
一選擇題(每題3分,共21分)
1.(2015?柳州)如圖是兩邊管子粗細相同、足夠高的連通器,其水平細管足夠長,中間有一個可無摩擦移動的活塞.剛開始活塞固定不動,兩管液面相平,左管液體是酒精(ρ酒精=0.8xl03 kg/m3),右管液體是水(ρ水=1.0xl03 kg/m3).現(xiàn)松開活塞,重新穩(wěn)定后( )
A.右邊液面下降1cmB.右邊液面下降2cm
C.右邊液面比左邊液面低lcmD.左右液面一樣高
【考點】89:液體的壓強的計算.
【難度】中等.
【分析】連通器是指上端開口,底部連通的容器,內(nèi)裝入不同液體,當液體靜止時,各容器兩側(cè)液體對活塞的壓強相等,根據(jù)p=ρgh求出液面的變化.
【解答】解:
由圖所示,連通器兩邊的液體高度都為9cm,根據(jù)連通器的特點可知,在連通器內(nèi)裝入不同液體,當液體靜止時,連通器兩側(cè)液體對活塞的壓強相等,
因為酒精的密度小于水的密度,所以松開活塞后,酒精的液面升高,水面下降,因為連通器兩邊管子粗細相同,所以酒精上升的高度等于水下降的高度h,
因為左、右兩管中的水對活塞的壓強相等,即p酒精=p水;
所以根據(jù)液體壓強的計算公式p=ρ液gh,可得:
ρ酒精g(9cm+h)=ρ水g(9cm﹣h);解得:h=1cm,所以右邊液面下降1cm,故A正確.
故選A.
【點評】本題考查了學(xué)生利用液體壓強知識和連通器原理的應(yīng)用,考查了學(xué)生的分析、推理能力,注重了知識的綜合運用,是一道不錯的題目.
2.(2014?德陽)如圖是兩個底面積不同的圓柱形容器A和B(SA>SB),容器足夠高,分別盛有甲、乙兩種液體,此時兩種液體對容器底部的壓強相等.若在A容器中倒入或抽出甲液體,在B容器中倒入或抽出乙液體,使兩種液體對容器底部的壓力相等,正確的判斷是( )
A.倒入的甲液體體積V甲可能大于倒入的乙液體體積V乙
B.抽出的甲液體體積V甲可能小于抽出的乙液體體積V乙
C.倒入的甲液體高度h甲一定大于倒入的乙液體高度h乙
D.抽出的甲液體高度h甲一定等于抽出的乙液體高度h乙
【考點】81:壓力及重力與壓力的區(qū)別;8A:液體壓強計算公式的應(yīng)用.
【難度】中等
【分析】由題意分析:因為p甲=p乙,可得=,又因為SA>SB,所以原容器所裝的甲液體質(zhì)量大于乙液體,所以現(xiàn)在抽出或倒入時都要使得乙溶液裝入B瓶的質(zhì)量多一些才符合題意;當密度一定時質(zhì)量與體積成正比,所以倒入或抽出體積越多,倒入或抽出的液體質(zhì)量也應(yīng)越多,但因為P甲=P乙,可得ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,所以ρ甲>ρ乙.然后用排除法即可得出結(jié)論.
【解答】解:由p甲=p乙,可得=,又因為SA>SB,所以原容器所裝的甲液體質(zhì)量大于乙液體,即FA>FB,現(xiàn)在抽出或倒入時都要使得乙溶液裝入B瓶的質(zhì)量多一些才符合題意;因為p甲=p乙,可得ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,由h甲<h乙,可得ρ甲>ρ乙.
所以△F=ρg△hS,
△h甲<△h乙,故C錯;
△m=ρ×△V,△V甲<△V乙,故A錯;
抽出的m甲>m乙,但ρ甲>ρ乙,所以V甲可能小于V乙,
如果抽出的液體體積V甲可能小于V乙,由于(SA>SB),所以抽出的液體高度h甲不一定等于h乙,故選項B正確,選項D錯誤.
故選B.
【點評】這是一道推理判斷題,先根據(jù)兩種液體對容器底部的壓強相等.判斷兩液體的密度大小和兩容器底部所受壓力的大小,然后對各個選項逐一分析即可得出答案.
3.(2014?南通)如圖所示,底端裝有電子閥門的圓柱形容器放在水平桌面上,容器中裝有適量的水,一木塊漂浮在水面上,控制閥門,使容器中相同時間內(nèi)流出的水量相等,下列表示木塊的重力勢能Ep,木塊所受浮力大小F、木塊下表面處水的壓強p1和容器對桌面的壓強p2隨時間變化的關(guān)系圖線中,可能正確的是( )
A.B.C.D.
【考點】83:壓強大小比較.
【難度】中等.
