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5.在底面积为$100\ \mathrm{cm}^2$的容器中装有1 kg的水,若要使水对容器底的压强超过$1× 10^3\ \mathrm{Pa}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,则下列选项中可能满足条件的容器是(
A
)答案
5.A
解析
【分析】
要解决本题，需结合液体压强与容器形状对压力的影响分析：首先计算柱形容器中1kg水对容器底的临界压强，再根据不同容器的形状，判断水对容器底的压力与水重力的关系，进而确定压强是否超过临界值。
步骤1：计算1kg水的重力，再算出柱形容器中水对底的压强，得到临界值；步骤2：分析各容器的形状特点，判断水对容器底的压力大小，从而确定压强是否满足要求。
【解析】
1. 计算1kg水的重力：根据公式$G=mg$，代入$m=1\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，得$G=1\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=10\ \mathrm{N}$。
2. 计算柱形容器的临界压强：容器底面积$S=100\ \mathrm{cm}^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，柱形容器中液体对容器底的压力等于液体重力，因此压强$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{10\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$，此为题目要求的临界压强。
3. 分析各容器的压强：
容器A：形状为下宽上窄的梯形，水的侧壁会对水产生向下的压力，因此水对容器底的压力$F＞G$，压强$p=\frac{F}{S}＞1×10^3\ \mathrm{Pa}$，满足要求；
容器B、D：形状为上宽下窄，水的侧壁会对水产生向上的支持力，因此水对容器底的压力$F＜G$，压强$p＜1×10^3\ \mathrm{Pa}$，不满足；
容器C：为柱形，压强等于$1×10^3\ \mathrm{Pa}$，不满足“超过”的条件。
【答案】
A
【知识点】
液体压强、压力与重力的关系
【点评】
本题考查液体压强的特点，核心是理解不同形状容器中，液体对容器底的压力与液体重力的关系，而非仅用体积和底面积计算，需结合容器形状分析压力变化，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合液体压强与容器形状对压力的影响分析：首先计算柱形容器中1kg水对容器底的临界压强，再根据不同容器的形状，判断水对容器底的压力与水重力的关系，进而确定压强是否超过临界值。
步骤1：计算1kg水的重力，再算出柱形容器中水对底的压强，得到临界值；步骤2：分析各容器的形状特点，判断水对容器底的压力大小，从而确定压强是否满足要求。
【解析】
1. 计算1kg水的重力：根据公式$G=mg$，代入$m=1\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，得$G=1\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=10\ \mathrm{N}$。
2. 计算柱形容器的临界压强：容器底面积$S=100\ \mathrm{cm}^2=0.01\ \mathrm{m}^2$，柱形容器中液体对容器底的压力等于液体重力，因此压强$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{10\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^2}=1×10^3\ \mathrm{Pa}$，此为题目要求的临界压强。
3. 分析各容器的压强：
容器A：形状为下宽上窄的梯形，水的侧壁会对水产生向下的压力，因此水对容器底的压力$F＞G$，压强$p=\frac{F}{S}＞1×10^3\ \mathrm{Pa}$，满足要求；
容器B、D：形状为上宽下窄，水的侧壁会对水产生向上的支持力，因此水对容器底的压力$F＜G$，压强$p＜1×10^3\ \mathrm{Pa}$，不满足；
容器C：为柱形，压强等于$1×10^3\ \mathrm{Pa}$，不满足“超过”的条件。
【答案】
A
【知识点】
液体压强、压力与重力的关系
【点评】
本题考查液体压强的特点，核心是理解不同形状容器中，液体对容器底的压力与液体重力的关系，而非仅用体积和底面积计算，需结合容器形状分析压力变化，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.5
6.进入夏季,雷雨天气常见,暴雨中一些低洼的道路上很容易有积水。如图是一辆不慎堕入水中的汽车的车门,车中的乘客应立刻开门逃生,因为随着水位升高,车门受到水的压强将
