2018中考物理試題分類匯編 專題16 液體壓強(含解析)
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1、 專題16 液體壓強 一.選擇題(共7小題) 1.(2018?邵陽)如圖所示,向兩支同樣的試管中注入質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體,發(fā)現(xiàn)液面在同一水平線上,比較甲、乙兩種液體對試管底部的壓強( ?。? A.甲大 B.乙大 C.一樣大 D.無法確定 【分析】先根據(jù)圖判斷兩液體的體積關(guān)系,再根據(jù)ρ=,判斷兩液體的密度關(guān)系,再根據(jù)p=ρgh判斷出液體對試管底部的壓強大小。 【解答】解:由示意圖知,兩支完全相同的試管液面相平時,乙試管中液體的體積較大,甲試管中液體的體積較小, 已知兩種液體質(zhì)量相等,由公式ρ=可知:甲液體的密度較大; 由圖可知兩液體的深度相同,根據(jù)p=ρgh可知,甲
2、液體對試管底部的壓強較大。 故選:A。 2.(2018?北京)如圖所示,盛有水的杯子靜止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面積30cm2;杯內(nèi)水重2N,水深6cm,水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列選項中正確的是( ?。? A.水對杯底的壓強為900Pa B.水對杯底的壓力為2N C.水杯對桌面的壓強為1000Pa D.水杯對桌面的壓力為2.8N 【分析】(1)知道杯內(nèi)水深和水的密度,利用液體壓強公式求水對杯底的壓強;又知道杯底的底面積,利用壓強定義式求水對杯底的壓力; (2)求出杯和水的總重,因為在水平桌面上,也就知道了杯對桌面的壓力,又知道杯
3、的底面積,利用壓強定義式求p=求杯對水平桌面的壓強。 【解答】解:(1)杯內(nèi)水的深度: h=6cm=0.06m, 水對杯底的壓強: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa, 根據(jù)p=可得,水對杯底的壓力: F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N;故AB錯誤; (2)G水=2N, 在水平桌面上,杯對桌面的壓力: F′=G水+G杯=1N+2N=3N, 杯對桌面的壓強: p′===1000Pa;故C正確,D錯誤; 故選:C。 3.(2018?臨沂)對下列四幅圖的說法正確的是( ) A. 如圖中針頭做得很尖目的是增大
4、壓力 B. 如圖中的水壺利用了連通器原理 C. 如圖中鋼筆吸墨水利用了帕斯卡定律 D. 如圖中簡易噴霧器說明流體在流速大的地方壓強大 【分析】(1)根據(jù)壓強的定義式P=知,當壓力一定時,減小受力面積,從而增大壓強; (2)上端開口下部連通的容器稱為連通器,若內(nèi)部裝有同種液體,在液體不流動時液面總是保持相平的; (3)手擠壓橡皮囊,排出里面的空氣,松手后,橡皮囊恢復原狀,體積增大,壓強減小,小于外界大氣壓,在外界大氣壓的作用下,墨水被壓入筆膽里面; (4)根據(jù)流體壓強與流速的關(guān)系可判斷M管中水面上升的原因; 【解答】解:A、由公式P=知,注射器的針頭做得很尖,是在壓力一定時
5、,通過減小受力面積來增大壓強的,故A錯誤; B、茶壺的壺嘴與壺身連通,構(gòu)成一個連通器。故B正確; C、鋼筆吸墨水利用了大氣壓的原理,故C錯誤; D、管上方空氣流速快、壓強小,簡易噴霧器說明流體在流速大的地方壓強小,故D錯誤。 故選:B。 4.(2018?攀枝花)勻速地向某容器內(nèi)注滿水,容器底所受水的壓強與注水時間的關(guān)系如圖所示,這個容器可能是( ?。? A. 錐形瓶 B. 燒杯 C. 量杯 D. 量筒 【分析】觀察圖象,容器底所受水的壓強隨注水時間緩慢上升,再針對每個容器的特點,選擇合適的答案。 【解答】解:根據(jù)圖象,容器底所受水的壓強變化是越來越慢, 當勻
6、速地向某容器內(nèi)注滿水時,壓強變化越來越慢,根據(jù)p=ρgh可知,水面升高的高度變化越來越慢,容器的形狀是上口大、底小。 A、A選項的錐形瓶,水面升高的高度變化是越來越快,不符合題意 BD、BD選項的燒杯和量筒,水面升高的高度變化是均勻的,不符合題意; C、C選項的量杯,水面升高的高度變化是越來越慢,符合題意; 故選:C。 5.(2018?鹽城)如圖所示,小明將壓強計的金屬盒分別放入甲乙兩種液體中,從圖中可以得到的結(jié)論是( ?。? A.甲液體的密度大于乙液體的密度 B.甲液體的密度等于乙液體的密度 C.甲金屬盒處的壓強等于乙金屬盒處的壓強 D.甲金屬盒處的壓強小于乙金屬盒處的
