?初中物理自主招生講義29
壓力、(固體)壓強(qiáng)、增大和減小壓強(qiáng)的方法、壓強(qiáng)計(jì)算
一.壓力(共6小題)
1.如圖所示,放在水平地面上的物體A、B高度相等,A對(duì)地面的壓力小于B對(duì)地面的壓力。若在兩物體上部沿水平方向切去相同的厚度,則切去部分的質(zhì)量mA′、mB′的關(guān)系是( ?。?br />
A.mA′一定大于mB′ B.mA′可能大于mB′
C.mA′一定小于mB′ D.mA′可能等于mB′
答案與解析:設(shè)物體A、B原來(lái)的高度為h,A的橫截面積為SA,B的橫截面積為SB;A的密度為ρA,B的密度為ρB;
A對(duì)地面的壓力為FA=GA=mAg=ρASAhg,B對(duì)地面的壓力為FB=GB=mBg=ρBSBhg;
∵FA<FB,即:ρASAhg<ρBSBhg,∴ρASA<ρBSB,
在兩物體上部沿水平方向切去相同的厚度h′,
mA′=ρASAh′,mB′=ρBSBh′,
∵ρASAh′<ρBSBh′,∴mA′<mB′。故選:C。
2.如圖所示,置于水平地面上的立柱質(zhì)量為M,有一質(zhì)量為m的猴子從立柱上滑下。已知猴子沿立柱滑下時(shí),受到摩擦力為f,則猴子下滑時(shí)立柱對(duì)地面的壓力為(  )

A.Mg B.Mg+mg C.Mg﹣f D.Mg+f
答案與解析:對(duì)立柱進(jìn)行受力分析,立柱自身質(zhì)量為M,則重力為Mg.而猴子在下滑時(shí)受到的摩擦力是f,根據(jù)力的作用是相互的,則立柱受到的摩擦力也為f,而猴子受到的摩擦力和立柱受到的摩擦力是作用力和反作用力,則大小相等,只不過(guò)方向是相反的,猴子受到的摩擦力是向上的,立柱受到的摩擦力是向下的,則立柱受到向下的合力為Mg+f,即立柱對(duì)地面的壓力也是Mg+f,故ABC錯(cuò)誤,D正確。
故選:D。
3.一只封閉的小箱子,自重為G,內(nèi)有一只重為G0的小蜜蜂,箱子放在水平地面上,則關(guān)于箱子對(duì)地面的壓力的說(shuō)法正確的是( ?。?br /> A.若小蜜蜂在箱子內(nèi)水平勻速飛行,箱子對(duì)地面的壓力等于G
B.若小蜜蜂在箱子內(nèi)豎直向上勻速飛行,箱子對(duì)地面的壓力大于G+G0
C.若小蜜蜂在箱子內(nèi)豎直向下勻速飛行,箱子對(duì)地面的壓力小于G+G0
D.若小蜜蜂在箱子內(nèi)傾斜向上勻速飛行,箱子對(duì)地面的壓力等于G+G0
答案與解析:蜜蜂勻速飛行,木箱靜止,因此木箱與蜜蜂組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),它們受豎直向下的重力G+G0,地面對(duì)箱子的支持力F,由平衡條件得:F=G+G0.箱子對(duì)地面的壓力F'與地面對(duì)箱子的支持力F是作用力與反作用力,
所以F'=F=G+G0,故ABC錯(cuò)誤,D正確;故選:D。
4.如圖所示,在一個(gè)開口錐形瓶?jī)?nèi)注入適量水,然后將它放在水平桌面上。此時(shí)水對(duì)瓶底的壓力為5N,現(xiàn)在將一個(gè)重為G1的木塊放入瓶中,水對(duì)瓶底的壓力變?yōu)?N,再將一個(gè)重為G2的木塊放入瓶中,水對(duì)瓶底的壓力變?yōu)?N.木塊與瓶始終不接觸,水也沒(méi)有溢出,則(  )

A.G2>G1>1N B.G1>G2>1N C.G1<G2<1N D.G2=G1=1N
答案與解析:水對(duì)容器底部的壓力:
F1=ps=ρghs,
∴放入木塊后,水對(duì)容器底部的壓力:
F1′=P′s=ρgh′s;
則:F1′﹣F1=ρgs(h′﹣h),
∵放入木塊后,漂浮,
∴G木=G排=ρgV排,
∵容器為上粗下細(xì)的容器,
∴s(h′﹣h)<V排,
∴F1′﹣F1<G木;
即:6N﹣5N=1N<G1;7N﹣6N=1N<G2;
注意越往上部,液體的實(shí)際質(zhì)量越多;
所以G2>G1>1N。故選:A。
5.如圖所示物體A靜止在水平桌面上,其右側(cè)正好與桌邊相齊,若用水平推力把物體A向右緩慢推出,則從開始推動(dòng)到物體A翻到之前,物體A對(duì)桌面的壓力和壓強(qiáng)的變化情況是( ?。?br />
A.壓力不變,壓強(qiáng)增大 B.壓力減小,壓強(qiáng)增大
C.壓力減小,壓強(qiáng)不變 D.壓力和壓強(qiáng)都不變
答案與解析:放在水平桌面上的物體對(duì)桌面的壓力來(lái)自于自身的重力,因?yàn)橹亓Σ蛔儯栽谶@一過(guò)程中,物體對(duì)桌面的壓力也不變;在壓力不變的情況下,隨著物體被緩慢推出,受力面積逐漸減小,因此,壓強(qiáng)逐漸增大,因此只有A符合題意。故選:A。
6.水平地面上放著一只箱子,小孩用力向上提,卻沒(méi)有提起,在小孩向上提箱子時(shí)( ?。?br /> A.箱子對(duì)地面壓力減小,人對(duì)地面的壓力增大
B.箱子對(duì)地的壓力減小,人對(duì)地面的壓力不變
C.箱子和人對(duì)地面的總壓力增加
D.箱子和人對(duì)地的總壓力減小
答案與解析:箱子放在水平地面上,箱子對(duì)地面的壓力等于箱子的重力;當(dāng)用力向上提,但沒(méi)有提起時(shí),箱子對(duì)地面的壓力會(huì)減小,而人由于受到箱子對(duì)他的反作用力,使人對(duì)地面的壓力變大,故A正確、B錯(cuò)誤;
把箱子和人作為一個(gè)整體,他們對(duì)地面的總壓力等于兩者的重力之和,因?yàn)樗麄兊闹亓Σ蛔?,所以總壓力也不變,故C、D是錯(cuò)誤的;
故選:A。
二.探究影響壓力作用效果的因素(共1小題)
7.如圖,是探究“壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置,把長(zhǎng)方體細(xì)木條放在橡皮泥上,通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)使木條對(duì)橡皮泥產(chǎn)生壓力。問(wèn):
(1)我們是根據(jù) 橡皮泥的凹陷程度 來(lái)判斷壓力的作用效果的。
(2)為了探究“壓力的作用效果是否跟壓力作用面積大小有關(guān)”,我們應(yīng)控制壓力的大小不變,而改變壓力的作用面積大小。本實(shí)驗(yàn)是怎樣改變壓力的作用面積大小的?答: 改變細(xì)木條與橡皮泥的接觸面積 。

答案與解析:(1)壓力的作用效果主要表現(xiàn)在物體的形變上,由橡皮泥的凹陷程度來(lái)判斷壓力的作用效果。
(2)實(shí)驗(yàn)中是用細(xì)木條來(lái)壓橡皮泥,橡皮泥的形變程度來(lái)表現(xiàn)壓力作用效果的,所以改變細(xì)木條與橡皮泥的接觸面積就可以改變受力面積。
故答案為:橡皮泥的凹陷程度;細(xì)木條與橡皮泥的接觸面積。
三.固體壓強(qiáng)大小比較(共8小題)
8.如圖所示,柱形杯內(nèi)放一塊冰,冰對(duì)杯底壓強(qiáng)為p冰,杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p1;冰熔化成水后對(duì)杯底的壓強(qiáng)為p水,杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p2,兩壓強(qiáng)相比較(不計(jì)水的蒸發(fā)),則(  )

