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文档简介
第2节液体的压强
>题型归纳
一.探究液体压强与哪些因素有关实验(共5小题)
二.液体压强的特点及其应用(共7小题)
三.液体压强公式的简单应用(共9小题)
四.比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小(共6小题)
五.计算液体对容器底的压强和压力(共4小题)
六.液体和固体压强的对比计算(共3小题)
七.连通器的原理及生活中常见的连通器(共7小题)
八.熟悉船闸的工作过程(共4小题)
A题型速练
一.探究液体压强与哪些因素有关实验(共5小题)
1.如图为探究“影响液体内部压强大小的因素〃的实验装置。甲、乙装置U形管
内装有已染色的水,丙装置隔板两侧装有不同液体,实验装置经测试均可以
正常使用。下列说法正确的是()
甲乙丙
A.甲、乙装置中的U形管是连通器
B.甲图中仅改变橡皮膜朝向,U形管两侧液面高度差改变
C.比较甲、乙两图,说明液体内部压强与液体深度有关
D.丙图中,右侧液体密度一定比左侧液体密度小
【答案】D
【详解】A.甲、乙装置中U形管因一端封闭,不是连通器,故A错误;
B.甲图中仅改变橡皮膜朝向,而深度不变,液体产生的压强大小不变,U形
管两侧液面高度差不改变,故B错误;
C.研究液体内部压强与液体深度有关,要控制液体的密度相同,比较甲、乙
两图,因液体密度不同,不能说明液体内部压强与液体深度有关,故c错误;
D.丙图中,橡皮膜变平,可知两侧液体产生的压强相同,而橡皮膜在右侧液
体中的深度大,根据〃=Pg/?可知,右侧液体密度一定比左侧液体密度分,
故D正确。
故选D。
2.如图是探究液体内部压强与深度关系的实验装置。增大探头在液体中的深度,
U形管两侧液面高度差变,此现象说明:在同种液体内部,液体压强
随深度的增加而o因此拦河大坝设计成(选填"上宽下窄〃或“下
宽上窄〃)的形状。
【答案】大增大下宽上窄
【详解】[1]当增大探头在液体中的深度时,液体压强增大,会使U形管左侧
液柱上方气压增大,而右侧液柱上方气压不变,导致U形管两侧液面高度差
变大。
[2]在探究液体内部压强与深度关系的实验中,U形管压强计两侧液面高度差
反映液体压强大小,利用了转换法。增大探头在液体中的深度,U形管两侧
液面高度差变大,故此现象说明了同种液体内部,液体压强随深度的增加而
增大。
[3]拦河大坝底部所处液体深度大,压强远大于上部,为承受更大压强,需设
计成下宽上窄的形状以增强稳定性与抗压能力。
3.小明用如图1所示的压强计〃探究液体压强与哪些因素有关〃的实验。
实验次2456
数
H/cm5.06.07.08.()9.010.0
h/cm4.65.26.06.67.48.2
(1)小明探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度从
记录U形管两侧水面的高度差亿多次实验,记录数据,如表格所示。分析
数据可初步得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越________;
(2)如图2所示,根据图甲、图乙实验现象可知:在液体内部同一深度处,液
体密度越大,液体内部压强o
【答案】(1)大
(2)越大
【详解】(1)观察表格数据,随着橡皮膜浸入水中深度”的增大,U形管两
侧水面的高度差团也在增大。因为U形管两恻液面高度差越大,表示液体内
部压强越大,所以在相同液体内部,深度越深,压强越大。
(2)图2中甲、乙探头所处深度相同,液体分别是水和盐水,盐水密度大于
水的密度,且图乙中U形管两侧液面高度差更大,即液体内部压强更大。所
以在液体内部同一深度处,液体密度越大,液体内部压强越大。
4.下列图片所示的是小明和小华探究“影响液体内部压强大小因素〃的实验。
(1)实验前不挤压橡皮膜,U形管中液面不等高,下列操作最便捷的是________
(填字母)。
A.取下软管重新安装B.摇晃U形管
⑵比较两图得出结论:同种液体中,液体压强与深度有关。在图丙
中保持探头的位置不变,只改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,
可得出的结论是。
(3)小华使用图丁所示的实验器材,容器中间用隔板分成底面积相等的〃两
部分,隔板中下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,小华在容器。、力两侧分别倒入
清水、浓盐水。发现橡皮膜向左凸出,小华结合上述实验结论,推断出若右
侧液体加至与左侧等高,则橡皮膜向左凸出更多,因此可得出结
论:O
(4)小明向某容器内多次注入等量的水直至加满,插入容器底部的压强计显示
所受水的压强〃与注水体积V的关系如图戊所示,这个容器可能是________
(填字母)。
【答案】⑴A
(2)乙、丙同种液体中,在同一深度,液体向各个方向的压强用等
(3)同一深度,液体密度越大,压强越大
(4)A
【详解】(1)实验前不挤压橡皮膜,U形管中液面不等高,说明两端液面上
方气压不等,应取下软管重新安装,使得两端液面上方气压均等于大气压,
液面就会相平。故A符合题意,B不符合题意。
故选Ao
(2)比较图乙和丙,只有深度不同,则U形管两端液面高度差不同,
