| 名称 | 专题11 液体的压强-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版) |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-05 00:00:00 | ||
b.液体对容器底的压力:F甲>G液,F乙 2.装满型 易错点:对求解液体压强公式中深度的理解 F乙>F丙 【答案】A 已知三个容器底面积相同,根据F=pS可知,容器底部所受液体的压力是: b.液体对容器底的压力:F甲>G液,F乙 2.装满型 易错点:对求解液体压强公式中深度的理解 F乙>F丙 11. 如图所示,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,橡皮膜两侧压强不同时,其形状为一凹面,它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度等有关”的实验。有关本实验,下列说法错误的是( )
②容器对桌面的压力/压强:先F后p
a.容器对桌面的压力:F容=G总,G总不变 → F甲′=F乙′
b.容器对桌面的压强: → p甲′
①液体对容器底的压力/压强:先p后F
a.液体对容器底的压强:p液=ρ液gh,h不变 → p甲=p乙
b.液体对容器底的压力:F甲>G液,F乙
②容器对桌面的压力/压强:先F后p
a.容器对桌面的压力:F容=G总,G总不变 → F甲′=F乙′
b.容器对桌面的压强: → p甲′
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。
考点1.探究液体内部的压强与哪些因素有关?
【提出问题】液体内部的压强与哪些因素有关?
【猜想与假设】液体的压强可能与液体的方向、深度、液体的密度等因素有关。
【设计实验】只改变某一个可能的因素,观察液体压强的变化。
【准备实验】液体压强计、水、烧杯、盐水
【实验过程及分析】
(1)探究液体压强与方向的关系
①控制变量:控制探头所处深度、液体的密度相同;改变压强计的探头朝各个方向观察U形管两侧液面高度差的变化。
②现象及分析:U形管两边液面的高度差不变,即液体内部压强不变。由于探头所在液体深度相同、液体密度相同,探头朝向改变,液体压强不变,所以液体内部压强与方向无关。
③结论:液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度处向各个方向的压强都相等。
(2)探究液体压强与深度的关系
①控制变量:控制探头的朝向相同、液体的密度相同,改变探头所处液体的深度,观察U形管两侧液面高度差的变化。
②现象及分析:深度增加时,U形管两侧液面高度差变大,即液体内部的压强变大。由于液体密度相同,液体深度增加,压强增大,所以液体压强随深度的增加而增大。
③结论:同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)液体内部的压强与液体密度的关系
①控制变量:控制探头深度和方向均相同,改变液体的密度,观察U形管两侧液面高度差的变化。
②现象及分析:探头在盛有盐水时,U形管两侧液面高度差更大,即液体压强更大。由于探头所处深度和方向均相同,液体密度增大,压强增大,所以同一深度,液体压强随液体密度的增加而增大。
③结论:同一深度处,液体密度越大,压强越大。
【实验结论】(1)液体内向各个方向都有压强。
(2)在同种液体的同一深度处,液体向各个方向上的压强都相等。
(3)液体内部的压强与液体深度有关,同种液体内部,深度越深,压强越大。
(4)液体内部的压强与液体密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
【例题1】(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
(考点1变式练1)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。
(考点1变式练2)小何同学用图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)该压强计___________(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)实验前,若压强计两侧液面已有高度差,他首先应该___________(填字母);
A.拆除软管,待液面稳定后重新安装
B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
C.往U形管右侧中加入密度更大的液体
(3)小何同学利用调试好的压强计进行实验,比较图乙、丙可得到:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而___________(选填“增大”或“减小”);
(4)比较图丙和图___________还可以得到:液体的压强与液体密度有关。
【答案】(1) 不是;(2) A;(3) 增大;(4) 丁。
【解析】(1)因为压强计左端未开口,所以不属于连通器。
(2)实验前,若压强计两侧液面已有高度差,说明压强计软管的气密性不好,需要把软管取下重新组装,故A符合题意,BC不符合题意。故选A。
(3)乙、丙两图中液体的种类相同,探头所处的深度不同,且深度越深,U形管液面的高度差越大,说明:同种液体,深度越深,压强越大。
(4)要探究液体的压强与液体密度之间的关系,需要控制探头所处的深度相同,改变液体的密度,所以丙、丁两图符合题意。
考点2. 液体压强的计算以及公式的应用 ( javascript:void(0)" \o "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/m ,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。
【例题2】(2025黑龙江牡丹江)如图所示,重为3N的薄壁容器中装有500g的水,水深10cm,容器的底面积为,水对容器底的压力为_______N,容器对桌面的压强为_____________Pa。
【答案】 4 2000
【解析】先计算水对容器底的压强,根据液体压强公式,
水的密度,
水深,
压强
再根据计算压力:容器底面积,压力
先计算容器对桌面压力(等于容器与水的总重力),水的质量,水的重力
总重力,即压力
容器对桌面的压强
(考点2变式练1)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
【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。
(考点2变式练2)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。
考点3. 连通器原理 ( javascript:void(0)" \o "连通器原理 )
1.概念:上端开口、下端联通的容器。
2.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.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。
【例题3】(2025四川成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是( )
A. 茶壶 B. 密度计
C. 高压锅 D. 液体温度计
【答案】A
【解析】连通器的特点是上端开口、底部连通,当装入同种液体且静止时,各容器液面相平。
