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液体压强
一.选择题(共20小题)
1.如图,一木块静止在盛满水的容器中。现将木块缓慢下压至浸没,水对容器底部的( )
A.压力不变,压强不变 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大 D.压力变大,压强不变
2.如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲=F乙,p甲>p乙
3.如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟深度的关系
B.液体内部的压强跟液体密度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.在同一深度,液体向各个方向的压强
4.如图所示,小明用如图容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中可能符合事实的是( )
A. B.
C. D.
5.小明同学利用矿泉水瓶做小实验,在侧壁三个位置钻上同样大小的小孔,将瓶子装满水,打开瓶盖水从小孔喷出。图中的几种水流现象最接近实际情况的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大
C.水对杯底的压力增大 D.水对杯底的压力减小
7.如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。选项中表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a,b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a,b两孔都有水射出
D.a,b两孔都没有水射出
9.匀速向某容器中注满水,容器底部所受水的压强与注入时间的关系如图所示,这个容器可能是( )
A. B.
C. D.
10.如图是压强计的结构图。压强计是由一侧开口的金属盒、橡皮管和U形管组成,金属盒的开口侧面蒙有橡皮膜,U形管内装有一定量的红墨水。下列分析正确的是( )
A.通过该压强计的刻度值可以直接测出橡皮膜所受的压强大小.
B.在“探究液体压强特点”实验过程中,不能更换压强计测量数据
C.其他条件不变,若将U形管内的红墨水换成水银,液面高度差增大
D.实验前用拇指按压橡皮膜,若U形管左右两侧液面相平,则装置不漏气
11.小实用如图所示装置研究影响液体压强大小的因素。在漏斗内加一定量的水,抬升漏斗,比较两次橡皮膜的凸起程度。本实验研究的影响因素是( )
A.液体密度 B.液体质量 C.液体深度 D.容器形状
12.如图所示是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图象,设液体甲的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲和ρ乙的关系是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法确定
13.如图所示,三个容器中分别装有甲、乙、丙三种不同的液体,已知容器底受到的液体压强相等,则这三种液体的密度关系是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.ρ甲<ρ丙<ρ乙
C.ρ甲>ρ丙>ρ乙 D.ρ乙>ρ甲>ρ丙
14.潜水员潜入水中的深度有一定的限制,这与潜水员能承受的压强大小有关。若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×105帕斯卡,水的密度为1.0×103千克/米3(g取10牛/千克),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是( )
A.4米 B.40米 C.400米 D.60米
15.对于液体压强,下列说法正确的是( )
A.液体只对容器的底有压强
B.液体的重力、体积越大,液体压强越大
C.液体的密度越大,液体的压强越大
D.同一种液体的压强只跟深度成正比
16.如图所示,是放在水平桌面上的两只圆筒形容器A和B,容器的底面积SA>SB.在A、B两容器中分别装有体积相等但密度不同的甲、乙两种液体。已知液体对两容器底产生的压强相等。则关于甲、乙两种液体的质量m和A、B两容器底受到的压力F,下面的判断正确的是( )
A.m甲>m乙 FA=FB B.m甲<m乙FA>FB
C.m甲<m乙FA<FB D.m甲>m乙FA>FB
17.如图所示,在一段粗管的下端蒙上橡皮膜。下列问题中可以用该装置探究的是( )
①液体是否对容器的底部产生压强
②液体是否对容器的侧壁产生压强
③液体压强是否与液体的深度有关
④液体压强是否与液体的密度有关
A.①③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
