8.2 液体的压强(举一反三讲义)物理新教材沪粤版八年级下册
2026-03-13
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪粤版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 8.2 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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.91 MB |
| 发布时间 | 2026-03-13 |
| 更新时间 | 2026-03-13 |
| 作者 | 物理怪老师课堂 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2026-03-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56794926.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
8.2 液体的压强
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 3
知识点1:液体压强的特点 3
知识点2:探究液体压强的特点 4
知识点3:液体压强公式 8
知识点4:连通器 11
【方法技巧】 12
方法技巧1 液体压强与固体压强的区分方法 12
方法技巧2 液体压强公式应用“三步法” 13
方法技巧3 控制变量法实验答题规范 13
方法技巧4 连通器问题分析思路 13
【巩固训练】 13
【基础题】 13
【提升题】 15
【易混易错题】 16
【真题链接】 18
【学习目标】
序号
学习目标
素养目标
1
理解液体压强的产生原因,知道液体对容器底部和侧壁都有压强
物理观念:建立液体压强的基本认知,区分液体压强与固体压强的不同特点
2
通过实验探究液体内部压强的特点,掌握U形压强计的使用方法和控制变量法的应用
科学探究:体验实验设计与操作过程,提升通过实验数据归纳规律的能力
3
熟练掌握液体内部压强公式,能进行相关计算,理解公式中各物理量的含义
科学应用:建立液体压强的定量认知,提升公式应用和单位换算能力
4
理解连通器的定义和特点,能识别生活中的连通器实例,解释其工作原理
科学实践:将物理规律与生活场景结合,体会液体压强知识的实用性
5
能运用液体压强知识解释帕斯卡裂桶实验、堤坝设计等现象,解决简单实际问题
科学思维:培养逻辑推理能力,学会用物理规律分析实际场景中的压强问题
重点:
1.液体压强的产生:液体受重力且具有流动性,对容器底部和侧壁均产生压强
2.液体内部压强特点(教材实验结论):各个方向都有压强,同一深度各方向压强相等;深度增加,压强增大;不同液体的压强与液体密度有关(同一深度,密度越大,压强越大)
3.液体压强公式:p=ρgh(p为压强,ρ为液体密度,g为重力加速度,h为深度)
4.连通器:上端开口、底部连通的容器,装同种液体静止时液面总保持相平
难点:
1.液体压强公式的理解:深度h是指液体中某点到液面的竖直距离,而非竖直高度
2.控制变量法在实验中的规范应用:探究液体压强与深度、密度、方向的关系时,需分别控制变量
3.连通器原理的应用:能解释不同场景中连通器液面相平的原因
4.液体压强与固体压强的区别:液体压强与深度、密度有关,固体压强与压力、受力面积有关
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:液体压强的特点
如图所示,在上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管中缓缓加水,观察到橡皮膜向下凸起,说明液体对容器底部有压强。
特别提醒 转换法显示液体压强
实验中将看不见的压强转换为橡皮膜的形变,橡皮膜的形变程度反映了压强的大小,形变方向反映了压强的方向。
液体对容器侧壁有压强:如下左图所示,在上端开口、侧面蒙有橡皮膜的玻璃筒中缓缓加水,观察到橡皮膜向外凸起,且观察到下端的橡皮膜向外鼓起更多。液体具有流动性,所以液体对阻碍它散开的容器侧壁有压强。
液体内部压强:如上右图所示,将三面蒙有橡皮膜的玻璃管缓缓地放入盛有水的烧杯中,橡皮膜向内凹陷,说明液体内部向各个方向都有压强。
总结归纳:
(1)液体对容器的底部和侧壁有压强。
(2)在液体内部,液体向各个方向都有压强。
特别提醒 类比法
水平面上固体越重,对水平面的压强越大。液体压强的产生原因与固体类似,故液体密度越大,深度越深,液体内部某点上方液体也就越重,压强也就越大。
【典例1】法国科学家 所做的裂桶实验,证明了液体也可以产生压强,人们为了纪念他的贡献,以他的名字命名了物理量 的单位。
【变式1】液体和气体都具有流动性,统称为 。液体对容器底部会产生压强,是因为液体受到 的作用;液体对容器侧壁也会产生压强,是因为液体具有 。
【变式2】如图所示,一个薄壁玻璃杯质量为100g,杯中装有800g的水,水深为12cm,杯子的底面积为40cm2,试解决以下问题:
(1)由于液体受 作用,所以液体对容器底有压强;由于液体具有 性,所以液体对容器壁也有压强;液体内部由于各相邻部分之间相互挤压,液体内部向各个方向都有压强;
(2)水对杯底的压力 ;
(3)玻璃杯对水平桌面的压强 。(g取10N/kg)
【变式3】
知识点2:探究液体压强的特点
猜想:液体内部压强与液体的密度和深度有关。
步骤:(1)把压强计探头浸入盛水的容器中,观察压强计右边(使用前要检查气密性)U 形管液面是否有高度差。如图5所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,比较液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
(2)如图6所示,增大探头在水中的深度,观察压强计右边U形管液面高度差是否变化,得出液体内部的压强和深度的关系。
(3)如图7所示,换用盐水,在深度相同时,观察压强计右边U 形管液面高度差是否变化,得出液体内部的压强与密度的关系。
结论:同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体的压强与液体密度和深度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大;液体密度一定时,深度越深,压强越大。
特别提醒 压强计
当金属盒上的橡皮膜受压强时,右侧U形管两边的液面出现高度差;橡皮膜受到的压强越大,液面的高度差也越大。
控制变量法
由于影响液体压强的因素较多,故在进行实验时,注意每次探究某一因素对液体压强的影响时,应控制其他量不变。
例如探究液体内部压强与液体密度的关系时,应控制深度相同,改变液体密度,比较液体压强大小。
【典例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)压强计是通过 来反映压强大小的;
(2)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
(3)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论: ;
(5)小王用图⑤所示的装置进行如下实验: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,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【变式1】某兴趣小组利用如图所示器材,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)利用如下图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中液体密度液 kg/m3。(水1.0103kg/m3)
【变式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)压强计是通过 来反映压强大小的;
(2)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
(3)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论: ;
(5)小王用图⑤所示的装置进行如下实验: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,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【变式3】如图是小华用压强计“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)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U形管两边液面高度变化 (选填“明显”或“不明显”);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)调试完成后,小华接着进行如图1所示的实验,如图乙,保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强 ;
(4)比较图1中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随 的增加而增大;
(5)比较 两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某盐水的密度,在此基础上又做了拓展实验,步骤如下:
①将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h1(如图2甲所示);
