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实验9 探究液体压强与哪些因素有关
知识点一、液体压强的特点
1.液体内部有压强
如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。
实例 实验一 实验二
加水前
加水后
现象 橡皮膜向下凸出 橡皮膜向外凸出
【探究归纳】
（1）液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强；
（2）液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强；
（3）液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。
2.U型管压强计
（1）作用：测量液体内部压强。
（2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成（如图所示）。
（3）工作原理：当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U型管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
知识点二、实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
图示 控制变量 现象分析 结论
控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体内部的压强越大
【探究归纳】
液体内部压强的特点：
（1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等；
（2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大；
（3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
（2023 内蒙古）某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，进行了如下操作和分析：
（1）某同学使用液体压强计前，发现U形管左右两侧液面存在高度差，如图甲所示。他接下来应该的操作是 （选填选项字母）。
A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
调整后，他用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。
（2）根据乙和丁实验步骤， （选填“可以”或“不可以”）得出结论：液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是： 。
【解答】解：（1）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故B正确；
故选：B；
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；
（2）液体压强与液体密度和深度有关，探究与密度关系，必须控制深度相同，而乙和丁实验步骤，深度和密度都不同，故不能得出正确结论。
故答案为：（1）B；不漏气；（2）不可以；没有控制探头（橡皮膜）深度相同。
（2023 重庆）小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图甲所示。
（1）U形管与探头连接时，阀门K应处于 （选填“打开”或“关闭”）状态，以确保U形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）比较图乙与 两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ；
（3）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向 移动适当的距离；移动探头后，观察到U形管水面高度差为Δh，此时探头受到盐水的压强为p盐，小婷取出探头放回水中，当U形管水面高度差再次为Δh时，测出探头在水中的深度为0.2m，则p盐＝ Pa；
（4）小婷发现探头所处深度较浅时，U形管两液面的高度差不明显，可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数；探究过程中，保持探头所处深度不变，将U形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向，U形管中两液面所对刻度线间的距离将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【解答】解：
（1）为了保持内外气压平衡，U形管与探头连接时，阀门K应处于打开状态，以确保U形管内的水面相平；
按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化明显并保持稳定，说明实验装置密封良好，不漏气；
（2）研究液体压强与深度的关系，要控制液体的密度相同，比较图乙与丙两图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