18.如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是( )
A.ρ甲<ρ乙;m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙;m甲<m乙
C.ρ甲>ρ乙;m甲>m乙 D.ρ甲>ρ乙;m甲<m乙
19.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
20.将两个容器放在水平面上倒入如图所示不同液体甲、乙,已知ρ甲>ρ乙,若继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,则下列图像中能正确表示容器底部受到的压强p与高度△h的关系是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共8小题)
21.如图所示,将一盛有水的试管倾斜后(液体不流出),液体对容器底的压强将 (填“变大、变小或不变”)。
22.为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,同学们进行如图所示的操作进行探究。甲装置U形管内装有已染色的水,装置气密性良好。
(1)如图甲,在使用压强计前,将橡皮膜置于空气中,发现U形管内液面已有高度差,可以通过 的方法可以进行调节。
(2)调节好压强计,小明同学按照图乙、丙、丁所示进行实验,比较丙、丁两图可知,液体内部压强与液体的 有关。
(3)在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
23.小明利用压强计探究液体内部压强的特点,U形管装有一定量的水,在金属盒未浸入液体时U形管内的水面等高。用该压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验(烧杯中的液体均未溢出)。
(1)组装好压强计,发现金属盒未浸入水中,U形管内水面就有高度差,应该 。
(2)图甲中金属盒在水中的深度h1 U形管内水面高度差h2(选填“<”、“>”或“=”)。
(3)根据乙和丙图金属盒的深度和U形管内液面的高度差可得ρ盐水 ρ液体(选填“<”、“>”或“=”)。
(4)在图丙中当竖直向上缓慢取出探头时,探头所受液体的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
24.用隔板将容器平均分成左右两侧,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,装置如图甲所示。小明想利用此装置研究液体压强。
(1)往装置两侧加水至橡皮膜上方,结果如图乙。小明想研究液体压强与 的关系。
(2)往装置两侧分别加入密度为ρ1、ρ2的两种液体,液面如图丙所示。小明根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出ρ1一定大于ρ2,请推测他所看到的现象并说明原因。 。
25.为了研究液体内部压强的特点,小科将液体压强计进行了改进。当两个带橡皮膜的金属盒置于空气中时,U形管液面相平。现将两个金属盒分别放在装有两种不同液体的甲、乙容器内。当两个金属盒所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则容器中液体密度ρ甲 ρ乙(填“>”“<”或“=”);若要使U形管中液面再次相平,可 (填“增大”或“减小”)容器乙中金属盒所处的深度。
26.小金同学在学习了液体压强影响因素后,回到家自制了一个简易的液体压强计:在开口的空矿泉水瓶侧壁扎了a、b两个小孔用橡皮塞塞住,并在瓶中倒入一定量的水至两孔上方,如图甲所示。H表示矿水瓶底部距离地面的高度。(忽略大气压随高度的变化)
(1)甲图,小金拔出橡皮塞,观察中水从a、b两孔射出的距离,是为了研究液体压强与 的关系。
(2)他又提起矿泉水瓶,发现矿水瓶底部距离地面的高度H增加后,水从a、b孔射出的速度 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)将一根两端开口的玻璃管穿过矿泉水瓶盖后,旋紧矿泉水瓶,玻璃管上端与大气连通,下端浸没在液体中,管内液面如图乙所示,则拔出橡皮塞后会有水射出的是 (选填“a”、“b”或“a和b”)。
27.为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明玻璃瓶,在瓶口扎上橡皮膜将玻璃瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将玻璃瓶竖直浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),调节后使两次玻璃瓶在水里的位置相同。图 (选填“甲”或“乙”)中的橡皮膜凹进得更多,可得到的实验结论:同种液体中, ,液体的压强越大。
(2)若用体积相同的酒精进行实验,如图丙所示,玻璃瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进的更多。
