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专题 07 液体压强的比较和计算(容器装液体不同情况分
析) 【六大题型】
一.不同形状容器装同种液体时液体压强对容器的特点(共7小题)
二.不同形状容器装质量相同的不同液体时液体压强对容器的特点(共7小题)
三.容器中只有一种液体压强的比较(共7小题)
四.容器中盛满液体时放入物体后压强、压力的变化(共7小题)
五.容器中未盛满液体时放入物体后压强、压力的变化(共9小题)
六.液体压强的综合计算(共6小题)
一.不同形状容器装同种液体时液体压强对容器的特点(共7小题)
1.两只容器分别盛有相同高度的酒精和水,在A、B、C三点中,液体产生的压强分别为
p 、p 、p ,已知酒精的密度为0.8×103kg/m3,则( )
A B C
A.p
A
>p
B
>p
C
B. p
A
=p
B
<p
C
C.p
A
<p
B
=p
C
D.p
A
<p
B
<p
C
【答案】D
【解答】解:图中A、B两点,液体的密度相同,但深度不同,由于A所处的深度小于
B所处的深度,根据p= gh可知p <p ;
A B
B、C两点所处的深度相同,甲中的液体为酒精,乙中的液体为水,由于水的密度大于
ρ
酒精的密度,所以C点的压强大于B点的压强,根据p= gh可知p <p 。
B C
所以三点的压强关系为:p
A
<p
B
<p
C
。
ρ
故选:D。
2.如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两容器,分别装有同种液体且深度相同,
两容器底部所受液体的压强、压力分别用p甲 、p乙 、F甲 、F乙 表示,则( )A. p甲 >p乙 ,F甲 >F乙 B.p甲 >p乙 ,F甲 =F乙
C.p甲 =p乙 ,F甲 >F乙 D.p甲 =p乙 ,F甲 =F乙
【答案】D
【解答】解:由题意知,两容器中装有同种液体且深度相同,则液体的密度相同,由p
= gh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲 =p乙 ;
又ρ因为容器底面积相等,由F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲 =F乙 ,
故D正确、ABC错误。
故选:D。
3.如图所示,两个容器中装有质量相等的同种液体,液体对容器底的压力分别为 F甲 和F
乙
,液体对容器底的压强分别为p甲 和p乙 ,以下正确的是( )
A.F甲 >F乙 B.F甲 <F乙 C.p甲 =p乙 D.p甲 <p乙
【答案】D
【解答】解:两个容器中盛有同种相同质量的液体时,甲容器的横截面积较大,容器内
液体的深度较小,
由p= gh可知,甲中液体对容器底部的压强较小,即p甲 <p乙 ;
因柱形容器中液体对容器底的压力等于液体重力,
ρ
所以,甲、乙容器底部受到的压力都等于液体的重力,即F甲 =F乙 ,故D正确、ABC
错误。
故选:D。
4.(多选)如图所示,水平桌面上放着两个底面积和质量均相等的甲、乙容器,分别装有
同种液体且深度相同,下列说法正确的是( )
A.两容器对桌面的压力 F 甲 =F 乙B.两容器对桌面的压强 p 甲 >p 乙
C.液体对容器底部的压力 F 甲 ′>F 乙 ′
D.液体对容器底部的压强 p 甲 ′=p 乙 ′
【答案】BD
【解答】解:A、已知两容器的底面积相同,且两容器中的同种液体深度相同,由图可
知,甲、乙两容器中的液体体积关系为:V甲 >V乙 ,由m= V可知,甲、乙两容器中
的液体质量大小关系为:m甲 >m乙 ,因为物体对水平桌面的
ρ
压力等于它的重力大小,
已知两容器的质量相同,根据F=G总 =m总g可知,两容器对桌面的压力大小关系为:
F 甲 >F 乙 ,故A错误;
B、已知容器的底面积相等,由p= 可知,两容器对桌面的压强大小关系为:p
甲
>p
乙
,故B正确;
CD、已知两容器中同种液体的深度相同,由p= 液gh可知,液体对容器底的压强大小
关系为:p
甲
′=p
乙
′,
ρ
已知两容器的底面积相同,由F=pS可知,液体对容器底的压力大小关系为:F
甲
′=
F 乙 ′,故C错误,D正确。
故选:BD。
5.如图所示,两个底面积相同、自重相同、形状不同的容器A和B,注入相同高度的同种
液体,放在水平桌面上,试比较下列各物理量的大小。(选填“>”“<”或“=”)
(1)两容器所盛液体的重力:G > G 。
A B
(2)两容器底所受到的液体压强:p = p 。
A B
(3)两容器对桌面的压力:F' > F' 。
A B
(4)两容器对桌面的压强:p' > p' 。
A B
【答案】(1)>;(2)=;(3)>;(4)>。
【解答】解:(1)两个底面积相同、形状不同的容器A和B,
由图可知,液体的体积V >V ,
A B
因为液体的密度相同,则由 = 可知,液体质量m >m ;
A B
根据G=mg可知所装液体的
ρ
重力G
A
>G
B
;
(2)由图可知,两容器内液面相平,
因为液体的密度相同,根据p= gh知两容器底所受到的液体压强:p =p ;
A B
ρ(3)两容器所装液体的重力G >G ;两容器相同,则重力相同,
A B
两容器对桌面的压力等于容器和容器内液体的重力之和,
所以,两容器对桌面的压力:F′ >F′ ;
A B
(4)两容器对桌面的压力:F′ >F′ ;
A B
容器A和B底面积相同,根据p= 知两容器对桌面的压强:p′ >p′
A B
故答案为:(1)>;(2)=;(3)>;(4)>。
6.如图所示是两个质量、容积均相等,高度相同、底面积不相等的容器(S <S ),其内
A B
装满同种液体,则两容器底受到的液体压力F < F ,液体对容器底的压强p =
A B A
p ,两容器对水平支持面的压强p ' > p '。(均选填“>”、“<”或“=”)
B A B
【答案】<;=;>。
【解答】解:(1)由于A、B两容器液体深度h相同,同种液体即密度 相同,根据p
= gh可知液体对容器底的压强相同,即p =p ;
A B ρ
ρ
又由于A比B的底面积S小,根据p= 的变形式F=pS,可知压强p相同时,A比B
的压力小,即F <F ;
A B
(2)已知两个容积相等的容器装满同种液体,其质量相同,则重力相同。两容器对桌
面的压力大小等于容器和液体的重力之和;已知液体的质量和容器的重量相同,所以两
容器对桌面的压力相同,F ′=F ′,
A B
因为S底面积S <S ,所以由p= 可知,p ′>p ′。
A B A B
故答案为:<;=;>。
7.如图所示,两个容器中装同一种液体,活塞面积A相等,当分别在两个活塞上增加相
等力ΔF时,试讨论:两个容器内各点的压强增值是否相等?