说明:同种液体,液体压强与液体的深度有关。在图丙中保持探头的位置不
变,只改变探头的方向,U形管两液面的高度差不变,得出结论:同种液体
的同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(3)图丁中,。中液体深度大于中液体深度,橡皮膜向左凸出,说明右侧
压强大,根据P=2g〃可知,b的密度大于〃的密度;若右侧液体加至与左侧
等高,则橡皮膜向左凸出更多,因此可得出结论:深度相同时,液体密度越
大,压强越大。
(4)由图戊可知,液体压强增加得越来越快,根据〃=夕切?可知,水面高度
升高得越来越快,所以容器形状应是上窄下宽。故A符合题意,B不符合题
意。
故选Ao
5.某兴趣小组利用下列图片所示的器材,探究〃液体压强跟哪些因素有关〃。
⑴实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强
计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现图甲所示的情景,接下
来正确的调节方法是________(填字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过U形管两侧液面的来显示橡皮膜所受压强
大小的仪器。
(3)比较图两个实验,可探究液体的压强与液体深度的关系,
这种实验研究方法是法,依据得出的结论,拦河大坝要做
成(选填〃上窄下宽〃或〃上宽下窄〃)的形状。
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则U形管左
右两侧液面产生的压强差为Pao(0红墨水=L0xl03kg/m\g
取10N/kg)
(5)利用图戊所示的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部
分,隔板底部有一个小圆孔(用。表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压
强不同时,其形状会发生改变。如图己,在A中盛水,测得深度为12cm,在
6中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则8
中液体的密
度P液二kg/m-0(0水=l.Ox10-kg/m,)
【答案】⑴C
Q)高度差
(3)乙、丙控制变量上窄下宽
(4)800
(5)0.8x10-
【详解】(1)图甲中U形管两侧出现高度差,说明橡皮管内压强大于外界压
强,应将取下橡皮管,重新进行安装,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
(2)由转换法,压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压
强大小的仪器,U形管两侧液面的高度差越大,说明液体压强越大。
(3)⑴⑵⑶要探究液体压强与液体深度的关系,根据控制变量法,应控制
液体密度相同,改变深度,比较图中乙、丙两个实验中,所用的液体都是水,
丙图探头所处的深度深,液体的压强大,可探究液体压强与液体深度的关系,
所以选择乙、丙两个实验。由乙、丙可得结论:在同种液体中,液体深度增
大,压强越大,因为大坝越深处承受的压强越大,故修建拦河大坝时做成上
窄下宽的形状。
(4)橡皮管内气体的压强与大气压之差为
即=夕红墨水gA/?=Ix1O'kg/m'x1ON/kgx8xJOin=8(X)Pa0
(5)C处橡皮膜形状刚好不改变,则容器两侧压强相等,故外触人=外她1;
则B中液体密度外=竽=QU黑2m=°由*驮,。
〃B0.15m
二.液体压强的特点及其应用(共7小题)
6.下列设备中,没有利用连通器原理工作的是()
A.船闸B.茶壶C.拦河大坝D.地漏存水杯
【答案】C
【详解】A.船闸左右两个上端开口,底部相连,构成了一个连通器,故A
不符合题意;
B.茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水
后,液面相平,利用连通器原理,故B不符合题意;
C.拦河大坝是根据液体压强随深度的增加而增大的特点修建成上窄下宽的形
状,不属于连通器,故C符合题意;
D.地漏存水杯为U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道
里的气味散发出来,属于连通器,故D不符合题意。
故选Co
7.日常生活中,有时需要增大压强,有时需要减小压强。下列实例中属于增大
压强的是()
A.书包的肩带做得很宽
B.火车轨道铺在枕木上
C.拦河大坝设计得上窄下宽
D.盲道上凸起的圆点
【答案】D
【详解】A.书包背带很宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对肩
膀的压强,故A不符合题意;
B.铁轨铺在枕木上,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小火车对路面
的压强,故B不符合题意;
C.拦河大坝设计得上窄下宽是因为同种液体内部深度越深,液体压强越大,
故c不符合题意;
D.盲道上凸起的圆点是在压力一定时,通过减小受力面积来增大路面对脚底
的压强,故D符合题意。
故选D。
8.图中甲乙是两个完全相同的容器,甲装盐水,乙装水,同一高度上C、。两
