专题07 液体压强和流体压强的计算(8大考点)-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-04-03
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2份
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72页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 液体的压强,第5节 流体压强与流速的关系 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.25 MB |
| 发布时间 | 2026-04-03 |
| 更新时间 | 2026-04-03 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57166599.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题07 液体压强和流体压强的计算
【全国通用】
目录
第一部分 培优专练
【题型1 液体压强公式的简单应用】 1
【题型2 不规则容器问题】 4
【题型3 容器倒置问题】 6
【题型4 液体压强的图像问题】 8
【题型5 平衡法在液体压强中的应用】 11
【题型6 液体压强的变化量问题】 13
【题型7 大气压强的计算】 15
【题型8 流体压强的计算】 17
第二部分 压轴突破
【题型1 】
1.三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
2.如图所示采用以下装置进行实验。第一步,将底部连通的A、B两容器的阀门K打开,装入部分水,此时A、B两容器里面水的液面相平,再立即关闭阀门。第二步,将质量相等、密度之比为5∶2的甲、乙两个实心物体分别浸没在A、B两容器内(水未溢出)。已知A、B两容器底面积关系为SA:SB=2∶3。则以下判断正确的是( )
A.第一步操作结束时该装置是连通器
B.放入甲乙两物体后A、B两容器液面升高,且升高高度比是5∶3
C.第二步操作结束时容器底部液体压强之比3∶5
D.第二步操作结束时立即打开阀门K,水将从B容器流向A容器
3.如图,液体中a、b、c、d四点压强的说法中正确的是( )
A.abcd各点压强一样大 B.c点的压强最大 C.b点的压强最大 D.a点的压强最大
4.三峡水电站水库大坝高185m,当水深为175m时坝底受到水的压强为______Pa。工程师把拦河坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体压强随液体深度的增大而______。(,)
5.如图所示为我国“奋斗者”号载人潜水器,该潜水器在马里亚纳海沟创造了11000m的中国深潜新纪录,当它在下潜到5000m深处时(),所受到的液体压强高达_________帕,它的物理意义是_________。
6.如图所示,水平桌面的中央放着一个质量为2kg的平底鱼缸,其内外底面积都为250cm2,鱼缸内装有0.2m深的水,水的质量为5.5kg,g取10N/kg。求:
(1)鱼缸底部受到水的压强;
(2)鱼缸底部受到的水的压力;
(3)鱼缸对桌面的压强。
7.如图所示,圆柱形容器A和B放在水平地面上,底面积分别为米2和米2。容器A中盛有米高的水,容器B中盛有质量为千克的酒精。千克/米3)
(1)求容器A中水对容器底部的压强。
(2)求容器B中酒精的高度。
8.一个平底水杯的质量为340g,底面积为,放在水平桌面上。水杯中装有220g水,水深为6cm。(水的密度为,g取10N/kg)
(1)求水对杯子底部的压强;
(2)求水对杯子底部的压力;
(3)求水杯对桌面的压强。
【题型2 不规则】
9.如图所示,不计容器自重,容器的底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
10.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
11.如图所示,容器装有水,其中a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa>pb>pc B.pa<pb<pc C.pa=pb=pc D.pa>pb=pc
12.如图,一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(图A),再反过来倒立在桌面上(图B),两次放置橙汁对杯底的压强和压力分别是、和、,则______,______。(以上两空选填“”、“”或“”)
13.一个不规则容器内装有水,部分距离如图所示,则A点水的压强大小为______Pa,A点水的压强______(选填“”、“”或“”)B点水的压强。
14.如图,置于水平桌面上的不规则容器装有某种液体。液体的体积为1.5×10-3m3,液体的深为0.4m,若容器重为20N、底面积为2.0×10-3m2,容器底受到液体的压强为4.8×103Pa,g取。求:
(1)液体的密度;
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强;
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
15.如图所示,在重力为的容器内装有的水,容器底面积为,容器壁厚度不计容器放在水平桌面上,桌面面积为。取,。求:
(1)容器对桌面的压强;
(2)水对点的压强;
(3)水对容器底的压力。
【题型3 】
16.如图所示,密闭的奶茶饮料杯平放在水平桌面上,若将饮料杯倒置过来放置在桌面上,压力、压强的变化情况正确的是( )
A.杯子对桌面的压力减小 B.杯子对桌面的压强减小
C.杯内奶茶对杯子底部的压强减小 D.杯内奶茶对杯子底部的压力减小
17.如图所示,瓶中装有一定量的水,竖直放置时如图(a)所示,水对瓶底的压强为,若将它竖直倒置如图(b)所示,水对瓶盖的压强为。为比较与的大小关系,小明的分析过程是:瓶中水的质量不变,水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等,瓶底面积大于瓶盖面积,可知小于。小红的分析过程是:水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力,瓶底面积大于瓶盖面积,可知无法判断、的大小关系。下列判断正确的是( )
A.仅小明的分析是错误的
B.仅小红的分析是错误的
C.小红和小明的分析都是错误的
D.在小红的分析中,“水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力”是错误的
18.如图所示,瓶中装有一定量的水,竖直放置时如图(a)所示,水对瓶底的压强为pa,若将它竖直倒置如图(b)所示,水对瓶盖的压强为pb。为比较pa与pb的大小关系,小明的分析过程是:瓶中水的质量不变,水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等,瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb,由压强公式可知pa小于pb。下列关于pa与pb大小关系及小明分析过程,判断正确的是( )
A.pa小于pb,小明分析过程正确
B.pa大于pb,小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的
C.pa小于pb,小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的
D.pa大于pb,小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的
19.如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上(如图甲),将其倒置后(如图乙),容器对桌面的压强______;若图甲中密闭容器内未装满水,将其倒置后,水对容器底的压强______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
20.如图所示,底面积为的薄壁容器内盛有密度为的液体,液体体积为、深度为h,此时液体对容器底的压强与容器对桌面的压强大小相等,则容器的质量为______。若将该容器倒置,则倒置后容器对桌面的压强将______,液体对容器底的压强将______(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
21.如图甲所示,在两端封闭的容器中装有一定质量的水,将其放在水平桌面上。容器的下底面积,上底面积,容器内水面高度为。将容器倒置在桌面上,如图乙所示,此时容器对桌面的压强。若容器的重力。求:
(1)图甲中,水对杯底的压强和压力;
(2)水的重力。
22.如图甲所示,一个薄瓶子里装有5N的水,此时水面高度为10cm。已知瓶底面积为,瓶盖面积为。(水的密度为,g取10N/kg)求:
(1)图甲中的水对瓶底的压力和压强;
(2)若将瓶子倒置后放在水平桌面上,水面高度由10cm变为13cm,图乙所示,则正放时水对瓶底的压力与倒置时水对瓶盖的压力的差值。
【题型4 】
23.小明同学用甲、乙两种液体研究液体内部压强的规律时,根据实验数据画出了如图所示液体压强随深度变化的图像,则( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
24.根据表格和图像判断,下列说法正确的是( )
液体种类
水银
煤油
牛奶
液体密度/()
13.6
0.8
1.1
①由图可知,甲液体的密度大于乙液体的密度
②当液体压强相同时,甲、乙两液体的密度之比为2︰3
③当深度变为30cm时,乙液体的压强为30Pa
④丙液体的压强与深度关系图像在甲、乙之间,则丙可能是牛奶
A.只有①②正确 B.只有②④正确 C.只有②③正确 D.只有①④正确
25.如图所示是某同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为_______(选填“>”、“<”或“=”)。其中________液体可能是水。(g取10N/kg)
26.小明在科技博览阅读中,查阅了不同星球上重力与质量的关系图像,如图甲所示。通过图像可知,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成______(选填“正比”或“反比”)。在乙星球表面,大气压约为760Pa,假设能在乙星球表面用水做托里拆利实验,如图乙所示,水的密度为,则经实验测出的h约为______
27.将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平底座上接饮料。饮料出口的横截面积,饮料流出的速度,饮料的密度为,杯高,杯底面积为,取。
(1)装满饮料时,求饮料对杯底的压强大小?
(2)杯座受到的压力随杯中饮料的高度变化的图像如图所示。装满饮料时,杯中饮料的重力为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多少Pa?
28.如图所示,工件甲由两个高度相同但底面积不同的实心圆柱形金属焊接而成,容器乙是一个底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器,放置在水平地面上,内有深度为0.3m、密度为1.0×103kg/m3的清洗液体,现将甲缓慢放入乙容器中(液体不溢出)直到最后沉底,将甲下表面到液面的距离Δh和容器乙底部受到的液体的压强大小p记录下来并绘制成如图的p-Δh图像。(g取10N/kg)
(1)求放入甲之前乙容器中液体对底部的压强;
(2)求Δh为0.3m时,液体对容器底部的压力;
(3)操作要求工件碰底后,液体刚好浸没工件。试分析为达到要求,需要抽出还是倒入液体,抽出或倒入液体的体积是多少?
