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压强
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一、单项选择题
1. 如下图的压路机,关于它涉与的物理知识,以下说法错误的选项是 ( ).
A. 碾子由钢铁制成,利用了钢铁硬度大的特性
B. 碾子质量很大,是为了增大对路面的压强
C. 碾子很粗很宽,是为了减小对路面的压强
D. 橡胶轮胎外表制有花纹,是为了增大与路面的摩擦
2. ×103×103 kg/m3,与水平地面的接触面积为1 m2,g取10 N/kg,那么 ( ).
A. ×103 N
B. ×103 N
C. ×104 N/m2
D. 这座“海宝〞的体积为20 m3
3. 一块长为L,质量分布均匀的木块A放在水平桌面上,木板A右端与桌边相齐(如下图).在板的右端施一水平力F,使板A右端缓慢地离开桌边L3,在板A移动的过程中,以下说法正确的选项是 ( ).
A. A对桌面的压强不变 B. A对桌面的压力不变
C. A对桌面的压力不断变小 D. A对桌面的压强不断变小
4. 有一种可以在雪地上起飞和降落的雪上飞机,如下图.这种飞机的起落架其实是三只宽大的雪橇.安装这样的雪橇的好处是 ( ).
A. 减小机身对雪面的压力 B. 增大机身对雪面的压力
C. 减小机身对雪面的压强 D. 增大机身对雪面的压强
5. 俗话说“磨刀不误砍柴工〞,它的道理是 ( ).
A. 增大砍柴力气,可以增大压强,提高工效
B. 把刀磨锋利,减少刀口面积,可以增大压强,提高工效
C. 增大力气,减小压强,提高工效
D. 减小面积,减小压强,提高工效
6. 用42 N的压力把重49 N的物体紧压在竖直的墙壁上,物体与墙壁的接触面积为0.01 m2,那么墙壁受到的压力和压强是 ( ).
A. ×103 Pa B. ×103 Pa
C. 7 N,7×103 Pa D. 以上答案均不对
7. 如图,放在水平地面上的物体A、B高度相等,A对地面的压力小于B对地面的压力.假设在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余局部的质量相等,那么剩余局部的厚度hA'、hB'与剩余局部对地面压强pA'、pB'的关系是( )
A. hA'>hB',pA'<pB' B. hA'>hB',pA'>pB'
C. hA'<hB',pA'>pB' D. hA'<hB',pA'<pB'
8. 一密度为ρ的钢制轴承，由粗细不同的两局部圆柱体构成，粗细圆柱体的高度均为hρgh，如乙图所示放置时，轴承对水平面的压强为( )
A. ρgh B. ρgh C. ρgh D. ρgh
9. 如图,图钉尖的面积是5×10-8 m2,图钉帽的面积是1×10-4 m2,松木能承受的最大压强是5×106 Pa。以下说法正确的选项是( )
A. 手指至少要用500 N的力,图钉尖才能进入松木
B. 手指至少要用0.25 N的力,图钉尖才能进入松木
C. 图钉静止时,它受到水平向左的力大于水平向右的力
D. 图钉静止时,它受到水平向左的力小于水平向右的力
10. 在日常生活和生产中，有时需要增大压强，有时需要减小压强，以下四图中为了减小压强的是( )
A. A B. B C. C D. D
11. 在窗子密闭的旅行车上备有逃生锤，遇到紧急情况时，乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生。以下图中的四把铁锤，质量一样、形状不同。为了更容易打破玻璃，应该选择的铁锤是( )
