物理竞赛培训液体压强与大气压强

第十三讲液体压强与大气压强【知识补充】1上端开口，下部连通的容器叫连通器。原理：连通器里装一种液体且液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等。2托里拆利实验说明：实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满,则测量结果偏小。本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。3标准大气压 支持 水银柱的大气压叫标准大气压。标准大气压X，可支持水柱高约4大气压的变化：大气压随高度增加而减小，大气压随高度的变化是不均匀的，低空大气压减小得快，高空减小得慢，且大气压的值与地点、天气、季节的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。5大气压的测量：测定大气压的仪器叫气压计。气压计分为水银气压计和无液气压计。6大气压的应用：活塞式抽水机和离心式抽水机。7虹吸现象：虹吸是利用液面高度差的作用力现象，可以不用泵而吸抽液体。将液体充满一根倒形的管状结构内（称为虹吸管）后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。Fr

ll\8Fr

ll\）或称静压传递原理。指加在密闭液体任何一部分上的压强，必然按照其原来的大小由液体向各个方向传递。只要液体仍保持其原来的静止状态不变，液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。这就是说，在密闭容器内，施加于静止液体上的压强将同时传到各点。公式： 即 也即【热身训练】例一：（ 上海初中物理知识竞赛题）两块相同的海绵分别置于相同的磅秤上，取两个相同的物块分别置于海绵上,如图所示。下列关于甲、乙两图中磅秤示数甲、乙中 乙大小及海绵下陷浓度甲、乙的比较，正确的是【即甲 乙

