液体压强-2026-2027学年浙教版八年级上册科学
2026-09-18
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摘要:
**基本信息**
以“实验探究-公式应用-综合比较”为逻辑主线,系统构建液体压强专项训练体系,融合科学探究与推理论证,提炼解题方法。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|影响因素探究实验|1例+4变式|控制变量法分析实验;压强计使用规范|从压强计原理切入,通过实验现象归纳深度、密度、方向对压强的影响|
|公式应用|1例+5变式|p=ρgh公式理解;深度h的竖直距离界定|基于实验结论推导公式,结合容器形状分析压强变化|
|压强大小比较|1例+5变式|固液压强计算分步法;压力与重力关系辨析|综合运用公式与实验结论,比较不同容器、液体的压强压力|
内容正文:
液体压强
知识点一:液体压强影响因素探究实验
一、液体压强
1、液体压强:液体对容器的底部、侧壁都会产生压强,液体内部也存在压强。
2、液体压强计
(1)功能:液体内部压强的大小可以用压强计来比较。
(2)结构
(3)原理
当压强计金属盒上蒙的橡皮膜受压时,U形玻璃管左、右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜承受的压强越大,两管内液面的高度差越大。
(4)注意事项
①使用前需要检查装置是否漏气:用手按压橡皮膜,若液面能灵活升降,说明压强计不漏气。
②在使用压强计前,发现U形管中液面已有高度差,应取下软管重新安装。
3、探究“液体内部压强的特点”
(1)该实验是通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强大小。
(2)实验①②③说明:液体内部压强与深度有关,深度越深,液体压强越大。
(3)实验③④⑤说明:液体内部压强与方向无关,在液体内部的同一深度处,向各个方向都有压强,并且压强大小相等。
【实验拓展】为了探究液体内部的压强与液体密度的关系,除了将烧杯中的水换成盐水重复上述实验外,实验时压强计金属盒的放置要求是保持探头的深度和方向不变。
【例1】(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)小科做了如下“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,实验前,小科用手指轻压金属盒的橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现高度差,一段时间后U形管两侧液面高度差不变,则说明该压强计______(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)由实验可知:同种液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。其依据是______。
(3)小科还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他固定金属盒,再向图丙烧杯中多次加入盐水,发现U形管两侧液面的高度差不断增大,于是得出“液体的密度越大,压强越大”的结论。小敏认为他通过此方法得出的结论不可靠,理由是______。
【变式1-1】(25-26八年级上·浙江温州·阶段检测)金华科技馆中展示了一个有趣实验,如图甲所示,最下端的小孔水平喷水距离最大;小东对喷水距离远近很感兴趣,于是进行了以下探究。
【提出问题】水最远落地点与小孔点的水平距离与哪些因素有关呢?
【查阅资料】水最远落地点与小孔点的水平距离与水流从小孔水平射出的速度和小孔离地的高度有关。
【探究实验】经过思考后,小瑞做了如图乙所示实验,其中h表示小孔在水中的深度,v表示水流从小孔水平射出的速度,H表示小孔离地的高度,s表示水流射程(小孔到落点的水平距离)。得到了如下的实验结果。
序号
小孔离地高度H/cm
小孔离水面深度h/cm
水最远落地点与小孔点的水平距离s/cm
1
2
3
平均值
1
10
10
12.3
12.2
12.5
12.3
2
15
10
15.2
15.0
15.3
15.2
3
20
10
17.5
17.6
17.3
17.5
【数据分析】
(1)图一中最下端的小孔水平喷水距离最大,说明同种液体,深度越________,液体压强越小。
(2)实验中每一组实验的数据都需要多次重复测量并取平均值,其目的是________。
(3)实验中如何保障水流从小孔水平射出的速度相同?________________。
【变式1-2】(2026·浙江嘉兴·二模)如图为兴趣小组探究“影响液体内部压强大小因素”的实验过程。
(1)实验前,小组同学对实验室现有的几个压强计进行气密性检验,其中一个检测结果如图甲所示,则说明该压强计________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)选用气密性良好的压强计进行实验,结果如图乙、丙和丁所示。对比乙、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:________。
(3)用如图的装置继续实验,向隔板两侧加水并使液面相平,如图戊所示,则小组探究的是液体压强与________的关系。
(4)小组又向隔板两侧分别倒入不同的液体A和B,如图己,当橡皮膜平整无凸起时,左侧液面高于右侧,则液体A的密度________液体B(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【变式1-3】为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,同学们进行如图所示的操作进行探究。甲装置U形管内装有已染色的水,实验装置经测试可以正常使用。
(1)如图甲,若在使用压强计前,将橡皮膜置于空气中,发现U形管内液面已有高度差,可以通过______的方法可以进行调节。
(2)调节好压强计,小杭同学按照图乙、丙、丁所示进行实验,比较丙、丁两图可知,液体内部压强与液体的______有关。
(3)在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将______。
(4)小杭同学提出若U形管左右两侧液面的高度差较小,测量时会导致较大误差,下面操作能增大U形管左右两侧液面高度差的操作是______。
A.将U形管换成更粗的
B.将U形管换成更细的
C.U形管中换用密度更大的液体
D.U形管中换用密度更小的液体
【变式1-4】现有两只相同的烧杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精,小唐用压强计来鉴别水和酒精。
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化都很_________(选填“大”或“小”)。小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该_________(选填“相平”或“不相平”);
(2)如图1甲所示,小唐先后将调节好的压强计的探头浸入两种液体中。她发现A中U形管两侧液面的高度差较大,于是认为图1甲A杯子中是水。她的结论是_________(选填“可靠”或“不可靠”)的;
(3)小唐用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图1乙所示,将压强计两个探头分别浸入两种液体中,从而判断出图乙中装水的杯子是_________(选填“A”或“B”)杯;
(4)聪明的小敏利用U形管压强计改装成如图2所示的测液体密度的密度计。A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。粗细均匀的U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的红色浮标。未测量时,U形管水面刚好与a相平,读数时,读取浮标所对的刻度值即可。当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b处,ab之间的距离为2cm,则该液体的密度为_________g/cm3,小敏发现用该调节好的密度计测量液体密度时,测量值总是偏小,原因是_________。
知识点二:液体压强公式应用
1. 液体压强公式的理解
在公式中,为液体压强(单位:Pa),为液体密度(单位:kg/m³),为重力加速度(常数,取9.8 N/kg),为深度,即从液面到所求点的竖直距离(单位:m)。由公式可知,液体压强只与液体的密度和深度有关,与容器的形状、液体的质量、液体的体积无关。深度h是指从液面到所求点的竖直距离,不是到容器底部的距离。
【例2】(25-26八年级上·浙江宁波·期末)为研究液体对容器侧壁的压强与液体深度的关系,小宁制作了如图所示的实验装置,伸缩支架放在水平桌面上的装置中盛有适量的水。下列说法正确的是( )
A.液体对容器侧壁会产生压强,只因为受到重力的作用
B.降低伸缩支架高度时,橡皮膜的形变程度变大
C.升高伸缩支架高度时,装置对桌面的压强不变
D.其他条件不变,只把水换成等体积盐水,橡皮膜的形变程度变小
【变式2-1】如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
【变式2-2】如图所示,在盛满水的烧杯中放入一个塑料小球,小球最终静止在水面上,那么与放入小球前相比,烧杯底受到水的压强将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
【变式2-3】如图所示,一上面开口的圆柱形容器内盛有一定质量的水。容器底部开一个小孔,水从小孔中流出。下列图象中正确反映容器中水对容器底的压强p随时间t变化关系的是( )
