安徽专用备战2021中考物理精鸭点专项突破题集专题10液体的压强含解析
展开专题10液体的压强
考点一液体压强的探究性实验
1.(2020·安徽九年级专题练习)在如图的“探究液体内部压强特点”的实验中,将压强计的探头放入水中,下列说法中,能使U形管两边液面的高度差增大的是( )
A.将探头向下移动一段距离
B.将探头在原位置转动180°
C.将探头放在同样深度的酒精中
D.将探头向上移动一段距离
【答案】A
【解析】
A.将探头向下移动一段距离,未改变液体的密度,深度增加,根据p=ρgh可知,压强增大,故U形管两边液面的高度差变大,故A符合题意;
B.将探头在原位置转动180°,只改变了方向,而未改变深度和密度,根据p=ρgh可知,压强应不变,故U形管两边液面的高度差不变,故B不符合题意;
C.将探头放在同样深度的酒精中,液体密度变小,深度不变,根据p=ρgh可知,压强变小,故U形管两边液面高度差会减小,故C不符合题意;
D.将探头向上移动一段距离,深度减小,根据p=ρgh可知,压强应减小,故U形管两边液面的高度差减小,故D不符合题意。
故选A。
2.(2020·安徽九年级其他模拟)下列实验中,能证明大气压强存在的是
A.如图,将加有砝码的小桌放在海绵上,小桌腿陷入海绵中
B.如图,将硬纸片盖在装满水的试管口,倒置后水不会流出
C.如图,将连通器中装入水,当水不流动时,两边的液面相平
D.如图,将压强计的探头放入水中,U形管两边的液面出现高度差
【答案】B
【解析】
A.当受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;不能证明大气压强存在,故A错误;
B.试管口朝下时,由于杯内没有空气,而杯内水柱产生压强远小于外界的大气压,故纸片就被大气压给“顶”住了,故B正确;
C.上端开口、下端连通的容器称为连通器,连通器内盛同种液体且液体不流动时,各容器中的液面总保持相平,不能证明大气压强存在,故C错误;
D.压强计的探头放入水中后,受到了水对它的的压强,使U形管中产生一定的高度差,并通过观察高度差的大小来判断压强的大小,故D错误。
故选B。
3.(2020·安徽九年级二模)只利用如图各组给定的器材做实验,不能完成其实验目的是( )
A.探究压力作用效果与受力面积的关系
B.研究液体压强与液体密度的关系
C.证明大气压强
的存在
D.验证电磁波
的存在
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】
A.图中有一个长方体金属块和海绵,金属块的压力一定,通过金属块的不同放法来改变受力面积,从而探究压力作用效果与受力面积的关系,故A不符合题意;
B.液体压强与液体密度、液体的深度有关,图中只有一杯水和一个压强计,只能探究液体的压强与深度的关系,不能探究液体压强与液体密度的关系,故B符合题意;
C.图中将杯子内盛满水,用纸片把杯口盖严,手按住纸片把杯子倒过来,纸片不掉水不流出,证明了大气压的存在,故C不符合题意;
D.图中收音机打开选到没有电台的频率,将音量调大,取一节干电池和一根导线,在收音机附近,将导线一端与电池负极相连,再用另一端与正极摩擦,收音机就会有相应的“嚓嚓”时断时续的响声,这就说明了断断续续的电流可产生电磁波,验证了电磁波的存在,故D不符合题意。
故选B。
4.(2020·安徽九年级其他模拟)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是( )
A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同
B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多
C.两次都向内凹,形变程度相同
D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多
【答案】D
【解析】
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;在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,综上所述,应是两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多,故只有D正确。
5.(2020·宣城市宣州区水阳中心初级中学八年级期中)如图是探究液体内部压强规律的实验装置.烧杯中装有水,图中探头上的橡皮膜朝上.若使U形管中液面的高度差h增大,则
A.探头向下移动一段距离
B.探头向上移动一段距离
C.保持探头深度不变,探头橡皮膜朝下
D.保持探头深度不变,将容器中的水换成酒精(ρ酒精<ρ水)
【答案】A
【解析】
A.根据液体的压强p=可知,探头向下移动一段距离,h变大,可使U形管中液面的高度差h增大,故A正确;
B.根据液体的压强p=ρgh可知,探头向上移动一段距离,h变小,可使U形管中液面的高度差h减小,故B错误;
C.根据同种液体,在同一深度,液体向各个方向压强相等,若保持探头深度不变,h不变,改变探头的朝向,U形管中液面的高度差h不变,故C错误;
D.保持探头深度不变,将容器中的水换成酒精,根据液体的压强p=ρgh可知压强减小,可使U形管中液面的高度差h减小,故D错误。
故选A。
6.(2016·安徽九年级其他模拟)在探究液体压强的实验中,进行了如图所示的操作:
(1)实验中,探究液体压强的工具是________.