【答案】相等。
【解答】答:在静止的液体中,围绕某点取一微小的受力作用面,设其面积为ΔS,作
用于该面上的压强为Δp;其平均压强 的极限即为该点的静水压强,用p表示,其单位为Pa。
重力作用下的静止液体液面下h处的压强为p= gh+ ,式中p为液面下h处的压强;
ρ
为液体表面处的压强;h为该点到液面处的距离。
本题中两个容器活塞上施加的压力相同,活塞面积相同,因此水面处压强相同,容器高
度相同,可知容器内底部压强也是相同的。
二.不同形状容器装质量相同的不同液体时液体压强对容器的特点(共7小题)
8.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有质量相同的不同液体,则它们对容器底部
压强的大小关系正确的是( )
A.p甲 >p乙 B.p甲 <p乙
C.p甲 =p乙 D.条件不足,无法判断
【答案】B
【解答】解:观察图片可知,容器的底面积S甲 =S乙 ,液体的深度h甲 =h乙 ;
因为液体的体积V甲 >V乙 ,液体的质量m甲 =m乙 ,根据公式 = 可知,所以液体的
密度; < ;
甲 乙 ρ
因为液ρ体的深ρ度h甲 =h乙 ,根据p= gh可知,液体对容器底部的压强p甲 <p乙 。
故选:B。
ρ
9.如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙、丙三个平底容器,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( )
A.容器对桌面的压力:F甲 <F乙 <F丙
B.容器对桌面的压强:p'甲 =p'乙 =p'丙
C.液体的密度:
甲
<
乙
<
丙
D.液体对容器底ρ部的压ρ强:ρp甲 =p乙 =p丙
【答案】B
【解答】解:AB、容器对桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,而容器和液体质量相等,所以三容器的总重力相等,所以容器对桌面的压力相等,即 F甲 =F乙 =F
丙
,故A错误;
因容器底面积相同,且F甲 =F乙 =F丙 ,由p= 可知,容器对桌面的压强p甲 ′=p乙 ′
=p丙 ′,故B正确;
CD、根据题图可知,甲、乙、丙液体的质量相等,丙液体的体积最大,其次是乙的体
积,甲的体积最小,根据 = 可知,甲的密度最大,丙的密度最小,即 > > ,
甲 乙 丙
故C错误;
ρ ρ ρ ρ
因液体深度相同,且
甲
>
乙
>
丙
,所以由p= gh可知,p甲 >p乙 >p丙 ,故D错误。
故选:B。
ρ ρ ρ ρ
10.如图所示,A、B两个柱形容器(S >S ,容器足够高),分别盛有质量相同的甲、
A B
乙两种液体,则下列说法正确的是( )
A.分别向A、B容器中倒入相同质量的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强p甲 可能
等于p乙
B.分别从A、B容器中抽出相同体积的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强p甲 一定
大于p乙
C.分别向A、B容器中倒入相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压力F甲 一定
小于F乙
D.分别从A、B容器中抽出相同高度的甲、乙液体后,液体对容器底部的压强p甲 一定
大于p乙
【答案】C
【解答】解:A、B两个柱形容器分别盛有质量相同的甲、乙两种液体,由图知甲的体
积大于乙的体积,根据 = 知, < ;
甲 乙
A、由图意知,原来甲乙的质量相同,现在分别向A、B容器中倒入相同质量的甲、乙
ρ ρ ρ
液体后,液体的总质量也相等,因为容器为柱形容器,所以液体对容器底的压力等于液
体的总重力,所以F
A
=F
B
,又因为S
A
>S
B
,根据p= 知,液体对容器底部的压强p甲
一定小于p乙 ,故A错误;
B、由于 < ,现在分别从A、B容器中抽出相同体积的甲、乙液体,由m= V知,
A B
ρ ρ ρ抽出的甲的质量小于乙的质量,由于总质量相等,所以甲剩余的质量大于乙剩余的质量,
甲对容器底的压力大于乙对容器底的压力,因为S >S ,根据p= 知,不能判断出液
A B
体对容器底部的压强p甲 与p乙 的关系,故B错误;
C、原来甲、乙两种液体质量相同,由图知,h甲 >h乙 ,所以单位高度的甲液体的质量
小于乙液体的质量,当分别向A、B容器中倒入相同高度的甲、乙液体后,甲增加的质
量小于乙增加的质量,所以液体对容器底部的压力F甲 一定小于F乙 ,故C正确;
D、当分别从A、B容器中抽出相同高度的甲、乙液体后,由于 h >h ,所以剩余的高
A B
度h
A
′>h
B
′,由于
A
<
B
,根据p= gh知,不能判断出液体对容器底部的压强p甲
与p乙 的关系,故D错ρ误。ρ ρ
故选:C。
11.如图所示,在水平桌面上放置两个完全相同的瓶子,瓶内分别装有质量相同的不同液
体,液面等高。甲瓶对桌面的压强为p ,瓶内液体对瓶底的压强为p ';乙瓶对桌面的压
1 1
强为p ,瓶内液体对瓶盖的压强为p ';则p < p ;则 p ' < p ',(两空均选填
2 2 1 2 1 2
“>”、“<”或“=”)。
【答案】<;<。
【解答】解:已知完全相同的瓶子和质量相同的液体,因此瓶子和液体的总重力相等,
即桌面受到的压力相等;由图示可知,瓶盖与桌面的接触面积较小,由 p= 可知,p
1
<p ;
2
根据图示可知,甲中液体的体积大于乙中液体的体积,由 = 可知,甲中液体的密度
小于乙中液体的密度;因为液面等高,由p= gh可知,p ′<p ′。
1 ρ 2
故答案为:<;<。
ρ
12.底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙,倒入质量相同、密度不同的a、b、c
三种液体后,液面高度相同,如图所示,液体密度最大的是 丙 ;三容器中底部所
受液体压强分别为p甲 、p乙 、p丙 ,它们的大小关系是 p 甲 < p 乙 < p 丙 。【答案】丙;p甲 <p乙 <p丙 。
【解答】解:因为液体深度h、容器底面积S相同,
所以液体体积:v甲 >v乙 >v丙 ,
因为 = ,且三种液体质量相等,
所以 < < ,即密度最大的是丙液体;
ρ甲 乙 丙
因为p= gh,且h相同,所以容器底部受到的液体压强:
ρ ρ ρ
p甲 <p乙ρ <p丙 。
故答案为:丙;p甲 <p乙 <p丙 。
13.如图所示,水平桌面上有甲、乙两个质量相同的薄壁容器,两个容器开口大小相同、
底面积相同,分别装有质量相同的a、b两种液体,两个容器中的液面高度不同。则桌
面对两个容器支持力的大小关系是F甲 = F乙 ;两种液体对容器底压强的大小关系是
p < p (均选填“>”“<”或“=”)。
a b
【答案】=;<。
【解答】解:(1)桌面对容器支持力:F=G总 =m容g+m液g,由于容器、液体的质量
都相等,
所以,桌面对两个容器支持力的大小关系是F甲 =F乙 ;
(2)a液体对容器底压强的大小:p = = = ,
a
b容器上窄下宽,则b中液体对容器底部的压力大于液体的重力,则b液体对容器底压
强的大小:p = > = ,
b
因为,m =m ,
a b
所以,p <p 。
a b
故答案为:=;<。
14.如图所示,甲、乙两个高度相同的容器放在水平桌面上,它们的底面积分别为S甲 、S
乙
,且S甲 =2S乙 =50cm2,分别向两个容器中倒入质量相同的酒精和水,甲容器中酒精
的高度为 10cm,乙容器中水的高度是 16cm。(
酒
=0.8×103kg/m3,
水
=
1.0×103kg/m3)求:
ρ ρ
(1)甲容器中酒精对容器底的压强;
(2)乙容器中水对容器底的压力;(3)若将一个质量为810g的物块浸入甲容器的酒精中,甲容器的液面刚好和乙容器中
的液面相平,求物块的密度最大为多少?