【分析】(1)重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān);
(2)根據(jù)圖示可知,當水位在一定高度時,木塊處于漂浮狀態(tài),即浮力等于重力;當水位下降到一定高度時,木塊對容器底有壓力,浮力小于重力;
(3)在容器內(nèi)水流出的過程中,木塊下表面處水的深度不變,根據(jù)p=ρgh判斷木塊下表面處壓強的大??;
(4)先根據(jù)液體壓強隨深度變化的特點判斷容器對桌面的壓力的變化,然后根據(jù)p=判斷容器對桌面壓強的變化.
【解答】解:A、當容器內(nèi)的水流出后,木塊的質(zhì)量不變,高度減小,則木塊的重力勢能減小,當水不再流出時,木塊的重力勢能不變,即木塊的重力勢能先變小后不變,故A錯誤;
B、根據(jù)圖示可知,當水位在一定高度時,木塊處于漂浮狀態(tài),即浮力等于重力;當水位下降到一定高度時,木塊對容器底有壓力,浮力小于重力;由于木塊的重力不變,則木塊受到浮力先不變后減??;故B正確;
C、根據(jù)圖示可知,在容器內(nèi)水流出的過程中,并且當水位在一定高度時,木塊下表面處水的深度不變,由p=ρgh可知,木塊下表面處的壓強不變,即木塊下表面受到水的壓強不變;故C錯誤;
D、因為液體壓強隨深度的增加而增大,控制閥門,使容器中相同時間內(nèi)流出的水量相等,因此相同時間內(nèi),容器對桌面減小的壓力相同,由p=可得,容器對桌面的壓強p2隨時間均勻減小,故D錯誤.
故選:B.
【點評】本題綜合考查了重力勢能的影響因素、漂浮的條件、液體壓強和固體壓強公式的應(yīng)用,涉及的內(nèi)容較多,關(guān)鍵是判斷出容器總重力隨時間的變化快慢.
4.(2014?巴中)現(xiàn)有甲、乙兩個完全相同的容器,盛有體積相同的鹽水,把一個雞蛋分別放入兩容器中的情形如圖所示,雞蛋在甲、乙兩杯液體所受浮力分別為F甲浮、F乙浮,兩杯液體對底部的壓力、壓強分別是F甲、F乙,P甲、P乙,下列說法正確的( )
A.F甲?。糉乙浮 F甲=F乙 P甲<P乙
B.F甲浮=F乙浮 F甲>F乙 P甲>P乙
C.F甲?。綟乙浮 F甲<F乙 P甲<P乙
D.F甲浮=F乙浮 F甲<F乙 P甲>P乙
【考點】83:壓強大小比較.
【難度】中等強.
【分析】(1)根據(jù)物體的懸浮條件和浮沉條件判斷雞蛋在甲、乙兩杯中所受浮力大小關(guān)系;
(2)雞蛋在甲杯鹽水中漂浮,鹽水對容器底的壓力等于雞蛋重加上鹽水重;雞蛋在乙杯鹽水中懸浮,鹽水對容器底的壓力等于雞蛋重加上鹽水重;而容器相同、容器底面積相同,再根據(jù)壓強公式p=得出鹽水對容器底部的壓強關(guān)系.
【解答】解:
(1)雞蛋漂浮在甲杯中,受到鹽水的浮力等于雞蛋重力;雞蛋懸浮在乙杯中,受到鹽水的浮力也等于雞蛋重力;
所以雞蛋在甲、乙兩杯中所受浮力大小相等,即:F甲浮=F乙??;
(2)雞蛋在甲杯鹽水中漂浮,鹽水對容器底的壓力:
F甲=G雞蛋+G甲鹽水=G雞蛋+m甲鹽水g=G雞蛋+ρ甲Vg,
雞蛋在乙杯鹽水中懸浮,鹽水對容器底的壓力:
F乙=G雞蛋+G乙鹽水=G雞蛋+m乙鹽水g=G雞蛋+ρ乙Vg,
∵F甲浮=F乙?。?br/>
∴ρ甲>ρ乙,
∴液體對容器底的壓力:
F甲>F乙,
因為容器相同、容器底面積相同,
由壓強公式p=可知鹽水對容器底部的壓強相等,即:p甲>p乙.
綜上分析,ACD錯誤,B正確.
故選B.
【點評】本題易錯點在第二問,要注意兩鹽水的密度不同,利用好“柱形容器中液體對容器底的壓力等于液體重力”是本題的關(guān)鍵.
5.(2014?南充)如圖所示形狀相同的甲、乙兩個燒杯中,裝有相同質(zhì)量的水,再將質(zhì)量相等的兩個實心小球a和b(ρa<ρ水<ρb),分別放入甲、乙兩杯中(水未溢出),小球a和b受到的浮力分別是Fa和Fb,甲、乙兩個燒杯底部受到水的壓強分別是pA和pB,則下列關(guān)系式正確的是( )
A.Fa>Fb,pA<pBB.Fa>Fb,pA>pBC.Fa=Fb,pA=pBD.Fa<Fb,pA<pB
【考點】83:壓強大小比較.
