9.2 液体的压强—2020-2021学年人教版物理八年级下册高频考点必刷题(含解析)

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名称 9.2 液体的压强—2020-2021学年人教版物理八年级下册高频考点必刷题(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2021-03-11 22:42:10

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9.2
液体的压强
高频考点精讲+必刷题精练
【高频考点精讲】
1.液体的压强的特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支撑面产生压强,方向总是与支撑面垂直。
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等。同种液体,深度越深,压强越大。
(3)计算液体压强的公式是p=ρgh,可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。
(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递。
2.连通器原理
(1)定义:上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器;
(2)因为连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式p=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等。所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。
【必刷题精练】
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.一名普通中学生双脚站立时,对地面的压强约为(  )
A.20
Pa
B.2×102Pa
C.104Pa
D.2×106Pa
2.在下列生活和生产实例中,与连通器原理无关的是(  )
A.
茶壶B.
水位计C.
注射器D.船闸
3.一个空的塑料瓶,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
4.如图所示,一个装满水的饮料瓶,正放在水平桌面上时,瓶底对桌面的压力为Fa,压强为pa,倒放在水平桌面上时,瓶盖对桌面的压力为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
5.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B.在此过程中,水对试管底部的压强(  )
A.变大
B.变小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
6.为探究液体内部压强的特点,用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示),当左右两侧各注入适量的液体后,图中符合实际情况的是(  )
A.
B.
C.
D.
7.如图所示,水平桌面上放置有底面积为S.重为G1的薄壁容器,容器装有密度为ρ、深度为h,重为G2的某种液体,设液体对容器底部的压强为p1,容器对桌面的压强为p2,下列选项正确的是(  )
A.
B.p1=ρgh
C.
D.+ρgh
8.如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是(  )
A.
B.
C.
D.
9.如图所示,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(  )
A.pA>pB>pC
B.pA<pB<pC
C.pA=pB=pC
D.无法确定
10.有甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,甲、乙容器内装有质量不相等的同种液体,且两容器内液体的液面相平,如图所示。两容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,容器底面受到液体的压力分别为F甲和F乙.则下列判断正确的是(  )
A.p1<p2
F甲=F乙
B.p1=p
2
F甲>F乙
C.p1=p2
F甲<F乙
D.p1>p2
F甲=F乙
11.如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是(  )
A.水对杯底的压强为900Pa
B.水对杯底的压力为2N
C.水杯对桌面的压强为1000Pa
D.水杯对桌面的压力为2.8N
12.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是(  )
①液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压强:p′甲=p′乙
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
13.如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为(  )
A.5:7
B.2:3
C.3:7
D.1:1
14.U形管内注入适量的水银,然后在左右两管内分别注入水和煤油。两管通过水平细管相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图所示。当阀门打开瞬间,细管中的液体会(  )
A.向左流动
B.向右流动
C.不动
D.水向右流动,煤油向左流动
二.填空题
15.如图所示的容器放在水平桌面上,内装有600g的酒精,酒精对A点的压强是 
 Pa.(酒精密度是0.8g/cm3,g取10N/kg)
16.饮茶是我国的传统文化,如图所示是一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成 
 ,茶壶的底部受到水产生压强为 
 Pa.若茶壶内部底面积为18cm2,则茶壶内底部受到水的压力 
 N.(g=10N/kg)
17.如图所示,在烧杯内装有某种液体,A为两端开口的玻璃管,B为轻质塑料片。B在液面下的深度为15cm。向A管内缓缓注入水。当塑料片恰好脱落时,A管内水柱高12cm,则烧杯内的液体的密度是 
 g/cm3。
18.如图所示,有一横截面积为0.4m2的薄圆柱形盛水容器,侧面有一横截面积为10mm2的小孔A;容器底部的密闭活塞可在小孔A下方沿容器内壁上下移动。开始水深h=2m,水流出小孔的速度为1m/s,水恰巧能落入小管B中,为使水始终能落入B管中,须通过自动装置使活塞缓慢向上移动,则5000s内流入小孔的水的质量为 
 
kg,容器中的水对活塞压强减少了约 
 
