一、初中物理压力与压强问题1.如图所示,底面积均为100cm 2的薄壁容盤甲和乙(不计容器质量),里面分别装有质量均为2kg 的水和另一种液体,液面相平。
把一物块浸没在甲客器的水中、水未溢出,甲容器中水面上升5cm ,水对容器底部的压强增加量与容器对地面的压强增加量之比为1:3:当把另一完全相同的物块浸没在乙容器的液体中,液体未溢出。
则下列结论不正确的是( )A .物块的密度等于3×103kg/m 3B .乙容器中液体密度小于甲容器中液体密度C .乙容器对地面压强为3.5×103PaD .甲容器对地面的压力增加了15N 【答案】A 【解析】 【详解】A .由p=ρgh 知道,水对甲容器底部的压强增加量是:32110kg m 10N/kg 0.05m=5P 00a p g h ρ∆=⨯⨯⨯∆=容器底/,由于水对容器底部的压强增加量与容器对地面的压强增加量之比为1:3,所以,容器对地面的压强增加量是:=3=350Pa=1500Pa 0p p ∆∆⨯甲地面容器底,由于甲容器对地面的压强为固体产生的,即==1500Pa G p S∆物甲地面, 所以,物体的重力是:G 物=mg =1.5×103 Pa×100×10-4 m 2 =15N ,因为甲容器上小下大,所以,物体实际的体积:V <hS =0.05m×100×10-4 m 2 =5×10-4 m 3,即物体的密度,3343=10N/kg 15g 310kg/m 510G V Vg m m ρ-=>⨯=⨯⨯物物物, 故A 错误,符合题意;B .由图知道,甲乙两容器中的液体的体积小于水的体积,又因为质量相同,根据mVρ=,故液体的密度小于水的密度,即ρ液 <ρ水,故B 正确,不符合题意;C .根据题意知道,乙容器中的液体对容器底部的压力等于其重力:F=G=mg =2kg×10N/kg=20N ,乙容器原来对地面压强是:22kg 10N/kg Pa 100cm ==2000F G p S S ⨯==乙地面, 由于当把另一完全相同的物块浸没在乙容器的液体中,液体未溢出,所以,乙容器后来对地面压强是:=1500P Pa a+2000Pa =3500p p p '=+∆乙地面乙地面甲地面,故C 正确,不符合题意;D .由于物体的重力是15N ,所以,甲容器对地面的压力增加了15N ,故D 正确,不符合题意。
2.如图所示,两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙。
取两块质量相同的橡皮泥,将一块橡皮泥撑开成碗状放入甲液体中,将另一块捏成球形状放入乙液体中,橡皮泥静止后如图所示。
以下判断正确的是( )A .橡皮泥受到的浮力 F 甲=F 乙B .液体对容器底部的压强 p 液甲<p 液乙C .液体的密度ρ甲>ρ乙D .容器对地面的压强 p 地甲>p 地乙【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A .橡皮泥在甲液体中漂浮,橡皮泥受到的浮力F 甲=G ,橡皮泥在乙液体中悬浮,橡皮泥受到的浮力F 乙=G ,所以F 甲=F 乙,故A 符合题意;B C .两个相同的柱形容器置于水平地面,容器中分别盛有相等体积的不同液体甲、乙,当放入橡皮泥后,液面仍然相平,说明橡皮泥排开甲、乙两种液体的体积是相同的,由于橡皮泥受到的浮力F 甲=F 乙,则=V g V g ρρ甲乙甲排乙排=ρρ甲乙液体甲、乙对容器底部的压强分别为=p gh ρ甲甲液甲 =p gh ρ乙乙液乙由于=ρρ甲乙,=h h 甲乙所以=p p 液甲液乙,故B 、C 错误;D .容器对面的压强分别为G G F p S S +==液甲甲容地甲G G F p S S+==液乙容乙地乙 由于液体甲、乙的体积相同,密度相同,所以液体甲、乙的质量相同,重力也相同,所以p p =地甲地乙故D 错误。
故选A 。
3.如图所示的四个实验均与大气压有关,下列关于实验结果的预测,说法正确的是( )A .将自制气压计随电梯从一楼上升至十楼,气压计细玻璃管中的液面会下降B .将空的易拉罐放在火上加热,用橡皮泥封住开口处,冷却一会儿,易拉罐会变瘪C .将玻璃杯中装满水,用硬纸片盖住,倒置杯子,纸片不掉;杯子倾斜,纸片会掉下来D .将装满水的试管用薄片盖住管口,倒置在水中,拿掉薄片,管中的水会从管口流出【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A .将自制气压计随电梯从一楼上升至十楼,玻璃管上方气压下降,气压计内部气压可将细玻璃管中的液面托起更高,A 选项错误;B .将空的易拉罐放在火上加热,用橡皮泥封住开口处,冷却一会儿,罐内气压下降,小于外部大气压,在外部气压作用下,易拉罐被压瘪,B 选项正确;C .空气对浸入其中的物体有压强的作用且作用存于各个方向上。
将玻璃杯中装满水,用硬纸片盖住,倒置杯子,纸片受到大气压竖直向上的作用,纸片不掉;杯子倾斜,纸片同样会受到大气压垂直作用于其上的作用,纸片同样不会掉下来,C 选项错误;D .一个标准大气压的数值约为1.01×105Pa ,相当于10米高的水柱产生的压强。
