【物理】物理二模试题分类汇编——压力与压强问题综合附答案解析
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一、初中物理压力与压强问题
1.如图,厚度不计的圆柱形容器放在水平面上,内装有水,上端固定的细线悬挂着正方体
M(不吸水)竖直浸在水中,M有1
5
的体积露出水面,此时水的深度为11cm。
已知容器底
面积是200cm2,重为4N,正方体M边长为10cm,重20N;若从图示状态开始,将容器中的水缓慢抽出,当容器中水面下降了6cm时,细绳刚好被拉断,立即停止抽水,不计细绳体积与质量,下列说法不正确的是()
A.如图未抽出水时,容器对水平面的压力为26N
B.细绳所能承受的最大拉力为18N
C.M最终静止后,水对容器底部的压强为900Pa
D.M最终静止后,M对容器底部的压强为1200Pa
【答案】C
【解析】
【详解】
A.物体M的底面积
S M=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2
若容器内没有物体M,水的深度为11cm时水的体积
V=S容h=200cm2×11cm=2200cm3
这些水的质量
m=ρ水V容=1.0g/cm3×2200cm3=2200g=2.2kg
因物体M受到的浮力和排开水的重力相等,所以,容器对水平面的压力
F=G容+G水+F浮=G容+G水+G排
即:未抽出水时,容器内水和物体M的共同作用效果与2.2kg水的作用效果相同,则容器对水平面的压力
F=G容+mg=4N+2.2kg×10N/kg=26N
故A正确,不符合题意;
B.原来正方体M浸入水中深度
h1=(1﹣1
5
)L=
4
5
×10cm=8cm
水面下降6cm时正方体M浸入水中深度
h2=h1﹣△h=8cm﹣6cm=2cm
则物体M 排开水的体积
V 排=S M h 2=100cm 2×2cm=200cm 3=2×10﹣4m 3
此时正方体M 受到的浮力
F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×2×10﹣4m 3=2N
所以细绳能承受的最大拉力
F 拉=
G ﹣F 浮=20N ﹣2N=18N
故B 正确,不符合题意;
C .细绳刚好被拉断时,容器内水的深度
h 3=h ﹣△h =11cm ﹣6cm=5cm
容器内剩余水的体积
V 水剩=S 容h 3﹣V 排=200cm 2×5cm ﹣200cm 3=800cm 3
当物体M 恰好浸没时,需要水的体积
V 水=(S 容﹣S M )L =(200cm 2-100cm 2)⨯10cm=1000cm 3>800cm 3
所以,细绳被拉断、M 最终静止后,M 没有浸没,则此时容器内水的深度
h 4=M V
S S -水剩
容=3
22
800cm 200cm 100cm -=8cm=0.08m 此时水对容器底部的压强
p =ρ水gh 4=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.08m=800Pa
故C 错误,符合题意;
D .M 最终静止后,排开水的体积
V 排′=S M h 4=100cm 2×8cm=800cm 3=8×10﹣4m 3
正方体M 受到的浮力
F 浮′=ρ水gV 排′=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×8×10﹣4m 3=8N
M 对容器底部的压力
F 压=
G ﹣F 浮′=20N ﹣8N=12N
M 对容器底部的压强
p M =M F S 压=2
12N 0.01m =1200Pa
故D 正确,不符合题意。
故选C 。
2.如图所示,均匀圈柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平地面上。
现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出相同高度的液体乙后,甲对地面的压强等于乙对容器底部的压强。
若甲、乙原来的质量分别为m 甲、m 乙则
A .m 甲可能等于m 乙
B .m 甲一定等于m 乙
C .m 甲一定大于m 乙
D .m 甲一定小于m 乙
【答案】C 【解析】 【详解】
由图可知,甲、乙的横截面积关系为:
S S 甲乙>,
已知甲、乙的剩余部分对底部的压强相等,根据
F pS
G mg ===
可知,甲、乙的剩余部分质量大小关系为:
m m 甲剩乙剩>;
对于规则的均匀固体,其对地面的压强
gh F G mg Vg Sgh p S S S S S
ρρρ=
===== 则p gh ρ甲甲甲=,根据液体压强公式可得,乙对容器底部的压强p gh ρ乙乙乙= 由图可知,甲、乙原来的高度是:
h h 甲乙<,
现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出相同高度的液体乙后(设减小的高度为△h ),由
h h h '=﹣
可得,甲、乙剩余的部分高度:
h h ''甲乙<,
由题知剩余的甲对地面的压强等于剩余的乙对容器底部的压强,根据p =gh ρ可得:
ρρ甲乙>。
由于切去甲的高度与抽出乙的高度相同,且
S S 甲乙>,
根据V Sh =可知,切去甲的体积与抽出乙的体积关系是:
V V 甲切乙抽>,
根据m V ρ=可知,切去甲的质量与抽出乙的质量关系是:
m m 甲切乙抽>,
由于物体原来的质量
m m m +切剩=,
所以,
m m 甲乙>,
故C 正确,ABD 错误。
