内容正文:
2025-2026学年沪科版八年级物理
《第八章压强第二节探究液体压强与哪些因素有关》精品讲义
(
一.学习
目标
1.知道液体内部存在压强及产生原因,掌握液体压强与深度、密度的关系,能运用液体压强公式p=
ρ
gh进行简单计算。
2.通过观察液体压强计的实验现象,学会用控制变量法探究物理规律,提升实验操作和数据分析能力。
3.感受液体压强在生活中的应用价值,激发探究自然现象的兴趣,培养实事求是的科学态度。
4.建立
“
从现象到本质
”
的认知逻辑,强化物理知识与实际生活的联系,发展科学探究与问题解决素养。
)
(
二.重点难点
1.重点:
(1)液体内部压强的特点,
(2)液体压强与深度、密度的关系,
(3)液体压强公式的理解与应用。
2.难点:
(1)液体压强产生原因的分析,
(2)控制变量法在实验探究中的规范运用,
(3)用液体压强知识解释生活中的相关现象。
)
三.课前预习
1.液体具有流动性,因此液体内部向________(各个方向/竖直向下)都有压强。
【答案】:各个方向
2.探究液体压强的常用工具是________,其工作原理是通过U形管两侧液面的________反映液体压强的大小。
【答案】:液体压强计;高度差
3.同种液体中,深度越深,液体压强越________;同一深度的不同液体,密度越大,压强越________。
【答案】:大;大
4.液体压强的计算公式为p=________,其中ρ表示液体密度,单位是kg/m3,h表示液体深度,单位是m,p的单位是Pa。
【答案】:ρgh
5.拦河大坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体的压强随________的增加而增大。
【答案】:深度
四.课堂探秘
(一)情景导入
为什么站在齐胸深的水中时,你会感到呼吸有些困难?为什么潜水员在不同深度的水中作业时,需要穿抗压能力不同的潜水服?为什么水坝要建造得上窄下宽?本节我们学习与这些问题相关的内容。
(二)液体的压强产生原因
对于固体而言,只要一个物体对另一个物体表面有压力,就存在压强。液体是否也有压强?下面,我们通过实验进行探究。
1.观察水的压强
如图a所示,玻璃容器侧面的高、中、低部各有一个完全相同的孔,三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住。往容器中加水,使水面高过最上面的孔图b,观察三张橡皮膜加水前后的变化,你能得出什么?
从实验可知,封住三个孔的橡皮膜都凸出来了,表明水对容器侧壁有压力,存在压强。这说明液体存在压强,称为液体压强。从实验还可观察到,不同深度处的橡皮膜凸出程度不一样,这表明水在这几个孔处的压强不一样。
2.液体压强是指液体内部向各个方向对容器壁和液体中的物体产生的压力作用效果。
3.液体压强的产生原因:
(1)液体具有重力,会对容器底部产生压强。
(2)液体具有流动性,能向各个方向流动,因此会对容器侧壁以及液体内部的物体产生压强。
(三)探究液体压强与哪些因素有关
1.实验准备
(1)学习使用U形管压强计
U形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将U形管压强计的金属盒放人液体中一定深度,则U形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。
2.实验目的
(1)探究液体压强与哪些因素有关。
(2)学习使用U形管压强计测量液体压强。实验器材
3.实验器材:液体压强计、烧杯、水、盐水、刻度尺。
4.探究过程
(1)提出问题:液体内部的压强与哪些因素有关?
(2)猜想与假设:结合生活现象,猜想液体压强可能与液体深度、密度、方向等因素有关。
(3)实验探究:
探究1:液体压强与方向的关系(控制变量:液体密度、深度相同)
操作:将压强计金属盒放入水中同一深度,分别朝向上、下、前三个方向,观察U形管液面高度差。
现象:U形管液面高度差相同。
结论:同种液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
探究2:液体压强与深度的关系(控制变量:液体密度、方向相同)
操作:将压强计金属盒放入水中不同深度,保持朝向不变,记录液面高度差。
现象:深度越大,U形管液面高度差越大。
结论:同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
探究3:液体压强与密度的关系(控制变量:深度、方向相同)
操作:分别将压强计金属盒放入水和盐水中的同一深度,保持朝向不变,对比液面高度差。
现象:盐水中U形管液面高度差更大。
结论:同一深度下,液体密度越大,压强越大。
5.归纳总结:液体内部向各个方向都有压强;同种液体同一深度,各方向压强相等;压强随深度增加而增大;同一深度,液体密度越大,压强越大。
6.即时理解:现在知道为什么站在齐胸深的水中时,你会感到呼吸有些困难?为什么潜水员在不同深度的水中作业时,需要穿抗压能力不同的潜水服?为什么水坝要建造得上窄下宽?
由于水的压强随深度的增加而增大,因此我们站在齐胸深的水中时,会觉得呼吸略微有些困难;深海潜水必须穿上特制的潜水服,以保护潜水员的安全。现在,人们穿戴抗压潜水服已经能够深潜至水下600m左右,如果要潜人更深的海底,就需要使用潜水器等特殊的防护装备。我国自主研发的"奋斗者"号载人潜水器下潜深度超万米,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界先进水平。修建水坝时,水坝的下部总要比上部宽些,以便承受更大的水压,并增强水坝的稳定性。
(四)液体的压强的计算
(1)公式推导:
如图为盛有液体的容器,设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱,其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强,就能得到深度为h处的液体压强。液体的密度为ρ,液柱的质量m=Vρ,液柱的体积V=Sh那么,液柱对其底面的压力F=mg=Vρg=Shρg
液柱对其底面的压强p==ρgh.
(2)公式:p=ρgh 的理解
①液体内部压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、重力、体积以及容器形状、底面积等无关。
②统一单位:ρ单位用kg/m3,h单位用m,计算出p的单位才是pa。
③h是指液体内部某点到液体的自由面(与空气接触的面)到该点的竖直距离。
④此公式只适用于计算静止的液体产生的压强,而对固体(柱形除外)气体或流动的液体均不适用
(3)液体的压力,压强与液体的重力无直接关系。
①由公式 p=ρgh 可知,液体内部因重力产生的压强大小只与液体密度和 h 有关,而与液体重力无直接关系
②由公式 F=pS 可知,液体对容器的压力只与液体的压强 p 和接触面的面积 S 有关,而与液体的重力大小无直接关系。
③液体对容器底的压力:F=pS=ρghS,由公式可知,液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力。只有柱形的容器,液体对容器底部的压力 F=G,口大底小的容器 F<G,口小底大的容器 F>G。
【注意】:在盛有液体的容器中,求液体对容器底的压力、压强时,一般情况下,先求压强,再求压力;而容器对水平桌面的压力、压强,一般情况下,应先求压力,再求压强。
【科学书屋】
帕斯卡及其著名的帕斯卡实验
帕斯卡(B.PaScal,16231662)是法国数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活动,尤其在对大气压强研究方面取得了成就,还发明了注射器、水压机等。帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处,而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡,用他的名字来命名压强的单位。
1648年,帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶桶盖上,插入一根细长的管子,并从楼房的阳台上向细管子里灌水,结果只用了几杯水,竟把木桶压裂了,桶里的水从裂缝中流了出来。
(五)液体压强相关的应用
1.连通器
(1) 定义:上端开口,下端连通的容器
(2) 特点:如果连通器里装的是同种液体,那么液体不流动时连通器的各部分中液面总是相平的。
如图所示,当同种液体不流动时,设想在U形管下部正中有液片A。由于液片A静止不动,处于平衡状态,因此,液片A两面的受力是相等的,受到的压强也相等。根据液体压强与深度的关系,知左右两管中液体的深度应该相同。
(3)连通器中液面相平的条件:连通器里只有一种液体且不流动
(4)如果连通器里不止有一种液体,或液体流动,液面不相平
(5)连通器的应用:茶壶,水塔,船闸等.
①茶壶通过壶嘴和壶身组成连通器,方便人们倒水;
②水塔的供水系统利用连通器特点向用户供水
③船闸通过向两端有闸门控制的航道内灌水和泄水来升降水位,以方便船舶通航。
2.帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递。帕斯卡定律是许多液压系统和液压机工作的基础。 液压机:液压机的工作原理如图所示,两个活塞与同一容器的液体相接触,施加于小活塞的压强大小不变地被液体传递给大活塞,大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力。根据这一原理,人们发明了液压千斤顶。
如图所示,人们通过机械给小活塞施加力,密闭液体将液体压强大小不变地传给大活塞,大活塞因此获得更大的力,再通过机械将物体(如小汽车)顶起。
【经典例题】
例1.2026年特斯拉FSD实现零接管横穿美国,车辆制动系统利用液压原理工作。下列关于液压系统与液体压强的关系,正确的是( )
A. 液压系统利用液体压强与深度无关的特点
B. 小活塞施加的压强通过液体大小不变传递给大活塞
C. 液体密度越大,液压系统传递的压力越小
D. 活塞面积越大,液体产生的压强越大
【答案】:B
【解析】:液压系统基于帕斯卡定律,加在密闭液体上的压强能大小不变向各个方向传递,B正确;液体压强与深度、密度有关(p=ρgh),A错误;深度相同时,液体密度越大压强越大,传递压力可能越大,C错误;压强与压力和受力面积有关,与活塞面积无直接关联,D错误。
例2.李清照《醉花阴》中“帘卷西风”的现象与压强相关,而下列古诗词中,能体现液体压强与深度关系的是( )
A. 水面上秤锤浮(《菩萨蛮·发愿》) B. 绳锯木断,水滴石穿(古语)
C. 春江潮水连海平(《春江花月夜》) D. 会挽雕弓如满月(《江城子·密州出猎》)
【答案】:B
【解析】:“水滴石穿”是因为水滴接触石头时受力面积小,但长期下落过程中,水的深度产生的压强逐渐作用于石头,体现液体压强与深度的关联,B正确;A体现浮力规律,C描述潮汐现象,D体现弹性势能,均与液体压强无关。
例3. 下图是三个装满水的完全相同的玻璃缸,其中(a)只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子.则三个玻璃缸底部受到水的压强
A. (a)最大 B. (b)最大 C. (c)最大 D. 一样大
【答案】D
【解析】因为(a)、(b)、(c)三个完全相同的玻璃缸装满了水,放入鸭子后,其水面的深度h仍相同,根据p=ρgh可知,水对容器底部的压强相等.
例4.在靠近塑料瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图所示.随着瓶内水面的不断下降,可以观察到的现象是____________;这个实验表明________________________.
【答案】水的射程变小 水深减小,压强减小
【解析】因为随着瓶内水面的不断下降,即水深减小,由p=ρgh可知小圆孔处受到水的压强减小,所以水射的越来越近,即可以观察到的现象是水的射程变小;这个实验表明水深减小,压强减小.
例5.如图所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,容器底部A、B、C三点的压强PA、PB、PC的大小关系是 ________.
【答案】Pa<Pb<Pc
【解析】如图,ABC三点所处的深度,hA<hB<hC,由于p=ρ液gh,在同一种液体中、密度相同,所以pA<pB<pC.
例6. 液压千斤顶的小活塞上受到7×106 Pa的压强,大活塞的横截面积是112 cm2,此时大活塞上能产生______N的压力.
