B. B.
F甲=F乙,P甲>P乙
C.F甲=F乙,P甲=P乙
D.F甲
)
A.PA=PB>Pc
B.PA>PB=Pc
C.PA
)
A.PA
C.PA>PB
D.无法判断
5.如右栏图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出)。三个容器底部受到水的压强(
)
A.甲最大
B.乙最大
C.丙最大
D.
一样大
6.下图是甲、乙两种液体的压强P与深度h的关系图像,由图可知,甲液体的密度P甲与乙液体的密度P乙的关系是(
)
A.p甲>p乙
B.p甲=p乙
C.p甲>p乙
D.无法判断
7.你听说过“木桶效应”吗?它是由如图所示的沿口不齐的木桶装水所形成的一种“效应”。那么用该木桶装满水后木桶底部所受水的压强大小取决于(
)
A.木桶的轻重
B.木桶的直径大小
C.木桶最短的一块木板的长度
D.木桶最长的一块木板的长度
8.如果在做液体压强实验时,所用的压强计U形管中分别装酒精、水、水银液体,橡皮膜金属盒放入同一液体同一深度处,其中U形管中显示高度差最大的压强计是(p水银>p水>P酒精)(
)
装酒精的
B.装水的
C.
装水银的
D.都一样
9.如图所示,关于a、b、c、d四点处液体产生的压强大小的比较,其中正确的是(
)
A.a点的压强最大
B.b点的压强最大
C.c点的压强最大
D.d点的压强最大
10将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和PB,瓶对桌面的压力分别是FA和FB,则(
)
PA>PB;
FA>
FB
B.PA
C.PA=PB;
FA
11.两个完全相同的木桶都装满水,分别在桶上开一孔。甲桶插一根细管,乙桶插另一根长度相同的粗管,管与开孔处密封。向甲桶管内倒入一杯水,乙桶管内倒入两杯水时,管中液面如图所示,发现其中一桶的底部裂开,水从裂缝中流出。下列判断中正确的是(
)
A.甲桶裂开,原因是水对桶底部的压强,甲比乙大
B.乙桶裂开,原因是桶和管内所装水的总重力,乙比甲大
C.木桶所能承受压强的最大限度,甲比乙大
D.水对水桶底部的压力,乙比甲大
12.深水炸弹是一种入水后下潜到一定深度自动爆炸的水中兵器,主要用于攻击潜艇。对于其爆炸原理,下列说法中正确的是(
)
A.与潜艇撞击而爆炸
B.水是导体,可以接通电路,引发爆炸
C.炸弹在水中下潜越深,所受压强越大,炸弹在一定压强下才能自动爆炸
D.采用了定时爆炸系统
13.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图),将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律。如图描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是(
)
14.如图所示是水坝的截面图,水坝筑成下宽、上窄的形状,是考虑到水对坝体侧面有
,并且随深度的增加而
(填“增大”“不变”或“减小”)。
15.“帕斯卡裂桶实验”的演示,激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣。他们设计了如图所示的实验探究方案。图a、b、d中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
(1)实验中液体内部压强的大小通过
反映出来。
(2)实验中液体内部压强最小的是
图。
(3)比较图a和图d可以得出的结论是
。
16.在“研究液体压强”的实验中,将压强计的金属盒放入水中,下列做法能够使压强计U形管两边的液面高度差减小的是(
)
A.将压强计的金属盒向下移动一段距离
B.将压强计的金属盒换成面积大一些的,但仍放在原深处
C.将压强计的金属盒在原处转动180°
D.将压强计的金属盒改放在同样深度的酒精中
17.匀速地向某容器内注水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示。这个容器可能是选项
中的(
)
18.在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01㎡,它对桌面的压强为200
Pa.
(1)求玻璃杯的重力大小。
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900
Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯
的大致形状是上图中(a)、(b)、(c)的哪一种?(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10
N/kg,杯壁的厚度可忽略)
19.如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭.实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体.
(1)在两侧倒入不同深度的水(如图),观察橡皮膜向左(选填“左”或“右”)侧凸起,说明液体内部的压强与深度有关.
(2)若要检验“深度相同时液体压强与密度有关”的结论,应该进行的操作是:在左右两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变.
(3)若左侧注入的是水,水面距离橡皮膜8cm,右侧注入酒精,酒精液面距离橡皮膜10cm,我们可以观察到的现象是橡皮膜不向任何一方凸起.
