- 2021-05-11 发布 |
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优选2019中考物理试题分类汇编专题16液体压强含解析
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 专题16 液体压强 一.选择题(共7小题) 1.(2018•邵阳)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=,判断两液体的密度关系,再根据p=ρgh判断出液体对试管底部的压强大小。 【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=可知:甲液体的密度较大; 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。 2.(2018•北京)如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重1N,高9cm,底面积30cm2;杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是( ) A.水对杯底的压强为900Pa B.水对杯底的压力为2N C.水杯对桌面的压强为1000Pa D.水杯对桌面的压力为2.8N 【分析】(1)知道杯内水深和水的密度,利用液体压强公式求水对杯底的压强;又知道杯底的底面积,利用压强定义式求水对杯底的压力; (2)求出杯和水的总重,因为在水平桌面上,也就知道了杯对桌面的压力,又知道杯的底面积,利用压强定义式求p=求杯对水平桌面的压强。 【解答】解:(1)杯内水的深度: h=6cm=0.06m, 水对杯底的压强: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa, 根据p=可得,水对杯底的压力: F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N;故AB错误; (2)G水=2N, 在水平桌面上,杯对桌面的压力: F′=G水+G杯=1N+2N=3N, 杯对桌面的压强: p′===1000Pa;故C正确,D错误; 故选:C。 3.(2018•临沂)对下列四幅图的说法正确的是( ) A. 如图中针头做得很尖目的是增大压力 B. 如图中的水壶利用了连通器原理 C. 如图中钢笔吸墨水利用了帕斯卡定律 D. 如图中简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强大 【分析】(1)根据压强的定义式P=知,当压力一定时,减小受力面积,从而增大压强; (2)上端开口下部连通的容器称为连通器,若内部装有同种液体,在液体不流动时液面总是保持相平的; (3)手挤压橡皮囊,排出里面的空气,松手后,橡皮囊恢复原状,体积增大,压强减小,小于外界大气压,在外界大气压的作用下,墨水被压入笔胆里面; (4)根据流体压强与流速的关系可判断M管中水面上升的原因; 【解答】解:A、由公式P=知,注射器的针头做得很尖,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强的,故A错误; B、茶壶的壶嘴与壶身连通,构成一个连通器。故B正确; C、钢笔吸墨水利用了大气压的原理,故C错误; D、管上方空气流速快、压强小,简易喷雾器说明流体在流速大的地方压强小,故D错误。 故选:B。 4.(2018•攀枝花)匀速地向某容器内注满水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示,这个容器可能是( ) A. 锥形瓶 B. 烧杯 C. 量杯 D. 量筒 【分析】观察图象,容器底所受水的压强随注水时间缓慢上升,再针对每个容器的特点,选择合适的答案。 【解答】解:根据图象,容器底所受水的压强变化是越来越慢, 当匀速地向某容器内注满水时,压强变化越来越慢,根据p=ρgh可知,水面升高的高度变化越来越慢,容器的形状是上口大、底小。 A、A选项的锥形瓶,水面升高的高度变化是越来越快,不符合题意 BD、BD选项的烧杯和量筒,水面升高的高度变化是均匀的,不符合题意; C、C选项的量杯,水面升高的高度变化是越来越慢,符合题意; 故选:C。 5.(2018•盐城)如图所示,小明将压强计的金属盒分别放入甲乙两种液体中,从图中可以得到的结论是( ) A.甲液体的密度大于乙液体的密度 B.甲液体的密度等于乙液体的密度 C.甲金属盒处的压强等于乙金属盒处的压强 D.甲金属盒处的压强小于乙金属盒处的压强 【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。 (2)影响液体压强的因素有:液体的密度和浸入液体的深度,在探究与其中的一个因素时,就要控制另一个因素一定。 【解答】解: 用压强计探究液体内部压强时,液体内部压强的大小是通过U形管两侧的液面高度差来反映的,U形管两侧液面的高度差越大,液体压强越大。 由图可知,压强计的金属盒所处的深度相同,朝向相同,甲乙两种液体的密度不同;甲图中U形管两边的高度差大于乙图中U形管两边的高度差,所以,甲金属盒处的压强大于乙金属盒处的压强,根据p=ρgh可知,甲液体的密度大于乙液体的密度。故A正确,BCD错误。 故选:A。 6.(2018•上海)以下是连通器的是( ) A.液位计 B.温度计 C.订书机 D.抽水机 【分析】根据连通器定义: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。 