Question

19．如圖所示，是小明在探究“影響液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小的因素”實(shí)驗(yàn)：
（1）小明從左管口向圖A中的U形管內(nèi)注入適量的水，當(dāng)管內(nèi)的水靜止時(shí)，U形管左右兩側(cè)液面的高度相同（選填“相同”或“不同”）．他連接好橡皮管和金屬盒，在使用壓強(qiáng)計(jì)前，發(fā)現(xiàn)U型管內(nèi)水面已有高度差（如圖B），通過(guò)②（選填序號(hào)）方法可以進(jìn)行調(diào)節(jié)．
①?gòu)腢形管內(nèi)向外倒出適量水  ②拆除軟管重新安裝   ③向U形管內(nèi)添加適量水

（2）重新調(diào)節(jié)器材后，小明將金屬盒深入水面以下進(jìn)行了如圖C、D、E、F所示的實(shí)驗(yàn)．由C、D（選填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）兩幅圖可知，在同種液體內(nèi)部，液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大．（選填“增大”或“減小”）
（3）小明將金屬盒深入燒杯中水面以下某一深度處，完成了如圖D、E、F的三次實(shí)驗(yàn)，由圖中現(xiàn)象可知，同一深度，液體壓強(qiáng)與橡皮膜所朝的方向無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（4）小明保持C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，他發(fā)現(xiàn)U形管兩側(cè)的液面的高度差變大了，于是得出了“在同一深度，液體的密度越大，其內(nèi)部的壓強(qiáng)就越大”的結(jié)論．你認(rèn)為他得出結(jié)論的過(guò)程是不可靠 （選填“可靠”或“不可靠”）的，原因是沒(méi)有控制深度相同．
（5）實(shí)驗(yàn)中液體壓強(qiáng)的大小是通過(guò)比較U形管內(nèi)液面的高度差來(lái)判斷的，如果所用的壓強(qiáng)計(jì)的U形管中可以選擇染色的酒精、水和水銀（ρ_酒精＜ρ_水＜ρ_水銀）中的一種液體，為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，小明應(yīng)該選擇上述三種液體中酒精的裝入U(xiǎn)型管中．

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(dòng)時(shí)，兩側(cè)的液面高度相同；
U形管右端上方是和大氣相通的，等于大氣壓強(qiáng)；U形管右端液面比較高，就說(shuō)明U形管左端液面上方的氣體壓強(qiáng)大于大氣壓；只要取下軟管，讓U形管左端液面和大氣相通，這樣U形管兩端的液面就是相平的；
（2）比較C、D兩幅圖是控制密度相同，改變深度，觀察U形管兩側(cè)的液面高度差是否相等，得出液體內(nèi)部壓強(qiáng)是否和液體的深度有關(guān)；
（3）比較D、E、F三次實(shí)驗(yàn)，液體相同、深度相同、橡皮膜朝向不同，壓強(qiáng)計(jì)液面高度差相同，據(jù)此可得出結(jié)論；
（4）探究液體壓強(qiáng)跟密度是否有關(guān)時(shí)，控制深度不變，改變密度的大��；
（5）液體壓強(qiáng)大小通過(guò)U形管內(nèi)液面的高度差來(lái)反映的，液面高度差越大，液體的壓強(qiáng)越大．根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p=ρgh判斷哪個(gè)U形管內(nèi)液面高度差最大．

解答 解：
（1）圖A中的U形管相當(dāng)于一連通器，液體不流動(dòng)時(shí)，兩側(cè)的液面高度相同；
進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，只需要將軟管取下，再重新安裝，這樣的話，U形管中兩管上方的氣體壓強(qiáng)就是相等的（都等于大氣壓），當(dāng)橡皮膜沒(méi)有受到壓強(qiáng)時(shí)，U形管中的液面就是相平的；
（2）比較C、D實(shí)驗(yàn)是控制液體的密度相同，隨著液體的深度增加，觀察U形管兩側(cè)的液面高度差變大，說(shuō)明在同種液體內(nèi)部，液體壓強(qiáng)隨著深度的增加而增大；
（3）比較D、E、F的三次實(shí)驗(yàn)，液體的密度相同，深度相同，橡皮膜方向不同，壓強(qiáng)計(jì)左右液面高度差相同，則壓強(qiáng)相同，可得相同液體的同一深度，液體壓強(qiáng)與橡皮膜所朝的方向無(wú)關(guān)；
（4）小明要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，則應(yīng)保持深度不變．小明保持C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，液體的深度增大，密度增大，U形管左右液面差增大，沒(méi)有控制深度不變，不能得出“在同一深度，液體的密度越大，其內(nèi)部的壓強(qiáng)就越大”的結(jié)論；
（5）壓強(qiáng)計(jì)是通過(guò)U形管中液面的高度差來(lái)反映被測(cè)壓強(qiáng)大小的，液面高度差越大，液體的壓強(qiáng)越大．
如果被測(cè)壓強(qiáng)大小相同，由p=ρgh可知，U形管中液體密度越小，液面高度差越大，則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，所以小明應(yīng)該選擇染色的酒精裝入U(xiǎn)形管中．
故答案為：（1）相同；②；（2）C、D；增大；（3）無(wú)關(guān)；（4）不可靠；沒(méi)有控制深度相同；（5）U形管內(nèi)液面的高度差；酒精．

點(diǎn)評(píng) 本題需要掌握液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小與液體的深度和液體的密度兩個(gè)因素有關(guān)系，在通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究時(shí)，必須注意控制變量法的合理運(yùn)用．