(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
20.在研究液体压强的实验中,老师用如图甲所示的装置,并向装置中加入一定量的水,此时观察到的现象是
,说明液体对容器底有压强。稍后老师拿出如图乙所示的压强计准备探究液体内部是否存在压强,而小明认为没必要,利用图甲装置即可。于是小明将图甲装置缓慢地浸入水中,他将观察到
。若要探究液体内部压强的特点,甲、乙装置中哪个装置更适合,并说明理由。
21.如图所示粗细均匀的U形管内装有适量的水,从右侧管口倒入10cm高的煤油,左侧管内水面比未倒入煤油时上升多少?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)
22.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100cm2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m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。当质量m的范围为
时,才能满足p水>p酒精。(p酒精=0.8×103kg/m3)
23.阅读下面的文字,回答有关问题。
被封闭的液体有一个重要特点,即加在被封闭液体上的压强能被液体大小不变地向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡原理。帕斯卡原理是液压机的工作基础。
(1)如图是液压机的工作原理图,小活塞和大活塞的面积分别为S1和S2,当用力F1向下压小活塞时,小活塞下方液体受到的外加压强为F1/S1,此时大活塞受到液体的压强为多大?大活塞受到液体的压力F2为多大?
(2)在不增加作用在小活塞上的力的前提下,如何实现使大活塞一端举起更重物体的目的?(至少答出两种具体的方法)
24.(2019·山东济宁)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。
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
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)。
25.(2018·辽宁、沈阳)为研究液体内部压强特点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下?压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的________有关;
(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,?说明倒入液体的密度________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度;
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有________?;
(4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管里的液面相平,此时塑料瓶与胶管构成一个________。
26.(2018·山东临沂)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
?
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
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精品试卷·第
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浙教版科学七年级下册第三章《摩擦力》培优训练
第二课时
1.如图为我国首台自主设计的“蛟龙号”载人潜水器2012年6月30日,“蛟龙号”成功挑战7000m深度。不考虑海水密度的变化及水的阻力,下列说法中正确的是(▲)
A.下潜过程中所受压强增大
B.在下潜过程中所受压力保持不变
C.匀速下潜时,潜水器的重力大于其所受海水对其向上的托力
D.下潜过程中没有被压扁,是因为舱内气体压强与舱外液体压强相等
【答案】
A
【解析】【分析】
【详解】下潜过程中的深度逐渐增大,所以受的压强逐渐增大。下潜过程中没有被压扁,是因为潜水器能承受很大的压力
2.如图所示,甲、乙两个容器中盛有相同质量的同种液体,两个容器底受到液体的压力分别为F甲、F乙,受到的压强分别为P甲、P乙,则它们的大小关系为(▲)
A.
F甲=F乙,P甲
F甲=F乙,P甲>P乙
C.F甲=F乙,P甲=P乙
D.F甲
A
【解析】(1)根据甲乙两个容器中液体的深度关系,根据公式P=pgh可求容器底受到液体的压强,然后再根据甲、乙两个容器的面积大小可比较两个容器底受到液体的压力大小。(2)从图中可以看出,甲乙两个容器中液体的深度关系,根据公式P=pgh可求容器底受到液体的压强。
【分析】本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的大小因素是液体的深度和液体的密度。
【详解】(1)∵甲、乙两个容器是规则的圆柱体,∴
两个容器底受到液体的压分别为F甲=pgh甲xS甲=pgV甲=m甲g
F乙=pgh乙×s乙=pgV乙=m乙g
∵甲、乙两个容器中盛有相同质量的同种液体,∴两个容器底受到液体的压力F甲=F乙,(2)
∵h甲
3.如左下图所示,盛有水的容器中有A、B、C三点,它们受到水的压强分别为PA、PB、和Pc,则(▲)
A.PA=PB>Pc
B.PA>PB=Pc
C.PA
A
【解析】此题A、B、C三点处于同一液体内,根据P=p液gh可知在液体密度一定时,h深度越大,P压强越大。
【分析】本题考查液体压强公式的应用,关键是明白液体的深度指的是该点到液面的垂直距离,这是本题的难点。
【详解】公式P=P液gh中的h(深度)是指液体与大气直接接触的液面即“自由液面”到研究点所在的水平面的距离。由图知:hA=hB>hc,因此液体密度一定时,PA=PB>PC.故选:A.
