液体内部的压强
一、单选题
1.下列现象没有利用连通器原理的是( )
A.过路涵洞
B.拦河大坝.
C.下水管中“存水弯”
D.船闸
2.装满水的容器侧壁开有三个小孔,水从小孔中喷出,如图所示的实验现象正确的是( )
A.
B.
C.
D.
3.甲、乙、丙三个相同的容器中分别盛有水、盐水和植物油,把它们放置在水平桌面上,用压强计测得三个容器底部所受的液体压强相等,已知盐水密度>水的密度>植物油密度,则( )
A.三个容器中液面一样高
B.甲容器中液面最高
C.乙容器中液面最高
D.丙容器中液面最高
4.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同,深度相同的不同液体,则液体对容器底的压强大小关系判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.条件不足,无法判断
5.如图所示,
完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,在两容器中同一高度处分别有
A、B
两点,若
A、B
两点的压强相等,则下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度关系是
ρ甲
=
ρ乙
B.两种液体的密度关系是
ρ甲
<
ρ乙
C.两种液体对容器底的压强关系是
p甲
>
p乙
D.两种液体对容器底的压强关系是
p甲
<
p乙
6.小杰同学在成都游玩“海底世界”时,观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示,对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )
A.浮力不变,压强不变
B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变小
D.浮力变大,压强变大
7.探究“液体内部压强特点”,当左右两侧各注入适量的液体后,符合实际情况的是( )
A.
B.
C.
D.
8.如图所示,、两支完全相同的试管,分别装有同种液体,管竖直放置,管倾斜放置,两试管液面相平。则液体对管底的压强( )
A.试管的大
B.试管的大
C.一样大
D.无法判断
9.将自制密度计先后放入甲、乙两杯液体中,静止时的情形如图,若液体的密度为ρ甲和ρ乙,密度计下表面受到液体的压强为p甲
和p乙,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲
>
ρ乙
p甲
<
p乙
B.ρ甲
<
ρ乙
p甲
>
p乙
C.ρ甲
>
ρ乙
p甲
=
p乙
D.ρ甲
<
ρ乙
p甲
=
p乙
10.如图所示,小明将压强计的探头放入水中的某一深度处,记下U
型管中两液面的高度差
h,下列操作中能使高度差
h
增大的是( )
A.将探头水平向左移动一段距离
B.探头不动,给容器中加水
C.将探头放在酒精中的同样深度处
D.将探头在原深度处向其它方向任意转动一个角度
11.智慧的劳动人民在劳动中创造了液压机,如图所示的简易液压机的活塞A、B的面积为,。把重力为630N的物体放在活塞B上,则以下结论正确的是( )
A.活塞B将向下移动15cm
B.活塞B将向下移动15.75cm
C.活塞B将向下移动14.25cm
D.活塞B将向下移动任意距离
12.如图所示,往装有水的容器内匀速下插一长方体物体(未触底),容器中水面逐渐上升,容器底面受到水的压强p随时间t变化的曲线,较合理的是( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题
13.修筑河堤总是下部比上部宽,这是因为(
)
A.堤下部宽稳度大
B.河堤下部宽便于施工
C.河堤底面积大,对河岸的压强小
D.河水在河堤下部压强大
14.如图所示,两个底面积不同的圆柱形容器A、B,SA>SB(容器足够高),放在两个高度不同的水平面上,分别盛有质量相等的甲、乙两种液体,两液面处于同一水平面上,以下判断正确的是( )
A.甲液体对容器底部压强等于乙液体对容器底部压强
B.甲液体对容器底部压强小于乙液体对容器底部压强
C.甲液体对容器底部压力等于乙液体对容器底部压力
D.甲液体密度一定小于乙液体密度
15.如图所示,两个质量和底面积相同的薄壁容器甲和乙装有密度为ρ甲和ρ乙的液体,放置在水平桌面上,现将完全相同的物块(密度为ρ)分别放入两容器中,物块静止时两容器中液面等高。下列说法正确的是( )
A.物体密度与液体密度的关系为ρ=ρ甲<ρ乙
B.放入物块前,乙容器底受到液体的压强大
C.放入物块后,乙容器底受到液体的压力大
D.放入物块后,甲容器对桌面的压强大
16.如图所示,在两端开口、粗细均匀的U形玻璃管中注入互不相溶的两种液体,稳定后两端液面到分界面的高度差分别为h1和h2.设两种液体的密度分别为ρ1和ρ2,两端液面的高度差Δh=h1-h2,则( )
A.
