Question

15．小聪探究液体内部压强究竟有哪些特点时，进行了大胆猜想如下：
1：液体内部可能有压强    2：液体内部的压强大小可能与方向有关   
3：液体内部的压强大小可能与液体深度有关   4：液体内部的压强大小可能与液体的密度有关
为了验证以上猜想是否正确，小聪在老师的帮助下找来了一些实验器材，设计并完成了实验探究．请你完成下列问题：
（1）实验前，要通过调试，使压强计U型管两边的液面相平，小聪在调试时发现，用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时，U型管两边液面几乎没有变化．如图所示，说明该压强计漏气（选填“漏气”或“不漏气”）．
（2）为了验证猜想1，小聪把探头放入水中，再观察压强计U型管两边液面是否有高度差来判断探头处是否受到水的压强．
（3）在验证其余猜想的过程中，小聪收集到如下表中的数据，根据表中的数据：

序号	液体	深度h（mm）	压强计橡皮膜方向	U型管液面高度差（mm）
1	水	20	朝上	18
2	水	20	朝下	18
3	水	20	朝右	18
4	水	40	朝下	36
5	水	60	朝下	54
6	酒精	60	朝下	43

①比较序号1、2、3、的数据，可得出的结论是在同一深度，液体向各个方向的压强相等．
②为了验证猜想3，小聪完成的实验操作应该是表中序号为2、4、5的实验．
③比较序号5、6两组数据，可得出液体的压强与液体密度有关．
（4）小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和控制变量法．

Answer 1

分析 （1）液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的，压强越大，U形管液面高度差越大；压强计测量液体压强时，就是通过橡皮膜来感知压强的，通过橡胶管中气体压强的变化来改变U形管中液面高度差的，若液体压强计漏气，U形管中的液面就不会变化；
（2）实验中通过U型管中液面的高度差来判断液体压强的大小；
（3）①同种液体、深度相同，不同的是方向，液面差相等即压强相等；②猜想3：液体内部的压强大小可能与液体深度有关，根据控制变量的思想，液体种类相同，深度不同；③比较序号5、6两组数据液体种类不同，深度相同，由此可得出结论；
（4）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法．

解答 解：（1）实验前要正确安装压强计，调节好的压强计放在空气中时，橡皮膜不受液体的压强，因此U形管两边的液面应该相平；
若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，就会有漏气现象，因此U形管两边液柱的高度差变化小；
（2）把压强计的金属盒浸入液体中，U形管两边出现高度差，说明液体内部有压强，因此小聪通过观察压强计U型管两边液面是否有高度差来判断探头处是否受到水的压强．
（3）①同种液体、深度相同，不同的是方向，液面差相等即压强相等，说明在同一深度，液体向各个方向的压强相等；
②根据猜想3：液体内部的压强大小可能与液体深度有关可知，控制液体种类相同，深度不同，即小聪完成的实验操作应该是表中序号为2、4、5的实验；
③比较序号5、6两组数据可知，液体密度不同，深度相同，液体的压强不同，由此可得：液体的压强与液体密度有关；
（4）由实验过程可知，小聪在实验中主要用到的研究方法有转换法和控制变量法．
故答案为：（1）相平；漏气；（2）高度差；（3）①在同一深度，液体向各个方向的压强相等；②2、4、5；③密度；（4）转换法；控制变量．

点评 这是一道综合实验题，此题的难点是液体压强计的有关知识，我们要了解压强计的原理，知道液体压强计的操作要求等．