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专题三探究液体压强的特点——华东师大版八年级上学期科学
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这是一份专题三探究液体压强的特点——华东师大版八年级上学期科学,共28页。
八年级液体压强专题三探究液体压强的特点一.选择题(共2小题)1.某实验小组在探究液体内部压强的特点。他们将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,用同一微小压强计依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,实验器材完好,如图所示,下列说法中错误的是( )A.甲液体的密度小于乙液体的密度 B.微小压强计的U形管此时不属于连通器 C.探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强 D.若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,则U形管内两液面的高度差变小2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )①仅向烧杯中加一些水;②仅将金属盒水平移动;③仅改变金属盒面的朝向;④仅在水中加入食盐,食盐溶解后。A.①③ B.①④ C.②③ D.②④二.多选题(共1小题)(多选)3.某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙的左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法正确的是( )A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大 B.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强 C.若测得图乙中左、右两侧容器底距液面的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3 D.若把A、B两个物体分别放入图乙水和液体中,两物体都漂浮,且都不溢出,橡皮膜向右凸起,则两物体的质量mA>mB三.填空题(共2小题)4.用量筒测得8g煤油的体积如图1所示,煤油的密度为 kg/m3;图2为探究液体内部压强影响因素的装置,选用水和煤油分别进行实验,并使金属盒处于两种液体中的深度相同,则用 进行实验时,U形管两侧液面的高度差h较大;用水进行实验时,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向 移动。5.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。四.实验探究题(共12小题)6.为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, ,液体的压强越大;(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。7.现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动至如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 (选填“凸面”“凹面”或“平面”),试说明理由。 8.图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 (填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。①小科重新设计实验想探究的问题是 ;②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 。9.如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小;(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 ;(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa。10.在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 的大小。(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 有关。(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 。(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 是否有关。(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 相等。11.如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。(ρ盐水>ρ水)(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 来表示。(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”)。(3)将探头分别放在如图所示水中的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大。(4)将探头分别放在如图所示不同液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC hB(选填“<”、“=”或“>”),说明液体压强与液体 有关。12.如图所示,小阳同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。(1)图甲中的压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 方法可以进行调节;A.从U形管左管口添加适量水B.从U形管右管口抽出适量水C.拆除软管重新安装(2)比较图乙、图丙、图丁,可得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向 (选填“有关”或“无关”);(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”);(4)若保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,将U形管中的液体分别更换成下列液体后能使U形管内液柱高度差最大的是 ;A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)D.红墨水(ρ红墨水≥1.0×103kg/m3)(5)善于动手的小阳同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小阳将左、右探头分别置于A、B容器中,A、B容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。13.在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中:(1)如图甲是U形管压强计,将探头放进盛有液体的容器中,探头的橡皮膜在液体的压力作用下会 (选填“内凹”或“外凸”);(2)为探究液体内部压强与深度的关系,将压强计的探头先后放在图乙所示烧杯的a、b位置处,可以观察到探头在 (选填“a”或“b”)位置时U形管两侧液面的高度差Δh较大;继续探究,发现液体内部压强随 的增加而增大;(3)若U形玻璃管足够长,U形玻璃管内选用密度 (填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差;(4)根据实验所得出的结论,判断在图丙中的a、b、c、d、e五点中压强最大的是 点。14.如题图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“将右侧支管中高出的水倒出”或“取下软管重新安装”),使U形管左右两侧的水面相平。然后用手轻轻压一下 (选填“探头”“软管”或“U形软管”),检查实验装置的气密性;(3)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。(4)早在1648年,物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验,如图戊所示。结果,他只用了几杯水,就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度 (选填“有关”或“无关”),还由此说明了液体的压强与液体的质量 (选填“有关”或“无关”)。15.在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。请完成下列问题:(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);A.转换法B.控制变量法C.类比法(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ;(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= 。16.某同学利用如图所示的器材“探究液体内部压强的特点”。(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 (选填“相同”或“不同”)。(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口,制成了测量液体内部压强的微小压强计,微小压强计 (填“是”或“不是”)连通器。接着他多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体内部压强与 的关系。(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 。A.酒精(ρ酒精=0.8g/cm3)B.植物油(ρ植物油=0.9g/cm3)C.盐水(ρ盐水=1.1g/cm3)(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 Pa。(ρ红墨水≈1.0×103kg/m3)(5)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,而小明同学却观察到如图丙所示的情景,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压。17.在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 ;(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 ;(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 越大,压强越大;(4)通过比较B图与 图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。五.解答题(共1小题)18.小明同学利用图中所示的实验装置探究了液体压强规律,测得的部分数据如表所示:(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为 ;(2)比较序号1、2、3的三组数据,可得出的结论是 ;(3)比较序号为 的三组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。(4)比较序号为 的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与 有关。2022年八年级液体压强专题三探究液体压强的特点参考答案与试题解析一.选择题(共2小题)1.某实验小组在探究液体内部压强的特点。他们将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,用同一微小压强计依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,实验器材完好,如图所示,下列说法中错误的是( )A.甲液体的密度小于乙液体的密度 B.微小压强计的U形管此时不属于连通器 C.探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强 D.若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,则U形管内两液面的高度差变小【分析】(1)影响液体内部压强大小的因素有深度和液体的密度,据此来通过读图做出判断;(2)上端开口,下端连通的容器叫连通器;(3)橡皮膜所受压强的大小由U形管内液面的高度差来反映;(4)根据p=ρgh判断所受液体压强的大小。