内容正文:
第八章 压强
课时8.2 液体压强
2022年课程标准
物理素养
2.2.8探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
物理观念:通过演示实验让学生体会液体压强的存在,建立对液体压强的感性认识。
科学思维:通过探究液体压强特点的实验了解影响液体内部压强大小的因素并能对液体压强特点进行准确地描述。也能利用液体压强特点解释有关现象。
科学探究:通过生活实例认识连通器的特点,知道连通器在生产、生活中的重要应用。
科学态度与责任:培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度;
1.液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2、研究液体内部的压强
(1)液体压强计:压强计探头上橡皮膜受压时,U 型管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了薄膜所受压强的大小。
(实验前要检查装置的气密性,方法是用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察 U形管中的液柱是否变化。若漏气,两液柱始终相同,漏气的原因可能是橡皮管破裂。)
(2)实验方法——控制变量法
(3)如上图甲和乙可知:同种液体的压强随深度的增加而增大;
乙、丙、丁三图可知:同种液体,在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
丁和戊可知:在同一深度,不同液体的压强与液体的密度有关。
3.液体压强的计算公式:p=pgh (仅适用于液体) 该公式的物体意义是:液体的压强只跟液体的密度和深度有关,而与液体的重力、质量、体积、面积、形状等无关。
公式中的:“ρ”为液体的密度 ,单位是千克/立方米,“g”为9.8N/kg,题中不特别指出一般不用10N/kg ,“h”是指液体的深度,液体中的某点到液面的垂直距离,单位:米。另外,对于置于桌面上的均匀材料组成的直柱形固体(例如:圆柱体、正方体、长方体等)同样适用。对桌面的压强P = ρgh(注意:ρ为组成直柱体材料的密度,而不是液体的密度;h为直柱体的高)
4、连通器:上端开口,下部相连通的容器。
特点:连通器里装的是相同液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的(或连通器各部分中的液面是相平的)。
应用:茶壶、锅炉水位计、排水管的“反水弯”、船闸等。
注意:不能简单地认为几个容器底部相连,就构成了连通器,需注意的是它们必须都是开口的。
问题一:产生原因
【角度1】液体压强的产生原因
【典例1】下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水的深度越深,液体的压强越大
D.两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大
【答案】D
【详解】A.根据液体压强的知识可知,液体压强产生的原因是因为液体受到重力且具有流动性,故A正确,不符合题意;
B.根据液体压强特点可知,液体内部向各个方向都有压强,且同种液体同一深度,各方向的压强相等, 故B正确,不符合题意;
C.根据可知,当液体密度相同时,水越深的位置,液体压强越大,所以,拦河大坝修建为“上窄下宽”,故C正确,不符合题意;
D.根据可知,影响液体压强的因素有液体密度和液体深度两个因素,所以,两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大,这种说法错误,故D错误,符合题意。
故选D。
【变式1-1】关于液体压强,下列说法中正确的是( )
A.液体压强大小与液体受到的重力有关
B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部压强的大小与方向有关
D.液体压强只与液体深度、液体密度有关
【答案】D
【详解】A.液体内部某点所受液体压强的大小跟液体的密度和深度有关,与液体受到的重力无关,故A错误;
B.由于液体受重力、具有流动性,液体不仅对容器底部有压强,对容器侧壁也有压强,故B错误;
C.同一液体内部同一深度处,各个方向压强相等,故C错误;
D.根据可知,液体的压强与液体的密度和深度有关,故D正确。
故选D。
【变式1-2】
如图所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器左、右两部分注入不同深度的液体时。关于橡皮膜的形变,以下说法正确的是( )
A.橡皮膜一定向左侧凸起 B.橡皮膜一定向右侧凸起
C.橡皮膜可能不发生形变 D.橡皮膜一定会发生形变
【答案】C
【详解】因为液体内部压强和液体的密度、液体的深度有关,图中左边液体的深度小于右边的液体,但因为液体的密度未知,所以无法确定橡皮膜哪侧的压强更大,即橡皮膜可能发生形变,也可能不发生形变。
故选C。
问题二:实验
【角度1】影响液体压强的因素
【典例1】
如图所示,是同学们用微小压强计探究液体压强特点的情景,下列说法正确的是( )
A.实验前可以不检查微小压强计的气密性
B.微小压强计的 U 形管是连通器
C.U 形管中液面高度差越大说明液体压强越大
D.若保持探头位置不变加入盐水,U 形管中液面高度差将变小
【答案】C
【详解】A.实验前要检查微小压强计的气密性,如果漏气,无法使用,故A错误;
B.微小压强计的U形管只有一端开口,不是连通器,故B错误;
C.液体压强通过橡皮膜及橡皮管内的气体传递到U形管内的液体,使两侧形成液面差,U形管中液面高度差越大说明液体压强越大,故C正确;
D.若保持探头位置不变加入盐水,液体密度增大,相同深度处压强增大,U 形管中液面高度差将变大,故D错误。
故选C。
【变式1-1】如图所示是小明同学探究“影响液体内部压强因素”实验时的情景,关于此操作的探究目的最合理的是( )
A.同一深度,液体内部向各个方向压强大小是否相等
B.液体内部压强跟液体密度的关系
C.液体内部压强跟深度的关系
D.液体内部向各个方向是否都有压强
【答案】C
【详解】AD.金属盒的方向相同,因此不能探究液体压强跟方向的关系,故AD不符合题意;
