内容正文:
浙教版科学八年级上册拔尖特训(强基专用)
第二章第3节 压强1(固体压强)
班级:_________ 姓名:_________
一、选择题
1.如图所示,有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上,物体A重24N,B重3N。若物体B对A的压强与此时物体A对桌面的压强相等,则物体A的密度ρA与物体B的密度ρB之比为( )
A.1:2 B.27:8 C.8:27 D.3:1
2.如图所示,甲。乙为两个实心均匀正方体,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的部分,并将截去部分叠放在对方剩余部分上,此时它们对地面的压强为和,下列判断正确的是( )
A.可能小于 B.一定小于
C.一定等于 D.一定大于
3.两个均匀实心正方体金属块A、B,单独放在水平地面对地面的压强分别为和,将他们叠放在水平地面上,如图所示,金属块B对地面的压强为,已知金属块A、B边长之比,,则下列说法正确的是( )
A.金属块A、B的重力之比为2∶1 B.金属块A、B底面积之比为9∶4
C.A、B对地面的压强 D.金属块A、B的密度之比为26∶17
4.甲、乙、丙三个实心正方体分别放在水平地面上,它们对水平地面的压强相等,已知。若沿水平方向分别在甲、乙、丙三个正方体上部切去一块,使三个正方体的剩余部分对水平地面的压强仍然相等,则切去部分的质量关系为( )
A. B.
C. D.以上都有可能
5.如图所示,甲、乙两个实心正方体物块放置在水平地面上,甲的边长大于乙的边长。甲对地面的压强为p1,乙对地面的压强为p2,下列判断正确的是( )
A.若甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
B.若甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
C.若甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为p1
D.若甲、乙质量相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为p2
6.如图所示,甲、乙两个质量相等的均匀实心正方体放在水平地面上,已知铜的密度大于铁的密度,可能使甲和乙对地面的压强相等的方法是( )
A.沿水平方向分别截去质量相等的部分
B.沿水平方向分别截去体积相等的部分
C.将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
D.将体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面
7.有两个用同种材料制成的圆柱体A和B,A的高度是B的高度的3倍,将A竖直放在水平地面上,B竖直放在A上,如图(甲)所示,这时A对地面的压强与B对A的压强之比为3︰1,若将A、B倒置后仍放在水平地面上,如图(乙)所示,则A对B的压强与B对水平地面的压强之比是( )
A.1︰3 B.1︰2 C.4︰1 D.1︰1
8.如图所示,甲、乙两个实心立方体放在水平地面上,对水平地面的压强相等。若沿竖直方向将甲、乙两个立方体各切除质量相同的一部分,再将切除部分分别叠放在各自剩余部分上面,则水平地面受到甲、乙的压强( )
A. B. C. D.以上情况均有可能
9.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LA∶LB=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LA∶LB的比值由1∶1逐渐变为1∶2、则压强pA∶pB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
