第2节 液体的压强(分层作业)物理新教材人教版八年级下册
2026-02-01
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内容正文:
第2节 液体的压强
一、液体压强产生的原因
1.重 流动
2.向下凸 液体对容器底部有压强 液体对容器侧壁有压强
二、实验探究液体压强
3.(1) 高度差 不漏气 (2) 丙、丁 有关
4.(1) 高度差 不漏气 (2)液体的密度 (3) (4)等于
5.(1) 深度 上窄下宽 (2) 密度 往下压
(3) 同种液体在同一深度向各个方向的压强大小是否相等 不合理 根据一次实验得出的实验结论具有偶然性
三、液体压强的特点及大小比较
6.B 7.B 8.A 9.(1) 运动状态 惯性 (2) 变大 不变
10. > >
四、液体压强公式的简单应用
11. 800 变大 12. 7×107 2.1×106 13. 4N 5 14. 等于 640 4.9
五、比较容器底部的压力和压强
15.C 16.C 17.(1)0 (2) < > (3)大小 18. 甲最大 甲最大
六、计算液体对容器底部的压强和压力
19.A 20.AD 21. 2 2000 22.15cm 1:4 增大
七、常见连通器及其原理
23.A 24.B 25. 连通器 等于 等于 26.下游 闸室 A 闸室 上游 相平
27.(1)5×103Pa (2)250N (3)290N (4)28kg
【详解】(1)已知水的深度,水的密度。水对桶底的压强为
(2)已知桶底面积。根据压强公式 可得,水对桶底的压力为
(3)已知水对桶底的压力比桶对地面的压力小,设水桶对地面的压力为,水对桶底的压力为。根据题意有
则水桶对地面的压力为
(4)水桶放在水平地面上,水桶对地面的压力等于水桶和水的总重力,即
水桶的重力为
水的重力为
根据 可得,水的质量为
28.(1)2000Pa (2)
【详解】(1)根据题意,物块刚好浸没于水中,此时物块的上表面与水面相平,物块下表面在水中的深度 h等于物块的高度
物块下表面受到水的压强
(2)将容器、水和物块视为一个整体,该整体对水平地面的压力等于容器、水、物块的总重力与向下的压力F之和;水的体积
水的重力
容器对水平地面的总压力 F总 等于各部分重力与外力之和
容器的底面积,容器底部对水平地面的压强
29.(1) (2)1250Pa (3)
【详解】(1)根据密度公式可得,水的体积为
(2)物块的体积
物块的密度
因为,所以物块放入甲容器中会下沉至容器底部。物块放入后,水深h',则
水对容器底的压强为
(3)设物块往下压的距离为Δh物,液体液面上升的高度为Δh液,物块被压下后,新浸入液体的体积等于液面上升的体积,即
液体对容器底部压强的增加量由液面上升的高度引起
故该液体的密度为
30.(1) (2) (3)
【详解】(1)A物体的重力
A对水平桌面压力
则A物体对水平桌面的压强
(2)容器内水的体积
则容器的底面积
根据表中信息,由密度公式可得柱体A的体积
则柱体A的高度
将物体A竖直浸入水中,当A浸没时,其排开水的体积
则水面上升的高度
此时容器内水深
故此时水未溢出,此过程中物体A向下移动的距离
即物体A向下移动的距离为2.8cm时A物体浸没,且A浸没后向下移动时水面不会升高,当物体A下降4cm时,则此时A物体下表面到水面的高度
所以A物体下表面受到水的压强
(3)容器的容积
B的体积
容器内水的体积
则,则B沉入水底后,水会溢出。若将物体B上提3cm,由体积关系可知水面下降的高度
此时容器内水的深度
容器底部受到水的压强
31.(1)39.2N (2) (3)
【详解】(1)正方体甲对水平地面的压力
(2)正方体对水平地面的压力等于它的重力,即
根据G=mg=ρVg可得,正方体甲的密度
(3)将正方体甲浸没在该液体中,液体对容器底部的压强增加量为
①
容器对水平地面的压强增加量为 ②
联立①②两式可得,该液体的密度。
32.(1)相同 (2)建立理想模型法
(3)不能 (4)4kg 2000Pa 5kg
33.A 34.C 35.B 36.C 37.(1)C (2)不属于 (3)A (4)400 (5)<
38.(1)38.24N (2),
【详解】(1)根据压强公式可得,甲容器对地面的压力
(2)①将乙中小球拿出,乙的液面下降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,则甲中水对容器底的压强变化量
②小球更换位置前,乙容器对地面的压力
小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,设小球重力为。则有
将、代入为
解得小球重力,小球体积为
则金属小球的密度
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第2节 液体的压强
目录
【A 夯基础】 1
一、液体压强产生的原因 1
二、实验探究液体压强 1
三、液体压强的特点及大小比较 3
四、液体压强公式的简单应用 4
五、比较容器底部的压力和压强 5
六、计算液体对容器底部的压强和压力 6
七、常见连通器及其原理 7
【B 提能力】 8
【C 链中考】 8
一、液体压强产生的原因
1.液体由于受到 力作用,且液体具有 性,所以液体内部存在压强。
2.如图甲所示往下端扎有橡皮膜的玻璃管中注水,发现橡皮膜 ,说明 、如图乙所示,往侧壁包有橡皮膜的试管中装入水,发现橡皮膜向外凸,说明 。
二、实验探究液体压强
3.(24-25八年级下·吉林长春·期末)在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中通过U形管中两侧液面的 来反映被测压强大小;使用前轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若要比较液体内部压强与液体密度的关系,应选择 两次实验,根据实验结果可判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”)。
4.(24-25八年级下·甘肃武威·期末)如图所示,小明用同一压强计探究液体内部压强的特点.
