北师大版八年级下 8.2、液体内部的压强
一、单选题
1.竖直放置一矿泉水瓶子,并在侧壁钻A、B、C、D四个一样大小的小孔,打开瓶盖,往瓶中注满水,水将从瓶孔喷出。水喷出速度最大的是从哪一个小孔喷出的( )
A.A孔 B.B孔 C.C孔 D.D孔
2.如图所示,将同种液体装入放在水平桌面上质量和底面积都相同的a、b、c三个容器中,发现三容器中液面相平,用pa、pb、pc分别表示杯内液体对容器底的压强,用pA、pB、pC分别表示容器对桌面的压强,则下列说法正确的是( )
A.pa>pb>pc,pA=pB=pC
B.pa=pb=pc,pA<pB<pC
C.pa=pb=pc,pA>pB>pC
D.pa<pb<pc,pA=pB=pC
3.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
4.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
5.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液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压力:F甲'=F乙'
⑤容器对桌面的压强:p甲'=p乙'
A.只有①、③和④ B.只有②、④和⑤ C.只有②、③和④ D.只有①、④和⑤
6.如图所示,完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体,下列分析正确的是( )
A.若甲乙液体的质量相等,则A点的压强等于B点的压强
B.若甲乙液体的质量相等,则C点的压强小于D点的压强
C.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量等于乙液体的质量
D.若甲乙液体对容器底部的压强相等,则甲液体的质量小于乙液体的质量
7.容器中间用隔板分成左右两个部分,隔板下部有一圆孔用面积为1cm2的薄橡皮膜封闭。在容器左右两侧分别倒入水和酒精,橡皮膜中心到水面的距离为0.1m,如图所示,橡皮膜相平。下列结论正确的是( )
A.酒精对容器底部的压强等于水对容器底部的压强
B.酒精对橡皮膜的压力为10N
C.容器右侧中酒精的深度为12.5cm
D.容器右侧液面比左侧水面高2.5cm
8.如图所示的容器,其下部横截面积S,上部横截面积为下部横截面积的4倍,当由管口注入重为G的某种液体时,上部液柱与容器的下部等高。则液体对容器底部的压力为( )
A.压力为1.5G B.压力为1G
C.压力为0.4G D.压力为0.2G
9.关于压力、压强,下列说法正确的是( )
A.竖直作用在物体表面上的力叫做压力
B.压力是由物体重力产生,大小总是等于重力
C.液体对容器的侧壁有压强,是由于液体具有流动性
D.液体压强计算公式p=gh中的h指待求点在液体中所处的高度
10.如图所示,平静的湖中,下列哪处水的压强最小( )
A.a B.b C.c D.d
11.如图所示,甲、乙是两个质量和底面积均相同的容器,容器内装有质量相同的液体,若甲、乙两容器底部受到的液体压力分别是、,容器对地面的压强分别是p1、p2,下列关系正确的是( )
A.F1=F2,p1>p2 B. F1>F2,p1>p2 C.F1=F2,p1=p2 D.F1>F2,p1=p2
12.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
二、填空题
13.如图是学校的防疫消毒壶,值日生按要求喷洒部分消毒液后,将消毒壶放回原处,此时消毒液对壶底的压强将______(变大/不变/变小),这是因为液体压强与液体的______有关。
14.如图甲所示,装满水的密闭容器置于水平桌面上,此时水对容器底部的压强为p1、水对容器底部的压力为F1;把容器倒置过来,如图乙所示,此时水对容器底部的压强为p2、水对容器底部的压力为F2,p1_______p2,F1_______ F2(均选填“>”、“<”或“=”)
15.南海被誉为“海上丝绸之路”,在这片海域里有着丰富的文物。目前我国政府已经对文物之一“南海1号”古沉船整体打捞行动正式启动,我国打捞工作者下潜至水下25m处发现了这艘古船,并在船上发现了一个铜钱,该铜钱的面积是4×10-4m2,则铜钱受到海水对它的压强______Pa,压力是______N。(海水密度1.03×103kg/m3)
16.我国自主研制的“奋斗号”深潜器可以下潜到马里亚纳海沟深处。“奋斗号”在下潜时,受到海水的压强会随下潜深度增加而_______(选填“增大”“减小”或“不变”),当“奋斗号”下潜到10000m深度时,其1的表面受到海水的压力约为_______N(海水密度约为,g取10)。
三、综合题
17.如图所示是理论推导液体内部压强公式的示意图.
