内容正文:
专题03 液体内部的压强(七大题型+优选提升题)
考点一 概念辨析及应用
1.(23-24九年级上·上海·期中)下列装置工作时可以看作连通器的是( )
A.血压计 B.密度计 C.液位计 D.温度计
【答案】C
【详解】A.血压计的结构不符合上端开口、下端连通的特点,不是利用连通器原理工作的,故A不符合题意;
B.密度计是利用物体漂浮原理,不是利用连通器原理工作的,故B不符合题意;
C.液位计符合上端开口、下端连通的特点,是利用连通器的原理制成的,故C符合题意;
D.温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的,故D不符合题意。
故选C。
2.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示的实例中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.拦河大坝
C. 船闸
D. 乳牛自动饮水机
【答案】B
【详解】A.茶壶是上端开口,下部连通,即是利用连通器的原理制成的,故A不符合题意;
B.拦河大坝根据液体压强随深度的增加而增大的特点修建成上窄下宽的形状,不属于连通器。故B符合题意;
C.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,因此船闸是利用连通器原理工作的。故C不符合题意;
D.乳牛自动喂水器是上端开口,下部连通,即是利用连通器的原理制成的,故D不符合题意。
故选B。
3.(22-23九年级上·上海青浦·期中)饮茶是我国的传统文化,如图所示是一把传统紫砂茶壶,壶嘴与壶身构成 。向茶壶内倒入15厘米深的水,则茶壶底部受到水产生的压强为 帕。若茶壶内部的底面积为20厘米2,则茶壶内底部受到水的压力为 牛。
【答案】 连通器 1470 2.94
【详解】[1]壶身和壶嘴的上端都是开口的,底部是连通的,所以构成了连通器。
[2]茶壶底部受到水产生的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.15m=1470pa
[3]底部受到水的压力为
F=pS=1470pa×0.002m2=2.94N
4.(21-22九年级上·上海奉贤·期中)当用微型探测器进行水下探测时,它在水面下2米处受到水的压强为 帕。若探测器再继续下潜时,受到水的压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。一般拦河大坝都筑成 形状正是应用了液体压强的上述规律。(最后一空选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)
【答案】 1.96×104 变大 上窄下宽
【详解】[1]微型探测器受到水的压强
[2]若探测器再继续下潜时,由于所处的深度增加,根据可知,受到水的压强将变大。
[3]因为液体内部的压强随深度的增加而增大,故为了使大坝能承受更大的压强,防止大坝被水压冲毁,拦河大坝应该修成“上窄下宽”的形状。
考点二 不同模型下的液体压强
5.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,甲、乙为两个相同的轻质试管,这两个试管中倒入质量相等的不同种液体,则液体对容器底的压强p液甲 p液乙,液体对容器底的压力F液甲 F液甲。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 大于 大于
【详解】[1][2]两个相同的轻质试管中倒入质量相等的不同种液体,根据G=mg可知,液体的重力相等,左图液体的重力全部作用在试管底部,液体对容器底的压力F液甲=G液,右图部分液体的重力作用在侧壁上,所以液体对容器底的压力F液甲<G液,故F液甲>F液乙;由于试管底面积相等,F液甲>F液乙,根据可知, p液甲>p液乙。
6.(23-24九年级上·上海浦东新·期中)如图所示,甲、乙两个容器中分别盛有两种不同液体,已知两个容器底部受到液体的压强恰好相等。在距离底部相同高度的M、N两点处液体压强pM、pN的关系是( )
A.pM > pN
B.pM = pN
C.pM < pN
D.无法判断
【答案】C
【详解】由图可知,甲容器内液体的深度比乙容器内液体的深度小,甲、乙两容器底部受到液体的压强恰好相等,由可得,甲容器内液体的密度大于乙容器内液体的密度,即;M、N两点距离底部的高度相同,则M点到容器底压强p´M大于N点到容器底的压强p´N,则
则,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.(22-23九年级上·上海黄浦·期中)如图所示,自带吸管的玻璃杯盛有深度为0.3米的水,该玻璃杯可以看作是一个 ,当杯中水静止时,图中A点的水的压强 B点的水的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。若B点到内杯底的竖直距离h为0.2米,则B点的水的压强为 帕。
【答案】 连通器 等于 980
【详解】[1]由图示知,玻璃杯及吸管的上端开口,下端连通,是一个连通器。
[2]连通器中的液体不流动时,连通器各部分中的液体高度总是相同的,所以A、B点所处的水的深度相同,据知,两点受到的水的压强相等。
[3]B点的水的深度
h=h总-h1=0.3m-0.2m=0.1mB点的水的压强
8.(22-23九年级上·上海青浦·期中)如图所示,均匀实心正方体木块放在水平桌面上,已知木块重为6牛,底面积为0.01米2,则它对水平桌面的压强是 帕。把木块慢慢放入盛满水的容器中,木块浮在水面上,则容器底部受到水的压强将 ,容器对桌面的压强将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 600 不变 不变
【详解】[1]木块对桌面的压强为
[2]因为容器盛满了水,故将木块放入后,水的深度不变,根据p=ρgh知,容器底受到的压强不变。
[3]容器底受到的压强不变,由F=pS知水对容器底的压力不变,容器对桌面的压力等于容器的重力和水对容器底的压力之和,故容器对桌面的压力不变,而容器与桌面的受力面积也不变,根据知,容器对桌面的压强不变。
9.(23-24九年级上·上海·期中)在A、B两个完全相同的容器中,分别倒入甲、乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是( )
A.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
C.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强等于乙对容器底部的压强
D.若甲和乙的质量相等,则A容器对地面的压强小于B容器对地面的压强
【答案】B
【详解】A.若甲和乙对容器底部的压强相等,由图可知,液面的高度关系为,液体的体积关系为,根据p=ρgh可知,,故A错误;
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则,设想将容器凹进去的部分补平填满液体,则需要添加的甲液体的质量较大,而填满后两容器底部受到的压强依然相等,压力也相等且等于里面液体的重力,这样可以得到填满之前甲液体质量较小,即甲的质量小于乙的质量,故B正确;
C.若甲和乙的质量相等,由图可知,,,根据可知,,采用割补法(如下图所示),分别把容器两侧半球部分补上与容器中相同液体,此时液体为圆柱形
补上的体积为V,液体对容器底部压力为
则甲对容器底部的压力为
乙对容器底部的压力为
因为,所以,又因为两容器的底面积相等,根据可得,,故C错误;
D.若甲和乙的质量相等,则甲和乙的重力相等,两容器相同,则两容器的重力相等,则两容器的总重力相等,由于容器放在水平面上,容器对地面的压力等于其自身的重力,则两容器对地面的压力相等,又因为两容器的底面积相等,根据可得,A容器对地面的压强等于B容器对地面的压强。故D错误。
故选B。
10.(23-24九年级上·上海杨浦·期中)两个相同的圆柱形容器分别装有酒精和水,甲、乙两个小球分别浸没在酒精和水中,此时液体对两容器底部的压力相等。现分别取出两小球,若不计液体损耗,酒精和水各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积 乙球的体积;两容器中,酒精的质量 水的质量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 大于 等于
