课课精编精练——8.2 科学探究:液体的压强
1.下列关于茶壶嘴的设计说法中,正确的是( )
A.壶嘴远高于壶口 B.壶嘴远低于壶口
C.壶嘴做得与壶口一样高 D.以上设计都可以
2.如图所示的各图中,探究液体内部压强的实验是( )
A./ B./ C./ D./
3.连通器的应用非常广泛,在生产和生活中,都有非常重要的应用,下列运用了连通器的原理的是( )
/
A.(1)和(2) B.(2)和(4)
C.(1)(3)(4) D.(1)(2)(3)(4)
4.下列机械装置中,不是应用帕斯卡定律原理的是( )
A.万吨水压机 B.汽车刹车装置
C.自行车刹车装置 D.油压千斤顶
5.我国已成功研制出的“蛟龙”号载人潜水器,是全球下潜最深的载人潜水器,可达全球99.8%的海底。如果潜水器在海面下5000m处作业,ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg,则受到来自海水的压强为( )
A.5.15×108Pa B.5.15×107Pa C.5.15×106Pa D.5.15×105Pa
6.如图所示的容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中B点的压强pB= Pa,方向为 ,D点的压强pD= Pa。
7.底面积为400cm2的直圆筒容器,内装25cm深的水,筒底受到水的压强为 Pa,筒底受到水的压力是 N.(g=10N/kg)
8.(1)一个装满水的烧杯,放入一木块,烧杯底受到的压强 。
(2)一个未装满水的烧杯,放入一物体水未溢出,烧杯底受到的压强 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
9.为支援下游抗旱救灾,长江三峡大坝不断加大下泄流量,从2011年5月28日至31日,大坝前水位下降了3m,则坝底所受水的压强将减小 Pa.(g=10N/kg)
10.液体压强的特点是:液体内部朝各个方向 ;液体内部的压强随深度的增加而增大,同一 液体向各方向的压强都相等;液体的压强还与液体的 有关。
11.如图所示,在U形管底部有一阀门K.关闭K,向右管注水,向左管注煤油(煤油密度为0.8×103kg/m3),使两管液面相平。当把K打开时,管内的液体将会( )
A.煤油面下降,水面上升 B.水面下降,煤油面上升
C.两管中的液面保持不动 D.无法判断
12.如图所示,甲、乙两容器都放置在水平桌面上,现将甲容器内的液体全部倒入乙容器中,甲容器底原来受到的液体压力和压强与乙容器底现在受到的液体压力和压强相比较,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器底受到的压力、压强都相等
B.甲、乙两容器底受到的压力相等,甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强
C.甲容器底受到的压力大于乙容器底受到的压力,但所受到的压强相等
D.甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强,甲容器底受到的压力大于乙容器底受到的压力
13.如图所示的四种河堤设计方案,其中最合理的( )
A./ B./ C./ D./
14.如图所示是小明研究液体压强时画出的甲、乙两种液体的压强p与深度h间的关系图象,由图可知,甲液体的密度ρ甲和乙液体的密度ρ乙的大小关系是( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲=ρ乙 C.ρ甲>ρ乙 D.无法判断
15.有两个完全相同的玻璃杯,在甲杯中盛满水,在乙杯中盛半杯水,将两个完全相同的铁块分别慢慢吊着浸入两杯水中(完全浸没),但又不和杯底接触,则( )
A.甲杯底的压力、压强都增大 B.甲杯底的压力、压强都减小
C.乙杯底的压力、压强都增大 D.乙杯底的压力、压强都减小
16.体积为2×10﹣3m3的物体浸没于水中,上表面位于2米深处,则物体受到水的浮力大小为 ,上表面受到水的压强为 。若上表面受到水的压力为10N,则物体下表面受到水的压力为 。
17.将水和煤油分别倒入两个完全相同的量筒里,要是它们对底部的压强相等,则倒入的水和煤油的质量比为 。深度之比 。(ρ煤油=0.8×103kg/m3)
18.两端开口的玻璃管,在其下端扎有橡皮薄膜。在下列四种情况中,橡皮膜会出现的现象是:
(1)在空气中 ;
(2)竖直插入清水中时 ;
(3)竖直地一部分插入清水中,且将酒精倒入管中至与管外水面相平时 ;
(4)将盛有酒精的玻璃管拿到水槽外时 。(填“上凸”、“下凸”或“平的”)
19.将水倒入底面积是153cm2的容器中,水深4dm,则容器底受到水的压强是 Pa,压力是 N。
20.压强公式推导:(结合课本)
(1)液柱体积V= ;质量m= = 。
液底受到的压力:F= = = 。
液底受到的压强:p= = 。
(2)液体压强公式 。
(3)注意:
A、公式适用的条件为:计算 体压强。
B、公式中物理量的单位为 、 、 、 。
