上海物理竞赛大同杯初赛压力压强汇编含答案Word文档下载推荐.docx
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(B)试管内封闭气体的体积变大
(C)试管内外的水银面高度差变大
(D)
h1的某种液柱,结果使管内
试管内封闭气体的压强变大5.一根两端开口的细玻璃管竖直插入水银槽内。
再注入高度为
(A)ρ0(h1+h2)
(B)ρ0h2/hl(C)ρ0h1/h2(D)ρ0(h1-h2)
水银面下降了h2。
如果水银密度为ρ0,则该液体密度为(
)
6.如图所示,在两个底面积不同的圆柱形容器A和B(SA>
SB)内分别盛有甲、乙两种液体,甲的液面低于乙的液面,此时两液体对各自容器底部的压强恰好相等。
若容器足够高,并在两容器中同时倒入或同时抽出各自适量的液体,最终使得两液体对各自容器底部的压力相等,
下列说法中正确的是
()
(A)倒入的液体体积
V甲可能等于V乙
(B)倒入的液体高度
h甲一定大于h乙
(C)抽出的液体体积
V甲可能小于V乙
(D)抽出的液体高度
h甲一定等于h乙
7.如图4所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的圆柱形容器放置在水平地面上,甲、乙质量相等。
现沿水平方向切去部分甲并从容器中抽取部分乙后,甲对地面的压强小于乙对容器底
部的压强。
若甲、乙剩余部分的体积分别是V甲、V乙,则()
11.在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系
如图所示。
现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度△hA、△hB和△hC之间的大小关系为()
12.分别用铁和铝做成两个外部直径和高度相等,但内径不等的圆柱形容器,铁杯装满质量
为m1的水后总重为G1;
铝杯装满质量为m2的水后总重为G2。
下列关系不可能正确的是()
A.G1<
G2,m1<
m2B.G1>
G2,m1>
m2
C.G1<
m2D.G1>
13.如图所示,体积相同、密度分别为ρA、ρB的A、B两立方体正对叠放于水平桌面上,且ρA:
ρB=1:
3。
A对B的压强为pA,B对桌面的压强为pB。
现逐渐减小A的体积,但始终保持A的形状为立方体且密度不变。
在A的体积减小的过程中,pA与pB的比值()
14.
如图所示,置于水平桌面上的一个密闭的圆锥形容器内装满了重力为G的某种液体。
已知:
圆锥形容器的容积公式为V=πR2h/3,
其中,R、h分别为容器的底面半径和高。
则容器内的液体对容器侧面的压力大小为()
A.1GB.2GC.3GD.0
15.U形管内注入适量的水银,然后在左、右两管内分别注入水和煤油。
两管通过水平细管
相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图瞬间,细管中的液体会()
A.向左流动
B.向右流动
C.不动
D.水向右流动,煤油向左流动
16.如图5所示,甲、乙两个正方体物块放置在水平地面上,甲的边长小于乙的边长甲对地面的压强为P1,乙对地面的压强为P2。
(A)如甲、乙密度相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为P1
(B)如甲、乙密度相等,将乙放到甲上,甲对地面的压强有可能变为P2
(C)
如甲、乙质量相等,将甲放到乙上,乙对地面的压强有可能变为P1
20.现有密度分别为ρ1和ρ2的两种液体,且ρ1<ρ2。
在甲杯中盛满这两种液体,两种液体的质量各占一半;
在乙杯中也盛满这两种液体,两种液体的体积各占一半。
假设两种液体之间不发生混合现象,甲、乙两个杯子也完全相同。
则()
A.甲杯内液体的质量大
B.乙杯内液体的质量大
21.甲、乙两容器内盛有水,水对容器底部的压强分别为
P甲和P乙。
当水温从80℃降低
到20℃时,则P甲和P乙的变化情况是
(A)P甲变小,P乙不变(B)P甲不变,P乙变小、
(C)P甲和P乙均变小、(D)P甲和P乙均不变
22.如图所示,玻璃瓶侧壁有三个用木塞塞住的小孔
a、b、c,一根两端开口的管子,上端
过软木塞与大气连通,另一端浸没在液体中,管中的液面和
内的液面比a孔的位置高。
下列叙述中正确的
(A)只有拔去a孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外
(B)只有拔去b孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外
