8.2 液体的压强 分层练习(含解析) 沪粤版(新教材)八年级下册

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8.2 液体的压强 分层练习(含解析) 沪粤版(新教材)八年级下册

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8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
基础过关练
考点 01 液体压强产生的原因
1 .液体和气体都具有流动性,统称为 。液体对容器底部会产生压强,是因为液体受到 的作用;液体对容器侧壁也会产生压强,是因为液体具有 。
2 .如图所示,一个薄壁玻璃杯质量为 100g ,杯中装有 800g 的水,水深为 12cm ,杯子的底面积为40cm2 ,试解决以下问题:
(1)由于液体受 作用,所以液体对容器底有压强;由于液体具有 性,所以液体对容器壁也有压强;液体内部由于各相邻部分之间相互挤压,液体内部向各个方向都有压强;
(2)水对杯底的压力;
(3)玻璃杯对水平桌面的压强。(g 取 10N/kg)
3.液体由于受到重力作用和具有 性,导致内部存在各个方向压强。三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大;三峡水库水面下 10 米处受到水的压强为 帕。
4 .法国科学家 所做的裂桶实验,证明了液体也可以产生压强,人们为了纪念他的贡献,以他的名字命名了物理量 的单位。
考点 02 探究液体内部压强的特点
5 .某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关 ”。
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(1)实验前,利用U 形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现 U 形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 (填写正确选项前的字母);
A .将 U 形管右侧高出部分的液体倒出
B .向 U 形管中继续盛装液体
C .取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察 U 形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(3)通过比较图中 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽 ”或“上宽下窄 ”)的形状;
(4)利用如下图甲的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成 A 、B 两部分,隔板底部有一小圆孔(用C 表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图乙,
当在 A 中盛水,测得深度为 12cm ,在 B 中盛某种液体,测得深度为 15cm ,此时 C 处橡皮膜形状刚好不改变,则 B 中液体密度 ρ液= kg/m3 。 ( ρ水= 1.0×103kg/m3)
6 .物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强 ”,进行了如下的操作。
(1)压强计是通过 来反映压强大小的;
(2)在使用压强计前,发现 U 形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 (选填字母);
A .直接从 U 形管右侧中倒出适量液体
B .拆除胶管重新安装
(3)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
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(4)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论: ;
(5)小王用图⑤所示的装置进行如下实验:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直
到橡皮膜刚好变平,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是p水 p液 (选填“> ”“< ”或“= ”)。
7 .如图是小华用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素 ”的实验装置。
(1)压强计上的 U 形管 (选填“属于 ”或“不属于 ”)连通器;
(2)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U 形管两边液面高度变化 (选填“ 明显 ”或“不明显 ”);在使用压强计前,发现 U 形管左右两侧的水面有一定的高度差,
如图甲,其调节的方法是 (选填“A ”或“B ”),使 U 形管左右两侧的水面相平;
A .将右侧支管中高出的水倒出
B .取下软管重新安装
(3)调试完成后,小华接着进行如图 1 所示的实验,如图乙,保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现 U 形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强 ;
(4)比较图 1 中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随 的增加而增大;
(5)比较 两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某盐水的密度,在此基础上又做了拓展实验,步骤如下:
①将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h1(如图 2 甲所示);
②将玻璃管缓慢插入装有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水面相平,测出管底到盐水液面高度为h2(如图 2 乙所示);
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③待测盐水密度的表达式ρ盐水= (结果用ρ水、h1、h2 表示,不计橡皮膜形变对 h1 的影响)。
考点 03 液体压强的特点及其应用(10 题)
8 .如图甲所示,在两端开口的玻璃管下方扎上橡皮膜;如图乙所示,在侧边开口的玻璃管的开口处扎上橡皮膜。当将水倒入玻璃管中时,出现了图中所示的现象,则图甲说明液体对 有压强,图乙说明液体对 有压强。
9 .如图所示,将两端蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中。当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左 和F向右 的大小关系是F向左 (选填“大于 ” “小于 ”或“等于 ”)F向右 ;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下 的大小关系是F向上 (选填“大于 ”“小于 ”或“等于 ”)F向下 。
10.如图所示,在容器两侧分别倒入不同深度的水和某种液体,观察到橡皮膜向左凸起,则这种液体的密度与水的密度的大小关系是 ( )
A . p液 > p水 B . p液 = p水 C . p液 < p水 D .无法判断
11 .一个空的塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中同一位置,当瓶口朝上时(如图甲),橡皮膜向 凹,当瓶口朝下时(如图乙),橡皮膜向 凹。(均选填“上 ”或“下 ”)
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12 .如图所示,容器中装有一定量的水,A、B 、C、D 是容器内壁或底部上的点,则这四个点中受到水的压强最大的是 点。
13.如下图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲的底面积为,S甲 = 0.025m2 ,容器甲中盛有深度为 9cm 的水,容器乙中盛有深度为,h乙 的另一种液体,此时容器甲、乙底部所受液体的压强相等。(p水 = 1.0 × 103 kg / m3 , g 取10N / kg )
(1)求容器甲中水对容器底部的压强 p甲 。
(2)现往容器甲中加 0.25kg 的水,容器甲、乙中的液面恰好相平。求水对容器甲底部压强的变化量 Δp水 。
(3)求容器乙中液体的密度 p乙 。
14.一个未装满饮料的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图甲),然后反过来倒立放在桌面上(如图乙),则两次放置时,杯子对桌面的压力F甲 F乙 ;杯子对桌面的压强p甲 p乙 ;液体对杯子底部的压强p甲' p乙' ;液体对杯子底部的压力F甲' F乙' 。(均选填
“> ”“< ”或“= ”)
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15.如图所示,相同的容器甲和乙中装有质量相等的不同种液体,容器底部所受压强相等,则液体的密度 p甲 p乙 ;距容器底部距离相等的A、B 两点的压强pA pB 。(均选填“大于 ”“小于 ”或“等于 ”)
16.如图所示,三个底面积相同、形状不同的容器,装入质量相同的水,但都没有装满。三个容器
的底部所受水的压强最大的是 ,所受水的压力最小的是 。(均选填“ 甲 ”“ 乙 ”或“丙 ”)
17 .如图所示为一杯封口的豆浆正放与倒置在水平桌面上的情况。已知:杯子的质量为 20g 。甲图中,杯子正放时,液面以下 1cm 的 A 点处的压强为 105Pa ,豆浆对杯底的压强为 630Pa;乙图中,液面高度比正放时降低了 1cm,B 点距离杯子封口处 1cm ,杯子封口处的面积为 60cm2 。忽略杯子的厚度,下列判断正确的是 ( )
A .甲图中,豆浆对杯底的压强等于杯子对桌面的压强
B .甲图中,豆浆对杯底的压力大于豆浆受到的重力
C .乙图中,豆浆对杯子封口处的压力为 3. 15N
D .乙图中,豆浆对 B 点处的压强为 525Pa
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考点 04 连通器
18 .如图所示,A 、B 两个容器用一个带阀门的管子相连,两个容器中装有液面相平的同种液体,则 a 、b 两处的压强大小关系为pa (选填“> ”“< ”或“= ”) pb 。当打开阀门时,液体 (选填“由 A 流向 B ”“由 B 流向 A ”或“不流动 ”)。
19 .静止在连通器内的同种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在 上。应用:茶壶、锅炉水位计、水塔与自来水管、船闸等。
20 .如图所示,船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A 和闸门 C,
再打开阀门 ,当闸室中水位与下游水位 时打开闸门 D ,船就可以驶入闸室。
21.灵渠作为世界上最早的有闸运河,船闸对于河流的通畅功不可没。降水的季节河道具有一定落差,低水位易导致航船爬升困难,人们开始在灵渠上修建具有船闸功能的设施——陡门,如图所示。通过陡门的开启与封闭,调节水位,保证船只不受水位落差影响而顺利通行。陡门利用了 原理,当陡门开启后上下游的水位会 。
22.物理知识与日常生活和技术密切相关。下图(a)中双肩背包的背带做的较宽,是为了减小 ;
图(b)中船闸是利用了 原理;图(c)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大。
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23.如图所示,阀门 1 和阀门 2 均关闭,A、B、C 三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门 1 、阀门2 均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A ”“B ”或“C ”)
拓展培优练
一、单选题
1 .为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一个容器分成左右两部分,隔板下部有一个圆孔用橡皮膜封闭。当左右两侧各注入适量的液体后,下列符合实际情况的是 ( )
(
A

