9.2.液体的压强 同步提高训练
一、单选题
1.晓明刚学完液体内部压强规律,一次喝完盒装酸奶后,想利用废纸盒做个小实验,他在空纸盒的侧面的不同高度处扎三个大小一样的孔,将纸盒装满水后,水从小孔喷出。如图中的几种水流现象最接近实际情况的是( )
A. B. C. D.
2.如图所示,在侧壁有四个小孔的玻璃管中倒入足量的水,水将从小孔 a、 b、 c、 d中喷出,则喷得最远的水流来自小孔( ).
A.a B.b C.c D.d
3.水平地面上置有底面积不同的圆柱形容器甲、乙(S甲<S乙)。现将金属块丙浸没于甲中的液体后,如图所示,两液体对各自容器底部的压强相等。若将丙从甲中取出并浸没于乙中的液体(不计液体损失),则关于两液体对各自容器底部压力的变化量ΔF甲、ΔF乙,判断正确的是( )
A.ΔF甲一定小于ΔF乙 B.ΔF甲可能等于ΔF乙
C.ΔF甲可能大于ΔF乙 D.ΔF甲一定等于ΔF乙
4.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液体的密度ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强p甲>p乙
③液体对容器底部的压力F甲=F乙
④容器对桌面的压强
A.②④ B.②③ C.③④ D.①②
5.如图所示的圆台状容器内充满液体,将它倒置过来放在桌面上,跟原来相比较,容器底部受到的( )
A.压力不变,压强增大 B.压强不变,压力增大
C.压力不变,压强不变 D.压强不变,压力变小
6.如图所示,是小红将两端开口的玻璃管一端扎上橡皮膜,倒入如图所示液体时,观察到的现象。针对这一现象,同学们经过讨论形成了下面四个问题,你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是( )
A.为什么试管底部橡皮膜突起程度不同?
B.橡皮膜突起程度与液体的密度有什么关系?
C.液体的压强与液体的密度有什么关系?
D.液体的压强与液体的密度和深度有什么关系?
7.如图所示,将质量相等的水,分别倒入放在水平桌面上的两个形状不同、底面积相等的容器中,则水对容器底部产生的压强和压力正确的是( )
A.p甲>p乙 F甲>F乙 B.p甲
8.取一个空的塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),利用液体压强特点判断这两次橡皮膜哪次向内凹进的更多( )
A.第一次 B.第二次 C.两次一样多 D.不好判断
9.如图所示,将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置。下列对这过程的描述,正确的是( )
A.正立放置时水对瓶底的压强大
B.倒立放置时水对瓶盖的压强大
C.正立放置时水瓶对桌面的压力大
D.倒立放置时水瓶对桌面的压力大
10.将密度为ρ甲的均匀圆锥体甲、盛有密度为ρ液的圆柱形容器乙放置于水平地面上,已知V甲=V液,h甲=h液=h,且甲对地面的压强等于液体对容器底部的压强。再将甲沿水平方向截去高度为Δh的部分,乙容器中抽出液体的深度也为Δh,如图所示,甲对地面压强的变化量为Δp甲、液体对乙容器底部压强的变化量为Δp液。下列判断正确的是( )
A.ρ甲<ρ液 Δp甲可能小于Δp液 B.ρ甲<ρ液 Δp甲一定小于Δp液
C.ρ甲>ρ液 Δp甲可能小于Δp液 D.ρ甲>ρ液 Δp甲一定小于Δp液
二、多选题
11.如图所示,在甲、乙、丙三个底面积不同、质量相等的容器(S丙>S甲>S乙,容器厚度忽略不计)中装入一定量的不同液体,液面高度恰好相同。若三个容器底部受到的液体压力的大小恰好相等,下列说法正确的是( )
A.此时三个容器底部受到的液体的压强p甲=p乙=p丙
B.此时三个容器内液体的质量m乙>m甲>m丙
C.此时三个容器内液体的密度ρ乙>ρ甲>ρ丙
D.此时三个容器对水平面的压力F甲=F乙=F丙
12.如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有质量相同的不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压力:FA<FB B.容器对桌面的压强:pA=pB
C.液体对容器底部的压强:pA<pB D.液体的密度:ρA=ρB
三、填空题
13.如图所示的实验装置,容器中间用隔板分开,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在容器两侧分别加水,水面均超过橡皮膜,且左侧水面较低,此时橡皮膜会向 侧凸出;若在容器左右两侧分别加满水和酒精,橡皮膜会向 侧凸出。(两空均选填“左”或“右”)
