8.2 探究：液体压强与哪些因素有关（举一反三·讲义）物理新教材沪科版八年级全一册

8.2 探究：液体压强与哪些因素有关 【新教材沪科版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+5个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 为什么站在齐胸深的水中时，你会感到呼吸有些困难？为什么潜水员在不同深度的水中作业时，需要穿抗压能力不同的潜水服？为什么水坝要建造得上窄下宽？本节我们学习液体压强相关的内容。 知识归纳 【知识点1 液体的压强】 1. 液体压强产生的原因 液体受重力，且具有流动性。 （１）液体受到重力的作用，对支撑它的容器底部有压强。 （２）由于液体具有流动性，液体内向各个方向都有压强。 2.液体压强计 （1）作用：测量液体内部压强的仪器。 （2）结构：由U形管、橡皮管、探头和橡皮膜组成。 （3）原理：当探头上的橡皮膜受到压强时，U形管左右两侧的液面出现高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小；液面的高度差越大，橡皮膜所在处的压强就越大。 （4）使用 ①使用前，观察U形管两侧的液面是否在同一高度。若不在同一高度，则应将橡皮管拔出，再重新安装。 ②检查气密性：用手指轻轻按压橡皮膜，观察U形管液面左右跳动是否灵敏。若跳动不灵敏，则气密性差。 ③将探头侵没在液体中，观察U形管两侧液面的高度差。 3. 实验：探究液体压强与哪些因素有关 【实验目的】 （1）探究液体压强与哪些因素有关。 （2）学习使用 U 形管压强计测量液体压强。 【实验器材】 U 形管压强计、盛水容器。 【实验设计】 如图所示，U形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将U形管压强计的金属盒放入液体中一定深度，则U形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。 我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。 【实验步骤】 （1）保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，看液体内部同一深度不同方向压强的关系。 现象：U形管两边液面的高度差不变。 结论：在同种液体内部同一深度处，各个方向的压强都相等。液体内部压强与方向无关。 （2）增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强与深度有什么关系。 现象：U形管两边液面的高度差变大。 结论：液体内部压强随深度的加深而增大。 （3）换用不同液体，判断在深度相同时，液体内部的压强是否与液体的密度有关。 现象：U 形管两边液面的高度差不一样。 结论：深度相同时，液体密度越大，液体内部压强越大。 【实验结论】 （1）液体内部向各个方向都有压强。 （2）在同一液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。 （3）同种液体，深度越大，压强越大。 （4）在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 【解题技巧】探究液体内部压强的特点关键考点 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； 2.液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性； 3.实验前的两个操作：（1）先检查U型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型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）； 4. 两种实验方法： ①控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度； ②转换法：液体内部压强的大小无法直接测量，实验中我们是用压强计两侧的液面高度差来判断液体内部压强的大小； 5.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？ 答：气密性不好，拆下来重新安装； 6.使用的U型管是不是连通器：不是； 7.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察； 8.实验需要多次进行，目的是：总结普通规律； 9. 能归纳概括总结得出液体压强的特点： ①液体内部存在着向各个方向的压强； ②在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等； ③在同一液体内部，深度越深，压强越大； ④深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 【例1】（2026山东省）同学们学习了“压强”这一物理量后，探究液体压强大小与哪些因素有关。 【理论推导】 如图为盛有液体的容器，设想密度为的液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱，液柱上表面与液面齐平，利用压强、重力和密度的公式推导出液柱对其底面的压强。 【实验验证】 （1）选择水、酒精、不同密度的盐水、刻度尺、压强传感器（可准确测出液体内部压强的大小）等器材进行实验，设计出实验思路： ①保持液体_________不变，改变深度，探究液体压强大小与深度的关系； ②_____________________________________ （2）根据实验思路①，设计记录数据的表格，将其画在下方。 （3）根据实验数据作出图像，以下选项中符合理论预期的图像是_________、图像是_________。 A． B． C． D． 【答案】（1） 密度 保持液体深度不变，改变液体密度，探究液体压强大小与液体密度的关系 （2） 实验次数 液体密度ρ/kg·m-3 深度h/m 压强 1 2 3 （3） A C 【解析】（1）要探究液体压强大小与深度的关系，根据控制变量法，需要保持液体密度不变，改变深度。 保持液体深度不变，改变液体密度，探究液体压强大小与液体密度的关系。 （2）根据实验思路①，设计记录数据的表格如下： 实验次数 液体密度ρ/kg·m-3 深度h/m 压强 1 2 3 （3）根据液体的压强，液体密度一定时，压强与h成正比，所以图像 是过原点的直线，对应A。 根据液体的压强，液体深度一定时，压强与液体密度成正比，所以图像是过原点的直线，对应C。 【变式1-1】在“探究液体压强的影响因素”时，进行了如图所示的实验，下列说法错误的是（　　） A. 压强计在使用前，应检查其气密性 B. U形管两边的液面高度差越大，说明橡皮膜所受压强越大 C. 比较1、2图可探究液体深度对液体压强的影响 D. 比较2、3图可探究液体密度对液体压强的影响 【答案】D 【解析】A．压强计是通过U形管两边液面的高度差来反映橡皮膜所受液体压强的大小的。如果压强计的气密性不好，那么U形管两边的液面高度差就会减小，因此，在使用压强计之前，必须检查其气密性，以确保实验的准确性。故A正确，不符合题意； B．在压强计的气密性良好的情况下，U形管两边的液面高度差越大，说明橡皮膜所受的液体压强越大。这是因为液体压强越大，通过压强计传递到U形管两边的压力差就越大，从而导致液面高度差增大。故B正确，不符合题意； C．比较图1和图2，可以看到两次实验中液体的密度是相同的（都是水），而橡皮膜在水中的深度是不同的。图1中橡皮膜较浅，图2中橡皮膜较深。通过比较U形管两边的液面高度差，可以探究液体深度对液体压强的影响。故C正确，不符合题意； D．比较图2和图3，两次实验中橡皮膜在液体中的深度不相同，但是液体的密度不同，要探究液体密度对液体压强的影响，需要保持橡皮膜在水中的深度不变，同时改变液体的密度，并观察U形管两边的液面高度差是否发生变化。因此，图2和图3不能用来探究液体密度对液体压强的影响。所以D选项是错误的。故选D。 【变式1-2】“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中，通过观察U形管两边液面的______来显示压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面发生明显变化，说明该装置______（填“漏气”或“不漏气”）。对比甲、乙两图所示实验，说明液体内部压强与液体的__________有关。 【答案】 高度差 不漏气 深度 【解析】“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中，通过观察U形管两边液面的高度差来显示压强大小，液面的高度差越大，压强越大。 手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面发生明显变化，说明该装置不漏气，探头处受到的压强可以从U形管内的气体传递给U形管内的液体。 对比甲、乙两图所示实验得，探头在水中深度越深，U形管内液面高度差越大，说明液体内部压强与液体的深度有关。 