6.一位同学在结冰的湖面上行走时,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是(
A.站着不动
B.就地趴伏在冰面上慢慢地向岸边挪动
C.赶快跑向岸边
D.立即改成单脚站立
B
)A.站着不动
B.就地趴伏在冰面上慢慢地向岸边挪动
C.赶快跑向岸边
D.立即改成单脚站立
答案
6.B
解析
【分析】
首先明确冰即将破裂的本质是当前人对冰面的压强已经接近冰能承受的最大压强,要避免冰破裂就需要减小人对冰面的压强。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,减小压强有两种途径:减小压力、增大受力面积。由于人的重力不变,对冰面的压力等于重力,大小固定,因此只能通过增大受力面积的方式减小压强,再逐一分析各选项对应的受力面积变化即可选出正确答案。
【解析】
冰面能够承受的压强有上限,脚下冰即将破裂说明此时人对冰面的压强已经接近上限,需要减小压强避免破冰。
根据压强计算公式$p=\frac{F}{S}$:人站在冰面上时,对冰面的压力$F$等于自身重力,大小保持不变,因此要减小压强$p$,只能增大与冰面的接触面积$S$。
对各选项逐一分析:
A. 站着不动时,人与冰面的接触面积不变,压强不变,冰仍会破裂,措施错误;
B. 就地趴伏时,人与冰面的接触面积大幅增大,在压力不变的情况下压强明显减小,慢慢挪动也不会产生额外冲击力,可避免破冰,措施正确;
C. 跑向岸边时,脚交替着地,接触面积小,且跑动会产生冲击力增大压力,最终导致压强大幅升高,更易破冰,措施错误;
D. 单脚站立时,接触面积仅为双脚站立的一半左右,压强会增大,冰更容易破裂,措施错误。
【答案】
B
【知识点】
压强的影响因素;减小压强的方法
【点评】
本题是压强相关知识在生活场景中的实际应用题,需要结合压强公式分析不同行为对压强大小的影响,考查学生将物理知识应用到实际问题中的能力。
【难度系数】
0.8
首先明确冰即将破裂的本质是当前人对冰面的压强已经接近冰能承受的最大压强,要避免冰破裂就需要减小人对冰面的压强。根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,减小压强有两种途径:减小压力、增大受力面积。由于人的重力不变,对冰面的压力等于重力,大小固定,因此只能通过增大受力面积的方式减小压强,再逐一分析各选项对应的受力面积变化即可选出正确答案。
【解析】
冰面能够承受的压强有上限,脚下冰即将破裂说明此时人对冰面的压强已经接近上限,需要减小压强避免破冰。
根据压强计算公式$p=\frac{F}{S}$:人站在冰面上时,对冰面的压力$F$等于自身重力,大小保持不变,因此要减小压强$p$,只能增大与冰面的接触面积$S$。
对各选项逐一分析:
A. 站着不动时,人与冰面的接触面积不变,压强不变,冰仍会破裂,措施错误;
B. 就地趴伏时,人与冰面的接触面积大幅增大,在压力不变的情况下压强明显减小,慢慢挪动也不会产生额外冲击力,可避免破冰,措施正确;
C. 跑向岸边时,脚交替着地,接触面积小,且跑动会产生冲击力增大压力,最终导致压强大幅升高,更易破冰,措施错误;
D. 单脚站立时,接触面积仅为双脚站立的一半左右,压强会增大,冰更容易破裂,措施错误。
【答案】
B
【知识点】
压强的影响因素;减小压强的方法
【点评】
本题是压强相关知识在生活场景中的实际应用题,需要结合压强公式分析不同行为对压强大小的影响,考查学生将物理知识应用到实际问题中的能力。
【难度系数】
0.8
7.为了保护塑胶跑道,应尽量少用带长钉子的运动鞋。这是因为运动员穿上这种钉鞋后对跑道的压力几乎不变,但与跑道的(
A.受力面积减小,压强减小
B.受力面积增大,压强增大
C.受力面积减小,压强增大
D.受力面积增大,压强减小
C
)A.受力面积减小,压强减小
B.受力面积增大,压强增大
C.受力面积减小,压强增大
D.受力面积增大,压强减小
答案
7.C
解析
【分析】
这道题考查压强大小的变化判断,解题核心是结合压强公式分析各物理量的变化。首先从题干提取已知条件:运动员对跑道的压力几乎不变;再分析穿长钉鞋时受力面积的变化:长钉鞋与跑道的接触面积是钉子尖端的面积,远小于普通运动鞋的鞋底接触面积,因此受力面积减小。最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$的变化规律,压力不变时,受力面积越小压强越大,就能推导得出正确结论。
【解析】
压强的计算公式为$ p = \frac{F}{S} $,其中$p$为压强,$F$为压力,$S$为受力面积。
1. 分析压力:运动员对跑道的压力等于自身重力,因此穿长钉鞋后压力$F$几乎不变;
2. 分析受力面积:长钉鞋与跑道的接触面积(即受力面积$S$)远小于普通鞋的受力面积,因此受力面积减小;
3. 推导压强变化:根据公式,当$F$不变时,$S$减小则压强$p$增大。
综上可知选项C符合推导结果。
【答案】
C
【知识点】
1. 压强的影响因素
2. 压强公式的应用
【点评】
本题是压强知识的基础应用题,结合生活场景设置考题,只要准确抓住压力不变的前提,正确判断受力面积的变化,结合压强公式就能快速解题。