【解答】解:A、液位计是利用连通器的原理制成的,故本选项符合题意; B、温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,故本选项不符合题意。 C、订书机是根据压强的原理制成的,故本选项不符合题意; D、抽水机是利用大气压把水抽上来的,故本选项不符合题意; 故选:A。 7.(2017•乌鲁木齐)我国自主建造的世界上压力最大的8万吨多向模锻压机锻造大型工件时,对工件的压力为8×108N,与工件的接触面积为4m2,则工件承受的压强相当于( ) A.2km高水柱产生的压强 B.4km高水柱产生的压强 C.8km高水柱产生的压强 D.20km高水柱产生的压强 【分析】(1)固体能够传递压力,知道对工件的压力,与工件的接触面积,可利用公式p=计算工件承受的压强; (2)利用公式p=ρgh计算水的深度。 【解答】解:(1)对工件的压力为8×108N,与工件的接触面积为4m2,则工件承受的压强p1===2×108Pa; (2)若水产生的压强p2=p1=2×108Pa, 由p=ρgh得:h===2×104m=20km; 故ABC错误。 故选:D。 二.填空题(共6小题) 8.(2018•重庆)如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图(乙)所示,则阀门未打开前水对容器底都的压强为 5000 Pa.当t=52s时,细杆对物体的作用力大小为 0.8 N。 【分析】(1)由图乙知,当t=0,水对容器底部的压力为50N,根据p=求阀门未打开前水对容器底都的压强; (2)由图乙知,分别求出在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三个时间段流出的水量,即各阶段减小的水的体积,根据h=,可分别求出1、3阶段水下降的高度; 根据压强公式求出在放水前容器盛满水时的深度,可得出圆柱体A的高度; 根据数学公式可得出A的底面积,从而得出A的体积; 根据从第40s到第52s流出水的体积得出水面下降的高度,从而得出A排开水的体积,由阿基米德原理,求出此时A受到的浮力,根据G=ρAgVA求出A的重力,比较重力其受到的浮力大小主,根据力的平衡求出细杆施加的作用。 【解答】解:(1)由图乙知,当t=0,水对容器底部的压力为50N,则阀门未打开前水对容器底都的压强为: p===5000Pa; (2)由图乙知,在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三个时间段,水对容器底部的压力随时间变化的规律分别为一直线,第1阶段流出的水量: V1=40s×50cm3/s=2000cm3; 第2阶段流出的水量: V2=24s×50cm3/s=1200cm3; 第3阶段流出的水量: V3=20s×50cm3/s=1000cm3; 即各阶段减小的水的体积,如下图1所示: 根据h=,可分别求出1、3阶段水下降的高度分别为: h1=20cm,h3=10cm, 因在放水前,对容器底部的压强为5000Pa,故容器盛满水时的深度: h容===0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,故 圆柱体A的高度: hA=50cm﹣20cm﹣10cm=20cm, 在第2个阶段,有(S﹣SA)h容=(100cm2﹣SA)hA=1200cm3,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②, 由①②,故A的底面积为: SA=40cm2, 故A的体积: VA=SAhA=40cm2×20cm=800cm3, 从第40s到第52s流出水的体积为: V21=12s×50cm3/s=600cm3, 即水面下降了10cm, A排开水的体积: V排=h′SA=10cm×40cm2=400cm3 由阿基米德原理,此时A受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/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还受到一个细杆施加的竖直向上的力T的作用,根据力的平衡: T=G﹣F浮=4.8N﹣4N=0.8N。 故答案为:5000;0.8。 9.(2018•宜昌)我国蛟龙号载人潜水器已完成了7km级的潜水实验,它潜入海面下7km深处受到海水的压强是 7.21×107 Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g=10N/kg),在逐渐上升返回海面的过程中,所受到海水的压强将 变小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。 【分析】根据p=ρgh求出它潜入海面下7km深处受到海水的压强并分析上升过程中所受到海水压强的变化。 【解答】解:它潜入海面下7km深处受到海水的压强: p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa; 潜水器在逐渐上升返回海面的过程中,液体密度不变,蛟龙号在水中所处的深度变小,根据p=ρgh可知,所受到海水的压强变小。 故答案为:7.21×107;变小。 10.(2018•绵阳)我国首艘国产航母的长度315m,宽度75m,吃水约10.5m,2018年5月13日离港海试。航母静止在海面上时所受海水的浮力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m处承受海水产生的压强为 9.27×104 Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg) 【分析】根据物体浮沉条件分析当航母漂浮在水面上时,其受到的浮力与重力的关系; 由液体压强公式计算距海面深9m处承受海水产生的压强。 