北师大版八年级下 8.2、液体内部的压强
一、单选题
1.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
2.如图一个未装满水的瓶子,当正立在水平桌面上时,瓶对桌面的压强为p1,瓶底受到水的压力为F1;当倒立时,瓶对桌面的压强为p2,瓶盖受到水的压力为F2。则下列分析正确的是( )
A.p1=p2F1>F2 B.p1
C.p1F2 D.p1>p2F1>F2
3.在底面积为0.01m2的玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900 Pa,推测出玻璃杯的大致形状可能是哪一种 ( )
A. B. C. D.无法确定
4.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B.在此过程中,水对试管底部的压强( )
A.变大 B.变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小
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,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和150cm2,容器甲中盛有10cm高的水,容器乙中盛有15cm高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)下列说法正确的是( )
A.甲容器内水的质量为3kg
B.乙容器内酒精对容器底部的压强为 1.5×103帕
C.当质量 m 的范围为 1.2kg<m<2kg 时,才能满足 p水>p酒精
D.当质量 m 的范围为 1.2kg<m<1.8kg 时,才能满足 p水>p酒精
7.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
8.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
9.如图所示,一容器静止在水平桌面上,容器中的水所受重力为G1,容器所受重力为G2,水对容器底的压力为F1,容器对桌面的压力为F2,桌面对容器的支持力为F3,则下列选项正确的是( )
A.G1一定大于F1 B.G1、G2的合力与F3是一对平衡力
C.F1与F3大小相等 D.F2与F3是一对平衡力
10.两个相同的烧杯、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
11.盛有不同液体的甲、乙两个柱形容器(S甲>S乙)放于水平地面上,如图所示,液体对容器底部的压强相等。倒入(液体不溢出)或抽出部分液体后,液体对容器底部的压强变为p'甲、p'乙,以下判断中正确的是
A.若倒入相等质量的原液体,p'甲可能等于p'乙
B.若抽出相等质量的原液体,p'甲一定大于p'乙
C.若倒入相等体积的原液体,p'甲一定大于p'乙
D.若抽出相等体积的原液体,p'甲一定小于p'乙
12.如图所示,甲、乙两个相同的圆柱形容器内分别装有两种质量相同的不同液体,容器内等高的A、B两点的压强相比较( )
A.pA>pB B.pA<pB C.pA=pB D.无法确定
二、填空题
13.如图所示,容器中装有一定量的液体,若B点的液体压强为,则液体的密度是______;A点液体的压强为______Pa。(g=9.8 N/kg)
14.图所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的。若U形管左右两侧水面的高度差h水=6cm,则橡皮膜在盐水中的深度h盐水=_______ cm。橡皮管内气体的压强约为p内=_______ Pa。(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g= 10N/kg。外界大气压p0=1.013×105Pa)
15.如图所示,在水平桌面上放置一盛水的容器,容器内水面到容器底部的距离为0.15米,A、B、C为容器中三点,已知A、B两点位于同一水平面,A点距容器底部的竖直距离为0.05米,A点受到水的压强为pA为 ________________ 帕,比较B、C两点的压强pB__________________pC(选填“大于”、“等于”或“小于”)。将容器移到斜面上后,A、B、C三点受到水的压强最大的是点 _________________ (假设A、B、C均处于液体内部)。
16.小梦、小明分别住在同一栋楼同一单元的3楼和5楼,家里浴室都装有同种淋浴头。当他们只打开冷水阀门,且将阀门调到最大,淋浴头喷水情况如图甲、乙。则图_______是小明家的淋浴头喷水情况,判断的依据是____________。
三、综合题
17.工程砼(混凝土)泵车(图),助力中国建筑优质高效。砼泵车的核心部件是两个直径约250mm,长2m的活塞式压力缸(称为泵),两个压力缸交替吸进流质状的混凝土,在活塞巨大的压力下推送进输送管道,输送管道在输送臂的支撑下将混凝土输送至各浇筑点。下表是某工程砼泵车的部分技术参数。请解答下列问题:
型号 JH62-XR
项目 单位
最大理论输送量 m /h 180
混凝土最大出口压力 MPa 12/8.5
额定工作压力 MPa 32
泵送频率 min-1 29/19
混凝土缸径*行程 mm 260*2000
最大布料(高度/半径/深度) / 62/58.6/43
发动机功率 HP 420-550HP
混凝土容重 kN/ m 24
(1)由混凝土的容重可以求得泵车输送的混凝土的密度约为__________kg/m3;
(2)按照最大理论输送量计算,1小时可输送混凝土多少吨_____?
