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9.2 液体的压强
一.选择题(共9小题)
1.关于连通器的说法正确的是( )
A.连通器是上端封闭,下部相连通的容器
B.锅炉外面水位计中的液面的高度总是低于锅炉内的水面高度
C.连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面会有高度差
D.三峡船闸利用了连通器的工作原理
2.如图所示是某同学在做“研究液体内部压强规律”实验时某过程的图示。根据图示情况可以知道,该同学这次操作的主要目的是( )
A.验证液体内部压强公式
B.说明液体内部压强随深度的增大而增大
C.研究液体内部压强与其密度关系
D.探究在同一深处液体向各个方向的压强大小关系
3.如图所示,小明将压强计的探头放入水中的某一深度处,记下U形管中两液面的高度差h,下列操作中能使高度差h增大的是( )
A.探头水平向左移动一段距离
B.将探头放在酒精中的相同深度处
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
4.在一个容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一小孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用它来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验中,容器两边分别加入甲、乙两种液体后,橡皮膜凸向液体甲,如图所示。根据图中实验现象可知( )
A.甲液体密度比乙液体的大
B.两种液体对容器底的压强相等
C.要使橡皮膜形变程度减小,可增加甲液体深度
D.该实验现象可以证明液体压强与液体深度有关
5.甲、乙两圆柱形容器的底面积之比为3:2,内装体积相等的水,那么水对容器底部的压强之比和压力之比分别为( )
A.3:2和2:3 B.2:3和2:3 C.2:3和1:1 D.3:2和1:1
6.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.甲盛的是酒精,乙盛的是水
B.在距各自液面相同深度的A、B两点压强相等
C.甲容器比乙容器底部受到的压力小
D.甲、乙两容器底部受到的压强相等
7.如图所示,一个密封的圆台状容器,内装定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.水对容器底的压力增大 B.水对容器底的压强增大
C.容器对桌面的压强减小 D.容器对桌面的压力减小
8.根据表格和图像,下列说法正确的是( )
液体种类 水银 酒精 盐水
液体密度(g/cm3) 13.6 0.8 1.03
①甲液体的密度大于乙液体的密度
②当深度相同时,甲、乙两液体的压强之比为2:3
③当深度变为20cm时,甲液体的压强为30Pa
④丙液体的压强与深度关系图像在甲乙之间,则丙可能是盐水
A.②③ B.①④ C.①③ D.②④
9.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①容器对桌面的压力:F甲=F乙
②容器对桌面的压强:p甲'<p乙'
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④液体对容器底部的压强:p甲>p乙
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.②和④
二.填空题(共4小题)
10.如图轮船由上游通过船闸驶往下游的情况:首先关闭阀门 (用字母表示),打开阀门A,闸室和上游水道构成了一个 。当闸室水面与上游水面相平后,打开闸门,船驶入闸室。当闸室水面下降到和下游水面相平时,打开闸门 (用字母表示),船驶向下游。
11.如图所示,瓶中注满水,若在a、b(a、b在同一水平面上)、c处各扎一个小孔,水会从小孔中喷出,说明液体对容器的 有压强;从c孔喷出的水流速度更大,说明液体的压强随 的增加而增大;a、b两孔喷出的水流速度大小相同,说明同一深度液体向各个方向压强大小 。
12.如图所示,A、B两支完全相同的装有质量相等的不同液体则:pA pB.(选填“>”“<”或“=”)
13.如图所示,将一个两端开口的玻璃管下端扎上一块橡皮膜,倒入一定量的某种液体后,橡皮膜向外凸出。然后放入盛有清水的烧杯中,玻璃管下端距水面10cm,此时液柱高为8cm,橡皮膜恰好变平,则液体密度为 kg/m3。
三.实验探究题(共1小题)
14.如图所示,这是用压强计做“探究影响液体内部压强的因素”的实验。
(1)用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化,出现这种情况的原因可能是 。
