专题04 探究液体内部压强的特点解析版.docx
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专题04探究液体内部压强的特点解析版
探究液体内部压强的特点（解析版）
满分100分时间90分钟
一、多选题（本大题共1小题，共3.0分）
1.图甲所示的是微小压强计，如图乙所示的操作中可用来探究（ ）
A. 液体内部的压强跟液体密度的关系 B. 液体内部向各个方向是否都有压强
C. 同一深度液体向各个方向压强是否相等 D. 液体内部的压强跟深度的关系
答案：
【B
【解析】A、本实验只有一种液体，无法改变液体的密度，故A错误；
BC、由图可知，此时压强计的橡皮膜在液体中的深度是相同的，U型管的液面高度差也是相同的，橡皮膜的方向不同，故探究的是液体压强与方向的关系，也可探究同一深度液体向各个方向压强是否相等，故BC正确；
D、由于深度相同，故无法探究压强与深度的关系，故D错误．
故选：
BC．
影响液体压强的因素有：
液体的密度和浸入液体的深度，在探究与其中的一个因素时，就要控制另一个因素一定．
我们要了解压强计的原理，知道液体压强计的操作要求等．
【试题评价】本题考查的是研究物理问题常用的一种方法：
每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，这也是一种重要的研究方法．
二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）
2.
（1）为了鉴别两个烧杯中哪杯装的是清水哪杯是盐水．小明将压强计的金属盒先后浸入到两杯液体中，如图甲和乙所示．他发现图乙中U形管两边的液柱高度差较大，于是认为图乙杯子中盛的是盐水．你认为，小明的结论是______（填“可靠的”或“不可靠的”）；简要说明理由：
______．
（2）若此时盛清水的杯子中，水面到杯底的高度是0.1m，水对杯底的压强是______Pa．（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）
（3）托里拆利测量大气压强值实验如图丙所示，当时的大气压强等于______mm高水银柱所产生的压强．
【解析】
（1）液体压强跟液体的深度和密度同时有关．通过压强来判断液体密度时，要保持液体压强计浸没的深度相同，小明将压强计的金属盒先后浸入到两杯液体中，没有控制金属盒在液体中的深度相同，得出的结论不可靠．
（2）p=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa．
（3）如图，水银柱高是750mm，大气压和750mm水银柱产生的压强相等．
故答案为：
（1）不可靠的；没有控制金属盒在液体中的深度相同；
（2）1000；（3）750．
液体压强计比较液体压强时，U型管中液面差越大，液体压强越大．
液体压强跟液体的深度和密度有关．在液体深度一定时，液体的密度越大，液体压强越大；在液体密度一定时，液体越深，液体压强越大．
知道液体密度和深度，根据液体密度公式求出液体压强．
托里拆利实验中，大气压支持水银柱高，大气压和水银柱产生的压强相等．
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．
【试题评价】托里拆利实验中，水银的多少、玻璃管的粗细、长短（大于76cm）、管的上提、下压、是否倾斜都不影响水银柱的高度．
3.小明同学利用矿泉水瓶做了一些物理小实验：
（1）如图甲所示，取一只空矿泉水瓶，向瓶中装入少量的水放在一块海绵上，立刻看到海绵凹陷一些；将矿泉水瓶装满水再放到海绵上，会发现海绵凹陷得更深了．可以说明压力的作用效果与______有关；
（2）如图乙所示，取一只空矿泉水瓶装满水，将矿泉水瓶浸没于水中；若抓住瓶底向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里始终充满水．可以说明______的存在．
（3）如图丙所示，取一矿泉水瓶，在矿泉水瓶体的不同方向上，用小铁钉钻几个小孔，然后向瓶内装满水，盖上瓶盖，两手用力挤压瓶体，可看到水从不同的小孔中喷出，这可以说明“液体内部向______都有压强”．
（4）如图丁所示，取一矿泉水瓶和一小玻璃瓶可以制作成浮沉子，当用力挤压瓶体发现小玻璃瓶可以在水中下沉，此时小玻璃瓶受到的浮力______重力（选填“＞，=，＜”）．
【解析】
（1）向瓶中装入少量的水放在一块海绵上；将矿泉水瓶装满水再放到海绵上，在相同的海绵上，压力增大、受力面积不变；则压力的效果越明显，说明压力的作用效果与压力大小有关．
（2）空矿泉水瓶装满水，将矿泉水瓶浸没于水中；若抓住瓶底向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里始终充满水．可以说明大气压的存在．
（3）用小铁钉钻很多小孔，然后向瓶内装满水，水在压力作用下水从不同的小孔中向各个方向喷出，这表明：
液体内部向各个方向都有压强．
