内容正文:
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探究液体压强与哪些因素有关
【实验必备】
【实验整合】
例 1 小明用下图的装置探究液体内部压强的特点。
(1)实验前,要通过调试,使压强计 U形管两边的液面 ,小聪在调试时发现,
用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时,U形管两边液柱的高度差变化都很小,则说明
该压强计的气密性 (选填“好”或“差”),此时他应该 ;
(2)探头处受到的压强大小通过 反映,两侧液面高度差越大,表示探头在此处
的液体压强越 ;
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(3)用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图甲所示。比较 A、B可知:在液体
内部的同一深度,向 的压强都相等;比较 B、C可知:液体内部压强的大小跟 有
关。请列举出一个与此相关的实例 ;
(4)如下图,能初步得出液体内部压强与液体密度有关的结论吗? ,理由
是 ;
(5)已知图 B中 U形管左侧液柱高为 4cm,右侧液柱高为 10 cm,U 形管中的液体为水,
则 U形管底部受到的液体的压强为 Pa,橡皮管内气体的压强与大气压强之差为
Pa;
(6)小华做完实验后,想要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,他选择下图
两容器进行实验。结论是:液体压强与盛液体的容器形状 (填“有关”或“无关”);
(7)用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通
的左右两部分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。
用此容器进行的两次实验,情形如图丙的 D、E所示,由此可推断:a、b两种液体密度的大
小关系是 a b ,a、c两种液体密度的大小关系是 a c (均选填“>”“<”或
“=”)。
【答案】(1)相平 差 取下软管重新安装
(2)U形管两侧液面高度差 大
(3)各个方向 深度 拦河大坝上窄下宽
(4)不能 没有控制金属盒在液体中的深度相同
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(5)1000 600
(6)无关
(7)< >
【详解】(1)[1][2][3]实验前,需要使压强计 U形管两边的液面相平;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,就会有漏气现象,因此 U形管两边液柱
的高度差变化小,调节的方法是取下软管重新安装。
(2)[4][5]实验通过观察 U形管两侧液面的高度差来判断探头处的压强大小,高度差
越大,探头处的压强越大。
(3)[6]比较 A、B可知,保持探头在水中的深度不变,探头的方向不同,U形管两侧
的高度差相同,可以得到液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。
[7][8]比较 B、C可知,液体的密度相同,B图中探头深度较大,U形管两侧的高度差
较大,液体压强较大,说明液体内部的压强与液体的深度有关,与此相关的实例:拦河大
坝上窄下宽,是因为液体压强随深度的增加而增大。
(4)[9][10]由图可知,液体密度和金属盒所处的深度均不相同,根据控制变量法的
要求,他没有控制金属盒在液体中的深度相同,故不能得出结论。
(5)[11]图 B 中 U 形管的右侧与大气相通,则 U形管底部受到的液体的压强为右侧液
柱产生的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa
[12]U 形管左右两侧水面的高度差
Δh=10cm-4cm=6cm
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为
p 气=ρgΔh=1×10
3
kg/m
3
×10N/kg×0.06m=600Pa
(6)[13]图中液体密度和深度相同,改变了容器的形状,U形管液面高度差相同,压
强不变,结论是:液体压强与盛液体的容器形状无关。
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(7)[14]由图 D可知,a中液体的深度要大于 b中液体的深度,橡皮膜没有发生形变,
说明此处的压强相同,根据 p=ρgh 可知,a的密度要小于 b的密度,即
ρa<ρb
[15]图 E 中,c中液体的深度要大于 b中液体的深度,橡皮膜向左发生了形变,说明右
侧的压强大,根据 p=ρgh 可知,a的密度要大于 c的密度,即
ρa>ρc