B.液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。由图可知,金属盒在液体中的深度不同,根据控制变量法,不能研究液体内部压强跟液体密度的关系,故B不符合题意;
C.在两图中看出,金属盒在液体中的深度不同,故可探究液体内部压强跟深度的关系,故C符合题意。
故选C。
【变式1-2】
学习力时通过力的作用效果显示力的存在,下列研究问题的方法与此相同的是( )
A.探究液体压强与液体密度的关系时,保持液体深度不变
B.探究压力作用效果时,由增大压强而想到减小压强的方法
C.分析物体受力情况时,找出一对平衡力和一对相互作用力的异同点
D.探究液体压强规律时,通过U形管内液面高度差,判断探头处液体压强的大小
【答案】D
【详解】本题探究物理实验方法在学习力时通过力的作用效果来显示力的存在,是运用了转换法,要与题目给的方法相同,需要用作用效果来间接显示出探究量,A运用了控制变量法,B运用了“逆向思考法”,C中运用了比较法,都没有运用这个方法。 D项:将液体压强通过U形管液面高度差来间接显示,利用了转换法。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
问题三:应用
【角度1】液体压强计算
【典例1】
如图所示,质量相同、底面积也相同且器壁厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量相同和深度相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.容器底部受到液体的压强是p甲<p乙<p丙
B.容器底部所受液体的压力是
C.容器对桌面的压强是
D.容器对桌面的压力是
【答案】A
【详解】AB.图中甲容器中液体的体积最大,丙容器中液体的体积最小,已知容器中装有质量相同的液体,根据可知,丙容器中液体的密度最大,甲容器中液体的密度最小,液体的深度相同,根据可得,容器底部受到液体的压强是
已知三个容器底面积相同,根据可知,容器底部所受液体的压力是
故A正确,B错误;
CD.容器对桌面的压力大小等于容器和容器中液体的总重力,由于容器的重力相等,液体的重力相等,则容器对桌面的压力大小相等,即
根据可知,三个容器底面积相同,容器对桌面的压强相等,即
故CD错误。
故选A。
【变式1-1】
如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点处压强相等,若两烧杯中的液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,烧杯甲、乙对桌面的压强分别为p甲、p乙,则( )
A.p甲< p乙ρ甲<ρz B.p甲> p乙 ρ甲>ρ乙
C.p甲< p乙 ρ甲>ρz D.p甲> p乙 ρ甲<ρ乙
【答案】A
【详解】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+ρ甲gh
p底乙=pB+ρ乙gh
因为pA=pB,ρ甲<ρ乙, 所以
pA+ρ甲gh<pB+ρ乙gh
所以烧杯底受到的压强:p底甲<p底乙, 因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强
设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S, 所以
G甲=p底甲S
G乙=p底乙S
可得两烧杯内液体的重力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
因为烧杯重力相同,所以烧杯对桌面的压力F甲<F乙, 因为p=,且受力面积相同, 所以烧杯甲、乙对桌面的压强p甲<p乙,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-2】
某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,出水口的面积为1×10-4m2,水龙头关闭时,a处出水口所受的压强或压力表述正确的是( )
A.pa=3.0×104Pa B.pa=9.0×104Pa C.Fa=19N D.Fa=9N
【答案】C
【详解】由题图可知,水龙头关闭时,a处水的深度为
ha=10m+3m+3m+3m=19m
所以a处水龙头所受水的压强为
pa=ρ水gha=1.0×103kg/m3×10N/kg×19m=1.9×105Pa
则a处水龙头所受水的压力为
Fa =paSa=1.9×105Pa×1×10-4m2=19N
故ABD错误,C正确。
故选C。
【基础强化】
一、单选题
1.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。若在容器的左侧装入酒精,在容器的右侧装入等高度的水,则橡皮膜(ρ水>ρ酒)( )
A.向右侧凸起 B.向左侧凸起
C.保持相平,没有凸起 D.无法判断向哪侧凸起
【答案】B
【详解】若容器左右两部分分别注入相同深度的酒精和水,根据p=ρgh,可知此时薄膜两侧的压强
p左<p右
则薄膜向左凸起。
故选B。
2.甲、乙两个等高的柱形容器,它们的底面积之比为2∶1,且都装满了水,若两个容器的水面上分别浮着质量比为1∶3的两个木块,则甲、乙两个容器底部受到的压强之比为 ( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶3 D.1∶6
【答案】B
【详解】甲、乙两等高直柱形容器,都装满水,若在两容器中分别放入质量比为1:3的两个木块后,木块漂浮在液面上,水会从容器中溢出,但是水的深度不变,根据公式p=ρ液gh可知甲、乙两容器底部所受的压强之比为:
.
3.如图所示是某同学在做“研究液体内部压强规律”实验时某过程的图示.根据图示情况可以知道,该同学这次操作的主要目的是
A.验证液体内部压强公式
B.说明液体内部压强随深度的增大而增大
C.研究液体内部压强与其密度关系
D.探究在同一深处液体向各个方向的压强大小关系
【答案】D
【分析】影响液体内部压强大小的因素有液体的深度和密度,在通过实验进行探究时,应运用控制变量法,每次只探究其中一个变量,根据这一要求,结合图中的情形可做出判断.
【详解】读图可知,三次实验中,压强计的深度是相同的,U形管中液面的高度差也相同,不同的是金属盒的橡皮膜的朝向不同,通过以上三次实验,可以验证:液体内部向各个方向都有压强,且同一深度,液体向各个方向的压强相等.故选D.
