第2课时 液体压强的大小 连通器
【A层 基础必会】
考点一 液体压强的相关计算
1.(2024·甘肃中考)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”号全海深载人潜水器下潜至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)。
2.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
3.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 Pa,水的密度为1.0×103 kg/m3(g取10 N/kg),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是 ( )
A.0.4 m B.40 m C.4 000 m D.6 m
4.(2023·安徽中考)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m深处时,其外部0.1 m2的水平舱面上所受的海水压力约为 N。(海水密度近似为1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5.2024年3月28日下午,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器返回三亚,此次中印联合深潜科考共同完成了爪哇海沟最深点7 180.4 m的下潜任务。求:(结果保留两位有效数字)
(1)“奋斗者”号在爪哇海沟7 180.4 m深处时受到海水的压强;(ρ海水=
1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(2)若“奋斗者”号上有一面积为100 cm2的观测窗口,在7 180.4 m处探测时承受的压力是多少
考点二 连通器
6.向如图所示的敞口容器中加水,水在不流动时,能达到的最高位置是 ( )
A.A容器口 B.B容器口
C.C容器口 D.D点位置
7.(跨学科·日常生活)如图所示是某电影中的情景,剧中的爸爸给儿子示范物理知识在生活中的运用:为了在水塔两侧找到同一水平线上A、B两点作为爆破点,爸爸用一根足够长的透明塑料软管,灌入适量的水(水中无气泡),与另一人各持软管的一端靠在水塔两侧,当水面 时,分别在水塔上与水面相平位置作上标记。这是利用了 原理。
8.(立德树人·感恩教育)母亲节到了,爱画画的小明画了一幅“给妈妈倒水”的漫画打算送给妈妈,如图所示。上初中的姐姐发现了其中有一处科学性错误,该错误是: 。
易错点 计算液体压强时不能正确判断液体的深度
9.如图所示,容器中装有一定量的液体,若B点处的液体压强为2.7×103 Pa,则液体的密度是 kg/m3;A点处液体的压强为 Pa。(g取10 N/kg)
【B层 能力提升】
10.(2024·济南模拟)如图所示的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管中的水面将 ( )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管水面相平
D.以上三种情况均有可能
11.(2024·武汉质检)如图所示,甲、乙两个底面积相同的容器中盛有水且液面相平,它们间有斜管相通,K是开关,则 ( )
A.开关K在打开之前,该装置属于连通器
B.当K打开后,水由甲流向乙
C.甲容器底部承受的压力一定比乙容器底部承受的压力小
D.N点所受的压强会随开关K的开、闭情况不同而发生改变
12.(2024·达州质检)如图所示,装有水的容器放在水平地面上,容器底部面积为
0.2 m2,A点受到的液体压强是 Pa;容器顶部受到的液体压强是
Pa;如果液面升高5 cm,底部受到的液体压力增加 N。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
13.(2024·山西中考)在消防安全教育中,消防员在讲解如图所示的警示图片时强调:落水汽车车门所处深度平均按1 m算,车门很难被打开。正确的方法是立即解开安全带,用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑:落水汽车车门离水面仅有1 m深,为什么很难打开呢 请你用学过的物理知识解释车门很难打开的原因。(提示:用数据解释更有说服力,g取10 N/kg)
14.(2024·重庆质检)如图所示,将底面积为100 cm2,质量为0.5 kg的容器放在水平桌面上,容器内装有重为45 N,深为40 cm的某种液体,已知A处液体的压强为
2 400 Pa,g取10 N/kg。
(1)A处液体的深度和液体的密度;
(2)液体对容器底的压强和压力;
(3)容器对水平桌面的压力和压强。
【C层 素养培优】
15.(2024·苏州质检)取一根直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜,将它竖直放入水槽中,向塑料管内倒入某种液体后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示,则塑料管内液体的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,若塑料管中液体的深度为5 cm,橡皮膜到水面的距离是4 cm,则塑料管内液体的密度是
kg/m3(g取10 N/kg)。 第2课时 液体压强的大小 连通器
【A层 基础必会】
考点一 液体压强的相关计算
1.(2024·甘肃中考)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”号全海深载人潜水器下潜至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)。
2.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
3.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 Pa,水的密度为1.0×103 kg/m3(g取10 N/kg),则该潜水员在水中能下潜的最大深度是 (B)
A.0.4 m B.40 m C.4 000 m D.6 m
4.(2023·安徽中考)“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10 000 m深处时,其外部0.1 m2的水平舱面上所受的海水压力约为 1×107 N。(海水密度近似为1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
5.2024年3月28日下午,“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号全海深载人潜水器返回三亚,此次中印联合深潜科考共同完成了爪哇海沟最深点7 180.4 m的下潜任务。求:(结果保留两位有效数字)
(1)“奋斗者”号在爪哇海沟7 180.4 m深处时受到海水的压强;(ρ海水=
1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(2)若“奋斗者”号上有一面积为100 cm2的观测窗口,在7 180.4 m处探测时承受的压力是多少
解:(1)“奋斗者”号在爪哇海沟7 180.4 m深处时受到海水的压强:
p=ρ海水gh=1.03×103 kg/m3×10 N/kg×7 180.4 m≈7.4×107 Pa。
(2)由p=可得,观测窗口在7 180.4 m处探测时承受的压力:F=pS=7.4×107 Pa×
100×10-4 m2=7.4×105 N。
考点二 连通器
6.向如图所示的敞口容器中加水,水在不流动时,能达到的最高位置是 (B)
A.A容器口 B.B容器口
C.C容器口 D.D点位置
7.(跨学科·日常生活)如图所示是某电影中的情景,剧中的爸爸给儿子示范物理知识在生活中的运用:为了在水塔两侧找到同一水平线上A、B两点作为爆破点,爸爸用一根足够长的透明塑料软管,灌入适量的水(水中无气泡),与另一人各持软管的一端靠在水塔两侧,当水面 静止 时,分别在水塔上与水面相平位置作上标记。这是利用了 连通器 原理。
8.(立德树人·感恩教育)母亲节到了,爱画画的小明画了一幅“给妈妈倒水”的漫画打算送给妈妈,如图所示。上初中的姐姐发现了其中有一处科学性错误,该错误是: 壶内水面低于壶嘴 。
易错点 计算液体压强时不能正确判断液体的深度
9.如图所示,容器中装有一定量的液体,若B点处的液体压强为2.7×103 Pa,则液体的密度是 0.9×103 kg/m3;A点处液体的压强为 900 Pa。(g取10 N/kg)
【B层 能力提升】
10.(2024·济南模拟)如图所示的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管中的水面将 (C)
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管水面相平
D.以上三种情况均有可能
11.(2024·武汉质检)如图所示,甲、乙两个底面积相同的容器中盛有水且液面相平,它们间有斜管相通,K是开关,则 (C)
A.开关K在打开之前,该装置属于连通器
B.当K打开后,水由甲流向乙
C.甲容器底部承受的压力一定比乙容器底部承受的压力小
D.N点所受的压强会随开关K的开、闭情况不同而发生改变
12.(2024·达州质检)如图所示,装有水的容器放在水平地面上,容器底部面积为
0.2 m2,A点受到的液体压强是 6 000 Pa;容器顶部受到的液体压强是
3 000 Pa;如果液面升高5 cm,底部受到的液体压力增加 100 N。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
13.(2024·山西中考)在消防安全教育中,消防员在讲解如图所示的警示图片时强调:落水汽车车门所处深度平均按1 m算,车门很难被打开。正确的方法是立即解开安全带,用安全锤等尖锐物品破窗进行自救。有的同学很疑惑:落水汽车车门离水面仅有1 m深,为什么很难打开呢 请你用学过的物理知识解释车门很难打开的原因。(提示:用数据解释更有说服力,g取10 N/kg)
答:当落水汽车车门所处深度为1 m时,此时受到水的压强p=ρgh=
1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m=1×104 Pa;车门的面积S约为0.8 m2,则由p=可得,车门受到的压力F=pS=1×104 Pa×0.8 m2=8 000 N;此时车门受到水的压力远大于人的推力,因此车门很难被打开。
14.(2024·重庆质检)如图所示,将底面积为100 cm2,质量为0.5 kg的容器放在水平桌面上,容器内装有重为45 N,深为40 cm的某种液体,已知A处液体的压强为
2 400 Pa,g取10 N/kg。
(1)A处液体的深度和液体的密度;
(2)液体对容器底的压强和压力;
(3)容器对水平桌面的压力和压强。
解:(1)A处的深度:
hA=40 cm-10 cm=30 cm=0.3 m;
由p=ρgh可得,液体的密度:
ρ===0.8×103 kg/m3。
(2)液体对容器底部的压强:p=ρgh=0.8×103 kg/m3×10 N/kg×40×10-2 m=3 200 Pa;
由p=可得,液体对容器底部的压力:
F=pS=3 200 Pa×100×10-4 m2=32 N。
(3)容器的重力:
G1=m1g=0.5 kg×10 N/kg=5 N;
容器对水平桌面的压力:
F'=G1+G2=5 N+45 N=50 N;
容器对水平桌面的压强:
p'===5 000 Pa。
【C层 素养培优】
15.(2024·苏州质检)取一根直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜,将它竖直放入水槽中,向塑料管内倒入某种液体后,观察到橡皮膜恰好变平,如图所示,则塑料管内液体的密度 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度,若塑料管中液体的深度为5 cm,橡皮膜到水面的距离是4 cm,则塑料管内液体的密度是
0.8×103 kg/m3(g取10 N/kg)。
点思路:橡皮膜变平,则表明橡皮膜上下表面受到的液体压强相等;根据液体压强公式可列等式,进而计算得出塑料管内液体的密度。第2节 液体的压强
第1课时 液体压强的特点
【A层 基础必会】
考点一 探究液体内部压强的特点
1.如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,某同学检查实验装置,当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当 相平 ,而他观察到如图甲所示的情景,他应该进行的操作是 将软管取下,再重新安装 ;
(2)实验中通过比较 U形管两侧液面的高度差 来反映橡皮膜所受压强大小,这种研究方法叫 转换法 (选填“控制变量法”“等效替代法”或“转换法”);
(3)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 深度 有关;
(4)图丙中,他保持金属盒在水中的位置不变,并改变橡皮膜所朝的方向,观察到U形管两边的液面高度差不变,这一操作是为了探究 同一深度液体内部向各个方向的压强大小关系 ;
(5)图丁中他将杯中的水换成盐水,继续探究液体的压强跟液体的密度是否有关,他应该保持金属盒在液体中的 深度 不变,观察U形管两边液面 高度差是否变化 ;
(6)在这一实验中,如果压强计的U形管中分别装有水、水银或酒精,则实验效果最好的是装有 酒精 时。
考点二 液体压强大小的判断
2.如图所示,关于小鱼甲、乙所受液体压强的比较,下列说法正确的是 (B)
A.小鱼甲受到的压强大
B.小鱼乙受到的压强大
C.小鱼甲、乙受到的压强一样大
D.无法判断
3.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B。在此过程中,水对试管底部的压强 (A)
A.变大 B.变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
4.如图所示,甲、乙、丙三个不同形状的容器中装有三种不同的液体,液面高度相同,则容器底受到的压强 (B)
A.甲最大 B.乙最大
C.丙最大 D.三者一样大
5.如图所示,水平地面上A、B两圆柱形容器中的液面相平,甲、乙、丙三处液体的压强分别为p甲、p乙和p丙(ρ水>ρ煤油),则p甲、p乙和p丙的大小关系
p甲 > p乙,p乙 > p丙。(均选填“>”“<”或“=”)
6.(2024·内江中考)饮料吸管一端都做得较尖,这是通过减小受力面积来增大 压强 (选填“压强”或“压力” );在水杯中加半杯水,然后将一根吸管插入水中不同深度处,用嘴吹气,使水下冒气泡,插入水中越深,吹气越费力,这是因为液体内部的压强随深度增加而 增大 。
易错点 不能正确理解液体的密度
7.(2024·广州期中)如图所示,一个鱼缸被隔板隔成两部分,左边部分装淡水,右边部分装海水。请判断下列哪处液体的压强最大(ρ淡水=1 g/cm3,ρ海水=1.03 g/cm3) (D)
A.a B.b C.c D.d
【B层 能力提升】
8.(2024·无锡中考)如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是 (D)
A.同一个人操作
B.液体质量相等
C.操作时间相等
D.金属盒面的中心在液体中的深度相等
9.(2024·滨州质检)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是 (B)
A.p甲>p乙 B.p甲
C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
10.如图所示,若甲、乙两容器装的是同种液体,那么,甲、乙两容器底部受到液体的压强较大的是 甲 ;若与乙等高的丙容器中的液体密度大于乙容器中的液体密度,那么,乙、丙两容器底部受到的液体压强较大的是 丙 。
11.(2024·黄石期中)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小明同学取四个瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量
无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的
深度 有关。
(4)实验后,该同学自制如图E所示装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。现将图E装置的隔板与橡皮膜同时向左移动一部分,往左右两侧注入深度相同的水,发现橡皮膜将 不发生形变 (选填“向左凸”“向右凸”或“不发生形变”),进一步证实了液体压强与 质量 无关。
【C层 素养培优】
12.(2024·连云港质检)如图所示,柱形容器中装有油和水两种液体,P点位于油和水的分界面上,Q点位于容器底部。已知柱形容器中液体对容器底部的压力等于容器中液体的总重力。若将容器中的油和水均匀混合,且混合后的总体积保持不变。则混合后P点的压强 变大 ,Q点的压强 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
点思路:(1)根据液体压强的特点判断P点的压强变化。
(2)根据公式p=判断Q点压强的变化。第2节 液体的压强
第1课时 液体压强的特点
【A层 基础必会】
考点一 探究液体内部压强的特点
1.如图所示是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验前,某同学检查实验装置,当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当 ,而他观察到如图甲所示的情景,他应该进行的操作是 ;
(2)实验中通过比较 来反映橡皮膜所受压强大小,这种研究方法叫 (选填“控制变量法”“等效替代法”或“转换法”);
(3)比较图乙和图丙,可以得到:液体的压强与 有关;
(4)图丙中,他保持金属盒在水中的位置不变,并改变橡皮膜所朝的方向,观察到U形管两边的液面高度差不变,这一操作是为了探究 ;
(5)图丁中他将杯中的水换成盐水,继续探究液体的压强跟液体的密度是否有关,他应该保持金属盒在液体中的 不变,观察U形管两边液面 ;
(6)在这一实验中,如果压强计的U形管中分别装有水、水银或酒精,则实验效果最好的是装有 时。
考点二 液体压强大小的判断
2.如图所示,关于小鱼甲、乙所受液体压强的比较,下列说法正确的是 ( )
A.小鱼甲受到的压强大
B.小鱼乙受到的压强大
C.小鱼甲、乙受到的压强一样大
D.无法判断
3.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B。在此过程中,水对试管底部的压强 ( )
A.变大 B.变小
C.先变小后变大 D.先变大后变小
4.如图所示,甲、乙、丙三个不同形状的容器中装有三种不同的液体,液面高度相同,则容器底受到的压强 ( )
A.甲最大 B.乙最大
C.丙最大 D.三者一样大
5.如图所示,水平地面上A、B两圆柱形容器中的液面相平,甲、乙、丙三处液体的压强分别为p甲、p乙和p丙(ρ水>ρ煤油),则p甲、p乙和p丙的大小关系
p甲 p乙,p乙 p丙。(均选填“>”“<”或“=”)
6.(2024·内江中考)饮料吸管一端都做得较尖,这是通过减小受力面积来增大 (选填“压强”或“压力” );在水杯中加半杯水,然后将一根吸管插入水中不同深度处,用嘴吹气,使水下冒气泡,插入水中越深,吹气越费力,这是因为液体内部的压强随深度增加而 。
易错点 不能正确理解液体的密度
7.(2024·广州期中)如图所示,一个鱼缸被隔板隔成两部分,左边部分装淡水,右边部分装海水。请判断下列哪处液体的压强最大(ρ淡水=1 g/cm3,ρ海水=1.03 g/cm3) ( )
A.a B.b C.c D.d
【B层 能力提升】
8.(2024·无锡中考)如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是 ( )
A.同一个人操作
B.液体质量相等
C.操作时间相等
D.金属盒面的中心在液体中的深度相等
9.(2024·滨州质检)如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是 ( )
A.p甲>p乙 B.p甲C.p甲=p乙 D.条件不足,无法判断
10.如图所示,若甲、乙两容器装的是同种液体,那么,甲、乙两容器底部受到液体的压强较大的是 ;若与乙等高的丙容器中的液体密度大于乙容器中的液体密度,那么,乙、丙两容器底部受到的液体压强较大的是 。
11.(2024·黄石期中)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小明同学取四个瓶嘴大小相同的塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装入水,D瓶中装入盐水。
(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量
(选填“有关”或“无关”)。
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的
有关。
(4)实验后,该同学自制如图E所示装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮膜向右侧凸起,他再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度 (选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。现将图E装置的隔板与橡皮膜同时向左移动一部分,往左右两侧注入深度相同的水,发现橡皮膜将 (选填“向左凸”“向右凸”或“不发生形变”),进一步证实了液体压强与 无关。
【C层 素养培优】
12.(2024·连云港质检)如图所示,柱形容器中装有油和水两种液体,P点位于油和水的分界面上,Q点位于容器底部。已知柱形容器中液体对容器底部的压力等于容器中液体的总重力。若将容器中的油和水均匀混合,且混合后的总体积保持不变。则混合后P点的压强 ,Q点的压强 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)