9.2 液体的压强-2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练(新教材)
2025-02-17
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2份
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54页
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 液体的压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.33 MB |
| 发布时间 | 2025-02-17 |
| 更新时间 | 2025-02-17 |
| 作者 | 勤勉理科资料库 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50471610.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练(新教材)第九章 压强
9.2 液体的压强
目录
学习目标 1
知识导学 2
知识点01:产生原因: 2
知识点02:特点 2
知识点03:公式 2
知识点04:连通器 2
考点讲练 2
考点01:帕斯卡原理及其应用 2
考点02:液体压强规律 4
考点03:探究液体内部的压强 6
考点04:液体压强的公式及计算 8
考点05:液体压强的大小比较 11
考点06:液体对容器底的压力与液体自身重力的关系 13
考点07:容器倒置问题 16
考点08:平衡法在液体压强中的应用 18
考点09:连通器原理 20
考点10:连通器的应用 22
考点11:船闸工作原理 23
优选真题培优练 25
1.掌握液体压强的基本概念和原理,理解液体压强的特性及其影响因素。
2.学习并能够应用液体压强的计算公式。
3.了解液体压强在日常生活和工程实践中的应用,如深海潜水、液压系统等。
4.培养实验探究能力,通过实验观察和验证液体压强的规律,提高观察、分析和解决问题的能力。
5.培养学生对自然现象的好奇心和探究精神,激发对科学学习的兴趣。
知识点01:产生原因:
液体 受重力 ,且具有 流动性 。
知识点02:特点
(1)液体内部向 各个方向 都有压强。
(2)在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 相等 。
(3)同种液体,深度越大,压强 越大 。
(4)在深度相同时,液体的 密度 越大,压强越大。
知识点03:公式
。该公式适用于质量分布均匀的液体和规则的柱形固体。
知识点04:连通器
(1)概念: 上端开口,下端相连的容器 。
(2)特点:连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面高度总是 相同 。
(3)应用:船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等
考点01:帕斯卡原理及其应用
【例题精讲】(2024春•南陵县期末)2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,图甲为液压机的结构简图,是利用液体来传递压强的设备。若不计机械摩擦和活塞自重,液压机工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)液体对小活塞的压强。如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的,假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 8.1×104 N的举力。
【思路点拨】(1)帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递;
(2)知道大、小活塞的横截面积以及加在小活塞上的压力,根据p和密闭液体能够大小不变的向各个方向传递压强得出等式即可求出大活塞受到的压力,即可得出大活塞能产生的举力。
【规范解答】解:液压机是通过液体来传递压强的,则液体对液缸中大活塞的压强,通过液体传递到小活塞时,压强不变,所以两个活塞所受的压强相等。
小活塞上加2700N压力时,产生的压强
最多可在大活塞上产生的举力
故答案为:等于;8.1×104。
【考点评析】本题考查了帕斯卡定律的应用,理解并会用帕斯卡定律“压强相等”。
【巩固训练一】(2022春•庐阳区校级期中)如图为液压机原理图,液压机内装有同种液体,活塞A、B的面积SA:SB=1:4,当用50N的力作用在活塞A上,活塞B能举起 200 N的物体(不计摩擦和活塞重力);若将物体和活塞A、B同时取下,可观察到左右两边的液面 相平 。
【思路点拨】(1)知道F的大小和两个活塞的面积,利用帕斯卡原理求竖直向上的力,活塞B能举起物体的重等于该力大小。
(2)上端开口、底部相连通的容器叫连通器。连通器内装同一种液体,且液体不流动时,各容器内液面是相平的。
【规范解答】解:(1)因为两边压强相等,根据p知,
所以B活塞上的力为:
F′=F50N200N,
活塞B能举起物体的重G=F′=200N。
(2)若将物体和活塞A、B同时取下,左右两边组成了一个连通器,两边液面是相平的。
故答案为:200;相平。
【考点评析】本题考查帕斯卡原理的应用、连通器的特点,难度不大。
【巩固训练二】(2023春•蜀山区期中)北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一。截至2月27日,南幅老桥桥面被560个液压千斤顶顶升到位(如图)。液压千斤顶应用了( )
A.流体压强特点 B.连通器特点
C.帕斯卡定律 D.固体压强特点
【思路点拨】密闭的液体有一个重要的特点,即加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡原理,液压机、液压千斤顶都是根据这一原理制成的。
【规范解答】解:液压千斤顶的工作原理是帕斯卡原理:密闭液体上的压强,能够大小不变地向各个方向传递,在一个小面积的活塞上施加一个很小的力,因为传递的是压强,根据压强公式得出在另一边的面积大的活塞上就会产生更大的力,即:能省力。
故答案为:C。
【考点评析】本题考查了帕斯卡原理及其应用,属于基础题。
考点02:液体压强规律
【例题精讲】(2024秋•上海期中)如图所示,连通器内盛有同种液体,液体对底部P、Q、R三处的压强( )
A.P处最大 B.Q处最大 C.R处最大 D.大小相等
【思路点拨】首先确定这个容器是连通器,连通器中装有同种液体处于静止状态时,液面是相平的,最后根据p=ρgh判断P、Q、R 三处的压强。
【规范解答】解:该容器上端开口,底部连通,是连通器。
连通器中装有同种液体,液面是相平的,液体的深度相同。
液体深度相同,密度相同,根据p=ρgh,所以液体压强相同。
故选:D。
【考点评析】液体的压强只跟液体的深度和密度有关,跟液体的重力、容器的形状都没有关系。
【巩固训练一】(2024春•孝南区期中)小刚在饮料瓶周边不同高度,打了几个对称且相同的小孔,当瓶里装满水后,出现如图所示的情景。表明在液体内部( )
A.只在水平方向有压强
B.压强随着深度的增加而增大
C.同深度朝不同方向压强大小不相等
D.压强的大小与液体的密度有关
【思路点拨】掌握液体内部压强的特点,知道液体内部向各个方向都有压强,同一液体的同一深度,液体向各个方向的压强相等,液体压强随深度的增加而增大。
【规范解答】解:A、根据液体压强特点可知,液体向各个方向都有压强,故A错误;
B、由实验现象知,越向下(深度越深),水喷射的距离越远,说明液体压强随深度的增加而增大,故B正确;
C、由实验现象知,同一深度水喷射的距离相等,说明同一深度朝不同方向压强大小相等,故C错误;
D、液体压强的大小与液体的深度和密度有关,实验中用的是同一液体,所以不能确定液体压强与液体密度的关系,故D错误。
故选:B。
【考点评析】此题考查了液体内部压强的特点,要掌握液体的压强特点,注意实验中相同的量和不同的量得出压强大小的影响因素。
【巩固训练二】(2024春•成都期末)现有两个完全相同的容器,分别盛有相同体积的水和浓盐水。为鉴别这两种液体,某探究小组的同学设计了如图所示的方案。比较(a)(b)两图中的现象可知,左边容器中装的是 水 ,该判断的理由是不同液体当深度相同时,液体的密度越大,压强越 大 。
【思路点拨】影响液体压强大小的因素是液体的深度和密度,当深度相同时,液体的密度越大,压强越大,据此结合实验现象进行分析。
【规范解答】解:根据图中可以看出,金属盒所处的深度相同,而(b)中U形管两侧液面的高度差更大,所以压强更大,根据液体压强大小的因素是液体的深度和密度,当深度相同时,液体的密度越大,压强越大,说明(b)中液体的密度大;装的是盐水,a装的是水。
故答案为:水;大。
【考点评析】本题考查了影响液体压强大小的因素及其应用,属于基础题。
考点03:探究液体内部的压强
【例题精讲】(2024春•泗阳县期末)如图所示,为了探究液体压强与液体密度的关系,小明将压强计的探头先后放入水和煤油中的同一深度处,发现U形管两侧液面高度差几乎相同。他做了一些改进,下面操作能使实验效果更加明显的是( )
A.将烧杯中的水换成浓盐水
B.将U形管换成内径更细的
C.把探头上的橡皮膜换成更厚的
D.将U形管中的液体换成密度更大的水银
【思路点拨】(1)探头的橡胶膜所受的压强越大,U形管内液面的高度差就越大;
(2)液体的压强只跟液体的深度和密度有关,金属盒在液体的深度越大、液体密度越大,产生的压强越大,U形管两侧的高度差越大,实验现象越明显;液体对金属盒产生的压强一定时,U形管两边的高度差一定,与U形管的粗细无关;若U形管中换用密度小的液体,则高度差增加,实验现象越明显。
【规范解答】解:小明将压强计的探头先后放入水和煤油中的某一深度处,发现U形管两侧液面高度差几乎不变,说明这两次实验中,液体对探头的压强几乎相等。若我们想明显地观察到两次实验的区别,就应该想办法,让U形管内液面的高度差有很大的差别。
A、将烧杯中的水换成盐水后,在探头深度不变的情况下,盐水对探头的压强更大,这将导致左侧压强计中液柱的高度差更大,能使实验效果更加明显,故A符合题意;
B、烧杯内的液体对探头产生的压强一定时,U形管两边的高度差一定,与U形管的粗细无关,则该方法不能使实验效果更加明显,故B不符合题意;
