8.2、液体内部的压强
一、单选题
1.我们见到有些深水鱼上岸后因鱼鳔胀破而死亡,这主要是由于
A.上岸后深水鱼吸入氧气增多 B.岸上气压比深水处的压强小得多
C.岸上气压比深水处的压强大得多 D.岸上温度较高,鱼鳔因热胀冷缩而胀破
2.图所示为甲、乙两种液体的压强p随深度h变化的图像,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度比乙液体的密度小 B.甲液体的压强比乙液体的压强大
C.甲液体的压强比乙液体的压强小 D.同种液体内部的压强随深度的增加而增大
3.下列说法中,错误的是( )
A.小轿车使用安全带和安全气囊是为了减小惯性
B.学校食堂的锅炉和其外面的水位计组成一个连通器
C.高压锅煮食物熟得快是因为锅内气压高液体沸点高
D.鞋底做有凹凸不平的花纹是为了增大有益摩擦
4.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
5.如图所示,将甲、乙两个底面积都为S的容器放在水平桌面上。甲是圆台形容器,其中盛有密度为ρ1的液体,乙是圆柱形容器,其中盛有密度为ρ2的液体,此时两液体液面相平,且质量相等,液体对甲、乙容器底部的压力分别为F1和F2,压强分别为p1和p2;将完全相同的两个物A、B分别轻放入甲、乙容器的液体中,静止后,两容器中均无液体溢出,此时与物块未浸入液体时相比,甲、乙容器底部所受液体压强的增加量分别为Δp1和Δp2,甲、乙容器底部对桌面的压强增加量分别为Δp3和Δp4。已知物块的密度为ρ3,且ρ3<ρ1,ρ3<ρ2。下列选项正确的是( )
A.p1=p2,F1>F2
B.p1<p2,F1=F2
C.Δp1=Δp2,Δp3<Δp4
D.Δp1<Δp2,Δp3=Δp4
6.如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,上下底面积之比为1∶2,此时水对容器底的压力为F,压强为p;当容器倒置在水平桌面时,水对容器底部的压力和压强分别为( )
A.F,2p B.F,p C.0.5F,p D.0.5F,2p
7.用如图所示的装置探究液体内部压强的特点,下列做法能使U形管两边液面高度差变小的是( )
A.将金属盒向上移动
B.将金属盒水平向左移动
C.将金属盒在原位置转动180°
D.保持金属盒的位置不动,向杯中加入适量水
8.如图所示,三个同样的容器a、b、c分别装有密度不同的三种液体,三个容器中底部受到的液体压强相等,可知( )
A. B.
C. D.
9.两个相同的烧杯、中分别盛有两种不同液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两小球静止时所处位置如图所示,且两烧杯中液面相平,液体对烧杯底部的压强和,它们的大小关系是( )
A. B. C. D.无法确定
10.如图所示的三个容器中分别装有酒精、清水和盐水,它们对容器底部的压力相等,则下列说法正确的是( )
A.盐水对容器底部的压强最大 B.清水对容器底部的压强最大
C.酒精的质量最小 D.酒精、清水和盐水的质量一样大
11.在相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,再放入两个完全相同的小球,如图所示。当小球静止时,甲、乙两杯中溢出液体的重力分别是0.4N和0.5N,取g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.小球的质量是60g
B.甲杯中小球受到的浮力小于0.4N
C.甲杯中液体对杯底的压强等于乙杯内液体对容器底部的压强
D.甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力
12.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
13.如图是某同学探究甲、乙两种液体质量跟体积关系时做出的图象。根据图像回答下列问题:
(1)甲、乙两种液体的质量跟体积的比值是_____(选填“相同”或“不同”)的。
(2)若甲的体积等于乙的体积, 则甲的质量_____(选填“大于”“小于”或“等于”)乙的质量。
(3)将质量相等的甲、乙两种液体倒入两个完全相同的圆柱形容器中,静止放在水平桌面上。液体甲对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,液体乙对容器底部的压强和压力分别为p2和F2,则p1_____ p2 ,F1_____ F2。(选填“=”或“≠”)
14.质量为0.4kg,底面积为20cm2的茶壶中盛有0.6kg的水,将茶壶放置在水平桌面上,茶壶内水的深度为15cm,则水的重力是______N,水对茶壶底部的压强是______Pa,茶壶对桌面的压强是______Pa。
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“=”)
16.将液体压强计的探头放在甲、乙两种液体中,A、B是深度相同的两点,观察到压强计U形管中液柱高度差如图所示,则两种液体的密度关系ρ甲___ρ乙(选填“>”、“<”或“=”),A、B、C三处受到液体压强最大的是 ___点。
三、综合题
17.如图(a)所示,底面积为2×10-2米2的薄壁轻质圆柱形容器放在水平地面上。容器内水的深度为0.1米。
物体 密度 体积
A ρ 2V
B 3ρ V
(1)求水对容器底部的压强p水。_____
(2)求容器中水的质量m水。_____
(3)如图(b)所示,将容器放在面积为4×10-2米2的正方形木板中央,并置于水平地面上。现有物体A、B(其密度、体积的关系如上表所示),请选择一个,当把物体浸没在容器内水中后(水不会溢出),可使水对容器底部压强的增加量与水平地面受到的压强增加量的比值最大。
(a)选择_____物体(选填“A”或“B”)。
(b)求与的最大比值_____。
18.在水平桌面上放置一空玻璃杯它的底面积为0.01m2它对桌面的压强为500Pa。(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg,杯壁的厚度可忽略)
(1)求玻璃杯的重力;
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底产生的压强为1100Pa,试通过计算推测玻璃杯的大致形状是下图(a)、(b)、(c)的哪一种?
