内容正文:
第11讲 液体的压强
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识:7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 液体压强的特点
1.液体压强产生的原因
(1)现象探究
图示
现象及分析
两端开口的玻璃圆筒,下端扎有橡皮膜,橡皮膜表面原来与筒口相平,当倒入水后,橡皮膜会向下凸出。表明水对容器的底部有向下的压强。
在开口的矿泉水瓶上扎个小孔,水从小孔喷出的情况如图甲所示,液体能从矿泉水瓶侧壁的孔喷出,说明水对容器侧壁有压强。
(2)液体产生压强的原因:液体受到重力,对容器底部有压力,所以会产生压强;液体具有流动性,所以对容器侧壁有压强。
2.探究液体压强与哪些因素有关
(1)U型管压强计: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)探究液体压强与哪些因素有关
实验目的
探究液体压强与哪些因素有关
实验思路
改变探头的方向,就能探究液体内部各个方向的压强;改变探头的深度或把探头放在其他液体中,就能探究液体压强与深度、液体密度等因素的关系。
实验器材
U形管压强计、烧杯、水、盐水
实验过程
(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。
(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。
(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。
实验结论
(1)同一液体中,深度越大,液体压强越大;
(2)同一深度,液体密度越大,液体压强越大;
(3)液体压强的大小跟方向无关。
实验设计与分析
(1)转换法:通过U形管中液面的高度差反映液体压强大小
(2)控制变量法:①探究液体压强与深度的关系时,在同种液体中控制金属盒方向不变,改变金属盒的深度(图b、c);②探究液体压强与方向的关系时,在同种液体中控制金属盒的深度不变,改变金属盒方向(图c、d);③探究液体压强与密度的关系时,控制金属盒的方向和深度不变,选择不同的液体(图c、e)
(3)实验前检查U形管压强计:
①检查U形管压强计的气密性:用手按压金属盒橡皮膜,观察U形管中液面高度差的变化,若变化明显则气密性良好,否则应拆下软管重新安装
②U形管内液面调平:不平的原因是软管中有过多气体,应拆下软管重新安装
(4)测量值小于计算值的原因:橡皮膜分担了压强(压力使橡皮膜发生了形变)
(5)(更换不同液体)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(6)压强计重的U型管不是连通器:有一端密封
(3)液体压强的特点
在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;深度越大,压强越大;液体内部压强的大小还与液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
知识点2 液体压强的大小
1. 推导液体压强计算公式
要想得到液面下某处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力,所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。
计算这段液柱对“平面”产生的压强,就能得到液面下深度为h处的压强。
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
这个液柱体的体积:V=Sh 这个液柱的质量: m=ρV=ρSh
这个液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的压强:p= = =ρgh
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh
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
【特别提醒】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
知识点3 连通器
1. 连通器
(1)连通器的概念:上端开口、下端连通的容器叫作连通器。
(2)连通器的特点:如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
利用液体压强及力的平衡知识解释连通器的特点
如图所示,想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片,我们用它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别是F1和F2,液片静止时,由二力平衡条件可知F1=F2。设液体密度为ρ、液片面积为S、连通器两侧液面的高度分别为h1和h2。则 ρgh1S=ρgh2S ,由此可得h1=h2。这表明当液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
(3)连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水
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
2. 船闸
(1)船闸的基本构造:船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。
(2)船闸的工作过程:分析一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
教材习题01
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。为什么每次橡皮膜都向内凹?哪一次凹进得更多?为什么?
解题方法
液体内部向各个方向都有压强,且深度越深,压强越大。
……
【答案】因为液体内部向各个方向都有压强,液体压强随深度的增加而增大,所以每次橡皮膜都向内凹,而且第二次凹进的更多。
教材习题02
如图,容器中间用隔板分成左右两部分,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其形状为一凹面。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。
(2)若要检验“在深度相同时液体压强跟密度有关”这一结论时,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。
解题方法
同一液体,深度越深,压强越大;不同液体的同一深度,液体密度越大,压强越大。
……
【答案】(1)在容器的左、右两部分装入不同深度的水,会看到橡皮膜凹向深度小的一侧。
(2)在容器的左部分装入水,右部分装入相同深度的酒精,会看到橡皮膜凹向酒精的一侧。
教材习题03
工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状?三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是多大?
解题方法
1 液体深度越深,压强越大;
2 液体压强大小用公式p=ρgh进行计算。
……
【答案】(1)液体压强随深度的增加而增大,拦河坝随着深度的增加,受到水的压强也增大,在单位面积上受到的压力也随之增大。拦河坝设计成下宽上窄的形状,可以使它随着深度增加承受的压力也增大。
(2)坝底受到的水的压强为
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×175m=1.75×106 Pa
教材习题04
图中的两个容器中盛有同种相同质量的液体,哪个容器底受到的压强大?
解题方法
根据液体压强公式进行分析比较。
……
【答案】根据 p=ρgh,由于两个容器中所盛的液体密度相同,右边的容器中液体的深度大,所以右边容器底受到的压强大。
教材习题05
某卫生间的地漏结构的剖面图如图所示,请你分析地漏存水杯是如何防止异味的。
解题方法
根据连通器原理进行分析。
……
【答案】这种地漏的结构是一个“扣碗”倒扣在存水杯上,存水杯与下水管连接。当存水杯中的水满后,由连通器原理可知,水就会从下水管流出,而下水管中的异味则不能通过地漏进入室内,从而达到密封的效果。
教材习题06
要在墙上挂一个大画框,怎样保证下边框水平?某同学用水和一根透明塑料管就解决了这个问题。请你说说应该怎样操作。
解题方法
如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的
……
【答案】根据连通器的特点可以解决这个问题,在透明塑料管中装入适量的水,使一侧的水面与底边框的一侧相平,调整底边框的另一侧与另一侧的水面相平,此时底边框处于水平。
考点一 探究液体压强与哪些因素有关
1.(24-25八年级下·吉林长春·期末)如图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)实验前按压探头橡皮膜,发现U形管内液面无明显变化,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”),此时微小压强计的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)解决(1)的故障后,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差。要使U形管左右两侧的水面相平,调节的方法是 (选填“A”或“B”);
