專題06 壓強(qiáng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)（原卷版）

專題06壓強(qiáng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)【知識儲備】在研究影響壓力作用效果因素的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)采用的方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法。在探究壓力作用效果跟壓力大小的關(guān)系時，應(yīng)控制接觸面的受力面積不變,改變壓力的大小在探究壓力作用效果跟受力面積大小的關(guān)系時,應(yīng)控制壓力大小不變,改變接觸面的受力面積大小在探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)時，用到的主要儀器是刻度尺和U形管壓強(qiáng)計(jì),采用的方法是轉(zhuǎn)換法和控制變量法。在探究液體內(nèi)部同一深度處向各個方向的壓強(qiáng)都相等時，應(yīng)將橡皮膜在液體中的深度保持不變，改變橡皮膜的朝向;在探究液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大時，應(yīng)控制橡皮膜浸在同一種液體內(nèi)，改變橡皮膜在液體中的深度;在探究不同液體的壓強(qiáng)跟液體密度的關(guān)系時,改變液體的種類控制橡皮膜浸入液體中的深度相同大氣壓測量的原理是p=ρgh或p=F/S,在使用托里拆利實(shí)驗(yàn)測量大氣壓時,采用的方法是:在長然1m，一端封閉的玻璃管里注滿汞，將管口堵住，然后倒插入汞液槽中,放開堵在管口的手指后,管內(nèi)汞液面下降穩(wěn)定后，測出管內(nèi)外汞柱的高度差，管內(nèi)汞柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)即為大氣壓的值【專題突破】1．如圖是“探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”的裝置，容器內(nèi)液面高度相同。（1）探頭上的薄膜所受壓強(qiáng)的大小是通過U形管左右兩側(cè)液面的來反映的。（2）比較甲、乙實(shí)驗(yàn)可知：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個方向的壓強(qiáng)大?。患?、丙實(shí)驗(yàn)說明，深度相同時，液體的密度越大，壓強(qiáng)。（3）圖甲中，水對探頭上的薄膜產(chǎn)生的壓強(qiáng)大小為Pa，軟管內(nèi)的氣壓（選填“大于”“小于”或“等于”）管外的大氣壓。2．小敏同學(xué)利用如圖1裝置探究“液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)”。（1）實(shí)驗(yàn)前必須檢查壓強(qiáng)計(jì)能否正常使用，若用手指不論輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度差變化都很小，則說明該壓強(qiáng)計(jì)的氣密性（選填“好”或“差”）；若在使用壓強(qiáng)計(jì)前發(fā)現(xiàn)U形管中有高度差，通過方法可以進(jìn)行調(diào)節(jié)（填選項(xiàng)）A.從U形管內(nèi)向外倒出適量水B.拆除軟管重新安裝C.向U形管內(nèi)加適量水（2）比較實(shí)驗(yàn)1兩圖得出的結(jié)論是。（3）比較實(shí)驗(yàn)2兩圖，說明液體的壓強(qiáng)與液體密度有關(guān)，同一深度，（選填“水”或“鹽水”）壓強(qiáng)更大。（4）如果保持橡皮膜位置不變，在實(shí)驗(yàn)2的鹽水中加入適量清水（液體不溢出），U形管內(nèi)兩液面的高度差將（選填：“變大”“變小”或“不變”）。（5）霞霞選擇如圖2的探究器材，容器中間用隔板分成大小相同且互不相通的A、B兩部分，隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉，然后在A、B兩側(cè)分別倒入水和某種液體，當(dāng)橡皮膜恢復(fù)平整時，橡皮膜面兩側(cè)深度為11cm、10cm，如圖3所示，則液體的密度為g/cm3；（6）一只礦泉水瓶，其側(cè)壁開有小孔a并用塞子塞住，瓶內(nèi)盛有一定質(zhì)量的酒精，如圖4所示，把瓶放入盛水的燒杯中，當(dāng)瓶內(nèi)、外液面相平時，拔出a小孔上的塞子，則a孔有液體（選填“流入”、“流出”或“不流”）（ρ酒精＜ρ水）3．