1. 用吸管喝酸奶,吸管有一端很尖,更容易将吸管插入包装盒中,这是通过减小
</题目>
受力面积
来增大压强的.用吸管把酸奶“吸”入口中,这是利用了大气压
的作用.</题目>
答案
受力面积
大气压
大气压
解析
【分析】
首先思考压强的影响因素,压强与压力和受力面积有关,当压力一定时,受力面积越小,压强越大。吸管一端很尖,就是通过减小与包装盒的接触面积来增大压强,从而更容易插入。然后分析吸酸奶的过程,当我们用吸管吸气时,吸管内的空气被排出,内部气压降低,小于外界大气压,此时外界大气压会将酸奶压入吸管并进入口中,所以是利用了大气压的作用。
【解析】
1. 对于压强部分:根据压强公式$p = \frac{F}{S}$,在压力$F$保持不变的情况下,减小受力面积$S$,可以增大压强$p$。吸管一端很尖,就是通过减小受力面积来增大压强,便于插入酸奶包装盒。
2. 对于吸酸奶的原理:用吸管吸酸奶时,吸气使吸管内的空气减少,吸管内气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,酸奶被压入吸管并进入口中,这是利用了大气压的作用。
【答案】
受力面积;大气压
【知识点】
压强的影响因素;大气压的应用
【点评】
本题结合生活中常见的喝酸奶场景,考查压强和大气压的基础应用,将物理知识与生活实际紧密结合,有助于学生理解物理知识在日常生活中的体现,加深对相关概念的掌握。
【难度系数】
0.8
首先思考压强的影响因素,压强与压力和受力面积有关,当压力一定时,受力面积越小,压强越大。吸管一端很尖,就是通过减小与包装盒的接触面积来增大压强,从而更容易插入。然后分析吸酸奶的过程,当我们用吸管吸气时,吸管内的空气被排出,内部气压降低,小于外界大气压,此时外界大气压会将酸奶压入吸管并进入口中,所以是利用了大气压的作用。
【解析】
1. 对于压强部分:根据压强公式$p = \frac{F}{S}$,在压力$F$保持不变的情况下,减小受力面积$S$,可以增大压强$p$。吸管一端很尖,就是通过减小受力面积来增大压强,便于插入酸奶包装盒。
2. 对于吸酸奶的原理:用吸管吸酸奶时,吸气使吸管内的空气减少,吸管内气压小于外界大气压,在外界大气压的作用下,酸奶被压入吸管并进入口中,这是利用了大气压的作用。
【答案】
受力面积;大气压
【知识点】
压强的影响因素;大气压的应用
【点评】
本题结合生活中常见的喝酸奶场景,考查压强和大气压的基础应用,将物理知识与生活实际紧密结合,有助于学生理解物理知识在日常生活中的体现,加深对相关概念的掌握。
【难度系数】
0.8
2. 有一尊制作精美、材质均匀、实心的“秦将军俑”的质量为$4.0×10^{3}\ kg$,与水平地面的接触面积为$0. 8\ m^{2}$,该“秦俑”对地面的压力是

</题目>
$4.0×10^{4}$
$N$,对地面的压强是$5×10^{4}$
$Pa$.($g$取$10\ N/kg$)</题目>
答案
$4.0×10^{4}$
$5×10^{4}$
$5×10^{4}$
解析
【分析】
本题可分两步求解:
1. 求对地面的压力:由于秦俑放置在水平地面上,对地面的压力等于其自身重力,因此先利用重力公式$G = mg$计算出秦俑的重力,即可得到压力大小;
2. 求对地面的压强:得到压力后,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,将压力与接触面积代入公式,即可计算出压强。
【解析】
1. 计算对地面的压力:
已知秦俑的质量$m = 4.0×10^{3}\ kg$,$g = 10\ N/kg$,根据重力公式$G = mg$,可得秦俑的重力:
$G = mg = 4.0×10^{3}\ kg×10\ N/kg = 4.0×10^{4}\ N$
因为秦俑放在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,所以压力$F = G = 4.0×10^{4}\ N$。
2. 计算对地面的压强:
已知接触面积$S = 0.8\ m^{2}$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,代入数据得:
$p=\frac{F}{S}=\frac{4.0×10^{4}\ N}{0.8\ m^{2}} = 5×10^{4}\ Pa$
【答案】
$4.0×10^{4}$;$5×10^{4}$
【知识点】
重力的计算、压强的计算、水平面上压力与重力的关系
【点评】