A.茶壶的壶身与壶嘴底部连通,构成连通器,液面静止时,壶嘴和壶身的水面相平,故A符合题意;
B.密度计利用漂浮时,浮力等于重力的原理,与连通器无关,故B不符合题意;
C.高压锅通过增大气压提高沸点,属于气压应用,故C不符合题意;
D.液体温度计利用液体的热胀冷缩原理,与连通器无关,故D不符合题意。故选A。
(考点3变式练1)连通器在生活中有着广泛的应用,下图所示的事例中,不属于连通器的是( )
A. 茶壶 B.活塞式抽水机 C.下水弯管 D.船闸
【答案】B
【解析】A.茶壶的壶嘴和壶身下部是相通的,构成了连通器,故A不符合题意;
B. 活塞式抽水机,是利用了大气压的原理,故B符合题意;
C. 下水弯管,下端相通,上端开口,是连通器的应用,故C不符合题意;
D.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D不符合题意。故选B。
(考点3变式练2)三峡船闸是目前世界上最大的双线五级船闸,如图所示是船闸的示意图,船闸是利用 原理工作的。从图中可以看出,轮船由下游经过船闸驶往上游。船在下游要进入闸室,先关闭阀门 和闸门C,再打开阀门 ,当闸室中水位与下游水位 时打开闸门D,船就可以驶入闸室。有一轮船通过船闸时,船底距离水面2.5m,此时船底受到水的压强为 Pa。(取10N/kg)
【答案】连通器 A B 相平
【解析】当船从下游驶向船闸时,先关闭阀门A和闸门C,紧接着再打开阀门B,此时闸室与下游组成连通器,闸室内的水通过阀门B流出,闸室内外水面齐平后,打开下游闸门D,然后让船进入闸室;由图示原理可知船闸是利用连通器原理工作的。
根据p=ρgh可得,有一轮船通过船闸时,船底距离水面2.5m,此时船底受到水的压强为
(考点3变式练3)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。
(考点3变式练4)如图所示,U形管中左边装水、右边装某种油,当液体不流动时,相关参数如图所示,则下列有关叙述中正确的有( )
A.该U形管不属于连通器
B.该油的密度为0.8×103kg/m3
C.将右边试管内倒出3cm的油可以使得左右液面相平
D.向左边试管内加入一部分水,当液体不流动时可能使得左右液面相平
【解析】B
【解析】(1)连通器是上端开口、下端连通的容器,当装有同种液体静止时,液面相平;
(2)以U形管右边水和油的分界面作一水平线,则U形管两侧液体产生的压强相等,知道左边水的高度为h水,右边油的高度h油,根据液体压强相等列等式算出油的密度。
A.该U形管上端开口、下端连通,可看作是连通器,故A错误。
B.以U形管右边水和油的分界面作一水平线,则U形管两侧液体产生的压强相等,即p左=p右
由图知:h水=12cm=0.12m,h油=15cm=0.15m
由液体压强公式可得:ρ水gh水=ρ油gh油
代入数据有:1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m =ρ油×10N/kg×0.15m
解得:ρ油=0.8×103kg/m3
故B正确。
CD.连通器中装有同种液体静止时,液面相平,无论左侧添加还是右侧倒出,两侧的液体种类不同,密度不等,液面不可能相平,故CD错误。故选:B。
1.下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水的深度越深,液体的压强越大
D.两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大
【答案】D
【解析】A.根据液体压强的知识可知,液体压强产生的原因是因为液体受到重力且具有流动性,故A正确,不符合题意;
B.根据液体压强特点可知,液体内部向各个方向都有压强,且同种液体同一深度,各方向的压强相等, 故B正确,不符合题意;
C.根据可知,当液体密度相同时,水越深的位置,液体压强越大,所以,拦河大坝修建为“上窄下宽”,故C正确,不符合题意;
D.根据可知,影响液体压强的因素有液体密度和液体深度两个因素,所以,两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大,这种说法错误,故D错误,符合题意。故选D。
2.著名的“木桶理论”,又被称为“短板效应”。若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下多少水,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定。如图,木桶底部受到水的最大压强取决于( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重
C.最长的一块木板 D.最短的一块木板
【答案】D
【解析】根据公式P=ρgh可知,液体压强的大小决定于液体的深度,木桶里水的深度决定于短木板,故ABC错误,D正确。故选:D。
3.如图所示,小明将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U形管中两液面的高度差h,已知。下列操作能够使高度差h增大的是( )
A.将探头向上移动一段距离 B.将探头水平向左移动一段距离
C.将探头放在食盐水中的同样深度处 D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
【答案】C
【解析】A.将探头向上移动一段距离,深度变小,橡皮膜受到的压强变小,U形管两边液面的高度差变小,故A错误;
B.将探头水平向左移动一段距离,深度不变,橡皮膜受到的压强不变,U形管两边液面的高度差不变,故B错误;
C.将探头放在食盐水中的同样深度处,液体的密度变大,橡皮膜受到的压强变大,U形管两边液面的高度差变大,故C正确;
D.液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的,将压强计的探头在原深度处向其他方面任意转动一个角度,不会影响压强的大小,故D错误。故选C。
4.如图所示的装置中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.路面下的过水涵洞 C.U形管压强计 D.锅炉水位计
【答案】C
【解析】连通器的特点是下端连通,上端开口,所以,茶壶、路面下的过水涵洞、锅炉水位计是连通器,而U形管压强计不是连通器,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
5. 如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支管中液面相平,下列说法正确的是( )
A.b点处向上的压强等于向下的压强 B.c管液柱最长,c点处压强最大
C.d管液体体积最大,d点处压强最大 D.4支管中液体的密度不相同
【答案】A
【解析】A.根据液体压强特点,液体内部各个方向的压强都相等,故b点处液体向上的压强等于向下的压强,故A正确;
D.4个容器中液体不流动,且液面相平,根据连通器的原理可知,连通器里装的是同一种液体,所以4支管中液体的密度相同,故D错误;
BC.4个容器中的液面相平,即液体深度相同,且容器中液体密度相同,由液体压强公式可得,各容器底部受到的压强相等,c点、d点压强相等,故BC错误。故选A。
6.如图所示,三个相同的烧杯,分别倒入等质量的三种液体,则液体对三个烧杯底的压强关系正确的是( )
A. p甲>p乙>p丙
B.p甲<p丙<p乙
C.p甲=p乙=p丙
D.因液体密度未知,所以无法比较
【答案】C
【解析】由题知:三个烧杯相同,三种液体质量相等,则重力相等,对容器底部的压力相等;根据p=得:p甲=p乙=p丙。故选:C。
