6. 如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,鱼缸重为30 N,内外底面积均为0.12 m²(忽略鱼缸厚度)。缸内有质量为32 kg的水和一条质量为1 kg的鱼,此时水的深度为0.2 m。($\rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,g取10 N/kg)求:
(1)水对鱼缸底的压强。
(2)水对鱼缸底产生的压力。

(1)水对鱼缸底的压强。
(2)水对鱼缸底产生的压力。
答案
6.(1)水对鱼缸底的压强:
$p=\rho_{水} gh=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}× 10\ \mathrm{N/kg}× 0.2\ \mathrm{m}=2× 10^3\ \mathrm{Pa}$
(2)由$p=\frac{F}{S}$可得,水对鱼缸底产生的压力:
$F=pS=2× 10^3\ \mathrm{Pa}× 0.12\ \mathrm{m^2}=240\ \mathrm{N}$
$p=\rho_{水} gh=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}× 10\ \mathrm{N/kg}× 0.2\ \mathrm{m}=2× 10^3\ \mathrm{Pa}$
(2)由$p=\frac{F}{S}$可得,水对鱼缸底产生的压力:
$F=pS=2× 10^3\ \mathrm{Pa}× 0.12\ \mathrm{m^2}=240\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
要解决本题,需掌握液体压强和压力的计算方法:液体压强用公式$ p=\rho gh $计算,其中$ h $为液体深度;计算液体对容器底的压力时,需先求出液体压强,再利用公式$ F=pS $($ S $为容器底面积)推导得出。本题第一问直接代入液体压强公式计算水对鱼缸底的压强,第二问利用压强与压力的关系计算压力,需注意区分液体压强和固体压力的计算逻辑,避免混淆。
【解析】
(1) 水对鱼缸底的压强:
根据液体压强公式$ p=\rho_{水}gh $,代入已知条件$ \rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,$ h=0.2\ \mathrm{m} $,
可得:$ p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.2\ \mathrm{m}=2×10^3\ \mathrm{Pa} $。
(2) 水对鱼缸底产生的压力:
由压强公式$ p=\frac{F}{S} $变形得$ F=pS $,代入压强$ p=2×10^3\ \mathrm{Pa} $和鱼缸底面积$ S=0.12\ \mathrm{m^2} $,
可得:$ F=2×10^3\ \mathrm{Pa}×0.12\ \mathrm{m^2}=240\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) $ 2×10^3\ \mathrm{Pa} $;(2) $ 240\ \mathrm{N} $
【知识点】
液体压强计算、压力计算
【点评】
本题是初中物理中液体压强与压力计算的基础题型,核心是掌握液体压强公式和压强与压力的关系,需注意液体压强的计算深度为液体深度,计算压力时使用容器底面积,整体属于常规得分题,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需掌握液体压强和压力的计算方法:液体压强用公式$ p=\rho gh $计算,其中$ h $为液体深度;计算液体对容器底的压力时,需先求出液体压强,再利用公式$ F=pS $($ S $为容器底面积)推导得出。本题第一问直接代入液体压强公式计算水对鱼缸底的压强,第二问利用压强与压力的关系计算压力,需注意区分液体压强和固体压力的计算逻辑,避免混淆。
【解析】
(1) 水对鱼缸底的压强:
根据液体压强公式$ p=\rho_{水}gh $,代入已知条件$ \rho_{水}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,$ h=0.2\ \mathrm{m} $,
可得:$ p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.2\ \mathrm{m}=2×10^3\ \mathrm{Pa} $。
(2) 水对鱼缸底产生的压力:
由压强公式$ p=\frac{F}{S} $变形得$ F=pS $,代入压强$ p=2×10^3\ \mathrm{Pa} $和鱼缸底面积$ S=0.12\ \mathrm{m^2} $,
可得:$ F=2×10^3\ \mathrm{Pa}×0.12\ \mathrm{m^2}=240\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1) $ 2×10^3\ \mathrm{Pa} $;(2) $ 240\ \mathrm{N} $
【知识点】
液体压强计算、压力计算
【点评】
本题是初中物理中液体压强与压力计算的基础题型,核心是掌握液体压强公式和压强与压力的关系,需注意液体压强的计算深度为液体深度,计算压力时使用容器底面积,整体属于常规得分题,难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 小敏同学利用如图装置探究液体内部压强的特点(容器乙和丙中装的是同种液体):

(1)压强计是通过U形管中液面的
(2)若在使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差,通过
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)如图所示,小敏把探头分别浸入到两种液体(分别是水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液面的高度差比图乙的小,由此得出结论:液体内部的压强跟液体的密度有关。同组的小明说她的结论是错误的,原因是
