内容正文:
液体的压强
一.选择题(共3题)
1.如图所示,一个容器被隔板分成甲、乙两个部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜密封,在两部分内装入深度相同的两种液体,橡皮膜向乙液体中凸出。若甲、乙两部分液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,则二者的大小关系是( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲=ρ乙 C.ρ甲<ρ乙 D.无法比较
2.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
3.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( )
A.液体的密度ρ甲>ρ乙
B.液体对容器底部的压强p甲=p乙
C.容器对桌面的压力F甲=F乙
D.容器对桌面的压强p′甲>p'乙
二.多选题(共3小题)
4.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( )
A.FA>FB B.pA<pB C.FA<FB D.pA>pB
5.如图所示,两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精,a、b为距容器底部高度相同的两点,已知ρ酒精<ρ水,下列说法正确的是( )
A.甲中盛的是水,乙中盛的是酒精
B.甲、乙容器底受到液体的压力相等
C.两容器底部受到液体的压强不相等
D.a处所受液体的压强小于b处所受液体的压强
6.如图所示是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在面积为S质量为m的水平桌面中央,已知锥形瓶的质量为m1底面积为S1,当锥形瓶中倒入密度为ρ,质量为m2的液体后,液面高度为h,则( )
A.倒入锥形瓶中液体的体积为
B.锥形瓶中的液体对瓶底的压力为m2g
C.水平地面对桌子的支持力为(m+m1+m2)g
D.瓶底对水平桌面的压强为
三.填空题(共5题)
7.如图所示是某栋房子供水的水路示意图,放水时水龙头与水塔构成了一个 ,将水龙头(型号相同)单独打开并将开关旋至最大,则 (选填“甲”或“乙”)水龙头出水速度大。如果每层楼高3m,g取10N/kg,当水龙头全部关闭时,相邻楼层相应位置水管内的压强差是 。
8.如图所示,一个瓶口扎上橡皮膜的空塑料药瓶,瓶口朝下竖直浸没水中,橡皮膜到水面的距离为10cm,此时橡皮膜受到水对它竖直向 的压强,大小为 Pa。(g取10N/kg)
9.饮茶是我国的传统文化,如图所示是一把装有水的茶壶,壶嘴与壶身构成 ,茶壶的底部受到水产生压强为 Pa.若茶壶内部底面积为18cm2,则茶壶内底部受到水的压力 N。(g=10N/kg)
10.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 。
11.两个质量不同的柱形容器A、B(mA<mB)放在水平桌面上,底面积分别为SA和SB(SA<SB)。现将容器中分别装入密度不同的液体,再将两个完全相同的金属球分别浸没在两液体中,如图所示,此时液体对容器底的压强相等。当取出两容器中的金属球,液体对容器底部压强的变化量分别为ΔpA、ΔpB则ΔpA ΔpB;此时两容器对桌面的压力分别为FA、FB,则FA FB.(均选填“<”、“>”或“=”)
四.实验探究题(共2题)
12.在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,通过观察U形管 来比较液体内部压强的大小;此实验中U形管 连通器(选填“是”或“不是”)。
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”)。
(3)要探究液体压强与密度的关系,应选用 两图进行对比。
(4)甲、乙两图是探究液体压强与 的关系,结论是: 。
13.某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度 。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的 来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置 。(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是 Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的 有关。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则 侧液体的密度较大。(填“左”或“右”)
五.计算题(共4题)
14.如图,置于水平桌面上的容器装有某种液体,液体的体积为2×10﹣3m3,液体的深为0.5m,若容器重为20N,底面积为2×10﹣3m2,容器底受到液体的压强为5×103Pa。
求:
(1)液体的密度。
(2)这个装着液体的容器对桌面的压强。
15.三峡水电站水库大坝高185m,当水库水深100m时,坝底受到水的压强是多大?若有一块上表面面积为0.2m2的水平石板被淹没在坝底,则石板上表面受到水的压力为多少牛?(g=10N/kg)
16.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08m,容器乙中盛有另一种液体。(g取10N/kg)
(1)若水的质量为2kg,求容器甲中水的体积V水;
(2)求容器甲中水对容器底部的压强p水;
