内容正文:
2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第九章压强和浮力第二节液体的压强》精品讲义
一.学习目标
(
1.理解液体内部存在压强,掌握液体压强的特点,能说出液体压强公式p=
ρ
gh的推导过程及各物理量含义,会运用公式进行简单计算;了解连通器的原理及生活中的应用实例。
2.通过实验探究液体压强的特点,经历猜想、设计实验、进行操作、分析数据、得出结论的全过程,提升实验操作、观察分析和归纳总结能力。
3.感受液体压强在生活、生产中的广泛应用,体会物理与生活的紧密联系,激发探究物理规律的兴趣,培养严谨的科学探究态度。
4.形成物理实验探究的思维,建立液体压强的物理模型,提升运用物理知识解决实际问题的能力。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.探究并掌握液体内部压强的特点:液体对容器底部和侧壁都有压强;液体内部向各个方向都有压强;在同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等;同种液体中,深度越深,液体压强越大;在同一深度,液体的密度越大,压强越大。
2.液体压强公式p=
ρ
gh的理解与简单应用,明确公式中各物理量的单位、物理意义,区分深度和高度的概念。
3.连通器的工作原理及常见应用,能结合原理解释生活中的连通器现象。
(二)难点
1.液体压强公式p=
ρ
gh的推导过程,理解推导过程中选取液柱模型的思路,明确公式的适用条件(适用于静止、均匀的液体)。
2.准确区分
“
深度
”
和
“
高度
”
:深度是指从液面竖直向下到液体中某点的垂直距离,高度是从容器底部竖直向上到某点的距离,避免在计算中混淆概念导致错误。
3.运用液体压强的特点和公式,综合分析、解决生活中的实际压强问题,理解液体压强与受力面积无关,只与液体密度和深度有关。
)
三.思维导图
(
)
四.课前预习
1.由于液体具有________,所以对容器底部有压强;液体具有________,所以对容器侧壁也有压强。
2.探究液体压强的工具是________,它通过________来反映液体压强的大小,这种研究方法叫________。
3.液体内部向________方向都有压强;在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强________。
4.同种液体中,液体的压强随________的增加而增大;在深度相同时,液体密度越大,压强________。
5.液体压强的计算公式是________,其中ρ表示________,单位是________;h表示________,单位是________。
6.上端________、下端________的容器叫做连通器,连通器里装同种液体,当液体不流动时,各部分液面________。
【答案】1.重力;流动性 2.U形管压强计;U形管两侧液面的高度差;转换法 3.各个;相等 4.深度;越大 5.p=ρgh;液体密度;千克每立方米(kg/m^3);液体深度;米(m)
6. 开口;连通;保持相平
5. 自主探㊙
盛水的杯子故在桌面上。杯子对桌面有压强。杯子里的水对杯底和杯壁是否有压强?对浸在其中的物体是否有压强?
一.体验液体压强的存在
(1)如图所示,向玻璃管内加水,玻璃管底橡皮膜的形状有什么变化?
【解析】向玻璃管内加水后,橡皮膜会向下凸起。原理:液体受重力作用,会对容器底部(橡皮膜)产生向下的压力,从而产生向下的压强,使橡皮膜向外鼓出。
(2)如图所示,用手指触压装满水的塑科袋,手面有什么感党?
【解析】手指会感受到来自水的压力(有被挤压的感觉)。原理:液体具有流动性,会对容器壁(塑料袋)产生压强,当用手触压时,水的压强会传递到手上,让手感受到压力。
(3)如图所示,把下端蒙有像皮版的空玻璃管插入水中,橡皮膜的形状有什么变化?
【解析】橡皮膜会向上凸起(向玻璃管内部凹陷)。原理:液体内部存在向上的压强,水对橡皮膜有向上的压力,使橡皮膜向管内凹陷。
【归纳】
这些现象说明,液体对容葬底,容器壁和浸在其中的物体都有压力。因而也都有压强。液体产生压强的原因:
(1)液体受到重力,对容器底部有压力,所以会产生压强;
(2)液体具有流动性,所以对容器侧壁有压力,所以会产生压强。
二.探究液体内部的压强特点
1.提出问题:液体内部的压强与哪些因素有关?液体压强有哪些规律?
2.猜想与假设
猜想1:液体压强可能与液体的深度有关;
猜想2:液体压强可能与液体的密度有关;
猜想3:液体压强可能与方向有关;
猜想4:液体压强可能与容器形状有关。
3. 实验器材:U形管压强计、大烧杯、水、盐水、刻度尺、不同形状的容器
4. 实验步骤与操作
(1)检查U形管压强计:用手轻压压强计的金属盒橡皮膜,观察U形管两侧液面是否出现高度差,若出现且高度差随压力增大而增大,说明压强计气密性良好。
如图所示,橡皮膜盒上通常还装有手柄和旋钮可以改变橡皮膜的位置和朝向。实验前要检查装置是否漏气。检查方法:用一恒定力作用于橡皮膜上一段时间,看压强计两管液面的高度差是否发生变化。如果不变说明不漏气;如果变化则要查出漏气原因,加以调整。调整后,要调节两管使液面相平。
(2)探究液体压强与方向的关系:将压强计金属盒放入水中同一深度,分别改变金属盒橡皮膜的朝向(朝上、朝下、朝左、朝右),观察并记录U形管两侧液面的高度差。
(3)探究液体压强与深度的关系:将压强计金属盒放入水中,分别调整到不同深度(如5cm、10cm、15cm),观察并记录U形管两侧液面的高度差。
(4)探究液体压强与液体密度的关系:将压强计金属盒放入水和盐水的同一深度,观察并记录U形管两侧液面的高度差。
5. 实验现象与数据记录
6. 实验结论
(1)液体对容器底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(3)同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;
(4)同一深度下,液体密度越大,压强越大;
(5)液体压强与容器的形状无关。
三.液体的压强的应用
1.连通器及其应用
(1)定义:上端开口、底部互相连通的容器,叫做连通器。注意连通器的特征:底部互相连通;容器上端都开口;与形状无关。
(2)连通器的特点:
【做一做】如图所示,用软管连接两根玻璃管构成连通器向其中注入适量水,静止时两侧玻璃管中水面的高度有什么特点?
【解析】两侧玻璃管中水面的高度相平。
将左侧的玻璃管上下移动,当其中的水不流动时,两侧玻璃管中水面的高度有什么特点?
【解析】两侧玻璃管中水面的高度相平。
实验表明:向连通器中注入同种液体,当液体静止时,连通器各部分中的液面总是相平的。这就是连通器原理。
(3)为什么连通器内只装一种液体且静止时各部分液面总是相平的?
【解析】想象在连通器底部液体中有一个竖直方向的很薄的液片,我们把它作为研究对象。液片两侧受到的压力分别是F1和F2,液片静止时,由二力平衡可知F1=F2。设液体密度为、液片面积为S、连通器两侧液面的高度分别为h1,和h2,则pgh1S=pgh2S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。
(4)连通器的应用
①茶壶
壶嘴和壶盖上的气孔与空气相通,因此壶嘴与壶身构成连通器。根据同种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持相平可知,当壶内盛满水,从水面茶嘴位置就可以倒出来了。
②船闸
船闸的闸室相当于一个蓄水池。当上游船只到达时,打开上游阀门,闸室与上游水道构成了一个连通器,上游的水进入闸室;待闸室水面与上游水面相平,先打开上游闸门,让船只进入闸室,再关闭上游阀门和闸门。按照同样的程序操控下游阀门和闸门,就可以让船只平稳驶到下游。
我国长江三峡水利枢纽工程举世闻名。三峡大坝蓄水后的上下游水位差最大可达40层楼的高度。为保障船只顺利通行,工程技术人员设计了阶梯式船闻和电梯式船闸两种让“大船爬楼梯,小船乘电梯”。如图所示是双线五级连续阶梯式船闸。
③锅炉水位计、反水弯、自动喂水器
四.液体的压强的计算
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,质量:m=ρV=ρSh,液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的压强:p=F/S=ρgSh/S=ρgh
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh
公式:p=ρ液gh应用说明:
(1)只适用于静止的液体内部压强的计算。
(2)液体的压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(3)h是指深度--液体中某点到液面的竖直距离。
(4)计算时要统一单位: p---Pa; ρ---kg/m3; g---9.8N/kg; h---m.
例.如图所示,铁桶重18N,桶的底面积为180cm2,往桶里倒入5kg的水,水的深度20cm,平放在面积为1m2的水平台面的中央,求:
(1)水对桶底的压强多大?
(2)桶底受到水的压力多大?
(3)台面受到桶的压强多大?
解:(1)水的深度为h=20cm=0.2m
水对桶底的压强p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa
(2)桶的底面积为180cm2,则受力面积S=180cm2=0.018m2
由可得桶底受到水的压力F水=p水S=2000Pa×0.018m2=36N
(3)水的重力G水=m水g=5kg×10N/kg=50N
台面受到桶的压力F=G水+G桶=50N+18N=68N
受力面积等于桶的底面积S=0.018m2,台面受到桶的压强
答:(1)水对桶底的压强为2000Pa;
(2)桶底受到水的压力为36N;
(3)台面受到桶的压强为3777.8Pa。
六.基础过关
(一).选择题
1.2026年我国在深海探测领域取得新进展,某深海探测器在5000米深海处作业。关于此处液体压强,下列说法正确的是( )
A. 液体压强是由于液体受到重力且具有流动性产生的
B. 此处液体压强只与液体深度有关
C. 若探测器下潜到10000米,液体压强不变
D. 液体对探测器只有向下的压强
【答案】:A
【解析】: A选项:液体压强是由于液体受到重力且具有流动性,对容器底和侧壁都有压强,该选项正确。B选项:根据液体压强公式p =ρgh(其中p是压强,ρ是液体密度,g是重力加速度,h是深度),液体压强与液体密度和深度都有关,故B错误。 C选项:当探测器下潜到10000米,深度h增大,由p =ρgh可知,液体压强增大,故C错误。 D选项:液体内部向各个方向都有压强,所以液体对探测器各个方向都有压强,不只是向下,故D错误。
2.著名的“木桶理论”:是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。如图所示。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A. 木桶的粗细 B. 木桶的轻重 C. 最短的一块木板 D. 最长的一块木板
【答案】C
【解析】决定木桶底部受到水的压强的大小的是水的深度,水的深度决定于短木板的长度。
关键是知道决定压强大小的是液体的深度和液体的密度,本题是液体的深度,而液体的深度决定于木板的长度,是短木板的长度,而不是长木板的长度。根据公式p =ρgh可知,液体压强的大小决定于液体的深度,木桶里水的深度决定于短木板的长度。 故选C。
3.如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A. 若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
B. 两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C. 水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
D. 若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
【答案】D
【解析】A、小孔位置越低,水的深度越深,压强越大,则水的流速越大,若两孔大小相同,则相同时间内流出水的质量越大,故A错误; B、由图可知,小孔位置越低,水的深度越深,水喷出得越远,表示水的压强越大,说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关,故B错误;C 、图中红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出,说明水对容器侧壁有压强,故C错误;
D、若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,因为虽然两孔和空气接触部分都有大气压存在,但是,下面孔表面的水还有一段液注高的压强(上下两孔之间的液注高度差产生的液体压强),所以下面孔会有水流出,上面的孔会有空气进入,不会有水流出,故D正确。 故选:D。
4.一个空塑料瓶,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,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A. 两次都向内凹,形变程度相同
B. 两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
C. 瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
D. 瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
【答案】B
【解析】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; 在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显。 综上分析可知,两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多。 故ACD错误,B正确。 故选:B。
5.图中描述装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出的情景。其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据液体压强的特点:液体内部的压强随深度的增加而增大。由液体压强公式p =ρgh知,深度越深,液体内部受到的压强越大,所以水喷射的距离就越远。 故选:D。
6.在图中,能正确描述同种液体中液体压强与深度关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】B;
【解析】由p =ρgh知,液体压强与液体密度和深度有关,当液体密度一定时,液体的压强与深度成正比,根据四个选项可知,B图正确。 故选:B。
7. 一只可口可乐瓶,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,把可口可乐瓶放入水中,当瓶内、外液面相平时,拔出a、b两个小孔上的塞子,则( )
