名称 | 8.2《探究:液体压强与哪些因素有关》 筑基提能同步分层练习设计(提升版)初中物理八年级下(沪科版2024) | | |
格式 | zip | ||
文件大小 | 2.0MB | ||
资源类型 | 试卷 | ||
版本资源 | |||
科目 | 物理 | ||
更新时间 | 2025-03-19 17:17:51 |
4.(2024八下·娄底期中)甲、乙两个形状未知的容器的底面积之比为,两容器内盛有同种液体,如果两容器底面所受的液体压力相等,则下列结论正确的是( ) 【答案】D
A.甲、乙两容器底面所受液体的压强之比
B.甲、乙两容器底面所受液体的压强相等
C.甲、乙两容器内液体的深度之比
D.甲、乙两容器内液体的质量之比
5.(2024八下·青秀期中)如图所示,某实验小组完成的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,汞充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A.当地大气压强等于75cm高汞柱所产生的压强
B.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则汞会向上喷出
C.换用更粗的玻璃管竖直放置进行实验,管内外汞液面高度差将减小
D.若竖直放置时管内混入了少量空气,当地大气压强应小于75cm高汞柱所产生的压强
6.(2024八下·娄底期中)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:
B.容器对桌面的压强:
C.液体的密度:
D.液体对容器底的压强:
7.(2024八下·江岸期中) 如图甲所示,在一个足够高的圆柱形容器内放一个重为18N的实心金属圆柱体,现不断向容器内注水,并记录水对容器底部的压强p与注水体积V的关系如图乙所示,整个过程圆柱体与容器底部没有紧密结合,下列说法正确的是( )
A.圆柱体的底面积为
B.圆柱体的密度为
C.注水 60cm3时,容器底部受到水的压力为1.5N
D.注水 260cm3时,圆柱体上表面受到水的压力为1.1N
二、多选题
8.(2024八下·桓台期中)如图所示,质量相同,底面积不同的甲、乙两容器,放在水平桌面上。它们分别装入质量相等的不同液体,液面相平。将桌面上两个完全相同的小球A和B,分别放入甲、乙两容器中,A漂浮B悬浮,液体均未溢出。下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
B.静止时小球A所受浮力大于小球B所受浮力
C.放入小球后,A容器底受到的压强大于B容器底受到的压强
D.未放入小球时,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
9.(2024八下·长沙期末)如图所示,水平桌面上的两个相同柱形容器,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。则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器的压力
C.装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力
D.分别从两容器中取出相同质量的液体后,剩余的甲液体对容器底的压强更大
10.(2024八下·从江期中)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢杯放到电子秤上,按实验操作规范在溢杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢杯底的压强不变
C.铝块浸没在水中静止时,线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
11.(2021八下·邛崃期中)如图,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲∶ρ乙=4∶5,底面积之比S甲∶S乙=5∶8,对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5,下列有关甲、乙的说法正确的是( )
A.甲、乙的质量之比是3∶4
B.甲、乙的体积之比是16∶15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
三、实验填空题
12.(2024八下·广州期中)按要求填空:
(1)小亮要比较甲、乙两种液体密度的大小.于是把压强计的探头分别浸没在甲乙两种液体中,发现两次对比实验中U形管两边的液柱高度差相同,你认为他的实验 (选填“能”或“不能”)辨别出液体密度的大小,因为 ;由实验可知,ρ甲 ρ乙(选填:“>”、“<”或“=”)。
(2)①如图1所示,质量相等的甲、乙两圆柱形容器放在水平地面上,把等质量的水倒入两容器中,甲容器对地面的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙容器对地面的压强;把它们分别放在调好的天平左、右盘上,则天平 (选填“平衡”或“不平衡”);
②如图2所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,则 (选填“甲”或“乙”)容器里的液体密度较大;烧杯甲中液体对杯底的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)烧杯乙中液体对杯底的压强;若甲容器装的液体密度为1.0×103kg/m3,则A点所受液体压强大小是 。(取g=10N/kg)
13.(2024八下·滦南期末)小林利用形管压强计、分别装有适量水和浓盐水的两个烧杯等实验器材进行“研究液体内部压强”实验。
(1)实验前,发现形管压强计两管液面不相平,接下来正确的操作是____。选填选项的序号
A.取下软管重新安装
B.将右管中高出的液体倒出
C.往右管中加入少量的液体
(2)如图所示,保持金属盒所处的深度不变,改变橡皮膜的朝向,由形管内液面高度差可以得到液体内部同一深度各个方向的压强大小 选填“相等”或“不相等”。
(3)分析图的实验现象,可得出的初步结论是:同种液体内,深度越深,压强越大。通过进一步分析,可以判断管左侧管内封闭的气体产生的压强、、三者中最大的是 。
(4)接下来小林在探究液体内部压强与液体密度的关系时,为了方便操作,保持金属盒所在的位置不变,直接向图的烧杯中加入浓盐水,观察到形管两侧液面的高度差变大,得出液体内部压强大小与液体的密度有关的结论。同学们一致认为小林的探究步骤不合理。理由是小林这样操作没有保持密度计探头的 与原来实验相同,不符合控制变量法的要求。
(5)乙图中,小林对形管压强计稍加改造并调试好,橡皮膜均朝下。将两个金属盒分别没入水和浓盐水的相同深度处,可判断出图中装浓盐水的是 选填“”或“”烧杯。
【拓展】如图丙所示,两个横截面积大小不同的柱形容器,大容器内装浓盐水,小容器内装清水,小容器侧壁上有、两个孔并装有橡皮膜。调整大、小容器内浓盐水和清水的深度,直到处橡皮膜恰好不向左侧或右侧凸起,此时盐水水面和清水水面分别在、位置。则位置的橡皮膜会 选填“向左侧凸起”、“向右侧凸起”或“恰好不向左侧或右侧凸起”。
四、解答与计算题
14.(2024八下·南皮期末) 如图所示是我国某型号主战坦克,其质量为50t,高为2.5m,每条履带与地面的接触面积为,该坦克具有潜渡功能。已知水的密度为,g取10N/kg。求:
(1)该坦克静止在水平地面上时,对地面的压强为多大?
(2)若坦克在深为6m的河流中潜渡时,坦克对水平河床的压力为,则坦克所受的浮力为多大?
(3)若坦克在深为6m的河流中潜渡时,坦克顶部面积为的舱门受到水的压力为多大?
