《2018年度中考-物理试题-分类汇编液体地压强.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018年度中考-物理试题-分类汇编液体地压强.doc(23页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-_20182018 中考物理试题分类汇编中考物理试题分类汇编 液体的压强液体的压强一选择题(共一选择题(共 7 小题)小题)1(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
2、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。2(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
3、判断两液体的体积关系,再根据 =,判断两液体的密度关系,再根据 p=gh 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 =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=gh 可知,甲液体对试管底部的压强较大。故选:A。3(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 1.0103kg/m3,g取 10N/kg。下列选项中正确的是( )A水对杯底的压强为 900PaB水对杯
4、底的压力为 2N-_C水杯对桌面的压强为 1000PaD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=gh=1.0103kg/m310N/kg0.06m=600Pa,根据 p=可得,水对杯底的压力:F=pS=600Pa30104m2=1.8N;故 AB 错误;(2)G水=2N,在水平桌面
5、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。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=gh 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B
6、D、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
7、,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=gh 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
8、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 8108N,与工件的接触面积为 4m2,则工件承受的压强相当于( )A2km 高水柱产生的压强 B4km 高水柱产生的压强C8km 高水柱产生的压强 D20km 高水柱产生的压强【分析】(1)固体
9、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=gh 计算水的深度。【解答】解:(1)对工件的压力为 8108N,与工件的接触面积为 4m2,则工件承受的压强 p1=2108Pa;(2)若水产生的压强 p2=p1=2108Pa,由 p=gh 得:h=2104m=20km;故 ABC 错误。-_故选:D。二填空题(共二填空题(共 6 小题)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
10、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 040s,40s64s 64s84s 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
11、 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=AgVA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 040s,40s64s 64s84s 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=40s50cm3/s=2000cm3;第 2 阶段流出的水量:V2=24s50cm3
12、/s=1200cm3;第 3 阶段流出的水量:V3=20s50cm3/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,故圆柱体 A 的高度:hA=50cm20cm10cm=20cm,在第 2 个阶段,有(SSA)h容=(100cm2SA)hA=1200cm3,由,故 A 的底面积为:SA=40cm2,故 A 的体积:VA=SAhA=40cm220cm=800cm3,从第 40s 到第 52s 流出水的体积为:V
13、21=12s50cm3/s=600cm3,-_即水面下降了 10cm,A 排开水的体积:V排=hSA=10cm40cm2=400cm3由阿基米德原理,此时 A 受到的浮力:F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg400106m3=4N;A 的重力:G=AgVA=0.6103kg/m310N/kg800106m3=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=GF浮=4.8N4N=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
14、是 7.21107 Pa(海水=1.03103kg/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=gh 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=海水gh=1.03103kg/m310N/kg7000m=7.21107Pa;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=gh 可知,所受到海水的压强变小。故答案为:7.21107;变小。10(2018绵阳)我国首艘国产航母
15、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 9.27104 Pa(海水=1.03103kg/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=gh=1.03103kg/m310
16、N/kg9m=9.27104Pa。故答案为:等于;9.27104。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 7.21107 Pa(水=1.03103kg/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=gh 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
17、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=gh=1.03103kg/m310N/kg7000m=7.21107Pa。故答案为:增大;7.21107。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 7107 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-_0.6102m2,则海水对手背的压力为 4.2105 N(海水的密度=1.0103kg/m3,g 取 10N/kg)。【分析】由液体压强公式 p=
18、gh 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=gh=1103kg/m310N/kg7000m=7107pa;(2)根据 p=可得,手背受到海水的压力:F=pS=7107pa0.6102m2=4.2105N。故答案为:7107pa;4.2105N。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=gh 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
19、乙,因为都是同一种液体,所以由 p=gh 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(共三实验探究题(共 5 小题)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,
20、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=gh 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
21、压强随深度的增加而增加;(2)根据 p=gh 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
22、体压强公式 p=gh 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=gh 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=gh 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
23、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
24、 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
25、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
26、压强为 1000 Pa(水=1103kg/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=gh 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
27、,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=gh=1103kg/m310N/kg0.1m=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
28、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
29、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;(
30、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(共四计算题(共 6 小题)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
31、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:(酒精=0.8103kg/m3,水=1.0103kg/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=gh 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
32、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=水gh=1.0103kg/m310N/kg10103m=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=VA 在水中受的浮力:F浮甲=G3.2N,由阿基米德原理可得:V=V排水=A 在酒精中受的浮力:F浮乙=G3.4N,由阿基米德原理可得:V=V排酒=由可解得:V=100cm3。答:(1)甲
33、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 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 、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=VgS 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
34、 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=Vg=Shg,则在液面下深度为 h 处液体产生的压强:p=gh。答:密度为 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=gh。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。(水=1.0103kg/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=水g
35、h 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=gV 求出水的质量。【解答】解:(1)图甲中杯底受到水的压强:p=水gh=1.0103kg/m310N/kg0.12m=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,水gV排=液gV排,-_水gS(h1+h2)=液gS(h1+h3),图中 h1=0.12m,h2=0.04m,h3=0.08m,解得:液=0.8103kg/m3;(3)图乙中杯子处于漂浮状态,浮
36、力等于其总重力,G杯=m杯g=0.08kg10N/kg=0.8N,F浮水=G杯+G水,水gS(h1+h2)=G杯+水gSh1,水gSh2=G杯,杯子底面积 S=2103m2,由 =得:杯内水的质量:m水=水V水=水Sh1=1.0103kg/m32103m20.12m=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 0.8103kg/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
37、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=gh 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=gh 可得:液gh液=水gh水,所以液体密度:液=水=1103kg/m3=0.8103kg/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=液gV排=0.8103kg/m310N/kg60106m3=4.8N。答:(1)液体的密度为 0.8103kg/m3。(2)小球浸没在液体中
38、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1.1103Pa,求水对容器的压力。(已知 水=1.0103kg/m3,g 取 10N/kg,忽略容器壁的厚度)【分析】根据 p=gh 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=2102m2,h=15cm=0.15m,水对容器部的压强:p=gh=1.0103kg/m310N/kg0.15m=1500Pa,-_根据 p=可得水对容器的压力:F=pS=1500Pa2
39、102m2=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 =0.8103kg/m3,底面积 S1=120cm2,高度与容器高相同,如图乙所示。(水=1.0103kg/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=gV 求圆柱体对容器底部的压力,再利用 p=求
40、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=水gV排=水gSh水求水的深度,再利用 p=gh求容器底部产生的压强;利用 G水=m水g=水gV水=水g(SS1)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=gV柱=gS1h=0.8103kg/m310N/kg120104m220102m=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=水gV排=水gS1h
41、水得水的深度:h水=0.16m,此时水对容器底部产生的压强:p=水gh水=1103kg/m310N/kg0.16m=1600Pa;所注水的体积:V水=(SS1)h水=(200104m2120104m2)0.16m=1.28103m3,所注水的重力:G水=m水g=水gV水=1103kg/m310N/kg1.28103m3=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(共五解答题(共 1 小题)小题)25(2018青岛)请用相关的两个物理知识解释如下
42、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。