第 2 节 液体的压强

基础闯关全练拓展练习

1.借助废弃饮料瓶可以研究液体压强的一些特征。小刚在饮料瓶周围不同高度,打了几个对称且相同

的小孔,当瓶里装满着色的水后出现如图所示的情景。表明在液体内部

A. 只在水平方向有压强

B. 压强伴随深度的增加而减小

C. 同一深度朝不同方向压强大小相等D.压强的大小与液体的密度有关

答案 C 由实验现象知,同一深度水喷射的距离相等,说明同一深度朝不同方向压强大小相等,C 正确。

2.如图所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了____________________,当壶中的水静止时,壶身和壶嘴中的水面相平。

答案 连通器

分析 茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴的水面和壶身的水面维持相平。

3.一潜水艇潜入海面以下 100m 深处时,潜水艇上一个面积为 2m2 的舱盖上所遭到海水的压强是____________________ Pa,重压是____________________N。

答案  1.0094×106    2.0188×106

分析  潜水艇遭到的压强 p=ρgh=1.03×103kg/m3×9.8N/kg×100m=1.0094×106Pa;舱盖遭到的重压 F=pS=1.0094×106Pa×2m2=2.0188×106N。

4.如图,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没标签,小李用闻气味的办法看出无气味的是水。小唐则使用压强计进行探究:

 小唐把调节好的压强计放在空气中时,U 形管两边的液面应该____________________。若压强计橡皮膜漏气,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现 U 形管两边液柱的高度差变化____________________。

 小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U 形管两边的液柱高度差较小,觉得图甲烧杯中盛的是酒精。他的结论是不靠谱的,由于____________________。

 小唐发目前同种液体中,金属盒与液面的距离越大,U 形管两边液柱的高度差就越____________________,表示液体的压强越__________。

 小唐还发目前同种液体中,金属盒与液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U 形管两边液柱的高度差____________________,表明在相同条件下,液体内部向每个方向的压强____________________。

答案 相平 小 没控制金属盒所处深度相同大 大 不变 相等

分析 调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此 U 形管两边的液面应该相平。若压强计的气密性非常差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此 U 形管两边液柱的高度差变化小。影响液体压强的原因有:液体的密度和液体的深度,实验中没控制金属盒浸入的深度相同,因此没办法得出正确结论。在同种液体中时, 压强与深度有关,金属盒与液面的距离越大,压强越大,U 形管两边液柱的高度差就越大。同一深度,同种液体向每个方向的压强相等,因此金属盒与液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U 形管两边液柱的高度差不变。

能力提高全练拓展练习

1.如图所示,在船从上游河道驶入船闸过程中

A.上游河道与闸室构成连通器B.下游河道与闸室构成连通器

C. 上游河道与下游河道构成连通器

D. 上游河道、闸室与下游河道一块构成连通器

答案 A 在船从上游河道驶入船闸过程中,上游河道与闸室上端开口、底部相连通,且上游河道与闸室液面相平,构成连通器,故 A 选项正确。下游河道与闸室底部不连通,未构成连通器;上游河道与下游河道底部不连通,未构成连通器;上游河道、闸室底部连通,但与下游河道底部未连通,未构成连通器;故 B、C、D 选项错误。

2.两个相同的柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,将两个相同的 U 形管压强计的金属盒分别放入液体中,U 形管内液面的高度差ΔH0 相同,如图,此时两容器内液面相平。若将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,则此时两 U 形管内液面的高度差分别为ΔH1、ΔH2,两液体的密度分别为ρ甲、ρ乙。则下列判断中正确的是

A.ρ甲>ρ乙,ΔH1>ΔH2 B.ρ甲>ρ乙,ΔH1<ΔH2 C.ρ甲<ρ乙,ΔH1<ΔH2 D.ρ甲<ρ乙,ΔH1>ΔH2

答案  C  U 形管内液面的高度差ΔH0 相同,说明此时液体压强相同;两容器内液面相平,甲液体中金属盒的深度大,依据液体压强计算公式 p=ρgh 可知:ρ甲<ρ乙;将两金属盒同时竖直向下移动一段相同的距离后,由于甲液体的密度小,因此甲液体中金属盒受到的液体压强增加的比乙小;由于原来的液体压强相等,因此最后甲液体中的金属盒受到的压强比乙小,所以甲液体中压强计 U 形管内液面的高度差ΔH1<ΔH2。

