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文档简介
专题16不规则容器的液体压强
【核心考点讲解】
1、液体对容器底部压力
(1)比较大小(割补法)
F甲〉G液甲F乙=6液乙F丙<G液丙
(2)计算数据
【规则形容器】如图乙,F压=6液
【不规则容器】
①求液体对容器底部压强p=P液gh;
②求液体对容器底部压力F=pS;
2、液体对容器底部压强
液体对容器底部压强P=P液gh(与容器形状无关)
【必刷题型精练】
1.(2021•自贡模拟)如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的
2.(2021•襄阳中考)如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有
甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强()
3.(2021•泉州模拟)如图所示,容器装有水,其底部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>pcB.pa<pb<pcC.pa—pb—pcD.pa>pb=pc
4.(2020•怀化中考)在水平桌面上放有质量和底面积均相同的容器甲和乙,在容器中分别盛入质量相同的两种液
体,两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是()
A.两容器对桌面压强大小相等
B.两容器底部受到液体压力大小相等
C.两液体密度大小相等
D.两容器底部受到液体压强大小相等
5.(2021•常德模拟)如图所示,容器中盛有水,其中hi=100cm,h2=60cm,容器底面积S=20cm2,水对容器顶
2000PaC.6000PaD.4000Pa
6.(2020•常德中考)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、
质量相等的不同液体。下列说法正确的是()
①容器对桌面的压力:F甲>F^
②液体的密度:PEF=P乙
③液体对容器底部的压强:PEf)>PZ,
A.只有①和③B.只有①和④C.只有②和③D.只有③和④
7.(2021•长沙模拟)在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,下列分析正确的是()
甲乙
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
8.(2021•昆山模拟)甲、乙两个相同的容器分别装有质量相等的酒精和水,设容器底部受到水和酒精的压强分别
为p甲和p乙,则二者的关系是()
A.p¥>pz,B.p甲<p乙C.pv=pz,D.无法确定
9.(2021•兰州中考)如图所示,质量为120g的平底烧瓶内装有300mL的水,静止放在水平桌面上,烧瓶底面积
为30cm2,测得水的深度为5cm,则水对瓶底的压强为Pa,烧瓶对桌面的压强为Pa。(p水=1.0
10.(2021•昆明模拟)为解决山区缺水问题,一些农户修建了水窖,在雨季将雨水收集到水窖中,以备干旱季节使
用。小明家也修建了这样一个水窖,形状如图所示。为便于观察储水情况,小明在水窖底部安装了一个压力传感
器,压力大小在显示屏上显示。压力大表示水窖中的水较。用水过程中发现,虽然每天用水量基本相同,
但每天压力大小下降却不相同,而且随着储水量的减少,下降得越来越快,出现该现象的原因是o
11.(2020•青岛模拟)如图所示是A端开口B端封闭的L形容器,内盛有水,放在水平桌面上,已知B端顶面离
容器底6cm,A端内液面离容器底26cm,则B端顶面距离液面的深度出端顶面受到水的压强为。
12.(2021•宜宾模拟)如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力
将,水对容器底的压强将(选填“变大”、“变小”或“不变
13.(2021•郴州中考)如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱体,其横截面积分别为
Si、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8X103kg/in3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程
中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=cm,上、
下两部分横截面积之比Si:S2==(g取10N/kg)
