内容正文:
物理作业
一、选择题
1. (多选)关于压力和压强,下列说法正确的是( )(填序号)
①压力的方向总是竖直向下的
②压强越大,压力的作用效果越明显
③压力跟受力面积的比值越大,压力作用效果越明显
④物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
⑤单位面积的压力越大,压强越大
⑥压强的国际单位是帕斯卡,1Pa=1N·m2
【答案】②③⑤
【解析】
【详解】①压力的方向总是垂直于接触面向指向被压物体,不一定竖直向下,故①错误;
②压强是表示压力作用效果的物理量,压强越大,压力作用效果越明显,故②正确;
③压强的定义式是,压力与受力面积的比值就是压强,比值越大压强越大,压力作用效果越明显,故③正确;
④影响压力作用效果的是受力面积,不是物体的底面积,只有受力面积一定时,压力越大作用效果才越明显,故④错误;
⑤压强的定义是单位面积上受到的压力,因此单位面积的压力越大,压强越大,故⑤正确;
⑥压强单位换算中,不是,故⑥错误。
故选②③⑤。
2. 将两个实心的圆柱体放在水平桌面上,它们的大小如图所示,此时它们对桌面的压强相等,则下列判断正确的是( )
A. a的密度大,质量大 B. a的密度小,质量小
C. a的密度小,质量大 D. a的密度大,质量小
【答案】A
【解析】
【详解】对于放在水平桌面上的实心圆柱体,对桌面的压强可推导为:
BC.已知a、b对桌面压强相等,即,由图可知a的竖直高度,根据,p、g为常量,h越大密度越小,因此,即a的密度更大,故BC错误;
AD.根据压强定义式,变形得,压强p相等,由图可知a的底面积,因此;水平桌面上圆柱体对桌面的压力等于自身重力,即,因此,可得,即a的质量更大,故A正确,D错误。
故选A。
3. 如图是ab两种物质m-V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )
A. a、b两物质的密度之比为4:1
B. 甲、乙两物体的体积之比为8:1
C. 甲、乙两物体对地面的压强之比为4:1
D. 甲、乙两物体对地面的压力之比为2:1
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图像知,两种物质的质量都为80g时,a的体积为5cm3,b的体积为40cm3,据知,两物质的密度之比为8:1,那么将质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,它们的体积之比为1:8,故AB错误;
CD.将甲乙放在水平地面上时,两者对地面的压力分别等于自身重力,两物体质量相等,所受的重力相等,所以两物体对地面的压力之比为1:1,而物体的底面积之比为1:4,据得,甲乙两物体对地面的压强之比为4:1,故C正确,D错误。
故选C。
4. 太阳帆的运用让电影《流浪地球》中飞船持续航行变成现实:研究发现的太阳帆正对太阳时,会受到太阳光的压力约为,推动飞船前进,如图所示。推进阶段,飞船的太阳帆正对太阳的面积为,在1小时内前进,下列分析正确的是( )
A. 推进阶段,太阳帆飞船相对太阳是静止的
B. 推进阶段,太阳帆飞船的速度约为
C. 太阳帆上受到太阳光的平均压强约为
D. 这个飞船的太阳帆受到太阳光的压力约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.推进阶段,太阳帆飞船相对于太阳的位置不断发生变化,所以飞船是运动的,故A错误;
B.推进阶段,太阳帆飞船的平均速度约为
故B错误;
C.太阳帆上受到太阳光的平均压强约为
故C正确;
D.由可得,该太阳帆受到太阳光的压力
故D错误。
故选C。
5. 压力计重为,如图甲所示,用大小为的力竖直向上把压力计压在水平板上,静止时探头受到的压强为 。若用大小为的力竖直向下把压力计压在水平地面上,静止时探头受到的压强是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对甲图中的压力计进行受力分析:压力计受竖直向下的重力,受到向上的力,水平板对探头的支持力为。根据力的平衡可知,因此
压力和支持力为一对相互作用力,大小相等,所以探头对水平板的压力,对乙图中的压力计进行受力分析,地面对探头的支持力为。根据力的平衡可知
压力和支持力为一对相互作用力,大小相等,所以探头对地面的压力,探头的受力面积S不变。已知甲图中压强
所以乙图中探头受到的压强
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力 ,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强 与木板被推动的距离 的关系图像如图乙所示。已知木板宽为,下列说法中( )