(3)若泵车取垂直输送状态,混凝土达最大高度时对底部输送口产生的压强是多少____?
(4)实际输送时泵车在底部输送口提供的压强比问题(3)的计算值大得多,其原因是什么______?(说出两条最主要的原因)
18.科普题
“蛟龙”号载人潜水器
蛟龙号载人潜水器研制与海试于2013年4月通过科技部组织的专家验收,标志着我国已系统地掌握了大深度载人潜水器设计、建造和试验技术,实现了从跟踪模仿向自主集成、自主创新的转变,并跻身世界载人深潜先进国家行列。 2009年至2012年,“蛟龙”号接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功,2016年5月22日“蛟龙”号载人潜水器成功完成在雅浦海沟的最后一次科学应用下潜,最大下潜深度达6579米。“蛟龙”号载人潜水器于22日7时33分布放入水,17时38分回收至甲板。其在水中的时间为10小时5分钟,海底作业时间达3小时2分钟。(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)“蛟龙”号下潜至最大深度6579米时,海水对“蛟龙”号产生的压强是___________Pa。
(2)“蛟龙”号载人潜水器研制和海试项目通过专家验收,标志着我国_______________技术进入世界先进行列。
19.如图所示,底面积不同足够高的圆柱形容器甲、乙(S甲>S乙)置于水平地面上。
(1)若容器甲重为10牛,底面积为10-2平方米,内部盛有深度为0.4米的水。求:
(a)水对容器甲底部的压强p水;
(b)容器甲对水平地面的压强p地;
(2)若容器甲、乙中的液体A、B对容器底部的压强相等。为使A液体对容器甲底部的压强大于B液体对容器乙底部的压强,有如下方案:
(a)在容器甲、乙中同时抽取相同质量的液体;
(b)在容器甲、乙中同时加入相同高度的原有液体;
请分析每种方案的可行性。(g=10N/kg)
20.如图所示,盛有水的轻质薄壁圆柱形容器甲和实心均匀圆柱体乙都放在水平地面上,它们的底面积分别为2×10-2米2和1×10-2米2。现将两个完全相同的物块分别放入容器甲中和叠在圆柱体乙的上方,放置前后容器甲、圆柱体乙对水平地面压强大小p甲、p乙如下表所示。
对水平地面的压强 放置之前 放置之后
p甲(帕) 1960 2150
p乙(帕) 980 1560
(1)求容器甲中原来水的深度h水;
(2)求圆柱体乙的质量m乙;
(3)请根据相关信息判断物块放入甲容器时,水是否溢出,并说明理由。
21.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?_____
参考答案:
1.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。
2.C
【解析】
【详解】
由于瓶子放在水平桌面上,则对桌面的压力等于瓶子和水的总重力,即F=G,所以,倒置后容器对桌面的压力不变,而受力面积减小,由得,倒置后对桌面的压强变大,即p1 p2;正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力,即F1 > F2。故ABD错误,C正确。
故选C。
3.A
【解析】
【详解】
水的深度
h=
假设杯壁是竖直的,装入1kg水后杯中水的深度应为
h1=
因为h1>h,所以水杯是底小、口大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.A
【解析】
【详解】
由图可知,当试管从倾斜位置A到竖直位置B的过程中,液体深度变大,由p=ρgh可知,水对试管底部的压强变大。
故选A。
【点睛】
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.D
【解析】
【详解】
A.甲容器内水的体积为
V=Sh=200cm2×10cm=2000cm3=2×10-3m3
水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
