9.2 液体的压强
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.液体内部没有压强
B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.同种液体内部同一深度处,向各个方向压强相等
D.液体压强与深度有关,跟液体密度无关
2.1648年帕斯卡做了著名的“裂桶实验”,如图1所示。他在一个密闭的、装满水的木桶桶盖上插入一根细长的管子,然后在楼房的阳台上往管子里灌水。结果,只灌了几杯水,桶竟裂开了。该实验现象说明了决定水内部压强大小的因素是( )
图1
A.水的密度
B.水的深度
C.水的体积
D.水的重力
3.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2所示)。下列问题中不能用该装置探究的是( )
图2
A.液体压强是否与液体的深度有关
B.液体压强是否与液体的密度有关
C.液体是否对容器的底部产生压强
D.液体是否对容器的侧壁产生压强
4.如图3所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( )
图3
A.pA>pB>pC
B.pA<pB<pC
C.pA=pB=pC
D.无法确定
5.将未装满水且密闭的矿泉水瓶先正立放在水平桌面上,再倒立放置,如图4所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA、pB,瓶对桌面的压力分别是FA、FB,则( )
图4
A.pA>pB,FA>FB
B.pA
C.pA=pB,FAD.pAFB
6.如图5所示,将一圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致是图6中的( )
图5
图6
二、填空题
7.如图7所示,水平桌面上的甲、乙两圆柱形容器中装有相同质量的水。水对甲、乙两容器底的压力和压强的大小关系分别是:F甲________F乙;p甲__________p乙。(均填“>”“<”或“=”)
图7
8.如图8所示,把盛有液体的一个试管逐渐倾斜(液体不流出),则试管底部受到液体的压强________(填“变大”“变小”或“不变”)。
图8
9.如图9所示,往侧壁有三个小孔的玻璃管中倒入足量的水,水将从小孔a、b、c中喷出,其中________孔水喷得最远,说明________________________________________________________________________。
图9
10.往某容器中匀速注水直至注满,容器底受到水的压强p随时间t变化的曲线如图10所示,则容器的形状可能是图11中的________________________________________________________________________。
图10
图11
三、实验探究题
11.某小组同学在“探究液体对容器底部压强大小与哪些因素有关”的实验中,用相同的橡皮膜和两端开口的不同玻璃管以及水进行实验探究,在玻璃管的一端用相同的橡皮膜覆盖。
图12
(1)当在同一个容器中倒入不同深度的水时,橡皮膜的凸出程度如图12(a)(b)所示,则说明当____________相同时,液体深度越大,液体对容器底部的压强越大。
(2)当在不同容器中倒入相同深度的水时,橡皮膜的凸出程度如图(b)(c)(d)所示,则说明当液体的密度和深度相同时,容器形状不同,液体对容器底部压强________,即液体压强与容器的________无关。
(3)若要使探究得到的结论更具有普遍性,该同学接下来应该添加的器材是________________________________________________________________________。
12.现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜,描述橡皮膜外表面在以下不同情景中的形状变化。
(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会________(填“变大”“变小”或“不变”)。
图13
(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动到如图13所示的位置。橡皮膜向外凸的程度会________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是________(填“外凸”“内凹”或“水平”)的,试说明理由:_____________________________________。
13.同学们在用压强计、刻度尺和装有适量水的烧杯研究“液体内部压强特点”时,发现向上提升压强计探头位置时,U形管两侧的液面高度差h1>h2(如图14甲所示)。针对上述现象,有同学得出“水中某点压强与该点到容器底部的距离L有关”的结论。
图14
小明和小华认为这个结论是错误的,并分别设计了实验进行验证:
(1)小明将压强计探头固定在图乙位置,测量并记录探头到容器底部的距离L及U形管两侧的液面高度差h1,然后向烧杯中加水,发现h2>h1。他认为:本实验中L大小不变,但压强大小不等,所以压强大小与L无关。
请你评价小明的实验方案是否合理,并说明理由:_____________________________。
(2)小华的实验步骤为:
①将压强计的探头放入烧杯的水中,测量并记录探头到容器底部的距离L1、探头到水面的距离H及U形管两侧的液面高度差h;
②向烧杯中倒入适量的水,调整探头至某一位置,________________________
________________________________________________________________________;(请写出后续操作要点)
③分析数据,若__________________,则说明水中某点压强跟该点到容器底部的距离L无关。
14.有经验的司机驾驶车辆经过跨江大桥时,会提前打开车窗,以防车辆不慎落水时错失自救良机。在门窗紧闭的情况下,车辆坠入水中较深时,车内人员无法打开车门和降下车窗玻璃逃生,可选用安全锤等尖锐物体砸碎窗玻璃,让水快速进入车内,待水较多时就容易推开车门或爬出车窗逃生。请解释门窗紧闭的车辆坠入较深水中,车内人员逃生时所遇上述现象的原因和采取相应措施的理由。
图15
答案
1.C 2.B 3.C 4.A 5.B 6.D
7.= >
8.变小
9.c 液体压强随深度的增加而增大
10.丙
11.(1)液体密度
(2)相同 形状
(3)密度不同的液体
12.(1)变大 (2)变小
(3)水平 当液面相平时,橡皮膜上、下表面受到的压强相等,由F=pS可知,上、下表面受到的压力相等,又因为方向相反,所以橡皮膜水平
13.(1)不合理,没有改变探头到容器底部的距离L(或没有控制好变量)
(2)②使探头到水面的距离为H,测量并记录探头到容器底部的距离L2、U形管两侧的液面高度差h2 ③L1≠L2但h1=h2
14.①液体的深度越深,压强越大,水对车门和车窗产生较大的压力,不易开门。
②水对车窗玻璃的压力越大,玻璃对窗框的压力就越大,车窗玻璃与窗框之间的摩擦力也就越大,从而不易降下车窗玻璃。
③用安全锤的尖端砸玻璃,受力面积小,增大了对玻璃的压强,容易砸碎玻璃。
④水进入车内,车门内外受到水的压力大小相接近时,人容易推开车门。
⑤砸碎车窗玻璃时,窗外水的压强大于车内压强,水能快速进入车内。