第4节 液体压强(高效培优讲义)物理新教材沪科版(五四学制)八年级下册
2026-02-01
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2份
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69页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版(五四学制)八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第4节 液体压强 |
| 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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.98 MB |
| 发布时间 | 2026-02-01 |
| 更新时间 | 2026-02-01 |
| 作者 | 物理杨老师教研组 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-02-01 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56250777.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第4节 液体压强
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 实验:探究影响液体压强的因素 1
题型2 液体压强的特点及应用 9
题型3 液体压强的简单计算 15
题型4 比较液体在不同容器中对容器底部的压力和压强 20
题型5 连通器 26
【能力培优练】 30
【链接中考】 39
【重难题型讲解】
题型1 实验:探究影响液体压强的因素
实验:探究液体内部压强
(1)实验装置图:
(2)实验前,检查装置的气密性:用手按压探头上的橡皮膜,若液柱高度差变化小,说明气密性差。则应拆除软管重新安装。
(3)实验方法:
A.转换法:根据U形管两侧液面高度差来反映液体压强大小。
B.控制变量法:(结合上图分析)
a.探究液体压强与深度的关系时,控制探头在同种液体中的方向不变,改变探头在液体中的深度,观察U形管两侧的液面高度差。
b.探究液体压强与液体密度的关系时,控制探头在液体中的深度和方向不变,改变液体密度,观察U形管两侧的液面高度差。
c.控制其他条件不变,将水换成盐水,观察U形管两侧的液面高度差。
(4)多次实验:更换不同液体,多次实验,得出普遍规律。
【典例1-1】(24-25八年级下·安徽合肥·期末)为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,甲、乙两个实验小组分别采用如图所示装置,其中甲装置U形管内装有已染色的水,乙装置隔板两侧装有不同液体,实验装置经测试均可以正常使用。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,甲乙都是通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部压强的大小
B.甲图中改变橡皮膜朝向,U形管两侧液面高度差改变
C.甲图中仅将金属盒下移,U形管两侧液面高度差增大
D.乙图中隔板两侧更换液体,橡皮膜一定向左侧凸起
【答案】C
【详解】A.甲图是通过U形管中液面的高度差来判断液体压强的大小的;而乙图是通过观察橡皮膜的凹陷程度来判断两侧液体压强大小的,故A错误;
B.甲图中在同种液体同一深度处,改变橡皮膜朝向,U形管两端液面高度差不变,说明了液体内部同一深度朝各个方向的压强相等,故B错误;
C.甲图中仅将金属盒下移,金属盒所处深度增大,由可知金属盒受到的液体压强增大,U形管两侧液面高度差增大,故C正确;
D.图乙中,橡皮膜向左凸起,橡皮膜受到右侧液体的压强较大,由可知,右侧液体密度较大。更换液体后,由可知,若右侧液体密度小于左侧液体密度,则橡皮膜会向右凸起,故D错误。
故选C。
【典例1-2】(2025·陕西西安·模拟预测)如图-1,是探究液体内部压强的过程。
(1)从图-1甲的结构观察,U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;实验中,液体内部的压强大小可以用压强计U形管两侧液面的 来显示。
(2)在探究液体深度对液体内部压强大小的影响时,可以选择图-1 (选填“乙”“丙”或“丁”)所示的两次实验初步得出关系;观察现象,你认为拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)在探究液体密度对液体内部压强大小的影响时,应将金属盒的橡皮膜分别放在图-2 (选填字母)两个位置处进行实验。
(4)如图-3,竖放的1号、2号两根玻璃管底部口径相同,且两管下端所封橡皮膜材质、松紧程度等情况完全相同。在两管中分别装入12g和20g的水,薄膜鼓起的程度不同。据此小明猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。请帮小明选择恰当的步骤___________(选填字母)进行实验,对比1号、2号管橡皮膜的鼓起程度判断小明的猜想。(为便于对比,操作时两管底面始终在同一高度)
A.仅将2号管倾斜,直至水面与1号管水面相平
B.仅向1号管中加入适量水,直至两管水面相平
C.仅向1号管中加入8g水,使两管中水质量相等
D.将2号管中的水全部倒出后竖放,再装入盐水直至液面与1号管水面相平
【答案】(1) 不是 薄 高度差
(2) 乙、丁 上窄下宽
(3)b、c
(4)AB
【详解】(1)[1]压强计U形管左端是封闭的,不是连通器。
[2]探头上的橡皮膜用薄一些的较好,橡皮膜越薄,受到压强产生的形变越明显,效果越好。
[3]液体内部的压强大小无法直接观察得知,可以通过压强计U形管两侧液面的高度差来显示,这里采用的是转换法。
(2)[1]在探究液体深度对液体内部压强大小的影响时,应控制液体密度、橡皮膜朝向相同,改变液体深度,所以可以选择图-1中乙和丁所示的两次实验初步得出关系。
[2]由乙和丁两图可知,丁图中,橡皮膜所处的深度更深,U形管液面高度差越大,说明液体内部压强越大。所以为了减小液体对拦河大坝底部压强大小,需把拦河大坝做成上窄下宽的形状。
(3)在探究液体密度对液体内部压强大小的影响时,应控制金属盒的橡皮膜所在的深度相同,改变液体的密度,故选图-2b、c两个位置处进行实验。
(4)A.由于液体压强与液体深度有关,所以仅将2号管倾斜,直至水面与1号管水面相平,则液体深度相同,则两管下端所封橡皮膜鼓起程度相同,即液体压强相同,此时管中液体质量不同,所以液体的压强与管内液体的质量无关,故A符合题意;
B.仅向1号管中加入适量水,直至两管水面相平,则液体深度相同,则两管下端所封橡皮膜鼓起程度相同,即液体压强相同,由图可知,加水后管中液体的质量不同,所以液体的压强与管内液体的质量无关,故B符合题意;
C.仅向1号管中加入8g水,两管中水质量相等,因为没有改变水的质量,且此时两管中水深也不同(玻璃管的粗细不同),所以不能探究液体的压强与管内液体的质量的关系,故C不符合题意;
D.将2号管中的水全部倒出后竖放,再装入盐水直至液面与1号管水面相平,虽然控制了液体的深度相同,但没有控制液体密度相同,不符合控制变量法的要求,故D不符合题意。
故选AB。
【典例1-3】(2025·内蒙古·一模)如图甲所示,用压强计探究液体内部压强的特点。()
(1)实验中,将液体内部的压强大小用U形管两侧液面的 来表示。
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 的(选填“有色”或“无色”)。
(3)将探头放在如图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大。
(4)将探头放在图乙中液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差 (选填“<”、“=”或“>”),这是为了研究液体压强与液体的 关系。
(5)由以上实验可知图乙中液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置 。
(6)U形管压强计 连通器(填“属于”或“不属于”)。
【答案】(1)高度差
(2)有色
(3)深度
(4) > 密度
(5)D
(6)不属于
【详解】(1)压强计的工作原理是:橡皮膜受到压强时,U形管内两边液面出现高度差,两侧液面高度差反映了探头受到的压强大小,采用的是转换法,液体压强越大,两侧液面高度差也越大。
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用有色液体。
(3)将探头分别放在图乙所示的液体内部A、B位置,液体的密度相同,B位置的深度大,观察到U形管两侧液面的高度差,经过多次实验观察到同样的现象,根据转换法,这说明同种液体内部的压强随深度的增加而增大;
(4)[1][2]将探头放在图乙中所示液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差,在相同的深度时,探头在浓盐水时U形管两边液面的高度差增大了,即压强变大了,故结论为:在深度相同中,液体密度越大,压强越大,这是为了研究液体压强与液体密度关系。
(5)D点位于密度大,深度大的位置,故该点液体压强最大。
(6)上端开口,下端相连的容器叫连通器,U形管的一端不开口,故组装完好的压强计中的U形管不属于连通器。
跟踪训练1(2025·江西九江·模拟预测)肖峻和晓伟对液体的压强与哪些因素有关进行了研究:
(1)他们向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧的高度不相平,接下来应该 (选填序号)。
A.不影响,可以进行实验
B.拔出橡皮管重新安装
C.向右侧管注红墨水
(2)如图乙所示他将橡皮管的一端套在左侧的端口后,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“明显”或“不明显”),此时说明U形管气密性好。
(3)如图丙所示,他们解决问题后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及对应U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与 的关系。他们通过观察U形管左右两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,这里运用的物理研究方法是 法。
(4)如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是 。
(5)肖峻同学换用酒精、油和盐水,继续探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 相同。根据所学知识判断,使U形管左右两侧液面高度差最小的是 (选填字母符号)。
A.酒精 B.油 C.盐水
【答案】(1)B
(2)明显
(3) 液体深度 转换
(4)红墨水比水的密度大或橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力
(5) 深度 A
【详解】(1)图甲中液体不流动时,两侧的液面保持相平;若在使用压强计前发现U形管内水面有高度差,说明被封闭气体压强太大,对实验结果会造成影响,应拆除软管重新安装,故选B。
(2)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,U形管两边液注的高度差变化明显,则说明装置不漏气,气密性好。
(3)[1]如图丙所示,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及对应U形管左右两侧液面的高度差,由于液体的密度不变,只改变液体的深度,是为了探究液体压强与液体深度的关系。
[2]液体内部压强大小不易直接观察,实验中是通过U形管两侧液面高度差的大小来间接反映液体压强的大小,这是转换法。
(4)如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是红墨水比水的密度大或橡皮膜发生形变向内凹陷会抵消一部分压力。
(5)[1]为了探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法可知,需要控制探头在不同液体中的深度相同。
[2]探头在液体中的深度相同,根据可知,深度相同,液体的密度越大,压强越大,所以在盐水中的压强最大,U形管左右两侧液面的高度差最大,液体的密度越,小压强越小,所以在酒精中的压强最小,U形管左右两侧液面的高度差最小,故选A。
