2022年中考物理复习之专题突破训练:压强
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一、单选题
1.下列关于压强的说法中,正确的是( )
A.一位成人对地面的压强约为1.8×105Pa
B.液体内部的压强大小与受力面积无关
C.托里拆利实验中水银柱的高度一定为760mm
D.飞机飞行时,机翼上表面的空气流速慢
2.“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计,自主集成研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000m级,是目前世界上下潜最深的作业型载人潜水器,当它从深海中上浮而未露出水面的过程中,它受到海水的( )
A.压强减小,浮力不变 B.压强和浮力都不变
C.压强减小,浮力减小 D.压强增大,浮力增大
3.下列实例中属于增大压强的是( )
A.图钉尖很尖锐 B.书包背带较宽 C.铁轨下铺设枕木 D.穿滑雪板滑雪
4.正方体甲和乙的边长之比是2∶3,将它们分别放置在水平桌面上时,它们对桌面的压强均为p,将甲如图所示放置在乙上面,乙对桌面的压强为p′。则p′∶p等于( )
A.9∶13 B.13∶9 C.9∶4 D.13∶4
5.三只相同的直柱形烧杯内分别倒入相同质量的酒精,水和酱油,如图所示,那么,液体对杯底的压力和压强( )
A.压力相同,压强不同 B.压力和压强均不同
C.压力和压强均相同 D.压力不同,压强相同
6.著名的“木桶理论”是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,如图所示,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A.木桶的粗细 B.木桶中水的质量
C.最短的一块木板的长度 D.最长的一块木板的长度
7.如图所示,三支相同的试管中都装有相同质量的水,甲竖直放置,乙、丙倾斜放置(水未流出),则试管底部受到水的压强大小( )
A.甲试管较大 B.乙试管较大
C.丙试管较大 D.甲、乙、丙试管受到水的压强相同
8.如图所示,放在细沙面上的饮料瓶子,内部剩有部分饮料,如将瓶盖旋紧后倒过来放在细沙面上,下列分析正确的是( )
A.倒放时液体对瓶塞的压强小于正放时液体对瓶底的压强
B.倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力
C.倒放时瓶子对沙面的压强小于正放时瓶子对沙面的压强
D.倒放时瓶子对沙面的压力大于正放时瓶子对沙面的压力
9.如图,是小敏同学在探究甲、乙两种不同的固体物质的质量和体积的关系时得出的图象。如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,把它们并排放在水平面上,则根据图象可知,甲、乙两物体对水平面的压强之比为( )
A.p甲:p乙=4:1 B.p甲:p乙=8:1
C.p甲:p乙=2:1 D.p甲:p乙=1:1
10.某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法不正确的是( )
A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大
B.乙实验中右侧液体的密度小于水的密度
C.若测得图乙中左、右两侧容器底的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3
D.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强
二、多选题
11.关于压强,下列说法正确的是( )
A.用吸管把饮料吸入口中,是大气压强的作用
B.厨房里的抽烟机是利用“流体压强和流速的关系”原理工作的
C.雨天打伞有风吹过来时,伞受到一个向上的吸力,是因为大气压强作用的结果
D.货轮在通过三峡船闸时,船闸是利用“连通器原理”工作的
12.如图所示,形状不同、底面积和重力相等的A、B、C三个容器放在水平桌面上,容器内分别装有质量相等的不同液体,下列分析正确的是( )
A.液体密度关系为:ρC<ρB<ρA
B.液体对A容器底部的压强最小,对C容器底部的压强最大
C.三个容器对桌面的压强相等
D.C容器对桌面的压强最大,A容器对桌面的压强最小
13.下图是小欢利用小桌、砝码、泡沫塑料,探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验。结合实验情景,下列说法中正确的是( )
A.泡沫塑料的形变程度可反映压力的作用效果
B.由甲、乙两图可得压力的作用效果与压力大小有关
C.由乙、丙两图可得压力的作用效果与受力面积大小有关
D.由甲、丙两图可得压力的作用效果与压力大小和受力面积大小都有关
