中考物理 压力与压强综合试题及答案解析
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一、初中物理压力与压强问题
1.“估测”是物理学中常用的一种重要方法,考试时,小丽同学对所涉及的一些物品进行了估测,其中合理的是( ) A .小丽的重力为900牛顿
B .一张草稿纸对折后对桌面的压强为1Pa
C .一张物理试卷的面积为21m
D .小丽站在地面上对地面的压力大于900牛顿 【答案】B 【解析】 【详解】
AD .通常中学生的体重为 500N 左右,小丽站在地面上对地面的压力等于体重约为500N ,故A 不符合题,D 不符合题意;
B .一张草稿纸的重力约0.1N ,一张草稿纸对折后的长、宽分别约30cm 、20cm ,则面积为600cm 2
=0.06m 2
,对地面的压强为
2
0.1N 1.7Pa 0.06m F p S =
=≈ 由估算可知一张草稿纸对折后对桌面的压强接近1Pa ,故A 符合题意; C .一张试卷的面积比21m 小得多,故C 不符合题意。 故选B 。
2.两个正方体甲乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲乙切去的质量Δm 甲、Δm 乙和甲乙的密度满足的关系是( )
A .ρ甲>ρ乙,Δm 甲>Δm 乙
B .ρ甲<ρ乙,Δm 甲>Δm 乙
C .ρ甲<ρ乙,Δm 甲<Δm 乙
D .ρ甲>ρ乙,Δm 甲<Δm 乙
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
正方体对水平地面的压强
mg F G Vg gSh p gh S S S S S
ρρρ=
===== 切割之前它们对水平面的压强相等
p p =甲乙
gh gh ρρ=甲甲乙乙
由图可知
h h 甲乙<
所以
ρρ甲乙>
由图知
S 甲乙<S
在切割之前
p p =甲乙
所以由F pS =可知,切割之前甲、乙对地面的压力
F F 甲乙<
因为正方体对水平地面的压力等于其重力,且G mg =,所以,切割之前
m m 甲乙<
当沿水平方向切去不同厚度,剩余的压力相同,即
F F =甲剩乙剩
则甲、乙剩余部分的质量
m m =甲剩乙剩
根据切去的质量-m m m ∆=剩得
m m ∆∆甲乙<
故D 正确,ABC 错误; 故选D 。
3.如图所示,甲、乙两正方体对地面的压强p 甲
A .△m 甲<△m 乙,p 甲′
B .△m 甲>△m 乙,p 甲′>p 乙′
C .△m 甲=△m 乙,p 甲′=p 乙′
D .△m 甲<△m 乙,p 甲′>p 乙′ 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
设沿水平方向切去相同高度h ∆,则甲、乙切去的质量分别为
2
m V l h ρρ∆=∆=∆甲甲甲甲甲 2m V l h ρρ∆=∆=∆乙乙乙乙乙
由于p p <甲乙,即
gl gl ρρ<甲甲乙乙
化简可得
l l ρρ<甲甲乙乙,
两边乘上l 甲,可得
2
l l l ρρ<甲甲乙甲乙
从图可以明显看到l l <甲乙,两边乘上l ρ乙乙,可得
2l l l ρρ<乙乙甲乙乙
由上面两式可得
22l l ρρ<甲甲乙乙
两边乘上h ∆,可得
22l h l h ρρ∆<∆甲甲乙乙
即
m m ∆<∆甲乙
在没有沿水平方向切去相同高度前
3
2
==gl p gl l ρρ甲甲甲甲甲甲 3
2
=
=gl p gl l ρρ乙乙乙乙乙乙
由p p <甲乙可得
gl gl ρρ<甲甲乙乙
即l l ρρ<
乙
甲乙甲
切去h ∆之后
'=)p g l h ρ-∆甲甲甲( '=)p g l h ρ-∆乙乙乙(
则
''=()()()()0l l l p p g l h g l h g l h g l h g h l l ρρρρρ---∆--∆<-∆--∆=∆<甲乙乙
甲乙甲甲乙乙乙
甲乙乙乙甲甲
则''p p <甲乙 故选A .
4.如图所示,弹簧测力计下端挂有高为 12.5cm、横截面积为 100cm2 的柱形物块,将物块放入底面积为 500cm2,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 8N
B.停止加水时水的深度为 15cm
C.在此过程中向容器中加入水的质量为 2.7kg
D.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
【答案】C
【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=
p
g
ρ
水
=
3
33
1.210Pa
10kg/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