15.(2024八下·武鸣期中)如图甲所示, 将底面积为100cm2、高为 10cm的薄壁柱形容器M置于电子秤上,逐渐倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A 缓慢向下浸入液体中,液体未溢出,圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图乙所示,若圆柱体A 的质量为 540g, 密度为2.7g/cm3, 底面积为80cm2,求:
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少。
16.(2024八下·浦北期中)如图,质量为0.12kg的平底烧瓶内装有0.3kg的水,静止放在水平桌面上,测得水的深度为5cm,已知,取。求:
(1)水对烧瓶底部的压强;
(2)烧瓶对水平桌面的压力。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AD.两液体的质量相等,由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,所以,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度;由图可知两容器内液体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即pA
故选C。
【分析】根据密度公式判识选项
密度的计算:公式为ρ=m/v,具体可知,液体质量相等,体积和密度成反比,甲体积较大,所以密度较小,液体压强的计算:公式P=ρgh,在深度相同的情况下,压强和密度成正比;
受力分析可知液体质量相同,所以液体重力相等,容器质量相同,所以容器重力相等,所以对桌面的压力相同
2.【答案】C
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)液体对容器底的压强相等,即:PA=PB;由图可知液体的深度关系:hA
(2)取出金属小球,容器对水平地面的压力变化量等于小球的重力,两个金属球的重力相同,则两容器对地面的压力变化量相等,即:ΔFA=ΔFB。
故选C。
【分析】(1)先据题意分析出两种液体的密度关系,而后取出小球后,判断出两个容器的压强变化量,再据液体内部压强的计算公式得出压强的变化量;
(2)据取出球后容器底部所受的压强恰好是原来压强与减小压强之差,容器对水平地面的压力变化量等于减小球的重力。
3.【答案】D
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】A、根据图示可知,鸡蛋甲中悬浮,甲的密度等于鸡蛋密度;在乙中漂浮,乙的密度大于鸡蛋密度,所以,故A错误;
BC、鸡蛋在甲中悬浮,乙中漂浮,则鸡蛋在甲、乙中受到的浮力都等于鸡蛋的重力,浮力相同,根据阿基米德去可知,排开的液体的重量相同,根据G= mg可知,鸡蛋排开两种液体的质量关系为,故BC错误;
D、两种液体的深度相同,乙的密度大,甲的密度小,得,液体对容器底的压强关系是:,故D正确。
故选: D。
【分析】(1)浮沉关系判断物体密度与液体密度的关系;
(2) (3)根据浮沉条件情况判断浮力与重力的大小关系,得出浮力的关系,根据浮力与的关系,判断排开液体的质量关系;
(4) 根据得出对容器底部的压强关系。
4.【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】根据题意可知,底面积之比为S甲:S乙=4:3,
两容器内盛有同一种液体,两容器底面所受的液体压力相等,设压力均为F,
则甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲:p乙==S乙:S甲=3:4,故A、B错误;
由p=ρ液gh可得,甲、乙两容器内液体的深度之比h甲:h乙==p甲:p乙=3:4,故C正确;
由于不知道容器的形状,故无法判断液体的质量之比,故D错误。
故选C。
【分析】AB.已知底面积之比和容器底面所受的液体压力的大小关系,根据公式可求甲、乙两容器底面所受液体的压强之比;
C.再利用公式p=ρ液gh求出甲、乙两容器内液体的深度之比;
D.不知道容器的形状,无法判断液体的质量之比。
5.【答案】A
【知识点】液体压强的特点;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】A :管内汞柱高度为 75cm,此时管内汞柱静止,说明管内汞柱产生的压强等于大气压强,所以当地大气压强等于 75cm 高汞柱所产生的压强。故A 正确;
B :玻璃管倾斜后,大气压不变,管内汞柱的长度会变长,但高度不变。若不慎将上端碰出一小孔,管内外气压相等,汞会在重力作用下流回汞槽,而不是向上喷出。故B 错误;
C :换用更粗的玻璃管,大气压强不变,管内外汞液面高度差不会因玻璃管粗细而改变。故C 错误;
D :若竖直放置时管内混入了少量空气,会使管内汞柱高度降低,那么此时管内汞柱产生的压强小于大气压强,即当地大气压强应大于 75cm 高汞柱所产生的压强。故D 错误。
综上,正确答案为A。
【分析】 首先明确托里拆利实验是通过汞柱高度来测量大气压强的。汞柱高度判断大气压强、玻璃管粗细不影响液面高度差、混入空气会使汞柱高度降低,从而判断出大气压强与汞柱高度的关系。
6.【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】AB.根据题意可知,容器和液体质量相等,所以三容器的总重力相等。根据容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和可知,所以容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故A错误;
因容器底面积相同,且F甲=F乙=F丙,由可知,容器对桌面的压强p甲'=p乙'=p丙',故B正确;
CD.根据题图可知,甲、乙、丙液体的质量相等,丙液体的体积最大,其次是乙的体积,甲的体积最小,根据可知,甲的密度最大,丙的密度最小,即ρ甲>ρ乙>ρ丙,故C错误;
因液体深度相同,且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以由p=ρ液gh可知,p甲>p乙>p丙,故D错误。
故选B。
【分析】AB.容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,据此可知容器对桌面压力的关系,根据可知容器对桌面压强的大小关系;
CD液体质量相同,根据图判断出三液体的体积,根据密度公式判断出三液体的密度,根据p=ρ液gh判断液体对杯底压强的关系。
7.【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.由题意可知,圆柱体是实心金属,故p柱>p水,在水中会处于沉底状态,由乙图可知,在V=150cm3时,出现拐点,说明此点为金属圆柱刚好浸没的时刻,由图知,此时P=1500Pa,则水深即圆柱高:,则h柱=0.15m,
图甲中,有水的这部分底面积:
从150cm3加水到250cm3,水增加的体积为增加的压强,液面升高量
容器底面积
圆柱体底面积S柱=S底-S水=25cm2-10cm2=15cm2,故A不正确;
B.圆柱体质量
圆柱体体积
圆柱体密度,故B不正确;
C.由图乙可知,在0~150cm3之间,P与V成正比,则,得P2=600Pa,
容器底面积,容器底部受的压力,故C正确;
D.从150cm开始加入时,,图像为一次函数图象,故,则得
故圆柱体上表面的深度h上=△h'=0.044m.
