8. 学校为了方便学生饮水,添置了如图9-2-28所
示的锅炉,使用一段时间后,锅炉外水位计的
水面会随锅炉内的水面下降,这是利用了
的原理。当锅炉底部所受水的压强
为$5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$时,锅炉内的水深为$\mathrm{m}$。
($\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)

示的锅炉,使用一段时间后,锅炉外水位计的
水面会随锅炉内的水面下降,这是利用了
的原理。当锅炉底部所受水的压强
为$5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$时,锅炉内的水深为$\mathrm{m}$。
($\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)
答案
连通器
0.5
0.5
解析
【分析】
首先分析锅炉和水位计的结构,它们上端开口、底部相连通,符合连通器的结构特点,因此利用了连通器的原理;对于第二问,已知水的压强、水的密度和g的取值,根据液体压强公式$p=\rho gh$,变形公式$h=\frac{p}{\rho g}$,代入数值即可计算出锅炉内的水深。
【解析】
1. 锅炉的水位计和锅炉本体上端开口,底部相连通,构成了连通器,当容器内的液体不流动时,各容器中的液面保持相平,所以水位计的水面随锅炉内水面下降,利用了连通器的原理。
2. 根据液体压强公式$p=\rho gh$,变形可得水深:
$h=\frac{p}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{5×10^{3}\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}×10\ \mathrm{N/kg}}=0.5\ \mathrm{m}$
【答案】
连通器;0.5
【知识点】
连通器原理、液体压强的计算
【点评】
本题考查连通器的实际应用和液体压强公式的计算,属于基础题,需要熟练掌握连通器的特点以及液体压强公式的变形应用。
【难度系数】
0.8
首先分析锅炉和水位计的结构,它们上端开口、底部相连通,符合连通器的结构特点,因此利用了连通器的原理;对于第二问,已知水的压强、水的密度和g的取值,根据液体压强公式$p=\rho gh$,变形公式$h=\frac{p}{\rho g}$,代入数值即可计算出锅炉内的水深。
【解析】
1. 锅炉的水位计和锅炉本体上端开口,底部相连通,构成了连通器,当容器内的液体不流动时,各容器中的液面保持相平,所以水位计的水面随锅炉内水面下降,利用了连通器的原理。
2. 根据液体压强公式$p=\rho gh$,变形可得水深:
$h=\frac{p}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{5×10^{3}\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}×10\ \mathrm{N/kg}}=0.5\ \mathrm{m}$
【答案】
连通器;0.5
【知识点】
连通器原理、液体压强的计算
【点评】
本题考查连通器的实际应用和液体压强公式的计算,属于基础题,需要熟练掌握连通器的特点以及液体压强公式的变形应用。
【难度系数】
0.8
9. 如图9-2-29所示,质量为$500\ \mathrm{g}$的薄壁容器
放在水平地面上,容器底面积为$80\ \mathrm{cm^{2}}$,内装
$1.5\ \mathrm{kg}$水,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,水的密度为$1.0×$
$10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$。求:

(1)水对容器底部的压强。
(2)水对容器底部的压力大小。
(3)容器对水平地面的压力大小。
(4)容器对水平地面的压强。
放在水平地面上,容器底面积为$80\ \mathrm{cm^{2}}$,内装
$1.5\ \mathrm{kg}$水,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,水的密度为$1.0×$
$10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$。求:
(1)水对容器底部的压强。
(2)水对容器底部的压力大小。
(3)容器对水平地面的压力大小。
(4)容器对水平地面的压强。
答案
解:$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$,
水对容器底部的压强
$ p=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$。
解:水对容器底部的压力
$ F=pS=1×10^3\ \mathrm{Pa}×80×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=8\ \mathrm{N}$。
解:$m_{\mathrm{容}}=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$,
