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科学 · 八年级上册
第2章 优化提升9 压强(二)
2026—2027学年浙教版科学八年级上册 · 第2章 力与空间探索
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考点1 探究液体压强特点
例1 “奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,创造了中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小明同学探究液体内部压强的兴趣,他进行了如图的操作。(1)图甲是U形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用____(填“薄”或“厚”)一些的能更好地对比实验现象。(2)实验前,小明没有按压橡皮膜时,U形管两侧液面就存在高度差(如图甲所示),接下来的操作是____,使U形管左右两侧的水面相平。(3)对照图乙和图丙,可以得出的结论是____。(4)在图丙的实验中,小明保持探头位置不变,发现压强计U形管两边的液面高度差逐渐变小,而杯中的海水并没有减少,则U形管两边的液面高度差逐渐变小原因可能是____。
思路点拨 (1)受到相同压强时,薄一些的橡皮膜形变更明显。(2)U形管右端上方是和大气相通的,等于大气压强;U形管右端液面比较高,就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压;只要取下软管,让U形管左端液面和大气相通,这样U形管两端的液面就会相平。(3)图丙和图乙对照,液体密度相同,金属盒所处深度不同,通过比较压强计两侧液面高度差就可知道橡皮膜所受液体内部压强的大小,即可得出结论。(4)杯中的海水并没有减少,探头位置也不变,说明探头受到的液体压强应该不会变,所以压强计U形管两边的液面高度差应该不变,但此时发现压强计U形管两边的液面高度差逐渐变小,说明探头内气体压强在变小,可能的原因是:装置气密性不好,即装置漏气。
变式拓展1 如图所示,为了探究液体压强与液体密度的关系,小明将压强计的探头先后放入水和煤油中的同一深度处,发现U形管两侧液面高度差几乎相同。他做了一些改进,下面操作能使实验效果更加明显的是( )
A.将烧杯中的水换成浓盐水 B.将U形管换成内径更细的
C.把探头上的橡皮膜换成更厚的 D.将U形管中的液体换成密度更大的水银
考点2 影响液体内部压强大小的因素
例2 匀速地向以下四个容器内注水,容器底所受水的压强与注水时间的关系如图所示。这个容器可能是( )
思路点拨 观察图像,容器底所受水的压强随注水时间增加逐渐变慢,再针对每个容器的特点,选择合适的答案。
变式拓展2 如图所示,向两支同样的试管中注入质量相等的甲、乙两种液体,发现液面在同一水平线上,比较甲、乙两种液体对试管底部的压强( )
A.甲大 B.乙大 C.一样大 D.无法确定
考点3 液体对容器底部的压力与自身重力的关系
例3 如图所示,水平桌面上放有底面积不同但质量相同的甲、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:;②液体对容器底部的压强:;③液体对容器底部的压力:;④容器对桌面的压强:
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有③和④ D.只有②和④
思路点拨 ①两液体质量相同,根据图示判断出两液体的体积,根据 判断出两液体的密度关系;②根据 判断液体对容器底的压强关系;③根据容器形状可判断,甲容器液体对容器底的压力等于液体自身重力,乙容器液体对容器底的压力小于液体自身重力;④盛有液体的容器对水平桌面的压力等于容器的重力与液体的重力之和,即 ,据此可知容器对桌面的压力关系,由 可判断容器对桌面压强的大小关系。
变式拓展3 如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,奶茶对杯底的压强为 ,奶茶对杯底的压力为 。若将饮料倒置过来放在桌面上,奶茶对密封膜的压强为 ,奶茶对密封膜的压力为 。下列关系正确的是( )
A., B., C., D.,
能力提升
1. 如图所示,质量相等的甲、乙两个圆柱形容器放在水平桌面上,它们盛有同种相同质量的液体。下列说法正确的是( )
A.甲容器底受到的压力比乙容器底受到的压力小
B.甲容器底受到的压强比乙容器底受到的压强大
C.甲容器对水平桌面的压力比乙容器对水平桌面的压力大
D.甲容器对水平桌面的压强比乙容器对水平桌面的压强小
2. 有4种不同年代的潜水装置,它们潜入海水的最大深度如图所示,其中能承受海水压强最大的是( )
3. 如图所示,容器中间用隔板分成左右两部分,隔板下部有一圆孔用薄橡皮封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。下图中,在隔板两侧分别装入两种不同的液体,不能比较出左右两侧液体密度大小关系的是( )
4. 如图所示,甲、乙两台秤上各有一个溢水杯,一个装满水而另一个未满,现各将一手指浸入水中,手指与容器壁、底均不接触。则在手指浸入水中之后,两台秤的示数变化情况是( )
