Question

10．小明利用U形管壓強(qiáng)計(jì)和裝有水的大燒杯來探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)．實(shí)驗(yàn)前，他注意到U形管兩邊的液面已處在同一水平線上，如圖甲所示．

（1）當(dāng)他將金屬盒浸沒于水中后，發(fā)現(xiàn)U形管兩端液面如圖乙所示的情景，則實(shí)驗(yàn)裝置可能出現(xiàn)了橡皮管破裂問題；
（2）排除故障后，他重新將金屬盒浸沒水中，發(fā)現(xiàn)隨著金屬盒浸入水中的深度增加，U形管兩邊液面的高度差逐漸變大，如圖丙所示，由此可知液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與浸入液體的深度有關(guān)；
（3）小明發(fā)現(xiàn)金屬盒在丙中深度不變，只改變金屬核的方向，U形管兩邊液柱的高度差不變化（選填“變化”或“不變化”）表明在相同條件下，液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等（選填“相等”或“不相等”）．
（4）接著小明要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，則應(yīng)保持浸入液體的深度不變．
（5）小明保持圖中探頭的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后，實(shí)驗(yàn)情形如圖丁所示．比較丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)，小強(qiáng)得出了：在同一深度，液體的密度越大，其內(nèi)部的壓強(qiáng)越大的結(jié)論．你認(rèn)為他的結(jié)論是否可靠？不可靠，原因是沒有控制金屬盒在液體中深度一定．
（6）小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了液體壓強(qiáng)公式后，發(fā)現(xiàn)按壓強(qiáng)計(jì)液面高度差計(jì)算的壓強(qiáng)值總小于按液體深度計(jì)算的壓強(qiáng)值，你認(rèn)為造成此結(jié)果的原因是橡皮膜由于發(fā)生形變，自身產(chǎn)生一個(gè)向外的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 ①壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒浸沒在液體中，壓強(qiáng)計(jì)的U型管左右液面是相平的，說明橡皮管破裂而漏氣．
②液體壓強(qiáng)大小跟液體深度和密度有關(guān)．探究液體壓強(qiáng)跟深度關(guān)系時(shí)，控制液體的密度不變，改變液體深度；探究液體壓強(qiáng)跟密度時(shí)，控制深度不變，改變密度的大�。�
③金屬盒浸入液體中后，橡皮膜自身會(huì)發(fā)生形變，產(chǎn)生一個(gè)向外的壓強(qiáng)，所以測(cè)量值要比按液體深度計(jì)算的壓強(qiáng)值小一些．

解答 解：（1）當(dāng)他將金屬盒浸沒于水中后．發(fā)現(xiàn)U形管兩端液面相平，一定出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，可能是橡皮管出現(xiàn)破裂．所以在使用壓強(qiáng)計(jì)之前要用手輕壓金屬盒，看U型管液面是否變化．
（2）金屬盒沒入水中的深度增大，U形管兩邊液面的高度差逐漸變大，所以在液體密度一定時(shí)，液體越深，液體壓強(qiáng)越大，所以液體壓強(qiáng)跟液體深度有關(guān)．
（3））在同種液體中，金屬盒距液面的距離相同時(shí)，只改變金屬盒的方向，U形管兩邊液柱的高度差不發(fā)生變化；同種液體的同一深度，液體內(nèi)部向各個(gè)方向的壓強(qiáng)都相等．
（4）小強(qiáng)要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系，則應(yīng)保持深度不變．
（5）小強(qiáng)保持丙圖中金屬盒的位置不變，并將一杯濃鹽水倒入燒杯中攪勻后，液體是深度增大，密度增大，U型管左右液面差增大，沒有控制深度不變，不能探究液體壓強(qiáng)跟密度的關(guān)系；
（6）金屬盒放入液體中后，由于橡皮膜自身太軟的原因，橡皮膜發(fā)生形變，自身產(chǎn)生一個(gè)向外的壓強(qiáng)，所以按壓強(qiáng)計(jì)液面高度差計(jì)算的壓強(qiáng)值總小于按液體深度計(jì)算的壓強(qiáng)值．
故答案為：
（1）橡皮管破裂；
（2）浸入液體的深度；
（3）不變化；相等；
（4）浸入液體的深度；
（5）不可靠；深度；
（6）橡皮膜由于發(fā)生形變，自身產(chǎn)生一個(gè)向外的壓強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 這是一道綜合實(shí)驗(yàn)題，此題的難點(diǎn)是液體壓強(qiáng)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，我們要了解壓強(qiáng)計(jì)的原理，知道液體壓強(qiáng)計(jì)的操作要求，還要能靈活運(yùn)用控制變量法．