粤沪版物理八下同步训练:8.2 研究液体的压强
一、选择题
1.(2023九上·天心开学考) 如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最大 C.乙最小 D.丙最大
2.(2023九上·天心开学考) 小华在海底世界游玩时,观察到了鱼吐出的气泡上升的情景,如图所示。气泡上升过程中体积和气泡内气体的压强变化情况是( )
A.体积变小,压强变小 B.体积变小,压强变大
C.体积变大,压强变小 D.体积、压强均不变
3.如图所示,两根较长的轻质薄壁试管的横截面积分别为S和2S。大试管内盛有适量水银,将充满水银的小试管开口朝下插入大试管内,小试管的底部恰好与大试管内的液面相平。此时水银对大试管底部的压力为N1。现将小试管缓慢地竖直拉出,在小试管离开大试管液面前一瞬间,水银对大试管底部的压力为N2,若大气压强为p0,则N2与N1相比( )
A.减小p0S B.增大p0S C.减小2p0S D.增大2p0S
4.如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa=pb=pc B.pa
pb>pc D.pa>pb=pc
5.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧受力不平衡时会发生形变.此装置( )
A.左右构成一个连通器
B.可以探究液体的压强是否与液体的深度、密度有关
C.可以验证液体内部向各个方向的压强相等
D.可以探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关
6.(2023九上·上海市期中)物理在生活中有很多应用,以下实例中利用连通器原理制成的是( )
A.压力锅 B.液位计 C.密度计 D.吸尘器
7.(2023九上·重庆市开学考)连通器在日常生活中应用广泛,下列应用事例中,哪个不是利用连通器原理工作的( )
A.茶壶
B.盆景自动给水装置
C.锅炉水位计
D.乳牛自动喂水器
二、填空题
8.(2023八下·溧水期末)利用饮料瓶做几个小实验:
(1)如图甲所示,用手握着饮料瓶静止在空中,瓶口竖直向上,此时饮料瓶受到的摩擦力的方向为 ,增大手的握力,饮料瓶受到摩擦力的大小 (选填“增大”“不变”或“减小”).
(2)如图乙所示,拧开瓶盖,将塑料吸管插入饮料瓶中,能把饮料吸进口中,这是利用
了 .
(3)如图丙所示,放在水平地面上的饮料瓶中注满水,在a、b处各扎一个小孔,看到的
现象是:有水从两个小孔中喷出, 孔水喷出的距离较远.
9.如图所示,一端封闭的U形管内盛有水银。若大气压为76cm的水银柱,那么水银柱对封闭端A处的压强是 。
10.我国“蛟龙号”潜水艇已实现下潜深度7062m,其下潜过程中,潜水员的质量 ,“蛟龙号”受到水的压强 .(选填“变大”“变小”或“不变”)
11.为了探究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进.当两探头置于空气中时,U形管液面相平现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2z的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则p1 p2(选填“>”“<”或“=");若使U形管中的液面再次相平,应 (选填 “增大”或“减小”)Z容器中探头在液体中的深度.
12.如图,甲、乙两圆柱形容器的高度之比为1:1,容器内部底面积之比为1:3,都装满水,现将两质量之比为1:4的木块a、b缓缓放入甲、乙两容器中,则此时水对两容器底部的压强之比为 ,水对两容器底部的压力之比为
13.(2023九上·杨浦期中)两个相同的圆柱形容器分别装有酒精和水,甲、乙两个小球分别浸没在酒精和水中,此时液体对两容器底部的压力相等。现分别取出两小球,若不计液体损耗,酒精和水各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积 乙球的体积;两容器中,酒精的质量 水的质量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
14.(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 。
三、实验探究题
15.小李同学利用如图所示装置探究液体内部压强的特点.
(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差.小李调节好压强计后,U形管两边液面相平.
(2)小李把金属盒分别浸人甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的 ;他改变图乙中金 属盒的深度,其探究情况如图丙所示.
(3)小李应该比较图 ,得出金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明
16.(2023八下·东宝期中)某同学探究液体内部压强的特点,实验过程如图所示。
(1)实验中,通过观察压强计U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受的压强的大小,此物理方法叫 。
(2)如图1、2、3所示,可得到的结论为:在同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强 (填“相等”或“不等”)。
(3)通过比较图1与图 可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
(4)在图6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),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”、“变小”或“无法判断”)
(5)小王用图7所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
A、右侧待测液体到容器底的深度h1
B、右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C、左侧水到容器底的深度h3
D、左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
17.(2023八下·镇江期中)小明同学为制作一个测量液体密度的仪器——密度秤,器材有:弹簧测力计、圆柱形的薄壁塑料桶(重力为1N、底面积为10cm2、高度为12.5cm)、刻度尺、滴管。
方案一:①将弹簧测力计在竖直方向调零,把塑料桶挂在弹簧测力计上(如图甲);
②在塑料桶侧壁做一标记,将水倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为2N;
③将某种液体倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为4N。
则:
(1)标记的高度h= cm,某种液体的密度为 g/cm3;
(2)该“密度秤”的分度值是 g/cm3,若标记下移一些,“密度秤”的量程会 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)制作完成后,小明发现“密度秤”的零刻度线和弹簧测力计的零刻度线不重合,为使零刻度线重合,小明应该: ;
方案二:①把塑料桶挂在弹簧测力计上,向桶中缓慢注水,当弹簧测力示数为F(定位点)时停止注水,测出此时水面到桶底距离h0=5cm(如图乙);
②将桶中水全部倒出,向桶中缓慢注入待测液体,直至弹簧测力计示数仍为F,测出此时液面到桶底距离h;
③重复上述步骤,又用此密度秤对多种待测液体进行测量,得到多组ρ、h的数据。
(4)由步骤②可得定位点F= N,该“密度秤”能够测量的最小液体密度为 g/cm3;
(5)则根据数据画出的图像丙,可能为 (选填图像中的序号);
(6)小明对塑料桶进行了改造,在塑料桶壁上对应位置标上密度值。上述图像中ρ2﹣ρ1=ρ3﹣ρ2,在塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2 (选填“上方”或“下方”),刻度线ρ1和ρ2间距 刻度线ρ2和ρ3间距(选填“>”、“<”或“=”)。
四、计算题
18.水坝的下部总要修得比上部宽,
(1)这是因为液体的压强随深度的增加而 ;
(2)若水坝蓄水深度是,则坝底受到水的压强是多少。
19.如图所示,一个足够大、粗细均匀的U形管,先在A管中注入密度为ρA的液体,再往B管中注入密度为ρB的液体,当两管的高度差为时(L为B液体液柱的长度),管内液体处于平衡状态;如果再往A管中注入液体C,已知ρc=ρB,欲使液体平衡时两管的液面恰好相平,应该注入液体C的液柱长度为多少?
