2025年高考物理第二轮专项复习(全国通用)实验9探究液体压强与哪些因素有关专题特训(学生版+解析)

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一、液体压强的特点
1.液体内部有压强
如图所示，在一个两端开口的玻璃管底端扎好橡皮膜，或在侧壁有开口的玻璃圆筒上扎好橡皮膜，分别逐渐加水并观察现象。
【探究归纳】
（1）液体由于受到重力作用，因此对支撑它的容器底部有压强；
（2）液体由于具有流动性，因此对阻碍它流动的容器侧壁有压强；
（3）液体由于流动而在内部互相挤压，因此液体内部向各个方向都有压强。
二、实验探究：液体内部压强的大小可能与哪些因素有关
【探究归纳】
液体内部压强的特点：
（1）液体内部向各个方向都有压强，在同种液体的同一深度，向各个方向的压强都相等；
（2）同种液体内部的压强随深度的增大而增大；
（3）液体内部压强的大小还跟液体密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。
（2024•德阳）小明同学利用如图甲、乙所示的实验装置来探究“影响压力作用效果的因素”，两个质量相同的圆柱形容器A、B，它们底面积的关系为SA＜SB，两个容器中分别装入质量相同的水和盐水，将它们分别放在两块相同的海绵上。（ρ水＜ρ盐水）
（1）比较甲、乙两图，通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，由此说明：压力相同时， 越大，压力的作用效果越不明显；
（2）小明同学利用这些器材继续探究“影响液体压强的因素”，于是他找来一个如图丙所示的微小压强计，将压强计的探头向下先后放入A、B两容器液体的相同深度处，发现探头在B容器中，U形管左右两侧液面的高度差较 （选填“大”或“小”），说明在深度相同时， 越大，液体压强越大；
（3）再将探头放入B容器中的某一深度，仅改变探头的方向，则U形管左右两侧液面的高度差 （选填“不变”或“改变”），由此说明：在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度，向各个方向的压强大小 ；
（4）本实验中液体压强大小的变化是通过比较U形管两侧液面的高度差来判断的，下面列举的与此研究方法相同的是 。
A.在研究磁场时，为了形象地描述磁场而引入磁感线
B.探究摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的关系时，需要控制压力大小一定
C.在实验事实的基础上加以科学推理，得出声音不能在真空中传播
D.根据液体温度计中液柱上升的高度来反映物体温度的变化
（2024•吴中区模拟）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）通过观察玻璃管下方薄膜鼓起的程度反映液体压强的大小，用到的研究方法是 （控制变量法/类比法/转换法）；
（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。
（2024•义县模拟）探究“影响液体内部压强大小的因素”时，同学们设计了以下多种实验。
（1）比较图甲、乙可知，液体内部压强与 有关。
（2）在图乙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差不变，表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强 （选填“相等”或“不相等”）。
（3）如图丙所示，橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通，当向玻璃管中吹气时；U形管内液面较高的是 （选填“a”或“b”）侧。
（4）小王自制另一套装置探究液体压强与什么因素有关。如图丁所示，在一个右侧开孔并贴上橡皮膜的塑料瓶中装入部分水，然后将瓶子放入装有盐水的烧杯中，内外液面相平，发现橡皮膜内凹，说明当深度相同时， 越大，液体压强越大。
（5）小王想到可以用这套装置来测量液体密度。如图戊所示，将装有水的瓶子放入装有酒精的烧杯中，使橡皮膜变平，然后测量了水面到橡皮膜中心的距离为h1，酒精液面到橡皮膜中心的距离为h2，则酒精的密度ρ酒精＝ （用h1、h2、ρ水表示）。
（2024•黑龙江）小遥同学在做“探究液体压强与哪些因素有关”的实验。
（1）安装完实验器材后，小遥发现U形管两侧液面出现高度差，如图甲所示，接下来的操作： 。
（2）如图乙所示，从结构上看，压强计 （选填“属于”或“不属于”）连通器。
（3）通过比较丙、丁两图得出结论：同种液体， ，压强越大。
（4）若图丁中，探头在水中的深度为8cm，请你计算该处水的压强为 Pa。（ρ水=1.0×103kg/m3）（5）小遥还想探究液体内部压强与液体密度的关系，于是他向图丁烧杯中多次加盐水，发现U形管两侧液面高度差不断增大，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 。
（2024•宿迁）在“探究影响液体内部压强的因素”的活动中，兴趣小组准备了压强计、水和盐水等实验器材。
（1）对于图甲所示压强计出现的问题，应将压强计金属盒拿出液体，然后 ；
A.将U形管中液体倒出一部分
B.更换U形管中液体
C.检查压强计的气密性
（2）正确处理存在问题之后，将压强计的金属盒放入液体中，如图乙、丙、丁所示，需要观察和记录U形管中 ；
（3）为了探究液体内部压强与液体密度的关系，应该比较 两图所示的实验；
