資源簡(jiǎn)介

第16講　液體壓強(qiáng)
命題分析　
廣東省近五年中考物理命題分析
考點(diǎn) 2023 2022 2021 2020 2019
液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用 ___ ___ ___ ___ ___
液體壓強(qiáng)的計(jì)算 ___ 省題21 ___ ___ 省題22
【課程標(biāo)準(zhǔn)】
2．2.8　探究并了解液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。
4．2.3　探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。
例　用水、鹽水、壓強(qiáng)計(jì)等，探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。
考點(diǎn)一　液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)及其應(yīng)用
1．液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：液體受重力作用且具有流動(dòng)性。
2．液體壓強(qiáng)的探究工具：U形管壓強(qiáng)計(jì)。
3．液體對(duì)容器底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等；深度越深，壓強(qiáng)越大；液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還跟液體的密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
4．影響液體壓強(qiáng)大小的因素是液體的密度和液體的深度。
5．連通器：上端開口、下端連通的容器叫做連通器。特點(diǎn)：連通器里裝的是相同的液體，當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分中的液面高度總是相同的。
(1)大壩修建的上窄下寬是為了減小液體壓強(qiáng)。(　×　)
(2)液體壓強(qiáng)與質(zhì)量、體積、重力等因素?zé)o關(guān)。(　√　)
(3)U形管壓強(qiáng)計(jì)屬于典型的連通器。(　×　)
例1　(2019·廣州改編)鐵崗水庫是深圳最大的水庫，總庫容約8 322萬立方米，是深圳市重要的水源地。在“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)發(fā)展理念指導(dǎo)下，某興趣小組來到鐵崗水庫進(jìn)行調(diào)研。如圖甲所示，平靜的水面下，________處的壓強(qiáng)最小。如圖乙所示，水庫的攔水壩被建成“上窄下寬”的形狀，原因是液體壓強(qiáng)隨________的增加而增大。
分析　深度指的是某點(diǎn)到液面的垂直距離，根據(jù)p＝ρgh可知，隨著深度的增加，液體壓強(qiáng)增大，水壩“上窄下寬”是為了將壓力均勻分散，但是不能減小壓強(qiáng)。
答案　a　深度
例2　(教材素材)如圖所示的實(shí)例中，不屬于連通器應(yīng)用的是(　　)
分析　連通器成立的前提是兩端開口，單側(cè)開口不符合連通器特點(diǎn)。
答案　D
例3　被封閉的液體有一個(gè)重要特點(diǎn)，即加在被封閉液體上的壓強(qiáng)能被液體大小不變地向各個(gè)方向傳遞，這個(gè)規(guī)律被稱為帕斯卡原理。帕斯卡原理是液壓機(jī)的工作基礎(chǔ)，如圖是液壓機(jī)的工作原理圖，小活塞的面積S1和大活塞的面積S2(即S1A．p1＝p2　F1＝F2 B．p1＝p2　F1>F2
C．p1＝p2　F1分析　密閉液體上的壓強(qiáng)大小不變的向各個(gè)方向傳遞，利用P＝分析密閉液體上受到的壓力和面積的關(guān)系。
答案　C
考點(diǎn)二　液體壓強(qiáng)的計(jì)算
1．公式：p＝ρgh，其中h指的是液面到某一點(diǎn)的豎直距離。
2．因?yàn)橐后w具有流動(dòng)性，因而在容器底部和側(cè)壁同樣具有壓力。
(1)p＝適用于求解一切壓強(qiáng)大小。(　√　)
(2)規(guī)則的圓柱體容器，液體對(duì)杯底的壓力和液體自重相等。(　√　)
(3)液體密度越大，液體壓強(qiáng)越大。(　×　)
(4)(2022·深圳改編)水下10 cm處的壓強(qiáng)為1×105 Pa。(　×　)
例4　(2023·深圳二模)如圖所示，水平桌面上放有底面積和質(zhì)量都相同的甲、乙、丙三個(gè)平底容器，分別裝有深度相同、質(zhì)量相等的不同液體。下列說法正確的是(　　)