B

C

D

)
2 .质量为 1kg 的平底空水桶,底面积为 700cm2 ,水桶内装有 30cm 深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水桶对地面的压强为 4000Pa ,当小明用竖直向上的力F 提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为 1800Pa ,则下列选项正确的是(g 取 10N/kg) ( )
A .水对水桶底的压强是 4000Pa
B .水桶内水的质量为 28kg
C .乙图中桶对地面的压力大小为 226N
D .小明竖直向上提水桶的力 F 大小为 154N
3 .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.paC.pa=pb=pc D.pa>pb=pc
4 .如图所示,底面积不同的圆柱形容器 A 和 B 分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平,且甲的质量等于乙的质量。若在两容器中分别加
入原有液体后,液面仍保持相平,则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB 和压力 FA 、FB 的关系是 ( )
A.pApB ,FAC.pA>pB ,FA=FB D.pA>pB ,FA>FB
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5.如图所示,小明将压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中。从图中可以得到的结论是( ) A .甲液体的密度大于乙液体的密度
B .甲液体的密度等于乙液体的密度
C .甲中金属盒处的压强等于乙中金属盒处的压强
D .甲中金属盒处的压强小于乙中金属盒处的压强
6 .一个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
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确的是 ( )
A .p甲 > p乙, F甲 > F乙
C .p甲 = p乙, F甲 = F乙
二、填空题
B .p甲 > p乙 ,F甲 = F乙
D .p甲 > p乙 , F甲 < F乙
7 .如下图所示,质量和底面积相同,但形状不同的三个容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,液面相平。若容器对桌面的压强相等,则三种液体中密度最小的是 ,对容器底压强最大的是 。
8.小明用吸管模拟注射器的吸水过程。下图所示的杯子中装有一些水,小明用吸管吸水时,如果每一口吸入水的质量相同,则每吸一口,水对杯底的压强减小量Δp1将 ;每吸一口,杯子对桌面的压强减小量Δp2 将 。(均选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”)
9 .我国“蛟龙号 ”潜水器在 7000m深处受到的海水压强约为7 x 107 Pa ,则潜水器每平方米的表面上受到 N 的压力,相当于在1m2 的面积上压着 t 的重物。(g 取10N / kg )
10 .如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为2 x 10_2 m2 和1x 10_2 m2 。容器甲中盛有 0.2m 高的水,容器乙中盛有 0.4m 高的酒精,此时水对容器甲
底部的压强和酒精对容器乙底部的压强之比为 。若从两容器中分别抽出质量均为 m 的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p 水,
剩余酒精对容器乙底部的压强为p 酒精。当质量 m 的范围为 kg 到3.2kg 时,才能满足p 水>p 酒精。(p酒精 = 0.8 x 103kg/m3 )
11 .如图所示,A 、B 为完全相同的两个圆柱形容器,各盛有 5cm深的水,A 、B 之间用带阀门的
细导管连接。开始时阀门K 关闭,此时水对 A、B 两容器底面的压力之比为 。将阀门K 打开,待水不流动时,水对 A 、B 两容器底面的压强之比为 。
12 .如图所示,一密封的圆台形容器,内装一定质量的水放在水平桌面上,若把它倒置,则水对容器底面的压强 ,水对容器底部的压力 ,水平桌面受到的压力 ,桌面受到的压强
。(均选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”)
13 .如图两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的 U 形管压强计的金属盒分别放入液体中,当两容器内液面相平时,U 形管内液面的高度差相同,此时两容器底所受液
体压强分别为p 甲、p 乙,两橡皮膜所受液体压强分别为p9甲、p9乙,则p 甲 p 乙,p9甲 p9
乙(选填“> ”、“= ”或“< ”)。
三、实验题
14.小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究液体压强与哪些因素有关。如图①所示,实验箱分为内箱 A 与外箱 B ,内箱 A 固定在外箱 B 的内侧,内箱 A 下部有一圆形孔 C 与 B 箱相连,并在圆孔 C 上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。先在 A 箱中不断加水,实验现象如图②、③所示。然后在 B 箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,如图④所示。
(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映 ;
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(2)由步骤②、③可知,同种液体深度越深,液体产生的压强越 ;
(3)由步骤④可知,在液体深度相同时,液体 越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法是: ;
(4)如图⑤所示,在 A 箱中加入水,在 B 箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,测得此时h1=22cm, h2=9cm ,h3= 12cm,g 取 10N/kg 。请通过推理计算出未知液体的密度 。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
15 .小明利用压强计研究液体内部压强规律:
(1)组装好压强计后 U 形管液面相平,下一步要检查压强计的 ;
(2)比较图(b)和(c),可以初步得出的结论是 ;
(3)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 (>/A .只能是(a) B .只能是(b) C .只能是(c) D .(a)(b)(c)都可以
(4)速度是 v1 和 v2 的气流,分别经过与 U 形管左端相连的管子时,U 形管液面的高度差如图 e和 f 所示,则它们的大小关系是 v1 (>/16.学习液体压强的知识后,小红知道了液体压强随深度的增加而增大。周末,小红在家里用矿泉水瓶重新做了老师在课堂上的实验(如图甲),发现实验现象与课堂上看到的不一样:从矿泉水瓶侧壁低处的 B 孔喷出的水比高处的 A 孔喷出的水的落地点离瓶子更近。小红分析,水从小孔喷出的方向是水平的,相当于一个物体水平抛出。那么物体水平抛出的速度是否是影响该物体落地点离抛出点的水平距离的唯一因素?
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【提出问题】水平抛出物体落地点离抛出点的水平距离与哪些因素有关?
【猜想与假设】
A .与物体抛出的速度有关;
B .与物体的质量有关;
C .与物体离地面的高度有关。
【设计并进行实验】实验器材:光滑圆弧形轨道、两个质量不同的小球、刻度尺。实验装置如图乙,将圆弧形轨道放在桌子边缘,让小球从圆弧形轨道上由静止释放,分别测出小球在轨道上由静止释放时的高度h 、桌面离地高度 H 和小球落地点与抛出点的水平距离 s。
(1)小球水平抛出的速度是通过改变小球在轨道上静止释放时的 来控制的;
(2)下表是小红在实验中测得的数据:
实验序号 小球质量m / g 桌面离地高度H / m 小球在轨道上由静止释放时的 高度h / m 落地点与抛出点的水平距离s / m
1 200 0.5 0.1 0.45
2 400 0.5 0.1 0.45
3 200 0.5 0.3 0.77
4 400 1.0 0.1 0.63
5 200 1.0 0.2 0.89
6 400 1.0 0.3 1.09
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【分析数据得出结论】
(1)分析实验序号为 1 和 2 的两组数据可知,猜想 B 是 (选填“正确 ”或“错误 ”)的;
(2)分析实验序号为 的两组数据,可得出的初步结论是:在其他条件相同时,水平抛出的物体速度越大,落地点离抛出点的水平距离越远;
(3)分析实验序号为 的两组数据,可得出的初步结论是:在其他条件相同时,水平抛出的物体离地面的高度越高,落地点离抛出点的水平距离越 ;
【拓展应用】小红所做的实验现象与课堂上老师做的实验现象不一样,观察到 B 孔喷出的水的水平距离小的主要原因是 。可见,根据从小孔喷出水的远近来推断液体压强大小的方法是 (选填“科学 ”或“不科学 ”)的。
四、综合题
17 .请根据上述材料,回答下列问题:
大坝的力学原理
大坝是所有水电站的基本结构,通过修筑大坝既能抬高水位增加可利用的水资源,又能提供安装发电机组的必要空间。如图甲所示,三峡水电站拥有目前全世界最大的混凝土大坝,其全长约3335m,坝顶高程 185m ,最大蓄水深度 175m。水电站的大坝普遍需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,常见的大坝有重力坝、拱坝和填筑坝。

重力坝,主要依靠大坝自重维持稳定的坝体。重力坝使用的材料通常为混凝土和石料,坝体的巨大自重保证坝体的任意层面存在足够的摩擦力,以抵抗巨大的水压。重力坝的横截面通常设计成三角形或者梯形,实际的坝体上游面并不是一个直斜面,而是一个折坡面,如图乙所示,坝体上游的上端设计成近似竖直面,主要是为了便于施工、布置进水口等。坝体上游的下端设计成斜坡坝面,主要是想利用图中阴影部分的水体对斜坡巨大的斜向下的压力来增强坝体的稳定,从而巧妙地节省了部分混凝土。当坝体基部摩擦不足时,还可以通过减小上游斜坡坡度的方式来增强坝体的稳定。三峡大坝是重力坝。
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拱坝,是凸向上游的拱形挡水坝。这种坝无须上窄下宽,因此又将这种坝叫做薄拱坝,相比重力坝,这种坝最多可节省 85%的混凝土,承力对象变成河谷两岸的基岩,如图丙所示。与重力坝相比,在水的压力作用下坝体的稳定不需要依靠自重来维持,主要是利用拱端基岩的反作用力来支承,因此设计这种坝对两岸基岩有一定的要求。填筑坝,是将土石料(泥土和石块)压实在一起构成的大坝。大坝在自重和水的压力作用下保持稳定,因此填筑坝的坡度较缓,便于利用巨大的水压。

(1)如果三峡大坝的蓄水达到最大蓄水深度,此时水底部对坝体的压强约为 Pa(g 取10N/kg);
(2)如果重力坝的坝体基部摩擦不足,那么图乙中的θ 角应该适当 (选填“增大 ”或“减小 ”);
(3)在填筑坝顶部宽度相同时,下列坝体的横截面形状设计最稳固的是 。(选填字母序号)
(
C
) (
A
B