本题属于力学基础计算题,核心是理解水平地面上物体对地面的压力等于自身重力,重点考查重力公式与压强公式的直接应用,难度较低,适合巩固基础公式的运用。
【难度系数】
0.9
本题可分两步求解:
1. 求对地面的压力:由于秦俑放置在水平地面上,对地面的压力等于其自身重力,因此先利用重力公式$G = mg$计算出秦俑的重力,即可得到压力大小;
2. 求对地面的压强:得到压力后,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,将压力与接触面积代入公式,即可计算出压强。
【解析】
1. 计算对地面的压力:
已知秦俑的质量$m = 4.0×10^{3}\ kg$,$g = 10\ N/kg$,根据重力公式$G = mg$,可得秦俑的重力:
$G = mg = 4.0×10^{3}\ kg×10\ N/kg = 4.0×10^{4}\ N$
因为秦俑放在水平地面上,对地面的压力等于自身重力,所以压力$F = G = 4.0×10^{4}\ N$。
2. 计算对地面的压强:
已知接触面积$S = 0.8\ m^{2}$,根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,代入数据得:
$p=\frac{F}{S}=\frac{4.0×10^{4}\ N}{0.8\ m^{2}} = 5×10^{4}\ Pa$
【答案】
$4.0×10^{4}$;$5×10^{4}$
【知识点】
重力的计算、压强的计算、水平面上压力与重力的关系
【点评】
本题属于力学基础计算题,核心是理解水平地面上物体对地面的压力等于自身重力,重点考查重力公式与压强公式的直接应用,难度较低,适合巩固基础公式的运用。
【难度系数】
0.9
3. 如图所示,质地均匀的长方体物体放在水平桌面上,它对桌面的压强为$p_{1}$;若先竖直切除该物体右边的阴影部分①,则物体剩余部分对桌面的压强为$p_{2}$;若再竖直切除该物体右边的阴影部分②,则物体剩余部分对桌面的压强为$p_{3}$,则$p_{1}\_\_\_\_\_\_p_{2}$,$p_{2}\_\_\_\_\_\_p_{3}$.(选填“$>$”“$=$”“$<$”)

答案
=
=
=
解析
【分析】
首先,对于质地均匀的柱形物体,对水平桌面的压强可以用推导公式$ p = \rho gh $来分析。初始时物体对桌面的压强$ p_1 = \rho gh $;竖直切除部分①后,剩余部分仍为质地均匀的柱体,其密度$ \rho $和高度$ h $都不变,因此压强不变;再竖直切除部分②后,剩余部分还是质地均匀的柱体,密度和高度依旧不变,压强也保持不变。由此可判断三次压强的大小关系。
【解析】
设长方体的密度为$ \rho $,高度为$ h $,初始底面积为$ S $。
1. 初始状态:物体对桌面的压力$ F_1 = G = \rho Shg $,则压强$ p_1 = \frac{F_1}{S} = \frac{\rho Shg}{S} = \rho gh $。
2. 竖直切除部分①后:剩余部分底面积为$ S_2 $,压力$ F_2 = G_2 = \rho S_2hg $,则压强$ p_2 = \frac{F_2}{S_2} = \frac{\rho S_2hg}{S_2} = \rho gh $,因此$ p_1 = p_2 $。
3. 再竖直切除部分②后:剩余部分底面积为$ S_3 $,压力$ F_3 = G_3 = \rho S_3hg $,则压强$ p_3 = \frac{F_3}{S_3} = \frac{\rho S_3hg}{S_3} = \rho gh $,因此$ p_2 = p_3 $。
【答案】
=;=
【知识点】
柱体压强公式;压强的计算
【点评】
本题考查质地均匀柱体对水平桌面压强的分析,关键在于理解竖直切割柱体时,柱体的密度和高度均不变,根据$ p = \rho gh $可知压强不变,避免错误认为底面积变化会改变压强。
【难度系数】
0.7
首先,对于质地均匀的柱形物体,对水平桌面的压强可以用推导公式$ p = \rho gh $来分析。初始时物体对桌面的压强$ p_1 = \rho gh $;竖直切除部分①后,剩余部分仍为质地均匀的柱体,其密度$ \rho $和高度$ h $都不变,因此压强不变;再竖直切除部分②后,剩余部分还是质地均匀的柱体,密度和高度依旧不变,压强也保持不变。由此可判断三次压强的大小关系。
【解析】
设长方体的密度为$ \rho $,高度为$ h $,初始底面积为$ S $。