20.(2023八下·安庆月考)如图所示,一两端开口的均匀玻璃管,其横截面积是 10cm2 ,现用轻质塑料片附其下端,然后竖直插入水面下20cm处,现从管口向下注入酒精,当注入酒精的体积为多少时,塑料下落? (g取 10N/kg,酒精密度0.8×103kg/m3)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的特点
【解析】【解答】容器的质量相同、底面积相同,对桌面的压强相等,根据F=pS,桌面受到的压力相同,可知液体重力相同,质量相等,根据,丙液体的体积最小,密度最大,根据p=ρgh,深度相同时,密度最大的丙,容器底受到的压强最大,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据桌面受到的压强和受力面积,计算压力关系;根据物体的质量和体积关系,判断密度大小;根据p=ρgh,计算液体压强的大小关系。
2.【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据图像,鱼吐出的气泡在上升时,深度减小,液体压强变小,气泡体积膨胀变大;体积变大的气泡内压强减小,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】水中气泡上升,体积变大,气体质量一定时,体积变大,压强减小。
3.【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】已知小试管的底部恰好与大试管内的液面相平时,因为小试管内水银上方是真空,小试管内水银产生的压强和大气压强相等,F=pS,且小试管底部受到的压力和自身的重力相等,则小试管内水银的重力G2=F=p0S;将小试管向上拉起,大试管底受到的压力减小,离开液面瞬间,大试管内水银对底部的压力和大试管内水银的重力相等,N1-N2=G1-G3=G2=p0S,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】小试管缓慢地竖直拉出时,根据F=pS求出试管内水银的压力,此时水银产生的压力和自身的重力相等;圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等,小试管缓慢地竖直拉出时,水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力。
4.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】根据图片可知,液体的深度ha>hb>hc,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,液体压强pa>pb故选C。
【分析】根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体压强大小。
5.【答案】B
【知识点】连通器原理;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】A.根据图片可知,左右两个容器底部没有连通,不是连通器,故A错误;
B.根据橡皮膜的凸起方向确定受到液体压强大小,保证液体密度相同,改变深度,可以探究液体压强与液体深度的关系;而控制深度相同,改变液体密度,可以探究液体压强与液体密度的关系,故B正确;
C.橡皮膜在竖直方向,只能通过凸起方向确定液体内部向左和向右有压强,故C错误;
D.探究液体压强和重力的关系时,需要控制体积相同;而探究液体压强和液体体积的关系时,需要控制液体重力相同,这个器材无法达到目的,故D错误。
故选B。
【分析】A.上面开口,底部连同的容器为连通器;
B.根据控制变量法的要求分析判断;
CD.根据图片分析其中包含的物理原理。
6.【答案】B
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】A.压力锅的密封较好,加热时锅内产生水蒸气会使锅内气压增大,锅内水的沸点升高,食物更易煮熟,所以压力锅利用液体沸点与气压的关系,故A错误;
B.液位计利用两个容器内盛同种液体时且不流动时,液面相平,利用透明的容器中液面的变化可以获知另一个容器内液面的变化,所以利用了连通器原理,故B正确;
C.密度计是利用了物体的浮沉条件以及阿基米德原理,故C错误;
D.吸尘器是利用流体压强与流速的关系制成的,故D错误。
故选项为:B。
【分析】(1)液体沸点随气压增大而升高;
(2)上端开口,下端连通的容器叫连通器,连通器里只有一种液体时,且在液体不流动的情况下,连通器各容器液面总是相平的;
(3)同一个物体漂浮在不同液体中时,所受浮力都等于物体重力,即浮力不变,由阿基米德原理可知,浮力不变,物体排开液体体积会发生变化;
(4)流体流速越快压强越小。
7.【答案】B
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】A.茶壶的壶嘴和壶身底部想通,上端开口,是连通器,A错误;
B.盆景自动给水装置是利用了大气压原理,B正确;
C.锅炉水位计和锅炉构成连通器,方便观察锅炉中水位高低,C错误;
D.乳牛自动喂水器的两个储水容器构成连通器,D错误。
故选B。
【分析】上端开口,底部连通的是连通器。自动给水装置中储水容器的瓶口被水密封,在大气压作用下瓶中水不会流入下方容器中。
8.【答案】(1)竖直向上;不变
(2)大气压强
(3)b
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;液体压强的特点