点压强的大小相等,则两个容器底部受到液体的压强()
A.P甲=P〃B.〃甲<p乙C.〃甲>反D.无法判断
【答案】C
【详解】容器底部受到的压强,等于上方某点的压强加上该点到容器底部的
液体产生的压强。已知同一高度上C、。两点压强的大小相等,即々=P〃,
设C、。两点到容器底部的高度为儿由〃=「的可知,中容器底部受到盐水
的压强为〃甲=/%+。1t水动,乙容器底部受到水的压强为〃乙=外+夕水",由于盐
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不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.如图所示的是小明同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深
度的关系图像。由图像可知()
【答案】A
【详解】根据液体压强公式〃=/加,取相同压强时,比较深度/?,力越小,p
越大。从图像中可知,当压强〃=6乂102为时,甲液体对应的深度外=4削,
乙液体对应的深度e=6"〃。因为g相同、〃相同,品<屹,所以「甲>4.故
A符合题意,BCD不符合题意。
故选Ao
10.如图所示,注满水的无盖可乐瓶的侧壁开了A、8两个小孔,根据水流情况
可得出液体压强随增加而增大;随着水不断喷出,可乐瓶底部
受到的水的压强____________(选填〃变大〃〃变小〃或〃不变〃)。
【答案】深度变小
【详解】[1]因为液体具有流动性,所以液体对容器侧壁存在压强。处深度比
A处大,处水喷出更远,说明处水的压强更大,可得出液体压强随深度的增
加而增大;
⑵随着水不断喷出,瓶中水面下降,孔处的深度变小,水对孔处的压强变小,
孔处水的流速将减小。
H.如图所示,一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶
口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在水中的位置相同,可以看到橡皮膜都
向内凹,说明液体内部向方向都有压强。而且可以看到(填
写"甲〃或“乙〃)次凹陷的程度更大些。
甲乙
【答案】各入乙
【详解】⑴因为液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是
朝下都会向内凹。
[2]橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,因为在液体密度一定时,液体压强随
深度的增加而增大,所以乙次橡皮膜凹的更明显。
12.如图所示是一辆暴雨时不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门上A
处受到水的压强将(选填〃变大〃"不变〃或"变小〃)。若车门在水
下部分的面积为8xlO3cm2,受到水的平均压强为5xlO3pa,此时车门所受水
的压力为N,紧急情况下,应挥动逃生锤的(填“犷
或〃C〃)端砸向车窗。
【详解随着水位升高,车门上4处的水深力不断增加,由P=Pg/?可知,
A处受到水的压强将变大。
⑵由〃=£可得,车门受到的压力尸=pS=5:<I03&x8xl()3xl04m2=4x103N
S
F
⑶由图知,8端比C处的面积小,用8端砸向玻璃窗的边角,根据〃=一,
S
在用力相同的情况下,产生的压强越大,玻璃更容易破碎。
三.液体压强公式的简单应用(共9小题)
13.如图所示,甲、乙两个圆柱形容器中装有质量相等的同种液体,液体深度不
同,则液体对容器底部压强的关系为()
甲乙
A・乙B.p,尸〃乙
C.p咨p乙D.条件不足,无法判断
【答案】C
【详解】已知甲、乙两个圆柱形容器装有同种液体,故液体的密度一样,液
体深度不同,由图片可知“〈生,根据液体压强公式〃=Pg/?可知P甲<P乙,故
C符合题意,ABD不符合题意。
故选Co
14.如图所示各容器中装入一定量的水后放在同一水平桌面上,其中A、B、C、
。点等高。这四个点所受到的液体压强分别为〃八〃八Pc.PD,则()
A.PA最大B.Ps最大
C.P,.最大D.Po最大
【答案】D
【详解】液体压强公式〃=0g〃中,〃为深度,深度是指研究点到自由液面
间的竖直距离,据图可知,。点处自由液面最高,。点所处的深度最深,液
体都是水,密度相同,根据〃=「如可知,力点的压强最大,故D符合题意,
ABC不符合题意。
故选D。
15.如图所示,一部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为O.3()kg
的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为90()Pa;将玻
璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa、若该玻璃瓶内装满
密度为O.8xlO3kg/m3的酒精,则酒精的质量为()
A.0.35kgD.0.6kg
【答案】C
【详解】正放时,水柱为标准的圆柱体,根据此时水对瓶底的压强为900Pa,
*艮据P=pgh求得水柱高度%-=-----3900中3--------------o.O9m=9cm
侬倔"不付小仕同山水0送LOxlOkg/mxlON/kg
