9.2 液体的压强 同步练习-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-02-02
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内容正文:
9.2液体的压强
要点:
1. 同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等;
2. 同种液体,深度越大,压强越大;
3. 在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
4、竖直容器液体压力等于液体的重力
5、非竖直容器液体压力等于底面往上平推对应的液体的重力
一.选择题(共15小题)
1.下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是液体受重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水的深度越深,液体的压强越大
D.两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大
2.关于液体的压强,下列说法中,正确的是( )
A.液体的压强大小跟液体的体积大小有关
B.液体的压强大小跟液体的质量大小有关
C.液体对容器底的压强跟容器的形状有关
D.液体对容器侧壁有压强,这一特点跟液体的流动性有关
3.如图所示,在探究液体压强特点的实验过程中,将微小压强计的金属探头放在水中,下列说法正确的是( )
A.U形管应用了连通器的原理
B.此时U形管左端内部气压小于右端的大气压
C.在原位置改变压强计的金属探头的方向,U形管两边液面高度差不变
D.把金属探头从水中取出后放在盐水中,U形管两端的液面高度差一定增大
4.下列对一些物理实验的说法中( )
①使用弹簧测力计前,不必检查它的指针是否指在零刻度线
②研究液体内部的压强时,通过U形管内液面的高度差来反映液体内部压强的大小,这是使用了控制变量法
③使用带有U形管的压强计测液体内部压强前,要先检查压强计的气密性
④探究二力平衡的条件时,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,是为了探究平衡力是否在同一直线上
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
5.如图所示,一个装有水的容器放置在水平桌面上,则a点、b点受到水的压强之比为( )
A.1:5 B.1:4 C.1:1 D.5:1
6.如图,容器中装有水,则A点水的压强是(g=10N/kg)( )
A.1.5×103Pa B.1.5×105Pa C.1.2×103Pa D.500Pa
7.如图所示,放在水平面上的甲、乙两个容器,测得液体内部A、B两点处液体产生的压强pA=pB,则两容器底部所受液体的压强p甲与p乙的大小关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法判断
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相等的薄壁容器,两容器开口面积、底面积均相等,分别装有质量相等的a、b液体。下列说法正确的是( )
A.两种液体对容器底部的压力相等
B.b液体对容器底部的压强较大
C.甲容器对桌面的压力较大
D.乙容器对桌面的压强较大
9.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小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相同。下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度大小关系是ρa=ρb
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
10.如图所示,甲、乙两只完全相同的试管内装有同种液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对试管底部的压强分别为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
11.未装满饮料的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图甲所示),然后翻转过来倒立放在桌面上(如图乙所示)。两次放置,饮料对杯底的压力和压强分别是F甲、F乙和p甲、p乙,则下列关系式正确的是( )
A.p甲>p乙,F甲>F乙 B.p甲>p乙,F甲=F乙
C.p甲=p乙,F甲=F乙 D.p甲>p乙,F甲<F乙
12.小晋利用一瓶矿泉水研究压强问题,如图所示,他先把瓶子正立放置在水平桌面上,再倒立放置。下列说法正确的是( )
A.水对瓶底和瓶盖的压力大小关系:F甲<F乙
B.水对瓶底和瓶盖的压强大小关系:p甲<p乙
C.瓶子对水平桌面的压强大小关系:p甲′>p乙′
D.瓶子对水平桌面的压力大小关系:F甲′>F乙′
13.如图所示,把两端开口的薄壁玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片质量和厚度不计),放入水面下一定深度,玻璃管横截面积为4cm2,塑料片横截面积为5cm2,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油40g,塑料片恰好不下沉,已知,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.玻璃管在水中的深度为8cm
B.倒入煤油前水对塑料片的压强为1.1×103Pa
