3. 如图 8 - 2 - 3 所示,水平桌面上的一薄壁容器中装有深度为 10 cm、质量为 7 kg 的水,已知容器的质量为 1 kg,底面积为 $ 500 cm^2 $,$ \rho_{水} = 1 × 10^3 kg/m^3 $,$ g $取 10 N/kg,则容器底部受到的压强是Pa;容器对桌面的压强是Pa。

答案
$1×10^3$
$1.6×10^3$
$1.6×10^3$
解析
【解析】
1. 计算容器底部受到的水的压强:
已知水的深度$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,根据液体压强公式$p=\rho gh$,代入数据:
$p_{水}=\rho_{水}gh=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算容器对桌面的压强:
水和容器的总质量$m_{总}=m_{水}+m_{容器}=7\ \mathrm{kg}+1\ \mathrm{kg}=8\ \mathrm{kg}$,
总重力$G_{总}=m_{总}g=8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=80\ \mathrm{N}$,
容器对桌面的压力$F=G_{总}=80\ \mathrm{N}$,
容器底面积$S=500\ \mathrm{cm}^2=0.05\ \mathrm{m}^2$,
根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,代入数据:
$p_{桌}=\frac{80\ \mathrm{N}}{0.05\ \mathrm{m}^2}=1.6×10^3\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
$1×10^3$;$1.6×10^3$
【知识点】
液体压强的计算;固体压强的计算
【点评】
本题需区分液体压强与固体压强的计算方法:液体压强优先使用公式$p=\rho gh$,固体压强通常先求压力(水平桌面时压力等于总重力),再用$p=\frac{F}{S}$计算,计算过程中注意单位的统一换算。
【难度系数】
0.8
1. 计算容器底部受到的水的压强:
已知水的深度$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,根据液体压强公式$p=\rho gh$,代入数据:
$p_{水}=\rho_{水}gh=1×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$。
2. 计算容器对桌面的压强:
水和容器的总质量$m_{总}=m_{水}+m_{容器}=7\ \mathrm{kg}+1\ \mathrm{kg}=8\ \mathrm{kg}$,
总重力$G_{总}=m_{总}g=8\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=80\ \mathrm{N}$,
容器对桌面的压力$F=G_{总}=80\ \mathrm{N}$,
容器底面积$S=500\ \mathrm{cm}^2=0.05\ \mathrm{m}^2$,
根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,代入数据:
$p_{桌}=\frac{80\ \mathrm{N}}{0.05\ \mathrm{m}^2}=1.6×10^3\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
$1×10^3$;$1.6×10^3$
【知识点】
液体压强的计算;固体压强的计算
【点评】
本题需区分液体压强与固体压强的计算方法:液体压强优先使用公式$p=\rho gh$,固体压强通常先求压力(水平桌面时压力等于总重力),再用$p=\frac{F}{S}$计算,计算过程中注意单位的统一换算。
【难度系数】
0.8
4. 奋斗者号全海深载人潜水器创造了我国载人深潜的新纪录。当奋斗者号全海深载人潜水器潜至海面下 10 000 m 深处时,其外部 $ 0.1 m^2 $ 的水平舱面上所受的海水压力约为N。(海水密度近似为 $ 1 × 10^3 kg/m^3 $,$ g $取 10 N/kg)
答案
$1×10^7$
解析
【解析】
1. 计算海面下10000m处的海水压强:
根据液体压强公式$p = \rho gh$,代入数据$\rho=1×10^3kg/m^3$,$g=10N/kg$,$h=10000m$,可得$p = 1×10^3kg/m^3 × 10N/kg × 10000m = 1×10^8Pa$。
2. 计算舱面受到的海水压力:
根据压强公式变形$F = pS$,代入$p=1×10^8Pa$,$S=0.1m^2$,可得$F = 1×10^8Pa × 0.1m^2 = 1×10^7N$。
【答案】
$1×10^7$
【知识点】
液体压强计算,压力计算
【点评】
本题考查液体压强与压力的基础计算,关键是熟练运用相关公式并正确代入数据,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
1. 计算海面下10000m处的海水压强:
根据液体压强公式$p = \rho gh$,代入数据$\rho=1×10^3kg/m^3$,$g=10N/kg$,$h=10000m$,可得$p = 1×10^3kg/m^3 × 10N/kg × 10000m = 1×10^8Pa$。
2. 计算舱面受到的海水压力:
根据压强公式变形$F = pS$,代入$p=1×10^8Pa$,$S=0.1m^2$,可得$F = 1×10^8Pa × 0.1m^2 = 1×10^7N$。
【答案】
$1×10^7$
【知识点】
液体压强计算,压力计算
【点评】
本题考查液体压强与压力的基础计算,关键是熟练运用相关公式并正确代入数据,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
1. 下列关于液体压强的说法错误的是()。
A. 由于液体受到重力的作用,因此上层液体对下层液体有压强
B. 由于液体具有流动性,因此液体不仅对容器底部有压强,对容器侧壁也有压强
C. 液体内部压强是液体重力产生的,而重力方向竖直向下,所以液体不可能有向上的压强
D. 由于液体具有流动性,因此液体内部不仅有向下的压强,还有向其他各个方向的压强
A. 由于液体受到重力的作用,因此上层液体对下层液体有压强
B. 由于液体具有流动性,因此液体不仅对容器底部有压强,对容器侧壁也有压强
C. 液体内部压强是液体重力产生的,而重力方向竖直向下,所以液体不可能有向上的压强
D. 由于液体具有流动性,因此液体内部不仅有向下的压强,还有向其他各个方向的压强
答案
C
解析
【解析】
逐一分析各选项:
A. 液体受到重力作用,上层液体对下层液体有压强,该说法正确;
B. 液体具有流动性,所以对容器底部和侧壁都有压强,该说法正确;
C. 液体内部压强虽由重力产生,但由于液体具有流动性,液体内部向各个方向都有压强,包括向上的压强,该说法错误;
D. 液体具有流动性,因此液体内部不仅有向下的压强,还有向其他各个方向的压强,该说法正确。
综上,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的特点
【点评】
本题主要考查液体压强的产生原因及特点,需明确液体压强由重力和流动性共同决定,内部向各个方向都有压强,避免因对原理理解片面而出错。
【难度系数】
0.6
逐一分析各选项:
A. 液体受到重力作用,上层液体对下层液体有压强,该说法正确;
B. 液体具有流动性,所以对容器底部和侧壁都有压强,该说法正确;
C. 液体内部压强虽由重力产生,但由于液体具有流动性,液体内部向各个方向都有压强,包括向上的压强,该说法错误;
D. 液体具有流动性,因此液体内部不仅有向下的压强,还有向其他各个方向的压强,该说法正确。
综上,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的特点
【点评】
本题主要考查液体压强的产生原因及特点,需明确液体压强由重力和流动性共同决定,内部向各个方向都有压强,避免因对原理理解片面而出错。
【难度系数】
0.6
2. 在研究容器中液体内部压强与液体深度、液体密度之间的定量关系时,要想得到液体内部某处的压强,可设想这里有一个水平放置的“平面”,如图 8 - 2 - 4 所示。这个“平面”以上的液柱对它的压力等于液柱所受的重力。设液柱的高度为 $ h $,“平面”的面积为 $ S $,液体密度为 $ \rho $,利用压强公式 $ p = \frac{F}{S} $ 就可以推导出该处的压强。若增大此“平面”的面积 $ S $,则该处液体的压强()。

