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八上科学《第2章 压力压强》 练习
一.选择题(共16小题)
1.如图是2022年2月5日武大靖在赛场上的一张照片,照片中的武大靖左脚离开冰面,与他左脚离开冰面前相比,下列说法正确的是( )
A.压力变大 B.压力变小 C.压强变大 D.压强变小
2.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压强接近于( )
A.103Pa B.104Pa C.105Pa D.106Pa
3.一游泳池,如果将它的长、宽、深都增加为原设计的2倍,则在装满水时池底受到水的压强增加为原来的( )
A.2倍 B.5倍 C.6倍 D.8倍
4.一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A.两次都向内凹,形变程度相同
B.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
C.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
D.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
5.如图所示,放在水平地面上的两个质量均匀分布的实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是( )
A.A的质量可能等于B的质量
B.A的质量一定大于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度
D.A的密度一定小于B的密度
6.如图所示,甲、乙两立方体放在水平面上,甲的边长大于乙。现分别沿竖直或水平方向切割,小明认为:若将甲、乙沿竖直方向切去不同厚度后,剩余部分对水平面的压强相等,则切去前甲对水平面的压力可能等于乙。 小红认为:若将甲、乙沿水平方向切去相同厚度后,剩余部分对水平面的压力相等,则切去前甲对水平面的压强可能等于乙。下列说法中正确的是( )
A.只有小明正确 B.只有小红正确
C.小明和小红都是正确的 D.小明和小红都是错误的
7.如图所示的瓶内盛有水,瓶口用橡皮塞盖紧,瓶塞中央插一根两端开口的玻璃管,管内水面比管外低。当瓶壁上a、b、c三个小孔的塞子同时拔出的时刻:( )
A.三个孔都有水流出 B.只有a孔有水流出
C.只有c孔有水流出 D.只有b、c两孔有水流出
8.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB,FA>FB B.pA<pB,FA=FB
C.pA=pB,FA<FB D.pA<pB,FA>FB
9.如图所示,往上宽下窄的杯子中匀速注水直至注满。下列表示此过程中杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=1:8 B.p甲:p乙=1:4
C.p甲:p乙=1:2 D.p甲:p乙=1:1
11.如图所示,将质量相等的水分别倒入量筒和量杯内,两容器静止放在水平桌面上。量筒中水对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,量杯中水对容器底部的压强和压力分别为p2和F2。根据上述条件,下列判断中正确的是( )
A.p1<p2,F1<F2 B.p1>p2,F1>F2
C.p1=p2,F1=F2 D.p1>p2,F1=F2
12.如图所示,密封的圆台容器里装满水,若把该容器倒置后,水对容器底的( )
A.压强减小,压力不变 B.压强不变,压力减小
C.压强增大,压力增大 D.压强不变,压力增大
13.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大
C.水对杯底的压力增大 D.水对杯底的压力减小
14.如图所示,甲、乙两个立方体(V甲>V乙)分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,若把乙放在甲上面,甲对地面的压强增加p1;若把甲放在乙上面,乙对地面的压强增加p2;则p1、p2的大小关系( )
A.p1>p2 B.p1=p2
C.p1<p2 D.条件不足,无法判断
15.如图所示,开口容器的底部有一个小孔,装水后,水不断从小孔流出。如图能够粗略反映水流出时,容器底部所受水的压强p与时间t的关系图象是( )
