7.双脚站立在水平地面上的一名初中学生,对地面的压强大约为(g取10 N/kg) (
A.1250 Pa
B.2500 Pa
C.5000 Pa
D.12500 Pa
D
)A.1250 Pa
B.2500 Pa
C.5000 Pa
D.12500 Pa
答案
7.D
解析
【分析】要估算初中学生对地面的压强,需运用压强公式$ p=\frac{F}{S} $,其中压力$ F $等于学生的重力,受力面积$ S $为双脚与地面的接触面积。首先估算初中生的质量,计算其重力;再估算双脚的接触面积,代入公式计算压强,对比选项得出答案。
【解析】根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,学生对地面的压力等于自身重力,即$ F=G=mg $。初中学生质量约为$ 50kg $,$ g=10N/kg $,则重力$ G=50kg×10N/kg=500N $;双脚与地面的接触面积约为$ 400cm^2=0.04m^2 $。代入公式得压强$ p=\frac{500N}{0.04m^2}=12500Pa $,对应选项D。
【答案】D
【知识点】压强的计算、重力的估算
【点评】本题考查压强的估算,核心是掌握压强公式,正确估算初中生的质量和双脚接触面积,属于基础估算类题目,需熟悉常见物理量的估算方法。
【难度系数】0.6
【解析】根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,学生对地面的压力等于自身重力,即$ F=G=mg $。初中学生质量约为$ 50kg $,$ g=10N/kg $,则重力$ G=50kg×10N/kg=500N $;双脚与地面的接触面积约为$ 400cm^2=0.04m^2 $。代入公式得压强$ p=\frac{500N}{0.04m^2}=12500Pa $,对应选项D。
【答案】D
【知识点】压强的计算、重力的估算
【点评】本题考查压强的估算,核心是掌握压强公式,正确估算初中生的质量和双脚接触面积,属于基础估算类题目,需熟悉常见物理量的估算方法。
【难度系数】0.6
8.如图所示,轻质细绳将物体A、B通过两个定滑轮分别连在同一弹簧测力计的两端,其中$G_A=10\ \mathrm{N}$,$G_B=100\ \mathrm{N}$,B是边长为20 cm的正方体,整个装置处于静止状态(不计弹簧测力计的重力及滑轮与绳子的摩擦),下列说法正确的是(

A.弹簧测力计的示数为0 N
B.弹簧测力计的示数为40 N
C.B物体对支撑面的压力为100 N
D.B物体对支撑面的压强为$2.25×10^3\ \mathrm{Pa}$
D
)A.弹簧测力计的示数为0 N
B.弹簧测力计的示数为40 N
C.B物体对支撑面的压力为100 N
D.B物体对支撑面的压强为$2.25×10^3\ \mathrm{Pa}$
答案
8.D
解析
【分析】
要解决这道题,需分步骤分析:1. 利用定滑轮的特点确定弹簧测力计的示数;2. 对B进行受力分析,结合力的平衡求出B对支撑面的压力;3. 根据正方体边长计算底面积,结合压强公式求出压强,最终判断选项。
【解析】
1. 定滑轮只能改变力的方向,不省力,因此弹簧测力计两端拉力大小相等。由于物体A静止,绳子对A的拉力等于A的重力,即$F=G_A=10\ \mathrm{N}$,所以弹簧测力计的示数为10 N,故选项A(0 N)、B(40 N)错误。
2. 对物体B受力分析:B静止在支撑面上,竖直方向受向下的重力$G_B$、向上的绳子拉力$F$、向上的支撑面支持力$N$,根据力的平衡条件:$N + F = G_B$,则支持力$N = G_B - F = 100\ \mathrm{N} - 10\ \mathrm{N} = 90\ \mathrm{N}$。B对支撑面的压力等于支撑面对B的支持力,即$F_{\mathrm{压}} = N = 90\ \mathrm{N}$,故选项C(压力为100 N)错误。
3. 计算B对支撑面的压强:B是边长为20 cm的正方体,底面积$S = (0.2\ \mathrm{m})^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2$,根据压强公式$p = \frac{F_{\mathrm{压}}}{S}$,代入得$p = \frac{90\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 2250\ \mathrm{Pa} = 2.25×10^3\ \mathrm{Pa}$,故选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮特点、受力平衡、压强计算
【点评】
本题综合考查定滑轮应用、受力分析和压强计算,需明确弹簧测力计示数的本质是拉力,压力与支持力的关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需分步骤分析:1. 利用定滑轮的特点确定弹簧测力计的示数;2. 对B进行受力分析,结合力的平衡求出B对支撑面的压力;3. 根据正方体边长计算底面积,结合压强公式求出压强,最终判断选项。