（1）当用力挤压瓶体，瓶体和瓶内空气之间压强增大，小玻璃瓶内充水，此时浮力小于重力，则下沉．
故答案为：
（1）压力大小；
（2）大气压；（3）各个方向；（4）＜．
（1）压力的作用效果（压强）的大小与压力大小和受力面积有关．
（2）大气压强托住了瓶中的水．
（3）液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，各个方向的压强相等．
（4）浸没在液体中的物体，当浮力大于重力时，物体上浮，当浮力小于重力时，物体下沉，当浮力等于重力时，物体漂浮或悬浮．
【试题评价】本题考查了学生对力的作用效果、大气压、液体压强和物体浮沉条件的了解和掌握，平时学会利用身边的器材做实验，多动手、多思考，提高分析解决问题的能力．
4.水平桌面上的两个相同容器中装有甲、乙两种液体．小亮同学先将微小压强计U形管的两液面调到______，他再把同一支压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的相同深度处，观察U形管中两次液面的高度差，如图所示．由此可知，两种液体中______液体的密度较大．（选填“甲”或“乙”）
【解析】
（1）实验中，微小压强计U形管的两液面高度相同时，说明两侧压强相等，因此，在使用前应选将其调至相平；
（2）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，故可以判断乙液体的密度更大．
故答案为：
相平； 乙．
（1）微小压强计U形管的两液面高度相同时，说明两侧压强相等，因此，在使用前应选将其调至相平；
（2）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．
【试题评价】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．
5.如图是小明在研究液体内部压强特点时所做的实验．将蒙有橡皮膜的金属盒作为探头与压强计相连，在一个烧杯中倒入适量的水，将金属盒放在水中不同的位置，实验现象如图甲、乙，根据实验现象可以得出的结论是：
______．乙图中，U形管左侧管内气体的压强______右侧的管内气体的压强（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
【解析】如图所示，同种液体中，乙图中探头的深度比甲图中探头的深度大，乙图中U形管两侧液面的高度差也大于甲图，故可得出结论：
同种液体中，深度越深，压强越大；
由图乙知，U形管中左边液体受到密闭气体向下的压强，右边液体受到向下大气压，左边的液面较低，说明U形管左侧管内气体的压强大于右侧的管内气体的压强．
故答案为：
同种液体中，深度越深，压强越大；大于．
（1）研究液体内部压强用到的是压强计，通过观察U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小．液体中压强越大，U形管中液面的高度差也越大．
（2）U形管内液面越高，气体压强越小，液面越低，气体压强越大．
【试题评价】通过此题我们要认识压强计的基本使用方法，并知道在研究液体压强与哪些因素有关系时，应如何进行操作和观察，这是我们应该掌握的基本能力．
三、实验探究题（本大题共39小题，共234.0分）
6.图（a）所示的装置名称是______如图（b）、（c）和（d）所示，金属盒置于同种液体的不同位置处，该实验是研究液体内部压强与______的关系．
【解析】如图所示的装置是U型管压强计，用来研究液体内部压强的大小；
读图可知，液体相同，探头所处的深度不同，U形管两侧液面的高度差不同，故研究的是液体内部压强与深度的关系．
故答案为：
U型管压强计；深度．
在物理实验中，用U型管压强计来研究液体内部压强的大小；液体的压强与液体的深度与密度有关，根据控制变量法可做出判断．
【试题评价】本题主要考查了对U型管压强计的认识，以及对探究液体内部压强规律的实验分析，属常规实验题，难度不大．
7.小明同学利用微小压强计研究液体压强：
（1）如图1微小压强计是通过______反映液体压强的大小；
（2）通过比较图2中A、B、C三图，可以得出：
在同种液体中同一深度处，液休向各个方向的压强______（选填“相等”或者“不相等”）；通过比较______两图．可以得出：
在深度相同的情况下，液体的压强还与液体的密度有关；通过比较______两图，可以得出：
在密度相同的情况下，液体的压强还与深度有关．
【解析】
（1）如图1微小压强计是通过U形管中液面的高度差反映液体压强的大小；
（2）通过比较图2中A、B、C三图可知，液体都是水，金属盒浸入水中的深度相同，橡皮膜的朝向不同，U形管中液面的高度差相等，故可以得出：
在同种液体中同一深度处，液体向各个方向的压强相等；
研究液体的压强与液体的密度的关系，要控制金属盒所处深度相同，同时控制橡皮膜的朝向相同，改变液体的密度，故通过比较A、E两图，可以得出：
在深度相同的情况下，液体的压强还与液体的密度有关；
