物理北师大版八年级下册 第8章 二、液体内部的压强 习题(word版带解析)

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名称 物理北师大版八年级下册 第8章 二、液体内部的压强 习题(word版带解析)
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资源类型 教案
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2021-02-02 23:09:56

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第8章 二、液体内部的压强
一、单选题
1.???将同一压强计的金属盒先后放入(a)、(b)两种液体中,如图所示,这两种液体密度的大小关系是(  )
A.?液体(a)的密度小于液体(b)的密度????????????????????????????????????????
B.?液体(a)的密度等于液体(b)的密度????????????????????????????????????????
C.?液体(a)的密度大于液体(b)的密度????????????????????????????????????????
D.?无法判断
2.???如图,两端开口的弯管中左右两边各充满A,B两种液体,弯管顶部装有阀门S,两端分别插入装有A,B两种液体的两槽中,A槽装水,h1=0.8m,B槽装酒精,h2=0.9m(酒精密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。当阀门S打开后,液体将(  )
A.?向左流?????????????????????????
B.?不流动?????????????????????????
C.?向右流?????????????????????????
D.?无法判断
3.???将重为5N的木块放入装有水的烧杯中,静止时如图所示,此过程从烧杯溢出3N的水。则木块静止时所受浮力的大小和烧杯底部受到水的压强变化情况是(  )
A.?5N不变?????????????????????????
B.?5N变大?????????????????????????
C.?3N变大?????????????????????????
D.?3N不变
4.???一个空的塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸没水中,一次瓶口朝上(如图甲),一次瓶口朝下(如图乙),这两次塑料瓶在水中的位置相同.下列判断正确的是(  )
A.?甲图中橡皮膜将向上凸????????????????????????????????????????
B.?乙图中橡皮膜将向下凸????????????????????????????????????????
C.?甲图中橡皮膜形变程度比乙图中小????????????????????????????????????????
D.?甲图中橡皮膜形变程度比乙图中大
5.???上课时,老师先演示了液体压强与深度有关的实验后问同学:液体内部的压强还可能与什么因素有关?小强的猜想是:还可能与液体的密度有关。老师请小强用实验验证自己的猜想,小强利用压强计进行实验。他设计了以下三个实验方案,你认为哪种方案能验证出他的猜想(  )
A.?将压强计的金属盒分别放入水和盐水中的同一深度处,观察比较
B.?将压强计的金属盒分别放入水和盐水中的不同深度处,观察比较
C.?将压强计的金属盒分别放入盐水中的不同深度处,观察比较
D.?将压强计的金属盒分别放入盐水中的同一深度处,观察比较
???小明在学习液体压强时,用压强计做了如图所示的实验,获得的数据如表。据表中信息判断小明研究的问题是(  )
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计液面高度差/cm
1

3
朝上
2.8
2
6
朝上
5.6
3
9
朝上
8.4
A.?液体压强与液体深度的关系????????????????????????????????????????
B.?液体向各个方向压强的大小关系????????????????????????????????????????
C.?液体压强与液体密度的关系????????????????????????????????????????
D.?液体压强与气压的关系
7.???如图是一个装有水的容器放置在水平桌面上,下列说法正确的是(ρ水=1000kg/m3,g=10N/kg)(  )
A.?b所受的压强是200Pa
B.?a点所受的压强与b所受的压强之比是1:1
C.?a点所受的液体内部压强与容器底部所受的液体内部压强之比是1:4
D.?b点所受的液体内部压强与容器底部所受的液体内部压强之比是4:5
8.???如图所示,两端开口的玻璃筒下端扎有橡皮膜,在玻璃筒内灌一定量的水,将它放入盛酒精的容器内。当筒内外液面相平时,可以观察到薄膜(  )
A.?向上凹进?????????????????????????
B.?是平的?????????????????????????
C.?向下凸出程度不变?????????????????????????
