Question

1．某學(xué)生利用如圖所示的器材探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)．
（1）他向圖甲中的U形管內(nèi)注入適量的紅墨水，當(dāng)管內(nèi)的紅墨水靜止時(shí)，U形管左右兩側(cè)液面的高度相平．
（2）如圖乙所示，他將橡皮管的一端緊密地套在U形管左側(cè)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(yīng)的U形管左右兩側(cè)液面的高度差．這是為了探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系．
（3）他換用其他液體探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，當(dāng)探頭在下列液體中的深度相同時(shí)，U形管左右兩側(cè)液面的高度差最大的是C（選填A(yù)、B或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）小莉同學(xué)在學(xué)了液體壓強(qiáng)公式后，用公式對以上實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算（g=10N/kg），得出金屬盒在30mm深處水的壓強(qiáng)是300Pa，而壓強(qiáng)計(jì)的液面高度差為28mm，你認(rèn)為造成此現(xiàn)象的原因是金屬盒橡皮膜也要產(chǎn)生壓強(qiáng)．
（5）根據(jù)學(xué)習(xí)過的知識，你是否認(rèn)為水內(nèi)部壓強(qiáng)大小跟研究的位置到水底的距離有關(guān)？
答：無關(guān)（選填“有關(guān)”、“無關(guān)”或“不確定”）．

Answer 1

分析 （1）U形管的實(shí)質(zhì)是連通器，當(dāng)連通器中的同種液體不流動時(shí)，兩側(cè)的液面保持相平；
（2）液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小通過U形管兩側(cè)液面高度差的大小來反映，這是轉(zhuǎn)換法；液體壓強(qiáng)和液體的密度、深度有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（3）根據(jù)p=ρgh來分析壓強(qiáng)和液體密度的關(guān)系；
（4）利用液體壓強(qiáng)計(jì)算公式p=ρgh計(jì)算處30mm深處水的壓強(qiáng)是即可，根據(jù)數(shù)據(jù)中的記錄計(jì)算出壓強(qiáng)計(jì)出的壓強(qiáng)值，要考慮到金屬盒橡皮膜也要產(chǎn)生壓強(qiáng)．
（5）液體內(nèi)部壓強(qiáng)只與液體的深度和密度有關(guān)，而與研究的位置到水底的距離d無關(guān)；

解答 解：（1）圖甲中的U形管相當(dāng)于一連通器，液體不流動時(shí)，兩側(cè)的液面保持相平；
（2）實(shí)驗(yàn)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(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系；
（3）探頭在下列液體中的深度相同，根據(jù)p=ρgh可知，深度相同，液體的密度越大壓強(qiáng)越大，所以在鹽水中的壓強(qiáng)最大，U形管左右兩側(cè)液面的高度差最大；
（4）金屬盒在30mm深處水的壓強(qiáng)是：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.03m=300Pa；
從壓強(qiáng)計(jì)測出的壓強(qiáng)為：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.028m=280Pa；
按液面高度差計(jì)算的壓強(qiáng)值小于按液體深度計(jì)算的壓強(qiáng)值，原因是金屬橡皮膜也會產(chǎn)生壓強(qiáng)．
（5）根據(jù)學(xué)習(xí)過的知識，液體內(nèi)部壓強(qiáng)只與液體的深度和密度有關(guān)，而與研究的位置到水底的距離d無關(guān)；
故答案為：（1）相平；（2）液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系；（3）C；（4）300；金屬盒橡皮膜也要產(chǎn)生壓強(qiáng)；（5）無關(guān)．

點(diǎn)評 本題考查控制變量法在影響液體壓強(qiáng)的因素中的應(yīng)用，不僅涉及液體壓強(qiáng)，而且也涉及液體壓強(qiáng)的計(jì)算，考查了研究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)過程注意的問題．