2025年中考物理一轮复习讲义 专题17 压强 液体的压强
2025-03-31
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2025中考物理一轮复习
专题17 压强 液体的压强
一、选择题(共6小题)
1.(2025•红桥区模拟)如图所示的实例中,属于减小压强的是( )
A.锋利的篆刻刀 B.注射器的针头
C.切菜的菜刀 D.骆驼宽大的脚掌
2.(2024秋•浦东新区校级期末)站在沙地上的一名初三同学,已知他一只鞋底的面积为200cm2,请估计该同学对地面的压强约为( )
A.100Pa B.1000Pa C.10000Pa D.100000Pa
3.(2024秋•宝山区期末)将质量分布均匀的长方体沿竖直方向切成A、B两块,如图所示。已知LA:LB=3:1,则A、B两块对水平面的压力和压强之比分别为( )
A.FA:FB=3:1 pA:pB=3:1
B.FA:FB=3:1 pA:pB=1:1
C.FA:FB=1:3 pA:pB=1:1
D.FA:FB=1:3 pA:pB=3:1
4.(2025春•潍城区期中)连通器在日常生活和生产中有着广泛的应用,以下不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.锅炉水位计
C.盆景的自动给水装置 D.下水道的弯管
5.(2024春•港北区期中)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
6.(2024春•武威期中)如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(ρ盐水>ρ水),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系说法正确的是( )
A.pa>pb>pc B.pb>pa>pc C.pc>pb>pa D.pc>pa>pb
二、填空题(共8小题)
7.(2025•碧江区 校级模拟)如图所示是嫦娥六号探测器组合体的简图,发射前后同一探测器平稳地站在地面和月面上。已知同一物体在月球表面受到的重力是地球上的六分之一,则该探测器对地面的压强p1、对月面的压强p2的大小关系是p1 (选填“>”“=”或“<”)p2。
8.(2024春•武威期中)一本厚字典放在水平桌面上,如图(a)所示,现用一水平方向的力F′将字典向右推,使其一部分离开桌面至图(b)所示的位置,在此过程中,字典受到的摩擦力f ,字典对桌面的压力F ,字典对桌面的压强p 。(均选填“变大”、“不变”或“变小”)
9.(2024春•洛南县期中)小雪在探究压力的作用效果与受力面积的关系时,分别采用如图甲、乙所示的两种方法,用两只手的食指分别压在铅笔两端,图 的方法不合理。图甲中铅笔笔尖面积是0.5mm2,笔尖对右手指的压力为2N,则笔尖对右手指的压强为 Pa,笔尾对左手指的压力为 N。
10.(2024春•信阳期中)如图所示,一个图钉帽的面积是0.8×10﹣4m2,图钉尖的面积是5×10﹣8m2,手指对钉帽的压力是20N,手对图钉帽和图钉尖对墙的压强各等于 Pa、 Pa。两者压强不同的原因是 。
11.(2024春•张湾区期中)三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图所示是轮船通过船闸的示意图。此时上游阀门A打开,下游阀门B关闭,则闸室和
(选填“上游”或“下游”)水道构成连通器。当水不流动时,水对阀门A两侧的压力 (选填“相等”或“不相等”)。
12.(2024春•新乡县校级期中)今年3.15消费者权益日曝光了多家知名奶茶店存在的食品安全隐患,引发关注知名品牌纷纷被查出存在食品生产标签错误、使用腐烂水果等安全问题。如图,某奶茶饮料(未装满)平放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则杯内饮料对杯子底的压强 ,杯内饮料对杯子底的压力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.(2024春•澄迈县期中)将一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,两次水的深度如图所示,已知瓶盖的面积是5cm2,瓶底的面积是20cm2,瓶重和厚度忽略不计。(g取10N/kg,)倒立放置时瓶盖所受水的压强是 Pa;正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力 倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力(选填“小于”“等于”或“大于”)。
14.(2024春•潜山市期中)如图所示,A、B为完全相同的两个开口容器(足够高),之间用导管连接(阀门直径可忽略),各盛有深度为20cm的水。若将阀门K打开,水将 (选填“向左流动”“向右流动”或“不流动”),水静止时,水对A、B两容器底部的压强之比为 。
三、解答题(共2小题)
15.(2024春•立山区期中)如图所示为某国产新能源汽车,深受广大市民喜爱。司机与车的总质量为600kg,静止在水平地面时,每个轮子与地面的接触面积是0.02m2,在平直公路上匀速行驶过程中,匀速行驶20km,所用时间0.5h。求:
(1)该车匀速行驶的速度;
(2)司机和车的总重力;
(3)司机与车静止在水平地面时,对地面的压强。
(4)在不增加空车质量的情况下,在设计上如何减小空车对地面的压强?
