初中物理中考复习 专题17 探究液体压强规律的实验题（解析版）

专题17  探究液体压强规律的实验题

一、探究液体压强与那些因素有关实验需要学通的基础知识

1.由图1、图2可以知道液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性。（因此在太空失重情况下液体不会产生压强）

2.探究液体压强与哪些因素有关实验中，采用了哪些方法？答：控制变量法、转换法

3.通过观察什么开知道液体压强大小的？答“U型管内页面的高度差，高度差也大说明液体产生的压强也大”

4.实验前的两个操作：（1）先检查U型管左右两边的液面是否相平。

（2）检查装置的气密性：（用手压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）

5.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？答：气密性不好，拆下来重新安装。

6.使用的U型管是不是连通器？答：不是

7.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察。

8.比较甲乙实验结论是：液体密度一定时，深度越深，液体产生的压强越大。比较乙丙实验结论是：当液体深度相同时，液体密度越大，液体产生的压强越大。  

9.如图甲乙，金属盒在水中的深度和U型管内页面的高度差大小有何关系？为什么？答：相等，因为两侧产生的压强相等，液体密度相等，所以深度也相等。   如图丙，左侧金属盒的深度和U型管内页面的高度差大小有何关系？为什么？答：U型管内高度差比金属盒的深度大。因为盐水的密度比水的密度大，两边压强相等，所以U型管内高度差比金属盒的深度大

10.测量出U型管内页面的高度差，能否算出金属盒在左侧液体中的压强？答：能，因为两侧压强相等。

二、压强计的使用方法

把金属盒放入液体中，橡皮膜受到液体压强的作用，而向里凹，封闭在管内的气体把这个压强传递给液体，两侧液面出现高度差．此时右侧液面受到的压强仍是大气压，左侧液面受到的压强等于大气压强与液体压强之和再减去橡皮膜单位面积弹力的平均值．如果橡皮膜的弹力很小，两侧液柱高度差所产生的压强就近似等于液体的压强．   压强计也可以用来测气体的压强．把压强计的左侧管跟被测的气体相通，如果被测气体的压强大于大气压，压强计右侧液面比左侧的高，如果被测气体的压强比大气压小，左侧液面比右侧液面高，两侧液柱高度差产生的压强近似等于被测气体的压强与大气压的差．

使用压强计需澄清和注意的问题

（1）使用微小压强计研究不同方向液体压强的特点时要注意：压强计的金属盒应保持在同一深度。

（2）压强计的两边高度差来显示液体内部的压强这种方法叫转换法。

（3）压强计只是用来研究液体压强特点的一个工具，并不是用来测液体压强的仪器。比如：液体内部有没有压强，同一深度压强变不变，压强向哪个方向，压强大小与什么有关等问题。即使按照液面差计算出压强标上刻度也是不准确的，因为在水中探头上的橡皮膜还有个张力的存在，计算出来的数值也比真实值要小些。所以，说是压强计，其实不是用来测液体压强数值的仪器。

【例题1】如图甲所示，容器中间用隔板分成大小相同且互不相通的A，B两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。橡皮膜两侧压强不相等时，会向压强小的一侧凸起。小芸同学用该装置做“探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验。

（1）探究“液体压强与液体密度的关系”时，应保持容器中A、B两侧液体的______相同。

（2）探究“液体压强与液体深度的关系”时，小芸同学在A、B两侧倒入深度不同的水后，实验现象如图乙所示。由该实验现象得出结论：在液体密度相同时，液体深度______，液体压强越大。

（3）请从实验设计的合理性、实验过程的可操作性、实验结果的可靠性等方面写出一条评估意见：_________。

【答案】（1）深度（2）越大（3）对不透明液体体积，不便观察（或由于容器壁、隔板既不透明又无刻度，不易测准A、B两侧液体的深度或橡皮膜的弹性好坏，影响实验效果等）

【解析】（1）要利用控制变量法来研究。因为本实验目的是探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关，所以在探究“液体压强与液体密度的关系”时，要保持另一个物理量不变，也就是深度不变。

（2）探究“液体压强与液体深度的关系”时，液体都是水，也就是保持密度不变，根据图乙橡皮膜凸起现象知道液体深度大，液体压强越大。

（3）影响实验效果的因素很多，比如使用的水要干净透明。

【例题2】（2020甘肃天水）在“探究液体压强的特点”实验中，小明进行了如下的猜想：

猜想一：液体内部压强大小可能与液体深度有关。

猜想二：液体内部压强大小可能与液体密度有关。

猜想三：液体内部压强大小可能与方向有关。

为了验证以上猜想，小明进行了如图所示的操作：

（1）实验过程中探头受到的液体压强大小是通过　    　反映的。

（2）为了验证猜想一，应选择　   　两组实验对比，可初步验证出猜想一是正确的。

（3）探究液体压强与液体密度的关系时，对比乙、丙两组实验，小明可得出的结论是：当液体深度相同时，液体的密度越大，液体的压强就越　   　。

【答案】（1）U形管两边液面的高度差；（2）甲、乙；（3）大。

【解析】（1）根据转换法，实验过程中探头受到的液体压强大小是通过U形管两边液面的高度差反映的；

（2）为了验证猜想一，即研究液体内部压强大小可能与液体深度有关，要控制液体密度相同，故应选择甲、乙两组实验对比，可初步验证出猜想一是正确的；

（3）探究液体压强与液体密度的关系时，对比乙、丙两组实验，丙中U形管两边液面的高度差大，小明可得出的结论是：当液体深度相同时，液体的密度越大，液体的压强就越大。

【点评】本题探究影响液体压强大小的因素，考查转换法、控制变量法的运用。

1.（2020湖北咸宁）同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强的规律”，进行了如下的操作。