【详解】[1]取出实心球后,水和酒精对容器底部的压强相等,有
又因为,所以;如果甲乙两球体积相等,放入实心球后,排开水和酒精的体积将相等,水和酒精升高的高度将相等,因为密度不同,所以此时的压强将不会相等;如果甲球体积大,酒精升高的高度将大于水升高的高度,此时产生的压强才有可能相等,所以甲球的体积大于乙球的体积。
[2]两个相同的圆柱形容器,底面积相等,水和酒精对容器底部的压强相等,根据可知,水和酒精对容器底的压力相等,即水和酒精的重力相等,质量相等。
11.(23-24九年级上·上海普陀·期中)如图所示,鱼缸里有许多缓慢游动的鱼,A、B、C是其中三条鱼上的某点,已知A点的压强为帕,则A点所处的深度为 米;B点受到水的压力方向为向 (选填“上”或“下”);若C点的深度比A点增加0.1米,则C点水的压强为 帕。
【答案】 0.05 上 1470
【详解】[1]由可得,A点的深度为
[2]由图可知,B点位于鱼的下侧,故B点受到水的压强方向为向上。
[3]C点的深度为
所以C点水的压强为
12.(23-24九年级上·上海松江·期中)当连通器中注入同种液体,静止后,液面总是相平。为了对这种现象做出科学解释,我们在连通器的底部取一液片,如图,假设一开始连通器两侧液面不相平,且左低右高,则小液片左侧受到的液体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)右侧的液体压强,由于压力差,液片就会向 (选填“左”或“右”)侧移动,直到两边管中液体对最底部液片的压强 才停止流动。下列实例中利用连通器原理工作的是 (选填编号)。
【答案】 小于 左 相等 ①③④
【详解】[1][2][3]由题意知,连通器两侧液面不相平,且左低右高,根据液体压强与深度的关系可知,小液片左侧受到的液体压强小于右侧的液体压强,由于压力差,液片就会向左侧移动,直到两边管中液体对最底部液片的压强相等才停止流动。
[4]茶壶、船闸、锅炉水位计都符合上端开口、底部连通的特点,都是利用连通器原理工作的,而离心式水泵是利用大气压的作用将水抽到高处的,所以①③④符合题意,②不符合题意。
考点三 液体压强的测量
13.(23-24九年级上·上海青浦·期中)小华同学“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验过程如图所示,他正在探究液体内部压强与 的关系,由测量结果U形管两边 ,可知液体内部压强与该因素无关。
【答案】 方向 液面高度差相同
【详解】[1][2]由题图可知,金属盒所在水的深度相同,液体密度相等,金属盒的方向不同,可知,他正在探究液体内部压强与方向的关系,由测量结果U形管两边液面高度差相同,金属盒受到的压强相等,可知液体内部压强与该因素无关。
14.(23-24九年级上·上海·期中)如图1所示的实验装置名称是 ,可以用它进行“探究液体内部压强与液体密度和深度的关系”,实验时通过观察 来比较液体内部压强的大小。由图2(a)、(b)(c)所示现象,可得出的初步结论是:同种液体(水),在同一深度,液体内部 。通过图2中所给的器材还可以探究液体内部压强与 的关系。
【答案】 液体压强计 U形管内液面的高度差 向各个方向的压强都相等 深度
【详解】[1]如图甲所示的实验装置是测量液体压强的仪器,它的名称是液体压强计,可以用它探究液体内部压强与液体密度和深度的关系。
[2]根据转换法,实验时通过观察U形管内液面的高度差来比较液体内部压强的大小,U形管内液面的高度差越大,说明液体压强越大。
[3]由图2(a)、(b)(c)所示现象,深度相同,橡皮膜的朝向不同,而U形管内两管液面的高度差相同,液体压强相同,可得出的初步结论是:同种液体,在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。
[4]图2中所给的器材,液体密度相同,通过改变金属盒在水的中深度,还可以探究液体内部压强与深度的关系。
*考点四 不规则容器的液体压强
15.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,两个完全相同的圆台形容器,放置在水平桌面上,容器内盛有深度相同的水,则水对容器底压强pa pb,水对容器底的压力Fa Fb,容器对桌面的压力Fa’ Fb’。(以上三格均选填“大于”或“等于”或“小于”)
【答案】 等于 小于 小于
【详解】[1]容器内盛有深度相同的水,即h相同,所以水对容器底压强
[2]由得,水对容器地的压力,压强相等,a的底面积较大,所以。
[3]由题意可知,a容器内水的体积较小,根据可知,a容器中水的质量较小,重力较小,即,容器对桌面的压力为
两容器是相同的,所以。
16.(22-23九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,甲、乙为两个相同的轻质容器,且在这两个容器中倒入深度相等的同种液体,则液体对容器底的压力F液甲 F液乙,桌面受到的压强 p甲 p乙,乙容器底部受到的液体压力 F液乙 乙容器对桌面的压力 F桌乙。(均选题“>”、“=”或“<”)
【答案】 < > >
【详解】[1]甲、乙两容器中盛的是同种液体,液面高度相等,则根据p=ρgh知道液体对两容器底部的压强相等,由题知乙容器底部面积较大,根据压强公式有F=pS,故可知
F液甲<F液乙
[2] 分别拿一个和乙底面积相同的圆柱形轻质容器丙及和甲底面积相同的圆柱形轻质容器丁,分别向丙和丁容器加入与乙、甲容器高度相同的同种液体,如下图所示。因为丙容器内液体的体积大于乙容器中液体的体积,根据G=mg=ρVg,可知丙容器中液体的重力大乙容器中液体的重力;因轻质量容器质量可不计,故乙、丙容器对桌面的压力大小等于两容器内液体的重力大小,故丙容器对桌面的压力大小大于乙容器对桌面的压力大小,根据可知,丙容器对桌面的压强大小大于乙容器对桌面的压强,即
p丙>p乙 ①
同理,对甲、丁来说,甲容器对桌面的压强大小大于丁容器对桌面的压强,即
p甲>p丁②
而丙、丁容器对桌面的压力大小都等于容器中液体的重力,即
F丙=G丙=ρ液V丙g=ρ液S丙hg
F丁=G丁=ρ液S丁hg
根据可知,丙容器对桌面的压强大小
同理,丁容器对桌面的压强大小为,故丙、丁容器对桌面的压强大小相等,
p丙=p丁③
由①②③可得
p甲>p乙
[3]乙容器底部受到的液体压力大小为
F液乙= p液乙S乙=ρ液hgS乙
即大小等于丙容器中液体的重力大小,可知乙容器底部受到的液体压力大于乙容器内液体的重力,即大于乙容器对桌面的压力大小,故有
F液乙> F桌乙
17.(23-24九年级上·上海闵行·期中)质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器,倒入质量相同的三种不同液体,液面高度相同,如图所示。三种液体的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙的大小关系是 ;三个容器底部所受液体的压强p甲、p乙、p丙的大小关系是 ;三个容器底部所受液体的压力F甲、F乙、F丙的大小关系是 ;三个容器对桌面的压强p′甲、p′乙、p′丙的大小关系是 。
【答案】 ρ甲<ρ乙<ρ丙 p甲<p乙<p丙 F甲<F乙<F丙 p′甲=p′乙=p′丙
【详解】[1]由图可知,甲、乙、丙三种液体的体积大小关系为V甲>V乙>V丙,则由密度的定义可知,三种液体的密度的大小关系是ρ甲<ρ乙<ρ丙。
[2] [3]由液体压强公式p=ρgh可知,液体压强的大小与液体密度和液面高度有关,图中三种液体液面高度相同,因此只与密度有关,故三个容器底部所受液体的压强的大小关系为p甲<p乙<p丙;由于三个容器的底面积相同,故三个容器底部所受液体的压力的大小关系为F甲<F乙<F丙。
[4]容器对桌面的压力的大小等于容器与液体整体所受到的重力的大小,由于三个容器质量相同、底面积大小相同,三种液体的质量也相同,故对桌面的压强大小都相等,即三个容器对桌面的压强的大小关系是p′甲=p′乙=p′丙。
考点五 规则容器的液体压强 动态问题
