Question

18．某同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点．
（1）他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水，当管内的红墨水静止时，U形管左右两侧液面的高度相同．
（2）如图乙所示，他将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口后，多次改变探头在水中的同一深度不同的方向，并比较每次的橡皮膜方向及相应的U形管左右两侧液面的高度差．这是为了探究同一液体内部，相同深度处各个方向压强是否相等．
（3）他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在下列液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差最大的是B．（填符号）
A．酒精（ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）  B．植物油（ρ_植物油=0.9×10³kg/m³）
（4）若图乙中U形管左右两侧红墨水面的高度差h=5cm，则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为500Pa．（ρ_红墨水≈1.0×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）U形管的实质是连通器，当连通器中的同种液体不流动时，两侧的液面高度相同；
（2）液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映，这是转换法；液体压强和液体的密度、深度有关，实验中采用控制变量法来设计实验；同一深度，液体向各个方向的压强相等；
（3）根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系；
（4）根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差．

解答 解：
（1）图甲中的U形管相当于一连通器，液体静止（不流动）时，两侧的液面高度相同；
（2）实验中液体的密度不变，多次改变探头在水中的同一深度不同的方向，研究的是同一液体内部，相同深度处各个方向压强是否相等；
（3）探头在下列液体中的深度相同，根据p=ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以在植物油中的压强最大，U形管左右两侧液面的高度差最大；
（4）橡皮管内气体的压强与大气压之差：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa．
故答案为：（1）静止；（2）同一液体内部，相同深度处各个方向压强是否相等；（3）B；（4）500．

点评 此题主要考查的是学生对液体压强的影响因素实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用．