A. B. C. D.
12. 在如下图的四位科学家中,以其名字命名压强单位的是( )
A. 牛顿
B. 帕斯卡
C. 瓦特
D. 焦耳
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二、填空题
13. 如图①是a,b两种不同物质的质量和体积的关系图像,那么a,b两种物质密度之比为 。如果用质量相等的上述两种物质分别制成甲、乙(图②)两个底面积不同、高度一样的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,那么甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为 。
14. 细心的小玲同学发现,较重的衣服挂在图中甲衣挂上时更不容易变形,这是因为压力一定时,甲衣挂能增大与衣服的 ,从而减小了对衣服的 。
15. 下面所述各事例是为了增大压强还是减小压强(填“增大〞或“减小〞)
(1)房屋地基的墙总比平地上的墙宽些 ;
(2)桥墩总是上端较细,下端较粗 ;
(3)钉子越尖越容易敲进木板 ;
(4)铁轨下都放上枕木 。
16. 图为小莉在水平地面上玩滑板时的情景。滑板重40 N,与地面的总接触面积为8×10-4 m2,当体重为440 N的小莉站在滑板上时,滑板对地面的压强为 Pa,滑行过程中弯腰、屈膝、叉开腿的目的是 。
17. 如下图,是小雨同学在做“探究物体对水平地面压强与压力关系〞的实验后绘制的p-F关系图象,由图象可得出的结论为 。这个物体与水平地面的接触面积是 m2。
18. 如下图,“马踏飞燕〞是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超艺术的结晶。飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为马的 位置的竖直线能通过飞燕。有一“马踏飞燕〞工艺品采用密度为8.0×103 kg/m3的合金材料制造,总体积为1 dm3,飞燕与水平桌面的接触面积为20 cm2,那么该工艺品的质量为 kg,对水平桌面的压强为 Pa。
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三、计算题
19. “业余侦探〞小明发现两个并拢的“可疑〞鞋印,为了估测那个人的体重,小明在方格纸上描下一个鞋印的轮廓,如图,图中每个小方格的面积是5 cm2。测量时,凡大于半格的都算一格,小于半格的都不算。为了测量压强,他在紧挨鞋印旁边地面用压力测力计竖直向下压一薄垫片,垫片的重力不计,垫片与地面接触的面积是10 cm2,当垫片下陷的深度与鞋印的深度一样时,测力计读数是15 N,根据以上数据,试求:(g取10N/kg)
(1)垫片对地面的压强。
(2)“可疑〞人的质量。
20. 如下图,放置在水平地面上的两个物体A和B均为实心正方体,物体A的体积为10-3 m3,物体B的边长为0.2 m。物体A的密度为2×103 kg/m3,物体B的质量为10 kg。求:
(1)物体A的质量mA。
(2)物体B对水平地面的压强pB。
(3)在保持物体A、B原有放置方式不变的情况下,只在竖直方向上施加一个多大的力可以让两物体对地面压强相等
评卷人
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四、实验题
21. 在探究“压力的作用效果与什么因素有关〞的实验中,小明利用小桌、砝码、海绵设计了如下图的实验。
(1)在实验中,小明同学是通过观察海绵的 来比拟压力作用的效果。
(2)观察图甲和乙后得出 ,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)观察图乙和丙后得出 ,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)为了比拟压力的作用效果我们引入了 这一物理量。
22. (6分)(1)涵涵的爸爸买了一双有按摩功能的拖鞋,涵涵发现与脚接触的鞋底外表有许多小凸起,感觉很好奇,他穿上这双拖鞋后感觉脚底有点疼,由此他猜测压力的作用效果可能与 有关。为了验证他的猜测,涵涵找来了如下图的实验器材:两个同样大小但疏密程度不同的钉板(质量不等),两个一样的海绵。请你帮他完成以下实验过程。
(2)由于钉板质量不同,所以聪明的涵涵把两个钉板的钉尖朝上放在水平桌面上,然后把两个一样的海绵分别放在两个 上观察两个海绵的形变程度。
(3)在实验中涵涵观察到,海绵形变较小,实验效果不明显,这时他发现桌上有几盒酸奶,于是他在两个 上分别放上质量 (填“一样〞或“不同〞)的酸奶,使实验效果变得明显了。
(4)实验中涵涵观察到,钉子较少时海绵的形变程度明显,由此可得到的结论是:当 一定时, ,压力的作用效果越明显。
参考答案
1. 【答案】C【解析】碾子很粗很宽是为了增大压路的面积,提高工作效率,应选C.
2. 【答案】 C【解析】海宝的重力为G=mg=3.0×103 kg×10 N/kg=3×104 N,F=G,A,B错;海宝对地面的压强为p=FS=GS=3×104N1m2=3×104 Pa,C正确;V=mρ=3×103kg1.5×103kg/m3=2 m3.
3. 【答案】B【解析】木板A在缓慢向右移动的过程中始终处于平衡状态,所受的重力和支持力二力平衡,大小相等、方向相反,而木板对桌面的压力与桌面对木板的支持力是相互作用力,二者等大反向,所以木板对桌面的压力不变,木板向右移动的过程中,桌面的受力面积变小,而压力不变,所以压强变大.
4. 【答案】 C【解析】安装雪橇增大了飞机与雪地的接触(受力)面积,可以减小压强,C正确.
5. 【答案】 B【解析】磨刀时可减小刀口受力面积,从而增大压强,砍柴更快,所以B对.
6. 【答案】A【解析】 压力F=42 N,S=0.01 m2,p=FS=4.2N0.01m2=4.2×103 Pa,所以A正确.