C、将探头上的橡皮膜换成更厚的,当压强相同时,探头上的橡皮膜越厚,橡皮膜形变程度越小,产生的压强越小,不能使U形管两侧液面高度差对比更加明显,故C不符合题意;
D、U形管中换用密度更大的水银,产生相同压强时,会使U形管左右两侧液面的高度差变小,故D不符合题意。
故选A。
【考点评析】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。
【巩固训练一】(2024春•淮安期末)如图所示,在探究液体压强与液体密度的关系时,将金属盒插入水和盐水相同深度处,观察到两次实验中U形管液面变化差异不明显,下列操作可以解决这一问题的是( )
A.改用内径更细的U形管
B.改用更长的U形管
C.U形管中换用密度更小的液体
D.增加金属盒插入盐水中的深度
【思路点拨】根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细和长短无关。
【规范解答】解:AB、将U形管换成更细的和换用稍长的U形管不能使两侧液面高度差对比更加明显,不符合题意;
C、根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细和长短无关,所以将U形管中换用密度更小的酒精,U形管左右两侧液面的高度差都将变大,符合题意;
D、而增加金属盒插入盐水中的深度,则没有控制金属盒在水中的深度相同,则不能完成实验探究,不符合题意。
故选:C。
【考点评析】本题考查了液体压强,属于基础题。
【巩固训练二】(2024春•文山州期末)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,已验证液体压强与液体密度、深度有关,有同学猜想可能还与液体体积有关,该小组设计了如图所示的装置来探究(A侧底面积小于B侧底面积),该装置可以通过观察橡皮膜的凸起情况来比较A、B两侧液体压强的大小,这种研究方法称为 转换 法。实验过程如下:A、B两侧倒入 同种 (选填“同种”或“不同种”)液体,使A、B两侧 液面高度相同 ,如果观察到 橡皮膜没有发生形变 ,则说明液体压强与液体体积无关。
【思路点拨】(1)掌握转换法在实验中的应用,通过橡皮膜凸起的方向来判断两边压强的大小;
(2)探究液体压强与液体体积的关系,需控制液体的密度、深度相同。
【规范解答】解:液体压强的大小转换成橡皮膜的凸起程度,便于观察比较,这种方法叫转换法。
探究液体压强与液体体积的关系,需控制液体的密度、深度相同,所以A、B两侧应倒入同种液体,且使A、B两侧液面高度相同,然后观察橡皮膜的凸起情况。若橡皮膜没有发生形变,即没有向两侧凸起,则说明液体压强与液体体积无关。
故答案为:转换;同种;液面高度相同;橡皮膜没有发生形变。
【考点评析】此题考查了影响液体压强大小的因素及压强大小的计算,注意转换法在实验中的应用,在实验中控制变量法的运用依然是运用的主要研究方法,因此,搞清实验过程中的变量与控制量才是实验成功的关键。
考点04:液体压强的公式及计算
【例题精讲】(2024•南安市校级模拟)如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着底面积为40cm2圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水均匀流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙所示。则( )
A.圆柱体A的高度30cm
B.容器装满水时,水的体积5000cm3
C.当t=46s时,液体对容器底部压强1500Pa
D.当t=46s时,液体对圆柱体A底部压力6N
【思路点拨】(1)由图乙可知,当t1=40s时,水面与A上表面相平,此时容器底受到的压力为F1=30N,当t2=64s时,水面与A下表面相平,此时容器底受到的压力为F2=10N,水对容器底部压力的变化为:ΔF=ΔpS容=ρ水ghAS容,从而可求出圆柱体A的高度;
(2)由图乙可知,容器装满水时对容器底部的压力F0=50N,根据ΔF=ΔpS容=ρ水ghS容可求出前40s水面下降的高度,从而求出放出水的体积,从而求出水的流速,从而可求出容器装满水时水的体积;
(3)当t=46s时,可求出此时放出水的体积,根据体积关系可求出此时容器内水的深度,根据p=ρ水gh可求出容器底部受水的压强;
(4)根据F=pS=ρ水ghS求出当t=46s时液体对圆柱体A底部压力。
【规范解答】解:A、由图乙可知,当t1=40s时,水面与A上表面相平,此时容器底受到的压力为F1=30N,当t2=64s时,水面与A下表面相平,此时容器底受到的压力为F2=10N,
水对容器底部压力的变化为:ΔF=ΔpS容=ρ水ghAS容,
则圆柱体A的高度为:hA0.2m=20cm,故A错误;
B、由图乙可知,容器装满水时对容器底部的压力F0=50N,根据ΔF=ΔpS容=ρ水ghS容可知,
前40s水面下降的高度为:h10.2m=20cm,
则40s放出水的体积为:V1=S容h1=100cm2×20cm=2000cm3,
所以水的流速为:v50cm3/s,
由图可知,当t3=84s时,容器内的水刚好放完,所以容器内水的体积为:V水=vt3=50cm3/s×84s=4200cm3,故B错误;
C、由图乙知,在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三个时间段,水对容器底部的压力随时间变化的规律分别为一直线,第1阶段流出的水量:V1=2000cm3,
第2阶段流出的水量:V2=24s×50cm3/s=1200cm3,
第3阶段流出的水量:V3=20s×50cm3/s=1000cm3,
所以细杆的长度为:L10cm,
当t4=46s时放出水的体积为:V4=vt=50cm3/s×46s=2300cm3,
则此时A浸入水的深度为:hA'15cm,
所以此时容器内水的深度为:h4=L+hA'=10cm+15cm=25cm=0.25m,
所以此时容器内水对容器底部的压强为:p=p=ρ水gh4=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa,故C错误;
D、当t=46s时,液体对圆柱体A底部压力为:F=pASA=ρ水ghA'SA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m×40×10﹣4m2=6N,故D正确。
故选:D。
【考点评析】本题考查压强公式、阿基米德原理、力的平衡等知识的运用,关键根据图乙找出放水的三个对应的阶段,难度较大。
【巩固训练一】(2024春•立山区校级月考)如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,则三种液体密度的大小关系正确的是( )
A.ρA>ρB>ρC B.ρA=ρB=ρC C.ρA<ρB<ρC D.ρA=ρB>ρC
【思路点拨】由图可知,三容器内所装液体的深度关系hA>hB>hC,而三容器内液体对容器底部的压强相等,根据液体压强公式p=ρgh可得三液体的密度关系。
【规范解答】解:由图可知,三容器内所装液体的深度:hA>hB>hC,
由p=ρgh,可知液体产生的压强与液体的密度和深度有关,三容器内液体对容器底部的压强相等,所以三液体的密度:ρA<ρB<ρC;
故选:C。
【考点评析】本题考查了学生对体压强公式的掌握和运用,能从图确定三种液体的深度关系是本题的关键。
【巩固训练二】(2024•德州二模)据报道,在2020年我国自主研发制造的全新一代载人潜水器计划在世界海洋最深处的马里亚纳海沟进行海试,预计下潜深度超过一万米。由于海深压力巨大,所以载人船舱从选材上与“深海勇士号”和“蛟龙号”不同。在海深一万米处,潜水器受到的压强为 1.03×108 Pa,若潜水器观察窗的面积为400cm2,则观察窗受到海水的压力为 4.12×106 N.(海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3)
【思路点拨】(1)知道潜水器所处的深度和海水的密度,根据p=ρgh求出潜水器受到的海水压强;
(2)知道观测窗的面积和海水的压强,根据p可得观察窗受到海水的压力。
【规范解答】解:
(1)潜水器所受到的海水的压强:
p=ρ水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa;
(2)观察窗的面积S=400cm2=0.04m2,由p可得:
海水对该观测窗的压力:
F=pS=1.03×108Pa×0.04m2=4.12×106N。
故答案为:1.03×108;4.12×106。
【考点评析】本题考查了液体压强公式和固体压强公式的灵活应用,是一道较为简单的计算题。
考点05:液体压强的大小比较
【例题精讲】(2024春•江汉区期中)在甲、乙两个空矿泉水瓶里面装入适量水,盖紧瓶盖。将它们分别正放、倒放在水平桌面上,如图所示,两矿泉水瓶内的水面相平(不计瓶身和瓶盖的厚度)。若甲中水对瓶底的压力为F1,压强为p1;乙中水对瓶盖的压力为F2,压强为p2。下列关系式正确的是( )
A.F1>F2,p1>p2 B.F1>F2,p1=p2
C.F1=F2,p1=p2 D.F1=F2,p1<p2
【思路点拨】根据液体的压强公式p=ρgh比较压强大,根据F=pS比较水对瓶底的压力。
【规范解答】解:图中左右两个水面相平,最下边的深度相同,根据液体的压强公式p=ρgh知,密度也相同,故p1=p2,而甲的底面积大,根据F=pS,甲的压力大,故F1>F2。
故选:B。
【考点评析】本题考查液体的压强与压力的比较,属于基础题。
【巩固训练一】(2024•乐山模拟)三个质量相同,底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【思路点拨】由底面积相同、容器对桌面的压强相等,可知压力相同,又因为容器质量相同(容器重相同),所以可知容器里面三种液体重相同(质量相同);由题知,容器内液面在同一水平面上,可以得出三种液体的体积关系,从而得出液体密度关系,又知道h相同,据液体压强公式求解。
【规范解答】解:容器对桌面的压强相等,容器底面积相同,根据F=pS可知,桌面受到的压力相等,
水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,所以三个容器的总重力相同,
根据G=mg可知,三个容器的总质量相同,由于三个容器质量相同,所以三种液体质量相同,
