2024-2025学年版块9 压强 专题9-6 气体压强问题 （含答案） 初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲

2024-2025学年版块9压强专题9-6气体压强问题（含答案）初中物理尖子生自主招生培优讲义83讲专题9-6气体压强问题知识·解读1、理解气体压强的三个角度产生原因气体分子对容器壁频繁地碰撞产生的决定因素宏观上取决于气体的温度和体积微观上取决于分子的平均动能和分子的密集程度2、常见两种模型(1)活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体平衡时，有pS＝(1)活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体平衡时，有pS＝p0S＋mg(2)连通器模型(用液柱封闭一定质量的气体)平衡时对气体A有：pA＝p0＋ρgh1对气体B有：pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1所以pB＝p0＋ρg(h1－h2)典例·解读例1、例1、如图所示，内径均匀的U形管中装入水银，两管中水银面与管口的距离均为l＝10.0cm，大气压强p0＝75.8cmHg时，将右侧管口封闭，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差达h＝6.0cm为止．求活塞在管内移动的距离．【答案】【答案】6.4cm.【解析】设活塞移动的距离为xcm，则左侧气体体积为(l＋eq\f(h,2)－x)cm柱长，右侧气体体积为(l－eq\f(h,2))cm柱长，取右侧气体为研究对象．由等温变化规律得p0l＝p2(l－eq\f(h,2))解得p2＝eq\f(p0l,l－\f(h,2))＝eq\f(758,7)cmHg左侧气柱的压强为p1＝p2＋h＝eq\f(800,7)cmHg取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得p0l＝p1(l＋eq\f(h,2)－x)，解得x＝6.4cm.借题发挥两团气体问题中，对每一团气体来讲都独立满足eq\f(pV,T)＝常数；两部分气体往往满足一定的联系：如压强关系，体积关系等，从而再列出联系方程即可．例2、如图中两个汽缸质量均为M例2、如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？【答案】【答案】p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S).【解析】题图甲中选活塞为研究对象。pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)题图乙中选汽缸为研究对象得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。培优·训练1、如图所示的甲、乙两个容器，由一细管相通，细管中间有一开关K，先把开关关上，在两容器中装有不同量的水，甲中水面比乙中水面高，然后将甲容器的上口密封，打开开关K后，下列哪个判断是正确的（

）A、甲中的水能往乙中流，直到乙的水面比甲中的水面高出一些为止B、甲中的水不能往乙中流，水面高度都不变C、甲中的水能往乙中流，直到两容器中的水面相平为止D、甲中的水能往乙中流一些，但甲的水面一定比乙的高第1题图第2题图甲乙2、如图所示，竖直的弹簧支持着一倒立气缸内的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动．缸壁导热性良好，缸内气体的温度能与外界大气温度相同．下列结论中正确的是()A．若外界大气压增大，则弹簧的压缩量将会增大一些B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大C．若外界气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将减小D．若外界气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大3、若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强。4、一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离分别是多少？（已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0cmHg。环境温度不变。）5、如图所示，把一根两端开口的细玻璃管，通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中，从管口向瓶内吹入少量气体后，瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h.把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施)，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示，楼层12345管内与瓶内水面的高度差/cm55.35.766.3据实验现象下列判断错误的是()A.往瓶内吹气后，瓶内气压小于瓶外大气压B.水柱高度h增大，说明大气压降低了C.上楼的过程中，给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响D.水柱高度h越大，瓶内外的气体压强差越大

