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专题13 固体压强和液体压强
一、压力与重力的区别与联系 区别压力重力产生原因相互接触的两个物体相互挤压而产生的物体由于受到地球吸引而产生的方向垂直指向受力物体（只有接触面为水平方向时，方向才竖直向下）竖直向下施力物体挤压它的物体地球作用点受力物体的表面受力物体的重心联系压力可以由重力产生，也可以由其他力产生。只有当物体放在水平面上时，物体对水平面的压力在数值上等于重力，即F压=G。不能说“压力就是重力或者压力就等于重力。”
二、压强 定义物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。公式单位（1）单位是帕（Pa），1 Pa=1 N/m2 （2）1 MPa = 103 kPa = 106 Pa。压强与压力的区别（1）压强是表示压力作用效果的物理量，压力作用效果越明显，压强就越大。（2）压力的大小与受力面积无关，而压强的大小等于单位面积上压力的大小，因此压强不但与压力的大小有关，还与受力面积的大小有关。
三、探究影响压力作用效果的因素 实验目的探究压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积有关实验装置实验器材小桌子、砝码、海绵实验步骤及实验分析实验1：探究压力的作用效果与压力的大小是否有关 （1）把小桌放在海绵上，观察海绵被压下的深浅； （2）在小桌上放一个砝码，观察海绵被压下的深浅。 实验分析：若两次实验海绵被压下的深浅不同，则压力的作用效果与压力的大小有关。 实验2：探究压力的作用效果与受力面积是否有关 （1）把小桌正面朝上放在海绵上，在小桌上放一个砝码，观察海绵被压下的深浅； （2）把小桌翮过来，桌面朝下，在小桌上放一个个砝码，观察海绵被压下的深浅。 实验分析：若两次实验海绵被压下的深浅不同，则压力的作用效果与受力面积有关。实验结论在受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越明显；在压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
四、液体压强 产生原因（1）液体受重力作用，对支撑它的容器底有压强。 （2）液体具有流动性，对阻碍它流散开的容器壁也有压强。 （3）液体由于具有流动性而在液体内部相互挤压，因此液体部向各个方向都有压强。特点（1）液体除了对容器底部产生压强外，还对“限制”它流动的侧壁产生压强，固体则只对其支承面产生压强，方向总是与支承面垂直； （2）在液体内部向各个方向都有压强，在同一深度向各个方向的压强都相等，同种液体，深度越深，压强越大。 （3）液体内部压强的大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。 （4）容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等。计算公式 注意∶应用p＝ρgh时，各个物理量的单位都应统一取国际单位。 其中ρ—kg/m3，g—N/kg，h—m，p—Pa。对公式的理解 （1）从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器的形状均无关。 （2）液体对容器底部的压力一般不等于液体的重力，只有柱形容器（圆柱、正方体、长方体）放到水平面上，液体对容器底部的压力才等于液体的重力（F=G）。
五、连通器 定义上端开口，下部相连通的容器。特点连通器里装同种液体，当液体不流动时，连通器各容器中的液面高度总是相同的。连通器中深度相同的各点压强相同。应用茶壶、船闸、锅炉水位计、乳牛自动喂水器等都是根据连通器的原理来工作的。
六、探究液体压强与哪些因素有关 实验目的探究液体压强与液体的深度是否有关探究液体压强与液体的密度是否有关实验装置改变量压强计探头在液体内部的深度密度不同的液体不变量液体的密度，压强计探头的方向压强计探头在不同液体中的深度和方向操作步骤（1）将U形管压强计的探头放人水中深度为H处，观察并记录U形管两侧液面的高度差△h1（2）保持探头方向不变，改变探头在水中的深度，观察并记录U形管两侧液面的高度差△h2（2）保持探头方向不变，将探头伸入密度不同液体中深度H处，观察并记录U形管两侧液面的高度差△h3实验分析若△h1≠△h2 ，则液体压强与液体的深度有关若△h1≠△h3 ，则液体压强与液体的密度有关实验结论在同种液体的同一深度处，液体对各个方向的压强都相等；在同种液体内部，深度越深，液体压强越大；在深度相同时，液体的密度越大，压强越大
1．减小压强方法 （1）压力一定，增大受力面积； （2）受力面积一定，减小压力； （3）同时减小压力，增大受力面积。 应用：①载重卡车装有许多的车轮；②房屋建在较大的地基上；③书包带做得较宽。 2．增大压强方法 （1）压力一定，减小受力面积； （2）受力面积一定，增大压力； （3）同时增大压力，减小受力面积。 应用：①速滑运动员的冰鞋装有冰刀；②投向靶盘的飞镖；③用力刹车。 3．液体的压力、压强的大小判断 4．判断是不是连通器 依据连通器的定义，要看两点：一是各容器的底部必须是连通的；二是各容器的上部都是开口的。 5．连通器液面相平的条件： （1）连通器里只有一种液体； （2）连通器里的液体不流动。 只有同时满足这两个条件，连通器各部分的液面才是相平的，如果有一个条件不能满足,则连通器各部分的液面不会相平。
模型1 探究影响压力作用效果的因素
（2023 宁夏）某同学利用小桌、海绵、砝码等实验器材，探究“影响压力作用效果的因素”的实验，探究过程如图所示：
（1）实验中通过观察海绵的 　 　来比较压力作用效果。
（2）对比 　 　两图，可以探究压力作用效果与受力面积的关系。
（3）对比甲、乙两图可以得出结论：当受力面积一定时，　 　，压力作用效果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例：　 　。
【答案】（1）凹陷程度；（2）乙、丙；（3）压力越大；压路机的碾子很重。
【分析】（1）根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果，海绵的凹陷程度越大，说明压力的作用效果越明显，用到的科学实验方法是转换法；
（2）（3）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，研究与其中一个因素的关系时，应采用控制变量法，据此分析回答。
【解答】解：（1）本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的，采用了转换法；