A．容器對(duì)桌面的壓力：F甲＝F乙＝F丙
B．容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)：p′甲＜p′乙＜p′丙
C．液體的密度：ρ甲＜ρ乙＜ρ丙
D．液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)：p甲＝p乙＝p丙
分析　(1)容器對(duì)桌面的壓力等于容器的重力與液體的重力之和，據(jù)此可知容器對(duì)桌面壓力的關(guān)系，根據(jù)p＝可知容器對(duì)桌面壓強(qiáng)的大小關(guān)系；
(2)液體質(zhì)量相同，根據(jù)圖判斷出三種液體的體積，根據(jù)密度公式判斷出三種液體的密度，根據(jù)p＝ρgh判斷液體對(duì)容器底部壓強(qiáng)的關(guān)系。
答案　A
例5　(2023·韶關(guān)湞江區(qū)模擬)中國驕傲！國之重器又傳來好消息！2021年12月5日，中國“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝已完成21次萬米深潛，其潛航最大深度達(dá)到10 909 m，巡航6小時(shí)，標(biāo)志著中國萬米級(jí)載人深潛器“奮斗者”號(hào)海試取得成功，意味著中國人駕駛自己的潛水器可以自由到達(dá)大洋任何深度并開展科學(xué)考察。海水的密度約為1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：
(1)“奮斗者”號(hào)下潛到最深處時(shí)所受到的水的壓強(qiáng)；
(2)“奮斗者”號(hào)下潛到最深處時(shí)，面積為0.03 m2的觀察窗所受的壓力。
分析　(1)知道海水的密度和深度，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式求出潛水器受到海水的壓強(qiáng)；
(2)知道壓強(qiáng)和受力面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出觀察窗受到海水的壓力。
解：(1)“奮斗者”號(hào)下潛到10 909 m時(shí)受到的海水壓強(qiáng)為：p＝ρ海水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10 909 m＝1.090 9×108 Pa。
(2)觀察窗受到的海水壓力：F＝pS＝1.090 9×108 Pa×0.03 m2＝3.272 7×106 N。
答：(1)“奮斗者”號(hào)下潛到最深處時(shí)所受到的水的壓強(qiáng)為1.090 9×108 Pa。
(2)“奮斗者”號(hào)下潛到最深處時(shí)，面積為0.03 m2的觀察窗所受的壓力為3.272 7×106 N。
實(shí)驗(yàn)　探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹√骄坑绊懸后w壓強(qiáng)的因素。
實(shí)驗(yàn)裝置　
實(shí)驗(yàn)方法　控制變量法，轉(zhuǎn)換法(液體壓強(qiáng)轉(zhuǎn)換為U形管液面高度差)
實(shí)驗(yàn)過程　(1)控制探頭在液體中的深度、液體的密度相同，改變探頭的方向，觀察U形管兩側(cè)液面的高度差。
(2)控制液體的密度、探頭的方向相同，改變探頭在液體中的深度，觀察U形管兩側(cè)液面的高度差。
(3)控制探頭在液體中的深度、方向相同，改變液體的密度，觀察U形管兩側(cè)液面的高度差。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論　(1)同一深度，液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等。
(2)同一液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大。
(3)在不同液體的同一深度處，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。
注意事項(xiàng)　(1)實(shí)驗(yàn)前需要檢查裝置的氣密性。
(2)注意探頭方向并不影響液體壓強(qiáng)的大小。
(3)刻度尺的作用是為了控制深度一致。
(1)U形管壓強(qiáng)計(jì)使用前需要先進(jìn)行氣密性檢測(cè)，若輕微漏氣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏大。(　×　)