【解答】解: 根据物体浮沉条件可知,航母静止在海面上时(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力; 距海面深9m处承受海水产生的压强: p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。 故答案为:等于;9.27×104。 11.(2018•常德)背着氧气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服了,这是由于海水的压强随深度的增加而 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,此时水对你脚背的压强约为 7.21×107 Pa(ρ水=1.03×103kg/m3)。 【分析】(1)液体内部向各个方向都有压强,液体的压强随深度的增加而增大; (2)知道潜水器中人一只脚所处海水的深度,根据p=ρgh求出此时水对脚背的压强。 【解答】解:(1)因液体的压强随深度的增加而增大, 所以,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,必须穿上高强度耐压的潜水服才行; (2)此时水对你脚背的压强: p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa。 故答案为:增大;7.21×107。 12.(2018•赤峰)图是我国自主研制的蛟龙号载人潜水器,2012年蛟龙号潜水器顺利完成7km级的潜水试验,则7km深处海水的压强为 7×107 Pa,设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只手伸到外面的水里,若手背的面积为0.6×10﹣2m2,则海水对手背的压力为 4.2×105 N(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。 【分析】由液体压强公式p=ρgh求压强,由F=pS求手受到海水的压力。 【解答】解:(1)7km深处海水的压强: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107pa; (2)根据p=可得,手背受到海水的压力: F=pS=7×107pa×0.6×10﹣2m2=4.2×105N。 故答案为:7×107pa;4.2×105N。 13.(2018•齐齐哈尔)如图的两个容器中盛有同种相同质量的液体, 乙 (选填“甲”或“乙”)容器底受到的压强大,原因是 同一液体内部深度越大,液体压强越大 。 【分析】由图可知两容器中液体的深度关系,又知液体的密度关系,根据公式p=ρgh可知两容器底受到液体的压强关系。 【解答】解: 由图知,液体的深度h甲<h乙, 因为都是同一种液体, 所以由p=ρgh可知,p甲<p乙,即乙容器底受到的压强大。 故答案为:乙;同一液体内部深度越大,液体压强越大。 三.实验探究题(共5小题) 14.(2018•沈阳)为研究液体内部压强恃点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。 (1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强:将瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的 深度 有关; (2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,说明倒入液体的密度 小于 (选填“大于“、“等于”或“小于”)水的密度。 (3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色通明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有 压强 。 (4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,会有部分液体从洞口流出,最后稳定时,塑料瓶和胶管里的液面相平,此时塑料瓶与胶管构成一个 连通器 。 【分析】(1)液体的压强随深度的增加而增加; (2)液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来,根据p=ρgh分析解答; (3)在液体内部向各个方向的压强相等; (4)上端开口下端连通的装置是连通器。 【解答】解:(1)将瓶向下压,深度越深,压强越大,橡皮膜内凹的程度越大说明液体的压强随深度的增加而增加; (2)根据p=ρgh知,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大; 液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来,当塑料瓶内外液面相平时,橡皮膜向内凹,说明向上的水的压强大,故倒入液体的密度小于水的密度; (3)液体压强的大小通过橡皮膜的凹陷程度表现出来的,所以将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有压强; (4)使装置保持丁图所示位置不变,在橡皮膜上戳个洞,这样塑料瓶与胶管构成上端开口、下端连通的一个连通器,连通器里装同种液体在不流动时液面相平。 故答案为:(1)深度;(2)小于;(3)压强;(4)连通器。 15.