(2)比较图甲和图 ,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)比较图乙和图丙,能初步得出的结论是:深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
(4)将液体压强计进行改造,如图丁所示。当两探头置于空气中时,U形管两端水面相平。现将两探头分别放在A、B容器内密度分别为ρ1和ρ2的两种液体中,当两探头所处的深度相同时,U形管右侧水面比左侧高,则ρ1 (选填“>”、“<”或“=”)ρ2。
四.计算题(共1小题)
15.如图所示,铁桶重为30N,桶的底面积为100cm2,往桶里倒入5kg的水,水深15cm,平放在水平桌面上,求:(g取10N/kg)
(1)水对桶底的压强;
(2)水对桶底的压力;
(3)水平桌面受到桶的压强。
参考答案
一.选择题(共9小题)
1.【解析】解:
A、连通器是上端开口,下部相连通的容器,故A错误;
B、锅炉外面水位计是一个连通器,水位计中的液面的高度总是与锅炉内的水面高度相平,故B错误;
C、连通器里的同一种液体不流动时,各容器中的液面相平,无高度差,故C错误;
D、船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成;若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游,分析可知,船闸是利用连通器原理工作的,故D正确。
【答案】D。
2.【解析】解:
读图可知,三次实验中,压强计的深度是相同的,U形管中液面的高度差也相同,不同的是金属盒的橡皮膜的朝向不同,通过以上三次实验,可以验证:液体内部向各个方向都有压强,且同一深度,液体向各个方向的压强相等。
【答案】D。
3.【解析】解:A、将探头水平向左移动一段距离,深度不变,橡皮膜受到的压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故A错误;
B、将探头放在酒精中的同样深度处,液体的密度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差变小,故B错误;
C、将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故C正确;
D、液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原深度处向其他方面任意转动一个角度,不会影响压强的大小,故D错误。
【答案】C。
4.【解析】解:A、橡皮膜凸向液体甲,说明乙液体产生的压强大,根据p=ρgh,因图中深度h相同,故甲液体密度比乙液体的密度小,A错误;
B、甲液体密度比乙液体的小,因容器底部所处的深度相同,根据p=ρgh,故乙容器底部受到的液体压强大,B错误;
C、要使橡皮膜形变程度减小,即应逐渐增大甲液体产生的压强(不能大于乙液体产生的压强),根据p=ρgh,可增大甲液体的深度,C正确;
D、实验中液体深度相同,由控制变量法,该实验现象可以证明液体压强与液体密度的有关系,D错误;
【答案】C。
5.【解析】解:因圆柱形容器内水对容器底部的压力和水的重力相等,且甲、乙两容器内水的体积相等,
所以,由F=G=mg=ρVg可知,水对容器底部的压力相等,即它们的压力之比为1:1,故AB错误;
由p=可得,水对容器底部的压强之比===,故C正确、D错误。
【答案】C。
6.【解析】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V=可知体积多的液体为酒精,故甲为水,乙为酒精,故A错误;
B、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B错误;
CD、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p=知,甲、乙两容器底部受到的压强相等,故D正确、C错误。
【答案】D。
7.【解析】解:
CD、设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变故压力不变,因为对桌面的压力一定,根据p=可知倒置过来后容器对桌面的压强变大,故CD错误;
AB、第一次水对容器底的压力:F=pS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
第二次水对容器底的压力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况,水对容器底部的压力将会变小,故A错误;
水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式p=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了,故B正确。