1. 初始状态:物体对桌面的压力$ F_1 = G = \rho Shg $,则压强$ p_1 = \frac{F_1}{S} = \frac{\rho Shg}{S} = \rho gh $。
2. 竖直切除部分①后:剩余部分底面积为$ S_2 $,压力$ F_2 = G_2 = \rho S_2hg $,则压强$ p_2 = \frac{F_2}{S_2} = \frac{\rho S_2hg}{S_2} = \rho gh $,因此$ p_1 = p_2 $。
3. 再竖直切除部分②后:剩余部分底面积为$ S_3 $,压力$ F_3 = G_3 = \rho S_3hg $,则压强$ p_3 = \frac{F_3}{S_3} = \frac{\rho S_3hg}{S_3} = \rho gh $,因此$ p_2 = p_3 $。
【答案】
=;=
【知识点】
柱体压强公式;压强的计算
【点评】
本题考查质地均匀柱体对水平桌面压强的分析,关键在于理解竖直切割柱体时,柱体的密度和高度均不变,根据$ p = \rho gh $可知压强不变,避免错误认为底面积变化会改变压强。
【难度系数】
0.7
4. 如图甲所示,洗脸池排水管设计了U形“反水弯”,起到隔绝下水道异味的作用.当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是

</题目>
相等
(选填“相等”或“不相等”)的,利用了连通器
原理.如图乙所示,茶壶的壶盖上有一个小孔,小孔的作用使壶内液面上方的压强等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压强,便于倒出液体.</题目>
答案
相等
连通器
等于
连通器
等于
解析
【分析】
首先分析洗脸池的U形“反水弯”,它的结构是上端开口、底部相连通,属于连通器装置,根据连通器的特点,当内部液体不流动时,各部分的液面高度总是相等的;再看茶壶的壶盖小孔,它的作用是让壶内与外界大气相通,这样壶内液面上方的压强就和外界大气压强相等,在大气压的作用下,壶内的液体就能顺利倒出。我们可以结合连通器的定义和大气压的应用来依次解答每个空。
【解析】
1. 洗脸池的U形“反水弯”上端开口、底部相连通,属于连通器。根据连通器的原理,当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是相等的。
2. 茶壶的壶盖上有小孔,这个小孔能使壶内与外界大气相通,从而让壶内液面上方的压强等于大气压强,这样在倒液体时,在大气压的作用下,液体可以顺利流出。
【答案】
相等;连通器;等于
【知识点】
连通器原理、大气压应用
【点评】
本题结合生活中的常见器具,考查连通器原理和大气压的应用,体现了物理知识在生活中的广泛应用,注重对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.8
首先分析洗脸池的U形“反水弯”,它的结构是上端开口、底部相连通,属于连通器装置,根据连通器的特点,当内部液体不流动时,各部分的液面高度总是相等的;再看茶壶的壶盖小孔,它的作用是让壶内与外界大气相通,这样壶内液面上方的压强就和外界大气压强相等,在大气压的作用下,壶内的液体就能顺利倒出。我们可以结合连通器的定义和大气压的应用来依次解答每个空。
【解析】
1. 洗脸池的U形“反水弯”上端开口、底部相连通,属于连通器。根据连通器的原理,当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是相等的。
2. 茶壶的壶盖上有小孔,这个小孔能使壶内与外界大气相通,从而让壶内液面上方的压强等于大气压强,这样在倒液体时,在大气压的作用下,液体可以顺利流出。
【答案】
相等;连通器;等于
【知识点】
连通器原理、大气压应用
【点评】
本题结合生活中的常见器具,考查连通器原理和大气压的应用,体现了物理知识在生活中的广泛应用,注重对基础知识的理解与运用。
【难度系数】
0.8
5. 如图所示,行驶中的汽车车窗紧闭,当打开天窗时,天窗外空气流速

</题目>
大于
车内空气的流速,天窗外空气的压强小于
车内空气的压强,所以车内空气被“抽”到车外.(均选填“大于”“小于”或“等于”)</题目>
答案
大于
小于
小于
解析
【分析】
