
? 10.2 液體的壓強(qiáng)(考點(diǎn)解讀)
知識導(dǎo)航
知識點(diǎn)講解
1、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
(1)液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是由于液體受重力的作用,若液體在失重的情況下,將無壓強(qiáng)可言;
(2)液體壓強(qiáng)具有以下幾個特點(diǎn):
①液體除了對容器底部產(chǎn)生壓強(qiáng)外,還對“限制”它流動的側(cè)壁產(chǎn)生壓強(qiáng),固體則只對其支承面產(chǎn)生壓強(qiáng),方向總是與支承面垂直;
②在液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng),在同一深度向各個方向的壓強(qiáng)都相等,同種液體,深度越深,壓強(qiáng)越大。
(3)容器底部受到液體的壓力跟液體的重力不一定相等。
2、液體壓強(qiáng)大小比較
液體內(nèi)部的壓強(qiáng)主要與液體的密度、深度有關(guān),比較其大小一定采取控制變量法來分析,利用公式采用密度比較法和深度比較法。
3、液體壓強(qiáng)的計(jì)算
(1)計(jì)算液體壓強(qiáng)的公式是p=ρgh;
(2)液體壓強(qiáng)的大小只取決于液體的種類(即密度ρ)和深度h,而和液體的質(zhì)量、體積沒有直接的關(guān)系;
(3)運(yùn)用液體壓強(qiáng)的公式計(jì)算確定深度時,要注意是指液體與大氣(不是與容器)的接觸面向下到某處的豎直距離,不是指從容器底部向上的距離(那叫“高度”)。
4、探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、方法?br />
①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懸后w內(nèi)部壓強(qiáng)的因素有哪些;
②實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法。
【實(shí)驗(yàn)猜想】
液體內(nèi)部壓強(qiáng)可能與液體深度,液體的密度,液體重力,方向等有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)器材】
壓強(qiáng)計(jì);燒杯;食鹽;水;刻度尺。
【器材作用及圖像】
①壓強(qiáng)計(jì):測量液體壓強(qiáng);
②燒杯:盛放水;
③食鹽:改變液體密度;
④水:實(shí)驗(yàn)對象;
⑤刻度尺:測量壓強(qiáng)計(jì)高度差。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
步驟①將水倒入燒杯,如圖甲,控制探頭在水下深度不變,調(diào)節(jié)旋鈕改變探頭的朝向,觀察并測出U形管中液面的高度差,將數(shù)據(jù)填入表格;
步驟②如圖乙,控制橡皮膜的朝向不變,改變探頭浸入水中的深度,觀察并測出U形管中液面的高度差,將數(shù)據(jù)填入表格;
步驟③如圖丙,控制探頭在水和鹽水下的深度相同,觀察并測出U形管中液面的高度差,將數(shù)據(jù)填入表格。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論及應(yīng)用】
液體內(nèi)部向各個方向都有壓強(qiáng),壓強(qiáng)隨液體深度的增加而增加;同種液體在同深度的各處,各個方向的壓強(qiáng)大小相等;不同的液體,在同一深度產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小與液體的密度有關(guān),密度越大,液體的壓強(qiáng)越大。
典例分析+變式訓(xùn)練
考點(diǎn)1 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
【典例1-1】(2022秋?雁塔區(qū)校級期末)如圖,奶茶飲料平放在水平桌面上,若將該飲料倒置過來放在桌面上,則( ?。?br />
A.杯內(nèi)飲料對杯子底的壓強(qiáng)減小 B.杯子對桌面的壓力增大
C.杯子對桌面的壓強(qiáng)增大 D.杯內(nèi)飲料對杯子底的壓強(qiáng)增大
【典例1-2】(2022秋?奉賢區(qū)期末)如圖所示,將一個試管口扎上橡皮膜豎直浸入水中,第一次管口朝上,第二次管口朝下,兩次試管浸沒在水里的位置相同,發(fā)現(xiàn)橡皮膜都向管內(nèi)凹陷,根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)“ 相同時, ,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大”的特點(diǎn)可知第 次橡皮膜向管內(nèi)凹陷的程度更明顯。
【變式1-1】(2022春?倉山區(qū)期中)如圖所示,容器側(cè)壁開有三個小孔,水從小孔中噴出,下列四幅圖正確的是( ?。?br />
A. B. C. D.
【變式1-2】(2022春?新洲區(qū)期末)小明將電子秤放在水平桌面上并調(diào)零,然后將裝滿水的溢水杯放到電子秤上,用細(xì)線將50cm3鋁塊緩慢浸入溢水杯的水中,如圖所示,鋁塊不與溢水杯接觸,不考慮細(xì)線體積。鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未進(jìn)入水中相比,水對溢水杯底壓強(qiáng)將 ?。ㄌ睢白兇蟆薄白冃 被颉安蛔儭保?,電子秤示數(shù)將 ?。ㄌ睢白兇蟆薄白冃 被颉安蛔儭保?。右邊小杯中水的質(zhì)量為 g。
考點(diǎn)2 液體壓強(qiáng)大小比較
【典例2-1】(2023春?永興縣校級月考)如圖所示,完全相同的圓柱形容器中,裝有不同的兩種液體甲、乙,在兩容器中同一高度處分別有 A、B兩點(diǎn)。若甲、乙兩種液體對容器底部壓強(qiáng)相等,則 A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)關(guān)系是( ?。?br />
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.無法判斷
【典例2-2】(2023?宜豐縣校級開學(xué))一未裝滿橙汁的密閉杯子,先正立放在桌面上(如圖A),然后反過來倒立在桌面上(如圖B),兩次放置橙汁對杯底的壓強(qiáng)分別是pA和pB,則pA pB;兩次放置杯子對桌面的壓強(qiáng)分別是pa和pb,則pa pb。(均選填“>”、“=”或“<”)
【變式2-1】(2023?江北區(qū)校級一模)如圖所示,盛有水的容器中有A、B、C三點(diǎn),它們受到水的壓強(qiáng)分別為pA、pB和pC,則( ?。?br />
A.pA=pB>pC B.pA>pB=pC C.pA<pB=pC D.pA<pB<pC
【變式2-2】(2022春?耒陽市期中)現(xiàn)有一裝有水的容器如圖所示(C平面處密封),待容器內(nèi)液體處于平衡狀態(tài)后,A、B、C三平面所受水的壓強(qiáng)大小關(guān)系為 。
考點(diǎn)3 液體壓強(qiáng)的計(jì)算
【典例3-1】(2022春?陽城縣期末)一杯裝滿豆?jié){的杯子杯口密封后,先按照圖甲所示的方式放在水平桌面,此時豆?jié){對杯底的壓強(qiáng)為p1,杯子對桌面的壓強(qiáng)為p1';然后將杯子倒放,按照圖乙所示放在水平桌面,此時豆?jié){對杯底的壓強(qiáng)為p2,杯子對桌面的壓強(qiáng)為p2'。下列說法正確的是( ?。?br />
A.p1>p2 B.p1<p2 C.p1'>p2' D.p1'<p2'
【典例3-2】(2022秋?永州期末)我國首臺自主設(shè)計(jì)研發(fā)的載人深潛器“蛟龍?zhí)枴痹?012年6月27日進(jìn)行了7000m海試,最大下潛深度達(dá)7062m,此處海水生產(chǎn)的壓強(qiáng)約為
Pa,此時“蛟龍?zhí)枴泵?.5m2外表面受到海水的壓力為 N(ρ海水為1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【變式3-1】(2023?普陀區(qū)一模)底面積不同的兩個薄壁圓柱形容器放在水平桌面上,分別裝有高度均為h的甲、乙兩種液體。分別再加入等質(zhì)量的甲、乙兩種液體后,液面位置如圖所示,此時兩容器底受到液體的壓力分別為F甲和F乙。若甲、乙液體的密度分別為ρ甲和ρ乙,下列關(guān)系正確的是( ?。?br />
A.ρ甲>ρ乙,F(xiàn)甲>F乙 B.ρ甲>ρ乙,F(xiàn)甲<F乙
C.ρ甲<ρ乙,F(xiàn)甲<F乙 D.ρ甲<ρ乙,F(xiàn)甲>F乙
【變式3-2】(2023?江北區(qū)校級一模)小琪同學(xué)買了一只平底玻璃杯,經(jīng)測算,玻璃杯的質(zhì)量為0.3kg,底面積為2×10﹣3m2,放在水平桌面上。在玻璃杯內(nèi)裝有0.3kg的水,水深14cm,離杯底4cm處有一點(diǎn)A,如圖所示。取g=10N/kg,通過計(jì)算回答:
(1)A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)是多少Pa?
