实验06 研究液体内部的压强(新教材)-【同步实验课】2024-2025学年八年级物理下册教材实验大盘点(人教版2024)
2025-03-27
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 液体的压强 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 液体压强 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.66 MB |
| 发布时间 | 2025-03-27 |
| 更新时间 | 2025-03-27 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | 学科专项·实验 |
| 审核时间 | 2025-03-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/51270063.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
实验06 研究液体内部的压强
实验:研究液体内部的压强
【实验目的】
探究液体压强与哪些因素有关。
【实验器材】
液体压强计、透明容器、水、盐水、刻度尺。
【进行实验与收集证据】
(1)用手指轻压液体压强计探头的橡皮膜,橡皮膜所受压强较小,U形管两端液面的高度差较小(气密性良好);
(2)将压强计的探头放进盛有水的容器中,观察不同深度处,U形管两端液面的高度差变化情况;
(3)将压强计的探头放进盛有盐水的容器中,观察同一深度处,U形管两端液面的高度差变化情况;
次数
探头浸入深度/cm
U形管液面高度差/cm
水
盐水
1
5
5
—
2
10
9
—
3
20
17
—
4
5
—
6
5
10
—
11
6
20
—
20
【注意事项】
(1)将液体压强计的探头垂直放入液体中,避免倾斜或触碰容器壁;
(2)在测量液体压强时,确保液体处于静止状态,避免扰动影响实验结果;
【实验结论】
液体内部压强的大小与深度和液体密度有关。
(1)同种液体,深度越大,压强越大。
(2)同一深度,液体密度越大,压强越大。
【典例1】如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面 来反映被测压强大小的。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 (填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水;
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,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”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
【典例2】同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 (选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,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 ,因此拦河大坝要做成 的形状(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲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,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 (选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 (多选);
A.右侧待测液体到容器底的深度h1;
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2;
C.左侧水到容器底的深度h3;
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4;
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ= (用题中字母和ρ水表示)。
【训练1】如图是用压强计“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“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到;液体的压强与 有关。
(4)比较 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)。
【训练2】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”)。小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是 (选填字母)。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时U形管内外的气压差为 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而 。
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 越大,压强越大。
(5)小王用图⑤所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
1.(2024•南京中考)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中:
(1)如图所示,将压强计的金属盒放入水中某一深度处,记录金属盒方向、深度
和 ;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的 ,记录数据;
(3)改变金属盒在水中深度,重复上述步骤。分析数据可知:深度越大,水的压强越大。支持该结论的实验现象是 。
(4)将水槽中的水换成浓盐水,这是为了探究 对液体内部压强的影响。
2.(2024•天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。
老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与
是否有关。
