中考物理必考实验--探究液体压强与哪些因素有关

探究液体压强与哪些因素有关

一、选择题

1.（2024成都）在“探究液体内部的压强”实验中，实验现象如图所示，U形管内液面的高度差越大，表示探头所在位置的液体压强越大。下列说法正确的是（　　）

A. 比较甲、乙两图，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大

B. 比较甲、丙两图，可得出结论：在不同液体中，深度越深压强越大

C. 比较乙、丙两图，可得出结论：液体密度越小，压强越大

D. 比较甲、丙两图，可得出结论：液体密度越大，压强越大

【答案】A

【解析】A．甲、乙两图，同种液体，密度相同，探头所处深度不同，乙图中，深度较大，U形管内液面的高度差较大，说明乙图中探头所在位置的液体压强较大，可得出结论：在同种液体中，深度越深压强越大，故A正确；

B．甲、丙两图，液体不同，密度不同，探头所处深度不同，没有控制探头所处深度相同，不符合控制变量法要求，因此不能得出在不同液体中，深度越深压强越大的结论，故B错误；

C．乙、丙两图，液体不同，密度不同，探头所处深度相同，丙图中，盐水的密度较大，U形管内液面的高度差较大，说明丙图中探头所在位置的液体压强较大，可得出结论：液体密度越大，压强越大，故C错误；

D．甲、丙两图，根据B选项分析可知，不能得出液体密度越大，压强越大的结论，故D错误。

故选A。

2. （2024无锡）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。

3. （2023济南）在学习“液体的压强”时，同学们通过活动体验了“液体内部向各个方向都有压强”后，物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中，瓶中形成了如图所示的“喷泉”。各学习小组根据观察到的现象，提出了以下四个有待深入研究的问题。其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（　　）

A. 水内部的压强与所处的深度有什么关系

B. 液体内部的压强与所处的深度有什么关系

C. 液体内部的压强与液体的种类是否有关

D. 液体内部的压强与哪些因素有关

【答案】B

【解析】AB．根据题意可知，物理老师把底部有小孔的空透明矿泉水瓶竖直压入水中，深度越深，小孔水喷得越高，说明在同种液体内部，压强随深度的增大而增大，为了使实验具有普遍性，换用其它液体进行实验，因此探究“液体内部的压强与液体的深度有什么关系？”最有探究价值且易于探究，故A不符合题意，B符合题意；

C．实验中用到的是同种液体，不能探究液体内部的压强与液体的种类是否有关，故C不符合题意；

D．实验中探究液体压强与深度的关系，没有探究液体压强与其它因素的关系，故D不符合题意。故选B。

二、实验探究题

1.（2024天津）某小组想通过实验探究液体压强与哪些因素有关。老师提供的器材有压强计、大水槽、刻度尺及足量的水，实验时将压强计的探头放在水中，U形管左右两侧液面高度差的大小可以反映薄膜所受压强的大小，如图所示。

该小组同学利用上述器材进行实验，并在下表中记录了实验获得的数据。

请你解答如下问题：

（1）分析表中___________（填实验序号）三组数据可知：在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都相等；

（2）分析表中①②③三组数据，可初步得出结论：在同种液体中，____________；

（3）若在以上实验器材的基础上，再增加足量的食用盐，还可以探究液体压强与__________是否有关。

【答案】（1）②④（2）深度越深，压强越大（3）液体的密度

【解析】（1）②④⑤三次实验只有探头方向不同，其他因素相同，故探究的是液体压强与方向的关系，根据实验数据可知，在同一液体的同一深度，向各个方向压强相等。

（2）分析表中①②③三组数据，只有深度不同，故探究的是液体压强与深度的关系，根据实验数据可知，同一液体，深度越深，压强越大。

（3）要探究体压强与液体的密度有关，则只改变液体密度，其他条件均保持不变，故再增加足量的食用盐。利用题中所给实验仪器，可以探究液体压强是否与液体的密度有关。

2. （2024云南）实验小组用如图的装置探究“液体内部压强与哪些因素有关”。

（1）为使实验现象明显，U形管中的液体选择__________的更好（选填“有色”或“无色”）；

（2）在图甲中，固定探头在水中的深度，多次改变探头朝向，这是为了探究在同种液体内部的同一深度，液体向___________的压强大小关系；

（3）比较甲、乙两图可知，在同种液体内部，深度越大，压强___________。比较__________两图可知，在液体内部的同一深度，液体的密度越大，压强越大。