A. a、b两个小孔均有水流入 B. a、b两个小孔均有酒精流出.
C. 酒精从a小孔流出.水从b小孔流入 D. 水从a小孔流入.酒精从b小孔流出.
【答案】A
【解析】由于瓶内外液面相平,即h酒精=h水,酒精水,由p=可得,p酒精p水,因此a、b两个小孔均有水流入.故选A.
8. 在实验探究活动中,某同学将微小压强计的探头先后放入两种不同液体中,根据如图所示提供的信息能够探究的是( )
A. 液体内部的压强跟液体密度的关系
B. 液体内部的压强跟深度的关系
C. 在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等
D. 液体内部向各个方向是否都有压强
【答案】A
【解析】从图中发现探头所处深度相同,但是U形管中液面高度差不同,因此是探究液体内部的压强跟液体密度的关系,所以选项A正确。故选A。
9.甲、乙是两个鱼缸里面大小一样的鱼,它们趴在水底争论不休。它们谁说得对呢?( )
A.甲说:我的鱼缸大、水多,所以我受到的压强大
B.乙说:我上面的水深,所以我受到的压强大
C.甲说:我这儿的水多,所以我受到的压力大
D.乙说:别争了,咱俩受到的压强一样大
【答案】B
【解析】根据“在液体的密度相同时,深度越大,压强越大”可知,乙受到的压强大;甲、乙两条鱼大小相同,则受力面积相同,故根据p=可知,乙受到的压力大,故只有B选项正确。
10. 如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A. 水对容器底的压力减小 B. 水对容器底的压强减小
C. 容器对桌面的压强减小 D. 容器对桌面的压力减小
【答案】A
【解析】A.正立时,水对容器底部的压力大于水的重力,倒立时,水对容器底部的压力小于水的重力,故A正确为答案.B.由题,如图放置时的底面积为S大,倒置过来后底面积为S小,因为水的体积一定,倒置过来后水的深度增大了,根据液体压强公式P=ρgh可知,水对容器底的压强变大,故B错误.CD.容器放在水平面上,对桌面的压力等于容器和水的总重力,把它倒置过来,重力不变,对桌面的压力不变,受力面积变小,由可知,容器对桌面的压强增大,故CD错误.
11. 如图所示,用一块轻质塑料片挡住两端开口的玻璃筒的下端,把玻璃筒竖直插入水中到一定深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面2cm时,塑料片下沉。关于液体密度ρ液和水的密度ρ水的大小关系比较( )
A. ρ液>ρ水 B. ρ液=ρ水 C. ρ液<ρ水 D. 不能确定
【答案】C
【解析】当筒内液面高出筒外水面2cm时,塑料片刚好下沉时,塑料片受向上和向下压力相等,因为受力面积相等,所以可以知道塑料片受到某种液体的压强和水对它的压强相等;因为h水<h液,由液体压强公式可知;ρ液<ρ水,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
12. 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A. p1=p2,F1=F2 B. p1>p2,F1<F2 C. p1>p2,F1=F2 D. p1<p2,F1>F2
【答案】C
【解析】容器内装有质量和深度均相同的液体,由图可知V1<V2根据ρ=可知ρ1>ρ2
由p=ρ液gh可知p1>p2容器质量相同,内装液体的质量相同,则容器对桌面的压力相等,又容器材料相同,所以容器与桌面间的摩擦力相等,又在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力平衡,则F1=F2。故选C。
(二).填空题
13. 如图所示,取一个侧壁上开孔的圆筒,把橡皮膜扎在侧壁开孔上,向圆筒内灌水后,观察到橡皮膜会变凸,这是因为_____,如果将圆筒移到高山上空气稀薄处,橡皮膜的凹凸程度会_____(选填“不变”或“变化”);如果将圆筒浸入装有水银的槽中,使得筒外水银面与筒内水面相平,橡皮膜是_____的(选填“凸”“凹”或“平”)。
【答案】 液体对侧壁有压强 不变 凹
【解析】筒侧壁的橡皮膜向外凸出,表明液体对圆筒侧壁有压强,这是由于液体具有流动性而产生的;如果将圆筒移到高山上空气稀薄处,圆筒周围的气压变小,橡皮膜内侧受到液体压强和大气压P0的作用、橡皮膜外侧受到大气压P0的作用,液体产生的压强不变,橡皮膜凸凹程度不变;如果将圆筒浸入装有水银的槽中,使得筒外水银面与筒内水面相平,但水银的密度大于水的密度,水银产生的压强比水产生的压强大,所以橡皮膜是凹的。
14. 如图所示,两瓶完全相同的啤酒,分别正立和倒立在桌面上,它们对桌面的压力和压强的大小关系
为F 1___________F 2,p 1___________p 2.啤酒对底和盖的压强p 1′_____p 2′.
【答案】 = < <
【解析】 无论正放还是倒放对桌面的压力大小都等于酒和瓶的重力,所以F 1=F 2.前者受力面积大于后者的受力面积,所以由p= 可知,p 1<p 2.将瓶子倒置过来,由于瓶嘴一端较细,酒的深度增加,所以压强变大.即p 1′<p 2′
15. 观察下列液体压强实验,如图所示:
(1)有水从a、b、c三孔喷射出来,说明水对容器侧壁有______________;
(2)比较a、b两孔水的喷射情况,说明了______________;
(3)比较a、c两孔水的喷射情况,说明了______________。
【答案】 压强 深度越大,水的压强越大 深度相同,水向不同方向的压强大小相同
【解析】(1)水从a、b、c三孔喷射出来,说明水对容器侧壁有压强。(2)水从a孔喷射得比从b孔喷射得近,说明深度越大的地方,水的压强越大。(3)水从a孔喷射得和从c孔喷射得一样近,说明相同深度的地方,水的压强大小是相同的。
16. 如图所示,水平桌面上有两个质量不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10-3 m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面.在两容器中均加入重为10 N的水,则B对桌面的压强为________Pa,A对桌面的压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B对桌面的压强。若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则pA________(选填“大于”“小于”或“等于”)pB。
【答案】 2.0×103 大于 大于
【解析】B对桌面的压强Pa A、B容器对桌面的压力均为10N,但是A容器底部凸起,与桌面的接触面积小,故其对桌面产生的压强大。 A容器的水面高于B容器,故A、B容器的水中同一高度处所处的深度hA大于hB,由液体压强公式可知。
17. 如图所示,将下口盖有轻质薄塑料片的两端开口的玻璃管竖直插入水中,塑料片距离水面0.1米,则塑料片受到水的压强为________帕。移开手指,慢慢向玻璃管内注入酒精,当塑料片恰好下落时,管内液面与管外水面的位置关系是_________(选填“不相平”或“相平”)。如果注入的是水,则当塑料片恰好下落时注入水的质量_______注入酒精的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】 1000 不相平 等于
【解析】塑料片受到的压强p=ρgh=1×103kg/m3×10/kg×0.1m=1000Pa,当塑料片恰好下落时,塑料片受到酒精的压强和水的压强相等,因酒精和水的密度不同,则酒精和水的深度不同,即管内液面与管外水面的位置不相平。如果注入的是水,则当塑料片恰好下落时,塑料片受到内外水的压强仍然相等,即加入的水对塑料片的压强与原来加入的酒精对塑料片的压强相等,因玻璃管的横截面积不变,则加入的水对塑料片的压力与原来加入的酒精对塑料片的压力相等,即注入水的质量等于注入酒精的质量。
18.在《哪吒2》的海底 battle 场景中,敖丙操控海水形成高 8 米的水柱攻击哪吒。已知海水密度为1.03×103kg/m3 ,g=10N/kg,则水柱底部的压强为___Pa;若水柱底面积为 0.5m2,则水柱对底面的压力为___N;若哪吒在水下 5 米深处悬停,他受到的液体压强为___Pa。
【答案】8.24×104Pa; 4.12×104; 5.15×104
【解析】:根据液体压强公式 p=ρgh,水柱底部压强为:p = 1.03×103×10×8 = 8.24×104Pa。由压强公式 F = pS,压力为:F = 8.24×104×0.5 = 4.12×104N。水下 5 米处压强:p' = 1.03×103×10×5 = 5.15×104Pa。
19.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,A点压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点压强;水对容器底部的压强为2×103 Pa,则容器内水深h为________ cm,液体对容器底部的压力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【答案】小于 20 4
【解析】由图可知,A点的深度小于B点的深度,所以根据p=ρgh可知,A点压强小于B点压强;因为p=ρ水gh,p=2×103 Pa,所以,容器内水深:h===0.2 m=20 cm;根据p=可知,液体对容器底部的压力:F=pS=2×103 Pa×20×10-4 m2=4 N。
20.在台海军演中,某驱逐舰发射的鱼雷在海面下10米深处航行。已知海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg,则鱼雷受到的液体压强为___Pa;若鱼雷某部位面积为0.5m2,则该部位受到的压力为___N;若鱼雷下潜至20米深处,其受到的压强将变为原来的___倍。
【答案】 1.03×105 5.15×104 2
【解析】:根据液体压强公式p=ρgh,代入数据得:p=1.03×103×10×10=1.03×105Pa。
由压强公式F=pS,计算压力:F=1.03×10^5×0.5=5.15×104N。下潜至20米时,深度变为原来2倍,因p∝h,故压强变为2倍。
(三).解答题
21.(8分)作图题
(1)如图所示,圆柱形容器中盛有一定量的水,在圆柱形容器的侧面不同高度处分别开了两个小孔A、B,请你画出水从两个小孔处流出时的大致轨迹。
(2)如图,三个两端开口的玻璃管,下端用橡皮膜封住,插入水中。A管内装入与外面液面等高的盐水;B管内装入与外面液面等高的酒精;C为空管。请画出橡皮膜大致的形变情况()。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据液体内部压强随深度的增加而增大可知,越深处的点喷出的水柱的距离越远。(2)A管内装有与水面相平的浓盐水,橡皮膜上面受到盐水的压强,下面受到水的压强,根据液体压强公式判断橡皮膜上下表面受到的压强大小关系,进而判断出橡皮膜的形状;B管内装有与水面相平的酒精,橡皮膜上面受到酒精的压强,下面受到水的压强,根据液体压强公式判断橡皮膜上下表面受到的压强大小关系,进而判断出橡皮膜的形状。C为空管,水对橡皮膜有向上的压强;
