基础闯关全练 拓展训练
1. (多选)如图所示的装置中,两端开口的U形管内注入一定量的水,将A管向右倾斜待稳定后,下面说法中正确的是( )
A.A管中的水面高于B管中的水面 B.A管中的水面与B管中的水面相平 C.U形管底C点的压强不变 D.U形管底C点的压强将变小
答案 BD U形管相当于一个连通器,且装有相同的液体水,故在水稳定后,连通器两管中的水面是相平的,所以A说法错误,B说法正确。当将A管向右倾斜待稳定后,U形管中水的深度减小,因此U形管底C点的压强将变小,所以C说法错误,D说法正确。
2.厨房、卫生间的下水管既可排水又可堵臭。下列四个下水管示意图中,最符合实际情况的是( )
答案 C A图与B图,臭气都可以从下水道扩散上来,我们就会闻到臭味;C图与D图,水在向下流的过程中都要经过一节弯管,当停止放水时,就会有一小段水存在弯管中,防止臭气上逸,但D图相对于C图来说,向下流水时,左右两管中的液体压强差较小,水流较慢。选C。
3.星期天,小华和爸爸到公园游玩,在湖面上划船时,她乘坐的小船的底部距水面50 cm,则船底受到水的压强是 Pa。(g取10 N/kg) 答案 5×103
解析 船底受到水的压强:p=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa。
4.大家知道,接触的两个物体相互挤压,就会产生压强。小丽和小梅想:把一些水倒进容器里,由于水具有流动性,在重力作用下水的不同部分之间也会相互挤压。那么,液体内部是否也会产生压强呢?针对这一问题,她们分别提出了自己的猜想。 小丽的猜想:液体可能会产生向下的压强。 小梅的猜想:液体可能会产生向各个方向的压强。
(1)小丽为了验证自己的猜想,利用一个两端开口的玻璃管、橡皮膜和水做了如图甲所示的实验。实验证明:液体会产生向下的压强。
小梅说:“再有一盆水,我直接使用你的装置就能验证液体会产生向上的压强。”小梅的做法是:将玻璃管中的水倒掉,把玻璃管 (选填“开口”或“带橡皮膜”)的一端竖直向下插入水盆中,她观察到的现象是: 。
(2)小丽说:“不用橡皮膜我也能验证液体会产生向上的压强。”于是,小丽快速取下橡皮膜,将一张薄卡片放在玻璃管的下面并把玻璃管插入水中,看到薄卡片被水向上压在玻璃管口而不掉落,如图乙所示。 小梅却说:“你的这个实验虽然能够表明水对薄卡片产生了向上的压强,但不如我的实验好。”小梅这样说的理由是: 。
(3)经过讨论她们发现,其实用一盆水和一个透明塑料瓶,稍加处理就能验证她们的全部猜想。她们的做法是: 。 答案 (1)带橡皮膜 橡皮膜向上凹陷
(2)橡皮膜的凹陷程度可以体现液体压强的大小 (3)见解析
解析 (1)要验证液体会产生向上的压强,可通过橡皮膜的凹陷情况体现,因此应该把玻璃管带橡皮膜的一端竖直向下插入水盆中,她观察到的现象是橡皮膜向上凹陷。(2)橡皮膜的凹陷程度越大,压强越大,橡皮膜的凹陷程度越小,压强越小;而薄卡片被水向上压在玻璃管口而不掉落,只能体现水对薄卡片产生了向上的压强,不能体现液体压强的大小情况。(3)在透明塑料瓶底部和侧壁的不同部位扎几个孔,然后放入水盆中,水会从各个小孔喷入瓶内,由此说明液体会产生向各个方向的压强。
能力提升全练 拓展训练
1.如图所示,A、B、C三个容器中分别装有盐水、清水和酒精,三个容器中液面相平,容器底部受到液体的压强分别为pA、pB、pC,则( )
A.pA>pB>pC C.pA=pB=pC
B.pA A.8×102 Pa C.8×104 Pa B.1×103 Pa D.1×105 Pa 答案 A 水对玻璃管底部的压强p=ρgh=103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=8×102 Pa。 3.在矿泉水瓶的同一高度不同位置扎12个小孔,往瓶内加入适量的水,从瓶口正上方往下看,可以看到水向四周喷出的距离都相同,如图所示,此现象表明: 。 答案 在同一深度,水向各个方向的压强都相等 解析 从瓶口正上方往下看,可以看到水向四周喷出的距离都相同,说明各小孔处水的压强相等,即在同一深度,水向各个方向的压强都相等。 4.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,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸利用了 原理。(ρ=1.0×103 kg/m3,g=10 N/kg) 答案 2×105 连通器 解析 水的压强为p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m=2×105 Pa;据船闸的结构特点可知,其在工作时,上端开口,下部连通,所以船闸是利用连通器的原理工作的。 5.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,受到水的平均压强为5×103 Pa,g=10 N/kg,此时车门所受水的压力为 N,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。 