D.?向下凸出程度变小
二 、填空题
???如图甲所示,一个底面积为200cm2、重为10N且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,现将一个边长为10cm的正方体实心物体M(不吸水)挂于弹簧下端,并置于柱形容器内,弹簧上端固定不动,现在向容器中缓慢注水,弹簧弹力大小与注水体积的变化图象如图乙所示,则当物块M刚好漂浮时加水质量为______kg,图乙中从A到B的加水过程中,水对容器底部的压强变化量为______Pa(不计弹簧的质量和体积,弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化IN,且弹簧在弹性限度内变化)。
???在图(a)中,斧头刀刃磨得锋利,是为了能产生很大的______;在图(b)中,拦河大坝建成上窄下宽,是因为同一液体内,______;建造如图(c)所示的大型建筑物时,利用______知识可估算出所需水泥的质量。(均填写所学物理概念的名称)
???如图甲,有一密闭的圆台形容器,内装一定质量的液体,如果把它倒置,如图乙,液体对容器底面的压力变化是______,压强的变化是______。(两空均选填“增大”、“不变”或“减小”)
???如图所示,平底铁桶重为20N,往桶里倒入4kg的水,水的深度为15cm,平放在水平地面上,则水对桶底的压强为______Pa,桶对地面的压力为______N.(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
???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,若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲液体密度ρ1和乙液体ρ2的大小关系ρ1______ρ2;甲液体质量m1和乙液体质量m2的大小关系m1______m2(均填“<”或“>”或“=”)。
三、实验探究题
1.???如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)压强计______(“是”或“不是”)连通器。
(2)图甲所示压强计是通过U形管中液面的______来反映被测压强大小的。为了使这一现象更明显,你认为U形管应______。(填字母)
A.注入酒精 B.注入水银 C.用内经更细的U形管
(3)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的水面能灵活升降,则说明该装置______(选填“漏气”或“不漏气”)。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将______。(选填“变大”,“变小”或“不变”)。
(5)若图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为______Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
???小花做“小球放入水中静止时,水对容器底部的压强增加量△p水及容器对水平面的压强增加量△p容与哪些因素有关”的实验,她选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中(液体深大于小球直径,且液体不溢出),如图所示,测出水对容器底部的压强增加量△p水,及容器对水平面的压强增加量△p容,并将相关数据记录在表一中。
表一:(ρ水=1.0×103千克/米3)
实验序号
1
2
3
4
5
6
ρ球(103千克/米3)
0.2
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
△p水(帕)
98
294
392
490
490
490
△p容(帕)
98
294
392
490
588
686
(1)分析比较表中实验序号______中的数据及相关条件可知:浸入水中体积相同的小球,当水不溢出时,当ρ球与ρ水的大小满足______关系时,△p水与ρ球无关。
(2)分析比较表中1~6中△p容与ρ球的数据及相关条件可知:浸入水中的小球,______。
(3)分析比较表中实验序号1(或2或3或4)中△p水与△p容的大小关系及相关条件可知:浸入水中的小球,______。
