2018年中考物理试题分类汇编(按沪粤版):专题16 液体的压强(2)

2019-03-16 12:14

8.(2018?重庆)如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3的圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图(乙)所示,则阀门未打开前水对容器底都的压强为 5000 Pa.当t=52s时,细杆对物体的作用力大小为 0.8 N。

【分析】(1)由图乙知,当t=0,水对容器底部的压力为50N,根据p=求阀门未打开前水对容器底都的压强;

(2)由图乙知,分别求出在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三个时间段流出的水

量,即各阶段减小的水的体积,根据h=,可分别求出1、3阶段水下降的高度;

根据压强公式求出在放水前容器盛满水时的深度,可得出圆柱体A的高度; 根据数学公式可得出A的底面积,从而得出A的体积;

根据从第40s到第52s流出水的体积得出水面下降的高度,从而得出A排开水的体积,由阿基米德原理,求出此时A受到的浮力,根据G=ρAgVA求出A的重力,比较重力其受到的浮力大小主,根据力的平衡求出细杆施加的作用。

【解答】解:(1)由图乙知,当t=0,水对容器底部的压力为50N,则阀门未打开前水对容器底都的压强为: p==

=5000Pa;

(2)由图乙知,在0﹣40s,40s﹣64s 64s﹣84s三个时间段,水对容器底部的压力随时间变化的规律分别为一直线,第1阶段流出的水量: V1=40s×50cm3/s=2000cm3; 第2阶段流出的水量: V2=24s×50cm3/s=1200cm3; 第3阶段流出的水量:

V3=20s×50cm3/s=1000cm3;

即各阶段减小的水的体积,如下图1所示:

根据h=,可分别求出1、3阶段水下降的高度分别为: h1=20cm,h3=10cm,

因在放水前,对容器底部的压强为5000Pa,故容器盛满水时的深度: h容=

=

=0.5m﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,故

圆柱体A的高度:

hA=50cm﹣20cm﹣10cm=20cm,

在第2个阶段,有(S﹣SA)h容=(100cm2﹣SA)hA=1200cm3,﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,

由①②,故A的底面积为: SA=40cm2, 故A的体积:

VA=SAhA=40cm2×20cm=800cm3, 从第40s到第52s流出水的体积为: V21=12s×50cm3/s=600cm3, 即水面下降了10cm, A排开水的体积:

V排=h′SA=10cm×40cm2=400cm3

由阿基米德原理,此时A受到的浮力:

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×400×10﹣6m3=4N; A的重力:

G=ρAgVA=0.6×103kg/m3×10N/kg×800×10﹣6m3=4.8N,因重力大于其受到的浮力,故A还受到一个细杆施加的竖直向上的力T的作用,根据力的平衡:

T=G﹣F浮=4.8N﹣4N=0.8N。 故答案为:5000;0.8。

9.(2018?宜昌)我国蛟龙号载人潜水器已完成了7km级的潜水实验,它潜入海面下7km深处受到海水的压强是 7.21×107 Pa(ρ

海水

=1.03×103kg/m3,

g=10N/kg),在逐渐上升返回海面的过程中,所受到海水的压强将 变小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。

【分析】根据p=ρgh求出它潜入海面下7km深处受到海水的压强并分析上升过程中所受到海水压强的变化。

【解答】解:它潜入海面下7km深处受到海水的压强: p=ρ海水gh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa;

潜水器在逐渐上升返回海面的过程中,液体密度不变,蛟龙号在水中所处的深度变小,根据p=ρgh可知,所受到海水的压强变小。 故答案为:7.21×107;变小。

10.(2018?绵阳)我国首艘国产航母的长度315m,宽度75m,吃水约10.5m,2018年5月13日离港海试。航母静止在海面上时所受海水的浮力 等于 (选填“大于”“小于”或“等于”)重力,其水下部分距海面深9m处承受海水产生的压强为 9.27×104 Pa.(ρ海水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)

【分析】根据物体浮沉条件分析当航母漂浮在水面上时,其受到的浮力与重力的关系;

由液体压强公式计算距海面深9m处承受海水产生的压强。 【解答】解:

根据物体浮沉条件可知,航母静止在海面上时(漂浮),其受到的浮力等于它受到的重力;

距海面深9m处承受海水产生的压强:

p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×9m=9.27×104Pa。 故答案为:等于;9.27×104。

11.(2018?常德)背着氧气瓶的潜水员在浅海中可以长时间地停留,若要在深海的海水中工作,就要穿抗压服了,这是由于海水的压强随深度的增加而 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里,此时水对你脚背的压强约为 7.21×107 Pa(ρ103kg/m3)。

【分析】(1)液体内部向各个方向都有压强,液体的压强随深度的增加而增大;

=1.03×

(2)知道潜水器中人一只脚所处海水的深度,根据p=ρgh求出此时水对脚背的压强。

【解答】解:(1)因液体的压强随深度的增加而增大,

所以,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,必须穿上高强度耐压的潜水服才行;

(2)此时水对你脚背的压强:

p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×7000m=7.21×107Pa。 故答案为:增大;7.21×107。

12.(2018?赤峰)图是我国自主研制的蛟龙号载人潜水器,2012年蛟龙号潜水器顺利完成7km级的潜水试验,则7km深处海水的压强为 7×107 Pa,设想你在7km深的蛟龙号潜水器中把一只手伸到外面的水里,若手背的面积为0.6×10﹣2m2,则海水对手背的压力为 4.2×105 N(海水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

【分析】由液体压强公式p=ρgh求压强,由F=pS求手受到海水的压力。 【解答】解:(1)7km深处海水的压强: p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×7000m=7×107pa; (2)根据p=可得,手背受到海水的压力:

F=pS=7×107pa×0.6×10﹣2m2=4.2×105N。 故答案为:7×107pa;4.2×105N。

13.(2018?齐齐哈尔)如图的两个容器中盛有同种相同质量的液体, 乙 (选填“甲”或“乙”)容器底受到的压强大,原因是 同一液体内部深度越大,液体压强越大 。

【分析】由图可知两容器中液体的深度关系,又知液体的密度关系,根据公式p=ρgh可知两容器底受到液体的压强关系。 【解答】解:

由图知,液体的深度h甲<h乙, 因为都是同一种液体,

所以由p=ρgh可知,p甲<p乙,即乙容器底受到的压强大。 故答案为:乙;同一液体内部深度越大,液体压强越大。

三.实验探究题(共5小题)

14.(2018?沈阳)为研究液体内部压强恃点,如图甲所示,小华将透明塑料瓶底部剪去,蒙上橡皮膜并扎紧。

(1)将瓶压入水中,橡皮膜向内凹,如乙图所示,说明水对橡皮膜有压强:将

瓶向下压,橡皮膜内凹的程度变大,说明液体内部压强与液体的 深度 有关;

(2)接着将某液体缓慢倒入瓶中,当内外液面相平时,橡皮膜仍向内凹,如丙图所示,说明倒入液体的密度 小于 (选填“大于“、“等于”或“小于”)水的密度。

(3)将甲图中装置倒置,然后在瓶口紧密连接一根无色通明胶管,并灌注红墨水,如丁图所示。使胶管内液面高于橡皮膜,将塑料瓶橡皮膜的一端朝各个方向放置,橡皮膜都向外凸,说明液体内部向各个方向都有 压强 。


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