名称 | 人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——9.2液体压强 | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 10.2MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | |||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2023-04-20 14:47:49 |
【答案】C 【答案】C 8.(2023·崇明模拟)如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体的质量相等。现分别从两容器中抽出液体,且剩余液体的液面到容器底部的距离均为h,则剩余液体对各自容器底部的压强p和剩余液体质量m的关系是( ) 9.(2022·巴中)如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积都相等的容器,若在容器中装入质量相等的水,则三个容器底部受到水的压强( )
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.对于A柱体,由阿基米德原理可得 ,由二力平衡可知 ,所以有 ,即 ,则有 ,对于B柱体,由阿基米德原理可得 ,由二力平衡可知 ,所以有 ,即 ,则有 ,综合以上分析,由于V排A与V排B未知,故无法判断mA、mB的大小关系,A不符合题意;
B.由于柱体A、B的质量大小关系无法确定,体积大小关系无法确定,根据密度公式 ,故无法确定柱体A、B的密度大小关系,B不符合题意;
C.根据液体压强计算公式 ,由于h甲>h乙,液体的密度相同,所以 ,根据压强公式 可知, ,由题意知S甲>S乙,且 ,则F甲>F乙,C符合题意;
D.根据压强公式 可知,由于柱体A、B的质量大小关系无法确定,故容器对地面压力的大小也无法确定,故无法判断容器对地面的压强关系,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体所受浮力等于排开液体所受重力;漂浮时,浮力等于重力;根据,可确定压强,根据,可求出压力。
8.(2023·崇明模拟)如图所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体的质量相等。现分别从两容器中抽出液体,且剩余液体的液面到容器底部的距离均为h,则剩余液体对各自容器底部的压强p和剩余液体质量m的关系是( )
A.p甲>p乙,m甲
C.p甲>p乙,m甲>m乙 D.p甲
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】由于底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体的质量相等,则此时液体的重力相等,则液体对容器底部的压力相等,由题图可知,甲所在的容器的底面积小于乙所在容器的底面积,即S甲p乙1,由题图可知,液面高度h甲
故答案为:C。
【分析】根据p=ρgh,可比较液体密度大小;根据,可比较剩余液体密度大小;根据G=mg,可比较质量大小。
9.(2022·巴中)如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积都相等的容器,若在容器中装入质量相等的水,则三个容器底部受到水的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】如图三个容器装入相同质量的水,容器的底面积相同,甲容器下窄上宽,丙容器下宽上窄,则三个容器内水的深度大小关系为h甲<h乙<h丙
根据 可知,三个容器底部受到水的压强大小关系为p甲<p乙<p丙
ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
10.(2022八下·靖西期末)如图所示,一边长为0.2m、重32N的正方体木块放在面积为2m2的水平桌面中央,将一重2N的平底圆台形容器放在木块上表面中央,将重6N的水倒入该容器中,水的深度为10cm,水对容器底部的压力为8N。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器底部的面积;
(3)木块对桌面的压强。
【答案】(1)解:根据液体压强公式可得,水对容器底部的压强为
答:水对容器底的压强为;
(2)解:由题意可知水对容器底部的压力为2N,则根据公式可得容器的底面积为
答:容器底部的面积为;
(3)解:木块对桌面的压力为
木块对桌面产生的压强为
答:木块对桌面的压强为
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强;
(2)根据压力和压强的比值, 可以计算受力面积的大小;
(3)根据物体的重力计算压力,结合受力面积可以计算压强的大小。
11.(2022八下·宽城期末)轮船舱底在水面下3.5m处,舱底穿了一个面积为20cm2的洞,舱底受到的水的压强是 Pa;至少要用 N的力,才能堵住这个洞。(g取10N/kg)
【答案】3.5×104;70
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】洞受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa
洞口的面积S=20cm2=2×10﹣3m2
施加的力F=pS=3.5×104Pa×2×10﹣3m2=70N
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强;利用压强和受力面积的乘积,计算压力。
三、液体压强特点的探究实验
12.(2023九下·凤翔月考)陕西安康水电站是兼有航运、防洪、养殖、旅游等综合效益的大型水电枢纽工程,如图1所示,大坝设计为“下宽上窄”。兴趣小组讨论认为这跟液体的压强有关,且液体压强大小与液体的深度有关。于是设计实验“探究液体压强大小与什么因素有关”,实验器材:压强计(U形管所装液体是水)、刻度尺、烧杯、适量水和盐水。
(1)同学们实验时发现无论怎么按压压强计金属盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)重新调试安装好压强计,进行了如图2所示的实验操作。分析比较图2乙、丙、丁三次实验现象可知,同一液体、同一深度,各个方向的液体压强 ;分析比较图2 两次实验现象可知,液体的深度越大,液体压强 ;分析比较图2丁、戊两次实验现象可知,同一深度,液体的 越大,液体压强越大;
(3)兴趣小组还通过本次实验测量出盐水的密度,在图2戊中,用刻度尺测得U形管左右两侧液面高度差h=5.1cm,压强计的金属盒距离盐水液面的高度为5cm,则压强计所测之处的盐水的压强是 Pa,盐水的密度为 kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】(1)漏气
(2)相等;甲乙;越大;密度
(3)510;1.02×103
【知识点】液体压强的计算;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)若压强计有漏气的地方,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,软管内的气体压强几乎不会发生改变,则同学们实验时无论怎么按压压强计金属盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都不会变化,说明压强计漏气。
(2)重新调试安装好压强计,进行了如图2所示的实验操作。分析比较图2乙、丙、丁三次实验现象可知,液体深度相同,根据转换法可知,液体产生压强相同,故得出:同一液体、同一深度,各个方向的液体压强相等。
研究液体产生压强与深度的关系,根据控制变量法可知,要控制液体密度相同,分析比较图2甲、乙两次实验现象可知,两次实验所用的液体都为水,液体的深度越大,液体压强越大。
分析比较图2丁、戊两次实验,盐水密度大,戊中U形管中的液面高度差比丁的大,根据转换法可得出,同一深度,液体的密度越大,液体压强越大。
(3)根据液体压强公式可得,橡皮管内压强与外界大气压强之差为p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.051m=510Pa
故压强计所测之处的盐水的压强是510Pa。
盐水产生的压强与水产生的压强相等,根据液体压强p=ρgh公式有
ρ水gh水=ρ盐水gh盐水
则盐水的密度为
【分析】(1)探究液体压强时,按压U型压强计的橡皮膜时,U型管中液面不变,说明装置漏气;
(2)液体内部深度相同时,各个方向的压强相等;探究液体压强和深度的关系时,需要改变深度,保持液体密度相同;深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;
(3)根据液体密度和深度,可以计算液体压强;利用液体压强和深度,可以计算液体密度。
13.(2023·历下模拟)小强利用液体压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图A所示,接下来的操作应该是 ;
(2)若使用调好的压强计,探究水内部压强特点的情景如图B、C、D所示;比较B、C、D,可以得到的结论是: ;
(3)如图E、F所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精;小强采用压强计进行探究:把金属盒分别浸入到这两种液体中,发现图F中U形管两边的液柱高度差较大,小强则认为图F烧杯中盛的是密度较大的水;他的结论正确吗?理由是: ;
(4)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当金属盒在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,你认为小强应采取下列哪些操作才能使实验现象更加明显的有哪些 (选填序号)。
①烧杯中换密度差更大的液体 ②U形管中换用密度更小的液体
③换用更细的U形管 ④换用稍长的U形管
【答案】(1)取下软管重新安装
(2)同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等
(3)不正确,没有控制金属盒浸入液体中的深度相同
(4)①②
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验前,发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,两边液体表面压强不相等,接下来的操作应该是取下软管重新安装,使压强计U形管两边红墨水的高度相等。
(2)由图得,BCD中探头在水中的深度相同,探头的朝向不同,压强计U形管两边红墨水的高度差相等,说明同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等。
(3)由图EF得,F中探头所处深度较深,F中U形管两边液面高度差较大,说明F中探头所在液体压强较大,而液体压强大小与液体密度、液体深度有关,F中探头所在压强较大,可能是因为深度较大引起的,故不能判断出图F烧杯中盛的液体密度较大。
(4) ①同一深度,液体密度越大,液体压强越大,烧杯中换密度差更大的液体,可以使液体压强变大,使U形管两边液面高度差变大,故①符合题意;
②同一深度的同一液体,液体产生的压强不变,U形管中换用密度更小的液体,由 得,U形管两边液面高度差变大,故②符合题意;
③④换用更细的U形管、换用稍长的U形管,都不能改变液体压强大小,都不能改变U形管两边液面高度差,故③④不符合题意。
故答案为:①②。
【分析】(1)压强计漏气时,应取下软管重新安装;
(2)同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等;
(3)在讨论液体压强与液体的密度关系时,应控制物体浸入液体的深度相同;
(4)根据,同一深度,液体密度越大,液体压强越大。
14.(2022八下·五华期末)小涛同学想探究“液体内部压强与什么因素有关”,进行了如图所示的实验。
(1)U形管中装 (选填“有色”或“无色”)的液体,可以更容易观察到实验现象;
(2)由图甲、乙所示的实验可知:
①在同种液体内部,液体压强随着液体深度的增加而 ;
②保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差不变,由此可得:同种液体,同一深度, ;
③比较 两图可知:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大;
(3)小海保持图乙中金属盒的位置不变,并将适量的浓盐水倒入烧杯中搅匀后,她发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,小明认为她的结论是不可靠的,原因是: 。
