Question

某小組同學(xué)在探究“液體內(nèi)部壓強與哪些因素有關(guān)”的實驗中，他們猜想：液體內(nèi)部壓強可能與液體的深度h、液體離開容器底部距離d和液體的密度ρ有關(guān)．他們用U形管壓強計做了實驗．其中甲、乙容器中裝有水，丙容器中裝有鹽水（假設(shè)甲、乙、丙容器均能盛足夠多的液體）．他們把壓強計的金屬盒先后分別放置在液體中不同位置處，如圖所示，并把實驗數(shù)據(jù)記錄在下列表格中．（已知ρ_鹽水＞ρ_水）
表一：甲容器（水）                                              表二：乙容器（水）                                                          表三：丙容器（鹽水）

實驗 次數(shù)	h （cm）	d （cm）	L （格）	實驗 次數(shù)	h （cm）	d （cm）	L （格）	實驗 次數(shù)	h （cm）	d （cm）	L （格）
1	10	40	4	5	10	30	4	9	10	40	5
2	10	30	4	6	20	20	8	10	20	30	10
3	10	20	4	7	30	10	12	11	30	20	15
4	10	10	4	8	40	0	16	12	40	10	20

（1）該同學(xué)是通過觀察比較________知道液體內(nèi)部壓強大小的．
（2）分析比較表一中的實驗數(shù)據(jù)，可得到初步結(jié)論：液體內(nèi)部壓強的大小與離開容器底部的距離d________的（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”），理由是________．
（3）分析比較實驗次數(shù)________中的實驗數(shù)據(jù)，可得到初步結(jié)論：

Answer 1

解：（1）根據(jù)壓強計的結(jié)構(gòu)特點可知，實驗中是通過比較U形管中液面的高度差知道液體內(nèi)部壓強大小的；
（2）觀察表一中的數(shù)據(jù)可知，h不變，液體相同，只有d在不斷改變，但L不變，故可得出結(jié)論：液體內(nèi)部壓強的大小與離開容器底部的距離d無關(guān)，理由是U形管中液面的高度差相等；
（3）要想得出“當深度相同時，液體內(nèi)部壓強與液體的密度有關(guān)，液體的密度越大，液體內(nèi)部壓強越大”的結(jié)論，必須是不同的液體做比較，同時還必須保持深度h和離開容器底的距離d不變，所以實驗次數(shù)2和9符合要求．h均為10cm，d均為40cm，液面的高度差在水中時為4格，在鹽水中時為5格．
故答案為：
（1）U形管中液面的高度差；
（2）無關(guān)；U形管中液面的高度差相等；
（3）2和9．
分析：（1）利用壓強計來研究液體內(nèi)部壓強大小時，是通過觀察U形管中液面的高度差來反映液體內(nèi)部壓強大小的；
（2）表一中控制了壓強計的深度h和液體的密度不變，只改變了金屬盒距容器底的距離d，而U形管中液面的高度差L并未發(fā)生變化，據(jù)此可得出結(jié)論；
（3）從表中找出深度相同，只有液體的密度不同的數(shù)據(jù)，當密度越大時，液體內(nèi)部壓強越大，便符合題意，因此，表一中的第2次實驗和表三中的第9次實驗符合要求．
點評：了解壓強計的基本使用方法是順利完成此類實驗的基礎(chǔ)．本題的關(guān)鍵還是利用控制變量法對實驗數(shù)據(jù)的分析，圍繞影響液體壓強的兩個因素：深度與密度，通過觀察和分析數(shù)據(jù)，找出變量與不變量，可得出相應(yīng)的結(jié)論．同時，也可以在已知結(jié)論的情況下，通過變量與不變量明確相應(yīng)的實驗序號．