首先回忆流体压强与流速的核心规律:在流体中,流速越大的位置,压强越小。接着分析行驶中汽车的空气流动情况:车窗紧闭时,车内空气相对汽车处于静止状态,流速较慢;而天窗外的空气随汽车向前运动,相对于汽车的流速更快。最后结合规律推导压强关系,流速大的位置压强小,因此天窗外空气压强小于车内,从而车内空气被“抽”出车外。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小。
1. 分析流速:行驶中的汽车打开天窗时,天窗外的空气随汽车运动,相对于汽车的流速大于车内静止的空气流速;
2. 推导压强:结合流体压强规律,流速大的位置压强小,因此天窗外空气的压强小于车内空气的压强,在压强差的作用下,车内空气被“抽”到车外。
【答案】
大于;小于
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题将流体压强与流速的关系和生活中汽车天窗的实际场景结合,既考查对核心知识点的掌握,也引导学生理解物理知识在生活中的应用,便于加深对知识点的理解与记忆。
【难度系数】
0.8
首先回忆流体压强与流速的核心规律:在流体中,流速越大的位置,压强越小。接着分析行驶中汽车的空气流动情况:车窗紧闭时,车内空气相对汽车处于静止状态,流速较慢;而天窗外的空气随汽车向前运动,相对于汽车的流速更快。最后结合规律推导压强关系,流速大的位置压强小,因此天窗外空气压强小于车内,从而车内空气被“抽”出车外。
【解析】
根据流体压强与流速的关系:流体流速越大的位置,压强越小。
1. 分析流速:行驶中的汽车打开天窗时,天窗外的空气随汽车运动,相对于汽车的流速大于车内静止的空气流速;
2. 推导压强:结合流体压强规律,流速大的位置压强小,因此天窗外空气的压强小于车内空气的压强,在压强差的作用下,车内空气被“抽”到车外。
【答案】
大于;小于
【知识点】
流体压强与流速的关系
【点评】
本题将流体压强与流速的关系和生活中汽车天窗的实际场景结合,既考查对核心知识点的掌握,也引导学生理解物理知识在生活中的应用,便于加深对知识点的理解与记忆。
【难度系数】
0.8
6. 下列器材中,利用大气压原理工作的是 (
A.真空吸盘
B.弹簧测力计
C.船闸
D.高压锅
</题目>
A
)A.真空吸盘
B.弹簧测力计
C.船闸
D.高压锅
</题目>
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题,需逐个分析各选项器材的工作原理,判断哪个利用了大气压原理:首先回忆大气压的应用特点是利用内外气压差产生的作用力;然后依次分析每个选项:真空吸盘通过排出内部空气形成内外气压差,依靠外界大气压工作;弹簧测力计利用的是弹力;船闸是连通器原理;高压锅利用的是气压与沸点的关系。通过对比排除,即可选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 真空吸盘:使用时先排出吸盘内的空气,使吸盘内部气压远小于外界大气压,在外界大气压的作用下,吸盘被紧紧压在物体表面,利用了大气压原理,符合题意;
B. 弹簧测力计:依据“在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比”的原理工作,利用的是弹力,与大气压无关,不符合题意;
C. 船闸:属于连通器的应用,连通器是上端开口、底部相连通的容器,当容器内液体不流动时,各容器液面保持相平,与大气压无关,不符合题意;
D. 高压锅:利用“气压越高,液体的沸点越高”的原理,通过增大锅内气压来提高水的沸点,从而缩短烹饪时间,与大气压原理无关,不符合题意。
因此,利用大气压原理工作的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
1. 大气压的应用
2. 连通器原理
3. 弹力的应用
【点评】
本题考查常见物理器材的工作原理,属于基础识记类题目,要求学生准确区分大气压、弹力、连通器、气压与沸点的关系等不同物理原理的应用,通过对各选项原理的逐一排查,即可快速得出答案。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需逐个分析各选项器材的工作原理,判断哪个利用了大气压原理:首先回忆大气压的应用特点是利用内外气压差产生的作用力;然后依次分析每个选项:真空吸盘通过排出内部空气形成内外气压差,依靠外界大气压工作;弹簧测力计利用的是弹力;船闸是连通器原理;高压锅利用的是气压与沸点的关系。通过对比排除,即可选出正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
