【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-压强和浮力-液体压强基础知识(含答案)
展开1.(2021•襄阳)如图所示,三个质量相同、底面积相同,但形状不同的容器放在水平桌面上,其内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.一样大B.甲最小C.乙最小D.丙最小
2.(2021•齐齐哈尔)在木棒的一端缠绕几圈细铜丝,制成一支简易液体密度计,将其先后放入盛有甲、乙两种液体的相同烧杯中,处于静止状态,且放入密度计后液面高度相同,如图所示。若密度计在甲、乙液体中所受浮力分别是F甲、F乙,甲、乙两种液体的密度分别是ρ甲、ρ乙,甲、乙两种液体对容器底部产生的压强分别是p甲、p乙,则( )
A.F甲<F乙B.F甲>F乙C.ρ甲>ρ乙D.p甲<p乙
3.(2021•北京)甲、乙两支完全相同的试管,分别装有质量相等的液体。甲试管内液体的密度为ρ甲,乙试管内液体的密度为ρ乙。将两支试管放置在同一水平桌面上,甲试管竖直,乙试管倾斜,静止时,两试管内液体相平,液面距离桌面的高度为h,如图所示,液体对甲、乙两试管底的压强分别为p甲和p乙,则下列判断中正确的是( )
A.ρ甲<ρ乙,p甲<p乙B.ρ甲<ρ乙,p甲=p乙
C.ρ甲>ρ乙,p甲>p乙D.ρ甲>ρ乙,p甲=p乙
4.(2021•黑龙江)两个相同的烧杯A、B中分别盛有两种不同液体,将两个完全相同的小球分别放入两烧杯中,当两小球静止时所处位置如图所示,且两烧杯中液面相平,液体对烧杯底部的压强pA和pB,它们的大小关系是( )
A.pA>pBB.pA<pBC.pA=pBD.无法确定
5.(2021•宜宾)在社会实践活动中,如图是某同学设计的拦河坝横截面示意图,其中合理的是( )
A.B.C.D.
6.(2021•南通)用矿泉水瓶做的下列小实验中,探究影响液体压强大小的因素的是( )
A.水量越多形变越大B.纸片托住满瓶泉水
C.孔位越低流速越大D.用力吹气喷出水雾
7.(2021•荆门)核潜艇是“航母杀手”,在执行任务时会呈现悬浮、下沉、上浮三种状态。下列说法正确的是( )
A.不管在什么深度潜艇外表面所受压力不变
B.下沉时要从水舱排出一部分海水
C.上浮时潜艇所受海水的压强越来越大
D.潜艇浮出海面前,三种状态下所受浮力大小相等
8.(2021•大连)装有水的容器放在水平桌面上。在空塑料瓶的瓶口扎上橡皮膜,用夹子夹住塑料瓶的中央,将其瓶口朝上压入水中,竖直静止在水面下的某位置,如图所示。若再将塑料瓶瓶口朝下,压入到水中相同位置静止。则( )
A.水对橡皮膜的压强变小
B.夹子对塑料瓶向下的力变大
C.水对容器底部的压强变大
D.容器对桌面的压力变小
9.(2021•无锡)如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )
A.仅将金属盒向上移动
B.仅将金属盒水平移动
C.仅改变金属盒面的朝向
D.仅在水中加入食盐,食盐溶解后
10.(2021•海南)如图为帕斯卡实验,在一个封闭的木桶内装满水,从桶盖上插入一根细长的管,向细管里只灌了几杯水,就把木桶压裂。这个实验说明液体压强大小与下列哪个因素有关( )
A.液体的重力B.液体的体积C.液体的深度D.液体的密度
11.(2021•临沂)2021年4月7日,我国自主研发的深海钻探“利剑”——“海牛Ⅱ号”抵达2060m的海底,并成功下钻231m,刷新了深海海底钻机的世界纪录。在海面下匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号”( )
A.重力不做功B.机械能不变
C.所受压强减小D.排开海水的质量不变
12.(2021•宜昌)下列与压强有关的生产生活实例的说法,不正确的是( )
A.三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大
B.飞机能够腾空而起是因为机翼上下表面气体的流速不同产生向上的升力
C.青藏高原边防战士用高压锅煮面条,是因为海拔越高,大气压越大
D.用真空吸盘搬运沉重的钢板是利用大气压来完成的
13.(2021•广西)2020年10月,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功下潜到10058m,创造了中国载人深潜的新纪录。“奋斗者”号在水下下潜的过程中,受到的压强和浮力变化情况正确的是( )
A.压强变小,浮力不变B.压强不变,浮力变小
C.压强变大,浮力不变D.压强不变,浮力变大
14.(2021•嘉兴)如图所示,潜水员正潜没在海水中,他携带的气瓶可以对身上的背心进行充气或放气,以改变背心的体积大小来实现浮沉。下列对潜水员分析正确的是( )
A.向海底下潜过程中,受到海水的压强变大
B.海水中水平游动时,受到海水的压强变小
C.对背心进行放气后,受到海水的浮力变大
D.对背心进行充气后,受到海水的浮力变小
15.(2021•乐山)如图所示,小明用左侧容器来做“探究液体压强是否跟深度、液体的密度有关”的实验。则下列现象中符合事实的是( )
A.B.
