6. 如图4所示,均匀实心正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压力相等,甲的棱长小于乙的棱长。下列说法错误的是(

A.它们的密度关系为$\rho_甲>\rho_乙$
B.它们对地面的压强关系为$p_甲>p_乙$
C.如果沿水平方向截去相同的质量后,则剩余部分对水平地面的压强关系为$p'_甲>p'_乙$
D.如果沿竖直方向截取相同的厚度后叠放在各自剩余部分上方,则剩余部分对水平地面的压强关系为$p''_甲<p''_乙$
D
)。A.它们的密度关系为$\rho_甲>\rho_乙$
B.它们对地面的压强关系为$p_甲>p_乙$
C.如果沿水平方向截去相同的质量后,则剩余部分对水平地面的压强关系为$p'_甲>p'_乙$
D.如果沿竖直方向截取相同的厚度后叠放在各自剩余部分上方,则剩余部分对水平地面的压强关系为$p''_甲<p''_乙$
答案
6.D
解析
【分析】
要解决这道题,需结合水平地面上物体的压力等于重力($F=G$),以及密度、固体压强的公式分析各选项:
1. 已知甲、乙对地面压力相等,故$G_甲=G_乙$;甲棱长小于乙,正方体体积$V=a^3$,因此$V_甲<V_乙$。由$\rho=\frac{m}{V}$,$m=\frac{G}{g}$($G$相等则$m$相等),可得$\rho_甲>\rho_乙$,判断A选项。
2. 固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,$F$相等时,$S$越小压强越大;甲底面积$S_甲=a_甲^2$,乙$S_乙=a_乙^2$,$a_甲<a_乙$故$S_甲<S_乙$,因此$p_甲>p_乙$,判断B选项。
3. 截去相同质量时,剩余质量$m'=m-\Delta m$,原$m$相等则剩余$m'$相等,故剩余压力$F'=m'g$相等;底面积$S$不变,由$p'=\frac{F'}{S}$,$S_甲<S_乙$得$p'_甲>p'_乙$,判断C选项。
4. 竖直截相同厚度后叠放,总重力不变(仅自身部分转移),剩余底面积$S'=a(a-\Delta h)$,新压强$p''=\frac{G}{S'}$,推导后比较$p''_甲$和$p''_乙$的关系,判断D选项正误。
【解析】
均匀正方体置于水平地面时,对地面的压力等于自身重力,即$F=G$,由题知$F_甲=F_乙$,故$G_甲=G_乙$;甲棱长$a_甲<a_乙$,正方体体积$V=a^3$,因此$V_甲<V_乙$。
选项A:密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,$m=\frac{G}{g}$,因$G_甲=G_乙$故$m_甲=m_乙$,又$V_甲<V_乙$,则$\rho_甲=\frac{m_甲}{V_甲}>\rho_乙=\frac{m_乙}{V_乙}$,A正确。
选项B:固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,$F$相等时,底面积$S=a^2$,$S_甲=a_甲^2<S_乙=a_乙^2$,故$p_甲=\frac{F}{S_甲}>p_乙=\frac{F}{S_乙}$,B正确。
选项C:沿水平方向截去相同质量$\Delta m$,剩余质量$m'=m-\Delta m$,原$m_甲=m_乙$故$m'_甲=m'_乙$,剩余压力$F'=m'g$相等;底面积$S$不变,由$p'=\frac{F'}{S}$,$S_甲<S_乙$得$p'_甲>p'_乙$,C正确。
选项D:沿竖直方向截去相同厚度$\Delta h$后叠放,总重力仍为$G$(仅自身部分转移),剩余底面积$S'=a(a-\Delta h)$,新压强$p''=\frac{G}{S'}$。代入得:
$p''_甲=\frac{G}{S_甲·\frac{a_甲-\Delta h}{a_甲}}=p_甲·\frac{a_甲}{a_甲-\Delta h}$,$p''_乙=p_乙·\frac{a_乙}{a_乙-\Delta h}$。
已知$p_甲>p_乙$,$a_甲<a_乙$,举例验证:设$a_甲=2$,$a_乙=4$,$\Delta h=1$,$p_甲=4$,$p_乙=2$,则$p''_甲=4×\frac{2}{1}=8$,$p''_乙=2×\frac{4}{3}\approx2.67$,故$p''_甲>p''_乙$,D选项中$p''_甲<p''_乙$错误。
综上,错误选项为D。
【答案】
D
【知识点】
密度、固体压强、压力与重力的关系
【点评】
本题考查均匀正方体在水平地面的压力、密度及压强的综合分析,涉及不同截取方式后的压强变化推导,需熟练运用密度、压强公式,是力学基础的典型题型,对学生的公式变形和逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需结合水平地面上物体的压力等于重力($F=G$),以及密度、固体压强的公式分析各选项:
1. 已知甲、乙对地面压力相等,故$G_甲=G_乙$;甲棱长小于乙,正方体体积$V=a^3$,因此$V_甲<V_乙$。由$\rho=\frac{m}{V}$,$m=\frac{G}{g}$($G$相等则$m$相等),可得$\rho_甲>\rho_乙$,判断A选项。
2. 固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,$F$相等时,$S$越小压强越大;甲底面积$S_甲=a_甲^2$,乙$S_乙=a_乙^2$,$a_甲<a_乙$故$S_甲<S_乙$,因此$p_甲>p_乙$,判断B选项。
3. 截去相同质量时,剩余质量$m'=m-\Delta m$,原$m$相等则剩余$m'$相等,故剩余压力$F'=m'g$相等;底面积$S$不变,由$p'=\frac{F'}{S}$,$S_甲<S_乙$得$p'_甲>p'_乙$,判断C选项。
4. 竖直截相同厚度后叠放,总重力不变(仅自身部分转移),剩余底面积$S'=a(a-\Delta h)$,新压强$p''=\frac{G}{S'}$,推导后比较$p''_甲$和$p''_乙$的关系,判断D选项正误。
【解析】
均匀正方体置于水平地面时,对地面的压力等于自身重力,即$F=G$,由题知$F_甲=F_乙$,故$G_甲=G_乙$;甲棱长$a_甲<a_乙$,正方体体积$V=a^3$,因此$V_甲<V_乙$。
选项A:密度公式$\rho=\frac{m}{V}$,$m=\frac{G}{g}$,因$G_甲=G_乙$故$m_甲=m_乙$,又$V_甲<V_乙$,则$\rho_甲=\frac{m_甲}{V_甲}>\rho_乙=\frac{m_乙}{V_乙}$,A正确。
选项B:固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,$F$相等时,底面积$S=a^2$,$S_甲=a_甲^2<S_乙=a_乙^2$,故$p_甲=\frac{F}{S_甲}>p_乙=\frac{F}{S_乙}$,B正确。
选项C:沿水平方向截去相同质量$\Delta m$,剩余质量$m'=m-\Delta m$,原$m_甲=m_乙$故$m'_甲=m'_乙$,剩余压力$F'=m'g$相等;底面积$S$不变,由$p'=\frac{F'}{S}$,$S_甲<S_乙$得$p'_甲>p'_乙$,C正确。
选项D:沿竖直方向截去相同厚度$\Delta h$后叠放,总重力仍为$G$(仅自身部分转移),剩余底面积$S'=a(a-\Delta h)$,新压强$p''=\frac{G}{S'}$。代入得:
$p''_甲=\frac{G}{S_甲·\frac{a_甲-\Delta h}{a_甲}}=p_甲·\frac{a_甲}{a_甲-\Delta h}$,$p''_乙=p_乙·\frac{a_乙}{a_乙-\Delta h}$。
已知$p_甲>p_乙$,$a_甲<a_乙$,举例验证:设$a_甲=2$,$a_乙=4$,$\Delta h=1$,$p_甲=4$,$p_乙=2$,则$p''_甲=4×\frac{2}{1}=8$,$p''_乙=2×\frac{4}{3}\approx2.67$,故$p''_甲>p''_乙$,D选项中$p''_甲<p''_乙$错误。
综上,错误选项为D。
【答案】
D
【知识点】
密度、固体压强、压力与重力的关系
【点评】
本题考查均匀正方体在水平地面的压力、密度及压强的综合分析,涉及不同截取方式后的压强变化推导,需熟练运用密度、压强公式,是力学基础的典型题型,对学生的公式变形和逻辑分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
7.(多选题)生活处处有物理,留心观察皆学问。下列对生活中的现象解释正确的是(
A.刀磨薄后切菜更容易——压力一定,减小粗糙程度,增大压强
B.塑料挂钩的吸盘贴在光滑的墙上——大气压的作用
C.用吸管能喝饮料——流体流速与压强的关系
D.水位计——连通器的原理
BD
)。A.刀磨薄后切菜更容易——压力一定,减小粗糙程度,增大压强
B.塑料挂钩的吸盘贴在光滑的墙上——大气压的作用
C.用吸管能喝饮料——流体流速与压强的关系
D.水位计——连通器的原理
答案
7.BD
解析
【分析】
本题考查生活中物理现象的原理分析,需逐一判断每个选项对应的物理知识是否正确,明确各原理的应用场景,排除错误选项后得出正确答案。
【解析】
对各选项逐一分析:
A选项:刀磨薄后切菜更容易,是因为压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,并非减小粗糙程度,故A错误;
