内容正文:
第2节 探究:液体压强与哪些因素有关
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 液体压强的特点 1
题型2 探究影响压力作用效果的影响因素 5
题型3 连通器 10
【能力培优练】 14
【链接中考】 34
【重难题型讲解】
题型1 液体压强的特点
1.由于液体受到重力的作用和具有流动性,所以液体对容器底、容器侧壁有压强。
2.探究液体内部压强的特点
(1)实验器材:压强计、水、盐水、大烧杯、刻度尺
压强计:
①作用:测量液体内部压强的仪器
②构造:如图可知,液体压强计主要由U形管、橡胶管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜构成)三部分构成。
③原理:放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受的压强的大小,这运用了物理科学方法中的转换法。
④压强计在使用时,应该注意:a.实验前应该检查压强计左右两液柱是否等高;如果不等高,则应取下橡皮膜重新安装。
b.实验前应该检查装置的气密性。检查方法是常常用手轻按橡皮膜,看压强计U形管两侧高度差是否发生变化,如果变化,说明不漏气;如果两侧高度差不变,说明是漏气的。若是漏气的,则应该拆卸后重新安装。
(2)实验方法:控制变量法、转换法。
(3)实验步骤:
①把探头放进盛水的容器中,注意观察U形管中两管液面的高度差。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
现象:观察到U形管两侧液面高度差不变。
结论:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
②增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强和深度有什么关系。
现象:观察到U形管两侧液面高度差变大,经过多次实验,观察到同样的现象。
结论:同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
③换用盐水,保持探头在清水和盐水中的深度相同,液体内部的压强是否与密度有关。
现象:观察U形管两侧液面高度差,在盐水中的高度差大。
结论:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
(4)实验结论:液体压强的特点:
①液体内部向各个方向都有压强;
②在同一液体内的同一深度,各个方向的液体压强大小相等;
③同种液体内部的压强随深度的增加而增大;
④在相同深度时,液体密度越大,液体压强越大。
【典例1-1】在探究“影响液体内部压强因素”的实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。下列说法不合理的是(不考虑实验结论的偶然性:压强计密封性良好,)( )
A.比较甲、乙,可以初步得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
B.比较乙、丙,可以初步得出:同一液体同一深度,液体内部向各个方向的压强相等
C.比较甲、丁,两次U形管液面高度差相差不大,可以得出液体内部压强与液体密度无关
D.比较乙、丁,两次U形管液面高度差相等,可以初步得出液体内部压强与液体密度有关
【答案】C
【详解】A.比较图甲、乙,液体密度相同,液体深度不同,U形管高度差不同,可以初步得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大,故A正确,不符合题意;
B.比较图乙、丙,液体密度相同,液体深度相同,U形管高度差相同,可以初步得出:在同一液体同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,故B正确,不符合题意;
C.比较图甲、丁,探头所处的深度相同,而液体的密度不同,丁图中U形管液面高度差很大,可以得出液体内部压强与液体密度有关,故C错误,符合题意;
D.比较图乙、丁,乙中探头所处的深度更深,而,两次U形管液面高度差相等(即橡皮膜受到的液体压强相等),所以可以初步得出液体内部压强与液体密度有关,故D正确,不符合题意。
故选C。
【典例1-2】如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强因素”。
(1)U形管压强计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,如果管中液面能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差,可通过 (选填序号)方法进行调节;
①从U形中倒出适量水;
②拆除软管重新安装;
③向U形管内添加适量水;
(3)如图②所示,在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时,记录的部分实验信息如表:
实验次数
液体
液体深度h/cm
U形管两侧液面的高/cm
1
水
50
49
2
10.0
9.7
3
150
14.6
(4)如图③,两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的压强计的金属盒分别放入液体中,当两容器内液面相平时,U形管内液面的高度差相同,两容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙,则p甲 p乙,若接着将两金属盒同时竖直向下移动相同的一段距离后,则此时两U形管内液面的高度差、都将 (选填“变大”或“变小”),且 (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】 不漏气 ② < 变大 <
【详解】(1)[1]压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,这种方法叫转换法;用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
(2)[2]进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U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,U形管中的液面就是相平的,故②符合题意,①③不符合题意。
故选②。
(4)[3]两容器内液面相平,甲液体中金属盒的深度大,根据液体压强计算公式可知
由图知甲、乙的液面相平,根据液体压强计算公式可知,两容器底部所受液体压强
[4]将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,深度增加,两U形管内液面的高度差、都将变大,由于甲液体的密度小,因此甲金属盒受到的液体压强增加的比乙小。
[5]由于原来的液体压强相等,因此最后甲液体中的金属盒受到的压强比乙小,所以甲液体中压强计U形管内液面的高度差
跟踪训练1在“探究液体内部压强的特点”的实验中,小宋将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,将同一微小压强计的探头依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,如图所示。若实验器材完好且操作规范,判断下列说法不正确的是( )
A.实验前应先将微小压强计U形管内两液面调节到同一高度处
B.实验中所使用的液体,甲液体的密度一定大于乙液体的密度
C.探头的橡皮膜在甲乙两液体中所受到的液体压强,甲小于乙
D.若将乙液体中的探头往上移,其U形管中液面高度差会变小
【答案】B
【详解】A.微小压强计是通过U形管中液面的高度差来反映液体内部压强大小的。在实验前,U形管内两液面应处于同一高度,这样才能准确测量液体内部压强的变化。如果U形管内两液面不处于同一高度,会对测量结果产生影响,所以实验前应先将微小压强计U形管内两液面调节到同一高度处,故A正确,不符合题意。BC.根据液体压强公式p=ρgh,在探头放入甲、乙两种液体的相同深度处时,U形管中液面高度差越大,说明探头受到的液体压强越大。 由图可知,甲液体中U形管液面高度差小于乙液体中U形管液面高度差,即甲液体中探头受到的压强p甲小于乙液体中探头受到的压强p乙,且h相同,g为定值,根据 p=ρgh可得ρ甲<ρ乙,所以甲液体的密度一定小于乙液体的密度,故B错误,符合题意;C正确,不符合题意;
D.根据液体压强公式p=ρgh,当将乙液体中的探头往上移时,深度h减小,在液体密度ρ和常数g不变的情况下,探头受到的液体压强p减小。 因为U形管液面高度差反映的是探头受到的液体压强大小,所以U形管中液面高度差会变小,故D正确,不符合题意。
故选B。
跟踪训练2“如图所示,压强计金属盒放入烧杯水中某一深度处,记录U形管两侧水面的高度差h,下列操作能使高度差h增大的是( )
A.将金属盒往上提一段距离
B.将金属盒水平向左移动一段距离
C.往烧杯的水中加盐
D.往U形管的水中加盐
【答案】C
【详解】A.金属盒上提,深度减小,根据,压强减小,U形管高度差减小,故A不符合题意;
B.金属盒水平左移,深度不变,水的密度不变,压强不变,U形管高度差不变,故B不符合题意;
C.往烧杯的水中加盐,液体密度增大,深度不变,根据,压强增大,U形管高度差增大,故C符合题意;
D.往U形管中加盐,未改变金属盒处液体压强,U形管高度差是由金属盒处压强决定,此操作不影响金属盒处压强,高度差不变,故D不符合题意。
故选C。
题型2 液体压强的大小
1.液体内部压强的大小
要想知道液面下某处的压强,可用模型法:设想该处有一个水平“平面”,这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。计算液柱对平面的压强。
设液体的密度是ρ,液柱截面积是S,液柱的高度为h.