(2)為了探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，應(yīng)該保持探頭位置不變，向燒杯中加入適量濃鹽水，改變液體密度，觀察U形管中液面高度差的變化。(　×　)
例6　小明在老師的幫助下找來了一些實(shí)驗(yàn)器材，利用U形管壓強(qiáng)計(jì)“探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”，實(shí)驗(yàn)時(shí)的情景如圖所示，請(qǐng)你回答下列問題：(ρ水＝1.0×103 kg/m3，ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)在選擇U形管壓強(qiáng)計(jì)時(shí)，金屬盒上的橡皮膜應(yīng)該選用________(選填“薄”或“厚”)一些的較好。液體壓強(qiáng)計(jì)是通過U形管中液面的________來反映被測(cè)液體壓強(qiáng)大小的。從結(jié)構(gòu)來看，壓強(qiáng)計(jì)________(選填“是”或“不是”)連通器。U形管中的液體最好用________(選填“有色”或“無色”)的。
(2)實(shí)驗(yàn)前，要通過調(diào)試，使壓強(qiáng)計(jì)U形管兩邊的液面________，小明在調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，用手指不論是輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時(shí)，U形管兩邊液柱的高度差變化都很小，則說明該壓強(qiáng)計(jì)的氣密性______(選填“好”或“差”)，調(diào)節(jié)的方法是________(填字母序號(hào))。
A．從U形管中倒出適量液體
B．向U形管中加入適量液體
C．取下橡皮管重新安裝
(3)小明重新調(diào)節(jié)好壓強(qiáng)計(jì)后，U形管兩側(cè)液面相平，將探頭放進(jìn)盛水容器中，探頭上的橡皮膜受到水的壓強(qiáng)后會(huì)向________(選填“內(nèi)凹”或“外凸”)。
(4)為了探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)大小與方向的關(guān)系，應(yīng)比較________兩圖，可初步得出結(jié)論：________________________________________________________________________
__________________________________________。
(5)比較甲乙兩圖可知，同種液體，深度越大，壓強(qiáng)越________，因此攔河大壩要做成________(選填“上窄下寬”或“上寬下窄”)的形狀。
(6)比較圖甲和圖丁所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，________得出液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的密度有關(guān)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(7)(教材素材)小明用如圖戊所示實(shí)驗(yàn)裝置探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，容器中間用隔板分成左右兩部分，隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉，當(dāng)橡皮膜兩側(cè)裝入深度不同的相同液體時(shí)其形狀發(fā)生改變，如圖戊所示。該裝置內(nèi)若倒入同種液體，通過改變兩側(cè)液面的高度，并觀察橡皮膜左右彎曲的情況，可以研究液體壓強(qiáng)跟____________(選填“深度”或“液體密度”)的關(guān)系；若倒入不同液體，控制兩側(cè)液面相平，并觀察橡皮膜左右彎曲的情況，可以研究液體壓強(qiáng)跟____________(選填“深度”或“液體密度”)的關(guān)系。
(8)(創(chuàng)新實(shí)驗(yàn))為探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)，取一個(gè)空的透明塑料瓶，在瓶口扎上橡皮膜，將塑料瓶浸在液體中，橡皮膜向瓶?jī)?nèi)凹進(jìn)得越多，表明液體的壓強(qiáng)越大。