7、壓強 【分析】(1)要注意轉(zhuǎn)換法在物理實驗中的運用,本實驗中,液體內(nèi)部壓強的大小不容易觀察到,因此用U形管兩側(cè)的液面高度差來反映液體內(nèi)部壓強的大小。 (2)影響液體壓強的因素有:液體的密度和浸入液體的深度,在探究與其中的一個因素時,就要控制另一個因素一定。 【解答】解: 用壓強計探究液體內(nèi)部壓強時,液體內(nèi)部壓強的大小是通過U形管兩側(cè)的液面高度差來反映的,U形管兩側(cè)液面的高度差越大,液體壓強越大。 由圖可知,壓強計的金屬盒所處的深度相同,朝向相同,甲乙兩種液體的密度不同;甲圖中U形管兩邊的高度差大于乙圖中U形管兩邊的高度差,所以,甲金屬盒處的壓強大于乙金屬盒處的壓強,根據(jù)p=ρgh可知
8、,甲液體的密度大于乙液體的密度。故A正確,BCD錯誤。 故選:A。 6.(2018?上海)以下是連通器的是( ) A.液位計 B.溫度計 C.訂書機 D.抽水機 【分析】根據(jù)連通器定義:上端開口下端連通的容器。連通器里只有一種液體,在液體不流動的情況下,連通器各容器中液面的高度總是相平的。 【解答】解:A、液位計是利用連通器的原理制成的,故本選項符合題意; B、溫度計是根據(jù)液體熱脹冷縮的原理制成的,故本選項不符合題意。 C、訂書機是根據(jù)壓強的原理制成的,故本選項不符合題意; D、抽水機是利用大氣壓把水抽上來的,故本選項不符合題意; 故選:A。 7.(2017?
9、烏魯木齊)我國自主建造的世界上壓力最大的8萬噸多向模鍛壓機鍛造大型工件時,對工件的壓力為8×108N,與工件的接觸面積為4m2,則工件承受的壓強相當于( ) A.2km高水柱產(chǎn)生的壓強 B.4km高水柱產(chǎn)生的壓強 C.8km高水柱產(chǎn)生的壓強 D.20km高水柱產(chǎn)生的壓強 【分析】(1)固體能夠傳遞壓力,知道對工件的壓力,與工件的接觸面積,可利用公式p=計算工件承受的壓強; (2)利用公式p=ρgh計算水的深度。 【解答】解:(1)對工件的壓力為8×108N,與工件的接觸面積為4m2,則工件承受的壓強p1===2×108Pa; (2)若水產(chǎn)生的壓強p2=p1=2×108Pa, 由
10、p=ρgh得:h===2×104m=20km; 故ABC錯誤。 故選:D。 二.填空題(共6小題) 8.(2018?重慶)如圖甲所示,底面積為100cm2的圓柱形容器中裝滿了水,底部中央固定有一根體積不計沿豎直方向的細桿,細桿的上端連接著密度為0.6g/cm3的圓柱體A,容器的底部安裝有閥門。現(xiàn)打開閥門控制水以50cm3/s流出,同時開始計時,水對容器底部的壓力隨時間變化的規(guī)律如圖(乙)所示,則閥門未打開前水對容器底都的壓強為 5000 Pa.當t=52s時,細桿對物體的作用力大小為 0.8 N。 【分析】(1)由圖乙知,當t=0,水對容器底部的壓力為50N,根據(jù)p=求閥門
11、未打開前水對容器底都的壓強; (2)由圖乙知,分別求出在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三個時間段流出的水量,即各階段減小的水的體積,根據(jù)h=,可分別求出1、3階段水下降的高度; 根據(jù)壓強公式求出在放水前容器盛滿水時的深度,可得出圓柱體A的高度; 根據(jù)數(shù)學公式可得出A的底面積,從而得出A的體積; 根據(jù)從第40s到第52s流出水的體積得出水面下降的高度,從而得出A排開水的體積,由阿基米德原理,求出此時A受到的浮力,根據(jù)G=ρAgVA求出A的重力,比較重力其受到的浮力大小主,根據(jù)力的平衡求出細桿施加的作用。 【解答】解:(1)由圖乙知,當t=0,水對容器底部的壓力為50N,
12、則閥門未打開前水對容器底都的壓強為: p===5000Pa; (2)由圖乙知,在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三個時間段,水對容器底部的壓力隨時間變化的規(guī)律分別為一直線,第1階段流出的水量: V1=40s×50cm3/s=2000cm3; 第2階段流出的水量: V2=24s×50cm3/s=1200cm3; 第3階段流出的水量: V3=20s×50cm3/s=1000cm3; 即各階段減小的水的體積,如下圖1所示: 根據(jù)h=,可分別求出1、3階段水下降的高度分別為: h1=20cm,h3=10cm, 因在放水前,對容器底部的壓強為5000Pa,故容器盛