A.p冰>p水,p1>p2 B.p冰>p水,p1=p2
C.p冰=p水,p1=p2 D.p冰<p水,p1<p2
答案與解析:冰對(duì)容器底的壓力F冰=G冰,壓強(qiáng)p冰==;
冰熔化后,質(zhì)量不變,重力也就不變,即G冰=G水,因?yàn)槿萜魇菆A柱體,水對(duì)容器底的壓力F水=G水=G冰;壓強(qiáng)p水==;又∵S冰<S杯,∴p冰>p水。
∵杯對(duì)桌面的壓力F1=G容+G冰,壓強(qiáng)p1==;
冰熔化后,質(zhì)量不變,重力不變,即G冰=G水,
杯對(duì)桌面的壓力F2=G容+G水=G容+G冰;壓強(qiáng)p2==;
∴p1=p2。故選:B。
9.有一正方體放在水平地面上,對(duì)地面的壓強(qiáng)為P,若沿圖所示的虛線方向切成a、b兩部分,將它們?nèi)苑旁谒降孛嫔希话l(fā)生傾倒,對(duì)地面的壓強(qiáng)分別為Pa、Pb,則( ?。?br />
A.Pa=P Pb=P B.Pa<P Pb>P
C.Pa<P Pb<P D.Pa>P Pb<P
答案與解析:原來(lái)的正方體放在水平地面上,對(duì)地面的壓強(qiáng)p====ρgh,
若沿如圖所示的虛線方向切成a、b兩部分,則:①pa===;
由下圖知Va>Sah,所以pa===>=ρgh=p,即pa>p;
②pb===,由下圖知Vb<Sbh,
所以pb===<=ρgh=p,即:pb<p。故選:D。
。
10.如圖所示的圓柱體甲和乙分別放在水平地面上,已知m甲=m乙,ρ甲>ρ乙.現(xiàn)準(zhǔn)備分別在它們上部沿水平方向截去部分物體后,再疊放在對(duì)方剩余部分上表面。以下截法中,有可能使它們對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等的方法是
( ?。?br />
A.水平截去相同的高度
B.水平截去相同的體積
C.水平截去相同的質(zhì)量
D.按原來(lái)高度的比例,水平截去相等比例的部分高度
答案與解析:根據(jù)公式p====ρgh可知道,圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)只跟圓柱體密度和高度有關(guān)。由題目知道圓柱體甲的密度、高度都比圓柱體乙的大,所以圓柱體甲對(duì)地面的壓強(qiáng)大。
(1)根據(jù)公式p==,要使壓強(qiáng)相等就要減小圓柱體甲對(duì)地面的壓力,即減小甲的重力,增加圓柱體乙對(duì)地面的壓力。因?yàn)棣鸭祝睛岩?,根?jù)公式G=mg=ρgV可知,B選項(xiàng)中截取相同的體積,圓柱體甲減小的重力多,放在乙上就增加了乙對(duì)地面的壓力;乙減小的重力小,放在甲上就相當(dāng)于減小了甲對(duì)地面的壓力了。根據(jù)公式p=可知,受力面積不變的情況下,甲的壓力減小,壓強(qiáng)減??;乙的壓力增大,壓強(qiáng)增大。截取后對(duì)地面的壓強(qiáng)有可能相等。
(2)C選項(xiàng)中截取相同的質(zhì)量,再放到對(duì)方上面,和以前沒(méi)有變化,故C不符合題意;
(3)D選項(xiàng)中,按原來(lái)高度的比例,水平截去相等比例的部分高度,原來(lái)質(zhì)量相等,那么截取的質(zhì)量也是一樣的,再放到對(duì)方上面,和以前沒(méi)有變化,故D不符合題意;
(4)原來(lái)質(zhì)量相等,即ρ甲gh甲S甲=ρ乙gh乙S乙,因?yàn)閔甲>h乙,所以ρ甲gS甲<ρ乙gS乙,所以A選項(xiàng)中水平截去相同高度,即截去的質(zhì)量ρ甲ghS甲<ρ乙ghS乙,就是說(shuō)甲減小的重力小,放在乙上后就相當(dāng)于減小了乙對(duì)地面的壓力;同理相當(dāng)于增大了甲對(duì)地面的壓力。根據(jù)公式p=可知,受力面積不變的情況下,甲的壓力增大,壓強(qiáng)增大;乙的壓力減小,壓強(qiáng)減小。截取后對(duì)地面的壓強(qiáng)甲會(huì)更大,乙會(huì)更小,不可能相等。故A不符合題意。
故選:B。
11.圖示為兩個(gè)底面積相等的容器,在兩容器中倒入質(zhì)量相同的水(均未滿),設(shè)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)分布為P甲、P乙,水對(duì)容器底部的壓力分別為F甲、F乙,則( ?。?br />
A.P甲<P乙,F(xiàn)甲<F乙 B.P甲>P乙,F(xiàn)甲>F乙
C.P甲=P乙,F(xiàn)甲=F乙 D.P甲<P乙,F(xiàn)甲=F乙
答案與解析:如圖兩容器裝入相同質(zhì)量的水,
∵容器的底面積:S甲=S乙,
∴由容器的形狀可知,兩容器內(nèi)水的深度:h甲<h乙,
(1)根據(jù)p=ρgh,容器底部受到水的壓強(qiáng)關(guān)系為P甲<P乙;
(2)因?yàn)槭莾蓚€(gè)底面積相等的容器,根據(jù)F=PS,
∴水對(duì)容器底部的壓力大小關(guān)系是分別為F甲<F乙。
故選:A。
12.有四個(gè)完全相同的均勻正方體木塊放在水平桌上,現(xiàn)將甲、乙、丙截去完全相同的兩截面均為正方形的長(zhǎng)方體(圖中陰影部分)后,它們對(duì)桌面的壓強(qiáng)分別為P甲、P乙、P丙和P丁,則( ?。?br />
A.P?。綪甲=P乙=P丙 B.P乙>P丙>P?。綪甲
C.P乙>P丙=P?。綪甲 D.P乙>P?。綪丙>P甲
答案與解析:對(duì)于甲和丁,對(duì)桌面的壓力:F甲<F丁,s甲=s丁,
∵p=,
∴p甲<p丁;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
對(duì)于甲、乙、丙,對(duì)桌面的壓力:F甲=F乙=F丙,s甲>s丙>s乙,
∵p=,
∴p甲<p丙<p乙;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
對(duì)于丙和?。?br /> 若將丙的左邊露出部分切掉,得出丙′,
∵p=====ρgh,
∴p丙′=p??;
∵p=,F(xiàn)丙>F丙′,s丙=s丙′,
∴p丙>p丙′;
p丙>p丁;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③得出:
P乙>P丙>P丁>P甲。
故選:B。

13.如圖所示,三個(gè)粗細(xì)、長(zhǎng)短都不同的均勻?qū)嵭蔫F制圓柱體豎直放在水平地面上,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)最小的是( ?。?br />
A.甲鐵柱 B.乙鐵柱 C.丙鐵柱 D.無(wú)法確定
答案與解析:圓柱體的體積:V=sh,
圓柱體的質(zhì)量:m=ρV=ρsh,
圓柱體對(duì)地面的壓力:F=G=mg=ρshg,
圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng):p==ρgh
因?yàn)槿齻€(gè)圓柱體的材料相同,即密度ρ相同,甲的高度最小,所以甲對(duì)地面的壓強(qiáng)最小。
故選:A。
14.將一只裝滿水的溢水杯放在水平桌面上,如圖(甲)所示,此時(shí)杯底對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p;若將一石塊用細(xì)線系著緩慢放入杯底,有一部分水溢出,穩(wěn)定后如圖(乙)所示,此時(shí)杯底對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p1,則p1?。尽(選填“>”、“<”或“=”);如果改用小木塊輕輕放在圖(甲)的溢水杯中,也有一部分水溢出,穩(wěn)定后如圖(丙)所示,此時(shí)杯底對(duì)桌面的壓強(qiáng)為p2,則p2?。健(選填“>”、“<”或“=”)。