【变式1-3】（2025重庆）小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。 （1）该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成，探头通过橡胶管连在U形管上，将探头放在液体里橡皮膜就会发生_______，U形管左右液面就会产生高度差，高度差大小反映了橡皮膜所受_______的大小。 （2）小渝将支架固定在透明桶上，向桶中缓慢加水至如图乙所示位置，观察到U形管左右液面高度差逐渐变大，分析表明，同种液体内部压强随深度的增加而_______；只改变图乙中探头方向，观察到U形管左右液面高度差不变，说明同种液体内部同一深度，向各个方向的压强大小________。 （3）观察图乙、丙，为保持探头所处深度相同，应将图丙中探头向_______移动，移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大，可初步得出液体内部压强与液体的_______有关。 （4）如图丁，为了便于测量探头所处的深度，小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度，并将仪器改进为双探头，将左侧探头始终固定在水下深处，调节右侧探头在盐水（）中的位置，使U形管左右液面再次相平，读出深度，通过计算发现______（选填“>”“=”或“<”）；小渝将右侧盐水换成另一液体，当U形管左右液面再次相平时，右侧探头所处深度，通过进一步分析可以计算该液体密度为______。 【答案】（1） 形变 压强 （2） 增大 相等 （3） 下 密度 （4） = 0.8 【解析】（1）该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成，探头通过橡胶管连在U形管上，将探头放在液体里橡皮膜就会发生形变，U形管左右液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小，这是转换法的应用。 （2）小渝将支架固定在透明桶上，向桶中缓慢加水至如图乙所示位置，水面到探头的深度逐渐增大，观察到U形管左右液面高度差逐渐变大，说明探头受到水的压强变大，分析表明，同种液体内部压强随深度的增加而增大。 只改变图乙中探头方向，观察到U形管左右液面高度差不变，说明橡皮膜受到水的压强不变，可得出：同种液体内部同一深度，向各个方向的压强大小相等。 （3）观察图乙、丙，为保持探头所处深度相同，应将图丙中探头向下移动，移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大，说明探头受到盐水的压强大于受到水的压强，由于盐水和水的密度不同，可初步得出液体内部压强与液体的密度有关。 （4）根据液体压强公式p=ρgh可知，当U形管左右液面再次相平，说明左右两侧液体对探头的压强相等，即 则 将右侧盐水换成另一液体，当U形管左右液面再次相平时，右侧探头所处深度，由 可得 解得 【知识点2 液体压强的计算】 （1）液体压强计算公式： 其中，密度ρ的单位为kg/m3，g=9.8N/kg （有特殊说明时，为了计算方便给出g=10N/kg ）,，深度h的单位为m，压强p的单位为Pa。 必须知道这个公式的推导过程： 如图盛有液体的容器，设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱，其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强，就能得到深度为h处的液体压强。 液体的密度为ρ，液柱的质量m =Vρ，液柱的体积V=Sh。 那么，液柱对其底面的压力 F =mg=Vρg=Shρg 液柱对其底面的压强 p =F/S=Shρg/S=ρgh （2）液体压强公式：的的理解和运用 ①应用公式p=ρgh时，各个物理量的单位都应统一取国际单位制。 ②h表示液体的深度。深度是指自由液面到计算压强的那一点之间的竖直距离。 ③从液体压强公式p=ρgh可以看出，液体压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的体积、质量、容器的形状及地面面积无关。 ④公式p=ρgh适用于静止液体，不适用于固体、气体和流动液体。 说明：液体压强的计算以及公式的应用 1. 应用公式p=ρgh计算时，各物理量的单位统一为国际单位制单位。ρ的单位是kg/m³，h的单位是m，p的单位是Pa。 2. 公式中h表示的是液面下某处到自由液面（与大气压接触的液面）的竖直距离。 3. 公式适用于静止的液体，凡是静止的液体产生的压强，都可用p=pgh来计算和讨论。 4. 变形公式：、。  应用液体压强公式及其变形公式，对于液体压强、液体密度和深度，知道其中任意两个量就能求第三个量。 易错点：对求解液体压强公式中深度的理解 计算液体在某一深度（或某一点处）产生的压强利用公式p=ρgh求解。公式中h表示的是液面下某处到自由液面（与大气压接触的液面）的竖直距离。如下列几个图所示。如图甲，A点对应深度是指A点到上方液面的距离，而不是指A点到容器底部的距离。 甲 乙 丙 丁 需要说明的是公式适用于静止的液体，凡是静止的液体产生的压强，都可用p=pgh来计算和讨论。 【科学书屋】帕斯卡及其著名的帕斯卡实验 帕斯卡（B. Pascal，1623—1662）是法国数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活动，尤其在对大气压强研究方面取得了成就，还发明了注射器、水压机等。帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处，而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位。1648年，帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶桶盖上，插入一根细长的管子，并从楼房的阳台上向细管子里灌水，结果只用了几杯水，竟把木桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。 对科学书屋问题的解释：原来由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，其深度h是很大了，能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。 【例2】（2026苏州一模）在如图所示，一重为20N、底面积为0.02m2的容器置于水平桌面上，所装液体的体积是0.01m3，深0.3m。若容器底受到的液体压强是2.7×103Pa。（g取10N/kg）求： （1）液体的密度； （2）距容器底面向上0.1m处a点受到的液体压强。 【答案】（1）液体的密度是900kg/m3；（2）距容器底面向上0.1m处a点的液体压强是1800Pa。 【解析】（1）已知容器底受到的液体压强及所装液体的深度，利用液体压强的计算公式可求出密度； （2）求出容器底向上20cm处的a点的深度，利用液体压强的计算公式可得结果。 【解答】（1）由p=ρgh得： 液体的密度： （2）容器底向上0.2m处的a点的深度： ha=0.3m－0.1m=0.2m a点的液体的压强： pa=ρgha=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1800Pa 【点评】本题考查液体压强和固体压强公式的应用，数据繁多，做题时应选择合适的公式，选择相对应的数据，特别是液体的深度的选择，注意深度和高度的区别，并注意单位的换算。 【变式2-1】如图所示是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是（g取10N/kg）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】A点的深度为 h=40m-10m=30m A点受到水的压强 p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3×105Pa 故选B 【变式2-2】 容器中装有深度为0.2m的水，放在水平桌面上，已知容器和水的总重力为8N，底面积为 0.02m²，（，g=10N/kg），则容器底受到水的压强为______Pa，容器对水平桌面的压强为______Pa。 【答案】 2000 400 【解析】容器底受到水的压强为 容器对水平桌面压力为 则容器对水平桌面的压强为 【变式2-3】一质量为1kg的平底空水桶，底面积为：500cm2。水桶内装有30cm深的水，放在水平地面上，如图甲所示， 桶内水的质量为16kg， g取10N/kg。求： （1）桶内水对桶底的压力F水。 （2）水桶对地面的压强p桶。 （3）小明用竖直向上的力F提水桶，但没有提起来，如图乙所示，水桶对地面的压强减小了1200Pa，则力F的大小为多少？ 