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1、 專題08 液體壓強計問題 一、用液體壓強計問題都學(xué)啥 1.壓強計的構(gòu)造和原理 （1）壓強計的構(gòu)造。液體壓強計是由金屬盒、橡皮軟管、玻璃U形管（內(nèi)裝有液體）組成。U形管的右管開口向上，左管通過橡皮軟管跟一個扎有橡皮薄膜的金屬盒相連，當(dāng)金屬盒的橡皮膜沒有受到壓強時，U形管兩邊的水面相平。 (a)U形管兩側(cè)液面原先是平齊的，表示兩側(cè)液面上方的壓強相等。 (b)當(dāng)金屬盒上的橡皮膜受到壓強時，U形管兩側(cè)液面便出現(xiàn)高度差，壓強越大時，高度差也越大。 （2）壓強計的原理。實驗室里，測量液體和氣體的壓強的儀器，用U形管壓強計，結(jié)構(gòu)如圖所示，它由一小金屬盒（上面蒙有一層薄橡皮膜）和U形

2、玻璃管組成，管內(nèi)裝有水或水銀，當(dāng)橡皮膜受到的壓強為零時，U形管兩邊液面相平，（在同一水平線上）當(dāng)橡皮膜受到壓強作用時，兩管內(nèi)液面產(chǎn)生高度差，壓強越大，兩液面高度差越大，因此由兩管內(nèi)液面的高度差可知被測壓強的大小。從刻度尺上讀出被測壓強的值。 2.壓強計的使用方法和注意的問題 【壓強計的使用方法】 把金屬盒放入液體中，橡皮膜受到液體壓強的作用，而向里凹，封閉在管內(nèi)的氣體把這個壓強傳遞給液體，兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差．此時右側(cè)液面受到的壓強仍是大氣壓，左側(cè)液面受到的壓強等于大氣壓強與液體壓強之和再減去橡皮膜單位面積彈力的平均值．如果橡皮膜的彈力很小，兩側(cè)液柱高度差所產(chǎn)生的壓強就近似等于液體的壓強．

3、???壓強計也可以用來測氣體的壓強．把壓強計的左側(cè)管跟被測的氣體相通，如果被測氣體的壓強大于大氣壓，壓強計右側(cè)液面比左側(cè)的高，如果被測氣體的壓強比大氣壓小，左側(cè)液面比右側(cè)液面高，兩側(cè)液柱高度差產(chǎn)生的壓強近似等于被測氣體的壓強與大氣壓的差． 【使用壓強計需澄清和注意的問題】 （1）使用微小壓強計研究不同方向液體壓強的特點時要注意：壓強計的金屬盒應(yīng)保持在同一深度。 （2）壓強計的兩邊高度差來顯示液體內(nèi)部的壓強這種方法叫轉(zhuǎn)換法。 （3）壓強計只是用來研究液體壓強特點的一個工具，并不是用來測液體壓強的儀器。比如：液體內(nèi)部有沒有壓強，同一深度壓強變不變，壓強向哪個方向，壓強大小與什么有關(guān)等問題。

4、即使按照液面差計算出壓強標(biāo)上刻度也是不準(zhǔn)確的，因為在水中探頭上的橡皮膜還有個張力的存在，計算出來的數(shù)值也比真實值要小些。所以，說是壓強計，其實不是用來測液體壓強數(shù)值的儀器。 二、液體壓強計問題的考法 【例題1】在“探究影響液體壓強大小的因素”實驗中， 已知（a）中裝有水，（b）、（c）中裝有同種液體鹽水。老師用壓強計做了如圖所示的（a）、（b）、（c）三次實驗。比較實驗（a）、（b）可知液體壓強與液體的 有關(guān)；比較實驗（b）、（c）可知液體壓強與液體的 有關(guān)。 【答案】密度 深度 【解析】實驗（a）、（b）可知液體種類不同，即密度不等，深度相同產(chǎn)生的