答案與解析:
(1)若將一石塊用細(xì)線系著緩慢放入杯底,有一部分水溢出:
∵石塊下沉,
∴F浮石<G石,
∵F浮石=G排=G溢,
∴G石>G溢,
∴放入石塊后杯對(duì)桌面的壓力將變大,而受力面積不變,
∵p=,
∴杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)將變大,即p1>p;
(2)如果將小木塊輕輕放在圖(甲)的溢水杯中,有一部分水溢出,
∵木塊漂浮,
∴F浮木=G木,
∵F浮木=G排′=G溢′,
∴G木=G溢′,
∴放入木塊后杯對(duì)桌面的壓力不變,而受力面積不變,
∵p=,
∴杯對(duì)桌面的壓強(qiáng)不變,即p2=p。
故答案為:>;=。
15.如圖所示,把杯子裝一部分水,封閉好,放于水平桌面上,再倒立放置,前后兩種情景進(jìn)行對(duì)比,水對(duì)杯底的壓強(qiáng) 不相等 ,杯子對(duì)桌面的壓力 相等 ,杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng) 不相等 。(填“相等”或“不相等”)

答案與解析:由圖可知,杯子倒立放置后水的深度變小,由p=ρgh可知,水對(duì)杯底的壓強(qiáng)變小;
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,且杯子的總重力不變,所以,倒立放置后杯子對(duì)桌面的壓力不變;
倒置后,杯子對(duì)桌面的壓力不變,與桌面的接觸面積變大即受力面積變大。由p=可知,杯子對(duì)桌面的壓強(qiáng)變小。
故答案為:不相等;相等;不相等。
四.增大和減小壓強(qiáng)的方法和應(yīng)用(共7小題)
16.如圖所示,坦克車的履帶是由一塊塊金屬板做成的,每塊板上都有一、二條凸起的棱,下列說(shuō)法中正確的是( ?。?br />
A.金屬板和它上面的棱都是為了減小對(duì)地面的壓強(qiáng)
B.金屬板和它上面的棱都是為了增大對(duì)地面的壓強(qiáng)
C.金屬板是為了增大對(duì)地面的壓強(qiáng);棱是為了減小對(duì)地面的壓強(qiáng)
D.金屬板是為了減小對(duì)地面的壓強(qiáng);棱是為了增大金屬板與地面間的摩擦
答案與解析:坦克車的履帶的金屬板的面積大,即在壓力一定時(shí),增大受力面積,減小對(duì)地面的壓強(qiáng);同時(shí)有一些突出的棱,可以增大接觸面的粗糙程度,增大對(duì)地面的摩擦。
故選:D。
17.在汽車交通事故中對(duì)乘員造成傷害的往往是“二次碰撞”(汽車碰撞后發(fā)生的乘客跟車身的碰撞)引起。與傳統(tǒng)的安全帶相比,安全氣囊對(duì)乘員的頭和胸的保護(hù)作用效果更好,在緊急情況下,裝于前排乘員前方的安全氣囊能急速膨脹,以避免人與儀表板、擋風(fēng)玻璃相撞。為保證氣囊有良好的保護(hù)性能,設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮(  )
①氣囊膨脹的初期,內(nèi)部壓強(qiáng)要超過(guò)某個(gè)數(shù)值;
②盡可能快地使氣囊膨脹展開;
③氣囊與乘客的接觸面積的大?。?br /> ④要有排氣機(jī)構(gòu),當(dāng)壓力超出某值時(shí)可以排氣,減小壓力。
A.只需考慮① B.只需考慮①②
C.只需考慮①②③ D.①②③④都應(yīng)考慮
答案與解析:在汽車交通事故中為了避免乘客“二次碰撞”而造成的傷害,汽車上設(shè)計(jì)了安全氣囊,即在緊急情況下,裝于前排乘員前方的安全氣囊能急速膨脹,以避免人與儀表板、擋風(fēng)玻璃相撞;故氣囊不是輕微的碰撞就能展開的,即氣囊膨脹的初期,內(nèi)部壓強(qiáng)要超過(guò)某個(gè)數(shù)值方可;由于發(fā)生事故的時(shí)間很短,故必須使氣囊快速展開方可有效,同時(shí)為了大面積的保護(hù)人體,應(yīng)盡可能的增大乘客與氣囊的接觸面積,使人撞在氣囊上以起到緩沖的目的;如果不排氣人就會(huì)被巨大的壓力擠壓,會(huì)有生命危險(xiǎn)。而實(shí)際生活中也是膨脹后緩緩排氣的,故①②③④都要考慮的;
故選:D。
18.在圖給出的動(dòng)物的身體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)中,以減小壓強(qiáng)來(lái)適應(yīng)自然環(huán)境的是(  )
A.啄木鳥有尖的喙 B.鯊魚有鋒利的牙齒
C.蚊子有尖尖的口器 D.駱駝?dòng)袑挻蟮哪_掌
答案與解析:A、啄木鳥的喙很尖,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),不符合題意;
B、鯊魚的牙齒很鋒利,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),不符合題意;
C、蚊子的口器很尖,是在壓力一定時(shí),通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),不符合題意;
D、駱駝的腳掌很寬大,在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng),符合題意。
故選:D。
19.下列實(shí)例中,有利于增大壓強(qiáng)的是(  )
A.書包帶做得扁而寬 B.駱駝腳掌長(zhǎng)得很大
C.啄木鳥有尖硬的喙 D.泥鰍體表有層黏液
答案與解析:A、在壓力不變時(shí),扁而寬的帶子增大了受力面積使壓強(qiáng)減小了,不合題意;
B、在壓力不變時(shí),寬在的腳掌增大了受力面積,使壓強(qiáng)減小了,不合題意;
C、在壓力不變時(shí),尖硬的喙減小了受力面積,壓強(qiáng)增大了,符合題意;
D、泥鰍體表的黏液使其變得光滑,減小了摩擦力,與壓強(qiáng)無(wú)關(guān),不合題意。
故選:C。
20.下列事例中,目的是為了減小壓強(qiáng)的一項(xiàng)是( ?。?br /> A.火車鐵軌不直接鋪在路面上,而鋪在一根根路枕上
B.為了易于把吸管插入軟包裝飲料盒內(nèi),吸管一端被削得很尖
C.注射器的針頭很尖
D.菜刀用過(guò)一段時(shí)間后,要磨一磨
答案與解析:由公式P=可知,壓強(qiáng)跟壓力和受力面積有關(guān),
在壓力一定的情況下,受力面積越小,壓強(qiáng)越大;受力面積越大,壓強(qiáng)越小。
選項(xiàng)B、C、D都是在壓力一定的情況下,通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng),
只有選項(xiàng)A是通過(guò)增大受力面積來(lái)減小壓強(qiáng)。
故選:A。
21.生物在進(jìn)化的過(guò)程中,各種器官不斷地得到完善,以適應(yīng)生存的環(huán)境。下列給出的動(dòng)物器官中,有減小壓強(qiáng)功能的是(  )
A.啄木鳥的嘴 B.老虎的牙齒 C.駱駝的蹄子 D.蝙蝠的耳朵
答案與解析:A、啄木鳥的嘴,是在壓力一定時(shí),減小受力面積增大嘴對(duì)樹的壓強(qiáng),容易啄開樹皮。不符合題意。
B、老虎的牙齒,是在壓力一定時(shí),減小受力面積增大嘴對(duì)肉的壓強(qiáng),容易撕開肉。不符合題意。
C、駱駝的蹄子,是在壓力一定時(shí),增大受力面積減小對(duì)沙漠的壓強(qiáng),不容易陷下去。符合題意。
D、蝙蝠的耳朵是起著收集和傳送音波的作用。不符合題意。故選:C。
22.國(guó)慶60周年閱兵儀式上,威武雄壯的坦克方隊(duì)整齊劃一地通過(guò)天安門廣場(chǎng)。以其中一輛坦克為參照物,其它坦克處于 靜止 狀態(tài)。坦克履帶上有許多棱,為了防止損壞路面,檢閱時(shí)官兵們?cè)诶夂屠庵g安裝上橡膠塊,這樣做的目的是 減小對(duì)地面的壓強(qiáng) 。

