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2024年物理二轮中考总复习71个重难点亮点专题专炼(全国通用)
第四篇 力学知识体系必考重点亮点难点专题
专题26 探究液体压强与哪些因素有关的实验问题
1. (2023四川凉山州)物理课上,同学们利用压强计“研究液体内部压强”,进行了如下的操作。
(1)实验前,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该装置______(选填“漏气”或
“不漏气”);
(2)通过比较______两图,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大;
(3)通过比较D、E两图,可探究液体压强与______的关系;
(4)通过比较A、B、C三图,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强_______;
(5)某次实验时,小王同学将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为10cm,此时U形管内外的气压
差为______Pa。
【答案】(1)不漏气 (2)CD (3)液体密度 (4)相同 (5)
【解析】(1)根据装置气密性的知识可知,用手指按压橡皮膜,发现U形管中的液面升降灵活,说明该
装置不漏气。
(2)通过比较CD两图,液体的密度不变,深度越深,液体的压强越大,所以,可得出结论:同一种液体
的压强随深度的增加而增大。
(3)通过比较D、E两图,液体的深度是相同的,液体的密度不同,液体的压强就不同,所以,可探究液
体压强与液体密度的关系。
(4)通过比较A、B、C三图,液体密度和液体深度相同时,橡皮膜的方向不同,U形管的液面高度差相
同,所以,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强相同。
(5)根据题意可知,U形管两侧水面高度差为10cm,此时U形管内外的气压差为
2. (2023山东东营)如图是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
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序号 容器液体种类 探头的朝向 探头在液体中深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 水 向下 4 3.9
2 水 向右 4 3.9
3 水 向上 4 3.9
4 水 向左 4 3.9
5 水 向下 8 7.8
6 水 向下 12 11.7
7 浓盐水 向下 8 8.6
(1)组装好压强计,将探头放入液体之前,发现压强计U形管两侧液面已存在高度差,接下来的操作是
__________。
A从管中倒出适量液体 B.取下软管重新组装
(2)调试好压强计后开始实验,把探头放进液体中,进行不同操作,记录的相关数据如上表所示:
a.比较第1、2、3、4组数据,可得出结论:_____________;
b.比较第1、5、6组数据,可得出结论:_____________;
c.比较第_________组数据,可得出结论:液体压强与液体的密度有关。
(3)有同学提出,如果不使用压强计,选用一个较深的容器,用隔板分成左右两部分,边缘密封好,在隔
板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封,也可探究液体压强是否与液体的密度有关。请利用此装置设计
实验,写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】:自制的带隔板容器(如上图)、水、硫酸铜溶液
【实验步骤】:____
【分析与论证】:____
【答案】(1)B (2) 在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等 同一液体,深度越深,压强越大
5、7 ( 3)左右两侧分别倒入相同深度的水和硫酸铜溶液 观察橡皮膜的形变方向,橡皮膜向哪边凸,
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说明哪边的压强小
【解析】(1)压强计U形管两侧液面已存在高度差,说明里面气压不相等,可以拆了重装,使两侧气体
压强相等,故选B。
(2)根据控制变量法,1、2、3、4次实验只有探头方向不同,故探究的是液体压强与方向的关系,根据实
验数据可知,在同一液体的同一深度,向各个方向压强相等。
1、5、6次实验只有深度不同,故探究的是液体压强与深度的关系,根据实验数据可知,同一液体,深度
越深,压强越大。
要探究体压强与液体的密度有关,则只改变液体密度,其他条件均保持不变,故应选择第5、7组数据。
(3)利用题中所给实验仪器,为探究液体压强是否与液体的密度有关,则应使两侧液体不同,且保持深
度相同,故步骤为:左右两侧分别倒入相同深度的水和硫酸铜溶液。
根据实验原理可知,可以根据橡皮膜形变方向判断液体压强大小,橡皮膜向哪边凸,说明哪边的压强
小。
3. (2023四川眉山)同学们利用U型管压强计探究液体压强与哪些因素有关。
(1)如图甲所示,从结构上来看,U型管压强计________(选填“是”或“不是”)连通器;在选择U型
