33.读图回答问题:
(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图
(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比$h_A:h_B=3:1$,底面积之比$S_A:S_B=1:2$,则它们对地面的压强之比$p_A:p_B=$
(3)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图丙为一圆柱形容器,底面积为S,容器内装有密度为$\rho$的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力$G_{液}=$

(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图
a
(填“a”或“b”)中装的是浓盐水;判断的依据是深度相同时,a中U形管液面高度差较大,液体的密度越大,压强越大
。(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比$h_A:h_B=3:1$,底面积之比$S_A:S_B=1:2$,则它们对地面的压强之比$p_A:p_B=$
3 : 1
。(3)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图丙为一圆柱形容器,底面积为S,容器内装有密度为$\rho$的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力$G_{液}=$
$\rho gSh$
。根据圆柱体体积公式和压强公式:$p=\frac{F}{S}$,推导出a点所在横截面受到的液体压强$p_a$与深度h之间的关系式是$p_a=$$\rho gh$
(用字母表示)。答案
33. (1) a 深度相同时,a中U形管液面高度差较大,液体的密度越大,压强越大 (2) 3 : 1 (3) $\rho gSh$ $\rho gh$
解析
【分析】
(1) 要鉴别水和浓盐水,需利用液体压强规律:深度相同时,液体密度越大,压强越大。观察图甲,两金属盒在液体中的深度相同,a的U形管液面高度差更大,说明a处压强更大,由此判断液体密度大小。
(2) 同种材料的实心圆柱体,密度相同,对水平地面的压强可推导得出$ p=\rho gh $,压强仅与密度和高度有关,与底面积无关,因此压强比等于高度比。
(3) 先计算横截面上方液柱的体积,再求其重力,最后利用压强公式推导液体压强与深度的关系。
【解析】
(1) 根据液体压强公式$ p=\rho gh $,当深度$ h $相同时,液体密度$ \rho $越大,压强$ p $越大。图甲中,压强计金属盒在两种液体中的深度相同,a的U形管液面高度差更大,说明a处液体压强更大,因此a中装的是浓盐水。
(2) 实心圆柱体对水平地面的压力等于自身重力,即$ F=G=mg=\rho Vg=\rho Shg $,对地面的压强$ p=\frac{F}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $。由于A、B材料相同($ \rho $相同),则压强之比$ \frac{p_A}{p_B}=\frac{\rho gh_A}{\rho gh_B}=\frac{h_A}{h_B}=\frac{3}{1} $,即$ p_A:p_B=3:1 $。
(3) 横截面上方液柱的体积$ V=Sh $,液柱的重力$ G_{液}=mg=\rho Vg=\rho Shg $;根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,此处$ F=G_{液} $,因此a点所在横截面的液体压强$ p_a=\frac{G_{液}}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $。
【答案】
(1) a;深度相同时,a中U形管液面高度差较大,液体的密度越大,压强越大
(2) $ 3:1 $
(3) $ \rho gSh $;$ \rho gh $
【知识点】
液体压强特点;柱体压强计算;液体压强公式推导
【点评】
本题考查液体压强的特点、柱体对水平地面的压强计算以及液体压强公式的推导,均为压强部分的基础知识点,需熟练掌握相关公式和规律。
【难度系数】
0.7
(1) 要鉴别水和浓盐水,需利用液体压强规律:深度相同时,液体密度越大,压强越大。观察图甲,两金属盒在液体中的深度相同,a的U形管液面高度差更大,说明a处压强更大,由此判断液体密度大小。
(2) 同种材料的实心圆柱体,密度相同,对水平地面的压强可推导得出$ p=\rho gh $,压强仅与密度和高度有关,与底面积无关,因此压强比等于高度比。
(3) 先计算横截面上方液柱的体积,再求其重力,最后利用压强公式推导液体压强与深度的关系。
【解析】
(1) 根据液体压强公式$ p=\rho gh $,当深度$ h $相同时,液体密度$ \rho $越大,压强$ p $越大。图甲中,压强计金属盒在两种液体中的深度相同,a的U形管液面高度差更大,说明a处液体压强更大,因此a中装的是浓盐水。
(2) 实心圆柱体对水平地面的压力等于自身重力,即$ F=G=mg=\rho Vg=\rho Shg $,对地面的压强$ p=\frac{F}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $。由于A、B材料相同($ \rho $相同),则压强之比$ \frac{p_A}{p_B}=\frac{\rho gh_A}{\rho gh_B}=\frac{h_A}{h_B}=\frac{3}{1} $,即$ p_A:p_B=3:1 $。
(3) 横截面上方液柱的体积$ V=Sh $,液柱的重力$ G_{液}=mg=\rho Vg=\rho Shg $;根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,此处$ F=G_{液} $,因此a点所在横截面的液体压强$ p_a=\frac{G_{液}}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $。
【答案】
(1) a;深度相同时,a中U形管液面高度差较大,液体的密度越大,压强越大
(2) $ 3:1 $
(3) $ \rho gSh $;$ \rho gh $
【知识点】
液体压强特点;柱体压强计算;液体压强公式推导
【点评】
本题考查液体压强的特点、柱体对水平地面的压强计算以及液体压强公式的推导,均为压强部分的基础知识点,需熟练掌握相关公式和规律。
【难度系数】
0.7
四、综合题(第34、35题各6分,第36题8分,共20分)
34.设计师从蚂蚁身上得到启示,设计出如图所示的“都市蚂蚁”概念车。这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵(g取10 N/kg)。
(1)若这款车质量为450 kg,驾驶员质量为65 kg,车和人的总重力是多少?

