Question

20．在探究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小宇的探究過程如下：

（1）他分別在兩端開口的玻璃管的一端扎上相同的橡皮薄膜（a、b、c粗細(xì)相同，d橫截面細(xì)些），并在關(guān)內(nèi)注入不同液體，觀察到橡皮薄膜分別向下凸起，實(shí)驗(yàn)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(jì)繼續(xù)探究，當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒在空氣中時(shí)，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(shí)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）所示的堅(jiān)持，當(dāng)用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮膜時(shí)，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：軟管與U形管接觸不嚴(yán)或漏氣
（4）壓強(qiáng)計(jì)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(yàn)，如圖2（c）所示，并記錄部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下表中

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	液體密度ρ（×103kg/m3）	U型管液面深度差H（cm）	橡皮薄膜的深度h（cm）
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(yàn)數(shù)據(jù)得出：實(shí)驗(yàn)序號(hào)1中的H=4cm，實(shí)驗(yàn)序號(hào)5和6中的ρ=1.2×10³kg/m³．

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(duì)實(shí)驗(yàn)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?yàn)閮蛇厷怏w的壓強(qiáng)不同而造成的．若在沒有給橡皮膜施加壓強(qiáng)時(shí)，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(shí)，被封閉的氣體會(huì)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(huì)漏氣，這樣U形管兩端不會(huì)出現(xiàn)高度差．
（4）根據(jù)P=ρgh，在液體密度一定時(shí)，液體的壓強(qiáng)與深度成正比；在深度一定時(shí)，液體的壓強(qiáng)與密度成正比；從而計(jì)算出H與ρ的值．

解答 解：（1）①讀圖（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(huì)影響其壓強(qiáng)的大��；
②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(shí)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(huì)出現(xiàn)高度差；
（4）根據(jù)P=ρgh，由實(shí)驗(yàn)序號(hào)12知，在液體密度相同時(shí)，液體的壓強(qiáng)與深度成正比，即實(shí)驗(yàn)2的深度是實(shí)驗(yàn)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(yàn)2的高度差為8cm，實(shí)驗(yàn)1　的高度差為4cm；
在深度一定時(shí)，液體的壓強(qiáng)與密度成正比；由實(shí)驗(yàn)3、5知，它們的深度相同，壓強(qiáng)之比與高度差之比相同也等于液體的密度之比，即為$\frac{{P}_{液}}{{P}_{水}}$=$\frac{{ρ}_{液}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{12.0}{10.0}$=1.2，ρ_液=1.2ρ_水=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）①（c）、（d）；②深度；③密度；（2）大于；B；（3）軟管與U形管接觸不嚴(yán)或漏氣；（4）4；1.2×10³．

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