【難度】中等.
【分析】(1)已知兩個實心小球a和b的質(zhì)量相等,根據(jù)ρa<ρ水<ρb,可知兩小球在水中的浮沉情況,物體漂浮時浮力等于物體自身的重力,下沉?xí)r,浮力小于重力,由此可比較二者所受浮力大??;
(2)形狀相同的甲、乙兩個燒杯中,裝有相同質(zhì)量的水,在沒有放入小球時,甲、乙兩個燒杯底部受到水的壓強相等,當小球a放入甲燒杯,由于小球a漂浮,小球b在水中下沉,則Fa=G,F(xiàn)b<G然后可根據(jù)浮力公式變形比較其排開水的體積的大小,然后可知其液面上升的高度關(guān)系,再利用p=ρgh比較受到水的壓強大?。?br/>
【解答】解:∵實心小球a和b質(zhì)量相等,ρa<ρ水<ρb,
∴小球a在水中漂浮,小球b在水中下沉,則受到的浮力:
Fa=G=mg,F(xiàn)b<G=mg,
∴Fa>Fb,
∴V排A>V排B,
則液面上升的高度hA>hB,
∴pA>pB.
故選:B.
【點評】本題為力學(xué)綜合題,考查了學(xué)生對液體壓強公式、阿基米德原理、物體的浮沉條件的掌握和運用,有一定的拔高難度,屬于難題.
6.(2014?貴港)如圖所示,在水平地面上分別側(cè)放和平放著完全相同的兩塊磚A和B.在磚B上放有重力不計的圓柱形薄壁容器C(不考慮容器的厚度),C中裝有水,密度為ρ水,磚A和B的密度均為ρ、上表面到水平地面的距離分別為h1和h2,C與磚B和磚B與地面的接觸面積分別為SC、SB,且SC=SB.已知磚B和磚A對地面的壓強相等,則薄壁容器C中水的深度為( )
A.B.
C.D.
【考點】86:壓強的大小及其計算.
【難度】中等.
【分析】均勻?qū)嵭拈L方體與圓柱體對水平面的壓強p=====ρgh,應(yīng)用p=ρgh分析答題.
【解答】解:A對水平地面的壓強pA=ρgh1,
B對水平地面的壓強:
pB===+
=ρgh2+=ρgh2+ρ水gh水,
∵pA=pB,
∴h水=.
故選C.
【點評】本題考查了學(xué)生對密度公式、壓強定義式、液體壓強公式、重力公式的掌握和運用,比較復(fù)雜,要進行細心的公式推導(dǎo),特別容易出錯!
7.(2013?貴港)如圖所示,三塊完全相同的磚a、b、c疊放在水平地面上,磚的密度為ρ,平放時長、寬、高(厚)之比為4:2:1,設(shè)a、b間的壓力為Fa,壓強為Pa,b、c間的壓力為Fb,壓強為Pb,c與地面間的壓力為Fc,壓強為Pc,下列說法中正確的是( )
A.Fa=Fb=Fc Pa=Pb=PcB.Fa<Fb<Fc Pa=Pb>Pc
C.Fa<Fb<Fc Pa>Pb=PcD.Fa<Fb<Fc Pa<Pb<Pc
【考點】81:壓力及重力與壓力的區(qū)別;83:壓強大小比較.
【難度】中等
【分析】磚塊對水平地面的壓力等于磚塊重;
確定各個圖磚塊對水平地面的壓力和受力面積,然后根據(jù)壓強公式p=分別求解得出答案.
【解答】解:a、b間的壓力為Fa,壓強為Pa,假設(shè)磚的長、寬、高分別為4、2、1.則Fa=F,pa==;
Fb=2F,pb===,pc==,
Fc=3F,則Fa<Fb<Fc Pa=Pb>Pc.
故選B.
【點評】本題主要考查學(xué)生對壓強大小及其計算的理解和掌握,能從圖中找出壓
二、填空題(每空3分,共54分)
8.(2012?北京)如圖所示,圓柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它們的底面積分別為200cm2和100cm2.容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m高的酒精.若從兩容器中分別抽出質(zhì)量均為m的水和酒精后,剩余水對容器甲底部的壓強為p水,剩余酒精對容器乙底部的壓強為p酒精.當質(zhì)量m的范圍為 0.8kg<m<2.4kg 時,才能滿足p水>p酒精.()
【考點】89:液體的壓強的計算;2B:密度公式的應(yīng)用.
【難度】中等
【分析】①從圖可知,甲和乙兩容器的形狀規(guī)則,知道容器的底面積,容器內(nèi)液體的深度和液體的密度,可利用公式m=ρv=ρsh計算出水和酒精未抽出之前的質(zhì)量,再利用公式G=mg計算出其重力.
②因為容器形狀規(guī)則,液體對容器底部的壓力等于自身的重力,當p水>p酒精時,由公式p=列出一個壓強的不等式,進一步求出抽出液體的質(zhì)量范圍.