【答案】（1）150N；（2）3.4×103Pa；（3）60N 【解析】（1）桶内水对桶底的压强为 p水＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×30×10-2m＝3000Pa 桶内水对桶底的压力为 F水＝p水S＝3000Pa×500×10-4m2＝150N （2）水桶对地面的压力等于总重力，即 F压＝G＝mg＝(1kg＋16kg)×10N/kg＝170N 水桶对地面的压强 （3）根据水桶对地面的压强减小了1200Pa，可计算出水桶对地面的压力减小为 因为水桶静止在地面上，此时对地面压力变小是因为受到向上的提升力，即提升力等于水桶对地面压力的减小量，则向上的提升力为 F＝ΔF＝60N 答：（1）桶内水对桶底的压力为150N； （2）水桶对地面的压强为3.4×103Pa； （3）小明用竖直向上的力F提水桶，但没有提起来，如图乙所示，水桶对地面的压强减小了1200Pa，则力F的大小为60N。 【知识点3 与液体压强相关的应用实例（连通器）】 1.连通器概念：上端开口、下端联通的容器。 2.连通器特点：当连通器中装有同种液体且液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的；连通器中同一高度处压强相等。 3.连通器应用：（1）茶壶。壶嘴和壶身构成连通器。若壶嘴太高，则倒不出水；若壶嘴太低，则装不满水。 （2）锅炉水位计。锅炉和外面的水位计组成连通器，能从水位计的玻璃管中判断锅炉内的水位。 （3）自动喂水器。两水槽构成连通器，水位不相平时水就会流动，可以使水槽中始终有水。 （4）洗手池下的回水管。利用连通器的原理，在回水管中储存一部分水可以阻止下水道中的异味进入室内。 （5）船闸。船闸主要由上游引航道、下游引航道、上游闸首、下游闸首和闸室组成。闸室是一个停泊船舶（或船队）的厢形室，通过向室内灌水或泄水来调整闸室中的水位，使船舶能在上、下游水位之间作垂直的升降，从而通过集中的航道水位落差。当船舶由下游向上游行驶时，室内水位会降至与下游水位齐平，然后打开下游闸首的闸门，船进闸室，关闸门，灌水，待水位升髙到与上游水位齐平后，再打开上游闸首闸门，船即可出闸通过上游引航道驶向上游。反之，当船由上游向下游行驶时，过闸操作程序则与此相反。 注意：有关连通器中的计算类问题，常见类型有两种：1）同类液体间比较；2）非同类液体间比较。 注意：在处理相关计算问题时，要紧紧抓住液片平衡时，液片两侧压力、压强相等的特点列出方程，可以得到问题答案。 【例3】（2026安徽一模）下列实例中，主要利用连通器原理工作的是（　　） A. 吸盘 B. 吸管 C. 卫生间的排水管 D. 活塞式抽水机 【答案】C 【解析】A．吸盘通过挤出内部气体，减小内部压强，在外界大气压的作用下被紧紧压在墙上，所以吸盘利用的是大气压强，故A不符合题意； B．吸管喝饮料，吸管内部的气体减少，压强减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下，饮料被压入口中，所以利用的是大气压强，故B不符合题意； C．卫生间的排水管，上端开口，底部连通，属于连通器，故C符合题意； D．活塞式抽水机，利用的是内部气压小于外界大气压，外界大气压将水压入抽水机内，从而实现将水从低处压向高处，所以活塞式抽水机利用的是大气压强，故D不符合题意。故选C。 【变式3-1】如图所示，A、B两容器中装有同一液体，且液面高度相同，a点的压强小于b点的压强。当A、B间的阀门打开时，下列说法中正确的是（ ） A.液体由A流向B B.液体由B流向A C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动 【答案】D 【解析】上端开口，下部通过阀门相连，属于连通器。 连通器的特点：连通器内装同种液体，当液体静止时，液面总是相平的。 连通器中装有同种液体静止时，液面是相平的。如果连通器中装有不同液体时，液面是不相平的。 由图，当阀门打开时，A和B的上端开口底部连通，构成了连通器。 由于容器中装同一种液体，并且液面相平，因此打开阀门后，液面仍保持相平，故液体不会流动。 故选：D。 【变式3-2】如图所示装置和物品中，不属于连通器的是（　　） A.锅炉水位计 B. 茶壶 C. U形反水弯 D. 喷雾器 【答案】D 【解析】A．锅炉水位计，水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的，底部是连通的，属于连通器的应用，故A不符合题意； B．茶壶的壶身与壶嘴都与大气通，并且壶身和壶嘴底部相连通，是连通器的应用，故B不符合题意； C．U形反水弯上端开口，下端连通，构成连通器，故C不符合题意； D．由于小孔喷出的快速气流使细管的上端开口处形成了一个低压区，此处压强小于容器内波面上方气体压强。水就在容器内液面上方气体的这个较大压强的作用下，沿着细管上升到上端开口处，受气流的冲击，被喷成雾状，不是连通器，故D符合题意。故选D。 【变式3-3】2006年5月20日，举世瞩目的长江三峡截流工程胜利完成。然而，船只通过大坝需要利用船闸，现有一艘船从上游往下游行驶通过船闸，如图所示，请你指出船只通过船闸的顺序（　　） A. acbd B. cadb C. cabd D. abcd 【答案】C 【解析】轮船通过船闸时，船闸内外构成连通器，船闸内外的水位应相同，先是上游与闸室构成连通器，再是下游与闸室构成连通器，船从上游往下游行驶通过船闸，所以水位应该逐渐降低，故顺序应为cabd，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 模块三 课后作业 一、选择题(共7题) 1. （2025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 【答案】C 【解析】AB．P点的深度是从水面到P点的垂直距离。水位下降后，水面到P点的距离变小，因此深度变小，故AB不符合题意； CD．根据液体压强公式可知，同种液体密度相同，深度变小，液体压强也变小，故C符合题意，D不符合题意。故选C。 2. 在学习液体压强时，物理老师把同一底部有孔的空透明塑料瓶竖直压入水中不同深度，瓶中形成了如图所示的“喷泉”，由此可以得出的结论是（　　） A．液体内部向各个方向都有压强 B．同种液体的同一深度，各方向压强都相等 C．同种液体的内部，深度越大，压强越大 D．深度相同时，液体的密度越大，压强越大 【答案】C 【解析】由图可知，把底部有小孔的空透明塑料瓶竖直压入水中的深度不同，且深度越深，小孔水喷得更高，说明压强更大，所以该实验表明：在同种液体内部，压强随深度的增大而增大。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 3. 如图所示，容器装有水，其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc，则以下判断正确的是 A. pa＞pb＞pc B. pa＜pb＜pc C. pa＝pb＝pc D. pa＞pb＝pc 【答案】C 【解析】底部a、b、c三处在水中的深度是相同的，故它们受到水的压强也是相同的，故C是正确的． 4. 如图所示，在水平桌面上放着甲、乙两杯密度不同的液体。已知两杯底部受到的液体压强相等，且两杯液体内A、B两点距底部的距离， ，A、B两点处的液体压强分别为pA、pB。则下列说法正确的 是 （    ） A. pA>pB B．pA=pB C．pA<pB D．无法确定 【答案】C 【解析】两杯底部受到的液体压强相等，由得 由图可知 则A、B两点处的液体压强分别为 且hA=2hB 则 故ABD错误，C正确。故选C。 5. 连通器在日常生活和生产中应用广泛，如图3所示的实例中不是利用连通器原理工作的是（　　） A. 三峡船闸 B. 茶壶 C. U形“反水弯” D. 拦河大坝 【答案】D 【解析】A．船闸的上游与闸室下面通过阀门相通，当下游阀门关闭，上游阀门打开，上游与闸室内的水位逐渐相平，打开上游闸门，船就可以进入闸室；同理，船再进入下游，就通过了船闸。所以船通过船闸使用了两次连通器，故A不符合题意； B．茶壶的壶身与壶嘴都与大气连通，并且壶身和壶嘴底部相连通，是连通器，故B不符合题意； C．洗手池排水的回水弯管成U形，水不流动时，U形管里的水相平，可以防止下水道里的气味散发出来，因此洗手池排水的反水弯管属于连通器，故C不符合题意； D．由于液体的压强随深度的增加而增大，河水的深度越深，压强越大，为了使拦河坝能承受更大的水压，应把拦河坝设计成下宽上窄的形状，没有利用连通器原理，故D符合题意。 故选D。 6. 物理学家帕斯卡做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管里灌水，如图所示，只用了几杯水，就把桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。下列关于桶底受到水的压强大小的估算合理的是（取10N/kg）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】如图所示，楼房的阳台到地面的距离大约为3m，桶底受到水的压强大小大约是 与相近，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 7. 