(4)比较图
(5)小敏还发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液面的高度差不变,表明在
(1)压强计是通过U形管中液面的
高度差
来反映被测压强大小的,所用的实验方法是转换法
。(2)若在使用压强计前,发现U形管内液面已有高度差,通过
B
方法可以进行调节。A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(3)如图所示,小敏把探头分别浸入到两种液体(分别是水和酒精)中,发现图甲中U形管两边液面的高度差比图乙的小,由此得出结论:液体内部的压强跟液体的密度有关。同组的小明说她的结论是错误的,原因是
没有保证深度相同
。接着她改变图乙中探头的深度,其探究情况如图丙所示。(4)比较图
乙、丙
得出探头浸入液体中的深度越深,U形管两边液面的高度差就越大,表示液体在此处的压强越大。(5)小敏还发现在同种液体中,探头所处深度相同时,只改变探头的方向,U形管两边液面的高度差不变,表明在
同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等
。答案
1.(1)高度差;转换法 (2)B (3)没有保证深度相同 (4)乙、丙 (5)同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等
解析
【分析】
本题考查液体内部压强的探究实验,需结合实验原理、控制变量法、转换法等知识解题。
(1) 压强计将不易直接观察的液体压强转换为U形管液面的高度差,这种方法是转换法,据此作答。
(2) 使用前U形管有高度差,是因为软管内气压与外界不等,需拆除软管重新安装使两边气压平衡,据此选调节方法。
(3) 探究压强与液体密度的关系时,需控制探头深度相同,甲、乙中探头深度不同,所以结论错误。
(4) 探究深度对压强的影响,需保证液体密度相同,改变深度,乙、丙为同种液体,深度不同,符合要求。
(5) 同种液体、同一深度,改变探头方向,液面高度差不变,说明各方向压强相等。
【解析】
(1) 压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映被测压强大小,将不易观察的压强转换为易观察的液面高度差,这种实验方法是转换法。
(2) 若使用前U形管内液面已有高度差,说明软管内气压与外界大气压不相等,需拆除软管重新安装,使U形管两端气压相等,从而调节液面,故选B。
(3) 要探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制探头在液体中的深度相同,而图甲和图乙中探头的深度不同,因此小敏的结论错误,原因是没有保证深度相同。
(4) 要得出“探头浸入液体中的深度越深,压强越大”的结论,需控制液体密度相同,改变深度,图乙和图丙中液体是同种液体,探头深度不同,U形管液面高度差不同,因此比较乙、丙两图可得出该结论。
(5) 在同种液体中,探头所处深度相同时,改变探头方向,U形管液面高度差不变,说明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
【答案】
(1) 高度差;转换法 (2) B (3) 没有保证深度相同 (4) 乙、丙 (5) 同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等
【知识点】
液体内部压强、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕液体内部压强的探究实验展开,重点考查转换法、控制变量法在实验中的应用,是初中物理力学部分的基础重点实验,需掌握实验的设计思路和结论。
【难度系数】
0.6
本题考查液体内部压强的探究实验,需结合实验原理、控制变量法、转换法等知识解题。
(1) 压强计将不易直接观察的液体压强转换为U形管液面的高度差,这种方法是转换法,据此作答。
(2) 使用前U形管有高度差,是因为软管内气压与外界不等,需拆除软管重新安装使两边气压平衡,据此选调节方法。
(3) 探究压强与液体密度的关系时,需控制探头深度相同,甲、乙中探头深度不同,所以结论错误。
(4) 探究深度对压强的影响,需保证液体密度相同,改变深度,乙、丙为同种液体,深度不同,符合要求。
(5) 同种液体、同一深度,改变探头方向,液面高度差不变,说明各方向压强相等。
【解析】
(1) 压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映被测压强大小,将不易观察的压强转换为易观察的液面高度差,这种实验方法是转换法。
(2) 若使用前U形管内液面已有高度差,说明软管内气压与外界大气压不相等,需拆除软管重新安装,使U形管两端气压相等,从而调节液面,故选B。
(3) 要探究液体内部压强与液体密度的关系,需控制探头在液体中的深度相同,而图甲和图乙中探头的深度不同,因此小敏的结论错误,原因是没有保证深度相同。
(4) 要得出“探头浸入液体中的深度越深,压强越大”的结论,需控制液体密度相同,改变深度,图乙和图丙中液体是同种液体,探头深度不同,U形管液面高度差不同,因此比较乙、丙两图可得出该结论。
(5) 在同种液体中,探头所处深度相同时,改变探头方向,U形管液面高度差不变,说明在同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等。
【答案】
(1) 高度差;转换法 (2) B (3) 没有保证深度相同 (4) 乙、丙 (5) 同种液体的同一深度处,液体内部向各个方向的压强相等
【知识点】
液体内部压强、转换法、控制变量法
【点评】
本题围绕液体内部压强的探究实验展开,重点考查转换法、控制变量法在实验中的应用,是初中物理力学部分的基础重点实验,需掌握实验的设计思路和结论。
【难度系数】
0.6
2.茶壶是家庭的常用器具。学习压强知识后,晓阳对家中的茶壶进行了相关研究。他测得茶壶的底面积为$0.01\ \mathrm{m}^2$,装入1.6 kg水后,将它放在水平桌面上,测得水的深度如图所示,已知水的密度为$1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,g取10 N/kg,茶壶壁厚度不计。
(1)茶壶盖上有一个小孔是为了使壶身与壶嘴形成
(2)水对茶壶底的压强是多少?
