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文檔簡介
第2節(jié)液體的壓強
>題型歸納
一.探究液體壓強與哪些因素有關(guān)實驗(共5小題)
二.液體壓強的特點及其應用(共7小題)
三.液體壓強公式的簡單應用(共9小題)
四.比較液體在不同容器中對容器底部壓強和壓力的大小(共6小題)
五.計算液體對容器底的壓強和壓力(共4小題)
六.液體和固體壓強的對比計算(共3小題)
七.連通器的原理及生活中常見的連通器(共7小題)
八.熟悉船閘的工作過程(共4小題)
A題型速練
一.探究液體壓強與哪些因素有關(guān)實驗(共5小題)
1.如圖為探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素〃的實驗裝置。甲、乙裝置U形管
內(nèi)裝有已染色的水,丙裝置隔板兩側(cè)裝有不同液體,實驗裝置經(jīng)測試均可以
正常使用。下列說法正確的是()
甲乙丙
A.甲、乙裝置中的U形管是連通器
B.甲圖中僅改變橡皮膜朝向,U形管兩側(cè)液面高度差改變
C.比較甲、乙兩圖,說明液體內(nèi)部壓強與液體深度有關(guān)
D.丙圖中,右側(cè)液體密度一定比左側(cè)液體密度小
【答案】D
【詳解】A.甲、乙裝置中U形管因一端封閉,不是連通器,故A錯誤;
B.甲圖中僅改變橡皮膜朝向,而深度不變,液體產(chǎn)生的壓強大小不變,U形
管兩側(cè)液面高度差不改變,故B錯誤;
C.研究液體內(nèi)部壓強與液體深度有關(guān),要控制液體的密度相同,比較甲、乙
兩圖,因液體密度不同,不能說明液體內(nèi)部壓強與液體深度有關(guān),故c錯誤;
D.丙圖中,橡皮膜變平,可知兩側(cè)液體產(chǎn)生的壓強相同,而橡皮膜在右側(cè)液
體中的深度大,根據(jù)〃=Pg/?可知,右側(cè)液體密度一定比左側(cè)液體密度分,
故D正確。
故選D。
2.如圖是探究液體內(nèi)部壓強與深度關(guān)系的實驗裝置。增大探頭在液體中的深度,
U形管兩側(cè)液面高度差變,此現(xiàn)象說明:在同種液體內(nèi)部,液體壓強
隨深度的增加而o因此攔河大壩設計成(選填"上寬下窄〃或“下
寬上窄〃)的形狀。
【答案】大增大下寬上窄
【詳解】[1]當增大探頭在液體中的深度時,液體壓強增大,會使U形管左側(cè)
液柱上方氣壓增大,而右側(cè)液柱上方氣壓不變,導致U形管兩側(cè)液面高度差
變大。
[2]在探究液體內(nèi)部壓強與深度關(guān)系的實驗中,U形管壓強計兩側(cè)液面高度差
反映液體壓強大小,利用了轉(zhuǎn)換法。增大探頭在液體中的深度,U形管兩側(cè)
液面高度差變大,故此現(xiàn)象說明了同種液體內(nèi)部,液體壓強隨深度的增加而
增大。
[3]攔河大壩底部所處液體深度大,壓強遠大于上部,為承受更大壓強,需設
計成下寬上窄的形狀以增強穩(wěn)定性與抗壓能力。
3.小明用如圖1所示的壓強計〃探究液體壓強與哪些因素有關(guān)〃的實驗。
實驗次2456
數(shù)
H/cm5.06.07.08.()9.010.0
h/cm4.65.26.06.67.48.2
(1)小明探究液體內(nèi)部壓強與深度的關(guān)系,他改變橡皮膜浸入水中的深度從
記錄U形管兩側(cè)水面的高度差億多次實驗,記錄數(shù)據(jù),如表格所示。分析
數(shù)據(jù)可初步得出結(jié)論:在相同液體內(nèi)部,深度越深,壓強越________;
(2)如圖2所示,根據(jù)圖甲、圖乙實驗現(xiàn)象可知:在液體內(nèi)部同一深度處,液
體密度越大,液體內(nèi)部壓強o
【答案】(1)大
(2)越大
【詳解】(1)觀察表格數(shù)據(jù),隨著橡皮膜浸入水中深度”的增大,U形管兩
側(cè)水面的高度差團也在增大。因為U形管兩惻液面高度差越大,表示液體內(nèi)
部壓強越大,所以在相同液體內(nèi)部,深度越深,壓強越大。
(2)圖2中甲、乙探頭所處深度相同,液體分別是水和鹽水,鹽水密度大于
水的密度,且圖乙中U形管兩側(cè)液面高度差更大,即液體內(nèi)部壓強更大。所
以在液體內(nèi)部同一深度處,液體密度越大,液體內(nèi)部壓強越大。
4.下列圖片所示的是小明和小華探究“影響液體內(nèi)部壓強大小因素〃的實驗。
(1)實驗前不擠壓橡皮膜,U形管中液面不等高,下列操作最便捷的是________
(填字母)。
A.取下軟管重新安裝B.搖晃U形管
⑵比較兩圖得出結(jié)論:同種液體中,液體壓強與深度有關(guān)。在圖丙
中保持探頭的位置不變,只改變探頭的方向,U形管兩側(cè)液面的高度差不變,
可得出的結(jié)論是。
(3)小華使用圖丁所示的實驗器材,容器中間用隔板分成底面積相等的〃兩
部分,隔板中下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉,小華在容器。、力兩側(cè)分別倒入
清水、濃鹽水。發(fā)現(xiàn)橡皮膜向左凸出,小華結(jié)合上述實驗結(jié)論,推斷出若右
側(cè)液體加至與左側(cè)等高,則橡皮膜向左凸出更多,因此可得出結(jié)
論:O
