Question

19．如圖所示，是小明在探究“影響液體內部壓強大小的因素”實驗：
（1）小明從左管口向圖A中的U形管內注入適量的水，當管內的水靜止時，U形管左右兩側液面的高度相同（選填“相同”或“不同”）．他連接好橡皮管和金屬盒，在使用壓強計前，發現U型管內水面已有高度差（如圖B），通過②（選填序號）方法可以進行調節．
①從U形管內向外倒出適量水  ②拆除軟管重新安裝   ③向U形管內添加適量水

（2）重新調節器材后，小明將金屬盒深入水面以下進行了如圖C、D、E、F所示的實驗．由C、D（選填實驗序號）兩幅圖可知，在同種液體內部，液體壓強隨著深度的增加而增大．（選填“增大”或“減小”）
（3）小明將金屬盒深入燒杯中水面以下某一深度處，完成了如圖D、E、F的三次實驗，由圖中現象可知，同一深度，液體壓強與橡皮膜所朝的方向無關（選填“有關”或“無關”）．
（4）小明保持C圖中金屬盒的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后，他發現U形管兩側的液面的高度差變大了，于是得出了“在同一深度，液體的密度越大，其內部的壓強就越大”的結論．你認為他得出結論的過程是不可靠 （選填“可靠”或“不可靠”）的，原因是沒有控制深度相同．
（5）實驗中液體壓強的大小是通過比較U形管內液面的高度差來判斷的，如果所用的壓強計的U形管中可以選擇染色的酒精、水和水銀（ρ_酒精＜ρ_水＜ρ_水銀）中的一種液體，為了使實驗現象更明顯，小明應該選擇上述三種液體中酒精的裝入U型管中．

Answer 1

分析 （1）U形管的實質是連通器，當連通器中的同種液體不流動時，兩側的液面高度相同；
U形管右端上方是和大氣相通的，等于大氣壓強；U形管右端液面比較高，就說明U形管左端液面上方的氣體壓強大于大氣壓；只要取下軟管，讓U形管左端液面和大氣相通，這樣U形管兩端的液面就是相平的；
（2）比較C、D兩幅圖是控制密度相同，改變深度，觀察U形管兩側的液面高度差是否相等，得出液體內部壓強是否和液體的深度有關；
（3）比較D、E、F三次實驗，液體相同、深度相同、橡皮膜朝向不同，壓強計液面高度差相同，據此可得出結論；
（4）探究液體壓強跟密度是否有關時，控制深度不變，改變密度的大小；
（5）液體壓強大小通過U形管內液面的高度差來反映的，液面高度差越大，液體的壓強越大．根據液體壓強公式p=ρgh判斷哪個U形管內液面高度差最大．

解答 解：
（1）圖A中的U形管相當于一連通器，液體不流動時，兩側的液面高度相同；
進行調節時，只需要將軟管取下，再重新安裝，這樣的話，U形管中兩管上方的氣體壓強就是相等的（都等于大氣壓），當橡皮膜沒有受到壓強時，U形管中的液面就是相平的；
（2）比較C、D實驗是控制液體的密度相同，隨著液體的深度增加，觀察U形管兩側的液面高度差變大，說明在同種液體內部，液體壓強隨著深度的增加而增大；
（3）比較D、E、F的三次實驗，液體的密度相同，深度相同，橡皮膜方向不同，壓強計左右液面高度差相同，則壓強相同，可得相同液體的同一深度，液體壓強與橡皮膜所朝的方向無關；
（4）小明要探究液體內部壓強與液體密度的關系，則應保持深度不變．小明保持C圖中金屬盒的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后，液體的深度增大，密度增大，U形管左右液面差增大，沒有控制深度不變，不能得出“在同一深度，液體的密度越大，其內部的壓強就越大”的結論；
（5）壓強計是通過U形管中液面的高度差來反映被測壓強大小的，液面高度差越大，液體的壓強越大．
如果被測壓強大小相同，由p=ρgh可知，U形管中液體密度越小，液面高度差越大，則實驗現象更明顯，所以小明應該選擇染色的酒精裝入U形管中．
故答案為：（1）相同；②；（2）C、D；增大；（3）無關；（4）不可靠；沒有控制深度相同；（5）U形管內液面的高度差；酒精．

點評 本題需要掌握液體內部壓強的大小與液體的深度和液體的密度兩個因素有關系，在通過實驗進行探究時，必須注意控制變量法的合理運用．