A.甲变小,乙不变 B.甲变大,乙不变 C.甲不变,乙变大 D.甲变小,乙变大
5. 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。下列图像中正确反映容器中水对容器底的压强 随时间 变化关系的是( )
6. 如图所示,取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一小孔,用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱,将瓶内气体密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简易压强计。下列分析不正确的是( )
A.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,表明同种液体的压强随深度的增加而增大
B.将饮料瓶放入不同液体相同深度处,液柱上升高度不同,表明液体的压强与液体密度有关
C.橡皮膜受到的压力相同时,玻璃管内径越粗,液柱上升越明显
D.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内部有压强
7. 漏斗状圆台形容器下端挡上一块薄塑料片,将它插入水中,如图。若在圆台内塑料片上放一个1kg的砝码,塑料片恰好下落。现缓慢地往圆台内注入水,当塑料片恰好下落时,注入水的质量将( )
A.大于1kg B.等于1kg C.小于1kg D.无法判断
8. 用压强计探究“影响液体内部压强大小的因素”。(1)如图甲所示,当金属盒在空气中时,U形管两边的液面应该____,而小明同学却观察到如图甲所示的情景,应进行调节。(2)压强计调节正常后,小明将金属盒先后浸入到两杯液体中(已知其中一杯为水,另一杯为盐水),如图乙和丙所示,他发现图乙中U形管两边的液柱高度差较小,由此确定图____(填“乙”或“丙”)杯子中盛的是水,理由是____。
9. 在研究液体对容器底部压强大小与哪些因素有关的实验中,某科学小组同学利用一个下端蒙有橡皮膜的玻璃管来进行实验,如图A所示,向玻璃管内注水,发现注入的水越多,水对容器底部产生的压强越大。据此,甲同学认为水对容器底部产生的压强是随着水的重力的增加而增大。(1)实验时,甲同学是通过观察____来判断水对容器底部产生的压强大小。(2)乙同学认为甲同学的观点有误。他选择与A容器底面积相等且下端蒙有同种橡皮膜的B容器,向两容器内注入质量相同的水,乙同学根据实验现象得出了影响水对容器底部压强的影响因素是水的深度而不是水的重力,其得出结论的证据是____。(3)若要使探究得到的结论更具有普遍性,接下来的实验是____。
10. 图甲所示容器,常用来研究容器内液体对容器侧壁的压强特点。(1)小科在容器中装满水,橡皮膜凸出,再将容器按图乙箭头方向,绕容器中轴线OO′在水平桌面上缓慢旋转一圈(水与容器壁一起转动且保持相对静止),发现在整个转动过程中橡皮膜凸出情况一直未变。上述操作及现象____(填“能”或“不能”)作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据。(2)小科去掉图乙中3个小孔上的橡皮膜,发现并不是最下端的小孔喷水距离最大,难道不是水压越大喷水距离也越大吗?深入思考后他认为小孔喷水距离还可能与小孔离地高度有关。于是,他利用打孔器、大可乐瓶、干燥细沙、刻度尺和水等材料,重新设计实验进行探究:Ⅰ.用打孔器在大可乐瓶同一高度不同位置打3个相同的小孔,用塞子堵住。Ⅱ.如图丙所示,在水平地面上均匀铺一层干燥细沙,将大可乐瓶加满水放在细沙中央。Ⅲ.拔出瓶上一个小孔的塞子让水喷出,一段时间后用塞子堵住小孔。Ⅳ.针对另外两个小孔,分别重复步骤Ⅲ。Ⅴ.移去大可乐瓶,测出相关数据得出初步结论。①小科重新设计实验想探究的问题是____;②步骤Ⅲ中对“一段时间”的要求是____。
冲击重高
11. 如图所示,甲、乙两容器间有一斜管相通,中间有阀门K控制,容器中装有水,且两容器中水面相平,则( )
A.打开阀门K后,由于水受重力作用,水将从甲流到乙
B.打开阀门K后,由于处的压强大于处的压强,水将从乙流到甲
C.打开阀门K后,因为甲、乙两容器中液面高度相等,所以水不会流动
D.打开阀门K后,因为乙中的水多,所以水从乙流到甲
12. 如图所示,在一个充满油的固定装置中,两端同时用大小相等的力去推原来静止的活塞。若活塞与容器壁的摩擦不计,则活塞将( )
A.向右移动 B.向左移动 C.保持静止 D.上述说法都有可能
素养进阶
13. U形管内注入适量的水银,然后在左右两管内分别注入水和煤油。两管通过水平细管相连,细管中的阀门将水和煤油隔离,两管中的水银面相平,如图所示。当阀门打开瞬间,细管中的液体会( )
A.向左流动 B.向右流动
C.不动 D.水向右流动,煤油向左流动
14. 高血压是危害人体健康的一种常见病,现已查明,血管内径变细是其诱因之一。我们可在简化假设下研究这一问题:设液体通过一根一定长度的管子时受到的阻力 与流速 成正比,即 (为简便,设 与管子粗细无关),为维持液体匀速流过,在这段管子两端需有一定的压强差。设血管截面积为 时两端压强差为 ,若血管截面积减小10%时,为了维持在相同时间内流过同样多的血液,压强差必须变为多大?
