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9.2 液体的压强(第 2 课时)
一、连通器
1.如图是生活中常见的 ,此装置的特点是 ,这一特点在实际生活中还
有哪些应用 。
【答案】连通器;见解析;船闸。
【详解】如图上端开口下端连通的容器,是连通器;此装置的特点是当连通器里只有一种液体,
在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面总是相平的。
实际生活中的应用有船闸、茶壶、锅炉水位计等。
第1题图 第2题图
2. 将两根玻璃管下端用橡胶管连在一起,将其中一根玻璃管固定在铁架台上,手持另一端玻璃管,
向管中注水,静止时水面相平,如图所示。将右侧玻璃管上端由A位置提高到B位置,水面静止后,
观察到两侧玻璃管中水面 。(选填“相平”或“不相平”)
【答案】相平。
【详解】由图像可知该装置上端开口,下端连通,是典型的连通器,连通器内装同种液体,当液
体不流动时,液面总是相平的。
3. 如图所示,排水管的U形“反水弯”是一个 。使用后,“反水弯”处会存有一定量的
水,两侧水面是 的,可以有效的阻挡排水管中异味进入室内。【答案】 连通器,相平(或高度相同)。
【详解】连通器的定义:上端开口,底部连通的容器叫连通器。排水管的U形“反水弯”符合连
通器的特点。
根据连通器的特点,当连通器内装同一种液体时,两边的液面齐平。这样可以时刻保持在U形位
置中有液体存在,有效的阻挡排水管中异味进入室内。
4. 如图是乳牛自动喂水器,其中A和B中间的细管C组成一个 ,容器A和B的水面在
水不流动时总保持 。乳牛饮水后使得B的水面下降,A中的水会由C流向 ,此时
A中的水面会 ,从而将阀门D向上顶开,就自动补水。
【答案】连通器,相平,B,下降。
【详解】由图可知:A和B上端开口,底部相连,构成了一个连通器。
根据连通器的特点知:在水不流动时,A和B内的水面相平。
根据题意可知,乳牛饮水后,使B的水面下降,A中的水会经C流向B,此时A中的浮球会随水
面下降,从而将阀门D向上顶开,使水流下来补充。
5. 如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水。将它两端靠在墙面的不同地方,
利用静止的水面A、B记下两个等高标记。这根软管相当于一个 ;若A处距离水平地面1m,
则地面上水管的C处受到水的压强约为 Pa。(水的密度1×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】连通器,1×104。
【详解】由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,并且相连通,符合连通器的结构特征。
地面上水管的C处受到水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=1×104Pa
6. 如图所示,是一个家禽自动饮水装置,相当于一个连通器。请你在C饮水管中画出水面的位置。【答案】见右图。
【详解】根据连通器的特点知,连通器中A、B、C饮水管中的水面相同,据此画出C饮水管中画
出水面的位置,如图所示。
二、液体产生的压力
7.将未装满水且密闭的矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上(如图甲),将其倒置后(如图乙),
水对瓶盖的压强与图甲中水对瓶底的压强相比将 ,水对瓶盖的压力与图甲水对瓶底的压力相比
将 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】变大,变小。
【详解】倒置后深度增大,由p=ρgh可知压强变大。
水对底部的压力F=pS=ρghS,hS是底面所对应的柱状体积V,所以乙比甲小,水对瓶盖的压力与
图甲水对瓶底的压力相比将变小。
或甲图中可以看做柱形容器,水对底部的压力大小等于水的重力;乙图中可以看做口大底小的容
器,水对底部的压力大小小于水的重力。
8.如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中均盛满水,置于水平桌面上.则两容器对水平桌面的
压力关系是F F ,对桌面的压强关系是p p ;水对容器底部的压力关系是F′ F′ ,
甲 乙 甲 乙 甲 乙
水对容器底部的压强关系是p′ p′ (选填“>”、“=”或“<”)。
甲 乙
【答案】 =,< ,>,=。
【详解】根据题意知道,水的质量不变,容器和水的总重不变,又因为在水平面上,压力等于重力,所以容器对水平面的压力不变,即F =F ;
甲 乙
由p=F/S知道,倒置后底面积减小,所以容器对水平面的压强增大,即p <p ;
甲 乙
由p=ρgh知道,将容器倒置后,液体的深度不变,所以水对容器底部的压强不变,即p′ =p′ .因
甲 乙
为倒置后底面积减小,压强不变,由F=pS知道,水对容器底部的压力变小,即F ′>F ′ .