【答案】(1)甲容器中酒精对容器底的压强是800Pa;
(2)乙容器中水对容器底的压力是4N;
(3)若将一个质量为810g的物块浸入甲容器的酒精中,甲容器的液面刚好和乙容器中
的液面相平,物块的密度最大为2.7g/cm3。
【解答】解:(1)甲容器中酒精对容器底的压强为:
p甲 = 酒gh甲 =0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa;
(2)乙容器中水对容器底的压强为:
ρ
p乙 = 水gh乙 =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa,
由题意可知乙容器的底面积为:
ρ
S乙 = ×50cm2=25cm2=2.5×10﹣3m2,
乙容器中水对容器底的压力为:
F乙 =p乙S乙 =1.6×103Pa×2.5×10﹣3m2=4N;
(3)物块的质量不变,当物块浸没时物块的体积最小,由 = 可知它的密度最大,由
于甲容器的液体中浸入物块后,甲容器的液面刚好和乙容器中的液面相平,即此时甲容
ρ
器的液体深度为h甲 ′=h乙 =16cm;
物块的最小体积为:
V=V排 =ΔV=S甲 (h甲 ′﹣h甲 )=50cm2×(16cm﹣10cm)=300cm3,
所以物块的最大密度为:
= = =2.7g/cm3。
答:(1)甲容器中酒精对容器底的压强是800Pa;
ρ
(2)乙容器中水对容器底的压力是4N;
(3)若将一个质量为810g的物块浸入甲容器的酒精中,甲容器的液面刚好和乙容器中
的液面相平,物块的密度最大为2.7g/cm3。
三.容器中只有一种液体压强的比较(共7小题)
15.今年3.15消费者权益日曝光了多家知名奶茶店存在的食品安全隐患,引发关注知名品
牌纷纷被查出存在食品生产标签错误、使用腐烂水果等安全问题。如右图,某奶茶饮料(未装满)平放在水平桌面上,若将该饮料倒置过来放在桌面上,则( )
A.杯内饮料对杯子底的压强减小
B.杯子对桌面的压力增大
C.杯子对桌面的压强增大
D.杯内饮料对杯子底的压强增大
【答案】A
【解答】解:AD、由图可知,此时上端粗下端细,若倒置过来,上端细下端粗,液体
深度变小,由p= 液gh可知,液体密度不变时,深度变小,故杯内饮料对杯子底的压
强减小,故A正确,D错误;
ρ
BC、某奶茶饮料(未装满)平放在水平桌面上,杯子对桌面的压力大小等于杯子的总
重,若将该饮料倒置过来放在桌面上,杯子的总重不变,故杯子对桌面的压力不变,由
于受力面积变大,由p= 可知,杯子对桌面的压强变小,故BC错误。
故选:A。
16.如图是实验用的锥形瓶,将锥形瓶放在面积为S的水平桌面上,已知锥形瓶的质量为
m 、底面积为S ;当往锥形瓶中倒入密度为 、质量为m 的液体后,液面高度为h,则
1 1 2
下列说法错误的是( )
ρ
A.液体对锥形瓶底的压力为m g
1
B.液体对锥形瓶底的压强 gh
C.瓶底对水平桌面的压力为(m +m )g
ρ 1 2
D.瓶底对水平桌面的压强为
【答案】A
【解答】解:AB、根据液体的压强公式可知液体对锥形瓶底的压强为p= gh,
液体对瓶底的压力:F=pS= ghS ,故A错误,B正确;
1 ρ
C、因水平面上物体的压力和ρ自身的重力相等,所以瓶底对水平桌面的压力为F压 =G总
=(m +m )g,故C正确;
1 2D、瓶底对水平桌面压强的受力面积为 S ,所以对桌面的压强为 p′= =
1
,故D正确。
故选:A。
17.如图所示,盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重 1N,高9cm,底面积为30cm2;
杯内水重2N,水深6cm,水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。下列选项中正确的是
( )
A.水对杯底的压强为900Pa
B.水对杯底的压力为1N
C.水杯对桌面的压强为1000Pa
D.水杯对桌面的压力为2.8N
【答案】C
【解答】解:AB、水对杯底的压强为:p= gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa,
故A错误;
ρ
水对杯底的压力为:F=pS=600Pa×30×10﹣4m2=1.8N,故B错误;
CD、杯子静止在水平桌面上,水杯对桌面的压力等于水与杯子的总重力,即F′=G总
=G杯+G水 =1N+2N=3N,故D错误;
水杯对桌面的压强为:p'= =1000Pa,故C正确。
故选:C。
18.如图所示的平底容器,底面积为3×10﹣3m2,内装0.8kg的水后,就恰好装满,此时C
点受到水的压强为 300 0 Pa,容器的上表面AB受到水对它的压力为 1 N。
【答案】3000;1。
【解答】解:( 1)C 点受到水的压强: p = gh =1.0×103kg/m3×10N/kg×
C C
(0.1m+0.2m)=3000Pa;
ρ(2)由 = 可知,水的体积:V水 = =8×10﹣4m3,
假设ABρ 表面的面积为S
AB
,
由图可知,S
AB
×0.1m+(3×10﹣3m2﹣S
AB
)×(0.1m+0.2m)=V水 ,
结的:S =5×10﹣4m2,
AB
AB表面受到水的压强:p = gh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
AB AB
ρ
由p= 可知,容器的上表面AB受到水对它的压力:F =p S =2000Pa×5×10﹣4m2
AB AB AB
=1N。
故答案为:3000;1。
19.如图所示的容器中,A点处液体而产生的压强为1568Pa,该液体的密度 0.8×1 0 3
kg/m3。
【答案】0.8×103
【解答】解:容器中A点在液体中的深度为:h=20cm=0.2m,
该液体的密度为:
。
故答案为:0.8×103。
20.如图所示,装有一定量酒精的密闭平底瓶放置在水平桌面上,酒精对平底的压强为
p 。若将其竖直倒置放置在水平桌面上,酒精对瓶盖的压强为p ,则p 大于 p (选
1 2 2 1
填“大于”、“等于”或“小于”)。倒置后,平底瓶对水平桌面的压强将 变大 ,
平底瓶对水平桌面的压力将 不变 。(后两空均选填“变大”、“不变”或“变
小”)
【答案】大于;变大;不变。
【解答】解:(1)如图竖直放置时,酒精对瓶底的压强为p ,若将它竖直倒置后,酒
1
精对瓶盖的压强为p ,据p= gh可知,竖直倒置后液体深度h大,所以竖直倒置液体
2
对底部的压强变大,即p
2
>p
1
;
ρ
(2)在水平桌面所受到的压力等于瓶和酒精的总重力,倒置后瓶和酒精的重力均未发生变化,即压力不变;受力面积s变小,根据p= 可知瓶子对桌面的压强变大。
答案:大于;变大;不变。
21.一只重2N、底面积为0.005m2的平底薄壁容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,容
器内所盛的水重 12N,容器高为 15cm,容器中水深为 12cm。求:(
水
=
1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
ρ
(1)容器底受到水的压强;
(2)容器底受到水的压力;
(3)容器对桌面的压强。
【答案】(1)容器底受到水的压强为1200Pa;
(2)容器底受到水的压力为6N;
(3)容器对桌面的压强为1600Pa。
【解答】解:(1)容器内水的深度:
h=12cm=0.12m,
容器底受到水的压强:
p= gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
ρ
(2)由p= 得,容器底受到水的压力:
F=pS=1200Pa×0.005m2=6N;
(3)桌面受到盛水容器的压力:
F′=G=2N+6N=8N,
面积为0.02m2的平底容器放在面积为0.8m2的水平桌面中央,两物体实际接触的面积为
S=0.02m2,即为受力面积,容器对桌面的压强:
p′= = =1600Pa。
答:(1)容器底受到水的压强为1200Pa;
(2)容器底受到水的压力为6N;
(3)容器对桌面的压强为1600Pa。
四.容器中盛满液体时放入物体后压强、压力的变化(共7小题)
22.将甲、乙两个相同的溢水杯放在水平桌面上,分别盛满不同的液体(至溢水口处),
把两个完全相同的小球放入溢水杯中,溢出的液体流到了相同的小烧杯中,静止时的状
