他们放置
在水平地面上,压力等于重力,所以G 甲>G 乙,则由G =mg 知:m 甲>m 乙,因为m ′=m -Δm ,而Δm 甲=Δm 乙,所以m ′甲>m ′乙。
故选C 。
18.把同种材料制成的甲、乙两个正方体各自平放在水平地面上,甲、乙对地面的压强分别为p 1 和p 2 ,若把甲叠放在乙上面,如图所示,则乙对地面的压强为:
A . p 1+ p 2
B . p 12+ p 22
C .33122
1
p p p + D .33
122
2
p p p + 【答案】D 【解析】 【详解】
设两正方体的密度为ρ,边长分别为L 甲和L 乙 ,
=F mg Vg Shg p gh S S S S
ρρρ=
===
甲正方体的边长
1
=
P L g ρ甲 乙正方体的边长
2
=
P L g
ρ乙
把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压力:
33=(+)g=(+)g=(+)g F G m m V V L L ρρρ=甲乙甲乙甲乙总
乙对桌面的压强:
331233
333333
1222
22222
(+)(+)g ==p p g L L p p F g g p p S L p g ρρρρρ+==甲乙乙乙 故选D
19.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 m 2,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
B .1.10×105 Pa
C .1.01×105 Pa
D .0.96×105 Pa
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
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 =m 1g =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 =m 2g =5.6N ;
联解上述两个关系式,可得:
pS =7.7N ,
故
p =527.7710N m
-=⨯ 1.10×105Pa , 故应选B 。
20.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。
下列判断正确的是( )
A .甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙
B .鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F 浮和F′浮,则F 浮>F′浮。