②将玻璃管缓慢插入装有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水面相平,测出管底到盐水液面高度为h2(如图2乙所示);
③待测盐水密度的表达式ρ盐水= (结果用ρ水、h1、h2表示,不计橡皮膜形变对h1的影响)。
知识点3:液体压强公式
1. 液体压强的公式推导:设想在一玻璃容器内的水中有一深为h,截面为S的水柱,试计算这段水柱产生的压强,即为水深为h处的压强。
推导:水柱的体积为V=Sh,水的密度为ρ,水柱的质量为m=ρV,水柱对其底面积的压力为
F=G=mg=ρVg=ρShg
水柱对其底面积的压强为
2. 液体压强的公式:p=ρgh。ρ:液体的密度。g=9.8 N/kg。
h:深度,指从自由液面到液体内部某一位置的竖直距离。
例如:图甲中A点的深度为30 cm,图乙中B点的深度为40 cm,图丙中C点的深度为50 cm。
释疑解难
深度:液体内一点到自由液面的竖直 距离。
高度:液体内一点到容器底的竖直距离。
例如:右图中A点的深度为16 m,高度为7 m。
3. 公式使用要点:(1)使用时单位要统一。(2)适用于液体产生的压强。
4. 理解:液体的压强与液体的深度和液体的密度有关,跟液体质量和体积等其他因素无关。
特别提醒 公式与p=ρ液gh的区别
为压强定义式,普遍适用于固体、液体和气体;p=ρ液gh是由定义式推导出的,一般针对液体而言,适用于液体。
【典例4】如下图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲的底面积为,,容器甲中盛有深度为9cm的水,容器乙中盛有深度为,的另一种液体,此时容器甲、乙底部所受液体的压强相等。(g取)
(1)求容器甲中水对容器底部的压强。
(2)现往容器甲中加0.25kg的水,容器甲、乙中的液面恰好相平。求水对容器甲底部压强的变化量。
(3)求容器乙中液体的密度。
【变式1】如图所示,将两端蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中。当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”)。
【变式2】如下图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲的底面积为,,容器甲中盛有深度为9cm的水,容器乙中盛有深度为,的另一种液体,此时容器甲、乙底部所受液体的压强相等。(g取)
(1)求容器甲中水对容器底部的压强。
(2)现往容器甲中加0.25kg的水,容器甲、乙中的液面恰好相平。求水对容器甲底部压强的变化量。
(3)求容器乙中液体的密度。
【变式3】如图所示为一杯封口的豆浆正放与倒置在水平桌面上的情况。已知:杯子的质量为20g。甲图中,杯子正放时,液面以下1cm的A点处的压强为105Pa,豆浆对杯底的压强为630Pa;乙图中,液面高度比正放时降低了1cm,B点距离杯子封口处1cm,杯子封口处的面积为60cm2。忽略杯子的厚度,下列判断正确的是( )
A.甲图中,豆浆对杯底的压强等于杯子对桌面的压强
B.甲图中,豆浆对杯底的压力大于豆浆受到的重力
C.乙图中,豆浆对杯子封口处的压力为3.15N
D.乙图中,豆浆对B点处的压强为525Pa
知识点4:连通器
1. 连通器:上端开口、底部互相连通的容器,如下左图所示。
2. 连通器的特点:连通器里装同种液体(不是同种液体静止时,密度不同,液面不相平。),当液体不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的。
如上右图所示,液体静止——液片AB处于静止状态——液片两侧所受压力相等——液片两侧所受压强相同——两管液面高度相等——两管液面相平。
F左=F右,p左=p右,ρ液gh左=ρ液gh右,h左=h右
3. 连通器的应用
锅炉水位计、洒水壶、乳牛自动喂水器和船闸都是利用连通器工作的。
特别提醒 理想模型法
在推导连通器两边液面为什么相平时,在容器底部连通的部分假设有一个液体构成的薄片,它的厚度为0,称为液片AB,由它静止时受力平衡可以推导两边液面高度相同。液片AB即为理想化的模型。
【典例4】物理知识与日常生活和技术密切相关。下图(a)中双肩背包的背带做的较宽,是为了减小 ;图(b)中船闸是利用了 原理;图(c)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大。
【变式1】如图所示,A、B两个容器用一个带阀门的管子相连,两个容器中装有液面相平的同种液体,则a、b两处的压强大小关系为pa (选填“>”“<”或“=”) pb。当打开阀门时,液体 (选填“由A流向B”“由B流向A”或“不流动”)。
【变式2】如图所示,船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A和闸门C,再打开阀门 ,当闸室中水位与下游水位 时打开闸门D,船就可以驶入闸室。
【变式3】灵渠作为世界上最早的有闸运河,船闸对于河流的通畅功不可没。降水的季节河道具有一定落差,低水位易导致航船爬升困难,人们开始在灵渠上修建具有船闸功能的设施——陡门,如图所示。通过陡门的开启与封闭,调节水位,保证船只不受水位落差影响而顺利通行。陡门利用了 原理,当陡门开启后上下游的水位会 。
【方法技巧】
方法技巧1 液体压强与固体压强的区分方法
对比项
液体压强
固体压强
产生原因
受重力、具有流动性
受重力、相互挤压
影响因素
液体密度、深度
压力大小、受力面积
计算公式
作用特点
对容器底部、侧壁均有压强,各方向均有压强
只对接触面产生压强,方向垂直于接触面
方法技巧2 液体压强公式应用“三步法”
1.确定深度:找到研究点到液面的竖直距离(注意单位换算为米);
2.明确物理量:确认液体密度、重力加速度的数值(题目未说明时,取9.8N/kg);
3.代入计算:严格按公式计算,确保单位统一(用kg/m³,用m)。
方法技巧3 控制变量法实验答题规范
1.探究压强与方向的关系:“控制液体密度和深度不变,改变金属盒朝向,观察U形管液面高度差”;
2.探究压强与深度的关系:“控制液体密度和金属盒朝向不变,改变金属盒深度,观察U形管液面高度差”;
3.探究压强与密度的关系:“控制深度和金属盒朝向不变,换用不同密度的液体,观察U形管液面高度差”;
4.结论表述:“当××不变时,××越……,液体压强越……”。
方法技巧4 连通器问题分析思路
1.先判断是否为连通器(上端开口、底部连通);
2.确认装入的是同种液体且静止;
3.利用“液面相平”的特点解释现象或解决问题。
【巩固训练】
【基础题】
1.(24-25八年级下·山东临沂·期中)著名的“木桶理论”,是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重
C.最短的一块木板 D.最长的一块木板
2.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)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。为了防止下水管中“异味”进入室内,水面必须达到的最低高度是位置( )
A.1 B.2 C.3 D.4
3.(23-24八年级下·北京西城·期中)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
4.(24-25八年级下·福建福州·月考)如图是探究压强与液体深度关系的实验装置,液体上边位置的水压___________(选填“大于”“小于”或“等于”)下边位置的水压,由此推出液体压强随深度的增加而___________(选填“增大”或“增小”)。
5.(25-26八年级下·全国·课后作业)为了增大下潜深度,人们研究出抗压潜水服。潜水员穿抗压潜水服是因为海水的压强随深度的增加而__________;若某种抗压潜水服可承受的最大压强为,则穿上此潜水服的潜水员能下潜的最大深度为__________m。(取,g取)
【提升题】
6.(25-26八年级·全国·假期作业)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
7.(25-26八年级·全国·假期作业)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
8.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)生活和生产中的很多物品都运用了物理学的知识,在图a中,金属锥的头部尖细锋利,是为了能产生很大的__________;在图b中,“乳牛自动喂水器”利用的是__________原理;在图c中新型材料“气凝胶”被称为“最轻材料”是因为其__________极小。蛟龙号载人潜水器在下潜到海面下6km深处受到海水的压强是__________Pa(,g取10N/kg)。
9.(24-25八年级下·广东汕尾·期末)如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成_______。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是_______Pa,水对壶底的压力是________N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
10.(25-26八年级下·全国·单元测试)如下图所示,将底面积为、重5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N、深40cm的水。(g取10N/kg)
(1)求距容器底10cm的A点所受水的压强。
(2)求容器对水平桌面的压强。
(3)若A点距容器底的距离增大(A点上移),则该点受到的水的压强是增大还是减小?为什么?