(1)压强计是通过U形管两侧液面 来反映液体内部压强大小的;如图(a)所示,小明用手指按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图(b)和图(c)可知:液体内部的压强与 有关;
(3)比较图(d)和图(e),小华认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小明再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图(e)的容器内加水,当水面到容器底的距离满足条件 时,与图(d)比较,可说明小华的观点是错误的;
(4)小明用装有固定隔板的装置继续探究,他向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,如图(f)所示,此时橡皮膜受到液体压强关系是 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
5.(24-25八年级下·广东汕尾·期末)如题图所示,小明用塑料瓶、烧杯、橡皮膜、玻璃管、清水、酱油等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,小明在塑料瓶侧壁不同高度的地方钻出三个小孔,观察到图甲现象,此现象表明:同种液体内部的压强随液体 的增大而增大。因此,拦河坝设计成 (选填“上宽下窄”“上窄下宽”或“上下同宽”)的形状更合理。
(2)如图乙所示,小明用橡皮膜将玻璃管一端蒙住,并在其中倒入适量酱油,然后缓慢按入装有水的烧杯中,直到内外液面相平,此时发现橡皮膜向下凸出,实验表明,不同液体内部的压强与液体的 有关;若想使下凸的橡皮膜变平,应将玻璃管 (选填“往上拉”或“往下压”)些。
(3)小明又进行了如图丙所示的操作,他想探究液体内部压强的什么问题? 。小明仅做了一次实验就得出相关结论,请判断他的做法是否合理? ,并说明理由: 。
三、液体压强的特点及大小比较
6.(24-25八年级下·广西河池·期末)装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图所示中描述正确的是( )
A. B. C.D.
7.(24-25八年级下·福建南平·期中)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.
8.(24-25八年级下·广东惠州·期中)如图小梦在潜水时到达a、b、c、d四处,其中受到水的压强最小的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
9.(24-25八年级下·吉林延边·期中)如图所示,柱形容器中装有油和水两种液体(),P点位于油和水的分界面上,Q点位于容器底部。
(1)若向右推一下容器,它就开始向右运动,这说明力可以改变物体的 ,而油容易向左洒出,是因为油具有 ;
(2)若将容器中的油和水均匀混合,且混合后的总体积保持不变。则混合后,液体对P点的压强 ,对Q点的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
10.(24-25八年级下·吉林长春·期中)如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,则甲、乙两种液体密度ρ甲 ρ乙,液体对试管底部的压强p甲 p乙。(选填“>”、“<”或“=”)
四、液体压强公式的简单应用
11.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为 Pa;若将该玻璃管竖直放置,则水对玻璃管底部的压强将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
12.(24-25八年级下·福建福州·月考)当我国“蛟龙号”载人潜水器到达7000m深的海底世界,海水对“蛟龙号”外壳的压强约 Pa;潜水器的一个面积为300cm2观测孔受到海水的压力约为 N。(取ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
13.(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,把一个质量为0.5kg,底面积为的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶内装有0.6kg的水,水面到壶底10cm,则水对壶底的压力是 ,茶壶的重力是 N (,g取10N/kg)。
14.(24-25八年级下·广东惠州·期中)小来想复现帕斯卡裂桶实验,用了一个如图所示的装置,如图所示的容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强 B点的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),C点的压强pc= Pa,若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小来至少需要增加酒精直至液面高度达到 m才能让容器底部破裂。(g取10N/kg)
五、比较容器底部的压力和压强
15.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
16.(24-25八年级下·湖北黄冈·期中)如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的甲、乙、丙三个容器,分别装有质量和深度均相等的三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体的密度最大 B.乙容器对桌面的压强最大
C.丙容器底部受到液体的压强最大 D.三容器底部所受液体的压力相等
17.(24-25八年级下·吉林松原·期中)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上,然后反过来倒立在桌面上,如图所示。
(1)静止的杯子所受的合力为 ;
(2)两次放置,橙汁对杯底的压力 ,橙汁对杯底的压强 ;(选填“>”“<”或“=”)
(3)用吸管的斜尖口戳塑封膜上的同一点,用力越大,塑封膜越容易被戳破,这说明力的 影响力的作用效果。
18.如图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器。若往三个容器中装入质量相同的水,则三个容器底部受到水的压强 ,水对容器底部的压力 。(均选填“甲最大”“乙最大”“丙最大”或“一样大”)
六、计算液体对容器底部的压强和压力
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1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A.水对容器顶部的压强为200Pa B.水对容器底部的压强为600Pa
C.水对容器底部的压力为7N D.容器对桌面的压力为9N
20.(多选)(24-25八年级下·河南·期末)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1∶2 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
21.(24-25八年级下·安徽六安·期末)如图所示,玻璃杯中装有3×10-4m3的水,水深10cm,若杯的重力为1N,杯的底面积为20cm2,水平桌面的面积为0.5m2,杯壁厚度不计;则水对杯底的压力为 N,玻璃杯对水平桌面的压强为 Pa。
22.(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)
七、常见连通器及其原理
23.(24-25八年级下·山东济南·期中)如图所示,若在容器左右两管分别注入清水,液面相平,当将阀门AB打开时,可以观察到右管中的水面变化情况( )
A.高度不变 B.上升 C.下降 D.先上升再下降
24.(24-25八年级下·河北唐山·期中)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
25.(24-25八年级下·山东菏泽·期末)如图所示,自带吸管的玻璃杯可以看作是一个 ,两点处于同一水平面上,杯中盛有一种密度均匀的饮料,当饮料静止时,图中A点的液体压强 B点的液体压强(选填“大于”“等于”或“小于”);若往杯中再加入些同种饮料,但不小心装满后溢了少许出来,当不再溢出后,A点的液体压强 B点的液体压强(选填“等于”或“不等于”)。
26.如图所示,轮船由下游经过船闸驶往上游。当船从下游驶向船闸时,首先打开阀门B,此时 和 组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,水面相平时,打开下游闸门D,船驶入闸室;船驶入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门 ,此时 和 形成一个连通器,当闸室中水位与上游水位 时,打开闸门C,船驶入上游。
27.下图所示的平底水桶的底面积为,质量为1kg。桶内装有50cm深的水,将桶放在水平地面上,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N。求:(g取10N/kg,桶壁厚度不计)
(1)水对桶底的压强。
(2)水对桶底的压力。
(3)水桶对地面的压力。
(4)水桶内水的质量。
