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文档简介
第九章压强(易错56题15大考点)
训练范围:人教版八年级下册第9章。
一.探究影响压力作用效果的因素(共2小题)
1.小华利用带钉的木块、沙土、钩码来探究“压力的作用效果跟什么因素有关”,分析比较
图示,下列说法错误的是()
甲Z
A.本实验用到了控制变量法
B.由甲、乙两图可知压力的作用效果与受力面积的大小有关
C.由甲、乙两图可知压力的作用效果与压力的大小有关
D.该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果
【答案】B
【解答】解:
A、实验中探究压力作用效果与压力大小和受力面积大小两个量的关系,用到了控制变量
法,故A正确:
BC、由图可知,甲、乙受力面积相同,压力不同,因此说明压力的作用效果与压力的大
小有关,故B错误、C正确;
D、该实验通过比较钉子陷入沙土中的深度来比较压力的作用效果,这是转换法的运用,
故D正确。
故选:Bo
2.小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的整码和海绵等探究压力作用效果与什
么因素有关:
321
II1111II1111
n-rr1111
当
海绵II
甲T
(1)根据甲、乙两图,可知压力的作用效果与压力大小有关。
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系,应在丙图木块上放一个
祛码。由此得出结论:压力大小一定,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
(3)小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关:
①用弹簧测力计水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如
图丁所示为2.4No
②取下木块上的破码,重复①的操作,弹簧测力计的示数为L8N。由此说明,接触面粗
糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大.
③以不同的速度多次水平拉动木块,使它沿水平桌面做匀速直线运动,发现弹簧测力计
的示数几乎不变,说明滑动摩擦力的大小与速度大小无关。
【答案】(1)压力大小;(2)一;压力大小;明显:(3)①2.4:②大;③无关。
【解答】解:(1)比较图中甲、乙两次实验,受力面积一定,乙中压力大,压力的作用
效果明显,即压力的作用效果与压力大小有关;
(2)用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力的大小相同,
应在内图木块上放一个破码,由图可知,压力一定时,受力面积越小,海绵的凹陷程度
越大,压力的作用效果越明显;
(3)①图丁中测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为2.4N;
②取下木块上的祛码,木块对水平面的压力变小,接触面的粗糙程度不变,重复①的操
作,弹簧测力计的示数为L8N,则木块受到的滑动摩擦力变小了,由此可知,接触面粗
糙程度一定,压力越大,滑动摩擦力越大;
③用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块,使它沿水平木板滑动,发现弹簧测力
计示数不变,说明滑动摩擦力的大小与速度无关。
故答案为:(1)压力大小;(2)一;压力大小;明显;(3)①2.4;②大;③无关。
二.压强的公式的应用(共6小题)
3.体重指数BMI是衡量人体胖瘦程度的一个指标,它是把人体看成一个圆柱体模型,指标
数据反映了单位高度圆柱体的截面积情况,数据越大表明截面积越大,从而直观地反映
体型状况(如图所示),将体重m(kg)、身高h(m)按照卜.列哪种方式计算适合作为体
重指数()
A.mhB.mh2C.m/hD.in/h2
【答案】D
【解答】解:圆柱体的体积V=Sh,根据“体重指数BMI反映了单位高度圆柱体的截面
积情况”可得
BMI=,=+=*
由于V=5可得
Vrn
BMI=L+=’嚼'
由「人体的密度是个常数,约等「水的密度,所以可以按白计算体重指数。故D符合题
意,ABC不符合题意。
故选:D。
4.少林功夫驰名中外,一武术爱好者保持如图所示的“扎马步”姿势练功时,他对地面的
压强为p,则其中一只脚对地面的压强为()
p
A.—B.pC.2pD.3p
【答案】B
【解答】解:人双脚对地面的压力F=G,受力面积为S,压强为p,且P=(;
一只脚对地面的压力Fi=/G=*受力面积Si=£,
以=托=£
则一只脚对地面的压强:
pl=%券s
故选:Bo
5.边长为10cm、重30N的均匀正方体,放在水平桌面中央,则正方体对桌面的压强为3000
