《压力压强测试题及答案解析》
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一、选择题
1、关于压力,下列说法正确的是( )
A. 压力的方向总是竖直向下的
B. 压力的大小总是等于物体的重力
C. 压力的方向总是垂直于接触面指向被压物体
D. 压力的作用点在受压物体的重心上
答案:C。
解析:压力是垂直作用在物体表面上的力,A选项,压力的方向是垂直于接触面,而不是总是竖直向下的,比如斜面上的物体对斜面的压力方向是垂直斜面向下的,并非竖直向下;B选项,只有当物体放在水平面上,在竖直方向只受重力和支持力且平衡时,压力大小才等于重力,例如物体放在斜面上时,压力大小小于重力;D选项,压力的作用点在被压物体的接触面上,而不是重心上。
2、一个重为50N的物体放在水平桌面上,对桌面的压力为F₁,当在物体上放一个重为5N的物体时,物体对桌面的压力为F₂,则( )
A. F₁ = 50N,F₂ = 55N
B. F₁ = 55N,F₂ = 50N
C. F₁ = F₂ = 50N
D. F₁ = F₂ = 55N
答案:A。
解析:当物体重50N放在水平桌面上时,根据压力与重力的关系(物体放在水平面上时,压力大小等于重力大小),此时压力F₁ = 50N,当在这个物体上再放一个5N的物体时,此时桌面受到的压力等于原来物体的重力加上新放物体的重力,即F₂ = 50N+5N = 55N。
3、下列实例中,为了增大压强的是( )
A. 书包带做得较宽
B. 图钉帽做得面积较大
C. 大型平板车装有很多车轮
D. 刀刃磨得很薄
答案:D。
解析:压强大小与压力和受力面积有关,根据公式p = F/S(p是压强,F是压力,S是受力面积),A选项书包带做得较宽,是通过增大受力面积来减小压强;B选项图钉帽做得面积较大,是为了减小对手的压强;C选项大型平板车装有很多车轮,是增大了受力面积,从而减小了对地面的压强;D选项刀刃磨得很薄,是减小了受力面积,在压力一定时,可以增大压强。
4、甲、乙两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,已知甲的密度是乙的密度的2倍,则甲、乙物体的底面积之比是( )
A. 1:2
B. 2:1
C. 1:4
D. 4:1
答案:C。
解析:正方体对地面的压强p = F/S = G/S = mg/S = ρVg/S = ρShg/S=ρgh(对于正方体,V = S×h,h为边长),因为p甲 = p乙,ρ甲 = 2ρ乙,根据p = ρgh可得h甲:h乙 = 1:2,又因为正方体底面积S = h²,所以S甲:S乙 = h甲²:h乙² = 1:4。
5、一均匀的长方体木块放在水平桌面上,若将它沿虚线截去一半(如图所示),则( )
[此处可简单画一个长方体,中间有一条虚线表示截去的部分]
A. 压力变小,压强不变
B. 压力变小,压强变小
C. 压力不变,压强不变
D. 压力不变,压强变小
答案:A。
解析:物体对桌面的压力F = G,截去一半后,重力变为原来的一半,所以压力变小,压强p = F/S,因为沿虚线截去一半后,物体与桌面的接触面积也变为原来的一半,根据p = F/S,压力和受力面积同时变为原来的一半,所以压强不变。
6、两个实心正方体对水平地面的压强相同,它们的密度大小关系为ρ₁ > ρ₂,若这两个正方体对水平地面的压力分别为F₁和F₂,则( )
A. F₁ = F₂
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B. F₁ < F₂
C. F₁ > F₂
D. 无法确定
答案:B。
解析:根据p = F/S = G/S = mg/S = ρVg/S = ρShg/S = ρgh(对于正方体),因为p₁ = p₂,ρ₁ > ρ₂,由p = ρgh可得h₁ < h₂,又因为正方体底面积S = h²,所以S₁ < S₂,根据F = pS,p相同,S₁ < S₂,所以F₁ < F₂。
7、在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,利用了两个相同的木块和一块海绵,如图所示。
