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八年级物理下册 预习篇
9.2 液体的压强
1、产生原因:液体受到重力作用,对支持它的容器底部有压强;
液体具有流动性,对容器侧壁有压强。
2、液体压强的特点:
1)液体对容器的底部和侧壁有压强, 液体内部朝各个方向都有压强;
2)各个方向的压强随着深度增加而增大;
3)在同一深度,各个方向的压强是相等的;
4)在同一深度,液体的压强还与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大。
3、液体压强的公式:P=ρgh
注意: 液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的体积、质量无关。与浸入液体中物体的密度无关(深度不是高度)
当固体的形状是柱体时,压强也可以用此公式进行推算
计算液体对容器的压力时,必须先由公式P=ρgh算出压强,再由公式 P=F/S,得到压力 F=PS 。
4、连通器:上端开口、下端连通的容器。
特点:连通器里的液体不流动时, 各容器中的液面总保持相平, 即各容器的液体深度总是相等。
应用举例: 船闸、茶壶、锅炉的水位计。
选择题
1.根据连通器的原理,下列情形中,当水面静止时,液面的位置符合事实的是( )
A.U形管中的液面位置 B.茶壶倾斜时,壶身和壶嘴中的液面位置
C.下水道存水弯中的液面位置 D.锅炉液位计液面的位置
【答案】C
【详解】连通器原理:连通器中装有同种液体,当液体静止时,液面是相平的。根据题意知道,四个容器都是连通器,都装有水,是同种液体,静止时液面是相平的正确,由图知道,只有C正确,符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.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,液体对各自容器底部的压强相等。若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由图可知,甲、乙液体的高度关系为,已知两液体对各自容器底部的压强相等,由液体压强公式p=ρgh 可知,;若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,由可得,,由G=mg可得,,因为容器为柱形容器,故,则;由图可知,两容器的底面积的关系为,根据可得,,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.轻质圆柱形容器A、B放在水平桌面上(容器的横截面积SA<SB),盛有质量相同的不同液体,两容器中液体的液面高度h相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρA<ρB
B.液体对容器底的压强pA<pB
C.两容器对桌面的压强pA'>pB'
D.液体对容器底的压力FA<FB
【答案】C
【详解】A.由题可知,盛有质量相同的不同液体,其中容器A中液体的体积小于容器B中液体的体积,由,可知,质量一定时,物质的体积越大密度越小,所以ρA>ρB,故A错误;
B.因为液体深度一致,根据液体压强公式,可知当液体深度相同时,密度越大,容器底部受到的液体压强越大,所以pA>pB,故B错误;
C.因为液体的质量相同,所以两容器对桌面的压力相同,容器的横截面积SA<SB,由压强公式可知,两容器对桌面的压强pA'>pB',故C正确;
D.两个容器的形状时规则的,规则形状的容器底部受到的液体的压力等于液体的重力,液体的质量相同,重力相同,所以压力相同,故D错误。
故选C。
4.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、丙三种质量相等的液体,它们的液面在同一水平面上,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小
【答案】B
【详解】当容器的底面积相同,根据容器形状可知
根据密度公式可知,在质量相同时
根据液体压强公式可知,在深度相同时
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
5.图是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在面积为S的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为m1、底面积为S1;当往锥形瓶中倒入密度为、质量为m2的液体后,液面高度为h,则下列说法正确的是( )
A.锥形瓶中的液体重为
B.液体对锥形瓶底的压强为
C.瓶底对水平桌面的压力m1g
D.瓶底对水平桌面的压强为
【答案】B