14.如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲,乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,两容器底部受到液体的压力分别是F甲、F乙,两容器底部受到液体的压强分别是p甲、p乙,容器甲、乙对桌面的压强分别为p甲',p乙',则F甲 F乙,p甲 p乙, (填“>”、“<”或“=”)。
15.如图所示,放在桌面上的饮料瓶子,内部剩有饮料。瓶旋紧后倒过来时,液体对瓶塞的压强比正放时液体对瓶底的压强 (选填“大”或“小”),瓶子对桌面的压力 (选填“增大”、“变小”或“不变”)。
16.如图所示,甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的液体,乙试管倾斜放置,两试管液面相平。则两试管底部受到的液体压强p甲 p乙。(选填“>”、“<”或“=”)
17.如图,底面积为5cm2的容器中装有质量为60g的水,容器底部受到水的压强为1000Pa,则容器中水深h为 m,水对容器底面的压力为 N。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
18.如图,在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方钻出两个小孔,往里面倒满水,可以观察到水从两个小孔流出的情景,说明液体压强随深度的增大而 。
四、作图题
19.如图所示,圆柱形容器中盛有一定量的水,在圆柱形容器的侧面不同高度处分别开了两个小孔A、B,请你画出水从两个小孔处流出时的大致轨迹。
五、实验题
20.在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,探究液体压强的工具是 ;
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛酒体的容器形状 ;(选填“有关”或“无关”)
(3)甲、乙两图是探究液体压强与 的关系,结论是: ;
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用 两图进行对比;
(5)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 ,如图所示装置是否是连通器 。(填“是”或“否”)
21.疫情居家,爱米利用家里物品探究“液体压强特点”的实验。物品有:完全一样的矿泉水瓶A、B,A瓶装满水,B瓶装满酒精,塑料手套。如图所示:
(1)在A、B两瓶侧壁同一高度处各凿一个洞,液体喷射距离不同,说明液体压强和 有关;
(2)在A瓶不同高度处凿一排洞,液体喷射的距离不同,说明液体压强和 有关;
(3)带上塑料手套伸进水里,手套全贴在手上了,说明液体内部 都有压强。
六、综合题
22.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,(已知ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,忽略容器壁的厚度)。求:
(1)水对杯底的压力?
(2)杯子中水的质量?
(3)根据以上的计算结果判断,此容器的形状类似于图中的 图(选“甲”、“乙”或“丙”)。
23.如图所示,质量分布均匀的柱体A高0.8米(ρA>ρ水),足够高的薄壁柱形容器B的底面积为5×10-2米2,装有0.1米深的水。若将A水平切去高度为h的部分,并将切去部分竖直缓慢放入B中,水对容器底部的压强p水随切取高度h变化的关系如表格所示。
h(米) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
p水(Pa) 980 1764 2548 3332 4116 4900 4900 (3)
(1)求当切取高度h为0.6m时,B容器中水的深度h水;
(2)分析比较切取高度h在0m~0.5m区间内的数据中h、p水的变化情况,可得出:当h≤0.5m时,p水随h的增大而 ;
(3)填写表格中空缺的部分 ,并求出柱体A的底面积SA 。
参考答案:
1.A
【详解】由于同种液体的压强随深度增加而增大,所以深度越大的孔喷射的水平距离越远,深度越小的孔喷射的水平距离越近,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.D
【详解】在玻璃管中倒入足量的水,在水中越深的地方,水产生的压强越大,abcd四个孔,d孔所处深度最大,此处的压强最大,水喷的最急、喷的最远.故选D.
