Question

2．小明同學利用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）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）小明同學保持丙圖金屬盒在水中深度不變，改變金屬盒的方向，觀察中發現U形管兩邊的高度差并沒有改變，于是他就得出了液體內部的壓強與方向無關的結論．
（4）接著小明同學要探究液體內部壓強與液體密度的關系．小明保持圖丙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，小明得出了：在同一深度，液體的密度越大，其內部的壓強越大的結論．你認為結論是不可靠（填“可靠”或“不可靠”），原因是：沒有控制深度相同．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）液體壓強大小跟液體深度和密度有關．
（3）在液體的同一深度，向各個方向的壓強相等．
（4）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）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，可能是橡皮管出現破裂或沒連接好，出現了漏氣現象．
（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，所以液體壓強跟深度有關．
（3）在同種液體中，金屬盒距液面的距離相同時，只改變金屬盒的方向，U形管兩邊液柱的高度差不發生變化；說明液體內部壓強與方向無關．
（4）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，液體是深度增大，密度增大，U型管左右液面差增大，沒有控制深度不變，不能探究液體壓強跟密度的關系．
故答案為：（1）漏氣；（2）深度；（3）改變金屬盒的方向；（4）不可靠；沒有控制深度相同．

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，還要能靈活運用控制變量法．