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,上小下大的圆台形杯里盛有密度分别为ρ1、ρ2(ρ1<ρ2)分界清晰的两种液体,这时杯底受到液体的压强为pA,如果把杯内液体搅拌均匀后(总体积不变),杯底受到液体的压强为pB,比较 pA和pB的大小,正确的是( )
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.不能确定
2.如图所示,甲、乙两容器质量相等、底面积相同,内装两种不同液体,两容器底部受到的液体压强相等,液体质量分别为m甲和m乙,距离容器底部等高的位置有A、B两点,受到的液体压强分别为pA和pB,则( )
A.m甲>m乙,pA>pB B.m甲=m乙,pA>pB
C.m甲=m乙,pA
3.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.,
4.如图所示在两个完全相同的容器中,盛有质量相等的水和酒精(ρ酒精<ρ水),下列说法正确的是( )
A.甲容器盛的是酒精,乙容器盛的是水
B.甲、乙两容器底部受到的液体压强相等
C.甲容器底部比乙容器底部受到的液体压力小
D.在距各自液面相同深度的A、B两点液体压强相等
5.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
6.两个足够高、底面积不同的圆柱形容器中分别盛有质量相等的甲、乙两种不同液体,如图所示(S甲>S乙)。若两容器中注入的甲、乙两种液体高度相等,则以下关于液体的密度ρ甲、ρ乙以及此时液体对容器底部压力F甲、F乙的判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙
D.ρ甲<ρ乙,F甲<F乙
7.将一未装满水密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,瓶盖的面积是8cm2,瓶底的面积是28cm2,瓶重和厚度忽略不计(g取10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)。以下选项正确的为( )
A.倒立放置时瓶盖受到水的压强1000Pa
B.倒立放置时瓶盖所受到水的压力为2.8N
C.倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为3500Pa
D.倒立放置与正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力不相等
8.下列关于水沸腾时的说法正确的是( )
A.继续加热,水温不断升高 B.继续加热,沸点不断升高
C.气泡上升过程中体积变大 D.气泡上升过程中压强不变
9.如图所示,放在细沙面上的饮料瓶子,内部剩有部分饮料,如将瓶盖旋紧后倒过来放在细沙面上,下列分析正确的是( )
A.倒放时液体对瓶塞的压强小于正放时液体对瓶底的压强
B.倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力
C.倒放时瓶子对沙面的压强小于正放时瓶子对沙面的压强
D.倒放时瓶子对沙面的压力大于正放时瓶子对沙面的压力
10.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
11.如图,将水加至水杯的溢水口处,再将一铁块从液面开始,缓慢沉入至杯底,排出的水流入右侧烧杯,下列说法错误的是( )
A.铁块所受浮力小于铁块的重力
B.铁块放入之前与放入之后,水对容器底的压强不变
C.溢出水的质量与铁块的质量相同
D.完全浸入后,随着铁块的深度逐渐增大,排出水的重力不变
12.如图所示,两个足够高的薄壁轻质圆柱形容器A、B(底面积)置于水平地面上,容器中分别盛有体积相等的液体甲和乙,它们对各自容器底部的压强相等。下列选项中,能使甲液体对容器底部压强大于乙液体对容器底部压强的操作方法是( )
A.分别倒入相同深度的液体甲和乙 B.分别倒入相同质量的液体甲和乙
C.分别倒入相同体积的液体甲和乙 D.分别抽出相同体积的液体甲和乙
二、填空题
13.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)。
14.如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量相同的不同液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强pA______pB(选填“大于”“等于”“小于”)。