(2)由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状________(选填“有关”或“无关”).
(3)甲、乙两图是探究液体压强与________的关系,结论是:_______________.
(4)要探究液体压强与密度的关系,应选用__________两图进行对比.
(5)在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小___________.
【答案】U形管压强计无关深度液体内部压强随着深度的增加而增大乙丙相等
【解析】
第一空.由图可知,用来探究液体内部压强的特点的工具是U形压强计,实验时把金属盒放入水中,通过观察两管中水面的高度差就可以反映橡皮膜受到水的压强的大小;
第二空.丙和丁液体密度相同,探头在液体中的深度相同,容器形状不同,U形管中液面的高度差相同,说明液体压强与盛液体的容器形状无关;
第三空、第四空.甲、乙两图液体的密度相同,探头在液体中的深度不同,U形管中液面的高度差不同,说明液体压强与有关,并且液体内部压强随着深度的增加而增大;
第五空.要探究压强与液体密度的关系,应使探头深度相同,液体密度不同,所以应选择乙丙两图;
第六空.在图乙中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相等。
7.(2020安徽全国·八年级单元测试)如图所示,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水.小唐则采用压强计进行探究:
(1)如图甲所示,若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化较________(选填“大”或“小”).小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该________.
(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图乙中U形管两边的液柱高度差较小,认为图乙烧杯中盛的是酒精.①你认为他的结论是________(选填“可靠的”或“不可靠的”);②理由:因为没有控制金属盒________相同.
(3)小唐发现在同种液体中,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越________,表示液体压强就越________.
(4)小唐还发现在同种液体中,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差________(选填“不变”或“变化”).表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强________.
【答案】小相平不可靠的深度大大不变相等
【解析】
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小;调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平;
(2)影响液体压强的因素有:液体的密度和浸入液体的深度,实验中没有控制金属盒在液体中的深度相同,因此无法判断两容器中液体密度的大小,所以结论不可靠;
(3)液体密度相同时,压强与深度有关,金属盒离液面的距离越深,压强越大,U形管两边液柱的高度差就越大;
(4)同一深度,液体向各个方向的压强相等,因此金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,这表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强相等。
8.(2020·安徽六安市·八年级期末)如图甲所示,用微小压强计“探究液体内部压强的特点”。
(1)压强计在使用前要进行气密性检查,小明检查压强计的密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,均发现U形管两边液柱的高度差变化_____(选填“大”或“小”)。这表明其气密性差,然后小明调节好压强计,继续实验;
(2)实验前应调整U形管,使其两侧液面_____;
(3)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用_____(选填“有色”或“无色”)的;
(4)将探头放在图乙所示液体内部A、B位置,观察到U形管两侧表面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样现象,这说明同种液体内部压强随_____增加而增大;
(5)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差不同,这是为了研究液体压强与液体_____的关系;
(6)小明发现在水中,压强计探头距水面的距离相同时,只改变压强计探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,由此得出_____结论。
【答案】小相平有色深度密度同一深度,液体向各个方向的压强相等
【解析】
(1)[1]若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此U形管两边液柱的高度差变化小。
(2)[2]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,实验前应调整U形管,使其两侧液面相平。
(3)[3]为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色的液体。
(4)[4]将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U型管两侧液面的高度差hB>hA,探头慢慢下移,深度变大,发现U形管两边液面的高度差逐渐增大,故结论为:同种液体内部压强随深度增加而增大。
(5)[5]将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差不同,故结论为:在深度相同中,液体密度越大,压强越大。这是为了研究液体压强与液体密度关系。
(6)[6]小明发现在水中,压强计探头距水面的距离相同时,只改变压强计探头的方向,U形管两边液柱的高度差不变,说明在液体内部同一深度,液体向各个方向的压强相等。
9.(2020·安徽合肥市·中考模拟)在研究液体压强规律时.
