内容正文:
分层作业本·云南物理
模
块
四
力
学
命题点 4 液体压强(必考)
考向 1
液体压强的特点及应用(8 年 2 考)
1. [2020 省卷 14 题第二空 1 分]我国三峡大坝上下
游水位差最高达 113
m,在上下游之间修建世
界上最大的船闸,利用 连通器 原理确保船
只平稳通行.
2. 连通器在日常生产、生活中有着广泛的应用.
如图所示,利用了连通器原理的是 ( D )
第 2 题图
A. ①②③ B. ②③④
C. ①②④ D. ①②③④
3. (多选)如图,一方形容器置于水平面上,用竖
直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横
截面积是左侧的 2 倍,隔板底部有一小圆孔用
薄橡皮膜封闭. 左、右两侧分别注入两种不同
液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生
形变. 下列说法正确的是
( AC )
第 3 题图
A. 左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等
B. 左、右两侧液体对容器底的压力相等
C. 左侧液体的密度小于右侧液体的密度
D. 容器中左、右两侧液体的质量相等
4. (多选) [2023 武汉改编]竖直放置一矿泉水瓶
子,并在侧壁钻 a、b 两个大小一样的小孔,打
开瓶盖,往瓶中注满水,水从两个小圆孔喷出,
喷出的水分别落到水平地面上的 c、d 两处,如
图甲所示. 下列说法正确的是 ( BD )
甲 乙
第 4 题图
A. 图甲中 d 是从 a 孔喷出水的落点
B. 液体从敞口容器侧壁的孔中喷出,说明液体
对侧面有压强
C. 这次实验初步说明液体内部压强的大小与
液体的密度有关
D. 这次实验初步说明水内部压强的大小与水
的深度有关
变式训练
如图乙所示,平静的湖中,下列哪处水的压强
最小 ( A )
A. a B. b C. c D. d
考向 2
液体压强的计算与判断(8 年 7 考)
要点攻关:公式 p= F
S
与 p= ρgh 的理解和比较
计算
公式
p= F
S
p= ρgh
适用
范围
对固 体、 液 体、 气 体 都
适用
适用 于 任 何 形
状液体的压强
理解
(1)在水平面上,任何形
状固体产生的压力
F=G固
(2)对于规则形状的液
体(V = Sh,如长方体、圆
柱体等固体容器装的液
体)对容器底部的压力
F=G液,而不规则形状的
液体对容器底部的压力
一般不等于 G液
也适用于均匀、
规则 的 柱 状 固
体产 生 的 压 强
(V = Sh,如长方
体、圆柱体等)
计算
顺序
先压力 F=G固,
后压强 p= F
S
先压强 p = ρgh,
后压力 F= pS
35
分层作业本·云南物理
模
块
四
力
学
5. [2024 新疆]如图所示,一下半部分为圆柱形的
玻璃 瓶, 深 度 为 20
cm, 内 封 闭 有 质 量 为
0. 30
kg 的水. 将玻璃瓶正放在水平面上时,水
对玻璃瓶底部的压强为 900
Pa;将玻璃瓶倒放
在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为 1
400
Pa. 若该玻璃瓶内装满密度为 0. 8× 103
kg / m3
的酒精,则酒精的质量为(ρ水 = 1. 0×103
kg / m3,
g 取 10
N / kg) ( B )
A. 0. 36
kg B. 0. 40
kg
C. 0. 44
kg D. 0. 48
kg
第 5 题图 第 7 题图
6. [2023 安徽改编]“奋斗者”号深潜器创造了我国
载人深潜的新纪录. 当“奋斗者”号潜至海面下
10
000
m 深处时,水平舱面上所受海水的压强
为 1×108 Pa,其外部 0. 1
m2 的水平舱面上
所受的海水压力约为 1×107 N. (海水密度
近似为 1×103
kg / m3,g 取 10
N / kg)
7. 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 1
000 Pa. ( g 取 10
N / kg,ρ水 = 1×103
kg / m3)
变式训练
(1)[2023 郴州改编]如图甲所示是拦河大坝的
示意图. 则 A点受到水的压强为 3×105 Pa.