【易混易错题】
11.(24-25八年级下·全国·课后作业)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
12.(25-26八年级下·全国·课后作业)有一支长度为20cm的装满了水的试管,用蜡将其管口封紧且使其管口朝上,处于竖直状态,并保持静止。已知水,g取10N/kg,则由于水受到重力而对试管底部产生的压强为___________Pa。现将试管由竖直状态倾斜为与水平方向成角的状态,则试管底部受到水的压强会______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
13.(24-25八年级下·全国·课后作业)聪明的小慧利用压强计测量液体的密度。如图丙所示,U形管内径相同且装适量水,调试好后标记U形管右侧水面的位置;将金属盒放入待测液体中,当橡皮膜距液面的高度为4cm时,U形管右侧液面上升了2.4cm,则待测液体的密度为________。(不考虑橡皮膜发生形变对实验的影响)
14.(24-25八年级下·辽宁·期末)如图(a)所示是同学们“探究液体内部压强大小影响因素”实验的装置。
(1)实验前同学们用手轻压图(a)中压强计的橡皮膜,发现压强计U形管两侧液面升降灵活,说明压强计是______(选填“漏气”或“不漏气”)的;
(2)如图(b)、(c)所示为将压强计的探头放入水中不同深度的情况,可得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而______;
(3)比较图(c)、图(d),可初步判断:液体内部压强与液体的______有关;
(4)探究结束后,同学们设计了如图(e)所示实验:将两个相同的下端带橡皮膜的薄壁玻璃管(质量不计)分别竖直插入两种未知液体A和B中,具体实验步骤如下:
①用刻度尺测玻璃管直径,计算出玻璃管的横截面积S;
②将其中一只玻璃管插入液体A中深度处,向管内添加细沙直至橡皮膜变平,用天平测得管内细沙质量为m;(g已知)
③将另一只玻璃管插入液体B中深度处,向管内添加水直至橡皮膜变平,用量筒测得管中水的体积为V;(水的密度已知用表示)
④液体A中深度处的压强表达式______(用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
⑤液体B的密度的表达式______(用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
若实验中插入液体B的玻璃管加水后橡皮膜略微向下凸起便测出加水体积,则会导致所测量的液体B的密度值______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
15.(25-26八年级上·重庆沙坪坝·期末)如图所示,薄壁平底柱形容器质量为100g、底面积为、高为30cm,装满水放置于水平桌面上,两个完全相同的金属小球A、B,金属小球A被冰层包裹总质量为1kg(,,)。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)将冰层包裹的A小球轻轻地放入装满水的容器中,待冰层全部熔化后,液面下降了1cm,则冰的质量是多少;
(3)再将金属小球B轻轻地放入(2)中的容器里,待水溢尽,擦干容器壁,测得此时容器的总质量为2.3kg,则金属小球A的体积是多少。
【真题链接】
16.(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:
17.(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,水平桌面上甲、乙两个完全相同的烧杯内装有密度不同的盐水,把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,且放入鸡蛋后液面相平。若两烧杯底部所受液体压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯盐水中所受浮力分别为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙
C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
18.(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
19.(2023·山东威海·中考真题)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于_________。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是_________。(选填“A”“B”或“C”)
20.(2022·贵州毕节·中考真题)如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时,车的总质量为12t,轮胎与地面接触的总面积为0.6m2,此时车静止在水平路面上,对路面的压强为______Pa,水对罐体底部的压强______Pa。当增大罐内气压后,水就可以洒向更远处,此时罐体与出水管______(填“是”或“不是”)连通器。
[3]连通器是两端开口,底部连通的容器,洒水车的罐体是密封的,只有水管一端开口,故不是连通器。
21.(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“=”)。
22.(2025·黑龙江大庆·中考真题)小庆所在的实验小组设计了如图甲所示的实验装置,在长方体容器中用隔板分成不相通的左右两部分,隔板上有一小圆孔用薄橡皮膜封闭,薄橡皮膜左右两侧压强不同时,形状发生改变。将装置放在水平桌面上,利用此装置来探究液体的压强与哪些因素有关,并制作液体密度计。
(一)探究液体的压强与哪些因素有关
(1)如图乙所示,在隔板左右两侧加入不同深度的水,左侧水面到薄橡皮膜中心的深度为,右侧水面到薄橡皮膜中心的深度为,发现薄橡皮膜向右凸起,则薄橡皮膜左右两侧等高处、两点的压强______(选填“”“”或“”),说明同种液体,随液体深度的______(选填“增加”或“减少”),压强随之变大;
(2)将图乙容器中的水倒出并擦干,在隔板左侧加入水,右侧加入相同深度的盐水,发现薄橡皮膜向______(选填“左”或“右”)凸起,如果要使薄橡皮膜恢复原状,需______(选填“增加”或“减少”)盐水的深度。分析得出,在同一深度,密度越大,液体的压强越大;
(二)制作液体密度计
(3)向图甲容器隔板左侧加入水,量出水面到薄橡皮膜中心的深度为12cm,向隔板右侧加入酱油,直至薄橡皮膜恢复原状为止,量出酱油液面到薄橡皮膜中心的深度为10cm,则酱油的密度为______()。已知符合国家标准酱油的密度范围是,该酱油______(选填“符合”或“不符合”)国家标准;
(4)小庆想要直接测量多种液体的密度,将该装置做如下设计,在右侧容器壁距离薄橡皮膜中心点高度为处做一标记,如图丙所示。每次在隔板右侧加入待测液体至标记处,左侧加水至薄橡皮膜恢复原状,测出水面至薄橡皮膜中心的深度为,则待测液体密度表达式______(用、和表示),利用该原理在左侧容器壁标刻出均匀的刻度,即可直接读出待测液体密度。
23.(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。
24.(2022·新疆·中考真题)某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示。隔板上下两部分的厚度不同,隔板较厚部分相对于较薄部分左右两侧凸出的厚度均为0.lm。已知隔板的长为10m,左储液池内储有密度为1.1×103kg/m3的液体。右储液池内储有密度为1.3×103kg/m3的液体。隔板左侧凸出部分的下表面所在的深度为0.5m,隔板凸出部分两侧的下表面受到的液体的压强差与整个隔板最低处受到的两侧液体的压强差均为1.0×103Pa。求:
(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强;
(2)隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力;
(3)左储液池中液体的深度。
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8.2 液体的压强
目录
【学习目标】 1
【思维导图】 2
【知识梳理】 3
知识点1:液体压强的特点 3
知识点2:探究液体压强的特点 5
知识点3:液体压强公式 11
知识点4:连通器 15
【方法技巧】 17
方法技巧1 液体压强与固体压强的区分方法 17
方法技巧2 液体压强公式应用“三步法” 18
方法技巧3 控制变量法实验答题规范 18
方法技巧4 连通器问题分析思路 18
【巩固训练】 18
【基础题】 18
【提升题】 20
【易混易错题】 23
【真题链接】 27
【学习目标】
序号
学习目标
素养目标
1
理解液体压强的产生原因,知道液体对容器底部和侧壁都有压强
物理观念:建立液体压强的基本认知,区分液体压强与固体压强的不同特点
2
通过实验探究液体内部压强的特点,掌握U形压强计的使用方法和控制变量法的应用
科学探究:体验实验设计与操作过程,提升通过实验数据归纳规律的能力
3
熟练掌握液体内部压强公式,能进行相关计算,理解公式中各物理量的含义
科学应用:建立液体压强的定量认知,提升公式应用和单位换算能力
4
理解连通器的定义和特点,能识别生活中的连通器实例,解释其工作原理