【答案】（1）有色（2）各个方向（3）越大乙、丙

【解析】（1）有色液体与周围环境间的差异更大，所以选择有色液体进行实验时实验现象更明显。

（2）固定探头在水中的深度，多次改变探头朝向，探头受到不同方向的液体压强，这是为了探究在同种液体内部的同一深度，液体向各个方向的压强大小关系。

（3）由图可知，乙中橡皮膜的深度更深，U形管两侧液体高度差更大，说明在同种液体内部，深度越大，压强越大。

由图乙、丙可知，深度相同时，丙中液体密度更大，U形管两侧液体高度差更大，说明在液体内部的同一深度，液体的密度越大，压强越大。

3. （2024宜宾）某兴趣小组利用如图所示器材，探究“液体压强跟哪些因素有关”。

（1）实验前，利用U形管、橡皮管、扎紧橡皮膜的探头、红墨水等组装成压强计，放在空气中静止后，发现U形管两边的液面出现如图甲所示的情景，接下来正确的调节方法是_________（填写正确选项前的字母）；

A．将U形管右侧高出部分的液体倒出

B．向U形管中继续盛装液体

C．取下橡皮管，重新进行安装

（2）压强计是通过观察U形管两端液面的_________来显示橡皮膜所受压强大小的仪器；

（3）通过比较图中_________两个实验，是为了探究液体的压强与液体深度的关系，这种实验研究方法是_________法，依据得出的结论，拦河大坝要做成_________（选填“上窄下宽”或“上宽下窄”）的形状；

（4）某次实验测得压强计中U形管左右两侧液面的高度差为8cm，则橡皮管内气体的压强与大气压之差为_________Pa；（，g取）

（5）利用如下图甲的实验器材进行拓展实验：容器中间用隔板分成A、B两部分，隔板底部有一小圆孔（用C表示），用薄橡皮膜封闭，橡皮膜两侧压强不同时，其形状会发生改变。如图乙，当在A中盛水，测得深度为12cm，在B中盛某种液体，测得深度为15cm，此时C处橡皮膜形状刚好不改变，则B中液体密度_________。（）

【答案】（1）C（2）高度差（3）乙、丙控制变量上窄下宽（4）800（5）

【解析】（1）实验前，将金属盒的橡皮管装在U形管的一侧后，如果右侧液面高，左侧液面低，说明U形管两边液面上方压强不同，则应将橡皮管取下，重新安装，使两边液面相平，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的，故AB不符合题意，C符合题意。

故选C。

（2）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大小，U形管两侧液面高度差越大，橡皮膜受到的压强越大，使用了转换法。

（3）为了探究液体的压强与液体深度的关系，需要控制液体的密度相同，橡皮膜所处的深度不同，因此需要比较乙、丙两次实验，使用了控制变量法。

由乙、丙两图可知，同一液体中，深度越深，压强越大，为了使拦河坝能承受更大的水压，应把拦河坝设计成上窄下宽的形状。

（4）橡皮管内气体的压强与大气压之差为

（5）C处橡皮膜形状刚好不改变，则容器两侧压强相等，故

则

4. （2024河南）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。

5. （2023四川）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。

【答案】（1）不漏气（2）CD（3）液体密度（4）相同（5）

【解析】（1）根据装置气密性的知识可知，用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置不漏气。

（2）通过比较CD两图，液体的密度不变，深度越深，液体的压强越大，所以，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，液体的深度是相同的，液体的密度不同，液体的压强就不同，所以，可探究液体压强与液体密度的关系。