【题型5 】
29.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
30.一敞口硬质透明塑料瓶,剪去瓶底后蒙上橡皮膜,再插入盛水容器中,如图所示,以下对有关实验现象的描述、分析正确的是()( )
A.橡皮膜向上凹陷,说明液体内部有向下的压强
B.继续向下插入一大段距离,橡皮膜凹陷程度不变
C.若向塑料瓶内倒入盐水,直至瓶内外液面相平,橡皮膜会向下凸起
D.若向塑料瓶内倒入酒精,直至橡皮膜变平,酒精液面将低于瓶外水面
31.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,塑料片横截面积为,然后向管内缓慢倒入密度为的煤油40g,塑料片恰好不下沉,已知,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
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
32.将两端开口的玻璃管底部用橡皮膜封住,放入水中,然后向玻璃管中缓缓注入某液体,直到橡皮膜恰好不发生形变,如图所示,此时玻璃管底部在水中的深度为h=9cm,玻璃管的横截面积为S=20cm2,则液体对橡皮膜的压力为__________N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
33.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。
34.如图甲所示,底面积为、重为5N的薄壁柱形容器置于水平桌面上,容器中水深15cm。将一质量为500g的柱形物块放在容器内的水中,静止后漂浮在水面上,如图乙所示。求:
(1)图甲中水对容器底部的压强;
(2)图甲中容器对水平桌面的压强;
(3)柱形物块放入后水对容器底部压强的变化量。
35.一棱长为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。
【题型6 】
36.如图所示,若在容器左右两管分别注入煤油和清水,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.无法判断
37.如图所示,物体甲放置在水平地面上,长边长度均为12cm,短边长度均为6cm,质量为1296g,另有一底面积为的轻质薄壁容器乙,容器足够高,内盛有12cm深的水,现将甲沿竖直切去部分(切割面与原有侧面平行)并将左侧部分放入乙容器中,甲剩余部分压强与乙容器对地面压强变化量之比为40∶3,下列说法正确的是( )
A.甲的密度为 B.初始甲对桌面的压强为2400Pa
C.甲切去部分的质量为72g D.切去部分放入后,乙容器对水平地面的压强为1344Pa
38.如上图所示,底面积为的薄壁圆柱形容器甲放置在水平地面上,容器甲的质量为1kg,内部盛有质量为4kg的水,此时容器甲对水平地面的压强为_______Pa。如果将体积为的正方体乙浸没在甲容器的水中后,测得水对容器底部的压强变化量为400Pa,容器对水平地面的压强变化量为1600Pa,则正方体乙的重力为_______N。
39.如图-1所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱体,其横截面积的关系,向这个容器内匀速注水,直到水满。这一过程中容器底部受到的压强p随时间t变化关系如图-2所示。则该容器的高度是______cm,图-2中的值为______Pa,容器底部受到水的压力方向为______。()
40.如图所示,密度为1×103千克/米3的长方体甲竖直放置于水平地面上,其边长如图所示;容器乙中有0.1米深的液体。求:
(1)长方体甲的质量m;
(2)长方体甲对水平地面的压强p甲;
(3)将长方体甲由竖放变为平放,求甲对水平地面的压强变化量∆p甲;
(4)若甲对水平地面的压强变化量与液体对容器乙底部的压强相等,求液体密度ρ。
41.如图甲所示,将底面积为100cm2、高为10cm的薄壁柱形容器置于电子秤上,逐渐倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入液体中至刚好触底,液体未溢出,圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图乙所示,若圆柱体A的质量为450g,密度为3g/cm3,底面积为25cm2。求:(g取10N/kg)
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少。
【题型7 】
42.如图,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根一端通过瓶盖扎进瓶内药水中“闲置”,另一端开口向上与空气相接触。由于针头较细,为确保药液的流速,需要将药水瓶提升到相对针管一般不低于1.3m的高度。药液的密度为。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.手上针管处受到药液的压强不低于
B.“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流下的
C.针头设计得很细,是为了减小针头刺入皮肤时的压力
D.药液能流下主要是因为输液瓶内药液的重力产生的压强
43.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管h上升到P点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是水银g(h1+h2)
B.甲图中的托里拆利实验中管内真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压水gh3
D.同时带着两装置登上山顶,发现h1会增大,h3会变小
44.关于如图现象的成因,十七世纪有两种观点,观点一:管内液面上方是真空,大气压撑起液柱。观点二:否认大气压的存在,玻璃管内本应充满液体,液面下降是因为管内的液体变成气体,管内气体越多,液面下降越多。帕斯卡为了验证哪种观点正确,将两根长12m且规格相同的玻璃管分别装满水和酒,倒置在相应液体槽中,酒的密度比水小,且比水易变成气体,若观点一正确,应出现如图___________的现象。若观点二正确,应出现图中图___________的现象。(均选填“甲”或“乙”或“丙”)
45.我国自主研制的深水水下采油树,可在深海高压环境下正常工作,是深海油气开发的“咽喉”装备。已知:海水密度,,标准大气压。求:
(1)该采油树在1500m深的海水中工作,求此处海水产生的压强;
(2)若采油树与海水接触的有效受力面积,求海水对采油树的压力;
(3)若这种采油树最大能承受69MPa的压强:相当于多少个标准大气压?
46.工程师设计了一款新型家用电梯,该电梯外形是长圆筒,如图所示。升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升,需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯往下降。底部高压区始终与外界连通,外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为200N,底部和顶部面积均为0.9m2(g=10N/kg)。求:
(1)电梯空载匀速上升时,靠气压差形成的升力;
(2)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,顶部低压区的气压。
【题型8 】
47.巴蜀物理学习小组对物理课本上的插图进行讨论,下列说法正确的是( )
A.甲:帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随液体质量的增加而增大
B.乙:抽水机工作时,提起活塞,水在大气压作用下推开阀门B
C.丙:把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差变大
D.丁:向下吹气,乒乓球不会下落,原因是空气流速大的地方压强大
48.1912年秋天,当时世界上最大的远洋轮船之一奥林匹克号在大海上全速前进,另一艘比它小得多的豪克号军舰沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶,两艘船最初相距100左右,随后互相靠近,如图所示。突然豪克号偏离了自己的航线向奥林匹克号冲去,最后与奥林匹克号相撞。造成这一事故的原因是,两艘船几乎平行疾驶时,两艘船间水流速大,压强______,船两侧存在压强差,因而有压力差,使两船相撞;站在疾驶的奥林匹克号上的船员,相对于______是静止的。
49.如图所示为家用四轮汽车,如表为汽车相关数据。当汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为车重的0.04倍,g取10Nkg。求:
汽车总质量
每个轮胎与地面接触面积
1.5×103kg
5×10-2m2
(1)汽车受到的重力;
(2)汽车匀速行驶时的牵引力;
(3)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(4)比较汽车快速行驶与静止时对水平地面的压力大小并说明理由。
50.如图所示为家用四轮汽车,如表为汽车相关数据。当汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力为车重的0.04倍。求:(g取10N/kg)
汽车的总质量1400kg
100km耗油量10L
轮胎与地面的总接触面积0.2m2
汽油的密度0.71×103kg/m3
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强。
(2)汽车匀速行驶时受到的牵引力(忽略油耗的影响)。
(3)观察汽车的外型,判断汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?