管压强计时,探头上的橡皮膜应该用__________(选填“薄”或“厚”)一些的较好;
(2)把U型管压强计的探头放在液体中,通过观察U型管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的
大小,这种研究物理问题的方法是________;
(3)通过图乙、图丙所示的两次实验得出:同种液体,同一深度,液体内部向各个方向的压强________;
通过图乙、图丁所示的两次实验得出:在同种液体中,液体压强随着深度的增加而增大,因此拦河大坝
要做成_________(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(4)小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变,向容器内加入适量的浓盐水,他发现U型管两
边液面的高度差变大了,于是得出“同一深度,液体的密度越大压强越大”的结论。他的结论是不可
靠的,原因是_________。
【答案】 (1)不是 薄 (2)转换法 (3)相等 上窄下宽 (4)没有控制液体深度不变
【解析】(1)从结构来看,由于压强计一端封闭,所以不是连通器;
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,液面高度差越大,液体的压强越大,U
形管压强计金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的为好,这样在测量时会较灵敏,实验效果明显。
(2)液体内部压强大小不能直接测量,需要通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法。
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(3)由图乙、丙所示知道,保持探头在水中的深度不变,改变它的方向,根据实验现象可以初步得出结
论:同种液体,同一深度,U形管两边液柱的高度差相等,故液体内部向各个方向压强都相等。
由图乙、丁所示知道,液体密度相同,丁中深度较大,液体产生的压强较大,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增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)研究液体压强与液体密度的关系,应控制液体的深度相同,小红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,即改变了液体的密度,也改变了液体的深度,所以她的操作不可靠。
4. (2023重庆A)小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,在U形管接头处加装了一个“三通
接头”,如图甲所示。
(1)U形管与探头连接时,阀门K应处于________(选填“打开”或“关闭”)状态,以确保U形管内
的水面相平;组装完成后,轻压探头的橡皮膜到一定程度,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,
说明装置________(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)比较图乙与______两图,可得出液体压强随深度的增加而增大;比较图丙与丁两图,还可初步得出
液体在同一深度向各个方向的压强_____;
(3)若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,应将图戊中的探头向_____移动适当的
距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为 ,此时探头受到盐水的压强为 ,小婷取出探头
放回水中,当U形管水面高度差再次为 时,测出探头在水中的深度为0.2m,则 _______Pa;
(4)小婷发现探头所处深度较浅时,U形管两液面的高度差不明显,可将U形管中的水换成密度更
_____的液体以方便读数;探究过程中,保持探头所处深度不变,将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方
向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)打开 不漏 (2)丙 相等 (3)上 2000 (4)小 变大
【解析】(1)U形管与探头连接时,需要保持U形管两侧的压强相同,因此需要把阀门K打开。
压探头的橡皮膜时,U形管内液面有明显的高度差并保持稳定,说明装置的气密性较好,装置不漏气。
(2)探究液体压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变探头所处的深度,故乙、丙两图符合
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题意。
丙与丁两图中,同种液体,探头所处的深度相同,只改变探头的方向,U形管液面的高度差几乎相同,
说明:同种液体、同一深度各个方向的压强大小相等。