15.如图所示,在水平桌面放有底面积为S1的圆柱体A和底面积为S2的薄壁圆柱形容器,容器内装有某种液体。先把质量为m、密度为、底面积为S3(S3S1)的实心圆柱体B放在A上面时,A对桌面压强的变化量为;再将B放入容器内,B浸没在液体中且沉在容器底(液体未溢出),液体对容器底压强的变化量也为,______,容器内液体密度______。
16.如图我国的“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜新纪录。在马里亚纳海沟探测时,载人潜水器逐渐下潜,所受的压强_____________,所受浮力_______________(均选填“增大”、“不变”或“减小”)、下潜深度每增加100米,相当于1米面积上所受的压力增加_____________牛。(海水密度近似等于千克/米)
三、综合题
17.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。
18.将一正方体物(边长为10cm)块放入圆柱形容器底部,如图甲所示,逐渐向容器内倒入水(水未溢出),测量容器内水的深度h,分别计算出该物块对应受到的浮力F浮,并绘制了如图乙(实线)所示的图像;又更换一种液体重复。上述实验绘制了如图乙(虚线)所示的图像(g=10N/kg,=1×103kg/m3):
(1)在水中,h=1lcm时,物块处于_______状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),物块重为________N;
(2)未倒水前物块对容器底部的压强为______Pa,物块的密度为________kg/m3;
(3)在另外一种液体中时,h=11cm时物块处于______状态(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”),液体的密度为_______kg/m3。
19.阅读以下材料完成试题
碳纳米管
碳纳米管是一种具有特殊结构的材料。碳纳米管具有良好的力学性能。它的硬度与金刚石相当,却拥有良好的柔韧性,可以拉伸。碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍,质量却只有后者的。碳纳米管因而被称为“超级纤维”。
研究人员曾将碳纳米管置于巨大的水压下(相当于水下1×104m深处的压强),由于巨大的压力,碳纳米管被压扁。撤去压力后,碳纳米管像弹簧一样立即恢复了原状,表现出良好的韧性。这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧,用在汽车、火车上作为减震装置,能够大大减轻重量。
由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能。碳纳米管表现出良好的导电性,导电能力通常可达铜的1万倍。
碳纳米管具有良好的传热性能,由于具有非常大的长径比,因而其沿着长度方向的热交换性能很高,相对其垂直方向的热交换性能较低,通过合适的取向,碳纳米管可以合成各向异性的热传导材料。
(1)碳纳米管的密度约为钢密度的______;
(2)水下1×104m处的压强约为1×______Pa;(g取10N/kg)
20.金水区每天清晨都要进行洒水,如图 所示一辆洒水车空车质量 4t,水罐容积 10m3,装满水后,车轮与地面的总接触面积为 0.5m2(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)洒完一半水时,洒水车对地面的压强为多少________?
(2)若罐内水深 1m,出水口在罐底部,横截面积为 40cm2,出水口所受压力为多少_____-?
(3)洒水车工作一段时间,在行驶过程中,地面对它摩擦力变_____.(选填“大”或“小”),原因是_____.
21.(1)如图,乒乓球从水里上浮直至浮在水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底压强为pA;在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底压强为pB,则它们的大小关系是FA_____FB,pA_____pB(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(2)背着氧气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服了,这是由于海水的压强随深度的增加而_____________(选填“增大”、“减小”或“不变”),若某人穿上抗压服后能承受的最大压强为,则这个人能下潜的最大深度为__________________(海水的密度取,g取)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】
