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第2节2 液体内部的压强
1.(2022春 南关区校级期末)如图所示,两个圆柱形容器中盛有质量相同的水,关于容器底部受到的液体压强,下列说法正确的是( )
A.p甲=p乙 B.p甲<p乙 C.p甲>p乙 D.无法判断
【解答】解:两个容器中水的深度关系为h甲<h乙,根据p=ρ水gh可知,容器底部受到的水的压强关系为:p甲<p乙。21cnjy.com
故选:B。
2.(2022 苏州模拟)如图所示,甲、乙两个相同的量筒放在同一水平面上,量筒内盛有不同的两种液体,两个量筒内底部所受液体的压强相等。比较两液体内同一高度上A、B两点液体压强pA和pB的大小,则( )21·cn·jy·com
A.pA>pB B.pA<pB C.pA=pB D.无法判断
【解答】解:量筒内盛有不同的两种液体,因为两个量筒内底部所受液体的压强相等,即p甲=p乙,由且容器底的深度h甲<h乙,根据p=ρgh可知,两液体密度ρ甲>ρ乙;
因为A、B两点在两液体内同一高度上,由p=ρgh可知,A、B两点以下液体对量筒底部的压强pA下>pB下,2·1·c·n·j·y
A、B两点压强可表示为pA=p甲﹣pA下,pB=p乙﹣pB下,即:pA<pB。
故选B。
(2022 沙坪坝区校级开学)如图甲所示为边长为20cm的薄壁正方体容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2、高为10cm。向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终竖直,圆柱体对容器底部的压力与注入液体的质量关系如图乙所示。下列判断正确的是( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.圆柱体的密度小于液体的密度
B.当注入液体质量为2kg时,圆柱体所受的浮力为10N
C.当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,物体未浸没
D.当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,注入液体质量为4.5kg
【解答】解:A、由图乙可知,当注入液体质量大于2kg时,圆柱体对容器底部的压力不变,说明此时圆柱体浸没在液体中,即圆柱体沉底了,由浮沉条件可知,圆柱体的密度大于液体密度,故A错误;2-1-c-n-j-y
B、由题意知,圆柱体的底面积为:S柱=200cm2=0.02m2,
其高为h=10cm=0.1m,则圆柱体的体积:V柱=S柱h=0.02m2×0.1m=2×10﹣3m3;
正方体容器的底面积S容=0.2m×0.2m=0.04m2;
圆柱体刚好浸没时,液体的体积为:V液体=(S容﹣S柱)h=(0.04m2﹣0.02m2)×0.1m=2×10﹣3m3;21*cnjy*com
由图乙可知,圆柱体刚好浸没时,注入液体的质量为2kg,
则液体的密度:
ρ液===1.0×103kg/m3;
根据阿基米德原理可得,当圆柱体刚被浸没时,它受到的浮力:
F浮=ρ液gV排=ρ液gV柱=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N,故B错误;
C、由B知,圆柱体刚好浸没时注入液体的质量为2kg;
当注入液体质量m1小于或等于2kg时,容器内液体的深度:
h′=,
又因为ΔS=S容﹣S柱=0.04m2﹣0.02m2=0.02m2,
则液体对容器底部的压强:
p1=ρ液g×=﹣﹣﹣﹣﹣①,
由图乙可知,当没有注入液体时圆柱体对容器底的压力为150N,即圆柱体的重力为150N,
则注入液体后,容器对桌面的压力为:F=150N+m1g,
容器对桌面的压强:
p2==﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知p1:p2=1:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
将①②代入③解得:m1=3kg,因m1=3kg>2kg,所以圆柱体一定浸没,故C错误;
D、当注入液体的质量大于2kg时,即注入液体的深度大于10cm,
因液体体积与圆柱体体积之和等于容器底面积乘以液体的深度,即V液+V柱=S容h′,
且根据ρ=可得液体的体积V液=,
所以 +V柱=S容h′,
则此时液体的深度h′=,
此时液体对容器底部的压强:
p液=ρ液gh′=ρ液g×=,﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
容器对桌面的压强:
p容==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,
已知p液:p容=1:3,
所以 :=1:3,
即:(mg+ρ液gV柱):(150N+mg)=1:3,