A. B. C. D.
【变式2-4】如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中装有体积相同的水,将质量相同的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平。A、B受到的浮力分别为FA和FB,A、B的密度分别为ρA和ρB,甲、乙容器底部受到水的压强分别为p甲和p乙,下列说法正确的是( )
A.FA大于FB B.ρA小于ρB C.p甲大于p乙 D.p甲小于p乙
【变式2-5】如图所示,容器重为G1,放在水平桌面上,容器内盛有重为G2的液体。若用N1表示容器对桌面的压力,N2表示液体对容器底的压力,则N1和N2应满足( )
A.N1=G1+G2,N2=G2 B.N1>G1+G2,N2>G2
C.N1<G1+G2,N2=G2 D.N1=G1+G2,N2>G2
知识点三:压强大小比较
例题:
1.三种不同容器在不同情况下压强大小的比较(3种容器底面积相同,3种容器质量相等)
①分别装入相同质量的同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
②分别装入相同高度的同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
③分别装入相同质量相同高度的不同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
【方法提炼】
1.固体压强的计算(受力分析)
(1)不规则固体:通过受力分析确定压力F,明确两物体接触并挤压的受力面积S,最后用p=计算压强。
(2)置于水平面上、密度均匀且形状规则的柱形固体:可先由p=ρ物gh(压强仅与固体密度ρ和高度h有关)计算压强,再用F=pS求压力;也可先确定压力F(此时F等于重力)和受力面积S,用p=计算压强。
2.液体压强的计算
先由p=ρ液gh求压强,再由F=pS求压力。
3. 易错点总结
①深度h的理解:深度h是所研究的点到自由液面的竖直距离,与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关。
②液体对容器底压力与液体重力关系:一般在不规则容器中,液体对容器底的压力F不等于液体自身的重力G液
③容器对水平面的压力、压强:压力F=G容+ G液,压强p=;若题干提到 “轻质薄壁容器”,则忽略容器重力,
G容=0,压力F=G液。
【例3】(25-26八年级上·浙江丽水·阶段检测)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压力:F'甲=F′乙
A.只有①和② B.只有①和③
C.只有②和③ D.只有②和④
【变式3-1】(25-26八年级上·浙江杭州·期中)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙、丙三个容器,分别装有同种液体且深度相同,三个容器底部所受液体的压力分别为F甲、F乙、F丙表示,则( )
A.F甲最大 B.F乙最大
C.F丙最大 D.三个压力一样大
【变式3-2】(26-27八年级上·浙江金华·开学考试)如图所示,完全相同的容器中装有等质量的不同液体,甲容器的液面高于乙容器的液面,甲容器底部受到液体的压强为,乙容器底部受到液体的压强为,甲容器对地面的压强为,乙容器对地面的压强为,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式3-3】(25-26八年级上·浙江湖州·阶段检测)如图所示,质量相等的甲、乙两个圆柱形容器(甲的底面积比乙的大)放在水平桌面上,它们盛有相同质量的不同液体,下列说法正确的是( )
A.甲容器底受到液体的压力一定比乙容器底受到液体的压力大
B.甲容器底受到液体的压强一定比乙容器底受到液体的压强大
C.甲容器对水平桌面的压力一定比乙容器对水平桌面的压力小
D.申容器对水平桌面的压强一定比乙容器对水平桌面的压强小
【变式3-4】(25-26八年级上·浙江宁波·阶段检测)如图所示,两个底面积相同且质量相等的密闭容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体。(取g=10N/ kg)
(1)已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则ρ甲_______ρ乙。若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,则桌面受到甲、乙容器的压力F甲_______F乙。(以上两空均填“大于”“等于”或“小于”)
(2)如果把乙装置倒置,如图丙所示,那么整个装置对水平桌面的压强将_______,液体对容器底的压力将_______。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【变式3-5】(26-27八年级上·浙江金华·开学考试)两个完全相同的圆台形密闭容器甲和乙,自重均为1kg,内部均装满质量为5kg的同种液体。甲、乙两容器底面积分别为、,均静止于水平桌面上(如图所示)。取。
(1)装满液体的甲容器总重力为多少?
(2)甲容器对水平桌面的压强为多少?
(3)已知甲容器中液体对底部压强为,则乙容器中液体对容器底部的压力为多少?
1.(25-26八年级上·浙江杭州·期中)如图所示,两只容器分别盛有相同高度的酒精和水,在A、B、C三点处,液体产生的压强( )
A.ABC三处一样 B.C处最大
C.B处最大 D.A处最大
2.(25-26八年级上·浙江金华·期末)如图所示,在两个完全相同的容器中,盛有质量相等的水和酒精(),下列说法正确的是( )
A.甲盛的是酒精,乙盛的是水
B.在距各自液面相同深度的A、B两点压强相等
C.甲容器比乙容器底部受到的压力小
D.甲、乙两容器底部受到的压强相等
3.将一瓶装满水的矿泉水瓶,先倒立放置在水平桌面上(如图甲),再将其侧放(如图乙)。两次放置时,瓶子对桌面的压力分别为F1、F2,水对瓶盖的压强分别为p1、p2,其中关系描述正确的是( )
A.、 B.、
C.、 D.、
4.(25-26八年级上·浙江金华·期中)如图所示,两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,则下列关系中正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1<F2
C.p1>p2,F1=F2 D.p1<p2,F1>F2
5.(25-26八年级上·浙江宁波·期中)如图所示,三个底面积不同的直筒形容器中分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等。现分别从三个容器内抽出相同高度的液体后,剩余液体对容器底部的压强pA、pB、pc的大小关系是( )
A. B.
C.<< D.