（2）探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变，通过比较图乙、丙，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（3）比较图甲、乙所示的实验，可得出结论：当受力面积一定时压力越大，压力的作用效果越明显；压力越大压路机的碾子很重是在受力面积一定时，增大压力，增大压强。
名师点拨：本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法和压强公式的应用，体现了对过程和方法的考查。
【变式练1】（2023 深圳）琴琴同学探究压强与受力面积的关系，得出了一个错误的结论。
（1）谁的压力大　 　，谁的受力面积大　 　。（选填“海绵的大”“沙坑的大”“两个相等”）
（2）改进这两个实验的意见：　 　 。
（3）对比甲图选择下面的　 　对比探究压强和压力大小的关系。
【答案】（1）两个相等；海绵的大；（2）选择海绵（或沙坑）做实验；（3）A。
【分析】（1）本实验中，物体对海绵或沙子的压力大小等于物体的重力大小，据此回答；受力面积即两物体的实际接触面积，据此回答；
（2）根据被压物质的形变来反映压力的作用效果，受压面的材料相同且形变要明显；
（3）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，研究压力的作用效果与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变，据此回答。
【解答】解：（1）本实验中，物体对海绵或沙子的压力大小等于物体的重力大小，压力大小相等；受力面积即两物体的实际接触面积，故受力面积海绵的大；
（2）探究压强与受力面积的关系，要控制压力相同，只改变受力面积大小，甲、乙实验中，被压物质材料不同，故改进这两个实验的意见：选择海绵（或沙坑）做实验；
（3）探究压强和压力大小的关系，要控制受力面积相同，只改变压力大小，且受压面材料相同，故对比甲图选择A对比。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法的应用和对实验的要求，体现了对过程和方法的考查。
【变式练2】（2022 贺州）在“探究影响压力作用效果的因素”中，实验现象如图所示。
（1）通过观察海绵的　 　来比较压力作用的效果。
（2）通过比较　 　两次实验，可知受力面积相同时，压力越大，压力作用的效果越　 　（选填“明显”或“不明显”）。
（3）通过比较　 　两次实验，可知压力作用的效果跟受力面积有关；这种研究问题的方法是　 　法。
【答案】（1）凹陷程度；（2）甲、乙；明显；（3）乙、丙；控制变量。
【分析】（1）通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法；
（2）（3）压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关，实验时应采用控制变量法，即探究压力的作用效果与压力大小的关系时应控制受力面积的大小不变，探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变，这种研究问题的方法是控制变量法。
【解答】解：（1）实验中是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的，这种研究方法是转换法；
（2）要探究压力作用的效果跟压力大小的关系，应该控制受力面积相同，改变压力的大小，故可通过图中的甲、乙两次实验进行比较，得出在受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；
（3）探究压力的作用效果与受力面积时应控制压力的大小不变，改变受力面积的大小，故可通过图中的乙、丙两次实验进行比较，根据海绵的凹陷程度可知压力作用的效果跟受力面积有关，这种研究问题的方法是控制变量法。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验，主要考查控制变量法及转换法的应用，体现了对过程和方法的考查。
【变式练3】（2022 凉山州）在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中，某同学利用了多个完全相同的铁块和海绵进行了如图所示的实验。
（1）实验中通过观察海绵的 　 　来比较压力作用效果；
（2）由 　 　两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系；
（3）对比乙、丙两图可以得出：当压力一定时，　 　越小，压力作用效果越明显；
（4）对比甲、丙两图，该同学认为压力作用效果与压力大小无关，他的观点是 　 　（选填“正确”或“错误”）的，理由是 　 　。
【答案】（1）凹陷程度；（2）甲、乙；（3）受力面积；（4）错误；比较时没有控制受力面积相同。
【分析】（1）实验中通过海绵的凹陷程度来反映压力的作用效果，采用了转换法；
（2）压力的作用效果跟压力大小和受力面积大小有关，需要用控制变量法探究压力作用效果的影响因素；探究压力作用效果跟压力大小的关系时，控制受力面积不变，改变压力的大小；探究压力作用效果跟受力面积大小的关系时，控制压力大小不变，改变受力面积；
（3）根据控制变量法，找出不变的量和变化的量，确定压力作用效果与变化量之间的关系；
（4）根据控制变量法，探究压力作用效果与压力大小的关系，应控制受力面积相同，据此分析解答。
【解答】解：（1）根据转换法可知，实验中通过观察海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果；
（2）图甲、乙中，受力面积相同，乙图的压力大，海绵凹陷程度大，压力作用效果越明显，因此由甲、乙两图可以探究压力作用效果与压力大小的关系；
（3）对比乙、丙两图可知，压力相同，乙的受力面积小，压力的作用效果明显，故可得出结论：当压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（4）根据控制变量法，探究压力作用效果与压力大小的关系，应控制受力面积相同，对比甲、丙两图可知，实验中在改变压力的同时，没有控制受力面积相同，故不能得出压力作用效果与压力大小无关的结论，因此该同学的观点是错误的。
【点评】本题考查了探究压力作用效果与什么因素有关的实验，重点是控制变量法和转换法在实验中的应用，难度不大。
模型2 对压力作用效果和压强的理解
（2023 怀化）（多选）把装满水的矿泉水瓶从正立变为倒立，下列物理量大小改变的是（　　）
A．桌面的受力面积大小
B．矿泉水瓶的重力大小
C．矿泉水瓶对桌面的压力大小
D．矿泉水瓶对桌面的压强大小
