人教版物理八年级寒假班 第6讲 液体压强 预习讲义(难)(学生版+教师版)

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人教版物理八年级寒假班 第6讲 液体压强 预习讲义(难)(学生版+教师版)

资源简介

液体压强
液体压强大小的影响因素
液体压强产生
的原因

液体受到重力作用,
所以对支撑它的物体(容器底)有压强

液体没有固定的形状,
能流动,
因此对阻碍它流散开的容器壁有压强
液体压强
影响因素

在同一深度,
液体向各个方向的压强都相等

液体密度一定时,
液体压强随深度的增加而增大

液体深度一定时,
液体密度越大,
液体压强越大
液体压强计算公式推导
由于液体受到重力作用,所以下部液体受到的压强是上部液体的重力作用的结果.从液体的状态看,在液体静止的情形下,又可以把液体看作是由许多竖直静止液柱组成的.因此,液体某一深度向下的压强,就是这一深度上方的一个竖直液柱的重力向下的压强;只要求得这个竖直液柱对该深度竖直向下的压强,再根据液体内部同一深度处向各个方向的压强相等的特点,也就同时知道这一深度处液体向各个方向的压强(如图).设液体某处深度为h,密度为,液柱底面积为S,根据,,,不难推出
即:
(h——深度,
指该处到自由液面的垂直距离)
注意
液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的体积、质量无关。与浸入液体中物体的密度无关(深度不是高度)
当固体的形状是柱体时,压强也可以用此公式进行推算
计算液体对容器的压力时,必须先由公式P=ρgh算出压强,再由公式
P=F/S,得到压力
F=PS

连通器的定义
上端开口、下端连通的容器。
特点:连通器里的液体不流动时,
各容器中的液面总保持相平,
即各容器的液体深度总是相等。
应用举例:
船闸、茶壶、锅炉的水位计。
【典型例题】
类型一、液体压强
1、下列关于液体内部的压强的说法中,错误的是(  )
A.由于液体受到重力的作用,所以上层液体对下层液体有压强
B.由于液体有流动性,所以液体不仅对容器底部有压强,对容器侧壁也有压强
C.液体内部压强是液体重力产生的,而重力方向竖直向下,所以液体不可能有向上的压强
D.由于液体具有流动性,所以液体内部不仅有向下压强而且向各个方向都有压强
【答案】C
 