3.A
【详解】由图中信息可知,金属块丙放入容器甲中时,两种液体的深度关系是h甲>h乙,而此时两液体对各自容器底部的压强相等,由p=ρgh可知,液体密度的关系为ρ甲<ρ乙,设容器内液体的体积为V,金属块丙的体积为V',由可知,当把金属块丙从容器甲中取出放入乙中后,两液体对各自容器底部压力的变化量
甲液体对各自容器底部压力的变化量
乙液体对各自容器底部压力的变化量
则两液体对各自容器底部压力的变化量关系为
故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
4.A
【详解】①由题意可知,甲、乙两平底容器,装的液体,质量是相等的,两平底容器,底面积S是相等的,液体深度h相同,则观察甲乙两图,可知、,乙容器液体的体积是大于甲容器液体的体积,即,而,根据密度公式,可知液体的密度,故①错误;
②由题意可知,液体深度h相同,并由①解析可知,,根据液体压强公式,可知液体对容器底部的压强,故②正确;
③由②解析可知,液体对容器底部的压强,两平底容器底面积S相同,根据可知,液体对容器底部的压力,故③错误;
④容器对桌面的压力,大小等于容器的重力和液体的重力之和,而甲、乙两平底容器质量都相同,即容器的重力相同,这两种液体的质量相同,即重力相同,则容器对桌面的压力大小相同,甲、乙两平底容器底面积相同,根据可知,容器对桌面的压强,故④正确。
综上所述,②④正确。
故选A。
5.D
【详解】由公式p=ρgh可知,倒置前后液体的密度不变,深度不变,所以液体对容器底的压强也不变;倒置后,液体与容器底的接触面积减小,由公式F=pS可知,压强不变,受力面积减小,所以容器底部受到的压力减小。
故选D。
6.D
【详解】根据题意可知,左边两个试管到水面的深度不同,观察到深度越大的左侧橡皮膜突起较大,表明同种液体内部,压强随着深度的增大而增大;右边两个试管到水面的深度相同,观察到密度越大的右侧橡皮膜突起较大,表明不同种液体内部,深度相同时,压强随着密度的增大而增大;因此探究液体的压强与液体的密度和深度有关最有价值且易于探究。
故选D。
7.B
【详解】水对容器底的压力由容器底正上方的那一段水柱产生,甲容器底受到的压力小于容器中水的重力,乙容器底受到的压力大于容器中水的重力,然而两容器中水的质量相等,重力,所以容器中水的重力也相等,所以甲容器底受到的水的压力小于乙容器底受到的水的压力。容器底受到的压强,两容器底面积相同,甲容器底受到的压力小,所以水对甲容器底的压强小于水对乙容器底的压强。故ACD错误,B正确。
故选B。
8.B
【详解】液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,受的液体的压强大,橡皮膜凹的更明显,即第二次橡皮膜向瓶内凹陷得更多,故ACD不符合题意、B符合题意。
故选B。
9.B
【分析】(1)水对瓶底和瓶盖的压强可直接利用进行判断;
(2)无论正立放置还是倒立放置,水瓶对桌面的压力都等于水和矿泉水瓶的总重力。
【详解】AB.由图可知,倒放时瓶中水的深度较大,根据可知,倒放时水对瓶盖的压强较大,故A错误,B正确;
CD.无论正立放置还是倒立放置,水瓶对桌面的压力都等于水和矿泉水瓶的总重力;因为矿泉水瓶和水的总重力是一定的,所以正放对桌面的压力等于倒放时桌面的压力,即
故CD错误。
故选B。
10.D
【详解】甲对地面的压强为
液体对容器底的压强为
p液=ρ液gh
甲对地面的压强等于液体对容器底部的压强,即
可得
甲对地面压强的变化量为
液体对乙容器底部压强的变化量为ρ液gΔh
因为Δh<h,所以Δp甲一定小于Δp液,故ABC错误,D正确。