研究在密度相同的情况下，液体的压强与深度的关系，只改变金属盒所处的深度，故通过比较B、D两图，可以得出：
在密度相同的情况下，液体的压强还与深度有关．
故答案为：
（1）U形管中液面的高度差；
（2）相等；A、E；B、D．
（1）掌握转换法在实验中的应用，实验中通过U形管中两边的液面高度差来反应被测压强大小的；
（2）液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系，在实验中，研究与其中一个因素的关系，应控制另外的一个因素保持不变，
【试题评价】本题研究液体压强的特点，考查转换法及控制变量法的运用．
8.某小组同学通过实验探究“液体对容器底部的压强大小与哪些因素有关”，他们选择了两个底面积S不同的容器进行研究，并在容器内倒入深度h不同的液体，用压强计分别测出容器底部受到的压强p的大小，将s、h和p记录在表一中．然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中．为做进一步研究，他们计算了相邻两次实验中h及p的变化量△h和△p，并将结果分别记录在表一和表二的后两列中．
表一（ρ1=0.8×103千克/米3）
实验序号
h
（米）
S
（米2）
P
（帕）
△h
（米）
△p
（帕）
1
0.1
50
784
/
/
2
0.1
200
784
0.05
392
3
0.15
200
1176
4
0.2
200
1568
0.1
784
5
0.3
200
2352
6
0.4
200
3136
0.2
1568
7
0.6
200
4704
表二（ρ2=1×103千克/米3）
实验序号
h
（米）
S
（米2）
P
（帕）
△h
（米）
△p
（帕）
8
0.1
50
980
/
/
9
0.1
200
980
0.04
392
10
0.14
200
1372
11
0.2
200
1960
0.08
784
12
0.28
200
2744
13
0.4
200
3920
0.16
1568
14
0.56
200
5488
（1）分析比较实验序号1与2（或8与9）中的数据和相关条件，可得出的初步结论是：
液体对容器底部的压强大小与容器的底面积大小______（选填“有关”或“无关”）；
（2）分析比较实验序号2～7（或9～14）中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：
______．
（3）分析比较实验序号______中的数据和相关条件，可得出的初步结论是：
当液体的深度一定时，液体的密度越大，液体对容器底部的压强越大．
（4）请进一步综合分析表一、表二的相关数据，归纳得出初步结论．
（a）分析比较实验序号2～7或9～14中△p和△h的数据及相关条件，可知：
______．
（b）分析比较实验序号2～7和9～14中△p和△h的数据及相关条件，可知：
______．
【解析】
（1）分析比较实验序号1与2（或8与9）中的数据和相关条件可以看出，其它条件相同，只有容器的底面积不同，容器底部受到的压强相同，故可得出的初步结论是：
液体对容器底部的压强大小与容器的底面积大小无关；
（2）分析比较实验序号2～7（或9～14）中p和h的关系及相关条件可以看出，同种液体，深度越深，容器底部受到的压强越大，深度增大为原来的几倍，容器底部受到的压强也增大为原来的几倍，故可得出的初步结论是：
同种液体对容器底部的压强与深度成正比．
（3）要想得出结论“当液体的深度一定时，液体的密度越大，液体对容器底部的压强越大”，必须保持深度不变，只改变液体的密度，再比较压强的大小；由表中数据可知，实验序号1与8（4与11或6与13）中的数据和相关条件符合要求；
（4）进一步综合分析表一、表二的相关数据：
（a）分析比较实验序号2～7或9～14中△p和△h的数据及相关条件可以看出，液体相同时，压强变化量与深度变化量的比值始终不变（表一中△p与△h的比值均为7840，表二中△p与△h的比值均为9800），故可得出：
同种液体中，△p与△h的比值相同．
（b）分析比较实验序号2～7和9～14中△p和△h的数据及相关条件可以看出，当液体不同时，压强变化量与深度变化量的比值和液体的密度有关（表二中液体的密度较大，△p与△h的比值较大），故可得出：
不同液体中，液体密度越大，△p与△h的比值越大．
故答案为：
（1）无关；
（2）同种液体对容器底部的压强与深度成正比；
（3）1与8（4与11或6与13）；
（4）同种液体中，△p与△h的比值相同；
（5）不同液体中，液体密度越大，△p与△h的比值越大．
液体压强的大小与液体的密度和深度有关，与容器的底面积等无关．在实验中，通过分析实验条件、h及p的变化量△h和△p等，按照控制变量法的要求，可对题干中的问题进行逐一解答．
【试题评价】对于题目较长，信息量较大的实验题分析数据总结结论时，可以直接面对要解决的问题，采用逆推法找出需要的已知条件；同时注意控制变量法在实验中的应用．
9.