28.如图甲所示,密闭容器静止在水平桌面上。若将其倒放在桌面上,如图乙所示,则水对容器底的压强 ,水对容器底压力 ,容器对桌面的压力 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
三.实验探究题(共1小题)
29.研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
【实验器材】压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。
【实验过程】小金用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液样的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是 。
解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差
④换用密度不同的液体,重复上述实验
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是 。
【实验结论】液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
【迁移应用】小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
(3)当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为 (选填“向下凸起”“向上凸起”或“相平”);
【拓展提升】图3是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲,乙两种不同的液体,在距离容器底同一高度处分别有M、N两点。
(4)若pM=pN,则两容器底部受到的液体压强大小关系是p甲 p乙(选填“>“=”或“<”)。
四.计算题(共1小题)
30.读图回答问题。
(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图 (选填“a”或“b”)中装的是浓盐水;判断的依据是 。
(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA:hB=3:1,底面积之比SA:SB=1:2,则它们对地面的压强之比pA:pB= 。
(3)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(丙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= 。(用字母表示)
参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题)
1.如图,一木块静止在盛满水的容器中。现将木块缓慢下压至浸没,水对容器底部的( )
A.压力不变,压强不变 B.压力变大,压强变大
C.压力不变,压强变大 D.压力变大,压强不变
【解答】解:把木块压入盛满水的容器,
所以水深h不变,
因为p=ρgh,
所以水对容器底的压强不变,
因为p=,
所以F=pS,
因为容器底面积不变,
所以水对容器底的压力不变。
故选:A。
2.如图所示,水平桌面上放着底面积相等、质量相同的甲、乙两容器,分别装有体积不同的同种液体且深度相同,两容器底部对桌面的压力分别是F甲、F乙、两容器底部所受液体压强分别用p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲<p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲=F乙,p甲>p乙
【解答】解:两容器的质量相等,由图知,液体的体积关系为V甲>V乙,根据m=ρV可知,液体的质量关系为m甲>m乙,由G=mg可得,两容器的总重力关系为G甲>G乙,容器对水平桌面上压力等于容器的总重力,所以F甲>F乙;
甲、乙两容器,分别装有同种液体,且液体深度相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相同,即p甲=p乙,故C正确。
故选:C。
3.如图所示的装置可能是用来研究( )
A.液体内部的压强跟深度的关系
B.液体内部的压强跟液体密度的关系
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.在同一深度,液体向各个方向的压强
【解答】解:A、因为两图中,金属盒在液体中的深度相同,不能探究液体压强与深度的关系,故A错误;
B、由图知,金属盒在液体中的深度相同,U形管液面的高度差不同,可知液体的压强不同,则是因为液体密度不同造成的,所以此实验探究的是液体压强与液体密度的关系,故B正确;
CD、因为两图中,金属盒的方向相同,所以不能探究液体压强与方向的关系,故CD错误。
故选:B。