【解析】A、由于重力的作用,上层液体对下层液体有压强的作用,是正确的,B、液体流动,所以能产生向各个方向的压强,B对,C、液体内部压强虽由重力产生,但由于液体的流动性故能产生各个方向的压强,C错,D、液体具有流动性,故液体内部能产生各个方向的压强,D对,本题选错误的,故选C。
类型二、连通器
2、如图所示,正确的是(  )
【答案】A
【解析】因为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,所以选项B、C、D都不符合实际,不能选。
一.选择题(共26小题)
1.从下列图象得到的信息中,正确的是(  )
A.如图表示物体的质量跟它所受重力的关系
B.
如图表示物体正以5m/s的速度做匀速运动
C.如图表示液体的压强和深度之间的关系
D.如图表示弹簧伸长量和所受拉力的关系
【分析】首先要明确各图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么;然后根据重力与质量、同种液体内部的压强与深度、做匀速直线运动的物体的速度与时间的变化关系、弹簧伸长量与所受拉力关系对各选项逐一进行分析、做出判断。
【解答】解:
A、因为G=mg,g是比例常数,所以物体重力G与其质量m为正比关系,G随m的增大而增大,故A错误;
B、做匀速直线运动的物体速度保持不变,图中物体正以5m/s的速度做匀速运动,故B正确;
C、由p=ρgh可知,同种液体(密度相同)内部的压强与其深度之间成正比关系,深度越深,压强越大,故C错误;
D、在弹性限度内,弹簧伸长量和所受拉力成正比,拉力越大,弹簧伸长量越大,故D错误。
故选:B。
【点评】利用图象考查物理学中常见的物理量之间的关系,必须理解各物理量的物理意义、含义、影响因素等,考查的知识全面,难度适中。
2.如图所示,两端开口的玻璃筒下端扎有橡皮膜,在玻璃筒内灌一定量的水,将它放入盛酒精的容器内。当筒内外液面相平时,可以观察到薄膜(  )
A.向上凹进
B.是平的
C.向下凸出程度不变
D.向下凸出程度变小
【分析】橡皮膜的形变方向取决于橡皮膜受到的水对它向下的压强与容器内酒精对其向上压强的大小关系,因此根据已知的条件结合液体压强的特点,就可以确定橡皮膜的形变方向。
【解答】解:由液体压强的特点可知,液体压强的大小与液体深度和密度有关,
当玻璃管放入酒精中,且管内外液面相平即深度相同时,由于水的密度大于酒精的密度,所以水对橡皮膜向下的压强大于酒精对其向上的压强,故橡皮膜仍向下凸出,当由于酒精对其向上压强的作用,会抵消一部分水对其向下的压强,使其凸出的程度减小,故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】橡皮膜的形变是由于受到液体压强的作用而出现的,因此要从其受到的液体的压强变化来分析其形状的变化。
3.装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图中描绘正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,并且液体的压强随深度增加而增大,即深度越深,水柱喷出的越远。
【解答】解:装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,越靠下部的小孔深度越大,水产生的压强越大,所以水喷射的也越远,由图可知选项A、C、D不正确。只有选项B符合实际。
故选:B。
【点评】此题主要考查液体压强的特点,我们要能够根据液体压强的特点解决生活中的一些实际问题。
4.2020停课不停学,小明在家庭实验室利用如图所示装置探究“液体压强的特点”。下列对实验现象的分析不正确的是(  )
A.只拔掉a、c的孔塞时,观察到c孔比a孔水的射程远,说明水的压强随深度增加而增大
B.只拔掉b、c的孔塞时,观察到两孔水的射程相同,说明同一深度,水的压强相等
C.只拔掉a、c的孔塞时,观察到两孔均有水流出,说明水向各个方向都有压强
D.只拔掉d的孔塞时,观察到有水流出,说明水对容器底有压强
【分析】a、c是不同深度、方向相同的两个小孔,分析水的射程,可以得出水的压强和深度的关系;
b、c是同一深度、不同方向的两个小孔,分析水的射程,可以得出水的压强和方向的关系;
d是容器底部的一个小孔,拔掉孔塞后水会流出说明水对容器底有压强。
【解答】解:AC、a、c两个小孔,是向着同一个方向,距离液面的深度不同,拔掉a、c的孔塞时,观察到c孔比a孔水的射程远,说明深度越大,压强越大,不能说明水向各个方向都有压强,故C错误,A正确;
B、b、c是同一深度不同方向的两个小孔,说明了同一深度处,向各个方向的压强是相等的,故B正确;
D、d是容器底的一个小孔,有水流出,说明水对容器底有压强,故D正确。
故选:C。
【点评】此题考查实验现象的分析能力,进行实验是为了得到结论,而结论的得出必须进行准确细致的分析。
5.如图所示,往装有水的烧杯内匀速下插一长方体物体(未触底),烧杯中水面逐渐上升,随着时间的变化,杯底受到水的压强P变化的曲线,较合理的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】液体对容器底部的压强与液体的深度和液体的密度有关,所以据题目中容器的形状分析判断即可解决。
【解答】解:据图可知,容器的形状是上宽下窄,所以匀速下插一长方体物体(未触底)时,相同时间物体排开水的质量相等,水在容器中的高度不断增加,但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C是正确的;
故选:C。
【点评】看清容器的形状,并能结合液体内部压强大小的影响因素分析判断是解决该题的关键。
6.如图所示,一个边长为L=10cm正方体悬浮在某液体中,上表面受到的液体压力F1=4N,下表面受到液体的压力F2=12N,g取10N/kg。下列说法正确的是(  )
A.长方体的前后表面不受力
B.液体的密度是1.0×103kg/m3
C.液体对正方体上表面的压强是400Pa
D.正方体下表面到液面的距离h2=12cm
【分析】(1)在液体内部向各个方向都有压强,对浸入它其中的物体在各个方向都产生力的作用;
(2)知道正方体上、下表面受到液体的压力,根据浮力产生的原因F浮=F下﹣F上求出受到的浮力;
物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,根据V=L3求出其体积,根据F浮=ρ液gV排求出液体的密度;
(3)根据S=L2求出正方体的上、下表面积,根据p=求出液体对物体上表面的压强;
(4)根据p=ρgh求出正方体上表面到液面的距离,进而求出正方体下表面到液面的距离。
【解答】解:
A、在液体内部向各个方向都有压强,对浸入它其中的物体在各个方向都产生力的作用,所以长方体的前后表面也受力,只是这两个力的大小相等,方向相反,相互抵消,相当于不受力,故A错误;
B、由浮力产生的原因可得,正方体受到的浮力F浮=F2﹣F1=12N﹣4N=8N,
物体悬浮时排开液体的体积和自身的体积相等,则V排=V=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
由F浮=ρ液gV排可得,
液体的密度为:ρ液===0.8×103kg/m3,故B错误;
CD、正方体上、下表面积S=L2=(10cm)2=100cm2=1×10﹣2m2,
正方体上表面受到的压强p1===400Pa,故C正确;
由p=ρgh可得,
正方体上表面到液面的距离为:
h1===0.05m=5cm,
方体下表面到液面的距离为:h2=h1+L=5cm+10cm=15cm,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了浮力产生的原因和阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的应用,计算过程要注意单位的换算。
7.如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ,则液体对烧杯底部的压强为(  )
A.2.4ρgh
B.2.7ρgh
C.2.8ρgh
D.ρgh
【分析】对于柱形容器来说,液体对容器底的压力等于液体的重力,求出总质量、总重力,再计算压强。
【解答】解:
上层液体的重力为:G上=ρ1gSh1;
下层液体的重力为:G下=ρ2gSh2;
因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:p====0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。
故选:C。
【点评】此题考查液体压强公式的应用,关键是知道下层液体会对上层液体产生的压强大小不变向各个方向传递;另对于直壁容器中,容器内液体对容器底的压力等于液体的重力,所以也可以首先求出容器中液体的总重力,然后得出容器底部的压力,利用p=求出液体对烧杯底部的压强。
8.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,装有10cm深的水。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.9kg。已知g=10N/kg,下列结论错误的是(  )
A.水对杯底的压强为1000Pa
B.水和杯对桌面的压力为9N
C.杯内水的重力小于5N
D.杯子对桌面的压强为1500Pa
【分析】A、根据p=ρgh求出水对杯底的压强;
BD、已知杯子装上水后的总质量,杯子对桌面的压力等于杯子的总重,根据G=mg杯子的总重;
根据p=求出杯子对桌面的压强;
C、根据F=pS求出水对杯底的压力,而F=pS′=ρghS′=ρVg=m液g,明确此式的意义,据此分析回答。
【解答】解:
A、10cm深的水对杯底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,A正确;
BD、杯子装上水后的总质量为0.9kg。
杯子对桌面的压力:
F=G=mg=0.9kg×10N/kg=9N,B正确;
杯子对桌面的压强为:
p桌===1500Pa;D正确;
C、水对杯底的压力:
F=pS′=1000Pa×50×10﹣4m2=5N;
而F=pS′=ρghS′=ρVg=m液g,
即水对容器底部的压力(5N)等于以容器底为底面积、以水的深度为高的圆柱形水柱的重力,如下所示:
杯内水的重力大于5N,C错误;
故选:C。
【点评】本题考查液体压强和固体压强的计算及密度公式和重力公式的运用,本题的易错点为C,只有柱形的液体对容器底部的压力才等于液体的重力。
9.三个相同的容器,分别装有甲乙丙三种等质量的液体,液面位置如图所示,液体对容器底的压强分别为p甲、p乙、p丙,其中正确的是(  )
A.p甲>p丙>p乙
B.p甲=p乙=p丙
C.p甲<p丙<p乙
D.无法判断
【分析】规则容器底部受到的压力等于液体的重力,根据p=判断液体对容器底压强的大小关系。
【解答】解:由于该容器为圆柱形容器,而三个容器中装有质量相等的液体,因此液体对容器底的压力等于液体的重力,故压力相等;