C.倒入煤油前水对塑料片底部的压力为0.5N
D.玻璃管内外液面高度差为2.3cm
14.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
15.在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.把水管当刻度尺用
B.把水管当气压计用
C.为了测量两个点的水平距离
D.为了找到两个相同高度的点
二.填空题(共5小题)
16.如图,重为5N的容器,底面积100cm2,内装有4000mL的酒精,深度为30cm,则容器底受到的酒精压强为 Pa,容器对桌面的压力为 N,容器对桌面的压强为 Pa(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)。
17.如图所示,将一根长细管插入一个密闭的装满水的桶的上方,从高处向细管中灌水,A点受到的压强比B点受到的压强 (选填“大”或“小”)。注水至C点时,桶刚好破裂。若将水换成酒精,注酒精到C点时桶 (选填“会”或“不会”)破裂。若将细管换成粗管,需 (选填“增加”或“减少”)注水的质量才能使桶裂。(ρ水>ρ酒精)
18.如图所示,一个封闭圆台形容器,内装一定量的水,水对容器底部的压力为F水,容器对桌面的压强为p容。则倒置该容器后,水对容器底部的压力为F水′ F水,容器对桌面的压强p容′ p容(均选填“<”“>”或“=”)
19.甲、乙、丙三个质量和底面积均相同、形状不同的容器中装有质量相同的三种液体,液面高度相同,则 容器底部受到液体的压强最小,拦河大坝设计成 图形状(选填“甲”“乙”“丙”)。
20.如图所示,将拧紧瓶盖的半瓶矿泉水翻过来瓶口塞紧向下倒立在桌面上,则瓶对桌面的压力 ,水对容器底的压强 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三.实验探究题(共2小题)
21.与压强相关的实验
(一)探究压力作用效果的影响因素
(1)实验中,他是通过观察 来比较压力作用效果的;
(2)小南通过实验发现,坦克安装履带的原因可用 两图实验所得结论解释;
(3)将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板的压强 (选填“>”、“<”或“=”)小桌对海绵的压强。
(二)探究液体压强的影响因素
(1)压强计的金属盒上所蒙着的橡皮膜最好选用较 (选填“厚”或“薄”)的橡皮膜;
(2)小开直接将探头放入水中,发现U形管两侧液面等高,此时应该 ;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.检查压强计的气密性
C.继续实验
(3)正确处理存在的问题之后,进行实验。对比甲、乙两图,可知液体压强与液体 有关;对比 两图,可知液体压强与液体密度有关;
(4)小开用矿泉水瓶装满水,继续探究。如图丁①所示,当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图丁②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至D处,使MA=ND,水的落点为E、F。为比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与 的距离。
22.在探究性学习活动中,某兴趣小组利用如下装置对“液体压强的规律”进行了一系列探究:
(1)实验前未用力挤压橡皮膜时,发现U形管液面不等高,接下来的操作最便捷的是 (填字母);调整好后的U形管 (选填“是”或“不是”)一个连通器;
A.捏开橡皮膜,使其与探头间有空隙
B.扭开橡皮管重新安装
C.摇晃U形管
(2)实验中是通过 来反映液体压强大小;
(3)比较图乙和图丙后小组同学认为:在同种液体内部,深度 ,液体的压强越大;通过比较图丙和图丁,说明深度相同时液体 越大,液体的压强越大;
(4)保持图丁中探头的位置不变,并将一杯相同浓度的盐水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)聪明的小林想知道实验中所用的盐水密度是多少,于是设计了如图戊所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜(橡皮膜的质量和体积忽略不计),小林进行了如下操作:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜变平,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出此盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
四.计算题(共1小题)
23.如图为小明家里的洗菜池。小明发现当家里洗菜池中没有水时,要提起池底出水口的塞子很容易;当洗菜池中装满水时,要提起塞子就比较费力。小明对此很好奇并进行了探究。他向洗菜池中注水,当水深10cm,用测力计竖直向上拉塞子,塞子刚好被提起时,测力计拉力读数为1.5N。(塞子质量、塞子与出水口摩擦力均忽略不计,且塞子上表面看作一个平面,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)当水深10cm时,水对洗菜池底部的压强;
(2)塞子的受力面积;
(3)当洗菜池中注满水时,水对塞子的压力。
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
D
D
C
D
B
A
B
B
C
B
D
题号
12
13
14
15
答案
B
C
A
D
一.选择题(共15小题)