7. 如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A. 同一个人操作 B. 液体质量相等
C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
【答案】D
【解析】将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,探究同一深度各个方向的压强的关系,所以金属盒面的中心在液体中的深度相等。故选D。
8.如图的是探究液体压强规律时得到的压强随深度变化的图像。下列说法正确的是( )
A.同种液体的压强随深度的增加而增大
B.A液体的密度大于B液体的密度
C.A液体的密度小于B液体的密度
D.相同容器中各装满一种液体,装满A液体时,容器底部受到的压强较大
【答案】ABD
【解析】由题图可知,液体的压强p与深度h的关系图像是正比例函数图像,所以可得出同种液体的压强随深度的增加而增大,A正确。在深度h相同时,A液体的压强大于B液体的压强,根据可知,A液体的密度大于B液体的密度,B正确,C错误。相同容器中各装满一种液体时,,根据可知,装满A液体时容器底部受到的压强较大,D正确。
9.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况是( )
A.杯子对桌面的压力减小
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力增大
D.杯内奶茶对杯子底的压强增大
【答案】C
【解析】A、杯子对桌面的压力等于杯子与饮料的重力之和,无论正放,还是倒放,杯子与饮料的重力不变,则杯子对桌面的压力不变,故A错误;
B、杯子对桌面的压力不变,受力面积变大,根据p=可知,杯子对桌面的压强减小,故B错误;
C、倒置前,容器上宽下窄,此时的压力小于饮料的重力;倒置后,容器上窄下宽,此时的压力大于饮料的重力,杯内奶茶对杯子底的压力增大,故C正确;
D、由图可知,正放时,杯中饮料的深度较大,根据p=ρgh可知,正放时饮料对杯底的压强较大,即p甲>p乙,故杯内饮料对杯子底的压强减小,故D错误。故选:C。
10. 如图所示,质量相同、底面积也相同且器壁厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量相同和深度相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.容器底部受到液体的压强是p甲
C.容器对桌面的压强是p甲′
【解析】AB.图中甲容器中液体的体积最大,丙容器中液体的体积最小,已知容器中装有质量相同的液体,根据可知,丙容器中液体的密度最大,甲容器中液体的密度最小,液体的深度相同,根据p =ρgh可得,容器底部受到液体的压强是:
p甲
F甲
CD.容器对桌面的压力大小等于容器和容器中液体的总重力,由于容器的重力相等,液体的重力相等,
则容器对桌面的压力大小相等,即:
F甲′=F乙′=F丙′
根据可知,三个容器底面积相同,容器对桌面的压强相等,即:
p甲′=p乙′=p丙′
故CD错误。故选A。
11. 如图所示,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,橡皮膜两侧压强不同时,其形状为一凹面,它可以用来做“探究液体压强是否跟深度、液体密度等有关”的实验。有关本实验,下列说法错误的是( )
A.本实验能说明液体对容器的侧壁有压强
B.若要检验“深度相同时液体压强跟密度有关”这一结论,则两边放入液体的液面应该在同一高度
C.若要检验“同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,则两边要放入不同密度的液体
D.如图显示橡皮膜向左凸起形成一凹面可知,当两边液体深度相同时,左边液体密度更小,其压强更小
【答案】C
【解析】A.实验中,橡皮膜在容器的侧面,橡皮膜凸起,即橡皮膜受到了液体压强,故A正确,不符合题意;
B.在检验“深度相同时液体压强跟密度有关”时,应控制液体深度相同,则两边放入的液体的液面应该在同一高度,故B正确,不符合题意;
C.在检验“同种液体中液体压强跟深度有关”时,应控制两侧容器中放入同种液体,则两边要放入相同密度的液体,故C错误,符合题意;
D.橡皮膜向左凸起形成一凹面,即相同深度处,右侧液体压强大于左侧液体压强,由p=ρgh可知,左边的液体密度更小,故正确,不符合题意。故选C。
12.某容器由底面积不同、高度均为h的两个空心薄壁圆柱形玻璃粘合而成,两圆柱形玻璃内部连通,薄壁容器质量可以忽略。如图甲放置时,容器内部水的高度为,容器对地面的压强为p甲,水对容器底部的压强为pA。现将容器倒置,如图乙所示(内部水位未画出),容器对地面的压强为p乙,水对容器底部的压强为pB 以下关系正确的是( )
A.若 p甲:p乙=1:2,则 pA:pB=1:3
B.若 p甲:p乙=2:3,则 pA:pB=1:2
C.若 p甲:p乙=1:4,则 pA:pB=2:5
D.若 p甲:p乙=2:5,则 pA:pB=1:3
【答案】C
【解析】容器对地面的压力等于容器和水的总重力G,则容器对地面的压强之比
==,
由图甲到图乙,水的体积不变,若水没有进入A容器,则水的体积V=SAhA=SBhB,
得hB=hA=×,
水对容器底的压强之比==。
A.若=,则=,hB=hA=×=×=h,
水对容器底的压强之比===1:2,故A错误;
B.若=,则=,hB=hA=×=×=h,
水对容器底的压强之比===2:3,故B错误;
.C.若=,则=,假设水不进入A,则深度为
hB′=hA=×=4×=2h,
因为B的深度为h,则溢入A的体积为SB(2h﹣h)=SBh,A中水的深度hA乙==h,
乙中水的深度h乙=h+h=h,
水对容器底的压强之比===2:5,故C正确;
D.若=,则=,hB=hA=×=×=h,
因为B的深度为h,则溢入A的体积为SB(h﹣h)=SBh,A中水的深度
hA乙==h,
乙中水的深度h乙=h+h=h,
水对容器底的压强之比===5:11,故D错误。故选:C。
13. 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
14. 在平底薄壁玻璃管底端包扎一层橡皮膜,将玻璃管竖直插入水中,浸入的深度为h1;逐渐向玻
璃管内加入未知液体,直至橡皮膜恰好变平时,管内液面的深度为h2,如图所示,则未知液体
的密度为( )
A.ρ水 B.ρ水 C.ρ水 D.ρ水
【答案】B
【解析】当橡皮膜恰好水平时,液体对其向下的压强与水对其向上的压强相等,即:
p液=p水,
又因为玻璃管内液体对橡皮膜的压强为:p液=ρ液gh2,
玻璃管外水对橡皮膜的压强为:p水=ρ水gh1,
则有:ρ液gh2=ρ水gh1,
所以液体的密度为:ρ液=ρ水。故选:B。
15.三峡船闸是世界上最大的船闸,它利用了 原理;高原地区大气压强比平原地区 得多(选填“大”或“小”),在高原上用普通锅很难将食物煮熟,因为气压低,水的沸点 100℃.(选填“高于”、“低于”或“等于”)
【答案】连通器;小;低于。
【解析】(1)三峡船闸是世界上最大的船闸,它的建造是利用了连通器的原理制成的;
(2)据气压随高度的增加而减小的关系可知,在海拔较高的高原地区,那里的大气压强比平原地区小得多;
(3)据气压与液体沸点的知识可知,在高原上用普通锅煮食物时,是因为普通锅的密封性能较差,锅内气压较小,使得水的沸点小于100℃,故在海拔很高的地区一般用高压锅才能煮熟食物。
16. “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