=
B.
=
C.从左侧继续注入少量同种液体,Δh增大
D.从右侧继续注入少量同种液体,Δh减小
17.如图所示,相同的烧杯中分别装满水和盐水,李明同学观察图中压强计U型管中的液面情况,得到了以下发现,其中正确的是
A.观察①②③可以看出液体内部向各个方向都有压强并且相等
B.观察③④可以知道水越深产生的压强就越大
C.观察④⑤可以知道液体产生的压强与液体的深度有关
D.U型管中的液面高度差越大表明橡皮膜所处的位置的压强就越大
三、实验题
18.在“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验中,操作过程如图所示。
(1)实验中液体压强的大小是通过比较压强计U形管两侧液面
______的大小来比较的,该物理研究方法叫做
______法;
(2)通过比较图B和图
______这两图实验现象,可得出结论:同种液体的压强随深度的增加而
______(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)通过比较D、E两图,可探究液体压强与
______的关系,可得出结论:______;
(4)通过比较A、B、C三图,可得出结论:同种液体在相同深度下各个方向的压强
______。
四、计算题
19.三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水深125m时,坝底受到水的压强多大?(取)
20.据央视新闻消息,中国“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909米的中国载人深潜新纪录。如图所示,“奋斗者”号的成功研制,标志着我国已成为同类型载人深潜装备领域的领军国家。[ρ海水取1×103kg/m3;g取10N/kg],求:
(1)“奋斗者”号的底下潜到1000m时,潜水器底受到的海水的压强是多少Pa?
(2)“奋斗者”号的底处在1000m的深度,在底部5m2的面积上受到的压力为多少N?
21.如图所示,铁桶重为20N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入8kg的水,水的深度为15cm,平放在水平台面上(g=10N/kg)。求:
(1)桶底受到水的压强;
(2)桶底受到水的压力;
(3)台面受到桶的压强;
22.如图所示,底面积不同的圆柱形轻质容器分别盛有质量为10千克的甲、乙两种液体,甲液体的体积为1.25×10-4米3,乙液体为水,两容器中液体深度分别为0.6米、0.5米。
①求甲液体的密度ρ甲;
②求乙液体对容器底的压强p乙;
③若分别从两容器中抽出高度均为h的液体后,使剩余液体对容器底的压强相等,求h的大小。
参考答案
1.B
【详解】
A.过路涵洞是上面开口,下面连通的,属于连通器,故A不符合题意;
B.拦河大坝的结构不符合上端开口、底部连通的特点,不属于连通器,拦河大坝上窄下宽,因为下面受到水的压强大,拦河大坝应用的是液体压强的原理,故B符合题意;
C.下水管“存水弯”符合上端开口、底部连通的特点,属于连通器,故C不符合题意;
D.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,是利用连通器原理进行工作的,故D不符合题意。
故选B。
2.B
【详解】
由液体压强公式p=ρgh知,同种液体中深度越深,液体内部受到的压强越大,所以水喷射的距离就越远,故ACD错误,B正确。
故选B。
3.D
【详解】
三个容器底部所受的液体压强相等,已知盐水密度>水的密度>植物油密度,根据可知,植物油深度最大,即丙容器中液面最高,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.A
【详解】
由于液体深度h、容器底面积S相同,所以液体体积
由于液体质量相等,根据密度公式可知
又由于,h相同,所以容器底部受到的液体压强
故A正确,BCD错误。
故选A。
5.C
【详解】
AB.由图可知:液面到A点的深度小于液面到B点的深度,即h甲<h乙,若A、B两点的压强相等,根据p=ρgh可知:ρ甲>ρ乙,故AB错误;
CD.A、B
两点的压强相等,则ρ甲ghA=ρ乙ghB,设A点到容器底的深度为h,则两种液体对容器底的压强为
