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A
C
C
A
D
$=$
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变大
变大
【分析】
要判断水的压强最小的位置,需根据液体压强公式$ p=\rho gh $分析:液体密度$ \rho $和重力加速度$ g $为定值,因此压强大小取决于该点的深度$ h $(深度指从液面到该点的垂直距离),深度越小,压强越小。接下来确定每个点的深度:
$ a $点位于水面处,深度为0;
$ b $点到湖底距离为4m,水面到湖底距离为5m,因此$ b $点深度为$ 5m - 4m = 1m $;
$ c $点到水面的垂直距离为2m,深度为2m;
$ d $点到湖底距离为3m,因此$ d $点深度为$ 5m - 3m = 2m $。
对比可知$ a $点深度最小,压强最小。
【解析】
根据液体压强公式$ p=\rho gh $,在液体密度$ \rho $和$ g $不变时,压强与深度$ h $成正比,深度越小,压强越小。
$ a $点深度$ h_a=0 $;
$ b $点深度$ h_b=5m - 4m=1m $;
$ c $点深度$ h_c=2m $;
$ d $点深度$ h_d=5m - 3m=2m $。
因为$ h_a < h_b < h_c = h_d $,所以$ a $处水的压强最小。
【答案】
A
【知识点】
液体压强的特点
【点评】
本题考查液体压强的影响因素,关键是正确理解“深度”的定义(从液面到该点的垂直距离),避免将点到湖底的距离误认为深度。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先,我们需要明确液体压强的作用效果:当橡皮膜浸入水中时,水会对橡皮膜产生压强,由于橡皮膜外侧水的压强大于内侧空气的压强,所以橡皮膜会向内凹。
接下来比较两次橡皮膜的形变程度:两次药瓶在水里的位置相同,但瓶口朝下时(乙图),橡皮膜浸入水中的深度比瓶口朝上时(甲图)更深。根据液体压强公式$p=\rho gh$,在液体密度$\rho$相同的情况下,深度$h$越大,液体压强$p$越大,压强越大则橡皮膜形变程度越大,因此乙中橡皮膜形变程度更大。
【解析】
1. 判断橡皮膜的凹陷方向:
当药瓶浸入水中时,橡皮膜受到水的压强,且水的压强大于橡皮膜内侧空气的压强,因此两次橡皮膜都会向内凹。
2. 比较形变程度:
两次药瓶在水中的位置相同,乙图中瓶口朝下,橡皮膜所处的深度大于甲图中橡皮膜的深度。根据液体压强公式$p=\rho gh$(其中$\rho$为水的密度,$g$为重力加速度,$h$为深度),在$\rho$和$g$不变时,深度$h$越大,压强$p$越大。压强越大,橡皮膜的形变程度越大,因此乙中橡皮膜的形变程度更大。
综上,两次都向内凹,乙形变程度大,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的特点;液体压强公式
【点评】
本题考查液体压强的实际应用,核心是理解液体压强随深度的增大而增大,以及压强对物体形变的影响,解题关键是准确判断两次橡皮膜所处的深度差异。
【难度系数】
0.6
【分析】
要比较三个容器底部受到的液体压强大小,需根据液体压强公式$ p=\rho gh $来分析。首先明确各容器中液体的密度和深度:甲、乙装的是水,密度$ \rho_{水} $相同,甲的液面高度$ h_{甲} $大于乙的$ h_{乙} $;乙和丙液面高度$ h_{乙}=h_{丙} $,但乙的液体是水,丙是酒精,$ \rho_{水}>\rho_{酒精} $。分两步比较:第一步比较甲和乙,密度相同,深度越大压强越大;第二步比较乙和丙,深度相同,密度越大压强越大,最后综合得出三者压强大小关系。
【解析】
根据液体压强公式$ p=\rho gh $:
1. 比较甲、乙容器:
甲、乙中都是水,$ \rho_{甲}=\rho_{乙}=\rho_{水} $,由图可知$ h_{甲}>h_{乙} $,所以$ p_{甲}=\rho_{水}gh_{甲} > p_{乙}=\rho_{水}gh_{乙} $。
2. 比较乙、丙容器:
乙、丙液面高度相同,$ h_{乙}=h_{丙} $,$ \rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3} > \rho_{酒精}=0.8×10^{3}kg/m^{3} $,所以$ p_{乙}=\rho_{水}gh_{乙} > p_{丙}=\rho_{酒精}gh_{丙} $。
综合可得:$ p_{甲}>p_{乙}>p_{丙} $,即甲容器底部受到的液体压强最大。
【答案】
C
【知识点】
液体压强的计算
【点评】
本题考查液体压强公式的应用,关键是抓住影响液体压强的两个因素:液体密度和深度,控制其中一个变量,比较另一个变量对压强的影响,逐步分析得出结论,属于基础题型。
【难度系数】
0.7
【分析】
要解决这道题,可按以下思路思考:
1. 明确压强计的工作原理:U型管两侧液面的高度差反映金属盒所在位置的液体压强大小,高度差越大,压强越大。
2. 观察实验条件:金属盒在甲、乙两种液体中的深度相同(图中虚线显示深度一致),但甲中U型管液面高度差更大。
