Question

15．小聰探究液體內部壓強究竟有哪些特點時，進行了大膽猜想如下：
1：液體內部可能有壓強    2：液體內部的壓強大小可能與方向有關   
3：液體內部的壓強大小可能與液體深度有關   4：液體內部的壓強大小可能與液體的密度有關
為了驗證以上猜想是否正確，小聰在老師的幫助下找來了一些實驗器材，設計并完成了實驗探究．請你完成下列問題：
（1）實驗前，要通過調試，使壓強計U型管兩邊的液面相平，小聰在調試時發現，用手指不論是輕壓還是重壓探頭的橡皮膜時，U型管兩邊液面幾乎沒有變化．如圖所示，說明該壓強計漏氣（選填“漏氣”或“不漏氣”）．
（2）為了驗證猜想1，小聰把探頭放入水中，再觀察壓強計U型管兩邊液面是否有高度差來判斷探頭處是否受到水的壓強．
（3）在驗證其余猜想的過程中，小聰收集到如下表中的數據，根據表中的數據：

序號	液體	深度h（mm）	壓強計橡皮膜方向	U型管液面高度差（mm）
1	水	20	朝上	18
2	水	20	朝下	18
3	水	20	朝右	18
4	水	40	朝下	36
5	水	60	朝下	54
6	酒精	60	朝下	43

①比較序號1、2、3、的數據，可得出的結論是在同一深度，液體向各個方向的壓強相等．
②為了驗證猜想3，小聰完成的實驗操作應該是表中序號為2、4、5的實驗．
③比較序號5、6兩組數據，可得出液體的壓強與液體密度有關．
（4）小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和控制變量法．

Answer 1

分析 （1）液體壓強計就是利用U形管中液面的高度差來體現壓強的，壓強越大，U形管液面高度差越大；壓強計測量液體壓強時，就是通過橡皮膜來感知壓強的，通過橡膠管中氣體壓強的變化來改變U形管中液面高度差的，若液體壓強計漏氣，U形管中的液面就不會變化；
（2）實驗中通過U型管中液面的高度差來判斷液體壓強的大小；
（3）①同種液體、深度相同，不同的是方向，液面差相等即壓強相等；②猜想3：液體內部的壓強大小可能與液體深度有關，根據控制變量的思想，液體種類相同，深度不同；③比較序號5、6兩組數據液體種類不同，深度相同，由此可得出結論；
（4）物理學中對于多因素（多變量）的問題，常常采用控制因素（變量）的方法，把多因素的問題變成多個單因素的問題；每一次只改變其中的某一個因素，而控制其余幾個因素不變，從而研究被改變的這個因素對事物影響，分別加以研究，最后再綜合解決，這種方法叫控制變量法．

解答 解：（1）實驗前要正確安裝壓強計，調節好的壓強計放在空氣中時，橡皮膜不受液體的壓強，因此U形管兩邊的液面應該相平；
若壓強計的氣密性很差，用手指不論輕壓還是重壓橡皮膜時，就會有漏氣現象，因此U形管兩邊液柱的高度差變化小；
（2）把壓強計的金屬盒浸入液體中，U形管兩邊出現高度差，說明液體內部有壓強，因此小聰通過觀察壓強計U型管兩邊液面是否有高度差來判斷探頭處是否受到水的壓強．
（3）①同種液體、深度相同，不同的是方向，液面差相等即壓強相等，說明在同一深度，液體向各個方向的壓強相等；
②根據猜想3：液體內部的壓強大小可能與液體深度有關可知，控制液體種類相同，深度不同，即小聰完成的實驗操作應該是表中序號為2、4、5的實驗；
③比較序號5、6兩組數據可知，液體密度不同，深度相同，液體的壓強不同，由此可得：液體的壓強與液體密度有關；
（4）由實驗過程可知，小聰在實驗中主要用到的研究方法有轉換法和控制變量法．
故答案為：（1）相平；漏氣；（2）高度差；（3）①在同一深度，液體向各個方向的壓強相等；②2、4、5；③密度；（4）轉換法；控制變量．

點評 這是一道綜合實驗題，此題的難點是液體壓強計的有關知識，我們要了解壓強計的原理，知道液體壓強計的操作要求等．