14.在水平桌面的电子秤上,放有一个装有适量水的大烧杯,杯里倒插长约1m、一段封闭且粗细均匀的玻璃管,管口未接触烧杯底部,管中的水面高于大烧杯中的水面,且水面是静止的,如图所示。将玻璃管缓慢向上提,上提的过程中管口始终未离开水面。则在这个过程中( )
A.管内气体的压强逐渐变小
B.管内、外水面的高度差逐渐变大
C.大烧杯底内表面受到的压强逐渐变大
D.电子秤的示数逐渐变小
15.下列事例中,能够用“流体压强和流速关系”解释的是( )
A.正在空中滑翔的“雄鹰” B.台风把大树连根拔起
C.“孔明灯”飞上天空 D.厨房里的抽油烟机,把烟抽到外面
三、填空题
16.如图所示,质量和底面积都相同的两个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙两种不同溶液,则液体对容器底部的压强______,容器对桌面的压强______( )。
17.图中两只气球自由悬挂在空中,用粗吸管对准两气球中间沿垂直于纸面方向用力吹气,可观察到两气球_______(选填“分开”或“合拢”),这是因为气体流速越大的地方,压强越_______。
18.如图是甲、乙两种物质的质量和体积的关系图象。若用质量相等的甲、乙两种物质分别制成实心正方体A、B,把它们平放在水平地面上,则两正方体A、B的密度之比为________,A、B对水平地面的压强之比为______。
19.如图所示,盛有液体的容器内有A、B、C三点,这三点处由于液体受到重力且具有______而产生的压强分别为pA、pB、pC,三者相比压强最小的是______。
20.新冠袭来,平时外出的人们,都佩戴了口罩如图,但佩戴时间长了以后,耳朵会感觉特别疼,原因是________,改进措施:________
四、实验题
21.在探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验中,小明同学用一块海绵、一张小桌子和一个砝码,做了如图所示的一系列实验,请注意观察、分析,并回答下列问题:
(1)实验中小明是通过比较海绵的______来确定压力作用效果的大小;
(2)分析比较图甲、乙的实验现象,乙图中小桌子上加砝码的目的是为了_____(选填“增大”或“减小”)压力大小;可以得出结论:当______相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(3)分析比较图乙、丙的实验现象,可以得出结论:______;
(4)本实验采用的实验方法是_______和_______。
22.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下的操作。
(1)如果所用的压强计U形管中可选择装染色的酒精、水以及水银中的一种液体,为了使实验现象更明显,小明应该选择三种液体中的 ______装入U形管中;( )
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是______(选填字母);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体
B.拆除胶管重新安装
(3)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 ______,因此拦河大坝要做成 ______的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄” );
(4)小红用丁装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 ______;
A.右侧待测液体到容器底的深度
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度
C.左侧水到容器底的深度
D.左侧水到橡皮膜中心的深度
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为______(用题目中字母和表示)。
五、计算题
23.在水平桌面上放置一空玻璃杯,它的底面积,它对桌面的压强为。在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底产生的压强为 , ,取10N/kg,杯壁的厚度可忽略。
(1)水的深度。
(2)通过计算确定这个玻璃杯是图中的还是。
(3)装水后玻璃杯对水平桌面的压强。
24.在CCTV春节联欢晚会上,别开生面的情景杂技“化蝶”成为晚会的一个亮点。那委婉抒情的伴奏曲,那刚柔相济的舞姿,将亿万观众带到了一个如诗如画、如梦如幻的美妙境界。如图若女演员所受的重力是450N,足尖与男演员肩膀的接触面积是9 cm2。求:
(1)女演员足尖对男演员肩膀的压强;
(2)若此时男演员对舞台的压强是3.5×104Pa,双脚着地面积是320cm2,男演员的体重是多少N?
