初中物理人教版八年级下册9.2 液体的压强精练
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这是一份初中物理人教版八年级下册9.2 液体的压强精练,文件包含专题10液体压强原卷版-2020-2021学年八年级物理下册期末考试总复习热点题型抢先练人教版doc、专题10液体压强解析版-2020-2021学年八年级物理下册期末考试总复习热点题型抢先练人教版doc等2份试卷配套教学资源,其中试卷共31页, 欢迎下载使用。
1.(2020•郴州)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。
答案:A。
2.(2020•百色)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。
答案:B。
3.(2020•怀化)在水平桌面上放有质量和底面积均相同的容器甲和乙,在容器中分别盛入质量相同的两种液体,两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是( )
A.两容器对桌面压强大小相等
B.两容器底部受到液体压力大小相等
C.两液体密度大小相等
D.两容器底部受到液体压强大小相等
解:A、容器的质量和底面积都相同,且容器内液体质量相同,根据G=mg知,容器与液体的总重力相等,因为在水平面上压力等于重力,所以两容器对桌面的压力F相同,由 可知两容器对桌面的压强大小相等,故A正确;
BCD、由图可知 V甲< V乙,由 知, ρ甲> ρ乙,故C错误;
容器底部受到的压强 p′=ρgh,因为容器中液面相平,所以h相同,p甲'>p乙',故D错误;
容器底部受到的压力 F′=P′S,故 F甲'>F乙',故B错误。
答案:A。
4.(2020•眉山)如图所示,甲、乙两个装满不同液体完全相同的密闭容器,放在水平桌面上,则对桌面压强较大的( )
A.如果是甲,则其液体对容器底的压力一定较大
B.如果是甲,则其液体对容器底的压强一定较大
C.如果是乙,则其液体对容器底的压力一定较大
D.如果是乙,则其液体对容器底的压强一定较小
解:(1)若甲对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,甲对桌面压力不一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以甲液体的重力不一定大,液体对容器底的压力不一定大,故A错误;
由图知液体的体积和深度相同,但由于不能判断出甲、乙液体重力的大小,所以不能判断出甲、乙液体密度的大小,也就不能判断出其液体对容器底的压强的大小,故B错误;
(2)若乙对桌面压强较大,由图知S甲<S乙,根据F=pS知,乙对桌面压力一定大,由于在水平面上压力等于重力,所以乙液体的重力一定大,又因为甲液体有一部分压在容器壁上,液体对容器底的压力小于重力,由于物体间力的作用是相互的,乙液体对容器底的压力大于乙液体的重力,所以乙液体对容器底的压力一定较大,故C正确;
由图知液体的体积和深度相同,由于乙液体的重力大于甲液体的重力,根据G=mg=ρgV知,乙液体的密度大于甲液体的密度,根据p=ρgh知乙液体对容器底的压强一定较大,故D错误。
答案:C。
5.(2020•常德)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容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:ρ甲=ρ乙
③液体对容器底部的压强:p甲>p乙
④容器对桌面的压强:p甲′=p乙′
A.只有①和③B.只有①和④C.只有②和③D.只有③和④
解:①水平桌面上,甲乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故对桌面的压力F甲=F乙,由p=得,容器对桌面的压强:p甲′=p乙′,故①错误,④正确;
②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相同,所以ρ甲>ρ乙,故②错误;
③由图知,两容器中液体的深度相同,由②知ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强p甲>p乙;故③正确。
综上所述,①②错误,③④正确。
答案:D。
6.(2019•武汉)如图所示,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,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
A.B.
C.D.