①將塑料瓶豎直地浸入水中，第一次瓶口朝上(如圖己)，第二次瓶口朝下(如圖庚)，兩次塑料瓶在水里的位置相同。圖庚中的橡皮膜凹進(jìn)得更多，則可得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：同種液體中，________，液體的壓強(qiáng)越大；
②若用體積相同的酒精(ρ酒精<ρ水)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖辛所示，塑料瓶在酒精里的位置與圖庚相同，則圖________(選填“庚”或“辛”)中的橡皮膜凹進(jìn)得更多。
答案　(1)薄　高度差　不是　有色　(2)相平　差　C　(3)內(nèi)凹　(4)乙丙　在同種液體的相同深度，液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相同　(5)大　上窄下寬　(6)不能　沒有控制探頭在液體中的深度相同　(7)深度　液體密度　(8)①深度越大　②庚
考點(diǎn)一　液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.(2023·佛山模擬)如圖所示，容器中間用隔板分成左右兩部分，隔板下部有一圓孔用薄橡皮膜封閉，橡皮膜兩側(cè)壓強(qiáng)不同時(shí)其形狀發(fā)生改變。圖中，在隔板兩側(cè)分別裝入兩種不同的液體，不能比較出左右兩側(cè)液體密度大小關(guān)系的是(　　)
答案　A
解析　橡皮膜向左邊凸起，說明右邊液體壓強(qiáng)大，而左邊的液面高度低于右邊液面的高度，所以無法根據(jù)p＝ρgh判斷左右兩側(cè)液體密度大小關(guān)系，故A符合題意；橡皮膜向右邊凸起，說明左邊液體壓強(qiáng)大，而左邊的液面高度低于右邊液面的高度，所以根據(jù)p＝ρgh可知，左側(cè)液體的密度大于右側(cè)液體密度，故B不符合題意；橡皮膜向右邊凸起，說明左邊液體壓強(qiáng)大，而左邊的液面高度等于右邊液面的高度，所以根據(jù)p＝ρgh可知，左側(cè)液體的密度大于右側(cè)液體密度，故C不符合題意；橡皮膜沒有凸起，說明左右兩邊液體壓強(qiáng)一樣大，而左邊的液面高度低于右邊液面的高度，所以根據(jù)p＝ρgh可知，左側(cè)液體的密度大于右側(cè)液體密度，故D不符合題意。
2．(2023·廣州天河區(qū)一模)三峽大壩船閘利用連通器原理讓輪船平穩(wěn)通行，圖中船處于平衡狀態(tài)，則(　　)
A．圖甲中閥門H打開后，兩邊液面高度保持不變
B．圖甲中M、N點(diǎn)處的液體壓強(qiáng)相等
C．圖甲、乙中M點(diǎn)處的液體壓強(qiáng)不等
D．船在圖甲、乙中排開液體的質(zhì)量不等
答案　C
解析　圖甲中，閥門H打開，閘室和上游水道構(gòu)成連通器，水從上游流向閘室，故A錯(cuò)誤；圖甲中M、N點(diǎn)處的深度不同，由公式p＝ρ液gh可知M、N點(diǎn)處的液體壓強(qiáng)不相等，故B錯(cuò)誤；圖甲、乙中M點(diǎn)的深度不同，所受液體壓強(qiáng)不同，故C正確；船在圖甲、乙中都處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力相等，根據(jù)F浮＝G排＝m排g可知：船排開液體的質(zhì)量相等，故D錯(cuò)誤。
3.(2023·東莞模擬)如圖所示是水龍頭往空杯中持續(xù)地勻速注水過程，請(qǐng)畫出此過程中杯子底部受到水的壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線。
答案　
解析　杯子的形狀是上寬下窄，所以在向杯子中注水時(shí)，相同時(shí)間倒入相同質(zhì)量的水，但水在杯子中增加的高度越來越小，所以杯子底部所受的水的壓強(qiáng)的增加量也會(huì)越來越小；當(dāng)杯子注滿水后，深度h不再變化，杯子底部受到的水的壓強(qiáng)不再變化。
考點(diǎn)二　液體壓強(qiáng)的計(jì)算
4.(2023·東莞二模)如圖所示，水平桌面上放著底面積相等的甲、乙兩容器，分別裝有同種液體且深度相同，兩容器底部所受液體的壓力、壓強(qiáng)分別用F甲、F乙、p甲、p乙表示，則(　　)
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　A
解析　由題意知，兩容器中裝有同種液體(液體的密度相同)且深度相同，由p＝ρgh可知，兩容器底部受到液體的壓強(qiáng)相等，即p甲＝p乙；又因?yàn)閮扇萜鞯牡酌娣e相等，則由F＝pS可知，兩容器底部受到液體的壓力相等，即F甲＝F乙。故選A。