6.(24-25八年级上·浙江宁波·期末)如图,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,F甲<F乙 B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
7. 如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
8. 如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a、b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a、b两孔都有水射出
D.a、b两孔都没有水射出
9.如图所示,在探究液体压强特点的过程中,将微小压强计的金属盒放在水中,下列做法能够使压强计U形管两边液面的高度差减小的是( )
A.将压强计的金属盒放在同样深度的食盐水中
B.将压强计的金属盒向下移动一段距离
C.将压强计的金属盒在原位置转动180°
D.将压强计的金属盒向上移动一段距离
10.小明做"探究液体的压强"实验时得到的几组数据如下表。根据表中的数据,请回答下列问题:
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.9
2
水
5
朝下
4.9
3
水
5
朝侧面
4.9
4
水
10
朝侧面
9.8
5
水
15
朝侧面
14.7
6
酒精
15
朝侧面
11.8
(1) 比较序号为________、________、________的三组数据,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) 比较序号为3、4、5的三组数据,可得出结论:________________________________________。
(3) 比较序号为________、________的两组数据,可得出结论:在同一深度处,不同液体的压强与液体的密度有关。
11.如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相等的容器,若容器中都装入等质量的水(水不溢出),三个容器底部受到的水的压强( )
A. 甲最大
B. 乙最大
C. 丙最大
D. 一样大
12.如图所示,质量和底面积均相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器对桌面的压强p甲和p乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A.p甲=p乙,F甲<F乙 B.p甲=p乙,F甲>F乙
C.p甲<p乙,F甲>F乙 D.p甲>p乙,F甲>F乙
13.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
14.在学习液体压强的相关知识后,小科做了如下实验:在一个两端开口的玻璃管下端扎上橡皮膜,把它竖直按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处。再往玻璃管内注入酒精至10cm处,此时橡皮膜会上凸还是下凹?并解释橡皮膜出现此现象的原因。(已知酒精的密度为0.8×10³kg/m³)
15.(25-26八年级上·浙江绍兴·阶段检测)一个未装满水的密闭容器,分别正立、倒立在水平桌面上,如图所示。请完成下列空格:
(1)图甲时,液体对容器底部的压力为F1,压强为p1;图乙时,液体对容器底部的压力为F2,压强为p2,则F1 ___________ F2 , p1________p2。
(2)若用大小分别为Fa和Fb推密闭容器在同一水平面上做匀速直线运动,则Fa ______Fb。
(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
16.(25-26八年级上·浙江宁波·期末)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,某科学兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较________两图所示的实验。
(2)小科同学对比甲、乙两图,提出一个猜想:在同一液体中,探头距离烧杯底部距离越小,液体压强越大。小宁同学只利用图乙中现有器材,保持探头位置不动,进行了简单操作后跟图甲对比(若图甲中探头的深度为h),就验证了小科同学的猜想是错误的。小宁同学的操作是________。
(3)小宁将矿泉水瓶装满水,继续探究。在M和N处各打一个小孔,如图丁①所示。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图丁②所示的B、C点。接着他将接水盘向下移动,使得MA=ND,此时水的落点为E、F点。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与________(填“AB”或“DF”)的距离。
17.(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)如图所示的装置可以用来探究“液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察___________来反映液体压强的大小。
(2)小科用手轻压探头处的橡皮膜,U形管左侧液面下降,松手后液面恢复到原来位置,说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(3)实验前,小科发现U形管内的液面左低右高,为使管内液面左右持平,正确的做法是___________。
A.将U形管右侧的红墨水倒出一些
B.取下软管重新安装
18.(25-26八年级上·浙江·阶段检测)小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究液体压强与哪些因素有关。如图甲所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C与B箱相连,并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。先在A箱中不断加水,实验现象如图乙、丙所示。然后在B箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,如图丁所示。
(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映______。
(2)由图乙、丙可知,同种液体深度越深,液体产生的压强越______。
(3)由图丁可知,在液体深度相同时,液体______越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法__________________________。
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液体压强
知识点一:液体压强影响因素探究实验
一、液体压强
1、液体压强:液体对容器的底部、侧壁都会产生压强,液体内部也存在压强。
2、液体压强计
(1)功能:液体内部压强的大小可以用压强计来比较。
(2)结构
(3)原理
当压强计金属盒上蒙的橡皮膜受压时,U形玻璃管左、右两管内的液面就会出现高度差。橡皮膜承受的压强越大,两管内液面的高度差越大。
(4)注意事项
①使用前需要检查装置是否漏气:用手按压橡皮膜,若液面能灵活升降,说明压强计不漏气。
②在使用压强计前,发现U形管中液面已有高度差,应取下软管重新安装。
3、探究“液体内部压强的特点”
(1)该实验是通过观察U形管两侧液面的高度差来判断橡皮膜所受压强大小。
(2)实验①②③说明:液体内部压强与深度有关,深度越深,液体压强越大。
(3)实验③④⑤说明:液体内部压强与方向无关,在液体内部的同一深度处,向各个方向都有压强,并且压强大小相等。
【实验拓展】为了探究液体内部的压强与液体密度的关系,除了将烧杯中的水换成盐水重复上述实验外,实验时压强计金属盒的放置要求是保持探头的深度和方向不变。
【例1】(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)小科做了如下“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,实验前,小科用手指轻压金属盒的橡皮膜,观察到U形管两侧液面出现高度差,一段时间后U形管两侧液面高度差不变,则说明该压强计______(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)由实验可知:同种液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。其依据是______。
(3)小科还想探究液体内部压强与液体密度的关系,于是他固定金属盒,再向图丙烧杯中多次加入盐水,发现U形管两侧液面的高度差不断增大,于是得出“液体的密度越大,压强越大”的结论。小敏认为他通过此方法得出的结论不可靠,理由是______。
【答案】(1)不漏气
(2)丙、丁中,金属盒橡皮膜朝向不同,U形管两侧液面高度差相等
(3)没有控制金属盒深度相同
【详解】(1)实验前用手指轻压金属盒的橡皮膜,观察到U形管两侧液面高度差变化明显,一段时间后U形管两侧液面高度差不变,这说明压强计的气密性良好,装置不漏气。
(2)比较图丙、丁两次实验,金属盒橡皮膜在水中朝向不同,U形管两侧液面高度差相等,可得出:同种液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等。
(3)保持丙图中金属盒的位置不变,并多次加入盐水,液体的深度增大,密度增大,U形管左右液面差增大,没有控制金属盒深度相同,不能探究液体压强跟密度的关系。
【变式1-1】(25-26八年级上·浙江温州·阶段检测)金华科技馆中展示了一个有趣实验,如图甲所示,最下端的小孔水平喷水距离最大;小东对喷水距离远近很感兴趣,于是进行了以下探究。
【提出问题】水最远落地点与小孔点的水平距离与哪些因素有关呢?