答案與解析:(1)坦克方隊(duì)整齊劃一地通過(guò)天安門廣場(chǎng)。以其中一輛坦克為參照物,其它坦克和作為參照物的坦克之間沒(méi)有發(fā)生位置的改變,所以以其中一輛坦克為參照物,其它坦克是靜止的。
(2)在棱和棱之間安裝上橡膠塊,是在壓力一定時(shí),通過(guò)增大受力面積來(lái)減小對(duì)地面的壓強(qiáng)。故答案為:靜止;減小對(duì)地面的壓強(qiáng)。
五.壓強(qiáng)的計(jì)算(共33小題)
23.如圖所示,如果木塊和木板的接觸面積為0.5dm2,木塊重3.2N,手用F為2.4N的力壓木塊,則木塊受到的壓力和壓強(qiáng)分別為( ?。?br />
A.3.2N,640Pa B.2.4N,480Pa
C.0.8N,160Pa D.5.6N,1120Pa
答案與解析:墻面受到物體的壓力:F=2.4N
物體與墻面的接觸面積:S=0.5dm2=0.5×10﹣2m2
墻面受到物體的壓強(qiáng):P===480Pa。故選:B。
24.如圖所示,放在水平地面上的兩個(gè)實(shí)心長(zhǎng)方體A、B,已知體積VA<VB,與地面的接觸面積SA>SB,對(duì)地面的壓強(qiáng)pA=pB。下列判斷正確的是( ?。?br />
A.A的密度一定小于B的密度
B.A的密度可能等于B的密度
C.A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量
D.A的質(zhì)量可能等于B的質(zhì)量
答案與解析:物體對(duì)水平桌面的壓強(qiáng):
p======ρgh,
∵VA<VB,SA>SB,
∴hA<hB,
∵pA=pB,
∴ρA>ρB,故AB選項(xiàng)不正確;
又∵pA=pB,SA>SB,
∴FA>FB,
∵水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
∴GA>GB,即mA>mB,故C選項(xiàng)正確、D選項(xiàng)不正確。
故選:C。
25.如圖所示,正方體物塊A和B是用同一種材料制成的,它們的邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)A、LB,并且LB=2LA,將物塊A放在物塊B的上面的中央,物塊B放在水平地面上,已知B對(duì)地面的壓強(qiáng)是9×103Pa,則A對(duì)B的壓強(qiáng)是( ?。?br />
A.4.5×103 Pa B.4×103Pa C.1.8×103 Pa D.1×103 Pa
答案與解析:∵V=L3,S=L2,
∵正方體A和B的體積之比和底面積之比分別為:
===,===,
∵ρ=,G=mg,且A和B是用同一種材料制成的,
∴====,
∵水平面上物體的壓力和自身的壓力相等,
∴物塊A對(duì)物塊B的壓強(qiáng)pA與物塊B對(duì)水平地面的壓強(qiáng)pB之比:
===×=×=,
∴pA=pB=×9×103Pa=4×103Pa。
故選:B。
26.一塊重500牛、長(zhǎng)2米、寬1米、厚0.2米的長(zhǎng)方體物塊,放在邊長(zhǎng)為0.5米的正方形水平桌面上,可以采取各種不同的放置方法,在各種不同的放置方法中物塊對(duì)桌面的最小壓強(qiáng)是( ?。?br /> A.250帕 B.500帕 C.1000帕 D.2000帕
答案與解析:長(zhǎng)方體物塊有三種放法:平放、側(cè)放和豎放。側(cè)放和豎放時(shí)的受力面積都比正方形水平桌面和面積小,而平放時(shí)受力面積最大為桌面面積,故平放時(shí)受力面積最大,壓強(qiáng)最小。
所以,最小壓強(qiáng)為:S=0.5m×0.5m=0.25m2,p===2000Pa,
故選:D。
27.如圖所示,A、B兩個(gè)立方體,它們的邊長(zhǎng)之比為2:1,密度之比為4:5,先將B放在水平桌面上,再將A疊放在B的上面,A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則A對(duì)B的壓強(qiáng)與B對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比pA:pB為(  )

A.128:37 B.37:128 C.37:32 D.32:37
答案與解析:設(shè)兩正方形的密度為ρA和ρB,則ρA=4ρ,ρB=5ρ,物體B邊長(zhǎng)為a,則物體A邊長(zhǎng)為2a,當(dāng)它們都放在同一水平面上時(shí),
F=G,則FA=mAρAg=4ρ(2a)3g=32ρa(bǔ)3g,F(xiàn)B=5ρa(bǔ)3g,
sA=4a2,sB=a2,
A對(duì)B的壓強(qiáng)PA===32ρa(bǔ)g,
B對(duì)桌面的壓強(qiáng)PB===37ρa(bǔ)g,
則A對(duì)B的壓強(qiáng)與B對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比pA:pB==。
故選:D。
28.三種材料的密度之比為3:2:1,取其質(zhì)量之比為1:2:3,制成相同高度的圓柱體豎立在水平 桌面上,它們對(duì)桌面產(chǎn)生的壓強(qiáng)之比是( ?。?br /> A.1:2:3 B.3:2:1 C.1:4:9 D.1:1:1
答案與解析:∵圓柱體豎立在水平桌面上,
∴桌面受到的壓力:F=G=mg=ρvg=ρshg,
桌面受到的壓強(qiáng):p===ρhg,
∵三種材料的密度之比為3:2:1,圓柱體高度之比為1:1:1,
設(shè)三種材料的密度為ρ1=3、ρ2=2、ρ3=1,三個(gè)圓柱體高度h=1,
∴對(duì)桌面壓強(qiáng)之比:
p1:p2:p3=ρ1h1g:ρ2h2g:ρ3h3g=3×1×g:2×1×g:1×1×g=3:2:1。
故選:B。
29.甲、乙兩個(gè)實(shí)心均勻正方體物塊放在水平地面上,它們的質(zhì)量相等,密度關(guān)系是ρ甲>ρ乙,當(dāng)在甲、乙兩物塊上,分別放重為G1、G2的物體或分別施加豎直向上的力F1、F2(F1、F2均小于物塊重力)時(shí),甲、乙兩物塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)相等,則G1與G2、F1與F2的大小關(guān)系是(  )
A.G1>G2,F(xiàn)1>F2 B.G1>G2,F(xiàn)1<F2
C.G1<G2,F(xiàn)1<F2 D.G1<G2,F(xiàn)1>F2
答案與解析:因?yàn)榧?、乙的質(zhì)量相等,ρ甲>ρ乙,所以V甲<V乙。
又因?yàn)榧住⒁叶际钦襟w,所以L甲<L乙,則s甲<s乙。
當(dāng)在甲、乙兩物塊上分別放上重為G1、G2的物體時(shí):
甲對(duì)地面的壓力:F甲=G甲+G1,
乙對(duì)地面的壓力:F乙=G乙+G2,
因?yàn)镻甲=P乙,s甲<s乙,所以F甲<F乙,
又因?yàn)閙甲=m乙,所以G甲=G乙,則G1<G2。
當(dāng)在甲、乙兩物塊上分別施加豎直向上的F1、F2時(shí):
甲對(duì)地面的壓力:F甲=G甲﹣F1,
乙對(duì)地面的壓力:F乙=G乙﹣F2,
因?yàn)镕甲<F乙,G甲=G乙,所以F1>F2。故選:D。
30.密度為ρ,邊長(zhǎng)為a的正方體物塊,放在一豎直木樁的水平頂面上,木樁頂面是邊長(zhǎng)為的正方形,木樁頂面的中心與正方體物塊底面中心恰好吻合。此時(shí)正方體物塊對(duì)木樁頂面的壓強(qiáng)是( ?。?br /> A.ρa(bǔ)g B.2ρa(bǔ)g C.4ρa(bǔ)g D.ρa(bǔ)g
答案與解析:正方體物體對(duì)木樁的壓力F=G=ρga3,因?yàn)檎襟w物體的底面積大于木樁頂面面積,
所以受力面積S為木樁的頂面面積。即S=
代入公式可得p==。故選:C。
31.把同種材料制成的甲、乙兩個(gè)正方體,放在水平桌面上,甲、乙對(duì)桌面的壓強(qiáng)分別為p1和p2,如圖所示,把甲放在乙的上面,則乙對(duì)桌面的壓強(qiáng)為(  )