态如图所示。此时,甲图中液体对烧杯底部的压强和乙图中液体对烧杯底部的压强分别
为 p 和 p ,甲溢水杯对桌面的压强和乙溢水杯对桌面的压强分别为 p 和 p ,则
1 2 3 4( )
A.p <p ,p <p B.p >p ,p >p
1 2 3 4 1 2 3 4
C.p <p ,p =p D.p >p ,p =p
1 2 3 4 1 2 3 4
【答案】A
【解答】解:(1)小球在甲中沉底,浮力小于重力;小球在乙中漂浮,浮力等于重力;
又因为浮力等于排开液体的重力,所以甲烧杯中水的重力小于乙烧杯中水的重力,水对
烧杯底的压力等于水的重力,则F <F ,因为两烧杯底面积相同,所以由公式 p= 得:
1 2
p <p ;
1 2
(2)因为乙球漂浮,所以乙杯内液体的密度
乙
>
球
,因为甲球下沉,所以甲杯内液
体的密度 < ,则两种液体的密度: > ;从图中可知甲杯中液体的体积小于
甲 球 乙 ρ 甲 ρ
乙杯中液体的体积,根据密度公式的变形式 m= V可知甲杯中液体的质量小于乙杯中
ρ ρ ρ ρ
液体的质量,两溢水杯和小球相同,杯子对桌面的压力等于溢水杯、小球和液体的重力
ρ
之和,根据F=G总 =m总g可知甲杯对桌面的压力小于乙杯对桌面的压力,因为受力面
积相同,由公式p= 得:p <p ,故A正确、BCD错误。
3 4
故选:A。
23.如图所示,水平地面上放置着两个底面积不同、高度相同、质量可忽略的薄壁圆柱形
容器甲和乙(S甲 <S乙 ),分别盛满质量相等的水和酒精。现将密度为 的物体A分别
放入水中和酒精中(
酒精
< <
水
),待静止后,水和酒精对容器底部
ρ
的压强分别为p
水
和p酒精 ,甲和乙容器
ρ
对桌面
ρ
的
ρ
压力分别为F甲 和F乙 ,则下列关系正确的是( )
A.p水 >p酒精 ,F甲 >F乙 B.p水 >p酒精 ,F甲 <F乙
C.p水 <p酒精 ,F甲 =F乙 D.p水 <p酒精 ,F甲 >F乙
【答案】B
【解答】解:(1)由图可知:甲乙容器中的液面高度相同,
由于盛满质量相等的水和酒精,将物体A分别放入水和酒精中待静止后,液面高度不变;已知
酒精
<
水
,则根据公式p= gh可知水和酒精对容器底部压强:p水 >p酒精 ;故CD
错误;
ρ ρ ρ
(2)因甲乙容器中分别盛满质量相等的水和酒精,即G水 =G酒精 ;
将密度为 的物体A分别放入水和酒精中,因
酒精
< <
水
,所以待静止后,物体A
会在水中漂浮,在酒精下沉,所以,由浮沉条件和阿基米德原理可得:
ρ ρ ρ ρ
在甲容器中,G
A
=F浮水 =G排水 ,在乙容器中,G
A
>F浮酒精 =G排酒精 ,
所以G排水 >G排酒精 ;
因容器的质量可忽略,则甲容器对桌面的压力为F甲 =G
A
+G水 ﹣G排水 ,乙容器对桌面的
压力为F乙 =G
A
+G酒精 ﹣G排酒精 ,
所以F甲 <F乙 ;故A错误,B正确;
故选:B。
24.已调零的电子秤放在水平桌面上,将装满水的薄壁溢水杯放在电子秤上,如图所示。
此时溢水杯中水深8cm,电子秤的示数是0.33kg。将一重为0.3N的物体放入溢水杯中
(溢出的水用另一容器接收,不会流到电子秤上)。已知溢水杯的底面积为 3×10﹣
3m2,水的密度为1.0×103kg/m3,物体的体积是100cm3,下列说法正确的是( )
A.放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为8000Pa
B.放入物体后,当物体静止时,溢水杯对电子秤的压强为1100Pa
C.放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为0.53kg
D.放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力增大了1N
【答案】B
【解答】解:A、放入物体前,溢水杯底受到的液体压强为:p
水
=
水
gh=
1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣2m=800Pa,故A错误;
ρ
D、物体的质量:m= = =0.03kg=30g,物体的密度为:
物
= =
ρ
=0.3g/cm3<
水
,可知物体放入水中后漂浮,F浮 =G物 =0.3N,
根据阿基米德原理可知ρ物体的浮力:F浮 =G排 =0.3N,故:G物 =G排 ,
放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力的变化量为:ΔF=G物 ﹣G排 =0,
即液体对容器底部的压力不变,故D错误;
C、放入物体后,当物体静止时,液体对容器底部的压力不变,故溢水杯对电子秤的压力不变,可得电子秤的示数不变,为0.33kg,故C错误;
B、放入物体后,当物体静止时,电子秤的示数为此时物体的总质量大小,故溢水杯对
电子秤的压力:
F=G总 =m总g=0.33kg×10N/kg=3.3N,
溢水杯对电子秤的压强为:p杯 = = =1100Pa,故B正确。
故选:B。
25.如图甲所示,一个底面积为20cm2、高度为10cm的杯子装满水时,水对杯子底部的压
强为 1000 Pa,水对杯子底部的压力为 2 N;如图乙所示,若把一个木球A轻
轻放入水中,静止以后木球漂浮在水面,则此时水对底部的压力将 不变 (选填
“变大”、“变小”或“不变”;
水
=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
ρ
【答案】1000;2;不变。
【解答】解:水对杯子底部的压强为:p= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=
1000Pa;
ρ
水对杯子底部的压力:F=pS=1000Pa×20×10﹣4m2=2N;
若把一个木球A轻轻放入水中,静止以后木球漂浮在水面,杯子内水的深度不变,由p
= gh可知水对杯子底部的压强不变,由F=pS可知水对杯子底部的压力不变。
故答案为:1000;2;不变。
ρ
26.将一正方体木块放入装满水的容器中,静止时如图所示,则木块下表面受到水的压强
为 600 Pa,容器底部受到水的压力 不变 (选填“变大”、“变小”或“不
变”)。(g取10N/kg)
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)从图中可知,木块下表面所处水的深度为6cm,则受到水的压强为:
p= gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
(2)装满水的容器中放入木块,木块漂浮,水的深度h不变,由p= gh可知,水对容
ρ
ρ器底的压强不变;由F=pS可知,容器底部受到水的压力不变.
故答案为:600;不变.
27.如图甲所示,底面积为50cm2、高为10cm的平底圆柱形容器和一个质量为100g、体
积为40cm3的小球置于水平桌面上(容器厚度不计),容器内盛某种液体时,容器和液
体的总质量与液体的体积关系如图乙所示。(g取10N/kg)求:
(1)液体的密度是多少g/cm3?
(2)容器内盛满这种液体后,容器底部受到液体的压强是多少Pa?
(3)容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球沉入容器底部,容器
对桌面的压强是多少Pa?
【答案】(1)液体的密度是1g/cm3;
(2)容器内盛满这种液体后,容器底部受到液体的压强是1000Pa;
(3)容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球静止后,容器对桌面
的压强是1.32×103Pa。
【解答】(1)由乙图可知,容器的质量为m容器 =100g=0.1kg,液体体积为V液体 =
200cm3时,容器和液体的总质量m总 =300g,
则液体的质量m液 =m总 ﹣m容器 =300g﹣100g=200g,
液体的密度为 = = =1g/cm3。
(2)容器内盛ρ满这种液体后,液体深度h液 =10cm=0.1m,
容器底部受到液体的压强p= gh液 =1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
ρ
(3)小球的密度为: = = =2.5g/cm3,
小球的密度大于液体的密度,所以小球静止后应浸没在液体中,则小球排开液体的重力
ρ
为:
F浮 =G排 = 液gV排 =1×103kg/m3×10N/kg×40×10﹣6m3=0.4N,