4.如图所示,小明用如图容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中可能符合事实的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:液体压强大小与深度、液体的密度有关,密度相同时,深度越深压强越大。深度相同时,液体密度越大压强越大。
A、图中橡皮膜两侧都是酒精,密度相同,左侧深度大于右侧深度,则橡皮膜左侧受到的压强大于右侧受到的压强,所以橡皮模应向右凸,故A错误;
BC、图中橡皮膜左侧液体是盐水,密度大于右侧的酒精密度,深度也大于右侧的深度,则橡皮膜左侧受到的压强大于右侧受到的压强,所以橡皮模应向右凸,故BC错误;
D、图中橡皮膜左侧液体是盐水,密度大于右侧的酒精密度,但深度小于右侧的深度,所以橡皮膜两侧受到的压强可能相等,橡皮膜可能保持平整,故D正确。
故选:D。
5.小明同学利用矿泉水瓶做小实验,在侧壁三个位置钻上同样大小的小孔,将瓶子装满水,打开瓶盖水从小孔喷出。图中的几种水流现象最接近实际情况的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:由于同种液体的压强随深度增加而增大,所以将瓶子装满水,深度越大的孔喷射的水平距离越远,深度越小的孔喷射的水平距离越近,所以选项B、C、D的图形不正确。
故选:A。
6.如图所示,杯子中装满水,现向杯中轻轻放入一个小木块,小木块漂浮在水面,则放入木块后( )
A.水对杯底的压强不变 B.水对杯底的压强增大
C.水对杯底的压力增大 D.水对杯底的压力减小
【解答】解:A、杯子中装满水,木块放入水中后,部分水溢出,水的深度h不变,由p=ρgh可知,水对杯底的压强不变,故A正确,B错误;
C、水对杯底的压强p不变,杯底的面积S不变,由F=pS可知,水对杯底的压力不变,故CD错误;
故选:A。
7.如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。选项中表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:据图可知,量杯的形状是上宽下窄,所以在向量杯中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在量杯中的增加的高度越来越小,所以量杯底部所受液体压强的增加量也会越来越小,故B是正确的。
故选:B。
8.如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a,b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a,b两孔都有水射出
D.a,b两孔都没有水射出
【解答】解:如图;设玻璃管内水位处为c处,瓶内密闭空气的压强为P。
在拔掉塞子前,玻璃管内的水由于受到大气压的作用,和瓶内的压强达到平衡状态;
而瓶内c处受到的压强为 瓶内密闭气体的压强和c处液体压强的和,即Pc=P大气压=P+ρ水ghc;
而a处的压强,Pa=P+ρ水gha<P+ρ水ghc=Pc=P大气压,
同理,可知:Pb=P+ρ水ghb>P+ρ水ghc=P大气压;
因此拔掉塞子a、b后,a处压强小于大气压,会吸入空气,而b处压强大于大气压,会喷出水来。
故选:B。
9.匀速向某容器中注满水,容器底部所受水的压强与注入时间的关系如图所示,这个容器可能是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:
根据p﹣t图象可知,随着注水时间的增加,容器底所受水的压强开始快,后来变慢;
已知匀速地向某容器内注水,根据p=ρgh可知,容器内水面高度应该是快速增高,先快后慢,说明容器的横截面积逐渐增大。故A正确,BCD错误。
故选:A。
10.如图是压强计的结构图。压强计是由一侧开口的金属盒、橡皮管和U形管组成,金属盒的开口侧面蒙有橡皮膜,U形管内装有一定量的红墨水。下列分析正确的是( )
A.通过该压强计的刻度值可以直接测出橡皮膜所受的压强大小.
B.在“探究液体压强特点”实验过程中,不能更换压强计测量数据
C.其他条件不变,若将U形管内的红墨水换成水银,液面高度差增大
D.实验前用拇指按压橡皮膜,若U形管左右两侧液面相平,则装置不漏气
【解答】解:A、通过该压强计的刻度值只能定性判断压强的大小,还不能定量得出压强的值,需根据p=ρgh进行计算,故A错误;
B、在“探究液体压强特点”实验过程中,如果测量数据偏差较大,不能随意更换测量数据,应重新实验或寻找原因,故B正确;
C、其他条件不变,若将U形管内的红墨水换成水银,根据p=ρgh,在压强一定时,密度越大,则高度差越小,故C错误;
D、使用压强计前应检查其气密性,如果按压橡皮膜,U形管两侧液面能灵活升降,则说明压强计不漏气,故D错误;
故选:B。
11.小实用如图所示装置研究影响液体压强大小的因素。在漏斗内加一定量的水,抬升漏斗,比较两次橡皮膜的凸起程度。本实验研究的影响因素是( )
A.液体密度 B.液体质量 C.液体深度 D.容器形状