A.p1+p2 B.p12+p22
C. D.
答案與解析:設(shè)兩正方體的密度為ρ,邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)甲和L乙,
甲對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:p1===ρgL甲,
∴L甲=,
同理,L乙=,
當(dāng)把甲放在乙的上面時(shí),乙對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:
p===。故選:C。
32.有兩個(gè)用同種材料制成的圓柱體A和B,A的高度是B的高度的3倍,將A豎直放在水平地面上,B豎直放在A上,如圖(甲)所示,這時(shí)A對(duì)地面的壓強(qiáng)與B對(duì)A的壓強(qiáng)之比為3:1,若將A、B倒置后仍放在水平地面上,如圖(乙)所示,則A對(duì)B的壓強(qiáng)與B對(duì)水平地面的壓強(qiáng)之比是
(  )

A.1:3 B.1:2 C.4:1 D.1:1
答案與解析:設(shè)圓柱體A、B的橫截面積為sa、sb,高為ha、hb,
則圓柱體A、B的重:GA=ρgsAhA,GB=ρgsBhB,
在甲圖中:
A對(duì)地面的壓強(qiáng):P1==,
B對(duì)A的壓強(qiáng):P2==,
∵P1:P2=3:1,hA:hB=3:1,
∴:=3:1,
即::=3:1,
解得:SA:SB=2:3;
在乙圖中:
A對(duì)B的壓強(qiáng):P1′==,
B對(duì)地面的壓強(qiáng):P2′==,
∴P1′:P2′=:=:,
解得P1′:P2′=1:1。故選:D。
33.如圖所示物體A和B分別是由不同材料組成的正方體,棱長(zhǎng)之比1:1,物體A放在物體B上,B放在水平地面上。若A對(duì)B的壓強(qiáng)與B對(duì)地面的壓強(qiáng)之比1:4,則物體A和B的密度之比是( ?。?br />
A.1:1 B.1:3 C.4:1 D.3:2
答案與解析:物體A和B分別是由不同材料組成的正方體,棱長(zhǎng)之比1:1,故A和B的底面積之比為1:1,體積之比為1:1,設(shè)其底面積都為S,體積都為V。
A對(duì)B的壓強(qiáng)p1====.........①,
B對(duì)地面的壓強(qiáng)p2====......②,
A對(duì)B的壓強(qiáng)與B對(duì)地面的壓強(qiáng)之比p1:p2=1:4.......③,
聯(lián)立①②③可得:物體A和B的密度之比:=。
故選:B。
(多選)34.如圖所示,質(zhì)量分布均勻的甲、乙兩個(gè)實(shí)心正方體放置在水平底面上,它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相同,若要使甲對(duì)地面的壓強(qiáng)大于乙對(duì)地面的壓強(qiáng),下列敘述中正確的是( ?。?br />
A.沿豎直方向上切去相同的體積
B.沿豎直方向上切去相同的厚度
C.沿水平方向切去相同的質(zhì)量
D.沿水平方向切去相同的體積
答案與解析:實(shí)心正方體對(duì)水平地面的壓強(qiáng)p======ρgh,
由圖可知:甲的邊長(zhǎng)比乙的邊長(zhǎng)大,
因它們對(duì)地面的壓強(qiáng)相同,
所以ρ甲<ρ乙。
(1)沿豎直方向上切去相同的體積或相同的厚度時(shí),兩正方體的密度和高度不變,所以它們的壓強(qiáng)還是相等,故AB不正確。
(2)沿水平方向切去相同的質(zhì)量時(shí),減小的壓力相同,
因S甲>S乙,
所以△p甲<△p乙,
又因p甲=p乙,
所以剩余部分甲對(duì)地面的壓強(qiáng)大于乙對(duì)地面的壓強(qiáng),故C正確;
(3)沿水平方向切去相同的體積時(shí),
因S甲>S乙,
所以△h甲<△h乙,
又因ρ甲<ρ乙,
所以ρ甲g△h甲<ρ乙g△h乙,即△p甲<△p乙,
因p甲=p乙,
所以剩余部分甲對(duì)地面的壓強(qiáng)大于乙對(duì)地面的壓強(qiáng),故D正確。
故選:CD。
35.一端封閉的玻璃管自重為G,橫截面積為S,內(nèi)裝一段高為h的水銀柱,封閉了一定質(zhì)量的氣體?,F(xiàn)將玻璃管封閉端用彈簧測(cè)力計(jì)懸起,另一端沒(méi)入水銀槽中,如圖所示。當(dāng)玻璃管沒(méi)入一定深度后,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為G.若當(dāng)時(shí)的大氣壓為p0,則此時(shí)管內(nèi)上方氣體的壓強(qiáng)為 p0 ,玻璃管內(nèi)、外水銀面的高度差△x為 h 。(設(shè)玻璃管壁的厚度不計(jì))

答案與解析:∵p=,測(cè)力計(jì)示數(shù)F=G,
∴玻璃管受到大氣向下的壓力p0S,豎直向下的重力G,
封閉氣體豎直向上的支持力pS,測(cè)力計(jì)拉豎直向上的力F,
對(duì)玻璃管,由平衡條件得:G+p0S=F+pS,
則:G+p0S=G+pS,解得:p=p0;
以玻璃管下部封閉氣體為研究對(duì)象,其壓強(qiáng):p下=p0+ρ銀g△x
p下=p0+ρ銀gh,則有:p0+ρ銀g△x=p0+ρ銀gh,
解得:△x=h;故答案為:p0;h。
36.將圓柱體B豎立在圓柱形容器A的水平底面上,圓柱體B對(duì)容器A底面的壓強(qiáng)為p0.向容器A內(nèi)緩慢注水,記錄注入水的質(zhì)量m和所對(duì)應(yīng)的水對(duì)容器A底面的壓強(qiáng)p,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。已知圓柱體B的體積為2800cm3,則p0等于  1400 Pa.(g取10N/kg)
m/g
1000
2000
3000
4300
5900
7500
p/Pa
400
800
1200
1600
2000
2400
答案與解析:∵p=ρgh
∴加水1000g時(shí)水的深度:h1===0.04m=4cm;
加水2000g時(shí)水的深度:h2===0.08m=8cm;
加水3000g時(shí)水的深度:h3===0.12m=12cm;
加水4300g時(shí)水的深度:h4===0.16m=16cm;
加水5900g時(shí)水的深度:h5===0.20m=20cm;
加水7500g時(shí)水的深度:h6===0.24m=24cm;
對(duì)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及各狀態(tài)分析如下:
m/g
1000
2000
3000
4300
5900
7500
p/Pa
400
800
1200
1600
2000
2400
h/cm
4
8
12
16
20
24
△h/cm
4
△m/g
1000
1600
加水情況圖示