【解答】解:AC、压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而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,故由p=ρgh可知乙液体的密度更大,微小压强计探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强,故AC正确;B、连通器是上端开口,下端连通的装置,压强计U形管的一端与探头连接,并不开口,所以U形管不属于连通器,故B正确;D、若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,实际是橡皮膜在液体中的深度增加了,所受液体压强增大,故D错误。故选:D。【点评】要了解压强计的构造与原理,并能学会观察压强计来判断压强的大小及p=ρgh的运用,难度不大。2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )①仅向烧杯中加一些水;②仅将金属盒水平移动;③仅改变金属盒面的朝向;④仅在水中加入食盐,食盐溶解后。A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【分析】压强计的工作原理:U形管两侧液面高度差表示压强的大小。液体压强的特点:液体压强随深度的增加而增大;同一深度处,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强还跟液体的密度有关。【解答】解:①仅向烧杯中加一些水,会使金属盒所处深度增大,金属盒受到压强增大,会使U形管两侧液面高度差增大,故①符合题意;②仅将金属盒水平移动,金属盒受到压强不变,U形管两侧液面高度差不变,故②不符合题意;③仅改变金属盒面的朝向,金属盒受到压强不变,U形管两侧液面高度差不变,故③不符合题意;④仅在水中加入食盐,食盐溶解后,会使液体密度增大,金属盒受到压强增大,会使U形管两侧液面高度差增大,故④符合题意。所以使U形管两侧液面高度差增大的操作是①④。故ACD不符合题意,B符合题意。故选:B。【点评】观察物理实验现象是学习物理的一项基本能力,学生要多加练习。二.多选题(共1小题)(多选)3.某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙的左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法正确的是( )A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大 B.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强 C.若测得图乙中左、右两侧容器底距液面的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3 D.若把A、B两个物体分别放入图乙水和液体中,两物体都漂浮,且都不溢出,橡皮膜向右凸起,则两物体的质量mA>mB【分析】(1)影响液体压强的因素:液体的密度和深度,要探究液体压强与液体深度的关系,则要保证液体密度相同;深度不相同,液体密度越大压强越大;(2)压强的大小通过橡皮膜的凸出程度来表示;(3)根据(2)利用ρ液体gh液体<ρ水gh水,即可求得液体的密度。(4)把A、B两个物体分别放入水和液体中,两物体都漂浮,引起橡皮膜两侧压强的变化,压力的变化量等于等于放入的物体重,据此判断。【解答】解:A、由图甲知:液体密度相同;右侧高度高,压强大,橡皮膜向左凸出,故可以得出:在同种液体内部,深度越深,压强越大,故A正确;B、压强的大小通过橡皮膜的凸出程度来表示,图乙中橡皮膜没有变形,说明左右两侧上面的压强相同,根据P=ρgh知,左边液体的密度大于右边液体的密度,下面的液体左边的压强大于右边的压强,故左边总压强大于右边的总压强,故B正确;C、由B知,ρ液体gh液体<ρ水gh水,h水=10cm=0.1m,h液体=12.5cm=0.125m;液体的密度:ρ液体<==0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,即ρ液体<0.8g/cm3,故C错误;D、木块放入液体中漂浮,引起橡皮膜两侧压强的变化,橡皮膜向右凸起,说明p右<p左,压力的变化量等于放入的木块重,所以GA>GB,根据G=mg可知,mA>mB,故D正确。故选:ABD。【点评】此题是探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验,考查了控制变量法在实验中的应用,同时考查了学生对实验的评估。三.填空题(共2小题)4.用量筒测得8g煤油的体积如图1所示,煤油的密度为 0.8×103 kg/m3;图2为探究液体内部压强影响因素的装置,选用水和煤油分别进行实验,并使金属盒处于两种液体中的深度相同,则用 水 进行实验时,U形管两侧液面的高度差h较大;用水进行实验时,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向 上 移动。【分析】(1)读出量筒中煤油的体积V,用ρ=算出密度;(2)探究液体压强跟密度的关系时,控制液体的深度相同,改变密度大小,根据公式p=ρgh可知,压强相同,根据深度的关系判断密度的大小。(3)探究液体压强跟深度的关系时,控制液体的密度相同,改变深度大小。【解答】解:(1)量筒中煤油的体积是V=10ml=10cm3,煤油的密度:ρ===0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。(2)如图2,探究液体压强跟密度的关系时,将压强计的金属盒先后浸没到甲、乙两杯液体中,使金属盒浸入两种液体中的深度h甲=h乙,根据公式p=ρgh可知,U形管中液面高度差大的一定是水。(3)探究液体压强与液体深度的关系时,金属盒在液体中处于不同深度处,记录U形管两侧的液柱高度差,比较压强大小,根据公式p=ρgh可知,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向上移动。故答案为:0.8×103;水;上。【点评】此题考查密度、液体压强的特点,根据液体压强公式p=ρgh,知道液体密度、深度、压强中的任意两者,都可以根据液体压强公式判断第三者。5.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 > ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 增大 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。【分析】影响液体内部压强大小的因素有深度和液体的密度,据此来通过读图做出判断。【解答】解:读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大。若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度。故答案为:>;增大。【点评】要了解压强计的构造与原理,并能学会观察压强计来判断压强的大小,是解答本题的关键。四.实验探究题(共12小题)6.为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, 深度越深 ,液体的压强越大;(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 乙 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。【分析】液体内部朝各个方向都有压强,液体内部的压强与物体浸入液体的深度有关,深度越大,压强就越大。【解答】解:(1)橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,说明在液体密度一定时,深度越深,压强越大,液体压强随深度的增加而增大;(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,橡皮膜的深度相同,根据p=ρgh可知,橡皮膜在水中受到的压强大,所以乙中的橡皮膜凹进得更多。故答案为:(1)深度越深;(2)乙。【点评】此题考查了液体压强的特点以及根据现象总结结论的能力,难度不大。7.现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动至如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 平面 (选填“凸面”“凹面”或“平面”),试说明理由。 玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。 【分析】(1)液体产生的压强跟液体的密度和深度有关。在液体密度一定时,液体越深液体产生的压强就越大,在液体深度一定时,液体密度越大,液体产生的压强就越大。(2)从橡皮膜上下受到的压力进行分析。(3)在液体的密度和深度相同时,液体产生的压强是相等的。【解答】解:(1)向管内缓缓注水,水的密度不变,水的深度增加,根据p=ρgh得到,水对橡皮膜的压强增大,水对橡皮膜的压力增大,橡皮膜向外凸的程度会变大。(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动,橡皮膜受到水向上压强增大,压力增大,管内水对橡皮膜向下的压力不变,所以橡皮膜向外凸的程度会变小。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。故答案为:(1)变大;(2)变小;(3)平面;玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。【点评】本题通过橡皮膜形变程度,反映橡皮膜的受力情况,这是一种转换的方法,题目中还用到了控制变量法,这两种方法都是物理上常用的实验探究方法。8.图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 不能 (填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。①小科重新设计实验想探究的问题是 小孔喷水距离是否与水压有关 ;②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 让水面到各个小孔的深度不同 。【分析】(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究液体压强与液体深度的关系;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而探究液体压强与液体深度的关系。【解答】解:(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强,不能作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究小孔喷水距离与小孔处水压的关系,所以小科重新设计实验想探究的问题是:小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,这样水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而改变水对小孔的压强大小,可见,这里对“一段时间”的要求是:让水面到各个小孔的深度不同。故答案为:(1)不能;(2)①小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②让水面到各个小孔的深度不同。【点评】本题考查实验探究液体压强的特点,要求学生应用控制变量法进行科学探究,难度一般。9.如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 液体压强 的大小;(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 装置气密性不好 ;(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 ;(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 液体密度 有关;(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 500 Pa。【分析】(1)液体压强的大小是通过比较U形管中液面的高度差来判断的;(2)使用液体压强计之前,要检查装置的气密性;(3)液体的密度一定,深度一定,方向不同,压强计的液面高度差相同;(4)要判断液体压强与液体密度关系,先控制深度不变;(5)根据p=ρgh求出U形管中高出的这段水柱产生的压强,即为压强计所测之处的液体压强。