(4)在图丙实验中,保持金属盒位置不变,向容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”);
(5)小涛某次实验时把探头放入水中不同深度处,U形管里的液面无明显变化,请写出一条可能的原因 。
【答案】(1)有色
(2)增大;压强相等;乙、丙
(3)没有控制深度不变
(4)变大
(5)压强计的气密性不好
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)为了使实验现象更明显,U形管内液体使用有色液体便于观察。
(2)①由图甲、乙所示的实验可知:乙中探头的深度较大,U形管内液体高度差越大,可得结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
②将探头放入水中的同一深度,向各个方向旋转探头,发现U形管两侧液面的高度差不变,即液体压强没有发生改变,由此可得:同种液体,同一深度,液体压强相等。
③探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,换用不同的液体做实验,比较乙、丙两图可得到结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。
(3)小海要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持金属盒处于液体中深度不变。小海保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,该实验过程中没有控制金属盒所处的液体深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。
(4)图丙中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
(5)把探头放入水中不同深度,U形管中的液面高度差无明显变化,是因为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,所以橡皮膜受到压强时,U形管中液面高度差无明显变化。
【分析】(1)探究液体压强特点时,U型管中液体有色,便于观察;
(2)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同;
(3)探究液体压强和液体密度关系时,需要保持深度相同;
(4)液体密度相同时,深度变大,液体压强变大;
(5)U型管漏气时,液面高度不变化。
15.(2022八下·长春期末)在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强后会 (选填“内凹”或“外凸”);通过比较A、B、C三个图可得到结论:液体密度相同,在同一深度液体向各个方向压强大小 ;
(2)通过比较D、E两个图,可得到结论:同一种液体的压强随 的增加而增大;
(3)通过比较E、F两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(4)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过____(填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
【答案】(1)高度差;内凹;相等
(2)深度
(3)密度
(4)B
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹。
A、B、C三个图,液体的深度和密度均相同,橡皮膜的方向不相同,但U形管的高度差相同,可得结论:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(2)D、E两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U形管的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)E、F两个图,液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,盐水的密度大于水的密度,盐水中U形管的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样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,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹;同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(2)同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装。
16.(2022八下·新会期末)如图所示,小融同学利用液体压强计等装置“探究液体内部的压强规律”。
(1)如图甲所示,小融在检查压强计的气密性时,用不同的力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化始终较 (选填“大”或“小”),说明压强计的气密性较差;
(2)小融调节好压强计后,将探头放入水中,保持探头深度不变,向不同方向旋转探头,发现U形管两侧液面高度差不变,说明同种液体同一深度,向各个方向的压强 ;
(3)分析图乙、丙的实验现象,初步得到的结论是:同种液体中,液体压强随深度增加而 。若橡皮膜的表面积,图丙中,则此时橡皮膜受到水的压强为 Pa,受到水的压力为 N(g=10N/kg,杯内液体密度);
(4)为了研究液体压强与液体密度的关系,小融将液体压强计做了如图丁的改进。当两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。现将两探头分别放入A、B两种液体中,当两探头所处深度分别为、时,U形管两侧液面重新相平。已知A液体的密度为,则B液体密度的表达式为 (用已知字母表示)。
【答案】(1)小
(2)相等
(3)增大;1000;1.2
(4)
【知识点】探究液体压强的特点实验;利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】(1)实验前,取出压强计,用手指反复用力按压探头的橡皮膜,若发现U型管两侧的液面高度差变化始终较小,则说明该压强计的气密性很差。
(2)由题意可知,在同种液体中,橡皮膜所处的深度相同,方向不同,此时U形管两侧的液面差相同,即橡皮膜受到的压强相同,所以这说明同种液体同一深度,向各个方向的压强相等。
(3)由图乙、丙可知,在同种液体中,橡皮膜所处的深度不同,方向相同,此时U形管两侧的液面差不同,橡皮膜所处的深度越深,U形管两侧的液面差越大,即橡皮膜受到的压强越大,所以初步得到的结论是:同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
根据液体压强公式可得,此时橡皮膜受到水的压强为p=ρgh0=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa
又因为橡皮膜的表面积为
根据压强公式可得,受到水的压力为F=pS0=1000Pa×1.2×10-3m2=1.2N
(4)由题意可知,当两探头所处深度分别为、时,U形管两侧液面重新相平,即pA=pB,根据液体压强公式可得ρAghA=ρBghB
由此可得,B液体密度的表达式为
【分析】(1)利用U型管压强计探究液体压强特点时,U型管中液面变化很小,可能装置漏气;
(2)液体密度和深度相同时,液体向各个方向压强相等;
(3)液体密度相同时,压强随深度的增加而增大;根据液体密度和深度,计算液体压强;利用压强和受力面积的乘积,计算压力;
(4)当压强相同时,根据已知液体密度和深度,计算未知液体的密度。
四、连通器
17.(2023·杨浦模拟)下列器件中,属于应用连通器原理工作的是( )
A.吸尘器 B.注射器 C.体温计 D.液位计
【答案】D
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】连通器即上端开口下端连通的容器。
A.吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大、压强小,灰尘、纸屑等垃圾在周围较大的大气压的作用下被“吸”入,A不符合题意
B.注射器抽取药液是利用大气压,注射是靠手的推力,没有利用连通器,B不符合题意;
C.体温计是利用液体的热胀冷缩原理制成的,C不符合题意;
D.液位计的上端开口、下端连通,是利用连通器原理工作的,即水位计中的水位与锅炉水位是相同的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】上端开口,下端连通,构成一个连通器,在液体不流动时,液面总是相平的。
18.(2023·徐汇模拟)如图所示,紫砂壶的壶嘴和壶身相连通,这是应用 的实例。制成壶的紫砂泥密度为,它表示每立方米该紫砂泥的 为。若壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为,壶对水平桌面的压强为 帕。
【答案】连通器原理;质量;1000
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;连通器原理
【解析】【解答】上端开口,下部相连通的容器叫连通器,水壶的壶嘴和壶身下部连通,上端开口,符合连通器的特点,这是应用了连通器的实例。紫砂泥密度为 ,物理意义是 的紫砂泥的质量为 。壶和水的总质量为0.5kg,压力等于重力为 ,壶底与桌面的接触面积为 ,故根据压强公式
【分析】茶壶的壶嘴和壶身构成连通器;密度表示单位体积的质量;根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
19.(2023·长宁模拟)下列装置工作时不能看作连通器的是( )
A.密度计 B.U形管 C.船闸 D.液位计
【答案】A
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】A.密度计是利用物体漂浮原理,不是利用连通器原理工作的。A符合题意;
B.U形管结构符合上端开口,下端连通的特点,利用了连通器原理。B不符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器。C不符合题意;
D.液位计是利用连通器的原理制成的。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】容器符合上端开口,下端连通的特点,利用了连通器原理。
20.(2023八上·延庆期末)如图所示,A、B两容器通过斜管道相连。两容器中装有同一液体,且液面高度相同,已知a点的压强小于b点的压强,下列说法中正确的是( )
A.液体由A流向B B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动
【答案】D
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】由图示知,A、B两个容器通过斜管相连,则A、B两个容器上端开口,下端连通,形成了一个连通器,连通器里装的是相同液体,液面高度相同,则液体不流动,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】上部开口,底部连通的容器是连通器,连通器中装同种液体时液面相平。
21.(2022八下·五华期末)我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图,水对阀门A右侧的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)左侧的压力;此时打开上游阀门A,关闭下游阀门B,闸室和上游水道构成 。
【答案】大于;连通器
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】如图所示,阀门A关闭时,右侧水深大于左侧水深,根据p=ρgh可知,右侧水对阀门A的压强大于左侧水对阀门A的压强,根据F=pS可知,右侧水对阀门A的压力大于左侧水对阀门A的压力。
打开上游阀门A,关闭下游阀门B,闸室和上游水道底部连通,上端开口,构成了连通器。
【分析】船闸利用了连通器的原理;液体密度相同时,深度越大,液体压强越大。
五、综合训练
22.(2023·长宁模拟)如图所示,将高为0.6米的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙置于水平地面上。容器内液体甲和圆柱体乙的密度、底面积、高度的数据如下表。求:
密度(千克/米3) 底面积(米2) 深度/高度(米)
液体甲 1×103 2×10-2 0.5
圆柱体乙 5×103 1×10-2 0.4
(1)甲液体对容器底部的压强p甲;
(2)圆柱体乙对水平地面的压力F乙;
(3)将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体甲对容器底部的压强p'甲。
【答案】(1)解:由液体压强公式得p甲=ρ甲gh甲=1×103千克/米3×9.8牛/千克×0.5米=4900帕
(2)解:由平衡条件得F乙=G乙=m乙g=ρ乙V乙g=5×103千克/米3×1×10-2米2×0.4米×9.8牛/千克=196牛
(3)解:将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体上升的高度为
则新的液体深度为h'甲=0.5米+0.2米=0.7米>0.6米
甲液体会溢出。则液体甲对容器底部的压强p'甲=ρ甲gh'甲=1×103千克/米3×9.8牛/千克×0.6米=5.88×103帕
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式p甲=ρ甲gh甲,可求出压强;
(2)根据公式 F乙=G乙=m乙g=ρ乙V乙g ,可求出压力;
(3)根据公式 p'甲=ρ甲gh'甲 ,可求出压强。
23.(2022八下·芜湖期末)如图所示,U形管内盛有一定量的水,右管内加入某种液体后,h1=2cm,h2=3cm,则该液体的密度为 。
【答案】0.6×103kg/m3
【知识点】利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】从图中可知,与液体下表面相平的水平面上
根据
则
【分析】U型管中液面静止时,压强相等;根据压强相等,结合已知液体的密度,计算未知液体的密度。
24.(2022八下·竞秀期末)如图是“研究液体内部的压强”的实验(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小,这种实验方法叫 法;
(2)实验前,小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到图乙、丙、丁的结果,由此可知: ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中:U形管左右两侧液面高度差h=5.1 cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa,用刻度尺测得压强计的探头距离盐水液面的高度为5cm,则盐水的密度为 kg/m 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)【拓展】进一步探究可知:同种液体内部,深度越深,压强越大,请列举一个与此相关的实例 ;
(7)另一间学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大了,于是得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,该探究过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由 。
【答案】(1)液体压强;转换法
(2)软管漏气
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同
(4)液体密度
(5)510;1.02×103
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水
(7)错误;没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)液体压强的大小无法直接看出,实验中借助U形管压强计,通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法。
(2)小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变。
(3)由图乙丙丁得,橡皮膜在水中深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管压强计两边液面高度差相同,说明同一液体相同深度不同方向的压强大小相同。
(4)由图丁、戊得,橡皮膜在水和盐水中相同深度相同朝向,盐水中的U形管两边液面高度差更大,说明同一深度,液体压强还与液体密度有关。
(5)依题意得,压强计所测之处的液体压强是
依题意得
盐水密度为
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水;深海鱼打捞上岸后,由于鱼内的压强大于海岸上的压强,鱼肚会被撑破。
(7)另一同学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,盐水的密度增大,橡皮膜所处的深度变深,发现U形管两侧液面的高度差变大了,说明橡皮膜处压强变大,由于没有控制橡皮膜所处深度相同,因此得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”是错误的。
【分析】(1)实验通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法;
(2)连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变;
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同;
(4)同一深度,液体压强还与液体密度有关;
(5)根据p=ρgh,求出液体压强;根据,求出盐水密度;
(6)同种液体内部,深度越深,压强越大,据此列举压强随深度的变大而增加的实例;
(7)在探究液体压强和液体密度的关系时,应控制物体所处深度不变。
25.(2022八下·耒阳期末)如图所示,质量为200g的平底烧瓶的底面积为50cm2,内装400mL煤油,煤油的深度为10cm,烧瓶放置在水平桌面上。(g取10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)求:
(1)烧瓶内煤油的质量;
(2)煤油对烧瓶底的压强;
(3)平底烧瓶对桌面的压强。
【答案】(1)解:由题意可知,煤油的体积为V=400mL=400cm3=4×10﹣4m3
煤油的质量为m煤油=ρ煤油V=0.8×103kg/m3×4×10﹣4m3=0.32kg
答:烧瓶内煤油的质量0.32kg;
(2)解:由压强的计算公式可得,煤油对烧瓶底部的压强为p=ρ煤油gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa
答:煤油对烧瓶底的压强800Pa
(3)解:根据重力的计算公式可得,煤油的重力为G煤油=m煤油g=0.32kg×10N/kg=3.2N
烧瓶的重力为G烧瓶=m烧瓶g=0.2kg×10N/kg=2N
则烧瓶对桌面的压力F′=G煤油+G烧瓶=3.2N+2N=5.2N
烧瓶对桌面的压强
答:平底烧瓶对桌面的压强1040Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(3)根据质量计算重力;根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
26.(2022八下·拜泉期末)如图,刘明家水平桌面的正中央放着一个重为15N的家用玻璃冷水壶,其底面积为0.02m2,现向水壶内装入质量是2.5kg的水,此时测得水的深度为0.15m。求:
(1)水对冷水壶底的压强多少Pa?
(2)冷水壶底部受到的水的压力多少N?
(3)冷水壶对桌面产生的压强和压力各为多少?
【答案】(1)解:水对冷水壶底的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
答:水对冷水壶底的压强为1500Pa;
(2)解:由可得,冷水壶底部受到的水的压力F水=p水S=1500Pa×0.02m2=30N
答:冷水壶底部受到的水的压力为30N;
(3)解:水的重力G水=m水g=2.5kg×10N/kg=25N
冷水壶对水平桌面产生的压力F=G水+G水壶=25N+15N=40N
冷水壶对桌面产生的压强
答:冷水壶对桌面产生的压强和压力各为2000Pa、40N。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(2)根据压强和受力面积的乘积计算压力;
(3)根据物体的质量计算重力,利用压力和受力面积的比值, 计算压强。
27.(2022八下·集贤期末)如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力最大
B.三容器对桌面的压强大小相等
C.三容器底部所受液体的压力F丙=F乙=F甲
D.三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,三种液体的质量相同,三容器质量相同,故三容器的总重相同,故三容器对桌面的压力相同,A不符合题意;
B.根据可知,三容器的底面积和对桌面的压力相同,三容器对桌面的压强大小相等,B符合题意;
D.甲、乙、丙三种液体的质量相同,但是甲的体积大于乙的体积大于丙的体积,故甲的密度小于乙的密度小于丙的密度,根据p=ρgh可知,深度相同,故三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
D符合题意;
C.根据F=pS可知,容器底的面积相同,故三容器底部所受液体的压力关系为F丙>F乙>F甲
C不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据p=ρgh及,判断压力及压强的大小。
28.(2022八下·古冶期末)如图甲所示,是水平仪放置于某桌面上时的情形,它是利用了 的原理;此时说明桌面 面较高(选填“左”或“右”)。在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管,把软管的两端靠在墙面的不同地方并作出标记,如图乙所示,这样做利用了 原理,目的是保证两点在 。
【答案】重力的方向总是竖直向下;左;连通器;同一水平面上(或同一高度上、或同一水平线上)
【知识点】重力的方向;连通器原理
【解析】【解答】如图甲所示的水平仪上悬挂了一个重垂线,它是利用了重力的方向总是竖直向下的原理。
如图甲所示重垂线偏向水平仪的右侧,说明桌面左面较高。
在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管,把软管的两端靠在墙面的不同地方并作出标记,这样做利用了连通器的原理,目的是保证两点在同一水平面上(或同一高度上、或同一水平线上)。
【分析】重力的方向总是竖直向下的;上端开口,下端连通的容器叫连通器,在液体不流动时,各液面是相平的。
29.(2022八下·二道期末)小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究液体压强与哪些因素有关。如图①所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C与B箱相连,并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。先在A箱中不断加水,实验现象如图②、③所示。然后在B箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,如图④所示。
(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映 ;
(2)由步骤②、③可知,同种液体深度越深,液体产生的压强越 ;
(3)由步骤④可知,在液体深度相同时,液体 越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法是: ;
(4)如图⑤所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,测得此时h1=22cm,h2=9cm,h3=12cm,g取10N/kg。请通过推理计算出未知液体的密度 。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
【答案】(1)液体压强大小
(2)大
(3)密度;增加水
(4)0.9×103kg/m3
【知识点】液体压强的计算;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)该实验利用转换法,通过橡皮膜的形变程度来表示液体压强的大小。
(2)由步骤②、③可看出,随着A中的水量的增多,橡皮膜的型变量也越来越大,故说明同种液体深度越深,液体产生的压强越大。
(3)由步骤④可知,在液体深度相同时,橡皮膜向装水的容器方向凸起,说明同样深度时,密度越大的液体产生的压强越大。
想要橡皮膜恢复原状,就应该增大左边水的压强,或者减少盐水的压强,故可以减少盐水、同时增加水或者减少盐水、向水中加入物体等合理即可。
(4)已知
利用橡皮膜变平,说明水产生的压强和位置液体产生的压强相等,故
再由
得
【分析】(1)通过橡皮膜的凹陷程度,可以反应出液体压强的大小;
(2)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(3)当液体深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;若液体压强相等,液体密度越小,深度越大;
(4)国际液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;国际液体压强和深度,可以计算位置液体的密度。
30.(2022八下·永年期末)如图甲所示,密闭容器静止在水平桌面上,水的深度为6cm,则水对容器底部的压强为 Pa。若将其倒放在桌面上,如图乙所示,则水对容器底的压强 ,容器对桌面的压力 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,g取10N/kg)。
【答案】600;变大;不变
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算
【解析】【解答】水对容器底部的压强为
若将其倒放在桌面上,如图乙所示,水的深度变大,则水对容器底的压强变大。
容器对桌面的压力等于水的重力与容器重力之和,若将其倒放在桌面上,容器对桌面的压力不变。
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大;水平面受到的压力等于物体的重力。
31.(2022八下·英德期末)2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小明探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中液体能灵活升降,如图甲,则说明装置 ;(选填“漏气”或“不漏气”)
(2)实验过程中通过U形管两侧液面的 来比较液体内部压强的大小;
(3)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较 两次实验可知:液体内部压强与液体密度有关;
(4)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到1000m时,1m 的舱体受到的海水压力为 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg);
(5)如图所示,小明将U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通,U形管内左右两液面分别用a、b表示,用电吹风向管口吹风,则U形管内液面较高的是 (选填“a”或“b”)。
【答案】(1)不漏气
(2)高度差
(3)增大;乙、丁
(4)1.0×107
(5)a
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置的气密性较好,即装置不漏气。
(2)在本次实验中,为了比较液体内部压强的大小,我们使用的是转换法,即实验过程中,通过U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小。
(3)通过乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,液体越深,U形管液面高度差越大,即液体的压强越大,所以同种液体内部压强随深度的增加而增大。
想要探究液体内部的压强与液体密度的关系,我们应该控制液体的密度不同,橡皮膜在液体中所处的深度相同,由图可知,我们应该选择乙、丁两次实验。
(4)“奋斗者”号深潜到1000m时,根据公式可得,海水产生的压强为
再根据可得,1m 的舱体受到的海水压力为F=pS=1.0×107Pa×1m2=1.0×107N
(5)如图所示,从左侧管口沿水平方向吹气时,左侧上端的空气流速快,根据流体压强与流速的关系可知,其压强小,右侧上端空气流速小,其压强大,在压强差形成的压力差的作用下,液体从右侧压入左侧一部分,所以左侧液面将升高,即U形管内液面较高的是a。
【分析】(1)探究液体压强的影响因素时,按压U型管的橡皮膜时液面高度变化,反应装置不漏气;
(2)通过U型管中液面高度的变化,反应液体压强的大小;
(3)在液体密度相同时,液体压强随深度的增大而增大;当深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(4)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(5)流体在流速大的地方压强小。
32.(2022八下·黄山期末)如图所示,两端开口的U型玻璃管装有一定量的水,底部是一个阀门,两管的横截面积相等,当阀门关闭时,左、右两管中水面的高度分别为10cm和20cm,玻璃管底部A点的液体压强为 Pa。现将阀门打开,待水静止后,A点的液体压强为 Pa。
【答案】1000;1500
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】如图,阀门关闭时,玻璃管底部A点的液体压强为
阀门打开,待水静止后,两边液面等高,此时A点的深度为
此时A点的液体压强为
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强;根据深度变化,计算液体压强的变化。
33.(2022八下·阜平期末)如图所示,容器内装有水,A点深度为 cm,水对A点的压强是 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】60;6000
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】由图可知,A点的深度是A点到自由液面的垂直距离,所以A点的深度为, A点受到的压强为
【分析】液体中的深度,是液面到所在位置的距离;根据液体密度和深度,可以计算液体压强。
34.(2022八下·霍邱期末)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开,水将会由 (选填“A流向B”“B流向A”我“不流动”),静止时两容器中液面的高度 。
【答案】A流向B;相同
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】上端开口下端连通的容器为连通器,连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。由图知,若将阀门K打开后,A、B构成连通器,水将会A流向B;在水不流动时两容器中液面的高度相同。
【分析】上端开口下端连通的容器为连通器,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
35.(2022八下·萝北期末)如图所示,小倩同学提着11 kg的水去给树苗浇水,已知桶自身质量为1 kg,桶的底面积是5×10-2 m2,桶中水深h为20cm,提水时手的受力面积为0.8×10-2 m2.求:(g取10 N/kg)
(1)水对桶底的压力和压强.
(2)提水时手受到的压强.
【答案】(1)解:桶内水深:h=20cm=0.2m,水对桶底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
水对桶底的压力:F=pS=2000Pa×5×10-2m2=100N;
(2)解:水和桶的总重:G=(m水+m桶)g=(11kg+1kg)×10N/kg=120N,
手受到的拉力:F′=120N,
手受到的压强:p′= ==1.5×104Pa.
【知识点】重力及其大小的计算;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式p=ρgh及F=pS,可求出压力和压强;
(2)根据公式F=G=(m水+m桶)g及,可求出压强。
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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——9.2液体压强
一、液体压强的特点
1.(2023·勃利模拟)水平桌面上两个完全相同的烧杯中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两球静止时,两液面高度相同,球所处的位置如图所示.小球在甲液体中所受浮力为FA、所排开甲液体的重力为GA、甲液体对容器底的压强为p甲;小球在乙液体中所受浮力为FB、所排开乙液体的重力为GB、乙液体对容器底的压强为p乙,则FA FB、GA GB、p甲 p乙(均选填“>”、“=”或“<”).
2.(2023·金乡县模拟)如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A.pA
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙 C.p甲=p乙 D.不能确定
4.(2023八上·丰台期末)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的两种不同液体,甲容器中液体的密度为,乙容器中液体的密度为,液面高度如图所示。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为、。下列判断正确的是( )
A., B.,
C., D.,
5.(2022九上·肇源月考)水平桌面上两个静止放置的玻璃杯甲和乙,它们的底面积相等。分别向两个杯中注入质量相同的不同液体,两个杯中的液面在同一个水平面上,如图所示。假定两个玻璃杯的质量相等且玻璃的厚度可以忽略,甲中的液体对杯底的压强为p1,甲对桌面的压力大小为F1,乙中的液体对杯底的压强为p2,乙对桌面的压力大小为F2。以下关系中正确的是()
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1=F2
C.p1=p2,F1
A.a点向下的压强比向上的压强大 B.a、b两点的压强相等
C.b点的压强比c点的压强小 D.b、c两点的压强相等
二、液体压强的计算:p=ρgh
7.(2023·杨浦模拟)盛有等质量水的轻质薄壁柱形容器甲、乙置于水平地面,均匀柱体A、B漂浮在水面上,如图所示。已知容器底面积S甲>S乙,水深h甲>h乙,则下列判断一定正确的是( )
A.柱体排开水的质量m排A=m排B B.柱体的密度ρA=ρB
C.水对容器底部的压力F甲>F乙 D.容器对地面的压强p容甲
A.p甲>p乙,m甲
C.p甲>p乙,m甲>m乙 D.p甲
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
10.(2022八下·靖西期末)如图所示,一边长为0.2m、重32N的正方体木块放在面积为2m2的水平桌面中央,将一重2N的平底圆台形容器放在木块上表面中央,将重6N的水倒入该容器中,水的深度为10cm,水对容器底部的压力为8N。求:
(1)水对容器底的压强;
(2)容器底部的面积;
(3)木块对桌面的压强。
11.(2022八下·宽城期末)轮船舱底在水面下3.5m处,舱底穿了一个面积为20cm2的洞,舱底受到的水的压强是 Pa;至少要用 N的力,才能堵住这个洞。(g取10N/kg)
三、液体压强特点的探究实验
12.(2023九下·凤翔月考)陕西安康水电站是兼有航运、防洪、养殖、旅游等综合效益的大型水电枢纽工程,如图1所示,大坝设计为“下宽上窄”。兴趣小组讨论认为这跟液体的压强有关,且液体压强大小与液体的深度有关。于是设计实验“探究液体压强大小与什么因素有关”,实验器材:压强计(U形管所装液体是水)、刻度尺、烧杯、适量水和盐水。
(1)同学们实验时发现无论怎么按压压强计金属盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)重新调试安装好压强计,进行了如图2所示的实验操作。分析比较图2乙、丙、丁三次实验现象可知,同一液体、同一深度,各个方向的液体压强 ;分析比较图2 两次实验现象可知,液体的深度越大,液体压强 ;分析比较图2丁、戊两次实验现象可知,同一深度,液体的 越大,液体压强越大;
(3)兴趣小组还通过本次实验测量出盐水的密度,在图2戊中,用刻度尺测得U形管左右两侧液面高度差h=5.1cm,压强计的金属盒距离盐水液面的高度为5cm,则压强计所测之处的盐水的压强是 Pa,盐水的密度为 kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
13.(2023·历下模拟)小强利用液体压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图A所示,接下来的操作应该是 ;
(2)若使用调好的压强计,探究水内部压强特点的情景如图B、C、D所示;比较B、C、D,可以得到的结论是: ;
(3)如图E、F所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精;小强采用压强计进行探究:把金属盒分别浸入到这两种液体中,发现图F中U形管两边的液柱高度差较大,小强则认为图F烧杯中盛的是密度较大的水;他的结论正确吗?理由是: ;
(4)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当金属盒在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,你认为小强应采取下列哪些操作才能使实验现象更加明显的有哪些 (选填序号)。
①烧杯中换密度差更大的液体 ②U形管中换用密度更小的液体
③换用更细的U形管 ④换用稍长的U形管
14.(2022八下·五华期末)小涛同学想探究“液体内部压强与什么因素有关”,进行了如图所示的实验。
(1)U形管中装 (选填“有色”或“无色”)的液体,可以更容易观察到实验现象;
(2)由图甲、乙所示的实验可知:
①在同种液体内部,液体压强随着液体深度的增加而 ;
②保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,发现U形管两侧液面的高度差不变,由此可得:同种液体,同一深度, ;
③比较 两图可知:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大;
(3)小海保持图乙中金属盒的位置不变,并将适量的浓盐水倒入烧杯中搅匀后,她发现U形管两侧的液面的高度差变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论,小明认为她的结论是不可靠的,原因是: 。
(4)在图丙实验中,保持金属盒位置不变,向容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”);
(5)小涛某次实验时把探头放入水中不同深度处,U形管里的液面无明显变化,请写出一条可能的原因 。
15.(2022八下·长春期末)在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中:
(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强后会 (选填“内凹”或“外凸”);通过比较A、B、C三个图可得到结论:液体密度相同,在同一深度液体向各个方向压强大小 ;
(2)通过比较D、E两个图,可得到结论:同一种液体的压强随 的增加而增大;
(3)通过比较E、F两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大;
(4)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过____(填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
16.(2022八下·新会期末)如图所示,小融同学利用液体压强计等装置“探究液体内部的压强规律”。
(1)如图甲所示,小融在检查压强计的气密性时,用不同的力按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化始终较 (选填“大”或“小”),说明压强计的气密性较差;
(2)小融调节好压强计后,将探头放入水中,保持探头深度不变,向不同方向旋转探头,发现U形管两侧液面高度差不变,说明同种液体同一深度,向各个方向的压强 ;
(3)分析图乙、丙的实验现象,初步得到的结论是:同种液体中,液体压强随深度增加而 。若橡皮膜的表面积,图丙中,则此时橡皮膜受到水的压强为 Pa,受到水的压力为 N(g=10N/kg,杯内液体密度);
(4)为了研究液体压强与液体密度的关系,小融将液体压强计做了如图丁的改进。当两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。现将两探头分别放入A、B两种液体中,当两探头所处深度分别为、时,U形管两侧液面重新相平。已知A液体的密度为,则B液体密度的表达式为 (用已知字母表示)。
四、连通器
17.(2023·杨浦模拟)下列器件中,属于应用连通器原理工作的是( )
A.吸尘器 B.注射器 C.体温计 D.液位计
18.(2023·徐汇模拟)如图所示,紫砂壶的壶嘴和壶身相连通,这是应用 的实例。制成壶的紫砂泥密度为,它表示每立方米该紫砂泥的 为。若壶和水的总质量为0.5kg,壶底与桌面的接触面积为,壶对水平桌面的压强为 帕。
19.(2023·长宁模拟)下列装置工作时不能看作连通器的是( )
A.密度计 B.U形管 C.船闸 D.液位计
20.(2023八上·延庆期末)如图所示,A、B两容器通过斜管道相连。两容器中装有同一液体,且液面高度相同,已知a点的压强小于b点的压强,下列说法中正确的是( )
A.液体由A流向B B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动
21.(2022八下·五华期末)我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图是三峡船闸中轮船通过船闸的示意图,水对阀门A右侧的压力 (选填“大于”“等于”或“小于”)左侧的压力;此时打开上游阀门A,关闭下游阀门B,闸室和上游水道构成 。
五、综合训练
22.(2023·长宁模拟)如图所示,将高为0.6米的薄壁圆柱形容器和均匀圆柱体乙置于水平地面上。容器内液体甲和圆柱体乙的密度、底面积、高度的数据如下表。求:
密度(千克/米3) 底面积(米2) 深度/高度(米)
液体甲 1×103 2×10-2 0.5
圆柱体乙 5×103 1×10-2 0.4
(1)甲液体对容器底部的压强p甲;
(2)圆柱体乙对水平地面的压力F乙;
(3)将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体甲对容器底部的压强p'甲。
23.(2022八下·芜湖期末)如图所示,U形管内盛有一定量的水,右管内加入某种液体后,h1=2cm,h2=3cm,则该液体的密度为 。
24.(2022八下·竞秀期末)如图是“研究液体内部的压强”的实验(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小,这种实验方法叫 法;
(2)实验前,小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到图乙、丙、丁的结果,由此可知: ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中:U形管左右两侧液面高度差h=5.1 cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa,用刻度尺测得压强计的探头距离盐水液面的高度为5cm,则盐水的密度为 kg/m 。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(6)【拓展】进一步探究可知:同种液体内部,深度越深,压强越大,请列举一个与此相关的实例 ;
(7)另一间学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,发现U形管两侧液面的高度差变大了,于是得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论,该探究过程是 (选填“正确”或“错误”)的,理由 。
25.(2022八下·耒阳期末)如图所示,质量为200g的平底烧瓶的底面积为50cm2,内装400mL煤油,煤油的深度为10cm,烧瓶放置在水平桌面上。(g取10N/kg,ρ煤油=0.8×103kg/m3)求:
(1)烧瓶内煤油的质量;
(2)煤油对烧瓶底的压强;
(3)平底烧瓶对桌面的压强。
26.(2022八下·拜泉期末)如图,刘明家水平桌面的正中央放着一个重为15N的家用玻璃冷水壶,其底面积为0.02m2,现向水壶内装入质量是2.5kg的水,此时测得水的深度为0.15m。求:
(1)水对冷水壶底的压强多少Pa?
(2)冷水壶底部受到的水的压力多少N?
(3)冷水壶对桌面产生的压强和压力各为多少?
27.(2022八下·集贤期末)如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力最大
B.三容器对桌面的压强大小相等
C.三容器底部所受液体的压力F丙=F乙=F甲
D.三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
28.(2022八下·古冶期末)如图甲所示,是水平仪放置于某桌面上时的情形,它是利用了 的原理;此时说明桌面 面较高(选填“左”或“右”)。在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管,把软管的两端靠在墙面的不同地方并作出标记,如图乙所示,这样做利用了 原理,目的是保证两点在 。
29.(2022八下·二道期末)小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究液体压强与哪些因素有关。如图①所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C与B箱相连,并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。先在A箱中不断加水,实验现象如图②、③所示。然后在B箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,如图④所示。
(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映 ;
(2)由步骤②、③可知,同种液体深度越深,液体产生的压强越 ;
(3)由步骤④可知,在液体深度相同时,液体 越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法是: ;
(4)如图⑤所示,在A箱中加入水,在B箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,测得此时h1=22cm,h2=9cm,h3=12cm,g取10N/kg。请通过推理计算出未知液体的密度 。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
30.(2022八下·永年期末)如图甲所示,密闭容器静止在水平桌面上,水的深度为6cm,则水对容器底部的压强为 Pa。若将其倒放在桌面上,如图乙所示,则水对容器底的压强 ,容器对桌面的压力 (后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”,g取10N/kg)。
31.(2022八下·英德期末)2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小明探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中液体能灵活升降,如图甲,则说明装置 ;(选填“漏气”或“不漏气”)
(2)实验过程中通过U形管两侧液面的 来比较液体内部压强的大小;
(3)比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较 两次实验可知:液体内部压强与液体密度有关;
(4)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到1000m时,1m 的舱体受到的海水压力为 N(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg);
(5)如图所示,小明将U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通,U形管内左右两液面分别用a、b表示,用电吹风向管口吹风,则U形管内液面较高的是 (选填“a”或“b”)。
32.(2022八下·黄山期末)如图所示,两端开口的U型玻璃管装有一定量的水,底部是一个阀门,两管的横截面积相等,当阀门关闭时,左、右两管中水面的高度分别为10cm和20cm,玻璃管底部A点的液体压强为 Pa。现将阀门打开,待水静止后,A点的液体压强为 Pa。
33.(2022八下·阜平期末)如图所示,容器内装有水,A点深度为 cm,水对A点的压强是 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
34.(2022八下·霍邱期末)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开,水将会由 (选填“A流向B”“B流向A”我“不流动”),静止时两容器中液面的高度 。
35.(2022八下·萝北期末)如图所示,小倩同学提着11 kg的水去给树苗浇水,已知桶自身质量为1 kg,桶的底面积是5×10-2 m2,桶中水深h为20cm,提水时手的受力面积为0.8×10-2 m2.求:(g取10 N/kg)
(1)水对桶底的压力和压强.
(2)提水时手受到的压强.
答案解析部分
1.【答案】=;=;>
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算
【解析】【解答】由图可知,A球漂浮,B球悬浮,所以根据悬浮和漂浮条件可知两球受到的浮力都等于各自的重力,由于两个小球是相同的,重力相等,所以FA=FB=G.
根据阿基米德原理可知:排开液体重力GA=FA,GB=FB,所以GA=GB;
由于A球漂浮,B球悬浮,根据物体的浮沉条件可知:ρ甲>ρ球,ρ乙=ρ球,
则两种液体的密度大小关系是:ρ甲>ρ乙.
且两烧杯中液面相平即h甲=h乙,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知:p甲>p乙.
【分析】漂浮和悬浮的物体受到的浮力等于重力;物体受到的浮力和排开液体的重力相等;深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
2.【答案】D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】由图可知,A、B和C三点处的深度关系为hB>hA=hC
由于水的密度确定,由公式p=ρgh可得,水在A、B和C三点产生的压强关系为pA=pC
故答案为:D。
【分析】由公式p=ρgh可得压强关系。
3.【答案】A
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】矿泉水瓶倒立放置时水的深度大于正立放置时水的深度,由 可知,乙瓶中水对瓶底的压强较大,即p甲<p乙。BCD不符合题意,A符合题意。
故答案为:A。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
4.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的两种不同液体,两容器底部受到的液体的压力大小等于液体的重力大小,根据,由知两容器底部受到的液体压强相等p甲=p乙,由图知甲容器中液体的深度小于乙容器中液体的深度,由p=ρ液gh知ρ甲>ρ乙,甲容器底部受到的液体的压强大小等于A点以上液体产生的压强与A点以下液体产生的压强之和p甲=pA+pA下,同理有p乙=pB+pB下,由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρ液gh知A、B两点以下液体产生压强大小关系为pA下>pB下 ①,因p甲=p乙,即pA+pA下=pB+pB下 ②,由①②可得出pA
【分析】根据物体的质量相等时,体积越小,物体的密度越大;根据液体密度和深度判断液体压强的大小。
5.【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算
【解析】【解答】由题意知,液体的质量相同,玻璃杯底面积相等,甲中液体的体积小于乙中液体的体积,据 知,两种液体的密度关系 ,两个杯中液体的深度h相同,由p=ρgh可知水对容器底部产生的压强的关系p1>p2,玻璃杯对桌面的压力F=G杯+G水,两个杯中液体质量相同,重力相同,两个玻璃杯的质量相同,重力也相同,所以F1=F2,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】当质量相同时,体积越大, 密度越小;根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;水平面上受到的压力和总重力相等。
6.【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】A.据液体压强的特点,在同种液体中的同一深度,各个方向的压强相等,A不符合题意;
B.a、b两点是在同种液体的不同点,b点比a的深度深,那么b点的压强比a点的大,B不符合题意;
CD.b、c两点在水和盐水的同一深度,而ρ盐水>ρ水,所以b点的压强比c点的小,C符合题意,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据公式p=ρgh,比较压强大小。
7.【答案】C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.对于A柱体,由阿基米德原理可得 ,由二力平衡可知 ,所以有 ,即 ,则有 ,对于B柱体,由阿基米德原理可得 ,由二力平衡可知 ,所以有 ,即 ,则有 ,综合以上分析,由于V排A与V排B未知,故无法判断mA、mB的大小关系,A不符合题意;
B.由于柱体A、B的质量大小关系无法确定,体积大小关系无法确定,根据密度公式 ,故无法确定柱体A、B的密度大小关系,B不符合题意;
C.根据液体压强计算公式 ,由于h甲>h乙,液体的密度相同,所以 ,根据压强公式 可知, ,由题意知S甲>S乙,且 ,则F甲>F乙,C符合题意;
D.根据压强公式 可知,由于柱体A、B的质量大小关系无法确定,故容器对地面压力的大小也无法确定,故无法判断容器对地面的压强关系,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体所受浮力等于排开液体所受重力;漂浮时,浮力等于重力;根据,可确定压强,根据,可求出压力。
8.【答案】C
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】由于底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,液体的质量相等,则此时液体的重力相等,则液体对容器底部的压力相等,由题图可知,甲所在的容器的底面积小于乙所在容器的底面积,即S甲p乙1,由题图可知,液面高度h甲
故答案为:C。
【分析】根据p=ρgh,可比较液体密度大小;根据,可比较剩余液体密度大小;根据G=mg,可比较质量大小。
9.【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】如图三个容器装入相同质量的水,容器的底面积相同,甲容器下窄上宽,丙容器下宽上窄,则三个容器内水的深度大小关系为h甲<h乙<h丙
根据 可知,三个容器底部受到水的压强大小关系为p甲<p乙<p丙
ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】液体密度一定时,深度越深,液体压强越大。
10.【答案】(1)解:根据液体压强公式可得,水对容器底部的压强为
答:水对容器底的压强为;
(2)解:由题意可知水对容器底部的压力为2N,则根据公式可得容器的底面积为
答:容器底部的面积为;
(3)解:木块对桌面的压力为
木块对桌面产生的压强为
答:木块对桌面的压强为
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强;
(2)根据压力和压强的比值, 可以计算受力面积的大小;
(3)根据物体的重力计算压力,结合受力面积可以计算压强的大小。
11.【答案】3.5×104;70
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】洞受到水的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×3.5m=3.5×104Pa
洞口的面积S=20cm2=2×10﹣3m2
施加的力F=pS=3.5×104Pa×2×10﹣3m2=70N
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强;利用压强和受力面积的乘积,计算压力。
12.【答案】(1)漏气
(2)相等;甲乙;越大;密度
(3)510;1.02×103
【知识点】液体压强的计算;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)若压强计有漏气的地方,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,软管内的气体压强几乎不会发生改变,则同学们实验时无论怎么按压压强计金属盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都不会变化,说明压强计漏气。
(2)重新调试安装好压强计,进行了如图2所示的实验操作。分析比较图2乙、丙、丁三次实验现象可知,液体深度相同,根据转换法可知,液体产生压强相同,故得出:同一液体、同一深度,各个方向的液体压强相等。
研究液体产生压强与深度的关系,根据控制变量法可知,要控制液体密度相同,分析比较图2甲、乙两次实验现象可知,两次实验所用的液体都为水,液体的深度越大,液体压强越大。
分析比较图2丁、戊两次实验,盐水密度大,戊中U形管中的液面高度差比丁的大,根据转换法可得出,同一深度,液体的密度越大,液体压强越大。
(3)根据液体压强公式可得,橡皮管内压强与外界大气压强之差为p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.051m=510Pa
故压强计所测之处的盐水的压强是510Pa。
盐水产生的压强与水产生的压强相等,根据液体压强p=ρgh公式有
ρ水gh水=ρ盐水gh盐水
则盐水的密度为
【分析】(1)探究液体压强时,按压U型压强计的橡皮膜时,U型管中液面不变,说明装置漏气;
(2)液体内部深度相同时,各个方向的压强相等;探究液体压强和深度的关系时,需要改变深度,保持液体密度相同;深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;
(3)根据液体密度和深度,可以计算液体压强;利用液体压强和深度,可以计算液体密度。
13.【答案】(1)取下软管重新安装
(2)同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等
(3)不正确,没有控制金属盒浸入液体中的深度相同
(4)①②
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)实验前,发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,两边液体表面压强不相等,接下来的操作应该是取下软管重新安装,使压强计U形管两边红墨水的高度相等。
(2)由图得,BCD中探头在水中的深度相同,探头的朝向不同,压强计U形管两边红墨水的高度差相等,说明同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等。
(3)由图EF得,F中探头所处深度较深,F中U形管两边液面高度差较大,说明F中探头所在液体压强较大,而液体压强大小与液体密度、液体深度有关,F中探头所在压强较大,可能是因为深度较大引起的,故不能判断出图F烧杯中盛的液体密度较大。
(4) ①同一深度,液体密度越大,液体压强越大,烧杯中换密度差更大的液体,可以使液体压强变大,使U形管两边液面高度差变大,故①符合题意;
②同一深度的同一液体,液体产生的压强不变,U形管中换用密度更小的液体,由 得,U形管两边液面高度差变大,故②符合题意;
③④换用更细的U形管、换用稍长的U形管,都不能改变液体压强大小,都不能改变U形管两边液面高度差,故③④不符合题意。
故答案为:①②。
【分析】(1)压强计漏气时,应取下软管重新安装;
(2)同种液体在同一深度向各个方向的压强大小相等;
(3)在讨论液体压强与液体的密度关系时,应控制物体浸入液体的深度相同;
(4)根据,同一深度,液体密度越大,液体压强越大。
14.【答案】(1)有色
(2)增大;压强相等;乙、丙
(3)没有控制深度不变
(4)变大
(5)压强计的气密性不好
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)为了使实验现象更明显,U形管内液体使用有色液体便于观察。
(2)①由图甲、乙所示的实验可知:乙中探头的深度较大,U形管内液体高度差越大,可得结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大。
②将探头放入水中的同一深度,向各个方向旋转探头,发现U形管两侧液面的高度差不变,即液体压强没有发生改变,由此可得:同种液体,同一深度,液体压强相等。
③探究液体压强和液体密度的关系时,要保持液体的深度相同,换用不同的液体做实验,比较乙、丙两图可得到结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。
(3)小海要探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持金属盒处于液体中深度不变。小海保持乙图中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,该实验过程中没有控制金属盒所处的液体深度不变,不能得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强就越大”的结论。
(4)图丙中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
(5)把探头放入水中不同深度,U形管中的液面高度差无明显变化,是因为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,所以橡皮膜受到压强时,U形管中液面高度差无明显变化。
【分析】(1)探究液体压强特点时,U型管中液体有色,便于观察;
(2)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;探究液体压强和液体密度的关系时,需要保持深度相同;
(3)探究液体压强和液体密度关系时,需要保持深度相同;
(4)液体密度相同时,深度变大,液体压强变大;
(5)U型管漏气时,液面高度不变化。
15.【答案】(1)高度差;内凹;相等
(2)深度
(3)密度
(4)B
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种方法叫做转换法。
将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹。
A、B、C三个图,液体的深度和密度均相同,橡皮膜的方向不相同,但U形管的高度差相同,可得结论:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等。
(2)D、E两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U形管的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)E、F两个图,液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,盐水的密度大于水的密度,盐水中U形管的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样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,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹;同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;
(2)同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装。
16.【答案】(1)小
(2)相等
(3)增大;1000;1.2
(4)
【知识点】探究液体压强的特点实验;利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】(1)实验前,取出压强计,用手指反复用力按压探头的橡皮膜,若发现U型管两侧的液面高度差变化始终较小,则说明该压强计的气密性很差。
(2)由题意可知,在同种液体中,橡皮膜所处的深度相同,方向不同,此时U形管两侧的液面差相同,即橡皮膜受到的压强相同,所以这说明同种液体同一深度,向各个方向的压强相等。
(3)由图乙、丙可知,在同种液体中,橡皮膜所处的深度不同,方向相同,此时U形管两侧的液面差不同,橡皮膜所处的深度越深,U形管两侧的液面差越大,即橡皮膜受到的压强越大,所以初步得到的结论是:同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
根据液体压强公式可得,此时橡皮膜受到水的压强为p=ρgh0=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=1000Pa
又因为橡皮膜的表面积为
根据压强公式可得,受到水的压力为F=pS0=1000Pa×1.2×10-3m2=1.2N
(4)由题意可知,当两探头所处深度分别为、时,U形管两侧液面重新相平,即pA=pB,根据液体压强公式可得ρAghA=ρBghB
由此可得,B液体密度的表达式为
【分析】(1)利用U型管压强计探究液体压强特点时,U型管中液面变化很小,可能装置漏气;
(2)液体密度和深度相同时,液体向各个方向压强相等;
(3)液体密度相同时,压强随深度的增加而增大;根据液体密度和深度,计算液体压强;利用压强和受力面积的乘积,计算压力;
(4)当压强相同时,根据已知液体密度和深度,计算未知液体的密度。
17.【答案】D
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】连通器即上端开口下端连通的容器。
A.吸尘器在工作时,由于转动的扇叶处气体的流速大、压强小,灰尘、纸屑等垃圾在周围较大的大气压的作用下被“吸”入,A不符合题意
B.注射器抽取药液是利用大气压,注射是靠手的推力,没有利用连通器,B不符合题意;
C.体温计是利用液体的热胀冷缩原理制成的,C不符合题意;
D.液位计的上端开口、下端连通,是利用连通器原理工作的,即水位计中的水位与锅炉水位是相同的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】上端开口,下端连通,构成一个连通器,在液体不流动时,液面总是相平的。
18.【答案】连通器原理;质量;1000
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;连通器原理
【解析】【解答】上端开口,下部相连通的容器叫连通器,水壶的壶嘴和壶身下部连通,上端开口,符合连通器的特点,这是应用了连通器的实例。紫砂泥密度为 ,物理意义是 的紫砂泥的质量为 。壶和水的总质量为0.5kg,压力等于重力为 ,壶底与桌面的接触面积为 ,故根据压强公式
【分析】茶壶的壶嘴和壶身构成连通器;密度表示单位体积的质量;根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
19.【答案】A
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】A.密度计是利用物体漂浮原理,不是利用连通器原理工作的。A符合题意;
B.U形管结构符合上端开口,下端连通的特点,利用了连通器原理。B不符合题意;
C.船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器。C不符合题意;
D.液位计是利用连通器的原理制成的。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】容器符合上端开口,下端连通的特点,利用了连通器原理。
20.【答案】D
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】由图示知,A、B两个容器通过斜管相连,则A、B两个容器上端开口,下端连通,形成了一个连通器,连通器里装的是相同液体,液面高度相同,则液体不流动,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】上部开口,底部连通的容器是连通器,连通器中装同种液体时液面相平。
21.【答案】大于;连通器
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】如图所示,阀门A关闭时,右侧水深大于左侧水深,根据p=ρgh可知,右侧水对阀门A的压强大于左侧水对阀门A的压强,根据F=pS可知,右侧水对阀门A的压力大于左侧水对阀门A的压力。
打开上游阀门A,关闭下游阀门B,闸室和上游水道底部连通,上端开口,构成了连通器。
【分析】船闸利用了连通器的原理;液体密度相同时,深度越大,液体压强越大。
22.【答案】(1)解:由液体压强公式得p甲=ρ甲gh甲=1×103千克/米3×9.8牛/千克×0.5米=4900帕
(2)解:由平衡条件得F乙=G乙=m乙g=ρ乙V乙g=5×103千克/米3×1×10-2米2×0.4米×9.8牛/千克=196牛
(3)解:将圆柱体乙浸没在液体甲中,液体上升的高度为
则新的液体深度为h'甲=0.5米+0.2米=0.7米>0.6米
甲液体会溢出。则液体甲对容器底部的压强p'甲=ρ甲gh'甲=1×103千克/米3×9.8牛/千克×0.6米=5.88×103帕
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式p甲=ρ甲gh甲,可求出压强;
(2)根据公式 F乙=G乙=m乙g=ρ乙V乙g ,可求出压力;
(3)根据公式 p'甲=ρ甲gh'甲 ,可求出压强。
23.【答案】0.6×103kg/m3
【知识点】利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】从图中可知,与液体下表面相平的水平面上
根据
则
【分析】U型管中液面静止时,压强相等;根据压强相等,结合已知液体的密度,计算未知液体的密度。
24.【答案】(1)液体压强;转换法
(2)软管漏气
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同
(4)液体密度
(5)510;1.02×103
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水
(7)错误;没有控制深度相同
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)液体压强的大小无法直接看出,实验中借助U形管压强计,通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法。
(2)小明发现无论怎么按压橡皮膜,U形管中的液面高度都没变化,说明连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变。
(3)由图乙丙丁得,橡皮膜在水中深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管压强计两边液面高度差相同,说明同一液体相同深度不同方向的压强大小相同。
(4)由图丁、戊得,橡皮膜在水和盐水中相同深度相同朝向,盐水中的U形管两边液面高度差更大,说明同一深度,液体压强还与液体密度有关。
(5)依题意得,压强计所测之处的液体压强是
依题意得
盐水密度为
(6)进入深海区,潜水员需要穿特制的抗压潜水服装,才能进行潜水;深海鱼打捞上岸后,由于鱼内的压强大于海岸上的压强,鱼肚会被撑破。
(7)另一同学在丁图的基础上,向容器内加入适量的浓盐水,盐水的密度增大,橡皮膜所处的深度变深,发现U形管两侧液面的高度差变大了,说明橡皮膜处压强变大,由于没有控制橡皮膜所处深度相同,因此得出“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”是错误的。
【分析】(1)实验通过压强计两边液面高度差看出液体压强大小,用到转换法;
(2)连接橡皮膜的软管发生漏气,压强计两端压强相同,U形管中液面高度差不变;
(3)同一液体相同深度不同方向的压强大小相同;
(4)同一深度,液体压强还与液体密度有关;
(5)根据p=ρgh,求出液体压强;根据,求出盐水密度;
(6)同种液体内部,深度越深,压强越大,据此列举压强随深度的变大而增加的实例;
(7)在探究液体压强和液体密度的关系时,应控制物体所处深度不变。
25.【答案】(1)解:由题意可知,煤油的体积为V=400mL=400cm3=4×10﹣4m3
煤油的质量为m煤油=ρ煤油V=0.8×103kg/m3×4×10﹣4m3=0.32kg
答:烧瓶内煤油的质量0.32kg;
(2)解:由压强的计算公式可得,煤油对烧瓶底部的压强为p=ρ煤油gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa
答:煤油对烧瓶底的压强800Pa
(3)解:根据重力的计算公式可得,煤油的重力为G煤油=m煤油g=0.32kg×10N/kg=3.2N
烧瓶的重力为G烧瓶=m烧瓶g=0.2kg×10N/kg=2N
则烧瓶对桌面的压力F′=G煤油+G烧瓶=3.2N+2N=5.2N
烧瓶对桌面的压强
答:平底烧瓶对桌面的压强1040Pa。
【知识点】密度公式及其应用;重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和排开液体的体积,计算浮力大小;
(2)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(3)根据质量计算重力;根据压力和受力面积的比值, 计算压强。
26.【答案】(1)解:水对冷水壶底的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa
答:水对冷水壶底的压强为1500Pa;
(2)解:由可得,冷水壶底部受到的水的压力F水=p水S=1500Pa×0.02m2=30N
答:冷水壶底部受到的水的压力为30N;
(3)解:水的重力G水=m水g=2.5kg×10N/kg=25N
冷水壶对水平桌面产生的压力F=G水+G水壶=25N+15N=40N
冷水壶对桌面产生的压强
答:冷水壶对桌面产生的压强和压力各为2000Pa、40N。
【知识点】重力及其大小的计算;压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体密度和深度,可以计算液体压强大小;
(2)根据压强和受力面积的乘积计算压力;
(3)根据物体的质量计算重力,利用压力和受力面积的比值, 计算压强。
27.【答案】B,D
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,三种液体的质量相同,三容器质量相同,故三容器的总重相同,故三容器对桌面的压力相同,A不符合题意;
B.根据可知,三容器的底面积和对桌面的压力相同,三容器对桌面的压强大小相等,B符合题意;
D.甲、乙、丙三种液体的质量相同,但是甲的体积大于乙的体积大于丙的体积,故甲的密度小于乙的密度小于丙的密度,根据p=ρgh可知,深度相同,故三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
D符合题意;
C.根据F=pS可知,容器底的面积相同,故三容器底部所受液体的压力关系为F丙>F乙>F甲
C不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据p=ρgh及,判断压力及压强的大小。
28.【答案】重力的方向总是竖直向下;左;连通器;同一水平面上(或同一高度上、或同一水平线上)
【知识点】重力的方向;连通器原理
【解析】【解答】如图甲所示的水平仪上悬挂了一个重垂线,它是利用了重力的方向总是竖直向下的原理。
如图甲所示重垂线偏向水平仪的右侧,说明桌面左面较高。
在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管,把软管的两端靠在墙面的不同地方并作出标记,这样做利用了连通器的原理,目的是保证两点在同一水平面上(或同一高度上、或同一水平线上)。
【分析】重力的方向总是竖直向下的;上端开口,下端连通的容器叫连通器,在液体不流动时,各液面是相平的。
29.【答案】(1)液体压强大小
(2)大
(3)密度;增加水
(4)0.9×103kg/m3
【知识点】液体压强的计算;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)该实验利用转换法,通过橡皮膜的形变程度来表示液体压强的大小。
(2)由步骤②、③可看出,随着A中的水量的增多,橡皮膜的型变量也越来越大,故说明同种液体深度越深,液体产生的压强越大。
(3)由步骤④可知,在液体深度相同时,橡皮膜向装水的容器方向凸起,说明同样深度时,密度越大的液体产生的压强越大。
想要橡皮膜恢复原状,就应该增大左边水的压强,或者减少盐水的压强,故可以减少盐水、同时增加水或者减少盐水、向水中加入物体等合理即可。
(4)已知
利用橡皮膜变平,说明水产生的压强和位置液体产生的压强相等,故
再由
得
【分析】(1)通过橡皮膜的凹陷程度,可以反应出液体压强的大小;
(2)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(3)当液体深度相同时,液体密度越大, 液体压强越大;若液体压强相等,液体密度越小,深度越大;
(4)国际液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;国际液体压强和深度,可以计算位置液体的密度。
30.【答案】600;变大;不变
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的计算
【解析】【解答】水对容器底部的压强为
若将其倒放在桌面上,如图乙所示,水的深度变大,则水对容器底的压强变大。
容器对桌面的压力等于水的重力与容器重力之和,若将其倒放在桌面上,容器对桌面的压力不变。
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;液体密度一定时,深度越深,液体压强越大;水平面受到的压力等于物体的重力。
31.【答案】(1)不漏气
(2)高度差
(3)增大;乙、丁
(4)1.0×107
(5)a
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)由题意可知,用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置的气密性较好,即装置不漏气。
(2)在本次实验中,为了比较液体内部压强的大小,我们使用的是转换法,即实验过程中,通过U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小。
(3)通过乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,液体越深,U形管液面高度差越大,即液体的压强越大,所以同种液体内部压强随深度的增加而增大。
想要探究液体内部的压强与液体密度的关系,我们应该控制液体的密度不同,橡皮膜在液体中所处的深度相同,由图可知,我们应该选择乙、丁两次实验。
(4)“奋斗者”号深潜到1000m时,根据公式可得,海水产生的压强为
再根据可得,1m 的舱体受到的海水压力为F=pS=1.0×107Pa×1m2=1.0×107N
(5)如图所示,从左侧管口沿水平方向吹气时,左侧上端的空气流速快,根据流体压强与流速的关系可知,其压强小,右侧上端空气流速小,其压强大,在压强差形成的压力差的作用下,液体从右侧压入左侧一部分,所以左侧液面将升高,即U形管内液面较高的是a。
【分析】(1)探究液体压强的影响因素时,按压U型管的橡皮膜时液面高度变化,反应装置不漏气;
(2)通过U型管中液面高度的变化,反应液体压强的大小;
(3)在液体密度相同时,液体压强随深度的增大而增大;当深度相同时,液体压强和液体密度有关;
(4)根据液体密度和深度,可以计算液体压强的大小;
(5)流体在流速大的地方压强小。
32.【答案】1000;1500
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】如图,阀门关闭时,玻璃管底部A点的液体压强为
阀门打开,待水静止后,两边液面等高,此时A点的深度为
此时A点的液体压强为
【分析】根据液体密度和深度,可以计算液体压强;根据深度变化,计算液体压强的变化。
33.【答案】60;6000
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】由图可知,A点的深度是A点到自由液面的垂直距离,所以A点的深度为, A点受到的压强为
【分析】液体中的深度,是液面到所在位置的距离;根据液体密度和深度,可以计算液体压强。
34.【答案】A流向B;相同
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】上端开口下端连通的容器为连通器,连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。由图知,若将阀门K打开后,A、B构成连通器,水将会A流向B;在水不流动时两容器中液面的高度相同。
【分析】上端开口下端连通的容器为连通器,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
35.【答案】(1)解:桶内水深:h=20cm=0.2m,水对桶底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
水对桶底的压力:F=pS=2000Pa×5×10-2m2=100N;
(2)解:水和桶的总重:G=(m水+m桶)g=(11kg+1kg)×10N/kg=120N,
手受到的拉力:F′=120N,
手受到的压强:p′= ==1.5×104Pa.
【知识点】重力及其大小的计算;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据公式p=ρgh及F=pS,可求出压力和压强;
(2)根据公式F=G=(m水+m桶)g及,可求出压强。
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