Pa(水的密度为1.0×103kg/m3)
19.如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门,随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 
 。若车门在水下部分的面积为0.8m2,受到水的平均压强为5×103Pa,g=10N/kg,此时车门所受水的压力为 
 N,相当于 
 kg水压在车门上,因此,建议汽车不慎驶入水中时,应立即设法从车内逃离,避免生命危险。
20.如图所示,置于水平桌面上的A、B是两个完全相同的薄壁柱形容器,质量为0.5kg,底面积为0.01m2,分别装有体积为2.5×10﹣3m3水和深度为0.3m的酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则A容器对水平桌面的压强pA= 
 Pa;若在两个容器中抽出相同深度的液体△h后,两容器中液体对底部的压强相等,则△h= 
 m。
三.实验探究题
21.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下操作:
(1)小明使用压强计正确操作后,分析甲、乙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 
 。(选填“增加”、“不变”或“减小”)
(2)红红用丙装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 
 (多选)。
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ= 
 
(用题中字母和ρ水表示)。
22.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面的 
 来反映被测压强大小的。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”)。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 
 (选填序号)方法可以进行调节。(A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水。)
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度液体内部向各个方向的压强 
 。
(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 
 (选填“变小”,“变大”或“不变”)。
(5)实验过程中,主要采用的研究方法是 
 ,最后可得到影响液体内部压强大小的因素是液体密度和深度。
四、计算题
23.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
24.如图甲所示,均匀圆柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为2×10﹣2m2,其内部盛有0.2m深的水,g=10N/kg。求:
(1)容器中水的重力。
(2)水对容器底部的压强。
(3)现将A浸没在容器B的水中(水未溢出),如图乙所示。水对容器底部压强的增加量为1000Pa,容器B对水平地面压强的增加量为1500Pa.求A静止后在水中受到的浮力和容器底部对它的支持力。
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精品试卷·第
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9.2
液体的压强
高频考点精讲+必刷题精练
试题解析
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.一名普通中学生双脚站立时,对地面的压强约为(  )
A.20
Pa
B.2×102Pa
C.104Pa
D.2×106Pa
解:
中学生的体重在G=500N左右,双脚站立时与水平地面的接触面积在0.05m2左右,双脚站立时对水平地面的压强在:p====104Pa.只有C正确。
故选:C。
2.在下列生活和生产实例中,与连通器原理无关的是(  )
A.
茶壶B.
水位计C.
注射器D.船闸
解:A、茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,液面相平,故茶壶是连通器;故A不符合题意;
B、液位计是底部相通,上端开口,利用连通器的原理制成的,故B不符合题意;
C、注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的,是利用大气压强的原理工作的,故C符合题意;
D、船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游。故D不符合题意;
故选:C。
3.一个空的塑料瓶,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
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。
4.如图所示,一个装满水的饮料瓶,正放在水平桌面上时,瓶底对桌面的压力为Fa,压强为pa,倒放在水平桌面上时,瓶盖对桌面的压力为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
解:压力的判断:正放时,瓶底对桌面的压力等于瓶子和水的重力之和;倒放时,瓶盖对桌面的压力等于瓶子和水的重力之和;所以压力相等;
由于瓶盖的面积小于瓶底的面积,根据公式P=可知,倒放时,对桌面的压强大。
故选:A。
5.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B.在此过程中,水对试管底部的压强(  )
A.变大
B.变小
C.先变小后变大
D.先变大后变小
解:
由图可知,当试管从倾斜位置A到竖直位置B的过程中,液体深度变大,由p=ρgh可知,水对试管底部的压强变大。
故选:A。
6.为探究液体内部压强的特点,用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示),当左右两侧各注入适量的液体后,图中符合实际情况的是(  )
A.
B.
C.
D.
解:A、两边装的都是水,右侧的水到达橡皮膜的深度大一些,所以右侧的压强大些,故橡皮膜应该左凸,故A错误;
B、两侧都是水,且深度相同,所以橡皮膜不形变,故B正确;
CD、由于盐水的密度大,所以在深度相同的情况下,盐水的压强比水的压强大,故橡皮膜应该左凸,故CD错误;
故选:B。
7.如图所示,水平桌面上放置有底面积为S.重为G1的薄壁容器,容器装有密度为ρ、深度为h,重为G2的某种液体,设液体对容器底部的压强为p1,容器对桌面的压强为p2,下列选项正确的是(  )
A.
B.p1=ρgh
C.