【解析】【解答】(1)如图甲,用手握着饮料瓶静止,饮料瓶受到平衡力,竖直向下的重力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡关系,摩擦力的方向为竖直向上;增大手的握力,重力和摩擦力仍是平衡力,重力不变,饮料瓶受到摩擦力的大小不变;
(2)如图乙,利用塑料吸管喝饮料时,吸气时,管中气体减少,气压减小,饮料在大气压的作用下进入口中;
(3)如图丙所,瓶上a、b处小孔高度不同,液体压强不同,深度越深,液体压强越大,水从小孔中喷出时,b孔水喷出的距离较远。
【分析】(1)静止的物体受到平衡力的作用,根据二力平衡,判断力的方向关系;静摩擦力和压力无关;
(2)吸管喝饮料利用了大气压的作用;
(3)液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大。
9.【答案】70cmHg
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】根据图像,U形管中水银静止,受到平衡力,B处接触空气,受到的大气压为76cmHg,A处液面比B处高出16cm-10cm=6cm,则A处受到的大气压为76cmHg-6cmHg=70cmHg。
【分析】根据液面高度差,计算大气压的大小。
10.【答案】不变;变大
【知识点】质量及其特性;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)我国“蛟龙号”潜水艇已实现下潜深度7062m,其下潜过程中,潜水员的质量不变;
(2)潜水员所在水的深度增大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,它受到水的压强变大。
【分析】(1)质量是物质本身的一种属性,不随物体形状、状态、位置和高度的变化而变化。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到水的压强变化。
11.【答案】>;增大
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】①根据图片可知,U形管左侧液面较低,则探头在液体甲中受到的压强大。根据p=ρ液gh可知,液体的密度ρ1>ρ2。
②根据题意可知,左侧液体压强大,右侧液体压强小,只有增大右侧探头受到的压强,U形管内液面可能相平。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,此时可以增大乙容器中探头在液体的深度。
【分析】①根据U形管内液面的高低判断对应侧液体压强大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度大小;
②增大压强较小一侧的压强,减小压强较大一侧的压强,此时U形管两侧液面高度可能相平。
12.【答案】1:1;1:3
【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】容器内装满水,放入木块后溢出水,但是水面仍然是满的,即容器内水面高度相同。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,容器底部受到水的压强之比为:p甲:p乙=ρ甲:ρ乙=1:1;
容器的底面积之比S甲:S乙=1:3,根据F=pS可知,容器底部受到水的压力之比:F甲:F乙=1:3。
【分析】根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对容器底部的压强之比,再根据F=pS计算水对容器底部的压力之比。
13.【答案】大于;等于
【知识点】压强大小比较;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】由于两容器完全相同,分别装有酒精和水,甲、乙小球分别浸没在两液体中,液体对容器底部的压力相等,由可知,两液体对容器底部的压强相等;取出小球后,两液体对各自容器底部压强的变化量相等,即此时两液体对容器底部压强仍相等,根据和两液体的密度()可知:h酒精>h水 ;如果甲、乙两小球体积相等,把它们放入液体中后,则排开液体的体积相等,酒精和水升高的高度相等,由于两液体的密度不同,所以两液体对器底的压强不相等;如果甲球的体积大于乙球的体积,甲放入酒精中后酒精升高的高度大于乙放入水中水升高的高度,由于酒精的密度小于水的密度,所以两液体对容器的压强可能相等;若甲球的体积小于乙球的体积,甲放入酒精中后酒精升高的高度小于乙放入水中后水升高的高度,由于酒精的密度小于水的密度,所以两液体对容器的压强不可能相等;故甲球的体积一定“大于”乙 球的体积;
由于两容器完全相同,小球取出后,液体对容器底部的压强相等,由可知两容器中液体对器底的压力相等,即两液体的重力相等,由G=mg可知,酒精的质量“等于”水的质量;
综上可知,本题正确答案为:第1 空应填:“大于”,第2 空应填:“等于” 。
【分析】(1)根据两容器完全相同,分别装入酒精和水,当甲球放入酒精,乙球放入水中后,液体对器底的压强相等,取出小球后,液体对两容器底部压强仍相等,由以及两液体的密度()可分析得出甲球的体积大于乙球的体积;
(2)由以及G=mg可得出两液体的质量相等。
14.【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。
15.【答案】(1)小
(2)深度相同
(3)乙、丙;大
(4)在液体中,同种液体同一深度处压强在各个方向都相等
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化小,表明其气密性差.小李调节好压强计后,U形管两边液面相平.
