Question

8．现有如下器材：一个带有阀门的“U”形管（如图所示）；铁架台（带有夹持附件）； 注射器（带有橡胶软管，可供抽气用）；一把刻度尺：两只分别盛有水和浓盐水的烧杯； 试用上述器材测量烧杯中的浓盐水的密度．要求写出实验的方法和步骤，以及结果的表达式．

Answer 1

分析 用抽气机对U形管向外抽气后管内压强小于管外大气压，在大气压作用下液体进入两管中．根据液体压强p=ρgh和压力平衡角度分析解决．

解答 解：将“U”形管开口竖直向下固定在铁架台上，两个关口分别插入盛有水和浓盐水的烧杯中并打开阀门，
然后用注射器从抽气口抽出适量的空气后，待两管中的液面升高一定高度后关闭阀门，
分别用刻度尺测量两管内外液面的高度差h_盐水和h_水，
因管内液体上方气体的压强相等且外界大气压相同，
所以水柱和盐水柱产生的压强相等，
由p=ρgh可得：ρ_水gh_水=ρ_盐水gh_盐水，
所以，ρ_盐水=$\frac{{h}_{水}}{{h}_{盐水}}$ρ_水．

答：实验的方法：利用平衡法求液体的密度；
实验步骤：（1）将“U”形管开口竖直向下固定在铁架台上，两个关口分别插入盛有水和浓盐水的烧杯中，打开阀门；
（2）用注射器从抽气口抽出适量的空气后，待两管中的液面升高一定高度后，关闭阀门；
（3）分别用刻度尺测量两管内外液面的高度差h_盐水和h_水；
表达式：ρ_盐水=$\frac{{h}_{水}}{{h}_{盐水}}$ρ_水．

点评 本题考查了利用平衡法求液体的密度，知道带阀门“U”形管的作用是关键．