(2)水對杯底的壓力是多少N?
(3)玻璃杯對桌面的壓強(qiáng)是多少Pa?
考點(diǎn)4 探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
【典例4-1】(2022春?武漢期中)兩只杯子分別盛有甲、乙兩種液體,小剛利用微小壓強(qiáng)計(jì)對它們進(jìn)行以下操作,實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖a情景,下列說法不正確的是( ?。?br />
A.實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖a情景,說明U形管左側(cè)液面上方的氣體壓強(qiáng)大于當(dāng)?shù)丨h(huán)境大氣壓
B.實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖a情景,為調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置,可以取下軟管,然后重新安裝
C.壓強(qiáng)計(jì)調(diào)節(jié)正常后,將探頭分別放入甲、乙兩液體中,若出現(xiàn)如圖b、c情景,則說明ρ甲<ρ乙
D.ρ甲=ρ乙,壓強(qiáng)計(jì)調(diào)節(jié)正常后,將探頭分別放入兩液體中,根據(jù)b、c情景可以探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系
【典例4-2】(2023春?雨花區(qū)校級月考)如圖所示是用壓強(qiáng)計(jì)“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)在使用壓強(qiáng)計(jì)前發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差,如圖甲,其調(diào)節(jié)的方法是 ?。ㄟx填“A”或“B”),使U形管左右兩側(cè)的水面相平。
A.將右側(cè)支管中高出的水倒出 B.取下軟管重新安裝
(2)比較圖中的乙圖和丙圖,可以得到液體的壓強(qiáng)與 有關(guān)。
【變式4-1】(2022秋?通州區(qū)期末)如圖所示,水平實(shí)驗(yàn)桌面上有滿足實(shí)驗(yàn)要求的微小壓強(qiáng)計(jì)、燒杯和水、刻度尺(圖中未
畫出),利用這些實(shí)驗(yàn)器材探究“水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)p跟該點(diǎn)到容器底的豎直距離
L的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)中用微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差H表示水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)。請回答如下問題:
(1)探究問題中的自變量是 ??;
(2)探究問題中的控制變量是 ;
(3)水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)不能直接測量,而是用微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的
來表示的。
(4)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表:
(5)小明探究過程的步驟為:
①調(diào)整好微小壓強(qiáng)計(jì),并按圖組裝實(shí)驗(yàn)器材。
②用刻度尺分別測量探頭到燒杯底的豎直距離L、探頭到水面的豎直距離h,讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差H,將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中。
③向燒杯中倒入適量的水,保持探頭到燒杯底的豎直距離L不變,重復(fù)步驟②
A.小明的探究過程中存在的問題:
。
B.請你針對小明探究過程中存在的問題,寫出改正措施:
。
【變式4-2】(2023?鳳翔縣一模)陜西安康水電站是兼有航運(yùn)、防洪、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益的大型水電樞紐工程,如圖1所示,大壩設(shè)計(jì)為“下寬上窄”。興趣小組討論認(rèn)為這跟液體的壓強(qiáng)有關(guān),且液體壓強(qiáng)大小與液體的深度有關(guān)。于是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“探究液體壓強(qiáng)大小與什么因素有關(guān)”,實(shí)驗(yàn)器材:壓強(qiáng)計(jì)(U形管所裝液體是水)、刻度尺、燒杯、適量水和鹽水。
(1)同學(xué)們實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)無論怎么按壓壓強(qiáng)計(jì)金屬盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都沒變化,說明壓強(qiáng)計(jì) ?。ㄟx填“漏氣”或“不漏氣”)。
(2)重新調(diào)試安裝好壓強(qiáng)計(jì),進(jìn)行了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)操作。分析比較圖2乙、丙、丁三次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,同一液體、同一深度,各個方向的液體壓強(qiáng) ??;分析比較圖2 兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,液體的深度越大,液體壓強(qiáng) ??;分析比較圖2丁、戊兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,同一深度,液體的 越大,液體壓強(qiáng)越大。
(3)興趣小組還通過本次實(shí)驗(yàn)測量出鹽水的密度,在圖2戊中,用刻度尺測得U形管左右兩側(cè)液面高度差h=5.1cm,壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒距離鹽水液面的高度為5cm,則壓強(qiáng)計(jì)所測之處的鹽水的壓強(qiáng)是 Pa,鹽水的密度為 kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2022秋?通州區(qū)期末)如圖所示的實(shí)驗(yàn)正在探究的是( ?。?br />
A.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體密度是否有關(guān)
B.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟深度是否有關(guān)
C.液體內(nèi)部向各個方向是否都有壓強(qiáng)
D.在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)大小是否相等
2.(2022春?鹽池縣校級期中)如圖,容器中間用隔板分成左右兩部分,隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉.在容器中倒入不同深度的液體,橡皮膜兩側(cè)壓強(qiáng)不同時,形狀會發(fā)生變化。下列圖形符合實(shí)際的是( ?。?br />
