初中物理探究液体压强的特点实验实验题

2017年11月30日，中国4500米载人潜水器--"深海勇士"号正式验收交付，4500米深度已经覆盖整个南海的探测，下潜、开发等方面需求。这个消息激发了小芳对"探究液体内部的压强"的兴趣，她进行的实验操作如图1所示。请依据所学知识解决下面几个问题：

（1）实验前，应调整压强计（甲图），使 $\mathit{U}$ 型管左右两边的液面 　 　。

（2）比较丙、丁两图是探究液体压强与 　　的关系

（3）比较乙丙两图可以得出的结论是 　　。

（4）请举出生活中应用该实验结论的一个事例： 　　。

（5）小芳完成上述实验后，用一" $\mathit{T}$ "形玻璃管对着 $\mathit{U}$ 形管左边管口吹气，如图2所示，可以看到 　　（填"左"或"右"）管中的液面较高，该实验说明了 　　。

有两只相同的烧杯，分别盛有体积相同的水和酒精，但没有标签，小李采用闻气味的方法判断出无气味的是水。小唐则采用压强计进行探究：
（1）若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度差变化    _（选填“大"或“小"）。小唐把调节好的压强计放在空气中时，U形管两边的液面应该        __。
（2）小唐把金属盒分别浸入到两种液体中，发现图（甲）中U形管两边的液柱高度差较小，认为图（甲）烧杯中盛的是酒精。他的结论是不可靠的，因为没有控制金属盒在液体中的     相同。

甲                       乙
（3）小唐发现在同种液体中，金属盒离液面的距离越深，U形管两边液柱的高度差就越   _，表示液体的压强越   _ __。
（4）小唐还发现在同种液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差_  __（选填“不变"或“变化"）。表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强     ___。

某兴趣小组用如图所示装置进行探究“影响液体内部压强的因素”实验。

已知：① $a$、 $b$两点压强等于外界大气压（大气压保持不变）；② $a$点压强等于 $a$点上方液柱压强与左管内气压 $P_1$之和；③ $b$点压强等于 $b$点上方液柱压强与右管内气压 $P_2$之和；④液体1和液体2密度不同。该小组同学先关闭 $K_2$打开 $K$和 $K_1$，用抽气机抽气，进行多次实验。再关闭 $K_1$打开 $K$和 $K_2$，重复上述操作，具体数据记录如表：

液体种类	液体1			液体种类	液体2
实验次数	第一次	第二次	第三次	实验次数	第四次	第五次	第六次
液柱高度 $(h_1/\mathit{cm})$	10	20	30	液柱高度 $(h_2/\mathit{cm})$	10	20	30
左管内气体压强 $(P_1/$千帕）	99	97	95	右管内气体压强 $(P_2/$千帕）	100	99	98

（1）以下研究过程所用到的方法与本实验中所用的方法明显不同的是　

$A$．研究磁极间的相互作用规律

$B$．研究压力的作用效果与受力面积大小的关系

$C$．研究滑动摩擦力大小与接触面积粗糙程度的关系

$D$．研究物体重力势能大小与物体被举高高度的关系

（2）通过比较第一次和第四次所测得的数据，可以研究　　。

（3）通过比较第四、第五、第六三次测得的数据，可以得出的结论是　　。

（4）探究液体压强与密度关系时，为了使结论更具普遍性，该小组同学还应如何继续实验（请写出实验思路，不需写具体步骤）　　。

一实验小组为进行某项探究实验活动，课前给实验室老师送去了一份器材清单，老师根据清单为他们准备的器材如图所示．

用图中的器材可探究的主题有：
A．液体内部压强大小与液体深度的关系；（填写器材序号）　         　_．
B．液体内部压强大小与液体密度的关系；（填写器材序号）　               　．
C．浮力大小与液体深度的关系；（填写器材序号）　                 　．

某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点。

（1）他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，U形管左右两侧液面的高度      。
（2）如图乙所示，他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后，多次改变探头在水中的深度，并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差，这是为了探究            。
（3）他换用其它液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在下列液体中的深度相同， U形管左右两侧液面的高度差最大的是             （选填A、B或C）。
A．酒精（ρ_酒精=0.8×l0³ kg/m³）
B．植物油（ρ_植物油=0.9×10³ kg/m³）
C．盐水（ρ_盐水=1.1×0³kg/m3）
(4)小莉同学在学了液体压强公式后，用公式对以上实验的数据进行分析计算（ g=10N/kg），金属盒在30mm深处水的压强是       Pa，而压强计的液面高度差为28mm，你认为造成此现象的原因是      。
（5）根据学习过的知识，你是否认为水内部压强大小跟研究的位置到水底的距离有关？
答：                 （选填“有关”、“无关”或“不确定”），

U型管压强计两边液面的　   　可表示液体内部压强的大小．利用右图的器材进行实验，可以研究水内部压强的大小与　   　的关系；若要继续研究液体内部的压强与液体密度的关系，还需要准备　  　（选填“更多的水”或“酒精”），实验时应保持U型管压强计的金属盒处于液体内的　          　．