设该平面在液面下的深度为h,平面的面积为S,则: 液柱的体积 : ;
液柱的质量:
液柱对平面的压力:
平面受到的压强:
因此,液面下深度为 h 处液体的压强为:
2.液体压强公式:的的理解和运用
(1)应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一取国际单位制。式中g取9.8N/kg或10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m3,压强p的单位是Pa。
(2)在液体内部压强公式中,h表示液体的深度。深度是指自由液面到计算压强的那一点之间的竖直距离。
(3)从液体压强公式p=ρgh可以看出,液体压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的体积、质量、容器的形状及地面面积无关。
(4)公式p=ρgh适用于静止液体,不适用于固体、气体和流动液体。
3.计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:首先确定压强;其次确定压力
特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F,用 ;对直柱形容器
点拨 (1)液体对容器底的压力与液体重力的关系
F=G
F>G
F<G
液体产生向下的力刚好全部作用在容器底部
除液体产生向下的力全部作用在容器底部外,容器壁还受到了压力
液体产生向下的力没有全部作用在容器底部
容器壁是竖直的,容器壁对液体水平方向的压力对容器底没有影响
容器壁是向下倾斜的,容器壁对液体产生向下的压力
容器壁是向上倾斜的,承担了部分压力
F=pS=ρghS=ρgV=G
F=pS=ρghS>ρgV=G
F=pS=ρghS<ρgV=G
(2)固体和液体压强、压力的计算
固体
液体
一般
情况
先求压力(水平面上F=G)
再求压强p=
先求压强p=ρgh
再求压力F=pS
特殊
情况
柱体对水平面的压强:p=ρgh
粗细均匀容器中的液体对容器底的压力等于液体的重力F=G
【典例2-1】如图所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,则水对容器底的压强为 Pa;若把容器倒放在该桌面上,那么容器对水平桌面的压强大小将 。
【答案】 600 变大
【详解】[1]水对容器底的压强
[2]把容器由正放改为倒放在该桌面上时,容器对桌面的压力等于容器的总重力,容器与桌面的接触面积变小,由可知,容器对水平桌面的压强将变大。
【典例2-2】如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:F甲>F乙
B.液体的密度:ρ甲=ρ乙
C.液体对容器底部的压强:p甲>p乙
D.容器对桌面的压强:p甲′>p乙′
【答案】C
【详解】A.容器的质量相同,液体的质量相同,故甲、乙容器对桌面的压力等于总重力,甲、乙容器对桌面的压力相同,故A错误;
D.甲、乙容器对桌面的压力相同,受力面积相同,故容器对桌面的压强相同,故D错误;
B.甲、乙的液体的质量相同,甲是柱状容器,乙是上宽,下窄的容器,乙液体的体积大于甲液体的体积,故乙液体的密度小于甲液体的密度,故B错误;
C.甲液体的密度大于乙液体的密度,根据可知,深度相同,故甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故C正确。
故选C。
跟踪训练1如图所示,将一未装满水的密闭矿泉水瓶,正立时水对瓶底的压力为F1,瓶底对桌面的压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,瓶盖对桌面的压强为p2,则F1 F2,p1 p2(选填>、=或<)。
【答案】 > <
【详解】[1]正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力,倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压在瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力,即F1>F2。
[2]由于瓶子放在水平桌面上无论正立还是倒立对桌面的压力大小相同,倒置后与桌面的接触面积变小,根据可知倒置后压强增大,由此可得p1<p2。
跟踪训练2如图所示,两个质量相等的薄壁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,乙容器中液体的密度为。甲容器对地面的压力为,乙容器对地面的压力为。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., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】由题图可知,甲、乙两容器中液体的深度
两容器底部受到的液体压强相等,即
由液体压强公式可知,液体的密度
又因为两种液体体积V相等,由
可知,两种液体的重力
又由于两个薄壁圆柱形容器质量相同,由
可知,两个容器的重力相同,地面受到的压力等于容器内液体的重力与容器重力之和,所以两容器对地面的压力大小关系为
综上所述,故D正确,ABC错误。
故选D。
题型3 连通器
1.连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2.连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的。
3.应用:茶壶、洗手间下水管、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸、水塔供水系统、涵洞等。
【典例3-1】当连通器中注入同种液体,静止后,液面总是相平。为了对这种现象做出科学解释,我们在连通器的底部取一液片,如图,假设一开始连通器两侧液面不相平,且左低右高,则小液片左侧受到的液体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)右侧的液体压强,由于压力差,液片就会向 (选填“左”或“右”)侧移动,直到两边管中液体对最底部液片的压强 才停止流动。下列实例中利用连通器原理工作的是 (选填编号)。
【答案】 小于 左 相等 ①③④
【详解】[1][2][3]由题意知,连通器两侧液面不相平,且左低右高,根据液体压强与深度的关系可知,小液片左侧受到的液体压强小于右侧的液体压强,由于压力差,液片就会向左侧移动,直到两边管中液体对最底部液片的压强相等才停止流动。
[4]茶壶、船闸、锅炉水位计都符合上端开口、底部连通的特点,都是利用连通器原理工作的,而离心式水泵是利用大气压的作用将水抽到高处的,所以①③④符合题意,②不符合题意。
【典例3-2】在盖平房时,建筑工人将一根较长的透明塑料管装上水,一人拿住管的一端靠在墙角处,在墙上记下塑料管中水面的位置(使水面一直在标记处),另一人拿住管的另一端先后靠在另外三个墙角处,并分别在墙上记下塑料管中水面的位置,如图所示,这样做利用了 原理,目的是确定四个墙角是否在 。
【答案】 连通器 同一水平面上
【详解】[1]一根灌有水的透明塑料管形成了上端开口,下部连通的容器,称为连通器,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。
[2]一人拿住管的一端靠在墙角处,在墙上记下塑料管中水面的位置(使水面一直在标记处),另一人拿住管的另一端先后靠在另外三个墙角处,并分别在墙上记下塑料管中水面的位置,这样就能确定四个墙角是否在同一平面上。
跟踪训练1如图所示,水壶的壶嘴与壶身组成了一个 器,向壶内装入1.8kg的水后壶中水深为15cm,水对壶底的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 连通 1.5×103
【详解】[1]如图所示,水壶的上端开口不连通,下部连通,所以水壶的壶嘴与壶身组成了一个连通器。
[2]装入水后水的深度为
水对壶底的压强为
跟踪训练2三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,轮船需要经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了连通器的原理,下列如图所示的工具或设备中没有利用连通器原理的是( )
A.甲图:锅炉水位计 B.乙图:微小压强计
C.丙图:乳牛自动喂水器 D.丁图:过路涵洞
【答案】B
【详解】A.连通器是指上端开口、底部连通的容器,其特点是:当连通器内装有同一种液体且液体静止时,各容器中的液面总保持相平。 锅炉水位计的上端与锅炉的蒸汽空间相通,下端与锅炉的水空间相通,形成了一个连通器。故A不符合题意;
B.微小压强计由U形管和金属盒组成,金属盒的橡皮膜受到液体压强时会发生形变,导致U形管两侧液面出现高度差。其工作原理是通过液面高度差反映压强大小,但U形管与金属盒相连的一端是封闭的,另一端开口,不满足连通器“上端开口”的条件。因此,微小压强计未利用连通器原理。故B符合题意;
C.乳牛自动喂水器由一个储水槽和一个饮水槽组成,两者通过底部管道连通,形成连通器。当饮水槽中的水位下降时,储水槽中的水会自动流入饮水槽,保持水位稳定。故C不符合题意;
D.过路涵洞是修建在道路下方的管道,两端与外界连通,允许水流通过。当涵洞两端水位不同时,水会通过涵洞流动。涵洞的设计符合连通器原理。故D不符合题意。
故选B。
【能力培优练】
1.水平桌面上放有一块海绵,两个完全相同的矿泉水瓶内装有质量相同的甲、乙两种液体,将两矿泉水瓶分别正、倒放置在海绵上静止,此时甲、乙两种液体的深度相同,海绵的凹陷程度如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度小于乙液体密度
B.乙液体受到的重力小于乙液体对瓶盖的压力
C.甲液体对矿泉水瓶底的压强等于乙液体对矿泉水瓶盖的压强
D.装甲液体的矿泉水瓶对海绵的压力小于装乙液体的矿泉水瓶对海绵的压力
【答案】A
【详解】A.甲、乙两种液体质量相同,由图可知,甲液体体积较大,根据可知,甲液体密度小于乙液体密度,故A正确;
B.瓶子倒放时,属于不规则容器,上大下小,所以乙液体受到的重力大于乙液体对瓶盖的压力,故B错误;
C.甲液体密度小于乙液体密度,甲、乙两种液体的深度相同,根据可知甲液体对矿泉水瓶底的压强小于乙液体对矿泉水瓶盖的压强,故C错误;
D.两个完全相同的矿泉水瓶内装有质量相同的甲、乙两种液体,则矿泉水瓶和液体的总重力相同,所以装甲液体的矿泉水瓶对海绵的压力等于装乙液体的矿泉水瓶对海绵的压力,故D错误。