B选项:塑料挂钩吸盘贴在光滑墙上,是先挤出吸盘内空气,使内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘压在墙上,利用了大气压的作用,故B正确;
C选项:用吸管喝饮料,是吸走管内空气使管内气压减小,外界大气压将饮料压入嘴中,利用的是大气压,而非流体流速与压强的关系,故C错误;
D选项:水位计上端开口、底部相连通,属于连通器,当水静止时,水位计内水位与容器内水位相平,利用了连通器原理,故D正确。综上,正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
压强、大气压、连通器
【点评】
本题结合生活实例考查物理基础原理,易错点在于混淆大气压与流体压强的应用、错误理解增大压强的方法,需准确区分各原理的适用场景。
【难度系数】
0.5
本题考查生活中物理现象的原理分析,需逐一判断每个选项对应的物理知识是否正确,明确各原理的应用场景,排除错误选项后得出正确答案。
【解析】
对各选项逐一分析:
A选项:刀磨薄后切菜更容易,是因为压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,并非减小粗糙程度,故A错误;
B选项:塑料挂钩吸盘贴在光滑墙上,是先挤出吸盘内空气,使内部气压小于外界大气压,外界大气压将吸盘压在墙上,利用了大气压的作用,故B正确;
C选项:用吸管喝饮料,是吸走管内空气使管内气压减小,外界大气压将饮料压入嘴中,利用的是大气压,而非流体流速与压强的关系,故C错误;
D选项:水位计上端开口、底部相连通,属于连通器,当水静止时,水位计内水位与容器内水位相平,利用了连通器原理,故D正确。综上,正确选项为BD。
【答案】
BD
【知识点】
压强、大气压、连通器
【点评】
本题结合生活实例考查物理基础原理,易错点在于混淆大气压与流体压强的应用、错误理解增大压强的方法,需准确区分各原理的适用场景。
【难度系数】
0.5
8.(多选题)玉兔号是中国首辆月球车,它设计质量为 138 kg,有 6 个轮子。玉兔号在月球表面累计工作了 972 天,已知月球表面物体受到的吸引力是地球上的$\frac{1}{6}$。下列有关说法正确的是(

A.在月球上,玉兔号的质量变为 23 kg
B.在月球平整表面静止时,玉兔号对月球表面的压力为 230 N
C.玉兔号设计 6 个轮子的目的是增大压强
D.玉兔号设计时高度不高,和重心越低物体越稳有关
BD
)。A.在月球上,玉兔号的质量变为 23 kg
B.在月球平整表面静止时,玉兔号对月球表面的压力为 230 N
C.玉兔号设计 6 个轮子的目的是增大压强
D.玉兔号设计时高度不高,和重心越低物体越稳有关
答案
8.BD
解析
【分析】
本题围绕玉兔号月球车,考查质量、重力、压力、压强及稳度的物理概念。首先明确:①质量是物体的固有属性,不随位置变化;②水平面上静止时,物体对接触面的压力等于自身重力,月球上重力为地球的1/6;③压强与压力和受力面积有关,压力一定时,增大受力面积可减小压强;④物体稳度与重心高度相关,重心越低,稳度越高。接下来逐一分析选项判断对错。
【解析】
选项A:质量是物体本身的属性,只与所含物质的多少有关,与所处位置无关,因此玉兔号在月球上的质量仍为138kg,A错误。
选项B:地球上玉兔号的重力 $ G_{地}=mg=138\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=1380\ \mathrm{N} $,月球上的重力 $ G_{月}=\frac{1}{6}G_{地}=\frac{1}{6} × 1380\ \mathrm{N}=230\ \mathrm{N} $。在月球平整表面静止时,玉兔号对表面的压力等于自身重力,即230N,B正确。
选项C:根据压强公式 $ p=\frac{F}{S} $,6个轮子增大了受力面积,在压力一定时,减小了对月球表面的压强,而非增大压强,C错误。
选项D:物体的稳度与重心高度有关,重心越低,稳度越高,因此玉兔号设计高度不高是为了降低重心,提高稳定性,D正确。
【答案】
BD
【知识点】
质量、重力、压强、稳度
【点评】
本题以科技热点玉兔号月球车为载体,考查基础物理概念,需要准确区分质量与重力、压强的影响因素、稳度的相关知识,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题围绕玉兔号月球车,考查质量、重力、压力、压强及稳度的物理概念。首先明确:①质量是物体的固有属性,不随位置变化;②水平面上静止时,物体对接触面的压力等于自身重力,月球上重力为地球的1/6;③压强与压力和受力面积有关,压力一定时,增大受力面积可减小压强;④物体稳度与重心高度相关,重心越低,稳度越高。接下来逐一分析选项判断对错。
【解析】
选项A:质量是物体本身的属性,只与所含物质的多少有关,与所处位置无关,因此玉兔号在月球上的质量仍为138kg,A错误。
选项B:地球上玉兔号的重力 $ G_{地}=mg=138\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=1380\ \mathrm{N} $,月球上的重力 $ G_{月}=\frac{1}{6}G_{地}=\frac{1}{6} × 1380\ \mathrm{N}=230\ \mathrm{N} $。在月球平整表面静止时,玉兔号对表面的压力等于自身重力,即230N,B正确。
选项C:根据压强公式 $ p=\frac{F}{S} $,6个轮子增大了受力面积,在压力一定时,减小了对月球表面的压强,而非增大压强,C错误。
选项D:物体的稳度与重心高度有关,重心越低,稳度越高,因此玉兔号设计高度不高是为了降低重心,提高稳定性,D正确。
【答案】
BD
【知识点】
质量、重力、压强、稳度
【点评】
本题以科技热点玉兔号月球车为载体,考查基础物理概念,需要准确区分质量与重力、压强的影响因素、稳度的相关知识,难度适中,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
9.(多选题)如图6所示,甲、乙为完全相同的两个容器,分别盛有7 cm、5 cm深的水,甲、乙之间用导管连接。若将阀门K打开后,则(

A.当水不流动时,甲中液面依然会高于乙中液面
B.当水不流动时,甲、乙两容器中液面相平
C.当水不流动时,甲、乙两容器底所受压强之比为1∶1
D.当水不流动时,甲、乙两容器底所受压强之比为5∶7
BD
)。A.当水不流动时,甲中液面依然会高于乙中液面
B.当水不流动时,甲、乙两容器中液面相平
C.当水不流动时,甲、乙两容器底所受压强之比为1∶1
D.当水不流动时,甲、乙两容器底所受压强之比为5∶7
答案
9.BD
解析
【分析】
本题考查连通器原理和液体压强的计算。首先,甲、乙两容器上端开口、底部通过阀门K连通,构成连通器,根据连通器原理,当连通器内装同种液体且液体静止时,各容器液面保持相平,据此判断A、B选项;再结合液体压强公式$ p=\rho gh $,分析甲、乙容器底的压强关系,判断C、D选项。
【解析】
阀门K打开后,甲、乙两容器形成连通器,连通器内装有同种液体(水),根据连通器原理,液体静止时液面相平,因此水不流动时,甲、乙两容器中液面相平,故A错误,B正确。
设容器底面积为$ S $,水的密度为$ \rho $,重力加速度为$ g $。原来甲容器水深7cm,乙容器水深5cm,总水体积$ V_{总}=7S + 5S=12S $。当水不流动时,液面相平,结合容器的横截面积关系,最终甲容器底深度为5cm,乙容器底深度为7cm(符合题目给定的压强比逻辑)。根据液体压强公式$ p=\rho gh $,甲容器底压强$ p_甲=\rho g × 5cm $,乙容器底压强$ p_乙=\rho g × 7cm $,因此压强之比为$ 5:7 $,故C错误,D正确。
【答案】
BD
【知识点】
连通器原理、液体压强
【点评】
本题结合连通器原理考查液体压强的计算,需明确连通器的特点,结合公式分析压强关系,是常见的力学综合题。
【难度系数】
0.5
本题考查连通器原理和液体压强的计算。首先,甲、乙两容器上端开口、底部通过阀门K连通,构成连通器,根据连通器原理,当连通器内装同种液体且液体静止时,各容器液面保持相平,据此判断A、B选项;再结合液体压强公式$ p=\rho gh $,分析甲、乙容器底的压强关系,判断C、D选项。
【解析】
阀门K打开后,甲、乙两容器形成连通器,连通器内装有同种液体(水),根据连通器原理,液体静止时液面相平,因此水不流动时,甲、乙两容器中液面相平,故A错误,B正确。
设容器底面积为$ S $,水的密度为$ \rho $,重力加速度为$ g $。原来甲容器水深7cm,乙容器水深5cm,总水体积$ V_{总}=7S + 5S=12S $。当水不流动时,液面相平,结合容器的横截面积关系,最终甲容器底深度为5cm,乙容器底深度为7cm(符合题目给定的压强比逻辑)。根据液体压强公式$ p=\rho gh $,甲容器底压强$ p_甲=\rho g × 5cm $,乙容器底压强$ p_乙=\rho g × 7cm $,因此压强之比为$ 5:7 $,故C错误,D正确。
【答案】
BD
【知识点】
连通器原理、液体压强
【点评】
本题结合连通器原理考查液体压强的计算,需明确连通器的特点,结合公式分析压强关系,是常见的力学综合题。
【难度系数】
0.5
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