或④



①~③,m與h成正比,③~④,m與h不成正比,說(shuō)明物體可能已經(jīng)漂浮或已經(jīng)全部浸沒(méi),④~⑥△m與△h成正比。
圖④~⑤中,增加水的質(zhì)量:△m④~⑤=ρSA△h④~⑤,
∴容器的底面積:SA===400cm2,
圖①中,水的質(zhì)量:m1=ρV1=ρ(SA﹣SB)h1,
∴圓柱體的底面積:SB=SA﹣=400cm2﹣=150cm2,
∵圓柱體的高度:hB==≈18.7cm>h4=16cm,
∴從③到④的過(guò)程中,圓柱體已經(jīng)漂浮,并不是完全浸沒(méi)在水中,
由圖④可知,m4=ρ(SAh4﹣V排),
∴圓柱體排開水的體積:
V排=SAh4﹣=400cm2×16cm﹣=2100cm3=2.1×10﹣3m3,
圓柱體的重力:G=F?。溅裧V排=1×103kg/m3×10N/kg×2.1×10﹣3m3=21N,
圓柱體在圓柱形容器A的水平底面上時(shí),對(duì)容器底的壓力:
F=G=21N,
圓柱體B對(duì)容器A底面的壓強(qiáng):
p0===1400Pa。
故答案為:1400。
37.血管變細(xì)是“高血壓”病的誘因之一。為研究這一問(wèn)題,我們可做一些簡(jiǎn)化和假設(shè):設(shè)血液通過(guò)一定長(zhǎng)度血管時(shí)受到的阻力f與血液流速v成正比,即f=kv (其中k與血管粗細(xì)無(wú)關(guān)),為維持血液勻速流動(dòng),在這血管兩端需要有一定的壓強(qiáng)差。設(shè)血管內(nèi)徑為d1時(shí)所需的壓強(qiáng)差為△p,若血管內(nèi)徑減為d2時(shí),為了維持在相同時(shí)間內(nèi)流過(guò)同樣多的血液,此時(shí)血液的流速是原來(lái)的?。ǎ? 倍;血管兩端的壓強(qiáng)差必須變?yōu)樵瓉?lái)的?。ǎ? 倍。
答案與解析:根據(jù)血液是勻速流動(dòng),說(shuō)明受力平衡,即血壓產(chǎn)生的壓力等于阻力,
則在正常情況下有:△pS=F=f=kv…①
血管變細(xì)后有:△p′S′=F′=f′=kv′…②
因?yàn)樵谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)流過(guò)的血液量不變,則有:S?v?t=S′v′t,即S?v=S′v′
又因?yàn)镾=π,所以==()2…③,
所以v′=()2v;
①②③聯(lián)立,解得:△p′===()4△p。
故答案為:()2;()4。
38.某玻璃廠用圓形低壓吸盤搬運(yùn)玻璃,如圖,E為圓形吸盤,其直徑為0.2m,ABCD為一正方形平板玻璃,邊長(zhǎng)為1m,重125.6N.若吸盤能將該平板玻璃水平吸住并提升2m,在此過(guò)程中。則吸盤內(nèi)外大氣壓強(qiáng)的差= 4000 pa。

答案與解析:玻璃板處于平衡狀態(tài),所以受到的壓力差等于其重力,則:
△F=G=125.6N;
所以壓強(qiáng)差為:
△p===4000Pa。
故答案為:4000。
39.某人重600N,站在水平地面上,雙腳著地,與地面接觸面積為300cm2,那么地面受到的壓強(qiáng)為 20000 Pa,若一只腳著地,則地面受到壓力為 600 N,壓強(qiáng)為 40000 Pa。
答案與解析:∵人站在水平地面上,
∴對(duì)地面的壓力:
F=G=600N,
站立時(shí),兩只腳著地,對(duì)地面的壓強(qiáng)
p1===20000Pa;
若一只腳著地,地面受到壓力不變,F(xiàn)=G=600N,s2=×300cm2=150×10﹣4m2,
此時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng):p2===40000Pa。
故答案為:20000,600,40000。
40.2010年4月14日晨青海省玉樹縣發(fā)生強(qiáng)烈地震,最高震級(jí)7.1級(jí),黨和政府十分關(guān)懷災(zāi)區(qū)人民的生命安危,使用了很多最新科技設(shè)備進(jìn)行救援。
(1)生命探測(cè)儀:光學(xué)生命探測(cè)儀將一根柔軟細(xì)長(zhǎng)的光纖管伸進(jìn)瓦礫堆中扭動(dòng)前行,搜救人員利用觀察器可以看清瓦礫深處的情況,光沿彎曲的光纖傳播是利用了光的 反射 原理;熱紅外生命探測(cè)儀利用感知 溫度 差異來(lái)判斷不同的目標(biāo),因此在黑暗中也能確定生命體的位置;聲波生命探測(cè)儀有3~6個(gè)“耳朵”﹣﹣聲探頭,即使幸存者不能說(shuō)活,只要輕輕敲擊使周圍物體 振動(dòng) 發(fā)出微小聲響,就能夠被它“聽”到,甚至心臟微弱的顫動(dòng),它也能探測(cè)到。
(2)小氣墊:用新型高強(qiáng)度材料制成,比枕頭大不了多少。沒(méi)充氣時(shí),將它塞進(jìn)倒塌樓板間很小的縫隙中,然后充氣使其內(nèi)部壓強(qiáng)達(dá)到8個(gè)大氣壓。若它正上方的樓板和氣墊的接觸面積為0.2m2,則用它可以頂起重 1.4×105 N的樓板。
答案與解析:(1)光學(xué)生命探測(cè)儀將一根柔軟細(xì)長(zhǎng)的光纖管伸進(jìn)瓦礫堆中扭動(dòng)前行,搜救人員利用觀察器可以看清瓦礫深處的情況,光沿彎曲的光纖傳播是利用了光的反射原理;
物體溫度越高,發(fā)出的紅外線越強(qiáng)。熱紅外生命探測(cè)儀利用感知溫度差異來(lái)判斷不同的目標(biāo),因此在黑暗中也能確定生命體的位置;聲波生命探測(cè)儀有3~6個(gè)“耳朵”﹣﹣聲探頭,即使幸存者不能說(shuō)活,只要輕輕敲擊使周圍物體,物體振動(dòng)能發(fā)出微小聲響,就能夠被它“聽”到;
(2)已知標(biāo)準(zhǔn)大氣壓P0=1×105Pa;樓板受豎直向下的重力G,豎直向下的大氣壓力F=P0S,豎直向上的支持力FN=8P0S而處于平衡狀態(tài),
由平衡條件得:G+F=FN,G=FN﹣F=8×1×105Pa×0.2m2﹣1×105Pa×0.2m2=1.4×105N。
故答案為:(1)反射;溫度;(2)1.4×105。
41.兩個(gè)金屬圓柱體豎立在水平桌面上,它們的底面積之比是8:9,密度之比是9:8,桌面受到的壓強(qiáng)之比是5:4,那么這兩個(gè)圓柱體的高度之比是 10:9 。
答案與解析:圓柱體對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)為:
p======ρgh,
因ρ1:ρ2=9:8,p1:p2=5:4,
所以根據(jù)h=可得:==×=×=。
故答案為:10:9
42.如圖,置于水平桌面上深度為30cm的量筒內(nèi)盛有一些水,其底面與水平桌面的接觸面積為1×10﹣3m2,刻度如圖,沒(méi)有刻度部分的容積為15cm3,這時(shí)量筒對(duì)桌面的壓強(qiáng)為4000Pa,現(xiàn)往量筒中緩緩?fù)度朊芏葹棣眩?g/cm3的某種合金碎塊255g,使碎塊全部淹沒(méi)于水中,則此時(shí)量筒對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)為 6350Pa 。(g=10N/kg)