A. 真空吸盘:使用时先排出吸盘内的空气,使吸盘内部气压远小于外界大气压,在外界大气压的作用下,吸盘被紧紧压在物体表面,利用了大气压原理,符合题意;
B. 弹簧测力计:依据“在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受拉力成正比”的原理工作,利用的是弹力,与大气压无关,不符合题意;
C. 船闸:属于连通器的应用,连通器是上端开口、底部相连通的容器,当容器内液体不流动时,各容器液面保持相平,与大气压无关,不符合题意;
D. 高压锅:利用“气压越高,液体的沸点越高”的原理,通过增大锅内气压来提高水的沸点,从而缩短烹饪时间,与大气压原理无关,不符合题意。
因此,利用大气压原理工作的是A选项。
【答案】
A
【知识点】
1. 大气压的应用
2. 连通器原理
3. 弹力的应用
【点评】
本题考查常见物理器材的工作原理,属于基础识记类题目,要求学生准确区分大气压、弹力、连通器、气压与沸点的关系等不同物理原理的应用,通过对各选项原理的逐一排查,即可快速得出答案。
【难度系数】
0.8
7. 下列所示的四个实例中,为了减小压强的做法是 (
A.背包背带做得较宽
B.剪刀刃做得很锋利
C.斧刃磨得很锋利
D.盲道上凸起的圆点
</题目>
A
)A.背包背带做得较宽
B.剪刀刃做得很锋利
C.斧刃磨得很锋利
D.盲道上凸起的圆点
</题目>
答案
A
解析
【分析】
要解决这道题,首先回忆压强的相关知识:压强的大小与压力和受力面积有关,公式为$ p = \frac{F}{S} $。减小压强的方法有两种:一是在压力一定时,增大受力面积;二是在受力面积一定时,减小压力。接下来逐一分析每个选项:
选项A中,背包的压力等于背包重力(固定不变),背带做得宽是通过增大受力面积来减小压强;
选项B、C的锋利刀刃和斧刃,是通过减小受力面积来增大压强,便于切割或砍柴;
选项D盲道的凸起圆点,是减小受力面积增大压强,让盲人通过脚底触感感知盲道。因此只有A是减小压强的做法。
【解析】
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,对各选项分析如下:
A. 背包背带做得较宽:在压力(等于背包重力)一定时,增大受力面积,从而减小压强,符合题意;
B. 剪刀刃做得很锋利:在压力一定时,减小受力面积,增大压强,不符合题意;
C. 斧刃磨得很锋利:在压力一定时,减小受力面积,增大压强,不符合题意;
D. 盲道上凸起的圆点:在压力一定时,减小受力面积,增大压强,便于盲人感知,不符合题意。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
减小压强的方法、压强的影响因素
【点评】
本题结合生活常见实例考查压强的改变方法,属于基础应用型题目,要求学生将物理公式与生活现象结合,准确区分增大和减小压强的做法,加深对压强概念的理解。
【难度系数】
0.85
要解决这道题,首先回忆压强的相关知识:压强的大小与压力和受力面积有关,公式为$ p = \frac{F}{S} $。减小压强的方法有两种:一是在压力一定时,增大受力面积;二是在受力面积一定时,减小压力。接下来逐一分析每个选项:
选项A中,背包的压力等于背包重力(固定不变),背带做得宽是通过增大受力面积来减小压强;
选项B、C的锋利刀刃和斧刃,是通过减小受力面积来增大压强,便于切割或砍柴;
选项D盲道的凸起圆点,是减小受力面积增大压强,让盲人通过脚底触感感知盲道。因此只有A是减小压强的做法。
【解析】
根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,对各选项分析如下:
A. 背包背带做得较宽:在压力(等于背包重力)一定时,增大受力面积,从而减小压强,符合题意;
B. 剪刀刃做得很锋利:在压力一定时,减小受力面积,增大压强,不符合题意;
C. 斧刃磨得很锋利:在压力一定时,减小受力面积,增大压强,不符合题意;
D. 盲道上凸起的圆点:在压力一定时,减小受力面积,增大压强,便于盲人感知,不符合题意。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
减小压强的方法、压强的影响因素
【点评】
本题结合生活常见实例考查压强的改变方法,属于基础应用型题目,要求学生将物理公式与生活现象结合,准确区分增大和减小压强的做法,加深对压强概念的理解。
【难度系数】
0.85
8. 两个正方体甲、乙放在水平地面上,它们对水平面的压强相等,沿水平方向切去不同厚度,使剩余的厚度相同,剩余的压力相同,则甲、乙切去的质量$\Delta m_{甲}$、$\Delta m_{乙}$和甲、乙的密度满足的关系是 (