故选A。
2.如图所示,甲、乙两个容器内装有质量相等的水,甲容器中水对容器底部的压强为,压力为;乙容器中水对容器底部的压强为,压力为。则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】AC.甲、乙容器内水的质量相等,故体积相同。 由图可知,甲容器底面积较大,乙容器底面积较小,因此水的深度,满足。 根据可知,液体的密度相同时,深度越大压强越大,故,故A正确,C错误;
BD.对于柱形容器(如图中甲乙均为上下粗细一致的圆柱),液体对底部的压力等于液体的重力,即。 由于甲、乙容器内水的质量相等,重力相同,因此,故BD错误。
故选 A。
3.小亮在研究液体内部压强规律时,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像如图,则说法不正确的是( )
A.若探头放的深度相同,在甲中所受的液体压强比乙大
B.若探头所受的液体压强相等,探头在甲中的深度比乙大
C.同种液体,液体内部的压强与深度成正比
D.甲液体的密度大于乙液体
【答案】B
【详解】A.分析图像可知,作一条垂直于h轴的直线,表示探头放的深度相同,在甲中所受的液体压强比乙大,故A正确,A不符合题意;
B.若探头所受的液体压强相等,探头在乙中的深度比甲大,故B错误,B符合题意;
C.液体内部的压强与深度的图像是一条倾斜的直线,同种液体,液体内部的压强与深度成正比,故C正确,C不符合题意;
D.根据可知,若探头放的深度相同,在甲中所受的液体压强比乙大,故甲液体的密度大于乙液体的密度,故D正确,D不符合题意。
故选B。
4.取一根横截面积为的轻质薄壁直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,向管内倒入10g水,使它竖直静止于某液体中,如图所示,观察到橡皮膜恰好变平时,管外液面比管内液面高2cm。关于下列结论:
①管内水对底部橡皮膜的压力大小为0.12N ②管外液体对底部橡皮膜产生的压强大小为1000Pa
③管外液体密度约为 ④若将塑料管上提少许,则橡皮膜会向上凹
其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【答案】B
【详解】①管内水的质量m=10g=0.01kg
则重力G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N
因塑料管是直筒状,则橡皮膜受到水的压力
故①错误;
②水对橡皮膜的压强
橡皮膜恰好变平,说明橡皮膜上下受到的液体压强相等,则管外液体对塑料管底部橡皮膜产生的压强也为1000Pa,故②正确;
③由p=ρgh知道,管内水的深度
由题意知道,管外液体的深度h液体=h水+Δh=10cm+2cm=12cm=0.12m
则管外液体密度约为
故③正确;
④将塑料管上提少许,橡皮膜所处液体的深度减小,受到管外液体向上的压强变小,而水对橡皮膜向下的压强不变,所以,故橡皮膜会向下凸(即向外凸),故④错误。
综上所述,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.如图所示,甲、乙两容器质量均为m,底面积均为S,内装两种质量相等,密度分别是、的不同液体,放在水平桌面上。距离容器底部等高的位置有A、B两点,其受到的液体压强均为p。则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两容器内的两液体密度关系为
B.两容器底部受到液体的压力关系
C.两容器底部受到的压强关系
D.水平桌面受到两容器的压强相等
【答案】BD
【详解】A.因为A、B两点受到的液体压强均为p,且(A点的深度大于B点的深度),根据,当p相同时,h越小,ρ越大,所以,故A错误;
B.两容器中液体质量相等,则液体重力相等,即。对于甲容器,其形状为柱状,液体对容器底的压力等于重力,即。对于乙容器,其形状上窄下宽,液体对容器侧壁有压力,根据力的相互作用,容器侧壁对液体有向下的压力,所以液体对容器底的压力大于液体重力,即,所以,故B正确;
C.甲、乙两容器底面积均为S,又因为液体对容器底的压力,根据可知,两容器底部受到的压强关系,故C错误;
D.由G=mg知,两容器中液体质量相等,则液体重力相等;两容器质量相等,则容器重力相等,所以两容器对水平桌面的压力
甲、乙两容器底面积均为S,根据可知,水平桌面受到两容器的压强相等,故D正确。
故选BD。
6.三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,轮船需要经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了连通器的原理,下列如图所示的工具或设备中没有利用连通器原理的是( )
A.甲图:锅炉水位计 B.乙图:微小压强计
C.丙图:乳牛自动喂水器 D.丁图:过路涵洞
【答案】B
【详解】A.连通器是指上端开口、底部连通的容器,其特点是:当连通器内装有同一种液体且液体静止时,各容器中的液面总保持相平。 锅炉水位计的上端与锅炉的蒸汽空间相通,下端与锅炉的水空间相通,形成了一个连通器。故A不符合题意;
B.微小压强计由U形管和金属盒组成,金属盒的橡皮膜受到液体压强时会发生形变,导致U形管两侧液面出现高度差。其工作原理是通过液面高度差反映压强大小,但U形管与金属盒相连的一端是封闭的,另一端开口,不满足连通器“上端开口”的条件。因此,微小压强计未利用连通器原理。故B符合题意;
C.乳牛自动喂水器由一个储水槽和一个饮水槽组成,两者通过底部管道连通,形成连通器。当饮水槽中的水位下降时,储水槽中的水会自动流入饮水槽,保持水位稳定。故C不符合题意;
D.过路涵洞是修建在道路下方的管道,两端与外界连通,允许水流通过。当涵洞两端水位不同时,水会通过涵洞流动。涵洞的设计符合连通器原理。故D不符合题意。
故选B。
7.如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列说法正确的是( )
A.为了防止“异味”进入室内,存水杯一定要装满水
B.为了防止“异味”进入室内,存水杯中有水即可
C.存水杯存满水时,若是取走隔离板,地漏仍是连通器
D.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道“异味”进入室内
【答案】D
【详解】AB.存水杯的作用是利用水来密封,防止异味进入室内。只要存水杯的水面高于隔离板的最下端(此时存水杯上端开口,底部连通,属于连通器),就可以形成水封,并非一定要装满水,也不是有水即可,故AB错误;
C.存水杯存满水时,若是取走隔离板,不满足上端开口,下端连通的条件,因此地漏不是连通器,故C错误;
D.隔离板的作用是:当存水杯为连通器时,地面上的水可以流进下水管,隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内;故D正确。
故选D。
8.如图所示,一个上端开口的容器中间用隔板分成左右均等的两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时会发生形变。分别向左右两侧注入两种不同液体,此时橡皮膜恰好不发生形变,关于此装置,下列说法正确的是( )
A.左侧液体密度小于右侧液体密度
B.左侧液体的质量等于右侧液体的质量
C.本装置可以探究液体压强与液体密度的关系
D.左侧液体对容器底的压强等于右侧液体对容器底的压强
【答案】C
【详解】A.橡皮膜恰好不发生形变,则液体对橡皮膜产生的压强相同,又因为橡皮膜到液面的高度,根据可知,左侧液体密度大于右侧液体密度,即,故A错误;
B.设隔板两侧的容器的横截面积为S,在橡皮膜中心位置以上左侧液体的质量 ①
右侧液体的质量 ②
左右两侧液体对橡皮膜产生的压强相同,由
可知, ③
联立①②③可知,在橡皮膜位置上方液体的质量
设橡皮膜中心到容器底部距离为h下,橡皮膜到容器底部左侧液体的质量为,右侧液体的质量为,由可知,,由以上分析可知,左侧液体的质量大于右侧液体的质量,故B错误;
C.在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜凹向左边,则右边液体密度大,若橡皮膜凹向右边,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小,故C正确;
D.柱形容器液体对容器底部的压力等于液体自身的重力,因为左侧液体的质量大于右侧液体的质量,则液体对容器底部的压力,由可知,液体对容器底的压强,故D错误。
故选C。
9.如图,将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放在桌面上,再倒立放在桌面上。两次放置时,水瓶对桌面的压强和水对瓶底的压力分别是pA、pB和FA、FB,则下列关系式正确的是( )
A.pA=pB,FA<FB B.pA<pB,FA>FB
C.pA>pB,FA=FB D.pA<pB,FA<FB
【答案】B
【详解】水瓶对桌面的压力等于瓶和水的总重力,正放和倒放总重力相同,水瓶对桌面的压力相同,由于瓶底的面积大于瓶盖的面积,由可知,正放时水瓶对桌面的压强小于倒放时水瓶对桌面的压强,即pA<pB。由瓶子的形状可知,正放时液体为圆柱形,水对瓶底的压力等于水的重力,倒放时为底小口大的形状,水对瓶底的压力小于水的重力,由于正放和倒放水的重力不变,所以正放时水对瓶底的压力大于倒放时水对瓶底的压力,即FA>FB,故B正确,ACD错误。
故选B。
10.一密闭的饮料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,此时液体对容器底的压力为,容器对桌面的压强为;将容器倒立放置,此时液体对容器底的压力为,容器对桌面的压强为,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【详解】正放时,液体对容器底的压力
倒置时,液体对容器底的压力
所以;容器质量相同,液体质量相同,根据G=mg可知,总重力相等,因为在水平面上压力等于重力,所以压力相等,即,根据知,倒置受力面积减小,压强变大,即。故A正确,BCD错误。
故选A。
11.如图所示,质量与底面积相同的两个容器,分别装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,且两液面相平,放在水平桌面上。下列说法中正确的是( )
A.容器对水平桌面的压力关系:
B.两容器中液体的密度关系:
C.液体对容器底部的压力关系:
D.液体对容器底部的压强关系:
【答案】D
【详解】A.质量与底面积相同的两个容器,分别装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,甲图中容器和液体的总质量等于乙图中容器和液体的总质量,由G=mg可知,甲图中容器和液体的总重力等于乙图中容器和液体的总重力,容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,则容器对水平桌面的压力相等,即F甲=F乙,故A错误;
B.两个容器的底面积相同,液体到容器底部的深度相同,则甲液体的体积小于乙液体的体积,甲、乙两种液体的质量相等,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即,故B错误;
D.由B选项分析可知,液体到容器底部的深度相同,由可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,即p甲>p乙,故D正确;
C.由D选项分析可知p甲>p乙,两个容器的底面积相同,液体对容器底部的压力F=pS,则甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器底部的压力,即,故C错误。
故选D。
12.两只容器中分别装有相同深度的水和盐水,如图所示,A、B、C三点中液体压强分别为pA、pB、pC,则pA、pB、pC的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、B两点都在水中,但深度不同,由于A所处的深度小于B所处的深度,所以可知,;B、C两点所处的深度相同,左容器中的液体为水,右容器中的液体为盐水,由于盐水的密度大于水的密度,所以根据可知,C点的压强大于B点的压强,即;综合以上分析可知,三点的压强关系为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
13.如图所示,同学们在两个底面积相同的容器甲、乙中盛放液面相平的酒精,它们之间有斜管相通,K是阀门,MN之间落差为10cm,则(ρ酒精=0.8×103kg/m3)( )
A.打开阀门K后,N处压强变大 B.打开阀门K后,N处压强变小
C.打开阀门K后,液体不会流动 D.MN两点间的液体压强差为1000Pa
【答案】C
【详解】ABC.由题图可知,开始的时候两侧液面是相平的,打开阀门后,两个容器构成连通器,由连通器中液体静止时的特点可知,液面依然相平,液体不会发生流动。故图中N处的深度始终不变,根据公式可知,N点所受的压强不会随阀门K的开、闭情况不同而发生改变,故AB不符合题意,C符合题意;
D.MN之间落差10cm,则MN两点之间液体的压强差
故D不符合题意。
故选C。
14.三峡大坝上、下游的水位差最大可达113m,修建船闸有效地解决了航运方面的问题。船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。一艘轮船要从上游通过船闸驶往下游。图中所示是该船刚刚进入闸室的情景,下列操作步骤顺序正确的是( )
①关闭阀门A ②打开阀门B ③关闭闸门C ④打开闸门D
A.①④③② B.③①②④ C.②④①③ D.④②③①
【答案】B
【详解】当船刚刚进入闸室后,首先关闭上游闸门C。这一步是为了将闸室与上游的水域完全隔开,防止上游的水继续流入闸室,同时也为后续操作做好准备。 关闭阀门A,这样闸室就与上游的水路彻底切断了联系,闸室内部形成一个相对独立的空间。 打开阀门B,此时闸室和下游的水域通过阀门B相连通,形成了一个连通器。根据连通器原理,闸室和下游的水面会逐渐相平。在这个过程中,闸室里的水会通过阀门B流向下游,直到闸室和下游的水面高度一致。当闸室和下游的水面相平后,打开下游闸门D,船就可以顺利地从闸室驶入下游河道了。故正确的顺序为③①②④,故B正确,ACD错误。
故选B。
15.茶文化在我国有悠久的历史,映出中华民族的悠久文明和礼仪。如图,一空茶壶静止在水平桌面,下列说法正确的是( )
A.茶壶处于静止状态,不受力的作用
B.倒入水后,茶壶对桌面的压强不变
C.壶中水静止时,壶嘴的水面比壶口的水面低
D.茶壶利用了连通器的原理
【答案】D
【详解】A.茶壶处于静止状态,是因为受到重力和桌面的支持力这一对平衡力的作用,故A错误;
B.倒入水后,茶壶对桌面的压力增大,而受力面积不变,根据,压强会增大,故B错误;
CD.茶壶的壶嘴和壶口上端开口、底部相连通,利用了连通器的原理,壶嘴和壶口构成连通器,壶中水静止时,壶嘴的水面和壶口的水面相平,故C错误,D正确。
故选D。
16.两个完全相同的瓶子中装满不同液体,用塞子塞住瓶口,如图所示放置在水平桌面上,若甲、乙两瓶对桌面的压强相等,那么甲瓶底部受到液体的压力、压强和乙瓶相比(瓶底指的是挨着桌面的部分)( )
A.F甲>F乙;p甲<p乙 B.F甲<F乙;p甲=p乙
C.F甲>F乙;p甲>p乙 D.F甲>F乙;p甲=p乙
【答案】C
【详解】甲、乙瓶底对桌面的压强相等。由图可知,甲的底面积大于乙的底面积,即S甲>S乙,根据知,甲对桌面的压力大于乙对桌面的压力。因为放置在水平桌面上,压力与重力大小相等,所以G甲>G乙,又因两只锥形瓶完全相同,所以G甲液>G乙液,因为甲、乙液体的体积相同,根据G=mg=ρgV
可得ρ甲>ρ乙。根据p=ρgh和h甲=h乙知,甲瓶底部受到液体的压强大于乙瓶塞受到液体的压强,即p甲>p乙; 又因为S甲>S乙,根据F=pS知,甲瓶底部和乙瓶塞受到液体压力F甲>F乙,故ABD不符合题意, C符合题意。
故选C。
17.如图所示,公路两侧的甲、乙两个池塘由路面下的倾斜涵洞相连,两池塘水面相平。下列关于涵洞中水流方向说法正确的是( )
A.此涵洞结构上不属于连通器
B.由于两个池塘水面相平,涵洞中的水不流动
C.由于水向低处流,涵洞中的水从甲向乙流动
D.由于乙侧涵洞口在水下位置较深,压强较大,涵洞中的水由乙流向甲
【答案】B
【详解】A.池塘甲与乙上端开口,下部通过涵洞相连通,是连通器,故A错误;
BCD.根据连通器的特点可知,甲、乙两池塘的水面相平时,相同深处的水压相等,故涵洞内的水不会流动,故CD错误,B正确。
故选B。
18.两个完全相同的圆柱形容器A、B置于水平桌面上,分别注入a、b两种液体,直到容器内液面达到相同的深度H。液体a、b对容器底部的压强p随液面深度h变化关系如图的图线Ⅰ、Ⅱ所示。现分别从A、B容器中取出适量液体,使液面下降相同深度Δh,并将取出的液体全部放入对方容器内,液体对两容器底部的压强恰好相等。下列判断正确的是( )
A.Δh与H之比为2∶1 B.液体a、b的密度之比为1∶2
C.液体a、b被取出的质量之比为1∶1 D.最终A、B容器内液体的总质量之比为1∶1
【答案】D
【详解】B.根据液体压强公式结合图像可得
整理可得液体a、b的密度之比为
故B错误;
C.设注入a液体的容器的底面积为S,则注入b液体的容器的底面积也为S,分别从A、B容器中取出适量液体,使液面下降相同高度Δh,根据
可得,取出的液体的质量为,
液体a、b被取出的质量之比为
故C错误;
AD.压强相等,底面积相等,根据和可知,压力相等,总重力相等,则最终A、B容器内液体的总质量之比为,每个容器中液体对容器底部的压力等于剩余液体与加入液体的总重力,根据
可得
整理可得,即与H之比,故A错误,D正确。
故选D。
19.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中水重7N,容器顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;水的密度为。下列选项中正确的是( )
A.水对容器顶部的压强为200Pa B.水对容器底部的压力为7N
C.水对容器底部的压强为700Pa D.容器对桌面的压力为9N
【答案】A
【详解】A.容器顶部到弯管水面的深度
根据液体压强公式,水对容器顶部的压强
故A正确;
BC.容器底部的深度
底部压强
底部面积
水对容器底部的压力
故BC错误;
D.容器对桌面的压力等于容器重力与水的重力之和
故D错误。
故选A。
20.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强
B.容器对桌面的压强
C.液体的密度
D.容器对桌面的压力
【答案】D
【详解】C.甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体,由容器的形状可知,,由可知,三种液体的密度,故C错误;
A .由图可知,三种液体深度h相同,液体的密度,由可得,液体对容器底部的压强,故A错误;
D. 容器对桌面的压力等于容器、液体的总重力,由于三个容器质量相同,液体质量也相同,所以总重力相同,即容器对桌面的压力,故D正确;
B.容器对桌面的压力,容器底面积相同,根据可得,容器对桌面的压强,故B错误。
故选D。
21.如下图是水平桌面上的一个平底水壶,壶身尺寸如图所示,厚度不计,重6N,最大装水量为3L,底面积为400cm2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),则装满水时,水壶对水平桌面的压强为 Pa,水对壶底的压力为 N。
【答案】 900 32
【详解】[1]水壶装满水时,水的体积V水=3L=3×10-3m3
水的重力为G水=m水g=ρ水V水g=1.0×103kg/m3×3×10-3m3×10N/kg=30N
装满水时,水壶对水平桌面的压力为F=G=G水+G壶=30N+6N=36N
水壶对水平桌面的压强为
[2] 当水壶装满水时,水面距壶底的深度为h水=h1-h2=12cm-4cm=8cm=0.08m
水对壶底的压强为p′=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
水对壶底的压力为F′=p′S=800Pa×400×10-4m2=32N
22.甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的液体。如图所示,将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜,静止时,两试管内液体相平,液面距离桌面的高度均为h,甲、乙试管内液体的密度分别为,则 ;液体对甲、乙两试管底的压强分别为和,则 。(均填“大于”“等于”或“小于”)
【答案】 大于 大于
【详解】[1]由图可知,甲容器中的液体体积要比乙容器小,因液体质量相同,由可得,甲液体的密度比乙液体密度大,即。
[2]因为两试管中液面等高,所以由液体压强公式可知,液体对甲、乙两试管底的压强关系为。