【解答】解:(1)U形管中液面的高度差反映了液体压强的大小,用到了转换法的思想;(2)实验探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明装置漏气,气密性不好;(3)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由乙、丙、丁三图可知,在同一深度,U形管中液面高度差相同,说明同种液体内部向各个方向的压强相等;(4)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由丁图和戊图可知,在同一深度时,U形管中液面高度差不相同,说明液体压强与液体的密度有关;(5)戊图中U形管左右两侧液面的高度差h=5cm,且U形管中所装液体是水,则压强计所测之处的液体压强:p=p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。故答案为:(1)液体压强;(2)装置气密性不好;(3)相等;(4)液体密度;(5)500。【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的因素有液体密度和液体深度,要研究液体压强与其中一个量的关系,先保证另一个量不变,做实验前一定要检查装置的气密性,还要学会应用控制变量法解决问题。10.在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 压强 的大小。(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 深度 有关。(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 无关 。(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 密度 是否有关。(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 深度 相等。【分析】(1)橡皮膜所受压力越大,则鼓起的程度越大,利用了转换法;(2)由图甲可知,三只管装的液体深度不同,鼓起的程度不同,表明压强不同;(3)图乙中两只不同管中装水的深度相同,橡皮膜鼓起的程度相同,表明压强相同;(4)5号管和2号管装的液体深度相同,液体种类不同,橡皮膜鼓起的程度不同,表明压强不同;(5)2号管和6号管装液体的种类、深度相同,长度不同,橡皮膜鼓起的程度相同,表明压强相同。【解答】解:(1)通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小,利用的方法是转换法;(2)相同的1、2、3号管中装的液体种类相同,且管内液体的深度逐渐增加,则橡皮膜鼓起的程度逐渐增大,说明液体的压强与深度有关,相应的质量、体积、重力也逐渐增大,所以猜想:液体的压强与液体的质量、重力、体积或深度有关;(3)通过2号管和4号管的比较可见,4号管中液体的质量、体积、重力一定大于2号管,但二者橡皮膜鼓起的程度相同,说明液体的压强与质量、重力、体积无关,只与深度有关;(4)探究液体的压强与液体的密度是否有关,利用控制变量法:5号管中盐水和2号管中的水比较,二者的深度相同,由于盐水的密度大于水的密度,则5号管橡皮膜鼓起的程度大;(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,利用控制变量法,2号管和6号管是相同的两支玻璃管,内装液体的种类相同、深度相同、长度不同时,橡皮膜鼓起的程度相同,表明液体的压强跟液体的长度无关。故答案为:(1)压强;(2)深度;(3)无关;(4)密度;(5)深度。【点评】本题考查探究液体压强特点的实验,掌握p=ρ液gh是解答本题的关键。11.如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。(ρ盐水>ρ水)(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 高度差 来表示。(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 有色 (选填“有色”或“无色”)。(3)将探头分别放在如图所示水中的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,这说明同种液体内部的压强随 深度 的增加而增大。(4)将探头分别放在如图所示不同液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC > hB(选填“<”、“=”或“>”),说明液体压强与液体 密度 有关。【分析】(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,压强越大,液面高度差也越大;(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体;(3)(4)液体密度相同时,深度越深,压强越大;液体深度相同时,密度越大,压强越大;根据控制变量法和转换法解答。【解答】解:(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法;液体压强越大,两侧液面高度差也越大;(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体;(3)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强深度的增加而增大;(4)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,因盐水的密度大,根据p=ρgh,盐水产生的压强大,由转换法,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,这是为了研究液体压强与液体密度的关系。故答案为:(1)高度差;(2)有色;(3)深度;(4)>;密度。【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。12.如图所示,小阳同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。(1)图甲中的压强计 不是 (选填“是”或“不是”)连通器。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 C 方法可以进行调节;A.从U形管左管口添加适量水B.从U形管右管口抽出适量水C.拆除软管重新安装(2)比较图乙、图丙、图丁,可得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向 无关 (选填“有关”或“无关”);(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”);(4)若保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,将U形管中的液体分别更换成下列液体后能使U形管内液柱高度差最大的是 A ;A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)D.红墨水(ρ红墨水≥1.0×103kg/m3)(5)善于动手的小阳同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小阳将左、右探头分别置于A、B容器中,A、B容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,则ρ甲 大于 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。【分析】(1)连通器是指上端开口,底部连通的容器,符合这一特点的容器才能称为连通器;U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;(2)比较图乙、图丙、图丁的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答,得出结论;(3)若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;(4)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系;(5)根据右管中液面高,则左管中压强大,根据p=ρgh分析。【解答】解:(1)U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器;若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,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(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故C正确;故选:C;(2)比较乙图、丙图和丁图可知液体的密度相同,深度相同,橡皮膜的方向不同,但U形管的高度差相同,故可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,即同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向无关;(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,即深度相同,盐水的密度大,同一深度液体压强大,U形管液面的高度差变大;(4)探头在烧杯中的水的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度相同,加在探头上的压强相同,比较U形管中液体的密度,酒精的密度最小,盐水的密度最大,当U形管中是酒精时,根据p=ρgh可知,U形管左右两侧液面的高度差最大,故A符合题意;故选:A;(5)当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,说明左侧有更大的压强,根据p=ρgh,因深度相同,则ρ甲大于ρ乙。故答案为:(1)不是;C;(2)无关;(3)变大;(4)A;(5)大于。【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。13.在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中:(1)如图甲是U形管压强计,将探头放进盛有液体的容器中,探头的橡皮膜在液体的压力作用下会 内凹 (选填“内凹”或“外凸”);(2)为探究液体内部压强与深度的关系,将压强计的探头先后放在图乙所示烧杯的a、b位置处,可以观察到探头在 b (选填“a”或“b”)位置时U形管两侧液面的高度差Δh较大;继续探究,发现液体内部压强随 深度 的增加而增大;(3)若U形玻璃管足够长,U形玻璃管内选用密度 较小 (填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差;(4)根据实验所得出的结论,判断在图丙中的a、b、c、d、e五点中压强最大的是 d 点。【分析】(1)将探头放进盛水的容器中,分析橡皮膜受到水的压强与橡皮膜内部的压强,据此回答;(2)(3)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;(4)分析各点处的密度和深度大小关系,根据p=ρgh可得出在a、b、c、d、e五点中压强最大的是哪个点。【解答】解:(1)将探头放进盛有液体的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部气体压强,橡皮膜会向内凹,若液体的压力越大,橡皮膜的形变程度会越大;(2)为探究液体内部压强与深度的关系,将压强计的探头先后放在图乙所示烧杯的a、b位置处,由于b处的深度大,可以观察到探头在b位置时U形管两侧液面的高度差Δh较大。将探头继续放入水中越深,观察到U形管两侧液面的高度差Δh就越大,说明橡皮膜在水的压力作用下形变程度就越明显,由此可以推理:液体内部压强随着深度的增加而增大。(3)根据压强计的构造可知,是通过U形管中液面的高度差来判断压强大小的,即高度差越大,压强就越大,高度差越小,压强就越小;在压强大小一定的情况下,根据p=ρgh可知,在U形管内充灌密度较大的液体比充灌密度较小的液体U形管中液面高度差小,因此仪器的精确度比充灌密度较小的液体小,所以U形玻璃管内选用密度较小的液体可以减小实验误差。(4)ab两点处的液体密度相同,b的位置较深,根据p=ρgh可知b点的液体压强大于a点的液体压强;bc两点处的液体深度相同,c点的液体密度较大,根据p=ρgh可知c点的液体压强大于b点的液体压强;cd两点处的液体密度相同,d的位置较深,根据p=ρgh可知d点的液体压强大于c点的液体压强;de两点处的液体深度相同,d点的液体密度较大,根据p=ρgh可知d点的液体压强大于e点的液体压强;综上可知在a、b、c、d、e五点中压强最大的是d点。故答案为:(1)内凹;(2)b;深度;(3)较小;(4)d。【点评】本题需要掌握液体内部压强的大小与液体的深度和液体的密度两个因素有关系,在通过实验进行探究时,必须注意控制变量法的合理运用。14.如题图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。