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中考物理培优 易错 难题(含解析)之压力与压强

一、初中物理压力与压强问题1.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+【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 Shgp ghS S S Sρρρ====甲正方体的边长1=PLgρ甲乙正方体的边长2=PLgρ乙把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压力:33=(+)g=(+)g=(+)gF G m m V V L Lρρρ=甲乙甲乙甲乙总乙对桌面的压强:331233333333122222222(+)(+)g==p pgL L p pF g gppS L pgρρρρρ+==甲乙乙乙故选D2.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.底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置于水平桌面上. 现将体积为500cm 3、重为3N 的木块A 轻放入容器内的水中,静止时如图甲所示. 若将一重为6N 的物体B 用细绳系于A 的下方,使A 恰好浸没在水中(水未溢出),如图乙所示,不计绳的重力及其体积. 则( )A .物体B 的密度为1.5×103kg/m 3 B .物体B 的体积为150cm 3C .容器对桌面的压强增加800PaD .绳子受到的拉力为4N【答案】A 【解析】 【分析】本题综合考查压强,浮力综合应用能力,选取合适的研究对象分析受力,结合浮力、压强有关知识求解。

【详解】AB .如图乙所示,A 恰好浸没在水中是,物体AB 悬浮,物体AB 所受浮力等于重力,即A B F G G =+浮ρ=+水排A B gV G G排开水的总体积为433A B 333N+6N =910m 900cm 1.010kg m 10N kgG G V g ρ-+==⨯=⨯⨯排水 又因为物体A 的体积为3500cm , 所以物体B 的体积为333B A 900cm 500cm 400cm V V V =-=-=排物体B 的质量为B B 6N0.6kg=600g 10N kgG m g === 物体B 的密度为333B B 3B 600g=1.5g 1.510kg m 400cmm V ρ===⨯ 故A 项符合题意,B 项不符合题;C .放上B 物体后,桌面对容器的压力增大了B =G =6N F ∆压容器对桌面的压强增加426N=600Pa 10010mF p S -∆∆==⨯ 故C 项不符合题;D .以B 物体为研究对象,B 物体受到向上的浮力和绳子对它的拉力作用,受到向下的重力作用,即F FG +=浮拉又因为B 物体所受浮力为3363B B 1.010kg m 10N kg 40010m =4N F gV ρ-==⨯⨯⨯⨯浮水则绳子对B 物体的拉力为64N=2N F G F N =-=-浮拉绳子对B 物体的拉力与B 物体对绳子的拉力是一对相互作用力则 绳子受到的拉力为2N ,故D 选项不符合题意。

故选A 。

4.如图所示,质量和高度都相等的均匀实心圆柱体甲、乙置于水平地面上,甲的底面积大于乙的底面积。

现按不同方法把甲、乙分别切下一部分,并将切下部分叠放到对方剩余部分的上方,其中可能使甲对地面的压强大于乙对地面的压强的方法是()A.沿水平方向切去相等的质量B.沿水平方向切去相等的体积C.沿水平方向切去相等的厚度D.沿竖直方向切去相等的质量【答案】B【解析】【详解】甲乙两个实心圆柱体,高度相同,甲的底面积小于乙的底面积,根据圆柱体体积公式V=Sh,分析可得V甲<V乙,又因为甲乙质量相等,根据公式ρ=mV,可得ρ甲>ρ乙。