容器内盛满ρ这种液体后,液体质量为m液 = 液V= 液Sh=1×103kg/m3×50×10﹣4m2×0.1m
=0.5kg,
ρ ρ容器对桌面的压强为:
p = = =
=1.32×103Pa。
答:(1)液体的密度是1g/cm3;
(2)容器内盛满这种液体后,容器底部受到液体的压强是1000Pa;
(3)容器内盛满这种液体后,再将小球轻轻地放入容器中,小球静止后,容器对桌面
的压强是1.32×103Pa。
28.如图所示,盛满水的薄壁轻质柱形容器甲与实心柱体乙放置在水平地面上。底面积分
别为S、2S,水的质量为m。(
水
=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)若容器甲中水的深度为0.2ρm,求水对容器甲底部的压强p水 。
(2)若将一个质量分布均匀、体积为2.0×10﹣4m3的物块(不吸水)放入容器甲中,物
块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为1.6×10﹣4m3,求物块的密度。
(3)现有物块A、B、C,其密度、体积如下表所示。小华选择其中一个先后放入容器
甲的水中(物块浸没在水中)、柱体乙的上部,使容器甲对地面的压强变化量大于柱体
乙对地面的压强变化量,且容器甲对地面的压强最大。请写出选择的物块并说明理由,
计算出容器甲对地面的压强最大值p甲大 。(结果用题中字母表示)
物块 A B C
密度 1.5 水 3.6 水 2.8 水
体积 2Vρ 0.5ρV 2Vρ
【答案】(1)水对容器甲底部的压强为2000Pa;
(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;
(3)容器甲对地面的压强最大值为 。
【解答】解:(1)容器甲中水的深度为:h=0.2m,
水对容器甲底部的压强:p水 = 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)物块漂浮在水面上,则Fρ浮 =G物 ,由F浮 = 水gV排 、G=mg以及 = 可得: 水gV排 = 物gV物
ρ ρ ρ ρ
即
物
=
水
= ×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3;
ρ ρ
(3)把物体放置在柱体乙上面,柱体乙对地面压强变化量:Δp乙 = = =
,
由于物块的密度大于水的密度,则它们放入甲容器中(物块浸没在水中)、由于薄壁轻
质柱形容器甲原来是盛满水的,
所以容器甲对地面的压强变化量:ΔF甲 =G﹣G排 = 物gV物 ﹣ 水gV排 = 物gV物 ﹣ 水
gV物 =( 物 ﹣ 水 )gV物 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣① ρ ρ ρ ρ
ρ ρ
则容器甲对地面的压强变化量:Δp甲 = = ,
若:Δp甲 >Δp乙 ,
即: > ,
则: > ,
所以 >2
水
,
由表格数据可知:物体B、C符合要求;
ρ ρ
若选用物体B,则由①式可得容器甲对地面的压力变化量:
ΔF甲B =( B ﹣ 水 )gV B =(3.6 水 ﹣ 水 )g×0.5V=1.3 水gV;
若选用物体
ρ
C,
ρ
则由①式可得此
ρ
时容器
ρ
甲对地面的压力
ρ
变化量:
ΔF甲C =( C ﹣ 水 )gV C =(2.8 水 ﹣ 水 )g×2V=3.6 水gV;
由于要求容ρ器甲ρ对地面的压强最ρ大值pρ甲大 ,则比较压ρ力变化量可知物体C符合要求;
因轻质柱形容器的重力忽略不计,则原来容器甲对地面的压力等于 G水 ,且ΔF甲C =
3.6 水gV,
所以此时容器甲对地面的最大压力为:
ρ
F最大 =G水+ΔF甲C =mg+3.6 水gV;
ρ
则容器甲对地面的压强最大值:p甲大 = = 。
答:(1)水对容器甲底部的压强为2000Pa;
(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;(3)容器甲对地面的压强最大值为 。
五.容器中未盛满液体时放入物体后压强、压力的变化(共9小题)
29.如图所示,圆柱体甲和装有适量某液体的圆柱形容器乙的底面积之比为 3:4,把它们
平放在同一水平桌面上。在甲物体上,沿水平方向截取一段长为x的物体A,并平稳放
入容器乙中,用力使物体A刚好浸没在液体中(A不与容器乙接触,液体无溢出),截
取后,甲、乙对桌面的压强随截取长度 x 的变化关系如图所示。已知甲的密度为
0.6×103kg/m3,容器乙的壁厚和质量均忽略不计,g取10N/kg。下列说法正确的是(
)
A.圆柱体甲截取前和容器乙液体质量之比为3:4
B.圆柱体甲截取前对桌面的压强为1000Pa
C.容器乙中未放入物体A时,液体的深度为8cm
D.容器乙中液体的密度为0.4×103kg/m3
【答案】D
【解答】解:A、由图像可知,截取前圆柱体甲对桌面的压强 p甲 =4p
0
,容器乙对桌面
的压强p乙 =p
0
,
由根据p= = = 得,圆柱体甲截取前和容器乙中的液体质量之比:
= = = ,故A错误;
B、设截取前圆柱体甲的高度为h,则圆柱体甲对桌面的压强:4p
0
= 甲gh,
圆柱体甲截取长度x=10cm=0.1m后,圆柱体甲对桌面的压强:2p
0
=ρ 甲g(h﹣x),
联立以上两式代入数据可解得:h=0.2m,
ρ
所以,圆柱体甲截取前对桌面的压强:
p甲 = 甲gh=0.6×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1200Pa,故B错误;
CD、容器乙中未放入物体A时,对桌面的压强等于液体的压强,
ρ
即:p
0
= 乙gh乙 ﹣﹣﹣①
圆柱体甲ρ截取长度x=10cm=0.1m时,则物体A的体积V
A
=S甲x,
将物体A浸没在液体乙中,液面上升的高度:Δh= = ﹣﹣﹣②
物体A刚好浸没在液体中时,容器乙对桌面的压强等于此时液体的压强,
即:2p
0
= 乙g(h乙+Δh)﹣﹣﹣③
联立①②ρ③可解得:h乙 =7.5cm=0.075m,故C错误;
由B可知,p
0
= p甲 = ×1200Pa=300Pa,
由p
0
= 乙gh乙 得,容器乙中液体的密度:
ρ
乙
= = =0.4×103kg/m3,故D正确。
故选:D。
ρ
30.如图所示,水平面上的圆柱形容器中分别盛有甲、乙两种液体,甲、乙液体对容器底
部的压强p甲 >p乙 。现两容器中分别放入质量为m
1
和m
2
的两个物体,两物体均漂浮在
液面上且液体不溢出,甲、乙液体对容器底部压强变为p'甲 、p′
乙
,则( )
A.若m
1
=m
2
,p'甲 可能小于p'乙
B.若m
1
=m
2
,p'甲 可能等于p'乙
C.若m
1
>m
2
,p'甲 一定大于p'乙
D.若 m
1
>m
2
,p'甲 一定等于p'乙
【答案】C
【解答】解:
对于柱形容器,容器中只有液体时,液体对容器底的压力F=G液 ,
在液体中放入物体后,若物体在柱形容器的液体中漂浮(无液体溢出),则液体对容器
底的压力F′=G液+G物 ,
所以放入物体后,容器底部受到液体压力的增大量ΔF=G物 ;
AB、两容器中分别放入质量为m 和m 的两个物体,两物体均漂浮在液面上且液体不溢
1 2
出,
若m =m ,由G=mg可知G =G ,则容器底部受到液体压力的增大量ΔF相等,
1 2 1 2
由图知,容器的底面积S左 <S右 ,且容器底部受到液体压力的增大量ΔF相等,根据Δp
= 可知,甲液体对容器底部增加的压强较大,即Δp甲 >Δp乙 ;因为原来甲、乙液体对容器底部的压强p甲 >p乙 ,且Δp甲 >Δp乙 ,
所以,由p′=p+Δp可知,p'甲 一定大于p'乙 ,故AB错误;
CD、若m
1
>m
2
,由G=mg可知G
1
>G
2
,则容器底部受到液体压力的增大量ΔF甲 >ΔF
,
乙
因为容器的底面积S左 <S右 ,且ΔF甲 >ΔF乙 ,所以根据Δp= 可知,甲液体对容器
底部增加的压强更大,且原来甲、乙液体对容器底部的压强 p甲 >p乙 ,故此时甲对容器
底部的压强一定大于乙,即p'甲 一定大于p'乙 ,故C正确,D错误。
故选:C。
31.如图是用新材料制成的轻质圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,
横截面积为400cm2,内部装水的高度为20cm。先将一球体放入水中,已知球体体积为