3.如图,水平相同的 A、B、C 三容器盛有同种液体,且液面相平,容器的底面积均为 S,下列关于液体对容器底面的重压和容器对桌面的压强的大小关系正确的是

A.FA>FB>FC,pA>pB>pC B.FA>FB>FC,pA=pB=pC C.FA=FB=FC,pA=pB=pC D.FA=FB=FC,pA>pB>pC

答案 D 三个容器内部装有高度相同的同种液体,由液体压强公式p=ρgh 得,三容器底部所受液体的压强相等,已知三个容器底面积相同,由 F=pS 知,三容器底部所受液体的重压关系是 FA=FB=FC。三个容器底面积相同,形状不同,装有相同高度的液体,则液体体积关系为 VA>VB>VC,依据 m=ρV 可知,mA>mB>mC,容器对桌面的重压 F'=G 容+G 液=g,且三个容器质

F

量相等,则三个容器对桌面的重压FA'>FB'>FC',由于三个容器底面积相同,由p=S得,三个容器对桌面的压强关系是

pA>pB>pC。

4.如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为 175m,则深度为 20m 的某处遭到水的压强为____________________Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸借助了____________________原理。

答案  2×105    连通器

分析  水的压强为 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20m=2×105Pa;据船闸的结构特征可知,其在工作时,上端开口,下部连通,所以船闸是借助连通器的原理工作的。

5.甲、乙两个薄壁圆柱形容器置于水平地面上,甲容器底面积为 6×10-2m2,盛有 8kg 的 水,乙容器盛有深度为 0.1m、水平为 2kg 的水,现从甲容器抽取部分水注入乙容器后,甲、乙容器底部遭到水的重压相同, 抽水前后甲容器底部遭到水的压强的变化量为____________________,注水后乙容器中水的深度为____________________m。

答 案 490Pa 0.25

分析 由题知,从甲容器中抽取部分水注入乙容器后,甲、乙两容器底部遭到水的重压相同,也就是此时两容器中水的重

8kg+2kg

力相同、水平也相同,则甲容器中剩余水的水平m 剩= 2 =5kg,甲抽出水的水平Δm=m 甲-m 剩=8kg-5kg=3kg,甲容器中水

ΔF

对容器底减小的重压ΔF=ΔG=Δmg=3kg×9.8N/kg=29.4N,甲容器中水对容器底压强的变化量Δp=

甲

= 29.4N =490Pa 。

6×10-2m2

V

乙容器的底面积维持不变,而乙容器的底面积 S= =

n,故得到乙容器注水前后底面积的关系式: n原

n注水

=

n原

,则 =

n注水

,

代入数据得到____________________ =____________________ ,求得 h

0.1m h注水

注水=0.25m。

h qh

q水h原

q水h注水

h原 h注水

6.液体内部存在压强,如图,烧杯内盛有密度为ρ的液体,大家可以设想液面下 h 深处有一底面积为 S 的水平圆面,它所遭到的重压是其上方圆柱形的小液柱所产生的。

 请推证:液体内部深度为 h 处的压强 p=ρgh;

已知圆柱形液柱下表面所在深度为 30cm,所受压强为 3.6×103Pa,则液体的密度是多少?

答案 证明:小液柱的体积 V=Sh,小液柱的水平 m=ρV=ρSh,小液柱遭到的重力 G=mg=ρShg,小液柱对圆面产生的压

F  qShg

力 F=G=ρShg,小液柱对圆面产生的压强p=S= S =ρgh。即:液体内部深度为 h 处的压强 p=ρgh。

1.2×103kg/m3

p 3.6×103Pa 3 3

分析 见答案。依据 p=ρgh 得:ρ=

三年模拟全练拓展练习

=

gh 10N

/kg×30×10-2

m=1.2×10 kg/m 。

1.甲、乙两容器间有斜管相连,都盛有水,液面一样高,如图所示,K 是一个开关。下列

判断哪种是正确的

A. 开关 K 打开后,水将由甲流向乙

B. 开关 K 打开后,因为 B 处压强大于 A 处,水将由乙流向甲

C. 打开 K 后,水不流动,但B 处压强大于A 处压强

D. 开关 K 打开后,水不流动,A、B 处压强相等

答案 C K 打开后,甲、乙形成一个连通器,因为甲、乙两容器中的液面本来是相平的,故水不会流动。但 B 处深度大于A 处的深度,所以 B 处压强大。

2.如图所示,容器底面积为 1cm2,容器内装有水,依据图中所给的条件,求容器中 A 点遭到水的压强为____________________Pa;容器底面遭到水的重压为____________________N。

