《8.2 液体压强》同步练习-2024-2025学年第二学期北师大版八年级下册
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,两个相同的柱形容器置于水平地面上,分别盛有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,A、B两个体积相同的实心小球分别静止在两液体中,容器对地面的压强为p甲、p乙。现将两个小球取出,两液体对容器底部的压强相等,则( )
A.ρ甲大于ρ乙,p甲大于p乙
B.ρ甲大于ρ乙,p甲小于p乙
C.ρ甲小于ρ乙,p甲大于p乙
D.ρ甲小于ρ乙,p甲小于p乙
2.在学习“液体的压强”时,物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶中形成了如图所示的“喷泉”。该现象最易于探究的科学问题是( )
A.液体压强与液体体积的关系
B.液体压强与液体深度的关系
C.液体压强与液体种类的关系
D.液体压强与液体密度的关系
3.关于如下四个情景的相关表述正确的是( )
A.箱子不动是因为推力小于摩擦力
B.最左边同学运动快是因为没有受到摩擦力
C.能比较两人对雪地压强的大小
D.液体压强计是利用重力微小变化工作的
4.如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等
B.左侧液体的质量小于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同
D.左侧液体的密度大于右侧液体的密度
5.如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器,甲容器内只有水,乙容器中放入木块静止时漂浮在水面上,此时两容器内水面相平。若在两容器中分别抽取相同体积的水,最终木块仍能漂浮在水面上,此时剩余部分的水对容器底部的压强为p甲、p乙,容器对地面的压力为F甲、F乙,则( )
A.p甲=p乙;F甲=F乙 B.p甲=p乙;F甲>F乙
C.p甲>p乙;F甲>F乙 D.p甲>p乙;F甲=F乙
6.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲<F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲<p乙
7.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
8.某同学在测量某液体密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知的液体,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内的部分空气,再关闭阀门K,如图所示。下列操作必须的是( )
A.应保持两容器内液面相平
B.尽可能将管内空气抽出
C.用刻度尺测量h1和h2
D.往两侧容器中加入对应的同种液体,改变h1和h2
9.如图所示,是汽车修理广常用的液压千斤顶的原理图。关于该千片顶下列说法正确的是( )
A.使用时应该用B端来顶起汽车
B.使用时应该用A端来顶起汽车
C.顶起汽车时pA<pB
D.顶起汽车时pA>pB
10.两个相同的量筒里装有相同体积的水,用细绳拴着质量相等的实心铝块、铜块,分别浸没在各量筒的水中,水没有溢出,已知ρ铝<ρ铜,则水对量筒底部的压强( )
A.放铜块的大 B.放铝块的大
C.一样大 D.条件不足,无法确定
二.填空题(共6小题)
11.学习“液体”压强时,老师展示了如图(甲)所示的实验,小明同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后小明将自己的结论告诉老师,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图(乙)所示进行实验,观察到Sc<Sd,试完成下列问题:
(1)如水对侧边C、D两点压强为pc和pd,则pc pd(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)在图(乙)中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,Sc′、Sd′分别是此时的最远距离,则Sc′ Sd′(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)判断小明同学的结论是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)用一句话写出你的判断依据(无需理由)是 。
12.如图所示,不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休。它们究竟谁的压强大,你的看法是: (选填“甲”或“乙”)的压强大,理由是: 。
13.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如图所示,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(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度,该实验装置中的U形管 (填“是”或“不是”)连通器。
14.盛有水的容器中,A、B、C三点的位置如图所示,A处水的深度为 米,B处水的压强为 帕。容器底面积为15厘米2,则容器底受到水的压力为 牛。