它们的液面在同一水平面上,容器底面积相同,三种液体体积:V甲>V乙>V丙,
根据密度公式ρ可知:ρ甲<ρ乙<ρ丙,
液面在同一水平面上,h相同,由液体压强公式p=ρgh可知:p甲<p乙<p丙;故C正确。
故选:C。
【考点评析】本题考查了液体压强公式p=ρgh和固体压强公式p的灵活应用,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等得出三液体的密度关系是关键。
【巩固训练二】(2024•兴宁市校级二模)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 等于 Pb,水对容器底的压力Fa 小于 Fb,容器对桌面的压力Fa′ 小于 Fb′.(选填“大于”、“等于”、“小于”)
【思路点拨】(1)液体对容器底的压力有两种计算方法:①先根据液体压强公式p=ρgh求压强,再根据F=pS计算压力。②以底为准向上作垂线到液面,所围的“液重”。
(2)容器对桌面的压力等于容器和水的重力,求出容器a和b内是的质量关系,然后可得出两容器底部的压力的大小关系。
【规范解答】解:(1)∵容器内盛有深度相同的水,即h相同,
∴水对容器底压强Pa=ρgh=Pb,
(2)如图所示,液体的深度为h,密度分别为ρa、ρb
则:水对容器底的压力:a容器,Fa<G液=mg,
b容器,Fb>G液=mg,
已知a容器内液体的质量小于b容器内液体的质量。
则Fa<Fb。
(3)容器对桌面的压力:F′=G容+G水,
a容器内液体的质量小于b容器内液体的质量。
Ga水<Gb水,
Fa′<Fb′
故答案为:等于;小于;小于。
【考点评析】对于液体对容器底压力和压强,固体对水平地面的压力和压强,计算的顺序有所不同,否则容易出现错误。
固体对水平地面的压力和压强,一般先根据F=G计算压力,然后根据压强公式计算压强。
液体对容器底的压力和压强,一般先根据p=ρgh计算压强,然后根据F=pS计算压力。
考点06:液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
【例题精讲】(2024春•赣州期末)如图,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量、深度相同的不同液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强pA < pB,容器对桌面的压力FA = FB(均选填“>”、“=”或“<”)。
【思路点拨】(1)A容器上宽下窄,A液体体积大于B液体的体积,质量相同,根据密度公式可知两液体的密度关系;根据p=ρgh可知两种液体对容器底的压强关系;
(2)容器对桌面的压力等于容器的重与液体的重之和,据此判断容器对桌面的压力关系。
【规范解答】解:(1)A容器上宽下窄,A液体体积大于B液体的体积,质量相同,根据密度公式可知ρA<ρB;两种液体的深度相同,根据p=ρgh可知,pA<pB;
(2)容器对桌面的压力等于容器重与液体重之和,两容器的质量相等,液体的质量相等,根据G=mg可知两容器的总重相等,故两容器对桌面的压力相等,即FA=FB。
故答案为:<;=。
【考点评析】本题主要考查压强、压力的大小比较。关键是知道在水平面上,物体对水平面的压力等于物体自身的重力。
【巩固训练一】(2024春•封开县期末)如图放在水平桌面上的瓶子,内盛部分饮料,瓶口用塞子塞紧,倒过来后,液体对瓶塞的压强相比原来对瓶底会 变大 ,液体压力 变小 ;瓶子对桌面的压强 变大 。(均选填“变大”“变小”“不变”)
【思路点拨】(1)先判断倒置后液体的深度变化,再由液体压强公式p=ρgh可知液体对瓶盖的压强的大小变化;根据瓶子的形状分析压力大小的变化;
(2)倒置后对桌面的压力不变,受力面积变小,根据压强定义式p分析压强的变化。
【规范解答】解:(1)瓶子正放时,液柱向下粗细相同,则液体对容器底部的压力等于自身的重力;如果把瓶子倒过来,饮料的深度h变大,由液体压强公式p=ρgh可知液体对瓶盖的压强变大;此时容器是上宽下窄,则液体对容器底部的压力小于自身的重力,所以液体压力会变小;
(2)把瓶子倒过来,瓶子对桌面的压力F=G不变,而受力面积变小,由p可知,瓶子对桌面的压强变大。
故答案为:变大;变小;变大。
【考点评析】本题考查了学生对液体压强公式p=ρgh和压强的定义式p的掌握和运用,确定瓶内液体深度变化和桌子受力面积的变化是本题的关键。
【巩固训练二】(2024•揭东区一模)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ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
【思路点拨】(1)已知三个容器的底面积相同,三种液体的质量和深度均相同,根据图中容器的形状可判断三种液体的体积关系,再根据ρ比较液体的密度关系;
(2)知道液体的密度关系、深度关系,根据液体压强公式p=ρgh比较液体对容器底部的压强关系;
(3)知道液体对容器底部的压强关系、容器底面积的关系,根据压强公式的变形式F=pS比较液体对容器底部的压力关系;
(4)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,且G总=m总g,结合已知条件可比较容器对桌面的压力关系。
【规范解答】解:
A、由题知,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ρ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;
B、液体的密度关系为ρB>ρA>ρC,且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,故B正确;
C、因液体对容器底部的压强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总=m总g可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即F甲=F乙=F丙,故D错误。
故选:B。
【考点评析】本题考查了密度的大小比较、液体压强、液体压力以及固体压力的大小比较,注意:容器形状不规则时,液体对容器底部的压力不等于液体的重力,通常需要根据公式F=pS进行判断。
考点07:容器倒置问题
【例题精讲】(2024•老河口市模拟)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,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( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
【思路点拨】(1)放在水平桌面上的物体,它对水平桌面的压力大小等于其重力大小,重力不变,压力也就不变;
(2)根据公式比较压强的大小关系。
【规范解答】解:AC、水瓶放在水平桌面上,它对桌面的压力等于水瓶的重力,即F=G,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,故A、C错误;
BD、由公式可知,在压力F一定时,受力面积S越小,压强p越大,水瓶倒立时桌面的受力面积更小,压强更大,即p甲<p乙,故B错误、D正确。
故选:D。
【考点评析】本题主要考查压强公式的应用及固体对水平面的压力与重力大小的关系,难度不大。
【巩固训练一】(2024•冷水滩区校级模拟)如图,一个密封的圆台形容器装满水,其在水平桌面上的放置方式由甲图变为乙图,则下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压强减小,压力不变
B.容器对桌面的压强增大,压力不变
C.水对容器底的压强减小,压力减小
D.水对容器底的压强不变,压力不变
【思路点拨】(1)容器对桌面的压力等于容器和水的重力,再利用分析容器对桌面的压强;
(2)先利用p=ρgh分析水对容器底部的压强,再利用F=pS分析容器底部所受压力。
【规范解答】解:
AB、容器对水平桌面的压力等于水和容器的总重力,容器对水平桌面的压力不会改变,但放置方式由甲变为乙,容器对水平桌面的受力面积减小,根据可知整个容器对水平桌面的压强变大,故A错误,B正确;
CD.容器装满水,无论是甲图还是乙图,水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强不变,但放置方式由甲变为乙,水对容器的受力面积减小,由F=pS可知水对容器底的压力减小,故C错误,D错误。
故选:B。
【考点评析】要注意容器对桌面的压力压强问题的分析方法与容器底部压力压强问题的分析方法有所不同。
【巩固训练二】(2024春•双牌县期末)如图所示,将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,正立时水对瓶底的压力为F1,压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,压强为p2,则F1 大于 F2,p1 小于 p2(选填大于、等于或小于)。
【思路点拨】水对瓶盖和瓶底的压力,可以根据水产生的压力和水重力的关系来入手:上下粗细一样的容器中水对容器底的压力等于水的重力,上面粗、下面细的容器中水对容器底的压力小于水的重力,上面细、下面粗的容器中水的压力大于水的重力。
利用p=ρgh比较水对瓶底的压强大小关系。
【规范解答】解:图示中,正立时,水在瓶中的部分是柱形,水对瓶底的压力等于水的重力,倒立时,瓶子的下窄上宽,水的部分压力作用在瓶壁上,水对瓶盖的压力小于水的重力,所以F1>F2。
由图示知,正立时水的深度比倒立时的小,据p=ρgh知,倒立时水对瓶盖的压强大于正立时水对瓶底的压强,即p2>p1。
故答案为:大于;小于。
【考点评析】本题考查液体压强的计算,液体对容器底部的压力可以根据F=pS分析,也可以根据承装液体容器的形状进行分析得出。知道对于圆柱形容器,对容器底的压力等于液体重;对于上口粗下口细的容器,对容器底的压力小于液体重是本题的关键。
考点08:平衡法在液体压强中的应用
【例题精讲】(2023春•邻水县期末)如图所示,将两端开口的玻璃筒下端扎上橡皮薄膜,竖直插入盛有水的烧杯中,橡皮薄膜向上凹进,此现象可证明液体 向上有压强 ,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当橡皮薄膜变平时,测得橡皮薄膜在水中的深度为8cm,筒内液体的深度是10cm,则筒内液体的密度是 0.8×103 kg/m3。(ρ水=1g/cm3)