(4)小明向某容器內(nèi)多次注入等量的水直至加滿,插入容器底部的壓強計顯示
所受水的壓強〃與注水體積V的關(guān)系如圖戊所示,這個容器可能是________
(填字母)。
【答案】⑴A
(2)乙、丙同種液體中,在同一深度,液體向各個方向的壓強用等
(3)同一深度,液體密度越大,壓強越大
(4)A
【詳解】(1)實驗前不擠壓橡皮膜,U形管中液面不等高,說明兩端液面上
方氣壓不等,應取下軟管重新安裝,使得兩端液面上方氣壓均等于大氣壓,
液面就會相平。故A符合題意,B不符合題意。
故選Ao
(2)比較圖乙和丙,只有深度不同,則U形管兩端液面高度差不同,
說明:同種液體,液體壓強與液體的深度有關(guān)。在圖丙中保持探頭的位置不
變,只改變探頭的方向,U形管兩液面的高度差不變,得出結(jié)論:同種液體
的同一深度,液體向各個方向的壓強相等。
(3)圖丁中,。中液體深度大于中液體深度,橡皮膜向左凸出,說明右側(cè)
壓強大,根據(jù)P=2g〃可知,b的密度大于〃的密度;若右側(cè)液體加至與左側(cè)
等高,則橡皮膜向左凸出更多,因此可得出結(jié)論:深度相同時,液體密度越
大,壓強越大。
(4)由圖戊可知,液體壓強增加得越來越快,根據(jù)〃=夕切?可知,水面高度
升高得越來越快,所以容器形狀應是上窄下寬。故A符合題意,B不符合題
意。
故選Ao
5.某興趣小組利用下列圖片所示的器材,探究〃液體壓強跟哪些因素有關(guān)〃。
⑴實驗前,利用U形管、橡皮管、扎緊橡皮膜的探頭、紅墨水等組裝成壓強
計,放在空氣中靜止后,發(fā)現(xiàn)U形管兩邊的液面出現(xiàn)圖甲所示的情景,接下
來正確的調(diào)節(jié)方法是________(填字母)。
A.將U形管右側(cè)高出部分的液體倒出
B.向U形管中繼續(xù)盛裝液體
C.取下橡皮管,重新進行安裝
(2)壓強計是通過U形管兩側(cè)液面的來顯示橡皮膜所受壓強
大小的儀器。
(3)比較圖兩個實驗,可探究液體的壓強與液體深度的關(guān)系,
這種實驗研究方法是法,依據(jù)得出的結(jié)論,攔河大壩要做
成(選填〃上窄下寬〃或〃上寬下窄〃)的形狀。
(4)某次實驗測得壓強計中U形管左右兩側(cè)液面的高度差為8cm,則U形管左
右兩側(cè)液面產(chǎn)生的壓強差為Pao(0紅墨水=L0xl03kg/m\g
取10N/kg)
(5)利用圖戊所示的實驗器材進行拓展實驗:容器中間用隔板分成A、B兩部
分,隔板底部有一個小圓孔(用。表示),用薄橡皮膜封閉,橡皮膜兩側(cè)壓
強不同時,其形狀會發(fā)生改變。如圖己,在A中盛水,測得深度為12cm,在
6中盛某種液體,測得深度為15cm,此時C處橡皮膜形狀剛好不改變,則8
中液體的密
度P液二kg/m-0(0水=l.Ox10-kg/m,)
【答案】⑴C
Q)高度差
(3)乙、丙控制變量上窄下寬
(4)800
(5)0.8x10-
【詳解】(1)圖甲中U形管兩側(cè)出現(xiàn)高度差,說明橡皮管內(nèi)壓強大于外界壓
強,應將取下橡皮管,重新進行安裝,故C符合題意,AB不符合題意。
故選C。
(2)由轉(zhuǎn)換法,壓強計是通過U形管兩側(cè)液面的高度差來反映橡皮膜所受壓
強大小的儀器,U形管兩側(cè)液面的高度差越大,說明液體壓強越大。
(3)⑴⑵⑶要探究液體壓強與液體深度的關(guān)系,根據(jù)控制變量法,應控制
液體密度相同,改變深度,比較圖中乙、丙兩個實驗中,所用的液體都是水,
丙圖探頭所處的深度深,液體的壓強大,可探究液體壓強與液體深度的關(guān)系,
所以選擇乙、丙兩個實驗。由乙、丙可得結(jié)論:在同種液體中,液體深度增
大,壓強越大,因為大壩越深處承受的壓強越大,故修建攔河大壩時做成上
窄下寬的形狀。
(4)橡皮管內(nèi)氣體的壓強與大氣壓之差為
即=夕紅墨水gA/?=Ix1O'kg/m'x1ON/kgx8xJOin=8(X)Pa0
(5)C處橡皮膜形狀剛好不改變,則容器兩側(cè)壓強相等,故外觸人=外她1;
則B中液體密度外=竽=QU黑2m=°由*馱,。
〃B0.15m
二.液體壓強的特點及其應用(共7小題)
6.下列設備中,沒有利用連通器原理工作的是()
A.船閘B.茶壺C.攔河大壩D.地漏存水杯
【答案】C
【詳解】A.船閘左右兩個上端開口,底部相連,構(gòu)成了一個連通器,故A
不符合題意;
B.茶壺的壺嘴與壺身底部相通,上端開口,壺嘴和壺身在同一高度,倒?jié)M水
后,液面相平,利用連通器原理,故B不符合題意;
C.攔河大壩是根據(jù)液體壓強隨深度的增加而增大的特點修建成上窄下寬的形
狀,不屬于連通器,故C符合題意;
D.地漏存水杯為U形,水不流動時,U形管里的水相平,可以防止下水道
里的氣味散發(fā)出來,屬于連通器,故D不符合題意。
故選Co
7.日常生活中,有時需要增大壓強,有時需要減小壓強。下列實例中屬于增大
壓強的是()
A.書包的肩帶做得很寬
B.火車軌道鋪在枕木上
C.攔河大壩設計得上窄下寬
D.盲道上凸起的圓點
【答案】D
【詳解】A.書包背帶很寬,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小對肩
膀的壓強,故A不符合題意;
B.鐵軌鋪在枕木上,是在壓力一定時,通過增大受力面積來減小火車對路面