【答案】78 400
【解析】根据帕斯卡原理知道,大活塞横和小活塞横上的压强相等,即p大 =p小,所以,7×104 Pa=F大/112×10−4m2,故大活塞上能产生的压力是:F=7.84×104 N.
例7.课堂上老师演示:在两端开口的玻璃圆筒底部蒙塑料薄膜,插入水中后薄膜向上凸,这是因为液体内部有_______;若增大插入深度,薄膜凸起程度_______;这是因为液体压强随_______增加而增大。
【答案】:压强;变大;深度
【解析】:液体内部存在压强,会对薄膜产生向上的压力,使薄膜凸起;深度增大时压强增大,压力变大,薄膜凸起程度更明显。
例8.学生实验中,用底面积相同的不同形状容器装等深度的水,容器底部受到的压强_______;这说明液体压强与容器_______无关;该结论的理论依据是公式_______。
【答案】:相等;形状;p=ρgh
【解析】:液体压强仅由密度和深度决定,与容器形状、底面积无关,故等深度的水对不同形状容器底部的压强相等。
例9.小明游泳时,越往泳池深处潜,耳朵越胀痛。这是因为液体压强随_______增加而_______;若在深海游泳,需要穿戴抗压装备,是为了抵御_______的液体压强。
【答案】:深度;增大;巨大
【解析】:游泳时深度越大,水的压强越大,压迫耳膜导致胀痛;深海处深度极大,液体压强巨大,需抗压装备保护。
例10.如图所示是用压强计探究液体内部压强的情景:
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强______(选填“越大”或“越小”);
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______;
(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液面高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随______的增加而增大;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的______。
【答案】(1)越大 (2) 相等 (3)深度 (4) 高度差增大
【解析】(1)压强计的原理是探头处受的压强越大,U形管两侧液面的高度差越大,即高度差越大,水的压强越大。(2)在三个图中,探头在水中所在的深度相等,橡皮膜的朝向不同,U形管两侧液面高度差相等,说明在同一深度,液体向各个方向的压强相等。(3)探头向下移动,深度增加,U形管两边液面高度差增大,压强增大,说明在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。(4)同一深度,把水换成盐水,液体密度变大,压强变大,则可以观察到U形管两边液面的高度差变大。
例11.此图是一根U形管,左管细,右管粗,但上下粗细均匀.内部有一定量的水,当右管内放入一个薄形无摩擦的密闭活塞后,静止时,两管尺寸如图所示,单位是cm.已知左管截面积是10 cm2,右管截面积是40 cm2.求:
(1)活塞的质量.(2)右管最多还能在活塞上加多少力而不使水从左管溢出?
【答案】(1) 0.2 kg;(2) 4.9 N.
【解析】(1)根据题意知道,细管中水产生的压强是:p细=ρgh1 =1×103 kg/m3 ×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;则活塞产生的压强和粗管中水产生的压强和等于细管中水产生的压强:即mg/S右+ρgh2 =1960Pa;代入数据得:m×9.8N/kg/40×10−4m2+1×103 kg/m3 ×9.8N/kg×0.15m=1960Pa,所以活塞质量是:m=0.2kg;
(2)根据帕斯卡原理知道,p大=p小,即ρgh左=F/S右+mg/S右+ρgh2,
代入数据得:1×103 kg/m3 ×9.8N/kg×0.3m=F/40×10−4m2+m×9.8N/kg/40×10−4m2+1×103 kg/m3 ×9.8N/kg×0.15m解得右管最多还能在活塞上加的力是:F=4.9N.
五.课堂检测
(一).选择题
1.2025年王楚钦因长期高强度训练导致背部劳损,康复期间使用的液压按摩仪利用了液体压强原理。若按摩仪内液体密度不变,下列操作能增大压强的是( )
A. 减小按摩头的接触面积 B. 降低液体的深度
C. 更换密度更小的液体 D. 增大液体的深度
【答案】:D
【解析】:液体压强只与密度和深度有关(p=ρgh),密度不变时,增大深度能增大压强,D正确;接触面积影响压力而非液体压强,A错误;降低深度、换用更小密度液体都会减小压强,B、C错误。
2.2026年我国某水电站船闸完成升级改造,船闸利用连通器原理工作。连通器中液面保持相平的条件是( )
A. 液体静止且为同种液体 B. 液体流动且为同种液体
C. 液体静止且无论是否同种液体 D. 容器形状相同且液体静止
【答案】:A
【解析】:连通器的特点是上端开口、下端连通,装同种液体且静止时,各液面总保持相平,A正确;液体流动时液面不会相平,不同液体密度不同,静止时液面也不相等,容器形状不影响液面平衡,B、C、D错误。
3.古诗“清泉石上流”描绘了水流过石头的景象。若忽略水流速度,石头下方某点的液体压强( )
A. 只与水的密度有关 B. 与水的深度和密度都有关
C. 与水流方向有关 D. 与石头的形状有关
【答案】:B
【解析】:静止液体(忽略流速时)的压强由密度和深度决定(p=ρgh),与水流方向、石头形状无关,B正确,A、C、D错误。
4.古代酿酒时使用的酒壶利用了连通器原理,其壶身和壶嘴的液面始终保持相平。这是因为连通器底部液片两侧的( )
A. 液体压强相等 B. 液体重力相等 C. 液体体积相等 D. 液体密度相等
【答案】:A
【解析】:连通器液面相平的本质是底部液片两侧受到的液体压强相等(ρgh₁=ρgh₂),与重力、体积无关,同种液体密度本身相等但非液面相平的直接原因,A正确,B、C、D错误。
5. 如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致如下列图中的( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】①将一圆柱体从水中匀速提起至其上表面刚好露出水面之前,水的密度一定,容器内水的深度不变,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强不变;②从圆柱体上表面刚露出水面到圆柱体直至下表面刚好离开水面的过程中,圆柱体排开水的体积减小,容器内水的深度逐渐减小;由于圆柱体被匀速提起,容器的形状上粗下细,根据 可知,水的深度减小的越来越快,根据p=ρgh可知,容器底受到水的压强逐渐变小,并且也是减小得越来越快,符合这个规律的只有D图像。故选D。
6.如图所示,桌面上放有甲、乙两个鱼缸,同学们观察、比较后提出下列说法,其中正确的是( )
A. 鱼缸甲对桌面压力小,缸中鱼受到水的压强大
B. 鱼缸甲对桌面的压力大,缸中鱼受到水的压强小
C. 鱼缸乙对桌面的压力小,缸中鱼受到水的压强小
D. 鱼缸乙对桌面的压力大.缸中鱼受到水的压强大
【答案】B
【解析】由图可知,鱼缸甲对桌面的压力大,缸中鱼受到水的压强p=ρgh,密度相同,乙图中的h数值较大,所以乙的压强较大。故选B。
7.如图所示,是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象,设液体甲的密度为ρ甲、液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲、ρ乙的关系是 ( )
A. ρ甲= ρ乙 B. ρ甲<ρ乙 C. ρ甲>ρ乙 D. 无法确定
【答案】C
【解析】液体压强的大小与液体的密度和深度有关.由图可知,当甲、乙两液体深度相同时,甲中的压强大于乙中的压强,由液体压强的计算公式p=ρgh可得:ρ甲>ρ乙
8.如图所示,水平桌面上放一底面为圆形的杯子,重为2 N,其底面积为100 cm2。内装水的高度h=0.1 m,水的质量为1.5 kg。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)则杯子底部受到的水的压力是( )
A.10 N B.7 N C.5 N D.2 N
【答案】A
【解析】:水对杯子底部的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1000 Pa,杯子底部受到的水的压力F=pS=1000 Pa×100×10-4 m2=10 N,故A正确。
9. 如图所示,甲、乙、丙是三个底面积大小相同的容器,若分别装入同种液体且深度相等,比较液体对容器底的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
【答案】D
【解析】在同种液体中,液体产生的压强只与深度有关,与液体的质量是无关的;所以如图的三个容器,分别装入同种液体且深度相等时,根据可知,容器底的压强相等,故D正确, 故选D.
10. 如图的装置中,两端开口的U型管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管水面将( )
A. 高于B管中的水面 B. 低于B管中的水面
C. 与B管水面相平 D. 以上三种情况均有可能
【答案】C
【解析】A、B两管上部开口,下端连通,属于连通器,连通器无论管子的粗细、形状如何,只要液体不再流动,两管中液面始终相平。故选C。
11.某一试管中装有某种液体,在试管处于如图所示的甲、乙、丙三位置时,管内液体质量保持不变,则试管底部受到液体压强( )
A. 甲位置最大 B. 乙位置最大 C. 丙位置最大 D. 三个位置一样大
【答案】A
【解析】深度越深压强越大,甲的深度最大,试管底部受到的压强最大。故选A。
12.小明在实验室用U形管压强计探究液体压强,下列操作能使U形管液面高度差变大的是( )
A. 减小探头在水中的深度 B. 将探头在同一深度转动方向
C. 换用密度更大的液体且保持深度不变 D. 减小液体的密度
【答案】:C
【解析】:U形管液面高度差反映液体压强大小,压强越大高度差越大。保持深度不变,换用密度更大的液体,根据p=ρgh,压强增大,高度差变大,C正确;减小深度、减小密度会使压强减小,高度差变小,A、D错误;同一深度各方向压强相等,转动方向高度差不变,B错误。
13.小红将不同液体倒入相同容器中,液面高度相同。已知盐水密度>水的密度>酒精密度,则容器底部受到的压强大小关系是( )
A. 盐水>水>酒精 B. 酒精>水>盐水 C. 盐水=水=酒精 D. 无法判断
【答案】:A
【解析】:液面高度相同(h相等),容器底部压强p=ρgh,密度越大压强越大,因此盐水压强最大,酒精最小,A正确。
14.学生用矿泉水瓶做实验,在瓶壁不同高度扎了三个小孔,倒入水后,最下方的小孔喷水最远。这一现象说明( )
A. 液体对容器侧壁有压强 B. 液体压强随深度的增加而增大
C. 同种液体同一深度压强相等 D. 液体压强与液体密度有关
【答案】:B
【解析】:不同高度的小孔喷水距离不同,下方小孔深度最大,喷水最远,说明液体压强随深度增加而增大,B正确;A仅说明有压强,未体现深度的影响,C、D与实验现象无关。
15. 如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体.在两烧杯中,距离杯底同一高度处有 A、B 两点,已知 A、B 两点压强相等,则烧杯甲、乙对桌面的压强 p 甲、p 乙大小关系为 ( )
A. p 甲<p 乙 B. p 甲>p 乙 C. p 甲= p乙 D. 条件不足,无法判断.
【答案】A
【解析】(1)由图知,A、B所处的深度hA>hB,而A.B两点压强相等,即pA=pB,由p=ρgh可知液体密度ρA<ρB;(2)设A.B距离杯底的高度为h,烧杯底受到的压强:p底甲=pAρAgh,
p底乙=pBρBgh,因为 pA=pB,ρA<ρB,所以 pAρAgh<pBρBgh,所以烧杯底受到的压强:
p底甲<p底乙,因为烧杯是直壁容器,烧杯底受到的压强:p=,设液体重分别为G甲、G乙,烧杯底面积为S,p底甲=,p底乙=,可得:<,两烧杯内液体重:G甲<G乙;(3)因为烧杯对桌面的压力:F=G杯G液,所以甲烧杯对桌面的压力:F甲=G杯G甲,
乙烧杯对桌面的压力:F乙=G杯G乙,所以烧杯对桌面的压力:F甲<F乙,因为p=、受力面积相同,所以烧杯甲、乙对桌面的压强p甲<p乙;故选A。
(二).填空题
16.压力作用在物体上会产生压强,液体对容器底部有压力,因而液体有向_____的压强,图表明,液体对容器具有向_____压强,从水喷出的缓急、远近情况可以知道,压强随_____而增大.