1.小梦利用一个装了水的密闭矿泉水瓶子研究压强问题,如图所示,她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.瓶子对水平桌面的压强大小关系:
B.瓶子对水平桌面的压力大小关系:
C.水对瓶底和瓶盖的压强大小关系:
D.水对瓶底和瓶盖的压力大小关系:
2.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
3.如图所示,玻璃槽中装有水,A为两端开口的玻璃管,B为塑料片(质量不计),B在水面下的深度为12cm,向管内缓缓注入密度为的酒精,当塑料片恰好脱落时,玻璃管内液柱高度为( )(,g取10N/kg)
A.18cm B.15cm C.12cm D.10cm
4.如图,厚度不计、重5N的容器中装有质量为800g的水,容器的底面积为。则下列说法中正确的是( )
A.水对容器底部的压力大小为8N B.水对容器底部的压强为
C.容器对水平桌面的压力大小为8N D.容器对水平桌面的压强为
5.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
6.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.a液体的密度大于b液体的密度 B.b液体对容器底部的压强较大
C.两种液体对容器底部的压力相等 D.乙容器对桌面的压强较大
7.青铜漏壶是我国古代的一种计时工具。使用时,壶中的水通过出水孔流出,浮舟(底面积约)和漏箭随之下降,古人读出箭上刻度便可知道时间。其滴水速度会随着壶中水对出水口的压强减小而变小,导致计时存在误差。已知10N/kg,,图中出水孔关闭时,浮舟刚好完全浸没在水中。则以下说法正确的是( )
A.若换成等高度的盐水,则滴水速度减慢
B.水位到高度时比高度滴水速度更快
C.出水孔关闭时,浮舟底部所受水的压力约为9.6N
D.出水孔关闭时,浮舟底部点所受水的压强大小约为200Pa
8.在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度、和之间的大小关系为( )
A. B. C. D.
9.如图甲所示,一质量为0.1kg(含瓶盖)的薄壁玻璃瓶、玻璃瓶底面积为50cm2,瓶盖面积为20cm2,玻璃瓶内装有一定质量的水,将玻璃瓶正放在水平桌面上时,水深13cm,水对玻璃瓶底部的压强为______Pa。如图乙所示,将玻璃瓶装满水后倒放在水平桌面上,瓶盖对水平桌面的压强为5500Pa,则瓶盖对水平桌面的压力为______N,玻璃瓶的容积为______。(,g取10N/kg)
10.如图所示,三峡水利枢纽工程举世闻名,上下游水位差可达到。为了让船只通行,设计了图示的船闸。已知水对阀门左、右侧的压力分别为、,则根据图示情景,比较、的大小__________。船只从上游驶入闸室,船只进入闸室后,想驶入下游,正确的操作步骤顺序是__________。
①打开阀门 ②关闭阀门 ③船只通过 ④打开下游闸门
11.如图水平桌面上的两个相同容器甲和乙中,分别装有质量相等的不同液体,两容器底部受到的液体压强相等,则两种液体密度的大小关系是______,距两容器底部相同高度的A、B两点处,所受液体压强的大小关系是______。
12.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)
13.如图所示,薄壁平底柱形容器质量为100g、底面积为、高为30cm,装满水放置于水平桌面上,两个完全相同的金属小球A、B,金属小球A被冰层包裹总质量为1kg(,,)。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)将冰层包裹的A小球轻轻地放入装满水的容器中,待冰层全部熔化后,液面下降了1cm,则冰的质量是多少;
(3)再将金属小球B轻轻地放入(2)中的容器里,待水溢尽,擦干容器壁,测得此时容器的总质量为2.3kg,则金属小球A的体积是多少。
14.小明利用双休日清理家中的鱼缸。长方体鱼缸尺寸规格如图所示,质量为6kg。小明将鱼缸和人造不吸水假山石清洗干净后,放置在水平桌面上。他先向鱼缸中注入深度为25cm的水,再将密度为水密度1.5倍的假山石轻轻浸没在水中并放置在缸内,此时鱼缸对桌面的压强和水对鱼缸底部的压强同时达到了各自的最大值,分别记作、。(鱼缸壁及底部厚度忽略不计)求:
(1)放入假山石前水对鱼缸底部的压强p水;
(2)鱼缸对桌面的最大压强和水对鱼缸底部的最大压强之比:;
15.如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,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)若正方体甲的底面积为1×10−2米2,求正方体对水平地面的压力F甲。
(2)若容器乙中水的深度为0.3米,求水对容器底部的压强p水。
(3)将正方体甲浸没在容器乙的水中,水对容器底部的压强增加量为490帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕,求:正方体甲的密度ρ甲。
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专题07 液体压强和流体压强的计算
【全国通用】
目录
第一部分 培优专练
【题型1 液体压强公式的简单应用】 1
【题型2 不规则容器问题】 5
【题型3 容器倒置问题】 10
【题型4 液体压强的图像问题】 15
【题型5 平衡法在液体压强中的应用】 20
【题型6 液体压强的变化量问题】 24
【题型7 大气压强的计算】 30
【题型8 流体压强的计算】 33
第二部分 压轴突破
【题型1 】
1.三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。
2.如图所示采用以下装置进行实验。第一步,将底部连通的A、B两容器的阀门K打开,装入部分水,此时A、B两容器里面水的液面相平,再立即关闭阀门。第二步,将质量相等、密度之比为5∶2的甲、乙两个实心物体分别浸没在A、B两容器内(水未溢出)。已知A、B两容器底面积关系为SA:SB=2∶3。则以下判断正确的是( )
A.第一步操作结束时该装置是连通器
B.放入甲乙两物体后A、B两容器液面升高,且升高高度比是5∶3
C.第二步操作结束时容器底部液体压强之比3∶5
D.第二步操作结束时立即打开阀门K,水将从B容器流向A容器
【答案】D
【详解】A.连通器需上端开口、底部连通,第一步关闭阀门后,底部不连通,此时该装置不是连通器,故A错误;
B.甲、乙两物体的质量相等,密度之比为5∶2,由可知甲、乙体积之比为
又因为A、B两容器底面积关系为SA:SB=2∶3
甲、乙浸没在水中,所以物体排开液体的体积等于物体的体积,所以A、B两容器液面升高的高度比
故B错误;
C.第一步操作结束时A、B两容器液面相平,液体对容器地面的压强相等,由B选项分析知放入甲、乙后液面升高的高度之比为,所以增加的液体压强之比为,但第二步操作结束时容器底部液体压强之比不是3∶5,故C错误;
D.第一步操作结束时液面相平,放入甲、乙物体后,由上面分析可知B容器中液面上升的多,所以第二步操作结束时B容器的液面高,液体对容器地面的压强大,因此水将从B容器流向A容器,故D正确。
故选D。
3.如图,液体中a、b、c、d四点压强的说法中正确的是( )
A.abcd各点压强一样大 B.c点的压强最大 C.b点的压强最大 D.a点的压强最大
【答案】C
【详解】由液体压强公式可知,液体的压强与液体的深度和液体的密度有关,如图所示,在盐水中,a点的深度小于b点的深度,则;在纯净水中,c点的深度小于d点的深度,则;又因为a点的深度与c点的深度相同,b点的深度与d点的深度相同,而盐水的密度大于纯净水的密度,则,,所以b点的压强最大,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.三峡水电站水库大坝高185m,当水深为175m时坝底受到水的压强为______Pa。工程师把拦河坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体压强随液体深度的增大而______。(,)
【答案】1.75×106 增大
【详解】[1]已知水的密度、重力加速度、水深,则坝底受到水的压强
[2]液体内部的压强随液体深度的增大而增大,为承受坝底更大的水压,拦河坝被设计成上窄下宽的形状。
5.如图所示为我国“奋斗者”号载人潜水器,该潜水器在马里亚纳海沟创造了11000m的中国深潜新纪录,当它在下潜到5000m深处时(),所受到的液体压强高达_________帕,它的物理意义是_________。
【答案】 4.9×107 每平方米受力面积所受压力为4.9×107牛
【详解】[1]潜水器所受到的液体压强
[2]物理中用单位面积上所受压力的大小来表示压强,因此它的物理意义是每平方米受力面积所受压力为4.9×107牛。
6.如图所示,水平桌面的中央放着一个质量为2kg的平底鱼缸,其内外底面积都为250cm2,鱼缸内装有0.2m深的水,水的质量为5.5kg,g取10N/kg。求:
(1)鱼缸底部受到水的压强;
(2)鱼缸底部受到的水的压力;
(3)鱼缸对桌面的压强。
【详解】(1)根据液体压强公式 可知,鱼缸底部受到水的压强为
(2)鱼缸的底面积
根据公式可知,鱼缸底部受到的水的压力为
(3)鱼缸的总质量为
鱼缸对桌面的压力等于鱼缸和水的总重力,则鱼缸对桌面的压力为
根据公式可知,鱼缸对桌面的压强为
7.如图所示,圆柱形容器A和B放在水平地面上,底面积分别为米2和米2。容器A中盛有米高的水,容器B中盛有质量为千克的酒精。千克/米3)
(1)求容器A中水对容器底部的压强。
(2)求容器B中酒精的高度。
【详解】(1)容器A中水对容器底部的压强是
(2)酒精的体积
酒精的高度
8.一个平底水杯的质量为340g,底面积为,放在水平桌面上。水杯中装有220g水,水深为6cm。(水的密度为,g取10N/kg)