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.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。
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/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:
3363
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。
6.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=ρgh、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。
7.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,水对容器底的压力为F甲,容器对桌面的压强为p甲;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,水对容器底的压力为F乙,容器对桌面的压强为p乙,则()
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.无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以把该容器倒放在该桌面上,容器对水平桌
面的压力不变,因容器倒放时受力面积变小,由
F
p
S
=可知,容器对水平桌面的压强变
大;即
p p
<
甲乙
把该容器正放在该桌面上,杯中的水柱是上细下粗的,所以容器底受到的压力大于杯中水的重力;把该容器倒放在该桌面上,杯中的水柱是上粗下细的,一部分水的压力在容器侧壁上,所以容器底受到的压力小于杯中水的重力;所以有
F F
甲乙
>
故选C。
8.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/m3⨯5000×10-6m3=5kg 图乙中此时水对容器底部的压强为
p=F
S
=
G
S
=
mg
S
=
()
42
5kg0.01kg0.02kg10N/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
'
=
()
42
5kg0.2kg0.01kg0.02kg10N/kg
20010m
-
+++⨯
⨯
=2615Pa
故D错误。
故选C。
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33219.6P 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.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
D .2:1
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由图可知,当甲的体积为1cm 3时,质量为8g ,所以甲的密度为
甲ρ=
m V 甲甲=38g
1cm
=8g/cm 3 当乙的体积为4cm 3时,质量为4g ,所以乙的密度为
ρ乙=
m V 乙乙=34g
4cm
=1g/cm 3 所以
甲ρ:
ρ乙=8:1 由ρ=
m
V
可得,V =m ρ, m 甲:m 乙=1:1,则甲乙的体积为
V
V
甲
乙
=
m
m
甲
甲
乙
乙
ρ
ρ
=
m
m
ρ
ρ
⨯
甲乙
甲乙
=
11
81
⨯=
1
8
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=
F
S
=
G
S
=
mg
S
=
Vg
S
ρ
=
shg
S
ρ
=ρgh
两正方体A、B对水平地面的压强之比
p甲:p乙=
gh
gh
ρ
ρ
甲甲
乙乙
=
81
12
⨯
⨯
=4:1
故选A。
11.如图所示,水平地面上的柱体 A、B 高度相等,其底面积 S 的大小关系为 S A>S B.现分别从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,发现 A、B 剩余部分对地面的压力、压强恰好均相等.则关于对切去部分的质量△m A、△m B以及底面积△S A、△S B的判断,正确的是()
A.△S A>△S B,△m A=△m B B.△S A>△S B,△m A>△m B
C.△S A<△S B,△m A>△B D.△S A<△S B,△m A<△m B
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
因为p=
F G mg Vg Sgh
S S S S S
ρρ
=====ρgh,柱体 A、B 高度相等,且分别从两柱体的上表面沿竖直方向往下切除部分后,A、B 剩余部分对地面的相等,所以有:
ρA gh=ρB gh,故ρA=ρB,水平地面上的柱体对地面的压力等于其重力,即F=G,根据
G=mg、ρ=可得,切去部分后A、B 剩余部分对地面的压力相等,所以有:
ρA(S A﹣△S A)gh=ρB(S B﹣△S B)gh,则S A﹣△S A=S B﹣△S B,又因为S A>S B,所以,△S A>△S B,故CD错误;
因为S A>S B,柱体 A、B 高度相等,所以A的体积大于B的体积,又因为ρA=ρB,所以,m A>m B,切去部分后A、B 剩余部对地面的压力相等,所以有:(m A﹣△m A)g=(m B﹣△m B)g,即m A﹣△m A=m B﹣△m B,所以,△m A>△m B,故A错误,B正确.故选B.