增大
（选填“增大”或“减小”）,车门将越来越难推开。若车门受到水的平均压强为$5×10^{3}\ \mathrm{Pa}$,则此时车门在水下部分的平均深度是 0.5
m;若此时车门在水下部分的面积为$0.8\ \mathrm{m}^2$,则车门所受水的压力为 4000
N。汽车不慎驶入水中时,应用逃生锤的 B
（选填“A”或“B”）端砸向玻璃窗的边角,破窗逃离。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$)答案
6.增大 0.5 4000 B
解析
【分析】
要解决本题，需分模块思考：①液体压强与深度的关系：液体压强随深度增加而增大，据此判断水位升高时车门压强的变化；②利用液体压强公式$p=\rho gh$变形计算水下平均深度；③根据压力与压强的关系$F=pS$计算车门受水的压力；④逃生锤破窗需增大压强，根据压强公式，压力一定时受力面积越小压强越大，据此选择逃生锤的使用端。
【解析】
1. 车门受到水的压强变化：根据液体压强公式$p=\rho gh$，水的密度$\rho$和$g$不变，水位升高时，车门在水中的深度$h$增大，因此车门受到的水的压强将增大。
2. 计算水下平均深度：由$p=\rho gh$变形得$h=\frac{p}{\rho g}$，代入数据$p=5×10^3\ \mathrm{Pa}$，$\rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，则$h=\frac{5×10^3}{1.0×10^3×10}=0.5\ \mathrm{m}$。
3. 计算车门所受水的压力：根据$F=pS$，代入$p=5×10^3\ \mathrm{Pa}$，$S=0.8\ \mathrm{m}^2$，得$F=5×10^3×0.8=4000\ \mathrm{N}$。
4. 选择逃生锤的端：逃生锤破窗需要增大对玻璃的压强，根据$p=\frac{F}{S}$，压力一定时，受力面积越小，压强越大。逃生锤的B端受力面积更小，因此选B端。
【答案】
增大；0.5；4000；B
【知识点】
液体压强计算；压力计算；增大压强的方法
【点评】
本题考查液体压强、压力的计算及增大压强的实际应用，属于基础物理知识的常规应用，需熟练掌握相关公式与规律，难度较低。
【难度系数】
0.7
要解决本题，需分模块思考：①液体压强与深度的关系：液体压强随深度增加而增大，据此判断水位升高时车门压强的变化；②利用液体压强公式$p=\rho gh$变形计算水下平均深度；③根据压力与压强的关系$F=pS$计算车门受水的压力；④逃生锤破窗需增大压强，根据压强公式，压力一定时受力面积越小压强越大，据此选择逃生锤的使用端。
【解析】
1. 车门受到水的压强变化：根据液体压强公式$p=\rho gh$，水的密度$\rho$和$g$不变，水位升高时，车门在水中的深度$h$增大，因此车门受到的水的压强将增大。
2. 计算水下平均深度：由$p=\rho gh$变形得$h=\frac{p}{\rho g}$，代入数据$p=5×10^3\ \mathrm{Pa}$，$\rho=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，则$h=\frac{5×10^3}{1.0×10^3×10}=0.5\ \mathrm{m}$。
3. 计算车门所受水的压力：根据$F=pS$，代入$p=5×10^3\ \mathrm{Pa}$，$S=0.8\ \mathrm{m}^2$，得$F=5×10^3×0.8=4000\ \mathrm{N}$。
4. 选择逃生锤的端：逃生锤破窗需要增大对玻璃的压强，根据$p=\frac{F}{S}$，压力一定时，受力面积越小，压强越大。逃生锤的B端受力面积更小，因此选B端。
【答案】
增大；0.5；4000；B
【知识点】
液体压强计算；压力计算；增大压强的方法
【点评】
本题考查液体压强、压力的计算及增大压强的实际应用，属于基础物理知识的常规应用，需熟练掌握相关公式与规律，难度较低。
【难度系数】
0.7
7.某实验小组探究影响液体内部压强大小的因素的实验过程如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)若压强计的气密性很差,则用手指不论是轻压还是重压橡皮膜时,U形管两边液面的高度差变化都较
(2)比较图乙和图丙,可以得到结论:液体的压强与
(3)实验小组的小天和小红利用压强计来鉴别水和酒精,现有两只相同的烧杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精。
①如图戊所示,小红先后将调节好的压强计的金属盒伸入两种液体中,发现烧杯A的U形管两边液面的高度差较大,于是认为烧杯A装的是水,你认为她的结论是
②如图己所示,小天用自己改装并调试好的压强计进行实验,将压强计的两个金属盒分别没入两种液体中,U形管液面相平,可判断图己中装水的是
(1)若压强计的气密性很差,则用手指不论是轻压还是重压橡皮膜时,U形管两边液面的高度差变化都较