①如图(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,如图(b)所示.可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是________.
②然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,即可用压强定义式p=F/S推导出p=ρgh.这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为__________.(选填“控制变量法”、“等效替代法”或“建立理想模型法”)
③小明猜想液体压强公式也可以用来计算大气压强.他主要是依据气体与液体具有相似性:
A.都具有流动性;B._________________.
④小明在用公式p=ρgh计算大气压强的过程中也发现了困难,其困难在于_________.(请至少写出两条)
18.(1)如图中体温计的读数是______℃;如图中秒表的读数是______s。
(2)小薇同学制作了如图所示的探头进行了液体压强的探究。
①紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越______;
②实验时的情形如图所示,比较______图和______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比较甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与______有关;
19.“花笺茗碗香千载”,中国茶文化源远流长,茶壶(如图所示) 也蕴含物理知识.
(1)通常茶壶盖上有一个小孔,这是利用了_____原理;
(2)当壶嘴中水面到壶身底面的距离为5cm时,求:茶壶底受 水的压强p __________.(g取10N/kg)
20.如图所示,水平桌面上放着一个底面积为250cm2,容积为6×10-3m3,重为20N的平底鱼缸,鱼缸内装有0.2m深的水,水的质量为5.5kg。( ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)液体压强随深度的增加而___________;
(2)求鱼缸底部受到水的压力;___________
(3)求鱼缸对桌面产生的压强。___________
21.请阅读《RO反渗透膜原理》并回答问题
RO反渗透膜原理
反渗透,英文为Reverse Osmosis,它所描绘的是一个自然界中水分自然渗透过程的反向过程。早在1950年美国科学家DR.S.Sourirajan无意中发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后吐出一小口的海水。他由此而产生疑问:陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水,那为什么海鸥就可以饮用海水呢?这位科学家把海鸥带回了实验室,经过解剖发现在海鸥嗉囊位置有一层薄膜,该薄膜构造非常精密。
海鸥正是利用了这层薄膜把海水过滤为可饮用的淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则被从口中吐出.这就是以后逆渗透法(ReverseOsmosis简称R.O)的基本理论架构。
对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜,一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜称之为理想半透膜.当把相同体积的稀溶液(例如淡水)和浓溶液(例如盐水)分别置于半透膜的两侧时,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透。当渗透达到平衡时,浓溶液一侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,即形成一个压差,此压差即为渗透压。渗透压的大小取决于溶液的固有性质,即与浓溶液的种类、浓度和温度有关而与半透膜的性质无关.若在浓溶液一侧施加大于渗透压的压力时,溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反,开始从浓溶液向稀溶液一侧流动,这一过程称为反渗透。反渗透是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法,它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩,其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中。反渗透膜的孔径非常小,因此能够有效地去除水中比反渗透膜孔径大的溶解盐类、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等.利用反渗透原理进行水提纯系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。反渗透膜能截留直径大于0.0001微米的物质,是最精细的一种膜分离产品,其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物,同时允许水分子通过,以获得高质量的纯净水。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)图甲中容器两侧液面在自然状态下液体的流动方向是________(选填“从纯水到盐水”或“从盐水到纯水”)。
