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第九章压强知识点一液体压强的特点1.液体对容器底部和侧壁有压强液体由于受重力的作用,对容器底有压强;液体具有流动性,对阻碍它流动的侧壁有压强。2.液体内部的压强(1)液体压强计①作用:探究液体内部压强的大小。②构造:U形管、橡皮管、探头(如图9-2-1所示)。③原理:探头上的橡皮膜不受压力时,U形管两边的液面保持相平,探头上的橡皮膜受到的压力越大,U形管两边的液面高度差就越大,说明橡皮膜受到的压强也越大。 图9-2-1(2)液体内部压强大小的特点 例1(2019山东烟台中考)1648年,法国物理学家帕斯卡用一个装满水的密闭木桶,在桶盖上插了一根细长的管子,向细管子里灌水,结果只加了几杯水就把木桶压裂了(如图9-2-2),这个实验说明了 () 图9-2-2A.液体压强与水的深度有关B.液体压强与管的粗细有关C.液体压强与水的密度有关D.液体压强与水的质量有关解析由帕斯卡做的实验知,虽然管很细,但由于高度很大,水的深度大,而使水产生了很大的压强,所以该实验说明液体压强与液体深度有关。答案A知识点二液体压强的大小 例2(2017四川宜宾长宁联考)如图9-2-3所示,放置在水平桌面上的容器中装有适量的水。塞子A受到由水产生的水平向右的压强为 () 图9-2-3A.ρ水g(h1+h2+h3)B.ρ水g(h1-h2-h3)C.ρ水g(h1+h2-h3)D.ρ水g(h1-h2+h3)解析深度是指从液体中的某位置到水平液面的竖直距离,对照图可知塞子A所处的深度为h=h1-(h3-h2)=h1+h2-h3,所以受到水产生的压强p=ρ水gh=ρ水g(h1+h2-h3)。答案C知识点三连通器1.概念:上端开口、下端连通的容器叫做连通器。2.特点:连通器里装的是相同的液体,当液体不流动时,连通器各部分中的液面高度总是相同的。例3如图9-2-4所示,甲、乙两容器间有一斜管相连,管中间有一阀门K,两容器内都装有水,且水面相平。当阀门K打开后,图中A点压强pA与B点压强pB比较pApB(选填“”、“=”或“”),管中的水将(选填“流动”或“不流动”),此时,该装置相当于一个(填写物理专用名称)。 图9-2-4解析由图可知:A点的深度小于B点的深度,因为两容器内都装有水,所以根据p=ρgh可知:pApB;当阀门打开时,A和B的上端开口底部连通,构成了连通器,容器中装同一种液体,并且液面相平,因此打开阀门后,液面仍保持相平,故液体不会流动。答案不流动连通器题型一液体压强特点的实验探究及应用例1(2019北京东城二模)小京同学在探究液体压强与液体密度的关系时,他向水平桌面上的两个相同容器中装入甲、乙两种液体,调节微小压强计使U形管的两液面。然后他将压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的(选填“相同”或“不同”)深度处,观察U形管中两次液面的高度差,如图9-2-5所示。由此可知,液体压强与液体密度(选填“有关”或“无关”);若要使两U形管中液面的高度差相同,则需要进行的操作是:。 图9-2-5解析利用微小压强计研究液体内部压强,实验前应将U形管两液面调到相平;根据控制变量法实验思想,要探究液体压强与液体密度的关系,应保持液体的深度相同;读图可知,压强计的探头在两液体中的深度相同时,U形管中液面的高度差却不同,其中甲的高度差小于乙的高度差,说明乙中的压强更大,故可知液体压强与液体密度有关;由p=ρgh可知乙液体的密度更大,若要使两U形管中液面的高度差相同,应该减小乙的压强,或增大甲的压强,所以,需要进行的操作是:让微小压强计的探头在甲中的深度变大(或让微小压强计的探头在乙中的深度变小)。答案相平相同有关增加微小压强计探头在甲液体中的深度(或让微小压强计的探头在乙中的深度变小)点拨影响液体压强大小的因素有多个,在进行实验操作或利用液体压强的特点分析问题时,要注意运用控制变量法。题型二“固体压强”和“液体压强”的相关分析及计算例2(2018北京中考)如图9-2-6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 () 图9-2-6A.