小
(选填“大”或“小”)。把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该相平
(选填“相平”或“不相平”)。实验中通过U形管两边液面的高度差比较液体压强大小,这种科学探究方法称为转换法
。(2)比较图乙和图丙,可以得到结论:液体的压强与
液体的深度
有关。(3)实验小组的小天和小红利用压强计来鉴别水和酒精,现有两只相同的烧杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精。
①如图戊所示,小红先后将调节好的压强计的金属盒伸入两种液体中,发现烧杯A的U形管两边液面的高度差较大,于是认为烧杯A装的是水,你认为她的结论是
不可靠
(选填“可靠”或“不可靠”)的,理由是没有控制金属盒在液体中的深度相同
。②如图己所示,小天用自己改装并调试好的压强计进行实验,将压强计的两个金属盒分别没入两种液体中,U形管液面相平,可判断图己中装水的是
A
(选填“A”或“B”)烧杯。答案
7.(1)小 相平 转换法 (2)液体的深度 (3)不可靠 没有控制金属盒在液体中的深度相同 A
解析
【分析】
本题围绕探究液体内部压强的实验展开，需结合压强计的工作原理、实验方法（控制变量法、转换法）以及液体压强公式$p=\rho gh$分析各问题：
1. 压强计气密性相关：气密性差时按压橡皮膜会漏气，U形管液面变化小；未放入液体时U形管无压强差，液面相平；用液面高度差反映压强大小是转换法。
2. 乙、丙图对比：液体密度相同，金属盒深度不同，分析压强与深度的关系。
3. 鉴别水和酒精：①小红的实验未控制金属盒在两种液体中的深度相同，结论不可靠；②己图中U形管液面相平说明压强相同，根据$p=\rho gh$，压强相同时深度越小液体密度越大，结合水和酒精的密度差异判断装水的烧杯。
【解析】
(1) 若压强计气密性差，按压橡皮膜时装置漏气，U形管两边液面的高度差变化较小；调节好的压强计放在空气中时，U形管两边无压强差，因此液面相平；实验中通过U形管液面高度差反映液体压强大小，这种将不易观察的压强转换为易观察的液面高度差的方法是转换法。
(2) 图乙和图丙中，液体都是水（密度相同），金属盒在液体中的深度不同，U形管液面高度差不同，说明液体的压强与液体的深度有关。
(3) ① 小红的实验中，没有控制金属盒在两种液体中的深度相同，仅根据液面高度差判断液体种类，结论不可靠；② 己图中U形管液面相平，说明两个金属盒受到的液体压强相同，根据$p=\rho gh$，压强$p$相同时，液体密度$\rho$与深度$h$成反比，水的密度大于酒精，所以深度小的液体是水，图中A烧杯中金属盒深度更小，因此装水的是A。
【答案】
(1)小；相平；转换法 (2)液体的深度 (3)①不可靠；没有控制金属盒在液体中的深度相同 ②A
【知识点】
液体内部压强、转换法、控制变量法
【点评】
本题是探究液体内部压强的典型实验题，重点考查压强计的使用、实验结论推导以及控制变量法和转换法的应用，需学生理解实验原理，掌握控制变量的实验思想，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕探究液体内部压强的实验展开，需结合压强计的工作原理、实验方法（控制变量法、转换法）以及液体压强公式$p=\rho gh$分析各问题：
1. 压强计气密性相关：气密性差时按压橡皮膜会漏气，U形管液面变化小；未放入液体时U形管无压强差，液面相平；用液面高度差反映压强大小是转换法。
2. 乙、丙图对比：液体密度相同，金属盒深度不同，分析压强与深度的关系。
3. 鉴别水和酒精：①小红的实验未控制金属盒在两种液体中的深度相同，结论不可靠；②己图中U形管液面相平说明压强相同，根据$p=\rho gh$，压强相同时深度越小液体密度越大，结合水和酒精的密度差异判断装水的烧杯。
【解析】
(1) 若压强计气密性差，按压橡皮膜时装置漏气，U形管两边液面的高度差变化较小；调节好的压强计放在空气中时，U形管两边无压强差，因此液面相平；实验中通过U形管液面高度差反映液体压强大小，这种将不易观察的压强转换为易观察的液面高度差的方法是转换法。
(2) 图乙和图丙中，液体都是水（密度相同），金属盒在液体中的深度不同，U形管液面高度差不同，说明液体的压强与液体的深度有关。
(3) ① 小红的实验中，没有控制金属盒在两种液体中的深度相同，仅根据液面高度差判断液体种类，结论不可靠；② 己图中U形管液面相平，说明两个金属盒受到的液体压强相同，根据$p=\rho gh$，压强$p$相同时，液体密度$\rho$与深度$h$成反比，水的密度大于酒精，所以深度小的液体是水，图中A烧杯中金属盒深度更小，因此装水的是A。
【答案】
(1)小；相平；转换法 (2)液体的深度 (3)①不可靠；没有控制金属盒在液体中的深度相同 ②A
【知识点】
液体内部压强、转换法、控制变量法
【点评】
本题是探究液体内部压强的典型实验题，重点考查压强计的使用、实验结论推导以及控制变量法和转换法的应用，需学生理解实验原理，掌握控制变量的实验思想，难度适中。
【难度系数】
0.7
