中考物理专题18 液体压强问题练解析版.docx
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中考物理专题18液体压强问题练解析版
2021年中考物理查缺补漏再训练35个微专题(全国通用)
专题18液体压强问题练(共16道题)
一、选择题
1.(2021海南模拟)如图所示,一开口的杯子,装上8cm深的水后,放在水平桌面上。
已知杯子内部底面积为50cm2,外部底面积为60cm2;杯子装上水后的总质量为0.6kg。
(g取10N/kg)
下列结论正确的是()
A.水对杯底的压强为1000Pa。
B.水对杯底的压力为4N。
C.杯子对桌面的压力为6N。
D.杯子对桌面的压强为800Pa。
【答案】BC
【解析】水对杯子的压力不等于水的重力,要根据压强公式求解。
杯子对桌面的压力等于杯子和水的总的重力。
(1)水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/
kg,杯底对应深度h=8cm=0.08m
则水对杯底的压强为:
p1=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/
kg×0.08m=800Pa,A错误;
(2)杯子内部底面积为S1=50×10-4m2
水对杯底的压力
F1=p1S1=800Pa×50×10-4m2=4N,B正确;
(3)杯子装上水后的总质量为0.6kg。
杯子对桌面的压力
F2=G总=m总g=0.6kg×10N/kg=6N,C正确;
(4)杯子对桌面的压强
1000Pa,D错误。
二、填空题
2.(2020海南)如图所示,使用活塞式抽水机抽水时,它的柄是一个____(选填“省力”或“费力”)杠杆;水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg,当大气压为1×105Pa时,抽水机抽水的最大高度是____m。
【答案】省力10
【解析】由图知道,它的手柄就是一个杠杆,且动力臂大于阻力臂,所以,使用时它的手柄相当于一个省力杠杆。
由
知道,水上升的最大高度
3.如图,容器中装有深度为10cm,质量为60g的水,已知容器的质量为30g,底面积为5cm2,容器底部受到水的压强为 Pa,容器对水平桌面的压强是 Pa.(ρ水=1×103kg/m3,g=10N/kg)
【答案】1000;1800。
【解析】
(1)水的深度h=10cm=0.1m,
容器底部受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(2)质量为60g的水,容器的质量为30g,总质量为:
m=60g+30g=90g,
重力为:
G=mg=90×10﹣3kg×10N/kg=0.9N
水平桌面受到容器的压力:
F=G=0.9N,
容器对桌面的压强:
P=1800Pa。
4.(2020四川遂宁)三峡大坝是集防洪、航运、发电于一体的世界最大水利枢纽,坝伡高185m,最大蓄水深度175m,坝体建有多个泄洪深孔,每个泄洪深孔大小为63m2,通过开启闸门泄洪,蓄满水时深孔距水面平均深度30m,则每个泄洪深孔的闸门受到水的压力是 N(g=10N/kg)。
【答案】1.89×107。
【解析】蓄满水时泄洪深孔处受到水的平均压强为:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa。
由公式p=
得,每个泄洪深孔的闸门受到水的压力:
F=pS=3×105Pa×63m2=1.89×107N。
5.(2020贵州毕节)注射器针头做得很尖,其目的是_____(填“增大”或“减小”)压强;蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,它受到海水的压强将_____(填“变大”、“不变”或“变小”),潜入海面下6km深处受到海水的压强是_____Pa(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。
【答案】增大变大6.18×107
【解析】注射器针头做得很尖,其目的是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强。
蛟龙号载人潜水器在下潜到海底的过程中,液体密度不变,蛟龙号在水中所处的深度变大,根据p=ρgh可知,所受到海水的压强变大。
它潜入海面下6km深处受到海水的压强
6.(2020辽宁阜新)如图,茶壶的壶身和壶嘴构成了一个_______,当壶中水深12cm时,A点受到水的压强是______Pa;若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,则壶中的水_______(选填“能”或“不能”)倒出来。
(g=10N/kg)
【答案】连通器1200不能
【解析】茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴和壶身内的水面保持相平。
A点受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa
若壶中装满水,用手指将壶盖上的小孔堵住,由于外部的大气压大于壶内压强,壶中的水不能倒出。
7.(2020湖北宜昌)如下图所示,一个空塑料药瓶,瓶口扎上橡皮膜,瓶口朝下竖直地浸入水中,橡皮膜受到了水向_____的压强,大小为_____Pa。(g=10N/kg,
=1×103kg/m3)。
【答案】
(1)上
(2)1000
【解析】液体内部向各个方向都有压强,瓶口朝下竖直地浸入水中时,橡皮膜就受到了水向上的压强。
根据液体压强公式,可知此处液体压强的大小为
8.如图所示,一个边长为10cm、重4N的正方体木块,放置于1m2的水平桌面上。
将重2N的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1N,底面积为60cm2,水深度为5cm,将锥形瓶放在木块上。
则水对瓶底的压强为______Pa。
木块对桌面的压强为______Pa。
【答案】500,700
【解析】
(1)水对瓶底的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa
(2)木块对桌面的压力为F=G水+G瓶+G木=4N+2N+1N=7N
(3)木块对桌面的压强为p=F/s=(G水+G瓶+G木)/1m2=(4+2+1)N/1m2=700Pa
9.质量为100g底面积为20cm2的薄壁容器中盛有500g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,容器内水深h为20cm,则水对容器底部的压强为 Pa,容器底部对地面的压强为 Pa(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】2000;3000.
【解析】知道容器内水的深度,根据p=ρgh求出水对容器底部的压强;容器对水平桌
面的压力等于水和容器的总重力,根据F=G=mg求出其大小,再用p=
求出容器底部对地面的压强.
(1)水对容器底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)容器底部对地面的压力:
F=G总=(m水+m容)g=(0.5kg+0.1kg)×10N/kg=6N,
容器底部对地面的压强:
p′=
=
=3000Pa.
三、实验题
10.(2020山东青岛)探究液体内部压强的特点:
(1)用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图甲所示。
比较A、B可知:
在液体内部的同一深度,向______的压强都相等;比较A、C可知:
液体内部压强的大小跟______有关。
(2)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强。
容器中间用隔板分成互不相通的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。
用此容器进行的两次实验,情形如图丙的D、E所示由此可推断:
a、b两种液体密度的大小关系是ρa______ρb,a、c两种液体密度的大小关系是ρa______ρc。
【答案】
(1)各个方向深度
(2)小于大于
【解析】
(1)由图可知,AB两探头方向不同,而U型管的液面高度差相同,说明在液体内部的同一深度,液体向各个方向的压强都相等。
由图可知,A中探头深度更深,U型管的液面高度差更大,说明在液体内部的压强随深度的增大而增大。
(2)由图可知,皮膜两边压强相同,根据
可得,b的液体密度更大。
同理,a的密度大于c的密度。
11.(2020甘肃天水)在“探究液体压强的特点”实验中,小明进行了如下的猜想:
猜想一:
液体内部压强大小可能与液体深度有关。
猜想二:
液体内部压强大小可能与液体密度有关。
猜想三:
液体内部压强大小可能与方向有关。
为了验证以上猜想,小明进行了如图所示的操作:
(1)实验过程中探头受到的液体压强大小是通过 反映的。
(2)为了验证猜想一,应选择 两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的。
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,小明可得出的结论是:
当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越 。
【答案】
(1)U形管两边液面的高度差;
(2)甲、乙;(3)大。
【解析】
(1)根据转换法,实验过程中探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差反映的;
(2)为了验证猜想一,即研究液体内部压强大小可能与液体深度有关,要控制液体密度相同,故应选择甲、乙两组实验对比,可初步验证出猜想一是正确的;
(3)探究液体压强与液体密度的关系时,对比乙、丙两组实验,丙中U形管两边液面的高度差大,小明可得出的结论是:
当液体深度相同时,液体的密度越大,液体的压强就越大。
【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法的运用。
12.(2020湖北咸宁)同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”,进行了如下的操作。
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是____(选填字母);
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:
同种液体中,液体压强随液体深度的增加而____,因此拦河大坝要做成____的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当____(选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁装置测量未知液体的密度:
在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有____(多选);
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为
____(用题中字母和
表示)。
【答案】
(1)B
(2)増大上窄下宽(3)上移(4)BD
【解析】
(1)使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U形管中两管上方的气体压强就是相等的,当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。
故选B。
(2)由乙丙两图可知,橡皮膜的方向相同,深度不同,深度越大压强越大,可得出结论:
同一液体,液体内部压强随深度的增加而增大,所以拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)探究液体内部压强与液体密度的关系,则应保持深度不变,保持橡皮膜的位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,液体深度增大了,没有控制液体的深度不变,应将探头适当上移,保持液体的深度不变。
(4)在左侧加入适量的水,测量左侧水到橡皮膜中心的深度h4,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,测量右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2,橡皮膜变平可得
p水=p液体
ρ水gh4=ρgh2
ρ=
13.(2020黑龙江绥化)某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。
(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水,红墨水静止时,U形管两侧液面高度______;
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的______来反映橡皮膜所受压强的大小,用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置______;(填“漏气”或“不漏气”)
(3)他把探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强是______Pa;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的______有关;
(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论,他用图丙的装置,在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体,看到橡皮膜向左侧凸起,则______侧液体的密度较大。
(填“左”或“右”)
【答案】
(1)相同或相等或相平
(2)高度差不漏气(3)600深度(4)右
【解析】
(1)由图甲可知,向U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,根据连通器原理,U形管左右两侧液面相平。
(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小,液面的高度差越大,说明橡皮膜所受压强较大。
用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置不漏气,如果装置漏气,挤压橡皮膜,U形管两边也不会出现高度差。
(3)探头放入水面下6cm处,探头受到水的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa
向下移动探头,看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强与液体的深度有关,深度越深,压强越大。
(4)相同深度,液体的密度越大,压强越大,在容器左右两部分分别装入深度相同的不同液体,橡皮膜向左侧凸起,说明橡皮膜右侧的液体压强较大,右侧液体的密度较大。
四、计算题
14.(2020新疆兵团)如图所示,一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上,笔筒高度为0.11m,筒内深度为0.10m。
笔筒开口向上放置时,笔筒对桌面产生的压强为8.1×102Pa;笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103Pa。
求:
(1)笔筒内注满水时,水对笔筒底部产生的压强;
(2)笔筒开口向上和开口向下放置时,笔筒与桌面的接触面积之比;
(3)青花瓷笔筒材质的密度。
【答案】
(1)1×103Pa;
(2)5∶1;(3)2.7×103kg/m3
【解析】
(1)因为笔筒中水的深度为0.1m,故加强为
(2)由题知,两次压力相等,都等于笔筒的重力,故有
所以
解得
(3)笔筒的质量为
体积为
密度为
15.(2021贵州黔东南模拟)如图所示,体积为1×10-3米3、密度为5×103千克/米3的均匀实心正方体甲和盛有水的轻质柱形容器乙放在水平桌面上,乙容器的底面积为2×10-2米2。
水对容器底部的压强
放入甲物体前
放入甲物体后
p水(帕)
1960
2156
甲
乙
①求甲的质量m甲;
②将甲物体浸没在乙容器的水中,测得甲物体放入前后水对容器底部的压强如表所示:
(a)求放入甲物体前乙容器中水的深度h水;
(b)请根据表中的信息,通过计算判断将甲物体放入容器时是否有水溢出?
若无水溢出请说明理由;若有水溢出请求出溢出水的质量m溢水。
【答案】①5千克;②(a)0.2米;(b)有,0.6千克。
【解析】①m甲=ρ甲V甲=5×103千克/米3×1×10-3米3=5千克
②(a)h水=p水/(ρ水g)
=1960帕/(1000千克/米3×9.8牛/千克)=0.2米
(b)有水溢出。
将甲物体放入容器时,根据容器底部受到水的压强为2156帕,可求水的深度:
h'水=p'水/(ρ水g)=2156帕/(1000千克/米3×9.8牛/千克)=0.22米
容器内物体与水的总体积:
V总=Sh'=0.22米×2×10-2米2=4.4×10-3米3
物体甲的体积V甲=1×10-3米3
原来水的体积V水=0.2米×2×10-2米2=4×10-3米3
溢出水的体积:
V溢水=V甲+V水-V总
=1×10-3米3+4×10-3米3-4.4×10-3米3=6×10-4米3
m溢水=ρ水V溢水=1×103千克/米3×6×10-4米3=0.6千克
16.(2021上海模拟)一个底面积为2×10-2米2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央,容器高为0.12米,内盛有0.1米深的水,如图(a)所示。
另有质量为2千克,体积为1×10-3米3的实心正方体A,如图(b)所示。
求:
A
(a)(b)
(1)水对容器底部的压强。
(2)实心正方体A的密度。
(3)将实心正方体A浸没在图12(a)的水中后,容器对地面压强的变化量。
【答案】
(1)980帕;
(2)2×103千克/米3;(3)686帕。
【解析】
(1)p=ρgh
=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.1米=980帕
(2)ρA=mA/VA
=2千克/(10-3米3)=2×103千克/米3
(3)若水没有溢出时,则水升高的高度为
△h水=V排/S=VA/S=1×10-3米3/2×10-2米2=0.05米
∵容器的高度为0.12米,已装0.1米深的水,△hˊ水=0.02米<0.05米,所以水溢出。
V溢=1×10-3米3-2×10-2米2×0.02米)=6×10-3米3
∴m溢=ρV溢=1.0×103千克/米3×6×10-3米3=0.6千克
△F=GA-G溢
=mAg-m溢g=(2-0.6)千克×9.8牛/千克=13.72牛
△p=△F/S=13.72牛/2×10-2米2=686帕