15.下面是某同学在推导液体内部压强时的一些步骤,请你和他一起完成下面的推导过程。设想液面下有一个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强。设平面在液面下的深度为h,平面的面积为S。
(1)求出这个液柱的体积是多大?V= 。
(2)求出这个液柱的质量是多大?m= 。
(3)求出这个液柱的重力?对平面压力是多大F=G= 。
(4)平面受到的压强是多大?p= 。因此,深度为h处液体的压强为p= 。
16.如图,轮船由下游经过船闸驶往上游。图中上游的水对A阀门的压强 下游的水对B阀门的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)。船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,当闸室中的水位上升时,船底受到水的压力 (选填“增大”或“减小”或“不变”),闸室水面与上游水面最终会相平。
三.实验探究题(共1小题)
17.有一个容器用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭,如图所示。左、右两部分均可注入液体。甲、乙两烧杯中装有不同浓度的盐水,它们的密度不同,请你利用该装置区分哪杯盐水的密度大,请写出操作步骤并分析区分的方法。
四.解答题(共1小题)
18.如图所示,薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,甲的底面积为2×10﹣2米2,盛有质量为2.2千克的水。实心圆柱体乙漂浮在水面上,其质量为0.8千克,底面积为1×10﹣2米2,高为0.1米。
(1)求乙的密度ρ乙。
(2)求此时水对容器底部的压强p水。
(3)现从容器内抽水,每次抽出水的质量为0.5千克,水对容器底部的压强大小如表所示。(此过程中乙始终保持竖直)
抽水次数 水对容器底部的压强(帕)
第一次 1225
第二次 980
第三次 686
(a)第几次抽水过程中乙会沉底?说明理由 。
(b)求第四次抽水后,水对容器底部的压力F水′。
五.计算题(共1小题)
19.重力大小为2牛、底面积为0.01米2的某款平底薄壁容器放置在水平桌面中央,容器内装有10牛的水,水对容器底的压强为700帕。求:
(1)水对容器底压力F水的大小。
(2)容器对桌面的压强p杯。
《8.2 液体压强》同步练习-2024-2025学年第二学期北师大版八年级下册
参考答案与试题解析
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C B A C D C A B
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,两个相同的柱形容器置于水平地面上,分别盛有密度为ρ甲、ρ乙的两种液体,A、B两个体积相同的实心小球分别静止在两液体中,容器对地面的压强为p甲、p乙。现将两个小球取出,两液体对容器底部的压强相等,则( )
A.ρ甲大于ρ乙,p甲大于p乙
B.ρ甲大于ρ乙,p甲小于p乙
C.ρ甲小于ρ乙,p甲大于p乙
D.ρ甲小于ρ乙,p甲小于p乙
【解答】解:A、B两个实心小球的体积相同,A排开的液体的体积大于B排开的液体的体积,取出小球后,乙液面的深度要大于甲液面的深度,此时两液体对容器底部的压强相等,根据p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即:ρ甲大于ρ乙;
根据图示可知,液体对底的压强相等,面积相同,压力相等,重力相同;容器相同,所以左侧装置的总重力大于右侧装置的总重力,水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,则左侧装置对地面的压力大于右侧装置对地面的压力;受力面积相同,根据p可知,p甲大于p乙。
故选:A。
2.在学习“液体的压强”时,物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶中形成了如图所示的“喷泉”。该现象最易于探究的科学问题是( )
A.液体压强与液体体积的关系
B.液体压强与液体深度的关系
C.液体压强与液体种类的关系
D.液体压强与液体密度的关系
【解答】解:把底部有小孔的空矿泉水瓶竖直压入水中的深度不同,且深度越深,小孔水喷得更高,说明压强更大,因此探究“液体压强与液体的深度关系”最有探究价值且易于探究。
故选:B。
3.关于如下四个情景的相关表述正确的是( )
A.箱子不动是因为推力小于摩擦力
B.最左边同学运动快是因为没有受到摩擦力
C.能比较两人对雪地压强的大小
D.液体压强计是利用重力微小变化工作的
【解答】解:A.箱子不动,箱子处于平衡状态,受平衡力作用,此时推力等于摩擦力,故A错误;
B.力是改变物体运动状态的原因,几个过程中,车子和人都受到摩擦力的作用,故B错误;
C.图中左边同学与雪地的接触面积较大,雪凹陷的深度不明显,右边同学没有穿滑雪板,与雪地的接触面积较小,雪凹陷的深度很明显,故两图能比较两人对雪地压强的大小,故C正确;
D.液体压强计是利用U形管左右液面的高度差来表示压强大小的,故D错误。
故选:C。
4.如图所示,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分底面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.容器中左、右两侧液体的质量相等
B.左侧液体的质量小于右侧液体的质量
C.容器中左、右两侧液体的密度相同
D.左侧液体的密度大于右侧液体的密度
【解答】解:
AB、液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变,说明左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而橡皮膜位于隔板底部,所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等,右侧部分横截面积是左侧的2倍,根据F=pS,可知,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,因两侧均为直壁形容器,液体对容器底部的压力等于液体的重力,故左侧液体的重力小于右侧液体的重力,又因为G=mg,所以左侧液体的质量小于右侧液体的质量,故A错误、B正确;
CD、左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,故CD错误。
故选:B。
5.如图所示,水平桌面上放有甲、乙两个完全相同的圆柱形容器,甲容器内只有水,乙容器中放入木块静止时漂浮在水面上,此时两容器内水面相平。若在两容器中分别抽取相同体积的水,最终木块仍能漂浮在水面上,此时剩余部分的水对容器底部的压强为p甲、p乙,容器对地面的压力为F甲、F乙,则( )
A.p甲=p乙;F甲=F乙 B.p甲=p乙;F甲>F乙
C.p甲>p乙;F甲>F乙 D.p甲>p乙;F甲=F乙
【解答】解:根据题意可知,两容器内水面相平,在两容器中分别抽取相同体积的水,则液面下降的高度相同,剩余的水的深度相同,根据p=ρgh可知,剩余部分的水对容器底部的压强相同,即:p甲=p乙;
木块漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件可知,此时木块受到的浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理可知,木块排开的水的重力等于浮力,所以木块的重力等于排开的水的重力;由此可知,甲、乙两个装置的总重力是相同的;在两容器中分别抽取相同体积的水,抽去的水的重力相同,剩余的重力也相同,对地面的压力相同,即:F甲=F乙。
故选:A。
6.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是( )
A.两种液体密度的大小关系是ρa>ρb
B.桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲<F乙
C.两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲<p乙
【解答】解:A、由图可知,a、b两种液体的体积Va>Vb,而a、b两种液体的质量是相等的,
根据ρ可知,ρa<ρb,故A错误;
B、桌面对容器支持力:F=G总=m容g+m液g,由于容器、液体的质量都相等,
所以,桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲=F乙,故B错误;
C、a液体对容器底压强的大小:pa,
b液体对容器底压强的大小:pb,
因为,ma=mb,
所以,pa<pb,故C正确;
D、容器对桌面压强的大小:p,
由于容器、液体的质量都相等,
所以,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故D错误。
故选:C。
7.如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
【解答】解:AC、水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即F甲=F乙,故A、C错误;
BD、由公式可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B错误、D正确。
故选:D。
8.某同学在测量某液体密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知的液体,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内的部分空气,再关闭阀门K,如图所示。下列操作必须的是( )
A.应保持两容器内液面相平
B.尽可能将管内空气抽出
C.用刻度尺测量h1和h2
D.往两侧容器中加入对应的同种液体,改变h1和h2
【解答】解:C.管外的大气压等于管内气压加上液柱产生的压强。先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,U形玻璃管上方的气体压强减小,记为p,外界大气压强记为p0,则会有p+ρ1gh1=p0,p+ρ2gh2=p0,
则ρ1gh1=ρ2gh2,
因此用刻度尺测量出h1和h2便可根据已知的ρ1计算出ρ2,故C正确;
B.实验时不用将管内空气完全抽出,只要使两种液体在U形管中上升形成的液柱高度明显即可,故B不正确;
A.是否保持两容器内液面相平并不影响对数据的测定,故A不正确;
D.实验中只需要测量一组h1和h2的值即可,不需要改变h1和h2,往两侧容器中加入对应的同种液体,不改变h1和h2,故D不正确。
故选:C。
9.如图所示,是汽车修理广常用的液压千斤顶的原理图。关于该千片顶下列说法正确的是( )
A.使用时应该用B端来顶起汽车
B.使用时应该用A端来顶起汽车
C.顶起汽车时pA<pB
D.顶起汽车时pA>pB
【解答】解:由图可知,左边活塞A的面积小,右边B的活塞面积大,
因密闭液体能够大小不变的传递压强,
所以,两边压强相等,即pA=pB,
则A端用一个很小的力,就可以把千斤顶压下来,B端就可以产生一个很大的力,把汽车顶起来,故A正确,BCD错误。
故选:A。