4.探究液体内部压强规律时,将探头置于如图所示位置。此时探头受到水的压强是( )
A.103Pa B.2×103Pa C.3×103Pa D.4×103Pa
【答案】B
【详解】此时探头受到水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×(0.3m-0.1m)=2×103Pa
故选B。
5.如图所示的一杯密封奶茶饮料(不满)放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则( )
A.杯内饮料对杯子底的压强减小
B.杯子对桌面的压力增大
C.杯子对桌面的压强增大
D.杯内饮料对杯子底的压强增大
【答案】A
【详解】AD.由图可知,此时杯子上端粗下端细,若倒置过来,上端细下端粗,液体深度变小,由p=ρ液gh可知,液体密度不变时,深度变小,故杯内饮料对杯子底的压强减小,故A符合题意,D不符合题意;
BC.某奶茶饮料(未装满)平放在水平桌面上,杯子对桌面的压力大小等于杯子的总重,若将该饮料倒置过来放在桌面上,杯子的总重不变,故杯子对桌面的压力不变,由于受力面积变大,由可知,杯子对桌面的压强变小,故BC不符合题意。
故选A。
6.图中不属于利用连通器原理的是( )
A.U形容器 B.乳牛自动喂水器
C.拦河大坝 D.锅炉水位计
【答案】C
【详解】A.U形容器符合上端开口、下部连通的特点,属于连通器,故A不符合题意;
B.乳牛自动喂水器符合上端开口、下部连通的特点,属于连通器,故B不符合题意;
C.拦河大坝是利用同种液体随深度的增加而增大的原理,不符合连通器的定义,不属于连通器,故C符合题意;
D.锅炉水位计符合上端开口、下部连通的特点,属于连通器,故D不符合题意。
故选C。
7.下列说法正确的是( )
A.洗手液的吸液泵头是利用连通器的原理工作
B.静止在桌面上的茶杯,所受的重力与桌面对它的支持力是相互作用力
C.加油机在空中给战机加油时,以战机为参照物,加油机是静止的
D.跳远助跑,能跳得更远,是受到了惯性的作用
【答案】C
【详解】A.向下压时瓶内气体被压缩,压缩气体把洗手液压出来的,液体溢出,与连通器无关,故A错误;
B.静止在桌面上的茶杯,所受的重力与桌面对它的支持力,大小相等方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上,是一对平衡力,故B错误;
C.飞机在空中加油,以战机为参照物,加油机与战机之间的位置没有生变化,所以加油机是静止的,故C正确;
D.跳远运动员具有惯性,助跑越快,由于要保持原来的运动状态,所以跳的越远,不能说受到了惯性的作用,故D错误;
故选C。
8.下图中,将一只空量筒浸入大水槽中如甲所示,等水充满量筒后,在水面以下将量筒倒转过来,使它底朝上如乙所示,此时量筒里面充满了水,再用手抓住筒底向上提起一定高度如丙所示(筒口始终不离开水面),则露出水面部分的量筒内部
A.是真空的 B.有水,但不满
C.充满水 D.以上情况都有可能
【答案】C
【详解】假设当时的气压是105 Pa,由p=ρgh知道,此压强能够支撑的水柱高度是:h==10m,由于一个量筒的高度远远小于10m,所以,用手抓住筒底向上提起一定高度如丙所示(筒口始终不离开水面)时,量筒内露出水面部分应是充满水,即C符合题意.
9.如图,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,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容器对桌面的压强
②液体对容器底面的压强
③容器对桌面的压力
④液体对容器底面的压力
A.只有①和② B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】D
【详解】①③由于两个容器质量以及液体的质量都相等,所以容器和液体的总重力相等,即容器对桌面的压力相等,即,容器的底面积相等,由可知,容器对桌面的压强,故①错误,③正确;
②液体的质量相等,由图可知,乙容器中液体的体积大于甲容器中液体的体积,由可知,,液体深度相同,由可知,液体对容器底面的压强,故②错误;
④容器的底面积相等,且,由可知,体对容器底面的压力,故④正确。
故选D。
10.实验是研究物理的重要方法,即便是2022“禅城宅家网课”的一周内,各校老师仍以视频演示的方式为同学们做了不少的实验,下列实验分析不正确的是( )
A.甲图,由“阻力对物体运动的影响”实验和推理可知,“物体的运动需要力来维持”这一观点是正确的
B.乙图,保持两边钩码质量相等,把小车扭转一定角度,是为了探究不在同一直线上的两个力能否彼此平衡
C.丙图,液体能从容器侧壁的孔喷出,说明液体对容器侧面有压强,且深度越深,压强越大
D.丁图,将U形压强计的探头放入待测液体中,发现探头所处的深度越深,液体压强越大
【答案】A
【详解】A.图甲实验中,小车所受阻力越小,通过的距离越大,所受阻力为0时,将一直做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,这是牛顿第一定律,故A错误,符合题意;
B.图乙中,将小车扭转一定角度,小车所受的两个拉力不在同一直线上,小车不能平衡,可探究不在同一直线上的两个力能否平衡,故B正确,不符合题意;
C.液体向各个方向都有压强,所以液体从侧壁孔喷出,是由于液体对容器侧面有压强,孔的深度不同,水喷出的距离不同,深度越深,喷出的距离越远,说明水所受的压强越大,故C正确,不符合题意;
D.图丁实验中,在液体内部,深度越深,压强越大,所以U形管的探头放入待测液体中,探头所处深度越深,液体压强越大,故D正确,不符合题意。
故选A。
11.如图所示,两个完全相同的圆台形容器.将1kg水倒入甲容器中,水对容器底的压强是p甲;将1kg酒精倒入乙容器中,酒精对容器底的压强是p乙,则p甲与p乙的关系为( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法判断
【答案】B
【详解】把左边部分竖直割掉,补在右边,如图:
这时p甲=,p乙=,
虽然原来容器底面积相等,但结合图示可知,补割后的底面积S甲>S乙,所以p甲<p乙,
所以p甲<p乙,故选B。
12.有一个装满水的柱形容器,已知容器中水的重力为10牛,现在容器中放入一个重为4牛的物体,溢出水的重力为1牛。则此时水对容器底的压力为
A.9牛 B.13牛 C.10牛 D.3牛
【答案】C
【详解】容器中水的重力为10牛,所以刚开始水的容器底的压力等于水的重力,大小为10N,物体放入前后液体的深度不变,根据可知深度不变压强不变,所以液体对容器底的压力不变,仍为10N。故选C。
13.如图所示,小华在探究液体内部压强的特点时,将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U型管两边液面的高度差h,下列做法能够使高度差h减小的是( )
A.将探头向上移动一段距离
B.将探头向下移动一段距离
C.将探头放在食盐水中的同样深度处
D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
【答案】A
【详解】A.将探头向上移动一段距离,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差减小,A符合题意;
B.将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,B不符合题意;
C.将探头放在食盐水中的同样深度处,液体的密度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,C不符合题意;
