《压力压强测试题及答案解析》
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一、选择题(每题3分,共30分)
1、下列关于压力的说法中正确的是( )
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受力面
D. 压力的方向有时垂直于受力面,有时不垂直于受力面
答案:C,压力是垂直作用在物体表面上的力,其方向总是垂直于受力面,A选项中说压力方向总是竖直向下是错误的,只有当物体放在水平面上时,压力大小才等于重力大小,B选项错误,D选项不符合压力的定义。
2、一个物体重为20N,把它放在水平桌面上,它与桌面的接触面积为0.1m²,则它对桌面的压强为( )
A. 200Pa
B. 20Pa
C. 0.2Pa
D. 2Pa
答案:A,根据压强公式\(p = \frac{F}{S}\)((p\)是压强,\(F\)是压力,\(S\)是受力面积),物体对桌面的压力\(F = G=20N\),接触面积\(S = 0.1m²\),则压强\(p=\frac{20N}{0.1m²}=200Pa\)。
3、关于压强,下列说法正确的是( )
A. 压力越大,产生的压强也越大
B. 受力面积越小,压强越大
C. 压强与物体的重力成正比,与受力面积成反比
D. 压强与压力成正比,与受力面积成反比
答案:D,根据压强公式\(p=\frac{F}{S}\),压强与压力成正比,与受力面积成反比,A选项只提到压力,没有考虑受力面积;B选项只提到受力面积,没有考虑压力;C选项中说压强与重力成正比是错误的,应该是与压力成正比,压力不一定等于重力。
4、一正方体木块放在水平桌面上,对桌面的压强为\(p\),如果将木块沿水平方向切去一半,则剩余部分对桌面的压强为( )
A. \(p\)
B. \(\frac{p}{2}\)
C. \(2p\)
D. \(\frac{p}{4}\)
答案:B,设正方体木块的重力为\(G\),底面积为\(S\),原来的压强\(p = \frac{G}{S}\),沿水平方向切去一半后,重力变为\(\frac{G}{2}\),受力面积不变仍为\(S\),则剩余部分对桌面的压强\(p'=\frac{\frac{G}{2}}{S}=\frac{p}{2}\)。
5、下列实例中,属于增大压强的是( )
A. 书包带做得较宽
B. 图钉帽做得较大
C. 注射器针头做得很尖
D. 载重汽车的车轮很多
答案:C,注射器针头做得很尖,是通过减小受力面积来增大压强的,A选项书包带做得较宽、D选项载重汽车车轮很多都是通过增大受力面积来减小压强;B选项图钉帽做得较大是为了减小对手的压强,方便按压图钉。
6、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,实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,下列说法正确的是( )
A. 对比甲、乙两图,可以探究压力作用效果与压力大小的关系
B. 对比乙、丙两图,可以探究压力作用效果与受力面积的关系
C. 对比甲、丙两图,可以探究压力作用效果与压力大小的关系
D. 对比乙、丙两图,可以探究压力作用效果与压力大小的关系
答案:A,A选项,对比甲、乙两图,受力面积相同,乙图中压力更大,海绵凹陷程度更大,可以探究压力作用效果与压力大小的关系;B选项,对比乙、丙两图,压力和受力面积都不同,无法探究压力作用效果与受力面积的关系;C选项,对比甲、丙两图,压力和受力面积都不同,不能探究压力作用效果与压力大小的关系;D选项理由同B。
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7、一个长方体铁块平放在水平桌面上,若沿竖直方向切去一部分,则剩余部分对桌面的压力和压强的变化情况是( )
A. 压力减小,压强不变
B. 压力减小,压强减小
C. 压力不变,压强不变
D. 压力不变,压强减小
答案:A,沿竖直方向切去一部分后,铁块的重力减小,所以对桌面的压力减小;由于是沿竖直方向切,受力面积与压力按相同比例减小,根据\(p = \frac{F}{S}\),压强不变。
8、有甲、乙两个实心正方体,它们对水平地面的压强相等,且\(\rho_{甲}>\rho_{乙}\),若在这两个正方体的上部,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( )
A. \(p_{甲}<p_{乙}\)
B. \(p_{甲}=p_{乙}\)
C. \(p_{甲}>p_{乙}\)
D. 无法判断
答案:C,设正方体边长分别为\(h_{甲}\)、\(h_{乙}\),根据\(p = \rho gh\)(柱体对水平面的压强公式),因为\(p_{甲}=p_{乙}\),\(\rho_{甲}>\rho_{乙}\),(h_{甲}<h_{乙}\),沿水平方向截去相同高度\(\Delta h\)后,剩余部分对地面的压强\(p' = p-\rho g\Delta h\),因为\(\rho_{甲}>\rho_{乙}\),\(\Delta h\)相同,(p_{甲}>p_{乙}\)。