参考答案与解析
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例1 (1)薄 (2)拆除软管重新安装 (3)同种液体压强随着深度的增加而增大 (4)压强计漏气
变式拓展1 A 【解析】A、将烧杯中的水换成盐水后,在探头深度不变的情况下,盐水对探头的压强更大,这将导致左侧压强计中液柱的高度差更大,能使实验效果更加明显,故A符合题意;B、烧杯内的液体对探头产生的压强一定时,U形管两边的高度差一定,与U形管的粗细无关,则该方法不能使实验效果更加明显,故B不符合题意;C、将探头上的橡皮膜换成更厚的,当压强相同时,探头上的橡皮膜越厚,橡皮膜形变程度越小,产生的压强越小,不能使U形管两侧液面高度差对比更加明显,故C不符合题意;D、U形管中换用密度更大的水银,产生相同压强时,会使U形管左右两侧液面的高度差变小,故D不符合题意。
例2 A
变式拓展2 A 【解析】由图可知,两支完全相同的试管液面相平时,乙试管中液体的体积较大,甲试管中液体的体积较小,已知两种液体质量相等,由 可知:甲液体的密度较大;由图可知两液体的深度相同,根据 可知,甲液体对试管底部的压强较大。
例3 D
变式拓展3 D 【解析】由图可知,倒放时,杯中奶茶的深度较小,根据 可知,倒放时奶茶对密封膜的压强较小;倒置前,容器上宽下窄,此时奶茶对杯底的压力小于奶茶的重力;倒置后,容器上窄下宽,此时奶茶对密封膜的压力大于奶茶的重力。
能力提升
1. D 【解析】A.甲、乙两个容器上下粗细一致,那么容器底部受到的压力等于液体的重力。因为液体质量相等,所以液体重力相等,因此容器底部受到的压力相等,故A错误;B.由图可知,容器的底面积 ,且容器底部受到的压力 ,根据公式 可知,甲容器底部受到的压强比乙容器底部受到的压强小,故B错误;C.甲、乙两个容器重力相等,里面液体重力相等,根据 可知,甲容器对桌面的压力与乙容器对桌面的压力相等,故C错误;D.甲、乙容器对桌面的压力相等,且 ,根据公式 可知,甲容器对桌面的压强小于乙容器对桌面的压强,故D正确。
2. D 【解析】由题知,潜水装置所处的最大深度:,,∴受到海水的压强:,∴D选项中的的里雅斯特2号能承受海水压强最大。
3. B 【解析】A.橡皮膜向右突出,说明左侧压强大,且左侧液体深度小,根据公式 可知,左侧液体的密度肯定大于右侧,故A不合题意;B.橡皮膜向左凸起,那么右侧压强大,且右侧液体的深度大,根据公式 可知,当液体的密度相同,或者右侧液体密度小于左侧时,也可能出现这样的情形,因此无法比较密度,故B符合题意;C.橡皮膜向右凸起,说明左侧压强大,且两侧液体的深度相同,根据公式 可知,左侧液体的密度肯定大于右侧,故C不合题意;D.橡皮膜呈竖直状态,那么两侧的压强相等,且左侧液体深度小,根据公式 可知,左侧液体的密度肯定大于右侧,故D不合题意。
4. C 【解析】甲中装满水,伸入手指后,有水溢出,但是水面高度不变,根据公式 可知,容器底部压强不变,根据 可知,容器底部受到压力不变,那么台秤的示数不变。乙中没有装满水,伸入手指后,水面升高,根据公式 可知,容器底部压强变大,根据 可知,容器底部受到压力变大,那么台秤的示数变大。故C正确,而A、B、D错误。
5. A 【解析】同种液体的压强随着深度的增加而增大。随着 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,深度减小逐渐变慢,由 可知,水对容器底的压强减小逐渐变慢,故A正确,BCD错误。