1.下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是液体受重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水的深度越深,液体的压强越大
D.两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大
【分析】(1)根据液体压强产生的原因解答:液体对容器底部有压强,是因为液体受到重力的作用;液体对容器侧壁有压强,是因为液体具有流动性。
(2)液体压强的特点:液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体的压强随深度的增加而增大;不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大。
【解答】解:A.根据液体压强的知识可知,液体压强产生的原因是因为液体受到重力且具有流动性,故A正确;
B.根据液体压强特点可知,液体内部向各个方向都有压强,且同种液体同一深度,各方向的压强相等,故B正确;
C.根据p=ρgh可知,当液体密度相同时,水越深的位置,液体压强越大,所以,拦河大坝修建为“上窄下宽”,故C正确;
D.根据p=ρgh可知,影响液体压强的因素有液体密度和液体深度两个因素,所以,两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大,这种说法错误,故D错误。
故选:D。
【点评】此题是对液体压强特点,属于基础知识,难度不大。
2.关于液体的压强,下列说法中,正确的是( )
A.液体的压强大小跟液体的体积大小有关
B.液体的压强大小跟液体的质量大小有关
C.液体对容器底的压强跟容器的形状有关
D.液体对容器侧壁有压强,这一特点跟液体的流动性有关
【分析】由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大;在同一深度处液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关。
【解答】解:ABC、液体的压强大小与液体的深度和液体的密度有关,与液体体积大小、液体的质量大小、容器的形状等均没有关系,故ABC错误;
D、液体具有流动性,所以向各个方向都有压强,因此液体对容器侧壁有压强,这一特点跟液体的流动性有关,故D正确。
故选:D。
【点评】本题的解题关键是熟记液体压强的特点,并知道液体具有流动性,所以向各个方向都有压强。
3.如图所示,在探究液体压强特点的实验过程中,将微小压强计的金属探头放在水中,下列说法正确的是( )
A.U形管应用了连通器的原理
B.此时U形管左端内部气压小于右端的大气压
C.在原位置改变压强计的金属探头的方向,U形管两边液面高度差不变
D.把金属探头从水中取出后放在盐水中,U形管两端的液面高度差一定增大
【分析】(1)压强计的构造:是一种采用U形管构造,内装水或水银,运用帕斯卡原理测量液体和气体的压强的一种物理仪器。
(2)压强计的原理:压强计是用来测量较小的压强的。
【解答】解:A、连通器是上端开口、底部相连通的容器,而微小压强计的U形管一端是封闭的,不符合连通器的特点,没有应用连通器原理,故A错误。
B、当金属探头放入水中时,U形管左端液面受到的压强等于大气压强与液体压强之和再减去橡皮膜单位面积弹力的平均值,右端液面受到大气压作用。由于橡皮膜弹力很小可忽略,此时U形管左端内部气压大于右端的大气压,故B错误。
C、根据液体压强的特点,在液体内部同一深度,液体向各个方向的压强相等。所以在原位置改变压强计的金属探头的方向,探头受到的液体压强不变,则U形管两边液面高度差不变,故C正确。
D、液体内部压强与液体密度和深度有关,根据p=ρgh,把金属探头从水中取出后放在盐水中,若盐水的密度较大,但探头在盐水中的深度很小,根据公式计算可知,探头受到的压强不一定增大,所以U形管两端的液面高度差不一定增大,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了压强计的构造和原理。
4.下列对一些物理实验的说法中( )
①使用弹簧测力计前,不必检查它的指针是否指在零刻度线
②研究液体内部的压强时,通过U形管内液面的高度差来反映液体内部压强的大小,这是使用了控制变量法
③使用带有U形管的压强计测液体内部压强前,要先检查压强计的气密性
④探究二力平衡的条件时,把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放,是为了探究平衡力是否在同一直线上
A.只有①②正确 B.只有①③正确
C.只有②④正确 D.只有③④正确
【分析】(1)根据使用弹簧测力计时的注意事项解答即可;
(2)压强计是通过U形管中液面的高度差来反应被测压强的大小;
(3)用压强计可以测量液体内部压强大小,使用前首先调节U形管液面相平,当压强计放入液体中,U形管左右液面差越大,液体内部压强越大,在使用压强计之前要检查其密闭性,防止漏气;
(4)二力平衡的条件之一是作用在同一条直线上。
【解答】解:①在使用弹簧测力计前必须检查指针是否指在零刻度线上,否则测量的力不准确,故①错误;
②研究液体内部的压强时,通过U形管内液面的高度差来反映液体内部压强的大小,这是使用了转换法,故②错误;
③使用带有U形管的压强计测液体内部压强前,要先检查压强计的气密性,故③正确;
④探究二力平衡的条件时,将小车扭转一个角度,两个力不在同一直线上,二力不平衡,松手后,小车将转动,不能保持平衡,是为了探究平衡力是否在同一直线上,故④正确。
故选:D。
【点评】本题考查了弹簧测力计的使用、压强计的使用以及原理、二力平衡条件的实验操作等知识,是一道综合题。
5.如图所示,一个装有水的容器放置在水平桌面上,则a点、b点受到水的压强之比为( )