9、人坐在沙发上比坐在硬板凳上舒服,这是因为( )
A. 沙发有弹性把人拖住了
B. 沙发对人的压力比硬板凳对人的压力小
C. 沙发对人的压强比硬板凳对人的压强小
D. 以上解释都不对
答案:C,人坐在沙发上时,沙发受力面积大,根据\(p = \frac{F}{S}\),在压力一定(人的重力)的情况下,受力面积大则压强小,所以人感觉舒服;而人坐在硬板凳上受力面积小,压强大。
10、一块砖平放、侧放、竖放时,对地面的压力和压强的关系正确的是( )
A. 压力相同,平放时压强最小
B. 压力相同,竖放时压强最小
C. 压强相同,平放时压力最大
D. 压强相同,竖放时压力最大
答案:A,因为砖放在水平地面上,压力\(F = G\)(砖的重力),所以三种放法压力相同;根据\(p=\frac{F}{S}\),平放时受力面积最大,所以压强最小,竖放时受力面积最小,压强最大。
二、填空题(每题3分,共30分)
1、物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫做________,压力的作用效果用________来表示。
答案:压力;压强。
2、压强的国际单位是________,简称________,符号是________。
答案:帕斯卡;帕;Pa。
3、一块砖的长、宽、高分别为20cm、10cm、5cm,它对地面的最大压强与最小压强之比为________。
答案:4:1,砖对地面的压力\(F = G\)(设砖重为\(G\)),根据\(p=\frac{F}{S}\),当受力面积最小时压强最大,受力面积最大时压强最小,最小受力面积\(S_{min}=10cm×5cm = 50cm² = 0.005m²\),最大受力面积\(S_{max}=20cm×10cm = 200cm²=0.02m²\),\(p_{max}=\frac{G}{0.005m²}\),\(p_{min}=\frac{G}{0.02m²}\),则\(\frac{p_{max}}{p_{min}}=\frac{\frac{G}{0.005m²}}{\frac{G}{0.02m²}} = 4:1\)。
4、某物体对桌面的压强是1×10⁴Pa,它表示的物理意义是________。
答案:每平方米的受力面积上受到的压力是1×10⁴N,压强的物理意义是单位面积上所受的压力。
5、一个重为500N的物体放在水平地面上,与地面的接触面积为0.1m²,则它对地面的压强为________Pa。
答案:5000,根据\(p = \frac{F}{S}\),\(F = G = 500N\),\(S = 0.1m²\),则\(p=\frac{500N}{0.1m²}=5000Pa\)。
6、在冰面上滑倒时,总是仰面朝天,而在急速奔跑中被绊倒时,却总是趴在地上,这是因为人在冰面上滑倒时,脚突然向前运动,而身体上部由于________要保持原来的运动状态,所以会仰面朝天;而在急速奔跑中被绊倒时,脚突然停止运动,身体上部由于________要保持原来的运动状态,所以会趴在地上。
答案:惯性;惯性,惯性是物体保持原来运动状态不变的性质。
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7、一个质量为50kg的人,他每只脚与地面的接触面积是200cm²,他站立时对地面的压强是________Pa,他走路时对地面的压强是________Pa。(\(g = 10N/kg\))
答案:1.25×10⁴;2.5×10⁴,人的重力\(G = mg=50kg×10N/kg = 500N\),站立时受力面积\(S = 2×200cm²=400cm² = 0.04m²\),根据\(p = \frac{F}{S}\),\(p=\frac{500N}{0.04m²}=1.25×10⁴Pa\);走路时单脚着地,受力面积\(S'=200cm² = 0.02m²\),\(p'=\frac{500N}{0.02m²}=2.5×10⁴Pa\)。
8、为了方便盲人行走,在马路两旁的人行道上铺设了有凸棱的盲道,如图所示,李刚在盲道上行走,感觉到脚有些不舒服,从物理学角度分析,这是因为:走在盲道上,脚与地面的________减小了,从而增大了________。
答案:受力面积;压强,盲道有凸棱,使脚与地面的接触面积减小,在压力一定的情况下,根据\(p=\frac{F}{S}\),压强增大。
9、如图所示,A、B两个正方体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,若把A叠放在B上,B对地面的压强增大为\(p_{1}\);若把B叠放在A上,A对地面的压强增大为\(p_{2}\),则\(p_{1}\)________\(p_{2}\)(选填“>”“<”或“=”)。