10.如图所示的圆柱体甲和乙分别放在水平地面上,已知m甲=m乙,ρ甲>ρ乙,现准备分别在它们上部沿水平方向截去部分物体后,再叠放在对方剩余部分上表面。以下截法中,有可能使它们对水平地面的压强相等的方法是( )
A.水平截去相同的高度 B.水平截去相同的体积
C.水平截去相同的质量 D.按原来高度的比例,水平截去相等比例的部分高度
11.甲、乙两个圆柱体(ρ甲>ρ乙)分别放置水平面上它们的底面积分别为S甲和S乙,高度分别为h甲和h乙,若均沿水平方向,将两圆柱体截去相等的质量,使甲剩余部分对水平面压强小于乙剩余部分对水平面压强,则甲、乙两个圆柱体被截去前的情况可能是图中的( )
A.S甲=S乙,h甲=h乙 B.S甲>S乙,h甲=h乙
C.S甲<S乙,h甲>h乙 D.S甲>S乙,h甲>h乙
12.(多选)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个实心正方体放置在水平地面上,它们对地面的压强相同,若要使甲对地面的压强大于乙对地面的压强,下列叙述中正确的是( )
A.沿竖直方向上切去相同的体积 B.沿竖直方向上切去相同的厚度
C.沿水平方向切去相同的质量 D.沿水平方向切去相同的体积
13.(多选)如图所示,甲、乙两个质地均匀的实心圆柱体放在水平面上,它们的高度,它们的底面积,此时它们对水平面的压强相等。若沿水平方向切去部分圆柱体,使剩余部分的高度相同,剩余部分对水平面压力相同,则甲、乙的密度、和甲、乙切去的质量、的关系正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题
14.A、B两个质地均匀的实心长方体,它们的底面积之比为,高度之比为,平放在地面上对地面的压强相等,A、B的密度之比 ;再将A、B分别叠放在对方上,如图所示,叠放后对地面的压强之比 。
15.如图,在水平桌面上有一叠圆形金属片,最下面一块重为G,面积为S,它相邻的上面一块金属片重,面积为,第三块重为,面积为,以此类推,金属片的重力和面积均逐渐减半,一直叠下去,则自下而上三块金属片,每块金属片上表面受到的压强之比为 ,桌面受到的压强为 。
16.把同种材料制成的甲、乙两个实心正方体放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p 1和p 2,现将甲乙两个正方体按如图(a)(b)所示放在水平桌面上,则图(a)中甲对水平桌面的压强为 ;图(b)中乙对水平桌面的压强为 。
17.如图所示,两个材料相同的圆柱体A和B,它们的横截面半径分别为rA和rB,则它们的密度之比ρA: ρB= 。现将它们分别放在水平桌面上,B对桌面的压强为;将B叠放在A上,A对桌面的压强为。若rA:rB=2:1,,则两个圆柱体的高度之比hA:hB= 。
三、计算题
18.如图所示,实心均匀正方体A,B放置在水平地面上,受到的重力均为64牛,A的边长为0.2米,B的边长为0.3米。
(1)求正方体A.B的密度之比A∶B;
(2)若正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的厚度h后,A、B剩余部分对水平地面的压强pA和pB。请通过计算比较它们的大小关系及其对应的h的取值范围。
19.一块长方体花岗岩纪念碑高、宽、厚分别为10m,3m,2m,密度为,地面所能承受的最大压强为,为使地面能承受纪念碑,现把纪念碑立在高1m,密度为的长方体基石上(g取10N/kg)。
(1)纪念碑的质量是多少?
(2)若纪念碑直接矗立在地面上,它对地面的压强多大?
(3)基石的底面积至少要多大?
20.放置在水平地面上的两个物体A和B均为均匀实心长方体,它们的长、宽、高如图所示。物体A的密度为0.8×103kg/m3,物体B的质量为8kg。(g取10N/kg)求:
(1)物体A对水平地面的压强pA;
(2)若沿着水平方向将物体B切去一部分,剩余部分对地面的压强刚好等于物体A对地面的压强。则物体B被切去的高度h是多少米?