(1)求水对杯子底部的压强;
(2)求水对杯子底部的压力;
(3)求水杯对桌面的压强。
【解析】【小题1】水深为6cm,水对杯子底部的压强
【小题2】由得,水对水杯底部的压力
【小题3】水杯和水的总重力
水杯静止在水平桌面上,桌面收到得压力大小为
水杯对桌面的压强
【题型2 不规则】
9.如图所示,不计容器自重,容器的底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到的压强( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】C
【详解】不计容器本身的重,容器底面积相等,倒入液体后容器对桌面的压强相等,因为在水平桌面上压力等于重力,根据可知,容器内液体的重力相等,即液体的质量相等;三个容器内倒入等高的不同种液体,由容器的形状可见,三种液体的体积
因为,所以三种液体密度的关系
三种液体的液面等高,根据液体压强计算公式,因此三个容器底部受到液体压强的关系是,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
10.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。
11.如图所示,容器装有水,其中a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc,则以下判断正确的是( )
A.pa>pb>pc
B.pa<pb<pc
C.pa=pb=pc
D.pa>pb=pc
【答案】C
【详解】由图可知,a、b、c三处水的深度相同,水的密度也相同,由p=ρgh可知,在液体密度和深度都相同时,液体压强相同。所以pa=pb=pc
故C正确,ABD错误。
故选C。
12.如图,一未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(图A),再反过来倒立在桌面上(图B),两次放置橙汁对杯底的压强和压力分别是、和、,则______,______。(以上两空选填“”、“”或“”)
【答案】
【详解】[1]由图可知,倒立时,橙汁深度变小,根据可知,橙汁对杯底的压强。
[2]正立时,橙汁对杯底的压力小于橙汁的重力,倒立时,橙汁对杯底的压力大于橙汁的重力,橙汁的重力不变,所以橙汁对杯底的压力。
13.一个不规则容器内装有水,部分距离如图所示,则A点水的压强大小为______Pa,A点水的压强______(选填“”、“”或“”)B点水的压强。
【答案】 5880 >
【详解】[1]由图示可知,有
hA=70cm-10cm=60cm=0.6m
由
可得A点水的压强大小为
[2]由图可知,由
hB=30cm=0.3m
根据
,hA>hB
可得
pA>pB
14.如图,置于水平桌面上的不规则容器装有某种液体。液体的体积为1.5×10-3m3,液体的深为0.4m,若容器重为20N、底面积为2.0×10-3m2,容器底受到液体的压强为4.8×103Pa,g取。求:
(1)液体的密度;
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强;
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强。
【详解】解:(1)液体密度为
(2)A点压强为
(3)液体的重力为
容器对桌面压强
答:(1)液体的密度为;
(2)距容器底高为0.1m处A点的液体压强为;
(3)这个装着液体的容器对桌面的压强为。
15.如图所示,在重力为的容器内装有的水,容器底面积为,容器壁厚度不计容器放在水平桌面上,桌面面积为。取,。求:
(1)容器对桌面的压强;
(2)水对点的压强;
(3)水对容器底的压力。
【详解】(1)水的质量
水的重力为
容器对桌面的总压力
容器对桌面的压强
(2)A点的深度
水对A点的压强
(3)水对容器底的压强
水对容器底的压力
【题型3 】
16.如图所示,密闭的奶茶饮料杯平放在水平桌面上,若将饮料杯倒置过来放置在桌面上,压力、压强的变化情况正确的是( )
A.杯子对桌面的压力减小 B.杯子对桌面的压强减小
C.杯内奶茶对杯子底部的压强减小 D.杯内奶茶对杯子底部的压力减小
【答案】D
【详解】A.杯子对桌面的压力等于杯子与饮料的重力之和,无论正放,还是倒放,杯子与饮料的重力不变,则杯子对桌面的压力不变,故A不符合题意;
B.杯子对桌面的压力不变,受力面积变小,根据可知,杯子对桌面的压强增大,故B符合题意;
C.由图可知,正放时,杯中饮料的深度h较小,根据可知,正放时饮料对杯底的压强较小,即倒置后杯内奶茶对杯子底部的压强增大,故C不符合题意。
D.倒置前,容器上窄下宽,此时的压力大于饮料的重力;倒置后,容器上宽下窄,此时的压力小于饮料的重力,杯内奶茶对杯子底的压力减小,故D符合题意。
故选D。
17.如图所示,瓶中装有一定量的水,竖直放置时如图(a)所示,水对瓶底的压强为,若将它竖直倒置如图(b)所示,水对瓶盖的压强为。为比较与的大小关系,小明的分析过程是:瓶中水的质量不变,水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等,瓶底面积大于瓶盖面积,可知小于。小红的分析过程是:水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力,瓶底面积大于瓶盖面积,可知无法判断、的大小关系。下列判断正确的是( )
A.仅小明的分析是错误的
B.仅小红的分析是错误的
C.小红和小明的分析都是错误的
D.在小红的分析中,“水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力”是错误的
【答案】C
【详解】AD.小明认为水对瓶底和瓶盖的压力大小相等是错误的,因为图b实际上有一部分液体压在倾斜的侧壁上,液体对瓶盖的压力只等于以其底面积大小形成的液柱的重力,所以小于瓶内液体的总重力,而图a中水对瓶底的压力恰好等于瓶内液体的重力,则水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力,故小明的分析是错误的,而小红认为水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力这一说法是正确的,故AD错误;
BC.由图可知,图b中液体深度大于图a中液体深度,根据可知,,小红认为瓶底面积大于瓶盖面积,水对瓶底的压力大于水对瓶盖的压力,无法判断压强的大小,她采用的方法错误,故C正确,D错误;
故选C。
18.如图所示,瓶中装有一定量的水,竖直放置时如图(a)所示,水对瓶底的压强为pa,若将它竖直倒置如图(b)所示,水对瓶盖的压强为pb。为比较pa与pb的大小关系,小明的分析过程是:瓶中水的质量不变,水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力相等,瓶底面积Sa大于瓶盖面积Sb,由压强公式可知pa小于pb。下列关于pa与pb大小关系及小明分析过程,判断正确的是( )
A.pa小于pb,小明分析过程正确
B.pa大于pb,小明分析中“用公式计算液体压强”是错误的
C.pa小于pb,小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的
D.pa大于pb,小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的
【答案】C
【详解】根据图示知道,瓶子正放时瓶子的下面部分是规则容器,而瓶子倒放时瓶子是不规则容器,虽然瓶子中水的质量不变,水的重力不变,但水对瓶底的压力和水对瓶盖的压力不相等,所以此时不方便用公式比较液体产生压强的大小;由图知道,瓶子倒放后水的深度变大,由知道水对“容器底”产生的压强变大,即pa小于pb;由此可知,小明分析中“水对瓶底和水对瓶盖的压力相等”是错误的,即小明的分析过程错误,而“用公式计算液体压强”本身是正确的(即压强的定义式是普遍适用的),只不过本题中用不便于比较pa与pb的大小关系,故C正确,ABD错误。
故选D。
19.如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上(如图甲),将其倒置后(如图乙),容器对桌面的压强______;若图甲中密闭容器内未装满水,将其倒置后,水对容器底的压强______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 变小 变小
【详解】[1]容器对桌面的压力等于容器和水的总重力。由于容器装满水且密闭,倒置前后总质量不变,总重力也不变,因此压力不变。倒置后,由图可知容器与桌面的接触面积变大。根据压强公式,压力不变,受力面积变大,压强变小。
[2]由液体压强公式可知,液体压强与液体密度和深度有关。若密闭容器内未装满水,倒置后,水密度不变,但底面积变大,深度变小,所以水对容器底的压强变小。
20.如图所示,底面积为的薄壁容器内盛有密度为的液体,液体体积为、深度为h,此时液体对容器底的压强与容器对桌面的压强大小相等,则容器的质量为______。若将该容器倒置,则倒置后容器对桌面的压强将______,液体对容器底的压强将______(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 变大 变大
【详解】[1]液体对容器底的压强为
则容器对桌面的压强为
则容器对桌面的压力为
液体的重力为
所以容器的重力为
所以容器的质量为
[2][3]若将该容器倒置,则倒置后容器对桌面的压力不变,受力面积变小,根据可知倒置后容器对桌面的压强将变大;倒置后液面升高,根据可知液体对容器底的压强将变大。
21.如图甲所示,在两端封闭的容器中装有一定质量的水,将其放在水平桌面上。容器的下底面积,上底面积,容器内水面高度为。将容器倒置在桌面上,如图乙所示,此时容器对桌面的压强。若容器的重力。求:
(1)图甲中,水对杯底的压强和压力;
(2)水的重力。
【详解】(1)水对杯底的压强
