第九章 压强
第2节 液体的压强
一、单选题
1.液体对容器底部产生压强,是因为液体 ( )
A.有重力 B.会流动
C.有固定形状 D.有一定体积
2.在探究液体内部压强的活动中,将U形管压强计的金属盒先后放入同一液体中,根据如图所提供的信息能够探究的是 ( )
A.液体内部的压强与深度的关系
B.液体内部的压强与液体密度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.在同一深度,液体向各个方向上的压强大小是否相等
3.小朱在学习液体压强时,用压强计做了如图的实验,获得如表数据:根据表中信息,判断小朱研究的问题是 ( )
序号 液体 深度/cm 橡皮膜朝向 压强计液面高度差/cm
1 水银 5 朝上 6.8
2 水 5 朝上 4.8
3 酒精 5 朝上 3.8
A.液体压强与液体温度的关系 B.液体压强与液体体积的关系
C.液体压强与液体深度的关系 D.液体压强与液体密度的关系
4.在研究容器中液体内部的压强跟液体的深度、液体密度之间的定量关系时,要想得到液面下某处的压强,可设想这里有一个水平放置的“平面”.如图所示,这个平面以上的液柱对它的压力等于液柱所受的重力,设液柱的高度为h,平面的面积为S,液体密度为 ,用压强公式 就可以推导出该处的压强.若增大此“平面”的面积S,则该处液体的压强将 ( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
5.如图是跨路面两侧的水渠截面示意图,下列说法正确的是 ( )
A.水静止时右侧水面较左侧水面高
B.水静止时左侧水面与右侧水面相平
C.水静止时,同一水平线上AB两点,水的压强A点较B点大
D.水静止时,同一水平线上AB两点,水的压强A点较B点小
6.如图所示,关于液体中a、b、c三点压强的说法正确的是() ( )
A.a点向下压强比向上压强大 B.b、c两点压强相等
C.a、b两点的压强相等 D.b点压强比c点压强小
7.如图所示,两个质量和底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有质量相等的甲、乙两种液体,它们的液面在同一水平面上。若容器对桌面的压强分别为p甲和p乙,液体对容器底部的压强分别为和,则 ( )
A., ,
,,
8.如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、P甲、P乙表示,则 ( )
A., B.,
C., D.,
9.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上,容器重1N,容器中的水重7N,顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是 ( )
A.水对容器顶部的压强为200Pa B.水对容器底部的压力为7N
C.容器对桌面的压力为9N D.水对容器底部的压强为600Pa
10.如图所示的装置中,不是利用连通器原理进行工作的是 ( )
A.茶壶 B.形管压强计
C. 船闸 D.锅炉水位计
11.如图为三峡大坝的船闸示意图,下列说法正确的是 ( )
A.此时上游闸门C已打开 B.此时闸室与下游是一个连通器
C.此时闸室的水位正在上升 D.上游与闸室水面不平,没有构成连通器
12.如图所示,下列不属于连通器的是 ( )
A.地漏存水杯 B.排水管的U形“反水弯”
C.U形管压强计 D.水壶
二、实验题
13.如图是小强用微小压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)图甲中压强计上的U形管___________(选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是___________(选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平;
A.将右侧支臂中高出的水倒出
B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与___________有关;
(4)比较___________两图,可以得到液体的压强与液体密度有关;
(5)小强发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形玻璃管两边液柱的高度差___________(选填“不变”或“变化”)。表明在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,液体内部向各个方向的压强大小___________;
(6)本实验用到的主要研究方法为___________。
14.金川同学在游泳的时候,发现潜水越深他腹部承受的压力越大,对此引发了他对影响液体内部压强大小因素的探究兴趣,并设计出实验方案,且进行了相应的实验探究。如图所示是他实验探究的相关情景。