【解答】解:
①∵ρ水=1×103kg/m3,s水=200cm2=0.02m2,h水=0.2m;ρ酒精=0.8×103kg/m3,s酒精=100cm2=0.01m2,h酒精=0.3m,g=9.8N/kg,
∴甲容器內(nèi)水的質(zhì)量為:m水=ρ水s水h水=1×103kg/m3×0.02m2×0.2m=4kg,
乙容器內(nèi)酒精的質(zhì)量為:m酒精=ρ酒精s酒精h酒精=0.8×103kg/m3×0.01m2×0.3m=2.4kg,
②因為容器形狀規(guī)則,液體對容器底部的壓力等于自身的重力,
而p水>p酒精,由公式p=可得:
∴>,
代入數(shù)據(jù)得:>,
整理可得:m>0.8kg;
∴抽出液體的質(zhì)量范圍:0.8kg<m<2.4kg.
故答案為:0.8kg<m<2.4kg.
【點評】本題考查了學(xué)生對液體壓強和密度公式的理解和應(yīng)用,難點是求壓強公式求出抽取液體的質(zhì)量范圍.解決該題的關(guān)鍵是利用公式F=pS判斷出液體對容器底部的壓力的大小關(guān)系.
9.(2013?鄂州)如圖所示,完全相同的圓柱形容器中,裝有不同的兩種液體甲、乙,在兩容器中,距離同一高度分別有A、B兩點.若兩種液體的質(zhì)量相等,則A、B兩點的壓強關(guān)系是pA < pB;若A、B兩點的壓強相等,則兩種液體對容器底的壓強關(guān)系是p甲 > p乙(兩空選填“>”、“=”或“<”).
【考點】83:壓強大小比較.
【難度】中等.
【分析】(1)已知液體內(nèi)A、B兩點到容器底部的距離相等,根據(jù)m=ρV、V=Sh可知A、B兩點以下液體質(zhì)量的大小關(guān)系;根據(jù)液體的質(zhì)量相等可知A、B兩點上液體的質(zhì)量關(guān)系,因液體對A、B所在液面的壓力和液體自身的重力相等,根據(jù)壓強公式即可得出這兩處的液體壓強大小關(guān)系.
(2)若A、B兩點的壓強相等,可判斷出A、B兩點上液體的質(zhì)量關(guān)系,進一步確定A、B兩點以下液體質(zhì)量的大小關(guān)系,最后得出容器中液體質(zhì)量關(guān)系,根據(jù)壓強公式即可得出容器底液體壓強大小關(guān)系.
【解答】解:(1)∵A、B兩點到容器底的距離相等,
∴根據(jù)m=ρV=ρSh可知,A、B兩點以下m甲>m乙;
又∵因為完全相同的容器中,分別盛有質(zhì)量相等的兩種液體甲、乙,
∴A、B兩點上液體的質(zhì)量:mB>mA,即GB>GA;
∴根據(jù)p=可知,pB>pA.
(2)若A、B兩點的壓強相等,則A、B兩點上液體的質(zhì)量:mB=mA,因為A、B兩點到容器底的距離相等,則有mB′<mA′,故有m甲>m乙,G甲>G乙;
根據(jù)p=可知,p甲>p乙.
故答案為:<;>.
【點評】解決本題的關(guān)鍵是知道固體壓強公式p=適用于固體、液體以及氣體壓強的計算.
10.(2013?梧州)如圖所示,邊長分別為a、b的實心均勻正方體甲、乙分別放在水平地面上,它們對地面的壓強均為p,則甲物體對地面的壓力 小于 (填“大于”、“等于”或“小于”)乙物體對地面的壓力.若在兩正方體上部沿水平方向截去體積均為V的部分后,兩正方體對地面壓強的變化量之比△p甲:△p乙= b3:a3 .
【考點】83:壓強大小比較;81:壓力及重力與壓力的區(qū)別.
【難度】中等.
【分析】(1)已知壓強相等,又知形狀規(guī)則,對地面的壓力等于自身的重力,根據(jù)p=分析比較地面受到壓力的大小;
(2)根據(jù)它們對地面的壓強均為p,結(jié)合公式p=ρgh可判斷出兩者的密度大小比例,又是沿水平方向切去體積均為V的部分,底面積不變,壓力的變化部分是切去的V的部分,再結(jié)合公式p=計算.
【解答】解:(1)從圖上可知,S甲<S乙,又形狀規(guī)則,對地面的壓力等于自身的重力,即F=G,
∵p=,
∴根據(jù)題意:p甲=p乙,即=
∵S甲<S乙
∴F甲<F乙;
(2)∵p甲=p乙,
∴ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,
即ρ甲ga=ρ乙gb,
∴=;
∵在兩正方體上部沿水平方向切,
∴底面積不變,
對地面的壓力變化是切去的部分,即△F=ρVg
所以,兩正方體對地面壓強的變化量之比:
===×=×=×=b3:a3.