【解析】
1. 定滑轮只能改变力的方向,不省力,因此弹簧测力计两端拉力大小相等。由于物体A静止,绳子对A的拉力等于A的重力,即$F=G_A=10\ \mathrm{N}$,所以弹簧测力计的示数为10 N,故选项A(0 N)、B(40 N)错误。
2. 对物体B受力分析:B静止在支撑面上,竖直方向受向下的重力$G_B$、向上的绳子拉力$F$、向上的支撑面支持力$N$,根据力的平衡条件:$N + F = G_B$,则支持力$N = G_B - F = 100\ \mathrm{N} - 10\ \mathrm{N} = 90\ \mathrm{N}$。B对支撑面的压力等于支撑面对B的支持力,即$F_{\mathrm{压}} = N = 90\ \mathrm{N}$,故选项C(压力为100 N)错误。
3. 计算B对支撑面的压强:B是边长为20 cm的正方体,底面积$S = (0.2\ \mathrm{m})^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2$,根据压强公式$p = \frac{F_{\mathrm{压}}}{S}$,代入得$p = \frac{90\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 2250\ \mathrm{Pa} = 2.25×10^3\ \mathrm{Pa}$,故选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
定滑轮特点、受力平衡、压强计算
【点评】
本题综合考查定滑轮应用、受力分析和压强计算,需明确弹簧测力计示数的本质是拉力,压力与支持力的关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
9.一个边长为10 cm的正方体木块,重10 N,受水平力F=20 N作用,静止在竖直墙面上,如图所示,则木块对墙面的压力为
20
N,对墙面的压强为2000
Pa。答案
9.20 2000
解析
【分析】
要解决本题,需分两步思考:一是确定木块对墙面的压力,需利用水平方向的力平衡和相互作用力的特点;二是计算压强,需明确受力面积并运用压强公式。首先,木块静止在竖直墙面上,水平方向受力平衡,墙面给木块的支持力与水平力F大小相等,而木块对墙面的压力和墙面对木块的支持力是相互作用力,大小相等,由此得到压力;再根据正方体的边长算出与墙面的接触面积,代入压强公式即可求出压强。
【解析】
1. 计算木块对墙面的压力:木块在水平方向静止,处于平衡状态,水平方向受到的水平力F和墙面的支持力是一对平衡力,故墙面的支持力F支=F=20N;木块对墙面的压力与墙面对木块的支持力是相互作用力,大小相等,因此木块对墙面的压力F压=F支=20N。
2. 计算对墙面的压强:正方体木块的边长a=10cm=0.1m,与墙面的接触面积S=a²=(0.1m)²=0.01m²;根据压强公式p=F压/S,代入数据得p=20N/0.01m²=2000Pa。
【答案】
20;2000
【知识点】
压力与压强、二力平衡、相互作用力
【点评】
本题考查压力和压强的基础计算,核心是明确水平方向压力的来源,区分压力与重力,计算压强时需找准受力面积,属于力学基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分两步思考:一是确定木块对墙面的压力,需利用水平方向的力平衡和相互作用力的特点;二是计算压强,需明确受力面积并运用压强公式。首先,木块静止在竖直墙面上,水平方向受力平衡,墙面给木块的支持力与水平力F大小相等,而木块对墙面的压力和墙面对木块的支持力是相互作用力,大小相等,由此得到压力;再根据正方体的边长算出与墙面的接触面积,代入压强公式即可求出压强。
【解析】
1. 计算木块对墙面的压力:木块在水平方向静止,处于平衡状态,水平方向受到的水平力F和墙面的支持力是一对平衡力,故墙面的支持力F支=F=20N;木块对墙面的压力与墙面对木块的支持力是相互作用力,大小相等,因此木块对墙面的压力F压=F支=20N。
2. 计算对墙面的压强:正方体木块的边长a=10cm=0.1m,与墙面的接触面积S=a²=(0.1m)²=0.01m²;根据压强公式p=F压/S,代入数据得p=20N/0.01m²=2000Pa。
【答案】
20;2000
【知识点】
压力与压强、二力平衡、相互作用力
【点评】
本题考查压力和压强的基础计算,核心是明确水平方向压力的来源,区分压力与重力,计算压强时需找准受力面积,属于力学基础题,难度适中。
【难度系数】
0.5
10.在北京冬奥会上,中国男运动员勇夺单板滑雪大跳台金牌。
(1)滑雪板底面越宽大,对雪地的压强
(2)若滑雪板与雪地总接触面积为0.4 m²,男运动员和滑雪板的总质量为72 kg,当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对雪地的压强为多大?(g取10 N/kg)
(1)滑雪板底面越宽大,对雪地的压强
越小
