Question

4．小强利用U形管压强计和装有水的大烧杯来探究液体内部压强的特点．实验前，他注意到U形管两边的液面已处在同一水平线上，如图甲所示．

（1）实验过程中根据U形管中两管液面的高度差来判断液体压强的大小，当他将金属盒浸没于水中后．发现U形管两端液面如图乙所示的情景，则实验装置可能出现了漏气问题．
（2）排除故障后．他重新将金属盒浸没于水中，发现随着金属盒没入水中的深度增大，U形管两边液面的高度差逐渐变大，如图丙所示，由此可知液体内部的压强与深度有关．
（3）接着小强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，改变液体密度，这样的研究方法叫控制变量法．
（4）小强保持丙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，实验情形如图丁所示．比较丙、丁两次实验，小强得出了：在同一深度，液体的密度越大，其内部的压强越大的结论．你认为他的结论是否可靠？不可靠．原因是：没有控制深度相同．
（5）小明自制了一个简易压强计，如图戊所示，把简易压强计浸入水中，橡皮膜将上凹（选填“上凹”或“下凸”），增加简易压强计在水中的深度，细玻璃管中液柱会上升（选填“上升”或“下降”）．

Answer 1

分析 压强计的金属盒浸没在液体中，压强计的U型管左右液面是相平的，说明橡皮管破裂而漏气；液体压强大小跟液体深度和密度有关．探究液体压强跟深度关系时，控制液体的密度不变，改变液体深度；探究液体压强跟密度时，控制深度不变，改变密度的大小．

解答 解：（1）实验过程中根据U形管中两管液面的高度差来判断液体压强的大小，当他将金属盒浸没于水中后．发现U形管两端液面相平，一定出现漏气现象，所以在使用压强计之前要用手轻压金属盒，看U型管液面是否变化．
（2）金属盒没入水中的深度增大，U形管两边液面的高度差逐渐变大，所以在液体密度一定时，液体越深，液体压强越大，所以液体压强跟液体深度有关．
（3）小强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，改变液体密度．
（4）小强保持丙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，比较丙、丁两次实验，液体的深度增大，密度增大，U型管左右液面差增大，没有控制深度相同，不能探究液体压强跟密度的关系．
（5）液体内部向各个方向都有压强，深度越深液体压强越大；将简易的压强计浸入水中，由于橡皮膜朝下，所以橡皮膜受到向上的压强，橡皮膜将向上凹；增加简易压强计在水中的深度，橡皮膜受到的压强越大，橡皮膜向上凹得越多，里面空气的体积越小，里面空气的压强越大，支撑的液柱越高，故细玻璃管中的液柱会上升．
故答案为：（1）高度差；漏气；（2）深度 （3）深度；液体密度；控制变量法；（4）不可靠； 没有控制深度相同；（5）上凹；上升．

点评 掌握液体压强大小的影响因素，利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素．