容器对水平地面的压力
$ F'=G=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{容}})g=(1.5\ \mathrm{kg}+0.5\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$。
解:容器对水平地面的压强
$ p'=\frac{F'}{S}=\frac{20\ \mathrm{N}}{80×10^{-4}\ \mathrm{m}^2}=2.5×10^3\ \mathrm{Pa}$。
解析
【分析】
这道题考查液体压强与固体压强的综合计算,需明确两类压强的不同解题思路:
1. 水对容器底部的压强属于液体压强,需用液体压强公式$p=\rho gh$计算,注意深度$h$是液面到容器底的竖直高度,本题中为10cm,不可误取斜管长度;
2. 水对容器底部的压力,可通过压强公式变形$F=pS$计算,计算前需统一单位;
3. 容器对水平地面的压力,因容器置于水平地面,压力等于容器与水的总重力,先利用$G=mg$计算总重力即可得到压力;
4. 容器对水平地面的压强属于固体压强,根据公式$p=\frac{F}{S}$计算,此处压力为总压力,受力面积为容器底面积。
【解析】
(1) 先统一深度单位:$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$
根据液体压强公式$p=\rho_{\mathrm{水}}gh$,代入数据得:
$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) 统一容器底面积单位:$S=80\ \mathrm{cm^2}=80×10^{-4}\ \mathrm{m^2}$
根据$F=pS$,代入数据得:
$F=1×10^3\ \mathrm{Pa}×80×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=8\ \mathrm{N}$
(3) 统一容器质量单位:$m_{\mathrm{容}}=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$
容器对水平地面的压力等于总重力:
$F'=G_{\mathrm{总}}=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{容}})g=(1.5\ \mathrm{kg}+0.5\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$
(4) 根据固体压强公式$p'=\frac{F'}{S}$,代入数据得:
$p'=\frac{20\ \mathrm{N}}{80×10^{-4}\ \mathrm{m^2}}=2.5×10^3\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $1×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) $8\ \mathrm{N}$
(3) $20\ \mathrm{N}$
(4) $2.5×10^3\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、重力计算
【点评】
本题核心是区分液体压强与固体压强的计算逻辑:液体压强先算压强再推导压力,水平地面上的固体压强先算总压力(等于总重力)再计算压强;同时需注意单位统一和深度的正确判断,这是易出错的关键点。
【难度系数】
0.6
这道题考查液体压强与固体压强的综合计算,需明确两类压强的不同解题思路:
1. 水对容器底部的压强属于液体压强,需用液体压强公式$p=\rho gh$计算,注意深度$h$是液面到容器底的竖直高度,本题中为10cm,不可误取斜管长度;
2. 水对容器底部的压力,可通过压强公式变形$F=pS$计算,计算前需统一单位;
3. 容器对水平地面的压力,因容器置于水平地面,压力等于容器与水的总重力,先利用$G=mg$计算总重力即可得到压力;
4. 容器对水平地面的压强属于固体压强,根据公式$p=\frac{F}{S}$计算,此处压力为总压力,受力面积为容器底面积。
【解析】
(1) 先统一深度单位:$h=10\ \mathrm{cm}=0.1\ \mathrm{m}$
根据液体压强公式$p=\rho_{\mathrm{水}}gh$,代入数据得:
$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.1\ \mathrm{m}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) 统一容器底面积单位:$S=80\ \mathrm{cm^2}=80×10^{-4}\ \mathrm{m^2}$
根据$F=pS$,代入数据得:
$F=1×10^3\ \mathrm{Pa}×80×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=8\ \mathrm{N}$
(3) 统一容器质量单位:$m_{\mathrm{容}}=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$