跟踪训练2(2025·陕西西安·模拟预测)在“探究影响液体压强大小的因素”实验中,小强做了如图(a)所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验前用手指按压形管压强计的橡皮膜,发现形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)图(a)甲、乙实验表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的 有关。
(3)他结合液体压强的知识,设计了测量盐水密度的方案,请你将以下实验步骤补充完整:
①如图(b)中的所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为。
②如图(b)中的所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为。
③盐水的密度表达式; (利用等表示)。
④按照此实验过程,所测盐水的密度偏 (选填“大”或“小”)。
【答案】(1)不漏气
(2)密度
(3) 小
【详解】(1)压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;将橡皮膜置于空气中,U形管两边的液面应该相平;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,则说明装置不漏气。
(2)如图中甲、乙实验,深度相同,U形管两侧液面高度差不同,这表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的密度有关。
(3)[1]如图中A所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为。此时水对橡皮膜的压强为
如图中B所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至 橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为。此时盐水对橡皮膜的压强为
因为橡皮膜水平,说明盐水与水产生的压强相等,即:
得盐水的密度表达式。
[2]按照此实验过程,由于图A中橡皮膜发生形变,造成测量的水深度即变小,故密度的测量值偏小。
题型2 液体压强的特点及应用
1.产生原因:液体受重力且具有流动性。
2.液体压强的测量: 压强计。
3.液体压强特点:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
(2)在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。
(3)液体的压强随深度的增加而增大。
(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
【典例2-1】如图所示,容器内A、B、C、D四处所受液体压强的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由可知,同种液体中,压强的大小与深度有关,深度越深,液体的压强越大;由图可知,,容器内四处所受液体压强的大小关系是,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【典例2-2】(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
【答案】D
【详解】A.三个烧杯相同,液体质量相等,由图可知液体体积,根据密度公式可知,,故A不符合题意;
B.液体对烧杯底部的压力等于液体的重力(柱形容器),三种液体质量相等,重力相等,因此三个烧杯底部受到的压力相同,烧杯底面积S相同,根据压强公式可得,液体对烧杯底部的压强,故B不符合题意;
C.烧杯对桌面的压力等于烧杯和液体的总重力,三个烧杯相同,烧杯受到的重力相同,液体质量相等,受到的重力相同,因此三个烧杯的总重力相等,烧杯对桌面的压力,故C不符合题意;
D.x、y、z三点距杯底等高,,根据液体压强公式得,x、y、z三点以下液体对烧杯底部产生的压强,x、y、z三点以上液体的压强为、、,液体对烧杯底部的压强,液体对烧杯底部的压强
x、y、z三点液体的压强,故D符合题意。
故选D。
【典例2-3】如图所示,一部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa、若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.35kg B.0.44kg C.0.40kg D.0.6kg
【答案】C
【详解】正放时,水柱为标准的圆柱体,根据此时水对瓶底的压强为900Pa,根据求得水柱高度
水的质量为0.3kg,由此可知每0.1kg水占圆柱体部分3cm高度。将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa,根据求得水深度
瓶子总高20cm,上方空心部分高度6cm,装满水需要0.2kg,由此可知整个瓶子装满水的质量为0.5kg,瓶子的容积
若该玻璃瓶内装满密度为的酒精,则酒精的质量为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
跟踪训练1如下列图片所示,将三瓶质量相同的矿泉水,分别全部倒入三个质量和底面积相同、形状不同的平底玻璃杯中,水没有溢出,则( )
A.图甲中电子秤的示数最小 B.三幅图中电子秤的示数相同
C.图丙中水对杯底的压力最小 D.三幅图中水对杯底的压强相同
【答案】B
【详解】AB.三个杯子的质量相同,水的质量相同,所以三幅图中电子秤的示数相同,故A不符合题意,B符合题意;
C.图丙中水的深度最大,水对杯底的压强最大,根据可知,水对杯底的压力最大,故C不符合题意;
D.水的体积相同,图丙中水的深度最大,根据压强公式可知,图丙中水对杯底的压强最大,故D不符合题意。
故选B。
跟踪训练2 (24-25九年级上·上海浦东新·月考)如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,有两个相同的金属球分别浸没在A、B液体中,此时,液体对容器底的压强相等。现取出容器中的金属小球,则A、B液体对容器底部压强的变化量P、PB和两容器对地面的压力FA、FB的关系是( )
A.PA>PB FA>FB
B.PA<PB FA>FB
C.PA<PB FA<FB
D.PA>PB FA<FB
【答案】D
【详解】因为相同的金属球分别浸没在A、B液体中,液体对容器底的压强相等,则,即
由图可知,,则
取出金属球后,减小了相同的体积,由于A的底面积较小,所以A容器中液体下降的深度较大,即
由公式可知,A容器中减少的压强大于B容器中减少的压强,即
取出金属球后,容器底部所受液体的压强
由图可知,,由可知,两个容器中液体对容器底部的压力
又因为薄壁轻质柱形容器(容器自身重力不计),所以此时容器内部液体的重力,
则两个容器对地面的压力关系为,故D正确,ABC错误。
故选D。
跟踪训练3 如图所示,将量杯放在水平地面上,向杯中匀速注水直至注满。杯对地面的压强为,水对杯底部的压强为,下列压强随时间变化图像正确的是( )
A.只有① B.只有④ C.①和③ D.①和④
【答案】B
【详解】水的重力与注水时间成正比,由于杯子的自重不变,总重力与注水时间应是一次函数关系,而不是正比例函数关系,也就是图像应不经过原点,故①②错误;水对杯底的压强 ,其中 h 是水深,由于量杯上口大、下口小(截面积由下向上变大),在匀速注水时,水位上升初期较快,后期较慢,h 随时间的增长并不像直筒那样严格线性,故 p2随时间的增长曲线先陡后缓,对应图 ④;故B正确,ACD错误。
故选B。
跟踪训练4(24-25八年级下·甘肃平凉·期末)小庄同学在一个空的药瓶瓶口扎上橡皮膜,将其竖直地浸入不同液体中,一次瓶口朝上,另一次瓶口朝下,如图所示,两容器完全相同且液面相平,这两次药瓶在液体中的位置和橡皮膜的凹陷程度均相同。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中,药瓶受到的浮力大小相等
B.甲、乙两图中,容器对桌面的压强相等
C.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
D.乙容器中橡皮膜受到的压强大于甲容器中橡皮膜受到的压强
【答案】C
【详解】CD.两次药瓶在液体中的橡皮膜的凹陷程度相同,表明橡皮膜所受到的液体压强大小相等,由公式可知,甲图中橡皮膜所处的深度小于乙图中橡皮膜所处的深度,所以甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度,故C正确,D错误。
A.药瓶在两种液体中都完全浸没,排开液体的体积相同,由选项C的解析可知,甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度,根据公式,则甲容器中药瓶受到的浮力大,故A错误;
B.容器对桌面的压力等于容器、液体和药瓶的总重力,因为两个容器和药瓶完全相同,所以容器和药瓶的重力相等,液体的重力
两容器液面相平,即两种液体的体积是相同的,由于甲液体的密度大于乙液体的密度,则,因此甲容器对桌面的总压力大于乙容器对桌面的总压力,根据压强公式可知,两容器底面积相同时,甲容器对桌面的压强大于乙容器对桌面的压强,故B错误;
故选C。
题型3 液体压强的简单计算
1.液体压强公式:p=ρgh
物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m 。
2.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。
3.液体深度:h指从液面往下测量到某点的竖直距离。
4.公式:p=ρgh只适用求液体压强。
5.计算液体对容器底的压力和压强问题:
(1)首先确定压强p=ρgh。
(2)其次确定压力F=pS
(3)特殊情况:对于等粗的柱形容器,可先求F,再求p=F/S。
【典例3-1】(25-26九年级上·陕西渭南·月考)如图所示,是我国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者”号,在继续下潜的过程中,“奋斗者”号受到海水的压强 (选填“逐渐变大”“不变”或“逐渐变小”);当下潜的深度为10000m时,“奋斗者”号的观察窗受到海水的压力为 N。(,g取)
【答案】 逐渐变大
【详解】[1]]根据液体压强公式,在“奋斗者”号继续下潜的过程中,海水密度不变,不变,深度逐渐增大,所以,“奋斗者”号受到海水的压强逐渐变大。
[2]根据液体压强公式,下潜的深度为10000m处的压强为
然后根据压强公式,观察窗受到的压力为
【典例3-2】(2025·安徽蚌埠·三模)如图所示,一个下半部分为圆柱形的薄壁玻璃瓶,深度为,内封闭有质量为的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为,则该玻璃瓶的容积为 。(已知水的密度为)
【答案】500
【详解】根据可得,水的体积
正放时,根据可得,水的深度
根据得,玻璃瓶的底面积
倒放时水的深度
倒放时无水部分的高度
无水部分的体积
玻璃瓶的容积
【典例3-3】(25-26九年级上·上海黄浦·期末)小明利用双休日清理家中的鱼缸。长方体鱼缸尺寸规格如图所示,质量为6kg。小明将鱼缸和人造不吸水假山石清洗干净后,放置在水平桌面上。他先向鱼缸中注入深度为25cm的水,再将密度为水密度1.5倍的假山石轻轻浸没在水中并放置在缸内,此时鱼缸对桌面的压强和水对鱼缸底部的压强同时达到了各自的最大值,分别记作、。(鱼缸壁及底部厚度忽略不计)求:
(1)放入假山石前水对鱼缸底部的压强p水;
(2)鱼缸对桌面的最大压强和水对鱼缸底部的最大压强之比:;
【答案】(1)
放入假山石前水对鱼缸底部的压强为2500Pa。
(2)
鱼缸对桌面的最大压强和水对鱼缸底部的最大压强之比为5:4。
【详解】(1)已知放入假山石前,鱼缸中水的深度
根据液体压强公式
水对鱼缸底部的压强为
(2)假山放入后,水上升至鱼缸最大高度
水对鱼缸底部的最大压强
鱼缸底面积
水面上升的体积等于假山的体积
假山的质量
水的质量
压力等于总重力为
鱼缸对桌面的最大压强
压强之比
跟踪训练1(25-26九年级上·上海·期末)小明家有一个底面积为、高的薄壁柱形鱼缸,内盛有深的水。小明想在鱼缸中放入一些彩色的玻璃珠用于装饰(如图所示),于是他购买了的玻璃珠若干(,)。
(1)若玻璃珠的密度为,求玻璃珠的总体积;
(2)求未放入玻璃珠时,水对鱼缸底部的压强;
(3)因鱼缸最高处安装有某电子检测设备,需预留的空间,若小明将玻璃珠全部放入鱼缸,水面的高度是否符合要求?