19.核潜艇是国家的战略重器,是维护国家安全的基石之一.
(1)核能是_____(可/不可)再生能源,核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是_____(可以/不可以)控制的,目前人类大力发展核能、太阳能等能源,可有效缓解全球气候变暖的趋势.
(2)核潜艇在水中水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水上层密度大,下层密度小)时,潜艇会突然下沉,将给潜艇带来安全隐患,此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出,使潜艇受到的重力_____(大于/小于)它的浮力,由于_____,潜艇还会下沉一段距离才会上浮.
(3)核潜艇水平匀速行驶过程中,遇到紧急情况,迅速调整艇身仰角(与水平方向的夹角)至30°开始上浮,上浮过程中潜艇始终以不变的速度沿艇身方向行驶,潜艇的深度计显示的潜艇在海面下的深度随时间变化的关系如图所示,潜艇在第75s时受到的海水压强为_____Pa(潜艇高度不计,海水密度取1.03×103kg/m3,g取10N/kg),上浮过程中潜艇的速度大小为_____m/s.
20.阅读下面的短文,回答问题
“蛟龙号”载入深潜器(如图所示)是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器.“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用,对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义.
“蛟龙号”,最大工作设计深度为7000米.“蛟龙号”深海通讯靠“声”不靠“电磁”,陆地通信主要靠电磁波,速度可以达到光速.但这一利器到了水中却没了用武之地,电磁波在海水中只能深入几米.“蛟龙号”潜入深海数千米,如何与海面母船保持联系呢?
科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通讯技术,采用声纳通讯.根据以上资料和学过的知识,回答下列问题:
(1)潜水器在下潜过程中受到海水的压力逐渐________;
(2)下潜到海面下7000m深处时受到海水的压强是________ Pa;(海水密度按1.0×103kg/m3计算)
(3)潜入深水的“蛟龙号”工作室内的科学家是靠________与海面上的母船进行信号联系的.
(4)声在水中传播速度是1500m/s,如果母船上的人向7000m深度的蛟龙号发出信号,大约经________ s收到返回的信号.
21.(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图______(选填“a”或“b”)中装的是盐水;判断的依据是______;
(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA︰hB=3︰1,底面积之比SA︰SB=1︰2,则它们对地面的压强之比pA︰pB=______。
试卷第1页,共3页
试卷第2页,共2页
参考答案:
1.B
【解析】
【分析】
液体的压强与深度有关,深度越大,液体产生的压强就越大.
【详解】
水的压强随深度的增加而增加,深水鱼为了抵抗深水水压,它的鳔内就有一个相应的压力;一旦深水鱼上岸,岸上气压比深水处的压强小得多,它的体内压强大于外界气压,因此会因鱼鳔胀破并死亡.
故选B.