故A错误;
B.乙容器内酒精对容器底部的压强
p=ρ酒精gh′=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.2×103Pa
故B错误;
CD.乙容器内酒精的质量为
m酒精=ρ酒精S酒精h酒精=0.8×103kg/m3×0.015m2×0.15m=1.8kg
因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,而
p水>p酒精
>
解得
Δm>1.2kg
所以抽出液体的质量范围
1.2kg<Δm<1.8kg
故C错误,D正确。
故选D。
7.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。
8.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。
9.B
【解析】
【详解】
A.由于是柱形容器,水的重力等于水对容器底的压力,故G1等于F1,故A错误;
B.对将水和容器当成一个整体,进行受力分析,该整理受到了向下的重力,总重为G1、G2的合力,还受到了向上的桌面对其的支持力,大小为F3,这个整体处于平衡状态,故总重与桌面对其的支持力是平衡力,故B正确;
C.桌面对容器的支持力为F3的大小等于总重,而G1等于F1,故C错误;
D.容器对桌面的压力为F2与桌面对容器的支持力为F3是两个物体间的作用,是相互作用力,故D错误。
故选B。
10.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。
11.B
【解析】
【分析】
液体原先对容器底部的压强相等,已知h甲>h乙,然后利用可推出甲、乙液体的密度关系;根据规则容器中液体对容器底部压力等于液体的重力,由S甲>S乙,再根据可知相同质量的甲、乙两种液体压强的变化量大小关系,进而可知变化后压强的大小;由S甲>S乙可知,相同体积的甲、乙两种液体在容器中的高度大小,又由液体密度的大小关系,利用可推出甲、乙两种液体压强的变化量大小关系,进而可知变化后压强的大小。
【详解】
液体原先对容器底部的压强相等,已知h甲>h乙,根据可知:;
A.若倒入相等质量的原液体,则两种液体对容器压力的增加量相同,S甲>S乙,由可知,甲、乙两种液体压强的增加量,则变化后的压强p'甲一定小于p'乙,则A错误;
B.若抽出相等质量的原液体,则两种液体对容器压力的减少量相同,S甲>S乙,由可知,甲、乙两种液体压强的减少量,则变化后的压强p'甲一定大于p'乙,则B正确;
C.若倒入相等体积的原液体,S甲>S乙,则甲液体的高度增加量小于乙液体的高度增加量,又,根据可知甲、乙两种液体压强的增加量,则变化后的压强p'甲一定小于p'乙,故C错误;
D.若抽出相等体积的原液体,S甲>S乙,则甲液体的高度减少量小于乙液体的高度减少量,又,根据可知甲、乙两种液体压强的减少量,则变化后的压强p'甲一定大于p'乙,故D错误。
【点睛】
本题综合考查液体压强公式、液体压力公式及密度、重力公式等,要求学生对各公式之间的关联物理量及影响情况分析到位,具有一定的难度和典型性。
12.B
【解析】
【详解】
液体质量相等,由
可知,两个圆柱形容器底部所受压强相同
①
由图可知:, ,由 可知
因为A、B两点在两液体内同一高度上,由可知,A、B两点液体对底部压强
②
A、B两点压强可表示为
③
④
联立对比①②③④四式可知
故选B。
13. 980
【解析】
【详解】
[1]根据公式可知,液体的密度
[2]A处的深度
A点处的压强
14. 5
【解析】
【分析】
【详解】
[1]橡皮膜处盐水的压强等于U形管中两侧液体产生的压强差,即
即
解得
[2]U形管左右两侧的总压强相等,所以橡皮管内气体的压强约为
15. 980Pa 小于 C
【解析】
【详解】
[1]A点受到水的压强为
pA=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