5.(2023·永州節(jié)選)如圖所示，茶壺的壺嘴與壺身組成________；茶壺內(nèi)裝有500 mL的水，則壺內(nèi)水的質(zhì)量為________ g；A點(diǎn)離水面的深度h為7 cm，則A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)為________ Pa。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
答案　連通器　500　700
解析　壺嘴、壺體上端開口、下端連通，壺嘴與壺身構(gòu)成連通器；
茶壺內(nèi)水的體積V＝500 mL＝500 cm3，
由ρ＝可得，水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0 g/cm3×500 cm3＝500 g，
A點(diǎn)水的深度h＝7 cm＝0.07 m，
A點(diǎn)受到水的壓強(qiáng)p＝ρgh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.07 m＝700 Pa。
6.(從生活到物理)小芳同學(xué)買了一個(gè)平底玻璃杯，經(jīng)測(cè)算，玻璃杯的質(zhì)量為0.3 kg，底面積為2×10－3 m2，放在水平桌面上。在玻璃杯內(nèi)裝有0.3 kg的水，水深12 cm，如圖所示。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3)求：
(1)水對(duì)杯底的壓強(qiáng)是多少；
(2)水對(duì)杯底的壓力是多少。
解：(1)水對(duì)杯底的壓強(qiáng)：p水＝ρ水gh水＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×12×10－2 m＝1 200 Pa，
(2)水對(duì)杯底的壓力為：F＝pS＝1 200 Pa×2×10－3 m2＝2.4 N。
答：(1)水對(duì)杯底的壓強(qiáng)為1 200 Pa；
(2)水對(duì)杯底的壓力為2.4 N。
實(shí)驗(yàn)　探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)
7.(2023·東莞一模)小敏用壓強(qiáng)計(jì)進(jìn)行“探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。
(1)已知U形管中所盛液體為水，此時(shí)橡皮膜所處深度為10 cm，它受到水對(duì)它的壓強(qiáng)_____ Pa。若把U形管中的水換成密度為0.8 g/cm3的酒精，保持探頭的位置不變，則U形管兩側(cè)的高度差將________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小芳猜想：液體的壓強(qiáng)可能與容器形狀有關(guān)，然后進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖所示。由此可知，小芳的猜想是________(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。
答案　(1)1 000　增大　(2)錯(cuò)誤
解析　(1)橡皮膜所處深度為10 cm，它受到水對(duì)它的壓強(qiáng)為：p＝ρ水gh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m＝1 000 Pa。
保持探頭的位置不變，橡皮膜受到的水的壓強(qiáng)不變，把U形管中的水換成密度為0.8 g/cm3的酒精，液體的密度變小，則U形管兩側(cè)的高度差將增大。
(2)由題圖可知液體的密度相同、深度相同，U形管液面的高度差相同，容器的形狀不同，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)相同，故可以得出液體的壓強(qiáng)與容器形狀無關(guān)，故小芳的猜想是錯(cuò)誤的。
8．(2023·重慶)小婷在探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，在U形管接頭處加裝了一個(gè)“三通接頭”，如圖甲所示。
(1)U形管與探頭連接時(shí)，閥門K應(yīng)處于________(選填“打開”或“關(guān)閉”)狀態(tài)，以確保U形管內(nèi)的水面相平；組裝完成后，輕壓探頭的橡皮膜到一定程度，U形管內(nèi)液面有明顯的高度差并保持穩(wěn)定，說明裝置________(選填“漏氣”或“不漏氣”)。
(2)比較圖乙與________兩圖，可得出液體壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；比較圖丙與丁兩圖，還可初步得出液體在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)________。