23.如图所示容器(仅右端上方开口) 连通器(选填“是”或“不是”)。容器中装有一定量的液体,若点的液体压强为,A点液体的压强为 Pa。()
【答案】 不是
【详解】[1]上端开口,底部相连通的容器,是连通器,由图可知,该容器仅右端上方开口,左端是封闭的,所以该容器不是连通器。
[2]若点的液体压强为,液体的密度为
A点液体的压强为
24.放在水平站台上的行李箱受到的支持力与重力是一对 力。乘客上车后应站稳,抓好扶手,是为了防止列车运动状态改变时,乘客由于具有 而跌倒;如图所示,完全相同的圆柱形容器中,A、B两点的高度相同。若两种液体的质量相等。则A、B两点的压强关系是pA pB:液体对甲、乙两容器底的压力关系是F甲 F乙(均选填“>”“=”或“<”)。
【答案】 平衡 惯性
【详解】[1]放在水平站台上的行李箱受到的支持力与重力这两个力都作用在行李箱上,且大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,这两个力是一对平衡力。
[2]站立在车上的乘客原来和车一起向前运动,紧急刹车时,车由运动突然变成静止,而乘客由于具有惯性,继续向前运动,容易摔倒,抓紧扶手是为了防止惯性带来的危害。
[3]两种液体的质量相等,由图知,由可知,液体密度,因为A、B两点到容器底的距离相同,所以;两种液体的质量相等,重力相等,对容器底的压力相同,两容器底面积相同,所以两种液体对容器底部的压强相等,即;因为液体对容器底的压强,
所以A、B两点的压强关系。
[4]因为两种液体的质量相等,液体重力相同,所以液体对甲、乙两容器底的压力关系是。
25.小明将完全相同的两瓶水分别正放、倒放在水平桌面上,如图所示。甲、乙两瓶对桌面的压力分别为、,对桌面的压强分别为、,则 , 。图甲中水对瓶底的压强为,图乙中水对瓶盖的压强为,则 。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】 = < <
【详解】[1][2]甲、乙两瓶对水平桌面的压力都等于水瓶和水的重力,所以=,图甲的受力面积大于图乙的受力面积,对桌面的压强分别为<。
[3]图甲中水的深度小于图乙中水的深度,由得,图甲中水对瓶底的压强为小于图乙中水对瓶盖的压强为,即<。
26.如图,三峡船闸利用 的原理来实现船只顺利通行,三峡大坝上、下游水位差最大可达113m,深度为65m处水的压强为 Pa(、g取10N/kg)。
【答案】 连通器
【详解】[1]船只通过三峡大坝时,闸室和上下游构成连通器,三峡船闸利用连通器的原理来实现船只顺利通行。
[2]深度为65m处水的压强为
27.如图是周老师的一个饮水杯,它是双层玻璃杯,具有美观大方,保温效果好等特性,里层玻璃是一个盛水的内胆,标准的一个空心圆柱形,盛满水时,水深有15cm,水的体积为450mL,请问此时水对玻璃杯内胆底的压强是 Pa,压力是 N。
【答案】 1500 4.5
【详解】[1]根据公式可知,水对玻璃杯内胆底的压强为
[2]由可知,玻璃杯内胆的底面积为
由可知,水对玻璃杯内胆底的压力为
28.如图所示的水塔与自来水管组成一个 ,若水塔内水面高度,五楼住户水龙头出水口高度,四楼住户水龙头出水口高度,水龙头出水口面积为。五楼住户水龙头出水口受到水的压力是 N。(g取10N/kg,水的密度)
【答案】 连通器 28
【详解】[1]水龙头出水时,水塔与自来水管的上端开口,底部相连通,符合连通器的特点,所以水塔与自来水管组成一个连通器。
[2]五楼住户水龙头出水口受到水的压强为
则五楼住户水龙头出水口受到水的压力
29.如图所示,有A、B两个质量分布均匀的实心物体放置在水平地面上。A为正方体,A的质量为,边长为。B为长方体,其所受到的重力为。将沿竖直方向从正中间切开,并将切去的左半部分叠放在的上方中央。则物体的密度为 。叠放后,对地面的压强为 ,若将的右半部分浸没并沉底于装有足够多水的薄壁容器中(容器足够高),此时水对容器底部的压强增加了,容器对地面的压强增加了,则长方体物体的密度为 。(、取)
【答案】 4000
【详解】[1]物体A受到的重力GA=mAg=2kg×10N/kg=20N
物体A的体积
物体 A的密度
[2]叠放后, A 对地面的压强
[3]容器对地面的压强增加了1000pa,容器的底面积
若将B的右半部分浸没并沉底,水对容器底部的压强增加了4000pa,则水面上升的距离
长方体物体B的体积
长方体物体B的质量
长方体物体B的密度
30.如图是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验中液体内部的压强的大小是通过 来反映的。压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
使用压强计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形管中的液面能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法 (填序号)进行调节。
①从U形管内倒出适量的水
②拆除软管重新安装
③向U形管内加适量的水
(2)如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)比较图中的乙和丙图,可得出的结论是 ;
(4)比较图中 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关;
(5)该实验中用到的科学实验方法是 ;(写一种即可)
(6)同组同学玲玲在做实验时,保持图乙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差变大了,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。老师说她的操作不科学,原因是 。
【答案】(1) U形管两侧液面的高度差 不属于 不漏气 ② (2)不变
(3)在同种液体内部,深度越深,液体压强越大 (4)丙 (5)控制变量法/转换法
(6)没有控制深度相同
【详解】(1)[1][2][3]上端开口,下端连通的容器叫连通器,压强计的左端是密闭的,所以不是连通器,压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,利用了转换法,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形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气。
[4]若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明被封闭气体压强太大,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选②。
(2)同一深度,液体压强向各个方向相等。如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变。
(3)比较图中的乙和丙图,丙中液体深度大,U形管两侧水面的高度差更大,产生的压强也大,可得出的结论是在同种液体中,压强随深度的增大而变大。
(4)要探究压强与液体密度的关系,应使探头深度相同,液体密度不同,所以应选择丙、丁两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。
(5)在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定,需要用到控制变量法,本实验还用到转换法,压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强的大小,利用了转换法。
(6)在探究液体压强与液体密度是否有关时,因控制探头所处的深度相同。加入盐水后,烧杯中液体的密度增大,深度也会增大。但因探头的保持位置不变,则探头在盐水中的深度相较于在清水中的深度会增大,所以此时得出的实验结论是不可靠的,原因是没有控制深度相同。
31.如图是“探究影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)图中压强计通过U形管两侧液面 反映橡皮膜所受压强的大小。实验前检查实验装置,观察到如图甲所示的情景,应该进行以下哪项操作 (选填字母)。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
(2)为探究液体压强与液体密度的关系,小明又完成了丁图所示实验,对比丙、丁两次实验发现两次U形管两侧水面高度差对比不明显,为使实验现象更加明显下列操作可行的是_________(选填字母)。
A.将丁图中金属盒下移
B.丁烧杯中换用密度更大的液体
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精
(3)根据乙和丁实验步骤, (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是: 。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,当在图戊装置中的左右两侧注入水和酒精的深度相同时,看到橡皮膜向左侧凸起。由此可以判断 (选填“左”或“右”)侧的液体是水。
【答案】(1) 高度差 B (2)BC (3) 不可以 未控制深度相同 (4)右
【详解】(1)[1]压强计是通过U形管两侧液面高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,液面高度差越大,说明液体压强越大。
[2]实验前检查装置时,若出现图甲所示U形管两侧液面不相平的情况,这是因为装置漏气,应该拆除软管重新安装,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)探究液体压强与液体密度的关系时,需要控制深度相同,改变液体的密度。 丙、丁两次实验U形管两侧水面高度差对比不明显,说明液体压强的变化量较小。根据,要使实验现象更明显,可以增大液体密度或减小U形管中液体的密度。
A.将丁图中金属盒下移,会改变深度,不符合控制变量法的要求,故A不符合题意;
B.丁烧杯中换用密度更大的液体,可增大液体压强的变化量,使高度差更明显,故B符合题意;
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精,根据,在Δp不变时,越小,Δh越大,会使高度差更明显,故C符合题意。
故选BC。
