内容正文:
9.2 液体压强
基础训练
知识点一 液体压强的特点
1.学好物理好处多,比如随手涂鸦也能兼顾美与科学性。小华同学想画鱼儿戏水时在水中吐出气泡的情景,其中正确的是( )
A.图甲 B.图乙 C.图丙 D.图丁
2.某实验小组探究“液体的压强与哪些因素有关”。
(1)如图所示,从结构来看,压强计的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2) (选填“液体”或“空气”)对左侧液面的压力使压强计左侧液面下降,右侧液面升高。
(3)如图所示压强计是通过U形管中水面的 来反应被测压强大小的,这种实验方法是 法。
(4)实验结束后小组内进行交流,为了使实验过程中形管两侧液面高度差对比更加明显,下列方法中有效的是__________(填字母序号)。
A.U形管中换用密度更小的液体
B.U形管中换用密度更大的液体
C.容器中换用密度更小的液体
(5)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的水面能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
知识点二 液体压强
3.如图所示的是轮船通过三峡船闸的示意图。离水面100m的三峡大坝处受到江水的压强为 Pa,该深度处一块面积为的坝体受到江水的压力为 N。(g取)
4.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静置在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6cm。若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示、容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底的压力将 。(后两空均选填:“变大”、“变小”或“不变”)
5.如图所示的密闭容器中装满水,放在水平桌面上,容器对桌面的压力和压强分别为F容、p容,液体对容器底部的压力和压强分别为F水、p水,现将其倒置,容器对桌面的压力和压强分别为F容'、p容',液体对容器底部的压力和压强分别为F水'、p水',则F容' F容;p容' p容;F水' F水,p水' p水(以上均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
6.在如图所示的三个底面积相同的容器中,分别装入质量相同的水,则容器底部受到水的压强和压力为( )
A.甲的压强最小,压力最大 B.乙的压强最大,压力最小
C.丙的压强最大,压力最大 D.以上说法均不对
7.如图所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平,且甲液体的质量等于乙液体的质量。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,则此时液体对各自容器底部的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲>p乙,F甲=F乙 B.p甲>p乙,F甲<F乙
C.p甲=p乙,F甲=F乙 D.p甲>p乙,F甲>F乙
8.如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积为100cm2的茶壶中盛有0.6kg的水,放置在一水平桌面上,求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)水对茶壶底部的压力;
(3)茶壶对桌面的压强。
知识点三 连通器
9.下列器材中,利用连通器原理工作的是( )
A.测力计 B.液位计 C.密度计 D.温度计
10.市场上有一种自带吸管的玻璃杯,如图所示,当杯中装入适量的水放在水平桌面上时,下列说法不正确的是( )
A.该玻璃杯可以看作是一个连通器
B.杯子对桌面的压力与桌面对杯子的支持力是一对相互作用力
C.当杯中水静止时,A点的水的压强等于B点的水的压强
D.若在杯中放入一个小球后漂浮,则杯中水静止时,杯中液面比吸管中液面高
能力提升
11.如图所示,完全相同的轻质圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上,分别盛有2千克的水和酒精。()
(1)求A容器中水的体积。
(2)在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加了196帕。
(a)求酒精对容器B底部的压强。
(b)容器A对地面的压强。
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9.2 液体压强
基础训练
知识点一 液体压强的特点
1.学好物理好处多,比如随手涂鸦也能兼顾美与科学性。小华同学想画鱼儿戏水时在水中吐出气泡的情景,其中正确的是( )
A.图甲 B.图乙 C.图丙 D.图丁
【答案】C