【详解】A.锥形瓶中的液体重为,因锥形瓶越往上横截面积越小,所以锥形瓶中的液体重小于,故A错误;
B.根据液体压强计算公式可知,液体对瓶底的压强,故B正确;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以瓶底对水平桌面的压力为
故C错误;
D.瓶底对水平桌面压强的受力面积为,所以对桌面的压强为
故D错误。
故选B。
6.在一只塑料桶内倒入重150N的水,水的深度是30cm,那么桶底所受的压强是(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.5×103Pa B.3×103Pa C.4.5×103Pa D.0.5Pa
【答案】B
【详解】桶内水的深度
桶底所受水的压强为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B
7.为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示)。当左右两侧各注入适量的液体后(ρ盐水>ρ水),选项图中符合实际情况的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】液体压强公式为p=ρ液gh。A.两边装的都是水,右侧的水到达橡皮膜的深度大-些,所以右侧的压强大些,故橡皮膜应该左凸,而题图中橡皮膜向右凸,故A错误;B.两侧都是水,且深度相同,所以橡皮膜不形变,故B正确;CD.由于盐水的密度大,所以在深度相同的情况下,盐水的压强比水的压强大,故橡皮膜应该左凸,故C、D错误。
8.活塞AB面积如图,轻活塞重量和摩擦不计,当60N的力作用在活塞A上,活塞活塞B能举起最大重量是为( )
A.2.4N B.60N C.1500N D.6000N
【答案】C
【详解】如图,设A活塞的面积为SA,B活塞面积为SB,活塞A对液体的压强
根据帕斯卡定律可知,两边压强相等,即
pB=pA=6000Pa
根据得到活塞B的压力
故选C。
填空题
1.“奋斗者号”载人潜水器的外壳采用钛合金材料、该材料的一个特点是低密度,其密度为千克/米,即体积为1米的钛合金,质量为 千克,在外壳的体积一定时,可以使质量更 (选填“大”或“小”);第二个特点是高强度,“奋斗者号”向10000米深处下潜的过程中,海水对其外壳的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”),所以钛合金是近年来深潜器耐压壳体的首选材料。
【答案】 小 增大
【详解】[1] 其密度为千克/米,即体积为1米的钛合金,质量为
[2] 该材料的一个特点是低密度,在外壳的体积一定时,可以使质量更小。
[3] 液体压强有随深度的增加而增大的特点,“奋斗者号”向10000米深处下潜的过程中,海水对其外壳的压强增大。
2.甲、乙两底面积相同的轻质容器内盛有液体,置于水平桌面时,液面相平,如图所示,若两容器底部受到液体的压强相等,则甲容器中液体的密度 乙容器中液体的密度;甲容器中液体的质量 乙容器中液体的质量;甲容器对桌面的压强 乙容器对桌面的压强。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 等于 小于 小于
【详解】[1][2][3]根据可知,液面相平,即h相等,若两容器底部受到液体的压强相等,则甲容器中液体的密度等于乙容器中液体的密度;根据图形来看,甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,根据可知,甲容器中液体的质量小于乙容器中液体的质量;根据可知,甲容器中液体的重力小于乙容器中液体的重力,物体水平放置,压力大小等于重力大小,甲、乙两底面积相同,根据可知,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强。
3.某泳池蓄水时水位升高,池底所受水的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。该池浅水区0.5米深处水的压强 深水区0.5米深处水的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。水深为1米的池底面积为50米2,这部分池底所受水的压力为 牛。如图,当增大金属块浸没的深度,容器底部受到水的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变大 等于 5×105 不变
【详解】[1]某泳池蓄水时水位升高,深度h增大,根据压强公式p=ρgh可判断出,池底所受水的压强大小将变大。
[2]根据压强公式p=ρgh知,液体的密度相同,深度相同,压强相同,所以浅水区0.5米深处水的压强等于深水区0.5米深处水的压强。