水的质量为0.3kg,由此可知每0.1kg水占圆柱体部分3cm高度。将玻璃瓶
倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa,根据〃=pg力求得水深
.,,或1400Pa八―一
更:%=——=----z---------,--------------=0.14m=14cm
,p水g1.0xl03kg/m3xl0N/kg
瓶子总高20cm,上方空心部分高度6cm,装满水需要0.2kg,由此可知整个
瓶子装满水的质量为0.5kg,瓶子的容积叫台小忧]广5'10~3
若该玻璃瓶内装满密度为0.8xl03kg/m3的酒精,则酒精的质量为
〃加精=P^;y=0.8xitfkg/m3x5x10-4m3=0.4kg
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
16.如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积S广lOOcnr,
B部分底面积S?=50cm。A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开,先
在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮
膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度
/?=12.5cm(夕水"OxlAkg/n?,取10N/kg),下列说法正确的是()
A.水对A部分底部的压力为12.5NB.水对A部分底部的压强为1.0x]()5pa
C.B部分中液体的密度是0.8xl()3kg/m3D.某种液体对B部分底部的压力
为10N
【答案】C
【详解】A.水的重力为G=mg=lkgxl0N/kg=10N
A部分为圆柱体,则水对A部分底部的压力为£=G=ION
故A错误;
pION
B.水对A部分底部的压强为P产甘=1/「[涓1=1x100
j।iuuxiun1
故B错误;
C.橡皮膜不再左右凸起,说明B部分中液体和A部分中水对橡皮膜压强相
同,忽略橡皮膜的高度带来的影响,则某种液体对B部分底部的压强为
3
p2==IxlOPa
B部分中液体的密度为展4二焉当*=0.8、10现而
ghION/kgx0.125m
故C正确;
D.某种液体对B部分底部的压力为玛=P2s2=lxl()3pax50xl0Tm2=5N
故D错误。
故选Co
17.如图所示为我国〃奋斗者〃号载人潜水器,该潜水器在马里亚纳海沟创造了
11000m的中国深潜新纪录,当它在下潜到5000m深处时(0,水=1000依/m,),
所受到的液体压强高达_____帕,它的物理意义是_________。
[答案】4.9x107每平方米受力面积所受压力为4.9x107牛
【详解】[1]潜水器所受到的液体压强
/?=夕8水gh=1OOO依/m'x9.8N//x5(XX)m=4.9xlOPa
[2]物理中用单位面积上所受压力的大小来表示压强,因此它的物理意义是每
平方米受力面积所受压力为4.9x107牛。
18.如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门上A公受
到水的压强将(选填“变大〃、〃变小〃或〃不变。若车门在水下部
分的面积为InR受到水的平均压强为4.9xlO,Pa,此时车门所受水的压力为
No相当于kg水压在车门上。因此,建议汽车不慎驶入水中时,应
立即设法从车内逃离,避免生命危险。
【答案】变天4900500
【详解】[1]根据液体压强的公式〃=可知,随着水位升高,即液体深度
变大,车门上A处受到水的压强将变大。
[2][3]车门在水下部分的面积为InR即受力面积STn?,受到水的平均压强
p=4.9xlO3Pa,此时车门所受水的压力尸=pS=4.9xl()3paxlm2=4.9x104
相当于重力为6=尸=4.9、1(>卬的水压在车门I'.,故水的质量
G4.9X!03N
in=—=---------=5(X)kg
g9.8N//kg
19.如图所示,将一根长细管插入一个密闭的装满水的桶的上方,从高处向细管
中灌水,A点受到的压强比点受到的压强(选填〃大〃或〃小〃)。注水至
C点时,桶刚好破裂。若将水换成酒精,注酒精到C点时桶(选填”会〃
或〃不会〃)破裂。若将细管换成粗管,需(选填嘴加〃或〃减少〃)注水
的质量才能使桶裂。(夕水>夕酒精)
【答案】小不会增加
【详解】[1]由液体压强公式p=p"可知,当液体密度相同时,深度越深,
压强越大。从高处向管内灌水,由图可知,A点的深度小于3点的深度,所
以A点受到的压强比B点受到的压强小。
[2]深度相同时,液体的密度越小,压强越小。己知酒精的密度比水小,若将
水换成酒精,注酒精到。点比注水到。点时的压强小,故桶不会破裂。
[3]将细管换成粗管,管的直径变大,管的横截面积变大,桶破裂时水的深度
不变,即水的压强不变。根据〃=夕"等可知,需要增加注水的质
量才能到达使桶破裂的高度。
20.一辆洒水车,以60km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶,发动机的牵引
力为2000N,g取10N/kg。求:
(1)泗水车受到的阻力大小;
(2)车内().8m深处水的压强为多少?(水的密度为1.0x10*00?)