A. B. C. D.
3.(2023?金鄉(xiāng)縣一模)如圖所示為長江某水壩的示意圖,水壩左側(cè)水面高,B和C兩點(diǎn)處于同一高度。A和C兩點(diǎn)到各自液面的距離相等。水在A、B和C三點(diǎn)產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為pA、pB和pC,則( ?。?br />
A.pA<pB=pC B.pA=pC>pB C.pA>pB=pC D.pA=pC<pB
4.(2023?定遠(yuǎn)縣校級一模)兩個用同一種材料制成且完全相同的密閉圓臺形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器內(nèi)裝有質(zhì)量和深度均相同的液體,如圖所示,若它們分別在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做勻速直線運(yùn)動,速度分別為v和2v,容器底部受到液體的壓強(qiáng)分別為p1和p2,下列關(guān)系正確的是( ?。?br />
A.p1=p2、F1=F2 B.p1>p2、F1<F2
C.p1<p2、F1>F2 D.p1>p2、F1=F2
5.(2022秋?金山區(qū)期末)如圖所示,盛有一定量水的圓柱形容器A和B分別置于水平面?,F(xiàn)將甲、乙兩實(shí)心球分別浸沒在A、B容器的水中,容器中均無水溢出。此時,水對兩容器底部的壓強(qiáng)增加量相等,兩容器對水平地面的壓強(qiáng)增加量也相等。則甲、乙實(shí)心球的質(zhì)量m甲、m乙和密度ρ甲、ρ乙的關(guān)系是( ?。?br />
A.m甲一定大于m乙,ρ甲一定大于ρ乙 B.m甲可能小于m乙,ρ甲一定小于ρ乙
C.m甲可能大于m乙,ρ甲可能大于ρ乙 D.m甲一定大于m乙,ρ甲可能小于ρ乙
6.(2023?綿陽模擬)如圖甲所示為邊長為20cm的薄壁正方體容器(質(zhì)量不計(jì))放在水平桌面上,將質(zhì)地均勻的實(shí)心圓柱體豎直放在容器底部,其橫截面積為200cm2、高為10cm。向容器內(nèi)緩慢注入某種液體,圓柱體始終豎直,圓柱體對容器底部的壓力與注入液體的質(zhì)量關(guān)系如圖乙所示。下列判斷正確的是( ?。?br />
A.圓柱體的密度小于液體的密度
B.當(dāng)注入液體質(zhì)量為2kg時,圓柱體所受的浮力為10N
C.當(dāng)液體對容器底的壓強(qiáng)與容器對桌面的壓強(qiáng)之比為1:3時,物體未浸沒
D.當(dāng)液體對容器底的壓強(qiáng)與容器對桌面的壓強(qiáng)之比為1:3時,注入液體質(zhì)量為4.5kg
7.(2022春?成都期中)如圖所示,在研究液體壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)中,將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒放在水中,下列做法能夠使壓強(qiáng)計(jì)U形管兩邊的液面高度差增大的是( ?。?br />
A.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒水平向左或向右移動一段距離
B.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒向上移動一段距離
C.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒在原處轉(zhuǎn)動180°
D.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒改放在同樣深度的濃鹽水中
8.(2023春?宛城區(qū)校級月考)在如圖所示的裝置中,不是利用連通器原理工作的是( ?。?br />
①牲畜自動飲水機(jī)
②攔河大壩
③洗手盆的下水管
④液壓機(jī)模型
A.①② B.② C.④ D.②④
二、填空題。
9.(2022春?重慶期中)如圖所示,它說明了液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而 。(填“增大”或“減小”)
10.(2022春?新建區(qū)校級期中)如圖甲所示,裝滿水的密閉容器置于水平桌面上,此時水對容器底部的壓強(qiáng)為p1、水對容器底部的壓力為F1;把容器倒置過來,如圖乙所示,此時水對容器底部的壓強(qiáng)為p2、水對容器底部的壓力為F2,p1 p2,F(xiàn)1 F2。(均選填“>”、“<”或“=”)
11.(2023春?無為市月考)如圖所示,兩端開口的玻璃管底部用橡皮膜封住,放入水中,已知玻璃管底部距離水面8cm,現(xiàn)向玻璃管中緩緩注入密度為0.8×103kg/m3的酒精,則玻璃管內(nèi)注入的酒精高度為 cm時,橡皮膜恰好不發(fā)生形變。(ρ水=1.0×103kg/m3)
12.(2022秋?閔行區(qū)期末)用比管口稍大的薄塑料片堵在玻璃管的下端,將玻璃管豎直插入水槽中,其深度為h,如圖(a)所示。再將高為h、密度為1×103千克/米3的圓柱體輕輕放在玻璃管底的塑料片上,塑料片不掉落,如圖(b)所示。將圓柱體取出后,向玻璃管中沿著管壁緩緩倒入水,當(dāng)管內(nèi)外水面相平時塑料片恰好掉落,如圖(c)所示。
(1)某同學(xué)認(rèn)為塑料片恰好掉落是由于受到向上、向下的壓強(qiáng)相等。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確,請簡要闡述理由:
。
(2)若要使圖(b)中的塑料片掉落,下列方法中可能實(shí)現(xiàn)的是 。
A.換一個橫截面積更小的玻璃管
B.將玻璃管向下移動一段距離
C.換一個質(zhì)量更大的圓柱體
三、實(shí)驗(yàn)探究題。
13.(2023春?天心區(qū)校級月考)如圖是用壓強(qiáng)計(jì)“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)在使用壓強(qiáng)計(jì)前,發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差,如圖甲,其調(diào)節(jié)的方法是 ?。ㄟx填“A”或“B”),使U形管左右兩側(cè)的水面相平。
A.將右側(cè)支管中高出的水倒出
B.取下軟管重新安裝
(2)通過比較丙、丁兩圖可知,在液體內(nèi)部的同一深度,液體的 越大,壓強(qiáng)越大。
(3)通過比較乙圖與 圖可知三峽大壩設(shè)計(jì)成上窄下寬的原因。
四、計(jì)算題。
14.(2023?渦陽縣校級一模)如圖甲所示,水平臺面上有一底面積為50cm2的圓柱形薄壁容器(容器足夠高),裝有適量的水,水深15cm。將一長方體物塊懸掛在彈簧測力計(jì)上,緩慢浸入水中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與長方體浸入水中的深度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)物塊的密度;
(2)物塊浸沒時水對容器底部壓強(qiáng)。
典例分析+變式訓(xùn)練
考點(diǎn)1 液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)
【典例1-1】(2022秋?雁塔區(qū)校級期末)如圖,奶茶飲料平放在水平桌面上,若將該飲料倒置過來放在桌面上,則( ?。?br />
A.杯內(nèi)飲料對杯子底的壓強(qiáng)減小 B.杯子對桌面的壓力增大
C.杯子對桌面的壓強(qiáng)增大 D.杯內(nèi)飲料對杯子底的壓強(qiáng)增大
【答案】A。
【解答】解:AD、由圖可知,杯子上粗下細(xì),正放時,杯中飲料的深度較大,根據(jù)p=ρgh可知,正放時飲料對杯底的壓強(qiáng)較大,即p正>p倒,即杯內(nèi)飲料對杯子底的壓強(qiáng)減小,故A正確,D錯誤;
BC、杯子對桌面的壓力等于杯子與飲料的重力之和,無論正放,還是倒放杯子與飲料的重力不變,對桌面的壓力不變,即F正=F倒;倒放后,受力面積增大,根據(jù)p=可知,杯子對桌面的壓強(qiáng)減小,故BC錯誤。
故選:A。
【典例1-2】(2022秋?奉賢區(qū)期末)如圖所示,將一個試管口扎上橡皮膜豎直浸入水中,第一次管口朝上,第二次管口朝下,兩次試管浸沒在水里的位置相同,發(fā)現(xiàn)橡皮膜都向管內(nèi)凹陷,根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)“ 液體密度 相同時, 液體越深 ,液體內(nèi)部壓強(qiáng)越大”的特點(diǎn)可知第 二 次橡皮膜向管內(nèi)凹陷的程度更明顯。
【答案】液體密度;深度越深;二。
【解答】解:由于液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,第一次管口朝上,第二次管口朝下,則第二次管口在水里的深度較大,橡皮膜受的壓強(qiáng)較大,所以第二次橡皮膜向內(nèi)凹陷的程度更明顯。