(4)小花仅改变液体种类,利用上述实验器材重复了实验(液体不溢出),但由于时间关系只做了三次实验,得到的数据如表二所示,根据上述实验规律,分析可小明所用液体的密度值应为______千克/米3,实验序号8中所空缺的数据为______帕。
表二:(ρ液=______千克/米3)
实验序号
7
8
9
ρ球(×103千克/米3)
0.6
1.2
1.4
△p液(帕)
294
637
△p容(帕)
294
588
686
四、计算题
1.???如图所示,圆柱体甲和轻质薄壁圆柱形容器乙置于水平地面。甲的质量为4千克,乙容器的底面积为2×10-2米2,内有0.2米深的水。
①求甲对地面的压力F甲。
②求水对乙容器底部的压强p水。
③将甲浸没在乙容器的水中,容器对桌面的压强p乙为2940帕,通过计算说明容器中的水有无溢出。
2.???如图所示,铁桶重为25N,桶的底面积为200cm2,往桶里倒入10kg的水,水的深度为30cm,平放在面积为1m2的水平台面上,桶的厚度不计,(g取10N/kg)。求:
(1)水对桶底的压强。
(2)桶底受到水的压力。
(3)台面受到桶的压强。
五、综合题
1.???底面积为S0的薄壁圆柱体容器,其底部装有一阀门K,容器内装密度为ρ0的液体。横截面积为S1的圆柱形木块,上端与不可伸长的悬线相连,且部分木块浸入液体中,此时悬线刚好伸直,如图所示。已知悬线所能承受的最大拉力为T,现打开容器底部的阀门K使液体缓慢流出,直到悬线刚好被拉断时立刻关闭阀门K。
请解答下列问题:
(1)画出悬线刚好伸直时,木块在竖直方向的受力示意图;
(2)导出悬线未拉断前,悬线对木块拉力F与流出的液体质量m之间的关系式;
(3)求出从悬线断开的瞬间到木块再次漂浮时,容器底部所受液体压强的变化量。
第8章 二、液体内部的压强
【答案】
1.??A???????2.??A???????3.??B???????4.??C???????5.??A???????6.??A???????7.??D???????8.??D???????
【解析】
1.??
解:
由图知,U形管两边的液面差相同,则可知金属盒在a、b两种液体中受到的压强相同,又因为金属盒在a液体中深度大于在b液体中深度,根据p=ρgh知,ρa一定小于ρb,故A正确。
故选:A。
由液体压强计U形管左右的液面差可以判断,金属盒在a、b两种液体中金属盒受到的压强相同,然后再根据公式p=ρgh,知道液体压强大小和深度的关系,判断液体密度的大小。
对于液体压强的问题,找到压强大小、深度大小、液体密度大小中的任意两者,都能根据液体压强大小判断第三者大小。
2.??
解:阀门S左侧受到的压强:
p左=p0-ρ水gh1=p0-1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m=p0-8000Pa;
阀门S右侧受到的压强:
p右=p0-ρ酒精gh2=p0-0.8×103kg/m3×10N/kg×0.9m=p0-7200Pa;
由以上分析可知,p左<p右,
由p=F/S可知,阀门S受到向左的压力小于它受到向右的压力,
所以当阀门S开启后液体将向左流。
故选:A。
大气压强减去液面上液体产生的压强即为阀门受到的压强,根据液体压强公式表示出其大小,再根据p=F/S比较阀门两侧受到的压力关系,打开阀门时液体从压力大的一侧向压力小的一侧流动。
本题考查了液体压强和固体压强公式的应用,关键是知道液体从压强大的一侧向压强小的一侧流动。
3.??
解:木块漂浮,故受到的浮力:F浮=G排=G=5N,
而木块排开水的重力G溢=3N,
故G溢<G排,则在放入木块之前,烧杯内的水未满,
放入木块后,水的深度h变大,故根据p=ρgh可知,容器底所受压强变大。
故选:B。
根据物体漂浮条件得出浮力大小;比较溢出水和排开水的重力大小得出在放入木块之前烧杯内是否装满水,然后根据公式p=ρgh可知容器底所受压强的变化。
本题考查了浮力的大小计算,以及液体压强的大小分析,利用好漂浮条件和阿基米德原理得出在放入木块之前,烧杯内的水是否盛满是关键。
4.??
解:
因为液体内部向各个方向都有压强,所以甲图中的橡皮膜向下凸,乙图中的橡皮膜向上凸;
由图可知,甲图中橡皮膜浸入水中的深度小于乙图中橡皮膜浸入水中的深度,根据p=ρgh知,甲图中橡皮膜受到的水的压强小于乙图中橡皮膜受到的水的压强,所以甲图中橡皮膜形变程度比乙图中小。故选项ABD错误,C正确。
故选:C。
液体内部朝各个方向都有压强,在同一种液体中,液体内部的压强与物体浸入液体的深度有关,深度越大,压强就越大。
此题考查了液体压强的特点以及根据现象总结结论的能力,属于基础题目,难度不大。
5.??