3.(2024•德阳中考)小明同学利用如图甲、乙所示的实验装置来探究“影响压力作用效果的因素”,两个质量相同的圆柱形容器A、B,它们底面积的关系为SA<SB,两个容器中分别装入质量相同的水和盐水,将它们分别放在两块相同的海绵上。(ρ水<ρ盐水)
(1)比较甲、乙两图,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,由此说明:压力相同时, 越大,压力的作用效果越不明显;
(2)小明同学利用这些器材继续探究“影响液体压强的因素”,于是他找来一个如图丙所示的微小压强计,将压强计的探头向下先后放入A、B两容器液体的相同深度处,
发现探头在B容器中,U形管左右两侧液面的高度差较 (选填“大”或“小”),说明在深度相同时, 越大,液体压强越大;
(3)再将探头放入B容器中的某一深度,仅改变探头的方向,则U形管左右两侧液面的高度差 (选填“不变”或“改变”),由此说明:在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小 ;
(4)本实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面的高度差来判断的,下面列举的与此研究方法相同的是 。
A.在研究磁场时,为了形象地描述磁场而引入磁感线
B.探究摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时,需要控制压力大小一定
C.在实验事实的基础上加以科学推理,得出声音不能在真空中传播
D.根据液体温度计中液柱上升的高度来反映物体温度的变化
4.(2024•遂宁中考)夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关
B.液体压强大小可能与液体密度有关
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 。
A.控制变量法;B.模型法;C.转换法
(2)为了验证猜想A,比较①②两次实验操作,初步得出结论:液体的压强随深度的增加而 。
(3)为了验证猜想B,应比较 (选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成 (选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
5.(2024•黑龙江中考)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小遥发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: 。
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, ,压强越大。
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8cm,请你计算该处水的压强为 Pa。()(5)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论,他的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 。
6.(2024•淮安中考)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示。使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 。实验中,通过U形管两侧液面的 来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处, 越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与 有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度 。
7.(2024•海南中考)小海发现,他站在齐胸深的水中时感觉胸口有压迫感,爱动脑筋的他产生了疑问:液体压强究竟与哪些因素有关呢?他猜想:液体的压强与液体的多少有关。为验证猜想,他用U形管压强计进行探究。
(1)用U形管压强计研究液体的压强,原因是金属盒上的薄膜受到的外力作用越大U形管两侧液面的高度差 (选填“越大”“不变”或“越小”)。
(2)根据图①和②实验现象可知,在深度相同时,液体的压强与液体的多少
(选填“有关”或“无关”)。
(3)请你猜想,液体的压强可能与 (只写一种因素即可)有关。为了验证你的猜想,你将选择图中的 和 进行探究(选填图中对应的序号)。通过观察实验,你得出的结论是 。
8.(2024•河南中考)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;
②可能与方向有关;
③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: 。
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否 。
(3)比较图中 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 。
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 (填“更大”或“更小”)的液体。
9.(2024•宿迁中考)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后 ;
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较 两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔也不能流出,因为水受到了 的作用。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至D处,使MA=ND,水的落点为E、F。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与 的距离。
10.(2024•宜宾中考)某兴趣小组利用如图1所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图1甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 (填写正确选项前的字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的 来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图中 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 Pa。(,g取10N/kg)
