Question

4．如圖甲所示，在一個(gè)塑料瓶的側(cè)面扎3個(gè)大小相同的孔，用一條透明膠帶把3個(gè)孔封住并加滿水，然后把膠帶撕開，觀察到水從小孔噴出，且下方小孔水流噴出速度比上方的大．為了進(jìn)一步探究水從小孔噴出的速度v與小孔到水面高度h之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行了如下探究．

A．如圖乙所示，在容器側(cè)面開一個(gè)水平小孔并裝上閥門，將容器固定在一個(gè)水平木板上，在木板上鋪了一層吸水性強(qiáng)的材料；
B．向容器中注入水并測(cè)量閥門到水面的高度h，打開閥門讓少量水噴到水平面上，迅速關(guān)上閥門，測(cè)出水斑到容器的水平距離L；
C．改變?nèi)萜髦兴�面的高度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．
（1）用如圖甲裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，不能說明的問題是C

A．液體對(duì)容器的側(cè)壁有壓強(qiáng)	B．液體壓強(qiáng)隨深度增加而增大
C．液體內(nèi)部各個(gè)方向都有壓強(qiáng)	D．液體壓強(qiáng)越大從小孔噴出的水流速度越大

（2）分析甲圖所示的實(shí)驗(yàn)，能（選填“能”或“不能”）根據(jù)水流射出的遠(yuǎn)近來比較小孔處的液體壓強(qiáng)的大小．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得水斑到容器的水平距離L和閥門到水面高度h之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示：

h/cm	5	10	15	20	25	30
L/cm	10.0	14.1	17.3	20.0	22.4	24.5
L2/cm2	100	199	299	400	502	600
$\sqrt{L}$/cm${\;}^{\frac{1}{2}}$	3.2	3.8	4.2	4.5	4.7	4.9

分析表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中用描點(diǎn)法作出能直觀表達(dá)出L和h關(guān)系的圖線．由圖線可知，L（cm）和h（cm）之間的定量關(guān)系式是：L=$\sqrt{20h}$．
（4）老師告訴實(shí)驗(yàn)小組：水流射出的水平距離L與水流從小孔中噴出時(shí)的速度v成正比．由此可以推斷出，水流從小孔噴出時(shí)的速度v與閥門到水面高度h之間的關(guān)系為：速度與高度的平方根成正比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)并結(jié)合圖中水流情況可以解答此題；
（2）液體壓強(qiáng)與密度和深度有關(guān)，密度相同時(shí)，深度越深，壓強(qiáng)越大；
（3）利用描點(diǎn)法，畫出L和h關(guān)系的圖線；根據(jù)分析表中數(shù)據(jù)，得出L和h之間的定量關(guān)系式；
（4）根據(jù)題意并結(jié)合表中數(shù)據(jù)解析分析解答．

解答 解：（1）由圖甲可知，撕去膠帶，水便從小孔射出，由于3個(gè)小孔均在右邊，說明水對(duì)容器右側(cè)壁有壓強(qiáng)；由液體壓強(qiáng)公式p=ρgh可知，深度h越小，小孔處受到水的壓強(qiáng)減小，因此水射出的速度越來越小，故選C．
（2）液體壓強(qiáng)與密度和深度有關(guān)，密度相同時(shí)，深度越深，壓強(qiáng)越大；由圖甲可知，小孔位置越低，深度越深，壓強(qiáng)越大，水流射出的距離就越遠(yuǎn)；
（3）利用描點(diǎn)法，畫出L和h關(guān)系的圖線，如圖：

根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：$\frac{{L}^{2}}{h}$=20，故L=$\sqrt{20h}$；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：$\frac{{L}^{2}}{h}$=20，則L=$\sqrt{20h}$=$\sqrt{20}$•$\sqrt{h}$----①；
已知水流射出的水平距離L與水流從小孔中噴出時(shí)的速度v成正比，即L=kv----②；
所以kv=$\sqrt{20}$•$\sqrt{h}$，k為比例系數(shù)，故速度與高度的平方根成正比．
故答案為：（1）C；（2）能；（3）如上圖；L=$\sqrt{20h}$；（4）速度與高度的平方根成正比．

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)是探究性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得出結(jié)論是本題的難點(diǎn)，屬于難題．