4.如下图所示,一封闭的圆台形容器,内装部分液体,当容器底A置于水平桌面上时,液体对容器底的压强为PA;若把它倒过来,液体对容器底的压强为PB,则(▲)
A.PA
C.PA>PB
D.无法判断
【答案】
A
【解析】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。
【分析】本题考查液体压强的应用,关键是知道上口大、下口小的容器,所装液体未满时倒置后,液体深度的变化。
【详解】正放时,上端细,下端粗,倒置后,上端粗,端细,则倒置后,液体深度h变大,由p=pgh可知:液体对容器底面的压强变大,即pA
A.甲最大
B.乙最大
C.丙最大
D.
一样大
【答案】
A
【解析】由图可知,知道装入水的质量相等,可知各容器内水的深度关系,再根据液体压强的公式分析容器底部受到水的压强的大小关系。
【分析】本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用,根据条件得出深度h的大小关系是本题的关键。
【详解】如图三容器装入相同质量的水,因容器的底面积相等,所以,三容器内水的深度关系为h甲>h乙>h丙,由p=pgh可知,容器底部受到水的压强关系为P甲>P乙>P丙故选A.
6.下图是甲、乙两种液体的压强P与深度h的关系图像,由图可知,甲液体的密度P甲与乙液体的密度P乙的关系是(▲)
A.p甲>p乙
B.p甲=p乙
C.p甲>p乙
D.无法判断
【答案】
C
【解析】图象呈现的是液体压强与深度的关系,要判断两种液体密度的大小关系,需要用公式P=pgh的公式变形比较。
【分析】此题是液体压强问题的基础题目,只要读懂图象信息,掌握液体压强的决定因素就能解决。
【详解】由图线知,在深度相同时,甲液体产生的压强小于乙液体,∵P=pgh,∴由p=P/gh和,h相同∵P甲<P乙
∴P甲<P乙
故选C.
7.你听说过“木桶效应”吗?它是由如图所示的沿口不齐的木桶装水所形成的一种“效应”。那么用该木桶装满水后木桶底部所受水的压强大小取决于(▲)
A.木桶的轻重
B.木桶的直径大小
C.木桶最短的一块木板的长度
D.木桶最长的一块木板的长度
【答案】
C
【解析】决定木桶底部受到水的压强的大小的是水的深度,水的深度决定于短木板的长度。
【分析】本题考查液体压强公式的应用,关键是知道决定压强大小的是液体的深度和液体的密度,本题是液体的深度,而液体的深度决定于木板的长度,是短木板的长度,而不是长木板的长度。
【详解】决定木桶底部受到水的压强的大小的是水的深度,水的深度决定于短木板的长度。根据公式p=Pgh可知,液体压强的大小决定于体的深度,木桶里水的深度决定于短木板的长度,所以桶装满水后木桶底部所受水的压强大小取决于木桶最短的一块木板的长度。故选C.
8.如果在做液体压强实验时,所用的压强计U形管中分别装酒精、水、水银液体,橡皮膜金属盒放入同一液体同一深度处,其中U形管中显示高度差最大的压强计是(p水银>p水>P酒精)(▲)
A.装酒精的
B.装水的
C.
装水银的
D.都一样
【答案】
A
【解析】液体压强大小通过U型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=pgh判断哪个U型管内液面高度差最大
【分析】本题考查了学生对液体压强公式、U型管压强计的了解与掌握,知道U型管压强计的原理是关键。
【详解】如图压强计,将金属盒放在某液体同一深度,压强不变。其压强大小又等于U形管的液面高度差的液体柱产生的压强,因为酒精的密度最小,所以由p=pgh可知酒精的高度差最大。故选A.
9.如图所示,关于a、b、c、d四点处液体产生的压强大小的比较,其中正确的是()
A.a点的压强最大
B.b点的压强最大
C.c点的压强最大
D.d点的压强最大
【答案】
B
【解析】已知四个点的深度和液体的密度的大小关系,根据公式p=pgh可比较四点压强的大小关系。
【分析】本题考查学生对液体压强公式的理解和掌握,此题的关键是找出深度(从液体某点到水面的垂直距离)和液体密度的关系。
【详解】由图中可以看出,a、c两点的深度相同,b、d两点的深度相同,但盐水的密度大于纯净水的密度,根据公式p=pgh可知,a点的压强大于c点的压强;b点的压强大于d点的压强;又因为b点的深度大于a点的深度,所以b点的压强最大。故选B.