C.D.
二.多选题(共1小题)
(多选)16.(2021•河南)如图,一方形容器置于水平面上,用竖直薄隔板将其分成左、右两部分,右侧部分横截面积是左侧的2倍,隔板底部有一小圆孔用薄橡皮膜封闭。左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变。下列说法正确的是( )
A.左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等
B.左、右两侧液体对容器底的压力相等
C.左侧液体的密度小于右侧液体的密度
D.容器中左、右两侧液体的质量相等
三.填空题(共7小题)
17.(2021•南京)如图所示,在透明密闭正方体塑料盒的上下左右四个面的中心处,挖出四个大小相同的圆孔,在孔的表面分别蒙上相同的橡皮膜a、c、b、d。抓住手柄将塑料盒竖直浸没到水中后静止。
(1)通过观察橡皮膜 (填字母)的形变可知,液体内部存在向上的压强。
(2)支持液体内部同一深度处各个方向压强大小相等的现象是橡皮膜 。
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,其受到的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
18.(2021•陕西)小明做了鉴别水和盐水的实验(ρ水<ρ盐水)。如图﹣1,用相同烧杯盛装体积相同的水和盐水,分别放在已调平的天平两托盘上,右侧烧杯中盛装的是 。如图﹣2,将同一压强计的金属盒分别放入水和盐水中同一深度处,右侧容器中盛装的是 。如图﹣3,用同一测力计挂着相同的铝球分别放入水和盐水中,盛装水的容器对应的测力计示数较 (选填“大”或“小”)。
19.(2021•江西)利用图像可以描述物理量之间的关系。如图所示是“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的图像,由图像可知:同种液体内部的压强与深度成 ,液体密度ρ甲 ρ乙(选填“>”、“<”或“=”)。
20.(2021•郴州)如图甲所示的容器放置在水平地面上,该容器上、下两部分都是圆柱体,其横截面积分别为S1、S2,容器底部装有控制阀门。容器内装有密度为0.8×103kg/m3的液体,液体通过控制阀门匀速排出的过程中,容器底部受到液体的压强p随时间t变化关系如图乙所示。则阀门打开前液体的深度H= cm,上、下两部分横截面积之比S1:S2= 。(g取10N/kg)
21.(2021•聊城)近年来我国在深海技术领域和空间技术领域捷报频传,2020年11月10日“奋斗者”号载人潜水器成功实现10909米坐底海试。“奋斗者”号在下潜的过程中,深度越深所受海水压强越 ;2021年5月15日,“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着路区着陆,在火星上首次留下中国印迹,火星探测器通过 (选填“超声波”或“电磁波”)向地球传回信号。
22.(2021•盐城)2020年11月13日,“奋斗者”号首次下潜至逾万米深的马里亚纳海沟。“奋斗者”号入海后,舱壁遇到冷的海水后温度降低,内能 ,这是通过 的方式改变内能的。随着下潜深度增加,海水对舱壁的压强逐渐变 。
23.(2021•金华)2020年11月10日,中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度10909米,创造中国载人深潜新纪录。“奋斗者”号通过舱外机械臂,获取了一批样品,为进一步开展深渊科学研究提供了第一手资料。
(1)在下潜过程中,“奋斗者”号外表面所承受的液体压强将 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)“奋斗者”号携带样品返航时,若以该样品为参照物,“奋斗者”号是 (选填“静止”或“运动”)的。
四.实验探究题(共8小题)
24.(2021•西藏)某同学用气压计“探究影响液体内部压强大小的因素”,实验装置如图所示:
(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的 反映的。
(2)比较甲、乙两图,可以得到,液体内部压强的大小与液体的 有关;比较 两图,可以得到,液体内部的压强大小与液体的 有关;
(3)以上实验探究过程中,运用的物理探究方法是 和转换法;
(4)该同学与其他同学交流后又设计了图丁所示的装置,也可以用来“探究影响液体内部压强大小的因素”。在隔板两侧分别加入相同深度的液体A、B,根据橡皮膜的凹凸情况,得出:ρA ρB。(选填“>”“=”或“<”)
25.(2021•益阳)如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水,甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同,丙与丁相同。