【解答】解:液体内一点到液体自由面的高度叫液体的深度,漏斗内加一定量的水,抬升漏斗,则橡皮膜的深度变大,比较两次橡皮膜的凸起程度。本实验研究的影响因素是液体深度。
故选:C。
12.如图所示是甲、乙两种液体内部压强与深度关系的图象,设液体甲的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲和ρ乙的关系是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法确定
【解答】解:由图可知,当甲、乙两液体深度相同为h0时,甲液体产生的压强大于乙产生的压强,由p=ρgh可得:ρ甲>ρ乙
故选:B。
13.如图所示,三个容器中分别装有甲、乙、丙三种不同的液体,已知容器底受到的液体压强相等,则这三种液体的密度关系是( )
A.ρ甲>ρ乙>ρ丙 B.ρ甲<ρ丙<ρ乙
C.ρ甲>ρ丙>ρ乙 D.ρ乙>ρ甲>ρ丙
【解答】解:由图可知,液体的深度大小关系为h甲>h丙>h乙,已知容器底受到的液体压强相等,由p=ρgh可得ρ甲<ρ丙<ρ乙,故B正确,ACD错误。
故选:B。
14.潜水员潜入水中的深度有一定的限制,这与潜水员能承受的压强大小有关。若某位潜水员能承受水产生的最大压强为4.0×105帕斯卡,水的密度为1.0×103千克/米3(g取10牛/千克),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是( )
A.4米 B.40米 C.400米 D.60米
【解答】解:由p=ρgh得该潜水员在水中能下潜的最大深度:
h===40m。
故选:B。
15.对于液体压强,下列说法正确的是( )
A.液体只对容器的底有压强
B.液体的重力、体积越大,液体压强越大
C.液体的密度越大,液体的压强越大
D.同一种液体的压强只跟深度成正比
【解答】解:由于液体具有流动性,液体对容器底和容器侧壁都有压强,所以选项A的说法不正确。
液体的压强只与液体的深度和密度有关,所以选项B的说法不正确。
不同种液体的压强不仅与液体的密度有关,还与液体的深度有关,所以选项C的说法不正确。
同一种液体的压强只跟深度成正比,所以选项D的说法正确。
故选:D。
16.如图所示,是放在水平桌面上的两只圆筒形容器A和B,容器的底面积SA>SB.在A、B两容器中分别装有体积相等但密度不同的甲、乙两种液体。已知液体对两容器底产生的压强相等。则关于甲、乙两种液体的质量m和A、B两容器底受到的压力F,下面的判断正确的是( )
A.m甲>m乙 FA=FB B.m甲<m乙FA>FB
C.m甲<m乙FA<FB D.m甲>m乙FA>FB
【解答】解:(1)因为两容器底受到的液体压强相等,已知容器的底面积SA>SB.所以由p=可知,甲、乙两种液体的重力G甲>G乙,则甲、乙两种液体的质量m甲>m乙,(2)已知液体对两容器底产生的压强相等。SA>SB,所以根据公式p=可知,在压强相同时,压力和受力面积成正比,所以FA>FB。
故选:D。
17.如图所示,在一段粗管的下端蒙上橡皮膜。下列问题中可以用该装置探究的是( )
①液体是否对容器的底部产生压强
②液体是否对容器的侧壁产生压强
③液体压强是否与液体的深度有关
④液体压强是否与液体的密度有关
A.①③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
【解答】解:①向该装置中倒入液体,观察橡皮膜的凸出情况可以探究液体是否对容器的底部产生压强;
②向该装置中倒入液体,侧壁没有橡皮膜,无法探究液体是否对容器的侧壁产生压强;
③向该装置中倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜的凸出情况可以探究液体压强是否与液体的深度有关
④向该装置中倒入深度相同的不种液体,观察橡皮膜的凸出情况可以探究液体压强是否与液体的密度有关
故选:A。
18.如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是( )
A.ρ甲<ρ乙;m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙;m甲<m乙
C.ρ甲>ρ乙;m甲>m乙 D.ρ甲>ρ乙;m甲<m乙
【解答】解:a、b两点的压强相等,即pa=pb,
因为p=ρgh,hb<ha,
所以两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,
又因为a、b两点到容器底的距离相等,
所以从a、b两点以下的液体对容器底的压强关系:pa′<pb′,
而两种液体对容器底的压强:p甲=pa+pa′,p乙=pb+pb′,
所以p甲<p乙;
两种液体对容器底的压强p===,由于两容器底面积相等,p甲<p乙,故两种液体的质量m甲<m乙。
故选:B。
19.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB
C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
【解答】解:由题意知两容器底部受到的液体压强相等p甲=p乙,由图知甲液体的深度小于乙液体的深度,由p=ρgh知ρ甲>ρ乙;