【答案】AD
【分析】瓶底和瓶盖对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的重力，据此得出矿泉水瓶对桌面的压力的变化情况；倒放时瓶盖和地面的受力面积小，即S正＞S倒，根据p可知矿泉水瓶对桌面的压强的变化情况。
【解答】解：瓶底和瓶盖对桌面的压力等于水和矿泉水瓶的重力；因为矿泉水瓶的重力和水的重力均是一定的，所以正放对桌面的压力等于倒放时对桌面的压力，故矿泉水瓶对桌面的压力不变；倒放时地面的受力面积小，即S正＞S倒，根据p可知矿泉水瓶对桌面的压强将变大，据此分析可知改变的物理量是桌面的受力面积和矿泉水瓶对桌面的压强。故选：AD。
名师点拨：本题考查压力和压强大小的理解，属于基础题
【变式练1】（2023 益阳）在物理学中，描述压力作用效果的物理量是　 　 ，其国际单位是　 　 。
【答案】压强；帕斯卡（Pa）。
【分析】物理学中，物体所受压力大小与受力面积大小之比叫做压强，国际单位是帕斯卡，用Pa表示。
【解答】解：在物理学中，描述压力作用效果的物理量是压强，其国际单位是帕斯卡，用Pa表示。
【点评】此题考查与压强相关的基础知识，熟记课本内容即可顺利作答，相对比较简单。
【变式练2】（2022 常州）有市民在湿地劳动时不慎陷入淤泥无法脱身，救援者将宽大的木板平绑在鞋底，顺利走到受困者身边，如图所示。受困者的质量为50kg、对淤泥的压强为p1，救援者连同木板的总质量为80kg、对淤泥的压强为p2，淤泥处处相同，则（　　）
A．p1＜p2 B．p1＞p2
C．p1＝p2 D．数据不全，无法比较
【答案】B
【分析】根据压力作用效果进行分析。
【解答】解：由图可知，受困者比救援者对淤泥的作用效果明显，所以受困者比救援者对淤泥的压强大，即p1＞p2。故选：B。
【点评】本题主要考查学生对压力作用效果即压强的理解，难度不大。
【变式练3】（2022 台州）为了说明骑电动车要戴安全头盔的道理，某同学做了一个模拟实验：将两个相似的鸡蛋甲、乙分别放在纸筒上，鸡蛋甲上方放一个轻质瓶盖，拿一根筷子用大小相同的力分别敲击，如图所示。结果鸡蛋甲完好无损，鸡蛋乙立即破碎。下列有关叙述错误的是（　　）
A．放上瓶盖后可以增大受力面积
B．敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙大
C．鸡蛋乙被敲碎说明力能改变物体的形状
D．要提高实验的可靠性还需多次实验
【答案】B
【分析】（1）力可以改变物体的形状，可以改变物体的运动状态；
（2）减小压强的方法：在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，在受力面积一定时，通过减小压力来减小压强；
（3）为了使实验更具有普遍性，可以通过多次实验来寻找普遍规律。
【解答】解：AB、放上瓶盖后，鸡蛋上方的受力面积增大了，根据p可知，在压力一定时，鸡蛋受到的压强减小了，所以敲击时鸡蛋上部受到的压强甲比乙小，故A正确、B错误；C、鸡蛋乙被敲碎，说明力能改变物体的形状，故C正确；D、为了使实验更具有普遍性，可以通过多次实验来寻找普遍规律，所以要提高实验的可靠性还需多次实验，故D正确。
【点评】本题考查力的作用效果、压强大小的影响因素，是一道联系生活实际的题目。
模型3 固体压强的计算及大小比较
（2023 内蒙古）如图所示，取完全相同的均匀实心长方体1块、2块、3块分别竖放、平放、竖放在水平地面上，它们对地面的压强分别为pa、pb和pc，则（　　）
A．pa＝pc＞pb B．pa＝pb＜pc C．pa＞pb＞pc D．pa＜pb＜pc
【答案】A
【分析】（1）物体放在水平地面上时，对地面的压力等于其自身的重力；
（2）根据压强公式p，结合在不同情况下受力面积的大小，从而确定压强的大小。
【解答】解：设长方体物体的长、宽、高分别为a、b、h，
则1块长方体竖放时对水平地面的压强：pa，
2块长方体平放时对水平地面的压强：pb，
3块长方体竖放时对水平地面的压强：pc，
由题和图可知，a＞b＞h，且ha，
所以，它们对地面的压强关系为：pa＝pc＞pb。
故选：A。
名师点拨：此题主要考查了固体压强的大小比较，关键是找出各图中压力以及受力面积的关系。
【变式练1】（2023 恩施州）如图所示，每块砖的质量相等，长、宽、高分别是40cm、20cm、10cm，以三种方式摆放在水平地面上。比较地面受到压强p甲、p乙、p丙的大小，正确的是（　　）
A．p甲＞p乙＞p丙 B．p乙＞p甲＞p丙
C．p丙＞p乙＞p甲 D．p乙＞p丙＞p甲
【答案】D
【分析】分别找出三种放置方式中砖对地面的压力和受力面积，再根据压强公式p进行比较。
【解答】解：设一块砖的重力为G，根据图示可知，F甲＝3G，F乙＝3G，F丙＝3G，由p可得p甲，p乙，p丙，所以p乙＞p丙＞p甲，故D正确。
【点评】本题考查压强公式的应用，关键是知道物体放在水平地面上，对地面的压力始终等于自身重力。
【变式练2】（2023 乐山）太极拳是国家级非物质文化遗产。一位太极拳爱好者在打拳过程中出现甲、乙所示的两种站姿，在保持这两种姿态静止时，他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙，则下列关系正确的是（　　）
A．F甲＞F乙，p甲＞p乙 B．F甲＞F乙，p甲＜p乙
C．F甲＝F乙，p甲＞p乙 D．F甲＝F乙，p甲＜p乙
【答案】C
【分析】人对地面的压力等于自身重力的大小，据此分析两图中人对地面的压力的大小关系；
由图可知，甲图中人与地面的接触面积小于乙图中人与地面的接触面积，根据p分析两图中人对地面的压强的大小关系。
【解答】解：人对地面的压力等于自身重力的大小，且同一个人的重力一定，所以两图中人对地面的压力大小相等，故AB错误；由图可知，甲图中人与地面的接触面积小于乙图中人与地面的接触面积，且压力大小相等，根据p可知甲图中人对地面的压强比乙图中的大，故C正确，D错误。
【点评】本题考查了压力、压强大小的比较，属于对基础知识的考查，难度不大。
【变式练3】（2023 岳阳）一个装满书的箱子，用图示三种不同方式提起并保持静止。甲图中绳子对手的拉力为F甲，乙图中绳子对手的拉力为F乙。以下说法正确的是（　　）
A．F甲＞F乙
B．F甲＜F乙
C．比较乙、丙两图，乙图中绳子对手的勒痕更深一些
D．比较乙、丙两图，丙图中绳子对手的勒痕更深一些
【答案】C
【分析】（1）三种方式，绳子对手的拉力都等于箱子的重力；（2）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。
【解答】解：AB、三种方式，绳子对手的拉力都等于箱子的重力，即F甲＝F乙＝F丙＝G，故AB错误；CD、比较乙、丙两图，绳子对手的压力都等于箱子的重力，乙图中受力面积小于丙图，根据p得p乙＞p丙，所以，乙图中绳子对手的勒痕更深一些，故C正确，D错误。