A.直接向右侧管中加水 B.取下软管重新安装
(3)①比较乙、丙两图,可探究在同种液体中,液体内部压强与 的关系;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 的增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,这说明在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 。
【答案】(1) 漏气 不属于
(2)B
(3) 深度 液体密度 都相等
【详解】(1)[1]在探究 “影响液体内部压强大小因素” 的实验中,实验前按压探头橡皮膜,正常情况下,若装置不漏气,U形管内液面会出现明显的高度差。而现在发现U形管内液面无明显变化,说明装置漏气。
[2]上端开口,下端连通的容器是连通器,此时微小压强计的U形管一端没有开口,故不属于连通器。
(2)如果在使用前发现U形管中水面已有高度差,说明装置的封闭部分有了多余的空气,拆装软管可以把多余的空气排出去,故选B。
(3)[1]比较乙、丙两图,液体密度、探头的方向相同,图丙中探头深度较深,U形管两侧液面高度差较大,即液体压强较大,故可知:同种液体中,液体压强的大小与液体深度有关。
[2]比较丙、丁两图,探头的方向、深度相同,图丁中液体密度较大,U形管两侧液面高度差较大,即液体压强较大,故可知:当深度一定时,液体内部压强随液体密度的增大而增大。
[3]在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,液体的密度和深度都没有发生改变,U形管左右液面的高度差不变,即液体压强相等,可知在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
2.(24-25八年级下·山东枣庄·期末)如图是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置:
(1)U形管压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)U形管两侧液面 反映了液体压强大小,这种方法叫“ ”。
(3)将U形管置于空气中,液面应 。使用压强计前应检查装置是否漏气,轻轻按压橡皮膜,如果U形管液面不能灵活升降,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(4)正确操作后,分析 两图,可得出结论:同种液体,深度越深,压强越大。
(5)分析图丙、丁实验现象,可得出结论:深度相同时, 越大,压强越大。
(6)若将U形管中的水换成密度为的液体,保持探头在图乙中的深度不变,则U形管两侧液面高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)不属于
(2) 高度差 转换法
(3) 相平 漏气
(4)乙、丙
(5)液体的密度
(6)变小
【详解】(1)上端开口,底部连通的容器叫连通器,U形管的一端不开口,故组装好的U形管压强计不属于连通器。
(2)[1]实验过程中通过U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小。
[2]将液体压强大小转换为直观能看见的U形管两侧液面高度差的这种方法叫做转换法。
(3)[1]将U形管置于空气中,无压强差,液面应相平。
[2]使用压强计前,用手指轻压橡皮膜时,发现U形管液面变化不明显,则可能存在漏气,如果升降灵活,说明该装置不漏气。如果U形管液面不能灵活升降,说明该装置漏气。
(4)分析图乙、图丙的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,根据控制变量法得出结论:同种液体,深度越深,压强越大。
(5)分析图丙、丁的实验可知,深度相同,图丁中盐水密度大于水的密度,液面高度差更大,由转换法知压强更大,根据控制变量法得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(6)将U形管中的水换成密度为的液体,因为金属盒所处的深度不变,液体密度不变,则U形管左右两侧液体的压强差应保持不变,即,因为,则,即更换后U形管两侧液面高度差将变小。
考点二 液体压强的特点及其应用
3.(24-25八年级下·宁夏吴忠·期末)如图所示,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,这两次药瓶在水中的位置相同,可以看到橡皮膜都向内凹,说明液体内部向 方向都有压强。而且可以看到 (填写“甲”或“乙”)次凹陷的程度更大些。
【答案】 各个 乙
【详解】[1]因为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。
[2]橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,因为在液体密度一定时,液体压强随深度的增加而增大,所以乙次橡皮膜凹的更明显。
4.(24-25八年级下·山东济南·月考)由于长江上游的植被受到破坏,造成水土流失,使得长江水中的泥沙含量增加,导致江水密度增大。因此,在同等深度的情况下,江水对堤坝的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),从而使堤坝受到破坏的可能性增加了;且在建造堤坝时,考虑到压强的影响,堤坝的底部应比上部建得 (选填“宽”或“窄”)。
【答案】 变大 宽
【详解】[1]泥沙的密度比水的密度大,江水中的泥沙含量增加,会导致江水密度增大,液体压强与液体的密度有关,在同一深度处,液体的密度越大,则液体压强越大,所以,在同等深度的情况下,长江水对堤坝的压强变大,从而使堤坝受到破坏的可能性增加。
[2]液体的压强随深度的增加而增大,所以在建造堤坝时,考虑到压强的影响,堤坝的底部应比上部建得宽一些。
5.(24-25八年级下·上海金山·月考)如图所示,水平地面上甲、乙两圆柱形容器中的液面相平。A、B、C 三点液体的压强分别为pA、pB、pC ,(ρ酒精=0.8×103kg/m3)其中压强最大的是 ;要使甲乙两容器中A、C两点的压强相等,下列做法可行的是 。(选填字母)
A.向甲容器里加入酒精 B.在乙容器中抽取水 C.在两容器中抽取同样体积的两种液体
【答案】 pC ABC
【详解】[1]A、B两点,液体的密度相同,但深度不同,由于A所处的深度大于B所处的深度,所以由可知,pA大于pB,A、C两点所处的深度相同,甲中的液体为酒精,乙的液体为水,水的密度大于酒精的密度,所以由可知,pA小于pC,所以压强最大的是pC。
[2]要使甲乙两容器中A、C两点的压强相等,则要么增大A点的压强,要么减小C点的压强。
A.根据公式可知,向甲容器里加入酒精,会使深度变大,则A点的压强增大,故A符合题意;
B.根据公式可知,向乙容器抽取水,会使深度变小,则C点的压强减小,故B符合题意;
C.在两容器中抽取同样体积的两种液体,由图可知,甲容器的底面积大于乙容器,根据公式可知,甲容器抽取液体的高要小,则甲容器剩余液体的深度大于乙容器,因原本A、C两点所处的深度相同,现A点的深度大于C点,而A点的密度小于C两点,根据公式可知,使A、C两点的压强可能会相等,故C符合题意。
故选ABC。
考点三 液体压强公式的简单应用
6.(25-26九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,在两支同样的试管里分别装有不同液体A和B,若按图中方式放置时,A、B两液面等高,液体对试管底部的压强pA小于pB,则液体的密度ρA ρB,液体质量mA mB。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 小于 小于
【详解】[1][2]A、B两液面等高,则,液体对试管底部的压强,根据公式可知,液体的密度。两支试管相同,则A、B两液体的体积,根据公式可知,液体质量。
7.(24-25八年级下·福建厦门·期中)盛有水的容器中,A、B两点的位置如图所示,A点处水的深度为 m,B点所在的水平表面的面积为6cm2,该表面受到水向上的压力为 N。
【答案】 0.8 3
【详解】[1]深度是指从自由液面到某处的竖直距离,根据图示可知,A处水的深度为
[2]B点受到水的压强为
根据可得,则该表面受到水的压力为
8.(24-25八年级下·湖北宜昌·期中)三峡大坝坝底海拔是66m,某年6月1日上午九时,大坝开始蓄水,到6月10日下午五时,蓄水水面海拔达135m,g取10N/kg,此时水对大坝坝底的压强为( )
A.6.6×105Pa B.6.9×105Pa C.1.35×106Pa D.2.01×106Pa
【答案】B
【详解】大坝内水深
水对大坝坝底的压强
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.(24-25八年级下·福建福州·月考)如图所示各容器中装入一定量的水后放在同一水平桌面上,其中A、B、C、D点等高。这四个点所受到的液体压强分别为、、、,则( )
A.最大 B.最大
C.最大 D.最大
【答案】D
【详解】液体压强公式中,h为深度,深度是指研究点到自由液面间的竖直距离,据图可知,D点处自由液面最高,D点所处的深度最深,液体都是水,密度相同,根据可知,D点的压强最大,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
考点四 比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小