16.(2024秋•闵行区期末)甲、乙两个完全相同的轻质薄壁圆柱形容器放置在水平地面上(容器足够高),甲容器内装有一定量的酒精、乙容器内装有一定量的水。把球A放入酒精中,静止时两容器内液面如图所示。(ρ酒精=0.8×103千克/米3)
(1)求水面下0.1米处水的压强p水。
(2)若酒精的质量为1.6千克,求酒精的体积V酒精。
(3)将球A从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量为400帕、放入球前后水对容器底压强变化量为450帕。根据上述信息,能否确定球A的密度ρA?如果能确定,请计算出ρA;如果无法确定,请说明理由。
参考答案
1.【答案】D
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力。
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:A.篆刻刀很锋利,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故A不合题意;
B.注射器的针头很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故B不合题意;
C.切菜的菜刀,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强;故C不合题意;
D.骆驼宽大的脚掌,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故D符合题意。
故选:D。
2.【答案】C
【分析】先估出人的重力,再得到人与地面的接触面积,利用压强公式计算人对地面的压强。
【解答】解:初三学生的重力约为500N,该同学站在沙地上时与地面的接触面积为2×200cm2=400cm2=0.04m2,
该同学对地面的压强p1.25×104Pa,与10000Pa接近,故C正确。
故选:C。
3.【答案】B
【分析】水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据压强公式、重力公式、体积公式、密度公式得出密度均匀的长方体铜块对桌面的压强之比;
由图可知,长方体截成A、B两块时的底面积之比等于它们的边长之比,根据F=pS比较两者压力的大小。
【解答】解:密度均匀的长方体铜块对桌面的压强为:
,
由图可知,A、B两铜块的高度相同,则两者对水平桌面的压强相等,即pA:pB=1:1;
LA:LB=3:1,则受力面积之比为SA:SB=3:1,根据F=pS可知,压力之比。
故选:B。
4.【答案】C
【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的高度总是相平的。
【解答】解:茶壶、下水道的弯管、锅炉水位计都是上端开口,下部连通,即都是利用连通器的原理制成的,盆景的自动给水装置上端不都开口,底部虽然相互连通,不是连通器,是利用大气压工作的。
故选:C。
5.【答案】B
【分析】(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。
【解答】解:A、由题知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,根据可知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。
6.【答案】C
【分析】解答本题需明确液体压强与液体的密度和深度有关,密度越大,深度越大,液体压强越大。
【解答】解:(1)由b、c两点可知,深度相同,由于盐水的密度大于纯水的密度,所以pc>pb;
(2)a、b两点可知,同种液体中,压强随深度的增加而增大,所以pb>pa;综上所述,
pc>pb>pa。
故选:C。
7.【答案】>
【分析】根据p分析压强的大小变化。
【解答】解:探测器的受力面积不变,探测器在月球表面受到的重力是地球上的六分之一,根据p可知,探测器对地面压强大于对月面压强,即:p1>p2。
故答案为:>。
8.【答案】不变;不变;变大
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向右缓慢地推木板时受力面积的变化判断木板对桌面压强的变化;
(2)影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度,据此判断此过程中摩擦力的变化。
【解答】解:向右缓慢地推木块的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变。
水平面上物体的压力和自身的重力相等,向右缓慢地推木块的过程中,木块对桌面的压力不变,且向右缓慢地推木块的过程中受力面积变小,由可得,木块对桌面的压强p变大。
故答案为:不变;不变;变大。
9.【答案】乙;4×106;2。
【分析】(1)压强的大小与压力和受力面积的大小有关,当研究压力的作用效果与受力面积的关系时,应控制压力的大小相同;
(2)知道笔尖对手指的压力和铅笔笔尖面积,根据p求出笔尖对手指的压强,结合受力平衡分析压力大小。
【解答】解:甲图中铅笔水平放置且处于静止状态,则两手指对铅笔的压力是一对平衡力;
乙图中铅笔竖直放置时,由于铅笔受重力的作用会导致下面手指受到的压力大,即乙图中两手指对铅笔的压力大小不相等,没有控制压力大小相等,
所以不能探究压力的作用效果与受力面积的关系,则乙的方法不合理。
笔尖对手指的压强:
由于铅笔水平放置时,两手指对铅笔的压力大小相等,由于力的作用是相互的,则两手指受到的压力大小相等,由于笔尖对右手指的压力为2N,所以笔尾对左手指的压力为2N。
故答案为:乙;4×106;2。
10.【答案】2.5×105;4×108;受力面积不同
【分析】根据p求手对图钉帽的压强和图钉尖对墙的压强,并分析两者压强不同的原因。
【解答】解:手对图钉帽的压强:;
因固体能够传递压力,所以墙壁受到的压力也为20N,
故图钉尖对墙的压强:;
根据p可知,压力一定时,受力面积越小,压强就越大,由于手对图钉帽的受力面积大于图钉尖对墙的受力面积,所以手对图钉帽的压强小于图钉尖对墙的压强,即两者压强不同的原因是受力面积不同。
故答案为:2.5×105;4×108;受力面积不同。
11.【答案】上游;相等。
【分析】上端开口,下部连通的容器叫连通器;力的作用是相互的,根据F=PS计算压力。
