Question

1．某学生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平．
（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深度，并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差．这是为了探究液体内部压强与深度的关系．
（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C（选填A、B或C）．
A．酒精（ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）
B．植物油（ρ_植物油=0.9×10³kg/m³）
C．盐水（ρ_盐水=1.1×10³kg/m³）
（4）小莉同学在学了液体压强公式后，用公式对以上实验的数据进行分析计算（g=10N/kg），得出金属盒在30mm深处水的压强是300Pa，而压强计的液面高度差为28mm，你认为造成此现象的原因是金属盒橡皮膜也要产生压强．
（5）根据学习过的知识，你是否认为水内部压强大小跟研究的位置到水底的距离有关？
答：无关（选填“有关”、“无关”或“不确定”）．

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，两侧的液面保持相平；
（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；
（3）根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系；
（4）利用液体压强计算公式p=ρgh计算处30mm深处水的压强是即可，根据数据中的记录计算出压强计出的压强值，要考虑到金属盒橡皮膜也要产生压强．
（5）液体内部压强只与液体的深度和密度有关，而与研究的位置到水底的距离d无关；

解答 解：（1）图甲中的U形管相当于一连通器，液体不流动时，两侧的液面保持相平；
（2）实验中液体的密度不变，改变探头在水中的深度，研究的是液体内部压强与深度的关系；
（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，所以在盐水中的压强最大，U形管左右两侧液面的高度差最大；
（4）金属盒在30mm深处水的压强是：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.03m=300Pa；
从压强计测出的压强为：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.028m=280Pa；
按液面高度差计算的压强值小于按液体深度计算的压强值，原因是金属橡皮膜也会产生压强．
（5）根据学习过的知识，液体内部压强只与液体的深度和密度有关，而与研究的位置到水底的距离d无关；
故答案为：（1）相平；（2）液体内部压强与深度的关系；（3）C；（4）300；金属盒橡皮膜也要产生压强；（5）无关．

点评 本题考查控制变量法在影响液体压强的因素中的应用，不仅涉及液体压强，而且也涉及液体压强的计算，考查了研究液体压强的特点的实验以及实验过程注意的问题．