(3)[1][2]探究液体压强与密度关系需控制深度相同。乙和丁实验中,液体密度与深度均不同,未控制单一变量,故不可以得出结论,理由是未控制深度相同 。
(4)橡皮膜向左凸,说明右侧压强大。深度相同时,压强大的液体密度大,水密度大于酒精,故右侧是水。
【链接中考】
1.(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A. B. C. D.无法判断
【答案】A
【详解】甲液体中A点深度hA比乙液体中B点深度hB小,即,因为A、B两点处的液体压强相等,即,即,因为,所以,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.(2025·江苏扬州·中考真题)今年1-5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
【答案】C
【详解】AB.P点的深度是从水面到P点的垂直距离。水位下降后,水面到P点的距离变小,因此深度变小,故AB不符合题意;
CD.根据液体压强公式可知,同种液体密度相同,深度变小,液体压强也变小,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
3.(2025·上海·中考真题)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的水面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
【答案】(1)38.24N
(2)①196Pa;②6×103kg/m3
【详解】(1)甲容器对地面的压强为3824帕,甲容器,放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以甲对地面的压力
(2)①将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m;由于小球的体积不变,甲、乙容器完全相同,则放入小球后,甲中水面上升0.02m,则水对容器底的压强变化量
②乙容器对地面的压强为6176帕,乙容器,放在水平地面上,底面积为0.01m2,所以乙对地面的压力
甲、乙对地面的压力等于甲、乙的总重力,甲、乙两容器对地面原来的压强分别为3824帕,6176帕,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,则
则
解得
将乙中小球拿出,乙的水面下降0.02m,则小球的体积
则金属小球的密度
4.(2025·山东威海·中考真题)如图甲所示,摄影师拍摄到水底有亮、暗相间的条纹,条纹随着水面波动发生变化。水波如图乙所示,若一束光竖直入射到图示位置,则相比入射光,进入水中的光传播方向 (选填“不变”“向左偏折”“向右偏折”);此时水中A点受到水的压强 B点受到水的压强(选填“<”“=”“>”)。
【答案】 向右偏折 >
【详解】[1]根据光的折射规律,光从空气斜射入水中时折射光线靠近法线,由图乙可知进入水中的光传播方向向右偏折。
[2]由图乙可知A点到水面的距离大于B点到水面的距离,根据可知A点受到水的压强大于B点受到水的压强
5.(2025·江苏苏州·中考真题)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个面上开了六个相同圆孔,在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f,将它压入水中后,出现如图乙所示的现象。
(1)通过观察橡皮膜 的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知, 越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是: 。
【答案】(1)d
(2)深度
(3)压住塑料盒绕某一竖直轴转动一圈
【详解】(1)底部的橡皮膜d向上凸出,说明水的内部有向上的压强。
(2)比较橡皮膜b、c或f、e,位置靠下的橡皮膜的形变程度较大,说明深度越大,水的压强越大。
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是压住塑料盒绕某一竖直轴转动一圈,改变橡皮膜朝向,观察橡皮膜的形变程度变化。
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第2节 探究:液体压强与哪些因素有关
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 液体压强的特点 1
题型2 探究影响压力作用效果的影响因素 5
题型3 连通器 8
【能力培优练】 10
【链接中考】 34
【重难题型讲解】
题型1 液体压强的特点
1.由于液体受到重力的作用和具有流动性,所以液体对容器底、容器侧壁有压强。
2.探究液体内部压强的特点
(1)实验器材:压强计、水、盐水、大烧杯、刻度尺
压强计:
①作用:测量液体内部压强的仪器
②构造:如图可知,液体压强计主要由U形管、橡胶管、探头(由空金属盒蒙上橡皮膜构成)三部分构成。
③原理:放在液体里的探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变,U形管左右两侧液面就会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受的压强的大小,这运用了物理科学方法中的转换法。
④压强计在使用时,应该注意:a.实验前应该检查压强计左右两液柱是否等高;如果不等高,则应取下橡皮膜重新安装。
b.实验前应该检查装置的气密性。检查方法是常常用手轻按橡皮膜,看压强计U形管两侧高度差是否发生变化,如果变化,说明不漏气;如果两侧高度差不变,说明是漏气的。若是漏气的,则应该拆卸后重新安装。
(2)实验方法:控制变量法、转换法。
(3)实验步骤:
①把探头放进盛水的容器中,注意观察U形管中两管液面的高度差。保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,看看液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
现象:观察到U形管两侧液面高度差不变。
结论:同种液体内部同一深度,向各个方向的压强都相等。
②增大探头在水中的深度,看看液体内部的压强和深度有什么关系。
现象:观察到U形管两侧液面高度差变大,经过多次实验,观察到同样的现象。
结论:同种液体内部压强,深度越深,压强越大。
③换用盐水,保持探头在清水和盐水中的深度相同,液体内部的压强是否与密度有关。
现象:观察U形管两侧液面高度差,在盐水中的高度差大。
结论:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
(4)实验结论:液体压强的特点:
①液体内部向各个方向都有压强;
②在同一液体内的同一深度,各个方向的液体压强大小相等;
③同种液体内部的压强随深度的增加而增大;
④在相同深度时,液体密度越大,液体压强越大。
【典例1-1】在探究“影响液体内部压强因素”的实验中,小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。下列说法不合理的是(不考虑实验结论的偶然性:压强计密封性良好,)( )
A.比较甲、乙,可以初步得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大
B.比较乙、丙,可以初步得出:同一液体同一深度,液体内部向各个方向的压强相等
C.比较甲、丁,两次U形管液面高度差相差不大,可以得出液体内部压强与液体密度无关
D.比较乙、丁,两次U形管液面高度差相等,可以初步得出液体内部压强与液体密度有关
【典例1-2】如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强因素”。
(1)U形管压强计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,如果管中液面能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若在使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差,可通过 (选填序号)方法进行调节;
①从U形中倒出适量水;
②拆除软管重新安装;
③向U形管内添加适量水;
(3)如图②所示,在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时,记录的部分实验信息如表:
实验次数
液体
液体深度h/cm
U形管两侧液面的高/cm
1
水
50
49
2
10.0
9.7
3
150
14.6
(4)如图③,两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的压强计的金属盒分别放入液体中,当两容器内液面相平时,U形管内液面的高度差相同,两容器底部所受液体压强分别为p甲和p乙,则p甲 p乙,若接着将两金属盒同时竖直向下移动相同的一段距离后,则此时两U形管内液面的高度差、都将 (选填“变大”或“变小”),且 (选填“>”、“<”或“=”)。
跟踪训练1在“探究液体内部压强的特点”的实验中,小宋将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,将同一微小压强计的探头依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,如图所示。若实验器材完好且操作规范,判断下列说法不正确的是( )
A.实验前应先将微小压强计U形管内两液面调节到同一高度处
B.实验中所使用的液体,甲液体的密度一定大于乙液体的密度
C.探头的橡皮膜在甲乙两液体中所受到的液体压强,甲小于乙
D.若将乙液体中的探头往上移,其U形管中液面高度差会变小
跟踪训练2“如图所示,压强计金属盒放入烧杯水中某一深度处,记录U形管两侧水面的高度差h,下列操作能使高度差h增大的是( )
A.将金属盒往上提一段距离
B.将金属盒水平向左移动一段距离
C.往烧杯的水中加盐
D.往U形管的水中加盐
题型2 液体压强的大小
1.液体内部压强的大小
要想知道液面下某处的压强,可用模型法:设想该处有一个水平“平面”,这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。计算液柱对平面的压强。
设液体的密度是ρ,液柱截面积是S,液柱的高度为h.
