探究液体压强与哪些因素有关

一、 核心实验精讲

1. 实验目的

(1) 学会使用压强计；

(2) 探究液体内部压强的特点。

2. 实验方法

控制变量法、转换法。

3. 实验器材

压强计、清水、盐水、烧杯、铁架台。

4. 实验装置

5. 实验步骤

1. 检查装置气密性：用手轻压金属盒上的橡皮膜，观察U形管中的液柱是否变化，确保装置不漏气；
2. 探究液体内部向各个方向压强的关系：使金属盒在水中同一深度，改变金属盒的朝向，观察U形管两侧液面高度差；
3. 探究液体压强与深度的关系：使金属盒在水中同一方向，改变金属盒在液体中的深度，观察U形管两侧液面高度差；
4. 探究液体压强与液体密度的关系：使金属盒在水中和盐水中的深度和金属盒的朝向不变，观察U形管两侧液面高度差。

6. 实验数据记录表格

7. 实验现象及数据分析

1. 序号1、2、3、4：在水中深度相同时，改变金属盒的朝向，U形管两侧的液面高度差不变；
2. 序号1与5：金属盒的朝向相同，同种液体深度越深，U形管两侧液面高度差越大；
3. 序号5与6：在深度和金属盒朝向相同的情况下，盐水中压强计U形管两侧液面高度差大于水中的液面高度差。

8. 实验结论

• 液体内部向各个方向都有压强；
• 在液体的同一深度，各个方向的压强都相等；
• 深度越深，压强越大；
• 在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。

9. 拓展延伸

1. 液体压强与容器的形状、底面积无关；
2. 液体压强公式推导：$p = \frac{F}{S} = \frac{G}{S} = \frac{mg}{S} = \frac{\rho V g}{S} = \frac{\rho S h g}{S} = \rho g h$。

🚩 命题角度

1. 利用控制变量法和转换法进行实验；
2. 分析数据得出结论；
3. 实验前检查装置的气密性；
4. U形管中的液面判读；
5. 比较压强计浸入液体中压强是否相同的方法。

📝 经典真题及变式

同学们探究液体内部压强的特点，实验过程如图 16-1 所示。

(1) 如图 16-1A 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，探头上的橡皮膜应选用 ______（选填“薄”或“厚”）一些的较好。

(2) 实验中液体内部的压强是通过压强计 ______ 反映的。

(3) 使用前应检查装置是否漏气，方法是用手轻轻按压几下橡皮膜，如果 U 形管中的液面能灵活升降，则说明装置 ______（选填“漏气”或“不漏气”）。

(4) 实验前，小强发现压强计 U 形管两边红墨水的高度不相等，如图 A 所示，接下来的操作应该是 ______。

A. 再多加一些红墨水

B. 倒出一些红墨水

C. 取下软管重新安装

D. 按压金属盒的橡皮膜

(5) 排除故障后，他重新将金属盒放在水中某一深度处，使橡皮膜朝向不同的方向，如图 B、C、D、E 所示。这是为了探究 ______ 有关。

(6) 小强将金属盒浸没于水中，发现随着金属盒浸入水中的深度增大，U 形管两边液面的高度差逐渐变大，由此可知液体内部的压强与 ______ 有关。

(7) 在探究液体压强与密度的关系时，得到了 F、G 两图的实验现象，我们能够得到的结论是 ______。

(9) 在探究液体压强与密度的关系时，小华保持图 H 中金属盒的位置不变，并将适量盐水倒入烧杯中搅匀后，实验情形如图 I 所示。比较 H、I 两次实验，小华得出了：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大的结论。你认为他的结论 ______（选填“正确”或“不正确”），原因是 ______。若在图 G 的实验中，保持金属盒位置不变，在容器中加入适量清水与其均匀混合后（液体不溢出），橡皮膜受到的液体压强将 ______（选填“变大”“变小”或“无法判断”）。

(10) 若图 J 中 U 形管左右两侧红墨水的高度差 $h=10\text{ cm}$，则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为 ______ $\text{Pa}$。（$\rho_{盐水} = 1.1 \times 10^3\text{ kg/m}^3$，$\rho_{红墨水} = 1.0 \times 10^3\text{ kg/m}^3$，$g$ 取 $10\text{ N/kg}$）

(11) 由 L、M 两图进行实验对比，得出液体压强与盛液体的容器形状 ______（选填“有关”或“无关”）。

(13) 小明做实验时得到下列实验数据如下表。

根据表中的数据，请回答下列问题：

① 比较序号为 ______ 的三组数据，可得出的结论是：同种液体在同一深度处，各个方向的压强都相等；

② 比较序号为 3、4、5 的三组数据，可得出的结论是 ______；

③ 比较序号为 ______ 的两组数据可得出结论：同一深度处，不同液体的压强与密度有关。

(17) 根据液体内部压强的规律可知，“奋斗者”号深潜到 $10000\text{ m}$ 时每平方米的舱体受到的海水压力为 ______ $\text{N}$（取 $\rho_{海水} = 1.03 \times 10^3\text{ kg/m}^3$，$g$ 取 $10\text{ N/kg}$），相当于质量为 ______ $t$ 的物体受到的重力。

(18) （广西贺州中考）小唐自制了一个简易压强计，如图 16-3 所示，将简易压强计浸入水中，橡皮膜将 ______（选填“上凹”或“下凸”）；增加简易压强计在水中的深度，细玻璃管中液柱会 ______（选填“上升”或“下降”）。