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课时提升作业四 8.2


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课时提升作业四
科学探究:液体的压强 (30 分钟 40 分) 一、选择题(本大题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分) 1.(2015·泸州中考)使用微小压强

计探究液体压强的规律时,如图所示下列说法 正确的是 ( )

A.用手按橡皮膜,两管出现高度差,说明此时橡皮膜的气密性很差 B.该实验装置中的“U”形管是一个连通器 C.“U”形管两管液面的高度稳定后,右管中的液体受到非平衡力的作用 D.橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,则液体压强越大 【解析】选 D。用手按橡皮膜,两管出现高度差,说明此时橡皮膜的气密性很好, “U”形管一端开口,一端封闭,不是一个连通器,“U”形管两管液面的高度稳定 后,右管中的液体静止,处于平衡状态,受到的是平衡力作用,因此 A、B、C 均错, 橡皮膜伸入液体越深,两管液面高度差越大,则液体压强越大,D 正确。故选 D。 2.(2015·南充中考)如图所示,甲、乙两支完全相同的试管内装有质量相等的不 同液体,甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平时,设液体对试管底的压强
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分别为 p 甲和 p 乙,则 (

)

A.p 甲<p 乙 C.p 甲>p 乙

B.p 甲=p 乙 D.无法确定

【解析】选 C。本题考查液体压强的大小比较。由题图可知,甲容器中的液体体 积要比乙容器小,因液体质量相同 ,所以甲液体的密度比乙液体密度大 ,又因为 两试管中液面等高,所以由液体压强公式 p=ρgh 可知 p 甲>p 乙。 3.(2015·浦东新区校级一模)如图所示的各实例中,与连通器原理无关的是 ( )

【解析】 选 B。 本题考查连通器的构成。 船闸是由闸室和上、 下游构成的连通器; 压强计的 U 形管带探头的一侧是不开口的,与另一侧不构成连通器;倒装茶壶的 壶嘴和壶身构成了连通器,液面静止时保持相平 ,利用了连通器原理 ;锅炉水位 计是上端开口、底部相连的装置,利用了连通器原理。故选 B。 4.如图所示,在一个充满油的固定装置中,两端同时用大小相等的力去推原来静 止的活塞。若活塞与容器壁的摩擦不计,则活塞将 ( )

A.向左移动 C.保持静止

B.向右移动 D.上述说法都有可能
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【解析】选 A。本题考查帕斯卡原理及其应用。当施加在右边小活塞上的压力是 F1 时,其压强是 p,有 F1=pS1,由帕斯卡原理知,该压强大小不变地传给左边的大活 塞,此时左边大活塞所受的液体对它向左的压力 F2=pS2,因为 S1<S2,F1<F2,则右侧 受到的合力 F-F1 大于左侧受到的合力 F-F2,故活塞向左运动。 5.(2015· 蚌埠模拟)底面积相同的 A、 B 两个容器,装有相同深度的水,如图所示, 比较两容器中水对容器底部的压力和压强大小关系是 ( )

A.FA=FB,pA=pB C.FA<FB,pA>pB

B.FA>FB,pA=pB D.FA=FB,pA<pB

【解析】选 A。本题考查液体压强的计算。因为两容器中所装的都是水且等高, 所以根据液体压强公式 p=ρgh 可知,两容器中的水对容器底部的压强是相等的, 即 pA=pB;因为两容器中的水对容器底部的压强相等且底面积相同,所以根据公式 F=pS 可知,两容器中的水对容器底部的压力也是相等的,即 FA=FB。故选 A。 【拓展延伸】液体对容器底的压力与液体重力的关系 液体对容器的压力来自于液体的重力,但是容器中液体的重力并不一定都对容 器底部产生压力,也就是说 ,液体的压力在数值上并不一定等于液体的重力 ;如 果容器形状是柱形的(如图中 A),液体对容器底的压力等于液体的重力。如果容 器上部开口大于底部面积(如图中 B),由于容器侧壁对液体有向上的支持力,液 体对容器底产生的压力小于重力;如果容器上部开口小于底部面积(如图中 C), 由于容器侧壁对液体有向下的压力,液体对底部产生的压力则大于液体重力。

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二、填空题(本大题共 3 小题,每空 1 分,共 7 分) 6.(2015·成都中考)如图所示,三峡大坝的正常蓄水位为 175 m,则深度为 20 m 的某处受到水的压强为 Pa。轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船 原理。(ρ 水=1×

闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 103kg /m3,g 取 10 N/kg)

【解析】本题考查了连通器的应用和液体压强的计算。水对坝底的压强为 p= ρgh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×20 m=2×105Pa;据船闸的结构特点可知,其在工 作时,上端开口,下部连通,即符合连通器的定义,所以船闸是利用连通器的原理 工作的。 答案:2×105 连通器 7.(2015·镇江中考)如图所示是一辆不慎驶入水中汽车的车门,随着水位升高, 车门上 A 处受到水的压强将 ,若车门在水下部分的面积为 0.8 m2,受 N,

到水的平均压强为 5×103Pa,g 取 10 N/kg,此时车门所受水的压力为 相当于

kg 水压在车门上,因此,建议汽车不慎驶入水中时,应立即设法

从车内逃离,避免生命危险。

【解析】本题考查的是压力和液体压强的知识。液体内部压强随深度的增加而 增大,故水位升高 A 处受到的压强增大;压力 F=pS=5×103Pa×0.8 m2=4×103N,则
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相当于质量是 m= = 答案:增大 4×103 400

=400 kg

8.如图是汽车修理厂常用的液压千斤顶,使用时,应该用 端来顶起汽车,此时 pA pB。(选填“>”“<”或“=”)

(选填 “A” 或 “B ” )

【解析】本题考查对压强公式、帕斯卡原理的掌握和运用。液体能够大小不变 地传递压强 , 由题目可知 :左边活塞的面积小 , 右边的活塞面积大 , 两边压强相 等,pA=pB;A 端用一个很小的力,B 端就可以产生一个很大的力,把汽车顶起来。 答案:B = 三、实验探究题(8 分) 9.(2015·莆田中考)为了验证液体压强的特点,某实验小组设计了如图装置,容 器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭。

(1)当橡皮膜两侧所受的压强不同时,橡皮膜的

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 (选填“左”或“右”)侧凸出,说明液体压强与 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 (选填“左”或“右”)侧凸出,说明液体压强与
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有关。

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【解析】(1)当橡皮膜两侧受到的压强不同时,所产生的压力也不同,所以会使橡 皮膜发生形变。(2)当左侧水面较低时,由于液体内部的压强与所处的深度有关, 同种液体内部,深度越深时压强越大,所以橡皮膜会向左侧凸出。(3)由于液体内 部的压强与液体的密度有关,相同深度,液体密度越大时压强越大,所以橡皮膜 会向左侧凸出。 答案:(1)形状(或凹凸程度) (2)左 深度 (3)左 液体密度 四、计算题(10 分) 10.(2015·通辽中考)如图所示,铁桶重为 20 N,桶的底面积为 100 cm2,往桶里倒 入 8 kg 的水,水的深度为 15 cm,平放在面积为 1 m2 的水平台面上(g 取 10 N/kg)。 求:

(1)水对桶底的压强。 (2)桶底受到水的压力。 (3)台面受到桶的压强。 【解析】(1)水对桶底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.15 m= 1 500 Pa; (2)S=100 cm2=1.0×10-2m2, 由 p= 得:桶底受到水的压力: F=pS=1 500 Pa×1.0×10-2m2=15 N; (3)台面受到的压力:F'=G 桶+G 水=G 桶+m 水 g=20 N+8 kg×10 N/kg=20 N+80 N=100 N,
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台面受到的压强: p'= = =10 000 Pa。

答案:(1)1 500Pa (2)15 N (3)10 000 Pa 【试题备选】1.(2014·益阳中考)如图所示,一个未装满水的瓶子,正立放置在 水平面上时瓶对桌面的压强为 p1,瓶底受到水的压力为 F1,倒立放置时瓶对桌面 的压强为 p2,瓶盖受到水的压力为 F2,则 ( )

A.p2=p1,F2=F1 C.p2<p1,F2>F1

B.p2<p1,F2<F1 D.p2>p1,F2<F1

【解析】选 D。本题考查压强的知识。两种放置方法瓶子对桌面的压力都等于瓶 子和水的重力之和,但正立放置时桌面的受力面积大,压强小,即 p1<p2,正立时水 对瓶底的压力等于水的重力,倒立时,侧壁会承担部分水的重力,水对瓶盖的压 力小于水的重力,故 F1>F2,故选 D。 2.(2014·宜昌中考)在探究液体内部压强特点的实验中: (1)如图甲,小明将金属盒逐渐浸入水中越来越深的位置,在 U 形管中观察到的现 象是: 。

