第十二讲 液体压强
基础题
一、选择题
1.如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa
C.5×105 Pa D.1×105 Pa
2.下列不是利用连通器原理工作的是( )
3.如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ水>ρ酒精)。B和C两容器的底面积相同,且其中的液体深度也相同,三个容器中,底部所受液体压强最大的是( )
A.A容器 B.B容器
C.C容器 D.无法比较
二、填空题
4.(2024·临夏州中考)2023年3月11日,“奋斗者”号载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7 429米,下潜最大深度10 010.9米。因液体压强随深度的增加而 (选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10 000米时,所受到海水的压强为 Pa(ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
5.(2024·南宁模拟)第一届全国学生(青年)运动会已于2023年11月在广西举办,此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作,如图甲所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”,小明想知道它的密度,于是他将一个薄壁柱形玻璃杯(厚度忽略不计),放在水平地面上,并在杯中倒入与杯子质量相同的水,此时水对杯底的压强p0=1 000 Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中,静止时“壮壮”沉底(水足够多且无溢出),水对容器底部的压强p1和杯子对地面的压强p2如表所示。则将“壮壮”放入前,杯子中的水深为 cm;“壮壮”的密度为 kg/m3。(g取10 N/kg)
压强 放入水中后
p1 1 200
p2 2 400
中档题
6.(2024·南宁模拟)小龙利用图甲的装置探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)甲图所示的压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)乙、丙两图中, 图中探头的橡皮膜受到的液体压强大,由此可知,制造深海潜水器多采用钛合金材料 (选填“硬度大”或“密度大”)的性质。
(3)在探究液体压强与液体密度的关系时,小龙在图丙所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,于是得出“同一深度,液体的密度越大,压强越大”的结论,这是不可靠的,原因是 。
(4)探究过程中,为了让U形管两侧液面高度差更明显,方便观察对比,可对实验装置进行改进的措施有 (写一种即可)。
(5)受橡皮膜受力形变的启发,勇于创新的小龙利用液体压强知识来测量盐水的密度,步骤如下:
①向图丁中的容器左侧注入适量的水,橡皮膜向右凸起,测得水面到橡皮膜中心的深度为h1;
②再向容器右侧缓慢注入盐水,直至橡皮膜 ,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;
③可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水= (用h1、h2、ρ水表示)。
7.如图甲所示,水平桌面上有一个底面积为5.0×10-3 m2、重力为15 N的圆柱形容器,内装有深度为0.1 m、重力为5 N的水。现将一体积为1.20×10-4 m3、重力为1.8 N不吸水的固体缓慢放入水中,水未溢出,静止时如图乙所示。不计容器壁的厚度,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)固体放入水中前,水对容器底的压强;
(2)固体放入水中静止后,容器对桌面的压强;
(3)固体放入水中静止后,容器底对它的支持力。
挑战题(冲A+)
8.(2024·新疆中考)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
9.如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103 kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H= cm,上、下两部分横截面积之比S1∶S2= 。(g取10 N/kg) 第十二讲 液体压强
基础题
一、选择题
1.如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)(B)
A.4×105 Pa B.3×105 Pa
C.5×105 Pa D.1×105 Pa
2.下列不是利用连通器原理工作的是(C)
3.如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ水>ρ酒精)。B和C两容器的底面积相同,且其中的液体深度也相同,三个容器中,底部所受液体压强最大的是(B)
A.A容器 B.B容器
C.C容器 D.无法比较
二、填空题
4.(2024·临夏州中考)2023年3月11日,“奋斗者”号载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7 429米,下潜最大深度10 010.9米。因液体压强随深度的增加而 增大 (选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10 000米时,所受到海水的压强为 1×108 Pa(ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)。
5.(2024·南宁模拟)第一届全国学生(青年)运动会已于2023年11月在广西举办,此次运动会的吉祥物以中华白海豚为原型进行创作,如图甲所示。爸爸给小明送了一个学青会的吉祥物“壮壮”,小明想知道它的密度,于是他将一个薄壁柱形玻璃杯(厚度忽略不计),放在水平地面上,并在杯中倒入与杯子质量相同的水,此时水对杯底的压强p0=1 000 Pa。然后他将“壮壮”轻轻地放入水中,静止时“壮壮”沉底(水足够多且无溢出),水对容器底部的压强p1和杯子对地面的压强p2如表所示。则将“壮壮”放入前,杯子中的水深为 10 cm;“壮壮”的密度为 2×103 kg/m3。(g取10 N/kg)
压强 放入水中后
p1 1 200
p2 2 400
中档题
6.(2024·南宁模拟)小龙利用图甲的装置探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)甲图所示的压强计 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)乙、丙两图中, 丙 图中探头的橡皮膜受到的液体压强大,由此可知,制造深海潜水器多采用钛合金材料 硬度大 (选填“硬度大”或“密度大”)的性质。
(3)在探究液体压强与液体密度的关系时,小龙在图丙所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,于是得出“同一深度,液体的密度越大,压强越大”的结论,这是不可靠的,原因是 没有控制探头所处深度相同 。
(4)探究过程中,为了让U形管两侧液面高度差更明显,方便观察对比,可对实验装置进行改进的措施有将U形管中的液体换成密度更小的液体(写一种即可)。
(5)受橡皮膜受力形变的启发,勇于创新的小龙利用液体压强知识来测量盐水的密度,步骤如下:
①向图丁中的容器左侧注入适量的水,橡皮膜向右凸起,测得水面到橡皮膜中心的深度为h1;
②再向容器右侧缓慢注入盐水,直至橡皮膜 变平 ,测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h2;
③可推导出该盐水密度的表达式为ρ盐水= ρ水 (用h1、h2、ρ水表示)。
7.如图甲所示,水平桌面上有一个底面积为5.0×10-3 m2、重力为15 N的圆柱形容器,内装有深度为0.1 m、重力为5 N的水。现将一体积为1.20×10-4 m3、重力为1.8 N不吸水的固体缓慢放入水中,水未溢出,静止时如图乙所示。不计容器壁的厚度,ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)固体放入水中前,水对容器底的压强;
(2)固体放入水中静止后,容器对桌面的压强;
(3)固体放入水中静止后,容器底对它的支持力。
解:(1)固体放入水中前,水对容器底的压强
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=103 Pa;
(2)固体放入水中后,水未溢出,故容器对桌面的压力
F=G水+G容+G=5 N+15 N+1.8 N=21.8 N;
固体放入水中静止后,容器对桌面的压强
p'===4.36×103 Pa;
(3)固体放入水中后,固体排开水的体积和固体体积相等,
固体受到的浮力F浮=ρgV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1.20×10-4 m3=1.2 N;
固体静止时受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力、支持力作用,由力的平衡条件可得,固体受到的支持力F支=G-F浮=1.8 N-1.2 N=0.6 N。
挑战题(冲A+)
8.(2024·新疆中考)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为(B)
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
9.如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103 kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H= 15 cm,上、下两部分横截面积之比S1∶S2= 1∶4 。(g取10 N/kg)