【答案】 容器底 侧壁 深度增加
【解析】根据液体压强的特点可知,液体内部向各个方向都有压强,液体对容器底的压力向下,所以应该体现的是向容器底的压强。水从侧面流出,体现的是液体对容器的侧面有压强。根据水流的速度大小体现了液体压强的大小,由图可知,越到容器下面,水流越急,说明液体压强越大。
17.2025年我国北极深潜科考中,“蛟龙”号在冰下不同深度作业。当它从1000米下潜至3000米,海水密度不变,压强变为原来的_______倍;潜水器携带的U形管压强计,液面高度差会_______;这是因为液体压强随_______的增加而增大。
【答案】:3;变大;深度
【解析】:根据p=ρgh,密度不变时压强与深度成正比,深度变为3倍,压强也变为3倍;U形管液面高度差反映压强大小,压强增大时高度差变大。
18.2026年国际联合深海科考中,探测到9000米深处的甲烷储库。该深度处的海水压强极大,这是因为液体压强与_______和_______有关;若将某物体从海面放入该深度,其受到的液体压强将_______(忽略海水密度变化)。
【答案】:液体密度;深度;显著增大
【解析】:液体压强的影响因素是液体密度和深度;从海面到9000米深处,深度急剧增加,压强会显著增大。
19.古语“大船漏水,有进无出”蕴含液体压强知识:船破后,船外水的压强_______船内水的压强,水被压入船内;直到船内外液面_______,压强相等时水流停止;该现象说明液体压强随_______的增加而增大。
【答案】:大于;相平;深度
【解析】:船外水的深度更大,压强更大,将水压入船内;连通器原理中,同种液体静止时液面相平,此时两侧压强相等。
20.“飞流直下三千尺”描绘了瀑布的壮观景象,水流下落过程中,深度逐渐_______,水的压强_______;若瀑布水流密度不变,其压强变化可用公式_______描述。
【答案】:增大;变大;p=ρgh
【解析】:水流下落时深度不断增大,根据p=ρgh,密度不变时压强随深度增大而变大。
21.古代护城河“深丈余”以抵御外敌,河面下1米与3米处的城墙,受到水的压强之比为_______;这是因为同种液体中,压强与_______成正比;该规律的前提是_______不变。
【答案】:1:3;深度;液体密度
【解析】:同种液体密度不变时,压强与深度成正比,深度之比为1:3,压强之比也为1:3。
22.小明在矿泉水瓶壁不同高度扎孔,倒入水后,最下方的小孔喷水最远。这一现象说明液体压强随_______的增加而_______;若将水换成等深度的盐水,喷水距离将_______,因为盐水密度更大。
【答案】:深度;增大;更远
【解析】:下方小孔深度大,压强大,喷水更远,说明压强随深度增大而增大;盐水密度大于水,同一深度压强大,喷水距离更远。
23.实验室用连通器做实验,向U形管中注入水,静止后两侧液面_______;若在一侧加入少量盐水,液面将_______,直到两侧液体压强_______;该实验验证了连通器原理。
【答案】:相平;重新平衡;相等
【解析】:连通器内装同种液体静止时液面相平;加入盐水后,密度变大的一侧液面下降,最终两侧压强相等,液面重新平衡。
24.小丽用烧杯、水和压强计探究:保持探头深度不变,将水换成密度更小的酒精,U形管液面高度差_______;这说明深度相同时,液体_______越小,压强越小;实验中控制深度不变,目的是探究压强与_______的关系。
【答案】:变小;密度;液体密度
【解析】:深度相同时,液体密度越小压强越小,故液面高度差变小;实验控制深度不变,改变液体密度,探究压强与液体密度的关系。
25.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,A点压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点压强;水对容器底部的压强为2×103 Pa,则容器内水深h为________ cm,液体对容器底部的压力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
【答案】小于 20 4
【解析】由图可知,A点的深度小于B点的深度,所以根据p=ρgh可知,A点压强小于B点压强;因为p=ρ水gh,p=2×103 Pa,所以,容器内水深:h===0.2 m=20 cm;根据p=可知,液体对容器底部的压力:F=pS=2×103 Pa×20×10-4 m2=4 N。
(三).解答题
26.如图所示,重为20N的容器放在水平桌面上,容器的底面积S=2×10﹣2m2 , 高h=0.4m,当容器装满水时,容器对水平桌面的压强为4×103Pa,(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)如图所示,水对容器底的压强多大?
(2)容器中水受到的重力多大?
解:(1)水对容器底的压强
(2)因为,容器与水对桌面压力
容器与水的重力水的重力
答:(1)水对容器底的压强3.92×103Pa;(2)容器中水受到的重力60N。
27.如图所示,放在水平桌面上的容器,重10 N,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度h1=0.08 m,其顶部和底部的面积均为0.025 m2,顶部到底部的高度h2=0.06 m,容器中的液体重20 N,密度为1.2×103 kg/m3。求:(g取10 N/kg)
(1)液体对容器底部的压强。
(2)液体对容器底部的压力。
(3)容器对桌面的压强。
.解:(1)最高液面到容器底的距离是h1=0.08 m
液体对容器底部的压强:p1=ρgh1=1.2×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=960 Pa
(2)由p=F/S可得,液体对容器底部的压力为:F1=p1S=960 Pa×0.025 m2=24 N
(3)容器对桌面的压力F2=G容+G液=10 N+20 N=30 N,容器对桌面的强:p2=F2/S=20N/0.025m2=1200 Pa
28.如图是小阳在使用同一支压强计探究液体内部压强过程中的一个情景。请你仔细观察图,并回答下列问题:
(1)甲、乙两次测得的压强分别是p甲和p乙, p甲________p乙(选填 “大于”、“等于”或“小于”)。你的依据是________;
(2)如果A、B两烧杯中的液体都是水,根据实验,可以得到的初步结论是:水的内部压强与______有关。
【答案】(1)小于 U形管中液面高度差 (2)水的深度
【解析】(1)U形管两边液面高度差越大,说明探头上受到的压强越大,图甲U形管两边液面高度差小于图乙U形管两边液面高度差,所以p甲小于p乙。(2) A、B两烧杯中的液体都是水,液体的密度相同,图甲探头所在位置较浅,受到的压强较小,图乙探头所在位置较深,受到的压强较大,可以得到的初步结论是:水的内部压强与水的深度有关。
29.下表是小莉同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。
(1)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而____,比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的___有关;
(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应控制的量有______和______ ,要改变的是______;
序号
液体
深度h(mm)
压强计
左液面h(mm)
右液面h(mm)
液面高度差h(mm)
1
水
30
186
214
28
2
60
171
229
58
3
90
158
242
84
4
盐水
90
154
246
92
(3)小莉同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算(g=10N/kg),得出金属盒在30mm深处水的压强是____Pa,而从压强计测出的压强为______Pa,由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值,你认为造成的原因是_____。
【答案】(1) 增大 密度 (2)液体密度 金属盒探头在液体中的深度 金属盒探头在液体中的朝向 (3) 300 280 金属盒橡皮膜也要产生压强
【解析】(1)分析表中序号为1、2、3三组数据发现,随着金属探头所处深度的增加,U形管液面高度差变大,因此可得到结论:同种液体的压强随深度的增加而增大。比较表中序号为3、4两组数据发现,深度相同,液体密度不同时,U形管液面高度差不同,因此可得到结论:不同液体的压强还跟液体的密度有关。(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应控制的量有液体密度和金属盒探头在液体中的深度,要改变的是金属盒探头在液体中的朝向。(3)由液体压强公式可得,金属盒在30mm深处受到水的压强 从压强计测出的压强
,造成按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值的原因是,金属盒橡皮膜也要产生压强,液体对金属盒的压强的一部分用来平衡橡皮膜的压强了,所以对橡皮管内空气的压强小于300Pa。
30.阅读短文,回答问题。
诗词中的物理智慧与学生实践探索
南朝诗人沈约在《新安江至清浅深见底贻京邑同好》中写道:“千仞乔树写,百丈游鱼见”,描绘了新安江虽深达百丈,却能清晰看见游鱼的清澈景象。而明代九皋声公的“水浑不见底”,则呈现了江水浑浊时难窥底部的画面。这两种景象背后,隐藏着液体压强的科学原理——无论江水清澈或浑浊,其压强均与深度和密度密切相关。
杭州市丁兰实验中学的同学们将这一物理知识融入实践,开展了“液体压强称猪”的项目化学习活动 。同学们设计的“水囊称量仪”利用了液体压强与压力的关系:先测出水囊上表面积S,将空猪笼放在水囊上标记液面高度h1,再放入黑猪后标记液面高度h2。根据液体压强公式推导,黑猪的质量M猪=ρ水(h2-h1)S。实验中,同学们发现清水过于透明,不利于记录液面变化,便在水中加入红墨水优化观察效果。最终,他们用30分钟完成测量,计算结果为134.75公斤,与实际体重误差仅1.75公斤,成功将抽象的物理公式转化为实用的测量工具。
(1)新安江“百丈游鱼见”,即使水深百丈,液体压强仍由_______和_______两个因素决定(选填“深度”“密度”“透明度”或“质量”)。
(2)下列与“水浑不见底”中江水压强特点相符的是( )
A. 浑浊导致压强增大 B. 深度越大,压强越大
C. 透明度影响压强大小 D. 压强与液体浑浊度成正比
(3)同学们在清水中加入红墨水,目的是便于观察_______变化,该变化反映了水囊受到的_______发生改变(选填“液面高度”“液体密度”“压强”或“质量”)。
(4)若实验中水的密度不变,当黑猪放入水囊后,液面高度差(h_2-h_1)增大,说明水囊受到的液体压强( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 与高度差无关
(5)若换用密度更大的盐水做“称猪”实验,在黑猪质量不变的情况下,液面高度差(h_2-h_1)将( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
【答案】(1)深度;密度 (2)B (3)液面高度;压强(4)A (5)B
【解析】(1)液体压强的核心影响因素是深度和密度,与透明度、质量无关,无论江水清澈或浑浊,均遵循p=ρgh的规律。(2)液体压强与深度成正比,与浑浊度无关,“水浑不见底”仅描述视觉效果,不改变压强随深度增大的特点,B选项正确。(3)红墨水提高了液体可见度,便于观察液面高度变化;液面高度差的大小直接反映液体压强的大小,高度差越大,压强越大。(4)根据p=ρgh,水的密度不变时,液面高度差增大意味着深度增大,因此水囊受到的液体压强增大,A选项正确。(5)黑猪质量不变,对水囊的压力不变。根据p=F/S,换用密度更大的盐水,所需产生的压强不变,由h=p/ρg可知,密度增大时,液面高度差会减小,B选项正确。
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.液体具有_______和受到_______,因此液体内部向各个方向都存在压强。
2.探究液体压强的常用工具是_______,其工作原理是通过U形管两侧_______的大小反映橡皮膜所受压强的大小,运用了_______法。
3.用U形管压强计探究时,保持液体密度和深度不变,改变探头方向,液面高度差不变,说明液体内部同一深度向_______方向的压强相等。
4.同种液体中,深度越_______,液体压强越大;同一深度下,液体_______越大,压强越大。
5.液体压强的计算公式为_______,其中ρ表示液体的_______,单位是kg/m³;h表示液面到被测点的_______距离,单位是m;g取_______N/kg。
6.根据液体压强公式可知,液体压强只与_______和_______有关,与液体的质量、体积、容器形状等_______(选填“有关”或“无关”)。
7.“帕斯卡裂桶实验”表明,液体压强与液体的_______密切相关,与液体的_______无关,即使少量液体,只要深度足够大,也能产生很大压强。
8.修建水坝时设计成“上窄下宽”的形状,是因为液体压强随_______的增加而增大,坝体下部需要承受更大的_______。
9.潜水员在深海作业时需要穿戴抗压潜水服,这是因为深海处液体_______极大,而压强的大小与潜水员的_______无关。
10.连通器的定义是上端_______、下端_______的容器,其特点是装同种液体且液体_______时,各容器液面保持相平。
11.生活中常见的连通器应用有_______、_______、船闸等。
12.船闸的工作过程利用了_______原理,通过控制阀门使闸室分别与上游、下游构成连通器,让液面_______后再开启闸门,使船只顺利通过。
13.柱形容器中,液体对容器底部的压力_______液体自身的重力;口大底小的容器中,液体对容器底部的压力_______液体自身的重力(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
