八下物理 第九章第二节 液体的压强
【液体压强的特点探究实验专项提升卷】
1.如图甲所示,一个容器用隔板分成左右两部分,隔板中部有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状为一凹面.可以用它来探究液体压强的特点:
(1)向容器左侧注入水的过程中发现随着水量的增多,橡皮膜的形变越来越明显,这说明_____.
(2)接着向右侧缓慢注入另一种液体,液面位置如图乙时,橡皮膜是平的,则ρ液_____ρ水,此时两侧液体对容器底的压强P水_____P液.
(3)此时,若在两种液体中放入两个质量相等的不同物体甲和乙,静止时甲漂浮,乙悬浮(液体均无溢出),则橡皮膜_____(选填“向左凸”、“向右凸”或“相平”)
2.如下图所示,是小明在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验:
(1)小明从左管口向图A中的U形管内注入适量的水,当管内的水静止时,U形管左右两侧液面的高度______________(选填“相同”或“不同”).他连接好橡皮管和金属盒,在使用压强计前,发现U型管内水面已有高度差(如图B),通过________(选填序号)方法可以进行调节.
①从U型管内向外倒出适量水 ②拆除软管重新安装 ③向U型管内添加适量水
(2)重新调节器材后,小明将金属盒深入水面以下进行了如图C、D、E、F所示的实验.由______(选填实验序号)两幅图可知,在同种液体内部,液体压强随着深度的增加而________.(选填“增大”或“减小”)
(3)小明将金属盒深入烧杯中水面以下某一深度处,完成了如图D、E、F的三次实验,由图中现象可知,同一深度,液体压强与橡皮膜所朝的方向_________(选填“有关”或“无关”).
(4)实验中液体压强的大小是通过比较________________来判断的,如果所用的压强计的U形管中可以选择染色的酒精、水和水银(ρ酒精<ρ水<ρ水银)中的一种液体,为了使实验现象更明显,小明应该选择上述三种液体中的________装入U型管中.
3.赵华小组在研究液体内部压强的特点与规律时,遇到如下问题:
(1)本实验研究中,主要用到了什么研究方法?请列举两种:________________________________________________________________________.
(2)如图,将小压强计的金属盒放在水中,若使压强计U形管两边液面的高度差减小,可行的办法是__________________________________________________________:
A.将压强计的金属盒向下移动一段距离
B.将压强计金属盒向上移动一段距离
C.将压强计金属盒在原位置转动180°
D.将压强计金属盒放在同深度的食盐水中
(3)该组同学用甲、乙两种液体进行了多次实验,根据实验数据画出了液体压强随深度变化的图象,如右图所示,则甲、乙两种液体的密度关系是ρ甲________ρ乙 (选填“>”“=”或“<”)
(4)他们又提出了新的猜想,于是利用小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B两个烧杯,进行了如下实验探究.
①将小压强计的探头放入A烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L1为6cm,如图甲所示,记录小压强计U形管两侧的液面高度差h1;
②将小压强计的探头放入B烧杯的水中,探头到烧杯底的距离L2为10cm,如图乙所示,记录小压强计U形管两侧的液面高度差h2;
该组同学发现h1大于h2,于是他们得出结论:“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”.
亲爱的同学,你认为这个观点是否正确?________(选填“正确”或“错误”).
请你利用这些器材,设计一个实验,来分析判断“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离是否有关”?写出实验步骤和根据现象分析所得出的结论_____________.
4.某小组同学通过实验探究“液体对容器底部的压强大小与哪些因素有关”,他们选择了两个底面积S不同的容器进行研究,并在容器内倒入深度h不同的液体,用压强计分别测出容器底部受到的压强p的大小,将s、h和p记录在表一中.然后,他们变换液体重复实验,将数据记录在表二中.为做进一步研究,他们计算了相邻两次实验中h及p的变化量△h和△p,并将结果分别记录在表一和表二的后两列中.