Pa:如甲图所示,若沿水平方向截下一部分a立放在水平桌面上,如乙图所示,且使剩
余部分b对桌面压强是a对桌面压强的:,则剩余部分b的高度为7.5emo
4
【答案】见试题解答内容
【解答】解:边长10cm的均匀正方体,重为G=30N,放在水平桌面中央,则正方体对
桌面的受力血积为:S=0.1mX0.1m=0.01m2,
正方体对桌面的压强为:
FG30/VonnnD
p=s=s=0^=3000Pa:
因为是规则物体,沿水平方向裁下一部分a,根据p=(=£=^=第=^=pgh
JJJOO
得立放a对桌面压强为:pa=pgha,
b对桌面压强:pb~pghb,
33
已知Pb=«Pa,即pghb=apg%,
Q
故有
正方体的棱长L=ha=10cm,
解得hb=7.5cm,即剩余部分b的高度为7.5cm。
故答案为:3000;7.5o
6.如图甲,高为0.1m、质地均匀的长方体木块放在水平地面上,木块对水平地面的压强为
600Pa,则木块的密度为600kg/m3,将木块斜切去一部分,剩余部分如图乙,此时
木块对地面的压强为450Pa:现将图乙中的木块倒置如图丙,此时木块对地面的压强为
900Pa。
【答案】600;900<1
【解答】解:如图甲,已知高h=0.1m>质地均匀的长方体木块放在水平地面上,木块
对水平地面的压强为p=600Pa,由华="^=Pgh可知,P=E=
o0oooyfi
600Pa,,3
lON/kgxO.lm=60nn0ik^m';
设图乙中木块重力为G,底面积为Si,图丙中木块底面积为S2,
由F=pS可知,图乙中木块对地面压力:Fi=piSi=450PaXSi=G-----------①,
将乙、丙两图组装为一长方体,则F总=2G,S勺=S:+S2,
根据p=pgh可知,图甲和组合长方体的密度和高度均相同,所以组合体对地面的压强
p'=p=600Pa;
组合长方体木块对地面的压强:p-p=善==600Pa-----------②,
3点右十是
由①②解得:S2=|S1-------------③
图丙中木块对地面压力:F2=P2s2=G------------④
由①③④得图丙中木块对地面的压强为:P2=900Pao
故答案为:600;900o
7.某科技小组通过实验研究“物体处于平衡状态时支持力FN跟拉力FT的关系”。如图甲所
示,将调好的电子秤放置在水平桌面上,把一个系有纽线边长为10cm的正方体合金块放
置在电子秤托盘中央,再用数字测力计竖直向上拉合金块。他们根据‘丈验数据绘制了FN
随FT变化的图像,如图乙所示。则:
甲乙
(I)合金块受到的重力G=16N;
(2)合金块的密度为1.6X103kg/m3:
(3)当合金块对电子秤的压强为1450Pa时,此时FT的大小为1.5N。
【答案】(1)16;(2)1.6X103;(3)1.5N。
【解答】解:(1)合金块受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力,
三力平衡,由图乙可知,拉力FT为14N时,支持力FN为2N,
则合金块受到的重力为G=FT+FN=14N+2N=16N;
(2)合金块的质量为血=亨==1.6kg,
则合金块的密度为p=y==L6x103kg/m3;
(3)当合金块对电子秤的压强为1450Pa时,压力为F=pS=1450PaX(0.1m)2=14.5N,
压力和支持力是一对平衡力,大小相等,所以FN=14.5N,则此时FT的大小为FT=G・
FN=16N-14.5N=1.5No
故答案为:(1)16:(2)L6X103;(3)l.5No
8.如图所示,A、B为用铁制成的正方体实心物体,A物体重21N,B物体重为79N、B物
体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动,(已知p蚊=7.9Xl()3kg/m3;求:
(1)物体B对A的摩擦力fA和地面对B的摩擦力fB的大小;
(2)物体B对地面的压强。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(I)因A、B一起向右匀速运动,则A、B之间无相对运动、也无相对运
动趋势,所以A、B之间无摩擦力,即B对A的摩擦力FA=ON;
AB整体在水平方向上受拉力和地面的摩擦力作用处于平衡状态,根据二力平衡条件可知,
B受到的摩擦力等于拉力F,即fB=F=20N;
(2)由6=1^8可得,B的质量:
GB79/V_Q,
mB=T=iW^=7-9kg,
由P=f可得,正方体B的体积:
..79kg1八-33
VB=A=-----1----=10-m',
P铁7.9x1029/7^3
由V=I?可得,B的边长:
LB=\[VB=V10_3TH3=0.Im,
B的底面积:
SB=LB=(0.1m)2=0.0Im2,
物体B对地面的压力:
F压=GA+GB=21N+79N=100N,
物体B对地面的压强:
p
压100/V
=lX104Pao
PB=57=O^?
