2024-2025學(xué)年版塊9 壓強 專題9-6 氣體壓強問題 （含答案） 初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講

2024-2025學(xué)年版塊9壓強專題9-6氣體壓強問題（含答案）初中物理尖子生自主招生培優(yōu)講義83講專題9-6氣體壓強問題知識·解讀1、理解氣體壓強的三個角度產(chǎn)生原因氣體分子對容器壁頻繁地碰撞產(chǎn)生的決定因素宏觀上取決于氣體的溫度和體積微觀上取決于分子的平均動能和分子的密集程度2、常見兩種模型(1)活塞模型(用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體平衡時，有pS＝(1)活塞模型(用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體平衡時，有pS＝p0S＋mg(2)連通器模型(用液柱封閉一定質(zhì)量的氣體)平衡時對氣體A有：pA＝p0＋ρgh1對氣體B有：pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1所以pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2)典例·解讀例1、例1、如圖所示，內(nèi)徑均勻的U形管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口的距離均為l＝10.0cm，大氣壓強p0＝75.8cmHg時，將右側(cè)管口封閉，然后從左側(cè)管口處將一活塞緩慢向下推入管中，直到左右兩側(cè)水銀面高度差達h＝6.0cm為止．求活塞在管內(nèi)移動的距離．【答案】【答案】6.4cm.【解析】設(shè)活塞移動的距離為xcm，則左側(cè)氣體體積為(l＋eq\f(h,2)－x)cm柱長，右側(cè)氣體體積為(l－eq\f(h,2))cm柱長，取右側(cè)氣體為研究對象．由等溫變化規(guī)律得p0l＝p2(l－eq\f(h,2))解得p2＝eq\f(p0l,l－\f(h,2))＝eq\f(758,7)cmHg左側(cè)氣柱的壓強為p1＝p2＋h＝eq\f(800,7)cmHg取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得p0l＝p1(l＋eq\f(h,2)－x)，解得x＝6.4cm.借題發(fā)揮兩團氣體問題中，對每一團氣體來講都獨立滿足eq\f(pV,T)＝常數(shù)；兩部分氣體往往滿足一定的聯(lián)系：如壓強關(guān)系，體積關(guān)系等，從而再列出聯(lián)系方程即可．例2、如圖中兩個汽缸質(zhì)量均為M例2、如圖中兩個汽缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個活塞的質(zhì)量均為m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓為p0，重力加速度為g，求封閉氣體A、B的壓強各多大？【答案】【答案】p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S).【解析】題圖甲中選活塞為研究對象。pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)題圖乙中選汽缸為研究對象得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖所示的甲、乙兩個容器，由一細管相通，細管中間有一開關(guān)K，先把開關(guān)關(guān)上，在兩容器中裝有不同量的水，甲中水面比乙中水面高，然后將甲容器的上口密封，打開開關(guān)K后，下列哪個判斷是正確的（

）A、甲中的水能往乙中流，直到乙的水面比甲中的水面高出一些為止B、甲中的水不能往乙中流，水面高度都不變C、甲中的水能往乙中流，直到兩容器中的水面相平為止D、甲中的水能往乙中流一些，但甲的水面一定比乙的高第1題圖第2題圖甲乙2、如圖所示，豎直的彈簧支持著一倒立氣缸內(nèi)的活塞，使氣缸懸空而靜止．設(shè)活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動．缸壁導(dǎo)熱性良好，缸內(nèi)氣體的溫度能與外界大氣溫度相同．下列結(jié)論中正確的是()A．若外界大氣壓增大，則彈簧的壓縮量將會增大一些B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大C．若外界氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將減小D．若外界氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大3、若已知大氣壓強為p0，在圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為ρ，求被封閉氣體的壓強。