Question

王強和李敏兩位同學用如圖所示的裝置做“研究浸沒在液體中的物體上、下表面受到液體壓強的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗．他們將兩只完全相同的U形管壓強計的金 屬盒粘合在一起，作為研究的物體，金屬盒的橡皮膜分別朝向外，作為物體的上、下表面，兩金屬盒分別用橡皮管連在完全相同的甲、乙U形管上，如圖（a）所示．將物體先后浸沒在A，B，C三種液體中（A＜B＜C），觀察U形管中的液面高度差，如圖（b）所示．記錄的數(shù)據(jù)如下表所示．

液體	液體A			液體B			液體C
實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9
上表面到液面的距離h（米）	0.02	0.04	0.06	0.02	0.04	0.06	0.02	0.04	0.06
甲U形管液面的高度差（格）	1	2	3	2	4	6	3	6	9
乙U形管液面的高度差（格）	2	3	4	4	6	8	6	9	12

（1）分析比較實驗序號1、2與3（或 4、5 與 6 或 7、8 與 9）等數(shù)據(jù)中上表面到液面的距離h和甲U形管液面的高度差的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：______．
（2）王強同學分析比較了實驗序號 1、4 與7（或 2、5 與 8 或 3、6 與 9）等數(shù)據(jù)中上表面到液面的距離h和甲U形管液面的高度差的關(guān)系及相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：當深度相同時，液體的密度不同，物體上表面受到液體的壓強不同．李敏同學分析比較了實驗序號3與4（或 5 與 7）等數(shù)據(jù)中乙U形管液面的高度差的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：物體下表面受到液體的壓強與液體的密度無關(guān)．你認為王強的分析______，李敏的分析______（均選填“合理且結(jié)論完整”、“合理但結(jié)論不完整”或“錯誤”）
（3）請進一步綜合分析表中第四和第五行的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較實驗序號 1、2 與 3（或 4、5 與 6 或 7、8 與 9）中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：______．
（b）分析比較實驗序號______中數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，得出的初步結(jié)論是：______．

Answer 1

【答案】分析：將兩只完全相同的U形管壓強計的金屬盒粘合在一起，由圖可知，甲壓強計測得是上表面的壓強，乙壓強計測得是下表面的壓強，壓強的大小可以通過U形管中液面的高度差體現(xiàn)出來；三種液體的密度是不同的，液體A的密度是最小的，液體C的密度是最大的．
（1）要得出上表面到液面的距離h和甲U形管液面的高度差的關(guān)系就應該保證同種液體，分析1、2、3次實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，上表面到液面的距離h和甲U形管液面的高度差值的增大倍數(shù)是相同的，由此即可得出成正比的結(jié)論；
（2）要探究上表面或下表面受到的液體壓強和液體密度的關(guān)系，就應該采用控制變量法控制上表面或下表面到液面的距離相同，由此可以發(fā)現(xiàn)李敏采用的實驗數(shù)據(jù)就是錯誤的；李強采用的實驗數(shù)據(jù)是合理的，但結(jié)論不夠完整，表格中已經(jīng)給出了具體的實驗數(shù)據(jù)，應該能夠得出壓強和液體密度的具體關(guān)系，而不是只是有關(guān)的結(jié)論；
（3）進一步分析實驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)1、2、3次實驗上下表面的壓強差是一個定值，4、5、6次實驗上下表面的壓強差是一個定值，7、8、9次實驗上下表面的壓強差也是一個定值；這個差值隨著液體密度的變大而變大，由此得出結(jié)論．
解答：解：（1）1、2、3三次實驗，甲、乙液體壓強計浸入的是同種液體，上表面到液面的距離每擴大二倍，甲U形管液面的高度差即上表面受到的壓強也擴大二倍，由此得出結(jié)論：同種液體中，物體上表面受到液體的壓強與上表面到液面的距離成正比；
故答案為：同種液體中，物體上表面受到液體的壓強與上表面到液面的距離成正比．
（2）由1、4、7三次實驗數(shù)據(jù)可知，上表面到液面的距離是相同的，液體C的密度最大，上表面受到的液體壓強也是最大的（可以從甲U形管液面的高度差看出），液體B次之，液體A最小，由此得出結(jié)論：當深度相同時，液體的密度越大，受到的液體壓強就越大，所以王強的分析是合理但不完整；
李敏分析的是3、4兩次實驗，這兩次實驗，上表面到液面的距離是不同的，液體的密度也是不同的，沒有可比性，所以李敏的分析是錯誤的；
故答案為：合理但結(jié)論不完整；錯誤．
（3）＜a＞1、2、3次實驗中，甲、乙U型管液面高度差的差值是相同的，都是一個小格，壓強計甲測的是上表面的壓強，壓強計乙測的是下表面的壓強，由此得出結(jié)論：浸沒在同種液體的同一物體，下、上表面受到液體的壓強差值是一個定值；
故答案為：浸沒在同種液體中的同一物體，下、上表面受到液體的壓強差值是一個定值．
＜b＞綜合分析表格A、表格B、表格C即1、2、3和4、5、6和7、8、9中甲乙U形管液面的高度差的差值，可以發(fā)現(xiàn)液體B中差值比液體A大，液體C中差值比B大，這和液體密度的關(guān)系是相同的，由此得出結(jié)論：浸沒在不同液體中的同一物體，液體密度越大，物體下、上表面受到的液體壓強差越大；
故答案為：1、2、3和4、5、6和7、8、9；浸沒在不同液體中的同一物體，液體密度越大，物體下、上表面受到的液體壓強差越大．
點評：此題考查學生探究實驗、分析實驗數(shù)據(jù)的能力．能力的考查是現(xiàn)在考試中的一個重點，也是難點，尤其是本題中第三小題中實驗結(jié)論得出，很多同學不知道從哪里下手，本題中一、二小題沒有用到乙壓強計測量的數(shù)值，第三小題可以從此入手．