在研究液体压强的实验中，进行了如图所示的操作：

（1）甲、乙两图是探究液体压强与             的关系。
（2）要探究液体压强与液体密度的关系，应选用             两个图进行对比。
（3）在图丙中，固定U型管压强计金属盒的橡皮膜在盐水中的深度，使金属盒处于：向上、向下、向左、向右等方位，这是为了探究同一深度处，液体向             的压强大小关系。
（4）要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关，应选择             两图进行对比，其结论是：液体压强与盛液体的容器形状             。

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．

下表是小莉同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时，压强计两液柱的液面高度情况．

序号	液体	深度h（mm）	压强计
左液面（mm）	右液面（mm）	液面高度差（mm）
1	水	30	186	214	28
2	60	171	229	58
3	90	158	242	84
4	盐水	90	154	246	92

（1）分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是：同种液体的压强随深度的增加而　 　，比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是：同一深度，不同液体的压强还跟液体的　  　有关．
（2）为了进一步研究在同一深度，同种液体向各个方向的压强是否相等，要改变探头橡皮膜的　  　．

图是用压强计演示液体内部压强情况的六幅图，除②图杯中装的浓盐水外，其余杯中装的都是水。请你仔细观察这六幅图后回答：
 
（1）比较①②两幅图，可以得出：液体内部压强大小跟液体的        有关；
（2）比较⑤⑥两幅图，可以得出：液体内部压强大小还跟液体的       有关；
（3）比较③④⑤三幅图，你还可以得出结论：                                  。

为了探究影响液体压强大小的因素，小明采用了图所示的实验装置。其中微小压强计可以反映液体内部压强大小的变化。小明将微小压强计的探头放在烧杯内固定，不断向烧杯中注入水，微小压强计U形管两侧液面高度差增大，表明水内部压强随深度增加而增大。小华却认为：微小压强计U形管两侧液面高度差增大，是水的重力增加导致的，所以水的重力大小不同，水内部压强大小就不同。请你利用上述器材或再补充必要的辅助器材，设计一个实验证明小华的解释是错误的。请你写出实验步骤和实验现象。
 

图（a）所示实验装置的名称为　     　，可用来探究液体内部的压强与哪些因素有关．图（b）、（c）为实验中的一个情景，此时探究的是液体内部压强与　   　的关系．若利用图（c）、（d）来探究液体内部压强与深度的关系，则应在图（d）容器中倒入　   　，并将橡皮膜置于液体中的深度与h　     　（选填“相等”或“不相等”）．

在“研究影响液体内部压强”的实验中：

（1）压强计是通过观察 $U$形管的两端液面的　　来显示橡皮膜所受压强大小。

（2）比较图甲和图乙，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随液体　　的增加而增大。

（3）如果我们要讨论液体内部压强是否与液体密度有关，应选择　　进行比较。

（4）已知乙图中 $U$形管左侧液柱高为 $4\mathit{cm}$，右侧液柱高为 $10\mathit{cm}$，则 $U$形管底部受到的液体的压强为　　 $\mathit{Pa}({\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g=10N/\mathit{kg})$

在游泳时，小金发现越往深水区走，越感到胸闷，由此猜想液体内部压强可能与液体的深度有关。于是用液体压强计对此进行了探究。

步骤一：将金属盒放入水中深度5厘米处，观察现象；

步骤二：将金属盒放入水中深度15厘米处时，发现金属盒的位置不动，但 $U$形管两侧的液面高度差逐渐减小；

步骤三：调整好器材后，重新实验。在深度5厘米处观察到现象如图（甲 $)A$所示，在深度15厘米处观察到现象如图（甲 $)B$所示。

得出结论：同种液体内部压强随着深度的增加而增大。

请完成下列问题：

（1）该实验过程用到的科学方法有　　（填字母）；

$A$．转换法

$B$．控制变量法

$C$．类比法

（2）步骤二中金属盒在水里的位置不动，但 $U$形管两侧的液面高度差逐渐减小的原因是　　；

（3）小金反思：只进行两次实验就得出结论，结论是不可靠的。还需改变深度更换液体进行多次实验，其目的是　　；

（4）对液体内部压强大小与深度关系的进一步思考。图（乙 $)$为一圆柱形容器，容器内装有密度为 $\rho$的液体， $a$点在深度为 $h$处的水平横截面上，横截面上方的液柱对横截面产生的压力大小等于该液柱的重力。根据压强公式 $p=\frac{F}{S}$，推导出 $a$点所在横截面受到的液体压强 $p_a$与深度 $h$之间的关系式是 $p_a=$　　。

【福建省莆田市2015年初中毕业（升学）考试试卷】为了验证液体压强的特点，某实验小组设计了如图装置，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。

（1）当橡皮膜两侧所受的压强不同时，橡皮膜的      发生改变。
（2）当容器左右两侧分别加入深度不同的水，且左侧水面较低， 会看到橡皮膜向    （填“左”或“右”）侧凸出，说明液体压强与      有关。
（3）当容器左右两侧分别加入深度相同的水和盐水时，会看到橡 皮膜向       （填“左”或“右”）侧凸出，说明液体压强与      有关。