(1)压强计上的U形管 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 取下软管重新安装 (选填“将右侧支管中高出的水倒出”或“取下软管重新安装”),使U形管左右两侧的水面相平。然后用手轻轻压一下 探头 (选填“探头”“软管”或“U形软管”),检查实验装置的气密性;(3)比较 丙、丁 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。(4)早在1648年,物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验,如图戊所示。结果,他只用了几杯水,就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度 有关 (选填“有关”或“无关”),还由此说明了液体的压强与液体的质量 无关 (选填“有关”或“无关”)。【分析】(1)测量液体压强的仪器叫压强计;上端开口,底端连通的容器叫连通器。(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的。检测压强计的气密性:用手轻按橡皮膜,U形管液面出现明显的高度差,表明仪器不漏气,否则漏气,需要重新安装。(3)液体压强跟液体密度和深度有关,探究液体压强跟密度的关系时,控制液体的深度不变。(4)液体压强跟液体密度和深度有关,跟其它因素没有关系,探究液体压强跟深度的关系时,控制液体的密度不变。【解答】解:(1)上端开口,底端连通的容器叫连通器,压强计的左端是密闭的,所以不是连通器。(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。用手轻轻压一下探头橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很大,则说明该压强计的气密性好。(3)研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,液体的密度不同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关。(4)物理学家帕斯卡用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管,从楼房的阳台上向细管里灌水,他只用了几杯水,就把木桶撑破了,由于细管容积较小,深度较大,压强增大,将桶压裂了,所以此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关,还由此说明了液体的压强与液体质量无关。故答案为:(1)不属于;(2)取下软管重新安装;探头;(3)丙、丁;(4)有关;无关。【点评】本题利用控制变量法考查了液体压强大小的影响因素,是液体压强实验的重点实验题,要熟练掌握。15.在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。请完成下列问题:(1)该实验过程用到的科学方法有 A、B (填字母);A.转换法B.控制变量法C.类比法(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 装置漏气 ;(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 得出普遍性的结论 ;(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= ρgh 。【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;(2)液体压强计是通过管内的气体传递橡皮膜上受到的压强的,如果装置漏气,U形管两侧的液面高度差会逐渐减小;(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;(4)根据密度公式和重力公式,得出高为h的液柱的重力,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=得出液体压强pa与深度h之间的关系式。【解答】解:(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:pa===ρgh。故答案为:(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。【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、归纳法的运用及p=ρgh的推导。16.某同学利用如图所示的器材“探究液体内部压强的特点”。(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 相同 (选填“相同”或“不同”)。(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口,制成了测量液体内部压强的微小压强计,微小压强计 不是 (填“是”或“不是”)连通器。接着他多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体内部压强与 液体深度 的关系。(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 C 。A.酒精(ρ酒精=0.8g/cm3)B.植物油(ρ植物油=0.9g/cm3)C.盐水(ρ盐水=1.1g/cm3)(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 1000 Pa。(ρ红墨水≈1.0×103kg/m3)(5)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,而小明同学却观察到如图丙所示的情景,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压。【分析】(1)U形管的实质是连通器,当连通器中的同种液体不流动时,两侧的液面保持相平;(2)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;液体压强和液体的密度、深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验。(3)分析实验中相同量和不同量,结合液体的密度大小,根据转换法回答;(4)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差;(5)根据管中液面的高度关系比较出管中液面上方气压的关系;U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压。【解答】解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平,U形管左右两侧液面的高度相同;(2)组装好的完好的压强计中的U形管的上部只有一段是开口的,故不是连通器;实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与液体深度的关系;(3)把探头分别放在酒精、植物油和盐水三种不同液体中,控制深度相同,因ρ酒精<ρ植物油<ρ盐水,在深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大,当探头放在盐水中时U形管左右两侧液面的高度差最大,则盐水产生的压强最大,故选C;(4)则探头所在位置水产生的压强,即橡皮管内气体的压强与大气压之差:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;(5)当压强计的金属盒在空气中时,由于U形管左右两管上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理可知U形管两边的液面保持相平;现在没有压力作用在U形管的橡皮膜上U形管左支管的液面却低于U形管右支管的液面,这是由于U形管液面上方的气压不同造成,且气压越大管中的液面就会越低,因此出现图中这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压。故答案为:(1)相同;(2)不是;液体深度;(3)C;(4)1000;(5)大于。【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。17.在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 气密性 ;(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 相等 ;(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 密度 越大,压强越大;(4)通过比较B图与 D 图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。【分析】(1)压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,若液体压强计漏气,U形管中的液面就不会变化;(2)(3)(4)在同一深度处,各个方向的压强相等;在不同液体的同一深度处,密度大的液体产生的压强大;在同种液体内部,深度越大,该处压强越大。【解答】解:(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的气密性;(2)通过比较A、B、C三图可知,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变,说明液体内部的压强相同,故可以得出液体内部同一深度向各个方向的压强相等;(3)通过比较D、E两图可知,液体内部同一深度处,液体密度不同,U形管两侧水面的高度差不同,密度越大,压强越大;(4)通过比较B、D两图可知,液体密度相同,深度越大,液体压强越大。三峡大坝下方受到的压强比上方大,所以下方大坝要建的宽一点。故答案为:(1)气密性;(2)相等;(3)密度;(4)D。【点评】本题考查了液体压强的特点,难度中等。五.解答题(共1小题)18.小明同学利用图中所示的实验装置探究了液体压强规律,测得的部分数据如表所示:(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为 4 ;(2)比较序号1、2、3的三组数据,可得出的结论是 同种液体,深度增大,液体压强增大 ;(3)比较序号为 3、4、5、6 的三组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。(4)比较序号为 7、8 的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与 密度 有关。【分析】液体压强跟液体密度和液体的深度有关。在液体密度一定时,液体密度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大。同种液体,同一深度处液体向各个方向的压强相等。结合这些特点对照表格中的数据可逐一做出分析。【解答】解:(1)分析表中的数据,实验序号4的数据与序号3、5、6的数据相比,深度相同,同种液体,其U形管的高度差应该相同,但表中数据不同,说明序号4的数据出现了错误;(2)通过分析比较实验序号1、2、3的数据可得出,同种液体,深度增大,液体压强增大;(3)通过分析比较实验序号3、4、5、6的数据可得出,同种液体,同一深度,向各个方向压强相等;(4)比较序号为7、8的两组数据可以看出,酒精与水的密度不同,深度相同,最终压强不同,故可得出在同一深度处,不同液体的压强与密度有关。故答案为:(1)4;(2)①②③;同种液体,深度越深,压强越大;(3)3、4、5、6;(4)7、8;密度。【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法和转换法探究液体压强大小的影响因素是本题考查的重点,本题中还应重点锻炼分析实验数据的能力。序号深度/cm橡皮膜方向计左右液面高度差/cm1水3朝上2.62水5朝上4.93水8朝上7.84水8朝下8.25水8朝左7.86水8朝右7.87水11朝上10.38酒精11朝上9.6序号深度/cm橡皮膜方向计左右液面高度差/cm1水3朝上2.62水5朝上4.93水8朝上7.84水8朝下8.25水8朝左7.86水8朝右7.87水11朝上10.38酒精11朝上9.6