某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示，若ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，水龙头关闭时，c处所受水的压强为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】由题图可知，水龙头关闭时，c处水的深度为 所以c处水龙头所受水的压强为 故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 二、填空题(共8题) 8．用图示装置探究液体内部压强规律。橡皮膜所受压强的大小是通过U形管两侧液面_____来显示的。图中金属盒在水中的深度为____cm。在探究过程中将金属盒上下移动，是为了探究液体压强与______的关系。 【答案】高度差 7 液体深度 【解析】根据转换法，橡皮膜所受压强的大小是通过U形管两侧液面高度差来显示的。 由图可知，图中金属盒在水中的深度为7cm。 液体压强大小与液体的密度和液体深度有关，在探究过程中将金属盒上下移动，液体的密度没有发生变化，金属盒在水中的深度发生了改变，是为了探究液体压强与液体深度的关系。 9. “春风翻动书页飞，读书之乐如春归”，从物理学的角度来看，当风吹过书本上表面时，书本上表面空气流速变大，导致压强______（选填“变大”或“变小”），所以书被风“翻开”了。如图所示的家用洗手盆，其下方的U形管道是利用了_____的原理来阻断下面的浊气上升。 【答案】 小 连通器 【解析】风使书本上表面空气流动速度变大，导致书本上表面压强减小，书本下表面压强较大，会形成一个向上的压强差，产生一个向上的压力，所以书会被翻开。 上端开口、下端连通的容器叫连通器，观察图可知U形管道利用的是连通器的原理；当水流过下面的弯管后，总在弯管处留下一定的水，水静止不流动时，U形管两边液面相平，从而阻止下面的浊气上升。 10. 图甲所示是我国古代三大水利工程之一——陕西泾阳的郑国渠，图乙是郑国渠跨路面两侧的截面示意图，两侧水渠和中间的涵洞可以看作一个______。若左侧水渠中液面到达A处，则右侧水渠的液面在______（选填“B”“C”或“D”）处。 【答案】 连通器 C 【解析】两侧水渠和中间的涵洞底部是相通的，上端开口，相当于是一个连通器。 若左侧水渠中液面到达A处，则右侧水渠的液面与A在同一水平面上，故在C处。 11. 如图，三峡大坝正常蓄水位为175 m，则深为20 m的某处受到水的压强为___Pa，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，船闸利用了___原理。（ρ =1×103 kg /m3，g=10N/kg） 【答案】 2×105 连通器 【解析】20 m的某处受到水的压强为 p=ρgh=1×103 kg /m3×10 N/kg×20 m=2×105Pa 船闸利用了连通器的原理。 12. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡水库大坝（如图甲 ）、大坝设计成上窄下宽的形状，主要是因为液体压强随______增加而增大。大坝高185m，大坝上、下游的水位差最高可达113m，巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的途径就是修建船闸（如图乙），此时闸室和________构成连通器。 【答案】 深度 上游 【解析】大坝设计成上窄下宽的形状，主要是因为液体压强随深度增加而增大，底部较宽可以承受较大压强。 如图，上游闸门下方的阀门打开，闸室和上游之间底部连通，上端开口，此时闸室和上游构成连通器。 13．如图所示的容器内装有5kg的水，容器底面积为0.01m2，容器底离水面的竖直高度为1m，A点距离容器底面高度为0.4m，则A点受到水的压强为 Pa，水对容器底的压力为 N。（，g取10N/kg） 【答案】 6000 100 【解析】A点的深度为 则A点受到水的压强为 水对容器底的压强 则水对容器底的压力 14．如图所示，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度；其顶部和底部的面积均为，顶部到底部的高度，容器中的水的密度为，则液体对容器底部的压强为 ，则液体对容器顶部的压力为 N。（g取10N/kg） 【答案】 8×103Pa 200 【解析】液体对容器底部的压强 液体对容器顶部的压力为 15. “奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10000m深处时，其外部的水平舱面上所受的海水压力约为________N。（海水密度近似为，g取） 【答案】 【解析】当“奋斗者”号下潜到10000m深度时，此时所受压强为 由压强公式变形可得，外部的水平舱面上所受的海水压力约为 三、简答题(共2题) 16.为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡？ 【答案】见解析 【解析】带鱼等深海鱼类长期生活在深海当中,内脏器官适应了深海中巨大的压强。一旦离开海洋,由于外界压强的忽然降低,内脏器官会爆裂而导致死亡。 17. 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膜封闭，当左右两部分容器中分别装有两种不同的液体时（右侧容器中液面较高），发现橡皮膜向左凸起，如图所示。根据这个现象，能否说明右侧容器内液体的密度较大？写出你的判断依据。 【答案】不能说明右侧容器内液体的密度较大，判断依据见解析 【解析】根据这个现象，不能说明右侧容器内液体的密度较大。 判断依据：设左侧容器中液体对橡皮膜的压强为，液体的密度为，液面到橡皮膜的深度为；右侧容器中液体对橡皮膜的压强为，液体的密度为，液面到橡皮膜的深度为。 由题意可知，橡皮膜向左凸起，说明右侧液体对橡皮膜的压强较大，即，根据液体压强公式可得 可得 由图可知右侧容器中液面较高，液面到橡皮膜的深度大小关系为，所以无法比较和的大小，也就不能说明右侧容器内液体的密度较大。 四、探究与实验题(共2题) 18. （2025青海）“问天”兴趣小组在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时，进行了如图所示的操作。 实验序号 探头浸入水中的深度（h/cm） 探头朝向 U形管两侧液面高度差（H/cm） ① 10 向上 8 ② 15 向上 12 ③ 15 向下 12 ④ 15 向左 12 ⑤ 20 向上 16 结合以上信息，请思考： （1）为了使实验现象更明显，压强计探头上的橡皮膜应选______（选填“薄”或“厚”）一些较好，实验前用手指按压探头的橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置的气密性______。 （2）实验中通过观察U形管______，显示液体内部压强大小。 （3）比较表2中的______（填序号）三次实验可知：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。 （4）比较表2中的①②⑤三次实验可知：探头浸入液体中的深度越大，液体的压强______。 （5）通过此实验，在图装置的基础上再提供足量的盐水。请设计一个探究“液体压强与液体密度有关”的实验方案。_____________。 【答案】（1） 薄 好 （2）液面高度差 （3）②③④ （4）越大 （5）见解析 【解析】（1）为了使实验现象更明显，压强计探头上的橡皮膜应选较薄的，较薄的橡皮膜比较容易发生形变。 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，实验前，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，气密性好。 （2）实验中通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的，如果U形管中液面的高度差较大，说明液体内部压强较大。 （3）要得到在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等，保持探头在同种液体的同一深度，探头的朝向不同，比较表2中的②③④三次实验。 （4）比较表2中的①②⑤三次实验，探头的朝向相同，探头浸入液体中的深度越大，U形管两侧液面高度差越大，可以得到深度越大，液体的压强越大。 （5）探究“液体压强与液体密度有关”，保持深度相同，改变液体的密度，将探头放在水和盐水的同一深度，观察U形管的液面高度差。 19. 如图甲所示是帕斯卡裂桶实验，在科技节上，小明用一杯水也成功完成这一实验，这激起了同学们探究液体压强与什么因素有关的兴趣，下面是同学们的探究过程： 【问题】 （1）液体压强与什么因素有关? 根据裂桶实验，猜想液体压强可能与液体的__________有关； 【证据】 （2）如图乙，在装满水的直壁矿泉水瓶侧壁上钻开一个小孔，未打开瓶盖时，在__________的作用下，瓶内的水不会从小孔流出。