(c)只有拔去c孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外
b孔等高,瓶
(D)拔去a、b、c三孔中的任一木塞的瞬时,水均会流出瓶外
23.如图所示,在河中间固定一个细长圆管,管内有一轻质活塞,活塞下端位于水面,面积为1厘米2,质量不计,大气压强为1.0×
105帕。
现将活塞缓慢提高15米,则在该过程中外力对活塞做功为()
(A)50焦(B)100焦(C)150焦(D)200焦
1】【答案】B
大同杯物理竞赛专题汇编——压力、压强参考答案
解析】对于三棱劈对地的压强P=N/S=Mg/S=gh,因此与高度有关,切除之后已的高度
2
高,故选B。
【2】【答案】B
【解析】B管向上移动,若A管水银面不变,则A管内压强会升高。
温度不变,压强升高,则体积要减小,所以A管内的水银面相应升高。
如果A管内的水银面升高H/2,则AB管水银面相平,即A管的压强没有增加,那么体积减小就矛盾了。
所以选B。
【3】【答案】A
【解析】浮力等于排开水的重量。
设水深为h,则mg=ρ水S1hg。
因此,水的重力加圆柱体
的重力为:
s2mg,故选A。
【4】【答案】AD
【分析】设试管内外水银面高度差为h,横截面积为s,重为G。
则管内气体压强为:
P=P0+ρ汞gh.又因为试管浮力等于重力,所以ρ水gsh=G。
因为G不变,所以h不变,P0变大,所
以P变大,则管内气体体积要变小,即试管要下沉。
综合分析,AD正确。
【5】【答案】B等,即:
ρgh1=ρ0gh2,故选B.
6】【答案】C
【分析】由已知条件可知ρ甲>ρ乙,G甲>G乙,所以容器底部受到的压力N甲>N乙。
选项A,若倒入的液体体积V甲=V乙,会使甲对底部的压力更大于乙;
选项B,倒入的液体
高度h甲>h乙,则倒入的液体体积V甲>V乙,使甲对底部的压力更大于乙;
选项D,可能会使两容器底部受到的压力相等,但未必需要抽出的液体高度一定相等。
选项C,虽然V
甲>V乙,但ρ甲>ρ乙,所以抽出的液体的重力也可能甲大,从而满足题目要求。
7】
【解答】解:
由图可知,乙液体的体积大于甲圆柱体的体积,甲的底面积小于乙的底面积,由ρ=m/v可知,两者质量相等时,甲圆柱体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,
当沿水平方向切去部分甲并从容器中抽出部分乙后,甲对地面的压强小于乙对容器底部的压强时,
由p=ρgh可得,h甲<h乙,
由V=Sh可知,V甲一定小于V乙。
故选:
D。
8】解:
A小试管缓慢地竖直拉出时的变化如下图所示:
(1)小试管的底部恰好与大试管内的液面相平时,
∵小试管内水银上方是真空,
∴小试管内水银产生的压强和大气压强相等;
∵F=Ps,且小试管底部受到的压力和自身的重力相等,
∴小试管内水银的重力G2=F=p0s.
(2)又∵大试管内水银对底部的压力和大试管内水银的重力相等,
∴N1-N2=G1-G3=G2=p0s.
故选A.
本题考查了压强公式的应用和大气压强的综合运用,知道小试管缓慢地竖直拉出时,大试管内减少的水银和小试管内水银的质量相等是解决本题的关键.
(1)由题意可知,小试管缓慢地竖直拉出时,大试管内减少的水银和小试管内水银的质量相等;
而小试管内上方是真空,所以小试管内水银产生的压强和大气压强相等,根据F=ps求出试管内水银的压力,此时水银产生的压力和自身的重力相等.
(2)圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等,小试管缓慢地竖直拉出时,水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力.
【9】分析
(1)根据水平面上物体的压力和自身的重力相等和重力公式、密度公式、体积公式得出实心正方体对水平地面压强的表达式,由表达式可知物体压强的大小与受力面积无关,只与密度无关,根据压强相等和边长关系得出甲乙的密度关系.
(2)沿水平方向切去相同的质量时,减小的压力相同,根据压强公式和受力面积关系得出压强变化量之间的关系,结合原来的压强相等即可判断此法是否可行.
(3)沿水平方向切去相同的体积时,根据底面积关系得出高度变化量之间的关系,再根据密度关系得出压强变化量之间的关系,结合原来的压强相等即可判断此法是否可行.
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,
所以△h甲<△h乙,
又因ρ甲<ρ乙,
所以ρ甲g△h甲<ρ乙g△h乙,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.