甲 乙，甲 乙 •甲乙，甲 乙甲 乙，甲 乙 • 甲乙，甲 乙【解析】由于是两个相同的物块甲、乙两图中磅秤示数甲、乙大小相等，甲乙;甲 乙 甲乙由压强定义，在压力相同时，压强与受力面积成反比，下陷浓度甲h，选项正确。甲乙例二：（ 上海初中物理知识竞赛题）如图所示，置于水平桌面上的一个密闭的圆锥形容器内装满了重力为的某种液体。已知：圆锥形容器1的容积公式为=n,其中，、分别为容器的底面半径和高。则容器内的液体对容器侧面的压力大小为 【】【解析】若重力为的某种液体装在圆柱体容器内，容器内的液体对容器底面的压力应为，重力为的某种液体装在圆锥形容器内，则其液面高度为圆柱形容器的倍，容器内的液体对容器底面的压强为圆柱形容器的倍，其压力为，把液体看作整体，分析受力，由平衡条件可知，容器侧面对液体的压力大小为，根据力的作用是相互的，容器内的液体对容器侧面的压力大小为，所以正确选项为。例三：如图所示，水平桌面上有两个完全相同的鱼缸甲和乙，盛有适量的水，把一个橡皮泥做的小船放入乙后，小船处于漂浮状态，此时两鱼缸内的水面刚好相平。然后把它们分别放在台秤上，则台秤的示数IIA甲放上时大•乙放上时大甲或乙放上一样大D无法判断【解析】根据两鱼缸内的水面刚好相平，由液体压强公式可知，鱼缸底部受到的液体压强一样大，完全相同的鱼缸，底面大小相等，所以鱼缸对台秤的压力一样大，台秤的示数一样大，选项正确。【突破训练】一、帕斯卡定律的应用1如图所示，两个密闭容器中均装满液体。容器中的大活塞面积为’小活塞的面积为，且 。左边容器的大活塞与右边容器小活塞固定在一起。若在左边容器小活塞上加 的压力，那么需在右边容器大活塞上加多大的压力才能使整个装置平衡？的压力时，在大2一个液压千斤顶，小活塞直径为 ，如果在小活塞上施以的压力时，在大活塞上能举起 重的物体，则大活塞上的直径为多少？3如图所示，有三个带活塞、、的圆筒，底部相连，里面装有水，活塞、、截面积之比为：：，活塞重不计。在活塞ab上各放有质量分别为、 、的物体，则活塞上升。 活塞上升。 活塞上升。 活塞仍都保持平衡。二、液体压力与重力关系4如图所示，一个圆台形容器面朝下放置时，液体对面压力为，压强为；把它倒过来面朝下放置时，液体对面的压力为，压强为，则TOC\o"1-5"\h\zA>,> .v,v .>,v .v,>5如图所示，甲、乙、丙三个容器的底面积相等，在三个容器中分别注入质量相等的酒精、水和水银，比较三个容器底部所受液体的压力甲、乙、丙的大小关系是（甲 乙 丙A> > . CVV D无法判断甲 乙 丙 甲乙丙 甲 乙 丙6甲、乙两个完全相同的瓶子置于水平桌面上，甲装水，乙装等质量的盐水，且液面均超过'面，但均未溢出，如图所示.两瓶底部受到的压强甲与乙的关系为甲 乙甲乙。 甲乙。 甲乙。 无法比较。7如图所示，两端开口的圆锥形小筒，下面用一重力可忽略不计的薄片贴住后一起浸入水中，漂浮在水面。如果向小筒中注入的水，薄片恰能脱落，则同样也能够使薄片下落的方法是（A在薄片中央轻放 砝码 •慢慢注入 酒精.慢慢注入 水银 •上述三种情况都不行8如图所示，锥形瓶中盛有°C的水，现用酒精灯加热，使水温升高到°C,在这一过程中（不考虑水的汽化及锥形瓶的热胀冷缩），则水对锥形瓶底的压强变化是（）A.不变 变大C.先变小，后变大D.先变大，后变小三、 连通器和型管的应用9如图内径均匀的形管内盛有密度不同的两种液体.其中一种液体的密度是P；另一种液体的密度是P，体积是.且PP.静止时，两种液体不混合.若形管的横截面积为，则两边液面的高度差等于 .、直径之比为 的两管构成一个连通器，如图所示。先在连通器里装上水银，然后再往左边细管中倒进 高的水，则细管中水银面下降了多少？粗管中水银面要上升多少？如果把这些水倒进右边粗管里，则细管中的水银面比粗管中的水银面高多少？、如图所示，一个足够长、粗细均匀的形管。先在管中注入密度为P的液体，再往管中注入密度为P的液体，当两管中的液面高度差为时（为液体的液柱长度），管内液体处于平衡状态。如果再往管中注入液体，已知PP2欲使液体平衡时两管的液面恰好相平，应该注入液体的液柱长度为 。四、 压强计算、水平桌面上的密闭圆锥形容器内，装满互不相溶的两种液体，上下两部分液体的深度恰好相等，如图所示。已知上下两种液体的密度之比PP,上部分液体对下部分液体的压力为，下部分液体对容器底部的压力为，则 _3如图所示，一只锥形烧瓶量得它的上口径与底径之比为 ：放在水平桌面上，容器内有两种互不相溶的液体充满容器，且上、下两部分液体恰好深度相同。已知上、下两种液体的密度之比为PP，设上部液体对下部液体的压力为，下部液体对瓶底的压力为，则 _、如图所示，圆柱形容器内注入某种液体，深度为，容器底的半径为r如果液体