水对杯底的压强为900PaB.水对杯底的压力为2NC.水杯对桌面的压强为1000PaD.水杯对桌面的压力为2.8N解析水对杯底的压强p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=600Pa;水对杯底的压力F底=p水S=600Pa×3×10-3m2=1.8N,故A、B选项错误。水杯对水平桌面的压力为F=G水+G容=2N+1N=3N;水杯对水平桌面的压强为p= = =1000Pa,故C选项正确、D选项错误。答案C方法归纳分析、解答固体压强和液体压强及相关问题的一般思路:固体问题先求压力后求压强,液体问题先求压强后求压力。FS-323N310m题型三密闭杯子倒置问题例3(2019四川广安邻水二模)一个未装满水的密闭杯子,先正立放在水平桌面上(如图9-2-7甲),然后反过来倒立在水平桌面上(如图乙),两次放置时,甲图中水对杯底的压力和压强分别为F甲、p甲,乙图中水对杯底的压力和压强分别为F乙、p乙,下列判断正确的是 () 图9-2-7A.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乙解析设杯内水所受重力为G,水的深度分别为h甲、h乙。答案A 点拨密闭杯子倒置后,液体对容器的压强和底部面积都改变,但液体所受重力不变,所以应抓住这个不变的“重力”,以此为“桥梁”比较倒置前后容器底部所受的压力。液体对容器底部的压力与液体所受重力的关系分析如表:容器形状口大底小柱形口小底大 说明三个容器底面积均为S,液体高度均为h,液体密度均为ρ容器内液体的重力G=mg=ρgV液体对容器底的压力F=pS=ρghSF与G的比较ShVSh=VShVFGF=GFG1.(独家原创试题)如图9-2-1所示,在研究“液体内部压强的规律”时,将液体看做“叠人塔”的参与者,再将其中一个“参与者”当成自己,自己的感受是:越在下层感到挤压越厉害。根据这种感受,提出液体压强规律的对应假设是 () 图9-2-1知识点一液体压强的特点A.液体压强随液体深度的增加而增大B.液体压强随液体密度的增加而增大C.液体压强随液体体积的增大而增大D.液体压强与容器的形状有关答案A自己的感受是越在下层感到挤压越厉害;因越在下层,其所处“深度”越大,所以,根据这种感受,提出液体压强规律的对应假设是:液体压强随液体深度的增加而增大。2.(2018内蒙古呼和浩特中考)小涵同学利用如图9-2-2所示的器材探究“液体内部压强的特点”。甲乙图9-2-2(1)压强计(选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)当压强计的金属盒在空气中时,U形管两边的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情景,调节的方法是(选填“A”或“B”);A.将此时右边支管中高出的液体倒出B.取下软管重新安装(3)调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度如图乙所示,同时,比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究。答案(1)不属于(2)B(3)液体压强与深度的关系解析(1)上部开口,底部连通的容器叫连通器,而压强计探头是封闭的,所以压强计不属于连通器。(2)图甲所示的情景说明U形管左侧液面受到的气压大于大气压,要使U形管两边的液面相平,应取下软管重新安装使软管中的气压等于大气压。(3)U形管左右两侧液面的高度差反映探头所在处液体压强的大小,从图乙中可看出,探头在水中深度增加,U形管液面高度差变大,表示液体压强变大,此实验是为了探究液体压强与深度的关系。知识点二液体压强的大小3.(2019江苏盐城中考)如图9-2-3所示为长江某水坝的示意图,水坝左侧水面高,B和C两点处于同一高度,A和C两点到各自液面的距离相等。水在A、B和C三点产生的压强分别为pA、pB和pC,则 ()图9-2-3A.pApB=pCB.pA=pCpBC.pApB=pCD.pA=pCpB答案D由图和题干可知:A、B、C三点处的深度为hA=hChB,由于水的密度确定,由液体压强公式p=ρgh知:此三点的压强关系为pA=pCpB。