专题08 液体的压强 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期
2025-03-11
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内容正文:
专题08 液体的压强
♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
一.选择题(共19小题)
1.(2024秋•徐汇区期末)两个相同的量筒里装有相同体积的水,用细绳拴着质量相等的实心铝块、铜块,分别浸没在各量筒的水中,水没有溢出,已知,则水对量筒底部的压强
A.放铜块的大 B.放铝块的大
C.一样大 D.条件不足,无法确定
2.(2024秋•徐汇区期末)如图所示,水平面上足够高的圆柱形容器、中分别盛有甲、乙两种液体,且甲对底部的压强大于乙对底部的压强。现在两容器中各放入一个物体,物体均漂浮在液面上。小陈认为:若两物体体积相等,甲对容器底部的压强可能小于乙;小王认为:若两物体质量相等,甲对容器底部的压强一定大于乙。关于两人观点,下列判断中正确的是
A.两人的观点均正确 B.两人的观点均不正确
C.只有小陈的观点正确 D.只有小明的观点正确
3.(2024秋•杨浦区期末)如图所示,两轻质薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平地面上,容器内盛有不同种液体,容器的底面积相同,液体对容器底部的压强相同。现分别向两容器倒入原有液体,液体增加的深度相同,下列判断一定正确的是
A.倒入液体后,容器对地面的压强
B.倒入液体后,液体对容器底部的压力
C.倒入液体前后,容器对地面的压强增加量△△
D.倒入液体前后,液体对容器底部的压力增加量△△
4.(2024春•龙岗区校级期中)如图所示,两个质量相等的容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,它们分别装有高度不同的两种液体,液体内、两点到容器底部的距离相等,且两点压强相等,则下列判断不正确的是
A.甲容器中液体密度大于乙容器中液体密度
B.甲容器底部所受液体压强大于乙容器底部所受液体压强
C.甲容器底部所受液体压力小于乙容器底部所受液体压力
D.甲容器对桌面压力大于乙容器对桌面压力
5.(2024春•集美区校级期中)如图,一杯装满奶茶的密封杯放在水平桌面上,现在将它倒过来放置,下列判断正确的是
A.奶茶对杯底的压强变小 B.奶茶对杯底的压力变大
C.杯子对桌面的压力变小 D.杯子对桌面的压强变大
6.(2024春•瑶海区校级期中)如图所示,将质量相等的水分别倒入底面积相同的量筒和量杯内,两容器静止放在水平桌面上,量筒中水对容器底部的压强和压力分别为和,量杯中水对容器底部的压强和压力分别为和。根据上述条件,下列判断中正确的是
A. B. C. D.
7.(2024•犍为县模拟)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
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.左侧液体的密度大于右侧液体的密度
D.容器中左、右两侧液体的质量相等
8.(2024春•永定区期中)两只完全相同的锥形瓶内装满不同液体,用塞子塞住瓶口,如图所示放置,若甲、乙瓶底对桌面的压强相等,那么甲瓶底部和乙瓶底部受到液体的压强、压力相比
A. B.
C. D.
9.(2024春•双流区校级期中)如图所示,容器中装有一定量的水,水在、、三点产生的压强分别为、、,下列关系式正确中的是
A. B. C. D.
10.(2024春•双流区校级期中)如图甲、乙两只完全相同的试管内装有质量相同的不同液体,现将两试管放在水平桌面上,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平,下列判断正确的是
A.液体对试管底部压强
B.液体对试管底部压强
C.液体对试管底部压强
D.无法判断
11.(2024春•慈利县期中)连通器在日常生活、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.洗手间下水管 B.茶壶
C.自动供水盆景 D.船闸
12.(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、、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
B.液体对容器底部的压强
C.液体对容器底部的压力
D.容器对桌面的压力
13.(2024•广州)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,,水龙头关闭时,处所受水的压强为
A. B. C. D.
14.(2024•崂山区二模)船闸是利用连通器的原理进行工作的。如图所示,上游一艘客轮准备通过船闸进入下游。客轮进入闸室前,应
A.关闭下游闸门,打开下游阀门
B.关闭下游闸门,打开上游阀门
C.打开下游闸门,关闭下游阀门
D.打开下游闸门,关闭上游阀门
15.(2024•丰台区一模)两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有两种不同液体,甲容器中液体的密度为,乙容器中液体的密度为,液面高度如图所示。液体内、两点到容器底部的距离相等,其压强分别为、,且。甲、乙容器中液体对容器底部的压强分别为、。下列判断正确的是
A., B.,
C., D.,
16.(2024春•涿州市期末)如图所示,甲、乙两个质量相同、底面积相同、形状不同的容器放在水平地面上,容器内装有同样深度的同种液体。若液体对容器底的压强为、,液体对容器底的压力为、,容器对桌面的压强为、,容器对桌面的压力为、,下列说法正确的是
