第二节液体内部的压强
1.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是( )
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强等于乙对容器底部的压强
D.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
2.在如图所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入盐水中,下列做法中能使U形管两边液面的高度发明显减小的是( )21教育网
A.将探头水平移动一段距离 B.将探头向下移动一段距离
C..将探头在原位置转动90° D.将探头放入在同样深度的煤油中
3.如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为200cm2和150cm2.容器甲中盛有10cm高的水,容器乙中盛有15cm高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为m的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p酒精.(ρ酒精=0.8×103kg/m3)下列说法正确的是( )21·cn·jy·com
A.甲容器内水的质量为3kg
B.乙容器内酒精对容器底部的压强为 1.5×103 帕
C.当质量 m 的范围为 1.2kg<m<2kg 时,才能满足 p 水>p 酒精
D.当质量 m 的范围为 1.2kg<m<1.8kg 时,才能满足 p 水>p 酒精
4.如图(a)所示,质量、高度均相等的甲、乙两圆柱体放置在水平地而上。现各自沿水平方向割去相同的厚度,并将割去部分叠放至对方剩余部分上表面的中央,如图(b)所示,若此时切去部分对剩余部分上表面的压力、压强分别为F′甲、F′乙、p′甲、p′乙,则( )
A.F′甲=F′乙,p′甲>p′乙 B.F′甲=F′乙,p′甲=p′乙
C.F′甲>F′乙,p′甲>p′乙 D.F′甲<F′乙,p′甲>p′乙
5.如图,一个装满水的饮料瓶,正放在水平桌面上时,水对瓶底的压力为Fa,压强为pa,倒放在水平桌面上时,水对瓶盖的压力为Fb,压强为pb,则( )
A.Fa>Fb;pa=pb B.Fa=Fb;pa<pb
C.Fa=Fb;pa=pb D.Fa<Fb;pa<pb
6.如图所示,港珠澳大桥于2018年10月24日通车,是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。它由桥梁和海底隧道组成,隧道由空心沉管连接而成。建造隧道时,先将沉管两段密封,如同一个巨大的长方体空心箱子,然后让其漂浮在海面上,再用船将密封沉管拖到预定海面上,向其内部灌水使之沉入海底。设一节密封长方形沉管的长、宽、高分别是180m、35m、10m,总质量为6×107kg(海水密度取1.0×103kg/m3,g取10N/kg),下列说法中正确的是( )【来源:21cnj*y.co*m】
A.密封沉管灌水下沉过程中上表面受到海水的压强变小
B.密封沉管下表面水平浸没在10m深的海水中受到的压强为106Pa
C.密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力6×107N
D.若将一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为6.3×108N
7.下列关于液体内部压强的说法中正确的是( )
A.液体质量越大,所产生的压强越大
B.不同液体内的不同深度,压强可能相等
C.液体内部同一深度向下的压强总大于向上的压强
D.液体对容器底的压强大小与容器的形状有关
8.如图所示,在盛满水的烧杯中放入一个塑料小球,小球最终静止在水面上,那么与放入小球前相比,烧杯底受到水的压强将( )【来源:21·世纪·教育·网】
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
9.图中液体内部a、b、c三点的压强pa、pb、pc大小关系正确的是( )
A.pc>pa>pb B.pa=pb<pc
C.pa=pc>pb D.pb>pa>pc
10.如图所示。在装有水的容器里。水对容器里a、b、c三点的压强大小是( )
A.水对a点没有压强
B.水对c点没有压强
C.水对a点的压强最大。对b点的压强最小
D.水对b点的压强最大。对a点的压强最小
11.如图,甲、乙两容器装的同种液体,则 容器底受到的压强大些;丙、丁两个容器一样大,丙中装的水,丁中装的汽油,但它们的深度相同,则 容器底受到的压强大些。(ρ水>ρ汽油)21·世纪*教育网
12.如图所示是一种连体花瓶,在任何一只花瓶中倒入水,三个花瓶中水位都会相平,这种花瓶应用了 原理;再举出生活中应用到该原理工作的实例 (任举一例)。
13.如图所示,桌子上有一个底面积为2×10﹣2m2、内盛有某液体的圆柱形容器,密度为0.5×103kg/m3、体积为4×10﹣4m3的物块A(不吸液体)漂浮在液面上。现用力F压A,使其缓慢向下,直到恰好浸没在液体中(液体未溢出),此时液体对容器底部压强增大了80Pa,则所施加的力F为 N;该液体的密度为 kg/m3。
14.有一个用超薄超硬度材料制成的圆柱形容器,下端封闭上端开口,底面积S=250cm2,高度h=10cm,如图甲所示:另有一个实心匀质圆柱体物块,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=150cm2,高度与容器高度相同,如图乙所示。(已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,且g収10N/kg计算)www-2-1-cnjy-com
(1)现将圆柱体物块竖直放置容器内,则物块对容器底部的压强是多大?