14.(2021•黄石模拟)如图所示,一只锥形烧瓶量得它的上口径与底径之比为1:3,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pi:P2=l:
2,设上部液体对下部液体的压力为Fi,下部液体对瓶底的压力为F2,则FI:F2=o
15.(2020•兰州中考)如图所示,一只盛有水的薄壁玻璃杯静止在水平桌面上。杯子重1N,底面积为30cm2,杯内
水重2N,水深6cm,水的密度为1.0Xl()3kg/m3,g=10N/kgo求:
(1)水杯对桌面的压强;
(2)水对杯底的压力。
16.(2021•西宁模拟)如图所示,放在水平桌面上的容器,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度hi=0.8m,其
顶部和底部的面积均为O.ln?,顶部到底部的高度h2=0.6m,容器中的液体密度为1.2XK^kg/n?,g取10N/kg。
求:
(1)液体对容器底部的压强;
(2)液体对容器底部的压力。
(3)液体对容器顶部的压力。
专题16不规则容器的液体压强
【核心考点讲解】
1、液体对容器底部压力
(1)比较大小(割补法)
F甲〉G液甲F乙二G液乙F丙<G液丙
(2)计算数据
【规则形容器】如图乙,F压=6液
【不规则容器】
①求液体对容器底部压强p=P液gh
②求液体对容器底部压力F=pS
2、液体对容器底部压强
液体对容器底部压强P=P液gh(与容器形状无关)
【必刷题型精练】
1.(2021•自贡模拟)如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到
水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是()
解:据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质
量的水,但水在浴缸中的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B是正确的;
答案:Bo
2.(2021•襄阳中考)如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平
桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌
面的压强相等,则三种液体对容器底的压强()
C.乙最小D.丙最小
解:三个容器质量相同,由公式G=mg可知,三个容器的重力G容相同,
三个容器对桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式F=pS可知三个容器对
水平桌面的压力相同,而容器对水平桌面的压力为F=G容+G液,则三个容器中的液体重
力G波相同,
由图示可知,三种液体的体积大小关系为:V甲〉丫乙>丫丙,
,G…、
由公式G=mg=pVg可得:p=...—,由此可知,二种液体的密度大小关系为p甲<
九g
P乙<p丙,
根据题意可知三个容器中液体深度相同,由公式p=p液gh可知,液体对容器底的压强大
小关系为:p甲<pz,<p丙,
即甲液体对容器底的压强最小,故B正确,A、C、D错误。
答案:Bo
3.(2021•泉州模拟)如图所示,容器装有水,其底部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>pcB.pa<pb<pcC.pa=pb=pcD.pa〉pb=pc
解:由图知:容器底部a、b、c三处水的深度相同,水的密度确定,由公式p=pgh知:
此三点受到水的压强相同。
答案:Co
4.(2020•怀化中考)在水平桌面上放有质量和底面积均相同的容器甲和乙,在容器中分别
盛入质量相同的两种液体,两容器中的液面相平,如图所示。下列说法正确的是()
A.两容器对桌面压强大小相等
B.两容器底部受到液体压力大小相等
C.两液体密度大小相等
D.两容器底部受到液体压强大小相等
解:A、容器的质量和底面积都相同,且容器内液体质量相同,根据G=mg知,容器与
液体的总重力相等,因为在水平面上压力等于重力,所以两容器对桌面的压力F相同,
由可知两容器对桌面的压强大小相等,故A正确;
BCD、由图可知V甲<V乙,由p知,p甲>p乙,故C错误;
V
容器底部受到的压强p'=pgh,因为容器中液面相平,所以h相同,p/>p/,故D错
误;
容器底部受到的压力F'=P'S,故Fb>F/,故B错误。
答案:Ao
5.(2021•常德模拟)如图所示,容器中盛有水,其中hi=100cm,h2=60cm,容器底面积
S=20cm2,水对容器顶的压强是()
A.10000PaB.2000PaC.6000PaD.4000Pa
解:容器顶距离液面的高度:
h=hi-h2=100cm-60cm=40cm=0.4m,
水对容器顶的压强:
p=pgh=1.0X103kg/m3X1ON/kgX0.4m=4000Pa。
答案:Do
6.(2020•常德中考)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,
分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是()
①容器对桌面的压力:F甲>F乙
②液体的密度:PT=P乙
③液体对容器底部的压强:PER>PZ,
④容器对桌面的压强:P甲'=P乙'
甲乙
A.只有①和③B.只有①和④C.只有②和③D.只有③和④
解:①水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和
F
质量相同,故对桌面的压力F¥=F乙,由p=——得,容器对桌面的压强:p/=p乙',
S
故①错误,④正确;
②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量相
同,所以p,>p乙,故②错误;
③由图知,两容器中液体的深度相同,由②知PT>P乙,根据p=pgh知,液体对杯底的
压强PT>P乙;故③正确。
综上所述,①②错误,③④正确。
答案:Do
7.(2021•长沙模拟)在两个完全相同的容器中分别倒入甲和乙两种不同的液体,如图所示,
下列分析正确的是()
A.若甲和乙的质量相等,则甲的密度小于乙的密度
B.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的密度小于乙的密度
C.若甲和乙对容器底部的压强相等,则甲的质量小于乙的质量
D.若甲和乙的质量相等,则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强
解:
A、由题意可知,甲和乙的质量相等,由图可知,V甲<V乙,根据p='l可知,pv>p
V
乙,故A错误;
B、若甲和乙对容器底部的压强相等,由图可知,hsp<h乙,根据p=pgh可知,p(p>p乙,
故B错误;
F
c、液体压强相等,两容器底面积相等,由p=——可知,甲、乙对容器底的压力相等,
S
即F甲=F乙-----------------------------①
采用割补法(如下图所示),分别把容器两侧半球部分补上同种液体,此时液体为圆柱形;
割补后深度不变,液体密度不变,所以液体对容器底的压强不变,又因为容器底面积不
变,所以割补前后液体对容器底部的压力不变,且此时液体为圆柱形(液体对容器底的
压力等于液体的总重力);
所以,Fi?=G甲总-----------②,F&=G乙总-------------
③,
两容器完全相同,则补上的液体体积相等,设补充的液体体积为V,
由①②③可得:G甲总二G乙总,
艮13m甲g+p甲gV=m乙8+p乙gV--
由B选项可知,p甲>p乙;
所以由④式可得:m甲-!11乙=(p乙-p甲)V<0,
所以m甲Vm乙,故C正确;
D、由A选项可知,pEp>p
由割补法可知,甲对容器底部的压力F甲=m甲g+p甲gV,
乙对容器底部的压力F乙=m乙g+p乙gV,
而m甲=111乙,p甲>p乙,
所以F甲>F乙,
F
又因为两容器的底面积相等,所以根据公式p=—可知,p甲>p乙,故D错误。
S
答案:Co
8.(2021•昆山模拟)甲、乙两个相同的容器分别装有质量相等的酒精和水,设容器底部受
到水和酒精的压强分别为p甲和p乙,则二者的关系是()
A.p甲>p乙B.p甲Vp乙C.p甲=p乙D.无法确定
解:由图可知,容器四周有凸出部分,且凸出部分水和酒精的体积相等,由「=乃的变
V
形式m=pV可知,凸出部分所装水的质量大于酒精的质量;
因酒精和水的总质量相等,所以,去除凸出部分后,规则部分所装水的质量小于酒精的
质量;
因规则部分液体对容器底部的压力和自身的重力相等,所以,水对容器底部的压力小于
酒精对容器底部的压力;
F
由p=——可知,水对容器底部的压力小于酒精对谷器底部的压强,即p甲<p乙,故B正
S
确,ACD错误。
答案:Bo
9.(2021•兰州中考)如图所示,质量为120g的平底烧瓶内装有300mL的水,静止放在水
平桌面上,烧瓶底面积为30cm2,测得水的深度为5cm,则水对瓶底的压强为500Pa,
烧瓶对桌面的压强为1.4X103Pa。(p水=1.0X103kg/m3,g=10N/kg)
解:(1)水对瓶底的压强:p=p水gh=lX103kg/m3><10N7kgX5X10-2m=500Pa;
(2)烧瓶内水的质量:m水=p水丫=1义ItPkg/m^XSOOX10Fm3=0.3kg,
烧瓶和水的总质量:m=m瓶+m水=120X103kg+0.3kg=0.42kg,
烧瓶和水的总重力:G=mg=0.42kgX10N/kg=4.2N,
此时烧瓶对水平桌面的压力:F=G=4.2N,
