Question

10．小明利用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(fā)現(xiàn)U形管兩端液面如圖乙所示的情景，則實驗裝置可能出現(xiàn)了橡皮管破裂問題；
（2）排除故障后，他重新將金屬盒浸沒水中，發(fā)現(xiàn)隨著金屬盒浸入水中的深度增加，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浸入液體的深度有關；
（3）小明發(fā)現(xiàn)金屬盒在丙中深度不變，只改變金屬核的方向，U形管兩邊液柱的高度差不變化（選填“變化”或“不變化”）表明在相同條件下，液體內部向各個方向的壓強相等（選填“相等”或“不相等”）．
（4）接著小明要探究液體內部壓強與液體密度的關系，則應保持浸入液體的深度不變．
（5）小明保持圖中探頭的位置不變，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，原因是沒有控制金屬盒在液體中深度一定．
（6）小明同學在學習了液體壓強公式后，發(fā)現(xiàn)按壓強計液面高度差計算的壓強值總小于按液體深度計算的壓強值，你認為造成此結果的原因是橡皮膜由于發(fā)生形變，自身產生一個向外的壓強．

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．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�。�
③金屬盒浸入液體中后，橡皮膜自身會發(fā)生形變，產生一個向外的壓強，所以測量值要比按液體深度計算的壓強值小一些．

解答 解：（1）當他將金屬盒浸沒于水中后．發(fā)現(xiàn)U形管兩端液面相平，一定出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，可能是橡皮管出現(xiàn)破裂．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））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(fā)生變化；同種液體的同一深度，液體內部向各個方向的壓強都相等．
（4）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．
（5）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，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；
（6）金屬盒放入液體中后，由于橡皮膜自身太軟的原因，橡皮膜發(fā)生形變，自身產生一個向外的壓強，所以按壓強計液面高度差計算的壓強值總小于按液體深度計算的壓強值．
故答案為：
（1）橡皮管破裂；
（2）浸入液體的深度；
（3）不變化；相等；
（4）浸入液體的深度；
（5）不可靠；深度；
（6）橡皮膜由于發(fā)生形變，自身產生一個向外的壓強．

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．