17. “奋斗者”号载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7429米,下潜最大深度10010.9米。因液体压强随深度的增加而______(选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10000米时,所受到海水的压强为______(取,g取)。
【答案】 增大
【解析】 液体压强与深度有关,随深度的增加而增大。
当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10000米时,所受到海水的压强为
18.如图所示,将一未装满水的密闭矿泉水瓶,正立时水对瓶底的压力为F1,瓶底对桌面的压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,瓶盖对桌面的压强为p2,则F1 F2,p1 p2(选填>、=或<)。
【答案】 > <
【解析】正放时,瓶子中的水柱是粗细相同的,瓶子底部受到的压力等于瓶中水的重力,倒放时,瓶子中的水柱上面粗,下面细,一部分水压在瓶子的侧壁,瓶盖受到的压力小于瓶中水的重力,即F1>F2。
由于瓶子放在水平桌面上无论正立还是倒立对桌面的压力大小相同,倒置后与桌面的接触面积变小,根据可知倒置后压强增大,由此可得p1
【答案】 0.05 上 1470
【解析】由可得,A点的深度为
由图可知,B点位于鱼的下侧,故B点受到水的压强方向为向上。
C点的深度为
所以C点水的压强为
20.如图所示,甲、乙两个相同的圆台形容器以不同的方式放在水平桌面上,容器内装有深度相同、密度不同的A、B液体,两液体对容器底部的压力相同,则两液体对容器底部压强pA pB,两液体密度ρA ρB,两容器对桌面的压力F甲 F乙。(均选填“>”、“=”或“<”)
【答案】 > > >
【解析】由题和图知,甲、乙两个容器内液体对容器底部的压力相同,即,而底面积SA
21.科技改变生活,“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的空气流速大,压强 (选填“大”或“小”),产生负压将灰尘压入吸尘盒内;如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水,将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面A、B记下两个等高标记。这根软管相当于一个 。
【答案】 小 连通器
【解析】“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的流速大,压强小,而外部流速相对小一些,压强大,形成内外气压差将灰尘压入吸尘盒内。
由于塑料软管中装有水,两管子两端开口,并且相连通,符合连通器的结构特征。
22.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,船可以顺利通过三峡大坝,如图所示是三峡大坝船闸的结构图,是利用了 原理,三峡大坝上游水库水深100m处的压强是 Pa(取10N/kg)。
【答案】连通器
【解析】上端开口,下端相连的仪器叫连通器,三峡大坝船闸的结构图,是利用了连通器原理。
三峡大坝上游水库水深100m处的压强是
23.学习了压强知识后,妙妙用如图所示的压强计探究“液体内部的压强”。
(1)使用前应检查压强计是否漏气,妙妙做了如图甲所示的检查,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)实验中通过比较压强计的U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,这是利用了 法。下列 (填序号)实验也用到了这种研究方法。
A.探究影响压力作用效果的因素
B.用机械停表测量时间
(3)比较丙、丁两次实验可知:液体内部的压强与液体的 有关。
(4)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与盐水均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
(5)已知图戊中U形管左侧水柱高为2cm,右侧水柱高为8cm,则烧杯内金属盒所测位置处液体的压强为 Pa;U形管底部受到的液体的压强为 Pa。
【答案】(1)不漏气 (2) 转换 A (3) 密度(4) 变大(5) 600 800
【解析】(1)用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面能灵活升降,则说明该装置不漏气。
(2)实验中通过比较压强计的U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,这是利用了转换法。
A.探究影响压力作用效果的因素时,将压力作用效果的大小转换为海绵凹陷程度的大小,使用了转换法,故A符合题意;
B.用机械停表测量时间,使用了直接测量法,故B不合题意。故选A。
(3)根据图片可知,丙和丁中液体的密度不同,那么得到:液体内部的压强与液体的密度有关。
(4)图丁中实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出),容器底部受到液体压力增大,压强增大;容器底压强可以分成金属盒以上和金属盒以下两部分,金属盒以下部分深度不变,加清水后液体密度变小,由知,金属盒以下部分液体压强变小,而容器底压强变大,所以金属盒(橡皮膜)以上的压强变大。
(5)烧杯内金属盒所在位置的压强等于U形管两侧液柱高度差产生的压强,即
△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg×(0.08m-0.02m)=600Pa
而U形管底部所在的深度为8cm,则它受到的液体压强为
p=ρ水gh=103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa
24. 在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:______;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否______;
(3)比较图中______两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强______;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及______与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中液体换成密度______(填“更大”或“更小”)的液体。
【答案】(1)拦河大坝上窄下宽 (2) 相平 (3)甲乙 相等 (4) 深度 (5)更小
【解析】(1)拦河大坝修建得上窄下宽,这是因为液体压强随深度增加而变大。
(2)实验前,应观察U形管两侧液面是否相平,如果已经存在一段高度差,则需要拆下软管重新安装。
(3)比较图中甲乙两次实验,只有深度不同,根据控制变量法,可得出液体压强与深度的关系。
比较乙、丙两次实验,只有探头的方向不同,而U形管两侧液面高度差相同,说明同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强相同。