故答案為:小于;b3:a3.
【點評】本題是典型的柱狀固體的壓強問題,要根據(jù)已知條件,靈活選用壓強計算式p=和p=ρgh(適用于實心柱體對支撐面的壓強)進行分析解答.
11.(2013?北京)將圓柱體B豎立在圓柱形容器A的水平底面上,圓柱體B對容器A底面的壓強為p0.向容器A內(nèi)緩慢注水,記錄注入水的質(zhì)量m和所對應(yīng)的水對容器A底面的壓強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)
【考點】89:液體的壓強的計算.
【難度】中等.
【分析】首先根據(jù)p=ρgh求出水的深度;然后根據(jù)m=ρV求出水的體積,再根據(jù)V=Sh求出容器和圓柱體的底面積;根據(jù)水的深度和圓柱體的高度比較得出圓柱體所處的狀態(tài),根據(jù)m=ρV求出圓柱體排開水的體積,進而根據(jù)G=F浮=ρ水gV排求出圓柱體的重力,圓柱體對容器底的壓力等于其重力,根據(jù)p=求出圓柱體對容器底的壓強.
【解答】解:∵p=ρgh
∴加水1000g時水的深度:h1===0.04m=4cm;
加水2000g時水的深度:h2===0.08m=8cm;
加水3000g時水的深度:h3===0.12m=12cm;
加水4300g時水的深度:h4===0.16m=16cm;
加水5900g時水的深度:h5===0.20m=20cm;
加水7500g時水的深度:h6===0.24m=24cm;
對表格中數(shù)據(jù)進行處理及各狀態(tài)分析如下:
①~③,m與h成正比,③~④,m與h不成正比,說明物體可能已經(jīng)漂浮或已經(jīng)全部浸沒,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的過程中,圓柱體已經(jīng)漂浮,并不是完全浸沒在水中,
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浮=ρgV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,對容器底的壓力:
F=G=21N,
圓柱體B對容器A底面的壓強:
p0===1400Pa.
故答案為:1400.
【點評】此題主要考查的是學(xué)生對液體壓強、浮力、密度、固體壓強計算公式的理解和掌握,綜合性較強,弄明白圓柱體在水中的狀態(tài)是解決此題的關(guān)鍵.
12.(2008?株洲)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,使用如下方法來估測積雪的密度:利用平整地面上的積雪,腳向下用力踩在雪上,形成一個下凹的腳印,然后測量腳印的深度和 積雪的厚度或冰層的厚度 ,就可以估測出積雪的密度.
【考點】86:壓強的大小及其計算;2A:密度的計算.
【難度】中等.
【分析】根據(jù)雪受到擠壓,里面的空氣被排出,剩下的就是冰.根據(jù)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.由密度公式即可作出判斷.
根據(jù)公式ρ=,設(shè)雪的密度ρ,利用腳印面積部分的積雪在腳踩壓前后的質(zhì)量相同,可得ρst2=0.9g/cm3×s×(t2﹣t1),即可求出ρ的關(guān)系表達式,從而可得出答案.
【解答】解;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(我們把這部分壓實層近視看成冰層)
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
【點評】此題主要考查壓強的大小及其計算和密度的計算等知識點,解答此題的關(guān)鍵是利用腳印面積部分的積雪在腳踩壓前后的質(zhì)量相同,求出關(guān)于ρ的表達式.有一定的拔高難度,屬于難題.
13.(2015?梧州)如圖所示,在水平地面上有兩個由同種材料制成的均勻正方體金屬塊甲和乙,其密度為3×103kg/m3,它們的邊長之比為1:3,甲的邊長為0.09m,則甲對地面的壓強p甲= 2.7×103 Pa,若乙沿豎直方向切割一部分疊放在甲的正上方,此時甲、乙對地面的壓強相等,則乙正方體切去的厚度為△d= 2 cm.(g取10N/kg)
【考點】86:壓強的大小及其計算.
【難度】中等.
【分析】(1)水平面上物體的壓力和自身的重力相等,根據(jù)p======ρgh求出甲對地面的壓強;
(2)因乙沿豎直方向切割一部分疊放在甲的正上方,此時甲、乙對地面的壓強相等,根據(jù)p=表示出此時甲對地面的壓強,根據(jù)p=ρgh表示出此時乙對地面的壓強,然后聯(lián)立得出等式即可得出答案.
【解答】解:(1)正方體對水平地面的壓強:
p======ρgh,
則甲對地面的壓強:
p甲=ρgh甲=3×103kg/m3×10N/kg×0.09m=2.7×103Pa;
(2)甲、乙邊長之比為1:3,設(shè)甲的邊長為h,則乙的邊長為3h,
因乙沿豎直方向切割一部分疊放在甲的正上方,此時甲、乙對地面的壓強相等,
所以,p甲′=p乙,
因p甲′==+=ρgh+=ρgh+=ρgh+g=ρgh+g=ρgh+9ρ△hg,
p乙=ρg3h=3ρgh,
所以,ρgh+9ρ△hg=3ρgh,
則△h=h=×0.09m=0.02m=2cm.
