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文档简介
第十章压强和浮力课时10.2液体的压强知道液体压强的特点;了解连通器及其原理;能用液体压强公式进行简单计算。液体压强的特点产生原因:由于液体受到重力作用,并且没有固定的形状,且具有流动性,因此,对限制它流动的容器底部和侧壁都有压强。液体压强的特点:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等;深度越深,压强越大;在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强越大。实验:控制变量法探究液体压强规律在探究液体压强与深度的关系时,要保持液体密度不变;在探究液体压强与液体密度的关系时,要保持深度不变;在探究液体压强与方向的关系时,要保持液体密度和深度都不变;液体压强的大小计算公式:p=ρ液gh公式的理解①p=FS②p=ρ液gh是通过公式p=FS考点一液体的压强的特点1.小明在探究液体内部压强影响因素时,发现U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是()A.烧杯中换密度差更大的液体 B.U形管中换用密度更小的酒精 C.增加探头在液体中的深度 D.仅改变橡皮膜所处的方向【分析】液体压强大小跟液体深度和密度有关。用压强计可以测量液体内部压强大小,使用前首先调节U形管液面相平,当压强计放入液体中,U形管左右液面高度差越大,液体内部压强越大。根据p=ρgh来分析液体压强和液体密度或深度的关系,进而做出判断。【解答】解:探头在液体中的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度越大压强越大,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差变大;“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差变大;“仅改变橡皮膜所处的方向”,因液体向各个方向的压强都相等,所以不能使两侧液面高度差对比更加明显;增加探头在液体中的深度,据p=ρgh可知,液体密度一定时,探头所处深度越大,受到的压强越大,U形管左右两侧液面的高度差更大。故ABC不合题意,D符合题意。故选:D。【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。2.如图所示为某水坝的示意图.水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等.关于水在A、B和C三点的深度和产生的压强,下列说法正确的是()A.A点的深度最大 B.B点的深度最大 C.C点的压强最大 D.B、C点的压强相等【分析】液体中某一点到自由液面的距离叫深度,水产生压强的大小关系,利用公式p=ρgh比较。【解答】解:由图知:A、B、C三点处的深度为hA=hC<hB,由于水的密度确定,由p=ρgh可知,三点的压强关系为:pA=pC<pB,故ACD错误,B正确。故选:B。【点评】此题考查的是液体压强的比较,正确判断液体深度是解答液体压强问题的关键。3.如图所示,用隔板将玻璃容器均分为两部分,隔板中有一小圆孔,用薄橡皮膜将小圆孔封闭不可以用该装置探究的问题是()A.液体是否对容器的底部产生压强 B.液体压强是否与液体的密度有关 C.液体压强是否与液体的深度有关 D.液体是否对容器的侧壁产生压强【分析】要探究“液体压强跟深度的关系”,则应使液体密度相同,液体深度不同;液体的压强与液体的密度和深度有关,在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,观察橡皮膜的变形情况,判断两种液体密度的大小关系。【解答】解:A、此时的橡皮膜没有处于容器的底部,所以该现象不能验证液体对容器底部有压强,故A符合题意;B、在容器两边分别装入深度相同,密度不同的甲、乙两种液体,若橡皮膜凹向左边,则右边液体密度大,若橡皮膜凹向右边,则左边液体密度大,因此本实验装置能大致比较两种液体的密度大小,若要探究“液体压强跟液体密度的关系”,要控制液体深度相同,密度不同,则应在容器两侧倒入深度相同的不同液体,观察橡皮膜产生的现象;液体压强是否与液体的密度有关系,故B不符合题意;C、在容器两侧倒入深度不同的同种液体,观察橡皮膜产生的现象;可以探究“液体压强跟深度的关系”,故C不符合题意;D、此装置可以在一侧倒入液体,如果橡皮膜凸出,则表明液体对容器的侧壁有压强,若不凸出,则表明液体对侧壁没有压强;可以探究液体是否对容器的侧壁产生压强,故D不符合题意。故选:A。【点评】此题是探究液体压强与深度和密度的关系,考查了对控制变量法的应用,在实验中注意怎样控制变量和改变变量。4.著名的“木桶理论”,是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下水的容量,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是()A.木桶的粗细 B.木桶的轻重 C.最短的一块木板 D.最长的一块木板【分析】决定木桶底部受到水的压强的大小的是水的深度,水的深度决定于短木板的长度。【解答】解:根据p=ρgh可知,在液体密度不变时,液体压强的大小取决于液体的深度,而木桶里水的深度是由短木板的长度决定的。故选:C。【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键是知道决定压强大小的是液体的深度和液体的密度,本题是液体的深度,而液体的深度决定于木板的长度,是短木板的长度,而不是长木板的长度。5.(1)如图甲所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图a(选填“a”或“b”)中装的是盐水。(2)如图乙所示,同种材料制成的实心圆柱体A和B放在水平地面上,高度之比hA:hB=3:1,底面积之比SA:SB=1:2,则它们对地面的压强之比pA:pB=3:1。【分析】(1)液体的压强与液体的密度和深度有关。本题根据在深度一定时,液体压强和液体密度的关系来分析。(2)对于粗细均匀的固体,其产生的压强p=FS【解答】解:(1)在深度一定时,液体的密度越大,受到的液体压强就越大。a、b两图中,压强计的探头浸入液体中的深度是相同的,a图中,压强计的液面高度差比较大,表示探头受到的液体压强比较大,液体的密度就比较大,装的就是盐水。(2)同种材料制成的两个实心圆柱体其密度相同都为ρ,p=FSpA=ρghA,pB=ρghB,所以PA故答案为:a;3:1。【点评】本题考查了对液体压强特点的应用和特殊的固体压强的计算。物理知识来源于生活,并应用于生活。要有运用所学知识解决实际问题的能力。6.由于长江上游的植被遭受到破坏,造成水土流失,使长江水中的泥沙含量增加。这相当于长江水的密度变大,因此,在同等深度的情况下,长江对堤坝的压强变大,从而使堤坝受到破坏的可能性增大了,加大了防汛的难度。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)【分析】泥沙的密度比水的密度大,如果水中泥沙含量增加,则液体的密度会增大。液体的压强与液体的密度和深度都有关:液体压强随深度的增加而增大;在同一深度,液体的密度越大,压强越大。【解答】解:泥沙的密度比水的密度大,如果水中泥沙含量增加,则液体的密度会变大;液体压强还与液体的密度有关,在同一深度,液体的密度越大则压强越大,所以在同等深度的情况下,长江水对堤坝的压强增加,从而使堤坝受到破坏的可能性增加。故答案为:变大;变大。【点评】本题考查了液体压强的特点,是一道基础题。考点二探究液体压强的特点实验7.如图所示是小华探究影响液体内部压强的因素实验时的情景,他探究的是()A.液体内部的压强跟深度的关系 B.液体内部向各个方向是否都有压强 C.液体内部的压强跟液体密度的关系 D.在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等【分析】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。【解答】解:由图知两图中橡皮膜的深度相同,橡皮膜的方向相同,U形管液面的高度差,液体内部的压强不同,液体不同的原因是液体的密度不同,所以此实验是探究液体内部的压强跟液体密度的关系,故C正确。故选:C。【点评】本题考查探究液体压强特点实验,关键是将课本知识内容记忆清楚,认真审题分析。8.小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素。(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的高度差来表示。(2)为了探究密度对液体内部压强的影响,应分别将压强计金属盒的橡皮膜放在图乙中b、c(填图乙中字母)两个位置处进行实验。(3)在a、b、c、d、e五点中压强最大的是d点。【分析】(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压力时,U形管内两边液面出现高度差,两边高度差表示压强的大小,压强越大,液面高度差也越大;(2)液体压强与液体的密度和深度有关,为了探究密度对液体内部压强的影响,应保证液体的深度相同,据此分析;(3)分析各点处的密度和深度大小关系,根据p=ρgh可得出在a、b、c、d、e五点中压强最大的是哪个点。【解答】解:(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法,液体压强越大,两侧液面高度差也越大;(2)液体压强与液体的密度和深度有关,为了探究密度对液体内部压强的影响,应保证液体的深度相同,故应分别将压强计金属盒的橡皮膜放在bc两个位置处进行实验;(3)ab两点处的液体密度相同,b的位置较深,根据p=ρgh可知b点的液体压强大于a点的液体压强;cd两点处的液体密度相同,d的位置较深,根据p=ρgh可知d点的液体压强大于c点的液体压强;bc两点处的液体深度相同,c点的液体密度较大,根据p=ρgh可知c点的液体压强大于b点的液体压强de两点处的液体深度相同,d点的液体密度较大,根据p=ρgh可知d点的液体压强大于e点的液体压强;综上可知在a、b、c、d、e五点中压强最大的是d点。故答案为:(1)高度差;(2)b、c(3)d。【点评】这是一道综合实验题,此题的难点是液体压强计的有关知识,我们要了解压强计的原理,知道液体压强计的操作要求,还要能灵活运用控制变量法。9.如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。(1)实验前应检査压强计装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体灵活升降,则说明装置不漏气(选填“漏气”或“不漏气”)。调节好的压强计放在空气中时,U形管的液面应该相平,为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色(选填“有色”或“无色”)的。(2)图甲中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液面的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。(3)要探究液体的压强与液体的密度是否有关,应选取装置乙和装置丙来进行研究。(4)在探究液体的压强与液体的深度是否有关时,同组的小明同学认为也可以这样做:保持图丙中探头所处的位置不动,向烧杯中继续加水,U形管两侧高度差变大,你认为这种方法不可以(选填“可以”或“不可以”)探究液体的压强与液体深度的关系。(5)固定图乙中探头的位置不动,向容器中慢慢加水(未溢出),当U形管中液面的高度差与图丙相同时,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)要注意转换法在物理实验中的运用,本实验中,液体内部压强的大小不容易观察到,因此用U形管两侧的液面高度差来反映液体内部压强的大小;为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的;(2)探头在同一液体中改变深度,可探究液体压强与深度的关系;(3)探究液体压强跟密度的关系时,保持液体的深度、探头方向、容器形状相同;(4)探究液体压强跟深度关系时,保持液体的密度、探头方向相同;改变深度;(5)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和液体的密度的大小关系判断出两容器底部所受液体压强的大小关系。【解答】解:(1)使用压强计之前,用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,说明压强计各部分之间连接良好,无漏气现象;将调节好的压强计放在空气中时,U形管中的两个液面上方的气体压强相等,所以两个液面应保持相平;为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的;(2)在甲图中把探头慢慢下移,橡皮膜所处的深度增加,U形管两边液面的高度差增大,说明液体对橡皮膜的压强增大,则可得在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大;(3)要想探究液体的压强与密度的关系,即应选择相同的容器、深度和探头方向,不同的液体密度,故选乙、丙两次实验即可;(4)在探究液体的压强与液体的深度是否有关时,同组的小明同学认为也可以这样做:保持图丙中探头所处的位置不动,向烧杯中继续加水,我们通过分析U形管两侧高度差会变大,这种方法不可以探究液体的压强与液体深度的关系,因为没有控制盐水的密度不变;(5)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水上+p水下<p盐水上+p盐水下,即p水<p盐水。故答案为:(1)不漏气;相平;有色;(2)增大;(3)丙;(4)不可以;(5)<。【点评】本题探究影响液体内部压强大小的因素,考查注意事项、液体压强特点和控制变量法和转换法的运用。10.小强利用液体压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点。(1)实验前,发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图A所示,接下来的操作应该是C。A.再多加一些红墨水B.倒出一些红墨水C.取下软管重新安装D.橡皮管漏气,更换新的橡皮管(2)实验中小强是根据U形管两侧液面的高度差来比较液体中压强的大小。(3)若使用调好的压强计,探究水内部压强特点的情景如图B、C、D所示。比较B、C、D,可以得到的结论是:在同一深度处,液体内部向着各个方向的压强相等;(4)如图E、F所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精(没有标签)。小唐采用压强计进行探究:把金属盒分别浸入到这两种液体中,发现图F中U形管两边的液柱高度差较大,小唐则认为图F烧杯中盛的是密度较大的水。他的结论正确吗?不正确。理由是:没有控制金属盒浸入液体中的深度相同。(5)小强换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当金属盒在液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,你认为小强应采取下列哪些操作才能使实验现象更加明显①②(选填序号)。①烧杯中换密度差更大的液体;②U形管中换用密度更小的液体;③换用更细的U形管;④换用稍长的U形管。【分析】】(1)使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,应重新进行安装;(2)U形管中液面的高度差反映了橡皮膜所受压强的大小,这用到了转换法;(3)液体压强与液体的密度和深度有关,分析BCD三图中控制的量和不同的量,得出液体压强大小与方向的关系;(4)要探究压强与液体密度的关系,需保持橡皮膜在液体中的深度相同;(5)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系。【解答】解:(1)若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明软管内封闭的气体不受力时,压强与外界气压不相等,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选C;(2)实验时通过比较U形管内两侧液面高度差来比较液体压强的大小,这用到了转换法;(3)由B、C、D图知,液体的密度相同,橡皮膜所处的深度相同,橡皮膜的方向不同,U形管两边的液面高度差相同,说明在同一液体的同一深度处,液体向各个方向的压强相等;(4)由E、F知,橡皮膜所处的深度不同,无法通过压强的大小判断液体密度的大小,故结论不正确,理由是没有控制金属盒浸入液体中的深度相同;(5)根据p=ρgh可知,液体的密度越大,深度越大,压强越大,液体的压强与U形管粗细和长度无关,所以在“烧杯中换密度差更大的液体”和“U形管中换用密度更小的液体”U形管左右两侧液面的高度差都将变大;“换用更细的U形管”和“换用稍长的U形管”不能使两侧液面高度差对比更加明显,故选①②。故答案为:(1)C;(2)U形管两侧液面的高度差;(3)在同一深度处,液体内部向着各个方向的压强相等;(4)不正确;没有控制金属盒浸入液体中的深度相同;(5)①②。【点评】此题主要考查了学生对液体内部压强规律的理解和掌握,注意控制变量法和转换法的应用;压强计的使用,是我们必须掌握的内容。11.用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,请你在认真思考、观察的基础上,回答下列问题:(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的,使用前检查装置是否漏气,方法是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气(选填“漏气”或“不漏气”)。(2)仔细观察图1所示的“实验1”和“实验2”,回答:①实验1是想验证:当液体密度相同时,液体的压强与液体深度的关系;②实验2是想验证:当液体深度相同时,液体的压强与液体的密度的关系;③以上实验都采用了一个共同的科学方法,那就是控制变量法。(3)如图2所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这两种液体,则图a(填a或b)中装的是盐水。(4)为了进一步验证液体压强的特点,某实验小组还设计了如图装置,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。①当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜的形状发生改变。②当容器左右两侧分别加入深度不同的水,且左侧水面较低,会看到橡皮膜向左(填“左”或“右”)侧凸出,说明液体压强与液体深度有关。③当容器左右两侧分别加入深度相同的水和盐水时,会看到橡皮膜向左(填“左”或“右”)侧凸出,说明液体压强与液体密度有关。【分析】(1)掌握转换法在实验中的应用,实验中用U形管中液面的高度差来反映液体压强的大小;掌握检查装置是否漏气时,用手轻轻按压几下橡皮膜,看液体能否灵活升降;(2)液体的压强与液体密度和深度有关,要探究液体压强与其中一者之间的关系,需用控制变量法;(3)根据p=ρ液gh,深度相同,液体的密度越大,压强越大;(4)①当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜的形状发生改变;②要探究“液体压强跟深度的关系”,则应使液体密度相同,液体深度不同,橡皮膜向压强小的一侧凸出;③要探究“液体压强跟液体密度的关系”,则应使液体深度相同,液体密度不同。【解答】解:(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;(2)①实验1液体的密度相同,液体深度不同,可探究液体压强和液体深度的关系;②实验2金属盒在液体中的深度相同,液体的密度不同,可探究液体压强和液体密度的关系;③以上实验都采用了一个共同的科学方法,那就是控制变量法;(3)金属盒在液体中的深度相同,a液体中U形管中液面的高度差大于b中液面的高度差,根据p=ρ液gh可知a液体的密度大于b液体的密度,故图a中装的是盐水;(4)①橡皮膜容易发生形变,两侧受到压强不同时,会向压强小的一侧凸起,通过橡皮膜的形变来判断容器两侧压强的大小;②隔板两侧水的密度相同,深度不同,右侧中水深度大,橡皮膜向左侧凸出,说明右侧水压强大,说明:同种液体中,液体压强与液体深度有关;③若要探究液体压强是否与液体密度有关,则应使液体深度相同,液体密度不同,当容器左右两侧分别加入深度相同的水和盐水时,会看到橡皮膜向左侧凸出,橡皮膜向压强小的一侧凸出,说明液体压强与液体密度有关。故答案为:(1)高度差;不漏气;(2)①液体深度;②液体深度;液体的密度;③控制变量;(3)a;(4)①形状;②左;液体深度;③左;液体密度。【点评】此题是“探究影响液体内部压强大小的因素”,考查了转换法和控制变量法在实验中的应用,同时考查了检查压强计是否漏气的方法,并考查了液体密度和深度对压强的影响。考点三液体的压强的计算12.如图所示,两容器中都盛有水,容器底部受到水的压强()A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定【分析】液体对容器底的压强关键是看液体的密度和液体的深度。【解答】解:两个容器中都盛有水,所以密度相同,从图可知,h甲<h乙,根据P=ρgh可知,两容器底部受到水的压强关系为:P甲<P乙。故选:B。【点评】本题考查液体压强公式的应用,判断液体产生压强大小关键是判断液体密度和深度的大小。13.两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a管竖直放置,b管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,如图所示。则管底受到液体的压强是()A.一样大 B.a管底的大 C.b管底的大 D.无法判断【分析】已知液体质量相同,b管体积大,所以密度小,根据液体压强的计算公式可求底部压强。【解答】解:管底受到液体的压强p=ρgh,高度相同,液体质量相同,b管液体体积大,所以密度小,所以b底部压强小。故选:B。【点评】本题考查与液体压强有关的因素及其大小的计算。14.如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强()A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定【分析】先根据图判断两液体的体积关系,再根据ρ=mV,判断两液体的密度关系,再根据p=【解答】解:由示意图知,两支完全相同的试管液面相平时,乙试管中液体的体积较大,甲试管中液体的体积较小,已知两种液体质量相等,由公式ρ=m由图可知两液体的深度相同,根据p=ρgh可知,甲液体对试管底部的压强较大。故选:A。【点评】本题考查了学生对密度公式、液体压强公式的掌握和运用,能从图中得出h甲=h乙、V乙>V甲是本题的突破口。15.装有一定量水的细玻璃管斜放在水平桌面上,如图所示(g取10N/kg),此时水对玻璃管底的压强为800Pa,如果将试管由倾斜变成竖直,则试管底部受到水的压强会增大(选填“增大”、“减小”或“不变”)。【分析】由图可知,此时细玻璃管内水的深度,根据p=ρgh求出水对玻璃管底的压强;如果将试管由倾斜变成竖直,试管内水的深度变大,根据p=ρgh可知试管底部受到水的压强变化。【解答】解:由图可知,此时细玻璃管内水的深度h=8cm=0.08m,则水对玻璃管底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;如果将试管由倾斜变成竖直,试管内水的深度变大,由p=ρgh可知,试管底部受到水的压强增大。故答案为:800Pa;增大。【点评】本题考查了液体压强的计算和液体压强变化的判断,要注意p=ρgh中h是指液体的深度。16.2020年6月8日我国“探索一号”科考船已经顺利完成马里亚纳海沟深渊科考任务并成功返回港口。此次科考中,由中国自主研发的“海斗一号”全海深潜水器在马里亚纳海沟实现4次万米下潜,最大下潜深度10907m,刷新了中国潜水器最大下潜深度纪录,根据液体压强与深度的关系,在海洋中深度每下潜10m,海水产生的压强约增大1个标准大气压,由此可知,“海斗一号”下潜至深度10907m时,其表面承受海水的压强达1090.7个标准大气压,它表面每平方厘米(约一个指甲的面积)上受到海水的压力约10907N。【分析】根据水的深度、水深与压强的关系得出“海斗一号”受到的压强;根据p=ρgh求出受到的海水的压强,根据p=F【解答】解:在海洋中深度每下潜10m,海水产生的压强约增大1个标准大气压,由此可知,“海斗一号”下潜至深度10907m时,相当于增加了10907m10m“海斗一号”在海水中所受的最大压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10907m=1.0907×108Pa;根据p=FS可知,每平方厘米(约一个指甲的面积)上受到海水的压力约:F=pS=1.0907×108Pa×0.0001m故答案为:1090.7;10907。【点评】本题以“海斗一号”潜水器潜水为背景考查了液体压强的计算、压力的计算,难度不大,要掌握。17.如图所示,甲、乙两圆柱形容器的高度之比为1:1,容器内部底面积之比为1:3,倒满水,则此时水对两容器底的压强之比为1:1,水对两容器底部的压力之比为1:3。【分析】甲、乙两个等高圆柱形容器装满水后它们水的深度相同,根据p=ρgh得出水对容器底部的压强之比,又知道容器内部的底面积之比,根据F=pS求出水对容器底部的压力之比。【解答】解:甲、乙两个等高圆柱形容器,都装满水后水的深度相同,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强相等,即p甲:p乙=1:1,由p=FF甲故答案为:1:1;1:3。【点评】本题考查了液体压强公式和压强公式的应用,要注意两个等高圆柱形容器装满水后它们水的深度相同。18.如图所示,一个重为5N的容器,底面积100cm2,内装有400ml的酒精,则容器对桌面的压力为8.2N,容器对桌面的压强为820Pa(ρ酒精=0.8×103kg/m3,g=10N/kg)。【分析】(1)容器放在水平桌面上时,对桌面的压力和自身的重力相等,先根据m=ρV求出酒精的质量,再根据G=mg求出酒精的重力,对桌面的压力F=G容器+G酒精;(2)受力面积和容器的底面积相等,根据p=F【解答】解:酒精的质量:m酒=ρ酒V=0.8g/cm3×400cm3=320g=0.32kg;容器放在水平桌面上时,对桌面的压力和自身的重力相等,故容器对桌面的压力:F=G容器+G酒精=5N+m酒g=5N+0.32kg×10N/kg=8.2N;底面积S=100cm2=0.01m2,容器对桌面的压强:p=F故答案为:8.2;820。【点评】本题考查了压力和压强的计算以及密度公式的灵活运用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。19.2020年11月19日我国自主研制的大国重器﹣奋斗者号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟,达到10909m纪录。求奋斗者号全海深载人潜水器下潜到10909m时所受到的海水压强?(设海水密度为1.0×103kg/m3,且不随深度改变,g取10N/kg)【分析】知道潜水器下潜的深度、海水的密度,利用p=ρgh计算受到的海水压强。【解答】解:由题可知,潜水器下潜的深度h=10909m,潜水器受到海水的压强:p=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10909m=1.0909×108Pa。答:潜水器受到的海水压强为1.0909×108Pa。【点评】本题考查液体压强公式的应用,属于基础题目。20.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1.0×103kg/m3,g=10N/kg。求:(1)水杯对桌面的压强;(2)水对杯底的压力。【分析】(1)水杯对桌面的压力等于杯子和水的重力之和,根据p=F(2)知道杯子内水的深度,根据p=ρgh求出水对杯底的压强,利用F=pS求出水对杯底的压力。【解答】解:(1)水杯对桌面的压力:F=G杯子+G水=1N+2N=3N,水杯对桌面的压强:p=F(2)杯子内水的深度:h=6cm=0.06m,水对杯底的压强:p'=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,由p=FS可得,水对杯底的压力:F'=p'S=600Pa×30×10﹣4m答:(1)水杯对桌面的压强为1000Pa;(2)水对杯底的压力为1.8N。【点评】本题考查了液体压强和固体压强的计算方法,同时出现固、液体压力压强,要注意先后顺序:液体,先计算压强(p=ρgh),后计算压力(F=pS);固体,先计算压力(在水平面上F=G),后计算压强(p=F21.如图所示,一梯形截面容器重10N,容器底面积是200cm2,倒入4kg水的高度为30cm,g取10N/kg。求:(1)容器底所受到水的压强;(2)容器底所受到水的压力;(3)容器对桌面的压强。【分析】(1)根据液体压强的计算公式p=ρgh即可求出容器底所受水的压强;(2)根据压强公式变形F=ps即可求出容器底所受水的压力;(3)先根据容器自身重力和水的质量求出容器对桌面的压力为F,然后根据压强公式即可求出容器对桌面的压强。【解答】解:(1)容器底所受到水的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3×103Pa。(2)容器底所受到水的压力:F=ps=3×103Pa×200×10﹣4m2=60N。(3)水的重力:G水=m水g=4kg×10N/kg=40N,容器对桌面的压力为F=10N+G水=10N+40N=50N,p′=FS=答:(1)容器底所受水的压强为3×103Pa;(2)容器底所受水的压力为60N;(3)容器对桌面的压强为2.5×103Pa。【点评】本题主要考查学生对液体压强的计算和压强大小及其计算的理解和掌握,计算时要注意统一使用国际单位制的单位。考点四连通器原理22.如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则()A.打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙 B.打开阀门K后,由于b处的压强大于a处的压强,水将从乙流到甲 C.打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动 D.打开阀门K后,因为乙中的水多,所以从乙流到甲【分析】连通器指上端开口,底部连通的容器;连通器的特点是容器内装同种液体静止时,各容器的液面总是相同的。【解答】解:根据连通器的特点可知,图示中的容器装的都是水,并且两容器中水面相平,故打开阀门后,水不会流动。故选:C。【点评】该题考查连通器原理在实际中的应用,生活中有许多连通器的应用,如:船闸、锅炉水位器、茶壶等。23.在连通器的两端分别装有盐水和清水,液面相平,如图所示,如果将阀门打开,则()A.盐水向右流动 B.清水向左流动 C.均不流动 D.无法判断【分析】当阀门打开时,假设在两种液体之间有一“液片”,分析“液片”左右受到的压强和压力是否相等,分析“液片”的运动情况,判断液体的流动情况。【解答】解:当阀门打开时,盐水的密度大于清水的密度,所以,ρ盐水gh>ρ清水gh,所以,“液片”向右的压强大于向左的压强,向右的压力大于向左的压力,所以,“液片”向右移动,盐水向右流动。故选:A。【点评】连通器中装有同种液体静止时,液面是相平的。如果连通器中装有不同液体时,液面是不相平的。24.如图所示,两端开口的U形玻璃管放置在水平桌面上,底部带有一个阀门K,右管横截面积是左管的两倍,当阀门K关闭时,分别向左、右管中注入水,使水面的高度分别为h和2h。现将阀门K打开,则液面稳定时,()A.右管水面高度仍是左管的两倍 B.两管水面一样高 C.两边管中水的质量一样大 D.右管中水对底的压强大于左管【分析】(1)根据连通器: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。(2)利用密度公式分析两边管中水的质量大小;(3)利用液体压强公式分析两边管中水对底的压强大小。【解答】解:AB、如图所示,两端开口的U形玻璃管放置在水平桌面上,构成一个连通器,根据连通器原理可知,将阀门K打开,则液面稳定时,两管水面一样高,故A错误,B正确;C、将阀门K打开,则液面稳定时,两管水面一样高,右管横截面积是左管的两倍,所以右管中水的体积大,根据ρ=mD、将阀门K打开,则液面稳定时,两管水面一样高,根据p=ρgh可知,两边管中水对底的压强相等,故D错误。故选:B。【点评】本题考查生活中常见的连通器原理的应用、密度公式和液体压强公式的应用,难度不大,关键是根据连通器原理得出将阀门K打开,则液面稳定时,两管水面一样高。25.下列器具中,没有应用连通器原理的是()A.洒水壶 B.船闸 C.水银气压计 D.锅炉水位计【分析】本题依据连通器的定义来判断,要求知道连通器的定义是上端开口、底部相连通的容器,还要知道四个选项提到物体的结构。【解答】解:A、洒水壶的壶嘴和壶身符合上端开口、底部相连通的特点,构成连通器,故A不合题意;B、船闸的上游阀门打开时,上游和闸室构成连通器,当下游阀门打开时,下游和闸室构成连通器,故B不合题意;C、水银气压计的玻璃管上端不开口,与空气不直接连通,没有应用连通器。故C符合题意;D、锅炉水位计符合上端开口、底部相连通的特点,构成连通器,故D不合题意。故选:C。【点评】认清连通器的结构特点,生活中应用连通器的还有:乳牛自动喂水器、自来水的水塔和水龙头、过桥涵洞、洗手盆的回水弯等等,解题过程中注意积累。26.如图所示的U形管连通器左、右两管直径相同,先装入水银,然后从右管装68厘米高的水柱,则右管中水银面下降2.5厘米。(水银密度:13.6×103千克/米3);若左、右两管粗细不同,左管直径是右管的2倍,从右管中仍灌入68厘米高的水柱,那么右管中水银面下降4厘米。【分析】当给右管中加入水后,由于水的压强,右管中的水银面会下降,左管中的水银面会上升,从而两管中的水银面有一个高度差。这个高度差是由68cm高的水柱产生的压强形成的,所以左管比右管高出的那段水银柱产生的压强与68cm高的水柱产生的压强相等,即P水=P水银。然后我们再利用压强计算公式P=ρgh,可计算出右管中水银面所下降的高度。由于左管直径是右管的2倍,左管面积是右管的4倍,由于左管水银面上升的体积与右管水银面下降的体积相等,则粗左管上升的高度是细右管下降高度的14【解答】解:U形管连通器中,左右直径相同,先装水银,则两管水银面相平。然后从右管中装入68厘米高水柱。则左管水银面上升,右管水银面下降。而且下降的高度与升高的高度相等。由于左管比右管高出的那段水银柱产生的压强与68cm高的水柱产生的压强相等,即P水=P水银.即ρ水银gh1=ρ水gh2,即1.0×103kg/m3×g×0.68m=13.6×103kg/m3×g×h水银,h水银=0.05m=5cm,故右管中水银下降的高度△h=0.025m=2.5cm。左管的直径是右管的2倍,那么左管的横截面积是右管的4倍,那么,当右管内下降h(cm)时,左管内的水银就上升ℎ4所以:h+ℎ4=5cm⇒5ℎ故答案为:2.5;4。【点评】解答计算题时,一定要找出题中的等量关系。本题中的等量关系有两个:一是68cm水柱产生的压强与两管水银柱高度差产生的压强相等;二是细管中水银柱下降的高度与粗管中水银柱上升的高度之和等于两管水银柱的高度差。易错的地方是没有注意到粗管直径是细管的2倍。27.在如图所示的甲、乙两容器中盛有水,水面相平,之间有斜管相通,K是开关。当K打开后这个容器变成一个连通器;M处的压强小于(选填“大于”、“等于”或“小于”)N处压强,水不会(选填“会”或“不会”)流动。【分析】(1)要求了解连通器的结构特点,顶端开口,底部相连通的容器。不论什么形状,符合这个特点的就是连通器;连通器内装有同种液体、自由静止时,液面总保持相平。(2)液体压强随深度的增加而增大,深度是指自由液面到被研究点的竖直距离。【解答】解:(1)当阀门K打开后,甲、乙两容器顶端开口,底部有一斜管相连通,符合连能器的结构特点;(2)两液面是相平的,由图可知M点比N点深度小一些,根据液体压强随深度的增加而增大的原理,M点比N点压强小;(3)根据连通器的特点,装有同种液体且自由静止时,液面是相平的,图示的两液面已经相平了,所以不会有水的流动了,M高N低是干扰因素,不影响水的流动。故答案为:连通器;小于;不会。【点评】(1)要求掌握的知识点:①连通器的定义:上端开口,底部相连通的容器;②连通器的特点:连通器内装有同种液体、自由静止时,液面总保持相平;③液体压强随深度的增加而增大。(2)连通器底部相连通的管是倾斜的,并不是影响管内水流的因素,真正影响水流的是两容器内液面是否相平。考点五利用平衡法求液体密度28.小明用一根粗细均匀两端开口的薄玻璃管、薄橡皮膜、刻度尺、烧杯和水(已知p水=1.0×103kg/m3),来测量某种液体的密度。实验过程如下:①将玻璃管的一段用细线扎好②将玻璃管扎有薄膜的一端逐渐插入装有水的烧杯中③往玻璃管内缓慢加入待测液体直到薄膜变平为止(如图所示)测出薄膜到水面和液面的距离分别为h1和h2④计算待测液体的密度ρ液回答下列问题:(1)小明将玻璃管扎有薄膜的一端插入水中,薄膜向上凸起,说明液体内部有向上的压强;玻璃管浸入水中越深,薄膜向上凸起程度越大;(选填“越大”、“越小”或“不变”)(2)收集实验数据;(3)待测液体的密度ρ液=1.2×103kg/m3;(4)若要增大该装置的测量范围,请你给出一条合理化建议用密度更大的液体代替水;(5)已知玻璃管的横截面积为5cm2、质量为20g,厚度忽略不计。当薄膜变平后小明松开手,玻璃管将向下选填“向上”或“向下”)运动;玻璃管静止后,薄膜到水面的距离为10cm。【分析】(1)液体内部压强的特点:液体内部存在各个方向的压强,压强的大小和深度有关,深度越大,压强越大;橡皮膜受到液体的压强通过橡皮膜凹凸程度来体现的,橡皮膜凹凸程度越大,说明橡皮膜受到液体的压强越大;(3)往玻璃管内缓慢地加入待测液体直到薄膜变平,说明玻璃管内外压强相等,根据薄膜到水面和液面的距离分别为h1和h2.利用液体压强公式可求得液体的密度;(4)根据F浮=ρ液gV排分析解答增大该装置的测量范围的方法。(5)分别求出玻璃管受到的重力和浮力,然后根据物体浮沉条件确定玻璃管的运动方向;再根据
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