两种液体的深度大致相同,且容器下方的横截面积较大,所以密度为ρ2的液体体积较大,因为
ρ1<ρ2
由m=ρV可知ρ1液体的质量小于ρ2液体的质量,所以混合后的密度ρ应大于的密度,而混合前后液体的总深度h不变,根据液体压强的公式p=ρgh分析可知
pA<pB
故选C。
2.A
【详解】
因为两容器底部受到的液体压强相等,即p甲=p乙,故
ρ甲gh甲=ρ乙gh乙
ρ甲h甲=ρ乙h乙
根据密度公式得,甲乙的质量
m甲=ρ甲V甲,m乙=ρ乙V乙
因为甲为圆柱体,所以甲的体积为
V甲=S甲h甲
由图知乙的体积
V乙由题意知甲、乙两容器的底面积相同,即
S甲=S乙
所以甲、乙的质量比
所以m甲>m乙,因为在水平面上压力等于重力,即
F压=G总=m总g
由题意知甲、乙两容器的质量相同,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,即
F甲>F乙
因为两容器底部受到的液体压强相等,由图知甲容器中液体的深度大于乙容器中液体的深度,根据p=ρgh知
ρ甲<ρ乙
距离容器底部等高的位置有A、B两点,A、B以下部分的压强大小为
pA下因为两容器底部受到的液体压强相等,所以A上面部分的压强大于B上面部分的压强,即
pA>pB
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.D
【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。
4.B
【详解】
A.已知甲乙容器中液体的质量相等,又因为酒精的密度小于水的密度,根据可知体积多的液体为酒精,故甲为水,乙为酒精,故A错误;
BC.对于直壁容器,液体对容器底压力等于液体的重力,液体的质量相同、重力相同、压力相同,故甲容器与乙容器底部受到的压力相同,且容器的底面积相同,由知,甲、乙两容器底部受到的压强相等,故B正确,C错误。
D.两容器距各自液面的深度相同,即A、B两点所处的深度相同,而液体的密度不同,所以根据液体压强公式可知A、B两点的压强不相等,故D错误。
故选B。
5.D
【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。
6.C
【详解】
甲乙液体质量相等,对容器底的压力F=G=mg相等,即F甲=F乙;甲的底面积大,根据 可知p甲<p乙,又因两容器中注入的甲、乙两种液体高度相等,即h甲=h乙,由知,ρ甲<ρ乙。
故选C。
7.C
【详解】
A.倒立放置时瓶盖受到水的压强
故A项错误;
B.由可得,倒立放置时瓶盖所受到水的压力
故B项错误;
C.由左图可知,矿泉水瓶内水的体积
由可得水的质量
瓶重和厚度忽略不计,则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力
则倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压强
故C项正确;
D.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以倒立放置与正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力相等,故D项错误。
故选C。
8.C
【详解】
AB.沸腾过程中,吸收热量,温度不变,沸点和气压有关,气压没变,所以沸点不变,故AB错误;
CD.气泡上升过程中深度变小压强变小,所以沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐增大,故C正确,D错误。
故选C。
9.B
【详解】
A.倒放时瓶子上大下小,液面高度变大,根据液体压强公式,液体密度一定时,倒放的高度大于正放的高度,所以倒放时液体对瓶塞的压强大于正放时液体对瓶底的压强,故A错误;
B.正放时瓶子有液体的部分相当于圆柱体,液体对瓶底的压力等于液体的重力;压力是指垂直压在物体表面上的力,倒放时上大下小,瓶塞受到液体的压力等于瓶塞正上方的圆柱体部分的液体的重力,即液体对瓶塞的压力小于瓶内液体的重力,所以倒放时液体对瓶塞的压力小于正放时液体对瓶底的压力,故B正确;
CD.在水平面上,倒放时瓶子对沙面的压力与正放时瓶子对沙面的压力都等于瓶子与液体的总重力,即压力相同,倒放时瓶子对沙面的受力面积小于正放时瓶子对沙面的受力面积,根据可知,在压力相同时,倒放时瓶子对沙面的压强大于正放时瓶子对沙面的压强,故CD错误。
故选B。
10.B