4、一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離分別是多少？（已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p0＝75.0cmHg。環(huán)境溫度不變。）5、如圖所示，把一根兩端開口的細玻璃管，通過橡皮塞插入裝有紅色水的玻璃瓶中，從管口向瓶內(nèi)吹入少量氣體后，瓶內(nèi)的水沿玻璃管上升的高度為h.把這個自制氣壓計從1樓帶到5樓的過程中(對瓶子采取了保溫措施)，觀察到管內(nèi)水柱的高度發(fā)生了變化，如下表所示，樓層12345管內(nèi)與瓶內(nèi)水面的高度差/cm55.35.766.3據(jù)實驗現(xiàn)象下列判斷錯誤的是()A.往瓶內(nèi)吹氣后，瓶內(nèi)氣壓小于瓶外大氣壓B.水柱高度h增大，說明大氣壓降低了C.上樓的過程中，給瓶子保溫是為了避免溫度對測量結(jié)果的影響D.水柱高度h越大，瓶內(nèi)外的氣體壓強差越大

專題9-6氣體壓強問題知識·解讀1、理解氣體壓強的三個角度產(chǎn)生原因氣體分子對容器壁頻繁地碰撞產(chǎn)生的決定因素宏觀上取決于氣體的溫度和體積微觀上取決于分子的平均動能和分子的密集程度2、常見兩種模型(1)活塞模型(用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體平衡時，有pS＝(1)活塞模型(用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體平衡時，有pS＝p0S＋mg(2)連通器模型(用液柱封閉一定質(zhì)量的氣體)平衡時對氣體A有：pA＝p0＋ρgh1對氣體B有：pB＋ρgh2＝pA＝p0＋ρgh1所以pB＝p0＋ρg(h1－h(huán)2)典例·解讀例1、例1、如圖所示，內(nèi)徑均勻的U形管中裝入水銀，兩管中水銀面與管口的距離均為l＝10.0cm，大氣壓強p0＝75.8cmHg時，將右側(cè)管口封閉，然后從左側(cè)管口處將一活塞緩慢向下推入管中，直到左右兩側(cè)水銀面高度差達h＝6.0cm為止．求活塞在管內(nèi)移動的距離．【答案】【答案】6.4cm.【解析】設(shè)活塞移動的距離為xcm，則左側(cè)氣體體積為(l＋eq\f(h,2)－x)cm柱長，右側(cè)氣體體積為(l－eq\f(h,2))cm柱長，取右側(cè)氣體為研究對象．由等溫變化規(guī)律得p0l＝p2(l－eq\f(h,2))解得p2＝eq\f(p0l,l－\f(h,2))＝eq\f(758,7)cmHg左側(cè)氣柱的壓強為p1＝p2＋h＝eq\f(800,7)cmHg取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得p0l＝p1(l＋eq\f(h,2)－x)，解得x＝6.4cm.借題發(fā)揮兩團氣體問題中，對每一團氣體來講都獨立滿足eq\f(pV,T)＝常數(shù)；兩部分氣體往往滿足一定的聯(lián)系：如壓強關(guān)系，體積關(guān)系等，從而再列出聯(lián)系方程即可．例2、例2、如圖中兩個汽缸質(zhì)量均為M，內(nèi)部橫截面積均為S，兩個活塞的質(zhì)量均為m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。兩個汽缸內(nèi)分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓為p0，重力加速度為g，求封閉氣體A、B的壓強各多大？【答案】【答案】p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S).【解析】題圖甲中選活塞為研究對象。pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)題圖乙中選汽缸為研究對象得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖所示的甲、乙兩個容器，由一細管相通，細管中間有一開關(guān)K，先把開關(guān)關(guān)上，在兩容器中裝有不同量的水，甲中水面比乙中水面高，然后將甲容器的上口密封，打開開關(guān)K后，下列哪個判斷是正確的（

）A、甲中的水能往乙中流，直到乙的水面比甲中的水面高出一些為止B、甲中的水不能往乙中流，水面高度都不變C、甲中的水能往乙中流，直到兩容器中的水面相平為止D、甲中的水能往乙中流一些，但甲的水面一定比乙的高第1題圖第2題圖甲乙2、如圖所示，豎直的彈簧支持著一倒立氣缸內(nèi)的活塞，使氣缸懸空而靜止．設(shè)活塞與缸壁間無摩擦，可以在缸內(nèi)自由移動．缸壁導(dǎo)熱性良好，缸內(nèi)氣體的溫度能與外界大氣溫度相同．下列結(jié)論中正確的是()A．若外界大氣壓增大，則彈簧的壓縮量將會增大一些B．若外界大氣壓增大，則氣缸的上底面距地面的高度將增大C．若外界氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將減小D．