(1)老师在空心玻璃管一端套上橡皮膜,并向管内注入适量的水(如图甲),你观察到的现象是______,这说明:______.
(2)如图乙是压强计,将压强计的橡皮膜放入液体中时,我们是通过______来判断液体压强大小的.为了使这一现象更明显,你认为U型管应______.(填字母)
A.注入酒精B.注入水银C.用内径更细的U型管
(3)小明认为,不用压强计用图甲装置同样可以探究液体内部压强.具体操作是:将玻璃管中的水倒出,将有橡皮膜的一端向下竖直放入液体中,随着橡皮膜所在深度的改变,橡皮膜的凹陷程度也随之发生变化(如图丙).对比压强计,你认为上述探究装置两大主要缺陷表现在:
①______;②______。
【答案】橡皮膜凸起液体对容器底部有压强U型管两端液面高度差A橡皮膜凹陷程度不明显只能探究液体向上的压强
【解析】
(1)甲装置,没有倒水时,橡皮膜是平的,向装置中加入一定量的水,水对橡皮膜有向下的压力,观察到橡皮膜向外凸,这说明液体对容器底有压强;
(2)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,如果被测压强大小相同,U形管中液体密度越小,液面高度差越大,为了使实验现象更明显,小明应该选择染色的酒精装入U形管中,故A正确;
(3)丙装置在水中橡皮膜向内凹,现象不容易观察,同时该装置只能探究液体向上的压强,无法探究压强与方向的关系。
10.(2020·安徽九年级其他模拟)如图所示,比较(a)、(b)实验可知:液体内部的压强大小与_______有关。
【答案】深度
【解析】
探究液体压强与什么因素有关的实验,图中控制了液体密度相同,探头的朝向相同,由于探头所处的深度不同,所以通过h1和h2所体现出来的是液体压强不同。即液体内部的压强大小与深度有关。
考点二液体压强的特点和公式
21.(2020·安徽亳州·九年级其他模拟)如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是()
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;
故选B。
22.(2020·安徽八年级单元测试)如图所示,压在杯底的乒乓球,上浮时会弹离水面后又落回水面。下列说法正确的是( )
A.乒乓球上浮过程中,受到的浮力始终不变
B.乒乓球弹离水面后上升,是由于水的浮力作用
C.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强始终不变
D.乒乓球上浮过程中,水对杯底的压强先不变后减小
【答案】D
【解析】
A.乒乓球在上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,由知道,受到的浮力不变;然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,由知道,受到的浮力变小;所以乒乓球在上浮过程中,受到的浮力先不变、后变小,故A错误;
B.乒乓球弹离水面后不再受浮力作用,由于惯性将继续上升,故B错误;
CD.乒乓球上浮过程中,先是全浸入水中的上升过程,此过程排开水的体积不变,水的深度不变,由知道,水对杯底的压强不变;然后是露出水面到脱离水面,此过程排开水的体积变小,水的深度变小,由知道,水对杯底的压强变小;所以乒乓球在上浮过程中,水对杯底的压强先不变、后变小,故C错误、D正确。
故选D。
23.(2020·安徽蚌埠市·八年级期末)2015年3月19日,我国首次用水下机器人在南海3000 m深的海底插上国旗,若不计海水密度的变化及水的阻力,机器人在下潜过程中
A.受到的重力逐渐减小 B.受到海水的浮力逐渐减小
C.受到的浮力大于重力 D.受到海水的压强逐渐增大
【答案】D
【解析】
A.机器人下潜过程中,质量不变,重力不变,故A不符合题意;
B.下潜过程中潜水器排开水的体积不变,根据F浮=ρ水gV排可知,下潜过程中所受浮力不变,故B不符合题意;
C.若受到的浮力大于重力,根据浮沉条件知,机器人将会上浮而不能下潜,故C不符合题意;
D.根据p=ρgh可知,下潜过程中的深度逐渐增大,所以受的压强逐渐增大,故D符合题意。
故选D。
24.(2020·合肥市第五十五中学九年级其他模拟)物理学中,我们常用图像来表示一些物理量间的变化关系,下列物理量关系不能用图中的图表示的是( )
A.定值电阻两端的电压与通过它的电流
B.做匀速直线运动物体的速度与时间
C.某种物质组成实心物体的质量与体积
D.某种液体内部压强与深度
【答案】B
【解析】
A.根据欧姆定律可知:当电阻不变时,电压与电流的比值是一个定值,电流应随电压的增大而增大,电压为零时,电流也为零,能用图中的图象表示,故A不合题意;
B.匀速直线运动的速度不变,则速度时间图象是一条平行时间轴的直线,不能用图中的图象表示,故B符合题意;