25.如图,实心圆柱体甲、乙的密度均为3×103kg/m3,甲的质量为6kg,甲的底面积为200cm2,乙的质量为12kg,底面积为300cm2,水平地面上的轻质薄壁容器丙内盛有9cm深的水,容器上部分高度为下部分高度的五分之一,容器下底面积为1000cm2,若把甲沿水平方向切割∆h的高度,切割下来的部分竖直缓慢浸没在丙容器的水中,液面的上升高度∆h水与切割的高度∆h的部分关系如图丁所示。求:(g取10N/kg)
(1)容器中的水质量;
(2)乙放在水平地面上对地面的压强;
(3)容器丙中上半部分的底面积;
(4)若将圆柱体乙放入原装有9cm深水的容器丙中,此时容器丙对水平地面的压强。
参考答案
1.B
详解:
A.一位成人的体重约为600N,双脚与地面的接触面积约400cm2,对地面的压强约为1.8×104Pa。故A错误;
B.液体内部的压强大小与液体的密度和深度有关,与受力面积无关。故B正确;
C.大气压强受温度、海拔高度等因素的影响,不是固定不变的。因此托里拆利实验中在标准大气压下,水银柱的高度不一定为760mm。故C错误;
D.飞机飞行时,机翼上表面的空气流速快,压强小,因此下方空气的压强才会大于上方空气的压强,从而使机翼获得向上的升力。故D错误。
故选B。
2.A
详解:
潜水器在上升过程中,所处的深度变小,由p=ρgh可知,潜水器受到的压强在不断减小,潜水器在上浮而未露出水面的过程中,排开水的体积不变,由F浮=ρgV排可知,潜水器受到的浮力不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.A
详解:
A.图钉尖很尖锐是通过减小受力面积的方法增大压强的。故A符合题意;
BCD.书包背带较宽、铁轨下铺设枕木、穿滑雪板滑雪都是通过增大受力面积减小压强的。故BCD不符合题意。
故选A。
4.B
详解:
正方体对水平地面的压强
正方体甲和乙对桌面的压强均为p,所以
ρ甲gL甲=ρ乙gL乙
L甲∶L乙=2∶3
甲乙的密度关系
甲乙的体积关系
甲乙的质量关系
甲乙的重力关系
水平面上物体的压力和自身的重力相等,则
故选B。
5.C
详解:
三种液体的质量相等,根据可知它们的重力相同,三只相同的直柱形容器,液体对容器底部的压力等于液体的重力,相同的柱形容器,底面积相同,根据可知液体对容器底压强相同。
故选C。
6.C
详解:
由知道,液体压强的大小决定于液体的深度,即木桶里水的深度决定于短木板的长度,故C符合题意。
故选C。
7.A
详解:
试管在倾斜的过程中,液体的深度逐渐减小,即:h1>h2>h3,根据公式p=ρgh可知液体对试管底部的压强逐渐减小,即甲试管底部受到的压强较大,故A符合题意。
故选A。
8.B
详解:
A.倒放时瓶子上大下小,液面高度变大,根据液体压强公式,液体密度一定时,倒放的高度大于正放的高度,所以倒放时液体对瓶塞的压强大于正放时液体对瓶底的压强,故A错误;
B.正放时瓶子有液体的部分相当于圆柱体,液体对瓶底的压力等于液体的重力;压力是指垂直压在物体表面上的力,倒放时上大下小,瓶塞受到液体的压力等于瓶塞正上方的圆柱体部分的液体的重力,即液体对瓶塞的压力小于瓶内液体的重力,所以倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力,故B正确;
CD.在水平面上,倒放时瓶子对沙面的压力与正放时瓶子对沙面的压力都等于瓶子与液体的总重力,即压力相同,倒放时瓶子对沙面的受力面积小于正放时瓶子对沙面的受力面积,根据可知,在压力相同时,倒放时瓶子对沙面的压强大于正放时瓶子对沙面的压强,故CD错误。
故选B。
9.A
详解:
由图可知,当甲体积都为1.0cm3时,甲的质量为8.0g,则甲的密度
当乙体积都为2.0cm3时,甲的质量为2.0g,则乙的密度
所以,甲、乙的密度之比
如果用上述两种物质做成甲、乙两个质量相同的实心正方体,则由 可知,甲、乙的体积之比为
甲、乙的边长之比为
由于甲、乙是实心正方体,则甲物体对水平面的压强
同理,乙物体对水平面的压强
甲、乙两物体对水平面的压强之比为
故A符合题意;BCD不符合题意。
故选A。
10.C
详解:
A.如图甲所示,左侧水的深度小于右侧,橡皮膜向左凸起,故甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大。故A正确,不符合题意;
B.如图乙所示,左侧是水,水的深度小于右侧的液体的深度,但橡皮膜相平,说明两侧压强相等。根据p=ρgh可知,右侧液体的密度小于水的密度。故B正确,不符合题意;
CD.由图乙可知,橡皮膜相平,说明在橡皮膜的位置,两侧压强相等。到容器底部的深度相同,根据右侧液体密度小于左侧水的密度可知,故橡皮膜下面的液体左边水的压强大于右边液体的压强,所以左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强。若测得图乙中左、右两侧容器底的深度为10cm、12.5cm,由液体压强的公式p=ρgh可知,左侧水对容器底的压强为
p左=ρ水gh左=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
因为p左>p右,则p左>ρ液gh右。故右侧液体的密度
故C错误,符合题意,D正确,不符合题意。
故选C。
11.ABD
详解:
A.吸管吸饮料时,是先把吸管内的空气吸走,吸管内气压减小,在外界大气压的作用下,饮料被压进吸管里,故A正确;
B.抽油烟机工作时将空气流动加快,压强变小,抽油烟机周围的压强小于锅灶上面的气压,从而将油烟吸走,利用的是“流体压强和流速的关系”原理,故B正确;
C.雨天打伞有风吹过来时,伞受到一个向上的吸力,是因为伞上方空气流速大压强小,下方流速小压强大,产生向上的升力,故C错误;
D.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故货轮在通过三峡船闸时,船闸是利用“连通器原理”工作的,故D正确。
故选ABD。
12.AC
详解:
A.根据可知,质量相等的不同液体,体积越大,密度越小,由图可知
VA
ρA>ρB>ρC
故A正确;
B.设A容器中水的深度为h,底面积为S,液体对容器底部的压强为
液体对容器底部的压力为
即液体对容器底部的压力等于以容器底为底面积、液体的深度为高度的液柱的重力,故A中液体对容器底部的压力大于自身的重力;同理可得出,B中液体对容器底部的压力等于自身的重力;C中液体对容器底部的压力小于自身的重力。根据公式可知,三个容器底面积相同,液体对A容器底部的压强最大,对B容器底部的压强次之,对C容器底部的压强最小,故B错误;
CD.容器放在水平桌面上对水平桌面的压力等于容器和液体的重力之和,三个容器的重力相等,液体的质量相等,则重力相等,容器放在水平桌面上对水平桌面的压力相同,又因为底面积相等,根据公式可知,三个容器对桌面的压强相等,故C正确,D错误。
故选AC。
13.ABC
详解:
A.在本实验中,压力的作用效果是通过泡沫塑料的形变程度来反映,故A正确;
B.在甲、乙两图中,小桌与泡沫塑料的接触面积相同,压力大小不同,而泡沫塑料的形变程度不同,则说明压力的作用效果与压力大小有关,故B正确;
C.在乙、丙两图中,泡沫塑料受到的压力相同,小桌与泡沫塑料的接触面积不同,而泡沫塑料的形变程度不同,则说明压力的作用效果与受力面积大小有关,故C正确;
D.在甲、丙两图中,由于压力大小和受力面积大小都不相同,没有控制变量,无法探究压力的作用效果与压力大小和受力面积大小的关系,故D错误。
故选ABC。
14.ABD
详解:
AB.设玻璃管内外的高度差为h水,玻璃管静止时有
p管内气压+p水柱=p管外气压
即
p管内气压+ρ水gh水=p管外气压
一提起时,h水会保持不变,那么管内气体体积变大,压强变小,那么管内压强会变小,管外气压保持不变,那么水柱的压强就要变大,h水变大,所以整个向上提玻璃管的过程,管内气压变小,管内外水面的高度差变大,故AB符合题意;
C.因为管内外水面高度差变大,则进入玻璃管的水增多,那么大烧杯内的水面深度会减小,据p=ρgh知,烧杯底内表面受到的压强逐渐变小,故C不符合题意;
D.把烧杯、水和玻璃管看作一个整体,则这个整体受到电子秤的向上的支持力、手向上的作用力和重力的作用,处于静止,则有
F支+F手=G
随着水进入玻璃管增多,则手向上的作用力增大,则支持力会减小,而电子秤对烧杯的支持力与烧杯对电子秤的压力是一对相互作用力,所以压力减小,那么电子秤的示数逐渐变小。故D符合题意。