18.(22-23九年级上·上海静安·期中)如图所示,底面积不同的薄壁圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平。现从两容器中抽出部分液体后,其液面仍保持相平,若此时甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力,则抽取前,甲、乙各自对容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是( )
A.pA≤pB,FA<FB B.pA≤pB,FA>FB
C.pA>pB,FA<FB D.pA>pB,FA>FB
【答案】D
【详解】根据题意知道,现从两容器中抽出部分液体后,其液面仍保持相平,若此时甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力,由于A的底面积小于B的底面积,由知道,A容器底部受到的压强大。液体深度相同,由p=ρgh知道,甲液体的密度大;抽取前液面相同,根据p=ρgh知道
pA>pB
容器是规则形状的,则抽取后甲液体的重力要大于乙液体的重力;由于抽取前、后液面的变化量相同,由于
所以,抽取的甲液体的重力大于乙液体的重力;即抽取前A中液体的总重力大于B中液体的总重力,故
FA>FB
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
19.(21-22九年级上·上海·期中)如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,质量相同的金属球甲、乙分别浸没在A、B液体中,且,此时,液体对容器底的压强相等。现将两小球取出并交换投入另一容器中,小球依然浸没且无液体溢出,则操作前后A、B液体对容器底部压强的变化量ΔpA、ΔpB和两容器对地面的压力F1、F2的关系是( )
A.ΔpA>ΔpB,F1>F2 B.ΔpA>ΔpB,F1<F2
C.ΔpA<ΔpB,F1<F2 D.ΔpA<ΔpB,F1>F2
【答案】B
【详解】由题意可知,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,两个质量相同的金属球甲、乙分别浸没在A、B液体中,此时,液体对容器底的压强相等,即pA=pB;由图可知
hA<hB
根据p=ρgh可知
ρA>ρB
A球的体积大于B球的体积,将两小球取出并交换投入另一容器中,小球依然浸没且无液体溢出,A中液面会降低,A中液体降低的高度
B中液面会上升,B中液体升高的高度
因为
SA<SB
所以
hA>hB
根据液体压强公式可知,压强的变化量
已知金属球浸没在A、B液体中时
pA=pB
将两小球取出并交换投入另一容器中,容器底部所受液体的压强
由图可知
SA<SB
由F=pS可得,两个容器中液体对容器底部的压力
F′A<F′B
又因为薄壁轻质柱形容器(容器自身重力不计),所以容器内部对液体的重力
GA液=F′A,GB液=F′B
则两个容器对地面的压力为
FA=GA液+GA
FB=GB液+GB
GA= GB
FA<FB
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
20.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平地面上,分别盛有甲、乙两种液体,已知液体对各自容器底部的压强相等。现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图(b)所示,若甲、乙液体的密度分别为和,容器对水平地面压强的变化量分别为、,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】如图(a)所示,甲液体的深度大于乙,而两液体对各自容器底部的压强相等,根据可知;由压强公式可得,容器对水平地面压强的变化量分别为,,将甲、乙液体互换容器后,两个容器的总重力变化量相等,即对桌面的压力变化量相等,但是受力面积,所以。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
考点六 计算题
21.(23-24九年级上·上海·期中)重为5牛、底面积为米的薄壁容器内盛有0.2米深的水,放在水平桌面的中央,若容器对桌面的压强为帕。
求:(1)容器对桌面的压力;
(2)容器中水的重力;
(3)水对容器底的压力。
【答案】(1)49N;(2)44N;(3)40N
【详解】解:(1)容器对桌面的压力为
(2)容器中水的重力为
(3)水对容器底的压强为
水对容器底的压力为
答:(1)容器对桌面的压力为49N;
(2)容器中水的重力为44N;
(3)水对容器底的压力为40N。
22.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,质量为0.3千克、高度为0.11米的平底圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面中央,已知筒内深度为0.1米。
(1)若青花瓷笔筒材质的密度为 2.5×103千克/米3,求生产这笔筒所用青花瓷的体积V瓷;
(2)若笔筒内注满水时,求水对笔筒底部产生的压强p水;
(3)若笔筒开口向上放置时,对桌面的压强为980 帕,求笔筒与桌面的接触面积S筒。
【答案】(1)1.2×10-4 米3;(2)980帕;(3)0.003米2
【详解】解:(1)生产这笔筒所用青花瓷的体积
(2)若笔筒内注满水时,求水对笔筒底部产生的压强
(3)笔筒与桌面的接触面积
答:(1)若青花瓷笔筒材质的密度为 2.5×103千克/米3,求生产这笔筒所用青花瓷的体积为;
(2)若笔筒内注满水时,求水对笔筒底部产生的压强为;
(3)若笔筒开口向上放置时,对桌面的压强为980帕,则笔筒与桌面的接触面积为。
23.(23-24九年级上·上海松江·期中)如图所示,将下口盖有轻质薄塑料片的两端开口的玻璃管竖直插入水中,玻璃管长20厘米,塑料片距离水面0.1米。
(1)求塑料片受到水的压强p水;
(2)若塑料片的底面积为2×10-2米2,求水对它的压力F水;
(3)接下来慢慢向玻璃管内注入某种液体,当塑料片恰好下落时,管内液面高于管外水面,求注入液体的密度范围。
【答案】(1)980Pa;(2)19.6N;(3)0.5×103kg/m3≤ρ液<1×103kg/m3
【详解】解:(1)塑料片受到水的压强为
p水=ρ水gh=1×103kg/m3 ×9.8N/kg×0.1m=980Pa
(2)水对塑料片的压力为
F水=p水S=980Pa×2×10-2m2=19.6N
(3)当塑料片恰好下落时,管内液体对塑料片的压强等于高于管外的水对塑料片的压强,则管内液体对塑料片的压强为
p液=p水=980Pa
若管内液面恰好等于管外水面,即管内液体深度为
h1=h水=0.1m
此时液体的密度最大,由可知,液体的最大密度为
若管内液面恰好等于玻璃管长,即管内液体深度h2=0.2m时,管内液体的密度最小,则液体的最小密度为
因为管内液面高于管外水面,所以液体的密度不能为1×103kg/m3,故液体的密度范围为0.5×103kg/m3≤ρ液<1×103kg/m3。
答:(1)塑料片受到水的压强为980Pa;
(2)水对它的压力为19.6N;
(3)注入液体的密度范围为0.5×103kg/m3≤ρ液<1.0×103kg/m3。
24.(23-24九年级上·上海·期中)如图(a)所示,质量为12千克、底面积为4×10-2米2,高为0.1米的柱状金属块放在水平地面上。求:
(1)金属块的密度;( )
(2)金属块对地面的压强;( )
(3)如图(b)所示,若将金属块放入高度为0.2米,底面积为6×10-2米2空的圆柱形容器中,再向容器内加水,发现水面上升到某一位置前水对容器底部的压强增加量Δp水与容器对地面压强增加量Δp地的比值始终保持不变;
a. 满足上述要求时,该位置的水深为 ;
b. 通过计算求出Δp水与Δp地的比值。( )
【答案】 3×103千克/米3 2940帕 0.1米 3:1
【详解】解:(1)金属块的体积
则,金属块密度
(2)金属块对地面压力
则,对地压强是
(3)因为要求水面上升过程中的某一阶段水对容器底部的压强变化量Δp水与容器对地面压强变化量Δp地的比值始终保持不变,金属块高0.1m,当向容器中加水时,加入的水上升高度如果小于等于金属块的高度,那么加入的水对容器底的压强变化量是均匀的,满足条件;若加入的水高于金属块的高度,则水的底面积会发生变化,对容器底的压强就不再与原来的变化保持一致,不再满足条件,所以
则
由p=ρgh知道,水对容器底压强的变化量
容器对地面压力的变化量
容器对地面压强的变化量
压强变化量之比
答:(1)金属块的密度是3×103kg/m3;
(2)金属块对地面的压强是2940Pa;
(3)加入水深度的范围 0.1米,p水与Δp地的比值是3∶1。
25.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,两个相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,容器高度为0.8米。
(1)若甲中水的体积为2×10-3m3,求水的质量m水。
(2)乙容器质量为m0,底面积为S0,求乙容器对地面的压强P乙。
(3)若甲容器中水的深度为0.6米,现向乙容器中加入深度大于0.6米的A液体,使得甲乙中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度ρA的取值范围。
【答案】(1)2kg;(2);(3)0.75×103N/kgρA<1.0×103kg/m3
【详解】解:(1)已知甲中水的体积为2×10-3m3,水的质量
m水=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
(2)由题意可得
(3)由题意可知,乙容器中A液体深度0.6m<hA0.8m,当乙容器中A液体深度为0.6米时
ρA=ρ水=1.0×103N/kg
当乙容器中A液体深度为0.8米,此时由题意得
p水=pA
ρ水gh水=ρAghA
1.0×103kg/m3×10N/kg×0.6m=ρA×10N/kg×0.8m
解得ρA=0.75×103N/kg,故0.75×103N/kgρA<1.0×103kg/m3。
答:(1)水的质量为2kg;
(2)乙容器对地面的压强;
(3)A液体的密度ρA的取值范围为0.75×103N/kgρA<1.0×103kg/m3。
考点七 作图题、实验题、动态实验题
26.(23-24九年级上·上海闵行·期中)甲、乙、丙为底部扎有橡皮膜的玻璃管插入水槽中,如图所示。甲、乙、丙管内分别装有与水槽水面相平的煤油、盐水和水,请画出橡皮膜的大致形状。
【答案】
【详解】甲、乙、丙的底部扎有橡皮膜;甲、乙、丙管内分别装有与水槽水面相平的煤油、盐水和水,由于甲图煤油的密度小于水,根据p=ρgh知,煤油产生的压强小于同深度的水,因而橡皮膜向上凹,乙图盐水的密度大于水,盐水的压强大于水的压强,向下凸出,丙图内外密度相同,压强相等,橡皮膜是平的,如图:
27.(23-24九年级上·上海·期中)如图(a)、(b)为使用 (填写实验装置名称)“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验中的一个情景,此时探究的是液体内部压强与 的关系。若要继续探究液体内部压强与液体深度是否有关,则需在图(c)的容器中注入 (选填“盐水”、“水”或“酒精”),并将橡皮膜朝下置于容器中深度与h 处(选填“相同”或“不同”)。
【答案】 U形管压强计 密度 盐水(或水) 不同
【详解】[1]由图知道,(a)、(b)为使用U形管压强计“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验。
[2]图(a)、(b)中,h相同,两杯中分别是水和盐水,由控制变量法知道,探究的是液体内部压强与液体密度的关系。
[3]若要探究液体内部压强与液体深度是否有关,需要控制液体密度相同,如果用(a)(c)两图,则需在图(c)的容器中注入盐水。如果用(b)(c)两图,则需在图(c)的容器中注入水。
[4]要探究液体内部压强与液体深度是否有关,需要控制液体密度相同,并将橡皮膜朝下置于容器中深度与h不同处。
28.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示的装置叫做 。若用手按压金属盒上的橡皮膜,两管中液面将 (选填“相平”或“不相平”)。小华同学在“探究液体内部压强规律”的实验中,进行了如图乙所示的操作:
①由图乙(c)、(d)可知液体内部压强的大小与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”);
②要探究液体压强与密度的关系,应选用 两图进行对比。
【答案】 液体压强计 不相平 无关 (b)、(c)
【详解】[1][2]如图所示的装置叫做液体压强计。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。若用手按压金属盒上的橡皮膜,两管中液面将不相平。
[3]由图乙(c)、(d)知道,液体的深度相同,液体的密度相同,而容器的形状不同,根据转换法可知,液体产生的压强相同,故并可知液体内部压强的大小与盛液体的容器形状无关。
[4]要探究液体压强与密度的关系,要控制深度相同,故应选用(b)、(c)两图进行对比。
29.(23-24九年级上·上海闵行·期中)如图所示,在“探究影响液体内部压强”的实验中:
(1)实验前,要先用手指按压橡皮膜,如果U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)正确操作后,分析甲、乙两图的实验现象,可以探究液体压强与 的关系,由此可知拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)利用 两图进行实验对比,可以探究液体压强是否与液体的质量有关;
(4)实验时发现:在同种液体的同一深度处,使用不同的压强计时,U形管两侧液面的高度差不完全相同。对造成这一现象的原因,你的猜想是: ;
(5)小华用图戊所示的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,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
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
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题目中合适的字母和ρ水表示)。
【答案】 不漏气 深度 上窄下宽 丙、丁 不同压强计的灵敏程度不同
【详解】(1)[1]使用前应检查装置是否漏气,用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果U形管中液面升降灵活,说明装置不漏气。
(2)[2]甲、乙两图液体密度相同,深度不同,故探究的是液体压强与深度的关系。
[3]液体深度越深,压强越大,大坝底部深度深,压强大,承受的压力就大,故要做成上窄下宽的形状。
(3)[4]丙、丁两图中液体密度和探头所处深度相同,但液体质量不同,可探究液体压强与液体质量的关系。
(4)[5]在同种液体的同一深度处,使用不同的压强计时,U形管两侧液面的高度差不完全相同,不同压强计橡皮膜的形变程度与松紧程度、面积有关,所以可能不同压强计的灵敏程度不同。
(5)[6]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,则橡皮膜受到左右液体产生的压强相同,即
ρ水gh4=ρgh2可得。
30.(23-24九年级上·上海·期中)某小组同学研究柱形容器在放入物体前、后,容器对水平桌面的压力增加量ΔF容和液体对容器底部的压力增加量ΔF液的大小关系。柱形容器内盛有足够多液体且在放入物体前、物体后液体均未溢出。实验中,他们先后将质量m物和体积V物不同的物体放入盛有酒精的柱形容器中,并测得ΔF容和ΔF液,相关数据如表一、表二:
表一所盛液体:酒精
(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
表二所盛液体:酒精
(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
实验
序号
m物(克)
V物(厘米3)
ΔF容
(牛)
ΔF液
(牛)
实验
序号
m物(克)
V物(厘米3)
ΔF容
(牛)
ΔF液
(牛)
1
40
100
0.4
0.4
6
60
200
0.6
0.6
2
60
100
0.6
0.6
7
80
200
0.8
0.8
3
80
100
0.8
0.8
8
160
200
1.6
1.6
4
160
100
1.6
0.8
9
240
200
2.4
1.6
5
240
100
2.4
0.8
10
320
200
3.2
1.6
(1)分析比较实验序号 中的相关数据及相关条件,可得出的初步结论是:盛有足够多液体的柱形容器在放入相同质量的物体前、后(液体未溢出),ΔF容与V物无关;
(2)分析比较表一或表二中m物和ΔF容的数据及相关条件,可得出的初步结论是:盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后(液体未溢出), ;
(3)进一步分析表一、表二中的数据及相关条件,可得到的合理猜想是:盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后(液体未溢出),当 时,ΔF容和ΔF液的大小相等。为了验证上述猜想,应该用 继续进行实验。
【答案】 2与6/3与7/4与8/5与9 与成正比 物体密度小于等于液体密度/物体质量与体积的比小于或等于液体密度 其他液体
【详解】(1)[1]实验序号2与6、3与7、4与8或5与9中数据中,物体质量相同,V物不同,而ΔF容相同,可得出的初步结论是:盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后(液体未溢出),ΔF容与V物无关。
(2)[2]表一或表二中m物增大几倍,ΔF容也增大几倍,则得出的初步结论是:盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后(液体未溢出),ΔF容与m物成正比。
(3)[3][4]分析比较表一1、2、3、表二6、7、8中的数据ΔF容和ΔF液的大小相等,这是物体的质量与体积的比值,即物体的密度小于或等于酒精密度时,或物体质量与体积的比小于或等于液体密度,ΔF容和ΔF液的大小相等。上述猜想中与物体的密度和液体密度有关,因此要改变实验的数据验证上述猜想,则可以利用其他液体进行实验。
一、单选题
1.(23-24九年级上·上海·期中)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度 B.液体对容器底部的压强
C.液体对容器底部的压力 D.容器对桌面的压力
【答案】B
【详解】A.三个容器的底面积相同,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,三种液体的质量和深度均相同;由图中容器的形状可知,B液体的体积最小,C液体的体积最大,根据可知,B液体的密度最大,C液体的密度最小,即
ρB>ρA>ρC
故A错误;
BC.液体的密度关系为
ρB>ρA>ρC
三种液体的深度相同,根据公式p=ρgh可知,液体对容器底部的压强关系为
pB>pA>pC
三个容器的底面积相同,根据公式F=pS可知,液体对容器底部的压力关系为
FB>FA>FC
故B正确,C错误;
D.容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,因三个容器的质量相同、三种液体的质量也相同,则根据G=mg可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即
FA=FB=FC
故D错误。
故选B。
2.(22-23九年级上·上海嘉定·期中)如图所示,完全相同的两个薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上,分别装有A、B两种密度不同的液体。将两个完全相同的实心金属球浸没在两种液体中后,液体对容器底部的压强pA与pB相等。将两个金属球取出后(忽略带出的液体),下列说法中正确的是( )
A.ρA>ρB,液体对容器底的压强变化量ΔpA=ΔpB
B.ρA<ρB,容器对水平面的压强变化量Δp甲=Δp乙
C.ρA<ρB,液体A的质量可能大于液体B的质量
D.ρA>ρB,液体A的质量一定小于液体B的质量
【答案】D
【详解】AB.由图可知,甲乙容器中液体的深度关系为
hA<hB
液体对容器底部的压强pA与pB相等,由p=ρgh可知AB液体的密度关系
ρA>ρB
两个容器相同,两个金属球相同,将两个金属球取出后,液体深度的变化量相同,由p=ρgh可知液体对容器底的压强变化量
ΔpA>ΔpB
将两个相同的金属球取出后,减小的重力相同,容器对水平面减小的压力相同,由可知,容器对水平面的压强变化量相同,即
Δp甲=Δp乙
故AB错误;
CD,原来液体对容器底部的压强pA与pB相等,取出两个金属球后,液体对容器底的压强变化量
ΔpA>ΔpB
由p剩=p-Δp可知剩余液体对容器底的压强
pA剩<pB剩
根据F=pS可知液体对容器底的压力的关系
FA剩<FB剩
因为液体是直柱形,所以液体的重力关系
GA剩<GB剩
由得到液体的质量关系
mA剩<mB剩
故D正确,C错误。
故选D。
二、填空题
3.(21-22九年级上·上海浦东新·期中)如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的不同液体,则液体对容器底部的压强p甲 p乙。现将两个体积相同的实心铁球与铜球(p铁<p铜)分别浸没在甲、乙两容器的液体中且液体不溢出,此时液体对容器底部的压强p甲' p乙'。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 大于 大于
【详解】[1] 甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的不同液体,,液体对容器低的压力等于物体的重力
甲、乙两个底面积,根据 可知, 。
[2],如图,容器中液面的高度相同,根据 可知,两个体积相同的实心铁球与铜球(p铁<p铜)分别浸没在甲、乙两容器的液体中且液体不溢出,甲容器液面上升的高度大于乙容器页面上升的高度,根据可知,。
4.(21-22九年级上·上海·期中)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置于水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,若瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则F甲 F乙,p甲 p乙;若水对瓶底和瓶盖的压力分别为F甲′和F乙′,水对底和瓶盖的压强分别为p甲′和p乙′,则F甲′ F乙′,p甲′ p乙′,(本题均选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 = < > <
【详解】[1]水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,正立和倒立时,水瓶的重力不变,压力大小也不变,即
F甲=F乙
[2]水瓶倒立时受力面积变小,由可知压强变大,即
p甲<p乙
[3][4]倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,即
p′甲<p′乙
正放时,容器形状是上下一样粗,水对容器底的压力等于水的重力,倒放时,容器形状是上粗下细,因一部分水压在侧壁上,所以水对杯底的压力小于水的重力,即
F′甲>F′乙
三、实验题
5.(16-17九年级上·上海奉贤·期中)某小组同学探究在某一盛有液体的柱形容器内浸入某漂浮的实心物体前、后,容器底部所受液体压强的增加量Δp液与哪些因素有关时,同学们猜想:Δp液与漂浮的实心物体的密度ρ物和体积V物有关,于是选择了表一的六个物体,先后放入盛有某种液体的同一柱形容器中(液体均不溢出),并测得Δp液。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
实验示意图
V物(米3)
0.001
0.001
0.001
0.0015
0.002
0.004
ρ物(千克/米3)
800
600
400
400
400
200
Δp液(帕)
160
120
80
120
160
(1)根据表中试验序号1与4的数据, (选填“可以”或“不可以”)验证Δp液与漂浮的实心物体的密度ρ物相关的猜想,依据是: ;
(2)根据表中试验序号 的数据,可得到的初步结论是:当不同体积、相同ρ物的实心物体浸入盛有某种液体的同一柱形容器中漂浮时, ;
(3)该组同学还通过进一步分析得到了结论,请根据实验能够得到的结论填写实验序号6中相关数据:Δp液为 帕。
【答案】(1) 不可以 没有控制物体体积相等
(2) 3、4、5 Δp液与V物成正比
(3)160
【详解】(1)[1][2]由题可知,容器底部受到压强的增加量Δp液与漂浮的实心物体的密度ρ物和体积V物有关,所以要验证Δp液与漂浮的实心物体的密度ρ物的关系时,应控制物体体积V物相等。由表格中数据知,1与4两次实验中物体的体积不同,所以不可以验证此次猜想。
(2)[1][2]由题知,应选择物体体积不同,密度相同,液体密度也相同进行实验,由图知应选择3、4、5次进行实验;从表中数据可以看出,物体体积增大几倍,Δp液也增大几倍,即:Δp液与V物成正比。
(3)由表中1、2、3次实验数据知,物体体积V物相同时,Δp液与ρ物成正比;由实验中第1和第6次数据可知,第6次物体体积是第1次的4倍,则Δp液为第1次的4倍;第6次液体密度是第1次的,则Δp液为第1次的倍;所以第6次实验中Δp液与第1次的相等,都为160Pa。
6.(14-15九年级上·上海宝山·期中)某实验小组的同学在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,将两端开口的玻璃管下端扎上橡皮薄膜,竖直插入水和酒精中同一深度,观察到橡皮薄膜均向上隆起,实验现象如图(a)(b)所示。(酒精密度为0.8×103千克/米3)
①观察到图(a)和(b)所示的实验现象后,他们猜想:液体内部的压强 ;
表一 深度 10厘米
实验序号
物质种类
密度
(千克/米3)
液体压强
(帕)
1
酒精
0.8×103
7.84×102
2
水
1.0×103
9.80×102
3
水银
13.6×103
1.3328×104
表二 深度为 厘米
实验
序号
物质种类
密度(千克/米3)
液体压强
(帕)
4
****
****
5
****
****
6
****
****
②为了验证猜想,他们用仪器测出三种不同液体在同一深度处的压强p,并将相关实验数据记录在表一中:
分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件,深度为10厘米时物质密度ρ1、ρ2、ρ3所对应的液体压强为p1、p2、p3,它们之间满足的关系是 (填数量关系)。由此,小明得出初步结论:当深度为10厘米时,液体内部的压强与液体密度成正比;小华得出初步结论:同一深度,液体内部压强与液体密度成正比。分析上述实验过程和相关条件, 得出的初步结论更合理些(选填“小明”或“小华”);
③小红继续研究液体内部压强与液体深度的关系。为了与表一中的实验数据作比较,她设计了记录表二,请将表二中所有空格补充填写完整 。
【答案】 与液体密度有关,液体密度越大,液体内部压强越大 20 p1:p2:p3=ρ1:ρ2:ρ3 小明 见解析
【详解】①[1]图中,液体的深度相同,液体的密度不同,酒精的密度小于水的密度,图(b)中橡皮薄膜向上凸起的程度较大,因此可猜想:液体内部的压强与液体密度有关,液体密度越大,液体内部压强越大。
[2]研究液体内部压强与液体深度的关系,为了与表一中的实验数据作比较,应控液体的种类相同,深度不同,因此表二中液体的深度可为20cm。
②[3]由表一中数据可知
因此它们之间满足的关系是
p1:p2:p3=ρ1:ρ2:ρ3
[4]实验中,液体深度为10cm,要得到液体压强与液体密度的关系,应改变液体深度,分别在酒精、水、水银中进行实验,得到普遍规律,因此小明得到的初步结论更合理。
③[5]小红继续研究液体内部压强与液体深度的关系,根据控制变量法可知,应控制物质的种类相同,因此物质种类应与表格一中相同,为酒精、水、水银。表格如下:
实验
序号
物质种类
密度(千克/米3)
液体压强
(帕)
4
酒精
****
****
5
水
****
****
6
水银
****
****
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专题03 液体内部的压强(七大题型+优选提升题)
考点一 概念辨析及应用
1.(23-24九年级上·上海·期中)下列装置工作时可以看作连通器的是( )
A.血压计 B.密度计 C.液位计 D.温度计
2.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示的实例中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.拦河大坝
C. 船闸
D. 乳牛自动饮水机
3.(22-23九年级上·上海青浦·期中)饮茶是我国的传统文化,如图所示是一把传统紫砂茶壶,壶嘴与壶身构成 。向茶壶内倒入15厘米深的水,则茶壶底部受到水产生的压强为 帕。若茶壶内部的底面积为20厘米2,则茶壶内底部受到水的压力为 牛。
4.(21-22九年级上·上海奉贤·期中)当用微型探测器进行水下探测时,它在水面下2米处受到水的压强为 帕。若探测器再继续下潜时,受到水的压强将 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。一般拦河大坝都筑成 形状正是应用了液体压强的上述规律。(最后一空选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)
考点二 不同模型下的液体压强
5.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,甲、乙为两个相同的轻质试管,这两个试管中倒入质量相等的不同种液体,则液体对容器底的压强p液甲 p液乙,液体对容器底的压力F液甲 F液甲。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
6.(23-24九年级上·上海浦东新·期中)如图所示,甲、乙两个容器中分别盛有两种不同液体,已知两个容器底部受到液体的压强恰好相等。在距离底部相同高度的M、N两点处液体压强pM、pN的关系是( )
A.pM > pN
B.pM = pN
C.pM < pN
D.无法判断
7.(22-23九年级上·上海黄浦·期中)如图所示,自带吸管的玻璃杯盛有深度为0.3米的水,该玻璃杯可以看作是一个 ,当杯中水静止时,图中A点的水的压强 B点的水的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。若B点到内杯底的竖直距离h为0.2米,则B点的水的压强为 帕。
8.(22-23九年级上·上海青浦·期中)如图所示,均匀实心正方体木块放在水平桌面上,已知木块重为6牛,底面积为0.01米2,则它对水平桌面的压强是 帕。把木块慢慢放入盛满水的容器中,木块浮在水面上,则容器底部受到水的压强将 ,容器对桌面的压强将 。(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
9.(23-24九年级上·上海·期中)在A、B两个完全相同的容器中,分别倒入甲、乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是( )
A.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
C.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强等于乙对容器底部的压强
D.若甲和乙的质量相等,则A容器对地面的压强小于B容器对地面的压强
10.(23-24九年级上·上海杨浦·期中)两个相同的圆柱形容器分别装有酒精和水,甲、乙两个小球分别浸没在酒精和水中,此时液体对两容器底部的压力相等。现分别取出两小球,若不计液体损耗,酒精和水各自对容器底部的压强变化量相等。则甲球的体积 乙球的体积;两容器中,酒精的质量 水的质量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.(23-24九年级上·上海普陀·期中)如图所示,鱼缸里有许多缓慢游动的鱼,A、B、C是其中三条鱼上的某点,已知A点的压强为帕,则A点所处的深度为 米;B点受到水的压力方向为向 (选填“上”或“下”);若C点的深度比A点增加0.1米,则C点水的压强为 帕。
12.(23-24九年级上·上海松江·期中)当连通器中注入同种液体,静止后,液面总是相平。为了对这种现象做出科学解释,我们在连通器的底部取一液片,如图,假设一开始连通器两侧液面不相平,且左低右高,则小液片左侧受到的液体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)右侧的液体压强,由于压力差,液片就会向 (选填“左”或“右”)侧移动,直到两边管中液体对最底部液片的压强 才停止流动。下列实例中利用连通器原理工作的是 (选填编号)。
考点三 液体压强的测量
13.(23-24九年级上·上海青浦·期中)小华同学“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验过程如图所示,他正在探究液体内部压强与 的关系,由测量结果U形管两边 ,可知液体内部压强与该因素无关。
14.(23-24九年级上·上海·期中)如图1所示的实验装置名称是 ,可以用它进行“探究液体内部压强与液体密度和深度的关系”,实验时通过观察 来比较液体内部压强的大小。由图2(a)、(b)(c)所示现象,可得出的初步结论是:同种液体(水),在同一深度,液体内部 。通过图2中所给的器材还可以探究液体内部压强与 的关系。
*考点四 不规则容器的液体压强
15.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,两个完全相同的圆台形容器,放置在水平桌面上,容器内盛有深度相同的水,则水对容器底压强pa pb,水对容器底的压力Fa Fb,容器对桌面的压力Fa’ Fb’。(以上三格均选填“大于”或“等于”或“小于”)
16.(22-23九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,甲、乙为两个相同的轻质容器,且在这两个容器中倒入深度相等的同种液体,则液体对容器底的压力F液甲 F液乙,桌面受到的压强 p甲 p乙,乙容器底部受到的液体压力 F液乙 乙容器对桌面的压力 F桌乙。(均选题“>”、“=”或“<”)
17.(23-24九年级上·上海闵行·期中)质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器,倒入质量相同的三种不同液体,液面高度相同,如图所示。三种液体的密度ρ甲、ρ乙、ρ丙的大小关系是 ;三个容器底部所受液体的压强p甲、p乙、p丙的大小关系是 ;三个容器底部所受液体的压力F甲、F乙、F丙的大小关系是 ;三个容器对桌面的压强p′甲、p′乙、p′丙的大小关系是 。
考点五 规则容器的液体压强 动态问题
18.(22-23九年级上·上海静安·期中)如图所示,底面积不同的薄壁圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平。现从两容器中抽出部分液体后,其液面仍保持相平,若此时甲对A底部的压力大于乙对B底部的压力,则抽取前,甲、乙各自对容器底部的压强pA、pB和压力FA、FB的关系是( )
A.pA≤pB,FA<FB B.pA≤pB,FA>FB
C.pA>pB,FA<FB D.pA>pB,FA>FB
19.(21-22九年级上·上海·期中)如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,质量相同的金属球甲、乙分别浸没在A、B液体中,且,此时,液体对容器底的压强相等。现将两小球取出并交换投入另一容器中,小球依然浸没且无液体溢出,则操作前后A、B液体对容器底部压强的变化量ΔpA、ΔpB和两容器对地面的压力F1、F2的关系是( )
A.ΔpA>ΔpB,F1>F2 B.ΔpA>ΔpB,F1<F2
C.ΔpA<ΔpB,F1<F2 D.ΔpA<ΔpB,F1>F2
20.(23-24九年级上·上海徐汇·期中)如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平地面上,分别盛有甲、乙两种液体,已知液体对各自容器底部的压强相等。现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图(b)所示,若甲、乙液体的密度分别为和,容器对水平地面压强的变化量分别为、,则( )
A., B.,
C., D.,
考点六 计算题
21.(23-24九年级上·上海·期中)重为5牛、底面积为米的薄壁容器内盛有0.2米深的水,放在水平桌面的中央,若容器对桌面的压强为帕。
求:(1)容器对桌面的压力;
(2)容器中水的重力;
(3)水对容器底的压力。
22.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,质量为0.3千克、高度为0.11米的平底圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面中央,已知筒内深度为0.1米。
(1)若青花瓷笔筒材质的密度为 2.5×103千克/米3,求生产这笔筒所用青花瓷的体积V瓷;
(2)若笔筒内注满水时,求水对笔筒底部产生的压强p水;
(3)若笔筒开口向上放置时,对桌面的压强为980 帕,求笔筒与桌面的接触面积S筒。
23.(23-24九年级上·上海松江·期中)如图所示,将下口盖有轻质薄塑料片的两端开口的玻璃管竖直插入水中,玻璃管长20厘米,塑料片距离水面0.1米。
(1)求塑料片受到水的压强p水;
(2)若塑料片的底面积为2×10-2米2,求水对它的压力F水;
(3)接下来慢慢向玻璃管内注入某种液体,当塑料片恰好下落时,管内液面高于管外水面,求注入液体的密度范围。
24.(23-24九年级上·上海·期中)如图(a)所示,质量为12千克、底面积为4×10-2米2,高为0.1米的柱状金属块放在水平地面上。求:
(1)金属块的密度;( )
(2)金属块对地面的压强;( )
(3)如图(b)所示,若将金属块放入高度为0.2米,底面积为6×10-2米2空的圆柱形容器中,再向容器内加水,发现水面上升到某一位置前水对容器底部的压强增加量Δp水与容器对地面压强增加量Δp地的比值始终保持不变;
a. 满足上述要求时,该位置的水深为 ;
b. 通过计算求出Δp水与Δp地的比值。( )
25.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示,两个相同的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面,容器高度为0.8米。
(1)若甲中水的体积为2×10-3m3,求水的质量m水。
(2)乙容器质量为m0,底面积为S0,求乙容器对地面的压强P乙。
(3)若甲容器中水的深度为0.6米,现向乙容器中加入深度大于0.6米的A液体,使得甲乙中液体对容器底部的压强相等,求A液体的密度ρA的取值范围。
考点七 作图题、实验题、动态实验题
26.(23-24九年级上·上海闵行·期中)甲、乙、丙为底部扎有橡皮膜的玻璃管插入水槽中,如图所示。甲、乙、丙管内分别装有与水槽水面相平的煤油、盐水和水,请画出橡皮膜的大致形状。
27.(23-24九年级上·上海·期中)如图(a)、(b)为使用 (填写实验装置名称)“探究液体内部的压强与哪些因素有关”实验中的一个情景,此时探究的是液体内部压强与 的关系。若要继续探究液体内部压强与液体深度是否有关,则需在图(c)的容器中注入 (选填“盐水”、“水”或“酒精”),并将橡皮膜朝下置于容器中深度与h 处(选填“相同”或“不同”)。
28.(23-24九年级上·上海·期中)如图所示的装置叫做 。若用手按压金属盒上的橡皮膜,两管中液面将 (选填“相平”或“不相平”)。小华同学在“探究液体内部压强规律”的实验中,进行了如图乙所示的操作:
①由图乙(c)、(d)可知液体内部压强的大小与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”);
②要探究液体压强与密度的关系,应选用 两图进行对比。
29.(23-24九年级上·上海闵行·期中)如图所示,在“探究影响液体内部压强”的实验中:
(1)实验前,要先用手指按压橡皮膜,如果U形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)正确操作后,分析甲、乙两图的实验现象,可以探究液体压强与 的关系,由此可知拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)利用 两图进行实验对比,可以探究液体压强是否与液体的质量有关;
(4)实验时发现:在同种液体的同一深度处,使用不同的压强计时,U形管两侧液面的高度差不完全相同。对造成这一现象的原因,你的猜想是: ;
(5)小华用图戊所示的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,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
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
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题目中合适的字母和ρ水表示)。
30.(23-24九年级上·上海·期中)某小组同学研究柱形容器在放入物体前、后,容器对水平桌面的压力增加量ΔF容和液体对容器底部的压力增加量ΔF液的大小关系。柱形容器内盛有足够多液体且在放入物体前、物体后液体均未溢出。实验中,他们先后将质量m物和体积V物不同的物体放入盛有酒精的柱形容器中,并测得ΔF容和ΔF液,相关数据如表一、表二:
表一所盛液体:酒精
(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
表二所盛液体:酒精
(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
实验
序号
m物(克)
V物(厘米3)
ΔF容
(牛)
ΔF液
(牛)
实验
序号
m物(克)
V物(厘米3)
ΔF容
(牛)
ΔF液
(牛)
1
40
100
0.4
0.4
6
60
200
0.6
0.6
2
60
100
0.6
0.6
7
80
200
0.8
0.8
3
80
100
0.8
0.8
8
160
200
1.6
1.6
4
160
100
1.6
0.8
9
240
200
2.4
1.6
5
240
100
2.4
0.8
10
320
200
3.2
1.6
(1)分析比较实验序号 中的相关数据及相关条件,可得出的初步结论是:盛有足够多液体的柱形容器在放入相同质量的物体前、后(液体未溢出),ΔF容与V物无关;
(2)分析比较表一或表二中m物和ΔF容的数据及相关条件,可得出的初步结论是:盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后(液体未溢出), ;
(3)进一步分析表一、表二中的数据及相关条件,可得到的合理猜想是:盛有足够多液体的柱形容器在放入物体前、后(液体未溢出),当 时,ΔF容和ΔF液的大小相等。为了验证上述猜想,应该用 继续进行实验。
一、单选题
1.(23-24九年级上·上海·期中)如图,质量、底面积相同的薄壁容器甲、乙、丙放在水平桌面上,甲为圆柱形,乙、丙为圆台形,分别装有A、B、C三种质量和深度均相同的液体,下列说法正确的是( )
A.液体的密度 B.液体对容器底部的压强
C.液体对容器底部的压力 D.容器对桌面的压力
2.(22-23九年级上·上海嘉定·期中)如图所示,完全相同的两个薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上,分别装有A、B两种密度不同的液体。将两个完全相同的实心金属球浸没在两种液体中后,液体对容器底部的压强pA与pB相等。将两个金属球取出后(忽略带出的液体),下列说法中正确的是( )
A.ρA>ρB,液体对容器底的压强变化量ΔpA=ΔpB
B.ρA<ρB,容器对水平面的压强变化量Δp甲=Δp乙
C.ρA<ρB,液体A的质量可能大于液体B的质量
D.ρA>ρB,液体A的质量一定小于液体B的质量
二、填空题
3.(21-22九年级上·上海浦东新·期中)如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有质量相同的不同液体,则液体对容器底部的压强p甲 p乙。现将两个体积相同的实心铁球与铜球(p铁<p铜)分别浸没在甲、乙两容器的液体中且液体不溢出,此时液体对容器底部的压强p甲' p乙'。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
4.(21-22九年级上·上海·期中)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置于水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,若瓶对桌面的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则F甲 F乙,p甲 p乙;若水对瓶底和瓶盖的压力分别为F甲′和F乙′,水对底和瓶盖的压强分别为p甲′和p乙′,则F甲′ F乙′,p甲′ p乙′,(本题均选填“>”、“<”或“=”)。
三、实验题
5.(16-17九年级上·上海奉贤·期中)某小组同学探究在某一盛有液体的柱形容器内浸入某漂浮的实心物体前、后,容器底部所受液体压强的增加量Δp液与哪些因素有关时,同学们猜想:Δp液与漂浮的实心物体的密度ρ物和体积V物有关,于是选择了表一的六个物体,先后放入盛有某种液体的同一柱形容器中(液体均不溢出),并测得Δp液。实验示意图及相应数据见下表。
实验序号
1
2
3
4
5
6
实验示意图
V物(米3)
0.001
0.001
0.001
0.0015
0.002
0.004
ρ物(千克/米3)
800
600
400
400
400
200
Δp液(帕)
160
120
80
120
160
(1)根据表中试验序号1与4的数据, (选填“可以”或“不可以”)验证Δp液与漂浮的实心物体的密度ρ物相关的猜想,依据是: ;
(2)根据表中试验序号 的数据,可得到的初步结论是:当不同体积、相同ρ物的实心物体浸入盛有某种液体的同一柱形容器中漂浮时, ;
(3)该组同学还通过进一步分析得到了结论,请根据实验能够得到的结论填写实验序号6中相关数据:Δp液为 帕。
6.(14-15九年级上·上海宝山·期中)某实验小组的同学在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,将两端开口的玻璃管下端扎上橡皮薄膜,竖直插入水和酒精中同一深度,观察到橡皮薄膜均向上隆起,实验现象如图(a)(b)所示。(酒精密度为0.8×103千克/米3)
①观察到图(a)和(b)所示的实验现象后,他们猜想:液体内部的压强 ;
表一 深度 10厘米
实验序号
物质种类
密度
(千克/米3)
液体压强
(帕)
1
酒精
0.8×103
7.84×102
2
水
1.0×103
9.80×102
3
水银
13.6×103
1.3328×104
表二 深度为 厘米
实验
序号
物质种类
密度(千克/米3)
液体压强
(帕)
4
****
****
5
****
****
6
****
****
②为了验证猜想,他们用仪器测出三种不同液体在同一深度处的压强p,并将相关实验数据记录在表一中:
分析比较实验序号1与2与3的数据及相关条件,深度为10厘米时物质密度ρ1、ρ2、ρ3所对应的液体压强为p1、p2、p3,它们之间满足的关系是 (填数量关系)。由此,小明得出初步结论:当深度为10厘米时,液体内部的压强与液体密度成正比;小华得出初步结论:同一深度,液体内部压强与液体密度成正比。分析上述实验过程和相关条件, 得出的初步结论更合理些(选填“小明”或“小华”);
③小红继续研究液体内部压强与液体深度的关系。为了与表一中的实验数据作比较,她设计了记录表二,请将表二中所有空格补充填写完整 。
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