【点评】本题考查了压强公式的理解和应，关键是理解绳子对手的拉力和压力等于箱子的重力。
模型4 增大或减小压强的方法
（2023 宜昌）下列生产生活实例中属于减小压强的是（　　）
A．载重汽车有很多个宽大的车轮
B．冰刀鞋的刀刃做得很薄
C．破窗锤的敲击端做成锥状
D．切蛋器上的不锈钢丝做得很细
【答案】A
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关；
增大压强的方法：在压力一定时，减小受力面积；在受力面积一定时，增大压力；
减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积；在受力面积一定时，减小压力。
【解答】解：A、载重汽车有很多个宽大的车轮，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故A符合题意。
B、冰刀鞋的刀刃做得很薄，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故B不合题意。
C、破窗锤的敲击端做成锥状，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故C不合题意。
D、切蛋器上的不锈钢丝做得很细，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故D不合题意。
名师点拨：这是一道与生活联系非常密切的物理题，在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强，要学会学以致用，活学活用，这才是学习物理的真正意义。
【变式练1】（2023 陕西）如图，是被誉为“十年长安号丝路新驼队”的中欧班列，它促进了“一带一路”沿线国家的经济、文化交流。关于该列车说法正确的是（　　）
A．铁轨下方铺设的轨枕，可以减小列车对地面的压力
B．列车在平直轨道上静止时，列车对铁轨的压力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力
C．列车在平直轨道上匀速行驶时，处于平衡状态
D．列车在减速进站的过程中，因不受力而逐渐停下来
【答案】C
【分析】（1）在压力一定时，受力面积越大，压强越小。
（2）列车在平直轨道上静止时，列车受到的重力与铁轨对列车的支持力是一对平衡力。
（3）列车静止或做匀速直线运动时，处于平衡状态。
（4）列车减速进站的时候一定受到阻力的作用。
【解答】解：A、铁轨下方铺设的轨枕，可以减小列车对地面的压强，故A错误；B、列车在平直轨道上静止时，列车受到的重力和铁轨对列车的支持力是一对平衡力，故B错误；C、列车在平直轨道上匀速行驶时，处于平衡状态，故C正确；D、列车在减速进站的过程中，因受力而逐渐停下来，故D错误。
【点评】本题考查的是压强、平衡力、平衡状态等基本知识；知道力和运动的关系。
【变式练2】（2023 泰州）下列事例中，能增大压强的是（　　）
A．载重汽车装有许多车轮
B．压路机的碾子质量很大
C．滑雪板与雪地接触面积较大
D．背包用较宽的背带
【答案】B
【分析】（1）在压力一定时，增大受力面积，可以减小压强。（2）在压力一定时，减小受力面积，可以增大压强；在受力面积一定时，增大压力，可以增大压强。
【解答】解：A、载重汽车装有许多车轮可以增大受力面积，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，故A不符合题意；B、压路机的碾子质量很大，重力很大，对路面的压力越大，在受力面积一定时，增大压力可以增大压强，故B符合题意；C、滑雪板与雪地接触面积较大，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，故C不符合题意；D、背包用较宽的背带，增大了受力面积，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，故D不符合题意。
【点评】本题主要考查的是增大和减小压强的方法，属于基础性题目。
【变式练3】（2023 青海）如图所示的生活用品中，为了减小压强的是（　　）
A．钉子很尖 B．书包带很宽
C．菜刀磨得锋利 D．木头橛子很尖
【答案】B
【分析】压强大小跟压力大小和受力面积大小有关。据此利用控制变量法分析解答。
【解答】解：ACD、钉子很尖、菜刀磨得锋利、木头橛子很尖，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故ACD不合题意。B、书包带很宽是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故B符合题意。
【点评】掌握压强大小的影响因素，利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题。
模型5 压强公式和密度公式的综合应用
（2023 泰安）如图所示，有两个正方体实心物体A、B叠放在水平桌面上，物体A重5N，B重40N。已知物体A对B的压强与此时物体B对桌面的压强相等，物体A对B的压力、物体B对桌面的压力分别为FA和FB。物体A和物体B的密度分别是ρA和ρB，下列说法中（　　）
①FA：FB＝1：9
②FA：FB＝1：8
③ρA：ρB＝27：8
④ρA：ρB＝9：8
A．只有①③正确 B．只有①④正确
C．只有②③正确 D．只有②④正确
【答案】A
【分析】物体A对B的压力等于A的重力，物体B对桌面的压力等于AB的重力之和，据此计算物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比；
两个物体都是正方体，A和B的接触面积是A的底面积，也就是A边长的平方，B和桌面的接触面积是B的底面积，也就是B边长的平方，根据公式p列出关系式，求出两个边长的关系，再利用密度与质量的关系，求出密度之比。
【解答】解：物体A对B的压力与物体B对桌面的压力之比：
，故①正确，②错误；
正方体物体A对B的压强：pA，
正方体物体B对桌面的压强：pB，
由题意可知：pB＝pA，即：，解得：3LA＝LB；
根据重力公式和密度公式可得，物体对接触面的压强：p，
所以，pAρALAg，pBρBLBgg＝3ρBLAgg，
因pB＝pA，所以ρALAg＝3ρBLAgg，，故③正确，④错误。
名师点拨：本题考查压强和密度的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道在水平面上压力等于物体自身的重力。