由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρgh知pA下>pB下,
由于p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,且p甲=p乙,
所以pA<pB,故D正确。
故选:D。
20.将两个容器放在水平面上倒入如图所示不同液体甲、乙,已知ρ甲>ρ乙,若继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,则下列图像中能正确表示容器底部受到的压强p与高度△h的关系是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:已知ρ甲>ρ乙、h甲>h乙,根据p=ρgh知p甲>p乙,所以开始时甲图线在乙图线的上面,继续分别倒入高度△h相同的甲、乙液体,因为ρ甲>ρ乙,所以Δp甲>Δp乙,甲的压强增大得快,所以甲、乙图像随着倒入液体高度的增加压强越来越远离,故C正确、ABD错误。
故选:C。
二.填空题(共8小题)
21.如图所示,将一盛有水的试管倾斜后(液体不流出),液体对容器底的压强将 变小 (填“变大、变小或不变”)。
【解答】解:如图所示,将一盛水试管向一边倾斜时,液面到试管底部的深度在变小,根据p=ρgh即可得出水对试管底部的压强在变小。
故答案为:变小。
22.为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,同学们进行如图所示的操作进行探究。甲装置U形管内装有已染色的水,装置气密性良好。
(1)如图甲,在使用压强计前,将橡皮膜置于空气中,发现U形管内液面已有高度差,可以通过 软管取下,再重新安装 的方法可以进行调节。
(2)调节好压强计,小明同学按照图乙、丙、丁所示进行实验,比较丙、丁两图可知,液体内部压强与液体的 密度 有关。
(3)在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将 不变 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)
【解答】解:(1)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,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);
(2)比较丙、丁两图可知,液体的深度相同,液体的密度不同,U形管液面的高度差不同,说明液体内部压强与液体密度有关;
(3)液体压强与方向无关,故改变探头的方向,U形管两液面的高度差将不变。
故答案为:(1)软管取下,再重新安装;(2)密度;(3)不变。
23.小明利用压强计探究液体内部压强的特点,U形管装有一定量的水,在金属盒未浸入液体时U形管内的水面等高。用该压强计做了如图所示的甲、乙、丙三次实验(烧杯中的液体均未溢出)。
(1)组装好压强计,发现金属盒未浸入水中,U形管内水面就有高度差,应该 拔出橡皮管重新组装 。
(2)图甲中金属盒在水中的深度h1 > U形管内水面高度差h2(选填“<”、“>”或“=”)。
(3)根据乙和丙图金属盒的深度和U形管内液面的高度差可得ρ盐水 > ρ液体(选填“<”、“>”或“=”)。
(4)在图丙中当竖直向上缓慢取出探头时,探头所受液体的压强 变小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:(1)组装好压强计,发现金属盒未浸入水中,U形管内水面就有高度差,应该是装置漏气,需要拔出橡皮管重新组装;
(2)如图1所示,考虑到橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力,故会发现金属盒在水中的深度h1>U形管内水面高度差h2;
(3)根据图2和图3可知,压强计的探头在两液体中的深度是不同的,盐水中的探头所处深度更小,而U形管中液面的高度差却比在图3液体中稍大些,说明在盐水中的压强大于在液体中的,根据p=ρgh可以判断两液体的密度大小关系为ρ盐水>ρ液;
(4)根据p=ρgh可判断当竖直向上缓慢取出探头时,相当于液体密度不变的情况下,深度h变小,由此可判断探头所受液体的压强变小。
故答案为:(1)拔出橡皮管重新组装;(2)>;(3)>;(4)变小。
24.用隔板将容器平均分成左右两侧,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,装置如图甲所示。小明想利用此装置研究液体压强。
(1)往装置两侧加水至橡皮膜上方,结果如图乙。小明想研究液体压强与 液体深度 的关系。
(2)往装置两侧分别加入密度为ρ1、ρ2的两种液体,液面如图丙所示。小明根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出ρ1一定大于ρ2,请推测他所看到的现象并说明原因。 ①橡皮膜向右凸时,说明左侧液体压强大于右侧液体压强,而左侧深度小于右侧,则左侧液体密度ρ1一定大于右侧液体密度ρ2;