22.在研究液面下深度为h处的液体压强时,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,计算出这个平面以上的液柱对平面的压力,就可求出平面受到的压强。设液柱的高度为h,平面的面积为S,水的密度为ρ。
(1)请根据压强的定义式用上述物理量推导出液面下深度为h处液体的压强表达式,请写出详细的推导过程。
(2)若图中液柱是水,底面积S = 0.02m2,高度h = 0.5m,求水对底面产生的压强。
解:(1)推导过程:首先求液柱的体积V:根据圆柱体体积公式V = Sh(S是底面积,h是高 )。然后求液柱的质量m:由密度公式ρ=m/V变形可得m=ρV,把V = Sh代入,得到m =ρSh 。接着求液柱的重力G:根据G = mg,将m = ρSh代入,可得G=ρShg。液柱对底面的压力F:在水平面上,液柱对底面的压力等于其重力,即F = G=ρShg 。最后求液柱对底面的压强p:根据压强公式p=F/S,把F=ρShg代入,可得p =Sρhg/S=ρgh 。
(2)计算过程p=ρgh ,可得:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5m = 5000Pa
23.三国时期,诸葛孔明发明“木牛流马”运输粮草。某木牛流马的储水容器为底面积100cm²的圆柱形容器,装满水后水深30cm(水的密度取1.0×10³kg/m³,g取10N/kg)。
(1) 求水对容器底部的压强;
(2) 若在容器侧壁A点(距底部10cm)开一小孔,求A点受到水的压强。
解:(1)已知:水深 h = 30cm= 0.3m,水的密度ρ= 1.0×10³kg/m³, g = 10N/kg。
液体压强 p =ρgh = 1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.3m = 3000Pa
答:水对容器底部的压强为 3000Pa。
(2)已知:A点距底部10cm,即距水面高度 h' = 30cm- 10cm = 20cm = 0.2m。
p' =ρgh'= 1.0×10³kg/m³×1010N/kg×0.2m = 2000Pa。
答:A点受到水的压强为 2000Pa。
24.林红为了探究“液体对容器底部压强大小与哪些因素有关”,用相同橡皮膜和两端开口的不同玻璃管以及水进行实验探究,在玻璃管的一端用相同的橡皮膜覆盖。
(1)当在同一个容器中倒入不同深度的水,橡皮薄膜的凸出程度如图10-K-13a、b所示,则说明当液体密度相同时,________越大,液体对容器底部的压强越大。
(2)当在不同容器中倒入相同深度的水,橡皮膜的凸出程度如图b、c、d所示,则说明当液体的________________时,液体对容器底部的压强相等,与容器的形状以及液体的重力________(选填“有关”或“无关”)。
(3)若要使探究得到的结论更具有普遍性,该同学接下来应该添加的器材是________________________________________________________________________。
【答案】(1)深度(2)密度与深度相同 无关(3)密度不同的液体
【解析】(1)比较图(a)和(b)可知,当液体密度相同时,液体深度越大,液体对容器底部的压强越大;(2)比较图(b)、(c)、(d)可知,当液体的密度与深度相同时,底面的凹凸程度相同,所以液体对容器底部的压强相同;又知(b)和(c)容器的形状不同,由此可知,液体对容器底部压强与容器的形状无关;(3)只用水来做实验具有偶然性,若要使得探究得到的结论更具有普遍性,应该换用密度不同的液体多做几次实验。
25. 如图所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么
(1)这三个容器底受到液体的压强pA____pB____pC(填“<”“=”或“>”)
(2)三种液体的密度相比较ρA____ρC____ρB;(填“<”“=”或“>”)
(3)三容器对桌面的压强pA____pB____pC。(填“<”“=”或“>”)
【答案】(1) = = (2) > > (3) = =
【解析】(1)三种液体的质量相等,根据G=mg可知三种液体的重力GA=GB=GC由图可知,三个完全相同的容器是圆柱形容器,液体对容器底部的压力相等,即FA=FB=FC三个容器底面积相同,根据可得pA=pB=pC; (2)圆柱形容器装有质量相等的三种不同液体,由图可知,所装液体的体积关系是VA<VC<VB;由可知所装液体的密度ρA>ρC>ρB; (3)由于三容器完全相同,三液体质量相等,所以三个容器内对桌面压力相等,三个容器底面积相同,根据可得三容器对桌面的压强相等,即pA=pB=pC
26.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示的压强计是通过U形管中水面的______来反映被测压强大小的;
(2)按与不按压强计探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,可能原因是______。排除此故障后在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过______(填写正确选项前字母)方法可以进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察U形管两边液面的高度差将______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)用另一种密度不同液体做了如图戊所示的对比实验,得到的结论是“液体内部压强大小与密度大小无关”。该结论是______的,原因是______。
【答案】(1)高度差 (2)压强计的气密性很差,存在漏气的问题 B (3)相等 (4)变大 (5)错误 没有控制深度相同
【解析】(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的;(2)调节压强计时,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B;(3)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大;(5)他的结论是错误的,因为没有按照控制变量法的要求来进行实验,应保持深度相同的情况下,观察液体密度对压强大小的影响。
27.阅读短文,回答问题。
2026国产深海潜水装备+物理实验探究
2026年我国新一代民用深海探测潜水器完成万米海试,潜水器在下潜过程中,外壳会持续受到海水的液体压强。海洋海水密度约1.03×103kg/m3,远大于校园实验室清水密度1.0×103kg/m3。八年级物理课堂探究实验证明:液体内部向各个方向都有压强;在同种液体内部,同一深度,液体向各个方向压强大小相等;同种液体,深度越深,压强越大;深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
液体压强计算公式:p=ρ gh。深度h指从液面竖直向下到研究位置的垂直距离,不是物体距离水底的高度。生活中水池侧壁开孔喷水、水库水压放水、潜水装备抗压设计,全部都由液体压强规律决定。
(1)潜水器深海下潜过程中,下潜深度越大,外壳受到海水压强越______;相同深度下,海水产生的压强比实验室清水压强______。
(2)关于液体内部压强,下列说法正确的是( )
A. 液体只对容器底部有压强 B. 同种液体,深度越深,液体压强越小
C. 液体内部向各个方向都存在压强 D. 液体压强大小和液体质量有关
(3)2026深海探测中,潜水器在海面下5000m处受到海水压强,若换成同等深度的清水,液体压强将会( )
A. 变大 B. 变小 C. 保持不变 D. 无法判断
(4)八年级物理课堂实验中,在装满水的矿泉水瓶侧壁上下扎2个小孔,下方小孔水流喷射距离更远,该现象直接证明了( )
A. 液体压强和液体密度有关 B. 连通器液面始终相平
C. 同种液体,深度越大,液体压强越大 D. 大气压强无处不在
(5)下列对液体压强中“深度h”理解正确的是( )
A. 物体到容器底部的距离 B. 液面竖直向下到研究点的垂直距离
C. 容器整体的总高度 D. 物体距离地面的高度
【答案】(1)大;大(2)C(3)B(4)C(5)B
【解析】(1)根据p=ρgh,深度h变大,液体压强变大;海水密度大于清水密度,同一深度下,液体密度越大,压强越大。(2)本题考查液体压强基础性质。液体内部向各个方向都有压强;压强随深度增大而增大,和液体质量无关,ABD表述错误,C正确。(3)深度不变,清水密度小于海水密度,由公式可得,液体密度变小,压强变小,故选B。(4)下方小孔水深更大,水流更远,直接验证同种液体,深度越深,液体压强越大的实验结论。(5)物理定义中,液体压强的深度h,特指从自由液面竖直向下,到被测位置的垂直高度,和水底、地面高度无关。
七.知识清单
(一)、液体压强的产生原因
1.液体由于受到______作用,对容器底部产生压强;液体具有______,对容器侧壁产生压强。
2.液体内部向______都有压强。
(二)、探究液体内部压强特点实验
3.探究液体压强的专用测量工具是______。
4.U形管压强计通过观察U形管两侧液面的______,判断液体压强的大小,液面高度差越大,液体压强越______。
5.液体内部压强规律:
(1)在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强大小______。
(2)同种液体,液体内部的压强随深度的增大而______。
(3)在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越______。
(三)、液体压强计算公式
6.液体压强的计算公式:p=______。
7.公式中各物理量含义:ρ:表示______,单位kg/m3; g:重力常数,通常取9.8N/kg;
h:表示液体的______,指从液面竖直向下到研究位置的垂直距离,单位m。
8.由公式可知:液体压强只与______和______有关,与液体质量、液体体积、容器形状、容器底面积均______。
(四)、连通器
9.连通器定义:上端______、底部互相______的容器,叫做连通器。
10.连通器特点:当连通器内装有同种液体,且液体静止时,连通器各部分的液面始终保持______。
11.生活中连通器的实例:三峡船闸、锅炉水位计、过路涵洞、下水道U型存水弯、茶壶等。
12.三峡大坝拦河坝修建为上窄下宽,物理原理是:液体深度越深,液体压强越______,大坝下部需要承受更大的水压。
【答案】1.重力;流动性 2.各个方向 3.U形管压强计 4.高度差;大 5.(1)相等 (2)增大 (3)大 6.ρgh 7.液体密度;深度 8.液体密度;液体深度;无关 9.开口;连通
10.相平 11.大
八.强化提优
(一)选择题
1. 如图的四个碗中盛满水,用力的示意图表示了碗壁上所受的水的压力,其中正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据压力的概念:垂直作用在物体表面的力.其方向总垂直于被压物体的表面可知水对碗壁的压力应与碗壁垂直,又因为液体的压强随深度增加而增加,所以靠近碗底部分的压力应大于碗边的压力,故C正确.故选C.
