《2020年中考物理 十四個(gè)重要測量儀器問題 專題08 液體壓強(qiáng)計(jì)問題(含解析)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020年中考物理 十四個(gè)重要測量儀器問題 專題08 液體壓強(qiáng)計(jì)問題(含解析)(6頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題08 液體壓強(qiáng)計(jì)問題一、用液體壓強(qiáng)計(jì)問題都學(xué)啥1.壓強(qiáng)計(jì)的構(gòu)造和原理(1)壓強(qiáng)計(jì)的構(gòu)造。液體壓強(qiáng)計(jì)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(gè)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(qiáng)時(shí),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(qiáng)相等。 (b)當(dāng)金屬盒上的橡皮膜受到壓強(qiáng)時(shí),U形管兩側(cè)液面便出現(xiàn)高度差,壓強(qiáng)越大時(shí),高度差也越大。 (2)壓強(qiáng)計(jì)的原理。實(shí)驗(yàn)室里,測量液體和氣體的壓強(qiáng)的儀器,用U形管壓強(qiáng)計(jì),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形玻璃管組成,管內(nèi)裝有水或水銀,當(dāng)
2、橡皮膜受到的壓強(qiáng)為零時(shí),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(qiáng)作用時(shí),兩管內(nèi)液面產(chǎn)生高度差,壓強(qiáng)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(qiáng)的大小。從刻度尺上讀出被測壓強(qiáng)的值。2.壓強(qiáng)計(jì)的使用方法和注意的問題【壓強(qiáng)計(jì)的使用方法】把金屬盒放入液體中,橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用,而向里凹,封閉在管內(nèi)的氣體把這個(gè)壓強(qiáng)傳遞給液體,兩側(cè)液面出現(xiàn)高度差此時(shí)右側(cè)液面受到的壓強(qiáng)仍是大氣壓,左側(cè)液面受到的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)與液體壓強(qiáng)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(qiáng)就近似等于液體的壓強(qiáng)壓強(qiáng)計(jì)也可以用來測氣體的壓強(qiáng)把壓強(qiáng)計(jì)的左側(cè)管跟被測
3、的氣體相通,如果被測氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓,壓強(qiáng)計(jì)右側(cè)液面比左側(cè)的高,如果被測氣體的壓強(qiáng)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(qiáng)近似等于被測氣體的壓強(qiáng)與大氣壓的差【使用壓強(qiáng)計(jì)需澄清和注意的問題】(1)使用微小壓強(qiáng)計(jì)研究不同方向液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)時(shí)要注意:壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒應(yīng)保持在同一深度。(2)壓強(qiáng)計(jì)的兩邊高度差來顯示液體內(nèi)部的壓強(qiáng)這種方法叫轉(zhuǎn)換法。(3)壓強(qiáng)計(jì)只是用來研究液體壓強(qiáng)特點(diǎn)的一個(gè)工具,并不是用來測液體壓強(qiáng)的儀器。比如:液體內(nèi)部有沒有壓強(qiáng),同一深度壓強(qiáng)變不變,壓強(qiáng)向哪個(gè)方向,壓強(qiáng)大小與什么有關(guān)等問題。即使按照液面差計(jì)算出壓強(qiáng)標(biāo)上刻度也是不準(zhǔn)確的,因?yàn)樵谒刑筋^上的橡皮膜還有個(gè)
4、張力的存在,計(jì)算出來的數(shù)值也比真實(shí)值要小些。所以,說是壓強(qiáng)計(jì),其實(shí)不是用來測液體壓強(qiáng)數(shù)值的儀器。二、液體壓強(qiáng)計(jì)問題的考法【例題1】在“探究影響液體壓強(qiáng)大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,已知(a)中裝有水,(b)、(c)中裝有同種液體鹽水。老師用壓強(qiáng)計(jì)做了如圖所示的(a)、(b)、(c)三次實(shí)驗(yàn)。比較實(shí)驗(yàn)(a)、(b)可知液體壓強(qiáng)與液體的 有關(guān);比較實(shí)驗(yàn)(b)、(c)可知液體壓強(qiáng)與液體的 有關(guān)?!敬鸢浮棵芏?深度【解析】實(shí)驗(yàn)(a)、(b)可知液體種類不同,即密度不等,深度相同產(chǎn)生的壓強(qiáng)不同,說明液體壓強(qiáng)與密度有關(guān);實(shí)驗(yàn)(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(qiáng)不同,說明液體壓強(qiáng)與深度有關(guān)。
5、【例題2】小明在學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)時(shí),用壓強(qiáng)計(jì)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn),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(gè)方向壓強(qiáng)的大小關(guān)系 B液體壓強(qiáng)與液體深度的關(guān)系C. 液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系 D液體壓強(qiáng)與氣壓的關(guān)系【答案】B【解析】本題考查用壓強(qiáng)計(jì)探究液體壓強(qiáng)特點(diǎn)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(gè)方向壓強(qiáng)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,不符合題意;B液體的密度一定,方向一定,深度不斷增加,壓強(qiáng)計(jì)的液面高度差增大,壓強(qiáng)增大所以此實(shí)驗(yàn)利用控制變量法探究液體壓強(qiáng)跟液體深度的關(guān)系,符合題意;C如果研究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系,保證深度