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,根据控制变量法,应只改变液体密度,所以将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及深度与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差。
(5)根据,为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中的液体换成密度更小的液体。
25.某同学用如图所示的实验器材探究“液体内部的压强”。
(1)在将探头放入液体前,用手指按压橡皮膜的目的是 。
(2)经检查,压强计完好,他把探头放入水中,此时出现的现象是;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,由此得到的结论是: 。
(3)小明想用丙装置来测量液体的密度,他设计的实验步骤简要如下:
①在容器左边装入适量的水,用刻度尺测量橡皮膜到水面的深度,记为h1;
②在容器右边逐渐装入待测液体,直到橡皮膜刚好相平,用刻度尺测量橡皮膜到液面的深度,记为h2;
③写出所测液体的密度的表达式:ρ液= (水的密度用p0表示)。
【答案】(1)检验该装置是否漏气;(2)液体内部的压强随深度的增大而增大;
(3)×ρ0。
【解析】(1)在将探头放入液体前,用手指按压橡皮膜,看U形管中的液面是否能升降灵活,来检验该装置是否漏气;
(2)继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,说明液体内部的压强随深度的增大而增大;
(3)橡皮膜变平可得,p水=ρ0gh1=ρ液体gh2,
所测液体的密度的表达式:ρ液体=×ρ0。
26. 如图所示,一个高为45cm的薄壁容器放在水平地面上,容器内盛有0.8kg的水,容器部的横截面积为50cm2,上部的横截面积为10cm2,水深h为40cm,A 点到容器底的高度h1为10cm。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求A点受到水的压强;
(2)求水对容器底的压力。
【答案】(1)3×103Pa;(2)20N
【解析】(1)A点的深度为:
hA=h-h1=40cm-10cm=30cm
A点受到水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10-2m=3×103Pa
(2)水对容器底的压强:
p′=ρgh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10-2m=4×103Pa
则水对容器底的压力:
F=p′S=4×103Pa×50×10-4m2=20N
27.如图所示,面积为的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸,鱼缸重为10N,内外底面积均为。缸内有质量为3kg的水和一条质量为100g的鱼,此时水的深度为20cm,(忽略鱼缸厚度,g取)求:
(1)水对鱼缸底的压强;
(2)水对鱼缸底产生的压力;
(3)当鱼浮出水面呼吸的时候,鱼缸对桌面产生的压强。
【答案】(1)Pa;(2)20N;(3)4100Pa
【解析】(1)水对鱼缸底的压强
(2)鱼缸的底面积
由可知,水对缸底产生的压力
(3)鱼的重力
水的重力
鱼缸对桌面的压力
鱼缸对桌面产生的压强
答:(1)水对鱼缸底的压强为Pa;
(2)水对鱼缸底产生的压力为20N;
(3)当鱼浮出水面呼吸的时候,鱼缸对桌面产生的压强为4100Pa。
28.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。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
b
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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
第八章 压强
专题11 液体的压强
1.物理观念:
(1)知道液体压强产生的原因,理解液体压强的特特点。
(2)知道液体压强的计算公式及公式中各个物理量的含义。
(3)了解连通器原理作用。了解液体压强在日常生活和工程实践中的应用,如深海潜水、液压系统等。
2.科学思维:知道控制变量法的含义,能够运用于这一方法进行科学探究。通过比较压强计的U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,知道这是利用了转换法。
3. 科学探究:探究并了解液体压强与哪些因素有关,培养实验探究能力。
4.科学态度与责任:培养学生对自然现象的好奇心和探究精神,激发对科学学习的兴趣。对液体压强问题能提出合理化建议。
知识点1. 液体压强特点:
1.液体压强产生原因:液体受重力,且具有流动性。
(1)液体由于受到重力,对支持它的容器底部产生压强。
(2)液体由于具有流动性,对阻碍液体流动的侧壁产生压强。
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.液体压强特点(通过实验探究得到):
(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。
知识点2.液体压强计算公式:
(1)液体压强计算公式:
(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。
知识点3.连通器
(1)概念:上端开口,下端相连的容器叫做连通器。
(2)特点:连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面高度总是相同。
(3)应用:船闸、锅炉水位计、茶壶、自动喂水器等。
重要解题方法总结:
一、液体对容器底的压力与液体重力的关系
F=G F>G F<G
液体产生向下的力刚好全部作用在容器底部 除液体产生向下的力全部作用在容器底部外,容器壁还受到了压力 液体产生向下的力没有全部作用在容器底部
容器壁是竖直的,容器壁对液体水平方向的压力对容器底没有影响 容器壁是向下倾斜的,容器壁对液体产生向下的压力 容器壁是向上倾斜的,承担了部分压力
F=pS=ρghS=ρgV=G F=pS=ρghS>ρgV=G F=pS=ρghS<ρgV=G
二、利用液体压强公式求解问题时思维方法
(1)应用的公式是P=ρgh;
(2)g=9.8N/kg 有时题中为了计算简单给出g=10N/kg
(3)ρ是指产生压强的液体的密度,一般给出,但对常见的液体水,其密度需记忆。ρ水=1.0×103kg/m3(4)h是指深度,表示从自由液面到计算压强的那点之间的竖直距离,即深度是由上往下量的。对以上问题理解后,各量单位统一了,代入公式计算能很好地解决实际问题。
三、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。
四、U形管模型(连通器)
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:连通器内装同种液体,当液体静止时,液面总是相平的。连通器内装不同种液体,当液体静止时,液面不总是相平的。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。
五、杯子形状容器里液体对其底部压强压力问题思路模型
类型1.单个容器比较型
图示
F压与G液关系 F压>G液 F压
结论 液体对底部压力F压=底面积竖直以上液体重力(如图所示红色虚线框内液体)!