13、滿水時的深度: h容===0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,故 圓柱體A的高度: hA=50cm﹣20cm﹣10cm=20cm, 在第2個階段,有(S﹣SA)h容=(100cm2﹣SA)hA=1200cm3,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②, 由①②,故A的底面積為: SA=40cm2, 故A的體積: VA=SAhA=40cm2×20cm=800cm3, 從第40s到第52s流出水的體積為: V21=12s×50cm3/s=600cm3, 即水面下降了10cm, A排開水的體積: V排=h′SA=10cm×40cm2=400cm3 由阿基米德原理,此時A受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0
14、×103kg/m3×10N/kg×400×10﹣6m3=4N; A的重力: G=ρAgVA=0.6×103kg/m3×10N/kg×800×10﹣6m3=4.8N,因重力大于其受到的浮力,故A還受到一個細桿施加的豎直向上的力T的作用,根據(jù)力的平衡: T=G﹣F浮=4.8N﹣4N=0.8N。 故答案為:5000;0.8。 9.(2018?宜昌)我國蛟龍?zhí)栞d人潛水器已完成了7km級的潛水實驗,它潛入海面下7km深處受到海水的壓強是 7.21×107 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg),在逐漸上升返回海面的過程中,所受到海水的壓強將 變小?。ㄟx填“變大”、“
15、不變”或“變小”)。 【分析】根據(jù)p=ρgh求出它潛入海面下7km深處受到海水的壓強并分析上升過程中所受到海水壓強的變化。 【解答】解:它潛入海面下7km深處受到海水的壓強: p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa; 潛水器在逐漸上升返回海面的過程中,液體密度不變,蛟龍?zhí)栐谒兴幍纳疃茸冃?,根?jù)p=ρgh可知,所受到海水的壓強變小。 故答案為:7.21×107;變小。 10.(2018?綿陽)我國首艘國產(chǎn)航母的長度315m,寬度75m,吃水約10.5m,2018年5月13日離港海試。航母靜止在海面上時所受海水的浮力 等于
16、(選填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強為 9.27×104 Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg) 【分析】根據(jù)物體浮沉條件分析當航母漂浮在水面上時,其受到的浮力與重力的關(guān)系; 由液體壓強公式計算距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強。 【解答】解: 根據(jù)物體浮沉條件可知,航母靜止在海面上時(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力; 距海面深9m處承受海水產(chǎn)生的壓強: p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。 故答案為:等于;9.27×104。 11.(2018?常德)背
17、著氧氣瓶的潛水員在淺海中可以長時間地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗壓服了,這是由于海水的壓強隨深度的增加而 增大?。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”)。設(shè)想你在7km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢荒_伸到外面的水里,此時水對你腳背的壓強約為 7.21×107 Pa(ρ水=1.03×103kg/m3)。 【分析】(1)液體內(nèi)部向各個方向都有壓強,液體的壓強隨深度的增加而增大; (2)知道潛水器中人一只腳所處海水的深度,根據(jù)p=ρgh求出此時水對腳背的壓強。 【解答】解:(1)因液體的壓強隨深度的增加而增大, 所以,深水潛水員在潛水時要受到比在水面上大許多倍的壓強,必須穿上高強度耐壓的潛水