2.D
【解析】
【详解】
A.由图可知,当甲乙两液体深度相同时,甲中的压强大于乙中的压强,由p=ρgh可得ρ甲>ρ乙,故A错误;
BC.液体的压强与液体的密度和深度有关,比较甲、乙液体压强大小,应该控制液体的深度相同,不控制深度相同,无法比较二者压强大小,故BC错误;
D.由图可知,同种液体内部的压强随深度的增加而增大,故D正确。
故选D。
3.A
【解析】
【详解】
解:
A.惯性大小只与物体的质量有关,人的质量不变,其惯性不变,故使用安全带和安全气囊不是为了减小惯性,而是为了减小由于惯性带来的危害,故A错误,符合题意;
B.水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,所以锅炉与外面的水位计组成一个连通器,故B正确,不符合题意;
C.水的沸点与气压有关,气压增大时,水的沸点升高;煮食物时高压锅的气压比普通锅内的气压高,所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度,温度越高,食物熟得越快,故C正确,不符合题意;
D.鞋底刻有凹凸不平的花纹是为了在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大有益摩擦,故D正确,不符合题意。
故选A。
4.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。
5.D
【解析】
【详解】
AB.因为两容器底面积都为S,甲是圆台形容器,两液体液面相平,所以V1大于V2且质量相等。根据得,ρ1小于ρ2。根据得
所以p1小于p1。又根据得
所以F1小于F2。故AB错误;
CD.因为ρ3<ρ1,ρ3<ρ2,所以物块放入甲、乙液体中后都处于漂浮状态,根据得,完全相同的物体A、B分别轻放入甲、乙容器的液体中后,在量液体中受到的浮力相等,即
所以,相当于给两容器中的液面增加相同的压力(大小为完全相同的两物块的重力),根据得
因为甲容器液面横截面积大于乙容器液面横截面积,所以,由于A、B完全相同,且原来液体质量相等,两个容器底面积相等,根据得
故C错误,D正确。
故选D。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
由于密闭容器装满水,则由p=ρgh可知,容器倒置之后液体对容器底部压强不变,又由F=pS可知,当压强不变时,压力与受力面积成正比;已知容器上下底面积之比为1∶2,故倒置后水对容器底部压力为
所以倒置后水对容器底部的压力和压强分别为0.5F、p。
故选C。
7.A
【解析】
【详解】
A.将金属盒在水中的位置上移,深度减小,压强减小,U形管两边液面高度差会减小,故A符合题意;
B.将金属盒的位置向左移动,金属盒的深度不变,在同一深度,液体向各个方向的压强相等,U形管两边液面高度差不变,故B不符合题意;
C.将金属盒在原位置转动180°,只改变了方向,而未改变深度,压强不变,U形管两边液面高度差不变,故C不符合题意;
D.保持金属盒的位置不动,向杯中加入适量水,深度增加,压强增大,U形管两边液面高度差会变大,故D不符合题意。
故选A。
8.B
【解析】
【详解】
由图可知,液面的深度关系是
三个容器中底部受到的液体压强相等,根据液体压强公式分析可知
故选B。
9.A
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知,A烧杯中小球漂浮,B烧杯中小球悬浮,所以两球受到的浮力都等于各自的重力,而两个小球是相同的,重力相等,因为A烧杯中小球漂浮,所以
A>球
因为B烧杯中小球悬浮,所以
B=球
则两种液体的密度大小关系是:
A>B
因为两容器液面等高,根据液体压强计算公式 p=gh,可得液体对容器底部的压强大小关系为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.B
【解析】
【分析】
【详解】
AB.由题知,三种液体对容器底部的压力相等,由图可知:容器的底面积为S水<S酒精<S盐水,根据可知,三种液体对容器底的压强关系为:p水>p酒精>p盐水,故A错误,B正确;
CD.盛酒精的容器上粗下细,酒精对容器底部的压力小于酒精的重力,即F<G酒精;盛水的容器为柱形容器,则水对容器底部的压力等于水的重力,即F=G水;盛盐水的容器上细下粗,盐水对容器底部的压力大于盐水的重力,即F>G盐水;所以三个容器内液体重力最大的是酒精,由G=mg可知,三种液体中质量最大的是酒精,故CD错误。
故选B。
11.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.小球在乙杯液体中处于漂浮状态,小球此时受到的浮力等于小球的重力,又此时排开的液体的重力为0.5N,根据阿基米德原理可得,小球受到的浮力为0.5N,小球的重力为0.5N,小球的质量为
故A选项错误;
B.小球在甲杯中排开液体的重力为0.4N,根据阿基米德原理可得,甲杯中小球受到的浮力等于0.4N,故B选项错误;
C.两个完全相同的小球在甲杯液体中沉在底部,在乙杯液体中漂浮在液面上,甲杯中液体的密度小于小球的密度,乙杯中液体密度大于小球的密度,甲杯中液体的密度小于乙杯中液体密度,又两杯中液体的深度相同,由液体压强公式p=ρgh知道,甲杯内液体对杯底的压强小于乙杯内液体对杯底的压强,故C选项错误;
D.两个溢水杯的底面积相同,而甲杯内液体对杯底的压强小于乙杯内液体对杯底的压强,根据压强的变形公式F=pS可得,甲杯内液体对杯底的压力小于乙杯内液体对杯底的压力,故D选项正确。
故选D。
12.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。
13. 不同 大于 = =
【解析】
【分析】