【解答】解:三峡船闸是世界上最大的人造连通器;图中,上游阀门A打开,下游阀门B关闭,此时闸室和上游水道的上端开口、底部相连通,构成连通器;当水不流动时,根据连通器特点可知水对闸门A两侧的压强相等,根据F=pS可知,压力大小也相等。
故答案为:上游;相等。
12.【答案】减小;增大
【分析】根据p=ρ液gh分析液体对杯子底的压强变化;
根据杯子的形状分析压力与重力的关系,然后得出答案。
【解答】解:由图可知,此时上端粗下端细,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。
倒置前侧壁对液体有支持力,此时饮料对杯底的压力小于其自身重力;倒置后上窄下宽,此时侧壁对杯内饮料有压力使饮料对杯子底的压力大于其自身重力,所以压力增大。
故答案为:减小;增大。
13.【答案】1300;等于。
【分析】(1)由图乙可知倒立放置时水的深度,根据p=ρgh求出倒立放置时瓶盖所受水的压强;
(2)矿泉水瓶对水平桌面的压力等于瓶自身的重力和水的重力之和,据此比较矿泉水瓶正立放置和倒立放置时对水平桌面的压力。
【解答】解:由图可知,倒立放置时水的深度为:h=13cm=0.13m,
瓶盖所受水的压强为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.13m=1300Pa;
正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力和倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力都等于瓶和水的总重力,瓶和水的总重力不变,所以正立放置时矿泉水瓶对桌面的压力等于倒立放置时矿泉水瓶对桌面的压力。
故答案为:1300;等于。
14.【答案】向右流动;9:11。
【分析】将阀门K打开时,A、B构成连通器,根据连通器的原理可知待水不流动时,A、B中的水面相平,
求得A、B容器中水的深度,根据p=ρ液gh求得水对A、B两容器底面的压强之比。
【解答】解:由图可知,左侧液面较高,将阀门K打开时,A、B构成连通器,故水将向右流动,根据连通器的原理可知待水不流动时,A、B中的水面相平;则此时A中水的深度为
B中水的深度为
水对A、B两容器底面的压强之比为
故答案为:向右流动;9:11。
15.【答案】(1)该车匀速行驶的速度为40km/h;
(2)司机和车的总重力为6×103N;
(3)司机与车静止在水平地面时,对地面的压强为7.5×104Pa;
(4)增大轮胎与地面的接触面积。
【分析】(1)根据速度公式求该车匀速行驶的速度;
(2)根据G=mg求司机和车的总重力;
(3)司机与车静止在水平地面时,对地面的压力等于司机和车的总重力,根据p求司机与车静止在水平地面时,对地面的压强;
(34)减小压强的方法:减小压力或增大受力面积。
【解答】解:(1)该车匀速行驶的速度为
;
(2)司机和车的总重力为
G=mg=600kg×10N/kg=6×103N;
(3)司机与车静止在水平地面时对地面的压力为
F=G=6×103N,
司机与车静止在水平地面时,对地面的压强为
;
(4)根据可知,在不增加空车质量的情况下,在设计上可增大轮胎与地面的接触面积来减小空车对地面的压强。
答:(1)该车匀速行驶的速度为40km/h;
(2)司机和车的总重力为6×103N;
(3)司机与车静止在水平地面时,对地面的压强为7.5×104Pa;
(4)增大轮胎与地面的接触面积。
16.【答案】(1)求水面下0.1米处水的压强p水为1000Pa;
(2)酒精的体积V酒精为2×10﹣3m3;
(3)球A的密度ρA为0.9×103kg/m3。
【分析】(1)已知水的密度和深度,根据p=ρgh分别求出液体对容器底部的压强;
(2)已知酒精的密度,根据公式ρ可求酒精的体积;
(3)根据压强变化量计算增大的深度,得出小球排开液体的体积的关系,据此判定浮沉,结合阿基米德原理和重力公式计算物体的密度。
【解答】解:(1)甲中水对容器底部的压强p水=ρ水gh甲=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)由ρ得:
V酒精2×10﹣3m3;
(3)将球A从酒精中取出并缓慢放入水中,取出球前后酒精对容器底压强变化量为400帕、变化的深度为h0.05m;
放入球前后水对容器底压强变化量为450帕,
变化的深度为h'0.045m;
因为两次变化的深度不对,故排开液体的体积不等,故可能一浮一沉或都是漂浮;
当都漂浮时,浮力等于重力,应该浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知;ρ水g×0.045m×S≠ρ酒精g×0.05m×S;
因而不是全部漂浮。
由于水的密度大,故在水中漂浮,酒精中沉底;
漂浮时F浮=G,即ρ水g×0.045m×S=ρ物gV;
酒精中沉底,V=V排=0.05m×S;
解得ρ物=0.9ρ水=0.9×103kg/m3。
答:(1)求水面下0.1米处水的压强p水为1000Pa;
(2)酒精的体积V酒精为2×10﹣3m3;
(3)球A的密度ρA为0.9×103kg/m3。
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2025中考物理一轮复习
专题17 压强 液体的压强
基础知识梳理
一、压力
1.压力
(1)定义:垂直作用在物体表面上的力叫压力。
(2)方向:总是垂直于被压物体表面,并指向被压物体。
(3)作用点:受力物体的表面,等效作用点在接触面的中心。
(4)大小:只有当物体自由放置在水平地面时,。
(5)压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关。受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力大小相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
2.压强
(1)定义:在物理学中,物体所受压力的大小与受力面积之比。
(2)物理意义:表示压力作用效果的物理量。
(3)单位:帕斯卡,简称帕,符号是Pa。(1Pa=1N/m2)
(4)计算公式:,其变形式:压力F=pS,受力面积。
3.增大和减小压强的方法
目的
方法
实例
增大压强
压力一定时,减小受力面积
刀斧、切削工具的刀刃都磨得很薄、钉子、针
受力面积一定时,增大压力
自行车刹车时必须用力握住车闸、压路机的碾子质量很大等
增大压力的同时减小受力面积
用铁锤用力钉钉子
减小压强
压力一定时,增大受力面积
高楼大厦的墙基很宽、铁轨下铺有枕木
受力面积一定时,减小压力