A. B.
C. D.
16.如图所示,密度为ρ、厚度为d、边长为L的均匀正方形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的光滑程度不变,现用水平力向右推薄板使其运动,在推薄板的过程中薄板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.p、F、f均不变
B.p大小由ρdg增大为ρdg,F不变、f变大
C.F大小由ρL2dg减小为ρL2dg,p不变、f变小
D.p大小由ρdg增大为ρdg,F、f不变
二.填空题(共10小题)
17.如图所示的钢丝钳,钳口做得很薄,目的是 ,以便更容易掐断钢丝;手柄上套有橡胶套,上面刻有花纹,这是为了 。
18.一块砖重24N,三边长分别为20cm,10cm,5cm,放在水平地面上时对地面的最大压强是 Pa。如果人站立时对地面的压强是15000帕斯卡,表示的意义是 。
19.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在水平桌面上,如图甲所示。
(1)正方体对桌面的压强为 Pa。
(2)若沿水平方向裁下一半A立放在水平桌面上,如图乙所示,则A部分与剩余部分B所受到的压强比为:pA:pB= 。
20.如图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2.则A对B的压强是 Pa,B对桌面的压强是 Pa。
21.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,由此推知,两液体密度关系是ρ甲 ρ乙,液体对试管底部的压强关系是p甲 p乙(均选填“>”、“<”或“=”)。
22.如图,重27牛的物体B放在水平地面上,重18牛的物体A叠放在B的中央,则A对B的压力与B对地面的压力之比为 ;若A的底面积与B的底面积之比为3:5,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 。
23.有一边长为10厘米的正方体物块重80牛,放在光滑墙角处(如图所示),受水平方向力F1=100牛、竖直方向力F2=12牛的作用。回答下列问题。
(1)此时地面所受压力为 牛。
(2)此时墙壁所受压强为 帕。
24.已知ρ红墨水>ρ水>ρ煤油。如图是常用的液体压强计,烧杯中装的是水,金属盒处于此位置时U形管两边的液面高度差为h1,如果将烧杯中的液体换成等体积的煤油并保持金属盒的位置不变,U形管两边的液面高度差变为h2,则h1 h2(选填“>”或“=”或“<”,下同)。如果烧杯中的水和金属盒的位置不变,将U形管中的红墨水换成煤油,U形管两边的液面高度差变为h3,则h1 h3。
25.如图所示,甲物重45N,乙物重25N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重,已知同一条绳子上的弹力处处相等,则弹簧测力计的示数为 N,如果甲物体是边长为20cm的正方体,则此时甲物体对水平地面的压强为 Pa。
26.如图甲所示,木块A下面是一长木板B,小明将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,实验时拉着长木板B沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。(不计弹簧测力计的自重)
(1)在长木板B运动的过程中,木块A所受摩擦力的大小为 牛。拉动速度变大,弹簧测力计示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)若木块A和长木板B的底面积之比为1:4,重力之比为1:1,如图乙所示,先将木块A放在水平地面上,再将长木板B叠放在木块A的正上方,则B对A的压强与A对水平地面的压强之比为 。
三.解答题(共2小题)
27.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
28.如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t 4 储水罐容积V/L 8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2 1×103 车轮个数 6
(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,目的是 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.如图是2022年2月5日武大靖在赛场上的一张照片,照片中的武大靖左脚离开冰面,与他左脚离开冰面前相比,下列说法正确的是( )
A.压力变大 B.压力变小 C.压强变大 D.压强变小
【解答】解:水平面上武大靖对水平冰面的压力和自身的重力相等,由于自身的重力不变,所以武大靖对冰面的压力不变,故AB错误;
当左脚离开冰面时受力面积变小,在压力不变时根据p=知武大靖对冰面压强的变大,故C正确,D错误。
故选:C。
2.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压强接近于( )
A.103Pa B.104Pa C.105Pa D.106Pa
【解答】解:
一个普通中学生的质量约为50kg,双脚与地面的接触面积约为500cm2=0.05m2,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,他对水平地面的压力:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N;
他对水平地面的压强:p===104Pa。
故选:B。
3.一游泳池,如果将它的长、宽、深都增加为原设计的2倍,则在装满水时池底受到水的压强增加为原来的( )
A.2倍 B.5倍 C.6倍 D.8倍
【解答】解:将它的长、宽、深都增加为原设计的2倍,水的密度不变,深度h增大为原来的2倍,根据p=ρgh可知,在装满水时池底受到水的压强增加为原来的2倍。
故选:A。
4.一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A.两次都向内凹,形变程度相同
B.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
C.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
D.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
【解答】解:液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;
在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显。
综上分析可知,两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
5.如图所示,放在水平地面上的两个质量均匀分布的实心长方体A、B,已知体积VA<VB,与地面的接触面积SA>SB,对地面的压强pA=pB。下列判断正确的是( )
A.A的质量可能等于B的质量
B.A的质量一定大于B的质量
C.A的密度可能等于B的密度
D.A的密度一定小于B的密度
【解答】解:物体对水平桌面的压强:
p======ρgh,
因为VA<VB,SA>SB,
所以hA<hB,
又因为pA=pB,
所以ρA>ρB,故CD选项不正确;
又因为pA=pB,SA>SB,
所以FA>FB,
因为水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以GA>GB,即mA>mB,故B选项正确、A选项不正确。
故选:B。
6.如图所示,甲、乙两立方体放在水平面上,甲的边长大于乙。现分别沿竖直或水平方向切割,小明认为:若将甲、乙沿竖直方向切去不同厚度后,剩余部分对水平面的压强相等,则切去前甲对水平面的压力可能等于乙。 小红认为:若将甲、乙沿水平方向切去相同厚度后,剩余部分对水平面的压力相等,则切去前甲对水平面的压强可能等于乙。下列说法中正确的是( )
A.只有小明正确 B.只有小红正确
C.小明和小红都是正确的 D.小明和小红都是错误的
【解答】解:(1)正方体对水平地面的压强:
p======ρgL,
将甲、乙沿竖直方向切去不同厚度后,剩余部分的高度、密度不变,
若剩余部分对水平面的压强相等,则原来甲乙对水平面的压强相等,
因L甲>L乙,S甲>S乙,
则由p=的变形式F=pS可知,甲对水平面的压力大于乙,不可能等于乙,故小明是错的;
(2)若切去前甲对水平面的压强等于乙,
则由p=ρgL可知,ρ甲L甲=ρ乙L乙,
由F剩=G剩=m剩g=ρL2(L﹣h)g可得,将甲、乙沿水平方向切去相同厚度h后,剩余部分的压力:
F甲剩=ρ甲L甲2(L甲﹣h)g,F乙剩=ρ乙L乙2(L乙﹣h)g=ρ甲L甲L乙(L乙﹣h)g
则F甲剩﹣F乙剩=ρ甲L甲2(L甲﹣h)g﹣ρ甲L甲L乙(L乙﹣h)g
=ρ甲L甲[L甲(L甲﹣h)﹣L乙(L乙﹣h)]g
=ρ甲L甲[L甲2﹣L甲h﹣L乙2+L乙h]g
=ρ甲L甲[L甲2﹣L乙2﹣(L甲﹣L乙)h]g
=ρ甲L甲[(L甲﹣L乙)(L甲+L乙)﹣(L甲﹣L乙)h]g
=ρ甲L甲(L甲﹣L乙)(L甲+L乙﹣h)g
因L甲>L乙,(L甲+L乙)>h,
所以,F甲剩﹣F乙剩>0,即F甲剩>F乙剩,
这与剩余部分对水平面的压力相等矛盾,故小红是错的。
综上可知,小明和小红都是错误的。
故选:D。
7.如图所示的瓶内盛有水,瓶口用橡皮塞盖紧,瓶塞中央插一根两端开口的玻璃管,管内水面比管外低。当瓶壁上a、b、c三个小孔的塞子同时拔出的时刻:( )
A.三个孔都有水流出 B.只有a孔有水流出
C.只有c孔有水流出 D.只有b、c两孔有水流出
【解答】解:瓶口用橡皮塞盖紧,瓶塞中央插一根两端开口的玻璃管,管内水面比管外低,则b、c两处压强大于外界气压,a处小于外界气压,当瓶壁上a、b、c三个小孔的塞子同时拔出时,a处无水流出。
故选:D。
8.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别为pA和pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB,则( )
A.pA>pB,FA>FB B.pA<pB,FA=FB
C.pA=pB,FA<FB D.pA<pB,FA>FB
【解答】解:压强的判断:不论正放还是倒放,瓶子中装的都是水,可以不考虑液体密度对压强大小的影响,只从深度方面分析即可,由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据P=ρgh可知,水对瓶盖的压强较大,即PB>PA;