由于受力面积也相同,因此由p=可得,液体对容器底的压强相等,即p甲=p乙=p丙。
故选:B。
【点评】此题考查压强和压力的大小比较,关键是会根据容器形状判断液体对容器底部的压力与自身重力的关系。
10.如图所示水平地面上有底面积为300cm2,质量不计的薄壁柱形盛水容器A,内有质量为400g,边长为10cm,质量分布均匀的正方体物块B,通过一根10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,剪断绳子后,木块最终静止时有的体积露出水面,计算可得出(  )
A.剪断绳子前,水对容器底部的压力为30N
B.剪断绳子前,容器对水平地面的压力是90N
C.剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上,水对容器底的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上,水平地面受到的压强变化了200Pa
【分析】(1)知道剪断绳子前容器内水的深度,根据p=ρgh求出容器底受到水的压强,根据F=pS求出水对容器底部的压力;
(2)根据题意求出容器内水的体积,利用m=ρV求出容器内水的质量,薄壁柱形盛水容器A的质量不计,容器对水平地面的压力等于容器和水的重力之和,根据F=G=mg求出其大小;
(3)剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上,受到的浮力和自身的重力相等,根据F浮=ρgV排求出木块漂浮时排开水的体积,进一步求出液面下降的深度,根据p=ρgh求出水对容器底压强的变化量;
(4)剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上时,B的质量和水的质量均不变,根据水平面上物体的压力和自身的重力相等分析水平地面受到的压力变化,进一步得出水平地面受到的压强变化。
【解答】解:(1)剪断绳子前,容器底受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
由p=可得,水对容器底部的压力:
F=pS=3000Pa×300×10﹣4m2=90N,故A错误;
(2)容器内水的体积:
V水=Sh﹣VB=300cm2×30cm﹣(10cm)3=8000cm3,
由ρ=可得,容器内水的质量:
m水=ρ水V水=1.0g/cm3×8000cm3=8000g=8kg,
因水平面上物体的压力和自身的重力相等,且薄壁柱形盛水容器A的质量不计,
所以,剪断绳子前,容器对水平地面的压力:
F=G总=(m水+mB)g=(8kg+0.4kg)×10N/kg=84N,故B错误;
(3)剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上,受到的浮力:
F浮=GB=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,
由F浮=ρ水gV排可得,木块漂浮时排开水的体积:
V排===4×10﹣4m3,
液面下降的深度:
△h===0.02m,
水对容器底压强的变化量:
△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa,故C正确;
(4)剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上时,B的质量和水的质量均不变,
由F=G=mg可知,水平地面受到的压力不变,水平地面受到的压强不变,即压强的变化量为0Pa,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了液体压强公式、压强定义式、密度公式、重力公式、物体浮沉条件的应用等,正确得出剪断绳子后液体深度的变化是关键,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等。
11.将同一压强计的金属盒先后放入(a)、(b)两种液体中,如图所示,这两种液体密度的大小关系是(  )
A.液体(a)的密度小于液体(b)的密度
B.液体(a)的密度等于液体(b)的密度
C.液体(a)的密度大于液体(b)的密度
D.无法判断
【分析】由液体压强计U形管左右的液面差可以判断,金属盒在a、b两种液体中金属盒受到的压强相同,然后再根据公式p=ρgh,知道液体压强大小和深度的关系,判断液体密度的大小。
【解答】解:
由图知,U形管两边的液面差相同,则可知金属盒在a、b两种液体中受到的压强相同,又因为金属盒在a液体中深度大于在b液体中深度,根据p=ρgh知,ρa一定小于ρb,故A正确。
故选:A。
【点评】对于液体压强的问题,找到压强大小、深度大小、液体密度大小中的任意两者,都能根据液体压强大小判断第三者大小。
12.如图,两端开口的弯管中左右两边各充满A,B两种液体,弯管顶部装有阀门S,两端分别插入装有A,B两种液体的两槽中,A槽装水,h1=0.8m,B槽装酒精,h2=0.9m(酒精密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。当阀门S打开后,液体将(  )
A.向左流
B.不流动
C.向右流
D.无法判断
【分析】大气压强减去液面上液体产生的压强即为阀门受到的压强,根据液体压强公式表示出其大小,再根据p=比较阀门两侧受到的压力关系,打开阀门时液体从压力大的一侧向压力小的一侧流动。
【解答】解:阀门S左侧受到的压强:
p左=p0﹣ρ水gh1=p0﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×0.8m=p0﹣8000Pa;
阀门S右侧受到的压强:
p右=p0﹣ρ酒精gh2=p0﹣0.8×103kg/m3×10N/kg×0.9m=p0﹣7200Pa;
由以上分析可知,p左<p右,
由p=可知,阀门S受到向左的压力小于它受到向右的压力,
所以当阀门S开启后液体将向左流。
故选:A。
【点评】本题考查了液体压强和固体压强公式的应用,关键是知道液体从压强大的一侧向压强小的一侧流动。
13.如图所示,甲、乙两个圆柱形容器中分别装有深度相同、密度不同的液体,静止在水平桌面上。甲容器的底面积为S1,乙容器的底面积为S2;甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压力为F1、压强为p1;乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底压力为F2、压强为p2.已知3S1=5S2,2ρ1=ρ2.则下列叙述中正确的是(  )
A.F1>F2,p1<p2
B.F1=F2,p1<p2
C.F1<F2,p1<p2
D.F1<F2,p1>p2
【分析】(1)因为2ρ1=ρ2,即ρ1=ρ2,得出ρ1<ρ2,深度相同,根据p=ρgh判断出液体对容器底产生的压强的关系;
(2)根据p=表示出甲乙液体对容器底压力,并比较大小。
【解答】解:因为2ρ1=ρ2,即ρ1=ρ2
所以ρ1<ρ2,深度相同,根据p=ρgh知液体对容器底产生的压强p1<p2,故D错误;
已知3S1=5S2,即S2=S1,
根据p=知,
甲液体对容器底压力为:F1=p1S1=ρ1ghS1;
乙液体对容器底压力为:F2=ρ2ghS2=2ρ1gh×S1=ρ1ghS1,
所以F1<F2,故C正确,AB错误。
故选:C。
【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式的应用,熟练公式即可解答。
14.如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ酒精<ρ水),A、C两容器中液体深度相同,B、C两容器的底面积相同,下列判断正确的是(  )
A.A容器底部所受液体压力最大,C容器所受液体压力最小
B.B容器底部所受液体压力最大,C容器所受液体压力最小
C.AB两容器底部所受液体压力一定相等,C容器所受液体压力最小
D.AB两容器底部所受液体压力可能相等,C容器所受液体压力最小
【分析】由p=ρgh分别比较A与B、A与C的容器底部所受的液体压强关系,从而得出三者的压强关系,然后利用F=pS分析三容器底部受到的压力关系。
【解答】解:
A、C两容器中液体深度相同,即hA=hC,ρ酒精<ρ水,
故根据p=ρgh可知,pC<pA,
A、B两容器盛的都是水,则密度相同,A容器中水的深度小于B容器中水的深度,
故根据p=ρgh可知,pA<pB,
所以三个容器底部所受的液体压强关系为:pC<pA<pB。
由题图可知,三容器的底面积关系为:SB=SC<SA。
根据p=可得F=pS,
所以,AB两容器底部所受液体压力可能相等,C容器所受液体压力最小。
故选:D。
【点评】本题考查液体压强公式和压强定义式的应用,关键是由图明确液体密度和深度关系,运用液体压强公式得出三容器底部受到的压强关系。
15.如图所示,底面积不同的两圆柱形容器内分别盛有甲、乙两种液体。现从两容器中分别抽出相同深度的液体后,容器中剩余液体的质量相等,则容器底部受到的液体压强变化量△p甲、△p乙的关系是(  )
A.△p甲定小于△p乙
B.△p甲可能等于△p乙
C.△p甲一定大于△p乙
D.△p甲可能大于△p乙
【分析】由于剩余液体质量相等,根据密度公式ρ=可以判断两液体的密度大小;由于从两容器中分别抽出相同深度的液体,根据p=ρ液gh即可判断出容器底部受到液体压强的变化量。
【解答】解:由图可知,剩余液体的体积为V甲>V乙,由于剩余液体质量相等,根据密度公式ρ=可知质量相同时,体积大的液体密度小,所以ρ甲<ρ乙;
由于从两容器中分别抽出相同深度的液体,即△h相同,根据p=ρ液gh可知,深度一样时,密度大的液体对容器底部的压强大,所以△p甲<△p乙。
故选:A。
【点评】本题考查了学生对学生对压强公式、密度公式的掌握和运用,根据抽出相同高度△h的液体利用p=ρgh得出压强的减小量是本题的关键。
16.在下列生活和生产实例中,与连通器原理无关的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
【解答】解:A、茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,液面相平,故茶壶是连通器;故A不符合题意;
B、液位计是底部相通,上端开口,利用连通器的原理制成的,故B不符合题意;
C、注射器在吸药水时,是利用外界大气压大于其内部的压强,故药水在外界大气压的作用下被压入注射器内部的,是利用大气压强的原理工作的,故C符合题意;
D、船闸是由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。若船要从上游驶向下游,先打开上游阀门,使闸室和上游构成连通器,水相平后,打开上游闸门,船驶入闸室;然后打开下游阀门,使下游和闸室构成连通器,闸室和下游水位相平时,打开下游闸门,船驶入下游。故D不符合题意;
故选:C。
【点评】此题考查的是连通器在生活中的应用。这就要求我们平时要多观察、多思考。记住连通器定义,生活中的锅炉水位计、自动喂水器、洗手盆的回水弯、过桥涵洞、船闸等等都是连通器。