科学实践:将物理规律与生活场景结合,体会液体压强知识的实用性
5
能运用液体压强知识解释帕斯卡裂桶实验、堤坝设计等现象,解决简单实际问题
科学思维:培养逻辑推理能力,学会用物理规律分析实际场景中的压强问题
重点:
1.液体压强的产生:液体受重力且具有流动性,对容器底部和侧壁均产生压强
2.液体内部压强特点(教材实验结论):各个方向都有压强,同一深度各方向压强相等;深度增加,压强增大;不同液体的压强与液体密度有关(同一深度,密度越大,压强越大)
3.液体压强公式:p=ρgh(p为压强,ρ为液体密度,g为重力加速度,h为深度)
4.连通器:上端开口、底部连通的容器,装同种液体静止时液面总保持相平
难点:
1.液体压强公式的理解:深度h是指液体中某点到液面的竖直距离,而非竖直高度
2.控制变量法在实验中的规范应用:探究液体压强与深度、密度、方向的关系时,需分别控制变量
3.连通器原理的应用:能解释不同场景中连通器液面相平的原因
4.液体压强与固体压强的区别:液体压强与深度、密度有关,固体压强与压力、受力面积有关
【思维导图】
【知识梳理】
知识点1:液体压强的特点
如图所示,在上端开口、下端蒙有橡皮膜的玻璃管中缓缓加水,观察到橡皮膜向下凸起,说明液体对容器底部有压强。
特别提醒 转换法显示液体压强
实验中将看不见的压强转换为橡皮膜的形变,橡皮膜的形变程度反映了压强的大小,形变方向反映了压强的方向。
液体对容器侧壁有压强:如下左图所示,在上端开口、侧面蒙有橡皮膜的玻璃筒中缓缓加水,观察到橡皮膜向外凸起,且观察到下端的橡皮膜向外鼓起更多。液体具有流动性,所以液体对阻碍它散开的容器侧壁有压强。
液体内部压强:如上右图所示,将三面蒙有橡皮膜的玻璃管缓缓地放入盛有水的烧杯中,橡皮膜向内凹陷,说明液体内部向各个方向都有压强。
总结归纳:
(1)液体对容器的底部和侧壁有压强。
(2)在液体内部,液体向各个方向都有压强。
特别提醒 类比法
水平面上固体越重,对水平面的压强越大。液体压强的产生原因与固体类似,故液体密度越大,深度越深,液体内部某点上方液体也就越重,压强也就越大。
【典例1】法国科学家 所做的裂桶实验,证明了液体也可以产生压强,人们为了纪念他的贡献,以他的名字命名了物理量 的单位。
【答案】 帕斯卡 压强
【解析】[1]法国著名物理学家帕斯卡曾经做过一个著名的“裂桶实验”。他在一个密闭的、装满水的木桶的桶盖上插入一根细长的管子,然后从楼房的阳台上往管子里灌水。结果,只灌几杯水,桶竟开裂了,证明了液体也可以产生压强。
[2]为了纪念帕斯卡的杰出贡献,人们以他的名字命名了物理量压强的单位。
【变式1】液体和气体都具有流动性,统称为 。液体对容器底部会产生压强,是因为液体受到 的作用;液体对容器侧壁也会产生压强,是因为液体具有 。
【答案】 流体 重力 流动性
【解析】[1]液体和气体没有固定的形状,都具有流动性,统称为流体。
[2][3]地面附近的所有物体都会受到重力作用。液体由于受到重力作用,所以对容器底有压强,又因为液体具有流动性,所以对容器壁也有压强。
【变式2】如图所示,一个薄壁玻璃杯质量为100g,杯中装有800g的水,水深为12cm,杯子的底面积为40cm2,试解决以下问题:
(1)由于液体受 作用,所以液体对容器底有压强;由于液体具有 性,所以液体对容器壁也有压强;液体内部由于各相邻部分之间相互挤压,液体内部向各个方向都有压强;
(2)水对杯底的压力 ;
(3)玻璃杯对水平桌面的压强 。(g取10N/kg)
【答案】 重力 流动 4.8N 2.25×103Pa
【解析】(1)[1]由于重力的作用,液体对容器底部有压力,所以液体对容器底有压强。
[2]由于液体具有流动性,液体对容器的侧壁也有压强。
(2)[3]水对杯底的压强
由可知,水对杯底的压力
(3)[4]玻璃杯和水的总重力
玻璃杯对水平桌面的压力
则玻璃杯对水平桌面的压强
【变式3】
知识点2:探究液体压强的特点
猜想:液体内部压强与液体的密度和深度有关。
步骤:(1)把压强计探头浸入盛水的容器中,观察压强计右边(使用前要检查气密性)U 形管液面是否有高度差。如图5所示,保持探头在水中的深度不变,改变探头的方向,比较液体内部同一深度各方向的压强是否相等。
(2)如图6所示,增大探头在水中的深度,观察压强计右边U形管液面高度差是否变化,得出液体内部的压强和深度的关系。
(3)如图7所示,换用盐水,在深度相同时,观察压强计右边U 形管液面高度差是否变化,得出液体内部的压强与密度的关系。
结论:同一深度,液体向各个方向的压强相等;液体的压强与液体密度和深度有关,深度一定时,液体密度越大,压强越大;液体密度一定时,深度越深,压强越大。
特别提醒 压强计
当金属盒上的橡皮膜受压强时,右侧U形管两边的液面出现高度差;橡皮膜受到的压强越大,液面的高度差也越大。
控制变量法
由于影响液体压强的因素较多,故在进行实验时,注意每次探究某一因素对液体压强的影响时,应控制其他量不变。
例如探究液体内部压强与液体密度的关系时,应控制深度相同,改变液体密度,比较液体压强大小。
【典例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)压强计是通过 来反映压强大小的;
(2)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
(3)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论: ;
(5)小王用图⑤所示的装置进行如下实验: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,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差;(2)B;(3)③④;(4)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;(5)<
【解析】(1)实验中,压强大小不能直接得到,通过U形管两侧液面的高度差来反映压强大小,U形管两侧液面的高度差越大,说明压强越大,使用了转换法。
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,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。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)③④两图中,液体的密度不同,压强计探头所处的深度相同,因盐水密度大于水的密度,图④中U型管两侧液面高度差较大,因此可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)图②、图③中,液体密度相同,图③中压强计探头所处深度较深,U形管两侧液面的高度差较大,说明图③中压强计探头受到的压强较大,因此可得到结论:液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
(5)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,此时橡皮膜左右两侧受到的压强相同,因左侧水面到橡皮膜的深度大于右侧液面到橡皮膜的深度,由可知,。水和待测液体对容器底压强分为橡皮膜以上液体的压强和橡皮膜以下液体的压强,因液体密度较大,由可知。又因为,则
故。
【变式1】某兴趣小组利用如图所示器材,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)利用如下图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中液体密度液 kg/m3。(水1.0103kg/m3)
【答案】(1)C;(2)高度差;(3)甲、丙 控制变量 上窄下宽;(4)
【解析】(1)图甲中U形管两侧出现高度差,说明橡皮管内压强大于外界压强,应将取下橡皮管,重新进行安装,故C符合题意。
(2)压强计是通过U形管两端的液面的高度差来显示橡皮膜所受压强大小,U形管两端的液面的高度差越大,说明液体压强越大。
(3)[1][2]探究液体的压强与液体深度的关系,应控制液体的密度相同,深度不同,可比较乙、丙两个实验,用到的实验方法是控制变量法。
[3]由于同种液体深度越深,压强越大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(4)C处橡皮膜形状刚好不改变,说明左右两侧液体产生的压强大小相等,即
解得
【变式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)压强计是通过 来反映压强大小的;
(2)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
(3)分析 两图的实验现象,得出结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大;
(4)正确操作后,分析图②、图③的实验现象,得出结论: ;
(5)小王用图⑤所示的装置进行如下实验: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,则水和待测液体对容器底压强的大小关系是 (选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)U形管两侧液面的高度差;(2)B;(3)③④;(4)液体密度相同时,深度越深,液体压强越大;(5)<
【解析】(1)实验中,压强大小不能直接得到,通过U形管两侧液面的高度差来反映压强大小,U形管两侧液面的高度差越大,说明压强越大,使用了转换法。