A.若沿水平方向切去质量相等的部分,则甲乙剩余部分质量仍相等,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,总质量相等,总重力相等,对地面压力相等,根据压强公式p=F S可知,因为S甲<S乙,所以p甲>p乙,故A错误;B.沿水平方向切去体积相等的部分,因为得ρ甲>ρ乙,根据公式m=ρV,所以切掉的部分甲的质量大于乙的质量,剩余部分甲的质量小于乙的质量,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,此时甲的总质量小于乙的总质量,甲的总重力小于乙的总重力,甲对地面压力小于乙对地面压力,而S甲<S乙,根据压强公式p=FS,此时甲对水平面的压强可能小于乙对水平面的压强,故B正确;C.沿水平方向切去厚度相等的部分,因为甲乙质量相等,所以ρ甲V甲=ρ乙V乙,ρ甲S甲h甲=ρ乙S乙h乙,因为h甲=h乙,所以ρ甲S甲=ρ乙S乙,设切掉的厚度为∆h,则有ρ甲S甲∆h=ρ乙S乙∆h,即切掉的部分质量相等,则甲乙剩余部分质量仍相等,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,总质量相等,总重力相等,对地面压力相等,根据压强公式p=FS可知,因为S甲<S乙,所以p甲>p乙,故C错误;D.沿竖直方向切去质量相等的部分,则剩余部分质量质量仍相等,因为ρ甲>ρ乙,根据公式V=mρ可知,剩余部分体积''V V<甲乙,因为h甲=h乙,所以剩余部分底面积''S S<甲乙,将切下部分叠加到对方剩余部分的上方,总质量相等,总重力相等,对地面压力相等,根据压强公式p=FS,因为''S S<甲乙,所以p甲>p乙,故D错误。

故选B。

5.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.6.如图,厚度不计的圆柱形容器放在水平面上,内装有水,上端固定的细线悬挂着正方体M (不吸水)竖直浸在水中,M 有15的体积露出水面,此时水的深度为11cm 。

已知容器底面积是200cm 2,重为4N ,正方体M 边长为10cm ,重20N ;若从图示状态开始,将容器中的水缓慢抽出,当容器中水面下降了6cm 时,细绳刚好被拉断,立即停止抽水,不计细绳体积与质量,下列说法不正确的是( )A .如图未抽出水时,容器对水平面的压力为26NB .细绳所能承受的最大拉力为18NC .M 最终静止后,水对容器底部的压强为900PaD .M 最终静止后,M 对容器底部的压强为1200Pa 【答案】C 【解析】 【详解】A .物体M 的底面积S M =L 2=(10cm )2=100cm 2=0.01m 2若容器内没有物体M ,水的深度为11cm 时水的体积V =S 容h =200cm 2×11cm=2200cm 3这些水的质量m =ρ水V 容=1.0g/cm 3×2200cm 3=2200g=2.2kg因物体M 受到的浮力和排开水的重力相等,所以,容器对水平面的压力F =G 容+G 水+F 浮=G 容+G 水+G 排即:未抽出水时,容器内水和物体M 的共同作用效果与2.2kg 水的作用效果相同,则容器对水平面的压力F =G 容+mg =4N+2.2kg ×10N/kg=26N故A 正确,不符合题意; B .原来正方体M 浸入水中深度h 1=(1﹣15)L =45×10cm=8cm 水面下降6cm 时正方体M 浸入水中深度h 2=h 1﹣△h =8cm ﹣6cm=2cm则物体M 排开水的体积V 排=S M h 2=100cm 2×2cm=200cm 3=2×10﹣4m 3此时正方体M 受到的浮力F 浮=ρ水gV 排=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×2×10﹣4m 3=2N所以细绳能承受的最大拉力F 拉=G ﹣F 浮=20N ﹣2N=18N故B 正确,不符合题意;C .细绳刚好被拉断时,容器内水的深度h 3=h ﹣△h =11cm ﹣6cm=5cm容器内剩余水的体积V 水剩=S 容h 3﹣V 排=200cm 2×5cm ﹣200cm 3=800cm 3当物体M 恰好浸没时,需要水的体积V 水=(S 容﹣S M )L =(200cm 2-100cm 2)⨯10cm=1000cm 3>800cm 3所以,细绳被拉断、M 最终静止后,M 没有浸没,则此时容器内水的深度h 4=M V S S -水剩容=322800cm 200cm 100cm -=8cm=0.08m 此时水对容器底部的压强p =ρ水gh 4=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.08m=800Pa故C 错误,符合题意;D .M 最终静止后,排开水的体积V 排′=S M h 4=100cm 2×8cm=800cm 3=8×10﹣4m 3正方体M 受到的浮力F 浮′=ρ水gV 排′=1.0×103kg/m 3×10N/kg ×8×10﹣4m 3=8NM对容器底部的压力F压=G﹣F浮′=20N﹣8N=12NM对容器底部的压强p M=MFS压=212N0.01m=1200Pa故D正确,不符合题意。

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