。(2)若滑雪板与雪地总接触面积为0.4 m²,男运动员和滑雪板的总质量为72 kg,当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对雪地的压强为多大?(g取10 N/kg)
答案
10.(1)越小
(2)解:苏翊鸣和滑雪板的总重力:$G=mg=72\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=720\ \mathrm{N}$;当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对雪地的压力$F=G=720\ \mathrm{N}$;对雪地的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{720\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m^2}}=1800\ \mathrm{Pa}$。
(2)解:苏翊鸣和滑雪板的总重力:$G=mg=72\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=720\ \mathrm{N}$;当他穿着滑雪板站立在水平雪地上时,对雪地的压力$F=G=720\ \mathrm{N}$;对雪地的压强:$p=\frac{F}{S}=\frac{720\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m^2}}=1800\ \mathrm{Pa}$。
解析
【分析】
要解决这道题,需结合压强的相关规律分析:压强公式为$ p = \frac{F}{S} $,压强大小与压力、受力面积有关。第(1)问中,滑雪板宽大时,运动员和滑雪板对雪地的压力(等于总重力)一定,根据压强公式,受力面积越大压强越小,可直接得出结论;第(2)问计算水平雪地的压强,需先确定压力(水平面上压力等于总重力),用$ G=mg $算总重力,再代入压强公式计算即可。
【解析】
(1) 根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,当压力$ F $一定时,受力面积$ S $越大,压强$ p $越小。滑雪板底面宽大增大了受力面积,因此对雪地的压强越小。
(2) 计算过程:
① 计算男运动员和滑雪板的总重力:$ G = mg = 72\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 720\ \mathrm{N} $;
② 水平雪地上,对雪地的压力等于总重力,即$ F = G = 720\ \mathrm{N} $;
③ 代入压强公式计算压强:$ p = \frac{F}{S} = \frac{720\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m^2}} = 1800\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
(1) 越小;(2) 1800 Pa
【知识点】
压强的概念、压强的计算
【点评】
本题结合冬奥会滑雪场景考查压强的基础知识点,既考查压强与受力面积的关系,又考查压强的计算,属于基础应用类题目,注重公式的理解与应用。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需结合压强的相关规律分析:压强公式为$ p = \frac{F}{S} $,压强大小与压力、受力面积有关。第(1)问中,滑雪板宽大时,运动员和滑雪板对雪地的压力(等于总重力)一定,根据压强公式,受力面积越大压强越小,可直接得出结论;第(2)问计算水平雪地的压强,需先确定压力(水平面上压力等于总重力),用$ G=mg $算总重力,再代入压强公式计算即可。
【解析】
(1) 根据压强公式$ p = \frac{F}{S} $,当压力$ F $一定时,受力面积$ S $越大,压强$ p $越小。滑雪板底面宽大增大了受力面积,因此对雪地的压强越小。
(2) 计算过程:
① 计算男运动员和滑雪板的总重力:$ G = mg = 72\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 720\ \mathrm{N} $;
② 水平雪地上,对雪地的压力等于总重力,即$ F = G = 720\ \mathrm{N} $;
③ 代入压强公式计算压强:$ p = \frac{F}{S} = \frac{720\ \mathrm{N}}{0.4\ \mathrm{m^2}} = 1800\ \mathrm{Pa} $。
【答案】
(1) 越小;(2) 1800 Pa
【知识点】
压强的概念、压强的计算
【点评】
本题结合冬奥会滑雪场景考查压强的基础知识点,既考查压强与受力面积的关系,又考查压强的计算,属于基础应用类题目,注重公式的理解与应用。
【难度系数】
0.7
11.为研究“影响压力作用效果的因素”,小科在家中用质量可忽略的塑料瓶和海绵进行实验:测得瓶底面积为40 cm²,瓶盖面积为8 cm²,并将瓶子装满550 mL水,依次正放和倒放于海绵上(如图)。