②橡皮膜左右相平时,说明左侧液体压强等于右侧液体压强,而左侧深度小于右侧,则左侧液体密度ρ1一定大于右侧液体密度ρ2 。
【解答】解:
(1)根据乙图知,液体密度相同而液体深度不同,所以小明想研究液体压强与液体深度的关系。
(2)小明根据虚框位置中橡皮膜的凹凸情况得出ρ1一定大于ρ2,他所看的现象及原因如下:
①橡皮膜向右凸时,说明左侧液体压强大于右侧液体压强,而左侧深度小于右侧,则左侧液体密度ρ1一定大于右侧液体密度ρ2;
②橡皮膜左右相平时,说明左侧液体压强等于右侧液体压强,而左侧深度小于右侧,则左侧液体密度ρ1一定大于右侧液体密度ρ2。
故答案为:(1)液体深度;
(2)①橡皮膜向右凸时,说明左侧液体压强大于右侧液体压强,而左侧深度小于右侧,则左侧液体密度ρ1一定大于右侧液体密度ρ2;
②橡皮膜左右相平时,说明左侧液体压强等于右侧液体压强,而左侧深度小于右侧,则左侧液体密度ρ1一定大于右侧液体密度ρ2。
25.为了研究液体内部压强的特点,小科将液体压强计进行了改进。当两个带橡皮膜的金属盒置于空气中时,U形管液面相平。现将两个金属盒分别放在装有两种不同液体的甲、乙容器内。当两个金属盒所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则容器中液体密度ρ甲 > ρ乙(填“>”“<”或“=”);若要使U形管中液面再次相平,可 增大 (填“增大”或“减小”)容器乙中金属盒所处的深度。
【解答】解:如图所示,U形管右侧液面比左侧高,说明右侧橡皮膜受到液体压强小于左侧橡皮膜受到液体的压强,即ρ甲gh>ρ乙gh,由于液体深度相同,所以ρ甲>ρ乙,即液体甲密度比液体乙密度大;若要使U形管中液面再次相平,必须增大乙的压强,故可增大容器乙中金属盒所处的深度。
故答案为:>;增大。
26.小金同学在学习了液体压强影响因素后,回到家自制了一个简易的液体压强计:在开口的空矿泉水瓶侧壁扎了a、b两个小孔用橡皮塞塞住,并在瓶中倒入一定量的水至两孔上方,如图甲所示。H表示矿水瓶底部距离地面的高度。(忽略大气压随高度的变化)
(1)甲图,小金拔出橡皮塞,观察中水从a、b两孔射出的距离,是为了研究液体压强与 液体深度 的关系。
(2)他又提起矿泉水瓶,发现矿水瓶底部距离地面的高度H增加后,水从a、b孔射出的速度 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)将一根两端开口的玻璃管穿过矿泉水瓶盖后,旋紧矿泉水瓶,玻璃管上端与大气连通,下端浸没在液体中,管内液面如图乙所示,则拔出橡皮塞后会有水射出的是 b (选填“a”、“b”或“a和b”)。
【解答】解:(1)根据甲图可知,b孔的深度大,b孔的水射出的距离大,表明b处液体的压强大,故该实验是为了研究液体压强与液体深度的关系;
(2)因为射程的远近由该点的压强决定,而该处的压强与水的密度和水面到容器底部的高度有关,与其它因素都无关,而H表示的是容器底部与地面的高度,因此水从a、b孔射出的速度与矿泉水瓶底部距离地面的高度H的大小无关,即水从a、b孔射出的速度不变;
(3)设瓶内气压为p0,大气压为p大,由图乙知,管中的液面和下管口等高,高于b孔,低于a孔;
管中的液面比a孔低,p0加上ha水深产生的压强小于大气压p大,拔去a孔木塞的瞬时,水不会流出瓶外;
管中的液面比b孔高,p0加上hb水深产生的压强大于大气压p大,拔去b孔木塞的瞬时,水会流出瓶外;
所以只有拔去b孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外。
故答案为:(1)液体深度;(2)不变;(3)b。
27.为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明玻璃瓶,在瓶口扎上橡皮膜将玻璃瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。
(1)将玻璃瓶竖直浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),调节后使两次玻璃瓶在水里的位置相同。图 乙 (选填“甲”或“乙”)中的橡皮膜凹进得更多,可得到的实验结论:同种液体中, 深度越深 ,液体的压强越大。
(2)若用体积相同的酒精进行实验,如图丙所示,玻璃瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 乙 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进的更多。
【解答】解:(1)橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,说明在液体密度一定时,深度越深,压强越大,液体压强随深度的增加而增大;
(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,橡皮膜的深度相同,根据p=ρgh可知,橡皮膜在水中受到的压强大,所以乙中的橡皮膜凹进得更多。