答案與解析:由ρ=可得,合金碎塊的體積:
V合金===85cm3,
因V合金+V水=85cm3+50cm3=135cm3>100cm3+15cm3,
所以,有水溢出,
溢出水的質(zhì)量:
m溢出水=ρ水V溢出水=1.0×103kg/m3×(135×10﹣6m3﹣115×10﹣6m3)=0.02kg,
此時(shí)量筒對(duì)水平桌面壓力的增加量:
△F=△G=△mg=(0.255kg﹣0.02kg)×10N/kg=2.35N,
則此時(shí)量筒對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)量:
△p====2350Pa,
此時(shí)量筒對(duì)水平桌面的壓強(qiáng):
p′=p+△p=4000Pa+2350Pa=6350Pa。
故答案為:6350Pa。
43.雪在外力擠壓下可形成冰,表明雪的密度 小于 冰的密度(填“大于”、“等于”或“小于”).小麗利用冰的密度,使用如下方法來(lái)估測(cè)積雪的密度:利用平整地面上的積雪,腳向下用力踩在雪上,形成一個(gè)下凹的腳印,然后測(cè)量腳印的深度和 積雪的厚度或冰層的厚度 ,就可以估測(cè)出積雪的密度。
答案與解析:雪在外力擠壓下里面的空氣被排出,剩下的就是冰,
同樣質(zhì)量的雪和冰,由于雪里還有一定體積的空氣,所以,體積一定比冰大一些,
所以由ρ=可知ρ雪<ρ冰。
根據(jù)公式ρ=,由于腳用力踩在雪上,所以腳踩住的雪部分被壓實(shí)(我們把這部分壓實(shí)層近視看成冰層)
設(shè)腳印的面積為s,深度t1,積雪厚度t2.冰層厚度=積雪厚度與腳印深度之差=t2﹣t1,冰的密度0.9g/cm3
腳印面積部分的積雪在腳踩壓前后的質(zhì)量相同,設(shè)雪的密度ρ
故有ρst2=0.9g/cm3×s×(t2﹣t1),可得雪的密度ρ=0.9g/cm3×
即只要測(cè)出腳印深度和積雪厚度就可以算出雪的密度。
故答案為:小于;積雪的厚度或冰層的厚度
44.甲、乙兩種材料的密度之比為ρ甲:ρ乙=3:2,取這兩種材料的質(zhì)量之比m甲:m乙=1:2,分別制成高度之比h甲:h乙=4:1的實(shí)心柱體,將它們豎直立在水平桌面上,它們對(duì)桌面的壓強(qiáng)之比p甲:p乙是 6:1 ,壓力之比F甲:F乙是 1:2 。
答案與解析:(1)實(shí)心圓柱體對(duì)水平桌面的壓強(qiáng):
p===ρgh;
∵ρ甲:ρ乙=3:2,h甲:h乙=4:1;
∴===×=6:1。
∵豎直立在水平桌面上,
∴F=G,
而G=mg,
∴F甲:F乙=m甲g:m乙g=m甲:m乙=1:2。
故答案為:6:1;1:2。
45.生物學(xué)家最新的研究表明,生活在3.6億年前泥盆紀(jì)的一種鄧氏魚(如圖所示)的咬合力比任何已知生物都要強(qiáng)。它在啃噬獵物時(shí)每平方厘米的咬合力高達(dá)5.6×104N,由此可計(jì)算出它的咬合壓強(qiáng)高達(dá) 5.6×108 Pa。

答案與解析:s=1cm2=1×10﹣4m2

答:它的咬合壓強(qiáng)高達(dá)為5.6×108Pa
46.有甲、乙兩個(gè)正方體放在水平桌面上,它們對(duì)桌面的壓強(qiáng)相等,甲、乙兩物體的密度之比為1:2,則它們的底面積之比為 4:1 。
答案與解析:正方體對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:
P======ρgh,
∵P甲=P乙,
∴兩正方體的邊長(zhǎng)之比為==;
∵S=L2,
∴=()2=()2=。
故答案為:4:1。
47.一塊質(zhì)量分布均勻體積為0.001m3磚先后平放、側(cè)放在水平桌面上,對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)分別為0.8×103Pa、2×103Pa(磚的密度ρ磚=2×103kg/m3,計(jì)算時(shí)取 g=10N/kg),請(qǐng)解答以下問(wèn)題:
(1)磚對(duì)地面的壓力是多少。
(2)當(dāng)這塊磚豎直放置時(shí),它對(duì)地面的壓強(qiáng)。
答案與解析:(1)由ρ=可得,磚的質(zhì)量:
m=ρV=2×103kg/m3×0.001m3=2kg,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,磚對(duì)地面的壓力:
F=G=mg=2kg×10N/kg=20N;
(2)磚對(duì)水平地面的壓強(qiáng):
p======ρgh,
設(shè)磚的長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c,則
c===0.04m,b===0.1m,
當(dāng)這塊磚豎直放置時(shí),受力面積:
S=bc=0.1m×0.04m=0.004m2,
它對(duì)地面的壓強(qiáng):
p平===5×103Pa。
答:(1)磚對(duì)地面的壓力是20N;
(2)當(dāng)這塊磚豎直放置時(shí),它對(duì)地面的壓強(qiáng)為5×103Pa。
48.如圖所示,彈簧測(cè)力計(jì)下掛一長(zhǎng)方體金屬塊,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為78N,在金屬塊下方放一裝有水的圓柱形容器(器壁厚不計(jì)),水深為10cm,金屬塊的下表面與水面相平,若此時(shí)將金屬塊下移5cm(水未溢出),金屬塊剛好全部浸沒(méi),此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為68N,若容器的底面積為金屬塊底面積的5倍,g取10N/kg,則:
(1)圓柱形容器內(nèi)所裝水的質(zhì)量為多少kg;
(2)此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)是多少Pa。

答案與解析:(1)如圖所示:

金屬塊受到水的浮力為:F?。紽示1﹣F示2=78N﹣68N=10N,
由阿基米德原理F?。溅岩篤排g得,
V排===1.0×10﹣3m3,
物體的體積等于排開水的體積:V物=V排=1.0×10﹣3m3,
因?yàn)閂排=V總﹣V水,
所以S物?h3=S容?△h,
即S物?(5cm+△h)=S容?△h
已知S容=5S物,代入上式得
S物?(5cm+△h)=5S物?△h
解得:△h=1.25cm,
金屬塊的高度為:h物=?△h+5cm=1.25cm+5cm=6.25cm=0.0625m
金屬塊的底面積為:S物===0.016m2,
S容=5S物=5×0.016m2=0.08m2,
所以V水=S容h1=0.08m2×10×10﹣2m=8×10﹣3m3,
又由ρ=得,m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg。
(2)水的重力:G水=m水g=8kg×10N/kg=80N,
金屬塊浸沒(méi)在水中后,容器對(duì)桌面的壓力為容器的重力、水的重力與物體對(duì)水的壓力之和,
由于物體對(duì)水的壓力等于水對(duì)物體的浮力,器壁厚不計(jì),則容器質(zhì)量忽略不計(jì),
所以容器對(duì)桌面的壓力:F壓=G水+F浮=G水+G﹣F=80N+(78N﹣68N)=90N,
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)為:p容===1.125×103Pa。
答:(1)圓柱形容器內(nèi)所裝水的質(zhì)量為8kg;
(2)此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)是1.125×103Pa。
49.某壓力鍋結(jié)構(gòu)如圖所示,蓋好密封鍋蓋,將壓力閥套在出氣孔,給壓力鍋加熱,當(dāng)鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí),氣體就把壓力閥頂起。假定在壓力閥頂起時(shí),停止加熱。若已知某高壓鍋的壓力閥質(zhì)量為m=0.1kg,排氣孔面積為S=7.2×10﹣2cm2,則鍋內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最大可達(dá) 2.4 ×105Pa,設(shè)壓強(qiáng)每增加3.6×103Pa,水的沸點(diǎn)相應(yīng)增加1℃,則鍋內(nèi)的最高溫度可達(dá) 138.9 ℃(外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,取g=10N/Kg,小數(shù)點(diǎn)后均保留一位)。

答案與解析:(1)鍋內(nèi)最大壓強(qiáng)為:
p=p0+=1×105Pa+≈2.4×105Pa。
(2)鍋內(nèi)壓強(qiáng)增加了:
△p=p﹣p0=2.4×105Pa﹣1×105Pa=1.4×105Pa,
水的沸點(diǎn)增高:
△t=≈38.9℃,
所以,鍋內(nèi)溫度最高可達(dá):t=100℃+38.9℃=138.9℃。
故答案為:2.4;138.9。
50.如圖所示,長(zhǎng)為1米的直玻璃管橫截面積為2厘米2,重為5牛。當(dāng)時(shí)大氣壓為1.0×105帕,玻璃管的上端為真空。則彈簧秤的示數(shù)為 25N 。

答案與解析:玻璃管的上端為真空,大氣壓支撐著管內(nèi)水銀柱,但大氣對(duì)玻璃管上表面有向下的壓力,且玻璃管受重力作用,所以彈簧秤的示數(shù)為玻璃管的重力與大氣對(duì)玻璃管上表面向下的壓力之和。
大氣對(duì)玻璃管上表面的壓力:F大氣=pS=1.0×105Pa×2×10﹣4m2=20N,
則彈簧秤的示數(shù):F=G管+F大氣=5N+20N=25N;
故答案為:25N。
51.一位質(zhì)量為60kg的同學(xué)為了表演“輕功”,他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣,然后將這4只氣球以相同的方式對(duì)稱放在水平放置的木板上,如圖(甲)所示,然后在氣球的上方放置一輕質(zhì)硬塑料板。人輕輕站在塑料板正中央靜止不動(dòng),氣球不破裂,即為表演成功,如圖(乙)所示。他除了想表演“輕功”外,還想估算氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料,在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)的表面上貼上方格紙。他站上去表演成功后,留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”如圖(丙)所示。表演時(shí)場(chǎng)地的大氣壓強(qiáng)為Po=1.013×105Pa,表演過(guò)程中氣體溫度不發(fā)生變化,g取10N/kg。