【答案】B。
8.【解析】解:①由图像得,当甲液体和乙液体的压强都是600Pa时,甲的深度是h甲=4cm=0.04m,乙的深度是h乙=6cm=0.06m,
根据液体压强公式得,ρ甲===1500kg/m3,ρ乙===1000kg/m3,可以判断甲的密度大于乙的密度,故①正确。
②根据液体压强公式得,在液体深度相同时,液体的压强之比等于液体密度之比,故甲、乙两液体的压强之比为1500kg/m3:1000kg/m3=3:2,故②错误。
③当深度变为20cm时,根据液体压强公式得,甲液体的压强为p'=ρ甲gh=1500kg/m3×10N/kg×0.2m=3000Pa,故③错误。
④ρ甲=1500kg/m3,ρ乙=1000kg/m3,丙液体的压强与深度关系图像在甲乙之间,说明丙液体的密度在甲乙密度之间,所以丙液体可能是盐水,故④正确。
【答案】B。
9.【解析】解:①②水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①正确,②错误;
③④因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙;
因两容器中液体的深度相同,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲>p乙,故④正确;
又因容器底面积相同,所以由F=pS可知,液体对容器底部的压力F甲>F乙,故③错误;
综上所述,②③错误,①④正确。
【答案】B。
二.填空题(共4小题)
10.【解析】解:由图可知,轮船由上游通过船闸驶往下游时,首先关闭阀门B,打开阀门A,闸室和上游水道构成了一个连通器。
当闸室水面与上游水面相平后,打开闸门C,船驶入闸室。打开阀门B,当闸室水面下降到和下游水面相平时,打开闸门D,船驶向下游。
【答案】B;连通器;D。
11.【解析】解:读图可知,在瓶中注满水,打开a、b、c三孔后观察到三孔都有水喷出,说明水对容器的侧壁有压强;看到c孔喷出的水流速度更大,说明液体压强随深度的增加而增大;a孔和b孔喷出的水流速度大小相同,说明同种液体,同一深度液体向各个方向压强相等。
【答案】侧壁;深度;相等。
12.【解析】解:由图可知,若两支试管内装有相同质量的不同液体,而VA<VB,
所以,由ρ=可知,ρA>ρB;
因深度h相同,由p=ρgh可得:pA>pB。
【答案】>。
13.【解析】解:玻璃管内倒入液体,液体对橡皮膜向下的压强:p液=ρ液gh液,
设橡皮膜的横截面积为S,则橡皮膜受到液体向下的压力:F液=p液S=ρ液gh液S,
同理可得橡皮膜受到水的向上压力:F水=p水S=ρ水gh水S,
因为橡皮膜恰好变平,所以橡皮膜受力为平衡力,
则F液=F水,
即:ρ液gh液S=ρ水gh水S,
代入数据可得:ρ液×10N/kg×0.08m×S=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×S,
解得:ρ液=1.25×103kg/m3。
【答案】1.25×103。
三.实验探究题(共1小题)
14.【解析】解:(1)若压强计的气密性不好,软管中的气体和大气相通,等于大气压强,橡皮膜受到压强时,软管内的气体压强不会发生变化,U形管中的液面就不会出现高度差;
(2)想探究液体压强大小与深度的关系,应控制液体的密度相同、金属盒的方向相同,而深度不同,故选甲、乙两次实验即可;
(3)盐水的密度大于水的密度,两图中探头所处深度相同,但丙图U形管液面高度差较大,说明所受到的液体压强较大,能初步得出的结论是:深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明A中的压强更大,根据p=ρgh可知ρ1>ρ2。
【答案】(1)压强计的气密性不好;(2)乙;(3)大;(4)>。
四.计算题(共1小题)
15.【解析】解:
(1)水的深度为15cm=0.15m,
则水对桶底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500pa;
(2)已知S=100cm2=1.0×10﹣2m2,
由p=可得,桶底受到水的压力:
F=pS=1500Pa×1.0×10﹣2m2=15N;
(3)桶里水的重力:
G水=m水g=5kg×10N/kg=50N,
铁桶平放在水平桌面上,则桌面受到的压力:
F′=G水+G桶=50N+30N=80N,
水平桌面受到桶的压强:
p′===8000Pa。
答:(1)水对桶底的压强为1500Pa;
(2)水对桶底的压力为15N;
(3)水平桌面受到桶的压强为8000Pa。
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