的壓強,故B不符合題意;
C.攔河大壩設計得上窄下寬是因為同種液體內(nèi)部深度越深,液體壓強越大,
故c不符合題意;
D.盲道上凸起的圓點是在壓力一定時,通過減小受力面積來增大路面對腳底
的壓強,故D符合題意。
故選D。
8.圖中甲乙是兩個完全相同的容器,甲裝鹽水,乙裝水,同一高度上C、。兩
點壓強的大小相等,則兩個容器底部受到液體的壓強()
A.P甲=P〃B.〃甲<p乙C.〃甲>反D.無法判斷
【答案】C
【詳解】容器底部受到的壓強,等于上方某點的壓強加上該點到容器底部的
液體產(chǎn)生的壓強。已知同一高度上C、。兩點壓強的大小相等,即々=P〃,
設C、。兩點到容器底部的高度為兒由〃=「的可知,中容器底部受到鹽水
的壓強為〃甲=/%+。1t水動,乙容器底部受到水的壓強為〃乙=外+夕水",由于鹽
水的密度大于水的密度,即外水水,所以0t水的>。水g/j故
++即外>Pi.。故ABD不符合題意,C符合題意。
故選C。
9.如圖所示的是小明同學研究液體壓強時,繪制的甲、乙兩種液體的壓強與深
度的關(guān)系圖像。由圖像可知()
【答案】A
【詳解】根據(jù)液體壓強公式〃=/加,取相同壓強時,比較深度/?,力越小,p
越大。從圖像中可知,當壓強〃=6乂102為時,甲液體對應的深度外=4削,
乙液體對應的深度e=6"〃。因為g相同、〃相同,品<屹,所以「甲>4.故
A符合題意,BCD不符合題意。
故選Ao
10.如圖所示,注滿水的無蓋可樂瓶的側(cè)壁開了A、8兩個小孔,根據(jù)水流情況
可得出液體壓強隨增加而增大;隨著水不斷噴出,可樂瓶底部
受到的水的壓強____________(選填〃變大〃〃變小〃或〃不變〃)。
【答案】深度變小
【詳解】[1]因為液體具有流動性,所以液體對容器側(cè)壁存在壓強。處深度比
A處大,處水噴出更遠,說明處水的壓強更大,可得出液體壓強隨深度的增
加而增大;
⑵隨著水不斷噴出,瓶中水面下降,孔處的深度變小,水對孔處的壓強變小,
孔處水的流速將減小。
H.如圖所示,一個空的塑料藥瓶,瓶口扎上橡皮膜,豎直地浸入水中,一次瓶
口朝上,一次瓶口朝下,這兩次藥瓶在水中的位置相同,可以看到橡皮膜都
向內(nèi)凹,說明液體內(nèi)部向方向都有壓強。而且可以看到(填
寫"甲〃或“乙〃)次凹陷的程度更大些。
甲乙
【答案】各入乙
【詳解】⑴因為液體內(nèi)部朝各個方向都有壓強,所以橡皮膜不論是朝上還是
朝下都會向內(nèi)凹。
[2]橡皮膜朝下時,浸入液體的深度大,因為在液體密度一定時,液體壓強隨
深度的增加而增大,所以乙次橡皮膜凹的更明顯。
12.如圖所示是一輛暴雨時不慎駛?cè)胨衅嚨能囬T。隨著水位升高,車門上A
處受到水的壓強將(選填〃變大〃"不變〃或"變小〃)。若車門在水
下部分的面積為8xlO3cm2,受到水的平均壓強為5xlO3pa,此時車門所受水
的壓力為N,緊急情況下,應揮動逃生錘的(填“獷
或〃C〃)端砸向車窗。
【詳解隨著水位升高,車門上4處的水深力不斷增加,由P=Pg/?可知,
A處受到水的壓強將變大。
⑵由〃=£可得,車門受到的壓力尸=pS=5:<I03&x8xl()3xl04m2=4x103N
S
F
⑶由圖知,8端比C處的面積小,用8端砸向玻璃窗的邊角,根據(jù)〃=一,
S
在用力相同的情況下,產(chǎn)生的壓強越大,玻璃更容易破碎。
三.液體壓強公式的簡單應用(共9小題)
13.如圖所示,甲、乙兩個圓柱形容器中裝有質(zhì)量相等的同種液體,液體深度不
同,則液體對容器底部壓強的關(guān)系為()
甲乙
A?乙B.p,尸〃乙
C.p咨p乙D.條件不足,無法判斷
【答案】C
【詳解】已知甲、乙兩個圓柱形容器裝有同種液體,故液體的密度一樣,液
體深度不同,由圖片可知“〈生,根據(jù)液體壓強公式〃=Pg/?可知P甲<P乙,故
C符合題意,ABD不符合題意。
故選Co
14.如圖所示各容器中裝入一定量的水后放在同一水平桌面上,其中A、B、C、
。點等高。這四個點所受到的液體壓強分別為〃八〃八Pc.PD,則()
A.PA最大B.Ps最大
C.P,.最大D.Po最大
【答案】D
【詳解】液體壓強公式〃=0g〃中,〃為深度,深度是指研究點到自由液面
間的豎直距離,據(jù)圖可知,。點處自由液面最高,。點所處的深度最深,液
體都是水,密度相同,根據(jù)〃=「如可知,力點的壓強最大,故D符合題意,
ABC不符合題意。
故選D。
15.如圖所示,一部分為圓柱形的玻璃瓶,深度為20cm,內(nèi)封閉有質(zhì)量為O.3()kg
的水。將玻璃瓶正放在水平面上時,水對玻璃瓶底部的壓強為90()Pa;將玻
璃瓶倒放在水平面上時,水對玻璃瓶蓋的壓強為1400Pa、若該玻璃瓶內(nèi)裝滿
密度為O.8xlO3kg/m3的酒精,則酒精的質(zhì)量為()
A.0.35kgD.0.6kg
【答案】C
【詳解】正放時,水柱為標準的圓柱體,根據(jù)此時水對瓶底的壓強為900Pa,
*艮據(jù)P=pgh求得水柱高度%-=-----3900中3--------------o.O9m=9cm
儂倔"不付小仕同山水0送LOxlOkg/mxlON/kg
水的質(zhì)量為0.3kg,由此可知每0.1kg水占圓柱體部分3cm高度。將玻璃瓶
倒放在水平面上時,水對玻璃瓶蓋的壓強為1400Pa,根據(jù)〃=pg力求得水深
.,,或1400Pa八―一