答案:<,设\(A\)、\(B\)正方体的边长分别为\(a\)、\(b\),密度分别为\(\rho_{A}\)、\(\rho_{B}\),根据\(p = \rho gh\)(柱体对水平面压强公式),因为\(p_{A}=p_{B}\),即\(\rho_{A}ga=\rho_{B}gb\),可得\(\rho_{A}a=\rho_{B}b\),\(p_{1}=\frac{G_{A}+G_{B}}{S_{B}}\),\(p_{2}=\frac{G_{A}+G_{B}}{S_{A}}\),因为\(S_{A}<S_{B}\),(p_{1}<p_{2}\)。
10、一个均匀的正方体木块,放在水平桌面上,对桌面的压强为\(p\),如果将这个木块切成完全相同的八个小正方体,取其中一个放在水平桌面上,则这个小正方体对桌面的压强为________。
答案:\(\frac{p}{2}\),设原来正方体木块的边长为\(a\),重力为\(G\),则原来的压强\(p=\frac{G}{a²}\),切成八个完全相同的小正方体后,小正方体的边长为\(\frac{a}{2}\),重力为\(\frac{G}{8}\),小正方体对桌面的压强\(p'=\frac{\frac{G}{8}}{(\frac{a}{2})²}=\frac{p}{2}\)。
三、实验探究题(共20分)
1、(10分)在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验,通过观察图(a)、(b)后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论,此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力作用效果不够明显,如图(c)所示,通过对图(a)、(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论。
请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是根据________来比较压力的作用效果的。
(2)造成前后两个结论不一致的原因是________。
(3)设图(b)中小桌对海绵的压强是\(p_{b}\),图(c)中小桌对木板的压强是\(p_{c}\),则\(p_{b}\)________\(p_{c}\)(选填“>”“<”或“=”)。
(4)比较图(b)和图(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是________。
答案:
(1)海绵和木板的凹陷程度,压力的作用效果可以通过受力物体的形变程度来体现,这里通过观察海绵和木板的凹陷程度来比较压力的作用效果。
(2)前后两次受力物体的材料不同,海绵比较柔软,容易发生形变,而木板相对较硬,在相同压力和受力面积的情况下,形变程度不同,不能单纯根据形变程度来判断压力的作用效果与受力面积的关系。
(3)=,因为在图(b)和图(c)中,压力\(F = G\)(小桌和砝码的重力)相同,受力面积也相同,根据\(p=\frac{F}{S}\),(p_{b}=p_{c}\)。
(4)受力物体的材料相同,只有当受力物体的材料相同时,压力的作用效果(形变程度)才能准确反映压强的大小关系。
2、(10分)为了探究“液体内部压强与哪些因素有关”,某小组同学提出如下猜想:
猜想一:液体内部的压强可能与深度有关;
猜想二:液体内部的压强可能与液体的密度有关;
猜想三:液体内部的压强可能与方向有关。
为了验证上述猜想,他们用U形管压强计做了如下实验:
实验一:把金属盒放入较浅的水中,观察到U形管两侧液面有较小的高度差;再把金属盒放入较深的水中,发现U形管两侧液面有较大的高度差。
实验二:把金属盒分别放入水和盐水中相同深度处,发现放在盐水中时U形管两侧液面高度差较大。
实验三:把金属盒放入水中某一深度,改变金属盒的方向,发现U形管两侧液面高度差不变。
(1)实验一中探究的是猜想________。
(2)实验二中把金属盒分别放入水和盐水中相同深度处,控制的变量有________和________。
(3)由实验二可知:液体内部压强与液体的密度________(选填“有关”或“无关”),在深度相同时,液体密度越大,液体内部压强________。
(4)实验三表明:在同一深度,液体向各个方向的压强________。
答案:
(1)一,实验一通过改变金属盒在水中的深度,观察U形管两侧液面高度差的变化,探究的是液体内部压强与深度的关系,所以是探究猜想一。
(2)深度;金属盒的方向,实验二把金属盒分别放入水和盐水中相同深度处,同时在每次测量时金属盒的方向不变,所以控制的变量有深度和金属盒的方向。
(3)有关;越大,实验二结果表明,在深度相同的情况下,盐水中U形管两侧液面高度差较大,即液体内部压强较大,而盐水密度大于水的密度,所以液体内部压强与液体的密度有关,且在深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大
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