10.(24-25八年级下·江苏常州·月考)如图所示,一个装水的密封杯子放在水平桌面上,若将杯子倒过来,则水对杯底的压强 ,杯子对桌面的压力 (均填“变大”不变”或“变小”)。
【答案】 变小 不变
【详解】[1]杯子倒扣后,水的深度变浅,由得,水对杯底的压强变小。
[2]因为水平桌面上物体对桌面的压力和自身的重力相等,且装水的密封杯子的总重力不变,所以将杯子倒过来后,杯子对桌面的压力不变。
11.(24-25八年级下·四川绵阳·期中)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量相同的不同液体,放在水平桌面上,液面恰好相平,则下列说法正确的是( )
A.容器A中的液体密度等于容器B中的液体密度
B.A容器底受到的压强大于B容器底受到的压强
C.A容器底受到的压力等于B容器底受到的压力
D.A容器对桌面的压强等于B容器对桌面的压强
【答案】D
【详解】ABC.由图可知,A容器内液体的体积大于B容器内液体的体积,且两液体的质量相等,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即。由题知两容器内液体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即。又因两容器的底面积相等,由F=pS可知,A容器底受到的压力小于B容器底受到的压力,故ABC错误;
D.由题意可知,A、B两容器的质量相等,容器内液体的质量也相等,因水平面上物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以两容器对水平桌面的压力相等,即FA=FB,又因两容器的底面积相等,由可知,两容器对桌面的压强相等,故D正确。
故选D。
12.(2025·辽宁·一模)如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大 B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大 D.p变小,F不变,p′变大
【答案】C
【详解】由于瓶内水不满,而瓶子上细下粗,所以倒过来时水的深度变大,由p=ρgh可知,液体对瓶盖的压强变大,即p变大;甲中水对容器底部的压力和液体的重力相等,乙中上粗下细,水对容器底部的压力小于水的重力,所以F变小;瓶对桌面的压力等于瓶和里面水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,所以对桌面的压力也不变,而倒过来后受力面积变小,所以,由可知,瓶子对桌面的压强变大,即p′变大;故C正确,ABD错误。
故选C。
13.(24-25八年级下·广西北海·月考)如图所示,三个质量、底面积相同,但形状不同的容器放在水 平桌面上,容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.甲最大 B.乙最小 C.丙最大 D.一样大
【答案】A
【详解】容器对桌面的压强,已知容器质量、底面积S相同,且p相等,因此容器对桌面的压力相等。容器对桌面的压力,容器质量相同,相等,因此三种液体的重力相等,即液体质量相等。由图可知,三种液体的液面在同一水平面,但容器形状不同:如图可得三种液体的体积关系
由密度公式,可知已知液体质量m相等,V越小,密度ρ越大,即
液体对容器底的压强用公式,已知三种液体的液面深度h相同,且,因此三种液体对容器底的压强,即甲液体对容器底的压强最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点五 计算液体对容器底的压强和压力
14.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,一个重为10N,底面积为0.01m2的平底薄壁玻璃大花瓶放在足够大的水平桌面上,瓶内装有重为20N的水,水面到瓶底的距离为0.2m。求:
(1)水对瓶底的压强p水;
(2)水对瓶底的压力F水;
(3)花瓶对水平桌面的压力F瓶和压强p瓶。
【答案】(1)2000Pa
(2)20N
(3)30N,3000Pa
【详解】(1)水对瓶底的压强为
(2)水对瓶底的压力为
(3)花瓶对水平桌面的压力为
花瓶对水平桌面的压强为
15.(24-25九年级下·辽宁鞍山·月考)一只重2N、底面积为50cm2的平底薄壁茶壶放在面积为0.8m2的水平桌面中央,茶壶内所盛的茶水重12N,茶壶高为15cm,茶壶底受到水的压强是1200Pa。求:(ρ茶水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,薄壁茶壶的厚度忽略不计)求:
(1)茶壶底到水面的距离是多少cm;
(2)茶壶底受到水的压力是多少N;
(3)茶壶对桌面的压强是多少Pa。
【答案】(1)12cm
(2)6N
(3)2800Pa
【详解】(1)已知茶壶底受到水的压强p =1200Pa,根据液体压强公式可得茶壶底到水面的距离为
(2)根据压强公式可得茶壶底受到水的压力
(3)茶壶对水平桌面的压力等于茶壶和茶水的总重力,即
茶壶对桌面的压强是
16.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)木桶效应,又称短板效应,是指一个木桶的盛水量取决于其最短的那块木板。一只有短板的木桶放在水平地面上,如图所示。木桶的质量为1kg,高0.5m,最短的木板高0.4m,桶底内部底面积为4×10-2m2,倒入20kg的水刚好可以将这个桶装满。求:(g取10N/kg)
(1)空木桶对水平地面的压力;
(2)装满水时水对桶底的压强;
(3)装满水的木桶底受到水的压力。
【答案】(1)10N
(2)4000Pa
(3)160N
【详解】(1)空木桶放在水平地面上,其对地面的压力等于自身的重力,空木桶对水平地面的压力
(2)根据“木桶效应”,木桶装满水时,水的深度取决于最短木板的高度,最短木板的高度为0.4m,水对桶底的压强为
(3)桶底内部底面积,装满水的木桶底受到水的压力为
考点六 液体压强的复杂计算
17.(24-25八年级下·湖北襄阳·期末)如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则刚开始时液体的深度H= ,容器上、下两部分横截面积之比S1:S2= 。在排出液体的过程中,阀门开启的程度在逐渐 (选填“增大”或“减小”)。(g=10N/kg)
【答案】 15cm 1:4 增大
【详解】[1]由乙图可知,当t=0s时,
阀门打开前液体的深度
[2]设容器上面部分液体的高度为h1,h1对应的液体压强
则容器上面部分液体的高度为
所以容器下面部分液体的高度为
由于匀速排液,相同的时间内排出液体的体积相同,则后20s排出液体的体积是前10s排出液体体积的2倍,由V=Sh可得,上、下两部分液体的体积关系为
则上、下两部分的横截面积之比为
[3]根据液体压强公式,当阀门打开后,容器的液面高度下降会导致压强降低,流速变小,维持液体排出的速度恒定,就要增大通过阀门的横截面积,故阀门开启的程度在逐渐增大。
18.(24-25八年级下·湖北武汉·期中)如图甲所示,某同学在水平桌面上将重力为60N的实心金属圆柱体放入高为30cm的圆柱形容器中,向容器内注水,并记录一段时间水对容器底部的压强p与注入水的体积V的关系如图乙所示,圆柱形容器厚度和质量不计,下列说法正确的是( )
A.圆柱体的底面积为
B.圆柱体的密度为
C.圆柱形容器的底面积为
D.注满水时,圆柱形容器对桌面的压强为
【答案】D
【详解】AC.由图可知,水对容器底部的压强p与注入水的体积V的关系可分为两个阶段,第一阶段(注水体积为0~,即注水至圆柱体刚被浸没前):水的压强随体积线性变化;第二阶段(圆柱体被浸没后继续注水至容器满),水的压强随体积变化斜率改变。从图像知,注入水时圆柱体刚被浸没,此时水的深度等于圆柱体高度,由可得圆柱体的高度为
第二阶段,注入水体积从到,水的压强从2000Pa到2500Pa,此时水的深度变化
则圆柱形容器的底面积为
第一阶段水填充的是 “容器底面积与圆柱体底面积之差” 的空间,即,则圆柱体的底面积为
故AC错误;
B.圆柱体的质量为
则圆柱体的密度为
故B错误;
D.注满水时水的体积
水的质量为
水的重力为
注满水时,圆柱形容器对桌面的压强为
故D正确。
故选D。
考点七 连通器的特点及应用
19.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)如图所示,将两个注射器筒的活塞拔出,通过胶管将注射器连接起来,并在其中注入水,待其静止后两侧的水面相平,如图所示,该装置实际上是一个 。请你列举一个与该装置所涉及的物理知识相同的其他实例: 。
【答案】 连通器 茶壶
【详解】[1]该装置由两个上端开口、底部相连通的容器组成,符合连通器的结构特点,静止后两侧水面相平,是连通器原理的体现。
[2]茶壶的壶身与壶嘴上端开口、底部连通,静止时壶身与壶嘴内的水面相平,与该装置利用的连通器原理相同。
20.(2025·辽宁·一模)如图所示,一艘轮船由下游经过船闸驶往上游。图中上游的水对阀门A的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)闸室的水对阀门A的压强。船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,闸室水面与上游水面最终会相平,这利用了 原理。
【答案】 大于 连通器
【详解】[1]由于液体内部压强随深度的增加而增大,图中上游的水深,闸室的水相对较浅,因此,上游的水对A阀门的压强大于闸室的水对阀门A的压强。