C.同一物质的密度不变,其质量与体积成正比,能用图中的图象表示,故C不合题意;
D.某种液体内部压强与深度,由液体压强公式p=ρ液gh得,压强与深度成正比,能用图中的图象表示,故D不合题意。
故选B。
25.(2020·安徽六安市·八年级期末)甲、乙两个完全相同的密闭容器,一正一反放置在同一水平桌面上,装有质量相等、深度相同的密度分别为和不同液体,如图所示,桌面受到甲、乙两容器的压力分别为F甲和F乙,两容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,则_______,F甲_______F乙,p1_______p2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】大于等于大于
【解析】
[1]由图可知,乙液体的体积大于甲液体的体积,由于甲、乙两液体的质量相等,根据可得ρ甲大于ρ乙。
[2]由于甲、乙两种液体的质量相同,所以甲、乙两液体重力相同,两容器相同,两容器的重力相同,所以甲容器和甲液体的总重力等于乙容器和乙液体的总重力,由于两容器都放在水平桌面上,对桌面的压力等于它们的总重力,故F甲等于F乙。
[3]液体对底部的压强,由于液体深度相同,ρ甲大于ρ乙,所以p1大于p2。
26.(2020·安徽六安市·八年级期末)如图所示,帕斯卡向一个盛满水的木桶上方细管内只倒了几杯水,就把木桶压裂了,说明了______;若细管内水面到木桶底部的距离约为12m,则压裂木桶水的压强约为________Pa。(取g=10N/kg)
【答案】同种液体深度越深,液体压强越大1.2×105
【解析】
[1]同种液体深度越深,液体压强越大,细管很长,倒入水后,深度h很大,则对木桶的压强很大,故把木桶压裂。
[2]水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa
27.(2020·涡阳县高炉学区中心学校八年级期末)如图所示,金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,气泡受到水的压强将__________;气泡受到水的浮力将__________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变小;变大。
【解析】
[1][2]因为气泡上升时,h变小,所以由p=ρgh得:气泡受到水的压强变小;因为气泡的体积变大,排开水的体积变大,所以由F浮=ρ水V排g得:气泡受到水的浮力变大。
28.(2020·铜陵市第四中学九年级开学考试)小杨选择了两个高度分别为10 cm和6 cm,底面积SA:SB= 1:3的实心均匀的圆柱体A、B进行工艺品搭建,A、B置于水平桌面上,如图1所示。他从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则AB对桌面的压强随截取高度h的变化关系如图2所示,求:
(1)圆柱体A的密度;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块平放在B的中央,B对桌面的压强增加量;
(3)图2中a的值。
【答案】(1)2×103kg/m3(2)400Pa(3)3cm
【解析】
(1)从A的上表面沿水平方向截取高为h的圆柱块,并将截取部分平放在B的中央,则A对桌面的压强逐渐减小,B对桌面的压强逐渐增加,可以判断A的最初压强是2000Pa,由于均匀柱体对水平面的压强是p=ρgh,所以,圆柱体A的密度是: =2×103 kg/m3;
(2)从A截取h=6cm的圆柱块的重力是:△GA =ρAg△hASA,由于SA:SB =1:3,所以,将圆柱块平放在B的中央时,B对桌面的压强增加量是: =400Pa;
(3)由图象知道,B的最初压强是1200Pa,所以,由p=ρgh知道圆柱体B的密度是: =2×103 kg/m3 ,
由图象知道,截取高度a,剩下部分A和截取后叠加B的压强相等,即pA '=pB ',所以ρAg(0.1m-a)=,又因为ρA =ρB,SA:SB =1:3(即SB =3SA),所以化简代入数据解得:a=0.03m=3cm。
29.(2020·安徽九年级其他模拟)推导液体内部存在压强:如图所示,容器内盛有密度为ρ液的液体,我们可以设想液面下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。
(1)请在图中作出小液柱所受重力的示意图。
(2)请推证:液体内部深度为h处的压强p=ρ液gh。
【答案】见解析所示
【解析】
(1)如图重力的方向是竖直向下的,重心在圆柱形液柱的中心上,如下图所示:
(2)小液柱的体积为:V=sh,
根据得,小液柱的质量为:m=ρV=ρsh,
小液柱的重力为:G=mg=ρshg,
因此小液柱产生的压强为:
。