【答案】(1)
(2)
(3)符合要求
【详解】(1)玻璃珠的总体积
(2)未放入玻璃珠时,水对鱼缸底部的压强
(3)若小明将玻璃珠全部放入鱼缸,水面上升的高度为
则放入玻璃珠后,水面到鱼缸顶部的距离为
所以水面的高度符合要求。
跟踪训练2某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,,g取,水龙头处于关闭状态。
(1)a处所受水的压强是多少?
(2)已知水龙头的内部截面积为,则c处水龙头受到水的压力是多少?
【答案】(1)
(2)52N
【详解】(1)根据题意,a点所处的深度为
a处所受水的压强为
(2)根据题意,c点所处的深度为
c处所受水的压强为
c处水龙头受到水的压力为
题型4 比较液体在不同容器中对容器底部的压力和压强
液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
(1)容器上大下小(如下图甲)
①关系:G液>F压
②原因:容器壁是向上倾斜的,承担了液体部分重力,使液体产生的向下的力没有全部作用在容器底部。
③由知,容器底受到的压力等于以容器底为底面积,以液体深度为高的柱体内的液体重力(如上图乙)。
(2)容器上小下大(如下图甲)
①关系:G液<F压
②原因:容器壁是向下倾斜的,容器壁对液体产生向下的压力,使除液体的重力全部作用在容器底外,还受到容器壁的压力。
③由知,容器底受到的压力等于以容器底为底面积,以液体深度为高的柱体内的液体重力(如上图乙)。
(3)柱形容器
①G液=F压
②原因:容器壁是竖直的,容器壁对液体的压力是水平方向,没有竖直方向的作用效果,对容器底部的压力没有影响,液体的重力刚好全部作用在容器的底部。
③由知,容器底受到的压力等于以容器底为底面积,以液体深度为高的柱体内的液体重力(如上图乙)。
【典例4-1】如图所示,有三个不同形状的容器A、B、C,它们的底面积相同,都盛有同一种液体并且液面在同一高度。若不计容器所受的重力,则下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压强和压力都相同
B.容器对桌面的压强相同,压力不同
C.液体对容器底部的压强和压力都相同
D.液体对容器底部的压强相同,压力不同
【答案】C
【详解】AB.由题意可知,A容器内液体体积最大,C容器内液体体积最小。由于是同种液体,根据可得,三个容器中液体的质量大小关系为
根据可得,三个容器中液体的重力大小关系为
若不计容器所受的重力,容器对桌面的压力等于液体的重力,所以容器对桌面的压力大小关系为
根据,三个容器底面积相同,则三个容器对桌面的压强大小关系为
故AB错误;
CD.由题意知三个容器内装同种液体,液体密度相同,且液面在同一高度。根据可得,液体对容器底的压强相同。根据,由于液体对容器底的压强相同,容器的底面积相同,所以液体对容器底的压力相同。故C正确,D错误。
故选C。
【典例4-2】如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大 B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大 D.p变小,F不变,p′变大
【答案】C
【详解】由于瓶内水不满,而瓶子上细下粗,所以倒过来时水的深度变大,由p=ρgh可知,液体对瓶盖的压强变大,即p变大;甲中水对容器底部的压力和液体的重力相等,乙中上粗下细,水对容器底部的压力小于水的重力,所以F变小;瓶对桌面的压力等于瓶和里面水的总重力,无论瓶口朝上还是朝下,它们的重力不变,所以对桌面的压力也不变,而倒过来后受力面积变小,所以,由可知,瓶子对桌面的压强变大,即p′变大;故C正确,ABD错误。
故选C。
【典例4-3】(24-25八年级下·吉林长春·期末)如图所示容器,若装入相同质量的酒精,酒精对容器底部的压力( )
A.一样大 B.A最大 C.B最大 D.C最大
【答案】B
【详解】三个容器装入相同质量的酒精,即酒精的重力G相同,A容器上窄下宽,容器侧壁会对酒精有向下的压力,传递到底部会使酒精对容器底部的压力;B容器是圆柱形,酒精对容器底部的压力,即酒精对容器底部的压力等于自身重力;C容器上宽下窄,容器侧壁会承担一部分酒精的重力,底部受到的压力变小,会使酒精对容器底部的压力;因此,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
跟踪训练1(24-25八年级下·广西北海·月考)如图所示,三个质量、底面积相同,但形状不同的容器放在水 平桌面上,容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.甲最大 B.乙最小 C.丙最大 D.一样大
【答案】A
【详解】容器对桌面的压强,已知容器质量、底面积S相同,且p相等,因此容器对桌面的压力相等。容器对桌面的压力,容器质量相同,相等,因此三种液体的重力相等,即液体质量相等。由图可知,三种液体的液面在同一水平面,但容器形状不同:如图可得三种液体的体积关系
由密度公式,可知已知液体质量m相等,V越小,密度ρ越大,即
液体对容器底的压强用公式,已知三种液体的液面深度h相同,且,因此三种液体对容器底的压强,即甲液体对容器底的压强最大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
跟踪训练2(24-25九年级上·上海浦东新·月考)如图所示,两薄壁容器的底面积相同,容器的质量也相同。两容器中盛有等高等质量的不同液体,若都倒掉相同体积的液体后,容器对桌面的压力FA FB,容器对桌面的压强pA pB,A容器中液体对A容器底的压强的变化量 B容器中液体对B容器底的压强的变化量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】 大于 大于 小于
【详解】[1]两容器的底面积相同,容器中两液体的高度相同,由图可知,A容器开口越来越大,即A容器内液体的体积大于B容器内液体的体积,容器中两液体的质量相同,根据可知,A容器内液体的密度小于B容器内液体的密度,即。容器对桌面的压力等于容器和内部液体的总重力,倒掉相同体积的液体,根据可知,倒掉液体的质量关系为,则容器内剩余液体的质量大小关系是,根据可知,此时容器对桌面的压力
[2]两容器的底面积S相同,,根据可知,
[3]倒掉相同体积,A容器开口宽,则两液面下降的高度关系是,且,由可知,,即液体对A容器底的压强的变化量小于B容器中液体对B容器底的压强的变化量。
跟踪训练3(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,装有液体的轻质密闭圆台形容器放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则容器对水平地面的压强将 ,液体对容器底部的压强将 (两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 变大 变大
【详解】[1]倒置前后,容器和液体对水平地面的压力大小不变,但倒置后容器与地面的接触面积变小了,根据固体压强公式,当压力不变时,受力面积变小,压力的作用效果更明显,压强变大。
[2]倒置后液体的深度h会变大,根据液体压强公式,液体密度不变,深度h变大,所以液体对容器底部的压强变大。
题型5 连通器
1.定义:上端开口,下部相连通的容器。
2.原理:连通器里装同种液体且液体不流动时,各容器的液面总保持相平。
3.应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、过路涵洞、排水管的“反水弯”、船闸等都是根据连通器原理来工作的。
【典例5-1】(24-25八年级下·湖南长沙·期末)下列事例中,属于利用连通器原理工作的是( )
A.密度计 B.吸尘器
C.杆秤 D.茶壶
【答案】D
【详解】A.密度计利用的是物体的浮沉条件,依靠浮力来测量液体密度,故A不符合题意;
B.利用的是流体压强与流速的关系,通过内部气流流速快、压强小,将外部空气和灰尘吸入,和连通器原理无关,故B不符合题意;
C.杆秤利用的是杠杆的平衡原理,不属于连通器的应用,故C不符合题意;
D.茶壶壶身和壶嘴底部相连通,液面始终保持相平,符合连通器“上端开口、底部相连通的容器,各部分液面保持相平”的原理,故D符合题意。
故选D。
【典例5-2】(24-25八年级下·江苏扬州·月考)如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中错误的是( )
A.地漏的存水杯装满水时是连通器
B.当存水杯装满水时,地面上的水仍能流进下水道
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内
D.为了防止异味气体进入室内,存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2
【答案】D
【详解】A.根据地漏的结构图可知,存水杯上端开口,底部连通,属于连通器,故A正确,不符合题意;
BC.由连通器原理可知,隔离板的作用是:当存水杯装满水时,地面上的水可以流进下水管,隔离垃圾进入下水管和下水道“异味”进入室内,故BC正确,不符合题意。
D.根据地漏的结构图可知,左右两个容器连通,上端开口,当水不再流动时,水面保持相平,所以了防止“异味”进入室内,水面能到达的最低高度是位置3的高度,最高高度是3的高度,故D错误,符合题意。
故选D。
【典例5-3】(24-25八年级下·山东潍坊·期中)下列生活实例中,属于连通器的是( )
A.U形管液体压强计 B.自动供水装置
C.自制气压计 D.地漏
【答案】D
【详解】A.压强计的U形管连接探头的一端封闭,其工作原理是通过封闭端的气压变化引起液面差,不符合连通器的特征,故A不符合题意;
B.自动供水装置中倒置的瓶子上端封闭,不符合连通器上端开口,下部连通的特征,不属于连通器,故B不符合题意;
C.自制气压计瓶内液面上方空间封闭,不符合连通器特征,不属于连通器,故C不符合题意;
D.地漏的存水弯结构上端开口,底部连通。当水静止时,存水弯两侧液面相平,形成水封以防止臭气上升,符合连通器的工作原理,故D符合题意。
故选 D。
跟踪训练1(24-25八年级下·河南安阳·期中)连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器原理的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】D