答:(1)物体B对A的摩擦力为ON,地面对B的摩擦力为20N:
(2)物体B对地面的压强为1X104Pao
三.p=pgh计算规则柱体的压强(共4小题)
9.甲、乙两种物质的m-v关系图像如图所示,若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成
等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖直放在水平地面上,则两圆柱体A、B对水平地
面的压力、压强之比是()
A.Fip:F乙=4:1B.p甲:p乙=2:1
C.Fip:F乙=2:1D.p即:p乙=4:I
【答案】D
m伊
20g
P甲V甲=^^=4;1;
【解答】解;由图像可知,甲、乙两物质的密度比为:意;至
20cm3
A、B圆柱体等高,根据p=(=*=.="^=pgh可知两圆柱体A、B对水平地面的
.P甲
压强之比p>fi:p乙=丁=4:1;
P乙
由于两圆柱体质量相等,根据G=mg可知两圆柱体的重力相等,根据F=G可知两圆柱
体对地面的压力相等,故两圆柱体A、B对水平地面的压力之比是1:1。
故选:Do
10.如图所示是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质
分别制成等高的实心圆柱体A、B,把它们并排竖放在水平地面上,则两圆柱体A、B对
水平地面的压强之比为:8:1
【解答】解:由图可知,当V甲=15?时,m甲=8g;当m乙=4g时,V乙=4cn?,则
mm.
'甲=Lm==8g/cn?,p乙=广=嬴=lg/cn?,
甲1cm6乙牝小
甲3
.rrlP8g/cm8
P乙lg/cm31
圆柱体对水平地面的压强:
F_G_mg_pVg_pShg
V-S-S-~-~S~~一Pgh,
所以,等高的实心圆村体A、B对水平地面的压强方比:
PA=PA0h_P甲_8
PB~Pugh-p二-1°
故答案为:8:1。
11.如图甲所示,有一质量分布均匀的圆柱体A和平底薄壁圆柱形容器B。圆柱体A的高
度为14cm,底面积为KJOcm?,密度为2g/cm"。容器B重1.5N,高5cm,底面积为150cm2,
装有部分水。若沿水平方向将柱体A切去Ah的高度放入容器B中,切去部分始终沉底。
圆柱体A剩余部分和容器B对桌面压强的大小与切去高度Ah的关系如图乙所示。则一
开始水的深度为2cm:当圆柱体A剩余部分和此M容器B对地面的压强之比为9:
10,则切去高度Ah为8cm。
甲乙
【答案】(1)2cm;(2)8cmo
【解答】解:(1)由乙图可知,当Ah=0cm时,容器B对桌面的压强为300Pa,容器B
对桌面的压力F=pS=300PaX150cm2=4.5N,
容器B中水受到的重力为G次=F-G容=4.5N-1.5N=3N,
水的质量为m==益%=0.3kg=300g,水的体积丫=方=1;湍3=300cn『,
水的深度为h==罂竺=2cm:
3容150cm
(2)当水的体积和A切去的体积刚好等于容器的容积时,即V水+SAXAhi=S容,
300cm'+100cm2XAhi=150cnrX5cm,解得:A切去的高度Ahi=4.5cm,
①当A切去高度AhW4.5cm时,
圆柱体A剩余部分对地面的压强pA=pAgX(0.14m-Ah);
此时容器B对地面的压强PB=g="十呼=生5”5即,
根据圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,代入数据可得Ah*
7.9cm>4.5cm,不符合题意;
②当A切去高度4.5cn】VAhW5cm时,有水溢出,容器B中剩余水的体积V期=丫容・
VA切=S容h咨-SA△h»
剩余水的重力G*j=pxgX(S衣h花-SAAh),
圆柱体A剩余部分对地面的压强pA=pAgX(0.14m-Ah);
此时容器B对地面的压强PB==二:B八"
根据圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,代入数据可得AhP
8.7cm>5cm,不符合题意。
③当A切去Ah>5cm时,A剩下的窗度为14cm-Ah,圆柱体A剩余部分对地面的压
强pA=pAgX(0.14-Ah);
容器B中剩余水的体积V^=(S容・SA)h*=(150cm2-100cm2)X5cm=250cm3,
容器B中剩余水的质量m=pV=1g/cmsX250cm3=250g=0.25kg,
容器B中剩余水受到的重力G=mg=0.25kgX10n/kg=2.5N,
容器B对地面的压强PB==/"〃
根据圆柱体A剩余部分和此时容器B对地面的压强之比为9:10,代入数据可得Ah=
0.08m=8cm>5cm,符合题意。
故答案为:(1)2cm;(2)8cm.
12.如图甲所示,水平地面上有一块密度为0.5Xl()3kg/m3、极长为1m的正方体木块。小
林用水平推力F把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间
t的变化情况分别如图乙、丙所示。请解答下列问题:
(1)木块静止时对地面的压强;
(2)请简要说明:图丙中哪个时间段的数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小?它等
于多少?
