Question

【題目】【2016·北京卷】水平實(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。

①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28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；

②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28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。

Answer 1

【答案】實(shí)驗(yàn)步驟：

① 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。

② 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。

【解析】 液體壓強(qiáng)與液體密度和深度有關(guān)，在同種液體中，液體深度越深液體壓強(qiáng)越大，液體壓強(qiáng)與該點(diǎn)到容器底的距離無關(guān)，故設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變液體深度，不改變研究點(diǎn)到容器底的距離測量多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；具體步驟：① 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。

② 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。