代入数据可得:
m=4.5kg,故D正确。
故选:D。
4.(2022春 曹县期末)三峡大坝建设5级船闸,让货船利用船闸来实现上下大坝的需求,下列选项中与三峡大坝通航原理不相同的是( )21世纪教育网版权所有
A.茶壶 B.锅炉液位计
C.注射器 D.下水弯管
【解答】解:三峡大坝通航利用的是连通器原理。
A、茶壶的壶盖上有小孔,壶嘴上端有口,壶身和壶嘴底部相连通,是连通器原理的应用;
B、锅炉液位计和锅炉就构成了一个连通器,水不流动时,液面就是相平的,液面就保持在同一水平面上,我们通过观察液位计中水位的高低就可以知道锅炉中水的多少,以便及时加水;【来源:21·世纪·教育·网】
C、注射器抽取药液利用的是大气压,注射是靠手的推力;
D、下水弯管符合上端开口、下端连通的特点,属于连通器。
综上分析可知,与三峡大坝通航原理不相同的是注射器。
故选:C。
5.(2022春 秦都区期末)日常生活现象蕴含丰富的物理知识,下列描述正确的是( )
A.“礼让行人”,机动车经过斑马线前减速可以减小惯性
B.行车时“保持安全车距”是为了减小惯性
C.“不倒翁”不易倾倒,是因为它的重力大
D.三峡水坝的船闸利用了连通器的原理
【解答】解:
A、机动车减速是速度的变化,但不能改变惯性的大小,因为影响惯性大小的因素是物体的质量,故A错误;
B、行车时“保持安全车距”不能减小惯性,可以减小惯性带来的危害,故B错误;
C、“不倒翁”不易倾倒,是因为它的重心位置较低,故C错误;
D、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸,船闸使用了连通器原理,故D正确。www.21-cn-jy.com
故选:D。
6.(2022春 凤翔县期末)某实验小组用如图所示的实验装置来测量液体的密度。将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K,已知左边液体的密度为ρ1,左右两边液柱高度分别为h1、h2,则下列说法正确的是( )21·世纪*教育网
A.右边液体的密度
B.右边液体的密度
C.实验中必须将U形管内抽成真空
D.若将U形管倾斜,左右两边液柱高度差不会改变
【解答】解:用抽气机对U形管向外抽气后关闭阀门K,管内气体压强(p气)小于管外大气压(p0),
在大气压作用下液体进入两管中,待液体静止两管中压强平衡:
p气+p液1=p0=p气+p液2,即ρ1gh1=ρ2gh2,
AB.由ρ1gh1=ρ2gh2可得,ρ2=ρ1,故A正确,B错误;
C.只要管内压强小于管外大气压,就会有液体进入两管中,没必要将U形管内抽成真空,故C错误;
D.若将U形管倾斜,液柱高度减小,所以会有液体进入两管中,U形管中空气体积减小,管内气体压强增大,所以两管中液体的深度减小,由于h1<h2,ρ1>ρ2,而减小相同的压强,由p=ρgh可知Δh2>Δh1,所以两管中液体高度差会减小,故D错误。
故选:A。
7.(2022 瑶海区校级一模)一连通器,左右管口口径相同,如图所示,当液体静止时,测得基线(油与水的分界线)以上的水柱高度为8cm,油柱高度为10cm,这种油的密度是 0.8×103kg/m3 。21教育网
【解答】解:U形管连通器中,左右直径相同,左管中油柱高10cm,右管中水柱高度为8cm,由于液体静止,所以右管8cm水柱产生的压强与10cm高的油柱产生的压强相等,则:【出处:21教育名师】
由压强平衡可知:p水=p油,即ρ水gh水=ρ油gh油,
则油的密度为:ρ油=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3。
故答案为:0.8×103kg/m3。
8.(2022春 沂南县期末)三峡大坝的船闸是 连通器 在实际中的具体运用,它保证了大型轮船在上下游之间顺利往返航行。如图所示液压机模型大小活塞的面积之比为20:1,当作用在小活塞上的力F为40N时,大活塞上能顶起重 800 N的物体(不计活塞的质量)。www-2-1-cnjy-com
【解答】解:三峡大坝的船闸由上下两个阀门之间组成一个闸室,当上游阀门打开时,闸室与上游通过阀门组成连通器,使闸室内的水位与上游水位相平;故船闸的原理即为连通器的原理,即三峡大坝的船闸是连通器在实际中的具体应用;
如图所示,因为p=,p1=p2,所以=,所以在大活塞上能产生的力:F2===800N。
故答案为:连通器;800。
9.(2022春 盘龙区期末)压强是描述 压力的作用效果 的物理量。如图所示,将充满水的密闭容器固定在水平桌面上,容器的左端有一个面积为20cm2的活塞A,容器的右端有一个面积为50cm2的活塞B。不计活塞与容器间的摩擦,分别在活塞A、B上施加力F1、F2,若要保持两活塞不发生相对移动,则F1:F2= 2:5 。
【解答】解:压强是反映压力的作用效果的物理量,用单位面积上所受压力的大小来表示压强;