【变式练1】（2023 达州）如图所示，甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上，它们的边长之比L甲：L乙＝1：2，质量之比m甲：m乙＝2：3，甲、乙的密度分别为ρ甲、ρ乙，甲、 乙对地面的压强分别为p甲、p乙，下列计算正确的是（　　）
A．ρ甲：ρ乙＝8：3 B．ρ甲：ρ乙＝3：4
C．p甲：p乙＝2：3 D．p甲：p乙＝8：3
【答案】D
【分析】（1）已知它们的边长之比，计算出它们的体积之比，再根据密度公式计算出密度之比；
（2）根据F＝G＝mg可知它们对地面的压力之比；根据面积公式得出甲、乙的底面积之比，根据p得出甲、乙对地面的压强之比。
【解答】解：AB、甲、乙两质地均匀的正方体放在水平地面上，它们的体积之比为：，密度之比为：，故AB错误；CD、根据F＝G＝mg可知它们对地面的压力之比；甲、乙的底面积之比；甲、乙对地面的压强之比，故C错误，D正确。
【点评】本题考查了密度公式、压强公式的灵活运用，要注意p适用与一切求压强的计算。
【变式练2】（2022 重庆）有A、B两个均匀实心圆柱体，A的高为5cm、底面积为20cm2，B的高为8cm、底面积为50cm2。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上，A对桌面的压强为p1＝1.0×103Pa，B对桌面的压强为p2；若按图丙的方式放置时，B对A的压强为p3＝6.0×103Pa，A对桌面的压强变为p4。下列判断正确的是（　　）（g＝10N/kg）
A．A的重力为20N B．B的密度为3.0g/cm3
C．p3：p2＝2：5 D．p4＝1.6×104Pa
【答案】B
【分析】A、将A按图甲的方式放在水平桌面上，根据p的变形式F＝pS可知A对桌面的压力F1，根据GA＝F1得出A的重力；
B、若按图丙的方式放置时，根据p的变形式F＝pS可知B对A的压力F3，根据GB＝F3得出B的重力，根据G＝mg得出B的质量，根据密度公式得出B的密度；
C、将B按图乙的方式放在水平桌面上，根据p得出B对桌面的压强p2，进而得出p3：p2的值；
D、若按图丙的方式放置时，根据p4得出A对桌面的压强。
【解答】解：A、将A按图甲的方式放在水平桌面上，根据p可知A对桌面的压力F1＝p1SA＝1.0×103Pa×20×10﹣4m2＝2N，A的重力GA＝F1＝2N，故A错误；
B、若按图丙的方式放置时，根据p可知B对A的压力F3＝p3SA＝6.0×103Pa×20×10﹣4m2＝12N，B的重力GB＝F3＝12N，B的质量mB1.2kg＝1200g，B的密度ρB3.0g/cm3，故B正确；
C、将B按图乙的方式放在水平桌面上，B对桌面的压强p22.4×103Pa，故：，故C错误；
D、若按图丙的方式放置时，A对桌面的压强p47×103Pa，故D错误。
【点评】本题考查压强的计算，关键是知识水平地面上的物体对地面的压力大小等于自身的重力大小。
【变式练3】（2022 新疆）正六边形钢质螺母的质量为7.9g，其空心圆的面积为正六边形的面积的，当螺母如图甲所示平放在水平地面上时，螺母对地面的压强为p；当螺母如图乙所示立放在水平地面上时，螺母对地面的压强为4p。已知钢的密度为7.9×103kg/m3，则正六边形的边长为（　　）
A．cm B．cm C．cm D．cm
【答案】B
【分析】通过固体压强公式、密度公式和六边形面积公式进行代数运算和整合。
【解答】解：平放在水平地面上时，螺母对地面的压强为p，p；
立放在水平地面上时，螺母对地面的压强为4p，4p；两式相比可得；
设六边形边长为a，高度为h，则S边＝ah，S六a2×6；结合上面式子化简可得h；正六边形中钢的体积V1cm3；六边形体积为2V，且2V＝S六h，即2×1cm3a2×6a3，解得acm，故ACD错误，B正确；
【点评】本题考查了固体压强公式、密度公式和六边形面积公式，综合性大，计算量增加了难度。
模型6 液体压强的特点
（2023 株洲）如图，在一个不带瓶盖的塑料瓶侧壁打一个小孔，a、b为瓶中小孔下方位置不同的两点，用手堵住小孔，在瓶中装满某种液体。松手后，在液体喷出的过程中（　　）
A．液体喷出的水平距离s变大
B．液体喷出的水平距离s不变
C．a、b两点间的液体压强差变小
D．a、b两点间的液体压强差不变
【答案】D
【分析】液体的密度一定，液体内部的压强随深度的增加而增大。
【解答】解：AB、液体内部的压强随深度的增加而增大，所以随液体深度的变小，液体喷出的水平距离逐渐变小，故AB错误；
CD、a点液体产生的压强大于b点液体产生的压强，两点的高度差不变，由p＝ρgh可知，两点的压强差不变，故C错误，D正确。
名师点拨：本题考查了对液体压强特点的理解和应用，难度不大。
【变式练1】（2023 福建）从百米浅海到万米深海，中国自主研制的潜水器有了质的飞跃。潜水器下潜到表中标注的对应深度，承受海水压强最大的是（ 　）
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【分析】液体压强跟液体密度和液体的深度有关。在液体密度一定时，液体深度越大，液体压强越大；在液体深度一定时，液体密度越大，液体的压强越大。
【解答】解：由液体压强公式p＝ρ液gh可知，承受海水压强最大的是下潜深度最大的奋斗者号。故选：D。
【点评】本题考查液体压强大小的影响因素，掌握液体压强大小的影响因素即可解题。
【变式练2】（2023 武汉）同学们可能做过这样的实验：在敞口塑料瓶侧壁上钻两个大小相同的小圆孔a、b，注入水，水从两个小圆孔喷出。在某一时刻，从两个小圆孔喷出的水分别落到水平地面上的c、d两处，其中d离塑料瓶远些，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．图中d是从a孔喷出水的落点
B．这次实验初步说明水内部压强的大小与水的深度有关
C．这次实验初步说明液体内部压强的大小与液体的密度有关
D．在相同的时间内a孔喷出水的质量比b孔喷出水的质量多
【答案】B
【分析】（1）根据液体压强的特点并结合图分析从a、b两孔喷出水的落点；
（2）根据图中a、b两处的不同点和对应的喷出液体的落点分析实验结论；
（3）根据a、b两处液体压强大小判断两小孔中水的流速，判断流出水的质量。
【解答】解：A、由图可知，a处液体的深度比b处液体的深度小，由液体压强的特点可知，a处液体的压强小于b处液体的压强，因此a孔喷出水的距离小于b孔喷出水的距离，即d是从b孔喷出水的落点，c是从a孔喷出水的落点，故A错误；BC、由图可知，小孔位置越低，水的深度越深，水喷出得越远，表示水的压强越大，说明液体内部压强的大小跟液体的深度有关，故B正确、C错误；D、a孔的位置比b孔的位置高，水的深度小，液体压强小，则水的流速慢，若两孔大小相同，则相同时间内a孔流出水的质量小，故D错误。