【思路点拨】橡皮薄膜变平说明受到筒内液体向下的压力和筒外液体向上的压力是一对平衡力,又因为受力面积相同,所以橡皮薄膜受到向上是压强和向下的压强相等,根据液体压强相等列出等式,求出筒内液体密度。
【规范解答】解:将两端开口的玻璃筒下端扎上橡皮薄膜,竖直插入盛有水的烧杯中,橡皮薄膜向上凹进,此现象可证明液体向上有压强;
因为橡皮薄膜变平,所以橡皮薄膜受到的向上和向下的压力相等,又因为受力面积相同,
所以p向上=p向下,所以ρ水gh水=ρ液gh液,则1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=ρ液×10N/kg×0.1m,解得:ρ液=0.8×103kg/m3。
故答案为:向上有压强;0.8×103。
【考点评析】判断橡皮薄膜受到向上和向下的液体压强相等,是解决本题的关键。
【巩固训练一】(2023•新民市校级模拟)小明用饮料吸管制作了一只如图所示的简易密度计。分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h水和h盐水,则h水 > h盐水(选填“>”“=”或“<”);用它测量可乐密度时,吸管外“沾”上许多小气泡,测得的密度偏 大 。
【思路点拨】(1)根据密度计漂浮时浮力等于重力列出关系式即可求出液体的密度;
(2)由于密度计漂浮时浮力不变,根据阿基米德原理判断出排开液体的体积不变,由于吸管上“沾”上许多小气泡,则排开液体的体积会变大,而使密度计浸入液体的深度变小,
【规范解答】解:
(1)因为密度计不管是在水中还是在盐水中,都是漂浮状态,所以F浮水=F浮盐水=G;
设密度计的底面积为S,则根据G=F浮液=ρ液gV浸得:
ρ水gSh水=ρ盐水gSh盐水,
已知:ρ水<ρ盐水,所以h水>h盐水;
(2)由于密度计漂浮时浮力等于重力,重力不变,则浮力不变;
根据F浮=ρ液gV排可知排开液体的体积不变,
当测量可乐密度时,吸管上“沾”上许多小气泡,此时V排=V气泡+V浸,
所以,密度计浸入可乐中的体积变小,
由于密度计的刻度是越往下对应的密度越大,所以,所测的液体密度偏大。
故答案为:>;大。
【考点评析】密度计是物体的沉浮条件的实际应用,要结合阿基米德原理和沉浮条件分析有关问题:放入不同的液体,液体密度越大,排开体积越小。
【巩固训练二】(2024春•阳信县期末)某同学在测量某液体密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知的液体,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内的部分空气,再关闭阀门K,如图所示。下列操作必须的是( )
A.应保持两容器内液面相平
B.尽可能将管内空气抽出
C.用刻度尺测量h1和h2
D.往两侧容器中加入对应的同种液体,改变h1和h2
【思路点拨】从液体压强p=ρgh和压力平衡角度和多测量几次,使测量结果更准确分析解决。
【规范解答】解:C.管外的大气压等于管内气压加上液柱产生的压强。先用抽气机抽出U形管内部分空气,再关闭阀门K,U形玻璃管上方的气体压强减小,记为p,外界大气压强记为p0,则会有p+ρ1gh1=p0,p+ρ2gh2=p0,
则ρ1gh1=ρ2gh2,
因此用刻度尺测量出h1和h2便可根据已知的ρ1计算出ρ2,故C正确;
B.实验时不用将管内空气完全抽出,只要使两种液体在U形管中上升形成的液柱高度明显即可,故B不正确;
A.是否保持两容器内液面相平并不影响对数据的测定,故A不正确;
D.实验中只需要测量一组h1和h2的值即可,不需要改变h1和h2,往两侧容器中加入对应的同种液体,不改变h1和h2,故D不正确。
故选:C。
【考点评析】此题考查液体压强的计算与理解,注意分析题意整个状态平衡,利用平衡关系分析解决是能力的考查重点。
考点09:连通器原理
【例题精讲】(2024春•烟台期末)连通器在生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中,没有利用连通器原理的是( )
A.茶壶
B.船闸
C.活塞式抽水机
D.下水道存水管
【思路点拨】上端开口,下部连通的容器叫做连通器,连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【规范解答】解:A、茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A不合题意;
B、船闸的上游与闸室下面通过阀门相通,当下游阀门关闭,上游阀门打开,上游与闸室内的水位逐渐相平,打开上游闸门,船就可以进入闸室;同理,船再进入下游,就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器。故B不合题意;
C、活塞式抽水机,是利用了大气压的原理,故C符合题意题意;
D、洗手池的回水管,下端相通,是连通器的应用,故D不合题意;
故选:C。
【考点评析】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
【巩固训练一】(2024•从江县校级二模)生活处处皆物理,试分析以下生活现象中所蕴含的物理知识:
(1)茶壶壶身与壶嘴做得一般高是因为壶嘴与壶身构成了 连通器 ,避免茶水太满时从壶嘴冒出来;
(2)在高山上煮鸡蛋煮不熟主要是因为高度越大,气压越低,沸点 越低 (选填“越高”或“越低”)。
【思路点拨】(1)上端开口、底部连通的容器叫连通器,在连通器中装入同种液体,液体不流动时,液面是相平的;
(2)气压与沸点的关系:气压越大,沸点越高。
【规范解答】解:(1)茶壶壶身与壶嘴做得一般高是因为壶嘴与壶身构成了连通器,当水静止时,壶身与壶嘴中水面保持相平,避免茶水太满时从壶嘴冒出来;
(2)在高山上煮鸡蛋煮不熟主要是因为高度越大,气压越低,沸点越低。
故答案为:(1)连通器;(2)越低。
【考点评析】这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常用到连通器,也经验遇到沸点与气压的关系的问题,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
【巩固训练二】(2024•沅江市一模)船闸是长江上常见的水利设施,船闸是利用 连通器 原理工作的。由于长江上游的植被受到破坏,造成水土严重流失,江水中的泥沙含量明显增加,在其他条件不变的情况下,江水对堤坝的压强 增大 (选填增大、减小或不变)。潜水员在长江里下潜到水下4m处时,受到江水的压强约为 4×104 Pa(江水的密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【思路点拨】(1)船闸是利用连通器的原理工作的;
(2)河水中的泥沙含量增加,河水密度变大,根据公式p=ρgh可知河水对堤坝的压强的变化;
(3)根据p=ρgh可得受到江水的压强。
【规范解答】解:船闸的上部是开口的,下部是连通的,这符合连通器的原理,所以船闸是利用连通器原理工作的。
河水中的泥沙含量增加,使得河水密度变大,由p=ρgh可知,河水对堤坝的压强变大;
潜水员在长江里下潜到水下4m处时,受到江水的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa。
故答案为:连通器;增大;4×104。
【考点评析】该题考查了液体内部压强的特点、压强公式的运用和连通器的应用,是一道基础题目。
考点10:连通器的应用
【例题精讲】(2024•随州一模)周日小亮到“天下第一泉”景区游玩。趵突泉通往大明湖航线上的“船闸”运用了 连通器原理 (选填“连通器原理”或“帕斯卡定律”)。有新的游客上船后,游船底部受到液体的压强 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【思路点拨】(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器,如果连通器中只有一种液体,在液体不流动时,各容器中液面高度总是相同的;
(2)根据液体压强特点分析船底受到压强的变化。
【规范解答】解:(1)船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成,利用了连通器的原理;
(2)有新的游客上船后,船将会下降一些,船底所处的深度增大,由p=ρgh可知,船底所受液体的压强变大。
故答案为:连通器原理;变大。
【考点评析】本题考查连通器原理以及液体压强的特点,难度不大。
【巩固训练一】(2024•商水县校级一模)我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,三峡大坝上、下游水位差最高可达113m。如图所示是三峡船闸的简易示意图,船闸工作过程应用了连通器原理,某船从上游经过船闸驶往下游,请仔细观察图片,此时 A和B 构成了一个连通器。(填“A与B”“B与C”、“A与C”)。日常生活中利用连通器原理的例子有(一例即可) 茶壶 。
【思路点拨】上端开口,底部相连通的容器叫连通器;生活中的连通器还有水位计,茶壶等。
【规范解答】解:船闸工作过程应用了连通器原理;由图可知,某船从上游经过船闸驶往下游,此时阀门2关闭,阀门1打开,A与B的底部相通,即A与B构成了一个连通器;日常生活中的连通器为茶壶。
故答案为:A和B;茶壶。
【考点评析】本题考查连通器的实际应用,属于基础题。
【巩固训练二】(2024•钢城区校级模拟)如图的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管中的水面将( )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管水面相平
D.以上三种情况均有可能
【思路点拨】连通器特点:静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上。
【规范解答】解:A、B两管上部开口,下端连通,属于连通器,连通器无论管子的粗细、形状如何,只要液体不再流动,两管中液面始终相平。
故选:C。
【考点评析】此题考查连通器在实际生活中的应用。
考点11:船闸工作原理
【例题精讲】(2024春•船营区校级期末)下列装置与船闸工作原理相同的是( )
