初中物理探究液体压强的特点实验实验题

图是小红同学设计的用U形管压强计研究影响液体压强因素的实验：
请你在认真观察每个实验的基础上，回答下列问题：
实验1是想验证________相同时，液体的压强与________的关系；
实验2是想验证________相同时，液体的压强与________的关系；
实验3是想验证________相同时，液体向________的压强都________．

如图为小明“探究液体内部压强的特点”的实验过程图：

（1）小明首先用手指按了按探头的橡皮膜，发现U型管内液柱几乎无变化，其原因是　    　，然后小明重新调整好器材，继续实验；
（2）比较图A、图B、图C，得出结论：同种液体，同一深度，　        　；
（3）将图A中的探头逐渐下移，可观观察到U型管内液柱的高度差逐渐变大，得出结论：液体密度一定，　        　；
（4）向图B中的容器内加入一定量的浓盐水，为使探头在液体中的深度与加盐水前的深度相同，应将探头位置　 　（选填“上移”、“下移”或“不变”），并且观察到U型管内液柱的高度差变大，可得出结论：深度相同，液体密度越大，　   　；
（5）小明又想探究一下浮力大小与液体密度的关系，于是他找来了一个木块，分别放入了装有水和装有盐水的容器中，发现两次木块都漂浮在液面上，浮力都等于木块的重力，浮力相等，所以他得出结论：浮力大小与液体密度无关，他得出的结论是否正确？　  　，原因是　        　．

实验桌上有满足实验需要的如下器材：天平（含砝码）、容器内装有适量的水的烧杯、轻细线、铁架台、底面积为S且侧面有刻度的圆柱体金属块（其上表面有可拴细线的小孔）。请你利用上述器材设计一个实验证明：物体没入水中之前，下表面受到水向上的压强与它浸在水中的深度成正比。请写出实验步骤，画出实验数据记录表。

在探究“影响液体内部压强大小的因素“实验中：
（1）如图甲用手按压强计的橡皮膜，U形管内水面出现高度差；将橡皮膜放入酒精中，U形管内水面也出现高度差，这说明________．这种研究问题的方法是________法．
（2）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：①从U形管内向外倒出适量水；②拆除软管重新安装；③向U形管内加适量水．（选填序号）
（3）比较乙、丙实验可知，液体内部压强与液体的________有关；比较丙、丁实验可知，液体内部压强与液体的________有关．

“帕斯卡裂桶实验”的演示，激发了学生“探究影响液体压强大小因素”的兴趣．他们设计了如图所示的实验探究方案，图（a）、（b）、（d）中金属盒在液体中的深度相同．实验测得几种情况下压强计的U形管两侧液面高度差的大小关系是h₄＞h₁＝h₂＞h₃．
（1）实验中液体压强的大小变化是通过比较________________的变化来判断的，这种方法通常称为转换法．
（2）由图（a）和图________两次实验数据比较可以得出：液体的压强随深度的增加而增大．
（3）由图（a）和图（d）两次实验数据比较可以得出：________________________．

为了探究液体内部压强与哪些因素有关，部分同学提出如下猜想：
猜想1：液体内部的压强可能与液体的深度有关
猜想2：同一深度，方向不同，液体的压强可能不同
猜想3：液体内部的压强，可能与液体的密度有关
为了验证上述猜想1和猜想2，他们用压强计研究水内部的压强，得到的数据如下表：

序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
深度（cm）	5	5	5	10	10	10	15	15	15
橡皮膜方向	上	下	侧	上	下	侧	上	下	侧
压强计液面高度差（cm）	4.3	4.3	4.3	9.2	9.2	9.2	13.8	13.8	13.8

（1）请你分析实验数据并回答：为了验证猜想1，应选序号为________的实验数据；猜想2的结论是________________________________________．
（2）为了验证猜想3是否正确，在以上实验的基础上，请写出你设计的实验探究方案．

实验桌上有如下器材：天平一架、刻度尺一把、足够深的大水槽一个、底面积为S的细长平底试管一支、足量的水与细沙、小汤匙一个。要求从实验桌上选择适当的器材，设计一个实验证明：“当水的密度保持不变时，水内部的压强与水的深度成正比。” 请写出实验步骤并画出实验数据记录表。