(2)图乙中两侧液体静止达到液透平衡,若左右两容器横截面积均为,要实现反渗透,需要在图甲中______液面(选填“纯水”或“盐水”)施加竖直向下的压力至少是_____。(,)
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】
根据液体压强的特点p=ρgh,密度一定时,深度越深压强越大,故D孔水喷出速度最大,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.C
【详解】
由题意:三容器中液面相平可知液面高度相同,则有
ha=hb=hc
容器中装入同种液体,则液体的密度相同,由液体压强公式p=ρgh得,三容器底部所受液体的压强关系是
pa=pb=pc
三个容器底面积相同,形状不同,在液面等高的情况下,三个容器内液体的体积关系为
Va>Vb>Vc
由于容器中装入的是同种液体,则液体的密度相同,由m=ρV得容器中液体的质量大小关系
mA>mB>mC
三个容器的质量相等,则三个容器的质量为
ma=mb=mc
由
F=G总=(m液+m容)g
可得,三个容器对桌面的压力
FA>FB>FC
又因为三个容器的底面积相等,即
Sa=Sb=Sc
由得三个容器对桌面的压强关系是
pA>pB>pC
故ABD错误,C正确。
故选C。
3.C
【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。
4.B
【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。
5.B
【详解】
①由图可知,甲容器中液体体积小于乙容器中液体体积,而两种液体质量相等,根据公式得甲液体的密度大于乙液体的密度,故①错误;
②甲乙两种液体深度相同,甲液体密度大于乙液体密度,根据公式p=ρgh得,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故②正确;
③甲乙两个容器的底面积相同,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,根据公式F=pS得甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器底部的压力,故③错误;
④容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,两个容器质量及甲乙两种液体质量相同,所以总重力相同,即容器对桌面的压力相同,故④正确。
⑤容器对桌面的压力,大小等于容器的重力和液体的重力之和,而甲、乙两平底容器质量都相同,即容器的重力相同,这两种液体的质量相同,即重力相同,则容器对桌面的压力大小相同,甲、乙两平底容器底面积相同,根据可知,容器对桌面的压强相等,故⑤正确。
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.D
【详解】
AB.如图所示,,若甲乙液体的质量相等,由密度公式可知,。两容器向左突出的部分体积相同,则甲向左突出的部分的液体质量小于乙突出部分液体的质量,甲乙液体的质量相等,所以直柱部分甲液体的质量大于乙液体的质量,直柱体容器内液体对底部的压力等于液体的重力,故,由受力面积相同,则,而A、B到底部分的高度是一样,由公式,即A、B以下的部分的压强关系为,故A、B上方的压强大小关系为
即A点的压强大于B点的压强,同理C、D到底部的高度是一样的,则C点的压强大于D点的压强,故AB错误;
CD.如图所示,,若甲乙液体对容器底部的压强相等,由于底面积相同,,即直柱体部分液体的质量是相等的。由公式可知,,两容器向左突出的部分体积相同,则甲向左突出的部分的液体质量小于乙突出部分液体的质量,甲乙直柱体部分液体的质量是相等的,所以甲容器内液体的总质量小于乙容器内液体的总质量。故C错误,D正确。
故选D。
7.D
【详解】
A.橡皮膜相平说明橡皮膜上面液体对橡皮膜的压强相等,因为水的密度大于酒精的密度,橡皮膜到容器底的距离相等,根据p=ρgh可知,橡皮膜下面水的压强大于酒精的压强,液体对容器底的压强等于橡皮膜上下方液体压强之和,所以酒精对容器底部的压强小于水对容器底部的压强,故A错误;
B.左侧上面水对橡皮膜的压强
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
因为酒精对橡皮膜的压强等于水对橡皮膜压强,酒精对橡皮膜的压强也为1000Pa,酒精对橡皮膜的压力
F=pS=1000Pa×1×10-4m2=0.1N
故B错误;
C.根据p=ρgh知,可以算出橡皮膜上面的酒精的深度,但不知道橡皮膜下面酒精的高度,不能判断出容器右侧中酒精的深度,故C错误;
D.根据=ρgh知橡皮膜上面的酒精的深度
又因为橡皮膜中心到水面的距离为
0.1m=10cm
容器右侧液面比左侧水面高
12.5cm﹣10cm=2.5cm
故D正确。
故选D。
8.C
【详解】
由题意可得,容器中液体的重力
G=mg=ρVg=ρg(S1h+S2h)=ρg(Sh+4Sh)=5ρgSh
则液体的密度,液体对容器底的压强为
液体对容器底部的压力
故ABD不符合题意;C符合题意。