(3)请在图丁中,画出5〜6s时间段内木块所受的滑动摩擦力f随时间I变化的图线。
(保留必要的作图痕迹)
甲乙丙丁
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,木块静止时对地面的压强:
p=q=&=?=苧==pgh=0.5X103kg/m3X10N/kgXlm=5(X)()Pa;
(2)由F・t图象可知,在3〜5s内木箱受到的推力为200N,
由v-i图象可知,在3〜5s内木箱做匀速直线运动处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和
推力是一对平衡力,二力大小相等,
所以,由3〜5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N;
(3)由图丙可知,5〜6s时间段内木箱做匀减速更线运动,
因滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与其它因素无关,
所以,5〜6s时间段内木块所受的滑动摩擦力大小为200N不变,图象如下图:
A/N
300-
200-------------------;~~;
100-
IIIIIII.
o123456f/s
T
答:(l)木块静止时对地面的压强为5000Pa;
(2)由3〜5s内数据可以知道木块所受滑动摩擦力的大小,它等于200N;
(3)如上图所示c
四.液体压强规律(共4小题)
13.很多动物为了适应自身所处的生存环境,进化出了符合物理规律的身体部位特征。下列
从物理学角度作出的分析中,错误的是()
A.狗的犬齿很尖,可以增大压强,有利于撕咬食物
B.骆驼的脚很大,可以减小压力,从而使其在沙漠中自如行走
C.啄木鸟的嘴很尖,可以增大压强,从而凿开树杆,捉到躲藏在深处的虫子
D.深水里的海鱼,捕到岸上时会死掉,主要原因是浅水处的压强比深水处小得多
【答案】B
【解答】解:A、狗的犬齿很尖,可以在压力一定时,减小受力面积来增大压强;有利于
撕咬食物,故A正确;
B、骆驼的脚很大,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,从而减小压强,压力没
变,故B错误;
C、啄木鸟的嘴很尖细,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,从而增大压强,故
C正确;
D、液体压强随深度的增加而增大,水面上的压强比深水处小得多,所以深水里的海鱼,
捕到岸上时会死掉,故D正确。
故选:Bo
14.如图,台秤上放置一个装有适量水的烧杯(烧杯质量不计),已知水的质量为600g,林
的底面积为100cm-将一个质量为800g、体积为1000cm3的实心长方体A用细线系着,
先将其一半浸入烧杯的水中(烧杯的厚度忽略不计,杯内水没有溢出)。下列说法错误的
是()
A
A.浸入水的过程中,水对容器底压强变大
B.A的一半浸入水中前后,台秤的示数变化了5N
C.若剪断细线,A物体下表面受到的压强先变大后不变
D.若剪断细线,待液面静止后,水对容器底的压强为1600Pa
【答案】D
【解答】解:
A.浸入水的过程中,物体A排开水的体积变大,烧杯内水的深度变大,由p=pgh可知,
水对容器底的压强变大,故A正确;
B.物体A的一半浸入水中时受到的浮力F浮=p水gVu=1.0X103kg/m3X10N/kgx
|x1000XIO'6m3=5N,
由力的作用是相互的可知,物体A对水向下压力增加了5N,则烧杯对台秤的压力也增加
了5N,所以台秤的示数变化了5N,故B正确;
C.物体A的重力G=mg=0.8kgX10N/kg=8N>F部,
且实心长方体A的密度P=营=A=0-8g/cm3<I.Og/cm3,
VlOOOcm-5
则剪断细线后,实心长方体A静止时处于漂浮状态(此时F/=G=8N),
所以剪断细线后,长方体排开水的体积变大,受到的浮力变大,当浮力和重力相等时,
长方体继续向下运动,受到的浮力继续变大,直至速度为零,然后物体向上运动,如此
反复,最终静止;
所以,A物体下表面所处的深度先增大后变小,再变大后变小,最终静止不变,
由p=pgh可知,A物体下表面受到的压强先变大后变小,往复后最终不变,故C正确;
D.因烧杯为柱形容器,所以若剪断细线,待液面静上后(物体漂浮),水对容器底的压
力等于水和A物体的重力之和,
则水对容器底的压强p=(=⑺戏4).==l400Pa,故D错误。
'5100X1047n2
故选:D。
15.如图所示,上小下大的圆台形杯里盛有密度分别为Pl、P2(P1<P2)分界清晰的两种液
体,这时杯底受到液体的压强为PA,如果把杯内液体搅拌均匀后(总体积不变),杯底
受到液体的压强为PB,比较PA和PB的大小,正确的是()
C.PA<PBD.不能确定
【答案】C
