专项2 固体、液体压力压强的大小比较、计算、变化(台型与柱形容器类)(重难点专题训练)2021-2022学年八年级物理下学期期中考试复习专训(人教版)
展开八年级下册期中考试重难点专题训练
第九章《压强》台型与柱形容器类型题专训(含答案详解)
(固体、液体压力压强的大小比较、计算、变化及及解题技巧专题)
一、单选题
1.如图所示,一容器静止在水平桌面上,容器中的水所受重力为G1,容器所受重力为G2,水对容器底的压力为F1,容器对桌面的压力为F2,桌面对容器的支持力为F3,则下列选项正确的是( )
A.G1一定大于F1 B.G1、G2的合力与F3是一对平衡力
C.F1与F3大小相等 D.F2与F3是一对平衡力
2.如图所示,不计容器本身的重力,容器的底面积相等,倒入等高的不同种液体时,容器对桌面的压强相等,则容器底部受到液体的压强最小的是( )
A.甲B.乙C.丙D.一样大
3.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.则以下分析正确的是( )
A.甲乙两容器受到液体的压力相等
B.甲乙两容器受到液体的压强相等
C.甲的密度大于乙的密度
D.甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力
4.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,两容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F甲= F乙,p甲= p乙 B.F甲= F乙,p甲> p乙
C.F甲>F乙,p甲= p乙 D.F甲>F乙,p甲>p乙
5.如图所示,两个完全相同的容器里分别盛有质量相同的水和酒精,A、B是两容器液体中离容器底相同高度的两点,其中正确的是( )
①甲容器中装的是水,乙容器中装的是酒精;
②A、B两点的压强相等;
③A点压强小于B点压强;
④两容器中液体对容器底部的压强不相等。
A.①② B.①③ C.①②④ D.①③④
6.如图所示,两个底部面积不同的圆柱形容器内装有同种液体,液面高度相同。液体对容器底部的压强分别是p甲和p乙,则( )
A.p甲=p乙 B.p甲
p乙 D.条件不足,无法判断
二、多选题
7.如图所示,均匀圆柱体甲和盛有液体乙的薄壁薄底圆柱形容器置于水平地面,圆柱体和容器的高度相等但底面积不同,甲物体的质量等于容器中液体乙的质量。现沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙,使得它们剩余部分的高度或深度均为h,则甲、乙的密度以及剩余部分质量m的关系正确的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示,甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,静止在水平桌面上。甲、乙两容器的底面积分别为和。甲容器中液体的密度为,液体对容器底产生的压强、压力分别为、;乙容器中液体的密度为,液体对容器底产生的压强、压力分别为、。已知,,则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,一个密封圆台形容器装满水,其在水平桌面上的放置方式由甲图变为乙图,则下列说法正确的是( )
A.容器对桌面压力不变,对桌面的压强减小
B.容器对桌面压力不变,对桌面的压强增大
C.水对容器底的压强不变,对容器底的压力减小
D.水对容器底的压强不变,对容器底的压力增大
10.一封闭容器装满水后,静止放在水平面桌面上,如图甲所示,水对容器底部的压力和压强分别为、,容器对桌面产生的压力与压强分别为、;当把容器倒放在桌面上如图乙所示,静止时,水对容器底部的压力和压强分别为、,容器对桌面产生的压力与压强分别为、。则( )