【查阅资料】水最远落地点与小孔点的水平距离与水流从小孔水平射出的速度和小孔离地的高度有关。
【探究实验】经过思考后,小瑞做了如图乙所示实验,其中h表示小孔在水中的深度,v表示水流从小孔水平射出的速度,H表示小孔离地的高度,s表示水流射程(小孔到落点的水平距离)。得到了如下的实验结果。
序号
小孔离地高度H/cm
小孔离水面深度h/cm
水最远落地点与小孔点的水平距离s/cm
1
2
3
平均值
1
10
10
12.3
12.2
12.5
12.3
2
15
10
15.2
15.0
15.3
15.2
3
20
10
17.5
17.6
17.3
17.5
【数据分析】
(1)图一中最下端的小孔水平喷水距离最大,说明同种液体,深度越________,液体压强越小。
(2)实验中每一组实验的数据都需要多次重复测量并取平均值,其目的是________。
(3)实验中如何保障水流从小孔水平射出的速度相同?________________。
【答案】(1)小
(2)避免偶然性,减小误差
(3)控制小孔到液面的深度相同
【详解】(1)图一中最下端的小孔深度最大,水平喷水距离最大,说明同种液体,深度越深,液体压强越大,深度越小,液体压强越小。
(2)实验中每一组实验的数据都需要多次重复测量,其目的是求平均值减小误差。
(3)要保障水流从小孔水平射出的速度相同,需要保证小孔处的压强相同。根据液体压强公式,在同种液体中,可通过控制小孔到液面的深度h相同来实现。
【变式1-2】(2026·浙江嘉兴·二模)如图为兴趣小组探究“影响液体内部压强大小因素”的实验过程。
(1)实验前,小组同学对实验室现有的几个压强计进行气密性检验,其中一个检测结果如图甲所示,则说明该压强计________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)选用气密性良好的压强计进行实验,结果如图乙、丙和丁所示。对比乙、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:________。
(3)用如图的装置继续实验,向隔板两侧加水并使液面相平,如图戊所示,则小组探究的是液体压强与________的关系。
(4)小组又向隔板两侧分别倒入不同的液体A和B,如图己,当橡皮膜平整无凸起时,左侧液面高于右侧,则液体A的密度________液体B(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)漏气
(2)当液体密度相同时,液体内部的压强随深度的增加而增大
(3)液体质量
(4)小于
【详解】(1)甲图中,探头在水中,U形管两侧液面高度差不变,说明该压强计漏气,装置气密性不好,气体泄漏,液面不会出现明显高度差。
(2)乙、丙两图中,液体都是水,液体密度相同,橡皮膜的方向相同,深度不同,丙图中深度更大,U形管液面高度差更大,因此结论是:当液体密度相同时,液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)图戊中,向隔板两侧加水并使液面相平,此时液体密度相同、深度相同,只有液体质量不同,所以探究的是液体压强与液体质量的关系。
(4)图己中,橡皮膜平整无凸起,说明两侧压强相等,左侧液面高,根据可知液体A的密度小于液体B的密度。
【变式1-3】为了探究“影响液体内部压强大小的因素”,同学们进行如图所示的操作进行探究。甲装置U形管内装有已染色的水,实验装置经测试可以正常使用。
(1)如图甲,若在使用压强计前,将橡皮膜置于空气中,发现U形管内液面已有高度差,可以通过______的方法可以进行调节。
(2)调节好压强计,小杭同学按照图乙、丙、丁所示进行实验,比较丙、丁两图可知,液体内部压强与液体的______有关。
(3)在图丙中保持探头的位置不变,改变探头的方向,U形管两液面的高度差将______。
(4)小杭同学提出若U形管左右两侧液面的高度差较小,测量时会导致较大误差,下面操作能增大U形管左右两侧液面高度差的操作是______。
A.将U形管换成更粗的
B.将U形管换成更细的
C.U形管中换用密度更大的液体
D.U形管中换用密度更小的液体
【答案】 拆下软管重新安装 液体密度 不变 D
【详解】(1)[1]若液体压强计组装后U形管两侧水面不平,说明软管中气压与外界大气压不相等,可以将软管拆下重装,使软管内气压与外界大气压相等,U形管两侧水面就相平了。
(2)[2]丙丁两图,压强计探头在液体中深度相等,但水与盐水的密度不相等,测得两种液体压强不等,这说明液体压强与液体密度有关。
(3)[3]只改变探头的方向,没有改变液体密度与探头在液体中深度,所以探头所受液体压强是不变的,因此U形管两侧液面高度差不变。
(4)[4]因为液体压强与液体密度与深度有关,在U形管中液体种类相同(密度相等)、待测压强相等的情况下,若使U形管两侧液面高度差大一些,需要减小U形管中液体的密度。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式1-4】现有两只相同的烧杯A和B,分别盛有体积相同的水和酒精,小唐用压强计来鉴别水和酒精。
(1)若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现U形管两侧液面高度差变化都很_________(选填“大”或“小”)。小唐把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边的液面应该_________(选填“相平”或“不相平”);
(2)如图1甲所示,小唐先后将调节好的压强计的探头浸入两种液体中。她发现A中U形管两侧液面的高度差较大,于是认为图1甲A杯子中是水。她的结论是_________(选填“可靠”或“不可靠”)的;
(3)小唐用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图1乙所示,将压强计两个探头分别浸入两种液体中,从而判断出图乙中装水的杯子是_________(选填“A”或“B”)杯;
(4)聪明的小敏利用U形管压强计改装成如图2所示的测液体密度的密度计。A为固定支架,其作用是保证橡皮膜在不同的液体中深度均为5cm。粗细均匀的U形管盛水,其右管标有刻度值,为了便于读数,在U形管右管有一个指示液面位置(刻度值)的红色浮标。未测量时,U形管水面刚好与a相平,读数时,读取浮标所对的刻度值即可。当橡皮膜放入某液体中,浮标指示在b处,ab之间的距离为2cm,则该液体的密度为_________g/cm3,小敏发现用该调节好的密度计测量液体密度时,测量值总是偏小,原因是_________。
【答案】 小 相平 不可靠 B 0.8 浮标有重力
【详解】(1)[1] [2] 若压强计的气密性很差,则压强计内部的气压与外界大气压差值较小,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度差变化都会很小。
把调节好的压强计放在空气中时,U形管两边液面的表面大气压相等,两边液面相平。
(2)[3] 液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系,若要得出液体内部压强与液体密度有关,根据控制变量法可知,需控制金属盒浸入液体深度相同,而小唐在实验时,两杯中的液体密度、金属盒浸入液体深度均不同,其结论是不可靠的。
(3)[4] 压强计两金属盒分别浸入两种液体中,U形管两边的高度差相同也就是压强相同,即
根据
可知,在压强相同的情况下ρ与h 成反比,即深度大的液体密度小,A杯的深度大,所以A杯中的液体密度小,A杯中的液体是酒精,则B杯中的液体是水。
(4)[5][6] 当橡皮膜放入某液体中,ab右管升高2cm,左管下降2cm,左右两管相差4cm,根据液体压强计受到的压强等于左右两管水产生的压强差,则
橡皮膜在不同液体中深度均为5cm,则液体的密度为
小敏发现用该调节好的密度计测量液体密度时,测量值总是偏小,根据
可知,测量值偏小,即U形管两侧水面的高度差减小,原因是浮标有重力,对水有向下的压力,造成右侧水面下降,左侧水面上升,即较小,则测量值偏小。
知识点二:液体压强公式应用