(1)实验中液体内部压强的大小是通过微小压强计的___________来反映;
(2)在检查装置时用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液体无明显变化,则说明该微小压强计可能出现的问题是___________;
(3)比较丙、丁两次实验得出结论∶相同深度的不同液体,液体内部压强与液体___________有关;
(4)另一组同学在完成该实验时,自制了(图戊 a)实验仪器:在A、B两侧倒入深度不同的水后,实验现象如图戊b所示。设计该实验的目的是为了探究液体内部压强与___________的关系;装水后,该装置___________(填是或不是)连通器;
(5)若实验中在A、B左右两侧分别装入水和盐水,当橡皮膜相平时,两液面距离橡皮膜的深度为 22cm和20cm,则盐水的密度为___________kg/m 。(ρ水=1.0×103kg/m3)
三、综合题
15.我国的茶文化具有悠久的历史,茶具也是异彩纷呈,如图所示就是古茶壶的一种。如果该茶壶的质量是4kg,底面积为800cm2,装入8kg的水后,水面距离茶壶底面9cm,试完成下列问题。(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)茶壶的把手做的较为粗大,目的是______;茶壶的设计应用到的物理知识还有:______(写出一条即可);
(2)茶壶中的水对茶壶底面的压强为多大?______
(3)茶壶中的水对茶壶底面的压力为多大?______
16.图中平底茶壶的质量是,底面积是,内盛的开水,水面高度在图中已标出,放置在面积为的水平桌面中央,忽略壶壁厚度,g取。
试根据要求,解答下列问题:
(1)茶壶是我们日常生活中很常见的物品,因为壶身与壶嘴构成了______,因此壶身与壶嘴的液面总保持______;
(2)由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力______;
(3)茶壶对桌面的压强______。
试卷第4页,共5页
试卷第5页,共5页
【参考答案及解析】
1.A
【详解】由于液体有重力,所以液体对容器底部有压强。
故选A。
2.A
【详解】由题知,液体的密度相同,金属盒方向相同,金属盒位于液体中的深度不同,U形管两侧的液面高度差不同,由控制变量法知,图中探究的是液体内部压强与深度的关系,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.D
【详解】分析表格数据可知,小朱三次实验分别用的是水银、水和酒精,三种液体的密度不同,把橡皮膜放在各液体中的相同深度处、朝向相同(控制变量),发现压强计液面高度差不同,说明水银、水和酒精产生的压强不同,所以研究的问题是液体压强与液体密度的关系,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.C
【详解】由题意可知,这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力,即F=G,
则深度为h处的液体压强:
所以,所选“平面”的面积S增大时,不会改变该处的液体压强.
故ABD错误;C正确.
5.B
【详解】AB.两侧水渠和中间的涵洞底部是相通的,上端开口,相当于是一个连通器。由连通器的原理可知,当水静止时,左侧水面与右侧水面相平,故A错误,B正确;
CD.由于两侧水面相平,则同一水平线上AB两点的深度相同,根据p=ρgh可知,水对A点的压强等于水对B点的压强,故CD错误。
故选B。
6.D
【详解】A.液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强相等,所以a点向下压强和向上压强相等,故A错误;
BCD.由图知,,已知,由,可得,;而在纯水中,,由,可得,,综上得
故BC错误, D正确。
故选D。
7.A
【详解】BD.因为容器的质量和液体的质量均相等,因此甲乙容器和液体的总重力相等,则容器对桌面的压力相等,由于甲乙容器的底面积相等,所以由 知道,它们对水平桌面的压强相等,即,故BD错误;
AC.因为它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,所以两种液体体积
因为甲、乙两种液体的质量
由知道
又因为深度h相同,由知道,,故A正确,C错误。
故选A。
8.A
【详解】由题意知,两容器中装有同种液体且液面向平,则液体的密度相同,深度也相同,根据
可知,两容器底部受到液体的压强相等,即
又因为容器底面积相等,根据可知,两容器底部受到液体的压力相等,即
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.A
【详解】A B.容器顶部到弯管内的水面高度为
水对容器顶部的压强为
水对容器底部的压力为
故A正确,B错误;