【10】分析
(1)观察表中数据可知,h从5-10cm,可求水的体积变化△V=(S2-S1)△h=60cm3;
h从22-25cm,水的体积变化△V′=S2(h6-h5)=60cm3,据此求出S2和S1的大小;
(2)知道柱状物体的体积,可求柱状物体的高,分析表中数据,如果柱状物体的密度大于或等于水的密度,在加水过程中柱状物体将静止在容器底不会上浮,容器内水的体积变化应该与h的变化成正比,由表中数据可知器内水的体积变化应该与h的变化不成正比,所以柱状物体的密度小于水的密度;
因此随着水的增多,柱状物体将漂浮在水面上,设柱状物体浸入的深度为H浸,当h6=25cm时,知道水的体积,可求柱状物体浸入的深度,进而求出此时排开水的体积,根据漂浮体积和阿基米德原理求出物体的密度;
(3)根据阿基米德原理求此时受到的浮力(最大).
解:
(1)由表中数据可知,h从5-10cm,
水的体积变化:
△V=(S2-S1)(10cm-5cm)=60cm3,①
h从22-25cm,
△V′=S2(h6-h5)=60cm3,
即:
S2(25cm-22cm)=60cm3,
解得:
S2=20cm2,代入①得:
S1=8cm2,故A正确、B错;
(2)柱状物体的体积:
V物=S1H,
柱状物体的高:
H=V物S1=200cm38cm2=25cm;
如果柱状物体的密度大于或等于水的密度,在加水过程中柱状物体将静止在容器底不会上浮,容器内水的体积变化应该与h的变化成正比,由表中数据可知器内水的体积变化应该与h的变化不成正比,所以柱状物体的密度小于水的密度;
因此随着水的增多,柱状物体将漂浮在水面上,
设柱状物体浸入的深度为H浸,
当h6=25cm时,
水的体积:
S2h6-S1H浸=360cm3,
20cm2×
25cm-8cm2×
H浸=360cm3,
H浸=17.5cm,
此时排开水的体积:
V排=S1H浸=8cm2×
17.5cm=140cm3,
∵柱状物体漂浮,
∴ρ水V排g=ρ物Vg,
1×
103kg/m3×
140cm3×
g=ρ物×
200cm3×
g,
ρ物=0.7×
103kg/m3,故C正确;
(3)此时受到的浮力最大:
F浮=ρ水V排g=1×
103kg/m3×
140×
10-6m3×
10N/kg=1.4N,故D正确.
故选ACD.
【11】解:
释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C液面上升,B液
面下降,A液面下降,AB之间液面高度差减小,A相对于底面压强最大,所以A下降的最大,其次是B,上升最小的是C液面,与D液面下降的高度相同.
故选B.
【12】解:
如果G1<
G2,而ρ铁>
ρ铝,则铁的体积应小于铝的体积V铁<
V铝,又容器与水的总体积相等,应有m1>
m2,;
BD、当G1>
G2时,如果满足V铁>
V铝,则有m1<
m2,反之,如果满足V铁<
V铝,则有m1>
m2.
故选A.
【13】分析:
固体能大小不变的传递压力,所以B对地面的压力等于A、B物体的重力,
设A立方体的边长为a,B立方体的边长为b,根据压强公式表示出PA与PB,然后可知其比值的变化.
设A立方体的边长为a,B立方体的边长为b,A立方体的密度为ρ,则B立方体的密度为3ρ,
则A对B的压强为PA=ρga,
B对桌面的压强为PB=3ρgb+ρga3÷
b2,
所以PA÷
PB=ab2÷
3b3+a3,
当a=b时,PA÷
PB=1÷
4
当a=1÷
2b时,PA÷
PB=4÷
25,当a=1÷
4b时,PA÷
PB=16÷
193,
所以,在A的体积减小的过程中,PA与PB的比值始终变小.故选B.