对侧壁的压力等于对容器底部的压力，那么与的比值为五、 虹吸现象5某同需要清理金鱼缸中沉在底部的污物，其手中只有一根透明的塑料软管，采用虹吸的方法来将鱼缸底部的污物排除.软管的一端插入鱼缸的底部如图所示，该同学用嘴在软管的另一端吸气，使管中液面到达某点时停止吸气，管中就能自动排出鱼缸底部的污水，同时保证污水不能流进该同学的嘴中，该点是占 占 占 占•八、、 •八、、 •八、、 •八、、6如图所示是公共厕所中的自动冲水装置，水相中有倒置的形管，它通过箱底直接与泄水管相连，问当水箱内水位到 时放水水位降到 时放水停止。7在趣味物理表演会上，小明展示了如图所示的蓄水和放水装置。如果原来水箱是空的，注水时水箱中的水位高于哪点时排水口才有水流出？如果原来水箱是满的，放水时水箱中的水位降到哪点时排水口才停止出水？如果进水口不停地向箱中注水，但进水流量较小，使得当出水口有水流出时，进水流量小于出水流量，这种情况下排水口的水流有什么特点？8由于长期的河道淤塞，黄河下游的河床已被抬高。沿河农民通常采用如图所示的方式，引黄河水来灌溉农田。有关这种引水灌溉方式，下列说法中错误的是A这种取水灌溉方式利用了连通器原理 •使用时端管口必须低于处水面使用时先将管道中灌满水 •高度差越大，管道中的水流得就越快六、 托里拆利实验9如图所示，一个粗细均匀的薄壁玻璃管倒扣在水银槽内，上面用弹簧拉着处于静止状态，此时管内有一部分空气，管内水银面比槽内水银面高出，管内水银面比管的开口处高出，忽略玻璃管本身的重力，则弹簧测力计的读数等于（ ）A外界大气压力与管内气体对玻璃管底部的压力之差，玻璃管内高水银柱所受重力的大小上面或，玻璃管内高的水银柱所受重力的大小0如图所示，一端开口、一端封闭部分空气的玻璃管，开口向下插入水银槽中，不计玻璃管的重力和浮力，用竖直向上的力提着保持平衡，此时管内外水银面高度差为，如果将玻璃管向上提起一段距离，待稳定后，此时的和与刚才相比（ :A会增大，也增大•会增大，却不变 j会不变，却增大•会不变，也不变1如图，一端封闭的玻璃管内水银面的上方留有一些空气，当外界大气压强为标准大气压时，管内水银柱高度小于，此时弹簧秤示数为。若在水银槽中缓慢地倒入一些水银，使槽内水银面升高，则玻璃管内的水银柱高度和弹簧秤的示数应满足（ ）

2如图所示，将水银槽置于天平左盘中玻璃管被支架固定，右盘中放人适量砝码,天平平衡。若大气压增大，则下列说法正确的是天平仍保持平衡。天平不再平衡，若要恢复平衡，需在右盘中增加适量砝码。天平不再平衡，若要恢复平衡，需在右盘中减去适量砝码。无法确定。、活塞式抽水机模型，如图所示，当活塞不断上升时，拉力的大小及水对活塞的压强将先增大后不变，不变。 先减小后增大，先减小后不变。先增大后不变，先减小后不变。都不断增大。先增大后不变，先减小后不变。都不断增大。4手持抽气、打气两用气筒的构造如图所示，为筒身，为活塞，和是气门装置,类似于自行车内胎上套有气门芯的气门嘴，起阀门作用。使用这种气筒时（ ）•接气门，起打气作用；接气门，起抽气作用。•接气门，起抽气作用；接气门，起打气作用。.向外拉活塞，个气门都起抽气作用。.向里推活塞，个气门都起打气作用。5如图所示，在一个一端开口的u形管内装有水，管的左端封闭着一些空气,水中有一只小试管浮在水面，小试管中也封闭着一些空气•向右管中注入水，则小试管相对左管内的水面变化情况（）A.小试管将上浮 B.小试管将向下沉一些C.小试管将先向下沉一些，再上浮D.无法判断、在一根左端封闭、右端开口的形细玻璃管内注入水银并充满左端，两端水银面的高度差为 ，如图所示。若用拇指将开口端堵住，并将形管的开口向下。松开拇指后，管内两侧水银面的位置应是图中的（ ）七、综合练习题.有一根盛有液体的长玻璃管，开口向上竖直放置，然后逐渐倾斜，则液体对管底的压强将：（）增大 不变 减小 变化不定如图所示的“帕斯卡裂桶实验”，木桶内装满水，桶的顶部竖立着一根细管，一人在三楼的阳台上向细管内只倒入了几杯水，木桶就被水压破了，这一实验表明，影响液体内部压强的因素是液体的：（ ）质量 深度 密度 体积如图所示，将一个普通的乒乓球轻轻放入漏斗中，用电吹风从管里向上吹气，那么以下分析正确的是：（ ）球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大球被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强大

球不会被向上吹起，因为其下方气体流速大，压强小如图，一个圆台形的筒子，下用一重力忽略不计薄片贴住，浸入水中后，薄片不会f落，如果筒中注入 水，恰能使它脱落，贝y下列情况哪种能使薄片下落（ ）•在薄片中央轻放 砝码.慢慢注入 酒精.慢慢注入 水银.上述三种做法都不行如图甲所示，杯中盛有密度分别为p和p的两层均匀液体，且pp，经过一段时间后变成了密度为p的