p甲=ρ甲gh甲=ρ甲g(hA+h)=ρ甲ghA+
ρ甲gh
p乙=ρ乙gh乙=ρ乙g(hB+h)=ρ乙ghB+
ρ乙gh
由ρ甲>ρ乙,ρ甲ghA=ρ乙ghB可得:
p甲
>
p乙。故C正确;D错误。
故选C。
6.C
【详解】
气泡上升时,深度变小,由
可知气泡受到水的压强变小。一定质量的气体,体积变大,压强变小,气泡内的压强变小;气泡的体积变大,排开水的体积变大,由
可知气泡受到水的浮力变大。
故选C。
7.C
【详解】
AB.由于盐水的密度大,所以在深度相同的情况下,盐水的压强比水的压强大,故橡皮膜应该向左凸,故AB错误;
C.由p=可知:盐水的密度比水大,但盐水的深度比水小,则橡皮膜左右压强有可能相等,故C正确;
D.两侧都是水,且深度相同,橡皮膜受到向左和向右的压强相等,所以橡皮膜不形变,故D错误。
故选C。
8.C
【详解】
根据液体压强计算公式
液体压强的大小与液体的密度和深度有关。由题意知,、两支试管内盛有同种液体,即密度相同,液面相平即深度h(h为液面到试管底部的垂直深度)相同,所以液体对试管底的压强相等。
故选C。
9.D
【详解】
自制密度计先后放入甲、乙两杯液体中静止时均漂浮,此时所受浮力均等于自重,且在甲液体中浸入体积更大,即,根据可知
即
ρ甲<ρ乙
且
即
故选D。
10.B
【详解】
A.将探头水平向左移动一段距离,深度不变,橡皮膜受到的压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故A不符合题意;
B.探头不动,给容器中加水,相当于将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故B符合题意;
C.将探头放在酒精中的同样深度处,液体的密度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差变小,故C不符合题意;
D.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原深度处向其他方面任意转动一个角度,不会影响压强的大小,故D不符合题意。
故选B。
11.A
【详解】
物体对活塞B产生的压强
这部分压强会让左右两侧液柱产生的高度差
设右边液柱下降的高度为hB,则下降的液体的体积
设左边液体上升的高度为hA,则左边上升部分液体的体积
左边上升部分液体的体积等于右边下降部分液体的体积,即
即
解得
又
即
解得
故A正确;BCD错误。
故选A。
12.C
【详解】
由图可知,容器的形状是上宽下窄,所以匀速下插一长方体物体(未触底),相同时间物体排开水的质量相同,水在容器中的高度不断增加,但因为容器的形状,相同时间内增加的高度越来越小,所以容器底部受到的液体的压强的增加量也会越来越小,所以容器底面受到水的压强P随时间t变化的图像是一条弯曲的曲线。
故选C。
13.ACD
【详解】
修筑河堤总是下部比上部宽,可以提高稳度、可以减小对河岸的压强,但主要是因为水坝的底部深度大,受到的液体压强就大,要承受巨大的液体压强就需要建的更宽一些。故选ACD.
14.BC
【详解】
ABC.在圆柱形容器中,液体对容器底部的压力等于液体的重力,甲、乙两种液体质量相同,则由G=mg可知,甲液体对容器底部压力等于乙液体对容器底部压力;由压强公式可知,SA>SB,则pA
D.由液体压强公式可知
由于hA故选BC。
15.ABC
【详解】
A.同一物块在甲中悬浮,则ρ甲=ρ,在乙中漂浮,则ρ乙>ρ,所以ρ甲=ρ<ρ乙,故A正确;
B.同一物块在甲中悬浮,在乙中漂浮,则物块排开甲液体的体积大,排开乙液体的体积小,现在液面相平,因两容器的底面积相同,且乙容器上粗下细,所以放入物块前,乙的液面高,且乙液体的密度大,根据p=ρ液gh知乙容器底受到液体的压强较大,故B正确;
C.放入物块后,液面相平(液体深度相等),且乙液体的密度大,根据p=ρ液gh可知乙容器底受到的液体压强大,根据知,在底面积相同时,乙容器底受到液体的压力较大,故C正确;
D.甲乙两个质量和底面积相同的薄壁容器(质量不计),放入物块前,乙的液面高,故乙中的液体体积大,而ρ甲<ρ乙,根据G=mg=ρVg,故乙中液体的重力更大,两容器对桌面的压力等于液体和物块的重力和,故乙容器对桌面的压力较大,根据可知甲容器对桌面的压强小,故D错误。