小明在探究“液体压强的大小与液体深度和液体密度的关系”实验中，所用的器材有：U形管压强计、烧杯、刻度尺，足量的酒精、水和盐水，已知ρ_酒精＜ρ_水＜ρ_盐水。

（1）如图1是U形管压强计。实验前，为了检查探头与U形管之间是否漏气，小明用手轻压探头的橡皮膜，同时观察U形管两侧液面　                     　。

（2）在探究“液体压强的大小与液体深度的关系”时，记录的部分实验信息如下表：

实验 次数	液体 密度	液体深度 h/cm	U形管两侧液面 的高度差△h/cm	液体压强 的大小
1	相同	3	2.7	a
2		6	5.8	b
3		9	8.9	c

①请将表格中a、b、c三处空缺的信息补充完整：

a、　 　b、　 　c、　   　

②根据表中信息可得出的探究结论是　                                     　。

（3）在探究“液体压强的大小与液体密度的关系”时，三次实验现象如图2所示。三个烧杯中的液面相平，U形管两侧液面的高度差相同，探头在液体中的深度不同。

小明根据三次实验现象，并结合（2）中②的结论，得出了该探究结论。请你简要说明他分析实验信息得出该探究结论的过程　                                                                     　。

某物理小组在"研究液体内部的压强"实验时，想知道液体对容器底部的压强增加量△ $p_{液}$ 及容器对水平面的压强增加量△ $p_{容}$ 与哪些因素有关，他们选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中（水深大于小球直径，且水不溢出），如图所示，测出水对容器底部的压强增加量△ $p_{液}$ 及容器对水平面的压强增加量△ $p_{容}$ ，得到的实验数据如表中实验序号 $1-5$ 所示。

液体分类	水     $\left({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$					未知液体     $\left({\rho }_{液}\right)$
实验序号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
${\rho }_{球}\left(\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4
△     $p_{水}$ （帕     $)$	294	392	490	490	490	294	392	490	539	539
△     $p_{容}$ （帕     $)$	294	392	490	588	686	294	392	490	588	686

（1）本实验设计所用到的实验方法是下列中的 　　。

A．	$A.$ 控制变量法
B．	$B.$ 转换法
C．	$C.$ 等效替代法
D．	$D.$ 理想模型法

（2）分析比较表中实验序号 $1-5$ 中的数据及相关条件可知：当 ${\rho }_{球}$ 　　 ${\rho }_{水}$ （选填" $>$ "、" $<$ "、" $=$ "、" $⩾$ "、" $⩽$ " $)$ 时，△ $p_{液}=$ △ $p_{容}$ 。

（3）分析比较表中实验序号 $1-5$ 中的数据及相关条件可知：△ $p_{液}$ 与 ${\rho }_{球}$ 　　（选填"成正比"、"成反比"或"无关" $)$ 。

（4）他们仅改变液体种类，利用上述实验器材重复了实验，得到数据如表中实验序号 $6-10$ 所示。据此可知该液体的密度 ${\rho }_{液}=$ 　　 $\mathit{kg}/m^3$ 。

小敏同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”（乙和丙容器中装的是同种液体）。

（1）实验中，首先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” $)$；调节好压强计后， $U$形管两边液面相平。

（2）小敏把探头分别浸入到图甲、乙图中的两种液体（分别是水或者酒精）中，发现图甲中 $U$形管两边液柱的高度差比图乙的小，由此可以得出结论液体内部的压强跟液体的密度有关，他的结论是　　的（选填“正确”或“错误” $)$；　　（如果他的结论正确，此空填写“甲”中溶液是水还是酒精；如果他的结论错误，请填写错误原因）。接着他改变图乙中探头的深度，其探究情况如图丙所示。

（3）比较图　　，得出探头浸入液体中的深度越深， $U$形管两边液柱的高度差就越大，表示液体在此处的压强就越大。

（4）小敏还发现在同种液体中，探头所处深度相同时，只改变探头的方向， $U$形管两边液柱的高度差不变，表明　　。

如图所示，用微小压强计探究液体内部压强的特点。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水，甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同，丙与丁相同。