) (
.
) (
.
)
五、计算题
18.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,杯内装有 0. 1m 深的水,杯子的底面积为 8×10-3m2,杯子和水的总质量为 1.2kg ,g 取 10N/kg 。求:
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(1)水对杯底的压强;
(2)杯子对桌面的压强。
19 .如图,一只木桶最长的木板长为 0.5m ,最短的木板长为 0.2m ,桶底内部底面积为 4×10-2m2,当桶装满水时:(g 取 10N/kg)
(1)桶底受到水的压强为多少
(2)桶底受到水的压力为多少?
20 .一块矿石样品的质量为 58g ,将其放入盛有 50mL 酒精的量筒中,样品完全浸入酒精后液面上升至 70mL 处。已知空量筒的质量为 60g,量筒底面与水平桌面的接触面积为2cm2 。(g 取10N / kg ,酒精的密度为0.8 x 103 kg / m3 )
(1)求矿石的密度;
(2)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,求三者的总质量;
(3)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,求量筒对桌面的压强;
(4)若将酒精倒入某容器中,酒精的高度为 10cm ,求酒精对容器底的压强。
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六、科普阅读题
21 .请阅读材料并回答问题。
大船过三峡
我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最高可达 113m 。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题:下游的船只驶往上游,怎样把这些船只举高一百多米?上游的船只驶往下游,又怎样让船只徐徐降落一百多米?解决这个问题的途径就是修建船闸和升船机。“大船爬楼梯,小船坐电梯 ”——可以这样形象地描绘船只过大坝的两种方式。 “楼梯 ”是双线五级船闸(如图甲所示),“ 电梯 ”则是升船机(如图乙所示)。
三峡船闸主体段长 1621m ,是世界上最大的船闸。船闸由闸室和上、下游闸门及上、下游阀门等组成。轮船如何穿越这座举世无双的“楼梯 ”?假如一艘轮船由下游通过船闸驶往上游,轮船要经过五个闸室,使船体逐次升高。首先从下游驶来的轮船要通过五闸室,先将阀门 B 打开,五闸室水位降到与下游水位一致,打开下游闸门 D,轮船进入五闸室,如图丙所示;关闭下游阀门 B和下游闸门 D ,打开阀门A,输水系统充水抬高五闸室水位,轮船随五闸室水位上升而上升;当水位与四闸室水位齐平时,关闭阀门A ,打开五闸室闸门 C,轮船就这样“爬 ”过一级阶梯,轻松驶入四闸室。如此上升,直至驶出一闸室,进入高峡平湖。如果轮船是从上游往下游走,过程正好相反。三峡船闸有两条道,一边上行,一边下行,互不干扰。轮船通过三峡大坝约 2 小时 35 分钟。
三峡升船机主要通行 3000 吨级以下的大型客轮、旅游船,以及部分运送鲜活物资的货船,过坝时间约为 40 分钟。船只过坝时驶入船箱,4 组相同功率的驱动机构将船箱和船只一同举升,最大爬升吨位高达 1.55 万吨,最大爬升高度 113 米。
(1)三峡船闸是世界上最大的人造连通器。打开闸门前,当连通器中的水 (选填“流动 ”或“静止 ”)时液面相平,使船能够平稳驶过船闸;
(2)轮船下行离开四闸室进入五闸室,打开阀门A,关闭阀门 B,五闸室和 (选填“ 四闸室 ”或“下游水道 ”)构成连通器;
(3)升船机举升质量为 1.55 万吨的船箱和船只时,每组驱动机构的升力为 N;(g 取10N / kg )
(4)对比升船机和船闸,甲同学觉得五级船闸过于繁琐,设计成一级船闸船舶通行更为快捷。乙同学认为如果设计成一级船闸,闸门和阀门将承受巨大的压力,特别是阀门,将有很大的安全隐患,
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五级船闸才是较好的方案。你支持谁的观点?叙述你的理由,可用文章中的数据加以分析说明。
22 .请阅读文章并回答问题。
进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加。为了探究原因,小明查阅资料后得知:
(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;
(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;
(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;
(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化;
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v(厘米/秒) 18 20 22.5 24 30
当血管横截面积为正常值的 n 倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度 v 与 n 的数值如上表:
(1)血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压 ”的“压 ”指的是 (选填“压强 ”或“压力 ”);
(2)结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程: ;
(3)在输液过程中,若出现“ 回血 ”现象(血液进入输液软管中),可将手的位置 (选填“提高 ”或“ 降低 ”),使流入患者血管处药液的压强变大,这样药液和血液就会被压回到血管里。
8.2 液体的压强 分层练习(学生版)
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基础过关练
考点 01 液体压强产生的原因
1 .液体和气体都具有流动性,统称为 。液体对容器底部会产生压强,是因为液体受到 的作用;液体对容器侧壁也会产生压强,是因为液体具有 。
【答案】流体 重力 流动性
【解析】[ 1]液体和气体没有固定的形状,都具有流动性,统称为流体。
[2][3]地面附近的所有物体都会受到重力作用。液体由于受到重力作用,所以对容器底有压强,又因为液体具有流动性,所以对容器壁也有压强。
2 .如图所示,一个薄壁玻璃杯质量为 100g ,杯中装有 800g 的水,水深为 12cm ,杯子的底面积为40cm2 ,试解决以下问题:
(1)由于液体受 作用,所以液体对容器底有压强;由于液体具有 性,所以液体对容器壁也有压强;液体内部由于各相邻部分之间相互挤压,液体内部向各个方向都有压强;
(2)水对杯底的压力;
(3)玻璃杯对水平桌面的压强。(g 取 10N/kg)
【答案】重力 流动 4.8N 2.25×103Pa
【解析】(1)[ 1] 由于重力的作用,液体对容器底部有压力,所以液体对容器底有压强。
[2] 由于液体具有流动性,液体对容器的侧壁也有压强。
(2)[3]水对杯底的压强p水=p水gh=1.0 ×103kg/m3 ×10N/kg×0. 12m=1.2 ×103Pa由p 可知,水对杯底的压力F水=p水S=1.2 ×103Pa ×40 ×10﹣4m2=4.8N
(3)[4]玻璃杯和水的总重力G总=m总g=(0. 1kg+0.8kg) ×10N/kg=9N
玻璃杯对水平桌面的压力F=G总=9N
则玻璃杯对水平桌面的压强p Pa
3.液体由于受到重力作用和具有 性,导致内部存在各个方向压强。三峡大坝筑成上窄下宽,
是因为液体内部压强随 增加而增大;三峡水库水面下 10 米处受到水的压强为 帕。
【答案】流动 深度 9.8×104
【解析】[ 1]在液体容器底、内壁、内部中,由液体本身的重力而形成的压强称为液体压强,由于
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液体受到重力作用,所以对容器底部有压强,又由于液体具有流动性,对容器侧壁也有压强,故根据液体压强产生的原因可得:液体由于受到重力作用和具有流动性,导致内部存在各个方向压强。
[2] 因为水的压强随深度增加而增大,所以三峡大坝筑成上窄下宽的形状,可以承受更大的压强。
[3]根据阿基米德原理,三峡水库水面下 10 米处受到水的压强为
p = p水 gh = 1.0 x103 kg/m3 x 9.8N/kg x10m=9.8 x104 Pa
4.法国科学家 所做的裂桶实验,证明了液体也可以产生压强,人们为了纪念他的贡献,以他的名字命名了物理量 的单位。
【答案】帕斯卡 压强
【解析】[ 1]法国著名物理学家帕斯卡曾经做过一个著名的“裂桶实验 ”。他在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子,然后从楼房的阳台上往管子里灌水。结果,只灌几杯水,桶竟开裂了,证明了液体也可以产生压强。
[2]为了纪念帕斯卡的杰出贡献,人们以他的名字命名了物理量压强的单位。
考点 02 探究液体内部压强的特点
5 .某兴趣小组利用如图所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关 ”。
(1)实验前,利用U 形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现 U 形管两边的液面出现如图甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 (填写正确选项前的字母);
A .将 U 形管右侧高出部分的液体倒出
B .向 U 形管中继续盛装液体
C .取下橡皮管,重新进行安装
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(2)压强计是通过观察 U 形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器;
(3)通过比较图中 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽 ”或“上宽下窄 ”)的形状;
(4)利用如下图甲的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成 A 、B 两部分,隔板底部有一小圆孔(用C 表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图乙,
