5.两个完全相同的圆柱形容器放在水平桌面上,分别盛有质量相等的甲和乙两种液体,液面高度如图4所示。甲、乙容器中液体的密度分别为$\rho_甲$、$\rho_乙$,两容器对水平桌面的压力分别为$F_甲$、$F_乙$,下列关系式正确的是 (

A.$\rho_甲 > \rho_乙,F_甲 = F_乙$
B.$\rho_甲 < \rho_乙,F_甲 = F_乙$
C.$\rho_甲 < \rho_乙,F_甲 < F_乙$
D.$\rho_甲 > \rho_乙,F_甲 < F_乙$
A
)A.$\rho_甲 > \rho_乙,F_甲 = F_乙$
B.$\rho_甲 < \rho_乙,F_甲 = F_乙$
C.$\rho_甲 < \rho_乙,F_甲 < F_乙$
D.$\rho_甲 > \rho_乙,F_甲 < F_乙$
答案
5.A
解析
【分析】
要解决本题,需分两步推导:第一步根据图像和已知条件比较两种液体的密度;第二步结合水平桌面压力的特点,比较容器对桌面的压力。首先观察图像,两个相同圆柱形容器中,甲液体的液面更低,说明甲的体积更小;已知两种液体质量相等,利用密度公式可判断密度大小。水平桌面的容器压力等于总重力,结合容器和液体的重力关系即可判断压力大小。
【解析】
1. 液体密度的比较:
由图可知,甲液体的体积 $ V_甲 < V_乙 $,题目给出甲、乙液体质量相等,即 $ m_甲 = m_乙 $。根据密度公式 $ \rho = \frac{m}{V} $,当质量 $ m $ 相同时,体积 $ V $ 越小,密度 $ \rho $ 越大,因此 $ \rho_甲 > \rho_乙 $。
2. 容器对桌面压力的比较:
水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,即 $ F = G_{总} = G_{容器} + G_{液} $。因为两个容器完全相同,所以 $ G_{容器甲} = G_{容器乙} $;又因为 $ m_甲 = m_乙 $,所以 $ G_{液甲} = m_甲g = m_乙g = G_{液乙} $,因此总重力 $ G_{总甲} = G_{总乙} $,即 $ F_甲 = F_乙 $。
综上,$ \rho_甲 > \rho_乙 $,$ F_甲 = F_乙 $,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
密度公式、压力与重力的关系
【点评】
本题是初中物理密度和压力的基础应用题,关键是从图像中准确获取液体体积的关系,再结合公式推导,难度较低,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需分两步推导:第一步根据图像和已知条件比较两种液体的密度;第二步结合水平桌面压力的特点,比较容器对桌面的压力。首先观察图像,两个相同圆柱形容器中,甲液体的液面更低,说明甲的体积更小;已知两种液体质量相等,利用密度公式可判断密度大小。水平桌面的容器压力等于总重力,结合容器和液体的重力关系即可判断压力大小。
【解析】
1. 液体密度的比较:
由图可知,甲液体的体积 $ V_甲 < V_乙 $,题目给出甲、乙液体质量相等,即 $ m_甲 = m_乙 $。根据密度公式 $ \rho = \frac{m}{V} $,当质量 $ m $ 相同时,体积 $ V $ 越小,密度 $ \rho $ 越大,因此 $ \rho_甲 > \rho_乙 $。
2. 容器对桌面压力的比较:
水平桌面上,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,即 $ F = G_{总} = G_{容器} + G_{液} $。因为两个容器完全相同,所以 $ G_{容器甲} = G_{容器乙} $;又因为 $ m_甲 = m_乙 $,所以 $ G_{液甲} = m_甲g = m_乙g = G_{液乙} $,因此总重力 $ G_{总甲} = G_{总乙} $,即 $ F_甲 = F_乙 $。
综上,$ \rho_甲 > \rho_乙 $,$ F_甲 = F_乙 $,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
密度公式、压力与重力的关系
【点评】
本题是初中物理密度和压力的基础应用题,关键是从图像中准确获取液体体积的关系,再结合公式推导,难度较低,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
6.将重物放在水平桌面上,在受力面积不变的情况下,给这个重物施加竖直向上的拉力F。在拉力F逐渐变大的过程中,关于重物对桌面的压强p与拉力F关系的图像,图5中正确的选项是(

A
)答案
6.A
解析
【分析】