故答案為:液體密度;深度越深;二。
【變式1-1】(2022春?倉山區(qū)期中)如圖所示,容器側(cè)壁開有三個小孔,水從小孔中噴出,下列四幅圖正確的是( ?。?br />
A. B. C. D.
【答案】B。
【解答】解:向容器中倒入水后,水從小洞中噴出,越靠下部的小孔深度越大,水產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大,所以水噴射的也越遠(yuǎn),由圖可知選項(xiàng)A、C、D不正確。只有選項(xiàng)B符合實(shí)際。
故選:B。
【變式1-2】(2022春?新洲區(qū)期末)小明將電子秤放在水平桌面上并調(diào)零,然后將裝滿水的溢水杯放到電子秤上,用細(xì)線將50cm3鋁塊緩慢浸入溢水杯的水中,如圖所示,鋁塊不與溢水杯接觸,不考慮細(xì)線體積。鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未進(jìn)入水中相比,水對溢水杯底壓強(qiáng)將 不變 (填“變大”“變小”或“不變”),電子秤示數(shù)將 不變?。ㄌ睢白兇蟆薄白冃 被颉安蛔儭保?。右邊小杯中水的質(zhì)量為 50 g。
【答案】不變;不變;50。
【解答】解:(1)由于溢水杯中裝滿水,鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未進(jìn)入水中相比,溢水杯中水的深度不變,根據(jù)p=ρgh可知,水對溢水杯底壓強(qiáng)將不變;
(2)由于溢水杯中裝滿水,鋁塊浸入水中靜止時,由阿基米德原理可知鋁塊受到的浮力等于排開水的重力(溢出水的重力),而鋁塊對水的壓力大小與浮力相等(即該壓力等于溢出水的重力),
F=G杯+G水,F(xiàn)=G杯+G水﹣G排+F浮,
所以溢水杯對電子秤的壓力不變,則電子秤示數(shù)不變;
(3)右邊小杯中水的體積V水=V=50cm3,
根據(jù)ρ=可得,右邊小杯中水的質(zhì)量:m=ρ水V水=1g/cm3×50cm3=50g。
故答案為:不變;不變;50。
考點(diǎn)2 液體壓強(qiáng)大小比較
【典例2-1】(2023春?永興縣校級月考)如圖所示,完全相同的圓柱形容器中,裝有不同的兩種液體甲、乙,在兩容器中同一高度處分別有 A、B兩點(diǎn)。若甲、乙兩種液體對容器底部壓強(qiáng)相等,則 A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)關(guān)系是( ?。?br />
A.pA>pB B.pA=pB C.pA<pB D.無法判斷
【答案】C。
【解答】解:液體對容器底的壓強(qiáng):p甲=p乙,液體對容器底的壓強(qiáng)p==,故兩種液體的質(zhì)量相等;
因?yàn)橥耆嗤娜萜髦?,分別盛有質(zhì)量相等的兩種液體甲、乙,由圖知V甲<V乙,利用密度計(jì)算公式可知ρ甲>ρ乙,
因?yàn)锳、B兩點(diǎn)到容器底的距離相等,
所以根據(jù)p=ρgh可知,A、B兩點(diǎn)以下的液體壓強(qiáng)pA下>pB下;
又因?yàn)閮煞N液體對對容器底的總壓強(qiáng)相同,
根據(jù)p上=p﹣p下可知,pA<pB,故C正確。
故選:C。
【典例2-2】(2023?宜豐縣校級開學(xué))一未裝滿橙汁的密閉杯子,先正立放在桌面上(如圖A),然后反過來倒立在桌面上(如圖B),兩次放置橙汁對杯底的壓強(qiáng)分別是pA和pB,則pA?。尽B;兩次放置杯子對桌面的壓強(qiáng)分別是pa和pb,則pa > pb。(均選填“>”、“=”或“<”)
【答案】>;>。
【解答】解:由于杯子是上寬下窄,所以倒立時,杯中液面的高度要小于正立時的液面高度,根據(jù)p=ρgh可知,當(dāng)?shù)沽r,深度變小,橙汁對杯底的壓強(qiáng)變小,即pA>pB;
水平面上物體的壓力和自身的重力相等,所以兩種放置方式中,這杯橙汁的質(zhì)量不變,重力不變,壓力不變,即Fa=Fb;倒置后,受力面積變大,根據(jù)p=可知,pa>pb。
故答案為:>;>。
【變式2-1】(2023?江北區(qū)校級一模)如圖所示,盛有水的容器中有A、B、C三點(diǎn),它們受到水的壓強(qiáng)分別為pA、pB和pC,則( ?。?br />
A.pA=pB>pC B.pA>pB=pC C.pA<pB=pC D.pA<pB<pC
【答案】A。
【解答】解:公式p=ρ液gh中的h(深度)是指液體與大氣直接接觸的液面即“自由液面”到研究點(diǎn)所在的水平面的距離;由圖知:hA=hB>hC,因此液體密度一定時,pA=pB>pC。
故選:A。
【變式2-2】(2022春?耒陽市期中)現(xiàn)有一裝有水的容器如圖所示(C平面處密封),待容器內(nèi)液體處于平衡狀態(tài)后,A、B、C三平面所受水的壓強(qiáng)大小關(guān)系為 pA=pB<pC 。
【答案】pA=pB<pC。
【解答】解:根據(jù)圖片可知,A、B平面的深度為0,C平面的深度不為0;水的密度不變,根據(jù)p=ρgh可知,三個平面所受的壓強(qiáng)的大小關(guān)系為:pA=pB<pC。
故答案為:pA=pB<pC。
考點(diǎn)3 液體壓強(qiáng)的計(jì)算
【典例3-1】(2022春?陽城縣期末)一杯裝滿豆?jié){的杯子杯口密封后,先按照圖甲所示的方式放在水平桌面,此時豆?jié){對杯底的壓強(qiáng)為p1,杯子對桌面的壓強(qiáng)為p1';然后將杯子倒放,按照圖乙所示放在水平桌面,此時豆?jié){對杯底的壓強(qiáng)為p2,杯子對桌面的壓強(qiáng)為p2'。下列說法正確的是( ?。?br />
A.p1>p2 B.p1<p2 C.p1'>p2' D.p1'<p2'
【答案】C。
【解答】解:
(1)不論正立還是倒立,杯中裝的都是豆?jié){,液體密度相同,且深度不變,根據(jù)p=ρgh可知,豆?jié){對杯底的壓強(qiáng)不變,即p1=p2;故AB錯誤;
(2)杯子靜止放在水平桌面上,對桌面壓力等于杯子的總重力,總重力不變則壓力不變;正立時受力面積小,根據(jù)p=可知,正立時杯子對桌面的壓強(qiáng)大于倒放時杯子對桌面的壓強(qiáng),即p1'>p2';故C正確、D錯誤。
故選:C。
【典例3-2】(2022秋?永州期末)我國首臺自主設(shè)計(jì)研發(fā)的載人深潛器“蛟龍?zhí)枴痹?012年6月27日進(jìn)行了7000m海試,最大下潛深度達(dá)7062m,此處海水生產(chǎn)的壓強(qiáng)約為 7.062×107 Pa,此時“蛟龍?zhí)枴泵?.5m2外表面受到海水的壓力為 3.531×107 N(ρ海水為1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】7.062×107;3.531×107。
【解答】解:(1)7062m深度受到海水的壓強(qiáng)為:
p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7062m=7.062×107Pa;
(2)由p=得,“蛟龍?zhí)枴泵?.5m2外表面受到海水的壓力:
F=pS=7.062×107Pa×0.5m2=3.531×107N。
故答案為:7.062×107;3.531×107。
【變式3-1】(2023?普陀區(qū)一模)底面積不同的兩個薄壁圓柱形容器放在水平桌面上,分別裝有高度均為h的甲、乙兩種液體。分別再加入等質(zhì)量的甲、乙兩種液體后,液面位置如圖所示,此時兩容器底受到液體的壓力分別為F甲和F乙。若甲、乙液體的密度分別為ρ甲和ρ乙,下列關(guān)系正確的是( ?。?br />
A.ρ甲>ρ乙,F(xiàn)甲>F乙 B.ρ甲>ρ乙,F(xiàn)甲<F乙
C.ρ甲<ρ乙,F(xiàn)甲<F乙 D.ρ甲<ρ乙,F(xiàn)甲>F乙
【答案】C。
【解答】解:由圖可知分別再加入等質(zhì)量的甲、乙兩種液體后,ΔV甲>ΔV乙,根據(jù)ρ=可知ρ甲<ρ乙,
未加入液體前,容器中液體的高度相同,
容器的底面積不變,兩液體質(zhì)量相等時,甲的高度大于乙的高度,則兩液體高度相等時,甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量,根據(jù)G=mg可知G甲<G乙,
加入等質(zhì)量的甲、乙兩種液體后,根據(jù)G=mg可知甲容器中液體的重力仍然小于乙容器中液體的重力,
此時兩容器底受到液體的壓力等于兩容器中液體的重力的大小,則F甲<F乙,故ABD錯誤,C正確。
故選:C。
【變式3-2】(2023?江北區(qū)校級一模)小琪同學(xué)買了一只平底玻璃杯,經(jīng)測算,玻璃杯的質(zhì)量為0.3kg,底面積為2×10﹣3m2,放在水平桌面上。在玻璃杯內(nèi)裝有0.3kg的水,水深14cm,離杯底4cm處有一點(diǎn)A,如圖所示。取g=10N/kg,通過計(jì)算回答:
(1)A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)是多少Pa?