A.$\rho_{甲}>\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}>\Delta m_{乙}$
B.$\rho_{甲}<\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}=\Delta m_{乙}$
C.$\rho_{甲}<\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}<\Delta m_{乙}$
D.$\rho_{甲}>\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}<\Delta m_{乙}$
</题目>
D
)A.$\rho_{甲}>\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}>\Delta m_{乙}$
B.$\rho_{甲}<\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}=\Delta m_{乙}$
C.$\rho_{甲}<\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}<\Delta m_{乙}$
D.$\rho_{甲}>\rho_{乙}$,$\Delta m_{甲}<\Delta m_{乙}$
</题目>
答案
D
解析
【分析】
1. 首先利用正方体对水平地面的柱体压强公式$ p = \rho gh $分析密度关系:已知初始压强相等$ p_{甲}=p_{乙} $,即$ \rho_{甲}gh_{甲}=\rho_{乙}gh_{乙} $,由图可知$ h_{甲}<h_{乙} $,因此可推出$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $。
2. 再分析切去的质量关系:剩余厚度相同,剩余压力$ F_{剩} $相同,剩余压力等于剩余重力$ F_{剩}=m_{剩}g=\rho Sh_{剩}g $,可得$ \rho_{甲}S_{甲}=\rho_{乙}S_{乙} $;初始压力$ F_{原}=pS $,因$ p $相同,$ S_{甲}<S_{乙} $,故$ F_{甲原}<F_{乙原} $;切去的压力$ \Delta F=\Delta mg=F_{原}-F_{剩} $,由于$ F_{剩} $相同,$ F_{甲原}<F_{乙原} $,所以$ \Delta F_{甲}<\Delta F_{乙} $,即$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $。综合可得$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $,$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $。
【解析】
步骤1:推导密度关系
正方体对水平地面的压强公式为$ p = \rho gh $,已知初始时$ p_{甲}=p_{乙} $,即:
$ \rho_{甲}gh_{甲}=\rho_{乙}gh_{乙} $
由图可知正方体边长$ h_{甲}<h_{乙} $,等式两边约去$ g $,可得:
$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $
步骤2:推导切去的质量关系
剩余厚度$ h_{剩} $相同,剩余压力$ F_{剩甲}=F_{剩乙} $,剩余压力等于剩余物体的重力,即:
$ F_{剩}=\rho S h_{剩}g $
因此$ \rho_{甲}S_{甲}h_{剩}g=\rho_{乙}S_{乙}h_{剩}g $,约去$ h_{剩}g $得:
$ \rho_{甲}S_{甲}=\rho_{乙}S_{乙} $
初始时物体对地面的压力$ F_{原}=pS $,因$ p_{甲}=p_{乙} $,$ S_{甲}<S_{乙} $,故:
$ F_{甲原}<F_{乙原} $
切去的压力$ \Delta F = F_{原}-F_{剩} $,由于$ F_{剩甲}=F_{剩乙} $,则:
$ \Delta F_{甲}=F_{甲原}-F_{剩甲} $,$ \Delta F_{乙}=F_{乙原}-F_{剩乙} $
因此$ \Delta F_{甲}<\Delta F_{乙} $,又$ \Delta F=\Delta mg $,故:
