第2课时 液体压强的计算及应用
考点1 液体压强的计算
1.举世瞩目的三峡水利枢纽工程的拦河大坝为混凝土大坝,全长约2300 m,坝高185 m,若蓄水水位是150 m,则坝底受到的压强为 Pa。拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状是因为 。(g取10 N/kg)
2.(2021宜昌)如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,瓶口朝下竖直地浸入水中,橡皮膜受到了水向 的压强,大小为 Pa。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
3.如图所示是A端开口、B端封闭的L形容器,内盛有水,放在水平桌面上,已知B端顶面离容器底10 cm,A端液面离容器底26 cm,则B端顶面的深度为 cm,B端顶面受到水的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
4.(2021广安)我国自主研制的“奋斗者号”深潜器可以下潜到马里亚纳海沟深处。“奋斗者号”在下潜时,受到海水的压强会随下潜深度的增加而 (选填“增大”“减小”或“不变”),当“奋斗者号”下潜到10000 m深度时,其1 cm2的表面受到海水的压力约为 N。(海水密度约为1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5.一个人的舒张压为80 mmHg,则他的舒张压约为(ρ汞=13.6 g/cm3,g取10 N/kg) ( )
A.1.1×103 Pa B.1.1×104 Pa
C.1.1×105 Pa D.1.1×106 Pa
6.某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插入水下25 cm处,保持平衡,如图所示。已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10 cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受重力为0.5 N。求:(g取10 N/kg)
(1)水对塑料片产生的向上的压强和压力。
(2)外力F的大小。
(3)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到20 cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度是多少。
(1)对于形状不规则的容器,求液体对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强(p=ρgh),再计算液体对容器底的压力(F=pS)。
(2)求容器对水平支持面的压力和压强时,先计算容器对支持面的压力(F=G),再计算容器对支持面的压强。
考点2 连通器
7.如图所示的装置中,不是利用连通器原理进行工作的是 ( )
8.是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。如果地面有足够的水进入存水杯中,那么当水不再流动时,水面能达到的最高高度是 ( )
A.位置1 B.位置2
C.位置3 D.位置4
9.如图所示的装置中,两端开口的U形管内注入一定量的水,将A管向右倾斜,待稳定后,下列说法中正确的是 ( )
A.B管中的水面高于A管中的水面
B.A管中的水面高于B管中的水面
C.U形管底C点的压强不变
D.U形管底C点的压强将变小
10.三峡船闸是世界上最大的人造连通器。现有一艘船从上游往下游行驶通过船闸,如图所示。船通过船闸的顺序正确的是 ( )
A.③④②① B.①③④②
C.①②③④ D.③①②④
11.如图所示,在装修房屋时工人师傅常用一根足够长的透明塑料软管,里面灌入适量的水(水中无气泡)。两人各持管的一端靠在墙面的不同地方,当水静止时,在与水面相平的位置做标记。这是利用了 原理,目的是保证两点在 。在做标记时需注意的前提条件是一定确保管内的水是 状态。
(1)连通器由两个或多个容器组成,且上端开口、底部相互连通。
(2)当连通器内装入同种液体,液体静止时,各容器中的液面总保持相平。
12.测量花生油对烧杯底部产生的压强:烧杯中装有高度为h的花生油,小明想要测出花生油对烧杯底部的压强。
现有如下器材:刻度尺、两端开口的U形玻璃管、水、滴管。要求:
(1)简要说明测量的实验步骤。(可配图说明)
(2)写出花生油对烧杯底部压强的数学表达式。
答案
第2课时 液体压强的计算及应用
1.1.5×106 水的压强随深度的增加而增大
若蓄水水位是150 m,则坝底所受水的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×150 m=
1.5×106 Pa;拦河大坝之所以修成“上窄下宽”的形状是因为水的压强随深度的增加而增大。
2.上 1000
液体内部向各个方向都有压强,瓶口朝下竖直地浸入水中时,橡皮膜就受到了水向上的压强;根据液体压强公式可知,此处液体压强的大小为p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×
0.1 m=1000 Pa。
3.16 1600
由图知,B端顶面的深度:h=h1-h2=26 cm-10 cm=16 cm,B端顶面受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1600 Pa。
4.增大 1.03×104
5.B 一个人的舒张压为80 mmHg,表示其舒张压等于80 mm高汞柱产生的压强,则他的舒张压:p=ρ汞gh=13.6×103 kg/m3×10 N/kg×80×10-3 m=1.088×104 Pa≈1.1×104 Pa。
6.(1)水对塑料片向上的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.25 m=2500 Pa,
所以水对塑料片的压力:
F水=pS=2500 Pa×1×10-3 m2=2.5 N。
(2)塑料片和玻璃管作为一个整体,平衡时受到三个力的作用:玻璃管的重力G、外力F和水对塑料片向上的压力F水,
此时G+F=F水,外力F=F水-G=2.5 N-0.5 N=2 N。
(3)倒入的液体对塑料片产生的向下的压强为p0=ρ液gh0,
塑料片的横截面积为S,则塑料片受倒入液体向下的压力为F0=p0S=ρ液gh0S;
水对塑料片产生的向上的压力为F水=2.5 N;
由于塑料片刚好下落,则塑料片受平衡力作用,即F0=F水=2.5 N,
所以ρ液===1.25×103 kg/m3。
7.B 茶壶的壶身与壶嘴底部相通,上端开口,倒入水后,液面相平,茶壶是连通器,A不符合题意;水库大坝是根据液体压强随深度的增加而增大的特点,修建成上窄下宽的形状,不属于连通器,B符合题意;乳牛自动喂水器是上端开口,下部连通的,是利用连通器的原理制成的,C不符合题意;锅炉水位计的结构特点符合上端开口、底部连通的特点,是利用连通器的原理工作的,D不符合题意。
8.B 根据地漏的结构图可知,左右两个容器连通,上端开口,当水不再流动时,水面保持相平,所以水面能达到的最高高度是位置2。
9.D A、B两管的上端开口、下端连通,属于连通器,将A管向右倾斜后,当水不流动时,两管中的液面仍然相平,A、B错误;当将A管向右倾斜,待稳定后,U形管中水的竖直高度减小(即深度减小),由p=ρgh可知,U形管底C点的压强将变小,C错误、D正确。
10.D 船通过船闸时,船闸内外构成连通器,船闸内外的水位应相同。先是上游与闸室构成连通器,再是下游与闸室构成连通器。因船从上游往下游行驶通过船闸,所以从上游到闸室,闸室内水位上升,从闸室到下游,闸室内的水位降低,故正确的顺序应为③①②④。
11.连通器 同一水平面上 静止
12.(1)实验步骤:
①用滴管将适量的水和花生油分别滴入U形玻璃管两侧。
②待液体静止时,从花生油和水的界面开始测量,用刻度尺分别测出U形玻璃管两侧如图位置水的高度h1和花生油的高度h2。
(2)花生油对烧杯底部的压强:p=。