A.1:5 B.1:4 C.1:1 D.5:1
【分析】由图得出a、b两点的深度,根据公式p=ρgh求出a点、b点受到水的压强之比。
【解答】解:a点的深度为:ha=2cm,
b点的深度为:hb=10cm﹣2cm=8cm,
根据p=ρgh可知,a点、b点受到水的压强之比为:,
故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查液体压强公式的应用,难点是求液体的深度,深度指的是从液面到液体中某点的竖直距离。
6.如图,容器中装有水,则A点水的压强是(g=10N/kg)( )
A.1.5×103Pa B.1.5×105Pa C.1.2×103Pa D.500Pa
【分析】根据公式p=ρgh可求出A点所受到水的压强。
【解答】解:A点的深度为:h=20cm﹣5cm=15cm=0.15m,
则A点所受到水的压强为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa。
故选:A。
【点评】本题考查了液体压强计算公式的应用,明确深度h的含义(距离液面的高度)是关键。
7.如图所示,放在水平面上的甲、乙两个容器,测得液体内部A、B两点处液体产生的压强pA=pB,则两容器底部所受液体的压强p甲与p乙的大小关系是( )
A.p甲>p乙 B.p甲<p乙 C.p甲=p乙 D.无法判断
【分析】已知A、B两点所受液体的压强pA和pB相等,B点的深度小于A点的深度,根据公式p=ρgh可知,液体的密度的大小关系,再利用公式p=ρgh判断出两容器底部所受液体压强的大小关系。
【解答】解:由图B点的深度小于A点的深度,即hA>hB,A、B两点处液体产生的压强pA=pB,
根据公式p=ρgh可知,甲的密度小于乙的密度,即ρA<ρB,
由题A、B两点到底部的深度相等,所以pA下<pB下;
pA+pA下<pB+pB下,
即p甲<p乙。
故选:B。
【点评】本题考查液体压强的判断,根据液体压强公式判断出液体的密度的大小关系,关键能将容器底的液体压强分成A、B点以上和A、B以下来分段考查。
8.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相等的薄壁容器,两容器开口面积、底面积均相等,分别装有质量相等的a、b液体。下列说法正确的是( )
A.两种液体对容器底部的压力相等
B.b液体对容器底部的压强较大
C.甲容器对桌面的压力较大
D.乙容器对桌面的压强较大
【分析】(1)水平放置的柱状容器内的液体对容器底部的压力等于液重,上小下大的容器内的液体对容器底部的压力大于液重,据此判断出两种液体对容器底部压强的大小关系,用p比较两种液体对容器底压强的大小关系;
(2)用F=G总=m容g+m液g容易比较桌面对两个容器对桌面的压力的大小关系;根据p比较两个容器对桌面压强的大小关系。
【解答】解:A、液体的质量相同,根据G=mg可知,液体的重力相同;甲容器中液柱上下粗细相同,则甲容器底部受到的压力等于液体的重力;乙容器中的液体上窄下宽,则乙容器底部受到的压力大于液体的重力,由此可知,两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb;容器的底面积相同,根据p可知,两种液体对容器底压强的大小关系是pa<pb,故A错误,B正确;
CD、将容器和液体看成一整体,静止时,整体受力平衡,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,即F=G总=m容g+m液g,由于容器、液体的质量都相等,根据G=mg可知,总重力相同,所以两个容器对桌面的压力相同,烧杯的底面积相同,根据p可知,p甲=p乙,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了密度公式、压强公式的应用,是一道中考常见题。
9.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器底面积大小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相同。下列说法正确的是( )
A.两种液体的密度大小关系是ρa=ρb
B.两种液体对容器底部的压强pa=pb
C.两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb
D.两个容器对桌面压强的大小关系是p甲>p乙
【分析】(1)由图可知,a、b两种液体的体积关系,根据ρ比较a、b两种液体的密度大小关系;
(2)液体的深度相同,根据p=ρgh可知两种液体对容器底部的压强关系,根据p比较两种液体对容器底的压力关系;
(3)根据F=G=mg可知两个容器对桌面的压力关系;根据p比较两个容器对桌面的压强关系。
【解答】解:A、由图可知,a、b两种液体的体积关系为Va>Vb,而a、b两种液体的质量相等,根据ρ可知,两种液体的密度大小关系ρa<ρb,故A错误;
BC、两个容器中的液面高度相同,即深度相同,由p=ρgh可知,两种液体对容器底部的压强关系pa<pb;
两个容器底面积大小相同,根据p可知,两种液体对容器底压力的大小关系是Fa<Fb,故B错误、C正确;
D、容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,根据F=G=mg可知两个容器对桌面的压力相同,根据p可知,两个容器对桌面压强的大小关系是p甲=p乙,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查密度、压强和压力的比较,涉及密度公式、压强和重力公式的应用,难度一般。