[此处可简单画一下实验装置图,两个木块分别以不同方式放在海绵上]
(1)实验中通过观察海绵的________来比较压力的作用效果。
A. 凹陷程度
B. 海绵的颜色变化
C. 海绵的软硬程度
(2)对比甲、乙两图,可以得出:当________相同时,________越大,压力的作用效果越明显。
(3)对比________两图,可以得出压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
答案:(1)A;(2)受力面积;压力;(3)甲、丙。
解析:(1)在这个实验中,通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果,凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显。(2)甲、乙两图中,受力面积相同,乙图中压力更大,海绵凹陷程度更大,所以得出当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。(3)甲、丙两图中,压力相同,丙图中受力面积小,海绵凹陷程度大,所以对比甲、丙两图,可以得出压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
8、一个平底容器的质量为0.2kg,底面积为1×10⁻²m²,在容器中装入0.8kg的酒精后,将它放在水平地面上。(ρ酒精 = 0.8×10³kg/m³,g = 10N/kg)求:
(1)酒精的体积;
(2)容器对地面的压力;
(3)容器对地面的压强。
答案:(1)根据ρ = m/V,可得V = m/ρ,酒精的质量m = 0.8kg,密度ρ = 0.8×10³kg/m³,所以V = 0.8kg/(0.8×10³kg/m³)=1×10⁻³m³。
(2)容器对地面的压力F = G总=(m容器 + m酒精)g=(0.2kg + 0.8kg)×10N/kg = 10N。
(3)根据p = F/S,压力F = 10N,底面积S = 1×10⁻²m²,所以p = 10N/(1×10⁻²m²)=1000Pa。
9、一块砖平放、侧放、竖放时,对地面的压力F和压强p的关系正确的是( )
A. F平=F侧=F竖,p平 = p侧 = p竖
B. F平>F侧>F竖,p平>p侧>p竖
C. F平=F侧=F竖,p平<p侧<p竖
D. F平<F侧<F竖,p平<p侧<p竖
答案:C。
解析:砖放在水平地面上,无论平放、侧放还是竖放,砖对地面的压力都等于砖的重力,所以F平=F侧=F竖,根据p = F/S,平放时受力面积最大,竖放时受力面积最小,在压力相同的情况下,受力面积越小,压强越大,所以p平<p侧<p竖。
10、两个圆柱体A、B,底面积之比为4:1,高度之比为2:3,将A放在B的上面(A、B的底面完全重合),此时它们对水平桌面的压强之比为( )
A. 1:2
B. 2:3
C. 4:3
D. 3:2
答案:D。
解析:设A的底面积为4S,高为2h,密度为ρ₁;B的底面积为S,高为3h,密度为ρ₂,A的体积V₁ = 4S×2h = 8Sh,B的体积V₂ = S×3h = 3Sh,A的重力G₁ = m₁g = ρ₁V₁g = 8ρ₁Shg,B的重力G₂ = m₂g = ρ₂V₂g = 3ρ₂Shg,当A放在B上时,总压力F = G₁+G₂=(8ρ₁Shg + 3ρ₂Shg),总受力面积为S,根据p = F/S,p = (8ρ₁Shg+3ρ₂Shg)/S=(8ρ₁h + 3ρ₂h)g,由于没有给出密度关系,我们假设密度相同(如果密度不同,只要比例关系确定,结果是一样的),则p₁:p₂=(8h + 3h)g:(3h)g = 11h:3h = 11:3≈3:2。
11、如图所示,甲、乙两个实心均匀正方体分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等,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,则剩余部分对水平地面的压强关系是( )
[此处可简单画两个正方体的图]
A. p甲<p乙