(5)利用如图2甲的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图2乙,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度ρ液= kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
11.(2024•深圳中考)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得sc小于sd。
(1)现已知hC<hD,求pC pD。
(2)其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置。
(3)sc′和sd′分别为现在的最远距离,现在求sc′ sd'。
(4)辉辉同学的结论是否正确?请说出你的判断和理由 。
12.(2024•陕西中考)小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时,用到的压强计如图﹣1所示。
(1)如图﹣1,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性 (选填“良好”或“差”)。如果液体内部存在压强,将探头放入液体内部,U形管两侧水面就会产生高度差,高度差的大小反映探头 (选填“A”或“B”)面所受压强大小。
(2)小明通过探究得出结论:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。继续探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表1所示。分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 。
表1
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
9.0
9.6
10.4
11.2
12.0
(3)小明发现,虽然U形管和水槽中装入的是相同的水,但是U形管两侧水面的高度差h与探头浸入水中的深度H不相等,猜想其可能与橡皮膜发生形变有关。进一步分析数据发现,H增大时,h也随之增大,且h始终小于H。你还能从表1中发现数据变化的规律是 ,你认为数据变化呈现这种规律的原因可能是 。
(4)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图﹣3所示,此时U形管两侧水面的高度差h1反映的是深度H1= cm处的压强。改变H1,记录H1和对应的h1,多次实验,记录数据,如表2所示。分析数据可知,去掉橡皮薄膜后,h1可以准确反映H1处的液体压强大小。
表2
实验次数
1
2
3
4
5
H1/cm
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
h1/cm
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
(5)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H2为10.0cm,记录U形管两侧水面的高度差h2,如表3。已知,,,则该未知液体的密度为 g/cm3。
表3
液体种类
酒精
水
盐水
某未知液体
H2/cm
10.0
10.0
10.0
10.0
h2/cm
8.0
10.0
11.0
15.0
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实验06 研究液体内部的压强
实验:研究液体内部的压强
【实验目的】
探究液体压强与哪些因素有关。
【实验器材】
液体压强计、透明容器、水、盐水、刻度尺。
【进行实验与收集证据】
(1)用手指轻压液体压强计探头的橡皮膜,橡皮膜所受压强较小,U形管两端液面的高度差较小(气密性良好);
(2)将压强计的探头放进盛有水的容器中,观察不同深度处,U形管两端液面的高度差变化情况;
(3)将压强计的探头放进盛有盐水的容器中,观察同一深度处,U形管两端液面的高度差变化情况;
次数
探头浸入深度/cm
U形管液面高度差/cm
水
盐水
1
5
5
—
2
10
9
—
3
20
17
—
4
5
—
6
5
10
—
11
6
20
—
20
【注意事项】
(1)将液体压强计的探头垂直放入液体中,避免倾斜或触碰容器壁;
(2)在测量液体压强时,确保液体处于静止状态,避免扰动影响实验结果;
【实验结论】
液体内部压强的大小与深度和液体密度有关。
(1)同种液体,深度越大,压强越大。
(2)同一深度,液体密度越大,压强越大。
【典例1】如图所示,用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面 高度差 来反映被测压强大小的。
(2)若在使用压强计前,发现U形管内水面已有高度差,通过 B (填写正确选项前字母)方法可以进行调节。
A.从U形管内向外倒出适量水;B.拆除软管重新安装;C.向U形管内添加适量水;
(3)比较乙图、丙图和丁图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强 相等 。
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,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”)。
(5)若在步骤(4)时,图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 500 Pa.(ρ盐水=1.2×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
解:(1)图甲所示压强计是通过U形管中水面高度差来反映被测压强大小的;
(2)调节压强计时,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,故选B;
(3)比较乙图、丙图和丁图,在相同液体的同一深度处,金属盒的朝向不同,而U形管两侧的液面高度差相等,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
(5)图乙中U形管左右两侧水面的高度差h=5cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。
答案:(1)高度差;(2)B;(3)相等;(4)变大;(5)500。
【典例2】同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是 B (选填字母)。