14.液体对容器侧壁的压强随深度的增加而_______,这一特点解释了为什么容器侧壁的孔越低,向外喷水的距离越_______。
15.验证“液体压强与密度有关”的实验中,需控制_______不变,改变液体的_______,观察U形管液面高度差的变化,运用了_______法。
【答案】1.流动性;重力 2.U形管压强计;液面高度差;转换 3.各个 4.大;密度
5.p=ρgh;密度;竖直;9.8 6.液体密度;深度;无关 7.深度;质量(或体积、重力)
8.深度;压强 9.压强;形状(或表面积) 10.开口;连通;静止 11.锅炉水位计;洗手间下水管(或茶壶等合理答案) 12.连通器;相平 13.等于;小于 14.增大;远 15.深度;密度;控制变量
(二)强化训练
一.选择题
1.2025年国际赛事中,运动员使用的水下供氧设备需承受一定液体压强。若运动员下潜深度从10m增加到20m(水的密度不变),则设备受到的液体压强( )
A. 变为原来的2倍 B. 变为原来的4倍 C. 保持不变 D. 变为原来的1/2
【答案】:A
【解析】:根据p=ρgh,水的密度ρ不变,g为定值,压强与深度成正比。深度从10m增至20m,变为原来的2倍,压强也变为原来的2倍,A正确。
2.2026年我国首艘深水探测船下水,船底在深海处受到的液体压强极大。下列关于深海液体压强的说法,正确的是( )
A. 只与海水的密度有关 B. 只与探测船的深度有关
C. 与海水密度和深度都有关 D. 与海水体积和容器形状有关
【答案】:C
【解析】:液体压强的决定因素是液体密度和深度(p=ρgh),与体积、容器形状无关,C正确,A、B、D错误。
3.“飞流直下三千尺”描述了瀑布的壮观景象,瀑布下落过程中,水的压强随深度变化的规律是( )
A. 深度越大,压强越小 B. 深度越大,压强越大
C. 压强与深度无关 D. 压强随深度先增大后减小
【答案】:B
【解析】:根据p=ρgh,水的密度不变,下落过程中深度增加,压强逐渐增大,B正确,A、C、D错误。
4.古代护城河为防御工事,河面下3m处的城墙受到水的压强。若护城河换水后密度变为原来的1.1倍,深度不变,则压强变为原来的( )
A. 1.1倍 B. 3倍 C. 1/1.1倍 D. 不变
【答案】:A
【解析】:由p=ρgh可知,深度h不变时,压强与液体密度ρ成正比,密度变为原来的1.1倍,压强也变为原来的1.1倍,A正确。
5. 装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图中描述正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据液体压强的特点:液体内部的压强随深度的增加而增大。由液体压强公式p=ρgh知,深度越深,液体内部受到的压强越大,所以水喷射的距离就越远。故选B。
6.如图所示,关于a、b、c、d四点所受液体压强的说法中正确的是( )
A. a点的压强最大 B. b点的压强最大 C. c点压强最大 D. d点的压强最大
【答案】B
【解析】由图中可以看出,a、c两点的深度相同,b、d两点的深度相同,但盐水的密度大于纯净水的密度,根据公式p=ρgh可知,a点的压强大于c点的压强;b点的压强大于d点的压强;b点的深度大于a点的深度,b点的压强大于a点的压强,所以b点的压强最大,故B正确,ACD错误。故选B。
7.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有高度、质量均相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A. p甲>p乙 B. p甲<p乙 C. p甲=p乙 D. 条件不足,无法判断
【答案】B
【解析】因为液体的质量相同,并且V甲>V乙,则由可知,ρ甲<ρ乙;又因为高度相同,则根据公式可知,p甲<p乙。故选B。
8.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B(水不溢出)。在此过程中,水对试管底部的压强( )
A.变大 B.变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小
【答案】A
【解析】:由图可知,当试管从倾斜位置A到竖直位置B的过程中,水到试管底的深度变大,由p=ρgh可知,水对试管底部的压强变大。
9.如图连通器装入水,在左边放一木球浮在水面上,当放入木球后,下列分析正确的是( )
A. 左右两边水面一样高 B. 左边水面高于右边水面
C. 左边水面低于右边水面 D. 以上分析都不对
【答案】A
【解析】同种液体中压强只与深度有关,所以液体静止时连通器各个液面相平,当放入木球后,左侧液面升高,产生的压强变大,所以水会向右侧流动,两侧液面相平后静止,即最终液面会相平,故BCD错误,A正确。故选A。
10.如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】据图可知,浴缸的形状是上宽下窄,所以在向浴缸中倒水时,相同时间倒入相同质量的水,但水在浴缸中的增加的高度越来越小,所以容器底部所受的液体的压强的增加量也会越来越小,故B是正确的;故选B.
11.如图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等质量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
【答案】A
【解析】如图三容器装入相同质量的水,因容器的底面积相等,所以,三容器内水的深度关系为h甲>h乙>h丙,由p=ρgh可知,容器底部受到水的压强关系为p甲>p乙>p丙,甲容器底部受到水的压强最大.故选A.
12. 如图设备没有利用连通器原理的是( )
A. 水壶 B. 船闸 C. 活塞式抽水机 D. 下水道存水管
【答案】C
【解析】A.茶壶的壶嘴与壶身底部相通,上端开口,壶嘴和壶身在同一高度,倒满水后,液面相平,利用了连通器。故A不符合题意;B.打开船闸的一端,船闸里的水位逐渐与外面相等,外面的船就可以开进船闸。然后把这一端船闸关闭。然后打开另一端的船闸,船闸里的水位逐渐与外面相等。船就可以开到另一端去,利用了连通器,故B不符合题意;C.抽水机抽水是通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下,被压上来,利用的是大气压,没有利用连通器原理。故C符合题意;D.下水管成U形,水不流动时,U形管里的水相平,可以防止下水道里的气味散发出来,利用了连通器,故D不符合题意。故选C。
13. 课堂上老师演示“帕斯卡裂桶实验”:在密闭水桶上插入细管,向细管灌水后水桶被压裂。这是因为细管中水柱( )
A. 质量大,重力大 B. 深度大,压强大 C. 密度大,压强大 D. 体积大,压力大
【答案】:B
【解析】:实验中细管容积小,几杯水即可形成很大深度,根据p=ρgh,深度越大压强越大,强大的压强将桶压裂,B正确;水柱质量、体积不大,密度与水相同,A、C、D错误。
14. 小明用烧杯、水、盐水探究液体压强,下列实验操作能验证“液体压强与密度有关”的是( )
A. 同一深度,不同方向的探头测量水的压强 B. 不同深度测量水的压强
C. 同一深度,分别测量水和盐水的压强 D. 不同深度测量盐水的压强
【答案】:C
【解析】:验证“压强与密度有关”需控制深度相同,改变液体密度,C符合控制变量法要求;A验证同一深度各方向压强相等,B、D验证压强与深度的关系,A、B、D错误。
15. 小丽在实验室测量液体压强时,误将探头放入液体中倾斜,测量结果与竖直放置时相比( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
【答案】:C
【解析】:液体压强公式中h是竖直深度(自由液面到该点的竖直距离),探头倾斜时,竖直深度不变,压强大小不变,测量结果不变,C正确。
二.填空题
16.2026年“奋斗者”号载人潜水器下潜次数预计突破2000次,其耐压壳体需抵御深海高压。根据液体压强公式p=ρgh,当潜水器下潜深度增大时,海水对壳体的压强将_______;若下潜深度不变,海水密度略增大,压强将_______;该压强与潜水器的壳体形状_______。
【答案】:增大;增大;无关
【解析】:液体压强与深度和密度成正比,深度或密度增大时压强均增大;液体压强仅由密度和深度决定,与容器(或物体)形状无关,符合p=ρgh的规律。
27.2025年长江设计集团研发的水下机器人为大坝做“体检”,机器人在大坝水下不同深度探测时发现:同种水的深度越大,压强越_______;在同一深度探测大坝不同朝向的壁面,压强_______;该现象验证了液体内部同一深度向_______方向的压强相等。
【答案】:大;相等;各个
【解析】:同种液体中,压强随深度增加而增大;液体具有流动性,同一深度向各个方向的压强相等,这是液体压强的核心特点之一。
18.2026年“海洋地质六号”科考船赴太平洋科考,船底在深海处受到巨大压强。若科考船从浅海驶入深海,海水密度不变,船底深度增大,压强将_______;若在同一深度探测不同海域,发现某海域海水密度更大,则该海域船底受到的压强更_______;这一规律可用公式_______表示。
【答案】:增大;大;p=ρgh
【解析】:深度增大时,液体压强增大;同一深度下,液体密度越大压强越大;液体压强的计算公式为p=ρgh,其中ρ为液体密度,h为深度。
19.古诗“清泉石上流”中,忽略水流速度,石头下方较深位置的压强比浅处_______;这是因为液体压强与_______有关;若泉水密度变为原来的1.05倍,深度不变,压强变为原来的_______倍。
【答案】:大;深度;1.05
【解析】:液体深度越大压强越大;深度不变时,压强与液体密度成正比,密度变为1.05倍,压强也变为1.05倍。
20.古代酿酒用的酒壶是连通器,壶身与壶嘴液面始终_______;这是因为连通器内同种液体静止时,各部分液面受到的_______相等;若向壶内加水,液面上升过程中,壶底受到的压强将_______。
【答案】:相平;液体压强;增大
【解析】:连通器的特点是同种液体静止时液面相平,本质是各液面液体压强相等;液面上升时深度增大,壶底受到的压强增大。
21.小明用U形管压强计探究液体压强:将探头放入水中某深度,转动探头不同方向,U形管液面高度差_______,说明同一深度液体向_______方向压强相等;若增大探头深度,高度差_______,验证压强随深度增大而增大。
【答案】:不变;各个;变大
【解析】:同一深度液体向各个方向压强相等,故转动探头方向高度差不变;深度增大时压强增大,高度差变大。
22.课堂上“帕斯卡裂桶实验”中,向细管内灌水,水桶被压裂。这是因为细管中水柱_______大,导致水对桶壁的_______极大;该实验说明液体压强与_______有关,与液体质量无关。
【答案】:深度;压强;深度
【解析】:细管虽细,但水柱深度大,根据p=ρgh,深度越大压强越大,即使液体质量不大,也能产生巨大压强。
23.小红用不同液体做实验:在相同容器中倒入等深度的水和盐水,容器底部受到的压强关系为:水_______盐水;这是因为深度相同时,液体_______越大,压强越大;若将盐水换成酒精,深度不变,压强将_______。
【答案】:小于;密度;变小
【解析】:深度相同时,液体压强与密度成正比,盐水密度大于水,故盐水压强大于水;酒精密度小于盐水,深度不变时压强变小。
24.学生分组实验中,将压强计探头放入水中,深度从5cm增加到15cm,液体密度不变,压强变为原来的_______倍;实验中需控制探头方向不变,运用了_______法;该实验验证了液体压强与_______的关系。
【答案】:3;控制变量;深度
【解析】:压强与深度成正比,深度变为3倍,压强也变为3倍;实验中控制方向、密度不变,只改变深度,是控制变量法的应用。
25.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6 cm,则水对容器底的压强为________ Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将________,容器对水平桌面的压强将________(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
【答案】600 变大 变大
【解析】水对容器底的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×6×10-2 m=600 Pa;把该容器倒放在该桌面上后,容器内水的深度变大,容器与水平桌面的接触面积变小,由p=ρgh可知,水对容器底部的压强变大;因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,容器对桌面的压力不变,由p=可知,容器对水平桌面的压强变大
三.解答题
26.某同学在家跟爸爸聊天,谈到学习了压强的知识,会计算固体和液体的压强。爸爸指着放在水平桌面上的水杯说:“那你算一算水对杯底的压强和水杯对桌面的压强吧!”于是他先用家用电子秤称出杯子跟水的总质量为660 g,又用刻度尺测出杯子里面外的深度为8 cm,测出杯子底的直径后算出杯底面积为6.0×10-3 m2。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。请你也根据这些数据计算一下:
(1)水对杯底的压强。
(2)水杯对桌面的压强。
解:(1)水对杯底的压强:p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa。
(2)水杯对桌面的压力:F=G=mg=0.66 kg×10 N/kg=6.6 N,
水杯对桌面的压强:p===1.1×103 Pa。
27.如图所示,一个容器中盛有水,容器下部的横截面积是50 cm2,上部的横截面积是10 cm2,水深h是40 cm,A点到容器底的高度是h1是10 cm。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)A点受到水的压强是多少?
(2)水对容器底的压力有多大?
(3)若再向容器中倒入0.1 kg的水且不溢出,则此时水对容器底的压强增大多少?
解:(1)由题意可知,A处水的深度:hA=h-h1=40 cm-10 cm=30 cm=0.3 m
则A处的压强:pA=ρ水ghA=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3×103 Pa
(2)水深h=40 cm=0.4 m,则水对容器底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4×103 Pa 根据p=F/S得水对容器底部的压力:F=pS下=4×103 Pa×50×10-4 m2=20 N
(3)由ρ=m/V得,容器内倒入水的体积:ΔV水=△m/ρ水=0.1kg/1.0×103kg/m3=1×10-4 m3
容器内水面上升的高度:Δh=ΔV水/S上=1×10-4 m3/10×10-4 m2=0.1 m水对容器底部压强的增加量:Δp水=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1×103 Pa
28.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,某同学用两端开口的玻璃管、橡皮膜、盛水容器、薄塑料片、烧杯等进行实验.在玻璃管一端扎一块橡皮膜,将玻璃管扎膜端竖直插入盛水容器和盛盐水容器中,分别如图1(a)(b)(c)所示,回答下列问题.
(1)分析图1(a)和(b)两图中的现象,可得出的初步结论是:同种液体内部_______________.
(2)分析图1_______________两图中的现象,可得出的初步结论是:深度相同的液体密度越大,液体的内部压强越大.
(3)进一步实验可得出液体内部压强的公式为___________________.
(4)在定量探究液体内部压强与深度的关系时,该同学用一块比管口稍大的薄塑料片堵在玻璃管的下端后竖直插入水槽中,松开手指后,如果顺着管壁从上端开口处向管内缓缓注入密度比水小很多的液体,如图2所示.当管内外的液面相平时,薄塑料片__________________.
【答案】 (1). 深度越大,液体内部压强越大 (2). (a)和(c) (3). p=ρgh (4). 不会脱落
【解析】(1)因为图(a)、(b)中液体的密度相同,深度不同,橡皮膜的凹陷程度不同,故可得出初步结论:深度越大,液体内部压强越大.(2)因为图(a)、(c)中液体的深度相同,密度不同,橡皮膜的凹陷程度不同,故可得出初步结论:液体深度相同时,液体密度越大,压强越大.(3)液体内部各个方向都有压强,压强随深度增加而增大,同一深度上各个方向压强相等,不同的压强还跟液体的密度有关,密度越大,压强越大.液体压强的计算公式为P=ρgh.(4)向管内注入液体,液体对塑料片有向下的压强,同时塑料片在水下也受到水的压强,水对塑料片产生向上的压强.由于液体内外相平,故液体的深度相同.由于注入的液体的密度小于水的密度,由液体压强公式P=ρgh可得,在液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大,因此水对塑料片向上的压强大于液体向下的压强,因此塑料片不会脱落.
29. 为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学提出了一些猜想,并对猜想进行验证。
(1)下列A、B、C是小红同学提出的三个猜想,题中已经写出一个,请你帮小红写出另外两个:猜想A:液体的压强可能与液体的面积有关;猜想B:液体的压强可能与液体的______有关;猜想C:液体的压强可能与液体的______有关;
(2)如果影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这在科学探究中被称作______ ;
(3)如图是小红同学设计的用U型管压强计研究影响液体压强因素的实验:
请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:
实验1是想验证______相同时,液体的压强与______的关系;
实验2是想验证______相同时,液体压强与______的关系;
实验3是想验证在同种液体中______相同时,液体向各个方向的压强都______。
【答案】 (1)液体密度 深度 (2)控制变量法 (3)液体密度 深度 深度 液体密度 深度 相同
【解析】(1)液体压强可能跟液体的深度、密度、方向、面积有关。(2)影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这种方法是控制变量法。(3)实验1:液体的密度相同,橡皮膜的方向相同,橡皮膜的面积相同,液体的深度不同,U型左右管的液面差不同,压强不同,说明液体的压强跟液体的深度有关。实验2:液体的深度相同,橡皮膜的方向相同,橡皮膜的面积相同,液体的密度不同,U型左右管的液面差不同,压强不同,说明液体的压强跟液体的密度有关。实验3:液体的密度相同,液体的深度相同,橡皮膜的面积相同,橡皮膜的方向不同,U型左右管的液面差相同,压强相同,说明液体向各个方向的压强相等。
30.阅读短文,回答问题。
深海探测中的液体压强奥秘——以“奋斗者”号科考为背景
2025年我国载人深潜事业再攀高峰,“奋斗者”号完成我国首次北极密集冰区载人深潜科考,将我国载人深潜从“全海深”拓展至“全海域” 。截至2025年底,“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三大载人潜水器累计下潜次数已达1746次,预计2026年将突破2000次。这些潜水器的耐压壳体需抵御深海极端高压,其设计核心离不开液体压强的物理规律。
在某次北极科考中,“奋斗者”号从冰面下500米处下潜至2000米处,期间海水密度可视为不变。潜水器携带的U形管压强计实时监测周围海水压强,随着下潜深度增加,压强计液面高度差持续变大。而在同一深度作业时,无论探测器朝向冰面、海底还是侧面,压强计的示数始终保持稳定。此外,科考团队发现,北极海域部分区域海水因盐度较高,密度略大于其他海域,在相同下潜深度下,这些区域的液体压强也相应更大,这对潜水器的耐压性能提出了更高要求。
(1)“奋斗者”号从500米下潜至2000米时,海水密度不变,受到的液体压强将_______,这是因为液体压强与_______成正比(均选填“增大”“减小”“不变”或“深度”“密度”)。
(2)潜水器在同一深度不同方向探测时,压强计示数不变,说明液体内部同一深度向( )
A. 竖直向下方向压强最大 B. 水平方向压强最大
C. 各个方向压强相等 D. 斜向方向压强最小
(3)北极高盐度海域与普通海域相比,在相同深度下液体压强更大,这验证了液体压强与_______有关,该因素越大,压强越_______(均选填“深度”“密度”“增大”或“减小”)。
(4)下列关于潜水器耐压壳体设计的依据,正确的是( )
A. 液体压强随深度增加而减小 B. 液体压强与液体质量有关
C. 液体压强与深度和密度都有关 D. 液体压强与容器形状有关
(5))若“奋斗者”号在1000米深度时受到的海水压强为1.03×107Pa,当它下潜至3000米深度(密度不变),受到的压强约为( )
A. 3.09×107Pa B. 2.06×107Pa C. 1.03×107Pa D. 4.12×107Pa
【答案】(1)增大;深度 (2)C (3)密度;增大 (4)C (5)A
【解析】(1)根据液体压强公式p=ρgh,海水密度ρ不变时,压强与深度h成正比。“奋斗者”号下潜深度从500米增至2000米,深度增大,故压强增大。(2)液体具有流动性,内部同一深度向各个方向的压强相等,因此潜水器在同一深度不同方向探测时,压强计示数不变,C选项正确。(3)相同深度下,高盐度海水密度更大,压强也更大,说明液体压强与密度有关,密度越大,压强越大,符合p=ρgh的规律。(4)液体压强的影响因素是液体密度和深度,与液体质量、容器形状无关,潜水器耐压壳体设计需同时考虑这两个因素,C选项正确 (5)密度不变时,压强与深度成正比,3000米是1000米的3倍,因此压强也为原来的3倍,即1.03×107Pa×3=3.09×107Pa,A选项正确。
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2025-2026学年沪科版八年级物理
《第八章压强第二节探究液体压强与哪些因素有关》精品讲义
(
一.学习
目标
1.知道液体内部存在压强及产生原因,掌握液体压强与深度、密度的关系,能运用液体压强公式p=
ρ
gh进行简单计算。
2.通过观察液体压强计的实验现象,学会用控制变量法探究物理规律,提升实验操作和数据分析能力。
3.感受液体压强在生活中的应用价值,激发探究自然现象的兴趣,培养实事求是的科学态度。
4.建立
“
从现象到本质
”
的认知逻辑,强化物理知识与实际生活的联系,发展科学探究与问题解决素养。
)
(
二.重点难点
1.重点:
(1)液体内部压强的特点,
(2)液体压强与深度、密度的关系,
(3)液体压强公式的理解与应用。
2.难点:
(1)液体压强产生原因的分析,
(2)控制变量法在实验探究中的规范运用,
(3)用液体压强知识解释生活中的相关现象。
)
三.课前预习
1.液体具有流动性,因此液体内部向________(各个方向/竖直向下)都有压强。
2.探究液体压强的常用工具是________,其工作原理是通过U形管两侧液面的________反映液体压强的大小。
3.同种液体中,深度越深,液体压强越________;同一深度的不同液体,密度越大,压强越________。
4.液体压强的计算公式为p=________,其中ρ表示液体密度,单位是kg/m3,h表示液体深度,单位是m,p的单位是Pa。
5.拦河大坝设计成上窄下宽的形状,是因为液体的压强随________的增加而增大。
四.课堂探秘
(一)情景导入
为什么站在齐胸深的水中时,你会感到呼吸有些困难?为什么潜水员在不同深度的水中作业时,需要穿抗压能力不同的潜水服?为什么水坝要建造得上窄下宽?本节我们学习与这些问题相关的内容。
(二)液体的压强产生原因
对于固体而言,只要一个物体对另一个物体表面有压力,就存在压强。液体是否也有压强?下面,我们通过实验进行探究。
1.观察水的压强
如图a所示,玻璃容器侧面的高、中、低部各有一个完全相同的孔,三张相同的橡皮膜以同样的方法分别将三个孔封住。往容器中加水,使水面高过最上面的孔图b,观察三张橡皮膜加水前后的变化,你能得出什么?
从实验可知,封住三个孔的橡皮膜都凸出来了,表明水对容器侧壁有压力,存在压强。这说明液体存在压强,称为液体压强。从实验还可观察到,不同深度处的橡皮膜凸出程度不一样,这表明水在这几个孔处的压强不一样。
2.液体压强是指液体内部向各个方向对容器壁和液体中的物体产生的压力作用效果。
3.液体压强的产生原因:
(1)液体具有重力,会对容器底部产生压强。
(2)液体具有流动性,能向各个方向流动,因此会对容器侧壁以及液体内部的物体产生压强。
(三)探究液体压强与哪些因素有关
1.实验准备
(1)学习使用U形管压强计
U形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将U形管压强计的金属盒放人液体中一定深度,则U形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。
2.实验目的
(1)探究液体压强与哪些因素有关。
(2)学习使用U形管压强计测量液体压强。实验器材
3.实验器材:液体压强计、烧杯、水、盐水、刻度尺。
4.探究过程
(1)提出问题:液体内部的压强与哪些因素有关?
(2)猜想与假设:结合生活现象,猜想液体压强可能与液体深度、密度、方向等因素有关。
(3)实验探究:
探究1:液体压强与方向的关系(控制变量:液体密度、深度相同)
操作:将压强计金属盒放入水中同一深度,分别朝向上、下、前三个方向,观察U形管液面高度差。
现象:U形管液面高度差相同。
结论:同种液体同一深度,液体向各个方向的压强相等。
探究2:液体压强与深度的关系(控制变量:液体密度、方向相同)
操作:将压强计金属盒放入水中不同深度,保持朝向不变,记录液面高度差。
现象:深度越大,U形管液面高度差越大。
结论:同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
探究3:液体压强与密度的关系(控制变量:深度、方向相同)
操作:分别将压强计金属盒放入水和盐水中的同一深度,保持朝向不变,对比液面高度差。
现象:盐水中U形管液面高度差更大。
结论:同一深度下,液体密度越大,压强越大。
5.归纳总结:液体内部向各个方向都有压强;同种液体同一深度,各方向压强相等;压强随深度增加而增大;同一深度,液体密度越大,压强越大。
6.即时理解:现在知道为什么站在齐胸深的水中时,你会感到呼吸有些困难?为什么潜水员在不同深度的水中作业时,需要穿抗压能力不同的潜水服?为什么水坝要建造得上窄下宽?
由于水的压强随深度的增加而增大,因此我们站在齐胸深的水中时,会觉得呼吸略微有些困难;深海潜水必须穿上特制的潜水服,以保护潜水员的安全。现在,人们穿戴抗压潜水服已经能够深潜至水下600m左右,如果要潜人更深的海底,就需要使用潜水器等特殊的防护装备。我国自主研发的"奋斗者"号载人潜水器下潜深度超万米,标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界先进水平。修建水坝时,水坝的下部总要比上部宽些,以便承受更大的水压,并增强水坝的稳定性。
(四)液体的压强的计算
(1)公式推导:
如图为盛有液体的容器,设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱,其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强,就能得到深度为h处的液体压强。液体的密度为ρ,液柱的质量m=Vρ,液柱的体积V=Sh那么,液柱对其底面的压力F=mg=Vρg=Shρg
液柱对其底面的压强p==ρgh.
(2)公式:p=ρgh 的理解
①液体内部压强只与液体的密度和深度有关,而与液体的质量、重力、体积以及容器形状、底面积等无关。
②统一单位:ρ单位用kg/m3,h单位用m,计算出p的单位才是pa。
③h是指液体内部某点到液体的自由面(与空气接触的面)到该点的竖直距离。
④此公式只适用于计算静止的液体产生的压强,而对固体(柱形除外)气体或流动的液体均不适用
(3)液体的压力,压强与液体的重力无直接关系。
①由公式 p=ρgh 可知,液体内部因重力产生的压强大小只与液体密度和 h 有关,而与液体重力无直接关系
②由公式 F=pS 可知,液体对容器的压力只与液体的压强 p 和接触面的面积 S 有关,而与液体的重力大小无直接关系。
③液体对容器底的压力:F=pS=ρghS,由公式可知,液体对容器底部的压力不一定等于液体的重力。只有柱形的容器,液体对容器底部的压力 F=G,口大底小的容器 F<G,口小底大的容器 F>G。
【注意】:在盛有液体的容器中,求液体对容器底的压力、压强时,一般情况下,先求压强,再求压力;而容器对水平桌面的压力、压强,一般情况下,应先求压力,再求压强。
【科学书屋】
帕斯卡及其著名的帕斯卡实验
帕斯卡(B.PaScal,16231662)是法国数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活动,尤其在对大气压强研究方面取得了成就,还发明了注射器、水压机等。帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处,而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡,用他的名字来命名压强的单位。
1648年,帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶桶盖上,插入一根细长的管子,并从楼房的阳台上向细管子里灌水,结果只用了几杯水,竟把木桶压裂了,桶里的水从裂缝中流了出来。
(五)液体压强相关的应用
1.连通器
(1) 定义:上端开口,下端连通的容器
(2) 特点:如果连通器里装的是同种液体,那么液体不流动时连通器的各部分中液面总是相平的。
如图所示,当同种液体不流动时,设想在U形管下部正中有液片A。由于液片A静止不动,处于平衡状态,因此,液片A两面的受力是相等的,受到的压强也相等。根据液体压强与深度的关系,知左右两管中液体的深度应该相同。
(3)连通器中液面相平的条件:连通器里只有一种液体且不流动
(4)如果连通器里不止有一种液体,或液体流动,液面不相平
(5)连通器的应用:茶壶,水塔,船闸等.
①茶壶通过壶嘴和壶身组成连通器,方便人们倒水;
②水塔的供水系统利用连通器特点向用户供水
③船闸通过向两端有闸门控制的航道内灌水和泄水来升降水位,以方便船舶通航。
2.帕斯卡定律:加在密闭液体上的压强,能够大小不变地由液体向各个方向传递。帕斯卡定律是许多液压系统和液压机工作的基础。 液压机:液压机的工作原理如图所示,两个活塞与同一容器的液体相接触,施加于小活塞的压强大小不变地被液体传递给大活塞,大活塞便可以产生一个与其横截面面积成正比的力。根据这一原理,人们发明了液压千斤顶。
如图所示,人们通过机械给小活塞施加力,密闭液体将液体压强大小不变地传给大活塞,大活塞因此获得更大的力,再通过机械将物体(如小汽车)顶起。
【经典例题】
例1.2026年特斯拉FSD实现零接管横穿美国,车辆制动系统利用液压原理工作。下列关于液压系统与液体压强的关系,正确的是( )
A. 液压系统利用液体压强与深度无关的特点
B. 小活塞施加的压强通过液体大小不变传递给大活塞
C. 液体密度越大,液压系统传递的压力越小
D. 活塞面积越大,液体产生的压强越大
例2.李清照《醉花阴》中“帘卷西风”的现象与压强相关,而下列古诗词中,能体现液体压强与深度关系的是( )
A. 水面上秤锤浮(《菩萨蛮·发愿》) B. 绳锯木断,水滴石穿(古语)
C. 春江潮水连海平(《春江花月夜》) D. 会挽雕弓如满月(《江城子·密州出猎》)
例3. 下图是三个装满水的完全相同的玻璃缸,其中(a)只有水,(b)水中漂浮着一只小鸭子,(c)水中漂浮着一只大鸭子.则三个玻璃缸底部受到水的压强
A. (a)最大 B. (b)最大 C. (c)最大 D. 一样大
例4.在靠近塑料瓶底部的侧壁上开一个小圆孔,用胶带封住小孔,接着拧开瓶盖,往瓶中加入水,然后撕去胶带,水便从小孔射出,如图所示.随着瓶内水面的不断下降,可以观察到的现象是____________;这个实验表明________________________.
例5.如图所示,容器中盛有一定量的水,静止放在斜面上,容器底部A、B、C三点的压强PA、PB、PC的大小关系是 ________.
例6. 液压千斤顶的小活塞上受到7×106 Pa的压强,大活塞的横截面积是112 cm2,此时大活塞上能产生______N的压力.
例7.课堂上老师演示:在两端开口的玻璃圆筒底部蒙塑料薄膜,插入水中后薄膜向上凸,这是因为液体内部有_______;若增大插入深度,薄膜凸起程度_______;这是因为液体压强随_______增加而增大。
例8.学生实验中,用底面积相同的不同形状容器装等深度的水,容器底部受到的压强_______;这说明液体压强与容器_______无关;该结论的理论依据是公式_______。
例9.小明游泳时,越往泳池深处潜,耳朵越胀痛。这是因为液体压强随_______增加而_______;若在深海游泳,需要穿戴抗压装备,是为了抵御_______的液体压强。
例10.如图所示是用压强计探究液体内部压强的情景:
(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强______(选填“越大”或“越小”);
(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强______;
(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液面高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随______的增加而增大;
(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液面的______。
例11.此图是一根U形管,左管细,右管粗,但上下粗细均匀.内部有一定量的水,当右管内放入一个薄形无摩擦的密闭活塞后,静止时,两管尺寸如图所示,单位是cm.已知左管截面积是10 cm2,右管截面积是40 cm2.求:
(1)活塞的质量.(2)右管最多还能在活塞上加多少力而不使水从左管溢出?
四.课堂检测
(一).选择题
1.2025年王楚钦因长期高强度训练导致背部劳损,康复期间使用的液压按摩仪利用了液体压强原理。若按摩仪内液体密度不变,下列操作能增大压强的是( )
A. 减小按摩头的接触面积 B. 降低液体的深度
C. 更换密度更小的液体 D. 增大液体的深度
2.2026年我国某水电站船闸完成升级改造,船闸利用连通器原理工作。连通器中液面保持相平的条件是( )
A. 液体静止且为同种液体 B. 液体流动且为同种液体
C. 液体静止且无论是否同种液体 D. 容器形状相同且液体静止
3.古诗“清泉石上流”描绘了水流过石头的景象。若忽略水流速度,石头下方某点的液体压强( )
A. 只与水的密度有关 B. 与水的深度和密度都有关
C. 与水流方向有关 D. 与石头的形状有关
4.古代酿酒时使用的酒壶利用了连通器原理,其壶身和壶嘴的液面始终保持相平。这是因为连通器底部液片两侧的( )
A. 液体压强相等 B. 液体重力相等 C. 液体体积相等 D. 液体密度相等
5. 如图所示,将一圆柱体从水中匀速提起直至下表面刚好离开水面,此过程容器底受到水的压强p随时间t变化的图像大致如下列图中的( )
A. B. C. D.
6.如图所示,桌面上放有甲、乙两个鱼缸,同学们观察、比较后提出下列说法,其中正确的是( )
A. 鱼缸甲对桌面压力小,缸中鱼受到水的压强大
B. 鱼缸甲对桌面的压力大,缸中鱼受到水的压强小
C. 鱼缸乙对桌面的压力小,缸中鱼受到水的压强小
D. 鱼缸乙对桌面的压力大.缸中鱼受到水的压强大
7.如图所示,是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象,设液体甲的密度为ρ甲、液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲、ρ乙的关系是 ( )
A. ρ甲= ρ乙 B. ρ甲<ρ乙 C. ρ甲>ρ乙 D. 无法确定
8.如图所示,水平桌面上放一底面为圆形的杯子,重为2 N,其底面积为100 cm2。内装水的高度h=0.1 m,水的质量为1.5 kg。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)则杯子底部受到的水的压力是( )
A.10 N B.7 N C.5 N D.2 N
9. 如图所示,甲、乙、丙是三个底面积大小相同的容器,若分别装入同种液体且深度相等,比较液体对容器底的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
10. 如图的装置中,两端开口的U型管装有一定量的水,将A管向右倾斜,稳定后A管水面将( )
A. 高于B管中的水面 B. 低于B管中的水面
C. 与B管水面相平 D. 以上三种情况均有可能
11.某一试管中装有某种液体,在试管处于如图所示的甲、乙、丙三位置时,管内液体质量保持不变,则试管底部受到液体压强( )
A. 甲位置最大 B. 乙位置最大 C. 丙位置最大 D. 三个位置一样大
12.小明在实验室用U形管压强计探究液体压强,下列操作能使U形管液面高度差变大的是( )
A. 减小探头在水中的深度 B. 将探头在同一深度转动方向
C. 换用密度更大的液体且保持深度不变 D. 减小液体的密度
13.小红将不同液体倒入相同容器中,液面高度相同。已知盐水密度>水的密度>酒精密度,则容器底部受到的压强大小关系是( )
A. 盐水>水>酒精 B. 酒精>水>盐水 C. 盐水=水=酒精 D. 无法判断
14.学生用矿泉水瓶做实验,在瓶壁不同高度扎了三个小孔,倒入水后,最下方的小孔喷水最远。这一现象说明( )
A. 液体对容器侧壁有压强 B. 液体压强随深度的增加而增大
C. 同种液体同一深度压强相等 D. 液体压强与液体密度有关
15. 如图所示,完全相同的甲、乙两个烧杯内装有密度不同的液体.在两烧杯中,距离杯底同一高度处有 A、B 两点,已知 A、B 两点压强相等,则烧杯甲、乙对桌面的压强 p 甲、p 乙大小关系为 ( )
A. p 甲<p 乙 B. p 甲>p 乙 C. p 甲= p乙 D. 条件不足,无法判断.
(二).填空题
16.压力作用在物体上会产生压强,液体对容器底部有压力,因而液体有向_____的压强,图表明,液体对容器具有向_____压强,从水喷出的缓急、远近情况可以知道,压强随_____而增大.
17.2025年我国北极深潜科考中,“蛟龙”号在冰下不同深度作业。当它从1000米下潜至3000米,海水密度不变,压强变为原来的_______倍;潜水器携带的U形管压强计,液面高度差会_______;这是因为液体压强随_______的增加而增大。
18.2026年国际联合深海科考中,探测到9000米深处的甲烷储库。该深度处的海水压强极大,这是因为液体压强与_______和_______有关;若将某物体从海面放入该深度,其受到的液体压强将_______(忽略海水密度变化)。
19.古语“大船漏水,有进无出”蕴含液体压强知识:船破后,船外水的压强_______船内水的压强,水被压入船内;直到船内外液面_______,压强相等时水流停止;该现象说明液体压强随_______的增加而增大。
20.“飞流直下三千尺”描绘了瀑布的壮观景象,水流下落过程中,深度逐渐_______,水的压强_______;若瀑布水流密度不变,其压强变化可用公式_______描述。
21.古代护城河“深丈余”以抵御外敌,河面下1米与3米处的城墙,受到水的压强之比为_______;这是因为同种液体中,压强与_______成正比;该规律的前提是_______不变。
22.小明在矿泉水瓶壁不同高度扎孔,倒入水后,最下方的小孔喷水最远。这一现象说明液体压强随_______的增加而_______;若将水换成等深度的盐水,喷水距离将_______,因为盐水密度更大。
23.实验室用连通器做实验,向U形管中注入水,静止后两侧液面_______;若在一侧加入少量盐水,液面将_______,直到两侧液体压强_______;该实验验证了连通器原理。
24.小丽用烧杯、水和压强计探究:保持探头深度不变,将水换成密度更小的酒精,U形管液面高度差_______;这说明深度相同时,液体_______越小,压强越小;实验中控制深度不变,目的是探究压强与_______的关系。
25.质量为100 g、底面积为20 cm2的薄壁容器中盛有500 g水,将容器放置在水平地面上,如图所示,A点压强________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点压强;水对容器底部的压强为2×103 Pa,则容器内水深h为________ cm,液体对容器底部的压力为________N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(三).解答题
26.如图所示,重为20N的容器放在水平桌面上,容器的底面积S=2×10﹣2m2 , 高h=0.4m,当容器装满水时,容器对水平桌面的压强为4×103Pa,(ρ水=1.0×103kg/m3)求:
(1)如图所示,水对容器底的压强多大?
(2)容器中水受到的重力多大?
27.如图所示,放在水平桌面上的容器,重10 N,侧壁上有一开口弯管,弯管内的液面高度h1=0.08 m,其顶部和底部的面积均为0.025 m2,顶部到底部的高度h2=0.06 m,容器中的液体重20 N,密度为1.2×103 kg/m3。求:(g取10 N/kg)
(1)液体对容器底部的压强。
(2)液体对容器底部的压力。
(3)容器对桌面的压强。
28.如图是小阳在使用同一支压强计探究液体内部压强过程中的一个情景。请你仔细观察图,并回答下列问题:
(1)甲、乙两次测得的压强分别是p甲和p乙, p甲________p乙(选填 “大于”、“等于”或“小于”)。你的依据是________;
(2)如果A、B两烧杯中的液体都是水,根据实验,可以得到的初步结论是:水的内部压强与______有关。
29.下表是小莉同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况。
(1)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而____,比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的___有关;
(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应控制的量有______和______ ,要改变的是______;
序号
液体
深度h(mm)
压强计
左液面h(mm)
右液面h(mm)
液面高度差h(mm)
1
水
30
186
214
28
2
60
171
229
58
3
90
158
242
84
4
盐水
90
154
246
92
(3)小莉同学在学了液体压强公式后,用公式对以上实验的数据进行分析计算(g=10N/kg),得出金属盒在30mm深处水的压强是____Pa,而从压强计测出的压强为______Pa,由此她发现按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值,你认为造成的原因是_____。
30.阅读短文,回答问题。
诗词中的物理智慧与学生实践探索
南朝诗人沈约在《新安江至清浅深见底贻京邑同好》中写道:“千仞乔树写,百丈游鱼见”,描绘了新安江虽深达百丈,却能清晰看见游鱼的清澈景象。而明代九皋声公的“水浑不见底”,则呈现了江水浑浊时难窥底部的画面。这两种景象背后,隐藏着液体压强的科学原理——无论江水清澈或浑浊,其压强均与深度和密度密切相关。
杭州市丁兰实验中学的同学们将这一物理知识融入实践,开展了“液体压强称猪”的项目化学习活动 。同学们设计的“水囊称量仪”利用了液体压强与压力的关系:先测出水囊上表面积S,将空猪笼放在水囊上标记液面高度h1,再放入黑猪后标记液面高度h2。根据液体压强公式推导,黑猪的质量M猪=ρ水(h2-h1)S。实验中,同学们发现清水过于透明,不利于记录液面变化,便在水中加入红墨水优化观察效果。最终,他们用30分钟完成测量,计算结果为134.75公斤,与实际体重误差仅1.75公斤,成功将抽象的物理公式转化为实用的测量工具。
(1)新安江“百丈游鱼见”,即使水深百丈,液体压强仍由_______和_______两个因素决定(选填“深度”“密度”“透明度”或“质量”)。
(2)下列与“水浑不见底”中江水压强特点相符的是( )
A. 浑浊导致压强增大 B. 深度越大,压强越大
C. 透明度影响压强大小 D. 压强与液体浑浊度成正比
(3)同学们在清水中加入红墨水,目的是便于观察_______变化,该变化反映了水囊受到的_______发生改变(选填“液面高度”“液体密度”“压强”或“质量”)。
(4)若实验中水的密度不变,当黑猪放入水囊后,液面高度差(h_2-h_1)增大,说明水囊受到的液体压强( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 与高度差无关
(5)若换用密度更大的盐水做“称猪”实验,在黑猪质量不变的情况下,液面高度差(h_2-h_1)将( )
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断
六.课后作业
(一)完成知识清单
1.液体具有_______和受到_______,因此液体内部向各个方向都存在压强。
2.探究液体压强的常用工具是_______,其工作原理是通过U形管两侧_______的大小反映橡皮膜所受压强的大小,运用了_______法。
3.用U形管压强计探究时,保持液体密度和深度不变,改变探头方向,液面高度差不变,说明液体内部同一深度向_______方向的压强相等。
4.同种液体中,深度越_______,液体压强越大;同一深度下,液体_______越大,压强越大。
5.液体压强的计算公式为_______,其中ρ表示液体的_______,单位是kg/m³;h表示液面到被测点的_______距离,单位是m;g取_______N/kg。
6.根据液体压强公式可知,液体压强只与_______和_______有关,与液体的质量、体积、容器形状等_______(选填“有关”或“无关”)。
7.“帕斯卡裂桶实验”表明,液体压强与液体的_______密切相关,与液体的_______无关,即使少量液体,只要深度足够大,也能产生很大压强。
8.修建水坝时设计成“上窄下宽”的形状,是因为液体压强随_______的增加而增大,坝体下部需要承受更大的_______。
9.潜水员在深海作业时需要穿戴抗压潜水服,这是因为深海处液体_______极大,而压强的大小与潜水员的_______无关。
10.连通器的定义是上端_______、下端_______的容器,其特点是装同种液体且液体_______时,各容器液面保持相平。
11.生活中常见的连通器应用有_______、_______、船闸等。
12.船闸的工作过程利用了_______原理,通过控制阀门使闸室分别与上游、下游构成连通器,让液面_______后再开启闸门,使船只顺利通过。
13.柱形容器中,液体对容器底部的压力_______液体自身的重力;口大底小的容器中,液体对容器底部的压力_______液体自身的重力(均选填“大于”“等于”或“小于”)。
14.液体对容器侧壁的压强随深度的增加而_______,这一特点解释了为什么容器侧壁的孔越低,向外喷水的距离越_______。
15.验证“液体压强与密度有关”的实验中,需控制_______不变,改变液体的_______,观察U形管液面高度差的变化,运用了_______法。
(二)强化训练
一.选择题
1.2025年国际赛事中,运动员使用的水下供氧设备需承受一定液体压强。若运动员下潜深度从10m增加到20m(水的密度不变),则设备受到的液体压强( )
A. 变为原来的2倍 B. 变为原来的4倍 C. 保持不变 D. 变为原来的1/2
2.2026年我国首艘深水探测船下水,船底在深海处受到的液体压强极大。下列关于深海液体压强的说法,正确的是( )
A. 只与海水的密度有关 B. 只与探测船的深度有关
C. 与海水密度和深度都有关 D. 与海水体积和容器形状有关
3.“飞流直下三千尺”描述了瀑布的壮观景象,瀑布下落过程中,水的压强随深度变化的规律是( )
A. 深度越大,压强越小 B. 深度越大,压强越大
C. 压强与深度无关 D. 压强随深度先增大后减小
4.古代护城河为防御工事,河面下3m处的城墙受到水的压强。若护城河换水后密度变为原来的1.1倍,深度不变,则压强变为原来的( )
A. 1.1倍 B. 3倍 C. 1/1.1倍 D. 不变
5. 装满水的容器侧壁上开有三个孔,水从小孔中流出,图中描述正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,关于a、b、c、d四点所受液体压强的说法中正确的是( )
A. a点的压强最大 B. b点的压强最大 C. c点压强最大 D. d点的压强最大
7.如图所示,底面积相同的甲、乙两容器,装有高度、质量均相同的不同液体,则它们对容器底部压强的大小关系正确的是( )
A. p甲>p乙 B. p甲<p乙 C. p甲=p乙 D. 条件不足,无法判断
8.如图所示,将盛有适量水的试管由倾斜位置A缓慢移至竖直位置B(水不溢出)。在此过程中,水对试管底部的压强( )
A.变大 B.变小 C.先变小后变大 D.先变大后变小
9.如图连通器装入水,在左边放一木球浮在水面上,当放入木球后,下列分析正确的是( )
A. 左右两边水面一样高 B. 左边水面高于右边水面
C. 左边水面低于右边水面 D. 以上分析都不对
10.如图,往浴缸中匀速注水直至注满,下列表示此过程中浴缸底部受到水的压强随时间变化的曲线,其中合理的是( )