解:
根据控制变量法,研究液体压强可能与液体的密度有关,要控制液体的深度相同,只改变液体的密度,根据U形管两边液面的高度差来判断液体压强的大小,只有A正确。
故选:A。
液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
本题研究液体内部的压强与什么因素有关,考查控制变量法和转换法的运用。
6.??
解:由表中数据,液体的密度相同,改变橡皮膜的深度,液体深度越大,液体产生的压强越大,故研究液体压强与液体深度的关系,选A。
故选:A。
液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
7.??
解:
A、b点所处的深度为hb=10cm-2cm=8cm=0.08m,
则b点所受的压强pb=ρ水ghb=1000kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa,故A错误;
B、a点所处的深度为ha=2cm=0.02m,
则a点所受的压强与b所受的压强之比pa:pb=ρ水gha:ρ水ghb=ha:hb=0.02m:0.08m=1:4,故B错误;
C、a点所受的液体内部压强与容器底部所受的液体内部压强之比为:
pa:p底=ρ水gha:ρ水gh底=ha:h底=0.02m:0.1m=1:5,故C错误;
D、b点所受的液体内部压强与容器底部所受的液体内部压强之比为:
pb:p底=ρ水ghb:ρ水gh底=hb:h底=0.08m:0.1m=4:5,故D正确。
故选:D。
从图上可以看出a、b和容器底部距离液面的高度,根据公式p=ρgh分别求出它们所受的液体压强,然后得出答案。
本题考查了液体压强计算公式的应用,明确深度h的含义(距离液面的高度)是关键。
8.??
解:由液体压强的特点可知,液体压强的大小与液体深度和密度有关,
当玻璃管放入酒精中,且管内外液面相平即深度相同时,由于水的密度大于酒精的密度,所以水对橡皮膜向下的压强大于酒精对其向上的压强,故橡皮膜仍向下凸出,当由于酒精对其向上压强的作用,会抵消一部分水对其向下的压强,使其凸出的程度减小,故ABC错误,D正确。
故选:D。
橡皮膜的形变方向取决于橡皮膜受到的水对它向下的压强与容器内酒精对其向上压强的大小关系,因此根据已知的条件结合液体压强的特点,就可以确定橡皮膜的形变方向。
橡皮膜的形变是由于受到液体压强的作用而出现的,因此要从其受到的液体的压强变化来分析其形状的变化。
【填空题答案】
1.??3.8? 1600???????
2.??压强? 液体的压强随深度的增加而增大? 密度???????
3.??减小? 增大???????
4.??1500? 60???????
5.??>? <???????
【解析】
1.??