解:A、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明右边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以无法根据p=ρgh判断左右两侧液体密度大小关系。故A符合题意;
B、由图可知,橡皮膜向右边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故B不合题意;
C、由图可知,橡皮膜向左边凸起,说明左边液体压强大,而左边的液面高度等于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故C不合题意;
D、由图可知,橡皮膜没有凸起,说明左右两边液体压强一样大,而左边的液面高度低于右边液面的高度,所以根据p=ρgh可知,左侧液体的密度大于右侧液体密度。故D不合题意。
答案:A。
7.(2020•攀枝花)下列实例中,利用连通器原理工作的是( )
A.弹簧测力计B.吸盘式挂钩C.密度计D.船闸
解:
A、弹簧测力计是利用了弹簧伸长与所受拉力成正比的原理制成的,与连通器无关,故A错误;
B、吸盘式挂钩利用了大气压将其压在光滑的物体上,与连通器无关,故B错误;
C、密度计是利用了物体的漂浮条件和阿基米德原理,与连通器无关,故C错误;
D、船闸是利用了连通器的原理,在工作时闸室分别与上游和下游构成连通器,故D正确。
答案:D。
8.(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.2.4ρghB.2.7 ρghC.2.8 ρghD.3 ρgh
解: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。
答案:C。
9.(2019•北京)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的水和酒精,液面高度如图所示。甲容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p1和F1,乙容器中液体对容器底部的压强和压力分别为p2和F2;甲容器对桌面的压强和压力分别为p1′和F1’,乙容器对桌面的压强和压力分别为p2′和F2′,已知水的密度大于酒精的密度,则下列判断中正确的是( )
A.p1<p2、F1<F2B.p1<p2、F1=F2
C.p1'=p2′、F1′=F2′D.p1’>p2′、F1′>F2′
解:(1)分别装有质量相等的水和酒精,液体对容器底的压力等于液柱的重力,根据G=mg,因质量相同,故F1=F2;
因两个完全相同的圆柱形容器,故液柱的受力面积S相同,根据p=,液柱对容器底的压强:
p1=p2;
(2)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的重力,
故两容器对桌面的压力相等,F1′=F2′
根据p=,两容器对桌面的压强相等,p1′=p2′;只有C正确。
答案:C。
10.(2019•梧州)如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯放在水平桌面上,两个烧杯内装有密度不同的液体,在两烧杯中,距杯底同一高度处有A、B两点压强相等,甲、乙中液体对杯底的压强分别为p甲、p乙,甲、乙对桌面的压强分别为p1、p2,则下列判断正确的是( )
A.p甲<p乙,p1<p2B.p甲>p乙,p1>p2
C.p甲<p乙,p1>p2D.p甲>p乙,p1<p2
解:
(1)由图知,A、B所处的深度hA>hB,
而A、B两点压强相等,即pA=pB,
由p=ρgh可知液体密度ρ甲<ρ乙;
设A、B距离杯底的高度为h,
烧杯底受到的压强:
p底甲=pA+ρAgh,p底乙=pB+ρBgh,
因为pA=pB,ρA<ρB,
所以pA+ρ甲gh<pB+ρ乙gh,
所以烧杯底受到的压强:
p甲<p乙,
(2)因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强p==,
设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S,
p甲=,p乙=,
可得,<,
两烧杯内液体重G甲<G乙;
因为烧杯对桌面的压力F=G杯+G液,
所以甲烧杯对桌面的压力F甲=G杯+G甲,
乙烧杯对桌面的压力F乙=G杯+G乙,
所以烧杯对桌面的压力F甲<F乙,
因为p=、受力面积相同,
所以烧杯甲、乙对桌面的压强p1<p2,故A正确。
答案:A。
11.(2019•常德)如图A、B、C三个容器中装同种液体,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.pB<pA<pC
解:由题知,三容器内液体深度:hA=hB=hC,
由于A、B、C三个容器中装同种液体,液体密度相同,
根据p=ρgh可知:pA=pB=pC。
答案:A。
12.(2019•河南)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙D.F甲>F乙,p甲>p乙
解:由题意知,两容器中装有同种液体且液面相平,则液体的密度相同,深度也相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;
又因为容器底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙;故A正确,BCD错误。
答案:A。
13.(2019•襄阳)如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A.水对容器底的压力减小B.水对容器底的压强减小
C.容器对桌面的压强减小D.容器对桌面的压力减小
解:设如图放置时的底面积为S大,倒置过来后的底面积为S小,
因为水的体积一定,所以倒置过来后水的高度增大了,则根据液体压强公式p=ρgh可知,倒置过来后水对容器底的压强变大了。
(1)第一次水对容器底的压力:F=pS=ρghS大,即水对容器底的压力是以S大为底面积,h为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水多,所以水对容器底的压力大于水的重力。如图:
(2)第二次水对容器底的压力:F′=p′S小=ρgh′S小,即水对容器底的压力是以S小为底面积,h′为高的这部分液柱所产生的压力,由图可知这部分液柱比水少,所以水对容器底的压力小于水的重力。如图:
对比前后两次情况,液体对容器底部的压力将会变小,且倒置后,液面升高,据p=ρgh,h变大,容器底部所受液体的压强变大;
且倒置前后容器对桌面的压力等于总重力,重力不变故压力不变,而与水平面的接触面积减小,故压强增大。
答案:A。
14.(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
解:
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。
答案:A。
15.(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
解: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。
答案:A。
16.(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
解: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。
答案:D。
17.(2019•盐城)如图所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则( )
A.pA<pB=pCB.pA=pC>pBC.pA>pB=pCD.pA=pC<pB
解:由图知:A、B、C三点处的深度为hB>hA=hC,由于水的密度确定,由公式p=ρgh知:此三点的压强关系为:pB>pA=pC。
答案:D。
18.(2018•邵阳)如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大B.乙大C.一样大D.无法确定
解:由示意图知,两支完全相同的试管液面相平时,乙试管中液体的体积较大,甲试管中液体的体积较小,
已知两种液体质量相等,由公式ρ=可知:甲液体的密度较大;
由图可知两液体的深度相同,根据p=ρgh可知,甲液体对试管底部的压强较大。
答案:A。
19.(2018•盐城)如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.甲液体的密度等于乙液体的密度
C.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强
D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强
解:
用压强计探究液体内部压强时,液体内部压强的大小是通过U形管两侧的液面高度差来反映的,U形管两侧液面的高度差越大,液体压强越大。
由图可知,压强计的金属盒所处的深度相同,朝向相同,甲乙两种液体的密度不同;甲图中U形管两边的高度差大于乙图中U形管两边的高度差,所以,甲金属盒处的压强大于乙金属盒处的压强,根据p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度。故A正确,BCD错误。
答案:A。
20.(2018•攀枝花)匀速地向某容器内注满水,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( )
A.锥形瓶B.烧杯
C.量杯D.量筒
解:根据图象,容器底所受水的压强变化是越来越慢,
当匀速地向某容器内注满水时,压强变化越来越慢,根据p=ρgh可知,水面升高的高度变化越来越慢,容器的形状是上口大、底小。
A、A选项的锥形瓶,水面升高的高度变化是越来越快,不符合题意
BD、BD选项的烧杯和量筒,水面升高的高度变化是均匀的,不符合题意;
C、C选项的量杯,水面升高的高度变化是越来越慢,符合题意;
答案:C。
二、填空题
21.(2020•宜昌)如图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,瓶口朝下竖直地浸入水中,橡皮膜受到了水向 上 的压强,大小为 1000 Pa.(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
解:(1)因为液体内部向各个方向都有压强,所以每次橡皮膜都向内凹;所以,当瓶口朝下竖直地浸入水中橡皮膜受到了水向上的压强;
(2)由图可知:橡皮膜距水面深度为h=10cm=0.1m,所以瓶口橡皮膜所受水的压强p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
答案:上;1000。
22.(2020•甘孜州)如图所示,茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,若茶壶中水深8cm,则水对壶底的压强是 800 Pa(g取10N/kg);若将茶壶略微倾斜、水不溢出且保持静止后,壶嘴和壶身中水面 相平 (选填“相平”或“不相平”)。
解:(1)水对壶底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(2)茶壶是连通器原理在生活中的实际应用。当用茶壶装水,水面静止时,壶嘴和壶身内的水面是相平的。
答案:800;相平。
23.(2020•遂宁)三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,坝体高185m,最大蓄水深度175m,坝体建有多个泄洪深孔,每个泄洪深孔大小为63m2,通过开启闸门泄洪,蓄满水时深孔距水面平均深度30m,则每个泄洪深孔的闸门受到水的压力是 1.89×107 N(g=10N/kg)。
解:
蓄满水时泄洪深孔处受到水的平均压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa。
由公式p=得,每个泄洪深孔的闸门受到水的压力:
F=pS=3×105Pa×63m2=1.89×107N。
答案:1.89×107。
24.(2020•邵阳)白云湖水电站是我市城步县最大的水电站。在修建水电站的拦河坝时,把它设计成了下宽上窄,这主要是考虑到液体内部的压强随着深度的增加而 增大 (选填“增大”或“减小”)。
解:在修建水电站的拦河坝时,把它设计成了下宽上窄,是因为液体压强跟液体的密度和液体的深度有关,在液体密度一定时,液体越深,液体的压强越大,拦河坝下部承受水的压强大,所以要做的宽一些。
答案:增大。