D.+ρgh
解:(1)液体对容器底部的压强:p1=ρgh,故A错误,B正确;
(2)容器对桌面的压力:F=G总=G1+G2,则容器对桌面的压强:p2==,故CD错误。
故选:B。
8.如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是(  )
A.
B.
C.
D.
解:据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;
故选:B。
9.如图所示,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(  )
A.pA>pB>pC
B.pA<pB<pC
C.pA=pB=pC
D.无法确定
解:
由图知,三容器内液体深度:hA=hB=hC,
根据p=ρgh,ρ盐水>ρ清水>ρ酒精,
所以pA>pB>pC。
故选:A。
10.有甲、乙两个完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,甲、乙容器内装有质量不相等的同种液体,且两容器内液体的液面相平,如图所示。两容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,容器底面受到液体的压力分别为F甲和F乙.则下列判断正确的是(  )
A.p1<p2
F甲=F乙
B.p1=p
2
F甲>F乙
C.p1=p2
F甲<F乙
D.p1>p2
F甲=F乙
解:甲、乙容器内装有质量不相等的同种液体,且两容器内液体的液面相平,根据p=ρ液gh可知,容器底部受到液体的压强p1=p2;
由图知,甲的底面积大于乙的底面积,根据F=pS可知,甲容器底面受到液体的压力大于乙容器底面受到液体的压力,即F甲>F乙,故B正确。
故选:B。
11.如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是(  )
A.水对杯底的压强为900Pa
B.水对杯底的压力为2N
C.水杯对桌面的压强为1000Pa
D.水杯对桌面的压力为2.8N
解:(1)杯内水的深度:
h=6cm=0.06m,
水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,
根据p=可得,水对杯底的压力:
F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N;故AB错误;
(2)G水=2N,
在水平桌面上,杯对桌面的压力:
F′=G水+G杯=1N+2N=3N,
杯对桌面的压强:
p′===1000Pa;故C正确,D错误;
故选:C。
12.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,下列说法正确的是(  )
①液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压强:p′甲=p′乙
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
解:①甲、乙液体的质量相等,但乙液体的体积大,根据ρ=
可知,甲的密度大于乙的密度,故①错误;
②深度相同,但甲液体密度大,根据p=ρgh可知,p甲>p乙,故②正确;
③容器底面积相同,但甲对底部压强更大,根据F=pS可知,F甲>F乙,故③错误;
④容器对桌面的压力等于自身重力,因为甲、乙的总质量和底面积都相同,根据p=可知,p甲′=p乙′,故④正确。
综合分析②④正确。
故选:D。
13.如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为(  )
A.5:7
B.2:3
C.3:7
D.1:1
解:根据题中的插图可知,打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2cm,变为hA=5cm,B液面上升2cm,变为hB=7cm,
A、B两容器底面的压强之比:
===。
故选:A。
14.U形管内注入适量的水银,然后在左右两管内分别注入水和煤油。两管通过水平细管相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图所示。当阀门打开瞬间,细管中的液体会(  )
A.向左流动
B.向右流动
C.不动
D.水向右流动,煤油向左流动
解:由题意可知,U形管中水银面相平,可知两管中水的压强与煤油的压强相等。
在阀门同一水平高度,则下方的水和煤油高度一样,因为ρ水>ρ煤油,由P=ρgh可得,阀门下方水的压强大于煤油的压强;
又因为阀门没有打开时,容器内液体静止不动,因此左右两边液体产生的压强相等;由于左右两边水银高度相等,而阀门下方水的压强大于煤油的压强,所以阀门上方水的压强小于煤油的压强,当阀门打开后,由于阀门右边煤油的压强大于左边水的压强,液体会向左流动。
故选:A。
二.填空题
15.如图所示的容器放在水平桌面上,内装有600g的酒精,酒精对A点的压强是 440 Pa.(酒精密度是0.8g/cm3,g取10N/kg)
解:由图可知:A点的深度h=10cm﹣4.5cm=5.5cm=0.055m,
则酒精对A点的压强:
p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.055m=440Pa。
故答案为:440。
16.饮茶是我国的传统文化,如图所示是一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成 连通器 ,茶壶的底部受到水产生压强为 1.5×103 Pa.若茶壶内部底面积为18cm2,则茶壶内底部受到水的压力 2.7 N.(g=10N/kg)
