2020年中考必考实验专项突破 实验11 探究液体压强大小的影响因素实验(解析版)

实验十一、探究液体压强大小的影响因素实验

【实验目的】：

探究液体内部压强的影响因素有哪些。

【实验器材】：

压强计；相同的大烧杯2个；食盐；水；刻度尺。

【实验设计】：

提出问题: 液体内部压强的大小可能与哪些因素有关？

猜想或假设：可能与液体深度，液体的密度，液体重力，方向等有关。

【实验方法】：

控制变量法

【实验步骤】：

①将水倒入烧杯，如图a，控制探头在水下深度不变，调节旋钮改变探头的朝向，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表。

②如图b，控制橡皮膜的朝向不变，改变探头浸入水中的深度，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表。

③如图c，控制探头在水和盐水下的深度相同，观察并测出U形管中液面的高度差，将数据填入下表。【实验记录】：

实验内容液体物质探头浸入水下深

度

橡皮膜朝向U形管两端液面高度差(cm)

a 水

相同(5cm) 向下

相同(5cm) 向前

相同(5cm) 向上

不同(3cm) 向下

b

水不同(5cm)

不同(7cm)

向下

向下

c

水相同(5cm) 向下盐水相同(5cm) 向下

【实验结论】：

液体内部向各个方向都有压强，压强随液体深度的增加而增加；同种液体在同深度的各处，各个方向的压强大小相等；不同的液体，在同一深度产生的压强大小与液体的密度有关，密度越大，液体的压强越大。【考点方向】

1、由图1、图2可以知道液体压强产生的原因是：液体受到重力作用；液体有流动性。(因此在太空失重情况下液体不会产生压强)

2、探究液体压强与哪些因素有关实验中，采用了哪些方法？答：控制变量法、转换法。

3、通过观察什么开知道液体压强大小的？答“U型管内页面的高度差，高度差越大说明液体产生的压强越大”。

4、实验前的两个操作：(1)先检查U型管左右两边的液面是否相平。

(2)检查装置的气密性：(用手压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中液面是否发生变化，若变化明显，则气密性良好)。

5、实验时发现U型管内高度差没变化原因是什么？怎么解决？

答：气密性不好，拆下来重新安装。

6、使用的U型管是不是连通器？答：不是。

7、此实验U型管内液体为什么要染成红色？答：使实验效果明显，便于观察。

8、比较甲乙实验结论是：液体密度一定时，深度越深，液体产生的压强越大。

9、比较乙丙实验结论是：当液体深度相同时，液体密度越大，液体产生的压强越大。

9、如图甲乙，金属盒在水中的深度和U型管内页面的高度差大小有何关系？为什么？

答：相等，因为两侧产生的压强相等，液体密度相等，所以深度也相等。

10、如图丙，左侧金属盒的深度和U型管内页面的高度差大小有何关系？为什么？

答：U型管内高度差比金属盒的深度大。因为盐水的密度比水的密度大，两边压强相等，所以U型管内高度差比金属盒的深度大。

11、测量出U型管内页面的高度差，能否算出金属盒在左侧液体中的压强？

答：能，因为两侧压强相等。

【创新母题】：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；这种实验探究方法称为法。

(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，应选择图________进行比较；最后得出的结论是：。

(4)在进行(2)和(3)的实验中都是采用的法。

(5)已知乙图中U形管左侧液柱高为4 cm，右侧液柱高为10 cm，则U形管底部受到的液体的压强为____________Pa(ρ水＝1×103 kg/m3，g取10 N/kg)。

(6)小明在进行上述实验时，增加金属盒的深度，发现U形管两侧的高度差不发生变化，其可能的原因是。

(7)如图丙，如果将金属盒上的橡皮膜保持深度不变，上下左右旋转后，看到的现象是；由此可以得出的结论是。

【答案】

(1).高度差；转换法；(2)深度；

(3)乙、丙；在同样的深度下，液体的密度越大，其受到液体的压强就越大；

(4) 控制变量法；(5) 1000；(6)U形管气密性不良。

(7)U形管两侧的液面高度差保持不变；同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强相等。

【解析】

(1)压强计测量液体压强时，就是靠U形管两侧液面高度差来体现压强大小的，液面高度差越大，说明液体压强越大；这是转换法。

(2)由图甲和图乙知道，两杯中的液体密度相同、随着金属盒所处的深度增加，两侧液面高度差变大，即压强越大，所以，初步得出的结论是：在同种液体中，液体内部压强随液体深度的增加而增大；

(3)要讨论液体内部压强是否与液体密度有关，需要控制液体的深度相同、金属盒的方向相同、液体的密度不同，故应选择乙、丙两次实验进行比较；得出结论：在同样的深度下，液体的密度越大，其受到液体的压强就越大；

(4)两次实验都是采用控制变量法来进行的。

(5)因为图乙中U形管的右侧与大气相通，所以U型管底部受到的液体的压强应是右侧液柱产生的，故U型管底部受到的液体的压强是：p=ρgh=1×103 kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa。

(6)在压强计使用前要先确保其气密性良好，如果放入水中一定深度，发现U形管两侧液面差不明显，则气密性较差。

(7)在同种液体内部的相同深度，向各个方向都有压强，而且压强相等。

练习1：(2019•枣庄)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型管(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。