28.(24-25八年级下·湖南永州·期中)一棱长为0.2m的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中,容器重为10N,底面积为,现用竖直向下大小为20N的力F作用在物体上,物体的重力为60N,物体刚好浸没于水中静止,如图所示(,g取10N/kg)。求:
(1)物块下表面受到水的压强;
(2)容器底部对水平地面的压强。
29.(24-25八年级下·四川成都·期中)如图所示,甲、乙两个轻质薄壁圆柱形容器放置在水平面上(容器足够高)。甲容器底面积为,乙容器底面积为。甲容器中装有的水,乙容器中装有某种液体。物块质量为,高度为,底面积,(取)
(1)求甲容器中水的体积。
(2)将物块放入甲容器中,求物块静止时,水对容器底的压强p。
(3)现将物块放入乙容器的液体中,物体在液体中处于漂浮状态,将漂浮的物块往下压2cm(相对于新的液面),此时液体始终不没过物体,液体对容器底部压强增加量。求该液体的密度。
30.(24-25八年级下·四川成都·期中)如图所示,有一质量为300g、高14cm的圆柱形容器在水平桌面上,容器内盛600g水,此时容器内水深6cm,现有A、B两柱形物体放在水平桌面上,它们的部分参数如表,求:
质量/g
密度/
底面积/cm2
高/cm
A
840
2
60
B
1.5
80
12
(1)A物体对水平桌面的压强为多少?
(2)若将A物体上表面中央用细线吊住,竖直浸入水中,从A的下表面刚好接触水面开始下放,使A物体的底部向下移动4cm时,A物体下表面受到水的压强为多少?
(3)若只将B物体上部中央用细线系住放入此杯,B沉入水底后,将物体B上提3cm,求容器底部受到水的压强为多少?
31.(24-25八年级下·上海奉贤·期中)如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,它的边长为0.1米,对地面的压强为3920帕。足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,如图(b)所示,该容器的底面是一个正方形。
(1)求正方体甲对水平地面的压力。
(2)求正方体甲的密度
(3)容器乙中装有某种液体,将正方体甲浸没在该液体中,液体对容器底部的压强增加量为245帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕。求该液体的密度。
32.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示是理论推导液体内部压强公式的示意图。
(1)如图(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,如图(b)所示。可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是同种液体,深度相同,液体压强 。(选填“相同”或“不同”)
(2)然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,即可推导出液体压强公式。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为 。(选填“控制变量法”“等效替代法”或“建立理想模型法”)请根据压强定义式推导出公式: 。
(3)小明想用液体压强公式计算蛟龙号上表面海水产生的压强,他查阅资料发现海水密度随深度的增大而增大,他 用公式计算蛟龙号上表面海水产生的压强。(选填“能”或“不能”)
(4)若图(a)为轻质薄壁柱形容器,底面积为,水的深度是0.2m,求:(g取10N/kg)
①容器中水的质量;
②容器底部受到水的压强;
③如图(d)是正方体金属块,边长为0.1m,若将该金属块垫在容器下方,地面受到压强的变化量等于原来容器对地面压强的2.5倍,求金属块质量。
33.(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
34.(2025·江苏南通·中考真题)如图所示,仅进行以下操作,能让U形管两侧液面高度差变大的是( )
A.转动压强计的金属盒 B.缓慢向上提起金属盒
C.在水中加入盐并搅拌 D.换用更细的U形管
35.(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,水平桌面上甲、乙两个完全相同的烧杯内装有密度不同的盐水,把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,且放入鸡蛋后液面相平。若两烧杯底部所受液体压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯盐水中所受浮力分别为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
36.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积,B部分底面积,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度(,取),下列说法正确的是( )
A.水对A部分底部的压力为12.5N B.水对A部分底部的压强为
C.B部分中液体的密度是 D.某种液体对B部分底部的压力为10N
37.(2025·山东德州·中考真题)在探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示,实验器材安装完毕后发现U形管两侧液面不相平,接下来应该______,直到U形管两侧液面相平;
A.向U形管内添加适量水 B.从U形管内向外倒出适量水
C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)气密性良好的微小压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)下列实验中用到的物理研究方法与本实验完全不同的是______;
A.探究平面镜成像
B.探究压力作用效果与哪些因素有关
C.探究电流与电压、电阻的关系
(4)如图乙所示,某次实验时,测得U形管两侧液面高度差为4cm,则探头在此位置受到的液体压强为 Pa(,);
(5)某实验小组对压强计进行了改装,将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。两容器内分别装有A、B两种不同液体,现将两探头置于相同深度,U形管液面位置如图丙所示,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
38.(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。乙的液面下降0.02米,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。
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第2节 液体的压强
目录
【A 夯基础】 1
一、液体压强产生的原因 1
二、实验探究液体压强 2
三、液体压强的特点及大小比较 4
四、液体压强公式的简单应用 6
五、比较容器底部的压力和压强 7
六、计算液体对容器底部的压强和压力 9
七、常见连通器及其原理 12
【B 提能力】 14
【C 链中考】 14
一、液体压强产生的原因
1.液体由于受到 力作用,且液体具有 性,所以液体内部存在压强。
【答案】 重 流动
【详解】[1][2]液体由于受重力作用且具有流动性,所以液体内部存在压强,液体不仅对容器底部产生压强,对容器壁及四面八方都有压强。
2.如图甲所示往下端扎有橡皮膜的玻璃管中注水,发现橡皮膜 ,说明 、如图乙所示,往侧壁包有橡皮膜的试管中装入水,发现橡皮膜向外凸,说明 。
【答案】 向下凸 液体对容器底部有压强 液体对容器侧壁有压强
【分析】本题考查探究液体压强存在实验,通过实验现象分析得出结论。
【详解】[1][2]由图甲可知,管底包裹的橡皮膜向下凸出,液体对管底包裹的橡皮膜有压力作用,说明液体对容器底部有压强。
[3]由图乙可知,侧壁包裹的橡皮膜向外凸,液体对侧壁包裹的橡皮膜有压力作用,说明液体对容器侧壁有压强。
二、实验探究液体压强
3.(24-25八年级下·吉林长春·期末)在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中通过U形管中两侧液面的 来反映被测压强大小;使用前轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)若要比较液体内部压强与液体密度的关系,应选择 两次实验,根据实验结果可判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1) 高度差 不漏气
(2) 丙、丁 有关
【详解】(1)[1][2]根据转换法,实验中通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小;使用前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该装置不漏气。
(2)[1][2]若要比较液体内部压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,故应选择丙、丁两次实验,因丁中盐水产生压强大,根据实验结果可判断:液体内部压强与液体密度有关。
4.(24-25八年级下·甘肃武威·期末)如图所示,小明用同一压强计探究液体内部压强的特点.