30.(2020·安徽中考模拟)如图a所示,正方体木块A漂浮在静止的水面上,其质量为4kg,其边长是20cm,已知水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,求:
(1)水对A木块下表面产生的压强大小;
(2)木块A浸入水中的深度h1;
(3)如图b所示,在木块A上表面轻放一重为GB的石块B,静止时木块浸入水中的深度增加了h2,试证明:木块A浸入水中的深度增加量h2与石块B的重力GB成正比。
【答案】见解析所示
【解析】(1)正方体木块A的重为:G=mg=4kg×10N/kg=40N
根据浮力产生的原因知,水对A木块下表面产生的压力即为浮力,所以:
F=F浮=G
水对A木块下表面产生的压强大小为:
p=FS=40N20×20×10-4m2=1000Pa
(2)根据p=ρgh得,
木块A浸入水中的深度h1为:
h1=Pρg=1000Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.1m
(3)A漂浮在水面上时,浮力等于重力,即:
ρ水gSh1=GA
当在木块A上表面轻放一重为GB的石块B,静止时木块浸入水中的深度增加了h2,仍然漂浮在水面上,浮力仍然等于总重力,即:
ρ水gSh1+h2=GA+GB,
可得:ρ水gSh2=GB
即木块A浸入水中的深度增加量h2与石块B的重力GB成正比。
考点三液体压强的计算和比较
21.(2020·安徽全国·八年级单元测试)在一支平底试管内装入适量铁砂,然后将其先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯中,试管静止时的状态如图所示,则下列说法中正确的是()
A.试管在甲液体中受到的浮力较大
B.试管在乙液体中受到的浮力较大
C.装有甲液体的烧杯底部所受压强较大
D.装有乙液体的烧杯底部所受压强较大
【答案】D
【解析】
AB. 如图两次试管都漂浮在液面上,浮力等于重力,所以浮力相等,故AB错误;
CD. 试管在乙液体中排开液化的体积小,根据可知,乙的密度大,且两容器中液体的深度相等,再根据可知,装有乙液体的烧杯底部所受压强较大,故C错误,D正确。
故选D。
22.(2020·安徽亳州市·八年级期末)未装满橙汁的密闭杯子,先正立放在桌面上(如图甲所示),然后反过来倒立在桌面上(如图乙所示),两次放置橙汁对杯底的压力分别是FA和FB,则
A.FA>FB B.FA<FB C.FA=FB D.无法判断
【答案】B
【解析】
当容器形状是上粗下细(如图甲)时,橙汁对容器底的压力
FA=pASA=ρghASA<ρgVA=mg=G
即FA<G,当容器形状是上细下粗(如图乙)时,橙汁对容器底的压力
FB=pBSB=ρghBSB>ρgVB=mg=G
即FB>G,所以两次放置橙汁对杯底的压力FA<FB。
故选B。
23.(2020·安徽全国·八年级单元测试)一带阀门的圆柱形容器,底面积是200cm2,装有12cm深的水,正方体M边长为10cm,重20N,用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,如图所示,试求:
(1)正方体M的密度;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强;
(3)若从图示状态开始,通过阀门K缓慢放水,当容器中水面下降了2cm时,细绳刚好被拉断,则细绳能承受的最大拉力是多少?(g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3)
【答案】(1)2×103kg/m3;(2)1.6×103Pa;(3)14N
【解析】
(1)正方体M的质量
mM=
体积为
VA=L3=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3
所以,正方体M的密度
(2)由于用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面,则
V排1=(1﹣)VA=×1×10-3m3=8×10-4m3
受到的浮力为
F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N
设A放入水中后水深为h′,则有
Sh′=Sh+V排1
此时水对容器底部的压强
p=ρ水g h′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa
(3)原来石块M浸入水中深度为
h1=(1﹣)L=×10cm=8cm
水面下降2cm时正方体M浸入水中深度为
h2=h1﹣2cm=8cm﹣2cm=6cm
V排2=h2L2=6cm×(10cm)2=600cm3=6×10-2m3
F浮2=ρ水gV排2=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m3=6N