(1) (2)图象所示的是甲乙两种物质的质量m与体积V的关系,当体积V=50cm3时,甲质量为50g,乙质量为25g,利用密度公式得出二者密度关系;
(3)将质量相等的两种液体分别倒入相同的圆柱形容器中,根据规则容器中液体的重力即可比较出液体对容器底部的压力大小,再根据可知液体对容器底部的压强关系。
【详解】
(1)(2)[1][2]由图象可知,当体积V=50cm3时,甲的质量为50g,乙质量为25g,则相同体积时,甲的质量大于乙的质量;根据可知,甲的密度大于乙的密度,即甲、乙两种液体的质量跟体积的比值是不同的;
(3)[3][4]将质量相等的两种液体分别倒入相同的圆柱形容器中,根据规则容器中液体的重力等于液体对容器底部的压力可知,两者对容器底部的压力相等;又两个容器完全相同,即底面积一样,根据可知,两者对容器底部的压强也相等。
14. 6 1500 5000
【解析】
【详解】
[1]水的重力
G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N
[2]水对容器底的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
[3]桌面受到的压力
F=G=(m水+m容器)g=(0.6kg+0.4kg)×10N/kg=10N
容器对桌面的压强
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. > C
【解析】
【分析】
【详解】
[1]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法。液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。甲、乙两种液体中,A、B两点的深度相同,但在甲液体中U形管液面高度差更大,说明A点受到的压强大于B点受到的压强,根据p=ρgh可得
可以得出
ρ甲>ρ乙
[2]由图知
hC>hA
且A、C在同一液体中,根据p=ρgh知
pC>pA
根据[1]可知,A点受到的压强大于B点受到的压强,所以A、B、C三处受到液体压强最大的是C点。
【点睛】
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
17. 980帕 2千克 A 2ρ水∶ρ
【解析】
【详解】
(1)[1]水对容器底部的压强
(2)[2]容器中水的质量
(3)[3]物体A与B的质量为
,
所以
水对容器底部压强的增加量与水平地面受到的压强增加量的比值最大,应该满足越大、越小才行。要使越大,即水面上升的越高,应该选体积大的A物体使排开液体越多,液面上升的越高,A物体放入后水对容器底部压强的增加量为
要使最小应该选质量小的A物体放入,A物体放入后水,水平地面受到的压强增加量为
所以选择A物体。
[4]与的最大比值为
18.(1)5N;(2)(c)
【解析】
【详解】
解:(1)因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,玻璃杯的重力
G=F=pS=500Pa×0.01m2=5N
(2)由p=ρgh可知,水的深度
假设杯壁是竖直的,由m=ρV=ρSh可得,装入1kg水后杯中水的深度
因为h'答:(1)玻璃杯的重力为5N;
(2)通过计算推测玻璃杯的大致形状是图(c)。
19. 不可 可以 小于 惯性 5.15×105 4
【解析】
【详解】
试题分析:(1)能源分为可再生能源与不可再生能源,核能不能从自然界源源不断获得,是不可再生能源,核潜艇中的核反应堆发生的链式反应是可以控制的,目前人类大力发展核能、太阳能等能源,可有效缓解全球气候变暖的趋势;(2)核潜艇在水中水平匀速巡航时,突然进入密度跃层(海水上层密度大,下层密度小)时,潜艇受到的浮力变小,潜艇会突然下沉,将给潜艇带来安全隐患,此时应立即将潜艇水舱中的水全部排出,使潜艇受到的重力小于它的浮力,由于惯性,潜艇还会下沉一段距离才会上浮;(3)由图示图象可知,75s时潜艇的深度:h=100m﹣100m/(100s-50s)×(75s﹣50s)=50m,压强:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa,潜艇的速度:v=s/t=4m/s;
【考点定位】压强的计算;物体的浮沉条件;核能
20. 增大 7×107 声纳系统(或声、水声) 9.3
【解析】
【详解】
(1)根据液体压强的特点知,液体压强随深度增加而增大,再根据F=pS可知,在受力面积一定时,潜水器受到的压力越来越大;
(2)根据得,7000米深处海水产生的压强:
;
(3)根据短文内容知,电磁波在海水中只能深入几米,科学家采用声纳系统(或声、水声)通讯,即是利用超声波传播信息的;
(4)声音传播了一个来回,所以声音传播的路程为;
s=2×7000m=14000m,
由得,声音的传播时间:
.
【点睛】
要特别注意计算信号返回时间时,超声波在海水中传播了一个来回,所以声音传播了海洋深度2倍的距离,是个容易出错的地方.
21. a a图中U形管两边液面的高度差较大 3︰1
【解析】
【详解】
(1)[1][2]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大,说明此时的液体压强越大,采用了转换法。在深度一定时,液体的密度越大,受到的液体压强就越大。a、b两图中,压强计的探头浸入液体中的深度是相同的, a图中U形管两边液面的高度差较大,表示探头受到的液体压强比较大,液体的密度就比较大,图a中装的是盐水。
(2)[3]放在水平面上的圆柱体对支持面的压强为
同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,它们对地面的压强之比
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页