(1)压强计是通过U形管两侧液面 来反映液体内部压强大小的;如图(a)所示,小明用手指按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图(b)和图(c)可知:液体内部的压强与 有关;
(3)比较图(d)和图(e),小华认为:液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小,为研究此问题,小明再次实验,保持橡皮膜盒的位置不变,往图(e)的容器内加水,当水面到容器底的距离满足条件 时,与图(d)比较,可说明小华的观点是错误的;
(4)小明用装有固定隔板的装置继续探究,他向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,如图(f)所示,此时橡皮膜受到液体压强关系是 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1) 高度差 不漏气 (2)液体的密度 (3) (4)等于
【详解】(1)[1]压强计是通过U形管两侧液面高度差来反映液体内部压强大小的,使用了转换法。
[2]如图(a)所示,小明用手指按压几下橡皮膜,若U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气,若压强计有漏气的地方,软管中的气体和大气相通,等于大气压强, U形管两侧液体的高度几乎不变。
(2)比较图(b)和图(c)可知,液体的深度相同,而液体的密度不同,U形管高度差不同,压强不相等,说明液体内部的压强与液体密度有关。
(3)图(d)中金属盒到液面的高度为
比较图(d)和图(e),小华认为液体内部某处到容器底的距离越大,其压强越小。为研究此问题,在实验中,保持金属盒的位置不变,往图(e)容器内加水,当深度不小于图(d)的深度7cm,即当水面到容器底的距离
对比图(d),可说明小华的观点是错误的。
(4)橡皮膜变平,说明左右两侧的压强相等,即。
5.(24-25八年级下·广东汕尾·期末)如题图所示,小明用塑料瓶、烧杯、橡皮膜、玻璃管、清水、酱油等器材做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,小明在塑料瓶侧壁不同高度的地方钻出三个小孔,观察到图甲现象,此现象表明:同种液体内部的压强随液体 的增大而增大。因此,拦河坝设计成 (选填“上宽下窄”“上窄下宽”或“上下同宽”)的形状更合理。
(2)如图乙所示,小明用橡皮膜将玻璃管一端蒙住,并在其中倒入适量酱油,然后缓慢按入装有水的烧杯中,直到内外液面相平,此时发现橡皮膜向下凸出,实验表明,不同液体内部的压强与液体的 有关;若想使下凸的橡皮膜变平,应将玻璃管 (选填“往上拉”或“往下压”)些。
(3)小明又进行了如图丙所示的操作,他想探究液体内部压强的什么问题? 。小明仅做了一次实验就得出相关结论,请判断他的做法是否合理? ,并说明理由: 。
【答案】(1) 深度 上窄下宽 (2) 密度 往下压
(3) 同种液体在同一深度向各个方向的压强大小是否相等 不合理 根据一次实验得出的实验结论具有偶然性
【详解】(1)[1][2]从甲图可知,液体深度不同的小孔,流出的液体射程不同,液体深度增大,射程增大压强增大,故液体内部的压强随液体深度的增大而增大;液体深度越大,液体产生的压强越大,为了安全起见,拦河坝设计成上窄下宽。
(2)[1][2]图乙中,酱油和水的深度相同时,橡皮膜向水侧凸起,说明液体的压强与密度有关,深度一定,密度越大液体产生的压强越大;若想使下凸的橡皮膜变平,说明酱油和水的压强相等,由液体的密度越大相同深度时,产生的压强越大,酱油的密度大于水的密度,要使酱油和水产生相同的压强,水的深度要大于酱油的深度,故应向下压玻璃管。
(3)[1]从图丙可知,小孔在瓶壁上的位置到液体上表面的高度相同,从小孔喷出的液体的射程相同,说明同种液体中,深度相同,液体产生的压强相同。
[2][3]只进行一次实验得出结论,数据具有偶然性,这种做法不合理,为了得到普遍性的结论,应改变液体深度且保持液体深度相同,多次实验。
三、液体压强的特点及大小比较
6.(24-25八年级下·广西河池·期末)装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图所示中描述正确的是( )