当在 A 中盛水,测得深度为 12cm ,在 B 中盛某种液体,测得深度为 15cm ,此时 C 处橡皮膜形状刚好不改变,则 B 中液体密度 ρ液= kg/m3 。 ( ρ水= 1.0×103kg/m3)
【答案】(1)C
(2)高度差
(3)甲、丙 控制变量 上窄下宽
(4)0.8 × 103
【解析】(1)图甲中 U 形管两侧出现高度差,说明橡皮管内压强大于外界压强,应将取下橡皮管,重新进行安装,故 C 符合题意。
(2)压强计是通过 U 形管两端的液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小,U 形管两端的液面的高度差越大,说明液体压强越大。
(3)[ 1][2]探究液体的压强与液体深度的关系,应控制液体的密度相同,深度不同,可比较乙、丙两个实验,用到的实验方法是控制变量法。
[3] 由于同种液体深度越深,压强越大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)C 处橡皮膜形状刚好不改变,说明左右两侧液体产生的压强大小相等,即 p水gh水 = p液gh液解得 p液 kg / m3
6 .物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强 ”,进行了如下的操作。
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(1)压强计是通过 来反映压强大小的;
(2)在使用压强计前,发现 U 形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 (选填字母);
A .直接从 U 形管右侧中倒出适量液体
B .拆除胶管重新安装
(3)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论: ;
(5)小王用图⑤所示的装置进行如下实验:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直
到橡皮膜刚好变平,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是p水 p液 (选填“> ”“< ”或“= ”)。
【答案】(1)U 形管两侧液面的高度差
(2)B
(3)③④
(4)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大
(5)<
【解析】(1)实验中,压强大小不能直接得到,通过 U 形管两侧液面的高度差来反映压强大小,
U 形管两侧液面的高度差越大,说明压强越大,使用了转换法。
(2)在使用压强计前,发现 U 形管中两侧液面已有高度差,接下来的操作是:只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,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 A 不符合题意,B 符合题意。
故选 B。
(3)③④两图中,液体的密度不同,压强计探头所处的深度相同,因盐水密度大于水的密度,图
④中 U 型管两侧液面高度差较大,因此可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)图②、图③中,液体密度相同,图③中压强计探头所处深度较深,U 形管两侧液面的高度差较大,说明图③中压强计探头受到的压强较大,因此可得到结论:液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
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(5)在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,此时橡皮膜左右两侧受到的压强相同,因左侧水面到橡皮膜的深度大于右侧液面到橡皮膜的深度,由p = pgh 可知, p水 < p液 。水和待测液体对容器底压强分为橡皮膜以上液体的压强和橡皮膜以下液体的压强,因液体密度较大,由p = pgh 可知p液下 > p水下 。又因为p水上 = p水下 ,则p水上 + p水下 < p液上 + p液下 ,故p水 < p液 。
7 .如图是小华用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素 ”的实验装置。
(1)压强计上的 U 形管 (选填“属于 ”或“不属于 ”)连通器;
(2)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U 形管两边液面高度变化 (选填“ 明显 ”或“不明显 ”);在使用压强计前,发现 U 形管左右两侧的水面有一定的高度差,
如图甲,其调节的方法是 (选填“A ”或“B ”),使 U 形管左右两侧的水面相平;
A .将右侧支管中高出的水倒出
B .取下软管重新安装
(3)调试完成后,小华接着进行如图 1 所示的实验,如图乙,保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现 U 形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强 ;
(4)比较图 1 中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随 的增加而增大;
(5)比较 两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某盐水的密度,在此基础上又做了拓展实验,步骤如下:
①将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h1(如图 2 甲所示);
②将玻璃管缓慢插入装有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水面相平,测出管底到盐水液面高度为
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h2(如图 2 乙所示);
③待测盐水密度的表达式ρ盐水= (结果用ρ水、h1、h2 表示,不计橡皮膜形变对 h1 的影响)。
【答案】(1)不属于
(2)明显 B
(3)大小相等
(4)液体深度
(5)丙、丁
h1
(6) h2 p水
【解析】(1)连通器是上端开口,底部连通的容器,而 U 形管左端没有开口,所以不属于连通器。
(2)[ 1]当按压探头的橡皮膜,U 形管两边液面高度变化明显,则说明该装置不漏气,气密性良好。
[2]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U 形管中液面是相平的。若 U 形管中的液面出现了高度差就说明软管中的气体压强大于大气压,若使 U 形管中液面相平,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,U 形管中的液面就是相平的,故选 B。
(3)保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现 U 形管中液面高度差不变,说明各个方向的压强大小相等,因此可得结论为:同种液体、同一深度,各个方向的压强大小相等。
(4)如图乙、丙可知,在液体的密度相同时,探头的深度越深,相应的 U 形管左、右两侧液面高度差越大,说明液体的压强越大。由此得出 ∶在同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
(5)探究液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,改变液体的密度,因此选择丙、丁两实验。
(6)当橡皮膜表面与水面相平时,说明盐水对橡皮膜向上的压强和水对橡皮膜向下的压强大小相
等,即p盐水 = p水 ,根据p = pgh 可得 p盐水gh2 = p水gh1解得盐水的密度为 p盐水
考点 03 液体压强的特点及其应用(10 题)
8 .如图甲所示,在两端开口的玻璃管下方扎上橡皮膜;如图乙所示,在侧边开口的玻璃管的开口处扎上橡皮膜。当将水倒入玻璃管中时,出现了图中所示的现象,则图甲说明液体对 有压强,图乙说明液体对 有压强。
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【答案】容器底 容器壁
【解析】[ 1][2]液体受重力作用,图甲中橡皮膜向外突出,说明液体对容器底有压强;液体具有流动性,图乙橡皮膜向外突出,说明液体对容器壁有压强。
9 .如图所示,将两端蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中。当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左 和F向右 的大小关系是F向左 (选填“大于 ” “小于 ”或“等于 ”)F向右 ;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上和F向下 的大小关系是F向上 (选填“大于 ”“小于 ”或“等于 ”)F向下 。
【答案】等于 大于
【解析】[ 1]当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由p = pgh 可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由p 可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力 F 向左等于 F 向右。
[2]当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h 下大于h 上,由p = pgh 可知,p 向上大于p 向下,又因为受力面积相等,由p可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力 F 向上大于 F 向下。
10.如图所示,在容器两侧分别倒入不同深度的水和某种液体,观察到橡皮膜向左凸起,则这种液体的密度与水的密度的大小关系是 ( )
A . p液 > p水 B . p液 = p水 C . p液 < p水 D .无法判断
【答案】D
【解析】橡皮膜的突起方向反映了两边压强的大小,橡皮膜向左凸起,该位置左侧水的压强小于右
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侧液体的压强,又h水 < h液 ,由p = pgh 可知,这种液体的密度与水的密度的大小无法判断。故 D符合题意,ABC 不符合题意。
