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人教版(2024)八年级下册9.2 液体的压强同步练习题
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知识点讲解
1、液体压强的特点
(1)液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用,若液体在失重的情况下,将无压强可言;
(2)液体压强具有以下几个特点:
①液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强,固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直;
②在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等,同种液体,深度越深,压强越大。
(3)容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。
2、液体压强大小比较
液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关,比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
3、液体压强的计算
(1)计算液体压强的公式是p=ρgh;
(2)液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系;
(3)运用液体压强的公式计算确定深度时,要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
4、连通器的原理
(1)连通器:上端开口,下部相连通的容器;
(2)原理:连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器的液面保持相平;
(3)连通器的应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。
5、探究液体压强的特点实验
【实验目的、方法】
①实验目的:探究影响液体内部压强的因素有哪些;
②实验方法:控制变量法。
【实验猜想】
液体内部压强可能与液体深度,液体的密度,液体重力,方向等有关。
【实验器材】
压强计;烧杯;食盐;水;刻度尺。
【器材作用及图像】
①压强计:测量液体压强;
②烧杯:盛放水;
③食盐:改变液体密度;
④水:实验对象;
⑤刻度尺:测量压强计高度差。
【实验步骤】
步骤①将水倒入烧杯,如图甲,控制探头在水下深度不变,调节旋钮改变探头的朝向,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤②如图乙,控制橡皮膜的朝向不变,改变探头浸入水中的深度,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格;
步骤③如图丙,控制探头在水和盐水下的深度相同,观察并测出U形管中液面的高度差,将数据填入表格。
【实验结论及应用】
液体内部向各个方向都有压强,压强随液体深度的增加而增加;同种液体在同深度的各处,各个方向的压强大小相等;不同的液体,在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关,密度越大,液体的压强越大。
典例分析+变式训练
考点1 液体压强的特点
【典例1-1】如图所示的实验正在探究的是( )
A.液体内部的压强跟液体密度是否有关
B.液体内部的压强跟深度是否有关
C.液体内部向各个方向是否都有压强
D.在同一深度,液体向各个方向的压强大小是否相等
【典例1-2】如图所示,把盛有部分液体的瓶子瓶口塞紧后放在水平地面上。若将瓶子倒置,液体对瓶塞的压强与原来对瓶底的压强相比将 (选填“变大”、“变小”或“不变”),其原因是 。倒过来放置时,瓶子对桌面的压强 (选填“变小”、“不变”或“变大”),其原因是 。
【变式1-1】关于液体的压强,下列说法中正确的是( )
A.液体的压强大小跟液体的质量大小有关
B.液体对容器壁有压强,这一特点跟液体的流动性有关
C.液体对容器底的压强大小跟容器底面积大小有关
D.液体的压强大小跟液体的体积大小有关
【变式1-2】液体内部压强的特点:液体内部压强的大小,随深度的增加而 ;在同一深度处,液体向各个方向的压强大小 ;在不同液体的同一深度处,液体的密度越大,压强 。
考点2 液体压强大小比较
【典例2-1】两个完全相同的圆柱形容器静止放在水平桌面上,其中分别装有质量相等的两种不同液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙,液面高度如图所示。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。下列判断正确的是( )
A.ρ甲>ρ乙,pA=pB B.ρ甲>ρ乙,pA<pBC.ρ甲<ρ乙,pA<pB D.ρ甲<ρ乙,pA>pB
【典例2-1】如图所示,两支相同的试管,内盛等质量的液体。甲管竖直放置,乙管倾斜放置,两管液面相平,比较两管中的液体的密度ρ甲 ρ乙;对管底压强的大小p甲 p乙。
【变式2-1】如图所示,一个装有水的平底密闭容器,先正放在水平桌面上,再倒立放置。两次放置时,水对容器底和瓶盖的压力分别为F甲和F乙,瓶对桌面的压强分别为p甲和p乙,则( )