（4）小明利用矿泉水瓶装满水，继续探究，如图戊①所示，将瓶盖拧紧，他只将N孔堵住，水从M孔也不能流出，因为水受到了 的作用。当他拧开瓶盖，放开两小孔，在瓶底部水平放置接水盘，发现水的落点为图戊②所示的B、C，于是他将接水盘向下平移至D处，使MA＝ND，水的落点为E、F。为了比较两小孔处液体压强大小，应比较AC与 的距离。
（2024•沭阳县校级二模）探究液体压强与哪些因素有关：
（1）如图甲所示，测量液体压强大小使用的仪器是 ；
（2）在图乙中，用 （选填“h1”“h2”或“h3”）的大小来判断探头处所受液体压强的大小；
（3）对比丙、丁两实验， （选填“能”或“不能”）得出液体内部的压强与液体的密度有关的结论；
（4）图甲中，探头上的橡皮膜应 （选填“薄”或“厚”）一些较好；
（5）为了使探头在同种液体、同一深度处时，U形管内的液面高度差增大一点，应 。
A．U形管中换用密度更小的液体
B．换用更细的U形管
C．换用稍长的U形管
（2024•荔城区校级模拟）【问题】小明的父亲是游泳馆中的教练，每天清洗水池前得先放干净水，小明参与放水，发现水越深出水口处的盖子越难打开，因此小明猜想可能是水的压强与深度有关。
【证据】（1）如图甲所示，压强计是通过U形管两侧液面的 来反映液体压强大小的，实验前用手指按压橡皮膜，观察U形管中的液面是否灵活升降来检测装置的气密性；
（2）如图乙所示，将压强计的探头浸入烧杯的水中，观察U形管中的液面；改变探头在水中的位置，如图丙所示，观察U形管中液面的变化情况；
（3）如图丁所示，将烧杯中的水换成盐水继续实验，并记录实验现象；
【解释】小明比较乙、丙两次实验可初步得出结论：同一液体内部的压强随深度的增加而 。通过比较丙、丁两次实验可得出液体压强与 有关；
【交流】若图甲中压强计探头在空气中放置时，U形管两侧液面左低右高，则出现这种情况的原因是U形管左侧液面上方的气压 （选填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压，调节的方法是 ；
【实践应用】如图戊所示，小明利用矿泉水瓶、橡皮膜、玻璃管等物品，自制了一个压强计，用来研究液体内部的压强。矿泉水瓶内用一小段液体密封了一定体积的空气。将自制的压强计逐渐浸入水中，则玻璃管中的一小段液柱会 。
（2024•东港区校级模拟）小军游泳时发现，当他从较浅的水域走向较深的水域时，会感到呼吸越来越困难。他认为这是由于液体对人施加的压力所产生的作用效果。小明想到压强可以反映压力的作用效果，如果探究出液体压强与哪些因素有关，就可以搞明白呼吸困难的原因了。关于这个问题，两人做出了以下的猜想。
猜想1：液体压强与液体的深度有关；
猜想2：液体压强与液体的密度有关。
（1）如图1甲所示，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”）；金属盒上的橡皮膜选用 （选填“薄”或“厚”）一些的较好；
（2）橡皮膜在同种液体、同一深度处时，为了使U形管内左右液面高度差增大一点，可以采取的措施是 ；
A．改用内径更细的U形管
B．U形管中换用密度更大的液体
C．U形管中换用密度更小的液体
（3）两人利用U形管压强计完成了如图1的实验操作，其中 两幅图的现象能解释小军游泳时发现的问题。根据这一现象，当把一个六面蒙有绷紧程度相同的橡皮膜的立方体置于水中时，如图2所示，能基本反映橡皮膜受到水的压强情况的是 ；
（4）两人为验证猜想2，对比了图1中相应的图，可得出结论： ；
（5）若将U形管压强计改造成如下图3所示的装置，将两个探头分别放在左、右两个容器内，左侧容器中为密度为ρ的液体，右侧容器中液体为水。当U形管压强计左右水面高度差为0时，两探头所处的深度高度差为Δh，则待测液体ρ ρ水（选填“＞”“＝”或“＜”）；
（6）实验结束后，两人在交流评估时反思，做实验时经常会出现原本U形管内相平的液面在每次测完压强后，无法恢复相平的情况，但重新拆装橡胶软管比较麻烦。于是两人对仪器进行了改装，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图4所示，打开阀门K，就能解决这一问题，这是利用了 原理。
（2024•广信区校级模拟）甲、乙两个完全相同的柱状容器内分别装有深度均为h的A、B两种不同液体，将一个U形管压强计进行改装，使其两端都装上完全相同的探头，探头未放入液体中之前两管液面齐平。现将探头分别放至甲、乙两容器底部，如图所示，U形管左右两侧液面高度分别为H1、H2，H1＜H2，分析并比较两种液体密度大小关系。
（2024•雁塔区校级模拟）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20cm，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。
实例
实验一
实验二
加水前
加水后
现象
橡皮膜向下凸出
橡皮膜向外凸出
图示
控制变量
现象分析
结论
控制探头的深度、液体的密度相同，改变压强计探头的方向
U型管两侧液面的高度差不变，即液体内部压强不变，说明液体内部压强与方向无关
液体内部向各个方向都有压强，同种液体在同一深度向各个方向的压强都相等
控制液体的密度、探头的方向相同，增大探头在液体中的深度
U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于液体的密度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是深度增加引起的
同种液体内部的压强随深度的增加而增大
控制探头的方向、在液体中的深度相同，增大液体的密度
U型管两侧液面的高度差变大，即液体内部压强变大。由于深度、探头的方向都是相同的，所以压强变大是液体密度变大引起的
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，液体内部的压强越大