将瓶盖打开后，从小孔流出的水随着瓶内水位下降，流速变慢； （3）按图丙所示的实验步骤进行探究，通过观察__________（填“h1”“h2”或“h3”）的大小来判断探头处所受液体压强的大小； 【解释】 （4）根据收集到的证据可以得出结论：在同种液体中，液体深度越深，液体压强越__________； 【交流】 （5）为了使探头在同种液体、同一深度处时，U形管内的液面高度差大一些，可以采取下列哪项措施？__________； A.U形管中换用密度更小的液体 B.换用更细的U形管 C.换用稍长的U形管 （6）实验结束后，同学们交流评估时反思，做实验时经常会出现原本U形管内相平的液面在每次测完压强后，无法恢复相平的情况，重新拆装橡胶软管比较麻烦。于是对仪器进行了改装，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图丁所示，打开阀门K，就能解决问题，这是利用了__________的原理。 【答案】（1） 深度 （2） 大气压（3） h1 （4） 大 （5） A （6） 连通器 【解析】（1）裂桶实验中，当细管中的水升到一定高度，即水的深度达到一定时，桶会裂开，这说明液体的压强与液体的深度有关。 （2）在装满水的直壁矿泉水瓶侧壁上钻一个小孔，因为装满水，瓶内无空气，则小孔处由于受到大气压的作用，水无法流出。 （3）图丙中，探头所受的压强不同，则U形管两侧液面高度差不同，通过U形管两侧液面高度差可反映探头所受液体的压强，所以实验中，观察h1的大小探头处所受液体压强的大小。 （4）由以上分析可知，在同种液体中，液体的深度越深，液体压强越大。 （5）探头在同种液体的同一深度时，受到的压强保持不变，据知，将U形管中的液体密度换成更小的，则U形管两侧液面高度差变大，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （6）打开阀门K，则空气进入U形管的右侧，U形管两侧液面上方空气压强相等，液面相平，此时U形管的下端连通，上端开口，是连通器，所以是利用连通器原理工作。 五、综合应用题(共5题) 20. 如图所示，一柱形容器重10N，底面积为，放置在水平地面上。当向容器内注入0.4m深的某种液体时，容器底部受到液体的压强为，不计容器侧壁的厚度，g取10N/kg。求： (1)容器底部所受液体的压力； (2)距容器底0.1m处A点的液体压强。 【答案】见解析 【解析】（1）根据p=F/S，容器底部受到液体的压力 （2）根据，液体的密度 A点的深度 A点的液体压强 21．如图所示的是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验。他用一个封闭的木桶，往桶内装满水，上面插一根很细的管子。他从楼房的阳台向管中灌水时，只灌了几杯水，桶就被撑破了。桶底面积为，桶自重，管中装满水时水的总体积为。根据图中所标出的数据，如果管中装满水：（g取） （1）水对桶底产生的压强多大？ （2）水对桶底产生的压力多大？ （3）若桶与地面接触的面积是，则桶对水平地面的压强多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1） （2） （3） 22. 如图所示，一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上，笔筒高度为0.11 m，筒内深度为0.10 m。笔筒开口向上放置时，笔筒对桌面产生的压强为8.1×102 Pa；笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103 Pa。求： (1)笔筒内注满水时，水对笔筒底部产生的压强； (2)笔筒开口向上和开口向下放置时，笔筒与桌面的接触面积之比； (3)青花瓷笔筒材质的密度。 【答案】(1) 1×103 Pa；(2) 5∶1；(3) 2.7×103 kg/m3 【解析】(1)因为笔筒中水的深度为0.1m，故加强为 (2)由题知，两次压力相等，都等于笔筒的重力，故有 所以 解得 (3)笔筒的质量为 体积为 密度为 23．如图所示，容器底部有一开口，厚度不计的挡板A刚好盖住开口。容器中挡板A到水面的距离为60cm，A的面积为，质量为160g。已知，求： （1）A受到水的压力： （2）对A的正中心施加一个向上的力F，使水从开口处排出，求F的最小值。 【答案】（1）12N；（2）13.6N 【解析】（1）容器底受到水压强为 p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.6m=6×103Pa 由可得，A受到水的压力为F压=pS=6×103Pa×2×10-3m2=12N （2）A受到的重力为G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N A刚要被顶起时，挡板A受到的水的压力加上A的重力等于向上的力F，即 F=G+F压=1.6N+12N=13.6N 答：（1）A受到水的压力为12N； （3）对A的正中心施加一个向上的力F，使水从开口处排出，F的最小值为13.6N。 24．阅读短文，回答问题： 连通器与虹吸现象 物理学中把两端开口，底部互相连通的容器叫连通器。在连通器中注入同一种液体，在液体不流动时容器的液面总是保持在一水平面上，可用液体压强p＝ρgh来解释。如图1若在U形玻璃管中装有同一种液体，容器底部设想有一个小液片AB，若液体保持静止，则AB两侧受力平衡，只有当两边，液柱的高度相等时，两边液柱对液片AB的压强才能相等。 日常生活用许多物品都能看作连通器，如：水壶、船闸、过路涵洞、房子供水系统等。但有些物品外型虽类似连通器，工作原理却与连通器不相同。如图2所示，水槽B位置比水槽A位置低，用橡皮管从B中吸水，水会源源不断从水槽B流向水槽A，从右侧橡皮管看去出现了“水向高处流”的现象，这种现象物理中叫虹吸现象。当充满水的管子将A、B两个液面高度不同水槽连接后，C处受到向右的压强为：p1＝p0﹣ρgh1，向左的压强：p2＝p0﹣ρgh2，（其中：p0为大气压）。由于h1＞h2，所以有p1＜p2，则液片C将向左移动，即容器A中的水向容器B中流淌。只要A中的液面高于B中的液面，水就会流动不停，直到两容器中液面相平。 （1）文中图1中若向右管注入同种液体，最终左右管液面高度 　　（相同/不同）。 （2）如图3所示，甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连，下列说法正确的是 　　。 A.水从水渠乙流向水渠甲 B.水从水渠甲流向水渠乙 C.因水面相平，水不流动 D.以上说法都不对 （3）三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图4是轮船通过船闸的示意图，此时上游阀门A打开，下游阀门B关闭，水不再流动时，下列说法正确的是 　　 A.闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A两侧的压力相等 B.闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力 C.闸室和下游水道构成连通器，水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力 D.闸室和下游水道构成连通器，水对阀门B两侧的压力相等 （4）用玻璃管弯成“C”型（图5），装满水用双手分别堵住两端开口，后再同时移开手指，会出现 　　 A.水从上端流出 B.水从下端流出 C.水保持静止不流动 D.上端、下端流出都有可能 （5）如图是某栋房子供水的水路示意图，放水时水龙头与水塔构成了连通器。若水龙头型号相同且水龙头出水速度与水压成正比，则水龙头处出水速度v与楼层高度h图像关系正确的是 　　。 【答案】（1）相同；（2）C；（3）A；（4）B；（5）B。 【解析】（1）根据连通器的特点：连通器里的同一种液体在不流动时，各容器中的液面保持相平，可知图1中最终左右管液面高度相同； （2）由图3可知，甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连，构成连通器，此时液面已经相平，故无水流动； （3）图中，上游阀门A打开，下游阀门B关闭：闸室和上游水道构成连通器，当水静止时，两侧水深相同，水对阀门A两侧的压强相等、压力相等，所以A正确、B错误； 因下游阀门B关闭，故闸室和下游水道下部不连通的，故没有构成连通器，所以C、D错误； 故选：A； （4）用玻璃管弯成“C”型，液柱高的一端的压强大于液柱低的一端，所以水由液柱高的一端向液柱低的一端流动，可知水会从下端流出，故选B； （5）设水塔中水深为H，楼层高度h处的水压为：p＝ρg（H﹣h）＝ρgH﹣ρgh，由此可知水压p与楼层高度h之间为一次函数关系，又因为水龙头出水速度与水压成正比，故水龙头出水速度与楼层高度h之间也为一次函数关系，故选B。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 8.2 探究：液体压强与哪些因素有关 【新教材沪科版】 【知识框架+知识精讲（3个知识归纳+5个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 为什么站在齐胸深的水中时，你会感到呼吸有些困难？