【详解】因为液体压强随深度减小而减小,所以,气泡上升时受到的压强越来越小,气泡应越来越大;所以甲图画的气泡越来越小,乙图画的气泡上下一样大小,丁图画的气泡时大时小,都是错误的;只有丙图画的气泡越来越大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.某实验小组探究“液体的压强与哪些因素有关”。
(1)如图所示,从结构来看,压强计的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2) (选填“液体”或“空气”)对左侧液面的压力使压强计左侧液面下降,右侧液面升高。
(3)如图所示压强计是通过U形管中水面的 来反应被测压强大小的,这种实验方法是 法。
(4)实验结束后小组内进行交流,为了使实验过程中形管两侧液面高度差对比更加明显,下列方法中有效的是__________(填字母序号)。
A.U形管中换用密度更小的液体
B.U形管中换用密度更大的液体
C.容器中换用密度更小的液体
(5)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的水面能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
【答案】(1)不是
(2)空气
(3) 高度差 转换
(4)A
(5)不漏气
【详解】(1)上端开口,下端连通的容器叫连通器,如图,压强计的U形管左端闭合,故其不是连通器。
(2)探头浸入水中,水对橡皮膜产生压强,橡皮膜发生形变挤压管内空气,所以是对空气对左侧液面的的压力使压强计左侧压面下降,右侧液面升高。
(3)[1][2]在实验中液体压强的大小变化不易直接测量,利用压强计U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小变化,运用了转换法。
(4)AB.当探头处压强一定时,U形管两端液面差产生的压强与探头处压强相等,根据可知,U形管中换用密度更小的液体,则两侧液面差变大,故A符合题意,B不符合题意;
C.深度一定时,容器中换用密度更小的液体,U形管左右两侧液面的高度差变小,故C不符合题意。
故选A。
(5)使用前应检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,若不漏气,管内空气被压缩可使U形管内的液体移动,则如果U形管中的水面能灵活升降,说明该装置不漏气。
知识点二 液体压强
3.如图所示的是轮船通过三峡船闸的示意图。离水面100m的三峡大坝处受到江水的压强为 Pa,该深度处一块面积为的坝体受到江水的压力为 N。(g取)
【答案】 2000
【详解】[1]离水面100m深的三峡大坝受到河水的压强为
[2]受到水的压力为
4.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静置在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6cm。若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示、容器对水平桌面的压强将 ,水对容器底的压力将 。(后两空均选填:“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变大 变小
【详解】[1]由图知,水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,容器对桌面的压力不变,由可知,容器对水平桌面的压强变大。
[2]甲图中容器上面细、下面粗,由于容器侧壁对水有斜向下的压力,则水对容器底部的压力大于水的重力,即F甲>G液;倒置后(如乙图所示)容器上面粗、下面细,有一部分水压在容器的侧壁上,则水对容器底的压力小于水的重力,即F乙<G液;倒置后容器内水质量不变,重力不变,比较可知F乙<F甲,即把该容器倒放在该桌面上,水对容器底部的压力将变小。
5.如图所示的密闭容器中装满水,放在水平桌面上,容器对桌面的压力和压强分别为F容、p容,液体对容器底部的压力和压强分别为F水、p水,现将其倒置,容器对桌面的压力和压强分别为F容'、p容',液体对容器底部的压力和压强分别为F水'、p水',则F容' F容;p容' p容;F水' F水,p水' p水(以上均选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 等于 小于 大于 等于
【详解】[1][2]容器对桌面的压力等于容器和容器内水的总重力,倒置后,容器和容器内水的总重力不变,则容器对桌面的压力不变,即,由图可知,倒置后,容器与桌面的接触面积增大,即受力面积增大,由公式可知,容器对桌面的压强减小,即。
[3][4]密闭容器中装满水,倒置后,液体深度不变,由公式可知,液体对容器底部的压强不变,即,由图可知,倒置后,容器底面积变大,由公式可知,液体对容器底部的压力变大,即。
6.在如图所示的三个底面积相同的容器中,分别装入质量相同的水,则容器底部受到水的压强和压力为( )