$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $
综上,$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $,$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
柱体压强公式,压力与重力的关系
【点评】
本题考查柱体压强公式的灵活应用,需结合压力、重力与质量的关系,通过初始状态和剩余状态的条件逐步推导密度和切去质量的关系,关键是熟练掌握$ p=\rho gh $和$ F=G=mg $的转化。
【难度系数】
0.6
1. 首先利用正方体对水平地面的柱体压强公式$ p = \rho gh $分析密度关系:已知初始压强相等$ p_{甲}=p_{乙} $,即$ \rho_{甲}gh_{甲}=\rho_{乙}gh_{乙} $,由图可知$ h_{甲}<h_{乙} $,因此可推出$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $。
2. 再分析切去的质量关系:剩余厚度相同,剩余压力$ F_{剩} $相同,剩余压力等于剩余重力$ F_{剩}=m_{剩}g=\rho Sh_{剩}g $,可得$ \rho_{甲}S_{甲}=\rho_{乙}S_{乙} $;初始压力$ F_{原}=pS $,因$ p $相同,$ S_{甲}<S_{乙} $,故$ F_{甲原}<F_{乙原} $;切去的压力$ \Delta F=\Delta mg=F_{原}-F_{剩} $,由于$ F_{剩} $相同,$ F_{甲原}<F_{乙原} $,所以$ \Delta F_{甲}<\Delta F_{乙} $,即$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $。综合可得$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $,$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $。
【解析】
步骤1:推导密度关系
正方体对水平地面的压强公式为$ p = \rho gh $,已知初始时$ p_{甲}=p_{乙} $,即:
$ \rho_{甲}gh_{甲}=\rho_{乙}gh_{乙} $
由图可知正方体边长$ h_{甲}<h_{乙} $,等式两边约去$ g $,可得:
$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $
步骤2:推导切去的质量关系
剩余厚度$ h_{剩} $相同,剩余压力$ F_{剩甲}=F_{剩乙} $,剩余压力等于剩余物体的重力,即:
$ F_{剩}=\rho S h_{剩}g $
因此$ \rho_{甲}S_{甲}h_{剩}g=\rho_{乙}S_{乙}h_{剩}g $,约去$ h_{剩}g $得:
$ \rho_{甲}S_{甲}=\rho_{乙}S_{乙} $
初始时物体对地面的压力$ F_{原}=pS $,因$ p_{甲}=p_{乙} $,$ S_{甲}<S_{乙} $,故:
$ F_{甲原}<F_{乙原} $
切去的压力$ \Delta F = F_{原}-F_{剩} $,由于$ F_{剩甲}=F_{剩乙} $,则:
$ \Delta F_{甲}=F_{甲原}-F_{剩甲} $,$ \Delta F_{乙}=F_{乙原}-F_{剩乙} $
因此$ \Delta F_{甲}<\Delta F_{乙} $,又$ \Delta F=\Delta mg $,故:
$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $
综上,$ \rho_{甲}>\rho_{乙} $,$ \Delta m_{甲}<\Delta m_{乙} $,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
柱体压强公式,压力与重力的关系
【点评】
本题考查柱体压强公式的灵活应用,需结合压力、重力与质量的关系,通过初始状态和剩余状态的条件逐步推导密度和切去质量的关系,关键是熟练掌握$ p=\rho gh $和$ F=G=mg $的转化。
【难度系数】
0.6
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