①长木板的底面积为
②当时,木板对桌面的压强为
③当时,木板对桌面的压力为
④移动过程中,木板对桌面的摩擦力先不变后减小
A. 只有①②正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
【答案】C
【解析】
【详解】①由图乙可知,木板伸出桌面的长度为
此时木板的长度伸出桌面,所以长木板的长度为
长木板的底面积为
故①错误;
②③木板对桌面的压力等于木板的重力,移动过程中,木板对桌面的压力不变,由图乙可知,长木板未伸出桌面时对桌面的压强,根据,则木板的重力为
当时,木板对桌面的压力还是等于木板自身的重力为;
当时,此时桌面的受力面积为
长木板对桌面的压力不变,此时木板对桌面的压强
故②③正确;
④移动过程中,木板对桌面的压力、接触面的粗糙程度以及材料都不变,所以滑动摩擦力不变,故④错误。
故选C。
7. 有A、B两个相同材料的均匀实心正方体,A的边长为0.1m,B的边长为0.2m,A对桌面的压强为p1,B对桌面的压强为p2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为,A对桌面的压强为p4,g取10N/kg。下列判断正确的是( )
①A的重力为3N
②B的密度为3×103kg/m3
③p1∶p2=1∶2
④
A. 只有①③ B. 只有①④ C. 只有②③ D. 只有②④
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知甲、乙均是实心正方体,则
由题可知,按丙图的方式放置时,B对A的压强为2.4×104Pa,则B的重力为
B的质量为
B的密度为
故②正确;
A、B是同种材料
A的重力为
故①错误;
A对桌面的压强p1与B对桌面压强p2之比为
故③正确。
按丙图放置时,A对桌面压强p2为
故④错误,综上分析知,故C正确,ABD错误。
故选C。
8. 将质量分布均匀的实心正方体甲乙放在水平地面上,已知ρ甲>ρ乙,且ρ甲=4×103kg/m3,若沿水平方向切除甲乙相同的高度∆h,余下部分对地面的压强p与切去部分高度∆h的关系如图所示,则下列选项中错误的是( )
A. 切除之前,甲的高度为20cm
B. 乙的密度为2×103kg/m3
C. 当甲乙剩余部分对地面的压强相等时,切除高度为8cm
D. 若将甲乙切除的部分分别叠放在对方上面,最终甲乙对地面的压强不可能相等
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由图像知,切除前,甲对地面的压强为8000Pa,而甲是正方体,可据p=ρgh得,甲的高度
故A正确,不符合题意;
B.由图像知,当压强为0时,乙切去的高度为30cm,即乙正方体的高度为30cm,据p=ρgh得,乙的密度
故B正确,不符合题意;
C.当甲、乙剩余部分对地面的压强相等时,有
ρ甲g(h甲-∆h)= ρ乙g(h乙-∆h)
即
4×103kg/m3×(0.2m-∆h)=2×103kg/m3×(0.3m-∆h)
解得
∆h=0.1m=10cm
故C错误,符合题意;
D.若将甲、乙切除部分分别叠加在对方上面,此时甲、乙对地面的压强分别为
若最终甲乙对地面的压强相等,则有
那么
4×103kg/m3×(0.2m-∆hˊ)+2×103kg/m3××∆hˊ=2×103kg/m3×(0.3m-∆hˊ)+4×103kg/m3××∆hˊ
解得
则甲乙最终对地面的压强不可能相等,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
9. 一位同学体重为600 N,自然站立在水平地面上,对地面压力为_____N,双脚站立对地面的压强比行走时_____;某沼泽地能承受的压强为2×104 Pa,这位同学与沼泽地的接触面积至少为_____m2,才不会陷入沼泽地.
【答案】 ①. 600 ②. 小 ③. 3×10-2
【解析】
【详解】第一空.水平地面上的物体对地面的压力等于自身重力,因此对地面压力为600N;
第二空.自然站立与地面的接触面积为两只脚的面积之和,行走时与地面的接触面积为一只脚的面积,自然站立与行走时对地面的压力相等,据p=可知,双脚站立对地面的压强比行走时小;
第三空.对沼泽地的压力为600N,,
他与沼泽地的最小接触面积.
S===3×10-2 m2.
10. 为了估算黑熊的质量,把一个底面积为的容器放在足印附近的泥地上,在慢慢往容器中倒入沙子直到容器在泥地上留下与熊足印相同的痕迹,测出此时装了沙子的容器总质量为,则:装了沙子的容器对地面压强为___________,量出黑熊与地面接触的足印总面积为,估算黑熊质量为___________。
【答案】 ①. ②.