【点评】此题以矿泉水瓶为载体考查液体压强特点的实验与应用，矿泉水瓶可以用来探究很多物理知识，值得关注！
【变式练3】（2023 营口）如图所示，水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出，说明液体对容器的　 　 有压强；b孔中的水喷得更远，说明液体内部的压强随着深度的增加而　 　 ；此时，用手封住瓶口（水面高于a孔），能够观察到小孔　 　 （选填“ab”、“a”、“b”或“都停止”）持续向外出水。
【答案】侧壁；增大；都停止。
【分析】（1）液体内部向各个方向都有压强，液体内部压强随深度的增加而增大；液体压强还与液体密度有关，深度一定时，液体密度越大，压强越大；
（2）气体的质量和温度一定时，气体的压强跟自身的体积成反比，气体的体积增大，其压强就减小；反之，气体的体积减小，其压强就增大。
【解答】解：（1）如图所示，水能从a、b两个相同的小圆孔中喷出，说明液体对容器的侧壁有压强；液体内部压强随深度的增加而增大，在液体密度一定时，b处深度比a处大，水喷出的更远，说明液体内部压强随深度的增加而增大。
（2）用手封住瓶口（水面高于a孔），在流出一部分水后，瓶内上方空气的体积变大，水面上方气体压强减小，当水面上方气体压强与a孔上面的液体压强之和小于外界大气压时，a孔不再向外喷水；虽然瓶身开有a、b两孔，但在水的“阻挡”下外部空气均不能进入瓶内，则b孔以上的液体压强与上方气体压强之和仍然小于外界大气压，故b孔也不能向外喷水。
【点评】本题考查了液体压强的特点、气体压强与体积的关系，属于比较基础的内容，掌握相关知识是解题的关键。
模型7 液体压强公式的应用
（2023 聊城）如图所示，容器中间用隔板分成左右两部分，隔板下部有一圆孔用薄橡皮膜封闭。在隔板两侧分别装入清水和浓盐水，不能判断哪侧是清水，哪侧是浓盐水的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】液体压强大小的影响因素是液体的深度和密度，而液体压强的大小是通过橡皮膜的凸起体现出来的，据此结合图示逐一分析解答即可。
【解答】解：A、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明右边液体压强大，而左边的液面高度等于右边液面的高度，所以根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，即左侧是清水，右侧是浓盐水，故A不符合题意；
B、由图可知，橡皮膜平着，没有凸起，说明左、右两边边液体压强相等，而左边的液面高度低于右边液面的高度，根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度一定比右侧液体的密度大，即右侧是清水，左侧是浓盐水，故B不符合题意；
C、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强小，而左边的液面高度大于右边液面的高度，所以根据p＝ρgh可知，左侧液体的密度小于右侧液体密度，即左侧是清水，右侧是浓盐水，故C不符合题意；
D、由图可知，橡皮膜向左边凸起，说明左边液体压强小，而左边的液面高度低于右边液面的高度，所以无法根据p＝ρgh判断左右两侧液体的密度大小关系，故D符合题意。
名师点拨：此题考查液体压强公式的应用，难度不大，关键是注意转换法的运用。
【变式练1】（2023 郴州）如图是某拦河大坝的截面示意图。则A点受到水的压强是（g取10N/kg）（　　）
A．4×105Pa B．3×105Pa C．5×105Pa D．1×105Pa
【答案】B
【分析】得出A点所处的深度，根据p＝ρ水gh得出受到水的压强。
【解答】解：A点所处的深度：h＝40m﹣10m＝30m，受到水的压强：p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×30m＝3×105Pa。故选B。
【点评】本题考查液体压强的计算，难度不大。
【变式练2】（2023 大连）如图所示，放在水平桌面上的两个相同的柱形容器，分别装有甲、乙两种液体，甲液面高于乙液面。液体中的a、b两点处于同一水平高度，a、b两点的液体压强相等。则两种液体的密度和质量的关系分别是（　　）
A．ρ甲＜ρ乙；m甲＞m乙 B．ρ甲＜ρ乙；m甲＜m乙
C．ρ甲＞ρ乙；m甲＞m乙 D．ρ甲＞ρ乙m甲＜m乙
【答案】B
【分析】a、b两点的压强相等，a的深度大于b的深度，利用p＝ρgh可得两液体的密度关系；而a、b两点到容器底的距离相等，可得从a、b两点向下的液体对容器底的压强大小关系；两种液体对容器底的压强等于a、b点的压强加上a、b点以下液体产生的压强，最后得出两种液体对容器底的压强大小关系；由p得到两种液体对容器底部的压力关系，对于柱形容器内的液体其对底部的压力与其重力大小相同，由G＝mg可得到两种液体的质量关系。
【解答】解：a、b两点的压强相等，即pa＝pb，因为p＝ρgh，hb＜ha，
所以两液体的密度关系：ρ甲＜ρ乙，又因为a、b两点到容器底的距离相等，
所以从a、b两点以下的液体对容器底的压强关系：pa′＜pb′，而两种液体对容器底的压强：p甲＝pa+pa′，p乙＝pb+pb′，所以p甲＜p乙；
两种液体对容器底的压强p，由于两容器底面积相等，p甲＜p乙，故两种液体的质量m甲＜m乙。故选：B。
【点评】本题考查了液体压强公式p＝ρgh的应用，要理解“深度”的含义，熟练运用压强公式进行解答。
【变式练3】（2023 安徽）“奋斗者”号深潜器创造了我国载人深潜的新纪录。当“奋斗者”号潜至海面下10000m深处时，其外部0.1m2的水平舱面上所受的海水压力约为　 　N。（海水密度近似为1×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】107。
【分析】根据p＝ρ海水gh得出水平舱面上所受海水的压强，由公式p可得观察窗所受海水的压力。
【解答】解：水平舱面上所受海水的压强为：p＝ρ海水gh＝1×103kg/m3×10N/kg×10000m＝1×108Pa；由公式p可得，0.1m2的水平舱面上所受海水的压力为：F＝pS＝1×108Pa×0.1m2＝107N。
【点评】本题考查了液体压强以及压力的计算，关键是公式的应用，是一道较为简单的计算题。
模型8 连通器
（2023 威海）如图所示，阀门1和阀门2均关闭，A、B、C三根竖管内的水面相平，此时装置相当于　 　。若阀门1、阀门2均打开，水在管道内持续流动，则三根竖管内水面最低的是　 　。（选填“A”、“B”或“C”）
【答案】连通器；C。
【分析】（1）上端开口不连通，下部连通的容器叫做连通器；
（2）流体压强与流速的关系：流体流速大的位置压强小。
【解答】解：（1）当阀门1和阀门2均关闭时，A、B、C三根竖管上端开口，底部相通，构成连通器；