D.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原深度处向其他方面任意转动一个角度,不会影响压强的大小,D不符合题意。
故选A。
14.一个装有水的烧杯中轻轻放入一个木块后,水对杯底的压强将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
【答案】D
【详解】一个装有水的烧杯中轻轻放入一个木块后,若开始时水未装满,水的深度变大,杯底受到的水的压强变大;若烧杯中装满了水,放入木块后,深度不变,根据p=ρgh可知,水对杯底的压强不变。
故选D。
15.一未装满液体的密闭杯子,先正立放在水平桌面上,如图甲所示,然后反过来倒立在水平桌面上,如图乙所示。在先后两次不同的放置方法中,液体对下底的压强分别是pA和pB,液体对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB.则下列关系式正确的是( )
A.pA>pB,FA>FB B.pA>pB,FA=FB C.pA>pB,FA<FB D.pA<pB,FA>FB
【答案】C
【详解】由于杯子是上粗下细,所以倒立时,杯中液面的高度要小于正立时的液面高度。根据p=ρgh可知,当液体密度相同时,液面越高,即液体深度越大,液体对杯底的压强越大,所以
pA>pB
根据
F=pS=ρghS=ρhSg
如图甲中,液体对容器底的压力等于以容器底为底面积、液体的深度为高的液柱的重力,故甲中液体对瓶底的压力
FA<G
同理,如图乙中,液体对容器底的压力等于以容器底为底面积、液体的深度为高的液柱的重力,乙中液体对瓶盖的压力
FB>G
故
FA<FB
故ABD错误,C正确。
选C。
16.如图所示,两个底面积不同的圆柱形容器甲和乙,容器足够高,分别盛有两种不同的液体。且液体对容器底部的压强相等。下列措施中(无液体溢出,),一定能使甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部压强的方法是( )
A.分别抽出相同质量的液体甲、乙 B.分别抽出相同体积的液体甲、乙
C.分别浸没体积相同的实心铜球、实心铝球 D.分别浸没质量相同的实心铝球、实心铜球
【答案】A
【详解】A.抽出相同质量的液体,减小的压力相等,甲容器的底面积较大,所以甲减小的压强小,会使甲液体对容器的底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故A符合题意;
B.由题意液体对容器底部的压强相等,且乙容器内液体的高度大于甲容器内液体的高度,根据公式p=ρgh可知,甲容器内液体的密度大于乙容器中液体的密度,ρ甲>ρ乙;抽出相同的体积,因为
ρ甲>ρ乙
所以
Δm甲>Δm乙
因此甲容器液体对容器底部减小的压力大于乙容器液体对容器底部减小的压力,又因甲容器的底面积较大,因此不能确定液体对容器底部的压强大小关系,故B不符合题意;
C.分别浸入体积相同的实心铜球、实心铝球,甲容器的底面积大,液体升高的高度小,但甲容器中的液体密度大,因此无法判断甲、乙容器液体对容器底部压强大小的关系,故C不符合题意;
D.分别浸没质量相等的实心铝球、实心铜球,铝球的密度小,体积大,排开液体的体积大,但甲容器的底面积较大,液体升高的高度无法和乙容器进行比较,因此不能确定液体对容器底部的压强大小关系,故D不符合题意。
故选A。
17.如图所示,甲、乙两相同容器放在水平桌面上,已知甲、乙两容器里分别装有两种质量相同的不同液体,则在同一高度上的A、B两点液体的压强和的大小关系为
A. B. C. D.以上都有可能.
【答案】A
【详解】甲、乙两容器相同,两种液体的质量相同,由和
知两个容器底部所受压强相同,即
,
∵A、B两点在同一高度上,
,
,
∴ ,
∴根据知:AB以下液体对底部压强
,
∵AB两点压强为
,
,
∴.
故选A.
18.如图所示,底面积相等、自身重力不计的薄壁容器甲乙放置在水平桌面上,容器中盛有质量相等、液面等高的不同液体A、B,现将相同的两物体轻轻地放入甲乙容器中,待物体静止后(没有液体溢出),甲容器中液体对容器底的压力增量为,容器对地面的压强增量为;乙容器中液体对容器底的压力增量为,容器对地面的压强增量为,则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】BC.由图可知:由于底面积相等、液面等高,则甲容器里的液体A的体积大于乙容器的液体B;已知容器中盛有的液体质量相等,根据可知:;
将相同的两物体轻轻地放入甲乙容器中,待物体静止后(没有液体溢出),则容器对地面的压力增加量都等于物体的重力,因两物体的重力相同,则两容器对地面的压力增加量相同,且两容器底面积相同,由可知,两容器对地面的压强增加量相同,即,故BC不符合题意;
AD.①当时,且,根据物体的浮沉条件可知,物体在A、B两液体中都处于漂浮状态,则物体受到浮力,根据阿基米德原理可知:,则;
由于排开的液体没有溢出,则相当于在甲乙容器里增加了液体的重力,由于甲容器上粗下细,则,乙容器上下一样粗细,则;所以,;
当时;根据浮沉条件可知,物体在A液体中下沉,则物体受到浮力,根据阿基米德原理可知:,则;物体在B液体中处于漂浮或悬浮,则物体受到浮力,根据阿基米德原理可知:,则;所以,;
由于排开的液体没有溢出,则相当于在甲乙容器里增加了液体的重力,由于甲容器上粗下细,则,乙容器上下一样粗细,则;所以,;
当时,且,根据浮沉条件可知,物体在A、B两液体中都处于浸没状态,则,由于排开的液体没有溢出,甲乙容器的底面积相等,则根据甲容器上粗下细,乙容器上下一样粗细,可知: ;根据可知容器底受到的液体压强:,根据可知:;
故A符合题意,D不符合题意。
故选A。
二、多选题
19.如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧受力不平衡时会发生形变。此装置( )
A.左右构成一个连通器
B.可以探究液体的压强是否与液体的深度有关
C.可以探究液体的压强是否与液体的密度有关
D.可以探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关
【答案】BC
【详解】A.上端开口,下端连通的容器叫连通器,该装置左右部分不连通,所以不是连通器,故A不符合题意;
B.在装置的左右两侧装不同深度的同种液体,观察橡皮膜的情况,从而探究液体的压强是否与液体的深度有关,故B符合题意;
C.在装置左右两侧装相同深度、密度不同的液体,观察橡皮膜的情况,从而探究液体的压强是否与液体的液体密度有关,故C符合题意;
D.改变液体的重力或体积的同时,使用该装置无法控制两边液体的深度和密度相同,故无法探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关,故D不符合题意。
故选BC。
20.如图所示,质量与底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.三容器对桌面的压强大小不相等
B.三容器对桌面压强大小相等
C.三容器底部所受液体的压强大小相等
D.甲液体对容器底部的压力最小
【答案】BD
【详解】AB.由题意知,三个容器质量相等,则重力相等,容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,而甲、乙、丙液体质量相等,重力相等,则三个容器分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上时,对桌面的压力相等,三个容器底面积相同,根据可知,三容器对桌面的压强大小相等。故A错误,B正确;
D.由图可知,乙容器为直壁容器,液体对容器底的压力等于液体的重力;甲容器上粗下细,液体对容器底的压力小于液体的重力;丙容器上细下粗,液体对容器底的压力大于液体的重力。所以,甲、乙、丙液体对容器底部的压力关系为F甲<F乙<F丙,故D正确;