18、服才行; (2)此時水對你腳背的壓強: p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa。 故答案為:增大;7.21×107。 12.(2018?赤峰)圖是我國自主研制的蛟龍?zhí)栞d人潛水器,2012年蛟龍?zhí)枬撍黜樌瓿?km級的潛水試驗,則7km深處海水的壓強為 7×107 Pa,設(shè)想你在7km深的蛟龍?zhí)枬撍髦邪岩恢皇稚斓酵饷娴乃?,若手背的面積為0.6×10﹣2m2,則海水對手背的壓力為 4.2×105 N(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。 【分析】由液體壓強公式p=ρgh求壓強,由F=pS求手受到海水的
19、壓力。 【解答】解:(1)7km深處海水的壓強: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107pa; (2)根據(jù)p=可得,手背受到海水的壓力: F=pS=7×107pa×0.6×10﹣2m2=4.2×105N。 故答案為:7×107pa;4.2×105N。 13.(2018?齊齊哈爾)如圖的兩個容器中盛有同種相同質(zhì)量的液體, 乙?。ㄟx填“甲”或“乙”)容器底受到的壓強大,原因是 同一液體內(nèi)部深度越大,液體壓強越大 。 【分析】由圖可知兩容器中液體的深度關(guān)系,又知液體的密度關(guān)系,根據(jù)公式p=ρgh可知兩容器底受到液體的壓強關(guān)系。 【解答】解:
20、 由圖知,液體的深度h甲<h乙, 因為都是同一種液體, 所以由p=ρgh可知,p甲<p乙,即乙容器底受到的壓強大。 故答案為:乙;同一液體內(nèi)部深度越大,液體壓強越大。 三.實驗探究題(共5小題) 14.(2018?沈陽)為研究液體內(nèi)部壓強恃點,如圖甲所示,小華將透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎緊。 (1)將瓶壓入水中,橡皮膜向內(nèi)凹,如乙圖所示,說明水對橡皮膜有壓強:將瓶向下壓,橡皮膜內(nèi)凹的程度變大,說明液體內(nèi)部壓強與液體的 深度 有關(guān); (2)接著將某液體緩慢倒入瓶中,當內(nèi)外液面相平時,橡皮膜仍向內(nèi)凹,如丙圖所示,說明倒入液體的密度 小于?。ㄟx填“大于“、“等于”或“小于
21、”)水的密度。 (3)將甲圖中裝置倒置,然后在瓶口緊密連接一根無色通明膠管,并灌注紅墨水,如丁圖所示。使膠管內(nèi)液面高于橡皮膜,將塑料瓶橡皮膜的一端朝各個方向放置,橡皮膜都向外凸,說明液體內(nèi)部向各個方向都有 壓強 。 (4)使裝置保持丁圖所示位置不變,在橡皮膜上戳個洞,會有部分液體從洞口流出,最后穩(wěn)定時,塑料瓶和膠管里的液面相平,此時塑料瓶與膠管構(gòu)成一個 連通器 。 【分析】(1)液體的壓強隨深度的增加而增加; (2)液體壓強的大小通過橡皮膜的凹陷程度表現(xiàn)出來,根據(jù)p=ρgh分析解答; (3)在液體內(nèi)部向各個方向的壓強相等; (4)上端開口下端連通的裝置是連通器。 【解答】解:
22、(1)將瓶向下壓,深度越深,壓強越大,橡皮膜內(nèi)凹的程度越大說明液體的壓強隨深度的增加而增加; (2)根據(jù)p=ρgh知,在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大; 液體壓強的大小通過橡皮膜的凹陷程度表現(xiàn)出來,當塑料瓶內(nèi)外液面相平時,橡皮膜向內(nèi)凹,說明向上的水的壓強大,故倒入液體的密度小于水的密度; (3)液體壓強的大小通過橡皮膜的凹陷程度表現(xiàn)出來的,所以將塑料瓶橡皮膜的一端朝各個方向放置,橡皮膜都向外凸,說明液體內(nèi)部向各個方向都有壓強; (4)使裝置保持丁圖所示位置不變,在橡皮膜上戳個洞,這樣塑料瓶與膠管構(gòu)成上端開口、下端連通的一個連通器,連通器里裝同種液體在不流動時液面相平。 故答案為
