实验11 探究液体内部的压强大小（原卷版）

实验11探究液体内部的压强大小基础考点梳理1.实验目的、方法（1）实验目的：探究影响液体内部压强的因素有哪些。（2）实验方法：控制变量法。2.实验猜想：液体内部压强可能与液体深度，液体的密度，液体重力，方向等有关。3.实验器材及图像：压强计；烧杯；食盐；水；刻度尺。（1）压强计：测量液体压强。（2）烧杯：盛放水。（3）食盐：改变液体密度。（4）水：实验对象。（5）刻度尺：测量压强计高度差。4.实验步骤步骤①将水倒入烧杯，如图甲，控制探头在水下深度不变，调节旋钮改变探头的朝向，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入表格。步骤②如图乙，控制橡皮膜的朝向不变，改变探头浸入水中的深度，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入表格。步骤③如图丙，控制探头在水和盐水下的深度相同，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入表格。5.实验结论液体内部向各个方向都有压强，压强随液体深度的增加而增加；同种液体在同深度的各处，各个方向的压强大小相等；不同的液体，在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体的压强越大。6.实验补充（1）液体压强的产生：液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用，若液体在失重的情况下，将无压强可言。

（2）液体压强具有以下几个特点

①液体除了对容器底部产生压强外，还对“限制”它流动的侧壁产生压强，固体则只对其支承面产生压强，方向总是与支承面垂直。

②在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度向各个方向的压强都相等，同种液体，深度越深，压强越大。

（3）容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。（4）液体压强的计算①计算液体压强的公式是p=ρgh。②液体压强的大小只取决于液体的种类（即密度ρ）和深度h，而和液体的质量、体积没有直接的关系。③运用液体压强的公式计算确定深度时，要注意是指液体与大气（不是与容器）的接触面向下到某处的竖直距离，不是指从容器底部向上的距离（那叫“高度”）。7.常考实验问题（1）液体内部压强的大小是通过压强计U形管左右两侧液面产生的压强差反映的。（2）比较甲、乙两图，可以得到，液体内部压强的大小与液体的深度有关；比较甲、丙两图，可以得到，液体内部的压强大小与液体的密度有关。（3）以上实验探究过程中，运用的物理探究方法是控制变量法和转换法。（4）为使实验现象更明显，压强计U形管中的液体最好用水（选填“水”或“水银”）。（5）压强计在使用前，需观察U形管两边液面是否相平，要检查装置的气密性。请简述检查气密性的方法：用手指按压强计的橡皮膜。（6）由图甲得出结论：同种液体，同一深度，液体向各个方向的压强相等。（7）液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性。（因此在太空失重情况下液体不会产生压强）。（8）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。（9）使用的U型管不是（填是或者不是）连通器。（10）此实验U型管内液体为什么要染成红色的原因是使实验效果明显，便于观察。精选真题汇编1．（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：。2．（2023•四川）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。3．（2022•广安）在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中。（1）用手指轻压金属盒橡皮膜，观察U形管液面高度差是否有明显变化，这是为了检查压强计的；（2）通过比较A、B、C三图可知，在液体内部的同一深度，向各个方向的压强；（3）通过比较D、E两图可知，在液体内部的同一深度，液体的越大，压强越大；（4）通过比较B图与图可知三峡大坝设计成上窄下宽的原因。4．（2022•盐城）小明做“探究液体内部压强与哪些因素有关”的实验。（1）实验中通过观察U形管两边液面来显示压强大小，手指轻按压强计上金属盒的橡皮膜，观察到U形管中液面不发生变化，说明该装置（填“漏气”或“不漏气”）。（2）对比甲、乙两图所示实验，说明液体内部压强与液体的有关。（3）为了探究液体内部同一深度不同方向压强大小，小明手应直接转动图乙装置中的（填①/②/③/④）。（4）在探究液体内部压强与液体密度关系时，小华认为两烧杯中液面必须相平，你（填“赞同”或“不赞同”）此观点，理由是。5．（2022•安徽）为探究液体压强与哪些因素有关，取一个空的透明塑料瓶，在瓶口扎上橡皮膜，将塑料瓶浸在液体中，橡皮膜向瓶内凹进得越多，表明液体的压强越大。