5、壓強不同，說明液體壓強與密度有關(guān)；實驗（b）、（c）可知液體種類相同，即密度相等，深度不同產(chǎn)生的壓強不同，說明液體壓強與深度有關(guān)。 【例題2】小明在學(xué)習(xí)液體壓強時，用壓強計做了如圖所示的實驗，獲得的數(shù)據(jù)如下表。據(jù)表中信息判斷小明研究的問題是 （ ） A．液體向各個方向壓強的大小關(guān)系 B．液體壓強與液體深度的關(guān)系 C. 液體壓強與液體密度的關(guān)系 D．液體壓強與氣壓的關(guān)系 【答案】B 【解析】本題考查用壓強計探究液體壓強特點問題。也滲透出用控制變量法研究問題思路。 A．如果研究液體向各個方向壓強的大小關(guān)系，必須保證液體的密度和深度相同，改變橡皮膜的方向，不符合

6、題意； B．液體的密度一定，方向一定，深度不斷增加，壓強計的液面高度差增大，壓強增大．所以此實驗利用控制變量法探究液體壓強跟液體深度的關(guān)系，符合題意； C．如果研究液體壓強與液體密度的關(guān)系，保證深度不變，改變液體的種類來改變液體的密度，不符合題意， D．實驗中沒有反映氣壓的大小變化，不能研究液體壓強跟氣壓的關(guān)系．不符合題意。 三、液體壓強計問題的訓(xùn)練題 1.如圖是小林同學(xué)利用U形壓強計改裝成的測液體密度的密度計．A為固定支架，其作用是保證橡皮膜在不同的液體中深度均為5cm．U形管盛水，其右管標(biāo)有刻度值，為了便于讀數(shù)，在U形管右管有一個指示液面位置（刻度值）的質(zhì)量為1g的實心紅色浮標(biāo)，

7、剛好有一半體積浸沒在水中．未測量時，U形管水面剛好與a相平，讀數(shù)時，讀取浮標(biāo)所對的刻度值即可．當(dāng)橡皮膜放入某液體中，浮標(biāo)指示在b處，ab之間的距離為2cm，g取10N/kg， 則（ ） A.浮標(biāo)所受浮力是1N B.浮標(biāo)的體積為1cm3 C.b處指示的刻度值為0.8g/cm3 D.浮標(biāo)的密度與該液體的密度之比為2：5 【答案】C 【解析】A.浮標(biāo)所受浮力等于其重力，G=mg= 10-3kg×10N/kg=10-2N B. F浮=ρ水gv排=10-2N v排=10-6m3=1cm3 所以浮標(biāo)的體積大于1cm3 C. 4cm水柱產(chǎn)生的壓強等于5cm深某液體產(chǎn)生的壓強

8、 ρ水gh=ρ液gH ρ液=ρ水gh/gH=1g/cm3×4cm/5cm=0.8g/cm3 b處指示的刻度值為0.8g/cm3 D.浮標(biāo)的密度與該液體的密度之比為2：5 ρ1=m1/v1=1g/2cm3=0.5g/cm3 ρ2=0.8g/cm3 所以ρ1/ρ2=v1=0.5g/cm3：0.8g/cm3=5:8 2.水平實驗桌面上有微小壓強計、刻度尺和裝有適量水的A、B兩個燒杯。小亮學(xué)習(xí)了液體內(nèi)部壓強跟哪些因素有關(guān)的知識后，又提出了新的猜想，為此他利用提供的實驗器材進(jìn)行了如下實驗探究。 ①將微小壓強計的探頭放入A燒杯的水中，探頭到燒杯底的距離L為6cm，如圖甲所示，記錄微小

9、壓強計U形管兩側(cè)的液面高度差h1； ②將微小壓強計的探頭放入B燒杯的水中，探頭到燒杯底的距離L為10cm，如圖乙所示， 記錄微小壓強計U形管兩側(cè)的液面高度差h2； 小亮發(fā)現(xiàn)h1大于h2，于是小亮得出結(jié)論“液體內(nèi)部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離L有關(guān)”。請你利用這些器材，設(shè)計一個實驗證明小亮的結(jié)論是錯誤的。寫出實驗步驟和實驗現(xiàn)象。 【答案】見解析。 【解析】實驗步驟：① 將微小壓強計的探頭放入燒杯的水中，用刻度尺分別測量探頭到燒杯底的距離L1， 探頭到水面的距離H，讀出壓強計U形管兩側(cè)的液面高度差h1，將以上數(shù)據(jù)記錄在表格中。 ② 向燒杯中倒入適量的水，調(diào)整探頭所在的位置，使探