八年级液体压强专题三探究液体压强的特点一.选择题(共2小题)1.某实验小组在探究液体内部压强的特点。他们将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,用同一微小压强计依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,实验器材完好,如图所示,下列说法中错误的是( )A.甲液体的密度小于乙液体的密度 B.微小压强计的U形管此时不属于连通器 C.探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强 D.若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,则U形管内两液面的高度差变小2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )①仅向烧杯中加一些水;②仅将金属盒水平移动;③仅改变金属盒面的朝向;④仅在水中加入食盐,食盐溶解后。A.①③ B.①④ C.②③ D.②④二.多选题(共1小题)(多选)3.某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙的左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法正确的是( )A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大 B.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强 C.若测得图乙中左、右两侧容器底距液面的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3 D.若把A、B两个物体分别放入图乙水和液体中,两物体都漂浮,且都不溢出,橡皮膜向右凸起,则两物体的质量mA>mB三.填空题(共2小题)4.用量筒测得8g煤油的体积如图1所示,煤油的密度为 kg/m3;图2为探究液体内部压强影响因素的装置,选用水和煤油分别进行实验,并使金属盒处于两种液体中的深度相同,则用 进行实验时,U形管两侧液面的高度差h较大;用水进行实验时,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向 移动。5.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。四.实验探究题(共12小题)6.为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, ,液体的压强越大;(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。7.现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动至如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 (选填“凸面”“凹面”或“平面”),试说明理由。 8.图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 (填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。①小科重新设计实验想探究的问题是 ;②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 。9.如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 的大小;(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 ;(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 ;(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 有关;(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 Pa。10.在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 的大小。(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 有关。(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 。(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 是否有关。(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 相等。11.如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。(ρ盐水>ρ水)(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 来表示。(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 (选填“有色”或“无色”)。(3)将探头分别放在如图所示水中的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大。(4)将探头分别放在如图所示不同液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC hB(选填“<”、“=”或“>”),说明液体压强与液体 有关。12.如图所示,小阳同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。(1)图甲中的压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 方法可以进行调节;A.从U形管左管口添加适量水B.从U形管右管口抽出适量水C.拆除软管重新安装(2)比较图乙、图丙、图丁,可得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向 (选填“有关”或“无关”);(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 (选填“变大”“变小”或“不变”);(4)若保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,将U形管中的液体分别更换成下列液体后能使U形管内液柱高度差最大的是 ;A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)D.红墨水(ρ红墨水≥1.0×103kg/m3)(5)善于动手的小阳同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小阳将左、右探头分别置于A、B容器中,A、B容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,则ρ甲 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。13.在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中:(1)如图甲是U形管压强计,将探头放进盛有液体的容器中,探头的橡皮膜在液体的压力作用下会 (选填“内凹”或“外凸”);(2)为探究液体内部压强与深度的关系,将压强计的探头先后放在图乙所示烧杯的a、b位置处,可以观察到探头在 (选填“a”或“b”)位置时U形管两侧液面的高度差Δh较大;继续探究,发现液体内部压强随 的增加而增大;(3)若U形玻璃管足够长,U形玻璃管内选用密度 (填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差;(4)根据实验所得出的结论,判断在图丙中的a、b、c、d、e五点中压强最大的是 点。14.如题图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。(1)压强计上的U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 (选填“将右侧支管中高出的水倒出”或“取下软管重新安装”),使U形管左右两侧的水面相平。然后用手轻轻压一下 (选填“探头”“软管”或“U形软管”),检查实验装置的气密性;(3)比较 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。(4)早在1648年,物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验,如图戊所示。结果,他只用了几杯水,就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度 (选填“有关”或“无关”),还由此说明了液体的压强与液体的质量 (选填“有关”或“无关”)。15.在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。请完成下列问题:(1)该实验过程用到的科学方法有 (填字母);A.转换法B.控制变量法C.类比法(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 ;(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 ;(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= 。16.某同学利用如图所示的器材“探究液体内部压强的特点”。(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 (选填“相同”或“不同”)。(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口,制成了测量液体内部压强的微小压强计,微小压强计 (填“是”或“不是”)连通器。接着他多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体内部压强与 的关系。(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 。A.酒精(ρ酒精=0.8g/cm3)B.植物油(ρ植物油=0.9g/cm3)C.盐水(ρ盐水=1.1g/cm3)(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 Pa。(ρ红墨水≈1.0×103kg/m3)(5)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,而小明同学却观察到如图丙所示的情景,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压。17.在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 ;(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 ;(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 越大,压强越大;(4)通过比较B图与 图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。五.解答题(共1小题)18.小明同学利用图中所示的实验装置探究了液体压强规律,测得的部分数据如表所示:(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为 ;(2)比较序号1、2、3的三组数据,可得出的结论是 ;(3)比较序号为 的三组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。(4)比较序号为 的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与 有关。2022年八年级液体压强专题三探究液体压强的特点参考答案与试题解析一.选择题(共2小题)1.某实验小组在探究液体内部压强的特点。他们将水平桌面上两个相同的容器内分别装入甲、乙两种液体,用同一微小压强计依次放入甲、乙两种液体的相同深度处,实验器材完好,如图所示,下列说法中错误的是( )A.甲液体的密度小于乙液体的密度 B.微小压强计的U形管此时不属于连通器 C.探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强 D.若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,则U形管内两液面的高度差变小【分析】(1)影响液体内部压强大小的因素有深度和液体的密度,据此来通过读图做出判断;(2)上端开口,下端连通的容器叫连通器;(3)橡皮膜所受压强的大小由U形管内液面的高度差来反映;(4)根据p=ρgh判断所受液体压强的大小。【解答】解:AC、压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而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,故由p=ρgh可知乙液体的密度更大,微小压强计探头的橡皮膜在甲液体中受到的压强小于在乙液体中受到的压强,故AC正确;B、连通器是上端开口,下端连通的装置,压强计U形管的一端与探头连接,并不开口,所以U形管不属于连通器,故B正确;D、若减小乙液体中微小压强计探头到容器底的距离,实际是橡皮膜在液体中的深度增加了,所受液体压强增大,故D错误。故选:D。