一、初中物理压力与压强问题1.如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体静止在水平面上,甲对水平面的压强比乙小,下列方案中一定能使甲对水平面压强大于乙的有方案:①将甲沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲剩余部分上方②将乙沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方③将乙沿水平方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】B【解析】【详解】①将甲沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲剩余部分上方,此时甲对地面的压力不变,受力面积变为原来的二分之一,根据公式p=FS可知甲对地面的压强变为原来的2倍,而乙对地面的压强没变,甲对水平面压强不一定大于乙对水平面压强;②将乙沿竖直方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方,此时因为乙对地面的压力和受力面积都变为了原来的二分之一,根据公式p=FS可知乙对地面的压强不变,而对甲来说受力面积没变,压力增大,所以甲对地面的压强增大,但甲对水平面压强不一定大于乙对水平面压强;③将乙沿水平方向切去一半,并将切去部分叠放在甲的上方,此时乙对地面的压力变为原来的二分之一,而受力面积不变,根据公式可知乙对地面的压强将变为原来的二分之一.甲此时对地面的压力为12G乙 G甲大于乙对地面的压力,而甲与地面的接触面积小于乙跟地面的受力面积,所以根据p=FS可知甲对水平面压强一定大于乙对水平面的压强.故选B.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.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p1和p2,若把甲叠放在乙上面,如图所示,则乙对地面的压强为:A. p1+p2B. p12+p22C.331221p pp+D.331222p pp+【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D4.如图所示,弹簧测力计下端挂有高为 12.5cm 、横截面积为 100cm 2 的柱形 物块,将物块放入底面积为 500cm 2,质量忽略不计的圆柱形容器中。
当物块 浸入水中深度为 2cm ,弹簧测力计的示数为 8N ,水对容器底部的压强为1.2×103Pa 。
现向容器中加水至弹簧测力计的示数为 5N 时停止加水,已知弹 簧的伸长与所受拉力成正比,当拉力为 1N 时弹簧伸长 1cm 。
则下列说法中正 确的是( )A .柱形物块所受重力大小为 8NB .停止加水时水的深度为 15cmC .在此过程中向容器中加入水的质量为 2.7kgD .加水过程中水对容器底部增加的压力等于柱形物块变化的浮力【解析】【详解】A.圆柱体浸在水中的深度是2cm,横截面积是100cm2,受到竖直向上的浮力为F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×100×10-6m3=2N圆柱体受到竖直向上8N的拉力.圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和浮力是平衡力,所以G=F浮+F拉=2N+8N=10N故A错误;B.注入水的质量为m,圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力是平衡力,此时拉力是5N,重力是10N,受到的浮力F=G-F拉'=10N-5N=5N倒水之前弹簧测力计对圆柱体的拉力是8N,倒水之后弹簧测力计的对圆柱体的拉力是5N,弹簧缩短3cm,圆柱体被向上拉动3cm,此时圆柱体已经距离原本水面高1cm处,并且物块还有5cm浸在水中,因此水面上升了6cm,原来水对容器底部的压强为1.2×103Pa,则原来的水深h=pgρ水=3331.210Pa10kg/m10N/kg⨯⨯=0.12m=12cm停止加水时水的深度为12cm +6cm=18cm故B错误;C.倒入水之后水深增加6cm,圆柱体的排开水的深度增加了5cm-2cm=3cm所以增加水的体积为V=500cm2×6cm-100cm2×3cm=2700cm3所以增加水的质量为m=ρ水V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg故C正确;D.加水过程中水对容器底部增加的压强为△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg⨯0.06m=600Pa水对容器底部增加的压力△F=△p⨯S=600Pa⨯2×100×10-4m2=12N柱形物块变化的浮力△F浮=5N-2N=3N故加水过程中水对容器底部增加的压力大于柱形物块变化的浮力,故D错误。
故选C。
5.如图所示,甲、乙两个质量相等的实心均匀圆柱体(ρ甲>ρ乙)分别放在水平地面上,若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体,则()A .甲对地面的压强可能等于乙对地面的压强B .甲对地面的压强一定小于乙对地面的压强C .甲对地面的压力可能等于乙对地面的压力D .甲对地面的压力一定小于乙对地面的压力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】CD .若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体,此时甲、乙对地面压力为F G gV ρ=+甲甲甲甲 F G gV ρ=+乙乙乙乙由题意,可知G G =甲乙,V V =甲乙,ρρ甲乙>,则F F 甲乙>,故C 、D 错误;AB .若在两圆柱体的上方,分别叠放相同体积的原来种类的物体后,二者对地压强分别为G gV p S S ρ=+甲甲甲甲甲甲G gV p S S ρ=+乙乙乙乙乙乙由于G G =甲乙,V V =甲乙,ρρ甲乙>,则G G S S <甲乙甲乙gV gV ρρ>甲甲乙乙则甲对地面的压强也可能等于乙对地面的压强,故A 正确、B 错误。
故选A 。
6.如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A 、B 、C 三种液体,它们对容器底部的压强相等,现分别从三个容器内抽出相同深度的液体后,剩余液体对容器底部的压强p A 、p B 、p C 的大小关系是 ( )A .p A >pB >pC B .p A =p B =p CC.p A<p B<p CD.p A=p C>p B【答案】A【解析】【分析】【详解】由图可知,三容器内所装液体的深度:h A>h B>h C,∵p=ρgh,三容器内液体对容器底部的压强相等,∴三液体的密度:ρA<ρB<ρC;∵抽出相同深度的液体,∴抽取液体的压强:△p A<△p B<△p C,又∵原来它们对容器底部的压强相等,∴剩余液体对容器底部的压强:p A>p B>p C.故选A.7.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FpS=可得A AB A B A BB B A A B A A B A1()()3p F S G S m gSp 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 。
8.如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对水平地面的压强相等,若在两个正方体的上部,沿水平方向分别截去相同高度,则关于甲、乙的密度ρ甲、ρ乙和对地面压力变化量的判断,正确的是( )A .ρ甲>ρ乙,△F 甲<△F 乙B .ρ甲>ρ乙,△F 甲>△F 乙C .ρ甲<ρ乙,△F 甲<△F 乙D .ρ甲<ρ乙,△F 甲>△F 乙【答案】A 【解析】 【详解】两个正方体的边长分别为h 甲和h 乙,h 甲<h 乙,由p =F S =G S =mg S=ρVg S =ρShgS =ρgh可知,甲、乙两个实心均匀正方体对地面的压强相等,即:p 甲=p 乙,所以, ρ甲gh 甲=ρ乙gh 乙,h 甲<h 乙故ρ甲>ρ乙;由ρ甲gh 甲=ρ乙gh 乙得ρρ甲乙=h h 乙甲在两正方体上部沿水平方向切去相同高度的部分,由于底面积不变,对地面的压力变化是切去的部分,即△F =ρ△Vg ,则F F 甲乙 =V g V g ρρ甲甲乙乙=S h S h ρρ甲甲乙乙=ρρ甲乙×S S 甲乙=ρρ甲乙×(h h 甲乙)2=h h 乙甲×(h h 甲乙)2=h h 甲乙<1 所以,△F 甲<△F 乙,故△F 甲一定小于△F 乙。