故选 D。
11 .一个空的塑料瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中同一位置,当瓶口朝上时(如图甲),橡皮膜向 凹,当瓶口朝下时(如图乙),橡皮膜向 凹。(均选填“上 ”或“下 ”)
【答案】下 上
【解析】[ 1][2]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,当瓶口朝上时,橡皮膜向下凹,当瓶口朝下时,橡皮膜向上凹。
12 .如图所示,容器中装有一定量的水,A、B 、C、D 是容器内壁或底部上的点,则这四个点中受到水的压强最大的是 点。
【答案】B
【解析】由图知道,水的密度不变,B 点的深度最深,由p = pgh 知道,B 点受到的水的压强最大。
13.如下图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲的底面积为,S甲 = 0.025m2 ,容器甲中盛有深度为 9cm 的水,容器乙中盛有深度为,h乙 的另一种液体,此时容器甲、乙底部所受液体的压强相等。(p水 = 1.0 × 103 kg / m3 , g 取10N / kg )
(1)求容器甲中水对容器底部的压强 p甲 。
(2)现往容器甲中加 0.25kg 的水,容器甲、乙中的液面恰好相平。求水对容器甲底部压强的变化量 Δp水 。
(3)求容器乙中液体的密度 p乙 。
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【答案】(1)900Pa
(2)100Pa
(3)0.9 × 103 kg / m3
【解析】(1)水对容器底部的压强p甲 = p水gh甲 = 1.0 × 103 kg / m3 × 10N / kg× 0.09m = 900Pa
(2)0.25kg 水的体积为V m3容器甲中水面上升的高度h m
水对容器甲底部压强的变化量p水 = p水gΔh = 1.0 × 103 kg / m3 × 10N / kg× 0.01m = 100Pa
(3)容器乙中液体的深度h乙 = h甲 + Δh = 0.09m+ 0.01m = 0. 1m
容器乙中液体的密度 p乙 kg / m3
14.一个未装满饮料的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图甲),然后反过来倒立放在桌面上(如图乙),则两次放置时,杯子对桌面的压力F甲 F乙 ;杯子对桌面的压强p甲 p乙 ;
液体对杯子底部的压强p甲' p乙' ;液体对杯子底部的压力F甲' F乙' 。(均选填“> ”“< ”或“= ”)
【答案】= > > <
【解析】[ 1]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,对桌面的压力不变,即 F 甲=F 乙。
[2]倒放时受力面积 S 增大,根据p可知,压强减小,即p 甲>p 乙。
[3] 由图可知,正放时,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′。
[4] 杯子正放时,液柱上宽下窄,饮料对杯底的压力小于饮料的重力;倒放时,液柱上窄下宽,饮料对杯底的压力大于饮料的重力,所以液体对杯子底部的压力 F 甲'15.如图所示,相同的容器甲和乙中装有质量相等的不同种液体,容器底部所受压强相等,则液体的密度 p甲 p乙 ;距容器底部距离相等的A、B 两点的压强pA pB 。(均选填“大
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于 ”“小于 ”或“等于 ”)
【答案】小于 大于
【解析】[ 1] 由图可知,V甲 > V乙 ,且两个容器中液体的质量相等,由 p 可得, p甲 < p乙 。
[2]容器是规则形状,根据F = G = mg 可知,容器底部受到的压力相同,容器底面积相同,根据p
可知,两个容器底部所受压强大小相同;因为 A、B 是距容器底部相同距离的两点,所以由p = pgh可知,A 、B 两点下方液体对容器底部的压强关系为p甲 < p乙 ,由p = p上 + p下 可知,A 点压强大于 B点压强,即pA > pB 。
16.如图所示,三个底面积相同、形状不同的容器,装入质量相同的水,但都没有装满。三个容器
的底部所受水的压强最大的是 ,所受水的压力最小的是 。(均选填“ 甲 ”“ 乙 ”或“丙 ”)
【答案】乙 丙
【解析】[ 1]容器中装有的液体密度相等,由图可知,三个容器中水的深度h 乙>h 甲>h 丙,由公式p=ρgh可知,乙容器底部受到的压强最大,丙容器底受到的压强最小。
[2]三个容器底面积相同,丙容器底受到的压强最小,由 F=pS 可知,丙容器底压力最小。
17 .如图所示为一杯封口的豆浆正放与倒置在水平桌面上的情况。已知:杯子的质量为 20g 。甲图中,杯子正放时,液面以下 1cm 的 A 点处的压强为 105Pa ,豆浆对杯底的压强为 630Pa;乙图中,液面高度比正放时降低了 1cm,B 点距离杯子封口处 1cm ,杯子封口处的面积为 60cm2 。忽略杯子的厚度,下列判断正确的是 ( )
A .甲图中,豆浆对杯底的压强等于杯子对桌面的压强
B .甲图中,豆浆对杯底的压力大于豆浆受到的重力
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C .乙图中,豆浆对杯子封口处的压力为 3. 15N
D .乙图中,豆浆对 B 点处的压强为 525Pa
【答案】C
【解析】AB .忽略杯子的厚度,甲图中,杯子正放时,上粗下细,设杯子底面积为 S,豆浆对杯底的压力 F1=p1S=630Pa×S杯子对桌面的压力 F2=G 豆浆+G 杯所以 F1由p可知p1豆浆对杯底的压强小于杯子对桌面的压强,故 AB 错误;
C .液面以下 1cm 的 A 点处的压强为 105Pa ,乙图中,液面高度比正放时降低了 1cm ,由p=ρgh 可知,豆浆对杯底的压强比原来小了 105Pa ,乙图中,豆浆对杯底的压强为p3=630Pa-105Pa=525Pa
乙图中,豆浆对杯子封口处的压力 F3=p3S 口=525Pa×60×10-4m2=3. 15N故 C 正确;
D .液面以下 1cm 的 A 点处的压强为 105Pa ,B 点距离杯子封口处 1cm ,由p=ρgh 可知,B 点和封口处压强为 105Pa ,乙图中,豆浆对杯底的压强为p3=525Pa ,豆浆对 B 点处的压强为
p5=p3-p4=525Pa-105Pa=420Pa
故 D 错误。
故选 C。
考点 04 连通器
18 .如图所示,A 、B 两个容器用一个带阀门的管子相连,两个容器中装有液面相平的同种液体,则 a 、b 两处的压强大小关系为pa (选填“> ”“< ”或“= ”) pb 。当打开阀门时,液体 (选填“ 由 A 流向 B ”“ 由 B 流向 A ”或“不流动 ”)。
【答案】> 不流动
【解析】[ 1]如图所示,两容器内液体密度相同,ha > hb ,根据液体压强公式p = pgh 可知pa > pb 。
[2]当打开阀门时,两容器上端开口,下端相连,形成了一个连通器,液体静止时两液面相平,故液体不会流动。
19 .静止在连通器内的同种液体,各部分直接与大气接触的液面总是保持在 上。应用:
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茶壶、锅炉水位计、水塔与自来水管、船闸等。
【答案】同一水平面
【解析】连通器是指上端开口,底端连通的容器,连通器特点是: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。
20 .如图所示,船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A 和闸门 C,
再打开阀门 ,当闸室中水位与下游水位 时打开闸门 D ,船就可以驶入闸室。
【答案】B 相平
【解析】[ 1][2]船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A 和闸门 C,再打开阀门 B,此时下游与闸室构成连通器,根据连通器的特点可知,闸室中水位与下游水位会相平,然后打开开闸门 D ,船就可以平稳的驶入闸室。
21.灵渠作为世界上最早的有闸运河,船闸对于河流的通畅功不可没。降水的季节河道具有一定落差,低水位易导致航船爬升困难,人们开始在灵渠上修建具有船闸功能的设施——陡门,如图所示。通过陡门的开启与封闭,调节水位,保证船只不受水位落差影响而顺利通行。陡门利用了 原理,当陡门开启后上下游的水位会 。
【答案】连通器 相平
【解析】[ 1][2] 陡门开启时,上下游满足上端开口,底部相连,则为连通器;根据连通器的特点可知,当液体不流动时,各部分的液面是相平的,因此当陡门开启后上下游的水位会相平。
22.物理知识与日常生活和技术密切相关。下图(a)中双肩背包的背带做的较宽,是为了减小 ;
图(b)中船闸是利用了 原理;图(c)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大。
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【答案】压强 连通器 深度
【解析】[ 1] 图(a)中双肩背包的背带做的较宽,增大了受力面积,由p 得,在压力一定时,减小了压强。
[2] 图(b)中船闸是利用了连通器原理,当阀门打开时形成连通器,液体由高处向低处流,当液体不流动时,液面相平。
[3] 图(c)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随液体深度增加而增大,越深处压强越大,下面宽大,承受压强的能力大。
23.如图所示,阀门 1 和阀门 2 均关闭,A、B、C 三根竖管内的水面相平,此时装置相当于 。若阀门 1 、阀门2 均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是 。(选填“A ”“B ”或“C ”)
【答案】连通器 C
【解析】[ 1]如图所示,阀门 1 和阀门2 均关闭,A 、B 、C 三根竖管上端开口、底部相互连通,相当于连通器。
[2]如图所示,阀门 1 、阀门2 均打开,水在管道内持续流动,A 底端管道最宽,水流动最慢,压强最大,则水面最高,C 底端管道最窄,水流动最快,压强最小,则水面最低。
拓展培优练
一、单选题
1 .为了探究液体内部压强的特点,小明用隔板将一个容器分成左右两部分,隔板下部有一个圆孔用橡皮膜封闭。当左右两侧各注入适量的液体后,下列符合实际情况的是 ( )
(
A
) (
.
B