[2]船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,此时闸室与上游构成了一个上端开口下部相连通的容器,此时相当于是一个连通器,因此闸室中的水位会上升,闸室水面与上游水面最终会相平。
21.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)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。下列有关说法中错误的是( )
A.地漏的存水杯装满水时是连通器
B.当存水杯装满水时,地面上的水仍能流进下水道
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内
D.为了防止异味气体进入室内,存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2
【答案】D
【详解】A.根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,属于连通器,故A正确,不符合题意;
BC.由连通器原理可知,隔离板的作用是:当存水杯装满水时,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BC正确,不符合题意。
D.根据地漏的结构图可知,左右两个容器连通,上端开口,当水不再流动时,水面保持相平,所以了防止“异味”进入室内,水面能到达的最低高度是位置3的高度,最高高度是3的高度,故D错误,符合题意。
故选D。
1.经历探究液体压强的特点的实验过程,认识液体压强与液体深度和密度的关系,能准确陈述液体压强的特点。
2.会利用液体压强的特点解释有关现象。
3.能熟练写出液体压强公式,并能进行简单计算。
4.能说出连通器的特点,并能举出一些常见连通器的实例。
1.(24-25八年级下·广东汕尾·期末)如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是 Pa,水对壶底的压力是 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 连通器 1200 4.8
【详解】[1]壶嘴和壶身底部相通、上端开口,构成连通器(连通器是上端开口、底部相连通的容器,符合茶壶的结构特点)。
[2]水对壶底的压强:由液体压强公式,代入、、,得
[3]水对壶底的压力:由 ,代入 、,得
2.(24-25八年级下·江苏常州·月考)如图所示是一辆暴雨时不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。若车门在水下部分的面积为8×103cm2,受到水的平均压强为5×103Pa,此时车门所受水的压力为 N,紧急情况下,应挥动逃生锤的 (填“B”或“C”)端砸向车窗。
【答案】 变大 4×103 B
【详解】[1]随着水位升高,车门上A处的水深h不断增加,由可知,A处受到水的压强将变大。
[2]由可得,车门受到的压力
[3]由图知,B端比C处的面积小,用B端砸向玻璃窗的边角,根据,在用力相同的情况下,产生的压强越大,玻璃更容易破碎。
3.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,装有液体的轻质密闭圆台形容器放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则容器对水平地面的压强将 ,液体对容器底部的压强将 (两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 变大 变大
【详解】[1]倒置前后,容器和液体对水平地面的压力大小不变,但倒置后容器与地面的接触面积变小了,根据固体压强公式,当压力不变时,受力面积变小,压力的作用效果更明显,压强变大。
[2]倒置后液体的深度h会变大,根据液体压强公式,液体密度不变,深度h变大,所以液体对容器底部的压强变大。
4.(24-25八年级下·上海·期末)盛有一定质量水的轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上,重为5牛的柱体A漂浮在水面上(水无溢出),如图所示。已知容器底面积,水深,水对容器底部的压强p= 帕,水对容器底部的压力F= 牛,加入A后容器对地面的压力增加量∆F容= 牛。
【答案】 980 9.8 5
【详解】[1]水对容器底部的压强
[2]水对容器底部的压力
[3]容器对地面的压力等于容器和容器内物体的总重力,所以加入A后容器对地面的压力增加量。
5.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)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a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。则两种液体密度的大小关系是ρa ρb;两种液体对容器底压强的大小关系是pa pb。 (选填“>”“<”或“=”)
【答案】 < <
【详解】[1]由图可知,,而a、b两种液体的质量是相等,由密度公式可知,。
[2]a液体对容器底压强的大小
b容器中液体上窄下宽,则b中液体对容器底部的压力大于液体的重力,则b液体对容器底压强的大小
因为,所以。
6.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)(1)如图所示,烧杯静止在水平桌面上,里面放有冰块,此时冰块对杯底的压强为; 当冰全部熔化成水后,水对杯底的压强为;则 (选填“>”、“<”、“ =”),冰熔化过程中烧杯对桌面的压强将 (选填“增大”、“变小”、“不变”)。
(2)如图所示,容器中盛有水,容器壁AB所受水的压强是 Pa,容器底所受水的压强是 Pa。换盛另一种液体,此时容器壁AB受到的压强为,该液体的密度是 。(,g取10N/kg)
【答案】(1) > 不变
(2) 6×103 9×103 0.9×103
【详解】(1)[1]冰化成水后,质量不变,重力不变,此时压力等于重力,故水对杯底的压力和冰对杯底的压力相等,但熔化后受力面积变大,根据可得,压强变小,即p1>p2。
[2]冰熔化前后,水的质量不变,重力不变,杯子对桌面的压力等于杯子和水的重力之和,二者之和不变,受力面积不变,根据可知,杯子对桌面的压强不变。
(2)[1]由图可知,容器壁AB的深度为
容器壁AB受到水的压强为
[2]容器底部水的深度为
容器底受到水的压强为
[3]换盛另一种液体,此时容器壁AB受到的压强为,由p=ρgh可知,另一种液体的密度为
7.(25-26九年级上·黑龙江大庆·开学考试)一只可乐瓶,其侧壁有a、b两个小孔并用塞子塞住,瓶内盛有一定质量的酒精,如图所示,把可乐瓶放入水中,当瓶内外液面相平时,拔出a、b两孔上的塞子,则( )
A.a、b两孔均有水流入
B.a、b两孔均有酒精流出
C.酒精从a孔流出,水从b孔流入
D.水从a孔流入,酒精从b孔流出
【答案】A
【详解】当可乐瓶内外的液面相平时,瓶内的酒精和瓶外的水在液面处的压强均等于大气压。然而,由于水的密度()大于酒精的密度(),在同一深度h处,外部水的压强 始终大于内部酒精的压强 ,无论小孔a和b位于侧壁的哪个深度(只要在液面下方),外部水的压强都会高于内部酒精的压强。因此,拔掉塞子后,两个小孔处均会有水流入瓶内,而酒精不会流出。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(24-25八年级下·江苏南通·月考)三个相同的量筒里装有相同体积的水,用细线拴好体积相等的实心铜块、铁块和铝块,再将它们分别浸没在各量筒中,三个金属块都不接触量筒底且量筒中都没有水溢出。已知ρ铜>ρ铁>ρ铝,则水对量筒底部的压强情况是( )
A.放铜块的最大 B.放铁块的最大 C.放铝块的最大 D.三个一样大
【答案】D
【详解】由题意,体积相等的实心铜块、铁块和铝块,浸没在装有相同体积水的量筒中,三个相同的量筒里装有相同体积的水,三个金属块排开水的体积相同,所以液面上升后的深度是相同的,根据液体压强公式可知,水的密度相同,水的深度相同,因此三个量筒中水对量筒底部的压强是相等的,故D符合题意。
故选D。
9.(24-25八年级下·江苏泰州·月考)如图所示两个完全相同的容器里分别盛有质量相等的水和酒精(ρ水>ρ酒),下面说法正确的是( )
A.甲中盛的是酒精,乙中盛的是水
B.在离容器底部相同高度的A点和B点的压强关系是:pA>pB
C.液体对容器底部的压强相同
D.容器对地面的压强的关系是:p甲<p乙
【答案】C
【详解】A.已知两个容器中液体的质量相等,又由于,根据可知,酒精的体积较大,故甲容器中是水,乙容器中是酒精,故A错误;
BC.所装液体的质量相等,则液体的重力相等,由于两个容器为柱形,液体对容器底的压力等于自身的重力,所以两液体对容器底的压力相等,两个容器完全相同,则底面积相同,根据可知,两液体对容器底的压强相等。图中A、B两点距离容器底的高度相等,根据可得,A点以下部分水对容器底的压强比B点以下部分酒精对容器底的压强大,所以A点所受液体压强比B点的小,故B错误,C正确;
D.两容器对地面的压力等于容器内液体的重力加上容器的重力,两种液体质量相等,由可知,两种液体重力相等,两个容器重力也相等,故两容器对地面的压力相等,两容器底面积相等,根据公式可知,两容器对地面的压强相等,故D错误。
故选 C。
10.(24-25八年级下·安徽蚌埠·期中)如图,装有水的薄壁水杯静止在水平木板上。水杯中的水重为G1,水杯自重为G2,水杯底面积为S1,木板面积为S2,则( )
A.水对水杯底的压力大小为G1 B.水对水杯底的压强大小为
C.水杯对木板的压强大小为 D.水杯对木板的压强大小为