若外界氣溫升高，則氣缸的上底面距地面的高度將增大3、若已知大氣壓強為p0，在圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，圖中液體密度均為ρ，求被封閉氣體的壓強。4、一U形玻璃管豎直放置，左端開口，右端封閉，左端上部有一光滑的輕活塞。初始時，管內(nèi)汞柱及空氣柱長度如圖所示。用力向下緩慢推活塞，直至管內(nèi)兩邊汞柱高度相等時為止。求此時右側(cè)管內(nèi)氣體的壓強和活塞向下移動的距離分別是多少？（已知玻璃管的橫截面積處處相同；在活塞向下移動的過程中，沒有發(fā)生氣體泄漏；大氣壓強p0＝75.0cmHg。環(huán)境溫度不變。）5、如圖所示，把一根兩端開口的細玻璃管，通過橡皮塞插入裝有紅色水的玻璃瓶中，從管口向瓶內(nèi)吹入少量氣體后，瓶內(nèi)的水沿玻璃管上升的高度為h.把這個自制氣壓計從1樓帶到5樓的過程中(對瓶子采取了保溫措施)，觀察到管內(nèi)水柱的高度發(fā)生了變化，如下表所示，樓層12345管內(nèi)與瓶內(nèi)水面的高度差/cm55.35.766.3根據(jù)實驗現(xiàn)象下列判斷錯誤的是()A.往瓶內(nèi)吹氣后，瓶內(nèi)氣壓小于瓶外大氣壓B.水柱高度h增大，說明大氣壓降低了C.上樓的過程中，給瓶子保溫是為了避免溫度對測量結(jié)果的影響D.水柱高度h越大，瓶內(nèi)外的氣體壓強差越大

專題9-6氣體壓強問題例1、【答案】6.4cm.【解析】設(shè)活塞移動的距離為xcm，則左側(cè)氣體體積為(l＋eq\f(h,2)－x)cm柱長，右側(cè)氣體體積為(l－eq\f(h,2))cm柱長，取右側(cè)氣體為研究對象．由等溫變化規(guī)律得p0l＝p2(l－eq\f(h,2))解得p2＝eq\f(p0l,l－\f(h,2))＝eq\f(758,7)cmHg左側(cè)氣柱的壓強為p1＝p2＋h＝eq\f(800,7)cmHg取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得p0l＝p1(l＋eq\f(h,2)－x)，解得x＝6.4cm.借題發(fā)揮兩團氣體問題中，對每一團氣體來講都獨立滿足eq\f(pV,T)＝常數(shù)；兩部分氣體往往滿足一定的聯(lián)系：如壓強關(guān)系，體積關(guān)系等，從而再列出聯(lián)系方程即可．例2、【答案】p0＋eq\f(mg,S)p0－eq\f(Mg,S).【解析】題圖甲中選活塞為研究對象。pAS＝p0S＋mg得pA＝p0＋eq\f(mg,S)題圖乙中選汽缸為研究對象得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。取左側(cè)氣柱為研究對象，由等溫變化規(guī)律得pB＝p0－eq\f(Mg,S)。專題提升訓(xùn)練1、C2、D解析外界大氣壓增大時，氣體體積減小，但對于整個系統(tǒng)，彈簧的彈力恒等于系統(tǒng)的總重量，彈簧的形變量不變．3、甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－eq\f(\r(3),2)ρgh?。簆0＋ρgh1戊：pa＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)解析在甲圖中，以高為h的液柱為研究對象，由二力平衡知pAS＝－ρghS＋p0S所以p甲＝pA＝p0－ρgh在圖乙中，以B液面為研究對象，由平衡方程F上＝F下有：pAS＋ρghS＝p0S，得p乙＝pA＝p0－ρgh在圖丙中，仍以B液面為研究對象，有pA＋ρghsin60°＝pB＝p0所以p丙＝pA＝p0－eq\f(\r(3),2)ρgh在圖丁中，以液面A為研究對象，由二力平衡得p丁S＝(p0＋ρgh1)S所以p?。絧0＋ρgh1在戊圖中，從開口端開始計算：右端為大氣壓p0，同種液體同一水平面上的壓強相同，所以b氣柱的壓強為pb＝p0＋ρg(h2－h(huán)1)，而a氣柱的壓強為pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h(huán)1－h(huán)3)。4、144cmHg9.42cm解析設(shè)初始時，右管中空氣柱的壓強為p1，長度為l1；左管中空氣柱的壓強為p2＝p0，長度為l2?；钊幌峦苃后，右管中空氣柱的壓強為p1′，長度為l1′；左管中空氣柱的壓強為p2′，長度為l2′。以cmHg為壓強單位。由題給條件得p1＝p0＋(20.0－5.00)cmHg＝90cmHgl1＝20.0cm①l1′＝(20.0－eq\f(20.0－5.00,2))cm＝12.5cm②由玻意耳定律得p1l1S＝p1′l1′S③聯(lián)立①②③式和題給條件得p1′＝144cmHg④依題意p2′＝p1′⑤l2′＝4.00cm＋eq\f(20.0－5.00,2)cm－h(huán)＝11.5cm－h(huán)⑥由玻意耳定律得p2l2S＝p2′l2′S⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式和題給條件得h＝9.42cm⑧5、A【解析】向瓶內(nèi)吹入少量氣體后，瓶內(nèi)水沿玻璃管上升高度h后，此時瓶內(nèi)氣壓p內(nèi)與瓶外大氣壓p外的關(guān)系為：p內(nèi)＝p外＋ρ水gh.