10将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示。两次放置时,水对瓶底和瓶盖的压强分别是pA和PB,瓶对桌面的压力分别是FA和FB,则(▲)
PA>PB;
FA>
FB
B.PA
C.PA=PB;
FA
【答案】
B
【解析】(1)由图可知,将未装满水的矿泉水瓶先正立后倒立放置时,矿泉水瓶内水的深度变大,根据p=pgh比较两种情况下水对瓶底和瓶盖的压强关系;(2)瓶底和瓶盖对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的重力。
【分析】本题考查了液体压强大小的比较和压力大小的比较,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
【详解】(1)由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,由p=pgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即pA
A.甲桶裂开,原因是水对桶底部的压强,甲比乙大
B.乙桶裂开,原因是桶和管内所装水的总重力,乙比甲大
C.木桶所能承受压强的最大限度,甲比乙大
D.水对水桶底部的压力,乙比甲大
【答案】
A
【解析】从筒裂这个现象可以看出倒入的几杯水使水桶受到的压强产生了很大的变化,然后再将倒入这几杯水造成的变化与液体压强的特点联系起来进行分析。即可得到答案。
【分析】液体压强的大小是由液体的密度和深度决定的。与管的粗细无关。
【详解】倒入几杯水后,水的质量虽然变化,由于是一根细管,所以倒入几杯水后,细管中水的深度增加的很多,粗管的深度增加较小,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,所以甲桶裂开。原因是水对桶底部的压强,甲比乙大。故选:A.
12.深水炸弹是一种入水后下潜到一定深度自动爆炸的水中兵器,主要用于攻击潜艇。对于其爆炸原理,下列说法中正确的是(▲)
A.与潜艇撞击而爆炸
B.水是导体,可以接通电路,引发爆炸
C.炸弹在水中下潜越深,所受压强越大,炸弹在一定压强下才能自动爆炸
D.采用了定时爆炸系统
【答案】
C
【解析】液体压强跟液体的密度和深度有关,密度一定时,液体越深,压强越大,炸弹在水中越深,受到水的压强越大,水压把炸弹压爆。
【分析】
【详解】炸弹入水后,液体的压强随深度的增加而增加,炸弹到了深水后受到很大的压强,在一定的压强下能自动爆炸。故选C.
13.在探究实践创新大赛中,小明同学展示了他的“液体压强演示仪”,其主要部件是一根两端开口且用橡皮膜扎紧的玻璃管(如图),将此装置放于水中,通过橡皮膜的凹凸程度变化,探究液体压强规律。如图描述的几种橡皮膜的变化情况,其中正确的是(▲)
【答案】
B
【解析】液体内部存在压强,其特点是:液体对容器底和容器壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强,液体内部压强随深度的增加而增大,在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,不同液体内部的压强还与液体的密度有关;故橡皮膜的形状由玻璃管所受的液体压强大小决定,故据此分析即可判断。
【分析】本题考查了学生对液体压强公式的掌握和运用,分析时同时考虑影响液体压强的多个因素(如深度、密度)。
【详解】A、玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,所以应该是下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故A错误;B、玻璃管下端更深,所受的液体压强更大,且下面橡皮膜向上凹得更厉害些,故B正确;C、玻璃管水平放置在液体中,液体对两侧橡皮膜有向内的压强,所以右侧橡皮膜应该向左凹,故C错误;D、玻璃管水平放置在液体中,两侧的橡皮膜都应向内凹,故D错误;故选B.
14.如图所示是水坝的截面图,水坝筑成下宽、上窄的形状,是考虑到水对坝体侧面有
,并且随深度的增加而
(填“增大”“不变”或“减小”)。
【答案】压强;增加。
【解析】【分析】本题的解题关键是熟记液体压强的特点
【详解】:由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,并且液体的压强随深度增加而增大,因此水坝的下部受到的压强比上部大.