上表面压强
上表面压力:,故D不正确,故选C。
【分析】(1)由乙图可知金属圆柱刚好浸没时的压强,根据求得水的深度即圆柱体的高度;由乙图求出从150cm3加水到250cm3,水增加的体积和水增加的压强,并求出液面升高量和容器底面积,从而求出圆柱体的底面积;
(2)根据密度公式求出圆柱体的密度;
(3)由乙可知,在0~150cm3之间,P与V成正比,列出比例式求出注水 60cm3时,容器底部受到水的压强,根据求出压力;
(4)由乙图可知,从150cm开始加入时,求出压强的变化量,图像为一次函数图象,据此列出比例式,求出注水 260cm3时压强的变化量,根据求出水深度的变化量,并求出圆柱体上表面受到的压强,从而根据求出圆柱体上表面受到水的压力。
8.【答案】A,C,D
【知识点】压强;压强大小比较;液体压强的特点
【解析】【解答】A、由图可知:甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,已知甲、乙两容器装入质量相等的不同液体,根据可知:ρ甲>ρ乙,故A正确。
B、A球在甲容器中处于漂浮状态,浮力等于重力,乙球在乙容器中处于悬浮状态,浮力也等于重力,甲、乙两球的完全相同,重力相同,浮力也相同,故B错误;
C、由C知两个球的浮力相同,因为物体间力的作用是相互的,那么小球对水的压力相同,又因为液体的质量相同,所以液体对容器底的总压力相同,由图可知:S甲<S乙,根据知放入小球后,A容器底受到的压强大于B容器底受到的压强,故C正确。
D、未放入小球时,容器和液体的质量都相等,对桌面的压力都相等,由图可知:S甲<S乙,根据知末放入小球时,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故D正确。
故选:ACD。
【分析】(1)已知甲、乙两容器装入质量相等的不同液体,由图可知:甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,根据即可判断密度的大小。
(2)甲、乙两容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和,根据即可得出容器对桌面的压强的大小。
(3)漂浮和悬浮时,浮力都等于重力。
(4)浮力相同,因为物体间力的作用是相互的,那么小球对水的压力相同,又因为液体的质量相同,所以液体对容器底的总压力相同,由S甲<S乙和判断出放入小球后AB容器底受到的压强的大小关系。
9.【答案】A,C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】 A.a、b两点的压强相等,即pa=pb,
根据图片可知,液体的深度hb<ha,
根据液体压强公式p=ρ液gh可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,故A正确;
B.又因为a、b两点到容器底的距离相等,ρ甲<ρ乙,
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,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,则两种液体的重力G甲<G乙。
因为是两个相同的规则的柱形容器,所以液体对容器底部的压力等于液体的重力,则甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器的压力,故B错误;
C.因为柱形容器属于规则柱体,所以装甲液体的容器对桌面的压力:F甲总=F甲+G杯,
因为柱形容器属于规则柱体,装乙液体的容器对桌面的压力:F乙总=F乙+G杯,
因为F甲<F乙,则容器对桌面的压力:F甲总<F乙总,
所以装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力,故C正确;
D.分别从两容器中取出相同质量的液体后,设其质量为m,则剩余的液体对容器底的压力分别为F甲底=F甲-mg,F乙底=F乙-mg,
因为F甲<F乙,则剩余的液体夜体对容器底的压力:F甲底<F乙底,
两个相同柱形容器,底面积相同,即S甲=S乙,
根据可知,剩余的液体对容器底的压强:p甲<p乙,故D错误。
故选AC。
【分析】A.a、b两点的压强相等,a的深度大于b的深度,利用p=ρgh可得两液体的密度关系;
B.而a、b两点到容器底的距离相等,可得从a、b两点向下的液体对容器底的压强大小关系;两种液体对容器底的压强等于a、b点的压强加上a、b点以下液体产生的压强,最后得出两种液体对容器底的压强大小关系;由得到两种液体对容器底部的压力关系,对于柱形容器内的液体其对底部的压力与其重力大小相同;
C.因为柱形容器属于规则柱体,所以装甲液体的容器对桌面的压力:F总=F+G杯,由此分析;
D.分别从两容器中取出相同质量的液体后,设其质量为m,则剩余的液体对容器底的压力分别为F甲底=F甲-mg,F乙底=F乙-mg,
已知F甲<F乙,由此可知剩余的液体夜体对容器底的压力关系,两个相同柱形容器,底面积相同,根据可知,剩余的液体对容器底的压强关系。
10.【答案】B,D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式
可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式F =pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故A错误;
B、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=gh可知,水对溢水杯底的压强不变,故B正确;
C、铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,故C错误;
D、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于排开的水重,则验证了阿基米德原理,故D正确。
故选:B D。
【分析】根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变分析得出。根据铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差分析得出。
11.【答案】A,C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.甲、乙对水平地面的压力之比
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由F=G=mg
可得,甲、乙的质量之比
A符合题意;
B.甲、乙的体积之比
B不符合题意;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,物体对地面的压强
沿水平方向切去相同体积时,两者压强的变化量分别为,
所以Δp甲>Δp乙
已知原来甲乙对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5
则p甲>p乙
由于剩余部分对地面的压强p′=p-Δp,所以剩余部分对地面的压强可能相等,C符合题意;
D.水平面上的柱状物体对地面的压强p==ρgh
则沿水平方向切去相同的高度后,两者压强的变化量分别为Δp甲′=ρ甲gΔh,Δp乙′=ρ乙gΔh
已知它们的密度之比ρ甲∶ρ乙=4∶5
则ρ甲<ρ乙
所以Δp甲′<Δp乙′
已知原来甲乙对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5
则p甲>p乙
由于剩余部分对地面的压强p′= p-Δp,所以剩余部分对地面的压强不可能相等;D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据F=pS求出对地面的压力之比,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等求出甲乙的质量之比。根据ρ=求出两者的体积之比。由于水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据p=、G=mg和ρ=比较得出切去相同的体积后,物体对地面的减小的压强大小关系,然后根据原来的压强大小关系即可判断。
由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,则根据p=ρgh比较得出切去相同的高度后,物体对地面的减小的压强大小关系,然后根据原来的压强大小关系即可判断。