A. B. C. D.
17.(2024春•鼓楼区期末)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、底面积相同,分别装有质量相同的、两种液体,两个容器中的液面高度不同。下列说法正确的是
A.两种液体对容器底部的压强大小关系是
B.两种液体对容器底部的压力大小关系是
C.两个容器对桌面的压强大小关系是
D.桌面对两个容器的支持力大小关系是
18.(2024春•武昌区期中)一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,这两次药瓶在水里的位置相同,如图所示,下列关于橡皮膜的说法正确的是
A.两次都向内凹,形变程度相同
B.甲比乙中药瓶受到的浮力大
C.甲比乙中药瓶瓶内大气压大
D.甲、乙说明液体压强与压力方向有关
19.(2024•深圳模拟)如图所示,三个相同的杯子都盛有水银,且甲、乙杯的水银面上分别浮着铁球和木球,三杯的水银面等高。若要比较它们的杯底所受的压力大小,则结论是
A.甲杯最大 B.乙杯最大 C.丙杯最大 D.都一样大
二.实验探究题(共1小题)
20.(2024春•西昌市期中)通过学习,同学们已经知道了液体压强的特点,在此基础上,老师提出了这样的问题:“有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,能否用压强计将它们区别开来呢?”小明做了下面的探究实验。
(1)小明在图(b)所示的检查,当用手指按压橡皮膜时(不论轻压还是重压),发现形管两边液柱的高度 (选填“变化明显”或“几乎不变化” ,则微小压强计气密性不好。
(2)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中,如图(c)和(d)所示,则可知 图容器中液体为盐水。(选填“”或“”
(3)本次实验中涉及的研究物理问题的方法为控制变量法和 。
三.解答题(共1小题)
21.(2024•筠连县校级一模)如图所示的容器中有一定质量的酒精,酒精的深度为,点距容器底,酒精重,容器底面积为,求:
(1)点受到酒精的压强。
(2)容器底受到酒精的压强。
(3)容器底受到酒精的压力。
四.计算题(共4小题)
22.(2024秋•闵行区期末)重力大小为2牛、底面积为0.01米的某款平底薄壁容器放置在水平桌面中央,容器内装有10牛的水,水对容器底的压强为700帕。求:
(1)水对容器底压力的大小。
(2)容器对桌面的压强。
23.(2024秋•长宁区期末)如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,对地面的压强为3920帕。足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,如图(b)所示,该容器的底面是一个正方形。
(1)若正方体甲的底面积为米,求正方体对水平地面的压力。
(2)若容器乙中水的深度为0.1米,求水对容器底部的压强。
(3)将正方体甲浸没在容器乙的水中,水对容器底部的压强增加量为245帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕。求:
①正方体甲的密度;
②容器乙的底面积。
24.(2024秋•静安区期末)如图所示,薄壁圆柱形容器甲和均匀实心柱体乙置于水平桌面上,甲容器的底面积为,内盛有深的水,乙的密度为。
(1)求水对甲容器底部的压强。
(2)现将乙浸没在甲容器的水中(无水溢出),乙放入前后,甲容器对水平桌面的压强的值记录在下表中。求:
(a)乙所受重力的大小及它的质量;
(b)乙放入后,水对容器底部的压强增加量△。
放入前
放入后
2450
4900
25.(2025•克拉玛依模拟)如图所示,薄壁轻质圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上,甲中盛有水。甲高为,乙与甲内水面等高,均为。
①若甲内水深0.2米,求水对容器底部的压强。
②若乙所受重力为20牛,底面积为米,求圆柱体乙对水平地面的压强。
③现将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,甲对地面的压强恰为原来的4倍,求乙密度的最小值。
参
考
答
案
♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
C
D
C
B
A
A
C
D
A
C
题号
12
13
14
15
16
17
18
19
答案
B
D
B
A
C
A
B
D
一.选择题(共19小题)
1.【答案】
【解答】解:因为,,所以根据可知,,
因为这两个金属块都浸没入水量筒里,所以它们排出水的体积都等于它们各自的体积,则,所以放铝块的量筒水面最高,根据公式可知,放铝块的量筒底部受到的压强最大。
