人教版八年级下 9.2 液体的压强
一、单选题
1.小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”实验时,操作如图,其中A、B两图中A物体下表面受到水的压强分别是p1、p2;C、D两图中A物体浸入液体前后,烧杯对水平桌面增加的压力分别是、,下列关系正确的是( )
A., B.,
C., D.,
2.用图所示的装置探究水内部压强的特点,下列做法能使微小压强计U形管两侧的液面高度差变大的是( )
A.将探头在水中的位置向上移动
B.将探头在原位置转动,仅改变探头方向
C.保持探头的位置不动,向杯中加入适量水,使水面到A位置
D.保持探头的位置不动,从杯中取出适量水,使水面到 B位置
3.如图所示,两个完全相同的容器里分别盛有质量相同的水和酒精,A、B是两容器液体中离容器底相同高度的两点,其中正确的是( )
①甲容器中装的是水,乙容器中装的是酒精;
②A、B两点的压强相等;
③A点压强小于B点压强;
④两容器中液体对容器底部的压强不相等。
A.①② B.①③ C.①②④ D.①③④
4.向如图所示的敞口容器中加水,水在不流动时,能达到的最高位置是( )
A.A容器口 B.B容器口
C.C容器口 D.D点位置
5.如图所示,设水对容器底部的压强为p、压力F,瓶子对桌面的压强为p'。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则p和F及p'的变化情况( )
A.p变小,p'变小,F不变 B.p变大,p'变大,F变小
C.p变大,p'变大,F变大 D.p变小,p'变大,F不变
6.如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,质量相同的金属球甲、乙分别浸没在A、B液体中,且,此时,液体对容器底的压强相等。现将两小球取出并交换投入另一容器中,小球依然浸没且无液体溢出,则操作前后A、B液体对容器底部压强的变化量ΔpA、ΔpB和两容器对地面的压力F1、F2的关系是( )
A.ΔpA>ΔpB,F1>F2 B.ΔpA>ΔpB,F1C.ΔpA<ΔpB,F1F2
7.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是( )
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强等于乙对容器底部的压强
D.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
8.如图所示,水平地面上的两个轻质圆柱形容器甲、乙,分别装有一定量的水,甲、乙两容器的底面积分别为2S、S。将A、B两个物体分别浸没在甲、乙两容器的水中(水未溢出),已知物体A的密度为2ρ、体积为2V;物体B的密度为ρ、体积为V。则甲、乙两容器中放入物体后,下列说法正确的是( )
A.乙容器中水对底部的压强变化量较大
B.若甲容器对桌面的压力较大,则原来甲容器中水的重力较大
C.若甲、乙两容器对桌面的压强相等,则原来乙容器中水的深度较大
D.若甲、乙两容器中水对容器底部的压强相等,则原来甲、乙两容器中水的质量相等
9.如图所示,两个底面积和高都相同的容器甲和乙放在水平桌面上,注满质量相等的不同液体,甲容器底部受到液体的压力为F1,乙容器底部受到液体的压力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断
10.如图所示,水沸腾时,内部会产生大量气泡,在水中不断上升、变大。对于气泡所受压强和浮力的变化情况(气泡未露出液面时)。下列说法正确的是( )
A.压强变小,浮力变小 B.压强变小,浮力变大 C.压强变大,浮力不变 D.压强不变,浮力不变
二、填空题
11.如图所示,A、B两个高度相等,底面积不同的薄壁圆柱形容器中,分别盛有甲、乙两种不同液体,两容器底部受到液体压力相等,则两夜体密度关系ρ甲___________ρ乙,两容器底部受到液体压强的关系p甲___________p乙。若在两容器中再倒入原液体至倒满,则容器底受到压力的增加量ΔF甲___________ΔF乙。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
12.如图所示,自带吸管的玻璃杯可以看作是一个______,当杯中饮料静止时,图中A点的液体压强______B点的液体压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。装有饮料的玻璃杯总质量为0.3千克,放置在水平桌面上,杯底与桌面的接触面积为米,则杯子对桌面的压强为______帕。
13.如图甲所示,A、B两容器内盛着液面相平的水,两容器间用一斜管相连,当开关K打开后,水将_______(选填“由A流向B”、“由B流向A”或“不流动”);图乙为液压机原理图,液压机内装有同种液体,活塞A、B的面积SA∶SB=1∶6,当用50N的力作用在活塞A上,活塞B能举起_______N的物体。(不计摩擦和活塞重力)