（2）若阀门1、阀门2均打开，横截面积越小的位置，水流速越快，产生的压强越小，水的高度越小，所以C的压强最小，水的高度最低，A的压强最大，水的高度最大。
名师点拨：本题考查了连通器的原理和流体压强跟流速的关系：流体流速越大，压强越小。
【变式练1】（2023 绥化）（多选）下列说法中正确的是（　　）
A．行李箱下面的轮子是通过滚动代替滑动的方法减小摩擦力
B．茶壶的壶嘴和壶身组成连通器
C．驾驶员和乘客系安全带是为了减小惯性
D．踢足球时脚对足球的力大于足球对脚的力
【答案】AB
【分析】（1）减小摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，减小压力；在压力一定时，减小接触面的粗糙程度；使接触面脱离；用滚动代替滑动；（2）上端开口、下部连通的容器称为连通器，注入同一种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是相平的；（3）一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，叫惯性，惯性的大小只与物体的质量有关；（4）一对相互作用力的大小始终相等。
【解答】解：A、行李箱下面的轮子是通过滚动代替滑动的方法减小摩擦力，故A正确；B、茶壶的壶嘴和壶身符合上端开口、下部连通的特点，组成了连通器，故B正确；C、驾驶员和乘客系安全带是为了防止因惯性带来的伤害，但不能减小惯性，故C错误；D、踢足球时脚对足球的力和足球对脚的力是一对相互作用力，大小相等，故D错误。
【点评】本题通过生活中的实例，考查了对减小摩擦的方法、连通器、惯性、相互作用力等的理解与应用，属基础题，难度不大。
【变式练2】（2023 聊城）如图所示，是一种常见的全自动感应水龙头，当手伸到感应范围内时，水龙头自动出水；当手离开感应范围时，水龙头自动关闭，这是利用　 　（选填“红外线”或“紫外线”）实现自动控制的。洗手池下方排水管设计了U形“反水弯”，起到隔绝下水道异味的作用，其利用了　 　 原理。
【答案】红外线；连通器。
【分析】（1）红外线感应水龙头是通过红外线反射原理；
（2）连通器的结构特征是上端开口、底部相连通；连通器内装同种液体且不流动时液面总是相平的。
【解答】解：（1）感应窗发出红外线，照射到手上，发生反射，改变传播方向，重新被感应窗接收，控制出水情况；
（2）洗脸池排水管设计的U形“反水弯”上部开口、下部连通，属于连通器；U形“反水弯”内装有水且静止时，两侧水面相平，可以防止下水道异味窜入室内。
【点评】本题考查了红外线、连通器的应用，属于基础题目。
【变式练3】（2023 哈尔滨）如图所示，水龙头放水时，水管与水塔组成　 　 ；水龙头关闭时，A处水龙头所受水的压强为　 　 Pa。（g＝10N/kg；ρ水＝1.0×103kg/m3）
【答案】连通器；1.4×105
【分析】上端开口，底部连通的仪器叫连通器；知道相邻两层的高度差，利用液体压强公式求相邻两层相应位置水管内的压强差。
【解答】解：各用户间的水管和水塔下部连通，当水龙头打开时，上部都与空气连通，因此水管与水塔组成连通器；水龙头关闭时A处水龙头所受水的压强为：p＝ρgh＝1×103kg/m3×10N/kg×14m＝1.4×105Pa。
【点评】此题考查的是连通器的原理、液体压强公式的应用和计算，属于基础题、难度不大。
模型9 探究液体压强与哪些因素有关
（2023 内蒙古）某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，进行了如下操作和分析：
（1）某同学使用液体压强计前，发现U形管左右两侧液面存在高度差，如图甲所示。他接下来应该的操作是 　 　（选填选项字母）。
A．从U形管内向外倒出适量的水
B．拆除软管重新安装
调整后，他用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置
　 　（选填“漏气”或“不漏气”）。
（2）根据乙和丁实验步骤，　 　 （选填“可以”或“不可以”）得出结论：液体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是：　 　。
【答案】（1）B；不漏气；（2）不可以；没有控制探头（橡皮膜）深度相同。
【分析】（1）检查装置是否漏气时，用手轻轻按压几下橡皮膜，看液体能否灵活升降；
U形管右端上方是和大气相通的，等于大气压强；U形管右端液面比较高，就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压；只要取下软管，让U形管左端液面和大气相通，这样U形管两端的液面就是相平的；
（2）液体压强与深度和液体的密度有关，研究液体压强与其中一个因素的关系，要控制另外一个因素不变；分析实验中相同量和不同量，根据转换法得出结论。
【解答】解：（1）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故B正确；故选：B；
用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气；
（2）液体压强与液体密度和深度有关，探究与密度关系，必须控制深度相同，而乙和丁实验步骤，深度和密度都不同，故不能得出正确结论。
名师点拨：本题考查了压强计的检查与使用、液体压强的影响因素等问题，难度不大，掌握基础知识即可正确解题，解题时注意控制变量法的应用。
【变式练1】（2023 常州）小明探究影响液体内部压强的因素。
（1）用手轻按橡皮膜，现象如图甲所示，说明橡皮膜受到压强大小可以用U形管两侧液面的 　 　来表示。
（2）比较乙、丙两图，可得结论：在同种液体中，液体内部的压强随　　的增大而增大。
（3）比较 　 　、丁两图，可得结论：　 　。
【答案】（1）高度差；（2）深度；（3）丙；液体内部压强与液体的密度有关。
【分析】（1）转换法是指将不易测量的物理量或不易观察的现象转化为易于测量的物理量或易于观察的现象的方法。
（2）液体压强与液体的深度和密度有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；同种液体中压强随深度的增大而增大；
（3）液体压强还和液体密度有关。
【解答】解：（1）橡皮膜受到压强大小可以用U形管两侧液面的 高度差来表示，应用了转换法；
（2）由图乙和图丙可知，将探头先后放在同一液体中不同深度处，探头深度较大时，U形管两侧液面高度差更大，可得结论：液体内部压强随 深度的增大而增大；
（3）由图丙和图丁可知，探头所处在液体中的深度相同，盐水的密度更大，U形管两侧液面高度差更大，说明探头在盐水中橡皮受到的压强更大，可得结论：液体内部压强与液体的密度有关。