【难度系数】
0.8
这道题考查压强大小的变化判断,解题核心是结合压强公式分析各物理量的变化。首先从题干提取已知条件:运动员对跑道的压力几乎不变;再分析穿长钉鞋时受力面积的变化:长钉鞋与跑道的接触面积是钉子尖端的面积,远小于普通运动鞋的鞋底接触面积,因此受力面积减小。最后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$的变化规律,压力不变时,受力面积越小压强越大,就能推导得出正确结论。
【解析】
压强的计算公式为$ p = \frac{F}{S} $,其中$p$为压强,$F$为压力,$S$为受力面积。
1. 分析压力:运动员对跑道的压力等于自身重力,因此穿长钉鞋后压力$F$几乎不变;
2. 分析受力面积:长钉鞋与跑道的接触面积(即受力面积$S$)远小于普通鞋的受力面积,因此受力面积减小;
3. 推导压强变化:根据公式,当$F$不变时,$S$减小则压强$p$增大。
综上可知选项C符合推导结果。
【答案】
C
【知识点】
1. 压强的影响因素
2. 压强公式的应用
【点评】
本题是压强知识的基础应用题,结合生活场景设置考题,只要准确抓住压力不变的前提,正确判断受力面积的变化,结合压强公式就能快速解题。
【难度系数】
0.8
8.两块完全相同的砖头,质量均为2千克,长×宽×高=20厘米×10厘米×5厘米,按图示方式叠放在水平地面上。求:
(1)A砖对B砖的压强。
(2)B砖对地面的压强。(g取10牛/千克)

(1)A砖对B砖的压强。
(2)B砖对地面的压强。(g取10牛/千克)
答案
(1)2000帕 (2)2000帕
解析
【分析】
要计算固体压强,需用到公式$p=\frac{F}{S}$,解题时先明确两个问题对应的压力和受力面积:
1. 求A对B的压强:压力等于A的重力,受力面积是A、B的实际接触面积,注意面积单位要换算为平方米;
2. 求B对地面的压强:压力等于A、B的总重力,受力面积是B与水平地面的接触面积,统一单位后代入公式计算即可。
【解析】
首先计算每块砖的重力:
$G = mg = 2\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg} = 20\mathrm{N}$
(1) A对B的压力等于A的重力:$F_1 = G_A = 20\mathrm{N}$
A与B的接触面积:$S_1 = 20\mathrm{cm} × 5\mathrm{cm} = 100\mathrm{cm}^2 = 0.01\mathrm{m}^2$
A对B的压强:$p_1 = \frac{F_1}{S_1} = \frac{20\mathrm{N}}{0.01\mathrm{m}^2} = 2000\mathrm{Pa}$
(2) B对地面的压力等于A、B的总重力:$F_2 = G_A + G_B = 20\mathrm{N} + 20\mathrm{N} = 40\mathrm{N}$
B与地面的接触面积:$S_2 = 20\mathrm{cm} × 10\mathrm{cm} = 200\mathrm{cm}^2 = 0.02\mathrm{m}^2$
B对地面的压强:$p_2 = \frac{F_2}{S_2} = \frac{40\mathrm{N}}{0.02\mathrm{m}^2} = 2000\mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 2000帕;(2) 2000帕
【知识点】
压强公式应用、压力的判断、受力面积确定
【点评】
本题属于固体压强的常规计算题,易错点是容易搞错接触面积的取值、忘记面积单位的换算,解题时只要找准对应压力和实际受力面积,就能顺利算出结果。
【难度系数】
0.7
要计算固体压强,需用到公式$p=\frac{F}{S}$,解题时先明确两个问题对应的压力和受力面积:
1. 求A对B的压强:压力等于A的重力,受力面积是A、B的实际接触面积,注意面积单位要换算为平方米;
2. 求B对地面的压强:压力等于A、B的总重力,受力面积是B与水平地面的接触面积,统一单位后代入公式计算即可。
【解析】
首先计算每块砖的重力:
$G = mg = 2\mathrm{kg} × 10\mathrm{N/kg} = 20\mathrm{N}$
(1) A对B的压力等于A的重力:$F_1 = G_A = 20\mathrm{N}$
A与B的接触面积:$S_1 = 20\mathrm{cm} × 5\mathrm{cm} = 100\mathrm{cm}^2 = 0.01\mathrm{m}^2$
A对B的压强:$p_1 = \frac{F_1}{S_1} = \frac{20\mathrm{N}}{0.01\mathrm{m}^2} = 2000\mathrm{Pa}$
(2) B对地面的压力等于A、B的总重力:$F_2 = G_A + G_B = 20\mathrm{N} + 20\mathrm{N} = 40\mathrm{N}$