要解决该问题,需先通过受力分析确定重物对桌面的压力随拉力F的变化规律,再结合压强公式推导压强p与F的函数关系,进而判断对应图像。水平桌面上的重物,未施加拉力时对桌面的压力等于自身重力;施加竖直向上的拉力F后,重物对桌面的压力会随拉力增大而减小,结合压强公式即可推导函数关系,再分析图像特征。
【解析】
水平桌面上的重物,受力平衡时,重物对桌面的压力等于重力减去竖直向上的拉力,即$ F_{压}=G-F $。根据压强公式$ p=\frac{F_{压}}{S} $(S为受力面积,保持不变),代入压力表达式可得:$ p=\frac{G-F}{S}=-\frac{1}{S}F+\frac{G}{S} $。这是一次函数,斜率为负,纵轴截距为正:当$ F=0 $时,$ p=\frac{G}{S} $(正定值);随着F逐渐增大,p逐渐减小,图像为从纵轴正半轴出发、向下倾斜的直线,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
压强、压力与拉力的关系
【点评】
本题结合受力分析和压强公式推导压强与拉力的函数关系,核心是明确压力随拉力的变化规律,需掌握受力平衡和压强公式的应用,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需先通过受力分析确定重物对桌面的压力随拉力F的变化规律,再结合压强公式推导压强p与F的函数关系,进而判断对应图像。水平桌面上的重物,未施加拉力时对桌面的压力等于自身重力;施加竖直向上的拉力F后,重物对桌面的压力会随拉力增大而减小,结合压强公式即可推导函数关系,再分析图像特征。
【解析】
水平桌面上的重物,受力平衡时,重物对桌面的压力等于重力减去竖直向上的拉力,即$ F_{压}=G-F $。根据压强公式$ p=\frac{F_{压}}{S} $(S为受力面积,保持不变),代入压力表达式可得:$ p=\frac{G-F}{S}=-\frac{1}{S}F+\frac{G}{S} $。这是一次函数,斜率为负,纵轴截距为正:当$ F=0 $时,$ p=\frac{G}{S} $(正定值);随着F逐渐增大,p逐渐减小,图像为从纵轴正半轴出发、向下倾斜的直线,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
压强、压力与拉力的关系
【点评】
本题结合受力分析和压强公式推导压强与拉力的函数关系,核心是明确压力随拉力的变化规律,需掌握受力平衡和压强公式的应用,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
7.如图6所示,A、B两个容器中装有同种液体,它们之间有一斜管相连,当开关K闭合时,两个容器

不能
(选填“能”或“不能”)构成连通器;当开关K打开时,两个容器中液体的流动方向是从B流向A
(选填“从A流向B”或“从B流向A”)。答案
7.不能 从B流向A
解析
【分析】
要解决这个问题,需先明确连通器的构成条件,再结合液体压强的规律分析液体流动方向。连通器的条件是:上端开口,底部互相连通的容器。当开关K闭合时,A、B两容器的底部被开关隔开,不满足底部连通的要求,因此不能构成连通器。当开关K打开时,需比较开关K处两侧的液体压强:同种液体中,液体压强随深度增加而增大,深度是指从液面到该点的竖直距离,由图可知B容器的液面比A容器高,所以K处B侧的液体深度更大,压强更大,液体将从压强大的一侧流向压强小的一侧,即从B流向A。
【解析】
1. 判断连通器的构成:连通器的定义为“上端开口、底部互相连通的容器”。当开关K闭合时,A、B两容器的底部通过斜管被开关隔断,无法实现底部连通,因此两个容器不能构成连通器。
2. 判断液体流动方向:当开关K打开后,A、B通过斜管连通,此时需根据液体压强公式$p=\rho gh$分析压强大小。由于A、B中是同种液体,$\rho$相同;由图可知,B容器的液面高度高于A容器,因此开关K处B侧的液体深度(从B液面到K的竖直距离)大于A侧的液体深度(从A液面到K的竖直距离),故B侧的压强$p_B$大于A侧的压强$p_A$,液体将从压强大的B侧流向压强小的A侧,即流动方向为从B流向A。
【答案】
不能 从B流向A
【知识点】
连通器、液体压强
【点评】
本题是初中物理中连通器与液体压强结合的基础题,核心在于掌握连通器的构成条件和液体压强与深度的关系,只要明确深度的含义(竖直距离),就能准确判断压强大小,进而得出液体流动方向,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需先明确连通器的构成条件,再结合液体压强的规律分析液体流动方向。连通器的条件是:上端开口,底部互相连通的容器。当开关K闭合时,A、B两容器的底部被开关隔开,不满足底部连通的要求,因此不能构成连通器。当开关K打开时,需比较开关K处两侧的液体压强:同种液体中,液体压强随深度增加而增大,深度是指从液面到该点的竖直距离,由图可知B容器的液面比A容器高,所以K处B侧的液体深度更大,压强更大,液体将从压强大的一侧流向压强小的一侧,即从B流向A。
