内容正文:
第13讲 液体压强
一、选择题
1.[2022营口]下列不是利用连通器原理工作的是 ( )
A.茶壶 B.船闸 C.抽水机 D.地漏
2.科技成果[2023福建]从百米浅海到万米深海,中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到图中标注的对应深度,承受海水压强最大的是 ( )
3.[2023郴州]如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg) ( )
第3题图
A.4×105 Pa B.3×105 Pa C.5×105 Pa D.1×105 Pa
4.[2023乐山]为了探究液体内部压强的特点,小明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(ρ盐水>ρ水),选项图中符合实际情况的是 ( )
第4题图
A. B. C. D.
5.[2023大连]如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是 ( )
第5题图
A.ρ甲<ρ乙;m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙;m甲<m乙
C.ρ甲>ρ乙;m甲>m乙 D.ρ甲>ρ乙;m甲<m乙
6.[2023烟台]如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的两个玻璃杯,分别装有深度相同的水。下列说法中正确的是 ( )
第6题图
A.两个玻璃杯对桌面的压力大小相等 B.两个玻璃杯对桌面的压强大小相等
C.水对两个玻璃杯底部的压力大小相等 D.水对两个玻璃杯底部的压强大小不相等
二、填空及简答题
7.科技成果[2023丹东]如图所示,我国第一艘航空母舰“辽宁舰”在海上破浪前行。舰体距海面2 m深处受到海水的压强为 Pa。海上航行时,为了安全起见,两只舰艇不能近距离高速并排行驶,是由于两舰艇间水的流速越大,压强越 。(海水密度ρ海水=1.03×103 kg/m3,g取10 N/kg)
第7题图
8.[2023营口]如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的 有压强;b孔中的水喷得更远,说明液体内部的压强随着深度的增加而 ;此时,用手封住瓶口(水面高于a孔),能够观察到小孔 (选填“ab”“a”“b”或“都停止”)持续向外出水。
第8题图
9.[2023济宁]如图所示的装置中,AB是一段内径粗细不同的玻璃管,它与蓄水容器相连,在玻璃管较粗和较细的部分,各接有一段竖直的细玻璃管。M、N是AB玻璃管内同一水平线上的两个点,分别位于两竖直细玻璃管下方。关闭阀门K,将水注入蓄水容器中,根据 原理,两竖直细玻璃管内水面是相平的;打开阀门K,水流出过程中,M点的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)N点的压强。
第9题图
三、实验探究题
10.[2023齐齐哈尔节选]小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
第10题图
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部存在压强,放在液体里的薄膜就会 ,U形管左右两侧液面就会产生 。
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与 的关系。根据研究得出的结论,拦河坝应设计成 (选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状。
(3)如图3、图4所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变化,得出结论: 。
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论的实验过程是 (选填“正确”或“错误” )的,判断的依据是:
。
1.[2023南充]如图所示,在水平桌面上,有质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力F甲、F乙、F丙大小关系是 ,三个容器对桌面的压强p甲、p乙、p丙大小关系是 。
第1题图
2.[2023常德]如图所示,水平桌面上的甲、乙两容器用一细管相连,细管中间有一开关K,先把K关上,在两容器中装入不同质量的水后,甲中水面比乙中水面高,然后将甲上口密封,此装置 (选填“是”或“不是”)连通器。打开开关K待液面稳定后,甲中的液面高度 (选填“高于”“等于”或“低于”)乙中的液面高度。
第2题图
3.[2023石家庄二十八中模拟]如图所示,质量为0.81 kg的物块A以及甲、乙两个高度相同的轻质薄壁容器置于水平桌面上,甲、乙容器的底面积分别为S甲=1×10-2 m2、
S乙=5×10-3 m2。现分别向甲、乙两个容器中倒入质量相同的酒精和水,甲中酒精的深度为10 cm,乙中水的深度为16 cm(g取10 N/kg,ρ酒=0.8×103 kg/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3)。求:
(1)若物块A的底面积为5×10-3 m2,物块A对水平地面的压强。
(2)乙容器中水对容器底部的压力。
(3)若将物块A浸入甲容器的酒精中,甲容器的液面刚好和乙容器中的液面相平,求物块A的最大密度。
第3题图
第13讲 液体压强
夯基础·基础巩固
1.C 2.D 3.B 4.B 5.B 6.C
7.2.06×104 小 8.侧壁 增大 b 9.连通器 小于
10.(1)发生形变 高度差 (2)液体深度 下宽上窄 (3)同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等 (4)错误 没有控制探头所在深度一定
提能力·综合提升
1.F甲>F丙>F乙 p甲=p乙=p丙
2.不是 高于 【解析】甲上口密封,此时该容器的两端不都是开口的,不是连通器;开关K打开前,甲中水面比乙中水面高,根据p=ρgh可知,甲中水产生的压强大于乙,则打开K之后,甲中的水将向乙中流动;但由于甲的上口密封,水面下降后,水面上方密封的气体随着体积的增大产生的压强将减小,即小于大气压p0;当甲、乙两容器中的水不流动时,开关处左右两边的压强相等,即p甲=p乙,因为p甲=p空+ρ水gh甲,p乙=p0+ρ水gh乙,所以p空+ρ水gh甲=p0+ρ水gh乙,因为p空<p0,则ρ水gh甲>ρ水gh乙,可得h甲>h乙。说明甲中的水能往乙中流一些,但最终甲的水面一定比乙高。
3.解:(1)物块A的重力
G=mg=0.81 kg×10 N/kg=8.1 N
物块A对水平地面的压力F=G=8.1 N
则物块A对水平地面的压强
p===1.62×103 Pa
(2)乙容器中水对容器底部的压强
p乙=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×16×10-2 m=1.6×103 Pa
则水对容器底部的压力
F乙=p乙S乙=1.6×103 Pa×5×10-3 m2=8 N
(3)浸入甲容器的物块体积最小时,其密度最大,由于物块A浸入甲容器的酒精中后,甲容器的液面刚好和乙容器中的液面相平,则此时甲容器的液体深度
h甲'=h乙=16 cm=0.16 m
物块的最小体积
V=V排=ΔV=S甲(h甲'-h甲)=1×10-2 m2×(0.16 m-10×10-2 m)=6×10-4 m3
物块A的最大密度
ρA===1.35×103 kg/m3
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