17.如图所示,下列实验装置中属于连通器的是(  )
A.
B.
C.
D.
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器;连通器的特点是容器中的同一种液体不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【解答】解:A、图中装置两端都是封闭的,不属于连通器,不合题意;
B、图中的装置上端开口,下部连通,符合连通器的特点,属于连通器,符合题意;
C、图中的U形管压强计一端开口,另一端是封闭的,不符合连通器的特点,不属于连通器,不合题意;
D、图中的装置一端开口,另一端是封闭的,不符合连通器的特点,不属于连通器,不合题意。
故选:B。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器的特点,即上端开口,底部相连的,液面静止时保持相平。
18.在下列器材或装置中,利用连通器原理工作的是(  )
A.锅炉液位计
B.订书机
C.温度计
D.密度计
【分析】连通器的结构特征是上端开口、底部连通,判断是不是连通器要根据这两个特征。
【解答】解:A、锅炉液位计的上、下两端分别与锅筒的蒸汽空间、水空间直接连接,因此水位计中水位与锅炉水位是一致的,水位计中的水位变化即为锅筒中水位的变化,利用了连通器,故A符合题意。
B、订书机用到的物理知识是比较多的,如:
(1)压柄做得宽大有利于减小压强;
(2)钉书针(出针口)很尖细有利于增大压强;
(3)底座做得宽大有利于减小压强等等;但都不是利用连通器原理进行工作。故不B符合题意;
C、温度计是利用液体的热胀冷缩的原理制成的,不是利用连通器原理工作的,故A不符合题意。
D、密度计是利用物体的漂浮条件和阿基米德原理来工作的,不是利用连通器原理工作的,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题考查连通器的原理,关键知道连通器是上端开口、底部相连通的,液面静止时保持相平。
19.连通器在日常生活中应用广泛,如图所示的事例不是利用连通器原理的是(  )
A.茶壶
B.奶牛的自动喂水器
C.连体花瓶
D.拦河坝上窄下宽
【分析】根据连通器定义:上端开口下端连通的容器。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平的。
【解答】解:A、茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A不合题意;
B、奶牛自动喂水器,饮水口与水箱上端开口,下部连通,是利用连通器的原理制成的,故B不合题意;
C、连体花瓶上端开口,下部连通,是利用连通器的原理制成的,故C不合题意;
D、由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深压强越大,为了大坝的坚固,下面必须修的宽一些。与连通器原理无关,故D符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查生活中常见的连通器原理的应用,同时干扰选项涉及到压强的应用,属于简单题目,考试需要准确区分各物理知识点及其应用。此点中考出现概率很高。
20.如图所示甲、乙两个底面积相同的容器中盛有酒精且液面相平,它们之间有斜管相通,K是开关,则(  )
A.开关K在打开之前,该装置属于连通器
B.若MN之间落差10cm,则MN两点间的液体压强相差1000Pa
C.N点所受的压强会随开关K的开、闭情况不同而发生改变
D.甲容器底部承受的压力一定比乙容器底部承受的压力大
【分析】(1)连通器的特点:上端开口下端连通的容器。
(2)根据公式p=ρgh计算。
(3)连通器中装有同种液体,当液体静止时液面保持相平;打开开关后,两个容器构成连通器,由连通器的原理可知,水面依然相平;根据公式p=ρgh可比较两处液体压强的大小,根据F=pS可比较压力的大小。
【解答】解:A、开关K在打开之前,甲、乙两个容器底部不连通,故该装置不属于连通器。故A错误。
B、若MN之间落差10cm,则MN两点间的液体压强相差△p=ρ酒精g△h=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa.故B错误;
C、由图可知,开始的时候两侧液面是相平的,打开开关后,两个容器构成连通器,由连通器的原理可知,液面依然相平,液体不会发生流动。故图中N处的深度始终不变,根据公式p=ρgh可知,N点所受的压强不会随开关K的开、闭情况不同而发生改变,故C错误;
D、由图知,甲底部的深度大于乙底部的深度,由公式p=ρgh可知,甲底部的压强大于乙底部的压强。
又因为两容器的底面积相同,由公式F=pS可知,甲容器底部承受的压力一定比乙容器底部承受的压力大,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查连通器的原理和液体压强公式的应用,关键是连通器的特点和影响液体压强的因素,要注意图中两容器的深度不同,底部所受压强的大小不同。
21.如图所示的装置可能是用来研究(  )
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
【分析】(1)掌握液体内部压强的特点:液体内部有压强;同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强随深度的增加而增大;同一深度,密度越大,压强越大;
(2)根据实验现象,确定相同的量和改变的量,得出探究的问题。
【解答】解:A、由图知,金属盒在液体中的深度相同,U形管液面的高度差不同,可知液体的压强不同,则是因为液体密度不同造成的,所以此实验探究的是液体压强与液体密度的关系,故A正确;
B、因为两图中,金属盒在液体中的深度相同,不能探究液体压强与深度的关系,B错误;
CD、因为两图中,金属盒的方向相同,所以不能探究液体压强与方向的关系,CD错误。
故选:A。
【点评】此题是探究液体压强实验,考查了对实验现象的分析及控制变量法的应用。
22.在探究液体内部压强的实验中,以下说法正确的是(  )
A.液体内部的压强大小通过U形管液面的高度来体现
B.对于不同种液体而言,液体的密度越大,压强就越大
C.液体压强的大小与盛液体的容器形状有关
D.当手指用力按压橡皮膜时,U形管两侧液面的高度几乎无变化,可能是因为压强计的密封性不好
【分析】(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;
(2)液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,在实验中,应控制其中的一个量保持不变,才能观察压强与另一个量的关系,从控制变量法的角度可判断此题的实验过程。
(3)液体压强的大小与盛液体的容器形状无关;
(4)手指用力按压橡皮膜时,U形管两侧液面的高度几乎无变化,因为压强计的密封性不好。
【解答】解:A、液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大,故A错误;
B、橡皮膜在不同液体中所受液体压强,根据p=ρgh可知,橡皮膜在液体中的深度相同,液体的密度越大,压强就越大,故B错误;
C、根据p=ρgh可知,液体压强的大小与液体密度,液体深度有关,与盛液体的容器形状无关,故C错误;
D、当手指用力按压橡皮膜时,U形管两侧液面的高度几乎无变化,可能是因为压强计的密封性不好,故D正确;
故选:D。
【点评】此题主要考查的是学生对液体内部压强实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法在实验中的应用。
23.在如图所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,下列说法中,能使U形管两边液面的高度差减小的是(  )
A.将探头放在浓盐水中的同样深度
B.将探头水平向左移动一段距离
C.将探头向上移动一段距离
D.将探头向下移动一段距离
【分析】液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
根据p=ρgh分析。
【解答】解:根据p=ρgh,将探头放在浓盐水中的同样深度,因液体密度变大,U形管两边液面的高度差变大,A不符合题意;
将探头水平向左移动一段距离,因深度不变,故U形管两边液面的高度不变,B不符合题意;
将探头向上移动一段距离,液体深度变小,U形管两边液面的高度变小,C符合题意;
将探头向下移动一段距离,液体深度变大,U形管两边液面的高度变大,D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题探究液体内部压强特点,考查转换法、及p=ρgh的运用。
24.某同学探究液体压强的实验如图所示,他探究的是(  )
A.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有压强
【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
(2)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。
【解答】解:A.由图知,金属盒在液体中的深度和方向相同,U形管液面的高度差不同,可知液体的压强不同,则是因为液体密度不同造成的,所以此实验探究的是液体压强与液体密度的关系,A正确;
B.因为两图中,金属盒在液体中的深度相同,不能探究液体压强与深度的关系,B错误;
CD.金属盒的方向相同,所以不能探究液体压强与方向的关系,CD错误。
故选:A。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
25.如图所示,在“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入烧杯的盐水中,下列操作能使U形管两边液面的高度差变大的是(  )
A.将探头向下移动一段距离
B.在原来的位置将探头旋转90°
C.将探头向右平移一段距离
D.将烧杯内盐水换成相同深度的水
【分析】液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;
ACD、由已知条件,根据p=ρgh分析回答;
B、在同一液体同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
【解答】解:
ACD、根据p=ρgh,液体密度一定时,液体产生的压强随浓度的增大而变大,将探头向下移动一段距离,液体产生的压强变大,根据转换法,U形管两边液面的高度差变大,A符合题意;
将探头向右平移一段距离,深度不变,液体产生的压强不变,C不符合题意;
根据p=ρgh,在深度不变时,液体密度越小,液体产生的压强越小,水的密度小于盐水的密度,将烧杯内盐水换成相同深度的水,U形管两边液面的高度差变小,D不符合题意;