设该平面在液面下的深度为h,平面的面积为S,则: 液柱的体积 : ;
液柱的质量:
液柱对平面的压力:
平面受到的压强:
因此,液面下深度为 h 处液体的压强为:
2.液体压强公式:的的理解和运用
(1)应用公式p=ρgh时,各个物理量的单位都应统一取国际单位制。式中g取9.8N/kg或10N/kg,h的单位是m,ρ的单位是kg/m3,压强p的单位是Pa。
(2)在液体内部压强公式中,h表示液体的深度。深度是指自由液面到计算压强的那一点之间的竖直距离。
(3)从液体压强公式p=ρgh可以看出,液体压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的体积、质量、容器的形状及地面面积无关。
(4)公式p=ρgh适用于静止液体,不适用于固体、气体和流动液体。
3.计算液体对容器底的压力和压强问题:
一般方法:首先确定压强;其次确定压力
特殊情况:压强:对直柱形容器可先求F,用 ;对直柱形容器
点拨 (1)液体对容器底的压力与液体重力的关系
F=G
F>G
F<G
液体产生向下的力刚好全部作用在容器底部
除液体产生向下的力全部作用在容器底部外,容器壁还受到了压力
液体产生向下的力没有全部作用在容器底部
容器壁是竖直的,容器壁对液体水平方向的压力对容器底没有影响
容器壁是向下倾斜的,容器壁对液体产生向下的压力
容器壁是向上倾斜的,承担了部分压力
F=pS=ρghS=ρgV=G
F=pS=ρghS>ρgV=G
F=pS=ρghS<ρgV=G
(2)固体和液体压强、压力的计算
固体
液体
一般
情况
先求压力(水平面上F=G)
再求压强p=
先求压强p=ρgh
再求压力F=pS
特殊
情况
柱体对水平面的压强:p=ρgh
粗细均匀容器中的液体对容器底的压力等于液体的重力F=G
【典例2-1】如图所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,则水对容器底的压强为 Pa;若把容器倒放在该桌面上,那么容器对水平桌面的压强大小将 。
【典例2-2】如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:F甲>F乙
B.液体的密度:ρ甲=ρ乙
C.液体对容器底部的压强:p甲>p乙
D.容器对桌面的压强:p甲′>p乙′
跟踪训练1如图所示,将一未装满水的密闭矿泉水瓶,正立时水对瓶底的压力为F1,瓶底对桌面的压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,瓶盖对桌面的压强为p2,则F1 F2,p1 p2(选填>、=或<)。
跟踪训练2如图所示,两个质量相等的薄壁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,乙容器中液体的密度为。甲容器对地面的压力为,乙容器对地面的压力为。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., B.,
C., D.,
题型3 连通器
1.连通器:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。
2.连通器的特点:连通器里装同种液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的。
3.应用:茶壶、洗手间下水管、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸、水塔供水系统、涵洞等。
【典例3-1】当连通器中注入同种液体,静止后,液面总是相平。为了对这种现象做出科学解释,我们在连通器的底部取一液片,如图,假设一开始连通器两侧液面不相平,且左低右高,则小液片左侧受到的液体压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)右侧的液体压强,由于压力差,液片就会向 (选填“左”或“右”)侧移动,直到两边管中液体对最底部液片的压强 才停止流动。下列实例中利用连通器原理工作的是 (选填编号)。
【典例3-2】在盖平房时,建筑工人将一根较长的透明塑料管装上水,一人拿住管的一端靠在墙角处,在墙上记下塑料管中水面的位置(使水面一直在标记处),另一人拿住管的另一端先后靠在另外三个墙角处,并分别在墙上记下塑料管中水面的位置,如图所示,这样做利用了 原理,目的是确定四个墙角是否在 。
跟踪训练1如图所示,水壶的壶嘴与壶身组成了一个 器,向壶内装入1.8kg的水后壶中水深为15cm,水对壶底的压强为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
跟踪训练2三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,轮船需要经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了连通器的原理,下列如图所示的工具或设备中没有利用连通器原理的是( )
A.甲图:锅炉水位计 B.乙图:微小压强计
C.丙图:乳牛自动喂水器 D.丁图:过路涵洞
【能力培优练】
1.水平桌面上放有一块海绵,两个完全相同的矿泉水瓶内装有质量相同的甲、乙两种液体,将两矿泉水瓶分别正、倒放置在海绵上静止,此时甲、乙两种液体的深度相同,海绵的凹陷程度如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲液体密度小于乙液体密度
B.乙液体受到的重力小于乙液体对瓶盖的压力
C.甲液体对矿泉水瓶底的压强等于乙液体对矿泉水瓶盖的压强
D.装甲液体的矿泉水瓶对海绵的压力小于装乙液体的矿泉水瓶对海绵的压力
2.如图所示,甲、乙两个容器内装有质量相等的水,甲容器中水对容器底部的压强为,压力为;乙容器中水对容器底部的压强为,压力为。则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
3.小亮在研究液体内部压强规律时,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像如图,则说法不正确的是( )
A.若探头放的深度相同,在甲中所受的液体压强比乙大
B.若探头所受的液体压强相等,探头在甲中的深度比乙大
C.同种液体,液体内部的压强与深度成正比
D.甲液体的密度大于乙液体
4.取一根横截面积为的轻质薄壁直筒塑料管,在底部扎上橡皮膜后,向管内倒入10g水,使它竖直静止于某液体中,如图所示,观察到橡皮膜恰好变平时,管外液面比管内液面高2cm。关于下列结论:
①管内水对底部橡皮膜的压力大小为0.12N ②管外液体对底部橡皮膜产生的压强大小为1000Pa
③管外液体密度约为 ④若将塑料管上提少许,则橡皮膜会向上凹
其中正确的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
5.如图所示,甲、乙两容器质量均为m,底面积均为S,内装两种质量相等,密度分别是、的不同液体,放在水平桌面上。距离容器底部等高的位置有A、B两点,其受到的液体压强均为p。则下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两容器内的两液体密度关系为
B.两容器底部受到液体的压力关系
C.两容器底部受到的压强关系
D.水平桌面受到两容器的压强相等
6.三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,轮船需要经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了连通器的原理,下列如图所示的工具或设备中没有利用连通器原理的是( )
A.甲图:锅炉水位计 B.乙图:微小压强计
C.丙图:乳牛自动喂水器 D.丁图:过路涵洞
7.如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列说法正确的是( )
A.为了防止“异味”进入室内,存水杯一定要装满水
B.为了防止“异味”进入室内,存水杯中有水即可
C.存水杯存满水时,若是取走隔离板,地漏仍是连通器
D.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道“异味”进入室内
8.如图所示,一个上端开口的容器中间用隔板分成左右均等的两部分,隔板与容器的接触部分密合,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时会发生形变。分别向左右两侧注入两种不同液体,此时橡皮膜恰好不发生形变,关于此装置,下列说法正确的是( )
A.左侧液体密度小于右侧液体密度
B.左侧液体的质量等于右侧液体的质量
C.本装置可以探究液体压强与液体密度的关系
D.左侧液体对容器底的压强等于右侧液体对容器底的压强
9.如图,将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放在桌面上,再倒立放在桌面上。两次放置时,水瓶对桌面的压强和水对瓶底的压力分别是pA、pB和FA、FB,则下列关系式正确的是( )
A.pA=pB,FA<FB B.pA<pB,FA>FB
C.pA>pB,FA=FB D.pA<pB,FA<FB
10.一密闭的饮料瓶放在水平桌面上,如图甲所示,此时液体对容器底的压力为,容器对桌面的压强为;将容器倒立放置,此时液体对容器底的压力为,容器对桌面的压强为,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A., B.,
C., D.,
11.如图所示,质量与底面积相同的两个容器,分别装有质量相等的甲、乙两种不同的液体,且两液面相平,放在水平桌面上。下列说法中正确的是( )
A.容器对水平桌面的压力关系:
B.两容器中液体的密度关系:
C.液体对容器底部的压力关系:
D.液体对容器底部的压强关系:
12.两只容器中分别装有相同深度的水和盐水,如图所示,A、B、C三点中液体压强分别为pA、pB、pC,则pA、pB、pC的大小关系是( )