(2018•菏泽)小强根据液体压强公式p=ρgh得出如下结论:在任何情况下,p都与h成正比。请你设计实验说明小强的结论是错误的。 【分析】根据液体压强公式p=ρgh得出:在液体密度一定时,p都与h成正比,根据控制变量法和p=ρgh设计实验。 【解答】答:将微小压强计的探头浸在A容器的酒精中,探头所在的深度为h1,观察并记录U形管内液柱的高度差为h。将探头从酒精中取出,再缓慢浸入B容器的水中,当U形管内液柱的高度差也等于h时,发现探头所在的深度h2小于h1.因为两次实验深度不同,但是液柱的高度差相同,也就是液体压强p相同,这个实验说明液体压强p不与液体深度h 成正比,所以小强的观点是错误的。 16.(2018•呼和浩特)小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点” (1)压强计 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器; (2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而她所观察到如图甲所示的情景,调节的方法是 B (选填“A“或“B”) A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装 (3)调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度如图乙所小,同时比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究 液体内部压强与深度的关系 。 【分析】(1)测量液体压强的仪器叫压强计;上端开口,下端连通的容器叫连通器。 (2)只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;(3)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;液体压强和液体的密度、深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验。 【解答】解:(1)这是测量液体压强的压强计;它的左端是密闭的,所以不是连通器。 (2)当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面应该就是相平的,若U形管中的液面出现了高度差,就说明软管中的气体压强大于大气压,在压力差的作用下,U形管中的液面出现高度差;要调节,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故选B; (3)实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与深度的关系。 故答案为: (1)不属于;(2)B;(3)液体内部压强与深度的关系。 17.(2018•南充)在“研究影响液体内部压强”的实验中: (1)压强计是通过观察U型管的两端液面的 两侧液面高度差 来显示橡皮膜所受压强大小。 (2)比较图甲和图乙,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体 深度 的增加而增大。 (3)如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,应选择 乙、丙 进行比较。 (4)已知乙图中U型管左侧液柱高为4cm,右侧液柱高为10cm,则U型管底部受到的液体的压强为 1000 Pa(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg) 【分析】(1)液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的,压强越大,U形管液面高度差越大;压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的; (2)(3)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。 (4)根据p=ρgh求出U型管底部受到的液体的压强。 【解答】解: (1)压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,液面高度差越大,说明液体压强越大; (2)比较图甲和图乙,两杯中的液体密度相同、金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,可以初步得出结论:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大。 (3)要讨论液体内部压强是否与液体密度有关,需要控制,液体的深度相同,金属盒的方向相同,液体的密度不同,故选乙、丙两次实验即可; (4)图乙中U形管的右两侧与大气相通, 则U型管底部受到的液体的压强为右侧液柱产生的压强: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。 故答案为:(1)两侧液面高度差;(2)深度;(3)乙、丙;(4)1000。 18.(2018•衡阳)在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中 (1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面 高度差 的变化,将探头放进盛水的容器中,探头的橡皮膜受到水的压强会 内凹 (选填“内凹”或“外凸”)。 (2)通过比较C、D两个图,可得到结论:同一液体的压强 随深度 的增加而增大。 (3)通过比较D、E两个图,可得到结论:在深度相同时,液体的 密度 越大,压强越大。 (4)通过比较A、B、C三个图,可得到结论: 同一深度,液体向各个方向的压强相等 。 【分析】(1)液体压强大小通过U型管内液面的差来反映的,液面高度差越大,液体的压强越大,这是一种转换法的运用; 将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹; (2)(3)(4)探究液体压强跟深度的关系时,保持液体的密度和方向相同;探究液体压强跟密度的关系时,保持液体的深度和方向相同;探究液体压强跟方向的关系时,保持液体的密度和深度相同,应注意控制变量法的运用。 【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。液面高度差越大,液体的压强越大;这种方法叫做转换法; 将探头放进盛水的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强,橡皮膜会向内凹; (2)C、D两个图为同种液体,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,压强越大,可得出结论:同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大; (3)D、E两个图中液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,液体的密度不同,盐水的密度大于水的密度,盐水中U型管的高度差大,压强大,故可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。 (4)A、B、C三个图中液体的深度相同,液体的密度相同,橡皮膜的方向不同,但压强相等,可得出结论:同一深度,液体向各个方向的压强相等。 故答案为:(1)高度差;内凹;(2)随深度;(3)密度;(4)同一深度,液体向各个方向的压强相等。 四.计算题(共6小题) 19.(2018•钦州)如图所示,小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,准备了质量为100g、底面积为80cm2的容器两个,其中甲容器中装有深度为10cm的水,乙容器中装有质量0.7kg的酒精。他将物体A悬挂在弹簧测力计下,缓慢浸没在水中,观察到指针停在3.2N位置不变;:若缓慢浸没在酒精中,弹簧测力计的示数减小到3.4N后保持不变。求:(ρ酒精=0.8×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3) (1)甲容器中未放物体A时,水对甲容器底的压强; (2)容器乙中未放物体A时,水平桌面受到的压强; (3)物体A的体积。 【分析】(1)知道液体的深度及密度,由p=ρgh计算容器底受到的压强; (2)水平面上的物体,对水平面的压力大小与其重力相等,由p=进行解答; (3)根据题意,物体A均浸没在水和酒精中,即所排开的液体的体积均等于A的体积,根据阿基米德原理列等式关系,求出物体A的重力,进而求其体积。 【解答】解: (1)甲容器中未放物体A时,水对甲容器底的压强: p甲=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10﹣3m=100Pa; (2)水平面上的物体,对水平面的压力大小与其重力相等, 水平桌面受到的压强: p乙=====1000Pa; (3)由题可知,物体A均浸没在水和酒精中,V排水=V排酒=V A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)甲容器中未放物体A时,水对甲容器底的压强为100Pa; (2)容器乙中未放物体A时,水平桌面受到的压强为1000Pa; (3)物体A的体积为100cm3。 20.(2018•眉山)试根据压强是物体所受压力的大小与受力面积之比的定义,推导出密度为ρ的液体,在液面下深度为h处液体产生的压强P的表达式。(已知:重力与质量的比值为g,要求用ρ、h、g表示P)。 【分析】设想液面下h深处有一面积为S的水平圆面,它所受到的压力是其上方圆柱形的小液柱所产生的,根据F=G=mg=ρVgS表示出其大小,利用p=得出在液面下深度为h处液体产生的压强。 【解答】解:设想液面下h深处有一面积为S的水平圆面,则水平圆面受到的压力: F=G=mg=ρVg=ρShg, 则在液面下深度为h处液体产生的压强: p===ρgh。 答:密度为ρ的液体,在液面下深度为h处液体产生的压强的表达式为p=ρgh。 21.(2018•襄阳)一个圆柱形杯身的杯子,装12cm高的水密封后(杯子厚度忽略不计)放在水平桌面上,如图甲所示。再将杯子分别倒置在盛有水和某种液体的容器中,静止后杯子内外液面高度差如图乙和图丙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求: (1)图甲中杯底受到水的压强 (2)图丙中某种液体的密度 (3)如果杯子自身质量为80g,则杯内水的质量。 【分析】(1)根据p=ρ水gh求出杯底受到水的压强; (2)根据杯子在水中和在图丙的液体中受的浮力相等列出等式,解出液体密度; (3)图乙中杯子处于漂浮状态,浮力等于其总重力,据此列出等式,解出杯子底面积,再根据G=mg=ρgV求出水的质量。 