（1）为使实验现象更明显，压强计 形管中的液体最好用 　　（选填"水"或"水银" ；

（2）要探究液体压强与深度的关系，应选 　　两图；

（3）四个烧杯中，盐水密度最大的是 　　图。

小聪学习了固体压强后，爱动脑筋的他想探究液体内部是否有压强，液体内部压强究竟有哪些特点，小聪进行了大胆猜想：

猜想1：液体内部可能有压强

猜想2：液体内部的压强大小可能与方向有关

猜想3：液体内部的压强大小可能与液体深度有关

猜想4：液体内部的压强大小可能与液体的密度有关

$\dots$

为了验证以上猜想是否正确，小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材，设计并完成了实验探究。请你完成下列问题：（1）实验前，要通过调试，使压强计 $U$形管两边的液面　　，小聪在调试时发现，用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时， $U$形管两边液面几乎没有变化。如图所示，说明该压强计　　（选填“漏气”或“不漏气” $)$。（2）为了验证猜想1，小聪把探头放入水中，再观察压强计 $U$形管两边液面是否有　　来判断探头处是否受到水的压强。

（3）在验证其余猜想的过程中，小聪收集到如下表中的数据，根据表中的数据：

序号	液体	深度 $ℎ\left(\mathit{mm}\right)$	压强计
			橡皮膜方向	液面高度差 $\left(\mathit{mm}\right)$
1	水	20.0	朝上	18.5
2			朝下	18.5
3			朝左	18.5
4			朝右	18.5
5		40.0	朝上	36.8
6		60.0	朝上	54.6
7	酒精	60.0	朝上	43.5

①比较序号1、2、3、4的数据，可得出的结论是　　。

②为了验证猜想3，小聪完成的实验操作应该是表中序号为　　的实验。

③比较序号6、7两组数据，可得出液体的压强与液体　　有关。

（4）小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和　　法。

如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。

（1）压强计上的 $U$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）比较图乙和图丙，可以得到；液体的压强与　       　有关。

（4）比较　      　两图，可以得液体的压强与液体密度有关。

（5）已知图丁中 $U$形管左右两侧水面的高度差 $h=10\mathit{cm}$，则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为　   　 $\mathit{Pa}$． $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， ${\rho }_{\mathit{盐水}}=1.1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$。

2020年11月10日，"奋斗者"号在马里亚纳海沟成功坐底，创造了 的中国载人深潜新纪录，标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平。这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣，实验如图所示。

（1）图甲是 形管压强计，金属盒上的橡皮膜应该选用 　　（选填"薄"或"厚" 一些的较好，从结构来看，压强计 　　（选填"是"或"不是" 连通器。

（2）比较乙、丙两次实验可知：同种液体内部压强随深度的增加而 　　；比较乙、丁两次实验可初步判断：液体内部压强与液体密度 　　（选填"有关"或"无关" 。

（3）根据液体内部压强的规律可知，"奋斗者"号深潜到 时每平方米的舱体受到的海水压力为 　　 （取 ，相当于质量为 　　 的物体受到的重力。

（4）若图丁的实验中 形管左右两侧水面的高度差为 ，则橡皮管内气体的压强与管外大气压之差为 　　 ；在图乙的实验中，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" 。

小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。

（1）紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越　　；

（2）实验时的情形如图2所示，比较甲图和　　图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；

（3）比较图甲图和丙图，可以初步得出结论：液体内部压强与液体　　有关；

（4）小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究：

①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口　　；

②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没，如图丁所示，此时弹簧测力计的示数为　　 $N$，溢出的水全部流入小量筒中，排开水的体积为　　 $\mathit{mL}$，此时探头所受的浮力为　　 $N$；

③探头从丁图位置不断缓慢往下放（细线足够长，实验过程中橡皮膜没有破裂），排开水的质量　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$，弹簧测力计的示数会　　（选填字母）。

$A$．一直变大 $B$．先不变后变小 $C$．先变大后变小 $D$．先变小后变大