更:%=——=----z---------,--------------=0.14m=14cm
,p水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg
瓶子總高20cm,上方空心部分高度6cm,裝滿水需要0.2kg,由此可知整個
瓶子裝滿水的質(zhì)量為0.5kg,瓶子的容積叫臺小憂]廣5'10~3
若該玻璃瓶內(nèi)裝滿密度為0.8xl03kg/m3的酒精,則酒精的質(zhì)量為
〃加精=P^;y=0.8xitfkg/m3x5x10-4m3=0.4kg
故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
16.如圖所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分為圓柱體,其底面積S廣lOOcnr,
B部分底面積S?=50cm。A、B兩部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔開,先
在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中緩慢倒入某種液體直到中間橡皮
膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度帶來的影響),測量出某種液體的深度
/?=12.5cm(夕水"OxlAkg/n?,取10N/kg),下列說法正確的是()
A.水對A部分底部的壓力為12.5NB.水對A部分底部的壓強為1.0x]()5pa
C.B部分中液體的密度是0.8xl()3kg/m3D.某種液體對B部分底部的壓力
為10N
【答案】C
【詳解】A.水的重力為G=mg=lkgxl0N/kg=10N
A部分為圓柱體,則水對A部分底部的壓力為£=G=ION
故A錯誤;
pION
B.水對A部分底部的壓強為P產(chǎn)甘=1/「[涓1=1x100
j?iuuxiun1
故B錯誤;
C.橡皮膜不再左右凸起,說明B部分中液體和A部分中水對橡皮膜壓強相
同,忽略橡皮膜的高度帶來的影響,則某種液體對B部分底部的壓強為
3
p2==IxlOPa
B部分中液體的密度為展4二焉當*=0.8、10現(xiàn)而
ghION/kgx0.125m
故C正確;
D.某種液體對B部分底部的壓力為瑪=P2s2=lxl()3pax50xl0Tm2=5N
故D錯誤。
故選Co
17.如圖所示為我國〃奮斗者〃號載人潛水器,該潛水器在馬里亞納海溝創(chuàng)造了
11000m的中國深潛新紀錄,當它在下潛到5000m深處時(0,水=1000依/m,),
所受到的液體壓強高達_____帕,它的物理意義是_________。
[答案】4.9x107每平方米受力面積所受壓力為4.9x107牛
【詳解】[1]潛水器所受到的液體壓強
/?=夕8水gh=1OOO依/m'x9.8N//x5(XX)m=4.9xlOPa
[2]物理中用單位面積上所受壓力的大小來表示壓強,因此它的物理意義是每
平方米受力面積所受壓力為4.9x107牛。
18.如圖所示是一輛不慎駛?cè)胨衅嚨能囬T。隨著水位升高,車門上A公受
到水的壓強將(選填“變大〃、〃變小〃或〃不變。若車門在水下部
分的面積為InR受到水的平均壓強為4.9xlO,Pa,此時車門所受水的壓力為
No相當于kg水壓在車門上。因此,建議汽車不慎駛?cè)胨袝r,應
立即設法從車內(nèi)逃離,避免生命危險。
【答案】變天4900500
【詳解】[1]根據(jù)液體壓強的公式〃=可知,隨著水位升高,即液體深度
變大,車門上A處受到水的壓強將變大。
[2][3]車門在水下部分的面積為InR即受力面積STn?,受到水的平均壓強
p=4.9xlO3Pa,此時車門所受水的壓力尸=pS=4.9xl()3paxlm2=4.9x104
相當于重力為6=尸=4.9、1(>卬的水壓在車門I'.,故水的質(zhì)量
G4.9X!03N
in=—=---------=5(X)kg
g9.8N//kg
19.如圖所示,將一根長細管插入一個密閉的裝滿水的桶的上方,從高處向細管
中灌水,A點受到的壓強比點受到的壓強(選填〃大〃或〃小〃)。注水至
C點時,桶剛好破裂。若將水換成酒精,注酒精到C點時桶(選填”會〃
或〃不會〃)破裂。若將細管換成粗管,需(選填嘴加〃或〃減少〃)注水
的質(zhì)量才能使桶裂。(夕水>夕酒精)
【答案】小不會增加
【詳解】[1]由液體壓強公式p=p"可知,當液體密度相同時,深度越深,
壓強越大。從高處向管內(nèi)灌水,由圖可知,A點的深度小于3點的深度,所
以A點受到的壓強比B點受到的壓強小。
[2]深度相同時,液體的密度越小,壓強越小。己知酒精的密度比水小,若將
水換成酒精,注酒精到。點比注水到。點時的壓強小,故桶不會破裂。
[3]將細管換成粗管,管的直徑變大,管的橫截面積變大,桶破裂時水的深度
不變,即水的壓強不變。根據(jù)〃=夕"等可知,需要增加注水的質(zhì)
量才能到達使桶破裂的高度。
20.一輛灑水車,以60km/h的速度在水平路面上勻速直線行駛,發(fā)動機的牽引
力為2000N,g取10N/kg。求:
(1)泗水車受到的阻力大小;
(2)車內(nèi)().8m深處水的壓強為多少?(水的密度為1.0x10*00?)