故答案為:2.7×103;2.
【點評】本題考查了壓強的計算,靈活的運用p=和p=ρgh是解題的關(guān)鍵,要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等.
14.(2014?梧州)如圖所示,薄壁圓柱形容器甲和乙內(nèi)分別盛有質(zhì)量均為2.4kg的鹽水和水,甲的底面積為0.01m2,乙的底面積為0.025m2.為了使鹽水和水對各自容器底部的壓強相等,小軍和小芳設(shè)計了不同的方法,如下表所示,請判斷, 小芳 同學(xué)設(shè)計的方法可行,該方法中所要求的體積V= 1.8×10﹣3 m3(ρ鹽水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3).
【考點】86:壓強的大小及其計算.
【難度】中等.
【分析】知道鹽水和水的質(zhì)量,利用G=mg求出重力,因為是圓柱形容器,液體對容器底面的壓力等于液體重,又知道底面積,利用壓強公式求鹽水和水對容器底的壓強,可知鹽水對容器底的壓強大于水對容器底的壓強;要想使鹽水和水對容器底部的壓強相等,采取的辦法就是倒入鹽水和水產(chǎn)生的△p鹽水<△p水或抽出水和酒精產(chǎn)生的△p鹽水>△p水,據(jù)此判斷哪個設(shè)計可行,再利用壓強相等列方程求解.
【解答】解:因是圓柱形容器,
所以,鹽水和水對容器底的壓力:
F=G=mg=2.4kg×9.8N/kg=23.52N,
鹽水對容器底的壓強:
p甲===2352Pa,
水對容器底的壓強:
p乙===940.8Pa,
所以,p甲>p乙,
(1)小軍所設(shè)計的方法:分別在甲、乙中倒入相同體積的鹽水和水
因△F=△G=△mg=ρ△Vg,水的密度小于鹽水的密度,
所以△F甲>△F乙,而S甲<S乙,
由壓強公式可知>,即甲容器增加的壓強大于乙容器增加的壓強,
則鹽水和水對各自容器底部的壓強不相等,小軍的設(shè)計方案不可行;
(2)小芳所設(shè)計的方法:抽出相同體積的鹽水和水,
因為△F=△G=△mg=ρ△Vg,鹽水的密度大于水的密度,
所以△F甲>△F乙,而S甲<S乙,
由壓強公式可知>,
即甲容器減小的壓強大于乙容器減小的壓強,會使容器底受到的壓強相等,小芳的設(shè)計方案可行;
設(shè)抽出鹽水和水的體積為△V,則兩液體變化的深度分別為:
△h鹽水==,△h水==,
因p甲′=p乙′
所以,p甲﹣ρ鹽水g△h鹽水=p乙﹣ρ水g△h水,
即2352Pa﹣1.2×103kg/m3×9.8N/kg×=940.8Pa﹣1.0×103kg/m3×9.8N/kg×,
解得:△V=1.8×10﹣3m3.
故答案為:小芳;1.8×10﹣3.
【點評】本題考查了學(xué)生對密度公式、重力公式、壓強公式的掌握和運用,知識點多、綜合性強,分析時要求靈活選用公式,注意液體對直壁容器(圓柱形、方形)底的壓力等于液體重.
15.(2013?防城港)如圖所示,足夠高的圓柱形容器中盛有15cm深的水,已知不吸水的長方體物塊A密度為4×103kg/m3,高為15cm,底面積是容器底面積的.則放入物塊A前,水對容器底部產(chǎn)生的壓強為 1500 Pa;把物塊A放入容器中靜止時,物塊A對容器底部產(chǎn)生的壓強與水對容器底部產(chǎn)生的壓強之比為 9:4 .(g取10N/kg)
【考點】89:液體的壓強的計算;86:壓強的大小及其計算.
【難度】中等.
【分析】因為是規(guī)則的長方體物塊,因此可利用p=ρgh利用物塊A對容器底部產(chǎn)生的壓強;
把物塊A放入容器中靜止時,物塊下沉,根據(jù)F浮=ρ水gV排求出物塊排開水的體積,再根據(jù)物塊底面積是容器底面積的.可求出水面上升的高度然后可知水對容器底部產(chǎn)生的壓強,問題可解.
【解答】解:(1)放入物塊A前,水對容器底部產(chǎn)生的壓強p=ρgh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)∵ρ物塊>ρ水,
∴物塊下沉,V排=V物塊=S×0.15m=0.05m?S,
解得△h===0.05m,
F浮=G排=mg=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×s底×0.05m×10N/kg=500×S底.