C

D

)
【答案】B
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【解析】A .两边装的都是水,右侧的水到达橡皮膜的深度大一些,所以右侧的压强大些,故橡皮膜应该左凸,而图中橡皮膜不形变,故 A 不符合题意;
B .由于水的密度大,所以在深度相同的情况下,水的压强比酒精的压强大,故橡皮膜应该右凸,故 B 符合题意;
C .两边装的都是水,且深度相同,所以橡皮膜不形变,而图中橡皮膜向右凸,故 C 不符合题意;
D .由于水的密度大,所以在深度相同的情况下,水的压强比酒精的压强大,故橡皮膜应该右凸,故 D 不符合题意。
故选 B。
2 .质量为 1kg 的平底空水桶,底面积为 700cm2 ,水桶内装有 30cm 深的水,放在水平地面上,如图甲所示,水桶对地面的压强为 4000Pa ,当小明用竖直向上的力F 提水桶,但没有提起来时,如图乙所示,水桶对地面的压强为 1800Pa ,则下列选项正确的是(g取 10N/kg) ( )
A .水对水桶底的压强是 4000Pa
B .水桶内水的质量为 28kg
C .乙图中桶对地面的压力大小为 226N
D .小明竖直向上提水桶的力 F 大小为 154N
【答案】D
【解析】A .水对水桶底的压强为p = pgh = 1.0 × 103kg / m3 × 10N/kg× 0.3m = 3× 103 Pa故 A 错误;
C.乙图中水桶对地面的压强为 1800Pa,桶对地面的压力大小为F乙 = p乙S = 1800Pa × 700× 10_4 m2 = 126N故 C 错误;
BD .图甲中,水桶没有受到向上的力的作用,水桶对地面的压强为 4000Pa ,水桶对地面的压力为
F甲 = p甲S = 4000Pa × 700× 10_4 m2 = 280N
则甲图中水桶受到的重力为G = F甲 = 280N
空水桶的重力为G空桶 = m桶g = 1kg× 10N/kg=10N
水桶中水的重力为G水 = G _ G空桶 = 280N _10N = 270N
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
第 31 页 共 47 页
水桶中水的质量为m水 kg
图乙中,桶对地面的压力大小为 126N ,则桶受到的支持力也为 126N 。水桶受到竖直向下的重力、地面对其向上的支持力、小明对其竖直向上的拉力,处于平衡状态,则有F + F支 = G
则小明竖直向上提水桶的力为F = G _ F支 = 280N _126N = 154N故 B 错误,D 正确。
故选 D。
3 .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.papb=pc
【答案】C
【解析】公式p = pgh 中的h(深度)是指液体与大气直接接触的液面即“ 自由液面 ”到研究点所在的水平面的距离。由图知ha=hb=hc
因此液体密度一定时,a 、b 、c 三处受到水的压强的大小关系为pa=pb=pc故选 C。
4 .如图所示,底面积不同的圆柱形容器 A 和 B 分别盛有甲、乙两种液体,两液面相平,且甲的质量等于乙的质量。若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,则此时液体对各自容器底部的压强pA、pB 和压力 FA 、FB 的关系是 ( )
A.pApB ,FApB ,FA=FB D.pA>pB ,FA>FB 【答案】C
【解析】由图知,容器底面积 SA因为 V=Sh ,液面相平,h 相同,所以 V 甲8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
第 32 页 共 47 页
(
V
)由 p = m 可知两液体的密度关系,即 p甲 > p乙
若在两容器中分别加入原有液体后,液面仍保持相平,即h甲9 = h乙9
根据p = pgh 可知,液体对各自容器底部的压强pA、pB 的关系为pA>pB因加液体前甲的质量等于乙的质量,即 p甲SAh甲 = p乙SBh乙
则 p甲SA = p乙SB
各自加入液体后, p甲SAh甲9 仍与 p乙SBh乙9 相等,即m甲9 = m乙9
因圆柱形容器,液体对容器底部的压力F = pS = pghS = pgV = mg = G所以此时液体对各自容器底部的压力 FA=FB
故 ABD 不符合题意,C 符合题意。
故选 C。
5.如图所示,小明将压强计的金属盒先后放入甲、乙两种液体中。从图中可以得到的结论是( )
A .甲液体的密度大于乙液体的密度
B .甲液体的密度等于乙液体的密度
C .甲中金属盒处的压强等于乙中金属盒处的压强
D .甲中金属盒处的压强小于乙中金属盒处的压强
【答案】A
【解析】据图可知,压强计的探头所处的深度相同,此时甲U 形管液面的高度差大于乙 U 形管液面的高度差,说明甲中液体压强大于乙中液体压强,根据p = pgh 可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故 A 符合题意,BCD 不符合题意。
故选 A。
6 .一个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 ( )
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
第 33 页 共 47 页
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
【答案】D
【解析】由图可知,正放时,杯中饮料的深度较大,根据p = pgh 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,所以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,所以杯底受到的压力大于饮料的重力;因此F甲<F乙 ,故 D 符合题意,ABC 不符合题意。
故选 D。
二、填空题
7 .如下图所示,质量和底面积相同,但形状不同的三个容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,液面相平。若容器对桌面的压强相等,则三种液体中密度最小的是 ,对容器底压强最大的是 。
(
__________
)
【答案】甲 丙
【解析】[ 1]三容器的底面积相同,容器对桌面的压强相等,根据得F = pS可知,三容器对桌面的压力相等,三容器的总重力相同,由于三容器质量相等,则三容器内液体的质量相等,由图知,甲容器内液体体积最大,乙容器内液体体积次之,丙容器内液体体积最小,根据 p 可知,甲容器内液体密度最小,乙容器内液体密度次之,丙容器内液体密度最大。
[2] 因为三种液体高度相等,根据p = pgh 可知,丙容器中液体对容器底的压强最大,乙容器中液体对容器底的压强次之,甲容器中液体对容器底的压强最小。
8 .小明用吸管模拟注射器的吸水过程。下图所示的杯子中装有一些水,小明用吸管吸水时,如果每一口吸入水的质量相同,则每吸一口,水对杯底的压强减小量Δp1 将 ;每吸一口,杯子对桌面的压强减小量Δp2 将 。(均选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”)
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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【答案】变大 不变
【解析】[ 1]如果每一口吸入水的质量相同,根据公式V 可得,每次吸入水的体积相同,则杯中水减小的体积相同;由于杯子的形状是上宽下窄的,则杯中水每次下降的高度Δh 逐渐增大,水对杯底的压强减小量Δp1 = pgΔh ,则 Δp1 将变大。
[2]杯子对桌面的压强减小量
每次吸入水的质量相同,则每次杯中减少水的质量Δm水 相同,受力面积不变,所以杯子对桌面的压强减小量Δp2 保持不变。
9 .我国“蛟龙号 ”潜水器在 7000m深处受到的海水压强约为7 × 107 Pa ,则潜水器每平方米的表面上受到 N 的压力,相当于在1m2 的面积上压着 t 的重物。(g 取10N / kg )
【答案】7 × 107 7 × 103
【解析】[ 1]压强表示单位面积所受的压力,故压强约为7 × 107 Pa ,即潜水器每平方米的表面上受到的压力7 × 107 N 。
[2]重物质量为m kg = 7 × 103 t
10 .如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,它们的底面积分别为2 × 10_2 m2 和1 × 10_2 m2 。容器甲中盛有 0.2m 高的水,容器乙中盛有 0.4m 高的酒精,此时水对容器甲底部的压强和酒精对容器乙底部的压强之比为 。若从两容器中分别抽出质量均为 m 的水和酒精后,剩余水对容器甲底部的压强为p 水,剩余酒精对容器乙底部的压强为p 酒精。当质量 m 的范围为 kg到 3.2kg 时,才能满足p 水>p 酒精。(p酒精 = 0.8 × 103kg/m3 )
【答案】5 :8 2.4
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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【解析】[ 1] 由题意得,水对容器甲底部的压强p水1 = p水gh水 = 1.0 × 103 kg/m3 × 10N/kg× 0.2m = 2000Pa酒精对容器乙底部的压强p酒精1 = p酒精gh酒精 = 0.8 × 103 kg/m3 × 10N/kg× 0.4m = 3200Pa
所以水对容器底和酒精对容器底的压强之比
[2] 由 p = 和 V=Sh 可得 m=ρV=ρSh
则:甲容器内水的质量为m水 = p水S水h水 = 1.0 × 103 kg/m3 × 2 × 10_2 m2 × 0.2m = 4kg
乙容器内酒精的质量为m酒精 = p酒精S酒精h酒精 = 0.8 × 103 kg/m3 × 1× 10_2 m2 × 0.4m = 3.2kg因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于液体的重力,则
F剩水 G剩水 (m水 _ Δm )g F剩酒精 G剩酒精 ( m酒精 _ Δ m)g
p水 = S水 = S水 = S 水 ,p酒精 = S水 = S水 = S水
要使p 水>p 酒精,则有 代入数据得
整理可得:Δm>2.4kg;因为酒精的质量为 3.2kg 小于水的质量 4kg ,所以,抽出液体的质量范围: 2.4kg<Δm<3.2kg。
11 .如图所示,A 、B 为完全相同的两个圆柱形容器,各盛有 5cm深的水,A 、B 之间用带阀门的细导管连接。开始时阀门K 关闭,此时水对 A、B 两容器底面的压力之比为 。将阀门K 打开,待水不流动时,水对 A 、B 两容器底面的压强之比为 。
【答案】1 :1 2 :3
【解析】[ 1] 阀门K 关闭时,A 、B 容器中水的深度均为 5cm ,由p=ρ 水gh 可知,水对 A 、B 两容器底部产生的压强相等,即pA=pB ,A 、B 两容器完全相同,则 SA=SB ,由 F=pS 可知,水对 A 、B 两容器底部的压力相等,即 FA=FB ,因此水对容器底部的压力之比 FA:FB= 1 :1。
[2]将阀门K 打开前,A 、B 容器两液面的高度差为Δh=5cm+2cm-5cm=2cm
阀门K 打开后,A 、B 组成连通器,当液体静止时,两液面保持相平,A 容器中液面下降 1cm ,此时 A 容器中液体的深度hA=5cm-1cm=4cm
B 容器中液面上升 1cm ,此时 B 容器中液体的深度为hB=5cm+1cm=6cm
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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此时,水对 A 、B 容器底部的压强之比 =
12.如图所示,一密封的圆台形容器,内装一定质量的水放在水平桌面上,若把它倒置,则水对容器底面的压强 ,水对容器底部的压力 ,水平桌面受到的压力 ,桌面受到的压强 。(均选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”)
【答案】变大 变小 不变 变大
【解析】[ 1]一密封的圆台形容器,内装一定质量的水放在水平桌面上,若把它倒置,则水面升高,即倒置后水的深度变大,根据p = pgh ,则水对容器底面的压强变大。
[2] 水对容器底面的压力F = pS = pghS = phSg = pVg
即水对容器底面的压力大小等于以容器的底面积为底,和容器内的水的深度为高度的液柱的重力大小,故原来水对容器底面的压力 F1>G 水 ①
倒置后,水对容器底面的压力 F2<G 水 ②由①②可得 F1>F2
即水对容器底部的压力变小。
[3]水平桌面受到的压力等于圆台形容器与水的重力和,故倒置后,水平桌面受到的压力不变。
[4] 因倒置后受力面积变小,根据p 桌面受到的压强变大。
【点睛】本题考查p = pgh 及p 公式的灵活运用。注意只有液柱对容器底部的压力才等于液柱的自力大小。为易错题,有一定难度。
13 .如图两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个完全相同的 U 形管压强计的金属盒分别放入液体中,当两容器内液面相平时,U 形管内液面的高度差相同,此时两容器底所受液体压强分别为p 甲、p 乙,两橡皮膜所受液体压强分别为p9甲、p9乙,则p 甲 p 乙,p9甲 p9
乙(选填“> ”、“= ”或“< ”)。
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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【答案】< =
【解析】[ 1][2] 甲、乙图中 U 形管压强计的金属盒放在两种液体中时,两个 U 形管的液面高度差相同,说明两个金属盒处于图示位置时,所受的压强相同,即p′ 甲=p ′ 乙
而金属盒在两种液体中所处的深度h 甲′>h 乙′据p=ρgh 得ρ甲<ρ乙
而甲、乙两种液体的液面相平,则两种液体到容器底的总深度相同,那么p 甲

三、实验题
14.小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究液体压强与哪些因素有关。如图①所示,实验箱分为内箱 A 与外箱 B ,内箱 A 固定在外箱 B 的内侧,内箱 A 下部有一圆形孔 C 与 B 箱相连,并在圆孔 C 上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。先在 A 箱中不断加水,实验现象如图②、③所示。然后在 B 箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,如图④所示。
(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映 ;
(2)由步骤②、③可知,同种液体深度越深,液体产生的压强越 ;
(3)由步骤④可知,在液体深度相同时,液体 越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法是: ;
(4)如图⑤所示,在 A 箱中加入水,在 B 箱中加入某未知液体,使橡皮膜变平,测得此时h1=22cm, h2=9cm ,h3= 12cm,g 取 10N/kg 。请通过推理计算出未知液体的密度 。(写出必要的文字说明、表达式及最后结果)
【答案】液体压强大小 大 密度 增加水 0.9×103kg/m3
【解析】(1)[ 1]该实验利用转换法,通过橡皮膜的形变程度来表示液体压强的大小。
(2)[2] 由步骤② 、③可看出,随着 A 中的水量的增多,橡皮膜的型变量也越来越大,故说明同种液体深度越深,液体产生的压强越大。
(3)[3] 由步骤④可知,在液体深度相同时,橡皮膜向装水的容器方向凸起,说明同样深度时,密度越大的液体产生的压强越大。
[4]想要橡皮膜恢复原状,就应该增大左边水的压强,或者减少盐水的压强,故可以减少盐水、同时增加水或者减少盐水、向水中加入物体等合理即可。
(4)[5]已知h1 = 22cm = 0.22m h2 = 9cm = 0.09m h3 = 12cm = 0. 12m
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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利用橡皮膜变平,说明水产生的压强和位置液体产生的压强相等,故
p水=p水gh水=p水gh2 =1.0 × 103 kg/m3 × 10N/kg× 0.09m=900Pa=p液再由p=p液gh
得 p液 g/m 3
15 .小明利用压强计研究液体内部压强规律:
(1)组装好压强计后 U 形管液面相平,下一步要检查压强计的 ;
(2)比较图(b)和(c),可以初步得出的结论是 ;
(3)小明在得到了液体内部压强与深度、密度的关系后,他把金属盒放入某液体中,结果如图(d)所示,分析可知该液体的密度 (>/A .只能是(a) B .只能是(b) C .只能是(c) D .(a)(b)(c)都可以
(4)速度是 v1 和 v2 的气流,分别经过与 U 形管左端相连的管子时,U 形管液面的高度差如图 e和 f 所示,则它们的大小关系是 v1 (>/【答案】气密性 同种液体同一深度向各个方向压强相等 > D >
【解析】(1)[ 1]组装好压强计后,U 形管液面已相平,接下来要按压探头的橡皮膜,确定压强计的气密性完好。
(2)[2] 图(b)和(c)中,将压强计的探头放入水中的相同深度,探头的方向不同,U 型管中两侧液面高度差相同。这说明:在液体内部的同一浓度,向各个方向的压强都相等。
(3)[3] 由图(a)和(d)知,探头在水和某液体的同一深度,U 型管液面高度差不同,探头放入
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液体中 U 型管液面高度差更大,说明在同一深度,此液体的压强更大,据p = pgh 知,该液体的密度大于水的密度。
[4] 图(d)与(b)、(c)比较,探头在液体中的深度比水中的浅,但 U 形管两侧液面高度差比图(b)和(c)的都大,据p = pgh 也能比较得到液体的密度大于水的密度。故 ABC 不符合题意, D 符合题意。
故选 D。
(4)[5] 由图 e 和 f 知,U 形管两侧液面高度差的关系为h1>h2
这说明 e 图中 U 形管内外的压强差较大,f 图中 U 形管内外压强差较小,而 U 形管内外形成压强差是不同速度的气流经过 U 形管左端的管子时形成的,因为气体流动时,流速大的地方压强小,所以 e 图中气流比 f 图中的气流快,即 v1>v2
16.学习液体压强的知识后,小红知道了液体压强随深度的增加而增大。周末,小红在家里用矿泉水瓶重新做了老师在课堂上的实验(如图甲),发现实验现象与课堂上看到的不一样:从矿泉水瓶侧壁低处的 B 孔喷出的水比高处的 A 孔喷出的水的落地点离瓶子更近。小红分析,水从小孔喷出的方向是水平的,相当于一个物体水平抛出。那么物体水平抛出的速度是否是影响该物体落地点离抛出点的水平距离的唯一因素?
【提出问题】水平抛出物体落地点离抛出点的水平距离与哪些因素有关?
【猜想与假设】
A .与物体抛出的速度有关;
B .与物体的质量有关;
C .与物体离地面的高度有关。
【设计并进行实验】实验器材:光滑圆弧形轨道、两个质量不同的小球、刻度尺。实验装置如图乙,将圆弧形轨道放在桌子边缘,让小球从圆弧形轨道上由静止释放,分别测出小球在轨道上由静止释放时的高度h 、桌面离地高度 H 和小球落地点与抛出点的水平距离 s。
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(1)小球水平抛出的速度是通过改变小球在轨道上静止释放时的 来控制的;
(2)下表是小红在实验中测得的数据:
实验序号 小球质量m / g 桌面离地高度H / m 小球在轨道上由静止释放时的 高度h / m 落地点与抛出点的水平距离s / m
1 200 0.5 0.1 0.45
2 400 0.5 0.1 0.45
3 200 0.5 0.3 0.77
4 400 1.0 0.1 0.63
5 200 1.0 0.2 0.89
6 400 1.0 0.3 1.09
【分析数据得出结论】
(1)分析实验序号为 1 和 2 的两组数据可知,猜想 B 是 (选填“正确 ”或“错误 ”)的;
(2)分析实验序号为 的两组数据,可得出的初步结论是:在其他条件相同时,水平抛出的物体速度越大,落地点离抛出点的水平距离越远;
(3)分析实验序号为 的两组数据,可得出的初步结论是:在其他条件相同时,水平抛出的物体离地面的高度越高,落地点离抛出点的水平距离越 ;
【拓展应用】小红所做的实验现象与课堂上老师做的实验现象不一样,观察到 B 孔喷出的水的水平距离小的主要原因是 。可见,根据从小孔喷出水的远近来推断液体压强大小的方法是 (选填“科学 ”或“不科学 ”)的。
【答案】高度 错误 1 和 3/4 和 6 2 和 4 远 孔的位置太低 不科学
【解析】(1)[ 1]小球在轨道上由静止释放,小球所处的高度越高,到达底端的速度越大,水平抛出的速度越快,因此小球水平抛出的速度是通过改变小球在轨道上静止释放时的高度来决定的。
[2]实验序号为 1 和 2 的两组数据可知,小球在轨道上由静止释放时的高度、桌面离地高度相同,
小球的质量不同,小球落地点与抛出点的水平距离相同,说明水平抛出物体落地点离抛出点的水平
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距离与物体的质量无关,因此猜想 B 是错误的。
(2)[3]探究水平抛出的物体速度与水平抛出物体落地点离抛出点的水平距离之间的关系,需要控制小球的质量、桌面离地高度相同,小球在轨道上由静止释放时的高度不同,因此应分析 1 和 3或 4 和 6。
(3)[4][5]探究物体离地面的高度与水平抛出物体落地点离抛出点的水平距离之间的关系,需要控制小球的质量、小球在轨道上由静止释放时的高度相同,桌面离地高度不同,因此应分析 2 和 4两组数据,根据数据可知,在其他条件相同时,水平抛出的物体离地面的高度越高,落地点离抛出点的水平距离越越远。
[6][7]根据上述实验结论可知,水从矿泉水瓶侧壁的孔中喷出的水平距离与水喷出速度和孔离地高度都有关。B 孔位置较低,由于液体压强随深度的增加而增大,水喷出的速度较大,但由于其位置太低,导致水从 B 孔喷出的水平距离反而比较高处 A 孔的近。故 B 孔喷出的水的水平距离小是因为 B 孔位置太低。根据这个现象也说明了单纯根据水喷 出的远近推断液体压强大小是不科学的。
四、综合题
17 .请根据上述材料,回答下列问题:
大坝的力学原理
大坝是所有水电站的基本结构,通过修筑大坝既能抬高水位增加可利用的水资源,又能提供安装发电机组的必要空间。如图甲所示,三峡水电站拥有目前全世界最大的混凝土大坝,其全长约3335m,坝顶高程 185m ,最大蓄水深度 175m。水电站的大坝普遍需要承受极大的水压,因此大坝的结构形状至关重要,常见的大坝有重力坝、拱坝和填筑坝。

重力坝,主要依靠大坝自重维持稳定的坝体。重力坝使用的材料通常为混凝土和石料,坝体的巨大自重保证坝体的任意层面存在足够的摩擦力,以抵抗巨大的水压。重力坝的横截面通常设计成三角形或者梯形,实际的坝体上游面并不是一个直斜面,而是一个折坡面,如图乙所示,坝体上游的上端设计成近似竖直面,主要是为了便于施工、布置进水口等。坝体上游的下端设计成斜坡坝面,主要是想利用图中阴影部分的水体对斜坡巨大的斜向下的压力来增强坝体的稳定,从而巧妙地节省了部分混凝土。当坝体基部摩擦不足时,还可以通过减小上游斜坡坡度的方式来增强坝体的稳定。三峡大坝是重力坝。
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拱坝,是凸向上游的拱形挡水坝。这种坝无须上窄下宽,因此又将这种坝叫做薄拱坝,相比重力坝,这种坝最多可节省 85%的混凝土,承力对象变成河谷两岸的基岩,如图丙所示。与重力坝相比,在水的压力作用下坝体的稳定不需要依靠自重来维持,主要是利用拱端基岩的反作用力来支承,因此设计这种坝对两岸基岩有一定的要求。填筑坝,是将土石料(泥土和石块)压实在一起构成的大坝。大坝在自重和水的压力作用下保持稳定,因此填筑坝的坡度较缓,便于利用巨大的水压。