A.拦河大坝 B.活塞式抽水机
C.液体压强计 D.锅炉水位计
【思路点拨】上端开口、下部连通的容器称为连通器,注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是相平的。
【规范解答】解:上端开口、下部连通的容器称为连通器,船闸是一个连通器。
A.拦河大坝上窄下宽是因为液态的压强随着深度的加深而增大,故A不正确;
B.活塞式抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下被压上来,利用的是大气压,故B不正确;
C.液体压强计有一端是封闭的,不属于连通器,故C不正确;
D.锅炉水位计,水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的,底部是连通的,是连通器,故D正确。
故选:D。
【考点评析】本题考查了连通器的结构特点和应用,属基础题,难度不大。
【巩固训练一】(2024•许昌一模)船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。上游有一艘轮船想驶往闸室,此时船闸状态如图所示。则接下来正确的操作步骤及顺序是( )
①打开闸门C
②打开阀门A
③关闭阀门B
A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
【思路点拨】轮船想驶往闸室,则需要闸室内的水面升高后与上游水位相平,才能通过,据此分析。
【规范解答】解:船闸属于连通器,轮船想从上游驶往闸室,要首先关闭阀门B和闸门D,打开阀门A,使闸室与上游构成连通器,则上游的水进入闸室,当闸室与上游的水面相平时,打开闸门C,轮船就能进入闸室。故顺序为③②①。
故选:C。
【考点评析】本题考查了连通器原理。关键是熟记了解船闸的通行原理。
【巩固训练二】(2024春•东营期末)船闸是长江上常见的水利设施,船闸是利用 连通器 原理工作的。潜水员在长江里下潜到水下4m处时,受到江水的压强约为 4×104 Pa(江水的密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【思路点拨】上端开口、底部互相连通的容器叫连通器。
根据液体的压强公式p=ρgh进行计算。
【规范解答】解:船闸的原理先打开一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸,然后把这一端阀门关闭,打开另一端的阀门,船闸里的水位逐渐与外面相等,船就可以开到另一端去,应用了两次连通器。
潜水员在长江里下潜到水下4m处时,受到江水的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4m=4×104Pa。
故答案为:连通器;4×104。
【考点评析】本题考查的是连通器的应用;会根据液体的压强公式进行计算。
1.(2024春•怀远县期中)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,若液体对容器底部的压强相等,则A、B两点的压强关系是( )
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.无法判断
【思路点拨】液体对容器底的压强:p甲=p乙,则结合p知液体质量关系;
分别盛有质量相等的两种液体甲、乙,由图知V甲<V乙,所以ρ甲>ρ乙;
已知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,根据p=ρgh可知,A、B两点以下压强的大小;
已知液体对容器底的总压强相同,从而判断出AB点以上的压强。
【规范解答】解:液体对容器底的压强:p甲=p乙,液体对容器底的压强p故两种液体的质量相等;
因为完全相同的容器中,分别盛有质量相等的两种液体甲、乙,由图知V甲<V乙,利用密度计算公式ρ可知ρ甲>ρ乙,
因为A、B两点到容器底的距离相等,
所以根据p=ρgh可知,A、B两点以下的液体压强pA下>pB下;
又因为两种液体对容器底的总压强相同,
根据p上=p﹣p下可知,pA<pB,故C正确。
故选:C。
【考点评析】解决本题的关键是知道公式p适用于固体、液体以及气体压强的计算。
2.(2024春•黄山期中)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有8cm、6cm深的水,A、B之间用导管连接,若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为( )
A.3:4 B.9:7 C.1:2 D.1:1
【思路点拨】打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降,B液面上升,根据图中的条件求出两液面的高度,进而根据公式p=ρgh求出压强之比。
【规范解答】解:
由图知,若将阀门K打开后,AB构成连通器,水从容器A向容器B流动,在水不流动时,两容器中液面高度是相同的;
已知A、B为完全相同的两个容器,且原来两水面的高度差Δh=8cm+2cm﹣6cm=4cm,
所以打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2cm,变为hA=6cm,B液面上升2cm,变为hB=8cm,
最后A、B两容器底部受到水的压强之比为:。
故选:A。
【考点评析】此题主要考查的是学生对液体压强计算公式的理解和掌握,弄明白两液面的高度是解决此题的关键。
3.(2024春•蒙城县期末)如图所示,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.液体的密度关系是ρC>ρA>ρB
B.液体对容器底部的压强关系是pB>pA>pC
C.容器底部对桌面的压力关系是FB<FA<FC
D.液体对容器底部的压力关系是FB=FA=FC
【思路点拨】(1)已知三个容器的底面积相同,三种液体的质量和深度均相同,根据图中容器的形状可判断三种液体的体积关系,再根据ρ比较液体的密度关系;
(2)知道液体的密度关系、深度关系,根据液体压强公式p=ρgh比较液体对容器底部的压强关系;
(3)容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,且G总=m总g,结合已知条件可比较容器对桌面的压力关系;
(4)知道液体对容器底部的压强关系、容器底面积的关系,根据压强公式的变形式F=pS比较液体对容器底部的压力关系。
【规范解答】解:
A、由题知,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ρ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;
B、液体的密度关系为ρB>ρA>ρC,且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,故B正确;
C、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总=m总g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C错误;
D、因液体对容器底部的压强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D错误。
故选:B。
【考点评析】本题考查了密度的大小比较、液体压强、液体压力以及固体压力的大小比较,注意:容器形状不规则时,液体对容器底部的压力不等于液体的重力,通常需要根据公式F=pS进行判断。
4.(2024春•凤阳县期末)如图所示,在玻璃槽中装有水,p为两端开口的玻璃管,q为塑料片(质量不计),q在水面下的深度为24cm,向管内缓缓注入硫酸铜溶液,已知ρ硫酸铜=1.2×103kg/m3,当塑料片q恰好脱落时,玻璃管内液柱高度为( )
A.15cm B.18cm C.20cm D.22cm
【思路点拨】不计塑料片的质量,塑料片q恰好脱落时,玻璃管内、外液体对塑料片的压力相等,在受力面积相同时,根据p可知,玻璃管内、外液体对塑料片的压强相等,根据p=ρ液gh求得玻璃管内的液柱高度。
【规范解答】解:不计塑料片的质量,塑料片q恰好脱落时,玻璃管内、外液体对塑料片的压力相等,在受力面积相同时,根据p可知,玻璃管内、外液体对塑料片的压强相等。
根据p=ρ液gh可得:ρ硫酸铜gh硫酸铜=ρ水gh水,
即:1.2×103kg/m3×h硫酸铜=1.0×103kg/m3×24cm,
解得:h硫酸铜=20cm,故C正确。
故选:C。
【考点评析】本题考查压强定义式和液体压强公式的应用,正确判断玻璃管内、外压强关系是关键。
5.(2024春•怀宁县期末)三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m处的大坝受到水的压强为 3×105 Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 连通器 原理。
【思路点拨】利用液体压强公式p=ρgh进行计算,船闸利用的是连通器的原理。
【规范解答】解:离水面距离为30m处的大坝受到水的压强为p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa;轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了连通器原理。
故答案为:3×105;连通器。
【考点评析】本题考查了液体压强的公式和连通器的原理,属于基础题。
6.(2024春•泗县期末)如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将 不变 ,水对容器底的压力将 变大 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【思路点拨】(1)水平桌面受到的压力等于瓶子和水的总重力;
(2)先分析水对容器底部的压强,再分析水对容器底部的压力。
【规范解答】解:装满水的密闭容器放置在水平桌面上,无论正放,还是倒放,水平桌面受到的压力都等于瓶子和水的总重力,所以水平桌面受到的压力将不变;
装满水的密闭容器,无论正放,还是倒放,水的深度不变,根据p=ρgh可知,容器底部所受水的压强不变,由正放变成倒放,受力面积变大,由F=pS可知,容器底部所受水的压力变大。
故答案为:不变;变大。