1. 液体压强公式的理解
在公式中,为液体压强(单位:Pa),为液体密度(单位:kg/m³),为重力加速度(常数,取9.8 N/kg),为深度,即从液面到所求点的竖直距离(单位:m)。由公式可知,液体压强只与液体的密度和深度有关,与容器的形状、液体的质量、液体的体积无关。深度h是指从液面到所求点的竖直距离,不是到容器底部的距离。
【例2】(25-26八年级上·浙江宁波·期末)为研究液体对容器侧壁的压强与液体深度的关系,小宁制作了如图所示的实验装置,伸缩支架放在水平桌面上的装置中盛有适量的水。下列说法正确的是( )
A.液体对容器侧壁会产生压强,只因为受到重力的作用
B.降低伸缩支架高度时,橡皮膜的形变程度变大
C.升高伸缩支架高度时,装置对桌面的压强不变
D.其他条件不变,只把水换成等体积盐水,橡皮膜的形变程度变小
【答案】C
【详解】A.液体对容器侧壁会产生压强,因为受到重力的作用,且液体具有流动性,故A错误;
B.由题意可知,漏斗降低,水的深度h变小,根据可知,橡皮膜受到的压强变小,所以橡皮膜的形变程度变小,故B错误;
C.漏斗被举高到,水未溢出,则整个装置的重力不变,对水平桌面的压力不变,受力面积不变,根据可知,该装置对桌面的压强不变,故C正确;
D.其他条件不变,只把水换成等量盐水,液体密度变大,根据知,压强变大,则橡皮膜的形变程度变大,故D错误。
故选C。
【变式2-1】如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
【答案】B
【解析】解:A、将水换成等体积酒精,由于容器的底面积相同,则液面的深度相同,橡皮膜所处的深度不变,由于酒精的密度小于水的密度,根据p=ρgh可知,压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故A不符合题意;
B、往容器中增加水量,橡皮膜所处的深度增加,根据p=ρgh可知,压强会变大,橡皮燥凸起程度变大,故B符合题意;
C、换成横截面积更大的容器,液体的体积不变,根据V=Sh可知,液面深度会减小,根据p=ρgh压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故C不符合题意;
D、转动容器使侧孔朝左,橡皮膜所处的深度不变,液体密度不变,则压强不变,橡皮膜凸起程度不变,故D不符合题意。
故选:B。
【变式2-2】如图所示,在盛满水的烧杯中放入一个塑料小球,小球最终静止在水面上,那么与放入小球前相比,烧杯底受到水的压强将( )
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断
【答案】C
【解析】解:液体压强与液体的密度和液体的深度有关,塑料小球放入前后,烧杯内的水都是满的,由p=ρgh得:塑料小球放入前后水对烧杯底部的压强相等,保持不变。
故选:C。
【变式2-3】如图所示,一上面开口的圆柱形容器内盛有一定质量的水。容器底部开一个小孔,水从小孔中流出。下列图象中正确反映容器中水对容器底的压强p随时间t变化关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:容器底部受到液体的压强与液体的深度有关,深度越深压强越大,相同面积受到的压力就越大,相同时间从小孔流出的水量越多。随着H降低,水对容器底的压强逐渐减小,相同时间从小孔流出的水量减少,并且开始高度减小的得快,由p=ρgh可知,水对容器底的压强减小的越快,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【变式2-4】如图所示,甲、乙两个完全相同的容器中装有体积相同的水,将质量相同的实心物体A、B分别放入甲、乙两容器中,静止时两容器中的液面保持相平。A、B受到的浮力分别为FA和FB,A、B的密度分别为ρA和ρB,甲、乙容器底部受到水的压强分别为p甲和p乙,下列说法正确的是( )
A.FA大于FB B.ρA小于ρB C.p甲大于p乙 D.p甲小于p乙
【答案】B
【解析】解:A.由图可知,A漂浮,A受到的浮力等于A的重力,B悬浮,B受到的浮力等于B的重力,A、B的质量相同,由G=mg知A、B的重力相同,所以A与B受到的浮力相等,故A错误;
B、由图可知,A漂浮,A的密度小于水的密度,B悬浮,B的密度等于水的密度,因此A物体密度小于B物体的密度,故B正确;
CD.甲杯中液体的密度等于乙杯中液体的密度,静止时液面等高,根据p=ρgh知甲、乙容器底部受到水的压强相同,即p甲=p乙,故CD错误。
故选:B。
【变式2-5】如图所示,容器重为G1,放在水平桌面上,容器内盛有重为G2的液体。若用N1表示容器对桌面的压力,N2表示液体对容器底的压力,则N1和N2应满足( )
A.N1=G1+G2,N2=G2 B.N1>G1+G2,N2>G2
C.N1<G1+G2,N2=G2 D.N1=G1+G2,N2>G2
【答案】D
【解析】解:设容器内液体的深度为h,容器的底面积为S;
那么液体对容器底的压强为:P=ρgh;
液体对容器底的压力为:N2=PS=ρghS>ρgV液=G2,即 N2>G2;
容器对桌面的压力为液体和杯子的总重,即:N1=G1+G2;
故选:D。
知识点三:压强大小比较
例题:
1.三种不同容器在不同情况下压强大小的比较(3种容器底面积相同,3种容器质量相等)
①分别装入相同质量的同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
②分别装入相同高度的同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
③分别装入相同质量相同高度的不同种液体
液体对容器底部的压强: 液体对容器底部的压力:
容器对桌面的压力: 容器对桌面的压强:
【方法提炼】
1.固体压强的计算(受力分析)
(1)不规则固体:通过受力分析确定压力F,明确两物体接触并挤压的受力面积S,最后用p=计算压强。
(2)置于水平面上、密度均匀且形状规则的柱形固体:可先由p=ρ物gh(压强仅与固体密度ρ和高度h有关)计算压强,再用F=pS求压力;也可先确定压力F(此时F等于重力)和受力面积S,用p=计算压强。
2.液体压强的计算
先由p=ρ液gh求压强,再由F=pS求压力。
3. 易错点总结
①深度h的理解:深度h是所研究的点到自由液面的竖直距离,与容器的粗细、形状以及是否倾斜均无关。
②液体对容器底压力与液体重力关系:一般在不规则容器中,液体对容器底的压力F不等于液体自身的重力G液
③容器对水平面的压力、压强:压力F=G容+ G液,压强p=;若题干提到 “轻质薄壁容器”,则忽略容器重力,
G容=0,压力F=G液。
【例3】(25-26八年级上·浙江丽水·阶段检测)如图所示,水平桌面上放有底面积和质量都相同的甲、乙两平底容器,分别装有深度相同、质量相等的不同液体。下列说法正确的是( )
①液体的密度:ρ甲=ρ乙
②液体对容器底部的压强:p甲>p乙
③液体对容器底部的压力:F甲=F乙
④容器对桌面的压力:F'甲=F′乙
A.只有①和② B.只有①和③
C.只有②和③ D.只有②和④
【答案】D
【详解】由图可知,甲容器中液体体积小于乙容器中液体体积,而两种液体质量相等,根据公式得甲液体的密度大于乙液体的密度,故①错误;甲乙两种液体深度相同,甲液体密度大于乙液体密度,根据公式得,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,故②正确;甲乙两个容器的底面积相同,甲液体对容器底部的压强大于乙液体对容器底部的压强,根据公式得甲液体对容器底部的压力大于乙液体对容器底部的压力,故③错误;容器对桌面的压力等于容器和液体的总重力,两个容器质量及甲乙两种液体质量相同,所以总重力相同,即容器对桌面的压力相同,故④正确。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式3-1】(25-26八年级上·浙江杭州·期中)如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙、丙三个容器,分别装有同种液体且深度相同,三个容器底部所受液体的压力分别为F甲、F乙、F丙表示,则( )