B与地面的接触面积:$S_2 = 20\mathrm{cm} × 10\mathrm{cm} = 200\mathrm{cm}^2 = 0.02\mathrm{m}^2$
B对地面的压强:$p_2 = \frac{F_2}{S_2} = \frac{40\mathrm{N}}{0.02\mathrm{m}^2} = 2000\mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 2000帕;(2) 2000帕
【知识点】
压强公式应用、压力的判断、受力面积确定
【点评】
本题属于固体压强的常规计算题,易错点是容易搞错接触面积的取值、忘记面积单位的换算,解题时只要找准对应压力和实际受力面积,就能顺利算出结果。
【难度系数】
0.7
9.如图所示,质量为48千克的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500米,所用时间为100秒。(g取10牛/千克)
(1)自行车行驶的速度是多少?
(2)若自行车的质量为12千克,车胎与地面总的接触面积为40平方厘米,则该同学骑车时,自行车对地面的压强为多少?

(1)自行车行驶的速度是多少?
(2)若自行车的质量为12千克,车胎与地面总的接触面积为40平方厘米,则该同学骑车时,自行车对地面的压强为多少?
答案
(1)5米/秒 (2)$1.5×10^5$帕
解析
【分析】
解决第(1)问时,已知自行车行驶的路程和所用时间,直接利用速度公式$v=\frac{s}{t}$即可求出行驶速度。解决第(2)问时,首先明确水平地面上自行车对地面的压力等于人和车的总重力,先计算总质量,结合$G=mg$求出总重力得到压力$F$,再将接触面积的单位换算为国际单位平方米,最后代入压强公式$p=\frac{F}{S}$即可计算出压强,计算时要注意单位统一。
【解析】
(1) 已知自行车行驶的路程$s=500\mathrm{m}$,所用时间$t=100\mathrm{s}$,根据速度公式:
$v=\frac{s}{t}=\frac{500\mathrm{m}}{100\mathrm{s}}=5\mathrm{m/s}$
(2) 人和自行车的总质量:
$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{人}}+m_{\mathrm{车}}=48\mathrm{kg}+12\mathrm{kg}=60\mathrm{kg}$
水平地面上,自行车对地面的压力等于总重力:
$F=G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=60\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=600\mathrm{N}$
接触面积单位换算:$S=40\mathrm{cm^2}=40×10^{-4}\mathrm{m^2}=4×10^{-3}\mathrm{m^2}$
根据压强公式:
$p=\frac{F}{S}=\frac{600\mathrm{N}}{4×10^{-3}\mathrm{m^2}}=1.5×10^5\mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 5米/秒
(2) $1.5×10^5$帕
【知识点】
速度的计算;重力的计算;压强的计算
【点评】
本题属于力学基础综合计算题,核心是对速度、重力、压强三个基础公式的应用,易错点是面积单位的换算,解题时要注意各物理量的单位统一为国际单位再代入计算。
【难度系数】
0.7
解决第(1)问时,已知自行车行驶的路程和所用时间,直接利用速度公式$v=\frac{s}{t}$即可求出行驶速度。解决第(2)问时,首先明确水平地面上自行车对地面的压力等于人和车的总重力,先计算总质量,结合$G=mg$求出总重力得到压力$F$,再将接触面积的单位换算为国际单位平方米,最后代入压强公式$p=\frac{F}{S}$即可计算出压强,计算时要注意单位统一。
【解析】
(1) 已知自行车行驶的路程$s=500\mathrm{m}$,所用时间$t=100\mathrm{s}$,根据速度公式:
$v=\frac{s}{t}=\frac{500\mathrm{m}}{100\mathrm{s}}=5\mathrm{m/s}$
(2) 人和自行车的总质量:
$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{人}}+m_{\mathrm{车}}=48\mathrm{kg}+12\mathrm{kg}=60\mathrm{kg}$
水平地面上,自行车对地面的压力等于总重力:
$F=G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=60\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=600\mathrm{N}$
接触面积单位换算:$S=40\mathrm{cm^2}=40×10^{-4}\mathrm{m^2}=4×10^{-3}\mathrm{m^2}$