10、頭到水面的距離仍為H，用刻 度尺測量探頭到燒杯底部的距離L2，讀出壓強計U形管兩側(cè)的液面高度差h2，將以 上數(shù)據(jù)記錄在表格中。 實驗現(xiàn)象：通過數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)L1≠ L2，h1=h2。 由此證明液體內(nèi)部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離L無關(guān)，所以小亮的觀點是 錯誤的。 3.在探究“影響液體內(nèi)部壓強大小的因素”的過程中，一些同學(xué)作了如下猜想： 猜想A：在同一深度，液體內(nèi)部向各個方向都有壓強，且向各個方向的壓強相等； 猜想B：在深度相同時，不同液體的壓強還跟它的密度有關(guān)，液體的密度越大，壓強越大； 猜想C：同一種液體的壓強隨深度的增加而增大． 為了檢驗上述猜想B是否正確，

11、某同學(xué)進(jìn)行了圖中各圖所示的操作： 【答案】（1）A、B、C（2）E、F（3）A、D、E(或B、D、E或C、D、E) 【解析】【本題是用U形管壓強計研究液體內(nèi)部壓強大小與哪些因素有關(guān)的實驗.在研究三個或三個以上物理量之間的關(guān)系時，應(yīng)先確定研究對象的物理量(如液體壓強)，然后逐一研究這個物理量和另一物理量(如深度或液體密度)的關(guān)系．研究時要控制除這兩個物理量外的其他物理量(深度或密度)不變，然后將這些單一關(guān)系綜合起來，即控制變量的思想． 為驗證猜想A是否正確，必須在同一液體中的同一深度，轉(zhuǎn)動金屬盒，將橡皮膜分別轉(zhuǎn)向各個不同的方向，觀察U形管兩管中水面的高度差是否變化，所以應(yīng)選圖中代號為A

12、、B、C三個圖；檢驗猜想B是否正確，要分別將金屬盒放在不同液體的同一深度，觀察兩管中水面的變化情況，故應(yīng)選代號為E、F的兩個圖；為檢驗猜想C是否正確，要將金屬盒分別放在同一液體的不同深度，觀察兩管中水面的變化情況，故應(yīng)選代號為A、D、E(或B、D、E或C、D、E)． 4．如圖所示，在探究液體壓強特點的過程中，將微小壓強計的金屬盒放在水中，下列做法能夠使壓強計U形管兩邊液面的高度差減小的是（　?。? A．將壓強計的金屬盒向上移動一段距離 B．將壓強計的金屬盒向下移動一段距離 C．將壓強計的金屬盒在原位置轉(zhuǎn)動180° D．將壓強計的金屬盒放在同樣深度的食鹽水中 【答案】A 【解析】能夠使壓強計U形管兩邊液面的高度差減小，說明微小壓強計的金屬盒受到的壓強減小了。我們知道液體壓強與液體密度、深度有關(guān)。所以將壓強計的金屬盒向上移動一段距離沒液體深度小，則產(chǎn)生的壓強小。 5．如圖所示的裝置可能是用來研究（　?。? A．液體內(nèi)部的壓強跟液體密度的關(guān)系 B．液體內(nèi)部的壓強跟深度的關(guān)系 C．在同一深度，液體向各個方向的壓強大小是否相等 D．液體內(nèi)部向各個方向是否都有壓強 【答案】A 【解析】因為深度相同，若是密度相同嗎，U型管液面高度差應(yīng)該相同。但從U型管液面高度差不同可以判斷密度不同沒深度相同才會有這樣的現(xiàn)象。所以A正確。 6