Question

3．在研究液體內部的壓強與那些因素有關的實驗中，小宇的探究過程如下：

（1）他分別在粗細不同、兩端開口的玻璃管的一端扎上相同的橡皮薄膜，并在管內注入不同液體，觀察到橡皮薄膜分別向下凸出，實驗現象如圖1所示
①根據圖1（c）、（d）猜想A：液體內部的壓強與液體的質量無關．
②根據圖1（a）和（b）猜想B：液體內部的壓強可能與液體的深度有關
③根據圖1（b）和（c）猜想C：液體內部的壓強可能與液體的密度有關．
（2）小宇用壓強計繼續探究，當壓強計的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當相平，而小吳卻觀察到如圖2（a）所示的情景．出現這種情況的原因是：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”）：調節的方法是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．當用手指按壓（不論輕壓還是重壓）橡皮膜時，發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化．出現這種情況的原因是漏氣．
（4）壓強計調節正常后，小吳將金屬盒先后浸入到不同液體中進行試驗，如圖2（c）所示，并記錄部分實驗數據在下表中．

實驗序號	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，分析實驗數據得出：實驗序號1中的H=4cm，實驗序號5和6中的ρ=1.2×10³kg/m³；再繼續分析實驗序號2、3、5的數據初步得出猜想C正確．

Answer 1

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

解答 解：（1）①據圖（c）和（d）可知，同種液體，深度相同，容器的粗細不同，液體的質量不同不會影響其壓強的大小；
②據圖（a）和（b）可知，其他條件均相同，只有深度不同，而壓強也不同，所以液體壓強可能與液體的深度有關；
③據圖（b）和（c）可知，其他條件均相同，只有液體密度不同，而壓強也不同，所以液體壓強可能與液體的密度有關；
（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形管接觸不嚴或漏氣，即使擠壓橡皮膜，U形管兩邊也不會出現高度差；
（4）根據液體壓強公式p=ρgh，由實驗序號1、2知，在液體密度相同時，液體的壓強與深度成正比，即實驗2的深度是實驗1的2倍，壓強也為2倍，高度差也為2倍；所以當實驗2的高度差為8cm，實驗1的高度差為4cm；
根據液體壓強公式p=ρgh可知，在深度一定時，液體的壓強與密度成正比，由實驗3、5知，它們的深度相同，壓強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；
分析實驗序號2、3、5的數據可知，深度相同，密度不同，壓強不同，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．

點評 此題是探究液體內部壓強的特點，考查了學生對壓強計氣密性的檢驗．同時考查了控制變量法在此實驗中的應用．