【答案】C
【详解】AB.因为杯子的形状上粗下细,所以有部分水会压在水杯壁上,故水对杯底的压力小于水的重力,压强会小于,故AB不符合题意;
CD.水杯静止在水平木板上,水杯对木板的压力等于水与水杯的总重力,即F′=G总=G1+G2
则水杯对木板的压强为
故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
11.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg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900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.35kg B.0.44kg C.0.40kg D.0.6kg
【答案】C
【详解】正放时,水柱为标准的圆柱体,根据此时水对瓶底的压强为900Pa,根据求得水柱高度
水的质量为0.3kg,由此可知每0.1kg水占圆柱体部分3cm高度。将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa,根据求得水深度
瓶子总高20cm,上方空心部分高度6cm,装满水需要0.2kg,由此可知整个瓶子装满水的质量为0.5kg,瓶子的容积
若该玻璃瓶内装满密度为的酒精,则酒精的质量为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
12.(24-25八年级下·河北邯郸·月考)如图甲、乙、丙三个容器中盛有密度不同的液体,已知三点处液体的压强相等,则各容器中液体密度的大小,液体对容器底部压强的大小排列顺序都正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由图可知,、、三点处的深度大小关系为,已知三种液体中、、三点处的压强相同,由可知,,三杯液体到杯底的深度相同,由可知,,故ACD错误,B正确。
故选B。
13.(2025·江西九江·模拟预测)肖峻和晓伟对液体的压强与哪些因素有关进行了研究:
(1)他们向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧的高度不相平,接下来应该 (选填序号)。
A.不影响,可以进行实验
B.拔出橡皮管重新安装
C.向右侧管注红墨水
(2)如图乙所示他将橡皮管的一端套在左侧的端口后,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“明显”或“不明显”),此时说明U形管气密性好。
(3)如图丙所示,他们解决问题后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及对应U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与 的关系。他们通过观察U形管左右两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,这里运用的物理研究方法是 法。
(4)如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是 。
(5)肖峻同学换用酒精、油和盐水,继续探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 相同。根据所学知识判断,使U形管左右两侧液面高度差最小的是 (选填字母符号)。
A.酒精 B.油 C.盐水
【答案】(1)B
(2)明显
(3) 液体深度 转换
(4)红墨水比水的密度大或橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力
(5) 深度 A
【详解】(1)图甲中液体不流动时,两侧的液面保持相平;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B。
(2)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,U形管两边液注的高度差变化明显,则说明装置不漏气,气密性好。
(3)[1]如图丙所示,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及对应U形管左右两侧液面的高度差,由于液体的密度不变,只改变液体的深度,是为了探究液体压强与液体深度的关系。
[2]液体内部压强大小不易直接观察,实验中是通过U形管两侧液面高度差的大小来间接反映液体压强的大小,这是转换法。
(4)如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是红墨水比水的密度大或橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力。
(5)[1]为了探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法可知,需要控制探头在不同液体中的深度相同。
[2]探头在液体中的深度相同,根据可知,深度相同,液体的密度越大,压强越大,所以在盐水中的压强最大,U形管左右两侧液面的高度差最大,液体的密度越,小压强越小,所以在酒精中的压强最小,U形管左右两侧液面的高度差最小,故选A。
14.(24-25八年级下·江苏苏州·月考)2023年3月11日,“探索一号”科考船携“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚,圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务,这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,探究实验如图所示,图甲是U形管压强计,乙、丙、丁为实验过程:
(1)实验过程中通过观察U形管两侧 来比较液体内部压强大小;
(2)压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好,实验前应用手按压橡皮膜并观察U形管中的液柱,目的是检查 ;
(3)比较图乙、丁两次实验可初步得出结论:液体内部压强与 有关。若实验时乙、丁容器中液面高度不同, (选填“能”或“不能”)完成该实验探究;
(4)小杨查阅资料还发现深海潜水器比浅海潜水器外壳更厚,这可以通过 两次实验得出的结论来解释;
(5)小杨发现用图戊装置不仅可以探究“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,直到橡皮膜相平;
③测得待测液体液面到容器底的深度为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ρ= (水的密度用ρ水表示)。
【答案】(1)液面高度差
(2) 薄 压强计的气密性
(3) 液体的密度 能
(4)乙、丙
(5)
【详解】(1)实验过程中通过观察U形管两侧液面高度差来比较液体内部压强大小,采用了转换法。
(2)[1]橡皮膜越薄,橡皮膜越容易发生形变,反应越明显,压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好。
[2]实验前应用手按压橡皮膜并观察U形管中液面高度差,目的是检查压强计的气密性。
(3)[1]比较图乙、丁两次实验可知,液体的深度相同时,液体的密度不同,U形管两侧液面高度差不同,可得出结论:液体内部压强与液体的密度有关;
[2]若实验时乙、丁容器中液面高度不同,但只要保证探头橡皮膜的深度相同,液体密度不同,也能得出液体内部压强与液体的密度的关系,所以能完成该实验。
(4)比较图乙、丙两次实验可知,液体的密度相同时,探头橡皮膜的深度不同,U形管中的液面高度差不同,且探头橡皮膜的深度越大,U形管中的液面高度差越大,说明同种液体内部压强随深度的增加而增加,深海潜水器比浅海潜水器外壳更厚,利用的就是此原理。
(5)左侧加入适量的水,接着往右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜相平,此时左右两边液体对橡皮膜的压强相同,则
所以待测液体密度的表达式
15.(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)如图所示,这是家庭厨房中常见的洗菜水槽,水槽出水口下方连接排水管,水槽中水深为,出水口有一重为、上表面积为的橡胶塞子。橡胶塞子上系有细绳,且刚好嵌入出水口,橡胶塞子与出水口间的摩擦忽略不计。(水的密度为取)求:
(1)水对橡胶塞子的压强;
(2)水对橡胶塞子的压力;
(3)用手拉细绳一端,提起橡胶塞子至少需要的拉力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水深h为 0.10 m,水的密度为 1.0×10³ kg/m³,g取10 N/kg,则水对橡胶塞子的压强p=ρgh=1.0×10³ kg/m³×10 N/kg×0.10 m=1000 Pa
(2)橡胶塞子上表面积S为 80 cm²,则水对橡胶塞子的压力F=pS=1000 Pa×80×10⁻⁴ m²=8 N
(3)橡胶塞子的重力G为 0.5 N,则要提起橡胶塞子时,需克服它的重力和水的压力之和,因此最小拉力为T=F+G=8 N+0.5 N=8.5 N
16.(24-25八年级下·湖南衡阳·期中)重为2N,底面积为的薄壁容器内盛有0.2m深的水,放在水平桌面的中央,若容器对桌面的压强为。求:
(1)水对容器底的压强。
(2)容器对桌面的压力。
(3)求水的重力,该容器的大致形状为a、b、c哪一种?