14.甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体,放置在水平桌面上,沿水平方向切去上部分,剩余部分对桌面的压强p与切去部分高度h的关系如图所示,已知甲的密度为4.0×103kg/m3,则圆柱体甲的高度为________cm。当切去的高度为12cm,将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时,甲剩余部分和乙切去部分的组合体对桌面的压强为p1,乙剩余部分和甲切去部分的组合体对桌面的压强为p2,且p1:p2=3:2,则甲乙圆柱体的底面积之比为________。
15.如图所示,水平桌面上两个质量相同、底面积不同的圆柱形容器A和B内装有高度相同的同种液体,则液体对各自容器底部的压强pA___________pB。两容器对水平桌面的压力FA'___________FB'。(均选填“>” “<”或“=”)
三、综合题
16.按要求填空:
(1)图1中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的______来表示。
(2)图2中,将小卡片扭转一个角度后释放,观察它的运动状态,这样做是为了探究两个平衡的力是否作用在______。
(3)由图3中两图可知,当______一定时,压力越大,压力作用的效果越明显。
(4)图4探究“阻力对物体运动的影响”的实验中,每次均让小车从斜面同一高度由静止下滑,目的是使小车到达水平面的______相同。
17.利用水电站枢纽,可以集中天然水流的落差形成水头,改善生态环境,促进经济发展。
某水电站总库容200亿立方米,混凝土双曲拱坝最大坝高260米,顶宽12米,最大底宽66米。电站左岸、右岸地下厂房共有16台水轮发电机组。建成后具有以发电为主,兼有防洪拦沙、改善下游航运条件和发展库区通航等综合效益。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)水电站库区建成后,该地区空气湿度会增大,这与水的______(填物态变化名称)有关:
(2)从压强角度分析说明水电站混凝土双曲拱坝筑成“上窄下宽”的好处______;
(3)水电站枢纽最大总泄洪量约为40000立方米1秒。泄洪10分钟即可装满一个西湖。若以最大总泄洪量泄洪,10分钟内所泄出水的质量______。
18.阅读短文,回答问题:
连通器与虹吸现象
物理学中把两端开口,底部互相连通的容器叫连通器。在连通器中注入同一种液体,在液体不流动时容器的液面总是保持在一水平面上,可用液体压强来解释。如图1若在U形玻璃管中装有同一种液体,容器底部设想有一个小液片AB,若液体保持静止,则AB两侧受力平衡,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等。
日常生活用许多物品都能看作连通器,如:水壶、船闸、过路涵洞、房子供水系统等。但有些物品外型虽类似连通器,工作原理却与连通器不相同。如图2所示,水槽B位置比水槽A位置高,用橡皮管从B中吸水,水会源源不断从水槽B流向水槽A,从右侧橡皮管看去出现了“水向高处流”的现象,这种现象物理中叫虹吸现象。当充满水的管子将A、B两个液面高度不同水槽连接后,C处受到向右的压强为
p1=p0﹣ρgh1
向左的压强
p2=p0﹣ρgh2
(其中:p0为大气压)。由于h1>h2,所以有p1<p2,则液片C将向左移动,即容器B中的水向容器A中流淌。只要B中的液面高于A中的液面,水就会流动不停,直到两容器中液面相平。
(1)文中图1中若向右管注入同种液体,最终左右管液面高度_____(相同/不同)。
(2)如图3所示,甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,下列说法正确的是_____。
A.水从水渠乙流向水渠甲
B.水从水渠甲流向水渠乙
C.因水面相平,水不流动
D.以上说法都不对
(3)三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图4是轮船通过船闸的示意图,此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭,水不再流动时,下列说法正确的是_____
A.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门A两侧的压力相等
B.闸室和上游水道构成连通器,水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力
C.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力
D.闸室和下游水道构成连通器,水对阀门B两侧的压力相等
(4)用玻璃管弯成“C”型(图5),装满水用双手分别堵住两端开口,后再同时移开手指,会出现_____
A.水从上端流出
B.水从下端流出
C.水保持静止不流动
D.上端、下端流出都有可能
(5)如图是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了连通器。若水龙头型号相同且水龙头出水速度与水压成正比,则水龙头处出水速度V与楼层高度h图像关系正确的是_____