专题9-6气体压强问题知识·解读1、理解气体压强的三个角度产生原因气体分子对容器壁频繁地碰撞产生的决定因素宏观上取决于气体的温度和体积微观上取决于分子的平均动能和分子的密集程度2、常见两种模型(1)活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体平衡时，有pS＝(1)活塞模型(用活塞封闭一定质量的气体平衡时，有pS＝p0S＋mg(2)连通器模型(用液柱封闭一定质量的气体)平衡时对气体A有：pA＝p0＋ρgh1对气体B有：pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1所以pB＝p0＋ρg(h1－h2)典例·解读例1、例1、如图所示，内径均匀的U形管中装入水银，两管中水银面与管口的距离均为l＝10.0cm，大气压强p0＝75.8cmHg时，将右侧管口封闭，然后从左侧管口处将一活塞缓慢向下推入管中，直到左右两侧水银面高度差达h＝6.0cm为止．求活塞在管内移动的距离．【答案】【答案】6.4cm.【解析】设活塞移动的距离为xcm，则左侧气体体积为(l＋eq\f(h,2)－x)cm柱长，右侧气体体积为(l－eq\f(h,2))cm柱长，取右侧气体为研究对象．由等温变化规律得p0l＝p2(l－eq\f(h,2))解得p2＝eq\f(p0l,l－\f(h,2))＝eq\f(758,7)cmHg左侧气柱的压强为p1＝p2＋h＝eq\f(800,7)cmHg取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得p0l＝p1(l＋eq\f(h,2)－x)，解得x＝6.4cm.借题发挥两团气体问题中，对每一团气体来讲都独立满足eq\f(pV,T)＝常数；两部分气体往往满足一定的联系：如压强关系，体积关系等，从而再列出联系方程即可．例2、例2、如图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为p0，重力加速度为g，求封闭气体A、B的压强各多大？【答案】【答案】p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S).【解析】题图甲中选活塞为研究对象。pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)题图乙中选汽缸为研究对象得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。培优·训练1、如图所示的甲、乙两个容器，由一细管相通，细管中间有一开关K，先把开关关上，在两容器中装有不同量的水，甲中水面比乙中水面高，然后将甲容器的上口密封，打开开关K后，下列哪个判断是正确的（

）A、甲中的水能往乙中流，直到乙的水面比甲中的水面高出一些为止B、甲中的水不能往乙中流，水面高度都不变C、甲中的水能往乙中流，直到两容器中的水面相平为止D、甲中的水能往乙中流一些，但甲的水面一定比乙的高第1题图第2题图甲乙2、如图所示，竖直的弹簧支持着一倒立气缸内的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动．缸壁导热性良好，缸内气体的温度能与外界大气温度相同．下列结论中正确的是()A．若外界大气压增大，则弹簧的压缩量将会增大一些B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大C．若外界气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将减小D．若外界气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大3、若已知大气压强为p0，在图中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强。4、一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离分别是多少？（已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0cmHg。环境温度不变。）5、如图所示，把一根两端开口的细玻璃管，通过橡皮塞插入装有红色水的玻璃瓶中，从管口向瓶内吹入少量气体后，瓶内的水沿玻璃管上升的高度为h.把这个自制气压计从1楼带到5楼的过程中(对瓶子采取了保温措施)，观察到管内水柱的高度发生了变化，如下表所示，楼层12345管内与瓶内水面的高度差/cm55.35.766.3根据实验现象下列判断错误的是()A.往瓶内吹气后，瓶内气压小于瓶外大气压B.水柱高度h增大，说明大气压降低了C.上楼的过程中，给瓶子保温是为了避免温度对测量结果的影响D.水柱高度h越大，瓶内外的气体压强差越大

专题9-6气体压强问题例1、【答案】6.4cm.【解析】设活塞移动的距离为xcm，则左侧气体体积为(l＋eq\f(h,2)－x)cm柱长，右侧气体体积为(l－eq\f(h,2))cm柱长，取右侧气体为研究对象．由等温变化规律得p0l＝p2(l－eq\f(h,2))解得p2＝eq\f(p0l,l－\f(h,2))＝eq\f(758,7)cmHg左侧气柱的压强为p1＝p2＋h＝eq\f(800,7)cmHg取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得p0l＝p1(l＋eq\f(h,2)－x)，解得x＝6.4cm.借题发挥两团气体问题中，对每一团气体来讲都独立满足eq\f(pV,T)＝常数；两部分气体往往满足一定的联系：如压强关系，体积关系等，从而再列出联系方程即可．例2、【答案】p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S).【解析】题图甲中选活塞为研究对象。pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)题图乙中选汽缸为研究对象得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。取左侧气柱为研究对象，由等温变化规律得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。专题提升训练1、C2、D解析外界大气压增大时，气体体积减小，但对于整个系统，弹簧的弹力恒等于系统的总重量，弹簧的形变量不变．