水对杯底的压力
(2)如图乙,容器对桌面的压力
容器对桌面的压力大小等于容器重力与水的重力之和,则水的重力
22.如图甲所示,一个薄瓶子里装有5N的水,此时水面高度为10cm。已知瓶底面积为,瓶盖面积为。(水的密度为,g取10N/kg)求:
(1)图甲中的水对瓶底的压力和压强;
(2)若将瓶子倒置后放在水平桌面上,水面高度由10cm变为13cm,图乙所示,则正放时水对瓶底的压力与倒置时水对瓶盖的压力的差值。
【详解】解:(1)图甲中的水对瓶底的压强为
水对瓶底的压力为
(2)倒置时水对瓶盖的压强为
倒置时水对瓶盖的压力为
则正放时水对瓶底的压力与倒置时水对瓶盖的压力的差值
答:(1)图甲中的水对瓶底的压力为5N;压强为1000Pa;
(2)正放时水对瓶底的压力与倒置时水对瓶盖的压力的差值为2.3N。
【题型4 】
23.小明同学用甲、乙两种液体研究液体内部压强的规律时,根据实验数据画出了如图所示液体压强随深度变化的图像,则( )
A.ρ甲<ρ乙 B.ρ甲>ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
【答案】B
【详解】由图像知,深度相同时,甲液体内部的压强比乙的大,据知,甲液体的密度比乙的大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
24.根据表格和图像判断,下列说法正确的是( )
液体种类
水银
煤油
牛奶
液体密度/()
13.6
0.8
1.1
①由图可知,甲液体的密度大于乙液体的密度
②当液体压强相同时,甲、乙两液体的密度之比为2︰3
③当深度变为30cm时,乙液体的压强为30Pa
④丙液体的压强与深度关系图像在甲、乙之间,则丙可能是牛奶
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有②③正确 D.只有①④正确
【答案】D
【详解】①由图可知,液体深度相同时,甲液体产生的压强大于与液体产生的压强,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故①正确;
②当液体压强相同,都为时,甲、乙两液体的深度之比为2︰3,由可知,密度之比为3︰2,故②错误;
③由图可知乙的压强与深度关系图像是一条过原点的直线,说明压强与深度成正比,当深度变为30cm时,乙液体的压强
解得
故③错误;
④甲的密度为
乙的密度为
丙液体的压强与深度关系图像在甲、乙之间,说明丙的密度在甲、乙之间,查表可知,则丙可能是牛奶,故④正确。
故选D。
25.如图所示是某同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像。由图像可知,甲、乙两种液体的密度关系为_______(选填“>”、“<”或“=”)。其中________液体可能是水。(g取10N/kg)
【答案】 > 乙
【详解】[1]由图可知,当液体压强相同时,两种液体的深度,由可知,两种液体的密度。
[2]由图可知,乙液体的密度
故可知乙液体可能为水。
26.小明在科技博览阅读中,查阅了不同星球上重力与质量的关系图像,如图甲所示。通过图像可知,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成______(选填“正比”或“反比”)。在乙星球表面,大气压约为760Pa,假设能在乙星球表面用水做托里拆利实验,如图乙所示,水的密度为,则经实验测出的h约为______
【答案】 正比 0.152m
【详解】[1]由图甲中图线可知,是两条过原点的倾斜直线,在甲、乙两个星球上,重力与质量都成正比。
[2]在乙星球g的大小
由p=ρ液gh得
27.将平底薄壁直圆筒状的空杯,放在饮料机的水平底座上接饮料。饮料出口的横截面积,饮料流出的速度,饮料的密度为,杯高,杯底面积为,取。
(1)装满饮料时,求饮料对杯底的压强大小?
(2)杯座受到的压力随杯中饮料的高度变化的图像如图所示。装满饮料时,杯中饮料的重力为多大?
(3)设杯底与杯座的接触面积也为,饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为多少Pa?
【详解】(1)装满饮料时,饮料对杯底的压强为
(2)由图像可知,空杯对杯座的压力为0.9N,则空杯重力为0.9N。装满饮料即杯中饮料的高度时,杯座受到的压力为4.5N,由于空杯是平底薄壁直圆筒状,则装满饮料时,杯中饮料的重力
(3)装满饮料时,杯底受到饮料的压力
则杯底面积为
5s内流入空杯中的饮料的体积为
则5s内流入空杯中的饮料的重力为
则饮料持续流入空杯5s后关闭开关,杯对杯座的压强为
28.如图所示,工件甲由两个高度相同但底面积不同的实心圆柱形金属焊接而成,容器乙是一个底面积为200cm2的薄壁圆柱形容器,放置在水平地面上,内有深度为0.3m、密度为1.0×103kg/m3的清洗液体,现将甲缓慢放入乙容器中(液体不溢出)直到最后沉底,将甲下表面到液面的距离Δh和容器乙底部受到的液体的压强大小p记录下来并绘制成如图的p-Δh图像。(g取10N/kg)
(1)求放入甲之前乙容器中液体对底部的压强;
(2)求Δh为0.3m时,液体对容器底部的压力;
(3)操作要求工件碰底后,液体刚好浸没工件。试分析为达到要求,需要抽出还是倒入液体,抽出或倒入液体的体积是多少?
【详解】解:(1)放入甲之前h=0.3m,乙容器中液体对底部的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa
(2)由图可知,Δh为0.3m时,p1=4500Pa,液体对容器底部的压力
F=p1S底=4500Pa×200×10-4m2=90N
(3)当液体对容器底部的压强为4500Pa时,液体的深度为
由于图像在Δh为0.3m时弯折,说明此时恰好下部浸没,上部没有浸入,则上下部分的高度都是30cm,甲整体的高度为60cm;设甲下部的面积为S,根据总体积等于甲浸入体积和液体体积之和,则
45cm×200cm2=30cm×200cm2+S×30cm
解得S=100cm2;当Δh为0.4m时,p2=4750Pa,液体的深度为
设甲上部的面积为S',根据总体积等于甲浸入体积和液体体积之和,则
47.5cm×200cm2=30cm×200cm2+30cm×100cm2+ S'×(40cm-30cm)
解得S'=100cm2;操作要求工件碰底后,液体刚好浸没工件,即h=60cm。根据总体积等于甲总体积和液体总体积V之和,则
60cm×200cm2=V+30cm×100cm2+30cm×50cm2
液体的总体积V=7500cm3;此时总体积大于原来的液体体积
V原=30cm×200cm2=6000cm3
因而还需要倒入液体;则添加的液体体积
ΔV=V-V原=7500cm3=6000cm3=1500cm3
答:(1)放入甲之前乙容器中液体对底部的压强3×103Pa;
(2)Δh为0.3m时,液体对容器底部的压力90N;
(3)操作要求工件碰底后,液体刚好浸没工件,需要倒入液体1500cm3。
【题型5 】
29.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。
30.一敞口硬质透明塑料瓶,剪去瓶底后蒙上橡皮膜,再插入盛水容器中,如图所示,以下对有关实验现象的描述、分析正确的是()( )
A.橡皮膜向上凹陷,说明液体内部有向下的压强
B.继续向下插入一大段距离,橡皮膜凹陷程度不变
C.若向塑料瓶内倒入盐水,直至瓶内外液面相平,橡皮膜会向下凸起
D.若向塑料瓶内倒入酒精,直至橡皮膜变平,酒精液面将低于瓶外水面
【答案】C
【详解】A.橡皮膜向上凹陷,说明液体内部有向上的压强,故A错误;
B.继续向下插入一大段距离,橡皮膜所处深度变大,根据,橡皮膜受到的液体压强变大,凹陷程度变大,故B错误;
C.若向塑料瓶内倒入盐水,直至瓶内外液面相平,橡皮膜在水和盐水中的深度相同,盐水密度较大,根据,盐水对橡皮膜的压强较大,所以橡皮膜会向下凸起,故C正确;
D.若向塑料瓶内倒入酒精,直至橡皮膜变平,即酒精和水对橡皮膜的压强相同,酒精的密度较小,根据,酒精液面将高于瓶外水面,故D错误。
故选C。
31.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,塑料片横截面积为,然后向管内缓慢倒入密度为的煤油40g,塑料片恰好不下沉,已知,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
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
【答案】C
【详解】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,已知煤油40g,则管内煤油的高度为
此时满足,由于可得
解得玻璃管在水中的深度为
故A错误;
BC.倒入煤油前水对塑料片的压强为
倒入煤油前水对塑料片底部的压力为
故B错误,C正确;
D.玻璃管内外液面高度差为
故D错误。
故选C。
32.将两端开口的玻璃管底部用橡皮膜封住,放入水中,然后向玻璃管中缓缓注入某液体,直到橡皮膜恰好不发生形变,如图所示,此时玻璃管底部在水中的深度为h=9cm,玻璃管的横截面积为S=20cm2,则液体对橡皮膜的压力为__________N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】1.8
【详解】已知玻璃管底部在水中的深度为h为9cm,水的密度为,根据液体压强公式,可得橡皮膜下表面的压强
玻璃管的横截面积为,根据固体压强公式,可得橡皮膜下表面所受压力
当橡皮膜恰好不发生形变,橡皮膜上下表面所受压力相同,所以玻璃管内液体对橡皮膜的压力也是1.8N。
33.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。
34.如图甲所示,底面积为、重为5N的薄壁柱形容器置于水平桌面上,容器中水深15cm。将一质量为500g的柱形物块放在容器内的水中,静止后漂浮在水面上,如图乙所示。求:
(1)图甲中水对容器底部的压强;
(2)图甲中容器对水平桌面的压强;
(3)柱形物块放入后水对容器底部压强的变化量。
【详解】(1)水深
水对容器底部的压强
(2)容器底面积
水的体积
水的重力
容器对桌面的压力等于水与容器的总重力
容器对水平桌面的压强
(3)物块的重力
物块漂浮,根据漂浮条件,物体所受重力等于浮力,即
根据阿基米德原理可得排开水的体积
水面高度的变化量
水对容器底部压强的变化量
35.一棱长为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。
【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
【题型6 】
36.如图所示,若在容器左右两管分别注入煤油和清水,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.无法判断
【答案】C
【详解】煤油的密度比水小;阀门打开前,液面相平,液体深度相等;当将阀门AB打开时,由可知,在阀门处水产生的压强比煤油的压强大;由可知,水产生的压力也会大于煤油所产生的压力;此时水就会“推动”煤油,使煤油液面上升,水液面下降。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
37.如图所示,物体甲放置在水平地面上,长边长度均为12cm,短边长度均为6cm,质量为1296g,另有一底面积为的轻质薄壁容器乙,容器足够高,内盛有12cm深的水,现将甲沿竖直切去部分(切割面与原有侧面平行)并将左侧部分放入乙容器中,甲剩余部分压强与乙容器对地面压强变化量之比为40∶3,下列说法正确的是( )
A.甲的密度为
B.初始甲对桌面的压强为2400Pa
C.甲切去部分的质量为72g
D.切去部分放入后,乙容器对水平地面的压强为1344Pa
【答案】D
【详解】A.由图甲可知,
甲的密度为
故A错误;
B.初始甲对桌面的压力等于自身的重力
甲在桌面上的面积为
则初始甲对桌面的压强为
故B错误;
C.设左侧部分切去的长度Lcm,物体切去部分的质量
容器中水的质量
切去部分在水中受到的浮力
由甲剩余部分压强与乙容器对地面压强变化量之比为40∶3得
解得或(舍去)
切去部分的质量
故C错误;
D.水的容器地面的压力等于水的重力与甲切去部分的重力
容器对地面压强
故D正确。
故选D。
38.如上图所示,底面积为的薄壁圆柱形容器甲放置在水平地面上,容器甲的质量为1kg,内部盛有质量为4kg的水,此时容器甲对水平地面的压强为_______Pa。如果将体积为的正方体乙浸没在甲容器的水中后,测得水对容器底部的压强变化量为400Pa,容器对水平地面的压强变化量为1600Pa,则正方体乙的重力为_______N。
【答案】 2500 34
【详解】[1]容器甲对水平地面的压力等于容器和水的总重力,即
此时容器甲对水平地面的压强为
[2]由可得水面上升的高度
若水不溢出,水面上升的高度
则水溢出的体积为
溢出的水的质量
容器对水平地面的压力变化量
由得正方体乙的重力为
39.如图-1所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱体,其横截面积的关系,向这个容器内匀速注水,直到水满。这一过程中容器底部受到的压强p随时间t变化关系如图-2所示。则该容器的高度是______cm,图-2中的值为______Pa,容器底部受到水的压力方向为______。()
【答案】 12 400 竖直向下
【详解】[1]由图可知,水满时,容器底部受到的压强为1200Pa,则由可知,该容器的高度是
[2]若前30s注水深度为h1,向容器内匀速注水,若每秒注水体积为k,则前30s注水体积为
①
后20s注水体积为
②
因
则由①②可得
则
[3]压力的方向是垂直于接触面,并指向被压物体,容器放置在水平地面上,故容器底部受到水的压力方向为竖直向下。
40.如图所示,密度为1×103千克/米3的长方体甲竖直放置于水平地面上,其边长如图所示;容器乙中有0.1米深的液体。求:
(1)长方体甲的质量m;
(2)长方体甲对水平地面的压强p甲;
(3)将长方体甲由竖放变为平放,求甲对水平地面的压强变化量∆p甲;
(4)若甲对水平地面的压强变化量与液体对容器乙底部的压强相等,求液体密度ρ。
【详解】(1)长方体甲的体积为
长方体甲的质量
(2)长方体甲对水平地面的压力等于其重力,则压力为
地面的接触面积(受力面积)为
长方体甲对水平地面的压强为
(3)长方体甲平放时,对地面的压力不变,仍为F=29.4N,平放时,与地面的接触面积(受力面积)为
平放时,对水平地面的压强为
压强变化量为
(4)根据题意,液体对容器乙底部的压强等于甲对水平地面的压强变化量,即
液体深度。可得液体密度为
41.如图甲所示,将底面积为100cm2、高为10cm的薄壁柱形容器置于电子秤上,逐渐倒入某种液体至3cm深;再将系有细绳的圆柱体A缓慢向下浸入液体中至刚好触底,液体未溢出,圆柱体不吸收液体,上述整个过程中电子秤示数m随液体的深度h变化的关系图像如图乙所示,若圆柱体A的质量为450g,密度为3g/cm3,底面积为25cm2。求:(g取10N/kg)
(1)容器的重力;
(2)液体的密度;
(3)在圆柱体浸入液体的过程中,当电子秤示数不再变化时液体对容器底的压强比圆柱体浸入液体前增加了多少。
【详解】(1)由图乙可知,当液体深度时,电子秤示数为200g,即容器的质量
则容器的重力
(2)当液体深度时,电子秤示数为500g,此时液体与容器总质量,则液体质量
液体体积
则液体密度
(3)圆柱体A的体积
高度
圆柱体A刚好触底,当电子秤示数不再变化时,假设圆柱体A在液体中浸没,则液面高度
因为,所以假设不成立,则圆柱体A未浸没;则此时液面高
相比A浸入前,液面上升的高度
则液体对容器底相比A浸入液体前增加的压强
【题型7 】
42.如图,护士给病人输液时,药水瓶上插着两根管,一根给病人输液,另一根一端通过瓶盖扎进瓶内药水中“闲置”,另一端开口向上与空气相接触。由于针头较细,为确保药液的流速,需要将药水瓶提升到相对针管一般不低于1.3m的高度。药液的密度为。关于此现象,下列说法正确的是( )
A.手上针管处受到药液的压强不低于
B.“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流下的
C.针头设计得很细,是为了减小针头刺入皮肤时的压力
D.药液能流下主要是因为输液瓶内药液的重力产生的压强
【答案】B
【详解】A.手上针管处受到药液的压强不低于
故A错误;
B.药液流出后,瓶内气压减小,当瓶内气压减小到一定程度时,即瓶内气压与瓶内药液产生的压强之和小于大气压,在大气压的作用下,空气通过“闲置”管进入瓶内,瓶内气压增大,所以“闲置”管是利用大气压使瓶内药液顺利流下的,故B正确;
C.针头设计得很细,是通过减小受力面积增大压强,不能减小针头刺入皮肤时的压力,故C错误;
D.药液能流下主要是因为空气通过“闲置”管进入瓶内,使瓶内的气压与药液的重力产生的压强之和大于针管处的压强,故D错误。
故选B。
43.图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管h上升到P点)。P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法正确的是( )
A.甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是水银g(h1+h2)
B.甲图中的托里拆利实验中管内真空部分如有空气,测量值将偏小
C.乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压水gh3
D.同时带着两装置登上山顶,发现h1会增大,h3会变小
【答案】B
【详解】A.甲图中h1是玻璃管内水银面与水银糟中水银面之间的垂直高度,它产生的压强与大气压大小相等,甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是,故A错误;
B.甲图中的托里拆利实验中真空部分如有空气,会产生一个压力使水银柱变低,因此测量值将偏小,故B正确;
C.乙图中的自制气压计可粗略反映外界大气压的变化,瓶内的气压大于外界大气压,瓶内外气压之差等于,故C错误;
D.大气压随高度的增加而减小,因此带着两装置登山,甲图中h1会变小,乙图“自制气压计”登山后,瓶外气压减小,瓶内气压不变,因此瓶内管子水面上升,h3会增大,故D错误。
故选B。
44.关于如图现象的成因,十七世纪有两种观点,观点一:管内液面上方是真空,大气压撑起液柱。观点二:否认大气压的存在,玻璃管内本应充满液体,液面下降是因为管内的液体变成气体,管内气体越多,液面下降越多。帕斯卡为了验证哪种观点正确,将两根长12m且规格相同的玻璃管分别装满水和酒,倒置在相应液体槽中,酒的密度比水小,且比水易变成气体,若观点一正确,应出现如图___________的现象。若观点二正确,应出现图中图___________的现象。(均选填“甲”或“乙”或“丙”)
【答案】 丙 甲
【解析】【小题1】[1]观点一认为,管内液面上方是真空,大气压支撑着液柱。根据液体压强公式,在大气压一定的情况下,液体的密度越小,能被支撑的液柱高度就越大。由于酒精密度比水小,因此装酒精的玻璃管中的液柱会高于装水的玻璃管液柱,由图可知,图丙反映了这一情况。
[2]观点二认为,液面下降是因为液体蒸发成气体,管内气体越多,压强越大,液面下降越多(即液柱高度越低)。酒比水易变成气体,所以装酒精的玻璃管中的液柱会低于装水的玻璃管液柱,由图可知,图甲反映了这一情况。
45.我国自主研制的深水水下采油树,可在深海高压环境下正常工作,是深海油气开发的“咽喉”装备。已知:海水密度,,标准大气压。求:
(1)该采油树在1500m深的海水中工作,求此处海水产生的压强;
(2)若采油树与海水接触的有效受力面积,求海水对采油树的压力;
(3)若这种采油树最大能承受69MPa的压强:相当于多少个标准大气压?