比较图丙与丁两图可知，探头在水中的深度相同，方向不同，U形管内液柱的高度差相同，因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等；
（3）由控制变量法可知，若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向上移动适当的距离；
探头在盐水中和水中时，观察到U形管水面高度差均为Δh，说明探头在盐水中受到的压强与在水中受到的压强相同，
所以p盐＝p水＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；
（4）由p＝ρgh可知，压强相同时，密度越小的液体，深度越大，所以可将U形管中的水换成密度更小的液体以方便读数；
探究过程中，保持探头所处深度不变，探头所受的液体压强不变，将U形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向时，U形管中两液面的高度差不变，但由几何知识可知所对刻度线间的距离将变大。
故答案为：（1）打开；不漏气；（2）丙；相等；（3）上；2000；（4）小；变大。
（2023 东营）如图1是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
序号 容器液体种类 探头的朝向 探头在液体中深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 水 向下 4 3.9
2 水 向右 4 3.9
3 水 向上 4 3.9
4 水 向左 4 3.9
5 水 向下 8 7.8
6 水 向下 12 11.7
7 浓盐水 向下 8 8.6
（1）组装好压强计，将探头放入液体之前，发现压强计U形管两侧液面已存在高度差，接下来的操作是 。
A.从管中倒出适量液体
B.取下软管重新组装
（2）调试好压强计后开始实验，把探头放进液体中，进行不同操作，记录的相关数据如上表所示：
a.比较第1、2、3、4组数据，可得出结论： ；
b.比较第1、5、6组数据，可得出结论： ；
c.比较第 组数据，可得出结论：液体压强与液体的密度有关。
（3）有同学提出，如果不使用压强计，选用一个较深的容器，用隔板分成左右两部分，边缘密封好，在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封，也可探究液体压强是否与液体的密度有关。请利用此装置设计实验，写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】：自制的带隔板容器（如图2）、水、硫酸铜溶液。
【实验步骤】： 。
【分析与论证】： 。
【解答】解：（1）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故B正确；
（2）a.比较第1、2、3、4组数据可知，橡皮膜所处的液体相同，都是水，橡皮膜在水中的深度相同，橡皮膜的朝向不同，U形管两侧液面高度差相同，可得出结论：在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等；
b.比较第1、5、6组数据可知，液体种类相同，橡皮膜在液体中所处的深度越大，U形管两侧液面高度差越大，可得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
c.要研究液体压强与液体的密度的关系，需要控制橡皮膜的朝向相同，在液体中的深度相同，所处的液体不同，由表中数据可知，应比较5、7两组数据；
（3）实验步骤：在隔板两侧分别倒入水和硫酸铜溶液，并使水和硫酸铜溶液的深度相同；
分析与论证：观察薄橡皮膜的形状是否变化，如果橡皮膜向一侧突出，则说明液体压强与液体的密度有关。
故答案为：（1）B；（2）在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等；在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；5、7；（3）在隔板两侧分别倒入水和硫酸铜溶液，并使水和硫酸铜溶液的深度相同；观察薄橡皮膜的形状是否变化，如果橡皮膜向一侧突出，则说明液体压强与液体的密度有关。
（2023 岳阳）在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，
（1）气密性良好的微小压强计 （选填“是”或“不是”）连通器；
（2）甲、乙两图中， （选填“甲”或“乙”）图中探头上的橡皮膜受到的压强大，这是因为，同种液体内部的压强随深度的增加而 。
（3）丙图中，A、B、C三点受到液体压强最大的是 点。
【解答】解：（1）因微小压强计U形管一端封闭，故从结构来看，气密性良好的微小压强计不是连通器；
（2）同种液体内部的压强随深度的增加而增大，甲、乙两图中，探头上的橡皮膜都浸没在水中，乙图中探头上的橡皮膜在水中的深度比甲图中探头上的橡皮膜在水中的深度大，因此乙图中探头上的橡皮膜受到的压强大；
（3）AB两点是同种液体中的两点，液体密度相同，根据p＝ρgh可知，B点深度大于A点深度，所以pA＜pB；BC两点深度相同，但C点液体盐水的密度大于B点液体水的密度，根据p＝ρgh可知，pB＜pC；因此丙图中，A、B、C三点受到液体压强最大的是C点。
故答案为：（1）不是；（2）乙；增大；（3）C。
（2022 福建）在探究影响液体压强因素的实验中，用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验，在5号管中装入盐水，其它管中装入水，如图。