故答案为:(1)乙;深度越深;(2)乙。
28.如图甲所示,密闭容器静止在水平桌面上。若将其倒放在桌面上,如图乙所示,则水对容器底的压强 变大 ,水对容器底压力 变小 ,容器对桌面的压力 不变 (均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【解答】解:把该容器正放在该桌面上,水的深度增大,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强变大;
倒置前容器中的水柱是上细下粗的,所以容器底受到的压力大于容器中水的重力;
把该容器倒放在该桌面上,容器中的水柱是上粗下细的,一部分水压的是容器侧壁,所以容器底受到的压力小于容器中水的重力,所以倒放后水对容器底的压力变小;
因水平面上物体的压力大小和自身的重力相等,容器对桌面的压力不变。
故答案为:变大;变小;不变。
三.实验探究题(共1小题)
29.研究小组利用压强计探究液体内部压强与液体密度的关系。
【实验器材】压强计、橡皮膜、两端开口的玻璃管、玻璃杯、圆柱形容器等。
【实验过程】小金用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液样的高度几乎不变化。
(1)出现这种情况的原因可能是 装置漏气 。
解决上述问题后,小金按下列步骤进行实验:
①将金属盒放入水中深度10厘米处观察并记录
②将金属盒放入酒精中深度10厘米处观察并记录
③比较两次实验U形管左右两边液面高度差
④换用密度不同的液体,重复上述实验
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这种科学方法是 转换法 。
【实验结论】液体的压强与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大压强越大。
【迁移应用】小金将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水。
(3)当玻璃管内外液面相平时,橡皮膜的形变情况为 向上凸起 (选填“向下凸起”“向上凸起”或“相平”);
【拓展提升】图3是两个完全相同的圆柱形容器,分别装有甲,乙两种不同的液体,在距离容器底同一高度处分别有M、N两点。
(4)若pM=pN,则两容器底部受到的液体压强大小关系是p甲 > p乙(选填“>“=”或“<”)。
【解答】解:(1)用手指按压橡皮膜,如图1所示,无论轻压还是重压,发现U形管两边液样的高度几乎不变化出现这种情况的原因可能是装置漏气;
(2)该实验通过U形管左右两边液面高度差来判断液体内部压强的大小,这是转换法;
(3)将一支两端开口的玻璃管进行改装,用橡皮膜将其下端封住,往玻璃管内倒入一定量的酒精,观察到橡皮膜向下凸起,然后将玻璃管置于一空玻璃杯内,如图2所示(固定仪器省略),再沿着玻璃杯内壁缓慢注水,水的密度大于酒精的密度,根据p=ρgh可知当玻璃管内外液面相平时,水的压强简较大,则橡皮膜的形变情况为向上凸起;
(4)甲中液面高度较大,若pM=pN,根据p=ρgh可知ρ甲>ρ乙,
MN以下部分的高度相同,根据p=ρgh可知这部分液体对底部的压强p甲1>p乙1,
两容器底部受到的液体的压强等于上、下两部分的压强之和,所以两容器底部受到的液体压强大小关系是p甲>p乙。
故答案为:(1)装置漏气;(2)转换法;(3)向上凸起;(4)>。
四.计算题(共1小题)
30.读图回答问题。
(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图 a (选填“a”或“b”)中装的是浓盐水;判断的依据是 深度相同时,a中U形管液面高度差较大,液体的密度越大,压强越大 。
(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA:hB=3:1,底面积之比SA:SB=1:2,则它们对地面的压强之比pA:pB= 3:1 。
(3)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(丙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= ρgh 。(用字母表示)
【解答】解:(1)有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,在深度相同时,液体的密度越大,液体的压强越大,U形管中的液面高度差越大,可以确定a中装的是浓盐水。
(2)因为是实心圆柱体A和B,则它们对地面的压强为:;即它们对地面的压强之比等于它们的高度之比,即它们对地面的压强之比pA:pB=3:1。
(3)容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,即:gh。
故答案为:(1)a;深度相同时,a中U形管液面高度差较大,液体的密度越大,压强越大;(2)3:1;(3)ρgh。
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