(3)在保持物体A、B原有放置方式的情况下(物体B没有切去),若分别沿竖直方向从A、B的右侧按相同比例截取一部分长方体,截取比例为n,并将截取部分叠放在对方剩余部分的上表面时,它们对水平地面的压强分别为pA′和pB′。请通过计算,比较pA′和pB′的大小关系及其对应的截取比例n满足的条件。
参考答案
1.C
【详解】因为水平面上物体的压力和自身的重力大小相等,所以,物体B对A的压强
物体A对桌面的压强
因为物体B对A的压强与此时物体A对桌面的压强相等,即pA =pB ,所以,由以上两式解得
又因为实心正方体的重力
所以,物体A与物体B的密度之比
2.D
【详解】把甲、乙均分为两部分, 甲最初对地面的压强为
乙最初对地面的压强为
由于它们均为实心正方体,且对地面的压强相等,设它们的边长分别为a、b,可得甲切去部分的重为
同理乙切去部分的重为
可得
将切去部分放置在对方剩余部分的上表面,则此时甲的整体产生的压强
此时乙的整体产生的压强
由①⑤⑥知
由②⑤⑦知,
而最初甲乙对地面压强相等,结合⑧⑨可知
故ABC错误,D正确。
3.C
【详解】A.设金属块A、B的重力分别为G1、G2,底面积分别为S1、S2。单独放置时,A对地面的压强。B对地面的压强。
叠放时,B对地面的压强
由,可得
化简得,重力之比为
故A错误;
B.正方体底面积与边长平方成正比,已知L1∶L2=2∶3,则S1∶S2=(L1)²∶(L2)²=4∶9
故B错误;
C.单独放置时,,。结合和可得
故C正确;
D.质量与重力成正比,体积与边长立方成正比,由可知质量之比
由L1∶L2=2∶3得体积之V1∶V2=23∶33=8∶27
则密度之比
故D错误。
4.C
【详解】实心正方体对水平地面的压强
甲、乙、丙对地面的压强
①
三正方体的高(边长)
由题知,截去一块后
即
②
由①②可得
③
∵三正方体的边长
∴三正方体底面积
④
∴由③④可得
综上所述:故ABD错误,C正确。
5.D
【详解】AB.均匀实心正方体物块对水平地面的压强
p==ρgh
设甲的边长为a,乙的边长为b,由题意可知a>b
S甲=a2,S乙=b2
S甲>S乙
如果甲、乙的密度相等,则
p1=ρga,p2=ρgb
p1>p2
将甲放到乙上,乙对地面的压强
p2'=
将乙放到甲上,甲对地面的压强
p1'=
故AB错误;
CD.如果甲、乙的质量相等
,
p1<p2
将甲放到乙上,乙对地面的压强
p2'==2p2>p1
将乙放到甲上,甲对地面的压强
p1'=
因为
S甲>S乙
如果
S甲=2S乙
p1'==p2
故C错误,D正确。
6.B
【详解】A.甲、乙质量相等,沿水平方向分别截去质量相等的部分,甲乙剩余的质量相等,甲乙对地面的压力仍然相等,接触面积
S乙>S甲,
根据p=得到甲乙对地面的压强不同,故A错误;
B.V甲<V乙,
铜的密度大于铁的密度,甲、乙两物体质量相等,由ρ=可知甲是铜块,乙是铁块,沿水平方向分别截去体积相等的部分,根据ρ=可知,甲减小的质量大,乙减小的质量小,甲剩余的质量小于乙剩余的质量,甲对地面的压力小于乙对地面的压力,又因为与地面的接触面积
S乙>S甲,
根据p=得到对地面的压强有可能相等,故B正确;
C.甲、乙两物体质量相等,对地面的压力也相等,但与地面的接触面积
S乙>S甲,
将质量相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面,对地面的压力相等,但接触面积不变,还是
S乙>S甲,
根据p=得到对地面的压强不可能相等,故C错误;
D.因为
V甲<V乙,
铜的密度大于铁的密度,甲、乙两物体质量相等,由ρ=可知甲是铜块,乙是铁块,体积相等的铜块和铁块,根据m=ρV得到铜块的质量大于铁块的质量,体积相等的铜块和铁块分别放在甲、乙的上面,铜块的质量大于铁块的质量,与地面的接触面积不变,根据p=得到压强不可能相等,故D错误.
7.D
【详解】设圆柱体A、B的横截面积为sa、sb,高为ha、hb,则圆柱体A、B的重
GA=ρgsaha
GB=ρgsbhb
在甲图中,A对地面的压强
B对A的压强
又
p1︰p2=3︰1
hA︰hB=3︰1
即
解得
Sa︰Sb=2︰3
在乙图中,A对B的压强
B对地面的压强
解得
p1′︰p2′=1︰1
8.A
【详解】分别用,来表示切除重置后甲乙各自对地面的压强,、表示切除重置后甲乙各自的底面积,由得:
令,,则有:
因为切除前甲乙各自对地面的压强相等,即:
所以要判断出和的大小关系,只要判断出和的大小关系;因为,即:
又因为,所以:
又因为甲乙是立方体,所以,
又因为,所以:
用表示甲原来的底面积,表示切除重置之后甲的底面积;表示甲原来的体积,表示切掉相同质量后甲剩余部分的体积;表示切掉相同质量后甲剩余的质量,表示切掉的质量,则:
同理有:
因为,所以:
即:
故BCD项不符合题意,A项符合题意.