【详解】连通器是指上端开口、底部互相连通的容器。连通器里装同一种液体且液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同的。
①喂水器:喂水器的几个容器上部开口,底部连通,当其中一个容器中的水减少时,其他容器中的水会补充过来,使各容器中的水位保持相平,利用了连通器原理。
②船闸:船闸是利用连通器原理工作的。闸室和上下游构成连通器,当船从上游驶向下游时,先打开上游闸门,使闸室和上游形成连通器,闸室水位上升与上游水位相平,船驶入闸室;然后关闭上游闸门,打开下游闸门,闸室和下游形成连通器,闸室水位下降与下游水位相平,船驶向下游,所以船闸利用了连通器原理。
③压强计:压强计的U形管一端是封闭的,并且U形管两侧的液面高度差是用来反映探头所受压强大小的,它不是上端开口、底部连通且利用液面高度相同这一特点的装置,没有利用连通器原理。
④下水弯管:下水弯管的形状类似“U”形,它的两端开口,底部连通,能保留一部分水,起到水封的作用,防止下水道中的异味、有害气体等进入室内,利用了连通器原理。
综上,利用连通器原理的是①②④,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
跟踪训练2小明用吸管将三个相同的空塑料瓶A、B、C的底部连接起来,组成如图所示的容器,其中A、C两瓶开口,瓶B拧紧瓶盖。此自制容器中,瓶A与瓶 (选填“B”或“C”)构成连通器。现将瓶C注满水,则A、B两瓶中的水面情况是 (选填“瓶A中的高”“瓶B中的高”或“相平”)。
【答案】 C 瓶A中的高
【详解】[1]此自制容器中,瓶A与瓶C上端开口、下部连通,瓶B上端不开口,所以瓶A与瓶C构成连通器;
[2]将瓶C注满水,根据连通器原理可知,A、C两瓶中的水面相平,瓶C中的水进入瓶B中并高出吸管管口后,瓶B上方的空间会被空气占据,所以瓶B中的水面会低于瓶A中的水面。
跟踪训练3(2025·云南西双版纳·一模)轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸的工作是利用了 原理;三峡大坝坝体建成上窄下宽的形状,这主要是因为液体压强随 的增加而变大。
【答案】 连通器 深度
【详解】[1]上端开口、底部连通的容器,当液体静止时,各容器中的液面保持相平。船闸通过多级闸室使水位逐级变化,正是利用了连通器原理。
[2]根据液体压强公式可知,压强随深度增加而增大,大坝底部需承受更大压强,所以建成上窄下宽的形状。
跟踪训练4(24-25九年级下·陕西西安·月考)如图所示,装修房子时,工人师傅在足够长且两端开口的透明软管中灌入适量水(水中无气泡),根据软管内两端液面在墙面上做标记点,这样做的目的是保证两点在 ,这根透明软管相当于一个 。
【答案】 同一水平面上 连通器
【详解】[1][2]由于透明软管中装有水,两管子两端开口,并且底端是相互连通的,符合连通器的结构特征,所以装水的软管相当于一个连通器;连通器中的同种液体静止时,液面是相平的,因此根据软管内两端液面在墙面上做标记点,这样做的目的是保证两点在同一水平面上。
跟踪训练5(24-25八年级下·河北石家庄·期中)连通器在生产和生活中有着广泛的应用,如图所示是轮船通过船闸的情景,此时闸室和 (选填“上游”或“下游”)河道构成连通器,生活中还用到连通器原理的例子有 。
【答案】 上游 见解析
【详解】[1]图中闸室和上游河道满足上端开口,底部相连,构成了连通器,此时各部分的液面是相平的。
[2]生活中利用连通器的有茶壶、洗漱池的存水管等。
【能力培优练】
1.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)如图所示,将两个注射器筒的活塞拔出,通过胶管将注射器连接起来,并在其中注入水,待其静止后两侧的水面相平,如图所示,该装置实际上是一个 。请你列举一个与该装置所涉及的物理知识相同的其他实例: 。
【答案】 连通器 茶壶
【详解】[1]该装置由两个上端开口、底部相连通的容器组成,符合连通器的结构特点,静止后两侧水面相平,是连通器原理的体现。
[2]茶壶的壶身与壶嘴上端开口、底部连通,静止时壶身与壶嘴内的水面相平,与该装置利用的连通器原理相同。
2.(24-25八年级下·广东韶关·期中)爱观察的小鸣发现洗手盆下方有如图所示的U形管道,当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 的,从而阻止下面的浊气上升,其利用了 原理。水库大坝设计成上窄下宽的形状,是因为水的深度越深,压强越 。
【答案】 相平 连通器 大
【详解】[1][2]洗脸池排水管设计的反水弯上部开口、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;
[3]因为液体的压强随深度的增加而增大,所以,为了使水坝底部能承受更大的水压,大坝应设计成上窄下宽的形状。
3.小清在游泳馆游泳时发现:站在齐胸深的水中感觉呼吸略微有些困难,越往深水区走,这种感觉越明显;在水中同一深度,旋转一圈,感受没有不同;他还发现,虽然都是齐胸深的水,在游泳池中和在海水中的感受也有所不同。
(1)下列是小清提出的三个猜想,请你根据上述发现帮他写出第一个:
猜想一:液体压强大小可能与 有关;
猜想二:液体压强大小可能与液体的密度有关;
猜想三:液体压强大小与方向是否有关。
(2)小清决定通过实验一探究竟。图甲是他周末在家利用带孔的矿泉水瓶作为实验器材设计的实验,瓶上各点代表小孔所在位置,为了验证自己的猜想三,他应选择瓶 (选填“①”或“②”)进行实验;
(3)周一返校后小清借来U形管压强计继续实验。组装器材时,有两块形状相同,厚薄不同的橡皮膜,将橡皮膜绑在两端开口的玻璃管一端,并加入相同深度的水,橡皮膜形变程度如图乙所示,为了能更好地反映压强的细微差别,小清应该选择橡皮膜 (选填“③”或“④”)。若安装U形管压强计时,没有按压橡皮膜前U形管两侧液面就存在一定的高度差,接下来的操作是 (选填下面的选项);
A. 向右侧支管内添加适量水 B.从右侧支管内抽出适量水
C.拆除软管重新安装 D.将压强计倾斜着使
(4)小清将U形管压强计的探头分别放入酒精、盐水和水中,在水中改变探头朝向和浸入深度,观察U形管两侧液面高度差,如图丙。为验证他的猜想二他应选择 组数据进行分析;
(5)实验结束后,同学们交流优化实验装置:为了防止在组装器材时U形管两端液面不平,在U形管同橡胶管的连接处可加装一个“三通接头”(如图丁),在用橡胶管连接U形管与探头时,在确保U形管内的水面相平后,为顺利完成实验,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态。
【答案】(1)深度;(2)②;(3) ③C;(4)b、c;(5)打开
【详解】(1)越往深水区走,呼吸感觉困难,说明受到的压强变大,由于海水密度相同,深度越大,因此猜想一是:液体压强大小可能与液体深度有关。
(2)为了验证自己的猜想三,即探究液体压强大小与方向是否有关,要保持深度和液体的密度相同,改变方向,他应选择②瓶进行实验。
(3)周一返校后小清借来U形管压强计继续实验。组装器材时,有两块形状相同,厚薄不同的橡皮膜,将橡皮膜绑在两端开口的玻璃管一端,并加入相同深度的水,两种橡皮膜上时形变程度如图乙所示,为了能更好地反映压强的细微差别,应选择形变程度明显的,小明应该选择橡皮膜③。
若还没有按压橡皮膜前U形管两侧液面就存在一定的高度差,可知两管气压不相等,接下来的操作是拆除软管重新安装,则两管气体与大气连通,液面就是相平的,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(4)探究液体压强与液体密度的关系,应控制液体深度相同,只改变液体密度,应选择b、c两组数据。
(5)为了保持内外气压平衡,U形管与探头连接时,阀门K应处于打开状态,以确保U形管内的水面相平。
4 小华用如图甲所示的实验装置“探究液体压强与哪些因素有关”。
(1)压强计是根据U形管两边液面的 来反映液体压强的大小;
(2)实验前,检查压强计的气密性时,用手指轻按压强计的橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差几乎不变,则该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)用安装好的压强计进行实验,将实验过程中得到的数据记录在下表中:
序号
液体
探头深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面
高度差/cm
1
水
5
朝上
2
水
5
朝下
3
水
5
朝侧面
4
水
10
朝侧面
5
水
15
朝侧面
6
酒精
15
朝侧面
请根据表中数据,回答下列问题:
①比较序号 三组数据,可得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等;
②比较序号3、4、5三组数据,可得出结论:同种液体的压强随深度的增加而 ;因此拦河大坝做得 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
③比较序号 两组数据,可得出结论:在同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
(4)小华又用图乙所示两端开口且粗细均匀、下端套上橡皮膜的玻璃管进行实验。他先将玻璃管竖直且缓慢地插入水中h1深度处,如图丙;再向玻璃管中加入某种液体,直到橡皮膜变平,如图丁,则玻璃管中液体的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
【答案】(1)高度差;(2)漏气;(3)1、2、3,增大,上窄下宽,5、6;(4)小于
【详解】(1)实验中液体压强的大小变化是通过比较U形管两侧液面高度差来反映,U形管两侧液面高度差越大,说明液体压强越大,这是用到了转换法的思想。
(2)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,则说明装置不漏气;用手指轻按压强计的橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差几乎不变,则压强计漏气。