3、甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－eq\f(\r(3),2)ρgh丁：p0＋ρgh1戊：pa＝p0＋ρg(h2－h1－h3)pb＝p0＋ρg(h2－h1)解析在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知pAS＝－ρghS＋p0S所以p甲＝pA＝p0－ρgh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有：pAS＋ρghS＝p0S，得p乙＝pA＝p0－ρgh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有pA＋ρghsin60°＝pB＝p0所以p丙＝pA＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p丁S＝(p0＋ρgh1)S所以p丁＝p0＋ρgh1在戊图中，从开口端开始计算：右端为大气压p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为pb＝p0＋ρg(h2－h1)，而a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)。4、144cmHg9.42cm解析设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2。活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′。以cmHg为压强单位。由题给条件得p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg＝90cmHgl1＝20.0cm①l1′＝(20.0－eq\f(20.0－5.00,2))cm＝12.5cm②由玻意耳定律得p1l1S＝p1′l1′S③联立①②③式和题给条件得p1′＝144cmHg④依题意p2′＝p1′⑤l2′＝4.00cm＋eq\f(20.0－5.00,2)cm－h＝11.5cm－h⑥由玻意耳定律得p2l2S＝p2′l2′S⑦联立④⑤⑥⑦式和题给条件得h＝9.42cm⑧5、A【解析】向瓶内吹入少量气体后，瓶内水沿玻璃管上升高度h后，此时瓶内气压p内与瓶外大气压p外的关系为：p内＝p外＋ρ水gh.此时瓶内气压大于瓶外气压，A错误，符合题意；由p内＝p外＋ρ水gh可得p外＝p内－ρ水gh，当h增大时，瓶内气压几乎不变，瓶外气压变小，B正确，不符合题意；因装置受热膨胀或降温收缩时都会引起水柱高度的变化，因此给瓶子保温可避免温度对测量结果的影响，C正确，不符合题意；由p内＝p外＋ρ水gh可得，p内－p外＝ρ水gh，水柱高度越大，瓶内外气体压强差越大，D正确，不符合题意．故选A.专题9-7压强相关实验知识·解读实验一探究影响压力作用效果的因素【设计和进行实验】1.实验主要器材:海绵、沙子或橡皮泥等容易发生形变的物体(不用木板:因为受力时不容易发生形变,不利于观察实验现象)。2.实验方法:①转换法(通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果)。②控制变量法(探究压力的作用效果与压力大小的关系应控制受力面积不变;探究压力的作用效果与受力面积的关系应控制压力大小不变,通常采用叠加法)。【实验结论】3.压力的作用效果与压力的大小和接触面积大小有关。压力一定时,接触面积越小,压力的作用效果越明显;接触面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。突破二研究液体内部的压强【设计和进行实验】1.实验主要器材:U形管压强计(实验前需检查装置气密性:用手指压橡皮膜,观察U形管两侧液面是否有高度差。若有,说明良好;若高度差几乎不变,说明装置漏气,要重新组装)。2.实验方法:转换法(根据U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小)、控制变量法(①保持探头在液体中深度不变,改变探头方向,探究液体压强与方向的关系;②改变探头在液体中深度,探究液体压强与深度的关系;③同一深度,换用不同的液体,探究液体压强与液体密度的关系)。【数据处理和分析】3.设计实验数据记录表格,分析表格数据,可得出液体内部压强的特点:液体内部各个方向都有压强,并且在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等,深度越深,压强越大,液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。(液体压强的计算式:p=ρgh)典例·解读例1、在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验中,小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题:(1)压力的作用效果的大小是通过比较海绵的程度来确定的。(2)分析比较图乙和图丙的实验现象,可以得出结论:

。(3)分析比较图的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。(4)进一步综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象,并归纳得出结论:

。【答案】(1)凹陷(2)【答案】(1)凹陷(2)当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著(3)乙和丁(4)压力作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,压力越大,受力面积越小,压力作用效果越显著.【解析】实验中是利用砖块在海绵上探究压力的作用效果,是因为海绵受力后形状容易改变,通过其凹陷程度反映压力的作用效果的大小;图乙与图丙实验中砖对海绵的压力相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,说明压力的作用效果与受力面积有关;图乙、丁中海绵的受力面积相等,而压力不等,压力较大的丁图中海绵凹陷得深,说明压力的作用效果明显,从而得出压力的作用效果与压力大小有关。(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强(选填“越大”或“越小”)。(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强。(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随的增加而增大。(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液体的。【答案】【答案】(1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差变大【解析】(1)把水的内部压强的大小转换成U形管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。(3)(3)在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大。例3、在探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关的实验中,某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的,但有怎样的关系看法不同。在老师的帮助下,小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验,测出实心圆柱体竖直放置时(如图所示)对水平桌面上海绵的压下深度,实验记录见下表。序号物体底面积S/cm2高度h/cm海绵被压下深度/cm1合金甲圆柱体A1050.52合金甲圆柱体B101013合金甲圆柱体C201014合金乙圆柱体A1051.55合金乙圆柱体B101036合金乙圆柱体C20103(1)分析实验1、2或4、5可以得出:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的有关。(2)分析可以得出,当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。(3)此探究过程用到的科学探究方法有、。(4)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金甲圆柱体为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,圆柱体的高度为h,底面积为S)。表达式为。该推导出的表达式(选填“能”或“不能”)应用于各类固体的压强的计算。【答案】【答案】(1)高度(2)2、3或5、6(3)控制变量法转换法(4)p=ρgh不能【解析】(1)分析实验1、2或4、5,圆柱体的材料密度相同,高度不同,对水平面的压强不同,故可得出结论:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度有关。(2)当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关,要求圆柱体的密度相同,对水平面的压强也相同,而底面积必须不同,故序号2、3或5、6符合要求。(3)在探究多个因素对压强的影响时(3)在探究多个因素对压强的影响时,运用了控制变量法来研究某一因素的影响,还利用转换法——用海绵被压下的深度表示压力的作用效果。(4)已知合金的密度为ρ,圆柱体的高度为h,底面积为S,由压强的公式推导过程为p==ρgh。从推导过程可以看出p=ρgh这一公式只适用于质量分布均匀的实心柱状物体,不能应用于其他类固体(如质量分布不均匀,非柱体物体等)的压强的计算。培优·训练1、如图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验．第10题图(1)本实验的科学探究方法是______________和转换法．(2)小桌对海绵的压力改变了海绵的________(选填“形状”或“运动状态”)．(3)为了探究压力的作用效果与压力大小的关系，应比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力________(选填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显．(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较________两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积________(选填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显．2、如图甲所示，用微小压强计探究液体内部压强的特点．(ρ盐水>ρ水)(1)实验中，将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的________来表示．甲乙(2)为了使实验现象更明显，U形管中的液体最好用________的(选填“有色”或“无色”)．(3)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置，观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA，经过多次实验观察到同样的现象，这说明同种液体内部的压强随________的增加而增大．(4)将探头放在图乙所示液体内部等深的B、C位置，观察到U形管两侧液面的高度差hC____hB(选填“<”“＝”或“>”)，这是为了研究液体压强与液体________的关系．