【详解】(1)1500m深处海水产生的压强
(2)海水对采油树的压力
(3)采油树最大能承受的压强为,用总压强除以单个标准大气压的压强,得到个数
即相当于690个标准大气压。
46.工程师设计了一款新型家用电梯,该电梯外形是长圆筒,如图所示。升降过程不使用线缆,而是靠气压驱动。需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,此时底部与顶部就会形成气压差,底部空气推动电梯室往上升,需要下楼时,顶部充气,气压增大,使电梯往下降。底部高压区始终与外界连通,外界大气压为1×105Pa,电梯室质量为100kg,电梯室与圆筒壁之间的摩擦力为200N,底部和顶部面积均为0.9m2(g=10N/kg)。求:
(1)电梯空载匀速上升时,靠气压差形成的升力;
(2)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,顶部低压区的气压。
【详解】(1)电梯空载匀速上升时,受到了竖直向下的重力,受到了竖直向上的升力,竖直向下的摩擦力,电梯处于平衡态,受平衡力,电梯空载匀速上升时,靠气压差形成的升力
(2)若质量为60kg的人乘电梯匀速上升,靠气压差形成的升力
电梯底部与顶部压强差为
需要上楼时,抽气泵启动,抽走顶部空气,顶部的气压变小,底部的气压不变,等于大气压,故顶部低压区的气压为
【题型8 】
47.巴蜀物理学习小组对物理课本上的插图进行讨论,下列说法正确的是( )
A.甲:帕斯卡裂桶实验,证明液体压强随液体质量的增加而增大
B.乙:抽水机工作时,提起活塞,水在大气压作用下推开阀门B
C.丙:把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差变大
D.丁:向下吹气,乒乓球不会下落,原因是空气流速大的地方压强大
【答案】B
【详解】A.帕斯卡裂桶实验证明液体压强随深度的增加而增大,故A错误;
B.活塞式抽水机提起活塞时,活塞下方压强减小,容器中的水在大气压的作用下推开阀门B进入活塞下方空间,故B正确;
C.托里拆利实验中,大气压等于管内外水银液面高度差产生的压强。玻璃管倾斜后,外界大气压不变,管内外水银液面的竖直高度差不变,故C错误;
D.流体在流速大的位置压强小。向下吹气时,乒乓球上方空气流速大,压强小,下方空气流速小,压强大,压强差使得乒乓球受到一个向上的压力,因此乒乓球不会下落,故D错误。
故选B。
48.1912年秋天,当时世界上最大的远洋轮船之一奥林匹克号在大海上全速前进,另一艘比它小得多的豪克号军舰沿着与它的航线几乎平行的方向疾驶,两艘船最初相距100左右,随后互相靠近,如图所示。突然豪克号偏离了自己的航线向奥林匹克号冲去,最后与奥林匹克号相撞。造成这一事故的原因是,两艘船几乎平行疾驶时,两艘船间水流速大,压强______,船两侧存在压强差,因而有压力差,使两船相撞;站在疾驶的奥林匹克号上的船员,相对于______是静止的。
【答案】 小 奥林匹克号轮船
【详解】[1]流体中流速越大的位置压强越小。两艘船几乎平行疾驶时,两艘船间水流速大,压强小,两艘船外侧水的流速慢,压强大,存在压强差,从而有压力差,在压力差的作用下两船相撞。
[2]以疾驶的奥林匹克号轮船为参照物,站在奥林匹克号轮船上的船员相对位置不变,是静止的。即站在疾驶的奥林匹克号上的船员相对于奥林匹克号轮船是静止的。
49.如图所示为家用四轮汽车,如表为汽车相关数据。当汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为车重的0.04倍,g取10Nkg。求:
汽车总质量
每个轮胎与地面接触面积
1.5×103kg
5×10-2m2
(1)汽车受到的重力;
(2)汽车匀速行驶时的牵引力;
(3)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强;
(4)比较汽车快速行驶与静止时对水平地面的压力大小并说明理由。
【详解】(1)汽车受到的重力为
(2)汽车匀速行驶时,牵引力为
(3)汽车静止时对地面压力为
受力面积为
汽车对地面的压强为
(4)汽车快速行驶时对地面的压力小于静止时的压力,因为汽车快速行驶时,上方空气流速大压强小,下方空气流速小压强大,产生向上的升力,使得对地面的压力减小。
50.如图所示为家用四轮汽车,如表为汽车相关数据。当汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶时,受到的阻力为车重的0.04倍。求:(g取10N/kg)
汽车的总质量1400kg
100km耗油量10L
轮胎与地面的总接触面积0.2m2
汽油的密度0.71×103kg/m3
(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强。
(2)汽车匀速行驶时受到的牵引力(忽略油耗的影响)。
(3)观察汽车的外型,判断汽车在水平路面高速行驶和静止时,对地面压力哪一个大?为什么?
【详解】解:(1)由题意可知,汽车的总质量为1400kg,汽车受到的重力为
G=mg=1400kg×10N/kg=1.4×104N
汽车静止在水平地面上时对地面的压力
F=G=1.4×104N
对地面的压强
(2)汽车在平直公路上匀速直线行驶,则受到的牵引力与阻力为一对平衡力,牵引力为
F=f=0.04G=0.04×1.4×104N=560N
(3)汽车在水平路面上静止时,对地面的压力大。原因是,汽车在水平路面上静止时,汽车对水平地面的压力大小等于重力;汽车的形状上面凸起,下面平直,当汽车高速行驶时,流过上方的空气流速快,上方的压强小,产生向上的压力差,使汽车对地面的压力小于汽车的重力。
答:(1)汽车静止在水平地面上时,对地面的压强为7×104Pa;
(2)汽车匀速行驶时受到的牵引力为560N;
(3)汽车在水平路面上静止时,对地面的压力大,原因是:汽车的形状上面凸起,下面平直,流过上方的空气流速快,上方的压强小,产生向上的压力差,使汽车对水平路面的压力小于汽车的重力。
1.小梦利用一个装了水的密闭矿泉水瓶子研究压强问题,如图所示,她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.瓶子对水平桌面的压强大小关系:
B.瓶子对水平桌面的压力大小关系:
C.水对瓶底和瓶盖的压强大小关系:
D.水对瓶底和瓶盖的压力大小关系:
【答案】D
【详解】AB.因物体对水平面的压力和自身的重力相等,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,即,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,由可知,甲放置对桌面的压强较小,即,故AB错误;
C.甲、乙两次放置时,水的密度不变,乙图深度变大,由可知水对瓶盖的压强变大,即,故C错误;
D.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,所以,故D正确。
故选D。
2.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。
3.如图所示,玻璃槽中装有水,A为两端开口的玻璃管,B为塑料片(质量不计),B在水面下的深度为12cm,向管内缓缓注入密度为的酒精,当塑料片恰好脱落时,玻璃管内液柱高度为( )(,g取10N/kg)
A.18cm B.15cm C.12cm D.10cm
【答案】B
【详解】根据可知,此时塑料片所受水的压强为
根据当玻璃管内外压强相等时,塑料片恰好脱落,酒精对塑料片的压强为
所以玻璃管内液柱高度为
古ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.如图,厚度不计、重5N的容器中装有质量为800g的水,容器的底面积为。则下列说法中正确的是( )
A.水对容器底部的压力大小为8N
B.水对容器底部的压强为
C.容器对水平桌面的压力大小为8N
D.容器对水平桌面的压强为
【答案】A
【详解】AB.据图可知,容器底部所处的深度是20cm=0.2m,则水对容器底部的压强为
水对容器底部的压力大小为
故A正确,B错误;
CD.容器对水平桌面的压力大小为容器的总重力为
容器对水平桌面的压强为
故CD错误。
故选A。
5.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。
6.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.a液体的密度大于b液体的密度