故选:。
2.【答案】
【解答】解:由于物体均漂浮,所以物体受到的浮力等于重力;若两物体的质量相等,则所受浮力相等,容器底增大的压力等于物体的重力,由图知,的底面积大于的底面积,所以甲对容器底部增加的压强一定小于乙,由于原来甲对容器底部的压强大于乙,故甲对容器底部的压强可能小于乙,故小王的观点错误。
若两物体体积相等,由于甲、乙物体漂浮在液面上,的大小无法判断,无法得出液面上升的情况,故无法比较对容器底压强的大小关系,故小陈的观点是正确的。
故选:。
3.【答案】
【解答】解:由图可知,而,根据可得,;
因为原来压强相同,底面积相同,所以倒入液体前液体对容器底部压力相同,
液体对容器底部压强,倒入相同深度液体后,△△,△△,因为,所以△△,
由得液体对容器底部压力增加量△△,所以△△。
故选:。
4.【答案】
【解答】解:
、根据题意可知,液体内、两点到容器底部的距离相等,且两点压强相等,由图可知,甲中液体的深度小,根据可知,甲中液体的密度大于乙中液体的密度,故正确;
、由题意知液体内、两点到容器底部的距离相等,根据知,由于,,且,所以,故正确;
、甲容器的底面积大于乙容器的底面积,根据可知,甲容器底部所受液体压力大于乙容器底部所受液体压力,故错误;
、甲容器上下粗细相同,则甲中液体的重力与液体对容器底部的压力相同;乙容器上窄下宽,则乙中液体的重力小于液体对容器底部的压力;甲容器底部所受液体压力大于乙容器底部所受液体压力,所以甲容器中液体的重力大于乙容器中液体的重力;容器的质量相同,重力相同,所以甲装置的总重力大于乙装置的总重力,甲容器对桌面压力大于乙容器对桌面压力,故正确。
故选:。
5.【答案】
【解答】解:(1)由于容器装满奶茶,放置方式由甲变为乙,奶茶的深度不变,根据可知,奶茶对容器底部产生的压强不变;由于受力面积变大,由可知,水对容器底的压力变大;
(2)将容器正放和倒放时,容器对水平桌面的压力都等于奶茶和容器总重,所以不变;但放置方式由甲变为乙,受力面积变大,根据可知,整个容器对水平桌面的压强变小。
综上所述,正确,错误。
故选:。
6.【答案】
【解答】解:、将质量相等的水分别倒入量筒和量杯内,水的深度关系为,根据公式可知水对容器底的压强大小关系为:,故正确,错误;
、量筒和量杯内水的质量相同,则其重力相同,量筒上下一样粗细为直壁容器,对容器底的压力等于液体重力即;量杯形状是上粗下细,对容器底的压力小于液体重力,即;所以,故错误。
故选:。
7.【答案】
【解答】解:
.液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,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,说明左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,故正确;
.左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而橡皮膜位于隔板底部,所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等,右侧部分横截面积是左侧的2倍,由知道,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,故错误;
.左、右两侧液体对容器底部的压强相等,而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,由知道,左侧液体的密度小于右侧液体密度,故错误;
.由于隔板左、右两侧的形状都是长方体,容器对底部的压力等于液体的重力,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,则左侧液体的重力小于右侧液体的重力,根据可知,左侧液体的质量小于右侧液体的质量,故错误。
故选:。
8.【答案】
【解答】解:甲乙瓶底对桌面的压强相等,由图知甲的底面积大于乙的底面积,即,根据知,甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力;
因为在水平面上,压力与重力大小相等,
所以,
又因两只锥形瓶完全相同,
所以,
因为甲乙液体的体积相同,
根据知,,
根据和知,
甲瓶底部受到的压强大于乙瓶底受到液体的压强,即,
因为,
根据知,
甲瓶底部和乙瓶底受压力:,故正确、错误。
故选:。
9.【答案】
【解答】解:根据深度是某点到自由液面的竖直距离,由图知:容器内部、、三点处的深度为
,由于水的密度确定,由公式可知,此三点的压强关系为
,
故正确,错误。
故选:。
10.【答案】