当绳子刚被拉断时有
Fm+F浮2=G
所以细绳能承受的最大拉力
Fmax=G﹣F浮′=20N﹣6N=14N
答:(1)正方体M的密度是2×103kg/m3;
(2)正方体M受到的浮力以及此时水对容器底部的压强是1.6×103Pa;
(3)细绳能承受的最大拉力是14N。
24.(2020·安徽合肥市·八年级期中)我们知道“若连通器内装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面保持相平”的结论,如图是一个简单的连通器,它盛水静止后,两管中液面高度相等。
(1)请你以液片“AB”为研究对象,运用液体压强知识,结合二力平衡条件,从理论上证明上述结论。
(2)若左管内装有10cm高的水,在右管中装入酒精(水和酒精不融合),请问液面静止时酒精的高度是多少?(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
【答案】(1)见解析;(2)12.5cm
【解析】
(1)由图所示,设液片AB的面积为S,左、右两管内水深分别为h左和h右,由于水不流动,即液片AB左、右两面所受二力平衡,这两个力同作用于液片AB上,左、右两管中的水对液片AB的压强相等,又液体压强的计算公式p=ρ液gh,两管中同是水(即液体密度相同),因此只有两管水深相等,压强才能相等。即
h左=h右
所以左、右两管水面保持相平。
(2)若左管内装有10cm高的水,在右管中装入酒精,由于在液面静止时左、右两管里的液体压强相等,即
p左=p右
ρ水gh水=ρ酒精gh酒精
h酒精=×10cm=12.5cm
答:(1)证明如上;
(2)若左管内装有10cm高的水,在右管中装入酒精(水和酒精不融合),液面静止时酒精的高度是12.5cm。
25.(2020·濉溪县新蔡镇王庄村新安联中八年级期中)如图所示,容器内装有水,A点水的压强是多少?
【答案】5880Pa
【解析】
由图可知A点水深为
hA=70cm﹣10cm=60cm=0.6m
则A点水的压强为
p=ρghA=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.6m=5880Pa
答:A点水的压强是5880Pa。
26.(2020·安徽合肥市·八年级期中)如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,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0.6×10-2m2,则海水对手背的压力为______N(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】4.2×105
【解析】
7km深处海水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107Pa
手背受到海水的压力
F=pS=7×107pa×0.6×10-2m2=4.2×105N
27.(2020·安徽九年级其他模拟)如图所示,一装满水的密闭容器放置在水平桌面上,将其倒置后,水平桌面受到的压力将_____,水对容器底的压强将_____(均选填“变大”“变小”或“不变”).
【答案】不变 不变
【解析】
装满水的密闭容器放置在水平桌面上,其对水平桌面的压力等于容器和水的总重力,将其倒置后,水的质量不变,容器和水的总重不变,所以,水平桌面受到的压力将不变;
将其倒置后,水的深度不变,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强不变。
28.(2020·安徽六安市·八年级期末)如图所示,帕斯卡向一个盛满水的木桶上方细管内只倒了几杯水,就把木桶压裂了,说明了______;若细管内水面到木桶底部的距离约为12m,则压裂木桶水的压强约为________Pa。(取g=10N/kg)
【答案】同种液体深度越深,液体压强越大1.2×105
【解析】
[1]同种液体深度越深,液体压强越大,细管很长,倒入水后,深度h很大,则对木桶的压强很大,故把木桶压裂。
[2]水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×12m=1.2×105Pa
29.(2020·濉溪县新蔡镇王庄村新安联中八年级期中)一个水池的深度为2m,池底有一个面积为10cm2的孔,用塞子塞住,塞子所受水的压强大小为______Pa;塞子所受水的压力大小为_____ N (g取10N/kg)
【答案】2×10420
【解析】
[1]塞子所受水的压强大小
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa
[2]塞子所受水的压力大小
F=pS=2×104Pa×10×10-4m2=20N