(5)由以上实验可知图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是________位置．3、小明用2mL注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和p=。步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步骤二:如图10-16所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。图10-16步骤三:用刻度尺测出注射器的长度为4.00cm。步骤四:算出大气压强值为Pa。同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样有利于。②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的(选填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。专题9-7压强相关实验知识·解读实验一探究影响压力作用效果的因素【设计和进行实验】1.实验主要器材:海绵、沙子或橡皮泥等容易发生形变的物体(不用木板:因为受力时不容易发生形变,不利于观察实验现象)。2.实验方法:①转换法(通过海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果)。②控制变量法(探究压力的作用效果与压力大小的关系应控制受力面积不变;探究压力的作用效果与受力面积的关系应控制压力大小不变,通常采用叠加法)。【实验结论】3.压力的作用效果与压力的大小和接触面积大小有关。压力一定时,接触面积越小,压力的作用效果越明显;接触面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显。突破二研究液体内部的压强【设计和进行实验】1.实验主要器材:U形管压强计(实验前需检查装置气密性:用手指压橡皮膜,观察U形管两侧液面是否有高度差。若有,说明良好;若高度差几乎不变,说明装置漏气,要重新组装)。2.实验方法:转换法(根据U形管两侧液面的高度差来判断液体压强的大小)、控制变量法(①保持探头在液体中深度不变,改变探头方向,探究液体压强与方向的关系;②改变探头在液体中深度,探究液体压强与深度的关系;③同一深度,换用不同的液体,探究液体压强与液体密度的关系)。【数据处理和分析】3.设计实验数据记录表格,分析表格数据,可得出液体内部压强的特点:液体内部各个方向都有压强,并且在液体内部的同一深度,向各个方向的压强都相等,深度越深,压强越大,液体内部压强的大小还跟液体的密度有关,在深度相同时,液体的密度越大,压强越大。(液体压强的计算式:p=ρgh)典例·解读例1、在探究压力的作用效果与哪些因素有关的实验中,小邹同学用一块海绵和两块规格相同的长方体砖块做了如图所示的一系列实验,请仔细观察,并分析回答下列问题:(1)压力的作用效果的大小是通过比较海绵的程度来确定的。(2)分析比较图乙和图丙的实验现象,可以得出结论:

。(3)分析比较图的实验现象,可得出结论:当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著。(4)进一步综合分析图甲、乙、丙和丁的实验现象,并归纳得出结论:

。【答案】(1)凹陷【答案】(1)凹陷(2)当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著(3)乙和丁(4)压力作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,压力越大,受力面积越小,压力作用效果越显著.【解析】实验中是利用砖块在海绵上探究压力的作用效果,是因为海绵受力后形状容易改变,通过其凹陷程度反映压力的作用效果的大小;图乙与图丙实验中砖对海绵的压力相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,说明压力的作用效果与受力面积有关;图乙、丁中海绵的受力面积相等,而压力不等,压力较大的丁图中海绵凹陷得深,说明压力的作用效果明显,从而得出压力的作用效果与压力大小有关。(1)把探头放入水中,通过观察U形管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小,高度差越大,水的压强(选填“越大”或“越小”)。(2)比较甲图、乙图和丙图,可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强。(3)在乙图中把探头慢慢下移,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,从而得到:在同一种液体里,液体的压强随的增加而增大。(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,则可以观察到U形管两边液体的。【答案】【答案】(1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差变大【解析】(1)把水的内部压强的大小转换成U形管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部向各个方向的压强相等。(3)(3)在乙图中把探头慢慢下移,控制液体的密度不变,改变深度,可以观察到U形管两边液体的高度差增大,得到:在同一种液体里,液体的压强随深度的增加而增大。(4)在乙图中,若只将烧杯中的水换成盐水,其他条件不变,控制深度不变,把水换成盐水,密度变大,则可以观察到U形管两边液体的高度差变大。例3、在探究实心圆柱体对地面的压强与哪些因素有关的实验中,某中学一小组的同学们认为此压强跟圆柱体的密度ρ、高度h、圆柱体底面积S是有关的,但有怎样的关系看法不同。在老师的帮助下,小组的同学们从实验室里挑选了由不同密度的合金材料制成、高度和横截面积不同、质量分布均匀的实心圆柱体做实验,测出实心圆柱体竖直放置时(如图所示)对水平桌面上海绵的压下深度,实验记录见下表。