C、从公式中看出:液体的压强只与液体的 和液体距离液面的 有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
21.(2019?株洲)如图,弹簧测力计上端固定,下端挂一底面积已知的圆柱体(带有纵向刻度,零刻度在底端),盛有适量液体的透明玻璃杯置于升降台上,调节升降台高度从而改变圆柱体底面在液体中的深度。利用该装置探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系,实验中不需要测量(或读出)的是( )
A.液体的密度 B.底面所处深度
C.圆柱体重力 D.测力计的示数
22.(2019?福建)如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压强为( )
A.2.4ρgh B.2.7 ρgh C.2.8 ρgh D.3 ρgh
23.(2019?烟台)1648年,法国物理学家帕斯卡用一个装满水的密闭木桶,在桶盖上插了一根细长的管子,向细管子里灌水,结果只加了几杯水就把木桶压裂了(如图),这个实验说明了( )
A.液体压强与水的深度有关 B.液体压强与管的粗细有关
C.液体压强与水的密度有关 D.液体压强与水的质量有关
24.(2019?宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
25.(2019?烟台)连通器在日常生活和生产中应用广泛,图所示的实例中不是利用连通器原理工作的是( )
/
26.(2019?南充)如图,容器中装有深度为10cm,质量为60g的水,已知容器的质量为30g,底面积为5cm2,容器底部受到水的压强为 Pa,容器对水平桌面的压强是 Pa.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
27.(2019?襄阳)一正方体物块边长为10cm,漂浮于足够高的盛有足量水的圆柱形容器中,有20%体积露出水面。若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了160Pa,则容器的底面积为 m2;物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为40:39,则未投入物块时容器中水的深度是 m.(g取10Nkg,下同)
28.(2019?荆州)2018年10月20日,全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降。若某次AG600漂浮停在水面上时,飞机排开水的体积为45m3,飞机底部距水面2m深处受到水的压强为 Pa,飞机所受重力为 N.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
29.(2019?绥化)如图所示,水壶的壶嘴和壶身构成一个简单的 。若水对壶底压强是1.5×103Pa,则壶中水深 cm。
30.(2019?昆明)为解决山区缺水问题,一些农户修建了水窖,在雨季将雨水收集到水窖中,以备干早季节使用。小明家也修建了这样一个水窖,形状如图所示。为便于观察储水情况,小明在水窖底部安装了一个压力传感器,压力大小在显示屏上显示。压力大表示水窖中的水较 。用水过程中发现,虽然每天用水量基本相同,但每天压力大小下降却不相同,而且随着储水量的减少,下降得越来越快,出现该现象的原因是 。
31.(2019?镇江)用量筒测得8g煤油的体积如图1所示,煤油的密度为 kg/m3;图2为探究液体内部压强影响因素的装置,选用水和煤油分别进行实验,并使金属盒处于两种液体中的深度相同,则用 进行实验时,U形管两侧液面的高度差h较大;用水进行实验时,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向 移动。
32.(2019?宁夏)小明同学在研究液体内部压强的规律时,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了如图所示液体压强随深度变化的图象。则甲、乙两种液体的密度的关系是ρ甲 ρ乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
33.(2019?湘潭)如图1所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。(ρ盐水>ρ水)
(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U型管两侧液面的 来表示。
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”)。
(3)将探头放在图2所示液体内部的A、B位置,观察到U型管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体內部的压强随 的增加而增大。
