专题9.2 液体压强（举一反三）-2024-2025学年八年级物理下学期举一反三系列（人教版2024）

9．2液体压强 •知识点1 探究液体压强的实验 •知识点2 液体压强的特点及其应用 •知识点3 液体压强公式的简单应用 •知识点4 液体压强的计算 •知识点5 连通器原理 •作业 巩固训练 探究液体压强的实验 知识点1 知识点一、探究液体压强的实验 1．U型管压强计 （1）作用：测量液体内部压强。 （2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成（如图所示）。 （3）工作原理：当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。 ★特别提醒 U型管左右两侧液面的高度差，只能反映液体内部压强的相对大小，压强计的示数不等于液体内部压强的大小。 2．实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关 图示 控制变量 现象分析 结论 控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等 控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大 控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体内部的压强越大 ★特别提醒 实验前应检查U型管压强计是否漏气，常用方法是用手轻轻按压橡皮膜，看压强计U型管两侧液面的高度差是否发生变化。如果发生变化，说明不漏气；如果无变化或变化不明显，说明漏气。 ★方法技巧 实验中科学探究方法的应用 1.转换法：研究内部压强的规律时，通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 2.控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度。 【典例1-1】小明利用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”，如图所示。 （1）压强计___________（选填“属于”或“不属于”）连通器； （2）实验前，检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化___________（“明显”或“不明显”），则这套实验装置漏气； （3）将压强计的探头放进盛水的容器中，探头的橡皮膜受到水的压强会___________（选填“内凹”或“外凸”）； （4）比较A、B、D三次实验，改变探头的方向，U形管两液面的高度差___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）； （5）比较___________两次实验探究，可以初步得出结论：液体的压强随深度的增加而增大； （6）若发现，当探头在不同液体中的深度相同时，U形管两侧液面的高度差对比不明显，小明做了一些成进，下面操作不能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是___________。 A．烧杯中换密度更大的液体              B．U形管中换用密度更小的液体 C．将U形管换成更细的 【典例1-2】（2023•恩施州）如图，利用微小压强计，做探究液体内部压强的实验。 （1）如图甲所示，用手按压橡皮膜，U形管两侧液面出现高度差，是因为橡皮管内的气压 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压。 （2）将压强计的探头浸入水中，观察到现象如图乙、丙、丁所示，这是比较同一液体内相同深度 　 　的压强大小，实验结论是同一液体内：　 　。 【变式1-1】（2023•黄冈、孝感、咸宁）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。 【变式1-2】小明在探究“液体压强与液体深度和密度的关系”的实验时，所用的实验器材有：U形管压强计、大烧杯、刻度尺、足量水和浓盐水（ρ水＜ρ浓盐水）。 （1）如图所示，将探头放进盛水的烧杯中，发现U形管两侧液面产生高度差，说明液体内部有___________； （2）在探究“液体压强与液体深度的关系”时，小明逐渐增加探头在水中的深度，发现U形管两侧液面的高度差逐渐增大。则可得出的探究结论：___________； （3）在探究“液体压强与液体密度关系”时，小明的做法是：将探头放在水中某一深度，保持探头的位置不动，缓慢向烧杯中加入浓盐水，观察U形管两侧液面的高度差变化情况。小明的做法是否正确？___________。理由是：___________； （4）实验结束后，小明结合液体压强公式p=ρgh，利用上述器材粗略测出浓盐水的密度。请将实验步骤补充完整，用字母表示出测量的物理量； ①将探头放入水中某深度，用刻度尺测出这个深度为h1，并记下U形管两侧液面的高度差Δh； ②___________ ③利用上述测量的物理量的字母和水的密度ρ水，写出浓盐水密度的表达式：ρ浓盐水=___________ 液体压强的特点及其应用 知识点2 知识点二、液体压强的特点及其应用 1．液体内部有压强 如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。 实例 实验一 实验二 加水前 加水后 现象 橡皮膜向下凸出 橡皮膜向外凸出 【探究归纳】 （1）液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强； （2）液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强； （3）液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。 这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直，并指向受力物体。 2．液体内部压强的特点： （1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等； （2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大； （3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 【典例2-1】（2023•武汉）同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中d是从a孔喷出水的落点 B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关 C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关 D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多 【典例2-2】（2024·四川成都·中考真题）在“探究液体内部的压强”实验中，实验现象如图所示，U形管内液面的高度差越大，表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是（　　） A．比较甲、乙两图，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大 B．比较甲、丙两图，可得出结论：在不同液体中，深度越深压强越大 C．比较乙、丙两图，可得出结论：液体密度越小，压强越大 D．比较甲、丙两图，可得出结论：液体密度越大，压强越大 【变式2-1】为探究液体内部压强的特点，用隔板将一容器分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示)，当左右两侧各注入适量的液体后，图中符合实际情况的是( ) A． B． C． D． 【变式2-2】（2022·江苏无锡·中考真题）如图所示，A、B、C是三个圆柱形容器，分别装有水或酒精（ρ水>ρ酒精）B和C两容器的底面积相同，且其中的液体深度也相同，三个容器中，底部所受液体压强最大的是（　　） A．A容器 B．B容器 C．C容器 D．无法比较 液体压强公式的简单应用 知识点3 知识点三、液体压强公式的简单应用 1．液体压强公式的推导 计算液面下深度为h处液体的压强时，可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”，计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。 设平面的面积为S，如图所示： （1）液柱的体积：V=Sh， （2）液柱的质量：m=ρV=ρSh； （3）液柱对水平面的压力：F=G=mg=ρShg； （4）水平面受到的液柱的压强：。 因此，液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。 2．液体压强公式 （1）公式：p=ρgh （2）公式中各字母表示的物理量和单位 字母 物理量 单位 p 压强 Pa ρ 液体的密度 kg/m3 g 常量 N/kg h 液体的深度 m 应用公式p=ρgh时，各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3，h的单位用m，计算出的压强p的单位才是Pa。 3．液体压强公式的四点理解 （1）由公式p=ρgh可知，在g值不变的情况下，液体压强只与密度和深度有关，与质量、体积无关。 （2）液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示，A、B、C、D、E各点的深度分别为：30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。 （3）公式p=ρgh适用于静止、均一的液体，不适用于流动的液体。 （4）均质、实心、竖直的柱状固体（如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等）对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况，而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。 【归纳总结】公式与p=ρgh的区别与联系 压强公式 液体压强公式p=ρgh 区别 适用范围 适用于所有情况下压强的计算 用来计算液体的压强 决定因素 压力和受力面积 g值不变时，取决于液体的密度和深度 联系 液体压强公式p=ρgh是通过公式结合液体的特点推导出来的，是压强定义式特殊形式 4．液体对容器底的压力与液体自身重力的关系 容器的形状是多种多样的，但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时，我们可以根据需要，灵活运用相应公式进行计算。 容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析 由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部，所以F压=G液 液体对容器底部的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱，即F压=G液（V柱指液柱的体积） 在口大底小的敞口容器中，柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上，液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力，所以F压<G液 液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱<G液，即F压<G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 口小底大的缩口容器中，侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力，因为物体间力的作用是相互的，所以侧壁不但不起支持液体的作用，反而给液体施加了一个斜向下的压力，于是容器底部不但要承受液体的重力，而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力，所以F压>G液 液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱>G液，即F压>G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 【典例3-1】（2023·四川绵阳·中考真题）如图所示，两个质量相等的薄壁圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为，乙容器中液体的密度为。甲容器对地面的压力为，乙容器对地面的压力为。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【典例3-2】如图所示，将未装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，下列说法中正确的是（ ）。 A．水对容器底的压强减小，矿泉水瓶对桌面的压力增大； B．水对容器底的压强减小，矿泉水瓶对桌面的压力减小； C．水对容器底的压强增大，矿泉水瓶对桌面的压强减小； D．水对容器底的压强增大，矿泉水瓶对桌面的压强增大 【变式3-1】（2023·四川南充·中考真题）如图所示，在水平桌面上，有质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中，水对容器底部的压力F甲，F乙，F丙大小关系是 ，三个容器对桌面的压强p甲，p乙，p丙大小关系是 。    【变式3-2】（2023·四川达州·中考真题）如图所示，水平桌面上放置甲、乙两个质量相等，底面积不等的容器（S甲>S乙），将质量相等的水分别倒入其中，水均不溢出，容器对桌面的压强分别为p甲、p乙，水对容器底部的压力分别为F甲、 F乙，则p甲 p乙，F甲 F乙。（两空均选填“>”、“<”或“=”）。    液体压强的计算 知识点4 知识点四、液体压强的计算 1．液体压强公式 液体压强计算公式是 p=ρgh。其中ρ表示是液体密度，单位是 kg/m3 ，h表示 深度，单位是 m 。由公式可知液体的压强只与 液体密度 和 液体深度 有关，与液体的多少、容器的形状等因素无关 。 【易错点】 公式p=ρgh中的h表示液体的深度，而不是高度。深度是指液体的液面到计算压强的那个点之间的距离。如图所示。 【规律总结】 1．根据p=ρgh可知，液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。 2．由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。 2．固体、液体压强、压力计算小结： 容器形状 圆柱形容器 上窄下宽的容器 上宽下窄的容器 图示 P1(容器底部受到液体的压强) P1＝ρ液gh P1＝ρ液gh P1＝ρ液gh F1(液体对容器底部的压力) F1＝G液 F1＝p1S F1＝p1S F1与G液的关系 F1＝G液 F1>G液 F1<G液 F2(容器对水平面的压力) F2＝G液＋G容 p2(容器对水平面的压强) 【典例4-1】底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N，放置在水平桌面上，其中盛有6cm深的水，如图甲；然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中，如图乙。（ρ铝＝2.7×103kg/m3）求： （1）铝块的体积是多少m3？ （2）图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa？ （3）放入铝块后，水对容器底部的压强增加了多少Pa？ 【典例4-2】如图，平底茶壶的重力是3N，底面积是50cm2，内盛800g的水，放置在水平桌面上。（g取10N/kg）求： （1）水的重力； （2）茶壶对桌面的压强； （3）水对茶壶底的压强。 【变式4-1】（2022·贵州毕节·中考真题）如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时，车的总质量为12t，轮胎与地面接触的总面积为0.6m2，此时车静止在水平路面上，对路面的压强为______Pa，水对罐体底部的压强______Pa。当增大罐内气压后，水就可以洒向更远处，此时罐体与出水管______（填“是”或“不是”）连通器。 【变式4-2】甲、乙两个形状未知的容器的底面积之比为S甲：S乙＝4：3，两容器内盛有同一种液体，如果两容器底面所受的液体压力相等，则下列结论正确的是（　　） A．甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲：p乙＝4：3 B．甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲：p乙＝3：4 C．甲、乙两容器内液体的深度之比h甲：h乙＝3：4 D．甲、乙两容器内液体的质量之比m甲：m乙＝1：1 连通器原理 知识点5 知识点五、连通器原理 1．连通器：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 2．连通器的特点：连通器里装入同种液体，当液体部流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的，如图所示。 ★特别提醒 连通器各部分中的液面高度相同时的条件：一、连通器中的液体是同种液体；二、液面静止。 3．连通器内液面相平的原因：如图所示，当连通器内的液体静止时，设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。 液体静止，液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片两侧压强相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故两侧液柱高度相等，即h左=h右。 4．连通器的应用 茶壶的壶身和壶嘴构成连通器，方便倒水 下水弯的U型“反水弯”是一个连通器，阻挡下水道的异味进入室内 锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器，可显示锅炉内的水位 水塔和自来水管构成连通器，将水送到千家万户 过路涵洞是一个连通器，使水从道路一侧流到另一侧 养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器，可保持饮水槽内水位不变 船闸利用连通器原理实现船只通航 【典例5-1】（2023·四川雅安·中考真题）关于如图所示的四个实验，描述错误的是（　　）    A．图甲：一瓶橙汁先后放在相同的海绵上，海绵凹陷程度不同，说明压力大小不同 B．图乙：在水中，压强计的探头所处的深度减小，它受到水的压强也随之减小 C．图丙：连通器中装入同种液体，液体静止时，连通器各部分的液面总保持相平 D．图丁：将自制气压计从山下移动到山上，气压计细玻璃管中的液面会上升 【典例5-2】（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图是一艘 轮船通过船闸的示意图，关闭上游闸门C和阀门A，打开下游阀门B。下列说法正确的是（ ） A．闸室和上游水道构成了一个连通器 B．