（1）玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 的大小。
（2）根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度，猜想：液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 有关。
（3）图乙中，4号管上段更粗，下段与2号管粗细相同，两管中水的总长度相同，发现两管薄膜鼓起的程度相同，可得：液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 。
（4）图丙中，5号管和2号管的液柱长度相等，利用5号管和2号管可探
究液体压强与液体的 是否有关。
（5）为了探究液体长度对液体压强的影响，选用2号管和6号管进行实验，6号管水柱比2号管水柱长，实验时需控制两管水柱的 相等。
【解答】解：（1）通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小，利用的方法是转换法；
（2）相同的1、2、3号管中装的液体种类相同，且管内液体的深度逐渐增加，则橡皮膜鼓起的程度逐渐增大，说明液体的压强与深度有关，相应的质量、体积、重力也逐渐增大，所以猜想：液体的压强与液体的质量、重力、体积或深度有关；
（3）通过2号管和4号管的比较可见，4号管中液体的质量、体积、重力一定大于2号管，但二者橡皮膜鼓起的程度相同，说明液体的压强与质量、重力、体积无关，只与深度有关；
（4）探究液体的压强与液体的密度是否有关，利用控制变量法：5号管中盐水和2号管中的水比较，二者的深度相同，由于盐水的密度大于水的密度，则5号管橡皮膜鼓起的程度大；
（5）为了探究液体长度对液体压强的影响，利用控制变量法，2号管和6号管是相同的两支玻璃管，内装液体的种类相同、深度相同、长度不同时，橡皮膜鼓起的程度相同，表明液体的压强跟液体的长度无关。
故答案为：（1）压强；（2）深度；（3）无关；（4）密度；（5）深度。
（2023 琼山区校级模拟）在“探究影响液体内部压强”的实验中：
（1）实验前，要先用手指按压橡皮膜，如果U形管中的液面升降灵活，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）正确操作后，分析甲、乙两图的实验现象，可以探究液体压强与 的关系，由此可知拦河大坝要做成 的形状（选填“上窄下宽”或“上宽下窄”）；
（3）利用 两图进行实验对比，可以探究液体压强是否与液体的质量有关；
（4）实验时发现：在同种液体的同一深度处，使用不同的压强计时，U形管两侧液面的高度差不完全相同。对造成这一现象的原因，你的猜想是： ；
（5）小华用图戊所示的装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量：
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ＝（选择题目中合适的字母和ρ水表示）。
【解答】解：（1）使用前应检查装置是否漏气，用手指轻按金属盒上的橡皮膜，如果U形管中液面升降灵活，说明装置不漏气；
（2）正确操作后，分析甲、乙两图知，液体密度相同，乙中深度较大，U形管液面的高度差大，液体产生的压强较大，初步得出的结论是：同种液体中，液体压强随液体深度的增加而增大；更为厚实的堤坝可承受更大的水的压强，防止把大坝底部压坏，所以工程师将堤坝设计成上窄下宽；
（3）丙和丁两图中液体密度相同，探头在液体中的深度相同，容器形状不同，丁中容器容积大，液面相平时液体质量大，U形管中液面的高度差相同，说明液体压强与液体质量无关，可以探究液体压强是否与液体的质量有关；
（4）在同种液体的同一深度处，使用不同的压强计时，U形管两侧液面的高度差不完全相同，不同压强计橡皮膜的形变程度与松紧程度、面积有关，猜想可能不同压强计的灵敏程度不同；
（5）在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜相平，则橡皮膜受到左右液体产生的压强相同，即ρ水gh4＝ρ液gh2，可得ρ液ρ水。
故答案为：（1）不漏气；（2）深度；上窄下宽；（3）丙、丁；（4）不同压强计的灵敏程度不同；ρ水。
（2023 两江新区校级模拟）如图1所示，小宁用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
（1）通过图1甲观察发现压强计 （选填“是”或“不是”）连通器；实验开始前应对装置进行检查，当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液面的高度几乎不变，则说明装置 ；
（2）小宁把压强计的橡皮膜和橡皮管更换后，在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，接下来的操作应是 ；
A．从U形管内向外倒出适量水
B．拆除软管重新安装
C．向U形管内添加适量水
（3）完成上述操作后，如图1乙、丙所示是将该装置的探头放入水中不同深度的情况，比较后可初步得出结论：液体内部的压强随深度的增加而 ；
（4）小宁同学利用U形管压强计改装成如图1戊所示的测量某种未知液体的密度的密度计。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的红色浮标。未测量时，U形管水面刚好与a相平。当橡皮膜放入某液体中时，浮标指示在b处，小宁利用刻度尺测出a、b之间的距离为2.0cm，则该液体的密度为 g/cm3；