(2)水對杯底的壓力是多少N?
(3)玻璃杯對桌面的壓強(qiáng)是多少Pa?
【解答】解:(1)A點(diǎn)的深度為:
hA=14cm﹣4cm=10cm,
A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)為:
pA=ρ水ghA=1×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣2m=1000Pa;
(2)水對杯底的壓強(qiáng):
p水=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×14×10﹣2m=1400Pa,
水對杯底的壓力為:
F水=p水S=1400Pa×2×10﹣3m2=2.8N;
(3)杯對桌面的壓力為:
F=G總=(m水+m杯)g=(0.3kg+0.3kg)×10N/kg=6N,
杯對桌面的壓強(qiáng)為:
p===3×103Pa。
答:(1)A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)是1000Pa;
(2)水對杯底的壓力是2.8N;
(3)玻璃杯對桌面的壓強(qiáng)是3×103Pa。
考點(diǎn)4 探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)
【典例4-1】(2022春?武漢期中)兩只杯子分別盛有甲、乙兩種液體,小剛利用微小壓強(qiáng)計(jì)對它們進(jìn)行以下操作,實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖a情景,下列說法不正確的是( ?。?br />
A.實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖a情景,說明U形管左側(cè)液面上方的氣體壓強(qiáng)大于當(dāng)?shù)丨h(huán)境大氣壓
B.實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)圖a情景,為調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)裝置,可以取下軟管,然后重新安裝
C.壓強(qiáng)計(jì)調(diào)節(jié)正常后,將探頭分別放入甲、乙兩液體中,若出現(xiàn)如圖b、c情景,則說明ρ甲<ρ乙
D.ρ甲=ρ乙,壓強(qiáng)計(jì)調(diào)節(jié)正常后,將探頭分別放入兩液體中,根據(jù)b、c情景可以探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系
【答案】C。
【解答】解:
A、當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)作用時,U形管中兩側(cè)液面應(yīng)是相平的,而由圖(a)可知,此時U形管中左側(cè)液面高度低于右側(cè)液面高度,U形管右端上方是和大氣相通的,等于大氣壓強(qiáng),就說明U形管左支管液面上方的氣壓大于大氣壓,只要取下軟管重新安裝,讓U形管左端液面和大氣相同,這樣U形管兩端的液面就是相平的,故AB正確;
C、比較b、c兩圖可知,c圖中U形管兩側(cè)的液面高度差較大,說明c圖中橡皮膜在液體中所受液體壓強(qiáng)較大,但沒有控制深度相同,根據(jù)p=ρgh不能說明ρ甲<ρ乙,故C錯誤;
D、控制液體的密度相同,b、c兩圖中探頭深度不同,可以探究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系,故D正確。
故選:C。
【典例4-2】(2023春?雨花區(qū)校級月考)如圖所示是用壓強(qiáng)計(jì)“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)在使用壓強(qiáng)計(jì)前發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差,如圖甲,其調(diào)節(jié)的方法是 B (選填“A”或“B”),使U形管左右兩側(cè)的水面相平。
A.將右側(cè)支管中高出的水倒出
B.取下軟管重新安裝
(2)比較圖中的乙圖和丙圖,可以得到液體的壓強(qiáng)與 深度 有關(guān)。
【答案】(1)B;(2)深度。
【解答】解:(1)若在使用壓強(qiáng)計(jì)前,發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)水面已有高度差,只需要將軟管取下,再重新安裝,這樣U形管中兩管上方的氣體壓強(qiáng)就是相等的(都等于大氣壓),當(dāng)橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)時,U形管中的液面就是相平的,故選:B;
(2)比較圖中的乙圖和丙圖,液體密度相同而深度不同,可以得到液體的壓強(qiáng)與深度有關(guān)。
故答案為:(1)B;(2)深度。
【變式4-1】(2022秋?通州區(qū)期末)如圖所示,水平實(shí)驗(yàn)桌面上有滿足實(shí)驗(yàn)要求的微小壓強(qiáng)計(jì)、燒杯和水、刻度尺(圖中未
畫出),利用這些實(shí)驗(yàn)器材探究“水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)p跟該點(diǎn)到容器底的豎直距離
L的關(guān)系”,實(shí)驗(yàn)中用微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差H表示水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)。請回答如下問題:
(1)探究問題中的自變量是 水內(nèi)部任意一點(diǎn)到容器底的豎直距離L??;
(2)探究問題中的控制變量是 水的密度和水的深度??;
(3)水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)不能直接測量,而是用微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的 高度差H 來表示的。
(4)畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表:
(5)小明探究過程的步驟為:
①調(diào)整好微小壓強(qiáng)計(jì),并按圖組裝實(shí)驗(yàn)器材。
②用刻度尺分別測量探頭到燒杯底的豎直距離L、探頭到水面的豎直距離h,讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差H,將相關(guān)數(shù)據(jù)記錄在表格中。
③向燒杯中倒入適量的水,保持探頭到燒杯底的豎直距離L不變,重復(fù)步驟②
A.小明的探究過程中存在的問題: 步驟③中,沒有保持探頭到水面的豎直距離不變,沒有改變自變量L 。
B.請你針對小明探究過程中存在的問題,寫出改正措施: 步驟③改為:向燒杯中倒入適量的水,保持探頭到水面的豎直距離h不變,用刻度尺測量探頭到燒杯底的豎直距離L,讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差H,并將L、H數(shù)據(jù)記錄在表格中 。
【答案】(1)水內(nèi)部任意一點(diǎn)到容器底的豎直距離L(2)水的密度和水的深度;
(3)高度差H;(4)如上表所示;(5)A.步驟③中,沒有保持探頭到水面的豎直距離不變,沒有改變自變量L;B.步驟③改為:向燒杯中倒入適量的水,保持探頭到水面的豎直距離h不變,用刻度尺測量探頭到燒杯底的豎直距離L,讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差H,并將L、H數(shù)據(jù)記錄在表格中。
【解答】解:(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,探究“水?nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)p跟該點(diǎn)到容器底的豎直距離L的關(guān)系”,探究問題中的自變量是水內(nèi)部任意一點(diǎn)到容器底的豎直距離L;