[2]由于C点的深度大于B点的深度,所以B点受到水的压强小于C点受到水的压强
[3]由图可知,当容器放在斜面上时,B点的深度最小,所以B点处的压强最小;C点的深度最大,所以C点处的压强最大。
16. 甲 同种液体中,深度越大压强越大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]甲图,因为小明在5楼,属于高层,高层深度小,压强小,压力小,故选甲。
[2]理由是同种液体中,深度越大压强越大,深度指的是最高液面到所在楼层的距离。
17. 2.4×l03 432t 1.488×l06Pa 在管道中输送混凝土要克服较大的摩擦阻力;混凝土在终端出口还要保持一定的推送压力
【解析】
【详解】
(1)[1]有题可知混凝土容重为24kN/m ,即表示1m 的混凝土的重力为24kN则混凝土的密度为
(2)[2]混凝土最大理论输送量为180m /h,按照最大理论输送量计算,1小时可输送混凝土为
(3)[3]若泵车取垂直输送状态,混凝土达最大高度时对底部输送口产生的压强为
(4)[4]实际输送时泵车在底部输送口提供的压强比问题(3)的计算值大得多是因为:在管道中输送混凝土要克服较大的摩擦阻力;混凝土在终端出口还要保持一定的推送压力。
18. 6.579×107 载人深潜
【解析】
【详解】
(1)[1]潜水器下潜到6579米时受到的压强为
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×6579m=6.579×107Pa
(2)[2]根据题文内容知“蛟龙”号载人潜水器研制和海试项目通过专家验收,标志着我国载人深潜技术进入世界先进行列。
19.(1)4000Pa;5000Pa;(2)a可行,b不可行
【解析】
【详解】
解:(1)(a)根据液体压强的计算可是可得,水对容器甲底部的压强为
(b)容器甲内水的体积为
由
可得,水的质量为
容器甲对对水平地面的压力为
根据压强的计算公式可得,容器甲对地面的压强为
(2)已知液体对容器底部的压强为
p甲=p乙
两个容器是圆柱形的,液体对容器底的压力等于液体的重力,所以液体对容器底的压强为
(a)在容器甲、乙中同时抽取相同质量的液体,设抽取液体的质量为m,则剩余液体对容器底的压强为
因为
S甲>S乙
所以
p甲剩>p乙剩
此方案可行;
(b)已知液体对容器底部的压强为
p甲=p乙
且
h甲>h乙
由压强的计算公式可知,液体的密度关系为
ρA<ρB
在容器甲、乙中同时加入相同高度的原有液体,由压强的计算公式可知,增大的压强为
Δp甲<Δp乙
后来液体对容器底的压强为
p甲1=p甲+Δp甲
p乙1=p乙+Δp乙
所以
p甲1此方案不可行。
答:(1)(a)水对容器甲底部的压强为4000Pa;
(b)容器甲对水平地面的压强为5000Pa;
(2)为使A液体对容器甲底部的压强大于B液体对容器乙底部的压强,方案a可行b不可行。
20.(1)0.2m;(2)1kg;(3)
【解析】
【详解】
(1)因轻质薄壁圆柱形容器甲中水对地面的压力和水的重力相等,所以,水对容器底部的压强等于容器对地面的压强,由表格数据可知,原来水对容器底部的压强
p甲=1960Pa
由p=ρgh可得,容器甲中原来水的深度
(2)由表格数据可知,原来乙对水平地面的压强
p乙=980Pa
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以由
可得,圆柱体乙的质量
(3)由表格数据可知,物体叠在圆柱体乙的上方后,乙对水平面的压强
p乙′=1560Pa
则物体的重力
若物块放入甲容器后水不溢出,则轻质薄壁圆柱形容器甲对水平地面压强的增加量
因
所以假设是正确的,即物块放入甲容器时水没有溢出。
答:(1)求容器甲中原来水的深度是0.2m;
(2)求圆柱体乙的质量是1kg;
(3)物块放入甲容器时,水不会溢出。
21. 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