Question

4．小強利用U形管壓強計和裝有水的大燒杯來探究液體內部壓強的特點．實驗前，他注意到U形管兩邊的液面已處在同一水平線上，如圖甲所示．

（1）實驗過程中根據U形管中兩管液面的高度差來判斷液體壓強的大小，當他將金屬盒浸沒于水中后．發現U形管兩端液面如圖乙所示的情景，則實驗裝置可能出現了漏氣問題．
（2）排除故障后．他重新將金屬盒浸沒于水中，發現隨著金屬盒沒入水中的深度增大，U形管兩邊液面的高度差逐漸變大，如圖丙所示，由此可知液體內部的壓強與深度有關．
（3）接著小強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，改變液體密度，這樣的研究方法叫控制變量法．
（4）小強保持丙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，實驗情形如圖丁所示．比較丙、丁兩次實驗，小強得出了：在同一深度，液體的密度越大，其內部的壓強越大的結論．你認為他的結論是否可靠？不可靠．原因是：沒有控制深度相同．
（5）小明自制了一個簡易壓強計，如圖戊所示，把簡易壓強計浸入水中，橡皮膜將上凹（選填“上凹”或“下凸”），增加簡易壓強計在水中的深度，細玻璃管中液柱會上升（選填“上升”或“下降”）．

Answer 1

分析 壓強計的金屬盒浸沒在液體中，壓強計的U型管左右液面是相平的，說明橡皮管破裂而漏氣；液體壓強大小跟液體深度和密度有關．探究液體壓強跟深度關系時，控制液體的密度不變，改變液體深度；探究液體壓強跟密度時，控制深度不變，改變密度的大小．

解答 解：（1）實驗過程中根據U形管中兩管液面的高度差來判斷液體壓強的大小，當他將金屬盒浸沒于水中后．發現U形管兩端液面相平，一定出現漏氣現象，所以在使用壓強計之前要用手輕壓金屬盒，看U型管液面是否變化．
（2）金屬盒沒入水中的深度增大，U形管兩邊液面的高度差逐漸變大，所以在液體密度一定時，液體越深，液體壓強越大，所以液體壓強跟液體深度有關．
（3）小強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，改變液體密度．
（4）小強保持丙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，比較丙、丁兩次實驗，液體的深度增大，密度增大，U型管左右液面差增大，沒有控制深度相同，不能探究液體壓強跟密度的關系．
（5）液體內部向各個方向都有壓強，深度越深液體壓強越大；將簡易的壓強計浸入水中，由于橡皮膜朝下，所以橡皮膜受到向上的壓強，橡皮膜將向上凹；增加簡易壓強計在水中的深度，橡皮膜受到的壓強越大，橡皮膜向上凹得越多，里面空氣的體積越小，里面空氣的壓強越大，支撐的液柱越高，故細玻璃管中的液柱會上升．
故答案為：（1）高度差；漏氣；（2）深度 （3）深度；液體密度；控制變量法；（4）不可靠； 沒有控制深度相同；（5）上凹；上升．

點評 掌握液體壓強大小的影響因素，利用控制變量法探究液體壓強大小的影響因素．