将装满水的试管用薄片盖住管口,倒置在水中,试管中水柱产生的压强远远小于大气压强,试管中的水柱可以被大气压托住,故拿掉薄片,管中的水不会从管口流出,D 选项错误。
故选B 。
4.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 PaB .1.10×105 PaC .1.01×105 PaD .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 =527.7710Nm-=⨯ 1.10×105Pa , 故应选B 。
5.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 2B . p 12+ p 22C .331221p p p + D .331222p 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 Sρρρ====甲正方体的边长1=P L g ρ甲 乙正方体的边长2=P L gρ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:331233333333122222222(+)(+)g ==p p g L L p p F g g p p S L p g ρρρρρ+==甲乙乙乙 故选D6.如图所示,A 、B 两立方体叠置在一起放于水平桌面上,A 的密度为ρA ,B 的密度为ρB 且ρA ∶ρB =1∶2,开始时它们的边长比为L A ∶L B =1∶1,若不断地缩小A 立方体的体积,但始终保持A 的形状为立方体,使A 、B 两立方体的边长L A ∶L B 的比值由1∶1逐渐变为1∶2、则压强p A ∶p B 的比值变化情况为( )A .始终变大B .始终变小C .先减小后变大D .先增大后减【答案】B 【解析】 【分析】根据A 、B 两立方体的边长之比求出面积、体积之比;因放在水平面上物体对支持面的压力大小等于物体重力的大小,所以根据密度公式和压强公式求出A 对B 的压强与B 对桌面的压强之比,当不断地缩小A 立方体的体积时,根据特殊值法判断比值的变化情况。
【详解】由 L A ∶L B =1∶1可知S A ∶S B =1∶1, V A ∶V B =1∶1由ρA :ρB =1∶2可知m A ∶m B =1∶2又因为A 、B 两立方体叠放在一起放在水平桌面上,根据压强公式Fp S=可得 A A B A B A B B B A A B A A B A 1()()3p F S G S m gS p F S G G S m g m g S ====++ 若不断地缩小A 立方体的体积时,设L′A ∶L B =k ,且112k ≤≤,则有 S′A ∶S B =k 2, V′A ∶V B = k 3由ρA ∶ρB =1∶2可知3A B 12m m k '=: 则有A AB A B A B 3B B AA B A A B A ()()2p F S G S m gS k p F S G G S m g m g S k ''''====''''''+++当1k =时,A B :1:30.333p p =≈; 当0.9k =时,A B :0.330p p ≈; 当0.8k =时,A B :0.318p p ≈; 当0.7k =时,A B :0.300p p ≈; 当0.6k =时,A B :0.271p p ≈; 当0.5k =时,A B :0.235p p ≈;故不断地缩小A 立方体的体积时,压强p A ∶p B 的比值变化情况为始终变小。
故选B 。
7.完全相同的圆柱体甲、乙置于水平地面上,将圆柱体分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,如图所示。
现将A 、B 位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强变化量大小分别为A B p p ∆∆、,互换后甲、乙对地面的压强分别为p p 甲乙、,则A .AB p p p p ∆=∆>甲乙, B .A B p p p p ∆>∆=甲乙,C .A B p p p p ∆=∆<甲乙,D .A B p p p p ∆<∆=甲乙,【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】圆柱体甲、乙完全相同,将圆柱体AB 分别置于它们的上方,甲、乙上表面受到的压强相等,将A 、B 位置互换,互换前后甲、乙上表面受到压强并无变化,所以A B p p ∆=∆由图可知A 与圆柱体接触的积小于B 与圆柱体接触的面积, 所以G A <G B互换后甲、乙对地面的压力分别为F 甲=G 甲+G B F 乙=G 乙+G A因此F 甲大于F 乙;由压强公式Fp S=可知 p 甲>p 乙故选A 。