容器对水平地面的压力等于总重力:
$F'=G_{\mathrm{总}}=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{容}})g=(1.5\ \mathrm{kg}+0.5\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$
(4) 根据固体压强公式$p'=\frac{F'}{S}$,代入数据得:
$p'=\frac{20\ \mathrm{N}}{80×10^{-4}\ \mathrm{m^2}}=2.5×10^3\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $1×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) $8\ \mathrm{N}$
(3) $20\ \mathrm{N}$
(4) $2.5×10^3\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、重力计算
【点评】
本题核心是区分液体压强与固体压强的计算逻辑:液体压强先算压强再推导压力,水平地面上的固体压强先算总压力(等于总重力)再计算压强;同时需注意单位统一和深度的正确判断,这是易出错的关键点。
【难度系数】
0.6
1.【传统文化】我国的茶文化源远流长,博大精
深,据说始于神农时代,人们常以茶会友款待
客人。小萍将$0.6\ \mathrm{kg}$的热水倒入质量是
$0.4\ \mathrm{kg}$、底面积为$20\ \mathrm{cm^{2}}$的茶壶中,壶内水
深为$15\ \mathrm{cm}$,将茶壶放到水平桌面上时,$g$取
$10\ \mathrm{N/kg}$,以下说法正确的是()
A.茶壶对水平桌面的压力为$4\ \mathrm{N}$
B.茶壶对桌面的压强为$2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
C.水对茶壶底的压强为$1.5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
D.水对茶壶底的压力为$6\ \mathrm{N}$
深,据说始于神农时代,人们常以茶会友款待
客人。小萍将$0.6\ \mathrm{kg}$的热水倒入质量是
$0.4\ \mathrm{kg}$、底面积为$20\ \mathrm{cm^{2}}$的茶壶中,壶内水
深为$15\ \mathrm{cm}$,将茶壶放到水平桌面上时,$g$取
$10\ \mathrm{N/kg}$,以下说法正确的是()
A.茶壶对水平桌面的压力为$4\ \mathrm{N}$
B.茶壶对桌面的压强为$2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
C.水对茶壶底的压强为$1.5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
D.水对茶壶底的压力为$6\ \mathrm{N}$
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题,需区分固体压强(茶壶对桌面)和液体压强(水对壶底)的计算思路:
1. 茶壶对水平桌面的压力等于茶壶和水的总重力,再根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强;
2. 水对茶壶底的压强需用液体压强公式$p=\rho gh$计算,再通过$F=pS$求出水对壶底的压力;
3. 逐个分析选项,对比计算结果判断对错。
【解析】
已知:$m_{水}=0.6\ \mathrm{kg}$,$m_{壶}=0.4\ \mathrm{kg}$,$S=20\ \mathrm{cm^{2}}=20×10^{-4}\ \mathrm{m^{2}}=2×10^{-3}\ \mathrm{m^{2}}$,$h=15\ \mathrm{cm}=0.15\ \mathrm{m}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$。
1. 分析选项A:
茶壶对水平桌面的压力等于总重力:
$F_{桌}=G_{总}=(m_{水}+m_{壶})g=(0.6\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=10\ \mathrm{N}$,
因此A选项中“压力为4N”错误。
2. 分析选项B:
茶壶对桌面的压强:
$p_{桌}=\frac{F_{桌}}{S}=\frac{10\ \mathrm{N}}{2×10^{-3}\ \mathrm{m^{2}}}=5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$,
因此B选项中“压强为$2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$”错误。
3. 分析选项C:
水对茶壶底的压强:
$p_{水}=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}×10\ \mathrm{N/kg}×0.15\ \mathrm{m}=1.5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$,