(1)为使实验现象更明显,压强计U形管中的液体最好用 (选填“水”或“水银”);
(2)要探究液体压强与深度的关系,应选 两图;
(3)四个烧杯中,盐水密度最大的是 图。
26.(2021•衢州)图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。
(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 (填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;
(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:
Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。
Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。
Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。
Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。
Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。
①小科重新设计实验想探究的问题是 ;
②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 。
27.(2021•宁夏)如图所示,在“探究液体内部压强”的实验中:
(1)图A所示压强计在使用前,需观察U形管两边液面是否相平,要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法: 。实验中通过 显示液体内部压强的大小。
(2)某同学实验的情形如图B、C、D所示。
①比较图B和图C可以探究的问题是 。
②保持探头在水中的深度不变,改变它的方向如图C、D所示,根据实验现象可以初步得出结论: 。
(3)该同学在实验过程中发现:在同种液体内部同一深度处,使用不同的压强计,U形管两侧液面的高度差不完全相同。他认为可能与探头橡皮膜安装的松紧有关。请你设计实验证明他的观点 。
28.(2021•攀枝花)某物理小组在“研究液体内部的压强”实验时,想知道液体对容器底部的压强增加量△p液及容器对水平面的压强增加量△p容与哪些因素有关,他们选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中(水深大于小球直径,且水不溢出),如图所示,测出水对容器底部的压强增加量△p液及容器对水平面的压强增加量△p容,得到的实验数据如表中实验序号1﹣5所示。
(1)本实验设计所用到的实验方法是下列中的 。
A.控制变量法
B.转换法
C.等效替代法
D.理想模型法
(2)分析比较表中实验序号1﹣5中的数据及相关条件可知:当ρ球 ρ水(选填“>”、“<”、“=”、“≥”、“≤”)时,△p液=△p容。
(3)分析比较表中实验序号1﹣5中的数据及相关条件可知:△p液与ρ球 (选填“成正比”、“成反比”或“无关”)。
(4)他们仅改变液体种类,利用上述实验器材重复了实验,得到数据如表中实验序号6﹣10所示。据此可知该液体的密度ρ液= kg/m3。
29.(2021•泰州)小明为探究“影响液体内部压强的因素”,进行了如下实验:
(1)如图甲,小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜 (选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强。
(3)由乙、丙两图可知:深度相同时,液体的密度 ,压强越大。
30.(2021•常德)如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。
(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小;
(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 ;
(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;
(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;
(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa。