A. B. C. D.
19.如图,薄壁圆柱形容器甲和乙内分别盛有质量均为200g的水和酒精。甲的底面积为10cm2,乙的底面积为16cm2。(酒精的密度为0.8×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)甲、乙两容器底部受到液体的压强哪个大?_____
(2)为了使水和酒精对各自容器底部的压强相等,下列两种方案哪种可行?_____
A.分别在甲、乙容器中抽出体积相同的水和酒精;
B.分别在甲、乙容器中倒入体积相同的水和酒精。
(3)求出上述可行方案中改变的体积为多少?_____
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,物体A下表面在A图中所处的深度小于在B图中的深度,由p=ρgh可知
p1<p2
物体浸入水中时受到向上的浮力,同时物体给液体一个向下的压力,这两个力的大小相等,所以,桌面受到的压力等于烧杯和液体的重力加上物体的浮力,在排开的液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大,所以
ΔF1<ΔF2
故选D。
2.C
【解析】
【详解】
A.将探头在水中的位置向上移动,探头在水中的深度减小,根据公式可知,所受水的压强减小,即微小压强计U形管两侧的液面高度差变小,故A不符合题意;
B.因为在液体内部,同一深度处向各个方向的压强都相等,所以将探头在原位置转动,仅改变探头方位,微小压强计U形管两侧的液面高度差不变,故B不符合题意;
C.保持探头的位置不动,向杯中加入适量水,使水面到A位置,探头在水中的深度增大,根据公式可知,所受水的压强增大,即微小压强计U形管两侧的液面高度差变大,故C符合题意;
D.保持探头的位置不动,从杯中取出适量水,使水面到B位置,探头在水中的深度减小,根据公式可知,所受水的压强减小,即微小压强计U形管两侧的液面高度差变小,故D不符合题意。
故选C。
3.B
【解析】
【详解】
①由题意可知,水和酒精的质量相等,且两容器完全相同,因 ,所以,由 可知, ,由图可知,甲中液体为水,乙中液体为酒精,故①正确;
④由图可知,容器为横截面积不变的容器,由
可知,两容器中液体对容器底部的压力都等于液体的重力,两容器的底面积相等,由 可知,两容器中液体对容器底部的压强相等,故④错误;
②③因A、B是两容器液体中离容器底相同高度的两点,所以,由可知,AB两点下方液体对容器底部的压强关系为
由可知,A点压强小于B点压强,故②错误,③正确。综上可知,①③正确,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.B
【解析】
【详解】
若该装置中倒入水后,其上端开口,下部连通,即为连通器,故在静止时,液面应保持相平,故为了使液体不至于溢出,所以静止后水能到达的最高位置是B位置,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.B
【解析】
【详解】
由于瓶内水不满,而瓶子上细下粗,所以倒过来时水的深度变大,根据p=pgh可知,液体对容器底部的压强变大,即p变大;瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,所以对桌面的压力也不变,但倒过来后受力面积变小,由p=可知,瓶对桌面的压强变大,即 p'变大;甲中水对容器底部的压力和液体的重力相等,乙中因容器上粗下细,水对容器底部的压力小于水的重力,所以F变小。
故选B。
6.B
【解析】
【详解】
由题意可知,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,两个质量相同的金属球甲、乙分别浸没在A、B液体中,此时,液体对容器底的压强相等,即pA=pB;由图可知
hA<hB
根据p=ρgh可知
ρA>ρB
A球的体积大于B球的体积,将两小球取出并交换投入另一容器中,小球依然浸没且无液体溢出,A中液面会降低,A中液体降低的高度
B中液面会上升,B中液体升高的高度
因为
SA<SB
所以
hA>hB
根据液体压强公式可知,压强的变化量
已知金属球浸没在A、B液体中时
pA=pB
将两小球取出并交换投入另一容器中,容器底部所受液体的压强
由图可知
SA<SB
由F=pS可得,两个容器中液体对容器底部的压力
F′A<F′B
又因为薄壁轻质柱形容器(容器自身重力不计),所以容器内部对液体的重力
GA液=F′A,GB液=F′B
则两个容器对地面的压力为
FA=GA液+GA
FB=GB液+GB
GA= GB
FA<FB
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.D
【解析】
【详解】
A.若甲和乙的质量相等,由图可知,V甲<V乙,根据ρ=可知,ρ甲> ρ乙,故A错误;