(2)根據(jù)控制變量法,探究問題中的控制變量是水的密度和水的深度;
(3)根據(jù)轉(zhuǎn)換法,水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)不能直接測量,而是用微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差H來表示的;
(4)要記錄水內(nèi)部任意一點(diǎn)到容器底的豎直距離L和U形管兩側(cè)液面的高度差H,為得出普遍性的結(jié)論,要多次測量,如下表所示:
L/cm
H/cm
(5)研究“水內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)p跟該點(diǎn)到容器底的豎直距離”,要控制液體的密度和這點(diǎn)的深度保持不變,只改變該點(diǎn)到容器底的豎直距離L;
A.故小明的探究過程中存在的問題:
步驟③中,沒有保持探頭到水面的豎直距離不變,沒有改變自變量L。
B.針對小明探究過程中存在的問題,改正措施:
步驟③改為:向燒杯中倒入適量的水,保持探頭到水面的豎直距離h不變,用刻度尺測量探頭到燒杯底的豎直距離L,讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差H,并將L、H數(shù)據(jù)記錄在表格中。
故答案為:(1)水內(nèi)部任意一點(diǎn)到容器底的豎直距離L(2)水的密度和水的深度;
(3)高度差H;(4)如上表所示;(5)A.步驟③中,沒有保持探頭到水面的豎直距離不變,沒有改變自變量L;B.步驟③改為:向燒杯中倒入適量的水,保持探頭到水面的豎直距離h不變,用刻度尺測量探頭到燒杯底的豎直距離L,讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差H,并將L、H數(shù)據(jù)記錄在表格中。
【變式4-2】(2023?鳳翔縣一模)陜西安康水電站是兼有航運(yùn)、防洪、養(yǎng)殖、旅游等綜合效益的大型水電樞紐工程,如圖1所示,大壩設(shè)計(jì)為“下寬上窄”。興趣小組討論認(rèn)為這跟液體的壓強(qiáng)有關(guān),且液體壓強(qiáng)大小與液體的深度有關(guān)。于是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)“探究液體壓強(qiáng)大小與什么因素有關(guān)”,實(shí)驗(yàn)器材:壓強(qiáng)計(jì)(U形管所裝液體是水)、刻度尺、燒杯、適量水和鹽水。
(1)同學(xué)們實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)無論怎么按壓壓強(qiáng)計(jì)金屬盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都沒變化,說明壓強(qiáng)計(jì) 漏氣?。ㄟx填“漏氣”或“不漏氣”)。
(2)重新調(diào)試安裝好壓強(qiáng)計(jì),進(jìn)行了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)操作。分析比較圖2乙、丙、丁三次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,同一液體、同一深度,各個方向的液體壓強(qiáng) 相等??;分析比較圖2 甲乙 兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,液體的深度越大,液體壓強(qiáng) 大 ;分析比較圖2丁、戊兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,同一深度,液體的 密度 越大,液體壓強(qiáng)越大。
(3)興趣小組還通過本次實(shí)驗(yàn)測量出鹽水的密度,在圖2戊中,用刻度尺測得U形管左右兩側(cè)液面高度差h=5.1cm,壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒距離鹽水液面的高度為5cm,則壓強(qiáng)計(jì)所測之處的鹽水的壓強(qiáng)是 510 Pa,鹽水的密度為 1.02×103 kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】(1)漏氣;(2)相等;甲乙;大;密度;(3)510;1.02×103kg/m3。
【解答】解:(1)同學(xué)們實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)無論怎么按壓壓強(qiáng)計(jì)金屬盒的橡皮膜,U形管中的液面高度都沒變化,說明壓強(qiáng)計(jì)漏氣;
(2)重新調(diào)試安裝好壓強(qiáng)計(jì),進(jìn)行了如圖2所示的實(shí)驗(yàn)操作。分析比較圖2乙、丙、丁三次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,液體深度相同,根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知液體產(chǎn)生壓強(qiáng)相同,故得出:同一液體、同一深度,各個方向的液體壓強(qiáng)相等;研究液體產(chǎn)生壓強(qiáng)與深度的關(guān)系,要控制密度相同,分析比較圖2甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,液體的深度越大,液體壓強(qiáng)大;分析比較圖2丁、戊兩次實(shí)驗(yàn),鹽水密度大,根據(jù)轉(zhuǎn)換法可得出,同一深度,液體的密度越大,液體壓強(qiáng)越大;
(3)橡皮管內(nèi)壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)之差為:
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.051m=510Pa;
故壓強(qiáng)計(jì)所測之處的鹽水的壓強(qiáng)是510Pa;
鹽水產(chǎn)生的壓強(qiáng)與水產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,根據(jù)液體壓強(qiáng)p=ρgh公式有:
ρ水gh水=ρ鹽水gh鹽水;
鹽水的密度為:
ρ鹽水==1.02×103kg/m3
故答案為:(1)漏氣;(2)相等;甲乙;大;密度;(3)510;1.02×103kg/m3。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1.(2022秋?通州區(qū)期末)如圖所示的實(shí)驗(yàn)正在探究的是( ?。?br />
A.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體密度是否有關(guān)
B.液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟深度是否有關(guān)
C.液體內(nèi)部向各個方向是否都有壓強(qiáng)
D.在同一深度,液體向各個方向的壓強(qiáng)大小是否相等
【答案】A。
【解答】解:由圖示實(shí)驗(yàn)可知,壓強(qiáng)計(jì)金屬盒朝向相同,浸入液體的深度相同、壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面高度差不同,說明液體壓強(qiáng)不相等,所以探究的是液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體密度是否有關(guān)。
故選:A。
2.(2022春?鹽池縣校級期中)如圖,容器中間用隔板分成左右兩部分,隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉.在容器中倒入不同深度的液體,橡皮膜兩側(cè)壓強(qiáng)不同時,形狀會發(fā)生變化。下列圖形符合實(shí)際的是( ?。?br />