故选D。
11.BC
【详解】A.三个容器底部受到的液体压力的大小恰好相等,三个容器的底面积关系为S丙>S甲>S乙,根据可知,三个容器底部受到的液体的压强p乙>p甲>p丙,故A错误;
B.甲容器是规则形状,则甲容器中液体的重力等于容器底部受到的压力;乙容器的形状上宽下窄,则液体的重力要大于容器底部受到的压力;丙容器的形状上窄下宽,则液体的重力要小于容器底部受到的压力;所以乙中液体的重力最大,其次是甲中液体,丙中液体的重力是最小的,根据G=mg可知,三个容器内液体的质量m乙>m甲>m丙,故B正确;
C.液面高度恰好相同,三个容器底部受到的液体的压强p乙>p甲>p丙,根据p=ρgh可知,三个容器内液体的密度ρ乙>ρ甲>ρ丙,故C正确;
D.三个容器的质量相同,根据G=mg可知,三个容器的重力相同;乙中液体的重力最大,其次是甲中液体,丙中液体的重力是最小的,所以乙装置的总重力最大,其从是甲装置,最小的是丙装置;水平面上的物体对水平面的压力等于自身的重力,所以三个容器对水平面的压力F乙>F甲>F丙,故D错误。
故选BC。
12.BC
【详解】A.由题意可知,A、B两容器的质量相等,容器内液体的质量也相等,因水平面上物体对水平面的压力和自身的重力相等;两容器的总质量相等,重力相等,对水平桌面的压力相等,即,故A错误;
B.因两容器的底面积相等,由可知,两容器对桌面的压强相等,即,故B正确;
D.由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,且两液体的质量相等,由可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即,故D错误;
C.由图可知两容器内液体的深度相同,由可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即,故C正确。
故选BC。
13. 左 右
【详解】[1]隔板两侧水的密度相同,深度不同,右侧中水深度大,橡皮膜受到右侧水的压强大,所以橡皮膜向左侧凸出。
[2]当分别向左右两侧加满水和酒精时,因水的密度大,根据p=ρgh可知,同一深度橡皮膜受到水的压强较大,故会看到橡皮膜向酒精这一侧凸出,即橡皮膜会向右侧凸出。
14. = = >
【详解】[1][2]甲、乙两容器,分别装有同种液体液体深度相同,根据,两容器底部受到液体的压强相同,因为两容器的底面积相同,由可知液体对容器底部的压力。
[3]两容器的质量相等,由图知:,装有同种液体;所以根据可知,,由可得,,水平桌面上重力等于压力,由公式知,。
15. 大 不变
【详解】[1]饮料不满,瓶口塞紧倒过来时,由于瓶口横截面积小,液体的深度会变大,根据公式p=ρgh,可知液体对瓶塞的压强大于正放时液体对瓶底的压强。
[2]瓶子对桌面的压力等于它所受到的重力,瓶子倒置后重力不变,对桌面的压力不变。
16.>
【详解】两管中所装的液体质量是相等的,乙管中所装的液体体积比较大,根据可知甲中液体密度更大,因液体的深度相同,根据可知,p甲>p乙。
17. 0.1 0.5
【详解】[1]由题意可知,容器底部受到水的压强为1000Pa,ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,根据液体压强公式,可知,容器中水深
容器中水深为0.1m。
[2]由题意可知,容器底部受到水的压强为1000Pa,容器底面积,水对容器底面的压力
水对容器底面的压力为0.5N。
18.增大
【详解】下面的孔的深度大,水射的更远,说明B点的液体压强大,故液体压强随深度的增大而增大。
19.