7. 【答案】A【解析】因为放在水平地面上的物体,压力等于重力,A对地面的压力小于B对地面的压力,所以GA<GB,物体A、B高度相等,由G=mg=ρVg=ρgSh可得:ρAgSAh<ρBgSBh,所以ρASA<ρBSB。假设在两物体上部沿水平方向切去一定的厚度,使剩余局部的质量相等,即:mA'=mB'。由m=ρV可得:ρAVA'=ρBVB',即:ρASAhA'=ρBSBhB',所以hA'>hB',故CD错误;由于剩余局部的质量相等,所以压力相等,由p=F/S可知:pA'<pB',故A正确,B错误。
8. 【答案】C【解析】设底面积分别为S大S小，甲图中，1.2 ρgh＝(ρghS大＋ρghS小)/S大可得S大＝5S小，乙图中，p＝(ρghS大＋ρghS小)/S小＝6ρgh。
9. 【答案】B【解析】根据压强公式p=FS,当图钉尖能进入松木时的最小压力F=pS=5×106 Pa×5×10-8 m2 =0.25 N,故A选项错误,B选项正确;图钉静止时,在水平方向上和竖直方向上受力平衡,因此它受到的水平向左和水平向右的力是相等的,故C、D选项均错误。
10. 【答案】C【解析】冰鞋上装有冰刀，压力一定的情况下，通过减小受力面积，增大压强，A错；飞镖的箭头很尖，压力一定的情况下，通过减小受力面积，增大压强，B错；压路机上的碾子质量很大，是受力面积一定，通过增大压力，增大压强，D错；应选C。
11. 【答案】D【解析】为了更容易打破玻璃，要增大压强，在压力一定的条件下，减小受力面积可增大压强，应选D
12. 【答案】B【解析】压强的单位是帕斯卡,故B正确。
13. 【答案】2︰1 2︰1
【解析】由图①可知,a物质的密度ρa=maVa=8g1cm3=8 g/cm3,b物质的密度ρb=mbVb=4g1cm3=4 g/cm3,所以a、b两种物质密度比为8g/cm34g/cm3=2︰1。由ρ=mV、G=mg得,p甲=F甲S甲=G甲S甲=m甲gS甲=ρaS甲hgS甲=ρahg;同理,p乙=F乙S乙=ρbS乙hgS乙=pbhg;所以甲、乙两圆柱体对水平地面的压强比为p甲︰p乙=ρa︰ρb=2︰1。
14. 【答案】受力面积 压强
15.
(1) 【答案】减小
(2) 【答案】减小
(3) 【答案】增大
(4) 【答案】减小
16. 【答案】6×105 增大稳度(或降低重心、增大支撑面)
【解析】地面所受的压力大小为滑板与小莉的重力之和,即F=G滑板G小莉=40 N 440 N=480 N,滑板对地面的压强p=FS=480N8×10-4=m2=6×105 Pa;“弯腰、屈膝〞能降低重心,“叉开腿〞能增大支撑面,这些都是为了在滑行过程中增加稳度。
17. 【答案】
【解析】压强和压力的图象是一条过原点的直线,压强和压力是成正比的,根据已学知识可知，压强的大小还和受力面积有关,由此得出结论:在受力面积一定时,压强和压力成正比。
由题中图象可知,当压力为2 N时,压强40 Pa,受力面积S=Fp=2N40Pa=0.05 m2。
18. 【答案】重心 8 4×104
【解析】因为马的重心位置的竖直线通过飞燕,飞奔的骏马才能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是根据密度公式p=mV的变形式m=ρV可得工艺品的质量为m=8.0×103 kg/m3×1×10-3 m3=8 kg,对水平桌面的压强p=FS=mgS=8kg×10N/kg20×10-4m2=4×104 Pa。
19.
(1) 【答案】垫片对地面的压力F=G=15 N,垫片对地面的压强p=FS=15N10×10-4m2=1.5×104 Pa;
(2) 【答案】一只脚的触地面积S'=28×5×10-4m2=1.4×10-2m2;人站立时对地面的压力F'=p'×2S'=1.5×104 Pa×2×1.4×10-2m2=420 N;由G=mg=F'得“可疑〞人的质量m=F'g=420N10N/kg=42 kg。
20.
(1) 【答案】mA=ρAVA=2×103 kg/m3×10-3m3=2 kg。
(2) 【答案】∵在水平面, ∴FB=GB=10 kg× 9.8 N/kg=98 N,
SB=(0.2 m)2=0.04 m2,
pB=FBSB=98N0.04m2=2450 Pa。
(3) 【答案】∵FA=GA=2 kg× 9.8 N/kg=19.6 N,
pA=FASA=19.6N0.01m2=1960 Pa,
∴pA<pB。
要使pA=pB(两种情况),
那么在A物体竖直向下加力F1=ΔpSA=490 Pa×0.01 m2=4.9 N或在B物体竖直向上加力F2=ΔpSB=490 Pa×0.04 m2=19.6 N。
21.
(1) 【答案】形变的大小
(2) 【答案】受力面积一定时
(3) 【答案】压力一定时
(4) 【答案】压强
22.
(1) 【答案】压力 受力面积(或接触面积)越小
(2) 【答案】受力面积(或接触面积;或接触面的粗糙程度)
(3) 【答案】钉板(或不同的钉板)
(4) 【答案】海绵(或一样的海绵) 一样
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