(4)若在容器中浸没一密度为,体积为的物块,且无水溢出,请计算容器对桌面压强的增加量。
【答案】(1)
(2)14N
(3)12N,a
(4)
【详解】(1)水对容器底的压强
(2)根据可得容器对桌面的压力
(3)容器对桌面的压力等于容器与水的总重力,即,已知,则水的重力为
假设容器为柱形(形状b),水的体积
水的重力
而实际,说明容器底小、口大,大致形状为a。
(4)物块的质量
物块的重力
容器对桌面压力的增加量,得容器对桌面压强的增加量
17.(24-25八年级下·福建泉州·期中)如图所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5cm的立方体,下部是边长10cm的立方体。已知水的密度为1×103kg/m3。
(1)若向容器中注入深度为8cm的水,求此时水对容器底部的压强。
(2)若将这个容器装满水,求此时容器对桌面的压强。
(3)若向容器内注入1.1kg水,求此时容器底部所受水的压力。
【答案】(1)800Pa
(2)1545Pa
(3)14N
【详解】(1)此时水对容器底部的压强为
(2)下部立方体的体积为
上部立方体的体积为
水的总体积为
根据公式,水的总质量为
水的总重力为
容器对桌面的压强为
(3)1.1kg水的体积为
所以水会充满下部并溢出到上部,进入上部的水的体积为
上部容器中水的高度为
此时容器中水的总深度为
水对容器底部的压强为
根据得,容器底部所受水的压力为
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第11讲 液体的压强
内容导航——预习三步曲
第一步 学
析教材·学知识:教材精讲精析、全方位预习
练习题·讲典例:教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点·强知识:7大核心考点精准练
第二步 记
串知识·识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步 测
过关测·稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 液体压强的特点
1.液体压强产生的原因
(1)现象探究
图示
现象及分析
两端开口的玻璃圆筒,下端扎有橡皮膜,橡皮膜表面原来与筒口相平,当倒入水后,橡皮膜会向下凸出。表明水对容器的底部有向下的压强。
在开口的矿泉水瓶上扎个小孔,水从小孔喷出的情况如图甲所示,液体能从矿泉水瓶侧壁的孔喷出,说明水对容器侧壁有压强。
(2)液体产生压强的原因:液体受到 ,对容器底部有压力,所以会产生压强;液体具有 性,所以对容器侧壁有压强。
2.探究液体压强与哪些因素有关
(1)U型管压强计:①作用:测量液体内部 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 , 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 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 。
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 ,如果 ,说明不漏气;如果两侧高度差 ,说明是漏气的。若是漏气的,则应该拆卸后重新安装。
(2)探究液体压强与哪些因素有关
实验目的
探究液体压强与哪些因素有关
实验思路
改变探头的方向,就能探究液体内部各个方向的压强;改变探头的深度或把探头放在其他液体中,就能探究液体压强与深度、液体密度等因素的关系。
实验器材
U形管压强计、烧杯、水、盐水
实验过程
(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。
(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。
(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。
实验结论
(1)同一液体中,深度越大,液体压强越大;
(2)同一深度,液体密度越大,液体压强越大;
(3)液体压强的大小跟方向无关。
实验设计与分析
(1)转换法:通过U形管中液面的高度差反映液体压强大小
(2)控制变量法:①探究液体压强与深度的关系时,在同种液体中控制金属盒方向不变,改变金属盒的深度(图b、c);②探究液体压强与方向的关系时,在同种液体中控制金属盒的深度不变,改变金属盒方向(图c、d);③探究液体压强与密度的关系时,控制金属盒的方向和深度不变,选择不同的液体(图c、e)
(3)实验前检查U形管压强计:
①检查U形管压强计的气密性:用手按压金属盒橡皮膜,观察U形管中液面高度差的变化,若变化明显则气密性良好,否则应拆下软管重新安装
②U形管内液面调平:不平的原因是软管中有过多气体,应拆下软管重新安装
(4)测量值小于计算值的原因:橡皮膜分担了压强(压力使橡皮膜发生了形变)
(5)(更换不同液体)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
(6)压强计重的U型管不是连通器:有一端密封
(3)液体压强的特点
在液体内部的同一深度,向 的压强都相等; 越大,压强越大;液体内部压强的大小还与液体的 有关,在深度相同时,液体的密度越 ,压强越大。
知识点2 液体压强的大小
1. 推导液体压强计算公式
要想得到液面下某处的压强,可以设想这里有一个水平放置的“平面”S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力,所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。
计算这段液柱对“平面”产生的压强,就能得到液面下深度为h处的压强。
设想在密度为ρ的液面下有一高度为h、截面积为S的液柱。
这个液柱体的体积:V=Sh 这个液柱的质量: m=ρV=ρSh
这个液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的压强:p= = =ρgh
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 。
(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
【特别提醒】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
知识点3 连通器
1. 连通器
(1)连通器的概念:上端 、下端 的容器叫作连通器。
(2)连通器的特点:如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是 的。
利用液体压强及力的平衡知识解释连通器的特点
如图所示,想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片,我们用它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别是F1和F2,液片静止时,由二力平衡条件可知F1=F2。设液体密度为ρ、液片面积为S、连通器两侧液面的高度分别为h1和h2。则 ρgh1S=ρgh2S ,由此可得h1=h2。这表明当液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的。
(3)连通器的应用
茶壶的壶身和壶嘴构成连通器,方便倒水
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
2. 船闸
(1)船闸的基本构造:船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。
(2)船闸的工作过程:分析一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
教材习题01
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。为什么每次橡皮膜都向内凹?哪一次凹进得更多?为什么?
解题方法
液体内部向各个方向都有压强,且深度越深,压强越大。
……
【答案】
教材习题02
如图,容器中间用隔板分成左右两部分,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其形状为一凹面。它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度有关”的实验。
(1)若要检验“在同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。
(2)若要检验“在深度相同时液体压强跟密度有关”这一结论时,应该怎样实验?说出实验步骤和应该看到的现象。
解题方法
同一液体,深度越深,压强越大;不同液体的同一深度,液体密度越大,压强越大。
……
【答案】
教材习题03
工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状?三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是多大?
解题方法
1 液体深度越深,压强越大;
2 液体压强大小用公式p=ρgh进行计算。
……
【答案】
教材习题04
图中的两个容器中盛有同种相同质量的液体,哪个容器底受到的压强大?