压力的判断:正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即FA>FB;
故选:D。
9.如图所示,往上宽下窄的杯子中匀速注水直至注满。下列表示此过程中杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的。
故选:B。
10.如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得出的图像,用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=1:8 B.p甲:p乙=1:4
C.p甲:p乙=1:2 D.p甲:p乙=1:1
【解答】解:由图像数据可得,甲、乙两物质的密度分别是:
ρ甲===2g/cm3,ρ乙===8g/cm3,
因此甲、乙两物体的密度之比ρ甲:ρ乙=2g/cm3:8g/cm3=1:4。
因为甲的边长是乙的2倍,所以甲、乙边长之比为h甲:h乙=2:1,
因为正方体对水平地面的压强p=====ρgh,
所以压强之比:
p甲:p乙=ρ甲gh甲:ρ乙gh乙=ρ甲h甲:ρ乙h乙=(1×2):(4×1)=1:2。
故选:C。
11.如图所示,将质量相等的水分别倒入量筒和量杯内,两容器静止放在水平桌面上。量筒中水对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,量杯中水对容器底部的压强和压力分别为p2和F2。根据上述条件,下列判断中正确的是( )
A.p1<p2,F1<F2 B.p1>p2,F1>F2
C.p1=p2,F1=F2 D.p1>p2,F1=F2
【解答】解:(1)将质量相等的水分别倒入量筒和量杯内,水的深度关系为h量筒>h量杯,根据公式p=ρgh可知水对容器底的压强大小关系为:p1>p2。
(2)量筒和量杯内水的质量相同,则其重力相同,量筒上下一样粗细为直壁容器,对容器底的压力等于液体重力即F1=G;
量杯形状是上粗下细,对容器底的压力小于液体重力,即F2<G;所以F1>F2,故B正确,ACD错误。
故选:B。
12.如图所示,密封的圆台容器里装满水,若把该容器倒置后,水对容器底的( )
A.压强减小,压力不变 B.压强不变,压力减小
C.压强增大,压力增大 D.压强不变,压力增大
【解答】解:密封的容器装满水,将其倒置后,水的深度不变,由p=ρ液gh可知,水对底部的压强不变;倒置后水对底部的受力面积增大,由F=pS可知,底部受到水的压力增大,故D正确。
故选:D。
13.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大
C.水对杯底的压力增大 D.水对杯底的压力减小
【解答】解:A、杯子中装满水,木块放入水中后,部分水溢出,水的深度h不变,由p=ρgh可知,水对杯底的压强不变,故A正确,B错误;
C、水对杯底的压强p不变,杯底的面积S不变,由F=pS可知,水对杯底的压力不变,故CD错误;
故选:A。
14.如图所示,甲、乙两个立方体(V甲>V乙)分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,若把乙放在甲上面,甲对地面的压强增加p1;若把甲放在乙上面,乙对地面的压强增加p2;则p1、p2的大小关系( )
A.p1>p2 B.p1=p2
C.p1<p2 D.条件不足,无法判断
【解答】解:由题意知:甲、乙两立方体的底面积S甲>S乙,则>1,<1.由题意知,甲、乙两物体对地面的压强
p=,p=,则m甲g=pS甲,m乙g=pS乙.由题意知:p1==<p,p2==>p.所以p1<p2。
故选:C。
15.如图所示,开口容器的底部有一个小孔,装水后,水不断从小孔流出。如图能够粗略反映水流出时,容器底部所受水的压强p与时间t的关系图象是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:当水不断从小孔中流出时,容器内的液面高度在逐渐降低,容器底受到的压强在逐渐降低;
那么小孔处受到的水压也在逐渐减小,因此水的流速在逐渐变慢,液面高度下降的越来越缓慢;
因此P﹣t图象,应该是逐渐呈下降趋势,且向内侧弯曲的曲线;
故选:B。
16.如图所示,密度为ρ、厚度为d、边长为L的均匀正方形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。板与桌面间的光滑程度不变,现用水平力向右推薄板使其运动,在推薄板的过程中薄板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.p、F、f均不变
B.p大小由ρdg增大为ρdg,F不变、f变大
C.F大小由ρL2dg减小为ρL2dg,p不变、f变小
D.p大小由ρdg增大为ρdg,F、f不变
【解答】解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,用水平力向右推薄板使其运动的过程中,薄板对桌面的压力F不变,故C不正确;
压力的大小为:
F=G=mg=ρVg=ρL2dg,
右端与桌子边缘相平时,受力面积S1=L2,
此时薄板对桌面的压强p1===ρdg,
当用水平力向右推薄板使其运动时,受力面积S2=L×(L﹣)=,
此时薄板对桌面的压强p2===ρdg,
所以,p大小由ρdg增大为ρdg,故A不正确;