故选ABD。
15.ABD
详解:
A.正在空中滑翔的“雄鹰”,鸟翼上部凸起,在鸟翼上方的空气流速快压强小,在机翼下方的空气流速慢压强大,形成向上的升力,是应用流体压强与流速的关系,故A符合题意;
B.台风把大树连根拔起,是由于树上方空气流动速度快压强小,树下方空气流动速度慢压强大,形成向上的压力差,将树向上拔起,是应用流体压强与流速的关系,故B符合题意;
C.“孔明灯”飞上天空,是由于孔明灯内部空气受热密度小于外部空气密度,使灯受到的浮力大于它的重力,从而在空气中上浮,不是应用流体压强与流速的关系,故C不符合题意;
D.厨房里的抽油烟机,把烟抽到外面,是油烟机内风机转动,空气流速大压强小,厨房内空气流速小压强大,将烟压入抽油烟机,从而把烟抽到厨房外面,是应用流体压强与流速的关系,故D符合题意。
故选ABD。
16. > =
详解:
[1]由题意可知,两容器中液体的质量相等且深度相同,由图可知甲液体的体积小于乙液体的体积,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,两液体的深度相同,由可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,即。
[2]水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器和两液体的质量均相等,由
可知,两容器对桌面的压力相同,且两容器的底面积相同,根据可知,两容器对桌面的压强大小相等,即
17. 合拢 小
详解:
[1][2]向两气球中间沿垂直于纸面方向用力吹气时,两气球中间的空气流速加快,压强减小,小于气球外侧的压强,外侧压强使两气球向中间合拢。
18. 8∶1 4∶1
详解:
[1]由图可知,当甲的质量为8g时,其体积为1cm3,由密度公式可计算出其密度
同理,当乙的质量为4g时,其体积为4cm3,由密度公式可计算出其密度
所以物体A、B的密度之比为8∶1。
[2]因为A、B两物体的质量相等,所以A、B两物体的质量之比为1∶1,再由密度公式变形式可知两个物体的体积之比
而物体体积V=L3,则两物体的边长之比为1∶2,所以两物体的底面积之比为1∶4;A、B两物体放置在水平地面上,且他们的质量相等,由重力公式G=mg可知它们的重力相等,因为物体在水平面上时,水平面受到的压力大小等于物体重力大小,所以它们对水平桌面的压力之比为1∶1,再根据压强公式可知,两物体对水平地面的压强之比
19. 流动性 pA
详解:
[1][2]液体受重力作用,对容器底部有压强,液体由于具有流动性,对容器侧壁及其液体内部都有压强。由液体压强的特点,同种液体,液体的深度越大,压强越大可知,A、B、C三点的深度大小为
hA
pA
20. 压力相同时,受力面积小,压强大 挂在耳朵上的带子,可以做的更宽一些
详解:
[1][2]口罩处挂耳朵的线很细,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,所以佩戴时间长了以后,耳朵会感觉特别疼,改进措施:将口罩处挂耳朵的线做的宽一些,这样在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,从而使耳朵不会感觉特别疼。
21. 凹陷程度 增大 受力面积 当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显 控制变量法 转换法
详解:
(1)[1]实验中小明是通过比较海绵的凹陷程度来反映压力作用效果大小。
(2)[2][3]分析比较图甲、乙的实验现象知,甲、乙的受力面积相同,乙图中海绵受到的压力大,海绵的凹陷程度大,故乙图中小桌子上加砝码的目的是为了增大压力大小。可得结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(3)[4]分析比较图乙、丙的实验现象,丙图中小桌子倒放的目的是为了增大受力面积;由图示中的现象知,压力相同,倒放时海绵的凹陷程度小,可得结论:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(4)[5][6]本实验探究一个量与多个量的关系,用到了控制变量法;同时,通过海绵的凹陷程度反映压力的作用效果,用到了转换法。