10.两个相同的量筒里装有相同体积的水,用细绳拴着质量相等的实心铝块、铜块,分别浸没在各量筒的水中,水没有溢出,已知ρ铝<ρ铜,则水对量筒底部的压强( )
A.放铜块的大 B.放铝块的大
C.一样大 D.条件不足,无法确定
【解答】解:因为m铜=m铝,ρ铜>ρ铝,所以根据ρ可知,V铜<V铝,
因为这两个金属块都浸没入水量筒里,所以它们排出水的体积都等于它们各自的体积,则V铜排<V铝排,所以放铝块的量筒水面最高,根据公式p=ρgh可知,放铝块的量筒底部受到的压强最大。
故选:B。
二.填空题(共6小题)
11.学习“液体”压强时,老师展示了如图(甲)所示的实验,小明同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后小明将自己的结论告诉老师,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图(乙)所示进行实验,观察到Sc<Sd,试完成下列问题:
(1)如水对侧边C、D两点压强为pc和pd,则pc < pd(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)在图(乙)中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,Sc′、Sd′分别是此时的最远距离,则Sc′ > Sd′(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)判断小明同学的结论是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)用一句话写出你的判断依据(无需理由)是 没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系 。
【解答】解:(1)液体压强随深度的增加而增大,由p=ρgh知,当液体密度相同时,由hC<hD可知,pC<pD。
(2)(3)根据题意,其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,左侧仍在瓶子下方;根据图中木板与水流轨迹的交点知,此时C的距离大,故sc′>sd′,其原因是下落的高度相差过大;由此可知,小明同学的结论是不正确的;
(4)根据转换法知,通过喷射的距离显示速度,必须控制下落的时间相同,由于图中下落高度不同,下落的时间不同,不能通过喷射距离显示速度,间接显示液体压强的大小,故结论是不正确的。
故答案为:(1)<;(2)>;(3)错误;(4)没有控制水流下落高度相同,不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究液体压强与深度关系。
12.如图所示,不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休。它们究竟谁的压强大,你的看法是: 乙 (选填“甲”或“乙”)的压强大,理由是: 水的密度一定,乙图中的鱼所处的深度较深 。
【解答】解:由图可知,乙图中的鱼所处的深度较深,水的密度一定,根据p=ρgh可知,右图中的鱼受到的压强大。
故答案为:乙;水的密度一定,乙图中的鱼所处的深度较深。
13.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如图所示,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(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 增大 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度,该实验装置中的U形管 不是 (填“是”或“不是”)连通器。
【解答】解: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,根据p=ρgh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,应增大乙中的压强,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度;
安装好的压强计上的U形管上端不开口,下端连通,不是连通器。
故答案为:>;增大;不是。
14.盛有水的容器中,A、B、C三点的位置如图所示,A处水的深度为 0.8 米,B处水的压强为 4.9×103 帕。容器底面积为15厘米2,则容器底受到水的压力为 14.7 牛。
【解答】解:深度是指从自由液面到某处的垂直距离,根据图示可知,A处水的深度为:hA=0.5m+0.3m=0.8m;
B处水的深度为:hB=0.5m,
B处水的压强为:pB=ρ水ghB=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.5m=4.9×103Pa;
容器底到水面的距离为:h=0.5m+0.3m+0.2m=1m,
容器底所受水的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×1m=9.8×103Pa,
容器底受到水的压力为:
F=pS=9.8×103Pa×15×10﹣4m2=14.7N。
故答案为:0.8;4.9×103;14.7。
15.下面是某同学在推导液体内部压强时的一些步骤,请你和他一起完成下面的推导过程。设想液面下有一个水平放置的平面,计算这个平面上方液柱对这个平面的压强。设平面在液面下的深度为h,平面的面积为S。
(1)求出这个液柱的体积是多大?V= Sh 。
(2)求出这个液柱的质量是多大?m= ρSh 。