答案 增大 4×103 400 解析 液体内部压强随深度增加而增大; F=pS=5×103 Pa×0.8 m2=4×103 N; m=== =400 kg。 6.“木桶理论”告诉我们:一只木桶能装多少水,并不取决于桶壁上最长的那块木板,而恰恰取决于桶壁上最短的那块。如图所示,已知桶壁上最长的木板的竖直高度为0.5 m,最短的木板的竖直高度为0.2 m,桶底面积为4×10-2 m2。(桶的厚度不计,g取10 N/kg) (1)若空桶的质量为2 kg,则桶对水平地面的压强为多少Pa? (2)当桶装足水时,桶底受到水的压强为多少Pa? (3)当桶装足水时,桶底受到水的压力为多少N? 答案 (1)500 Pa (2)2 000 Pa (3)80 N 解析 (1)F1=G=mg=2 kg×10 N/kg=20 N p1= = =500 Pa - (2)p2=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2 000 Pa (3)F2= p2S=2 000 Pa×4×10-2 m2=80 N 三年模拟全练 拓展训练 1.如图所示,容器中盛有水,其中h1=100 cm,h2=60 cm,容器底面积S=20 cm2,水对容器顶的压强是(g=10 N/kg)( ) A.10 000 Pa C.6 000 Pa B.2 000 Pa D.4 000 Pa 答案 D 容器顶距离液面的高度:h=h1-h2=100 cm-60 cm=40 cm=0.4 m,水对容器顶的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4 000 Pa。 2.如图所示,A、B为完全相同的两个容器,分别盛有7 cm、5 cm深的水,A、B之间用导管连接。若将阀门K打开,最后A、B两容器底部受到水的压强之比为( ) A.5∶7 B.2∶3 C.3∶7 D.1∶1 答案 A 打开阀门后,两容器中的液面会相平,A液面会下降2 cm,变为hA=5 cm,B液面会上升2 cm,变为hB=7 cm,最后A、B两容器底部受到的压强之比: = ===。 3.如图所示,在水平面上放置一盛水的容器,容器内水面到容器底部的距离为0.15 m,A、B、C为容器中的三点,已知A、B两点位于同一水平高度,A点距容器底部的竖直距离为0.1 m,则A点受到水的压强为 Pa,B点受到水的压强 C点受到水的压强(选填“大于”、“等于”或“小于”)。将容器移到斜面上后,A、B、C三点受到水的压强最小的是 点(假设A、B、C仍处于水面下)。(g取10 N/kg) 答案 500 小于 A 解析 A点所处的深度为h=0.15 m-0.1 m=0.05 m;则A点受到水的压强为:p=ρgh=1 000 kg/m3×10 N/kg×0.05 m=500 Pa;由于B点所处深度比C点小,由p=ρgh可知,B点压强小于C点;将容器移到斜面上后,A、B、C三点中,深度最小的是A点,故受到水的压强最小的是A点。 4.如图所示,是小军同学研究液体压强时,绘制的甲、乙两种液体的压强与深度关系图象。由图象可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲 ρ乙(填“大于”、“等于”或“小于”)。由液体的压强与深度关系图象还可以得出:同种液体的压强与深度成 (填“正比”或“反比”)。 答案 大于 正比 解析 由图象知,当深度为4 cm时,甲液体内部的压强p甲大于乙液体内部的压强p乙,根据公式p=ρgh可知,在深度相同时,压强大的液体的密度大,故ρ甲>ρ乙。由图象知,对同一种液体,压强与深度成正比。 5.如图所示,小华把压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中,探究液体内部压强的实验。(4分) (1)压强计是通过U形管的 来显示橡皮膜所受压强大小。 (2)她探究的是液体内部压强与 的关系,你判断的依据是 。 (3)若要探究与另一个影响因素的关系,你的做法是 。 答案 (1)两侧液面高度差 (2)液体密度 探头所处液体的深度相同 (3)应该保持液体的密度不变,改变探头所处的深度,观察U形管中两边液面的高度差的变化,若变大,则说明液体内部压强变大,若变小,则说明液体内部压强变小了 解析 (1)用压强计测量液体压强时,就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的,两侧液面高度差越大,说明液体压强越大;(2)据图可知,此时探头所处的深度相同,但液体的种类不同,所以是探究液体内部压强与液体密度的关系。 6.在“探究液体内部的压强与哪些因素有关”的实验中,小明同学在塑料管上离管底等高的不同位置A、B、C处扎了三个小孔,并将其放入水槽中,如图所示。 ①水通过三个小孔流入塑料管中,说明水内部向各个 都有压强。 ②若小明改变塑料管在水中的深度,他想探究水内部的压强与 的关系。 ③若小明还想探究液体内部的压强与液体种类的关系,还需要用 进行多次实验。 答案 ①方向 ②水的深度 ③不同液体 解析 利用控制变量法进行分析。 7.