25.(2020•重庆)举世闻名的三峡水利枢纽工程的船闸实现了上下游通航,船闸的工作利用了 连通器 原理,轮船在闸室中前进时,若以河岸为参照物,该轮船是 运动 (选填“运动”成“静止”)的。
解:
(1)船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,所以船闸是根据连通器原理工作的;
(2)轮船在闸室中前进时,若以河岸为参照物,轮船与岸的位置在不断发生变化,该轮船是运动的。
答案:连通器;运动。
26.(2020•攀枝花)如图所示,2012年6月24日,我国自主研制的蛟龙号载人潜水器落入7km级的深海中,敲开了这一神秘“龙宫”的大门,蛟龙号下潜到700m处所受海水的压强为 7.21×106 Pa,此时,海水对蛟龙号外表面0.01m2,面积上产生的压力是 7.21×104 N(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg)
解:蛟龙号下潜到700m处所受海水的压强:
p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×700m=7.21×106Pa;
由p=可得,海水对蛟龙号外表面0.01m2面积上产生的压力:
F=pS=7.21×106Pa×0.01m2=7.21×104N。
答案:7.21×106;7.21×104。
27.(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 0.8×103 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 水 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 上 移动。
解:(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。
答案:0.8×103;水;上。
28.(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 大于 ρ乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
解: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。
答案:大于。
三、实验探究题
29.(2020•甘南州)在“探究液体压强的特点”实验中,小明进行了如下的猜想:
猜想一:液体内部压强大小可能与液体深度有关。
猜想二:液体内部压强大小可能与液体密度有关。
猜想三:液体内部压强大小可能与方向有关。
为了验证以上猜想,小明进行了如图所示的操作:
(1)实验过程中探头受到的液体压强大小是通过 U形管两边液面的高度差 反映的。
(2)为了验证猜想一,应选择 甲、乙 两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,小明可得出的结论是:当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越 大 。
解:根据转换法,实验过程中探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差反映的。
(2)为了验证猜想一,即研究液体内部压强大小可能与液体深度有关,要控制液体密度相同,故应选择甲、乙两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的;
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,丙中U形管两边液面的高度差大,小明可得出的结论是:当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越大。
答案:(1)U形管两边液面的高度差;(2)甲、乙; (3)大。
30.(2020•咸宁)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 (选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,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 增大 ,因此拦河大坝要做成 上窄下宽 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 上移 (选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁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)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,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;选B;
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,液体产生的压强较大,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大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状;
(3)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;
保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移;
(4)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。
答案:(1)B;(2)增大;上窄下宽;(3)上移;(4)BD;×ρ水。
31.(2020•烟台)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前,小明利用U形管、软管、扎紧橡皮膜的探头等组装成压强计后,发现U形管两侧液面不相平,如图甲所示,他应做的调节是 A (选填“A”或“B”)。
A.取下软管重新安装
B.将右侧管中高出的液体倒出
(2)调整好压强计后,小明按图乙所示开始实验,实验记录的数据如表:
①比较序号1、2、3三组数据,探究的问题是什么?
②比较序号 3、4、5 三组数据,可以得出结论:同种液体中,深度越大,液体的压强越大。
③比较序号5、6两组数据,可得出的结论是什么?
(3)1648年,物理学家帕斯卡做了著名的“帕斯卡裂桶实验”,如图丙所示。实验中帕斯卡只用了几杯水就让装满水的木桶向四周裂开,这个实验现象能够验证液体压强的哪些特点?
解:(1)当压强计的金属盒在空气中时,如果U形管中的液面不相平,则不能正常使用,应该取下软管重新安装,故A正确;
答案:A;
(2)①序号1、2、3次实验中,将压强计的探头放在水中5cm深处,使橡皮膜朝向不同的方向,是研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等;
②若要探究液体内部压强与深度的关系,应将压强计金属盒放入水中不同深度,符合要求的是3、4、5三组数据;
③比较实验⑤⑥中将探头放进不同密度液体中同一深度处,发现探头在盐水中时压强计两边液面高度差大,压强大,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与密度有关;
(3)灌了几杯水后,细管中水的深度增加的很多,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;
由图知水桶里的水各个方向流出,说明液体内部向各个方向都有压强。
答案:(1)A;(2)①在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等;
②3、4、5;③在同一深度处,不同液体的压强与密度有关;(3)液体压强随着深度的增加而增大;液体内部向各个方向都有压强。
四、计算题
32.(2020•兰州)如图所示,一只盛有水的薄壁玻璃杯静止在水平桌面上。杯子重1N,底面积为30cm2,杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:
(1)水杯对桌面的压强;
(2)水对杯底的压力。
解:
(1)水杯对桌面的压力:F=G杯子+G水=1N+2N=3N,
水杯对桌面的压强:p===1000Pa;
(2)杯子内水的深度:h=6cm=0.06m,
水对杯底的压强:p'=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,
由p=可得,水对杯底的压力:F'=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N。
答:(1)水杯对桌面的压强为1000Pa;(2)水对杯底的压力为1.8N。
33.(2020•呼和浩特)如图所示,圆柱形容器A、B放在水平桌面上,A中盛有密度为1.0×103kg/m3的水,B中液体密度未知。已知A、B容器内的底面积之比SA:SB=3:2,液面的高度之比hA:hB=4:3,液体对两个容器底部的压力大小相等。求:
(1)液体对两个容器底部的压强之比;
(2)B中液体密度。
解:
(1)由题知,液体对两个容器底部的压力大小相等,即F压A:F压B=1:1,受力面积之比SA:SB=3:2,
液体对两个容器底部的压强之比:
pA:pB=:=:=2:3;
(2)对于圆柱形容器,液体对容器底的压力F=pS=ρghS=ρgV=mg=G,
因为液体对两个容器底部的压力大小相等,
所以两个容器中液体的重力相等、质量相等,
液体的体积之比:
VA:VB=SAhA:SBhB=3×4:2×3=2:1,
两种液体的密度之比:
ρA:ρB=:=VB:VA=1:2,
B液体的密度:
ρB=2ρA=2×1.0×103kg/m3=2.0×103kg/m3。
答:(1)液体对两个容器底部的压强之比为2:3;
(2)B中液体密度为2.0×103kg/m3。
34.(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。(g取9.8N/kg)
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。
解:
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。
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
①
水
5
朝上
4.9
②
水
5
朝下
4.9
③
水
5
朝侧面
4.9
④
水
10
朝侧面
9.7
⑤
水
15
朝侧面
14.6
⑥
盐水
15
朝侧面
16.7
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