如图所示，图（a）装置是______，实验中用来探究______的特点．图（b）所示的实验装置可用来做验证______原理的实验，主要验证浸在液体中的物体所受浮力大小与______的关系．
【解析】
（1）图（a）装置是U形管压强计，探究液体内部压强与哪些因素有关时，要用到U形管压强计．
（2）图（b）所示的实验装置可用来做验证阿基米德原理的实验，通过两次弹簧测力计的示数之差，可得出浮力的大小，同时通过测算排开液体的重力，可比较浮力与排开液体重力的关系．因此，该实验的最终目的是验证浸在液体中的物体所受浮力大小与排开液体的重力的关系．
故答案为：
U形管压强计；液体内部压强；阿基米德；排开液体的重力．
（1）探究液体内部压强与哪些因素有关时，要用到U形管压强计．
（2）根据阿基米德原理：
浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力，所谓验证实验，正是通过实验来验证本原理成立，只需要找出实验中需要测定的元素的表示方法即可．
【试题评价】本题既考查了液体压强的探究实验，又考查了阿基米德原理的探究实验，要注意各个实验的原理和探究的因素，属基本的实验类型．
10.本学期学习的实验有：
A“测定物质的密度”、B“探究物质质量与体积的关系”、C“探究液体内部的压强与哪些因素有关”、D“探究导体中电流与电压的关系”和E“用电流表、电压表测电阻”等．
①实验A和B中所记录的物理量______（选填“相同”或“不同”），U形管压强计是实验______中所用的研究仪器（填序号）．
②若将上述实验分成两类，则可跟实验D归为一类的实验有______（填序号），其归类理由是______．
【解析】
（1）在“测定物质的密度”和“探究物质质量与体积的关系”实验中需要测量质量和体积，故AB实验记录的物理量相同；U形管压强计是探究液体压强规律的仪器，故选C；
（2）实验D探究导体中电流与电压的关系”是利用控制变量法来探究各个物理量之间的关系，在探究物质质量与体积的关系和探究液体内部的压强与哪些因素有关也应用了此方法，故选BC．
故答案为：
相同；C：
BC；都是用控制变量法来探究各个物理量之间的关系．
（1）根据ρ=
分析测定物质的密度的测量量；U形管压强计是探究液体内部的压强的仪器；
（2）分析各个实验的方法．
【试题评价】本题考查了各个实验的原理和使用方法，是一道基础题．
11.
在做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表：
实验序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
U形管液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.9
2
水
5
朝下
4.9
3
水
5
朝侧面
4.9
4
水
10
朝侧面
9.7
5
水
15
朝侧面
14.6
根据表中的数据，请回答下列问题：
（1）要研究液体同一深度的压强特点，应该比较序号为______的三组数据，可得出的结论是：
______．
（2）比较序号3、4、5的三组数据，可得出的结论是：
______．
【解析】
（1）序号1、2、3中液体相同、深度相同、橡皮膜朝向不同，压强计液面高度差不同，据此可得出：
同种液体的同一深度，液体向各个方向压强相等；
（2）3、4、5三组数据同种液体，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：
同一液体，液体内部压强随深度的增加而增大．
故答案为：
（1）1、2、3；同种液体的同一深度，液体向各个方向压强相等；
（2）同一液体，液体内部压强随深度的增加而增大．
（1）实验中主要运用了控制变量法，一共研究液体压强与三个量的关系，分别是液体的密度、深度、橡皮膜的方向．1、2、3中液体相同、深度相同、橡皮膜朝向不同，压强计液面高度差不同，据此可得出结论；
（2）探究液体压强跟深度的关系时，保持液体的密度和方向相同；探究液体压强跟方向的关系时，保持液体的密度和深度相同；探究液体压强跟密度的关系时，保持液体的深度和方向相同．
【试题评价】控制变量法的合理运用是这一实验成功的关键，实验中共有三个变量，其中液体的密度与深度会对液体压强产生影响，但橡皮膜的朝向不会对液体压强产生影响，但在得出实验结论之前，也同样应按控制变量法的要求来进行依次探究．
12.下列四幅图是小华在探究液体内部压强实验时的四个场景，除图④杯中装的是盐水外，其余杯中装的都是水．
（1）本实验是通过观察压强计左右两管内液面的______的变化而知道压强大小变化的；
（2）比较①②两幅图，可以得出：
______；
（3）比较②④两幅图，可以得出：
______；
（4）比较②③两幅图，可以得出：
同种液体同一深度，液体内部压强大小跟______无关．
【解析】
（1）压强计左右两管内液面高度差越大，说明橡皮膜受到的压强越大；
（2）比较①②可以发现：