23、:(1)深度;(2)小于;(3)壓強;(4)連通器。 15.(2018?菏澤)小強根據(jù)液體壓強公式p=ρgh得出如下結(jié)論:在任何情況下,p都與h成正比。請你設(shè)計實驗說明小強的結(jié)論是錯誤的。 【分析】根據(jù)液體壓強公式p=ρgh得出:在液體密度一定時,p都與h成正比,根據(jù)控制變量法和p=ρgh設(shè)計實驗。 【解答】答:將微小壓強計的探頭浸在A容器的酒精中,探頭所在的深度為h1,觀察并記錄U形管內(nèi)液柱的高度差為h。將探頭從酒精中取出,再緩慢浸入B容器的水中,當U形管內(nèi)液柱的高度差也等于h時,發(fā)現(xiàn)探頭所在的深度h2小于h1.因為兩次實驗深度不同,但是液柱的高度差相同,也就是液體壓強p相同,這
24、個實驗說明液體壓強p不與液體深度h 成正比,所以小強的觀點是錯誤的。 16.(2018?呼和浩特)小涵同學利用如圖所示的器材探究“液體內(nèi)部壓強的特點” (1)壓強計 不屬于?。ㄟx填“屬于”或“不屬于”)連通器; (2)當壓強計的金屬盒在空氣中時,U形管兩邊的液面應(yīng)當相平,而她所觀察到如圖甲所示的情景,調(diào)節(jié)的方法是 B (選填“A“或“B”) A.將此時右邊支管中高出的液體倒出 B.取下軟管重新安裝 (3)調(diào)好后,將探頭放入水中,并多次改變探頭在水中的深度如圖乙所小,同時比較每次的深度及相應(yīng)的U形管左右兩側(cè)液面的高度差。這是為了探究 液體內(nèi)部壓強與深度的關(guān)系 。 【分析】
25、(1)測量液體壓強的儀器叫壓強計;上端開口,下端連通的容器叫連通器。 (2)只要取下軟管,讓U形管左端液面和大氣相通,這樣U形管兩端的液面就是相平的;(3)液體內(nèi)部壓強大小通過U形管兩側(cè)液面高度差的大小來反映,這是轉(zhuǎn)換法;液體壓強和液體的密度、深度有關(guān),實驗中采用控制變量法來設(shè)計實驗。 【解答】解:(1)這是測量液體壓強的壓強計;它的左端是密閉的,所以不是連通器。 (2)當壓強計的橡皮膜沒有受到壓強時,U形管中液面應(yīng)該就是相平的,若U形管中的液面出現(xiàn)了高度差,就說明軟管中的氣體壓強大于大氣壓,在壓力差的作用下,U形管中的液面出現(xiàn)高度差;要調(diào)節(jié),只需要將軟管取下,再重新安裝,這樣的話,U形
26、管中兩管上方的氣體壓強就是相等的(都等于大氣壓),當橡皮膜沒有受到壓強時,U形管中的液面就是相平的,故選B; (3)實驗中液體的密度不變,改變探頭在水中的深度,研究的是液體內(nèi)部壓強與深度的關(guān)系。 故答案為: (1)不屬于;(2)B;(3)液體內(nèi)部壓強與深度的關(guān)系。 17.(2018?南充)在“研究影響液體內(nèi)部壓強”的實驗中: (1)壓強計是通過觀察U型管的兩端液面的 兩側(cè)液面高度差 來顯示橡皮膜所受壓強大小。 (2)比較圖甲和圖乙,可以初步得出結(jié)論:在同種液體中,液體內(nèi)部壓強隨液體 深度 的增加而增大。 (3)如果我們要討論液體內(nèi)部壓強是否與液體密度有關(guān),應(yīng)選擇 乙、丙
27、 進行比較。 (4)已知乙圖中U型管左側(cè)液柱高為4cm,右側(cè)液柱高為10cm,則U型管底部受到的液體的壓強為 1000 Pa(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg) 【分析】(1)液體壓強計就是利用U形管中液面的高度差來體現(xiàn)壓強的,壓強越大,U形管液面高度差越大;壓強計測量液體壓強時,就是通過橡皮膜來感知壓強的,通過橡膠管中氣體壓強的變化來改變U形管中液面高度差的; (2)(3)液體內(nèi)部的壓強與液體的深度和密度都有關(guān)系,在實驗中,應(yīng)控制其中的一個量保持不變,才能觀察壓強與另一個量的關(guān)系,從控制變量法的角度可判斷此題的實驗過程。 (4)根據(jù)p=ρgh求出U型管底部受到的液體的壓強
28、。 【解答】解: (1)壓強計測量液體壓強時,就是靠U形管兩側(cè)液面高度差來體現(xiàn)壓強大小的,液面高度差越大,說明液體壓強越大; (2)比較圖甲和圖乙,兩杯中的液體密度相同、金屬盒所處的深度不相同,深度越深,高度差越大,壓強越大,可以初步得出結(jié)論:在同種液體中,液體內(nèi)部壓強隨液體深度的增加而增大。 (3)要討論液體內(nèi)部壓強是否與液體密度有關(guān),需要控制,液體的深度相同,金屬盒的方向相同,液體的密度不同,故選乙、丙兩次實驗即可; (4)圖乙中U形管的右兩側(cè)與大氣相通, 則U型管底部受到的液體的壓強為右側(cè)液柱產(chǎn)生的壓強: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000P
