中考物理二轮复习针对性训练专题 压强之固体压强(含解析)
展开*知识与方法
一、压力
压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力。
说明:数值等于重力的情况:(1)当单独一个物体放置在水平面上且竖直方向不受其他力的作用,物体对地面的压力,数值上等于自身重力。
(2)当多个物体叠放在水平面上且竖直方向不受其他外力作用时,物体对地面的压力,数值上等于自身和其上方叠放物体的总重力。
二、压强
压强:物体所受压力大小与受力面积之比叫做压强。比值定义法。
1.物理意义:描述压力的作用效果
2.定义式:p SKIPIF 1 < 0
三、固体压强计算
1.压强定义式:p SKIPIF 1 < 0
说明:(1)适用范围:固体压强、液体压强、气体压强均可以用此公式计算;
(2)F是压力,数值上不总是等于重力;
2.规则柱体的压强公:p =ρ固gh ,h为柱体的高度。
说明:(1)适用范围:放在水平面上,质地均匀、侧壁竖直、上下表面水平的规则柱体;
(2)一些情况下不适用:一部分伸出桌面的柱体,叠放物体,装有液体的柱形容器。
四、常考题型及解题思路:
1.叠放问题:需用到p SKIPIF 1 < 0
(1)受力面积S。如下甲图中,求B对地面的压强,受力面积应为SB;乙图中,求B对A的压强,受力面积则应为SA。
(2)压力F。如下甲图中,求B对地面的压强,压力应为GA+GB;乙图中,求B对A的压强,压力应为GB。
甲
B
A
乙
B
A
如图甲所示,A对B的压强:pA SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;B 对地面的压强:pB SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
如图乙所示,B对A的压强:pB SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ;A 对地面的压强:pA SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
2.切割问题:需用到p =ρ固gh
(1)竖直切割:切割后压力变化,压强保持不变,切去对应比例的l、V、m,压力也变化相同的比例;
(2)水平切割:切割后压力和压强同比例变化,切去对应比例的h、V、m。
3.固体压强变化量问题:
(1)改变固体质量m。公式:Δp SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
(2)改变固体高度h。公式:Δp =ρ固gΔh
*针对训练
一、单选题
1.(2022春·山东枣庄·八年级统考期末)如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重G1,桌面面积为S1;物体乙重G2,下表面的面积为S2,下列说法正确的是( )
A.甲对海绵的压力就是甲受到的重力
B.乙对甲的压力就是乙受到的重力
C.甲对海绵的压强大小为 SKIPIF 1 < 0
D.乙对甲的压强大小为 SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】AB.不能说压力就是物体的重力,压力是由于物体的形变而生的,重力是由于地球的吸引而产生的,二者不是同一种力,故AB错误;
C.甲对海绵的压力大小为
F甲=G1+G2
甲对海绵的压强大小为
p甲= SKIPIF 1 < 0
故C正确;
D.乙对甲的压强大小为
p乙= SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选C。
2.(2022春·山东泰安·八年级统考期末)甲、乙两个正方体放在水平地面上,它们对水平面的压强相等。沿水平方向切去不同厚度,使剩余部分对地面的压力相同。则甲、乙的密度和甲、乙切去的质量Δm甲、Δm乙满足的关系是( )
①ρ甲>ρ乙 ②ρ甲<ρ乙 ③Δm甲>Δm乙 ④Δm甲<Δm乙
A.只有①③正确B.只有②③正确
C.只有②④正确D.只有①④正确
【答案】D
【解析】BC.甲、乙两个正方体放在水平地面上,它们对水平面的压强相等。由p=ρgh得
p甲=ρ甲gh甲=p乙=ρ乙gh乙
由图可知h甲
AD.由 SKIPIF 1 < 0 得F=pS,由图中可以看到S甲
3.(2023·上海黄浦·统考一模)如图所示,均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等。若在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度,它们剩余部分对地面的压力和压强分别为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
B. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
D. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】均匀正方体甲、乙置于水平地面上,它们对地面的压强相等,即p甲´=p乙´,由图可知,h甲>h乙,由于甲、乙为均匀正方体,且p=ρgh可得,ρ甲<ρ乙,若在甲、乙的上部沿水平方向截去相同的高度h1,则
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
由于ρ甲<ρ乙,所以 SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0
即剩余部分对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
由图可知,S甲>S乙,由F=pS可知,剩余部分对地面的压力 SKIPIF 1 < 0
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(2023·上海闵行·统考一模)甲、乙两个实心均匀正方体放置在水平地面上,V甲>V乙,将他们沿竖直方向切去相同厚度后,甲、乙剩余部分对地面的压强相等,则在切之前甲、乙对地面的压强 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 以及质量 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的大小关系是( )
A. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】由柱形固体对支持面的压强
SKIPIF 1 < 0
可知,柱形固体对支持面的压强大小只与柱体的高度和密度有关,与柱形固体的横截面积大小无关,由于它们沿竖直方向切去相同厚度之后,柱体的高度和密度都不变,剩余部分对地面的压强相等,所以切之前它们对地面压强相等,即
SKIPIF 1 < 0
由于V甲>V乙,则甲正方体的底面积大于乙正方体的底面积,由
SKIPIF 1 < 0
可知,甲、乙对地面压强相等,甲正方体的底面积大,则甲正方体的质量大,即
SKIPIF 1 < 0
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.(2023春·八年级校联考单元测试)如图所示,是a、b两种物质m-V的关系图像,若用质量相等的a、b两种物质分别制成两个实心正方体甲、乙,将甲、乙放在水平地面上。下列说法正确的是( )
A.a、b的密度之比为4:1
B.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为4:1
C.a、b的密度之比为2:1
D.甲、乙两个正方体对地面的压强之比为2:1
【答案】B
【解析】AC.a、b的密度之比为
SKIPIF 1 < 0
故AC项错误;
BD.甲、乙的质量相等,所以体积之比为
SKIPIF 1 < 0
甲、乙的边长之比为
SKIPIF 1 < 0
则甲、乙的压强之比为
SKIPIF 1 < 0
故B项正确,D项错误。
故选B。
6.(2023·上海长宁·统考一模)如图所示,甲、乙两个立方体(V甲>V乙)分别放在水平地面上,它们对地面的压强相等。若把甲放在乙上面,乙对地面的压强增加p1;若把乙放在甲上面,甲对地面的压强增加p2。则p1、p2的大小关系是( )
A.p1<p2B.p1=p2C.p1>p2D.无法判断
【答案】C
【详解】甲乙两立方体V甲>V乙,则他们的底面积 SKIPIF 1 < 0 ,则
SKIPIF 1 < 0 >1
SKIPIF 1 < 0 <1
由题意知,甲乙两物体对地面的压强相等,即
p= SKIPIF 1 < 0
p= SKIPIF 1 < 0
则
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
由题意知
p1= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0 >p
p2= SKIPIF 1 < 0 = SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 ,ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