(4)将探头放在图2中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U型管两侧液面的高度差hC hB(选填“<”、“=”或“>”),这是为了研究液体压强与液体 关系。
(5)由以上实验可知图2所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置 。
34.(2019?枣庄)如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
/
(1)压强计上的U型管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到;液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U型管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)。
序号
深度/cm
橡皮膜朝向
压强计左右液面高度差/cm
1
5
朝上
4.9
2
5
朝下
4.9
3
5
朝侧面
4.9
4
10
朝侧面
9.7
5
15
朝侧面
14.6
35.(2019?济宁)小明跟着爸爸去游泳,站在齐胸深的水中,感觉呼吸略微有些困难,越往深处感觉越明显,由此激发了他想研究水的压强特点的想法。
(1)图1中是小明利用底部和侧壁套有橡皮膜的玻璃管倒入水后的实验现象,由此可说明: 。
(2)下表是小明利用U形管压强计探究水内部压强时的几组数据。
根据表中的数据,请回答下列问题:
①比较前三组数据,可得出的结论: ;
②比较序号 的三组数据,可得出的结论是水的压强随深度的增加而增大。
(3)早在1648年,物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验,如图2所示。结果,他只用了几杯水,就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关,还由此说明了液体的压强与 无关。
(4)我国第一艘深海载人潜水器蛟龙号,是目前世界上下潜能力最强的作业型载人潜水器。当蛟龙号潜水器下潜到7000m深度时,所受海水的压强为 Pa(g取10N/kg,ρ海水=1.03×103kg/m3)。
36.(2019?青海)请用相关的两个物理知识解释如下场景:
潜水员深海作业时,他穿着抗压潜水服,用力向后划水,身体向前进。
37.(2019?山西)小亮的叔叔承包了村里的鱼塘,有人向叔叔推荐了一个一本万利的投资项目。设计图纸如图所示,用水管和水池就可以让水车持续转动,带动发电机不断发电。你认为这个投资项目的设计方案 (选填“可行”或”不可行”),理由是 。
38.(2019?上海)如图所示,足够高的圆柱形薄底容器A、B置于水平地面上,分别盛有水和液体乙。水的深度为0.08米,两容器底部受到液体的压强相等。
①若水的质量为2千克,求水的体积V水。
②求水对容器A底部的压强p水。
③在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加了196帕。求液体乙的密度ρ乙。
39.(2018?昆明)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器向上的压力。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度)
40.(2019?成都)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1kg,水的深度为10cm。实心圆柱体A质量为400g,底面积为20cm2,高度为16cm。实心圆柱体B质量为m0克(m0取值不确定),底面积为50cm2,高度为12cm。实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103kg/m3,常数g取10N/kg。
(1)求容器的底面积。
(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1。
(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与m0的函数关系式。
课课精编精练——8.2 科学探究:液体的压强
参考答案与试题解析
/
2.【解答】A、图中所示为探究惯性的实验装置,故A不合题意;
B、图中所示为天平,是测量物体质量的仪器,故B不合题意;
C、图中所示为压强计,是探究液体内部压强的实验的仪器。故C符合题意;
D、图中所示是探究平面镜成像特点实验的仪器。故D不合题意。
故选:C。
3.【解答】(1)过路涵洞是上面开口,下面连通的,属于连通器;
(2)拦河大坝是根据液体压强随深度的增加而增大的特点修建成上窄下宽的形状,不属于连通器;
(3)洗手间下水管成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,属于连通器;