(2)小明准备了一杯水和一杯浓盐水,想要探究液体内部压强与液体密度的关系, 他的操作办法是: 。 (3)小明想得到液体内部压强与液体深度、液体密度的定量关系,请你根据所学 过的知识,利用图乙中的液柱模型推导出液体内部压强的计算公式。
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【解析】本题考查探究影响液体压强的因素。液体内部压强的大小与液体的深 度和液体的密度两个因素有关系,在通过实验进行探究时,必须注意控制变量法 的合理运用。在对实验结果进行观察时,主要是通过 U 形管中液面的高度差来反 映液体内部压强的大小。 (1)把水的内部压强的大小转换成 U 形管两边液面高度差的大小来判断,当小明 增大金属盒在水中的深度时,液面高度差也越大,表示水内部的压强越大。 (2)要探究“液体压强与液体密度的关系” ,应使压强计的探头在不同液体的同 一深度处。 (3)设图乙中液柱的密度为ρ;步骤:①这个液柱的体积 V=Sh;②这个液柱的质量 m=ρV=ρSh;③这个液柱的重力也就是对水平面的压力 F=G=mg=ρgSh;④平面受 到的压强 p= = =ρgh;因此,深度为 h 处液体的压强为 p=ρgh。 (2)应使压强计的

答案:(1)金属盒浸入水中越深,U 形管两边液面高度差越大 探头在不同液体的同一深度处

(3)①这个液柱的体积 V=Sh;②这个液柱的质量

m=ρV=ρSh;③这个液柱的重力也就是对水平面的压力 F=G=mg=ρgSh;④水平面 受到的压强 p= = =ρgh;因此,深度为 h 处液体的压强为 p=ρgh。

3.(2014·凉山中考)如图所示,在一个封闭薄容器中装满体积为 1 dm3 的水后放 在水平桌面上。 已知容器的质量为 100 g,容器的下底面积为 100 cm2,高为 12 cm, 求:

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(1)水对容器底部的压力和压强。 (2)容器对桌面的压力和压强。 【解析】本题考查压力、压强的计算知识。 (1) 水对容器底的压强为 :p1= ρ 水 gh 103Pa, 由压强公式 p= 得水对容器底的压力为: F1=p1S=1.2×103Pa×100×10-4m2=12N。 (2)容器对桌面的压力为:F2=G 10-3m3+0.1kg×10N/kg=11 N 容器对桌面的压强为: p2= = =1.1×103Pa。
水 水

=1.0 × 103kg/m3 × 10N/kg × 0.12m=1.2 ×

+G



=ρ水 gV



+m



g=1.0×103kg/m3×10N/kg×

答案:(1)12 N 1.2×103Pa (2)11 N 1.1×103Pa 【培优训练】(2015·盘锦一模)如图所示,圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上, 它们的底面积分别为 200 cm2 和 100 cm2,容器甲中盛有 0.2 m 高的水,容器乙中 盛有 0.3 m 高的酒精。若从两容器中分别抽出质量均为 m 的水和酒精后,剩余水 对容器甲底部的压强为 p 水,剩余酒精对容器乙底部的压强为 p 酒精,当质量 m 在什 么范围时,才能满足 p 水>p 酒精。(酒精密度 0.8×103kg/m3)

【解析】本题考查液体压强计算公式的应用。
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ρ水=1×103kg/m3, S 水=200 cm2=0.02 m2,h 水=0.2 m; ρ酒精=0.8×103kg/m3,S 酒精=100 cm2=0.01 m2, h 酒精=0.3 m, 甲容器内水的质量为:m 水=ρ水 S 水 h 水=1×103kg/m3×0.02 m2×0.2 m=4 kg, 乙容器内酒精的质量为:m 酒精=ρ酒精 S 酒精 h 酒精=0.8×103kg/m3×0.01 m2×0.3 m= 2.4 kg, 因为容器形状规则,液体对容器底部的压力等于自身的重力,而 p 水>p p= 即: 可得: > > , ,解得:m>0.8 kg;
酒精

,由公式

所以抽出液体的质量范围:0.8 kg<m≤2.4 kg。 答案:抽出质量在 0.8 kg<m≤2.4 kg 之间满足 p 水>p 酒精。

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