现代建筑中常采用空心砖、车辆限载等
减小压力的同时增大受力面积
在冰面行走时,采用爬行并丢弃一些负重
二、液体的压强
1.液体的压强
(1)产生原因:液体受重力作用且具有流动性。
(2)特点:①液体内部朝各个方向都有压强;②在液体内部同一深度,液体向各个方向的压强相等;③同种液体深度越大,压强越大;④深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)计算公式:。其中p表示液体压强,单位Pa;ρ表示液体的密度,单位kg/m3;g一般取10N/kg;h表示深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位m。
(4)只有柱状容器中液体对容器底的压力才等于液体重力。如下图
2.连通器
(1)定义:上端开口,下部连通的容器。
(2)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平。
(3)特点:连通器里装入同种液体,当液体部流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。
(4)应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
常用方法
1.压力大小的计算公式是:
(1)F=G(压力与重力平衡)
(2)F=F′(压力与外力平衡)
(3)F=pS。其中p为压强,S为作用面积。
2.压强的计算
(1)公式中的F是压力而不是重力。
(2)公式中的受力面积是两物体的实际接触面积。
(3)当质量分布均匀、形状规则的立柱性物体(长方体、圆柱体)单独放在水平面上时,此物体对水平面的压强可以利用液体压强公式进行计算。
3.叠加体压强的计算
(1)单独的长方体放在水平面上,对地面的压强可用p=ρgh计算;
(2)叠加后对地面的压力都等于二者重力之和,用比较计算。
(3)容器装液体、人骑自行车、车装货物等,求物体对水平地面的压强,都可以看成叠加模型。
(4)分析某一个面的压强时,受力面积一定要取实际的接触面积,遵循取小不取大的原则。
4.液体压强的计算公式的变形式:深度,液体密度。
5.液体压强大小的比较:(1)ρ液相同比h;(2)h相同比ρ液;(3)ρ液和h都不相同用p=F/S(液柱法)
6.液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
容器形状
容器底部受到液体压力的定性分析(等效法)
容器底部受到液体压力的等量分析
液体对容器底部的压力等于底面正上方液柱的重力(即所有水的重力)
F压=pS=ρghS=ρgV柱,即F压=G液(V柱指液柱的体积)
液体对容器底部的压力等于底面正上方液柱的重力(即部分水的重力)
F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱<G液,即F压<G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
液体对容器底部的压力等效于底面正上方液柱的重力(即大于全部水的重力)
F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱,F压=G柱>G液,即F压>G液,(V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力)
精讲优学
►考点01 压力、重力和压强
1.压力和重力的区别
区别
压力
重力
产生原因
相互接触的两个物体相互挤压而产生的
物体由于受到地球吸引而产生的
方向
垂直指向受力物体(只有接触面为水平方向时,方向才竖直向下)
竖直向下
施力物体
挤压它的物体
地球
作用点
受力物体的表面
受力物体的重心
2.路面是否容易被车辆压坏取决于压强的大小,而不是压力大小。
3.任何物体所能承受的压强都是有一定限度的,当物体承受的压强超过了这个限度,物体就会被损坏。
4.压强的增大与减小
(1)增大压强的方法:增大压力或减小受力面积。实例:速滑运动员的冰鞋装有冰刀;投向靶盘的飞镖;用力刹车。
(2)减小压强的方法:减小压力或增大受力面积。实例:铁路钢轨铺枕木;坦克安装履带;书包带较宽;载重卡车装有许多的车轮;房屋建在较大的地基上。
【例1】(2024春•平原县期末)如图,物体对接触面的压力F表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据压力的作用点和方向分析作答。
【解答】解:压力的作用点在受压物体的接触面上,压力的方向垂直于接触面并指向受压物体,由题图可知,D符合题意,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了压力的示意图,属于基础题目。
【例2】 (2024•张家港市校级一模)水平桌面上放着一个正方体物块A(如图所示),若将A竖直切成两半,并拿走右半边,剩下的一半对桌面的压力、压强的说法正确的是( )
A.压力、压强均不变 B.压力减小、压强不变
C.压力、压强均减小 D.压力不变、压强减小
【答案】B
【分析】沿竖直方向切去一半,压力减小一半,受力面积减小一半,得出压力、压强变化。
【解答】解:沿竖直方向切去一半,压力减小一半,受力面积减小一半,结合p可知其对地面的压强不变,故B正确。
【点评】本题主要考查压力、压强的概念,是一道基础题。
【例3】(2024春•西工区期中)以下设计是为了减小压强的是( )
A.剪刀的刀刃 B.铁轨铺的枕木
C.推土机的土铲 D.破窗锤的锤头
【答案】B
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
【解答】解:ACD、剪刀的刀刃、推土机的土铲、破窗锤的锥形端,都是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故ACD不合题意;
B、铁轨铺的枕木,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意。
【点评】掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
【例4】(2024春•宜州区期末)用50牛的水平力把重40牛的正方体木块紧压在竖直墙壁上,如图所示,这时木块对墙壁的压力为( )
A.10牛 B.40牛 C.50牛 D.90牛
【答案】C
【分析】垂直作用在物体表面上的力称之为压力;因此对墙的压力,当然是指垂直于墙面的力,而物体的重力方向是竖直向下的,二者一个在竖直方向,一个在水平方向,互不影响。