解答:解:如图所示是水坝的截面图,水坝筑成下宽、上窄的形状,是考虑到水对坝体侧面有压强,并且随深度的增加而增加。
故答案为:压强;增加。
15.“帕斯卡裂桶实验”的演示,激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣。他们设计了如图所示的实验探究方案。图a、b、d中金属盒在液体中的深度相同。实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h4>h1=h2>h3。
(1)实验中液体内部压强的大小通过
反映出来。
(2)实验中液体内部压强最小的是
图。
(3)比较图a和图d可以得出的结论是
。
【答案】(1)U形管两边液面的高度差;(2)C;(3)深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
【解析】【分析】探究液体压强的特点
【详解】本实验采用了控制变量法和转换法,即利用U形管两侧液面的高度差反应液体内部的压强大小;其中高度差最小的为C图实验,故液体内部压强最小的是C图;图a和图d控制了深度相同,但液体种类不同,故结论为:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
16.在“研究液体压强”的实验中,将压强计的金属盒放入水中,下列做法能够使压强计U形管两边的液面高度差减小的是(
)
A.将压强计的金属盒向下移动一段距离
B.将压强计的金属盒换成面积大一些的,但仍放在原深处
C.将压强计的金属盒在原处转动180°
D.将压强计的金属盒改放在同样深度的酒精中
【答案】D
【解析】液体内部压强的规律告诉我们,液体内部的压强随深度的增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等,在深度相同时,其压强还与液体的密度有关.根据这些规律,可对各选项做出判断
【分析】熟知液体内部的压强规律,明确影响液体压强大小的因素,是解决此题的关键
【详解】A、压强计金属盒下移,深度增加,压强会增大,不符合题意;
B、将压强计的金属盒换成面积大一些的,但仍放在原深处,而未改变深度,压强应不变,不合题意;C、原处转动金属盒只改变了方向,而未改变深度,压强应不变,不合题意;
D、酒精的密度比水小,同一深度的酒精中压强更小,符合题意。
故选D
17.匀速地向某容器内注水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示。这个容器可能是选项
中的(
)
【答案】
A
【解析】【分析】
【详解】根据图像,容器底所受水的压强随着注水的时间缓慢上升,通过斜率来看,当匀速地向容器内注水时,容器底收到的压强先增加的较快后来增加的较缓慢,根据P=ρgh可知,容器内水面高度先增加的较快后来增加的较缓慢,故选A。
18.在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01㎡,它对桌面的压强为200
Pa.
(1)求玻璃杯的重力大小。
(2)在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900
Pa,求水的深度;并通过计算推测出玻璃杯
的大致形状是上图中(a)、(b)、(c)的哪一种?(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10
N/kg,杯壁的厚度可忽略)
【答案】(1)2N;(2)0.09m;(3)图(a)
【解析】【分析】
【详解】(1)水平桌面上放置的空玻璃杯处于静止,受到的支持力和重力相等,且支持力与杯子对桌子的压力大小相等,所以根据p=F/S可得,空玻璃杯的重力:G=F=pS=200Pa×0.01m2?=2N;
(2)由p=pgh可得,当水对杯底的压强为900Pa,
水的深度:h=p水/ρ水g=900pa/1.0×103kg/m3×10N/kg=0.09m;
由ρ=m/V可得,1kg水的体积:V=m/ρ=1kg/1.0×103kg/m3=0.001m3?,
假设杯壁是竖直的,装入1kg的水后杯中水的深度:h′=V/S=0.001m3/0.01m2=0.1m;
因为水的实际深度h<h′,所以玻璃杯是底小、口大,应是图(a)。
19.如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭.实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体.
(1)在两侧倒入不同深度的水(如图),观察橡皮膜向左(选填“左”或“右”)侧凸起,说明液体内部的压强与深度有关.
(2)若要检验“深度相同时液体压强与密度有关”的结论,应该进行的操作是:在左右两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变.
(3)若左侧注入的是水,水面距离橡皮膜8cm,右侧注入酒精,酒精液面距离橡皮膜10cm,我们可以观察到的现象是橡皮膜不向任何一方凸起.
(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】(1)左;深度;(2)在左右两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变;(3)橡皮膜不向任何一方凸起。
【解析】(1)掌握转换法在实验中的应用,通过橡皮膜凸起的方向来判断两边压强的大小;
(2)影响液体压强的因素有液体的密度和液体的深度,要探究液体压强和其中一个因素的关系,就要采用控制变量法控制另一个因素不变;
(3)分别计算出水和酒精对橡皮膜的压强,比较大小得出结论。
【分析】此题考查了影响液体压强大小的因素及压强大小的计算,注意转换法在实验中的应用
【详解】(1)右侧水的深度大、压强大,所以橡皮膜应向左侧突起;
通过橡皮膜的突起方向反映了两边压强的大小,说明同种液体,深度越深,压强越大,这种方法叫转换法;(2)要探究液体压强和液体密度的关系,就要采用控制变量法控制深度不变,在左右两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变;(3)水对橡皮膜的压强:
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-2m=800Pa,
酒精对橡皮膜的压强:p′=ρ酒精gh酒精=0.8×103kg/m3×10N/kg×10×10-2m=800Pa,
橡皮膜受到水和酒精的压强相等,所以不向任何一方凸起.