(2)因摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,
所以,在用水平力向右推薄板使其运动的过程中,接触面的粗糙程度和压力不变,摩擦力的大小不变,故B不正确,D正确。
故选:D。
二.填空题(共10小题)
17.如图所示的钢丝钳,钳口做得很薄,目的是 增大压强 ,以便更容易掐断钢丝;手柄上套有橡胶套,上面刻有花纹,这是为了 增大摩擦 。
【解答】解:钳口较薄,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,容易剪断物体。
手柄上套有橡胶套,上面刻有花纹,目的是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大手与钳柄之间的摩擦的。
故答案为:增大压强;增大摩擦。
18.一块砖重24N,三边长分别为20cm,10cm,5cm,放在水平地面上时对地面的最大压强是 4800 Pa。如果人站立时对地面的压强是15000帕斯卡,表示的意义是 1平方米地面上所受的压力大小为15000N 。
【解答】解:砖放在水平地面上,
转对地面的压力:F=G=24N,
当砖竖放时,受力面积最小,压强最大,S小=0.1m×0.05m=0.005m2,
对地面的最大的压强:
p大===4800Pa;
某人双脚站立时对地面的压强约为15000帕,它表示1平方米地面上所受的压力大小为15000牛。
故答案为:4800;1平方米地面上所受的压力大小为15000N。
19.边长12cm的均匀正方体,重为72N,放在水平桌面上,如图甲所示。
(1)正方体对桌面的压强为 5000 Pa。
(2)若沿水平方向裁下一半A立放在水平桌面上,如图乙所示,则A部分与剩余部分B所受到的压强比为:pA:pB= 2:1 。
【解答】解:(1)长方体底面积即受力面积S=0.12m×0.12m=0.0144m2;
所以长方体对桌面的压强:
p====5000Pa;
(2)若沿水平方向裁下一半,A立放在水平桌面上,A、B对桌面的压力相同,都等于正方体重力的一半,A的受力面积为B受力面积的一半,由p=知剩余部分B所受到的压强为A部分所受到的压强的一半,即pA:pB=2:1。
故答案为:(1)5000;(2)2:1。
20.如图所示,物体A重30N,B重15N,物体A的底面积为10cm2,物体B的底面积为5cm2.则A对B的压强是 6×104 Pa,B对桌面的压强是 9×104 Pa。
【解答】解:A对B的压强P1===6×104Pa,
B对桌面的压强P2===9×104Pa。
故答案为:6×104;9×104。
21.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,由此推知,两液体密度关系是ρ甲 > ρ乙,液体对试管底部的压强关系是p甲 > p乙(均选填“>”、“<”或“=”)。
【解答】解:由图知,V甲<V乙,
因为液体的质量相等,
根据ρ=知,
两种液体的密度:ρ甲>ρ乙,
又因为p=ρgh,两管液面相平(水深h相同),
所以两管中的液体对管底压强:p甲>p乙。
故答案为:>;>。
22.如图,重27牛的物体B放在水平地面上,重18牛的物体A叠放在B的中央,则A对B的压力与B对地面的压力之比为 2:5 ;若A的底面积与B的底面积之比为3:5,则A对B的压强与B对地面的压强之比为 2:3 。
【解答】解:(1)根据题意可知,A对B的压力等于A的重力18N;B对地面的压力等于A、B的总重力,即18N+27N=45N;故A对B的压力与B对地面的压力之比18N:45N=2:5;
(2)由p=可得,A对B的压强与B对地面的压强之比:p1:p2=:=×=×=2:3。
故答案为:2:5;2:3。
23.有一边长为10厘米的正方体物块重80牛,放在光滑墙角处(如图所示),受水平方向力F1=100牛、竖直方向力F2=12牛的作用。回答下列问题。
(1)此时地面所受压力为 92 牛。
(2)此时墙壁所受压强为 1×104 帕。
【解答】解:(1)地面所受的压力:F′=F2+G=12N+80N=92N;
(2)因固体可以大小不变的传递压力,所以,墙壁所受到的压力:F=F1=100N,
墙壁所受到的压强:p==1×104Pa。
故答案为:92;1×104。
24.已知ρ红墨水>ρ水>ρ煤油。如图是常用的液体压强计,烧杯中装的是水,金属盒处于此位置时U形管两边的液面高度差为h1,如果将烧杯中的液体换成等体积的煤油并保持金属盒的位置不变,U形管两边的液面高度差变为h2,则h1 > h2(选填“>”或“=”或“<”,下同)。如果烧杯中的水和金属盒的位置不变,将U形管中的红墨水换成煤油,U形管两边的液面高度差变为h3,则h1 < h3。
【解答】解:若将烧杯中的水换成等体积的煤油,其他条件不变,即深度相同,煤油的密度小,同一深度液体压强小,U形管的高度差小,即h1>h2;
如果烧杯中的水和金属盒的位置不变,即深度不变,液体的密度不变,金属盒受到的压强不变,当将U形管中的红墨水换成煤油,由于煤油的密度小于红墨水的密度,根据p=ρgh知U形管两边的液面高度差变大,则h1<h3。
故答案为:>;<。
25.如图所示,甲物重45N,乙物重25N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重,已知同一条绳子上的弹力处处相等,则弹簧测力计的示数为 25 N,如果甲物体是边长为20cm的正方体,则此时甲物体对水平地面的压强为 500 Pa。