F=G物﹣F浮=ρ物gV=4×103kg/m3×10×S底×0.15m﹣500×S底=1500×S底.
p物===4500Pa,
則把物塊A放入容器中靜止時,水對容器底部產(chǎn)生的壓強p2=ρgh2=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.15m+0.05m)=2000Pa;
p物:p水=4500Pa:2000Pa=9:4.
故答案為:1500;9:4.
【點評】本題考查了學(xué)生對液體壓強公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用,難度較大.
16.(2009?本溪)小明用如圖所示的裝置設(shè)計實驗,探究“影響壓力作用效果的因素”,從圖可以看出,小明控制不變的量是: 壓力 ,能得出的結(jié)論是 壓力一定,受力面積越小 ,壓力的作用效果越明顯;要使瓶子倒放時與正放時產(chǎn)生相同的作用效果,最簡單的方法是: 從倒放的瓶中倒出適量的水 .
【考點】87:探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)的實驗.
【難度】中等
【分析】(1)壓力的作用效果與受力面積和壓力大小有關(guān);研究壓力作用效果時要用到控制變量法;
(2)右圖的情景體現(xiàn)的是壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系,所以實驗的目的就是探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系;
(3)要控制壓力相同,改變受力面積,以此進行設(shè)計,利用裝滿水的瓶的重力提供壓力,通過正放與倒放來改變受力面積,壓力的作用效果可以通過泡沫塑料的凹陷程度來體現(xiàn);
(4)要想使壓力作用效果相同,最簡單的方法是改變倒放時物體的壓力.
【解答】解:(1)從圖中可以看出,不變的量是物體的壓力,改變的是受力面積,通過泡沫塑料的凹陷程度可知:倒放時凹陷的程度大,說明壓力作用效果明顯;即:壓力一定時,受力面積越小,壓力作用效果越明顯;
(2)要想使壓力作用效果相同,可以減小倒放時物體的壓力,即:將瓶中水倒出一部分.
故答案為:壓力;壓力一定時,受力面積越??;從倒放的瓶中倒出適量的水.
【點評】實驗中用到了控制變量法、轉(zhuǎn)換法,最后一問的答案也可以是:在倒放時的瓶口墊一個質(zhì)量可以忽略的塑料板,面積與瓶底相等.
三、實驗題(共7分)
17(2016?岳陽)探究“壓力作用效果”的實驗如甲、乙、丙所示.
(1)甲、乙、丙實驗中,根據(jù) 海綿的凹陷程度 來比較壓力的作用效果.
(2)通過甲、乙實驗?zāi)軌虻玫降慕Y(jié)論是 在受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯
(3)由實驗乙、丙可知:“壓力的作用效果與受力面積大小”的關(guān)系,請舉出生活中應(yīng)用此知識的一個實例 書包背帶做得扁而寬可以減小對肩膀的壓強 .
(4)將該小桌和砝碼放在如圖丁所示的木板上,比較圖丙中海綿受到的壓強P丙和圖丁中木板受到的壓強P丁的大小關(guān)系為P丙 = P?。ㄟx填“>”“<“或“=”)
【考點】87:探究壓力的作用效果跟什么因素有關(guān)的實驗.
【難度】中等
【分析】壓力的作用效果,通常通過接觸面的形變程度來反映;壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關(guān),在探究時,要注意控制變量法的運用.
【解答】解:(1)實驗中是根據(jù)海綿的凹陷程度來判斷壓力的作用效果的.
(2)通過甲、乙實驗可以看出,受力面積相同,壓力不同,海綿的凹陷程度不同,故得到的結(jié)論是:受力面積一定時,壓力越大.壓力的作用效果越明顯.
(3)壓力的作用效果與受力面積大小有關(guān),生活中我們經(jīng)常通過增大受力面積來減小壓強,或者減小受力面積來增大壓強.如:書包帶做得扁而寬可以減小壓強,是在壓力一定時,增大受力面積來減小壓強,
(4)圖丁和圖丙中,壓力大小和受力面積均相同,所以對接觸面的壓強是相等的,只是由于木板不易發(fā)生形變,其效果顯現(xiàn)不出來.故海綿受到的壓強P丙和木板受到的壓強P丁的大小關(guān)系為P丙=P?。?br/>
故答案為:
(1)海綿的凹陷程度;(2)在受力面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯;
(3)書包背帶做得扁而寬可以減小對肩膀的壓強;(4)=.
【點評】在探究“壓力作用效果”的實驗中,要熟悉控制變量法和轉(zhuǎn)換法的運用,知道日常生活中增大和減小壓強的方法.
四、計算題(每題6分,共18分)
18.(2016?濰坊)電動汽車是正在大力推廣的新型交通工具,它具有節(jié)能、環(huán)保的特點,如圖,是一輛停放在水平地面上的電動汽車,質(zhì)量為1.6×103kg,每個輪胎和地面的接觸面積為2×10﹣2m2,g取10N/kg,求:
(1)車對地面的壓力;
(2)車對地面的壓強.