(4)船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器。
由上述分析可知(1)(3)(4)属于连通器,②不属于连通器。
故选:C。
4.【解答】A、万吨水压机,是利用帕斯卡原理制成的;
B、汽车刹车装置,是利用帕斯卡原理制成的;
C、自行车刹车装置,是利用杠杆原理制成的;
D、油压千斤顶,是利用帕斯卡原理制成的。
故选:C。
5.【解答】h=5000m,
海水产生的压强:
p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m=5.15×107Pa。
故选:B。
6.【解答】pB=ρghB=0.8×103kg/m3×10N/kg×3×10﹣2m=240Pa
B点受到的是液体对它向上的压强,所以方向是竖直向上。
pD=ρghD=0.8×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=640Pa。
故答案为:240;竖直向上;640。
7.【解答】因为水深h=25cm=0.25m,容器底面积S=400cm2=0.04m2。
水对容器底的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa;
∵p=/,
∴水对容器底的压力为:F=pS=2500Pa×0.04m2=100N。
故答案是:2500;100。
8.【解答】(1)当慢慢放入木块时,木块漂浮,水被排开溢出杯外,但水深h不变,由p=ρgh可知水对容器底的压强不变。
(2)一个未装满水的烧杯,放入一物体,被排开的水未溢出,则水的深度变大,由p=ρgh可知烧杯底受到的压强变大。
故答案为:不变;变大。
9.【解答】坝底所受水的压强将减小:
△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa;
故答案为:3×104;
10.【解答】液体内部朝各个方向都有压强,压强的大小与深度有关,相同深度上各方向的压强相等,深度增加,液体的压强增大,压强与重力有关,故压强与液体的密度有关,密度越大,压强越大。
故答案为:压强相等、深度、密度。
11.【解答】可知当将阀门K打开时,因左侧水和右侧酒精的深度是相同的,由于水的密度大于煤油的密度,根据液体压强的计算公式p=ρgh,所以水产生的压强大,所以水就会向左管中流动,右侧的水面下降,左管中的煤油面上升,故只有选项B正确。
故选:B。
12.【解答】①甲、乙两容器都是柱状容器,则容器底部受到液体的压力F=Ps=ρ液ghs=ρ液gv=m液g=G,所以将甲容器内的液体全部倒入乙容器中,液体对容器底的压力不变。
②从图可知,乙容器的底面积大于甲容器的底面积,所以液体从甲容器全部倒入乙容器后深度变小,而液体的密度不变,由公式P=ρgh可知,液体对容器底部的压强变小,即甲容器底受到的压强大于乙容器底受到的压强。综上所述,不符合题意。
故选:B。
13.【解答】因为液体的压强随深度增加而增大,所以河堤的底部受到的压强比上部大,则单位面积的河堤上(底部)受到水对河堤的推力也大,所以河堤必须建成“上窄下宽的形状”。所以最合理的是D。
故选:D。
14.【解答】由图象可知,在深度相同时,甲液体产生的压强小于乙液体,即p甲<p乙。
根据p=ρgh得液体的密度:ρ=/,
在h相同的条件下,因p甲<p乙,所以液体的密度关系为ρ甲<ρ乙。
故选:A。
15.【解答】①由题知,甲杯中装满水,乙杯中装有半杯水,
当铁块放入甲杯的水中后,甲杯中有部分水会溢出,但液面不变,水的深度h甲不变,
当铁块放入乙杯的水中后,因为乙杯中的水为半杯,故乙杯中的液面上升,从而使水的深度h乙变大,
由公式p=ρgh可知,水的密度不变,当深度变大时,水对杯底的压强变大,
所以,水对甲杯底的压强不变,水对乙杯底的压强变大。
②铁块放入水中均不触及杯底,容器的底面积不变,
水对杯底的压力为F=pS,
因水对甲杯底的压强不变,水对乙杯底的压强变大,
所以,水对甲杯底的压力不变,水对乙杯底的压力变大。
故选:C。
16.【解答】(1)物体浸没水中,排开水的体积:V排=V物=2×10﹣3m3,
所受浮力:F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3×9.8N/kg=19.6N;
(2)物体上表面收到的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×2m=19600Pa;
(3)由F浮=F向上﹣F向下得,物体下表面受到水的压力:F向上=F浮+F向下=10N+19.6N=29.6N。
故答案为:19.6N;19600Pa;29.6N。
17.【解答】(1)两个完全相同量筒的底面积相等,
水和煤油对筒底的压强相等,
根据F=ps可知,两者受到的压力相等,液体的重力相等,即两液体的质量相等;
(2)它们对底部的压强相等,由p=ρgh可得,h=/,
/=/=/=/=/。
故答案为:1:1;4:5。
18.【解答】(1)两端开口的玻璃管,在其下端扎有橡皮薄膜,在空气中时,由于管内外都没有液体,所以橡皮膜是平的;
