第二节 探究:液体压强与哪些因素有关
第1课时 液体的压强
【A层 基础必会】
考点一 探究液体压强与哪些因素有关
1.如图是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的 来反映;
(2)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)比较图乙和图丙,可以得到结论:在同种液体中液体的压强与液体 有关;比较 两图,可以得到:深度相同时,液体的压强与液体密度有关,液体密度越大,压强越大;
(4)在图乙中,固定探头在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差 (选填“不变”或“改变”);
(5)若保持丙图中探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,发现U形管两侧液面高度差变大。小芳由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为她的结论是否可靠 。原因是 ;
(6)实验结束后,小芳猜想:液体的压强可能与容器形状有关。然后进行了两次实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小芳的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的。
考点二 液体压强大小的比较
2.如图所示,A、B、C三点所受液体的压强pA、pB、pC的大小关系正确的是
(ρ水>ρ酒精)( )
A.pA
D.pA>pB=pC
3.如图所示,A、B两管中都装有水,则两管中水对管底的压强相比,pA pB,将B管竖直起来后,pA pB。(选填“大于”“小于”或“等于”)
考点三 液体压强的计算
4. (2024·广州中考)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=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为( )
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
易错点 计算液体压强时不能正确判断液体的深度
5.如图所示,容器中装有一定量的液体,若B点处的液体压强为2.7×103 Pa,则液体的密度是 kg/m3;A点处液体的压强为 Pa(g取10 N/kg)。
【B层 能力提升】
6.(2023·大连中考)如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是( )
A.ρ甲<ρ乙;m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙;m甲
A.0.28 N B.2.62 N
C.0.14 N D.2.26×10-3 N
8. (2024·新疆中考)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,瓶高为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg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900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为( )
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
9.如图,圆柱形容器A、B放在水平桌面上,装有质量相等的甲、乙两种液体。A、B容器内的底面积之比SA∶SB=3∶2,液面的高度之比h甲∶h乙=4∶3。则液体对两个容器底部的压强之比为 ;甲、乙液体的密度之比ρ甲∶ρ乙=
。
10. (2024·福州质检)如图所示是小军同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像,g取10 N/kg。由图像知: 液体是水,甲、乙两种液体的密度之比为 。
11.如图所示,甲、乙是两个质量和底面积均相同的容器,容器内装有质量相同的不同种液体,若甲、乙两容器底部受到的液体压力分别是F1和F2,则F1 F2;甲、乙两容器底部受到的液体压强是p1和p2,则p1 p2。(均选填“>”“<”或“=”)
12.(2024·深圳中考)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得sC小于sD。
(1)现已知hC
(3)sC'和sD'分别为现在的最远距离,求sC' sD'。
(4)辉辉同学的结论是否正确 请说出你的判断和理由 。
13.(2024·济南期末)因“家家泉水,户户垂柳”,济南又被称为“泉城”。爱思考的小明想知道“泉是如何形成的,趵突泉喷涌高度与哪些因素有关……”为了解决这些问题,小明进行了如下探究:
(1)小明同学把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶中形成了如图所示的“喷泉”。由此,他猜想:液体压强的大小可能与 有关。请举出支持此猜想的生活实例: 。