解题方法
根据液体压强公式进行分析比较。
……
【答案】
教材习题05
某卫生间的地漏结构的剖面图如图所示,请你分析地漏存水杯是如何防止异味的。
解题方法
根据连通器原理进行分析。
……
【答案】
教材习题06
要在墙上挂一个大画框,怎样保证下边框水平?某同学用水和一根透明塑料管就解决了这个问题。请你说说应该怎样操作。
解题方法
如果连通器内装有相同的液体,液体不流动时,连通器各部分容器中液面的高度总是相同的
……
【答案】
考点一 探究液体压强与哪些因素有关
1.(24-25八年级下·吉林长春·期末)如图是小明探究“影响液体内部压强大小因素”的实验。
(1)实验前按压探头橡皮膜,发现U形管内液面无明显变化,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”),此时微小压强计的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)解决(1)的故障后,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差。要使U形管左右两侧的水面相平,调节的方法是 (选填“A”或“B”);
A.直接向右侧管中加水 B.取下软管重新安装
(3)①比较乙、丙两图,可探究在同种液体中,液体内部压强与 的关系;
②比较丙、丁两图可知,当深度一定时,液体内部压强随 的增大而增大;
③图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两侧液面的高度差不变,这说明在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强 。
2.(24-25八年级下·山东枣庄·期末)如图是“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置:
(1)U形管压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)U形管两侧液面 反映了液体压强大小,这种方法叫“ ”。
(3)将U形管置于空气中,液面应 。使用压强计前应检查装置是否漏气,轻轻按压橡皮膜,如果U形管液面不能灵活升降,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(4)正确操作后,分析 两图,可得出结论:同种液体,深度越深,压强越大。
(5)分析图丙、丁实验现象,可得出结论:深度相同时, 越大,压强越大。
(6)若将U形管中的水换成密度为的液体,保持探头在图乙中的深度不变,则U形管两侧液面高度差将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
考点二 液体压强的特点及其应用
3.(24-25八年级下·宁夏吴忠·期末)如图所示,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,这两次药瓶在水中的位置相同,可以看到橡皮膜都向内凹,说明液体内部向 方向都有压强。而且可以看到 (填写“甲”或“乙”)次凹陷的程度更大些。
4.(24-25八年级下·山东济南·月考)由于长江上游的植被受到破坏,造成水土流失,使得长江水中的泥沙含量增加,导致江水密度增大。因此,在同等深度的情况下,江水对堤坝的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”),从而使堤坝受到破坏的可能性增加了;且在建造堤坝时,考虑到压强的影响,堤坝的底部应比上部建得 (选填“宽”或“窄”)。
5.(24-25八年级下·上海金山·月考)如图所示,水平地面上甲、乙两圆柱形容器中的液面相平。A、B、C 三点液体的压强分别为pA、pB、pC ,(ρ酒精=0.8×103kg/m3)其中压强最大的是 ;要使甲乙两容器中A、C两点的压强相等,下列做法可行的是 。(选填字母)
A.向甲容器里加入酒精 B.在乙容器中抽取水 C.在两容器中抽取同样体积的两种液体
考点三 液体压强公式的简单应用
6.(25-26九年级上·上海徐汇·期中)如图所示,在两支同样的试管里分别装有不同液体A和B,若按图中方式放置时,A、B两液面等高,液体对试管底部的压强pA小于pB,则液体的密度ρA ρB,液体质量mA mB。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
7.(24-25八年级下·福建厦门·期中)盛有水的容器中,A、B两点的位置如图所示,A点处水的深度为 m,B点所在的水平表面的面积为6cm2,该表面受到水向上的压力为 N。
8.(24-25八年级下·湖北宜昌·期中)三峡大坝坝底海拔是66m,某年6月1日上午九时,大坝开始蓄水,到6月10日下午五时,蓄水水面海拔达135m,g取10N/kg,此时水对大坝坝底的压强为( )
A.6.6×105Pa B.6.9×105Pa C.1.35×106Pa D.2.01×106Pa
9.(24-25八年级下·福建福州·月考)如图所示各容器中装入一定量的水后放在同一水平桌面上,其中A、B、C、D点等高。这四个点所受到的液体压强分别为、、、,则( )
A.最大 B.最大
C.最大 D.最大
考点四 比较液体在不同容器中对容器底部压强和压力的大小
10.(24-25八年级下·江苏常州·月考)如图所示,一个装水的密封杯子放在水平桌面上,若将杯子倒过来,则水对杯底的压强 ,杯子对桌面的压力 (均填“变大”不变”或“变小”)。
11.(24-25八年级下·四川绵阳·期中)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量相同的不同液体,放在水平桌面上,液面恰好相平,则下列说法正确的是( )
A.容器A中的液体密度等于容器B中的液体密度
B.A容器底受到的压强大于B容器底受到的压强
C.A容器底受到的压力等于B容器底受到的压力
D.A容器对桌面的压强等于B容器对桌面的压强
12.(2025·辽宁·一模)如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大 B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大 D.p变小,F不变,p′变大
13.(24-25八年级下·广西北海·月考)如图所示,三个质量、底面积相同,但形状不同的容器放在水 平桌面上,容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.甲最大 B.乙最小 C.丙最大 D.一样大
考点五 计算液体对容器底的压强和压力
14.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,一个重为10N,底面积为0.01m2的平底薄壁玻璃大花瓶放在足够大的水平桌面上,瓶内装有重为20N的水,水面到瓶底的距离为0.2m。求:
(1)水对瓶底的压强p水;
(2)水对瓶底的压力F水;
(3)花瓶对水平桌面的压力F瓶和压强p瓶。
15.(24-25九年级下·辽宁鞍山·月考)一只重2N、底面积为50cm2的平底薄壁茶壶放在面积为0.8m2的水平桌面中央,茶壶内所盛的茶水重12N,茶壶高为15cm,茶壶底受到水的压强是1200Pa。求:(ρ茶水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,薄壁茶壶的厚度忽略不计)求:
(1)茶壶底到水面的距离是多少cm;
(2)茶壶底受到水的压力是多少N;
(3)茶壶对桌面的压强是多少Pa。
16.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)木桶效应,又称短板效应,是指一个木桶的盛水量取决于其最短的那块木板。一只有短板的木桶放在水平地面上,如图所示。木桶的质量为1kg,高0.5m,最短的木板高0.4m,桶底内部底面积为4×10-2m2,倒入20kg的水刚好可以将这个桶装满。求:(g取10N/kg)
(1)空木桶对水平地面的压力;
(2)装满水时水对桶底的压强;
(3)装满水的木桶底受到水的压力。
考点六 液体压强的复杂计算
17.(24-25八年级下·湖北襄阳·期末)如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱形,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则刚开始时液体的深度H= ,容器上、下两部分横截面积之比S1:S2= 。在排出液体的过程中,阀门开启的程度在逐渐 (选填“增大”或“减小”)。(g=10N/kg)
18.(24-25八年级下·湖北武汉·期中)如图甲所示,某同学在水平桌面上将重力为60N的实心金属圆柱体放入高为30cm的圆柱形容器中,向容器内注水,并记录一段时间水对容器底部的压强p与注入水的体积V的关系如图乙所示,圆柱形容器厚度和质量不计,下列说法正确的是( )
A.圆柱体的底面积为
B.圆柱体的密度为
C.圆柱形容器的底面积为
D.注满水时,圆柱形容器对桌面的压强为
考点七 连通器的特点及应用
19.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)如图所示,将两个注射器筒的活塞拔出,通过胶管将注射器连接起来,并在其中注入水,待其静止后两侧的水面相平,如图所示,该装置实际上是一个 。请你列举一个与该装置所涉及的物理知识相同的其他实例: 。
20.(2025·辽宁·一模)如图所示,一艘轮船由下游经过船闸驶往上游。图中上游的水对阀门A的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)闸室的水对阀门A的压强。船进入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,闸室水面与上游水面最终会相平,这利用了 原理。