【考点评析】注意区分容器对桌面的压力压强和液体对容器底的压力压强的分析方法。
7.(2024春•合肥期中)如图所示,将U形管底C处阀门关闭,再分别灌些水。测出管中A、B两处水面的高度分别是h1和h2,在打开阀门的瞬间,想象在C处有一个竖直方向的液片,其面积为S,求出它所受液柱产生压力的合力的表达式F= ρ水g(h1﹣h2)S (ρ水已知,请用已知物理量符号表示)。
【思路点拨】利用液体压强公式p=ρgh计算。
【规范解答】解:对C处的液片受力分析,液片受到左右两侧水柱对它的压力
F=F左﹣F右=(p左﹣p右)S=ρ水g(h1﹣h2)S
故答案为:ρ水g(h1﹣h2)S。
【考点评析】此题主要考查学生对液体压强公式的理解和应用。
8.(2023春•涡阳县期末)如图所示,将下口该有轻质薄塑料片的两端开口的玻璃管竖直插入水中,塑料片距离水面0.1m,移开手指,慢慢向玻璃管内注入酒精,当塑料片恰好下落时,管内液面与管外水面的位置关系是 不相平 (选填“不相平”或“相平”)。若注入的是水,则当塑料片恰好下落时注入水的质量 等于 (选填“大于”“等于”或“小于”)注入酒精的质量。
【思路点拨】(1)当塑料片恰好下落时,塑料片受到酒精的压强和水的压强相等,根据p=ρgh比较管内液面与管外水面的位置关系;
(2)当塑料片恰好下落时,根据F=pS=ρghS=ρgV=mg比较注入水的质量和注入酒精质量的关系。
【规范解答】解:
(1)当塑料片恰好下落时,塑料片受到酒精的压强和水的压强相等,因水的密度大于酒精的密度,所以,由p=ρgh可知,管内酒精液面的位置高于管外水面的位置;
(2)当塑料片恰好下落时,两种情况下,塑料片受到注入酒精和注入水的压强相等;
由塑料片受到的向下压力F=pS=ρghS=ρgV=mg可知,注入水的质量和注入酒精的质量相等。
故答案为:不相平;等于。
【考点评析】本题考查了液体压强的计算和液体压强公式的应用,关键是知道当塑料片恰好下落时塑料片受到酒精的压强和水的压强相等。
9. (2023•舒城县模拟)如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示U形管压强计 不是 (填“是”或“不是”)连通器;
(2)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)若在步骤(2)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=6cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 600 Pa(ρ盐水=1.2×103kg/m3)。
【思路点拨】(1)连通器是指上端开口,底部连通的容器叫连通器;
(2)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(3)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
【规范解答】解:
(1)U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,液体压强计不是连通器;
(2)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大;
(3)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=6cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa。
故答案为:(1)不是;(2)变大;(3)600。
【考点评析】本题考查液体压强的特点,考查了连通器的判断、实验过程的分析以及液体压强公式的应用等知识,是一道中考常见题。
10.(2022春•雨山区校级期末)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”(乙和丙容器中装的是同种液体)。
(1)实验中,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性 差 (选填“好”或“差”);调节好压强计后,U形管两边液面相平。
(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小,由此,他判断图甲中的液体是酒精,他的判断是 错误 (选填“正确”或“错误”);接着他改变图乙中探头的深度,其探究情况如图丙所示。
(3)比较图 乙、丙 ,得出探头浸入液体中的深度 越深 (选填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越 大 。
(4)小敏发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明 在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等 。
【思路点拨】(1)压强计测量液体压强时是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,若液体压强计气密性差,U形管两边液柱的高度差变化都很小;
(2)液体压强跟液体密度和液体的深度有关,探究液体压强跟密度的关系时,控制液体深度不变;探究液体压强跟深度关系时,控制密度不变;
(3)在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;
(4)分析该次实验中控制的量和不同的量,得出液体压强大小与方向的关系。
【规范解答】解:(1)若用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性差;
(2)把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,由图可知,没有控制探头所在的深度相同,所以不能通过液体压强的大小来比较液体密度的大小,故他的判断是错误的。
(3)研究液体压强与深度的关系时,应控制液体密度相同,改变深度,故小敏应该比较图乙、丙;探头浸入液体的深度越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越大。
(4)在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边的液面高度差相同,说明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
故答案为:(1)差;(2)错误;(3)乙、丙;越深;大;(4)在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
【考点评析】本题探究“液体内部压强的特点”,考查了对压强计工作原理的理解及控制变量法的应用,我们要了解压强计的原理,知道液体压强计的操作要求并能够灵活运用控制变量探究影响压强大小的因素。
11.(2023春•和县校级期末)如图所示,一质量为0.1kg的玻璃杯(厚度不计),静止放在水平桌面上,杯内装有200cm3的水,水深为8cm,玻璃杯的底面积为20cm2,求:
(1)玻璃杯中水的重力;
(2)水对玻璃杯底的压力;
(3)玻璃杯对桌面的压强。
【思路点拨】(1)根据m=ρV计算水的质量,根据G=mg计算水的重力;
(2)根据p=ρgh计算水对容器底部产生的压强,根据F=pS计算水对玻璃杯底的压力;
(3)容器对水平桌面的压力等于水的重力和容器的重力之和,根据p计算玻璃杯对水平桌面的压强。
【规范解答】解:(1)水的质量:m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×200×10﹣6m3=0.2kg,
水的重力为:G=m水g=0.2kg×10N/kg=2N;
(2)水对玻璃杯底产生的压强为:p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=800Pa,
水对玻璃杯底的压力:F=p水S=800Pa×20×10﹣4m2=1.6N;
(3)玻璃杯的重力为:G'=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
容器对水平桌面的压力等于水的重力和容器的重力之和,即F′=G+G′=2N+1N=3N,
则玻璃杯对水平桌面的压强为:p'1500Pa。
答:(1)玻璃杯中水的重力为2N;
(2)水对玻璃杯底的压力为1.6N;
(3)玻璃杯对桌面的压强为1500Pa。
【考点评析】本题考查液体压强公式、压强定义式、重力公式、密度公式的灵活运用,综合性强。
12.(2024春•雨山区校级期末)如图所示,水平桌面上放有物体A和B。A是木块,质量为0.3kg,底面积为1×10﹣3m2。B是玻璃水杯(玻璃杯厚度不计),杯内装有深度为0.03m的水,玻璃杯和水的总重力为5N。水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)木块A的重力;
(2)玻璃杯中水对杯底的压强;
(3)水平桌面受到的压强。
【思路点拨】(1)根据G=mg求出木块A的重力;
(2)根据p=ρgh求出玻璃杯中水对杯底的压强;
(3)水平桌面受到的压力等于木块A、玻璃杯和水的总重力,根据p求出水平桌面受到的压强。
【规范解答】解:(1)木块A的重力:GA=mAg=0.3kg×10N/kg=3N;
(2)玻璃杯中水对杯底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa;
(3)水平桌面受到的压力:F=G总=GA+G=3N+5N=8N,
水平桌面受到的压强:p′8000Pa。
答:(1)木块A的重力为3N;
(2)玻璃杯中水对杯底的压强为300Pa;
(3)水平桌面受到的压强为8000Pa。
【考点评析】本题考查重力公式、液体压强公式以及固体压强公式的应用,难度不大。
13.(2024春•裕安区校级期末)蛟龙号在探测海洋时,从水面开始沿竖直方向匀速下潜,第20s时潜至300m的深度并悬停在此处。这时蛟龙号向海底发射一束超声波,经过3.8s后收到信息。(超声波在海水中的速度是1500m/s,海水密度取)求:
(1)蛟龙号下潜的速度;
(2)海底处液体压强是多少;
(3)若蛟龙号在300m深度处水平前进一段距离后,又以原来下潜速度匀速下潜并同时发射超声波,经过3.6s接到回声信号,那么请计算该处的深度是多少?
