内容正文:
2024-2025学年苏科版八年级物理《9.2液体的压强》提优训练(二)
(时间:60分钟 满分:100分)
一.选择题(每小题2分 共24分)
1.全红婵在跳水比赛中,从10米跳台入水后下沉到水下2米深处的过程中,她所受水的压强变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
第1题图 第2题图 第3题图
2. 如图所示,密闭容器内装满了某种液体,放置在水平桌面上,若将容器倒置,则液体对容器底的压力和压强的变化情况为( )
A. 压力、压强都不变 B. 压力减小,压强不变
C. 压力不变,压强增大 D. 压力、压强都增大
3.如图所示是我国自主研制的坦克,它具有潜渡功能。当坦克潜入水中,顶部舱门离水面5 m深时,舱门受到水的压强为(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( )
A.5×102 Pa B.5×103 Pa C.5×104 Pa D.5×105 Pa
4.如图所示,小明用此容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是 ( )
5.在《哪吒2》的海底场景中,敖丙站在海面下5米深处(海水密度取1.0×10³ kg/m³,g取10 N/kg),他受到的海水压强为( )
A. 5×10³ Pa B. 5×10⁴ Pa C. 5×10⁵ Pa D. 5×10⁶ Pa
6.如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa C.5×105 Pa D.1×105 Pa
第6题图 第7题图 第8题图
7.如图所示,两个圆柱形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,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
8. 如图所示,甲、乙是两个完全相同的容器,内装质量相同的水,乙容器放在一木块上,比较在同一水平面上A、B两点处水产生的压强( )
A. pA>pB B. pA<pB C. pA=pB D. 无法判断
9. 如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,关于a、b、c、d四点所受液体压强的说法中正确的是( )
A. a点的压强最大 B. b点的压强最大 C. c点的压强最大 D. d点的压强最大
第10题图 第11题图 第12题图
11. 小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图象如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A. ρ甲<ρ乙 B. ρ甲=ρ乙 C. ρ甲>ρ乙 D. 条件不足,无法判定
12.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图下列分析正确的是( )
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
二.填空题(每空1分 共24分)
13. 如图所示,取一个侧壁上开孔的圆筒,把橡皮膜扎在侧壁开孔上,向圆筒内灌水后,观察到橡皮膜会变凸,这是因为_____,如果将圆筒移到高山上空气稀薄处,橡皮膜的凹凸程度会_____(选填“不变”或“变化”);如果将圆筒浸入装有水银的槽中,使得筒外水银面与筒内水面相平,橡皮膜是_____的(选填“凸”“凹”或“平”)。
第13题图 第14题图 第15题图
14.在台海军演中,某驱逐舰发射的鱼雷在海面下10米深处航行。已知海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg,则鱼雷受到的液体压强为___Pa;若鱼雷某部位面积为0.5m2,则该部位受到的压力为___N;若鱼雷下潜至20米深处,其受到的压强将变为原来的___倍。
15.在《哪吒2》的海底 battle 场景中,敖丙操控海水形成高 8 米的水柱攻击哪吒。已知海水密度为1.03×103kg/m3 ,g=10N/kg,则水柱底部的压强为___Pa;若水柱底面积为 0.5m2,则水柱对底面的压力为___N;若哪吒在水下 5 米深处悬停,他受到的液体压强为___Pa。
16.我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。潜水器下潜过程中,受到海水的压强_____(选填“增大”“减小”或“不变”)当潜水器下潜到深度静止时,受到海水的压强为______Pa(,取)则在此下潜深度时,面积为的观察窗口受到的压力为______。
17.某桥梁施工队在水下修建桥墩,探测到桥墩底部距离水面深度为12米。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,则桥墩底部受到水的压强为___ Pa;若桥墩底部横截面积为8m2,则底部受到水的压力为___N;若施工人员在水下5米深处作业,他受到的液体压强为___Pa。
18.龙滩水电站位于红水河上游的河池市天峨县境内。该水电站堪称世界级工程,如图是建成后大坝的截面图,大坝被建成“上窄下宽”的形状,主要是考虑到水对坝体侧面有_______,并且随深度的增加而________。若坝内水的密度为1.0×103kg/m3,当水深为________m时,大坝受到的压强是1.2×106Pa。(g取10N/kg)
第18题图 第19题图 第20题图
18.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,橡皮薄膜向内凹进,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8 cm,筒内液体的深度是10 cm,则筒内液体的密度是 kg/m3。(g=10 N/kg,ρ水=1 g/cm3)
20. 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg(杯壁的厚度可忽略)。玻璃杯的重力大小为_____。
在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,则水的深度为_____。。
猜测玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的_______.