(3)若要通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,因此图
戊中的探头需要向上移动。
当U形管液面的高度差相同时,则探头受到的压强大小相等,所以探头受到盐水的压强为
(4)U形管两液面的高度差不明显,根据 可知,可将U形管中的水换成密度更小的液体进行
实验;将U形管逐渐向后倾斜,偏离竖直方向,U形管中两液面所对刻度线间的距离将会变大。
5.( 2023内蒙古赤峰)小亮学习了液体压强知识后,猜想:液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离
有关。为此,他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证,实验情况如图所示。
(1)小亮向小明介绍自己的实验推理过程:在甲、乙两烧杯中,A、B两点到烧杯底部的距离是不同的;
通过观察压强计U型管两侧________,判断出p ________p ;由此可以得出结论:液体内部某点压强
A B
与该点到容器底部距离有关;
(2)小明反驳说:你在实验中没有控制________相同,所以你的结论是错误的。在你的实验基础上,
________(选填序号),才能得出正确结论。
A.把甲杯中的探头上移5cm或把乙杯中的探头下移5cm
B.从甲杯中抽出5cm深的水或向乙杯中加入5cm深的水
【答案】(1)液面高度差 大于 (2)没有控制探头在液面下的深度 B
【解析】(1)液体内部的压强大小是不能直接观察出来的,可以通过U形管液面高度差来反映,高度差
越大,液体内部压强越大。
由图可知,甲装置中U形管液面高度差大于乙装置中U形管液面高度差,故p >p 。
A B
(2)在小亮的实验中,探头到容器底的深度不同,同时探头在液面下的深度也不相同,所以无法达到探
究目的。
要探究液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离的关系,需控制探头在液面下的深度相同,所以可
以从甲杯中抽出5cm深的水或向乙杯中加入5cm深的水,故B符合题意,故选B。
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6. (2023苏州)小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
(1)压强计通过U形管两侧液面的_________来反映被测压强大小。使用前,用手按压金属盒上的橡皮
膜,发现两侧液面没有明显变化,接下来应进行的操作是_________;
A.向U形管中注入一些水
B.将U形管中水倒出一些
C.检查装置是否漏气
(2)小明在图甲中,保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,目的是为了探究液体内部压强大小与
_________是否有关;
(3)小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上,继续将金属盒下移一段距离,发现
压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验,再与图甲比较,_________(能/不能)得出液体压强与液
体密度有关的初步结论。
【答案】(1)高度差 C (2)方向 (3)不能
【解析】(1)根据转换法,实验是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的。
使用前用手轻轻按压几下橡皮膜是检查装置的气密性;如果U形管中的液体能灵活升降,则说明装置
不漏气;液面没有明显变化,则说明装置漏气;故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)保持金属盒深度不变,改变橡皮膜朝向,说明液体对橡皮膜的压力的方向不同,故目的是为了探究
液体内部压强大小与方向是否有关。
(3)要探究液体压强与液体密度的关系,需控制液体的深度相同,而图乙所示实验与图甲比较,液体的
密度不同,液体深度的深度也不同,故不能得出液体压强与液体密度有关的初步结论.
7. (2023湖南衡阳)在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,小亮同学取四只瓶嘴大小相同的
塑料瓶去底(其中B、C、D三个粗细相同),在瓶嘴上扎橡皮膜,将其倒置,如图所示向A、B、C瓶中装
入水,D瓶中装入盐水。
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(1)瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小,此研究方法是______(选填“控制变量法”
或“转换法”);
(2)根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同,可知:液体的压强与液体的质量______(选填“有关”
或“无关”);
(3)根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同,可知:液体的压强与液体的_______有关;
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,要通过比较______两个瓶子橡皮膜鼓起的程度,得出的结