类型2.三个容器比较型
容器底面积相同,装有相同质量的同种液体 容器底面积相同,装有相同高度的同种液体
液体对容器底部的压力:F甲>F丙>F乙液体对容器底部的压强:p甲>p丙>p乙 液体对容器底部的压力:F甲=F丙=F乙液体对容器底部的压强:p甲=p丙=p乙
六、容器倒置中压强压力问题模型
1.未装满型
①液体对容器底的压力/压强:先p后F
a.液体对容器底的压强:p液=ρ液gh→ p甲
b.容器对桌面的压强:→ p甲′
①液体对容器底的压力/压强:先p后F
a.液体对容器底的压强:p液=ρ液gh,h不变→ p甲=p乙
b.液体对容器底的压力:F甲>G液,F乙
②容器对桌面的压力/压强:先F后p
a.容器对桌面的压力:F容=G总,G总不变 → F甲′=F乙′
b.容器对桌面的压强:→p甲′
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。
考点1.探究液体内部的压强与哪些因素有关?
【提出问题】液体内部的压强与哪些因素有关?
【猜想与假设】液体的压强可能与液体的方向、深度、液体的密度等因素有关。
【设计实验】只改变某一个可能的因素,观察液体压强的变化。
【准备实验】液体压强计、水、烧杯、盐水
【实验过程及分析】
(1)探究液体压强与方向的关系
①控制变量:控制探头所处深度、液体的密度相同;改变压强计的探头朝各个方向观察U形管两侧液面高度差的变化。
②现象及分析:U形管两边液面的高度差不变,即液体内部压强不变。由于探头所在液体深度相同、液体密度相同,探头朝向改变,液体压强不变,所以液体内部压强与方向无关。
③结论:液体内部向各个方向都有压强,同种液体在同一深度处向各个方向的压强都相等。
(2)探究液体压强与深度的关系
①控制变量:控制探头的朝向相同、液体的密度相同,改变探头所处液体的深度,观察U形管两侧液面高度差的变化。
②现象及分析:深度增加时,U形管两侧液面高度差变大,即液体内部的压强变大。由于液体密度相同,液体深度增加,压强增大,所以液体压强随深度的增加而增大。
③结论:同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)液体内部的压强与液体密度的关系
①控制变量:控制探头深度和方向均相同,改变液体的密度,观察U形管两侧液面高度差的变化。
②现象及分析:探头在盛有盐水时,U形管两侧液面高度差更大,即液体压强更大。由于探头所处深度和方向均相同,液体密度增大,压强增大,所以同一深度,液体压强随液体密度的增加而增大。
③结论:同一深度处,液体密度越大,压强越大。
【实验结论】(1)液体内向各个方向都有压强。
(2)在同种液体的同一深度处,液体向各个方向上的压强都相等。
(3)液体内部的压强与液体深度有关,同种液体内部,深度越深,压强越大。
(4)液体内部的压强与液体密度有关,同一深度处,液体密度越大,压强越大。
【例题1】(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
(考点1变式练1)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
(考点1变式练2)小何同学用图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
(1)该压强计___________(选填“是”或“不是”)连通器;
(2)实验前,若压强计两侧液面已有高度差,他首先应该___________(填字母);
A.拆除软管,待液面稳定后重新安装
B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
C.往U形管右侧中加入密度更大的液体
(3)小何同学利用调试好的压强计进行实验,比较图乙、丙可得到:在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而___________(选填“增大”或“减小”);
(4)比较图丙和图___________还可以得到:液体的压强与液体密度有关。
考点2. 液体压强的计算以及公式的应用 ( javascript:void(0)" \o "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/m ,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。
【例题2】(2025黑龙江牡丹江)如图所示,重为3N的薄壁容器中装有500g的水,水深10cm,容器的底面积为,水对容器底的压力为_______N,容器对桌面的压强为_____________Pa。
【答案】 4 2000
【解析】先计算水对容器底的压强,根据液体压强公式,
水的密度,
水深,
压强
再根据计算压力:容器底面积,压力
先计算容器对桌面压力(等于容器与水的总重力),水的质量,水的重力
总重力,即压力
容器对桌面的压强
(考点2变式练1)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
(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。
考点3. 连通器原理 ( javascript:void(0)" \o "连通器原理 )
1.概念:上端开口、下端联通的容器。
2.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.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。