(2)小李把金属盒分别浸人甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的深度相同;
(3)探究液体压强大小与深度的关系时,需要控制液体密度相同,只改变液体深度,故选实验乙和丙,那么得到: 金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明在液体中,同种液体同一深度处压强在各个方向都相等。
【分析】(1)如果压强甲的气密性较差,那么受到压强后,里面的空气会溢出,从而导致U形管两侧液面高度变化不大;
(2)根据控制变量法的要求可知,探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制探头的深度;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验,从而得出实验结论;
(4)注意分析同一深度上各个方向上液体压强大小即可。
16.【答案】(1)转化法
(2)相等
(3)5
(4)变大
(5)
【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】探究液体内部压强的特点时,
(1)实验中,金属盒受到的压强不同,凹陷程度不同,液柱的高度差不同,通过U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受的压强的大小,此方法叫转化法;
(2)如图1、2、3可知,深度和液体密度相同,方向不同,U形管中液柱高度相同,可得到的结论为:在同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(3)通过图1、5可知,液体密度相同,深度不同,深度越深,液体压强越大,为了大坝安全,三峡大坝设计成上窄下宽;
(4)在图6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,探头处压强等于杯底压强减去下方液体的压强,而加水后杯底的压力增大,压强增大;探头到杯底的液体密度变小,压强变小,故探头处的压强增大液体深度变大了,橡皮膜受到的液体压强变大 ;
(5)用图7所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1 ,对测量密度无关; B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2 ;
C.左侧水到容器底的深度h3 ,对测量密度无关;D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4 ;
根据压强相等p=ρgh,计算液体密度为。
【分析】(1)根据U形管液面高度差反应压强的大小,是转换法;
(2)液体密度和深度相同时,各个方向压强相等;
(3)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(4)深度变大,液体压强变大;
(5)根据液体压强相等,结合深度和液体密度,利用计算未知液体密度的大小。
17.【答案】(1)10;3
(2)0.2;增大
(3)将指针上移
(4)1.5;0.4
(5)①
(6)上方;>
【知识点】利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】(1)根据实验步骤,可确定塑料桶内水的重力为G水=2N-1N=1N,水的质量:,水的体积:,则水的深度,即标记的高度;塑料桶内某种液体的重力为G液=4N-1N=3N,某种液体的质量:,由于水与某种液体体积不变,即V=V液=V水=100cm3,则某种液体的密度为:;
(2)由图甲可知,弹簧测力计最大称重为5N,由G=mg和可知,弹簧测力计称重不变,但是液体的最大称重是测力计最大值减去1,故液体最大密度为:;
由图可知该密度秤的分度值是0.2g/cm3;若标记下移一些,即塑料桶内所装液体的体积减小,由可知,所测液体最大密度变大,故密度秤的量程会增大;
(3)制作完成后,小明发现密度秤的零刻度线和弹簧测力计的零刻度线不重合,为使零刻度线重合,可以将弹簧测力计在竖直方向上调零;
(4)当弹簧测力示数为F(定位点)时停止注水,测出此时水面到桶底距离h0=5cm,此时塑料桶内水的体积为V水'=S容h0=10cm2×5cm=50cm3,塑料桶内水的质量为m水'=ρ水V水'=1.0g/cm3×50cm3=50g=0.05kg,塑料桶内水的重力为G水'=m水'g=0.05kg×10N/kg=0.5N,由于圆柱形的薄壁塑料桶重力为1N,故定位点F=G水'+G桶=0.5N+1N=1.5N;由于弹簧测力计示数不变,说明所测液体的质量一定,即m小=m水'=50g;当液体体积最大,即圆柱形的薄壁塑料桶装满时,即V大=V容=S容h=10cm2×12.5cm=125cm3,则所测液体密度最小为:;
(5)由于塑料桶中装入的液体重力相等,质量相等,即ρ水h水=ρ液h液,所以液体密度和液体深度成反比,故选①;
(6)由于液体密度和液体深度成反比,且ρ1<ρ2,故在塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2上方;
图丙①中刻度线ρ1和ρ2间距与刻度线ρ2和ρ3间距如下图所示:
刻度线ρ1和ρ2间距为h1-h2,刻度线ρ2和ρ3间距为h2-h3,由图可知,h1-h2>h2-h3,即刻度线ρ1和ρ2间距>刻度线ρ2和ρ3间距。
【分析】(1)根据G=mg求出某种液体的质量,由于体积不变,利用,求出某种液体的密度;
(2)根据液体最大密度表达式分析回答;
(3)为了使零刻度线重合,可以将弹簧测力计在竖直方向上调零;
(4)已知水的深度和薄壁塑料桶底面积,求出水的体积,根据m=ρV,求出水的质量,利用G=mg求出水的重力,然后可得定位点F的大小;当液体体积最大时,即圆柱形的薄壁塑料桶装满时,所测液体密度最小,根据,求出测量的最小液体密度;
(5)塑料桶中装入的液体重力相等,质量相等,液体密度和高度成反比;
(6)根据液体密度和高度成反比。
18.【答案】(1)增大
(2)解:水深,坝底受到水的压强:
。
答:坝底受到水的压强是.
【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据液体压强随深度的变化规律解答;
(2)根据液体压强公式 计算坝底受到水的压强。
19.【答案】解:设注入C液体的液柱长度为x。
ρcxg=ρA(L-x)g=ρBLg①,
(ρc-ρA)x=(ρB-ρA)L,
所以x=L②
因为注入B液体后,A、B两液面的高度差为,则ρBgL=ρAg×,所以ρA≈2ρB③。
将③及ρc=ρB代入②,得x=L。
【知识点】液体压强的计算
【解析】【分析】液体静止时,受到的液体压强相等,结合液面高度变化,判断液体密度关系;由已知条件:先从A端注入密度为ρA的液体,再从B端注入密度为ρB、长度为L的液柱,平衡时左右两管的液面高度差为,可以得到A、B两种液体的密度关系;设在A端注入长度为h的密度为ρC的液体后,C液柱产生压强与长度为(L-h)的A液体产生压强之和等于B液柱产生压强,计算注入的液柱长度。
20.【答案】解:已知:h水 =20cm ,S=10cm2 ρ水=1g/cm3, ρ酒=0.8g/cm3
由右图可得,塑料片受到向上和向下的压力,二者相等。F向上=F向下
由公式得P向上S=P向下S
则:ρ水gh水=ρ酒gh酒
酒精的深度:h酒=
答:注入 250cm3 酒精时,塑料下落。
【知识点】液体压强的计算;利用平衡法求液体密度
【解析】【分析】根据压力和受力面积的比值, 计算压强;根据液体密度和深度,可以计算压强的大小;结合已知的深度,计算液体密度。
1 / 1粤沪版物理八下同步训练:8.2 研究液体的压强
一、选择题
1.(2023九上·天心开学考) 如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最大 C.乙最小 D.丙最大
【答案】D
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的特点
【解析】【解答】容器的质量相同、底面积相同,对桌面的压强相等,根据F=pS,桌面受到的压力相同,可知液体重力相同,质量相等,根据,丙液体的体积最小,密度最大,根据p=ρgh,深度相同时,密度最大的丙,容器底受到的压强最大,D符合题意。
故答案为:D.
