物理压轴题专题压力与压强的经典综合题附答案
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【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
正方体对水平地面的压强
切割之前它们对水平面的压强相等
即
由图可知
所以
由图知
在切割之前
所以由 可知,切割之前甲、乙对地面的压力
因为正方体对水平地面的压力等于其重力,且 ,所以,切割之前
当沿水平方向切去不同厚度,剩余的压力相同,即
则甲、乙剩余部分的质量
根据切去的质量 得
故D正确,ABC错误;
B.一张草稿纸的重力约0.1N,一张草稿纸对折后的长、宽分别约30cm、20cm,则面积为600cm2=0.06m2,对地面的压强为
由估算可知一张草稿纸对折后对桌面的压强接近 ,故A符合题意;
C.一张试卷的面积比 小得多,故C不符合题意。
故选B。
2.如所示,一密度均匀的实心物块放在地面上,对地面的压强为p,若沿虚线将该物块切去一部分,留下部分对地面的压强为p',则()
一、初中物理压力与压强问题
1.“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及的一些物品进行了估测,其中合理的是( )
A.小丽的重力为900牛顿
B.一张草稿纸对折后对桌面的压强为
C.一张物理试卷的面积为
D.小丽站在地面上对地面的压力大于900牛顿
【答案】B
【解析】
【详解】
AD.通常中学生的体重为500N左右,小丽站在地面上对地面的压力等于体重约为500N,故A不符合题,D不符合题意;
因为 ,并且
可知
即 ,所以 ,故选B。
6.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(SA<SB<Sc),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
(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 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 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 求出容器内液体上升的高度,利用 求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
故选D。
4.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p1和p2,若把甲叠放在乙上面,如图所示,则乙对地面的压强为:
A.p1+p2B.p12+p22
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】
设两正方体的密度为 ,边长分别为 和 ,
甲正方体的边长
乙正方体的边长
把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压力:
;
根据p总相等可得:
那么:
所以:
p>p′;
故选B。
3.两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量Δm甲、Δm乙和甲乙的密度满足的关系是( )
A.ρ甲>ρ乙,Δm甲>Δm乙B.ρ甲<ρ乙,Δm甲>Δm乙
C.ρ甲<ρ乙,Δm甲<Δm乙D.ρ甲>ρ乙,Δm甲<Δm乙
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了
【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 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;
乙对桌面的压强:
故选D
5.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 比较,正确的是()
A.可能是 B.一定是
C.可能是 D.一定是
【答案】B
【解析】
【分析】
【Biblioteka Baidu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 、 ,由压强公式 可知
故选B。
7.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 、 、 ,密度分别为 、 、 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FA、FB、FC。下列选项正确的是( )
A.若 ,则
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
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 、液体内部压强的计算公式 、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
上式也可写成
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 、 和容器底面积S的大小关系;
AB. 最小、 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. 最大、 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。
A.p<p'B.p > p'C.p=p'D.无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】
设原来物体的重力为G原,梯形的下表面积为S1;给原来的物体增加G部分的物体,如图所示,成为规则物体,那么,整个物体对地面的压强为:
;
沿虚线将该物块切去一部分,设此时剩余部分的重力为G',梯形的下表面积为S2,根据第一幅图的情况可知,质量和面积是等比例减小的,所以总压强是不变的。根据关系可知:
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 ,由力的平衡条件可得
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 为相互作用力,其大小相等
③
由①②③式和阿基米德原理可得,液体对容器底部的压力为
若容器底面积为S,则容器底受到液体的压强为
【解析】
【分析】
【详解】
正方体对水平地面的压强
切割之前它们对水平面的压强相等
即
由图可知
所以
由图知
在切割之前
所以由 可知,切割之前甲、乙对地面的压力
因为正方体对水平地面的压力等于其重力,且 ,所以,切割之前
当沿水平方向切去不同厚度,剩余的压力相同,即
则甲、乙剩余部分的质量
根据切去的质量 得
故D正确,ABC错误;
B.一张草稿纸的重力约0.1N,一张草稿纸对折后的长、宽分别约30cm、20cm,则面积为600cm2=0.06m2,对地面的压强为
由估算可知一张草稿纸对折后对桌面的压强接近 ,故A符合题意;
C.一张试卷的面积比 小得多,故C不符合题意。
故选B。
2.如所示,一密度均匀的实心物块放在地面上,对地面的压强为p,若沿虚线将该物块切去一部分,留下部分对地面的压强为p',则()
一、初中物理压力与压强问题
1.“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及的一些物品进行了估测,其中合理的是( )
A.小丽的重力为900牛顿
B.一张草稿纸对折后对桌面的压强为
C.一张物理试卷的面积为
D.小丽站在地面上对地面的压力大于900牛顿
【答案】B
【解析】
【详解】
AD.通常中学生的体重为500N左右,小丽站在地面上对地面的压力等于体重约为500N,故A不符合题,D不符合题意;
因为 ,并且
可知
即 ,所以 ,故选B。
6.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(SA<SB<Sc),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
(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 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 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 求出容器内液体上升的高度,利用 求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。
故选D。
4.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p1和p2,若把甲叠放在乙上面,如图所示,则乙对地面的压强为:
A.p1+p2B.p12+p22
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】
设两正方体的密度为 ,边长分别为 和 ,
甲正方体的边长
乙正方体的边长
把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压力:
;
根据p总相等可得:
那么:
所以:
p>p′;
故选B。
3.两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量Δm甲、Δm乙和甲乙的密度满足的关系是( )
A.ρ甲>ρ乙,Δm甲>Δm乙B.ρ甲<ρ乙,Δm甲>Δm乙
C.ρ甲<ρ乙,Δm甲<Δm乙D.ρ甲>ρ乙,Δm甲<Δm乙
C.只取出A球,容器中液面的高度降低了
D.三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了
【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 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;
乙对桌面的压强:
故选D
5.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 比较,正确的是()
A.可能是 B.一定是
C.可能是 D.一定是
【答案】B
【解析】
【分析】
【Biblioteka Baidu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 、 ,由压强公式 可知
故选B。
7.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 、 、 ,密度分别为 、 、 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FA、FB、FC。下列选项正确的是( )
A.若 ,则
B.将C球截去部分后,剩余部分可能上浮
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 、液体内部压强的计算公式 、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
上式也可写成
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 、 和容器底面积S的大小关系;
AB. 最小、 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. 最大、 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。
A.p<p'B.p > p'C.p=p'D.无法判断
【答案】B
【解析】
【详解】
设原来物体的重力为G原,梯形的下表面积为S1;给原来的物体增加G部分的物体,如图所示,成为规则物体,那么,整个物体对地面的压强为:
;
沿虚线将该物块切去一部分,设此时剩余部分的重力为G',梯形的下表面积为S2,根据第一幅图的情况可知,质量和面积是等比例减小的,所以总压强是不变的。根据关系可知:
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 ,由力的平衡条件可得
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 为相互作用力,其大小相等
③
由①②③式和阿基米德原理可得,液体对容器底部的压力为
若容器底面积为S,则容器底受到液体的压强为