甲 乙
9. 如图所示,在水平桌面上,有质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别
装有质量相同的水。三个容器中,水对容器底部的压力F 、F 、F 大小关系是 ,三个容器
甲 乙 丙
对桌面的压强p 、p 、p 大小关系是 。
甲 乙 丙
【答案】 F >F >F ,p =p =p
甲 丙 乙 甲 乙 丙
【详解】由图可知,容器中水的深度关系为h >h >h
甲 丙 乙
根据p=ρgh可知容器底部所受水的压强关系为p ′>p ′>p ′
甲 丙 乙
因三个容器底面积相同,则根据F=pS可知水对容器底部的压力关系为F >F >F
甲 丙 乙
三个容器的质量相同、所装水的质量也相同,所以容器和水的总质量相同,由G=mg可知它们的
总重力相同,因为容器对水平面的压力等于容器和水的总重力,所以三个容器对水平面的压力相等,
已知三个容器的底面积相同,由p=F/S可知三个容器对水平面的压强相等,即
p =p =p
甲 乙 丙
10. 连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器原理的是( )
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②③④
【答案】C
【详解】①图中喂水器的结构符合上端开口、底部连通的特点,是利用连通器的原理制成的,符
合题意;②船闸符合上端开口下部连通的容器,是连通器,符合题意;
③压强计不符合上端开口下部连通的容器,不是连通器,不符合题意;
④图中下水管中“存水弯”符合上端开口下部连通的容器,属于连通器的应用,符合题意。综上
分析可知,利用连通器原理的是①②④。
故选C。
11.将一未装满水的密闭矿泉水瓶,先正立放置在水平桌面上,再倒立放置,如图所示,则倒立
时水对瓶盖的压强是 pa;正立时水对瓶底的压力为F,倒立时水对瓶盖的压力为F,则F F
1 2 1 2
(选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】1.2×103;>。
【详解】矿泉水瓶倒立时水对瓶盖的压强是
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
正立时水对瓶底的压力为F 等于水的重力G,倒立时有部分水的重力作用在瓶子的侧壁上,所以
1
水对瓶盖的压力为F 小于水的重力G,故F>F。
2 1 2
12. 如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质
量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体对容器底部的压强p >p ②液体的密度ρ =ρ
甲 乙 甲 乙
③容器对桌面的压力F ˂F ④容器对桌面的压强pʹ >pʹ
甲 乙 甲 乙
A.只有①和③ B.只有①和④ C.只有②和③ D.只有③和④
【答案】B
【详解】①②因为容器底面积相同,液体同高,乙中液体的体积大于甲中液体的体积,因为质量
相同,所以ρ >ρ ;由图知,两容器中液体的深度相同,根据p=ρgh知,液体对容器底部得的压强
甲 乙
p >p ,故①正确,②错误;
甲 乙③水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等;甲容器为直臂容器,液体对
容器底部的压力等于自身重力;乙容器上宽下窄,液体对容器底部的压力小于自身重力;所以甲容器
中液体对容器底部的压力大于乙容器中液体对容器底部的压力,即F >F ,故③错误;
甲 乙
④水平桌面上,甲、乙两个容器中两种液体质量相等,则重力相等,容器底面积和质量相同,故
对桌面的压力F ′=F ′,由p=FS得,容器对桌面的相等,即p ′=p ′,故④正确。
甲 乙 甲 乙
故选B。
13. 如图所示,在两端开口、粗细均匀的U形管内注入一部分水,待两管内水面相平后,在右管
水面处做一记号,再缓缓从左管注入10cm高的煤油,液体再次静止时,右管内的水面比原记号处高出
多少?( ρ =0.8×103 kg/m3)
煤油
【答案】4cm
【详解】根据液体压强特点知,p >p ,即ρ gh =ρ gh ,
A B 酒精 1 水 2
0.8×103 kg/m3×10cm=1.0×103 kg/m3×h
2
h=8cm,根据连通器的特点,左管内水面比原来下降了多少,右边管内水面就一定会上升多少,
2
故右管内的水面比原记号处高出:Δh=h/2=4cm.