A. B.
C. D.
13.如图所示,同学们在两个底面积相同的容器甲、乙中盛放液面相平的酒精,它们之间有斜管相通,K是阀门,MN之间落差为10cm,则(ρ酒精=0.8×103kg/m3)( )
A.打开阀门K后,N处压强变大 B.打开阀门K后,N处压强变小
C.打开阀门K后,液体不会流动 D.MN两点间的液体压强差为1000Pa
14.三峡大坝上、下游的水位差最大可达113m,修建船闸有效地解决了航运方面的问题。船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。一艘轮船要从上游通过船闸驶往下游。图中所示是该船刚刚进入闸室的情景,下列操作步骤顺序正确的是( )
①关闭阀门A ②打开阀门B ③关闭闸门C ④打开闸门D
A.①④③② B.③①②④ C.②④①③ D.④②③①
15.茶文化在我国有悠久的历史,映出中华民族的悠久文明和礼仪。如图,一空茶壶静止在水平桌面,下列说法正确的是( )
A.茶壶处于静止状态,不受力的作用
B.倒入水后,茶壶对桌面的压强不变
C.壶中水静止时,壶嘴的水面比壶口的水面低
D.茶壶利用了连通器的原理
16.两个完全相同的瓶子中装满不同液体,用塞子塞住瓶口,如图所示放置在水平桌面上,若甲、乙两瓶对桌面的压强相等,那么甲瓶底部受到液体的压力、压强和乙瓶相比(瓶底指的是挨着桌面的部分)( )
A.F甲>F乙;p甲<p乙 B.F甲<F乙;p甲=p乙
C.F甲>F乙;p甲>p乙 D.F甲>F乙;p甲=p乙
17.如图所示,公路两侧的甲、乙两个池塘由路面下的倾斜涵洞相连,两池塘水面相平。下列关于涵洞中水流方向说法正确的是( )
A.此涵洞结构上不属于连通器
B.由于两个池塘水面相平,涵洞中的水不流动
C.由于水向低处流,涵洞中的水从甲向乙流动
D.由于乙侧涵洞口在水下位置较深,压强较大,涵洞中的水由乙流向甲
18.两个完全相同的圆柱形容器A、B置于水平桌面上,分别注入a、b两种液体,直到容器内液面达到相同的深度H。液体a、b对容器底部的压强p随液面深度h变化关系如图的图线Ⅰ、Ⅱ所示。现分别从A、B容器中取出适量液体,使液面下降相同深度Δh,并将取出的液体全部放入对方容器内,液体对两容器底部的压强恰好相等。下列判断正确的是( )
A.Δh与H之比为2∶1 B.液体a、b的密度之比为1∶2
C.液体a、b被取出的质量之比为1∶1 D.最终A、B容器内液体的总质量之比为1∶1
19.如图所示,盛有水的容器静止在水平桌面上。容器重1N,容器中水重7N,容器顶部和底部的面积均为100cm2,顶部到底部的高度h2=6cm,侧壁上有一开口弯管,弯管内的水面高度h1=8cm;水的密度为。下列选项中正确的是( )
A.水对容器顶部的压强为200Pa B.水对容器底部的压力为7N
C.水对容器底部的压强为700Pa D.容器对桌面的压力为9N
20.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
A.液体对容器底部的压强
B.容器对桌面的压强
C.液体的密度
D.容器对桌面的压力
21.如下图是水平桌面上的一个平底水壶,壶身尺寸如图所示,厚度不计,重6N,最大装水量为3L,底面积为400cm2。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg),则装满水时,水壶对水平桌面的压强为 Pa,水对壶底的压力为 N。
22.甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的液体。如图所示,将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜,静止时,两试管内液体相平,液面距离桌面的高度均为h,甲、乙试管内液体的密度分别为,则 ;液体对甲、乙两试管底的压强分别为和,则 。(均填“大于”“等于”或“小于”)
23.如图所示容器(仅右端上方开口) 连通器(选填“是”或“不是”)。容器中装有一定量的液体,若点的液体压强为,A点液体的压强为 Pa。()
24.放在水平站台上的行李箱受到的支持力与重力是一对 力。乘客上车后应站稳,抓好扶手,是为了防止列车运动状态改变时,乘客由于具有 而跌倒;如图所示,完全相同的圆柱形容器中,A、B两点的高度相同。若两种液体的质量相等。则A、B两点的压强关系是pA pB:液体对甲、乙两容器底的压力关系是F甲 F乙(均选填“>”“=”或“<”)。
25.小明将完全相同的两瓶水分别正放、倒放在水平桌面上,如图所示。甲、乙两瓶对桌面的压力分别为、,对桌面的压强分别为、,则 , 。图甲中水对瓶底的压强为,图乙中水对瓶盖的压强为,则 。(均选填“>”“<”或“=”)
26.如图,三峡船闸利用 的原理来实现船只顺利通行,三峡大坝上、下游水位差最大可达113m,深度为65m处水的压强为 Pa(、g取10N/kg)。
27.如图是周老师的一个饮水杯,它是双层玻璃杯,具有美观大方,保温效果好等特性,里层玻璃是一个盛水的内胆,标准的一个空心圆柱形,盛满水时,水深有15cm,水的体积为450mL,请问此时水对玻璃杯内胆底的压强是 Pa,压力是 N。
28.如图所示的水塔与自来水管组成一个 ,若水塔内水面高度,五楼住户水龙头出水口高度,四楼住户水龙头出水口高度,水龙头出水口面积为。五楼住户水龙头出水口受到水的压力是 N。(g取10N/kg,水的密度)
29.如图所示,有A、B两个质量分布均匀的实心物体放置在水平地面上。A为正方体,A的质量为,边长为。B为长方体,其所受到的重力为。将沿竖直方向从正中间切开,并将切去的左半部分叠放在的上方中央。则物体的密度为 。叠放后,对地面的压强为 ,若将的右半部分浸没并沉底于装有足够多水的薄壁容器中(容器足够高),此时水对容器底部的压强增加了,容器对地面的压强增加了,则长方体物体的密度为 。(、取)
30.如图是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)实验中液体内部的压强的大小是通过 来反映的。压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
使用压强计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形管中的液面能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。若在使用压强计前发现U形管两侧液面有高度差,应通过方法 (填序号)进行调节。
①从U形管内倒出适量的水
②拆除软管重新安装
③向U形管内加适量的水
(2)如图乙所示,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差 (选填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)比较图中的乙和丙图,可得出的结论是 ;
(4)比较图中 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关;
(5)该实验中用到的科学实验方法是 ;(写一种即可)
(6)同组同学玲玲在做实验时,保持图乙中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差变大了,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。老师说她的操作不科学,原因是 。
31.如图是“探究影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)图中压强计通过U形管两侧液面 反映橡皮膜所受压强的大小。实验前检查实验装置,观察到如图甲所示的情景,应该进行以下哪项操作 (选填字母)。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
(2)为探究液体压强与液体密度的关系,小明又完成了丁图所示实验,对比丙、丁两次实验发现两次U形管两侧水面高度差对比不明显,为使实验现象更加明显下列操作可行的是_________(选填字母)。
A.将丁图中金属盒下移
B.丁烧杯中换用密度更大的液体
C.将U形管中的水换成密度更小的酒精
(3)根据乙和丁实验步骤, (选填“可以”或“不可以”)得出结论:液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是: 。
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,当在图戊装置中的左右两侧注入水和酒精的深度相同时,看到橡皮膜向左侧凸起。由此可以判断 (选填“左”或“右”)侧的液体是水。
【链接中考】
1.(2025·四川乐山·中考真题)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A. B. C. D.无法判断
2.(2025·江苏扬州·中考真题)今年1-5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
3.(2025·上海·中考真题)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕,6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的水面下降0.02m,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等;求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量。
②金属小球的密度。
4.(2025·山东威海·中考真题)如图甲所示,摄影师拍摄到水底有亮、暗相间的条纹,条纹随着水面波动发生变化。水波如图乙所示,若一束光竖直入射到图示位置,则相比入射光,进入水中的光传播方向 (选填“不变”“向左偏折”“向右偏折”);此时水中A点受到水的压强 B点受到水的压强(选填“<”“=”“>”)。
5.(2025·江苏苏州·中考真题)如图甲,在透明密闭塑料盒的上下左右四个面上开了六个相同圆孔,在孔的位置蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f,将它压入水中后,出现如图乙所示的现象。
(1)通过观察橡皮膜 的形变可知,水的内部有向上的压强;
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知, 越大,水的压强越大;
(3)想探究同一深度处,各水平方向是否都有压强,接下来的操作是: 。
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