人教版八年级下 9.2 液体的压强
一、单选题
1.连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。以下事例中不是利用了连通器原理工作的是( )
A.过路涵洞
B.液体压强计
C.船闸
D.洗手盆下水管
2.如图所示,甲、乙、丙三容器放在水平桌面上,容器的质量相等,底面积相同,下列说法正确的是( )
A.若液体对容器底的压强相等,则容器对桌面的压力关系是是F甲=F乙=F丙
B.若液体对容器底的压强相等,则容器对桌面的压力关系是是F甲>F乙>F丙
C.若容器对桌面的压强相等,则液体对容器底部的压力关系是F甲′
D.若容器对桌面的压强相等,则液体对容器底部的压力关系是F甲′>F乙′>F丙′
3.桌面上容器内盛有水,在一试管里面放一小球后,浮在水面上。如图所示,现将小球取出,放入水中,下沉容器底部,试管仍浮在水面上,则( )
A.液面下降 B.液面上升
C.容器底受到水的压强不变 D.桌面受到的压强变小
4.如图所示,压力与重力大小关系表示正确的有( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
5.如图所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,其上下底面积之比为2∶1,此时水对容器底部的压力为F,压强为p,当把容器倒置后放到水平桌面上,水对容器底部的压力和压强分别为( )
A.F;2p B.F;p C.2F;p D.3F;p
6.如图所示,质量为10kg,底面积为500cm2的圆柱体A放在水平面上。一薄壁圆柱形容器B也置于水平面上,该容器足够高,底面积为200cm2,内盛有8kg的水。若将一物体M分别放在圆柱体A上表面的中央和浸没在容器B的水中时,圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),则( )
A.未放上物体M时,圆柱体A对水平地面的压强为2×105Pa
B.容器B内水的体积为0.08m3
C.物体M的密度为2.5×103kg/m3
D.物体M未放入容器B时,容器B底部受到的水的压强为4×104Pa
7.如图是一个足够长,粗细均匀的U形管,先从A端注入密度为ρA的液体,再从B端注入密度为ρB、长度为L的液柱,平衡时左右两管的液面高度差为 。现再从A端注入密度为ρc液体,且ρc=0.5ρB,要使左右两管的液面相平,则注入的液柱长度为( )
A. B. C. D.L
8.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
9.水平桌面上有甲乙两个完全相同的容器,A、B两个相同长方体分别放入两个容器中,静止时,两个容器内液面相平,如图所示,下列判断正确的是( )
A.物体受到的浮力F浮A>F浮B
B.液体对容器底的压强p甲=p乙
C.容器对桌面的压力F甲>F乙
D.物体下表面所受液体压力FA>FB
10.如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等 B.左侧液体的质量大于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同 D.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
二、填空题
11.将一未装满饮料的密闭饮料杯,先正立放置在水平桌面上,再将饮料杯倒立放置,如图乙所示(图中没有画出饮料液面的位置),甲乙图中饮料杯对水平桌面的压力______,压强______;饮料正立对杯底的压强和倒置后对杯盖的压强______、压力______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
12.如图所示,玻璃杯中装有3×10-4m3的水,水深10cm,,若杯的重力为1N,杯的底面积为20cm2,水平桌面的面积为0.5m2,杯壁厚度不计;;则水的重力为______N,水对杯底的压力为______N。玻璃杯对水平桌面的压强为______Pa。
13.液体内部压强的大小由________和________来决定,如图所示盛水的容器内有a、b、c三点,在这三点液体压强分别为pa、pb、pc,三者相比较,最大的是________。
14.由中国科学院沈阳自动化研究所研发的无人自主潜水器“海斗号”,最大潜深达10767m,创造了我国无人潜水器的最大下潜及作业深度记录,使我国成为继日、美两国之后第三个拥有研制万米级无人潜水器能力的国家。当“海斗号”在水下10000m深度时,它受到的压强是______Pa。(海水的密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
15.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置于水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,若瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则F甲_______F乙,p甲__________p乙;若水对瓶底和瓶盖的压力分别为F甲′和F乙′,水对底和瓶盖的压强分别为p甲′和p乙′,则F甲′___________F乙′,p甲′_______p乙′,(本题均选填“>”、“<”或“=”)。
三、综合题
16.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。
17.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.
18.液体内部存在压强,如图,烧杯内盛有密度为ρ的液体,我们可以设想液面下h深处有一底面积为S的水平圆面,它所受到的压力是其上方圆柱形的小液柱所产生的.
(1)请推证:液体内部深度为h处的压强p=ρgh____;
(2)已知圆柱形下表面所在深度为30cm,所受压强为3.6×103Pa,则液体的密度是多少_____?