(2)在使用压强计前,发现U形管中两侧液面已有高度差,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。故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)③④两图中,液体的密度不同,压强计探头所处的深度相同,因盐水密度大于水的密度,图④中U型管两侧液面高度差较大,因此可得到结论:在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
(4)图②、图③中,液体密度相同,图③中压强计探头所处深度较深,U形管两侧液面的高度差较大,说明图③中压强计探头受到的压强较大,因此可得到结论:液体密度相同时,深度越深,液体压强越大。
(5)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,此时橡皮膜左右两侧受到的压强相同,因左侧水面到橡皮膜的深度大于右侧液面到橡皮膜的深度,由可知,。水和待测液体对容器底压强分为橡皮膜以上液体的压强和橡皮膜以下液体的压强,因液体密度较大,由可知。又因为,则
故。
【变式3】如图是小华用压强计“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)实验前检查装置:当按压探头的橡皮膜,若装置不漏气,则U形管两边液面高度变化 (选填“明显”或“不明显”);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)调试完成后,小华接着进行如图1所示的实验,如图乙,保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,这说明在液体内部同一深度,向各个方向的压强 ;
(4)比较图1中乙和丙两次实验,可以得到:在同种液体中,液体压强随 的增加而增大;
(5)比较 两次实验,可以得到:液体的压强与液体密度有关;
(6)小华探究液体内部压强的特点后,还希望测出某盐水的密度,在此基础上又做了拓展实验,步骤如下:
①将两端开口的玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水,底端橡皮膜向下微微凸起,用刻度尺测出玻璃管中水柱的高度为h1(如图2甲所示);
②将玻璃管缓慢插入装有盐水烧杯中,直到橡皮膜表面与水面相平,测出管底到盐水液面高度为h2(如图2乙所示);
③待测盐水密度的表达式ρ盐水= (结果用ρ水、h1、h2表示,不计橡皮膜形变对h1的影响)。
【答案】(1)不属于;(2)明显 B;(3)大小相等;(4)液体深度;(5)丙、丁;(6)
【解析】(1)连通器是上端开口,底部连通的容器,而U形管左端没有开口,所以不属于连通器。
(2)[1]当按压探头的橡皮膜,U形管两边液面高度变化明显,则说明该装置不漏气,气密性良好。
[2]当压强计的橡皮膜没有受到压强时,U形管中液面是相平的。若U形管中的液面出现了高度差就说明软管中的气体压强大于大气压,若使U形管中液面相平,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,U形管中的液面就是相平的,故选B。
(3)保持压强计探头在水中的深度不变,使探头处于向上、向下、向左、向右等方位,发现U形管中液面高度差不变,说明各个方向的压强大小相等,因此可得结论为:同种液体、同一深度,各个方向的压强大小相等。
(4)如图乙、丙可知,在液体的密度相同时,探头的深度越深,相应的U形管左、右两侧液面高度差越大,说明液体的压强越大。由此得出∶在同种液体中,液体压强随深度的增加而增大。
(5)探究液体压强与液体密度的关系,需要控制探头所处的深度相同,改变液体的密度,因此选择丙、丁两实验。
(6)当橡皮膜表面与水面相平时,说明盐水对橡皮膜向上的压强和水对橡皮膜向下的压强大小相等,即,根据可得
解得盐水的密度为
知识点3:液体压强公式
1. 液体压强的公式推导:设想在一玻璃容器内的水中有一深为h,截面为S的水柱,试计算这段水柱产生的压强,即为水深为h处的压强。
推导:水柱的体积为V=Sh,水的密度为ρ,水柱的质量为m=ρV,水柱对其底面积的压力为
F=G=mg=ρVg=ρShg
水柱对其底面积的压强为
2. 液体压强的公式:p=ρgh。ρ:液体的密度。g=9.8 N/kg。
h:深度,指从自由液面到液体内部某一位置的竖直距离。
例如:图甲中A点的深度为30 cm,图乙中B点的深度为40 cm,图丙中C点的深度为50 cm。
释疑解难
深度:液体内一点到自由液面的竖直 距离。
高度:液体内一点到容器底的竖直距离。
例如:右图中A点的深度为16 m,高度为7 m。
3. 公式使用要点:(1)使用时单位要统一。(2)适用于液体产生的压强。
4. 理解:液体的压强与液体的深度和液体的密度有关,跟液体质量和体积等其他因素无关。
特别提醒 公式与p=ρ液gh的区别
为压强定义式,普遍适用于固体、液体和气体;p=ρ液gh是由定义式推导出的,一般针对液体而言,适用于液体。
【典例4】如下图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲的底面积为,,容器甲中盛有深度为9cm的水,容器乙中盛有深度为,的另一种液体,此时容器甲、乙底部所受液体的压强相等。(g取)
(1)求容器甲中水对容器底部的压强。
(2)现往容器甲中加0.25kg的水,容器甲、乙中的液面恰好相平。求水对容器甲底部压强的变化量。
(3)求容器乙中液体的密度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)水对容器底部的压强
(2)0.25kg水的体积为
容器甲中水面上升的高度
水对容器甲底部压强的变化量
(3)容器乙中液体的深度
容器乙中液体的密度
【变式1】如图所示,将两端蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中。当玻璃圆筒沿水平方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”);当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力和的大小关系是 (选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】 等于 大于
【解析】[1]当玻璃圆筒沿水平方向放置时,由于在同一深度,由可知,液体压强相等,又因为受力面积相等,由可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左等于F向右。
[2]当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,h下大于h上,由可知,p向上大于p向下,又因为受力面积相等,由可知,水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下。
【变式2】如下图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲的底面积为,,容器甲中盛有深度为9cm的水,容器乙中盛有深度为,的另一种液体,此时容器甲、乙底部所受液体的压强相等。(g取)
(1)求容器甲中水对容器底部的压强。
(2)现往容器甲中加0.25kg的水,容器甲、乙中的液面恰好相平。求水对容器甲底部压强的变化量。
(3)求容器乙中液体的密度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】(1)水对容器底部的压强
(2)0.25kg水的体积为
容器甲中水面上升的高度
水对容器甲底部压强的变化量
(3)容器乙中液体的深度
容器乙中液体的密度
【变式3】如图所示为一杯封口的豆浆正放与倒置在水平桌面上的情况。已知:杯子的质量为20g。甲图中,杯子正放时,液面以下1cm的A点处的压强为105Pa,豆浆对杯底的压强为630Pa;乙图中,液面高度比正放时降低了1cm,B点距离杯子封口处1cm,杯子封口处的面积为60cm2。忽略杯子的厚度,下列判断正确的是( )
A.甲图中,豆浆对杯底的压强等于杯子对桌面的压强
B.甲图中,豆浆对杯底的压力大于豆浆受到的重力
C.乙图中,豆浆对杯子封口处的压力为3.15N
D.乙图中,豆浆对B点处的压强为525Pa
【答案】C
【解析】AB.忽略杯子的厚度,甲图中,杯子正放时,上粗下细,设杯子底面积为S,豆浆对杯底的压力F1=p1S=630Pa×S<G豆浆
杯子对桌面的压力F2=G豆浆+G杯
所以F1<F2
由可知p1<p2
豆浆对杯底的压强小于杯子对桌面的压强,故AB错误;
C.液面以下1cm的A点处的压强为105Pa,乙图中,液面高度比正放时降低了1cm,由p=ρgh可知,豆浆对杯底的压强比原来小了105Pa,乙图中,豆浆对杯底的压强为p3=630Pa-105Pa=525Pa
乙图中,豆浆对杯子封口处的压力F3=p3S口=525Pa×60×10-4m2=3.15N
故C正确;
D.液面以下1cm的A点处的压强为105Pa,B点距离杯子封口处1cm,由p=ρgh可知,B点和封口处压强为105Pa,乙图中,豆浆对杯底的压强为p3=525Pa,豆浆对B点处的压强为p5=p3-p4=525Pa-105Pa=420Pa
故D错误。
故选C。
知识点4:连通器
1. 连通器:上端开口、底部互相连通的容器,如下左图所示。
2. 连通器的特点:连通器里装同种液体(不是同种液体静止时,密度不同,液面不相平。),当液体不流动时,连通器各部分中的液面总是相平的。
如上右图所示,液体静止——液片AB处于静止状态——液片两侧所受压力相等——液片两侧所受压强相同——两管液面高度相等——两管液面相平。