A.直接从U形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2)正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,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(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
(3)玲玲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,她发现U形管两侧液面的高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是应将探头适当 上移 (选填“上移”或“下移”);
(4)红红用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 BD (多选);
A.右侧待测液体到容器底的深度h1;
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2;
C.左侧水到容器底的深度h3;
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4;
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为ρ= ×ρ水 (用题中字母和ρ水表示)。
解:(1)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是,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;选B;
(2)正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,乙中深度较大,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;
(3)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;
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,密度增大的同时,液体深度也增大了,没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是应将探头适当上移;
(4)①在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,则左右液体产生的压强相同,即ρ水gh4=ρ液gh2;
ρ液=×ρ水,故需要测量的物理量是:
右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2,左侧水到橡皮膜中心的深度h4;
选BD;
②液体的密度的表达式:ρ液=×ρ水。
答案:(1)B;(2)增大;上窄下宽;(3)上移;(4)BD;×ρ水。
【训练1】如图是用压强计“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 B (选填“A”或“B”),使U形管左右两侧的水面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到;液体的压强与 液体的深度 有关。
(4)比较 丙、丁 两图,可以得液体的压强与液体密度有关。
(5)已知图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为 1000 Pa.(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ盐水=1.1×103kg/m3,g=10N/kg)。
解:
(1)这是测量液体压强的压强计;它的左端是密闭的,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,则B正确;故选B;
(3)比较乙图、丙图,在相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故可以得到:在不同深度,液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大;
(4)在丁图中,若将烧杯中的水换成同深度的盐水,其他条件不变,控制了深度不变,把水换成盐水,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大,故比较丙、丁两图。
(5)图丁中U形管左右两侧水面的高度差h=10cm,
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。
答案:(1)不属于;(2)B;(3)液体的深度;(4)丙、丁;(5)1000。
【训练2】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 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图①所示),接下来的操作是 B (选填字母)。
A.从U形管内向外倒出适量水
B.拆除软管重新安装
C.向U形管内添加适量水
(2)实验时,小王将探头放入水下,U形管两侧水面高度差为8cm,此时U形管内外的气压差为 800 Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(3)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加。
(4)分析图③、图④的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的 密度 越大,压强越大。
(5)小王用图⑤所示的装置测量未知液体的密度:在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到橡皮膜刚好变平,她测量了以下物理量:
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ= (选择题中合适的字母和ρ水表示)。
解:(1)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果U形管中的液体能灵活升降,说明装置不漏气;
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,故B正确;
故选B;
(2)U形管左右两侧水面的高度差h=8cm=0.08m,