C.甲、乙、丙液体对容器底部的压力关系为F甲<F乙<F丙,三个容器底面积相同,所以,根据 可知,三容器底部所受液体的压强的大小关系为p甲<p乙<p丙,故C错误;
故选BD。
21.有一重2N的圆柱形玻璃杯,杯底面积为100cm2,内装有一定质量的水,杯中水深为20cm,放在水平桌面上,则下列结果正确的是(g取10N/kg)( )
A.水对杯底的压强是2×103Pa B.杯底对桌面的压强是200 Pa
C.水对杯底的压力是20N D.杯子受到桌面的支持力是22N
【答案】ACD
【详解】A.水对杯底的压强是
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2×103Pa
故A正确;
B.水的体积为
V=Sh=100×10-4m2×20×10-2m =2×10-3m3
水的质量为
m水=ρV=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
水的重力为
G水=m水g=2kg×10N/kg=20N
桌面受到的压力为
F=G总=G杯+G水=2N+20N=22N
杯底对桌面的压强是
故B错误;
C.水对杯底的压力是
F水=p水S=2×103Pa×100×10-4m2=20N
故C正确;
D.杯子受到桌面的支持力和杯子对桌面的压力是一对相互作用力,大小相等,所以杯子受到桌面的支持力是22N,故D正确。
故选ACD。
22.如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放置在水平桌面上,已知距容器底部h处A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,则两容器底部所受液体压力F甲、F乙和压强p甲、p乙的关系是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙
C.p甲<p乙 D.p甲=p乙
【答案】BC
【详解】B点的深度小于A点的深度,根据公式p=ρgh可知,甲的密度小于乙的密度,而A、B到底部的深度相等,所以A点下面液体产生的压强小于B点下面液体产生的压强;因为距容器底部h处A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,故两容器底部所受液体压强
p甲<p乙
因为容器底面积相等,根据公式的变形式F=pS可知,两容器底部所受液体压力
F甲<F乙
故AD不符合题意,BC符合题意。
故选BC。
23.如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的薄壁薄底圆柱形容器置于水平地面,圆柱体和容器的高度相等但底面积不同,甲物体的质量等于容器中液体乙的质量。现沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙,使得它们剩余部分的高度或深度均为h,则甲、乙的密度以及剩余部分质量m的关系正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】因为甲为规则圆柱体,乙为规则圆柱体容器,则甲对地面的压力
乙对容器底的压力
已知,即
由图知,所以
故
沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙,使得它们剩余部分的高度或深度均为h,则剩余部分的重力为
因为
所以
即
故
综上所述,AC正确,BD错误。
故选AC。
三、实验题
24.在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中。
(1)实验前,要通过调试,保证压强计两边玻璃管中的液面 ;实验中液体压强的大小变化是通过比较 来观察;
(2)通过比较C、D两个图,可得到结论: ;
(3)通过比较D、E两个图,可得到结论: ;
(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论: ;
(5)能准确描述液体内压强与深度的关系的是 。
A. B. C. D.
【答案】 相平 玻璃管中液面的高度差 见解析 见解析 见解析 D
【详解】(1)[1]因为本装置是通过U形管中液面的高度差来反映压强大小的,故在实验前应先使玻璃管中两侧的液面相平。
[2]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大。这种方法叫做转换法。
(2)[3]C、D两个图为同种液体,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U形管的高度差越大,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大。
(3)[4]D、E两个图中液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,盐水的密度大于水的密度,盐水中U形管的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)[5]A、B、C三个图中液体的深度相同,液体的密度相同,橡皮膜的方向不同,但U形管的高度差相同,可得出结论:同一液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(5)[6]液体的压强与深度有关,在液体密度一定时,深度越大,压强越大,当深度为零时,液体压强为零,图像是过原点的直线,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
25.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前小明用手按压如图甲的探头橡皮膜发现U形管两侧液面无变化,为保证实验的顺利进行,他应 ;
(2)调整好压强计后小明将探头浸入水中,如图乙所示,观察并记录U形管两侧的液面高度,若要探究液体压强与液体深度的关系,小明接下来的操作是 ,同时观察并记录U形管两侧的液面高度;根据实验现象可以初步得出的结论是:液体密度一定时,液体深度越 ,压强越大;
(3)小明先后将探头伸入水和盐水的相同深度处,U形管两侧液面高度的情况如图丙、丁所示,由此可以初步得出实验结论:在液体内部同一深度处,液体的密度越大,液体压强越 ;
(4)小明查阅资料得知盐水的密度并不是一个定值,其数值随着盐水深度的增大而增大,于是小明想用一杯盐水就可以探究液体压强与深度或密度的关系,你认为小明的想法是否可行? ,理由是 。
【答案】 拆除软管重新安装 将压强计的探头向下移动 深 大 不可行 无法控制单一变量
【详解】(1)[1]实验前小明用手按压橡皮膜发现U形管两侧液面无变化说明装置漏气,则小明应该进行的操作是拆除软管重新安装。
(2)[2]为探究液体压强与液体深度的关系,应控制液体密度一定,不断改变橡皮膜所处位置的深度,则小明接下来的操作是将压强计的探头向下移动。
[3]由图乙、丙可以发现,当橡皮膜所处位置的深度增加时,U形管两侧的液面高度差变大,则可以初步得出实验结论:液体密度一定时,液体深度越深,压强越大。
(3)[4]由图丙、丁发现丁中U形管两端液面高度差较大可以初步得出实验结论:在液体内部同一深度处,液体的密度越大,液体压强越大。
(4)[5][6]因盐水的密度随深度的增大而增大,利用一杯盐水探究液体压强与深度的关系时,改变探头的位置后盐水的密度也发生改变;同理探究液体压强与密度的关系时,将探头放置在不同密度的盐水层中盐水的深度也发生变化,所以利用一杯盐水无法控制变量,即小明的想法不可行。
【素养提升】
四、计算题