闸室和下游水道构成了一个连通器 C．船由闸室进入下游，船受到浮力减小 D．船由上游进入闸室，对水的压力变小 【变式5-1】如图所示的设备中，没有应用连通器工作的是（　　）。 A．茶壶 B．船闸 C．自动喂水装置 D．锅炉与外面的水位计 【变式5-2】如图所示的实例中，利用连通器原理工作的是（　　） A．活塞式抽水机 B．洗手池下水的回水管 C．金属气压盒 D．简易水平仪 一、单选题 1．如图所示，杯子中装满水，现向杯中轻轻放入一个小木块，小木块漂浮在水面，则放入木块后（ ）。 A．水对杯底的压强增大； B．水对杯底的压强不变 C．水对杯底的压力增大； D．水对杯底的压力减小 2．如图所示，两个底面积不同的圆柱形容器甲和乙，容器足够高，分别盛有质量相等的水和酒精（ρ水＞ρ酒精），现在甲、乙两容器中分别倒入水和酒精，使容器底部受到液体的压强相等。则（　）。 A．可能是倒入相同质量的水和酒精； B．一定是倒入相同体积的水和酒精； C．可能是倒入水的质量小于酒精的质量；D．可能是倒入水体积大于酒精的体积 3．如图所示，装满水的密闭容器置于水平桌面上，其上下底面积之比为4：1，此时水对容器底部的压力为F，压强为p。当把容器倒置后放到水平桌面上，水对容器底部的压力和压强分别为（ ）。 A．F，p B．4F，p C．1/4F，p D．F，4p 4．有一重2N的圆柱形玻璃杯(杯壁厚度不计)，底面积为100cm2，装有一定质量的煤油，杯底到油面的高度为20cm，放在水平桌面上(取g=10N／kg，ρ煤油=0．8×103kg／m3)，则下列结果正确的是（ ）。 A．煤油对杯底的压强是1．6×103Pa；B．杯底对桌面的压强是1．8×l03 Pa； C．煤油对杯底的压力是16N； D．杯子受到桌面的支持力是16N 5．如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是（　　）。 ①容器对桌面的压力：F甲＞F乙 ②液体的密度：ρ甲＝ρ乙 ③液体对容器底部的压强：p甲＞p乙 ④容器对桌面的压强：p甲′＝p乙′ A．只有①和③ B．只有①和④ C．只有②和③ D．只有③和④ 6．（2022·营口）下列不是利用连通器原理工作的是（　　）。 A. 茶壶 B. 船闸 C. 抽水机 D. 地漏 7．（2022·北京）如图所示，两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为，乙容器中液体的密度为。液体内A、B两点到容器底部的距离相等，其压强分别为、。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（　　）。 A. B. C D. 8．如图所示，完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体，下列分析正确的是（　　） A．若甲乙的质量相等，则A点的压强等于B点的压强 B．若甲乙的质量相等，则C点的压强小于D点的压强 C．若甲乙对容器底部的压强相等，若要使甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强，可以在两容器中分别倒入体积相等的液体 D．若甲乙对容器底部的压强相等，则甲的质量一定大于乙的质量 二、填空题 9．如图所示，水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B，横截面积均为5.0×10-3 m2，A的底面向上凸起，B的底面为平面。在两容器中均加入重为10N的水，则B对桌面的压强为 Pa，A对桌面的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B对桌面的压强．若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB，则pA pB (选填“大于”、“小于”或“等于”)。 10.如图，茶壶的壶身和壶嘴构成了一个　 　，当壶中水深12cm时，A点受到水的压强是　 　Pa；若壶中装满水，用手指将壶盖上的小孔堵住，则壶中的水　 　（选填“能”或“不能”）倒出来。（g＝10N/kg） 11.生病输液时，针头很尖是通过减小受力面积来___________压强；若出现“回血”现象（血液进入输液软管中），需将药液袋举高，这是因为___________。 ，起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时，“反水弯”两端的水面高度总是___________的，其利用了___________原理。 13.如图所示，两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上，向容器中分别注入两种不同的液体，已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等，则两容器底部所受液体压强p甲______p乙，所受液体的压力F甲_________F乙（均选填“>”“=”或“<”）。 14.（2022·广西）如图所示，水平桌面上甲、乙两容器底面积均为0.01m2，甲容器内盛有体积为3×10-3m3的水，乙容器内盛有深度为0.35m的酒精，则甲容器内水的质量为______kg；从甲、乙两容器内抽出______m相同高度的液体后，液体对两容器底部压强相等。 3、 实验题 15.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想:液体压强可能与液体的密度、液体的深度等因素有关。如图是小芳同学设计的用微小压强计进行探究的三次实验步骤的装置:(P8209003) (1)小芳检查压强计的气密性时,用手指不论是轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差变化　　　　(选填“大”或“小”),表明其气密性差。小芳调节好压强计,U形管两边液面相平。  (2)微小压强计是通过U形管两侧液面的　　　　来显示橡皮膜所受压强大小的。  (3)要探究液体内部压强与液体密度是否有关,应选步骤乙和　　　　(选填“甲”或“丙”)来进行研究。  (4)对比步骤甲和步骤乙,可以得出的实验结论是:　　　　　　　　　　　　。  (5)在图乙中,固定探头的橡皮膜在水中的深度,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中两侧液面高度差　　　　(选填“不变”“变大”或“变小”),说明在同一液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小　　　　。  16.（2022·安徽省）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。 四、计算题 17.(2023河南商丘期中)一平底薄壁玻璃杯放在50 cm2的水平桌面上,内装150 mL的水,杯子与桌面的接触面积是10 cm2,水深如图,(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求 (1)水对杯底的压力; (2)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103 Pa,求玻璃杯的质量。 18.某薄壁圆柱形玻璃容器放在水平桌面上，容器的质量为0.5千克、底面积为5×10﹣3米2。将一定量的水注入容器内（水未溢出），容器内水深为0.2米。求： （1）容器内注入水的质量； （2）水对容器底部的压强； （3）水平桌面受到盛水容器的压强。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9．2液体压强 •知识点1 探究液体压强的实验 •知识点2 液体压强的特点及其应用 •知识点3 液体压强公式的简单应用 •知识点4 液体压强的计算 •知识点5 连通器原理 •作业 巩固训练 探究液体压强的实验 知识点1 知识点一、探究液体压强的实验 1．U型管压强计 （1）作用：测量液体内部压强。 （2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成（如图所示）。 （3）工作原理：当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U性管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。 ★特别提醒 U型管左右两侧液面的高度差，只能反映液体内部压强的相对大小，压强计的示数不等于液体内部压强的大小。 2．实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关 图示 控制变量 现象分析 结论 控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等 控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大 控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体内部的压强越大 ★特别提醒 实验前应检查U型管压强计是否漏气，常用方法是用手轻轻按压橡皮膜，看压强计U型管两侧液面的高度差是否发生变化。如果发生变化，说明不漏气；如果无变化或变化不明显，说明漏气。 ★方法技巧 实验中科学探究方法的应用 1.转换法：研究内部压强的规律时，通过压强计中U型管两侧液面的高度差来反映液体压强的大小。 2.控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度。 【典例1-1】小明利用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”，如图所示。 （1）压强计___________（选填“属于”或“不属于”）连通器； （2）实验前，检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化___________（“明显”或“不明显”），则这套实验装置漏气； （3）将压强计的探头放进盛水的容器中，探头的橡皮膜受到水的压强会___________（选填“内凹”或“外凸”）； （4）比较A、B、D三次实验，改变探头的方向，U形管两液面的高度差___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）； （5）比较___________两次实验探究，可以初步得出结论：液体的压强随深度的增加而增大； （6）若发现，当探头在不同液体中的深度相同时，U形管两侧液面的高度差对比不明显，小明做了一些成进，下面操作不能使U形管两侧液面高度差对比更明显的是___________。 A．烧杯中换密度更大的液体              B．U形管中换用密度更小的液体 C．将U形管换成更细的 【答案】不属于     不明显     内凹     不变     C、D     C 【解析】 （1）[1]连通器是上端开口，下端 相连的容器，由图中可知，压强计的一端是封闭的，故压强计不属于连通器。 （2）[2]若实验装置气密性良好，则按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化明显，而按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化不明显，则说明实验装置漏气。 （3）[3]将探头放进盛水的容器中，橡皮膜受到水的压强大于橡皮膜内部的压强，故橡皮膜会向内凹。 （4）[4]由A、B、D三次实验可知，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，故可知在液体内部同一深度处，各个方向的压强均相等。 （5）[5]要探究液体的压强与深度的关系，应控制液体的密度不变，故应比较C、D两次实验，由图中可知，探头深度越大，U形管两侧液面高度差越大，故可得液体的压强随深度的增加而增大。 （6）[6]A．由p=ρgh可得，当探头的深度相同时，烧杯中的液体密度越大，压强越大，则U形管两侧液面高度差越大，故A不符合题意； B．由p=ρgh可知，当液体压强p不变时，U形管内液体密度越小，两侧液面的高度差h越大，故B不符合题意； C．由p=ρgh可知，液体压强与U形管的横截面积无关，故C符合题意。 故选C。 【典例1-2】（2023•恩施州）如图，利用微小压强计，做探究液体内部压强的实验。 （1）如图甲所示，用手按压橡皮膜，U形管两侧液面出现高度差，是因为橡皮管内的气压 　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压。 （2）将压强计的探头浸入水中，观察到现象如图乙、丙、丁所示，这是比较同一液体内相同深度 　 　的压强大小，实验结论是同一液体内：　 　。 【答案】（1）大于；（2）不同方向；同一深度，液体向各个方向的压强相等 【解析】（1）如图甲所示，用手按压橡皮膜，U形管两侧液面出现高度差，且U形管左侧液面低于右侧液面，说明压强计左侧胶管内的气压大于外界大气压； （2）将压强计的探头浸入水中，观察到现象如图乙、丙、丁所示，探头所处深度相同，改变金属盒朝向，U形管内左右两侧液面高度差不变，这说明在同一液体内，同一深度，液体向各个方向的压强相等。 【变式1-1】（2023•黄冈、孝感、咸宁）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）两侧液面高度差；（2）向着各个方向； （3）没有控制液体深度相同； （4）弹簧测力计；大 【解析】（1）为了能使实验顺利进行，检查实验装置的气密性，使用前用手指按压强计的橡皮膜，观察U形管的两侧液面高度差； （2）比较图A、B、C，它们除了探头橡皮膜的方向不同其它都相同，两边液面高度差相同，说明在同种液体内部的同一深度，向着各个方向的压强相同； （3）液体压强与密度和深度有关系，要研究液体压强与密度的关系，需要保持液体深度相同，由图D和E知，压强计的金属盒在两种液体中的深度是不同的，由于没有控制液体深度相同，所以结论不可靠； （4）拉弹簧的力越大，弹簧的伸长就越大，根据此原理制成了弹簧测力计，即用弹簧的伸长大小，间接反映力的大小，用到了转换法；量筒、刻度尺可以直接读出液体体积的大小和长度的大小，没有用到转换法； 探头在不同液体中的深度相同，根据p＝ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以待探究液体与U形管中液体的密度差越大，两侧液面高度差越大，实验现象越明显。 【变式1-2】小明在探究“液体压强与液体深度和密度的关系”的实验时，所用的实验器材有：U形管压强计、大烧杯、刻度尺、足量水和浓盐水（ρ水＜ρ浓盐水）。 （1）如图所示，将探头放进盛水的烧杯中，发现U形管两侧液面产生高度差，说明液体内部有___________； （2）在探究“液体压强与液体深度的关系”时，小明逐渐增加探头在水中的深度，发现U形管两侧液面的高度差逐渐增大。则可得出的探究结论：___________； （3）在探究“液体压强与液体密度关系”时，小明的做法是：将探头放在水中某一深度，保持探头的位置不动，缓慢向烧杯中加入浓盐水，观察U形管两侧液面的高度差变化情况。小明的做法是否正确？___________。理由是：___________； （4）实验结束后，小明结合液体压强公式p=ρgh，利用上述器材粗略测出浓盐水的密度。请将实验步骤补充完整，用字母表示出测量的物理量； ①将探头放入水中某深度，用刻度尺测出这个深度为h1，并记下U形管两侧液面的高度差Δh； ②___________ ③利用上述测量的物理量的字母和水的密度ρ水，写出浓盐水密度的表达式：ρ浓盐水=___________ 【答案】压强     液体密度一定时，液体压强随液体深度的增大而增大     不正确     探头所在深度发生变化，没有控制液体深度一定     将探头放入浓盐水中，调节探头在浓盐水中的深度，使U形管两侧液面高度差为，用刻度尺测出探头到水面的距离为     【详解】（1）[1]探究液体压强的实验采用的是转换法，将液体内部压强转换为U形管内的液面差，所以有高度差说明液体内部有压强。 （2）[2]实验采用的是转换法，将液体的压强转换为U形管内的液面高度差，高度差增大，说明液体内部压强增大，故结论为溶液密度一定时，液体压强随液体深度的增大而增大。 （3）[3][4]小明这种做法不正确，因为虽然保持了探头的位置不动，但是加入浓盐水后，不仅溶液的密度发生了变化，探头所在的深度也发生了变化，所以没有保证探头位于液体深度不变，不符合控制变量法的原则。 （4）[5]操作步骤为将探头放入浓盐水中，调节探头在浓盐水中的深度，使U形管两侧液面高度差为 Δh ，用刻度尺测出探头到水面的距离为 h2。 [6]根据p=ρgh可得 由U形管液面高度差相同，可知 即 液体压强的特点及其应用 知识点2 知识点二、液体压强的特点及其应用 1．液体内部有压强 如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。 实例 实验一 实验二 加水前 加水后 现象 橡皮膜向下凸出 橡皮膜向外凸出 【探究归纳】 （1）液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强； （2）液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强； （3）液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。 这些力的共同特征是力的方向跟受力物体的表面垂直，并指向受力物体。 2．液体内部压强的特点： （1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等； （2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大； （3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 【典例2-1】（2023•武汉）同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．图中d是从a孔喷出水的落点 B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关 C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关 D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多 【答案】B 【解析】A、由图可知，a处液体的深度比b处液体的深度小，由液体压强的特点可知，a处液体的压强小于b处液体的压强，因此a孔喷出水的距离小于b孔喷出水的距离，即d是从b孔喷出水的落点，c是从a孔喷出水的落点，故A错误； BC、由图可知，小孔位置越低，水的深度越深，水喷出得越远，表示水的压强越大，说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关，故B正确、C错误； D、a孔的位置比b孔的位置高，水的深度小，液体压强小，则水的流速慢，若两孔大小相同，则相同时间内a孔流出水的质量小，故D错误。 故选：B。 【典例2-2】（2024·四川成都·中考真题）在“探究液体内部的压强”实验中，实验现象如图所示，U形管内液面的高度差越大，表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是（　　） A．比较甲、乙两图，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大 B．