2. 如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )
A. 打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙
B. 打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲
C. 打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动
D. 打开阀门K后,因为乙中的水多,所以从乙流到甲
【答案】C
【解析】如图,当阀门打开后两个容器构成连通器。根据连通器的特点可知,各容器中的同种液体静止时液面相平,图示中的容器的都是水,并且两容器中水面相平,故打开阀门后,水不会流动。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
3.如图所示,小明用此容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是 ( )
【答案】C
【解析】A、C选项中,隔板两侧液体的密度不同,深度相同,盐水的密度大于酒精的密度,由p=ρgh可知,盐水一侧产生的压强较大,由F=pS可知,盐水一侧对橡皮膜的压力较大,即橡皮膜应向酒精一侧凸出,故A错误,C正确。B选项中,隔板两侧液体的密度不同,深度不同,左侧盐水密度大且深度大,故左侧盐水产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,所以B错误。D选项中,隔板两侧液体的密度相同,深度不同,左侧酒精深度大,故左侧酒精产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,所以D错误。
4.如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa C.5×105 Pa D.1×105 Pa
【答案】B
【解析】A点的深度为h=40 m-10 m=30 m,A点受到水的压强p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×30 m=3×105 Pa。
5.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
【答案】D
【解析】由题意知两容器底部受到的液体压强相等,p甲=p乙,且甲容器中液面高度小于乙容器中液面高度,由p=ρgh可知ρ甲>ρ乙;由题意知液体内A、B两点到容器底部的距离相等,由p=ρgh可知pA下>pB下,由于p甲=pA+pA下,p乙=pB+pB下,且p甲=p乙,所以pA<pB,故D正确。
6. 如图所示,甲、乙是两个完全相同的容器,内装质量相同的水,乙容器放在一木块上,比较在同一水平面上A、B两点处水产生的压强( )
A. pA>pB B. pA<pB C. pA=pB D. 无法判断
【答案】B
【解析】液体压强公式p=ρgh,由此可知液体内部的压强只跟液体的深度和液体的密度有关。液体的密度相同,A点的深度小于B点的深度,故压强大小关系为:pA<pB。故选B。
7. 如图甲、乙两容器中装有高度相等的同种液体,两容器底面积相等,放在水平桌面上,比较两容器底部受到的压力、压强,则( )
A. F甲=F乙,p甲=p乙 B. F甲>F乙,p甲=p乙 C. F甲=F乙,p甲>p乙 D. F甲<F乙,p甲<p乙
【答案】A
【解析】由题意可知:两容器的底面积相等,同种液体的液面高度相同;所以根据p=ρgh可知,液体对甲容器底部的压强和液体对乙容器底部的压强相等;已知两容器底面积相等,由p=F/S可得,则F甲 =F乙 ,故选A。
8. 如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;故选B.
9. 如图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等质量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
【答案】A
【解析】如图三容器装入相同质量水,因容器的底面积相等,所以,三容器内水的深度关系为h甲>h乙>h丙,由p=ρgh可知,容器底部受到水的压强关系为p甲>p乙>p丙,甲容器底部受到水的压强最大.故选A.
10. 如图所示,关于a、b、c、d四点所受液体压强的说法中正确的是( )
A. a点的压强最大 B. b点的压强最大 C. c点的压强最大 D. d点的压强最大
【答案】B
【解析】由图中可以看出,a、c两点的深度相同,b、d两点的深度相同,但盐水的密度大于纯净水的密度,根据公式p=ρgh可知,a点的压强大于c点的压强;b点的压强大于d点的压强;b点的深度大于a点的深度,b点的压强大于a点的压强,所以b点的压强最大,故B正确,ACD错误。故选B。
11. 如图所示,U形管两管中盛有不同的液体,C是两种液体的分界面,液体静止时A管液面比B管高,由此可判断( )
A. A管中液体的密度大于B管中液体的密度
B. A管中液体密度小于B管中液体的密度
C. A管中液体的密度等于B管中液体的密度
D. 条件不足,无法确定
【答案】B
【解析】两者压强相等,由于hA>hB,由p=ρgh可知ρA<ρB.
12. 小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图象如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A. ρ甲<ρ乙 B. ρ甲=ρ乙 C. ρ甲>ρ乙 D. 条件不足,无法判定
【答案】C
【解析】由图可知:当甲、乙两种液体的深度相同时,甲液体的压强大于乙液体的压强,由p=ρgh可知,ρ甲>ρ乙,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(二)填空题
13.用同一压强计探究液体内部压强的情景如图所示,其中图________(选填“甲”或“乙”)中橡皮膜底部受到的液体压强更大;若两烧杯中分别装的是盐水和水
(ρ盐水>ρ水),根据实验现象,可以确定________(选填“A”或“B”)杯中装的是盐水,这是因为在相同的深度,________越大,液体压强越大。
【答案】乙 B 液体密度
【解析】由题图可知h'>h,所以题图乙中橡皮膜底部受到的液体压强更大。因为两次实验的深度相同,题图乙U形管中液面的高度差大,压强大,因此可确定B杯中装的是盐水,这是因为在相同的深度,液体密度越大,液体压强越大。
14. 如图所示,放在桌面上的饮料瓶子,内部剩有饮料,瓶盖旋紧后倒过来时,液体对瓶塞的压强比正放时液体对瓶底的压强______(选填“大”或“小”),瓶子对桌面的压力______(选填“增大”、“变小”或“不变”), 瓶子对桌面的压强______(选填“增大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 大 不变 增大
【解析】由图知,饮料瓶倒置后饮料的深度变大,由可知,瓶盖旋紧后倒过来时,液体对瓶塞的压强比正放时液体对瓶底的压强大。因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以瓶盖旋紧后倒过来前后总重力不变,故对水平桌面的压力不变。由图可知,瓶盖旋紧后倒过来后受力面积变小,由可知,在压力相同时,瓶子对水平桌面的压强增大。
15.长江三峡大坝正常蓄水位为175米,大坝底部水的密度ρ= 1.0×103kg/m3,g取10N/kg。请根据液体压强知识完成下列问题:大坝底部受到水的压强大小为______Pa,这说明液体压强随深度的增加而______(选填“增大”“减小”或“不变”);如果蓄水位升高,大坝底部受到水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 1.75×106;增大;变大。
【解析】:根据液体压强公式p = ρgh,已知 ρ= 1.0×103kg/m3,g = 10N/kg,h = 175m,代入可得p =1.0×103kg/m3 ×10N/kg×175m = 1.75×106Pa。在液体密度一定时,深度越深,液体压强越大,所以液体压强随深度的增加而增大。根据p = \rho gh,当液体密度ρ不变,g不变,蓄水位升高即深度h增大时,大坝底部受到水的压强将变大。故答案依次为:1.75×106;增大;变大。
16.我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。潜水器下潜过程中,受到海水的压强_____(选填“增大”“减小”或“不变”)当潜水器下潜到深度静止时,受到海水的压强为______Pa,(,取)则在此下潜深度时,面积为的观察窗口受到的压力为______。
【答案】 增大
【解析】因为液体的压强随深度的增加而增大,所以潜水器下潜过程中,受到海水的压强增大。当潜水器下潜到深度静止时,受到海水的压强为
观察窗口受到的压力为
17. 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg(杯壁的厚度可忽略)。玻璃杯的重力大小为_____。
在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,则水的深度为_____。猜测玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的_______.
【答案】2N 0.1m (a)
【解析】由于水平面上物体对桌面的压力和自身的重力相等,所以根据p=可得,空玻璃杯的重力:G=F=pS=200 Pa×0.01m2=2N。 由p=ρgh可得,水的深度:h===0.09m。 由ρ=可得,1 kg水的体积:V===0.001m3,假设杯壁是竖直的,装入1 kg的水后杯中水的深度:h′===0.1m,因为水的实际深度h<h′,所以玻璃杯是底小、口大,大致形状是图(a)。
18. 小明家新购置的房间要装修,从地板到墙上1 m处要贴不同颜色的瓷砖,为此要在墙的四周画一水平线。装修师傅用如图所示的一根长胶管里装适量的水,先在某一标准1 m处定一个点A,然后将管的一端放在A点,让水面与A点始终相平,另一端分别放在墙面不同位置,在水面处定出B、C、D点,用直线将A、B、C、D连起来,便画出了水平线。这是运用了___________原理;若胶管中间某处压瘪了一点,但水仍可流动,将 ___________(填“影响”或“不影响”)水平线的准确程度;请你举出生活生产中应用相同原理的1个例子:__________。
【答案】 连通器 不影响 船闸(或茶壶、锅炉水位计)
【解析】长胶管内装水,上部开口,下部连通,所以是连通器,在水不流动时, A、B两点的液面相平,这是运用了连通器原理。中间某位置压瘪了一点,液柱的形状改变,仍然是连通器,所以静止时两管中液面还是相平的,准确度不受影响。生活生产中应用连通器原理的例子很多,例如:船闸(或茶壶、锅炉水位计)等都是应用了连通器的原理。
19. 三峡船闸是世界上最大的人造连通器,共有5级如图所示的闸室,现有一艘轮船从水位是150 m的上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降到130 m时,轮船就可以进入下一级闸室了,其首级人字闸门每扇门高40 m,宽20 m,厚3 m,由钢制材料制成(钢的密度取ρ钢=8×103 kg/m3,g取10 N/kg),其中一扇首级人字闸门的体积为________;其中一扇首级人字闸门的质量为________;轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减小了为________.
【答案】;;
【解析】(1)其中一扇首级人字闸门体积(2)由,其中一扇首级人字闸门
(3)轮船通过首级闸室的过程中,水位降低了闸室底部受到水的压强减小了
20.如图所示,容器里装有重力为G、密度为ρ的液体,图中A点的液体压强pA= ,在与A点同一水平面上的B点液体的压强pB= 。如果容器的底面积为S,则液体对容器底部的压力F= 。
【答案】
【详解】由液体压强公式p=ρgh可得,图中A点的液体压强,B点与A点在同一水平面上,所以液体深度为h1,B点液体的压强,液体对容器底的压强
,根据可得,液体对容器底部的压力
(三)解答题
21.作图题
(1)如图所示,一个竖直放置的柱形小筒注有水,在筒壁上开有A、B、C三个大小相同的小孔,请根据液体内部压强的特点画出水从三个小孔中喷射的轨迹示意图.
