2020年中考物理重要规律专题10流体压强与流速的关系试题(附解析)

2020年中考物理重要规律专题10流体压强与流速的关系试题(附解析),中考物理重要规律,莲山课件.

专题09 液体压强的规律

1.特点

(1)液体内部朝各个方向都有压强;

(2)在同一深度液体向各个方向的压强都相等;

(3)在同种液体中,深度越深,液体压强越大;

(4)在相同深度的不同液体中时,液体密度越大的,液体压强越大。

2.液体压强的计算:P=ρgh

3.液体的压强只与液体的密度和浸入液体的深度有关。

4.利用液体压强公式求解问题时应重点关注的地方:

(1)应用的公式是P=ρgh;(2)g=9.8N/kg    有时题中为了计算简单给出g=10N/kg(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。

【例题1】(2019福建)如图所示,装有两种不同液体的烧杯置于水平面上,两液体没有混合。上层液体的高度为h,密度为0.8ρ;下层液体的高度为2h,密度为ρ.则液体对烧杯底部的压強为(  )

 

A.2.4ρgh    B.2.7 ρgh    C.2.8 ρgh    D.3 ρgh

【答案】C

【解析】上层液体所产生的压强:

p上=ρ1gh1=0.8ρgh;

下层液体所产生的压强:

p下=ρ2gh2=ρg×2h=2ρgh;

因烧杯是柱形容器,则液体对烧杯底部的压强:

p底=p上+p下=0.8ρgh+2ρgh=2.8ρgh。

【例题2】(2019湖北荆州)2018年10月20日,全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在湖北荆门成功实现水上首飞起降。若某次AG600漂浮停在水面上时,飞机排开水的体积为45m3,飞机底部距水面2m深处受到水的压强为     Pa,飞机所受重力为     N.(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)

【答案】2×104;4.5×105。

【解析】(1)飞机底部距水面2m深处受到水的压强:

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;

(2)飞机漂浮停在水面上时,由漂浮条件和阿基米德原理可得飞机所受重力:

G飞机=F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×45m3=4.5×105N。

一、选择题

1.(2019湖北宜昌)一个空药瓶,瓶口扎上橡皮膜竖直地浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,两次药瓶在水里的位置相同(如图所示),下列关于橡皮膜的说法正确的是(  )

 

A.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,形变程度相同    

B.瓶口朝上时向内凹,瓶口朝下时向外凸,朝下时形变更多    

C.两次都向内凹,形变程度相同    

D.两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多

【答案】D

【解析】根据液体压强的特点分析解答,液体压强特点:

①液体内部朝各个方向都有压强,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;

②液体的压强随深度的增加而增大;

③不同液体的压强还跟密度有关,深度一定时,液体的密度越大,压强越大。

液体内部朝各个方向都有压强,所以橡皮膜不论是朝上还是朝下都会向内凹;

在同种液体中,液体的压强随深度的增加而增大,所以橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显。

综上分析可知,两次都向内凹,瓶口朝下时形变更多。

故ABC错误,D正确。

2.(2019深圳)水平桌面上两个底面积相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体。将两个完全相同的小球 M、N分别放入两个容器中,静止时两球状态如图所示,两容器内液面相平。下列分析正确的是(   )

 

A. 两小球所受浮力FM<FN                                      B. 两种液体的密度ρ甲<ρ乙

C. 两种液体对容器底部的压强p甲=p乙                    D. 两种液体对容器底部的压力F甲>F乙

【答案】 D       

【解析】A.小球在甲中漂浮,F浮=G;小球在乙中悬浮,F浮=G;因此 两小球所受浮力FM=FN,

B.小球在甲中漂浮,ρ甲>ρ;小球在乙中悬浮,ρ乙=ρ, 因此ρ甲>ρ乙, 故B错误;

C.根据公式 可知,因为h甲=h乙  , ρ甲>ρ乙, 所以 两种液体对容器底部的压强p甲>p乙 ,故C错误;

D.因为p甲>p乙  , S甲=S乙  , 根据公式F=pS可知,两种液体对容器底部的压力

F甲>F乙  ,  故D正确。

3.(2019山东泰安)如图所示,水平桌面上有甲、乙两个相同容器,分别装有密度为ρ1、ρ2的两种不同液体,将两个相同的小球分别放在两容器中,小球静止时,两容器液面相平,两个小球受到的浮力分别为F1、F2,则下列判断中(  )