19.底面积为510-3米2的柱形轻质容器甲放在水平地面上如图A所示,容器高0.2米,内盛有0.15米深的水,体积为410-4米3均匀实心圆柱体乙放在底面积为110-2米2的正方形木块中央置于水平地面上如图B所示.
(1)求甲容器对地面的压强 ________.
(2)将圆柱体乙浸没在甲容器的水中,若木块对地面的压力变化量为 F木对地,甲容器对地面的压力变化量为 F甲对地,则 F木对地________ F甲对地(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(3)圆柱体乙浸没在甲容器的水中后,若水对容器底部压强的变化量与木块对地面压强的变化量相等,求圆柱体乙的密度乙.___________
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.过路涵洞符合上端开口、下端连通的特点,属于连通器,故A不符合题意;
B.如图,液体压强计左侧上端不开口,不符合上端开口、下端连通的特点,不是连通器,故B符合题意;
C.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,故C不符合题意;
D.洗手盆下水管符合上端开口、下端连通的特点,属于连通器,故D不符合题意。
故选B。
2.D
【解析】
【详解】
AB.若液体对容器底的压强相等,而容器底面积相同,则根据公式F=pS可知,三容器受到液体压力相同,即
F甲=F乙=F丙
因甲容器上小下大,乙容器是柱体,丙容器上大下小,它们的容器底受到的压力和液体重力的关系分别是
F甲>G甲,F乙=G乙,F丙由以上分析可得
G甲< G乙因为三个容器的质量相等,所以,三个容器与容器内液体的总重力,即容器对地面的压力关系是
F甲故AB错误;
CD.若容器对桌面的压强相等,由于容器底面积相同,根据公式F=pS可知,三个容器对地面的压力相等,因为三个容器自身质量相等,所以容器中装的液体的重力相等,即
G甲′=G乙′=G丙′
根据甲乙丙容器的形状可知,甲乙丙中液体对容器底的压力与它们的重力的关系为
F甲′>G甲′,F乙′=G乙′,F丙′由以上分析可得
F甲′> F乙′> F丙′
故C错误,D正确。
故选D。
3.A
【解析】
【详解】
AB.当小球在试管中时,试管处于漂浮状态,浮力等于试管和小球的总重力;当将小球取出并放入杯内水中时,小球下沉,试管仍竖直漂浮在水面上,小球受到的浮力小于重力,试管受到的浮力等于其重力,即总浮力减小;由可知,排开水的体积减小,即大烧杯中的水面降低,故A符合题意,B不符合题意;
C.烧杯中的水面降低,由可知,大烧杯底部受到的液体的压强变小,故C不符合题意;
D.将小球取出,放入水中,烧杯、水、试管、小球的总重力不变,对桌面的压力不变,根据知桌面受到的压强不变,故D不符合题意。
故选A。
4.A
【解析】
【详解】
①柱形容器中装的液体全部压在容器底上,因此液体对容器底的压力和液体的重力相等,故①正确;
②容器横截面积上大下小,一部分液体压在容器侧壁上,因此对容器底的压力小于液体的体积,即
故②正确;
③④固体对水平面的压力与形状无关,都等于固体的重力,故③正确,④错误。
故选A。
5.C
【解析】
【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,又由于F=pS,则可知当压强不变时,压力与接触面积成正比,即倒置后水对容器底部压力为2F,综合可知倒置后水对容器底部的压力和压强分别为2F和p。
故选C。
6.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.未放上物体M时,圆柱体A对水平地面的压强为
故A错误;
B.容器B内水的体积为
故B错误;
C.圆柱体A对水平面的压强变化量和水对容器B底部压强的变化量相等,当物块M放在圆柱体上时,增加的压强为
而将M浸没在水中,水对容器B底部压强的变化量即为浮力所产生的压强,故压强的变化量为
两式相等,经整理可得
故C正确;
D.物体M未放入容器B时,容器B底部受到的水的压强为
故D错误。
故选C。
7.A
【解析】
【详解】
从A端注入密度为ρA的液体,再从B端注入密度为ρB、长度为L的液柱,由液体压强公式,平衡时
ρBgL=ρAg(L﹣0.5L)
化简得
ρA=2ρB ①
设C液体的深度为h,左右液面相平时
ρBgL=ρAg(L﹣h)+ρCgh ②
又已知
ρC=0.5ρB ③
将①③代入②得
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.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。
9.D
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据图示可知,A悬浮,B漂浮,所以物体所受的浮力与自身的重力相等,因两个长方体相同,所以重力相同,所以F浮A=F浮B,故A错误;
B.由A知,F浮A=F浮B,由图知V排甲>V排乙,根据
F浮=液gV排
可知,
甲<乙
容器的液面等高,根据
p=液gh
可知,液体对容器底的压强
P甲故B错误;