三.解答题(共52分)
21.(4分)作图题
(1)如图所示,一个竖直放置的柱形小筒注有水,在筒壁上开有A、B、C三个大小相同的小孔,请根据液体内部压强的特点画出水从三个小孔中喷射的轨迹示意图.
(2)如图所示容器中装有水,但图中都只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画的水面的大致位置补画出来。
22.(6分)三国时期,诸葛孔明发明“木牛流马”运输粮草。某木牛流马的储水容器为底面积100cm²的圆柱形容器,装满水后水深30cm(水的密度取1.0×10³kg/m³,g取10N/kg)。
(1) 求水对容器底部的压强;
(2) 若在容器侧壁A点(距底部10cm)开一小孔,求A点受到水的压强。
23.(8分)如图所示是一个上下两端开口的容器(忽略容器壁厚度),重4.2N,放在光滑的水平桌面上,容器底部与桌面接触良好。容器下部是底面积为S1=100cm2,高为h1=5cm的圆柱体,上部是底面积为S2=25cm2,高为10cm的圆柱体。从容器上端缓慢注入水,直到容器与桌面之间无压力时,水才从容器底部流出(忽略大气压的影响,g=10N/kg)。求:
(1)若从容器上端缓慢注入300g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压强
(2)若从容器上端缓慢注入600g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压力。
(3)为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值。
24.(8分)生活处处有物理,留心观察皆学问。
(1)菜刀磨的很锋利是为了减小受力面积从而增大 ;
(2)包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,这说明力可以改变物体的 。
(3)图1是对冰加热过程中的温度随时间变化的图线。图中 段表示冰的熔化过程,这是一个 (填“吸”或“放”)热过程;
(4)图2中左右两根手指受到的压强较大的是 (填“左”或“右”)边的手指;
(5)如图3所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,根据以上结论判断容器底部A、B、C三点的压强pA、pB、pC中最大的是: 。
25.(8分)动脑学物理,越学越聪明。小武同学看到商贩将水果浸泡在某种红色液体中,他悄悄地取些样品测量其密度,如图所示。
步骤如下:(1)用一根两端开口的玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜。(2)将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐放入装有水的容器中适当位置,并用铁架台和试管夹固定。(3)往玻璃管内缓慢地加入样品直到薄膜变平为止。(4)对相关的物理量进行测量并计算样品的密度。
根据上述实验,请你回答下列问题:
①图中刻度尺的分度值为________ cm;玻璃管放入水中,没倒入样品前橡皮膜向________(选填“上”或“下”)凸起。
②要测量的物理量是_______________________________________________________。
③样品密度的表达式是________(用ρ水和所测物理量的符号表示)。
④计算样品的密度ρ=________ kg/m3。
⑤若读取样品液面所对的刻度值时没有观察液面的最凹处,将导致计算的样品密度比实际值偏________。
26. (8分)小宁利用压强计等装置探究“液体内部压强的规律”。
(1)实验前检查器材,发现U形管两边液面如图甲所示,出现这种情况的原因是:U形管左侧液面上方的气压 外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”),调节的方法是 (填字母);
A.将右侧管中高出的液体倒出
B.向右侧管中倒入部分液体
C.取下软管重新安装
(2)比较乙、丙两图,可以得到:液体的压强与 有关;