解:
(1)当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的弹力为零,
由图乙可知,注水的体积V水=3800cm3,
由ρ=m/V可得,加水质量:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×3800cm3=3800g=3.8kg;
(2)因弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化1N,
所以,弹簧的弹力为GM时,弹簧的伸长量x1=GMcm/N,
当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的伸长量为0,
由F浮=ρgV排可得,物体M排开水的体积:
V排=GM×10-4m3/N=GM×100cm3/N,
物体M浸入水的深度:
h=GMcm/N,
则弹簧的弹力从GM减小到0的过程中,物体M上升的高度为x1,
所以,注水的体积:V水′=S容x1+(S容-SM)h=3800cm3-2000cm3=1800cm3,
即200cm2×GMcm/N+[200cm2-(10cm)2]×GMcm/N=1800cm3,
解得:GM=6N;
由图乙可知,从A到B的加水过程中,弹簧测力计的示数先减小后增加,且B点后弹簧的弹力不变,
所以,A点弹簧的弹力是竖直向上的,B点弹簧的弹力是竖直向下的,且B点后物体M浸没时水中,
因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,
所以,物体M浸没后受到的浮力:F浮B=ρ水gVM=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
B点时M受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、弹簧的弹力作用处于平衡状态,
所以,由M受到的合力为零可得:F浮B=GM+F弹,
则弹簧的弹力:F弹=F浮B-GM=10N-6N=4N,
把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力和竖直向下总重力、弹簧的弹力处于平衡状态,
所以,F支持B=G容+G水B+GM+F弹=G容+G水B+6N+4N=G容+G水B+10N,
因容器对桌面的压力和桌面对容器的支持力是一对相互作用力,
所以,容器底部对桌面的压力:F压B=F支持B=G容+G水B+10N,
A点时M受到竖直向上的浮力、弹簧的弹力和竖直向下的重力作用处于平衡状态,且此时弹簧的弹力等于4N,
所以,由M受到的合力为零可得:F浮A+F弹=GM,
此时物体M受到的浮力:F浮A=GM-F弹=6N-4N=2N,
由F浮=ρgV排=ρgSMhA可得,此时物体M浸没的深度:
hA=0.02m=2cm,
把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力、弹簧的弹力和竖直向下总重力处于平衡状态,
所以,F支持A=G容+G水A+GM-F弹=G容+G水A+6N-4N=G容+G水A+2N,
此时容器底部对桌面的压力:F压A=F支持A=G容+G水A+2N,
从A到B的过程中,物体M上升的高度hAB=2F弹N/cm=2×4cm=8cm,
则增加注水的体积:
V水″=S容hAB+(S容-SM)(LM-hA)=200cm2×8cm+[200cm2-(10cm)2]×(10cm-2cm)=2400cm3,
增加注水的质量:
m水AB=ρ水V水″=1.0g/cm3×800cm3=2400g=2.4kg,
增加注水的重力:
G水AB=m水ABg=2.4kg×10N/kg=24N,
从A到B的加水过程中,容器底部对桌面的压力的变化量:
F压=F压B-F压A=(G容+G水B+10N)-(G容+G水A+2N)=(G水B-G水A)+8N=G水AB+8N=24N+8N=32N,
容器底部对桌面的压强变化量:
p=1600Pa。
故答案为:3.8;1600。
(1)当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的弹力为零,根据图乙可知注水的体积,根据ρ=m/V求出加水质量;
(2)弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化1N,据此求出弹簧的弹力等于物体M的重力时的伸长量,当物块M刚好漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,此时弹簧的伸长量为0,根据F浮=ρgV排求出物体M排开水的体积,然后求出物体M浸入水的深度,弹簧的弹力从GM减小到0的过程中物体M上升的高度即为弹簧的伸长量,根据注水的体积求出物体M的重力;由图乙可知,从A到B的加水过程中,弹簧测力计的示数先减小后增加,且B点后弹簧的弹力不变,则A点弹簧的弹力是竖直向上的,B点弹簧的弹力是竖直向下的,且B点后物体M浸没时水中,根据阿基米德原理求出物体M浸没后受到的浮力,B点时M受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、弹簧的弹力作用处于平衡状态,根据M受到的合力为零求出弹簧的弹力,把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力和竖直向下总重力、弹簧的弹力处于平衡状态,据此求出支持力即为容器底部对桌面的压力;A点时M受到竖直向上的浮力、弹簧的弹力和竖直向下的重力作用处于平衡状态,且此时弹簧的弹力等于B点的弹力,据此求出此时物体M受到的浮力,根据阿基米德原理求出此时物体M浸没的深度,把容器和水、物体M看做整体,则整体受到竖直向上的支持力、弹簧的弹力和竖直向下总重力处于平衡状态,根据平衡条件求出容器受到的支持力即为此时容器底部对桌面的压力;从A到B的过程中,物体M上升的高度等于弹簧在A点的伸长量加上B点的压缩量,根据m=ρV求出增加注水的体积,利用G=mg求出增加注水的重力,从A到B的加水过程中,容器底部对桌面的压力的变化量等于A点、B点对桌面的压力差,利用p=F/S求出容器底部对桌面的压强变化量。
本题考查了密度公式和重力公式、物体浮沉条件、阿基米德原理、压强定义式、弹簧弹力以及物体所受的合力为零的综合应用等,正确的得出物体M的重力和容器内水的增加量是关键。
2.??