①F1>F2

②ρ1>ρ2

③甲容器底部受到液体的压强大于乙容器底部受到液体的压强

④甲容器对桌面的压力小于乙容器对桌面的压力

 

A.只有②③正确    B.只有①②正确    

C.只有③④正确    D.只有①③④正确

【答案】A

【解析】①因为物体漂浮或悬浮时,受到的浮力和自身的重力相等,所以两个相同的小球在两杯中受到的浮力都等于小球的重力,则:F1=F2,故①错误;

②由图可知,小球在甲、乙两杯中分别处于漂浮和悬浮状态,根据浮沉条件可知,ρ1>ρ球,ρ2=ρ球.所以ρ1>ρ2,故②正确;

③两杯中液面相平,ρ1>ρ2,所以根据p=ρ液gh可知,烧杯底受到液体的压强:p1>p2,故③正确。

④由于两球漂浮或悬浮,排开液体的重力等于球的重力,则两种情况下容器内的总重力等于等高的液体产生的压力,所以可以认为甲杯内液体的体积等于乙杯内液体的体积,且ρ1>ρ2,由G=mg=ρVg可知,甲杯内总重力较大,甲、乙两烧杯相同,所以甲杯对桌面的压力较大,故④错误;

由此分析可知:只有②③正确。

4.(2019四川达州)如图所示,甲、乙两个底面积不同的圆柱形容器中分别盛有两种不同的液体A、B,液体对两个容器底的压强相等。现将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时个漂浮、一个悬浮(液体均无溢出,则液体密度ρA、ρB和液体对容器底部的压强p甲、p乙的大小关系正确的是(  )

 

A.ρA<ρB     p甲<p乙    B.ρA>ρB  p甲>p乙    

C.ρA>ρB   p甲<p乙    D.ρA<ρB  p甲>p乙

【答案】C

【解析】(1)由图知:hA<hB,已知两种液体对容器底的压强相等,则根据p=ρgh可知,ρA>ρB;故AD错误;

(2)因为原来两容器中液体产生的压强相等,均匀柱形容器,则FA=GA=pSA;FB=GB=pSB;

又因为SA>SB,可得GA>GB,

由将两个质量相等的物体分别放入两个容器中,静止时一个漂浮,

2020年中考物理重要规律专题11连通器原理试题(附解析)

2020年中考物理重要规律专题11连通器原理试题(附解析),中考物理重要规律,莲山课件.

另一个悬浮(液体均无溢出),由于两物体重力相等都为G,

则由p甲=p+ ;p乙=p+ ,

所以,p甲<p乙;故B错误,C正确。

5.(2018海南)放在水平桌面上的容器,其侧壁上有一开口弯管,管内的液面高度为O.6m,容器的顶部和底部的面积均为0.1m2,顶部到底部的高度0.4m,液体对容器顶部的压力为2.4×102N,如图所示。g=10N/kg。则下列结论正确的是 (   )

 

A.容器中的液体密度为1.2×103kg/m3

B.液体对容器顶部的压强为2.4×102Pa

C.液体在容器底部产生的压强为7.2×103Pa

D.液体在容器底部产生的压力为2.4×102N

【答案】AC

【解析】(1)求解液体密度,可以直接根据液体压强公式P=ρgh得出。但根据题意给出的已知条件是液体对容器顶部的压力,这样使大家会想到F=Ps=ρghs,容器顶部对应液体的深度为h=h1-h2=0.6m-0.4m =0.2m,容器的顶部面积s已知,g=10N/kg,F=2.4×102N。

则ρ=F/ghs=2.4×102N /(10N/kg×0.2m×0.1m2)= 1.2×103kg/m3

通过分析与计算可知选项A正确;

(2)液体对容器顶部的压强由公式P=ρgh求解,

P=ρgh=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2.4×103Pa

选项B错误;

(3)容器底对应的深度h1已知,g=10N/kg ,液体密度ρ=1.2×103kg/m3

所以液体在容器底部产生的压强

P底=ρgh1=1.2×103kg/m3×10N/kg×0.6m=7.2×103 Pa,选项C正确;