(2)当将竖直插入清水中时,橡皮膜的下面受到水向上的压强的作用,所以橡皮膜会向上凸;
(3)竖直地一部分插入清水中,且将酒精倒入管中至与管外水面相平时,即此时管内外液体的h相同,但密度不同,据公式p=ρgh可知,由于水的密度大于酒精的密度,所以管外水对橡皮膜的压强大于管内酒精对橡皮膜的压强,故橡皮膜向上凸;
(4)将盛有酒精的玻璃管拿到水槽外时,此时橡皮膜的下面不再受到液体的压强,而橡皮膜上部的管中仍有酒精,所以由于酒精的压强的作用使得橡皮膜向下凸。
故答案为:(1)平的;(2)上凸;(3)上凸;(4)下凸;
19.【解答】因为水深h=4dm=0.4m,容器底面积S=153cm2=0.0153m2。
水对容器底的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa;
∵p=/,
∴水对容器底的压力为:F=pS=4000Pa×0.0153m2=61.2N。
故答案是:4000;61.2。
20.【解答】设液底一平面在静止液面下的深度为h,平面的面积为S;
(1)这个液柱的体积 V=Sh;液柱的质量 m=ρ液V=ρ液Sh;
这个液柱的重力也就是对液底的压力 F=G=mg=ρ液gSh;
液底平面受到的压强 P=/=/=ρ液gh;
(2)液体压强公式:P=ρ液gh;
(3)注意:
A、公式适用的条件为:计算液体压强。
B、公式中物理量的单位为Pa、kg/m3、N/kg、m。
C、从公式中看出:液体的压强只与液体的密度和液体距离液面的深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
故答案为:(1)Sh;ρ液V;ρ液Sh;G;mg;ρ液gSh;/;ρ液gh;
(2)液体压强公式:P=ρ液gh;
(3)液;Pa;kg/m3;N/kg;m;密度;深度。
21.【解答】弹簧测力计上端固定,下端挂一底面积已知的圆柱体,先读出弹簧测力计在空气中的示数即圆柱体的重力,然后读出圆柱体浸入水中后的示数,两者的差值即为圆柱体受到液体向上的作用力(即浮力),
又知道圆柱体的底面积,根据p=/求出圆柱体底面处液体压强;
圆柱体带有纵向刻度且零刻度在底端,通过透明玻璃杯读出圆柱体底面所处的深度,
用同样的方法测出多组数据,然后求出圆柱体底面处液体压强p与深度h的比值,归纳总结得出圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系,
综上可知,实验中不需要测量(或读出)的是液体的密度。
故选:A。
22.【解答】上层液体所产生的压强:
p上=ρ1gh1=0.8ρgh;
下层液体所产生的压强:
p下=ρ2gh2=ρg×2h=2ρgh;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:
p底=p上+p下=0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
23.【解答】液体压强与液体的密度和深度有关,由帕斯卡做的实验知,由于虽然管很细,但由于高度很大,水的深度大,而使水产生了很大的压强,所以该实验说明液体压强与液体深度有关,与液体密度、管子粗细、液体质量等无关。
故选:A。
24.【解答】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,橡皮膜凹的更明显。
综上分析可知,两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多。
故ABC错误,D正确。
故选:D。
25.【解答】水壶、锅炉水位计、船闸都是上端开口、下部连通的,即都是利用连通器原理制成的;拦河大坝上窄下宽是由于液体压强随深度的增加而增加,与连通器原理无关,故D符合题意,ABC不合题意。
故选:D。
26.【解答】(1)水的深度h=10cm=0.1m,
容器底部受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)质量为60g的水,容器的质量为30g,总质量为:
m=60g+30g=90g,
重力为:G=mg=90×10﹣3 kg×10N/kg=0.9N
水平桌面受到容器的压力:
F=G=0.9N,
容器对桌面的压强:
p=/=/=1800Pa。
故答案为:1000;1800。
27.【解答】(1)正方体的体积:V=L3=(0.1m)3=0.001m3;
20%体积露出水面时木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×(1﹣20%)×0.001m3=8N;
(2)由于容器为圆柱形容器,木块漂浮时,木块受到的浮力等于木块重力,水对容器底部的压力:
F1=F0+G=F0+8N;
木块浸没时,水对容器底部的压力:
F2=F0+ρ水gV=F0+1×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=F0+10N;
物块浸没时水对容器底部的压强:
p=/=/;
(3)物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比:/=/,
解得F0=70N,
物块漂浮时,水对容器底部的压强p1=/=/,
未投入物块时,水对容器底部的压强p2=/,
根据题意可知,p1﹣p2=/﹣/=/﹣/=160Pa,
解得S0=0.05m2,
未投入物块时水对容器底部的压强:p2=/=/=1400Pa,
由p=ρgh得:
未投入物块时容器中水的深度:
h=/=/=0.14m。
故答案为:0.05;0.14。
28.【解答】(1)飞机底部距水面2m深处受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
(2)飞机漂浮停在水面上时,由漂浮条件和阿基米德原理可得飞机所受重力:
G飞机=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×45m3=4.5×105N。
故答案为:2×104;4.5×105。
29.【解答】(1)水壶的壶嘴和壶身下部连通、上端开口,符合连通器的特点,即水壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器;
(2)由p=ρgh可得,壶中水深:h=/=/=0.15m=15cm。
故答案为:连通器;15。
30.【解答】根据p=/可知,传感器受到的压力大,说明传感器受到水的压强大,根据p=ρgh可知,表示水窖中的水较深;
由图可知,水窖上粗下细,每天用水量基本相同时,随着储水量的减少,下降得越来越快,则压强变化越快,故每天压力大小下降不相同。
故答案为:深;水窖上粗下细。
31.【解答】(1)量筒中煤油的体积是V=10ml=10cm3,
煤油的密度:ρ=/=/=0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。
(2)如图2,探究液体压强跟密度的关系时,将压强计的金属盒先后浸没到甲、乙两杯液体中,使金属盒浸入两种液体中的深度h甲=h乙,根据公式p=ρgh可知,U形管中液面高度差大的一定是水。
(3)探究液体压强与液体深度的关系时,金属盒在液体中处于不同深度处,记录U形管两侧的液柱高度差,比较压强大小,根据公式p=ρgh可知,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向上移动。
故答案为:0.8×103;水;上。
32.【解答】由图可知,两液体的深度均为h0时,液体的压强关系为p甲>p乙,
由p=ρgh的变形式ρ=/可知,甲、乙两种液体的密度的关系是ρ甲>ρ乙。
故答案为:大于。
33.【解答】(1)压强计的工作原理是;橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法;液体压强越大,两侧液面高度差也越大;
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体;
(3)将探头放在图2所示液体内部的A、B位置,观察到U型管两侧液面的高度差hB>hA,探头慢慢下移,深度变大,发现U型管两边液面的高度差逐渐增大,故结论为:深度越深液体压强越大;
(4)将探头放在图2中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U型管两侧液面的高度差hC>hB,在相同的深度时,探头在浓盐水时U型管两边液面的高度差增大了,即压强变大了,故结论为:在深度相同中,液体密度越大,压强越大。这是为了研究液体压强与液体密度关系;
(5)D点位于密度大,深度大的位置,故该点液体压强最大。
故答案为:(1)高度差;(2)有色;(3)深度;(4)>;密度;(5)D。
34.【解答】(1)这是测量液体压强的压强计;它的左端是密闭的,所以不是连通器。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,则B正确;故选B;
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故可以得到:在不同深度,液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大;
(4)在丁图中,若将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大,故比较丙、丁两图。
(5)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:(1)不属于;(2)B;(3)液体的深度;(4)丙、丁;(5)1000。
35.【解答】(1)图1中利用底部和侧壁套有橡皮膜的玻璃管倒入水后,我们看到底部和侧壁的橡皮膜都会凸起,由此可说明:液体对容器侧壁和底部都有压强;
(2)①比较序号为1、2、3的三组数据,橡皮膜的朝向不同,其它条件相同,可得出的结论是:同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等;