【解析】
1. 判断连通器的构成:连通器的定义为“上端开口、底部互相连通的容器”。当开关K闭合时,A、B两容器的底部通过斜管被开关隔断,无法实现底部连通,因此两个容器不能构成连通器。
2. 判断液体流动方向:当开关K打开后,A、B通过斜管连通,此时需根据液体压强公式$p=\rho gh$分析压强大小。由于A、B中是同种液体,$\rho$相同;由图可知,B容器的液面高度高于A容器,因此开关K处B侧的液体深度(从B液面到K的竖直距离)大于A侧的液体深度(从A液面到K的竖直距离),故B侧的压强$p_B$大于A侧的压强$p_A$,液体将从压强大的B侧流向压强小的A侧,即流动方向为从B流向A。
【答案】
不能 从B流向A
【知识点】
连通器、液体压强
【点评】
本题是初中物理中连通器与液体压强结合的基础题,核心在于掌握连通器的构成条件和液体压强与深度的关系,只要明确深度的含义(竖直距离),就能准确判断压强大小,进而得出液体流动方向,难度适中。
【难度系数】
0.5
8.我国自主研发制造的全新一代载人潜水器在马里亚纳海沟进行了海试,并成功坐底,下潜深度超过一万米,创造了中国载人深潜的新记录。这标志着我国具有了到达世界海洋最深处开展科学探索和科学研究的能力,体现了我国在海洋技术领域的综合实力。在海深一万米处,潜水器受到的压强为
$1.03 × 10^8$
Pa,若潜水器观察窗的面积为$400\ \mathrm{cm}^2$,则观察窗受到海水的压力为$4.12 × 10^6$
N。($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$,海水的密度$\rho_{海水}=1.03× 10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$)答案
8. $1.03 × 10^8$ $4.12 × 10^6$
解析
【分析】
本题考查液体压强与压力的计算,解题思路为:①第一空利用液体压强公式$p=\rho gh$,代入海水密度、$g$和下潜深度计算压强;②第二空根据压强公式变形$F=pS$,先将观察窗面积单位换算为平方米,再用第一空的压强乘以面积得到压力,计算时需注意单位统一。
【解析】
解:①计算潜水器在10000米处受到的海水压强:
根据液体压强公式$p=\rho gh$,代入已知数据:
$p=\rho_{海水}gh=1.03×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×10000\ \mathrm{m}=1.03×10^8\ \mathrm{Pa}$;
②计算观察窗受到的海水压力:
先换算面积单位:$S=400\ \mathrm{cm^2}=400×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.04\ \mathrm{m^2}$;
根据压强公式变形$F=pS$,代入数据:
$F=pS=1.03×10^8\ \mathrm{Pa}×0.04\ \mathrm{m^2}=4.12×10^6\ \mathrm{N}$。
【答案】
$1.03×10^8$;$4.12×10^6$
【知识点】
液体压强计算、压力计算
【点评】
本题为基础力学计算题,核心考查液体压强公式和压强定义式的应用,关键在于单位的正确换算,属于学生易掌握的常规题型。
【难度系数】
0.7
本题考查液体压强与压力的计算,解题思路为:①第一空利用液体压强公式$p=\rho gh$,代入海水密度、$g$和下潜深度计算压强;②第二空根据压强公式变形$F=pS$,先将观察窗面积单位换算为平方米,再用第一空的压强乘以面积得到压力,计算时需注意单位统一。
【解析】
解:①计算潜水器在10000米处受到的海水压强:
根据液体压强公式$p=\rho gh$,代入已知数据:
$p=\rho_{海水}gh=1.03×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×10000\ \mathrm{m}=1.03×10^8\ \mathrm{Pa}$;
②计算观察窗受到的海水压力:
先换算面积单位:$S=400\ \mathrm{cm^2}=400×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.04\ \mathrm{m^2}$;
根据压强公式变形$F=pS$,代入数据:
$F=pS=1.03×10^8\ \mathrm{Pa}×0.04\ \mathrm{m^2}=4.12×10^6\ \mathrm{N}$。
【答案】
$1.03×10^8$;$4.12×10^6$
【知识点】
液体压强计算、压力计算
【点评】
本题为基础力学计算题,核心考查液体压强公式和压强定义式的应用,关键在于单位的正确换算,属于学生易掌握的常规题型。
【难度系数】
0.7
9.如图7所示,A、B、C是置于水平桌面上的三个圆柱形容器,分别装有水和酒精。B和C两容器的底面积相同,且其中的液体深度也相同。三个容器中液体对容器底部压强的大小分别为$p_A$、$p_B$、$p_C$(已知$\rho_{水} > \rho_{酒精}$)。

(1)比较$p_A$、$p_B$、$p_C$的大小关系是:$p_A$
(2)仅对图中器材简单操作后,利用压强计就可以说明液体对容器底部的压强与容器底面积的大小无关。试叙述此操作过程。
(1)比较$p_A$、$p_B$、$p_C$的大小关系是:$p_A$
<
$p_B$,$p_B$ >
$p_C$(均选填“>”“=”或“<”)。(2)仅对图中器材简单操作后,利用压强计就可以说明液体对容器底部的压强与容器底面积的大小无关。试叙述此操作过程。
答案
9.(1)< > (2)将B中一部分水倒入A中,使得两容器中的液面相平,用压强计测量它们底部的压强并比较
解析
【分析】
要解决本题,需结合液体压强公式$ p = \rho gh $分析压强大小关系,再依据控制变量法设计实验验证压强与底面积的关系。对于(1),A、B装同种液体(水),通过深度判断压强;B、C深度相同,通过液体密度判断压强。对于(2),验证压强与底面积无关,需控制液体密度和深度不变,改变容器底面积,据此设计操作。
【解析】
(1) 根据液体压强公式$ p = \rho gh $:
① A、B容器中均为水,液体密度$ \rho $相同,由图可知A中液体深度$ h_A < h_B $,因此$ p_A = \rho gh_A < \rho gh_B = p_B $;
② B、C容器中液体深度$ h $相同,已知$ \rho_{水} > \rho_{酒精} $,因此$ p_B = \rho_{水}gh > \rho_{酒精}gh = p_C $。
(2) 要说明液体对容器底部的压强与容器底面积无关,需控制液体密度和深度相同,仅改变底面积。操作:将B容器中的一部分水倒入A容器中,使A、B两容器内的液面相平,此时两容器中液体均为水(密度相同)、深度相同,仅底面积不同;再用压强计分别测量A、B容器底部的压强,比较压强大小即可验证。
【答案】
(1) <;> (2) 将B中一部分水倒入A中,使得两容器中的液面相平,用压强计测量它们底部的压强并比较
【知识点】
液体压强公式;控制变量法
【点评】
本题考查液体压强公式的应用及控制变量法的实验设计,属于基础题型,需熟练掌握液体压强的影响因素,明确实验设计的控制变量原则。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需结合液体压强公式$ p = \rho gh $分析压强大小关系,再依据控制变量法设计实验验证压强与底面积的关系。对于(1),A、B装同种液体(水),通过深度判断压强;B、C深度相同,通过液体密度判断压强。对于(2),验证压强与底面积无关,需控制液体密度和深度不变,改变容器底面积,据此设计操作。
【解析】
(1) 根据液体压强公式$ p = \rho gh $:
① A、B容器中均为水,液体密度$ \rho $相同,由图可知A中液体深度$ h_A < h_B $,因此$ p_A = \rho gh_A < \rho gh_B = p_B $;
② B、C容器中液体深度$ h $相同,已知$ \rho_{水} > \rho_{酒精} $,因此$ p_B = \rho_{水}gh > \rho_{酒精}gh = p_C $。
(2) 要说明液体对容器底部的压强与容器底面积无关,需控制液体密度和深度相同,仅改变底面积。操作:将B容器中的一部分水倒入A容器中,使A、B两容器内的液面相平,此时两容器中液体均为水(密度相同)、深度相同,仅底面积不同;再用压强计分别测量A、B容器底部的压强,比较压强大小即可验证。
【答案】
(1) <;> (2) 将B中一部分水倒入A中,使得两容器中的液面相平,用压强计测量它们底部的压强并比较
【知识点】
液体压强公式;控制变量法
【点评】
本题考查液体压强公式的应用及控制变量法的实验设计,属于基础题型,需熟练掌握液体压强的影响因素,明确实验设计的控制变量原则。
【难度系数】
0.6
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