A. B. C. D.
【答案】D。
【解答】解:A、圖中隔板左右兩側(cè)都是水,且液面相平,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,兩邊壓強(qiáng)相等,橡皮膜不應(yīng)有凹陷,故A錯誤;
B、圖中隔板左右兩側(cè)都是水,且右邊的液面高于左邊,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,右邊壓強(qiáng)大于左邊,橡皮膜應(yīng)向左凹陷,故B錯誤;
C、圖中隔板左邊是水,右邊是鹽水,液面相平,因?yàn)辂}水的密度大于水的密度,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,右邊壓強(qiáng)大于左邊,橡皮膜應(yīng)向左凹陷,故C錯誤;
D、圖中隔板左邊是水,右邊是鹽水,液面相平,因?yàn)辂}水的密度大于水的密度,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知,右邊壓強(qiáng)大于左邊,橡皮膜應(yīng)向左凹陷,故D正確。
故選:D。
3.(2023?金鄉(xiāng)縣一模)如圖所示為長江某水壩的示意圖,水壩左側(cè)水面高,B和C兩點(diǎn)處于同一高度。A和C兩點(diǎn)到各自液面的距離相等。水在A、B和C三點(diǎn)產(chǎn)生的壓強(qiáng)分別為pA、pB和pC,則( )
A.pA<pB=pC B.pA=pC>pB C.pA>pB=pC D.pA=pC<pB
【答案】D。
【解答】解:由圖知:A、B、C三點(diǎn)處的深度為hA=hC<hB,由于水的密度確定,由p=ρgh可知,三點(diǎn)的壓強(qiáng)關(guān)系為:pA=pC<pB。
故選:D。
4.(2023?定遠(yuǎn)縣校級一模)兩個用同一種材料制成且完全相同的密閉圓臺形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器內(nèi)裝有質(zhì)量和深度均相同的液體,如圖所示,若它們分別在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做勻速直線運(yùn)動,速度分別為v和2v,容器底部受到液體的壓強(qiáng)分別為p1和p2,下列關(guān)系正確的是( ?。?br />
A.p1=p2、F1=F2 B.p1>p2、F1<F2
C.p1<p2、F1>F2 D.p1>p2、F1=F2
【答案】D。
【解答】解:
容器內(nèi)裝有質(zhì)量和深度均相同的液體,由圖知兩液體的體積關(guān)系為V1<V2,根據(jù)ρ=可知,ρ1>ρ2;
由p=ρ液gh可知,p1>p2;
由題可知兩容器的質(zhì)量相同,裝有液體的質(zhì)量相同,則它們的總重力相等,它們對水平桌面的壓力相等,又容器材料相同(接觸面的粗糙程度相同),所以兩容器受到摩擦力的大小相等;因?yàn)樵谒椒较蚶1和F2的作用下容器沿桌面做勻速直線運(yùn)動,所以拉力與摩擦力平衡,則F1=F2=f。
由上分析知,ABC錯誤,D正確。
故選:D。
5.(2022秋?金山區(qū)期末)如圖所示,盛有一定量水的圓柱形容器A和B分別置于水平面?,F(xiàn)將甲、乙兩實(shí)心球分別浸沒在A、B容器的水中,容器中均無水溢出。此時,水對兩容器底部的壓強(qiáng)增加量相等,兩容器對水平地面的壓強(qiáng)增加量也相等。則甲、乙實(shí)心球的質(zhì)量m甲、m乙和密度ρ甲、ρ乙的關(guān)系是( ?。?br />
A.m甲一定大于m乙,ρ甲一定大于ρ乙
B.m甲可能小于m乙,ρ甲一定小于ρ乙
C.m甲可能大于m乙,ρ甲可能大于ρ乙
D.m甲一定大于m乙,ρ甲可能小于ρ乙
【答案】D。
【解答】解:水對兩容器底部的壓強(qiáng)增加量相等,根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知兩容器內(nèi)水面上升的高度相同,根據(jù)體積公式可得Δh==﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
由圖可知SA>SB,所以V甲>V乙;
兩容器對水平地面的壓強(qiáng)增加量也相等,兩容器對水平地面的壓力增加量等于兩球的重力,根據(jù)p=可得=﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,SA>SB,所以G甲>G乙;
根據(jù)G=mg可得甲、乙實(shí)心球的質(zhì)量m甲>m乙,
可得=,
根據(jù)G=mg,ρ=可知ρ甲=ρ乙。
故選:D。
6.(2023?綿陽模擬)如圖甲所示為邊長為20cm的薄壁正方體容器(質(zhì)量不計(jì))放在水平桌面上,將質(zhì)地均勻的實(shí)心圓柱體豎直放在容器底部,其橫截面積為200cm2、高為10cm。向容器內(nèi)緩慢注入某種液體,圓柱體始終豎直,圓柱體對容器底部的壓力與注入液體的質(zhì)量關(guān)系如圖乙所示。下列判斷正確的是( ?。?br />
A.圓柱體的密度小于液體的密度
B.當(dāng)注入液體質(zhì)量為2kg時,圓柱體所受的浮力為10N
C.當(dāng)液體對容器底的壓強(qiáng)與容器對桌面的壓強(qiáng)之比為1:3時,物體未浸沒
D.當(dāng)液體對容器底的壓強(qiáng)與容器對桌面的壓強(qiáng)之比為1:3時,注入液體質(zhì)量為4.5kg
【答案】D。
【解答】解:A、由圖乙可知,當(dāng)注入液體質(zhì)量大于2kg時,圓柱體對容器底部的壓力不變,說明此時圓柱體浸沒在液體中,即圓柱體沉底了,由浮沉條件可知,圓柱體的密度大于液體密度,故A錯誤;
B、由題意知,圓柱體的底面積為:S柱=200cm2=0.02m2,
其高為h=10cm=0.1m,則圓柱體的體積:V柱=S柱h=0.02m2×0.1m=2×10﹣3m3;
正方體容器的底面積S容=0.2m×0.2m=0.04m2;
圓柱體剛好浸沒時,液體的體積為:V液體=(S容﹣S柱)h=(0.04m2﹣0.02m2)×0.1m=2×10﹣3m3;
由圖乙可知,圓柱體剛好浸沒時,注入液體的質(zhì)量為2kg,
則液體的密度:
ρ液===1.0×103kg/m3;
根據(jù)阿基米德原理可得,當(dāng)圓柱體剛被浸沒時,它受到的浮力:
F?。溅岩篻V排=ρ液gV柱=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣3m3=20N,故B錯誤;
C、由B知,圓柱體剛好浸沒時注入液體的質(zhì)量為2kg;
當(dāng)注入液體質(zhì)量m1小于或等于2kg時,容器內(nèi)液體的深度:
h′=,
又因?yàn)棣=S容﹣S柱=0.04m2﹣0.02m2=0.02m2,
則液體對容器底部的壓強(qiáng):
p1=ρ液g×=﹣﹣﹣﹣﹣①,
由圖乙可知,當(dāng)沒有注入液體時圓柱體對容器底的壓力為150N,即圓柱體的重力為150N,
則注入液體后,容器對桌面的壓力為:F=150N+m1g,
容器對桌面的壓強(qiáng):
p2==﹣﹣﹣﹣﹣②,
已知p1:p2=1:3﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
將①②代入③解得:m1=3kg,因m1=3kg>2kg,所以圓柱體一定浸沒,故C錯誤;
D、當(dāng)注入液體的質(zhì)量大于2kg時,即注入液體的深度大于10cm,
因液體體積與圓柱體體積之和等于容器底面積乘以液體的深度,即V液+V柱=S容h′,
且根據(jù)ρ=可得液體的體積V液=,
所以 +V柱=S容h′,
則此時液體的深度h′=,
此時液體對容器底部的壓強(qiáng):
p液=ρ液gh′=ρ液g×=,﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
容器對桌面的壓強(qiáng):
p容==﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤,
已知p液:p容=1:3,
所以 :=1:3,
即:(mg+ρ液gV柱):(150N+mg)=1:3,
代入數(shù)據(jù)可得:
m=4.5kg,故D正確。
故選:D。
7.(2022春?成都期中)如圖所示,在研究液體壓強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)中,將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒放在水中,下列做法能夠使壓強(qiáng)計(jì)U形管兩邊的液面高度差增大的是( ?。?br />
A.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒水平向左或向右移動一段距離
B.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒向上移動一段距離
C.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒在原處轉(zhuǎn)動180°