[3]池底所受水的压强大小为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
由得,这部分池底所受水的压力为
F=pS=1×104Pa×50m2=5×105N
[4]如图,金属块浸没在水中,当增大金属块浸没的深度,液体的深度不变,根据压强公式p=ρgh知,容器底部受到水的压强不变。
4.如下图甲所示,工人师傅将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ,这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏,若存水杯中的水由于蒸发而变干,地漏将 (选填“仍能”或“不能”)阻止下水道异味上逸。
【答案】 在同一高度上 连通器 不能
【详解】[1][2]由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,下端相连通,因此利用了连通器的原理,当连通器中的同种液体自由静止时,液面是相平的,因此是为了保证两点在同一高度处。
[3] 家庭卫生间常用的防止反味的地漏,也是利用了连通器的原理,使里面长期存有一定量的水,若存水杯中的水由于蒸发而变干,则地漏将不能将阻止下水道“异味”上逸。
5.科技改变生活,“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的空气流速大,压强 (选填“大”或“小”),产生负压将灰尘压入吸尘盒内;如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水,将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面A、B记下两个等高标记。这根软管相当于一个 。
【答案】 小 连通器
【详解】[1]“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的流速大,压强小,而外部流速相对小一些,压强大,形成内外气压差将灰尘压入吸尘盒内。
[2]由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,并且相连通,符合连通器的结构特征。
简答题
1.画出如图中液体对容器上A、B两点的压力。
【答案】
【详解】由于液体内部向各个方向都有压强,所以液体向各个方向都有压力,压力垂直作用在容器侧壁上,因为A点的深度小于B点的深度,根据可知,A点受到的压强小于B点受到的压强,又因为,A、B两处面积相同,所以,A点受到的压力小于B点受到的压力;A、B 两点所受液体压力的示意图如图所示:
2.小阳利用微小压强计经过探究得出了液体的压强与液体的深度有关的结论。接下来他想探究液体的压强与液体的密度是否有关。把微小压强计的探头放入A、B两种不同液体的不同深度时,实验现象如图甲、乙所示。根据甲、乙所示的实验现象可以推断出液体的压强与液体的密度有关,请写出分析推理的过程。
【答案】见解析
【详解】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;小阳利用微小压强计经过探究得出了液体的压强与液体的深度有关的结论,即同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;
结合甲、乙两图可知,甲图中金属盒所处液体中深度小,而U形管高度差相等,当甲图中橡皮膜与乙图中橡皮膜在液体中所处深度相同时,甲图中深度增加,U形管高度差变大,乙图中U形管高度差不变,则在深度相同时,A液体中的液体压强大于B液体中的液体压强,能初步得出液体内部压强与液体密度有关。
综合题
1.漏刻是古代的一种计时工具,漏是指计时用的漏壶,刻是指划分一天的时间单位.最初,人们制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根浮在水面上且刻有标记的箭杆,这个容器叫做“箭壶”,当水流入箭壶中时,箭杆会上升,以壶口处箭杆上的刻度指示时刻。小明想探究漏刻计时的原理,他找来三个横截面积不同的长方形塑料盒,分别在底部中央开一个大小相同的圆孔,探究长方形容器中水从圆孔流完所需时间与容器横截面积及水深的关系.通过实验得到的数据如表:
实验次数 容器横截面积 水深 水流完所需时间
① 50 4 20
② 50 8 28
③ 50 10 32
④ 100 10 64
⑤ 150 10 96
(1)分析①、②、③三次实验数据可知,容器横截面积相同时,水流完所需时间与水深 (选填“成”或“不成”)正比;
(2)如图所示,甲、乙、丙三个长方形塑料容器的底部中央均开有大小相同的圆孔,甲、乙的底面积为S,丙的底面积为,甲容器内装有深度为的水,乙、丙容器内装有深度为h的水,容器内的水刚开始流动时,水在小孔处产生的压强分别是、和,则下列关系中,正确的是 。