论是:液体压强与液体的密度有关;
(5)实验后,该同学自制如图E装置继续探究,已知隔板在容器的中央。他向隔板左侧倒水,发现橡皮
膜向右侧凸起,这说明液体对容器______有压强(选填“底部”或“侧壁”)。他再向隔板右侧倒入另
一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜恢复原状,如图F所示,则此液体密度______(选填“大于”
“等于”或“小于”)水的密度。
【答案】 (1)转换法 (2)无关 (3)深度 (4)C、D (5)侧壁 小于
【解析】(1)由于实验过程中液体压强大小不易于直接比较,因此在实验中,通过瓶嘴下方橡皮膜鼓起
的程度来反映压力作用效果,这种研究方法是转换法。
(2)由题意可知,A、B两瓶子所装的都是水,由图可知,A瓶子所装水的体积大于B瓶子所装水的体积,
则A瓶子水的质量大于B瓶子水的质量,两瓶子所装水的质量不同,深度相同,但橡皮膜鼓起的程度
相同,即液体的压强相同,因此说明液体的压强与液体的质量无关。
(3)由题意可知,B、C两瓶子所装的都是水,且两瓶子粗细相同,由图可知,C瓶子所装水的深度大于
B瓶子所装水的深度,两瓶子水的深度不同,橡皮膜鼓起的程度不同,即液体的压强不同,因此说明液
体的压强与液体的深度有关。
(4)为了探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法可知,需控制液体的密度不同,液体的深度
相同,由题图可知,C、D两瓶子符合题意。C、D两瓶子液体的密度不同,液体深度相同,橡皮膜鼓起的
程度不同,得出的结论是:液体压强与液体的密度有关。
(5)如图E所示,隔板左侧倒水,橡皮膜在侧壁上,发现橡皮膜向右凸起,表明橡皮膜所在的位置有压
强,这说明液体对容器的侧壁有压强。
在图F中,水对橡皮膜有向右的压强,右侧液体对橡皮膜有向左的压强,橡皮膜恢复原状,不再凸起,
说明橡皮膜左右两侧压强相等,则有
因为h >h ,所以ρ <ρ 。
液 水 液 水
8. (2023湖南岳阳)在探究液体压强与哪些因素有关的实验中,
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的
(1)气密性良好 微小压强计_______(选填“是"或“不是”)连通器;
(2)甲乙两图中,_____(选填“甲”或“乙”)图中探头上的橡皮膜受到的压强大,这是因为,同种液
体内部的压强随深度的增加而_______;
(3)丙图中,A、B、C三点受到液体压强最大的是______点。
【答案】(1)不是 (2)乙 增大 (3) C
【解析】(1)因微小压强计所上端并未开口,所以不属于连通器。
(2)根据液体压强的特点,同种液体深度越深压强越大可知,甲、乙两图中,乙图中探头受到的压强大。
(3)液体压强的大小与液体的密度及深度有关,当液体的密度越大,深度越深时,压强越大,所以A、B、
C三个点中,C位置液体的密度大,深度深,所以C点的压强最大。
9. (2023湖北孝感)小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
(1)使用压强计前要检查装置的气密性:用手指轻压探头橡皮膜,观察U形管的___________;
(2)小明把压强计的探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),发现U
形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明在同种液体内部的同一深度,___________的压强都相等;
(3)小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大,压强越大”的结论,请指出小明实验中存在的问
题:___________;
(4)压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小,反映探头薄膜所受压强大小,应用了转换法。量筒、
刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是___________。在使用压强计时,待
探究液体与U形管中液体的密度差越___________(选填“大”或“小”),实验现象越明显。
【答案】 (1)见详解 (2)液体各个方向 (3)没有控制液体深度相同 (4)弹簧测力计 大
【解析】(1)用手指轻压探头橡皮膜,通过观察U形管两侧液面高度变化可以检测压强计的气密性,若
两侧液面高度变化明显,则不漏气;若变化不明显或无变化,则说明漏气。
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的
(2)将压强计 探头浸入水中一定深度,把探头分别朝侧面、朝下、朝上(如图A、B、C),液体密度、深
度相同,探头朝向不同,发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变,说明:在同种液体内部的同一深
度,液体各个方向的压强都相等。
(3)要通过实验得到“液体的密度越大,压强越大”的结论,在实验过程中需要控制探头所处液体深
度相同,改变液体密度,而图D和E中探头所处深度不同,得到的结论是错误的。