在探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用一个两端开口、下面扎有橡皮膜的玻璃管做实验,如图甲所示。 (1)实验时,管中倒入的液体越多,橡皮膜下凸的程度越显著,小民提出猜想:液体内部压强可能与液体的质量有关;小红根据液体越深,橡皮膜下凸的程度越显著,于是猜想:液体内部压强可能与液体的 有关。 (2)为了验证猜想,他们用图乙所示装置来验证(B、C底部都可以与A连接组合使用),实验时他们在两容器中倒入同种液体,液面位置如图所示,两容器中液体的质量 (选填“相同”或“不同”),这时,他们是在验证 (选填“小红”或“小民”)的猜想。若橡皮膜下凸的程度相同,说明该猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。 答案 (1)深度 (2)不同 小民 错误 解析 (1)小红根据管中倒入的液体越深,橡皮膜下凸的程度越显著,猜想液体内部压强可能与液体的深度有关;(2)在两个形状不同的容器中倒入深度相同的同种液体,质量是不同的,但是橡皮膜凸起的程度相同,说明产生的压强相同,即液体的压强与液体的质量无关,故小民的猜想是错误的。 8.如图所示。将底面积为100 cm2,重为5 N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45 N、深40 cm的水。(g取10 N/kg)求:(7分) (1)距容器底10 cm的A处水的压强;(3分) (2)容器对水平桌面的压强。(4分) 答案 (1)3×103 Pa (2)5×103 Pa 解析 (1)A处水的压强:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×(0.4 m-0.1 m)=3×103 Pa;(2)水平桌面受到的压力:F=G容器+G水=5 N+45 N=50 N,桌面受到的压强:p桌== =5×103 Pa。 - 五年中考全练 拓展训练 1.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 答案 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,故A选项错误;“U”形管一端开口,一端封闭,所以它不是一个连通器,故B选项错误;“U”形管两管液面的高度稳定后,液体静止,右管中的液体受到平衡力的作用,故C选项错误;压强计的测量原理是:压强的变化引起U形管两液面出现高度差,压强越大,高度差越大,故D选项正确。 2.如图所示,水平地面上A、B两圆柱形容器中的液面相平,甲、乙、丙三处液体的压强分别为p甲、p 乙和 p丙(ρ水>ρ煤油),则p甲、p乙和p丙的大小关系为( ) A.p甲=p乙>p丙 B.p甲>p乙>p丙 C.p甲 3.如图所示,往量杯中匀速注水直至注满。下列表示此过程中量杯底部受到水的压强p随时间t变化的曲线,其中合理的是( ) 答案 B 据图可知,量杯的形状是上宽下窄,所以在向量杯中注水时,相同时间注入相同质量的水,但水在量杯中增加的高度越来越小,所以量杯底部所受的水的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的。 4.小李同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”。 (1)小李检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差。小李调节好压强计后,U形管两边液面相平。 (2)小李把金属盒分别浸入到甲、乙图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论不可靠,原因是没有控制金属盒在液体中的 ;他改变图乙中金属盒的深度,其探究情况如图丙所示。 (3)小李应该比较图 ,得出金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大,表示液体的压强就越 。 (4)小李发现在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明 。 答案 (1)小 (2)深度相同 (3)乙、丙 大 (4)在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等 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,因为有漏气现象,U形管两边液柱的高度差变化都很小。(2)影响液体压强的因素有:液体的密度和深度,实验中没有控制金属盒浸入液体的深度相同,因此无法得出正确结论。(3)研究液体压强与深度的关系时应控制液体密度相同,改变深度,应该比较图乙、丙,金属盒离液面的距离越深,U形管两边液柱的高度差就越大。(4)在同种液体中,金属盒所处深度相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差不变,表明在同种液体的同一深度处(或在相同条件下),液体内部向各个方向的压强相等。 核心素养全练 拓展训练 1.