(2)如图所示容器中装有水,但图中都只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画的水面的大致位置补画出来。
【答案】
【解析】(1)小孔A深度最浅,液体对A点的压强最小,水流喷射距离最近;小孔B深度较深,液体对B点的压强较大,水流喷射距离较远;小孔C深度最深,液体对C点的压强最大,水流喷射距离最远。(2)上端开口、下端相连通的容器叫连通器;连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相同的;分析图中的各容器,看是不是能够形成一个连通器,若是连通器,根据连通器内液体的特点画出未画出的水面的大致位置。
22.如图所示是一个上下两端开口的容器(忽略容器壁厚度),重4.2N,放在光滑的水平桌面上,容器底部与桌面接触良好。容器下部是底面积为S1=100cm2,高为h1=5cm的圆柱体,上部是底面积为S2=25cm2,高为10cm的圆柱体。从容器上端缓慢注入水,直到容器与桌面之间无压力时,水才从容器底部流出(忽略大气压的影响,g=10N/kg)。求:
(1)若从容器上端缓慢注入300g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压强
(2)若从容器上端缓慢注入600g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压力。
(3)为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值。
解:(1)根据密度公式ρ=得;300g水的体积为:V1===300cm3;
300cm3的水在容器中的深度h水1===3cm;此时水对桌面的压强为:p1=ρgh水1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa;
(2)根据密度公式ρ=知,密度一定时,质量与体积成正比。所以容器下部装满需要m下=500g的水。则剩余100g的水装在上部容器中的体积为:V2===100cm3
深度为:h水2===4cm;这样600g水倒入容器时的水的总深度为h总=h水2+h1=4cm+5cm=9cm;9cm深的水对桌面的压强为p2=ρgh总=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa;所以此时水对桌面的压力为F=p2S1=900Pa×100×10﹣4m2=9N;
(3)因容器内壁的下表面会受到水向上的压力,当向上的压力等于容器的重力时水恰好不从容器底部流出。此时容器内壁的下表面所受到的压强为:p====560Pa;此时上面容器中水的深度为:h===0.056m=5.6cm;此时上面容器中水的体积为:V=S2h=25×10﹣4m2×0.056m=1.4×10﹣4m3=140cm3
所以此时上面容器中水的质量为:m上=ρV=1g/cm3×140cm3=140g;故为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值为上面容器中水的质量和下面容器中水的质量之和。即m总=m上+m下=140g+500g=640g;
答:(1)水对桌面的压强是300Pa;(2)水对桌面的压力是9N;(3)容器中允许注入水的质量最大值是640g。
23.都江堰是世界文化遗产,李冰父子带领民众修建鱼嘴分水堤时,运用了许多科学原理。某施工场景简化如下:在河道中修建一个长方体形拦水坝,坝长50m,宽10m,高8m,当上游水位到达离坝顶2m处时:(g = 10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求此时水对坝底的压强是多少?
(2)求水对坝底的压力为多大?
(3)若在坝体侧面开一个半径为10cm的圆形排水孔,孔中心距离坝底3m,求水对排水孔的压强是多少? 若要堵住排水孔,至少需要多大的力?
【答案】(1) 6×104Pa ; (2)3×107N ; (3)942N。
【解析】(1)根据液体压强公式p =gh,其中h是液体深度,先求出水的深度,再计算压强。计算过程:已知坝高8m,水位离坝顶2m,则水的深度h = 8m - 2m=6m。根据液体压强公式p=ρ水gh= 1.0×103kg/m3×10N/kg×6m = 6×104Pa 。(2)先根据长方形面积公式S = ab求出坝底面积,再由p=F/S变形得到F = pS来计算压力。计算过程:坝底面积S=50m×10m = 500m2 。由p=F/S可得F = pS=6×104Pa×500m2=3×107N .(3).先求出排水孔中心处水的深度,再根据p =ρgh求压强;根据p=F/S,先求出排水孔的面积S,再变形求压力F。
计算过程:排水孔中心距离坝底3m,此时水的深度h'=6m - 3m = 3m 。根据p'=ρ水gh'=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m = 3×104Pa 。排水孔的半径r = 10cm=0.1m,根据圆的面积公式=由p=F/S可得F = p'S= 3×104Pa×=942N。
24.生活处处有物理,留心观察皆学问。
(1)菜刀磨的很锋利是为了减小受力面积从而增大 ;
(2)包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,这说明力可以改变物体的 。
(3)图1是对冰加热过程中的温度随时间变化的图线。图中 段表示冰的熔化过程,这是一个 (填“吸”或“放”)热过程;
(4)图2中左右两根手指受到的压强较大的是 (填“左”或“右”)边的手指;
(5)如图3所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,根据以上结论判断容器底部A、B、C三点的压强pA、pB、pC中最大的是: 。
【答案】(1)压强;(2)形状;(3)BC;吸;(4)右;(5)pc。
【解析】(1) 切菜刀磨得很锋利,这是为了切菜时减小受力面积,从而增大压强;(2)包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,说明力可改变物体的形状;(3)晶体的熔化过程,吸热温度不变,由图象知, BC段吸热温度不变,所以是熔化过程;(4)铅笔处于静止状态,受到的两手指的压力是一对平衡力,所以两手指对铅笔的压力相等,由于手指对铅笔的压力与铅笔对手的压力是一对作用力与反作用力,所以这两力也相等,即两手指受到的铅笔的压力相等,受力面积不同,所以压强不同,右端尖,受力面积小,压强大;(5)ABC三点所处的深度,hA <hB<hc,因为:p=ρ液gh,在同一种液体中、密度相同,所以: pA<pB<pc,即pc最大。故答案为:(1)压强;(2)形状;增大;(3)BC;吸;(4)右;(5)pc。
25. 在学习液体的压强知识时,老师使用了如图所示的实验装置:容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔.实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体.
(1)在两侧倒入不同深度的水,如图所示,通过观察橡皮膜向________(选填“左”或“右”)侧凸起可以判断右侧水的压强较大,这说明_______.凸起就可以判断水的压强大小的这种研究方法叫_______.
(2)向左侧水中加盐,可以观察到橡皮膜的凸起程度变_______,这说明___________(忽略加盐后水位的变化).
(3)若左侧注入的是水,水面距离橡皮膜8 cm,右侧注入酒精,酒精液面距离橡皮膜10 cm,酒精对橡皮膜的压强是_________Pa,我们可以观察到的现象是__________.(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
【答案】 (1)左 同种液体,深度越深,压强越大 转换法 (2)小 深度相同,液体密度越大,压强越大(橡皮膜两边压强差变小) (3) 800 橡皮膜不向任何一方凸起
【解析】(1)右侧水的深度大、压强大,所以橡皮膜应向左侧突起;
通过橡皮膜的突起方向反映了两边压强的大小,说明同种液体,深度越深,压强越大,这种方法叫转换法;(2)向左侧水中加盐,根据,深度不变,液体的密度变大,所以液体的压强变大,两边的压强差变小,则橡皮膜的凸起程度变小;(3)水对橡皮膜的压强:酒精对橡皮膜的压强:
橡皮膜受到水和酒精的压强相等,所以不向任何一方凸起.因此,本题正确答案是: (1). 左 (2). 同种液体,深度越深,压强越大 (3). 转换法 (4). 小 (5). 深度相同,液体密度越大,压强越大(橡皮膜两边压强差变小) (6). 800 (7). 橡皮膜不向任何一方凸起
26.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想:液体压强可能与液体的密度、液体的深度等因素有关。如图是小芳同学设计的用微小压强计进行探究的三次实验步骤的装置:
(1)小芳检查压强计的气密性时,用手指不论是轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差。小芳调节好压强计,U形管两边液面相平。
(2)微小压强计是通过U形管两侧液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的。
(3)要探究液体内部压强与液体密度是否有关,应选步骤乙和 (选填“甲”或“丙”)来进行研究。
(4)对比步骤甲和步骤乙,可以得出的实验结论是: 。
(5)在图乙中,固定探头的橡皮膜在水中的深度,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中两侧液面高度差 (选填“不变”“变大”或“变小”),说明在同一液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 。
【答案】(1)小 (2)高度差 (3)丙 (4)液体内部压强与液体的深度有关 (5)不变 相同
【解析】(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,都会有漏气现象,因此U形管两边液面的高度差变化小;(2)微小压强计是通过U形管两侧液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的;(3)要探究液体内部压强与液体密度是否有关,应控制液体的深度相同,选用密度不同的液体来进行研究,故应选步骤乙和步骤丙;(4)对比步骤甲和乙可知,液体密度相同,深度不同,U形管两侧液面高度差不同,故得出的实验结论是:液体内部压强与液体的深度有关;(5)图乙中,探头在水中的深度不变,探头方向改变,U形管中两侧液面高度差不变,说明在同一液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相同。
27.阅读短文,回答问题。
2026三峡船闸通航工程
2026年是三峡水利枢纽全面通航运营24周年,三峡双线五级船闸是世界规模最大的内河船闸,也是我国水利工程科技标杆。船闸利用连通器原理实现船舶平稳上下游通行,连通器是上端开口、底部互相连通的容器,当连通器内同种液体静止时,各容器液面始终保持相平。
液体内部向各个方向都存在压强,液体压强大小与液体密度、液体深度有关,公式为 p=ρgh。三峡大坝坝体设计上窄下宽,正是利用液体压强随深度增大而变大的物理规律,抵御深水巨大水压。
如图甲、乙、丙为三峡船闸实景与结构示意图,船闸由闸室、上下游水道、输水阀门组成。船舶从下游开往上游时,依次开启、关闭对应输水阀门,逐级调节闸室水位,让闸室与上下游水道形成连通器,平稳完成水位对齐,实现船舶通行。
(1)三峡船闸能够实现船只通航,核心利用了物理学中______的原理;该装置满足的结构特点是上端开口、______。
