内容正文:
第四部分 力 学
第十一讲 液体压强、大气压强、流体压强与流速的关系
第1课时 液体压强的特点及其基本计算
第一轮 中考考点梳理
课标要求
1. 探究并了解液体压强与哪些因素有关。知道大气压强及其与人类生活的关系。了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用。
2. 【探究类学生必做实验】探究液体压强与哪些因素有关。
液
体
压
强
1. 产生
原因
液体受到 重力 作用,对容器底有压强。
液体具有 流动性 ,对容器侧壁有压强。
重力
流动性
2. 特点
①在同种液体的同一深度,液体向各个方向的压强大小 相等 ;
②液体的深度增加,压强随之 增大 ;
③液体内部压强的大小还跟液体的 密度 有关;在深度相同时,液体的密度越大,压强越 大 。
相等
增大
密度
大
3. 计算公式: p=ρgh 。(计算液体的压力、压强时,一般先用p=ρgh计算压强,再用F=pS计算压力)
p=ρgh
液
体
压
强
4. 连通器
定义:上端开口、下端 连通 的容器。
特点:在连通器里装入相同的液体,当液体不流动时,各个液面高度 相同 。
应用: 水壶、船闸 等。
连通
相同
水壶、船闸
原因:由于空气受到 重力 作用,同时空气具有 流动 性,因而大气对浸在它里面的物体产生压强。
证明:证明大气压存在的著名实验是 马德堡半球 实验。生活中能证明大气压存在的实例有 用吸管吸饮料,吸盘贴在光滑的墙上 等。
大
气
压
强
5. 大
气压
强的
存在
重力
流动
马德堡半球
用吸管吸饮料,吸盘贴
在光滑的墙上
6. 大气
压强的
测量
托里拆利 实验最早测出了大气压强的值。
标准大气压:通常把 760 mm 高的汞柱所产生的压强叫
作标准大气压。标准大气压p0= 1.013×105 Pa(约
1×105 Pa)
托里拆利
760 mm
1.013×105
1×105
7. 大气压随高度的变化:离地面越高,大气压越 低 。
8. 大气压与沸点的关系:气压越高,沸点越 高 ;气压越低,沸点越 低 。
低
高
低
流体压强
与流速的
关系
9. 在气体和液体中,流速越大的位置,压强越 小 。
10. 飞机升力产生的原因:机翼上方空气流速大、压强小,下方空气流速小、压强大,机翼上下表面存在压强(力)差。
小
考点一 探究液体内部的压强特点
(重庆)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 打开 (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 不漏气 (选填“漏气”或“不漏气”)。
打开
不漏气
(2)比较乙、 丙 两图,可初步得出液体压强随深度的增加而增大;比较丙、丁两图,还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 相等 。
丙
相等
(3)若需通过图丁和图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 上 移动适当的距离;移动探头后,观察到U形管水面高度差为Δh,此时探头受到盐水的压强为p盐,小婷取出探头放回水中,当U形管水面高度差再次为Δh时,测出探头在水中的深度为0.2m,则p盐= 2000 Pa。(g取10 N/kg)
上
2000
(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 小 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 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
小
变大
(1)实验所用的压强计探头上的橡皮膜选用 薄 (选填“薄”或“厚”)一些的较好,压强计是通过观察U 形管两边液面的 高 度差 来反映被测压强大小的,这里用到的物理研究方法是 转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”)。
薄
高度差
转换法
(2)小婷发现,当探头在不同液体中的深度相同时,U形管左右两侧液面的高度差对比不明显,下面的操作不能使U形管两侧液面高度差对比更加明显的是 A 。
A. 将U形管换成更细的