【思路点拨】(1)根据速度公式求出蛟龙号下潜的速度;
(2)根据速度公式求出发射超声波时与海底的距离,据此求出海底的深度,根据p=ρgh求出海底处液体压强;
(3)根据速度公式求出3.6s内声音传播的路程以及蛟龙号行驶的路程,该处的深度等于声音传播的路程与蛟龙号行驶路程之和的一半。
【规范解答】解:(1)蛟龙号下潜的速度:;
(2)由v可知,超声波3.8s传播的路程s1=v声t1=1500m/s×3.8s=5700s,
此时蛟龙号与海底的距离s2s15700m=2850m,
海底的深度:h=s1+s=2850m+300m=3150m,
海底处液体压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3150m=3.15×107Pa;
(3)由v可知,超声波3.6s传播的距离:s3=v声t2=1500m/s×3.6s=5400m,
蛟龙号3.6s下潜的距离:s4=vt2=15m/s×3.6s=54m,
发射超声波时蛟龙号到海底的距离:,
该处的深度是:h总=s+h′=300m+2727m=3027m;
答:(1)蛟龙号下潜的速度为15m/s;
(2)海底处液体压强是3.15×107Pa;
(3)该处的深度是3027m。
【考点评析】本题考查回声测距、速度公式以及液体压强公式的应用,题目有一定的难度。
14.(2024春•淮南期末)一个平底玻璃杯放在水平桌面上,玻璃杯质量为100g,里面的水的质量500g,杯子与桌面的接触面积是10cm2,求;
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底的压力;
(3)求整个杯子对桌面的压强。
【思路点拨】(1)已知水的深度和密度,利用液体压强公式可以得到水对容器底的压强;
(2)已知杯子与桌面的接触面积,利用压强公式变形可求得水对杯子底的压力;
(3)已知杯子和水的总质量,可求总重力,总重力就等于杯子对桌面的压力,用压力除以杯子的外部底面积就是杯子对桌面的压强。
【规范解答】解:(1)水对杯子底部的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12×10﹣2m=1.2×103Pa;
(2)水对杯子底的压力为F=pS=1.2×103Pa×10×10﹣4m2=1.2N;
(3)平底玻璃杯放在水平桌面上,杯子对桌面的压力等于总重力,
杯子对桌面的压力为,
整个杯子对桌面的压强为。
答:(1)水对杯子底部的压强为1.2×103Pa;
(2)水对杯子底的压力为1.2N;
(3)求整个杯子对桌面的压强为6×103Pa。
【考点评析】固体能够传递压力,所以桌面受到的压力等于杯子和水的总重;不规则容器底部受到液体的压力不等于液体的重力。
15.(2024春•谯城区期末)某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作和分析:
(1)某同学使用液体压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,如图甲所示。他接下来应该的操作是 B (选填选项字母);
A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
(2)根据乙和丁实验步骤, 不可以 (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。
【思路点拨】(1)检查装置是否漏气时,用手轻轻按压几下橡皮膜,看液体能否灵活升降;漏气时只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(2)液体压强与深度和液体的密度有关,研究液体压强与其中一个因素的关系,要控制另外一个因素不变;分析实验中相同量和不同量,根据转换法得出结论。
【规范解答】解:(1)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故A不符合题意,B符合题意。
故选:B。
(2)液体压强与液体密度和深度有关,探究与密度的关系时,根据控制变量法可知,必须控制深度相同,而乙和丁实验步骤,深度和密度都不同,没有控制探头的深度相同,故不可以得出正确结论。
故答案为:(1)B;(2)不可以。
【考点评析】本题考查了压强计的检查与使用、液体压强的影响因素等问题,难度不大,掌握基础知识即可正确解题,解题时注意控制变量法的应用。
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2024-2025学年人教版物理八年级下册同步学习精讲练(新教材)第九章 压强
9.2 液体的压强
目录
学习目标 1
知识导学 2
知识点01:产生原因: 2
知识点02:特点 2
知识点03:公式 2
知识点04:连通器 2
考点讲练 2
考点01:帕斯卡原理及其应用 2
考点02:液体压强规律 2
考点03:探究液体内部的压强 3
考点04:液体压强的公式及计算 4
考点05:液体压强的大小比较 5
考点06:液体对容器底的压力与液体自身重力的关系 6
考点07:容器倒置问题 7
考点08:平衡法在液体压强中的应用 8
考点09:连通器原理 9
考点10:连通器的应用 10
考点11:船闸工作原理 11
优选真题培优练 12
1.掌握液体压强的基本概念和原理,理解液体压强的特性及其影响因素。
2.学习并能够应用液体压强的计算公式。
3.了解液体压强在日常生活和工程实践中的应用,如深海潜水、液压系统等。
4.培养实验探究能力,通过实验观察和验证液体压强的规律,提高观察、分析和解决问题的能力。
5.培养学生对自然现象的好奇心和探究精神,激发对科学学习的兴趣。
知识点01:产生原因:
液体 ,且具有 。
知识点02:特点
(1)液体内部向 都有压强。
(2)在同一液体内部的同一深度,向各个方向的压强都 。
(3)同种液体,深度越大,压强 。
(4)在深度相同时,液体的 越大,压强越大。
知识点03:公式
。该公式适用于质量分布均匀的液体和规则的柱形固体。
知识点04:连通器
(1)概念: 。
(2)特点:连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面高度总是 。
(3)应用:船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等
考点01:帕斯卡原理及其应用
【例题精讲】(2024春•南陵县期末)2021年9月,世界上最大的模锻液压机(8万吨级)在中国投入使用,图甲为液压机的结构简图,是利用液体来传递压强的设备。若不计机械摩擦和活塞自重,液压机工作过程中,液体对液缸中大活塞的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)液体对小活塞的压强。如图乙所示,汽车的油压千斤顶就是应用液压机原理工作的,假如一个油压千斤顶的大、小活塞横截面积分别是120cm2和4cm2,当在小活塞上加2700N的压力时,最多可在大活塞上产生 N的举力。
【巩固训练一】(2022春•庐阳区校级期中)如图为液压机原理图,液压机内装有同种液体,活塞A、B的面积SA:SB=1:4,当用50N的力作用在活塞A上,活塞B能举起 N的物体(不计摩擦和活塞重力);若将物体和活塞A、B同时取下,可观察到左右两边的液面 。
【巩固训练二】(2023春•蜀山区期中)北京路沂河大桥改造工程是我市今年重大工程之一。截至2月27日,南幅老桥桥面被560个液压千斤顶顶升到位(如图)。液压千斤顶应用了( )
A.流体压强特点 B.连通器特点
C.帕斯卡定律 D.固体压强特点
考点02:液体压强规律
【例题精讲】(2024秋•上海期中)如图所示,连通器内盛有同种液体,液体对底部P、Q、R三处的压强( )
A.P处最大 B.Q处最大 C.R处最大 D.大小相等
【巩固训练一】(2024春•孝南区期中)小刚在饮料瓶周边不同高度,打了几个对称且相同的小孔,当瓶里装满水后,出现如图所示的情景。表明在液体内部( )
A.只在水平方向有压强
B.压强随着深度的增加而增大
C.同深度朝不同方向压强大小不相等
D.压强的大小与液体的密度有关
【巩固训练二】(2024春•成都期末)现有两个完全相同的容器,分别盛有相同体积的水和浓盐水。为鉴别这两种液体,某探究小组的同学设计了如图所示的方案。比较(a)(b)两图中的现象可知,左边容器中装的是 ,该判断的理由是不同液体当深度相同时,液体的密度越大,压强越 。
考点03:探究液体内部的压强
【例题精讲】(2024春•泗阳县期末)如图所示,为了探究液体压强与液体密度的关系,小明将压强计的探头先后放入水和煤油中的同一深度处,发现U形管两侧液面高度差几乎相同。他做了一些改进,下面操作能使实验效果更加明显的是( )
A.将烧杯中的水换成浓盐水
B.将U形管换成内径更细的
C.把探头上的橡皮膜换成更厚的
D.将U形管中的液体换成密度更大的水银
【巩固训练一】(2024春•淮安期末)如图所示,在探究液体压强与液体密度的关系时,将金属盒插入水和盐水相同深度处,观察到两次实验中U形管液面变化差异不明显,下列操作可以解决这一问题的是( )
A.改用内径更细的U形管
B.改用更长的U形管
C.U形管中换用密度更小的液体
D.增加金属盒插入盐水中的深度
【巩固训练二】(2024春•文山州期末)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,已验证液体压强与液体密度、深度有关,有同学猜想可能还与液体体积有关,该小组设计了如图所示的装置来探究(A侧底面积小于B侧底面积),该装置可以通过观察橡皮膜的凸起情况来比较A、B两侧液体压强的大小,这种研究方法称为 法。实验过程如下:A、B两侧倒入 (选填“同种”或“不同种”)液体,使A、B两侧 ,如果观察到 ,则说明液体压强与液体体积无关。
考点04:液体压强的公式及计算
【例题精讲】(2024•南安市校级模拟)如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着底面积为40cm2圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水均匀流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙所示。则( )
A.圆柱体A的高度30cm
B.容器装满水时,水的体积5000cm3
C.当t=46s时,液体对容器底部压强1500Pa
D.当t=46s时,液体对圆柱体A底部压力6N
【巩固训练一】(2024春•立山区校级月考)如图所示,三个底面积不同的圆柱形容器内分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等,则三种液体密度的大小关系正确的是( )
A.ρA>ρB>ρC B.ρA=ρB=ρC C.ρA<ρB<ρC D.ρA=ρB>ρC
【巩固训练二】(2024•德州二模)据报道,在2020年我国自主研发制造的全新一代载人潜水器计划在世界海洋最深处的马里亚纳海沟进行海试,预计下潜深度超过一万米。由于海深压力巨大,所以载人船舱从选材上与“深海勇士号”和“蛟龙号”不同。在海深一万米处,潜水器受到的压强为 Pa,若潜水器观察窗的面积为400cm2,则观察窗受到海水的压力为 N.(海水的密度ρ海水=1.03×103kg/m3)
考点05:液体压强的大小比较
【例题精讲】(2024春•江汉区期中)在甲、乙两个空矿泉水瓶里面装入适量水,盖紧瓶盖。将它们分别正放、倒放在水平桌面上,如图所示,两矿泉水瓶内的水面相平(不计瓶身和瓶盖的厚度)。若甲中水对瓶底的压力为F1,压强为p1;乙中水对瓶盖的压力为F2,压强为p2。下列关系式正确的是( )
A.F1>F2,p1>p2 B.F1>F2,p1=p2
C.F1=F2,p1=p2 D.F1=F2,p1<p2
【巩固训练一】(2024•乐山模拟)三个质量相同,底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,如图所示,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【巩固训练二(2024•兴宁市校级二模)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′.(选填“大于”、“等于”、“小于”)
考点06:液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
【例题精讲】(2024春•赣州期末)如图,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量、深度相同的不同液体,放在水平桌面上,则液体对容器底部的压强pA pB,容器对桌面的压力FA FB(均选填“>”、“=”或“<”)。
【巩固训练一】(2024春•封开县期末)如图放在水平桌面上的瓶子,内盛部分饮料,瓶口用塞子塞紧,倒过来后,液体对瓶塞的压强相比原来对瓶底会 ,液体压力 ;瓶子对桌面的压强 。(均选填“变大”“变小”“不变”)
