内容正文:
专题十五 压力的大小
一.选择题(共4小题)
1.(2026•巴中)相同材料的实心长方体甲和乙,质量分别为m甲、m乙,甲的底面积是乙的2倍,高度是乙的。如图1放置时,甲、乙对地面的压力、压强分别为F甲、F乙、p甲、p乙,如图2放置时,甲对地面的压强为p'甲,下列说法正确的是( )
A.m甲>m乙 B.F甲<F乙 C.p甲=p乙 D.p′甲=p乙
2.(2026•新疆)教室里,一张单人课桌的桌面受到大气的压力约为( )
A.2×104N B.2×102N C.2×10﹣2N D.2×10﹣4N
3.(2025•泰安)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同的烧杯,分别装有适量等质量的水。甲烧杯中,静止在杯底的铁块,通过细线与浸没在水中的木球相连,此时甲烧杯对桌面的压力为F1;乙烧杯放入相同的铁块,与木球体积相同的铁球悬挂并浸没入水中,静止时乙烧杯对桌面的压力为F2;剪断木球下端的细线后,甲烧杯对桌面的压力为F3。以上操作中,水的质量保持不变,细线质量和体积忽略不计。已知ρ铁>ρ水>ρ木。下列说法中( )
①F1<F2
②F1>F2
③F1>F3
④F1=F3
A.只有①③正确 B.只有①④正确
C.只有②③正确 D.只有②④正确
4.(2026•东营)水平桌面上放着两个相同的圆柱形容器,内装质量相等的甲、乙两种液体。将体积相同但材质不同的两个小球分别放入两容器中,小球静止时,两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体中小球受到的浮力等于乙液体中小球受到的浮力
C.甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力
D.装甲液体的容器对桌面的压强大于装乙液体的容器对桌面的压强
二.填空题(共4小题)
5.(2026•兰州)如图所示,小明喝了一口矿泉水后拧紧瓶盖,把瓶倒放在水平桌面上,后来妈妈把瓶正放在桌面上。先后放置时,水对瓶盖和瓶底的压力分别为FA和FB,瓶对桌面的压强分别为pA和pB,则FA_____ FB、pA_____ pB。(均选填“>”“<”或“=”)
6.(2025•镇江)如图所示为某种扬声器的原理图,AB间连接一导线,导线置于磁极之间,导线中间固定一薄膜片。当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向_________ ,薄膜片_______ 发声,声音传入人耳。人耳的鼓膜面积取0.8cm2,大气压强取1×105Pa,则大气对鼓膜的压力为_____ N。
7.(2026•德阳)某骆驼的质量为600kg,每只脚掌的面积为0.03m2。骆驼正常站立在水平沙漠地面上时,对地面的压力为_________ N;骆驼在水平沙漠地面行走时,始终两只脚掌着地,则骆驼正常站立和行走时对水平沙漠的压强之比为________ 。(g取10N/kg)
8.(2026•凉山州)如图是测量大气压强变化的简易装置,若管内水面比瓶内水面高10cm,则瓶内的气体压强为_____________ Pa(外界大气压取1×105Pa),当沿水平方向向玻璃管口吹气时管内水面将_______ (选填“上升”“下降”或“不变”)。
三.作图题(共3小题)
9.(2025•南京)如图,木块静止在斜面上,画出木块重力G和木块对斜面压力F的示意图。
10.(2025•绥化)如图,请在图中画出物体A对竖直墙面的压力的示意图。
11.(2024•广安)如图所示,请作出静止在水平桌面上的书所受的摩擦力和书对桌面压力的示意图。
四.计算题(共1小题)
12.(2025•威海)小明和爸爸质量共120kg,骑着一辆质量为300kg(含装备)的三轮摩托车,沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2。(g取10N/kg)。
(1)水平骑行时,摩托车对地面的压力、压强分别是多少?
