Question

【题目】水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B两个烧杯．小明和同学们学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后，提出新的猜想，为此同学们利用提供的实验器材进行了如下实验探究．
①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中，用刻度尺测得探头到烧杯底的距离L为6cm，如图甲所示，记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1；
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水中，探头到烧杯底的距离L为10cm，如图乙所示，记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h2；
（1）有同学发现h1大于h2 ， 于是得出结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”，小明认为这个结论是错误的，并设计了如下的实验来验证．实验步骤： ①微小压强计的探头放入烧杯的水中，用刻度尺分别测出探头到水面的距离H，以及 ， 读出压强计U型管两侧的液面高度差h1 ， 记录数据．
② ， 调整探头所在的位置，使得探头到水面的距离仍为H，压强计U型管两侧的液面高度差h2=h1 ， 重复上一步的步骤，记录数据．
实验结论：通过数据可发现 ， 由此可以验证明上述观点不合理．
（2）小明又取了一根饮料吸管，将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，初步做成一支密度计，如图丙所示．为了给密度计标上刻度，他进行了如下实验． ①将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm3；
②将其放入植物油中，用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm3；刻度0.9应该在点（选填“p”或“q”）；小明用刻度尺测出密度计1.0g/cm3与0.9g/cm3刻度线间的距离为0.80cm，则该密度计竖直漂浮时浸入水中的深度cm．
（3）【拓展】像标示弹簧测力计刻度的方法一样，小明以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3 ， 将整个吸管均匀标上刻度．你认为这样均匀标示刻度（选填“合理”或“不合理”），理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）探头到烧杯底的距离L1；向烧杯中倒入适量的水；L1≠L2 ， h1=h2
（2）p；7.2
（3）不合理；密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比，所以密度计刻度不均匀
【解析】解： 要探究液体内部压强与该点到容器底的距离的关系，应控制液体深度（即探头到水面的距离）、液体的密度相同，改变探头到烧杯底的距离；所以设计实验步骤如下：①将微小压强计的探头放入烧杯的水中，用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L1 ， 探头到水面的距离H，读出压强计U形管两侧的液面高度差h1 ， 将以上数据记录下来．②在向烧杯中倒入适量的水，调整探头所在的位置，使探头到水面的距离仍为H，用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离L2 ， 读出压强计U形管两侧的液面高度差h2 ， 将以上数据记录在表格中．
实验现象：通过数据可发现L1≠L2但h1=h2 ． （1）②当密度计置于水、植物油的容器中，由于密度计都是处于漂浮，
则F浮1=G物 ， F浮2=G物 ， 所以，F浮1=F浮2 ，
即：ρ水gV排1=ρ酒精gV排2 ，
由于ρ油=0.8×103kg/m3＜ρ水=1×103kg/m3 ，
所以，V排1＜V排2 ． 即密度计放在植物油中，液面的位置在纯水密度值刻度线的上方，所以刻度0.9应该在p点．
根据V=Sh和F浮=G物可得：ρ液gV排=ρ液gSh浸=G物 ，
所以，h浸= ，
已知1.0g/cm3与0.9g/cm3刻度线间的距离为0.80cm=0.8×10﹣2m2 ，
即h浸油﹣h浸水=0.8×10﹣2m； ﹣ =0.8×10﹣2m；
所以， （ ﹣ ）=0.8×10﹣2m；
则 = =
= =72kg/m2；
则h浸水= = =0.072m=7.2cm；（3）根据h浸= 可知：密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比，所以密度计刻度不均匀，即小明这样均匀标示刻度不合理的．
所以答案是：（1）①探头到烧杯底的距离L1；②向烧杯中倒入适量的水；L1≠L2 ， 但h1=h2；（2）①p；②7.2；（3）不合理；密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比．
【考点精析】解答此题的关键在于理解探究液体压强的特点实验的相关知识，掌握液体内部压强的特点：(液体内部压强的产生是因为液体具有重力，同时具有流动性．)液体内部朝各个方向都有压强；液体内部的压强只与液体的密度和液体的深度有关，与液体的质量、体积无关．