Question

3．如图所示，小明在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验：

（1）小明从左管口向图A中的U形管内注入适量的水，当管内的水静止时，U形管左右两侧液面的高度相同（选填“相同”或“不同”）他连接好橡皮管和金属盒，在使用压强计前，发现U型管内水面已有高度差（如图B），通过②（选填序号）方法可以进行调节．
①从U型管内向外倒出适量水
②拆除软管重新安装
③向U型管内添加适量水
（2）重新调节器材后，小明将金属盒深入水面以下进行了如图C、D、E、F所示的实验，由C、D（选填实验序号）两幅图可知，在同种液体内部，液体压强随着深度的增加而增大（选填“增大”或“减小”）
（3）小明将金属盒深入烧杯中水面以下某一深度处，完成了如图D、E、F的三次实验，由图中现象可知，同一深度，液体压强与橡皮膜所朝的方向无关（选填“有关”或“无关”）
（4）小明保持C图中金属盒的位置不变．并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，他发现U形管两侧的液面的高度差变大了，于是得出了“在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强就越大”的结论．你认为他得出结论的过程是不可靠（选填“可靠”或“不可靠”）的，原因是没有控制金属盒在液体中的深度相同．
（5）实验中液体压强的大小是通过比较U形管两边液面的高度差来判断的，如果所用的压强计的U形管中可以选择染色的酒精、水和水银（ρ_酒精＜ρ_水＜ρ_水银）中的种液体，为了使实验现象更明显，小明应该选择上述三种液体中的染色的酒精装入U型管中．

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；
U形管右端上方是和大气相通的，等于大气压强；U形管右端液面比较高，就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压；只要取下软管，让U形管左端液面和大气相通，这样U形管两端的液面就是相平的；
（2）比较C、D两幅图是控制密度相同，改变深度，观察U形管两侧的液面高度差是否相等，得出液体内部压强是否和液体的深度有关；
（3）比较D、E、F三次实验，液体相同、深度相同、橡皮膜朝向不同，压强计液面高度差不同，据此可得出结论；
（4）探究液体压强跟密度是否有关时，控制深度不变，改变密度的大小；
（5）液体压强大小通过U型管内液面的差来反映的，液面高度差越大，液体的压强越大．根据液体压强公式p=ρgh判断哪个U型管内液面高度差最大．

解答 解：（1）图A中的U形管相当于一连通器，液体不流动时，两侧的液面高度相同；进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的．
（2）比较C、D实验是控制液体的密度相同，随着液体的深度增加，观察U形管两侧的液面高度差变大，说明在同种液体内部，液体压强随着深度的增加而增大．
（3）比较D、E、F的三次实验，液体的密度相同，深度相同，橡皮膜方向不同，压强计左右液面高度差相同，则压强相同，可得相同液体的同一深度，液体压强与橡皮膜所朝的方向无关．
（4）小明要探究液体内部压强与液体密度的关系．则应保持深度不变．小明保持C图中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，液体是深度增大，密度增大，U型管左右液面差增大，没有控制深度不变，不能得出“在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强就越大”的结论．
（5）压强计是通过U形管中液面的高度差来反映被测压强大小的．液面高度差越大，液体的压强越大．如果被测压强大小相同，U形管中液体密度越小，液面高度差越大．为了使实验现象更明显，小明应该选择染色的酒精装入U形管中．
故答案为：（1）相同；②；（2）C、D；增大；（3）无关；（4）不可靠；没有控制金属盒在液体中的深度相同；（5）染色的酒精．

点评 本题需要掌握液体内部压强的大小与液体的深度和液体的密度两个因素有关系，在通过实验进行探究时，必须注意控制变量法的合理运用．在对实验结果进行观察时，主要是通过U形管中液面的高度差来反映液体内部压强的大小．利用控制变量法和转化法探究液体压强大小的影响因素是本题考查的重点，同时本题还重点锻炼了学生对实验结论的归纳概括能力．