(2)在海拔约5000m的米拉山垭口烧水,用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾(水的沸点为83℃)。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量?共用掉多少燃气?[q燃气=5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
参考答案
一.选择题(共4小题)
1.【答案】D
【解答】已知:S甲=2S乙,h甲h乙,材料相同,ρ相同;V甲=S甲h甲=2S乙h乙=S乙h乙=V乙,所以G甲=G乙;
A.体积、密度都一样,质量相等,m甲=m乙,故A错误;
B.水平地面压力等于重力,F甲=F乙,故B错误;
C.F相等,S甲更大,所以p甲<p乙,故C错误;
D.乙叠甲上,总压力2G,p'甲;p乙,二者相等,故D正确;
故选:D。
2.【答案】A
【解答】单人课桌桌面一般长约0.6m,宽约0.4m,所以面积S=0.6m×0.4m=0.24m2压力F=pS=1×105Pa×0.24m2=2.4×104N。
故选:A。
3.【答案】B
【解答】由题知,两个烧杯的重力相等(设为G杯),且杯内水的重力也相等(设为G水);
③④左图中,甲烧杯对桌面的压力为F1,其大小等于烧杯与水、铁块和木球的总重力,即F1=G杯+G水+G铁块+G木球﹣﹣﹣﹣﹣Ⅰ
如果将细线剪断,虽然木球最终漂浮,但总重力不变,所以甲烧杯对桌面的压力不变,则F1=F3,故④正确,③错误;
①②右图中,因铁球用细线拉着,则乙烧杯对桌面的压力等于烧杯与水、铁块和铁球的总重力减去拉力,即F2=G杯+G水+G铁块+G铁球﹣F拉;
由称重法测浮力可知,铁球的重力减去拉力等于铁球受到的浮力,即F浮铁球=G铁球﹣F拉,
所以,乙烧杯对桌面的压力F2=G杯+G水+G铁块+F浮铁球﹣﹣﹣﹣﹣Ⅱ,
在两幅图中,因铁球和木球的体积相同,且都浸没在水中,则铁球和木球浸没时排开水的体积相同,由阿基米德原理可知铁球和木球浸没时受到的浮力大小相等,即F浮木球=F浮铁球,
所以F2=G杯+G水+G铁块+F浮木球﹣﹣﹣﹣﹣Ⅲ,
因F浮木球=ρ水gV木球,G木球=ρ木gV木球,且ρ水>ρ木,所以F浮木球>G木球﹣﹣﹣﹣﹣Ⅳ
则由Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ可知:F1<F2,故①正确,②错误。
故选:B。
4.【答案】C
【解答】
A、两容器液面相平,甲中小球漂浮,V排甲<V球;乙中小球悬浮,V排乙=V球,故V排甲<V排乙。容器相同,液面高度相同,则V液甲+V排甲=V液乙+V排乙,可得V液甲>V液乙;已知甲乙液体质量相等,由,体积越大密度越小,所以ρ甲<ρ乙,故A错误。
B、两小球体积相同,甲球漂浮V排甲<V球,乙球悬浮V排乙=V球,V排甲<V排乙,ρ甲<ρ乙,根据F浮=ρ液gV排,甲中小球浮力小于乙中小球浮力,故B错误。
C、液面高度h相同,ρ甲<ρ乙,由p=ρgh得容器底受到液体压强p甲<p乙;容器底面积S相等,F=pS,所以甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底部的压力,故C正确。
D、甲球漂浮,G甲球=F浮甲;乙球悬浮,G乙球=F浮乙;F浮甲<F浮乙,则G甲球<G乙球。容器对桌面压力等于容器重力、液体重力、小球重力之和,容器重力相同,液体质量相等即液体重力相等,G甲球<G乙球,所以甲容器总压力小于乙容器总压力;底面积相同,由,装甲液体的容器对桌面的压强小于装乙液体的容器对桌面的压强,故D错误。
故选:C。
二.填空题(共4小题)
5.【答案】FA<FB;pA>pB。