29、a。 故答案為:(1)兩側(cè)液面高度差;(2)深度;(3)乙、丙;(4)1000。 18.(2018?衡陽)在探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”的實驗中 (1)實驗中液體壓強的大小變化是通過比較U形管兩側(cè)液面 高度差 的變化,將探頭放進盛水的容器中,探頭的橡皮膜受到水的壓強會 內(nèi)凹?。ㄟx填“內(nèi)凹”或“外凸”)。 (2)通過比較C、D兩個圖,可得到結(jié)論:同一液體的壓強 隨深度 的增加而增大。 (3)通過比較D、E兩個圖,可得到結(jié)論:在深度相同時,液體的 密度 越大,壓強越大。 (4)通過比較A、B、C三個圖,可得到結(jié)論: 同一深度,液體向各個方向的壓強相等 。 【分析】(1
30、)液體壓強大小通過U型管內(nèi)液面的差來反映的,液面高度差越大,液體的壓強越大,這是一種轉(zhuǎn)換法的運用; 將探頭放進盛水的容器中,橡皮膜受到水的壓強大于橡皮膜內(nèi)部的壓強,橡皮膜會向內(nèi)凹; (2)(3)(4)探究液體壓強跟深度的關(guān)系時,保持液體的密度和方向相同;探究液體壓強跟密度的關(guān)系時,保持液體的深度和方向相同;探究液體壓強跟方向的關(guān)系時,保持液體的密度和深度相同,應(yīng)注意控制變量法的運用。 【解答】解:(1)壓強計是通過U形管中液面的高度差來反映被測壓強大小的。液面高度差越大,液體的壓強越大;這種方法叫做轉(zhuǎn)換法; 將探頭放進盛水的容器中,橡皮膜受到水的壓強大于橡皮膜內(nèi)部的壓強,橡皮膜會向內(nèi)凹
31、; (2)C、D兩個圖為同種液體,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大,U型管的高度差越大,壓強越大,可得出結(jié)論:同一液體,液體內(nèi)部壓強隨深度的增加而增大; (3)D、E兩個圖中液體的深度相同,橡皮膜的方向相同,液體的密度不同,鹽水的密度大于水的密度,鹽水中U型管的高度差大,壓強大,故可得到結(jié)論:在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。 (4)A、B、C三個圖中液體的深度相同,液體的密度相同,橡皮膜的方向不同,但壓強相等,可得出結(jié)論:同一深度,液體向各個方向的壓強相等。 故答案為:(1)高度差;內(nèi)凹;(2)隨深度;(3)密度;(4)同一深度,液體向各個方向的壓強相等。 四.計算
32、題(共6小題) 19.(2018?欽州)如圖所示,小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,準備了質(zhì)量為100g、底面積為80cm2的容器兩個,其中甲容器中裝有深度為10cm的水,乙容器中裝有質(zhì)量0.7kg的酒精。他將物體A懸掛在彈簧測力計下,緩慢浸沒在水中,觀察到指針停在3.2N位置不變;:若緩慢浸沒在酒精中,彈簧測力計的示數(shù)減小到3.4N后保持不變。求:(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3) (1)甲容器中未放物體A時,水對甲容器底的壓強; (2)容器乙中未放物體A時,水平桌面受到的壓強; (3)物體A的體積。 【分析】(1)知道液體的深度
33、及密度,由p=ρgh計算容器底受到的壓強; (2)水平面上的物體,對水平面的壓力大小與其重力相等,由p=進行解答; (3)根據(jù)題意,物體A均浸沒在水和酒精中,即所排開的液體的體積均等于A的體積,根據(jù)阿基米德原理列等式關(guān)系,求出物體A的重力,進而求其體積。 【解答】解: (1)甲容器中未放物體A時,水對甲容器底的壓強: p甲=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣3m=100Pa; (2)水平面上的物體,對水平面的壓力大小與其重力相等, 水平桌面受到的壓強: p乙=====1000Pa; (3)由題可知,物體A均浸沒在水和酒精中,V排水=V排酒=V A