A. B. C.D.
【答案】B
【详解】根据液体压强公式,液体压强的大小与液体的密度和深度有关。在本题中的液体是水,密度ρ不变,g是常量,所以压强p只与深度h有关,即深度越深,压强越大,所以水从小孔中流出时,压强越大,水喷射的距离就越远,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.(24-25八年级下·福建南平·期中)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。
8.(24-25八年级下·广东惠州·期中)如图小梦在潜水时到达a、b、c、d四处,其中受到水的压强最小的位置是( )
A.a B.b C.c D.d
【答案】A
【详解】根据公式可知,当液体密度相同时,液体深度越小,液体压强越小,从图中可知,a位置的深度最小,则受到水的压强最小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9.(24-25八年级下·吉林延边·期中)如图所示,柱形容器中装有油和水两种液体(),P点位于油和水的分界面上,Q点位于容器底部。
(1)若向右推一下容器,它就开始向右运动,这说明力可以改变物体的 ,而油容易向左洒出,是因为油具有 ;
(2)若将容器中的油和水均匀混合,且混合后的总体积保持不变。则混合后,液体对P点的压强 ,对Q点的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) 运动状态 惯性 (2) 变大 不变
【详解】(1)[1]若向右推一下容器,对容器施加了力的作用,容器由静止开始向右运动,说明力可以改变物体的运动状态。
[2]向右推一下容器,容器开始向右运动,由于油具有惯性,保持原来的静止状态,故油容易向左洒出。
(2)[1]由混合后的总体积保持不变可知,P点的高度没有变化,而混合后的密度大于油的密度,故根据得,密度变大,压强变大,故液体对P点的压强变大。
[2]混合前后总质量不变,总重力不变,对容器底的压力不变,受力面积不变,由得,Q点受到的压强不变。
10.(24-25八年级下·吉林长春·期中)如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,则甲、乙两种液体密度ρ甲 ρ乙,液体对试管底部的压强p甲 p乙。(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】 > >
【详解】[1]甲、乙两种液体质量相同,由图可知,甲液体体积较小,根据可知甲液体密度较大。
[2]甲液体密度较大,两种液体深度相同,根据可知液体对试管底部的压强。
四、液体压强公式的简单应用
11.(24-25八年级下·新疆乌鲁木齐·期中)装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示,则此时水对玻璃管底部的压强为 Pa;若将该玻璃管竖直放置,则水对玻璃管底部的压强将 (填“变大”“不变”或“变小”)。
【答案】 800 变大
【详解】[1]由图可知,此时细玻璃管内水的深度
则水对玻璃管底的压强
[2]如果将试管由倾斜变成竖直,试管内水的深度变大,由可知,试管底部受到水的压强变大。
12.(24-25八年级下·福建福州·月考)当我国“蛟龙号”载人潜水器到达7000m深的海底世界,海水对“蛟龙号”外壳的压强约 Pa;潜水器的一个面积为300cm2观测孔受到海水的压力约为 N。(取ρ海水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】 7×107 2.1×106
【详解】[1]根据液体压强公式p=ρgh,将数值代入公式可得 p=ρgh =1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
[2]先将观测孔面积 300cm2换算为平方米,300cm2=300×10⁻4m2=0.03m2
再根据压力公式F=pS,代入可得F= pS =7×107Pa×0.03m2=2.1×106N
13.(24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·期中)如图所示,把一个质量为0.5kg,底面积为的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶内装有0.6kg的水,水面到壶底10cm,则水对壶底的压力是 ,茶壶的重力是 N (,g取10N/kg)。
【答案】 4N 5
【详解】[1]水对壶底的压强
则水对壶底的压力
[2]茶壶的重力
14.(24-25八年级下·广东惠州·期中)小来想复现帕斯卡裂桶实验,用了一个如图所示的装置,如图所示的容器内盛有密度为0.8×103kg/m3的酒精。其中A点的压强 B点的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),C点的压强pc= Pa,若容器底部所能承受的最大压强为3.92×104Pa,小来至少需要增加酒精直至液面高度达到 m才能让容器底部破裂。(g取10N/kg)
【答案】 等于 640 4.9
【详解】[1]图中A点的深度等于B点的深度,由液体压强公式可知,A点的压强等于B点的压强。
[2]C点的深度为
所以C点的压强为
[3]若容器底部所能承受的最大压强为,小来至少需要增加酒精直至液面高度为
如果让容器底部破裂,至少增加酒精直至液面高度达到。
五、比较容器底部的压力和压强
15.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。
16.(24-25八年级下·湖北黄冈·期中)如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的甲、乙、丙三个容器,分别装有质量和深度均相等的三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.甲容器中液体的密度最大 B.乙容器对桌面的压强最大
C.丙容器底部受到液体的压强最大 D.三容器底部所受液体的压力相等
【答案】C
【详解】A.三种不同液体质量相同,由图可知,丙容器中液体的体积最小,甲容器中液体的体积最大,根据,丙容器中液体的密度最大,甲容器中液体的密度最小,故A错误;
B.三种不同液体质量相同,甲、乙、丙三个容器质量相同,所以三个容器总质量相同,则总重力相同,则三个容器对桌面的压力相同,三个容器底面积相同,根据,三个容器对桌面的压强相同,故B错误;
CD.丙容器中液体的密度最大,甲容器中液体的密度最小,三种不同液体深度相同,根据,丙容器底部受到液体的压强最大,甲容器底部受到液体的压强最小,三个容器底面积相同,根据,丙容器底部受到液体的压力最大,甲容器底部受到液体的压力最小,故C正确,D错误。
故选C。
17.(24-25八年级下·吉林松原·期中)一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上,然后反过来倒立在桌面上,如图所示。
(1)静止的杯子所受的合力为 ;