故选ABC。
16.BC
【详解】
AB.取两液面分界面为水平面,由得,左侧液柱产生的压强
右侧液柱产生的压强
则由两侧压强相等得
故A不符合题意,B符合题意;
C.由可知,因为h1>h2,所以ρ1<ρ2,从左侧继续注入同种液体稳定后,设左侧液柱增加的高度为△h1,右侧液柱增加的高度为△h2,则两侧液柱增加的压强
即
因为ρ1<ρ2,所以△h1>△h2,因此从左侧继续注入同种液体△h增大,故C符合题意;
D.从右侧继续注入同种液体,两侧液柱增加的压强仍相等,但增加高度均为液体ρ2的高度,因此两端液面的高度差△h将不变,故D不符合题意。
故选BC。
17.ABD
【详解】
A.观察①②③可以看出,压强计在同一种液体中,浸入水的深度相同,所不同的是压强计金属盒的朝向,但U型管中的液面高度差相同,所以可以得出:液体内部同一深度处向各个方向都有压强并且相等。故A正确;
B.观察③④可以知道,压强计在同一种液体中,浸入水的深度不相同,深度越大,U型管中的液面高度差越大,说明水越深产生的压强就越大。故B正确;
C.观察④⑤可以知道,实验的目的是探究液体压强与液体密度的关系,液体产生的压强与液体的深度有关,探究液体压强跟密度的关系时,应控制压强计浸入液体中的深度相同,实验中没有控制液体深度相同,无法得出结论。故C错误;
D.液体压强的大小是通过U型管中的液面高度差来体现的,U型管中的液面高度差越大表明橡皮膜所处的位置的压强就越大。故D正确。
18.高度差
转换法
D
增大
液体密度
深度一定时,液体压强随密度的增加而增大
相等
【详解】
(1)[1][2]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大;这种方法叫做转换法。
(2)[3][4]要探究液体的压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同和金属盒的方向相同,改变液体深度,图B、D符合要求,分析实验现象,可得出结论:同种液体的压强随深度的增加而增大。
(3)[5][6]比较D、E两个图可知,金属盒所处的深度相同,液体的密度不同,因此可探究液体压强与液体密度的关系,由于盐水的密度大于水的密度,分析实验现象,可得出结论:深度一定时,液体压强随密度的增加而增大。
(4)[7]比较A、B、C三个图,液体的密度和金属盒所处的深度相同,金属盒的方向不同,U形管内液面的高度差相同,说明金属盒处的液体压强相同,因此可以得出结论:同种液体在相同深度,向各个方向的压强都相等。
19.
【详解】
由可得,此时坝底受到水的压强为
20.(1)1×107Pa;(2)5×107N;(3)4000m
【详解】
解:(1)潜水器底受到的海水的压强
(2)底部5m2的面积上受到的压力
答:(1)“奋斗者”号的底下潜到1000m时,潜水器底受到的海水的压强是1×107Pa;
(2)“奋斗者”号的底处在1000m的深度,在底部5m2的面积上受到的压力为5×107N;
21.(1)1500Pa;(2)15N;(3)10000Pa
【详解】
解:(1)水对桶底的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
(2)受力面积
S=100cm2=1.0×10-2m2
由得桶底受到水的压力
F=pS=1500Pa×1.0×10-2m2=15N
(3)台面受到的压力
F1=G桶+G水=G桶+m水g=20N+8kg×10N/kg=20N+80N=100N
台面受到的压强
答:(1)水对桶底的压强为1500Pa;
(2)桶底受到水的压力为15N;
(3)台面受到桶的压强为10000Pa。
22.①0.8×103kg/m3;②4.9×103Pa;③0.1m
【详解】
解:①甲液体的密度
②乙液体对容器底的压强
③分别从两容器中抽出高度均为h的液体后,剩余液体对容器底的压强相等即
则
ρ甲g(h甲-h)=ρ乙g(h乙-h)
代入数据
0.8×103kg/m3×(0.6m-h)=1.0×103kg/m3×(0.5m-h)
解得
h=0.1m
答:①甲液体的密度ρ甲是0.8×103kg/m3;
②乙液体对容器底的压强p乙是5×103Pa;
③分别从两容器中抽出高度均为h为0.1m的液体后,剩余液体对容器底的压强相等。