专题06 压强相关实验（原卷版）

专题06压强相关实验【知识储备】在研究影响压力作用效果因素的实验中，应采用的方法是控制变量法和转换法。在探究压力作用效果跟压力大小的关系时，应控制接触面的受力面积不变,改变压力的大小在探究压力作用效果跟受力面积大小的关系时,应控制压力大小不变,改变接触面的受力面积大小在探究液体内部压强的特点时，用到的主要仪器是刻度尺和U形管压强计,采用的方法是转换法和控制变量法。在探究液体内部同一深度处向各个方向的压强都相等时，应将橡皮膜在液体中的深度保持不变，改变橡皮膜的朝向;在探究液体的压强随深度的增加而增大时，应控制橡皮膜浸在同一种液体内，改变橡皮膜在液体中的深度;在探究不同液体的压强跟液体密度的关系时,改变液体的种类控制橡皮膜浸入液体中的深度相同大气压测量的原理是p=ρgh或p=F/S,在使用托里拆利实验测量大气压时,采用的方法是:在长然1m，一端封闭的玻璃管里注满汞，将管口堵住，然后倒插入汞液槽中,放开堵在管口的手指后,管内汞液面下降稳定后，测出管内外汞柱的高度差，管内汞柱产生的压强即为大气压的值【专题突破】1．如图是“探究液体内部压强的特点”的装置，容器内液面高度相同。（1）探头上的薄膜所受压强的大小是通过U形管左右两侧液面的来反映的。（2）比较甲、乙实验可知：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强大小；甲、丙实验说明，深度相同时，液体的密度越大，压强。（3）图甲中，水对探头上的薄膜产生的压强大小为Pa，软管内的气压（选填“大于”“小于”或“等于”）管外的大气压。2．小敏同学利用如图1装置探究“液体内部压强的特点”。（1）实验前必须检查压强计能否正常使用，若用手指不论轻压还是重压探头的橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化都很小，则说明该压强计的气密性（选填“好”或“差”）；若在使用压强计前发现U形管中有高度差，通过方法可以进行调节（填选项）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形管内加适量水（2）比较实验1两图得出的结论是。（3）比较实验2两图，说明液体的压强与液体密度有关，同一深度，（选填“水”或“盐水”）压强更大。（4）如果保持橡皮膜位置不变，在实验2的盐水中加入适量清水（液体不溢出），U形管内两液面的高度差将（选填：“变大”“变小”或“不变”）。（5）霞霞选择如图2的探究器材，容器中间用隔板分成大小相同且互不相通的A、B两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭，然后在A、B两侧分别倒入水和某种液体，当橡皮膜恢复平整时，橡皮膜面两侧深度为11cm、10cm，如图3所示，则液体的密度为g/cm3；（6）一只矿泉水瓶，其侧壁开有小孔a并用塞子塞住，瓶内盛有一定质量的酒精，如图4所示，把瓶放入盛水的烧杯中，当瓶内、外液面相平时，拔出a小孔上的塞子，则a孔有液体（选填“流入”、“流出”或“不流”）（ρ酒精＜ρ水）3．小刚在探究“影响压力作用效果的因素”时，取三个质量相同的圆柱形容器A、B、C，它们底面积的关系是SA＝SB＜SC。在三个容器中分别倒入适量的水和盐水，其中B、C两容器中液体质量相同。将它们分别放在三块相同的海绵上，如图甲、乙、丙所示。（1）实验中通过观察来比较压力的作用效果；（2）通过比较甲、乙两次实验可知：相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；（3）要想探究压力作用效果与受力面积的关系他应选择两次实验；（4）小刚还想利用这些器材探究影响液体压强的因素，于是他找来一个如图丁所示的液体压强计，将压强计探头放入B、C两容器中，保持探头在两种液体中的深度相同，发现探头在盐水中时，U形管左右两侧液面的高度差较大，这说明在深度相同时，越大，液体压强越大；（5）小刚看到手边的一个小金属块，他想再添加一个弹簧测力计和细线结合现有器材测出金属块的密度，于是他进行了如下操作：①如图戊所示，先用弹簧测力计测出金属块的重力；②再将石块浸没在B容器水中，静止后读取测力计的示数，则金属块所受浮力为N；③根据以上测量的数据，小刚算出了小金属块的密度为kg/m3。4．在篮球比赛前，小明给篮球充气时，发现充气越多感觉球越“硬”，又联想到充足气的轮胎在烈日下暴晒易爆胎。他认为这些现象与气体压强有关。气体压强的大小与哪些因素有关呢？和同学们讨论后，提出如下猜想：猜想1：气压大小可能与气体的温度有关；猜想2：气压大小可能与气体的体积有关；猜想3：气压大小可能与气体的多少有关。（1）同学们用汽车里的“胎压计”测量篮球充气时的气压，发现充气越多，示数越大。