100
【解析】
【详解】容器对地面的压力等于总重力,,,得
统一面积单位,
根据压强公式,代入压力和底面积数据,得
容器与熊足印痕迹相同,说明两者对地面的压强相等,即
熊足印面积
由变形得,代入数据得
黑熊重力等于对地面的压力,即,再由,代入数据得
11. 如图所示,一个均匀长方体被截成A、B两块,若与的比值为2︰1,则A、B对水平桌面的压力之比为_________,压强之比为____________。
【答案】 ①. 2:1 ②. 1:1
【解析】
【详解】[1]一个均匀长方体被截成A、B两块,则A和B的密度相同、高度相同、宽度相同;则底面积之比等于它们的长度L之比,即:
;
由得,它们对水平桌面的压力:
;
[2]由于,;根据可知,;即压强之比为1:1。
12. 如图所示,边长为10cm,重量为6N的实心正方体上端受到弹簧测力计竖直向上的拉力作用,其下底面有一半面积与水平桌面接触,此时物块恰好保持静止状态。则测力计的示数为___________ N,此时物块对水平桌面的压强为___________ Pa。
【答案】 ①. 4.6 ②.
【解析】
【分析】
【详解】[1]测力计的分度值为0.2N,示数为4.6N。
[2]边长为10cm,重量为6N的实心正方体上端受到弹簧测力计竖直向上的拉力作用,此时物块对水平桌面的压力
F=G-T=6N-4.6N=1.4N
其下底面有一半面积与水平桌面接触,故此时物块对水平桌面的压强为
【点睛】本题考查测力计读数及力的平衡和压强公式的运用,难度中等。
13. 如图所示正方体A对地面压强为,A的底面积为,正方体B的重力为80N,B的底面积为,正方体A的重力为___________N;若将A放在B上,B对地面压强的增加量为___________Pa。
【答案】 ①. 24 ②. 600
【解析】
【详解】A对地面的压力等于A的重力,根据得,正方体A的重力
将A放在B上方时,B对地面压力的增大量等于A的重力,B对地面压强的增大量
14. 将高为10cm的实心柱体放在水平桌面上,给这个重物施加竖直向上的拉力 ,如图是表示重物对桌面的压强 与拉力 关系的图像,实心圆柱体重力为___________ ,实心柱体的密度为___________,当物体受到竖直向上的拉力时,物体对桌面的压强为___________Pa。
【答案】 ①. 2.5 ②. 250 ③. 150
【解析】
【详解】当柱体对桌面的压强为0时,说明柱体对桌面没有压力,拉力与重力平衡,因此实心圆柱体重力;当拉力时,柱体对桌面的压力等于重力,此时压强,由可得柱体的底面积
已知柱体高,实心柱体体积
质量
密度
当物体受到竖直向上的拉力时,物体对桌面的压力,物体对桌面的压强
15. 两个外形完全相同的均匀实心长方体甲竖放、乙平放在水平地面上,如图所示。已知甲的质量为7kg,体积为,乙的底面积为,则甲的密度为______。将它们均顺时针旋转后(如图所示),甲、乙对地面压强的变化量之比为1∶2,则旋转前,乙对地面的压强为______Pa。()
【答案】 ①. 3.5×103 ②. 14000
【解析】
【详解】[1]已知甲的质量为7kg,体积为,甲的密度为
[2]根据外形完全相同的均匀实心长方体,侧面和底面完全相同,根据知,压强变化量为
由于底面积的变化相同,甲、乙对地面压强的变化量之比为1∶2,即
解得
旋转前,乙对地面的压力等于重力,为140N,压强
16. A、B两个实心正方体如图甲所示叠放在水平地面上;A的边长为20cm。沿水平方向切去厚度为 的部分,并将切去的部分平放在地面上,切去后A对地面的压强和切去的部分对地面的压强(若B切完后,再切A,则切去A的部分叠放在B的上面)随切去厚度 的变化关系图像如图乙所示。由乙图可知,A和B的总重力为___________,B的密度为___________。切的过程中,当时,切去的厚度为___________cm。
【答案】 ①. 204N ②. ③. 13
【解析】
【详解】A的边长为20cm,则A的底面积
由图乙可知,切去高度为0时,B还在A的上面,此时它们对地面的压强为5100Pa;
A和 B对地面的压力为,因为 A、B两个实心正方体叠放,若放在水平地面上,所以它们对地面的压力大小等于它们的总重力,即 A和 B的总重力;
由图乙可知,切去高度为 10cm时,刚好将 B完全切掉,即 B的边长为
此时 B对地面的压强为1200Pa,此时B对地面的压力
因为B在水平地面上,则压力大小等于自身重力,则 B的重力
B的质量为
B的密度为
A的重力为
A、B的底面积分别为,所以
当时,对地面的压力关系,即,解得:
对正方体 A有,,可得到
即
解得
则切去的总厚度
三、论述与计算题
17. 载重大卡车自重10 t,共有10个车轮,每只轮胎与地面的接触面积均为0.01 m2,求:
(1)大卡车空载时,对水平路面的压强是多少?