【解答】解:从图中可以分析出,PI液体的质量小于P2液体的质量,因为P1〈P2,所以
混合后的密度p应大于出产的密度,而混合前后液体的总深度h不变,根据液体压强
的公式p=pgh分析可知,h不变,但p变大,所以压强变大,即pAVpB.选项C符合
题意。
故选:Co
16.如图所示,在室温为10C的房间内有•块冰漂浮在装有水的盆中(不考虑汽化和升华),
一段时间后发现冰块变小了,在这段时间内,水的'温度会不变(选填“升高”“降
低”或“不变”),水对盆底的压强会不变(选填“增大”“减小”或“不变”,
【答案】不变;不变。
【解答】解:冰在熔化过程中,温度保持不变。已知盆中冰在变小的这段时间内,还有
冰块未熔化,只要有冰,盆中就是冰水混合物,而冰水混合物的温度为0℃,所以水的
温度不变。
因为冰化水质量不变、冰块漂浮,所以有F浮=G扑=G冰=G水,
即F浮=p水gV«=p状V冰g=p水V水g,
所以丫排=丫水,即冰化成水的体积等于V排,水面深度不变,根据p=pgh可知,水对盆
底的压强不变。
故答案为:不变:不变。
五.液体压强的公式及计算(共6小题)
17.如图所示,容器下部横截面枳S2为上部横截面枳Si的3倍,当由管口注入重为20N的
某种液体时,上部液体与容器的下部等高,则液体对容器底部的压力为()
A.20NB.25NC.30ND.15N
【答案】C
【解答】解:由题意可知,S2=3SI,容器内上部液体与容器的下部等高,
则容器内液体的体积:
V=Sih+S2h=Sih+3Sih=4Sih,
设液体的密度为p,则液体的重力:
G=mg=pVg=pX4Sing=20N,
则pSihg=5N,
液体对容器底部的压强:
p=pgX2h=2pgh,
液体对容器底部的压尢:
F=pS2=2pghX3Si=6pSihg=6X5N=30Na
故选:Co
18.我国三峡工程是举世瞩Fl的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,
则离水面距离为30m、面枳为lOOcnf的大坝表面受到水的压力为3000N。(。水=1.0
X103kg/m3)
【答案】3000
【解答】解•:大坝表面受到水的压强为:
p=pgh=1X103kg/m3X1ON/kgX30m=3X105Pa
由p=(得,大坝表面受到水的压力为
F=pS=^X105PaX100X104m2=Y)00N
故答案为:3000。
19.如图是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验,他用一个封闭的木桶,桶内装满水,
上面插一根很细的管子(可简化为右图)。他从楼房的阳台向管中灌水时•,只加了几杯水,
桶就被撑破了。假设:桶底底面积为l200cm2,桶高0.5m,细管的横截面积为1cm?,桶
和细管总质量为6kg,再在桶中刚好装满水,g取10N/kg,求:
(1)桶刚好装满水时,水的质量是多少kg?
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是多大?
(3)再向细管中注入一杯水,质量为0.5kg(水未溢出),水对桶底增人的压强是多人?
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了多少牛?
1cm*'
【答案】(1)桶刚好装满水时,水的质量是60kg:
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是5500Pa;
(3)水对桶底增大的压强为5Xl()4pa;
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增大了6000N。
【解答】解:(1)桶刚好装满水时,水的体积为
V=Sh=l200cm2X50cm=60000cm3
水的质量为
m=pV=lg/cm3X600coem3=60000g=60kg
(2)刚好装满水的桶对地面的压力为
F=G=m^g=(60kg+6kg)X10N/kg=660N
则刚好装满水的桶对地面的压强为
F660/V
P=e=-------------=5500Pa
51200x104m2
(3)这一杯水的体积为
_500g
%==500c?n3
Plg/cm3
则细管中水柱的高度为
h0=肥==500cm=57n
0S钟lcmz
则水对桶底增大的压强为
334
Ap=pgh0=1x10kg/mxION/kgx5m=5x10Pa
(4)水对桶底增大的压力为
△F=ApS=5Xl04PaX1200X1()4m2=6000N
答:(1)桶刚好装满水时,水的质量是60kg:
(2)刚好装满水的桶对地面的压强是5500Pa;
(3)水对桶底增大的压强为5Xl()4pa;
(4)对于第(3)问,这杯水使水对桶底的压力增人了6000N。