【分析】根据桌面受到的压强和受力面积,计算压力关系;根据物体的质量和体积关系,判断密度大小;根据p=ρgh,计算液体压强的大小关系。
2.(2023九上·天心开学考) 小华在海底世界游玩时,观察到了鱼吐出的气泡上升的情景,如图所示。气泡上升过程中体积和气泡内气体的压强变化情况是( )
A.体积变小,压强变小 B.体积变小,压强变大
C.体积变大,压强变小 D.体积、压强均不变
【答案】C
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】根据图像,鱼吐出的气泡在上升时,深度减小,液体压强变小,气泡体积膨胀变大;体积变大的气泡内压强减小,C符合题意。
故答案为:C.
【分析】水中气泡上升,体积变大,气体质量一定时,体积变大,压强减小。
3.如图所示,两根较长的轻质薄壁试管的横截面积分别为S和2S。大试管内盛有适量水银,将充满水银的小试管开口朝下插入大试管内,小试管的底部恰好与大试管内的液面相平。此时水银对大试管底部的压力为N1。现将小试管缓慢地竖直拉出,在小试管离开大试管液面前一瞬间,水银对大试管底部的压力为N2,若大气压强为p0,则N2与N1相比( )
A.减小p0S B.增大p0S C.减小2p0S D.增大2p0S
【答案】A
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】已知小试管的底部恰好与大试管内的液面相平时,因为小试管内水银上方是真空,小试管内水银产生的压强和大气压强相等,F=pS,且小试管底部受到的压力和自身的重力相等,则小试管内水银的重力G2=F=p0S;将小试管向上拉起,大试管底受到的压力减小,离开液面瞬间,大试管内水银对底部的压力和大试管内水银的重力相等,N1-N2=G1-G3=G2=p0S,A符合题意。
故答案为:A.
【分析】小试管缓慢地竖直拉出时,根据F=pS求出试管内水银的压力,此时水银产生的压力和自身的重力相等;圆柱体内水银对容器底部的压力和自身的重力相等,小试管缓慢地竖直拉出时,水银对容器底部压力的减小量即为小试管内水银的重力。
4.如图所示,装有水的容器静止在斜面上,其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa=pb=pc B.papb>pc D.pa>pb=pc
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】根据图片可知,液体的深度ha>hb>hc,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,液体压强pa>pb故选C。
【分析】根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体压强大小。
5.如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧受力不平衡时会发生形变.此装置( )
A.左右构成一个连通器
B.可以探究液体的压强是否与液体的深度、密度有关
C.可以验证液体内部向各个方向的压强相等
D.可以探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关
【答案】B
【知识点】连通器原理;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】A.根据图片可知,左右两个容器底部没有连通,不是连通器,故A错误;
B.根据橡皮膜的凸起方向确定受到液体压强大小,保证液体密度相同,改变深度,可以探究液体压强与液体深度的关系;而控制深度相同,改变液体密度,可以探究液体压强与液体密度的关系,故B正确;
C.橡皮膜在竖直方向,只能通过凸起方向确定液体内部向左和向右有压强,故C错误;
D.探究液体压强和重力的关系时,需要控制体积相同;而探究液体压强和液体体积的关系时,需要控制液体重力相同,这个器材无法达到目的,故D错误。
故选B。
【分析】A.上面开口,底部连同的容器为连通器;
B.根据控制变量法的要求分析判断;
CD.根据图片分析其中包含的物理原理。
6.(2023九上·上海市期中)物理在生活中有很多应用,以下实例中利用连通器原理制成的是( )
A.压力锅 B.液位计 C.密度计 D.吸尘器
【答案】B
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】A.压力锅的密封较好,加热时锅内产生水蒸气会使锅内气压增大,锅内水的沸点升高,食物更易煮熟,所以压力锅利用液体沸点与气压的关系,故A错误;
B.液位计利用两个容器内盛同种液体时且不流动时,液面相平,利用透明的容器中液面的变化可以获知另一个容器内液面的变化,所以利用了连通器原理,故B正确;
C.密度计是利用了物体的浮沉条件以及阿基米德原理,故C错误;
D.吸尘器是利用流体压强与流速的关系制成的,故D错误。
故选项为:B。
【分析】(1)液体沸点随气压增大而升高;
(2)上端开口,下端连通的容器叫连通器,连通器里只有一种液体时,且在液体不流动的情况下,连通器各容器液面总是相平的;
(3)同一个物体漂浮在不同液体中时,所受浮力都等于物体重力,即浮力不变,由阿基米德原理可知,浮力不变,物体排开液体体积会发生变化;
(4)流体流速越快压强越小。
7.(2023九上·重庆市开学考)连通器在日常生活中应用广泛,下列应用事例中,哪个不是利用连通器原理工作的( )
A.茶壶
B.盆景自动给水装置
C.锅炉水位计
D.乳牛自动喂水器
【答案】B
【知识点】连通器原理
【解析】【解答】A.茶壶的壶嘴和壶身底部想通,上端开口,是连通器,A错误;
B.盆景自动给水装置是利用了大气压原理,B正确;
C.锅炉水位计和锅炉构成连通器,方便观察锅炉中水位高低,C错误;
D.乳牛自动喂水器的两个储水容器构成连通器,D错误。
故选B。
【分析】上端开口,底部连通的是连通器。自动给水装置中储水容器的瓶口被水密封,在大气压作用下瓶中水不会流入下方容器中。
二、填空题
8.(2023八下·溧水期末)利用饮料瓶做几个小实验:
(1)如图甲所示,用手握着饮料瓶静止在空中,瓶口竖直向上,此时饮料瓶受到的摩擦力的方向为 ,增大手的握力,饮料瓶受到摩擦力的大小 (选填“增大”“不变”或“减小”).