31.(2021•重庆)2020年11月10日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了10909m的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好,从结构来看,压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2)比较乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较乙、丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到10000m时每平方米的舱体受到的海水压力为 N(取ρ海水=1.03×103kg/m3),相当于质量为 t的物体受到的重力。
(4)若图丁的实验中U形管左右两侧水面的高度差为5cm,则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为 Pa;在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
五.综合能力题(共1小题)
32.(2021•扬州)阅读短文,回答问题。
白鹤滩水电站位于云南省巧家县和四川省宁南县交界处的金沙江干流之上,总装机容量1600万千瓦,居全球第二,预计今年7月1日前首批机组发电,2022年7月实现全部机组发电。建成后,白鹤滩水电站年均发电量可达6×1010千瓦时,在同等满足电力系统用电需求的情况下,水电站每年可节约标准煤约2×107吨,减少排放二氧化碳约5160万吨。对我国碳达峰、碳中和目标实现,对促进西部开发,实现“西电东送”都具有深远的意义。
(1)水电站中的发电机组是 能转化为 能的装置,它是利用 原理工作的。
(2)拦河大坝形状为上窄下宽的原因是 ;汛期相较于枯水期,大坝底部所受液体压强会 。
(3)水力发电站使用热值为2.9×107J/kg的标准煤,估算其发电效率为 。
(4)若水电站输电的功率为6.6×105kW,采用1100kV特高压输电,则输电电流为 A。
(5)大坝修建成拱形,且向上游凸出,这样设计的目的是 。
考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
1.【解答】解:三个容器质量相同,由公式G=mg可知,三个容器的重力G容相同,
三个容器对桌面的压强相等,且三个容器的底面积相同,由公式F=pS可知三个容器对水平桌面的压力相同,而容器对水平桌面的压力为F=G容+G液,则三个容器中的液体重力G液相同,
由图示可知,三种液体的体积大小关系为:V甲>V乙>V丙,
由公式G=mg=ρVg可得:ρ=G液V液g,由此可知,三种液体的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙,
根据题意可知三个容器中液体深度相同,由公式p=ρ液gh可知,液体对容器底的压强大小关系为:p甲<p乙<p丙,
即甲液体对容器底的压强最小,故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
2.【解答】解:AB、同一支密度计的重力G一定,由物体漂浮条件可知,密度计漂浮在两种液体中所受浮力大小为:F甲=G,F乙=G,即F甲=F乙,故A、B错误;
C、如图所示,密度计排开液体的体积关系为:V排甲>V排乙,由公式F浮=ρ液gV排可知,在浮力大小相同时,液体密度ρ甲<ρ乙,故C错误;
D、相同烧杯中放入密度计后液面高度相同时,即烧杯内液体深度相同,且液体密度ρ甲<ρ乙,由液体压强公式p=ρ液gh可知,液体对烧杯底的压强p甲<p乙,故D正确。
故选:D。
3.【解答】解:由图可知,甲容器中的液体体积要比乙容器小,因液体质量相同,由ρ=mV可得甲液体的密度比乙液体密度大,即ρ甲>ρ乙;
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,故C正确。
故选:C。
4.【解答】解:由于A中小球漂浮,B中小球悬浮,根据物体的浮沉条件可知:ρA>ρ球,ρB=ρ球,
则两种液体的密度大小关系是:ρA>ρB,
且两烧杯中液面相平即hA=hB,根据液体压强的计算公式p=ρgh可知:pA>pB,故A正确。
故选:A。
5.【解答】解:由于液体内部各个方向都有压强,而且压强随深度增加而增大,因此拦河坝应设计越下越宽,来承受更大的压强。
故选A。
6.【解答】解:
A、水量越多形变越大,这是探究压力的作用效果与压力大小的关系,故A错误;
B、纸片托住满瓶泉水,这是验证大气压存在的实验,故B错误;
C、孔位越低流速越大,这是因为液体内部的压强随着深度的增加而增大,故C正确;
D、用力吹气喷出水雾,这是探究流体的压强与流速关系的实验,故D错误。
故选:C。
7.【解答】解:A.由p=ρgh及p=FS知道,受力面积一定时,潜艇外表面所受压力与深度有关,所以A错误;
B.潜艇是靠改变自身重力实现上浮下潜的,下潜时,需要重力大于浮力,所以不能从水舱排出一部分海水,故B错误;
C.由p=ρgh知道,上浮时,液体密度一定,深度变小,液体压强变小,潜艇所受海水的压强越来越小,故C错误;