此時瓶內(nèi)氣壓大于瓶外氣壓，A錯誤，符合題意；由p內(nèi)＝p外＋ρ水gh可得p外＝p內(nèi)－ρ水gh，當(dāng)h增大時，瓶內(nèi)氣壓幾乎不變，瓶外氣壓變小，B正確，不符合題意；因裝置受熱膨脹或降溫收縮時都會引起水柱高度的變化，因此給瓶子保溫可避免溫度對測量結(jié)果的影響，C正確，不符合題意；由p內(nèi)＝p外＋ρ水gh可得，p內(nèi)－p外＝ρ水gh，水柱高度越大，瓶內(nèi)外氣體壓強差越大，D正確，不符合題意．故選A.專題9-7壓強相關(guān)實驗知識·解讀實驗一探究影響壓力作用效果的因素【設(shè)計和進行實驗】1.實驗主要器材:海綿、沙子或橡皮泥等容易發(fā)生形變的物體(不用木板:因為受力時不容易發(fā)生形變,不利于觀察實驗現(xiàn)象)。2.實驗方法:①轉(zhuǎn)換法(通過海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果)。②控制變量法(探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系應(yīng)控制受力面積不變;探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系應(yīng)控制壓力大小不變,通常采用疊加法)。【實驗結(jié)論】3.壓力的作用效果與壓力的大小和接觸面積大小有關(guān)。壓力一定時,接觸面積越小,壓力的作用效果越明顯;接觸面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。突破二研究液體內(nèi)部的壓強【設(shè)計和進行實驗】1.實驗主要器材:U形管壓強計(實驗前需檢查裝置氣密性:用手指壓橡皮膜,觀察U形管兩側(cè)液面是否有高度差。若有,說明良好;若高度差幾乎不變,說明裝置漏氣,要重新組裝)。2.實驗方法:轉(zhuǎn)換法(根據(jù)U形管兩側(cè)液面的高度差來判斷液體壓強的大小)、控制變量法(①保持探頭在液體中深度不變,改變探頭方向,探究液體壓強與方向的關(guān)系;②改變探頭在液體中深度,探究液體壓強與深度的關(guān)系;③同一深度,換用不同的液體,探究液體壓強與液體密度的關(guān)系)?！緮?shù)據(jù)處理和分析】3.設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格,分析表格數(shù)據(jù),可得出液體內(nèi)部壓強的特點:液體內(nèi)部各個方向都有壓強,并且在液體內(nèi)部的同一深度,向各個方向的壓強都相等,深度越深,壓強越大,液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。(液體壓強的計算式:p=ρgh)典例·解讀例1、在探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)的實驗中,小鄒同學(xué)用一塊海綿和兩塊規(guī)格相同的長方體磚塊做了如圖所示的一系列實驗,請仔細觀察,并分析回答下列問題:(1)壓力的作用效果的大小是通過比較海綿的程度來確定的。(2)分析比較圖乙和圖丙的實驗現(xiàn)象,可以得出結(jié)論:

。(3)分析比較圖的實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:當(dāng)受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越顯著。(4)進一步綜合分析圖甲、乙、丙和丁的實驗現(xiàn)象,并歸納得出結(jié)論:

?！敬鸢浮?1)凹陷(2)【答案】(1)凹陷(2)當(dāng)壓力相同時,受力面積越小,壓力作用效果越顯著(3)乙和丁(4)壓力作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),壓力越大,受力面積越小,壓力作用效果越顯著.【解析】實驗中是利用磚塊在海綿上探究壓力的作用效果,是因為海綿受力后形狀容易改變,通過其凹陷程度反映壓力的作用效果的大小;圖乙與圖丙實驗中磚對海綿的壓力相同,受力面積不同,壓力的作用效果不同,說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān);圖乙、丁中海綿的受力面積相等,而壓力不等,壓力較大的丁圖中海綿凹陷得深,說明壓力的作用效果明顯,從而得出壓力的作用效果與壓力大小有關(guān)。(1)把探頭放入水中,通過觀察U形管兩邊液面的高度差來判斷探頭處水的壓強的大小,高度差越大,水的壓強(選填“越大”或“越小”)。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強。(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,從而得到:在同一種液體里,液體的壓強隨的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,則可以觀察到U形管兩邊液體的?