【答案】⑴2000N
(2)8000Pa
【詳解】(1)灑水車勻速直線行駛時,水平方向受牽引力與阻力作用,二
力平衡;由二力平衡條件得:阻力/=7”力=2000N
(2)水的壓強由液體壓強公式〃=pg〃計算,代入數(shù)據(jù)可得液體壓強為
p=pgh=1.0xl03kg/m3xl()N/kgx().8ni=8000Pa
21.如圖所示,圓柱形容器甲放在水平地面上(容器足夠高),底面積S甲為4xl()1m2,
甲內(nèi)盛有深為0.2m的水。有一質(zhì)量為8kg、底面積為2x102ml高為0.3m的
實心金屬塊乙豎直放置在容器甲底部。
(1)計算乙的密度4;
⑵計算水對容器底的壓強
⑶若再向甲中倒入體積為3x10,!?的水,計算水對容器底的壓強增加量M水。
【詳解】(1)乙的體積為V=S乙色=2xl02m2x0.3m=6xl0-3m3
則乙的密度為小您=6K:;>
乙
(2)水對容器底的壓強〃水M8g⑥nlxlO'kg/nTxlON/kgxOZmnZOOOPa
(3)當水面上升到與乙頂部齊平時,水面上升的高度為
△4=h乙—=0.3m-0.2m=0.1in
此時需要加入水的體積為
=i4xlO-2m2-2xlO-2nr)xO.Im=2xlO_5m5<3xlO_3m3
所以水面會高出金屬塊乙,則水面上升到與乙頂部齊平后繼續(xù)上升的高度為
地上淚工0025m
-4xlO-2m2
所以水對容器底的壓強增加量
如水=。水g(M+M)=lxlO3kg/mxxlON/kgx(O.lirn-0.025m)=1250Pa
四.比較液體在不同容器中對容器底部壓強和壓力的大小(共6小題)
22.如圖所示,TF三個不同形狀的容器A、B、C,它們的底面積相同,都盛有
同一種液體并且液面在同一高度。若不計容器所受的重力,則下列說法正確
的是()
A.容器對桌面的壓強和壓力都相同
B.容器對桌面的壓強相同,壓力不同
C.液體對容器底部的壓強和壓力都相同
D.液體對容器底部的壓強相同,壓力不同
【答案】C
【詳解】AB.由題意可知,A容器內(nèi)液體體積最大,C容器內(nèi)液體體積最小。
由于是同種液體,根據(jù)〃?=。曠可得,三個容器中液體的質(zhì)量大小關(guān)系為
>"%>fnC
根據(jù)G=,咫可得,三個容器中液體的重力大小關(guān)系為GA>GB>GC
若不計容器所受的重力,容器對桌面的壓力等于液體的重力,所以容器對桌
面的壓力大小關(guān)系為入
根據(jù)〃=《,三個容器底面積相同,則三個容器對桌面的壓強大小關(guān)系為
PA>PB>Pc
故AB錯誤;
CD.由題意知三個容器內(nèi)裝同種液體,液體密度相同,且液面在同一高度。
根據(jù)P=Pg/?可得,液體對容器底的壓強相同。根據(jù)尸=〃S,由于液體對容
器底的壓強相同,容器的底面積相同,所以液體對容器底的壓力相同。故C
正確,D錯誤。
故選Co
23.如圖所示,置于水平桌面上的兩個粗細不同的圓柱形容器,分別裝有甲、乙
兩種不同的液體,容器底部受到的液體壓強相等,A、3兩點距容器液面高
度相等,A、C兩點距容器底部深度相等。則下列說法正確的是()
甲乙
A.兩種液體密度的關(guān)系是小
B.容器內(nèi)液體的質(zhì)量網(wǎng)|=冽乙
C.4、8兩點所受液體壓強的大小關(guān)系是〃八=〃方
D.A、C兩點所受液體壓強的大小美系是〃八</Y
【答案】D
【詳解】A.由題意可知,容器底部受到的液體壓強相等,由圖可知與
由〃=pg/z可知小>夕乙,故A錯誤;
B.容器底部受到的液體壓強相等,裝甲液體的容器的底面積小于裝乙液體
的容器的底面積,即際<S乙
由尸=pS可知,甲液體對容器底部的壓力小于乙液體對容器底的壓力,故甲
液體的重力小于乙液體的重力,由旭=?可知,甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,即
“乙,故B錯誤;
C.A、3兩點距容器液面高度相等,且丹〉忿
則由P=Pg%可知,X、B兩點所受液體壓強的大小關(guān)系是外>PB,故C錯
誤;
D.由題意可知A、。兩點等高,且。甲乙,由〃=「g〃可知A、。點以下液
體對底部壓強PA下》PCT
因4、。兩點壓強為PA=。甲-PA下,Pc=PLPG
且P中=比
故A、。兩點所受液體壓強的大小關(guān)系是以<Pc,故D正確。
故選Do
24.關(guān)于如圖所示的各種情景,下列說法中不正確的是()
A.甲圖中如果夕A=%=%,*A=〃B=%,則物體對地面壓強〃A=PB=Pc
B.乙圖說明鍋爐水位計應用連通器原理
C.丙圖中水對容器底的壓強是800Pa
D.丁圖中若液體的質(zhì)量%=〃%,深度4=4,底面積SA=SB,則液體對容
器底的壓力E、〉尸B
【答案】D
【詳解】A.圖甲中物體都是柱狀物體,若由幺=%=生,%=/%=%可知,
物體對地面壓強相等,即PA=PB=PC
故A正確,不符合題意;