10.如图所示,甲、乙两只完全相同的试管内装有同种液体,甲试管竖直放置,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。设液体对试管底部的压强分别为p甲和p乙,则下列判断正确的是( )
A.p甲>p乙 B.p甲=p乙 C.p甲<p乙 D.无法确定
【分析】液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
【解答】解:由题意知,甲乙两管内盛有同种液体,即液体密度相同,液面相平,即高度相同;根据液体压强的公式p=ρgh可知,液体对试管底的压强相等,即p甲=p乙。故B符合题意,ACD不符合题意。故选:B。
【点评】此题考查液体压强大小比较,属于基础题。
11.未装满饮料的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图甲所示),然后翻转过来倒立放在桌面上(如图乙所示)。两次放置,饮料对杯底的压力和压强分别是F甲、F乙和p甲、p乙,则下列关系式正确的是( )
A.p甲>p乙,F甲>F乙 B.p甲>p乙,F甲=F乙
C.p甲=p乙,F甲=F乙 D.p甲>p乙,F甲<F乙
【分析】由图可知,正放与倒放相比,杯中饮料的深度大小关系,利用p=ρgh可得饮料对杯底的压强大小关系;
正放时,杯中的饮料柱是上粗下细的,一部分饮料压的是杯壁,杯底受到的压力小于杯中液体的重力;倒放时,杯中的饮料柱下粗上细,杯底受到的压力大于饮料的重力。
【解答】解:由图可知,正放与倒放相比,杯中饮料的深度较大,根据p=ρgh可知,正放时饮料对杯底的压强较大,即p甲>p乙;
正放时,杯中的饮料柱是上粗下细的,一部分饮料压的是杯壁,杯底受到的压力小于杯中液体的重力;倒放时,杯中的饮料柱下粗上细,杯底受到的压力大于饮料的重力;所以F甲<F乙,故D正确、ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查了液体压强公式的应用,以及不同容器中液体对容器底的压力与液体重力的大小比较,要记住:上下一样粗细的容器,容器底受到的压力等于液体的重力;上粗下细的容器,容器底受到的压力小于液体的重力;上细下粗的容器,容器底受到的压力大于液体的重力。
12.小晋利用一瓶矿泉水研究压强问题,如图所示,他先把瓶子正立放置在水平桌面上,再倒立放置。下列说法正确的是( )
A.水对瓶底和瓶盖的压力大小关系:F甲<F乙
B.水对瓶底和瓶盖的压强大小关系:p甲<p乙
C.瓶子对水平桌面的压强大小关系:p甲′>p乙′
D.瓶子对水平桌面的压力大小关系:F甲′>F乙′
【分析】(1)根据水柱的形状分析水对瓶底和瓶盖的压力的大小关系;
(2)甲、乙两次放置时,水的密度不变,深度变大,利用p=ρgh得出水对瓶底、瓶盖的压强变化;
(3)甲、乙两次放置时,水、瓶的总重力不变,根据物体对水平面的压力和自身的重力相等比较两种情况下对桌面的压力关系;瓶底的面积大于瓶盖的面积,即甲放置时受力面积较大,根据p比较两种放置对桌面的压强关系。
【解答】解:A、甲图中瓶子水柱上下粗细相同,则水对瓶底的压力等于水的重力;乙图中的水柱上宽下窄,则水对瓶盖的压力小于自身的重力,则F甲>F乙,故A错误;
B、甲、乙两次放置时,水的密度不变,深度变大,由p=ρgh可知水对瓶底、瓶盖的压强变大,即:p甲<p乙,故B正确;
CD、因物体对水平面的压力和自身的重力相等,所以,甲、乙两次放置时,水、瓶的总重力不变,两次对桌面的压力相等,F'甲=F'乙;
又因瓶底的面积大于瓶盖的面积,即甲放置时受力面积较大,由p可知,甲放置对桌面的压强较小,即:p'甲<p'乙,故CD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了压力和压强的大小比较,对于液体对容器底的压力、压强:先压强(p=ρgh),后压力(F=pS);对于固体对水平桌面的压力、压强:先压力(F=G),后压强(p);对于形状不规则的容器,液体对容器底的压力与液体重力的关系:直壁容器,F=G;上大下小,F<G;上小下大,F>G。
13.如图所示,把两端开口的薄壁玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片质量和厚度不计),放入水面下一定深度,玻璃管横截面积为4cm2,塑料片横截面积为5cm2,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103kg/m3的煤油40g,塑料片恰好不下沉,已知,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.玻璃管在水中的深度为8cm
B.倒入煤油前水对塑料片的压强为1.1×103Pa
C.倒入煤油前水对塑料片底部的压力为0.5N
D.玻璃管内外液面高度差为2.3cm
【分析】(1)根据密度公式求出管中煤油的体积,再根据体积公式求出管中煤油的高度,塑料片恰好开始下沉,纸片上下方受到的压强大小相等,再根据p水=p煤油求出玻璃管在水中的深度;(2)根据p=ρgh求出倒入煤油前水对塑料片的压强,再根据p求出倒入煤油前水对塑料片底部的压力;
(3)根据管中煤油的高度和水的深度即可求解。
【解答】解:A.塑料片恰好开始下沉,说明此时纸片上下方受到的压强大小相等,
煤油的密度为:ρ煤油=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,
管内煤油的高度为
此时满足p水=p煤油,由于p=ρgh可得ρ水gh水=ρ煤油gh煤油
解得玻璃管在水中的深度为
故A错误;
BC.利用p=ρgh可知倒入煤油前水对塑料片的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=103Pa
倒入煤油前水对塑料片底部的压力为F=pS=103Pa×5×10﹣4m2=0.5N
故B错误,C正确;