为什么潜水员在不同深度的水中作业时，需要穿抗压能力不同的潜水服？为什么水坝要建造得上窄下宽？本节我们学习液体压强相关的内容。 知识归纳 【知识点1 液体的压强】 1. 液体压强产生的原因 液体受重力，且具有流动性。 （１）液体受到重力的作用，对支撑它的容器底部有压强。 （２）由于液体具有流动性，液体内向各个方向都有压强。 2.液体压强计 （1）作用：测量液体内部压强的仪器。 （2）结构：由U形管、橡皮管、探头和橡皮膜组成。 （3）原理：当探头上的橡皮膜受到压强时，U形管左右两侧的液面出现高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受压强的大小；液面的高度差越大，橡皮膜所在处的压强就越大。 （4）使用 ①使用前，观察U形管两侧的液面是否在同一高度。若不在同一高度，则应将橡皮管拔出，再重新安装。 ②检查气密性：用手指轻轻按压橡皮膜，观察U形管液面左右跳动是否灵敏。若跳动不灵敏，则气密性差。 ③将探头侵没在液体中，观察U形管两侧液面的高度差。 3. 实验：探究液体压强与哪些因素有关 【实验目的】 （1）探究液体压强与哪些因素有关。 （2）学习使用 U 形管压强计测量液体压强。 【实验器材】 U 形管压强计、盛水容器。 【实验设计】 如图所示，U形管压强计是用来研究液体压强的仪器。若将U形管压强计的金属盒放入液体中一定深度，则U形管两管液面高度差可反映该深度的液体压强的大小。 我们采用控制变量的方法来进行实验探究，分别仅改变U形管压强计的金属盒的方向、深度或换用不同液体等，根据U形管两管液面高度差的变化来研究液体压强与哪些因素有关。 【实验步骤】 （1）保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，看液体内部同一深度不同方向压强的关系。 现象：U形管两边液面的高度差不变。 结论：在同种液体内部同一深度处，各个方向的压强都相等。液体内部压强与方向无关。 （2）增大探头在水中的深度，看看液体内部的压强与深度有什么关系。 现象：U形管两边液面的高度差变大。 结论：液体内部压强随深度的加深而增大。 （3）换用不同液体，判断在深度相同时，液体内部的压强是否与液体的密度有关。 现象：U 形管两边液面的高度差不一样。 结论：深度相同时，液体密度越大，液体内部压强越大。 【实验结论】 （1）液体内部向各个方向都有压强。 （2）在同一液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。 （3）同种液体，深度越大，压强越大。 （4）在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 【解题技巧】探究液体内部压强的特点关键考点 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； 2.液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性； 3.实验前的两个操作：（1）先检查U型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型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好）； 4. 两种实验方法： ①控制变量法：（1）控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向；（2）控制液体的密度、探头的方向相同，改变探头的深度；（3）控制探头在液体中的深度、方向相同，改变液体的密度； ②转换法：液体内部压强的大小无法直接测量，实验中我们是用压强计两侧的液面高度差来判断液体内部压强的大小； 5.实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？ 答：气密性不好，拆下来重新安装； 6.使用的U型管是不是连通器：不是； 7.此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察； 8.实验需要多次进行，目的是：总结普通规律； 9. 能归纳概括总结得出液体压强的特点： ①液体内部存在着向各个方向的压强； ②在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等； ③在同一液体内部，深度越深，压强越大； ④深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 【例1】（2026山东省）同学们学习了“压强”这一物理量后，探究液体压强大小与哪些因素有关。 【理论推导】 如图为盛有液体的容器，设想密度为的液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱，液柱上表面与液面齐平，利用压强、重力和密度的公式推导出液柱对其底面的压强。 【实验验证】 （1）选择水、酒精、不同密度的盐水、刻度尺、压强传感器（可准确测出液体内部压强的大小）等器材进行实验，设计出实验思路： ①保持液体_________不变，改变深度，探究液体压强大小与深度的关系； ②_____________________________________ （2）根据实验思路①，设计记录数据的表格，将其画在下方。 （3）根据实验数据作出图像，以下选项中符合理论预期的图像是_________、图像是_________。 A． B． C． D． 【答案】（1） 密度 保持液体深度不变，改变液体密度，探究液体压强大小与液体密度的关系 （2） 实验次数 液体密度ρ/kg·m-3 深度h/m 压强 1 2 3 （3） A C 【解析】（1）要探究液体压强大小与深度的关系，根据控制变量法，需要保持液体密度不变，改变深度。 保持液体深度不变，改变液体密度，探究液体压强大小与液体密度的关系。 （2）根据实验思路①，设计记录数据的表格如下： 实验次数 液体密度ρ/kg·m-3 深度h/m 压强 1 2 3 （3）根据液体的压强，液体密度一定时，压强与h成正比，所以图像 是过原点的直线，对应A。 根据液体的压强，液体深度一定时，压强与液体密度成正比，所以图像是过原点的直线，对应C。 【变式1-1】在“探究液体压强的影响因素”时，进行了如图所示的实验，下列说法错误的是（　　） A. 压强计在使用前，应检查其气密性 B. U形管两边的液面高度差越大，说明橡皮膜所受压强越大 C. 比较1、2图可探究液体深度对液体压强的影响 D. 比较2、3图可探究液体密度对液体压强的影响 【变式1-2】“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验中，通过观察U形管两边液面的______来显示压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面发生明显变化，说明该装置______（填“漏气”或“不漏气”）。对比甲、乙两图所示实验，说明液体内部压强与液体的__________有关。 【变式1-3】（2025重庆）小渝用图甲所示仪器探究液体压强与哪些因素有关。 （1）该仪器探头由空金属盒蒙上橡皮膜构成，探头通过橡胶管连在U形管上，将探头放在液体里橡皮膜就会发生_______，U形管左右液面就会产生高度差，高度差大小反映了橡皮膜所受_______的大小。 （2）小渝将支架固定在透明桶上，向桶中缓慢加水至如图乙所示位置，观察到U形管左右液面高度差逐渐变大，分析表明，同种液体内部压强随深度的增加而_______；只改变图乙中探头方向，观察到U形管左右液面高度差不变，说明同种液体内部同一深度，向各个方向的压强大小________。 （3）观察图乙、丙，为保持探头所处深度相同，应将图丙中探头向_______移动，移动后发现U形管左右液面的高度差比图乙大，可初步得出液体内部压强与液体的_______有关。 （4）如图丁，为了便于测量探头所处的深度，小渝在探头支架上以橡皮膜平面所在位置作为起点标刻度，并将仪器改进为双探头，将左侧探头始终固定在水下深处，调节右侧探头在盐水（）中的位置，使U形管左右液面再次相平，读出深度，通过计算发现______（选填“>”“=”或“<”）；小渝将右侧盐水换成另一液体，当U形管左右液面再次相平时，右侧探头所处深度，通过进一步分析可以计算该液体密度为______。 【知识点2 液体压强的计算】 （1）液体压强计算公式： 其中，密度ρ的单位为kg/m3，g=9.8N/kg （有特殊说明时，为了计算方便给出g=10N/kg ）,，深度h的单位为m，压强p的单位为Pa。 必须知道这个公式的推导过程： 如图盛有液体的容器，设想液体中有一高度为h、横截面积为S的液柱，其上表面与液面相平。计算这段液柱产生的压强，就能得到深度为h处的液体压强。 液体的密度为ρ，液柱的质量m =Vρ，液柱的体积V=Sh。 那么，液柱对其底面的压力 F =mg=Vρg=Shρg 液柱对其底面的压强 p =F/S=Shρg/S=ρgh （2）液体压强公式：的的理解和运用 ①应用公式p=ρgh时，各个物理量的单位都应统一取国际单位制。 ②h表示液体的深度。深度是指自由液面到计算压强的那一点之间的竖直距离。 ③从液体压强公式p=ρgh可以看出，液体压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的体积、质量、容器的形状及地面面积无关。 ④公式p=ρgh适用于静止液体，不适用于固体、气体和流动液体。 说明：液体压强的计算以及公式的应用 1. 应用公式p=ρgh计算时，各物理量的单位统一为国际单位制单位。ρ的单位是kg/m³，h的单位是m，p的单位是Pa。 2. 公式中h表示的是液面下某处到自由液面（与大气压接触的液面）的竖直距离。 3. 公式适用于静止的液体，凡是静止的液体产生的压强，都可用p=pgh来计算和讨论。 4. 变形公式：、。  应用液体压强公式及其变形公式，对于液体压强、液体密度和深度，知道其中任意两个量就能求第三个量。 易错点：对求解液体压强公式中深度的理解 计算液体在某一深度（或某一点处）产生的压强利用公式p=ρgh求解。公式中h表示的是液面下某处到自由液面（与大气压接触的液面）的竖直距离。如下列几个图所示。如图甲，A点对应深度是指A点到上方液面的距离，而不是指A点到容器底部的距离。 甲 乙 丙 丁 需要说明的是公式适用于静止的液体，凡是静止的液体产生的压强，都可用p=pgh来计算和讨论。 【科学书屋】帕斯卡及其著名的帕斯卡实验 帕斯卡（B. Pascal，1623—1662）是法国数学家、物理学家及哲学家。他热衷于科学研究活动，尤其在对大气压强研究方面取得了成就，还发明了注射器、水压机等。帕斯卡不仅在物理学方面有过人之处，而且在数学、哲学等领域也有很高的造诣。后人为纪念帕斯卡，用他的名字来命名压强的单位。1648年，帕斯卡曾经做了一个著名的实验。在一个密闭的装满水的木桶桶盖上，插入一根细长的管子，并从楼房的阳台上向细管子里灌水，结果只用了几杯水，竟把木桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。 对科学书屋问题的解释：原来由于细管子的容积较小，几杯水灌进去，其深度h是很大了，能对水桶产生很大的压强。这个很大的压强就在各个方向产生很大的压力，把桶压裂了。 【例2】（2026苏州一模）在如图所示，一重为20N、底面积为0.02m2的容器置于水平桌面上，所装液体的体积是0.01m3，深0.3m。若容器底受到的液体压强是2.7×103Pa。（g取10N/kg）求： （1）液体的密度； （2）距容器底面向上0.1m处a点受到的液体压强。 【答案】（1）液体的密度是900kg/m3；（2）距容器底面向上0.1m处a点的液体压强是1800Pa。 【解析】（1）已知容器底受到的液体压强及所装液体的深度，利用液体压强的计算公式可求出密度； （2）求出容器底向上20cm处的a点的深度，利用液体压强的计算公式可得结果。 【解答】（1）由p=ρgh得： 液体的密度： （2）容器底向上0.2m处的a点的深度： ha=0.3m－0.1m=0.2m a点的液体的压强： pa=ρgha=0.9×103kg/m3×10N/kg×0.2m=1800Pa 【点评】本题考查液体压强和固体压强公式的应用，数据繁多，做题时应选择合适的公式，选择相对应的数据，特别是液体的深度的选择，注意深度和高度的区别，并注意单位的换算。 【变式2-1】如图所示是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是（g取10N/kg）（　　） A. B. C. D. 【变式2-2】 容器中装有深度为0.2m的水，放在水平桌面上，已知容器和水的总重力为8N，底面积为 0.02m²，（，g=10N/kg），则容器底受到水的压强为______Pa，容器对水平桌面的压强为______Pa。 【变式2-3】一质量为1kg的平底空水桶，底面积为：500cm2。水桶内装有30cm深的水，放在水平地面上，如图甲所示， 桶内水的质量为16kg， g取10N/kg。求： （1）桶内水对桶底的压力F水。 （2）水桶对地面的压强p桶。 （3）小明用竖直向上的力F提水桶，但没有提起来，如图乙所示，水桶对地面的压强减小了1200Pa，则力F的大小为多少？ 【知识点3 与液体压强相关的应用实例（连通器）】 1.连通器概念：上端开口、下端联通的容器。 2.连通器特点：当连通器中装有同种液体且液体不流动时，连通器各部分中的液面高度总是相同的；连通器中同一高度处压强相等。 3.连通器应用：（1）茶壶。壶嘴和壶身构成连通器。若壶嘴太高，则倒不出水；若壶嘴太低，则装不满水。 （2）锅炉水位计。锅炉和外面的水位计组成连通器，能从水位计的玻璃管中判断锅炉内的水位。 （3）自动喂水器。两水槽构成连通器，水位不相平时水就会流动，可以使水槽中始终有水。 （4）洗手池下的回水管。利用连通器的原理，在回水管中储存一部分水可以阻止下水道中的异味进入室内。 （5）船闸。船闸主要由上游引航道、下游引航道、上游闸首、下游闸首和闸室组成。闸室是一个停泊船舶（或船队）的厢形室，通过向室内灌水或泄水来调整闸室中的水位，使船舶能在上、下游水位之间作垂直的升降，从而通过集中的航道水位落差。当船舶由下游向上游行驶时，室内水位会降至与下游水位齐平，然后打开下游闸首的闸门，船进闸室，关闸门，灌水，待水位升髙到与上游水位齐平后，再打开上游闸首闸门，船即可出闸通过上游引航道驶向上游。反之，当船由上游向下游行驶时，过闸操作程序则与此相反。 注意：有关连通器中的计算类问题，常见类型有两种：1）同类液体间比较；2）非同类液体间比较。 注意：在处理相关计算问题时，要紧紧抓住液片平衡时，液片两侧压力、压强相等的特点列出方程，可以得到问题答案。 【例3】（2026安徽一模）下列实例中，主要利用连通器原理工作的是（　　） A. 吸盘 B. 吸管 C. 卫生间的排水管 D. 活塞式抽水机 【答案】C 【解析】A．吸盘通过挤出内部气体，减小内部压强，在外界大气压的作用下被紧紧压在墙上，所以吸盘利用的是大气压强，故A不符合题意； B．吸管喝饮料，吸管内部的气体减少，压强减小，小于外界大气压，在外界大气压的作用下，饮料被压入口中，所以利用的是大气压强，故B不符合题意； C．卫生间的排水管，上端开口，底部连通，属于连通器，故C符合题意； D．活塞式抽水机，利用的是内部气压小于外界大气压，外界大气压将水压入抽水机内，从而实现将水从低处压向高处，所以活塞式抽水机利用的是大气压强，故D不符合题意。故选C。 【变式3-1】如图所示，A、B两容器中装有同一液体，且液面高度相同，a点的压强小于b点的压强。当A、B间的阀门打开时，下列说法中正确的是（ ） A.液体由A流向B B.液体由B流向A C.液体在A、B间来回流动 D.液体静止不动 【变式3-2】如图所示装置和物品中，不属于连通器的是（　　） A.锅炉水位计 B. 茶壶 C. U形反水弯 D. 喷雾器 【变式3-3】2006年5月20日，举世瞩目的长江三峡截流工程胜利完成。然而，船只通过大坝需要利用船闸，现有一艘船从上游往下游行驶通过船闸，如图所示，请你指出船只通过船闸的顺序（　　） A. acbd B. cadb C. cabd D. abcd 模块三 课后作业 一、选择题(共7题) 1. （2025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 2. 在学习液体压强时，物理老师把同一底部有孔的空透明塑料瓶竖直压入水中不同深度，瓶中形成了如图所示的“喷泉”，由此可以得出的结论是（　　） A．液体内部向各个方向都有压强 B．同种液体的同一深度，各方向压强都相等 C．同种液体的内部，深度越大，压强越大 D．深度相同时，液体的密度越大，压强越大 3. 如图所示，容器装有水，其底部a、b、c三处受到水的压强分别为pa、pb、pc，则以下判断正确的是 A. pa＞pb＞pc B. pa＜pb＜pc C. pa＝pb＝pc D. pa＞pb＝pc 4. 如图所示，在水平桌面上放着甲、乙两杯密度不同的液体。已知两杯底部受到的液体压强相等，且两杯液体内A、B两点距底部的距离， ，A、B两点处的液体压强分别为pA、pB。则下列说法正确的 是 （    ） A. pA>pB B．pA=pB C．pA<pB D．无法确定 5. 连通器在日常生活和生产中应用广泛，如图3所示的实例中不是利用连通器原理工作的是（　　） A. 三峡船闸 B. 茶壶 C. U形“反水弯” D. 拦河大坝 6. 物理学家帕斯卡做了一个著名的实验：他用一个密闭的装满水的木桶，在桶盖上插入一根细长的管子，从楼房的阳台上向细管里灌水，如图所示，只用了几杯水，就把桶压裂了，桶里的水从裂缝中流了出来。下列关于桶底受到水的压强大小的估算合理的是（取10N/kg）（　　） A. B. C. D. 7. 某居民楼水塔液面与各楼层水龙头的竖直距离如图所示，若ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，水龙头关闭时，c处所受水的压强为（　　） A． B． C． D． 二、填空题(共8题) 8．用图示装置探究液体内部压强规律。橡皮膜所受压强的大小是通过U形管两侧液面_____来显示的。图中金属盒在水中的深度为____cm。在探究过程中将金属盒上下移动，是为了探究液体压强与______的关系。 