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,由图可知,h甲<h乙,根据p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故B错误;
C.由A知,甲和乙的质量相等,ρ甲>ρ乙,采用割补法如下图所示,分别把容器两侧半球部分补上同种液体,此时液体为圆柱形
补上的体积为V,液体对容器底部压力
F=pS=ρ液ghS=G总=G液+G补
则甲对容器底部的压力
F甲=m甲g+ρ甲gV
乙对容器底部的压力
F乙=m乙g+ρ乙gV
因为m甲=m乙,ρ甲>ρ乙,所以F甲>F乙,又因为两容器的底面积相等,所以根据p=可知,p甲>p乙,故C错误;
D.若甲和乙对容器底部的压强相等,容器底面积相等,由F=pS知,两容器中液体对容器底压力相等,即:F甲=F乙,所以G甲总=G乙总
m甲g+ρ甲gV=m乙g+ρ乙gV
由B选项可知,ρ甲>ρ乙
m甲g﹣m乙g=ρ乙gV﹣ρ甲gV
m甲﹣m乙=(ρ乙﹣ρ甲)V<0
所以m甲<m乙,故D正确。
故选D。
8.C
【解析】
【详解】
A.由于A、B两个物体分别浸没在甲、乙两容器的水中,则
VA排=VA=2V
VB排=VB=V
则水的深度变化量分别为
h甲===
h乙==
所以, h甲=h乙,则根据p=ρgh可知水对底部的压强变化量相等;故A错误;
B.轻质圆柱形容器的重力忽略不计,此时容器对桌面的压力分别为
F甲=GA+G水甲=mAg+G水甲=ρAVAg+G水甲=2ρ×2Vg+G水甲=4ρVg+G水甲
F乙=GB+G水乙=mBg+G水乙=ρBVBg+G水乙=ρVg+G水乙
若F甲>F乙,则
4ρVg+G水甲>ρVg+G水乙
所以
3ρVg+G水甲>G水乙
由此可知:原来甲容器中水的重力不一定大,故B错误;
C.由于
F甲=4ρVg+G水甲=4ρVg+ρ水S甲h水甲g=4ρVg+ρ水×2S×h水甲g=4ρVg+2ρ水Sh水甲g
F乙=ρVg+G水乙=ρVg+ρ水S乙h水乙g=ρVg+ρ水Sh水乙g
若甲、乙两容器对桌面的压强相等,即:p甲=p乙
整理得
h水乙﹣h水甲=>0
所以,h水乙>h水甲,故C正确;
D.放入A、B两物体后,若甲、乙两容器中水对容器底部的压强相等,即
ρ水gh甲=ρ水gh乙
所以,h甲=h乙,甲、乙两容器中水的体积大小分别为:
V水甲=S甲h甲﹣VA=2Sh甲﹣2V=2(Sh甲﹣V)
V水乙=S乙h乙﹣VB=Sh乙﹣V
所以,V水甲=2V水乙,根据m=ρ水V可得:m水甲=2m水乙,故D错误。
故选C。
9.C
【解析】
【详解】
由图可知
V甲液>V乙液
两液体质量相等,由ρ=可得
ρ甲<ρ乙
已知两容器高度相同,注满质量相等的不同液体,由p=ρgh可知,甲容器底部受到液体的压强
p1<p2
又知道两个底面积相同的容器甲和乙放在水平桌面上,由p=可得
F=pS
则两容器底部受到液体的压力为
F1<F2
故选C。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
气泡在上升过程中,所处的深度变小,由p=ρgh得,气泡受到的压强在不断变小;体积会逐渐变大,气泡排开液体的体积变大,由公式F浮=ρ液gV排得,气泡受到的浮力在不断变大。故选B。
11. 小于 小于 小于
【解析】
【详解】
[1]由题知,容器是薄壁圆柱形容器,两容器底受到液体的压力相等,则甲、乙两种液体原来的重力相等,由得,甲、乙液体的质量相等。由图可知,甲的体积大于乙的体积,根据
可知,甲液体的密度小于乙液体的密度,即
[2]甲容器的底面积大于乙容器的底面积,压力相同,根据可知
[3]由图可知:A、B 两个容器高度相等、甲液体的液面高于乙液体的液面,且乙液体的液面在容器的一半高度以上;若在两容器中分别再倒入原液体至倒满,此时乙液体的总质量一定大于甲液体的总质量;则倒入的质量m甲一定小于m乙;由于容器底受到压力的增加值
所以容器底受到压力的增加值△F甲一定小于△F乙。
12. 连通器 等于
【解析】
【详解】
[1]观察图可知,杯子中同种液体不流动时,吸管部分和玻璃杯部分的液面总保持相平,故自带吸管的玻璃杯可以看作是一个连通器。
[2]由图可知,A点的深度等于B点的深度,所以根据
可知,A点的压强等于B点的压强。
[3]由重力公式可得,装有饮料的玻璃杯总重力为
G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
杯子对桌面的压力为
F=G=3N
根据压强的计算公式可得,杯子对桌面的压强为
13. 不流动 300
【解析】
【详解】
[1]由图可知,当开关K打开后,容器A、B的上端开口,底部连通,因此容器A、B构成了连通器;由于两容器内都装有水,并且水面相平,所以打开阀门水不会流动。
[2]因为两边压强相等,根据得到
所以B活塞上的力为
活塞B能举起物体的重
G=F′=300N