D.玻璃管内外液面高度差为0.125m﹣0.1m=0.025m=2.5cm
故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查密度公式、压强定义式和液体压强公式的应用,当塑料片恰好下沉时,塑料片上下表面受到的压强相等,这是解答此题的关键。
14.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
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器;连通器的特点是容器中的液体不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【解答】解:当将阀门AB打开时,该容器左右两管上端开口,下部连通,构成连通器。根据连通器特点可知,容器中的液体不流动时,各个容器中液面总是相平的。因为左右两管分别注入清水,原来液面相平,所以当将阀门AB打开时,可以观察到右管中的水面高度不变。
故选:A。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器的特点,即上端开口、底部相连的,液面静止时保持相平。
15.在装修房屋时,工人师傅常用一根灌有水(水中无气泡)且足够长的透明塑料软管的两端靠在墙面的不同地方并做出标记,如图所示。工人师傅这样做的目的是( )
A.把水管当刻度尺用
B.把水管当气压计用
C.为了测量两个点的水平距离
D.为了找到两个相同高度的点
【分析】上端开口,下部连通的容器叫连通器;静止在连通器中的同一种液体,各部分直接与大气接触的液面总在同一水平面上。
【解答】解:透明软管的两端开口,底部连通正符合连通器的特点,所以工人师傅这样做的目的是保证两点在同一等高线上,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查连通器的原理,这是一道实际应用题目,体现了物理新课改的理念,是中考命题的方向。
二.填空题(共5小题)
16.如图,重为5N的容器,底面积100cm2,内装有4000mL的酒精,深度为30cm,则容器底受到的酒精压强为 2400 Pa,容器对桌面的压力为 37 N,容器对桌面的压强为 3700 Pa(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)。
【分析】(1)知道容器内酒精的深度和密度,根据p=ρgh求出容器底受到的酒精压强;
(2)知道容器内酒精的体积,根据ρ求出酒精的质量,利用G=mg求出酒精的重力,容器对桌面的压力等于酒精和容器的重力之和,根据p求出容器对桌面的压强。
【解答】解:容器底受到的酒精压强为:p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.3m=2400Pa;
容器内酒精的体积为:V=4000mL=4000cm3,
酒精质量为:m=ρ酒精V=0.8×103kg/m3×4000×10﹣6m3=3.2kg,
酒精重力为:G=mg=3.2kg×10N/kg=32N,
容器对桌面的压力为:F=5N+32N=37N,
容器对桌面的压强为:。
故答案为:2400;37;3700。
【点评】本题考查了压力和压强的计算以及密度公式的灵活运用,关键是知道物体对水平面的压力和自身的重力相等。
17.如图所示,将一根长细管插入一个密闭的装满水的桶的上方,从高处向细管中灌水,A点受到的压强比B点受到的压强 小 (选填“大”或“小”)。注水至C点时,桶刚好破裂。若将水换成酒精,注酒精到C点时桶 不会 (选填“会”或“不会”)破裂。若将细管换成粗管,需 增加 (选填“增加”或“减少”)注水的质量才能使桶裂。(ρ水>ρ酒精)
【分析】根据液体压强公式p=ρ液gh、密度公式ρ分析解答。
【解答】解:由液体压强的计算公式p=ρgh可知,当液体密度相同时,液体的深度越深,液体压强越大。
由图可知,A点的深度小于B点的深度,所以A点受到的压强比B点受到的压强小。
深度相同时,液体的密度越小,压强越小。已知酒精的密度比水小,若将水换成酒精,注酒精到C点比注水到C点时的压强小,故桶不会破裂。
将细管换成粗管,管的直径变大,管的横截面积变大,桶破裂时水的深度不变,即水的压强不变。根据可知,需要增加注水的质量才能到达使桶破裂的高度。
故答案为:小;不会;增加。
【点评】此题主要考查液体压强和密度公式的应用,属于中档题。
18.如图所示,一个封闭圆台形容器,内装一定量的水,水对容器底部的压力为F水,容器对桌面的压强为p容。则倒置该容器后,水对容器底部的压力为F水′ > F水,容器对桌面的压强p容′ < p容(均选填“<”“>”或“=”)
【分析】根据p=ρ水gh分析水对容器底部的压强的变化情况,再根据F=pS分析水对容器底部的压力;
根据分析容器对桌面的压强变化。
【解答】解:杯子正放时,根据F水=pS=ρ水ghS=ρ水Vg可知,即F水等于以S为横截面积、与原液体等高的圆柱形液柱的重力,如图所示:
故F水<G水;
同理,倒置该容器后水对容器底部的压力F水'=p'S'=ρ水gh'S'=ρ水V'g,即F水'等于以S'为横截面积、与原液体等高的圆柱形液柱的重力,如图所示:
故F水'>G水,所以F水'>F水;
容器对桌面的压力等于水和容器的重力和的大小,倒置该容器后,容器对桌面的压力不变,受力面积增大,由知容器对桌面的压强变小,即p'容<p容。
故答案为:>;<。
【点评】本题考查了压力、压强的大小比较,属于基础题。
19.甲、乙、丙三个质量和底面积均相同、形状不同的容器中装有质量相同的三种液体,液面高度相同,则 丙 容器底部受到液体的压强最小,拦河大坝设计成 甲 图形状(选填“甲”“乙”“丙”)。
【分析】(1)已知液体质量的关系,由图可知三种液体体积的关系,由ρ判断出三种液体密度的关系;