【例题3】(2025四川成都)三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽之一。轮船过大坝要经过五级船闸,船闸应用了连通器原理,下列器具利用了该原理的是( )
A. 茶壶 B. 密度计 C. 高压锅 D. 液体温度计
【答案】A
【解析】连通器的特点是上端开口、底部连通,当装入同种液体且静止时,各容器液面相平。
A.茶壶的壶身与壶嘴底部连通,构成连通器,液面静止时,壶嘴和壶身的水面相平,故A符合题意;
B.密度计利用漂浮时,浮力等于重力的原理,与连通器无关,故B不符合题意;
C.高压锅通过增大气压提高沸点,属于气压应用,故C不符合题意;
D.液体温度计利用液体的热胀冷缩原理,与连通器无关,故D不符合题意。故选A。
(考点3变式练1)连通器在生活中有着广泛的应用,下图所示的事例中,不属于连通器的是( )
A. 茶壶 B.活塞式抽水机 C.下水弯管 D.船闸
(考点3变式练2)三峡船闸是目前世界上最大的双线五级船闸,如图所示是船闸的示意图,船闸是利用 原理工作的。从图中可以看出,轮船由下游经过船闸驶往上游。船在下游要进入闸室,先关闭阀门 和闸门C,再打开阀门 ,当闸室中水位与下游水位 时打开闸门D,船就可以驶入闸室。有一轮船通过船闸时,船底距离水面2.5m,此时船底受到水的压强为 Pa。(取10N/kg)
(考点3变式练3)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
(考点3变式练4)如图所示,U形管中左边装水、右边装某种油,当液体不流动时,相关参数如图所示,则下列有关叙述中正确的有( )
A.该U形管不属于连通器
B.该油的密度为0.8×103kg/m3
C.将右边试管内倒出3cm的油可以使得左右液面相平
D.向左边试管内加入一部分水,当液体不流动时可能使得左右液面相平
1.下列关于液体压强的说法中,不正确的是( )
A.液体压强产生的原因是因为液体受重力且具有流动性
B.液体内部向各个方向都有压强,且同种液体在同一深度向各方向的压强大小相等
C.拦河大坝修建为“上窄下宽”,是因为水的深度越深,液体的压强越大
D.两种不同的液体,谁的密度大,谁产生的压强大
2.著名的“木桶理论”,又被称为“短板效应”。若制作木桶的木板参差不齐,那么它能盛下多少水,不是由这个木桶中最长的木板来决定的,而是由最短的木板来决定。如图,木桶底部受到水的最大压强取决于( )
A.木桶的粗细 B.木桶的轻重
C.最长的一块木板 D.最短的一块木板
3.如图所示,小明将压强计的探头放入水中某一深度处,记下U形管中两液面的高度差h,已知。下列操作能够使高度差h增大的是( )
A.将探头向上移动一段距离 B.将探头水平向左移动一段距离
C.将探头放在食盐水中的同样深度处 D.将探头在原深度处向其他方向任意转动一个角度
4.如图所示的装置中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶 B.路面下的过水涵洞 C.U形管压强计 D.锅炉水位计
5. 如图所示的容器静止放在水平桌面上,4支管中液面相平,下列说法正确的是( )
A.b点处向上的压强等于向下的压强 B.c管液柱最长,c点处压强最大
C.d管液体体积最大,d点处压强最大 D.4支管中液体的密度不相同
6.如图所示,三个相同的烧杯,分别倒入等质量的三种液体,则液体对三个烧杯底的压强关系正确的是( )
A. p甲>p乙>p丙
B.p甲<p丙<p乙
C.p甲=p乙=p丙
D.因液体密度未知,所以无法比较
7. 如图所示,将同一支压强计的金属盒依次放入装有同种液体的甲、乙、丙容器中,金属盒面的朝向不同,但U形管液面的高度差相等,要观察到这样的实验现象,需要控制的实验条件是( )
A. 同一个人操作 B. 液体质量相等
C. 操作时间相等 D. 金属盒面的中心在液体中的深度相等
8.如图的是探究液体压强规律时得到的压强随深度变化的图像。下列说法正确的是( )
A.同种液体的压强随深度的增加而增大
B.A液体的密度大于B液体的密度
C.A液体的密度小于B液体的密度
D.相同容器中各装满一种液体,装满A液体时,容器底部受到的压强较大
9.如图,密闭的奶茶饮料平放在水平桌面上,若将饮料倒置过来放在桌面上,压力、压强的变化情况是( )
A.杯子对桌面的压力减小
B.杯子对桌面的压强不变
C.杯内奶茶对杯子底的压力增大
D.杯内奶茶对杯子底的压强增大
10. 如图所示,质量相同、底面积也相同且器壁厚度忽略不计的三个容器,分别装有质量相同和深度相等的甲、乙、丙三种不同液体,放在水平桌面上。下列说法正确的是( )
A.容器底部受到液体的压强是p甲
C.容器对桌面的压强是p甲′
A.本实验能说明液体对容器的侧壁有压强
B.若要检验“深度相同时液体压强跟密度有关”这一结论,则两边放入液体的液面应该在同一高度
C.若要检验“同种液体中液体压强跟深度有关”这一结论,则两边要放入不同密度的液体b
D.如图显示橡皮膜向左凸起形成一凹面可知,当两边液体深度相同时,左边液体密度更小,其压强更小
12.某容器由底面积不同、高度均为h的两个空心薄壁圆柱形玻璃粘合而成,两圆柱形玻璃内部连通,薄壁容器质量可以忽略。如图甲放置时,容器内部水的高度为,容器对地面的压强为p甲,水对容器底部的压强为pA。现将容器倒置,如图乙所示(内部水位未画出),容器对地面的压强为p乙,水对容器底部的压强为pB 以下关系正确的是( )
A.若 p甲:p乙=1:2,则 pA:pB=1:3
B.若 p甲:p乙=2:3,则 pA:pB=1:2
C.若 p甲:p乙=1:4,则 pA:pB=2:5
D.若 p甲:p乙=2:5,则 pA:pB=1:3
13. 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.