B. U形管中换用密度更小的酒精
C. 烧杯中换用密度差更大的液体
D. 使探头在液体中的深度增大且保持相同
A
(3)小婷在U形管中装入清水,为了便于读数,在U形管上标了刻度值,某次实验时发现U形管右侧水面上升了3 cm,则此时U形管左右两侧液面上方气体的压强差为 600 Pa。
(4)实验过程中小婷想到:本实验主要是通过观察U形管两液面的高度差来间接判断液体压强大小的,那应该可以通过这个高度差来计算探头位置液体压强的大小,于是小婷测出装水的U形管两液面高度差为10 cm,并由此计算出此时探头橡皮膜受到的液体压强p=
1 000 Pa。小婷的同桌却对此结论提出了质疑,认为
探头橡皮膜实际受到液体的压强 大于 p(选填“大于”
“小于”或“等于”),原因是 橡皮膜具有弹性,本身
也会受到液体的压强 。
600
1 000
大于
橡皮膜具有弹性,本身
也会受到液体的压强
(5)在图戊中,保持探头不动,向容器中加入清水并搅匀(液体未溢出),探头受到的压强将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
同步变式拓展
1. 如图所示是小明在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验过程:
(1)实验前小明检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,均发现U形管两边液柱的高度差变化 小 (选填“大”或“小”),表明其气密性差。于是小明调节好压强计后再继续实验,由图甲和图乙得到,在同一种液体里,液体的压强随 深度 的增加而增大。
小
深度
(第1题图)
(2)要探究液体的压强与液体的密度是否有关,应选择 乙、丙 两图进行对比;由此得到:在同一深度处,液体密度越大,液体内部的压强越 大 (选填“大”或“小”)。
乙、丙
大
(第1题图)
(3)若将调节好的仪器移到海拔三千多米的高山上研究液体压强特点, 需要 (选填“需要”或“不需要”)对仪器进行重新调节。如图丁所示,在U形管内加入液体后,两边液面不相平,通过调节“三叉形”塑料胶管,U形管两边液柱相平后,封口夹应 卡住 (选填“打开”或“卡住”)。
需要
卡住
(4)图丙中,若U形管里充的液体是水,此时U形管内两液面的高度差为10 cm,则盐水对探头的压强 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)1 000 Pa。(g取10 N/kg)
大于
(5)聪明的小明在探究结束后为了知道盐水的密度,他把探头浸入水中后在U形管上做标记A,测出探头在水中的深度h1,如图戊所示,然后取出探头浸入盐水中观察U形管液面高度变化,当U形管中液面达到A处时,测出探头在盐水中的深度h2,则盐水的密度表达式为ρ盐=(水的密度用ρ水表示)。
(第1题图)
考点二 容器内外压力、压强的分析与计算
在密闭的容器中装满水(如图所示)静止放在水平桌面上,再把该容器倒放,那么水对容器底的压强将 不变 ,容器对水平桌面的压强将 变大 ,水对容器底的压力将 变小 ,容器对水平桌面的压力将 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
不变
变大
变小
不变
同步变式拓展
2. 密闭的容器中装有一定量的水,静止放在水平桌面上(如图甲所示),把该容器倒放在水平桌面上(如图乙所示),那么水对容器底的压强将 变大 ,容器对水平桌面的压强将 变大 ,水对容器底的压力将 变小 ,容器对水平桌面的压力将 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(第2题图)
变大
变大
变小
不变
3. (2025·八中)如图所示,将两个底面积相同的轻质薄壁容器甲、乙置于水平地面上(容器足够高),容器内分别盛有不同液体A、B,此时液体对容器底部的压强相等。下列说法正确的是( D )
A. 两种液体A、B的密度相同
B. 两种液体A、B的质量相同
C. 甲、乙容器对地面的压强相同
D. 两种液体对容器底部的压力相同
(第3题图)
D
把两端开口的薄壁玻璃管的下方用一薄塑料片托住(塑料片质量和厚度均不计),放入水面下一定深度,玻璃管横截面积为4 cm2,塑料片横截面积为5 cm2,然后向管内缓慢倒入密度为0.8×103 kg/m3的煤油40 g,塑料片恰好开始下沉。下列说法错误的是(g取10 N/kg)( B )