(2)两次放置,橙汁对杯底的压力 ,橙汁对杯底的压强 ;(选填“>”“<”或“=”)
(3)用吸管的斜尖口戳塑封膜上的同一点,用力越大,塑封膜越容易被戳破,这说明力的 影响力的作用效果。
【答案】(1)0 (2) < > (3)大小
【详解】(1)当物体处于静止状态时,它处于平衡状态。根据平衡条件,处于平衡状态的物体所受合力为0。所以静止的杯子所受的合力为0。
(2)[1]正放时(图A),杯子中的橙汁柱是上粗下细的,一部分橙汁压的是杯子的侧壁,所以杯底受到的压力小于杯中液体的重力,即FA<G液;倒放时(图B),杯子中的橙汁柱是下粗上细的,橙汁对杯底的压力大于橙汁的重力,即FB>G液。所以FA<FB。
[2]根据液体压强公式p=ρgh,液体密度不变(都是橙汁),由图可知,正放时橙汁的深度hA大于倒放时橙汁的深度hB。所以
即。
(3)用吸管的斜尖口戳塑封膜上的同一点,力的作用点相同,用力越大,塑封膜越容易被戳破,这表明力的大小不同,力的作用效果不同,即力的大小影响力的作用效果。
18.如图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器。若往三个容器中装入质量相同的水,则三个容器底部受到水的压强 ,水对容器底部的压力 。(均选填“甲最大”“乙最大”“丙最大”或“一样大”)
【答案】 甲最大 甲最大
【详解】[1][2]三个容器装有相同质量的水,因容器的底面积相等,所以,三个容器内水的深度关系为,由可知,容器底部受到水的压强关系为;由水对容器底部的压力可知,甲容器底部受到的压力最大。
六、计算液体对容器底部的压强和压力
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1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( )
A.水对容器顶部的压强为200Pa B.水对容器底部的压强为600Pa
C.水对容器底部的压力为7N D.容器对桌面的压力为9N
【答案】A
【详解】A.水对容器顶部的深度为
所以水对容器顶部的压强为,故A正确;
B.水对容器底部的压强为,故B错误;
C.水对容器底部的压力为,故C错误;
D.容器对桌面的压力等于容器总重,故D错误。
故选A。
20.(多选)(24-25八年级下·河南·期末)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1∶2 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】AD
【详解】B.根据液体压强公式p=ρgh结合图像可得ρagH=2p0,ρbgH=p0,即ρagH=2ρbgH
整理可得液体a、b的密度之比为ρa∶ρb=2∶1
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m=ρV=ρSh可得取出的液体的质量为Δma=ρaSΔh,Δmb=ρbSΔh,液体a、b被取出的质量之比为Δma∶Δmb=ρa∶ρb=2∶1
故C错误;
AD.压强相等,底面积相等,根据和知,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1∶1,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,即与之比为,故AD正确。
故选AD。
21.(24-25八年级下·安徽六安·期末)如图所示,玻璃杯中装有3×10-4m3的水,水深10cm,若杯的重力为1N,杯的底面积为20cm2,水平桌面的面积为0.5m2,杯壁厚度不计;则水对杯底的压力为 N,玻璃杯对水平桌面的压强为 Pa。
【答案】 2 2000
【详解】[1]水对杯底的压强
水对杯底的压力为
[2]水的质量
水的重力为
玻璃杯对桌面的压力等于玻璃杯和水的总重力
玻璃杯对水平桌面的压强为
22.(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。
七、常见连通器及其原理
23.(24-25八年级下·山东济南·期中)如图所示,若在容器左右两管分别注入清水,液面相平,当将阀门AB打开时,可以观察到右管中的水面变化情况( )
A.高度不变 B.上升 C.下降 D.先上升再下降
【答案】A
【详解】由于容器左、右两管是清水、且液面相平,即阀门AB处左、右两侧液体密度相同、深度相同,根据液体压强特点可知,阀门AB处左、右两侧的液体压强相等,所以将阀门打开后,阀门AB处液体不流动,所以容器内液体不流动,容器左右两管中的液面高度不变,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
24.(24-25八年级下·河北唐山·期中)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。
25.(24-25八年级下·山东菏泽·期末)如图所示,自带吸管的玻璃杯可以看作是一个 ,两点处于同一水平面上,杯中盛有一种密度均匀的饮料,当饮料静止时,图中A点的液体压强 B点的液体压强(选填“大于”“等于”或“小于”);若往杯中再加入些同种饮料,但不小心装满后溢了少许出来,当不再溢出后,A点的液体压强 B点的液体压强(选填“等于”或“不等于”)。
【答案】 连通器 等于 等于
【详解】[1]自带吸管的玻璃杯上端开口、底部连通,可以看作是一个连通器。
[2]当杯中饮料静止时,由图知道,A点的深度等于B点的深度,由可知,A点的液体压强等于B点的液体压强。
[3]若往杯中再加入些同种饮料,但不小心装满后溢了少许出来,当不再溢出后,根据连通器的特点可知,此时两个液面是相平的,A点的深度仍等于B点的深度,由可知,A点的液体压强等于B点的液体压强。
26.如图所示,轮船由下游经过船闸驶往上游。当船从下游驶向船闸时,首先打开阀门B,此时 和 组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,水面相平时,打开下游闸门D,船驶入闸室;船驶入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门 ,此时 和 形成一个连通器,当闸室中水位与上游水位 时,打开闸门C,船驶入上游。
【答案】 下游 闸室 A 闸室 上游 相平
【详解】[1][2]船闸是根据连通器的原理工作的,A、B是两个阀门,可控制闸室内进出水,C、D是两个闸门,可使船通过。当打开阀门B时,下游跟闸室构成连通器,闸室内水通过阀门B流出,水位逐渐下降,等闸室里的水位跟下游水位相平时,打开闸门D,船驶入闸室。
[3][4][5][6]船驶入闸室后,先关闭阀门B和闸门D,再打开阀门A,此时闸室跟上游构成连通器,上游水流进闸室,闸室水位逐渐上升,待闸室水位跟上游水位相平时,打开闸门C,船就可以驶出闸室,开往上游。
27.下图所示的平底水桶的底面积为,质量为1kg。桶内装有50cm深的水,将桶放在水平地面上,水对桶底的压力比桶对地面的压力小40N。求:(g取10N/kg,桶壁厚度不计)
(1)水对桶底的压强。
(2)水对桶底的压力。