液体都是水，②中橡皮膜所处的深度更深，左右两管液面的高度差越大，说明压强越大；
（3）比较③④可以发现：
橡皮膜所处深度相同，但盐水密度大于水的密度，结果液面高度差更大；
（4）②③中橡皮膜深度相同，但朝向不同，但液面高度差相同，说明压强相等．
故答案是：
（1）高度差；
（2）同种液体内部，压强随深度的增加而增大；（3）相同深度时，液体密度越大，压强越大；（4）方向．
解答此题用到下列知识：
（1）采用转换法，通过U形管左右两管内液面高度差来反映压强大小；
（2）同种液体中，压强随深度的增加而增大；
（3）深度相同时，液体密度越大，压强越大；
（4）同种液体相同深度，液体向各个方向的压强都相等．
【试题评价】该探究实验考查了液体内部压强的特点，实验中采用了转换法和控制变量法，难度一般．
13.
小明将一根两端开口的玻璃管下端包上橡皮膜，将烧杯内的部分水倒入玻璃管中后，观察到橡皮膜向下凸出，如图所示．由此他得出：
液体内部存在方向向下的压强．请你只利用上述器材，证明液体内部也存在着方向向上的压强，请简述实验的步骤和现象．
【解析】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，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；液体内部压强还与液体的密度有关．
【试题评价】用橡皮膜的凸出的方向来显示液体压强的方向，这是转换法．
14.
在探究液体内部压强特点时，小阳用包有橡皮膜的金属盒（作为探头）与U型管（作为压强计）相连通进行实验．
（1）使用前应检查装置是否漏气，当用手指按压（不论是重压还是轻压）橡皮膜时，发现U型管两边的液面的高度差几乎不变，则说明该装置______（选填“漏气”、“不漏气”）．
（2）装置调整好后，若将探头先后放在同一容器的A、B两处，实验现象分别如图甲、乙所示，则可以判断出A、B两处的压强pA______pB（选填“大于”、“等于”或“小于”）．由此可以得到的结论是：
液体内部的压强与______有关．
【解析】
（1）压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的，用手按压几下橡皮膜，发现U型管两边的液面的高度差几乎不变，则说明该装置漏气；
（2）压强计放在甲烧杯中，U形管两侧液面高度差较小；压强计放在乙烧杯中，U形管两侧液面高度差大，所以pA＜pB；由此可以得到的结论是：
液体内部的压强与深度有关．
故答案为：
（1）漏气
（2）小于； 深度；
（1）掌握转换法在实验中的应用，实验中通过U型管中两边的液面高度差来反应被测压强大小的，检查装置时，用手按压橡皮膜，若U形管中液体能灵活升降，则说明装置不漏气；
（2）探究液体内部压强的仪器是压强计，U形管两端的液面差越大，金属盒受到的压强越大，液体的压强跟液体的密度和深度有关，在液体的密度一定时，液体越深，液体压强越大；
【试题评价】本题考查了液体压强大小的影响因素，利用控制变量法，探究液体压强与液体深度的关系．
15.水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺、烧杯和水．小阳利用这些器材，探究水内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离是否有关．小阳的主要实验步骤如下：
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中，用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L，探头到水面的距离H1，读出压强计U形管两侧的液面高度差h1，将相关数据记录在表格中．
②向烧杯中倒入适量的水，调整探头所在的位置，使探头到烧杯底的距离仍为L，用刻度尺测量探头到到水面的距离H2，读出压强计U形管两侧的液面高度差h2，将相关数据记录在表格中．
根据以上叙述，回答下列问题：
（1）小阳的探究过程中存在的问题：
______．
（2）请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：
______．
【解析】该实验是探究水内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离是否有关，所以应控制“探头到水面的距离”相同，而改变“探头到烧杯底的距离”；
在此题的
（2）中，没有改变自变量“探头到烧杯底的距离”，改变了应控制的变量“探头到水面的距离”，所以是错误的；
正确的实验步骤是：
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中，用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L，探头到水面的距离H1，读出压强计
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