【高频考点】专项训练二：流体压强

专项训练二：流体压强
名师点金：
拓展：液体压强与液体密度有关，根据公式P=p液体gh可计算液体的压强，也可以利用液体压强与密度的关系间接测量液体的密度。21世纪教育网版权所有
2、在解答液体对容器底的压力和压强问题时，比较液体压强的大小，一般根据公式p = pgh,在p相同时，h越大,p越大；在h相同时，p越大P越大。有时利用公式p = pgh无法比较，也可以利用公式p=F/S进行比较。 21·cn·jy·com
3、在解答容器对水平面的压力和压强问题时，还需考虑其他因素（如容器本身的质量）。故一般先根据F=G总，求容器对水平面的压力，再由P=F/S求容器对水平面的压强。
一．选择题（共10小题）
1．下列压强应用的实例与液体内部压强规律有关的是（　　）
A．推土机具有宽大的履带
B．2012年蛟龙号潜水器顺利完成7km级潜水实验
C．活塞式抽水机抽水
D．在我国海拔五千多米的青藏高原哨所，战士们必须使用压力锅做饭
2．如图所示，向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体，发现液面在同一水平线上，比较甲、乙两种液体对试管底部的压强（　　）2·1·c·n·j·y
A．甲大 B．乙大
C．一样大 D．无法确定
3．如图所示，打开水坝的闸门时，液体压强使坝底的水奔流而出，则决定坝底水的压强大小的因素是（　　）21·世纪*教育网
A．水的体积 B．水的深度
C．坝的宽度 D．坝的高度
4．如图所示，一个空的塑料药瓶，瓶口扎上橡皮膜，竖直浸入水中，第一次瓶口朝上，第二次瓶口朝下，两次药瓶在水里的位置相同，哪一次橡皮膜向瓶内凹陷得更多（　　）
A．第一次 B．第二次
C．两次凹陷得一样 D．橡皮膜不会向瓶内凹陷
5．下列情形与大气压强无关的是（　　）
A．高原上用普通锅不易煮熟米饭 B．用吸管吸饮料
C．“玉兔”号在月球上留下“足迹” D．马德堡半球实验
6．如图所示小关在课外探究活动中，将一个空易拉罐里的空气抽走后，易拉罐变扁了，压扁易拉罐的力是（　　）
A．大气压力
B．易拉罐的重力
C．易拉罐对地面的压力
D．地面对易拉罐的支持力
7．如图为大气温度与高度变化关系图。已知大气中的某种气体会吸收许多可导致皮肤红肿、皮肤癌的紫外线，且容易被氟氯碳化物破坏。这种气体主要在下列哪一个高度范围内的浓度最高（　　）www-2-1-cnjy-com
A．0公里～10公里
B．20公里～30公里
C．55公里～65公里
D．90公里～100公里
8．如图所示，圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为3：4，把它们平放在同一水平桌面上，在甲物体上，沿水平方向截取一段长为x的物体A，并平稳放入容器乙中，用力使物体A刚好浸没在液体中（A不与容器乙接触，液体无溢出）。截取后，甲、乙对桌面的压强随截取长度x的变化关系如图丙所示。已知甲的密度为0.6xl03kg/m3，容器乙的壁厚和质量均忽略不计，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　）
【来源：21· 世纪·教育·网】
A．圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比为3：2
B．圆柱体甲截取前对桌面的压强为1000Pa
C．容器乙中液体的密度为0.4×103kg/m3
D．容器乙中未放入物体A时，液体的深度为8cm
9．因为地震，造成了很多堰塞湖，假设有一块立方体石块堵住了水的去路，设水的密度为ρ，石块的质量为m，石块的左右侧面为正方形，边长为a，宽度为b，石块与地面足够粗糙，不会滑动，水若能推倒石块，则石块的宽度b应该满足的条件是（　　）
A．b＜ B．b＜
C．b＜ D．b＜
10．2012年4月14日及15日凌晨龙卷风袭击美国俄克拉何马、堪萨斯、内布拉斯加和爱荷华4州，造成大范围破坏，并在奥克拉何马州夺去5人性命，其中包括3名儿童。此外有数十人受伤。龙卷风的实质是高速旋转的气流，呈漏斗状，它能把地面上的物体或人畜“吸”起卷入空中（如图所示），龙卷风能“吸”起物体的主要原因是（　　）
A．龙卷风使物体受到重力变小
B．龙卷风内部的气体流速大，压强小
C．龙卷风增大了空气对物体的浮力
D．龙卷风内产生了强大的静电，将地面物体吸起
二．填空题（共2小题）
11．有一个质量为m、半径为r、体积为V的半球形物体，现将半球浸入盛水的容器底部，如图。设半球与容器底部紧密结合，容器底部距离水面的高度为h，水的密度为ρ，则水对半球向下的压力大小为　 　。【来源：21cnj*y.co*m】
12．地球周围有一层厚厚的大气层，地球大气对浸在其中的物体都有大气压强，随着海拔的升高，大气产生的压强　 　（填“升高”或“降低”）．而地球表面附近的物体却承受着巨大的压力，利用你学过的知识，估算地球周围空气的总重量为　 　N．（地球半径R＝6400km，S球＝4πR2，结果用科学记数法表示）。21教育名师原创作品
三．实验探究题（共1小题）
13．为研究液体内部压强恃点，如图甲所示，小华将透明塑料瓶底部剪去，蒙上橡皮膜并扎紧。
（1）将瓶压入水中，橡皮膜向内凹，如乙图所示，说明水对橡皮膜有压强：将瓶向下压，橡皮膜内凹的程度变大，说明液体内部压强与液体的　 　有关；
（2）接着将某液体缓慢倒入瓶中，当内外液面相平时，橡皮膜仍向内凹，如丙图所示，说明倒入液体的密度　 　（选填“大于“、“等于”或“小于”）水的密度。
（3）将甲图中装置倒置，然后在瓶口紧密连接一根无色通明胶管，并灌注红墨水，如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜，将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体内部向各个方向都有　 　。21*cnjy*com
（4）使装置保持丁图所示位置不变，在橡皮膜上戳个洞，会有部分液体从洞口流出，最后稳定时，塑料瓶和胶管里的液面相平，此时塑料瓶与胶管构成一个　 　。
四．计算题（共2小题）
14．如图所示，一平底玻璃容器放在水平桌面上，内装700g的水，杯子的底面积是50cm2（g＝10N/kg）。21*cnjy*com
（1）求水对杯底的压强；
（2）若桌面所受玻璃杯的压强是2×103Pa求玻璃杯的质量。
15．如图所示，放置在水平地面上重10N的平底薄壁容器，底面积100cm2内装40N的水，水深20cm。现将一体积为200cm3的金属块系在弹簧测力计挂钓上，然后把它浸没于容器内的水中（水未溢出，金属块未接触容器底部）弹簧测力计示数为15.8N．（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：
（1）金属块未放入水中时，容器底部受到水的压力是多少？
（2）金属块浸没于水中后，容器对水平地面的压强是多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．解：
A、推土机具有宽大的履带，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A不符合题意；
B、因为液体内部的压强随深度的增加而增大，蛟龙号潜水器顺利完成7km级潜水实验，说明潜水器承受的压强较大，故B符合题意；
C、抽水机抽水，通过活塞上移使活塞下方的桶内气压减小，水在外界大气压的作用下，被压上来，故C不符合题意；
D、高山上气压低，液体沸点随之减小，所以在我国海拔五千多米的青藏高原哨所，战士们必须使用压力锅做饭，故D不符合题意。
故选：B。
2．解：由示意图知，两支完全相同的试管液面相平时，乙试管中液体的体积较大，甲试管中液体的体积较小，
已知两种液体质量相等，由公式ρ＝可知：甲液体的密度较大；
由图可知两液体的深度相同，根据p＝ρgh可知，甲液体对试管底部的压强较大。
故选：A。
3．解：由于液体受到重力作用，且具有流动性，所以液体对容器底和容器侧壁有压强，并且液体的压强随深度增加而增大，因此决定坝底水的压强大小的是水的深度，故ACD错误，B正确。
故选：B。
4．解：液体内部朝各个方向都有压强，所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹；
在同种液体中，液体的压强随深度的增加而增大，所以橡皮膜朝下时，浸入液体的深度大，受的液体的压强大，橡皮膜凹的更明显，即第二次橡皮膜向瓶内凹陷得更多。
故选：B。
5．解：A、高原上用普通锅不易煮熟米饭，是因为海拔越高，大气压越低，而水的沸点越低造成的，与大气压强有关，故A不合题意；【出处：21教育名师】
B、用吸管吸饮料时，吸走管内空气，使管内的气压减小，小于外界大气压，饮料在外界大气压的作用下被压入吸管，流入口中，故B不合题意；【版权所有：21教育】
C、“玉兔”号在月球上留下“足迹”，是压力产生了一定的效果，使月球表面发生了形变，与大气压强无关，故C符合题意；
D、马德堡半球实验有力地证明了大气压强的存在，故D不合题意。
故选：C。
6．解：将一个空易拉罐里的空气抽走后，易拉罐里的气压变小，在外界大气压力的作用下，易拉罐被压扁了。
故选：A。
7．解：臭氧层是指距离地球20﹣30公里处臭氧分子相对富集的大气平流层。它能吸收99%以上对人类有害的太阳紫外线，保护地球上的生命免遭短波紫外线的伤害。
故选：B。
8．解：A、由图象可知，截取前圆柱体甲对桌面的压强p甲＝4p0，容器乙对桌面的压强p乙＝p0，
由p＝＝＝得，圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比：
＝＝＝，故A错误；
B、设截取前圆柱体甲的高度为h，则圆柱体甲对桌面的压强：
4p0＝ρ甲gh，
圆柱体甲截取长度x＝10cm＝0.1m后，圆柱体甲对桌面的压强：
2p0＝ρ甲g（h﹣x），
联立以上两式代入数据可解得：h＝0.2m，
所以，圆柱体甲截取前对桌面的压强：
p甲＝ρ甲gh＝0.6×l03kg/m3×10N/kg×0.2m＝1200Pa，故B错误；
CD、容器乙中未放入物体A时，对桌面的压强等于液体的压强，
即：p0＝ρ乙gh乙﹣﹣﹣①
圆柱体甲截取长度x＝10cm＝0.1m时，则物体A的体积VA＝S甲x，
将物体A浸没在液体乙中，液面上升的高度：
△h＝＝﹣﹣﹣②
物体A刚好浸没在液体中时，容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强，
即：2p0＝ρ乙g（h乙+△h）﹣﹣﹣③
联立①②③可解得：h乙＝x＝7.5cm，故D错误；
由B可知，p0＝p甲＝×1200Pa＝300Pa，
由p0＝ρ乙gh乙得，容器乙中液体的密度：
ρ乙＝＝＝0.4×103kg/m3，故C正确。
故选：C。
9．解：
如图，石块与地面足够粗糙，不会滑动；水若能推倒石块，就是石块沿O点转动，设水对石块的平均压力为，则其力臂为a；重力力臂为b，21教育网
水对石块的平均压强：
＝ρga，
水对石块的平均压力：
＝S＝ρga×a2＝ρga3，
由杠杆平衡条件可知，水要推倒石块：
×a＞mg×b，
即：ρga3×a＞mg×b，
解得：
b＜
故选：B。
10．解：A、物体的重力跟物体的质量有关，质量不变，重力不变。故A不符合题意。
B、龙卷风的实质是高带旋转的气流，当刮起龙卷风时，龙卷风内部的空气流动速度增大，压强减小；龙卷风外侧的压强不变，地面上的物体或人畜如果被圈在龙卷风中，受到向内且斜向上的压强大于向外且斜向下的压强，受到向内且斜向上的压力大于向外且斜向下的压力，物体或人畜在压力差的作用下被“吸”起卷入空中，故B符合题意。
C、空气对物体的浮力与空气的密度和物体的体积有关，空气的密度和物体的体积不变，所以浮力不变，因此龙卷风不会增大空气对物体的浮力，故C不符合题意。
D、发生龙卷风一般在沿海地区，空气比较潮湿，不易发生摩擦静电。故D不符合题意。
故选：B。
二．填空题（共2小题）
11．解：半球与容器底部紧密结合和不紧密结合时，水对半球向下的压力相同。
假定半球与容器底部没有紧密结合，半球受到水向上的压强为p＝ρgh，半球的底面积为S＝πr2，受到水向上的压力为：F向上＝pS＝ρghπr2。www.21-cn-jy.com
根据阿基米德原理，半球受到的浮力为：F浮＝ρgV。
根据浮力产生的原因：浮力等于物体上下表面受到的压力差；即F浮＝F向上﹣F向下．故有F向下＝F向上﹣F浮＝ρghπr2﹣ρgV。2-1-c-n-j-y
故当半球与容器底部紧密结合时，水对半球向下的压力仍为ρghπr2﹣ρgV。
故答案为：ρghπr2﹣ρgV。
12．解：（1）球大气对浸在其中的物体都有大气压强，随着海拔的升高，空气变得稀薄；大气产生的压强就会降低；21cnjy.com
（2）地球周围空气的总重量G，等于大气层对地表上的压力F； 大气层对地表上的压力就约等于大气压与地球表面积的乘积；
即：G＝F＝PS＝P?4πR2＝1.01×105Pa×4×3.14×（6.4×106m）2＝5.2×1019N；
故答案为：降低、5.2×1019N。
三．实验探究题（共1小题）
13．解：（1）将瓶向下压，深度越深，压强越大，橡皮膜内凹的程度越大说明液体的压强随深度的增加而增加；
（2）根据p＝ρgh知，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大；
液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来，当塑料瓶内外液面相平时，橡皮膜向内凹，说明向上的水的压强大，故倒入液体的密度小于水的密度；
（3）液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来的，所以将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置，橡皮膜都向外凸，说明液体内部向各个方向都有压强；
（4）使装置保持丁图所示位置不变，在橡皮膜上戳个洞，这样塑料瓶与胶管构成上端开口、下端连通的一个连通器，连通器里装同种液体在不流动时液面相平。
故答案为：（1）深度；（2）小于；（3）压强；（4）连通器。
四．计算题（共2小题）
14．解：（1）水对杯底的压强：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m＝1.2×103Pa；
（2）G水＝m水g＝0.7kg×10N/kg＝7N；
由p＝可得桌面所受玻璃杯的压力：
F＝p桌S＝2×103Pa×50×10﹣4m2＝10N，
因为F＝G杯+G水，
所以玻璃杯的重力：
G杯＝F﹣G水＝10N﹣7N＝3N，
玻璃杯的质量：
m＝＝＝0.3kg。
答：（1）水对杯底的压强为1.2×103Pa；
（2）玻璃杯的质量为0.3kg。
15．解：
（1）金属块未放入水中时，容器底部受到水的压强：
p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa，
由p＝得容器底部受到水的压力：
F＝pS＝2000Pa×100×10﹣4m2＝20N；
（2）金属块浸没于水中受到的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10﹣6m3＝2N，
金属块的重力为：
G金属＝F浮+F示＝2N+15.8N＝17.8N；
容器对水平地面的压力：
F压＝（G容+G水+G金属）﹣F示＝（10N+40N+17.8N）﹣15.8N＝52N，
此时容器对水平地面的压强：
p′＝＝＝5200Pa。
答：（1）铜块未放入水中时，容器底部受到水的压力是20N；
（2）铜块完全浸没于水中后，容器对水平地面的压强是5200Pa。