34、在水中受的浮力:F浮甲=G﹣3.2N, 由阿基米德原理可得: V=V排水==﹣﹣﹣﹣﹣① A在酒精中受的浮力:F浮乙=G﹣3.4N, 由阿基米德原理可得: V=V排酒==﹣﹣﹣﹣② 由①②可解得: V=100cm3。 答:(1)甲容器中未放物體A時,水對甲容器底的壓強為100Pa; (2)容器乙中未放物體A時,水平桌面受到的壓強為1000Pa; (3)物體A的體積為100cm3。 20.(2018?眉山)試根據(jù)壓強是物體所受壓力的大小與受力面積之比的定義,推導出密度為ρ的液體,在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強P的表達式。(已知:重力與質(zhì)量的比值為g,要求用ρ、h、g
35、表示P)。 【分析】設(shè)想液面下h深處有一面積為S的水平圓面,它所受到的壓力是其上方圓柱形的小液柱所產(chǎn)生的,根據(jù)F=G=mg=ρVgS表示出其大小,利用p=得出在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強。 【解答】解:設(shè)想液面下h深處有一面積為S的水平圓面,則水平圓面受到的壓力: F=G=mg=ρVg=ρShg, 則在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強: p===ρgh。 答:密度為ρ的液體,在液面下深度為h處液體產(chǎn)生的壓強的表達式為p=ρgh。 21.(2018?襄陽)一個圓柱形杯身的杯子,裝12cm高的水密封后(杯子厚度忽略不計)放在水平桌面上,如圖甲所示。再將杯子分別倒置在盛有水和某
36、種液體的容器中,靜止后杯子內(nèi)外液面高度差如圖乙和圖丙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求: (1)圖甲中杯底受到水的壓強 (2)圖丙中某種液體的密度 (3)如果杯子自身質(zhì)量為80g,則杯內(nèi)水的質(zhì)量。 【分析】(1)根據(jù)p=ρ水gh求出杯底受到水的壓強; (2)根據(jù)杯子在水中和在圖丙的液體中受的浮力相等列出等式,解出液體密度; (3)圖乙中杯子處于漂浮狀態(tài),浮力等于其總重力,據(jù)此列出等式,解出杯子底面積,再根據(jù)G=mg=ρgV求出水的質(zhì)量。 【解答】解:(1)圖甲中杯底受到水的壓強: p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1
37、200Pa; (2)設(shè)杯子的底面積為S,杯子在水中和在液體中受的浮力相等, F浮水=F浮液, ρ水gV排=ρ液gV排′, ρ水gS(h1+h2)=ρ液gS(h1+h3), 圖中h1=0.12m,h2=0.04m,h3=0.08m, 解得:ρ液=0.8×103kg/m3; (3)圖乙中杯子處于漂浮狀態(tài),浮力等于其總重力, G杯=m杯g=0.08kg×10N/kg=0.8N, F浮水=G杯+G水, ρ水gS(h1+h2)=G杯+ρ水gSh1, ρ水gSh2=G杯, 杯子底面積S===2×10﹣3m2, 由ρ=得: 杯內(nèi)水的質(zhì)量: m水=ρ水V水=ρ水Sh1=1.0×1
38、03kg/m3×2×10﹣3m2×0.12m=0.24kg。 答:(1)圖甲中杯底受到水的壓強1200Pa; (2)圖丙中某種液體的密度0.8×103kg/m3; (3)杯內(nèi)水的質(zhì)量0.24kg。 22.(2018?濟寧)將U型管壓強計的金屬盒放在盛有某和液體的玻璃杯中。將相關(guān)信息如圖所示。(g取10N/kg)求: (1)液體的密度。 (2)體枳為60cm3的小球浸沒在液體中受到的浮力。 【分析】(1)根據(jù)金屬盒受到液體壓強與U形管中兩邊水的壓強差相等,由此根據(jù)p=ρgh計算液體的密度。 (2)由阿基米德原理計算小球浸沒在液體中受到的浮力。 【解答】解: (1)金
39、屬盒受到液體壓強與U形管中兩邊水的壓強差相等, 即:p金屬盒=p壓強計, 由p=ρgh可得: ρ液gh液=ρ水gh水, 所以液體密度: ρ液=?ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3; (2)小球浸沒在液體中V排=V球=60cm3, 由阿基米德原理可得小球受到的浮力: F浮=ρ液gV排=0.8×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=4.8N。 答:(1)液體的密度為0.8×103kg/m3。 (2)小球浸沒在液體中受到的浮力為4.8N。 23.(2018?昆明)如圖所示,置于水平桌面上的容器,底面積為200cm2,未裝水時的質(zhì)量為0.2