(2)根据液体压强规律,三峡大坝拦水坝修建为上窄下宽的形状,主要原因是( )
A. 美观好看,符合工程审美 B. 液体压强随液体深度增加而增大
C. 减小大坝整体的重力 D. 增大大坝与地面的接触面积
(3)2026年汛期三峡库区水深最大可达175m,水下100m深处,水产生的液体压强大小,和以下哪个因素无关( )
A. 水的密度 B. 水下深度 C. 容器底面积 D. 重力常数g
(4)如图丙,当船只正在闸室内停留,只打开阀门B、关闭阀门A时,闸室将会和______(选填“上游”/“下游”)水道构成连通器。
(5)下列生活场景中,和三峡船闸物理原理不相同的是( )
A. 过路涵洞 B. 锅炉水位计 C. 液压千斤顶 D. 下水道U型存水弯
【答案】(1)连通器;底部互相连通(2)B(3)C(4)下游(5)C
【解析】(1)本题考查连通器定义。船闸是连通器的典型应用;连通器严格定义:上端开口、底部相互连通的容器。(2)本题考查液体压强特点。液体深度越深,液体产生的压强越大,大坝下部需要承受更大水压,因此设计上窄下宽,对应选项B。(3)本题考查液体压强公式 p=\rho gh。液体压强只和液体密度ρ、深度h、重力常数g有关,和容器底面积、容器形状完全无关,故选C。(4)本题考查连通器构成。阀门B连通闸室与下游水道,打开B后,闸室和下游底部连通、上端均开口,形成连通器。(5)本题考查连通器实例辨析。ABD均为连通器应用;液压千斤顶利用帕斯卡原理、液体可以大小不变传递压强,和连通器原理不同,故选C。
(
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2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第九章压强和浮力第二节液体的压强》精品讲义
一.学习目标
(
1.理解液体内部存在压强,掌握液体压强的特点,能说出液体压强公式p=
ρ
gh的推导过程及各物理量含义,会运用公式进行简单计算;了解连通器的原理及生活中的应用实例。
2.通过实验探究液体压强的特点,经历猜想、设计实验、进行操作、分析数据、得出结论的全过程,提升实验操作、观察分析和归纳总结能力。
3.感受液体压强在生活、生产中的广泛应用,体会物理与生活的紧密联系,激发探究物理规律的兴趣,培养严谨的科学探究态度。
4.形成物理实验探究的思维,建立液体压强的物理模型,提升运用物理知识解决实际问题的能力。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.探究并掌握液体内部压强的特点:液体对容器底部和侧壁都有压强;液体内部向各个方向都有压强;在同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等;同种液体中,深度越深,液体压强越大;在同一深度,液体的密度越大,压强越大。
2.液体压强公式p=
ρ
gh的理解与简单应用,明确公式中各物理量的单位、物理意义,区分深度和高度的概念。
3.连通器的工作原理及常见应用,能结合原理解释生活中的连通器现象。
(二)难点
1.液体压强公式p=
ρ
gh的推导过程,理解推导过程中选取液柱模型的思路,明确公式的适用条件(适用于静止、均匀的液体)。
2.准确区分
“
深度
”
和
“
高度
”
:深度是指从液面竖直向下到液体中某点的垂直距离,高度是从容器底部竖直向上到某点的距离,避免在计算中混淆概念导致错误。
3.运用液体压强的特点和公式,综合分析、解决生活中的实际压强问题,理解液体压强与受力面积无关,只与液体密度和深度有关。
)
三.思维导图
(
)
四.课前预习
1.由于液体具有________,所以对容器底部有压强;液体具有________,所以对容器侧壁也有压强。
2.探究液体压强的工具是________,它通过________来反映液体压强的大小,这种研究方法叫________。
3.液体内部向________方向都有压强;在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强________。
4.同种液体中,液体的压强随________的增加而增大;在深度相同时,液体密度越大,压强________。
5.液体压强的计算公式是________,其中ρ表示________,单位是________;h表示________,单位是________。
6.上端________、下端________的容器叫做连通器,连通器里装同种液体,当液体不流动时,各部分液面________。
五.自主探㊙
盛水的杯子故在桌面上。杯子对桌面有压强。杯子里的水对杯底和杯壁是否有压强?对浸在其中的物体是否有压强?
一.体验液体压强的存在
(1)如图所示,向玻璃管内加水,玻璃管底橡皮膜的形状有什么变化?
(2)如图所示,用手指触压装满水的塑科袋,手面有什么感党?
(3)如图所示,把下端蒙有像皮版的空玻璃管插入水中,橡皮膜的形状有什么变化?
【归纳】
这些现象说明,液体对容葬底,容器壁和浸在其中的物体都有压力。因而也都有压强。液体产生压强的原因:
(1)液体受到重力,对容器底部有压力,所以会产生压强;
(2)液体具有流动性,所以对容器侧壁有压力,所以会产生压强。
二.探究液体内部的压强特点
1.提出问题:液体内部的压强与哪些因素有关?液体压强有哪些规律?
2.猜想与假设
猜想1:液体压强可能与液体的深度有关;
猜想2:液体压强可能与液体的密度有关;
猜想3:液体压强可能与方向有关;
猜想4:液体压强可能与容器形状有关。
3. 实验器材:U形管压强计、大烧杯、水、盐水、刻度尺、不同形状的容器
4. 实验步骤与操作
(1)检查U形管压强计:用手轻压压强计的金属盒橡皮膜,观察U形管两侧液面是否出现高度差,若出现且高度差随压力增大而增大,说明压强计气密性良好。
如图所示,橡皮膜盒上通常还装有手柄和旋钮可以改变橡皮膜的位置和朝向。实验前要检查装置是否漏气。检查方法:用一恒定力作用于橡皮膜上一段时间,看压强计两管液面的高度差是否发生变化。如果不变说明不漏气;如果变化则要查出漏气原因,加以调整。调整后,要调节两管使液面相平。
(2)探究液体压强与方向的关系:将压强计金属盒放入水中同一深度,分别改变金属盒橡皮膜的朝向(朝上、朝下、朝左、朝右),观察并记录U形管两侧液面的高度差。
(3)探究液体压强与深度的关系:将压强计金属盒放入水中,分别调整到不同深度(如5cm、10cm、15cm),观察并记录U形管两侧液面的高度差。
(4)探究液体压强与液体密度的关系:将压强计金属盒放入水和盐水的同一深度,观察并记录U形管两侧液面的高度差。
5. 实验现象与数据记录
6. 实验结论
(1)液体对容器底部和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强;
(2)同种液体、同一深度,液体向各个方向的压强相等;
(3)同种液体中,液体压强随深度的增加而增大;
(4)同一深度下,液体密度越大,压强越大;
(5)液体压强与容器的形状无关。
三.液体的压强的应用
1.连通器及其应用
(1)定义:上端开口、底部互相连通的容器,叫做连通器。注意连通器的特征:底部互相连通;容器上端都开口;与形状无关。
(2)连通器的特点:
【做一做】如图所示,用软管连接两根玻璃管构成连通器向其中注入适量水,静止时两侧玻璃管中水面的高度有什么特点?
将左侧的玻璃管上下移动,当其中的水不流动时,两侧玻璃管中水面的高度有什么特点?
实验表明:向连通器中注入同种液体,当液体静止时,连通器各部分中的液面总是相平的。这就是连通器原理。
(3)为什么连通器内只装一种液体且静止时各部分液面总是相平的?
(4)连通器的应用
①茶壶
壶嘴和壶盖上的气孔与空气相通,因此壶嘴与壶身构成连通器。根据同种液体,在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保持相平可知,当壶内盛满水,从水面茶嘴位置就可以倒出来了。
②船闸
船闸的闸室相当于一个蓄水池。当上游船只到达时,打开上游阀门,闸室与上游水道构成了一个连通器,上游的水进入闸室;待闸室水面与上游水面相平,先打开上游闸门,让船只进入闸室,再关闭上游阀门和闸门。按照同样的程序操控下游阀门和闸门,就可以让船只平稳驶到下游。
我国长江三峡水利枢纽工程举世闻名。三峡大坝蓄水后的上下游水位差最大可达40层楼的高度。为保障船只顺利通行,工程技术人员设计了阶梯式船闻和电梯式船闸两种让“大船爬楼梯,小船乘电梯”。如图所示是双线五级连续阶梯式船闸。
③锅炉水位计、反水弯、自动喂水器
四.液体的压强的计算
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,质量:m=ρV=ρSh,液柱对平面的压力:F=G=mg=ρVg=ρgSh
平面S受到的压强:p=F/S=ρgSh/S=ρgh
因此,液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh
公式:p=ρ液gh应用说明:
(1)只适用于静止的液体内部压强的计算。
(2)液体的压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。
(3)h是指深度--液体中某点到液面的竖直距离。
(4)计算时要统一单位: p---Pa; ρ---kg/m3; g---9.8N/kg; h---m.
例.如图所示,铁桶重18N,桶的底面积为180cm2,往桶里倒入5kg的水,水的深度20cm,平放在面积为1m2的水平台面的中央,求:
(1)水对桶底的压强多大?
(2)桶底受到水的压力多大?
(3)台面受到桶的压强多大?
六.基础过关
(一).选择题
1.2026年我国在深海探测领域取得新进展,某深海探测器在5000米深海处作业。关于此处液体压强,下列说法正确的是( )
A. 液体压强是由于液体受到重力且具有流动性产生的
B. 此处液体压强只与液体深度有关
C. 若探测器下潜到10000米,液体压强不变
D. 液体对探测器只有向下的压强
2.著名的“木桶理论”:是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。如图所示。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A. 木桶的粗细 B. 木桶的轻重 C. 最短的一块木板 D. 最长的一块木板
3.如图所示,红色的水从塑料瓶侧壁的两个小孔喷出。下列说法正确的是( )
A. 若两孔大小相同,则相同时间内两个小孔流出的水的质量一样多
B. 两孔中喷出的水远近不同,说明液体内部压强的大小跟液体的密度有关
C. 水从塑料瓶侧壁的孔中喷出,说明液体内向各个方向都有压强
D. 若将塑料瓶装满水后并拧紧瓶盖,水不会从上面的小孔中喷出
4.一个空塑料瓶,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,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A. 两次都向内凹,形变程度相同
B. 两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
C. 瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
D. 瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
5.图中描述装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出的情景。其中正确的是( )
A. B. C. D.
6.在图中,能正确描述同种液体中液体压强与深度关系的是( )
A. B. C. D.
7. 一只可口可乐瓶,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,把可口可乐瓶放入水中,当瓶内、外液面相平时,拔出a、b两个小孔上的塞子,则( )