【14】解析:
假设是一个与圆锥体等高的圆柱体,则容器底部受到液体的压强和压力是相同的,由于圆锥体内的液体重力只有圆柱体的三分之一,另外三分之二是侧壁提供的压力。
由于液体的重力是G,故圆锥体的侧壁对容器底部的压力为2G。
故选B
15】【解答】:
A
由于两管中的水银面相平,故水gh1油gh2
看图中水平细管两边压强的大小
左边距离水面约h1处,右边距离煤油液面为(h10.25h1)处,
221左右两边的压强差(左-右)为:
水gh1油g(h10.25h1)0.5gh10.6gh10
22
故A处压强小于B处,液体向左流动
【16】【解答】C
质量相等,则所受的重力相等,根据压强公式p=F/A,甲边长<
乙边长,所以P1>
P2,故把甲放在乙上重力增加,面积不变,所以压强就会增大,也就有可能变为P1。
【17】【解答】A
由题意“先从左端注入密度为ρ1的液体,再从右端注入密度为ρ2,长度为L的液柱,平衡时左右两管的液面高度差为L/2。
”可知:
ρ1*g*(1/2)*L=2ρ*g*L即:
ρ1=2ρ2
(1)
设:
要使左右两管液面相平,则注入的液柱长度为h,则有:
ρ2*g*L=ρ1*g*(L-h)+ρ3*g*h
(2)
又:
ρ3=(ρ2)/2(3)将
(1)、(3)代入
(2)即解得:
h=2L/3
18】【解答】A
(1)由于乙、丙两容器气体相连所以有:
P乙=P丙.而丙中气体的压强为甲容器中的液面与丙容器中液面差△h1的高度的液体所产生的压强即:
P丙=ρ水△h1g;
(2)由于乙容器中的压强与丙容器中的压强相等,但是乙容器中的液面与细玻璃管顶端的页面高度差△h2小于△h1.故当打开旋扭开关M时细玻璃管中液面会有所上升,因此乙容器中的液面有所下降,于是便导致乙、丙两容器中的气体体积增大,从而使乙、丙两容器中压强减少;
(3)由于丙容器中的压强减少,于是甲容器中的液体将通过导管进入丙容器中,于是甲容器中的液面与丙容器中液面差比原先的△h1有所减少.当乙容器中的细玻璃管中的
液体表面与乙容器中液面的高度差△h2与甲容器中的液面与丙容器中液面差△h1相同
时为止;
(4)此时乙、丙两容器中的压强比原先有所减少,故乙、丙两容器中的气体的体积比刚开始时有所增大,但丙容器中由于液体的液面上升,故丙中气体的体积减少,但由于气体的总体积在增大,丙中的气体的体积在减少,所以乙容器中气体体积的增加量要大于丙容器中气体的减少量,故△V乙>△V丙.
19】【解答】B
提示:
DE上端均开口与空气接触,故DE上端为均1大气压,加上E、D管中水高度带来的压差,分别等于A、B容器内液面处的压强。
由于处于平衡状态,故E管水面的高度
h与D管相同,为1m
【20】【解答】:
B如图,很明显,乙杯内液体的质量大
【21】【解答】B
对于甲容器来说,水对容器底的压力等于水的重力,水对它的压强:
P甲=m甲g/S甲,当水温从80℃降低到20℃时,虽然体积减小,但质量不变,所以P甲不变;
对于乙容器来说,水对容器底的压力:
影部分水的重力,如图:
当水温从80℃降低到20℃时,因为水的体积减小,液面下降至红线处,容器底部受到的压力就是红线下面的阴影部分水的重力,可见,与温度没有改变时,与压力相等的那部分水的重力变小了,水对容器的压力变小了,容器底面积没有变,根据压强公式:
P=F/S可知,压强变小.
故选B.
【22】【解答】C
如图,设大气压强为P0,玻璃瓶内空气压强为P,则P+ρgh=P0,
故图中a点压强小于P0,b点压强等于P0,c点压强大于P0,所以只有拔去c孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外
【23】【解答】B
(1)由于大气压强的限制,活塞上升时,
533管内、外水位差存在一个最大值h0=1.0×
105Pa/1.0×
103kg/m3×
10N/kg=10m。
所以管内水面(或活塞)相对于河岸的升高量等于管内、外水位差,即h1=h0=10m;
活塞继续上升了h2=H-h1=15m-10m=5m时,水面不动,活塞与水之间是真空。
(2)水上升阶段:
设任意时刻向下的大气压力和管内的水向上的压力为F下、F上,管内、
外水位差为h,则:
则有F下=p0S,F上=(p0-ρgh)S,由于活塞始终平衡,故F-F下+F上=0,即F-p0S+(p0-ρgh)S=0,解得:
F=ρghS。
可见,力F跟h成正比,F在h1距离上的平均值为F=1/2ρgh1S。
33-42F在h1距离上的功为WF=Fh1=1/2ρgh1S?
h1=1/2×
1.0×
10N/kg×
10m×
1×
10-4m2×
10m=50J。
(3)水不上升阶段:
力F做的功等于活塞克服大气压力做的功,
5-42故WF′=p0Sh2=1.0×
105Pa×
10-4m2×
5m=50J。
所以整个过程中,力F做的功等于WF+WF′=50J+50J=100J。
故答案为:
100。
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