D.將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒改放在同樣深度的濃鹽水中
【答案】D。
【解答】解:使壓強(qiáng)計(jì)U形管兩邊的液面高度差增大,需要增大探頭所處位置的壓強(qiáng),根據(jù)p=ρ液gh知,要增大壓強(qiáng),需增大液體的密度或橡皮膜所處的深度,故D正確。
故選D。
8.(2023春?宛城區(qū)校級月考)在如圖所示的裝置中,不是利用連通器原理工作的是( ?。?br />
①牲畜自動飲水機(jī)
②攔河大壩
③洗手盆的下水管
④液壓機(jī)模型
A.①② B.② C.④ D.②④
【答案】D。
【解答】解:①③牲畜自動飲水機(jī)、下水道存水管在工作時,符合上端開口、底部連通的特點(diǎn),屬于連通器;
②攔河大壩上窄下寬,是利用液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大,不屬于連通器,
④液壓機(jī)兩端都封閉,是利用帕斯卡原理工作的,與連通器無關(guān);
故選:D。
二、填空題。
9.(2022春?重慶期中)如圖所示,它說明了液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而 增大 。(填“增大”或“減小”)
【答案】增大。
【解答】解:由圖可知,潛水員下潛到海水中不同深度,需要使用抗壓能力不同的潛水服,說明液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大。
故答案為:增大。
10.(2022春?新建區(qū)校級期中)如圖甲所示,裝滿水的密閉容器置于水平桌面上,此時水對容器底部的壓強(qiáng)為p1、水對容器底部的壓力為F1;把容器倒置過來,如圖乙所示,此時水對容器底部的壓強(qiáng)為p2、水對容器底部的壓力為F2,p1?。健2,F(xiàn)1?。尽2。(均選填“>”、“<”或“=”)
【答案】=;>。
【解答】解:(1)水對容器底部的壓強(qiáng)屬于液體壓強(qiáng),而液體壓強(qiáng)的大小只與液體的密度和深度有關(guān),兩只容器中裝的是同種液體,讀圖可知,它們的深度也相同,所以根據(jù)p=ρgh可知,水對容器底部的壓強(qiáng)p是相同的;
(2)甲是上窄下寬的形狀,所以甲中水對容器底部的壓力大于重力;乙是上寬下窄的形狀,所以水對容器底部的壓力小于重力,所以F1>F2。
故答案為:=;>。
11.(2023春?無為市月考)如圖所示,兩端開口的玻璃管底部用橡皮膜封住,放入水中,已知玻璃管底部距離水面8cm,現(xiàn)向玻璃管中緩緩注入密度為0.8×103kg/m3的酒精,則玻璃管內(nèi)注入的酒精高度為 10 cm時,橡皮膜恰好不發(fā)生形變。(ρ水=1.0×103kg/m3)
【答案】10。
【解答】解:當(dāng)水產(chǎn)生的對橡皮膜向上的壓強(qiáng)與酒精產(chǎn)生的向下的壓強(qiáng)相等時,橡皮膜恰好不發(fā)生形變,
則p=ρ水gh=ρ酒精gh′,
酒精的高度:
h′==×8cm=10cm。
故答案為:10。
12.(2022秋?閔行區(qū)期末)用比管口稍大的薄塑料片堵在玻璃管的下端,將玻璃管豎直插入水槽中,其深度為h,如圖(a)所示。再將高為h、密度為1×103千克/米3的圓柱體輕輕放在玻璃管底的塑料片上,塑料片不掉落,如圖(b)所示。將圓柱體取出后,向玻璃管中沿著管壁緩緩倒入水,當(dāng)管內(nèi)外水面相平時塑料片恰好掉落,如圖(c)所示。
(1)某同學(xué)認(rèn)為塑料片恰好掉落是由于受到向上、向下的壓強(qiáng)相等。你認(rèn)為他的觀點(diǎn)是否正確,請簡要闡述理由: 正確;塑料片由于受到向上、向下的壓強(qiáng)相等,二者相互抵消,塑料片在重力的作用下恰好掉落 。
(2)若要使圖(b)中的塑料片掉落,下列方法中可能實(shí)現(xiàn)的是 AC 。
A.換一個橫截面積更小的玻璃管
B.將玻璃管向下移動一段距離
C.換一個質(zhì)量更大的圓柱體
【答案】(1)正確;塑料片由于受到向上、向下的壓強(qiáng)相等,二者相互抵消,塑料片在重力的作用下恰好掉落。(2)AC。
【解答】解:(1)他的觀點(diǎn)正確;
塑料片由于受到向上、向下的壓強(qiáng)相等,二者相互抵消,塑料片在重力的作用下恰好掉落。
(2)若要使圖(b)中的塑料片掉落,應(yīng)該使塑料片受到向下的壓強(qiáng)大于向上的壓強(qiáng)。
A.換一個橫截面積更小的玻璃管,塑料片上方的物體壓力等于重力不變,由于塑料片只受水向上的壓力部分的面積減小,因而向上的壓力減小,則塑料片會下落;
B.將玻璃管向下移動一段距離,塑料片受到向下的壓強(qiáng)小于向上的壓強(qiáng),不能使圖(b)中的塑料片掉落;
C.換一個質(zhì)量更大的圓柱體,塑料片受到的向下的壓力變大,壓強(qiáng)變大,大于向上的壓強(qiáng),能使圖(b)中的塑料片掉落。
故應(yīng)選C。
故答案為:(1)正確;塑料片由于受到向上、向下的壓強(qiáng)相等,二者相互抵消,塑料片在重力的作用下恰好掉落。(2)AC。
三、實(shí)驗(yàn)探究題。
13.(2023春?天心區(qū)校級月考)如圖是用壓強(qiáng)計(jì)“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)在使用壓強(qiáng)計(jì)前,發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差,如圖甲,其調(diào)節(jié)的方法是 B (選填“A”或“B”),使U形管左右兩側(cè)的水面相平。
A.將右側(cè)支管中高出的水倒出
B.取下軟管重新安裝
(2)通過比較丙、丁兩圖可知,在液體內(nèi)部的同一深度,液體的 密度 越大,壓強(qiáng)越大。
(3)通過比較乙圖與 丙 圖可知三峽大壩設(shè)計(jì)成上窄下寬的原因。
【答案】(1)B;(2)密度;(3)乙丙。
【解答】解:(1)若在使用壓強(qiáng)計(jì)前,發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)水面已有高度差,只需要將軟管取下,再重新安裝,這樣U形管中兩管上方的氣體壓強(qiáng)就是相等的(都等于大氣壓),當(dāng)橡皮膜沒有受到壓強(qiáng)時,U形管中的液面就是相平的,故選:B;
(2)比較丙、丁兩圖可知,液體密度不同,深度相同,密度越大的液體中壓強(qiáng)越大,故在液體內(nèi)部的同一深度,液體的
密度越大,壓強(qiáng)也越大;
(3)比較乙、丙兩圖可知,在同種液體中,深度越大,壓強(qiáng)也越大,故三峽大壩設(shè)計(jì)成上窄下寬的原因。
故答案為:(1)B;(2)密度;(3)乙丙。
四、計(jì)算題。
14.(2023?渦陽縣校級一模)如圖甲所示,水平臺面上有一底面積為50cm2的圓柱形薄壁容器(容器足夠高),裝有適量的水,水深15cm。將一長方體物塊懸掛在彈簧測力計(jì)上,緩慢浸入水中,彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與長方體浸入水中的深度h的關(guān)系圖像如圖乙所示。水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)物塊的密度;
(2)物塊浸沒時水對容器底部壓強(qiáng)。
【解答】解:
(1)由圖象知,當(dāng)物塊浸入深度h=0時,測力計(jì)的示數(shù)為9N,此時彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于物塊的重力,則物塊的重力G=9N,
物塊完全浸沒在水中時,彈簧測力計(jì)的示數(shù)F拉=5N,
則物塊浸沒在水中時受到的浮力:F?。紾﹣F拉=9N﹣5N=4N;
物塊完全浸沒在水中時,排開水的體積等于的體積,
由F?。溅阉甮V排可知,物塊的體積:V=V排===4×10﹣4m3,
由G=mg可知,物塊的質(zhì)量:m===0.9kg,
物塊的密度:ρ===2.25×103kg/m3;
(2)物塊浸沒時水上升的高度h′===0.08m,
水的深度h=h0+h′=0.08m+m=0.23m,
物塊浸沒時水對容器底部壓強(qiáng)p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.23m=2300Pa。
答:(1)物塊的密度為2.25×103kg/m3;
(2)物塊浸沒時水對容器底部壓強(qiáng)為2300Pa。
這是一份蘇科版八年級下冊液體的壓強(qiáng)優(yōu)秀導(dǎo)學(xué)案,文件包含102液體的壓強(qiáng)原卷版docx、102液體的壓強(qiáng)解析版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共32頁, 歡迎下載使用。
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