(2)在请教了物理老师之后,他与同学用U形管压强计和水进行探究,记录的实验数据如表一所示。分析数据可以得出结论: 。得出结论后,他们小组就实验过程及结论展开了讨论:
①小丽同学认为实验数据记录不合理,因为:
。
②小华同学认为根据该表格数据得出实验结论不够严谨,他建议:应该 继续实验。
表一
实验次数 探头深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 5 2.5
2 20 11
3 10 5.5
4 15 8.4
(3)小明同学看到网络上一份潜水员潜水时水中各深度处的压强记录表,他很感兴趣,利用已学的知识很快算出各对应深度处的压强。经过分析,潜水员的测量值与小明同学的计算值在每个相同的深度处都有差异的原因是 。
表二
压强记录表 小明同学的计算数据
潜水员的测量数据
深度/米 压强/帕 深度/米 压强/帕
3 130 000 3 30 000
5 150 000 5 50 000
9 190 000 9 90 000
14. (2024·邢台质检)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08 m,容器乙中盛有另一种液体。g取10 N/kg。
(1)求容器甲中水对容器底部的压强。
(2)现往容器甲中加水,直至与容器乙中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了200 Pa,求液体乙的密度。
【C层 素养培优】
15. (思维拓展)(2024·福州质检)如图,甲、乙两个完全相同的瓶子置于水平桌面上,两瓶中分别装有质量相等的水和酒精,则两瓶底部受到液体的压强p甲与p乙的关系为( )
A.p甲
点思路:
1.用液体压强公式不便于判断(原因是水的密度大,但其深度较小),需根据压强的定义式p=进行判断。
2.解答此题的关键是利用好柱形容器底受到的压力与液体重力的大小关系。第二节 探究:液体压强与哪些因素有关
第1课时 液体的压强
【A层 基础必会】
考点一 探究液体压强与哪些因素有关
1.如图是用压强计“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中,液体内部压强的大小通过观察U形管中液面的 高度差 来反映;
(2)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 B (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)比较图乙和图丙,可以得到结论:在同种液体中液体的压强与液体 深度 有关;比较 丙、丁 两图,可以得到:深度相同时,液体的压强与液体密度有关,液体密度越大,压强越大;
(4)在图乙中,固定探头在水中的深度不变,使橡皮膜处于向上、向下、向左、向右等方位时,U形管中液面高度差 不变 (选填“不变”或“改变”);
(5)若保持丙图中探头的位置不变,将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后,发现U形管两侧液面高度差变大。小芳由此得出结论:在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大。你认为她的结论是否可靠 不可靠 。原因是 没有控制液体的深度相同 ;
(6)实验结束后,小芳猜想:液体的压强可能与容器形状有关。然后进行了两次实验,实验现象如图戊所示。由此可知,小芳的猜想是 错误 (选填“正确”或“错误”)的。
考点二 液体压强大小的比较
2.如图所示,A、B、C三点所受液体的压强pA、pB、pC的大小关系正确的是
(ρ水>ρ酒精)(A)
A.pA
D.pA>pB=pC
3.如图所示,A、B两管中都装有水,则两管中水对管底的压强相比,pA 等于 pB,将B管竖直起来后,pA 小于 pB。(选填“大于”“小于”或“等于”)
考点三 液体压强的计算
4. (2024·广州中考)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=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,水龙头关闭时,c处所受水的压强为(D)
A.3.0×104 Pa B.9.0×104 Pa
C.1.0×105 Pa D.1.3×105 Pa
易错点 计算液体压强时不能正确判断液体的深度
5.如图所示,容器中装有一定量的液体,若B点处的液体压强为2.7×103 Pa,则液体的密度是 0.9×103 kg/m3;A点处液体的压强为 900 Pa(g取10 N/kg)。
【B层 能力提升】
6.(2023·大连中考)如图所示,放在水平桌面上的两个相同的柱形容器,分别装有甲、乙两种液体,甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度,a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是(B)
A.ρ甲<ρ乙;m甲>m乙 B.ρ甲<ρ乙;m甲
A.0.28 N B.2.62 N
C.0.14 N D.2.26×10-3 N