【解答】解:木块对墙的压力是一个水平方向上的力,这个力来自于50N的水平力,而物体的重力是竖直向下的力,因此,它的重力不会影响压力的大小,故这时木块对墙壁的压力应为50N。故选:C。
【例5】(2024•蚌埠二模)研究表明,太阳光对被照射的物体具有力的作用,利用这一现象制成的太阳帆可以为太空飞船提供动力。命名为“宇宙一号”的太阳帆面积为600m2,正对太阳时受到光的压强为1.5×10﹣2Pa,则该压强值表示的物理意义是 。
【答案】每平方米面积上受到光的压力为 1.5×10﹣2N。
【分析】压强是表示压力作用效果的物理量。
【解答】解:太阳帆每平方米面积上受到光的压力为 1.5×10﹣2N。
故答案为:每平方米面积上受到光的压力为 1.5×10﹣2N。
【点评】本题考查了压强的物理意义,属于基础题。
►考点02 固体压强的相关计算
1.固体压强的计算,需要确定压力、面积。要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点。正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同。
2.公式适用于任何条件下压强的计算,但在求解密度均匀、形状规则的实心柱体重直作用于水平面上的压强时,利用公式力p=ρgh非常快捷、准确、方便。
3.多个物体叠加后对地面的压力等于它们重力之和,再找出受力面积,再用压强公式进行计算或比较大小。
4.切割问题
(1)粗细和质量分布均匀的物体竖直切割可用p=ρgh计算;
(2)水平和斜切问题可用比较计算。
【例1】(2024春•平潭县校级期中)小潭同学做深蹲时,双脚与地面接触的总面积约0.05m2,他对地面的压强最接近( )
A.100Pa B.1000Pa C.104Pa D.105Pa
【答案】C
【分析】中学生的重力约为500N,根据题意求出双脚站在水平地面上的受力面积,利用p求出对地面的压强,进一步结合选项得出答案。
【解答】解:中学生平均体重约为500N,两脚的总面积约S=0.05m2,则他双脚站在水平地面上时,对地面的压强:p1×104Pa,小潭同学做深蹲时,他对地面的压力略大于他的重力,他对地面的压强略大于p,故只有C符合题意。故选:C。
【点评】本题考查了压强的计算,关键是估算出中学生的重力,计算过程要注意单位的换算。
【例2】 (2024春•广元期末)一个质量分布均匀的正方体实心物体放置在水平地面上,该物体的边长为L=20cm,密度为ρ=0.6×103kg/m3,g取10N/kg。若要计算该物体对水平地面的压强,有同学直接用p=ρgL=1200Pa来计算,这种计算方法可以吗?( )
A.不可以,该公式只适合计算液体形成的压强
B.不可以,该公式只适合计算液体和气体形成的压强
C.可以,该公式也适合计算质量分布均匀的正方体、长方体或柱形固体形成的压强
D.可以,该公式可以计算任何物体形成的压强
【答案】C
【分析】正方体实心物体放置在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,对地面的压强,据此分析。
【解答】解:正方体实心物体放置在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,对地面的压强,
所以此同学生的计算方法可行,由推导过程可知,该公式也适合计算质量分布均匀的柱形物体的压强,故ABD不正确,C正确。
故选:C。
【点评】此题考查了压强计算公式的应用,难度适中。
【例3】(2024春•九龙坡区校级期中)如图甲所示,一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分,剩余部分如图乙所示,此时砖块对地面的压强为1200Pa;将图乙中的砖块倒置后如图丙所示,此时砖块对地面的压强为2000Pa。则图甲中砖块对水平地面的压强为( )
A.1300Pa B.1350Pa C.1500Pa D.1600Pa
【答案】C
【分析】由F=pS算出乙、丙两图中压力,利用压力相等,求出面积比,再将乙、丙组合成柱状固体,利用p算出组合体的压强,根据柱状固体压强pρgh判断出图甲中砖块对水平地面的压强。
【解答】解:设图乙中砖块重力为G1,底面积为S1,图丙中砖块底面积为S2,
由F=pS可知,图乙中砖块对地面压力:F1=p1S1=1200Pa×S1
图丙中砖块对水平地面压力:F2=p2S2=2000Pa×S2
乙、丙均放置水平地面上,砖块对地面压力:F1=F2=G1,
即:1200Pa×S1=2000Pa×S2
解得:S2S1,
则F总=2G1,S总=S1+S2S1,
长方体砖块对水平地面的压强:p1.25×1200Pa=1500Pa,
柱形均匀固体对水平地面的压强:pρgh,
由于图甲和长方体的密度和高度均相同,所以图甲中砖块对水平地面的压强p'=p=1500Pa。
故选:C。
【点评】本题考查固体压强的推导式pρgh的用法,需要对图形旋转组合,难度较大。
【例4】(2024春•长寿区校级期中)如图所示,两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压强为p1。若取走金属块A,金属块B对地面的压强为p2,已知金属块A、B边长之比L1:L2=1:2。p1:p2=2:1,则下列说法正确的是( )
A.将A单独放在水平地面上的压强pA与p1的比值为2:1
B.将A单独放在水平地面上的压强pA与p2的比值为1:4
C.金属块A、B的密度之比为1:8
D.金属块A、B的重力之比为2:1
【答案】A
【分析】两个正方体金属块A、B叠放在水平面上,金属块B对地面的压力等于金属块A、B的重力之和,若取走金属块 A,金属块B对地面的压力等于金属块B的重力,根据p列出两次压强之比的关系式,代入数据求出金属块A与金属块B的重力之比,根据正方体的棱长求出A、B底面积之比,再根据压强公式表示出将A单独放在水平地面上的压强;
根据ρ,G=mg得出关于重力和体积的密度表达式,列出金属块A与金属块B的密度之比关系式,并将数据代入得出结果。
【解答】解:D.两个正方体金属块A、B叠放在水平地面上,金属块B对地面的压力等于金属块A、B的重力之和,即F1=GA+GB,
受力面积为金属块B的底面积,则金属块B对地面的压强,
若取走金属块A,金属块B对地面的压力等于金属块B的重力,即F2=GB,
受力面积为金属块B的底面积,则金属块B对地面的压强,
则两次金属块B对地面的压强之比:2:1,
则金属块A、B的重力之比GA:GB=1:1。故D错误;