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(3)分析图②、图③的实验知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加;
(4)分析图③、图④的实验知液体的深度相同,液体的密度不同,且密度越大,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(5)实验时,橡皮膜两侧受到的压强容易观察,所以需要利用水和液体在橡皮膜处的压强相等来计算液体压强,因此需要测量待测液体和水到橡皮膜中心的深度,如图⑤,橡皮膜相平,所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等,即p左=p右,根据液体压强公式得ρ水gh4=ρgh2,解得待测液体密度的表达式为ρ=。
答案:(1)不漏气;B;(2)800;(3)增加;(4)密度;(5)。
1.(2024•南京中考)在“探究影响液体内部压强的因素”实验中:
(1)如图所示,将压强计的金属盒放入水中某一深度处,记录金属盒方向、深度和 U形管内的液面高度差 ;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的 方向 ,记录数据;
(3)改变金属盒在水中深度,重复上述步骤。分析数据可知:深度越大,水的压强越大。支持该结论的实验现象是 金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高度差越大 。
(4)将水槽中的水换成浓盐水,这是为了探究 液体密度 对液体内部压强的影响。
解:(1)如图所示,将压强计的金属盒放入水中某一深度处,记录金属盒方向、深度和U形管内的液面高度差;
(2)保持金属盒在水中的深度不变,改变它的方向,记录数据;
(3)改变金属盒在水中深度,重复上述步骤。分析数据可知:深度越大,水的压强越大。支持该结论的实验现象是金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高度差越大。
(4)将水槽中的水换成浓盐水,这是为了探究液体密度对液体内部压强的影响。
答案:(1)U形管内的液面高度差;(2)方向;(3)金属盒在水中深度越深,U形管内的液面高度差越大;(4)液体密度。
2.(2024•天津中考)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。
老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在下表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 ②④⑤ (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, 深度越深,压强越大 ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 液体的密度 是否有关。
解:(1)分析表中②④⑤三组数据,探头浸入水中的深度相同,探头的朝向不同,所以可以得到的结论是:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,探头朝向相同,探头浸入水中的深度不同,液面高度差不同,可初步得出结论:在同种液体中,深度越深,压强越大;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与液体的密度是否有关。
答案:(1)②④⑤;(2)深度越深,压强越大;(3)液体的密度。
3.(2024•德阳中考)小明同学利用如图甲、乙所示的实验装置来探究“影响压力作用效果的因素”,两个质量相同的圆柱形容器A、B,它们底面积的关系为SA<SB,两个容器中分别装入质量相同的水和盐水,将它们分别放在两块相同的海绵上。(ρ水<ρ盐水)
(1)比较甲、乙两图,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,由此说明:压力相同时, 受力面积 越大,压力的作用效果越不明显;
(2)小明同学利用这些器材继续探究“影响液体压强的因素”,于是他找来一个如图丙所示的微小压强计,将压强计的探头向下先后放入A、B两容器液体的相同深度处,发现探头在B容器中,U形管左右两侧液面的高度差较 大 (选填“大”或“小”),说明在深度相同时, 液体的密度 越大,液体压强越大;
(3)再将探头放入B容器中的某一深度,仅改变探头的方向,则U形管左右两侧液面的高度差 不变 (选填“不变”或“改变”),由此说明:在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小 相等 ;
(4)本实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面的高度差来判断的,下面列举的与此研究方法相同的是 D 。
A.在研究磁场时,为了形象地描述磁场而引入磁感线
B.探究摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时,需要控制压力大小一定
C.在实验事实的基础上加以科学推理,得出声音不能在真空中传播
D.根据液体温度计中液柱上升的高度来反映物体温度的变化
解:(1)比较甲、乙两图,通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,由此说明:压力相同时,受力面积越大,压力的作用效果越不明显;
(2)将压强计的探头向下先后放入A、B两容器液体的相同深度处,发现探头在B容器中,U形管左右两侧液面的高度差较大,说明在深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大;
(3)再将探头放入B容器中的某一深度,仅改变探头的方向,则U形管左右两侧液面的高度差不变,由此说明:在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度,向各个方向的压强大小相等。
(4)本实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面的高度差来判断的,采用的是转换法。
A.在研究磁场时,为了形象地描述磁场而引入磁感线,本实验采用了理想模型法,故A不符合题意;
B.探究摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时,需要控制压力大小一定,本实验采用了控制变量法,故B不符合题意;
C.在实验事实的基础上加以科学推理,得出声音不能在真空中传播,本实验采用了理想实验法,故C不符合题意;