解:(1)茶壶中的液体不流动时,各开口中的液面总是相平的,因此是利用的连通器原理;
(2)水深h=15cm=0.15m,水对壶底的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)壶的底面积:S=18cm2=1.8×10﹣3m2,
由p=得受到水的压力F=pS=1.5×103Pa×1.8×10﹣3m2=2.7N。
故答案为:连通器;1.5×103;2.7。
17.如图所示,在烧杯内装有某种液体,A为两端开口的玻璃管,B为轻质塑料片。B在液面下的深度为15cm。向A管内缓缓注入水。当塑料片恰好脱落时,A管内水柱高12cm,则烧杯内的液体的密度是 0.8 g/cm3。
解:因玻璃管内外压强相等时,塑料片B恰好脱落,
所以,由p=ρgh可得:ρ水gh水=ρ液gh液,
则烧杯内的液体的密度:
ρ液=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3。
故答案为:0.8。
18.如图所示,有一横截面积为0.4m2的薄圆柱形盛水容器,侧面有一横截面积为10mm2的小孔A;容器底部的密闭活塞可在小孔A下方沿容器内壁上下移动。开始水深h=2m,水流出小孔的速度为1m/s,水恰巧能落入小管B中,为使水始终能落入B管中,须通过自动装置使活塞缓慢向上移动,则5000s内流入小孔的水的质量为 50 kg,容器中的水对活塞压强减少了约 1250 Pa(水的密度为1.0×103kg/m3)
解:流出的水的体积V=S孔vt=10×10﹣6m2×1m/s×5000s=0.05m3,
由ρ=得:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg;
水深度的变化量△h===0.125m,
减少的压强:
△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.125m=1250Pa。
故答案为:50;1250。
19.如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门,随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 增大 。若车门在水下部分的面积为0.8m2,受到水的平均压强为5×103Pa,g=10N/kg,此时车门所受水的压力为 4×103 N,相当于 400 kg水压在车门上,因此,建议汽车不慎驶入水中时,应立即设法从车内逃离,避免生命危险。
解:随水位升高,A处的水深h不断增加,由p=ρgh可知,A处受到水的压强将增大;
由p=可知,车门受到的压力:F=pS=5×103Pa×0.8m2=4×103N;
由G=mg可知,水的质量:m===400kg;
故答案为:增大;4×103;400。
20.如图所示,置于水平桌面上的A、B是两个完全相同的薄壁柱形容器,质量为0.5kg,底面积为0.01m2,分别装有体积为2.5×10﹣3m3水和深度为0.3m的酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),则A容器对水平桌面的压强pA= 3000 Pa;若在两个容器中抽出相同深度的液体△h后,两容器中液体对底部的压强相等,则△h= 0.05 m。
解:(1)由ρ=可得,容器内水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2.5×10﹣3m3=2.5kg,
A容器对水平桌面的压力:
FA=GA总=(m水+m容)g=(2.5kg+0.5kg)×10N/kg=30N,
A容器对桌面的压强:
pA===3000Pa;
(2)由V=Sh可得,A薄壁柱形容器中水的深度:
h水===0.25m,
在两个容器中抽出相同深度的液体△h后,两容器中液体对底部的压强相等,
由p=ρ液gh可得:ρ水g(h水﹣△h)=ρ酒精g(h酒精﹣△h),
即:1.0×103kg/m3×g×(0.25m﹣△h)=0.8×103kg/m3×g×(0.3m﹣△h),
解得:△h=0.05m。
故答案为:3000;0.05。
三.实验探究题
21.同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下操作:
(1)小明使用压强计正确操作后,分析甲、乙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 增加 。(选填“增加”、“不变”或“减小”)
(2)红红用丙装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 BD (多选)。
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ= ×ρ水 (用题中字母和ρ水表示)。
解:
(1)分析甲、乙两图的实验现象,液体密度相同,乙中橡皮膜的深度较大,乙中U形管两边液面的高度差较大,根据转换法,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加;
(2)①在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,即ρ水gh4=ρ液gh2;
ρ液=×ρ水,故需要测量的物理量是:
右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2,左侧水到橡皮膜中心的深度h4;
选BD;
②液体的密度的表达式:ρ液=×ρ水。
故答案为:(1)增加;
(2)BD;×ρ水.
