内容正文:
课时16 液体压强 大气压强
课标要求
1.探究并了解液体压强与哪些因素有关
2.知道大气压强及其与人类生活的关系
3.了解流体压强与流速的关系及其在生产生活中的应用
知识结构导图
液体压强
大气压
流速与压强关系
实验探究突破
实验16 探究液体内部压强特点
核心考点
【设计与进行实验】
1.实验器材:压强计、刻度尺、水、硫酸铜溶液(盐水)等。
2.实验前要检查装置的 :用手轻压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中的液柱是否变化,若漏气,两液柱始终相平。
3.实验前U形管液面应 :为了避免橡皮管中有气体导致液面不相平,应拆除橡皮管重新安装。
【实验结论】
液体内部向各个方向都有压强,在液面同一深度处,向各个方向的压强都相等;深度越大,压强越大;液体内部的压强大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,则压强越大。
【实验方法】
1.转换法:通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小。
2.控制变量法:①探究液体内部的压强与方向的关系:控制金属盒在同种液体的同一深度,改变金属盒的方向,观察U形管液面的高度差;②探究液体内部压强与深度的关系:控制金属盒在同种液体中,金属盒方向不变,改变金属盒的深度,观察U形管液面的高度差;③探究液体内部压强与液体密度的关系:控制金属盒在相同深度,金属盒方向不变,改变液体的种类,观察U形管液面的高度差。
【交流与讨论】
1.若实验过程中U形管两侧液柱的高度 ,则说明实验仪器气密性不好。
2.分析数据和现象,总结结论。
3.注意:①液体压强大小与其他的因素,如 、 、 、 等无关。②此实验只能 液体内部的压强特点。
针对训练
例题 (2025·天津)某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水,实验时将压强计的探头放在水中,U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小,如图所示。
该小组同学利用上述器材进行实验,并在如表中记录了实验获得的数据。
实验序号
探头浸入水中深度h/cm
探头朝向
U形管两侧液面高度差ΔH/cm
①
10
向上
9
②
15
向上
13
③
20
向上
17
④
15
向下
13
⑤
15
向左
13
请你解答如下问题:
(1)分析表中 (填实验序号)三组数据可知:在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等;
(2)分析表中①②③三组数据,可初步得出结论:在同种液体中, ;
(3)若在以上实验器材的基础上,再增加足量的食用盐,还可以探究液体压强与 是否有关。
高频考点突破
考
点
1
液体压强
1.(2026·广东)在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图甲,应重新安装橡胶管使两侧液面 。
(2)调好器材后,探究猜想①和②比较图乙、丙可知:同种液体, ,压强越大;已知ρ水>ρ酒精,比较图丙、 可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知ρ盐水>ρ水,根据实验结论推测,探头的位置可能在 (选填“a”“b”或“c”)处。
(4)探究猜想③,如图,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是 。
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是 。
2.(2026·江苏扬州)今年1—5月份,扬州地区降雨偏少,固定在河床上的水位尺显示水位较去年同期低。如图,水位尺上P点较去年同期( )
A.深度不变 B.深度变大 C.压强变小 D.压强不变
第2题图
第3题图
3.(2026·四川乐山)如图所示,水平桌面上两个完全相同的容器中分别装有甲、乙两种液体,已知A、B两点处的液体压强相等,则两种液体的密度关系为( )
A.ρ甲>ρ乙 B.ρ甲<ρ乙 C.ρ甲=ρ乙 D.无法判断
4.(2026·广东广州二模)如图甲为我国古代科技著作《天工开物》的情景——“没水采珠”。可将水下的采珠人简化为一个带质量的点,则采珠人在水中以恒定的速度由位置1下潜到位置2时(如图乙所示),受到水的压强随时间变化的图像正确的是( )
A B C D
5.(2026·广东珠海二模)如图是一个连体花瓶,瓶中水不流动时,各部分的水面高度总是相同的,这种花瓶实质上是一个 ;若花瓶底部受到水的压强为800 Pa,则花瓶中水的深度为 m;当向图中A瓶加水后,花瓶对水平桌面压力将 (选填“变大”“不变”或“变小”)。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
考点知识链接
液体压强的特点:
(1)产生:液体由于重力对容器底部有压强;由于液体具有流动性,因此液体内部向各个方向都有压强。
(2)特点:同种液体,深度越大,压强越大;同一深度的不同液体,密度越大,压强越大;同种液体的同一深度,向各个方向的压强相等。
1.U形管压强计的作用
通过U形管内两管液面高度差来判断液体内部压强大小(U形管不是连通器)。
2.实验前的两个操作
(1)先检查U形管左右两边的液面是否相平。
(2)检查装置的气密性:用手压金属盒上的橡皮膜,观察U形管中液面是否发生变化,若变化明显,则气密性良好。
考
点
2
大气压强
6.(2026·广西)大气压强与我们的生活息息相关,能证实大气压强存在的实例是( )
A.用吸管吸水 B.用筷子夹菜
C.用细线切豆腐 D.用削笔刀削铅笔
7.(2026·四川南充)生活中,有很多物体会出现“胀”起来的现象,下列描述中“胀”起来的原理与其他三项不同的是( )
A.胎压正常的车轮胎,行驶到高原就“胀”起来
B.正常密封的食品袋,带到高海拔就“胀”起来
C.地面释放的氢气球,飞到高空中就“胀”起来
D.制作馒头的白面团,发酵过程中就“胀”起来
8.(2026·广东广州二模)托里拆利测量大气压强值的实验如图所示。以下判断正确的是( )
A.若此装置从广州塔首层乘电梯到达顶层过程管内的液面下降,则说明大气压变小
B.若用水代替水银来做实验,则大气压能支撑的水柱高度会变低
C.若换用更粗的玻璃管,则管内的液面会下降
D.此时大气压强等于760 mm高水银柱所产生的压强
9.(2026·四川乐山)如图所示,在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有 的支持;把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差 。
第9题图
第10题图
10.(2026·广东二模)在海拔较低的城市地面,用水银做的托里拆利实验和用水自制的气压计。管内的液柱如图所示,此时城市地面的大气压相当于 mm水银柱产生的压强;若把两装置移到400多米高的大厦楼顶,在相同的温度下,水银柱的L(或H)将 ;水柱的h将 。(后两空选填“上升”“不变”或“下降”)
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考
点
3
流速和压强
11.(2026·四川宜宾)下列事例主要用流体压强与流速关系来解释的是( )
A.生活中常用吸管喝牛奶 B.机翼表面设计成上凸下平
C.高压锅容易把食物煮熟 D.拦河大坝设计成上窄下宽
12.(2026·黑龙江绥化)下列现象中能用流体压强与流速的关系解释的是( )
A.口吹硬币跳越木块 B.用吸管吸饮料 C.铁轨下铺枕木 D.茶壶中水面相平
13.(2026·山东)小华观察发现:同一河流,狭窄处比宽阔处水流更快。受此启发,他结合所学物理知识,设计了四种装置吸取液体肥,用于学校劳动基地水肥一体化灌溉,各装置剖面如图所示。在左端管口横截面积和水流流速相同的情况下,下列设计中吸肥最快的是( )
A B C D
14.(2026·河北)如图所示,小明在站台上的安全线外候车,是为了防止列车进站时,列车附近的空气流速大,压强 而带来的危险。列车出站后,在列车座位上的小明相对于列车车窗是 的。
第14题图
第15题图
15.(2026·江西)如图所示,飞机的机翼是仿照鸟的翅膀设计出来的,气流经过机翼下方的流速比上方的流速小,机翼下方的空气压强比上方的空气压强 ,于是产生向上的升力;飞机升得越高,受到的大气压越 。
考点知识链接
1.气体、液体都具有流动性,统称为流体。在流体中,流速越大的位置,压强越 。
2.飞机的机翼上表面 ,下表面比较平,导致上表面空气流速大,压强小,下表面空气流速小,压强大,这样机翼上、下表面就存在着 ,因而有压力差,这就是产生升力的原因。
流体流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。要比较压强大小,分析过程中首先要分析清楚哪个位置的流体流速大,哪个位置的流速小,才能进行准确的判断。小轿车的形状与机翼相似,在水平路面高速行驶时,竖直方向上受到重力、支持力和空气的升力,此时支持力大小小于轿车自身重力,由力的相互性可知,轿车对地面的压力小于轿车重力。
省考新趋演练
16.(2025·江苏盐城)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气该如何流动?小明为此设计实验展开探究。
【明确思路】
要判断空气如何流动,需知道两球内部空气 的关系。
【收集证据】
(1)如图甲,将气球套在三通玻璃管的一端,用橡胶管把气压传感器和注射器分别与三通玻璃管另外两端相连。用细线把气球、气压传感器和注射器与三通玻璃管的连接处扎紧,防止 。
(2)将注射器内的空气,通过橡胶管为气球充气,充气结束后立刻用夹子 连接注射器和三通玻璃管的橡胶管,记录气球半径和传感器显示的气压值。
(3)解开其中一根细线,拔出 ,用注射器再次吸取一定体积的空气,重复以上实验。
(4)按照步骤(3),多次实验,获取足够多的半径和气压数据。
(5)将探究实验所得的数据以气球半径为横坐标,内外压强差为纵坐标绘制得到如图乙图像。
【交流结论】
(1)若小气球半径R1=2 cm,大气球半径R2=4 cm,则它们相连通后空气将向半径 的气球流动。
(2)两个规格相同、装有不同体积空气的气球相连通,空气流动可能发生的情况有 种。
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课时16 液体压强 大气压强
知识结构导图
大气压强:1.重力 流动性 底部 侧壁
2.U形管 高度差 高度差
3.深度 各个方向 密度 p=ρgh
4.上端开口,底部相通 液面高度
大气压:1.各个方向 大气压 重力 流动
2.托里拆利 不变 760 1.013×105
3.高度 减小 升高 降低
流速与压强关系:4.流体 大
5.压强 流速大 压强大 6.小于
实验探究突破
核心考点
【设计与进行实验】
2.气密性
3.调平
【交流与讨论】
1.几乎不变
3.①重力 体积 容器的形状 底面积
②定性地描述
针对训练
例题 (1)②④⑤ (2)深度越深,压强越大
(3)液体的密度
高频考点突破
1.(1)相平 (2) 深度越深 丁 (3)a
(4)大容器的底面积大于小容器的底面积,由Δh=可知,水升高的高度不同,最终容器中水的深度不同
(5)更换密度不同的液体重复操作
2.C 3.A 4.B
5.连通器 0.08 变大
6.A 7.D 8.A
9.大气压(或大气压强) 不变
10.756 变小 上升
考点知识链接
知识归纳
1.大气压 2.托里拆利 3.气压计 4.760
5.1.0×105
11.B 12.A 13.A
14.小 静止 15.大 低
考点知识链接
知识归纳
2.弯曲(或凸出)压强差
16.压强
【收集证据】(1)漏气 (2)夹住 (3)注射器
【交流与讨论】(1)大 (2)3
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