为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况,某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示,他们设法使圆柱体A逐步浸入水中,测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p,接着仅换用圆柱体B重新实验,并将全部实验数据记录在表一中(实验中容器内水均未溢出)。 表一 圆柱体 实验 序号 1 2 A H为0.4米 S为0.03米2 4 5 6 0.40 7 800 0.50 7 800 0.60 7 800 3 h(米) p(帕) 0 7 000 圆柱体 实验 序号 7 8 0.10 7 200 B 0.20 7 400 H为0.3米 9 10 h(米) 0 0.12 0.18 0.24 0.30 0.40 p(帕) 7 000 7 400 7 600 7 800 8 000 8 000 S为0.05米2 11 12 ①分析比较实验序号 数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h ③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,存在h不同而p相同的现象。若用圆柱体A、B进一步实验,请在表二中填入拟进行实验的数据,使每一组实验中水对容器底部的压强p相同。 表二 实验组号 hA(米) 第Ⅰ组 0.10 第Ⅱ组 hB(米) 0.18 答案 ①1、2与3或7、8、9与10 ②当h≥H时,p不随h而改变 ③0.06 0.30 解析 ①分析比较实验序号1、2与3或7、8、9与10数据中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:同一圆柱体浸入水的过程中,当h ③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件,发现两圆柱体浸入水的过程中,h不同而p相同。 序号3中,SA=0.03 m2,A的下表面到水面的距离hA=0.20 m,圆柱体A浸入水中的体积VA浸 =SAhA=0.03 m2×0.20 m=0.006 m3; 序号8中,SB=0.05 m2,B的下表面到水面的距离hB=0.12 m,圆柱体B浸入水中的体积VB浸 =SBhB=0.05 m2×0.12 m=0.006 m3; 比较可知,VA浸=VB浸,此时水对容器底部的压强p相等; 同理,计算实验序号4与10中两圆柱体浸入水中的体积,也可以得到:当两圆柱体浸入水中的体积相等时,水对容器底部的压强p相等。 根据上面的规律来计算表二中所缺的数据:第Ⅰ组,SA=0.03 m2,SB=0.05 m2,已知hA=0.10 m,由上面的规律可知,当水对容器底部的压强p相等时,需满足SAhA=SBhB,所以,hB=理,可求得第Ⅱ组hA=0.30 m。 2.科普阅读题 ==0.06 m;同 小明参观科技馆时,看到下面的资料: “蛟龙号”载人深潜器(如图所示)是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,也是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。“蛟龙号”可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用,对于我国开发利用深海的资源有着重要的意义。 “蛟龙号”最大工作设计深度为7 000米。“蛟龙号”深海通信靠“声”不靠“电磁”,陆地通信主要靠电磁波,速度可以达到光速。但这一利器到了水中却没了用武之地,电磁波在海水中只能深入几米。“蛟龙号”潜入深海数千米,如何与海面母船保持联系呢? 科学家们研发了具有世界先进水平的高速水声通信技术,采用声呐通信。 根据以上资料和学过的知识,回答下列问题: (1)潜水器在下潜过程中受到海水的压力逐渐 ; (2)下潜到海面下7 000 m深处时受到海水的压强是 Pa;(海水密度按1.0×103 kg/m3计算,g取10 N/kg) (3)潜入深水的“蛟龙号”工作室内的科学家是靠 与海面上的母船进行信号联系的。 (4)声在水中的传播速度是1 500 m/s,如果母船上的人向7 000 m深度的蛟龙号发出信号,大约经 s收到返回的信号。 答案 (1)增大 (2)7×107 (3)超声波 (4)9.3 解析 (1)液体压强随深度的增加而增大,由F=pS可知,在受力面积一定时,潜水器受到的压力越来越大;(2)海水产生的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×7 000 m=7×107 Pa;(3)由于“电磁波在海水中只能深入几米”,所以科学家采用声呐通信,即利用超声波传播信息;(4)声传播的路程s=2×7 000 m=14 000 m,声的传播时间t== ≈9.3 s。 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容