B、在同一液体的同一深度,向各个方向的压强都相等,在原来的位置将探头旋转90°,液体产生的压强不变,B不符合题意;
故选:A。
【点评】本题探究液体内部压强特点,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。
26.把两端开口的玻璃管的下方用薄塑料片托住(不计塑料片质量),竖直放入水面下16cm处,然后向管内缓慢注入煤油,当煤油在管内的高度为20cm时,塑料片刚好下沉,则煤油的密度是(  )
A.1.25g/cm3
B.1.0g/cm3
C.0.8g/cm3
D.0.4g/cm3
【分析】当玻璃管内外压强相等时,塑料片恰好下沉,根据液体压强公式得出等式即可求出管内液体的密度。
【解答】解:
当玻璃管内外的液体压强相等时,塑料片恰好下沉,
所以,由p=ρgh可得:ρ水gh水=ρ煤油gh煤油,
则管内煤油的密度:
ρ煤油=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3。
故选:C。
【点评】本题考查了利用液体压强公式求液体密度的方法,利用好“当玻璃管内外压强相等时,塑料片恰好下沉”是关键。
二.填空题(共11小题)
27.图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,描述图甲中容器底受到水的压强p和水温t关系:随着水温逐渐升高,容器底受到水的压强 不变 (选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”)请写出你的判断依据: 随着水温逐渐升高,水对容器底部的压力不变,容器的底面积不变 .
【分析】规则容器中,液体对容器底的压力等于液体的重力,根据质量的及其特性判断液体质量是否变化,然后得出水对容器底部的压力是否变化,再根据压强公式分析解答。
【解答】解:由图乙可知,当水温从0℃升到15℃时,水的密度发生了变化,但其质量不变,重力不变,处于规则容器中,则水对容器底部的压力不变,容器的底面积不变,根据压强公式p=可知,随着水温逐渐升高,容器底受到水的压强不变.
故答案为:不变;随着水温逐渐升高,水对容器底部的压力不变,容器的底面积不变。
【点评】此题考查液体压强特点,知道规则容器中,液体对容器底的压力等于液体的重力是解答此题关键。
28.水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为 液体的压强随深度的增加而增大,为了水坝能承受更大的水压 。
【分析】根据液体内部的压强特点(液体内部的压强随深度的增加而增大)分析。
【解答】解:因为液体的压强随深度的增加而增大,为了水坝能承受更大的水压,水坝做成上窄下宽的形状;
故答案为:液体的压强随深度的增加而增大,为了水坝能承受更大的水压。
【点评】此题考查压强的相关知识,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。
29.如图所示的薄壁柱形容器,底部有一由阀门B控制的出水口,内盛有30cm深的水,现将弹簧测力计上端固定,另一端挂一个底面积为20cm2,高为7.5cm的柱形物体,把物体从接触水面开始,向下移动4.5cm,物体的上表面刚好与水面相平(水不溢出),此时容器中水对容器底部的压强为 3300 Pa.打开阀门B,放出200g水,容器对桌面的压强减小了 600 Pa.(已知弹簧测力计每1N刻度线间的距离为1cm)
【分析】(1)先根据液面高度的变化求出水的深度,然后根据p=ρgh求出水对容器底的压强;
(2)根据未放水之前的物体受力平衡;则F拉1+F浮1=G,
根据物体下降的高度和水上升的高度可求出容器的底面积;然后根据打开阀门B,放出200g水,设弹簧伸长为△L,可求物体液面下降后受到的拉力F拉2=F拉1+,浸入水的深度h浸=h物﹣,则利用阿基米德原理求浮力F浮=ρ水gS物h浸和物体受力平衡可得:F拉2+F浮2=G,
然后联立方程即可求出弹簧伸长为△L;
进而求出排开水的体积的变化量,利用阿基米德原理求物体受到的浮力变化量,则容器内向外缓慢抽掉200cm3的水后桌面受到的压力变化量△F压=G放+△F浮,再利用压强定义式求容器对桌面的压强减小量。
【解答】解:(1)由于物体从接触水面开始向下移动4.5cm,物体的上表面刚好与水面相平(水不溢出),则:
当物体全部浸没时,水的深度为:h=30cm﹣4.5cm+7.5cm=33cm=0.33m,
则水对容器底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.33m=3300Pa;
(2)设物体的重力为G,当物体全部浸没时,F拉1+F浮1=G,
即:F拉1+ρ水gS物h物=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
当物体全部浸没时,V排=V物=S物h物=20cm2×7.5cm=150cm3=1.5×10﹣4m3,
液面升高的高度为△h=h﹣h0=33cm﹣30cm=3cm,
则容器的底面积S容===50cm2;
根据ρ=可得放出的200g水的体积为:V放===200cm3;
设弹簧再伸长的长度为△L,则:
物体液面下降后受到的拉力:F拉2=F拉1+﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
此时物体浸入水的深度h浸=h物﹣,
则物体受到的浮力:F浮2=ρ水gS物h浸=ρ水gS物(h物﹣)
而又因为F拉2+F浮2=G,即:
F拉2+ρ水gS物(h物﹣)=G﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
联立①②③可得:
﹣ρ水gS物=0;
代入数据可得:﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×(20cm2×)×10﹣6=0,
解得:△L=1cm,
h露===5cm,
排开水的体积:△V排=S物h露=20cm2×5cm=100cm3=1×10﹣4m3,
物体受到的浮力变化量:△F浮=ρ水△V排g=1.0×103kg/m3×1×10﹣4m3×10N/kg=1N,
从容器内向外缓慢抽掉200g的水后图乙中容器内水的容器的总重力减小量为:
△G=G放=m放g=0.2kg×10N/kg=2N,
桌面受到的压力变化量:△F压=△G+△F浮=2N+1N=3N,
容器对桌面的压强减小量:△p===600Pa。
故答案为:3300;600。
【点评】本题是有关压强和浮力的综合计算题目,首先要掌握液体压强的计算公式及阿基米德原理,本题关键是知道容器对桌面的压强减小量都等于放出的水的重力和浮力减小量,难点是求出弹簧的伸长量的变化。
30.如图所示,面积为S、高为h、密度为ρ的液柱质量为m= ρSh ,深度为h处液体的压强为p= ρgh 。(用字母表示)
【分析】(1)根据已知条件和公式ρ=求出液柱的质量;
(2)根据G=mg得出液柱的重力,液柱对底面产生的压力等于其重力大小,根据p=得出深度为h处液体的压强.
【解答】解:
(1)液柱的面积为S、高为h、密度为ρ,
根据ρ=可得液柱的质量为:m=ρV=ρSh;
(2)液柱的重力:G=mg=ρShg,
液柱对底面产生的压力等于其重力大小,F=G=ρShg,
深度为h处液体的压强为:
p===ρgh.
故答案为:ρSh;ρgh。
【点评】取面积为S、高为h、密度为ρ的液柱,采用了模型法,本题考查密度、重力、压强公式和模型法的运用。注意只有液柱对底部的压力才等于液柱的重力。
31.如图所示的两个盛有等高液体的柱形容器A和B,底面积不同(SA<SB),液体对容器底部的压力相等,则液体对容器底部压强较大的是 A ;液体密度较大的的是 A (两空均选填“A”或“B”)。
【分析】(1)已知液体对容器底部的压力相等,又知底面积关系,根据p=可知液体对容器底部压强关系。
(2)对于圆柱形的容器,容器底部受到液体的压力等于液体的重力,根据G=mg可知液体质量的关系;根据密度公式可知液体密度关系。
【解答】解:(1)已知液体对容器底部的压力相等,底面积关系为SA<SB,由p=可知,液体对容器底部压强较大的是A;
(2)因为A、B两个容器均为圆柱形,则容器底部受到液体的压力等于液体的重力,即GA=GB;
由G=mg可知,A、B容器中液体的质量相等;
根据图示可知,A中液体的体积小于B中液体的体积,由ρ=可知,A中液体的密度大。
故答案为:A;A。
【点评】本题考查了液体压强公式、固体压强公式和密度公式等知识的理解和应用,明确规则容器中液体对容器底的压力等于重力是解答此题的关键。
32.如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其密度为ρ甲和ρ乙,已知液体对各自容器底部的压强相等。现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图(b)所示,甲、乙液体对容器底部压强的变化量分别为△p甲、△p乙,则ρ甲 > ρ乙,△p甲 > △p乙(选填:>/</=)。
【分析】(1)由图(a)可知两液体的深度关系,液体对各自容器底部的压强相等,根据p=ρgh比较两液体的密度关系;
(2)因图(a)中,液体对各自容器底部的压强相等,且S1>S2,根据p=比较两液体对容器底部的压力关系,根据柱形容器底部受到的压力和液体自身的重力相等得出两液体的重力关系;将甲、乙液体互换容器后,根据p==得出甲、乙液体对容器底部压强的变化量,然后结合液体重力关系得出压强变化量的关系。
【解答】解:
(1)由图(a)可知,甲液体的深度小于乙液体的深度,
因液体对各自容器底部的压强相等,
所以,由p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙;
(2)因图(a)中,液体对各自容器底部的压强相等,且S1>S2,
所以,由p=的变形式F=pS可知,甲液体对容器底部的压力大,
因柱形容器底部受到的压力和液体自身的重力相等,
所以,甲液体的重力大,即G甲>G乙,
将甲、乙液体互换容器后,甲液体对容器底的压力不变(等于甲的重力),而受力面积发生变化,则甲液体对容器底部压强的变化量:
△p甲=﹣=﹣=G甲(﹣),
乙液体对容器底的压力不变(等于乙的重力),而受力面积发生变化,则乙液体对容器底部压强的变化量:
△p乙=﹣=﹣=G乙(﹣),
因为G甲>G乙,
所以G甲(﹣)>G乙(﹣),
即:△p甲>△p乙。
故答案为:>;>。
【点评】本题考查了液体压强公式、压强定义式的应用,关键是知道柱形容器底部受到的压力和液体自身的重力相等。
33.茶壶的壶嘴和壶身组成一个连通器,因此壶嘴不能 低 于壶身(选填“低”或“高”),因为它们内部的液面高度总是 相平的 ,生活中的连通器实例还有 船闸 。(举一个实例)
【分析】上端开口,下部连通的容器叫做连通器;连通器的特点是容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的。
【解答】解:茶壶的壶嘴和壶身上端开口,下部连通,构成了一个连通器。根据连通器的特点可知,容器中的水不流动时,各个容器中液面总是相平的,所以壶嘴不能低于壶身。生活中应用连通器原理的例子很多,如船闸,过路涵洞等。
故答案为:低;相平的;船闸。
【点评】此题考查的是连通器在生活中的应用,难度不大,关键是掌握连通器的概念和特点。
34.湖北宜昌的三峡船闸是世界上最大的船闸。如图是轮船由上游准备通过船闸的情景,此时闸室与上游水道构成了一个 连通器 ,当闸室水面上升到与上游水面 相平 后,会打开上游闸门,让船进入闸室。
【分析】船闸是利用连通器的原理来工作的,当连通器内装入同种液体,液体不流动时,液面会保持相平,船闸工作过程中,闸室分别跟上游和下游形成连通器,用来调节水面落差,使船通行。
【解答】解:如图所示,当轮船从上游向下游行驶时,应先打开上游阀门A,此时闸室与上游水道构成了一上端开口,底部连通,构成一个连通器。
根据连通原理可知,当闸室水面上升到与上游水面相平后,会打开上游闸门,让船进入闸室。
故答案为:连通器;相平。
【点评】本题考查连通器的实际应用,知道连通器的特点(所装同一种液体静止不流动时,各容器中的液面是相平的)是关键。
35.如图所示,图中的仪器名称是 U形管压强计 ,小华在用该器材研究液体内部压强与液体密度的关系时,将带橡皮膜的塑料盒插入不同液体的 相同 深度(选填“相同”或“不同”),通过观察比较 U形管内两液面的高度差 ,继而得出结论。
【分析】液体压强计是通过两管中液面的高度差反应金属盒受到液体压强的大小;研究液体内部压强与液体密度的关系时,要控制深度相同。
【解答】解:图中的装置是液体压强计,在用该器材研究液体内部压强与液体密度的关系时,要控制深度相同,液体的密度不相同,故将带橡皮膜的塑料盒插入不同液体的相同深度,通过观察比较U形管两管中液面高度差,继而得出结论。
故答案为:U形管压强计;相同;U形管内两液面的高度差。
【点评】本题考查了对液体压强计的认识和理解。熟练掌握这些基础知识是关键。
36.如图是老师在演示液体内部压强情况的四幅图,请你仔细观察这四幅图,回答下列问题:
(1)比较甲、丁两幅图,则研究的是液体内部压强与 液体的密度 的关系。
(2)比较乙、丙两幅图,可以得到的结论是: 同种液体,同一深度,向各个方向的压强都相等 。
【分析】实验中通过U形管中两边的液面高度差来反应被测压强大小的,运用了转换法。由液体内部压强公式p=ρgh知:液体压强与液体密度和液体深度有关,按照控制变量法来分析。
【解答】解:
(1)比较甲、丁两幅图可知,金属盒所在深度相同,液体密度不同,受到的压强也不同。所以液体内部压强大小与液体的密度有关;
(2)比较乙、丙两幅图可知,液体密度相同,金属盒所在深度相同,橡皮膜的方向不同,U形管两边的高度差相同,受到的压强也相同,所以结论为:同种液体,同一深度,向各个方向的压强都相等。
故答案为:(1)液体的密度;(2)同种液体,同一深度,向各个方向的压强都相等。
【点评】本题考查用控制变量法对影响液体压强的因素进行辨析,实验过程应用控制变量法,总结结论时也要体现这种方法。
37.如图所示,将一个两端开口的玻璃管下端扎上一块橡皮膜,倒入一定量的某种液体后,橡皮膜向外凸出。然后放入盛有清水的烧杯中,玻璃管下端距水面10cm,此时液柱高为8cm,橡皮膜恰好变平,则液体密度为 1.25×103 kg/m3。
【分析】玻璃管内倒入液体,知道液体深度,利用p=ρgh表示出液体对橡皮膜向下的压强,再利用F=pS表示出橡皮膜受到液体向下的压力,同理可得橡皮膜受到水的向上压力;因为橡皮膜恰好变平,所以橡皮膜受力为平衡力,大小相等,据此列方程求液体的密度。
【解答】解:玻璃管内倒入液体,液体对橡皮膜向下的压强:p液=ρ液gh液,
设橡皮膜的横截面积为S,则橡皮膜受到液体向下的压力:F液=p液S=ρ液gh液S,
同理可得橡皮膜受到水的向上压力:F水=p水S=ρ水gh水S,
因为橡皮膜恰好变平,所以橡皮膜受力为平衡力,
则F液=F水,
即:ρ液gh液S=ρ水gh水S,
代入数据可得:ρ液×10N/kg×0.08m×S=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m×S,
解得:ρ液=1.25×103kg/m3。
故答案为:1.25×103。
【点评】本题考查了压强定义式、液体压强公式的应用以及二力平衡条件的应用,计算时注意单位换算。
三.实验探究题(共2小题)
38.在“探究液体内部压强的特点”实验中,两杯中分别盛有深度相同的水和浓盐水(ρ水<ρ盐水)。
(1)实验前,先检查压强计探头、胶管和U形管的连接是否漏气,再经过调整使U形管两侧液面 相平 。
(2)如图所示,探头在液体中的深度相同,由实验现象可知:在深度相同时,液体的密度越大,压强 越大 。
(3)固定图中探头的位置不动,向甲容器中慢慢加水(未溢出),当两个U形管中液面的高度差相同时,烧杯底部受到液体压强的大小关系是p水 < p盐水(选填“>”“<”或“=”)。
【分析】(1)在使用压强计之前要检查其密闭性,防止漏气。再调整U形管两侧液面的高度相平;
(2)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变,据此分析回答;
(3)探头处压强相等,盐水中的深度小于水中的深度,根据公式p=ρgh可知,液体的密度的大小关系,再利用公式p=ρgh判断出两容器底部所受液体压强的大小关系。
【解答】解:(1)在使用压强计之前要检查其密闭性,防止漏气,再调整U形管两侧液面的高度相平;
(2)观察图甲乙可知,两个实验仪器相同,探测深度相同,液体的密度不同,而且在盐水中时U形管液面高度差更大,说明了当液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大;
(3)固定图中探头的位置不动,向甲容器中慢慢加水(未溢出),当两个U形管中液面的高度差相同时,探头处压强相等,即p水上=p盐水上,
由题意可知两探头到底部的深度相等,所以p水下<p盐水下;
p水′+p水下<p盐水′+p盐水下,
即p水<p盐水。
故答案为:(1)相平;(2)越大;(3)<。
【点评】此题主要考查的是学生对液体压强的影响因素实验的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的运用。难点在最后一问,重点考查液体压强公式的灵活运用。
39.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)压强计上的U形管 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器,甲所示压强计是通过比较U形管两边液面的高度来反映被测压强大小的,这种方法叫 转换法 。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差。通过 A (填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.拆除软管重新安装
B.从左管口向U形管内添加适量水
C.从U形管右管口向外抽出适量水
(3)比较图中乙图、丙图和丁图,可以得到结论: 在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等 。
(4)在乙图中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 500 Pa。(ρ0=1.01×105Pa,ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【分析】(1)上端开口,底部相互连通的容器是连通器;压强计是通过比较U形管两边液面的高度来反映被测压强大小的,这种方法叫转换法;
(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;
(3)在相同液体的同一深度,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盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;
(5)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差。
【解答】解:(1)压强计上端不都是开口的,故不属于连通器;压强计是通过比较U形管两边液面的高度来反映被测压强大小的,这种方法叫转换法;
(2)进行调节时,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,故选A;
(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相等;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大。
(5)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
故答案为:(1)不属于;转换法;(2)A;(3)在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;(4)变大;
(5)500。
【点评】此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。注意物理实验中研究方法转换法和控制变量法的运用。液体压强是中考必考的一个知识点,需要掌握。
四.计算题(共1小题)
40.2012年我国蛟龙号载人潜水器顺利完成了7km级的潜水实验,这标志着我国深海潜水科技达到了一个新的水平。有人说,“设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背压力的大小相当于1500个人所受的重力!”海水压力真有这么大吗?请通过估算加以说明。(因为是估算海水的密度可以取ρ=1×103kg/m3,脚背宽度取8~10cm,脚背长度取12~15cm,g取10N/kg)
【分析】由液体压强公式p=ρgh求压强,由F=pS求海水对脚背的压力,与1000个60kg的成年人的总重力相比较即可。
【解答】解:脚背宽度取8~10cm,脚背长度取12~15cm,则脚背面积为96~150cm2,
近似取S=130
cm2=1.3×10﹣2m2,
7
km深处海水的压强为:
p=ρgh=1×103
kg/m3×10N/kg×7×103m=7×107Pa,
脚背受的压力为:F=pS=7×107
N/m2×1.3×10﹣2m2=9×105
N,
一个成年人的质量约为60kg,所受的重力:
G=mg=60kg×10N/kg=6×102N,
假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受的重力,则
n=9×105
N/6×102N=1500,
估算结果表明,在深7
km的海底,水对脚背的压力确实相当于1500个人所的重力。
答:海水对你脚背压力的大小相当于1500个人所受的重力。
【点评】本题以“蛟龙号”潜水器潜水为背景考查了求:海水压强、海水压力的计算,注意还可以通过比较压强的大小来得出结论。液体压强
液体压强大小的影响因素
液体压强产生
的原因

液体受到重力作用,
所以对支撑它的物体(容器底)有压强

液体没有固定的形状,
能流动,
因此对阻碍它流散开的容器壁有压强
液体压强
影响因素

在同一深度,
液体向各个方向的压强都相等

液体密度一定时,
液体压强随深度的增加而增大

液体深度一定时,
液体密度越大,
液体压强越大
液体压强计算公式推导
由于液体受到重力作用,所以下部液体受到的压强是上部液体的重力作用的结果.从液体的状态看,在液体静止的情形下,又可以把液体看作是由许多竖直静止液柱组成的.因此,液体某一深度向下的压强,就是这一深度上方的一个竖直液柱的重力向下的压强;只要求得这个竖直液柱对该深度竖直向下的压强,再根据液体内部同一深度处向各个方向的压强相等的特点,也就同时知道这一深度处液体向各个方向的压强(如图).设液体某处深度为h,密度为,液柱底面积为S,根据,,,不难推出
即:
(h——深度,
指该处到自由液面的垂直距离)
注意
液体压强只与液体的密度和液体的深度有关,而与液体的体积、质量无关。与浸入液体中物体的密度无关(深度不是高度)
当固体的形状是柱体时,压强也可以用此公式进行推算
计算液体对容器的压力时,必须先由公式P=ρgh算出压强,再由公式
P=F/S,得到压力
F=PS

连通器的定义
上端开口、下端连通的容器。
特点:连通器里的液体不流动时,
各容器中的液面总保持相平,
即各容器的液体深度总是相等。
应用举例:
船闸、茶壶、锅炉的水位计。
【典型例题】
类型一、液体压强
1、下列关于液体内部的压强的说法中,错误的是(  )
A.由于液体受到重力的作用,所以上层液体对下层液体有压强
B.由于液体有流动性,所以液体不仅对容器底部有压强,对容器侧壁也有压强
C.液体内部压强是液体重力产生的,而重力方向竖直向下,所以液体不可能有向上的压强
D.由于液体具有流动性,所以液体内部不仅有向下压强而且向各个方向都有压强
【答案】C
 
【解析】A、由于重力的作用,上层液体对下层液体有压强的作用,是正确的,B、液体流动,所以能产生向各个方向的压强,B对,C、液体内部压强虽由重力产生,但由于液体的流动性故能产生各个方向的压强,C错,D、液体具有流动性,故液体内部能产生各个方向的压强,D对,本题选错误的,故选C。
类型二、连通器
2、如图所示,正确的是(  )
【答案】A
【解析】因为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,所以选项B、C、D都不符合实际,不能选。
一.选择题(共26小题)
1.从下列图象得到的信息中,正确的是(  )
A.如图表示物体的质量跟它所受重力的关系
B.
如图表示物体正以5m/s的速度做匀速运动
C.如图表示液体的压强和深度之间的关系
D.如图表示弹簧伸长量和所受拉力的关系
2.如图所示,两端开口的玻璃筒下端扎有橡皮膜,在玻璃筒内灌一定量的水,将它放入盛酒精的容器内。当筒内外液面相平时,可以观察到薄膜(  )
A.向上凹进
B.是平的
C.向下凸出程度不变
D.向下凸出程度变小
3.装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图中描绘正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
4.2020停课不停学,小明在家庭实验室利用如图所示装置探究“液体压强的特点”。下列对实验现象的分析不正确的是(  )
A.只拔掉a、c的孔塞时,观察到c孔比a孔水的射程远,说明水的压强随深度增加而增大
B.只拔掉b、c的孔塞时,观察到两孔水的射程相同,说明同一深度,水的压强相等
C.只拔掉a、c的孔塞时,观察到两孔均有水流出,说明水向各个方向都有压强
D.只拔掉d的孔塞时,观察到有水流出,说明水对容器底有压强
5.如图所示,往装有水的烧杯内匀速下插一长方体物体(未触底),烧杯中水面逐渐上升,随着时间的变化,杯底受到水的压强P变化的曲线,较合理的是(  )
A.
B.
C.
D.
6.如图所示,一个边长为L=10cm正方体悬浮在某液体中,上表面受到的液体压力F1=4N,下表面受到液体的压力F2=12N,g取10N/kg。下列说法正确的是(  )
A.长方体的前后表面不受力
B.液体的密度是1.0×103kg/m3
C.液体对正方体上表面的压强是400Pa
D.正方体下表面到液面的距离h2=12cm
7.如图,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ,则液体对烧杯底部的压强为(  )
A.2.4ρgh
B.2.7ρgh
C.2.8ρgh
D.ρgh
8.如图所示,水平桌面上有一个上面开口的杯子,装有10cm深的水。已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.9kg。已知g=10N/kg,下列结论错误的是(  )
A.水对杯底的压强为1000Pa
B.水和杯对桌面的压力为9N
C.杯内水的重力小于5N
D.杯子对桌面的压强为1500Pa
9.三个相同的容器,分别装有甲乙丙三种等质量的液体,液面位置如图所示,液体对容器底的压强分别为p甲、p乙、p丙,其中正确的是(  )
A.p甲>p丙>p乙
B.p甲=p乙=p丙
C.p甲<p丙<p乙
D.无法判断
10.如图所示水平地面上有底面积为300cm2,质量不计的薄壁柱形盛水容器A,内有质量为400g,边长为10cm,质量分布均匀的正方体物块B,通过一根10cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30cm,剪断绳子后,木块最终静止时有的体积露出水面,计算可得出(  )
A.剪断绳子前,水对容器底部的压力为30N
B.剪断绳子前,容器对水平地面的压力是90N
C.剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上,水对容器底的压强变化了200Pa
D.剪断绳子,待物块静止后漂浮在水面上,水平地面受到的压强变化了200Pa
11.将同一压强计的金属盒先后放入(a)、(b)两种液体中,如图所示,这两种液体密度的大小关系是(  )
A.液体(a)的密度小于液体(b)的密度
B.液体(a)的密度等于液体(b)的密度
C.液体(a)的密度大于液体(b)的密度
D.无法判断
12.如图,两端开口的弯管中左右两边各充满A,B两种液体,弯管顶部装有阀门S,两端分别插入装有A,B两种液体的两槽中,A槽装水,h1=0.8m,B槽装酒精,h2=0.9m(酒精密度ρ酒精=0.8×103kg/m3,g取10N/kg)。当阀门S打开后,液体将(  )
A.向左流
B.不流动
C.向右流
D.无法判断
13.如图所示,甲、乙两个圆柱形容器中分别装有深度相同、密度不同的液体,静止在水平桌面上。甲容器的底面积为S1,乙容器的底面积为S2;甲容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压力为F1、压强为p1;乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底压力为F2、压强为p2.已知3S1=5S2,2ρ1=ρ2.则下列叙述中正确的是(  )
A.F1>F2,p1<p2
B.F1=F2,p1<p2
C.F1<F2,p1<p2
D.F1<F2,p1>p2
14.如图所示,A、B、C是三个圆柱形容器,分别装有水或酒精(ρ酒精<ρ水),A、C两容器中液体深度相同,B、C两容器的底面积相同,下列判断正确的是(  )
A.A容器底部所受液体压力最大,C容器所受液体压力最小
B.B容器底部所受液体压力最大,C容器所受液体压力最小
C.AB两容器底部所受液体压力一定相等,C容器所受液体压力最小
D.AB两容器底部所受液体压力可能相等,C容器所受液体压力最小
15.如图所示,底面积不同的两圆柱形容器内分别盛有甲、乙两种液体。现从两容器中分别抽出相同深度的液体后,容器中剩余液体的质量相等,则容器底部受到的液体压强变化量△p甲、△p乙的关系是(  )
A.△p甲定小于△p乙
B.△p甲可能等于△p乙
C.△p甲一定大于△p乙
D.△p甲可能大于△p

16.在下列生活和生产实例中,与连通器原理无关的是(  )
A.
B.
C.
D.
17.如图所示,下列实验装置中属于连通器的是(  )
A.
B.
C.
D.
18.在下列器材或装置中,利用连通器原理工作的是(  )
A.锅炉液位计
B.订书机
C.温度计
D.密度计
19.连通器在日常生活中应用广泛,如图所示的事例不是利用连通器原理的是(  )
A.茶壶
B.奶牛的自动喂水器
C.连体花瓶
D.拦河坝上窄下宽
20.如图所示甲、乙两个底面积相同的容器中盛有酒精且液面相平,它们之间有斜管相通,K是开关,则(  )
A.开关K在打开之前,该装置属于连通器
B.若MN之间落差10cm,则MN两点间的液体压强相差1000Pa
C.N点所受的压强会随开关K的开、闭情况不同而发生改变
D.甲容器底部承受的压力一定比乙容器底部承受的压力大
21.如图所示的装置可能是用来研究(  )
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
22.在探究液体内部压强的实验中,以下说法正确的是(  )
A.液体内部的压强大小通过U形管液面的高度来体现
B.对于不同种液体而言,液体的密度越大,压强就越大
C.液体压强的大小与盛液体的容器形状有关
D.当手指用力按压橡皮膜时,U形管两侧液面的高度几乎无变化,可能是因为压强计的密封性不好
23.在如图所示的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,下列说法中,能使U形管两边液面的高度差减小的是(  )
A.将探头放在浓盐水中的同样深度
B.将探头水平向左移动一段距离
C.将探头向上移动一段距离
D.将探头向下移动一段距离
24.某同学探究液体压强的实验如图所示,他探究的是(  )
A.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有压强
25.如图所示,在“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入烧杯的盐水中,下列操作能使U形管两边液面的高度差变大的是(  )
A.将探头向下移动一段距离
B.在原来的位置将探头旋转90°
C.将探头向右平移一段距离
D.将烧杯内盐水换成相同深度的水
26.把两端开口的玻璃管的下方用薄塑料片托住(不计塑料片质量),竖直放入水面下16cm处,然后向管内缓慢注入煤油,当煤油在管内的高度为20cm时,塑料片刚好下沉,则煤油的密度是(  )
A.1.25g/cm3
B.1.0g/cm3
C.0.8g/cm3
D.0.4g/cm3
二.填空题(共11小题)
27.图甲中圆柱形容器装有适量的水,当水温从0℃升到15℃时,水的密度ρ和水温t关系如图乙所示,此过程水的质量不变,不考虑圆柱形容器的热胀冷缩,描述图甲中容器底受到水的压强p和水温t关系:随着水温逐渐升高,容器底受到水的压强 
 (选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”)请写出你的判断依据: 
 .
28.水库的大坝呈上窄下宽的形状,是因为 
 。
29.如图所示的薄壁柱形容器,底部有一由阀门B控制的出水口,内盛有30cm深的水,现将弹簧测力计上端固定,另一端挂一个底面积为20cm2,高为7.5cm的柱形物体,把物体从接触水面开始,向下移动4.5cm,物体的上表面刚好与水面相平(水不溢出),此时容器中水对容器底部的压强为 
 Pa.打开阀门B,放出200g水,容器对桌面的压强减小了 
 Pa.(已知弹簧测力计每1N刻度线间的距离为1cm)
30.如图所示,面积为S、高为h、密度为ρ的液柱质量为m= 
 ,深度为h处液体的压强为p= 
 。(用字母表示)
31.如图所示的两个盛有等高液体的柱形容器A和B,底面积不同(SA<SB),液体对容器底部的压力相等,则液体对容器底部压强较大的是 
 ;液体密度较大的的是 
 (两空均选填“A”或“B”)。
32.如图(a)所示,底面积不同的圆柱形容器分别盛有甲、乙两种液体,其密度为ρ甲和ρ乙,已知液体对各自容器底部的压强相等。现将甲、乙液体互换容器(均不溢出),如图(b)所示,甲、乙液体对容器底部压强的变化量分别为△p甲、△p乙,则ρ甲 
 ρ乙,△p甲 
 △p乙(选填:>/</=)。
33.茶壶的壶嘴和壶身组成一个连通器,因此壶嘴不能 
 于壶身(选填“低”或“高”),因为它们内部的液面高度总是 
 ,生活中的连通器实例还有 
 。(举一个实例)
34.湖北宜昌的三峡船闸是世界上最大的船闸。如图是轮船由上游准备通过船闸的情景,此时闸室与上游水道构成了一个 
 ,当闸室水面上升到与上游水面 
 后,会打开上游闸门,让船进入闸室。
35.如图所示,图中的仪器名称是 
 ,小华在用该器材研究液体内部压强与液体密度的关系时,将带橡皮膜的塑料盒插入不同液体的 
 深度(选填“相同”或“不同”),通过观察比较 
 ,继而得出结论。
36.如图是老师在演示液体内部压强情况的四幅图,请你仔细观察这四幅图,回答下列问题:
(1)比较甲、丁两幅图,则研究的是液体内部压强与 
 的关系。
(2)比较乙、丙两幅图,可以得到的结论是: 
 。
37.如图所示,将一个两端开口的玻璃管下端扎上一块橡皮膜,倒入一定量的某种液体后,橡皮膜向外凸出。然后放入盛有清水的烧杯中,玻璃管下端距水面10cm,此时液柱高为8cm,橡皮膜恰好变平,则液体密度为 
 kg/m3。
三.实验探究题(共2小题)
38.在“探究液体内部压强的特点”实验中,两杯中分别盛有深度相同的水和浓盐水(ρ水<ρ盐水)。
(1)实验前,先检查压强计探头、胶管和U形管的连接是否漏气,再经过调整使U形管两侧液面 
 。
(2)如图所示,探头在液体中的深度相同,由实验现象可知:在深度相同时,液体的密度越大,压强 
 。
(3)固定图中探头的位置不动,向甲容器中慢慢加水(未溢出),当两个U形管中液面的高度差相同时,烧杯底部受到液体压强的大小关系是p水 
 p盐水(选填“>”“<”或“=”)。
39.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)压强计上的U形管 
 (选填“属于”或“不属于”)连通器,甲所示压强计是通过比较U形管两边液面的高度来反映被测压强大小的,这种方法叫 
 。
(2)若在使用压强计前,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.拆除软管重新安装
B.从左管口向U形管内添加适量水
C.从U形管右管口向外抽出适量水
(3)比较图中乙图、丙图和丁图,可以得到结论: 
 。
(4)在乙图中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 
 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 
 Pa。(ρ0=1.01×105Pa,ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
四.计算题(共1小题)
40.2012年我国蛟龙号载人潜水器顺利完成了7km级的潜水实验,这标志着我国深海潜水科技达到了一个新的水平。有人说,“设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,海水对你脚背压力的大小相当于1500个人所受的重力!”海水压力真有这么大吗?请通过估算加以说明。(因为是估算海水的密度可以取ρ=1×103kg/m3,脚背宽度取8~10cm,脚背长度取12~15cm,g取10N/kg)

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