A. B. C. D.
11.如图所示,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相同的容器,若容器中都装入等质量的水(水不溢出),三个容器底部受到水的压强( )
A. 甲最大 B. 乙最大 C. 丙最大 D. 一样大
12. 如图设备没有利用连通器原理的是( )
A. 水壶 B. 船闸 C. 活塞式抽水机 D. 下水道存水管
13. 课堂上老师演示“帕斯卡裂桶实验”:在密闭水桶上插入细管,向细管灌水后水桶被压裂。这是因为细管中水柱( )
A. 质量大,重力大 B. 深度大,压强大 C. 密度大,压强大 D. 体积大,压力大
14. 小明用烧杯、水、盐水探究液体压强,下列实验操作能验证“液体压强与密度有关”的是( )
A. 同一深度,不同方向的探头测量水的压强 B. 不同深度测量水的压强
C. 同一深度,分别测量水和盐水的压强 D. 不同深度测量盐水的压强
15. 小丽在实验室测量液体压强时,误将探头放入液体中倾斜,测量结果与竖直放置时相比( )
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定
二.填空题
16.2026年“奋斗者”号载人潜水器下潜次数预计突破2000次,其耐压壳体需抵御深海高压。根据液体压强公式p=ρgh,当潜水器下潜深度增大时,海水对壳体的压强将_______;若下潜深度不变,海水密度略增大,压强将_______;该压强与潜水器的壳体形状_______。
27.2025年长江设计集团研发的水下机器人为大坝做“体检”,机器人在大坝水下不同深度探测时发现:同种水的深度越大,压强越_______;在同一深度探测大坝不同朝向的壁面,压强_______;该现象验证了液体内部同一深度向_______方向的压强相等。
18.2026年“海洋地质六号”科考船赴太平洋科考,船底在深海处受到巨大压强。若科考船从浅海驶入深海,海水密度不变,船底深度增大,压强将_______;若在同一深度探测不同海域,发现某海域海水密度更大,则该海域船底受到的压强更_______;这一规律可用公式_______表示。
19.古诗“清泉石上流”中,忽略水流速度,石头下方较深位置的压强比浅处_______;这是因为液体压强与_______有关;若泉水密度变为原来的1.05倍,深度不变,压强变为原来的_______倍。
20.古代酿酒用的酒壶是连通器,壶身与壶嘴液面始终_______;这是因为连通器内同种液体静止时,各部分液面受到的_______相等;若向壶内加水,液面上升过程中,壶底受到的压强将_______。
21.小明用U形管压强计探究液体压强:将探头放入水中某深度,转动探头不同方向,U形管液面高度差_______,说明同一深度液体向_______方向压强相等;若增大探头深度,高度差_______,验证压强随深度增大而增大。
22.课堂上“帕斯卡裂桶实验”中,向细管内灌水,水桶被压裂。这是因为细管中水柱_______大,导致水对桶壁的_______极大;该实验说明液体压强与_______有关,与液体质量无关。
23.小红用不同液体做实验:在相同容器中倒入等深度的水和盐水,容器底部受到的压强关系为:水_______盐水;这是因为深度相同时,液体_______越大,压强越大;若将盐水换成酒精,深度不变,压强将_______。
24.学生分组实验中,将压强计探头放入水中,深度从5cm增加到15cm,液体密度不变,压强变为原来的_______倍;实验中需控制探头方向不变,运用了_______法;该实验验证了液体压强与_______的关系。
25.如图甲所示,密闭的容器中装有一定量的水,静止在水平桌面上,容器内水面到容器底的距离为6 cm,则水对容器底的压强为________ Pa;若把该容器倒放在该桌面上,如图乙所示,那么水对容器底的压强将________,容器对水平桌面的压强将________(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10 N/kg)
三.解答题
26.某同学在家跟爸爸聊天,谈到学习了压强的知识,会计算固体和液体的压强。爸爸指着放在水平桌面上的水杯说:“那你算一算水对杯底的压强和水杯对桌面的压强吧!”于是他先用家用电子秤称出杯子跟水的总质量为660 g,又用刻度尺测出杯子里面外的深度为8 cm,测出杯子底的直径后算出杯底面积为6.0×10-3 m2。已知水的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。请你也根据这些数据计算一下:
(1)水对杯底的压强。
(2)水杯对桌面的压强。
27.如图所示,一个容器中盛有水,容器下部的横截面积是50 cm2,上部的横截面积是10 cm2,水深h是40 cm,A点到容器底的高度是h1是10 cm。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)A点受到水的压强是多少?
(2)水对容器底的压力有多大?
(3)若再向容器中倒入0.1 kg的水且不溢出,则此时水对容器底的压强增大多少?
28.在“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中,某同学用两端开口的玻璃管、橡皮膜、盛水容器、薄塑料片、烧杯等进行实验.在玻璃管一端扎一块橡皮膜,将玻璃管扎膜端竖直插入盛水容器和盛盐水容器中,分别如图1(a)(b)(c)所示,回答下列问题.
(1)分析图1(a)和(b)两图中的现象,可得出的初步结论是:同种液体内部_______________.
(2)分析图1_______________两图中的现象,可得出的初步结论是:深度相同的液体密度越大,液体的内部压强越大.
(3)进一步实验可得出液体内部压强的公式为___________________.
(4)在定量探究液体内部压强与深度的关系时,该同学用一块比管口稍大的薄塑料片堵在玻璃管的下端后竖直插入水槽中,松开手指后,如果顺着管壁从上端开口处向管内缓缓注入密度比水小很多的液体,如图2所示.当管内外的液面相平时,薄塑料片__________________.
29. 为了探究液体压强与哪些因素有关,小红同学提出了一些猜想,并对猜想进行验证。
(1)下列A、B、C是小红同学提出的三个猜想,题中已经写出一个,请你帮小红写出另外两个:猜想A:液体的压强可能与液体的面积有关;猜想B:液体的压强可能与液体的______有关;猜想C:液体的压强可能与液体的______有关;
(2)如果影响液体的压强的因素有多个,要研究液体的压强与某个因素的关系,需要先控制其他几个因素不变,这在科学探究中被称作______ ;
(3)如图是小红同学设计的用U型管压强计研究影响液体压强因素的实验:
请你在认真观察每个实验的基础上,回答下列问题:
实验1是想验证______相同时,液体的压强与______的关系;
实验2是想验证______相同时,液体压强与______的关系;
实验3是想验证在同种液体中______相同时,液体向各个方向的压强都______。
30.阅读短文,回答问题。
深海探测中的液体压强奥秘——以“奋斗者”号科考为背景
2025年我国载人深潜事业再攀高峰,“奋斗者”号完成我国首次北极密集冰区载人深潜科考,将我国载人深潜从“全海深”拓展至“全海域” 。截至2025年底,“蛟龙”号、“深海勇士”号、“奋斗者”号三大载人潜水器累计下潜次数已达1746次,预计2026年将突破2000次。这些潜水器的耐压壳体需抵御深海极端高压,其设计核心离不开液体压强的物理规律。
在某次北极科考中,“奋斗者”号从冰面下500米处下潜至2000米处,期间海水密度可视为不变。潜水器携带的U形管压强计实时监测周围海水压强,随着下潜深度增加,压强计液面高度差持续变大。而在同一深度作业时,无论探测器朝向冰面、海底还是侧面,压强计的示数始终保持稳定。此外,科考团队发现,北极海域部分区域海水因盐度较高,密度略大于其他海域,在相同下潜深度下,这些区域的液体压强也相应更大,这对潜水器的耐压性能提出了更高要求。
(1)“奋斗者”号从500米下潜至2000米时,海水密度不变,受到的液体压强将_______,这是因为液体压强与_______成正比(均选填“增大”“减小”“不变”或“深度”“密度”)。
(2)潜水器在同一深度不同方向探测时,压强计示数不变,说明液体内部同一深度向( )
A. 竖直向下方向压强最大 B. 水平方向压强最大
C. 各个方向压强相等 D. 斜向方向压强最小
(3)北极高盐度海域与普通海域相比,在相同深度下液体压强更大,这验证了液体压强与_______有关,该因素越大,压强越_______(均选填“深度”“密度”“增大”或“减小”)。
(4)下列关于潜水器耐压壳体设计的依据,正确的是( )
A. 液体压强随深度增加而减小 B. 液体压强与液体质量有关
C. 液体压强与深度和密度都有关 D. 液体压强与容器形状有关
(5))若“奋斗者”号在1000米深度时受到的海水压强为1.03×107Pa,当它下潜至3000米深度(密度不变),受到的压强约为( )
A. 3.09×107Pa B. 2.06×107Pa C. 1.03×107Pa D. 4.12×107Pa
A选项正确。
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