20.如图甲所示,将底面积为100cm2、高为10cm的薄壁柱形容器M置于电子秤上,逐渐
倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入液体中,液体未溢出,
圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图
乙所示,若圆柱体A的质显为540g,密度为2.7g/cn?,底面积为80cm求:
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱
体浸入液体前增加了多少。
甲乙
【答案】(1)容器M的重是1N;
(2)液体的密度是1X103kg/m3;
(3)液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前的增加量为200Pa。
【解答】解:(1)由图乙可知,M容器的质量:m=l(X)g=0.1kg,
容器的重力:G=mg=0.1kgX10N/kg=lN;
(2)由图乙,当液体深度h=3cm时,电子秤示数为400g,即容器和液体的总质量为400g,
所以液体质量:
m液=ma-m容=400g-100g=300g,
液体体积:V>ft=Sh=100cm2X3cm=300cm3;
液体的密度:p二节=3:图3=lg/cm3=lX103kg/m3;
(3)圆柱体A的体积VA=粤=?=200cm3;
PA2.7g/cm3
高度hA=3=黯^=2-5cm:
A下沉到容器底时完全浸没,则液面高度:
300cm3-200cm3
=5cm,
100cm2
相比A浸入前,液面上升的高度:
△h=h'-h=5cm-3cm=2cm=0.02m:
故液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强:
23
△p=PiftgAh=lXIOkg/mX10N/kgX0.02m=2(X)Pa0
答:(1)容器M的重是IN;
(2)液体的密度是1X103kg/m3;
(3)液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前的增加量为200Pao
21.如图所示,底面积为lOOcn?轻质容器中装有2kg的水,水的深度为10cm。
求:(1)水对容器底的压强;
(2)水对容器底的压力。(g®10N/kg)
【答案】(1)水对容器底的压强为lOOOPa:
(2)水对容器底的压力为10N。
【解答】解:(1)水对容器底的压强:
p=pgh=1.0X103kg/m3X1ON/kgX0.1m=lOOOPa;
(2)由p=(可得,水对容器底的压力:
F=pS=lOOOPaX100X10'4n?=10N。
答:(1)水对容器底的压强为lOOOPa:
(2)水对容器底的压力为ION0
22.刚学完浮力的小龙突发奇想,用如下方法测量不吸水长方体B物体的质量,小龙先量
出长方体B的高为0.1m,然后取一个足够高的圆柱体容器置于水平地面上,如图甲所示,
将长方体B放置于容器内,缓慢向容器中加水,直到容器中水的深度为0.14m时停止加
水,其所加水的质量与容器中水的深度关系如图乙所示,已知p水=1.0X103kg/m3,g取
1ON/kg,求:
(1)停止加水时,水对容器底部的压强:
(2)容器的底面枳是多少cnf:
(3)长方体B的质量为多少kg;
(4)停止加水后,小龙用一根轻质细杆(不计细杆的体积)与长方体B的上表面相连,
将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为多少N。(设物体上、下表面始终
与水面平行)
m/kg
甲乙
【答案】(1)停止加水时,水对容器底部的压强为1.4Xl()3pa:
(2)容器的底面积是600cm2;
(3)长方体B的质量为2.4kg;
(4)将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为96N。
【解答】解:(1)停止加水时,水对容器底部的压强为:p=p水gh=L0X103kg/m3XIGN/kg
X0.14m=1.4X103Pa;
(2)由图乙知,当水的深度为hi=0.()6m时,容器中加入的水的质量为m水i=l.2kg,
当水的深度为h2=0.14m时,容器中加入的水的质量为m水2=6kg,
当水的深度为hi=0.()6m时,质量变化出现拐点,所以拐点时物体B恰好漂浮;
则水的深度由hi到h2时,深度增加量为:Ah=h2-hi=0.14m-0.06m=0.08m,
容器中水的质量增加量为:△m=m水2・m水i=6kg-1.2kg=4.8kg,
增加的水的体积:AV="=——鸳^~-=4.8X103m3,
P水1.0xl0*g/m3
则容器的底面积:S容=索=4,年忆加=006m2=600cm2.