p42N
3
烧瓶对水平桌面的压强:p=—=------------------------=1.4X10Pao
s30X10-4m2
答案:500;1.4X103O
10.(2021•昆明模拟)为解决山区缺水问题,一些农户修建了水窖,在雨季将雨水收集到水
窖中,以备干旱季节使用。小明家也修建了这样一个水窖,形状如图所示。为便于观察
储水情况,小明在水窖底部安装了一个压力传感器,压力大小在显示屏上显示。压力大
表示水窖中的水较深。用水过程中发现,虽然每天用水量基本相同,但每天压力大
小下降却不相同,而且随着储水量的减少,下降得越来越快,出现该现象的原因是q
窖上粗下细。
显示屏一|
压力传感器
F
解:根据p=—可知,传感器受到的压力大,说明传感器受到水的压强大,根据p=pgh
S
可知,表示水窖中的水较深;
由图可知,水窖上粗下细,每天用水量基本相同时,随着储水量的减少,下降得越来越
快,则压强变化越快,故每天压力大小下降不相同。
答案:深;水窖上粗下细。
11.(2020•青岛模拟)如图所示是A端开口B端封闭的L形容器,内盛有水,放在水平桌
面上,已知B端顶面离容器底6cm,A端内液面离容器底26cm,则B端顶面距离液面的
深度20cm,B端顶面受到水的压强为1960Pa。
解:
由图知,B端顶面距离液面的深度:
h=hi-h2=26cm-6cm=20cm=0.2m,
B端顶面受到水的压强:
p=pgh=lXlO3kg/m3X9.8N/kgX0.2m=l960Pa。
答案:20cm;1960Pa=
12.(2021•宜宾模拟)如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水
平桌面受到的压力将不变,水对容器底的压强将不变(选填“变大”、“变小”
或“不变”)。
解:装满水的密闭容器放置在水平桌面上,其对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,
将其倒置后,水的质量不变,容器和水的总重不变,
所以,水平桌面受到的压力将不变;
将其倒置后,水的深度不变,
根据p=pgh可知,水对容器底部的压强不变;
答案:不变;不变。
13.(2021•郴州中考)如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱
体,其横截面积分别为Si、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8X103kg/m3
的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变
化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H=15cm,上、下两部分横截面积之
比Si:S2=1:4。(g取10N/kg)
由p=pgh可得,阀门打开前液体的深度:H=----=
Pg
1200Pa
=0.15m=15cm;
3s
0.8X10kg/mXlON/kg
(2)设容器上面部分液体的高度为hi,hi对应的液体压强pi=1200Pa-400Pa=800Pa,
pg0.8X103kg/m3X10JV/kg
所以容器下面部分液体的高度为h2=H-hi=15cm-10cm=5cm;
由于匀速排液,则后20s排出液体的体积是前10s排出液体体积的2倍,
由丫=511可得,上、下两部分液体的体积关系为:2Sihi=S2h2,
S]1
则上、下两部分的横截面积之比为:—=——==—o
S?2储4
答案:15;1:4o
14.(2021•黄石模拟)如图所示,一只锥形烧瓶量得它的上口径与底径之比为1:3,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pi:p2=l:2,设上部液体对下部液体的压力为
F1,下部液体对瓶底的压力为F2,则Fi:F2=4:27o
故锥形烧瓶的中间的口径与底径之比:
%+%3
r:r2=---------:r2=-----------:r2=2:3,
22
由5=71/得,锥形烧瓶的中间面积与底面积之比:
S:S2=itr2:ir=r2:=4:9,
由p=pgh得,上部液体对下部液体的压强:
pi=pigh,
下部部液体对瓶底的压强:
p2=pigh+p2gh,
F
由p=_得,上部液体对下部液体的压力:
S
Fi=piS=pighS,
下部液体对瓶底的压力:
F2=P2S=(pigh+p2gh)S2,
FiP1S1X44
则nil——==--------------=------------=—,
Fz(Pi+pps,(1+2)X9
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