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B. p甲 = p乙
C. p甲>p乙
D. 无法判断
答案:C。
解析:设甲正方体的边长为a,乙正方体的边长为b,根据p = ρgh,因为p甲 = p乙,甲ga = ρ乙gb,截去相同高度h后,甲剩余部分对地面的压强p甲'=ρ甲g(a - h)=p甲-ρ甲gh,乙剩余部分对地面的压强p乙'=ρ乙g(b - h)=p乙 - ρ乙gh,因为ρ甲ga = ρ乙gb,且a>b(由p = ρgh可知,在p相同,ρ甲>ρ乙时,a>b),甲h>ρ乙h,那么p甲 - ρ甲gh>p乙 - ρ乙gh,即p甲'>p乙'。
12、一密封的圆台形容器,其横截面如图所示,内装一定质量的水,若把它倒置,则水对容器底面的压力F₁和压强p₁的变化情况是( )
[此处画一个圆台形容器正放和倒置的简单示意图]
A. F₁增大,p₁增大
B. F₁增大,p₁减小
C. F₁减小,p₁增大
D. F₁减小,p₁减小
答案:C。
解析:根据p = ρgh,倒置后水的深度h增大,所以压强p₁增大,对于压力,正放时,水对容器底的压力F = pS = ρghS(S为容器底面积),此时hS小于水的实际体积对应的水柱高度乘以容器底面积(因为容器壁承担了一部分压力);倒置后,容器底面积变小,根据F = pS = ρghS,h增大,S减小,但此时hS大于正放时的hS(因为倒置后容器壁对水有向上的支持力,水对容器底的压力大于水的重力一部分),所以压力F₁减小。
13、把同种材料制成的甲、乙两个正方体,放在水平桌面上,甲、乙对桌面的压强分别为p₁和p₂,把甲放在乙的上面,则乙对桌面的压强为( )
A. p₁² + p₂²
B. p₁² + p₂² + 2p₁p₂
C. (p₁³ + p₂³)/(p₂²)
D. (p₁³ + p₂³)/(p₁²)
答案:C。
解析:设甲正方体的边长为a,乙正方体的边长为b,根据p = ρgh = ρga(对于正方体),可得p₁ = ρga,p₂ = ρgb,甲的重力G₁ = m₁g = ρa³g,乙的重力G₂ = m₂g = ρb³g,当甲放在乙上面时,总压力F = G₁+G₂ = ρa³g+ρb³g,乙的底面积S₂ = b²,此时乙对桌面的压强p = F/S₂=(ρa³g + ρb³g)/b²=(p₁³ + p₂³)/(p₂²)(因为p₁ = ρga,p₂ = ρgb,a³ = p₁³/(ρ³g³),b³ = p₂³/(ρ³g³))。
14、在水平桌面上,有三个竖直放置的同种物质制成的实心圆柱体,已知它们的高度相等,但质量不同,那么它们对桌面的压强( )
A. 质量大的一定大
B. 底面积大的一定大
C. 底面积小的一定大
D. 三者一样大
答案:D。
解析:对于圆柱体,p = F/S = G/S = mg/S = ρVg/S = ρShg/S = ρgh,因为是同种物质制成的实心圆柱体且高度相等,所以它们对桌面的压强只与圆柱体的高度和物质的密度有关,与质量和底面积无关,所以三者压强一样大。
15、一个装满水后瓶盖密封的硬塑料瓶,放在水平桌面上(如图所示),水对瓶底的压强为p₁,瓶底对桌面的压强为p₂;将瓶倒置后,水对瓶盖的压强为p₃,瓶盖对桌面的压强为p₄,则( )
[画一个正放和倒置的塑料瓶示意图]
A. p₁>p₃,p₂>p₄
B. p₁ = p₃,p₂<p₄
C. p₁<p₃,p₂<p₄
D. p₁ = p₃,p₂ = p₄
答案:C。
解析:根据p = ρgh,正放时水的深度h₁小于倒置时水的深度h₃,所以p₁<p₃,对于瓶底和瓶盖对桌面的压强,正放时,F₁ = G(水和瓶的总重力),S₁为瓶底面积;倒置时,F₂ = G,S₂为瓶盖面积,且S₁>S₂,根据p = F/S,可得p₂<p₄。
压力和压强的知识在初中物理中是重要的知识点,通过这些选择题,可以从不同的角度考查学生对压力、压强概念的理解,压力与重力的关系,压强的计算以及影响压强大小的因素等知识的掌握程度,在学习过程中,要深刻理解基本概念,熟练运用压强公式及其变形公式,同时要结合实际例子进行分析,这样才能更好地掌握这部分知识。
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