(2)小明发现规定车辆对地面的压强不得超过,则这种大卡车能够装载渣土的最大质量是多少?
(3)大卡车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力大小是车重的0.1倍,大卡车匀速行驶时受到的最大牵引力是多少?
【答案】(1)
(2)
##
(3)
【解析】
【小问1详解】
大卡车自重
车轮数,单只轮胎与地面接触面积,取,计算得轮胎与地面总接触面积
大卡车空载在水平路面行驶时,对路面的压力等于自身重力,根据重力公式得
压力,根据压强公式,代入数据得
【小问2详解】
已知地面允许最大压强
根据变形得最大允许压力
水平路面总压力等于总重力,即,计算总质量
可装载渣土的最大质量为总质量减去卡车自重
【小问3详解】
大卡车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,即。由题意得阻力,代入数据得
因此最大牵引力
18. A、B均为质量分布均匀的实心正方体,A放在水平地面上,将B叠放在A上,如图甲所示。若沿水平方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与B切去的高度的关系如图乙所示,A物体的边长为20cm。求:
(1)A物体的重力;
(2)B物体的密度;
(3)将A、B两物体分别置于水平地面上,如图丙所示,沿A、B从竖直方向按相同比例 截下一部分,分别叠放在对方剩余部分上,叠放后的对水平地面压强之比为5:16,求 的值。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
已知A边长,由图乙可知B边长,g取。
A的底面积
当切去高度时,B全部切除,此时A对地面的压强,水平地面上压力等于A的重力,根据压强公式得,A物体的重力
【小问2详解】
未切割B时,A对地面的总压强,总压力满足,代入数据得
因此B的重力
B的体积
根据密度公式得,B物体的密度
【小问3详解】
沿竖直方向按相同比例 截下并交换叠放后,剩余底面积为,
叠放后对地面的压力为
根据压强公式得
已知,约去公共项后得
化简得
解得
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物理作业
一、选择题
1. (多选)关于压力和压强,下列说法正确的是( )(填序号)
①压力的方向总是竖直向下的
②压强越大,压力的作用效果越明显
③压力跟受力面积的比值越大,压力作用效果越明显
④物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
⑤单位面积的压力越大,压强越大
⑥压强的国际单位是帕斯卡,1Pa=1N·m2
2. 将两个实心的圆柱体放在水平桌面上,它们的大小如图所示,此时它们对桌面的压强相等,则下列判断正确的是( )
A. a的密度大,质量大 B. a的密度小,质量小
C. a的密度小,质量大 D. a的密度大,质量小
3. 如图是ab两种物质m-V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )
A. a、b两物质的密度之比为4:1
B. 甲、乙两物体的体积之比为8:1
C. 甲、乙两物体对地面的压强之比为4:1
D. 甲、乙两物体对地面的压力之比为2:1
4. 太阳帆的运用让电影《流浪地球》中飞船持续航行变成现实:研究发现的太阳帆正对太阳时,会受到太阳光的压力约为,推动飞船前进,如图所示。推进阶段,飞船的太阳帆正对太阳的面积为,在1小时内前进,下列分析正确的是( )
A. 推进阶段,太阳帆飞船相对太阳是静止的
B. 推进阶段,太阳帆飞船的速度约为
C. 太阳帆上受到太阳光的平均压强约为
D. 这个飞船的太阳帆受到太阳光的压力约为
5. 压力计重为,如图甲所示,用大小为的力竖直向上把压力计压在水平板上,静止时探头受到的压强为 。若用大小为的力竖直向下把压力计压在水平地面上,静止时探头受到的压强是( )