A. B.
C. D.
(3)水从甲、乙、丙三个长方形塑料容器底部的圆孔流出,若水流完所用的时间分别为、和,则下列关系中,正确的是 。
A. B.
C. D.
(4)古代早期的单级漏刻计时存在较大误差,是因为水位高低会影响水的流速.后来人们将单级漏刻改为多级漏刻,如图丁所示,上面漏壶不断给下面漏壶补水,使一级漏壶内水的 相同,这样水就能比较均匀地流入箭壶,从而得到较精确的时刻。
【答案】 不成 B A 深度
【详解】(1)[1]根据实验数据可知,容器横截面积相同时,水流完所需时间与水深的比值不是定值,说明水流完所需时间与水深不成正比。
(2)[2]甲容器中水的深度最大,乙、丙容器中水的深度相同,根据液体压强公式可知
故ACB错误,B正确。
故选B。
(3)[3]观察表中数据可知,水深相同时,水流完所需时间与容器横截面积的比值不变,则水深相同时,水流完所需时间与容器横截面积成正比
水深相同,所以
甲、乙横截面积相同
根据表中数据可知
所以
故A正确,BCD错误。
故选A。
(4)[4]根据题意可知,上面漏壶不断给下面漏壶补水,使一级漏壶内水的深度相同,消除了水深的变化对计时的影响,从而得到较为准确的时刻。
2.2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压力的设备,简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同的变化,物理学中称做帕斯卡定律。在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,给左端活塞施加一个向下的压力时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F,这就是液压机原理。若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比。
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)液体对小活塞的压强;
(2)如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的。假如一个油压千斤顶的大小活塞横截面积分别是120cm2和4m2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 N的举力;
(3)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为 ;
(4)图丙是一个水压机模型,轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200m2,将840N的物体放在水平活塞B上,不计机械阻力,则活塞A向上移动距离为 m。(g取10N/kg,ρ水=1×103 kg/m3,根据液体压强的计算公式p=ρ液gh可以求出左右液面的高度差。)
【答案】 等于 1∶50 4
【详解】(1)[1]液压机的液缸是密闭的,能够大小不变地由液体向各个方向传递压强,所以,液体对大活塞的压强等于小活塞对液体的压强。
(2)[2]因密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强,所以,由可得
即
解得:,即在大活塞上能产生的举力。
(3)[3]某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,由于两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比,故在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为1:50。
(4)[4]物体对活塞B产生的压强为
根据知这部分压强会让左右两侧液柱产生的高度差为
设右边液柱下降的高度为,则右边下降液柱的体积为:,设左边液柱上升的高度为,则左边上升液柱的体积为:,右边下降液柱的体积等于左边上升液柱的体积,即
则
所以,又因为
即
解得。
3.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最高可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,修建船闸有效地解决了这个问题。
(1)如图所示,船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。当闸室水面上升到和上游水面相平后,打开C,船从上游进入闸室后;然后关闭上游的闸门和阀门,打开 ,闸室就和下游水道构成了一个 ,当闸室水面下降到跟下游水面 时,就可以打开D,船驶向下游;
(2)三峡水电站的水库建有大坝,随着水的深度的增加,大坝受到水的压强也会 ,大坝应当建成 (选填“上下等宽”、“上宽下窄”或“上窄下宽”)的形状,才可以更加稳固。
(3)三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是多大 ?
【答案】 阀门B 连通器 相平 增大 上窄下宽 1.75×106Pa
【详解】(1)[1][2][3]船从上游进入闸室后,关闭上游的闸门和阀门,再打开阀门B,此时闸室和下游连通,上端开口,闸室就和下游水道构成了一个连通器,当闸室水面下降到跟下游水面相平时,就可以打开下游闸门D,船驶向下游。
(2)[4][5]水的深度的增加时,根据p=ρ水gh可知,ρ水和g是不变的,所以大坝受到水的压强增大;为了使大坝能承受较大的压强,所以大坝应当建成上窄下宽的形状。
(3)[6]由题意知,水的深度为175m,则坝底受到的水的压强
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×175m=1.75×106Pa
4.近几年,汽车落水的情况时有发生。如图所示是一辆不慎驶入水中的汽车的车门,随着水位升高,车门上O处受到水的压强将 。若车门在水下部分的面积为0.8m2,受到水的平均压强为5×103 Pa,此时车门所受水的压力为 N,因而很难将车门打开。车上都配备有紧急破窗锤,遇到突发紧急情况时,乘客可用破窗锤打破玻璃安全逃生,用此破窗锤的尖端捶打玻璃可以增大对玻璃的 (填“压力”或“压强”)。(g=10N/kg)
【答案】 变大 压强
【详解】[1]随水位升高,O处的水深h不断增加,由可知,O处受到水的压强将变大。
[2]由可知,车门受到的压力