【解答】解:甲、乙两只完全相同的试管内装有质量相同的不同液体,乙管是倾斜的,则乙管中所装的液体体积比较大,即,由题意可知两管中所装的液体质量是相等的,即,根据可知。由于两试管液面相平,即液体的深度是相同的,根据液体压强公式可知液体对试管底部压强。故正确,错误。
故选:。
11.【答案】
【解答】解:.洗手间下水管符合上端开口、下部连通的特点,是连通器,故不符合题意;
.茶壶的壶嘴和壶身构成了连通器,符合上端开口、下部连通的特点,故不符合题意;
.因为盆景瓶外大气压等于瓶内水产生的压强与瓶内水上方气压之和,所以盆景自动供水装置是利用了大气压的作用,故符合题意;
.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,船闸使用了连通器原理,故不符合题意。
故选:。
12.【答案】
【解答】解:
、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,液体的体积最小,液体的体积最大,根据可知,液体的密度最大,液体的密度最小,即,故错误;
、液体的密度关系为,且三种液体的深度相同,根据公式可知,液体对容器底部的压强关系为,故正确;
、因液体对容器底部的压强,三个容器的底面积相同,根据公式可知,液体对容器底部的压力关系为,故错误;
、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,则根据可知它们的总重力相等,所以它们对桌面的压力相等,即,故错误。
故选:。
13.【答案】
【解答】解:处到水面的距离为:,
则处所受水的压强为:。
故选:。
14.【答案】
【解答】解:由图可知,轮船要由上游通过船闸到达下游,应关闭上游闸门、下游闸门及下游阀门,打开上游阀门,使闸室和上游水道构成一个连通器,当闸室水面上升到和上游水面相平后,打开上游闸门,船可以平稳地驶入闸室。
故选:。
15.【答案】
【解答】解:液体内、两点到容器底部的距离相等,其压强分别为、,且,根据图示可知,的深度小于的深度,根据可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即;
由题意知液体内、两点到容器底部的距离相等,根据知,由于,,且,所以;故正确。
故选:。
16.【答案】
【解答】解:、容器内装有同样深度的同种液体,根据可知,液体对容器底的压强;
容器的底面积相同,根据可知,液体对容器底的压力,故错误;
、由图可知,两容器中同种液体的体积,由可知,两容器中液体的质量;容器对桌面的压力等于容器与液体的总重力,两容器的质量相等,根据可知容器对桌面的压力,根据可知容器对桌面的压强,故正确、错误。
故选:。
17.【答案】
【解答】解:、液体的质量相同,根据可知,液体的重力相同;甲容器中液柱上下粗细相同,则甲容器底部受到的压力等于液体的重力;乙容器中的液体上窄下宽,则乙容器底部受到的压力大于液体的重力,由此可知,两种液体对容器底压力的大小关系是;容器的底面积相同,根据可知,两种液体对容器底压强的大小关系是,容器的底面积相同,由知两种液体对容器底部的压力大小关系是,故正确,错误;
、容器的质量相同、液体的质量相同,根据可知,甲、乙两个装置对水平面的压力相同,底面积相同,根据可知,两个容器对桌面压强的大小关系是,故错误;
容器对桌面额压力相同,由于物体间力的作用是相互的,所以桌面对两个容器的支持力大小液相同,即
,故错误。
故选:。
18.【答案】
【解答】解:液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;
在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显。
综上分析可知,两次都向内凹,乙时形变程度更大。乙排开液体的体积小,因而受到的浮力较小;乙空气被压缩大,瓶内压强大;
在同一深度,液体向各个方向的压强相等,因而深度不同,不能说明液体压强与压力方向有关。
故错误,正确。
故选:。
19.【答案】
【解答】解:因为三个杯子的液面等高,在液体的密度也相同时,杯底所受的压强是相同的。又因杯子相同,所以杯底的底面积相同。根据公式,它们所受的压力也是相同的。
故选:。
二.实验探究题(共1小题)
20.【答案】(1)几乎不变化;(2);(3)转换法。
【解答】解:(1)从图(b)可以看出,当用手指按压橡皮膜时(不论轻压还是重压),发现形管两边液柱的高度几乎不变化,说明软管漏气,此时需将软管拔下,重新安装。
(2)如图(c)和(d)所示,探头所处的深度相同,中形管两边液柱的高度差较大,可知压强较大,根据可知中液体密度较大,为盐水。
(3)实验中通过形管两边液柱的高度差反映液体压强大小,这体现了转换法。
故答案为:(1)几乎不变化;(2);(3)转换法。
三.解答题(共1小题)
21.