小剛在探究“影響壓力作用效果的因素”時，取三個質(zhì)量相同的圓柱形容器A、B、C，它們底面積的關(guān)系是SA＝SB＜SC。在三個容器中分別倒入適量的水和鹽水，其中B、C兩容器中液體質(zhì)量相同。將它們分別放在三塊相同的海綿上，如圖甲、乙、丙所示。（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察來比較壓力的作用效果；（2）通過比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)可知：相同時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；（3）要想探究壓力作用效果與受力面積的關(guān)系他應(yīng)選擇兩次實(shí)驗(yàn)；（4）小剛還想利用這些器材探究影響液體壓強(qiáng)的因素，于是他找來一個如圖丁所示的液體壓強(qiáng)計(jì)，將壓強(qiáng)計(jì)探頭放入B、C兩容器中，保持探頭在兩種液體中的深度相同，發(fā)現(xiàn)探頭在鹽水中時，U形管左右兩側(cè)液面的高度差較大，這說明在深度相同時，越大，液體壓強(qiáng)越大；（5）小剛看到手邊的一個小金屬塊，他想再添加一個彈簧測力計(jì)和細(xì)線結(jié)合現(xiàn)有器材測出金屬塊的密度，于是他進(jìn)行了如下操作：①如圖戊所示，先用彈簧測力計(jì)測出金屬塊的重力；②再將石塊浸沒在B容器水中，靜止后讀取測力計(jì)的示數(shù)，則金屬塊所受浮力為N；③根據(jù)以上測量的數(shù)據(jù)，小剛算出了小金屬塊的密度為kg/m3。4．在籃球比賽前，小明給籃球充氣時，發(fā)現(xiàn)充氣越多感覺球越“硬”，又聯(lián)想到充足氣的輪胎在烈日下暴曬易爆胎。他認(rèn)為這些現(xiàn)象與氣體壓強(qiáng)有關(guān)。氣體壓強(qiáng)的大小與哪些因素有關(guān)呢？和同學(xué)們討論后，提出如下猜想：猜想1：氣壓大小可能與氣體的溫度有關(guān)；猜想2：氣壓大小可能與氣體的體積有關(guān)；猜想3：氣壓大小可能與氣體的多少有關(guān)。（1）同學(xué)們用汽車?yán)锏摹疤河?jì)”測量籃球充氣時的氣壓，發(fā)現(xiàn)充氣越多，示數(shù)越大。由此得出猜想3是（選填“正確”或“錯誤”）。（2）小明又用胎壓計(jì)測量一個籃球的氣壓，示數(shù)如圖所示，其值為kPa。當(dāng)將籃球放在烈日下暴曬一段時間后，再測球中氣壓，發(fā)現(xiàn)胎壓計(jì)的示數(shù)變大，可以得出的結(jié)論是。（3）為了驗(yàn)證猜想2，他們進(jìn)行如下探究：如圖乙所示，用注射器密封一段空氣柱，保證其溫度不變，利用注射器的刻度直接讀出氣體體積V，用彈簧測力計(jì)豎直向上拉注射器活塞來改變氣體的體積，如果已知注射器活塞的橫截面積為S，（不計(jì)活塞重及活塞與注射器壁之間的摩擦），當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓p0，當(dāng)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F時，注射器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)計(jì)算表達(dá)式為p＝。（4）通過實(shí)驗(yàn)，得到了注射器內(nèi)氣壓與對應(yīng)體積的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表：p（×105Pa）1.00.80.60.50.40.2V（×10﹣5m3）1.01.251.672.02.5▲①請?jiān)趫D丙中，描點(diǎn)作出氣壓p與氣體的體積V的關(guān)系圖像。②根據(jù)表格數(shù)據(jù)和圖像，可以推算，當(dāng)氣壓p＝0.2×105Pa時，V＝m3。③為更直觀反映氣壓p與體積V之間的關(guān)系，最好畫出氣壓p與的圖像。5．“飛機(jī)迷”小王學(xué)習(xí)了流體壓強(qiáng)知識后，他想探究飛機(jī)升力大小與哪些因素有關(guān)。他猜想：升力大小與機(jī)翼形狀、飛機(jī)飛行速度和飛機(jī)的迎角（機(jī)翼軸線與水平氣流方向的夾角）有關(guān)。（1）小王制作了如圖甲所示的飛機(jī)機(jī)翼模型，機(jī)翼做成該形狀的原因是流體流速大處壓強(qiáng)，從而獲得向上的升力；（2）他利用如圖乙和丙的電風(fēng)扇、升力測力計(jì)、飛機(jī)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。