(3)水对茶壶底的压力是多大?

(1)茶壶盖上有一个小孔是为了使壶身与壶嘴形成
连通器
,方便向外倒水。(2)水对茶壶底的压强是多少?
(3)水对茶壶底的压力是多大?
答案
2.(1)连通器
(2)由图可知,茶壶中水的深度:
$h=12\ \mathrm{cm}=0.12\ \mathrm{m}$
则水对茶壶底的压强:
$p=\rho_{水} gh=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}× 10\ \mathrm{N/kg}× 0.12\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{Pa}$
(3)由$p=\frac{F}{S}$得,水对茶壶底的压力:
$F=pS=1200\ \mathrm{Pa}× 0.01\ \mathrm{m^2}=12\ \mathrm{N}$
(2)由图可知,茶壶中水的深度:
$h=12\ \mathrm{cm}=0.12\ \mathrm{m}$
则水对茶壶底的压强:
$p=\rho_{水} gh=1.0× 10^3\ \mathrm{kg/m^3}× 10\ \mathrm{N/kg}× 0.12\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{Pa}$
(3)由$p=\frac{F}{S}$得,水对茶壶底的压力:
$F=pS=1200\ \mathrm{Pa}× 0.01\ \mathrm{m^2}=12\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
第(1)问,茶壶盖上的小孔使壶身与壶嘴满足“上端开口、底部连通”的结构,符合连通器的特点,据此填空;第(2)问,求水对茶壶底的压强,需用液体压强公式$p=\rho gh$,先将水的深度单位换算为国际单位,再代入已知量计算;第(3)问,求水对茶壶底的压力,利用压强公式的变形$F=pS$,结合第(2)问的压强和已知底面积计算即可。
【解析】
(1) 茶壶盖上的小孔让壶身与壶嘴上端开口、底部连通,形成连通器,故此处填连通器。
(2) 由图可知,水的深度$h=12\ \mathrm{cm}=0.12\ \mathrm{m}$,根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,代入数据得:
$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.12\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{Pa}$。
(3) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,变形得水对茶壶底的压力$F=pS$,代入数据得:
$F=1200\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m^2}=12\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 连通器;(2) $1200\ \mathrm{Pa}$;(3) $12\ \mathrm{N}$
【知识点】
连通器、液体压强计算、压力与压强的关系
【点评】
本题考查连通器的应用及液体压强、压力的计算,属于基础题型,解题时需注意深度单位的换算,熟练运用相关公式即可正确解答。
【难度系数】
0.7
第(1)问,茶壶盖上的小孔使壶身与壶嘴满足“上端开口、底部连通”的结构,符合连通器的特点,据此填空;第(2)问,求水对茶壶底的压强,需用液体压强公式$p=\rho gh$,先将水的深度单位换算为国际单位,再代入已知量计算;第(3)问,求水对茶壶底的压力,利用压强公式的变形$F=pS$,结合第(2)问的压强和已知底面积计算即可。
【解析】
(1) 茶壶盖上的小孔让壶身与壶嘴上端开口、底部连通,形成连通器,故此处填连通器。
(2) 由图可知,水的深度$h=12\ \mathrm{cm}=0.12\ \mathrm{m}$,根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,代入数据得:
$p=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.12\ \mathrm{m}=1200\ \mathrm{Pa}$。
(3) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$,变形得水对茶壶底的压力$F=pS$,代入数据得:
$F=1200\ \mathrm{Pa}×0.01\ \mathrm{m^2}=12\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) 连通器;(2) $1200\ \mathrm{Pa}$;(3) $12\ \mathrm{N}$
【知识点】
连通器、液体压强计算、压力与压强的关系
【点评】
本题考查连通器的应用及液体压强、压力的计算,属于基础题型,解题时需注意深度单位的换算,熟练运用相关公式即可正确解答。
【难度系数】
0.7
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