7.(2022·重庆·统考中考真题)A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如图甲所示,B的边长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强 SKIPIF 1 < 0 与L的变化关系如图乙所示。切割后,A剩余部分对地的压强为 SKIPIF 1 < 0 ,则以下分析正确的是( )
A.B的重力是50NB.L=2.5cm时, SKIPIF 1 < 0
C.B的底面积为 SKIPIF 1 < 0 D.A切去一半后, SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】AC.由图乙可知,L的长度最大为10cm,根据题意可得,物体A的边长为10cm,所以物体B的边长为20cm,可求出B的底面积为400cm2,当L=0时,物体A还没有被切割,此时
SKIPIF 1 < 0
根据压强公式 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0
因为B放在水平地面上,可得B的重力为 SKIPIF 1 < 0
故AC错误;
B.由图乙可知,当L=10cm时,说明A全部叠放在B上,此时B对地面的压强为 SKIPIF 1 < 0
根据压强公式 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0
因为B放在水平地面上且 SKIPIF 1 < 0 ,可求出A的重力为 SKIPIF 1 < 0
当L=2.5cm时,根据压强公式 SKIPIF 1 < 0 ,可求出物体B对地面的压强
SKIPIF 1 < 0
此时物体A对地面的压强
SKIPIF 1 < 0
可得
SKIPIF 1 < 0
故B正确;
D.A切去一半后,即L=5cm时,根据压强公式 SKIPIF 1 < 0 ,可求出物体A对地面的压强
SKIPIF 1 < 0
故D错误。
故选B。
二、多选题
8.(2022·湖南长沙·长沙市南雅中学校联考一模)如图所示,放在水平地面上的均匀圆柱体A、B高度相等(其底面积的关系为SA>SB),当在两物体上部沿水平方向分别截去相同的体积后,发现A、B剩余部分对地面的压力恰好相等。下列判断正确的是( )
A.A截去的高度小于B截去的高度
B.A的密度大于B的密度
C.截去之前A对水平地面的压力小于B对水平地面的压力
D.A剩余部分对地面的压强大于B剩余部分对地面的压强
【答案】AC
【解析】A.由题意可知,A的底面积大于B的底面积,即SA>SB,当在两物体上部沿水平方向分别截去相同的体积后,由V=Sh可得,A截去的高度小于B截去的高度,故A正确;
B.由图中可知,截去之前,A的体积大于B的体积,因A、B截去的体积相同,故可知A、B剩余部分的体积关系为VA剩>VB剩,由受力分析可知,物体对地面的压力等于物体的重力,故可知A、B剩余部分对地面的压力分别为
GA剩=mA剩g=ρAVA剩g
GB剩=mB剩g=ρBVB剩g
因A、B剩余部分对地面的压力相等,且VA剩>VB剩,故可知ρA<ρB,即A的密度小于B的密度,故B错误;
C.由受力分析可知,物体对水平地面的压力等于物体的重力,由题意可知,物体A截去的部分的体积VA截等于物体B截去的部分的体积VB截,则由
G=mg=ρVg
可得,因ρA<ρB,则物体A截去部分的重力GA截小于物体B截去部分的重力GB截,又因A、B剩余部分对地面的压力相等,即A、B剩余部分的重力相等,即GA剩=GB剩,则物体A的重力为
GA=GA截+GA剩
GB=GB截+GB剩
因GA截
故选AC。
9.(2022·河南·校联考三模)如图所示,质量分布均匀的甲、乙两个实心正方体放置在水平地面上,它们对地面的压强相同,若要使甲对地面的压强大于乙对地面的压强,下列叙述中正确的是( )
A.沿竖直方向上切去相同的体积B.沿竖直方向上切去相同的厚度
C.沿水平方向切去相同的质量D.沿水平方向切去相同的体积
【答案】CD
【解析】实心正方体对水平地面的压强 SKIPIF 1 < 0 ,
由图可知:甲的边长比乙的边长大,因它们对地面的压强相同,所以ρ甲<ρ乙
(1)沿竖直方向上切去相同的体积或相同的厚度时,两正方体的密度和高度不变,所以它们的压强还是相等,故AB不正确.
(2)沿水平方向切去相同的质量时,减小的压力相同,因S甲>S乙,所以△p甲<△p乙,又因p甲=p乙,所以剩余部分甲对地面的压强大于乙对地面的压强,故C正确;
(3)沿水平方向切去相同的体积时,因S甲>S乙,所以△h甲<△h乙,又因ρ甲<ρ乙,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即△p甲<△p乙,因p甲=p乙,所以剩余部分甲对地面的压强大于乙对地面的压强,故D正确.
故选CD.