【解答】解:由题知,甲、乙均处于静止状态,对乙进行受力分析,由二力平衡知,绳子对乙的拉力等于乙的重力,即:F=G乙=25N,由于弹簧测力计处于静止状态,由二力平衡知,弹簧测力计两端绳子的拉力相等,弹簧测力计的示数等于其一端受到绳子拉力的大小,则弹簧测力计的示数为25N;
拉甲绳子上的拉力等于弹簧测力计的示数,即:F′=25N,对甲进行受力分析,地面对甲的支持力等于甲的重力减去绳子的拉力,即F支=G甲﹣F′=45N﹣25N=20N,根据力的作用是相互的知,甲对地面的压力等于地面对甲的支持力,即:F压=F支=20N,已知甲是边长为20cm的正方体,则甲与地面的接触面积为:S=0.2m×0.2m=0.04m2,所以甲物体对地面的压强为:
p===500Pa。
故答案为:25;500。
26.如图甲所示,木块A下面是一长木板B,小明将弹簧测力计一端固定,另一端钩住长方体木块A,实验时拉着长木板B沿水平地面向左运动,读出弹簧测力计示数即可测出木块A所受摩擦力大小。(不计弹簧测力计的自重)
(1)在长木板B运动的过程中,木块A所受摩擦力的大小为 2.4 牛。拉动速度变大,弹簧测力计示数 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)若木块A和长木板B的底面积之比为1:4,重力之比为1:1,如图乙所示,先将木块A放在水平地面上,再将长木板B叠放在木块A的正上方,则B对A的压强与A对水平地面的压强之比为 1:2 。
【解答】解:(1)由于木块静止,处于平衡状态,所以弹簧测力计对木块的拉力与木块A受到的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图甲知弹簧测力计的示数为2.4N,所以木块A受到的摩擦力大小为2.4N;
拉动速度变大时,木块A与木板之间的压力的大小和接触面的粗糙程度都没有变化,则A受到的摩擦力不变,所以弹簧测力计示数不变;
(2)由p=知B对A的压强与A对水平地面的压强之比为:
=====。
故答案为:(1)2.4;不变;(2)1:2。
三.解答题(共2小题)
27.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 > ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 增大 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
【解答】解:读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大。
若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度。
故答案为:>;增大。
28.如图所示,是一辆城市洒水车,在平直的公路上匀速行驶时受到的摩擦阻力是车重的0.05倍,其部分参数如表所示。
自身质量m/t 4 储水罐容积V/L 8×103
每个车轮与地面的接触面积S/cm2 1×103 车轮个数 6
(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,目的是 增大摩擦 ;在洒水作业过程中,洒水车对水平地面的压强 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为多少?
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为多少?
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为多少?
【解答】解:(1)洒水车的轮胎上“凹凸不平”的花纹,通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦;
洒水车匀速直线洒水作业过程中,水罐中水的质量变小,车的总质量变小;车对水平地面的压力等于车的总重力,根据F=G=mg可知,水平地面受到的压力变小,受力面积不变,根据p=可知,洒水车对水平地面的压强变小;
(2)储水罐容积V=8×103L=8m3;
由ρ=得,
水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg;
水的重力:G水=m水g=8×103kg×10N/kg=8×104N;
车的质量:m车=4t=4×103kg;
车的重力:G车=m车g=4×103kg×10N/kg=4×104N;
车和水的总重:G总=G车+G水=4×104N+8×104N=1.2×105N;
(3)洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压力:F=G总=1.2×105N;
与地面的接触面积:S=6×1×103cm2=0.6m2;
对地面的压强:p===2×105Pa;
(4)洒水车受到的阻力:f阻=0.05G总=0.05×1.2×105N=6×103N;
洒水车匀速行驶,水平方向受到的牵引力和阻力是一对平衡力,牵引力:F牵引=f阻=6×103N;
故答案为:(1)增大摩擦;变小;
(2)该洒水车储水罐装满水时的总重力为1.2×105N;
(3)该洒水车装满水静止在水平地面时对路面的压强为2×105Pa;
(4)该洒水车装满水在水平路面匀速直线行驶时的牵引力为6×103N。
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