A.F甲最大 B.F乙最大
C.F丙最大 D.三个压力一样大
【答案】D
【详解】根据液体压强公式,其中是液体密度,g是重力加速度,h是液体深度。题目中说三个容器装有同种液体,即相同,且深度相同,即h相同,所以三个容器底部受到液体的压强相等,即
根据压力公式,其中p是压强,S是受力面积。已知三个容器底面积相等,即,且前面已得出,所以三个容器底部所受液体的压力关系为。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式3-2】(26-27八年级上·浙江金华·开学考试)如图所示,完全相同的容器中装有等质量的不同液体,甲容器的液面高于乙容器的液面,甲容器底部受到液体的压强为,乙容器底部受到液体的压强为,甲容器对地面的压强为,乙容器对地面的压强为,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】完全相同的容器中装有等质量的不同液体,甲容器的液面高于乙容器的液面,甲的体积大,根据知,甲的液体密度小,由于柱形容器的液体压力等于液体的重力,将图中补充为柱形,补充的体积相等,而甲的密度小,补充的质量小,重力小,故总质量是甲小,因而甲的液体的压力较小,由于底面积相等,根据知,甲的压强小,故;
根据水平面上的压力等于容器的总重力,容器和液体的质量相等,重力相等,故对地面的压力相等,根据知,对地面的压强相等,即。
故选B。
【变式3-3】(25-26八年级上·浙江湖州·阶段检测)如图所示,质量相等的甲、乙两个圆柱形容器(甲的底面积比乙的大)放在水平桌面上,它们盛有相同质量的不同液体,下列说法正确的是( )
A.甲容器底受到液体的压力一定比乙容器底受到液体的压力大
B.甲容器底受到液体的压强一定比乙容器底受到液体的压强大
C.甲容器对水平桌面的压力一定比乙容器对水平桌面的压力小
D.申容器对水平桌面的压强一定比乙容器对水平桌面的压强小
【答案】D
【详解】AB.由于容器是规则的,则液体对容器底的压力,即压力等于其重力,液体的质量相同,重力相同,液体对容器底的压力相同。由于甲的底面积大于乙的底面积,根据可知,甲容器底受到液体的压强一定比乙容器底受到液体的压强小,故AB错误;
CD.容器的重力是相同的,两种液体的质量相同,甲、乙对水平面的压力等于其总重力,所以甲、乙容器对水平桌面的压力相同。由于甲的底面积大于乙的底面积,根据可知,甲容器对水平面的压强比乙对水平面的压强小,故C错误,D正确。
故选D。
【变式3-4】(25-26八年级上·浙江宁波·阶段检测)如图所示,两个底面积相同且质量相等的密闭容器甲和乙放置在水平桌面上,向容器中分别注入两种不同的液体。(取g=10N/ kg)
(1)已知距容器底部等高的A、B两点所受液体的压强相等,则ρ甲_______ρ乙。若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,则桌面受到甲、乙容器的压力F甲_______F乙。(以上两空均填“大于”“等于”或“小于”)
(2)如果把乙装置倒置,如图丙所示,那么整个装置对水平桌面的压强将_______,液体对容器底的压力将_______。(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1) 小于 小于
(2) 变大 变小
【详解】(1)[1]由图甲、乙可知,B点的深度小于A点的深度,A、B两点所受液体的压强相等,根据公式p=ρgh可知,甲的密度小于乙的密度。
[2]若乙容器内液体的质量大于甲容器内液体的质量,且容器的质量相同,由G=mg可知,甲容器的总重力小于乙容器的总重力,则桌面受到甲容器的压力小于乙容器的压力,即F甲小于F乙。
(2)[1]将其倒置后,容器和液体的总重不变,所以水平桌面受到的压力将不变,将其倒置后,受力面积变小,根据可知,水平桌面受到的压强将变大。
[2]乙为“上小下大”的台形容器,容器侧壁对液体也有压力,且液体能传递压力,则液体对容器底的压力大于该液体的重力,即F乙>G乙液;将其倒置后,为“上大下小”的台形容器,液体对容器侧壁也有压力,则液体对容器底的压力小于该液体的重力,即F丙'<G乙液,所以液体对容器底的压力将变小。
【变式3-5】(26-27八年级上·浙江金华·开学考试)两个完全相同的圆台形密闭容器甲和乙,自重均为1kg,内部均装满质量为5kg的同种液体。甲、乙两容器底面积分别为、,均静止于水平桌面上(如图所示)。取。
(1)装满液体的甲容器总重力为多少?
(2)甲容器对水平桌面的压强为多少?
(3)已知甲容器中液体对底部压强为,则乙容器中液体对容器底部的压力为多少?
【答案】(1)60N
(2)
(3)60N
【详解】(1)装满液体的甲容器总重力
(2)甲容器对水平桌面的压力等于容器和液体的总重力,甲容器对水平桌面的压强为
(3)甲容器中液体对底部压强为,甲、乙两容器中液体的深度相同,密度相同,由可知,甲乙两容器中液体对容器底部的压强相等,即,乙容器中液体对容器底部的压力
1.(25-26八年级上·浙江杭州·期中)如图所示,两只容器分别盛有相同高度的酒精和水,在A、B、C三点处,液体产生的压强( )
A.ABC三处一样 B.C处最大
C.B处最大 D.A处最大
【答案】B
【详解】由图可知,A、B、C三点,液体的深度关系
因为水的密度大于酒精的密度,所以由可知三处液体产生的压强关系
即C处液体产生的压强最大。
故选B。
2.(25-26八年级上·浙江金华·期末)如图所示,在两个完全相同的容器中,盛有质量相等的水和酒精(),下列说法正确的是( )
A.甲盛的是酒精,乙盛的是水
B.在距各自液面相同深度的A、B两点压强相等
C.甲容器比乙容器底部受到的压力小
D.甲、乙两容器底部受到的压强相等
【答案】D
【详解】A.根据得,物体的体积,当质量相等时,物体的密度越大,体积越小;水的密度大于酒精的密度,液体的体积小为水,甲盛的是水,乙盛的是酒精,故A错误。
B.根据液体压强公式得,密度越大,深度越深压强越大,故A点压强大于B点压强,故B错误。
C.甲容器和乙容器底部受到的压力大小都等于液体的重力大小,水和酒精的质量相同的,所受重力相同,所以甲容器和乙容器底部受到的压力大小相等,故C错误。
D.甲、乙两容器底部受到的压力相同,相同的容器受力面积相同,根据得,压强相等,故D正确。
故选D。
3.将一瓶装满水的矿泉水瓶,先倒立放置在水平桌面上(如图甲),再将其侧放(如图乙)。两次放置时,瓶子对桌面的压力分别为F1、F2,水对瓶盖的压强分别为p1、p2,其中关系描述正确的是( )
A.、 B.、
C.、 D.、
【答案】B
【详解】CD.由图可知,无论倒放还是侧放,瓶子对桌面的压力都等于瓶子的重力,即,故CD错误;
AB.瓶子倒放在水平桌面上瓶中水的深度大于瓶子侧放在水平桌面上瓶中水的深度,根据p=ρgh可知,倒放时水对瓶盖的压强大于侧放时水对瓶盖的压强,即p1>p2,故A错误,B正确。
故选B。
4.(25-26八年级上·浙江金华·期中)如图所示,两个用同一种材料制成且完全相同的密闭圆台形容器一正一反放置在同一水平桌面上,容器内装有质量和深度均相同的液体。若它们分别在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,速度分别为v和2v,容器底部受到液体的压强分别为p1和p2,则下列关系中正确的是( )
A.p1=p2,F1=F2 B.p1>p2,F1<F2
C.p1>p2,F1=F2 D.p1<p2,F1>F2
【答案】C
【详解】容器内装有质量和深度均相同的液体,由图可知V1<V2,据ρ=可知,ρ1>ρ2
由p=ρ液gh可知,p1>p2
容器质量相同,内装液体的质量相同,则容器对桌面的压力相等,又容器材料相同,所以容器与桌面间的摩擦力相等,又在水平方向拉力F1和F2的作用下沿桌面做匀速直线运动,所以拉力与摩擦力平衡,则F1=F2
故C正确,ABD错误。
故选C。
5.(25-26八年级上·浙江宁波·期中)如图所示,三个底面积不同的直筒形容器中分别盛有A、B、C三种液体,它们对容器底部的压强相等。现分别从三个容器内抽出相同高度的液体后,剩余液体对容器底部的压强pA、pB、pc的大小关系是( )
A. B.
C.<< D.