9.B
【详解】由 LA∶LB=1∶1可知
SA∶SB=1∶1, VA∶VB=1∶1
由ρA:ρB=1∶2可知
mA∶mB=1∶2
又因为A、B两立方体叠放在一起放在水平桌面上,根据压强公式可得
若不断地缩小A立方体的体积时,设L′A∶LB=k,且,则有
S′A∶SB=k2, V′A∶VB= k3
由ρA∶ρB=1∶2可知
则有
当时,; 当时,;
当时,; 当时,;
当时,; 当时,;
故不断地缩小A立方体的体积时,压强pA∶pB的比值变化情况为始终变小。
10.B
【详解】根据公式可知道,圆柱体对地面的压强只跟圆柱体密度和高度有关。由题目知道圆柱体甲的密度、高度都比圆柱体乙的大,所以圆柱体甲对地面的压强大。
B.根据公式,要使压强相等就要减小圆柱体甲对地面的压力,即减小甲的重力,增加圆柱体乙对地面的压力。因为,根据公式可知,B选项中截取相同的体积,圆柱体甲减小的重力多,放在乙上就增加了乙对地面的压力;乙减小的重力小,放在甲上就相当于减小了甲对地面的压力了。根据公式可知,受力面积不变的情况下,甲的压力减小,压强减小;乙的压力增大,压强增大。截取后对地面的压强有可能相等,故B符合题意;
C.C选项中截取相同的质量,再放到对方上面,和以前没有变化,故C不符合题意;
D.D选项中,按原来高度的比例,水平截去相等比例的部分高度,原来质量相等,那么截取的质量也是一样的,再放到对方上面,和以前没有变化,故D不符合题意;
A.原来质量相等,即,因为,所以,所以A选项中水平截去相同高度,即截去的质量,就是说甲减小的重力小,放在乙上后就相当于减小了乙对地面的压力;同理相当于增大了甲对地面的压力。根据公式可知,受力面积不变的情况下,甲的压力增大,压强增大;乙的压力减小,压强减小。截取后对地面的压强甲会更大,乙会更小,不可能相等。故A不符合题意。
11.C
【详解】(1)圆柱体对水平地面的压强
甲剩余部分对水平面压强小于乙剩余部分对水平面压强,p甲<p乙,即
因为 ,所以
(2)两圆柱体截去的质量相同
因为,则
A.当S甲=S乙时,则h甲截<h乙截,h甲<h乙,故A不符合题意;
BD.当S甲>S乙时,则h甲截<h乙截,所以h甲<h乙,故B、D不符合题意;
C.当S甲<S乙时,则h甲截可能大于h乙截、也可能小于h乙截、也可能等于h乙截,所以h甲可能大于h乙、可能小于h乙、可能等于h乙,故C符合题意。
12.CD
【详解】实心正方体对水平地面的压强,
由图可知:甲的边长比乙的边长大,
因它们对地面的压强相同,
所以ρ甲<ρ乙
(1)沿竖直方向上切去相同的体积或相同的厚度时,两正方体的密度和高度不变,所以它们的压强还是相等,故AB不正确.
(2)沿水平方向切去相同的质量时,减小的压力相同,
因S甲>S乙,
所以△p甲<△p乙,
又因p甲=p乙,
所以剩余部分甲对地面的压强大于乙对地面的压强,故C正确;
(3)沿水平方向切去相同的体积时,
因S甲>S乙,所以△h甲<△h乙,
又因ρ甲<ρ乙,所以,即△p甲<△p乙,
因p甲=p乙,所以剩余部分甲对地面的压强大于乙对地面的压强,故D正确.