（1）将塑料瓶竖直地浸入水中，第一次瓶口朝上（如图甲），第二次瓶口朝下（如图乙），两次塑料瓶在水里的位置相同。图乙中的橡皮膜凹进得更多，则可得到的实验结论是：同种液体中，，液体的压强越大；（2）若用体积相同的酒精（ρ酒精＜ρ水）进行实验，如图丙所示，塑料瓶在酒精里的位置与图乙相同，则图（选填“乙”或“丙”）中的橡皮膜凹进得更多。6．（2023•襄阳）在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中。（1）图甲中压强计气密性良好，则U形管（选填“属于”或“不属于”）连通器；（2）小冯同学由乙图到丙图的操作是为了探究在同一液体中液体压强与液体的关系；（3）在图丙中，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形管两侧液面的高度差（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）小冯同学对比乙、丙两图，得出一个猜想：在同一液体中，探头距离烧杯底部距离越小，液体压强越大。小俊同学只利用图丙中现有器材，保持探头位置不动，进行了简单操作后跟图乙对比（若图乙中探头的深度为h），就验证了小冯同学的猜想是错误的。小俊同学的操作是：。7．（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/cmU形管两侧液面高度差/cm1水向下43.92水向右43.93水向上43.94水向左43.95水向下87.86水向下1211.77浓盐水向下88.6（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】：。8．（2023•眉山）同学们利用U形管压强计探究液体压强与哪些因素有关。（1）如图甲所示，从结构上来看，U形管压强计（选填“是”或“不是”）连通器；在选择U形管压强计时，探头上的橡皮膜应该用（选填“薄”或“厚”）一些的较好。（2）把U形管压强计的探头放在液体中，通过观察U形管两边液面的高度差来表示探头处液体压强的大小，这种研究物理问题的方法是。（3）通过图乙、图丙所示的两次实验得出：同种液体，同一深度，液体内部向各个方向的压强；通过图乙、图丁所示的两次实验得出：在同种液体中，液体压强随着深度的增加而增大，因此拦河大坝要做成（选填“上窄下宽”或“上宽下窄”）的形状。（4）小张同学在图丁所示的实验中保持探头位置不变，向容器内加入适量的浓盐水，他发现U形管两边液面的高度差变大了，于是得出“同一深度，液体的密度越大压强越大”的结论。他的结论是不可靠的，原因是。9．（2023•恩施州）如图，利用微小压强计，做探究液体内部压强的实验。（1）如图甲所示，用手按压橡皮膜，U形管两侧液面出现高度差，是因为橡皮管内的气压（选填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压。（2）将压强计的探头浸入水中，观察到现象如图乙、丙、丁所示，这是比较同一液体内相同深度的压强大小，实验结论是同一液体内：。10．（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。11．（2023•凉山州）物理课上，同学们利用压强计“研究液体内部压强”，进行了如下的操作。（1）实验前，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）通过比较两图，可得出结论：同一种液体的压强随深度的增加而增大；（3）通过比较D、E两图，可探究液体压强与的关系；（4）通过比较A、B、C三图，可得出结论：同种液体在相同深度向各个方向的压强；（5）某次实验时，小王同学将探头放入水下，U形管两侧水面高度差为10cm，此时U形管内外的气压差为Pa。12．（2023•苏州）小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。（1）压强计通过U形管两侧液面的来反映被测压强大小。使用前，用手按压金属盒上的橡皮膜，发现两侧液面没有明显变化，接下来应进行的操作是；A.向U形管中注入一些水B.将U形管中水倒出一些C.检查装置是否漏气（2）小明在图甲中，保持金属盒深度不变，改变橡皮膜朝向，目的是为了探究液体内部压强大小与是否有关；（3）小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上，继续将金属盒下移一段距离，发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验，再与图甲比较，（能/不能）得出液体压强与液体密度有关的初步结论。13．（2023•重庆）小莉在“物理创新实验”社团活动中，看见如图甲的双探头压强计，该装置一次测量可采集多个数据，激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。（1）U形管A、B中装入同种液体，小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度，U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定，说明压强计（选填“漏气”或“不漏气”）。