一、初中物理压力与压强问题1.如图所示,甲、乙两相同容器放在水平桌面上,已知甲、乙两容器里分别装有两种质量相同的不同液体,则在同一高度上的A 、B 两点液体的压强A p 和B p 的大小关系为A .AB p p > B .A B p p =C .A B p p <D .以上都有可能.【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】甲、乙两容器相同,两种液体的质量相同,由F p S=和 F G mg ==知两个容器底部所受压强相同,即p p =甲乙,∵A 、B 两点在同一高度上,m m =乙甲, V V 甲乙>,∴ρρ甲乙< ,∴根据p gh ρ=知:AB 以下液体对底部压强A B p p 下下<,∵AB 两点压强为A A p p p =-甲下,B B p p p =-乙下 ,∴A B p p >.故选A .2.装有水的薄壁轻质柱形容器,静止放在水平桌面上,现将A 、B 、C 三个实心物体分别浸没水中(水没有溢出);发现放入A 物体时,水对容器底部压强的增加量与容器对桌面压强增加量的比值最小;放入C 物体时,水对容器底部压强的增加量与容器对桌面压强增加量的比值最大,则A 、B 、C 三物体密度满足的条件是() A .ρA >ρB ,ρA >ρC B .ρA <ρB ,ρA <ρC C .ρA >ρB ,ρA <ρC D .ρA <ρB ,ρA >ρC【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设物体的质量为m ,则容器对地面压强的增加量1F mgp S S∆∆== 水对容器底部压强的增加量2V p hg Sg Sρρ=∆∆=物水水由题知21p p V V ρρρρ∆∆==水物物物水物:::由于水的密度是确定的,物体的密度越大,比值越小,所以可知A 的密度最大,C 的密度最小。
故选A 。
3.如图甲,体积为1000cm 3的实心均匀正方体A ,自由放置在底面积为200cm 2、高为16cm 的薄壁柱形容器中,容器重力为10N ;底面积50cm 2、高为10cm 的长方体B 通过一轻质细线悬挂于天花板,细线拉力为12N ,A 与B 相距7cm ,现往容器中注入某种液体,当液体深度为15cm 时,细线拉力变为10N ,如图乙,此时液体对容器底的压强为1500Pa 。
下列说法正确的是( )A .液体的密度为0.8g/cm 3B .从甲图到乙图,A 物体克服重力做功42JC .从甲图到乙图,容器对桌面的压力增加了34ND .若轻轻剪断乙图中细线,待AB 物体静止后,容器对桌面的压强为2350Pa 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .液体深度为15cm 时,液体对容器底的压强为1500Pa ,由此可求液体的密度33110kg/m 10N/kg 0.151500Pa mp gh ρ===⨯⨯液 容器中的液体为水,故A 错误;B .由题意知物体B 的重力为12N ,但在乙图中细线的拉力变成了10N ,由此可知物体A 对物体B 的支持力为2N ,所以B 对A 的压力也为2N 。
由乙图可知,物体A 被液体浸没的深度15cm 7cm 8cm 0.08m h =-==浸物体A 是体积为1000cm 3的实心均匀正方体,故其边长为10cm ,所以物体A 在乙中排开液体的体积3343A 881000cm 800cm 810m 1010V V V -===⨯==⨯浸排 所以物体A 受到的浮力3343110kg/m 10N/kg 810m 8N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯=浮液排故可得物体A 的重力A 8N 2N 6N G F F =-=-=压浮从甲图到乙图,A 物体克服重力做功A 6N 0.07m 0.42J W G h ==⨯=故B 错误; C .乙容器中水的体积233200cm 15cm 800cm 2200cm V V V S h V =-=-=⨯-=浸浸水水整容乙容器中水的质量331g/cm 2200cm 2200g 2.2kg m V ρ==⨯==水水水乙中水的重力2.2kg 10N/kg 22N G m g ==⨯=水水从甲图到乙图,容器对桌面的压力其增大值等于水的重力与B 对A 的压力之和22N 2N 24N F G F =+=+=压增水故C 错误;D .乙图中剪断绳后,以AB 两物体为整体,其整体的质量12N 6N1.8kg 10N/kgA B G G G m g g ++====整整 其整体体积为33333A B 1000cm 500cm 1500cm 1.510m V V V -=+=+==⨯整其整体的密度为33331.8kg 1.210kg/m 1.510mm V ρ-===⨯⨯整整整 因为其整体的密度大于水的密度,故该整体在水中处于沉底状态,由于两物块的高度之和为20cm ,而容器高度只有16cm ,所以该整体有4cm 高度露出水面,整体排开水的体积增大了A B A B B 323226cm=50010101000cm 50cm cm V V V V S h ∆=∆+∆=+⨯∆=⨯+⨯ 容器所剩体积23200cm 1c c m=200m V S h =⨯=⨯剩剩容所以溢出水的体积223cm 200cm cm 500=300V V V =∆-=-溢剩溢出水的重力3343110kg/m 310m 10N/kg=3N G V g ρ-==⨯⨯⨯⨯溢水水溢容器内所剩水的重力22N 3N 19N G G G =-=-=剩溢水水水容器对桌面的压力等于容器重力、所剩水的重力、物块A 的重力、物块B 的重力之和10N 19N 6N 12N 47N A B F G G G G =+++=+++=剩水容所以容器对桌面的压强2247N2350Pa 210mF p S -===⨯容 故D 正确。
