專題06 壓強相關實驗（原卷版）

專題06壓強相關實驗【知識儲備】在研究影響壓力作用效果因素的實驗中，應采用的方法是控制變量法和轉換法。在探究壓力作用效果跟壓力大小的關系時，應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系時,應控制壓力大小不變,改變接觸面的受力面積大小在探究液體內部壓強的特點時，用到的主要儀器是刻度尺和U形管壓強計,采用的方法是轉換法和控制變量法。在探究液體內部同一深度處向各個方向的壓強都相等時，應將橡皮膜在液體中的深度保持不變，改變橡皮膜的朝向;在探究液體的壓強隨深度的增加而增大時，應控制橡皮膜浸在同一種液體內，改變橡皮膜在液體中的深度;在探究不同液體的壓強跟液體密度的關系時,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,在使用托里拆利實驗測量大氣壓時,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,管內汞液面下降穩(wěn)定后，測出管內外汞柱的高度差，管內汞柱產生的壓強即為大氣壓的值【專題突破】1．如圖是“探究液體內部壓強的特點”的裝置，容器內液面高度相同。（1）探頭上的薄膜所受壓強的大小是通過U形管左右兩側液面的來反映的。（2）比較甲、乙實驗可知：在液體內部的同一深度，向各個方向的壓強大?。患?、丙實驗說明，深度相同時，液體的密度越大，壓強。（3）圖甲中，水對探頭上的薄膜產生的壓強大小為Pa，軟管內的氣壓（選填“大于”“小于”或“等于”）管外的大氣壓。2．小敏同學利用如圖1裝置探究“液體內部壓強的特點”。（1）實驗前必須檢查壓強計能否正常使用，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，則說明該壓強計的氣密性（選填“好”或“差”）；若在使用壓強計前發(fā)現(xiàn)U形管中有高度差，通過方法可以進行調節(jié)（填選項）A.從U形管內向外倒出適量水B.拆除軟管重新安裝C.向U形管內加適量水（2）比較實驗1兩圖得出的結論是。（3）比較實驗2兩圖，說明液體的壓強與液體密度有關，同一深度，（選填“水”或“鹽水”）壓強更大。（4）如果保持橡皮膜位置不變，在實驗2的鹽水中加入適量清水（液體不溢出），U形管內兩液面的高度差將（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兩側分別倒入水和某種液體，當橡皮膜恢復平整時，橡皮膜面兩側深度為11cm、10cm，如圖3所示，則液體的密度為g/cm3；（6）一只礦泉水瓶，其側壁開有小孔a并用塞子塞住，瓶內盛有一定質量的酒精，如圖4所示，把瓶放入盛水的燒杯中，當瓶內、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，取三個質量相同的圓柱形容器A、B、C，它們底面積的關系是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）實驗中通過觀察來比較壓力的作用效果；（2）通過比較甲、乙兩次實驗可知：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系他應選擇兩次實驗；（4）小剛還想利用這些器材探究影響液體壓強的因素，于是他找來一個如圖丁所示的液體壓強計，將壓強計探頭放入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形管左右兩側液面的高度差較大，這說明在深度相同時，越大，液體壓強越大；（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和細線結合現(xiàn)有器材測出金屬塊的密度，于是他進行了如下操作：①如圖戊所示，先用彈簧測力計測出金屬塊的重力；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。他認為這些現(xiàn)象與氣體壓強有關。氣體壓強的大小與哪些因素有關呢？和同學們討論后，提出如下猜想：猜想1：氣壓大小可能與氣體的溫度有關；猜想2：氣壓大小可能與氣體的體積有關；猜想3：氣壓大小可能與氣體的多少有關。（1）同學們用汽車里的“胎壓計”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）小明又用胎壓計測量一個籃球的氣壓，示數(shù)如圖所示，其值為kPa。當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)胎壓計的示數(shù)變大，可以得出的結論是。