[3]车上都配备有紧急破窗锤,遇到突发紧急情况时,乘客可用破窗锤打破玻璃安全逃生,用此破窗锤的尖端捶打玻璃,通过减小受力面积增大对玻璃的压强,玻璃更容易破碎。
5.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。如图所示,瓶盖的面积是7×10﹣4m2,瓶底的面积是3×10﹣3m2,瓶内水重G水=3N,瓶重G瓶=0.15N,瓶子的厚度忽略不计。(g=10N/kg)求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力;
(2)正立放置时矿泉水瓶对桌面的压强;
(3)瓶盖的侧壁有一圈凹凸相同的竖形条纹,这样设计的好处是。
【答案】(1)0.91N;(2)1.05×103Pa;(3)见解析
【详解】解:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×13×10﹣2m=1.3×103Pa
倒立放置时瓶盖所受水的压力
F=pS1=1.3×103Pa×7×10﹣4m2=0.91N
(2)正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力等于水和瓶子的总重力,即
F′=G水+G瓶=3N+0.15N=3.15N
瓶子的厚度忽略不计,此时的受力面积为
S2=3×10﹣3m2
正立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为
(3)瓶盖的侧壁有一圈凹凸相同的竖形条纹,这样设计的好处是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦力。
答:(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力0.91N;
(2)正立放置时矿泉水瓶对桌面的压强为1.05×103Pa;
(3)瓶盖的侧壁有一圈凹凸相同的竖形条纹,这样设计的好处是增大摩擦力。
6.如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04kg,其底面积为10cm2,茶水的质量为0.16kg,茶水的深度为10cm(茶水密度约为1.0×103kg/m3,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压力、压强?
(2)茶杯对水平桌面的压力、压强?
(3)画出桌面受到压力示意图。
【答案】(1)1N ,1000Pa;(2)2N,2000Pa;(3)
【详解】解:(1)茶水对杯底的压强为
茶水对杯底的压力为
(2)茶杯和茶水的总重力为
茶杯对水平桌面的压力为
茶杯对水平桌面的压强为
(3)桌面受到压力方向是竖直向下,作用点在茶杯与桌面接触面的中心,压力大小为2N,示意图如下图所示:
答:(1)茶水对杯底的压强为1000Pa;茶水对杯底的压力为1N;
(2)茶杯对水平桌面的压力为2N,压强为2000Pa。
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八年级物理下册 预习篇
9.2 液体的压强
1、产生原因:液体受到重力作用,对支持它的容器底部有压强;
液体具有流动性,对容器侧壁有压强。
2、液体压强的特点:
1)液体对容器的底部和侧壁有压强, 液体内部朝各个方向都有压强;
2)各个方向的压强随着深度增加而增大;
3)在同一深度,各个方向的压强是相等的;
4)在同一深度,液体的压强还与液体的密度有关,液体密度越大,压强越大。
3、液体压强的公式:P=ρgh
注意: 液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的体积、质量无关。与浸入液体中物体的密度无关(深度不是高度)
当固体的形状是柱体时,压强也可以用此公式进行推算
计算液体对容器的压力时,必须先由公式P=ρgh算出压强,再由公式 P=F/S,得到压力 F=PS 。
4、连通器:上端开口、下端连通的容器。
特点:连通器里的液体不流动时, 各容器中的液面总保持相平, 即各容器的液体深度总是相等。
应用举例: 船闸、茶壶、锅炉的水位计。
选择题
1.根据连通器的原理,下列情形中,当水面静止时,液面的位置符合事实的是( )
A.U形管中的液面位置 B.茶壶倾斜时,壶身和壶嘴中的液面位置
C.下水道存水弯中的液面位置 D.锅炉液位计液面的位置
2.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,液体对各自容器底部的压强相等。若在两容器中分别抽出部分液体,使容器中剩余液体的体积相同,则剩余液体对各自容器底部的压强p、压力F的关系是( )
A. B.
C. D.
3.轻质圆柱形容器A、B放在水平桌面上(容器的横截面积SA<SB),盛有质量相同的不同液体,两容器中液体的液面高度h相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A.液体密度ρA<ρB
B.液体对容器底的压强pA<pB
C.两容器对桌面的压强pA'>pB'
D.液体对容器底的压力FA<FB
4.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、丙三种质量相等的液体,它们的液面在同一水平面上,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大 B.甲最小 C.乙最小 D.丙最小
5.图是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在面积为S的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为m1、底面积为S1;当往锥形瓶中倒入密度为、质量为m2的液体后,液面高度为h,则下列说法正确的是( )
A.锥形瓶中的液体重为
B.液体对锥形瓶底的压强为
C.瓶底对水平桌面的压力m1g
D.瓶底对水平桌面的压强为
6.在一只塑料桶内倒入重150N的水,水的深度是30cm,那么桶底所受的压强是(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)( )
A.5×103Pa B.3×103Pa C.4.5×103Pa D.0.5Pa
7.为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示)。当左右两侧各注入适量的液体后(ρ盐水>ρ水),选项图中符合实际情况的是( )