比较甲、丙两图，可得出结论：在不同液体中，深度越深压强越大 C．比较乙、丙两图，可得出结论：液体密度越小，压强越大 D．比较甲、丙两图，可得出结论：液体密度越大，压强越大 【答案】A 【详解】A．甲、乙两图，同种液体，密度相同，探头所处深度不同，乙图中，深度较大，U形管内液面的高度差较大，说明乙图中探头所在位置的液体压强较大，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大，故A正确； B．甲、丙两图，液体不同，密度不同，探头所处深度不同，没有控制探头所处深度相同，不符合控制变量法的要求，因此不能得出在不同液体中，深度越深压强越大的结论，故B错误； C．乙、丙两图，液体不同，密度不同，探头所处深度相同，丙图中，盐水的密度较大，U形管内液面的高度差较大，说明丙图中探头所在位置的液体压强较大，可得出结论：液体密度越大，压强越大，故C错误； D．甲、丙两图，根据B选项分析可知，不能得出液体密度越大，压强越大的结论，故D错误。 故选A。 【变式2-1】为探究液体内部压强的特点，用隔板将一容器分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用橡皮膜封闭(如图所示)，当左右两侧各注入适量的液体后，图中符合实际情况的是( ) A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．在容器两边分别装入不同深度的水，深度越大，压强越大，橡皮膜会向压强小的即深度浅的一边凸起，故A错； B．两边水的深度相同，密度相同，压强相等，故橡皮膜不会凸起，故B正确； CD．两边装有相同深度的水和盐水，盐水的密度大压强大，橡皮膜会向水的一边凸起，故C、D错。 故选B。 【变式2-2】（2022·江苏无锡·中考真题）如图所示，A、B、C是三个圆柱形容器，分别装有水或酒精（ρ水>ρ酒精）B和C两容器的底面积相同，且其中的液体深度也相同，三个容器中，底部所受液体压强最大的是（　　） A．A容器 B．B容器 C．C容器 D．无法比较 【答案】B 【详解】根据液体压强公式 可知，在液体密度相同时，深度越深，液体压强越大；在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。A容器与B容器装有的液体都是水，由图可知在B容器中水的深度比A容器中水的深度要大，则A容器中底部所受液体压强pA小于B容器中底部所受液体压强pB，即；B容器与C容器中液体深度相同，由题意ρ水>ρ酒精可知，B容器中所装水的密度大于C容器中所装酒精的密度，则B容器中底部所受液体压强pB大于C容器中底部所受液体压强pC，即；综上可知，三个容器中，底部所受液体压强最大的是B容器。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 液体压强公式的简单应用 知识点3 知识点三、液体压强公式的简单应用 1．液体压强公式的推导 计算液面下深度为h处液体的压强时，可以设想在液面下深度为h处有一个水平放置的“平面”，计算这个平面上方的液柱对这个平面的压强。 设平面的面积为S，如图所示： （1）液柱的体积：V=Sh， （2）液柱的质量：m=ρV=ρSh； （3）液柱对水平面的压力：F=G=mg=ρShg； （4）水平面受到的液柱的压强：。 因此，液面下深度为h处液体的压强为p=ρgh。由于液体内部同一深度向各方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就知道了这一深度处液体向各个方向的压强。 2．液体压强公式 （1）公式：p=ρgh （2）公式中各字母表示的物理量和单位 字母 物理量 单位 p 压强 Pa ρ 液体的密度 kg/m3 g 常量 N/kg h 液体的深度 m 应用公式p=ρgh时，各个物理量的单位都应统一为国际单位制中的单位。ρ的单位用kg/m3，h的单位用m，计算出的压强p的单位才是Pa。 3．液体压强公式的四点理解 （1）由公式p=ρgh可知，在g值不变的情况下，液体压强只与密度和深度有关，与质量、体积无关。 （2）液体深度是指液体中被研究的点到液体自由液面的数值距离。如图所示，A、B、C、D、E各点的深度分别为：30cm、40cm、50cm、40cm、20cm。 （3）公式p=ρgh适用于静止、均一的液体，不适用于流动的液体。 （4）均质、实心、竖直的柱状固体（如长方体、正方体、圆柱体、棱柱体等）对水平面的压强p=ρ固gh是求固体压强的已知特殊情况，而液体压强公式p=ρgh适用于计算任何静止、均一的液体产生的压强。 【归纳总结】公式与p=ρgh的区别与联系 压强公式 液体压强公式p=ρgh 区别 适用范围 适用于所有情况下压强的计算 用来计算液体的压强 决定因素 压力和受力面积 g值不变时，取决于液体的密度和深度 联系 液体压强公式p=ρgh是通过公式结合液体的特点推导出来的，是压强定义式特殊形式 4．液体对容器底的压力与液体自身重力的关系 容器的形状是多种多样的，但可以归纳为如图所示三种基本类型。在求液体对容器底部的压力或压强时，我们可以根据需要，灵活运用相应公式进行计算。 容器类型 容器底部受到液体压力的定性分析 容器底部受到液体压力的等量分析 由于液体所受重力的方向是竖直向下的，可以认为柱状容器中液体重力全部作用在容器底部，所以F压=G液 液体对容器底部的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱，即F压=G液（V柱指液柱的体积） 在口大底小的敞口容器中，柱状线外部一部分液体的重力作用在斜面的侧壁上，液体对容器底的压力只等于以其底面积大小形成的柱状的重力，所以F压<G液 液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱<G液，即F压<G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 口小底大的缩口容器中，侧壁会受到液体垂直侧面斜向上的压力，因为物体间力的作用是相互的，所以侧壁不但不起支持液体的作用，反而给液体施加了一个斜向下的压力，于是容器底部不但要承受液体的重力，而且还要承受侧壁对液体施加的向下的压力，所以F压>G液 液体对容器底的压力：F压=pS=ρghS=ρgV柱=G柱，F压=G柱>G液，即F压>G液，（V柱、G柱指以容器底面积大小形成的液柱的体积和重力） 【典例3-1】（2023·四川绵阳·中考真题）如图所示，两个质量相等的薄壁圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为，乙容器中液体的密度为。甲容器对地面的压力为，乙容器对地面的压力为。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】由题图可知，甲、乙两容器中液体的深度 两容器底部受到的液体压强相等，即 由液体压强公式可知，液体的密度 又因为两种液体体积V相等，由 可知，两种液体的重力 又由于两个薄壁圆柱形容器质量相同，由 可知，两个容器的重力相同，地面受到的压力等于容器内液体的重力与容器重力之和，所以两容器对地面的压力大小关系为 综上所述，故D正确，ABC错误。 故选D。 【典例3-2】如图所示，将未装满水且密闭的矿泉水瓶，先正立放置在水平桌面上，再倒立放置，下列说法中正确的是（ ）。 A．水对容器底的压强减小，矿泉水瓶对桌面的压力增大； B．水对容器底的压强减小，矿泉水瓶对桌面的压力减小； C．水对容器底的压强增大，矿泉水瓶对桌面的压强减小； D．水对容器底的压强增大，矿泉水瓶对桌面的压强增大 【答案】D。 【解析】由图可知，水瓶由正立到倒立，水的深度变大，据知，水对容器底的压强变大；而矿泉水瓶对桌面的压力等于瓶与水的总重力，整个过程中，这个总重力不变，所以压力不变，但受力面积变小，据知，矿泉水瓶对桌面的压强变大，故ABC错误，D正确。 故选D。 【变式3-1】（2023·四川南充·中考真题）如图所示，在水平桌面上，有质量相同、底面积相同、形状不同的三个容器甲、乙、丙内分别装有质量相同的水。三个容器中，水对容器底部的压力F甲，F乙，F丙大小关系是 ，三个容器对桌面的压强p甲，p乙，p丙大小关系是 。    【答案】 F甲>F丙>F乙 p甲=p乙=p丙 【详解】[1]由图可知，容器中水的深度关系为h甲>h丙>h乙 根据p=ρgh可知容器底部所受水的压强关系为p甲′>p丙′>p乙′ 因三个容器底面积相同，则根据F=pS可知水对容器底部的压力关系为F甲>F丙>F乙 [2]三个容器的质量相同、所装水的质量也相同，所以容器和水的总质量相同，由G=mg可知它们的总重力相同，因为容器对水平面的压力等于容器和水的总重力，所以三个容器对水平面的压力相等，已知三个容器的底面积相同，由可知三个容器对水平面的压强相等，即p甲=p乙=p丙 【变式3-2】（2023·四川达州·中考真题）如图所示，水平桌面上放置甲、乙两个质量相等，底面积不等的容器（S甲>S乙），将质量相等的水分别倒入其中，水均不溢出，容器对桌面的压强分别为p甲、p乙，水对容器底部的压力分别为F甲、 F乙，则p甲 p乙，F甲 F乙。（两空均选填“>”、“<”或“=”）。    【答案】 < < 【详解】[1]由题意可知，两容器放在水平桌面上，桌面所受容器的压力等于容器和水的总重力，由于两容器质量相等、所装水的质量也相等，则两容器的总重力相等，因此两容器对桌面的压力相等，因为S甲>S乙，根据可知，甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强，即p甲<p乙。 [2]因为两容器所装水的质量相等，则水的重力相等。由于甲容器是圆柱形容器，水对容器底部的压力等于水的重力，即F甲=G水；因为乙容器上窄下宽，水对容器底部的压力大于水的重力，即F乙>G水。故F甲<F乙。 液体压强的计算 知识点4 知识点四、液体压强的计算 1．液体压强公式 液体压强计算公式是 p=ρgh。