4×10﹣3m3,密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比
( )
A.1:2 B.5:8 C.5:7 D.4:7
【答案】A
【解答】解:(1)桶内水的体积:V水 =Sh=400cm2×20cm=8000cm3,
由 = 得水的质量:m水 = 水V水 =1g/cm3×8000cm3=8000g=8kg,
由题ρ知球体的密度: 球 =4 ρ水 =4×1g/cm3=4g/cm3,
球体的体积V球 =4×1ρ0﹣3m3 ρ=4000cm3,
则球体的质量:m球 = 球V球 =4g/cm3×4000cm3=16000g=16kg,
桶的质量和厚度忽略不ρ计,则总质量m总 =m水+m球 =8kg+16kg=24kg,
球和水的总重力:G总 =m总g=24kg×10N/kg=240N,
则桶对地面的压力:F桶 =G总 =240N;
(2)将一球体放入水中,此时水的深度:h′= = =
30cm=0.3m,
水对桶底的压强:p= 水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
ρ
由p= 可知,水对桶底的压力:F水 =pS=3000Pa×400×10﹣4m2=120N,
所以,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比:F水 :F桶 =120N:240N=1:2。故选:A。
32.甲、乙两圆柱形容器放置在水平地面上,容器内分别盛有体积相同的不同液体,将一
小球放入甲容器内,待其静止后如图所示,此时甲、乙两容器底部受到的液体压强大小
相等。如果将小球从甲容器中取出并放入乙容器中待小球静止后(无液体溢出),两容
器底部受到液体压强的变化量分别为Δp甲 和Δp乙 ,则关于Δp甲 和Δp乙 的大小关系,下
列判断中正确的是( )
A.Δp甲 一定大于Δp乙 B.Δp甲 可能小于Δp乙
C.Δp甲 一定等于Δp乙 D.Δp甲 一定小于Δp乙
【答案】D
【解答】解:设甲乙容器内的不同液体体积均为V,小球的体积为V ;
0
则将一小球放入甲容器内后(浸没),甲容器里液体的深度h甲 = ,
乙容器里液体的深度h乙 = ;
将一小球放入甲容器内后两容器底受到液体的压强相等,即:p甲 =p乙 ;
根据p= gh可得:
甲gh甲 = ρ 乙gh乙 ;
ρ ρ
则: 甲g× = 乙g× ;
ρ ρ
整理可得: = ;
由图可知:h甲 <h乙 ,则根据 甲gh甲 = 乙gh乙 可得: 甲 > 乙 ;
小球放入甲容器内后(浸没)ρ下沉,则浮ρ沉条件可知:ρ
球
>ρ
甲
;
所以, 球 > 乙 ; ρ ρ
根据浮沉条件可知:将小球放入乙容器中待小球静止后会沉在底部;
ρ ρ
由于容器是柱状的,则Δp甲 = 甲gΔh甲 = 甲g× ;Δp乙 = 乙gΔh乙 = 乙g× ,
ρ ρ ρ ρ则: = = = <1;
所以,Δp甲 <Δp乙 。
故选:D。
33.如图,有一圆柱形薄桶(桶的质量和厚度忽略不计),高度足够高,横截面积为
400cm2,内部装水的高度为20cm,水对容器底部的压强是 200 0 Pa。现将一体积为
4×10﹣3m3的球体放入水中,已知球体密度为水密度的4倍,则放入球后,水对桶底的压
力与桶对地面的压力之比为 1 : 2 。
【答案】2000;1:2。
【解答】解:(1)此时水对容器底部的压强:p= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10
﹣2m=2000Pa;
ρ
(2)桶内水的体积:V水 =Sh=400cm2×20cm=8000cm3,
由 = 可知,水的质量:m水 = 水V水 =1g/cm3×8000cm3=8000g=8kg,
根据ρ题意可知,球体的密度: 球ρ=4
水
=4×1g/cm3=4g/cm3,
球体的体积V球 =4×10﹣3m3=4ρ000cmρ 3,
由 = 可知,球体的质量:m球 = 球V球 =4g/cm3×4000cm3=16000g=16kg,
桶的ρ质量和厚度忽略不计,则放入球ρ后的总质量m总 =m水+m球 =8kg+16kg=24kg,
球和水的总重力:G总 =m总g=24kg×10N/kg=240N,
则桶对地面的压力:F桶 =G总 =240N;
将球体放入水中,此时水的深度增加量:Δh= = =10cm,
水后来的深度h′=20cm+10cm=30cm=0.3m,
水对桶底的压强:p′= 水gh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa,
ρ
由p= 可知,水对桶底的压力:F水 =p′S=3000Pa×400×10﹣4m2=120N,
所以,水对桶底的压力与桶对地面的压力之比:F水 :F桶 =120N:240N=1:2。
故答案为:2000;1:2。34.底面积为400cm2的薄壁柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把体积
为2.2×10﹣3m3,重为6N的木块A放入水中后,再在木块A的上方放一个体积为10﹣
3m3球体B,平衡时球体B恰好没入水中,如图甲所示,则木块A浸没时,球体B对木
块A的压力为 1 6 N。若将B放入水中,如图乙所示,则水对容器底部压强变化了
400 Pa。(g取10N/kg, 水 =1.0×103kg/m3)
ρ
【答案】16;400。
【解答】解:
(1)已知A浸没在水中,V排A =V
A
,
A受到的浮力为:F浮A = 水gV
A
=1×103kg/m3×10N/kg×2.2×10﹣3m3=22N;
A处于静止状态,有G
A
+FρB =F浮A ,
所以B对木块A的压力F
B
=F浮A ﹣G
A
=22N﹣6N=16N,
(2)B放入水中后,A漂浮,有一部分体积露出水面,造成液面下降,
A漂浮,则F'浮A =G
A
,
结合阿基米德原理可得: 水gV A排 =G A ,
则此时A排开水的体积:
ρ
V A排 = = =6×10﹣4m3。
水面下降的高度:
Δh= = = =0.04m,
水对容器底部压强的变化量:
Δp= 水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa。
故答案为:16;400。
ρ
35.小红为了测出物块B的密度,设计了如图所示的实验。如图甲,她将物块B放入漂浮
于水面的小烧杯中,小烧杯杯底距水面高度h =25cm,此时小烧杯仍漂浮,则小烧杯杯
1
底受到水的压强为 2.5×1 0 3 Pa;她将物块B取出系在烧杯底再放入水中,静止后如
图乙所示,小烧杯杯底距水面高度h =15cm,剪断细绳后物块B沉入杯底,此时小烧
2
杯杯底距水面高度h =10cm。则物块B的密度是 1.5×1 0 3 kg/m3。
3【答案】2.5×103;1.5×103。
【解答】解:(1)水对杯底的压强:p
1
= 水gh
1
=1×103kg/m3×10N/kg×25×0.01m=
2.5×103Pa;
ρ
(2)设烧杯底面积为S,由乙图可知,物块B和小烧杯看为一个整体,因处于静止状
态,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,
根据阿基米德原理有:G杯+G
B
=F浮杯+F浮B = 水gSh
2
+ 水gV
B
……①,
由甲图可知,物块B和小烧杯看为一个整体,因处于静止状态,故受到的重力与受到的
ρ ρ
浮力为一对平衡力,根据阿基米德原理有:G杯+G
B
=F浮 = 水gV排 = 水gSh
1
……②,
由丙图可知,以杯为研究对象,因处于静止状态,故受到的重力与受到的浮力为一对平
ρ ρ
衡力,
根据阿基米德原理有:G杯 =F浮杯 ′= 水gV排 ′= 水gSh
3
……③
由③代入②得:G B = 水gSh 1 ﹣ 水gSρh 3 ……④ ρ
由①②得: 水gSh
1
=ρ 水gV
B
+ ρ水gSh
2
,
故V B =Sh 1 ﹣ ρSh 2 ……⑤ρ ρ
物块B的密度的表达式: = = = ……⑥
将④⑤代入⑥得:
ρ
= = = × 水 = ×1.0×103kg/m3 =
ρ1.5×103kg/m3。
ρ
故答案为:2.5×103;1.5×103。
36.如图所示,均匀圆柱体A和盛有适量水的轻质薄壁圆柱形容器置于水平地面上,A的
底面积为50cm2,高10cm;容器高30cm,底面积为200cm2。将质量为400g的正方体木