ZJ/tUAJOTTI
(3)当水的深度为hi=0.06m时,
水的体积:V水|=?^=——警^~-=L2X10*3m3,
则B浸入水的体积:V拌=S苕hi-V水i=O.O6m2><O06m-1.2X103m3=2.4X10-3m3,
V_33
则的底面枳为:24;2
BSB=3九1=U.U篇om”=0.04m,
由于B处于漂浮,则根据漂浮条件可知:
GB=F浮=p水V描g=1.0X103kg/m3X2.4X10'3m3X1ON/kg=24N;
则B的质量:mB=^=1部鼠=2.4kg;
(4)将长方体B竖直下压lcm=0.01m,设水面上升的高度为△hi,则有SB(0.01m+△
hi)=S容△hi,
即O.CMnfx(O.Olm+Ahi)=0.06m2Ahi,
解方程可得Ahi=0.02ni,
此时水面的高度:h'=h2+△hi=0.14m+0.02m=0.16m,
此时对容器底部的压强:p'=p*gh'=1.0X103kg,rm3X1ON/kgX0.16m=1.6X103Pa,
此时水对容器底部的压力:F=p/S?f=1.6X103PaX0.06m2=96No
答:(1)停止加水时,水对容器底部的压强为1.4XK)3pa;
(2)容器的底面积是600cm2;
(3)长方体B的质量为2.4kg;
(4)将长方体B竖直下压1cm,此时水对容器底部的压力为96N。
六.液体压强的大小比较(共3小题)
23.卓卓将1m高圆柱形水桶甲和乙侧壁打相同直径的洞后用相同的橡皮膜将洞周围密封
(橡皮膜的松紧一样),如图是装了一定量液体后的效果,两桶的质量和底面积均相同。
A,若甲和乙中分别倒满酒精和水,则甲橡皮膜的突出程度一定大于乙
B.若甲和乙中倒入相司质量的水,则甲对容器底的压强小「乙对•容器底的压强
C.若甲和乙中倒入相司质量的水,则甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强
D.若甲和乙中倒入高度相同的不同液体,此时甲容器对桌面的压力更大,则容器底部所
受液体压力甲一定大于乙
【答案】B
【解答】解:A.若甲和乙中分别倒满酒精和水,甲中橡皮膜所处深度大,密度小,而乙
的密度大,深度小,根据p=pgh无法比较压强大小,因而不可比较橡皮膜的突出程度,
故A错误;
B.若甲和乙中倒入相同质量的水,由于甲橡皮膜深度大,压强大,使得凸出程度大,而
柱形容器中液体的压力等于竖直部分的液体重力,因而割去的周围部分的体积大,减去
的质量大,则竖直部分的质量小,重力小,压力较小,容器底面积相同,则甲对容器底
的压强小于乙对容器底的压强,故B正确;
C.若甲和乙中倒入相同质量的水,总重力相同,对桌面的压力等于容器与液体的总重力,
压力相同,而受力面积相等,根据知,则甲容器对地面的压强等于乙容器对地面的
压强,故C错误;
D.若甲和乙中倒入高度相同的不同液体,不知道密度大小和液体的体积大小,无法比较
液体的密度人小,深度相同,因而无法比较则容器底部所受液体压强和压力人小,故D
错误。
故选:Bo
24.如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的液体甲、乙,在两容器中同一高度处
有A、B两点。若A、B两点的液体压强相等,则两种液体对容器底的压强关系是p斗上
p乙;若两种液体质量相等,则其对容器底部的压强关系是p'甲=P'乙,此时A、B
两点液体压强关系是p'AVB»(以上三空均选填
甲乙
【答案】>;=;V
【解答】解:
(1)若A、B两点的压强相等,即PA=PB----------①,
因为p=pgh,hA<hB»
所以两液体的密度关系:p甲,p乙,
乂因为A、B两点到容器底的距离相等,
所以从A、B两点以下的液体对容器底的压强关系:p,A>p'B------------②,
而两种液体对容器底的压强:p甲=pA+p'A,pz,=pB4-p'B,
所以pf|'>p乙;
(2)若两种液体质量相等,根据G=mg可知,液体的重力相同;容器是规则形状,所
以液体对容器底部的压力相同,受力面积相同,根据p=(可知,液体对容器底部的压强
关系是p'甲=p'乙,
由图知VAVVB,由p=g可知液体密度PA>PB,因为A,B到容器底的距离相同,所以
PAF>PBF,若两种液为对容器底部的压强相等时,PAa=PB底,因为液体对容器底的压
强PAK=P'A+PA下,pBii£=p'B+pB下,所以A、B两点的压强关系:p'A<p'B;
故答案为:>:=;V。
25.如图所示,化学实验室中,两只完全相同的平底烧瓶甲和乙中分别装有质量相同的酒精
和水,瓶底对地面的压强P甲=P乙,液体对瓶底的压强P甲'>P乙'(均选填“>”、
=”或“V”)。
【答案】=;>O
【解答】解:瓶底对底面的压力大小等于烧瓶和内部液体的重力之和,根据G=mg可知,
压力大小F=GI+G2=(mig+mzg).