(3)若需通過圖丁和戊對(duì)比得出液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，應(yīng)將圖戊中的探頭向________移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x；移動(dòng)探頭后，觀察到U形管水面高度差為Δh，此時(shí)探頭受到鹽水的壓強(qiáng)為p鹽，小婷取出探頭放回水中，當(dāng)U形管水面高度差再次為Δh時(shí)，測(cè)出探頭在水中的深度為0.2 m，則p鹽＝________ Pa。
(4)小婷發(fā)現(xiàn)探頭所處深度較淺時(shí)，U形管兩液面的高度差不明顯，可將U形管中的水換成密度更________的液體以方便讀數(shù)；探究過程中，保持探頭所處深度不變，將U形管逐漸向后傾斜，偏離豎直方向，U形管中兩液面所對(duì)刻度線間的距離將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。
答案　(1)打開　不漏氣　(2)丙　相等　(3)上　2 000　(4)小　不變
解析　(1)為了保持內(nèi)外氣壓平衡，U形管與探頭連接時(shí)，閥門K應(yīng)處于打開狀態(tài)，以確保U形管內(nèi)的水面相平；按壓探頭的橡皮膜，U形管兩邊液面高度變化明顯并保持穩(wěn)定，說明實(shí)驗(yàn)裝置密封良好，不漏氣。
(2)研究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，要控制液體的密度相同，比較圖乙與丙兩圖，可以初步得出結(jié)論：在同種液體中，液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨深度的增加而增大；比較圖丙與丁兩圖可知，探頭在水中的深度相同，方向不同，U形管內(nèi)液柱的高度差相同，因此可初步得出液體在同一深度向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。
(3)由控制變量法可知，若需通過圖丁和戊對(duì)比得出液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，應(yīng)將圖戊中的探頭向上移動(dòng)適當(dāng)?shù)木嚯x；探頭在鹽水中和水中時(shí)，觀察到U形管水面高度差均為Δh，說明探頭在鹽水中受到的壓強(qiáng)與在水中受到的壓強(qiáng)相同，所以p鹽＝p水＝ρ水gh水＝1.0×103 kg/m3 ×10 N/kg×0.2 m＝2 000 Pa。
(4)由p＝ρgh可知，壓強(qiáng)相同時(shí)，密度越小的液體，深度越大，所以可將U形管中的水換成密度更小的液體以方便讀數(shù)；探究過程中，保持探頭所處深度不變，探頭所受的壓強(qiáng)不變，所以將U形管逐漸向后傾斜，偏離豎直方向，U形管中兩液面所對(duì)刻度線間的距離將不變。
9．(2023·深圳福田區(qū)模擬)閱讀下列短文，回答問題。
RO反滲透膜原理
反滲透，英文為Reverse Osmosis，它所描繪的是一個(gè)自然界中水分自然滲透過程的反向過程。早在1950年美國科學(xué)家DR.S.Sourirajan無意中發(fā)現(xiàn)海鷗在海上飛行時(shí)從海面啜起一大口海水，隔了幾秒后吐出一小口的海水。他由此而產(chǎn)生疑問：陸地上由肺呼吸的動(dòng)物絕對(duì)無法飲用高鹽分的海水，那為什么海鷗就可以飲用海水呢？這位科學(xué)家把海鷗帶回了實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過解剖發(fā)現(xiàn)在海鷗嗉囊位置有一層薄膜，該薄膜構(gòu)造非常精密。海鷗正是利用了這層薄膜把海水過濾為可飲用的淡水，而含有雜質(zhì)及高濃縮鹽分的海水則被從口中吐出。這就是以后逆滲透法(Reverse Osmosis簡(jiǎn)稱R.O)的基本理論架構(gòu)。
