9.2液体的压强 课时检测
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液体的压强 课时检测
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共4小题,每题3分,共12分)
1.在如图所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是 ( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
【解析】选D。本题考查影响液体压强大小的因素。液体的压强与液体的深度和液体的密度有关,深度越大,密度越大,产生的压强越大。将探头放在同样深度的浓盐水中时,液体的密度增大,压强变大,U形管两边液面的高度差增大,故A错;将探头在原位置转动180°,液体的深度不变,压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故B错;将探头向下移动一段距离后,液体的深度增大,压强变大,U形管两边液面的高度差增大,故C错;将探头向上移动一段距离后,液体的深度减小,压强减小,U形管两边液面的高度差减小,故D正确。故选D。
2.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底受到液体的压强分别为pA、pB、pC则 ( )
A.pA>pB>pC B.pAC.pA=pB=pC D.无法确定
【解析】选A。本题考查对液体压强公式的掌握和运用。由图得出三容器内液体的深度相同,hA=hB=hC,因为p=ρgh,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,所以pA>pB>pC。故选A。
3.厨房、卫生间的下水管既可排水又可堵臭。下列四个下水管示意图中,最符合实际情况的是 ( )
【解析】选C。本题主要考查连通器在生活中的应用。A图与B图,臭气都可以从下水道扩散上来,我们就会闻到臭味。C图与D图,水在向下流的过程中都要经过一节弯管,当停止放水时,就会有一小段水存在弯管中,防止臭气上逸。但D图相对于C图来说,向下流水时,左、右两管中的液体压强差较小,水流较慢。故选C。
4.把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片重量不计),放入水面下16 cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度是 ( )
A.12.8 cm B.8 cm C.20 cm D.16 cm
【解析】选C。本题考查液体压强。当塑料片恰好下落时,塑料片上下表面受到的压力相等,根据F=pS,面积S相等,即压强p相等,即ρ水gh水=ρ油gh油,所以h油===0.2 m=20 cm。
二、填空题(本大题共2小题,每空2分,共8分)
5.为了研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ρ2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ρ1 ρ2(选填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (选填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
【解析】本题考查影响液体压强的因素。读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大。若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度。
答案:> 增大
6.如图所示的平底容器质量为0.3 kg,底面积为3×10-3m2,内装0.6 kg的水后,测得容器中水深15 cm,若将该容器放在面积为1 m2的水平桌面中央,则容器对桌面的压强为 Pa,容器中的水对容器底的压力大小为 N。(忽略容器厚度,g取10 N/kg)
【解析】本题考查压强问题。容器对桌面的压强相当于固体所产生的压强,压力由重力产生,F=G=(m容+m水)g=(0.3 kg+0.6 kg)×10 N/kg=9 N,p===3×103Pa;水对容器底的压力F=p'S=ρghS=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.15 m×3×10-3m2=4.5 N。
答案:3×103 4.5
三、实验探究题(6分)
7.小李同学利用如图装置探究“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入到甲、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
。
【解析】(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小。
(2)影响液体压强的因素:液体的密度和浸入液体的深度,实验中没有控制金属盒浸入的深度相同,因此无法得出正确结论。
(3)研究液体压强与深度的关系时应控制液体密度相同,改变深度,小李应该比较图乙、丙,金属盒离液面的距离越深,压强越大,U形管两边液柱的高度差就越大。
(4)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,表明在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等。
答案:(1)小 (2)深度相同 (3)乙、丙 大 (4)在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等
四、计算题(14分)
8.人民公园绿化带内有一个喷水管,其管口与为其供水的水塔内的水面高度差h=20m,管口的内截面的面积S=4×10-4m2。开关打开时管口喷水速度v=20m/s,水从管口喷出到落地所用的时间t=0.5s。求:
(1)开关关闭不喷水时,管口处受到水产生的压强;
(2)开关打开喷水时,空中水柱的质量。
【解析】本题考查液体压强的计算。
(1)管口处受到水产生的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8 N/kg×20 m
=1.96×105Pa;
(2)开关打开喷水时,空中水柱的质量为0.5s从管口喷出的水的质量,0.5 s内从管口喷出到落地水柱的长度:h=vt=20m/s×0.5 s=10 m,
水柱的体积:V=Sh=4×10-4m2×10 m=4×10-3m3,
水柱的质量:m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4 kg。
答案:(1)1.96×105Pa (2)4 kg
【培优训练】
如图所示,煤气管道包括户外和室内两部分,二者之间连接着一只煤气表。工人师傅给每户安装完室内管道后,都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置,在两端开口的透明U形管中装有水,当U形管两端压强相等时,两侧水面相平。检测时,关闭开关,用力向室内管道口Y内吹气,然后迅速将U形管的Y'一端与Y相连接,U形管内水面出现高度差,继续观察U形管中水面的变化 ( )
A.若水面高度差逐渐增大,则表明不漏气
B.若水面高度差逐渐减小,则表明不漏气
C.若水面高度差保持不变,则表明有漏气
D.若水面高度差保持不变,则表明不漏气
【解析】选D。若水面高度差逐渐增大,则说明U形管右端的压强增大,而无论是否漏气,右端压强都不会增大,故A不合题意;若水面高度差逐渐减小,说明U形管右端的压强逐渐减小,即与U形管右端连接的室内管道内气压在逐渐降低,那么只有一种可能:室内管道有漏气现象,导致了管内的气压在逐渐降低,故B不合题意;若水面高度差不变,说明U形管左右两端的压强都没有变化,即室内管道内的气压没有改变,由此可判断室内管道的密封良好,没有漏气现象,故C错误,D符合题意。故选D。