根据帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地被液体向各个方向传递,即p1=p2,所以=,则:===。【版权所有:21教育】
故答案为:压力的作用效果;2:5。
10.(2022 天津模拟)中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10.9km,创造了中国载人深潜的新纪录。在此深度处,潜水器1cm2的面积上受到海水的压力为 1.09×104 N。假设海水的密度不变,取ρ=1.0×103kg/m3。
【解答】解:潜水器所处的深度h=10.9km=10900m,
潜水器在10.9km处受到的海水压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10900m=1.09×108Pa,21教育名师原创作品
由p=可知,在此深度处潜水器1cm2的面积上受到海水的压力:F=pS=1.09×108Pa×1×10﹣4m2=1.09×104N。21*cnjy*com
故答案为:1.09×104。
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第2节2 液体内部的压强
(2022春 南关区校级期末)如图所示,两个圆柱形容器中盛有质量相同的水,关于容器底部受到的液体压强,下列说法正确的是( )
A.p甲=p乙 B.p甲<p乙 C.p甲>p乙 D.无法判断
2.(2022 苏州模拟)如图所示,甲、乙两个相同的量筒放在同一水平面上,量筒内盛有不同的两种液体,两个量筒内底部所受液体的压强相等。比较两液体内同一高度上A、B两点液体压强pA和pB的大小,则( )21·cn·jy·com
A.pA>pB B.pA<pB C.pA=pB D.无法判断
(2022 沙坪坝区校级开学)如图甲所示为边长为20cm的薄壁正方体容器(质量不计)放在水平桌面上,将质地均匀的实心圆柱体竖直放在容器底部,其横截面积为200cm2、高为10cm。向容器内缓慢注入某种液体,圆柱体始终竖直,圆柱体对容器底部的压力与注入液体的质量关系如图乙所示。下列判断正确的是( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.圆柱体的密度小于液体的密度
B.当注入液体质量为2kg时,圆柱体所受的浮力为10N
C.当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,物体未浸没
D.当液体对容器底的压强与容器对桌面的压强之比为1:3时,注入液体质量为4.5kg
4.(2022春 曹县期末)三峡大坝建设5级船闸,让货船利用船闸来实现上下大坝的需求,下列选项中与三峡大坝通航原理不相同的是( )21世纪教育网版权所有
A.茶壶 B.锅炉液位计
C.注射器 D.下水弯管
5.(2022春 秦都区期末)日常生活现象蕴含丰富的物理知识,下列描述正确的是( )
A.“礼让行人”,机动车经过斑马线前减速可以减小惯性
B.行车时“保持安全车距”是为了减小惯性
C.“不倒翁”不易倾倒,是因为它的重力大
D.三峡水坝的船闸利用了连通器的原理
6.(2022春 凤翔县期末)某实验小组用如图所示的实验装置来测量液体的密度。将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K,已知左边液体的密度为ρ1,左右两边液柱高度分别为h1、h2,则下列说法正确的是( )21·世纪*教育网
A.右边液体的密度
B.右边液体的密度
C.实验中必须将U形管内抽成真空
D.若将U形管倾斜,左右两边液柱高度差不会改变
7.(2022 瑶海区校级一模)一连通器,左右管口口径相同,如图所示,当液体静止时,测得基线(油与水的分界线)以上的水柱高度为8cm,油柱高度为10cm,这种油的密度是 。21教育网
8.(2022春 沂南县期末)三峡大坝的船闸是 在实际中的具体运用,它保证了大型轮船在上下游之间顺利往返航行。如图所示液压机模型大小活塞的面积之比为20:1,当作用在小活塞上的力F为40N时,大活塞上能顶起重 N的物体(不计活塞的质量)。www-2-1-cnjy-com
9.(2022春 盘龙区期末)压强是描述 的物理量。如图所示,将充满水的密闭容器固定在水平桌面上,容器的左端有一个面积为20cm2的活塞A,容器的右端有一个面积为50cm2的活塞B。不计活塞与容器间的摩擦,分别在活塞A、B上施加力F1、F2,若要保持两活塞不发生相对移动,则F1:F2= 。
10.(2022 天津模拟)中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度约10.9km,创造了中国载人深潜的新纪录。在此深度处,潜水器1cm2的面积上受到海水的压力为 N。假设海水的密度不变,取ρ=1.0×103kg/m3。
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