F左=F右,p左=p右,ρ液gh左=ρ液gh右,h左=h右
3. 连通器的应用
锅炉水位计、洒水壶、乳牛自动喂水器和船闸都是利用连通器工作的。
特别提醒 理想模型法
在推导连通器两边液面为什么相平时,在容器底部连通的部分假设有一个液体构成的薄片,它的厚度为0,称为液片AB,由它静止时受力平衡可以推导两边液面高度相同。液片AB即为理想化的模型。
【典例4】物理知识与日常生活和技术密切相关。下图(a)中双肩背包的背带做的较宽,是为了减小 ;图(b)中船闸是利用了 原理;图(c)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随 增加而增大。
【答案】 压强 连通器 深度
【解析】[1]图(a)中双肩背包的背带做的较宽,增大了受力面积,由得,在压力一定时,减小了压强。
[2]图(b)中船闸是利用了连通器原理,当阀门打开时形成连通器,液体由高处向低处流,当液体不流动时,液面相平。
[3]图(c)三峡大坝筑成上窄下宽,是因为液体内部压强随液体深度增加而增大,越深处压强越大,下面宽大,承受压强的能力大。
【变式1】如图所示,A、B两个容器用一个带阀门的管子相连,两个容器中装有液面相平的同种液体,则a、b两处的压强大小关系为pa (选填“>”“<”或“=”) pb。当打开阀门时,液体 (选填“由A流向B”“由B流向A”或“不流动”)。
【答案】 > 不流动
【解析】[1]如图所示,两容器内液体密度相同,,根据液体压强公式可知。
[2]当打开阀门时,两容器上端开口,下端相连,形成了一个连通器,液体静止时两液面相平,故液体不会流动。
【变式2】如图所示,船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A和闸门C,再打开阀门 ,当闸室中水位与下游水位 时打开闸门D,船就可以驶入闸室。
【答案】 B 相平
【解析】[1][2]船由下游经过船闸驶往上游,船在下游要进入闸室时,先关闭阀门A和闸门C,再打开阀门B,此时下游与闸室构成连通器,根据连通器的特点可知,闸室中水位与下游水位会相平,然后打开开闸门D,船就可以平稳的驶入闸室。
【变式3】灵渠作为世界上最早的有闸运河,船闸对于河流的通畅功不可没。降水的季节河道具有一定落差,低水位易导致航船爬升困难,人们开始在灵渠上修建具有船闸功能的设施——陡门,如图所示。通过陡门的开启与封闭,调节水位,保证船只不受水位落差影响而顺利通行。陡门利用了 原理,当陡门开启后上下游的水位会 。
【答案】 连通器 相平
【解析】[1][2]陡门开启时,上下游满足上端开口,底部相连,则为连通器;根据连通器的特点可知,当液体不流动时,各部分的液面是相平的,因此当陡门开启后上下游的水位会相平。
【方法技巧】
方法技巧1 液体压强与固体压强的区分方法
对比项
液体压强
固体压强
产生原因
受重力、具有流动性
受重力、相互挤压
影响因素
液体密度、深度
压力大小、受力面积
计算公式
作用特点
对容器底部、侧壁均有压强,各方向均有压强
只对接触面产生压强,方向垂直于接触面
方法技巧2 液体压强公式应用“三步法”
1.确定深度:找到研究点到液面的竖直距离(注意单位换算为米);
2.明确物理量:确认液体密度、重力加速度的数值(题目未说明时,取9.8N/kg);
3.代入计算:严格按公式计算,确保单位统一(用kg/m³,用m)。
方法技巧3 控制变量法实验答题规范
1.探究压强与方向的关系:“控制液体密度和深度不变,改变金属盒朝向,观察U形管液面高度差”;
2.探究压强与深度的关系:“控制液体密度和金属盒朝向不变,改变金属盒深度,观察U形管液面高度差”;
3.探究压强与密度的关系:“控制深度和金属盒朝向不变,换用不同密度的液体,观察U形管液面高度差”;
4.结论表述:“当××不变时,××越……,液体压强越……”。
方法技巧4 连通器问题分析思路
1.先判断是否为连通器(上端开口、底部连通);
2.确认装入的是同种液体且静止;
3.利用“液面相平”的特点解释现象或解决问题。
【巩固训练】
【基础题】
1.(24-25八年级下·山东临沂·期中)著名的“木桶理论”,是指用木桶来装水,若制作木桶的木板参差不齐,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定,所以它又被称为“短板效应”。那么决定木桶底部受到水的压强大小的是( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重
C.最短的一块木板 D.最长的一块木板
【答案】C
【解析】根据公式可知,木桶底部受到水压强的大小决定于水的深度,而木桶里水的深度决定于短木板的长度,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(24-25八年级下·安徽合肥·期末)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。为了防止下水管中“异味”进入室内,水面必须达到的最低高度是位置( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】为了防止下水管中“异味”进入室内,水面必须要能堵住下水管与厨房连通的地方,防止空气流通,如图水面必须达到的最低高度是位置3,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.(23-24八年级下·北京西城·期中)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
【解析】“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。
4.(24-25八年级下·福建福州·月考)如图是探究压强与液体深度关系的实验装置,液体上边位置的水压___________(选填“大于”“小于”或“等于”)下边位置的水压,由此推出液体压强随深度的增加而___________(选填“增大”或“增小”)。
【答案】 小于 增大
【解析】[1][2]由图可知,水从上面小孔射出的距离小,从下面的小孔射出的距离大,所以液体上边位置的水压小于下边位置的水压,由此推出液体压强随深度的增加而增大。
5.(25-26八年级下·全国·课后作业)为了增大下潜深度,人们研究出抗压潜水服。潜水员穿抗压潜水服是因为海水的压强随深度的增加而__________;若某种抗压潜水服可承受的最大压强为,则穿上此潜水服的潜水员能下潜的最大深度为__________m。(取,g取)
【答案】 增大 300
【解析】[1]潜水员在较深的海水中工作时要穿抗压潜水服,这是由于海水的压强随深度的增加而增大。
[2]若某种抗压潜水服可承受的最大压强为,则潜水员穿着这种抗压潜水服能下潜的最大深度
【提升题】
6.(25-26八年级·全国·假期作业)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
【解析】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。
7.(25-26八年级·全国·假期作业)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
【解析】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。
8.(2025·黑龙江大庆·模拟预测)生活和生产中的很多物品都运用了物理学的知识,在图a中,金属锥的头部尖细锋利,是为了能产生很大的__________;在图b中,“乳牛自动喂水器”利用的是__________原理;在图c中新型材料“气凝胶”被称为“最轻材料”是因为其__________极小。蛟龙号载人潜水器在下潜到海面下6km深处受到海水的压强是__________Pa(,g取10N/kg)。
【答案】 压强 连通器 密度
【解析】[1]增大压强的方法有增大压力和减少受力面积两种方法,在图(a)中,金属锥的头部尖细锋利,是利用减小受力面积的方法增大压强。
[2]上端开口,下部相连通的容器叫作连通器;液体不流动时,连通器内的各容器中的液面总是在同一水平面上,茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等都利用了连通器的原理。
[3]密度是单位体积的某种物质的质量,在图(c)中的新型材料“气凝胶”被称为“最轻材料”是因为其密度极小。
[4]蛟龙号载人潜水器在下潜到海面下的深度为
受到海水的压强是
9.(24-25八年级下·广东汕尾·期末)如题图所示,把一个底面积为0.004m2的平底茶壶放在水平桌面上(茶壶壁厚度不计),壶嘴和壶身构成_______。壶内装有0.6kg的水,水面到壶底0.12m,则水对壶底的压强是_______Pa,水对壶底的压力是________N。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】 连通器 1200 4.8
【解析】[1]壶嘴和壶身底部相通、上端开口,构成连通器(连通器是上端开口、底部相连通的容器,符合茶壶的结构特点)。
[2]水对壶底的压强:由液体压强公式,代入、、,得
[3]水对壶底的压力:由 ,代入 、,得
10.(25-26八年级下·全国·单元测试)如下图所示,将底面积为、重5N的容器放在水平桌面上,容器内装有重45N、深40cm的水。(g取10N/kg)
(1)求距容器底10cm的A点所受水的压强。
(2)求容器对水平桌面的压强。
(3)若A点距容器底的距离增大(A点上移),则该点受到的水的压强是增大还是减小?为什么?