【答案】A
【详解】由图可知,三容器内所装液体的深度
因为,三容器内液体对容器底部的压强相等,所以三液体的密度
因为抽出相同深度的液体,抽取液体的压强
又因为原来它们对容器底部的压强相等,所以剩余液体对容器底部的压强
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.(24-25八年级上·浙江宁波·期末)如图,底面积相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器中液体的密度ρ甲和ρ乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A.ρ甲=ρ乙,F甲<F乙 B.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙
C.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲>F乙
【答案】D
【详解】由题意可知,两液体的质量、深度、容器的底面积相等,由图可知,甲容器内液体的体积小于乙容器内液体的体积,由可知,甲液体的密度大于乙液体的密度,即ρ甲>ρ乙
由F=pS=ρghS可知,甲液体对容器底部的压力大于乙,即F甲>F乙
故选D。
7. 如图,往柱状容器内注入一定量的水,可观察到橡皮膜向外凸起,要使橡皮膜凸起程度更加明显,以下方法可行的是(已知:ρ酒精<ρ水)( )
A.将水换成等体积酒精
B.往容器中增加水量
C.换成横截面积更大的容器
D.转动容器使侧孔朝左
【答案】B
【解析】A、将水换成等体积酒精,由于容器的底面积相同,则液面的深度相同,橡皮膜所处的深度不变,由于酒精的密度小于水的密度,根据p=ρgh可知,压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故A不符合题意;B、往容器中增加水量,橡皮膜所处的深度增加,根据p=ρgh可知,压强会变大,橡皮膜凸起程度变大,故B符合题意;C、换成横截面积更大的容器,液体的体积不变,根据V=Sh可知,液面深度会减小,根据p=ρgh压强会变小,橡皮膜凸起程度减弱,故C不符合题意;D、转动容器使侧孔朝左,橡皮膜所处的深度不变,液体密度不变,则压强不变,橡皮膜凸起程度不变,故D不符合题意。故选:B。
8. 如图所示,一只盛有水的瓶子,瓶口用橡胶塞塞紧,橡胶塞的中央插入一根两端开口的直玻璃管,管内水面如图所示。如果分别将塞在瓶壁上a、b两个小孔上的塞子拔掉,下面哪种情况会出现( )
A.a孔有水射出,b孔没有水射出
B.b孔有水射出,a孔没有水射出
C.a、b两孔都有水射出
D.a、b两孔都没有水射出
【答案】B
【解析】设玻璃管内水位处为c处,瓶内密闭空气的压强为P。在拔掉塞子前,玻璃管内的水由于受到大气压的作用,和瓶内的压强达到平衡状态。瓶内c处受到的压强为瓶内密闭气体的压强和c处液体压强的和,即Pc=P大气压=P+ρ水ghc;而a处的压强Pa=P+ρ水gha<P+ρ水ghc=Pc=P大气压;同理,Pb=P+ρ水ghb>P+ρ水ghc=P大气压。因此拔掉塞子a、b后,a处压强小于大气压,会吸入空气,而b处压强大于大气压,会喷出水来。故选:B。
9.如图所示,在探究液体压强特点的过程中,将微小压强计的金属盒放在水中,下列做法能够使压强计U形管两边液面的高度差减小的是( )
A.将压强计的金属盒放在同样深度的食盐水中
B.将压强计的金属盒向下移动一段距离
C.将压强计的金属盒在原位置转动180°
D.将压强计的金属盒向上移动一段距离
【答案】D
【解析】A、将探头放在食盐水中的同样深度处,液体的密度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故A错误;B、将探头向下移动一段距离,深度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故B错误;C、液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原处转动180°不会影响压强的大小,故C错误;D、将探头向上移动一段距离,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差减小,故D正确。故选:D。
10.小明做"探究液体的压强"实验时得到的几组数据如下表。根据表中的数据,请回答下列问题:
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.9
2
水
5
朝下
4.9
3
水
5
朝侧面
4.9
4
水
10
朝侧面
9.8
5
水
15
朝侧面
14.7
6
酒精
15
朝侧面
11.8
(1) 比较序号为________、________、________的三组数据,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) 比较序号为3、4、5的三组数据,可得出结论:________________________________________。
(3) 比较序号为________、________的两组数据,可得出结论:在同一深度处,不同液体的压强与液体的密度有关。
【答案】
(1) 1、2、3
(2) 液体内部的压强随深度的增加而增大
(3) 5、6
【解析】(1) 要得出"同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等"的结论,就要控制同种液体且深度相同,改变橡皮膜的方向,故要比较序号为1、2、3的三组数据。(2) 比较序号为3、4、5的三组数据可得,同种液体,深度增加,压强计左、右液面的高度差增大,即压强增大,说明液体内部的压强与深度有关,深度越大,压强越大。(3) 探究液体的压强与液体密度的关系时,要控制深度相同,改变液体的密度,即液体不同,故比较序号为5、6的两组数据。
11.如图,甲、乙、丙是三个质量和底面积均相等的容器,若容器中都装入等质量的水(水不溢出),三个容器底部受到的水的压强( )
A. 甲最大
B. 乙最大
C. 丙最大
D. 一样大
【答案】C
【解析】三个容器的质量和底面积均相等,装入等质量的水,则水的重力相同。甲容器上窄下宽,水深度最大;乙容器为柱形,水深度居中;丙容器上宽下窄,水深度最小。但题目说三个容器底面积相等且装入等质量的水,甲容器上窄下宽,水的深度最大,根据p=ρgh,深度越大压强越大,所以甲最大。等等,需要重新分析:甲是上窄下宽(底部宽于顶部),等质量的水在甲中深度最小;丙是上宽下窄(顶部宽于底部),等质量的水在丙中深度最大。根据p=ρgh,丙的深度最大,压强最大。故选C。
12.如图所示,质量和底面积均相同的甲、乙两容器中装有质量和深度均相同的不同液体,则甲、乙两容器对桌面的压强p甲和p乙的关系以及液体对容器底部的压力F甲和F乙的关系,正确的是( )
A.p甲=p乙,F甲<F乙 B.p甲=p乙,F甲>F乙
C.p甲<p乙,F甲>F乙 D.p甲>p乙,F甲>F乙
【答案】B
【解析】
(1)容器和液体的质量都相等,根据F=G容+G液可知,容器对桌面的压力都相等。根据可知,容器的底面积相等,那么容器对桌面的压强相等,即p甲=p乙;
(2)容器甲上下粗细一致,则容器底部受到压力F甲=G液;容器乙下口小,则容器底部受到压力F乙<G液。比较可知,容器底部受到压力F甲>F乙。故B正确,而A、C、D错误。