（3）為了驗證猜想2，他們進行如下探究：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，（不計活塞重及活塞與注射器壁之間的摩擦），當?shù)卮髿鈮簽闃藴蚀髿鈮簆0，當彈簧測力計的示數(shù)為F時，注射器內氣體的壓強計算表達式為p＝。（4）通過實驗，得到了注射器內氣壓與對應體積的實驗數(shù)據(jù)，如下表：p（×105Pa）1.00.80.60.50.40.2V（×10﹣5m3）1.01.251.672.02.5▲①請在圖丙中，描點作出氣壓p與氣體的體積V的關系圖像。②根據(jù)表格數(shù)據(jù)和圖像，可以推算，當氣壓p＝0.2×105Pa時，V＝m3。③為更直觀反映氣壓p與體積V之間的關系，最好畫出氣壓p與的圖像。5．“飛機迷”小王學習了流體壓強知識后，他想探究飛機升力大小與哪些因素有關。他猜想：升力大小與機翼形狀、飛機飛行速度和飛機的迎角（機翼軸線與水平氣流方向的夾角）有關。（1）小王制作了如圖甲所示的飛機機翼模型，機翼做成該形狀的原因是流體流速大處壓強，從而獲得向上的升力；（2）他利用如圖乙和丙的電風扇、升力測力計、飛機模型進行實驗探究。在探究升力與迎角的關系時，按以下步驟進行：①調節(jié)使風扇風速最大，并使飛機模型的迎角為0°，記錄測力計的示數(shù)，多次實驗求平均值；②改變，重復步驟①并計算升力平均值；③得到“升力與迎角的關系”的圖像如圖丁。由圖像可知：飛機速度一定時，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：本實驗結論與實際相符，若某飛機以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是小明用壓強計“探究影響液體內部壓強大小的因素”的實驗裝置。（1）壓強計中的U形管（選填“屬于”或“不屬于”）連通器。（2）在使用壓強計前，發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側的水面有一定的高度差，如圖1甲，其調節(jié)的方法是（選填“A”或“B”），使U形管左右兩側的水面相平。A.將右側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)液體的壓強與液體密度有關。（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，左側容器盛有水，右側容器盛有某種液體。先用抽氣機抽出U形管內部分空氣，再關閉閥門K。（1）如圖2所示，液柱上升是因為玻璃管內部氣壓外界大氣壓（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，則液體密度的表達式為ρ液＝。（3）玻璃管中的空氣不能完全抽空，測量結果會（選填“偏大”、“偏小”或“不受影響”）。7．小明用電子秤、薄壁柱形容器（質量忽略不計，底面積為100cm2）、合金塊（高度為5cm）、氣球（質量忽略不計）、細線（質量和體積忽略不計）、水進行相關實驗探究，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線連接，用手拉著細線使它們逐漸進入水中，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)相關信息，回答如下問題：（1）實驗過程中，氣球的體積大小可反映氣體受到液體壓強的大小，根據(jù)圖丁和戊，說明液體壓強大小與有關。（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。丁圖中氣球所受的浮力為N，此時水對容器底部的壓強為Pa。從圖丁到戊，容器對桌面的壓強變化了Pa。（4）若圖戊中的氣球緩慢向外漏氣，手對細繩的拉力（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為Pa。8．氣體產生的壓強（氣壓）大小與哪些因素有關？某科學興趣小組同學了解到如下信息：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密封在針筒內的空氣只能被壓縮在一定體積范圍內。由此，他們猜想氣壓大小可能與氣體的質量、溫度及體積有關。（1）信息（填序號）可作為“氣壓大小可能與氣體質量有關”的猜想依據(jù)。（2）小組同學對“氣壓大小與溫度的關系”進行了探究，步驟如下：步驟一：取1m長的一端封閉的細玻璃管，在室溫（20℃）下用水銀密封一段空氣柱，將其豎直固定，并標出