（5）同组的小刚同学，利用实验室的电子秤和一个实心金属圆柱体也测出了未知液体的密度，如图2所示：
①用细线拉着圆柱体，使其一半浸入水中，记下台秤的示数为m1＝112.0g；
②用细线拉着圆柱体，浸没入水中，记下台秤的示数为m2＝162.0g；
③将圆柱体从水中取出擦干后，用细线系住物体浸没于与水等质量的未知液体中，记下台秤的示数m3＝152.0g；
小刚根据实验数据计算出了实心金属圆柱体的体积为 cm3，未知液体的密度ρ＝ kg/m3；
（6）实验最后，小宁发现自己测出的未知液体密度总是小于小刚的测量值，多次实验后仍然如此。小宁和小刚重新回顾了整个实验，发现造成该现象的原因是 。
【解答】解：（1）形管本身是一个连通器，但与压强计的探头连接后，一端被封闭，不符合“上端开口，底部连通”这一特点，因此，不是连通器；使用前应检查装置是否漏气，在保证橡皮管与U形管导通良好的情况下，当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液面的高度几乎不变，说明装置漏气；
（2）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故B正确；
（3）乙和丙比较，水的密度一定，橡皮膜的方向相同，深度不同，深度越大压强越大，可得出结论：同一液体，液体内部压强随深度的增加而增大；
（4）当橡皮膜放入某液体中深度为5cm，ab右管升高2cm，左管下降2cm，则左右两管水面高度差为4cm，
根据液体压强计受到的压强等于左右两管水产生的压强差，
所以，p液＝p水，
则有：ρ液gh液＝ρ水gh水，
则ρ液ρ水1g/cm3＝0.8g/cm3；
（5）步骤②中水对容器底部的压力比步骤①中增大了：
F＝G排＝（m2﹣m1）g＝（0.162kg﹣0.112kg）×10N/kg＝0.5N；
圆柱体完全浸没时，在水中受到的浮力为：F浮＝2F＝×0.5N＝1N，
根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知圆柱体的体积为：
V＝V排2×10﹣4m3＝200cm3，
在未知液体中受到浮力为：
F液浮＝G液排＝{m3﹣[m1﹣（m2﹣m1）]}g＝（m3+m2﹣2m1）g＝（0.152kg+0.162kg﹣2×0.112kg）×10N/kg＝0.9N，
根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知未知液体的密度为：
ρ液0.45×103kg/m3；
（6）小宁发现自己测出的未知液体密度总是小于小刚的测量值，其原因是橡皮膜发生形变，造成U形管左侧的气压减小，测得U形管两侧液面的高度差减小，即h水减小，由上面表达式可知液体密度的测量值总是偏小。
（2023 会昌县模拟）10909米！“奋斗者”号创造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。这激发了胡灏同学探究液体内部压强的兴趣，实验如图所示。
（1）实验前，胡灏检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化 （“明显”或“不明显”），说明这套实验装置不漏气；从结构来看 （选填“是”或“不是”）连通器。
（2）调节好装置，进行实验，比较图甲、乙可知，液体内部压强与 有关。
（3）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强 （选填“相等”或“不相等”）。
（4）如图丙所示，橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通，当向玻璃管中吹气时：U形管内液面较高的是 （选填“a”或“b”）侧。
（5）胡灏自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，内外液面相平，发现橡皮膜内凹，说明当深度相同时，液体的 越大，液体压强越大。
（6）学完了液体压强的知识后，胡灏想到可以用这套装置来测量液体密度。如图戊所示，将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中，使橡皮膜变平，然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为h1，酒精液面到橡皮膜中心的距离为h2，则酒精的密度为 （用h1、h2、ρ水表示）。
【解答】解：（1）实验前，依依检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化明显，说明这套实验装置不漏气；压强计的底部连通，上端不都是开口的，不是连通器。
（2）调节好装置，进行实验，比较图甲、乙可知，液体密度相同，深度不同，根据转换法，产生的压强不同，故液体内部压强与深度有关。
（3）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强相等。
（4）流速大位置压强小，如图丙所示，橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通，当向玻璃管中吹气时；U形管内左侧气压变小，液面较高的是a侧。