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差變大【解析】(1)把水的內(nèi)部壓強的大小轉(zhuǎn)換成U形管兩邊液面高度差的大小來判斷,液面高度差越大,表示水內(nèi)部的壓強越大。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,控制液體密度和深度不變,改變探頭的方向,U形管兩側(cè)的液面高度差相等?？梢缘玫?在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強相等。(3)(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,控制液體的密度不變,改變深度,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,得到:在同一種液體里,液體的壓強隨深度的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,控制深度不變,把水換成鹽水,密度變大,則可以觀察到U形管兩邊液體的高度差變大。例3、在探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中,某中學(xué)一小組的同學(xué)們認(rèn)為此壓強跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S是有關(guān)的,但有怎樣的關(guān)系看法不同。在老師的幫助下,小組的同學(xué)們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料制成、高度和橫截面積不同、質(zhì)量分布均勻的實心圓柱體做實驗,測出實心圓柱體豎直放置時(如圖所示)對水平桌面上海綿的壓下深度,實驗記錄見下表。序號物體底面積S/cm2高度h/cm海綿被壓下深度/cm1合金甲圓柱體A1050.52合金甲圓柱體B101013合金甲圓柱體C201014合金乙圓柱體A1051.55合金乙圓柱體B101036合金乙圓柱體C20103(1)分析實驗1、2或4、5可以得出:當(dāng)圓柱體的材料密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的有關(guān)。(2)分析可以得出,當(dāng)圓柱體的密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關(guān)。(3)此探究過程用到的科學(xué)探究方法有、。(4)實驗結(jié)束之后,同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下,以某一合金甲圓柱體為研究對象,推導(dǎo)它對海綿的壓強大小的表達式(已知合金的密度為ρ,圓柱體的高度為h,底面積為S)。表達式為。該推導(dǎo)出的表達式(選填“能”或“不能”)應(yīng)用于各類固體的壓強的計算?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)高度(2)2、3或5、6(3)控制變量法轉(zhuǎn)換法(4)p=ρgh不能【解析】(1)分析實驗1、2或4、5,圓柱體的材料密度相同,高度不同,對水平面的壓強不同,故可得出結(jié)論:當(dāng)圓柱體的材料密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的高度有關(guān)。(2)當(dāng)圓柱體的密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關(guān),要求圓柱體的密度相同,對水平面的壓強也相同,而底面積必須不同,故序號2、3或5、6符合要求。(3)在探究多個因素對壓強的影響時(3)在探究多個因素對壓強的影響時,運用了控制變量法來研究某一因素的影響,還利用轉(zhuǎn)換法——用海綿被壓下的深度表示壓力的作用效果。(4)已知合金的密度為ρ,圓柱體的高度為h,底面積為S,由壓強的公式推導(dǎo)過程為p==ρgh。從推導(dǎo)過程可以看出p=ρgh這一公式只適用于質(zhì)量分布均勻的實心柱狀物體,不能應(yīng)用于其他類固體(如質(zhì)量分布不均勻,非柱體物體等)的壓強的計算。培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖所示，某同學(xué)利用小桌、海綿和砝碼等器材進行“探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗．第10題圖(1)本實驗的科學(xué)探究方法是______________和轉(zhuǎn)換法．(2)小桌對海綿的壓力改變了海綿的________(選填“形狀”或“運動狀態(tài)”)．(3)為了探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系，應(yīng)比較圖甲和圖乙的實驗，可知受力面積相同時，壓力________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．