其中ρ表示是液体密度，单位是 kg/m3 ，h表示 深度，单位是 m 。由公式可知液体的压强只与 液体密度 和 液体深度 有关，与液体的多少、容器的形状等因素无关 。 【易错点】 公式p=ρgh中的h表示液体的深度，而不是高度。深度是指液体的液面到计算压强的那个点之间的距离。如图所示。 【规律总结】 1．根据p=ρgh可知，液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。 2．由于液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等，所以我们只要算出液体竖直向下的压强，也就同时知道了在这一深度处液体向各个方向的压强。 2．固体、液体压强、压力计算小结： 容器形状 圆柱形容器 上窄下宽的容器 上宽下窄的容器 图示 P1(容器底部受到液体的压强) P1＝ρ液gh P1＝ρ液gh P1＝ρ液gh F1(液体对容器底部的压力) F1＝G液 F1＝p1S F1＝p1S F1与G液的关系 F1＝G液 F1>G液 F1<G液 F2(容器对水平面的压力) F2＝G液＋G容 p2(容器对水平面的压强) 【典例4-1】底面积300cm2、深度20cm的薄壁圆柱形容器重6N，放置在水平桌面上，其中盛有6cm深的水，如图甲；然后将一质量为2.7kg的实心正方体铝块放入水中，如图乙。（ρ铝＝2.7×103kg/m3）求： （1）铝块的体积是多少m3？ （2）图甲中容器对水平桌面的压强为多少Pa？ （3）放入铝块后，水对容器底部的压强增加了多少Pa？ 【解析】（1）铝块的体积为：V铝＝＝＝10﹣3m3； （2）放入铝块前，圆柱形容器中水的重力为： G水＝m水g＝ρ水V水g＝ρ水S容h水g＝1.0×103kg/m3×300×10﹣4m2×6×10﹣2m×10N/kg＝18N， 容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重力，即：F＝G总＝G水+G容＝18N+6N＝24N， 容器对水平桌面的压强为：p容＝＝＝800Pa； （3）铝块的边长为：L铝＝＝＝0.1m， 铝块的底面积为：S铝＝（L铝）2＝（0.1m）2＝0.01m2＝100cm2， 由图乙可知，加入铝块后，水的深度为：h水′＝＝＝9cm， 水对容器底部的压强增加量为：Δp水＝ρ水gΔh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（9﹣6）×10﹣2m＝300Pa。 答：（1）铝块的体积为10﹣3m3； （2）容器对水平桌面的压强为800Pa； （3）水对容器底部的压强增加量为300Pa。 【典例4-2】如图，平底茶壶的重力是3N，底面积是50cm2，内盛800g的水，放置在水平桌面上。（g取10N/kg）求： （1）水的重力； （2）茶壶对桌面的压强； （3）水对茶壶底的压强。 【答案】（1）8N；（2）2.2×103Pa；（3）1.5×103Pa 【解析】解：（1）水的重力为 G水＝m水g＝800×10-3kg×10N/kg＝8N （2）茶壶对桌面的压力为 F＝G壶+G水＝3N+8N＝11N 茶壶对桌面的压强为 （3）由图可知，茶壶内水的深度为 h＝15cm＝0.15m 水对茶壶底部的压强为 p′＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m＝1.5×103Pa 答：（1）水的重力为8N； （2）茶壶对桌面的压强为2.2×103Pa； （3）水对茶壶底的压强为1.5×103Pa。 【变式4-1】（2022·贵州毕节·中考真题）如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时，车的总质量为12t，轮胎与地面接触的总面积为0.6m2，此时车静止在水平路面上，对路面的压强为______Pa，水对罐体底部的压强______Pa。当增大罐内气压后，水就可以洒向更远处，此时罐体与出水管______（填“是”或“不是”）连通器。 【答案】     2×105     1.5×104     不是 【详解】[1]车的总重力为 G=mg=12×103kg×10N/kg=1.2×105N 车对水平路面的压力为 F=G=1.2×105N 车对路面的压强为 [2]水对罐体底部的压强为 p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa [3]连通器是两端开口，底部连通的容器，洒水车的罐体是密封的，只有水管一端开口，故不是连通器。 【变式4-2】甲、乙两个形状未知的容器的底面积之比为S甲：S乙＝4：3，两容器内盛有同一种液体，如果两容器底面所受的液体压力相等，则下列结论正确的是（　　） A．甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲：p乙＝4：3 B．甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲：p乙＝3：4 C．甲、乙两容器内液体的深度之比h甲：h乙＝3：4 D．甲、乙两容器内液体的质量之比m甲：m乙＝1：1 【答案】BC 【解析】解：由题知，底面积之比为S甲：S乙＝4：3，两容器内盛有同一种液体，两容器底面所受的液体压力相等，设压力均为F； 则甲、乙两容器底面所受液体的压强之比p甲：p乙＝＝＝＝3：4，故A错误，B正确； 由p＝ρgh可得，甲、乙两容器内液体的深度之比h甲：h乙＝：＝p甲：p乙＝3：4，故C正确； 不知道容器的形状，无法判断液体的质量之比，故D错误。 故选：BC。 连通器原理 知识点5 知识点五、连通器原理 1．连通器：上端开口、下端连通的容器叫做连通器。 2．连通器的特点：连通器里装入同种液体，当液体部流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的，如图所示。 ★特别提醒 连通器各部分中的液面高度相同时的条件：一、连通器中的液体是同种液体；二、液面静止。 3．连通器内液面相平的原因：如图所示，当连通器内的液体静止时，设想在连通器底部连通的部分有一个小液片AB。 液体静止，液片处于平衡状态→水平方向液片受力平衡F1=F2→因相同，故液片两侧压强相等，即p1=p2→因p=ρgh，ρ、g相同，故两侧液柱高度相等，即h左=h右。 4．连通器的应用 茶壶的壶身和壶嘴构成连通器，方便倒水 下水弯的U型“反水弯”是一个连通器，阻挡下水道的异味进入室内 锅炉水位计的玻璃管和锅炉构成连通器，可显示锅炉内的水位 水塔和自来水管构成连通器，将水送到千家万户 过路涵洞是一个连通器，使水从道路一侧流到另一侧 养殖场的自动加水器实质上也是一个连通器，可保持饮水槽内水位不变 船闸利用连通器原理实现船只通航 【典例5-1】（2023·四川雅安·中考真题）关于如图所示的四个实验，描述错误的是（　　）    A．图甲：一瓶橙汁先后放在相同的海绵上，海绵凹陷程度不同，说明压力大小不同 B．图乙：在水中，压强计的探头所处的深度减小，它受到水的压强也随之减小 C．图丙：连通器中装入同种液体，液体静止时，连通器各部分的液面总保持相平 D．图丁：将自制气压计从山下移动到山上，气压计细玻璃管中的液面会上升 【答案】A 【详解】A．固体对水平面的压力等于自身的重力，同一瓶橙汁重力相同，压力相同，瓶盖与瓶底的面积大小不同，海绵凹陷程度不同，说明压力相同时，压力的作用效果与受力面积有关，故A错误，符合题意； B．液体内部压强与深度有关，由图可知，在水中，压强计的金属盒所处的深度减小，它受到的水的压强也随之减小，故B正确，不符合题意； C．连通器中装入同种液体，根据可知，液体静止时，底部受到液体压强是相同的，则深度相同，所以连通器各部分中的液面总保持相平，故C正确，不符合题意； D．大气压与海拔高度有关，海拔越高，压强越小，将自制气压计从山下移动到山上，外部气压减小，气压计细玻璃管中的液面会上升，故D正确，不符合题意。 故选A。 【典例5-2】（2022春·湖北武汉·八年级统考期末）三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图是一艘 轮船通过船闸的示意图，关闭上游闸门C和阀门A，打开下游阀门B。下列说法正确的是（ ） A．闸室和上游水道构成了一个连通器 B．闸室和下游水道构成了一个连通器 C．船由闸室进入下游，船受到浮力减小 D．船由上游进入闸室，对水的压力变小 【答案】B 【解析】AB．关闭上游闸门C和阀门A，打开下游阀门B，闸室和上游水道下部是不连通的，故没有构成连通器，闸室和下游水道下部是连通的，故构成连通器，故A错误，B正确； CD．当闸室中的水位缓慢下降时，对船进行受力分析，它受到重力、浮力的作用，这个浮力的大小等于船底受到水的压力大小，船也缓慢下降，处于平衡状态，受力平衡，船底受到水的压力大小等于重力大小，重力大小不变，则船底受到水的压力大小不变，船底受到的压力大小和船对水的压力时一对相互作用力，故船对水的压力大小不变，故CD错误。 故选B。 【变式5-1】如图所示的设备中，没有应用连通器工作的是（　　）。 A．茶壶 B．船闸 C．自动喂水装置 D．锅炉与外面的水位计 【答案】C。 【解析】A．茶壶的壶嘴和壶身符合上端开口、底部相连通的特点，构成连通器，故A不符合题意； B．江河的上游与船闸闸室的下面通过阀门相通，当下游阀门关闭，上游阀门打开，上游与闸室内的水位逐渐相平，打开上游闸门，船就可以进入闸室；同理，船再进入下游，就通过了船闸。所以，船闸是连通器的应用，故B不符合题意； C．当瓶口露出水面时，空气通过瓶口进入瓶内，使瓶内气体压强和液体压强大于外界大气压，水从瓶内流出；当水面刚好封住瓶口时，瓶内气体压强好等于外界大气压时，水停止流出，所以给鸡自动喂水装置利用的是大气压；故C符合题意； D．锅炉水位计上端开口、底部连通，是利用连通器的原理制成的，故D不符合题意。 故选C。 【变式5-2】如图所示的实例中，利用连通器原理工作的是（　　） A．