（5）如图丁所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，内外液面相平，发现橡皮膜内凹，则盐水产生的压强大，而盐水密度大于水，说明当深度相同时，液体密度越大，液体压强越大；
（6）如图戊所示，将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中，使橡皮膜变平，根据液体压强公式p＝ρgh，故有：ρ水gh1＝ρ酒精gh2；则酒精的密度为：ρ酒精ρ水。
故答案为：（1）明显；不是；（2）深度；（3）相等；（4）a；（5）密度；（6）ρ水。
（2023 吉州区模拟）“海斗一号”在马里亚纳海沟超10800m深度的深渊海区，成功实现多次万米下潜及科考应用，表明我国全海深无人潜水器正式跨入万米科考应用的新阶段，填补了国际空白。为祖国而骄傲的同学们决定采用U形管组装压强计，来探究“影响液体内部压强大小的因素”。
（1）实验所用金属盒上的橡皮膜，应该选用 （选填“薄”或“厚”）一些的更好，U形管中可选择装入染色的酒精、水或水银中的一种液体，为了使实验现象更明显，同学们讨论后选择了三种液体中的 装入U形管中（ρ水银＞ρ水＞ρ酒精）。
（2）实验前检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化 （选填“明显”或“不明显”），说明这套实验装置不漏气。
（3）如图所示，通过实验比较A、B、C、D四个图，可得到结论：在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强 。
（4）通过比较 两图的结果，同学们理解了深海下潜任务之所以是一项重大挑战，其主要困难来源之一，就是液体压强随深度增大而 。
（5）最后，为了探究液体内部的压强与液体密度的关系，有同学提出保持图E中探头的位置不变，将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，比较前后两次实验现象，可以得出的结论：液体的密度越大，其内部压强越大，你认为这个结论可靠吗？并说出理由 。
【解答】解：（1）为了使实验现象更明显，金属盒探头上的橡皮膜应选比较容易发生形变的，因此，金属盒上的橡皮膜应该选用薄一些的较好；
根据转换法，压强计是通过观察U形管两端液面的高度差来显示橡皮膜所受压强的大小；如果被测压强大小相同，根据p＝ρgh，U形管中液体密度越小，液面高度差就越大，为了使实验现象更明显，小明应该选择酒精装入U形管中；
（2）实验前，用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面变化明显，说明该装置不漏气；
（3）比较A、B、C、D四个图，金属盒在水中的深度不变，改变它的方向，发现U形管中液面不发生变化，说明压强不变，根据实验现象可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部向各个方向的压强相等；
（4）比较AE，液体密度相同，深度不同，U形管高度差不同，可以初步得出结论：在同种液体中，液体深度越大，液体压强越大；
（5）为了探究液体内部的压强与液体密度的关系，应该控制深度相同，改变液体密度，观察U形管内液面的高度差；但这位同学保持图E中探头的位置不变，将一杯浓盐水倒入烧杯中，没有控制探头所处的深度相同，所以不能探究液体内部的压强与液体密度的关系。
故答案为：（1）薄；酒精；（2）明显；（3）相等；（4）AE；增大；（5）不可靠，没有控制探头所处的深度相同。
（2023 兴庆区校级三模）如图所示，是某实验小组“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验过程。
（1）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差 （选填“变大”“不变”或“变小”），拦河大坝做成上窄下宽的形状，其原因可以用对比 两图所得出的结论进行说明。
（2）实验时，小王将探头放入水下，U形管两侧水面高度差为8cm，此时U形管内外的气压差为 Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）小组成员将U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通，当向玻璃管中吹气时，如图丁所示，U形管内液面较高的是 （选填“a”或“b”）侧。
（4）根据实验所得出的结论，判断在如图戊中的a、b、c、d、e五点中压强最大的是 点。
（5）换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差对比不明显，则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 （填字母）。
A.烧杯中换密度差更大的液体
B.U形管中换用密度更小的液体
C.将U形管换成更细的
【解答】解：（1）同种液体同一深度，液体向各个方向的压强相等，所以在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差将不变；
拦河大坝做成上窄下宽的形状，是根据同种液体中液体深度越深，压强越大的原理，其原因可以用对比图乙、丙得出的结论；
（2）U形管左右两侧水面的高度差h＝8cm＝0.08m，
则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m＝800Pa；
（3）当向玻璃管中吹气时，如图丁所示，U形管a端的空气流速大，压强小，故b端的大气压大于a端的气压，液面a端高，b端低；