(3)保持丙图中探头位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水(水未溢出),他发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论;同学们认为他的操作不可靠,原因是 ;
(4)小宁发现用图丁装置不仅可以探究“液体内部压强的规律”,还可以用它测量未知液体的密度,于是他进行了如下操作:
①往左侧加入深度为h1的水,测得左侧水面到橡皮膜中心的深度为h2;
②接着往右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜 ;
③测得待测液体液面到容器底的深度h3,液面到橡皮膜中心的深度为h4;
请你选择相关的物理量,写出待测液体密度的表达式 (水的密度用表示)。
27.(10分)阅读文章,回答问题:
中国新型潜艇在海洋探索与国防安全中发挥着关键作用。潜艇下潜时,要承受巨大的水压,其独特设计能有效应对。潜艇采用类似鸡蛋壳的弧形结构,不仅可减少水下航行阻力、降低噪音以提高隐蔽性,还能将外部水压均匀分布到艇体表面,避免局部应力集中导致潜艇变形或破裂。潜艇内壁通常采用类似“钢筋骨架”的复合网状结构,有效分散压力,增强艇体的抗压能力。潜艇耐压艇体内部还设计了多个独立的耐压舱室,这些舱室相互隔离,即使其中一个舱室受损,也不会影响整个艇体的结构安全。
潜艇的压载水舱系统也十分重要。当潜艇需要下潜时,压载水舱中会注入海水,增加潜艇的重量,使重力大于浮力而下沉;而需要上浮时,潜艇则会用高压气体将压载水舱中的水排出,减轻自身重量,使重力小于浮力而上浮。压载水舱系统不仅帮助潜艇在深海中保持浮力平衡,还能在一定程度上缓解水压对艇体的冲击。
假设海水密度为1.03×103kg/m 3,g取10N/kg。当潜艇下潜到300m深度时,海水对潜艇表面每平方米产生的压力可达3.09×106N。
(1)潜艇在水下航行时,关于它受到的液体压强,下列说法正确的是( )
A. 潜艇在同一深度,各个方向受到的压强大小不相等
B. 随着潜艇下潜深度增加,液体压强增大
C. 液体压强大小只与液体密度有关
D. 液体压强大小只与潜艇的体积有关
(2)潜艇采用弧形结构设计不能起到的作用是( )
A. 减少水下航行阻力 B. 增加潜艇的体积
C. 降低与水摩擦产生的噪音 D. 将外部水压均匀分布到艇体表面
(3)潜艇下潜时,压载水舱注水,潜艇重力______(选填“增大”“减小”或“不变”),当重力______(选填“大于”“小于”或“等于”)浮力时,潜艇下沉。
(4)当潜艇下潜到300m深度时,海水对潜艇表面的压强为( )
A. 3.09×105Pa B. 3.09×106Pa C. 3.09×107Pa D. 3.09×108Pa
(5)已知某潜艇的一个耐压舱室的面积为5m^{2},当潜艇下潜到300m深度时,该耐压舱室受到海水的压力为______ N ,如果潜艇再继续下潜,该耐压舱室受到海水的压强将______(选填“增大”“减小”或“不变”) 。
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2024-2025学年苏科版八年级物理《9.2液体的压强》提优训练(二)
(时间:60分钟 满分:100分)
一.选择题(每小题2分 共24分)
1.全红婵在跳水比赛中,从10米跳台入水后下沉到水下2米深处的过程中,她所受水的压强变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】A
【解析】:根据液体压强公式 p =ρgh 压强大小只与深度有关。入水前下落过程:未接触水,不受水的压强。入水后下沉到2米深处:深度 h 从0逐渐增加到2米,因此压强一直增大。答案:A
第1题图 第2题图 第3题图
2. 如图所示,密闭容器内装满了某种液体,放置在水平桌面上,若将容器倒置,则液体对容器底的压力和压强的变化情况为( )
A. 压力、压强都不变 B. 压力减小,压强不变
C. 压力不变,压强增大 D. 压力、压强都增大
【答案】B
【解析】由p=ρgh可知,倒置后水的深度h不变,液体对容器底的压强也不变,即:p1=p1′;倒置后容器的底面积S减小,由F=pS可知对容器底的压力减小.故选B.
点睛:由容器的形状可知倒置后液体的高度和底面积是否变化,再由压强公式可得压强的变化,由压力与压强的关系可求得压力的变化.
3.如图所示是我国自主研制的坦克,它具有潜渡功能。当坦克潜入水中,顶部舱门离水面5 m深时,舱门受到水的压强为(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)( )
A.5×102 Pa B.5×103 Pa C.5×104 Pa D.5×105 Pa
【答案】C
【解析】坦克顶部舱门受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5 m=5×104 Pa。
4.如图所示,小明用此容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是 ( )
【答案】C
【解析】A、C选项中,隔板两侧液体的密度不同,深度相同,盐水的密度大于酒精的密度,由p=ρgh可知,盐水一侧产生的压强较大,由F=pS可知,盐水一侧对橡皮膜的压力较大,即橡皮膜应向酒精一侧凸出,故A错误,C正确。B选项中,隔板两侧液体的密度不同,深度不同,左侧盐水密度大且深度大,故左侧盐水产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,所以B错误。D选项中,隔板两侧液体的密度相同,深度不同,左侧酒精深度大,故左侧酒精产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,所以D错误。
5.在《哪吒2》的海底场景中,敖丙站在海面下5米深处(海水密度取1.0×10³ kg/m³,g取10 N/kg),他受到的海水压强为( )
A. 5×10³ Pa B. 5×10⁴ Pa C. 5×10⁵ Pa D. 5×10⁶ Pa
【答案】B
【解析】 根据液体压强公式 p=ρgh,代入数据:ρ(海水密度)=1.0×10³ kg/m³,g=10 N/kg,
h(深度)=5 m,计算得:p=1.0×10³×10×5=5×10⁴ Pa。答案:B
6.如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa C.5×105 Pa D.1×105 Pa
【答案】B
【解析】A点的深度为h=40 m-10 m=30 m,A点受到水的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×30 m=3×105 Pa。
第6题图 第7题图 第8题图
7.如图所示,两个圆柱形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,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
【答案】D
【解析】由题意知两容器底部受到的液体压强相等,p甲=p乙,且甲容器中液面高度小于乙容器中液面高度,由p=ρgh可知ρ甲>ρ乙;由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,由p=ρgh可知pA下>pB下,由于p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,且p甲=p乙,所以pA<pB,故D正确。
8. 如图所示,甲、乙是两个完全相同的容器,内装质量相同的水,乙容器放在一木块上,比较在同一水平面上A、B两点处水产生的压强( )
A. pA>pB B. pA<pB C. pA=pB D. 无法判断
【答案】B
【解析】液体压强公式p=ρgh,由此可知液体内部的压强只跟液体的深度和液体的密度有关。液体的密度相同,A点的深度小于B点的深度,故压强大小关系为:pA<pB。故选B。
9. 如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;故选B.
10. 如图所示,关于a、b、c、d四点所受液体压强的说法中正确的是( )
A. a点的压强最大 B. b点的压强最大 C. c点的压强最大 D. d点的压强最大
【答案】B
【解析】由图中可以看出,a、c两点的深度相同,b、d两点的深度相同,但盐水的密度大于纯净水的密度,根据公式p=ρgh可知,a点的压强大于c点的压强;b点的压强大于d点的压强;b点的深度大于a点的深度,b点的压强大于a点的压强,所以b点的压强最大,故B正确,ACD错误。故选B。
第10题图 第11题图 第12题图
11. 小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图象如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A. ρ甲<ρ乙 B. ρ甲=ρ乙 C. ρ甲>ρ乙 D. 条件不足,无法判定
【答案】C
【解析】由图可知:当甲、乙两种液体的深度相同时,甲液体的压强大于乙液体的压强,由p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
12.在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图下列分析正确的是( )
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
【答案】C
【解析】由图可知,V甲<V乙,若 m 甲=m乙,则 ρ甲>ρ乙,A 错误;由压强公式 p=ρ液 gh,h甲<h液可知,若 p 甲=p乙,则 ρ>ρ乙,B 错误;采用割补法,若 p甲=p乙,则 ρ甲>ρ乙,又由 F=pS,两容 器完全相同,知甲、乙对容器底部的压力相等,F 甲=F 乙,设缺口部分的体积为 V,有 m 甲 g+ρ甲Vg=m 乙g+ρ乙Vg,即 m甲-m乙 =(ρ乙-ρ甲)V<0,即 m甲<m乙,C 正确;由 V甲<V乙 ,若 m甲=m 乙,则 ρ甲>ρ乙,由割补法可知,甲对容器底部压力 F甲=m甲 g+ρ甲Vg,乙对容器底部压力 F乙=m 乙g+ρ乙Vg, 由以上可知,F甲>F乙,因 S甲=S乙,则 p甲>p乙,D 错误。
二.填空题(每空1分 共24分)
13. 如图所示,取一个侧壁上开孔的圆筒,把橡皮膜扎在侧壁开孔上,向圆筒内灌水后,观察到橡皮膜会变凸,这是因为_____,如果将圆筒移到高山上空气稀薄处,橡皮膜的凹凸程度会_____(选填“不变”或“变化”);如果将圆筒浸入装有水银的槽中,使得筒外水银面与筒内水面相平,橡皮膜是_____的(选填“凸”“凹”或“平”)。
【答案】 液体对侧壁有压强 不变 凹
【解析】筒侧壁的橡皮膜向外凸出,表明液体对圆筒侧壁有压强,这是由于液体具有流动性而产生的;如果将圆筒移到高山上空气稀薄处,圆筒周围的气压变小,橡皮膜内侧受到液体压强和大气压P0的作用、橡皮膜外侧受到大气压P0的作用,液体产生的压强不变,橡皮膜凸凹程度不变;如果将圆筒浸入装有水银的槽中,使得筒外水银面与筒内水面相平,但水银的密度大于水的密度,水银产生的压强比水产生的压强大,所以橡皮膜是凹的。
第13题图 第14题图 第15题图
14.在台海军演中,某驱逐舰发射的鱼雷在海面下10米深处航行。已知海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg,则鱼雷受到的液体压强为___Pa;若鱼雷某部位面积为0.5m2,则该部位受到的压力为___N;若鱼雷下潜至20米深处,其受到的压强将变为原来的___倍。
【答案】 1.03×105 5.15×104 2
【解析】:根据液体压强公式p=ρgh,代入数据得:p=1.03×103×10×10=1.03×105Pa。
由压强公式F=pS,计算压力:F=1.03×10^5×0.5=5.15×104N。下潜至20米时,深度变为原来2倍,因p∝h,故压强变为2倍。
15.在《哪吒2》的海底 battle 场景中,敖丙操控海水形成高 8 米的水柱攻击哪吒。已知海水密度为1.03×103kg/m3 ,g=10N/kg,则水柱底部的压强为___Pa;若水柱底面积为 0.5m2,则水柱对底面的压力为___N;若哪吒在水下 5 米深处悬停,他受到的液体压强为___Pa。
【答案】8.24×104Pa; 4.12×104; 5.15×104
【解析】:根据液体压强公式 p=ρgh,水柱底部压强为:p = 1.03×103×10×8 = 8.24×104Pa。由压强公式 F = pS,压力为:F = 8.24×104×0.5 = 4.12×104N。水下 5 米处压强:p' = 1.03×103×10×5 = 5.15×104Pa。
16.我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。潜水器下潜过程中,受到海水的压强_____(选填“增大”“减小”或“不变”)当潜水器下潜到深度静止时,受到海水的压强为______Pa,(,取)则在此下潜深度时,面积为的观察窗口受到的压力为______。
【答案】 增大
【解析】因为液体的压强随深度的增加而增大,所以潜水器下潜过程中,受到海水的压强增大。当潜水器下潜到深度静止时,受到海水的压强为
观察窗口受到的压力为
17.某桥梁施工队在水下修建桥墩,探测到桥墩底部距离水面深度为12米。已知水的密度为1.0×103kg/m3,g=10N/kg,则桥墩底部受到水的压强为___ Pa;若桥墩底部横截面积为8m2,则底部受到水的压力为___N;若施工人员在水下5米深处作业,他受到的液体压强为___Pa。
【答案】 1.2×105Pa; 9.6×105N; 5×104Pa。
【解析】:(1)根据液体压强公式p =ρgh,桥墩底部压强为:p = 1.0×103×10×12 = 1.2×105Pa。(2)由压强公式F = pS,压力为:F = 1.2×105×8 = 9.6×105N。(3)水下5米处压强:p' = 1.0×103×10×5 = 5×104Pa。
18.龙滩水电站位于红水河上游的河池市天峨县境内。该水电站堪称世界级工程,如图是建成后大坝的截面图,大坝被建成“上窄下宽”的形状,主要是考虑到水对坝体侧面有_______,并且随深度的增加而________。若坝内水的密度为1.0×103kg/m3,当水深为________m时,大坝受到的压强是1.2×106Pa。(g取10N/kg)
【答案】 压强 增大 120
【解析】由于在液体内部,各个方向都有压强,所以水对坝体侧面有液体压强。由于液体压强与液体的深度有关,液体压强随液体的深度的增加而增大,所以水对坝体的压强随深度的增加而增大。水的密度为1.0×103kg/m3,大坝受到的压强是1.2×106Pa,由液体压强公式可得水深
第18题图 第19题图 第20题图
18.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,橡皮薄膜向内凹进,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8 cm,筒内液体的深度是10 cm,则筒内液体的密度是 kg/m3。(g=10 N/kg,ρ水=1 g/cm3)
【答案】向上有压强 0.8×103
【解析】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,橡皮薄膜向内凹进,说明橡皮薄膜受到向上的压强。橡皮薄膜变平,说明橡皮薄膜受到水向上的压强和玻璃筒内倒入液体向下的压强相等,即p水=p液,即ρ水gh水=ρ液gh液,则该液体的密度:ρ液===0.8×103 kg/m3。
20. 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg(杯壁的厚度可忽略)。玻璃杯的重力大小为_____。
在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,则水的深度为_____。。
猜测玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的_______.
【答案】2N 0.1m (a)
【解析】由于水平面上物体对桌面的压力和自身的重力相等,所以根据p=可得,空玻璃杯的重力:G=F=pS=200 Pa×0.01m2=2N。 由p=ρgh可得,水的深度:h===0.09m。 由ρ=可得,1 kg水的体积:V===0.001m3,假设杯壁是竖直的,装入1 kg的水后杯中水的深度:h′===0.1m,因为水的实际深度h<h′,所以玻璃杯是底小、口大,大致形状是图(a)。
三.解答题(共52分)
21.(4分)作图题
(1)如图所示,一个竖直放置的柱形小筒注有水,在筒壁上开有A、B、C三个大小相同的小孔,请根据液体内部压强的特点画出水从三个小孔中喷射的轨迹示意图.
(2)如图所示容器中装有水,但图中都只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画的水面的大致位置补画出来。
【答案】
【解析】(1)小孔A深度最浅,液体对A点的压强最小,水流喷射距离最近;小孔B深度较深,液体对B点的压强较大,水流喷射距离较远;小孔C深度最深,液体对C点的压强最大,水流喷射距离最远。(2)上端开口、下端相连通的容器叫连通器;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同的;分析图中的各容器,看是不是能够形成一个连通器,若是连通器,根据连通器内液体的特点画出未画出的水面的大致位置。
22.(6分)三国时期,诸葛孔明发明“木牛流马”运输粮草。某木牛流马的储水容器为底面积100cm²的圆柱形容器,装满水后水深30cm(水的密度取1.0×10³kg/m³,g取10N/kg)。
(1) 求水对容器底部的压强;
(2) 若在容器侧壁A点(距底部10cm)开一小孔,求A点受到水的压强。
【答案】(1) 3000Pa;(2) 2000Pa。
【解析】:(1)已知:水深 h = 30cm= 0.3m,水的密度ρ= 1.0×10³kg/m³, g = 10N/kg。
液体压强 p =ρgh = 1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.3m = 3000Pa
答:水对容器底部的压强为 3000Pa。
(2)已知:A点距底部10cm,即距水面高度 h' = 30cm- 10cm = 20cm = 0.2m。
p' =ρgh'= 1.0×10³kg/m³×1010N/kg×0.2m = 2000Pa。
答:A点受到水的压强为 2000Pa。
23.(8分)如图所示是一个上下两端开口的容器(忽略容器壁厚度),重4.2N,放在光滑的水平桌面上,容器底部与桌面接触良好。容器下部是底面积为S1=100cm2,高为h1=5cm的圆柱体,上部是底面积为S2=25cm2,高为10cm的圆柱体。从容器上端缓慢注入水,直到容器与桌面之间无压力时,水才从容器底部流出(忽略大气压的影响,g=10N/kg)。求:
(1)若从容器上端缓慢注入300g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压强
(2)若从容器上端缓慢注入600g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压力。
(3)为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值。
【答案】(1)300Pa;(2)9N;(3)640g。
【解析】:(1)根据密度公式ρ=得;300g水的体积为:V1===300cm3;
300cm3的水在容器中的深度h水1===3cm;此时水对桌面的压强为:p1=ρgh水1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa;
(2)根据密度公式ρ=知,密度一定时,质量与体积成正比。所以容器下部装满需要m下=500g的水。则剩余100g的水装在上部容器中的体积为:V2===100cm3
深度为:h水2===4cm;这样600g水倒入容器时的水的总深度为h总=h水2+h1=4cm+5cm=9cm;9cm深的水对桌面的压强为p2=ρgh总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa;所以此时水对桌面的压力为F=p2S1=900Pa×100×10﹣4m2=9N;
(3)因容器内壁的下表面会受到水向上的压力,当向上的压力等于容器的重力时水恰好不从容器底部流出。此时容器内壁的下表面所受到的压强为:p====560Pa;此时上面容器中水的深度为:h===0.056m=5.6cm;此时上面容器中水的体积为:V=S2h=25×10﹣4m2×0.056m=1.4×10﹣4m3=140cm3
所以此时上面容器中水的质量为:m上=ρV=1g/cm3×140cm3=140g;故为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值为上面容器中水的质量和下面容器中水的质量之和。即m总=m上+m下=140g+500g=640g;
答:(1)水对桌面的压强是300Pa;(2)水对桌面的压力是9N;(3)容器中允许注入水的质量最大值是640g。
24.(8分)生活处处有物理,留心观察皆学问。
(1)菜刀磨的很锋利是为了减小受力面积从而增大 ;
(2)包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,这说明力可以改变物体的 。
(3)图1是对冰加热过程中的温度随时间变化的图线。图中 段表示冰的熔化过程,这是一个 (填“吸”或“放”)热过程;
(4)图2中左右两根手指受到的压强较大的是 (填“左”或“右”)边的手指;
(5)如图3所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,根据以上结论判断容器底部A、B、C三点的压强pA、pB、pC中最大的是: 。
【答案】(1)压强;(2)形状;(3)BC;吸;(4)右;(5)pc。
【解析】(1) 切菜刀磨得很锋利,这是为了切菜时减小受力面积,从而增大压强;(2)包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,说明力可改变物体的形状;(3)晶体的熔化过程,吸热温度不变,由图象知, BC段吸热温度不变,所以是熔化过程;(4)铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对作用力与反作用力,所以这两力也相等,即两手指受到的铅笔的压力相等,受力面积不同,所以压强不同,右端尖,受力面积小,压强大;(5)ABC三点所处的深度,hA <hB<hc,因为:p=ρ液gh,在同一种液体中、密度相同,所以: pA<pB<pc,即pc最大。故答案为:(1)压强;(2)形状;增大;(3)BC;吸;(4)右;(5)pc。
25.(8分)动脑学物理,越学越聪明。小武同学看到商贩将水果浸泡在某种红色液体中,他悄悄地取些样品测量其密度,如图所示。
步骤如下:(1)用一根两端开口的玻璃管,将其一端扎上橡皮薄膜。(2)将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐放入装有水的容器中适当位置,并用铁架台和试管夹固定。(3)往玻璃管内缓慢地加入样品直到薄膜变平为止。(4)对相关的物理量进行测量并计算样品的密度。
根据上述实验,请你回答下列问题:
①图中刻度尺的分度值为________ cm;玻璃管放入水中,没倒入样品前橡皮膜向________(选填“上”或“下”)凸起。
②要测量的物理量是_______________________________________________________。
③样品密度的表达式是________(用ρ水和所测物理量的符号表示)。
④计算样品的密度ρ=________ kg/m3。
⑤若读取样品液面所对的刻度值时没有观察液面的最凹处,将导致计算的样品密度比实际值偏________。
【答案】.(1)1 上 ;(2)样品的深度h样,橡皮膜到水面的距离h水;(3)ρ=ρ水;(4)1.2×103;;;(5)小
【解析】(1)由图知,刻度尺上5cm到10cm之间有5个小格,所以一个小格代表的长度是1cm,即此刻度尺的分度值为1cm;因为橡皮膜受到水向上的压强,故玻璃管放入水中,没倒入样品前橡皮膜向橡皮膜向上凸起;(2)往玻璃管内缓慢地加入样品直到薄膜变平为止,此时水对橡皮膜的向上压强等于样品对橡皮膜向下的压强,根据p=p液gh可知,测量样品的密度,需要测量的物理量是样品的深度。③设样品的深度为h样,水的深度为h水,则有: ρgh样=ρ水gh水,所以,样品密度的表达式为ρ= ρ水gh水/gh样 由图可知,h样=5cm=0.05m,水的深度为 h水= 6cm=0.06m,故样品的密度=1.2×10kg/m3
④若读取样品液面所对的刻度值时没有观察液面的最凹处,会导致样品的深度偏高,根据ρ= h水·P水可知,将导致计算的样品密度比实际值偏小。
26. (8分)小宁利用压强计等装置探究“液体内部压强的规律”。
(1)实验前检查器材,发现U形管两边液面如图甲所示,出现这种情况的原因是:U形管左侧液面上方的气压 外界大气压(选填“大于”、“小于”或“等于”),调节的方法是 (填字母);
A.将右侧管中高出的液体倒出
B.向右侧管中倒入部分液体
C.取下软管重新安装
(2)比较乙、丙两图,可以得到:液体的压强与 有关;
(3)保持丙图中探头位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水(水未溢出),他发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论;同学们认为他的操作不可靠,原因是 ;
(4)小宁发现用图丁装置不仅可以探究“液体内部压强的规律”,还可以用它测量未知液体的密度,于是他进行了如下操作:
①往左侧加入深度为h1的水,测得左侧水面到橡皮膜中心的深度为h2;
②接着往右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜 ;
③测得待测液体液面到容器底的深度h3,液面到橡皮膜中心的深度为h4;
请你选择相关的物理量,写出待测液体密度的表达式 (水的密度用表示)。
【答案】(1)大于;C;(2)液体的深度;(3)没有控制液体深度不变;(4)②相平;③
【解析】(1)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;由图a可知U形管右端液面比较高,就说明U形管左支管液面上方的气压大于大气压;只要取下软管重新安装,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,故选C;(2)比较乙、丙两图,液体的密度相同,深度不同, U形管两侧液面的高度差不同,橡皮膜受到的压强不同,故可以得到:液体的压强与液体的深度有关;(3)研究液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度相同,小宁保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,即改变了液体的密度,同时也改变了液体的深度,所以他的操作不可靠;(4)在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同;左侧水面到橡皮膜中心的深度为h2,右侧液面到橡皮膜中心的深度为h4,根据p =ρ液gh可知,ρ水gh2 =ρ液gh4,解得:ρ=
27.(10分)阅读文章,回答问题:
中国新型潜艇在海洋探索与国防安全中发挥着关键作用。潜艇下潜时,要承受巨大的水压,其独特设计能有效应对。潜艇采用类似鸡蛋壳的弧形结构,不仅可减少水下航行阻力、降低噪音以提高隐蔽性,还能将外部水压均匀分布到艇体表面,避免局部应力集中导致潜艇变形或破裂。潜艇内壁通常采用类似“钢筋骨架”的复合网状结构,有效分散压力,增强艇体的抗压能力。潜艇耐压艇体内部还设计了多个独立的耐压舱室,这些舱室相互隔离,即使其中一个舱室受损,也不会影响整个艇体的结构安全。
潜艇的压载水舱系统也十分重要。当潜艇需要下潜时,压载水舱中会注入海水,增加潜艇的重量,使重力大于浮力而下沉;而需要上浮时,潜艇则会用高压气体将压载水舱中的水排出,减轻自身重量,使重力小于浮力而上浮。压载水舱系统不仅帮助潜艇在深海中保持浮力平衡,还能在一定程度上缓解水压对艇体的冲击。
假设海水密度为1.03×103kg/m 3,g取10N/kg。当潜艇下潜到300m深度时,海水对潜艇表面每平方米产生的压力可达3.09×106N。
(1)潜艇在水下航行时,关于它受到的液体压强,下列说法正确的是( )
A. 潜艇在同一深度,各个方向受到的压强大小不相等
B. 随着潜艇下潜深度增加,液体压强增大
C. 液体压强大小只与液体密度有关
D. 液体压强大小只与潜艇的体积有关
(2)潜艇采用弧形结构设计不能起到的作用是( )
A. 减少水下航行阻力 B. 增加潜艇的体积
C. 降低与水摩擦产生的噪音 D. 将外部水压均匀分布到艇体表面
(3)潜艇下潜时,压载水舱注水,潜艇重力______(选填“增大”“减小”或“不变”),当重力______(选填“大于”“小于”或“等于”)浮力时,潜艇下沉。
(4)当潜艇下潜到300m深度时,海水对潜艇表面的压强为( )
A. 3.09×105Pa B. 3.09×106Pa C. 3.09×107Pa D. 3.09×108Pa
(5)已知某潜艇的一个耐压舱室的面积为5m^{2},当潜艇下潜到300m深度时,该耐压舱室受到海水的压力为______ N ,如果潜艇再继续下潜,该耐压舱室受到海水的压强将______(选填“增大”“减小”或“不变”) 。
【答案】(1)B;(2)B;(3)增大;大于;(4)B; (5)1.545×107;增大
【解析】(1)根据液体压强特点,在同一深度,液体向各个方向的压强相等,A错误;液体压强公式p =ρgh(p是压强,ρ是液体密度,h是深度),随着深度h增加,压强增大 ,B正确;液体压强大小与液体密度和深度都有关,C、D错误。(2)由材料可知,弧形结构能减少水下航行阻力、降低与水摩擦产生的噪音、将外部水压均匀分布到艇体表面,A、C、D不符合题意;弧形结构设计不能增加潜艇的体积,B符合题意。(3)潜艇下潜时压载水舱注水,水的质量增加,潜艇重力增大;当重力大于浮力时,潜艇下沉。(4)根据p =ρgh,ρ = 1.03×103kg/m3,h = 300m,g = 10N/kg,p = 1.03×103×10×300 = 3.09×106Pa,B正确。(5)由p=F/S可得F = pS,p = 3.09×106Pa,S = 5m2 ,F = 3.09×106×5 = 1.545×107N;潜艇再继续下潜,深度h增大,根据p =ρgh,该耐压舱室受到海水的压强将增大。
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