故答案为:(1)左;深度;(2)在左右两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜的形变;(3)橡皮膜不向任何一方凸起。
20.在研究液体压强的实验中,老师用如图甲所示的装置,并向装置中加入一定量的水,此时观察到的现象是
,说明液体对容器底有压强。稍后老师拿出如图乙所示的压强计准备探究液体内部是否存在压强,而小明认为没必要,利用图甲装置即可。于是小明将图甲装置缓慢地浸入水中,他将观察到
。若要探究液体内部压强的特点,甲、乙装置中哪个装置更适合,并说明理由。
【答案】橡皮膜向外凸;橡皮膜向上凹;乙;因为乙装置能探究液体向各个方向都存在压强
【解析】本题主要体现液体压强计在探究液体内部压强时的优越性.液体压强实验也是初中的重要实验,一定要掌握
【分析】压强表示压力的作用效果,甲装置的橡皮膜是平的,当倒入水之后,橡皮膜向外凸,说明压力作用在橡皮膜上出现了效果,所以液体对橡皮膜有向下的压强.把甲装置插入水中,看到橡皮膜向上凹,说明水对橡皮膜有向上的压强.但是甲装置不能探究水对橡皮膜是否有向前、向后、向左、向右的压强.由于乙装置的金属盒能朝上、朝下、朝左、朝右、朝前、朝后,能探究各个方向的压强.
【详解】甲装置,没有倒水时,橡皮膜是平的,向装置中加入一定量的水,水对橡皮膜有向下的压力,有受力面积,能产出向下的压力作用效果,观察到橡皮膜向外凸,这说明液体对容器底有压强.甲装置缓慢地浸入水中,水具有流动性,能对橡皮膜有向上的压力,有受力面积,能产生向上的压力作用效果,看到橡皮膜向上凹,说明液体内部能产生向上的压强.
甲装置能探究液体内部能产生向上的压强,但是不能探究液体内部向前、向后、向左、向右向下的压强.由于乙装置的金属盒能朝上、朝下、朝左、朝右、朝前、朝后,能探究各个方向的压强.若要探究液体内部压强的特点,乙更适合.
故答案为:橡皮膜向外凸;橡皮膜向上凹;乙;因为乙装置能探究液体向各个方向都存在压强。
21.如图所示粗细均匀的U形管内装有适量的水,从右侧管口倒入10cm高的煤油,左侧管内水面比未倒入煤油时上升多少?(ρ煤油=0.8×103kg/m3)
【答案】0.04m
【解析】【分析】
【详解】如图,从水和煤油分界处作一水平线,则U型管两侧水和煤油产生的压强相等,知道煤油柱的高度h煤油,根据液体压强公式求水柱高度h水.
【解析】
如图所示,从水和煤油分界处作一水平线,则U型管两侧水和煤油产生的压强相等:
p水=p油,
ρ水gh水=ρ油gh油,
即:1×103kg/m3×g×h水=0.8×103kg/m3×g×10cm,
解得:h水=0.08m,
水面上升的高度:△h=×0.08m=0.04m.
答:左侧管内水面比未倒入煤油时上升了0.04m.
22.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100cm2,容器甲中盛有0.2m高的水,容器乙中盛有0.3m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。当质量m的范围为
时,才能满足p水>p酒精。(p酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】0.8kg<△m≤2.4kg
【解析】①从图可知,甲和乙两容器的形状规则,知道容器的底面积,容器内液体的深度和液体的密度,可利用公式m=ρv=ρsh计算出水和酒精未抽出之前的质量,再利用公式G=mg计算出其重力.②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,当p水>p酒精时,由公式P=列出一个压强的不等式,进一步求出抽出液体的质量范围.
【分析】【详解】①∵ρ水=1×103kg/m3,s水=200cm2=0.02m2,h水=0.2m;ρ酒精=0.8×103kg/m3,s酒精=100cm2=0.01m2,h酒精=0.3m,g=9.8N/kg,
∴甲容器内水的质量为:m水=ρ水s水h水=1×103kg/m3×0.02m2×0.2m=4kg,
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/m3×0.01m2×0.3m=2.4kg,
②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:
∴>,
代入数据得:>,
整理可得:△m>0.8kg;
∴抽出液体的质量范围:0.8kg<△m≤2.4kg.