【答案】(1);(2);(3)减小
【解析】(1)A点在水中的深度为A点到水面的竖直距离。
已知水的总深度,A点距容器底的距离。
则A点的深度为:,
A点所受水的压强为:。
(2)容器放在水平桌面上,容器对桌面的压力F等于容器和水的总重力。
,容器的底面积,
容器对水平桌面的压强为:。
(3)根据液体压强公式 可知,在液体密度一定时,液体内部的压强随深度的增加而增大。当A点上移时,其距离液面的竖直距离(即深度h)减小,因此该点受到的水的压强会减小。
【易混易错题】
11.(24-25八年级下·全国·课后作业)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
【解析】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。
12.(25-26八年级下·全国·课后作业)有一支长度为20cm的装满了水的试管,用蜡将其管口封紧且使其管口朝上,处于竖直状态,并保持静止。已知水,g取10N/kg,则由于水受到重力而对试管底部产生的压强为___________Pa。现将试管由竖直状态倾斜为与水平方向成角的状态,则试管底部受到水的压强会______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 减小
【解析】[1][2]水对试管底部产生的压强:;根据可知,液体压强的大小与液体的密度和深度有关,由题意知,水的密度不变,将试管由竖直状态倾斜为与水平方向成角后,h减小,根据可知,压强会减小。
13.(24-25八年级下·全国·课后作业)聪明的小慧利用压强计测量液体的密度。如图丙所示,U形管内径相同且装适量水,调试好后标记U形管右侧水面的位置;将金属盒放入待测液体中,当橡皮膜距液面的高度为4cm时,U形管右侧液面上升了2.4cm,则待测液体的密度为________。(不考虑橡皮膜发生形变对实验的影响)
【答案】1.2
【解析】橡皮膜在液体中的深度为4cm,U形管右侧液面上升了2.4cm,U形管两侧高度差为4.8cm,则液体产生的压强等于U形管内高出的液柱产生的压强,U形管内盛水,则有,即,解得。
14.(24-25八年级下·辽宁·期末)如图(a)所示是同学们“探究液体内部压强大小影响因素”实验的装置。
(1)实验前同学们用手轻压图(a)中压强计的橡皮膜,发现压强计U形管两侧液面升降灵活,说明压强计是______(选填“漏气”或“不漏气”)的;
(2)如图(b)、(c)所示为将压强计的探头放入水中不同深度的情况,可得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而______;
(3)比较图(c)、图(d),可初步判断:液体内部压强与液体的______有关;
(4)探究结束后,同学们设计了如图(e)所示实验:将两个相同的下端带橡皮膜的薄壁玻璃管(质量不计)分别竖直插入两种未知液体A和B中,具体实验步骤如下:
①用刻度尺测玻璃管直径,计算出玻璃管的横截面积S;
②将其中一只玻璃管插入液体A中深度处,向管内添加细沙直至橡皮膜变平,用天平测得管内细沙质量为m;(g已知)
③将另一只玻璃管插入液体B中深度处,向管内添加水直至橡皮膜变平,用量筒测得管中水的体积为V;(水的密度已知用表示)
④液体A中深度处的压强表达式______(用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
⑤液体B的密度的表达式______(用实验步骤中测得或已知的物理量表示);
若实验中插入液体B的玻璃管加水后橡皮膜略微向下凸起便测出加水体积,则会导致所测量的液体B的密度值______(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)不漏气;(2)增大;(3)密度;(4) 偏大
【解析】(1)实验前同学们用手轻压图(a)中压强计的橡皮膜,发现压强计U形管两侧液面升降灵活,说明压强计的气密性良好,压强计是不漏气的。
(2)如图(b)、(c)所示,将压强计的探头放入水中不同深度的情况,(c)中深度大,U形管液面的高度差大,说明产生的压强也大,可得出结论:在同种液体中,液体内部的压强随深度的增加而变大。
(3)比较图(c)、(d)可知,深度相同,而液体的密度不同,此时U形管液面的高度差不同,说明产生压强不同,可初步判断:液体内部压强与液体的密度有关。
(4)[1]已知管内细沙质量为m,则管内细沙的重力为
根据步骤②可知,沙子产生的压强与液体产生的压强相同,所以液体A中深度处的压强表达式
[2]已知用量筒测得管中水的体积为V,则水的深度为
由题意可知,液体产生的压强和水产生的压强相同,即
联立得液体B的密度的表达式
[3]若实验中插入液体B的玻璃管加水后橡皮膜略微向下凸起便测出加水体积,则加入水的体积偏大,根据上述表达式,则会导致所测量的液体B的密度值偏大。
15.(25-26八年级上·重庆沙坪坝·期末)如图所示,薄壁平底柱形容器质量为100g、底面积为、高为30cm,装满水放置于水平桌面上,两个完全相同的金属小球A、B,金属小球A被冰层包裹总质量为1kg(,,)。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)将冰层包裹的A小球轻轻地放入装满水的容器中,待冰层全部熔化后,液面下降了1cm,则冰的质量是多少;
(3)再将金属小球B轻轻地放入(2)中的容器里,待水溢尽,擦干容器壁,测得此时容器的总质量为2.3kg,则金属小球A的体积是多少。
【答案】(1)3000Pa;(2)450g;(3)200cm3
【解析】(1)容器装满水,水的深度等于容器的高度。已知容器高度 h = 30cm = 0.3m,水的密度, 水对容器底部的压强为
(2)设冰的质量为。冰层全部熔化后,液面下降,说明冰熔化成水后体积减小。这个体积减小量等于液面下降的体积。液面下降的体积为
体积的减小量等于冰的体积与熔化后水的体积之差,即
解得
(3)设金属小球A的体积为 。被冰层包裹的A小球总质量。金属小球A的质量为
因为两个金属小球完全相同,所以金属小球B的质量,体积 。
将小球B放入容器后,测得容器的总质量。该总质量包括容器、小球A、小球B和容器中剩余水的质量。容器中剩余水的质量为
容器中剩余水的体积为
放入小球B并待水溢尽后,容器内被水、小球A和小球B充满,容器内总体积为
根据体积关系
解得
【真题链接】
16.(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
【解析】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。
17.(2025·山东滨州·中考真题)如图所示,水平桌面上甲、乙两个完全相同的烧杯内装有密度不同的盐水,把同一个鸡蛋分别放入甲、乙两杯盐水中,鸡蛋在甲杯中漂浮,在乙杯中悬浮,且放入鸡蛋后液面相平。若两烧杯底部所受液体压强分别为p甲、p乙,鸡蛋在甲、乙两杯盐水中所受浮力分别为F甲、F乙,则下列说法正确的是( )
A.p甲<p乙 B.p甲>p乙
C.F甲<F乙 D.F甲>F乙
【答案】B
【解析】AB.根据浮沉条件,漂浮时液体密度,悬浮时。因此,甲杯盐水密度。放入鸡蛋后液面相平,即液体深度。根据液体压强公式,所以,故A错误,B正确;
CD.由图可知,鸡蛋在甲杯中漂浮,浮力等于鸡蛋的重力,即;鸡蛋在乙杯中悬浮,浮力也等于鸡蛋的重力,即,因此,故CD错误;
故选B。
18.(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
【解析】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。