由此得出猜想3是（选填“正确”或“错误”）。（2）小明又用胎压计测量一个篮球的气压，示数如图所示，其值为kPa。当将篮球放在烈日下暴晒一段时间后，再测球中气压，发现胎压计的示数变大，可以得出的结论是。（3）为了验证猜想2，他们进行如下探究：如图乙所示，用注射器密封一段空气柱，保证其温度不变，利用注射器的刻度直接读出气体体积V，用弹簧测力计竖直向上拉注射器活塞来改变气体的体积，如果已知注射器活塞的横截面积为S，（不计活塞重及活塞与注射器壁之间的摩擦），当地大气压为标准大气压p0，当弹簧测力计的示数为F时，注射器内气体的压强计算表达式为p＝。（4）通过实验，得到了注射器内气压与对应体积的实验数据，如下表：p（×105Pa）1.00.80.60.50.40.2V（×10﹣5m3）1.01.251.672.02.5▲①请在图丙中，描点作出气压p与气体的体积V的关系图像。②根据表格数据和图像，可以推算，当气压p＝0.2×105Pa时，V＝m3。③为更直观反映气压p与体积V之间的关系，最好画出气压p与的图像。5．“飞机迷”小王学习了流体压强知识后，他想探究飞机升力大小与哪些因素有关。他猜想：升力大小与机翼形状、飞机飞行速度和飞机的迎角（机翼轴线与水平气流方向的夹角）有关。（1）小王制作了如图甲所示的飞机机翼模型，机翼做成该形状的原因是流体流速大处压强，从而获得向上的升力；（2）他利用如图乙和丙的电风扇、升力测力计、飞机模型进行实验探究。在探究升力与迎角的关系时，按以下步骤进行：①调节使风扇风速最大，并使飞机模型的迎角为0°，记录测力计的示数，多次实验求平均值；②改变，重复步骤①并计算升力平均值；③得到“升力与迎角的关系”的图像如图丁。由图像可知：飞机速度一定时，迎角增大，升力会（填序号）；A．逐渐变大B．逐渐变小C．先增大后减小D．先减小后增大（3）资料显示：本实验结论与实际相符，若某飞机以80km/h做水平匀速直线飞行，迎角为θ1，后来以500km/h做水平匀速直线飞行时的迎角为θ2（θ1、θ2在15°和20°之间），则迎角θ1θ2（选填“＞”“＜”或“＝”）。6．（一）如图1是小明用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。（1）压强计中的U形管（选填“属于”或“不属于”）连通器。（2）在使用压强计前，发现U形管左右两侧的水面有一定的高度差，如图1甲，其调节的方法是（选填“A”或“B”），使U形管左右两侧的水面相平。A.将右侧支管中高出的水倒出B.取下软管重新安装（3）比较图1乙和图1丙，探究的问题是。（4）比较两图，发现液体的压强与液体密度有关。（二）小明利用U形管改造成如图2所示装置，将U形管倒置在两个容器中，左侧容器盛有水，右侧容器盛有某种液体。先用抽气机抽出U形管内部分空气，再关闭阀门K。（1）如图2所示，液柱上升是因为玻璃管内部气压外界大气压（选填“大于”、“小于”或“等于”）；（2）测得左右液柱的高度分别为h1和h2，则液体密度的表达式为ρ液＝。（3）玻璃管中的空气不能完全抽空，测量结果会（选填“偏大”、“偏小”或“不受影响”）。7．小明用电子秤、薄壁柱形容器（质量忽略不计，底面积为100cm2）、合金块（高度为5cm）、气球（质量忽略不计）、细线（质量和体积忽略不计）、水进行相关实验探究，操作步骤如图：①将电子秤放在水平台上，测出合金的质量，如图甲；②将柱形容器放置在电子秤上，向其中装入部分水，如图乙；③将合金块与气球用细线连接，用手拉着细线使它们逐渐进入水中，如图丙、丁、戊；④气球全部放气，撤去拉力，合金块沉入容器底部，如图己。请根据相关信息，回答如下问题：（1）实验过程中，气球的体积大小可反映气体受到液体压强的大小，根据图丁和戊，说明液体压强大小与有关。（2）根据图甲乙丙，可知合金块的密度为g/cm3。（3）根据图丙和丁，由电子秤示数的变化，说明浮力的大小与有关。丁图中气球所受的浮力为N，此时水对容器底部的压强为Pa。从图丁到戊，容器对桌面的压强变化了Pa。（4）若图戊中的气球缓慢向外漏气，手对细绳的拉力（选填“变大”“变小”“不变”），若将气体全部放完，撤去拉力，如图己，求图己中，合金块对容器底部的压强为Pa。8．气体产生的压强（气压）大小与哪些因素有关？某科学兴趣小组同学了解到如下信息：①篮球充气越多，越不易被压扁；②自行车轮胎在烈日下暴晒易爆胎；③密封在针筒内的空气只能被压缩在一定体积范围内。由此，他们猜想气压大小可能与气体的质量、温度及体积有关。（1）信息（填序号）可作为“气压大小可能与气体质量有关”的猜想依据。（2）小组同学对“气压大小与温度的关系”进行了探究，步骤如下：步骤一：取1m长的一端封闭的细玻璃管，在室温（20℃）下用水银密封一段空气柱，将其竖直固定，并标出