40、kg。容器盛水后水面的高度為15cm,容器對桌面的壓強為1.1×103Pa,求水對容器的壓力。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度) 【分析】根據(jù)p=ρgh求出水對容器的壓強,再根據(jù)F=pS求出水對容器的壓力。 【解答】解: 由題知,S=200cm2=2×10﹣2m2,h=15cm=0.15m, 水對容器部的壓強: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa, 根據(jù)p=可得水對容器的壓力: F=pS=1500Pa×2×10﹣2m2=30N。 答:水對容器的壓力為30N。 24.(2018?棗莊)現(xiàn)
41、有一個用超薄材料制成的圓柱形容器,它的下端封閉,上端開口,底面積=200cm2,高度h=20cm,如圖甲所示;另有一個實心勻質(zhì)圓柱體,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面積S1=120cm2,高度與容器高相同,如圖乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。 (1)將圓柱體豎直放在圓柱形容器內(nèi),求圓柱體對容器底部的壓強是多少? (2)向容器內(nèi)緩緩注水直至圓柱體對容器底部的壓力剛好為零,求此時水對容器底部的壓強和所注的水重各是多少? 【分析】(1)利用F=G=mg=ρgV求圓柱體對容器底部的壓力,再利用p=求圓柱體對容器底部的壓強; (2)向容器內(nèi)緩緩注水直至圓柱
42、體對容器底部的壓力剛好為零,圓柱體剛好處于漂浮狀態(tài),F(xiàn)浮=G,利用F浮=ρ水gV排=ρ水gSh水求水的深度,再利用p=ρgh求容器底部產(chǎn)生的壓強; 利用G水=m水g=ρ水gV水=ρ水g(S﹣S1)h求所注水的重力 【解答】解: (1)圓柱體對容器底部的壓力: F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N; 圓柱體對容器底部的壓強: p===1600Pa; (2)向容器內(nèi)緩緩注水直至圓柱體對容器底部的壓力剛好為零,圓柱體剛好處于漂浮狀態(tài),則: F浮=G柱=19.2N, 由F浮=ρ水gV排=ρ水
43、gS1h水得水的深度: h水===0.16m, 此時水對容器底部產(chǎn)生的壓強: p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa; 所注水的體積: V水=(S﹣S1)h水=(200×10﹣4m2﹣120×10﹣4m2)×0.16m=1.28×10﹣3m3, 所注水的重力: G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×1.28×10﹣3m3=12.8N。 答:(1)圓柱體對容器底部的壓強是1600Pa; (2)向容器內(nèi)緩緩注水直至圓柱體對容器底部的壓力剛好為零,此時水對容器底部的壓強和所注的水重各是1600Pa、12.8N。
44、五.解答題(共1小題) 25.(2018?青島)請用相關(guān)的兩個物理知識解釋如下場景: 潛水員深海作業(yè)時,他穿著抗壓潛水服,用力向后劃水,身體向前進。 【分析】(1)由于液體受到重力作用,且具有流動性,所以液體對容器底和容器側(cè)壁有壓強,液體內(nèi)部向各個方向都有壓強;液體的壓強隨深度增加而增大。 (2)物體間力的作用是相互的。 【解答】答:(1)液體的壓強大小與深度有關(guān),越深處壓強越大,深水潛水員在潛水時要受到比在水面上大許多倍的壓強,如果不穿堅固耐壓的潛水服,潛水員是承受不了那么大壓強的,會有生命危險,所以必須穿上高強度耐壓的潛水服才行。 (2)潛水員在水中用力向后劃水,即手對水有一個向后的力的作用,由于物體間力的作用是相互的,所以水對手有一個向前的反作用力,所以潛水員在水中可以向前運動。 21
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