A. B. C. D.
6. 图甲所示,一块质量分布均匀的长木板平放在水平桌面上,对长木板施加一个水平向右的力 ,使木板沿着与桌子边缘平行的方向缓慢向右做直线运动,直到木板的长度伸出桌面时停止运动,此过程中木板对桌面的压强 与木板被推动的距离 的关系图像如图乙所示。已知木板宽为,下列说法中( )
①长木板的底面积为
②当时,木板对桌面的压强为
③当时,木板对桌面的压力为
④移动过程中,木板对桌面的摩擦力先不变后减小
A. 只有①②正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有②④正确
7. 有A、B两个相同材料的均匀实心正方体,A的边长为0.1m,B的边长为0.2m,A对桌面的压强为p1,B对桌面的压强为p2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为,A对桌面的压强为p4,g取10N/kg。下列判断正确的是( )
①A的重力为3N
②B的密度为3×103kg/m3
③p1∶p2=1∶2
④
A. 只有①③ B. 只有①④ C. 只有②③ D. 只有②④
8. 将质量分布均匀的实心正方体甲乙放在水平地面上,已知ρ甲>ρ乙,且ρ甲=4×103kg/m3,若沿水平方向切除甲乙相同的高度∆h,余下部分对地面的压强p与切去部分高度∆h的关系如图所示,则下列选项中错误的是( )
A. 切除之前,甲的高度为20cm
B. 乙的密度为2×103kg/m3
C. 当甲乙剩余部分对地面的压强相等时,切除高度为8cm
D. 若将甲乙切除的部分分别叠放在对方上面,最终甲乙对地面的压强不可能相等
二、填空题
9. 一位同学体重为600 N,自然站立在水平地面上,对地面压力为_____N,双脚站立对地面的压强比行走时_____;某沼泽地能承受的压强为2×104 Pa,这位同学与沼泽地的接触面积至少为_____m2,才不会陷入沼泽地.
10. 为了估算黑熊的质量,把一个底面积为的容器放在足印附近的泥地上,在慢慢往容器中倒入沙子直到容器在泥地上留下与熊足印相同的痕迹,测出此时装了沙子的容器总质量为,则:装了沙子的容器对地面压强为___________,量出黑熊与地面接触的足印总面积为,估算黑熊质量为___________。
11. 如图所示,一个均匀长方体被截成A、B两块,若与的比值为2︰1,则A、B对水平桌面的压力之比为_________,压强之比为____________。
12. 如图所示,边长为10cm,重量为6N的实心正方体上端受到弹簧测力计竖直向上的拉力作用,其下底面有一半面积与水平桌面接触,此时物块恰好保持静止状态。则测力计的示数为___________ N,此时物块对水平桌面的压强为___________ Pa。
13. 如图所示正方体A对地面压强为,A的底面积为,正方体B的重力为80N,B的底面积为,正方体A的重力为___________N;若将A放在B上,B对地面压强的增加量为___________Pa。
14. 将高为10cm的实心柱体放在水平桌面上,给这个重物施加竖直向上的拉力 ,如图是表示重物对桌面的压强 与拉力 关系的图像,实心圆柱体重力为___________ ,实心柱体的密度为___________,当物体受到竖直向上的拉力时,物体对桌面的压强为___________Pa。
15. 两个外形完全相同的均匀实心长方体甲竖放、乙平放在水平地面上,如图所示。已知甲的质量为7kg,体积为,乙的底面积为,则甲的密度为______。将它们均顺时针旋转后(如图所示),甲、乙对地面压强的变化量之比为1∶2,则旋转前,乙对地面的压强为______Pa。()
16. A、B两个实心正方体如图甲所示叠放在水平地面上;A的边长为20cm。沿水平方向切去厚度为 的部分,并将切去的部分平放在地面上,切去后A对地面的压强和切去的部分对地面的压强(若B切完后,再切A,则切去A的部分叠放在B的上面)随切去厚度 的变化关系图像如图乙所示。由乙图可知,A和B的总重力为___________,B的密度为___________。切的过程中,当时,切去的厚度为___________cm。
三、论述与计算题
17. 载重大卡车自重10 t,共有10个车轮,每只轮胎与地面的接触面积均为0.01 m2,求:
(1)大卡车空载时,对水平路面的压强是多少?
(2)小明发现规定车辆对地面的压强不得超过,则这种大卡车能够装载渣土的最大质量是多少?
(3)大卡车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力大小是车重的0.1倍,大卡车匀速行驶时受到的最大牵引力是多少?
18. A、B均为质量分布均匀的实心正方体,A放在水平地面上,将B叠放在A上,如图甲所示。若沿水平方向将B物体切去一部分,A对地面的压强与B切去的高度的关系如图乙所示,A物体的边长为20cm。求:
(1)A物体的重力;
(2)B物体的密度;
(3)将A、B两物体分别置于水平地面上,如图丙所示,沿A、B从竖直方向按相同比例 截下一部分,分别叠放在对方剩余部分上,叠放后的对水平地面压强之比为5:16,求 的值。
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