(2)如图乙所示,拧开瓶盖,将塑料吸管插入饮料瓶中,能把饮料吸进口中,这是利用
了 .
(3)如图丙所示,放在水平地面上的饮料瓶中注满水,在a、b处各扎一个小孔,看到的
现象是:有水从两个小孔中喷出, 孔水喷出的距离较远.
【答案】(1)竖直向上;不变
(2)大气压强
(3)b
【知识点】摩擦力的大小;摩擦力的方向;液体压强的特点
【解析】【解答】(1)如图甲,用手握着饮料瓶静止,饮料瓶受到平衡力,竖直向下的重力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡关系,摩擦力的方向为竖直向上;增大手的握力,重力和摩擦力仍是平衡力,重力不变,饮料瓶受到摩擦力的大小不变;
(2)如图乙,利用塑料吸管喝饮料时,吸气时,管中气体减少,气压减小,饮料在大气压的作用下进入口中;
(3)如图丙所,瓶上a、b处小孔高度不同,液体压强不同,深度越深,液体压强越大,水从小孔中喷出时,b孔水喷出的距离较远。
【分析】(1)静止的物体受到平衡力的作用,根据二力平衡,判断力的方向关系;静摩擦力和压力无关;
(2)吸管喝饮料利用了大气压的作用;
(3)液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大。
9.如图所示,一端封闭的U形管内盛有水银。若大气压为76cm的水银柱,那么水银柱对封闭端A处的压强是 。
【答案】70cmHg
【知识点】液体压强的计算
【解析】【解答】根据图像,U形管中水银静止,受到平衡力,B处接触空气,受到的大气压为76cmHg,A处液面比B处高出16cm-10cm=6cm,则A处受到的大气压为76cmHg-6cmHg=70cmHg。
【分析】根据液面高度差,计算大气压的大小。
10.我国“蛟龙号”潜水艇已实现下潜深度7062m,其下潜过程中,潜水员的质量 ,“蛟龙号”受到水的压强 .(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】不变;变大
【知识点】质量及其特性;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)我国“蛟龙号”潜水艇已实现下潜深度7062m,其下潜过程中,潜水员的质量不变;
(2)潜水员所在水的深度增大,根据液体压强公式p=ρ液gh可知,它受到水的压强变大。
【分析】(1)质量是物质本身的一种属性,不随物体形状、状态、位置和高度的变化而变化。
(2)根据液体压强公式p=ρ液gh分析受到水的压强变化。
11.为了探究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进.当两探头置于空气中时,U形管液面相平现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2z的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则p1 p2(选填“>”“<”或“=");若使U形管中的液面再次相平,应 (选填 “增大”或“减小”)Z容器中探头在液体中的深度.
【答案】>;增大
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】①根据图片可知,U形管左侧液面较低,则探头在液体甲中受到的压强大。根据p=ρ液gh可知,液体的密度ρ1>ρ2。
②根据题意可知,左侧液体压强大,右侧液体压强小,只有增大右侧探头受到的压强,U形管内液面可能相平。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,此时可以增大乙容器中探头在液体的深度。
【分析】①根据U形管内液面的高低判断对应侧液体压强大小,再根据液体压强公式p=ρ液gh比较液体密度大小;
②增大压强较小一侧的压强,减小压强较大一侧的压强,此时U形管两侧液面高度可能相平。
12.如图,甲、乙两圆柱形容器的高度之比为1:1,容器内部底面积之比为1:3,都装满水,现将两质量之比为1:4的木块a、b缓缓放入甲、乙两容器中,则此时水对两容器底部的压强之比为 ,水对两容器底部的压力之比为
【答案】1:1;1:3
【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】容器内装满水,放入木块后溢出水,但是水面仍然是满的,即容器内水面高度相同。根据液体压强公式p=ρ液gh可知,容器底部受到水的压强之比为:p甲:p乙=ρ甲:ρ乙=1:1;
容器的底面积之比S甲:S乙=1:3,根据F=pS可知,容器底部受到水的压力之比:F甲:F乙=1:3。
【分析】根据液体压强公式p=ρ液gh计算水对容器底部的压强之比,再根据F=pS计算水对容器底部的压力之比。
13.(2023九上·杨浦期中)两个相同的圆柱形容器分别装有酒精和水,甲、乙两个小球分别浸没在酒精和水中,此时液体对两容器底部的压力相等。现分别取出两小球,若不计液体损耗,酒精和水各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积 乙球的体积;两容器中,酒精的质量 水的质量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】大于;等于
【知识点】压强大小比较;探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验;液体压强计算公式的应用;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】由于两容器完全相同,分别装有酒精和水,甲、乙小球分别浸没在两液体中,液体对容器底部的压力相等,由可知,两液体对容器底部的压强相等;取出小球后,两液体对各自容器底部压强的变化量相等,即此时两液体对容器底部压强仍相等,根据和两液体的密度()可知:h酒精>h水 ;如果甲、乙两小球体积相等,把它们放入液体中后,则排开液体的体积相等,酒精和水升高的高度相等,由于两液体的密度不同,所以两液体对器底的压强不相等;如果甲球的体积大于乙球的体积,甲放入酒精中后酒精升高的高度大于乙放入水中水升高的高度,由于酒精的密度小于水的密度,所以两液体对容器的压强可能相等;若甲球的体积小于乙球的体积,甲放入酒精中后酒精升高的高度小于乙放入水中后水升高的高度,由于酒精的密度小于水的密度,所以两液体对容器的压强不可能相等;故甲球的体积一定“大于”乙 球的体积;
由于两容器完全相同,小球取出后,液体对容器底部的压强相等,由可知两容器中液体对器底的压力相等,即两液体的重力相等,由G=mg可知,酒精的质量“等于”水的质量;
综上可知,本题正确答案为:第1 空应填:“大于”,第2 空应填:“等于” 。
【分析】(1)根据两容器完全相同,分别装入酒精和水,当甲球放入酒精,乙球放入水中后,液体对器底的压强相等,取出小球后,液体对两容器底部压强仍相等,由以及两液体的密度()可分析得出甲球的体积大于乙球的体积;
(2)由以及G=mg可得出两液体的质量相等。
14.(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。
三、实验探究题
15.小李同学利用如图所示装置探究液体内部压强的特点.