C.容器对桌面的压力为
故C错误;
D.水对容器底部的压强为
故D错误。
故选A。
10.B
【详解】.茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,静止时液面相平,所以茶壶是连通器,故A不符合题意;
B.压强计的形管一端和空气连通,另一端和探头连通,探头一端是不透气的,不是连通器,故B不符合题意;
C.船闸在工作时,闸室分别与上游和下游构成连通器,是利用连通器原理工作的,故C不符合题意;
D.锅炉水位计是利用连通器的原理制成的,故D不符合题意。
故选B。
11.C
【详解】图示中,阀门B关闭,阀门A打开,此时水由上游流进闸室,闸室内水位正在上升,上游与闸室形成连通器,而上游与闸室间的水平面还没平,上游闸门不能打开,船还不能进入闸室,故ABD错误,C正确。
故选C。
12.C
【详解】A.根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口、底部连通,因此地漏的结构就是利用连通器的原理,在液体不流动的情况下,容器中液面总是相平的,可防止异味从下水管中冒上来,故A不符合题意;
B.排水管的U形“反水弯”两侧都与大气连通,并且底部相连通,属于连通器,故B不符合题意;
C.U形管压强计底部连通,但是其左侧上端不开口,不是利用连通器原理工作的,故C符合题意;
D.茶壶的壶嘴和壶身上端开口,下部是相通的,构成了连通器,故D不符合题意。
故选C。
13. 不属于 B 液体的深度 丙、丁 不变 相等 控制变量法和转换法
【详解】(1)[1]上端开口,底部相互连通的容器是连通器,因压强计U形管一端是封闭的,故压强计上的U形管不属于连通器。
(2)[2]U形管右端上方是和大气是相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B。
(3)[3]液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。比较图乙和图丙两图知,液体的密度相同,深度不同,U形管液面的高度差不同,压强不同,故可以得到:液体的压强与液体的深度有关。
(4)[4]要探究液体的压强与液体密度的关系,由控制变量法,需要控制液体的深度相同,只改变液体的密度,故比较丙、丁两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)[5][6]同一深度,液体向各个方向的压强相等,因此金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,根据转换法,U形管两边液柱的高度差不变。
(6)[7]根据(3)可知,本实验用到的主要研究方法为控制变量法和转换法。
14. U形管两边液面的高度差 装置漏气 密度 深度 不是
【详解】(1)[1]液体内部压强的大小是通过微小压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法。
(2)[2]气密性检查时,使用手指按压压强计的橡皮膜时,若U形管两侧液面不发生变化,则说明该装置气密性差,若液面灵活升降,说明气密性好。故在检查装置时用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液体无明显变化,则说明该微小压强计可能出现的问题是装置漏气。
(3)[3]比较丙、丁两次实验可知,橡皮膜的深度相同,盐水密度大于水的密度,由转换法可知,盐水产生的压强大,故得出结论:相同深度的不同液体,液体内部压强与液体的密度有关。
(4)[4]在A、B两侧倒入深度不同的水后,液体的密度不变,改变深度,是探究液体内部压强与深度的关系。
[5]上端开口,底部连通的容器叫连通器。装水后,上部开口,下部不连通,不是连通器。
(5)[6]该橡皮膜相平,说明水和盐水的压强相等,根据液体压强公式有
ρ盐水gh盐水=ρ水gh水
盐水的密度为
15. 减小压强 连通器 900Pa 72N
【详解】(1)[1]茶壶的把手做的较为粗大,可以增大手与把手的接触面积,当手拿起把手的时候就可以通过增大受力面积来减小手受到的压强。
[2]茶壶的设计应用到的很多物理知识,如茶壶的壶嘴和壶身在底部连通,而上端又开口了,所以它们组成了一个连通器。
(2)[3]茶壶中的水对茶壶底面的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa
(3)[4]茶壶的底面积
S=800cm2=8×10﹣2m2
茶壶中的水对茶壶底面的压力
F=pS=900Pa×8×10﹣2m2=72N
16. 连通器 相平
【详解】(1)[1][2]茶壶是连通器原理在生活中的实际应用。当用茶壶装水,水面静止时,壶嘴和壶身内的水面是相平的。
(2)[3]由图可知,壶内水的深度
水对茶壶底部产生的压强
由于水的重力而使水对茶壶底部产生的压力
(3)[4]茶壶对桌面的压力
茶壶对桌面的压强