22.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面的 高度差 来反映被测压强大小的。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 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 B (选填序号)方法可以进行调节。(A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水。)
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度液体内部向各个方向的压强 相等 。
(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 变大 (选填“变小”,“变大”或“不变”)。
(5)实验过程中,主要采用的研究方法是 转换法和控制变量法 ,最后可得到影响液体内部压强大小的因素是液体密度和深度。
解:(1)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;
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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,故选B;
(3)比较乙图、丙图和丁图,探头的深度相同,而探头橡皮膜的朝向不同,乙图、丙图和丁图中U形管中水面的高度差相同,故可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(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)本试验主要采用了转换法和控制变量法,最后可得到影响液体内部压强大小的因素是液体密度和深度。
故答案为:(1)高度差;不漏气;(2)B;(3)相等;(4)变大;
(5)转换法和控制变量法。
四.计算题
23.如图甲是西南大学校内的一座塑像,其基座结构类似于图乙和丙的模型。若A、B是质量分布均匀地正方体物块,其边长分别是20cm、30cm,密度之比ρA:ρB=3:1.将A放在水平地面上,B放在A的上面,A对水平地面的压强为5100Pa(如图乙)。求:
(1)图乙中,物块A对地面的压力;
(2)物块A的密度;
(3)若将物块B放在水平地面上,A放在B的上面(如图丙),要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去几分之几。
解:
(1)由p=可得,物块A对地面的压力:F=pSA=5100Pa×0.2m×0.2m=204N;
(2)图乙中物块A对地面的压力等于物体AB的总重力,所以AB的总重力G总=F=204N;
由重力和密度公式可得:GA+GB=ρAVAg+ρBVBg=204N,
因为ρA:ρB=3:1,所以有:
ρA×(0.2m)3×10N/kg+ρA×(0.3m)3×10N/kg=204N,
解得:ρA=1.2×103kg/m3;
(3)物块A的重:GA=ρAVAg=1.2×103kg/m3×(0.2m)3×10N/kg=96N;
物块B的重:GB=ρBVBg=×1.2×103kg/m3×(0.3m)3×10N/kg=108N;
沿竖直方向切去物块B后,设剩余部分占物块B体积的比例为x,
则物块B剩余部分的底面积为SB?x,物块B剩余部分的重为GB?x,
则由p=可得:pB==2800Pa,

=2800Pa,
解得x=,则将物块B沿竖直方向切去了三分之一的体积。
答:(1)图乙中,物块A对地面的压力为204N;
(2)物块A的密度为1.2×103kg/m3;
(3)要使B对地面的压强为2800Pa,应将物块B沿竖直方向切去三分之一。
24.如图甲所示,均匀圆柱体A和薄壁圆柱形容器B置于水平地面上。容器B的底面积为2×10﹣2m2,其内部盛有0.2m深的水,g=10N/kg。求:
(1)容器中水的重力。
(2)水对容器底部的压强。
(3)现将A浸没在容器B的水中(水未溢出),如图乙所示。水对容器底部压强的增加量为1000Pa,容器B对水平地面压强的增加量为1500Pa.求A静止后在水中受到的浮力和容器底部对它的支持力。
解:(1)容器内水的体积:
V水=S容h水=2×10﹣2m2×0.2m=4×10﹣3m3,
由ρ=可得,容器中水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3=4kg,
则容器中水的重力:
G水=m水g=4kg×10N/kg=40N;
(2)水对容器底部的压强:
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(3)将A浸没在容器B的水中时,水面上升的高度:
△h===0.1m,
则A排开水的体积:
V排=S容△h=2×10﹣2m2×0.1m=2×10﹣3m3,
A静止后在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N;
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,
所以,由p=可得,容器对地面压力的增加量即A的重力:
GA=△F容=△p容S容=1500Pa×2×10﹣2m2=30N,
又因A受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力作用而处于平衡状态,
所以,容器底部对A的支持力:
F支=GA﹣F浮=30N﹣20N=10N。
答:(1)容器中水的重力为40N;
(2)水对容器底部的压强为2000Pa;
(3)A静止后在水中受到的浮力为20N,容器底部对它的支持力为10N。
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精品试卷·第
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