【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。
11.C
【详解】
A.浸入过程中,排开水的体积变大,浮力变大,由铁块的密度大于水的密度
故A正确,A不符合题意;
B.铁块放入之前与放入之后,溢水杯中水的深度没有发生变化,根据 水对容器底的压强不变,故B正确,B不符合题意;
C.铁块缓慢沉入至杯底时,=,溢出水的质量与铁块的质量
不相同,故C错误,C符合题意;
D.完全浸入后,随着铁块的深度逐渐增大,溢水杯中的水不在溢出,排出的水不再增加,排出的水的重力不变,故D正确,D不符合题意。
故选C。
12.A
【详解】
根据题意,由压强公式可知,
,
由,,故
由柱形容器液体对底部的压力等于液体的重力,即
由可得
由于两种液体的体积相同,根据密度公式可知
A.分别倒入相同深度的液体甲和乙,则甲和乙分别增加的压强为
,
由,则,原来压强相同,A增加的大于B增加的,即增加后甲液体对容器底部压强大于乙液体对容器底部压强。故A符合题意;
B.倒入相同质量的液体甲和乙,即
则
由压强公式可得
,
又,则
原来压强相同,A增加的小于B增加的,即增加后甲液体对容器底部压强小于乙液体对容器底部压强。故B不符合题意;
CD.原来液体体积相等,即
对容器底部压强相等,即
液体对容器底部的压强分别为
,
由,则
当改相同体积时,改变后的液体压强分别为
,
由可得
所以。即容器底部压强仍然相等,故CD不符合题意
故选A
13. 980Pa 小于 C
【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。
14.小于
【详解】
两个容器底面积相同,形状不同,在液面等高的情况下,两个容器内液体的体积关系为:VA>VB,由于两种液体质量相同,由得:ρA<ρB。已知液面高度相同:hA=hB,由液体压强公式P=pgh得:两容器底部所受液体的压强关系是pA15.
【详解】
[1][2]固体对桌面的压力等于固体的重力,所以A对桌面压强的变化量为
B浸没在液体中且沉在容器底(液体未溢出),则液体深度的变化量为
液体对容器底压强的变化量为
由因为A对桌面压强的变化量与液体对容器底压强的变化量相等,所以
则容器内液体密度为
16. 增大 不变
【详解】
[1][2]载人潜水器逐渐下潜,深度逐渐增加,由p=ρgh可得所受海水压强逐渐增大;排开海水的体积不变,而海水的密度不变,由F浮=ρ液gV排可知所受的浮力不变。
[3]下潜深度每增加100米,压强的增加量
Δp=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×100m=9.8×105Pa
相当于1米面积上所受的压力增加
ΔF=ΔpS=9.8×105Pa×1m2=9.8×105N
17.(1)0.2m;(2)1kg;(3)
【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。
18. 漂浮 9 900 0.9×103 沉底 0.6×103
【详解】
(1)[1]由图乙可知,水的深度从以后物块受到的浮力9N不再发生变化,所以可以判断,在水中,h=1lcm时,物块处于漂浮状态。
(2)[2]物块漂浮时,受到的浮力和重力相等,所以物块重为9N。
(3)[3]正方体物块的底面积
则未倒水前物块对容器底部的压强为
(4)[4]物体的体积是
物体的密度
(5)[5]由图乙可知,当h=10cm以后物体在液体中受到的浮力不变,因浮力小于物块的重力,所以物块处于沉底状态。
(6)[6]因物块完全浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,故当h=11cm时,由得,液体的密度为
19. 108
【详解】
(1)[1]由题意可知,V相同时,,故可得
(2)[2]水下1×104m处的压强约为
20. 1.8×105Pa; 40N 小 接触面的粗糙程度一定,压力减小
【详解】
解:(1)洒完一半水时水的体积:
,
由可得,水的质量:,
洒水车对地面的压力:
,
洒水车对地面的压强: ;
(2)水对出水口的压强:;
水对出水口的压力:;
(3)洒水过程中压力减小,接触面的粗糙程度不变,地面对它的摩擦力减小.
21. 大于 大于 增大 80
【详解】
(1)[1]由图知,乒乓球在A位置排开水的体积大于在B位置排开水的体积,由阿基米德原理可知
[2]因乒乓球在A位置排开水的体积大于在B位置排开水的体积,故乒乓球在A位置水的深度大于在B位置水的深度,由可知
(2)[3]这是由于海水的压强随深度的增加而增大。
[4]由可得
这个人能下潜的最大深度为
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