答 案 400 0.12

分析  由图可知,hA=4cm=0.04m,h=12cm=0.12m。容器中 A 点遭到水的压强

p =ρgh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;容器底面遭到水的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa,容器底面遭到水的重压 F=pS=1200Pa×1×10-4m2=0.12N。

3.如图所示,是小军同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深度关系图象。由图象可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲____________________ρ乙。由液体的压强与深度关系图象还可以得出:同种液体的压强与深度成______________________________。

答案 大于 正比

分析 由图象知,当深度为 4cm 时,甲液体内部的压强 p 甲大于乙液体内部的压强 p 乙,依据公式 p=ρgh 可知,在深度相同时,压强大的液体的密度大,故ρ甲>ρ乙。由图象知,对同一种液体,压强与深度成正比。

4.如图所示,小华把压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中,探究液体内部压强的实验。

 压强计是通过U 形管的____________________来显示橡皮膜所受压强大小。

 她探究的是液体内部压强与____________________的关系,你判断的依据是____________________。若要探究与另一个影响原因的关系,你的做法是____________________

__________。

答案 两侧液面高度差 液体密度 探头所处液体的深度相同 应该维持液体的密度不变,改变探头所处的深度,察看 U 形管中两边液面的高度差的变化,若变大,则说明液体内部压强变大,若变小,则说明液体内部压强变小了

分析 用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,两侧液面高度差越大,说明液体压强越大;据图可知,此时探头所处的深度相同,但液体的类型不同,所以是探究液体内部压强与液体密度的关系。5.如图所示,底面积分别为 0.02 米 2 和 0.01 米 2 的柱形容器甲和乙置于水平桌面上,容器遭到的重力均为 10.8 牛,容器甲中水的深度为 0.2 米,容器乙中酒精的深度为 0.3 米。求:

①酒精对容器乙底部的压强 p 酒。

②容器甲对水平桌面的压强 p 甲。

③为了使容器甲和乙中的液体对各自容器底部的压强相等,小明设计的策略是:只向容器甲中倒入体积为ΔV1 的水;小华设计的策略是:只从容器乙中抽出体积为ΔV2 的酒精。请计算ΔV1 或ΔV2 其中任意一个的大小。

答案 ①2352Pa  ②2500Pa ③见分析

分析  ①酒精对容器乙底部的压强p  =ρ gh  =0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.3m=2352Pa。②容器甲中水遭到的重力为G

=m  g=ρ V  g=ρ S  h  g=1.0×103kg/m3×0.02m2×0.2m×9.8N/kg=39.2N;甲对水平桌面的重压为 F=G  +G

=39.2N+10.8N=50N;甲对水平桌面的压强为 p=____________________ = 50N

S 甲 0.02m2

=2500Pa。③水对容器甲底部的压强 p

水=ρ水gh 水

=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;比较可知,p 

五年中考全练拓展练习

1.如图,甲、乙、丙是三个水平和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水,三个容器底部遭到水的压强

A.甲最大 B.乙最大

C.丙最大 D.一样大

答案 A  如题图所示三个容器装入相同水平的水,因容器的底面积相等,所以三容器内水的深度关系为h 甲>h 乙>h 丙,由p=ρgh 可知,容器底部遭到水的压强大小关系为 p 甲>p 乙>p 丙。故选 A。

2.如图所示,水平地面上A、B 两圆柱形容器中的液面相平,甲、乙、丙三处液体的压强分别为 p 甲、p 乙和 p 丙,则 p 甲、p 乙和p 丙的大小关系为

A.p 甲=p 乙>p 丙      B.p 甲>p 乙>p 丙

C.p 甲 乙 丙      D.p 甲=p 乙 丙

答案 B 乙、丙两处,液体的密度相同,但深度不同,因为乙处的深度大于丙处的深度,所以 p 乙>p 丙;甲、乙两处的深度相同,A 中的液体为水,B 中的液体为煤油,因为ρ水>ρ煤油,所以甲处的压强大于乙处的压强,即 p 甲>p 乙。所以甲、乙、丙三处液体的压强的大小关系为 p 甲>p 乙>p 丙。