C.甲、乙容器完全相同,物体的重力相同,容器液面相平,甲液体的密度小于乙液体的密度,由图知液体的体积V甲D.因为物体上、下表面受到液体的压力差等于物体受到的浮力,所以甲下表面受到的压力大于浮力,乙上表面受到的压力为零,所以乙下表面受到液体的压力等于浮力,由此可知物体下表面受到液体的压力FA>FB,故D正确。
故选D。
10.D
【解析】
【详解】
CD.液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,左右两侧分别注入两种不同的液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变,说明左右两侧液体对橡皮膜的压强相等。而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,根据
可知,左侧液体的密度小于右侧液体的密度,给C错误,D正确;
AB.因右侧部分横截面积是左侧的2倍,且由图可知,右侧液体与左侧液体的深度相差不大,则左侧液体的体积小于右侧液体的体积,又因左侧液体的密度小于右侧液体的密度,根据
可得
容器中左侧液体的质量小于右侧液体的质量,故AB错误。
故选D。
11. 不变 变小 变小 变大
【解析】
【分析】
【详解】
[1]饮料杯对水平桌面的压力等于杯子和杯中饮料的重力之和,正放和倒放,杯子和杯中饮料的重力不变,所以饮料杯对水平桌面的压力不变。
[2]饮料杯对水平桌面的压强,倒立放置,杯子对水平桌面的压力不变,接触面积变大,所以饮料杯对水平桌面的压强变小。
[3]由于杯中饮料未装满,倒立后杯中饮料液面下降,深度变小,饮料对容器底的压强,饮料密度不变,故饮料倒置后对杯盖的压强变小。
[4]饮料对容器底的压力始终由容器底正上方的液柱产生。正立放置时,液体对杯底的压力小于杯中液体重力;倒立放置时,液体对杯盖的压力大于杯中液体重力,故倒立放置后,杯盖受到饮料的压强变大。
12. 3 2 2000
【解析】
【分析】
【详解】
[1]水的重力为
[2]水对杯底的压强为
水对杯底的压力为
[3]玻璃杯对桌面的压强为
13. 液体密度 深度 pb
【解析】
【详解】
[1][2]由知道,液体内部压强的大小由液体密度和深度决定。
[3]由图知道,在盛有水的容器中,b距离水面最远,深度最大,由知道,b点压强pb最大。
14.
【解析】
【详解】
由题意得,潜水器受到的压强为
15. = < > <
【解析】
【详解】
[1]水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即
F甲=F乙
[2]水瓶倒立时受力面积变小,由可知压强变大,即
p甲<p乙
[3][4]倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即
p′甲<p′乙
正放时,容器形状是上下一样粗,水对容器底的压力等于水的重力,倒放时,容器形状是上粗下细,因一部分水压在侧壁上,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
F′甲>F′乙
16. 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。
17. 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。
18. 见解析 1.2×103kg/m3
【解析】
【详解】
试题分析:(1)因为液柱竖直而且静止,因此液柱对底面的压力为:,
由于液体内部同一深度向各个方向的压强相等,
因此液体内部深度为h处的压强为:;
(2)由可知,液体的密度为:
考点:液体压强的计算公式
19. 1470帕 大于 1250千克/米3
【解析】
【详解】
(1) 水对甲容器底部的压强:
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.15m=1470Pa;
因为容器甲为轻质容器,且形状为柱形,所以水对甲容器底部的压强等于甲容器对地面的压强;
(2)容器甲的容积:
V甲=S甲h甲=5×10 3m2×0.2m=1×10 3m3,
容器甲中水的体积:
V水=S甲h水=5×10 3m2×0.15m=0.75×10 3m3,
容器甲水上方空间体积:
△V=V甲-V水=1×10 3m3-0.75×10 3m3=0.25×10 3m3,
因为 VV乙,故将圆柱体乙浸没在甲容器的水中后,有水溢出,因此甲容器对地面的压力变化量为:
F甲对地G乙;
而木块对地面的压力变化量为 F木对地= G乙,所以:
F木对地 F甲对地;
(3)将圆柱体乙浸没在甲容器的水中后,水对甲容器底部压强的变化量:
△p水=ρ水g h
木块对地面压强的变化量:
△p木===,
因为△p水=△p木所以:
ρ水g h =,
ρ水 h =,
即:
1.0×103kg/m3×0.05m=,
解得:
ρ乙=1.25×103kg/m3.
答:(1) 甲容器对地面的压强为1470Pa;
(2) F木对地 F甲对地;
(3)圆柱体乙的密度ρ乙为1.25×103kg/m3.
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