(1)氣球在沒(méi)有貼方格紙的下層木板上也會(huì)留下“印跡”,這一“印跡”面積與上層木板的面積存在什么關(guān)系?
(2)經(jīng)測(cè)算每個(gè)氣球留下的印跡面積約為S=400cm2,則表演成功時(shí),每個(gè)氣球內(nèi)的壓強(qiáng)為多少帕?(取4位有效數(shù)字)
答案與解析:(1)印跡面積取決于氣球的形變程度,由于氣球本身(包括氣球內(nèi)的氣體)有質(zhì)量,氣球與下面木板接觸面的壓力大,接觸面的面積大,
因此氣球在沒(méi)有貼方格紙的下層木板上留下的“印跡”面積與上層木板的面積不相等。
(2)氣球與塑料板的接觸面積等于每個(gè)球的接觸面積與氣球個(gè)數(shù)的乘積:
S=400×10﹣4m2×4=0.16m2,
∵p=,
∴氣球?qū)λ芰习宓闹С至=pS,
氣球?qū)λ芰习宓闹С至Φ扔谌说闹亓εc大氣壓之和,
即pS=mg+p0S,
則氣球內(nèi)的氣體壓強(qiáng):
p=p0+=1.013×105Pa+=1.051×105Pa;
答:(1)這一“印跡”面積與上層木板的面積不相等;
(2)表演成功時(shí),每個(gè)氣球內(nèi)的壓強(qiáng)為1.051×105Pa。
52.學(xué)過(guò)壓強(qiáng)以后。王丹決定測(cè)算自己雙腳站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)。她的質(zhì)量為50kg,為了測(cè)量鞋與地面接觸的面積,她繪制了每一小格的邊長(zhǎng)為2cm的方格紙,穿上平底鞋站在方格紙上,描出的鞋印如如圖所示。(g取10N/kg)
(1)王丹每只鞋印的面積為 1.48×10﹣2 m2.(計(jì)數(shù)時(shí)凡大于半格、不滿一格的都算一格,小于半格的都不算)
(2)王丹雙腳站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大?
(3)張燕想到了另外一種測(cè)量鞋印面積的方法。她先讓王丹站在泥地上。踩下一個(gè)柱形的鞋印坑,踩出鞋印坑的深度為h,然后把密度為ρ、質(zhì)量為m的沙子倒入坑中剛好把坑填滿。請(qǐng)你根據(jù)這些物理量推導(dǎo)出鞋印面積s的表達(dá)式。

答案與解析:(1)從圖來(lái)看,我們無(wú)法直接數(shù)出鞋印所占的方格數(shù),因?yàn)樾∩w住了下面的方格。我們可先數(shù)出鞋印最寬處所占的格數(shù)是四個(gè)格,鞋印最長(zhǎng)所占的格數(shù)是12個(gè)格,這樣算出是48個(gè)格。然后根據(jù)題意,這48個(gè)格里小于半格的有11個(gè),所以鞋印所占的格數(shù)是37個(gè)格。
一個(gè)方格的面積:S一格=2cm×2cm=4cm2=4×10﹣4m2,
則王丹每只鞋印的面積:S=37×4×10﹣4m2=1.48×10﹣2m2。
故答案為:1.48×10﹣2。
(2)王丹的重力:G=mg=50kg×10N/kg=500N,
王丹雙腳的面積:S′=2S=2×1.48×10﹣2m2,
雙腳站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng):P===≈1.69×104Pa。
答:王丹雙腳站立時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.69×104Pa。
(3)鞋印坑的體積:V=,
鞋印的面積:S==。
答:鞋印的面積的表達(dá)式:S=。
53.高血壓是危害健康的一種常見(jiàn)病,現(xiàn)已查明血管內(nèi)徑變細(xì)是其誘因之一。我們可在簡(jiǎn)化假設(shè)下研究這一問(wèn)題。設(shè)液體通過(guò)一根一定長(zhǎng)度的管子時(shí),受到的阻力Ff與流速V成正比,即Ff=kv(為簡(jiǎn)便起見(jiàn),設(shè)k與管子粗細(xì)無(wú)關(guān)).為維持血液勻速流過(guò),在這段管子兩端需有一定的壓強(qiáng)差。設(shè)血管截面積為S時(shí),兩端所需壓強(qiáng)差為P,若血管截面積減小10%,為了維持在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)同樣多的液體,壓強(qiáng)差P′必須變?yōu)槎啻螅?br /> 答案與解析:因?yàn)檠簞蛩倭鲃?dòng),血壓產(chǎn)生的壓力與阻力相等,
則在正常情況下有:pS=Ff=kv…①
血管變細(xì)后有:p′S′=F′fv′…②
因?yàn)樵谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)流過(guò)的血液量不變,則有:Svt=S′v′t,即Sv=S′v′
又因?yàn)镾′=(1﹣10%)S=0.9S…③
所以Sv=0.9Sv′,即v=0.9v′…④
①②③④聯(lián)立,解得:p′=≈1.23p。
答:為了維持在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)同樣多的液體,壓強(qiáng)差P′必須變?yōu)?.23p。
54.如圖所示,由密度均為ρ’的半球形鐵塊和立方體鐵塊構(gòu)成的物塊靜止在水底,半球形鐵塊的半徑和立方體鐵塊的邊長(zhǎng)均為r,立方體在半球體的正上方,水的密度為ρ,容器中水的深度為3r.求:水對(duì)半球體的下球面所產(chǎn)生的壓力F=?已知球的體積公式V=。

答案與解析:浮力等于排開液體的重力。實(shí)質(zhì)是物體上下表面所受壓力差
F?。溅裧V排=ρg(r3+)=ρgr3(1+);
物塊上表面受到向下的壓力為F′=ρg(3r﹣2r)r2+ρg(3r﹣r)(πr2﹣r2)=ρgr3(2π﹣1);
∴水對(duì)半球體的下球面所產(chǎn)生的壓力F=F浮+F'=ρgr3(1+)+ρgr3(2π﹣1)=πρgr3。
答:水對(duì)半球體的下球面所產(chǎn)生的壓力為πρgr3。
55.學(xué)習(xí)了大氣壓的知識(shí)以后,小明對(duì)大氣壓強(qiáng)通常有1.0×105Pa這么大存有疑問(wèn),想親自證實(shí)一下。
(1)小明買來(lái)一個(gè)塑料掛鉤,把它的吸盤貼在玻璃餐桌的下表面,如圖所示,測(cè)出塑料吸盤與玻璃的接觸面積為10cm2;又找來(lái)一個(gè)輕塑料桶(質(zhì)量可忽略不計(jì)),在桶中裝8L水;經(jīng)過(guò)計(jì)算,他認(rèn)為把塑料桶掛到掛鉤上不會(huì)把吸盤拉掉。請(qǐng)你寫出計(jì)算過(guò)程和判斷依據(jù)。(g取10N/kg)
(2)當(dāng)小明把水桶掛到掛鉤上時(shí),吸盤卻被拉掉了,是大氣壓沒(méi)有那么大還是其他原因?請(qǐng)發(fā)表你的看法。

答案與解析:(1)吸盤面積:S=10cm2=10﹣3m2,
吸盤受到的大氣壓力:F=PS=1.0×105Pa×10﹣3m2=100N,
水的質(zhì)量:m=ρV=1×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg,
水的重力:G=mg=8kg×10N/kg=80N,
因?yàn)镚<F,所以裝水塑料桶掛到掛鉤上不會(huì)把吸盤拉掉。
(2)不是大氣壓沒(méi)有那么大??赡苁俏P內(nèi)沒(méi)有完全壓成真空或吸盤與玻璃接觸面粗糙,有漏氣現(xiàn)象,導(dǎo)致吸盤受到了向下的壓力,而使吸盤掉下。

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