(4)由F底=P底s=7.2×103 Pa×0.1m2=7.2×102N,选项D错误。

二、填空题

6.(2018湖北滨州)如图所示,一个边长为10cm、重4N的正方体木块,放置于1m2的水平桌面上。将重2N的水倒入一个锥形瓶中,瓶重1N,底面积为60cm2,水深度为5cm,将锥形瓶放在木块上。则水对瓶底的压强______。木块对桌面的压强______。

 

【答案】(1)500Pa(2)700Pa

【解析】(1)水对瓶底的压强为p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-2m=500Pa

(2)木块对桌面的压强为p=F/s=(G水+G瓶+G木)/1m2=(4+2+1)N/1m2=700Pa

7.(2018江苏徐州)如图所示,一茶杯放在水平桌面上,茶杯底面积为20cm2.杯中水深10cm,杯和水的总重力为3 N,则杯对水平桌面的压强为______Pa;水对杯底的压力为______N.(g=10N/kg,茶杯杯壁厚度不计)

 

【答案】1500;2.

【解析】本题考查了学生对压强定义式和液体压强公式的掌握和运用,对于不规则的容器,对容器底的压力和压强,要先计算液体对容器底的压强p=ρgh、再计算液体对容器底的压力F=pS;容器对桌面的压力和压强,先计算容器对桌面的压力F=G、再计算容器对桌面的压强p=F/S.茶杯对水平桌面的压力等于杯和水的总重力,根据p=F/S求出杯对水平桌面的压强;由图知杯内水的深度,据p=ρgh求出水对杯底的压强,利用F=pS求出水对杯底的压力.

(1)杯对水平桌面的压力:F=G总=3N,

则杯对水平桌面的压强:p=F/S=3N/20×10﹣4m2 =1500Pa;

(2)水的深度h=10cm=0.1m,

水对杯底的压强:p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,

水对杯底的压力:F′=p′S=1000Pa×20×10﹣4m2=2N.

三、实验探究题

8.(2018福建)下表是小莉同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。

 

序号    液体    深度h/mm    压    强   计

            左液面/mm    右液面/mm    液面高度差/mm

1    水    30    186    214    28

2        60    171    229    58

3        90    158    242    84

4    盐水    90    154    246    92

(1)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而_______;比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的_______有关。

(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应控制的量有____________和________________,要改变的是_____________。

【答案】(1)增大;种类(答密度也可以)。(2)密度 纬度(同一地点),橡皮膜方向。

【解析】本题考查学生在探究液体内部的压强与液体深度、液体密度之间关系时是否会控制变量,并能归纳总结实验数据得出正确的结论。考查的目标属于科学探究领域中的“制定设计”“处理数据”“分析与论证”水平。

四、综合计算题

9.(2019上海)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08米,容器乙中盛有另一种液体。

①若水的质量为2千克,求容器甲中水的体积V水。

②求容器甲中水对容器底部的压强p水。

③现往容器甲中加水,直至与乙容器中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了196帕,求液体乙的密度ρ液。

 

【答案】①甲容器中水的体积为2×10﹣3m3;

②容器甲中水对容器底部的压强为784pa;

③液体乙的密度为800kg/m3。

【解析】①容器中甲水的体积为:V= = =2×10﹣3m3;

②容器甲中水对容器底部的压强:p水=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.08m=784pa。

③当容器甲内加水至于容器乙相平时,设此时水深为h1,

此时水对容器底部的压强:p1=p水+△p=784pa+196pa=980pa;

由p=ρgh可得此时水的深度:h1= = =0.1m;

由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即:p乙=p水=784pa;

由p=ρgh可得,液体乙的密度:ρ乙= = =800kg/m3。

10. (2019安徽)将底面积S=3×10﹣3m2高h=0.1m的铝制圆柱体,轻轻地放入水槽中,使它静止于水槽底部,如图(圆柱体的底部与水槽的底部不密合),此时槽中水深h1=0.05m(已知ρ铝=2.7×103kg/m3  , ρ水=1.0×103kg/m3 . g取l0N/kg)。求:  

 

(1)水对圆柱体底部的压强p1    

(2)圆柱体受到的浮力F浮;    

(3)圆柱体对水槽底部的压强p2。    

【答案】见解析。

【解析】(1)解:水的深度h1=0.05m,   

则水对圆柱体底部的压强:

p1=ρ水gh1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa

答:水对圆柱体底部的压强p1=500Pa

(2)解:由图可知,圆柱体浸在水中的体积:   