【点评】本题探究影响液体内部压强大小的因素，还考查了控制变量法和转换法的的运用，是一道综合题。
【变式练2】（2023 襄阳）在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中。
（1）图甲中压强计气密性良好，则U形管　 　（选填“属于”或“不属于”）连通器；
（2）小冯同学由乙图到丙图的操作是为了探究在同一液体中液体压强与液体
　　的关系；
（3）在图丙中，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，则可以观察到U形管两侧液面的高度差　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）小冯同学对比乙、丙两图，得出一个猜想：在同一液体中，探头距离烧杯底部距离越小，液体压强越大。小俊同学只利用图丙中现有器材，保持探头位置不动，进行了简单操作后跟图乙对比（若图乙中探头的深度为h），就验证了小冯同学的猜想是错误的。小俊同学的操作是：　 　。
【答案】（1）不属于；（2）深度；（3）变大；（4）抽出丙图中的水，使得探头深度小于图乙中探头的深度为h即可。
【分析】（1）连通器是指上端开口，底部连通的容器，符合这一特点的容器才能称为连通器；
（2）在相同液体的同一深度，液体内部向各个方向的压强相等；
（3）压强计通过液面高度差显示压强大小，若只将烧杯中的水换成盐水，其他条件不变，是控制深度相同，改变液体的密度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的密度有关。
（4）控制位置和液体密度不变，改变深度，验证小冯同学的猜想是错误的。
【解答】解：（1）U形管与压强计的探头连接后，一端被封闭，不符合“上端开口，底部连通”这一特点，因此，压强计不是连通器。
（2）比较乙图、丙图，在相同液体的不同深度处，而U形管两侧的液面高度差不等，可以得探究液体压强与深度的关系；
（3）在图丙中，若只将烧杯中的水换成同深度的盐水，其他条件不变，控制了深度不变，把水换成盐水，液体密度变大，液体压强变大，则可以观察到U形管两边液面的高度差将变大。
（4）小冯同学对比乙、丙两图，得出一个猜想：在同一液体中，探头距离烧杯底部距离越小，液体压强越大。小俊同学只利用图丙中现有器材，保持探头位置不动，改变液体深度后跟图乙对比（若图乙中探头的深度为h），就验证了小冯同学的猜想是错误的。小俊同学的操作是保持探头位置不变，抽出丙图中的水，使得探头深度小于图乙中探头的深度为h即可。
【点评】此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。液体压强是中考必考的一个知识点，需要掌握。
【变式练3】（2023 重庆）小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了一个“三通接头”，如图甲所示。
（1）U形管与探头连接时，阀门K应处于 　打开　（选填“打开”或“关闭”）状态，以确保U形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置 　不漏气　（选填“漏气”或“不漏气”）；
（2）比较图乙与 　丙　两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 　相等　；
（3）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向 　上　移动适当的距离；移动探头后，观察到U形管水面高度差为Δh，此时探头受到盐水的压强为p盐，小婷取出探头放回水中，当U形管水面高度差再次为Δh时，测出探头在水中的深度为0.2m，则p盐＝　2000　Pa；
（4）小婷发现探头所处深度较浅时，U形管两液面的高度差不明显，可将U形管中的水换成密度更 　小　的液体以方便读数；探究过程中，保持探头所处深度不变，将U形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向，U形管中两液面所对刻度线间的距离将 　变大　（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）打开；不漏气；（2）丙；相等；（3）上；2000；（4）小；变大。
【分析】（1）为了保持内外气压平衡，连接时应将阀门K打开；按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化明显，说明实验装置密封良好；
（2）根据控制变量法和转换法回答；
（3）探究液体压强与液体密度的关系时，应使探头在液体中的深度相同；U形管水面高度差相同，说明探头受到的压强相同；
（4）根据p＝ρgh来分析压强和液体密度或深度的关系，进而做出判断；
【解答】解：
（1）为了保持内外气压平衡，U形管与探头连接时，阀门K应处于打开状态，以确保U形管内的水面相平；
按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化明显并保持稳定，说明实验装置密封良好，不漏气；
（2）研究液体压强与深度的关系，要控制液体的密度相同，比较图乙与丙两图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
比较图丙与丁两图可知，探头在水中的深度相同，方向不同，U形管内液柱的高度差相同，因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等；
（3）由控制变量法可知，若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向上移动适当的距离；
探头在盐水中和水中时，观察到U形管水面高度差均为Δh，说明探头在盐水中受到的压强与在水中受到的压强相同，
所以p盐＝p水＝ρ水gh水＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；
（4）由p＝ρgh可知，压强相同时，密度越小的液体，深度越大，所以可将U形管中的水换成密度更小的液体以方便读数；
探究过程中，保持探头所处深度不变，探头所受的液体压强不变，将U形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向时，U形管中两液面的高度差不变，但由几何知识可知所对刻度线间的距离将变大。
【点评】本题考查探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验，考查转换法、控制变量法等知识。

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