7. 如图9-2-15所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两个容器,分别装有同种液体且深度相同,若两容器底部所受液体的压力、压强分别用Fₐ、Fᵦ和pₐ、pᵦ表示,则Fₐ

=
Fᵦ,pₐ=
pᵦ。(以上两空均填“<”“=”或“>”。)答案
=
=
=
解析
【解析】
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,甲、乙两容器中是同种液体,密度$ \rho $相同,液体深度$ h $相同,因此两容器底部受到的液体压强相等,即$ p_甲 = p_乙 $;
又因为两容器底面积$ S $相等,根据压力公式$ F = pS $,压强相等、底面积相等,所以容器底部受到的液体压力相等,即$ F_甲 = F_乙 $。
【答案】
=;=
【知识点】
液体压强计算、压力与压强关系
【点评】
本题考查液体压强和压力的相关计算,关键是熟练运用液体压强公式和压力公式,明确影响液体压强的因素是液体密度和深度。
【难度系数】
0.8
根据液体压强公式$ p = \rho gh $,甲、乙两容器中是同种液体,密度$ \rho $相同,液体深度$ h $相同,因此两容器底部受到的液体压强相等,即$ p_甲 = p_乙 $;
又因为两容器底面积$ S $相等,根据压力公式$ F = pS $,压强相等、底面积相等,所以容器底部受到的液体压力相等,即$ F_甲 = F_乙 $。
【答案】
=;=
【知识点】
液体压强计算、压力与压强关系
【点评】
本题考查液体压强和压力的相关计算,关键是熟练运用液体压强公式和压力公式,明确影响液体压强的因素是液体密度和深度。
【难度系数】
0.8
8. 如图9-2-16所示,一个下半部分为圆柱的玻璃瓶,高度为20cm,玻璃瓶内封闭有质量为0.3kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa,整个玻璃瓶的容积可等效于一个高度为

15
cm的圆柱形玻璃瓶的容积。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×10³kg/m³的酒精,则酒精的质量为$0.4\mathrm{kg}$
。答案
15
$0.4\ \mathrm{kg}$
$0.4\ \mathrm{kg}$
解析
【解析】
1. 正放时,根据液体压强公式 $ p = \rho gh $,水的深度 $ h_1 = \frac{p_1}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{900\ \mathrm{Pa}}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg}} = 0.09\ \mathrm{m} = 9\ \mathrm{cm} $。
2. 由密度公式得水的体积 $ V_{\mathrm{水}} = \frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}} = \frac{0.3\ \mathrm{kg}}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3}} = 3 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} = 300\ \mathrm{cm^3} $。设圆柱部分底面积为 $ S $,则 $ S = \frac{V_{\mathrm{水}}}{h_1} = \frac{300\ \mathrm{cm^3}}{9\ \mathrm{cm}} = \frac{100}{3}\ \mathrm{cm^2} $。
3. 倒放时,水的深度 $ h_2 = \frac{p_2}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{1400\ \mathrm{Pa}}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg}} = 0.14\ \mathrm{m} = 14\ \mathrm{cm} $,空余部分高度 $ h_{\mathrm{空}} = 20\ \mathrm{cm} - 14\ \mathrm{cm} = 6\ \mathrm{cm} $,空余体积 $ V_{\mathrm{空}} = S h_{\mathrm{空}} $。
4. 玻璃瓶容积 $ V_{\mathrm{容}} = V_{\mathrm{水}} + V_{\mathrm{空}} = S(9\ \mathrm{cm} + 6\ \mathrm{cm}) = 15S $,等效于高度为 $ 15\ \mathrm{cm} $ 的圆柱形容积。
5. 容积 $ V_{\mathrm{容}} = 15\ \mathrm{cm} × \frac{100}{3}\ \mathrm{cm^2} = 500\ \mathrm{cm^3} = 5 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} $,酒精质量 $ m_{\mathrm{酒精}} = \rho_{\mathrm{酒精}} V_{\mathrm{容}} = 0.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 5 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} = 0.4\ \mathrm{kg} $。