解:
(1)图(a)中,斧头刀刃磨得锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;
(2)在图(b)中,拦河大坝要受到水对它一个向外的压强,根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大。为了防止大坝被冲毁,所以修的上窄下宽。
(3)图(c)所示的大型建筑物,根据建筑物的体积,估算水泥的质量利用的是密度的知识。
故答案为:压强;液体的压强随深度的增加而增大;密度。
(1)增大压强的方法:是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强.
(2)根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大。
(3)根据建筑物的体积,利用密度公式变形m=ρV所需水泥的质量。
此题主要考查的是增大压强的方法,液体压强的特点等,这些知识的考查,一般难度不大,如何将题目中提到的物理情景与对应的物理知识联系起来,是解决这类问题的关键。
3.??
解:倒置后,液体深度h增大,根据p=ρgh可知,液体对容器底面的压强增大;
如图,正放时,液体对容器底的压力:F=pS=ρghS>G液,
倒置时,液体对容器底的压力:F′=p′S′=ρgh′S′<G液,
比较可知F′<F,即液体对容器底面的压力将减小。
故答案为:减小;增大。
(1)倒置后,液体深度增大,由液体压强公式得出容器底受到液体压强的变化情况;
(2)倒置后容器底受到的压强变大,但受力面积变小。若利用F=ps,则不好判断压力的变化情况。
对于这种上下口不一样大的容器,可以通过比较对容器底的压力与液体重的大小关系,得出倒置前后对容器底的产生的压力大小关系。
上口大、下口小的容器,液体对容器底的压力小于所装液体重;上口小、下口大的容器,液体对容器底的压力大于所装液体重;圆柱形、长方体或正方体直壁容器,液体对容器底的压力等于所装液体重。
4.??
解:
(1)水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)桶里水的重力:
G水=m水g=4kg×10N/kg=4N,
桶对地面的压力:
F′=G桶+G水=20N+40N=60N。
故答案为:1500;60。
(1)知道桶内水的深度,根据p=ρgh求出水对桶底的压强;
(2)知道水的质量,根据G=mg求出水的重力,地面受到桶的压力等于铁桶和水的总重力之和。
本题考查了重力公式、液体压强公式的应用,关键是知道物体对水平面的压力和自身的重力相等。
5.??
解:因为甲和乙对容器底部的压强相等,所以p甲=p乙;
由p=ρgh可得,ρ甲gh甲=ρ乙gh乙,而h甲<h乙,所以ρ甲>ρ乙;
因为容器完全相同,由F=pS可得,ρ甲gh甲S=ρ乙gh乙S;
如果容器为圆柱体,则ρ甲gh甲S=ρ乙gh乙S?G甲=G乙;
根据图示可知,两个容器相对于圆柱容器减少液体的体积相同,因此减小液体的重力关系:G甲′=ρ甲gV,G乙′=ρ乙gV
由于ρ甲>ρ乙,所以G甲′>G乙′;
则G甲-G甲′<G乙-G乙′,即甲容器内液体甲的质量小于乙容器内液体乙的质量。
故选:>;<。
先根据甲乙对容器底的压强相等和液体高度得出液体密度的大小关系,再假设容器为圆柱形容器,从而得出容器中液体的重力相等,再根据两容器相对于圆柱形容器减少的液体体积相同,再利用重力和密度公式比较减少液体体积质量的关系,并进一步得出两容器中液体质量的关系。
本题综合考查了液体压强计算公式、重力和密度计算公式的应用,关键假设容器为圆柱形从而得出两容器相对于圆柱容器减少液体体积的关系。
【探究题答案】
1.??不是? 高度差? A? 不漏气? 变大? 500???????