A. B. C. D.
8.活塞AB面积如图,轻活塞重量和摩擦不计,当60N的力作用在活塞A上,活塞活塞B能举起最大重量是为( )
A.2.4N B.60N C.1500N D.6000N
填空题
1.“奋斗者号”载人潜水器的外壳采用钛合金材料、该材料的一个特点是低密度,其密度为千克/米,即体积为1米的钛合金,质量为 千克,在外壳的体积一定时,可以使质量更 (选填“大”或“小”);第二个特点是高强度,“奋斗者号”向10000米深处下潜的过程中,海水对其外壳的压强 (选填“增大”“减小”或“不变”),所以钛合金是近年来深潜器耐压壳体的首选材料。
2.甲、乙两底面积相同的轻质容器内盛有液体,置于水平桌面时,液面相平,如图所示,若两容器底部受到液体的压强相等,则甲容器中液体的密度 乙容器中液体的密度;甲容器中液体的质量 乙容器中液体的质量;甲容器对桌面的压强 乙容器对桌面的压强。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
3.某泳池蓄水时水位升高,池底所受水的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。该池浅水区0.5米深处水的压强 深水区0.5米深处水的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)。水深为1米的池底面积为50米2,这部分池底所受水的压力为 牛。如图,当增大金属块浸没的深度,容器底部受到水的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
4.如下图甲所示,工人师傅将一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同位置并用笔标记出水面位置。这样做的目的是保证所标记的两位置在 ,这样做是利用了 原理。图乙是家庭卫生间常用的防止反味的地漏,若存水杯中的水由于蒸发而变干,地漏将 (选填“仍能”或“不能”)阻止下水道异味上逸。
5.科技改变生活,“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的空气流速大,压强 (选填“大”或“小”),产生负压将灰尘压入吸尘盒内;如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水,将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面A、B记下两个等高标记。这根软管相当于一个 。
简答题
1.画出如图中液体对容器上A、B两点的压力。
2.小阳利用微小压强计经过探究得出了液体的压强与液体的深度有关的结论。接下来他想探究液体的压强与液体的密度是否有关。把微小压强计的探头放入A、B两种不同液体的不同深度时,实验现象如图甲、乙所示。根据甲、乙所示的实验现象可以推断出液体的压强与液体的密度有关,请写出分析推理的过程。
综合题
1.漏刻是古代的一种计时工具,漏是指计时用的漏壶,刻是指划分一天的时间单位.最初,人们制造出一种留有小孔的漏壶,把水注入漏壶内,水便从壶孔中流出来,另外再用一个容器收集漏下来的水,在这个容器内有一根浮在水面上且刻有标记的箭杆,这个容器叫做“箭壶”,当水流入箭壶中时,箭杆会上升,以壶口处箭杆上的刻度指示时刻。小明想探究漏刻计时的原理,他找来三个横截面积不同的长方形塑料盒,分别在底部中央开一个大小相同的圆孔,探究长方形容器中水从圆孔流完所需时间与容器横截面积及水深的关系.通过实验得到的数据如表:
实验次数 容器横截面积 水深 水流完所需时间
① 50 4 20
② 50 8 28
③ 50 10 32
④ 100 10 64
⑤ 150 10 96
(1)分析①、②、③三次实验数据可知,容器横截面积相同时,水流完所需时间与水深 (选填“成”或“不成”)正比;
(2)如图所示,甲、乙、丙三个长方形塑料容器的底部中央均开有大小相同的圆孔,甲、乙的底面积为S,丙的底面积为,甲容器内装有深度为的水,乙、丙容器内装有深度为h的水,容器内的水刚开始流动时,水在小孔处产生的压强分别是、和,则下列关系中,正确的是 。