(2)若在水平公路上匀速行驶时该车受到的摩擦力是重力的0.1倍,地面对车的摩擦力是多少?
34.设计师从蚂蚁身上得到启示,设计出如图所示的“都市蚂蚁”概念车。这款概念车小巧实用,有利于缓解城市交通拥堵(g取10 N/kg)。
(1)若这款车质量为450 kg,驾驶员质量为65 kg,车和人的总重力是多少?
(2)若在水平公路上匀速行驶时该车受到的摩擦力是重力的0.1倍,地面对车的摩擦力是多少?
答案
34. (1) 车和人的总质量:$m_总 = m_车 + m_人 = 450\ \mathrm{kg}+65\ \mathrm{kg}=515\ \mathrm{kg}$,车和人的总重力:$G_总=m_总 g=515\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=5\ 150\ \mathrm{N}$ (2) 若摩擦力是重力的0.1倍,则地面对车的摩擦力:$f=0.1G_总 = 0.1×5\ 150\ \mathrm{N}=515\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
要解答本题,需掌握重力计算公式和摩擦力与重力的关系。首先计算车和人的总质量,再利用总质量与g求出总重力;最后根据题目给出的摩擦力与总重力的倍数关系,计算地面对车的摩擦力,每一步需准确代入数值,保证单位统一。
【解析】
(1) 计算车和人的总质量:
$m_总 = m_车 + m_人 = 450\ \mathrm{kg} + 65\ \mathrm{kg} = 515\ \mathrm{kg}$
根据重力公式$G=mg$,计算总重力:
$G_总 = m_总 g = 515\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 5150\ \mathrm{N}$
(2) 已知摩擦力是总重力的0.1倍,因此地面对车的摩擦力:
$f = 0.1 G_总 = 0.1 × 5150\ \mathrm{N} = 515\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) 车和人的总重力是5150 N;(2) 地面对车的摩擦力是515 N。
【知识点】
重力的计算、摩擦力的计算、质量的求和
【点评】
本题结合实际生活中的概念车设计,考察力学基础计算,解题步骤清晰,仅需运用相关公式逐步推导,属于难度较低的题目,体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.3
要解答本题,需掌握重力计算公式和摩擦力与重力的关系。首先计算车和人的总质量,再利用总质量与g求出总重力;最后根据题目给出的摩擦力与总重力的倍数关系,计算地面对车的摩擦力,每一步需准确代入数值,保证单位统一。
【解析】
(1) 计算车和人的总质量:
$m_总 = m_车 + m_人 = 450\ \mathrm{kg} + 65\ \mathrm{kg} = 515\ \mathrm{kg}$
根据重力公式$G=mg$,计算总重力:
$G_总 = m_总 g = 515\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 5150\ \mathrm{N}$
(2) 已知摩擦力是总重力的0.1倍,因此地面对车的摩擦力:
$f = 0.1 G_总 = 0.1 × 5150\ \mathrm{N} = 515\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) 车和人的总重力是5150 N;(2) 地面对车的摩擦力是515 N。
【知识点】
重力的计算、摩擦力的计算、质量的求和
【点评】
本题结合实际生活中的概念车设计,考察力学基础计算,解题步骤清晰,仅需运用相关公式逐步推导,属于难度较低的题目,体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.3
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