（2）如图甲，小莉先在装水的容器中进行实验；然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验，记录实验数据如表：序号液体种类探头C深度hC/cm高度差ΔhA/格探头D深度hD/cm高度差ΔhB/格1水365102水486123硫酸铜溶液395154硫酸铜溶液412618①分析表中（填序号）两次数据可知：同种液体中，深度越深，压强越大；②分析表中1、3（或2、4）数据可知：深度相同时，液体越大，压强越大；③根据表中数据，小莉估算出硫酸铜溶液的密度为g/cm3。（3）①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材（细金属管与浮筒相通），她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动，感受到细金属管对手的作用力越来越；浮筒竖直浸没水中后，仔细观察其表面橡皮膜形变更明显，从而分析出产生的原因；②让浮筒浸没后继续下降，浮筒受到的浮力将。14．（2022•滨州）在探究性学习活动中，某学习小组做了以下系列实验探究。（1）探究影响压力作用效果的因素，该小组用一块海绵、一张小桌和一个砝码，做了如图甲所示实验。请根据两图中的情景，提出一个要探究的问题是：。经过多次实验表明影响压力作用效果的因素是。根据实验结论，建立了压强概念和压强的表达式p＝。（2）该小组取三个高度均为h，密度同为ρ的实心均匀物体A、B、C。A、C是圆柱体，B是长方体，A、B的底面积都为S，C的底面积为。把它们放在水平桌面的海绵上，如图乙所示，发现海绵被压下的深度相同。该小组结合在（1）中得到的结论和表达式，分析出了A、B、C三个物体对海绵的压强均为p＝（只写出结果），解释了“海绵被压下的深度相同”的原因。（3）该小组研究液体内部的压强，用图丙A所示的器材进行实验探究。他们利用这些器材（选填“能”或“不能”）探究液体的压强跟液体的深度、液体的密度有关。此过程用的实验方法是（只写出一种）。该小组对液体压强的大小跟液体的深度、液体的密度之间的定量关系进一步思考。在图丙B容器内装有密度为ρ的液体，他们受到上面实验的启发，要想得到液面下深度h处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”，平面的面积为S。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力。因此，液面下深度h处的压强为p＝（写出推导过程）。（4）由（3）推导出的表达式，（选填“能”或“不能”）应用于大气压强。15．（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”）。16．（2023•常州）小明探究影响液体内部压强的因素。（1）用手轻按橡皮膜，现象如图甲所示，说明橡皮膜受到压强大小可以用U形管两侧液面的来表示。（2）比较乙、丙两图，可得结论：在同种液体中，液体内部的压强随的增大而增大。（3）比较、丁两图，可得结论：。17．（2023•北京）小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、液体的密度是否有关，进行了如甲、乙、丙图所示的实验。（1）实验中液体内部的压强是通过微小压强计反映。（2）甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与有关；乙、丙两图所示的实验说明液体内部的压强与有关。18．（2023•牡丹江）【分析归纳，拓展应用】研究液体内部压强实验的装置如图所示。将压强计探头分别放入水和盐水中，改变探头朝向和浸入深度，观察U形管液面高度差并记录，如表所示。次数探头朝向探头浸入深度/cmU形管液面高度差/cm水盐水①上55—②下55—③左55—④右55—⑤下109—⑥下2017—⑦下5—6⑧下10—11⑨下20—20（1）分析①②③④次实验表明，在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都。（2）分析②⑤⑥或⑦⑧⑨次实验表明，同种液体的压强随增加而增大。（3）分析两次实验表明，在深度相同时，液体压强还与液体的有关。（4）实验中通过观察U形管液面高度差来反映。（5）下潜深度是潜水器的一个重要指标，制造深海潜水器多采用钛合金材料，就是利用材料的性质。19．（2023•朝阳）小明在研究“液体内部的压强”实验中：（1）如图甲所示，从结构上看，压强计（选填“属于”或“不属于”）连通器。（2）他通过比较乙、丙两图可以得出：同种液体，，压强越大。（3）若丙图中，探头在水中的深度为5cm时，请你计算该处水的压强为Pa。（4）小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系，于是他向丙图烧杯中多次加盐水，发现U形管两侧液面高度差不断的增大，于是得出液体密度越大，压强越大的结论。他的结论是（选填“正确”或“错误”）的，理由是。20．（2023•赤峰）小亮学习了液体压强知识后，猜想：液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离有关。