块B放入容器后有 的体积浸在水中,此时液面深度为25cm。求:
(1)图中水对容器底部的压强大小;
(2)若将A竖直放在B上面,B能浸没且水未溢出,圆柱体A密度的取值范围。【答案】(1)图中水对容器底部的压强为2500Pa,
(2)若将A竖直放在B上面,B能浸没且水未溢出,圆柱体 A密度的取值范围为
1.2×103kg/m3~2×103kg/m3。
【解答】解:(1)水对容器底部的压强p= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×25×10﹣2m=
2500Pa,
ρ
(2)B漂浮时有:F浮B =G
B
=
B
V
B
g= 水g V
B
,
ρ ρ
B
=
水
= ×1.0×103kg/m3=0.4×103kg/m3,
ρ ρ
V = = =0.001m3,
B
①如果A放在B上,B恰好浸没,此时:
A
V
A
g+m
B
g=F浮1 = 水gV
B
,
ρA
×(50×10)×10﹣6 ρm3+0.4kg=1.0×103kg/m3×0.001m3,
ρ
解得:
A
=1.2×103kg/m3,
②如果
ρ
A放在B上,A浸入水中且水面恰好达到容器口,此时
V排 = V
B
+Δh×S容 = ×0.001m3+(30﹣25)×10﹣2m×200×10﹣4m2=1.4×10﹣3m3,
'
A
V
A
g+m
B
g=F浮2 = 水gV排 ,
ρ'
A
×(50×10)×10﹣6 ρm3+0.4kg=1.0×103kg/m3×1.4×10﹣3m3,
ρ 解得: ' A =2×103kg/m3,
答:(1)图中水对容器底部的压强为2500Pa,
ρ
(2)若将A竖直放在B上面,B能浸没且水未溢出,圆柱体 A密度的取值范围为
1.2×103kg/m3~2×103kg/m3。
37.如图甲,将一重为8N的物体A放在装有适量水的圆柱形容器(容器足够高)中,容
器的底面积是200cm2,物体A漂浮于水面,浸入水中的体积占总体积的 ,此时水面
到容器底的距离为20cm,如果将一小球B系于A下方后,再轻轻放入水中,静止时A
上表面与水面刚好相平,如图乙。已知小球B的密度 =1.8×103kg/m3,g=10N/kg。求:
B
ρ(1)在甲图中杯壁上距杯底8cm处O点受到水的压强;
(2)物体A的密度;
(3)物体B放入前后,水对容器底压强的变化量。
【答案】(1)在甲图中杯壁上距杯底8cm处O点受到水的压强为1200Pa;
(2)物体A的密度为0.8×103kg/m3;
(3)物体B放入前后,水对容器底压强的变化量为225Pa。
【解答】解:
(1)O点的深度h=20cm﹣8cm=12cm=0.12m,
则O点受到水的压强为;
p
O
= 水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(2)ρ因为A漂浮在水中,所以A漂浮时受到的浮力为:F浮 =G
A
=8N;
根据F浮 = 水gV排 得物体A排开水的体积为:
ρ
V排 = = =8×10﹣4m3;
已知浸入水中的体积占总体积的 ,则物体A的体积V
A
= V排 = ×8×10﹣4m3=1×10﹣
3m3;
根据G=mg= Vg可得A的密度:
ρ
= = = =0.8×103kg/m3;
A
ρ(3)图乙中A、B共同悬浮:则F浮A +F浮B =G
A
+G
B
根据F浮 = 水gV排 和G=mg= Vg可得:
水g(V
A
+ρV
B
)=G
A
+
B
gV
B
,ρ
ρ代入数据得:1.0×103kρg/m3×10N/kg×(1×10﹣3m3+V
B
)=8N+1.8×103kg/m3×10N/kg×V
B
,
解得B的体积为:V =2.5×10﹣4m3;
B
物体B放入前后,水深度的变化量为:
Δh= = =0.0225m,
此时水对容器底压强的变化量为:Δp= 水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0225m=225Pa。
答:(1)在甲图中杯壁上距杯底8cm处O点受到水的压强为1200Pa;
ρ
(2)物体A的密度为0.8×103kg/m3;
(3)物体B放入前后,水对容器底压强的变化量为225Pa。
六.液体压强的综合计算(共6小题)
38.水平地面上有一个工件如图甲所示,由上下两个不同物质组成的柱体连接在一起,上
半部分A为圆柱体,高为16cm,底面积为40cm2,质量为400g,下半部分B是棱长为
10cm的正方体,B部分的密度为0.6g/cm3。另有一高为12cm,底面积为200cm2,质量
为0.6kg的圆柱形容器乙放在水平地面上,里面装有9cm深的水,如图乙。先将图甲中
工件正放入容器乙中,水对容器底部的压力变化量为ΔF ,再将图甲中工件倒放入容器
1
乙中,水对容器底部的压力变化量为ΔF 。下列说法正确的是( )
2
①ΔF >ΔF
1 2
②放入工件前,容器对水平桌面的压强为1200Pa
③将工件正放入容器乙中时,容器对桌面的压强变化量为500Pa
④将工件倒放入容器乙中时,A部分受到水向上的压力为6.4N
A.①② B.②④ C.①②③ D.②③④
【答案】A
【解答】解:①圆柱体A的密度: ,
由题意知正方体B物体的密度: ,
故圆柱体A、正方体B两物体的平均密度小于水的密度,即由AB组成的工件的密度小
于水的密度,
则由AB组成的工件放在足够多的水中处于漂浮状态,此时工件受到的浮力等于工件受
到的重力,工件排开水的体积:
容器乙装水后,剩余部分的体积为:,
则V排 >V空 ,那么工件正放入容器乙中时刚好有: ,
而容器的高度h容器 =12cm>l
B
=10cm,
所以组合工件漂浮,容器中的水有溢出,水对容器底部的压力变化量:
当组合工件倒放入容器乙中时,
最多浸入液体中的体积为: ,
而l
A
=16cm>h容器 =12cm,所以工件沉底,容器乙中水深为:
,
h深 <h容器 ,所以容器中的水没有溢出,水对容器底部的压力变化量:
由上可知,水对容器底部的压力变化量ΔF >ΔF ,
1 2
故①正确;
②放入组合工件前,容器对水平桌面的压强为:
故②正确;
③当组合工件正放入容器乙中时,容器对桌面的压强变化量为:
故③错误;
④当组合工件倒放入容器乙中时,圆柱体A部分受到水向上的压力为:
故④错误;正确的为①②,错误的为③④,
故选:A。
39.如图所示,完全相同的两个薄壁柱形容器甲、乙放在水平地面上,分别装有A、B两
种密度不同的液体。将两个完全相同的实心金属球浸没在两种液体中后,液体对容器底部的压强p 与p 相等。将两个金属球取出后(忽略带出的液体),下列说法正确的是
A B
( )
A.液体对容器底部的压强 p '>p '
A B
B.液体A的质量可能大于液体B的质量
C.容器对水平面的压强变化量 Δp甲 =Δp乙
D.液体A的密度小于液体B
【答案】C
【解答】解:D、两个完全相同的金属球分别浸没在两液体中,液体对容器底的压强相
等,甲容器液体深度小于乙容器液体深度,根据 p= gh得,甲容器液体密度大于乙容
器液体密度,D错误;
ρ
A、当把两个完全相同的金属球取出,两个金属球的体积V相同,排开液体的体积相同,
容器的底面积相同,则减小的深度Δh= 也相同,根据Δp= gΔh得,由于甲中
液体的密度大,则甲减小的压强大,而原来压强相等,则甲中液体最终对容器底的压强
ρ
小,即 P '<P ',A错误;
A B
B、将两个完全相同的金属球分别浸没在两液体中,液体对容器底的压强相等,因为 S
甲
=S乙 ,根据F=pS得,甲、乙两个容器底受到液体的压力F
A
=F
B
,而液体对容器的压
力等于F=pS= ghS,两者相等,hS等于液体和球的总体积,液体的重力G=mg=
液
gV液 = 液g(hSρ ﹣V球 )= 液ghS﹣ 液gV球 ,由于A的液体密度大,则 液gV球 大 ρ ,
ρ ρ ρ ρ
说明A液体的重力较小,由m= 可知,液体A的质量小于液体B的质量,故B错误;
C、将两个金属球取出后,容器对水平面的压力减小量即为金属球的重力,两个完全相
同的金属球的重力相等,所以容器对水平面的压力变化量相等,根据Δp= 可知,
容器对水平面的压强变化量相等,即Δp甲 =Δp乙 ,故C正确。
故选:C。
40.如图甲所示,静止在水平地面的薄壁容器,上下两部分均为圆柱体,下底面积为
200cm2,柱形物体用细线吊着浸没在水中。现在拉着柱形物体缓慢上升,图乙是细线受
到的拉力F随物体上升高度h的关系图像,柱形物体的底面积为100cm2,则柱形物体所