(3)现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了200Pa,求液体乙的密度ρ液。
17.两个物体甲、乙置于水平桌面上,实心均匀圆柱体甲的质量为6kg、底面积为5×10﹣3m2,容器乙为内装一定量水的薄壁圆柱形容器,乙底面积为2×10﹣3m2。(g取10N/kg)
(1)求甲对桌面的压力F甲;
(2)将质量为M的物体A放在甲物体上方,甲对桌面压强的变化量为Δp甲,将物体A浸没在乙容器的水中(水未溢出),水对容器底压强的变化量为Δp乙。若Δp甲=Δp乙,求物体A的密度ρA。
液体压强
答案与解析
一.选择题(共3题)
1.解析解:橡皮膜向乙液体中凸出要说明甲液体产生的压强大于乙液体产生的压强,由于橡皮膜处甲、乙液体的深度相同,由p=ρgh知甲液体密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙,故A正确。
故选:A。
2.解析解: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。
故选:A。
3.解析解:A、因为容器的底面积相同,且液体深度相同,由图示可知容器中甲液体的体积大于乙液体的体积,两种液体的质量相等,由ρ可知,两种液体的密度大小关系为:ρ甲<ρ乙,故A错误;
B、两容器中液体深度相等,且ρ甲<ρ乙,由p=ρ液gh可知,液体对容器底部的压强大小关系为:p甲<p乙,故B错误;
CD、容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,因为容器和液体的质量均相等,由F=G=mg可知,容器对桌面的压力大小关系为:F甲=F乙,故C正确;
容器的底面积相同,即桌面的受力面积相等,由p可知,容器对桌面的压强的大小关系为:p′甲=p'乙,故D错误。
故选:C。
二.多选题(共3题)
4.解析解:①水对瓶底和瓶盖的压强的判断:
不论正放还是倒放,瓶子中装的都是水,可以不考虑液体密度对压强大小的影响,只从深度方面分析即可,由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据p=ρgh可知,水对瓶盖的压强较大,即pA<pB。
②水对瓶底和瓶盖的压力的判断:
正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力;
倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压的是瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力;
瓶中水的重力是一定的,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶盖的压力,即FA>FB。
故选:AB。
5.解析解:A、已知甲乙容器中液体的质量相等,又因为酒精的密度小于水的密度,因此体积多的液体为酒精,故甲为水,乙为酒精,故A正确;
B、柱形容器中,水和酒精对容器底的压力等于本身的重力,因为水和酒精质量相同,根据公式G=mg可知重力也相同,所以两容器底受到的压力相等,故B正确;
C、两容器中液体对底面的压力相等,底面积相同,根据公式,两容器中液体对底面的压强也相等,故C错误;
D、读图可知,a、b两点距容器底面的距离相同,由公式p=ρgh可知,两点以下部分,液体产生的压强大小关系为pa下>pb下,由C选项的解答可知,两容器中液体对底面的压强相同,则a、b两点的实际压强:p水﹣pa下<p酒精﹣pb下,故D正确。
故选:ABD。
6.解析解:A、倒入锥形瓶中液体的体积V,故A正确;
B、液体对瓶底的压强p=ρgh,压力F=ps=ρghs1,大于液体重m2g,故B错误;
C、水平地面受到的压力F=G=(m+m1+m2)g,因桌子对水平地面的压力和地面对桌面的支持力是一对相互作用力,所以水平地面对桌子的支持力为(m+m1+m2)g,故C正确;
D、瓶底对水平桌面的压力为F′=G′=(m1+m2)g,瓶底对水平桌面压强的受力面积为S1,所以对桌面的压强为p′,故D正确。
故选:ACD。
三.填空题(共5题)
7.解析解:水塔上端是开口的,放水时水龙头也是开口的,它们通过水管相连,符合连通器定义特点,所以是一个连通器;
四个水龙头中,甲处在液面下最深的位置,根据液体压强特点,液体压强随深度的增加而增大,甲处液体压强大,水流速度大;
相邻两层相应位置水管内的压强差:Δp=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa。
故答案为:连通器;甲;3×104Pa。
8.解析解:(1)因为液体内部向各个方向都有压强,所以当瓶口朝下竖直地浸没在水中时橡皮膜受到水对它竖直向上的压强;
(2)橡皮膜距水面深度为h=10cm=0.1m,则瓶口橡皮膜所受水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
故答案为:上;1000。
9.解析解:(1)茶壶中的液体不流动时,各开口中的液面总是相平的,因此是利用的连通器原理;
(2)水深h=15cm=0.15m,水对壶底的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3)壶的底面积:S=18cm2=1.8×10﹣3m2,
由p得受到水的压力:F=pS=1.5×103Pa×1.8×10﹣3m2=2.7N。
故答案为:连通器;1.5×103;2.7。
10.解析解:如图所示,水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出,说明液体对容器的侧壁有压强;
液体内部压强随深度的增加而增大,在液体密度一定时,b处深度比a处大,水喷出的更远,说明液体内部压强随深度的增加而增大。
故答案为:侧壁;增大。
11.解析解:(1)两个完全相同的金属球分别浸没在两液体中,液体对容器底的压强相等,A容器液体深度小于B容器液体深度,根据p=ρgh得,A容器液体密度大于B容器液体密度。
当把两个完全相同的金属球取出,两个容器中液体对容器底的压力减小了金属球排开同体积液体的重力,ΔF=F浮=G排=m排g=ρ液gV排,两个金属球的体积相同,排开液体的体积相同,因为ρA液>ρB液,ΔFA>ΔFB,ΔpA,ΔpB,因为SA<SB,所以,ΔpA>ΔpB。
(2)再将两个完全相同的金属球分别浸没在两液体中,液体对容器底的压强相等,因为SA<SB,根据F=pS得,AB两个容器底受到液体的压力:F'A<F'B,
金属球在A中浮力大于金属球在B中的浮力,容器底受到的金属球的压力:G﹣FA浮<G﹣FB浮,容器对桌面的压力等于容器底受到液体的压力和金属球对容器底的压力之和,所以此时容器底的压力:F'A+G﹣FA浮<F'B+G﹣FB浮,即FA<FB。
故答案为:>;<。
四.实验探究题(共2题)
12.解析解:(1)根据转换法,实验中通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小;
此实验中U形管一端封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,所以不是连通器;
(2)丙和丁液体密度相同,探头在液体中的深度相同,容器形状不同,U形管中液面的高度差相同,说明液体压强与盛液体的容器形状无关;
(3)要探究液体压强与密度的关系,应保持液体的深度、方向、容器形状相同,选用乙和丙两个图进行对比。
(4)甲、乙两图液体的密度相同,探头在液体中的深度不同,U形管中液面的高度差不同,乙中深度大,高度差大,产生的压强大,这是探究液体压强与液体深度的关系,得出结论是:液体密度一定时,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
故答案为:(1)高度差;不是;(2)无关;(3)乙、丙;(4)液体深度;液体密度一定时,液体内部压强随液体深度的增加而增大。
13.解析解:(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,根据连通器原理,U形管两侧液面高度相同;
(2)根据转换法,图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气;
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关;
(4)在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则右侧液体压强大,根据p=ρgh,右侧液体的密度较大。
故答案为:(1)相同;(2)高度差;不漏气;(3)600;深度;(7)右。
五.计算题(共4题)
14.解析解:(1)由p=ρgh可知,液体的密度:ρ1×103kg/m3;
(2)由ρ可知,液体的质量:m液=ρV=1×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg,
液体的重力:G液=m液g=2kg×10N/kg=20N,
这个装着液体的容器对桌面的压力:F=G液+G容=20N+20N=40N,
所以这个装着液体的容器对桌面的压强:p′2×104Pa。
答:(1)液体的密度为1×103kg/m3;
(2)这个装着液体的容器对桌面的压强为2×104Pa。
15.解析解:(1)当水库水深100m时,坝底受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×100m=1×106Pa
(2)石板上表面受到水的压力:
F=pS=1×106Pa×0.2m2=2×105N。
答:坝底受到水的压强是1×106Pa;石板上表面受到水的压力为2×105N。
16.解析解:(1)由ρ可得,水的体积:V水2×10﹣3m3;
(2)容器甲中水对容器底部的压强为:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)当容器甲内加水与乙容器中的液面等高时,设此时水深为h1,
此时水对容器底部的压强为:p1=p水+Δp=800Pa+200Pa=1000Pa,
由p=ρgh可得,此时水的深度为:h10.1m;
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=800Pa,
由p=ρgh可得,液体乙的密度为:ρ乙0.8×103kg/m3。
答:(1)容器甲中水的体积为2×10﹣3m3;
(2)容器甲中水对容器底部的压强为800Pa;
(3)液体乙的密度为0.8×103kg/m3。
17.解析解:(1)甲的重力:G=mg=6kg×10N/kg=60N,
甲对地面的压力等于自身的重力,则甲对桌面的压力F甲为60N;
(2)将质量为M的物体A放在甲物体上方,甲对桌面压强的变化量为Δp甲,
将物体A浸没在乙容器的水中(水未溢出),水面上升的高度:Δh,
水对容器底压强的变化量为Δp乙=ρ水gΔh=1×103kg/m3×10N/kg,
Δp甲=Δp乙,即1×103kg/m3×10N/kg,
解得物体A的密度ρA=2.5×103kg/m3。
答:(1)甲对桌面的压力F甲为60N;
(2)物体A的密度ρA为2.5×103kg/m3。
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