【点评】要了解压强计的构造与原理,并能学会观察压强计来判断压强的大小及p=ρgh的运用,难度不大。2.如图所示,将压强计的金属盒放在水中某一深度处,U形管两侧液面出现高度差。下列操作会使高度差增大的是( )①仅向烧杯中加一些水;②仅将金属盒水平移动;③仅改变金属盒面的朝向;④仅在水中加入食盐,食盐溶解后。A.①③ B.①④ C.②③ D.②④【分析】压强计的工作原理:U形管两侧液面高度差表示压强的大小。液体压强的特点:液体压强随深度的增加而增大;同一深度处,液体向各个方向的压强相等;液体内部压强还跟液体的密度有关。【解答】解:①仅向烧杯中加一些水,会使金属盒所处深度增大,金属盒受到压强增大,会使U形管两侧液面高度差增大,故①符合题意;②仅将金属盒水平移动,金属盒受到压强不变,U形管两侧液面高度差不变,故②不符合题意;③仅改变金属盒面的朝向,金属盒受到压强不变,U形管两侧液面高度差不变,故③不符合题意;④仅在水中加入食盐,食盐溶解后,会使液体密度增大,金属盒受到压强增大,会使U形管两侧液面高度差增大,故④符合题意。所以使U形管两侧液面高度差增大的操作是①④。故ACD不符合题意,B符合题意。故选:B。【点评】观察物理实验现象是学习物理的一项基本能力,学生要多加练习。二.多选题(共1小题)(多选)3.某同学在“研究液体内部的压强”的实验中,选择如图所示的器材,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在甲的左、右两侧倒入深度不同的水后,橡皮膜向左凸起;在乙的左、右两侧分别倒入水和某种液体后,橡皮膜相平。下列说法正确的是( )A.甲实验可得出结论:在同种液体内部,深度越深,压强越大 B.乙实验中左侧水对容器底的压强大于右侧液体对容器底的压强 C.若测得图乙中左、右两侧容器底距液面的深度为10cm、12.5cm,则液体的密度为0.8g/cm3 D.若把A、B两个物体分别放入图乙水和液体中,两物体都漂浮,且都不溢出,橡皮膜向右凸起,则两物体的质量mA>mB【分析】(1)影响液体压强的因素:液体的密度和深度,要探究液体压强与液体深度的关系,则要保证液体密度相同;深度不相同,液体密度越大压强越大;(2)压强的大小通过橡皮膜的凸出程度来表示;(3)根据(2)利用ρ液体gh液体<ρ水gh水,即可求得液体的密度。(4)把A、B两个物体分别放入水和液体中,两物体都漂浮,引起橡皮膜两侧压强的变化,压力的变化量等于等于放入的物体重,据此判断。【解答】解:A、由图甲知:液体密度相同;右侧高度高,压强大,橡皮膜向左凸出,故可以得出:在同种液体内部,深度越深,压强越大,故A正确;B、压强的大小通过橡皮膜的凸出程度来表示,图乙中橡皮膜没有变形,说明左右两侧上面的压强相同,根据P=ρgh知,左边液体的密度大于右边液体的密度,下面的液体左边的压强大于右边的压强,故左边总压强大于右边的总压强,故B正确;C、由B知,ρ液体gh液体<ρ水gh水,h水=10cm=0.1m,h液体=12.5cm=0.125m;液体的密度:ρ液体<==0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,即ρ液体<0.8g/cm3,故C错误;D、木块放入液体中漂浮,引起橡皮膜两侧压强的变化,橡皮膜向右凸起,说明p右<p左,压力的变化量等于放入的木块重,所以GA>GB,根据G=mg可知,mA>mB,故D正确。故选:ABD。【点评】此题是探究液体压强是否跟液体密度、液体深度有关”的实验,考查了控制变量法在实验中的应用,同时考查了学生对实验的评估。三.填空题(共2小题)4.用量筒测得8g煤油的体积如图1所示,煤油的密度为 0.8×103 kg/m3;图2为探究液体内部压强影响因素的装置,选用水和煤油分别进行实验,并使金属盒处于两种液体中的深度相同,则用 水 进行实验时,U形管两侧液面的高度差h较大;用水进行实验时,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向 上 移动。【分析】(1)读出量筒中煤油的体积V,用ρ=算出密度;(2)探究液体压强跟密度的关系时,控制液体的深度相同,改变密度大小,根据公式p=ρgh可知,压强相同,根据深度的关系判断密度的大小。(3)探究液体压强跟深度的关系时,控制液体的密度相同,改变深度大小。【解答】解:(1)量筒中煤油的体积是V=10ml=10cm3,煤油的密度:ρ===0.8g/cm3=0.8×103kg/m3。(2)如图2,探究液体压强跟密度的关系时,将压强计的金属盒先后浸没到甲、乙两杯液体中,使金属盒浸入两种液体中的深度h甲=h乙,根据公式p=ρgh可知,U形管中液面高度差大的一定是水。(3)探究液体压强与液体深度的关系时,金属盒在液体中处于不同深度处,记录U形管两侧的液柱高度差,比较压强大小,根据公式p=ρgh可知,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向上移动。故答案为:0.8×103;水;上。【点评】此题考查密度、液体压强的特点,根据液体压强公式p=ρgh,知道液体密度、深度、压强中的任意两者,都可以根据液体压强公式判断第三者。5.为了研究液体内部压强的特点,小刚将液体压强计进行了改进。当两探头置于空气中时,U形管液面相平。现将两探头分别放在甲、乙容器内密度为ρ1和ρ2的两种液体中,且两探头所处的深度相同时,U形管中的液面位置如图所示,则ρ1 > ρ2(填“>”“<”或“=”);若使U形管中的液面再次相平,应 增大 (填“增大”或“减小”)乙容器中的探头在液体中的深度。【分析】影响液体内部压强大小的因素有深度和液体的密度,据此来通过读图做出判断。【解答】解:读图可知,压强计的探头在两液体中的深度是相同的,而U形管中液面的高度左边小于右边,说明甲中的压强更大,故可以判断甲液体的密度更大。若使U形管中的液面再次相平,根据p=ρgh可知,应增大乙容器中的探头在液体中的深度。故答案为:>;增大。【点评】要了解压强计的构造与原理,并能学会观察压强计来判断压强的大小,是解答本题的关键。四.实验探究题(共12小题)6.为探究液体压强与哪些因素有关,取一个空的透明塑料瓶,在瓶口扎上橡皮膜,将塑料瓶浸在液体中,橡皮膜向瓶内凹进得越多,表明液体的压强越大。(1)将塑料瓶竖直地浸入水中,第一次瓶口朝上(如图甲),第二次瓶口朝下(如图乙),两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多,则可得到的实验结论是:同种液体中, 深度越深 ,液体的压强越大;(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,如图丙所示,塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同,则图 乙 (选填“乙”或“丙”)中的橡皮膜凹进得更多。【分析】液体内部朝各个方向都有压强,液体内部的压强与物体浸入液体的深度有关,深度越大,压强就越大。【解答】解:(1)橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹的更明显,说明在液体密度一定时,深度越深,压强越大,液体压强随深度的增加而增大;(2)若用体积相同的酒精(ρ酒精<ρ水)进行实验,橡皮膜的深度相同,根据p=ρgh可知,橡皮膜在水中受到的压强大,所以乙中的橡皮膜凹进得更多。故答案为:(1)深度越深;(2)乙。【点评】此题考查了液体压强的特点以及根据现象总结结论的能力,难度不大。7.现有一根两端开口的直玻璃管,将其下端蒙上橡皮膜。描述橡皮膜外表面在以下不同情境中的形状变化。(1)向管内缓缓注水,观察到橡皮膜向外凸。随着加入的水量增多,橡皮膜向外凸的程度会 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动至如图所示的位置,橡皮膜向外凸的程度会 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,橡皮膜的形状是 平面 (选填“凸面”“凹面”或“平面”),试说明理由。 玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。 【分析】(1)液体产生的压强跟液体的密度和深度有关。在液体密度一定时,液体越深液体产生的压强就越大,在液体深度一定时,液体密度越大,液体产生的压强就越大。(2)从橡皮膜上下受到的压力进行分析。(3)在液体的密度和深度相同时,液体产生的压强是相等的。【解答】解:(1)向管内缓缓注水,水的密度不变,水的深度增加,根据p=ρgh得到,水对橡皮膜的压强增大,水对橡皮膜的压力增大,橡皮膜向外凸的程度会变大。(2)将注入水后的玻璃管放入装有水的水槽中,慢慢向下移动,橡皮膜受到水向上压强增大,压力增大,管内水对橡皮膜向下的压力不变,所以橡皮膜向外凸的程度会变小。(3)当玻璃管移动到管内液面和水槽液面恰好相平时,玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。故答案为:(1)变大;(2)变小;(3)平面;玻璃管内外液体密度相等,且深度也相等,因此橡皮膜受到上下两面儿液体的压强相等,受力面积相同,所以上下受到的压力大小相等,方向相反,使橡皮膜水平。【点评】本题通过橡皮膜形变程度,反映橡皮膜的受力情况,这是一种转换的方法,题目中还用到了控制变量法,这两种方法都是物理上常用的实验探究方法。8.图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象 不能 (填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。①小科重新设计实验想探究的问题是 小孔喷水距离是否与水压有关 ;②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是 让水面到各个小孔的深度不同 。【分析】(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究液体压强与液体深度的关系;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而探究液体压强与液体深度的关系。【解答】解:(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强,不能作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究小孔喷水距离与小孔处水压的关系,所以小科重新设计实验想探究的问题是:小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,这样水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而改变水对小孔的压强大小,可见,这里对“一段时间”的要求是:让水面到各个小孔的深度不同。故答案为:(1)不能;(2)①小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②让水面到各个小孔的深度不同。【点评】本题考查实验探究液体压强的特点,要求学生应用控制变量法进行科学探究,难度一般。9.如图在“研究液体内部的压强”的探究活动中(U形管所装液体是水)。(1)甲图中的压强计是通过观察U形管中液面高度差的大小来反映 液体压强 的大小;(2)小明在探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明 装置气密性不好 ;(3)仪器调试好后进行实验,得到乙、丙、丁图的结果,由图可知,在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 ;(4)比较丁图和戊图,说明同一深度,液体压强还与 液体密度 有关;(5)在戊图中,U形管左右两侧液面高度差h=5cm,则压强计所测之处的液体压强是 500 Pa。【分析】(1)液体压强的大小是通过比较U形管中液面的高度差来判断的;(2)使用液体压强计之前,要检查装置的气密性;(3)液体的密度一定,深度一定,方向不同,压强计的液面高度差相同;(4)要判断液体压强与液体密度关系,先控制深度不变;(5)根据p=ρgh求出U形管中高出的这段水柱产生的压强,即为压强计所测之处的液体压强。【解答】解:(1)U形管中液面的高度差反映了液体压强的大小,用到了转换法的思想;(2)实验探究过程中,发现U形管中的液面高度差不变,说明装置漏气,气密性不好;(3)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由乙、丙、丁三图可知,在同一深度,U形管中液面高度差相同,说明同种液体内部向各个方向的压强相等;(4)液体的压强跟液体的密度和深度有关,由丁图和戊图可知,在同一深度时,U形管中液面高度差不相同,说明液体压强与液体的密度有关;(5)戊图中U形管左右两侧液面的高度差h=5cm,且U形管中所装液体是水,则压强计所测之处的液体压强:p=p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。故答案为:(1)液体压强;(2)装置气密性不好;(3)相等;(4)液体密度;(5)500。