故选D 。
4.如图所示,底面积不同的甲、乙两个实心圆柱体,它们对水平地面的压力F 甲>F 乙.若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同高度,则截去部分的质量△m 甲、△m 乙的关系是A .△m 甲一定小于△m 乙B .△m 甲可能小于△m 乙C .△m 甲一定大于△m 乙D .△m 甲可能大于△m 乙【答案】C 【解析】 【详解】因为甲、乙两个实心圆柱体对地面压力F 甲>F 乙,由图可知S 甲>S 乙,由压强公式:Fp S=可知,p p 甲乙>,对于自有放置在水平面的上柱体,还可以用p gh ρ=计算物体的压强,由图可知,h 甲<h 乙,所以得到:ρ甲>ρ乙.若将甲、乙分别从上部沿水平方向截去相同高度,则甲截去部分对地的压强大于乙的,因为受力面积没有发生变化,则截去部分对地的压力大于乙对地的压力,水平面上放置的物体压力等于重力,所以△G 甲>△G 乙,即Δm 甲>Δm 乙. 故选C.5.如图所示,水平桌面上放置有甲、乙两个完全相同的圆柱形烧杯,分别装入适量的密度不同但质量相等的盐水,将同一个鸡蛋先后放入甲、乙两个烧杯中,鸡蛋在甲烧杯中处于悬浮状态,在乙烧杯中处于漂浮状态。
下列判断正确的是( )A .甲杯中盐水密度为ρ甲,乙杯中盐水密度为ρ乙,则ρ甲>ρ乙B .鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力分别为F 浮和F′浮,则F 浮>F′浮C .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯对桌面的压力分别为F 甲和F 乙,则F 甲>F 乙D .放入鸡蛋后,甲、乙两烧杯底部受到的压强分别为p 甲和p 乙,则p 甲=p 乙 【答案】D 【解析】 【分析】(1)同一只鸡蛋无论漂浮或悬浮,其浮力都等于排开盐水的重,也等于自身的重力;在浮力相同时,排开的液体体积越大,说明液体的密度是越小的;(2)水平面上物体的压力和自身的重力相等,据此可知甲、乙两烧杯对桌面的压力关系; (3)粗细均匀容器底部受到的压力等于液体的重力和漂浮(或悬浮)物体的重力之和,根据Fp S =判断甲、乙两烧杯底部受到的压强关系。
【详解】 AB .因为鸡蛋在甲中悬浮、乙中漂浮,所以浮力都等于自身的重力,即鸡蛋在甲、乙两烧杯中受到的浮力相等,根据F gV ρ=浮液排可知,在浮力相同时,甲杯中的V 排大,则ρ甲小于ρ乙,故AB 错误;C .因甲、乙两个烧杯完全相同,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和G mg =可知,放入鸡蛋后甲、乙两烧杯对桌面的压力相等,故C 错误;D .烧杯粗细均匀,装入密度不同但质量相等的盐水,且鸡蛋一样,所以甲、乙两烧杯底部受到的压力相等,因两烧杯底面积S 相同,根据Fp S=可知,两只杯子底部受到液体的压强相同,故D 正确。
故选D 。
6.如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其密度为ρ甲和ρ乙。
已知液体对各自容器底部的压强相等。
现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图(b)所示,甲、乙液体对容器底部压强的变化量分别为Δp甲、Δp乙,则()A.ρ甲>ρ乙,Δp甲>Δp乙B.ρ甲<ρ乙,Δp甲<Δp乙C.ρ甲<ρ乙,Δp甲=Δp乙D.ρ甲>ρ乙,Δp甲=Δp乙【答案】A【解析】【详解】液体对各自容器底部的压强相等,即p p=甲乙,即gh ghρρ=甲甲乙乙从图(a)可以看到,h h<甲乙,那么可知ρρ甲乙>现将甲、乙液体互换容器,那么可得''p ghρ=甲甲甲、''p ghρ=乙乙乙,甲、乙液体对容器底部压强的变化量分别为()'''p p p gh gh g h hρρρ∆=-=-=-甲甲甲甲甲甲甲甲甲甲()'''p p p gh gh g h hρρρ∆=-=-=-乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙还可以知道甲液体、乙液体在大底面积1S和小底面积2S的容器中时的体积关系式是''12V V S h S h===甲甲甲甲''21V V S h S h===乙乙乙乙式子变换可以得到'21Sh hS=⋅甲甲,'12Sh hS=⋅乙乙,代入上面的式子可以得到'''21211S S Sp g h h ghS Sρρ⎛⎫-∆=-⋅=⋅⎪⎝⎭甲甲甲甲甲甲'''11222S S Sp g h h ghS Sρρ⎛⎫-∆=-=⋅⎪⎝⎭乙乙乙乙乙乙两式相减可得到()''''211212121212-----h S h SS S S Sp p gh gh g S SS S S Sρρρρ-∆∆=⋅⋅=⋅甲甲乙乙甲乙甲甲乙乙因为p p =甲乙,12S S >,那么12p S p S >甲乙即在(a)图甲液体对容器底的压力大于乙液体对容器底的压力,也可知G G >甲乙因为'2G h S ρ=甲甲甲、'1G h S ρ=乙乙乙,可知''21-0h S h S ρρ>甲甲乙乙所以-0p p ∆∆>甲乙即p p ∆>∆甲乙;故选A 。