A.已知金属块A、B边长之比L1:L2=1:2,则金属块A、B的底面积之比SA:SB=1:4,金属块B对地面的压强,
将A单独放在水平地面的压强,
因此将A单独放在水平地面上的压强pA与p1的比值为,故A正确;
B.将A单独放在水平地面上的压强pA与p2的比值为4:1,故B错误;
C.金属块A、B的密度之比为,故C错误。
【点评】本题考查了重力、密度的比值计算,需要知道物体对水平面的压力等于物体自身的重力,能灵活利用压强公式、重力公式、密度公式进行组合和变形推理得出比例式,并将已知相关量的比值代入计算结果。
【例5】(2024•北京)近年来在东北林区发现了越来越多野生东北虎的足迹。生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg,求:
(1)该东北虎一只脚印的面积。
(2)该东北虎的质量。
【答案】(1)图中脚印面积大约为135cm2;
(2)该东北虎的质量为162kg。
【分析】(1)根据图中每一小格表示9cm2,印轮廓所围小方格大于半格算一个,小于半格舍弃,可数出共有多少个格,然后求出图中脚印面积;
(2)在容器中放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,说明压强相同,利用压强相等,可以解答。
【解答】解:(1)根据图中每一小格表示9cm2,脚印轮廓所围小方格大于半格算一个,小于半格舍弃,可数出共有15个格,则图中脚印面积大约为S0=15×9cm2=135cm2;
(2)容器下陷的深度与脚印的深度相同时,说明两者产生的压强相同,
则有:p1=p2,根据压强公式可得:,所以G东北虎,G东北虎m东北虎g,m东北虎=162kg。
答:(1)图中脚印面积大约为135cm2;(2)该东北虎的质量为162kg。
【点评】本题考查了面积的估测和压强的计算,以及压强公式的运用,难度不大。
►考点03 液体压强的特点
1.液体压强的产生原因:液体受重力且具有流动性。
2.液体压强的特点:
(1)液体内部朝各个方向都有压强;
(2)在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(3)液体的压强随深度的增加而增大;
(4)不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大。
【例1】(2024春•康县期末)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 。
【答案】侧壁;增大。
【分析】液体内部向各个方向都有压强,液体内部压强随深度的增加而增大;液体压强还与液体密度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大。
【解答】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。
【例2】(2024•金堂县模拟)如图所示,关于小鱼甲、乙所受液体压强的比较,下列说法正确的是( )
A.小鱼甲受到的压强大
B.小鱼乙受到的压强大
C.小鱼甲、乙受到的压强一样大
D.无法判断
【答案】B
【分析】影响液体压强的因素是液体的密度和深度,根据公式P=ρgh可以判断压强大小。
【解答】解:由公式p=ρgh知:水的密度一定,乙鱼所在深度更大,所以乙鱼受到的压强较大,故B正确。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,只要熟悉公式,难度不大。
【例3】(2024春•南岸区校级期中)容器中间用隔板分成左右两个部分,隔板下部有一圆孔用面积为1cm2的薄橡皮膜封闭(橡皮膜受到的平均压强等于橡皮膜中心处的压强)。在容器左右两侧分别倒入水和酒精(液面未画出),橡皮膜中心到水面的距离为0.1m时橡皮膜相平。下列结论正确的是( )()
A.容器右侧液面比左侧水面高
B.酒精对橡皮膜的压力为10N
C.容器右侧中酒精的深度为12.5cm
D.酒精对容器底部的压强等于水对容器底部的压强
【答案】A
【分析】(1)橡皮膜相平说明橡皮膜上面液体对橡皮膜的压强相等,根据p=ρgh可知橡皮膜中心到各液面的距离;
(2)根据p=ρ水gh水算出水对橡皮膜的压强,根据酒精对橡皮膜和水对橡皮膜压强的关系判断出酒精对橡皮膜的压强,根据F=pS算出酒精对橡皮膜的压力;
(3)根据p=ρgh知,可以算出橡皮膜上面的酒精的深度,但不知道橡皮膜下面酒精的高度,不能判断出容器右侧中酒精的深度;
(4)根据p=ρgh判断出下面水和酒精的压强,从而判断出酒精对容器底部的压强与水对容器底部的压强的关系。
【解答】解:A、橡皮膜相平说明橡皮膜上面液体对橡皮膜的压强相等,由p=ρgh可知,由于水的密度大于酒精的密度,则橡皮膜中心到水面的距离小于到酒精液面的距离,即容器右侧液面比左侧液面高,故A正确;
B、左侧上面水对橡皮膜的压强:p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,根据p可知,水对橡皮膜的压力:F=pS=1000Pa×1×10﹣4m2=0.1N,故B错误;
C、根据p=ρgh知,可以算出橡皮膜上面的酒精的深度,但不知道橡皮膜下面酒精的高度,不能判断出容器右侧中酒精的深度,故C错误;
D、橡皮膜相平说明橡皮膜上面液体对橡皮膜的压强相等,因为水的密度大于酒精的密度,根据p=ρgh知,下面水的压强大于酒精的压强,所以酒精对容器底部的压强小于水对容器底部的压强,故D错误。
【点评】本题考查液体压强公式以及压强定义公式的灵活运用,注意对深度的理解。
【例4】 (2024春•宽城县期末)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,两次瓶子在水里的位置相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A.两次橡皮膜均向外凸起
B.瓶口朝上时橡皮膜向内凹筋,瓶口朝下时橡皮膜向外凸起
C.两次橡皮膜均向内凹陷,且凹陷程度相同
D.两次橡皮膜均向内凹陷,但凹陷程度不同
【答案】D
【分析】根据液体压强的特点分析解答,液体压强特点:
①液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;
②液体的压强随深度的增加而增大;
③不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大。