A.甲的压强最小,压力最大 B.乙的压强最大,压力最小
C.丙的压强最大,压力最大 D.以上说法均不对
【答案】C
【详解】如图容器装入相同质量的水,容器的底面积相等,三容器内水的深度
又因为,所以容器底部受到水的压强
再根据公式可知容器底部受到水的压力最大的还是丙。故C符合题意。
故选C。
7.如图所示,底面积不同的圆柱形容器A和B分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平,且甲液体的质量等于乙液体的质量。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,则此时液体对各自容器底部的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( )
A.p甲>p乙,F甲=F乙 B.p甲>p乙,F甲<F乙
C.p甲=p乙,F甲=F乙 D.p甲>p乙,F甲>F乙
【答案】A
【详解】已知甲液体的质量等于乙液体的质量,两液面相平,即
即
图中甲液体的体积小于乙液体的体积,根据可知,甲液体的密度大于乙液体的密度。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,根据可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强;此时,液面仍相平,则
则
即此时甲液体的质量等于乙液体的质量,甲液体的重力等于乙液体的重力,液体对容器底部的压力大小等于液体的重力,故液体对容器底部的压力大小相等,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.如图所示,平底茶壶的质量是400g,底面积为100cm2的茶壶中盛有0.6kg的水,放置在一水平桌面上,求:
(1)水对茶壶底部的压强;
(2)水对茶壶底部的压力;
(3)茶壶对桌面的压强。
【答案】(1)1.2×103Pa
(2)12N
(3)1×103Pa
【详解】(1)水对茶壶底部的压强为
(2)水对茶壶底部的压力为
(3)茶壶对桌面的压力为茶壶、水的重力,即
则茶壶对桌面的压强为
知识点三 连通器
9.下列器材中,利用连通器原理工作的是( )
A.测力计 B.液位计 C.密度计 D.温度计
【答案】B
【详解】A.测力计的原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比,故A不符合题意;
B.液位计的结构符合上端开口、下端连通的特点,是利用连通器原理工作的,故B符合题意;
C.密度计是利用阿基米德原理来工作的,故C不符合题意;
D.温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制成的,故D不符合题意。
故选B。
10.市场上有一种自带吸管的玻璃杯,如图所示,当杯中装入适量的水放在水平桌面上时,下列说法不正确的是( )
A.该玻璃杯可以看作是一个连通器
B.杯子对桌面的压力与桌面对杯子的支持力是一对相互作用力
C.当杯中水静止时,A点的水的压强等于B点的水的压强
D.若在杯中放入一个小球后漂浮,则杯中水静止时,杯中液面比吸管中液面高
【答案】D
【详解】A.该玻璃杯上端开口下端连通,可以看做一个连通器,故A正确,不符合题意;
B.杯子对桌面的压力与桌面对杯子的支持力是两个物体间的相互作用,是一对相互作用力,故B正确,不符合题意;
C.当杯中水静止时,A点和B点深度相同,压强相同,故C正确,不符合题意;
D.该玻璃杯为连通器,故若在杯中放入一个小球后漂浮,当杯中水静止时,杯中液面应与吸管中液面一样高,故D错误,符合题意。
故选D。
能力提升
11.如图所示,完全相同的轻质圆柱形薄壁容器A、B放置在水平地面上,分别盛有2千克的水和酒精。()
(1)求A容器中水的体积。
(2)在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加了196帕。
(a)求酒精对容器B底部的压强。
(b)容器A对地面的压强。
【答案】(1)
(2)784Pa,980Pa
【详解】(1)根据密度公式可知容器中水的体积
(2)(a)在容器A中注入水,使两容器中液面相平,此时水对容器A底部的压强增加了196Pa,注水高度为
根据题意可知,2千克的水和酒精的高度差为0.02m,根据密度公式及体积公式有
解方程可得S=0.025m2
酒精的高度
酒精对容器B底部的压强p酒精=ρ酒精gh′=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=784Pa
(b)所注水质量m′=ρ水Sh=1.0×103kg/m3×0.025m2×0.02m=0.5kg
容器A对地面的压力F=G=(m+m′)g=(2kg+0.5kg)×9.8N/kg=24.5N
容器A对地面的压强
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