【解答】解:(1)点深度,
点受到酒精的压强:
;
(2)杯内酒精的深度:
,
杯底所受的压强:
;
(3)由可得,杯底所受的压力:
。
答:(1)点受到酒精的压强为;
(2)杯底所受酒精的压强为;
(3)杯底受酒精的压力为。
四.计算题(共4小题)
22.【答案】(1)水对容器底压力的大小为。
(2)容器对桌面的压强为。
【解答】解:(1)水对容器底压力的大小为:
;
(2)在水平面上容器对桌面的压力等于容器的总重力,即压力,
容器对桌面的压强为:
。
答:(1)水对容器底压力的大小为。
(2)容器对桌面的压强为。
23.【答案】(1)正方体对水平地面的压力为;
(2)若容器乙中水的深度为0.1米,水对容器底部的压强为;
(3)①正方体甲的密度为;
②容器乙的底面积为。
【解答】解:(1)根据得正方体对水平地面的压力为:
;
(2)水对容器底部的压强:
;
(3)正方体甲的重力为:
;
水对容器底部的压强增加值:△△①
容器对地面的压强增加值:△②
①:②可得,
解得;
代入①得。
答:(1)正方体对水平地面的压力为;
(2)若容器乙中水的深度为0.1米,水对容器底部的压强为;
(3)①正方体甲的密度为;
②容器乙的底面积为。
24.【答案】(1)水对甲容器底部的压强是;
(2)(a)乙所受重力的大小是,它的质量是;
(b)乙放入后,水对容器底部的压强增加量△是。
【解答】解:(1)水对甲容器底部的压强;
(2)(a)乙放入前后,压强差△,
压力差△△,
乙所受重力,
它的质量;
(b)水的体积,
乙的体积,
因乙的体积小于水的体积,乙的密度为,乙的密度大于水的密度,则乙放入水中时,会沉底且浸没在水中,
水面上升的高度△,
水对容器底部的压强增加量△△。
答:(1)水对甲容器底部的压强是;
(2)(a)乙所受重力的大小是,它的质量是;
(b)乙放入后,水对容器底部的压强增加量△是。
25.【答案】①水对容器甲底部的压强为。
②乙对地面的压强为。
③乙密度的最小值为。
【解答】解:①水对容器甲底的压强:
;
②圆柱体乙置于水平地面上,圆柱体对地面的压力,
圆柱体乙对地面的压强:
。
③轻质圆柱形容器甲的重力不计,则甲对地面的压力,
甲对地面原压强,
由“将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出,甲对地面的压强恰为原压强的4倍”可得,,
此时甲对地面的压力,受力面积不变,
则,
,
,
,
由题意和图示可知,原来水深为,容器高度为,由“将乙浸没在甲容器内的水中后,水不溢出”可知,乙浸没之后水面上升的高度最多为,根据可知乙排开水的体积最多为原来水的体积的,
即乙排开水的最大体积:,
。
答:①水对容器甲底部的压强为。
②乙对地面的压强为。
③乙密度的最小值为。
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专题08 液体的压强强
◆ 知 识 清 单 ◆
1.液体内部压强的特点
2.液体压强的计算
3.连通器
4.实验探究液体压强的特点
知识归纳
知识点1.液体压强的特点
1.产生原因:液体受到重力作用且有流动性。
2.测量仪器:压强计。使用压强计可以探究液体内部压强特点。
3.液体压强的特点
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中,深度越大液体压强越大。
(4)在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
知识点2.液体的压强大小计算
1.液体压强与液体密度和液体深度有关。
2. 液体内部压强的计算公式:P=ρ液gh
公式中,P表示液体压强,单位帕斯卡(Pa);ρ液表示液体密度,单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度,单位是米(m)。g=9.8N/kg
重点注意:液体产生的压强计算公式
(1)应用的公式是P=ρgh;
(2)g=9.8N/kg 有时题中为了计算简单给出g=10N/kg
(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3
(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
知识点3.连通器——液体压强的实际应用
(1)定义:上端开口、下端连通的容器。
(2)原理:如果只装一种液体,那么液体静止时连通器各部分液面总是相平的。
(3)应用:水壶、锅炉水位计、水塔、船闸、下水道的弯管。
注意:连通器解读
1.连通器指上端开口,下部连通的容器。例如U型管就是一种典型的连通器。若向连通器内倒水,则当水停止流动时,连通器的液面会相平。因为水面到器底同一水平面上的深度相同,压强相同,液体便能保持静止状态。
连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式P=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等。所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平。