活塞式抽水机 B．洗手池下水的回水管 C．金属气压盒 D．简易水平仪 【答案】BD 【解析】解：A、活塞式抽水机是利用大气压来工作的，故A不符合题意； B、洗手池下水的回水管内部液体液面相平，可以防虫、防臭气，利用了连通器原理，故B符合题意； C、金属盒气压计是利用大气压对抽成真空的波纹密封金属盒产生压强的变化，而引起的金属盒形状的变化来测量大气压的，这种气压计主要部分是金属盒，也没有液体，所以就叫空盒气压计，也叫无液气压计，不是利用连通器原理工作的，故C不符合题意； D、用灌水透明软管作水平仪，水管相当于上端开口、底部连通的容器，当水不流动时，水面相平，利用了连通器原理，故D符合题意。 故选：BD。 一、单选题 1．如图所示，杯子中装满水，现向杯中轻轻放入一个小木块，小木块漂浮在水面，则放入木块后（ ）。 A．水对杯底的压强增大； B．水对杯底的压强不变 C．水对杯底的压力增大； D．水对杯底的压力减小 【答案】B。 【解析】杯子中装满水，放入木块后，水的高度h不变， 因为p=ρgh，所以水对杯底的压强不变； 因为F=pS，S不变，所以水对杯底的压力不变。故选B。 2．如图所示，两个底面积不同的圆柱形容器甲和乙，容器足够高，分别盛有质量相等的水和酒精（ρ水＞ρ酒精），现在甲、乙两容器中分别倒入水和酒精，使容器底部受到液体的压强相等。则（　）。 A．可能是倒入相同质量的水和酒精； B．一定是倒入相同体积的水和酒精； C．可能是倒入水的质量小于酒精的质量；D．可能是倒入水体积大于酒精的体积 【答案】D。 【解析】因为甲和乙是圆柱形容器，所以对容器底的压力：F=ps=ρghs=ρgV=mg=G； 因为m水=m酒精，S甲＞S乙，所以对容器底的压强：p甲＜p乙； 倒入相同质量的水和酒精，压力还是相等，或倒入水的质量小于酒精的质量，还是水对容器底的压强小； 当倒入相同体积的水和酒精或者倒入水体积大于酒精的体积，因为水的密度大于酒精的密度，所以∴倒入的水的质量大于酒精的质量，这样可能使水对容器底的压力大于酒精对容器底的压力，可能会使水和酒精对容器底部的压强相等。故选D。 3．如图所示，装满水的密闭容器置于水平桌面上，其上下底面积之比为4：1，此时水对容器底部的压力为F，压强为p。当把容器倒置后放到水平桌面上，水对容器底部的压力和压强分别为（ ）。 A．F，p B．4F，p C．1/4F，p D．F，4p 【答案】B。 【解析】液体对容器底部和侧壁都会产生压强，同种液体深度越大，压强越大，容器倒置后，液体深度不变，则压强不变，仍为P，根据F=PS，S扩大为4倍，则压力也变为4F。故选B。 4．有一重2N的圆柱形玻璃杯(杯壁厚度不计)，底面积为100cm2，装有一定质量的煤油，杯底到油面的高度为20cm，放在水平桌面上(取g=10N／kg，ρ煤油=0．8×103kg／m3)，则下列结果正确的是（ ）。 A．煤油对杯底的压强是1．6×103Pa；B．杯底对桌面的压强是1．8×l03 Pa； C．煤油对杯底的压力是16N； D．杯子受到桌面的支持力是16N 【答案】ABC。 【解析】A、煤油对杯底的压强属于液体类压强；P底=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1.6×103Pa；故A正确。 B、煤油体积V=Sh=0.01m2×0.2m=0.002m3；煤油质量m油=ρV=0.8×103kg/m3×0.002m3=1.6kg； 煤油重力G油=m油g=1.6kg×10N/kg=16N；桌面受压力F=G杯+G油=2N+16N=18N； 桌面受压强；故B正确。 C、煤油对杯底的压力F底=P底S=1.6×103Pa×0.01m2=16N；故C正确。 D、杯子受的支持力等于杯子对桌面的压力即F支=F=18N；故D错误。故选ABC。 5．如图所示，水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器，分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是（　　）。 ①容器对桌面的压力：F甲＞F乙 ②液体的密度：ρ甲＝ρ乙 ③液体对容器底部的压强：p甲＞p乙 ④容器对桌面的压强：p甲′＝p乙′ A．只有①和③ B．只有①和④ C．只有②和③ D．只有③和④ 【答案】D。 【解析】①水平桌面上，甲乙两个容器中两种液体质量相等，则重力相等，容器底面积和质量相同，故对桌面的压力F甲＝F乙，由p＝得，容器对桌面的压强：p甲′＝p乙′，故①错误，④正确； ②因为容器底面积相同，液体同高，乙中液体的体积大于甲中液体的体积，因为质量相同，所以ρ甲＞ρ乙，故②错误； ③由图知，两容器中液体的深度相同，由②知ρ甲＞ρ乙，根据p＝ρgh知，液体对杯底的压强p甲＞p乙；故③正确。 综上所述，①②错误，③④正确。故选：D。 6．（2022·营口）下列不是利用连通器原理工作的是（　　）。 A. 茶壶 B. 船闸 C. 抽水机 D. 地漏 【答案】C。 【解析】A．茶壶的壶盖上有小孔，壶嘴上端有口，壶身和壶嘴底部相连通，是连通器，故A符合题意； B．船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成通器，故B符合题意； C．抽水机是利用大气压来工作的，不是利连通器原理工作的，故C不符合题意； D．地漏是利连通器原理工作的，故D符合题意。 故选C。 7．（2022·北京）如图所示，两个圆柱形容器甲和乙放在水平桌面上，甲容器底面积大于乙容器底面积，它们分别装有体积相等的液体，甲容器中液体的密度为，乙容器中液体的密度为。液体内A、B两点到容器底部的距离相等，其压强分别为、。若两容器底部受到的液体压强相等，则下列判断正确的是（　　）。 A. B. C D. 【答案】D。 【解析】由于两容器底部受到的液体压强相等，甲容器底面积大于乙容器底面积，由可知，甲容器底部受到的液体压力F甲大于乙容器底部受到的液体压力F乙，由于G甲液=F甲 G乙液=F乙 所以G甲液>G乙液 由G=mg可知m甲液>m乙液 由于甲乙两种液体的体积相等，由可知甲>乙 由于A点到容器底部的深度等于B点到容器底部的深度，则两点以下部分液体的压强大小关系为 pA下>pB下 若两容器底部受到的液体压强相等，则两点处受到液体的大小关系为 故ABC错误，故D正确。 故选D。 8．如图所示，完全相同的两个容器中分别装入甲、乙两种不同的液体，下列分析正确的是（　　） A．若甲乙的质量相等，则A点的压强等于B点的压强 B．若甲乙的质量相等，则C点的压强小于D点的压强 C．若甲乙对容器底部的压强相等，若要使甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强，可以在两容器中分别倒入体积相等的液体 D．若甲乙对容器底部的压强相等，则甲的质量一定大于乙的质量 【答案】C。 【解析】解： A、由图可知，甲、乙两容器内液体的体积关系为V甲液＞V乙液，因两容器中的液体质量相等，所以由m＝ρ液V可知，两容器内液体的密度关系为ρ甲液＜ρ乙液； 两容器完全相同，则容器中向外凸出部分的容积V凸相同，因ρ甲液＜ρ乙液，所以由G＝mg＝ρVg可知乙容器中凸出部分的液体重力较大，而两容器中液体的总重力相等，则两容器中柱形部分的液体重力G甲液′＞G乙液′，所以由F＝G柱液可知，两容器中液体对容器底部的压力F甲液＞F乙液；又因为两个容器完全相同，其底面积相同，所以由压强定义式可知，两液体对容器底部的压强p甲液＞p乙液﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 由图可知，A、B两点到容器底部的距离相等，由p＝ρ液gh和ρ甲液＜ρ乙液可知，A、B两点到容器底部的压强关系为pA下＜pB下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②； 因p甲液＞p乙液，所以，由pA上+pA下＞pB上+pB下可知，pA上＞pB上，即甲容器中液体对A点的压强大于乙容器中液体对B点的压强，故A错误； B、由图可知，C、D两点到容器底部的距离相等，由p＝ρ液gh和ρ甲液＜ρ乙液可知，C、D两点到容器底部的压强关系为pC下＜pD下﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③； 因p甲液＞p乙液，所以，由pC上+pC下＞pD上+pD下可知，pC上＞pD上，即甲容器中液体对C点的压强大于乙容器中液体对D点的压强，故B错误； C、若甲乙对容器底部的压强相等，由图可知，甲、乙两容器内液体的深度关系为h甲液＞h乙液，所以由p＝ρ液gh可知，两容器内液体的密度关系为ρ甲液＜ρ乙液，在两容器中分别倒入体积相等的液体，因两容器相同，则容器内液体升高的高度相等，即△h甲＝△h乙，由p＝ρ液gh和ρ甲液＜ρ乙液可知，两容器内液体对容器底部的压强增加量关系为△p甲＜△p乙，则甲对容器底部的压强小于乙对容器底部的压强，故C正确； D、若甲乙对容器底部的压强相等，因两容器相同，由F＝pS知甲乙对容器底部的压力相等，则容器竖直方向上的甲的质量等于乙的质量，所以ρ甲＜ρ乙，即容器凸起部分的甲的质量小于乙的质量，所以总的甲的质量小于乙的总的质量，故D错误。 故选：C。 二、填空题 9．如图所示，水平桌面上有两个重力不计的圆柱形容器A、B，横截面积均为5.0×10-3 m2，A的底面向上凸起，B的底面为平面。在两容器中均加入重为10N的水，则B对桌面的压强为 Pa，A对桌面的压强 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B对桌面的压强．若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB，则pA pB (选填“大于”、“小于”或“等于”)。 【答案】2×103Pa；大于；大于。 【解析】（1）B装有水10N，则对水平桌面的压力为：F=G=10N； 那么B容器对桌面的压强：。 （2）A、B的质量忽略不计，而所装水量相同，因此它们对于桌面的压力都等于水的重力，即FA=FB=G=10N； 因为A的底面向上凸起，B的底面为平面，与桌面的接触面积关系为：SA＜SB；由得：pA＞pB。 （3）两容器的横截面积相同，所装水量相同，由于A的容器底向上凸出，所以A容器内的液面高度要大于B容器内的液面高度，即：hA＞hB； 取两容器同一高度h处的两点，则这两点分别距A、B的液面高度为：HA=hA-h，HB=hB-h；显然，HA＞HB。 若A、B容器的水中同一高度处压强分别为pA、pB，则pA=ρgHA，pB=ρgHB， 因为HA＞HB，所以pA＞pB。 故答案为：2×103Pa；大于；大于。 10.如图，茶壶的壶身和壶嘴构成了一个　 　，当壶中水深12cm时，A点受到水的压强是　 　Pa；若壶中装满水，用手指将壶盖上的小孔堵住，则壶中的水　 　（选填“能”或“不能”）倒出来。（g＝10N/kg） 【答案】连通器；1200；不能。 【解析】（1）茶壶的壶嘴和壶身构成了一个连通器，当里面的水不流动时，壶嘴和壶身内的水面保持相平； （2）A点受到水的压强： p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m＝1200Pa （3）若壶中装满水，用手指将壶盖上的小孔堵住，由于外部的大气压大于壶内压强，壶中的水不能倒出。 故答案为：连通器；1200；不能。 11.生病输液时，针头很尖是通过减小受力面积来___________压强；若出现“回血”现象（血液进入输液软管中），需将药液袋举高，这是因为___________。 【答案】①增大；②液体内部压强随着深度的增加而增大。 【解析】[1]针头很尖是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强。 [2] 产生“回血”的原因是因为针头处血液的压强大于药液的压强。根据液体内部压强随着深度的增加而增大，要使血液不回流，必须将吊瓶适当地升高。 12.如图所示，洗脸池排水管设计了U型“反水弯”，起到隔绝下水道异味的作用。当水不流动时，“反水弯”两端的水面高度总是___________的，其利用了___________原理。 【答案】①相平；②连通器。 【解析】[1][2]洗脸池排水管设计的 U 型反水弯上部开口、下部连通，属于连通器；连通器中装入同种液体，液体静止时，液面相平，可以防止下水道异味窜入室内，利用了连通器的原理。 13.如图所示，两个底面积相同且质量相等的容器甲和乙放置在水平桌面上，向容器中分别注入两种不同的液体，已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等，则两容器底部所受液体压强p甲______p乙，所受液体的压力F甲_________F乙（均选填“>”“=”或“<”）。 【答案】①>；②>。 【解析】[1]由题意可知，距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等，即pA=pB，由图可知，A、B两点的深度不同，且hA<hB，根据p=ρgh可得ρA>ρB 设A、B两点到容器底部的距离为h，根据p=ρgh可得容器底部受到的液体压强为 p甲=ρAg（hA+h）=pA+ρAgh p乙=ρBg（hB+h）=pB+ρBgh 因为pA=pB，ρA>ρB，所以可得p甲>p乙 [2]因为p甲>p乙，且两容器底面积相等，所以根据压强的变形公式F=pS可得，F甲>F乙。 14.（2022·广西）如图所示，水平桌面上甲、乙两容器底面积均为0.01m2，甲容器内盛有体积为3×10-3m3的水，乙容器内盛有深度为0.35m的酒精，则甲容器内水的质量为______kg；从甲、乙两容器内抽出______m相同高度的液体后，液体对两容器底部压强相等。 【答案】①3；②0.1。 【解析】[1]根据密度公式可知，容器内水的质量为 [2]液体内部的压强与液体的密度和液体的深度有关，根据公式p=ρgh可知，当两种不同液体对两容器底部压强相等时，液体密度与液体深度成反比，即 由题意可知甲容器中水的深度为 乙容器中酒精的深度为 所以要使酒精和水对容器底部的压强相等，则抽走的水的相同高度必须满足 解得。 3、 实验题 15.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,小芳猜想:液体压强可能与液体的密度、液体的深度等因素有关。如图是小芳同学设计的用微小压强计进行探究的三次实验步骤的装置:(P8209003) (1)小芳检查压强计的气密性时,用手指不论是轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差变化　　　　(选填“大”或“小”),表明其气密性差。小芳调节好压强计,U形管两边液面相平。  (2)微小压强计是通过U形管两侧液面的　　　　来显示橡皮膜所受压强大小的。  (3)要探究液体内部压强与液体密度是否有关,应选步骤乙和　　　　(选填“甲”或“丙”)来进行研究。  (4)对比步骤甲和步骤乙,可以得出的实验结论是:　　　　　　　　　　　　。  (5)在图乙中,固定探头的橡皮膜在水中的深度,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中两侧液面高度差　　　　(选填“不变”“变大”或“变小”),说明在同一液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小　　　　。  【答案】(1)小　(2)高度差　(3)丙　(4)液体内部压强与液体的深度有关　(5)不变　相同 【解析】　(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,都会有漏气现象,因此U形管两边液面的高度差变化小;(2)微小压强计是通过U形管两侧液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的;(3)要探究液体内部压强与液体密度是否有关,应控制液体的深度相同,选用密度不同的液体来进行研究,故应选步骤乙和步骤丙;(4)对比步骤甲和乙可知,液体密度相同,深度不同,U形管两侧液面高度差不同,故得出的实验结论是:液体内部压强与液体的深度有关;(5)图乙中,探头在水中的深度不变,探头方向改变,U形管中两侧液面高度差不变,说明在同一液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小相同。 16.（2022·安徽省）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。 【答案】①深度越大；②乙。 【解析】（1）[1]由甲、乙两图可知，虽然两次塑料瓶在水里的位置相同，但瓶口朝向不同，甲图中的瓶口所处的深度小于乙图中瓶口所处的深度，乙图中瓶口的橡皮膜凹进得更多。则可得到的实验结论是：同种液体中，深度越大，液体的压强越大。 （2） [2]用体积相同的酒精放入相同的塑料瓶中，则两液体的液面处于同一水平高度。如图丙所示，塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同，塑料瓶的瓶口朝向也相同，即瓶口处橡皮膜在两种液体的同一深度，由液体压强与液体的密度和深度有关，当液体深度相同时，液体的密度越大，压强越大可知，橡皮膜在水中受到的压强大于在酒精中受到的压强，所以乙图中的橡皮膜凹进得更多。（2）[3]将三个高度相同的正方体、长方体、圆柱体铁块竖直放置海绵上，观察比较海绵被压陷的深度，若深度相同，则可验证猜想三正确。 四、计算题 17.(2023河南商丘期中)一平底薄壁玻璃杯放在50 cm2的水平桌面上,内装150 mL的水,杯子与桌面的接触面积是10 cm2,水深如图,(g=10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)求 (1)水对杯底的压力; (2)若桌面所受玻璃杯的压强是2.7×103 Pa,求玻璃杯的质量。 【答案】见解析 【解析】(1)水对杯底的压强:p水=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1.2×103 Pa,水对杯底的压力:F水=p水S=1.2×103 Pa×10×10-4 m2=1.2 N;(2)桌面所受玻璃杯的压力:F'=p'S=2.7×103 Pa×10×10-4 m2=2.7 N,因水平面上静置的物体对水平面的压力等于自身的重力,所以,玻璃杯和水的总重力G总=F'=2.7 N,玻璃杯和水的总质量m总===0.27 kg=270 g,水的质量m水=ρ水V水=1 g/cm3×150 cm3=150 g,则玻璃杯的质量:m杯=m总-m水=270 g-150 g=120 g。 18.某薄壁圆柱形玻璃容器放在水平桌面上，容器的质量为0.5千克、底面积为5×10﹣3米2。将一定量的水注入容器内（水未溢出），容器内水深为0.2米。求： （1）容器内注入水的质量； （2）水对容器底部的压强； （3）水平桌面受到盛水容器的压强。 【解析】解：（1）因为容器为圆柱形，所以水的体积：V＝Sh＝5×10﹣3m2×0.2m＝10﹣3m3， 水的质量：m水＝ρV＝1.0×103kg/m3×10﹣3m3＝1kg； （2）水对容器底的压强：p水＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2×103Pa； （3）因为容器对水平桌面的压力等于容器和水的总重， 所以容器对水平桌面的压力：F＝G总＝m总g＝（0.5kg+1kg）×10N/kg＝15N， 容器对桌面的压强：p＝＝＝3×103Pa。 答：（1）容器内注入水的质量为1kg； （2）水对容器底部的压强为2×103Pa； （3）水平桌面受到盛水容器的压强3×103Pa。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$