登录
11. [2025·广东中考]在探究液体压强与哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图甲所示,应重新安装橡胶管使两侧液面
(2)调好器材后,探究猜想①和②。比较图乙、丙可知:同种液体,
(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知$\rho_{盐水}＞\rho_{水}$,根据实验结论推测,探头的位置可能在
(4)探究猜想③,如图所示,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是
(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是
①与深度有关;②与液体密度有关;③与容器大小有关。
(1)实验前,U形管两侧液面如图甲所示,应重新安装橡胶管使两侧液面
相平
。(2)调好器材后,探究猜想①和②。比较图乙、丙可知:同种液体,
深度越大
,压强越大;已知$\rho_{水}＞\rho_{酒精}$,比较图丙、丁
可知:深度相同时,液体密度越大,压强越大。(3)将探头放入图戊的盐水中,U形管两侧液面高度差与图丙一致。已知$\rho_{盐水}＞\rho_{水}$,根据实验结论推测,探头的位置可能在
$a$
(选填“$a$”“$b$”或“$c$”)处。(4)探究猜想③,如图所示,在大小不同的容器中装入深度相同的水,将探头分别放入容器底,观察U形管两侧液面,得出结论。此实验设计不合理的地方是
压强计的体积会使液体深度变化
。(5)完成实验后,针对猜想①的探究,为了使结论具有普遍性,除了在水中多次实验外,还应该进行的实验是
更换密度不同的液体重复操作
。答案
11.(1)相平 (2)深度越大 丁 (3)$a$ (4)压强计的体积会使液体深度变化 (5)更换密度不同的液体重复操作
解析
【分析】
本题围绕液体压强的影响因素展开探究，需结合U形管压强计的使用规则、控制变量法分析各问题：
1. 实验前U形管压强计需调平，确保两侧液面相平；
2. 探究液体压强与深度、密度的关系时，采用控制变量法：探究深度影响时控制液体密度相同，探究密度影响时控制深度相同；
3. 利用液体压强公式$p=\rho gh$分析压强、密度、深度的关系，判断探头位置；
4. 探究容器大小的影响时，需严格控制其他变量（如深度）不变，分析实验设计的缺陷；
5. 使结论具有普遍性需更换不同液体重复实验。
【解析】
(1) 实验前，U形管压强计未工作时，两侧液面应保持相平，因此需重新安装橡胶管使两侧液面相平；
(2) 图乙、丙中液体种类相同（同种液体），丙中探头深度更大，U形管液面高度差更大，说明同种液体，深度越大，压强越大；要探究压强与液体密度的关系，需控制深度相同，改变液体密度，因此比较图丙、丁（丁中为酒精，密度小于水）可知，深度相同时，液体密度越大，压强越大；
(3) 已知$\rho_{盐水}＞\rho_{水}$，且戊中U形管液面高度差与图丙（水）一致，说明两处压强相同。根据$p=\rho gh$，压强相同时，液体密度越大，深度越小，因此盐水中探头的深度应小于图丙中水的探头深度，对应位置为$a$；
(4) 探究压强与容器大小的关系时，需控制液体深度相同。但将探头放入容器底时，探头本身有体积，会排开液体，导致不同大小容器中液体的实际深度不同，因此实验设计不合理；
(5) 为使结论具有普遍性，避免实验偶然性，除在水中实验外，还应更换密度不同的液体（如盐水、酒精等）重复操作。
【答案】
11.(1)相平 (2)深度越大 丁 (3)$a$ (4)压强计的体积会使液体深度变化 (5)更换密度不同的液体重复操作
【知识点】
液体压强的特点、U形管压强计的使用、控制变量法
【点评】
本题为中考探究类基础题，重点考查液体压强影响因素的探究方法，核心是控制变量法的应用，需学生掌握U形管压强计的操作规则及液体压强公式的简单应用，难度适中，区分度较好。
【难度系数】
0.6
本题围绕液体压强的影响因素展开探究，需结合U形管压强计的使用规则、控制变量法分析各问题：
1. 实验前U形管压强计需调平，确保两侧液面相平；
2. 探究液体压强与深度、密度的关系时，采用控制变量法：探究深度影响时控制液体密度相同，探究密度影响时控制深度相同；
3. 利用液体压强公式$p=\rho gh$分析压强、密度、深度的关系，判断探头位置；
4. 探究容器大小的影响时，需严格控制其他变量（如深度）不变，分析实验设计的缺陷；
5. 使结论具有普遍性需更换不同液体重复实验。
【解析】
(1) 实验前，U形管压强计未工作时，两侧液面应保持相平，因此需重新安装橡胶管使两侧液面相平；