【巩固训练二】(2024•揭东区一模)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ρA>ρB>ρC
B.液体对容器底部的压强pB>pA>pC
C.液体对容器底部的压力FB<FA<FC
D.容器对桌面的压力F乙<F甲<F丙
考点07:容器倒置问题
【例题精讲】(2024•老河口市模拟)如图所示,一个装有水的平底密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,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( )
A.F甲>F乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.p甲<p乙
【巩固训练一】(2024•冷水滩区校级模拟)如图,一个密封的圆台形容器装满水,其在水平桌面上的放置方式由甲图变为乙图,则下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压强减小,压力不变
B.容器对桌面的压强增大,压力不变
C.水对容器底的压强减小,压力减小
D.水对容器底的压强不变,压力不变
【巩固训练二】(2024春•双牌县期末)如图所示,将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,正立时水对瓶底的压力为F1,压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,压强为p2,则F1 F2,p1 p2(选填大于、等于或小于)。
考点08:平衡法在液体压强中的应用
【例题精讲】(2023春•邻水县期末)如图所示,将两端开口的玻璃筒下端扎上橡皮薄膜,竖直插入盛有水的烧杯中,橡皮薄膜向上凹进,此现象可证明液体 ,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当橡皮薄膜变平时,测得橡皮薄膜在水中的深度为8cm,筒内液体的深度是10cm,则筒内液体的密度是 kg/m3。(ρ水=1g/cm3)
【巩固训练一】(2023•新民市校级模拟)小明用饮料吸管制作了一只如图所示的简易密度计。分别用它测量水和盐水的密度时,吸管浸入液体的深度分别为h水和h盐水,则h水 h盐水(选填“>”“=”或“<”);用它测量可乐密度时,吸管外“沾”上许多小气泡,测得的密度偏 。
【巩固训练二】(2024春•阳信县期末)某同学在测量某液体密度时,将两端开口、底部带有阀门K的三通U形玻璃管倒置在两个容器中,左侧容器盛有密度已知的液体,右侧容器盛有待测液体。先用抽气机抽出U形管内的部分空气,再关闭阀门K,如图所示。下列操作必须的是( )
A.应保持两容器内液面相平
B.尽可能将管内空气抽出
C.用刻度尺测量h1和h2
D.往两侧容器中加入对应的同种液体,改变h1和h2
考点09:连通器原理
【例题精讲】(2024春•烟台期末)连通器在生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中,没有利用连通器原理的是( )
A.茶壶
B.船闸
C.活塞式抽水机
D.下水道存水管
【巩固训练一】(2024•从江县校级二模)生活处处皆物理,试分析以下生活现象中所蕴含的物理知识:
(1)茶壶壶身与壶嘴做得一般高是因为壶嘴与壶身构成了 ,避免茶水太满时从壶嘴冒出来;
(2)在高山上煮鸡蛋煮不熟主要是因为高度越大,气压越低,沸点 (选填“越高”或“越低”)。
【巩固训练二】(2024•沅江市一模)船闸是长江上常见的水利设施,船闸是利用 原理工作的。由于长江上游的植被受到破坏,造成水土严重流失,江水中的泥沙含量明显增加,在其他条件不变的情况下,江水对堤坝的压强 (选填增大、减小或不变)。潜水员在长江里下潜到水下4m处时,受到江水的压强约为 Pa(江水的密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
考点10:连通器的应用
【例题精讲】(2024•随州一模)周日小亮到“天下第一泉”景区游玩。趵突泉通往大明湖航线上的“船闸”运用了 (选填“连通器原理”或“帕斯卡定律”)。有新的游客上船后,游船底部受到液体的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【巩固训练一】(2024•商水县校级一模)我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,三峡大坝上、下游水位差最高可达113m。如图所示是三峡船闸的简易示意图,船闸工作过程应用了连通器原理,某船从上游经过船闸驶往下游,请仔细观察图片,此时 构成了一个连通器。(填“A与B”“B与C”、“A与C”)。日常生活中利用连通器原理的例子有(一例即可) 。
【巩固训练二】(2024•钢城区校级模拟)如图的装置中,两端开口的U形管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管中的水面将( )
A.高于B管中的水面
B.低于B管中的水面
C.与B管水面相平
D.以上三种情况均有可能
考点11:船闸工作原理
【例题精讲】(2024春•船营区校级期末)下列装置与船闸工作原理相同的是( )
A.拦河大坝 B.活塞式抽水机
C.液体压强计 D.锅炉水位计
【巩固训练一】(2024•许昌一模)船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。上游有一艘轮船想驶往闸室,此时船闸状态如图所示。则接下来正确的操作步骤及顺序是( )
①打开闸门C
②打开阀门A
③关闭阀门B
A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
【巩固训练二】(2024春•东营期末)船闸是长江上常见的水利设施,船闸是利用 原理工作的。潜水员在长江里下潜到水下4m处时,受到江水的压强约为 Pa(江水的密度约为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
1.(2024春•怀远县期中)如图所示,完全相同的圆柱形容器中,装有不同的两种液体甲、乙,若液体对容器底部的压强相等,则A、B两点的压强关系是( )
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.无法判断
2.(2024春•黄山期中)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有8cm、6cm深的水,A、B之间用导管连接,若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为( )
A.3:4 B.9:7 C.1:2 D.1:1
3.(2024春•蒙城县期末)如图所示,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.液体的密度关系是ρC>ρA>ρB
B.液体对容器底部的压强关系是pB>pA>pC
C.容器底部对桌面的压力关系是FB<FA<FC
D.液体对容器底部的压力关系是FB=FA=FC
4.(2024春•凤阳县期末)如图所示,在玻璃槽中装有水,p为两端开口的玻璃管,q为塑料片(质量不计),q在水面下的深度为24cm,向管内缓缓注入硫酸铜溶液,已知ρ硫酸铜=1.2×103kg/m3,当塑料片q恰好脱落时,玻璃管内液柱高度为( )
A.15cm B.18cm C.20cm D.22cm
5.(2024春•怀宁县期末)三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为175m,则离水面距离为30m处的大坝受到水的压强为 Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 原理。
6.(2024春•泗县期末)如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将 ,水对容器底的压力将 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
7.(2024春•合肥期中)如图所示,将U形管底C处阀门关闭,再分别灌些水。测出管中A、B两处水面的高度分别是h1和h2,在打开阀门的瞬间,想象在C处有一个竖直方向的液片,其面积为S,求出它所受液柱产生压力的合力的表达式F= (ρ水已知,请用已知物理量符号表示)。
8.(2023春•涡阳县期末)如图所示,将下口该有轻质薄塑料片的两端开口的玻璃管竖直插入水中,塑料片距离水面0.1m,移开手指,慢慢向玻璃管内注入酒精,当塑料片恰好下落时,管内液面与管外水面的位置关系是 (选填“不相平”或“相平”)。若注入的是水,则当塑料片恰好下落时注入水的质量 (选填“大于”“等于”或“小于”)注入酒精的质量。
9. (2023•舒城县模拟)如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示U形管压强计 (填“是”或“不是”)连通器;
(2)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)若在步骤(2)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=6cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 Pa(ρ盐水=1.2×103kg/m3)。
10.(2022春•雨山区校级期末)小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”(乙和丙容器中装的是同种液体)。
(1)实验中,首先必须检查压强计能否正常使用,若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明该压强计的气密性 (选填“好”或“差”);调节好压强计后,U形管两边液面相平。
(2)小敏把探头分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差比图乙小,由此,他判断图甲中的液体是酒精,他的判断是 (选填“正确”或“错误”);接着他改变图乙中探头的深度,其探究情况如图丙所示。
(3)比较图 ,得出探头浸入液体中的深度 (选填“越深”或“越浅”),U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体在此处的压强就越 。
(4)小敏发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明 。
11.(2023春•和县校级期末)如图所示,一质量为0.1kg的玻璃杯(厚度不计),静止放在水平桌面上,杯内装有200cm3的水,水深为8cm,玻璃杯的底面积为20cm2,求:
(1)玻璃杯中水的重力;
(2)水对玻璃杯底的压力;
(3)玻璃杯对桌面的压强。
12.(2024春•雨山区校级期末)如图所示,水平桌面上放有物体A和B。A是木块,质量为0.3kg,底面积为1×10﹣3m2。B是玻璃水杯(玻璃杯厚度不计),杯内装有深度为0.03m的水,玻璃杯和水的总重力为5N。水的密度为1.0×103kg/m3。求:
(1)木块A的重力;
(2)玻璃杯中水对杯底的压强;
(3)水平桌面受到的压强。
13.(2024春•裕安区校级期末)蛟龙号在探测海洋时,从水面开始沿竖直方向匀速下潜,第20s时潜至300m的深度并悬停在此处。这时蛟龙号向海底发射一束超声波,经过3.8s后收到信息。(超声波在海水中的速度是1500m/s,海水密度取)求:
(1)蛟龙号下潜的速度;
(2)海底处液体压强是多少;
(3)若蛟龙号在300m深度处水平前进一段距离后,又以原来下潜速度匀速下潜并同时发射超声波,经过3.6s接到回声信号,那么请计算该处的深度是多少?
14.(2024春•淮南期末)一个平底玻璃杯放在水平桌面上,玻璃杯质量为100g,里面的水的质量500g,杯子与桌面的接触面积是10cm2,求;
(1)水对杯子底部的压强;
(2)水对杯子底的压力;
(3)求整个杯子对桌面的压强。
15.(2024春•谯城区期末)某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,进行了如下操作和分析:
(1)某同学使用液体压强计前,发现U形管左右两侧液面存在高度差,如图甲所示。他接下来应该的操作是 (选填选项字母);
A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
(2)根据乙和丁实验步骤, (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。
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