（4）a、b两点处的液体密度相同，b的位置较深，根据p＝ρgh可知b点的液体压强大于a点的液体压强；
b、c两点处的液体深度相同，c点的液体密度较大，根据p＝ρgh可知c点的液体压强大于b点的液体压强；
c、d两点处的液体密度相同，d的位置较深，根据p＝ρgh可知d点的液体压强大于c点的液体压强；
d、e两点处的液体深度相同，d点的液体密度较大，根据p＝ρgh可知d点的液体压强大于e点的液体压强；
综上可知在a、b、c、d、e五点中压强最大的是d点；
（5）探头在液体中的深度相同，根据p＝ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差变大；“U形管中换用密度更小的液体”U形管左右两侧液面的高度差较大；“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显，故选C。
故答案为：（1）不变；乙、丙；（2）800；（3）a；（4）d；（5）C。
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实验9 探究液体压强与哪些因素有关
知识点一、液体压强的特点
1.液体内部有压强
如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。
实例 实验一 实验二
加水前
加水后
现象 橡皮膜向下凸出 橡皮膜向外凸出
【探究归纳】
（1）液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强；
（2）液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强；
（3）液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。
2.U型管压强计
（1）作用：测量液体内部压强。
（2）构造：主要由U型管、橡皮管、探头（由空金属盒蒙上橡皮膜制成）三部分组成（如图所示）。
（3）工作原理：当将压强计的探头放入液体内部时，探头上的橡皮膜受到液体压强的作用会发生形变，使U型管两侧液面产生高度差。两侧液面的高度差越大，表明探头处橡皮膜受到的压强越大。
知识点二、实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
图示 控制变量 现象分析 结论
控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向 U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关 液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的 同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度 U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的 液体在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体内部的压强越大
【探究归纳】
液体内部压强的特点：
（1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等；
（2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大；
（3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
（2023 内蒙古）某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，进行了如下操作和分析：
（1）某同学使用液体压强计前，发现U形管左右两侧液面存在高度差，如图甲所示。他接下来应该的操作是 （选填选项字母）。
A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
调整后，他用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）。
（2）根据乙和丁实验步骤， （选填“可以”或“不可以”）得出结论：液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是： 。
（2023 重庆）小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图甲所示。
（1）U形管与探头连接时，阀门K应处于 （选填“打开”或“关闭”）状态，以确保U形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）比较图乙与 两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 ；
（3）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向 移动适当的距离；移动探头后，观察到U形管水面高度差为Δh，此时探头受到盐水的压强为p盐，小婷取出探头放回水中，当U形管水面高度差再次为Δh时，测出探头在水中的深度为0.2m，则p盐＝ Pa；