序号物体底面积S/cm2高度h/cm海绵被压下深度/cm1合金甲圆柱体A1050.52合金甲圆柱体B101013合金甲圆柱体C201014合金乙圆柱体A1051.55合金乙圆柱体B101036合金乙圆柱体C20103(1)分析实验1、2或4、5可以得出:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的有关。(2)分析可以得出,当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关。(3)此探究过程用到的科学探究方法有、。(4)实验结束之后,同学们在老师的指导下,以某一合金甲圆柱体为研究对象,推导它对海绵的压强大小的表达式(已知合金的密度为ρ,圆柱体的高度为h,底面积为S)。表达式为。该推导出的表达式(选填“能”或“不能”)应用于各类固体的压强的计算。【答案】【答案】(1)高度(2)2、3或5、6(3)控制变量法转换法(4)p=ρgh不能【解析】(1)分析实验1、2或4、5,圆柱体的材料密度相同,高度不同,对水平面的压强不同,故可得出结论:当圆柱体的材料密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与圆柱体的高度有关。(2)当圆柱体的密度相同时,实心圆柱体对水平地面的压强与底面积无关,要求圆柱体的密度相同,对水平面的压强也相同,而底面积必须不同,故序号2、3或5、6符合要求。(3)在探究多个因素对压强的影响时(3)在探究多个因素对压强的影响时,运用了控制变量法来研究某一因素的影响,还利用转换法——用海绵被压下的深度表示压力的作用效果。(4)已知合金的密度为ρ,圆柱体的高度为h,底面积为S,由压强的公式推导过程为p==ρgh。从推导过程可以看出p=ρgh这一公式只适用于质量分布均匀的实心柱状物体,不能应用于其他类固体(如质量分布不均匀,非柱体物体等)的压强的计算。培优·训练1、如图所示，某同学利用小桌、海绵和砝码等器材进行“探究压力的作用效果与哪些因素有关”的实验．第10题图(1)本实验的科学探究方法是______________和转换法．(2)小桌对海绵的压力改变了海绵的________(选填“形状”或“运动状态”)．(3)为了探究压力的作用效果与压力大小的关系，应比较图甲和图乙的实验，可知受力面积相同时，压力________(选填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显．(4)为了探究压力的作用效果与受力面积大小的关系，应比较________两图的实验，可知压力大小相同时，受力面积________(选填“越大”或“越小”)，压力的作用效果越明显．2、如图甲所示，用微小压强计探究液体内部压强的特点．(ρ盐水>ρ水)(1)实验中，将液体内部的压强大小转换为用U形管两侧液面的________来表示．甲乙(2)为了使实验现象更明显，U形管中的液体最好用________的(选填“有色”或“无色”)．(3)将探头放在图乙所示液体内部的A、B位置，观察到U形管两侧液面的高度差hB>hA，经过多次实验观察到同样的现象，这说明同种液体内部的压强随________的增加而增大．(4)将探头放在图乙所示液体内部等深的B、C位置，观察到U形管两侧液面的高度差hC____hB(选填“<”“＝”或“>”)，这是为了研究液体压强与液体________的关系．(5)由以上实验可知图乙所示液体内部A、B、C、D四个位置压强最大的是________位置．3、小明用2mL注射器、量程为0~10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值,本实验的原理是二力平衡和p=。步骤一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步骤二:如图10-16所示安装好器材,水平向右缓慢拉动注射器筒,当注射器中的活塞时,记下弹簧测力计的示数为5.2N。图10-16步骤三:用刻度尺测出注射器的长度为4.00cm。步骤四:算出大气压强值为Pa。同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后,对实验进行了如下改进:①将步骤一改为:先将注射器内抽满水,再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,这样有利于。②取下橡皮帽,重复步骤二的操作,读得弹簧测力计的示数为0.3N,由此可知,此时活塞所受到的(选填“摩擦力”或“大气压力”)为0.3N。小华根据改进后测得的数据,重新计算了大气压的值。

专题9-7压强相关实验例1、【答案】(1)凹陷(2)当压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越显著(3)乙和丁(4)压力作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关,压力越大,受力面积越小,压力作用效果越显著.【解析】实验中是利用砖块在海绵上探究压力的作用效果,是因为海绵受力后形状容易改变,通过其凹陷程度反映压力的作用效果的大小;图乙与图丙实验中砖对海绵的压力相同,受力面积不同,压力的作用效果不同,说明压力的作用效果与受力面积有关;图乙、丁中海绵的受力面积相等,而压力不等,压力较大的丁图中海绵凹陷得深,说明压力的作用效果明显,从而得出压力的作用效果与压力大小有关。例2、【答案】(1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差变大【解析】(1)把水的内部压强的大小转换成U形管两边液面高度差的大小来判断,液面高度差越大,表示水内部的压强越大。(2)比较甲图、乙图和丙图,控制液体密度和深度不变,改变探头的方向,U形管两侧的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液体内部