6、不變,改變液體的種類來改變液體的密度,不符合題意,D實(shí)驗(yàn)中沒有反映氣壓的大小變化,不能研究液體壓強(qiáng)跟氣壓的關(guān)系不符合題意。三、液體壓強(qiáng)計(jì)問題的訓(xùn)練題1.如圖是小林同學(xué)利用U形壓強(qiáng)計(jì)改裝成的測液體密度的密度計(jì)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5cmU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(gè)指示液面位置(刻度值)的質(zhì)量為1g的實(shí)心紅色浮標(biāo),剛好有一半體積浸沒在水中未測量時(shí),U形管水面剛好與a相平,讀數(shù)時(shí),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1NB.浮標(biāo)的體積為1cm
7、3C.b處指示的刻度值為0.8g/cm3D.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= 10-3kg10N/kg=10-2NB. F浮=水gv排=10-2Nv排=10-6m3=1cm3所以浮標(biāo)的體積大于1cm3C. 4cm水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)等于5cm深某液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)水gh=液gH液=水gh/gH=1g/cm34cm/5cm=0.8g/cm3b處指示的刻度值為0.8g/cm3D.浮標(biāo)的密度與該液體的密度之比為2:51=m1/v1=1g/2cm3=0.5g/cm32=0.8g/cm3所以1/2=v1=0.5g/cm3:0.8g/cm3=5:82.水
8、平實(shí)驗(yàn)桌面上有微小壓強(qiáng)計(jì)、刻度尺和裝有適量水的A、B兩個(gè)燒杯。小亮學(xué)習(xí)了液體內(nèi)部壓強(qiáng)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(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。將微小壓強(qiáng)計(jì)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,記錄微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差h1;將微小壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)計(jì)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(diǎn)的壓強(qiáng)跟該點(diǎn)到容器底的距離L有關(guān)”。請你利用這些器材,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明小亮的結(jié)論是錯(cuò)誤的。寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?!敬鸢浮恳娊馕觥!?/p>
9、解析】實(shí)驗(yàn)步驟: 將微小壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)計(jì)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。 向燒杯中倒入適量的水,調(diào)整探頭所在的位置,使探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(qiáng)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(diǎn)的壓強(qiáng)跟該點(diǎn)到容器底的距離L無關(guān),所以小亮的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 3.在探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)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(gè)方向都有壓
10、強(qiáng),且向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;猜想B:在深度相同時(shí),不同液體的壓強(qiáng)還跟它的密度有關(guān),液體的密度越大,壓強(qiáng)越大;猜想C:同一種液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大為了檢驗(yàn)上述猜想B是否正確,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(qiáng)計(jì)研究液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn).在研究三個(gè)或三個(gè)以上物理量之間的關(guān)系時(shí),應(yīng)先確定研究對象的物理量(如液體壓強(qiáng)),然后逐一研究這個(gè)物理量和另一物理量(如深度或液體密度)的關(guān)系研究時(shí)要控制除這兩個(gè)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
11、的思想為驗(yàn)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(gè)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、B、C三個(gè)圖;檢驗(yàn)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(gè)圖;為檢驗(yàn)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(qiáng)特點(diǎn)的過程中,將微小壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒放在水中,下列做法能夠使壓強(qiáng)計(jì)U形管兩邊液面的高度差減小的是()A將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒向上移動一段距離B將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒向
12、下移動一段距離C將壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒在原位置轉(zhuǎn)動180D將壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)計(jì)U形管兩邊液面的高度差減小,說明微小壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒受到的壓強(qiáng)減小了。我們知道液體壓強(qiáng)與液體密度、深度有關(guān)。所以將壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)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(qiáng)跟液體密度的關(guān)系B液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟深度的關(guān)系C在同一深度,液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小是否相等D液體內(nèi)部向各個(gè)方向是否都有壓強(qiáng)【答案】A 【解析】因?yàn)樯疃认嗤羰敲芏认嗤瑔?,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