甲 乙
变式训练题图
(2)如图乙所示,容器的底面积为 200
cm2,给
容器中加入 2
kg 的水,则水对容器底部的压力
为 20 N,对容器底部的压强为 1
000
Pa;若容器的质量为 0. 5
kg,则加水后容器对
桌面的压力为 25 N,压强为 1
250 Pa.
8. 小华同学通过实验探究某种液体内部的压强 p 与
深度 h 的关系,根据实验数据绘出了如图的图像.
由图像可知,该液体的密度为 1. 2×103 kg / m3,
则该液体 50
cm
深处的压强为 6×103 Pa.
(g 取10
N / kg)
第 8 题图
9. [2017 省卷 23 题 8 分]目前,世界上能够制造潜
水深度 6
000 米潜水器的国家仅有中国、美国、
日本、法国和俄罗斯,我国研制的“蛟龙”号潜
水器曾经载人深潜 7
062 米,创造了世界同类
作业型潜水器最大下潜深度记录,取 ρ海水 =
1. 0×103
kg / m3,g 取 10
N / kg. 求:
(1)在 7
000
m 的深度,潜水器受到的海水压
强为多少,合多少个标准大气压;
(2)若“蛟龙”号上有一个 50
cm2 的观察窗,在
7
000
m 深度时观察窗受到的海水压力为
多大;
(3)若“蛟龙”号从 7
000
m 深度上浮至水面用
时 6 小时 56 分 40 秒,它上浮的平均速度.
解:(1)潜水器受到的海水压强
p=ρ海水 gh=1. 0×103
kg / m3×10
N / kg×7
000
m= 7×
107
Pa=700 个标准大气压;
(2)由 P= F
S
可知,观察窗受到的海水压力
F=pS=7×107
Pa×50×10-4
m2 =3. 5×105
N;
(3)上浮时间 t= 6 小时 56 分 40 秒 = 6×3
600
s+56×
60
s+40
s= 25
000
s,
上浮的平均速度 v= s
t
=7
000
m
25
000
s
= 0. 28
m/ s.
探究液体压强与哪些因素有关(2024. 19)
10. [2024 云南 19 题 4 分]实验小组用如图的装置
探究“液体内部压强与哪些因素有关”.
第 10 题图
45
分层作业本·云南物理
模
块
四
力
学
(1)为使实验现象明显,U 形管中的液体选择
有色 (选填“有色”或“无色”)的更好.
(2)在图甲中,固定探头在水中的深度,多次
改变探头朝向,这是为了探究在同种液体内
部的同一深度,液体向 各个方向 的压强
大小关系.
(3)比较甲、乙两图可知,在同种液体内部,深
度越大,压强 越大 . 比较 乙、丙 两图
可知,在液体内部的同一深度,液体的密度越
大,压强越大.
拓展设问
(1)如图甲所示,在 U 形管接头处加了一个
“三通接头”,若需通过图甲和乙对比得出液
体压强与液体密度的关系,应将图乙中的探
头向 上 移动适当的距离,移动探头后,
观察到 U 形管水面高度差为 Δh,此时探头
受到盐水的压强为 p盐水,小婷调整图甲中探
头的位置,当 U 形管水面高度差也为 Δh 时,
测出探头在水中的深度为 0. 2
m,则 p盐水 =
2
000 Pa;
拓展设问题图
(2)实验小组发现探头所处深度较浅时,U
形管两液面的高度差不明显,可将 U 形管中
的水换成密度更 小 的液体以方便读数;
探究过程中,保持探头所处深度不变,将 U
形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U 形管
中两液面所对刻度线间的距离将 变大
(选填“变大”“变小”或“不变”).
11. [2022 福建]在探究影响液体压强因素的实验
中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管
进行实验,在 5 号管中装入盐水,其他管中装
入水,如图所示.
(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体
压强 的大小.
(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的
程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、
重力、体积或 深度 有关.
第 11 题图
(3)图乙中,4 号管上段更粗,下段与 2 号管粗
细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄
膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与
液体的质量、重力、体积都 无关 .
(4)图丙中,5 号管和 2 号管的液柱长度相等,
利用 5 号管和 2 号管可探究液体压强与液体
的 密度 是否有关.