A.F 甲=F乙B.p 甲>p乙C.F 甲<F乙D.p甲<p乙
【变式2-2】如图所示,甲、乙两个相同的圆台形容器以不同的方式放在水平桌面上,容器内装有深度相同、密度不同的A、B液体,两液体对容器底部的压力相同,则两液体对容器底部压强pA pB,两容器对桌面的压力F甲 F乙(均选填“>”、“=”或“<”)。
考点3 液体压强的计算
【典例3-1】如图所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器底面积大于乙容器底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρ甲,乙容器中液体的密度为ρ乙。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,其压强分别为pA、pB。若两容器底部受到的液体压强相等,则下列判断正确的是( )
①ρ甲<ρ乙 ②ρ甲>ρ乙 ③pA<pB ④pA>pB
A.只有①③B.只有②③C.只有①④D.只有②④
【典例3-2】如图所示,容器重1N,内装300克的水,液体高度为14cm,底面积20cm2,则水对容器底部的压强为 Pa,容器对桌面的压强为 Pa。
【典例3-3】(2021春•兰州期末)如图所示,质量为500g的薄壁容器放在水平地面上,容器底面积为80cm2,内装1.5L的水,已知g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)容器对水平桌面的压强;
(2)水对容器底部的压力。
【变式3-1】如图所示,甲、乙两个相同的量筒放在同一水平面上,量筒内盛有不同的两种液体,两个量筒内底部所受液体的压强相等。比较两液体内同一高度上A、B两点液体压强pA和pB的大小,则( )
A.pA>pBB.pA<pBC.pA=pBD.无法判断
【变式3-2】如图所示,重为10N,底面积为200cm2的薄壁容器装入10kg的水,水的深度为30cm,则水对容器底的压力是 N;容器对地面的压强是 Pa。
【变式3-3】如图所示,平底烧瓶的底面积为50cm2,内装600mL煤油,煤油的深度为10cm,烧瓶放置在表面积为100dm2的水平桌面上,容器自重和容器的厚度均可忽略不计(g=10N/kg,煤油的密度ρ煤油=0.8×103Kg/m3,)。试求:
(1)煤油对烧瓶底的压力;
(2)桌面受到的压强。
考点4 连通器的原理
【典例4-1】如图所示的实例中,没有利用连通器原理的是( )
A.自制气压计B.茶壶
C.卫生间下水管D.水位计
【典例4-2】良好的卫生习惯可以减少病毒感染,生活中我们要勤洗手。如图甲所示,当手对着水龙头的感应窗时,水会自动流出,这是因为在这一区域有一种看不见的光叫 ;如图乙所示这是洗水池下方的排水管的“反水弯”,它利用了 原理;洗手后,用力向洗手池甩手,手上的水就掉,这是因为水具有 。
【变式4-1】如图所示的装置中,利用连通器原理工作的是( )
A.船闸 B.高压锅
C.轮船 D.注射器
【变式4-2】如图(a)所示,几个底部相通,上部开口或相通的容器组成了 。图(b)、(c)、(d)中与图(a)原理相同的是 (选填“b”、“c”或“d”)。将图(a)中的容器放在水平桌面上,倒入水,待水面静止后,容器底部M、N两点处所受水的压强大小关系是pM pN(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
考点5 探究液体压强的特点实验
【典例5-1】某实验小组在探究液体内部压强的特点。他们将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,用同一微小压强计依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,实验器材完好,如图所示,下列说法中错误的是( )
A.甲液体的密度小于乙液体的密度
B.微小压强计的U形管此时不属于连通器
C.探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强
D.若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,则U形管内两液面的高度差变小
【典例5-2】某中学“生活物理实验室”的成员小红和小丽利用压强计等器材“探究液体内部压强的特点”,他们进行了以下的实验操作:
(1)实验中是通过 来反映液体压强大小的;
(2)小红在使用压强计时发现,U形管两边液面不齐平,如图1甲所示,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 (选填“大于”、“小于”或“等于”)大气压,接下来小红的操作是 ;
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)为了探究液体压强与液体密度的关系,应选择 两图;
(4)如图1乙、丙两图可以得出结论: 。
(5)小丽改装了液体压强计,将U形管的两端分别连接了软管和探头,如图2所示。当两探头置于空气中时,U形管的液面是齐平的。将两个探头分别置于装有密度为ρ甲、ρ乙的液体的甲、乙容器中。当探头深度相同时,U形管的液体位置如图2所示,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”、“等于”或“小于”),为了使得U形管液面再次齐平,小丽将甲容器中的探头在液体中的深度减小;当U形管再次齐平后,一旁的小红测出了此时两个探头在甲、乙两容器所处的深度h甲和h乙,则ρ甲= (用h甲、h乙和ρ乙表示)。