B.b液体对容器底部的压强较大
C.两种液体对容器底部的压力相等
D.乙容器对桌面的压强较大
【答案】B
【详解】A.由图可知,液面高度相同,结合容器形状可得;已知,根据密度公式,可知,故A正确;
B.由图知,相同,,由可知,故B正确;
C. ,两容器底面积相等,由知,故C错误;
D. 容器对桌面的压力等于总重力,容器质量相等、液体质量相等,因此总重力相等,对桌面的压力相等;底面积相等,根据,两容器对桌面的压强相等,故D错误。
故选B。
7.青铜漏壶是我国古代的一种计时工具。使用时,壶中的水通过出水孔流出,浮舟(底面积约)和漏箭随之下降,古人读出箭上刻度便可知道时间。其滴水速度会随着壶中水对出水口的压强减小而变小,导致计时存在误差。已知10N/kg,,图中出水孔关闭时,浮舟刚好完全浸没在水中。则以下说法正确的是( )
A.若换成等高度的盐水,则滴水速度减慢
B.水位到高度时比高度滴水速度更快
C.出水孔关闭时,浮舟底部所受水的压力约为9.6N
D.出水孔关闭时,浮舟底部点所受水的压强大小约为200Pa
【答案】D
【详解】A.若换成等高度的盐水,液体的密度变大,由p=ρgh知液体压强也变大,则滴水速度加快,故A错误;
B.液体压强随深度的减小而减小,所以壶中液面的下降,滴水速度也会下降,所以水位到B高度时比A高度滴水速度更慢,故B错误;
CD.出水孔关闭时,浮舟底部C点所受水的压强大小为p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa
出水孔关闭时,浮舟底部所受水的压力为F=pS=200Pa×0.008m2=1.6N
故C错误,D正确。
故选D。
8.在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱,A、B、C、D四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,A、B、C液面相对各自原来的位置上升或下降的长度、和之间的大小关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由图可知,初始时,A、D都与大气相通,所以
B处压强(hAB 是 A 到 B 的竖直高度差)
同理C处压强(hCD是 D 到 C 的竖直高度差)
B、C 之间是空气柱,因为空气柱很短时间内处于平衡所以
因此初始时有
即
左右两侧水柱高度差相等。现将左侧试管底部的阀门K打开,释放掉少量水后立刻关闭阀门,释放掉少量水后立刻关闭阀门,空气柱长度增大,压强减小,C液面上升,B液面下降,A液面下降,AB之间液面高度差减小,A相对于底面压强最大,所以A下降的最大,其次是B,上升最小的是C液面,与D液面下降的高度相同,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选 C。
9.如图甲所示,一质量为0.1kg(含瓶盖)的薄壁玻璃瓶、玻璃瓶底面积为50cm2,瓶盖面积为20cm2,玻璃瓶内装有一定质量的水,将玻璃瓶正放在水平桌面上时,水深13cm,水对玻璃瓶底部的压强为______Pa。如图乙所示,将玻璃瓶装满水后倒放在水平桌面上,瓶盖对水平桌面的压强为5500Pa,则瓶盖对水平桌面的压力为______N,玻璃瓶的容积为______。(,g取10N/kg)
【答案】 1300/ 11 1000/
【详解】[1]水对玻璃瓶底部的压强为
[2]瓶盖对水平桌面的压力为
[3]玻璃瓶受到的重力
瓶盖对水平桌面的压力,则瓶中水受到的重力
由和可得,瓶中水的体积
根据题意可知瓶中装满了水,故玻璃瓶的容积为1000cm3。
10.如图所示,三峡水利枢纽工程举世闻名,上下游水位差可达到。为了让船只通行,设计了图示的船闸。已知水对阀门左、右侧的压力分别为、,则根据图示情景,比较、的大小__________。船只从上游驶入闸室,船只进入闸室后,想驶入下游,正确的操作步骤顺序是__________。
①打开阀门 ②关闭阀门 ③船只通过 ④打开下游闸门
【答案】 小于/< ②①④③
【详解】[1]根据液体压强公式,阀门A左侧的水深比右侧浅,因此左侧压强小于右侧,。阀门A两侧受力面积相同,由可知,。
[2]船只从上游进入闸室后,要驶入下游,需要利用连通器原理,让闸室的水位与下游水位相平。首先应切断闸室与上游的水路,再打开下游阀门,使闸室与下游的水连通,闸室水位逐渐下降至与下游水位相平,当闸室与下游水位相平时,再打开下游闸门,船只即可平稳驶入下游。正确的操作步骤顺序是②①④③。
11.如图水平桌面上的两个相同容器甲和乙中,分别装有质量相等的不同液体,两容器底部受到的液体压强相等,则两种液体密度的大小关系是______,距两容器底部相同高度的A、B两点处,所受液体压强的大小关系是______。
【答案】
【详解】[1] 根据可得,两液体对容器底部的压强为,
因两容器底部受到的液体压强相等,即
由图知,故
[2] A、B两点等高,故
A、B两点的压强分别为,
因
故
12.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。
13.如图所示,薄壁平底柱形容器质量为100g、底面积为、高为30cm,装满水放置于水平桌面上,两个完全相同的金属小球A、B,金属小球A被冰层包裹总质量为1kg(,,)。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)将冰层包裹的A小球轻轻地放入装满水的容器中,待冰层全部熔化后,液面下降了1cm,则冰的质量是多少;
(3)再将金属小球B轻轻地放入(2)中的容器里,待水溢尽,擦干容器壁,测得此时容器的总质量为2.3kg,则金属小球A的体积是多少。
【详解】(1)容器装满水,水的深度等于容器的高度。已知容器高度 h = 30cm = 0.3m,水的密度, 水对容器底部的压强为
(2)设冰的质量为。冰层全部熔化后,液面下降,说明冰熔化成水后体积减小。这个体积减小量等于液面下降的体积。液面下降的体积为
体积的减小量等于冰的体积与熔化后水的体积之差,即
解得
(3)设金属小球A的体积为 。被冰层包裹的A小球总质量。金属小球A的质量为
因为两个金属小球完全相同,所以金属小球B的质量,体积 。
将小球B放入容器后,测得容器的总质量。该总质量包括容器、小球A、小球B和容器中剩余水的质量。容器中剩余水的质量为
容器中剩余水的体积为
放入小球B并待水溢尽后,容器内被水、小球A和小球B充满,容器内总体积为
根据体积关系
解得
14.小明利用双休日清理家中的鱼缸。长方体鱼缸尺寸规格如图所示,质量为6kg。小明将鱼缸和人造不吸水假山石清洗干净后,放置在水平桌面上。他先向鱼缸中注入深度为25cm的水,再将密度为水密度1.5倍的假山石轻轻浸没在水中并放置在缸内,此时鱼缸对桌面的压强和水对鱼缸底部的压强同时达到了各自的最大值,分别记作、。(鱼缸壁及底部厚度忽略不计)求:
(1)放入假山石前水对鱼缸底部的压强p水;
(2)鱼缸对桌面的最大压强和水对鱼缸底部的最大压强之比:;
【详解】(1)已知放入假山石前,鱼缸中水的深度
根据液体压强公式
水对鱼缸底部的压强为
(2)假山放入后,水上升至鱼缸最大高度
水对鱼缸底部的最大压强
鱼缸底面积
水面上升的体积等于假山的体积
假山的质量
水的质量
压力等于总重力为
鱼缸对桌面的最大压强
压强之比
15.如图(a)所示,正方体甲放在水平地面上,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)若正方体甲的底面积为1×10−2米2,求正方体对水平地面的压力F甲。
(2)若容器乙中水的深度为0.3米,求水对容器底部的压强p水。
(3)将正方体甲浸没在容器乙的水中,水对容器底部的压强增加量为490帕,容器对水平地面的压强增加量为980帕,求:正方体甲的密度ρ甲。
【详解】(1)已知正方体甲对地面的压强,其底面积。
根据压强公式 可得,正方体对水平地面的压力
(2)已知容器乙中水的深度,水的密度 ,g取。
根据液体压强公式 可得,水对容器底部的压强
(3)设容器乙的底面积为,正方体甲的质量为,体积为。当正方体甲浸没在水中时,水对容器底部压强的增加量是由水面上升引起的。设水面上升的高度为Δh。则
正方体甲的体积等于其排开水的体积,即 。
由以上两式可得 (式一)
容器对水平地面的压强增加量是由于向容器中放入了正方体甲,因此增加的压力等于甲的重力。则
由此可得(式二)
根据密度公式 ,将(式一)和(式二)代入,可得
代入数据计算
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