B,圖乙中水位計液面和鍋爐中液面相平,區(qū)為鍋爐與水位計上端開口,底
部連通,屬于連通器,故B正確,不符合題意;
C.丙圖中,水對容器底的壓強與水的深度有關(guān),與水的長度無關(guān),根據(jù)壓
強公式,=夕劭可得,水對容器底的壓強
p=pgh=1.0x10skg;m*x1ON/依x0.08m=800Pa
故c正確,不符合題意;
D.丁圖中若液體的質(zhì)量心=%,深度%=%,底面積SA=SB,則匕>%;
由密度公式可知,PA〈PB,由壓強公式P=P的可知,PA〈PB,由壓
強公式〃=!可知,入<七,故D錯誤,符合題意。
故選Do
25.如圖所示,裝有液體的輕質(zhì)密閉圓臺形容器放置在水平地面上。若將該容器
倒置放置,則容器對水平地面的壓強將,液體對容器底部的壓強
將(兩空均選填〃變大〃、“不變〃或"變小〃)。
【詳解】山倒置前后,容器和液體對水平地面的壓力大小不變,但倒置后容
器與地面的接觸面積變小了,根據(jù)固體壓強公式〃=5,當壓力不變時,受
力面積變小,壓力的作用效果更明顯,壓強變大。
[2]倒置后液體的深度〃會變大,根據(jù)液體壓強公式〃="的,液體密度不變,
深度〃變大,所以液體對容器底部的壓強變大。
26.如圖所示,水平桌面上有甲、乙兩個質(zhì)量相同的薄壁容器,兩個容器開口大
小相同、底面積相同,分別裝有質(zhì)量相同的a、b兩種液體,兩個容器中的
液面高度不同。則兩種液體密度的大小關(guān)系是公_______必;兩種液體
對容器底壓強的大小關(guān)系是PaPbo(選填“〉〃"V〃或"二〃)
【答案】vV
【詳解】[1]由圖可知,匕>匕,而a、b兩種液體的質(zhì)量是相等,由密度公式
夕二,可知,A<A?
⑵a液體對容器底壓強的大小外=冬=*=噂
JJJ
b容帑中液體上窄下寬,則b中液體對容器底部的壓力大于液體的重力,則
b液體對容器底壓強的大小4=g>今=等
?3oJ
因為呵=咻,所以外《外。
27.如圖所示,把一個盛有水的薄壁容器靜置在水平桌面上,容器重為0.7N,
底面積為GIO、%。,容器中水重為5.0N,水面距容器底的距離為().()9m。水
的密度為L0103kg,m3,求:(g取l()N/kg)
(1)水對容器底的壓強:
(2)水對容器底的壓力;
(3)容港對水平桌面的壓力;
(4)容器對水平桌面的壓強。
【詳解】(1)水對容器底的壓強
p=pgh=l.Ox103kg/m3x10N/kgx0.09m=900Pa
(2)水對容器底的壓力
F=pS=900Pax6xl()-3m2=5.4N
(3)容器對水平臭面的壓力
F'=G公+G行0.7N+5.0N=5.7N
(4)容潛對水平臭面的壓強
,F,5.7N
P=—=----;-7=950Pa
S6xlO_3m2
五.計算液體對容器底的壓強和壓力(共4小題)
28.把兩端開口的薄壁玻璃管的下方用一個薄塑料片托住(塑料片的質(zhì)量和厚度
不計),放入水面下一定深度,玻璃管的橫截面積為4cm"塑料片的橫截面
積為5cnf,然后往管內(nèi)緩慢倒入密度為OSxlO;kg/m3的煤油40g,此時塑料■片
恰好開始下沉。下列說法錯誤的是(〃水=L0xOkg//,g取10N/kg)()
A.玻璃管在水中的深度為10cm
B.倒入煤油前水對塑料片的壓強為800Pa
C.倒入煤油前水對塑料片底部的壓力為().5N
D.玻璃管內(nèi)外液面的高度差為2.5cm
【答案】B
【詳解】A.塑料片恰好開始下沉,說明此時塑料片上下方受到的壓強大小
相等,已知煤油40g,則管內(nèi)煤油的體積為,油=肅=麗高?=50cm=管內(nèi)
煤油的高度為與油=*=學£=12.5cm=0.125m,此時滿足〃水=〃煤油,由
J鐘4cm
P=Qgh可得。水叫="煤油g%油,解得
h夕煤油的艮油_夕煤汨包油_0.8xl0'kg/m'x0.125rn=0j0cm
=m=1故A正確,不符
「水gP水lxlO3kg/m3
合題意;
BC.倒入煤油前水對塑料片的壓強為
〃水=。水砂=1。x10-kg/m-x1ON/kgx0.1m=lOOOPa,倒入煤油前水對塑料片底部的
壓力為尸=&%=1"Pax5xl()Tm2=O.5N,故B錯誤,符合題意,C正確,不
符合題意;
D.玻璃管內(nèi)外液面高度差為A/z=0.125m-0.1n=0.025m=2.5cm,故D正確,不
符合題意。
故選B。
29.如圖所示,將甲、乙兩個質(zhì)量和底面積均相同的容器放在水平桌面上,甲容
器中盛有適量的水,乙容器中盛有適量的酒精,水對甲容器底部的壓強為/乙、
壓力為酒精對乙容器底部的壓強為生、壓力為鳥。若將質(zhì)量相同的水和
酒精再分別倒入甲、乙容器之后(均不溢出),水對甲容器底部的壓強增大
了即|、壓力增大了AA,酒精對乙容器底部的壓強增大了什2、壓力增大了A%o
已知。水〉外精,下列說法正確的是()
甲乙
A.Pi=]%,耳=5
B.Pi<pr6
C.3=即2,△《=△乙