A. a、b两个小孔均有水流入 B. a、b两个小孔均有酒精流出.
C. 酒精从a小孔流出.水从b小孔流入 D. 水从a小孔流入.酒精从b小孔流出.
8. 在实验探究活动中,某同学将微小压强计的探头先后放入两种不同液体中,根据如图所示提供的信息能够探究的是( )
A. 液体内部的压强跟液体密度的关系
B. 液体内部的压强跟深度的关系
C. 在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等
D. 液体内部向各个方向是否都有压强
9.甲、乙是两个鱼缸里面大小一样的鱼,它们趴在水底争论不休。它们谁说得对呢?( )
A.甲说:我的鱼缸大、水多,所以我受到的压强大
B.乙说:我上面的水深,所以我受到的压强大
C.甲说:我这儿的水多,所以我受到的压力大
D.乙说:别争了,咱俩受到的压强一样大
10. 如图所示,一个密封的圆台状容器,内装一定质量的水,放在水平桌面上,现把它倒置过来,则( )
A. 水对容器底的压力减小 B. 水对容器底的压强减小
C. 容器对桌面的压强减小 D. 容器对桌面的压力减小
11. 如图所示,用一块轻质塑料片挡住两端开口的玻璃筒的下端,把玻璃筒竖直插入水中到一定深度,然后向玻璃筒内缓慢注入某种液体,当筒内液面高出筒外水面2cm时,塑料片下沉。关于液体密度ρ液和水的密度ρ水的大小关系比较( )
A. ρ液>ρ水 B. ρ液=ρ水 C. ρ液<ρ水 D. 不能确定
12. 两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体,如图所示,若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,下列关系正确的是( )
A. p1=p2,F1=F2 B. p1>p2,F1<F2 C. p1>p2,F1=F2 D. p1<p2,F1>F2
(二).填空题
13. 如图所示,取一个侧壁上开孔的圆筒,把橡皮膜扎在侧壁开孔上,向圆筒内灌水后,观察到橡皮膜会变凸,这是因为_____,如果将圆筒移到高山上空气稀薄处,橡皮膜的凹凸程度会_____(选填“不变”或“变化”);如果将圆筒浸入装有水银的槽中,使得筒外水银面与筒内水面相平,橡皮膜是_____的(选填“凸”“凹”或“平”)。
14. 如图所示,两瓶完全相同的啤酒,分别正立和倒立在桌面上,它们对桌面的压力和压强的大小关系
为F 1___________F 2,p 1___________p 2.啤酒对底和盖的压强p 1′_____p 2′.
15. 观察下列液体压强实验,如图所示:
(1)有水从a、b、c三孔喷射出来,说明水对容器侧壁有______________;
(2)比较a、b两孔水的喷射情况,说明了______________;
(3)比较a、c两孔水的喷射情况,说明了______________。
16. 如图所示,水平桌面上有两个质量不计的圆柱形容器A、B,横截面积均为5.0×10-3 m2,A的底面向上凸起,B的底面为平面.在两容器中均加入重为10 N的水,则B对桌面的压强为________Pa,A对桌面的压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B对桌面的压强。若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB,则pA________(选填“大于”“小于”或“等于”)pB。
17. 如图所示,将下口盖有轻质薄塑料片的两端开口的玻璃管竖直插入水中,塑料片距离水面0.1米,则塑料片受到水的压强为________帕。移开手指,慢慢向玻璃管内注入酒精,当塑料片恰好下落时,管内液面与管外水面的位置关系是_________(选填“不相平”或“相平”)。如果注入的是水,则当塑料片恰好下落时注入水的质量_______注入酒精的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
18.在《哪吒2》的海底 battle 场景中,敖丙操控海水形成高 8 米的水柱攻击哪吒。已知海水密度为1.03×103kg/m3 ,g=10N/kg,则水柱底部的压强为___Pa;若水柱底面积为 0.5m2,则水柱对底面的压力为___N;若哪吒在水下 5 米深处悬停,他受到的液体压强为___Pa。
19.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,A点压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点压强;水对容器底部的压强为2×103 Pa,则容器内水深h为________ cm,液体对容器底部的压力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
20.在台海军演中,某驱逐舰发射的鱼雷在海面下10米深处航行。已知海水密度为1.03×103kg/m3,g取10N/kg,则鱼雷受到的液体压强为___Pa;若鱼雷某部位面积为0.5m2,则该部位受到的压力为___N;若鱼雷下潜至20米深处,其受到的压强将变为原来的___倍。
(三).解答题
21.(8分)作图题
(1)如图所示,圆柱形容器中盛有一定量的水,在圆柱形容器的侧面不同高度处分别开了两个小孔A、B,请你画出水从两个小孔处流出时的大致轨迹。
(2)如图,三个两端开口的玻璃管,下端用橡皮膜封住,插入水中。A管内装入与外面液面等高的盐水;B管内装入与外面液面等高的酒精;C为空管。请画出橡皮膜大致的形变情况()。
22.在研究液面下深度为h处的液体压强时,可以设想这里有一个水平放置的“平面”,计算出这个平面以上的液柱对平面的压力,就可求出平面受到的压强。设液柱的高度为h,平面的面积为S,水的密度为ρ。
(1)请根据压强的定义式用上述物理量推导出液面下深度为h处液体的压强表达式,请写出详细的推导过程。
(2)若图中液柱是水,底面积S = 0.02m2,高度h = 0.5m,求水对底面产生的压强。
23.三国时期,诸葛孔明发明“木牛流马”运输粮草。某木牛流马的储水容器为底面积100cm²的圆柱形容器,装满水后水深30cm(水的密度取1.0×10³kg/m³,g取10N/kg)。
(1) 求水对容器底部的压强;
(2) 若在容器侧壁A点(距底部10cm)开一小孔,求A点受到水的压强。
24.林红为了探究“液体对容器底部压强大小与哪些因素有关”,用相同橡皮膜和两端开口的不同玻璃管以及水进行实验探究,在玻璃管的一端用相同的橡皮膜覆盖。
(1)当在同一个容器中倒入不同深度的水,橡皮薄膜的凸出程度如图10-K-13a、b所示,则说明当液体密度相同时,________越大,液体对容器底部的压强越大。
(2)当在不同容器中倒入相同深度的水,橡皮膜的凸出程度如图b、c、d所示,则说明当液体的________________时,液体对容器底部的压强相等,与容器的形状以及液体的重力________(选填“有关”或“无关”)。
(3)若要使探究得到的结论更具有普遍性,该同学接下来应该添加的器材是________________________________________________________________________。
25. 如图所示,三个完全相同的容器,里面分别装有质量相等的三种不同液体,三个容器都是圆柱形,那么
(1)这三个容器底受到液体的压强pA____pB____pC(填“<”“=”或“>”)
(2)三种液体的密度相比较ρA____ρC____ρB;(填“<”“=”或“>”)
(3)三容器对桌面的压强pA____pB____pC。(填“<”“=”或“>”)
26.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示的压强计是通过U形管中水面的______来反映被测压强大小的;
(2)按与不按压强计探头的橡皮膜,U形管两边液面均处在同一水平线上,可能原因是______。排除此故障后在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过______(填写正确选项前字母)方法可以进行调节;
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,则可以观察U形管两边液面的高度差将______;(选填“变大”“变小”或“不变”)
(5)用另一种密度不同液体做了如图戊所示的对比实验,得到的结论是“液体内部压强大小与密度大小无关”。该结论是______的,原因是______。
27.阅读短文,回答问题。
2026国产深海潜水装备+物理实验探究
2026年我国新一代民用深海探测潜水器完成万米海试,潜水器在下潜过程中,外壳会持续受到海水的液体压强。海洋海水密度约1.03×103kg/m3,远大于校园实验室清水密度1.0×103kg/m3。八年级物理课堂探究实验证明:液体内部向各个方向都有压强;在同种液体内部,同一深度,液体向各个方向压强大小相等;同种液体,深度越深,压强越大;深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
液体压强计算公式:p=ρ gh。深度h指从液面竖直向下到研究位置的垂直距离,不是物体距离水底的高度。生活中水池侧壁开孔喷水、水库水压放水、潜水装备抗压设计,全部都由液体压强规律决定。
(1)潜水器深海下潜过程中,下潜深度越大,外壳受到海水压强越______;相同深度下,海水产生的压强比实验室清水压强______。
(2)关于液体内部压强,下列说法正确的是( )
A. 液体只对容器底部有压强 B. 同种液体,深度越深,液体压强越小
C. 液体内部向各个方向都存在压强 D. 液体压强大小和液体质量有关
(3)2026深海探测中,潜水器在海面下5000m处受到海水压强,若换成同等深度的清水,液体压强将会( )
A. 变大 B. 变小 C. 保持不变 D. 无法判断
(4)八年级物理课堂实验中,在装满水的矿泉水瓶侧壁上下扎2个小孔,下方小孔水流喷射距离更远,该现象直接证明了( )
A. 液体压强和液体密度有关 B. 连通器液面始终相平
C. 同种液体,深度越大,液体压强越大 D. 大气压强无处不在
(5)下列对液体压强中“深度h”理解正确的是( )
A. 物体到容器底部的距离 B. 液面竖直向下到研究点的垂直距离
C. 容器整体的总高度 D. 物体距离地面的高度
七.知识清单
(一)、液体压强的产生原因
1.液体由于受到______作用,对容器底部产生压强;液体具有______,对容器侧壁产生压强。
2.液体内部向______都有压强。
(二)、探究液体内部压强特点实验
3.探究液体压强的专用测量工具是______。
4.U形管压强计通过观察U形管两侧液面的______,判断液体压强的大小,液面高度差越大,液体压强越______。
5.液体内部压强规律:
(1)在同种液体的同一深度处,液体向各个方向的压强大小______。
(2)同种液体,液体内部的压强随深度的增大而______。
(3)在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越______。
(三)、液体压强计算公式
6.液体压强的计算公式:p=______。
7.公式中各物理量含义:ρ:表示______,单位kg/m3; g:重力常数,通常取9.8N/kg;
h:表示液体的______,指从液面竖直向下到研究位置的垂直距离,单位m。
8.由公式可知:液体压强只与______和______有关,与液体质量、液体体积、容器形状、容器底面积均______。
(四)、连通器
9.连通器定义:上端______、底部互相______的容器,叫做连通器。
10.连通器特点:当连通器内装有同种液体,且液体静止时,连通器各部分的液面始终保持______。
11.生活中连通器的实例:三峡船闸、锅炉水位计、过路涵洞、下水道U型存水弯、茶壶等。
12.三峡大坝拦河坝修建为上窄下宽,物理原理是:液体深度越深,液体压强越______,大坝下部需要承受更大的水压。
八.强化提优
(一)选择题
1. 如图的四个碗中盛满水,用力的示意图表示了碗壁上所受的水的压力,其中正确的是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )
A. 打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙
B. 打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲
C. 打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动
D. 打开阀门K后,因为乙中的水多,所以从乙流到甲
3.如图所示,小明用此容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是 ( )
4.如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是(g取10 N/kg)( )
A.4×105 Pa B.3×105 Pa C.5×105 Pa D.1×105 Pa
5.如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,pA<pB B.ρ甲<ρ乙,pA>pB C.ρ甲>ρ乙,pA=pB D.ρ甲>ρ乙,pA<pB
6. 如图所示,甲、乙是两个完全相同的容器,内装质量相同的水,乙容器放在一木块上,比较在同一水平面上A、B两点处水产生的压强( )
A. pA>pB B. pA<pB C. pA=pB D. 无法判断
7. 如图甲、乙两容器中装有高度相等的同种液体,两容器底面积相等,放在水平桌面上,比较两容器底部受到的压力、压强,则( )
A. F甲=F乙,p甲=p乙 B. F甲>F乙,p甲=p乙 C. F甲=F乙,p甲>p乙 D. F甲<F乙,p甲<p乙
8. 如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等质量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
10. 如图所示,关于a、b、c、d四点所受液体压强的说法中正确的是( )
A. a点的压强最大 B. b点的压强最大 C. c点的压强最大 D. d点的压强最大
11. 如图所示,U形管两管中盛有不同的液体,C是两种液体的分界面,液体静止时A管液面比B管高,由此可判断( )
A. A管中液体的密度大于B管中液体的密度 B. A管中液体密度小于B管中液体的密度
C. A管中液体的密度等于B管中液体的密度 D. 条件不足,无法确定
12. 小亮同学在研究液体内部压强的规律时,大胆探索,用甲、乙两种液体多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图象如图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是( )
A. ρ甲<ρ乙 B. ρ甲=ρ乙 C. ρ甲>ρ乙 D. 条件不足,无法判定
(二)填空题
13.用同一压强计探究液体内部压强的情景如图所示,其中图________(选填“甲”或“乙”)中橡皮膜底部受到的液体压强更大;若两烧杯中分别装的是盐水和水
(ρ盐水>ρ水),根据实验现象,可以确定________(选填“A”或“B”)杯中装的是盐水,这是因为在相同的深度,________越大,液体压强越大。
14. 如图所示,放在桌面上的饮料瓶子,内部剩有饮料,瓶盖旋紧后倒过来时,液体对瓶塞的压强比正放时液体对瓶底的压强______(选填“大”或“小”),瓶子对桌面的压力______(选填“增大”、“变小”或“不变”), 瓶子对桌面的压强______(选填“增大”、“变小”或“不变”)。
15.长江三峡大坝正常蓄水位为175米,大坝底部水的密度ρ= 1.0×103kg/m3,g取10N/kg。请根据液体压强知识完成下列问题:大坝底部受到水的压强大小为______Pa,这说明液体压强随深度的增加而______(选填“增大”“减小”或“不变”);如果蓄水位升高,大坝底部受到水的压强将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.我国自主研制的“海斗一号”全海深自主遥控潜水器,填补了我国万米级作业型无人潜水器的空白。潜水器下潜过程中,受到海水的压强_____(选填“增大”“减小”或“不变”)当潜水器下潜到深度静止时,受到海水的压强为______Pa,(,取)则在此下潜深度时,面积为的观察窗口受到的压力为______。
17. 在水平桌面上放置一个空玻璃杯,它的底面积为0.01m2,它对桌面的压强为200Pa,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg(杯壁的厚度可忽略)。玻璃杯的重力大小为_____。
在玻璃杯中装入1kg水后,水对杯底的压强为900Pa,则水的深度为_____。猜测玻璃杯的大致形状是图中(a)、(b)、(c)的_______.
18. 小明家新购置的房间要装修,从地板到墙上1 m处要贴不同颜色的瓷砖,为此要在墙的四周画一水平线。装修师傅用如图所示的一根长胶管里装适量的水,先在某一标准1 m处定一个点A,然后将管的一端放在A点,让水面与A点始终相平,另一端分别放在墙面不同位置,在水面处定出B、C、D点,用直线将A、B、C、D连起来,便画出了水平线。这是运用了___________原理;若胶管中间某处压瘪了一点,但水仍可流动,将 ___________(填“影响”或“不影响”)水平线的准确程度;请你举出生活生产中应用相同原理的1个例子:__________。
19. 三峡船闸是世界上最大的人造连通器,共有5级如图所示的闸室,现有一艘轮船从水位是150 m的上游进入首级闸室,当首级闸室的水位降到130 m时,轮船就可以进入下一级闸室了,其首级人字闸门每扇门高40 m,宽20 m,厚3 m,由钢制材料制成(钢的密度取ρ钢=8×103 kg/m3,g取10 N/kg),其中一扇首级人字闸门的体积为________;其中一扇首级人字闸门的质量为________;轮船通过首级闸室的过程中,闸室底部受到水的压强减小了为________.
20.如图所示,容器里装有重力为G、密度为ρ的液体,图中A点的液体压强pA= ,在与A点同一水平面上的B点液体的压强pB= 。如果容器的底面积为S,则液体对容器底部的压力F= 。
(三)解答题
21.作图题
(1)如图所示,一个竖直放置的柱形小筒注有水,在筒壁上开有A、B、C三个大小相同的小孔,请根据液体内部压强的特点画出水从三个小孔中喷射的轨迹示意图.
(2)如图所示容器中装有水,但图中都只画出了左边容器中的水面,请在图中把未画的水面的大致位置补画出来。
22.如图所示是一个上下两端开口的容器(忽略容器壁厚度),重4.2N,放在光滑的水平桌面上,容器底部与桌面接触良好。容器下部是底面积为S1=100cm2,高为h1=5cm的圆柱体,上部是底面积为S2=25cm2,高为10cm的圆柱体。从容器上端缓慢注入水,直到容器与桌面之间无压力时,水才从容器底部流出(忽略大气压的影响,g=10N/kg)。求:
(1)若从容器上端缓慢注入300g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压强
(2)若从容器上端缓慢注入600g水,无水从容器底部流出,水对桌面的压力。
(3)为了使水不从容器底部流出,容器中允许注入水的质量最大值。
23.都江堰是世界文化遗产,李冰父子带领民众修建鱼嘴分水堤时,运用了许多科学原理。某施工场景简化如下:在河道中修建一个长方体形拦水坝,坝长50m,宽10m,高8m,当上游水位到达离坝顶2m处时:(g = 10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求此时水对坝底的压强是多少?
(2)求水对坝底的压力为多大?
(3)若在坝体侧面开一个半径为10cm的圆形排水孔,孔中心距离坝底3m,求水对排水孔的压强是多少? 若要堵住排水孔,至少需要多大的力?
24.生活处处有物理,留心观察皆学问。
(1)菜刀磨的很锋利是为了减小受力面积从而增大 ;
(2)包饺子时用手捏饺子可捏出漂亮的花纹,这说明力可以改变物体的 。
(3)图1是对冰加热过程中的温度随时间变化的图线。图中 段表示冰的熔化过程,这是一个 (填“吸”或“放”)热过程;
(4)图2中左右两根手指受到的压强较大的是 (填“左”或“右”)边的手指;
(5)如图3所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,根据以上结论判断容器底部A、B、C三点的压强pA、pB、pC中最大的是: 。
25. 在学习液体的压强知识时,老师使用了如图所示的实验装置:容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一用薄橡皮膜封闭的圆孔.实验时在左右两侧倒入同种或不同种液体.
(1)在两侧倒入不同深度的水,如图所示,通过观察橡皮膜向________(选填“左”或“右”)侧凸起可以判断右侧水的压强较大,这说明_______.凸起就可以判断水的压强大小的这种研究方法叫_______.
(2)向左侧水中加盐,可以观察到橡皮膜的凸起程度变_______,这说明___________(忽略加盐后水位的变化).
(3)若左侧注入的是水,水面距离橡皮膜8 cm,右侧注入酒精,酒精液面距离橡皮膜10 cm,酒精对橡皮膜的压强是_________Pa,我们可以观察到的现象是__________.(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
26.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想:液体压强可能与液体的密度、液体的深度等因素有关。如图是小芳同学设计的用微小压强计进行探究的三次实验步骤的装置:
(1)小芳检查压强计的气密性时,用手指不论是轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差。小芳调节好压强计,U形管两边液面相平。
(2)微小压强计是通过U形管两侧液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的。
(3)要探究液体内部压强与液体密度是否有关,应选步骤乙和 (选填“甲”或“丙”)来进行研究。
(4)对比步骤甲和步骤乙,可以得出的实验结论是: 。
(5)在图乙中,固定探头的橡皮膜在水中的深度,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中两侧液面高度差 (选填“不变”“变大”或“变小”),说明在同一液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 。
27.阅读短文,回答问题。
2026三峡船闸通航工程
2026年是三峡水利枢纽全面通航运营24周年,三峡双线五级船闸是世界规模最大的内河船闸,也是我国水利工程科技标杆。船闸利用连通器原理实现船舶平稳上下游通行,连通器是上端开口、底部互相连通的容器,当连通器内同种液体静止时,各容器液面始终保持相平。
液体内部向各个方向都存在压强,液体压强大小与液体密度、液体深度有关,公式为 p=ρgh。三峡大坝坝体设计上窄下宽,正是利用液体压强随深度增大而变大的物理规律,抵御深水巨大水压。
如图甲、乙、丙为三峡船闸实景与结构示意图,船闸由闸室、上下游水道、输水阀门组成。船舶从下游开往上游时,依次开启、关闭对应输水阀门,逐级调节闸室水位,让闸室与上下游水道形成连通器,平稳完成水位对齐,实现船舶通行。
(1)三峡船闸能够实现船只通航,核心利用了物理学中______的原理;该装置满足的结构特点是上端开口、______。
(2)根据液体压强规律,三峡大坝拦水坝修建为上窄下宽的形状,主要原因是( )
A. 美观好看,符合工程审美 B. 液体压强随液体深度增加而增大
C. 减小大坝整体的重力 D. 增大大坝与地面的接触面积
(3)2026年汛期三峡库区水深最大可达175m,水下100m深处,水产生的液体压强大小,和以下哪个因素无关( )
A. 水的密度 B. 水下深度 C. 容器底面积 D. 重力常数g
(4)如图丙,当船只正在闸室内停留,只打开阀门B、关闭阀门A时,闸室将会和______(选填“上游”/“下游”)水道构成连通器。
(5)下列生活场景中,和三峡船闸物理原理不相同的是( )
A. 过路涵洞 B. 锅炉水位计 C. 液压千斤顶 D. 下水道U型存水弯
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