【点评】本题考查液体压强公式的应用,关键知道影响液体压强的因素有液体密度和液体深度,要研究液体压强与其中一个量的关系,先保证另一个量不变,做实验前一定要检查装置的气密性,还要学会应用控制变量法解决问题。10.在探究影响液体压强因素的实验中,用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验,在5号管中装入盐水,其它管中装入水,如图。(1)玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 压强 的大小。(2)根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度,猜想:液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 深度 有关。(3)图乙中,4号管上段更粗,下段与2号管粗细相同,两管中水的总长度相同,发现两管薄膜鼓起的程度相同,可得:液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 无关 。(4)图丙中,5号管和2号管的液柱长度相等,利用5号管和2号管可探究液体压强与液体的 密度 是否有关。(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,选用2号管和6号管进行实验,6号管水柱比2号管水柱长,实验时需控制两管水柱的 深度 相等。【分析】(1)橡皮膜所受压力越大,则鼓起的程度越大,利用了转换法;(2)由图甲可知,三只管装的液体深度不同,鼓起的程度不同,表明压强不同;(3)图乙中两只不同管中装水的深度相同,橡皮膜鼓起的程度相同,表明压强相同;(4)5号管和2号管装的液体深度相同,液体种类不同,橡皮膜鼓起的程度不同,表明压强不同;(5)2号管和6号管装液体的种类、深度相同,长度不同,橡皮膜鼓起的程度相同,表明压强相同。【解答】解:(1)通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小,利用的方法是转换法;(2)相同的1、2、3号管中装的液体种类相同,且管内液体的深度逐渐增加,则橡皮膜鼓起的程度逐渐增大,说明液体的压强与深度有关,相应的质量、体积、重力也逐渐增大,所以猜想:液体的压强与液体的质量、重力、体积或深度有关;(3)通过2号管和4号管的比较可见,4号管中液体的质量、体积、重力一定大于2号管,但二者橡皮膜鼓起的程度相同,说明液体的压强与质量、重力、体积无关,只与深度有关;(4)探究液体的压强与液体的密度是否有关,利用控制变量法:5号管中盐水和2号管中的水比较,二者的深度相同,由于盐水的密度大于水的密度,则5号管橡皮膜鼓起的程度大;(5)为了探究液体长度对液体压强的影响,利用控制变量法,2号管和6号管是相同的两支玻璃管,内装液体的种类相同、深度相同、长度不同时,橡皮膜鼓起的程度相同,表明液体的压强跟液体的长度无关。故答案为:(1)压强;(2)深度;(3)无关;(4)密度;(5)深度。【点评】本题考查探究液体压强特点的实验,掌握p=ρ液gh是解答本题的关键。11.如图所示,用微小压强计探究液体内部压强的特点。(ρ盐水>ρ水)(1)实验中,将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的 高度差 来表示。(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 有色 (选填“有色”或“无色”)。(3)将探头分别放在如图所示水中的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,这说明同种液体内部的压强随 深度 的增加而增大。(4)将探头分别放在如图所示不同液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差hC > hB(选填“<”、“=”或“>”),说明液体压强与液体 密度 有关。【分析】(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,压强越大,液面高度差也越大;(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体;(3)(4)液体密度相同时,深度越深,压强越大;液体深度相同时,密度越大,压强越大;根据控制变量法和转换法解答。【解答】解:(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法;液体压强越大,两侧液面高度差也越大;(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体;(3)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强深度的增加而增大;(4)将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,因盐水的密度大,根据p=ρgh,盐水产生的压强大,由转换法,观察到U形管两侧液面的高度差hC>hB,这是为了研究液体压强与液体密度的关系。故答案为:(1)高度差;(2)有色;(3)深度;(4)>;密度。【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。12.如图所示,小阳同学用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。(1)图甲中的压强计 不是 (选填“是”或“不是”)连通器。若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 C 方法可以进行调节;A.从U形管左管口添加适量水B.从U形管右管口抽出适量水C.拆除软管重新安装(2)比较图乙、图丙、图丁,可得出结论:同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向 无关 (选填“有关”或“无关”);(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的高度差将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”);(4)若保持图乙中的压强计金属盒探头的位置不变,将U形管中的液体分别更换成下列液体后能使U形管内液柱高度差最大的是 A ;A.酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)B.植物油(ρ植物油=0.9×103kg/m3)C.盐水(ρ盐水=1.1×103kg/m3)D.红墨水(ρ红墨水≥1.0×103kg/m3)(5)善于动手的小阳同学改装了液体压强计,将U形管的两端都分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管内液面相平。接下来,小阳将左、右探头分别置于A、B容器中,A、B容器分别装有密度为ρ甲、ρ乙的液体。当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,则ρ甲 大于 ρ乙(选填“大于”“等于”或“小于”)。【分析】(1)连通器是指上端开口,底部连通的容器,符合这一特点的容器才能称为连通器;U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的;(2)比较图乙、图丙、图丁的相同量和不同量,根据控制变量法分析解答,得出结论;(3)若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,是控制深度相同,改变液体的密度,观察U形管两侧的液面高度差是否相等,得出液体内部压强是否和液体的密度有关;(4)根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系;(5)根据右管中液面高,则左管中压强大,根据p=ρgh分析。【解答】解:(1)U形管本身是一个连通器,但与压强计的探头连接后,一端被封闭,不符合“上端开口,底部连通”这一特点,因此,不是连通器;若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,进行调节时,只需要将软管取下,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(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的,故C正确;故选:C;(2)比较乙图、丙图和丁图可知液体的密度相同,深度相同,橡皮膜的方向不同,但U形管的高度差相同,故可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等,即同种液体在相同深度处,液体内部压强的大小与方向无关;(3)在图乙中,若将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,即深度相同,盐水的密度大,同一深度液体压强大,U形管液面的高度差变大;(4)探头在烧杯中的水的深度相同,根据p=ρgh可知,深度相同,液体的密度相同,加在探头上的压强相同,比较U形管中液体的密度,酒精的密度最小,盐水的密度最大,当U形管中是酒精时,根据p=ρgh可知,U形管左右两侧液面的高度差最大,故A符合题意;故选:A;(5)当探头所处深度相同时,U形管中右液面高,说明左侧有更大的压强,根据p=ρgh,因深度相同,则ρ甲大于ρ乙。故答案为:(1)不是;C;(2)无关;(3)变大;(4)A;(5)大于。【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素。13.在探究”影响液体内部压强大小的因素”的实验中:(1)如图甲是U形管压强计,将探头放进盛有液体的容器中,探头的橡皮膜在液体的压力作用下会 内凹 (选填“内凹”或“外凸”);(2)为探究液体内部压强与深度的关系,将压强计的探头先后放在图乙所示烧杯的a、b位置处,可以观察到探头在 b (选填“a”或“b”)位置时U形管两侧液面的高度差Δh较大;继续探究,发现液体内部压强随 深度 的增加而增大;(3)若U形玻璃管足够长,U形玻璃管内选用密度 较小 (填“较大”或“较小”)的液体可以减小实验误差;(4)根据实验所得出的结论,判断在图丙中的a、b、c、d、e五点中压强最大的是 d 点。【分析】(1)将探头放进盛水的容器中,分析橡皮膜受到水的压强与橡皮膜内部的压强,据此回答;(2)(3)液体压强与液体的深度和密度有关,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;(4)分析各点处的密度和深度大小关系,根据p=ρgh可得出在a、b、c、d、e五点中压强最大的是哪个点。【解答】解:(1)将探头放进盛有液体的容器中,橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部气体压强,橡皮膜会向内凹,若液体的压力越大,橡皮膜的形变程度会越大;(2)为探究液体内部压强与深度的关系,将压强计的探头先后放在图乙所示烧杯的a、b位置处,由于b处的深度大,可以观察到探头在b位置时U形管两侧液面的高度差Δh较大。将探头继续放入水中越深,观察到U形管两侧液面的高度差Δh就越大,说明橡皮膜在水的压力作用下形变程度就越明显,由此可以推理:液体内部压强随着深度的增加而增大。(3)根据压强计的构造可知,是通过U形管中液面的高度差来判断压强大小的,即高度差越大,压强就越大,高度差越小,压强就越小;在压强大小一定的情况下,根据p=ρgh可知,在U形管内充灌密度较大的液体比充灌密度较小的液体U形管中液面高度差小,因此仪器的精确度比充灌密度较小的液体小,所以U形玻璃管内选用密度较小的液体可以减小实验误差。(4)ab两点处的液体密度相同,b的位置较深,根据p=ρgh可知b点的液体压强大于a点的液体压强;bc两点处的液体深度相同,c点的液体密度较大,根据p=ρgh可知c点的液体压强大于b点的液体压强;cd两点处的液体密度相同,d的位置较深,根据p=ρgh可知d点的液体压强大于c点的液体压强;de两点处的液体深度相同,d点的液体密度较大,根据p=ρgh可知d点的液体压强大于e点的液体压强;综上可知在a、b、c、d、e五点中压强最大的是d点。故答案为:(1)内凹;(2)b;深度;(3)较小;(4)d。【点评】本题需要掌握液体内部压强的大小与液体的深度和液体的密度两个因素有关系,在通过实验进行探究时,必须注意控制变量法的合理运用。14.如题图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。(1)压强计上的U形管 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器;(2)在使用压强计前,发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差,如图甲,其调节的方法是 取下软管重新安装 (选填“将右侧支管中高出的水倒出”或“取下软管重新安装”),使U形管左右两侧的水面相平。然后用手轻轻压一下 探头 (选填“探头”“软管”或“U形软管”),检查实验装置的气密性;(3)比较 丙、丁 两图,可以得到液体的压强与液体密度有关。