(4)為了探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系，應(yīng)比較________兩圖的實驗，可知壓力大小相同時，受力面積________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．2、如圖甲所示，用微小壓強計探究液體內(nèi)部壓強的特點．(ρ鹽水>ρ水)(1)實驗中，將液體內(nèi)部的壓強大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的________來表示．甲乙(2)為了使實驗現(xiàn)象更明顯，U形管中的液體最好用________的(選填“有色”或“無色”)．(3)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部的A、B位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA，經(jīng)過多次實驗觀察到同樣的現(xiàn)象，這說明同種液體內(nèi)部的壓強隨________的增加而增大．(4)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部等深的B、C位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC____hB(選填“<”“＝”或“>”)，這是為了研究液體壓強與液體________的關(guān)系．(5)由以上實驗可知圖乙所示液體內(nèi)部A、B、C、D四個位置壓強最大的是________位置．3、小明用2mL注射器、量程為0~10N的彈簧測力計和刻度尺粗略測量大氣壓的值,本實驗的原理是二力平衡和p=。步驟一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步驟二:如圖10-16所示安裝好器材,水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞時,記下彈簧測力計的示數(shù)為5.2N。圖10-16步驟三:用刻度尺測出注射器的長度為4.00cm。步驟四:算出大氣壓強值為Pa。同組的小華分析了影響實驗結(jié)果的可能因素后,對實驗進行了如下改進:①將步驟一改為:先將注射器內(nèi)抽滿水,再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,這樣有利于。②取下橡皮帽,重復(fù)步驟二的操作,讀得彈簧測力計的示數(shù)為0.3N,由此可知,此時活塞所受到的(選填“摩擦力”或“大氣壓力”)為0.3N。小華根據(jù)改進后測得的數(shù)據(jù),重新計算了大氣壓的值。專題9-7壓強相關(guān)實驗知識·解讀實驗一探究影響壓力作用效果的因素【設(shè)計和進行實驗】1.實驗主要器材:海綿、沙子或橡皮泥等容易發(fā)生形變的物體(不用木板:因為受力時不容易發(fā)生形變,不利于觀察實驗現(xiàn)象)。2.實驗方法:①轉(zhuǎn)換法(通過海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果)。②控制變量法(探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系應(yīng)控制受力面積不變;探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系應(yīng)控制壓力大小不變,通常采用疊加法)?！緦嶒灲Y(jié)論】3.壓力的作用效果與壓力的大小和接觸面積大小有關(guān)。壓力一定時,接觸面積越小,壓力的作用效果越明顯;接觸面積一定時,壓力越大,壓力的作用效果越明顯。突破二研究液體內(nèi)部的壓強【設(shè)計和進行實驗】1.實驗主要器材:U形管壓強計(實驗前需檢查裝置氣密性:用手指壓橡皮膜,觀察U形管兩側(cè)液面是否有高度差。若有,說明良好;若高度差幾乎不變,說明裝置漏氣,要重新組裝)。2.實驗方法:轉(zhuǎn)換法(根據(jù)U形管兩側(cè)液面的高度差來判斷液體壓強的大小)、控制變量法(①保持探頭在液體中深度不變,改變探頭方向,探究液體壓強與方向的關(guān)系;②改變探頭在液體中深度,探究液體壓強與深度的關(guān)系;③同一深度,換用不同的液體,探究液體壓強與液體密度的關(guān)系)。【數(shù)據(jù)處理和分析】3.設(shè)計實驗數(shù)據(jù)記錄表格,分析表格數(shù)據(jù),可得出液體內(nèi)部壓強的特點:液體內(nèi)部各個方向都有壓強,并且在液體內(nèi)部的同一深度,向各個方向的壓強都相等,深度越深,壓強越大,液體內(nèi)部壓強的大小還跟液體的密度有關(guān),在深度相同時,液體的密度越大,壓強越大。(液體壓強的計算式:p=ρgh)典例·解讀例1、在探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)的實驗中,小鄒同學(xué)用一塊海綿和兩塊規(guī)格相同的長方體磚塊做了如圖所示的一系列實驗,請仔細觀察,并分析回答下列問題:(1)壓力的作用效果的大小是通過比較海綿的程度來確定的。(2)分析比較圖乙和圖丙的實驗現(xiàn)象,可以得出結(jié)論:

。(3)分析比較圖的實驗現(xiàn)象,可得出結(jié)論:當(dāng)受力面積相同時,壓力越大,壓力的作用效果越顯著。(4)進一步綜合分析圖甲、乙、丙和丁的實驗現(xiàn)象,并歸納得出結(jié)論:

?！敬鸢浮?1)凹陷【答案】(1)凹陷(2)當(dāng)壓力相同時,受力面積越小,壓力作用效果越顯著(3)乙和丁(4)壓力作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),壓力越大,受力面積越小,壓力作用效果越顯著.【解析】實驗中是利用磚塊在海綿上探究壓力的作用效果,是因為海綿受力后形狀容易改變,通過其凹陷程度反映壓力的作用效果的大小;圖乙與圖丙實驗中磚對海綿的壓力相同,受力面積不同,壓力的作用效果不同,說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān);圖乙、丁中海綿的受力面積相等,而壓力不等,壓力較大的丁圖中海綿凹陷得深,說明壓力的作用效果明顯,從而得出壓力的作用效果與壓力大小有關(guān)。(1)把探頭放入水中,通過觀察U形管兩邊液面的高度差來判斷探頭處水的壓強的大小,高度差越大,水的壓強(選填“越大”或“越小”)。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強。(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,從而得到:在同一種液體里,液體的壓強隨的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,則可以觀察到U形管兩邊液體的。【答案】【答案】(1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差變大【解析】(1)把水的內(nèi)部壓強的大小轉(zhuǎn)換成U形管兩邊液面高度差的大小來判斷,液面高度差越大,表示水內(nèi)部的壓強越大。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,控制液體密度和深度不變,改變探頭的方向,U形管兩側(cè)的液面高度差相等。可以得到:在同一深度,液體內(nèi)部向各個方向的壓強相等。(3)(3)在乙圖中把探頭慢慢下移,控制液體的密度不變,改變深度,可以觀察到U形管兩邊液體的高度差增大,得到:在同一種液體里,液體的壓強隨深度的增加而增大。(4)在乙圖中,若只將燒杯中的水換成鹽水,其他條件不變,控制深度不變,把水換成鹽水,密度變大,則可以觀察到U形管兩邊液體的高度差變大。例3、在探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關(guān)的實驗中,某中學(xué)一小組的同學(xué)們認(rèn)為此壓強跟圓柱體的密度ρ、高度h、圓柱體底面積S是有關(guān)的,但有怎樣的關(guān)系看法不同。在老師的幫助下,小組的同學(xué)們從實驗室里挑選了由不同密度的合金材料制成、高度和橫截面積不同、質(zhì)量分布均勻的實心圓柱體做實驗,測出實心圓柱體豎直放置時(如圖所示)對水平桌面上海綿的壓下深度,實驗記錄見下表。序號物體底面積S/cm2高度h/cm海綿被壓下深度/cm1合金甲圓柱體A1050.52合金甲圓柱體B101013合金甲圓柱體C201014合金乙圓柱體A1051.55合金乙圓柱體B101036合金乙圓柱體C20103(1)分析實驗1、2或4、5可以得出:當(dāng)圓柱體的材料密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的有關(guān)。(2)分析可以得出,當(dāng)圓柱體的密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關(guān)。(3)此探究過程用到的科學(xué)探究方法有、。(4)實驗結(jié)束之后,同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下,以某一合金甲圓柱體為研究對象,推導(dǎo)它對海綿的壓強大小的表達式(已知合金的密度為ρ,圓柱體的高度為h,底面積為S)。表達式為。該推導(dǎo)出的表達式(選填“能”或“不能”)應(yīng)用于各類固體的壓強的計算?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)高度(2)2、3或5、6(3)控制變量法轉(zhuǎn)換法(4)p=ρgh不能【解析】(1)分析實驗1、2或4、5,圓柱體的材料密度相同,高度不同,對水平面的壓強不同,故可得出結(jié)論:當(dāng)圓柱體的材料密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的高度有關(guān)。