烧瓶完全相同,内部液体质量也相同,故烧瓶对底面的压力相等。根据p=(可知,瓶底
对底面的压强p乙。
沿烧瓶上部直接到烧瓶底部画直线,其余部分酒精和水的体积相等,由于水的密度大于
酒精的密度,其余部分酒精的质量小于水的质量,故沿烧瓶上部直接到烧瓶底部部分酒
精的质量大于水的质量,根据p=!可知沿烧瓶上部直接到烧瓶底部部分酒精对烧瓶底部
的压强大于水对烧瓶底部的压强,所以整个烧瓶内酒精对烧瓶底的压强大于水对烧瓶底
的压强,即P甲'>Pz/。
故答案为:=;>。
七.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系(共2小题)
26.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力增大
D.杯内奶茶对杯子底的压强增大
【答案】C
【解答】解:A、杯子对桌面的压力等于杯子与饮料的重力之和,无论正放,还是倒放,
杯子与饮料的重力不变,则杯子对桌面的压力不变,故A错误;
B、杯子对桌面的压力不变,受力面积变大,根据p=(可知,杯子对桌面的压强减小,
故B错误;
C、倒置前,容器上宽下窄,此时的压力小于饮料的重力:倒置后,容器上窄下宽,此时
的压力人于饮料的重杯内奶茶对杯子底的压力增人,故C正确:
D、由图可知,正放时,杯中饮料的深度较大,根据p=pgh可知,正放时饮料对杯底的
压强较大,即p甲>p乙,故杯内饮料对杯子底的压强减小,故D错误。
故选:Co
27.上下开口的甲、乙、丙三筒,下端都用一重力不计的薄片,恰好盖住筒的下端,然后浸
入水中,如图所示。三个薄片的面积都相同,薄片离水面的深度也都相同,现将100克
水倒入甲筒中,恰能使薄片下落,那么将100克水分别倒入乙筒和丙筒中,则它们各自
A.都不落下来
B.都落下来
C.乙筒薄片落下来,丙筒薄片不落下来
D.乙筒薄片不落下来,丙筒薄片落下来
【答案】A
【解答】解:因为三个筒的底面积相同,读图可知,根据它们的形状,将100克水倒入
甲筒中时液面最高,乙、丙中的液面都会低于甲,根据液体压强的公式P=pgh,甲筒中
对底面的压强最大。再根据公式F=PS,甲筒对底面的压力也最大。如果甲中的压力恰
好能使薄片下落,则乙、丙中的压力均小于甲中的压力,则都不会下落。故只有A符合
题意。
故选:Ao
八.帕斯卡原理及其应用(共4小题)
28.已知水压机大活塞的横截面积是120cm2,小活塞的横截面积是6cm2,则在大活塞上产
生的力F2跟加在小活塞上的压力Fi之比是()
A.1:1B.1:20C.20:1D.无法确定
【答案】C
【解答】解:如图所示,大小活塞受到的压强相等,即Pl=P2,
••--9
S小S大
・•・在大活塞上产生的尢F2跟加在小活塞上的压力F1之比:
F2120cm2_20
&s小6cm21"
故选:Co
29.活塞AB面积如图,轻活塞重量和摩擦不计,当60N的力作用在活塞A上,活塞B能
举起最大重量是为(
A.2.4NB.60NC.1500ND.6000N
【答案】C
【解答】解:如图,设A活塞的面积为SA,B活塞面积为SB,
活塞A对液体的压强:
F_60N_
1==600fiPa:
SA-^mz
根据帕斯卡定律可知,两边压强相等,即pB=pA=6000Pa,根据p=(可知,
2
F2=pBXSB=6000Paxim=1500N,则活塞B能举起1500N重的物体。
故选:Co
30.如图所示,将充满水的密闭容器固定在水平桌面上。容器的一端有一个面积为20cm2
的活塞A.容器的另一端有一个面积为50cm2的活塞R.为保持两活塞不发生相对移动.
分别在活塞A、B上施加力FhF2,则Fi:F2=2:5,此时桌面对容器有向右(选
填:“有向左”、“无”或“有向右”)水平作用力。
【答案】见试题解答内容
【解答】答:根据帕斯卡定律:pi=p2,即£=[,
AFi:F2=SI:S2=2(km2:50cm2=2:5;
由于F2大于Fi,所以桌面相对于容器有向右的水平作用力。
故答案为:2:5;有向右。
31.阅读短文,回答问题3
液压机
2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实
力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压力的设备,简易的
液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的
液体种类来分,有油压机和水压机两大类。
科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同
的变化,物理学中称做帕斯卡定律。在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,
给左端活塞施加一个向下的压力F时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强
相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F2,这就是液压机原理。
若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强
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