题目内容
【题目】小娟同学发现储水容器在单位时间内的出水量不同。她认为水管中单位时间的出水量可能跟水管两端液体的压强差Δp、横截面积S和长度L有关。为此,她设计了如图所示的装置进行研究,容器底部的水平管AB可以方便更换,B处的开关用于控制出水时间,并把相关实验数据记录在下表中。
序号 | 水管的截面积S | 水管的长度L/厘米 | 容器内水的深度h/厘米 | 单位时间出水量Q/毫升 |
1 | 20 | 20 | 60 | |
2 | 30 | 20 | 40 | |
3 | 40 | 20 | 30 | |
4 | 20 | 30 | 90 | |
5 | 20 | 40 | 120 | |
6 | 20 | 20 | 240 | |
7 | 20 | 20 | 540 |
①打开开关后,容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端_________的大小;为了使水管AB两端水的压强差尽量保持恒定,盛水容器的面积应该____(选填“大”或“小”)
②分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化的关系及相关条件,可初步得出的结论是_______。
③根据实验序号___________数据中Q与h变化的关系及相关条件,可初步得出的结论是:在L和S相同的情况下,Δp越大,Q越大。
④若h=20厘米、L=25厘米、S=S0,则Q=_______毫升;若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0,则Q=_______毫升。
【答案】压强差(Δp) 大 在L与Δp相同的情况下,S越大,Q越大 1与4与5 48 160
【解析】
(1)[1]液体压强与所测点的液体深度有关,打开开关后,容器中水的深度h大小会随着水流出而变小,容器底部受到的液体压强也会减小,所以容器中水的深度h大小可以反映水管AB两端压强差的大小。
[2]为了使水管AB两端水的压强差尽量保持恒定,减小实验误差,盛水容器的面积应该小一些。
(2)[3]分析比较实验序号1与6与7数据中Q与S变化,可发现水管的长度L与容器内水的深度h相同,随着水管的截面积S越来越大,单位时间出水量Q也变大,可得出初步结论是:在L与Δp相同的情况下,S越大,Q越大
(3)[4]要探究Q随h变化的关系并得到结论,我们需要控制水管的长度L与水管的截面积S相同,改变容器内水的深度h,可根据实验序号1与4与5分析得到。
(4)[5][6]根据表中数据可知Q与h、S2成正比、与L成反比,可以得到关系式
若h=20厘米、L=25厘米、S=S0,代入关系式得48,若h=10厘米、L=60厘米、S=4S0,代入关系式得160。