内容正文:
第2节 液体压强
一、选择题
1.[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ρ水=1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg,则水龙头关闭时,c处所受水的压强为 ( )
第1题图
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
2. [2023乐山]为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一容器分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示)。当左右两侧各注入适量的液体后(ρ盐水>ρ水),选项图中符合实际情况的是 ( )
第2题图
A. B. C. D.
3.[2024无锡]如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是 ( )
第3题图
A.同一个人操作
B.液体质量相等
C.操作时间相等
D.金属盒面的中心在液体中的深度相等
二、填空题
4.我国三峡船闸是根据 的原理制成的,如图所示,轮船要去下游,应打开阀门 (选填“A”或“B”)。
第4题图
5. [2024临夏州]2023年3月11日,“奋斗者”号载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7 429米,下潜最大深度10 010.9米。因液体压强随深度的增加而 (选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10 000米时,所受到海水的压强为 Pa。(ρ海水取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
三、作图题
6.装满水的容器壁上开有三个小孔,请画出图中水从小孔中流出并落到地面的大概轨迹。
第6题图
四、实验与科学探究题
7.[2024乐山]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:
第7题图
(1)组装好器材后,用手指无论是轻压还是重压探头的橡皮膜,U形管两侧液面几乎没有变化,说明该压强计气密性 (选填“好”或“差”)。
(2)调整好器材后,液体压强的大小变化可以通过比较U形管两侧液面高度差来判断,这种研究问题的方法是 。
(3)比较 两图可知,液体压强与液体深度有关。
(4)比较甲、丙两图可知,液体压强与液体 有关。
(5)根据实验结论对压强计进行改装,改装后可用于比较不同液体的密度大小。现将压强计两个探头分别浸入酒精和水中并处于同一深度,如图丁所示,可判断出A杯中盛有 (选填“酒精”或“水”)。将A杯中的探头向 (选填“上”或“下”)移,U形管两侧液面会再次相平。
五、综合应用题
8.[2024广安]茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600 g,底面积为100 cm2,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,请你接着她的探究完成如下任务。(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)
第8题图
1.[2024新疆]如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为(ρ水=1×103 kg/m3,g取10 N/kg) ( )
第1题图
A.0.36 kg B.0.40 kg C.0.44 kg D.0.48 kg
2.[2024扬州]如图所示,底面积不同的圆柱形容器A、B放在水平桌面上,两容器中水的深度相等,水对容器底部的压强分别为pA和pB,则pA pB;已知B容器底面积为50 cm2,总重为8 N,B容器对桌面的压强为 Pa;将压强计橡皮膜朝下分别放入两容器的底部,压强计U形管两边液面的高度差分别为ΔhA和ΔhB,多次实验发现ΔhA均小于ΔhB,产生该现象的原因是__________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
第2题图
答案精析
【情境夯基础】
1.D 2.B 3.D 4.连通器 A 5.增大 1×108
6.如答图所示
第6题答图
7.(1)差 (2)转换法 (3)甲、乙 (4)密度 (5)水 上
8.解:(1)茶壶中水的深度h=12 cm=0.12 m
水对茶壶底的压强
p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1 200 Pa
(2)茶壶的质量m壶=600 g=0.6 kg,茶壶的底面积S壶=100 cm2=10-2 m2,水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,即F压=0.6G总=0.6(G水+G壶),由p=得
F压=pS=0.6(G水+G壶)=0.6(m水+m壶)g
代入数据得 1 200 Pa×10-2 m2=0.6×(m水+0.6 kg)×10 N/kg
解得m水=1.4 kg
【情境提思维】
1.B 【解析】根据正放时水对玻璃瓶底部的压强为900 Pa得,水的深度h1==
=0.09 m=9 cm;倒放时水对瓶盖的压强为1 400 Pa得,水的深度h2==
=0.14 m=14 cm;则倒放时空白部分高度为20 cm-14 cm=6 cm,故整个瓶子等价于9 cm+6 cm=15 cm高的圆柱形瓶子。则装满酒精与装0.30 kg的水的体积比为15∶9,即5∶3;酒精与水的密度比==4∶5,则质量比===4∶3,故酒精质量为0.40 kg。
2.= 1 600 将压强计橡皮膜放入水中同一深度,橡皮膜会排开一部分水,水面会上升,由于SA>SB,根据ΔH=可知,两容器中水面升高的高度关系为ΔHA<ΔHB,因此将压强计橡皮膜放入A、B两容器底部后,橡皮膜在A容器中水的深度小于在B容器中水的深度,由p=ρgh可知,橡皮膜在A容器水中所受压强小于在B容器水中所受压强,题中用压强计U形管两边液面的高度差表示液体压强,高度差越大,压强越大,故U形管两边液面的高度差ΔhA小于ΔhB。
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