V排=Sh1=3×10﹣3m2×0.05m=1.5×10﹣4m3  ,

根据阿基米德原理可得,圆柱体所受的浮力:

F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣4m3×10N/kg=1.5N

答:圆柱体受到的浮力F浮=1.5N

(3)解:圆柱体的重力:   

G铝=m铝g=ρ铝V铝g=ρ铝Shg=2.7×103kg/m3×3×10﹣3m2×0.1m×10N/kg=8.1N;

圆柱体静止于水槽底部,由力的平衡条件可知圆柱体对水槽底部的压力:

F压=G铝﹣F浮=8.1N﹣1.5N=6.6N,

则圆柱体对水槽底部的压强:

p=F压/S=2.2×103Pa

答:圆柱体对水槽底部的压强p2=2.2×103Pa

11.(2018江西)如图所示,一个高为1米、底面积为5×102米2的轻质薄壁圆柱形容器放在水平地面上,且容器内盛有0.8米深的水。

⑴求水对容器底部的压强p水。

⑵若将体积都为0.02米3的甲乙两个实心小球(ρ甲=0.5×103千克/米3,ρ乙=1×103千克/米3),先后慢慢地放入该容器中的水里,当小球静止时,容器对地面的压强是否相等?若相等,请计算出该压强的大小;若不相等,请通过计算说明理由。

 

【答案】⑴ 7.84×103帕

⑵当小球静止时,容器对地面的压强是相等的。9.8×103帕

【解析】⑴ p水=ρ水gh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.8米=7.84×103帕

⑵当小球静止时,容器对地面的压强是相等的。

若体积为0.02米3的实心小球浸没在水中,则它所受浮力是:

F浮=ρ水gV排=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10- 2米3=196牛。

而G甲=ρ甲gV甲=0.5×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10- 2米3=98牛。

G乙=ρ乙gV乙=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×2×10- 2米3=196牛。

∴F浮=G乙,因此乙球悬浮在水中,V乙排=V乙=0.02米3;

F浮>G甲,因此甲球最终漂浮在水面;          

V甲排=0.01米3;

而容器中的液面最多只能上升0.2米,因此乙球悬浮在容器的水中,由它排开的水的一半要溢出;甲球漂浮在容器的水面时,水面刚好上升到容器。

乙球放入容器后,它对地面的压力为:

F乙=(G水-G溢)+ G乙=ρ水gS容h容=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×5×102米2×1米=490牛

甲球放入容器后,它对地面的压力为:

F乙=G水+ G甲=ρ水gS容h容=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×5×102米2×1米=490牛

所以它们对地面的压强都为p=9.8×103帕

12.(2018山东临沂)如图所示,一个底面积为2×10-2m2的薄壁柱形容器放在水平桌面中央,容器高0.15m,内盛有0.1 m深的水.

求:(1)容器内水的质量.(2)水对容器底部的压强.

(3)当把一个质量为3 kg实心正方体A放入水中后,容器对桌面压强的增加量是980 Pa,求物体A的密度大小?

 

【答案】(1)2kg;(2)980Pa;(3)1.5×103kg/m3

【解析】(1)容器内水的体积:V水=Sh=2×10-2m2×0.1m=2×10-3m3,

由ρ=m V 可得,容器内水的质量:m水=ρ水V水=2kg;

(2)水对容器底部的压强:p水=ρ水gh水=980Pa;

(3)正方体的重力:GA=mAg=3kg×9.8N/kg=29.4N,

由p=F /S 可得,正方体A放入水中后对桌面压力的增加量:

△F=△pS=980Pa×2×10-2m2=19.6N,

∵△F<GA,∴水有溢出,溢出水的重力:G溢出=GA-△F=29.4N-19.6N=9.8N,

溢出水的体积:V溢出=m溢出 /ρ水 =G溢出 /ρ水g =1×10-3m3,

容器内增加的体积:V′=S(h-h水)=1×10-3m3,

物体A的体积:VA=V溢出+V′=1×10-3m3+1×10-3m3=2×10-3m3,

物体A的密度:ρA=mA/VA=1.5×103kg/m3.

2020年中考物理重要规律专题12阿基米德原理试题(附解析)

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