D.<5?,AK<△丹
【答案】D
【詳解】AB.甲為上下等大的柱形容器,水對容器底的壓力等于水的重力,
乙為上小下大的容器,酒精對容器底的壓力大于酒精的重力,由于水和酒精
的質(zhì)量關(guān)系不明確,根據(jù)G二〃zg可知,水和酒精的重力關(guān)系不能判斷,則水
和酒精對容器底部的壓力關(guān)系不能確定,根據(jù)〃=5可知,液體對甲、乙容
器底部的壓強關(guān)系不能確定,故AB錯誤;
CD.將質(zhì)量相同的水和酒精再分別倒入甲、乙容器之后,根據(jù)GT咫可知
增加液體的重力相同,甲為上下等大的柱形容器,倒入水后水對容器底增加
的壓力等于倒入水的重力,乙為上小下大的容器,倒入酒精后酒精對容器底
增加的壓力大于倒入酒精的重力,則液體對甲、乙容器增大的壓力關(guān)系為
<△口2,根據(jù)〃=(可知,液體對甲、乙容器底部增大的壓強關(guān)系為A〃/VAp2,
故C錯誤,D正確。
故選D。
30.如題圖所示,把一個底面積為0.00411f的平底茶壺放在水平桌面上(茶壺壁
厚度不計),壺嘴和壺身構(gòu)成0壺內(nèi)裝有0.6kg的水,水面到壺底
0.12m,則水對壺底的壓強是Pa,水對壺底的壓力是No(p
^=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg)
【答案】連通器12004.8
【詳解】[1]壺嘴和壺身底部相通、上端開口,構(gòu)成連通器(連通器是上端開
口、底部相連通的容器,符合茶壺的結(jié)構(gòu)特點)。
⑵水對壺底的壓強:由液體壓強公式〃=P皿,代入°水=1.0xl()3kg/m3、
g=10N/kg、/i=0.12m,得p=p^=l.0xl03kg/m3xl0N/kgx0.12m=1200Pa
[3]水對壺底的壓力:由尸=*,代入p=1200Pa、5=0.0()4m2,得
F=/?S=1200Pax0,004m2=4.8N
31.如圖所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面積為20cm2,杯中水深lOcnio
杯和水的總重力為3N,已知外=1x10,依/m\試求:
(1)杯對水平桌面的壓強。
(2)水對杯底的壓力為心(茶杯杯壁厚度不計)
【詳解】(1)茶杯放在水平桌面上,杯對桌面的壓力等于杯和水的總直力
F、=G,,=3N
杯對水平桌面的壓強pi為P、=?=£'="OOPa
(2)水對杯底的壓強P2為0=0:g力=lx1"kg/n?xlON/kgxO.lm=l(XX)Pa
水對杯底的壓力產(chǎn)為尸=P2s=1000Pax2xl(y3m2=2N
六.液體和固體壓強的對比計算(共3小題)
32.如圖所示,水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙兩平底容器,分別
裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是()
A.容器對桌面的壓力:F乙B.液體的密度:p,kp乙
0.液體對容器底部的壓力:F”:<F£D.容器對桌面的壓強:〃“二〃丁
【答案】D
【詳解】AD.水平桌面上,甲、乙兩個容器中兩種液體質(zhì)量相等,容器的
質(zhì)量相等,根據(jù)G=,咫可知,二者的總重力相等,故容器對桌面的壓力相等,
容器的底面積相同,由〃=《得,容器對桌面的壓強相等,故A錯誤,D正
確;
BC.從圖中可知乙中液體的體積大于甲中液體的體積,因為液體質(zhì)量相同,
根據(jù)密度公式可知,甲液體的密度大于乙液體的密度,因兩容器中液體的深
度相同,根據(jù)〃=%"知,甲液體對容器底的壓強大于乙液體對容器底部的
壓強,即P甲〉〃乙,容器的底面積相同,由尸="S知,液體對容器底部的壓力
為%'>吃',故BC錯誤。
故選D。
33.如圖所示,燒杯靜止在水平桌面上,里面放有冰塊,此時冰塊對杯底的壓強
為當冰全部熔化成水后,水對杯底的壓強為〃2。則〃2(選
填〃〉〃、〃<〃、〃=〃),冰熔化過程中燒杯對桌面的壓強將(選填“增
大〃、“變小〃、〃不變〃)。
【答案】>不變
【詳解】[1]冰化成水后,質(zhì)量不變,重力不變,此時壓力等于重力,故水對
F
杯底的壓力和冰對杯底的壓力相等,但熔化后受力面積變大,根據(jù)〃=不可
得,壓強變小,即/力>〃2
⑵冰熔化前后,水的質(zhì)量不變,重力不變,杯子對桌面的壓力等于杯子和水
的重力之和,二者之和不變,受力面積不變,根據(jù)〃=與可知,杯子對桌面
的壓強不變。
34.如圖一個魚缸放在水平桌面中央,內(nèi)盛行0.1m深的水,水和魚的總質(zhì)量是
5kg,(g取l()N/kg)(魚缸厚度忽略不計)求:
(1)水對魚缸底部的壓強;
(2)魚缸的底面積是3xl()-2m2,水對魚缸底部的壓力;
(3)魚缸的質(zhì)量是10kg,此時容器對桌面的壓強多大?