12.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B.沿水平方向切去相等的体积
C.沿水平方向切去相等的厚度D.沿竖直方向切去相等的质量
【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=m
V
,可得ρ甲>ρ乙。
A.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=F S
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=F
S
,此时甲对水平面的压强可能小于乙
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=F
S
可知,因为S
甲<S乙,所以p甲>p乙,故C错误;
D.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=m
ρ可知,剩余部分体积
''
V V
<
甲乙
,因为h甲=h乙,所以剩余部分底面积''
S S
<
甲乙
,
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=F
S
,因为''
S S
<
甲乙
,所以p甲>p乙,故D错误。
故选B。
13.两个圆柱形薄壁容器放在水平面上,底面积分别为S甲、S乙。
其中分别盛有质量为m
甲
、m 乙,体积为V 甲、V 乙两种液体,它们对容器底部的压强为p 甲、p 乙。
现在两液体中分
别浸没一个相同的物体(容器足够高),液体对容器底部压强的增加量为Δp 甲、Δp 乙,则下列选项中一定能使Δp 甲>Δp 乙的是( ) A .S 甲<S 乙,m 甲=m 乙,V 甲>V 乙 B .S 甲>S 乙,m 甲>m 乙,V 甲<V 乙 C .S 甲>S 乙,V 甲<V 乙,p 甲=p 乙 D .S 甲<S 乙,V 甲>V 乙,p 甲<p 乙 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
A .甲、乙的密度可表示为:m V ρ=
甲甲甲
,m V ρ=乙
乙乙;当在两液体中分别浸没一个相同的
物体(体积为V )后,液面升高的高度
V h S
∆=
由p =ρgh ,液体对容器底压强的增加量
∆p 甲=ρ甲g ∆h 甲=
m V g V S ⋅⋅甲甲甲
m V
p g h g V S ρ∆=∆=
⋅⋅乙乙乙乙乙乙
要使∆p 甲>∆p 乙,即
m V m V
V S V S >甲乙甲甲乙乙
则有
m 甲V 乙S 乙>m 乙V 甲S 甲
若S 甲<S 乙,m 甲=m 乙,V 甲>V 乙,则m 甲V 乙S 乙和m 乙V 甲S 甲的大小不能确定,故A 错误; B .若S 甲>S 乙,m 甲>m 乙,V 甲<V 乙,则m 甲V 乙S 乙和m 乙V 甲S 甲的大小不能确定,故B 错误;
C .若S 甲>S 乙,V 甲<V 乙,p 甲=p 乙,根据当V 甲<V 乙时,p 甲=p 乙进行推理:当V 甲=V 乙时,p 甲一定大于p 乙。
现在两液体中分别浸没一个相同的物体,增大的体积相同,则∆p 甲>∆p 乙,故C 正确;
D .若S 甲<S 乙,V 甲>V 乙,p 甲<p 乙,则若增大的体积相同,则∆p 甲<∆p 乙,故D 错误。
故选C 。
14.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 。
15.如图所示,甲、乙两个质量相等的实心均匀圆柱体(ρ甲>ρ乙)分别放在水平地面上,若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体,则( )
A .甲对地面的压强可能等于乙对地面的压强
B .甲对地面的压强一定小于乙对地面的压强
C .甲对地面的压力可能等于乙对地面的压力
D .甲对地面的压力一定小于乙对地面的压力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
CD .若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体,此时甲、乙对地面压力为
F G gV ρ=+甲甲甲甲 F G gV ρ=+乙乙乙乙
由题意,可知G G =甲乙,V V =甲乙,ρρ甲乙>,则F F 甲乙>,故C 、D 错误;
AB .若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体后,二者对地压强分别为
G gV p S S ρ=
+甲甲甲
甲甲甲
G gV p S S ρ=
+乙乙乙
乙乙乙
由于G G =甲乙,V V =甲乙,ρρ甲乙>,则
G G S S <甲乙
甲乙
gV gV ρρ>甲甲乙乙
则甲对地面的压强也可能等于乙对地面的压强,故A 正确、B 错误。
故选A 。
16.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 。
17.形状相同、大小不同的长方体物块甲、乙置于水平地面上,两物块对地面的压强相等。
将甲、乙均顺时针翻转90°,如图所示。
若甲、乙对地面压强变化量的大小分别为Δp
甲
、Δp 乙,则
A .Δp 甲一定小于Δp 乙
B .Δp 甲一定等于Δp 乙
C .Δp 甲可能等于Δp 乙
D .Δp 甲一定大于Δp 乙
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
原来两物块对地面的压强相等,甲乙是长方体,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲的受力面积减小,甲对水平地面的压力不变,甲对水平地面的压强增大,乙的受力面积增大,乙对水平地面的压力不变,乙对水平地面的压强减小。
因两长方体形状相同、大小不同,则设甲的长、宽、高为乙的n倍,则甲的各个面的面积为乙各个对应面面积的n2倍,再设原来甲、乙的底面积分别为S甲、S乙,当甲、乙顺时针旋转90°后,甲、乙的底面积分别为S'
甲
、S'乙,甲物体对地面压强的变化量
Δp甲= p甲'-p甲=
22
22
() F F F n S n S
S
S n S n
S
'-
-=
''
甲甲甲乙乙
甲
甲乙乙
,
乙物体对地面压强的变化量
Δp乙= p乙-p'乙=
()
F F F S S
S S S S
'-
-=
''
乙乙乙乙乙
乙乙乙乙
,
22
22
2
()
==
()
F n S n S
p F
n S n S
p n F
F S S
S S
'-
'
∆
∆'-
'
甲乙乙
甲甲
乙乙
乙乙
乙乙乙
乙乙
因原来两物块对地面压强相等,根据p=
F
S
,则有:
2'
F
n S
甲
乙
=
F
S
乙
乙
,
解得:
F甲=
2'
n S F
S
乙乙
乙。
所以
2'
'
22
===
n S F
p F S S
p n F n F S
∆
∆
乙乙
甲甲乙乙
乙乙乙乙
,
因'S乙>S乙,所以p
∆
甲
>p
∆
乙。
故选D。
18.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 .
19.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 .33
122
1p p p +
D .33
122
2p 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:。