第二节 探究:液体压强与哪些因素有关
1.[2023·济南]在学习“液体的压强”时,同学们通过活动体验了“液体内部向各个方向都有压强”后,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”.
第1题图
各学习小组根据观察到的现象,提出了以下四个有待深入研究的问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.水内部的压强与所处的深度有什么关系
B.液体内部的压强与所处的深度有什么关系
C.液体内部的压强与液体的种类是否有关
D.液体内部的压强与哪些因素有关
2.在装满水的容器壁上有三个高度不同的小孔,从孔中喷出的水用虚线表示,图中正确的是( )
3.下列图像中,能表示液体的压强随深度的变化关系的是( )
4.如图所示,a、b、c底部互相连通,自b注入水,当图中水不流动时( )
第4题图
A.a中液面最高
B.b中液面最高
C.c中液面最高
D.a、b、c中液面一样高
5.[2024·无锡]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( )
第5题图
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
6.用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭(如图所示),下列问题中可以用该装置探究的是( )
第6题图
①液体压强是否与液体的深度有关
②液体压强是否与液体的密度有关
③液体是否对容器的底部产生压强
④液体是否对容器的侧壁产生压强
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
第7题图
7.如图所示,小华把一个可乐瓶的侧壁开了A、B、C三个相同的小孔,瓶中注满水,水从小孔流出,说明液体对容器的 有压强;B孔比A孔流出的水喷得更远,说明液体的压强随深度的增加而 .A、C两孔喷出的水流速度大小相同,说明同一深度的液体向各个方向的压强大小 .
8.如图甲所示,将未装满水的密闭的杯子先正立放在水平桌面上,此时杯子底面积为20 cm2,杯中水深6 cm,杯和水的总重力为3 N.(g取10 N/kg,茶杯杯壁厚度不计)
第8题图
(1)水对杯底的压强为 Pa.
(2)杯对水平桌面的压强为 .
(3)若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么容器对水平桌面的压强将 (填“变大”“变小”或“不变”),水对杯底的压力将 (填“变大”“变小”或“不变”).
9.[2024·河南]在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;
②可能与方向有关;
③可能与液体密度有关.
第9题图
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: .
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验.实验前,应观察U形管两侧液面是否 .
(3)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 .
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差.
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (填“更大”或“更小”)的液体.
10.如图所示为船闸示意图,当船只从上游驶向下游时,先打开 ,使闸室水面上升到和上游水面 后, 上游闸门,船驶入闸室.船闸的工作原理是 .
第10题图
11.[2024·济南模拟](多选)如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计.下列分析正确的是( ABD )
第11题图
A.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
B.保持饮料瓶位置不变,向容器内加入浓盐水,液柱会上升
C.玻璃管越粗,实验效果越明显
D.本装置更有利于探究相同液体的同一深度向各个方向的压强关系
12.[2024·广安]茶壶几乎是每家必备的常用器具.学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究.她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强.
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
第12题图
13.[2023·天津期中]如图所示,容器内装有5 kg的水,容器底面积为100 cm2,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9 m2,g取10 N/kg,求:
(1)容器内水的重力;
(2)水对A点的压强;
(3)水对容器底的压力.
第13题图第二节 探究:液体压强与哪些因素有关
1.[2023·济南]在学习“液体的压强”时,同学们通过活动体验了“液体内部向各个方向都有压强”后,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”.
第1题图
各学习小组根据观察到的现象,提出了以下四个有待深入研究的问题.其中最有探究价值且易于探究的科学问题是( B )
A.水内部的压强与所处的深度有什么关系
B.液体内部的压强与所处的深度有什么关系
C.液体内部的压强与液体的种类是否有关
D.液体内部的压强与哪些因素有关
2.在装满水的容器壁上有三个高度不同的小孔,从孔中喷出的水用虚线表示,图中正确的是( D )
3.下列图像中,能表示液体的压强随深度的变化关系的是( A )
4.如图所示,a、b、c底部互相连通,自b注入水,当图中水不流动时( D )
第4题图
A.a中液面最高
B.b中液面最高
C.c中液面最高
D.a、b、c中液面一样高
5.[2024·无锡]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 )
第5题图
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
6.用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小孔用薄橡皮膜封闭(如图所示),下列问题中可以用该装置探究的是( B )
第6题图
①液体压强是否与液体的深度有关
②液体压强是否与液体的密度有关
③液体是否对容器的底部产生压强
④液体是否对容器的侧壁产生压强
A.①②③ B.①②④
C.②③④ D.①③④
第7题图
7.如图所示,小华把一个可乐瓶的侧壁开了A、B、C三个相同的小孔,瓶中注满水,水从小孔流出,说明液体对容器的侧壁有压强;B孔比A孔流出的水喷得更远,说明液体的压强随深度的增加而增大.A、C两孔喷出的水流速度大小相同,说明同一深度的液体向各个方向的压强大小相等.
8.如图甲所示,将未装满水的密闭的杯子先正立放在水平桌面上,此时杯子底面积为20 cm2,杯中水深6 cm,杯和水的总重力为3 N.(g取10 N/kg,茶杯杯壁厚度不计)
第8题图
(1)水对杯底的压强为600Pa.
(2)杯对水平桌面的压强为1 500 Pa.
(3)若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么容器对水平桌面的压强将变大(填“变大”“变小”或“不变”),水对杯底的压力将变小(填“变大”“变小”或“不变”).
9.[2024·河南]在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;
②可能与方向有关;
③可能与液体密度有关.
第9题图
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:拦河大坝上窄下宽(或深海潜水需穿抗压潜水服等合理即可).
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验.实验前,应观察U形管两侧液面是否相平.
(3)比较图中甲、乙两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相等.
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差.
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更小(填“更大”或“更小”)的液体.
10.如图所示为船闸示意图,当船只从上游驶向下游时,先打开阀门A,使闸室水面上升到和上游水面相平后,打开上游闸门,船驶入闸室.船闸的工作原理是连通器.
第10题图
11.[2024·济南模拟](多选)如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计.下列分析正确的是( ABD )
第11题图
A.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
B.保持饮料瓶位置不变,向容器内加入浓盐水,液柱会上升
C.玻璃管越粗,实验效果越明显
D.本装置更有利于探究相同液体的同一深度向各个方向的压强关系
12.[2024·广安]茶壶几乎是每家必备的常用器具.学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究.她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务.(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强.
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
第12题图
解:(1)壶中水的深度h=12 cm=0.12 m,
水对茶壶底的压强p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa;
(2)m壶=600 g=0.6 kg,S壶=100 cm2=10-2 m2,
已知水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则p底S=0.6(m水+m壶)g,
可以写成:ρ水ghS=0.6(m水+m壶)g,
所以m水=-m壶
=-0.6 kg
=1.4 kg.
13.[2023·天津期中]如图所示,容器内装有5 kg的水,容器底面积为100 cm2,容器放在水平桌面上,桌面面积为0.9 m2,g取10 N/kg,求:
(1)容器内水的重力;
(2)水对A点的压强;
(3)水对容器底的压力.
第13题图
解:(1)容器内水的重力:
G=mg=5 kg×10 N/kg=50 N;
(2)由图可知,容器内A点处水的深度:
hA=100 cm-35 cm=65 cm=0.65 m,
水对A点的压强:
pA=ρ水ghA
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.65 m
=6 500 Pa;
(3)由图可知,容器内水的深度:
h=100 cm=1 m,
水对容器底部的压强:
p=ρgh
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1 m
=10 000 Pa,
水对容器底部的压力:
F=pS=10 000 Pa×100×10-4 m2=100