【詳解】(1)由題可知,水的深度〃=0.1m
根據(jù)液體壓強公式P=Pg%可得,水對魚缸底部的壓強為
Pi=pgh=1.0x1依/m’x1ON/伙x0.1m=Ix10、&
(2)根據(jù)壓強定義式〃=?可得,水對魚缸底部的壓力
32
K=P1S=1x10x3x1O_nr=30N
(3)由題有總質(zhì)置,〃=小水危+%=5依+10依=15依
魚缸放在水平桌面上,容器對桌面的壓力等亍魚缸、水和魚的總重力即
鳥=G=15依xlON/kg=15ON
根據(jù)〃=4可得,容器對桌面的壓強為P2=§=三萼=5x10:&
SS3x10m"
七.連通器的原理及生活中常見的連通器(共7小題)
35.如圖是一種嵌于廚房或衛(wèi)生間地面的地漏及其結(jié)構(gòu)示意圖。下列有關(guān)說法中
錯誤的是()
位置I
位置2
A.地漏的存水杯裝滿水時是連通器
B.當存水杯裝滿水時,地面上的水仍能流進下水道
C.隔離板的作用是隔離垃圾進入下水管和防止下水道異味氣體進入室內(nèi)
D.為了防止異味氣體進入室內(nèi),存水杯中水面必須達到的最低高度是位置
2
【答案】D
【詳解】A.根據(jù)地漏的結(jié)構(gòu)圖可知,存水杯上端開口,底部連通,屬于連
通器,故A正確,不符合題意;
BC.由連通器原理可知,隔離板的作用是:當存水杯裝滿水時,地面上的水
可以流進下水管,隔離垃圾進入下水管和下水道“異味〃進入室內(nèi),故BC正
確,不符合題意。
D.根據(jù)地漏的結(jié)構(gòu)圖可知,左右兩個容器連通,上端開口,當水不再流動
時,水面保持相平,所以了防止“異味〃進入室內(nèi),水面能到達的最低高度是
位置3的高度,最高高度是3的高度,故D錯誤,符合題意。
故選D。
36.如圖所示采用以下裝置進行實驗。第一步,將底部連通的A、B兩容器的閥
門K打開,裝入部分水,此時A、B兩容器里面水的液面相平,再立即關(guān)閉
閥門。第二步,將質(zhì)量相等、密度之比為5團2的甲、乙兩個實心物體分別浸
沒在A、B兩容器內(nèi)(水未溢出)。已知A、B兩容器底面積關(guān)系為S:SB
o則以下判斷正確的是()
AB
二--二閥門K二―-
\SR
A.第一步操作結(jié)束時該裝置是連通器
B.放入甲乙兩物體后A、B兩容器液面升高,且升高高度比是5團3
C.第二步操作結(jié)束時容器底部液體壓強之比3團5
D.第二步操作結(jié)束時立即打開閥門K,水將從B容器流向A容器
【答案】D
【詳解】A.連通器需上端開口、底部連通,第一步關(guān)閉閥門后,底部不連
通,此時該裝置不是連通器,故A錯誤;
B.甲、乙兩物體的質(zhì)量相等,密度之比為5團2,由丫=,可知甲、乙體積之
比為%:吃=2:5
又因為A^B兩容器底面積關(guān)系為SA:S/f=233
甲、乙浸沒在水中,所以物體排開液體的體積等于物體的體積,所以A、B
兩容器液面升高的高度比A%:=9:9=^=3:5
故B錯誤;
C.第一步操作結(jié)束時A、B兩容器液面相平,液體對容器地面的壓強相等,
由B選項分析知放入甲、乙后液面升高的高度之比為3:5,所以增加的液體
壓強之比為3:5,但第二步操作結(jié)束時容器底部液體壓強之比不是3團5,故C
錯誤;
D.第一步操作結(jié)束時液面相平,放入甲、乙物體后,由上面分析可知B容
器中液面上升的多,所以第二步操作結(jié)束時B容器的液面高,液體對容器地
面的壓強大,因此水將從B容器流向A容器,故D正確。
故選D。
37.以下表述正確的是()
A.攔河壩、河岸做成上窄下寬(梯形)是為了美觀
B.研究液體壓強使用的簡易壓強計是連通器
C.三峽大壩中的船閘是利用連通器原理
D.一個正在豎直向下運動的乒乓球,突然受到的外力都消失了,乒乓球會
馬上靜止。
【答案】C
【詳解】A.由于液體的壓強隨深度的增加而增大,河水的深度越深,壓強
越大,為了使攔河壩、河岸能承受更大的水壓,把攔河壩、河岸設計成下寬
上窄的形狀,故A錯誤;
B.研究液體壓強使用的簡易壓強計一端封閉,不是連通器,故B錯誤;
C.三峽船閘在工作時,閘室分別與上游和下游構(gòu)成連通器,運用了連通器
的原理,故C正確;
D.根據(jù)牛頓第一定律,一個正在豎直向下運動的乒乓球,突然受到的外力
都消失了,乒乓球會向下做勻速直線運動,故D錯誤。
故選C。
38.連通器在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應用。如圖所示的事例中利用連通器
原理的是()
①喂水器②船閘③壓強計④下水彎管
A.①②③④B.①②③C.②③④
D.①②④
【答案】D
【詳解】連通器是指上端開口、底部互相連通的容器。連通器里裝同一種液
體且液體不流動時,各容器中的液面高度總是相同的。
①喂水器:喂水器的幾個容器上部開口,底部連通,當其中一個容器中的
水減少時,其他容器中的水會補充過來,使各容器中的水位保持相平,利用
了連通器原理。
②船閘:船閘是利用連通器原理工作的。閘室和上下游構(gòu)成連通器,當船從
上游駛向下游時,先打開上游閘門,使閘室和上游形成連通器,閘室水位上
升與上游水位相平,船駛?cè)腴l室;然后關(guān)閉上游閘門,打開下游閘門,閘室
和下游形成連通器,閘室水位下降與下游水位相平,船駛向下游,所以船閘
利用了連通器原理。
③壓強計:壓強計的U形管一端是封閉的,并且U形管兩側(cè)的液面高度差
是用來反映探頭所受壓強大小的,它不是上端開口、底部連通且利用液面高
度相同這一特點的裝置,沒有利用連通器原理。
④下水彎管:下水彎管的形狀類似"U〃形,它的兩端開口,底部連通,能
保留一部分水,起到水封的作用,防止下水道中的異味、有害氣體等進入室
內(nèi),利用了連通器原理。
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