(2)當(dāng)圓柱體的密度相同時,實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關(guān),要求圓柱體的密度相同,對水平面的壓強也相同,而底面積必須不同,故序號2、3或5、6符合要求。(3)在探究多個因素對壓強的影響時(3)在探究多個因素對壓強的影響時,運用了控制變量法來研究某一因素的影響,還利用轉(zhuǎn)換法——用海綿被壓下的深度表示壓力的作用效果。(4)已知合金的密度為ρ,圓柱體的高度為h,底面積為S,由壓強的公式推導(dǎo)過程為p==ρgh。從推導(dǎo)過程可以看出p=ρgh這一公式只適用于質(zhì)量分布均勻的實心柱狀物體,不能應(yīng)用于其他類固體(如質(zhì)量分布不均勻,非柱體物體等)的壓強的計算。培優(yōu)·訓(xùn)練1、如圖所示，某同學(xué)利用小桌、海綿和砝碼等器材進行“探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”的實驗．第10題圖(1)本實驗的科學(xué)探究方法是______________和轉(zhuǎn)換法．(2)小桌對海綿的壓力改變了海綿的________(選填“形狀”或“運動狀態(tài)”)．(3)為了探究壓力的作用效果與壓力大小的關(guān)系，應(yīng)比較圖甲和圖乙的實驗，可知受力面積相同時，壓力________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．(4)為了探究壓力的作用效果與受力面積大小的關(guān)系，應(yīng)比較________兩圖的實驗，可知壓力大小相同時，受力面積________(選填“越大”或“越小”)，壓力的作用效果越明顯．2、如圖甲所示，用微小壓強計探究液體內(nèi)部壓強的特點．(ρ鹽水>ρ水)(1)實驗中，將液體內(nèi)部的壓強大小轉(zhuǎn)換為用U形管兩側(cè)液面的________來表示．甲乙(2)為了使實驗現(xiàn)象更明顯，U形管中的液體最好用________的(選填“有色”或“無色”)．(3)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部的A、B位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hB>hA，經(jīng)過多次實驗觀察到同樣的現(xiàn)象，這說明同種液體內(nèi)部的壓強隨________的增加而增大．(4)將探頭放在圖乙所示液體內(nèi)部等深的B、C位置，觀察到U形管兩側(cè)液面的高度差hC____hB(選填“<”“＝”或“>”)，這是為了研究液體壓強與液體________的關(guān)系．(5)由以上實驗可知圖乙所示液體內(nèi)部A、B、C、D四個位置壓強最大的是________位置．3、小明用2mL注射器、量程為0~10N的彈簧測力計和刻度尺粗略測量大氣壓的值,本實驗的原理是二力平衡和p=。步驟一:把注射器的活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔。步驟二:如圖10-16所示安裝好器材,水平向右緩慢拉動注射器筒,當(dāng)注射器中的活塞時,記下彈簧測力計的示數(shù)為5.2N。圖10-16步驟三:用刻度尺測出注射器的長度為4.00cm。步驟四:算出大氣壓強值為Pa。同組的小華分析了影響實驗結(jié)果的可能因素后,對實驗進行了如下改進:①將步驟一改為:先將注射器內(nèi)抽滿水,再豎直向上推動活塞至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔,這樣有利于。②取下橡皮帽,重復(fù)步驟二的操作,讀得彈簧測力計的示數(shù)為0.3N,由此可知,此時活塞所受到的(選填“摩擦力”或“大氣壓力”)為0.3N。小華根據(jù)改進后測得的數(shù)據(jù),重新計算了大氣壓的值。

專題9-7壓強相關(guān)實驗例1、【答案】(1)凹陷(2)當(dāng)壓力相同時,受力面積越小,壓力作用效果越顯著(3)乙和丁(4)壓力作用效果與壓力的大小和受力面積的大小有關(guān),壓力越大,受力面積越小,壓力作用效果越顯著.【解析】實驗中是利用磚塊在海綿上探究壓力的作用效果,是因為海綿受力后形狀容易改變,通過其凹陷程度反映壓力的作用效果的大小;圖乙與圖丙實驗中磚對海綿的壓力相同,受力面積不同,壓力的作用效果不同,說明壓力的作用效果與受力面積有關(guān);圖乙、丁中海綿的受力面積相等,而壓力不等,壓力較大的丁圖中海綿凹陷得深,說明壓力的作用效果明顯,從而得出壓力的作用效果與壓力大小有關(guān)。例2、【答案】(1)越大(2)相等(3)深度(4)高度差變大【解析】(1)把水的內(nèi)部壓強的大小轉(zhuǎn)換成U形管兩邊液面高度差的大小來判斷,液面高度差越大,表示水內(nèi)部的壓強越大。(2)比較甲圖、乙圖和丙圖,控制液體密度和深度不變,改變探頭的方向,U形管兩側(cè)的液面高度差相等?？梢缘玫?在同一深度,液體內(nèi)部