2.连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时,各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜,则各容器中的液体即将开始流动,由液柱高的一端向液柱低的一端流动,直到各容器中的液面相平时,即停止流动而静止。如用橡皮管将两根玻璃管连通起来,容器内装同一种液体,将其中一根管固定,使另一根管升高、降低或倾斜,可看到两根管里的液面在静止时总保持相平。其原理在生产实践中有着广泛的应用,例如,水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器。
技巧总结
1.液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关,要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
2.比较液体对容器底部的压力、压强的方法
3.判断是不是连通器
依据连通器的定义,要看两点:一是各容器的底部必须是连通的;二是各容器的上部都是开口的。
4.连通器液面相平的条件:(1)连通器里只有一种液体;(2)连通器里的液体不流动。
只有同时满足这两个条件,连通器各部分的液面才是相平的,如果有一个条件不能满足,则连通器各部分的液面不会相平。
5.帕斯卡定律:“帕斯卡定律”指出,不可压缩静止流体中任一点受外力产生压强增值后,此压强增值瞬时间传至静止流体各点。
应用:液压机是由两个大小不同的液缸组成的,在液缸里充满水或油。小活塞将压力通过液体的压强传递给大活塞,将大活塞顶上去。在小活塞上加一较小的力,则在大活塞上会得到很大的力,为此用液压机来压制胶合板、榨油、提取重物、锻压钢材等。
6.U形管压强计的使用:
(1)其作用是反映液体内部压强的大小。
(2)检查气密性:实验前,用手按压金属盒上的橡皮膜,观察U形管两边液柱的高度是否发生变化,若变化,说明气密性良好;若不变,说明装置漏气。
(3)若发现U形管压强计漏气,需重新安装,保证气密性良好。
7.“探究液体压强的特点实验”用到了转换法:把液体压强的大小转换成了U形管压强计中两侧液面的高度差。U形管压强计中两侧液面的高度差越大,说明橡皮膜所受的压强越大。
题型突破
题型1 液体内部压强的特点
【典例1】(2024春•新津区校级期中)液体内部的压强大小
A.与液体的重力有关 B.与液体的体积有关
C.与容器的形状有关 D.与液体深度和密度有关
【答案】
【分析】液体内部的压强大小与液体深度和密度有关,与其它因素无关。
【解答】解:液体内部的压强大小只与液体深度和密度有关,液体的密度越大、深度越大,压强越大;与液体的重力、体积、容器的形状无关。
故选:。
【典例2】(2024春•邯郸期末)在学习“液体的压强”时,物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶中形成了如图所示的“喷泉”。该现象最易于探究的科学问题是
A.液体压强与液体体积的关系 B.液体压强与液体深度的关系
C.液体压强与液体种类的关系 D.液体压强与液体密度的关系
【答案】
【分析】液体压强的大小跟液体的密度和深度有关,液体密度越大,深度越大,压强越大,由此考虑有价值的探究问题。
【解答】解:把底部有小孔的空矿泉水瓶竖直压入水中的深度不同,且深度越深,小孔水喷得更高,说明压强更大,因此探究“液体压强与液体的深度关系”最有探究价值且易于探究。
故选:。
【典例3】(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
【答案】
【分析】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。
【解答】解:、根据液体压强特点可知,液体向各个方向都有压强,故错误;
、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,故正确;
、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,故错误;
、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,故错误。
故选:。
题型2 液体压强的计算
【典例4】(2024秋•杨浦区期末)如图所示,盛有水的薄壁轻质圆柱形容器甲、乙置于水平地面上,乙的底面积为米,、两个完全相同的柱形物体均沉于容器底部,物体刚好浸没,容器甲、乙底部受到水的压力相等。
(1)求甲容器中水深0.05米处水的压强。
(2)若乙容器中水和的总重力为20牛,求容器乙对地面的压强。
(3)若从容器甲、乙中抽出质量相等的水后,、均有部分露出水面,容器甲、乙底部受到水的压力分别为、,请比较、的大小。
【答案】(1)甲容器中水深处水的压强是;
(2)容易乙对地面的压强;
(3)。
【分析】(1)液体的压强;
(2)容易乙对地面的压强等于乙容器水和的总重力除以乙的底面积;