14. 在平底薄壁玻璃管底端包扎一层橡皮膜,将玻璃管竖直插入水中,浸入的深度为h1;逐渐向玻
璃管内加入未知液体,直至橡皮膜恰好变平时,管内液面的深度为h2,如图所示,则未知液体
的密度为( )
A.ρ水 B.ρ水 C.ρ水 D.ρ水
15.三峡船闸是世界上最大的船闸,它利用了 原理;高原地区大气压强比平原地区 得多(选填“大”或“小”),在高原上用普通锅很难将食物煮熟,因为气压低,水的沸点 100℃.(选填“高于”、“低于”或“等于”)
16. “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)
17. “奋斗者”号载人潜水器顺利完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务返回三亚。本航次中,“奋斗者”号总共完成了63次有效下潜作业,4次下潜深度超万米,平均深度7429米,下潜最大深度10010.9米。因液体压强随深度的增加而______(选填“增大”或“减小”),科研人员自主研发了抗压能力更强、韧性和可焊接性更好的Ti62A钛合金新材料,达到可以承受更大压力的目的。当“奋斗者”号载人潜水器下潜至10000米时,所受到海水的压强为______(取,g取)。
18.如图所示,将一未装满水的密闭矿泉水瓶,正立时水对瓶底的压力为F1,瓶底对桌面的压强为p1,倒立时水对瓶盖的压力为F2,瓶盖对桌面的压强为p2,则F1 F2,p1 p2(选填>、=或<)。
19.如图所示,鱼缸里有许多缓慢游动的鱼,A、B、C是其中三条鱼上的某点,已知A点的压强为帕,则A点所处的深度为 米;B点受到水的压力方向为向 (选填“上”或“下”);若C点的深度比A点增加0.1米,则C点水的压强为 帕。
20.如图所示,甲、乙两个相同的圆台形容器以不同的方式放在水平桌面上,容器内装有深度相同、密度不同的A、B液体,两液体对容器底部的压力相同,则两液体对容器底部压强pA pB,两液体密度ρA ρB,两容器对桌面的压力F甲 F乙。(均选填“>”、“=”或“<”)
21.科技改变生活,“扫地机器人”吸尘时,电机高速转动使机器内部的空气流速大,压强 (选填“大”或“小”),产生负压将灰尘压入吸尘盒内;如图所示,装修时,工人取两端开口的透明塑料软管灌满水,将它两端靠在墙面的不同地方,利用静止的水面A、B记下两个等高标记。这根软管相当于一个 。
22.我国三峡工程是举世瞩目的跨世纪工程,船可以顺利通过三峡大坝,如图所示是三峡大坝船闸的结构图,是利用了 原理,三峡大坝上游水库水深100m处的压强是 Pa(取10N/kg)。
23.学习了压强知识后,妙妙用如图所示的压强计探究“液体内部的压强”。
(1)使用前应检查压强计是否漏气,妙妙做了如图甲所示的检查,用手轻轻按压橡皮膜,发现U形管中的液面能灵活升降,则说明该装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)实验中通过比较压强计的U形管两侧液面的高度差来比较液体内部压强的大小,这是利用了 法。下列 (填序号)实验也用到了这种研究方法。
A.探究影响压力作用效果的因素
B.用机械停表测量时间
(3)比较丙、丁两次实验可知:液体内部的压强与液体的 有关。
(4)在图丁的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与盐水均匀混合后(液体不溢出),橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
(5)已知图戊中U形管左侧水柱高为2cm,右侧水柱高为8cm,则烧杯内金属盒所测位置处液体的压强为 Pa;U形管底部受到的液体的压强为 Pa。
24. 在“探究液体压强与哪些因素有关”时,同学们根据生活经验,提出如下猜想:
①可能与深度有关;②可能与方向有关;③可能与液体密度有关。
(1)请写出能支持猜想①的一个生活现象:______;
(2)为了验证猜想,他们利用如图所示的装置进行实验。实验前,应观察U形管两侧液面是否______;
(3)比较图中______两次实验可得出液体压强与深度的关系;比较乙、丙两次实验可得出:同种液体内部同一深度,液体向各方向的压强______;
(4)为探究液体压强与液体密度的关系,他们将探头放入另一杯浓盐水中,使探头在盐水中的朝向及______与图乙相同,观察比较U形管两侧液面高度差;
(5)为使U形管两侧液面高度差更明显,可将U形管中液体换成密度______(填“更大”或“更小”)的液体。
25.某同学用如图所示的实验器材探究“液体内部的压强”。
(1)在将探头放入液体前,用手指按压橡皮膜的目的是 。
(2)经检查,压强计完好,他把探头放入水中,此时出现的现象是;继续向下移动探头,会看到U形管两侧液面的高度差变大,由此得到的结论是: 。
(3)小明想用丙装置来测量液体的密度,他设计的实验步骤简要如下:
①在容器左边装入适量的水,用刻度尺测量橡皮膜到水面的深度,记为h1;
②在容器右边逐渐装入待测液体,直到橡皮膜刚好相平,用刻度尺测量橡皮膜到液面的深度,记为h2;
③写出所测液体的密度的表达式:ρ液= (水的密度用p0表示)。
26. 如图所示,一个高为45cm的薄壁容器放在水平地面上,容器内盛有0.8kg的水,容器部的横截面积为50cm2,上部的横截面积为10cm2,水深h为40cm,A 点到容器底的高度h1为10cm。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求A点受到水的压强;
(2)求水对容器底的压力。
27.如图所示,面积为的水平桌面正中央放着一个圆形鱼缸,鱼缸重为10N,内外底面积均为。缸内有质量为3kg的水和一条质量为100g的鱼,此时水的深度为20cm,(忽略鱼缸厚度,g取)求:
(1)水对鱼缸底的压强;
(2)水对鱼缸底产生的压力;
(3)当鱼浮出水面呼吸的时候,鱼缸对桌面产生的压强。
28.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。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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