21.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)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。下列有关说法中错误的是( )
A.地漏的存水杯装满水时是连通器
B.当存水杯装满水时,地面上的水仍能流进下水道
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内
D.为了防止异味气体进入室内,存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2
1.经历探究液体压强的特点的实验过程,认识液体压强与液体深度和密度的关系,能准确陈述液体压强的特点。
2.会利用液体压强的特点解释有关现象。
3.能熟练写出液体压强公式,并能进行简单计算。
4.能说出连通器的特点,并能举出一些常见连通器的实例。
1.(24-25八年级下·广东汕尾·期末)如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是 Pa,水对壶底的压力是 N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
2.(24-25八年级下·江苏常州·月考)如图所示是一辆暴雨时不慎驶入水中汽车的车门。随着水位升高,车门上A处受到水的压强将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。若车门在水下部分的面积为8×103cm2,受到水的平均压强为5×103Pa,此时车门所受水的压力为 N,紧急情况下,应挥动逃生锤的 (填“B”或“C”)端砸向车窗。
3.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,装有液体的轻质密闭圆台形容器放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则容器对水平地面的压强将 ,液体对容器底部的压强将 (两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
4.(24-25八年级下·上海·期末)盛有一定质量水的轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上,重为5牛的柱体A漂浮在水面上(水无溢出),如图所示。已知容器底面积,水深,水对容器底部的压强p= 帕,水对容器底部的压力F= 牛,加入A后容器对地面的压力增加量∆F容= 牛。
5.(24-25八年级下·江苏扬州·月考)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a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。则两种液体密度的大小关系是ρa ρb;两种液体对容器底压强的大小关系是pa pb。 (选填“>”“<”或“=”)
6.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)(1)如图所示,烧杯静止在水平桌面上,里面放有冰块,此时冰块对杯底的压强为; 当冰全部熔化成水后,水对杯底的压强为;则 (选填“>”、“<”、“ =”),冰熔化过程中烧杯对桌面的压强将 (选填“增大”、“变小”、“不变”)。
(2)如图所示,容器中盛有水,容器壁AB所受水的压强是 Pa,容器底所受水的压强是 Pa。换盛另一种液体,此时容器壁AB受到的压强为,该液体的密度是 。(,g取10N/kg)
7.(25-26九年级上·黑龙江大庆·开学考试)一只可乐瓶,其侧壁有a、b两个小孔并用塞子塞住,瓶内盛有一定质量的酒精,如图所示,把可乐瓶放入水中,当瓶内外液面相平时,拔出a、b两孔上的塞子,则( )
A.a、b两孔均有水流入
B.a、b两孔均有酒精流出
C.酒精从a孔流出,水从b孔流入
D.水从a孔流入,酒精从b孔流出
8.(24-25八年级下·江苏南通·月考)三个相同的量筒里装有相同体积的水,用细线拴好体积相等的实心铜块、铁块和铝块,再将它们分别浸没在各量筒中,三个金属块都不接触量筒底且量筒中都没有水溢出。已知ρ铜>ρ铁>ρ铝,则水对量筒底部的压强情况是( )
A.放铜块的最大 B.放铁块的最大 C.放铝块的最大 D.三个一样大
9.(24-25八年级下·江苏泰州·月考)如图所示两个完全相同的容器里分别盛有质量相等的水和酒精(ρ水>ρ酒),下面说法正确的是( )
A.甲中盛的是酒精,乙中盛的是水
B.在离容器底部相同高度的A点和B点的压强关系是:pA>pB
C.液体对容器底部的压强相同
D.容器对地面的压强的关系是:p甲<p乙
10.(24-25八年级下·安徽蚌埠·期中)如图,装有水的薄壁水杯静止在水平木板上。水杯中的水重为G1,水杯自重为G2,水杯底面积为S1,木板面积为S2,则( )
A.水对水杯底的压力大小为G1 B.水对水杯底的压强大小为
C.水杯对木板的压强大小为 D.水杯对木板的压强大小为
11.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg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900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.35kg B.0.44kg C.0.40kg D.0.6kg
12.(24-25八年级下·河北邯郸·月考)如图甲、乙、丙三个容器中盛有密度不同的液体,已知三点处液体的压强相等,则各容器中液体密度的大小,液体对容器底部压强的大小排列顺序都正确的是( )
A. B. C. D.
13.(2025·江西九江·模拟预测)肖峻和晓伟对液体的压强与哪些因素有关进行了研究:
(1)他们向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧的高度不相平,接下来应该 (选填序号)。
A.不影响,可以进行实验
B.拔出橡皮管重新安装
C.向右侧管注红墨水
(2)如图乙所示他将橡皮管的一端套在左侧的端口后,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“明显”或“不明显”),此时说明U形管气密性好。
(3)如图丙所示,他们解决问题后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及对应U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与 的关系。他们通过观察U形管左右两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,这里运用的物理研究方法是 法。
(4)如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是 。
(5)肖峻同学换用酒精、油和盐水,继续探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 相同。根据所学知识判断,使U形管左右两侧液面高度差最小的是 (选填字母符号)。
A.酒精 B.油 C.盐水
14.(24-25八年级下·江苏苏州·月考)2023年3月11日,“探索一号”科考船携“奋斗者”号全海深载人潜水器抵达三亚,圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务,这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,探究实验如图所示,图甲是U形管压强计,乙、丙、丁为实验过程:
(1)实验过程中通过观察U形管两侧 来比较液体内部压强大小;
(2)压强计的金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好,实验前应用手按压橡皮膜并观察U形管中的液柱,目的是检查 ;
(3)比较图乙、丁两次实验可初步得出结论:液体内部压强与 有关。若实验时乙、丁容器中液面高度不同, (选填“能”或“不能”)完成该实验探究;
(4)小杨查阅资料还发现深海潜水器比浅海潜水器外壳更厚,这可以通过 两次实验得出的结论来解释;
(5)小杨发现用图戊装置不仅可以探究“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,直到橡皮膜相平;
③测得待测液体液面到容器底的深度为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ρ= (水的密度用ρ水表示)。
15.(24-25八年级下·安徽阜阳·期中)如图所示,这是家庭厨房中常见的洗菜水槽,水槽出水口下方连接排水管,水槽中水深为,出水口有一重为、上表面积为的橡胶塞子。橡胶塞子上系有细绳,且刚好嵌入出水口,橡胶塞子与出水口间的摩擦忽略不计。(水的密度为取)求:
(1)水对橡胶塞子的压强;
(2)水对橡胶塞子的压力;
(3)用手拉细绳一端,提起橡胶塞子至少需要的拉力的大小。
16.(24-25八年级下·湖南衡阳·期中)重为2N,底面积为的薄壁容器内盛有0.2m深的水,放在水平桌面的中央,若容器对桌面的压强为。求:
(1)水对容器底的压强。
(2)容器对桌面的压力。
(3)求水的重力,该容器的大致形状为a、b、c哪一种?
(4)若在容器中浸没一密度为,体积为的物块,且无水溢出,请计算容器对桌面压强的增加量。
17.(24-25八年级下·福建泉州·期中)如图所示,容器重4.2N,放在水平桌面上,容器上部是边长5cm的立方体,下部是边长10cm的立方体。已知水的密度为1×103kg/m3。
(1)若向容器中注入深度为8cm的水,求此时水对容器底部的压强。
(2)若将这个容器装满水,求此时容器对桌面的压强。
(3)若向容器内注入1.1kg水,求此时容器底部所受水的压力。
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