(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选
用 2 号管和 6 号管进行实验,6 号管水柱比 2
号管水柱长, 实验时需控制两管水柱的
深度 相等.
12. (多选)[2024 云南 10 题 3 分]
一质量为 900
g、
底面积为 100
cm2、高为 12
cm 的不吸水圆柱
体放在盛有 4. 2
kg 水的薄壁(厚度不计)柱形
容器内,容器底面积为 300
cm2,如图所示. 打
开阀门 K,放出 3
kg 的水后关闭阀门( ρ水 =
1. 0×103
kg / m3,g 取 10
N / kg). 下列说法正确
的是 ( AD )
第 12 题图
A. 圆柱体的密度为 0. 75×103
kg / m3
B. 放水前水面距容器底部的高度为 14
cm
C. 放水后水对容器底部的压力为 21
N
D. 放水后水对容器底部的压强为 600
Pa
55
分层作业本·云南物理
模
块
四
力
学
13. 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为 pA 和
pB,水对瓶底和瓶盖的压力分别为 FA 和 FB,
则
( B )
A. pA>pB,FA>FB B. pA<pB,FA>FB
C. pA = pB,FA>FB D. pA<pB,FA =FB
第 13 题图 第 14 题图
14. 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 )
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
变式训练
如图所示,底面积和质量都相同的 A、B 两容
器,装有深度相等,质量相等的不同液体,若
容器底部受到的液体压强分别为 pA 和 pB,
容器对桌面的压力分别为 FA 和 FB . 则下列
说法正确的是 ( C )
变式训练题图
A. pA = pB,FA<FB B. pA<pB,FA<FB
C. pA<pB,FA =FB D. pA>pB,FA =FB
第 15 题图
15. [2022 北京]如图所示,两个
圆柱形容器甲和乙放在水平
桌面上,甲容器底面积大于
乙容器底面积,它们分别装
有体积相等的液体,甲容器
中液体的密度为 ρ甲,乙容器中液体的密度为
ρ乙.液体内 A、B 两点到容器底部的距离相等,
其压强分别为 pA、pB . 若两容器底部受到的液
体压强相等,则下列判断正确的是 ( D )
A. ρ甲<ρ乙,pA<pB B. ρ甲<ρ乙,pA>pB
C. ρ甲>ρ乙,pA = pB D. ρ甲>ρ乙,pA<pB
16. [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 16 题图
17. [2023 上海改编]甲、乙为两个完全相同的薄壁
柱形容器, 两容器的底面积为 S0, 高度为
0. 8
m,甲中水的深度为 0. 6
m,乙中加入 A 液
体后,甲、乙对地面的压强恰好相等,此时两
容器液面高度如图所示,求 A 液体的密度范
围. (ρ水 =1. 0×103
kg / m3,g 取 10
N / kg)
第 17 题图
解:甲、乙为两个完全相同的薄壁
柱形容器,则两个容器的质量、底
面积均相同,当甲、乙对地面的压
强相同时,根据 F=pS 可知,容器
对地面的压力相同,液体的重力
相同,根据 G=mg=ρgV=ρgSh 可得,
ρ水 gS0h水 =ρAgS0hA,
则当 A 液体的深度等于水的深度时,A 液体的密度
等于水的密度,由 ρ= m
V
= m
Sh
可知,容器底面积和液
体质量都一定时,液体深度越小其密度越大,
由图可知,A 液体的深度比水略大,
所以乙中 A 液体的最大密度 ρAmax < ρ水 = 1. 0 ×
103
kg / m3,
当乙中 A液体的深度最大为 0. 8
m时,其密度最小,
最小密度 ρAmin =
h水
hA
ρ水 =
0. 6
m
0. 8
m
×1. 0×103
kg / m3 =
0. 75×103
kg / m3,
所以 A 液体的密度范围为 0. 75 × 103 ~ 1. 0 ×
103
kg / m3 .
65
参考答案及解析·云南物理
分
层
作
业
本
6. 乙 压力相同 平衡力 0. 5 10
000
[变式训练]
2. 5×105 4×108 【解析】图钉尖对墙的压
力等于手指对图钉帽的压力,即 F2 = F1 = 20
N,图钉帽的
面积 S1 = 0. 8
cm2 = 8 × 10-5
m2 ,图钉尖的面积 S2 = 5 ×
10-4
cm2 = 5 × 10-8
m2 , 手 对 图 钉 帽 的 压 强 p1 =
F1
S1
=
20
N
8×10-5
m2
= 2. 5 × 105
Pa,图钉尖对墙的压强 p2 =
F2
S2
=
20
N
5×10-8
m2
= 4×108
Pa.
7. 解:(1)雾炮车达到最大装水量时对水平地面的压力 F =
G总 =m总 g = (m空 +m水)g = (6
000
kg+12
000
kg) ×10
N/ kg =
1. 8×105
N;
(2)【解法一】雾炮车满载时对水平地面的压强 p =
F
S
=
1. 8×105
N
0. 1×4
m2
= 4. 5×105
Pa,小于桥面能承受的最大压强 6×
105
Pa,所以该雾炮车能满载通过;
【解法二】当受力面积为 0. 1×4
m2 = 0. 4
m2 时,古桥能承
受的最大压力 F大 = p大 S= 6×105
Pa×0. 4
m2 = 2. 4×105
N,
大于雾炮车满载时对水平地面的压力 1. 8×105
N,所以该
雾炮车能满载通过;
(3)雾炮车空载时对水平地面的压力 F′=G =m空 g = 6
000
kg×10
N / kg = 6×104
N,雾炮车空载时对水平地面的压强
p′=
F′
S
= 6
×104
N
0. 4
m2
= 1. 5×105
Pa.
8. (1)转换 (2)没有控制压力大小相同 1 (3)压力越大
压路机的碾子很重 【拓展设问】C
9. B 10. C
11. B 思路点拨 1:= > > = > 思路点拨 2:=
12. A 思路点拨 1:< = > 思路点拨 2:①< = < =
< ② = =
13. 1
500 3
000 14. 5 ∶3 10 ∶9
命题点 4 液体压强
1. 连通器 2. D 3. AC
4. BD [变式训练]A 5. B 6. 1×108 1×107
7. 上 1
000 [变式训练](1)3×105 (2)20 1
000 25
1
250
8. 1. 2×103 6×103
9. 解: ( 1) 潜水器受到的海水压强 p = ρ海水 gh = 1. 0 ×
103
kg / m3 ×10
N / kg×7
000
m = 7×107
Pa≈700 个标准大气
压;
(2)由 P=
F
S
可知,观察窗受到的海水压力
F= pS= 7×107
Pa×50×10-4
m2 = 3. 5×105
N;
(3)上浮时间 t= 6 小时 56 分 40 秒= 6×3
600
s+56×60
s+
40
s = 25
000
s,
上浮的平均速度 v=
s
t
= 7
000
m
25
000
s
= 0. 28
m / s.
10. (1)有色 (2)各个方向 (3)越大 (4)乙、丙
[拓展设问](1)上 2
000 (2)小 变大
11. (1)压强 (2)深度 (3)无关 (4)密度 (5)深度
12. AD 【解析】 由题意可知, 圆柱体的体积 V柱 = Sh =
100
cm2 ×12
cm = 1
200
cm3 = 1. 2×10-3
m3 ,圆柱体的密度
ρ柱 =
m柱
V柱
= 0. 9
kg
1. 2×10-3
m3
= 0. 75×103
kg / m3 ,故 A 正确;放水
前,由图可知,圆柱体漂浮在水里,所以 F浮 =G柱 =m柱 g =
0. 9
kg×10
N / kg = 9
N,由 F浮 = ρ水 gV排 可得,排开水的体
积 V排 =
F浮
ρ水 g
= 9
N
1. 0×103
kg / m3 ×10
N / kg
= 9×10-4
m3 ,所以
液面上升的高度 h′=
V排
S容器
= 9
×10-4
m3
300×10-4