3. 结合液体压强公式$p=\rho gh$分析:当深度$h$相同时,液体压强$p$与液体密度$\rho$成正比,甲的压强更大,说明甲液体的密度更大。
4. 逐一验证选项:根据上述分析判断每个选项的正误,确定正确答案。
【解析】
由图可知:
1. 压强计的金属盒在甲、乙两种液体中的深度$h$相同;
2. 甲中U型管两侧液面的高度差大于乙,根据压强计的工作原理,可知甲中金属盒处的液体压强大于乙中金属盒处的液体压强,因此选项C、D错误;
3. 根据液体压强公式$p=\rho gh$,在深度$h$相同的情况下,液体压强$p$与液体密度$\rho$成正比。因为甲的压强大,所以甲液体的密度大于乙液体的密度,选项A正确,B错误。
【答案】
A
【知识点】
液体压强的影响因素;液体压强公式应用
【点评】
本题考查液体压强的探究,关键是掌握压强计的使用原理和液体压强公式的应用,通过控制变量法分析实验条件得出结论。需注意抓住深度相同这一控制变量,结合液面高度差判断压强大小,再推导液体密度的关系。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先,U形管液面高度差相等,说明金属盒受到的液体压强相等。已知实验中是同种液体,根据液体压强公式$ p=\rho gh $,液体压强仅与液体密度$ \rho $和深度$ h $有关。在$ \rho $相同的情况下,要保证压强相等,就需要控制深度相同,这里的深度指金属盒面的中心在液体中的深度。再对各选项分析:A选项同一个人操作不影响液体压强;B选项液体质量相等但容器形状不同,无法保证深度一致,且液体质量不是液体压强的决定因素;C选项操作时间与液体压强无关,因此只有D选项符合要求。
【解析】
U形管液面的高度差相等,说明金属盒受到的液体压强相等。根据液体压强公式$ p=\rho gh $,在同种液体($ \rho $相同)中,液体压强只与深度$ h $有关,要使压强相等,需控制金属盒面的中心在液体中的深度相等。
对各选项逐一判断:
A选项:同一个人操作不是影响液体压强的必要控制条件,与实验现象无关,排除;
B选项:液体质量相等,但容器形状不同,液体深度不一定相同,且液体质量不是液体压强的决定因素,排除;
C选项:操作时间相等与液体压强无关联,排除;
D选项:金属盒面的中心在液体中的深度相等,满足液体压强相等的控制条件,正确。
【答案】
D
【知识点】
液体压强的影响因素
【点评】
本题考查液体压强特点的实验探究,核心是理解液体压强只与液体密度和深度有关,与金属盒朝向、容器形状等无关,侧重控制变量法在实验中的应用。
【难度系数】
0.7
【分析】
要判断A、B、C三点的压强关系,需根据液体压强公式$ p = \rho gh $分析。首先明确液体压强的大小与液体密度$ \rho $和该点到液面的垂直深度$ h $有关。观察题图可知,A、B、C三点处于同一水平高度,即三点到液面的垂直深度相等,且容器内液体均为水,密度相同,因此结合公式可判断三点压强的大小关系。
【解析】
根据液体压强公式$ p = \rho gh $:
1. 对于A、B两点:
两点到液面的垂直深度$ h_A = h_B $,液体密度$ \rho $相同,$ g $为常量,因此$ p_A = \rho g h_A = \rho g h_B = p_B $,即$ p_A = p_B $。
2. 对于B、C两点:
两点到液面的垂直深度$ h_B = h_C $,液体密度$ \rho $相同,$ g $为常量,因此$ p_B = \rho g h_B = \rho g h_C = p_C $,即$ p_B = p_C $。
【答案】
=;=
【知识点】
液体压强的计算;液体压强的影响因素
【点评】
本题核心是理解液体压强公式中“深度”的定义(深度是从液面到该点的垂直距离),只要液体密度相同、深度相同,液体压强就相等,切勿错误将容器底部到该点的距离当作深度。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先思考密度的变化:密度的定义是单位体积的质量,长江水中泥沙含量增加,意味着相同体积的长江水,其总质量(水+泥沙)变大,根据$\rho=\frac{m}{V}$,可知长江水的密度会变大。接着分析堤坝受到的压强:液体压强公式为$p=\rho gh$,在同等深度$h$的情况下,$g$是常量,长江水的密度$\rho$变大,代入公式可得出长江对堤坝的压强会变大。
【解析】
1. 密度变化分析:
根据密度公式$\rho = \frac{m}{V}$,当长江水中泥沙含量增加时,相同体积的长江水所含物质的总质量(水和泥沙的质量和)增大,因此长江水的密度变大。
2. 压强变化分析:
根据液体压强公式$p = \rho gh$,在同等深度$h$不变的情况下,$g$为常量,长江水的密度$\rho$变大,所以长江对堤坝的压强变大。
【答案】
变大;变大
【知识点】
密度的影响因素;液体压强的计算
【点评】
本题结合水土流失的实际场景,考查密度和液体压强的相关知识,需要学生熟练掌握密度和液体压强的计算公式,并能将物理知识应用到实际问题的分析中,属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.8