【考點】81:壓力及重力與壓力的區(qū)別;86:壓強的大小及其計算.
【難度】中等
【分析】(1)根據(jù)G=mg計算重力,水平地面上的物體對支撐面的壓力等于其重力;
(2)已知壓力和接觸面積,利用公式p=得到壓強;
【解答】解:
(1)車對地面的壓力:
F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N;
(2)車對地面的壓強:
p===2×105Pa.
答:(1)車對地面的壓力為1.6×104N;
(2)車對地面的壓強為2×105Pa.
【點評】此題考查壓力及重力與壓力的區(qū)別、壓強的大小計算,關(guān)鍵是知道水平地面上的物體對支撐面的壓力等于其重力.
19.(2016?吉林)國家制定載貨車輛對地面的壓強控制在7×l05Pa以內(nèi).一輛在水平路面行駛的貨車,車與貨物總質(zhì)量是1.3×l04kg,車輪與地面接觸總面積是0.13m2.求:
(1)貨車對路面的壓力是多少?
(2)貨車對路面的壓強是多少?是否超過標準?(g取10N/kg)
【考點】86:壓強的大小及其計算.
【難度】中等.
【分析】(1)貨車對路面的壓力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出貨車對路面的壓力;
(2)知道貨車對路面的壓力和車輪與地面接觸總面積,根據(jù)p=求出對路面的壓強,然后與國家制定載貨車輛對地面的控制壓強得出答案.
【解答】解:(1)貨車對路面的壓力:
F=G=1.3×l04kg×10N/kg=1.3×l05N;
(2)貨車對路面的壓強:
p===1×106Pa,
因1×106Pa>7×105Pa,
所以,超過標準.
答:(1)貨車對路面的壓力是1.3×l05N;
(2)貨車對路面的壓強是1×106Pa,超過標準.
【點評】本題考查了壓力和壓強的計算,關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等.
20.(2016?上海)如圖所示,柱形容器A和均勻柱體B置于水平地面上,A中盛有體積為6×10﹣3m3的水,B受到的重力為250N,B的底面積為5×10﹣2m2.
(1)求A中水的質(zhì)量.
(2)求B對水平地面的壓強.
(3)現(xiàn)沿水平方向在圓柱體B上截去一定的厚度,B剩余部分的高度與容器A中水的深度之比hB′:h水為2:3,且B剩余部分對水平地面的壓強等于水對容器A底部的壓強,求B的密度ρB.
【考點】86:壓強的大小及其計算;2B:密度公式的應(yīng)用;8A:液體壓強計算公式的應(yīng)用.
【難度】中等
【分析】(1)知道水的體積和密度,利用m=ρV求水的質(zhì)量;
(2)B對水平地面的壓力等于B的重力,利用壓強公式求B對水平地面的壓強;
(3)求出剩余部分對地面的壓強pB′=ρBghB′,而水對容器底的壓強p水=ρ水gh水,由題知,為B剩余部分對水平地面的壓強等于水對容器A底部的壓強,hB′:h水=2:3,據(jù)此求B的密度.
【解答】解:
(1)水的體積:V水=6×10﹣3m3,
根據(jù)ρ=可得水的質(zhì)量:
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×6×10﹣3m3=6kg;
(2)B對水平地面的壓力:
FB=GB=250N,
B對水平地面的壓強:
pB===5000Pa;
(3)剩余部分對地面的壓強:
pB′===ρBghB′,
水對容器底的壓強:
p水=ρ水gh水,
hB′:h水=2:3,
因為B剩余部分對水平地面的壓強等于水對容器A底部的壓強,
所以ρBghB′=ρ水gh水,
ρB=ρ水=ρ水=×1×103kg/m3=1.5×103kg/m3.
答:(1)A中水的質(zhì)量為6kg.
(2)B對水平地面的壓強為5000Pa.
(3)B的密度為1.5×103kg/m3.
【點評】本題考查密度公式的應(yīng)用、壓強的大小計算,難點在(3),這是典型的柱狀固體的壓強問題,要根據(jù)已知條件,靈活選用壓強計算式p=和p=ρgh(適用于實心柱體對支撐面的壓強)進行分析解答.
m/g
1000
2000
3000
4300
5900
7500
p/Pa
400
800
1200
1600
2000
2400
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
①
②
③
或④
⑤
⑥
同學(xué)
所設(shè)計的方法
小軍
分別在甲、乙中倒入相同體積的鹽水和水
小芳
分別在甲、乙中抽出相同體積的鹽水和水
這是一份教科版九年級下冊第九章 家庭用電綜合與測試課后練習(xí)題,共18頁。
這是一份初中人教版第十九章 生活用電綜合與測試同步訓(xùn)練題,共18頁。
這是一份初中物理人教版八年級下冊第十章 浮力綜合與測試課堂檢測,共32頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,實驗探究題,計算題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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