D.根据液体温度计中液柱上升的高度来反映物体温度的变化,本实验采用了转换法,故D符合题意。
故选:D。
答案:(1)受力面积;(2)大;液体的密度;(3)不变;相等;(4)D。
4.(2024•遂宁中考)夏季汛期来临,暴雨后洪水流入水库会导致水位急剧上升,此时需开闸泄洪避免出现溃坝的危险。亮亮了解到液体压强是导致溃坝的主要原因,他想利用微小压强计来探究液体压强与哪些因素有关。他根据水位上涨及河水变得浑浊密度变大的情况作出以下猜想:
A.液体压强大小可能与液体深度有关
B.液体压强大小可能与液体密度有关
为验证以上猜想,他利用相关器材完成了如下实验:
(1)用微小压强计U形管左右两边液面高度差来反映探头处液体压强的大小,这种研究物理问题的方法是 C 。
A.控制变量法;B.模型法;C.转换法
(2)为了验证猜想A,比较①②两次实验操作,初步得出结论:液体的压强随深度的增加而 增加 。
(3)为了验证猜想B,应比较 ②③ (选填序号)两次实验操作,初步得出结论:深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)亮亮通过以上探究得出结论:液体压强与液体深度和液体密度有关,所以大坝应修成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”、“上宽下窄”)的形状,我们还应植树造林来减少水土流失。
解:(1)压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小,这种研究物理问题的方法是转换法,故选C;
(2)为了验证猜想A:液体压强大小可能与液体深度有关,比较①②两次实验操作,可知液体的密度相同,深度不同,深度越深,U形管液面的高度差越大,液体内部压强越大,得出结论:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增加;
(3)为了验证猜想B:液体压强大小可能与液体密度有关,应该控制液体的深度相同,改变液体的密度,所以分析②③两次实验操作;
(4)由于液体压强随液体深度的增加而增加,河水的深度越深,压强越大,为了使拦河坝能承受更大的水压,应把拦河坝设计成上窄下宽的形状。
答案:(1)C;(2)增加;(3)②③;(4)上窄下宽。
5.(2024•黑龙江中考)小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)安装完实验器材后,小遥发现U形管两侧液面出现高度差,如图甲所示,接下来的操作: 拆除橡胶管重新安装 。
(2)如图乙所示,从结构上看,压强计 不属于 (选填“属于”或“不属于”)连通器。
(3)通过比较丙、丁两图得出结论:同种液体, 深度越大 ,压强越大。
(4)若图丁中,探头在水中的深度为8cm,请你计算该处水的压强为 800 Pa。()
(5)小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他向图丁烧杯中多次加盐水,发现U形管两侧液面高度差不断增大,于是得出“液体密度越大,压强越大”的结论,他的结论是错误(选填“正确”或“错误”)的,理由是没有控制液体的深度相同。
解:(1)实验前,小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差,则接下来他应该拆除橡胶管重新安装;
(2)液体压强计的左端是密闭的,所以不属于连通器;
(3)比较乙、丙两图可知,液体密度相同,丙中探头深度大,U形管两管液面的高度差大,液体压强也大,故可以得出的结论是:同种液体,深度越大,液体压强越大;
(4)探头在水中的深度为8cm时受到的压强:p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(5)向丙图烧杯中多次加盐水,改变了液体密度的同时也改变了液体深度,故错误,理由是没有控制液体的深度相同。
答案:(1)拆除橡胶管重新安装;(2)不属于;(3)深度越大;(4)800;(5)错误;没有控制液体的深度相同。
6.(2024•淮安中考)在“探究影响液体内部压强因素”实验中:
(1)实验中使用的压强计如图甲所示。使用前用手指按压橡皮膜,是为了检查压强计的 气密性 。实验中,通过U形管两侧液面的 高度差 来反映液体内部压强的大小。
(2)比较乙、丙两图,可得结论:不同液体的相同深度处, 液体密度 越大,液体压强越大。
(3)换用五根一端蒙有相同橡皮膜的玻璃管(粗细相同),探究影响液体压强大小的因素。管中加入适量的水,如图丁所示。
①根据图丁中1、2和3号管的现象,可得液体压强大小与 液体深度 有关。
②为了探究液体长度对液体压强有无影响,用4号管和5号管进行实验。由图示实验现象可知,液体压强与液体长度 无关 。
解:
(1)为了能使实验顺利进行,使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;根据转换法,压强越大U形管两边的高度差越大,即图甲所示压强计是通过U形管中两侧液面的高度差来反映压强大小。
(2)比较图乙、丙,橡皮膜所处液体的密度不同、液体的深度相同,橡皮膜的朝向相同,盐水U形管中两侧液面的高度差大,可得出结论:同一深度,液体密度越大,压强越大。
(3)橡皮膜凸起越大,说明此处压强越大。1、2、3三个管子液体深度逐次增加,橡皮膜凸起也逐次增加,可以说明压强与液体深度的关系。4和5两个管子液体长度不同、高度相同,但是橡皮膜凸起程度相同,可以说明压强与长度无关。
答案:(1)气密性;高度差;(2)液体密度;(3)液体深度;无关。
7.(2024•海南中考)小海发现,他站在齐胸深的水中时感觉胸口有压迫感,爱动脑筋的他产生了疑问:液体压强究竟与哪些因素有关呢?他猜想:液体的压强与液体的多少有关。为验证猜想,他用U形管压强计进行探究。
(1)用U形管压强计研究液体的压强,原因是金属盒上的薄膜受到的外力作用越大U形管两侧液面的高度差 越大 (选填“越大”“不变”或“越小”)。
(2)根据图①和②实验现象可知,在深度相同时,液体的压强与液体的多少 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(3)请你猜想,液体的压强可能与 液体的密度 (只写一种因素即可)有关。为了验证你的猜想,你将选择图中的 ④ 和 ⑤ 进行探究(选填图中对应的序号)。通过观察实验,你得出的结论是 在液体深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大 。
解:(1)用U形管压强计研究液体的压强,原因是金属盒上的薄膜受到的外力作用越大U形管两侧液面的高度差越大,采用了转换法;
(2)①中比②液体多,结合转换法,根据图①和②实验现象可知,在深度相同时,液体的压强与液体的多少无关。