(3)水桶对地面的压力。
(4)水桶内水的质量。
【答案】(1)5×103Pa (2)250N (3)290N (4)28kg
【详解】(1)已知水的深度,水的密度。水对桶底的压强为
(2)已知桶底面积。根据压强公式 可得,水对桶底的压力为
(3)已知水对桶底的压力比桶对地面的压力小,设水桶对地面的压力为,水对桶底的压力为。根据题意有
则水桶对地面的压力为
(4)水桶放在水平地面上,水桶对地面的压力等于水桶和水的总重力,即
水桶的重力为
水的重力为
根据 可得,水的质量为
28.(24-25八年级下·湖南永州·期中)一棱长为0.2m的正方体物块放在盛有40L水的薄壁圆柱形容器中,容器重为10N,底面积为,现用竖直向下大小为20N的力F作用在物体上,物体的重力为60N,物体刚好浸没于水中静止,如图所示(,g取10N/kg)。求:
(1)物块下表面受到水的压强;
(2)容器底部对水平地面的压强。
【答案】(1)2000Pa (2)
【详解】(1)根据题意,物块刚好浸没于水中,此时物块的上表面与水面相平,物块下表面在水中的深度 h等于物块的高度
物块下表面受到水的压强
(2)将容器、水和物块视为一个整体,该整体对水平地面的压力等于容器、水、物块的总重力与向下的压力F之和;水的体积
水的重力
容器对水平地面的总压力 F总 等于各部分重力与外力之和
容器的底面积,容器底部对水平地面的压强
29.(24-25八年级下·四川成都·期中)如图所示,甲、乙两个轻质薄壁圆柱形容器放置在水平面上(容器足够高)。甲容器底面积为,乙容器底面积为。甲容器中装有的水,乙容器中装有某种液体。物块质量为,高度为,底面积,(取)
(1)求甲容器中水的体积。
(2)将物块放入甲容器中,求物块静止时,水对容器底的压强p。
(3)现将物块放入乙容器的液体中,物体在液体中处于漂浮状态,将漂浮的物块往下压2cm(相对于新的液面),此时液体始终不没过物体,液体对容器底部压强增加量。求该液体的密度。
【答案】(1) (2)1250Pa (3)
【详解】(1)根据密度公式可得,水的体积为
(2)物块的体积
物块的密度
因为,所以物块放入甲容器中会下沉至容器底部。物块放入后,水深h',则
水对容器底的压强为
(3)设物块往下压的距离为Δh物,液体液面上升的高度为Δh液,物块被压下后,新浸入液体的体积等于液面上升的体积,即
液体对容器底部压强的增加量由液面上升的高度引起
故该液体的密度为
30.(24-25八年级下·四川成都·期中)如图所示,有一质量为300g、高14cm的圆柱形容器在水平桌面上,容器内盛600g水,此时容器内水深6cm,现有A、B两柱形物体放在水平桌面上,它们的部分参数如表,求:
质量/g
密度/
底面积/cm2
高/cm
A
840
2
60
B
1.5
80
12
(1)A物体对水平桌面的压强为多少?
(2)若将A物体上表面中央用细线吊住,竖直浸入水中,从A的下表面刚好接触水面开始下放,使A物体的底部向下移动4cm时,A物体下表面受到水的压强为多少?
(3)若只将B物体上部中央用细线系住放入此杯,B沉入水底后,将物体B上提3cm,求容器底部受到水的压强为多少?
【答案】(1) (2) (3)
【详解】(1)A物体的重力
A对水平桌面压力
则A物体对水平桌面的压强
(2)容器内水的体积
则容器的底面积
根据表中信息,由密度公式可得柱体A的体积
则柱体A的高度
将物体A竖直浸入水中,当A浸没时,其排开水的体积
则水面上升的高度
此时容器内水深
故此时水未溢出,此过程中物体A向下移动的距离
即物体A向下移动的距离为2.8cm时A物体浸没,且A浸没后向下移动时水面不会升高,当物体A下降4cm时,则此时A物体下表面到水面的高度
所以A物体下表面受到水的压强
(3)容器的容积
B的体积
容器内水的体积
则,则B沉入水底后,水会溢出。若将物体B上提3cm,由体积关系可知水面下降的高度
此时容器内水的深度
容器底部受到水的压强
31.(24-25八年级下·上海奉贤·期中)如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,它的边长为0.1米,对地面的压强为3920帕。足够高的薄壁柱形容器放在水平地面上,如图(b)所示,该容器的底面是一个正方形。
(1)求正方体甲对水平地面的压力。
(2)求正方体甲的密度
(3)容器乙中装有某种液体,将正方体甲浸没在该液体中,液体对容器底部的压强增加量为245帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕。求该液体的密度。
【答案】(1)39.2N (2) (3)
【详解】(1)正方体甲对水平地面的压力
(2)正方体对水平地面的压力等于它的重力,即
根据G=mg=ρVg可得,正方体甲的密度
(3)将正方体甲浸没在该液体中,液体对容器底部的压强增加量为
①
容器对水平地面的压强增加量为 ②
联立①②两式可得,该液体的密度。
32.(24-25八年级下·上海·期末)如图所示是理论推导液体内部压强公式的示意图。
(1)如图(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,如图(b)所示。可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是同种液体,深度相同,液体压强 。(选填“相同”或“不同”)
(2)然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,即可推导出液体压强公式。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为 。(选填“控制变量法”“等效替代法”或“建立理想模型法”)请根据压强定义式推导出公式: 。
(3)小明想用液体压强公式计算蛟龙号上表面海水产生的压强,他查阅资料发现海水密度随深度的增大而增大,他 用公式计算蛟龙号上表面海水产生的压强。(选填“能”或“不能”)
(4)若图(a)为轻质薄壁柱形容器,底面积为,水的深度是0.2m,求:(g取10N/kg)
①容器中水的质量;
②容器底部受到水的压强;
③如图(d)是正方体金属块,边长为0.1m,若将该金属块垫在容器下方,地面受到压强的变化量等于原来容器对地面压强的2.5倍,求金属块质量。
【答案】(1)相同 (2)建立理想模型法
(3)不能 (4)4kg 2000Pa 5kg
【详解】(1)同种液体在同一深度向各个方向压强相等。在研究A点压强时,在A点所处位置沿水平方向假想出的受力面S与A点深度相同,所以受力面S受到的液体压强大小可以代替A点受到的液体压强大小。
(2)[1]这种运用假想液柱研究问题的思想方法是建立理想模型法。
[2]推导过程如下:设液柱的底面积为S,高度为h,液体的密度为ρ。液柱的体积,液柱的质量
液柱的重力也就是对受力面的压力
根据压强定义式,代入可得
(3)液体压强公式的适用条件是液体密度均匀。由于海水密度随深度的增大而增大,不满足密度均匀这一条件,所以不能用该公式计算蛟龙号上表面海水产生的压强。
(4)[1]根据液体体积公式,计算水的体积
由密度公式,则水的质量
[2]根据液体压强公式,则容器底部受到水的压强