A. B.
C. D.
(3)水从甲、乙、丙三个长方形塑料容器底部的圆孔流出,若水流完所用的时间分别为、和,则下列关系中,正确的是 。
A. B.
C. D.
(4)古代早期的单级漏刻计时存在较大误差,是因为水位高低会影响水的流速.后来人们将单级漏刻改为多级漏刻,如图丁所示,上面漏壶不断给下面漏壶补水,使一级漏壶内水的 相同,这样水就能比较均匀地流入箭壶,从而得到较精确的时刻。
2.2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,使我国的工业实力得到大幅提升。图甲为液压机的结构简图,它是利用液体来传递压力的设备,简易的液压机主要是由液缸、活塞、管、槽、液态介质及控制系统等部分构成。按传递压强的液体种类来分,有油压机和水压机两大类。科学家帕斯卡发现:当外力作用在密闭的液体上时,液体各部分所受的压强将发生相同的变化,物理学中称做帕斯卡定律。在图甲U形管槽中装满液体,两端活塞把液体密闭,给左端活塞施加一个向下的压力时,根据帕斯卡定律,左右两个活塞受到的液体压强相等,同时右端活塞会受到一个向上的压力F,这就是液压机原理。若不计机械摩擦和活塞自重,两个活塞的运动距离与它们的横截面积成反比。
(1)液压机在工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 (选填“大于”、“等于”或“小于”)液体对小活塞的压强;
(2)如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的。假如一个油压千斤顶的大小活塞横截面积分别是120cm2和4m2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 N的举力;
(3)某型号液压机的大活塞横截面积是小活塞的50倍,则在使用过程中大、小活塞移动的距离之比为 ;
(4)图丙是一个水压机模型,轻质活塞A、B的横截面积分别为10cm2和200m2,将840N的物体放在水平活塞B上,不计机械阻力,则活塞A向上移动距离为 m。(g取10N/kg,ρ水=1×103 kg/m3,根据液体压强的计算公式p=ρ液gh可以求出左右液面的高度差。)
3.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最高可达113m。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,修建船闸有效地解决了这个问题。
(1)如图所示,船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。当闸室水面上升到和上游水面相平后,打开C,船从上游进入闸室后;然后关闭上游的闸门和阀门,打开 ,闸室就和下游水道构成了一个 ,当闸室水面下降到跟下游水面 时,就可以打开D,船驶向下游;
(2)三峡水电站的水库建有大坝,随着水的深度的增加,大坝受到水的压强也会 ,大坝应当建成 (选填“上下等宽”、“上宽下窄”或“上窄下宽”)的形状,才可以更加稳固。
(3)三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是多大 ?
4.近几年,汽车落水的情况时有发生。如图所示是一辆不慎驶入水中的汽车的车门,随着水位升高,车门上O处受到水的压强将 。若车门在水下部分的面积为0.8m2,受到水的平均压强为5×103 Pa,此时车门所受水的压力为 N,因而很难将车门打开。车上都配备有紧急破窗锤,遇到突发紧急情况时,乘客可用破窗锤打破玻璃安全逃生,用此破窗锤的尖端捶打玻璃可以增大对玻璃的 (填“压力”或“压强”)。(g=10N/kg)
5.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。如图所示,瓶盖的面积是7×10﹣4m2,瓶底的面积是3×10﹣3m2,瓶内水重G水=3N,瓶重G瓶=0.15N,瓶子的厚度忽略不计。(g=10N/kg)求:
(1)倒立放置时瓶盖所受水的压力;
(2)正立放置时矿泉水瓶对桌面的压强;
(3)瓶盖的侧壁有一圈凹凸相同的竖形条纹,这样设计的好处是。
6.如图所示,一杯茶放置在水平桌面上,空杯的质量为0.04kg,其底面积为10cm2,茶水的质量为0.16kg,茶水的深度为10cm(茶水密度约为1.0×103kg/m3,杯壁厚度不计)。求:
(1)茶水对杯底的压力、压强?
(2)茶杯对水平桌面的压力、压强?
(3)画出桌面受到压力示意图。
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