受的重力为 3 1 N,从开始拉动柱形物体直到完全露出水面后,水对容器底部的压力
变化了 1 8 N。【答案】31;18。
【解答】解:由乙图可知圆柱体浸没时受到的拉力为16N,从h=4cm圆柱体开始露出
水面,即当h=4cm时,圆柱体的上表面与水面相平,
当h=6cm时,圆柱体受到的拉力为23N,此时容器中的水面与容器下部分的的顶部相
平,
根据F=G﹣F′可知圆柱体受到的浮力的变化量为ΔF浮 =23N﹣16N=7N,
则圆柱体露出水面的体积:ΔV= = =7×10﹣4m3,
圆柱体露出水的高度:Δh= = =0.07m=7cm,
圆柱体上升的高度为6cm﹣4cm=2cm,则容器上部分的水面高度为h上 =7cm﹣2cm=
5cm,
当h=10cm时,圆柱体离开水面,设该过程水面下降的高度为h′,根据体积公式可得
S (Δh′+h′)=Sh′,
1
即100×10﹣4 ×[(10﹣6)×10﹣2m+h′]=200×10﹣4m2×h′,
解方程可得h′=0.04m=4cm,
则圆柱体的高度为h=7cm+4cm+4cm=15cm=0.15m,
圆柱体浸没时受到的浮力:F浮 = 水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣4m2×0.15m=
15N,
ρ
圆柱体的重力:G=F′+F浮 =16N+15N=31N;
水面下降的高度h
0
=h上+h′=5cm+4cm=9cm=0.09m,
水对容器底部的压强变化量:Δp= gh =1.0×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa,
0
水对容器底部的压力变化量:ΔF=ρΔpS=900pa×200×10﹣4m2=18N。
故答案为:31;18。
41.如图,均匀圆柱体甲和薄壁圆柱形容器乙放置在水平地面上。甲的质量为 2kg,底面
积为5×10﹣3m2,乙的底面积为2×10﹣2m2,其内装有高0.15m的水。现将另一实心圆柱
体丙(未画出),分别放到甲的顶部和乙容器中,同时记录甲对水平地面压强变化量Δp甲 、圆柱体丙浸入水中的体积V浸 和容器乙对水平桌面的压强变化量Δp容 ,如下表所
示;已知
水
=1.0×103kg/m3,求:
(1)水对ρ容器乙底部的压强p水 ;
(2)请根据表中信息求出丙的重力G丙 ;
Δp甲/Pa 6000
V浸/m3 1.5×10﹣3
Δp容/Pa 1000
(3)通过计算说明丙在水中的状态(漂浮,悬浮或沉底),及水对容器乙底部的压强
变化量Δp水 。
【答案】(1)水对容器乙底部的压强是1500Pa;
(2)丙的重力是30N;
(3)丙在水中的状态为沉底,压强变化量是250Pa。
【 解 答 】 解 : ( 1 ) 容 器 中 装 有 高 0.15m 的 水 , 水 对 容 器 底 部 的 压 强
;
( 2 ) 由 和 表 中 数 据 可 得 , 丙 的 重 力
;
(3)假设丙全部浸入水中,此时受到的浮力
,可知
丙在水中的状态为沉底;
此时容器乙对水平桌面的压力变化量
,
故将另一实心圆柱体丙,放到乙容器中有水溢出,溢出水的重力为
G溢 =G丙 ﹣ΔF容 =30N﹣20N=10N,
由 可 得 , 溢 出 水 的 体 积,
排开水的体积 ,
水的深度的变化量 ,
水 对 容 器 底 部 压 强 变 化 量
。
答:(1)水对容器乙底部的压强是1500Pa;
(2)丙的重力是30N;
(3)丙在水中的状态为沉底,压强变化量是250Pa。
42.如图甲,体积为1000cm3的实心均匀正方体A,自由放置在底面积为 200cm2,高为
16cm的薄壁柱形容器中,容器重力为10N。底面积50cm2、高为10cm的长方体B通过
一轻质不可伸长细线悬挂于天花板,细线拉力为12N,A与B相距9cm,现往容器中注
入某种液体,当液体深度为15cm时,细线拉力变为10N(B的位置不变)如图乙,此
时液体对容器底的压强为1500Pa。求:
(1)B物体的重力;
(2)液体的密度;
(3)A物体的重力;
(4)若轻轻剪断乙图中细线,待AB物体静止后,容器对桌面的压强为多少Pa?(剪
断细线后,B一直在A上面)
【答案】(1)B物体的重力为12N;
(2)液体的密度为×103kg/m3;
(3)A物体的重力为4N;
(4)若轻轻剪断乙图中细线,待AB物体静止后,容器对桌面的压强为2250Pa。
【解答】解:(1)没有注入某种液体时,物体B受重力和细线的拉力作用,根据二力
平衡条件可知,物体B的重力:G =F=12N;
B(2)液体深度为h=15cm=0.15m时,对容器底的压强为1500Pa,
由p= gh可知,液体的密度:
液
= = =1×103kg/m3;
(3)注入某种液体后,乙图中细线的拉力变成了10N,则物体A对物体B的支持力:F
ρ ρ
支
=G
B
﹣F′=12N﹣10N=2N,
根据力的作用是相互的可知:B对A的压力为2N,即:F压 =F支 =2N.
已知原来A与B相距距离为L=9cm,
则由乙图可知:当从甲图到乙图物体A升高L后,物体A被液体浸没的深度:h浸 =h﹣
L=15cm﹣9cm=6cm=0.06m;
物体A是体积为1000cm3的实心均匀正方体,故其边长为10cm,所以物体A在乙中排
开液体的体积:
V排 =V浸 =S
A
h浸 =(10cm)2×6cm=600cm3=6×10﹣4m3;
所以物体A受到的浮力:F浮 = 液gV排 =1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N;
根据物体A受力平衡可知,A的ρ重力:G
A
=F浮 ﹣F压 =6N﹣2N=4N,
(4)乙图中剪断绳后,以AB两物体为整体,其整体的重力G =G +G =4N+12N=
AB A B
16N,
则质量:m = = =1.6kg,
AB
则整体体积为:V =V +V =1000cm3+50cm2×10cm=1500cm3=1.5×10﹣3m3,
AB A B
其整体的密度: = = ≈1.1×103kg/m3,
AB
因为其整体的密度大于液体的密度,故该整体在液体中处于沉底状态,由于两物块的高
ρ
度之和为20cm,
而容器高度只有16cm,所以容器内液面的高度为h=16cm,
则容器内液体的体积为:V=S 容h﹣V
A
+S
B
(h﹣L
A
)=200cm2×16cm﹣1000cm3﹣
50cm2×(16cm﹣10cm)=1900cm3=1.9×10﹣3m3,
液体的重力:G=mg= 液Vg=1×103kg/m3×1.9×10﹣3m3×10N/kg=19N,
容器对桌面的压力:F′ρ=G容+G+G
AB
=10N+19N+16N=45N,
容器对桌面的压强:p= = =2250Pa。
答:(1)B物体的重力为12N;
(2)液体的密度为×103kg/m3;
(3)A物体的重力为4N;
(4)若轻轻剪断乙图中细线,待AB物体静止后,容器对桌面的压强为2250Pa。43.如图所示,将边长为10cm的正方体木块,放入盛有水的水槽内,待木块静止时,其
下表面距水面6cm。已知
水
=1.0×103kg/m3g取10N/kg,求
(1)木块下表面受到水的压强大小?
ρ
(2)木块受到的浮力大小?
(3)木块的密度大小?
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)木块下表面所处的深度:h=6cm=0.06m,
木块下表面受到水的压强:
p= gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;
(2)正方体木块排开水的体积:
ρ
V排 =L2h=(10cm)2×6cm=600cm3=6×10﹣4m3,
木块受到的浮力:
F浮 = gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N;
(3)正方体木块的体积:
ρ
V排 =L3=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3,
因木块漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
所以,木块的重力:G=F浮 =6N,
则木块的密度:
木
= = = =0.6×103kg/m3。
答:(1)木块下表面受到水的压强为600Pa;
ρ
(2)木块受到的浮力为6N;
(3)木块的密度为0.6×103kg/m3。