(3)因为、两个完全相同的柱形物体均沉于容器底部,容器甲、乙底部受到水的压力相等,可知甲、乙中水的质量相同,抽取相同质量的水,剩下的水的质量也相同,由此进行判断。
【解答】解:(1)甲容器中水深处水的压强;
(2)容易乙对地面的压强;
(3)因为、两个完全相同的柱形物体均沉于容器底部,容器甲、乙底部受到水的压力相等,由于、受到水的浮力相等,物体、对水的作用力相同,所以两容器中水的重力相同,水的质量也相同,抽取相同质量的水,剩下的水的质量相同,由体积知水的体积相同,由图中可知,所以,所以容器中剩余水的高度,即乙容器中的水的深度较大,由知,物块受到的浮力大于物体受到的浮力,由作用力反作用力可知,物体对水的作用力大于物体对水的作用力,两容器中水的重力相同,故乙容器中水对容器底部的压力大,即。
答:(1)甲容器中水深处水的压强是;
(2)容易乙对地面的压强;
(3)。
【典例5】(2024秋•奉贤区期末)如图(a)所示,放置在水平地面上的薄壁柱形容器甲内盛有0.2米深的水,空薄壁柱形容器乙漂浮在容器甲内的水面上。甲容器的底面积为米,乙容器的底面积为米,质量为2千克,体积为米的柱体丙放在水平地面上。求:
(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度;
(3)如图(b)所示,现将柱体丙轻轻地放入乙容器内,乙容器仍漂浮在水面上且水未溢出。求丙放入前后,水对甲容器底部压强的增加量△。
【答案】(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度是;
(3)水对容器甲底部的压强的增加量。
【分析】(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的质量、体积已知,柱体丙的密度等于柱体丙的质量除以其体积;
(3)把丙放在容器乙总,乙仍漂浮在水面上,水未溢出,容器乙受到水的浮力的变化量△。
【解答】(1)水对甲容器底部的压强为
(2)柱体丙的密度为
(3)把丙放在容器乙总,乙仍漂浮在水面上,水未溢出,容器乙受到水的浮力变化量△△
容器甲中水的高度增加了△,则有△,
水对容器甲底部的压强的增加量△△;
故答案为:(1)水对甲容器底部的压强;
(2)柱体丙的密度是;
(3)水对容器甲底部的压强的增加量。
【典例6】(2024•海淀区二模)如图所示,两个质量相等的圆柱形薄壁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。甲、乙容器中分别装有、两种液体,甲容器中的液面低于乙容器中的液面,此时两容器底部受到的液体压强相等。若容器足够高,在甲容器中再加入液体,使其液面上升的高度为,在乙容器中再加入液体,使其液面上升的高度为,、在图中均未标出。加入液体后,稳定时,下列判断正确的是
A.时,液体对两容器底的压力可能相等
B.时,液体对两容器底的压强一定相等
C.时,甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力
D.时,甲容器对桌面的压强一定小于乙容器对桌面的压强
【答案】
【分析】由题意知两容器底部受到的液体压强相等,由图知甲液体的深度小于乙液体的深度,由判断出甲、乙液体密度的关系;根据压强和液体压强据此逐一分析各选项。
【解答】解:甲、乙容器中分别装有、两种液体,甲容器中的液面低于乙容器中的液面,此时两容器底部受到的液体压强相等,由可知,;
、当时,由,可知,此时甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强,甲容器底面积大于乙容器底面积,由可知,甲中液体对底部的压力大于乙中液体对容器底部的压力,故错误;
、时,因为,则,因为原来两容器底部受到的液体压强相等,故此时甲容器底部受到的压强大于乙容器底部受到的压强,故错误;
、两容器底部受到的液体压强相等,甲容器底面积大于乙容器底面积,由可知,甲液体对底部的压力大于乙液体对底部的压力,因为容器为圆柱形,则原来甲中液体的重力大于乙中液体的重力;当时,因为,甲容器底面积大于乙容器底面积,由可得,,说明加入的液体的重力大于加入的液体的重力,则液体总重大于液体总重,两容器的容器的质量相等,重力相等,则后来甲容器总重大于乙容器总重,故甲容器对桌面的压力一定大于乙容器对桌面的压力,故正确;
、时,因为,则也有可能,结合上述分析,甲容器对桌面的压力可能大于乙容器对桌面的压力,甲容器对桌面的压强有可能大于乙容器对桌面的压强,故错误。
故选:。
题型3 连通器
【典例7】(2024秋•黄浦区期末)在如图所示的实例中,利用连通器原理工作的是
A.吸盘式挂钩 B.茶壶
C.注射器 D.灭火器喷口
【答案】
【分析】几个上端开口底部互相连通的容器,叫连通器。连通器中注入同一种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上,这就是连通器的原理。
【解答】解:、吸盘式挂钩是利用大气压的作用来工作的,不符合连通器的特点,不合题意;
、茶壶的结构特点是壶身与壶嘴构成连通器,符合题意;
、注射器在吸药液时,是利用大气压的作用来工作的,不符合连通器的特点,不合题意;