13.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】观察图片可知,A、B两点的深度:,利用压强相等和液体压强公式判断两种液体密度的大小关系,然后再根据公式比较两种液体对烧杯底部压强的大小关系,根据公式比较液体对容器底部压力的大小关系;接下来利用液体对容器底部压力等于液体重力的规律比较得出液体重力的大小关系,利用得到两个烧杯对桌面压力大小关系;最后利用比较甲、乙烧杯对桌面压强的大小关系。
14.在学习液体压强的相关知识后,小科做了如下实验:在一个两端开口的玻璃管下端扎上橡皮膜,把它竖直按入水中使橡皮膜处于水面下10cm处。再往玻璃管内注入酒精至10cm处,此时橡皮膜会上凸还是下凹?并解释橡皮膜出现此现象的原因。(已知酒精的密度为0.8×10³kg/m³)
【答案】上凸
【解析】由题知,橡皮膜所处水的深度和玻璃管内酒精的深度相同(均为10cm),但酒精的密度(0.8×10³kg/m³)小于水的密度(1.0×10³kg/m³),根据p=ρgh可知,橡皮膜上面受到酒精的压强小于其下方受到的水的压强,所以橡皮膜将上凸。
15.(25-26八年级上·浙江绍兴·阶段检测)一个未装满水的密闭容器,分别正立、倒立在水平桌面上,如图所示。请完成下列空格:
(1)图甲时,液体对容器底部的压力为F1,压强为p1;图乙时,液体对容器底部的压力为F2,压强为p2,则F1 ___________ F2 , p1________p2。
(2)若用大小分别为Fa和Fb推密闭容器在同一水平面上做匀速直线运动,则Fa ______Fb。
(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】(1) 大于 小于
(2)等于
【详解】(1)甲正立时液面高度为h1,乙倒立时液面高度为h2,由容器形状可知;液体密度和g不变,由可知,
图甲(正立)容器“上窄下宽”,液体对底部的压力F1不仅包含液体重力,还因侧壁对液体的支持力传递,F1大于液体重力;图乙(倒立)容器“上宽下窄”,液体对底部的压力F2因侧壁承担了部分液体重力,F2小于液体重力;因此
(2)容器做匀速直线运动时,推力与摩擦力是一对平衡力(大小相等);摩擦力的大小取决于压力大小和接触面粗糙程度:容器总重力不变,对水平面的压力不变;水平面的粗糙程度也不变,因此正立、倒立时的摩擦力;由于推力与摩擦力平衡,即,,故
16.(25-26八年级上·浙江宁波·期末)在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中,某科学兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
(1)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该比较________两图所示的实验。
(2)小科同学对比甲、乙两图,提出一个猜想:在同一液体中,探头距离烧杯底部距离越小,液体压强越大。小宁同学只利用图乙中现有器材,保持探头位置不动,进行了简单操作后跟图甲对比(若图甲中探头的深度为h),就验证了小科同学的猜想是错误的。小宁同学的操作是________。
(3)小宁将矿泉水瓶装满水,继续探究。在M和N处各打一个小孔,如图丁①所示。当他拧开瓶盖,放开两小孔,在瓶底部水平放置接水盘,发现水的落点为图丁②所示的B、C点。接着他将接水盘向下移动,使得MA=ND,此时水的落点为E、F点。为了比较两小孔处液体压强大小,应比较AC与________(填“AB”或“DF”)的距离。
【答案】(1)乙、丙
(2)保持探头位置不变,倒出图乙烧杯中的水使探头的深度小于(或等于)h
(3)DF
【详解】(1)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该控制探头的深度相同,改变液体的密度,应该比较乙、丙两图所示的实验。
(2)要验证小科同学的猜想是错误的,根据控制变量法,应控制液体密度和探头的深度都不变,只改变探头到烧杯底部的距离,根据题意和图示可知,应进行的操作是:保持探头位置不变,倒出图乙烧杯中的水使探头的深度小于(或等于)h即可。
(3)M、N深度不同,MA=ND,消除下落高度影响;M处对应水流落点C,N处对应水流落点F,对比AC与DF的水平距离,距离越远代表液体压强越大,从而探究压强与深度的关系。
17.(25-26八年级上·浙江绍兴·期末)如图所示的装置可以用来探究“液体压强与哪些因素有关”的实验。
(1)实验中通过观察___________来反映液体压强的大小。
(2)小科用手轻压探头处的橡皮膜,U形管左侧液面下降,松手后液面恢复到原来位置,说明该装置___________(选填“漏气”或“不漏气”)。
(3)实验前,小科发现U形管内的液面左低右高,为使管内液面左右持平,正确的做法是___________。
A.将U形管右侧的红墨水倒出一些
B.取下软管重新安装
【答案】(1)U形管两侧的液面高度差
(2)不漏气
(3)B
【详解】(1)由转换法,实验中通过观察U形管两边的液面高度差来反映液体压强的大小。
(2)小科用手轻压探头处的橡皮膜,U形管左侧液面下降,松手后液面恢复到原来位置,说明液面灵活升降,则装置不漏气,压强计的气密性好。
(3)实验前,小科发现U形管内的液面左低右高,可知左侧管中气压大一些,为使管内液面左右持平,正确的做法是取下软管重新安装,两管气体与外界大气相连通,即可达到目的,故选B。
18.(25-26八年级上·浙江·阶段检测)小明利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究液体压强与哪些因素有关。如图甲所示,实验箱分为内箱A与外箱B,内箱A固定在外箱B的内侧,内箱A下部有一圆形孔C与B箱相连,并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜,此时橡皮膜是平的。先在A箱中不断加水,实验现象如图乙、丙所示。然后在B箱中加入一定量盐水,盐水和水的液面相平,如图丁所示。
(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映______。
(2)由图乙、丙可知,同种液体深度越深,液体产生的压强越______。
(3)由图丁可知,在液体深度相同时,液体______越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法__________________________。
【答案】(1)液体压强的大小
(2)大
(3) 密度 向A箱中加水(或向外箱B中倒出部分盐水)
【详解】(1)该实验中,通过观察橡皮膜的形变程度来反映液体压强的大小,橡皮膜的形变程度越大,液体的压强越大。
(2)由图乙、丙可知,丙图中橡皮膜处液体的深度深,形变量大,可得结论:同种液体深度越深,液体产生的压强越大。
(3)如图丁,橡皮膜处水和盐水的深度相同,盐水的密度大,产生的压强大,把橡皮膜压强水中,由此可知在液体深度相同时,液体密度越大,产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状,则可以采取的办法:可在A箱中加水,当水和盐水在橡皮膜处产生的压强相等时,橡皮膜恢复原状。
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