【解答】解:(1)图甲中杯底受到水的压强: p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa; (2)设杯子的底面积为S,杯子在水中和在液体中受的浮力相等, F浮水=F浮液, ρ水gV排=ρ液gV排′, ρ水gS(h1+h2)=ρ液gS(h1+h3), 图中h1=0.12m,h2=0.04m,h3=0.08m, 解得:ρ液=0.8×103kg/m3; (3)图乙中杯子处于漂浮状态,浮力等于其总重力, 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, 杯子底面积S===2×10﹣3m2, 由ρ=得: 杯内水的质量: m水=ρ水V水=ρ水Sh1=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m2×0.12m=0.24kg。 答:(1)图甲中杯底受到水的压强1200Pa; (2)图丙中某种液体的密度0.8×103kg/m3; (3)杯内水的质量0.24kg。 22.(2018•济宁)将U型管压强计的金属盒放在盛有某和液体的玻璃杯中。将相关信息如图所示。(g取10N/kg)求: (1)液体的密度。 (2)体枳为60cm3的小球浸没在液体中受到的浮力。 【分析】(1)根据金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等,由此根据p=ρgh计算液体的密度。 (2)由阿基米德原理计算小球浸没在液体中受到的浮力。 【解答】解: (1)金属盒受到液体压强与U形管中两边水的压强差相等, 即:p金属盒=p压强计, 由p=ρgh可得: ρ液gh液=ρ水gh水, 所以液体密度: ρ液=•ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3; (2)小球浸没在液体中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)液体的密度为0.8×103kg/m3。 (2)小球浸没在液体中受到的浮力为4.8N。 23.(2018•昆明)如图所示,置于水平桌面上的容器,底面积为200cm2,未装水时的质量为0.2kg。容器盛水后水面的高度为15cm,容器对桌面的压强为1.1×103Pa,求水对容器的压力。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度) 【分析】根据p=ρgh求出水对容器的压强,再根据F=pS求出水对容器的压力。 【解答】解: 由题知,S=200cm2=2×10﹣2m2,h=15cm=0.15m, 水对容器部的压强: p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa, 根据p=可得水对容器的压力: F=pS=1500Pa×2×10﹣2m2=30N。 答:水对容器的压力为30N。 24.(2018•枣庄)现有一个用超薄材料制成的圆柱形容器,它的下端封闭,上端开口,底面积=200cm2,高度h=20cm,如图甲所示;另有一个实心匀质圆柱体,密度ρ=0.8×103kg/m3,底面积S1=120cm2,高度与容器高相同,如图乙所示。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。 (1)将圆柱体竖直放在圆柱形容器内,求圆柱体对容器底部的压强是多少? (2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,求此时水对容器底部的压强和所注的水重各是多少? 【分析】(1)利用F=G=mg=ρgV求圆柱体对容器底部的压力,再利用p=求圆柱体对容器底部的压强; (2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,F浮=G,利用F浮=ρ水gV排=ρ水gSh水求水的深度,再利用p=ρgh求容器底部产生的压强; 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)圆柱体对容器底部的压力: F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N; 圆柱体对容器底部的压强: p===1600Pa; (2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,则: F浮=G柱=19.2N, 由F浮=ρ水gV排=ρ水gS1h水得水的深度: h水===0.16m, 此时水对容器底部产生的压强: p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa; 所注水的体积: 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)圆柱体对容器底部的压强是1600Pa; (2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,此时水对容器底部的压强和所注的水重各是1600Pa、12.8N。 五.解答题(共1小题) 25.(2018•青岛)请用相关的两个物理知识解释如下场景: 潜水员深海作业时,他穿着抗压潜水服,用力向后划水,身体向前进。 【分析】(1)由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大。 (2)物体间力的作用是相互的。 【解答】答:(1)液体的压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。 (2)潜水员在水中用力向后划水,即手对水有一个向后的力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以水对手有一个向前的反作用力,所以潜水员在水中可以向前运动。 查看更多