14. 20 4:9
【解析】
【详解】
[1]由题意可知,甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体,所以甲对水平桌面的压强
由图可知,当甲切去的高度为零时,甲对水平桌面的压强为,由得,圆柱体甲的高度为
[2]由图可知,乙切去30cm后对水平桌面的压强为零,可知圆柱体乙的高度为30cm;当甲和乙切去的高度为零时,甲和乙对水平桌面的压强分别为和,则有
解得
当切去的高度为,将各自切去部分放置在另一个圆柱体的剩余部分的上表面时
由题意,则有
设,化简得
解得
(舍去)或,即甲乙圆柱体的底面积之比为。
15. = >
【解析】
【详解】
[1]两容器中液体密度相同,深度也相同,根据可知,它们对各自容器底部的压强相等。
[2]两容器中液体密度相同,由图可知,A容器中液体体积较大,则质量较大,重力也较大,所以A容器和所装液体的总重力较大,对桌面的压力也较大。
16. 高度差 同一直线上 受力面积 速度或运动状态
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]探头上的橡皮膜受到压强越大,管内气体压强和外界大气压强差越大,U形管中液面高度差越大,所以我们可以通过U形管中液面的高度差反映液体压强的大小。
(2)[2]将小卡片扭转一个角度小卡片左右两侧所受拉力不在同一直线上,释放小卡片后小卡片转动说明小卡片不处于平衡状态,所以这样做是为了探究二力平衡时两个力要作用在同一条直线上。
(3)[3]由图3可知,在受力面积相同时,压力越大,海绵凹陷程度越大,即压力作用效果越明显。
(4)[4]小车到达水平面的速度取决于小车从斜面上由静止开始运动的高度,所以每次均让小车从斜面同一高度由静止下滑,目的是使小车到达水平面的速度相同。
17. 汽化 见解析 2.4×1010kg
【解析】
【详解】
(1)[1]空气湿度大,即空气中水蒸气的含量大,原因是水吸收热量后汽化为水蒸气弥漫在空气中。
(2)[2]从坝体对地基的作用看,坝体上窄下宽,可以增大地基的受力面积,减小坝体对地基的压强;从水对坝体的作用看,因为水的压强随深度的增大而增大,所以,大坝通常筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的液体压强。
(3)[3]10分钟泄洪水的体积
V=40000m3/s×10×60s=2.4×107m3
泄洪水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2.4×107m3=2.4×1010kg
18. 相同 C A B B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据连通器的特点:连通器里的同一种液体在不流动时,各容器中的液面保持相平,可知图1中最终左右管液面高度相同。
(2)[2]由图3可知,甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连,构成连通器,此时液面已经相平,故无水流动。
故选C。
(3)[3]图中,上游阀门A打开,下游阀门B关闭:闸室和上游水道构成连通器,当水静止时,两侧水深相同,水对阀门A两侧的压强相等、压力相等,故A正确、B错误;
因下游阀门B关闭,故闸室和下游水道下部是不连通的,故没有构成连通器,故CD错误。
故选A。
(4)[4] 手指从上、下两开口处同时移开后,a端水的压强等于大气压,管内外的压强差为零,水不会从a端流出。而b端水的压强等于大气压加上c形管中高出b端所在水平面以上水柱所产生的压强,所以b端水的压强大,大于大气压,b端管内外存在压强差,水从压强大的地方流向压强小的地方,所以C形管中的水从b端流出。
故选B。
(5)[5]设水塔中水深为H,楼层高度h处的水压为
p=ρg(H﹣h)=ρgH﹣ρgh
由此可知水压p与楼层高度h之间为一次函数关系,又因为水龙头出水速度与水压成正比,故水龙头出水速度与楼层高度h之间也为一次函数关系。
故选B。
19. 甲大 A 150cm3
【解析】
【详解】
(1)[1]因为水的密度大于酒精的密度,并且水的深度大于酒精的深度,由p=ρgh可知,甲容器底受到液体的压强大。
(2)[2]A.如果分别在甲、乙容器中抽出体积相同的水和酒精,显然水的液面下降的多,而原来水和酒精对容器底压强的关系为p甲>p乙,要使水和酒精对容器底部的压强相等,由p=ρgh可知,A方案可行;
B.如果在甲、乙容器中倒入体积相同的水和酒精,显然水的液面上升的多,而原来水和酒精对容器底压强的关系为p甲>p乙,要使水和酒精对容器底部的压强相等,由p=ρgh可知,B方案不可行。
(3)[3]因为最终p甲=p乙,由可得
解得
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页