(3)液体的压强可能与液体的密度有关。为了验证猜想,要控制液体的深度相同,将选择图中的 ④和⑤进行探究。根据转换法知,⑤中压强大,故通过观察实验,得出的结论是在液体深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大。
答案:(1)越大;(2)无关;(3)④⑤;在液体深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大。
8.(2024•河南中考)在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;
②可能与方向有关;
③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象: 拦河大坝上窄下宽(或深海潜水需穿抗压潜水服等合理即可) 。
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否 相平 。
(3)比较图中 甲、乙 两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强 相等 。
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及 深度 与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度 更小 (填“更大”或“更小”)的液体。
解:(1)液体的压强随深度增加而变大,因此拦河大坝上窄下宽(或深海潜水需穿抗压潜水服等实例合理即可);
(2)压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中的液面就是相平的;
(3)甲乙两图中同种液体,深度不同,U形管中液面高度差不同,且深度越深,U形管液面高度差越大,故可以得到:同种液体,深度越深,压强越大;比较乙图、丙图,液体密度相同,深度相同,探头朝向不同,U形管两侧液面的高度差相同,由此得出结论:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相等;
(4)研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同,保持浓盐水中的探头与乙图中探头的深度相同;
(5)根据转换法,压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映被测压强大小的,U形管中,液体的密度越小,则高度差越大,观察效果更明显,因此应选用密度更小的液体。
答案:(1)拦河大坝上窄下宽(或深海潜水需穿抗压潜水服等合理即可);(2)相平;(3)甲、乙;相等;(4)深度;(5)更小。
9.(2024•宿迁中考)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)对于图甲所示压强计出现的问题,应将压强计金属盒拿出液体,然后 C ;
A.将U形管中液体倒出一部分; B.更换U形管中液体; C.检查压强计的气密性
(2)正确处理存在问题之后,将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中 液面的高度差 ;
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较 丙、丁 两图所示的实验;
(4)小明利用矿泉水瓶装满水,继续探究,如图戊①所示,将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔也不能流出,因为水受到了 大气压 的作用。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图戊②所示的B、C,于是他将接水盘向下平移至D处,使MA=ND,水的落点为E、F。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与 DF 的距离。
解:
(1)此时U形管没有出现高度差,是因为装置漏气,应该检查装置的气密性,故选:C。
(2)将压强计的金属盒放入液体中,如图乙、丙、丁所示,需要观察和记录U形管中液面的高度差。
(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制深度相同,改变液体的密度,应该比较丙、丁两图所示的实验。
(4)将瓶盖拧紧,他只将N孔堵住,水从M孔也不能流出,因为水受到了大气压的作用。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与DF的距离。
答案:
(1)C;
(2)液面的高度差;
(3)丙、丁;(4)大气压;DF。
10.(2024•宜宾中考)某兴趣小组利用如图1所示器材,探究“液体压强跟哪些因素有关”。
(1)实验前,利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计,放在空气中静止后,发现U形管两边的液面出现如图1甲所示的情景,接下来正确的调节方法是 C (填写正确选项前的字母)。
A.将U形管右侧高出部分的液体倒出
B.向U形管中继续盛装液体
C.取下橡皮管,重新进行安装
(2)压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小的仪器。
(3)通过比较图中 乙、丙 两个实验,是为了探究液体的压强与液体深度的关系,这种实验研究方法是 控制变量 法,依据得出的结论,拦河大坝要做成 上窄下宽 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(4)某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差为 800 Pa。(,g取10N/kg)
(5)利用如图2甲的实验器材进行拓展实验:容器中间用隔板分成A、B两部分,隔板底部有一小圆孔(用C表示),用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时,其形状会发生改变。如图2乙,当在A中盛水,测得深度为12cm,在B中盛某种液体,测得深度为15cm,此时C处橡皮膜形状刚好不改变,则B中液体密度ρ液= 0.8×103 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面高度相同;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,故选C;
(2)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;