（4）小婷发现探头所处深度较浅时，U形管两液面的高度差不明显，可将U形管中的水换成密度更 的液体以方便读数；探究过程中，保持探头所处深度不变，将U形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向，U形管中两液面所对刻度线间的距离将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2023 东营）如图1是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
序号 容器液体种类 探头的朝向 探头在液体中深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 水 向下 4 3.9
2 水 向右 4 3.9
3 水 向上 4 3.9
4 水 向左 4 3.9
5 水 向下 8 7.8
6 水 向下 12 11.7
7 浓盐水 向下 8 8.6
（1）组装好压强计，将探头放入液体之前，发现压强计U形管两侧液面已存在高度差，接下来的操作是 。
A.从管中倒出适量液体
B.取下软管重新组装
（2）调试好压强计后开始实验，把探头放进液体中，进行不同操作，记录的相关数据如上表所示：
a.比较第1、2、3、4组数据，可得出结论： ；
b.比较第1、5、6组数据，可得出结论： ；
c.比较第 组数据，可得出结论：液体压强与液体的密度有关。
（3）有同学提出，如果不使用压强计，选用一个较深的容器，用隔板分成左右两部分，边缘密封好，在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封，也可探究液体压强是否与液体的密度有关。请利用此装置设计实验，写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】：自制的带隔板容器（如图2）、水、硫酸铜溶液。
【实验步骤】： 。
【分析与论证】： 。
（2023 岳阳）在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，
（1）气密性良好的微小压强计 （选填“是”或“不是”）连通器；
（2）甲、乙两图中， （选填“甲”或“乙”）图中探头上的橡皮膜受到的压强大，这是因为，同种液体内部的压强随深度的增加而 。
（3）丙图中，A、B、C三点受到液体压强最大的是 点。
（2022 福建）在探究影响液体压强因素的实验中，用几根一端封有相同橡皮薄膜的玻璃管进行实验，在5号管中装入盐水，其它管中装入水，如图。
（1）玻璃管下方薄膜鼓起的程度可反映液体 的大小。
（2）根据图甲中三支相同玻璃管薄膜鼓起的程度，猜想：液体的压强可能与液体的质量、重力、体积或 有关。
（3）图乙中，4号管上段更粗，下段与2号管粗细相同，两管中水的总长度相同，发现两管薄膜鼓起的程度相同，可得：液体压强的大小与液体的质量、重力、体积都 。
（4）图丙中，5号管和2号管的液柱长度相等，利用5号管和2号管可探
究液体压强与液体的 是否有关。
（5）为了探究液体长度对液体压强的影响，选用2号管和6号管进行实验，6号管水柱比2号管水柱长，实验时需控制两管水柱的 相等。
（2023 琼山区校级模拟）在“探究影响液体内部压强”的实验中：
（1）实验前，要先用手指按压橡皮膜，如果U形管中的液面升降灵活，说明该装置 （选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）正确操作后，分析甲、乙两图的实验现象，可以探究液体压强与 的关系，由此可知拦河大坝要做成 的形状（选填“上窄下宽”或“上宽下窄”）；
（3）利用 两图进行实验对比，可以探究液体压强是否与液体的质量有关；
（4）实验时发现：在同种液体的同一深度处，使用不同的压强计时，U形管两侧液面的高度差不完全相同。对造成这一现象的原因，你的猜想是： ；
（5）小华用图戊所示的装置测量未知液体的密度：在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到橡皮膜刚好变平，她测量了以下物理量：
A.右侧待测液体到容器底的深度h1
B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2
C.左侧水到容器底的深度h3
D.左侧水到橡皮膜中心的深度h4
请你推导出待测液体密度的表达式为ρ＝（选择题目中合适的字母和ρ水表示）。
（2023 两江新区校级模拟）如图1所示，小宁用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”。
（1）通过图1甲观察发现压强计 （选填“是”或“不是”）连通器；实验开始前应对装置进行检查，当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液面的高度几乎不变，则说明装置 ；
（2）小宁把压强计的橡皮膜和橡皮管更换后，在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，接下来的操作应是 ；
A．从U形管内向外倒出适量水
B．拆除软管重新安装
C．向U形管内添加适量水
（3）完成上述操作后，如图1乙、丙所示是将该装置的探头放入水中不同深度的情况，比较后可初步得出结论：液体内部的压强随深度的增加而 ；
（4）小宁同学利用U形管压强计改装成如图1戊所示的测量某种未知液体的密度的密度计。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的红色浮标。未测量时，U形管水面刚好与a相平。当橡皮膜放入某液体中时，浮标指示在b处，小宁利用刻度尺测出a、b之间的距离为2.0cm，则该液体的密度为 g/cm3；