2.??4、5、6? ρ球≥ρ水? △p容与ρ球成正比? 当ρ球≤ρ水时,△p水等于△p容? 1.3×103? 588? 1.3×103???????
【解析】
1.??
解:(1)压强计上端不都是开口的,故不是连通器;
(2)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。液面高度差越大,液体的压强越大。如果被测压强大小相同,U形管中液体密度越小,液面高度差越大。为了使实验现象更明显,小明应该选择密度较小的酒精装入U形管中,故A正确;
(3)压强计是通过U形管中水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;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大;
(5)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,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×0.05m=500Pa。
故答案为:(1)不是;(2)高度差;A;(3)不漏气;(4)变大;?(5)500。
(1)上端开口,底部相互连通的容器是连通器;
(2)液体压强大小通过U形管内液面的差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大。根据液体压强公式p=ρgh判断哪个U形管内液面高度差最大;
(3)检查装置时,用手按压橡皮膜,若U形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(5)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。注意物理实验中研究方法--等效替代法和控制变量法的运用。液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
2.??
解:(1)根据表格中的数据可知,在1、2、3、4实验中,球的密度小于水的密度,且随着球的密度变大,水对容器底部的压强增加量△p水也变大;由4、5、6实验可知,当球的密度大于水的密度时,水对容器底部的压强增加量△p水不变,所以可以得出ρ球≥ρ水时,△p水与ρ球无关;
(2)表格中数据可知,在1~6实验中,随着球的密度变大,容器对水平面的压强增加量△p容变大,且变化的倍数相同,可以得出浸入水中的小球,△p容与ρ球成正比;
(3)分析比较表中实验序号1(或2或3或4)知,球的密度都小于水的密度,随着球的密度增大,水对容器底部的压强增加量△p水和容器对水平面的压强增加量△p容都变大,且都相同,所以可以得出:浸入水中体积相同的小球,当ρ球≤ρ水时,水对容器底部的压强增加量△p水等于容器对水平面的压强增加量△p容;
(4)由(1)知ρ球≥ρ液时,△p液与ρ球无关,即小球的密度大于液体的密度时,ρ球增大,△p液不变,在ρ球<ρ液时,△p液与ρ球成正比,若液体的密度大于1.4×103kg/m3时,△p液应该是686Pa>637Pa,说明液体的密度小于1.4×103kg/m3,所以液体的密度为:1.3×103kg/m3;
由(3)知当ρ球≤ρ水时,水对容器底部的压强增加量△p水等于容器对水平面的压强增加量△p容,因为第8次实验中小球的密度小于液体的密度,所以△p液=△p容=588Pa。
故答案为:(1)4、5、6;ρ球≥ρ水;(2)△p容与ρ球成正比;(3)当ρ球≤ρ水时,△p水等于△p容;(4)1.3×103;588;1.3×103。
(1)由表格中数据可知,在4、5、6实验中,随着球的密度变大,水对容器底部的压强增加量△p水也变大;由5实验可知,当球的密度大于水的密度时,水对容器底部的压强增加量△p水不变,从而得出结论;
(2)由表格中数据可知,在1、2、3、4、5、6实验中,随着球的密度变大,水对容器底部的压强增加量△p水也变大,且变化的倍数相同,得出△p容与ρ球的关系;
(3)分析比较表中实验序号1-4中相同量和不同量算出△p水与△p容的大小关系,得出结论;
(4)根据上面结论分析解答。
此题是一道创新实验题,重点考查的是我们对实验数据的对比、分析、归纳能力。认真审题,运用控制变量的思想进行分析,是正确解答的关键。
【计算题答案】
1.??解:
①因物体对水平面的压力和自身的重力相等,
所以,甲对地面的压力:
F甲=G甲=m甲g=4kg×9.8N/kg=39.2N;
②水对乙容器底部的压强:
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
③乙容器中水的体积:
V水=S乙h=2×10-2m2×0.2m=4×10-3m3,
由ρ=m/V可得,乙容器中水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg,
将甲浸没在乙容器的水中,若容器中的水无溢出,则容器对桌面的压力:
F乙=G总=(m甲+m水)g=(4kg+4kg)×9.8N/kg=78.4N,
容器对桌面的压强:
p乙′=3920Pa,
由p乙′>p乙=2940Pa可知,容器中的水有溢出。
答:①甲对地面的压力为39.2N;
②水对乙容器底部的压强为1960Pa。
③经过计算可知,容器中有水溢出。???????