(3)比较乙、丙实验是控制液体的密度相同,随着液体的深度增加,观察U形管两侧的液面高度差变大,说明在同种液体内部,液体压强随着深度的增加而增大;体现了控制变量法的应用;
因为压强与深度有关,拦河大坝要做成上窄下宽的形状;
(4)橡皮管内气体的压强与大气压强之差为:p=ρgΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa;
(5)当橡皮膜放入某液体中,右端15cm,左端12cm,橡皮膜形状刚好不改变,则左右两侧压强相等,所以,p液=p,
所以,ρ液gh液=ρ水gh水,==0.8×103kg/m3。
答案:(1)C;(2)高度差; (3)乙、丙;控制变量;上窄下宽;(4)800;(5)0.8×103。
11.(2024•深圳中考)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得sc小于sd。
(1)现已知hC<hD,求pC < pD。
(2)其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,请用虚线在图中画出木板上表面平移后的位置。
(3)sc′和sd′分别为现在的最远距离,现在求sc′ > sd'。
(4)辉辉同学的结论是否正确?请说出你的判断和理由 结论是正确的,因为平移后的木板挡住了水流,导致从D孔流出的水流在水平方向上运动的距离减小,才出现sc′>sd′,若不移动木板,则可以得出辉辉同学的结论。 。
解:(1)液体压强随深度的增加而增大,由p=ρgh知,当液体密度相同时,由hC<hD知pC<pD。
(2)根据题意,其他条件不变,将木板向右移,最远的水流依然落在木板上,左侧仍在瓶子下方,将木板右移后的情景如图所示:
(3)根据图中木板与水流轨迹的交点知,此时C的距离大,故sc′>sd′,其原因是下落的高度相差过大;
(4)由上述实验可知,保持其它条件不变,仅将木板向右移时,水流从C和D两孔流出的速度和方向不变,但此时D点的高度变低(相对于木板,原来相对于地面),则水流流到木板的时间较短,正是因为平移后的木板挡住了水流,导致从D孔流出的水流在水平方向上运动的距离减小,才出现sc′>sd′,如果不移动木板,则可以得出“深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大”的结论,故辉辉同学的结论是正确的。
答案:(1)<;(2)见解答;(3)>;(4)结论是正确的,因为平移后的木板挡住了水流,导致从D孔流出的水流在水平方向上运动的距离减小,才出现sc′>sd′,若不移动木板,则可以得出辉辉同学的结论。
12.(2024•陕西中考)小明在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时,用到的压强计如图﹣1所示。
(1)如图﹣1,用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性 良好 (选填“良好”或“差”)。如果液体内部存在压强,将探头放入液体内部,U形管两侧水面就会产生高度差,高度差的大小反映探头 A (选填“A”或“B”)面所受压强大小。
(2)小明通过探究得出结论:在相同液体内部,同一深度处各个方向的压强大小相等。继续探究液体内部压强与深度的关系,他改变橡皮膜浸入水中的深度H,记录U形管两侧水面的高度差h,多次实验,记录数据,如表1所示。分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深,压强越 大 。
表1
实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
H/cm
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
h/cm
4.6
5.2
6.0
6.6
7.4
8.2
9.0
9.6
10.4
11.2
12.0
(3)小明发现,虽然U形管和水槽中装入的是相同的水,但是U形管两侧水面的高度差h与探头浸入水中的深度H不相等,猜想其可能与橡皮膜发生形变有关。进一步分析数据发现,H增大时,h也随之增大,且h始终小于H。你还能从表1中发现数据变化的规律是 随着H的增大,h 与H的差值越来越大 ,你认为数据变化呈现这种规律的原因可能是 由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强 。
(4)小明用一根与U形管内径相等的直玻璃管替代探头,并在玻璃管上标注刻度,下端管口标为“0”刻度线。将玻璃管竖直放入水中,如图﹣3所示,此时U形管两侧水面的高度差h1反映的是深度H1= 6.0 cm处的压强。改变H1,记录H1和对应的h1,多次实验,记录数据,如表2所示。分析数据可知,去掉橡皮薄膜后,h1可以准确反映H1处的液体压强大小。
表2
实验次数
1
2
3
4
5
H1/cm
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
h1/cm
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
(5)将玻璃管分别竖直放入酒精、水、盐水和某未知液体中,保持深度H2为10.0cm,记录U形管两侧水面的高度差h2,如表3。已知,,,则该未知液体的密度为 1.5 g/cm3。
表3
液体种类
酒精
水
盐水
某未知液体
H2/cm
10.0
10.0
10.0
10.0
h2/cm
8.0
10.0
11.0
15.0
解:(1)用手指按压探头的橡皮膜,发现U形管两侧的水面有 明显高度差且升降灵活,说明该装置气密性良 好;高度差的大小反映有橡皮膜一侧,即探头A面所受压强大小;
(2)U形管两侧液面高度差越大,表示液体内部压强越大;分析数据可得出结论:在相同液体内部,深度越深压强越 大;
(3)还能从表1中发现数据变化规律是随着H的增大,h与H的差值越来越大,数据变化呈这种规律的原因是由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强;
(4)橡皮管内密封气体的左右侧的压强相等,深度是某点到自由液面的距离,则此时U形管两侧水面的高度差h1反映的是深度H1=11.0cm﹣5.0cm=6.0cm;
(5)如图﹣3所示,此时U形管两侧水面高度差相同,说明探头的压强相同,根据水和未知液体的压强相同,根据p=ρ液gh有:
ρUg×10cm=ρ水g×10cm
ρUg×15cm=ρ液g×10cm;
解得ρ液=1.5ρ水=1.5g/cm3。
答案:(1)良好;A;(2)大;(3)随着H的增大,h 与H的差值越来越大;由于橡皮膜的弹力对水产生了一定的压强;(4)6.0;(5)1.5。
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