一、初中物理压力与压强问题1.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 。
2.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。
3.甲、乙两完全相同的烧杯中装有不同液体,放入两个完全相同的物体,当物体静止后两烧杯中液面恰好相平,如图所示。
液体对两个物体下底面的压强分别是p甲、p乙,容器对水平桌面的压力分别是F甲、F乙。
下列判断正确的是()A .p p <甲乙 F F =甲乙B .>p p 甲乙 F F <甲乙C .p p <甲乙 F F 甲乙>D .>p p 甲乙 F F 甲乙>【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】由图可知,甲烧杯中的物体漂浮在液体中,乙烧杯中的物体悬浮在液体中,所以甲烧杯中的物体和乙烧杯中的物体所受的浮力都等于物体的重力,即F FG ==浮甲浮乙物又根据压强与浮力关系,可知F p S =浮甲甲底 F p S p S =-浮乙乙顶乙底则p S p S p S =-乙顶甲底乙底即0p p p =->乙顶乙底甲底故p p <甲乙;因为甲烧杯中的物体浸入液体的体积小于乙烧杯中的物体浸入液体的体积,根据公式F gV ρ=浸浮液可知甲液体的密度大于乙液体的密度;两烧杯对水平桌面的压力分别为()F G G G G G g hS V ρ=++=++-甲甲甲浸物甲液物容容容 ()F G G G G G g hS V ρ=++=++-乙乙乙浸物乙液物容容容由于F gVG ρ==甲甲浸浮甲物 F gV G ρ==乙乙浸浮乙物则F G ghS ρ=+甲甲容容F G ghS ρ=+乙乙容容因为ρρ甲乙>,则F F 甲乙>故选C 。
4.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----hG 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 -hh h p p h h ⋅>⋅甲乙甲乙 即p p ∆>∆甲乙,所以p p 甲乙>,故选B 。
5.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 。
6.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 。
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A m 、B m 、C m ,密度分别为A ρ、B ρ、C ρ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F A 、F B 、F C 。
下列选项正确的是( )A .若ABC m m m ==,则A B C F F F =< B .将C 球截去部分后,剩余部分可能上浮C .只取出A 球,容器中液面的高度降低了AB m Sρ D .三球放入液体前后,液体对容器底部的压强变化了()A B C g m m m S++ 【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A B C m m m ==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;(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V Sh =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mVρ=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V Sh =求出容器内液体上升的高度,利用p gh ρ=求出三球放入液体前后液体对容器底部的压强的变化量。