22. 酒精 B 增大 上窄下宽 BD
详解:
(1)[1]根据转换法,压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小;如果被测压强大小相同,根据知道,U形管中液体密度越小,液面高度差就越大,为了使实验现象更明显,小明应该选择染色的酒精装入U形管中。
(2)[2]在使用压强计前,发现U形管两侧液面有高度差,可以通过拆除软管重新安装的方法使两侧的液面相平,故选B。
(3)[3][4]将压强计调节后正常后,小明将探头先后放到两杯液体中,分析乙、丙两次实验中的现象,在同种液体中,深度越大,U形管两侧液面高度差越大,由此可以得出初步结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)[5]液体压强中的深度指的是液体内部到液面的高度差,需要测量橡皮膜中心到液面的竖直高度差,得到深度,选BD。
[6]若橡皮膜左右两侧压强不相等,橡皮膜将左凸或右凸,只有橡皮膜左侧和右侧的压强相等时,橡皮膜相平,由液体压强公式知道
解得
23.(1)0.09m;(2);(3)
详解:
解:(1)由得:水的深度
(2)假设杯壁是竖直的,装入1kg水后杯中水的深度应为
因为,所以水杯是底小、口大,大致形状是图。
(3)由得:玻璃杯的重力
水的重力
装水后玻璃杯对水平桌面的压力
装水后玻璃杯对水平桌面的压强
答:(1)水的深度为0.09m;
(2)这个玻璃杯是图中的;
(3)装水后玻璃杯对水平桌面的压强为1200Pa。
24.(1)5×105Pa;(2)670N
详解:
解:(1)女演员足尖对男演员肩膀的压强
(2)男演员对地面的压力
F′=p′S′=3.5×104Pa×320×10-4m2=1120N
男演员和女演员的总重力
G总=F′=1120N
男演员的重力
G男=G总-G女=1120N-450N=670N
答:(1)女演员足尖对男演员肩膀的压强为5×105Pa;
(2)男演员的体重为670N。
25.(1)9kg;(2)4×103Pa;(3)500cm2;(4)1940Pa
详解:
解:(1)容器中水的质量
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×9cm×1000cm2=9000g=9kg
(2)乙对水平地面的压力
F乙=G乙=m乙g=12kg×10N/kg=120N
乙对水平地面的压强
(3)根据丁图可知,当Δh=5cm,Δh水=lcm时刚好是容器上下部分的分界线,而水上升的体积等于甲浸没在水中的体积,则有Δh'水S丙上=Δh'S甲,容器丙上部分的底面积为
(4)根据题意,由丁图可知,Δh=5cm时,Δh水=lcm,然后Δh水上升更快,表明其底面积减小了,所以容器下部分的高度为
h下=9cm+lcm=10cm
则上部分的高度为
圆柱体乙的密度大于水的密度,放入容器丙的水中沉底,圆柱体乙的高度为
即将圆柱体乙放入丙容器中,将会有一部分露出容器外。丙图中容器的容积为
V容=S丙下h丙下+S丙上h丙上=1000cm2×10cm+500cm2×2cm=1.1×104cm3
将乙放入丙内时,水和乙物体在容器中所占据的总体积为
V总=V乙占+V水=300cm2×12cm+9cm×1000cm2=1.26×104cm3
因V总>V容,则溢出水的体积
V溢水=V总-V容=1.26×104cm3-1.1×104cm3=1.6×103cm3
溢出水的质量
m溢水=ρ水V溢水=1.0g/cm3×1600cm3=1600g=1.6kg
容器丙中剩余水的总质量为
m′水=9kg-1.6kg=7.4kg
将乙放入丙内时,对水平面的压力等于总重力,即
F=G总=(m′水+m乙)g=(7.4kg+12kg)×10N/kg=194N
根据压强的公式可得:此时容器丙对水平地面的压强为
答:(1)容器中的水质量为9kg;
(2)乙放在水平地面上对地面的压强为4×103Pa;
(3)容器丙中上半部分的底面积为500cm2;
(4)容器丙对水平地面的压强为1940Pa。
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