(3)①研究同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系时,应控制液体密度和深度相同,改变金属盒的朝向,表中数据1、2、3符合要求;由表中数据可以看出同种液体同一深度时,U形管两侧的高度差都相等,由此得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。
②从表中数据3、4、5可以看出,同种液体,密度相同,深度不同,且随着深度的增加U形管两侧的高度差逐渐增大,由此得出的结论是:同种液体的压强随着深度的增大而增大。
因为同种液体中,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要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,由表中数据5、6的两组数据,液体深度相同,液体密度越大,压强计液面高度差越大,说明液体内部压强越大,可得到结论:深度相同时,液体密度越大,液体内部压强越大。
(4)先将玻璃管竖直且缓慢地插入水中h1深度处,如图丙,此时橡皮膜受到下方液体产生的向上的压强,向上凸起。由图丁知,由于橡皮膜变平,则此时烧杯中的水对橡皮膜向上的压强等于管内液体对橡皮膜向下的压强,且橡皮膜内外液体的深度大于水的深度,所以加入的液体密度小于水的密度。
5. 图(a)所示的装置叫做 ,此装置两边液面的 可表示液体内部压强的大小。进行如图(b)、(c)和(d)所示实验操作,是在探究液体内部的压强与 的关系;若要继续研究液体内部的压强与液体密度的关系,还需要准备 (选填“更多的水”或“酒精”)。
【答案】 U形管压强计 高度差 深度 酒精
【详解】由图可知,该装置为测量液体压强的U形管压强计。
该压强计的原理是通过比较装置两端的液面的高度差来比较液体压强的大小。
图(b)、(c)和(d)所示实验操作中,在同一液体中,改变了压强计金属盒的橡皮膜所在的深度,故是在探究液体内部的压强与深度的关系。
若要研究液体内部的压强与液体密度的关系,需要改变液体的密度,故需要准备与水密度不同的酒精进行实验。
6.学习“液体”压强时,老师展示了如图(甲)所示的实验,小明同学观察实验后,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。下课后小明将自己的结论告诉老师,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图(乙)所示进行实验,观察到sC<sD。试完成下列问题:
(1)如水对侧边C、D两点压强为pC和pD,则pC pD(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)在图(乙)中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,sC′、sD′分别是此时的最远距离,则sC′ sD′(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)判断小明同学的结论是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)用一句话写出你的判断依据(无需理由)是 。
【答案】(1)<;(2)>;(3)错误;(4)与第(2)小题中的实验事实不符
【详解】(1)液体压强随深度的增加而增大,由p=ρgh可知,当液体密度相同时,由hc<hD可知,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;根据下图木板与水流轨迹的交点知,此时C孔流出水的距离大,即sC'>sD'。
(3)由上述实验可知,保持其他条件不变,仅将木板向右移,只改变了小孔到地面的距离,发现对应小孔水喷出的最远距离发生了变化,由此可知∶水喷出的最远距离不仅与小孔在水中的深度有关,还与小孔到地面的距离有关。小明同学实验过程中,没有控制小孔到地面的距离,小孔到地面的距离是变化的,故不能通过喷出的距离显示压强的大小,不能探究压强与深度关系,因此小明同学的结论是错误的。
(4)通过第(2)步实验可知,小明得出的“深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大” 的结论与第(2)小题中的实验事实不符。
7.在研究容器中液体内部的压强跟液体的深度、液体密度之间的定量关系时,要想得到液面下某处的压强,可设想这里有一个水平放置的“平面”。如图所示,设液柱的高度为h,平面的面积为S,用压强公式就可以推导出该处的压强p=。若增大此“平面”的面积S( )
A.增大 B.减小
C.不变 D.无法判断
【答案】C
【详解】“平面”上方液柱体积
液柱质量
“平面”所受的压力
由液体压强公式可知,液体压强仅与液体密度和深度有关,与平面面积无关。所以增大平面面积,压强不变。
故选C。
8.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为,则 ;用沿水平方向的力分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且容器未倾斜时,则 。(均选填“<”“=”或“>”)
【答案】 = >
【详解】[1]甲、乙容器内装有质量不相等的同种液体,且两容器内液体的液面相平,根据可知,容器底部受到液体的压强,由题意知甲、乙的底面积相同,根据可知,甲容器底面受到液体的压力等于乙容器底面受到液体的压力,即;
[2]由题图知甲容器内液体的体积大于乙容器内液体的体积,由可知,甲容器内液体重力大于乙容器内液体的重力,所以甲容器对桌面的压力大于乙容器对桌面的压力,由于接触面的粗糙程度相同,所以甲容器对桌面的摩擦力大于乙容器对桌面的摩擦力,由于容器做匀速直线运动,所以
【链接中考】
1.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
【答案】D
【详解】A.三个烧杯相同,液体质量相等,由图可知液体体积,根据密度公式可知,,故A不符合题意;
B.液体对烧杯底部的压力等于液体的重力(柱形容器),三种液体质量相等,重力相等,因此三个烧杯底部受到的压力相同,烧杯底面积S相同,根据压强公式可得,液体对烧杯底部的压强,故B不符合题意;
C.烧杯对桌面的压力等于烧杯和液体的总重力,三个烧杯相同,烧杯受到的重力相同,液体质量相等,受到的重力相同,因此三个烧杯的总重力相等,烧杯对桌面的压力,故C不符合题意;
D.x、y、z三点距杯底等高,,根据液体压强公式得,x、y、z三点以下液体对烧杯底部产生的压强,x、y、z三点以上液体的压强为、、,液体对烧杯底部的压强,液体对烧杯底部的压强
x、y、z三点液体的压强,故D符合题意。
故选D。
2.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积,B部分底面积,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度(,取),下列说法正确的是( )
A.水对A部分底部的压力为12.5N B.水对A部分底部的压强为
C.B部分中液体的密度是 D.某种液体对B部分底部的压力为10N
【答案】C
【详解】A.水的重力为
A部分为圆柱体,则水对A部分底部的压力为
故A错误;
B.水对A部分底部的压强为
故B错误;
C.橡皮膜不再左右凸起,说明B部分中液体和A部分中水对橡皮膜压强相同,忽略橡皮膜的高度带来的影响,则某种液体对B部分底部的压强为
B部分中液体的密度为
故C正确;
D.某种液体对B部分底部的压力为
故D错误。
故选C。
3.(2025·江苏盐城·中考真题)小明利用如图所示的装置,探究液体压强与深度的关系。下列操作可行的是( )
A.向水里加盐 B.改变金属盒的朝向
C.将金属盒沿竖直方向移动 D.将金属盒和烧杯一同向上移动
【答案】C
【详解】A.在水中加入食盐,金属盒在液体中的深度不变,液体的密度变大,由可知,金属盒受到的液体压强变大,探究液体压强与液体密度的关系,故A不符合题意;
B.保持深度不变,改变金属盒的橡皮膜朝向,液体的密度不变,深度不变,由可知,金属盒受到的液体压强不变,探究同种液体同一深度各个方向液体压强大小的关系,故B不符合题意;
C.将金属盒沿竖直方向移动,液体的密度不变,深度改变,由可知,金属盒受到的液体压强改变,探究液体压强与深度的关系,故C符合题意;
D.将金属盒和烧杯一同向上移动,液体的密度不变,金属盒在液体中的深度不变,由可知,金属盒受到的液体压强不变,不能探究液体压强与深度的关系,故D不符合题意。
故选C。
4.(2025·山东德州·中考真题)在探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示,实验器材安装完毕后发现U形管两侧液面不相平,接下来应该______,直到U形管两侧液面相平;
A.向U形管内添加适量水 B.从U形管内向外倒出适量水
C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)气密性良好的微小压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)下列实验中用到的物理研究方法与本实验完全不同的是______;
A.探究平面镜成像
B.探究压力作用效果与哪些因素有关
C.探究电流与电压、电阻的关系
(4)如图乙所示,某次实验时,测得U形管两侧液面高度差为4cm,则探头在此位置受到的液体压强为 Pa(,);
(5)某实验小组对压强计进行了改装,将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。两容器内分别装有A、B两种不同液体,现将两探头置于相同深度,U形管液面位置如图丙所示,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)C
(2)不属于
(3)A
(4)400
(5)<
【详解】(1)实验器材安装完毕后,U形管两侧液面不相平,是因为软管与U形管连接部分可能存在空气,导致两侧压强不相等(一侧是大气压,另一侧因空气存在压强不同)。此时应取下软管重新安装,让U形管两侧都直接与大气相通,这样两侧液面就会相平。添加或倒出水,不能解决压强不一致的问题;按压橡皮膜是实验中探究压强时的操作,不是解决液面不相平的方法,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(2)连通器的定义是“上端开口、底部相连通的容器”。微小压强计的U形管一端通过软管与探头连接(探头部分不是开口的),并非两端都开口,不满足连通器的结构特点,所以不属于连通器。