表一(ρ1=0.8×103千克/米3)
实验序号 h (米) S (米2) P (帕) △h (米) △p (帕)
1 0.1 50 784 / /
2 0.1 200 784 0.05 392
3 0.15 200 1176
4 0.2 200 1568 0.1 784
5 0.3 200 2352
6 0.4 200 3136 0.2 1568
7 0.6 200 4704
表二(ρ2=1×103千克/米3)
实验序号 h (米) S (米2) P (帕) △h (米) △p (帕)
8 0.1 50 980 / /
9 0.1 200 980 0.04 392
10 0.14 200 1372
11 0.2 200 1960 0.08 784
12 0.28 200 2744
13 0.4 200 3920 0.16 1568
14 0.56 200 5488
(1)分析比较实验序号1与2(或8与9)中的数据和相关条件,可得出的初步结论是:液体对容器底部的压强大小与容器的底面积大小_____(选填“有关”或“无关”);
(2)分析比较实验序号2~7(或9~14)中p和h的关系及相关条件,可得出的初步结论是:_____.
(3)分析比较实验序号_____中的数据和相关条件,可得出的初步结论是:当液体的深度一定时,液体的密度越大,液体对容器底部的压强越大.
(4)请进一步综合分析表一、表二的相关数据,归纳得出初步结论.
(a)分析比较实验序号2~7或9~14中△p和△h的数据及相关条件,可知:_____.
(b)分析比较实验序号2~7和9~14中△p和△h的数据及相关条件,可知:_____.
5.某校物理兴趣小组同学用U型管液体压强计探究“液体内部压强规律”.他们首先猜想:液体内部压强与哪些因素有关?接着用实验来探究跟这些因素的关系.他们选用甲、乙、丙三个完全相同的容器,甲、乙容器中装有水;丙容器中装有盐水(ρ水<ρ盐水=然后,他们把压强计的金属盒如图放置在液体中,用不同的方法改变金属盒在液体中的深度h和离容器底部的距离d,并观察U型管中液面高度差L.他们的实验过程及实验数据记录在下列表中:
(1)根据实验设计可知,他们猜想液体内部压强的大小与____________有关.
(2)根据实验次数____________可初步得出结论:在同种液体中,当离容器底部距离相同时,深度越大,液体内部的压强越大.
(3)根据表二、表三中的实验次数5与9、6与10、7与11或8与12可判断液体内部压强的大小与液体密度 _________(选填“有”或“无”)关系.
(4)小明同学根据表一、表二、表三中的实验数据,他得出结论:液体内部压强的大小与离开容器底部的距离d有关.你认为该结论是____________ (选填“正确”或“错误”)的.
(5)根据实验数据,小红得出结论:
①在同种液体中,液体内部压强与深度成正比;
②当深度相同时,液体内部压强与液体密度成正比.你认为根据以上实验数据,________.(选填“只可得出结论①”、“只可得出结论②”或“结论①和②都可以得出”)
6.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,于是认为图甲A杯子中是水.她的结论是____(选填“可靠”或“不可靠”)的,你判断的理由是压强计的探头分别在两种液体中的深度____(选填“相同”或“不相同”).
(3)小唐用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图乙所示,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”、“B”)杯.
(4)严谨的川川接下来对液体内部压强公式进行理论推导,如图所示(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S.如图(b)所示,可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是_______.然后在受力面S上方假想出一个液柱如图(c)所示,再用公式________进行推导.这种研究问题的思想方法被称为________.(选填“转换法”、“控制变量法”或“建立理想模型法”)
(5)聪明的小敏利用U形压强计改装成如图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.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_______.
7.小明用如图甲所示的装置,探究影响液体内部压强的因素.
(1)用手轻按橡皮膜,U形管内______侧液面会上升
(2)探究过程中,应将橡皮膜先后放在_____(选填“a、b”、“a、c”或“a、d”)两点,观察到的实验现象是______.
(3)图中a点和d点的压强分别是pa和pd,则pa______pd
(4)下列操作中,有可能让丙图中烧杯底部所受液体压强变小的是______.