故选C。
9.C
【详解】
A.垂直作用在物体表面上的力叫做压力,故A错误;
B.压力不都是由物体重力产生,大小不一定等于重力,故B错误;
C.液体和气体统称为流体,液体对容器的侧壁有压强,是由于液体具有流动性,故C正确;
D.液体压强计算公式p=gh中的h指待求点距离液面的深度,故D错误。
故选C。
10.A
【详解】
由p=ρgh可知,在同种液体中所处的深度越大则所受的液体压强最大,深度是指某点到液面的距离,由图可知a、b、c、d中a点位置深度最小,则a点位置压强最小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.D
【详解】
容器内装有质量相同的液体,液体的重力相同,甲容器中液体对容器底的压力等于液体的重力,乙容器上粗下细,容器侧壁也会承担部分液体的重力,所以容器底受到的压力小于液体的重力,所以甲容器中液体对容器底的压力大于乙容器中液体对容器底的压力,即
F1>F2
甲乙容器的质量相同,液体的质量相同,它们的总质量相同,总重力也相同,容器对地面的压力相同,底面积相同,由可知,容器对地面的压强相同,即
p1=p2
故选D。
12.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。
13. 变小 深度
【详解】
[1][2]根据可知,液体密度不变时,液体对容器底的压强与液体深度有关。喷洒部分消毒液之后,消毒液的液面降低,液体的深度变小,所以消毒液对壶底的压强将变小。
14. = >
【详解】
[1]由于密闭容器装满水,容器倒置后,水的深度不变,由p=ρgh可知容器倒置之后水对容器底部压强不变,即
p1= p2
[2]因把容器倒置过来后受力面积变小,根据压强的变形公式有
F=pS
故
F1>F2
15. 2.575×105 103
【详解】
[1]铜钱受到海水的压强
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×25m=2.575×105Pa
[2]铜钱受到的压力
F=pS=2.575×105Pa×4×10-4m2=103N
16. 增大
【详解】
[1]根据p=ρgh,受到海水的压强会随下潜深度增加而增大。
[2]压强为
其1的表面受到海水的压力约为
17. 同种液体,同一深度,液体压强相等 建立理想模型 都受到重力 g随海拔高度升高而减小;深度无法测量;密度不均匀
【详解】
①[1]同种液体,同一深度,液体压强相等,故可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小;
②[2]运用假想液柱研究问题的思想方法被称为建立理想模型法;
③[3]小明猜想液体压强公式也可以用来计算大气压强.他主要是依据气体与液体具有相似性:A.都具有流动性;B.都受到重力;
④[4]由于g随海拔高度升高而减小;深度无法测量,空气密度不均匀,故无法用公式p=ρgh计算大气压强。
18. 37.6 268.7 大 甲 乙 液体密度
【详解】
(1)[1]体温计的分度值是0.1℃,故此时体温计的示数是37.6℃。
[2]秒表大盘单位是s,小盘单位是min,由小盘可知现在是前半分钟,故时间为4min28.7s,也就是268.7s。
(2)①[3] 紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越大。
②[4][5]探究压强与深度的关系,应该控制液体密度相同,故应该比较图甲和图乙。
③[6]图甲和图丙中,深度相同,但液体密度不同,密度大的橡皮膜凹陷程度更大,因此可以初步得出结论液体内部压强与液体密度有关。
19. 连通器 500Pa
【详解】
(1)茶壶盖上的小孔能保证与大气相通,使壶体上端开口,壶嘴、壶体形成连通器,利用了连通器原理;
(2)茶壶底受水的压强:
p=水gh=1.0103kg/m310N/kg510-2m=500Pa.
20. 增大 50N 3×103Pa
【详解】
(1)[1]由液体压强的特点可知,同种液体,深度越深,压强越大。
(2)[2]鱼缸底部受到水的压强
p1=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
鱼缸底部受到水的压力
F1 =p1S =2×103Pa×250×10-4m2 =50N
(3)[3]鱼缸对桌面产生的压力
F2= G杯+ G水=G杯+mg=20N+5.5kg×10N/kg=75N
鱼缸对桌面产生的压强
=3×103Pa
21. 从纯水到盐水 盐水 10.3N
【详解】
(1)[1]由题意可知,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动,这一现象称为渗透,所以图甲中容器两侧液面在自然状态下液体的流动方向是从纯水到盐水。
(2)[2][3]图乙中右侧液面比左侧液面高出10cm,此时两侧液体静止达到液透平衡,盐水向纯水的渗透压与纯水向盐水的渗透压相等,则说明图甲中如果要实现反渗透,需要在盐水一侧施加一个至少10cm高的盐水压强,该压强为
p=ρ盐水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.03×103Pa
则至少要在盐水一侧液面施加的压力为
F=pS=1.03×103Pa×100×10-4m2=10.3N
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