8. (2024·新疆中考)如图所示,一下半部分为圆柱形的玻璃瓶,瓶高为20 cm,内封闭有质量为0.30 kg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900 Pa;将玻璃瓶倒放在水平面上时,水对玻璃瓶盖的压强为1 400 Pa。若该玻璃瓶内装满密度为0.8×103 kg/m3的酒精,则酒精的质量为(B)
A.0.36 kg B.0.40 kg
C.0.44 kg D.0.48 kg
9.如图,圆柱形容器A、B放在水平桌面上,装有质量相等的甲、乙两种液体。A、B容器内的底面积之比SA∶SB=3∶2,液面的高度之比h甲∶h乙=4∶3。则液体对两个容器底部的压强之比为 2∶3 ;甲、乙液体的密度之比ρ甲∶ρ乙=
1∶2 。
10. (2024·福州质检)如图所示是小军同学研究液体压强时绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图像,g取10 N/kg。由图像知: 乙 液体是水,甲、乙两种液体的密度之比为 3∶2 。
11.如图所示,甲、乙是两个质量和底面积均相同的容器,容器内装有质量相同的不同种液体,若甲、乙两容器底部受到的液体压力分别是F1和F2,则F1 > F2;甲、乙两容器底部受到的液体压强是p1和p2,则p1 > p2。(均选填“>”“<”或“=”)
12.(2024·深圳中考)学习“液体压强”时,老师展示了如图甲所示的实验,辉辉同学观察实验后,得出结论:深度越大,水的压强越大,水喷出的最远距离就越大。下课后,辉辉将自己的结论告诉老师,老师表扬了辉辉爱思考的好习惯,然后和辉辉一起到了实验室,另找一个矿泉水瓶,在侧边扎了两个小圆孔C和D(圆孔A、B、C、D的直径相同),并进行了以下实验:观察得sC小于sD。
(1)现已知hC
答:
(3)sC'和sD'分别为现在的最远距离,求sC' > sD'。
(4)辉辉同学的结论是否正确 请说出你的判断和理由 结论是不正确的,此实验有两个变量,孔的高度和离自由液面的深度,没有控制水落下的高度相同,无法探究液体深度与液体压强的关系 。
13.(2024·济南期末)因“家家泉水,户户垂柳”,济南又被称为“泉城”。爱思考的小明想知道“泉是如何形成的,趵突泉喷涌高度与哪些因素有关……”为了解决这些问题,小明进行了如下探究:
(1)小明同学把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中,瓶中形成了如图所示的“喷泉”。由此,他猜想:液体压强的大小可能与 液体深度 有关。请举出支持此猜想的生活实例: 大坝要建成上窄下宽 。
(2)在请教了物理老师之后,他与同学用U形管压强计和水进行探究,记录的实验数据如表一所示。分析数据可以得出结论: 同种液体中,深度越深,压强越大 。得出结论后,他们小组就实验过程及结论展开了讨论:
①小丽同学认为实验数据记录不合理,因为:
没有按照由小到大(或由大到小)的顺序记录数据,不便于实验规律的整理 。
②小华同学认为根据该表格数据得出实验结论不够严谨,他建议:应该 换用其他密度的液体 继续实验。
表一
实验次数 探头深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 5 2.5
2 20 11
3 10 5.5
4 15 8.4
(3)小明同学看到网络上一份潜水员潜水时水中各深度处的压强记录表,他很感兴趣,利用已学的知识很快算出各对应深度处的压强。经过分析,潜水员的测量值与小明同学的计算值在每个相同的深度处都有差异的原因是 小明计算时没有考虑大气压 。
表二
压强记录表 小明同学的计算数据
潜水员的测量数据
深度/米 压强/帕 深度/米 压强/帕
3 130 000 3 30 000
5 150 000 5 50 000
9 190 000 9 90 000
14. (2024·邢台质检)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器甲、乙置于水平桌面上,容器甲、乙底部所受液体的压强相等。容器甲中盛有水,水的深度为0.08 m,容器乙中盛有另一种液体。g取10 N/kg。
(1)求容器甲中水对容器底部的压强。
(2)现往容器甲中加水,直至与容器乙中的液面等高,此时水对容器底部的压强增大了200 Pa,求液体乙的密度。
解:(1)容器甲中水对容器底部的压强为:
p水=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.08 m=800 Pa;
(2)当容器甲内加水至与容器乙液面相平时,设此时水深为h1,
此时水对容器底部的压强为:
p1=p水+Δp=800 Pa+200 Pa=1 000 Pa,
由p=ρgh可得此时水的深度为:
h1===0.1 m;
由题知,原来容器甲、乙底部所受液体的压强相等,即p乙=p水=800 Pa,
由p=ρgh可得,液体乙的密度为:
ρ乙===0.8×103 kg/m3。
【C层 素养培优】
15. (思维拓展)(2024·福州质检)如图,甲、乙两个完全相同的瓶子置于水平桌面上,两瓶中分别装有质量相等的水和酒精,则两瓶底部受到液体的压强p甲与p乙的关系为(A)
A.p甲
点思路:
1.用液体压强公式不便于判断(原因是水的密度大,但其深度较小),需根据压强的定义式p=进行判断。
2.解答此题的关键是利用好柱形容器底受到的压力与液体重力的大小关系。