(1)正放时水对瓶底的压力为$F_1$,倒放时水对瓶盖的压力为$F_2$,则$F_1$
(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出
(1)正放时水对瓶底的压力为$F_1$,倒放时水对瓶盖的压力为$F_2$,则$F_1$
大于
$F_2$(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)要使瓶子倒放时对海绵的压强与正放时相同,需要从瓶子中倒出
440
mL水。答案
11.(1)大于
(2)440
(2)440
解析
【分析】
第(1)问需分析装满水的瓶子正放、倒放时水对瓶底和瓶盖的压力,结合重力与压力的关系判断大小;第(2)问利用压强公式,通过正放和倒放时压强相等的条件,结合体积与受力面积的比例关系计算倒出水的体积。
【解析】
(1) 瓶子装满水,水的总重力为$ G $。正放时,水对瓶底的压力等于水的重力,即$ F_1 = G $;倒放时,水的侧壁会承担部分水的重力,因此水对瓶盖的压力$ F_2 < G $,故$ F_1 > F_2 $。
(2) 设正放时对海绵的压强为$ p_1 $,倒放时压强为$ p_2 $,要求$ p_1 = p_2 $。
正放时,压力$ F_1' = G = \rho V g $,受力面积$ S_1 = 40\ \mathrm{cm}^2 $,则$ p_1 = \frac{F_1'}{S_1} = \frac{\rho V g}{S_1} $;
倒放时,压力$ F_2' = G' = \rho V' g $,受力面积$ S_2 = 8\ \mathrm{cm}^2 $,则$ p_2 = \frac{F_2'}{S_2} = \frac{\rho V' g}{S_2} $;
由$ p_1 = p_2 $,约去$ \rho g $得:$ \frac{V}{S_1} = \frac{V'}{S_2} $,代入数据$ V = 550\ \mathrm{mL} $,$ S_1 = 40\ \mathrm{cm}^2 $,$ S_2 = 8\ \mathrm{cm}^2 $,解得$ V' = 550\ \mathrm{mL} × \frac{8}{40} = 110\ \mathrm{mL} $;
因此倒出的水的体积为$ \Delta V = 550\ \mathrm{mL} - 110\ \mathrm{mL} = 440\ \mathrm{mL} $。
【答案】
(1)大于;(2)440
【知识点】
压强计算;压力分析
【点评】
本题结合实验考查压力与压强的应用,需区分不同放置方式下压力和受力面积的变化,利用压强公式建立等量关系求解,是压强部分的典型题型,注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.3
第(1)问需分析装满水的瓶子正放、倒放时水对瓶底和瓶盖的压力,结合重力与压力的关系判断大小;第(2)问利用压强公式,通过正放和倒放时压强相等的条件,结合体积与受力面积的比例关系计算倒出水的体积。
【解析】
(1) 瓶子装满水,水的总重力为$ G $。正放时,水对瓶底的压力等于水的重力,即$ F_1 = G $;倒放时,水的侧壁会承担部分水的重力,因此水对瓶盖的压力$ F_2 < G $,故$ F_1 > F_2 $。
(2) 设正放时对海绵的压强为$ p_1 $,倒放时压强为$ p_2 $,要求$ p_1 = p_2 $。
正放时,压力$ F_1' = G = \rho V g $,受力面积$ S_1 = 40\ \mathrm{cm}^2 $,则$ p_1 = \frac{F_1'}{S_1} = \frac{\rho V g}{S_1} $;
倒放时,压力$ F_2' = G' = \rho V' g $,受力面积$ S_2 = 8\ \mathrm{cm}^2 $,则$ p_2 = \frac{F_2'}{S_2} = \frac{\rho V' g}{S_2} $;
由$ p_1 = p_2 $,约去$ \rho g $得:$ \frac{V}{S_1} = \frac{V'}{S_2} $,代入数据$ V = 550\ \mathrm{mL} $,$ S_1 = 40\ \mathrm{cm}^2 $,$ S_2 = 8\ \mathrm{cm}^2 $,解得$ V' = 550\ \mathrm{mL} × \frac{8}{40} = 110\ \mathrm{mL} $;
因此倒出的水的体积为$ \Delta V = 550\ \mathrm{mL} - 110\ \mathrm{mL} = 440\ \mathrm{mL} $。
【答案】
(1)大于;(2)440
【知识点】
压强计算;压力分析
【点评】
本题结合实验考查压力与压强的应用,需区分不同放置方式下压力和受力面积的变化,利用压强公式建立等量关系求解,是压强部分的典型题型,注重公式的灵活运用。
【难度系数】
0.3
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