9. “春风翻动书页飞，读书之乐如春归”，从物理学的角度来看，当风吹过书本上表面时，书本上表面空气流速变大，导致压强______（选填“变大”或“变小”），所以书被风“翻开”了。如图所示的家用洗手盆，其下方的U形管道是利用了_____的原理来阻断下面的浊气上升。 10. 图甲所示是我国古代三大水利工程之一——陕西泾阳的郑国渠，图乙是郑国渠跨路面两侧的截面示意图，两侧水渠和中间的涵洞可以看作一个______。若左侧水渠中液面到达A处，则右侧水渠的液面在______（选填“B”“C”或“D”）处。 11. 如图，三峡大坝正常蓄水位为175 m，则深为20 m的某处受到水的压强为___Pa，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，船闸利用了___原理。（ρ =1×103 kg /m3，g=10N/kg） 12. 我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程。三峡水库大坝（如图甲 ）、大坝设计成上窄下宽的形状，主要是因为液体压强随______增加而增大。大坝高185m，大坝上、下游的水位差最高可达113m，巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的途径就是修建船闸（如图乙），此时闸室和________构成连通器。 13．如图所示的容器内装有5kg的水，容器底面积为0.01m2，容器底离水面的竖直高度为1m，A点距离容器底面高度为0.4m，则A点受到水的压强为 Pa，水对容器底的压力为 N。（，g取10N/kg） 14．如图所示，放在水平桌面上的容器，侧壁上有一开口弯管，弯管内的液面高度；其顶部和底部的面积均为，顶部到底部的高度，容器中的水的密度为，则液体对容器底部的压强为 ，则液体对容器顶部的压力为 N。（g取10N/kg） 15. “奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10000m深处时，其外部的水平舱面上所受的海水压力约为________N。（海水密度近似为，g取） 三、简答题(共2题) 16.为什么深海鱼类被捕捞上岸后会死亡？ 17. 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膜封闭，当左右两部分容器中分别装有两种不同的液体时（右侧容器中液面较高），发现橡皮膜向左凸起，如图所示。根据这个现象，能否说明右侧容器内液体的密度较大？写出你的判断依据。 四、探究与实验题(共2题) 18. （2025青海）“问天”兴趣小组在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验时，进行了如图所示的操作。 实验序号 探头浸入水中的深度（h/cm） 探头朝向 U形管两侧液面高度差（H/cm） ① 10 向上 8 ② 15 向上 12 ③ 15 向下 12 ④ 15 向左 12 ⑤ 20 向上 16 结合以上信息，请思考： （1）为了使实验现象更明显，压强计探头上的橡皮膜应选______（选填“薄”或“厚”）一些较好，实验前用手指按压探头的橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置的气密性______。 （2）实验中通过观察U形管______，显示液体内部压强大小。 （3）比较表2中的______（填序号）三次实验可知：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等。 （4）比较表2中的①②⑤三次实验可知：探头浸入液体中的深度越大，液体的压强______。 （5）通过此实验，在图装置的基础上再提供足量的盐水。请设计一个探究“液体压强与液体密度有关”的实验方案。_____________。 19. 如图甲所示是帕斯卡裂桶实验，在科技节上，小明用一杯水也成功完成这一实验，这激起了同学们探究液体压强与什么因素有关的兴趣，下面是同学们的探究过程： 【问题】 （1）液体压强与什么因素有关? 根据裂桶实验，猜想液体压强可能与液体的__________有关； 【证据】 （2）如图乙，在装满水的直壁矿泉水瓶侧壁上钻开一个小孔，未打开瓶盖时，在__________的作用下，瓶内的水不会从小孔流出。将瓶盖打开后，从小孔流出的水随着瓶内水位下降，流速变慢； （3）按图丙所示的实验步骤进行探究，通过观察__________（填“h1”“h2”或“h3”）的大小来判断探头处所受液体压强的大小； 【解释】 （4）根据收集到的证据可以得出结论：在同种液体中，液体深度越深，液体压强越__________； 【交流】 （5）为了使探头在同种液体、同一深度处时，U形管内的液面高度差大一些，可以采取下列哪项措施？__________； A.U形管中换用密度更小的液体 B.换用更细的U形管 C.换用稍长的U形管 （6）实验结束后，同学们交流评估时反思，做实验时经常会出现原本U形管内相平的液面在每次测完压强后，无法恢复相平的情况，重新拆装橡胶软管比较麻烦。于是对仪器进行了改装，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图丁所示，打开阀门K，就能解决问题，这是利用了__________的原理。 五、综合应用题(共5题) 20. 如图所示，一柱形容器重10N，底面积为，放置在水平地面上。当向容器内注入0.4m深的某种液体时，容器底部受到液体的压强为，不计容器侧壁的厚度，g取10N/kg。求： (1)容器底部所受液体的压力； (2)距容器底0.1m处A点的液体压强。 21．如图所示的是法国科学家帕斯卡在1648年做的一个实验。他用一个封闭的木桶，往桶内装满水，上面插一根很细的管子。他从楼房的阳台向管中灌水时，只灌了几杯水，桶就被撑破了。桶底面积为，桶自重，管中装满水时水的总体积为。根据图中所标出的数据，如果管中装满水：（g取） （1）水对桶底产生的压强多大？ （2）水对桶底产生的压力多大？ （3）若桶与地面接触的面积是，则桶对水平地面的压强多大？ 22. 如图所示，一平底、平口的圆柱形青花瓷笔筒放在水平桌面上，笔筒高度为0.11 m，筒内深度为0.10 m。笔筒开口向上放置时，笔筒对桌面产生的压强为8.1×102 Pa；笔筒开口向下放置时筒对桌面产生的压强为4.05×103 Pa。求： (1)笔筒内注满水时，水对笔筒底部产生的压强； (2)笔筒开口向上和开口向下放置时，笔筒与桌面的接触面积之比； (3)青花瓷笔筒材质的密度。 23．如图所示，容器底部有一开口，厚度不计的挡板A刚好盖住开口。容器中挡板A到水面的距离为60cm，A的面积为，质量为160g。已知，求： （1）A受到水的压力： （2）对A的正中心施加一个向上的力F，使水从开口处排出，求F的最小值。 24．阅读短文，回答问题： 连通器与虹吸现象 物理学中把两端开口，底部互相连通的容器叫连通器。在连通器中注入同一种液体，在液体不流动时容器的液面总是保持在一水平面上，可用液体压强p＝ρgh来解释。如图1若在U形玻璃管中装有同一种液体，容器底部设想有一个小液片AB，若液体保持静止，则AB两侧受力平衡，只有当两边，液柱的高度相等时，两边液柱对液片AB的压强才能相等。 日常生活用许多物品都能看作连通器，如：水壶、船闸、过路涵洞、房子供水系统等。但有些物品外型虽类似连通器，工作原理却与连通器不相同。如图2所示，水槽B位置比水槽A位置低，用橡皮管从B中吸水，水会源源不断从水槽B流向水槽A，从右侧橡皮管看去出现了“水向高处流”的现象，这种现象物理中叫虹吸现象。当充满水的管子将A、B两个液面高度不同水槽连接后，C处受到向右的压强为：p1＝p0﹣ρgh1，向左的压强：p2＝p0﹣ρgh2，（其中：p0为大气压）。由于h1＞h2，所以有p1＜p2，则液片C将向左移动，即容器A中的水向容器B中流淌。只要A中的液面高于B中的液面，水就会流动不停，直到两容器中液面相平。 （1）文中图1中若向右管注入同种液体，最终左右管液面高度 　　（相同/不同）。 （2）如图3所示，甲、乙两条水渠由路面下的倾斜涵洞相连，下列说法正确的是 　　。 A.水从水渠乙流向水渠甲 B.水从水渠甲流向水渠乙 C.因水面相平，水不流动 D.以上说法都不对 （3）三峡船闸是世界上最大的人造连通器。如图4是轮船通过船闸的示意图，此时上游阀门A打开，下游阀门B关闭，水不再流动时，下列说法正确的是 　　 A.闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A两侧的压力相等 B.闸室和上游水道构成连通器，水对阀门A右侧的压力大于左侧的压力 C.闸室和下游水道构成连通器，水对阀门B右侧的压力大于左侧的压力 D.闸室和下游水道构成连通器，水对阀门B两侧的压力相等 （4）用玻璃管弯成“C”型（图5），装满水用双手分别堵住两端开口，后再同时移开手指，会出现 　　 A.水从上端流出 B.水从下端流出 C.水保持静止不流动 D.上端、下端流出都有可能 （5）如图是某栋房子供水的水路示意图，放水时水龙头与水塔构成了连通器。若水龙头型号相同且水龙头出水速度与水压成正比，则水龙头处出水速度v与楼层高度h图像关系正确的是 　　。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $