1. 如图所示是小聪同学在探究甲、乙两种不同物质的质量与体积的关系时得到的图像。用上述两种物质分别做成甲、乙两个实心正方体,甲的边长是乙的2倍,把它们放在水平地面上,甲、乙两物体对水平地面的压强之比为( )。

A.$p_{甲}: p_{乙}=1: 8$
B.$p_{甲}: p_{乙}=1: 4$
C.$p_{甲}: p_{乙}=1: 2$
D.$p_{甲}: p_{乙}=1: 1$
A.$p_{甲}: p_{乙}=1: 8$
B.$p_{甲}: p_{乙}=1: 4$
C.$p_{甲}: p_{乙}=1: 2$
D.$p_{甲}: p_{乙}=1: 1$
答案
C
解析
1. 从m-V图像计算甲乙的密度:
由图可知,甲物质体积为2.0cm³时质量为4.0g,ρ甲=m甲/V甲=4.0g/2.0cm³=2g/cm³;乙物质体积为1.0cm³时质量为8.0g,ρ乙=m乙/V乙=8.0g/1.0cm³=8g/cm³,得密度比ρ甲:ρ乙=1:4。
2. 推导实心正方体对水平地面的压强:
水平地面上物体压力F=G=mg=ρVg,正方体体积V=a³、底面积S=a²,代入压强公式p=F/S,得p=ρga(a为正方体边长)。
3. 已知甲的边长是乙的2倍,即a甲:a乙=2:1,代入压强比:
p甲:p乙=(ρ甲g a甲):(ρ乙g a乙)=(1/4)×(2/1)=1:2。
由图可知,甲物质体积为2.0cm³时质量为4.0g,ρ甲=m甲/V甲=4.0g/2.0cm³=2g/cm³;乙物质体积为1.0cm³时质量为8.0g,ρ乙=m乙/V乙=8.0g/1.0cm³=8g/cm³,得密度比ρ甲:ρ乙=1:4。
2. 推导实心正方体对水平地面的压强:
水平地面上物体压力F=G=mg=ρVg,正方体体积V=a³、底面积S=a²,代入压强公式p=F/S,得p=ρga(a为正方体边长)。
3. 已知甲的边长是乙的2倍,即a甲:a乙=2:1,代入压强比:
p甲:p乙=(ρ甲g a甲):(ρ乙g a乙)=(1/4)×(2/1)=1:2。
2. 我国科研团队计划利用月壤砖在月球表面建造基地。2024年11月,“月壤砖”已搭乘天舟八号货运飞船前往中国空间站,到太空中进行暴露实验。“月壤砖”的主要成分是模拟月壤,密度与普通砖块相当,抗压强度却是普通红砖的3倍以上。为了减小单块月壤砖对松软月面的压强,下列方法可行的是()。
A.将月壤砖竖向分成两半
B.将月壤砖由竖放改为平放
C.选用密度更大的材料制作月壤砖
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度
A.将月壤砖竖向分成两半
B.将月壤砖由竖放改为平放
C.选用密度更大的材料制作月壤砖
D.通过高温烧结提高月壤砖硬度
答案
B
解析
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,水平面上砖对月面的压力等于自身重力,减小压强可通过减小压力、增大受力面积实现:
1. 选项A:将月壤砖竖向分成两半,剩余半块砖的压力变为原来的1/2,受力面积也变为原来的1/2,由$p=\frac{F}{S}$可知压强不变,方法不可行。
2. 选项B:将月壤砖由竖放改为平放,砖的重力不变即压力F不变,和月面的接触面积S增大,由$p=\frac{F}{S}$可知压强减小,方法可行。
3. 选项C:选用密度更大的材料,由$G=\rho Vg$可知砖的重力变大,对月面的压力变大,受力面积不变时压强增大,方法不可行。
4. 选项D:提高月壤砖硬度,不会改变压力和受力面积,无法改变对月面的压强,方法不可行。
1. 选项A:将月壤砖竖向分成两半,剩余半块砖的压力变为原来的1/2,受力面积也变为原来的1/2,由$p=\frac{F}{S}$可知压强不变,方法不可行。
2. 选项B:将月壤砖由竖放改为平放,砖的重力不变即压力F不变,和月面的接触面积S增大,由$p=\frac{F}{S}$可知压强减小,方法可行。
3. 选项C:选用密度更大的材料,由$G=\rho Vg$可知砖的重力变大,对月面的压力变大,受力面积不变时压强增大,方法不可行。
4. 选项D:提高月壤砖硬度,不会改变压力和受力面积,无法改变对月面的压强,方法不可行。
3. 如图所示,在探究液体压强特点的过程中,将微小压强计的金属盒放在水中,下列做法能够使压强计U形管两边液面的高度差减小的是()。

A.将压强计的金属盒放在同样深度的食盐水中
B.将压强计的金属盒向下移动一段距离
C.将压强计的金属盒在原位置转动$180°$
D.将压强计的金属盒向上移动一段距离
A.将压强计的金属盒放在同样深度的食盐水中
B.将压强计的金属盒向下移动一段距离
C.将压强计的金属盒在原位置转动$180°$
D.将压强计的金属盒向上移动一段距离
答案
D
解析
根据液体压强规律p=ρgh,要让U形管两侧液面高度差减小,需要减小金属盒受到的液体压强:
1. 选项A:相同深度下食盐水密度比水大,金属盒受到的压强更大,液面高度差增大,不符合要求;
2. 选项B:金属盒向下移动,深度变大,压强变大,液面高度差增大,不符合要求;
3. 选项C:同种液体同一深度向各个方向压强相等,金属盒转动后压强不变,液面高度差不变,不符合要求;
4. 选项D:金属盒向上移动,深度减小,水的密度不变,压强减小,液面高度差减小,符合要求。
1. 选项A:相同深度下食盐水密度比水大,金属盒受到的压强更大,液面高度差增大,不符合要求;
2. 选项B:金属盒向下移动,深度变大,压强变大,液面高度差增大,不符合要求;
3. 选项C:同种液体同一深度向各个方向压强相等,金属盒转动后压强不变,液面高度差不变,不符合要求;
4. 选项D:金属盒向上移动,深度减小,水的密度不变,压强减小,液面高度差减小,符合要求。
4. 北斗导航系统可以为我们的生活带来的帮助是()。
A.快速定位
B.人工降雨
C.远程看病
D.天气预报
A.快速定位
B.人工降雨
C.远程看病
D.天气预报
答案
A
解析
北斗导航系统属于卫星导航定位系统,核心功能是提供定位、导航、授时服务。逐一分析选项:A选项快速定位是北斗导航的典型功能;B选项人工降雨依托云层播撒催化剂的气象作业实现,和北斗无关;C选项远程看病依托互联网通信技术实现,不属于北斗导航的作用;D选项天气预报依托气象观测、气象卫星数据支撑,不属于北斗导航的功能。因此只有A符合要求。
5. 某同学在家跟他爸爸聊天,谈到学习了压强的知识,会计算固体和液体的压强。他爸爸指着放在水平桌面的水杯说:“你算一算水对杯底的压强和水杯对桌面的压强。”于是,他先用家用电子秤称出杯子和水的总质量为660 g,用刻度尺测出杯子里面水的深度为8 cm,测出杯子底的直径后,算出杯底面积为$6.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^2$。已知水的密度为$1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,$g$取10 N/kg。请你根据这些数据解答以下问题。
(1)水对杯底的压强是多少?
(2)水杯对桌面的压强是多少?

(1)水对杯底的压强是多少?
(2)水杯对桌面的压强是多少?
答案
(1)水对杯底的压强为$\boldsymbol{800\ \mathrm{Pa}}$;(2)水杯对桌面的压强为$\boldsymbol{1100\ \mathrm{Pa}}$。
解析
(1)水对杯底的压强属于液体压强,使用液体压强公式$p=\rho gh$计算:
先统一单位:水的深度$h=8\ \mathrm{cm}=0.08\ \mathrm{m}$,
代入已知数据:$p_1=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.08\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{Pa}$。
(2)水杯放在水平桌面上,水杯对桌面的压力等于杯子和水的总重力:
先统一单位:总质量$m=660\ \mathrm{g}=0.66\ \mathrm{kg}$,
计算总重力:$G=mg=0.66\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.6\ \mathrm{N}$,即桌面受到的压力$F=G=6.6\ \mathrm{N}$,
使用固体压强公式$p=\frac{F}{S}$计算,代入已知杯底面积数据:$p_2=\frac{F}{S}=\frac{6.6\ \mathrm{N}}{6.0×10^{-3}\ \mathrm{m^2}}=1100\ \mathrm{Pa}$。
先统一单位:水的深度$h=8\ \mathrm{cm}=0.08\ \mathrm{m}$,
代入已知数据:$p_1=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.08\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{Pa}$。
(2)水杯放在水平桌面上,水杯对桌面的压力等于杯子和水的总重力:
先统一单位:总质量$m=660\ \mathrm{g}=0.66\ \mathrm{kg}$,
计算总重力:$G=mg=0.66\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6.6\ \mathrm{N}$,即桌面受到的压力$F=G=6.6\ \mathrm{N}$,
使用固体压强公式$p=\frac{F}{S}$计算,代入已知杯底面积数据:$p_2=\frac{F}{S}=\frac{6.6\ \mathrm{N}}{6.0×10^{-3}\ \mathrm{m^2}}=1100\ \mathrm{Pa}$。
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