【答案】⑴2000N
(2)8000Pa
【详解】(1)洒水车匀速直线行驶时,水平方向受牵引力与阻力作用,二
力平衡;由二力平衡条件得:阻力/=7”力=2000N
(2)水的压强由液体压强公式〃=pg〃计算,代入数据可得液体压强为
p=pgh=1.0xl03kg/m3xl()N/kgx().8ni=8000Pa
21.如图所示,圆柱形容器甲放在水平地面上(容器足够高),底面积S甲为4xl()1m2,
甲内盛有深为0.2m的水。有一质量为8kg、底面积为2x102ml高为0.3m的
实心金属块乙竖直放置在容器甲底部。
(1)计算乙的密度4;
⑵计算水对容器底的压强
⑶若再向甲中倒入体积为3x10,!?的水,计算水对容器底的压强增加量M水。
【详解】(1)乙的体积为V=S乙色=2xl02m2x0.3m=6xl0-3m3
则乙的密度为小您=6K:;>
乙
(2)水对容器底的压强〃水M8g⑥nlxlO'kg/nTxlON/kgxOZmnZOOOPa
(3)当水面上升到与乙顶部齐平时,水面上升的高度为
△4=h乙—=0.3m-0.2m=0.1in
此时需要加入水的体积为
=i4xlO-2m2-2xlO-2nr)xO.Im=2xlO_5m5<3xlO_3m3
所以水面会高出金属块乙,则水面上升到与乙顶部齐平后继续上升的高度为
地上泪工0025m
-4xlO-2m2
所以水对容器底的压强增加量
如水=。水g(M+M)=lxlO3kg/mxxlON/kgx(O.lirn-0.025m)=1250Pa
四.比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小(共6小题)
22.如图所示,TF三个不同形状的容器A、B、C,它们的底面积相同,都盛有
同一种液体并且液面在同一高度。若不计容器所受的重力,则下列说法正确
的是()
A.容器对桌面的压强和压力都相同
B.容器对桌面的压强相同,压力不同
C.液体对容器底部的压强和压力都相同
D.液体对容器底部的压强相同,压力不同
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,A容器内液体体积最大,C容器内液体体积最小。
由于是同种液体,根据〃?=。旷可得,三个容器中液体的质量大小关系为
>"%>fnC
根据G=,咫可得,三个容器中液体的重力大小关系为GA>GB>GC
若不计容器所受的重力,容器对桌面的压力等于液体的重力,所以容器对桌
面的压力大小关系为入
根据〃=《,三个容器底面积相同,则三个容器对桌面的压强大小关系为
PA>PB>Pc
故AB错误;
CD.由题意知三个容器内装同种液体,液体密度相同,且液面在同一高度。
根据P=Pg/?可得,液体对容器底的压强相同。根据尸=〃S,由于液体对容
器底的压强相同,容器的底面积相同,所以液体对容器底的压力相同。故C
正确,D错误。
故选Co
23.如图所示,置于水平桌面上的两个粗细不同的圆柱形容器,分别装有甲、乙
两种不同的液体,容器底部受到的液体压强相等,A、3两点距容器液面高
度相等,A、C两点距容器底部深度相等。则下列说法正确的是()
甲乙
A.两种液体密度的关系是小
B.容器内液体的质量网|=冽乙
C.4、8两点所受液体压强的大小关系是〃八=〃方
D.A、C两点所受液体压强的大小美系是〃八</Y
【答案】D
【详解】A.由题意可知,容器底部受到的液体压强相等,由图可知与
由〃=pg/z可知小>夕乙,故A错误;
B.容器底部受到的液体压强相等,装甲液体的容器的底面积小于装乙液体
的容器的底面积,即际<S乙
由尸=pS可知,甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器底的压力,故甲
液体的重力小于乙液体的重力,由旭=?可知,甲的质量小于乙的质量,即
“乙,故B错误;
C.A、3两点距容器液面高度相等,且丹〉忿
则由P=Pg%可知,X、B两点所受液体压强的大小关系是外>PB,故C错
误;
D.由题意可知A、。两点等高,且。甲乙,由〃=「g〃可知A、。点以下液
体对底部压强PA下》PCT
因4、。两点压强为PA=。甲-PA下,Pc=PLPG
且P中=比
故A、。两点所受液体压强的大小关系是以<Pc,故D正确。
故选Do
24.关于如图所示的各种情景,下列说法中不正确的是()
A.甲图中如果夕A=%=%,*A=〃B=%,则物体对地面压强〃A=PB=Pc
B.乙图说明锅炉水位计应用连通器原理
C.丙图中水对容器底的压强是800Pa
D.丁图中若液体的质量%=〃%,深度4=4,底面积SA=SB,则液体对容
器底的压力E、〉尸B
【答案】D
【详解】A.图甲中物体都是柱状物体,若由幺=%=生,%=/%=%可知,
物体对地面压强相等,即PA=PB=PC
故A正确,不符合题意;