(2) 图乙、丙中液体种类相同（同种液体），丙中探头深度更大，U形管液面高度差更大，说明同种液体，深度越大，压强越大；要探究压强与液体密度的关系，需控制深度相同，改变液体密度，因此比较图丙、丁（丁中为酒精，密度小于水）可知，深度相同时，液体密度越大，压强越大；
(3) 已知$\rho_{盐水}＞\rho_{水}$，且戊中U形管液面高度差与图丙（水）一致，说明两处压强相同。根据$p=\rho gh$，压强相同时，液体密度越大，深度越小，因此盐水中探头的深度应小于图丙中水的探头深度，对应位置为$a$；
(4) 探究压强与容器大小的关系时，需控制液体深度相同。但将探头放入容器底时，探头本身有体积，会排开液体，导致不同大小容器中液体的实际深度不同，因此实验设计不合理；
(5) 为使结论具有普遍性，避免实验偶然性，除在水中实验外，还应更换密度不同的液体（如盐水、酒精等）重复操作。
【答案】
11.(1)相平 (2)深度越大 丁 (3)$a$ (4)压强计的体积会使液体深度变化 (5)更换密度不同的液体重复操作
【知识点】
液体压强的特点、U形管压强计的使用、控制变量法
【点评】
本题为中考探究类基础题，重点考查液体压强影响因素的探究方法，核心是控制变量法的应用，需学生掌握U形管压强计的操作规则及液体压强公式的简单应用，难度适中，区分度较好。
【难度系数】
0.6
12.小明到超市进行实践调查，发现某品牌酸奶采用了新设计的吸管，更换了新的包装。如图甲是新设计的吸管，下端做得更尖，且吸管上有一条长长的凹槽。如图乙是新设计的包装，插孔处贴了一层新材料薄膜，其作用是当吸管插入插孔时，薄膜与吸管紧密贴合，可以防止酸奶盒被碰倒时酸奶流出。图丙是吸管与薄膜贴合处的示意图。请你用学过的物理知识解释：
(1)吸管下端为什么制作得很尖？
(2)吸管侧面为什么制作一条凹槽？
(1)吸管下端为什么制作得很尖？
(2)吸管侧面为什么制作一条凹槽？
答案
12.(1)吸管下端制作得很尖,是在压力大小一定时,通过减小受力面积来增大压强,可以使吸管更容易插入插孔。
(2)吸管侧面制作一条凹槽可以使盒内外连通,内外气压相等,防止因薄膜与吸管贴合紧密,导致吸酸奶过程中,盒内气压减小,吸酸奶很费力。
(2)吸管侧面制作一条凹槽可以使盒内外连通,内外气压相等,防止因薄膜与吸管贴合紧密,导致吸酸奶过程中,盒内气压减小,吸酸奶很费力。
解析
【分析】本题考查压强和大气压的实际应用，需结合物理原理分析两个设计的作用：对于吸管下端尖的设计，要从压强的影响因素（压力、受力面积）入手，思考如何让插入更省力；对于凹槽的设计，要从大气压的作用出发，考虑吸酸奶时的气压平衡问题。
【解析】(1) 根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，当插入吸管时，手对吸管的压力 $ F $ 一定，吸管下端很尖，减小了与薄膜的接触面积 $ S $，从而增大了压强 $ p $，使吸管更容易插入插孔。(2) 吸管侧面的凹槽可以连通酸奶盒内部和外界空气，使盒内外气压相等。吸酸奶时，若没有凹槽，吸管插入后薄膜贴合紧密，盒内酸奶被吸出后，盒内气压减小，小于外界大气压，会导致吸酸奶费力；凹槽平衡了盒内外气压，避免了这种情况。
【答案】(1) 在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，使吸管更容易插入插孔；(2) 使酸奶盒内外气压连通，保持内外气压相等，防止吸酸奶时盒内气压减小导致吸酸奶费力。
【知识点】增大压强的方法、大气压的应用
【点评】本题结合生活中的酸奶吸管设计，考查物理知识在实际生活中的应用，难度较低，需要学生将压强、大气压的知识点与实际现象结合分析。
【难度系数】0.7
【解析】(1) 根据压强公式 $ p = \frac{F}{S} $，当插入吸管时，手对吸管的压力 $ F $ 一定，吸管下端很尖，减小了与薄膜的接触面积 $ S $，从而增大了压强 $ p $，使吸管更容易插入插孔。(2) 吸管侧面的凹槽可以连通酸奶盒内部和外界空气，使盒内外气压相等。吸酸奶时，若没有凹槽，吸管插入后薄膜贴合紧密，盒内酸奶被吸出后，盒内气压减小，小于外界大气压，会导致吸酸奶费力；凹槽平衡了盒内外气压，避免了这种情况。
【答案】(1) 在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，使吸管更容易插入插孔；(2) 使酸奶盒内外气压连通，保持内外气压相等，防止吸酸奶时盒内气压减小导致吸酸奶费力。
【知识点】增大压强的方法、大气压的应用
【点评】本题结合生活中的酸奶吸管设计，考查物理知识在实际生活中的应用，难度较低，需要学生将压强、大气压的知识点与实际现象结合分析。
【难度系数】0.7