②比较序号3、4、5的三组数据,液体的深度不同,其它条件相同,可得出的结论是:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大;
(3)物理学家帕斯卡他只用了几杯水,就把木桶撑破了,此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关,还由此说明了液体的压强与液体质量无关;
(4)计算液体压强可以利用公式p=ρgh,则p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa;
故答案为:(1)液体对容器侧壁和底部都有压强;(2)①同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等;②3、4、5;(3)液体质量;(4)7.21×107。
36.【解答】(1)液体的压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。
(2)潜水员在水中用力向后划水,即手对水有一个向后的力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以水对手有一个向前的反作用力,所以潜水员在水中可以向前运动。
37.【解答】根据连通器其特点可知,连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的。
由图可知,水管和水池上端开口,底部连通,构成了连通器,因此水管中的水只能达到与水池水面相同的高度,无法让水车持续转动,更不能带动发电机不断发电,所以这个投资项目的设计方案不可行。
故答案为:不可行;水管中的水只能达到与水池水面相同的高度。
38.【解答】①由ρ=/可得,容器中甲水的体积为:V=/=/=2×10﹣3m3;
②容器甲中水对容器底部的压强:p水=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784pa。
③当容器甲内加水至于容器乙相平时,设此时水深为h1,
此时水对容器底部的压强:p1=p水+△p=784pa+196pa=980pa;
由p=ρgh可得此时水的深度:h1=/=/=0.1m;
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:p乙=p水=784pa;
由p=ρgh可得,液体乙的密度:ρ乙=/=/=800kg/m3。
答:①水的体积为2×10﹣3m3;
②容器甲中水对容器底部的压强为784pa;
③液体乙的密度为800kg/m3。
39.【解答】由题知,S=200cm2=2×10﹣2m2,h=15cm=0.15m,
水对容器部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa,
根据p=/可得水对容器底的压力:
F=pS=1500Pa×2×10﹣2m2=30N。
容器的重力:
G容=0.2kg×10N/kg=2N,
根据p=/可得,容器对桌面的压力:
F′=p′S=1.1×103Pa×2×10﹣2m2=22N,
容器置于水平桌面上,
则容器和水的重力G总=F′=22N,
故水的重力G水=G总﹣G容=22N﹣2N=20N,
所以水对容器向上的压力:
F″=F﹣G水=30N﹣20N=10N。
答:水对容器向上的压力为10N。
40.【解答】(1)水的体积:V=/=/=1000cm3
容器的底面积等于水柱的横截面积:S容=/=/=100cm2
(2)圆柱体A的密度:ρA=/=/=1.25g/cm3>ρ水
所以,将圆柱体A竖直放入容器内,A将沉底。
假设A竖直放入后,没有被水淹没,且水深度为h1
由体积关系得:h1(S容﹣SA)=1000cm3
h1(100cm2﹣20cm2)=1000cm3
解得:h1=12.5cm
hA>h1,假设成立
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h2=/=/①
物体B漂浮,物体B受到的浮力和重力相等
mB的单位是g
∴ρ水gV排=10﹣3mBg
ρ水V排=10﹣3mB
V排=/②
p2=ρ水gh2 ③
把①代入②,再把②代入③
p2=(1000+m0)Pa
∴当0<m0<600g时,p2=(1000+m0)Pa
答:(1)求容器的底面积是100cm2。
(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,静止时水对容器底部的压强是1.25×103Pa。
(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,静止时水对容器底部的压强:当m0≥600g时,p2=1.6×103Pa,当0<m0<600g时,p2=(1000+m0)Pa。
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