2.??解:
(1)水对桶底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
(2)S=200cm2=2.0×10-2m2,
由p=F/S可得,桶底受到水的压力:
F=pS=3000Pa×2.0×10-2m2=60N;
(3)台面受到的压力:
F′=G桶+G水=G桶+m水g=25N+10kg×10N/kg=25N+100N=125N,
台面受到桶的压强:
p′=6250Pa。
答:(1)水对桶底的压强为3000Pa;
(2)桶底受到水的压力为60N;
(3)台面受到桶的压强为6250Pa。???????
【解析】
1.??
①甲对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小;
②知道乙容器内水的深度,根据p=ρgh求出水对乙容器底部的压强;
③根据V=Sh求出水的体积,根据m=ρV求出水的质量,将甲浸没在乙容器的水中,若容器中的水无溢出,容器对桌面的压力等于甲和水的重力之和,根据F=G=mg求出其大小,利用p=F/S求出容器对桌面的压强,然后与实际压强相比较得出答案。
本题考查了压力、液体压强和固体压强计算公式的应用,难点在于如何判断容器中是否有水溢出。
2.??
(1)已知水的密度和深度,利用公式p=ρgh计算水对桶底的压强;
(2)求出了水对桶底的压强和桶底面积,利用公式F=pS得到桶底受到水的压力;
(3)桶对台面的压力等于桶重与水重之和;已知桶底面积,利用公式p=F/S求台面受到桶的压强。
本题考查压力、压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上压力等于物体自身的重力,最容易出错的是受力面积的判断,本题给出了台面的面积,这是一个陷阱,受力面积指的是两个物体相互接触的面积,所以做题的时候一定要注意,还要注意解题过程中单位的换算。
【 综合题答案】
【解析】
1.??
(1)悬线刚好伸直时处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力是一对平衡力,二力大小相等,二力的作用点位于木块的几何中心,据此画出木块在竖直方向的受力示意图;
(2)悬线未拉断前,流出液体的质量为m时,根据ρ=m/V表示出流出液体的体积,根据V=Sh求出液面下降的高度,进一步求出木块排开液体体积的减少量,悬线对木块的拉力等于木块所受浮力的减少量,根据F浮=ρ液gV排表示出木块所受浮力的减少量即为悬线对木块拉力F;
(3)设出木块的重力为G,当悬线断开的瞬间绳子的拉力为T,则木块所受的浮力等于重力减去绳子的拉力,当木块再次漂浮时受到的浮力等于自身的重力,然后求出从悬线断开的瞬间到木块再次漂浮木块所受浮力的增加量,根据阿基米德原理求出木块排开液体体积的增加量,根据V=Sh求出液面上升的高度,利用p=ρgh求出容器底部所受液体压强的变化量。
本题考查了受力示意图的画法和物体浮沉条件、阿基米德原理、液体压强公式的综合应用,知道悬线未拉断前悬线对木块的拉力等于木块所受浮力的减少量是关键。