因此C选项正确。
4. 分析选项D:
水对茶壶底的压力:
$F_{水}=p_{水}S=1.5×10^{3}\ \mathrm{Pa}×2×10^{-3}\ \mathrm{m^{2}}=3\ \mathrm{N}$,
因此D选项中“压力为6N”错误。
【答案】
C
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、压力的计算
【点评】
本题是固体压强与液体压强的综合应用题,核心是区分两者的计算逻辑:固体压强通常先求压力(水平桌面时等于总重力)再算压强;液体压强先利用$p=\rho gh$算压强,再求压力。需注意水对容器底的压力不一定等于水的重力,本题中茶壶形状导致水的重力大于对壶底的压力,容易混淆出错。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需区分固体压强(茶壶对桌面)和液体压强(水对壶底)的计算思路:
1. 茶壶对水平桌面的压力等于茶壶和水的总重力,再根据压强公式$p=\frac{F}{S}$计算压强;
2. 水对茶壶底的压强需用液体压强公式$p=\rho gh$计算,再通过$F=pS$求出水对壶底的压力;
3. 逐个分析选项,对比计算结果判断对错。
【解析】
已知:$m_{水}=0.6\ \mathrm{kg}$,$m_{壶}=0.4\ \mathrm{kg}$,$S=20\ \mathrm{cm^{2}}=20×10^{-4}\ \mathrm{m^{2}}=2×10^{-3}\ \mathrm{m^{2}}$,$h=15\ \mathrm{cm}=0.15\ \mathrm{m}$,$g=10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$。
1. 分析选项A:
茶壶对水平桌面的压力等于总重力:
$F_{桌}=G_{总}=(m_{水}+m_{壶})g=(0.6\ \mathrm{kg}+0.4\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=10\ \mathrm{N}$,
因此A选项中“压力为4N”错误。
2. 分析选项B:
茶壶对桌面的压强:
$p_{桌}=\frac{F_{桌}}{S}=\frac{10\ \mathrm{N}}{2×10^{-3}\ \mathrm{m^{2}}}=5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$,
因此B选项中“压强为$2×10^{3}\ \mathrm{Pa}$”错误。
3. 分析选项C:
水对茶壶底的压强:
$p_{水}=\rho_{水}gh=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}×10\ \mathrm{N/kg}×0.15\ \mathrm{m}=1.5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$,
因此C选项正确。
4. 分析选项D:
水对茶壶底的压力:
$F_{水}=p_{水}S=1.5×10^{3}\ \mathrm{Pa}×2×10^{-3}\ \mathrm{m^{2}}=3\ \mathrm{N}$,
因此D选项中“压力为6N”错误。
【答案】
C
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、压力的计算
【点评】
本题是固体压强与液体压强的综合应用题,核心是区分两者的计算逻辑:固体压强通常先求压力(水平桌面时等于总重力)再算压强;液体压强先利用$p=\rho gh$算压强,再求压力。需注意水对容器底的压力不一定等于水的重力,本题中茶壶形状导致水的重力大于对壶底的压力,容易混淆出错。
【难度系数】
0.6
2.【多选题】如图9-2-30所示,盛
有水的杯子(杯壁厚度不计)
静止在水平桌面上。杯子重
$1\ \mathrm{N}$,高$9\ \mathrm{cm}$,底面积为$30\ \mathrm{cm^{2}}$;

杯内水重$2\ \mathrm{N}$,水深$6\ \mathrm{cm}$,水的密度为$1.0×$
$10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$。下列选项中正确
的是()
A.水对杯底的压强为$900\ \mathrm{Pa}$
B.水对杯底的压力为$1.8\ \mathrm{N}$
C.水杯对桌面的压强为$1000\ \mathrm{Pa}$
D.水杯对桌面的压力为$2.8\ \mathrm{N}$
有水的杯子(杯壁厚度不计)
静止在水平桌面上。杯子重
$1\ \mathrm{N}$,高$9\ \mathrm{cm}$,底面积为$30\ \mathrm{cm^{2}}$;
杯内水重$2\ \mathrm{N}$,水深$6\ \mathrm{cm}$,水的密度为$1.0×$
$10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$。下列选项中正确
的是()
A.水对杯底的压强为$900\ \mathrm{Pa}$