30.(2020·安徽六安市·八年级期末)如图甲所示,一根轻质不可伸长的细线,绕过定滑轮(不计摩擦)将均匀圆柱体A与B相连,B置于水平放置的电子秤的托盘上,A置于足够高的薄壁柱形容器底部,但与容器底部不挤压。逐渐向容器中加水,得到了电子秤的示数m与容器中水深h之间的关系,如图乙所示。已知容器和B的质量分别为m容=1kg,mB=2kg,容器的底面积S容=0.04m2,ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg。求:
(1)柱体A的质量mA是多少kg;
(2)水深为15cm时,绳子的拉力大小及圆柱体A所处的状态(下沉、漂浮或悬浮);
(3)水深为15cm时,柱形容器对水平地面的压强是多少。
【答案】(1)1.2kg;(2)0;悬浮或漂浮;(3)1750Pa
【解析】
(1)B的重力为
GB=mBg=2kg×10N/kg=20N
因A置于足够高的薄壁柱形容器底部时与容器底部不挤压,所以,此时绳子的拉力等于圆柱体A的重力
F1=GA
因圆柱体B静止时处于平衡状态,受到竖直向上的支持力、绳子的拉力以及竖直向下的重力作用,所以由平衡条件可得
F支持+F1=GB
又因圆柱体B对电子称的压力和电子称对圆柱体B的支持力是一对相互作用力,即F压=F支持,因电子称的示数等于圆柱体B对电子称的压力,所以由图乙可知h=0时,电子秤的示数m1=800g=0.8kg,则
F压=m1g
联立可得
GA=GB﹣m1g=20N﹣0.8kg×10N/kg=12N
由G=mg可得柱体A的质量为
(2)由图乙可知,容器内水的深度为12cm以后,电子称的示数不变,且恒为m′=2000g=2kg,因此时电子秤的示数等于圆柱体B的质量,所以此时绳子的拉力为零,圆柱体A处于漂浮或悬浮状态;
(3)当水深h′=15cm时,圆柱体A仍然处于漂浮或悬浮状态,绳子的拉力仍为零,排开水的重力和自身的重力相等,所以容器内水和圆柱体A的重力之和
G总=m总g=ρ水S容h′g=1.0×103kg/m3×0.04m2×0.15m×10Nkg=60N
柱形容器对水平地面的压力为
F=G总+m容g=60N+1kg×10N/kg=70N
柱形容器对水平地面的压强为
答:(1)柱体A的质量mA是1.2kg;
(2)水深为15cm时,绳子的拉力为0;圆柱体A处于漂浮或悬浮状态;
(3)水深为15cm时,柱形容器对水平地面的压强是1750Pa。
考点四连通器
31.(2020·安徽六安市·八年级期末)如图所示四个实例中,属于增大压强的是( )
A.滑雪板面积较大 B.书包的背带较宽
C.铁轨下铺设枕木 D.破窗锤敲击端做成锥状
【答案】D
【解析】
A.滑雪板面积较大,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故A不符合题意;
B.书包的背带较宽,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故B不符合题意;
C.铁轨下铺设枕木,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强,故C不符合题意;
D.破窗锤敲击端做成锥状,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故D符合题意。
故选D。
32.(2020·安徽蚌埠市·八年级期末)图所示的四个实例中,属于增大压强的是
A.书包的背带较宽
B.大型运输车装有很多车轮
C.图钉尖很尖锐
D.滑雪板的面积较大
【答案】C
【解析】
A、书包背带较宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故A不符合题意;
B、大型运输车装有很多车轮,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故B不符合题意;
C、图钉很尖锐,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故C符合题意;
D、滑雪板的面积较大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强;故D不符合题意。
故选C。
33.(2020·安徽安庆市·八年级期末)如图所示的四个实例中,目的是为了减小摩擦的是( )
A.在齿轮间加入润滑油
B.运动鞋底做成凹凸不平的花纹
C.打球时用力握紧球拍
D.乒乓球拍上贴有橡胶皮
【答案】A
【解析】
A.在齿轮间加入润滑油,这是通过使接触面分离来减小摩擦的,故A符合题意;
B.运动鞋底上有凹凸不平的花纹,是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦,故B不符合题意;
C.用力握紧球拍,是采用增大压力的方法增大了摩擦力,故C不符合题意;