19.(2023·山东威海·中考真题)如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管内的水面相平,此时装置相当于_________。若阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,则三根竖管内水面最低的是_________。(选填“A”“B”或“C”)
【答案】 连通器 C
【解析】[1]如图所示,阀门1和阀门2均关闭,A、B、C三根竖管上端开口、底部相互连通,相当于连通器。
[2]如图所示,阀门1、阀门2均打开,水在管道内持续流动,A底端管道最宽,水流动最慢,压强最大,则水面最高,C底端管道最窄,水流动最快,压强最小,则水面最低。
20.(2022·贵州毕节·中考真题)如图是洒水车的工作场景。该车罐内装入1.5m深的水时,车的总质量为12t,轮胎与地面接触的总面积为0.6m2,此时车静止在水平路面上,对路面的压强为______Pa,水对罐体底部的压强______Pa。当增大罐内气压后,水就可以洒向更远处,此时罐体与出水管______(填“是”或“不是”)连通器。
【答案】 2×105 1.5×104 不是
【解析】[1]车的总重力为G=mg=12×103kg×10N/kg=1.2×105N
车对水平路面的压力为F=G=1.2×105N
车对路面的压强为
[2]水对罐体底部的压强为p水=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m=1.5×104Pa
[3]连通器是两端开口,底部连通的容器,洒水车的罐体是密封的,只有水管一端开口,故不是连通器。
21.(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)<
【解析】(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。
22.(2025·黑龙江大庆·中考真题)小庆所在的实验小组设计了如图甲所示的实验装置,在长方体容器中用隔板分成不相通的左右两部分,隔板上有一小圆孔用薄橡皮膜封闭,薄橡皮膜左右两侧压强不同时,形状发生改变。将装置放在水平桌面上,利用此装置来探究液体的压强与哪些因素有关,并制作液体密度计。
(一)探究液体的压强与哪些因素有关
(1)如图乙所示,在隔板左右两侧加入不同深度的水,左侧水面到薄橡皮膜中心的深度为,右侧水面到薄橡皮膜中心的深度为,发现薄橡皮膜向右凸起,则薄橡皮膜左右两侧等高处、两点的压强______(选填“”“”或“”),说明同种液体,随液体深度的______(选填“增加”或“减少”),压强随之变大;
(2)将图乙容器中的水倒出并擦干,在隔板左侧加入水,右侧加入相同深度的盐水,发现薄橡皮膜向______(选填“左”或“右”)凸起,如果要使薄橡皮膜恢复原状,需______(选填“增加”或“减少”)盐水的深度。分析得出,在同一深度,密度越大,液体的压强越大;
(二)制作液体密度计
(3)向图甲容器隔板左侧加入水,量出水面到薄橡皮膜中心的深度为12cm,向隔板右侧加入酱油,直至薄橡皮膜恢复原状为止,量出酱油液面到薄橡皮膜中心的深度为10cm,则酱油的密度为______()。已知符合国家标准酱油的密度范围是,该酱油______(选填“符合”或“不符合”)国家标准;
(4)小庆想要直接测量多种液体的密度,将该装置做如下设计,在右侧容器壁距离薄橡皮膜中心点高度为处做一标记,如图丙所示。每次在隔板右侧加入待测液体至标记处,左侧加水至薄橡皮膜恢复原状,测出水面至薄橡皮膜中心的深度为,则待测液体密度表达式______(用、和表示),利用该原理在左侧容器壁标刻出均匀的刻度,即可直接读出待测液体密度。
【答案】(1) > 增加;(2) 左 减少;(3) 1.2 符合;(4)
【解析】(1)[1][2]如图乙所示,橡皮膜左侧水的深度较大,薄橡皮膜向右凸起,说明左侧水对橡皮膜产生的压强较大,所以薄橡皮膜左右两侧等高处、两点的压强大于,说明同种液体,随液体深度的增加,压强随之变大。
(2)[1]在隔板左侧加入水,右侧加入相同深度的盐水,深度相同,由于盐水的密度大于水,根据,盐水对橡皮膜产生的压强较大,所以薄橡皮膜向左凸起。
[2]如果要使薄橡皮膜恢复原状,可以减小盐水对橡皮膜产生的压强,根据,可以减少盐水的深度。
(3)[1][2]向隔板右侧加入酱油后,薄橡皮膜恢复原状,则水和酱油对橡皮膜产生的压强相等,根据则有
解得酱油的密度
已知符合国家标准酱油的密度范围是,所以该酱油符合国家标准。
(4)每次在隔板右侧加入待测液体至标记处,左侧加水至薄橡皮膜恢复原状,此时待测液体和水对橡皮膜产生的压强相等,根据则有,解得则待测液体密度。
23.(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),
【解析】(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
24.(2022·新疆·中考真题)某工厂长方体储液池被一块密封隔板隔成左右两部分,其截面图如图所示。隔板上下两部分的厚度不同,隔板较厚部分相对于较薄部分左右两侧凸出的厚度均为0.lm。已知隔板的长为10m,左储液池内储有密度为1.1×103kg/m3的液体。右储液池内储有密度为1.3×103kg/m3的液体。隔板左侧凸出部分的下表面所在的深度为0.5m,隔板凸出部分两侧的下表面受到的液体的压强差与整个隔板最低处受到的两侧液体的压强差均为1.0×103Pa。求:
(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强;
(2)隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力;
(3)左储液池中液体的深度。
【答案】(1)5.5×103Pa;(2)4.5×103N;(3)1.5m
【解析】解:(1)隔板左侧凸出部分的下表面受到的液体压强p左=ρ左gh左=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5.5×103Pa
(2)由题意可得,若Δp=p右-p左=1.0×103Pa
则隔板右侧凸出部分的下表面的压强为p右=p左+Δp=5.5×103Pa+1.0×103Pa=6.5×103Pa
隔板右侧凸出部分的下表面所在的深度为
不符合题意,所以Δp=p左-p右=1.0×103Pa
隔板右侧凸出部分的下表面的压强为p右=p左-Δp=5.5×103Pa-1.0×103Pa=4.5×103Pa
隔板右侧凸出部分的下表面受到的液体竖直向上的压力为F右=p右S=4.5×103Pa×10m×0.1m=4.5×103N
(3)由于隔板凸出部分两侧的下表面受到的液体的压强差与整个隔板最低处(即容器底)受到的两侧液体的压强差均为1.0×103Pa,而两侧凸出部分距容器底深度相同,又凸出部分两侧容器液体密度ρ右>ρ左,由(2)已推出
Δp=p左-p右=1.0×103Pa
右侧凸出部分的下表面在液体中的深度为
所以此时应该是Δp=p´右-p´左=1.0×103Pa
否则将不符合实际,设隔板凸出部分到容器底的深度为h,则p´右-p´左=Δp=1.0×103Pa
即ρ右gh´右-ρ左gh´左=Δp
代入数据,即1.3×103kg/m3×10N/kg×(h+)m-1.1×103kg/m3×10N/kg×(h+0.5)m=1.0×103Pa
解得h=1m
左储液池中液体的深度为h´左=(h+0.5)m=(1+0.5)m=1.5m
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