B.水对杯底的压力为$1.8\ \mathrm{N}$
C.水杯对桌面的压强为$1000\ \mathrm{Pa}$
D.水杯对桌面的压力为$2.8\ \mathrm{N}$
答案
BC
解析
【分析】
本题需要区分液体压强和固体压强的计算逻辑:
1. 对于水对杯底的作用,属于液体压强问题,需先用液体压强公式$ p=\rho gh $计算压强,再结合$ F=pS $计算压力,注意水深是6cm而非杯子高度9cm;
2. 对于水杯对桌面的作用,属于固体压强问题,先根据“水平面上的固体压力等于总重力”求出压力,再用$ p=\frac{F}{S} $计算压强;
3. 最后将计算结果与各选项逐一对比,判断正误。
【解析】
步骤1:计算水对杯底的压强
已知水深$ h=6\ \mathrm{cm}=0.06\ \mathrm{m} $,水的密度$ \rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,根据液体压强公式:
$p=\rho gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.06\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{Pa}$
因此A选项中“水对杯底的压强为900Pa”错误。
步骤2:计算水对杯底的压力
杯底面积$ S=30\ \mathrm{cm^2}=3×10^{-3}\ \mathrm{m^2} $,根据$ F=pS $:
$F=600\ \mathrm{Pa}×3×10^{-3}\ \mathrm{m^2}=1.8\ \mathrm{N}$
因此B选项正确。
步骤3:计算水杯对桌面的压力
水杯对桌面的压力等于杯子和水的总重力:
$F'=G_{\mathrm{杯}}+G_{\mathrm{水}}=1\ \mathrm{N}+2\ \mathrm{N}=3\ \mathrm{N}$
因此D选项中“水杯对桌面的压力为2.8N”错误。
步骤4:计算水杯对桌面的压强
根据固体压强公式$ p'=\frac{F'}{S} $:
$p'=\frac{3\ \mathrm{N}}{3×10^{-3}\ \mathrm{m^2}}=1000\ \mathrm{Pa}$
因此C选项正确。
【答案】
BC
【知识点】
液体压强的计算;固体压强的计算
【点评】
本题考查液体压强与固体压强的综合应用,核心是区分两类压强的计算方法:液体压强优先用$ p=\rho gh $,固体压强通常先求总压力(水平面上等于总重力)再用$ p=\frac{F}{S} $;同时需注意容器形状不规则时,液体对容器底的压力不等于液体重力,避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
本题需要区分液体压强和固体压强的计算逻辑:
1. 对于水对杯底的作用,属于液体压强问题,需先用液体压强公式$ p=\rho gh $计算压强,再结合$ F=pS $计算压力,注意水深是6cm而非杯子高度9cm;
2. 对于水杯对桌面的作用,属于固体压强问题,先根据“水平面上的固体压力等于总重力”求出压力,再用$ p=\frac{F}{S} $计算压强;
3. 最后将计算结果与各选项逐一对比,判断正误。
【解析】
步骤1:计算水对杯底的压强
已知水深$ h=6\ \mathrm{cm}=0.06\ \mathrm{m} $,水的密度$ \rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,根据液体压强公式:
$p=\rho gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.06\ \mathrm{m}=600\ \mathrm{Pa}$
因此A选项中“水对杯底的压强为900Pa”错误。
步骤2:计算水对杯底的压力
杯底面积$ S=30\ \mathrm{cm^2}=3×10^{-3}\ \mathrm{m^2} $,根据$ F=pS $:
$F=600\ \mathrm{Pa}×3×10^{-3}\ \mathrm{m^2}=1.8\ \mathrm{N}$
因此B选项正确。
步骤3:计算水杯对桌面的压力
水杯对桌面的压力等于杯子和水的总重力:
$F'=G_{\mathrm{杯}}+G_{\mathrm{水}}=1\ \mathrm{N}+2\ \mathrm{N}=3\ \mathrm{N}$
因此D选项中“水杯对桌面的压力为2.8N”错误。
步骤4:计算水杯对桌面的压强
根据固体压强公式$ p'=\frac{F'}{S} $:
$p'=\frac{3\ \mathrm{N}}{3×10^{-3}\ \mathrm{m^2}}=1000\ \mathrm{Pa}$
因此C选项正确。
【答案】
BC
【知识点】
液体压强的计算;固体压强的计算
【点评】
本题考查液体压强与固体压强的综合应用,核心是区分两类压强的计算方法:液体压强优先用$ p=\rho gh $,固体压强通常先求总压力(水平面上等于总重力)再用$ p=\frac{F}{S} $;同时需注意容器形状不规则时,液体对容器底的压力不等于液体重力,避免概念混淆。
【难度系数】
0.6
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