Question

3．在研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與那些因素有關(guān)的實(shí)驗中，小宇的探究過程如下：

（1）他分別在粗細(xì)不同、兩端開口的玻璃管的一端扎上相同的橡皮薄膜，并在管內(nèi)注入不同液體，觀察到橡皮薄膜分別向下凸出，實(shí)驗現(xiàn)象如圖1所示
①根據(jù)圖1（c）、（d）猜想A：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與液體的質(zhì)量無關(guān)．
②根據(jù)圖1（a）和（b）猜想B：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)可能與液體的深度有關(guān)
③根據(jù)圖1（b）和（c）猜想C：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)可能與液體的密度有關(guān)．
（2）小宇用壓強(qiáng)計繼續(xù)探究，當(dāng)壓強(qiáng)計的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應(yīng)當(dāng)相平，而小吳卻觀察到如圖2（a）所示的情景．出現(xiàn)這種情況的原因是：U形管左支管液面上方的氣壓大于大氣壓（填“大于”、“小于”或“等于”）：調(diào)節(jié)的方法是B
A．將此時右邊支管中高出的液體倒出       B．取下軟管重新安裝
（3）小宇再作圖2（b）所示的檢查．當(dāng)用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮膜時，發(fā)現(xiàn)U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化．出現(xiàn)這種情況的原因是漏氣．
（4）壓強(qiáng)計調(diào)節(jié)正常后，小吳將金屬盒先后浸入到不同液體中進(jìn)行試驗，如圖2（c）所示，并記錄部分實(shí)驗數(shù)據(jù)在下表中．

實(shí)驗序號	液體密度ρ （×103千克/米3）	U型管液面深度差H（cm）	橡皮薄膜凸出程度
1	0.8	H	5.0[
2		8.0	10.0
3	1.0	10.0	10.0
4		20.0	20.0
5	ρ	12.0	10.0
6		24.0	20.0

忽略橡皮膜的影響，分析實(shí)驗數(shù)據(jù)得出：實(shí)驗序號1中的H=4cm，實(shí)驗序號5和6中的ρ=1.2×10³kg/m³；再繼續(xù)分析實(shí)驗序號2、3、5的數(shù)據(jù)初步得出猜想C正確．

Answer 1

分析 （1）影響液體壓強(qiáng)的因素是液體的深度和密度，根據(jù)題意明確探究的因素是什么，再根據(jù)控制變量法的要求，對實(shí)驗現(xiàn)象進(jìn)行比較，得出結(jié)論．
（2）U形管兩邊出現(xiàn)高度差是因為兩邊氣體的壓強(qiáng)不同而造成的．若在沒有給橡皮膜施加壓強(qiáng)時，U形管兩邊出現(xiàn)高度差，則應(yīng)取下軟管重新安裝．
（3）當(dāng)用手指按壓橡皮膜時，被封閉的氣體會由于被壓縮而壓強(qiáng)增大，從而使U形管兩邊出現(xiàn)高度差．若軟管與U形管左支管接觸不嚴(yán)密，則會漏氣，這樣U形管兩端不會出現(xiàn)高度差．
（4）根據(jù)P=ρgh，在液體密度一定時，液體的壓強(qiáng)與深度成正比；在深度一定時，液體的壓強(qiáng)與密度成正比；從而計算出H與ρ的值．

解答 解：（1）①據(jù)圖（c）和（d）可知，同種液體，深度相同，容器的粗細(xì)不同，液體的質(zhì)量不同不會影響其壓強(qiáng)的大��；
②據(jù)圖（a）和（b）可知，其他條件均相同，只有深度不同，而壓強(qiáng)也不同，所以液體壓強(qiáng)可能與液體的深度有關(guān)；
③據(jù)圖（b）和（c）可知，其他條件均相同，只有液體密度不同，而壓強(qiáng)也不同，所以液體壓強(qiáng)可能與液體的密度有關(guān)；
（2）從圖（a）可以看出，左邊的液面比右邊的液面低，所以左邊液體上方的壓強(qiáng)大；此時需將軟管拔下，重新安裝，故選B；
（3）若軟管與U形管接觸不嚴(yán)或漏氣，即使擠壓橡皮膜，U形管兩邊也不會出現(xiàn)高度差；
（4）根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh，由實(shí)驗序號1、2知，在液體密度相同時，液體的壓強(qiáng)與深度成正比，即實(shí)驗2的深度是實(shí)驗1的2倍，壓強(qiáng)也為2倍，高度差也為2倍；所以當(dāng)實(shí)驗2的高度差為8cm，實(shí)驗1的高度差為4cm；
根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知，在深度一定時，液體的壓強(qiáng)與密度成正比，由實(shí)驗3、5知，它們的深度相同，壓強(qiáng)之比等于液體的密度之比，即$\frac{{p}_{液}}{{p}_{水}}$=$\frac{{ρ}_{液}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{12.0}{10.0}$=1.2，ρ_液=1.2ρ_水=1.2×10³kg/m³；
分析實(shí)驗序號2、3、5的數(shù)據(jù)可知，深度相同，密度不同，壓強(qiáng)不同，因而得出猜想C正確．
故答案為：（1）①（c）、（d）；②深度；③密度；（2）大于；B；（3）漏氣；（4）4；1.2×10³；C．

點(diǎn)評 此題是探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)，考查了學(xué)生對壓強(qiáng)計氣密性的檢驗．同時考查了控制變量法在此實(shí)驗中的應(yīng)用．