【变式5-1】在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,观察图(a)所示的装置,该装置的名称是 。在图(b)(c)和(d)所示的实验中,同学们探究的是液体内部的压强与 的关系。
【变式5-2】如图所示,是“探究同一深度液体内部压强大小与方向的关系”的实验。
(1)图甲所示,是压强计使用前检查装置是否漏气的情景。用手轻轻按压橡皮膜几下,若U形管中的液体能灵活升降,说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)小明按图乙进行实验,由实验现象可以得到结论,同一深度液体向各个方向的压强大小与方向 (选填“有关”或“无关”)。
(3)图丙所示,小明进行了拓展实验。容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,当向容器左、右两部分注入相同深度的不同液体时,橡皮膜向左侧凸起,由此现象可以判断出 侧液体密度大。
巩固训练
一、选择题。
1.(2022•越秀区校级开学)小番将压强计的探头放入水中的E点时,U形管中两边液面的高度差ΔH如图所示。以下判断,肯定正确的是( )
A.此时E点的深度是h2
B.把探头水平移至F点时,ΔH会改变
C.保持探头不动,若取走部分水,ΔH变小
D.保持探头不动,将一木块放在水面漂浮,ΔH不变
2.(2022•宽城区校级二模)如图所示,水平桌面上有两个底面积与质量均相等的容器,在两个容器中分别倒入等质量的水,图中所标的a,b两点在同一水平高度,则( )
A.a,b两点的深度相同 B.两个容器底部受到水的压力相等
C.a,b两点的压强相同 D.两个容器对桌面的压强相等
3.(2022春•桂平市期末)如图甲所示为盛有适量水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的正方体,将正方体缓慢下降,直至将正方体逐渐浸入水中。整个过程中弹簧测力计示数F与正方体下降高度h变化关系的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.正方体的质量是16kg
B.正方体的密度是1.6×103kg/m3
C.正方体刚好浸没时,下表面受到水的压强是400Pa
D.正方体刚好浸没时,下表面受到水的压力是8N
二、填空题。
4.(2022•丹阳市二模)如图所示,盛有水的水槽放在电子秤水平秤盘上,水槽内倒扣放置一只水杯,且水杯内水面与水槽内水面相平。已知电子秤示数为5kg,水槽底面积为500cm2,则水槽对秤盘的压强为 Pa。若用手指捏住水杯杯底竖直向上缓慢提升一小段距离,水杯口始终未离开水面,此过程中,电子秤示数 (选填“大于”“等于”或“小于”)5kg,容器底部A点水的压强 (选填“变大”“不变”或“变小”)。(g=10N/kg)
5.(2022•南京模拟)某实验小组设计了如图所示的实验装置,容器中用隔板分成左右两个部分,隔板下部有一个圆孔用橡胶膜封闭。当容器左右两侧分别加入深度不同的水,且左侧水面低于右侧时(两侧水的深度都高于橡皮膜所处深度),会看到橡皮膜向 (选填“左”或“右”)侧凸出。
6.(2022•都兰县校级二模)质量为0.4kg、底面积为0.002m2的茶壶中盛有0.6kg的水,将茶壶放置在水平桌面上,茶壶内水的深度为0.15m,则水的重力是 N,水对茶壶底部的压强是 Pa,茶壶对桌面的压强是 Pa。(g=10N/kg)
三、实验探究题。
7.(2022•肇东市校级一模)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中。
(1)压强计是通过U形管的 来显示橡皮膜所受压强大小。
(2)小华实验时的情形如图所示,四幅图中烧杯内的液面相平。
①比较图甲和图 ,可得出:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大。
②保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,如图乙、丙所示,根据实验现象可以初步得出结论:
③根据上述结论,比较图乙和图丁, (填“能”或“不能”)初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论,理由是: 。
(3)若在图乙中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 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3)
四、计算题。
8.(2022•宜兴市校级模拟)如图所示,一重为1.2N的平底玻璃杯放在水平桌面上,杯子的底面积是10cm2,不计杯子的厚度。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
求:(1)求容器底部受到水的压强;
(2)求水对杯底的压力;
(3)若桌面受到玻璃杯的压强是2.7×103Pa,求玻璃杯内水的重力。
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