B
A. 玻璃管在水中的深度为10 cm
B. 倒入煤油前水对塑料片的压强为800 Pa
C. 倒入煤油前水对塑料片底部的压力为0.5 N
D. 玻璃管内外液面高度差为2.5 cm
同步变式拓展
4. 如图所示,高为1.3 m、底面积分别为0.15 m2和0.05 m2的甲、乙两个轻质薄壁圆柱形容器在下部用轻质细管(体积不计)连通后放在水平地面上,且容器内盛有1 m深的水。(g取10 N/kg)
(1)求水对甲容器底部的压强p甲;
解:(1)水对甲容器底部的压强:
p甲=ρgh=1×103 kg/m3×10 N/kg×1 m=1×104 Pa
(第4题图)
(2)求这个连通容器对水平地面的压强p容;
解:(2)这个连通容器对水平地面的压力:
F=G=G甲+G乙=m甲g+m乙g=ρhg(S甲+S乙)=1×103 kg/m3×1 m×10 N/kg×(0.15 m2+0.05 m2)=2×103 N
这个连通容器对水平地面的压强:
p容====1×104 Pa
(3)若将一个体积为0.04 m3的实心小球慢慢地放入甲容器的水里,直到小球在水中浸没后不动为止,求水对乙容器底部压力的增加量ΔF乙。
(第4题图)
解:(3)小球在水中浸没后不动,甲、乙构成连通器,水面等高,水面上升高度:Δh===0.2 m
水对乙容器底部压强的增加量:
Δp=ρgΔh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m=2×103 Pa
水对乙容器底部压力的增加量:
ΔF乙=ΔpS乙=2×103 Pa×0.05 m2=100 N
第四部分 力 学
第十一讲 液体压强、大气压强、流体压强与流速的关系
第2课时 连通器、大气压强、流体压强与流速的关系
第一轮 中考考点梳理
考点一 连通器
如图所示应用中,没有利用连通器原理的是( C )
A. 船闸 B. 壶嘴与壶身
C
C. U形管压强计 D. 洗手间下水管
考点二 大气压强
(2025·宜宾)大气压与我们的生活息息相关,能证实大气压存在的实例是( A )
A. 用吸管吸水 B. 用筷子夹菜
C. 用细线切豆腐 D. 用削笔刀削铅笔
A
图甲是托里拆利实验装置,图乙是一个“自制气压计”(用插有细管的橡皮塞塞住装有水的瓶子口,下管口没入水中,通过上管口向瓶内吹气,水沿管上升到P点),P点与瓶内水面Q高度差为h3,下列说法全部正确的是( A )
①甲图中的托里拆利实验装置测出当地的大气压是ρ水银 gh1;
②甲图中的玻璃管倾斜,管内水银柱竖直高度仍为h1;
③乙图中的自制气压计测出当地当时的大气压是ρ水gh3;
④同时带着两装置登山,会发现h1会变小,h3会增大。
A
A. ①②④
B. ①③④
C. ②③④
D. ①②③
同步变式拓展
1. (2024·重庆A卷)历史上著名的马德堡半球实验证明了 大气压 的存在,实验中两个半球被拉开时爆发出了巨大的响声,响声是由半球及空气 振动 产生的。
2. 活塞式抽水机是利用 大气压 工作的;佳欣同学想知道海拔高度对气压的影响,如图是她自制的气压计,带着这个气压计从1楼乘坐电梯到15楼,观察到细管中的液面会 上升 (选填“上升”“不变”或“下降”),由此可知大气压随着海拔高度的增加而 减小 。
大气压
振动
大气压
上升
减小
(第2题图)
3. 如图所示,在某地做实验时没有将玻璃管竖直放置,而是稍稍倾斜了,此地大气压强等于 750 mm水银柱产生的压强。
(第3题图)
750
考点三 流体压强与流速的关系
当高速列车经过时,若人离铁轨太近,容易被“吸”进铁轨,这是因为高速行驶的列车与人之间的( B )
A. 空气流速增大,压强增大 B. 空气流速增大,压强减小
C. 空气流速减小,压强增大 D. 空气流速减小,压强减小
B
同步变式拓展
4. 下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是( B )
A. 生活中常用吸管喝牛奶
B. 机翼表面设计成“上凸下平”的形状
C. 高压锅容易把食物煮熟
D. 拦河大坝设计成“上窄下宽”的形状
B
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