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共4小题,每题3分,共12分)
1.在如图所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是 ( )
A.将探头放在同样深度的浓盐水中
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头向下移动一段距离
D.将探头向上移动一段距离
【解析】选D。本题考查影响液体压强大小的因素。液体的压强与液体的深度和液体的密度有关,深度越大,密度越大,产生的压强越大。将探头放在同样深度的浓盐水中时,液体的密度增大,压强变大,U形管两边液面的高度差增大,故A错;将探头在原位置转动180°,液体的深度不变,压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故B错;将探头向下移动一段距离后,液体的深度增大,压强变大,U形管两边液面的高度差增大,故C错;将探头向上移动一段距离后,液体的深度减小,压强减小,U形管两边液面的高度差减小,故D正确。故选D。
2.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底受到液体的压强分别为pA、pB、pC则 ( )
A.pA>pB>pC B.pA
【解析】选A。本题考查对液体压强公式的掌握和运用。由图得出三容器内液体的深度相同,hA=hB=hC,因为p=ρgh,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,所以pA>pB>pC。故选A。
3.厨房、卫生间的下水管既可排水又可堵臭。下列四个下水管示意图中,最符合实际情况的是 ( )
【解析】选C。本题主要考查连通器在生活中的应用。A图与B图,臭气都可以从下水道扩散上来,我们就会闻到臭味。C图与D图,水在向下流的过程中都要经过一节弯管,当停止放水时,就会有一小段水存在弯管中,防止臭气上逸。但D图相对于C图来说,向下流水时,左、右两管中的液体压强差较小,水流较慢。故选C。
4.把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片重量不计),放入水面下16 cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油,当塑料片开始下沉时,煤油在管内的高度是 ( )
A.12.8 cm B.8 cm C.20 cm D.16 cm
【解析】选C。本题考查液体压强。当塑料片恰好下落时,塑料片上下表面受到的压力相等,根据F=pS,面积S相等,即压强p相等,即ρ水gh水=ρ油gh油,所以h油===0.2 m=20 cm。
二、填空题(本大题共2小题,每空2分,共8分)
5.为了研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ρ2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ρ1 ρ2(选填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (选填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。
【解析】本题考查影响液体压强的因素。读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大。若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度。
答案:> 增大
6.如图所示的平底容器质量为0.3 kg,底面积为3×10-3m2,内装0.6 kg的水后,测得容器中水深15 cm,若将该容器放在面积为1 m2的水平桌面中央,则容器对桌面的压强为 Pa,容器中的水对容器底的压力大小为 N。(忽略容器厚度,g取10 N/kg)
【解析】本题考查压强问题。容器对桌面的压强相当于固体所产生的压强,压力由重力产生,F=G=(m容+m水)g=(0.3 kg+0.6 kg)×10 N/kg=9 N,p===3×103Pa;水对容器底的压力F=p'S=ρghS=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.15 m×3×10-3m2=4.5 N。
答案:3×103 4.5
三、实验探究题(6分)
7.小李同学利用如图装置探究“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入到甲、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
。
【解析】(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小。
(2)影响液体压强的因素:液体的密度和浸入液体的深度,实验中没有控制金属盒浸入的深度相同,因此无法得出正确结论。
(3)研究液体压强与深度的关系时应控制液体密度相同,改变深度,小李应该比较图乙、丙,金属盒离液面的距离越深,压强越大,U形管两边液柱的高度差就越大。
(4)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,表明在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等。
答案:(1)小 (2)深度相同 (3)乙、丙 大 (4)在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等
四、计算题(14分)
8.人民公园绿化带内有一个喷水管,其管口与为其供水的水塔内的水面高度差h=20m,管口的内截面的面积S=4×10-4m2。开关打开时管口喷水速度v=20m/s,水从管口喷出到落地所用的时间t=0.5s。求:
(1)开关关闭不喷水时,管口处受到水产生的压强;
(2)开关打开喷水时,空中水柱的质量。
【解析】本题考查液体压强的计算。
(1)管口处受到水产生的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8 N/kg×20 m
=1.96×105Pa;
(2)开关打开喷水时,空中水柱的质量为0.5s从管口喷出的水的质量,0.5 s内从管口喷出到落地水柱的长度:h=vt=20m/s×0.5 s=10 m,
水柱的体积:V=Sh=4×10-4m2×10 m=4×10-3m3,
水柱的质量:m=ρV=1×103kg/m3×4×10-3m3=4 kg。
答案:(1)1.96×105Pa (2)4 kg
【培优训练】
如图所示,煤气管道包括户外和室内两部分,二者之间连接着一只煤气表。工人师傅给每户安装完室内管道后,都要检查一下管道是否漏气。有一种检测装置,在两端开口的透明U形管中装有水,当U形管两端压强相等时,两侧水面相平。检测时,关闭开关,用力向室内管道口Y内吹气,然后迅速将U形管的Y'一端与Y相连接,U形管内水面出现高度差,继续观察U形管中水面的变化 ( )
A.若水面高度差逐渐增大,则表明不漏气
B.若水面高度差逐渐减小,则表明不漏气
C.若水面高度差保持不变,则表明有漏气
D.若水面高度差保持不变,则表明不漏气
【解析】选D。若水面高度差逐渐增大,则说明U形管右端的压强增大,而无论是否漏气,右端压强都不会增大,故A不合题意;若水面高度差逐渐减小,说明U形管右端的压强逐渐减小,即与U形管右端连接的室内管道内气压在逐渐降低,那么只有一种可能:室内管道有漏气现象,导致了管内的气压在逐渐降低,故B不合题意;若水面高度差不变,说明U形管左右两端的压强都没有变化,即室内管道内的气压没有改变,由此可判断室内管道的密封良好,没有漏气现象,故C错误,D符合题意。故选D。