[3]原来容器对地面的压力
原来容器对地面的压强
压强的变化量
金属块的底面积
根据,可得
因为
所以金属块的质量
33.(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。
34.(2025·江苏南通·中考真题)如图所示,仅进行以下操作,能让U形管两侧液面高度差变大的是( )
A.转动压强计的金属盒 B.缓慢向上提起金属盒
C.在水中加入盐并搅拌 D.换用更细的U形管
【答案】C
【详解】A.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,转动压强计的金属盒,金属盒的深度不变,压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故A不符合题意;
B.缓慢向上提起金属盒,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差减小,故B不符合题意;
C.在水中加入盐并搅拌,在探头深度不变的情况下,盐水对探头的压强更大,能让U形管两侧液面高度差变大,故C符合题意;
D.烧杯内的液体对探头产生的压强一定时,U形管两边的高度差一定,与U形管的粗细无关,故D不符合题意。
故选C。
35.(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,水平桌面上甲、乙两个完全相同的烧杯内装有密度不同的盐水,把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,且放入鸡蛋后液面相平。若两烧杯底部所受液体压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯盐水中所受浮力分别为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙 C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
【答案】B
【详解】AB.根据浮沉条件,漂浮时液体密度,悬浮时。因此,甲杯盐水密度。放入鸡蛋后液面相平,即液体深度。根据液体压强公式,所以,故A错误,B正确;
CD.由图可知,鸡蛋在甲杯中漂浮,浮力等于鸡蛋的重力,即;鸡蛋在乙杯中悬浮,浮力也等于鸡蛋的重力,即,因此,故CD错误;
故选B。
36.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积,B部分底面积,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度(,取),下列说法正确的是( )
A.水对A部分底部的压力为12.5N B.水对A部分底部的压强为
C.B部分中液体的密度是 D.某种液体对B部分底部的压力为10N
【答案】C
【详解】A.水的重力为
A部分为圆柱体,则水对A部分底部的压力为,故A错误;
B.水对A部分底部的压强为,故B错误;
C.橡皮膜不再左右凸起,说明B部分中液体和A部分中水对橡皮膜压强相同,忽略橡皮膜的高度带来的影响,则某种液体对B部分底部的压强为
B部分中液体的密度为,故C正确;
D.某种液体对B部分底部的压力为,故D错误。
故选C。
37.(2025·山东德州·中考真题)在探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示,实验器材安装完毕后发现U形管两侧液面不相平,接下来应该______,直到U形管两侧液面相平;
A.向U形管内添加适量水 B.从U形管内向外倒出适量水
C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)气密性良好的微小压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)下列实验中用到的物理研究方法与本实验完全不同的是______;
A.探究平面镜成像
B.探究压力作用效果与哪些因素有关
C.探究电流与电压、电阻的关系
(4)如图乙所示,某次实验时,测得U形管两侧液面高度差为4cm,则探头在此位置受到的液体压强为 Pa(,);
(5)某实验小组对压强计进行了改装,将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。两容器内分别装有A、B两种不同液体,现将两探头置于相同深度,U形管液面位置如图丙所示,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)C (2)不属于 (3)A (4)400 (5)<
【详解】(1)实验器材安装完毕后,U形管两侧液面不相平,是因为软管与U形管连接部分可能存在空气,导致两侧压强不相等(一侧是大气压,另一侧因空气存在压强不同)。此时应取下软管重新安装,让U形管两侧都直接与大气相通,这样两侧液面就会相平。添加或倒出水,不能解决压强不一致的问题;按压橡皮膜是实验中探究压强时的操作,不是解决液面不相平的方法,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)连通器的定义是“上端开口、底部相连通的容器”。微小压强计的U形管一端通过软管与探头连接(探头部分不是开口的),并非两端都开口,不满足连通器的结构特点,所以不属于连通器。
(3)本实验探究液体压强与因素的关系,用到了控制变量法(如控制液体密度,探究压强与深度的关系;控制深度,探究压强与液体密度的关系)和转换法(U形管两侧液面高度差反映压强大小)。“探究平面镜成像”,用“未点燃的蜡烛替代像的位置”,用到的是等效替代法。“探究压力作用效果与哪些因素有关”、“探究电流与电压、电阻的关系”,都用到了控制变量法,与本实验方法一致。故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
(4)U形管两侧液面高度差为4cm,则探头在此位置受到的液体压强为
(5)从图丙可知,两探头置于相同深度,U形管中B液体对应的液面低,说明B液体在该深度产生的压强更大(即pA<pB),因为h相同,由可得ρA<ρB。
38.(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。乙的液面下降0.02米,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),
【详解】(1)根据压强公式可得,甲容器对地面的压力
(2)①将乙中小球拿出,乙的液面下降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,则甲中水对容器底的压强变化量
②小球更换位置前,乙容器对地面的压力
小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,设小球重力为。则有
将、代入为
解得小球重力,小球体积为
则金属小球的密度
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