6. C 【解析】A、饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升越高,说明橡皮膜处压强越大,表明同种液体的压强随深度的增加而增大,故A正确;B、将饮料瓶放入不同液体相同深度处,深度相同,液体密度不同,液柱上升高度不同,说明液体的压强不同,表明液体的压强与液体密度有关,故B正确;C、橡皮膜受到的压力相同时,橡皮膜受到的压强相同,密封气体体积变化量相同,玻璃管内径越细液柱上升高度越明显,故C错误;D、将饮料瓶放入水中,液柱上升,说明橡皮膜受压发生形变,因而表明液体内部有压强,故D正确。
7. A 【解析】1kg的砝码对薄片产生的压力等于1kg砝码的重力;由图可看出,容器上宽下窄,圆台形容器内水对塑料片的压力小于水自身重力,所以当圆台形容器内水对塑料片产生的压力等于1kg砝码产生的压力时,注入圆台形容器内水的质量大于1kg。
8. (1)相平 (2)乙 金属盒浸入液体中较深,但压强小
9. (1)橡皮膜的凸出程度 (2)B中橡皮膜比A中橡皮膜下凸得更明显 (3)选用其他不同种类的液体多次实验
10. (1)不能 (2)①小孔喷水距离是否与水压有关 ②水面有明显下降 【解析】(1)橡皮膜在容器壁的同一侧,水与容器壁一起转动且保持相对静止时,橡皮膜凸起的情况不变,反映了水向容器某一方向有压强,不能作为容器内的水对容器各个方向的侧壁均存在压强的证据;(2)①实验中,三个小孔的高度相同,逐个喷水的过程中,水面到每个小孔的深度不同,比较每个小孔喷水的远近可以探究小孔喷水距离与小孔处水压的关系,所以小科重新设计实验想探究的问题是:小孔喷水距离是否与小孔处水压有关;②一个小孔喷水一段时间后,再让另一个小孔喷水,这样水面逐步下降,可以改变水面到各个小孔的深度,从而改变水对小孔的压强大小,可见,这里对“一段时间”的要求是:水面有明显下降。
冲击重高
11. C 【解析】由图可知,甲乙两个容器靠斜管相连,上面都与大气相通,因此相当于一个连通器;由于两个容器中液面相平,所以当阀门K打开后,水不会流动,故C正确,而A、B、D错误。
12. B 【解析】密闭的液体有一个重要的特点,即加在密闭液体上的压强能够大小不变地被液体向各个方向传递,这个规律被称为帕斯卡原理;故当施加在右边小活塞上的压力是 时,其压强是 ,即据帕斯卡原理知,其内部的液体会将该压强大小不变的传给左边的大活塞,据公式 可知,此时左边大活塞所受的液体对它向左的压力 ,即由于左边的活塞面积大于右边的活塞面积,故此时左边的活塞受到向左的力 大于此时该活塞受到的向右的力(两端同时用大小相等的力去推原来静止的活塞),故活塞向左运动。
素养进阶
13. A 【解析】由题意可知,U形管中水银面相平,可知两管中水的压强与煤油的压强相等。在阀门同一水平高度处,下方的水柱和煤油柱高度一样,因为 ,由 可得,阀门下方水柱产生的压强大于煤油柱产生的压强,所以阀门上方水的压强小于煤油的压强,当阀门打开后,液体会向左流动。
14. 【解析】当血管截面积为 时,血液匀速流动,,变形得到 ;当血管截面积为 ()时,有 ,变形得到 ,根据题干:,解得 ,。
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