D.乒乓球拍上贴有橡胶皮,是采用增大接触面粗糙程度的方法增大了摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
34.(2020·安徽淮南市·中考模拟)下列实例中,属于增大压强的是()
A.坦克装有履带
B.铁路的钢轨铺在枕木上
C.用较大的力劈开木柴
D.取出一些书的书包背起来更舒服
【答案】C
【解析】
A.坦克装有履带,是在压力一定时,增大受力面积减小对地面的压强,故A不符合题意;
B.铁轨铺在枕木上,是压力一定时,增大受力面积减小对路基的压强,保护路基,故B不符合题意;
C.用较大的力劈开木柴,是在受力面积一定时通过增大压力来增大对木柴的压强,故C符合题意;
D.取出一些书的书包背起来更舒服,是在受力面积一定时通过减小压力来减小对肩膀的压强,故D不符合题意。
故选C。
35.(2020·安徽九年级其他模拟)如图所示的实例中,为了增大压强的是
A.载重汽车安装了很多车轮
B.铁轨铺在枕木上
C.吸管的一端剪成斜口
D.图钉帽的面积做得较大
【答案】C
【解析】
载重汽车安装许多车轮是通过增大受力面积的方法来减小压强的,故A错;铁轨铺在枕木上是通过增大受力面积的方法来减小压强的,故B错;吸管的一端剪成斜口是通过减小受力面积的方法来增大压强的,故C正确;图钉帽的面积做得较大是通过增大受力面积的方法来减小压强的,故D错;应选C。
故选C。
36.(2020·安徽安庆市·八年级期末)下列说法中不正确的是:
A.拦河坝设计成上窄下宽的形状是由于水的压强随深度增加而增大
B.滑雪板一般都有较大的面积,是为了增大压力
C.高原地区空气稀薄,大气压强小
D.用吸管喝饮料是利用了大气压强
【答案】B
【解析】
A.由于液体的压强随深度的增加而增大,河水的深度越深、压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,把拦河坝设计成下宽上窄的形状,故A正确;
B.滑雪板一般都有较大的面积,在压力一定时,增大受力面积,减小压强,故B错误;
C.离地面越高,空气越稀薄,空气的密度越小,大气压强越小,故C正确;
D.用吸管吸饮料时,嘴内的气压小于外界大气压,饮料在大气压力作用下被压入嘴中,利用了大气压,故D正确。
故选B。
37.(2020·安徽亳州市·八年级期末)如图所示,聪聪用两只手指挤压铅笔时手感到疼,说明力的作用是______的;当铅笔静止时,左手受到压力______右手受到压力,左手受到压强______右手受到压强(后两空选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】相互等于小于
【解析】
[1]用两只手指挤压铅笔时手感到疼,这是因为手给铅笔力的作用,铅笔对手也有力的作用,说明力的作用是相互的。
[2]当铅笔静止时,铅笔受力平衡,则左手受到压力与右手受到压力相等。
[3]左手和右手受到的压力大小相等,右手的受力面积比较小,所以右手受到的压强比较大,即左手受到压强小于右手受到压强。
38.(2020·安徽省颍上第三中学八年级月考)小明将旅行包背在肩上,肩膀受到压力的施力物体是______,包的背带做得很宽是为了减小对肩膀的______。
【答案】旅行包(背带)压强
【解析】
[1][2]旅行包背在肩上,肩膀受到压力,施力物体是旅行包,受力物体是肩膀;包的背带做得很宽,是为了增大受力面积减小压强。
39.(2020·安徽九年级其他模拟)杯子放在水平桌面上,放入茶叶,再倒人开水,茶叶先漂浮在水面上,过一段时间,茶叶逐渐下沉到杯底.
(1)茶叶漂浮在水面,是因为浮力_____重力(填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)茶叶匀速下沉阶段(不考虑水的蒸发),茶杯对桌面的压力将_____(填“变大”、“变小”或“不变”).
【答案】等于不变
【解析】
(1)根据物体浮沉条件可知,茶叶漂浮在水面,是因为浮力等于重力;
(2)茶杯对桌面的压力等于茶杯、水和茶叶的总重力,所以不考虑水的蒸发,茶杯对桌面的压力不变.
故答案为(1)等于;(2)不变。
40.(2020·宿州市萧县萧县城东初级中学八年级期末)如图所示是一种开瓶器。使用时将螺旋钻头旋进软木塞,再用双手按压把即可将瓶塞拔出。钻头做得尖细是为了______。小明将螺旋钻头旋进软木塞后,在6s内将瓶塞拔出,若瓶塞长6cm,瓶塞受到的平均阻力为90N,则小明克服瓶塞阻力做功为______J,其做功的功率为______W。
【答案】增大压强5.40.9
【解析】
[1]由图可知,钻头做得尖细是为了减小受力面积,在压力不变的情况下,增大压强。
[2]小明克服瓶塞阻力做的功为
[3]做功的功率为
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