（4）通过比较A、B、C三图，液体密度和液体深度相同时，橡皮膜的方向不同，U形管的液面高度差相同，所以，可得出结论：同种液体在相同深度向各个方向的压强相同。

（5）根据题意可知，U形管两侧水面高度差为10cm，此时U形管内外的气压差为

6. （2022四川）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。

【答案】（1）气密性（2）相等（3）密度（4）D

【解析】（1）为了使实验顺利进行，使用前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，这是为了检查实验装置的气密性。

（2）通过比较A、B、C三图可知，探头在水中的深度相同，橡皮膜的朝向，U形管液面高度差不变，说明在液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等。

（3）通过比较D、E两图可知，探头在液体中的深度相同，液体的密度不同，且盐水的密度大于水的密度，探头在盐水中U形管液面高度差大于探头在水中液面高度差，即在液体内部的同一深度，液体的密度越大，压强越大。

（4）通过比较B图与D图可知，水的压强随深度的增加而增大，所以三峡大坝设计成上窄下宽的形状，可以承受更大的压强。

7. （2022湖南）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=___________（选择题中合适的字母和ρ_水表示）。

【答案】（1）不漏气B（2）800（3）增加（4）密度（5）

【解析】（1）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，则说明橡皮管里的空气对U形管内左端液面有压力，空气没有漏掉，所以装置不漏气。

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；从U形管内向外倒出适量水和向U形管内添加适量水都不能使U形管中两管上方的气体压强相等，故B符合题意，AC不符合题意。

故选B。

（2）U形管左右两侧水面的高度差为

h=8cm=0.08m

则橡皮管内气体的压强与大气压之差等于U形管左右两侧水产生的压强差，约为

p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.08m=800Pa

（3）分析图②、图③的实验知液体的密度相同，深度不同，深度越深，U形管液面的高度差越大，液体内部压强越大，得出结论：同种液体中，液体压强随液体深度的增加而增加。

（4）分析图③、图④的实验知液体的深度相同，液体的密度不同，且密度越大，U形管液面的高度差越大，液体内部压强越大，得出结论：在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。

（5）实验时，橡皮膜两侧受到的压强容易观察，所以需要利用水和液体在橡皮膜处的压强相等来计算液体压强，因此需要测量待测液体和水到橡皮膜中心的深度，如图⑤，橡皮膜相平，所以橡皮膜左侧和右侧的压强相等，即p_左=p_右，根据液体压强公式可得

ρ_水gh₄=ρgh₂

解得待测液体密度的表达式为。

8. （2020黑龙江）某同学用下列器材探究“液体内部的压强”。

(1)他向图甲的U形管内注入适量的红墨水，红墨水静止时，U形管两侧液面高度______；

(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的______来反映橡皮膜所受压强的大小，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______；（填“漏气”或“不漏气”）

(3)他把探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强是______Pa；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与液体的______有关；

(4)为了检验“液体内部的压强与液体密度有关”这一结论，他用图丙的装置，在容器的左右两侧分别装入深度相同的不同液体，看到橡皮膜向左侧凸起，则______侧液体的密度较大。（填“左”或“右”）

【答案】(1)相同或相等或相平 (2)高度差不漏气(3)600深度(4)右

【解析】(1)由图甲可知，向U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，根据连通器原理，U形管左右两侧液面相平。

(2)图乙压强计通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大小，液面的高度差越大，说明橡皮膜所受压强较大。

用手指按压橡皮膜发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置不漏气，如果装置漏气，挤压橡皮膜，U形管两边也不会出现高度差。

(3)探头放入水面下6cm处，探头受到水的压强

p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa

向下移动探头，看到U形管两侧液面的高度差变大，说明液体内部的压强与液体的深度有关，深度越深，压强越大。

(4)相同深度，液体的密度越大，压强越大，在容器左右两部分分别装入深度相同的不同液体，橡皮膜向左侧凸起，说明橡皮膜右侧的液体压强较大，右侧液体的密度较大。