26.如图所示是某型号电热水壶,水壶底面积为200cm2(忽略内外底面积的差异),空热水壶质量是0.5kg,当热水壶装1.5kg水时,水深20cm。将它放置于面积为1.2m2的水平桌面上。求:
(1)热水壶对桌面的压强;
(2)水对热水壶底部的压强;
(3)水对热水壶底部的压力。
【答案】(1)1000Pa;(2)2000Pa;(3)40N
【详解】解:(1)热水壶在水平桌面静止,热水壶对桌面的压力
F′=G总=m总g=(1.5kg+0.5kg)×10N/kg=20N
热水壶对桌面的压强
(2)水对容器底部的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
(3)由可得,水对容器底部的压力
F=pS=2000Pa×200×10﹣4m2=40N
答:(1)热水壶对桌面的压强为1000Pa;
(2)水对热水器底部的压强2000Pa;
(3)水对容器底部的压力为40N。
27.自身质量是2kg的水桶,底面积为800cm2,放在水平地面上,桶内装有深度为50cm、质量为55kg的水。求:
(1)水对桶底的压力;
(2)水桶放在水平地面上,对地面的压强;
(3)小强同学用竖直向上的力F提水桶,但没提起来,这时,如果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等,求小强同学提水桶的力F的大小。
【答案】(1)400N;(2)7125Pa;(3)170N
【详解】解:(1)水对桶底的压强为
由得,水对桶底的压力为
(2)水桶放在水平地面上,对地面的压力为
水桶放在水平地面上,对地面的压强为
(3)小强同学用竖直向上的力F提水桶,但没提起来,这时,如果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等,则桶对地面的压力为
由力的 是相互的得,地面对桶的支持力为
桶在重力、支持力、拉力的作用下保持静止,则拉力的大小为
答:(1)水对桶底的压力为400N;
(2)水桶放在水平地面上,对地面的压强为7125Pa;
(3)小强同学提水桶的力F的大小为170N。
【能力培优】
五、科普阅读题
28.请阅读文章并回答问题。
进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加。为了探究原因,小明查阅资料后得知:
(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;
(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;
(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;
(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化;
n
1.00
0.90
0.80
0.75
0.60
v(厘米/秒)
18
20
22.5
24
30
当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如上表:
(1)血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压”的“压”指的是 (选填“压强”或“压力”);
(2)结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程: ;
(3)在输液过程中,若出现“回血”现象(血液进入输液软管中),可将手的位置 (选填“提高”或“降低”),使流入患者血管处药液的压强变大,这样药液和血液就会被压回到血管里。
【答案】(1)压强
(2)见解析
(3)降低
【详解】(1)单位面积上受到的压力叫做压强;血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压”的“压”指的是压强。
(2)气温变化,会引起血管热胀冷缩;温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高。
(3)输液管中出现“回血”现象,是因为扎入血管时由于针头处的药液压强小于血管中的血液压强,要使血液不回流,根据药液的压强随深度的增大而增大,所以将吊瓶适当地提高或将手的位置降低。
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第八章 压强
课时8.2 液体压强
2022年课程标准
物理素养
2.2.8探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
物理观念:通过演示实验让学生体会液体压强的存在,建立对液体压强的感性认识。
科学思维:通过探究液体压强特点的实验了解影响液体内部压强大小的因素并能对液体压强特点进行准确地描述。也能利用液体压强特点解释有关现象。
科学探究:通过生活实例认识连通器的特点,知道连通器在生产、生活中的重要应用。
科学态度与责任:培养学生勇于探索、严谨认真的科学态度;
1.液体内部产生压强的原因:液体受重力且具有流动性。
2、研究液体内部的压强
(1)液体压强计:压强计探头上橡皮膜受压时,U 型管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了薄膜所受压强的大小。
(实验前要检查装置的气密性,方法是用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察 U形管中的液柱是否变化。若漏气,两液柱始终相同,漏气的原因可能是橡皮管破裂。)
(2)实验方法——控制变量法
(3)如上图甲和乙可知:同种液体的压强随深度的增加而增大;
乙、丙、丁三图可知:同种液体,在同一深度,液体向各个方向的压强都相等;
丁和戊可知:在同一深度,不同液体的压强与液体的密度有关。
3.液体压强的计算公式:p=pgh (仅适用于液体) 该公式的物体意义是:液体的压强只跟液体的密度和深度有关,而与液体的重力、质量、体积、面积、形状等无关。
公式中的:“ρ”为液体的密度 ,单位是千克/立方米,“g”为9.8N/kg,题中不特别指出一般不用10N/kg ,“h”是指液体的深度,液体中的某点到液面的垂直距离,单位:米。另外,对于置于桌面上的均匀材料组成的直柱形固体(例如:圆柱体、正方体、长方体等)同样适用。对桌面的压强P = ρgh(注意:ρ为组成直柱体材料的密度,而不是液体的密度;h为直柱体的高)
4、连通器:上端开口,下部相连通的容器。
特点:连通器里装的是相同液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的(或连通器各部分中的液面是相平的)。
应用:茶壶、锅炉水位计、排水管的“反水弯”、船闸等。
注意:不能简单地认为几个容器底部相连,就构成了连通器,需注意的是它们必须都是开口的。
问题一:产生原因
【角度1】液体压强的产生原因
【典例1】下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水的深度越深,液体的压强越大
D.两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大
【变式1-1】
关于液体压强,下列说法中正确的是( )
A.液体压强大小与液体受到的重力有关
B.液体对容器底部有压强,对容器侧壁没有压强
C.液体内部压强的大小与方向有关
D.液体压强只与液体深度、液体密度有关
【变式1-2】
如图所示,用隔板将容器分成左、右两部分,隔板下部有一个圆孔用薄橡皮膜封闭。当在容器左、右两部分注入不同深度的液体时。关于橡皮膜的形变,以下说法正确的是( )
A.橡皮膜一定向左侧凸起 B.橡皮膜一定向右侧凸起
C.橡皮膜可能不发生形变 D.橡皮膜一定会发生形变