【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,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了液体压强的特点,属于基础题,难度不大。
【例5】(2024春•和平区月考)如图所示,在侧壁有三个小孔的玻璃管中倒入足量的水,水将从小孔a、b、c中喷出,其中 孔喷得最远,这一现象不仅说明液体对容器 有压强,而且还说明液体压强与深度有关。
【答案】c;侧壁。
【分析】水向外喷,是由于液体内部向各个方向有压强,水喷的距离的远近取决于所在位置的液体压强的大小,因此分析三点液体压强的大小关系是解决此题的关键。
【解答】解:abc三点中,c点的位置最低,即深度最大,根据液体压强的特点:液体压强随着深度的增加而增大,所以容器中倒入水后,c点的压强最大,由于其压强最大,会使此处的水喷出的距离最远,这一现象不仅说明液体对容器侧壁有压强,而且还说明液体压强与深度有关。
故答案为:c;侧壁。
【点评】这是一道关于液体压强特点知识的题目,题目来源于课本的图。难度不大,主要是加强对基础知识的记忆。
►考点04 液体压强的相关计算
1.液体压强的计算公式,变形公式,。
2.对深度的理解:中的h表示深度,不是高度,即液体自由液面到液体内部某点的竖直距离。自由液面指液体跟空气直接接触的液面。如下图中圆点处的深度为h1。
3.物理量与单位
(1)压强:用p表示,单位帕斯卡(Pa);
(2)液体的密度:用ρ表示,单位千克每立方米(kg/m3);
(3)重力常数:用g表示,单位牛顿每千克(N/kg);
(4)液体的深度:用h表示,单位米(m)
4.对液体压强的理解
(1)由公式可知,在g值不变的情况下,液体压强只与密度和深度有关,与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(2)公式适用于静止、均一的液体,不适用于流动的液体。
(3)粗细、密度均匀的圆柱体、长方体等规则物体对水平面的压强是求固体压强的一种特殊情况,而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。
【例1】(2024•济南模拟)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
【答案】C
【分析】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。
【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。
【点评】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。
【例2】(2024•河北区二模)如图是某拦河大坝的截面示意图,则A点受到水的压强为(g=10N/kg)( )
A.5×105Pa B.4×105Pa C.3×105Pa D.1×105Pa
【答案】C
【分析】得出A点所处的深度,根据p=ρ水gh得出受到水的压强。
【解答】解:A点所处的深度:h=40m﹣10m=30m,受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa。故选:C。
【例3】(2024春•琼山区校级期中)如图所示,一个边长为10cm的正方体浸没在密度为0.9×103kg/m3的液体中,上表面受到液体的压力F1为4.5N。下列说法错误的是( )
A.图中h1为5cm
B.上表面受到液体的压强为4.5×102Pa
C.下表面受到液体的压力F2为15N
D.液体对物体下表面的压强为1.35×103Pa
【答案】C
【分析】(1)根据S=L2求出正方体的上、下表面积,利用p求出液体对物体上表面的压强,根据p=ρgh求出物体上表面在水中的深度,即为图中的h1;
(2)由图可知物体下表面在水中的深度h2,利用p=ρgh求出液体对物体下表面的压强,根据p求出下表面受到液体的压力。
【解答】解:正方体上下表面面积为:S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到的压强为:p14.5×102Pa,由p=ρgh可知,物体上表面在水中的深度:h10.05m=5cm,
由图可知,物体下表面在水中的深度:h2=h1+L=5cm+10cm=15cm,
液体对物体下表面的压强为:p2=ρ水gh2=0.9×103kg/m3×10N/kg×15×10﹣2m=1.35×103Pa,由p可知,下表面受到液体的压力:F2=p2S=1.35×103Pa×1×10﹣2m2=13.5N,故C错误,ABD正确。
故选:C。
【点评】本题考查了压强定义式和液体压强公式的应用,计算过程要注意单位的换算。
【例4】(2024•米东区三模)把两端开口的玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片重量不计),放入水面下18cm处,然后向管内缓慢倒入密度为0.9×103kg/m3的植物油,当塑料片开始下沉时,植物油在管内的高度是( )
A.8cm B.16.8cm C.18cm D.20cm
【答案】D
【分析】塑料片刚好脱落时,受到的是平衡力,塑料片受到水向上的压强和植物油向下的压强相等列出等式,求出植物油的高度。
【解答】解:当塑料片刚好下沉时P水=P植物油,即ρ水gh1=ρ植物油gh2,
则植物油在管内的高度:h20.2m=20cm。
故选:D。
【点评】当塑料片恰好下落时,塑料片上下表面受到的压强相等,这是解答此题的关键。
【例5】(2024•南岗区校级二模)质量为0.4kg,底面积为20cm2的茶壶中盛有0.6kg的水,将茶壶放置在水平桌面上,茶壶内水的深度为15cm,则水的重力是 N,水对茶壶底部的压强是 Pa。
【答案】6;1500。
【分析】(1)由G=mg可求得水的重力;
(2)已知容器中水的深度可求水对容器底部的压强。
【解答】解:(1)水的重力G水=m水g=0.6kg×10N/kg=6N;
(2)水对容器底的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
故答案为:6;1500。
【点评】本题考查了重力公式和液体压强公式,是一道基础题。
►考点05 连通器
1.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。
2.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。
3.连通器的应用
实例
说明
实例
说明