13.BC
【详解】AB.正方体对地面的压强
切割之前,它们对水平面的压强相等,即
因,故。故A错误,B正确;
CD.切割之前,它们对水平面的压强相等,,由可知,,正方体对地面的压力等于自身重力,因此,由可知,切割之前;若沿水平方向切去部分圆柱体,使剩余部分的高度相同,剩余部分对水平面压力相同,即,则甲、乙剩余部分的质量。甲乙切去的质量分别为
因 ,
故。故C正确,D错误。
14. 4:3 3:2
【详解】[1]A、B两个是质地均匀的实心长方体,则它们对地面的压强可用p=ρgh来计算,那么
ρAghA=ρBghB
则
ρA: ρB=hB:hA=4:3
[2]如图所示,两种情况下对地面的压力相等,都等于A、B的重力之和。据知
15. 1:1:1
【详解】[1]因为自下而上金属片的面积逐渐减半,于是可用图来反映面积关系,如下图所示:
由图可知,第1片以上的各片的总面积(及总重)与第一片的面积(及物重)减半;以此类推,任一片的面积(及物重)与其上各片的总面积(及总重)减半,由此可见,上面一片受到的压力是下面一片受到压力的,同时上面一片受力面积也是下面一片受力面积的,
由可知,自下而上三块金属片,每块金属片上表面受到的压强之比为1:1:1。
[2]当n趋于无穷大时,最下一块金属上面的金属之和等于最下面的金属质量,即对桌面的压力,桌面受到的压强
16.
【详解】[1][2]设两正方体的密度为ρ,边长分别为L甲和L乙,甲对桌面的压强为
p1 =
所以
L甲=
同理
L乙=
当把甲放在乙的上面时,乙对桌面的压强为
当把乙放在甲的上面时,甲对桌面的压强为
17. 1:1 5:4
【详解】[1]圆柱体A和B材料相同,密度相同,故
ρA: ρB= 1:1
[2]设圆柱体A和B的密度为,已知,rA:rB=2:1,则横截面积之比为
SA:SB=(rA)2:(rB)2=4:1
B对桌面的压强
p1==
A对桌面的压强
p 2==
又因为p1:p 2=2:3,即
:=2:3
解得
hA:hB=5:4
即两个圆柱体的高度之比为5:4。
18. (1)27∶8 (2)见解析
【详解】(1)由于AB受到的重力均为64牛,因此AB的质量之比为1∶1,即
AB的体积分别是
由知道,正方体A.B的密度之比
(2)设切去厚度为h时pA′=pB′,即
解得
当h<0.16m时
当h>0.16m时
当h=0.16m时
19.
(1); (2); (3)
【详解】(1)由题意可知,纪念碑的体积是
根据可知,纪念碑的质量是
(2)可知纪念碑对地面的压力是
纪念碑与地面的接触面积是
那么它对地面的压强是
(3)设基石的底面积至少,那么这基石的质量是
基石对地面的压力是
基石和纪念碑对地面的总压力是
这时基石和纪念碑对地面的压强符合关系式
解得,即基石的底面积至少是。
20.(1)800Pa;(2)0.04m;(3)当n>0.05时,;当n=0.05时,;当n<0.05时,
【详解】解:(1)根据题意可知,物体A对水平地面的压力为
FA=GA=mAg=ρAVAg=0.8×103kg/m3×0.2m×0.1m×0.1m×10N/kg=16N
所以物体A对水平地面的压强为
(2)根据题意可知,物体B的体积为:
VB=0.4m×0.2m×0.2m=0.016m3
物体B的密度为
设物体B被切去的高度是hm,则物体B剩余的高度为(0.2-h)m,剩余部分对水平地面的压力为
所以剩余部分对水平地面的压强
解得h=0.04m;
(3)物体A的底面积为
SA=0.1m×0.2m=0.02m2
物体A的重力为
GA=ρAVAg=0.8×103kg/m3×0.2m×0.1m×0.1m×10N/kg=16N
物体B的底面积为
SB=0.4m×0.2m=0.08m2
物体B的重力为
GB=mBg=8kg×10N/kg=80N
截取后物体A对水平地面的压强为
截取后物体B对水平地面的压强
故当时,解得:n=0.05;当时,解得:n>0.05;当时,解得:n<0.05
所以:当n>0.05时,;当n=0.05时,;当n<0.05时,。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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