4.(2017上海崇明一模)上海长江隧桥的开通给崇明人民带来了巨大方便。其中江底隧道最深处约在水下50米,则该处受到水的压强为帕,其表面0.1米2的面积上受到水的压力为牛;一辆汽车从隧道中驶过,它受到水的压强为帕。(g=10N/kg)答案5×1055×1040解析江底隧道最深处受到水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa,其表面0.1米2的面积上受到水的压力F=pS=5×105Pa×0.1m2=5×104N。隧道内没有水,汽车从隧道中驶过时不会受到水的压强。知识点三连通器5.(2019云南曲靖二模)连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图9-2-4所示的事例中利用连通器原理的是 ()图9-2-4A.①②B.③④C.①③④D.①②③④答案C过路涵洞、洗手间下水管、船闸都是利用了连通器的原理,拦河大坝上窄下宽,因为下面受到水的压强大,拦河大坝应用的是液体压强的原理。6.(2019山东济宁鱼台一模)如图9-2-5所示,工人师傅装修房屋时,用灌水的透明长塑料管检查两个窗台是否在同一水平面,这是利用原理。请你再列举一个利用该原理的事例:。图9-2-5答案连通器茶壶解析由于塑料软管中装有水,管子两端开口,并且相连通,因此当管中的水静止时,管两端的水面一定相平,这利用的是连通器的结构特征。生产和生活中利用连通器原理的例子很多,如茶壶、船闸、过路涵洞等。1.(2017天津宁河联考)利用废弃饮料瓶可以研究液体压强的一些特点。小刚在饮料瓶周边不同高度,打了几个对称且相同的小孔,当瓶里装满着色的水后出现如图所示的情景。表明在液体内部 () A.只在水平方向有压强B.压强随着深度的增加而减小C.同一深度朝不同方向压强大小相等D.压强的大小与液体的密度有关答案C由实验现象知,同一深度水喷射的距离相等,说明同一深度朝不同方向压强大小相等,C正确。2.(2019山东聊城一模)如图所示,茶壶的壶身和壶嘴构成了,当壶中的水静止时,壶身和壶嘴中的水面相平。答案连通器解析茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器,当里面的水不流动时,壶嘴的水面和壶身的水面保持相平。 3.(2018福建莆田秀屿模拟)一潜水艇潜入海面以下100m深处时,潜水艇上一个面积为2m2的舱盖上所受到海水的压强是Pa,压力是N。(海水密度为1.03g/cm3)答案1.0094×1062.0188×106解析潜水艇受到的压强p=ρgh=1.03×103kg/m3×9.8N/kg×100m=1.0094×106Pa;舱盖受到的压力F=pS=1.0094×106Pa×2m2=2.0188×106N。4.(2018河南南阳淅川期中)如图,有两只相同的烧杯,分别盛有体积相同的水和酒精,但没有标签,小李用闻气味的方法判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行探究: (1)小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该。若压强计橡皮膜漏气,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化(选填“大”或“小”)。(2)小唐把金属盒分别浸入到两种液体中,发现图甲中U形管两边的液柱高度差较小,认为图甲烧杯中盛的是酒精。他的结论是不可靠的,因为。(3)小唐发现在同种液体中,金属盒与液面的距离越大,U形管两边液柱的高度差就越,表示液体的压强越。(4)小唐还发现在同种液体中,金属盒与液面的距离相同时,只改变金属盒的方向,U形管两边液柱的高度差(选填“不变”或“变化”),表明在相同条件下,液体内部向各个方向的压强。答案(1)相平小(2)没有控制金属盒所处深度相同(3)大大(4)不变相等解析(1)调节好的压强计放在空气中时,橡皮膜不受液体的压强,因此U形管两边的液面应该相平。若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现