三、填空题
10.(2022·四川巴中·中考真题)如图,质量相等的实心均匀正方体A和B平放在水平地面上(ρA>ρB),它们对地面的压强分别为pA和pB,则pA___________pB。现竖直切去左半部分(如图中虚线所示),剩余部分对地面的压强分别为pA′和pB′,则pA′___________pB′,pA′___________pA。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 > > =
【解析】[1]由于AB两物体质量相等且 SKIPIF 1 < 0 ,根据 SKIPIF 1 < 0 ,可知A物体体积小于B物体,故A物体的边长小于B物体的边长,A物体的底面积小于B物体。再根据压强公式 SKIPIF 1 < 0 可知,压力相同,受力面积越小压强越大,故 SKIPIF 1 < 0 。
[2][3]根据均匀柱体压强公式 SKIPIF 1 < 0 可知,竖着切去左半部分后,AB物体对平面的压强不变,即
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 。
11.(2022·广西贵港·统考中考真题)如图所示,水平地面上放置A、B两个质地均匀的长方体物块,高度之比hA∶hB=5∶3,底面积之比SA∶SB=1∶3,它们对地面的压强之比pA∶pB=5∶3,则它们的密度之比ρA∶ρB=___________。若从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,并将截取部分叠放在B的正中央,A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则截取部分与A物块原有高度之比h∶hA=___________。
【答案】 1∶1 3∶10
【解析】[1]长方体物块放在水平地面上对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
它们的密度之比 SKIPIF 1 < 0
[2]从A的上部沿水平方向截取高为h的部分,A剩余部分对地面的压强pA剩=ρAg(hA-h)
叠放后B对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
A剩余部分对地面的压强与叠放后B对地面的压强相等,则
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
12.(2022·湖北襄阳·统考中考真题)厚为10cm、质地均匀的长方体物块放在水平地面上。若沿如图所示的斜面将物块切成完全相同的两块,把这两块水平分开后依然平放在水平地面上,它们对地面的压强分别为1000Pa和1500Pa,则物块的密度为 _____kg/m3。(g取10N/kg)
【答案】1.2×103
【解析】地面上的物体对地面的压力等于自身的重力,设长方体物块的重力为2G,将物块切成完全相同的两块,则每一块的重力为G,它们对水平地面的压强之比为 SKIPIF 1 < 0
设S左=3S则 SKIPIF 1 < 0
所以长方体的底面积为5S,由 SKIPIF 1 < 0
可得 SKIPIF 1 < 0
则长方体对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0
可得长方体物块的密度 SKIPIF 1 < 0
四、计算题
13.(2023秋·重庆·八年级重庆一中校考期末)如图所示,质量相等的实心正方体甲、乙放置在水平地面上;正方体甲的边长为20cm,其对地面的压强为4000Pa、求:
(1)正方体甲的重力大小;
(2)将一个质量为48kg的金属块放置在正方体甲的正上方,此时甲对地面的压强大小刚好等于乙对地面的压强大小,求正方体乙的边长大小;
(3)取下金属块,分别将甲、乙沿水平方向切去相同高度h,使甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强,求h的取值范围(结果可用分数表示)。
【答案】(1)160N;(2)0.1m;(3) SKIPIF 1 < 0
【解析】解:(1)正方体甲的边长是20cm,则正方体甲的底面积S甲=0.2m×0.2m=0.04m2
根据 SKIPIF 1 < 0 得,则正方体甲的重力G甲=F=pS=4000Pa×0.04m=160N
(2)将一个质量为48kg的金属块的重力G金=m金g=48kg×10N/kg=480N
金属块放在正方体甲的上方,则此时甲对地面的压强 SKIPIF 1 < 0
则乙对地面的压强p乙=p′=1.6×104Pa
甲乙质量相等,则甲、乙重力相等G乙=G甲=160N
则正方体乙的底面积 SKIPIF 1 < 0
正方体乙的边长 SKIPIF 1 < 0
(3)由题知m甲=m乙,V乙=(a乙)3=(0.1m)3=0.001m3,V甲=(a甲)3=(0.2m)3=0.008m3=8 V乙
由 SKIPIF 1 < 0 计算得ρ乙=8ρ甲,甲乙为实心正方体是柱体,对地面压强可用p=ρgh计算,将甲、乙沿水平方向切去相同高度h,甲、乙剩余部分对地面的压强分别为
P甲′=ρ甲g(a甲-h)=ρ甲g(0.2m-h)
P乙′=ρ乙g(a乙 -h)=ρ乙g(0.1m-h)
使甲剩余部分对地面的压强大于乙剩余部分对地面的压强P甲′> P乙′即ρ甲g(0.2m-h)>ρ乙g(0.1m-h)
可得(0.2m-h)>8(0.1m-h)解得 SKIPIF 1 < 0 ,并且切去部分的高度h,不可能超过甲、乙的边长,.所以h的取值范围 SKIPIF 1 < 0 。
答:(1)正方体甲的重力为160N;
(2)正方体乙的边长为0.1m;
(3)h的取值范围 SKIPIF 1 < 0 。
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