根据压强公式:
$p=\frac{F}{S}=\frac{600\mathrm{N}}{4×10^{-3}\mathrm{m^2}}=1.5×10^5\mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 5米/秒
(2) $1.5×10^5$帕
【知识点】
速度的计算;重力的计算;压强的计算
【点评】
本题属于力学基础综合计算题,核心是对速度、重力、压强三个基础公式的应用,易错点是面积单位的换算,解题时要注意各物理量的单位统一为国际单位再代入计算。
【难度系数】
0.7
10.利用雪橇在冰面上拖运货物,如果冰能承受的压强是70000帕,雪橇与冰面的接触面积是30平方分米,那么一辆质量为250千克的雪橇一次最多可以载多少吨货物?(g取10牛/千克)
答案
1.85吨
解析
【分析】
解题时首先明确水平冰面受到的压力等于雪橇和货物的总重力。第一步先根据冰面能承受的最大压强和接触面积,利用压强公式的变形算出冰面能承受的最大压力,即总重力的最大值;第二步根据重力和质量的关系算出总质量;第三步用总质量减去雪橇自身的质量,就能得到最多可承载的货物质量,全程要注意单位统一,面积需换算为平方米,最终质量换算为吨。
【解析】
1. 单位换算:
雪橇与冰面的接触面积 $ S=30\mathrm{dm}^2=30×10^{-2}\mathrm{m}^2=0.3\mathrm{m}^2 $
2. 计算冰面能承受的最大压力:
由压强公式 $ p=\frac{F}{S} $ 变形得 $ F=pS $,代入数据:
$ F=70000\mathrm{Pa}×0.3\mathrm{m}^2=21000\mathrm{N} $
水平面上压力等于总重力,即 $ G_{\mathrm{总}}=F=21000\mathrm{N} $
3. 计算雪橇和货物的总质量:
由重力公式 $ G=mg $ 变形得 $ m_{\mathrm{总}}=\frac{G_{\mathrm{总}}}{g} $,代入数据:
$ m_{\mathrm{总}}=\frac{21000\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=2100\mathrm{kg} $
4. 计算最大载货质量:
已知雪橇质量 $ m_{\mathrm{橇}}=250\mathrm{kg} $,则货物最大质量:
$ m_{\mathrm{货}}=m_{\mathrm{总}}-m_{\mathrm{橇}}=2100\mathrm{kg}-250\mathrm{kg}=1850\mathrm{kg}=1.85\mathrm{t} $
【答案】
1.85吨
【知识点】
压强公式应用;重力与质量计算;压力与重力关系
【点评】
本题是压强公式的基础应用题型,解题核心是明确水平面上的压力等于上方物体的总重力,计算过程中需注意单位统一,避免因单位换算失误丢分。
【难度系数】
0.7
解题时首先明确水平冰面受到的压力等于雪橇和货物的总重力。第一步先根据冰面能承受的最大压强和接触面积,利用压强公式的变形算出冰面能承受的最大压力,即总重力的最大值;第二步根据重力和质量的关系算出总质量;第三步用总质量减去雪橇自身的质量,就能得到最多可承载的货物质量,全程要注意单位统一,面积需换算为平方米,最终质量换算为吨。
【解析】
1. 单位换算:
雪橇与冰面的接触面积 $ S=30\mathrm{dm}^2=30×10^{-2}\mathrm{m}^2=0.3\mathrm{m}^2 $
2. 计算冰面能承受的最大压力:
由压强公式 $ p=\frac{F}{S} $ 变形得 $ F=pS $,代入数据:
$ F=70000\mathrm{Pa}×0.3\mathrm{m}^2=21000\mathrm{N} $
水平面上压力等于总重力,即 $ G_{\mathrm{总}}=F=21000\mathrm{N} $
3. 计算雪橇和货物的总质量:
由重力公式 $ G=mg $ 变形得 $ m_{\mathrm{总}}=\frac{G_{\mathrm{总}}}{g} $,代入数据:
$ m_{\mathrm{总}}=\frac{21000\mathrm{N}}{10\mathrm{N/kg}}=2100\mathrm{kg} $
4. 计算最大载货质量:
已知雪橇质量 $ m_{\mathrm{橇}}=250\mathrm{kg} $,则货物最大质量:
$ m_{\mathrm{货}}=m_{\mathrm{总}}-m_{\mathrm{橇}}=2100\mathrm{kg}-250\mathrm{kg}=1850\mathrm{kg}=1.85\mathrm{t} $
【答案】
1.85吨
【知识点】
压强公式应用;重力与质量计算;压力与重力关系
【点评】
本题是压强公式的基础应用题型,解题核心是明确水平面上的压力等于上方物体的总重力,计算过程中需注意单位统一,避免因单位换算失误丢分。
【难度系数】
0.7
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