A. B. C. D.
11.如图所示,甲、乙、丙是放在水平桌面上的三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等量的水(水不溢出),试比较三容器底部各自受到水的压强p和压力F的大小关系分别是( )
A.p甲<p乙<p丙 B.p甲>p乙>p丙
C.F甲<F乙<F丙 D.F甲>F乙>F丙
12.如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7cm、5cm深的水,A、B之间用导管连接。对于阀门K打开前后出现的现象或结果,下列说法正确的是( )
A.阀门打开前,B容器底部受到水的压强为5×102Pa
B.阀门打开前,阀门K的左侧和右侧受到水的压强是相等的
C.打开阀门至水不流动时,A、B两容器底所受压强之比为1:1
D.打开阀门当水不流动时,A、B两容器底所受压强之比为5:7
13.如图所示,质量和底面积都相同的两个容器,分别装有质量和深度均相等的甲乙两种不同液体,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.两容器底部所受液体的压强大小相等
C.两容器对桌面的压强大小相等
D.两容器底部所受液体的压力大小相等
14.如图所示,质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.甲容器对桌面的压力最大 B.三容器对桌面的压强大小相等
C.三容器底部所受液体的压力F丙>F乙>F甲 D.三容器底部受到液体的压强p丙>p乙>p甲
15.如图所示,质量和底面积都相同的两个容器,分别装有质量和深度均相等的甲乙两种不同液体,下列说法正确的是( )
A.甲液体的密度大于乙液体的密度
B.两容器底部所受液体的压强大小相等
C.两容器对桌面的压强大小相等
D.甲容器底部受到液体的压力大于乙容器底部所受液体的压力
16.如图所示,两个完全相同的容器中分别盛有质量相等的水和酒精,a、b为距容器底部高度相同的两点,已知ρ酒精<ρ水,下列说法正确的是( )
A.甲中盛的是水,乙中盛的是酒精
B.甲、乙容器底受到液体的压力相等
C.两容器底部受到液体的压强不相等
D.a处所受液体的压强小于b处所受液体的压强
17.水平桌面上有一个薄壁硬塑料瓶,瓶中装有水和空气,瓶口敞开。盖上并拧紧瓶盖后,在瓶壁开一个很小的孔,水从孔中流出。水面高度下降了时水停止流出,此时水面到出水孔的距离为,如图所示。已知水的密度为。与流水前比较,下列说法正确的是( )
A.瓶底上表面受到的压强减小了
B.瓶底上表面受到的压强减小了
C.瓶内气压减小了
D.瓶对桌面的压强减小了
四、计算题
18.如图所示,均匀实心圆柱体甲和薄壁轻质(不计质量)圆柱形容器乙置于水平地面,甲的重力为10牛,底面积5×10-3m2,(g取10N/kg)求:
(1)甲对地面的压强p甲;
(2)乙容器内水面下3cm深处的压强;
(3)若在甲物体上,沿水平方向截取一段长为x的物体A,将物体A平稳浸没在容器乙中(液体无溢出),截取后,甲、乙对桌面的压强随截取长度x的变化关系如图丙所示,求:
①容器乙中未放入物体A时,水的深度;
②容器乙的底面积。
19.如图所示,放在水平桌面上的容器中装有深度为10cm、重为0.6N的水。已知容器的重为0.3N、底面积为5cm2。(g取10N/kg)
(1)求容器底部受到水的压强为多少Pa;
(2)求水对容器底的压力为多少N;
(3)求容器对水平桌面的压强为多少Pa。
20.如图,足够高的薄壁圆柱形容器甲和圆柱体乙置于水平地面上。容器甲底面积为5×10﹣2m2,盛有深度为10cm的水。圆柱体乙的重力为160N,底面积为8×10﹣2m2。
(1)求容器甲底部受到水的压强;
(2)求圆柱体乙对水平地面的压强;
(3)若将一物块A分别浸没在容器甲的水中、放在圆柱体乙上表面的中央时,水对容器甲底部压强的变化量与圆柱体乙对水平地面压强的变化量相等。求物块A的密度。
21.如图所示,圆柱体甲和薄壁圆柱形容器乙放置在水平地面上。乙中盛有水,容器底受到水的压强大小为。
①求乙容器中水的深度;
②现将甲缓慢放入乙容器中(水不溢出),并将甲下表面到水面的距离和容器乙底部受到的水的压强大小记录在表中。
实验次数
第一次
0.1
3430
第二次
0.2
3724
第三次
0.3
(a)通过计算说明乙容器底部受到水的压强;
(b)求圆柱体甲的高度。
22.如图所示,重为0.4N、底面积为2×10-2m2的薄壁圆柱形容器置于水平面上,容器内盛有2kg的水,且容器足够高。
(1)求容器内水的体积V水。
(2)求容器对水平面的压强p。
(3)现有三个物体A、B、C,其密度、体积的关系如下表所示。请选择其中一个,将其浸没在容器中后,可使水对容器底部压强增加量最小,且容器对水平面压力增加量也最小。写出选择的物体并说明理由。
物体
密度
体积
A
3
2V
B
2
2V
C
4V
23.如图所示,质量为0.1千克、底面积为米的木板放在水平地面上。底面积为米的足够高的薄壁圆柱形轻质容器置于水平地面上,容器内盛有0.4千克的水。现将一体积为米的物体浸没在圆柱形容器中。
(1)求地面受到木板的压力和压强;
(2)求浸没物体后水对容器底部的压强;
(3)若将该物体从容器中取出并放到木板上,发现此时木板对水平地面的压强恰好等于水对容器底部的压强,求该物体的密度。
24.如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08m,容器乙中盛有另一种液体。(g取10N/kg)
(1)若水的质量为2kg,求容器甲中水的体积V水;
(2)求容器甲中水对容器底部的压强p水;
(3)现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了200Pa,求液体乙的密度ρ液。
25.如图所示,容器重10 N,放在水平桌面上,容器上部是边长为10cm的正方体,下部是边长为40cm的正方体,若向容器内注入64.5kg某种液体,液面刚好在上面正方体的中间。(g取10N/kg)求:
(1)该液体的密度;
(2)容器底部受到液体的压力;
(3)桌面受到的压强。
26.如图所示,装有水的薄壁轻质圆柱形容器甲与圆柱形物块乙等高,放置于水平地面上,甲中水的深度为0.1米,底面积为0.02米2,求:
(1)水对容器底部的压强p水。
(2)容器内水的质量m水。
(3)若水的深度是容器高度的,甲的底面积是乙的2倍,乙的密度是水的3倍,现将乙放入容器甲中,求:水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值。
27.轻质薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上(容器足够高),它们的底面积均为2S。如图所示,质量为2m、底面积为S的柱体A竖直放置在容器甲底部,容器乙内盛有质量为6m的水。
(1)若容器乙中水深度为0.6米,求水对容器乙底部的压强p水。
(2)现从容器乙中抽取部分水,并倒入容器甲中(A始终与容器甲底部接触)。此时两容器对地面的压力相等,水对容器底部的压强分别为p甲水、p乙水。
①求容器甲对地面的压强增加量Δp甲。
②请分析比较p甲水与p乙水的大小。
28.如图所示,底面积分别为S和2S的柱形容器甲和乙放在水平桌面上,容器质量忽略不计,容器甲中酒精的深度为3h,容器乙中水的深度为2h。
(1)若h=0.05米,S=0.005米2,求:乙容器对水平桌面的压强p乙。
(2)若从两容器中分别抽出质量均为m的酒精和水后,剩余酒精对甲容器底的压强为p酒精,剩余水对乙容器底的压强为p水,且p酒精<p水,求:质量m的取值范围,结果请用题目中的字母符号表示。(ρ水=1.0×103千克/米3,ρ酒精=0.8×103千克/米3)
29.如图所示,体积为、密度为的均匀实心圆柱体甲和底面积为、高为0.4米的薄壁圆柱形容器乙置于水平桌面上,乙容器内盛有0.3米深的水.求:
①甲的质量;
②水对乙容器底部的压强;
③现将圆柱体甲浸没在乙容器内的水中,求水对乙容器底部压强的增加量。
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.由于是柱形容器,水的重力等于水对容器底的压力,故G1等于F1,故A错误;
B.对将水和容器当成一个整体,进行受力分析,该整理受到了向下的重力,总重为G1、G2的合力,还受到了向上的桌面对其的支持力,大小为F3,这个整体处于平衡状态,故总重与桌面对其的支持力是平衡力,故B正确;
C.桌面对容器的支持力为F3的大小等于总重,而G1等于F1,故C错误;
D.容器对桌面的压力为F2与桌面对容器的支持力为F3是两个物体间的作用,是相互作用力,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】
【详解】
不计容器本身的重,容器底面积相等,倒入液体后容器对桌面的压强相等,根据可得,容器内液体的重力相等,所以液体的质量相等;三个容器内倒入等高的不同种液体,由容器的形状可见,三种液体的体积
V丙>V乙>V甲
由可得,三种液体密度的关系
ρ丙<ρ乙<ρ甲
三种液体的液面等高,根据液体压强计算公式p=ρgh可得,因此三个容器底部受到液体压强的关系是
p丙
故选C。
3.C
【解析】
【详解】
C.因为容器底面积相同,液体深度相同,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,液体质量相等,根据=知
ρ甲>ρ乙
故C正确;
D.水平桌面上,甲乙两个容器质量相同,重力相等,两个容器中两种液体质量相等,重力相等,两个容器的总重力相等,故对桌面的压力相同,故D错误。
B.由图知,两容器中液体的深度相同,由C知ρ甲>ρ乙,根据p=ρgh知,液体对杯底的压强
p甲>p乙
故B错误;
A.由B知,液体对杯底的压强p甲>p乙,容器底面积相同,由F=pS得,甲乙两容器受到液体的压力
F甲>F乙
故A错误。
故选C。
4.A
【解析】
【详解】
由可知,当两容器装有同种液体且深度相同时,两容器底部所受液体的压强相等;由可知,当两容器所受液体压强和底面积相同时,其底部所受的液体压力相等。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.B
【解析】
【详解】
①由题意可知,水和酒精的质量相等,且两容器完全相同,因 ,所以,由 可知, ,由图可知,甲中液体为水,乙中液体为酒精,故①正确;
④由图可知,容器为横截面积不变的容器,由
可知,两容器中液体对容器底部的压力都等于液体的重力,两容器的底面积相等,由 可知,两容器中液体对容器底部的压强相等,故④错误;
②③因A、B是两容器液体中离容器底相同高度的两点,所以,由可知,AB两点下方液体对容器底部的压强关系为
由可知,A点压强小于B点压强,故②错误,③正确。综上可知,①③正确,故B正确,ACD错误。
故选B。
6.A
【解析】
【详解】
两个圆柱形容器中盛的是同种液体,液体的密度是一定的,由图可知,两个容器中液体的深度是相同的,液体密度相同,深度相同,根据p=ρgh可知,液体对容器底部的压强是相同的,即p甲=p乙,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.AC
【解析】
【详解】
因为甲为规则圆柱体,乙为规则圆柱体容器,则甲对地面的压力
乙对容器底的压力
已知,即
由图知,所以
故
沿水平方向截取部分圆柱体甲并从容器内抽取部分液体乙,使得它们剩余部分的高度或深度均为h,则剩余部分的重力为
因为
所以
即
故
综上所述,AC正确,BD错误。
故选AC。
8.BD
【解析】
【详解】
AB.由题意知ρ1>ρ2,甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,即h1=h2,根据液体压强公式p=ρgh可得,p1>p2。故A错误,B正确;
CD.根据压强公式可得,液体对容器底的压力F=pS,由题意知S1>S2 ,且p1>p2,则F1>F2,故C错误,D正确。
故选BD。
9.BC
【解析】
【详解】
AB.将容器正放和倒放时,容器对水平桌面的压力都等于水和容器的总重力,所以F不变;但放置方式由甲变为乙,受力面积减小,根据p=可知,整个容器对水平桌面的压强变大,故A错误,B正确;
CD.由于容器装满水,放置方式由甲变为乙,水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底部产生的压强不变;由于受力面积变小,由F=pS可知,水对容器底的压力变小,故C正确,D错误。
故选BC。
10.BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.封闭容器装满水,倒放后水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底的压强不变,即
p1=p2
容器倒放后,受力面积减小,由F=pS可知水对容器底压力变小,即
F1>F2
故B符合题意,A不符合题意;
CD.把容器正方或倒放在桌面上,容器对桌面产生的压力等于容器和水的总重力,容器对桌面的压力不变,即
F′1=F′2
把容器倒放在桌面上,受力面积减小,由可知,容器对桌面的压强变大,即
p′1<p′2
故C符合题意,D不符合题意。
故选BC。
11.BD
【解析】
【分析】
【详解】
A B.三容器装入相同质量的水,因为容器的底面积相同,所以三容器内水的深度
又因为,所以容器底部受到水的压强
故A错误;B正确;
C D.底面积相同,根据可知三容器底部各自受到水的压力F的大小关系为
故C错误;D正确。
故选BD。
12.AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB.阀门打开前,B容器底部受到水的压强为
pB=ρ水ghB=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa
A容器底部受到水的压强为
pA=ρ水ghA=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa
故阀门打开前,阀门K的左侧和右侧受到水的压强是不相等的,故A正确,B错误;
CD.根据题中的插图可知,打开阀门前,A液面比B液面高4cm,打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面下降2cm,变为,B液面上升2cm,变为,A、B两容器底面的压强之比
故C错误,D正确。
故选AD。
13.AC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由题意可知,两容器中液体的质量相等且深度相同,由图可知甲液体的体积小于乙液体的体积,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确;
B.两液体的深度相同,且甲液体的密度大于乙液体的密度,由p=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故B错误;
C.水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器和两液体的质量均相等,由
F=G=mg
可知,两容器对桌面的压力相同,且两容器的底面积相同,根据可知,两容器对桌面的压强大小相等,故C正确;
D.因甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,且两容器的底面积相等,由的变形式F=pS可知,甲容器底部所受液体的压力大,故D错误。
故选AC。
14.BCD
【解析】
【详解】
A.质量和底面积相同且厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量和深度均相等的甲、乙、丙三种不同液体,三种液体的质量相同,三容器质量相同,故三容器的总重相同,故三容器对桌面的压力相同,故A错误;
B.根据可知,三容器的底面积相同,三容器对桌面的压强大小相等,故B正确;
D.甲、乙、丙三种液体的质量相同,但是甲的体积大于乙的体积大于丙的体积,故甲的密度小于乙的密度小于丙的密度,根据可知,深度相同,故三容器底部受到液体的压强
故D正确;
C.根据可知,容器底的面积相同,故三容器底部所受液体的压力关系为
故C正确。
故选BCD。
15.ACD
【解析】
【详解】
A.由题意可知,两容器中液体的质量相等且深度相同,由图可知甲液体的体积小于乙液体的体积,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,故A正确;
B.两液体的深度相同,且甲液体的密度大于乙液体的密度,由p=ρgh可知,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故B错误;
C.水平面上物体的压力和自身的重力相等,且两容器和两液体的质量均相等,由
F=G=mg
可知,两容器对桌面的压力相同,且两容器的底面积相同,根据可知,两容器对桌面的压强大小相等,故C正确;
D.因甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,且两容器的底面积相等,由F=pS可知,甲容器底部所受液体的压力较大,故D正确。
故选ACD。
16.ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图示知
V甲
ρ酒精<ρ水
据知
V酒精>V水
那么甲中盛的是水,乙中盛的是酒精,故A正确;
BC.甲、乙两个相同容器中所盛的水和酒精的质量相等,那么水和酒精的重力相等,对容器底部的压力相等,据知,甲、乙容器底受到的液体的压强相等,故B正确,C错误;
D.a、b两处到容器底的深度相同,水的密度大于酒精的密度,据p=ρgh知,a对容器底的压强大于b对容器底的压强,而容器中水对容器底的压强等于酒精对容器底的压强,那么a处所受液体的压强小于b处所受液体的压强,故D正确。
故选ABD。
17.BCD
【解析】
【分析】
【详解】
在瓶壁开一个很小的孔,小孔处内部压强为
水停止流出时,小孔处内部压强为p0,则瓶底上表面受到的压强减小了
水停止流出时,瓶内气压为
则瓶内气压减小了。
瓶对桌面的压强减小了
故A错误、BCD正确。
故选BCD。
18.(1)2×103Pa;(2)300Pa;(3)①0.05m;②0.01m2
【解析】
【详解】
解:(1)甲对桌面的压力等于其的重力大小,故
F甲=G=10N
甲对地面的压强
(2)乙容器内水面下3cm深处的压强
p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa
(3)①由图可知截取前甲对桌面的压强为4p0,则
4p0=p甲=2×103Pa
解得
p0=5×102Pa
由图可知容器乙中未放入物体A时,水对桌面的压强为p0,由p=ρgh可知,容器乙中未放入物体A时,水的深度为
②由图可知当x=10cm时,甲对桌面的压强变为2p0,此时甲对桌面的压强为原来的一半,由可知,截取部分A的重力为甲原来重力的一半,即
容器乙中未放入物体A时,水对桌面的压强为p0,容器中的水的重力
将物体A平稳浸没在容器乙中,此时乙对桌面的压强变为2p0,即
代入数据得
解得
S′=0.01m2
答:(1)甲对地面的压强p甲为2×103Pa;
(2)乙容器内水面下3cm深处的压强为300Pa;
(3)①容器乙中未放入物体A时,水的深度为0.05m;
②容器乙的底面积为0.01m2。
19.(1)1000Pa;(2)0.5N;(3)1800Pa
【解析】
【详解】
解:(1)容器内水的深度
h=10cm=0.1m
容器底部受到水的压强
(2)由可得,水对容器底的压力
(3)容器对水平桌面的压力
容器对水平桌面的压强
答:(1)容器底部受到水的压强为1000Pa;
(2)水对容器底的压力为0.5N;
(3)容器对水平桌面的压强为1800Pa。
20.(1)980Pa;(2)2000Pa;(3)1.6×103kg/m3
【解析】
【详解】
解:(1)水的深度
h=10cm=0.1m
则容器甲底部受到水的压强
p甲=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
(2)圆柱体乙对地面的压力
F=G=160N,
圆柱体乙对水平地面的压强
p乙===2000Pa
(3)设物块A的体积为VA,其密度为ρA,则物块A的质量
将物块A浸没在容器甲的水中(容器足够高,无水溢出),水面升高的高度
则水对容器甲底部压强的增加量
将物块A放在圆柱体乙上表面的中央,则圆柱体乙对地面压强的增加量
已知Δp甲=Δp乙,则有
所以物块A的密度
答:(1)容器甲底部受到水的压强为980Pa;
(2)圆柱体乙对水平地面的压强为2000Pa;
(3)物块A的密度为1.6×103kg/m3。
21.①0.3;②(a),(b)0.16m
【解析】
【详解】
解:①乙中盛有水,容器底受到水的压强大小为,根据,乙容器中水的深度为
②(a)现将甲缓慢放入乙容器中(水不溢出),根据表中数据可知,甲下表面到水面的距离为0.1米时,容器乙底部受到的水的压强大小为3430Pa,则此时容器乙底部受到的水的压强增加了
容器乙内水增加的深度为
根据
可知
第二次实验,当甲下表面到水面的距离
若甲没有被水浸没,由上式可知,容器乙内水增加的深度应为
根据表中第二次实验数据可知,实际容器乙内水增加的深度为
说明第二次实验,当甲下表面到水面的距离为0.2米时,甲物体浸没在水中了,故可知第三次实验,当甲下表面到水面的距离为0.3米时,容器乙内水的深度不变,故此时容器乙底部受到的压强等于第二次实验容器底部受到的压强
(b)实际容器乙内水增加的深度为0.08米,则有
圆柱体甲的高度
答:①乙容器中水的深度为0.3m;
②(a)通过计算乙容器底部受到水的压强为
(b)圆柱体甲的高度为0.16m。
22.(1)2×10-3m3;(2)1020Pa;(3)应选择B物体,理由见解析
【解析】
【详解】
解:(1)由题意可知,容器内水的质量为2kg,故由可知,容器内水的体积为
(2)由受力分析可知,容器对水平面的压力F等于容器与水的重力之和,即
F=G容+G水=0.4N+m水g=0.4N+2kg×10N/kg=20.4N
由题意可知,容器的底面积为S=2×10-2m2,故由可得,容器对水平面的压强为
(3)由可知,将物体浸没在容器中后,水升高的高度越小,则水对容器底部的压强增加量越小,可知将物体浸没后,物体的体积越小,水面上升的高度越小;由受力分析可知,将物体浸没后,容器对水平地面的压力增加量等于物体的重力,故可知物体的重力越小,容器对水平地面的压力增加量越小,要使水对容器底部的压强增加量和容器对水平面的压力增加量最小,应选择体积最小和重力最小的物体,故由表中数据可知,B的体积和重力最小,故应选择B物体。
答:(1)容器内水的体积为2×10-3m3;
(2)容器对水平面的压强为1020Pa;
(3)应选择B容器,理由见解析。
23.(1)0.98牛,98帕;(2)1176帕;(3)3500千克/米3
【解析】
【详解】
解:(1)地面受到木板的压力
地面受到木板的压强
(2)水的体积
未放物体时水深
浸没物体后水增加的深度
水总深度
浸没物体后水对容器底部的压强
(3)此时木板对水平地面的压强恰好等于水对容器底部的压强即
即
即
解之得
该物体的密度
答:(1)地面受到木板的压力是,压强是;
(2)求浸没物体后水对容器底部的压强是;
(3)该物体的密度是。
24.(1)2×10-3m3;(2)800Pa;(3)0.8×103kg/m3
【解析】
【分析】
【详解】
解:(1)由可得容器甲中水的体积为
(2)容器甲中水对容器底部的压强
p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
(3)当容器甲内加水至于容器乙相平时,设水深为h1,此时水对容器底部的压强
p1=p水+Δp=800Pa+200Pa=1000Pa
由p=ρgh可得此时水的深度
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即
p液=p水=800Pa
由p=ρgh可得,液体乙的密度
答:(1)容器甲中水的体积为2×10-3m3;
(2)容器甲中水对容器底部的压强为800Pa;
(3)液体乙的密度为0.8×103kg/m3。
25.(1)1×103 kg/m3;(2)720 N;(3)
【解析】
【详解】
解:(1)下部是边长为40 cm的正方体,所以下部体积
向容器内注入64.5 kg某种液体,液面刚好在上面正方体的中间,上部液体的体积
液体的体积
液体密度
(2)由题意可知,容器中注入液体后的深度
容器底部的压强
由可得,容器底部受到液体的压力
(3)容器中液体重力
容器对桌面的压力:
所以桌面受到的压强
答:(1)该液体的密度为1×103 kg/m3;
(2)容器底部受到液体的压力为720 N;
(3)桌面受到的压强为。
26.(1)980Pa;(2)2kg;(3)4∶11
【解析】
【详解】
解:(1)由题意可知,甲中水的深度为h=0.1m,故可知水对容器底部的压强为
p水=ρ水gh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa
(2)由题意可知,甲中水的深度为h=0.1m,甲的底面积为S甲=0.02m2,故可知甲中水的体积为
V水=S甲h=0.02m2×0.1m=2×10-3m3
故容器内水的质量为
m水=ρ水V水=ρ水S甲h=1×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
(3)由题意可知,乙的密度大于水的密度,故将乙放入容器甲后,乙的底部将与甲的底部相接触,设甲的底面积为S甲,乙的底面积为S乙,由题意可知,乙圆柱体的体积为
V乙=S乙h乙=0.01m2×0.3m=3×10-3m3
甲容器中剩余部分的体积为
V剩=V甲-V水=0.02m2×0.3m-2×10-3m3=4×10-3m3
可知甲容器中剩余部分的体积大于乙圆柱体的体积,故将乙放入甲后,水不会溢出,因将甲放入乙前后,水的体积V水保持不变,设放入乙后甲容器中水的高度为h′水,则有
S甲h水=(S甲-S乙)h′水
由题意可知
S甲=2S乙
故解得
h’水=2h水
由受力分析可知,此时容器对地面的压力等于水与圆柱体乙的重力之和,故水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值为
将S甲=2S乙、ρ乙=3ρ甲、h′水=2h水代入解得
答:(1)水对容器底部的压强p水为980Pa;
(2)容器内水的质量m水为2kg;
(3)水对容器底的压强与容器对地面的压强的比值为4∶11。
27.①5880Pa;②(a);(b)
【解析】
【详解】
解:(1)由知道,水对容器乙底部的压强
(2)①根据题意知道, 此时两容器对地面的压力相等,即
所以,此时两容器的总质量相等
即
解得,所以,容器甲对地面的压强增加量
②假设抽水前水的总体积为6V0,倒入甲中水的体积为,乙中剩余水的体积为。若A未浸没或刚好浸没,则
根据题意知道,两容器中水的深度
即
由知道
若A浸没,,则A的体积小于水的体积,即
两容器中水的深度分别是
即 ,由知道
综上可知
答:(1)水对容器乙底部的压强5880Pa;
(2)①容器甲对地面的压强增加量是。
②p甲水与p乙水的大小关系是。
28.(1)980Pa ;(2)3ρ酒精Sh>m>(6ρ酒精-4ρ水)Sh
【解析】
【详解】
解:(1)乙容器中水的体积
V水=2S×2h=2×0.005m2×2×0.05m=1×10-3m3
由知道,水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
容器质量忽略不计,则乙容器对水平桌面的压力
F乙=G水=m水g=1kg×9.8N/kg=9.8N
乙容器对水平桌面的压强
(2)从两容器中分别抽出质量均为m的酒精和水,则抽出酒精和水的体积分别为
酒精和水降低的高度分别为
从两容器中分别抽出质量均为m的酒精和水后,p酒精<p水,所以,由知道,
整理得
原来酒精和水的质量分别为
m酒精=ρ酒精V酒精=ρ酒精S×3h=3ρ酒精Sh
m水=ρ水V水=ρ水×2S×2h=4ρ水Sh
因为3ρ酒精<4ρ水,所以原来酒精的质量小于水的质量,则抽取两种液体的质量应小于酒精的质量;所以质量m的取值范围为
3ρ酒精Sh>m>(6ρ酒精-4ρ水)Sh
答:①乙容器对水平桌面的压强为980Pa;
②质量m的取值范围为3ρ酒精Sh>m>(6ρ酒精-4ρ水)Sh。
29.①6kg;②3000Pa;③1000Pa
【解析】
【详解】
解:①甲的质量
m甲=ρV=2×103kg/m3×3×10-3m3=6kg
②水对乙容器底部的压强
p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
③圆柱体甲浸没在乙容器内的水中时,此时水的深度增加量
而原本水离乙容器口的高度为
h1=0.4m-0.3m=0.1m<0.15m
所以甲浸没水中,有部分水溢出乙容器,那么水对乙容器底部压强的增加量
∆p=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
答:①甲的质量m甲为6kg;
②水对乙容器底部的压强p水为3000Pa;
③水对乙容器底部压强的增加量∆p为1000Pa。
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