【详解】A的深度小于B点的深度,由得,A点水的压强小于B点水的压强,则A点水比B点水喷得近,如图所示:
20. U型压强计 无关 深度 液体内部压强随着深度的增加而增大 乙丙 相等 否
【分析】研究液体内部压强特点的工具是U型压强计,本题用到了物理上常用的研究方法——转换法,用手按压强计的橡皮膜,U型管内水面出现高度差;即将液体压强的大小转化为U型管中液面的高度差;液体内部压强与液体的密度和液体的深度有关,与容器的形状无关,在探究影响液体内部压强的因素时,需要用到控制变量法;液体内部压强的特点是:液体内部压强随着深度的增加而增大,同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,不同液体内部的压强还与液体的密度有关;上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器。
【详解】(1)[1]由图可知,用来探究液体内部压强的特点的工具是U型压强计,实验时把金属盒放入水中,通过观察两管中水面的高度差就可以反映橡皮膜受到水的压强的大小。
(2)[2]丙和丁液体密度相同,探头在液体中的深度相同,容器形状不同,U型管中液面的高度差相同,说明液体压强与盛液体的容器形状无关。
(3)[3][4]甲、乙两图液体的密度相同,探头在液体中的深度不同,U型管中液面的高度差不同,说明液体压强与有关,并且液体内部压强随着深度的增加而增大
(4)[5]要探究压强与液体密度的关系,应使探头深度相同,液体密度不同,所以应选择乙丙两图。
(5)[6]在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
[7]上端开口相通,或底部相通的容器叫连通器,如图所示装置不符合连通器的定义,故不是连通器。
21. 液体密度 液体深度 向各个方向
【详解】(1)[1]矿泉水瓶瓶装满水,B瓶装满酒精,在A、B两瓶侧壁同一高度处各凿一个洞,瓶内的液体密度不同,液体喷射距离不同,说明液体压强和液体密度有关;
(2)[2]在A瓶不同高度处凿一排洞,液体喷射的距离不同,深度越深的洞,液体喷射得越远,说明液体压强和液体深度有关;
(3)[3]带上塑料手套伸进水里,手套全贴在手上了,说明手套在各个方向都受到水的压强,因此可知液体内部向各个方向都有压强。
22. 30N 2kg 甲
【详解】(1)[1]水对容器底部的压强
p1=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa
水对杯底的压力
F1=p1S=1.5×103Pa×200×10-4m2=30N
(2)[2]杯底对桌面的压力
F2=p2S=1.1×103Pa×200×10-4m2=22N
F2=G杯+G水
杯子的重力
G杯=m杯g=0.2kg×10N/kg=2N
水的重力
G水=F2-G杯=22N-2N=20N
水的质量
(3)[3]假设杯壁是竖直的,即为圆柱体形状,则水的体积
V=Sh=200cm2×15cm=3000cm3
水的质量
m水′=ρV=1g/m3×3000cm3=3000g=3kg>2kg
所以水杯不是圆柱形的,是底大、口小,大致形状是图(甲)。
23. 0.5米 增大 4900 4×10-2m2
【详解】解:(1)由表中数据可知,当切取高度h为0.6m时,B容器中水对容器底部的压强为4900Pa。由p=ρgh可知,B容器中水的深度为
(2)切取高度h在0m~0.5m范围内逐渐增大时,放入水中会将水排开,水的深度会随之增加,由表格中的数据可知,液体水对容器底部的压强也逐渐增大。因此可得出:当h≤0.5m时,p水随h的增大而增大。
(3)由上述计算可知,当水深为0.5m时,水对容器底部的压强为4900Pa。由表格中的数据可知,当h为0.5m时,水对容器底部的压强p水为4900Pa;当h为0.6m时,水对容器底部的压强p水为4900Pa。这说明切去的圆柱体放入水中后,已经沉到液体底部,故随着切去高度的增大,水深不再发生变化,水对容器底部的压强也不再变化。因此当h为0.7m时,水对容器底部的压强p水为4900Pa。容器B中共有水的体积为
V水=SB×h水'=5×10-2m2×0.1m=5×10-3m3
当切去高度大于0.5m时,水深一直为0.5m。由水的体积不变可得
V水=(SB-SA)h水
代入数据得
5×10-3m3=(5×10-2m2-SA)×0.5m
解得柱体A的底面积为
SA=4×10-2m2
答:(1)求当切取高度h为0.6m时,B容器中水的深度h水是0.5m;
(2)分析比较切取高度h在0m~0.5m区间内的数据中h、p水的变化情况,可得出:当h≤0.5m时,p水随h的增大而增大;
(3)填写表格中空缺的部分的数据是4900,并求出柱体A的底面积SA为4×10-2m2。