(4)量筒、刻度尺是直接读数;测力计在一定的拉力范围内,弹簧受到的拉力越大,弹簧的伸长量就越
大,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比,这是弹簧秤的制成原理,将拉力的大小转换成了弹簧的伸长
量,用到了“转换法”。
当探头在待探究液体中一定深度时,此时液体压强大小一定,U形管两侧液面高度变化反映待探究液
体压强大小,根据p=ρgh可知,此时U形管中液体密度越小,液面高度差越大,所以待探究液体与U形
管中液体的密度差越大,实验现象越明显。
10. (2023齐齐哈尔)小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
(1)图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成的。如果液体内部
存在压强,放在液体里的薄膜就会________,U形管左右两侧液面就会产生________;
(2)根据图2、图3所示现象可以研究:液体内部压强大小与________的关系。根据研究得出的结论,拦
河坝应设计成________(选填“下宽上窄”或“下窄上宽”)的形状;
(3)如图3、图4所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,观察U形管左右两侧液面的变
化,得出结论:_________;
(4)为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关,小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3所示容器的水中
(液体未溢出、探头位置不变),静置待均匀混合后,观察到U形管左右两侧液面发生了变化,得出液体
内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论的实验过程是_______(选填“正确”或“错
误”)的,判断的依据是:_________;
(5)通过学习,小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度,过程如下:
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水,橡皮膜向右凸起;
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水,直至橡皮膜___________;
③测得水面到橡皮膜中心的深度为 ;
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测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为 ;
④可推导出该盐水密度的表达式为 ___________(用 表示)。
【答案】 (1)发生形变 高度差 (2) 液体深度 下宽上窄 (3) 同种液体、同一深度,液体向各个
方向的压强相等 (4)错误 没有控制探头所在深度一定 (5) 恢复原状
【解析】(1)当探头放进液体里时,由于液体内部存在压强,故探头上的橡皮膜会受到压强,在受力面积
一定时,即受到压力的作用,在压力的作用下,橡皮膜发生形变,导管以及U形管左侧的玻璃管内的空
气被压塑,因此U形管左右两侧液面会产生高度差,高度差的大小反映了橡皮膜所受的压强大小,液
面高度差越大,液体的内部压强就越大。
(2)根据图2、图3所示现象可知,橡皮膜所处的液体都是水,即液体的密度相同,深度不同,U形管液
面的高度差不同,图3橡皮膜所处的深度大于图2橡皮膜所处的深度,图3U形管的液面高度差大于图
2的液面高度差,即图3探头受到的液体的压强大于图2探头受到的液体压强,由此可得:在液体密度
相同时,深度越深,液体内部的压强就越大。因此拦河大坝因为液体内部的压强的大小随深度的增加
而增大而做成上窄下宽的。
(3)如图3、图4所示,探头所处的液体都是水,液体密度相同,深度相同,橡皮膜的朝向不同,U形管
液面高度差相同,即探头所受的液体的压强相同,故得出结论是:同种液体、同一深度,液体向各个方
向的压强相等。
(4)小彬保持图3中金属盒的位置不变,并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,液体的深度增大,密度增
大,U形管左右液面高度差增大,由于没有控制深度不变,所以不能探究液体压强跟液体密度的关系,
故结论是错误的。
(5)②图5中容器左侧是水,橡皮膜受到水的压强,因此橡皮膜会向右凸;当向容器中的右侧缓慢倒入
盐水,当盐水浸过橡皮膜后,橡皮膜也会受到盐水的压强,且盐水深度越大,橡皮膜受到的压强就越大
橡皮膜会向左凸,如果橡皮膜受到水的压强刚好等于其受到盐水的压强,即左右两边的压强相等,那
么橡皮膜受到的压力相等,橡皮膜会变平,即恢复原状。因此②步骤为再向容器中的右侧缓慢倒入盐
水,直至橡皮膜恢复原状。
④若橡皮膜左右两侧压强不相等,橡皮膜将左凸或右凸,只有橡皮膜左侧和右侧的压强相等时,橡皮
膜相平,根据液体压强公式p=ρgh可得,由p =p ,得
左 右
ρ gh=ρgh
水 1 2
解得,盐水密度的表达式为
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