故答案为:0.8kg<△m≤2.4kg
23.阅读下面的文字,回答有关问题。
被封闭的液体有一个重要特点,即加在被封闭液体上的压强能被液体大小不变地向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡原理。帕斯卡原理是液压机的工作基础。
(1)如图是液压机的工作原理图,小活塞和大活塞的面积分别为S1和S2,当用力F1向下压小活塞时,小活塞下方液体受到的外加压强为F1/S1,此时大活塞受到液体的压强为多大?大活塞受到液体的压力F2为多大?
(2)在不增加作用在小活塞上的力的前提下,如何实现使大活塞一端举起更重物体的目的?(至少答出两种具体的方法)
【答案】
(1)大活塞所受压强p2=F1/S1
;
大活塞所受压力F2=p2S2=F1S2/S1;(2)减小小活塞的面积S1,;增大大活塞的面积S2
【解析】【分析】
【详解】
24.(2019·山东济宁)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。
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
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)。
【答案】(1)液体对容器侧壁和底部都有压强;(2)?
同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等;
3、4、5
?;
(3)液体质量
?(4)
7.21×107
【解析】(1)(3)(4)液体压强与液体的密度和液体深度有关,与其他条件无关,计算液体压强可以利用公式p=ρgh;
(2)液体压强可能跟液体密度、深度、方向有关,实验中采用控制变量法的思想;探究液体压强跟方向的关系时,保持液体的密度和深度相同;探究液体压强跟深度的关系时,保持液体的密度和方向相同;探究液体压强跟密度的关系时,保持液体的深度和方向相同。
【分析】本题考查液体压强的影响因素实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析即可。
【详解】(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。
25.(2018·辽宁、沈阳)为研究液体内部压强特点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。
(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下?压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的________有关;
(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,?说明倒入液体的密度________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度;
(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色透明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有________?;
(4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管里的液面相平,此时塑料瓶与胶管构成一个________。
【答案】
(1)深度;(2)小于;(3)压强;(4)连通器。
【解析】【分析】
【详解】(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强;将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大,说明水对橡皮膜的压强变大,由此说明液体内部压强与液体的深度有关;(2)?当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,说明瓶外的水对橡皮膜的压强大于瓶内液体对橡皮膜的压强,据液体压强公式p=可知,倒入液体的密度小于水的密度。?(3)?将塑料瓶蒙橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有压强;?(4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管里的液面相平,此时塑料瓶与胶管底部连通,上端开口构成一个连通器。故答案为:(1)深度;(2)小于;(3)压强;(4)连通器。
26.(2018·山东临沂)2017年12月24日,我国自主研发的全球最大水陆两栖飞机AG600首飞成功,可为“海上丝绸之路”航行安全提供最快速有效的支援与安全保障。它的最大飞行速度为560km/h,最大航程为4500km,巡航速度(经济、节油的飞行速度)为500km/h。某次起飞前,飞机静止在水平跑道上,总质量为51t,轮胎与跑道的总接触面积为0.6m2(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。求:
?
(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是多少?
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是多少?
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,排开水的质量为46t,此时飞机受到的重力是多少?舱底某处距水面1.5m,水对该处产生的压强是多少?
【答案】(1)
8.5×105Pa;(2)2.5h;(3)4.6×105N;1.5×104Pa
【解析】【分析】
【详解】解:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强P=G/s=mg/s=51×103kg×10N/kg/0.6m2=8.5×105Pa;
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km所需要的短时间,t=S/v=1400km/560km/h=2.5h;
(3)飞机到达目的地降落后,漂浮在水面上,由漂浮条件可得F浮=G飞机,
由阿基米德原理可得,飞机受到的浮力为:F浮=G排,
所以,可得此时飞机的重力为:
G飞机=G排=m排g=46×103kg×10N/kg=4.6×105N;
水对舱底的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa
答:(1)飞机静止在跑道上时对跑道的压强是8.5×105Pa;
(2)起飞后,飞机在空中直线飞行1400km,所需要的最短时间是2.5h;
(3)飞机受到的重力是4.6×105N;水对舱底产生的压强是1.5×104Pa。
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