A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法判断
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 无法判断
答案
C
解析
【解析】
根据题意,液柱对“平面”的压力 $ F = G = mg = \rho Vg = \rho Shg $,由压强公式 $ p = \frac{F}{S} $,将 $ F $ 代入可得:
$ p = \frac{\rho Shg}{S} = \rho gh $。
由此可知,液体内部某处的压强只与液体的密度 $ \rho $ 和该处的深度 $ h $ 有关,与“平面”的面积 $ S $ 无关,所以增大“平面”的面积 $ S $,该处液体的压强不变。
【答案】
C
【知识点】
液体内部压强特点、压强公式推导
【点评】
本题考查液体压强公式的推导与理解,解题关键是明确液体压强的影响因素,避免被“平面”面积干扰。
【难度系数】
0.7
根据题意,液柱对“平面”的压力 $ F = G = mg = \rho Vg = \rho Shg $,由压强公式 $ p = \frac{F}{S} $,将 $ F $ 代入可得:
$ p = \frac{\rho Shg}{S} = \rho gh $。
由此可知,液体内部某处的压强只与液体的密度 $ \rho $ 和该处的深度 $ h $ 有关,与“平面”的面积 $ S $ 无关,所以增大“平面”的面积 $ S $,该处液体的压强不变。
【答案】
C
【知识点】
液体内部压强特点、压强公式推导
【点评】
本题考查液体压强公式的推导与理解,解题关键是明确液体压强的影响因素,避免被“平面”面积干扰。
【难度系数】
0.7
3. 要使如图 8 - 2 - 5 所示装置中的 U 形管两侧液面高度差保持不变,下列做法可行的是()。

A. 使探头在水中上移
B. 使探头在水中下沉
C. 向杯内水中加入适量的盐
D. 将探头在原深度转动 $ 180° $
A. 使探头在水中上移
B. 使探头在水中下沉
C. 向杯内水中加入适量的盐
D. 将探头在原深度转动 $ 180° $
答案
D
解析
【解析】
U形管两侧液面高度差反映探头处液体压强的大小,高度差不变则压强不变。根据液体内部压强的特点:
A选项:探头在水中上移,深度减小,液体压强减小,U形管液面高度差变小,不符合要求;
B选项:探头在水中下沉,深度增大,液体压强增大,U形管液面高度差变大,不符合要求;
C选项:向杯内加盐,液体密度增大,探头处深度不变,压强增大,U形管液面高度差变大,不符合要求;
D选项:探头在原深度转动$180°$,同一深度液体向各个方向的压强相等,探头处压强不变,U形管两侧液面高度差保持不变,符合要求。
【答案】
D
【知识点】
液体内部压强的特点
【点评】
本题考查液体内部压强特点的应用,需明确U形管液面高度差与探头处压强的关系,理解影响液体压强的因素对压强的影响。
【难度系数】
0.8
U形管两侧液面高度差反映探头处液体压强的大小,高度差不变则压强不变。根据液体内部压强的特点:
A选项:探头在水中上移,深度减小,液体压强减小,U形管液面高度差变小,不符合要求;
B选项:探头在水中下沉,深度增大,液体压强增大,U形管液面高度差变大,不符合要求;
C选项:向杯内加盐,液体密度增大,探头处深度不变,压强增大,U形管液面高度差变大,不符合要求;
D选项:探头在原深度转动$180°$,同一深度液体向各个方向的压强相等,探头处压强不变,U形管两侧液面高度差保持不变,符合要求。
【答案】
D
【知识点】
液体内部压强的特点
【点评】
本题考查液体内部压强特点的应用,需明确U形管液面高度差与探头处压强的关系,理解影响液体压强的因素对压强的影响。
【难度系数】
0.8
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