(3)本实验探究液体压强与因素的关系,用到了控制变量法(如控制液体密度,探究压强与深度的关系;控制深度,探究压强与液体密度的关系)和转换法(U形管两侧液面高度差反映压强大小)。“探究平面镜成像”,用“未点燃的蜡烛替代像的位置”,用到的是等效替代法。“探究压力作用效果与哪些因素有关”、“探究电流与电压、电阻的关系”,都用到了控制变量法,与本实验方法一致。故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
(4)U形管两侧液面高度差为4cm,则探头在此位置受到的液体压强为
(5)从图丙可知,两探头置于相同深度,U形管中B液体对应的液面低,说明B液体在该深度产生的压强更大(即pA<pB),因为h相同,由可得ρA<ρB。
6.(2025·江苏南京·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,应观察压强计的U形管两侧液面是否 。
(2)比较甲、乙两图,可以探究液体压强大小与 的关系。
(3)比较 两图,可以发现液体内部同一深度不同方向的压强大小相等。
(4)比较甲、丁两图,可以得到:在深度相同时, 越大,液体压强越大。
【答案】(1)相平
(2)深度
(3)乙、丙
(4)液体密度
【详解】(1)实验前,应观察压强计的U形管两侧液面是否相平;如果两侧液面不相平,说明压强计可能存在漏气问题,需要拆除橡胶管重新安装。
(2)比较甲、乙两图,同种液体,探头所处深度不同,可以探究液体压强大小与深度的关系。
(3)比较乙、丙两图,探头在水中的深度相同,探头的方向不同,U形管两侧液面的高度差相同,所以液体内部同一深度不同方向的压强大小相等。
(4)比较甲、丁两图,探头深度相同,盐水密度大于水的密度,探头在盐水中U形管两侧液面高度差大,所以可以得到:在深度相同时,液体密度越大,液体压强越大。
7.(2025·上海·中考真题)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕、6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的液面下降0.02米,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等。求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量;
②金属小球的密度。
【答案】(1)38.24N
(2),
【详解】(1)根据压强公式可得,甲容器对地面的压力
(2)①将乙中小球拿出,乙的液面下降0.02m;由于小球的体积不变,甲、乙容器完全相同,则放入小球后,甲中水面上升0.02m,则甲中水对容器底的压强变化量
②小球更换位置前,乙容器对地面的压力
小球更换位置后,两容器对地面的压强相等,设小球重力为。则有
将、代入为
解得小球重力,小球体积为
则金属小球的密度
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第4节 液体压强
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 实验:探究影响液体压强的因素 1
题型2 液体压强的特点及应用 9
题型3 液体压强的简单计算 15
题型4 比较液体在不同容器中对容器底部的压力和压强 20
题型5 连通器 26
【能力培优练】 30
【链接中考】 39
【重难题型讲解】
题型1 实验:探究影响液体压强的因素
实验:探究液体内部压强
(1)实验装置图:
(2)实验前,检查装置的气密性:用手按压探头上的橡皮膜,若液柱高度差变化小,说明气密性差。则应拆除软管重新安装。
(3)实验方法:
A.转换法:根据U形管两侧液面高度差来反映液体压强大小。
B.控制变量法:(结合上图分析)
a.探究液体压强与深度的关系时,控制探头在同种液体中的方向不变,改变探头在液体中的深度,观察U形管两侧的液面高度差。
b.探究液体压强与液体密度的关系时,控制探头在液体中的深度和方向不变,改变液体密度,观察U形管两侧的液面高度差。
c.控制其他条件不变,将水换成盐水,观察U形管两侧的液面高度差。
(4)多次实验:更换不同液体,多次实验,得出普遍规律。
【典例1-1】(24-25八年级下·安徽合肥·期末)为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,甲、乙两个实验小组分别采用如图所示装置,其中甲装置U形管内装有已染色的水,乙装置隔板两侧装有不同液体,实验装置经测试均可以正常使用。下列说法正确的是( )
A.实验过程中,甲乙都是通过观察橡皮膜的形变来反映液体内部压强的大小
B.甲图中改变橡皮膜朝向,U形管两侧液面高度差改变
C.甲图中仅将金属盒下移,U形管两侧液面高度差增大
D.乙图中隔板两侧更换液体,橡皮膜一定向左侧凸起
【典例1-2】(2025·陕西西安·模拟预测)如图-1,是探究液体内部压强的过程。
(1)从图-1甲的结构观察,U形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器;在选择U形管压强计时,探头上的橡皮膜应该用 (选填“薄”或“厚”)一些的较好;实验中,液体内部的压强大小可以用压强计U形管两侧液面的 来显示。
(2)在探究液体深度对液体内部压强大小的影响时,可以选择图-1 (选填“乙”“丙”或“丁”)所示的两次实验初步得出关系;观察现象,你认为拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状;
(3)在探究液体密度对液体内部压强大小的影响时,应将金属盒的橡皮膜分别放在图-2 (选填字母)两个位置处进行实验。
(4)如图-3,竖放的1号、2号两根玻璃管底部口径相同,且两管下端所封橡皮膜材质、松紧程度等情况完全相同。在两管中分别装入12g和20g的水,薄膜鼓起的程度不同。据此小明猜想:液体的压强可能与管内液体的质量有关。请帮小明选择恰当的步骤___________(选填字母)进行实验,对比1号、2号管橡皮膜的鼓起程度判断小明的猜想。(为便于对比,操作时两管底面始终在同一高度)
A.仅将2号管倾斜,直至水面与1号管水面相平
B.仅向1号管中加入适量水,直至两管水面相平
C.仅向1号管中加入8g水,使两管中水质量相等
D.将2号管中的水全部倒出后竖放,再装入盐水直至液面与1号管水面相平
【典例1-3】(2025·内蒙古·一模)如图甲所示,用压强计探究液体内部压强的特点。()
(1)实验中,将液体内部的压强大小用U形管两侧液面的 来表示。
(2)为了使实验现象更明显,U形管中的液体最好用 的(选填“有色”或“无色”)。
(3)将探头放在如图乙所示液体内部的A、B位置,观察到U形管两侧液面的高度差,经过多次实验观察到同样的现象,这说明同种液体内部的压强随 的增加而增大。
(4)将探头放在图乙中液体内部等深的B、C位置,观察到U形管两侧液面的高度差 (选填“<”、“=”或“>”),这是为了研究液体压强与液体的 关系。
(5)由以上实验可知图乙中液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是位置 。
(6)U形管压强计 连通器(填“属于”或“不属于”)。
跟踪训练1(2025·江西九江·模拟预测)肖峻和晓伟对液体的压强与哪些因素有关进行了研究:
(1)他们向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧的高度不相平,接下来应该 (选填序号)。
A.不影响,可以进行实验
B.拔出橡皮管重新安装
C.向右侧管注红墨水
(2)如图乙所示他将橡皮管的一端套在左侧的端口后,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 (选填“明显”或“不明显”),此时说明U形管气密性好。
(3)如图丙所示,他们解决问题后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及对应U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与 的关系。他们通过观察U形管左右两侧液面的高度差来判断液体压强的大小,这里运用的物理研究方法是 法。
(4)如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是 。
(5)肖峻同学换用酒精、油和盐水,继续探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 相同。根据所学知识判断,使U形管左右两侧液面高度差最小的是 (选填字母符号)。
A.酒精 B.油 C.盐水
跟踪训练2(2025·陕西西安·模拟预测)在“探究影响液体压强大小的因素”实验中,小强做了如图(a)所示的甲、乙、丙三次实验。
(1)实验前用手指按压形管压强计的橡皮膜,发现形管中的液面升降灵活,说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)图(a)甲、乙实验表明:当液体深度相同时,液体压强与液体的 有关。
(3)他结合液体压强的知识,设计了测量盐水密度的方案,请你将以下实验步骤补充完整:
①如图(b)中的所示,用细线和橡皮膜把玻璃管一端扎紧,向管内倒入适量的水,用刻度尺测出水面到下管口的距离记为。
②如图(b)中的所示,在烧杯中装入适量的盐水,将玻璃管缓慢浸入其中,直至橡皮膜水平为止,用刻度尺测出盐水面到下管口的距离记为。
③盐水的密度表达式; (利用等表示)。
④按照此实验过程,所测盐水的密度偏 (选填“大”或“小”)。
题型2 液体压强的特点及应用
1.产生原因:液体受重力且具有流动性。
2.液体压强的测量: 压强计。
3.液体压强特点:
(1)液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
(2)在同一深度,液体内部向各个方向的压强都相等。
(3)液体的压强随深度的增加而增大。
(4)不同液体的压强与液体的密度有关。
【典例2-1】如图所示,容器内A、B、C、D四处所受液体压强的大小关系是( )
A. B.
C. D.
【典例2-2】(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
【典例2-3】如图所示,一部分为圆柱形的玻璃瓶,深度为20cm,内封闭有质量为0.30kg的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为900Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1400Pa、若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.35kg B.0.44kg C.0.40kg D.0.6kg
跟踪训练1如下列图片所示,将三瓶质量相同的矿泉水,分别全部倒入三个质量和底面积相同、形状不同的平底玻璃杯中,水没有溢出,则( )
A.图甲中电子秤的示数最小 B.三幅图中电子秤的示数相同
C.图丙中水对杯底的压力最小 D.三幅图中水对杯底的压强相同
跟踪训练2 (24-25九年级上·上海浦东新·月考)如图所示,薄壁轻质柱形容器内分别盛有不同的液体A、B,有两个相同的金属球分别浸没在A、B液体中,此时,液体对容器底的压强相等。现取出容器中的金属小球,则A、B液体对容器底部压强的变化量P、PB和两容器对地面的压力FA、FB的关系是( )
A.PA>PB FA>FB
B.PA<PB FA>FB
C.PA<PB FA<FB
D.PA>PB FA<FB
跟踪训练3 如图所示,将量杯放在水平地面上,向杯中匀速注水直至注满。杯对地面的压强为,水对杯底部的压强为,下列压强随时间变化图像正确的是( )
A.只有① B.只有④ C.①和③ D.①和④
跟踪训练4(24-25八年级下·甘肃平凉·期末)小庄同学在一个空的药瓶瓶口扎上橡皮膜,将其竖直地浸入不同液体中,一次瓶口朝上,另一次瓶口朝下,如图所示,两容器完全相同且液面相平,这两次药瓶在液体中的位置和橡皮膜的凹陷程度均相同。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两图中,药瓶受到的浮力大小相等
B.甲、乙两图中,容器对桌面的压强相等
C.甲容器中液体的密度大于乙容器中液体的密度
D.乙容器中橡皮膜受到的压强大于甲容器中橡皮膜受到的压强
题型3 液体压强的简单计算
1.液体压强公式:p=ρgh
物理量的单位为:p:Pa;g:N/kg;h:m 。
2.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。
3.液体深度:h指从液面往下测量到某点的竖直距离。
4.公式:p=ρgh只适用求液体压强。
5.计算液体对容器底的压力和压强问题:
(1)首先确定压强p=ρgh。
(2)其次确定压力F=pS
(3)特殊情况:对于等粗的柱形容器,可先求F,再求p=F/S。
【典例3-1】(25-26九年级上·陕西渭南·月考)如图所示,是我国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者”号,在继续下潜的过程中,“奋斗者”号受到海水的压强 (选填“逐渐变大”“不变”或“逐渐变小”);当下潜的深度为10000m时,“奋斗者”号的观察窗受到海水的压力为 N。(,g取)
【典例3-2】(2025·安徽蚌埠·三模)如图所示,一个下半部分为圆柱形的薄壁玻璃瓶,深度为,内封闭有质量为的水。将玻璃瓶正放在水平面上时,水对玻璃瓶底部的压强为;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为,则该玻璃瓶的容积为 。(已知水的密度为)
【典例3-3】(25-26九年级上·上海黄浦·期末)小明利用双休日清理家中的鱼缸。长方体鱼缸尺寸规格如图所示,质量为6kg。小明将鱼缸和人造不吸水假山石清洗干净后,放置在水平桌面上。他先向鱼缸中注入深度为25cm的水,再将密度为水密度1.5倍的假山石轻轻浸没在水中并放置在缸内,此时鱼缸对桌面的压强和水对鱼缸底部的压强同时达到了各自的最大值,分别记作、。(鱼缸壁及底部厚度忽略不计)求:
(1)放入假山石前水对鱼缸底部的压强p水;
(2)鱼缸对桌面的最大压强和水对鱼缸底部的最大压强之比:;
跟踪训练1(25-26九年级上·上海·期末)小明家有一个底面积为、高的薄壁柱形鱼缸,内盛有深的水。小明想在鱼缸中放入一些彩色的玻璃珠用于装饰(如图所示),于是他购买了的玻璃珠若干(,)。
(1)若玻璃珠的密度为,求玻璃珠的总体积;
(2)求未放入玻璃珠时,水对鱼缸底部的压强;
(3)因鱼缸最高处安装有某电子检测设备,需预留的空间,若小明将玻璃珠全部放入鱼缸,水面的高度是否符合要求?
跟踪训练2某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示,,g取,水龙头处于关闭状态。
(1)a处所受水的压强是多少?
(2)已知水龙头的内部截面积为,则c处水龙头受到水的压力是多少?
题型4 比较液体在不同容器中对容器底部的压力和压强
液体对容器底的压力与液体自身重力的关系
(1)容器上大下小(如下图甲)
①关系:G液>F压
②原因:容器壁是向上倾斜的,承担了液体部分重力,使液体产生的向下的力没有全部作用在容器底部。
③由知,容器底受到的压力等于以容器底为底面积,以液体深度为高的柱体内的液体重力(如上图乙)。
(2)容器上小下大(如下图甲)
①关系:G液<F压
②原因:容器壁是向下倾斜的,容器壁对液体产生向下的压力,使除液体的重力全部作用在容器底外,还受到容器壁的压力。
③由知,容器底受到的压力等于以容器底为底面积,以液体深度为高的柱体内的液体重力(如上图乙)。
(3)柱形容器
①G液=F压
②原因:容器壁是竖直的,容器壁对液体的压力是水平方向,没有竖直方向的作用效果,对容器底部的压力没有影响,液体的重力刚好全部作用在容器的底部。
③由知,容器底受到的压力等于以容器底为底面积,以液体深度为高的柱体内的液体重力(如上图乙)。
【典例4-1】如图所示,有三个不同形状的容器A、B、C,它们的底面积相同,都盛有同一种液体并且液面在同一高度。若不计容器所受的重力,则下列说法正确的是( )
A.容器对桌面的压强和压力都相同
B.容器对桌面的压强相同,压力不同
C.液体对容器底部的压强和压力都相同
D.液体对容器底部的压强相同,压力不同
【典例4-2】如图,设水对瓶底或瓶盖的压强为p、压力为F,瓶子对桌面的压强为p′。将瓶子从正放(如图甲)变为倒放(如图乙),则关于p、F及p′的变化情况下列说法正确的是( )
A.p变大,F变大,p′变大 B.p变大,F不变,p′变大
C.p变大,F变小,p′变大 D.p变小,F不变,p′变大
【典例4-3】(24-25八年级下·吉林长春·期末)如图所示容器,若装入相同质量的酒精,酒精对容器底部的压力( )
A.一样大 B.A最大 C.B最大 D.C最大
跟踪训练1(24-25八年级下·广西北海·月考)如图所示,三个质量、底面积相同,但形状不同的容器放在水 平桌面上,容器内分别装有甲、乙、丙三种液体,它们的液面在同一水平面上,若容器对桌面的压强相等,则三种液体对容器底的压强( )
A.甲最大 B.乙最小 C.丙最大 D.一样大
跟踪训练2(24-25九年级上·上海浦东新·月考)如图所示,两薄壁容器的底面积相同,容器的质量也相同。两容器中盛有等高等质量的不同液体,若都倒掉相同体积的液体后,容器对桌面的压力FA FB,容器对桌面的压强pA pB,A容器中液体对A容器底的压强的变化量 B容器中液体对B容器底的压强的变化量。(均选填“大于”、“等于”或“小于”)
跟踪训练3(24-25八年级下·上海·期末)如图所示,装有液体的轻质密闭圆台形容器放置在水平地面上。若将该容器倒置放置,则容器对水平地面的压强将 ,液体对容器底部的压强将 (两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
题型5 连通器
1.定义:上端开口,下部相连通的容器。
2.原理:连通器里装同种液体且液体不流动时,各容器的液面总保持相平。
3.应用:茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、过路涵洞、排水管的“反水弯”、船闸等都是根据连通器原理来工作的。
【典例5-1】(24-25八年级下·湖南长沙·期末)下列事例中,属于利用连通器原理工作的是( )
A.密度计 B.吸尘器
C.杆秤 D.茶壶
【典例5-2】(24-25八年级下·江苏扬州·月考)如图是一种嵌于厨房或卫生间地面的地漏及其结构示意图。下列有关说法中错误的是( )
A.地漏的存水杯装满水时是连通器
B.当存水杯装满水时,地面上的水仍能流进下水道
C.隔离板的作用是隔离垃圾进入下水管和防止下水道异味气体进入室内
D.为了防止异味气体进入室内,存水杯中水面必须达到的最低高度是位置2
【典例5-3】(24-25八年级下·山东潍坊·期中)下列生活实例中,属于连通器的是( )
A.U形管液体压强计 B.自动供水装置
C.自制气压计 D.地漏
跟踪训练1(24-25八年级下·河南安阳·期中)连通器在日常生活、生产中有着广泛的应用。如图所示的事例中利用连通器原理的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
跟踪训练2小明用吸管将三个相同的空塑料瓶A、B、C的底部连接起来,组成如图所示的容器,其中A、C两瓶开口,瓶B拧紧瓶盖。此自制容器中,瓶A与瓶 (选填“B”或“C”)构成连通器。现将瓶C注满水,则A、B两瓶中的水面情况是 (选填“瓶A中的高”“瓶B中的高”或“相平”)。
跟踪训练3(2025·云南西双版纳·一模)轮船在通过三峡大坝时,需经过五级船闸才能完成“跳大坝”的壮举,船闸的工作是利用了 原理;三峡大坝坝体建成上窄下宽的形状,这主要是因为液体压强随 的增加而变大。