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水
过路涵洞是一个连通器,使水从道路一侧流到另一侧
下水弯的U型“反水弯”是一个连通器,阻挡下水道的异味进入室内
锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器,可显示锅炉内的水位
水塔和自来水管构成连通器,将水送到千家万户
船闸利用连通器原理实现船只通航
养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器,可保持饮水槽内水位不变
【例1】(2024春•鼓楼区校级期中)如图所示的装置中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.路面下的过水涵洞
C.U形管压强计
D.锅炉水位计
【答案】C
【分析】上端开口下端连通的仪器叫连通器。
【解答】解:连通器的特点是下端连通,上端开口,所以,茶壶、路面下的过水涵洞、锅炉水位计是连通器,而U形管压强计不是连通器,故C正确。
【点评】此题考查了连通器的认识,属于基础知识。
【例2】 (2024春•徐水区期末)如图所示的设备中,没有利用连通器原理的是( )
A. 活塞式抽水机
B. 茶壶
C. 下水道存水管
D. 船闸
【答案】A
【分析】上端开口、下部连通的容器称为连通器,在连通器内若装入同种液体,在液体不流动时,液面总是保持相平的;如生活中的茶壶、船闸、锅炉水位计、涵洞等都是连通器。
【解答】解:A、活塞式抽水机,其抽水时实际是大气压压上来的,即抽水机是利用大气压工作的,没有利用连通器原理,故A符合题意;
B、茶壶的壶身和壶嘴,其上端开口,底部连通,构成了一个连通器,故B不符合题意;
C、下水道存水管,其上端开口,底部连通,构成了一个连通器,利用了连通器原理,故C不符合题意;
D、船闸上端开口,打开一侧的阀门时,底部相互连通,船闸与上游(或下游)就构成了一个连通器,利用了连通器原理,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】该题考查了连通器的定义和特点,属于基本概念,是需要识记的内容。
【例3】 (2024春•金牛区期末)如图所示,A、B两容器中装有同种液体,液面高度相同。K是连接A、B容器的阀门。下列说法中正确的是( )
A.阀门K打开前,a点液体的压强小于b点液体的压强
B.阀门K打开前,阀门c点左右受到的液体压强不相等
C.阀门K打开后,A、B容器中的液体静止不动
D.阀门K打开后,液体由容器B向容器A中流动
【答案】C
【分析】(1)根据p=ρ液gh比较液体压强的大小;
(2)上端开口,下部通过阀门相连,属于连通器;连通器的特点:连通器内装同种液体,当液体静止时,液面总是相平的。
【解答】解:A、两容器中装有同种液体,液面高度相同,且ha>hb,根据p=ρ液gh可得pa>pb,故A错误;
B、A、B两容器中的液体在阀门K位置的深度相同,根据p=ρ液gh可知此时A、B两容器中的水在阀门K位置产生的压强相等,故B错误;
CD、当阀门打开时,A和B的上端开口底部连通,构成了连通器,由于容器中装同一种液体,并且液面相平,因此打开阀门K后,液面仍保持相平,阀门c点左右受到的液体压强相等,故液体不会流动,故C正确,D错误。
故选:C。
【点评】连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。如果连通器中装有不同液体时,液面是不相平的。
【例4】 (2024春•西安校级月考)如图为某饲养场牲畜自动饮水器。以下分析错误的是( )
A.储水箱与饮水杯A、B、C组成连通器
B.船闸的原理和该装置相同
C.静止时浮子受到平衡力的作用
D.静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是pA<pB<pC
【答案】D
【分析】(1)上端开口、底部相连通的容器叫连通器,船闸利用的就是连通器的原理;
(2)浮子静止,处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(3)该装置为连通器,当水静止不流动时,三个饮水杯内水深相同,根据液体压强公式分析水对三个饮水杯底部压强的关系。
【解答】解:AB.储水箱与饮水杯A、B、C上端开口,底部连通,组成了一个连通器,船闸也属于连通器,所以原理和该装置相同,故AB正确;
C.浮子静止时受力平衡,即受到平衡力的作用,故C正确;
D.储水箱与饮水杯A、B、C组成连通器,装有同种液体时,液面相平,水对液体底部的压强相等,所以静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是pA=pB=pC,故D错误。
【点评】此题考查了连通器原理、液体压强的特点、力的平衡,贴近生活实际,便于激发学生探究物理现象的兴趣,也体现了新课标的要求,属于中考常见题型。
【例5】(2024春•福山区期末)如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。对于阀门打开前后出现的现象或结果说法正确的是(g=10N/kg)( )
A.阀门打开前,B容器底部受到水的压强为5×104Pa
B.阀门打开前,阀门K的左侧和右侧受到水的压强是相等的
C.打开阀门当水不流动时,A、B两容器底所受压强之比为1:1
D.打开阀门当水不流动时,A、B两容器底所受压强之比为5:7
【答案】D
【分析】(1)已知打开阀门前,AB容器中液面的深度,根据液体压强公式p=ρ液gh即可求出压强;
(2)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。
【解答】解: B容器底部受到水的压强为:pB=ρ水ghB=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500pa,A容器底部受到水的压强为:pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700pa,故AB错误;根据题中的插图可知,打开阀门前,A液面比B液面高4cm,打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2cm,变为hA=5cm,B液面上升2cm,变为hB=7cm,
A、B两容器底面的压强之比:5:7,故C错误,D正确。
故选:D。
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