A.向烧杯内加浓盐水 B.向烧杯中加入适量的水
C.倒掉一些盐水 D.将烧杯适当倾斜
8.在“研究液体内部的压强”的实验中,小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器,分别盛适量的水和盐水进行实验,操作过程如图甲所示。
(1)“小红将压强计的探头插入水中后, 发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于_______,起到了放大的作用。
(2)通过比较A、 B、C三个图可以得出的结论是:在同种液体的内部,_____________。
(3)小红比较 C、D两个图得出液体压强和液体密度有关的结论,小明认为这样比较得出结论是不正确的,他的理由是:_______________。
(4)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶, 测量出矿石的密度,如图乙,实验过程如下:
①用量筒量取适量的水,读出体积为V0;
②将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为V1;
③将适量的矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,读出体积为V2;
④将瓶内的矿石全部倒入水中,再将小瓶放入量筒内,读出体积为V3。
根据以上信息计算(水的密度用ρ水表示):在图乙③中,小瓶和矿石受到的浮力F浮= __ ;矿石的密度表达式为ρ石=_____________。
80.小峻和小薇对液体的压强与哪些因素有关进行了探究:
(1)他们向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高 _____ (选填“相平”或“不相平”);
(2)如图乙所示。小微将橡皮管的一端套在U形管左侧的端口后,用手指轻压和重压橡皮膜,发现U形管两边液柱的高度差变化 ______ (选填“明显”或“不明显”),此时说明U形管气密性好;
(3)如图丙所示,他们多次改变探头在水中的深度,并比较不同深度下对应的U形管左右两侧液面的高度差。这是为了探究液体压强与 _________ 的关系;如图丁所示,他们发现金属盒探头在水中的深度h1总比其对应的U形管左右两侧水面的高度差h2大,其原因是 _________ ;
(4) 他们换用不同的液体来探究液体压强与液体密度的关系,要控制探头在不同液体中的 ______ 一定,U形管左右两侧液面的高度差最大的是 ______ (填字母代号)
A.酒精(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)
B.油(ρ油=0.9×103 kg/m3)
C.盐水(ρ盐水=1.1×103 kg/m3)
(5)小微用自己改装并调试好的压强计进行实验,如图戊所示,将压强计两个探头分别浸入水中和酒精中,轻松的判断出了B杯中装的是 ______ (选填“水”、“酒精”)。
(6) 某物理兴趣小组尝试用刻度尺测量某液体的密度:如图己所示,将带有阀门的“U”型管竖直倒置,两个管口分别插入盛有水和某液体的烧杯中;打开阀门,从抽气口抽出适量的空气,待两管中的液面升高到一定高度时,关闭阀门,测量出管内外水的高度差h1=7.2cm、某液体的高度差h2=8.0cm,若当时外界大气压为p0,实验中“U”型管内的气体压强为 p,则p0________p(选填“>”“=”或“<”),待测液体的密度为ρ液= ________ kg/m3。
参考答案
1、液体压强随深度的增加而增大 < > 相平
2、 相同 ② CD 增大 无关 U型管内液面高度差 酒精
3、控制变量法、转换法 B > 错误;将小压强计的探头放入烧杯的水中,用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L1和探头到水面的距离H,读出压强计U形管两侧的液面高度差h1. 向烧杯中倒入适量的水,调整探头所在的位置,使探头到水面的距离仍为H,用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离L2,读出压强计U形管两侧的液面高度差h2.
结论的分析过程:
分析数据,若L1≠ L2,h1=h2.则说明液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L无关.
若L1≠ L2,h1≠h2.则说明液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关.
4、 无关 同种液体对容器底部的压强与深度成正比 1与8(4与11或6与13) 同种液体中,△p与△h的比值相同 不同液体中,液体密度越大,△p与△h的比值越大
5、 金属盒在液体中的深度h、离容器底部的距离d以及液体的密度ρ 1与6(2与7或3与8) 有 错误 只可得出结论①
6、 小 相平 不可靠 不相同 B 同种液体在同一深度向各个方向的压强相等 p= 建立理想模型法 0.8×103 浮标的质量较大
7、 右 a、b 在b处会看到U型管内液面的高度差变大 < CD
8、 凸透镜 同一深度,液体向各个方向的压强相等 没有控制液体在同一深度
9、 相平 明显 深度 红墨水比水的密度大 深度 C 水 >
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