【答案】
15;$ 0.4\ \mathrm{kg} $
【知识点】
液体压强公式应用;密度公式应用
【点评】
本题考查液体压强与密度的综合应用,需灵活运用液体压强公式求出水的深度,结合密度公式推导容器容积,进而计算酒精质量,对公式的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
1. 正放时,根据液体压强公式 $ p = \rho gh $,水的深度 $ h_1 = \frac{p_1}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{900\ \mathrm{Pa}}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg}} = 0.09\ \mathrm{m} = 9\ \mathrm{cm} $。
2. 由密度公式得水的体积 $ V_{\mathrm{水}} = \frac{m_{\mathrm{水}}}{\rho_{\mathrm{水}}} = \frac{0.3\ \mathrm{kg}}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3}} = 3 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} = 300\ \mathrm{cm^3} $。设圆柱部分底面积为 $ S $,则 $ S = \frac{V_{\mathrm{水}}}{h_1} = \frac{300\ \mathrm{cm^3}}{9\ \mathrm{cm}} = \frac{100}{3}\ \mathrm{cm^2} $。
3. 倒放时,水的深度 $ h_2 = \frac{p_2}{\rho_{\mathrm{水}}g} = \frac{1400\ \mathrm{Pa}}{1 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 10\ \mathrm{N/kg}} = 0.14\ \mathrm{m} = 14\ \mathrm{cm} $,空余部分高度 $ h_{\mathrm{空}} = 20\ \mathrm{cm} - 14\ \mathrm{cm} = 6\ \mathrm{cm} $,空余体积 $ V_{\mathrm{空}} = S h_{\mathrm{空}} $。
4. 玻璃瓶容积 $ V_{\mathrm{容}} = V_{\mathrm{水}} + V_{\mathrm{空}} = S(9\ \mathrm{cm} + 6\ \mathrm{cm}) = 15S $,等效于高度为 $ 15\ \mathrm{cm} $ 的圆柱形容积。
5. 容积 $ V_{\mathrm{容}} = 15\ \mathrm{cm} × \frac{100}{3}\ \mathrm{cm^2} = 500\ \mathrm{cm^3} = 5 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} $,酒精质量 $ m_{\mathrm{酒精}} = \rho_{\mathrm{酒精}} V_{\mathrm{容}} = 0.8 × 10^3\ \mathrm{kg/m^3} × 5 × 10^{-4}\ \mathrm{m^3} = 0.4\ \mathrm{kg} $。
【答案】
15;$ 0.4\ \mathrm{kg} $
【知识点】
液体压强公式应用;密度公式应用
【点评】
本题考查液体压强与密度的综合应用,需灵活运用液体压强公式求出水的深度,结合密度公式推导容器容积,进而计算酒精质量,对公式的综合运用能力要求较高。
【难度系数】
0.6
9. 如图9-2-17所示,两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上,甲容器的底面积大于乙容器的底面积,它们分别装有体积相等的液体,甲容器中液体的密度为ρₐ,乙容器中液体的密度为ρᵦ。液体内A、B两点到容器底部的距离相等,压强分别为pₐ、pᵦ。若两容器底部受到的液体压强相等,则ρₐ

>
ρᵦ,pₐ<
pᵦ。(以上两空均填“<”“=”或“>”。)答案
>
<
<
解析
【解析】
1. 比较液体密度:
已知两容器中液体体积相等,甲容器底面积$S_甲>S_乙$,由$V=Sh$可知液体深度$h_{甲总}<h_{乙总}$。
两容器底部受到的液体压强相等,根据液体压强公式$p=\rho gh$,在$p$相等时,$h$越小则$\rho$越大,因此$\rhoₐ>\rhoᵦ$。
2. 比较A、B两点的压强:
设A、B两点到容器底部的距离为$h$,则A点深度$hₐ=h_{甲总}-h$,B点深度$hᵦ=h_{乙总}-h$。
由容器底部压强相等可得$\rhoₐgh_{甲总}=\rhoᵦgh_{乙总}$,即$\rhoₐh_{甲总}=\rhoᵦh_{乙总}$。
A点压强$pₐ=\rhoₐg(h_{甲总}-h)=\rhoₐgh_{甲总}-\rhoₐgh$,