问题二:实验
【角度1】影响液体压强的因素
【典例1】
如图所示,是同学们用微小压强计探究液体压强特点的情景,下列说法正确的是( )
A.实验前可以不检查微小压强计的气密性
B.微小压强计的 U 形管是连通器
C.U 形管中液面高度差越大说明液体压强越大
D.若保持探头位置不变加入盐水,U 形管中液面高度差将变小
【变式1-1】
如图所示是小明同学探究“影响液体内部压强因素”实验时的情景,关于此操作的探究目的最合理的是( )
A.同一深度,液体内部向各个方向压强大小是否相等
B.液体内部压强跟液体密度的关系
C.液体内部压强跟深度的关系
D.液体内部向各个方向是否都有压强
【变式1-2】
学习力时通过力的作用效果显示力的存在,下列研究问题的方法与此相同的是( )
A.探究液体压强与液体密度的关系时,保持液体深度不变
B.探究压力作用效果时,由增大压强而想到减小压强的方法
C.分析物体受力情况时,找出一对平衡力和一对相互作用力的异同点
D.探究液体压强规律时,通过U形管内液面高度差,判断探头处液体压强的大小
问题三:应用
【角度1】液体压强计算
【典例1】
如图所示,质量相同、底面积也相同且器壁厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量相同和深度相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.容器底部受到液体的压强是p甲<p乙<p丙
B.容器底部所受液体的压力是
C.容器对桌面的压强是
D.容器对桌面的压力是
【变式1-1】
如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体。在两烧杯中,距离杯底同一高度处有A、B两点,已知A、B两点处压强相等,若两烧杯中的液体的密度分别为ρ甲、ρ乙,烧杯甲、乙对桌面的压强分别为p甲、p乙,则( )
A.p甲< p乙ρ甲<ρz B.p甲> p乙 ρ甲>ρ乙
C.p甲< p乙 ρ甲>ρz D.p甲> p乙 ρ甲<ρ乙
【变式1-2】
某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,若ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,出水口的面积为1×10-4m2,水龙头关闭时,a处出水口所受的压强或压力表述正确的是( )
A.pa=3.0×104Pa B.pa=9.0×104Pa C.Fa=19N D.Fa=9N
【基础强化】
一、单选题
1.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。若在容器的左侧装入酒精,在容器的右侧装入等高度的水,则橡皮膜(ρ水>ρ酒)( )
A.向右侧凸起 B.向左侧凸起
C.保持相平,没有凸起 D.无法判断向哪侧凸起
2.甲、乙两个等高的柱形容器,它们的底面积之比为2∶1,且都装满了水,若两个容器的水面上分别浮着质量比为1∶3的两个木块,则甲、乙两个容器底部受到的压强之比为 ( )
A.1∶2 B.1∶1 C.2∶3 D.1∶6
3.如图所示是某同学在做“研究液体内部压强规律”实验时某过程的图示.根据图示情况可以知道,该同学这次操作的主要目的是
A.验证液体内部压强公式
B.说明液体内部压强随深度的增大而增大
C.研究液体内部压强与其密度关系
D.探究在同一深处液体向各个方向的压强大小关系
4.探究液体内部压强规律时,将探头置于如图所示位置。此时探头受到水的压强是( )
A.103Pa B.2×103Pa C.3×103Pa D.4×103Pa
5.如图所示的一杯密封奶茶饮料(不满)放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则( )
A.杯内饮料对杯子底的压强减小
B.杯子对桌面的压力增大
C.杯子对桌面的压强增大
D.杯内饮料对杯子底的压强增大
6.图中不属于利用连通器原理的是( )
A.U形容器 B.乳牛自动喂水器
C.拦河大坝 D.锅炉水位计
7.下列说法正确的是( )
A.洗手液的吸液泵头是利用连通器的原理工作
B.静止在桌面上的茶杯,所受的重力与桌面对它的支持力是相互作用力
C.加油机在空中给战机加油时,以战机为参照物,加油机是静止的
D.跳远助跑,能跳得更远,是受到了惯性的作用
8.下图中,将一只空量筒浸入大水槽中如甲所示,等水充满量筒后,在水面以下将量筒倒转过来,使它底朝上如乙所示,此时量筒里面充满了水,再用手抓住筒底向上提起一定高度如丙所示(筒口始终不离开水面),则露出水面部分的量筒内部
A.是真空的 B.有水,但不满
C.充满水 D.以上情况都有可能
9.如图,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两个平底容器,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容器对桌面的压强
②液体对容器底面的压强
③容器对桌面的压力
④液体对容器底面的压力
A.只有①和② B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
10.实验是研究物理的重要方法,即便是2022“禅城宅家网课”的一周内,各校老师仍以视频演示的方式为同学们做了不少的实验,下列实验分析不正确的是( )
A.甲图,由“阻力对物体运动的影响”实验和推理可知,“物体的运动需要力来维持”这一观点是正确的
B.乙图,保持两边钩码质量相等,把小车扭转一定角度,是为了探究不在同一直线上的两个力能否彼此平衡
C.丙图,液体能从容器侧壁的孔喷出,说明液体对容器侧面有压强,且深度越深,压强越大
D.丁图,将U形压强计的探头放入待测液体中,发现探头所处的深度越深,液体压强越大
11.如图所示,两个完全相同的圆台形容器.将1kg水倒入甲容器中,水对容器底的压强是p甲;将1kg酒精倒入乙容器中,酒精对容器底的压强是p乙,则p甲与p乙的关系为( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法判断
12.有一个装满水的柱形容器,已知容器中水的重力为10牛,现在容器中放入一个重为4牛的物体,溢出水的重力为1牛。则此时水对容器底的压力为
A.9牛 B.13牛 C.10牛 D.3牛
13.如图所示,小华在探究液体内部压强的特点时,将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U型管两边液面的高度差h,下列做法能够使高度差h减小的是( )
A.将探头向上移动一段距离
B.将探头向下移动一段距离
C.将探头放在食盐水中的同样深度处
D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
14.一个装有水的烧杯中轻轻放入一个木块后,水对杯底的压强将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
15.一未装满液体的密闭杯子,先正立放在水平桌面上,如图甲所示,然后反过来倒立在水平桌面上,如图乙所示。在先后两次不同的放置方法中,液体对下底的压强分别是pA和pB,液体对瓶底和瓶盖的压力分别为FA和FB.则下列关系式正确的是( )
A.pA>pB,FA>FB B.pA>pB,FA=FB C.pA>pB,FA<FB D.pA<pB,FA>FB
16.如图所示,两个底面积不同的圆柱形容器甲和乙,容器足够高,分别盛有两种不同的液体。且液体对容器底部的压强相等。下列措施中(无液体溢出,),一定能使甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部压强的方法是( )