(1)在使用压强计前，发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示)，接下来的操作是____(选填字母)；

A．直接从U形管右侧中倒出适量液体  B．拆除胶管重新安装

(2)正确操作后，分析乙､丙两图的实验现象，初步得出的结论是：同种液体中，液体压强随液体深度的增加而____，因此拦河大坝要做成____的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)；

(3)玲玲保持丙图中探头的位置不变，并向容器内加入适量的浓盐水，她发现U形管两侧液面的高度差又变大了，于是得出了“在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大”的结论｡她的操作不可靠，原因是加入盐水后液面位置改变了，正确操作是应将探头适当____(选填“上移”或“下移”)；

(4)红红用丁装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜相平，需要测量的物理量有____(多选)；

A．右侧待测液体到容器底的深度h1

B．右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2

C．左侧水到容器底的深度h3

D．左侧水到橡皮膜中心的深度h4

根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为____(用题中字母和表示)｡

【答案】    (1) B    (2) 増大   上窄下宽    (3)上移    (4) BD    

【解析】(1)使用压强计前，发现U形管中两侧液面已有高度差，需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的，当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的。故选B。

(2)由乙丙两图可知，橡皮膜的方向相同，深度不同，深度越大压强越大，可得出结论：同一液体，液体内部压强随深度的增加而增大，所以拦河大坝要做成上窄下宽的形状。

(3)探究液体内部压强与液体密度的关系，则应保持深度不变，保持橡皮膜的位置不变，向容器内加入适量的浓盐水，液体深度增大了，没有控制液体的深度不变，应将探头适当上移，保持液体的深度不变。

(4)在左侧加入适量的水，测量左侧水到橡皮膜中心的深度h4，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜相平，测量右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2，橡皮膜变平可得

p水=p液体

ρ水gh4=ρgh2

ρ=

2.（2020南京）小明和小华利用压强计、刻度尺和装有适量水的容器，探究液体内部压强与深度的关系，如图所示：

(1)图甲中金属盒在水中的深度为______cm；

(2)比较两图可知，液体内部压强随深度的增大而______；

(3)比较两图，小明认为：液体内部某处到容器底的距离越大，其压强越小。为研究此问题，小华在乙图中保持金属盒的位置不变，往容器内加水，当水面到容器底的距离L满足条件：______，对比甲图，可说明小明的观点是错误的。

【答案】 (1)7  (2) 增大  (3) L≥18cm

【解析】(1)图甲中金属盒在水中的深度为16cm-9cm=7cm

(2)比较两图可知，液体的密度相同，深度越深，液体压强越大，可以得到液体内部压强随深度的增大而增大。

(3)图甲中金属盒在水的深度是7cm，往容器内加水，此时金属盒在水的深度h≥7cm

水面到容器底的距离L≥11cm+7cm=18cm

此时金属盒受到的压强大于甲图中的压强，可说明小明的观点是错误的。

3．下表是小利同学利用如图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据．

（1）实验时通过观察　    　来判断液体内部压强的大小；实验所得的数据有一组是错误的，其实验序号为　     　．

（2）通过分析比较实验序号　    　的数据得出结论：同种液体内部，深度越深，压强越大．请列举出一个与此相关的实例：　          　．

【答案】（1）U形管左右液面高度差； 4；（2）1、2、3；拦河大坝上窄下宽．

【解析】（1）实验中通过U形管两边液面的高度差来判断液体内部压强的大小；

在液体内部的同一深度液体向各个方向的压强相等，第4次朝下的实验中，实验装置中左右液面的高度差△h=8.6cm与第3次和第5、6次不同，显然错误；

（2）1、2、3三组数据同种液体，橡皮膜的方向相同，深度不同，深度越大压强越大，可得出结论：在同种液体中，液体内部产生的压强随深度的增加而增大；

同种液体内部，深度越深，压强越大，与此相关的实例是拦河大坝上窄下宽；深海潜水要穿抗压潜水服等．

4.在“探究影响液体压强大小的因素”实验中，

已知（a）中装有水，（b）、（c）中装有同种液体盐水。老师用压强计做了如图所示的（a）、（b）、（c）三次实验。比较实验（a）、（b）可知液体压强与液体的        有关；比较实验（b）、（c）可知液体压强与液体的        有关。

【答案】密度  深度

【解析】实验（a）、（b）可知液体种类不同，即密度不等，深度相同产生的压强不同，说明液体压强与密度有关；实验（b）、（c）可知液体种类相同，即密度相等，深度不同产生的压强不同，说明液体压强与深度有关。