5. (2024,广安)茶壶几乎是每家必备的常用器具。学习压强知识后,小淇想对家中的茶壶进行相关研究。她测得茶壶的质量为600 g,底面积为$100\ \mathrm{cm}^{2}$,装入适量水后将它放在水平桌面上,测得水的深度如图9-2-19所示,请你接着她的探究完成如下任务。($\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)

(1)求水对茶壶底的压强。
(2)若水对茶壶底的压力是茶壶对桌面压力的0.6倍,则茶壶内水的质量为多少?(茶壶壁厚度不计)

5. (1)$1.2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$;(2)$1.4\ \mathrm{kg}$。 【解析】(1)$p=\rho_{水}gh=$$1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×12×10^{-2}\ \mathrm{m}=1.2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$。(2)由$p=\frac{F}{S}$可得,水对茶壶底的压力$F_{水}=pS=1.2×$$10^{3}\ \mathrm{Pa}×100×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}=12\ \mathrm{N}$,由题意可知,茶壶对桌面的压力$F_{壶}=\frac{F_{水}}{0.6}=\frac{12\ \mathrm{N}}{0.6}=20\ \mathrm{N}$,茶壶所受的重力$G_{壶}=m_{壶}g=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$,因茶壶对桌面的压力等于茶壶和水所受的重力之和,所以水所受的重力$G_{水}=F_{壶}-G_{壶}=20\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=14\ \mathrm{N}$,则水的质量$m_{水}=\frac{G_{水}}{g}=\frac{14\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1.4\ \mathrm{kg}$。

【分析】
1. 对于第(1)问，求水对茶壶底的压强，根据液体压强公式$p=\rho gh$，先将题目给出的水的深度单位转换为国际单位，再代入水的密度、重力加速度数据，即可计算出压强。
2. 对于第(2)问，首先利用压强定义式$p=\frac{F}{S}$变形求出水对茶壶底的压力；再根据题目给出的倍数关系求出茶壶对桌面的压力，而茶壶对水平桌面的压力等于茶壶和水的总重力；接着计算出茶壶的重力，用总重力减去茶壶的重力得到水的重力，最后根据$G=mg$变形求出水的质量。
【解析】
(1) 已知水的深度$h=12\ \mathrm{cm}=0.12\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$，代入数据：
$p=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.12\ \mathrm{m}=1.2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
(2) 由$p=\frac{F}{S}$可得水对茶壶底的压力：
$F_{水}=pS=1.2×10^{3}\ \mathrm{Pa}×100×10^{-4}\ \mathrm{m}^{2}=12\ \mathrm{N}$
根据题意，茶壶对桌面的压力$F_{壶}=\frac{F_{水}}{0.6}=\frac{12\ \mathrm{N}}{0.6}=20\ \mathrm{N}$
茶壶的质量$m_{壶}=600\ \mathrm{g}=0.6\ \mathrm{kg}$，茶壶的重力：
$G_{壶}=m_{壶}g=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$
因为茶壶对桌面的压力等于茶壶和水的总重力，即$F_{壶}=G_{总}=G_{壶}+G_{水}$，所以水的重力：
$G_{水}=F_{壶}-G_{壶}=20\ \mathrm{N}-6\ \mathrm{N}=14\ \mathrm{N}$
则水的质量：
$m_{水}=\frac{G_{水}}{g}=\frac{14\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1.4\ \mathrm{kg}$
【答案】
(1)$1.2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$；(2)$1.4\ \mathrm{kg}$
【知识点】
液体压强计算、压力与重力的关系、压强公式应用
【点评】
本题结合生活中的茶壶，综合考查液体压强和固体压力的计算，需要明确液体压强和固体压力的不同计算思路，注意单位的统一转换，理解水平面上物体对桌面的压力与总重力的关系，是对压强相关知识的典型应用考查。
【难度系数】
0.6

1. 船只通过大坝需要利用船闸,现有一艘船从上游往下游行驶通过船闸,如图9-2-20所示,
则船只通过船闸的顺序为()。


A.甲丙乙丁
B.丙甲丁乙
C.丙甲乙丁
D.甲乙丙丁

1. C

【分析】
要解决这道题，首先要明确船闸的工作原理是连通器原理，船只从上游到下游通过船闸的核心逻辑是：先让上游与闸室形成连通器，待水位相平后船进入闸室；再让闸室与下游形成连通器，待水位相平后船驶到下游。
结合图片逐步分析：
1. 初始状态船在上游，对应丙图，此时需打开上游阀门，使上游和闸室水位逐渐相平；
2. 水位相平后，船驶入闸室，对应甲图；
3. 关闭上游阀门，打开下游阀门，让闸室和下游水位相平，对应乙图；
4. 水位相平后，船驶出闸室到下游，对应丁图。
因此船只通过船闸的顺序为丙→甲→乙→丁。
【解析】
船闸的工作基于连通器原理，船只从上游往下游通行的具体流程：
1. 船处于上游区域（对应丙图），打开上游侧的阀门，使闸室与上游构成连通器，待两者水位相平后，船驶入闸室；
2. 船进入闸室后（对应甲图），关闭上游阀门，打开下游侧的阀门，使闸室与下游构成连通器，待两者水位相平；
3. 水位相平后，船驶出闸室，进入下游区域（对应乙图到丁图的过程）。
综上，船只通过船闸的顺序为丙甲乙丁，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
连通器原理
【点评】
本题考查连通器原理在船闸中的实际应用，需要理解船闸的完整工作流程，明确每一步中连通器的形成、水位变化与船只通行的关联，是对连通器原理应用的典型考查。
【难度系数】
0.7

2. 如图9-2-21所示,A、B两容器中装有同一种液体,且液面高度相同,$a$点的压强小于$b$点的
压强,当A、B间的阀门打开时,下列说法正确的是()。

A.液体由A流向B
B.液体由B流向A
C.液体在A、B间来回流动
D.液体静止不动

2. D

【分析】
首先明确连通器的定义与原理：上端开口、底部相连通的容器为连通器，装有同种液体的连通器，液体静止时各容器液面保持相平。题目中A、B装有同种液体且初始液面高度相同，阀门打开后A、B构成连通器。虽然a点压强小于b点压强（因两点深度不同），但连通器的核心特点是同种液体液面相平时液体不会流动，因此无需被局部点的压强差异干扰，只需根据连通器原理判断液体状态即可。
【解析】
当A、B间的阀门打开时，A、B两容器构成连通器。根据连通器的工作原理：装有同种液体的连通器，当液体静止时，各容器中的液面保持相平。已知初始状态下A、B两容器中液面高度相同，因此打开阀门后，液面仍保持相平，液体静止不动，故正确选项为D。
【答案】
D
【知识点】
连通器原理、液体压强与深度的关系
【点评】
本题考查连通器原理的应用，解题关键是准确把握连通器的核心特点，避免被a、b两点的压强差异误导，注重从整体液面平衡的角度分析问题，属于对基础知识的常规考查。
【难度系数】
0.8