(4)早在1648年,物理学家帕斯卡曾做过一个著名的实验,如图戊所示。结果,他只用了几杯水,就把木桶撑破了。此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度 有关 (选填“有关”或“无关”),还由此说明了液体的压强与液体的质量 无关 (选填“有关”或“无关”)。【分析】(1)测量液体压强的仪器叫压强计;上端开口,底端连通的容器叫连通器。(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就是相平的。检测压强计的气密性:用手轻按橡皮膜,U形管液面出现明显的高度差,表明仪器不漏气,否则漏气,需要重新安装。(3)液体压强跟液体密度和深度有关,探究液体压强跟密度的关系时,控制液体的深度不变。(4)液体压强跟液体密度和深度有关,跟其它因素没有关系,探究液体压强跟深度的关系时,控制液体的密度不变。【解答】解:(1)上端开口,底端连通的容器叫连通器,压强计的左端是密闭的,所以不是连通器。(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的。用手轻轻压一下探头橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都很大,则说明该压强计的气密性好。(3)研究液体的压强与液体密度的关系,要控制液体的深度相同,液体的密度不同,故比较图中丙、丁两图,可以得出液体的压强与液体密度有关。(4)物理学家帕斯卡用一个密闭的装满水的桶,在桶盖上插入一根细长的管,从楼房的阳台上向细管里灌水,他只用了几杯水,就把木桶撑破了,由于细管容积较小,深度较大,压强增大,将桶压裂了,所以此实验不仅证明了液体的压强与液体的深度有关,还由此说明了液体的压强与液体质量无关。故答案为:(1)不属于;(2)取下软管重新安装;探头;(3)丙、丁;(4)有关;无关。【点评】本题利用控制变量法考查了液体压强大小的影响因素,是液体压强实验的重点实验题,要熟练掌握。15.在游泳时,小金发现越往深水区走,越感到胸闷,由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。步骤一:将金属盒放入水中深度5厘米处,观察现象;步骤二:将金属盒放入水中深度15厘米处时,发现金属盒的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小;步骤三:调整好器材后,重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图(甲)A所示,在深度15厘米处观察到现象如图(甲)B所示。得出结论:同种液体内部压强随着深度的增加而增大。请完成下列问题:(1)该实验过程用到的科学方法有 A、B (填字母);A.转换法B.控制变量法C.类比法(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是 装置漏气 ;(3)小金反思:只进行两次实验就得出结论,结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验,其目的是 得出普遍性的结论 ;(4)对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式p=,推导出a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是pa= ρgh 。【分析】(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;(2)液体压强计是通过管内的气体传递橡皮膜上受到的压强的,如果装置漏气,U形管两侧的液面高度差会逐渐减小;(3)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;(4)根据密度公式和重力公式,得出高为h的液柱的重力,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=得出液体压强pa与深度h之间的关系式。【解答】解:(1)液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的,高度差越大说明此时的液体压强越大,采用了转换法;液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变;该实验过程用到的科学方法有转换法和控制变量法,选A、B;(2)步骤二中金属盒在水里的位置不动,但U形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是装置漏气;(3)改变深度更换液体进行多次实验,其目的是得出普遍性的结论;(4)图(乙)为一圆柱形容器,容器内装有密度为ρ的液体,a点在深度为h处的水平横截面上,高为h的液柱的重力G=mg=ρVg=ρShg,因横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力,根据压强公式p=,a点所在横截面受到的液体压强pa与深度h之间的关系式是:pa===ρgh。故答案为:(1)A、B;(2)装置漏气;(3)得出普遍性的结论;(4)ρgh。【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、归纳法的运用及p=ρgh的推导。16.某同学利用如图所示的器材“探究液体内部压强的特点”。(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度 相同 (选填“相同”或“不同”)。(2)如图乙所示,他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口,制成了测量液体内部压强的微小压强计,微小压强计 不是 (填“是”或“不是”)连通器。接着他多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体内部压强与 液体深度 的关系。(3)他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系,当探头在下列液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 C 。A.酒精(ρ酒精=0.8g/cm3)B.植物油(ρ植物油=0.9g/cm3)C.盐水(ρ盐水=1.1g/cm3)(4)若图乙中U形管左右两侧红墨水的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 1000 Pa。(ρ红墨水≈1.0×103kg/m3)(5)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,而小明同学却观察到如图丙所示的情景,出现这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)大气压。【分析】(1)U形管的实质是连通器,当连通器中的同种液体不流动时,两侧的液面保持相平;(2)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;液体压强和液体的密度、深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验。(3)分析实验中相同量和不同量,结合液体的密度大小,根据转换法回答;(4)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差;(5)根据管中液面的高度关系比较出管中液面上方气压的关系;U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压。【解答】解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平,U形管左右两侧液面的高度相同;(2)组装好的完好的压强计中的U形管的上部只有一段是开口的,故不是连通器;实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与液体深度的关系;(3)把探头分别放在酒精、植物油和盐水三种不同液体中,控制深度相同,因ρ酒精<ρ植物油<ρ盐水,在深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大,当探头放在盐水中时U形管左右两侧液面的高度差最大,则盐水产生的压强最大,故选C;(4)则探头所在位置水产生的压强,即橡皮管内气体的压强与大气压之差:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;(5)当压强计的金属盒在空气中时,由于U形管左右两管上方的气压相同,都等于大气压,根据连通器原理可知U形管两边的液面保持相平;现在没有压力作用在U形管的橡皮膜上U形管左支管的液面却低于U形管右支管的液面,这是由于U形管液面上方的气压不同造成,且气压越大管中的液面就会越低,因此出现图中这种情况的原因是:U形管左支管液面上方的气压大于大气压。故答案为:(1)相同;(2)不是;液体深度;(3)C;(4)1000;(5)大于。【点评】本题探究影响液体压强大小的因素,考查转换法、控制变量法及p=ρgh的运用。17.在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的 气密性 ;(2)通过比较A、B、C三图可知,在液体内部的同一深度,向各个方向的压强 相等 ;(3)通过比较D、E两图可知,在液体内部的同一深度,液体的 密度 越大,压强越大;(4)通过比较B图与 D 图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。【分析】(1)压强计测量液体压强时,就是通过橡皮膜来感知压强的,通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的,若液体压强计漏气,U形管中的液面就不会变化;(2)(3)(4)在同一深度处,各个方向的压强相等;在不同液体的同一深度处,密度大的液体产生的压强大;在同种液体内部,深度越大,该处压强越大。【解答】解:(1)用手指轻压金属盒橡皮膜,观察U形管液面高度差是否有明显变化,这是为了检查压强计的气密性;(2)通过比较A、B、C三图可知,保持金属盒在此深度不变,转动金属盒的方向,U形管两侧水面的高度差不变,说明液体内部的压强相同,故可以得出液体内部同一深度向各个方向的压强相等;(3)通过比较D、E两图可知,液体内部同一深度处,液体密度不同,U形管两侧水面的高度差不同,密度越大,压强越大;(4)通过比较B、D两图可知,液体密度相同,深度越大,液体压强越大。三峡大坝下方受到的压强比上方大,所以下方大坝要建的宽一点。故答案为:(1)气密性;(2)相等;(3)密度;(4)D。【点评】本题考查了液体压强的特点,难度中等。五.解答题(共1小题)18.小明同学利用图中所示的实验装置探究了液体压强规律,测得的部分数据如表所示:(1)实验所得的数据有一组是错误的,其实验序号为 4 ;(2)比较序号1、2、3的三组数据,可得出的结论是 同种液体,深度增大,液体压强增大 ;(3)比较序号为 3、4、5、6 的三组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。(4)比较序号为 7、8 的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与 密度 有关。【分析】液体压强跟液体密度和液体的深度有关。在液体密度一定时,液体密度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大。同种液体,同一深度处液体向各个方向的压强相等。结合这些特点对照表格中的数据可逐一做出分析。【解答】解:(1)分析表中的数据,实验序号4的数据与序号3、5、6的数据相比,深度相同,同种液体,其U形管的高度差应该相同,但表中数据不同,说明序号4的数据出现了错误;(2)通过分析比较实验序号1、2、3的数据可得出,同种液体,深度增大,液体压强增大;(3)通过分析比较实验序号3、4、5、6的数据可得出,同种液体,同一深度,向各个方向压强相等;(4)比较序号为7、8的两组数据可以看出,酒精与水的密度不同,深度相同,最终压强不同,故可得出在同一深度处,不同液体的压强与密度有关。故答案为:(1)4;(2)①②③;同种液体,深度越深,压强越大;(3)3、4、5、6;(4)7、8;密度。【点评】掌握液体压强大小的影响因素,利用控制变量法和转换法探究液体压强大小的影响因素是本题考查的重点,本题中还应重点锻炼分析实验数据的能力。序号深度/cm橡皮膜方向计左右液面高度差/cm1水3朝上2.62水5朝上4.93水8朝上7.84水8朝下8.25水8朝左7.86水8朝右7.87水11朝上10.38酒精11朝上9.6序号深度/cm橡皮膜方向计左右液面高度差/cm1水3朝上2.62水5朝上4.93水8朝上7.84水8朝下8.25水8朝左7.86水8朝右7.87水11朝上10.38酒精11朝上9.6
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