B,图乙中水位计液面和锅炉中液面相平,区为锅炉与水位计上端开口,底
部连通,属于连通器,故B正确,不符合题意;
C.丙图中,水对容器底的压强与水的深度有关,与水的长度无关,根据压
强公式,=夕劭可得,水对容器底的压强
p=pgh=1.0x10skg;m*x1ON/依x0.08m=800Pa
故c正确,不符合题意;
D.丁图中若液体的质量心=%,深度%=%,底面积SA=SB,则匕>%;
由密度公式可知,PA〈PB,由压强公式P=P的可知,PA〈PB,由压
强公式〃=!可知,入<七,故D错误,符合题意。
故选Do
25.如图所示,装有液体的轻质密闭圆台形容器放置在水平地面上。若将该容器
倒置放置,则容器对水平地面的压强将,液体对容器底部的压强
将(两空均选填〃变大〃、“不变〃或"变小〃)。
【详解】山倒置前后,容器和液体对水平地面的压力大小不变,但倒置后容
器与地面的接触面积变小了,根据固体压强公式〃=5,当压力不变时,受
力面积变小,压力的作用效果更明显,压强变大。
[2]倒置后液体的深度〃会变大,根据液体压强公式〃="的,液体密度不变,
深度〃变大,所以液体对容器底部的压强变大。
26.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大
小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的
液面高度不同。则两种液体密度的大小关系是公_______必;两种液体
对容器底压强的大小关系是PaPbo(选填“〉〃"V〃或"二〃)
【答案】vV
【详解】[1]由图可知,匕>匕,而a、b两种液体的质量是相等,由密度公式
夕二,可知,A<A«
⑵a液体对容器底压强的大小外=冬=*=噂
JJJ
b容帑中液体上窄下宽,则b中液体对容器底部的压力大于液体的重力,则
b液体对容器底压强的大小4=g>今=等
•3oJ
因为呵=咻,所以外《外。
27.如图所示,把一个盛有水的薄壁容器静置在水平桌面上,容器重为0.7N,
底面积为GIO、%。,容器中水重为5.0N,水面距容器底的距离为().()9m。水
的密度为L0103kg,m3,求:(g取l()N/kg)
(1)水对容器底的压强:
(2)水对容器底的压力;
(3)容港对水平桌面的压力;
(4)容器对水平桌面的压强。
【详解】(1)水对容器底的压强
p=pgh=l.Ox103kg/m3x10N/kgx0.09m=900Pa
(2)水对容器底的压力
F=pS=900Pax6xl()-3m2=5.4N
(3)容器对水平臭面的压力
F'=G公+G行0.7N+5.0N=5.7N
(4)容潜对水平臭面的压强
,F,5.7N
P=—=----;-7=950Pa
S6xlO_3m2
五.计算液体对容器底的压强和压力(共4小题)
28.把两端开口的薄壁玻璃管的下方用一个薄塑料片托住(塑料片的质量和厚度
不计),放入水面下一定深度,玻璃管的横截面积为4cm"塑料片的横截面
积为5cnf,然后往管内缓慢倒入密度为OSxlO;kg/m3的煤油40g,此时塑料■片
恰好开始下沉。下列说法错误的是(〃水=L0xOkg//,g取10N/kg)()
A.玻璃管在水中的深度为10cm
B.倒入煤油前水对塑料片的压强为800Pa
C.倒入煤油前水对塑料片底部的压力为().5N
D.玻璃管内外液面的高度差为2.5cm
【答案】B
【详解】A.塑料片恰好开始下沉,说明此时塑料片上下方受到的压强大小
相等,已知煤油40g,则管内煤油的体积为,油=肃=丽高?=50cm=管内
煤油的高度为与油=*=学£=12.5cm=0.125m,此时满足〃水=〃煤油,由
J钟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正确,不符
「水gP水lxlO3kg/m3
合题意;
BC.倒入煤油前水对塑料片的压强为
〃水=。水砂=1。x10-kg/m-x1ON/kgx0.1m=lOOOPa,倒入煤油前水对塑料片底部的
压力为尸=&%=1"Pax5xl()Tm2=O.5N,故B错误,符合题意,C正确,不
符合题意;
D.玻璃管内外液面高度差为A/z=0.125m-0.1n=0.025m=2.5cm,故D正确,不
符合题意。
故选B。
29.如图所示,将甲、乙两个质量和底面积均相同的容器放在水平桌面上,甲容
器中盛有适量的水,乙容器中盛有适量的酒精,水对甲容器底部的压强为/乙、
压力为酒精对乙容器底部的压强为生、压力为鸟。若将质量相同的水和
酒精再分别倒入甲、乙容器之后(均不溢出),水对甲容器底部的压强增大
了即|、压力增大了AA,酒精对乙容器底部的压强增大了什2、压力增大了A%o
已知。水〉外精,下列说法正确的是()
甲乙
A.Pi=]%,耳=5
B.Pi<pr6
C.3=即2,△《=△乙
D.<5?,AK<△丹
【答案】D
【详解】AB.甲为上下等大的柱形容器,水对容器底的压力等于水的重力,
乙为上小下大的容器,酒精对容器底的压力大于酒精的重力,由于水和酒精
的质量关系不明确,根据G二〃zg可知,水和酒精的重力关系不能判断,则水
和酒精对容器底部的压力关系不能确定,根据〃=5可知,液体对甲、乙容
器底部的压强关系不能确定,故AB错误;
CD.将质量相同的水和酒精再分别倒入甲、乙容器之后,根据GT咫可知
增加液体的重力相同,甲为上下等大的柱形容器,倒入水后水对容器底增加
的压力等于倒入水的重力,乙为上小下大的容器,倒入酒精后酒精对容器底
增加的压力大于倒入酒精的重力,则液体对甲、乙容器增大的压力关系为
<△口2,根据〃=(可知,液体对甲、乙容器底部增大的压强关系为A〃/VAp2,
故C错误,D正确。
故选D。
30.如题图所示,把一个底面积为0.00411f的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁
厚度不计),壶嘴和壶身构成0壶内装有0.6kg的水,水面到壶底
0.12m,则水对壶底的压强是Pa,水对壶底的压力是No(p
^=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg)
【答案】连通器12004.8
【详解】[1]壶嘴和壶身底部相通、上端开口,构成连通器(连通器是上端开
口、底部相连通的容器,符合茶壶的结构特点)。
⑵水对壶底的压强:由液体压强公式〃=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]水对壶底的压力:由尸=*,代入p=1200Pa、5=0.0()4m2,得
F=/?S=1200Pax0,004m2=4.8N
31.如图所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20cm2,杯中水深lOcnio
杯和水的总重力为3N,已知外=1x10,依/m\试求:
(1)杯对水平桌面的压强。
(2)水对杯底的压力为心(茶杯杯壁厚度不计)
【详解】(1)茶杯放在水平桌面上,杯对桌面的压力等于杯和水的总直力
F、=G,,=3N
杯对水平桌面的压强pi为P、=?=£'="OOPa
(2)水对杯底的压强P2为0=0:g力=lx1"kg/n?xlON/kgxO.lm=l(XX)Pa
水对杯底的压力产为尸=P2s=1000Pax2xl(y3m2=2N
六.液体和固体压强的对比计算(共3小题)
32.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别
装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是()
A.容器对桌面的压力:F乙B.液体的密度:p,kp乙
0.液体对容器底部的压力:F”:<F£D.容器对桌面的压强:〃“二〃丁
【答案】D
【详解】AD.水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,容器的
质量相等,根据G=,咫可知,二者的总重力相等,故容器对桌面的压力相等,
容器的底面积相同,由〃=《得,容器对桌面的压强相等,故A错误,D正
确;
BC.从图中可知乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为液体质量相同,
根据密度公式可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,因两容器中液体的深
度相同,根据〃=%"知,甲液体对容器底的压强大于乙液体对容器底部的
压强,即P甲〉〃乙,容器的底面积相同,由尸="S知,液体对容器底部的压力
为%'>吃',故BC错误。
故选D。
33.如图所示,烧杯静止在水平桌面上,里面放有冰块,此时冰块对杯底的压强
为当冰全部熔化成水后,水对杯底的压强为〃2。则〃2(选
填〃〉〃、〃<〃、〃=〃),冰熔化过程中烧杯对桌面的压强将(选填“增
大〃、“变小〃、〃不变〃)。
【答案】>不变
【详解】[1]冰化成水后,质量不变,重力不变,此时压力等于重力,故水对
F
杯底的压力和冰对杯底的压力相等,但熔化后受力面积变大,根据〃=不可
得,压强变小,即/力>〃2
⑵冰熔化前后,水的质量不变,重力不变,杯子对桌面的压力等于杯子和水
的重力之和,二者之和不变,受力面积不变,根据〃=与可知,杯子对桌面
的压强不变。
34.如图一个鱼缸放在水平桌面中央,内盛行0.1m深的水,水和鱼的总质量是
5kg,(g取l()N/kg)(鱼缸厚度忽略不计)求:
(1)水对鱼缸底部的压强;
(2)鱼缸的底面积是3xl()-2m2,水对鱼缸底部的压力;
(3)鱼缸的质量是10kg,此时容器对桌面的压强多大?
【详解】(1)由题可知,水的深度〃=0.1m
根据液体压强公式P=Pg%可得,水对鱼缸底部的压强为
Pi=pgh=1.0x1依/m’x1ON/伙x0.1m=Ix10、&
(2)根据压强定义式〃=?可得,水对鱼缸底部的压力
32
K=P1S=1x10x3x1O_nr=30N
(3)由题有总质置,〃=小水危+%=5依+10依=15依
鱼缸放在水平桌面上,容器对桌面的压力等亍鱼缸、水和鱼的总重力即
鸟=G=15依xlON/kg=15ON
根据〃=4可得,容器对桌面的压强为P2=§=三萼=5x10:&
SS3x10m"
七.连通器的原理及生活中常见的连通器(共7小题)
35.如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中
错误的是()
位置I
位置2
A.地漏的存水杯装满水时是连通器
B.当存水杯装满水时,地面上的水仍能流进下水道
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内
D.为了防止异味气体进入室内,存水杯中水面必须达到的最低高度是位置
2
【答案】D
【详解】A.根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,属于连
通器,故A正确,不符合题意;
BC.由连通器原理可知,隔离板的作用是:当存水杯装满水时,地面上的水
可以流进下水管,隔离垃圾进入下水管和下水道“异味〃进入室内,故BC正
确,不符合题意。
D.根据地漏的结构图可知,左右两个容器连通,上端开口,当水不再流动
时,水面保持相平,所以了防止“异味〃进入室内,水面能到达的最低高度是
位置3的高度,最高高度是3的高度,故D错误,符合题意。
故选D。
36.如图所示采用以下装置进行实验。第一步,将底部连通的A、B两容器的阀
门K打开,装入部分水,此时A、B两容器里面水的液面相平,再立即关闭
阀门。第二步,将质量相等、密度之比为5团2的甲、乙两个实心物体分别浸
没在A、B两容器内(水未溢出)。已知A、B两容器底面积关系为S:SB
o则以下判断正确的是()
AB
二--二阀门K二―-
\SR
A.第一步操作结束时该装置是连通器
B.放入甲乙两物体后A、B两容器液面升高,且升高高度比是5团3
C.第二步操作结束时容器底部液体压强之比3团5
D.第二步操作结束时立即打开阀门K,水将从B容器流向A容器
【答案】D
【详解】A.连通器需上端开口、底部连通,第一步关闭阀门后,底部不连
通,此时该装置不是连通器,故A错误;
B.甲、乙两物体的质量相等,密度之比为5团2,由丫=,可知甲、乙体积之
比为%:吃=2:5
又因为A^B两容器底面积关系为SA:S/f=233
甲、乙浸没在水中,所以物体排开液体的体积等于物体的体积,所以A、B
两容器液面升高的高度比A%:=9:9=^=3:5
故B错误;
C.第一步操作结束时A、B两容器液面相平,液体对容器地面的压强相等,
由B选项分析知放入甲、乙后液面升高的高度之比为3:5,所以增加的液体
压强之比为3:5,但第二步操作结束时容器底部液体压强之比不是3团5,故C
错误;
D.第一步操作结束时液面相平,放入甲、乙物体后,由上面分析可知B容
器中液面上升的多,所以第二步操作结束时B容器的液面高,液体对容器地
面的压强大,因此水将从B容器流向A容器,故D正确。
故选D。
37.以下表述正确的是()
A.拦河坝、河岸做成上窄下宽(梯形)是为了美观
B.研究液体压强使用的简易压强计是连通器
C.三峡大坝中的船闸是利用连通器原理
D.一个正在竖直向下运动的乒乓球,突然受到的外力都消失了,乒乓球会
马上静止。
【答案】C
【详解】A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深,压强
越大,为了使拦河坝、河岸能承受更大的水压,把拦河坝、河岸设计成下宽
上窄的形状,故A错误;
B.研究液体压强使用的简易压强计一端封闭,不是连通器,故B错误;
C.三峡船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,运用了连通器
的原理,故C正确;
D.根据牛顿第一定律,一个正在竖直向下运动的乒乓球,突然受到的外力
都消失了,乒乓球会向下做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
38.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器
原理的是()
①喂水器②船闸③压强计④下水弯管
A.①②③④B.①②③C.②③④
D.①②④
【答案】D
【详解】连通器是指上端开口、底部互相连通的容器。连通器里装同一种液
体且液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。
①喂水器:喂水器的几个容器上部开口,底部连通,当其中一个容器中的
水减少时,其他容器中的水会补充过来,使各容器中的水位保持相平,利用
了连通器原理。
②船闸:船闸是利用连通器原理工作的。闸室和上下游构成连通器,当船从
上游驶向下游时,先打开上游闸门,使闸室和上游形成连通器,闸室水位上
升与上游水位相平,船驶入闸室;然后关闭上游闸门,打开下游闸门,闸室
和下游形成连通器,闸室水位下降与下游水位相平,船驶向下游,所以船闸
利用了连通器原理。
③压强计:压强计的U形管一端是封闭的,并且U形管两侧的液面高度差
是用来反映探头所受压强大小的,它不是上端开口、底部连通且利用液面高
度相同这一特点的装置,没有利用连通器原理。
④下水弯管:下水弯管的形状类似"U〃形,它的两端开口,底部连通,能
保留一部分水,起到水封的作用,防止下水道中的异味、有害气体等进入室
内,利用了连通器原理。
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