(2)再向容器内缓慢注入水,圆柱体物块不会倾斜,当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,试计算注入水的深度?【出处:21教育名师】
(3)在第(2)问叙述的情景中,水对容器底部的压强是多大?
15.用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”;
(1)如图(a)所示,压强计是通过比较 来反映被测压强大小的;当金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而小明同学却观察到如图(a)所示的情景,此时U形管左支管液面上方的压强 右支管液面上方的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”),调节的方法是 (选填“A”或“B”);www.21-cn-jy.com
A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(2)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中(已知其中一杯为水,另一杯为盐水),如图(b)和(c)所示,他发现图(b)中U形管两边的液柱高度差较小,由此确定图(b)杯子中盛的是水。小明的结论是否正确 ,理由是 。
参考答案
1.解:A、若甲和乙的质量相等,由图可知,V甲<V乙,根据ρ=可知,ρ甲>ρ乙,故A错误;
B、若甲和乙对容器底部的压强相等,由图可知,h甲<h乙,根据p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故B错误;
C、由A知,甲和乙的质量相等,ρ甲>ρ乙,
采用割补法(如下图所示),分别把容器两侧半球部分补上同种液体,此时液体为圆柱形;
补上的体积为V,液体对容器底部压力:F=pS=ρ液ghS=G总=G液+G补,
则:甲对容器底部的压力F甲=m甲g+ρ甲gV,
乙对容器底部的压力F乙=m乙g+ρ乙gV,
因为m甲=m乙,ρ甲>ρ乙,所以F甲>F乙,
又因为两容器的底面积相等,所以根据p=可知,p甲>p乙,故C错误;
D、若甲和乙对容器底部的压强相等,容器底面积相等,由F=pS知,两容器中液体对容器底压力相等,
即:F甲=F乙,所以G甲总=G乙总,
则:m甲g+ρ甲gV=m乙g+ρ乙gV,
由B选项可知,ρ甲>ρ乙;
所以:m甲g﹣m乙g=ρ乙gV﹣ρ甲gV,
m甲﹣m乙=(ρ乙﹣ρ甲)V<0,
所以m甲<m乙,故D正确。
故选:D。
2.解:A、将探头水平移动一段距离,深度不变,橡皮膜受到水的压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故A错误。21cnjy.com
B、将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到水的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故B错误;21*cnjy*com
C、液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将探头在原位置转动90°不会影响压强的大小,则U形管两边液面的高度差不变,故C错误;【版权所有:21教育】
D、将探头放入在同样深度的煤油中,液体的密度变小,橡皮膜受到水的压强变小,U形管两边液面的高度差变小,故D正确;21教育名师原创作品
故选:D。
3.解:(1)甲容器内水的体积为V=Sh=200cm2×10cm=2000cm3=2×10﹣3m3,
由ρ=可得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,故A错误;
(2)乙容器内酒精对容器底部的压强:p=ρ酒精gh′=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.2×103Pa,故B错误;21*cnjy*com
(3)乙容器内酒精的质量为:
m酒精=ρ酒精S酒精h酒精=0.8×103kg/m3×0.015m2×0.15m=1.8kg,
因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,
而p水>p酒精,由公式p=可得:>,
即:>,
解得:△m>1.2kg;
所以抽出液体的质量范围:1.2kg<△m<1.8kg,故C错误,D正确。
故选:D。
4.解:因为质量、高度均相等的甲、乙两圆柱体,沿水平方向割去相同的厚度,切去的两块重力相等
重力即为压力,则F′甲=F′乙;
因为受力面积S甲=S乙,
所以由p=可知P′甲=P′乙。
故选:B。
5.解:饮料瓶装满水,则倒立后水的高度将不变,由p=ρgh得:倒立后对底部压强不变,即pa=pb;
由p=得:Fa=ρghaSa,Fb=ρghbSb,因瓶为细口,故haSa大于瓶中液体的体积,hbSb小于液体的体积故haSa>hbSb,则有Fa>Fb。
故选:A。
6.解:A、密封沉管灌水下沉过程中上表面所处深度不断变大,根据p=ρgh知,受到海水的压强变大。故A错误;
B、密封沉管下表面水平浸没在10m深的海水中受到的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10m=105Pa.故B错误;
C、密封沉管灌水前漂浮在海面上受到的浮力,F浮=G=mg=6×107kg×10N/kg=6×108N.故C错误;2·1·c·n·j·y
D、沉管密封后浸没在海水中,则V排=V=180m×35m×10m=6.3×104m3,
一节沉管密封后浸没在海水中受到的浮力为F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6.3×104m3=6.3×108N.故D正确。
故选:D。
7.解:A、液体的质量大,但不知道容器的形状,液体的深度不一定大,所产生的压强不一定大,故A错;
B、不同液体内的不同深度,只要是ρgh的乘积相同,产生的压强就相同,故B正确;
C、液体内部同一深度向各个方向的压强相等,故C错;
D、由p=ρgh可知,液体对容器底的压强大小仅与深度和液体的密度有关,而与容器的形状无关,故D错。
故选:B。
8.解:液体压强与液体的密度和液体的深度有关,塑料小球放入前后,烧杯内的水都是满的,由p=ρgh得:塑料小球放入前后水对烧杯底部的压强相等,保持不变。
故选:C。
9.解:由图知,容器内部a、b、c三点处的深度为ha=hb<hc,
由于液体的密度一定,由公式p=ρgh知:此三点的压强关系为:pa=pb<pc。
故选:B。
10.解:由于液体内部向个方向都有压强,故a、b、c三个点上都会受到水的压强,故A、B错误;21世纪教育网版权所有
由液体压强计算公式:p=ρgh可知:在液体密度相同时,所在深度最大的b点受到水的压强最大;所在深度最小的a点受到水的压强最小,C错误;D正确。
故选:D。
11.解:由图甲和图乙可知,h甲<h乙,
甲、乙两容器装的同种液体,即密度相同,
根据p=ρ液gh可知,p甲<p乙,即乙容器底受到的压强大些;
因为ρ水>ρ汽油,
丙、丁两容器中水和汽油的深度相同,
根据p=ρ液gh可知,p丙>p丁,即丙容器底受到的压强大些。
故答案为:乙;丙。
12.解:由题知,在任何一只花瓶中倒入水,三个花瓶中水位都会相平,且三个花瓶的上端开口、下部连通,所以它利用了连通器原理;
生活中的锅炉水位计、船闸、茶壶等等都应用了连通器原理。
故答案为:连通器;锅炉水位计。
13.解:物体的重力:G=mg=ρVg=0.5×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg=2N,
由题可知:80Pa=p1﹣p2=ρg(h1﹣h2)=ρg△h,
即液面的高度差:△h=﹣﹣﹣﹣﹣①
由题可知,物体漂浮在液面上时:F浮1=G,
恰好浸没在液体中时,V排2=V,
物体两次排开液体体积之差:
△V=V排2﹣V排1=﹣===,
液面的高度差:△h==﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得,液体的密度:ρ=0.9×103kg/m3,
施加的力F:F=F浮﹣G=0.9×103kg/m3×4×10﹣4m3×10N/kg﹣2N=1.6N。
故答案为:1.6;0.9×103。
14.解:(1)因为容器底是水平放置,
所以对容器压力:
F=G=mg=ρVg=ρS1hg=0.8×103kg/m3×150×10﹣4m2×0.1m×10N/kg=12N,
物块对容器底部的压强:
p1===800Pa;
(2)当圆柱体对容器底的压力刚好为零时,圆柱体刚好漂浮状态:
所以,F浮=G=12N,
圆柱体排开液体体积:
V排===1.2×10﹣3m3,
圆柱体浸入水中的深度:
h1===0.08m;
(3)水对容器底部的压强:
p2=ρ水gh1=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
答:(1)物块对容器底部的压强是800pa;
(2)注入水的深度是0.08m;
(3)水对容器底部的压强800pa。
15.解:(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;
用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
由图a知,左边的液面较低,说明左边液面受到的压强大于右边液面受到的大气压;
此时应该将软管卸下来,使管内压强和大气压相等,然后再接上;
(2)观察图b和c可知,在b中金属盒浸入液体中较深,但压强小,由P=ρgh可以判断出b中液体的密度小于c中液体密度,故杯子中盛的是水。2-1-c-n-j-y
故答案为:(1)U形管两侧液面的高度差;大于;B;
(2)正确;金属盒浸入液体中较深,但压强小。