在探究升力與迎角的關(guān)系時，按以下步驟進(jìn)行：①調(diào)節(jié)使風(fēng)扇風(fēng)速最大，并使飛機(jī)模型的迎角為0°，記錄測力計(jì)的示數(shù)，多次實(shí)驗(yàn)求平均值；②改變，重復(fù)步驟①并計(jì)算升力平均值；③得到“升力與迎角的關(guān)系”的圖像如圖丁。由圖像可知：飛機(jī)速度一定時，迎角增大，升力會（填序號）；A．逐漸變大B．逐漸變小C．先增大后減小D．先減小后增大（3）資料顯示：本實(shí)驗(yàn)結(jié)論與實(shí)際相符，若某飛機(jī)以80km/h做水平勻速直線飛行，迎角為θ1，后來以500km/h做水平勻速直線飛行時的迎角為θ2（θ1、θ2在15°和20°之間），則迎角θ1θ2（選填“＞”“＜”或“＝”）。6．（一）如圖1是小明用壓強(qiáng)計(jì)“探究影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）壓強(qiáng)計(jì)中的U形管（選填“屬于”或“不屬于”）連通器。（2）在使用壓強(qiáng)計(jì)前，發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差，如圖1甲，其調(diào)節(jié)的方法是（選填“A”或“B”），使U形管左右兩側(cè)的水面相平。A.將右側(cè)支管中高出的水倒出B.取下軟管重新安裝（3）比較圖1乙和圖1丙，探究的問題是。（4）比較兩圖，發(fā)現(xiàn)液體的壓強(qiáng)與液體密度有關(guān)。（二）小明利用U形管改造成如圖2所示裝置，將U形管倒置在兩個容器中，左側(cè)容器盛有水，右側(cè)容器盛有某種液體。先用抽氣機(jī)抽出U形管內(nèi)部分空氣，再關(guān)閉閥門K。（1）如圖2所示，液柱上升是因?yàn)椴ＡЧ軆?nèi)部氣壓外界大氣壓（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（2）測得左右液柱的高度分別為h1和h2，則液體密度的表達(dá)式為ρ液＝。（3）玻璃管中的空氣不能完全抽空，測量結(jié)果會（選填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）。7．小明用電子秤、薄壁柱形容器（質(zhì)量忽略不計(jì)，底面積為100cm2）、合金塊（高度為5cm）、氣球（質(zhì)量忽略不計(jì)）、細(xì)線（質(zhì)量和體積忽略不計(jì)）、水進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究，操作步驟如圖：①將電子秤放在水平臺上，測出合金的質(zhì)量，如圖甲；②將柱形容器放置在電子秤上，向其中裝入部分水，如圖乙；③將合金塊與氣球用細(xì)線連接，用手拉著細(xì)線使它們逐漸進(jìn)入水中，如圖丙、丁、戊；④氣球全部放氣，撤去拉力，合金塊沉入容器底部，如圖己。請根據(jù)相關(guān)信息，回答如下問題：（1）實(shí)驗(yàn)過程中，氣球的體積大小可反映氣體受到液體壓強(qiáng)的大小，根據(jù)圖丁和戊，說明液體壓強(qiáng)大小與有關(guān)。（2）根據(jù)圖甲乙丙，可知合金塊的密度為g/cm3。（3）根據(jù)圖丙和丁，由電子秤示數(shù)的變化，說明浮力的大小與有關(guān)。丁圖中氣球所受的浮力為N，此時水對容器底部的壓強(qiáng)為Pa。從圖丁到戊，容器對桌面的壓強(qiáng)變化了Pa。（4）若圖戊中的氣球緩慢向外漏氣，手對細(xì)繩的拉力（選填“變大”“變小”“不變”），若將氣體全部放完，撤去拉力，如圖己，求圖己中，合金塊對容器底部的壓強(qiáng)為Pa。8．氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)（氣壓）大小與哪些因素有關(guān)？某科學(xué)興趣小組同學(xué)了解到如下信息：①籃球充氣越多，越不易被壓扁；②自行車輪胎在烈日下暴曬易爆胎；③密封在針筒內(nèi)的空氣只能被壓縮在一定體積范圍內(nèi)。由此，他們猜想氣壓大小可能與氣體的質(zhì)量、溫度及體積有關(guān)。（1）信息（填序號）可作為“氣壓大小可能與氣體質(zhì)量有關(guān)”的猜想依據(jù)。（2）小組同學(xué)對“氣壓大小與溫度的關(guān)系”進(jìn)行了探究，步驟如下：步驟一：取1m長的一端封閉的細(xì)玻璃管，在室溫（20℃）下用水銀密封一段空氣柱，將其豎直固定，并標(biāo)出