Question

20．某同學利用如圖所示的器材探究液體內部壓強的特點．
（1）他向圖甲中的U形管內注入適量的紅墨水，當管內的紅墨水靜止時，U形管左右兩側液面的高度相同．
（2）如圖乙所示，他將橡皮管的一端緊密地套在U形管左側的端口后，多次改變探頭在水中的深度，并比較每次的深度及相應的U形管左右兩側液面的高度差．這是為了探究液體內部壓強與深度的關系．
（3）他換用其他液體探究液體壓強與液體密度的關系，當探頭在下列液體中的深度相同時，U形管左右兩側液面的高度差最大的是C．
A．酒精（ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）
B．植物油（ρ_植物油=0.9×10³kg/m³）
C．鹽水（ρ_鹽水=1.1×10³kg/m³）
（4）若圖乙中U形管左右兩側紅墨水面的高度差h=10cm，則橡皮管內氣體的壓強與大氣壓之差約為1000Pa．（ρ_紅墨水≈1.0×10³kg/m³）

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，兩側的液面保持相平；
（2）液體內部壓強大小通過U形管兩側液面高度差的大小來反映，這是轉換法；液體壓強和液體的密度、深度有關，實驗中采用控制變量法來設計實驗；
（3）根據p=ρgh來分析壓強和液體密度的關系；
（4）根據p=ρgh求出液體產生的壓強即為橡皮管內氣體的壓強與大氣壓之差．

解答 解：（1）圖甲中的U形管相當于一連通器，液體不流動時，兩側的液面保持相平；
（2）實驗中液體的密度不變，改變探頭在水中的深度，研究的是液體內部壓強與深度的關系；
（3）探頭在下列液體中的深度相同，根據p=ρgh可知，深度相同，液體的密度越大壓強越大，所以在鹽水中的壓強最大，U形管左右兩側液面的高度差最大；
（4）橡皮管內氣體的壓強與大氣壓之差：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa．
故答案為：（1）相同；（2）液體內部壓強與深度的關系；（3）C；（4）1000．

點評 此題主要考查的是學生對液體壓強的影響因素實驗的理解和掌握，注意控制變量法和轉換法的運用．