【解答】当瓶子正放时,瓶底受到的水的压力,等于以瓶底为底、水深为高的柱体内水的重力,由于正放的瓶子下半部分为均匀柱形,此时水对瓶底的压力大小等于瓶内全部水的重力,即FB=G水,当瓶子倒放时,瓶盖面积远小于瓶身横截面积,瓶内的水只有一小部分的重力直接作用在瓶盖上,其余部分的水的重力由瓶的倾斜侧壁承担。因此水对瓶盖的压力小于瓶内全部水的重力,即FA<G水,对比可得:FA<FB;
瓶子正放和倒放在水平桌面上时,瓶对桌面的压力都等于瓶子和瓶内水的总重力,因此两种放置方式下,瓶对桌面的总压力F压A=F压B=G总,总压力大小相等,根据压强公式p,在压力F相等的前提下,倒放时瓶盖的受力面积SA远小于正放时瓶底的受力面积SB,
因此受力面积越小,压强越大,可得pA>pB。
故答案为:FA<FB;pA>pB。
6.【答案】不断变化;振动;8。
【解答】当AB间通有方向不断变化的电流时,导线所受的磁场作用力的方向也会不断变化;
导线所受磁场作用力方向不断变化,因此导线会不断振动,薄膜片与导线相连,也会随之振动,从而发出声音;
已知人耳的鼓膜面积S=0.8cm2=0.8×10﹣4m2,大气压强p=1×105Pa;
根据压强公式p,可得大气对鼓膜的压力F=pS=1×105Pa×0.8×10﹣4m2=8N。
故答案为:不断变化;振动;8。
7.【答案】6000;1:2。
【解答】骆驼站立在水平沙漠地面上时,对地面的压力大小等于其自身的重力大小,
即F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N。
骆驼站立时受力面积为4只脚掌的总面积,行走时为2只脚掌的总面积,且压力F保持不变。
压强之比为:,即压强之比为1:2。
故答案为:6000;1:2。
8.【答案】1.01×105;上升。
【解答】水产生的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
瓶内的气体压强:p=p0+p水=1×105Pa+1×103Pa=1.01×105Pa;
当向玻璃管口吹气时,管上方空气流速加快,根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,管上方的气压会减小,此时瓶内气体压强大于管上方的气压,会将瓶内的水压入玻璃管,因此瓶内水面将上升。
故答案为:1.01×105;上升。
三.作图题(共3小题)
9.【答案】
【解答】从木块重心画带箭头的线段,方向竖直向下,符号为G;
在斜面上选取木块与接触面的中点为压力的作用点,从压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段,符号为F;如图所示:
10.【答案】
【解答】物体A对竖直墙面的压力垂直于墙面水平向左,作用点在墙面上,如下所示:
11.【答案】
【解答】
过压力的作用点(在桌面上)做竖直向下的力,并标出F压;过书的重心做水平向左的摩擦力f;如图所示:
四.计算题(共1小题)
12.【答案】(1)摩托车对地面的压力为4.2×103N;摩托车对地面的压强为7×104Pa;
(2)水吸收的热量为8.4×105J;共用掉燃气0.056kg。
【解答】解(1)根据车和人的受力情况可得
F压=G人+G车=m人g+m车g=120kg×10N/kg+300kg×10N/kg=4.2×103N
摩托车对地面的压强(注意是三轮车,所以受力面积要乘以3)
根据公式7×104Pa
(2)水吸收的热量(这里要注意温度变化,水的沸点83℃,所以Δt=83℃﹣3℃=80℃)
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(83℃﹣3℃)=8.4×105J
根据η=可以得出燃气放出热量
Q放2.8×106J
在根据Q=mq可以得出消耗的燃气质量
m0.056kg
答:(1)摩托车对地面的压力为4.2×103N;摩托车对地面的压强为7×104Pa;
(2)水吸收的热量为8.4×105J;共用掉燃气0.056kg。
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