为此，他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证，实验情况如图所示。（1）小亮向小明介绍自己的实验推理过程：在甲、乙两烧杯中，A、B两点到烧杯底部的距离是不同的；通过观察压强计U形管两侧，判断出pApB；由此可以得出结论：液体内部某点压强与该点到容器底部距离有关。（2）小明反驳说：你在实验中没有控制相同，所以你的结论是错误的。在你的实验基础上，（选填序号），才能得出正确结论。A、把甲杯中的探头上移5cm或把乙杯中的探头下移5cmB、从甲杯中抽出5cm深的水或向乙杯中加入5cm深的水21．（2023•黄冈）小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。（1）使用压强计前要检查装置的气密性：用手指轻压探头橡皮膜，观察U形管的；（2）小明把压强计的探头浸入水中一定深度，把探头分别朝侧面、朝下、朝上（如图A、B、C），发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变，说明在同种液体内部的同一深度，的压强都相等；（3）小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大，压强越大”的结论，请指出小明实验中存在的问题：；（4）压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小，反映探头薄膜所受压强大小，应用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是。在使用压强计时，待探究液体与U形管中液体的密度差越（选填“大”或“小”），实验现象越明显。22．（2023•衡阳）在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，小亮同学取四只瓶嘴大小相同的塑料瓶去底（其中B、C、D三个粗细相同），在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒置，如图所示向A、B、C瓶中装入水，D瓶中装入盐水。（1）瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小，此研究方法是（选填“控制变量法”或“转换法”）。（2）根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液体的压强与液体的质量（选填“有关”或“无关”）。（3）根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液体的压强与液体的有关。（4）为了探究液体压强与液体密度的关系，要通过比较两个瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的结论是：液体压强与液体的密度有关。（5）实验后，该同学自制如图E装置继续探究，已知隔板在容器的中央，他向隔板左侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器有压强（选填“底部”或“侧壁”）。他再向隔板右侧倒入另一种液体，当加到一定程度时，橡皮膜恢复原状，如图F所示，则此液体密度（选填“大于”“等于”或“小于”）水的密度。23．（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。24．（2022•张家界）物理课上，同学们利用压强计“研究液体内部压强”，进行了如下的操作。（1）实验前，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”）。小明没有按压橡皮膜时，U形管两侧液面就存在高度差（如图①所示），接下来的操作是（选填字母）。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（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）正确操作后，分析图②、图③的实验现象，得出结论：同种液体中，液体压强随液体深度的增加而。（4）分析图③、图④的实验现象，得出结论：在深度相同时，液体的越大，压强越大。（5）小王用图⑤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h1B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度h2C.左侧水到容器底的深度h3D.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＝（选择题中合适的字母和ρ水表示）。25．（2023•齐齐哈尔）小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。（1）图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