D.由F浮=ρ液gV排知道,潜艇浮出海面前,三种状态下所排开海水的体积相等,所以所受浮力大小相等,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:
A、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;由于瓶口朝上橡皮膜所处的深度浅,由公式p=ρgh可知,橡皮膜受到水的压强较小,若再将塑料瓶瓶口朝下,压入到水中相同位置静止,此时橡皮膜所处的深度变深,由公式p=ρgh可知,橡皮膜受到水的压强较大,故A错误;
B、瓶口朝下时橡皮膜凹陷程度变大,塑料瓶体积变小即V排液 变小,由F浮=G排=ρ液gV排液可知F浮变小,根据力的平衡条件可得mg+F压=F浮,所以F压变小,故B错误。
C、当瓶口朝下时,塑料瓶体积变小,容器内液面下降,由p=ρgh可知水对容器底部的压强减小,故C错误。
D、水对容器底部的压强减小,容器的底面积不变,由F=pS知瓶口朝下时水对容器底部的压力变小,而容器的重力不变,进而得出容器对桌面的压力变小,故D正确。
故选:D。
9.【解答】解:A、将金属盒向上移动,则浸入液体的深度变小,由液体压强的特点可知,此时压强减小,压强计U形管两边液面的高度差变小,故A错误。
B、仅将金属盒水平移动,液体的深度不变,压强不变,故B错误;
C、仅改变金属盒面的朝向,液体的深度不变,压强不变,故C错误;
D、仅在水中加入食盐,食盐溶解后,深度相同,食盐的密度大于水的密度,压强变大,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:由于是一根细管,所以倒入几杯水后,细管中水的深度增加的很多,根据液体压强的特点可知:液体压强随着深度的增加而增大,所以这一实验表明的是影响液体内部压强大小的因素是液体的深度。
故选:C。
11.【解答】解:A、在海面下匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号“,在重力的方向上移动了距离,故重力做功,故A错误;
B、匀速竖直下潜的“海牛Ⅱ号”,质量不变,速度不变动能不变,但高度降低势能减小,故机械能减小,故B错误;
C、液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,下潜的“海牛Ⅱ号“深度增大,所以压强增大,故C错误;
D、浸没在液体中的物体,排开液体的体积等于物体的体积。竖直下潜的“海牛Ⅱ号”体积不变,所以排开水的体积不变,质量也就不变,故D正确。
故选:D。
12.【解答】解:A、液体压强的公式是p=ρgh,三峡大坝的坝体横截面上窄下宽,是因为坝底受到水的压强大,故A正确;
B、流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大;飞机依靠机翼上下表面气体的流速不同,压强不同,产生向上的升力而腾空,故B正确;
C、液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低。海拔越高,大气越稀薄,大气压越小,故C错误;
D、真空吸盘因为里面真空对外的压强为零,外面的大气压把吸盘紧紧地压在钢板上,从而搬运钢板,故D正确。
故选:C。
13.【解答】解:根据液体压强的公式p=ρgh,奋斗者”号在水下下潜的过程中,深度h增大,所以压强增大;
根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液V排g,奋斗者”号在水下下潜的过程中排开液体的体积不变,所以浮力不变;故ABD错误,C正确。
故选:C。
14.【解答】解:AB.海水的密度ρ海水不变,根据p=ρgh可知,在下潜过程中,深度增加,受到的海水的压强变大,水平游动时,深度不变,受到的海水的压强不变,故A正确、B错误;
CD.海水的密度ρ海水不变,根据F浮=ρ液v排g可知,对背心进行放气后,排开水的体积变小,受到海水的浮力变小,对背心进行充气后,排开水的体积变大,受到海水的浮力变大,故CD错误。
故选:A。
15.【解答】解:A、隔板两侧液体的密度不同,深度相同,左侧盐水密度大,由p=ρgh可知,左侧盐水产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,故A错误;
B、隔板两侧液体的密度不同,深度不同,左侧盐水密度大且深度大,由p=ρgh可知,左侧盐水产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,故B错误;
C、隔板两侧液体的密度不同,深度相同,右侧盐水密度大,由p=ρgh可知,右侧盐水产生的压强大,橡皮膜应向左侧凸出,故C正确;
D、隔板两侧液体的密度相同,深度不同,左侧酒精深度大,由p=ρgh可知,左侧酒精产生的压强大,橡皮膜应向右侧凸出,故D错误。
故选:C。
二.多选题(共1小题)
16.【解答】解:
A、液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的,左、右两侧分别注入两种不同液体,液面在图中位置时,橡皮膜恰好不发生形变,说明左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,故A正确;
B、左、右两侧液体对橡皮膜的压强相等,而橡皮膜位于隔板底部,所以左、右两侧液体对容器底部的压强相等,右侧部分横截面积是左侧的2倍,根据p=FS可得F=pS,可知,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,故B错误;
C、左、右两侧液体对容器底部的压强相等,而左侧液体的深度大于右侧液体的深度,根据p=ρgh可知,左侧液体的密度小于右侧液体密度,故C正确;
D、由于隔板左、右两侧的形状都是长方体,容器对底部的压力等于液体的重力,左侧液体对容器底的压力小于右侧液体对容器底的压力,则左侧液体的重力小于右侧液体的重力,故左侧液体的质量小于右侧液体的质量,故D错误。
故选:AC。
三.填空题(共7小题)
17.【解答】解:(1)实验中,我们通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部向各个方向都有压强,当橡皮膜c向上凸起时,说明液体内部存在向上的压强;
(2)橡皮膜b、d处于水中相同深度处,若橡皮膜b、d的形变程度相同,说明液体内部同一深度处各个方向压强大小相等;
(3)不断增大塑料盒浸没后的深度,各橡皮膜受到的压强不断增大,形变程度不断增大,塑料盒的体积不断减小,在水的密度一定时,
由公式F浮=ρ液gV排可知,塑料盒受到的浮力变小。
故答案为:(1)c;(2)b、d的形变程度相同;(3)变小。
18.【解答】解:(1)在图﹣1中,天平左侧下倾,说明在烧杯质量相同时,左边液体的质量大,同时液体体积相等,故由公式ρ=mV可知:左侧液体密度大于右侧液体密度,而ρ水<ρ盐水,所以左侧烧杯中装的是盐水,右侧烧杯装的是水;
(2)在图﹣2中,U形管中液面高度差h2大于h1,所以烧杯中两液体在相同深度处左侧液体压强小于右侧液体压强,根据公式p=ρgh可知:左侧容器中液体密度小于右侧液体密度,而ρ水<ρ盐水,所以右侧容器中装的是盐水;
(3)相同的铝球浸没在两液体中,排开液体的体积相等,而ρ水<ρ盐水,由公式F浮=ρgV排可知:铝球在水中受到的浮力小于它在盐水中受到的浮力,由公式F浮=G﹣F示可得:F示=G﹣F浮,在铝球重力一定时,装水容器对应的测力计示数较大。
故答案为:水;盐水;大。
19.【解答】解由图像可知,同种液体内部的压强与深度关系图像是正比例函数图像,故同种液体内部的压强与深度成正比;
根据公式p=ρ液gh,结合图像可知,在深度相同时,液体压强p甲>p乙,所以,后面加液体密度ρ甲>ρ乙。
故答案为:正比;>。
20.【解答】解:(1)由乙图可知,当t=0s时,p=1200Pa,
由p=ρgh可得,阀门打开前液体的深度:H=pρg=1200Pa0.8×103kg/m3×10N/kg=0.15m=15cm;
(2)设容器上面部分液体的高度为h1,h1对应的液体压强p1=1200Pa﹣400Pa=800Pa,
则h1=p1ρg=800Pa0.8×103kg/m3×10N/kg=0.1m=10cm,
所以容器下面部分液体的高度为h2=H﹣h1=15cm﹣10cm=5cm;
由于匀速排液,则后20s排出液体的体积是前10s排出液体体积的2倍,
由V=Sh可得,上、下两部分液体的体积关系为:2S1h1=S2h2,
则上、下两部分的横截面积之比为:S1S2=ℎ22ℎ1=5cm2×10cm=14。
故答案为:15;1:4。
21.【解答】解:根据p=ρgh可知,“奋斗者”号在下潜的过程中,深度越深所受海水压强越大;
因电磁波可以在真空中传播,所以从火星探测器与地球之间用电磁波传递信息。
故答案为:大;电磁波。
22.【解答】解:“奋斗者”入海后,舱壁遇到冷的海水,放出热量,温度降低,内能减小,这是通过热传递的方式改变内能的。
潜水艇在下潜的过程中,所处深度h变大,由p=ρgh,可知,潜水器受到水的压强变大。
故答案为:减小;热传递;大。
23.【解答】解:(1)由于液体内部压强随着深度的增加而增大,故“奋斗者”在下潜过程中,所受压强将增大;
(2)“奋斗者”号携带样品返航时,若以该样品为参照物,“奋斗者”号与样品之间没有发生位置的变化,是静止的。
故答案为:(1)增大;(2)静止。
四.实验探究题(共8小题)
24.【解答】解:(1)液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的压强差来反映的。
(2)甲、乙两图,液体的密度相同,液体越深,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,实验说明液体压强大小跟液体深度有关。
甲、丙两图,液体的深度相同,液体密度越大,U形管液面高度差越大,液体的压强越大,实验说明液体压强大小跟液体密度有关。
(3)液体压强跟液体密度和液体的深度有关,探究液体压强大小跟液体深度关系时,控制液体密度不变,探究液体压强大小跟液体密度关系时,控制液体深度不变,这种方法是控制变量法。
(4)如图丁,橡皮膜向左凸,说明在同一深度,液体向左的压强大于液体向右的压强,所以pA<pB,所以ρAgh<ρBgh,液体深度相同,所以ρA<ρB。
故答案为:(1)压强差;(2)深度;甲、丙;密度;(3)控制变量法;(4)<。
25.【解答】解:(1)根据液体压强公式p=ρgh可得,ℎ=pρg,分析可知,液体的密度越小,U形管内液面高度差越大,故压强计U形管中的液体最好用水。
(2)要探究液体压强与深度的关系,则要控制液体密度、探头方向相同,甲图中盐水的密度与丁图相同,所以应该选甲丁两图。
(3)在同一深度下,U形管内液面高度差越大,压强越大,则液体密度越大,故盐水密度最大的是乙图。
故答案为:(1)水;(2)甲丁;(3)乙。
26.【解答】解:(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强,不能作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;
(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究小孔喷水距离与小孔处水压的关系,所以小科重新设计实验想探究的问题是:小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;
②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,这样水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而改变水对小孔的压强大小,可见,这里对“一段时间”的要求是:让水面到各个小孔的深度不同。
故答案为:(1)不能;(2)①小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②让水面到各个小孔的深度不同。
27.【解答】解:(1)为了能使实验顺利进行,使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;根据转换法,压强计是通过U形管中两侧液面的高度差来反映压强大小;
(2)①比较图B和图C,它们除了探头的深度不同其它都相同,所以可以探究液体内部压强和深度的关系;②比较图C和图D,它们除了探头橡皮膜的方向不同其它都相同,两边液面高度差相同,说明液体内部向着各个方向的压强相同。
(3)取两个相同的压强计,一个探头的橡皮膜比较松,一个探头的橡皮膜比较紧,且将它们浸入相同液体的同一深度,观察两压强计U形管两边的液面高度差的区别。
故答案为:(1)用手指按压强计的橡皮膜;U形管中两侧液面的高度差;(2)①探究液体内部压强和深度的关系;②液体内部向着各个方向的压强相同;(3)将探头水平放置在液体内部,看两侧液面的高度差,然后改变橡皮膜的松紧,观察液面的变化情况。
28.【解答】解:(1)实验中控制小球的体积、液体密度和容器不变,改变小球密度,探究压强的增加量与什么因素有关,这种探究方法叫做控制变量法;
(2)由1、2、3次实验数据可知,当ρ球≤ρ水的密度时,△p液=△p容;
(3)由3、4、5次实验数据可知,选用密度不同的小球实验时,△p水保持不变;
(4)当ρ球>ρ液时,小球在浸没在液体中沉底,小球排开水的体积等于小球的体积,由公式F浮=ρ液gV排可知,体积相同密度不同的小球在同种液体中所受浮力相同,根据力的作用是相互的原理可知,液体对规则容器底的压力增加量ΔF=F浮,由压强公式p=FS可知,在容器底面积一定时,液体对容器底的压强增加量相等。
同时由压强公式p=FS可得:F浮=ΔF=△p液S容,在第5和第10次实验中,△p水=490Pa,△p液=539Pa,则有:
F浮水=△p水S容=490Pa×S容,即:ρ水gV球=490Pa×S容……①
F浮液=△p液S容=539Pa×S容,即:ρ液gV球=539Pa×S容……②
由①②可得:ρ液=1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)A;(2)≤;(3)无关;(4)1.1×103kg/m3。
29.【解答】解:(1)如图甲,小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现U形管两侧液面发生灵活变化,说明该压强计不漏气;
(2)将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,水在橡皮膜的上方,对橡皮膜有向下的压强,则压强计显示的是橡皮膜上方的水对它的压强;
(3)由乙、丙两图可知:深度相同,丙中盐水的密度大于乙中水的密度,且丙中U形管两侧液面液体的高度差较大,说明液体压强计所处位置液体压强大,故深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
故答案为:(1)不漏气;(2)上方;(3)越大。
30.【解答】解:(1)U形管中液面的高度差反映了液体压强的大小,用到了转换法的思想;
(2)实验探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明装置漏气,气密性不好;
(3)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由乙、丙、丁三图可知,在同一深度,U形管中液面高度差相同,说明同种液体内部向各个方向的压强相等;
(4)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由丁图和戊图可知,在同一深度时,U形管中液面高度差不相同,说明液体压强与液体的密度有关;
(5)戊图中U形管左右两侧液面的高度差h=5cm,且U形管中所装液体是水,
则压强计所测之处的液体压强:
p=p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
故答案为:(1)液体压强;(2)装置气密性不好;(3)相等;(4)液体密度;(5)500。
31.【解答】解:(1)在实验中,U形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显;
U形管与压强计的探头连接后,一端被封闭,一端开口,所以不是连通器;
(2)比较乙、丙两次实验,两容器中的液体密度相同、金属盒所处的深度不相同,深度越深,高度差越大,压强越大,由此可知:在同种液体中,液体内部压强随液体深度的增加而增大;
比较乙、丁两次实验,金属盒在两种不同液体中的深度相同,U形管中液面高度差不同,由此可知:液体内部压强与液体密度有关;
(3)奋斗者”号深潜到10000m深处时,受到海水产生的压强:
p=ρ海水g h=1.03×103kg/m3×10N/kg×10000m=1.03×108Pa,
由p=FS可得,每平方米外壁要承受到的海水压力:
F=p S=1.03×108Pa×1m2=1.03×108N,
由G=mg可得:m=Gg=Fg=1.03×108N10N/kg=1.03×107kg=1.03×104t;
(4)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
图乙中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;
容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由p=ρgh知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
故答案为:(1)薄;不是;(2)增大;有关;(3)1.03×108;1.03×104;(4)500;变大。
五.综合能力题(共1小题)
32.【解答】解:
(1)水电站的发电机是把机械能转化为电能的装置,它利用了电磁感应原理工作;
(2)大坝形状做成上窄下宽的原因是水的压强随深度增加而增大,汛期的水深度比枯水期高,所以大坝底部受到的压强也大;
(3)由题干知水电站每年可节约标准煤约2×107吨,则可知节约的煤完全燃烧放出的总热量Q=qm=2.9×107J/kg×2×107×103kg=5.8×1017;
由题知水电站年均发电量可达6×1010千瓦时,则W=6×1010×3.6×106J=2.16×1017J;
则η=WQ×100%=2.16×1017J5.8×1017J×100%=37.24%;
(4)由公式P=UI可得I=PU=6.6×105kW1100kV=600A;
(5)拱形大坝可以将水的压力分移到大坝两端,减轻坝体中心的压力,使得大坝更加牢固。
故答案为:(1)机械;电;电磁感应;
(2)水的压强随深度的增加而增大;变大;
(3)37.24%;
(4)600;
(5)将水的压力转移到大坝两端,减轻坝体中心的压力,使得大坝更加牢固。液体分类
水(ρ水=1.0×103kg/m3)
未知液体(ρ液)
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ρ球(×103kg/m3)
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
△p液(帕)
294
392
490
490
490
294
392
490
539
539
△p容(帕)
294
392
490
588
686
294
392
490
588
686
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