B点压强$pᵦ=\rhoᵦg(h_{乙总}-h)=\rhoᵦgh_{乙总}-\rhoᵦgh$,
因为$\rhoₐ>\rhoᵦ$,所以$\rhoₐgh>\rhoᵦgh$,结合$\rhoₐgh_{甲总}=\rhoᵦgh_{乙总}$,可得$pₐ<pᵦ$。
【答案】
>;<
【知识点】
液体压强公式应用;深度与密度关系
【点评】
本题需结合体积公式分析液体深度关系,再利用液体压强公式推导密度和点压强的大小,考查对液体压强公式的灵活运用,理清物理量间的逻辑关系是解题核心。
【难度系数】
0.6
1. 比较液体密度:
已知两容器中液体体积相等,甲容器底面积$S_甲>S_乙$,由$V=Sh$可知液体深度$h_{甲总}<h_{乙总}$。
两容器底部受到的液体压强相等,根据液体压强公式$p=\rho gh$,在$p$相等时,$h$越小则$\rho$越大,因此$\rhoₐ>\rhoᵦ$。
2. 比较A、B两点的压强:
设A、B两点到容器底部的距离为$h$,则A点深度$hₐ=h_{甲总}-h$,B点深度$hᵦ=h_{乙总}-h$。
由容器底部压强相等可得$\rhoₐgh_{甲总}=\rhoᵦgh_{乙总}$,即$\rhoₐh_{甲总}=\rhoᵦh_{乙总}$。
A点压强$pₐ=\rhoₐg(h_{甲总}-h)=\rhoₐgh_{甲总}-\rhoₐgh$,
B点压强$pᵦ=\rhoᵦg(h_{乙总}-h)=\rhoᵦgh_{乙总}-\rhoᵦgh$,
因为$\rhoₐ>\rhoᵦ$,所以$\rhoₐgh>\rhoᵦgh$,结合$\rhoₐgh_{甲总}=\rhoᵦgh_{乙总}$,可得$pₐ<pᵦ$。
【答案】
>;<
【知识点】
液体压强公式应用;深度与密度关系
【点评】
本题需结合体积公式分析液体深度关系,再利用液体压强公式推导密度和点压强的大小,考查对液体压强公式的灵活运用,理清物理量间的逻辑关系是解题核心。
【难度系数】
0.6
10. 如图9-2-18甲所示,在透明密闭塑料盒的上、下、左、右四个面上开六个相同的圆孔,然后在每个孔的位置分别蒙上相同的橡皮膜a、b、c、d、e、f。现将这个塑料盒压入水中,出现了如图9-2-18乙所示的现象,据此回答下列问题。
(1)通过观察橡皮膜
(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,
(3)若要探究同一深度处各水平方向是否都有压强,接下来的操作是

(1)通过观察橡皮膜
d
(填“a”“b”“c”“d”“e”或“f”)的形变可知,水的内部有向上的压强。(2)通过观察橡皮膜b、c或f、e的形变可知,
深度
越大,水的压强越大。(3)若要探究同一深度处各水平方向是否都有压强,接下来的操作是
将塑料盒放在水中保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜$b$、$c$、$e$、$f$处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度
。答案
d
深度
将塑料盒放在水中
保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度
深度
将塑料盒放在水中
保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度
解析
【解析】
(1) 橡皮膜d向上凸起,说明水对它有向上的压强,因此通过观察橡皮膜d的形变可知水的内部有向上的压强。
(2) 橡皮膜b、c(或f、e)处于不同深度,深度更深的橡皮膜形变程度更大,说明深度越大,水的压强越大。
(3) 要探究同一深度处各水平方向是否都有压强,需控制深度不变,改变橡皮膜的水平方向,操作是:将塑料盒放在水中保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度。
【答案】
(1) d
(2) 深度
(3) 将塑料盒放在水中保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度
【知识点】
液体压强的特点;控制变量法
【点评】
本题通过橡皮膜的形变反映液体压强的大小,运用了转换法,同时利用控制变量法探究液体压强的影响因素,考查了对液体压强实验的理解与应用。
【难度系数】
0.7
(1) 橡皮膜d向上凸起,说明水对它有向上的压强,因此通过观察橡皮膜d的形变可知水的内部有向上的压强。
(2) 橡皮膜b、c(或f、e)处于不同深度,深度更深的橡皮膜形变程度更大,说明深度越大,水的压强越大。
(3) 要探究同一深度处各水平方向是否都有压强,需控制深度不变,改变橡皮膜的水平方向,操作是:将塑料盒放在水中保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度。
【答案】
(1) d
(2) 深度
(3) 将塑料盒放在水中保持深度不变,转动塑料盒,分别使橡皮膜b、c、e、f处于同一深度的不同水平方向,观察橡皮膜的形变程度
【知识点】
液体压强的特点;控制变量法
【点评】
本题通过橡皮膜的形变反映液体压强的大小,运用了转换法,同时利用控制变量法探究液体压强的影响因素,考查了对液体压强实验的理解与应用。
【难度系数】
0.7
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