對(duì)透過的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜，一般將只能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的薄膜稱之為理想半透膜。當(dāng)把相同體積的稀溶液(例如淡水)和濃溶液(例如鹽水)分別置于半透膜的兩側(cè)時(shí)，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透。當(dāng)滲透達(dá)到平衡時(shí)，濃溶液一側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一個(gè)壓差，此壓差即為滲透壓。滲透壓的大小取決于溶液的固有性質(zhì)，即與濃溶液的種類、濃度和溫度有關(guān)而與半透膜的性質(zhì)無關(guān)。若在濃溶液一側(cè)施加大于滲透壓的壓力時(shí)，溶劑的流動(dòng)方向?qū)⑴c原來的滲透方向相反，開始從濃溶液向稀溶液一側(cè)流動(dòng)，這一過程稱為反滲透。反滲透是滲透的一種反向遷移運(yùn)動(dòng)，是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助于半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法，它已廣泛應(yīng)用于各種液體的提純與濃縮，其中最普遍的應(yīng)用實(shí)例便是在水處理工藝中。反滲透膜的孔徑非常小，因此能夠有效地去除水中比反滲透膜孔徑大的溶解鹽類、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等。利用反滲透原理進(jìn)行水提純系統(tǒng)具有水質(zhì)好、耗能低、無污染、工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。反滲透膜能截留直徑大于0.000 1微米的物質(zhì)，是最精細(xì)的一種膜分離產(chǎn)品，其能有效截留所有溶解鹽分及分子量大于100的有機(jī)物，同時(shí)允許水分子通過，以獲得高質(zhì)量的純凈水。
請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：
(1)要將自來水中的無機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)阻隔，并使之無法通過反滲透膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來，反滲透膜的孔徑要達(dá)到________以下。
(2)圖甲中容器兩側(cè)液面在自然狀態(tài)下液體的流動(dòng)方向是________________(選填“從純水到鹽水”或“從鹽水到純水”)。
(3)圖乙中兩側(cè)液體靜止達(dá)到滲透平衡。如果左右兩容器橫截面積均為100 cm2，要實(shí)現(xiàn)反滲透，需要在圖甲中________(選填“純水”或“鹽水”)液面施加豎直向下的壓力至少是多大？請(qǐng)寫出計(jì)算過程和結(jié)果。(g取10 N/kg，ρ鹽水＝1.03×103 kg/m3)
(4)RO反滲透是當(dāng)前最先進(jìn)的凈水分離技術(shù)，請(qǐng)舉出一個(gè)它在生產(chǎn)生活方面的應(yīng)用。________________________________________________________________________。
答案　(1)10－4 μm　(2)從純水到鹽水　(3)鹽水　F＝pS＝ρ鹽水ghS＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg ×0.1 m×10－2 m2＝10.3 N　(4)海水淡化(或凈水機(jī)、制藥)
解析　(1)根據(jù)反滲透膜能截留直徑大于0.000 1 μm的物質(zhì)可知，反滲透膜的孔徑要達(dá)到0.000 1 μm＝10－4 μm以下。
(2)由題意可知，稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜而自發(fā)地向濃溶液一側(cè)流動(dòng)，這一現(xiàn)象稱為滲透，所以圖甲中容器兩側(cè)液面在自然狀態(tài)下液體的流動(dòng)方向是從純水到鹽水。
(3)由于圖乙中兩側(cè)液體靜止達(dá)到滲透平衡，且右側(cè)液面比左側(cè)液面高出h1＝10 cm；而在圖甲中盛鹽水一側(cè)可利用液體的壓強(qiáng)太小，所以需要在圖甲中鹽水液面施加豎直向下的壓力，才能使得鹽水向純水流動(dòng)；施加的壓力：F＝pS＝ρ鹽水gh1S＝1.03×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m ×10－2 m2＝10.3 N。
(4)RO反滲透是當(dāng)前最先進(jìn)的凈水分離技術(shù)，它在生產(chǎn)生活方面的應(yīng)用有：海水淡化、凈水機(jī)、制藥等。

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