、灭火器喷口不符合连通器的特点,不合题意。
故选:。
【典例8】(2024春•大渡口区校级期中)如图所示,关于连通器静止时液面位置正确的是
A. B.
C. D.
【答案】
【分析】上端开口、底部相连通的容器;连通器特点是: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。
【解答】解: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,观察图示可知,只有液面相平,故正确,错误。
故选:。
【典例9】(2024春•许昌期末)下列不是利用连通器原理工作的是
A.茶壶
B.船闸
C.液体压强计
D.地漏
【答案】
【分析】连通器:上端开口下端连通的容器,连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
【解答】解:、茶壶的壶嘴与壶身构成连通器,是利用连通器的原理工作的,故不符合题意;
、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;然后把这一端船闸关闭,打开另一端的船闸,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,故不符合题意;
、形管压强计一端开口,另一端是封闭的,不是利用连通器原理工作的,故符合题意;
、地漏的结构符合上端开口、底部连通的特点,是利用连通器的原理制成的,这样可达到防臭的作用,故不符合题意。
故选:。
题型4 实验探究液体压强的特点
【典例10】(2024秋•永春县期末)如图甲,小刚用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)使用压强计前,发现形管左右两侧的水面有一定的高度差。调节的方法是 ,使形管左右两侧的水面相平;
①将右侧支管中高出的水倒出
②取下软管重新安装
(2)图甲实验是通过观察 来比较液体内部的压强大小,下面列举的与此研究方法相同的是 ;
①物体所受的合力作用效果替代两个分力的作用效果
②通过鼓面上纸屑跳动的高度来反映鼓面振动的幅度
(3)下面操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是 ;
①烧杯中换密度更小的液体
②形管中换用密度更小的酒精
③将形管换成更细的
(4)图乙、、、四个位置中,观察到形管两侧液面高度差最明显的是 位置;
(5)小刚自制了如图丙的实验装置,侧下部蒙有一层张紧的橡皮膜。向侧加水,再向中加入密度未知的液体,直到橡皮膜水平。分别测出水深,橡皮膜到底部距离,未知液体深度。则未知液体密度 (用测得量的符号和表示)。
【答案】(1)②;(2)形管两侧液面的高度差;②;(3)②;(4);(5)。
【分析】(1)形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;形管右端液面比较高,就说明形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让形管左端液面和大气相通,这样形管两端的液面就是相平的;
(2)液体压强大小通过形管内液面的高度差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大,这是一种转换法的运用;分析各选项采用的物理学方法,找出符合要求的选项;
(3)根据来分析压强和液体密度的关系;
(4)本实验运用转换法,将液体压强大小转换为形管中液面的高度差;
(5)橡皮膜水平时,受到水和未知液体的压强相等,根据分析计算。
【解答】解:
(1)若在使用压强计前,发现形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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,形管中的液面就是相平的,故选:②;
(2)压强计是通过形管两侧液面的高度差来反映液体压强大小的,液面高度差越大,液体的压强越大,这种研究物理问题的方法通常称为转换法。
①.物体所受的合力作用效果替代两个分力的作用效果,采用是等效替代法,故不符合题意;
②.通过鼓面上纸屑跳动的高度来反映鼓面振动的幅度,采用的是转换法,故符合题意。
故选:②;
(3)①、探头在液体中的深度相同,根据可知,深度相同,液体的密度越小压强越小,所以在“烧杯中换密度更小的液体”, 形管左右两侧液面的高度差变小,故不符合题意;
②、“形管中换用密度更小的酒精”,可知形管左右两侧液面的高度差变大,故符合题意;
③、“将形管换成更细的”,没有改变压强差,所以不能使两侧液面高度差对比更加明显,故不符合题意。
故选:②;
(4)由知,液体密度越大,深度越大,液体产生的压强越大,图乙所示液体内部、、、四个位置,压强最大的是位置,所以现象最明显的是。
(3)橡皮膜水平时,受到水和未知液体的压强相等;此时橡皮膜距离水面和未知液体液面的深度分别为、,由有,
解得。
故答案为:(1)②;(2)形管两侧液面的高度差;②;(3)②;(4);(5)。
【典例11】(2024春•历下区期末)如图所示是某同学在做“研究液体内部压强规律”的实验过程。这几步操作的主要目的是
A.探究液体内部的压强与液体密度的关系
B.探究液体内部的压强与液体深度的关系
C.探究同一深度液体向各方向压强的关系
D.探究液体内部的压强与液体重力的关系
【答案】
【分析】液体内部的压强与液体的密度和液体内部的深度有关,根据控制变量法分析;
同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强相等;
【解答】解:对比三个图,都是水,液体密度不变,深度相同,改变的是探头的方向,故探究同一深度液体向各方向压强的关系,故正确,错误。
故选:。
【典例12】(2024•曾都区三模)在探究液体内部压强与哪些因素有关的实验中,甲、乙两组同学正确实验的现象如图所示,形管两侧液面的高度差,甲、乙两组烧杯中的液体密度分别为、,橡皮膜处的压强分别为、。下列说法正确的是
①若两压强计相同,则一定等于
②若两压强计相同,则一定小于
③若两烧杯中液体相同,则一定等于
④若两烧杯中液体相同,则一定小于
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
【答案】
【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法,结合分析;
(2)液体中某点的深度为这点到液体自由面的竖直高度,根据分析。
【解答】解:①②若两压强计相同,根据转换法,乙中液体产生的压强大,根据可知,则一定小于
故①错误;②正确;
③④若两烧杯中液体相同,因探头深度相同,根据,则一定等于,故③正确,④错误。
故选:。
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