12.【答案】(1)能;液体压强相同时,液体的密度不同,所处的深度不同;<
(2)小于;平衡;乙;小于;1000Pa
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)由图可知,液体的密度不同,压强计探头所处的深度不同(),U形管两边的液柱高度差相同,即液体压强相同(),根据可知,,故他的实验能辨别出液体密度的大小,因为液体压强相同时,液体的密度不同,所处的深度不同, 由实验可知,。
(2) ① 由题意,两容器的质量和倒入水的质量相等,可知两容器对地面的压力相等,由图可知,甲的受力面积大于乙的受力面积,根据可知,甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强。
两容器的质量和倒入水的质量相等,故把它们分别放在调好的天平左、右盘上,则天平平衡。
② 由图2可知,A点所处的深度大于B点所处的深度,即,A、B两点压强相等,根据可知,乙容器里的液体密度较大。
A、B两点压强相等,A、B点以下到容器底部的距离相等,根据,可知,,所以烧杯甲中液体对瓶底的压强小于烧杯乙中液体对杯底的压强。
由图2可知,A点所处的深度为:
则A点所受液体的压强大小为:
【分析】(1)液体压强相同时,由图确定深度关系,根据进行分析;
(2) ① 由题意可比较出容器对地面的压力大小关系,由图可比较出受力面积的大小关系,根据即可比较容器对地面的压强大小关系;
②根据进行分析、计算;
(1)[1][2][3]对两次实验进行比较可知,液体压强相同时,液体的密度不同,所处的深度不同,所以能比较液体的密度关系,由图示可知,压强相同,,因为,,所以由可知,。
(2)[1]两容器的质量相等,倒入水的质量也相等,由图可知,甲的受力面积大于乙的受力面积,由可知,甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强。
[2]两容器的质量相等,倒入水的质量也相等,故天平两边的总质量相等,故天平平衡。
[3]由图可知,图甲中点A到自由液面的距离大于图乙中点B到自由液面的距离,即,又A、B两点压强相等,由可知,乙容器里面的液体密度较大。
[4]因,A、B点以下到容器底部的距离相等,所以对于甲乙两容器来说,由可知,,又因为A、B两点压强相等,故烧杯甲中液体对瓶底的压强小于烧杯乙中液体对杯底的压强。
[5]由图可知
故A点所受液体的压强大小为
13.【答案】(1)A
(2)相等
(3)
(4)深度
(5)A;向左侧凸起
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)若没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,需要将软管取下,让U形管左端液面和大气相通,再重新安装,U形管中的液面就是相平的,故选A;
(2)如图②③④所示,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同,会观察到U形管内液面高度差相同,这说明液体内部向各个方向都有压强,同种液体同一深度,液体向各个方向的压强大小相等;
(3)分析图③⑤⑥的实验现象,液体相同,探头在液体中的深度不同,U形管液面的高度差不同,分析可得,同种液体内部,深度越深,压强越大;由图可知⑥的U形管两侧液面高度差最大,故p6是三者中最大;
(4)保持金属盒所在的位置不变,直接向图⑥的烧杯中加入浓盐水,改变液体密度的同时改变了探头的深度,故不能得出正确结论,因为没有控制探头深度不变;
(5)压强计两金属盒分别浸入两种液体深度相同,由图乙可知,U形管内液面左低右高,说明烧杯A中液体对金属盒的压强较大,根据p=ρgh可知深度相同时,密度大的液体产生的压强大,所以烧杯A中液体的密度较大,则 A是浓盐水,B是水;
(6)A处橡皮膜恰好不向左侧或右侧凸起,说明 A处左右压强相等,根据p=ρgh可知,BA段,左侧
压强大于右侧压强,故B点上端左侧压强小于右侧压强,故B位置的橡皮膜会向左侧凸起。
故答案为:(1)A,(2)相等;(3)p6;(4)深度;(5)A;【拓展]向左侧凸起。
【分析】(1)若没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,需要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)液体内部向各个方向都有压强;同种液体同一深度,液体向各个方向的压强大小相等;
(3)(4)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度分析;
(5)(6)根据p=ρgh进行分析。
14.【答案】(1)解:因为在水平地面上,所以坦克对地面的压力
坦克与地面的接触面积
坦克对地面的压强
(2)解:坦克对河床的压力
所以坦克所受的浮力
(3)解:坦克顶部所处的深度
坦克顶部受到水的压强
舱门受到水的压力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1) 根据计算坦克对地面的压力,根据计算坦克与地面的接触面积,最后根据计算坦克对地面的压强;
(2)根据 计算坦克对河床的压力;
(3)首先用河流深度减去坦克高低计算坦克顶部所处的深度,再根据计算坦克顶部受到水的压强,最后根据计算舱门受到水的压力。
15.【答案】(1)解:由图乙可知,M 容器的质量:m=100g=0.1kg,
容器的重力:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
答:容器M的重是1N。
(2)解:由图乙,当液体深度h=3cm时,电子秤示数为400g,即容器和液体的总质量为400g,所以液体质量:
m液=m总﹣m容=400g﹣100g=300g,
液体体积:V液=Sh=100cm2×3cm=300cm3;
液体密度:;
答:液体的密度是1×103kg/m3。
(3)解:圆柱体A的体积;
高度;
A下沉到容器底时完全浸没,则液面高:
,
相比A浸入前,液面上升的高度:
Δh=h'﹣h=5cm﹣3cm=2cm=0.02m;
故液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强:Δp=ρ液gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa。
答:液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前的增加量为200Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据G=mg可求重力;
(2)由图象可知,液体的质量与体积,根据密度公式可求密度;
(3)根据密度公式求出圆柱体的体积,分析解得圆柱体浸入液体的过程中液体深度的变化量,再根据p=ρgh可求电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加多少。
16.【答案】(1)解: 水对烧瓶底部的压强
(2)解: 烧瓶对水平桌面的压力
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的特点;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式,明确需要的物理量是水的密度、深度和重力加速度,将题中所给深度值进行单位换算后,代入公式即可算出压强。
(2)把烧瓶和水看作一个整体,桌面受到的压力就等于这个整体的重力。先算出烧瓶和水的总质量,进而利用重力公式算出总重力,也就得到了烧瓶对桌面的压力。
1 / 18.2《探究:液体压强与哪些因素有关》 筑基提能同步分层练习设计(提升版)初中物理八年级下(沪科版2024)
一、单选题
1.(2024八下·乐陵月考)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为pA和pB,容器对桌面的压力分别为FA和FB。则下列说法正确的是( )
A.pA=pB;FA
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】AD.两液体的质量相等,由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,所以,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度;由图可知两容器内液体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即pA
故选C。
【分析】根据密度公式判识选项
密度的计算:公式为ρ=m/v,具体可知,液体质量相等,体积和密度成反比,甲体积较大,所以密度较小,液体压强的计算:公式P=ρgh,在深度相同的情况下,压强和密度成正比;
受力分析可知液体质量相同,所以液体重力相等,容器质量相同,所以容器重力相等,所以对桌面的压力相同
2.(2024八下·盐都月考)如图,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,有两个相同的金属球分别浸没在A、B液体中,此时液体对容器底的压强相等。现取出容器中的金属小球,则A、B液体对容器底部压强的变化量ΔpA、ΔpB和两容器对地面的压力变化量ΔFA、ΔFB的关系是( )
A.ΔpA>ΔpB ΔFA>ΔFB B.ΔpA<ΔpB ΔFA=ΔFB
C.ΔpA>ΔpB ΔFA=ΔFB D.ΔpA<ΔpB ΔFA<ΔFB
【答案】C
【知识点】压强大小比较;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)液体对容器底的压强相等,即:PA=PB;由图可知液体的深度关系:hA
(2)取出金属小球,容器对水平地面的压力变化量等于小球的重力,两个金属球的重力相同,则两容器对地面的压力变化量相等,即:ΔFA=ΔFB。
故选C。
【分析】(1)先据题意分析出两种液体的密度关系,而后取出小球后,判断出两个容器的压强变化量,再据液体内部压强的计算公式得出压强的变化量;
(2)据取出球后容器底部所受的压强恰好是原来压强与减小压强之差,容器对水平地面的压力变化量等于减小球的重力。
3.(2024八下·娄底月考)如图所示,将两个完全相同的鸡蛋分别放入盛有不同液体的烧杯中,鸡蛋在甲杯中悬浮,在乙杯中漂浮,且两杯液体的液面相平。则下列判断正确的是
A.两种液体的密度关系为ρ甲>ρ乙
B.鸡蛋排开两种液体的质量关系为m甲>m乙
C.鸡蛋受到两种液体的浮力关系为F甲
【知识点】液体压强的特点
【解析】【解答】A、根据图示可知,鸡蛋甲中悬浮,甲的密度等于鸡蛋密度;在乙中漂浮,乙的密度大于鸡蛋密度,所以,故A错误;
BC、鸡蛋在甲中悬浮,乙中漂浮,则鸡蛋在甲、乙中受到的浮力都等于鸡蛋的重力,浮力相同,根据阿基米德去可知,排开的液体的重量相同,根据G= mg可知,鸡蛋排开两种液体的质量关系为,故BC错误;
D、两种液体的深度相同,乙的密度大,甲的密度小,得,液体对容器底的压强关系是:,故D正确。
故选: D。
【分析】(1)浮沉关系判断物体密度与液体密度的关系;
(2) (3)根据浮沉条件情况判断浮力与重力的大小关系,得出浮力的关系,根据浮力与的关系,判断排开液体的质量关系;
(4) 根据得出对容器底部的压强关系。
4.(2024八下·娄底期中)甲、乙两个形状未知的容器的底面积之比为,两容器内盛有同种液体,如果两容器底面所受的液体压力相等,则下列结论正确的是( )
A.甲、乙两容器底面所受液体的压强之比
B.甲、乙两容器底面所受液体的压强相等
C.甲、乙两容器内液体的深度之比
D.甲、乙两容器内液体的质量之比
【答案】C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】根据题意可知,底面积之比为S甲:S乙=4:3,
两容器内盛有同一种液体,两容器底面所受的液体压力相等,设压力均为F,
则甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲:p乙==S乙:S甲=3:4,故A、B错误;
由p=ρ液gh可得,甲、乙两容器内液体的深度之比h甲:h乙==p甲:p乙=3:4,故C正确;
由于不知道容器的形状,故无法判断液体的质量之比,故D错误。
故选C。
【分析】AB.已知底面积之比和容器底面所受的液体压力的大小关系,根据公式可求甲、乙两容器底面所受液体的压强之比;
C.再利用公式p=ρ液gh求出甲、乙两容器内液体的深度之比;
D.不知道容器的形状,无法判断液体的质量之比。
5.(2024八下·青秀期中)如图所示,某实验小组完成的托里拆利实验,原来玻璃管竖直,汞充满全管,有关尺寸如图所示。下列说法中正确的是( )
A.当地大气压强等于75cm高汞柱所产生的压强
B.玻璃管倾斜后,若不慎将上端碰出一小孔,则汞会向上喷出
C.换用更粗的玻璃管竖直放置进行实验,管内外汞液面高度差将减小
D.若竖直放置时管内混入了少量空气,当地大气压强应小于75cm高汞柱所产生的压强
【答案】A
【知识点】液体压强的特点;探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】A :管内汞柱高度为 75cm,此时管内汞柱静止,说明管内汞柱产生的压强等于大气压强,所以当地大气压强等于 75cm 高汞柱所产生的压强。故A 正确;
B :玻璃管倾斜后,大气压不变,管内汞柱的长度会变长,但高度不变。若不慎将上端碰出一小孔,管内外气压相等,汞会在重力作用下流回汞槽,而不是向上喷出。故B 错误;
C :换用更粗的玻璃管,大气压强不变,管内外汞液面高度差不会因玻璃管粗细而改变。故C 错误;
D :若竖直放置时管内混入了少量空气,会使管内汞柱高度降低,那么此时管内汞柱产生的压强小于大气压强,即当地大气压强应大于 75cm 高汞柱所产生的压强。故D 错误。
综上,正确答案为A。
【分析】 首先明确托里拆利实验是通过汞柱高度来测量大气压强的。汞柱高度判断大气压强、玻璃管粗细不影响液面高度差、混入空气会使汞柱高度降低,从而判断出大气压强与汞柱高度的关系。
6.(2024八下·娄底期中)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:
B.容器对桌面的压强:
C.液体的密度:
D.液体对容器底的压强:
【答案】B
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强的计算
【解析】【解答】AB.根据题意可知,容器和液体质量相等,所以三容器的总重力相等。根据容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和可知,所以容器对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故A错误;
因容器底面积相同,且F甲=F乙=F丙,由可知,容器对桌面的压强p甲'=p乙'=p丙',故B正确;
CD.根据题图可知,甲、乙、丙液体的质量相等,丙液体的体积最大,其次是乙的体积,甲的体积最小,根据可知,甲的密度最大,丙的密度最小,即ρ甲>ρ乙>ρ丙,故C错误;
因液体深度相同,且ρ甲>ρ乙>ρ丙,所以由p=ρ液gh可知,p甲>p乙>p丙,故D错误。
故选B。
【分析】AB.容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,据此可知容器对桌面压力的关系,根据可知容器对桌面压强的大小关系;
CD液体质量相同,根据图判断出三液体的体积,根据密度公式判断出三液体的密度,根据p=ρ液gh判断液体对杯底压强的关系。
7.(2024八下·江岸期中) 如图甲所示,在一个足够高的圆柱形容器内放一个重为18N的实心金属圆柱体,现不断向容器内注水,并记录水对容器底部的压强p与注水体积V的关系如图乙所示,整个过程圆柱体与容器底部没有紧密结合,下列说法正确的是( )
A.圆柱体的底面积为
B.圆柱体的密度为
C.注水 60cm3时,容器底部受到水的压力为1.5N
D.注水 260cm3时,圆柱体上表面受到水的压力为1.1N
【答案】C
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.由题意可知,圆柱体是实心金属,故p柱>p水,在水中会处于沉底状态,由乙图可知,在V=150cm3时,出现拐点,说明此点为金属圆柱刚好浸没的时刻,由图知,此时P=1500Pa,则水深即圆柱高:,则h柱=0.15m,
图甲中,有水的这部分底面积:
从150cm3加水到250cm3,水增加的体积为增加的压强,液面升高量
容器底面积
圆柱体底面积S柱=S底-S水=25cm2-10cm2=15cm2,故A不正确;
B.圆柱体质量
圆柱体体积
圆柱体密度,故B不正确;
C.由图乙可知,在0~150cm3之间,P与V成正比,则,得P2=600Pa,
容器底面积,容器底部受的压力,故C正确;
D.从150cm开始加入时,,图像为一次函数图象,故,则得
故圆柱体上表面的深度h上=△h'=0.044m.
上表面压强
上表面压力:,故D不正确,故选C。
【分析】(1)由乙图可知金属圆柱刚好浸没时的压强,根据求得水的深度即圆柱体的高度;由乙图求出从150cm3加水到250cm3,水增加的体积和水增加的压强,并求出液面升高量和容器底面积,从而求出圆柱体的底面积;
(2)根据密度公式求出圆柱体的密度;
(3)由乙可知,在0~150cm3之间,P与V成正比,列出比例式求出注水 60cm3时,容器底部受到水的压强,根据求出压力;
(4)由乙图可知,从150cm开始加入时,求出压强的变化量,图像为一次函数图象,据此列出比例式,求出注水 260cm3时压强的变化量,根据求出水深度的变化量,并求出圆柱体上表面受到的压强,从而根据求出圆柱体上表面受到水的压力。
二、多选题
8.(2024八下·桓台期中)如图所示,质量相同,底面积不同的甲、乙两容器,放在水平桌面上。它们分别装入质量相等的不同液体,液面相平。将桌面上两个完全相同的小球A和B,分别放入甲、乙两容器中,A漂浮B悬浮,液体均未溢出。下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
B.静止时小球A所受浮力大于小球B所受浮力
C.放入小球后,A容器底受到的压强大于B容器底受到的压强
D.未放入小球时,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强
【答案】A,C,D
【知识点】压强;压强大小比较;液体压强的特点
【解析】【解答】A、由图可知:甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,已知甲、乙两容器装入质量相等的不同液体,根据可知:ρ甲>ρ乙,故A正确。
B、A球在甲容器中处于漂浮状态,浮力等于重力,乙球在乙容器中处于悬浮状态,浮力也等于重力,甲、乙两球的完全相同,重力相同,浮力也相同,故B错误;
C、由C知两个球的浮力相同,因为物体间力的作用是相互的,那么小球对水的压力相同,又因为液体的质量相同,所以液体对容器底的总压力相同,由图可知:S甲<S乙,根据知放入小球后,A容器底受到的压强大于B容器底受到的压强,故C正确。
D、未放入小球时,容器和液体的质量都相等,对桌面的压力都相等,由图可知:S甲<S乙,根据知末放入小球时,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故D正确。
故选:ACD。
【分析】(1)已知甲、乙两容器装入质量相等的不同液体,由图可知:甲容器中液体的体积小于乙容器中液体的体积,根据即可判断密度的大小。
(2)甲、乙两容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和,根据即可得出容器对桌面的压强的大小。
(3)漂浮和悬浮时,浮力都等于重力。
(4)浮力相同,因为物体间力的作用是相互的,那么小球对水的压力相同,又因为液体的质量相同,所以液体对容器底的总压力相同,由S甲<S乙和判断出放入小球后AB容器底受到的压强的大小关系。
9.(2024八下·长沙期末)如图所示,水平桌面上的两个相同柱形容器,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。则下列判断正确的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器的压力
C.装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力
D.分别从两容器中取出相同质量的液体后,剩余的甲液体对容器底的压强更大
【答案】A,C
【知识点】压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】 A.a、b两点的压强相等,即pa=pb,
根据图片可知,液体的深度hb<ha,
根据液体压强公式p=ρ液gh可知,两液体的密度关系:ρ甲<ρ乙,故A正确;
B.又因为a、b两点到容器底的距离相等,ρ甲<ρ乙,
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,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,则两种液体的重力G甲<G乙。
因为是两个相同的规则的柱形容器,所以液体对容器底部的压力等于液体的重力,则甲液体对容器底部的压力小于乙液体对容器的压力,故B错误;
C.因为柱形容器属于规则柱体,所以装甲液体的容器对桌面的压力:F甲总=F甲+G杯,
因为柱形容器属于规则柱体,装乙液体的容器对桌面的压力:F乙总=F乙+G杯,
因为F甲<F乙,则容器对桌面的压力:F甲总<F乙总,
所以装甲液体的容器对桌面的压力小于装乙液体的容器对桌面的压力,故C正确;
D.分别从两容器中取出相同质量的液体后,设其质量为m,则剩余的液体对容器底的压力分别为F甲底=F甲-mg,F乙底=F乙-mg,
因为F甲<F乙,则剩余的液体夜体对容器底的压力:F甲底<F乙底,
两个相同柱形容器,底面积相同,即S甲=S乙,
根据可知,剩余的液体对容器底的压强:p甲<p乙,故D错误。
故选AC。
【分析】A.a、b两点的压强相等,a的深度大于b的深度,利用p=ρgh可得两液体的密度关系;
B.而a、b两点到容器底的距离相等,可得从a、b两点向下的液体对容器底的压强大小关系;两种液体对容器底的压强等于a、b点的压强加上a、b点以下液体产生的压强,最后得出两种液体对容器底的压强大小关系;由得到两种液体对容器底部的压力关系,对于柱形容器内的液体其对底部的压力与其重力大小相同;
C.因为柱形容器属于规则柱体,所以装甲液体的容器对桌面的压力:F总=F+G杯,由此分析;
D.分别从两容器中取出相同质量的液体后,设其质量为m,则剩余的液体对容器底的压力分别为F甲底=F甲-mg,F乙底=F乙-mg,
已知F甲<F乙,由此可知剩余的液体夜体对容器底的压力关系,两个相同柱形容器,底面积相同,根据可知,剩余的液体对容器底的压强关系。
10.(2024八下·从江期中)为验证阿基米德原理,小明将电子秤放在水平桌面上并调零,然后将溢杯放到电子秤上,按实验操作规范在溢杯中装满水,再用细线系住铝块并将其缓慢浸入溢杯的水中,如图所示,铝块始终不与溢杯接触。则下列四个选项中,判断正确的是( )
A.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢杯底的压力变小
B.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,水对溢杯底的压强不变
C.铝块浸没在水中静止时,线对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则验证了阿基米德原理
【答案】B,D
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式
可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式F =pS可知,水对溢水杯底的压力不变,故A错误;
B、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=gh可知,水对溢水杯底的压强不变,故B正确;
C、铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差,故C错误;
D、铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,若电子秤示数不变,则说明铝块受到的浮力等于排开的水重,则验证了阿基米德原理,故D正确。
故选:B D。
【分析】根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变分析得出。根据铝块浸没在水中静止时,绳对铝块的拉力等于铝块的重力和浮力之差分析得出。
11.(2021八下·邛崃期中)如图,甲、乙是放在水平地面上的两个质量均匀的长方体,它们的密度之比ρ甲∶ρ乙=4∶5,底面积之比S甲∶S乙=5∶8,对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5,下列有关甲、乙的说法正确的是( )
A.甲、乙的质量之比是3∶4
B.甲、乙的体积之比是16∶15
C.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的体积后,剩余部分对地面的压强可能相等
D.将甲、乙分别沿水平方向切去相同的高度后,剩余部分对地面的压强可能相等
【答案】A,C
【知识点】密度公式及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.甲、乙对水平地面的压力之比
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,由F=G=mg
可得,甲、乙的质量之比
A符合题意;
B.甲、乙的体积之比
B不符合题意;
C.因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,物体对地面的压强
沿水平方向切去相同体积时,两者压强的变化量分别为,
所以Δp甲>Δp乙
已知原来甲乙对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5
则p甲>p乙
由于剩余部分对地面的压强p′=p-Δp,所以剩余部分对地面的压强可能相等,C符合题意;
D.水平面上的柱状物体对地面的压强p==ρgh
则沿水平方向切去相同的高度后,两者压强的变化量分别为Δp甲′=ρ甲gΔh,Δp乙′=ρ乙gΔh
已知它们的密度之比ρ甲∶ρ乙=4∶5
则ρ甲<ρ乙
所以Δp甲′<Δp乙′
已知原来甲乙对水平地面的压强之比p甲∶p乙=6∶5
则p甲>p乙
由于剩余部分对地面的压强p′= p-Δp,所以剩余部分对地面的压强不可能相等;D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据F=pS求出对地面的压力之比,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等求出甲乙的质量之比。根据ρ=求出两者的体积之比。由于水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据p=、G=mg和ρ=比较得出切去相同的体积后,物体对地面的减小的压强大小关系,然后根据原来的压强大小关系即可判断。
由于水平面上的柱状物体对地面的压强可以利用p=ρgh比较,则根据p=ρgh比较得出切去相同的高度后,物体对地面的减小的压强大小关系,然后根据原来的压强大小关系即可判断。
三、实验填空题
12.(2024八下·广州期中)按要求填空:
(1)小亮要比较甲、乙两种液体密度的大小.于是把压强计的探头分别浸没在甲乙两种液体中,发现两次对比实验中U形管两边的液柱高度差相同,你认为他的实验 (选填“能”或“不能”)辨别出液体密度的大小,因为 ;由实验可知,ρ甲 ρ乙(选填:“>”、“<”或“=”)。
(2)①如图1所示,质量相等的甲、乙两圆柱形容器放在水平地面上,把等质量的水倒入两容器中,甲容器对地面的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙容器对地面的压强;把它们分别放在调好的天平左、右盘上,则天平 (选填“平衡”或“不平衡”);
②如图2所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点压强相等,则 (选填“甲”或“乙”)容器里的液体密度较大;烧杯甲中液体对杯底的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)烧杯乙中液体对杯底的压强;若甲容器装的液体密度为1.0×103kg/m3,则A点所受液体压强大小是 。(取g=10N/kg)
【答案】(1)能;液体压强相同时,液体的密度不同,所处的深度不同;<
(2)小于;平衡;乙;小于;1000Pa
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)由图可知,液体的密度不同,压强计探头所处的深度不同(),U形管两边的液柱高度差相同,即液体压强相同(),根据可知,,故他的实验能辨别出液体密度的大小,因为液体压强相同时,液体的密度不同,所处的深度不同, 由实验可知,。
(2) ① 由题意,两容器的质量和倒入水的质量相等,可知两容器对地面的压力相等,由图可知,甲的受力面积大于乙的受力面积,根据可知,甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强。
两容器的质量和倒入水的质量相等,故把它们分别放在调好的天平左、右盘上,则天平平衡。
② 由图2可知,A点所处的深度大于B点所处的深度,即,A、B两点压强相等,根据可知,乙容器里的液体密度较大。
A、B两点压强相等,A、B点以下到容器底部的距离相等,根据,可知,,所以烧杯甲中液体对瓶底的压强小于烧杯乙中液体对杯底的压强。
由图2可知,A点所处的深度为:
则A点所受液体的压强大小为:
【分析】(1)液体压强相同时,由图确定深度关系,根据进行分析;
(2) ① 由题意可比较出容器对地面的压力大小关系,由图可比较出受力面积的大小关系,根据即可比较容器对地面的压强大小关系;
②根据进行分析、计算;
(1)[1][2][3]对两次实验进行比较可知,液体压强相同时,液体的密度不同,所处的深度不同,所以能比较液体的密度关系,由图示可知,压强相同,,因为,,所以由可知,。
(2)[1]两容器的质量相等,倒入水的质量也相等,由图可知,甲的受力面积大于乙的受力面积,由可知,甲容器对地面的压强小于乙容器对地面的压强。
[2]两容器的质量相等,倒入水的质量也相等,故天平两边的总质量相等,故天平平衡。
[3]由图可知,图甲中点A到自由液面的距离大于图乙中点B到自由液面的距离,即,又A、B两点压强相等,由可知,乙容器里面的液体密度较大。
[4]因,A、B点以下到容器底部的距离相等,所以对于甲乙两容器来说,由可知,,又因为A、B两点压强相等,故烧杯甲中液体对瓶底的压强小于烧杯乙中液体对杯底的压强。
[5]由图可知
故A点所受液体的压强大小为
13.(2024八下·滦南期末)小林利用形管压强计、分别装有适量水和浓盐水的两个烧杯等实验器材进行“研究液体内部压强”实验。
(1)实验前,发现形管压强计两管液面不相平,接下来正确的操作是____。选填选项的序号
A.取下软管重新安装
B.将右管中高出的液体倒出
C.往右管中加入少量的液体
(2)如图所示,保持金属盒所处的深度不变,改变橡皮膜的朝向,由形管内液面高度差可以得到液体内部同一深度各个方向的压强大小 选填“相等”或“不相等”。
(3)分析图的实验现象,可得出的初步结论是:同种液体内,深度越深,压强越大。通过进一步分析,可以判断管左侧管内封闭的气体产生的压强、、三者中最大的是 。
(4)接下来小林在探究液体内部压强与液体密度的关系时,为了方便操作,保持金属盒所在的位置不变,直接向图的烧杯中加入浓盐水,观察到形管两侧液面的高度差变大,得出液体内部压强大小与液体的密度有关的结论。同学们一致认为小林的探究步骤不合理。理由是小林这样操作没有保持密度计探头的 与原来实验相同,不符合控制变量法的要求。
(5)乙图中,小林对形管压强计稍加改造并调试好,橡皮膜均朝下。将两个金属盒分别没入水和浓盐水的相同深度处,可判断出图中装浓盐水的是 选填“”或“”烧杯。
【拓展】如图丙所示,两个横截面积大小不同的柱形容器,大容器内装浓盐水,小容器内装清水,小容器侧壁上有、两个孔并装有橡皮膜。调整大、小容器内浓盐水和清水的深度,直到处橡皮膜恰好不向左侧或右侧凸起,此时盐水水面和清水水面分别在、位置。则位置的橡皮膜会 选填“向左侧凸起”、“向右侧凸起”或“恰好不向左侧或右侧凸起”。
【答案】(1)A
(2)相等
(3)
(4)深度
(5)A;向左侧凸起
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)若没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,需要将软管取下,让U形管左端液面和大气相通,再重新安装,U形管中的液面就是相平的,故选A;
(2)如图②③④所示,将压强计的探头放在水中的同一深度处,使橡皮膜朝向不同,会观察到U形管内液面高度差相同,这说明液体内部向各个方向都有压强,同种液体同一深度,液体向各个方向的压强大小相等;
(3)分析图③⑤⑥的实验现象,液体相同,探头在液体中的深度不同,U形管液面的高度差不同,分析可得,同种液体内部,深度越深,压强越大;由图可知⑥的U形管两侧液面高度差最大,故p6是三者中最大;
(4)保持金属盒所在的位置不变,直接向图⑥的烧杯中加入浓盐水,改变液体密度的同时改变了探头的深度,故不能得出正确结论,因为没有控制探头深度不变;
(5)压强计两金属盒分别浸入两种液体深度相同,由图乙可知,U形管内液面左低右高,说明烧杯A中液体对金属盒的压强较大,根据p=ρgh可知深度相同时,密度大的液体产生的压强大,所以烧杯A中液体的密度较大,则 A是浓盐水,B是水;
(6)A处橡皮膜恰好不向左侧或右侧凸起,说明 A处左右压强相等,根据p=ρgh可知,BA段,左侧
压强大于右侧压强,故B点上端左侧压强小于右侧压强,故B位置的橡皮膜会向左侧凸起。
故答案为:(1)A,(2)相等;(3)p6;(4)深度;(5)A;【拓展]向左侧凸起。
【分析】(1)若没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,需要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)液体内部向各个方向都有压强;同种液体同一深度,液体向各个方向的压强大小相等;
(3)(4)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度分析;
(5)(6)根据p=ρgh进行分析。
四、解答与计算题
14.(2024八下·南皮期末) 如图所示是我国某型号主战坦克,其质量为50t,高为2.5m,每条履带与地面的接触面积为,该坦克具有潜渡功能。已知水的密度为,g取10N/kg。求:
(1)该坦克静止在水平地面上时,对地面的压强为多大?
(2)若坦克在深为6m的河流中潜渡时,坦克对水平河床的压力为,则坦克所受的浮力为多大?
(3)若坦克在深为6m的河流中潜渡时,坦克顶部面积为的舱门受到水的压力为多大?
【答案】(1)解:因为在水平地面上,所以坦克对地面的压力
坦克与地面的接触面积
坦克对地面的压强
(2)解:坦克对河床的压力
所以坦克所受的浮力
(3)解:坦克顶部所处的深度
坦克顶部受到水的压强
舱门受到水的压力
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1) 根据计算坦克对地面的压力,根据计算坦克与地面的接触面积,最后根据计算坦克对地面的压强;
(2)根据 计算坦克对河床的压力;
(3)首先用河流深度减去坦克高低计算坦克顶部所处的深度,再根据计算坦克顶部受到水的压强,最后根据计算舱门受到水的压力。
15.(2024八下·武鸣期中)如图甲所示, 将底面积为100cm2、高为 10cm的薄壁柱形容器M置于电子秤上,逐渐倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A 缓慢向下浸入液体中,液体未溢出,圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图乙所示,若圆柱体A 的质量为 540g, 密度为2.7g/cm3, 底面积为80cm2,求:
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少。
【答案】(1)解:由图乙可知,M 容器的质量:m=100g=0.1kg,
容器的重力:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N;
答:容器M的重是1N。
(2)解:由图乙,当液体深度h=3cm时,电子秤示数为400g,即容器和液体的总质量为400g,所以液体质量:
m液=m总﹣m容=400g﹣100g=300g,
液体体积:V液=Sh=100cm2×3cm=300cm3;
液体密度:;
答:液体的密度是1×103kg/m3。
(3)解:圆柱体A的体积;
高度;
A下沉到容器底时完全浸没,则液面高:
,
相比A浸入前,液面上升的高度:
Δh=h'﹣h=5cm﹣3cm=2cm=0.02m;
故液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强:Δp=ρ液gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa。
答:液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前的增加量为200Pa。
【知识点】重力及其大小的计算;液体压强的计算;液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据G=mg可求重力;
(2)由图象可知,液体的质量与体积,根据密度公式可求密度;
(3)根据密度公式求出圆柱体的体积,分析解得圆柱体浸入液体的过程中液体深度的变化量,再根据p=ρgh可求电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加多少。
16.(2024八下·浦北期中)如图,质量为0.12kg的平底烧瓶内装有0.3kg的水,静止放在水平桌面上,测得水的深度为5cm,已知,取。求:
(1)水对烧瓶底部的压强;
(2)烧瓶对水平桌面的压力。
【答案】(1)解: 水对烧瓶底部的压强
(2)解: 烧瓶对水平桌面的压力
【知识点】压力及重力与压力的区别;液体压强的特点;液体压强的计算
【解析】【分析】(1)根据液体压强公式,明确需要的物理量是水的密度、深度和重力加速度,将题中所给深度值进行单位换算后,代入公式即可算出压强。
(2)把烧瓶和水看作一个整体,桌面受到的压力就等于这个整体的重力。先算出烧瓶和水的总质量,进而利用重力公式算出总重力,也就得到了烧瓶对桌面的压力。
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