三个容器的液面相平,根据p=ρgh判断出液体对容器底部压强的关系;
(2)液体的压强随深度增加而增大。
【解答】解:由图可知,V甲液<V乙液<V丙液,因为三种液体的质量相同,则ρ知ρ甲>ρ乙>ρ丙,三个容器的液面相平,根据p=ρgh可知液体对容器底部的压强p甲>p乙>p丙,即丙容器底部受到液体的压强最小;
由于液体的压强随深度增加而增大,所以拦河坝的下部的压强大,所以下部底面积更大,所以甲图符合实际。
故答案为:丙;甲。
【点评】此题考查了密度、压强和压力的大小比较,关键是知道容器对桌面的压力等于容器和液体的重力之和。
20.如图所示,将拧紧瓶盖的半瓶矿泉水翻过来瓶口塞紧向下倒立在桌面上,则瓶对桌面的压力 不变 ,水对容器底的压强 变大 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【分析】①瓶底对桌面的压力等于水和瓶子的总重力,据此判断压力的变化;
②根据公式p可比较瓶底和瓶盖对桌面的压强。
【解答】解:①将半瓶矿泉水翻过来瓶口向下倒立在桌面上,瓶对桌面的压力都等于瓶子和水的总重力,所以压力不变;
②瓶子正放时,受力面积是瓶底的面积,倒置后,受力面积是瓶盖的面积,受力面积减小,根据公式p可知,瓶对桌面的压强变大。
故答案为:不变;变大。
【点评】本题考查压力和压强的大小比较,关键知道在水平面上,物体对水平面的压力等于其所受的重力。
三.实验探究题(共2小题)
21.与压强相关的实验
(一)探究压力作用效果的影响因素
(1)实验中,他是通过观察 海绵的凹陷程度 来比较压力作用效果的;
(2)小南通过实验发现,坦克安装履带的原因可用 乙、丙 两图实验所得结论解释;
(3)将丙图的海绵换成丁图的木板,则小桌对木板的压强 = (选填“>”、“<”或“=”)小桌对海绵的压强。
(二)探究液体压强的影响因素
(1)压强计的金属盒上所蒙着的橡皮膜最好选用较 薄 (选填“厚”或“薄”)的橡皮膜;
(2)小开直接将探头放入水中,发现U形管两侧液面等高,此时应该 B ;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.检查压强计的气密性
C.继续实验
(3)正确处理存在的问题之后,进行实验。对比甲、乙两图,可知液体压强与液体 深度 有关;对比 乙、丙 两图,可知液体压强与液体密度有关;
(4)小开用矿泉水瓶装满水,继续探究。如图丁①所示,当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图丁②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至D处,使MA=ND,水的落点为E、F。为比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与 DF 的距离。
【分析】(一)(1)(2)根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,海绵的凹陷程度越大,说明压力的作用效果越明显,用到的科学实验方法是转换法;压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,研究与其中一个因素的关系时,应采用控制变量法,
(3)根据p分析。
(二)(1)压强计的金属盒上所蒙着的橡皮膜最好选用较薄的橡皮膜;
(2)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;将探头放入水中,发现U形管两侧液面等高,可知装置漏气;
(3)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)液体压强随深度的增大而变大,喷射的距离随压强的增大而变远。
【解答】解:(一)(1)实验中,由转换法,他是通过观察 海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的;
(2)乙、丙实验中,压力相同,丙中受力面积大,压力作用效果不明显,小南通过实验发现,坦克安装履带的原因可用 乙、丙两图实验所得结论解释;
(3)将丙图的海绵换成丁图的木板,根据p可知,因压力和受力面积相同,则小桌对木板的压强=小桌对海绵的压强。
(二)(1)压强计的金属盒上所蒙着的橡皮膜最好选用较薄的橡皮膜,受到相同的压强,形变明显;
(2)小开直接将探头放入水中,发现U形管两侧液面等高,可知装置漏气,此时应该检查压强计的气密性,故选:B;
(3)正确处理存在的问题之后,进行实验;对比甲、乙两图,深度不同,产生的压强不同,可知液体压强与液体深度有关;研究液体压强与液体密度有关要控制深度相同,对比乙、丙两图,可知液体压强与液体密度有关;
(4)为了比较两小孔处液体压强的大小,根据控制变量法可知应让水从M和N两点喷出时下降的高度相等,且由题可知MA=ND,由转换法可知在下落高度相同时水喷出的距离越远,说明此处液体产生的压强越大,所以,由图②可知应比较AC与DF的距离。
故答案为:(一)(1)海绵的凹陷程度;(2)乙、丙;(3)=。
(二)(1)薄;(2)B;(3)深度;乙、丙;(4)DF。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验和探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用及压强公式的运用。
22.在探究性学习活动中,某兴趣小组利用如下装置对“液体压强的规律”进行了一系列探究:
(1)实验前未用力挤压橡皮膜时,发现U形管液面不等高,接下来的操作最便捷的是 A (填字母);调整好后的U形管 不是 (选填“是”或“不是”)一个连通器;
A.捏开橡皮膜,使其与探头间有空隙