跟踪训练4(24-25九年级下·陕西西安·月考)如图所示,装修房子时,工人师傅在足够长且两端开口的透明软管中灌入适量水(水中无气泡),根据软管内两端液面在墙面上做标记点,这样做的目的是保证两点在 ,这根透明软管相当于一个 。
跟踪训练5(24-25八年级下·河北石家庄·期中)连通器在生产和生活中有着广泛的应用,如图所示是轮船通过船闸的情景,此时闸室和 (选填“上游”或“下游”)河道构成连通器,生活中还用到连通器原理的例子有 。
【能力培优练】
1.(24-25八年级下·甘肃白银·期末)如图所示,将两个注射器筒的活塞拔出,通过胶管将注射器连接起来,并在其中注入水,待其静止后两侧的水面相平,如图所示,该装置实际上是一个 。请你列举一个与该装置所涉及的物理知识相同的其他实例: 。
2.(24-25八年级下·广东韶关·期中)爱观察的小鸣发现洗手盆下方有如图所示的U形管道,当水不流动时,“反水弯”两端的水面高度总是 的,从而阻止下面的浊气上升,其利用了 原理。水库大坝设计成上窄下宽的形状,是因为水的深度越深,压强越 。
3.小清在游泳馆游泳时发现:站在齐胸深的水中感觉呼吸略微有些困难,越往深水区走,这种感觉越明显;在水中同一深度,旋转一圈,感受没有不同;他还发现,虽然都是齐胸深的水,在游泳池中和在海水中的感受也有所不同。
(1)下列是小清提出的三个猜想,请你根据上述发现帮他写出第一个:
猜想一:液体压强大小可能与 有关;
猜想二:液体压强大小可能与液体的密度有关;
猜想三:液体压强大小与方向是否有关。
(2)小清决定通过实验一探究竟。图甲是他周末在家利用带孔的矿泉水瓶作为实验器材设计的实验,瓶上各点代表小孔所在位置,为了验证自己的猜想三,他应选择瓶 (选填“①”或“②”)进行实验;
(3)周一返校后小清借来U形管压强计继续实验。组装器材时,有两块形状相同,厚薄不同的橡皮膜,将橡皮膜绑在两端开口的玻璃管一端,并加入相同深度的水,橡皮膜形变程度如图乙所示,为了能更好地反映压强的细微差别,小清应该选择橡皮膜 (选填“③”或“④”)。若安装U形管压强计时,没有按压橡皮膜前U形管两侧液面就存在一定的高度差,接下来的操作是 (选填下面的选项);
A. 向右侧支管内添加适量水 B.从右侧支管内抽出适量水
C.拆除软管重新安装 D.将压强计倾斜着使
(4)小清将U形管压强计的探头分别放入酒精、盐水和水中,在水中改变探头朝向和浸入深度,观察U形管两侧液面高度差,如图丙。为验证他的猜想二他应选择 组数据进行分析;
(5)实验结束后,同学们交流优化实验装置:为了防止在组装器材时U形管两端液面不平,在U形管同橡胶管的连接处可加装一个“三通接头”(如图丁),在用橡胶管连接U形管与探头时,在确保U形管内的水面相平后,为顺利完成实验,阀门K应处于 (选填“打开”或“关闭”)状态。
4 小华用如图甲所示的实验装置“探究液体压强与哪些因素有关”。
(1)压强计是根据U形管两边液面的 来反映液体压强的大小;
(2)实验前,检查压强计的气密性时,用手指轻按压强计的橡皮膜,发现U形管两边液面的高度差几乎不变,则该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”);
(3)用安装好的压强计进行实验,将实验过程中得到的数据记录在下表中:
序号
液体
探头深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面
高度差/cm
1
水
5
朝上
2
水
5
朝下
3
水
5
朝侧面
4
水
10
朝侧面
5
水
15
朝侧面
6
酒精
15
朝侧面
请根据表中数据,回答下列问题:
①比较序号 三组数据,可得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等;
②比较序号3、4、5三组数据,可得出结论:同种液体的压强随深度的增加而 ;因此拦河大坝做得 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”);
③比较序号 两组数据,可得出结论:在同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
(4)小华又用图乙所示两端开口且粗细均匀、下端套上橡皮膜的玻璃管进行实验。他先将玻璃管竖直且缓慢地插入水中h1深度处,如图丙;再向玻璃管中加入某种液体,直到橡皮膜变平,如图丁,则玻璃管中液体的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
5. 图(a)所示的装置叫做 ,此装置两边液面的 可表示液体内部压强的大小。进行如图(b)、(c)和(d)所示实验操作,是在探究液体内部的压强与 的关系;若要继续研究液体内部的压强与液体密度的关系,还需要准备 (选填“更多的水”或“酒精”)。
6.学习“液体”压强时,老师展示了如图(甲)所示的实验,小明同学观察实验后,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。下课后小明将自己的结论告诉老师,老师表扬了小明爱思考的好习惯,然后与小明一起到实验室,另找了一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),按如图(乙)所示进行实验,观察到sC<sD。试完成下列问题:
(1)如水对侧边C、D两点压强为pC和pD,则pC pD(选填“>”、“=”或“<”)。
(2)在图(乙)中,其他条件不变,将木板向右移动,使C孔、D孔流出的最远水流落在木板上,sC′、sD′分别是此时的最远距离,则sC′ sD′(选填“>”、“=”或“<”)。
(3)判断小明同学的结论是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)用一句话写出你的判断依据(无需理由)是 。
7.在研究容器中液体内部的压强跟液体的深度、液体密度之间的定量关系时,要想得到液面下某处的压强,可设想这里有一个水平放置的“平面”。如图所示,设液柱的高度为h,平面的面积为S,用压强公式就可以推导出该处的压强p=。若增大此“平面”的面积S( )
A.增大 B.减小
C.不变 D.无法判断
8.(2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测)如图所示,甲、乙两个质量、底面积都相等的容器,底面粗糙程度相同,静止在粗糙程度均匀的水平桌面上,装有同种液体,液面相平。甲、乙两容器内液体对容器底的压力分别为,则 ;用沿水平方向的力分别缓慢推动甲、乙两容器在桌面上做匀速直线运动,且容器未倾斜时,则 。(均选填“<”“=”或“>”)
【链接中考】
1.(2025·四川绵阳·中考真题)如图所示,置于水平桌面的三个相同烧杯,分别装有质量相等的三种不同液体,x、y和z是三种液体中距杯底等高的点,则( )
A.液体密度:
B.液体对烧杯底部的压强:
C.烧杯对桌面的压力:
D.x、y、z三点液体的压强:
2.(2025·青海西宁·中考真题)如图所示,水平桌面上放置的薄壁容器,A部分为圆柱体,其底面积,B部分底面积,A、B两部分底部用薄而小的橡皮膜密封隔开。先在A部分中倒入1.0kg的水,后在B部分中缓慢倒入某种液体直到中间橡皮膜不再左右凸起(忽略橡皮膜的高度带来的影响),测量出某种液体的深度(,取),下列说法正确的是( )
A.水对A部分底部的压力为12.5N B.水对A部分底部的压强为
C.B部分中液体的密度是 D.某种液体对B部分底部的压力为10N
3.(2025·江苏盐城·中考真题)小明利用如图所示的装置,探究液体压强与深度的关系。下列操作可行的是( )
A.向水里加盐 B.改变金属盒的朝向
C.将金属盒沿竖直方向移动 D.将金属盒和烧杯一同向上移动
4.(2025·山东德州·中考真题)在探究“液体压强与哪些因素有关”的实验中。
(1)如图甲所示,实验器材安装完毕后发现U形管两侧液面不相平,接下来应该______,直到U形管两侧液面相平;
A.向U形管内添加适量水 B.从U形管内向外倒出适量水
C.取下软管重新安装 D.按压金属盒的橡皮膜
(2)气密性良好的微小压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(3)下列实验中用到的物理研究方法与本实验完全不同的是______;
A.探究平面镜成像
B.探究压力作用效果与哪些因素有关
C.探究电流与电压、电阻的关系
(4)如图乙所示,某次实验时,测得U形管两侧液面高度差为4cm,则探头在此位置受到的液体压强为 Pa(,);
(5)某实验小组对压强计进行了改装,将U形管的两端分别连接了软管和探头,当两探头置于空气中时,U形管两侧液面相平。两容器内分别装有A、B两种不同液体,现将两探头置于相同深度,U形管液面位置如图丙所示,则 (选填“>”、“<”或“=”)。
6.(2025·江苏南京·中考真题)在“探究液体压强与哪些因素有关”实验中,进行了如图所示的操作。
(1)实验前,应观察压强计的U形管两侧液面是否 。
(2)比较甲、乙两图,可以探究液体压强大小与 的关系。
(3)比较 两图,可以发现液体内部同一深度不同方向的压强大小相等。
(4)比较甲、丁两图,可以得到:在深度相同时, 越大,液体压强越大。
7.(2025·上海·中考真题)甲、乙是两个完全相同的足够高的薄壁圆柱形容器,放在水平地面上,底面积为0.01米2。甲中装有水,乙中装有某液体,并且浸没一个金属小球。此时甲、乙两容器对地面的压强分别为3824帕、6176帕。
(1)求甲对地面的压力;
(2)将乙中小球拿出,并浸没在甲中。乙的液面下降0.02米,小球更换位置后,两容器对地面的压强相等。求:
①放入小球后,甲中水对容器底的压强变化量;
②金属小球的密度。
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