Question

8．在探究液体压强的实验中，

（Ⅰ）当压强计的金属盒在空气中时，U型管两边的液面应当相平，而小明同学却观察到如图1所示的情景．出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压大于大气压（填“大于”、“小于”或“等于”）；调节的方法是：B．（选填以下字母）
A．将此时右边支管中高出的液体倒出　　　　　　B．取下软管重新安装
（Ⅱ）小明再作图2所示的检查．当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化．出现这种情况的原因可能是：橡皮管出现漏气．
（Ⅲ）如图3所示是将压强计的金属盒放入同种液体中所观察到的三个现象：
（1）要观察到这三个实验现象，必须控制的实验条件有：
①同一种液体．
②A（选填以下字母）
A．金属盒在液体中的深度相等
B．操作时间相等
C．液体向各个方向的压强相等
（2）比较这三个实验现象，可以得出的实验结论有：在同种液体统一深度，液体各个方向压强相等（写出一个）
（3）本实验的研究方法有控制变量法和转换法．

Answer 1

分析 （Ⅰ）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．
（Ⅱ）压强计是通过橡皮膜来感受压强的，当橡皮膜受到压强时，软管中的气体压强变大，大于大气压强就会将U形管中的液面出现高度差，高度差越大，表示橡皮膜受到的压强越大；若和橡皮膜连接的软管出现漏气，不论橡皮膜是否受到压强，软管中气体的压强都等于大气压，压强计中液面就不会出现高度差．
（Ⅲ）可以根据U形管中液面高度差来判断液体压强的大小：U型管两边的液面高度差越大，液体内部压强越大，U型管两边的液面高度差相同，液体内部压强相同．
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫做转换法．

解答 解：（Ⅰ）当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中液面应该就是相平的，若U形管中的液面出现了高度差，就说明软管中的气体压强大于大气压，在压力差的作用下，U形管中的液面出现高度差；
要调节，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；
（Ⅱ）若压强计的气密性不好，软管中的气体和大气相通，等于大气压强，橡皮膜受到压强时，软管内的气体压强不会发生变化，U形管中的液面就不会出现高度差；
（Ⅲ）图中橡皮膜所处的深度相同，方向不同，此时压强计的液面差相同，说明液体内部同一深度向各个方向的压强相等．
液体的压强与液体密度和深度都有关系，研究某一因素对液体压强的影响时，需要保持另一因素不变，采用的是控制变量法；
液体内部压强大小难以直接观察，用像皮膜凹陷的程度反映液体内部压强大小，这是转化法，因此本实验的研究方法有控制变量法和转换法．
故答案为：（1）大于；B；
（2）橡皮管出现漏气；
（3）A；在同种液体统一深度，液体各个方向压强相等；转换法．

点评 此题考查的是我们对于液体压强计的了解和用控制变量法探究液体压强大小与液体深度和方向的关系，液体压强实验是初中物理重要的实验，一定要掌握．