B.扭开橡皮管重新安装
C.摇晃U形管
(2)实验中是通过 U形管左右两侧液面的高度差 来反映液体压强大小;
(3)比较图乙和图丙后小组同学认为:在同种液体内部,深度 越大 ,液体的压强越大;通过比较图丙和图丁,说明深度相同时液体 密度 越大,液体的压强越大;
(4)保持图丁中探头的位置不变,并将一杯相同浓度的盐水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),U形管两侧的液面的高度差将会 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)聪明的小林想知道实验中所用的盐水密度是多少,于是设计了如图戊所示的实验装置。内外两个容器紧密粘合在一起,内部小容器的底部为一张弹性很好的橡皮膜(橡皮膜的质量和体积忽略不计),小林进行了如下操作:
①在内部小容器内装入适量待测盐水,发现橡皮膜向下突出;
②在外部大容器内装入清水,直到橡皮膜变平,测出盐水深度h以及清水与盐水的液面高度差Δh,请你写出此盐水的密度表达式:ρ盐水= (用含有h、Δh和ρ水的式子表示)。
【分析】(1)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,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;
上端开口,下端相连的容器叫连通器;
(2)液体内部压强大小是通过U形管中液面的高度差来反映的,这是转换法的应用;
(3)影响液体压强的因素有液体的密度和深度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;
(4)深度变大,液体密度不变,根据液体压强公式p=ρgh可知,探头所处的压强变大;
(5)当橡皮膜不再发生形变时,说明其受到的大容器中水对其向上的压强与烧杯中盐水对其向下的压强相等。通过两者压强相等,结合液体压强的计算,利用水的密度表示出盐水的密度。
【解答】解:(1)实验前不挤压橡皮膜,U形管中液面不等高,说明被封闭气体的压强与外界气压不相等,此时较好的操作方法是捏开橡皮管使其与U形管有缝隙,这样可以更便捷地使U形管两侧气压相等,故选:A;
连通器是上端开口,底部相通的容器,连通器各部分容器液面上的空气必须都与大气连通或至少相互连通。压强计的U形管调整好后,一端的液面上的空气相通的是装置内的空气,另一端液面上的空气相通的是大气,所以不是连通器。
(2)压强计是通过观察U形管两侧液面高度差判断液体压强大小的,液体内部压强越大,反映出U形管中液面的高度差越大。
(3)根据控制变量法,比较图乙和图丙,液体密度相同,探头在液体中的深度越深,U形管液体高度差越大。说明在同种液体内部,深度越大,液体的压强越大。
比较图丙和图丁,探头在液体中的深度相同,盐水中的探头对应的U形管液体高度差更大,即盐水中的压强大于清水中的压强,说明深度相同时,液体密度越大,液体的压强越大。
(4)保持图丁中探头的位置不变,并将一杯相同浓度的盐水倒入烧杯中搅匀后(液体未溢出),探头所处的深度变大,液体密度不变,根据液体压强公式p=ρgh可知,探头所处的压强变大,故U形管两侧的液面的高度差将会变大。
(5)当橡皮膜变平时,说明橡皮膜上下受到的压强相等。此时橡皮膜受到下方的水向上的压强p水=ρ水g(h+Δh),
橡皮膜受到上方的盐水向下的压强p盐水=ρ盐水gh,
解得盐水密度。
故答案为:(1)A;不是;(2)U形管左右两侧液面的高度差;(3)越大;密度;(4)变大;(5)。
【点评】本题考查液体压强的特点,涉及到两种物理学方法:控制变量法和转换法,解题时注意实验过程的分析和实验结论的表述都要采用控制变量法,领悟这两种方法的真谛。
四.计算题(共1小题)
23.如图为小明家里的洗菜池。小明发现当家里洗菜池中没有水时,要提起池底出水口的塞子很容易;当洗菜池中装满水时,要提起塞子就比较费力。小明对此很好奇并进行了探究。他向洗菜池中注水,当水深10cm,用测力计竖直向上拉塞子,塞子刚好被提起时,测力计拉力读数为1.5N。(塞子质量、塞子与出水口摩擦力均忽略不计,且塞子上表面看作一个平面,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:
(1)当水深10cm时,水对洗菜池底部的压强;
(2)塞子的受力面积;
(3)当洗菜池中注满水时,水对塞子的压力。
【分析】(1)根据p=ρ水gh求出水对洗菜池底部的压强;
(2)根据p求出塞子的受力面积;
(3)当洗菜池中注满水时水的深度,根据p=ρgh求出当池中注满水时,水对池底的压强,根据p求出当池中注满水时,水对塞子的压力。
【解答】解:(1)当水深10cm时,水对洗菜池底部的压强为:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1×103Pa;
(2)水深10cm时水对塞子产生的压力为1.5N,则塞子的受力面积为:
S1.5×10﹣3m2;
(3)当洗菜池中注满水时水的深度为:h'=210mm=0.21m,
此时水对塞子的压强为:
p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.21m=2.1×103Pa,
当洗菜池中注满水时,水对塞子的压力为:
F'=p'S=2.1×103Pa×1.5×10﹣3m2=3.15N。
答:(1)当水深10cm时,水对洗菜池底部的压强为1×103Pa;
(2)塞子的受力面积为1.5×10﹣3m2;
(3)当洗菜池中注满水时,水对塞子的压力为3.15N。
【点评】本题考查液体压强公式、压强定义公式以及体积公式的灵活运用,有一定的难度。
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