(3)求出这个液柱的重力?对平面压力是多大F=G= ρgSh 。
(4)平面受到的压强是多大?p= 。因此,深度为h处液体的压强为p= ρgh 。
【解答】解:设某一平面在静止液面下的深度为h,平面的面积为S;
步骤:(1)这个液柱的体积 V=Sh;
(2)这个液柱的质量 m=ρV=ρSh;
(3)这个液柱的重力也就是对水平面的压力 F=G=mg=ρgSh;
(4)平面受到的压强 Pρgh;
因此,深度为h处液体的压强为P=ρgh。
故答案为:(1)Sh;(2)ρSh;(3)ρgSh;(4);ρgh。
16.如图,轮船由下游经过船闸驶往上游。图中上游的水对A阀门的压强 大于 下游的水对B阀门的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)。船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,当闸室中的水位上升时,船底受到水的压力 不变 (选填“增大”或“减小”或“不变”),闸室水面与上游水面最终会相平。
【解答】解:(1)由于液体内部压强随深度的增加而增大,图中上游的水深,闸室水相对较浅,因此,上游的水对A阀门的压强大于闸室的水对A阀门的压强。
(2)当闸室中的水位上升时,船底所处水的深度不变,根据p=ρgh知,船底受到的液体压强不变,船底的底面积不变,根据p可知,船底受到水的压力不变。
故答案为:大于;不变。
三.实验探究题(共1小题)
17.有一个容器用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭,如图所示。左、右两部分均可注入液体。甲、乙两烧杯中装有不同浓度的盐水,它们的密度不同,请你利用该装置区分哪杯盐水的密度大,请写出操作步骤并分析区分的方法。
【解答】解:由p=ρgh可知,要判断哪杯盐水的密度大,应控制液体的深度相同,故实验方法为:将浓度不同的盐水分别注入容器的左、右两部分,使两侧盐水的深度相同并高于橡皮膜;因橡皮膜处的深度h相等,则根据公式p=ρgh可知,液体密度大的液体压强大,且橡皮膜两侧的受力面积相等,根据公式F=pS可知,液体密度大的一侧对橡皮膜的压力大,橡皮膜会向另一侧凸起;所以,若橡皮膜向左侧凸起,则说明右侧盐水的密度大;若橡皮膜向右侧凸起,则说明左侧盐水的密度大。
答:将浓度不同的盐水分别注入容器的左、右两部分,使两侧盐水的深度相同并高于橡皮膜;因橡皮膜处的深度h相等,则根据公式p=ρgh可知,液体密度大的液体压强大,且橡皮膜两侧的受力面积相等,根据公式F=pS可知,液体密度大的一侧对橡皮膜的压力大,橡皮膜会向另一侧凸起;所以,若橡皮膜向左侧凸起,则说明右侧盐水的密度大;若橡皮膜向右侧凸起,则说明左侧盐水的密度大。
四.解答题(共1小题)
18.如图所示,薄壁圆柱形容器甲置于水平地面,甲的底面积为2×10﹣2米2,盛有质量为2.2千克的水。实心圆柱体乙漂浮在水面上,其质量为0.8千克,底面积为1×10﹣2米2,高为0.1米。
(1)求乙的密度ρ乙。
(2)求此时水对容器底部的压强p水。
(3)现从容器内抽水,每次抽出水的质量为0.5千克,水对容器底部的压强大小如表所示。(此过程中乙始终保持竖直)
抽水次数 水对容器底部的压强(帕)
第一次 1225
第二次 980
第三次 686
(a)第几次抽水过程中乙会沉底?说明理由 乙开始沉淀时的水深为0.08m,此时容器甲中水的质量为0.8kg,抽查水的质量为1.4kg,抽水次数n2.8,故第三次抽水过程中乙会沉底 。
(b)求第四次抽水后,水对容器底部的压力F水′。
【解答】解:(1)实心圆柱体的体积V乙=S乙h乙=1×10﹣2m2×0.1m=1×10﹣3m3,
乙的密度为:ρ乙0.8×103kg/m3;
(2)水和物体乙对容器底部的压力等于水的重力加物体乙的重力F水压=m水g+m乙g=2.2kg×10N/kg+0.8kg×10N/kg=3kg×10N/kg=30N;
水对容器底部的压强为:
P水1500Pa;
(3)(a)乙开始 沉淀时,F浮=G乙=8N,浸入水的深度等于容器中水的深度,此时的水深为:
h10.08m,
此时容器甲中水的质量m水1=(S甲﹣S乙)h1ρ水=(2×10﹣2m2﹣1×10﹣2m2)×0.08m×1×103kg/m3=0.8kg,
抽查水的质量m抽=m水﹣m水1=2.2kg﹣0.8kg=1.4kg,
抽水次数n2.8,
故第三次抽水过程中乙会沉底;
(b)第四次抽水后,容器甲中剩余的水的质量m剩=m水﹣4m0=2.2kg﹣4×0.5kg=0.2kg
剩余水对容器甲的压力F水′=m剩g=0.2kg×10N/kg=2N;
答:(1)乙的密度是0.8×103kg/m3;
(2)水对容器底部的压强是1500Pa;
(3)(a)第三次抽水过程中乙会沉底;乙开始沉淀时的水深为0.08m,此时容器甲中水的质量为0.8kg,抽查水的质量为1.4kg,抽水次数n2.8,故第三次抽水过程中乙会沉底;(b)第四次抽水后,水对容器底部的压力为2N。
五.计算题(共1小题)
19.重力大小为2牛、底面积为0.01米2的某款平底薄壁容器放置在水平桌面中央,容器内装有10牛的水,水对容器底的压强为700帕。求:
(1)水对容器底压力F水的大小。
(2)容器对桌面的压强p杯。
【解答】解:(1)水对容器底压力F水的大小为:
F水=p水S=700Pa×0.01m2=7N;
(2)在水平面上容器对桌面的压力等于容器的总重力,即压力F=G总=2N+10N=12N,
容器对桌面的压强为:
p杯1200Pa。
答:(1)水对容器底压力F水的大小为7N。
(2)容器对桌面的压强p杯为1200Pa。
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