(1)如果三峡大坝的蓄水达到最大蓄水深度,此时水底部对坝体的压强约为 Pa(g 取10N/kg);
(2)如果重力坝的坝体基部摩擦不足,那么图乙中的θ 角应该适当 (选填“增大 ”或“减小 ”);
(3)在填筑坝顶部宽度相同时,下列坝体的横截面形状设计最稳固的是 。(选填字母序号)
A . B .C .
【答案】1.75×106 减小 B
【解析】(1)[ 1] 由题可知最大蓄水深度 175m ,此时水底部对坝体的压强约为
p = pgh = 1× 103 kg/m3 × 10N/kg × 175m=1.75× 106 Pa
(2)[2]当坝体基部摩擦不足时,还可以通过减小上游斜坡坡度的方式来增强坝体的稳定,故图乙中的θ 角应该适当减小。
(3)[3]大坝在自重和水的压力作用下保持稳定,因此填筑坝的坡度较缓,便于利用巨大的水压,故坝体的横截面形状设计最稳固的是 B 。故 AC 不符合题意,B 符合题意。
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故选 B。
五、计算题
18.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,杯内装有 0. 1m 深的水,杯子的底面积为 8×10-3m2,杯子和水的总质量为 1.2kg ,g 取 10N/kg 。求:
(1)水对杯底的压强;
(2)杯子对桌面的压强。
【答案】(1)1000Pa
(2)1500Pa
【解析】(1)水对杯底的压强为p = pgh = 1 × 103 kg / m3 × 10N / kg× 0. 1m = 1000Pa
(2)杯子对桌面的压力为F = G = mg = 1.2kg× 10N / kg = 12N则杯子对桌面的压强为p Pa
19 .如图,一只木桶最长的木板长为 0.5m ,最短的木板长为 0.2m ,桶底内部底面积为 4×10-2m2,当桶装满水时:(g 取 10N/kg)
(1)桶底受到水的压强为多少
(2)桶底受到水的压力为多少?
【答案】(1)2×103Pa
(2)80N
【解析】(1)当桶装满水时,水深等于短木板的长,即h = 0.2m桶底受到水的压强p = pgh = 1.0 × 103 kg/m3 × 10N/kg× 0.2m = 2 × 103 Pa
(2)由p 可得,桶底受到水的压力F = pS = 2 × 103 Pa × 4 × 10_ 2 m2 =80N
20 .一块矿石样品的质量为 58g ,将其放入盛有 50mL 酒精的量筒中,样品完全浸入酒精后液面上升至 70mL 处。已知空量筒的质量为 60g,量筒底面与水平桌面的接触面积为2cm2 。(g 取10N / kg ,酒精的密度为0.8 × 103 kg / m3 )
(1)求矿石的密度;
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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(2)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,求三者的总质量;
(3)将矿石样品放入盛酒精的量筒中后,求量筒对桌面的压强;
(4)若将酒精倒入某容器中,酒精的高度为 10cm ,求酒精对容器底的压强。
【答案】(1)2.9g / cm3
(2)0. 158kg
(3)7900Pa
(4)800Pa
【解析】(1)由题意可知,样品的体积为 V 样品=70mL-50mL=20mL=20cm3矿石的密度等于样品的密度为 p g/cm3
(2)酒精的密度为ρ酒精=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3酒精的体积为 V=50mL=50cm3
酒精的质量为 m 酒精=ρ 酒精 V 酒精=0.8g/cm3 ×50cm3=40g
则矿石样品、酒精和量筒三者的总质量 m 总=m 酒精+m 样品+m 量筒=40g+58g+60g= 158g=0. 158kg
(3)量筒对桌面的压力为 F=G 总=m 总g=0. 158kg×10N/kg= 1.58N桌面的受力面积为 S=2cm2=2×10-4m2
量筒对桌面的压强为p Pa
(4)根据p=ρgh 可得,将酒精倒入某容器中,酒精对容器底的压强为p ′=ρ 酒精gh=0.8×103kg/m3 ×10N/kg×10×10-2m=800Pa
六、科普阅读题
21 .请阅读材料并回答问题。
大船过三峡
我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最高可达 113m 。巨大的落差有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题:下游的船只驶往上游,怎样把这些船只举高一百多米?上游的船只驶往下游,又怎样让船只徐徐降落一百多米?解决这个问题的途径就是修建船闸和升船机。“大船爬楼梯,小船坐电梯 ”——可以这样形象地描绘船只过大坝的两种方式。 “楼梯 ”是双线五级船闸(如图甲所示),“ 电梯 ”则是升船机(如图乙所示)。
三峡船闸主体段长 1621m ,是世界上最大的船闸。船闸由闸室和上、下游闸门及上、下游阀门等组成。轮船如何穿越这座举世无双的“楼梯 ”?假如一艘轮船由下游通过船闸驶往上游,轮船要经过五个闸室,使船体逐次升高。首先从下游驶来的轮船要通过五闸室,先将阀门 B 打开,五闸室水位降到与下游水位一致,打开下游闸门 D,轮船进入五闸室,如图丙所示;关闭下游阀门 B
8.2 液体的压强 分层练习(解析版)
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和下游闸门 D ,打开阀门A,输水系统充水抬高五闸室水位,轮船随五闸室水位上升而上升;当水位与四闸室水位齐平时,关闭阀门A ,打开五闸室闸门 C,轮船就这样“爬 ”过一级阶梯,轻松驶入四闸室。如此上升,直至驶出一闸室,进入高峡平湖。如果轮船是从上游往下游走,过程正好相反。三峡船闸有两条道,一边上行,一边下行,互不干扰。轮船通过三峡大坝约 2 小时 35 分钟。
三峡升船机主要通行 3000 吨级以下的大型客轮、旅游船,以及部分运送鲜活物资的货船,过坝时间约为 40 分钟。船只过坝时驶入船箱,4 组相同功率的驱动机构将船箱和船只一同举升,最大爬升吨位高达 1.55 万吨,最大爬升高度 113 米。
(1)三峡船闸是世界上最大的人造连通器。打开闸门前,当连通器中的水 (选填“流动 ”或“静止 ”)时液面相平,使船能够平稳驶过船闸;
(2)轮船下行离开四闸室进入五闸室,打开阀门A,关闭阀门 B,五闸室和 (选填“ 四闸室 ”或“下游水道 ”)构成连通器;
(3)升船机举升质量为 1.55 万吨的船箱和船只时,每组驱动机构的升力为 N;(g 取10N / kg )
(4)对比升船机和船闸,甲同学觉得五级船闸过于繁琐,设计成一级船闸船舶通行更为快捷。乙同学认为如果设计成一级船闸,闸门和阀门将承受巨大的压力,特别是阀门,将有很大的安全隐患,五级船闸才是较好的方案。你支持谁的观点?叙述你的理由,可用文章中的数据加以分析说明。
【答案】(1)静止
(2)四闸室
(3)3.875 × 107
(4)见解析
【解析】(1)连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。由题意可知,
三峡船闸属于连通器,打开闸门前,当连通器中的水静止时液面相平。
(2)由图可知,打开阀门 A ,关闭阀门 B ,五闸室和四闸室构成上端开口,底部连通的连通器。
(3)升船机举升时的最大升力,等于船箱和船的总重力,即F 总=G=mg= 1.55×107kg×10N/kg= 1.55×108 N
因为一共有 4 组相同功率的驱动机构,所以每组驱动机构的升力为F N = 3.875× 107 N
(4)支持乙同学的观点。由于三峡水位落差很大,根据液体压强随深度的增加而增大可知,如果
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设计成一级船闸,闸门和阀门将承受巨大的水的压强和压力,特别是阀门将有很大的安全隐患,因此,五级船闸才是较好的方案。
22 .请阅读文章并回答问题。
进入冬季,高血压脑溢血发生风险增加。为了探究原因,小明查阅资料后得知:
(a)气温变化,会引起血管热胀冷缩;
(b)血管阻力下降时,人体为了保持血流量不变,血液对单位面积血管壁的压力随之变小;
(c)同一血管内,血管长度和血液黏度一定时,血液的流速越大,血液通过血管时受到的阻力越大;
(d)血液流速会随血管横截面积的变化而变化;
n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60
v(厘米/秒) 18 20 22.5 24 30
当血管横截面积为正常值的 n 倍时,测得心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度 v 与 n 的数值如上表:
(1)血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压 ”的“压 ”指的是 (选填“压强 ”或“压力 ”);
(2)结合上述信息,分析冬季气温骤降可能导致血压升高的原因,请写出分析过程: ;
(3)在输液过程中,若出现“ 回血 ”现象(血液进入输液软管中),可将手的位置 (选填“提高 ”或“ 降低 ”),使流入患者血管处药液的压强变大,这样药液和血液就会被压回到血管里。
【答案】(1)压强
(2)见解析
(3)降低
【解析】(1)单位面积上受到的压力叫做压强;血压是指血液在血管内流动时作用于单位面积血
管壁的压力,它是推动血液在血管内流动的原因。这里“血压 ”的“压 ”指的是压强。
(2)气温变化,会引起血管热胀冷缩;温度降低,血管收缩,血管横截面积变小;血液流动速度变大,血液通过血管时受到的阻力变大,血液对单位面积血管壁的压力变大,即血压升高。
(3)输液管中出现“ 回血 ”现象,是因为扎入血管时由于针头处的药液压强小于血管中的血液压强,要使血液不回流,根据药液的压强随深度的增大而增大,所以将吊瓶适当地提高或将手的位置降低。
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