m2
= 0. 03
m = 3
cm,
没放圆柱体之前水的体积 V0 =
m0
ρ水
= 4. 2
kg
1. 0×103
kg / m3
= 4. 2
×10-3
m3 ,水面的高度 h0 =
V0
S容器
= 4. 2
×10-3
m3
300×10
-4
m2
= 0. 14
m =
14
cm,所以放水前水面距容器底部的高度 h = h0 +h′ =
14
cm+3
cm = 17
cm,故 B 错误;放水前圆柱体浸在水中
的深度 h浸柱 =
V排
S柱
= 9
×10-4
m3
100×10-4
m2
= 0. 09
m = 9
cm,圆柱体下
面水的高度 h前水 = 17
cm-9
cm = 8
cm,圆柱体下面水的质
量 m0 = ρ水 S容器 h前水 = 1. 0 × 103
kg / m3 × 300 × 10-4
m2 ×
0. 08
m= 2. 4
kg,所以当放水 2. 4
kg 时圆柱体刚好漂浮,
现在放水 3
kg,圆柱体沉底,此时水面下降的高度 Δh =
3
kg-2. 4
kg
ρ水(S容器-S柱)
= 0. 6
kg
1. 0×103
kg / m3×(300×10-4
m2-100×10-4
m2)
=
0. 03
m = 3
cm,放水后水面的高度 h后水 = 9
cm - 3
cm =
6
cm,所以放水后水对容器底的压强 p水 = ρ水 h后水 g = 1. 0
×103
kg / m3 ×0. 06
m×10
N / kg = 600
Pa,所以放水后水对
容器底的压力 F′= p水 S容器 = 600
Pa×300×10-4
m2 = 18
N,
故 C 错误,D 正确. 故选 AD.
13. B 14. A 【变式训练】C
15. D 【解析】由题意可知两容器底部受到的液体压强相等
p甲 = p乙,由图可知甲液体的深度小于乙液体的深度,由 p
= ρgh 可知 ρ甲 >ρ乙;由题意可知液体内 A、B 两点到容器
底部的距离相等,根据 p= ρgh 可知 pA下 >pB下,由于 p甲 = pA
+pA下,p乙 = pB+pB下,且 p甲 = p乙,所以 pA <pB,故 D 正确. 故
选 D.
16. F甲 >F丙 >F乙 p甲 = p乙 = p丙 【解析】容器中水的深度关
系为 h甲 >h丙 >h乙,根据 p= ρgh 可知,容器底部所受水的压
强关系为 p甲 ′>p丙 ′>p乙 ′,因三个容器底面积相同,则根据
F= pS 可知,水对容器底部的压力关系为 F甲 >F丙 >F乙;三
个容器的质量相同、所装水的质量也相同,所以容器和水
的总质量相同,由 G =mg 可知,它们的总重力相同,因为
容器对桌面的压力等于容器和水的总重力,所以三个容
器对桌面的压力相等,已知三个容器的底面积相同,所以
根据 p =
F
S
可知,三个容器对桌面的压强相等,即 p甲 =
p乙 = p丙 .
17. 解:甲、乙为两个完全相同的薄壁柱形容器,则两个容器
的质量、底面积均相同,当甲、乙对地面的压强相同时,根
据 F= pS 可知,容器对地面的压力相同,液体的重力相
同,根据 G=mg= ρVg= ρShg 可得,ρ水 S0h水 g = ρAS0hAg,则
当 A 液体的深度等于水的深度时,A 液体的密度等于水
的密度,由 ρ=
m
V
= m
Sh
可知,容器底面积和液体质量都一
定时,液体深度越小其密度越大,由图可知,A 液体的深
度比水略大,所以乙中 A 液体的最大密度 ρAmax <ρ水 = 1. 0
×103
kg / m3 ,当乙中 A 液体的深度最大为 0. 8
m 时,其密
度最小,最小密度 ρAmin =
h水
hA
ρ水 =
0. 6
m
0. 8
m
×1. 0×103
kg / m3 =
0. 75×103
kg / m3,所以 A液体的密度范围为 0. 75×103 ~ 1. 0
×103
kg / m3 .
命题点 5 大气压强与流体压强
1. B 2. AD [变式训练]C 3. 等于 1×104 4. 小于 运
动 5. 气体的体积 热 向上拉细线加深气球在水中的深
5