2
14.我们知道“若连通器内装入同种液体,当液体静止时,各容器中的液面保持相平”的结论,
如图是一个简单的连通器,它盛水静止后,两管中液面高度相等。
(1)请你以液片“AB”为研究对象,运用液体压强知识,结合二力平衡条件,从理论上证明上述
结论。
(2)若左管内装有10cm高的水,在右管中装入酒精(水和酒精不融合),请问液面静止时酒精
的高度是多少?(ρ =0.8×103kg/m3)
酒精
【答案】(1)见解析;(2)12.5cm【分析】(1)连通器是指上端开口,底部连通的容器,内装入同种液体,当液体静止时,各容器
中的液面总保持相平。
(2)若左管内装有10cm高的水,在右管中装入酒精(水和酒精不融合),由于两管液体的压强
相等,根据p=ρ gh即可求出液面静止时酒精的高度。
液
【详解】(1)由图所示,设液片AB的面积为S,左、右两管内水深分别为h 和h ,由于水不流
左 右
动,即液片AB左、右两面所受二力平衡,这两个力同作用于液片AB上,左、右两管中的水对液片AB
的压强相等,又液体压强的计算公式p=ρ gh,两管中同是水(即液体密度相同),因此只有两管水深
液
相等,压强才能相等。
即h =h ,所以左、右两管水面保持相平。
左 右
(2)若左管内装有10cm高的水,在右管中装入酒精,由于在液面静止时左、右两管里的液体压
强相等,即
p =p ρ gh =ρ gh
左 右 水 水 酒精 酒精
ρ 1×103kg/m3
h = 水 ×h = ×10cm=12.5cm
酒精 ρ 水 0.8×103kg/m3
酒精
15.阅读材料,回答问题。
三峡水电站
我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡大坝上、下游的水位差最高可达113m。巨大的落差
有利于生产可观的电力,但也带来了航运方面的问题,修建船闸有效地解决了这个问题。
(1)如图所示,船闸由闸室和上、下游闸门以及上、下游阀门组成。当闸室水面上升到和上游水
面相平后,打开C,船从上游进入闸室后;然后关闭上游的闸门和阀门,打开 ,闸室就和下游
水道构成了一个 ,当闸室水面下降到跟下游水面 时,就可以打开D,船驶向下游;
(2)三峡水电站的水库建有大坝,随着水的深度的增加,大坝受到水的压强也会 ,大坝应
当建成 (选填“上下等宽”、“上宽下窄”或“上窄下宽”)的形状,才可以更加稳固。
(3)三峡水电站的水库大坝高185m,当水库水位为175m时,坝底受到的水的压强是多大?
【答案】(1)阀门B,连通器,相平;(2)增大,上窄下宽;(3)1.75×106Pa
【详解】(1)船从上游进入闸室后,关闭上游的闸门和阀门,再打开阀门B,此时闸室和下游连
通,上端开口,闸室就和下游水道构成了一个连通器,当闸室水面下降到跟下游水面相平时,就可以打开下游闸门D,船驶向下游。
(2)水的深度的增加时,根据p=ρ gh可知,ρ 和g是不变的,所以大坝受到水的压强增大;
水 水
为了使大坝能承受较大的压强,所以大坝应当建成上窄下宽的形状。
(3)由题意知,水的深度为175m,则坝底受到的水的压强
p=ρ gh=1×103kg/m3×10N/kg×175m=1.75×106Pa
水
16.(2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题)如图所示,水龙头放水时,水管与水塔组成 ;水
龙头关闭时,A处水龙头所受水的压强为 Pa。(g=10N/kg;ρ =1.0×103kg/m3)
水
【答案】连通器,1.4×105
【详解】各用户间的水管和水塔下部连通,当水龙头打开时,上部都与空气连通,因此水管与水
塔组成连通器。
相邻两层楼相应位置水管内的压强差p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×14m=1.4×105Pa
17.(2023·黑龙江·统考中考真题)如图所示,把一个质量为0.5kg,底面积为40cm2的平底茶壶
放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成 。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底
12cm,则水对壶底的压力是 N(ρ =1.0 103kg/m3)。
水
【答案】连通器,4.8。
【详解】茶壶的壶嘴和壶身上端开口,下部连通,构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶
嘴和壶身内的水面保持相平。
由题意知,水面到壶底12cm,根据p=ρ gh可得,水对容器底部的压强为
水p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa
又根据F=pS可得,水对壶底的压力为
F=pS=1.2×103Pa×40×10-4m2=4.8N
18.(2023·吉林·统考中考真题)某容器中装有5kg的水,水的深度是0.4m。求:
(1)水的重力;
(2)水对容器底部的压强。(g取10N/kg)
【答案】(1)50N;(2)4×103Pa
【详解】(1)水的重力为G=mg=5kg×10N/kg=50N
(2)水对容器底部的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa
答:(1)水的重力为50N;
(2)水对容器底部的压强为4×103Pa。
19. (2023·黑龙江·统考中考真题)如图所示,底面积和质量都相同的A、B两容器,装有深度相
等,质量相同的不同液体,若容器底而受到的液体压强分别为p 和p ,容器对桌面的压力分别为F 和
A B A
F 。则下列说法正确的是( )
B
A.p =p ;Fp ;F=F
A B A B A B A B
【答案】C
【详解】AD.由图可知,A容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,且两液体的质量相等,
m
所以,由ρ= 可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即ρ <ρ ;由图可知两容器内液
V A B
体的深度相同,由p=ρgh可知,A容器内液体对容器底部的压强较小,即p