（5）同组的小刚同学，利用实验室的电子秤和一个实心金属圆柱体也测出了未知液体的密度，如图2所示：
①用细线拉着圆柱体，使其一半浸入水中，记下台秤的示数为m1＝112.0g；
②用细线拉着圆柱体，浸没入水中，记下台秤的示数为m2＝162.0g；
③将圆柱体从水中取出擦干后，用细线系住物体浸没于与水等质量的未知液体中，记下台秤的示数m3＝152.0g；
小刚根据实验数据计算出了实心金属圆柱体的体积为 cm3，未知液体的密度ρ＝ kg/m3；
（6）实验最后，小宁发现自己测出的未知液体密度总是小于小刚的测量值，多次实验后仍然如此。小宁和小刚重新回顾了整个实验，发现造成该现象的原因是 。
（2023 会昌县模拟）10909米！“奋斗者”号创造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。这激发了胡灏同学探究液体内部压强的兴趣，实验如图所示。
（1）实验前，胡灏检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化 （“明显”或“不明显”），说明这套实验装置不漏气；从结构来看 （选填“是”或“不是”）连通器。
（2）调节好装置，进行实验，比较图甲、乙可知，液体内部压强与 有关。
（3）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强 （选填“相等”或“不相等”）。
（4）如图丙所示，橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通，当向玻璃管中吹气时：U形管内液面较高的是 （选填“a”或“b”）侧。
（5）胡灏自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，内外液面相平，发现橡皮膜内凹，说明当深度相同时，液体的 越大，液体压强越大。
（6）学完了液体压强的知识后，胡灏想到可以用这套装置来测量液体密度。如图戊所示，将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中，使橡皮膜变平，然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为h1，酒精液面到橡皮膜中心的距离为h2，则酒精的密度为 （用h1、h2、ρ水表示）。
（2023 吉州区模拟）“海斗一号”在马里亚纳海沟超10800m深度的深渊海区，成功实现多次万米下潜及科考应用，表明我国全海深无人潜水器正式跨入万米科考应用的新阶段，填补了国际空白。为祖国而骄傲的同学们决定采用U形管组装压强计，来探究“影响液体内部压强大小的因素”。
（1）实验所用金属盒上的橡皮膜，应该选用 （选填“薄”或“厚”）一些的更好，U形管中可选择装入染色的酒精、水或水银中的一种液体，为了使实验现象更明显，同学们讨论后选择了三种液体中的 装入U形管中（ρ水银＞ρ水＞ρ酒精）。
（2）实验前检查实验装置时发现：按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化 （选填“明显”或“不明显”），说明这套实验装置不漏气。
（3）如图所示，通过实验比较A、B、C、D四个图，可得到结论：在同种液体的同一深度，液体向各个方向的压强 。
（4）通过比较 两图的结果，同学们理解了深海下潜任务之所以是一项重大挑战，其主要困难来源之一，就是液体压强随深度增大而 。
（5）最后，为了探究液体内部的压强与液体密度的关系，有同学提出保持图E中探头的位置不变，将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，比较前后两次实验现象，可以得出的结论：液体的密度越大，其内部压强越大，你认为这个结论可靠吗？并说出理由 。
（2023 兴庆区校级三模）如图所示，是某实验小组“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验过程。
（1）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两侧液面的高度差 （选填“变大”“不变”或“变小”），拦河大坝做成上窄下宽的形状，其原因可以用对比 两图所得出的结论进行说明。
（2）实验时，小王将探头放入水下，U形管两侧水面高度差为8cm，此时U形管内外的气压差为 Pa。（ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（3）小组成员将U形管的左端通过橡皮管与玻璃管侧壁管口相连通，当向玻璃管中吹气时，如图丁所示，U形管内液面较高的是 （选填“a”或“b”）侧。
（4）根据实验所得出的结论，判断在如图戊中的a、b、c、d、e五点中压强最大的是 点。
（5）换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差对比不明显，则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是 （填字母）。
A.烧杯中换密度差更大的液体
B.U形管中换用密度更小的液体
C.将U形管换成更细的
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