(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差.小李调节好压强计后,U形管两边液面相平.
(2)小李把金属盒分别浸人甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的 ;他改变图乙中金 属盒的深度,其探究情况如图丙所示.
(3)小李应该比较图 ,得出金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明
【答案】(1)小
(2)深度相同
(3)乙、丙;大
(4)在液体中,同种液体同一深度处压强在各个方向都相等
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化小,表明其气密性差.小李调节好压强计后,U形管两边液面相平.
(2)小李把金属盒分别浸人甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的深度相同;
(3)探究液体压强大小与深度的关系时,需要控制液体密度相同,只改变液体深度,故选实验乙和丙,那么得到: 金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。
(4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明在液体中,同种液体同一深度处压强在各个方向都相等。
【分析】(1)如果压强甲的气密性较差,那么受到压强后,里面的空气会溢出,从而导致U形管两侧液面高度变化不大;
(2)根据控制变量法的要求可知,探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制探头的深度;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验,从而得出实验结论;
(4)注意分析同一深度上各个方向上液体压强大小即可。
16.(2023八下·东宝期中)某同学探究液体内部压强的特点,实验过程如图所示。
(1)实验中,通过观察压强计U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受的压强的大小,此物理方法叫 。
(2)如图1、2、3所示,可得到的结论为:在同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强 (填“相等”或“不等”)。
(3)通过比较图1与图 可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。
(4)在图6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),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”、“变小”或“无法判断”)
(5)小王用图7所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
A、右侧待测液体到容器底的深度h1
B、右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C、左侧水到容器底的深度h3
D、左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
【答案】(1)转化法
(2)相等
(3)5
(4)变大
(5)
【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】探究液体内部压强的特点时,
(1)实验中,金属盒受到的压强不同,凹陷程度不同,液柱的高度差不同,通过U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受的压强的大小,此方法叫转化法;
(2)如图1、2、3可知,深度和液体密度相同,方向不同,U形管中液柱高度相同,可得到的结论为:在同种液体的同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(3)通过图1、5可知,液体密度相同,深度不同,深度越深,液体压强越大,为了大坝安全,三峡大坝设计成上窄下宽;
(4)在图6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,探头处压强等于杯底压强减去下方液体的压强,而加水后杯底的压力增大,压强增大;探头到杯底的液体密度变小,压强变小,故探头处的压强增大液体深度变大了,橡皮膜受到的液体压强变大 ;
(5)用图7所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1 ,对测量密度无关; B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2 ;
C.左侧水到容器底的深度h3 ,对测量密度无关;D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4 ;
根据压强相等p=ρgh,计算液体密度为。
【分析】(1)根据U形管液面高度差反应压强的大小,是转换法;
(2)液体密度和深度相同时,各个方向压强相等;
(3)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;
(4)深度变大,液体压强变大;
(5)根据液体压强相等,结合深度和液体密度,利用计算未知液体密度的大小。
17.(2023八下·镇江期中)小明同学为制作一个测量液体密度的仪器——密度秤,器材有:弹簧测力计、圆柱形的薄壁塑料桶(重力为1N、底面积为10cm2、高度为12.5cm)、刻度尺、滴管。
方案一:①将弹簧测力计在竖直方向调零,把塑料桶挂在弹簧测力计上(如图甲);
②在塑料桶侧壁做一标记,将水倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为2N;
③将某种液体倒入桶内至标记处,此时弹簧测力计的示数为4N。
则:
(1)标记的高度h= cm,某种液体的密度为 g/cm3;
(2)该“密度秤”的分度值是 g/cm3,若标记下移一些,“密度秤”的量程会 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)制作完成后,小明发现“密度秤”的零刻度线和弹簧测力计的零刻度线不重合,为使零刻度线重合,小明应该: ;
方案二:①把塑料桶挂在弹簧测力计上,向桶中缓慢注水,当弹簧测力示数为F(定位点)时停止注水,测出此时水面到桶底距离h0=5cm(如图乙);
②将桶中水全部倒出,向桶中缓慢注入待测液体,直至弹簧测力计示数仍为F,测出此时液面到桶底距离h;
③重复上述步骤,又用此密度秤对多种待测液体进行测量,得到多组ρ、h的数据。
(4)由步骤②可得定位点F= N,该“密度秤”能够测量的最小液体密度为 g/cm3;
(5)则根据数据画出的图像丙,可能为 (选填图像中的序号);
(6)小明对塑料桶进行了改造,在塑料桶壁上对应位置标上密度值。上述图像中ρ2﹣ρ1=ρ3﹣ρ2,在塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2 (选填“上方”或“下方”),刻度线ρ1和ρ2间距 刻度线ρ2和ρ3间距(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)10;3
(2)0.2;增大
(3)将指针上移
(4)1.5;0.4
(5)①
(6)上方;>
【知识点】利用平衡法求液体密度
【解析】【解答】(1)根据实验步骤,可确定塑料桶内水的重力为G水=2N-1N=1N,水的质量:,水的体积:,则水的深度,即标记的高度;塑料桶内某种液体的重力为G液=4N-1N=3N,某种液体的质量:,由于水与某种液体体积不变,即V=V液=V水=100cm3,则某种液体的密度为:;
(2)由图甲可知,弹簧测力计最大称重为5N,由G=mg和可知,弹簧测力计称重不变,但是液体的最大称重是测力计最大值减去1,故液体最大密度为:;
由图可知该密度秤的分度值是0.2g/cm3;若标记下移一些,即塑料桶内所装液体的体积减小,由可知,所测液体最大密度变大,故密度秤的量程会增大;
(3)制作完成后,小明发现密度秤的零刻度线和弹簧测力计的零刻度线不重合,为使零刻度线重合,可以将弹簧测力计在竖直方向上调零;
(4)当弹簧测力示数为F(定位点)时停止注水,测出此时水面到桶底距离h0=5cm,此时塑料桶内水的体积为V水'=S容h0=10cm2×5cm=50cm3,塑料桶内水的质量为m水'=ρ水V水'=1.0g/cm3×50cm3=50g=0.05kg,塑料桶内水的重力为G水'=m水'g=0.05kg×10N/kg=0.5N,由于圆柱形的薄壁塑料桶重力为1N,故定位点F=G水'+G桶=0.5N+1N=1.5N;由于弹簧测力计示数不变,说明所测液体的质量一定,即m小=m水'=50g;当液体体积最大,即圆柱形的薄壁塑料桶装满时,即V大=V容=S容h=10cm2×12.5cm=125cm3,则所测液体密度最小为:;
(5)由于塑料桶中装入的液体重力相等,质量相等,即ρ水h水=ρ液h液,所以液体密度和液体深度成反比,故选①;
(6)由于液体密度和液体深度成反比,且ρ1<ρ2,故在塑料桶壁上刻度线ρ1在ρ2上方;
图丙①中刻度线ρ1和ρ2间距与刻度线ρ2和ρ3间距如下图所示:
刻度线ρ1和ρ2间距为h1-h2,刻度线ρ2和ρ3间距为h2-h3,由图可知,h1-h2>h2-h3,即刻度线ρ1和ρ2间距>刻度线ρ2和ρ3间距。
【分析】(1)根据G=mg求出某种液体的质量,由于体积不变,利用,求出某种液体的密度;
(2)根据液体最大密度表达式分析回答;
(3)为了使零刻度线重合,可以将弹簧测力计在竖直方向上调零;
(4)已知水的深度和薄壁塑料桶底面积,求出水的体积,根据m=ρV,求出水的质量,利用G=mg求出水的重力,然后可得定位点F的大小;当液体体积最大时,即圆柱形的薄壁塑料桶装满时,所测液体密度最小,根据,求出测量的最小液体密度;
(5)塑料桶中装入的液体重力相等,质量相等,液体密度和高度成反比;
(6)根据液体密度和高度成反比。
四、计算题
18.水坝的下部总要修得比上部宽,
(1)这是因为液体的压强随深度的增加而 ;
(2)若水坝蓄水深度是,则坝底受到水的压强是多少。
【答案】(1)增大
(2)解:水深,坝底受到水的压强:
。
答:坝底受到水的压强是.
【知识点】液体压强的特点;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据液体压强随深度的变化规律解答;
(2)根据液体压强公式 计算坝底受到水的压强。
19.如图所示,一个足够大、粗细均匀的U形管,先在A管中注入密度为ρA的液体,再往B管中注入密度为ρB的液体,当两管的高度差为时(L为B液体液柱的长度),管内液体处于平衡状态;如果再往A管中注入液体C,已知ρc=ρB,欲使液体平衡时两管的液面恰好相平,应该注入液体C的液柱长度为多少?
【答案】解:设注入C液体的液柱长度为x。
ρcxg=ρA(L-x)g=ρBLg①,
(ρc-ρA)x=(ρB-ρA)L,
所以x=L②
因为注入B液体后,A、B两液面的高度差为,则ρBgL=ρAg×,所以ρA≈2ρB③。
将③及ρc=ρB代入②,得x=L。
【知识点】液体压强的计算
【解析】【分析】液体静止时,受到的液体压强相等,结合液面高度变化,判断液体密度关系;由已知条件:先从A端注入密度为ρA的液体,再从B端注入密度为ρB、长度为L的液柱,平衡时左右两管的液面高度差为,可以得到A、B两种液体的密度关系;设在A端注入长度为h的密度为ρC的液体后,C液柱产生压强与长度为(L-h)的A液体产生压强之和等于B液柱产生压强,计算注入的液柱长度。
20.(2023八下·安庆月考)如图所示,一两端开口的均匀玻璃管,其横截面积是 10cm2 ,现用轻质塑料片附其下端,然后竖直插入水面下20cm处,现从管口向下注入酒精,当注入酒精的体积为多少时,塑料下落? (g取 10N/kg,酒精密度0.8×103kg/m3)
【答案】解:已知:h水 =20cm ,S=10cm2 ρ水=1g/cm3, ρ酒=0.8g/cm3
由右图可得,塑料片受到向上和向下的压力,二者相等。F向上=F向下
由公式得P向上S=P向下S
则:ρ水gh水=ρ酒gh酒
酒精的深度:h酒=
答:注入 250cm3 酒精时,塑料下落。
【知识点】液体压强的计算;利用平衡法求液体密度
【解析】【分析】根据压力和受力面积的比值, 计算压强;根据液体密度和深度,可以计算压强的大小;结合已知的深度,计算液体密度。
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