A.分别抽出相同质量的液体甲、乙 B.分别抽出相同体积的液体甲、乙
C.分别浸没体积相同的实心铜球、实心铝球 D.分别浸没质量相同的实心铝球、实心铜球
17.如图所示,甲、乙两相同容器放在水平桌面上,已知甲、乙两容器里分别装有两种质量相同的不同液体,则在同一高度上的A、B两点液体的压强和的大小关系为
A. B. C. D.以上都有可能.
18.如图所示,底面积相等、自身重力不计的薄壁容器甲乙放置在水平桌面上,容器中盛有质量相等、液面等高的不同液体A、B,现将相同的两物体轻轻地放入甲乙容器中,待物体静止后(没有液体溢出),甲容器中液体对容器底的压力增量为,容器对地面的压强增量为;乙容器中液体对容器底的压力增量为,容器对地面的压强增量为,则( )
A., B.,
C., D.,
二、多选题
19.如图,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧受力不平衡时会发生形变。此装置( )
A.左右构成一个连通器
B.可以探究液体的压强是否与液体的深度有关
C.可以探究液体的压强是否与液体的密度有关
D.可以探究液体内部的压强是否与液体的重力和体积有关
20.如图所示,质量与底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A.三容器对桌面的压强大小不相等
B.三容器对桌面压强大小相等
C.三容器底部所受液体的压强大小相等
D.甲液体对容器底部的压力最小
21.有一重2N的圆柱形玻璃杯,杯底面积为100cm2,内装有一定质量的水,杯中水深为20cm,放在水平桌面上,则下列结果正确的是(g取10N/kg)( )
A.水对杯底的压强是2×103Pa B.杯底对桌面的压强是200 Pa
C.水对杯底的压力是20N D.杯子受到桌面的支持力是22N
22.如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放置在水平桌面上,已知距容器底部h处A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,则两容器底部所受液体压力F甲、F乙和压强p甲、p乙的关系是( )
A.F甲>F乙 B.F甲<F乙
C.p甲<p乙 D.p甲=p乙
23.如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的薄壁薄底圆柱形容器置于水平地面,圆柱体和容器的高度相等但底面积不同,甲物体的质量等于容器中液体乙的质量。现沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙,使得它们剩余部分的高度或深度均为h,则甲、乙的密度以及剩余部分质量m的关系正确的是( )
A. B. C. D.
三、实验题
24.在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中。
(1)实验前,要通过调试,保证压强计两边玻璃管中的液面 ;实验中液体压强的大小变化是通过比较 来观察;
(2)通过比较C、D两个图,可得到结论: ;
(3)通过比较D、E两个图,可得到结论: ;
(4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论: ;
(5)能准确描述液体内压强与深度的关系的是 。
A. B. C. D.
25.在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中:
(1)实验前小明用手按压如图甲的探头橡皮膜发现U形管两侧液面无变化,为保证实验的顺利进行,他应 ;
(2)调整好压强计后小明将探头浸入水中,如图乙所示,观察并记录U形管两侧的液面高度,若要探究液体压强与液体深度的关系,小明接下来的操作是 ,同时观察并记录U形管两侧的液面高度;根据实验现象可以初步得出的结论是:液体密度一定时,液体深度越 ,压强越大;
(3)小明先后将探头伸入水和盐水的相同深度处,U形管两侧液面高度的情况如图丙、丁所示,由此可以初步得出实验结论:在液体内部同一深度处,液体的密度越大,液体压强越 ;
(4)小明查阅资料得知盐水的密度并不是一个定值,其数值随着盐水深度的增大而增大,于是小明想用一杯盐水就可以探究液体压强与深度或密度的关系,你认为小明的想法是否可行? ,理由是 。
【素养提升】
四、计算题
26.如图所示是某型号电热水壶,水壶底面积为200cm2(忽略内外底面积的差异),空热水壶质量是0.5kg,当热水壶装1.5kg水时,水深20cm。将它放置于面积为1.2m2的水平桌面上。求:
(1)热水壶对桌面的压强;
(2)水对热水壶底部的压强;
(3)水对热水壶底部的压力。
27.自身质量是2kg的水桶,底面积为800cm2,放在水平地面上,桶内装有深度为50cm、质量为55kg的水。求:
(1)水对桶底的压力;
(2)水桶放在水平地面上,对地面的压强;
(3)小强同学用竖直向上的力F提水桶,但没提起来,这时,如果水对桶底的压强和桶对地面的压强相等,求小强同学提水桶的力F的大小。
【能力培优】
五、科普阅读题
28.请阅读文章并回答问题。
进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加。为了探究原因,小明查阅资料后得知:
(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;
(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;
(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;
(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化;
n
1.00
0.90
0.80
0.75
0.60
v(厘米/秒)
18
20
22.5
24
30
当血管横截面积为正常值的n倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如上表:
(1)血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压”的“压”指的是 (选填“压强”或“压力”);
(2)结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程: ;
(3)在输液过程中,若出现“回血”现象(血液进入输液软管中),可将手的位置 (选填“提高”或“降低”),使流入患者血管处药液的压强变大,这样药液和血液就会被压回到血管里。
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