9.2 液体的压强之实验:影响液体内部压强大小的因素
1. 如图所示是小芳“探究液体内部的压强”的实验过程。
(1) 她检查压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,均发现 U 形管两边液柱的高度
差无变化,表明其气密性 。(填“好”或“差”)
(2) 调整好了以后,比较图乙、丙两次实验,得出的结论是 A.同种液体,深度越深,液体内部压强越大
B.液体深度一定时,液体密度越大,液体内部压强越大 (3) 比较 两图可以得到液体内部压强与液体密度有关。
(4) 实验后,她自制了如图戊所示的装置继续探究。她向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一
种液体,当加到一定程度时,橡皮膜如图所示,则此时容器底部受到液体压强关系 𝑝𝐴 𝑝𝐵(填“>”“=”“<”)。
2. 小红在“探究液体内部的压强规律”实验中,将两端开口的玻璃管一端扎上橡皮膜,竖直插入水中某一深度处。
(1) 小红观察到橡皮膜没有明显凹陷,请分析其原因可能是 。
(2) 解决(1)中问题后,小红做了如图所示的两次实验,由实验现象她得出:当深度增加时,水
对橡皮膜的压强 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。考虑到可能会有偶然因素对实验结论产生影响,她还应 。
(3) 要想“探究液体内部压强与液体密度是否有关”,她的做法是: ,观察橡皮膜凹陷程度。
3. 小涵同学利用如图所示的器材探究“液体内部压强的特点”。
(1) 压强计 (选填“属于”或“不属于”)连通器;
(2) 当压强计的金属盒在空气中时,U 形管两边的液面应当相平,而她却观察到如图甲所示的情
景,调节的方法是 (选填“A”或“B”); A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装
(3) 调好后,将探头放入水中,并多次改变探头在水中的深度如图乙所示,同时,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 。
4. 小丽利用压强计研究液体内部压强及相关问题。
(1) 她将浸没在水中的压强计金属盒(探头)转向各个方向,实验现象如图 1 所示,此现象说
明: 。
(2) 小丽同学接着想探究液体压强与液体密度有无关系时,她向水平桌面上的两个相同容器中装
入甲、乙两种液体,调节微小压强计使 U 形管的两液面 。然后她将压强计的探头先后放入甲、乙两种液体中的 (选填“相同”或“不同”)深度处,观察 U 形管中两次液面的 ,如图 2 所示。由此可知,液体压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”);根据前面实验结果,若要使两次 U 形管中液面的高度差相同,则需要进行的操作是: 。
5. 小东利用微小压强计、刻度尺和装有适量水的圆柱形塑料水桶做“研究液体内部压强”的实验。
(1) 实验前小东检查装置是否漏气。当他用手指轻轻按压探头的橡皮膜时,发现 U 形管中相平的
液面的出现 ,说明该装置不漏气;
(2) 小东想探究液体内部同一深度不同方向的压强是否相同。他将微小压强计的探头放入水中某
一深度,改变 ,观察到微小压强计 U 形管两侧液面高度差不变;
(3) 小东将探头先后放入圆柱形塑料水桶中的 𝐴 、 𝐵 两位置,𝐴 、 𝐵 到水面的距离不同,实
验现象如图甲、乙所示。则可以判断出 𝐴 、 𝐵 两处的压强 (选填“相同”或“不同”)。由此可得结论:液体内部的压强与 有关。
6. 小明为探究“影响液体内部压强的因素”,进行了如下实验:
(1) 如图甲,小明用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果发现 U 形管两侧液面发生灵活变化,说明
该压强计 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2) 将压强计金属盒的橡皮膜朝上逐渐浸入水中某一深度处,如图乙,则压强计显示的是橡皮膜
(选填“各个方向”、“上方”或“下方”)的水对它的压强。 (3) 由乙、丙两图可知:深度相同时,液体的密度 ,压强越大。 7. 在探究“影响液体内部压强大小的因素”的实验中,操作过程如下。
(1) 实验中液体压强是用 U 形管两侧液面 来表示的,这种方法叫 法。 (2) 通过比较 两个图,可得出结论:同一种液体的压强随深度的增加而增大。 (3) 通过比较 D 、 E 两个图,可探究液体压强与 的关系。
(4) 通过比较 A 、 B 、 C 三个图,可得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强 。 8. 探究液体内部压强的特点。
(1) 用压强计和盛有水的容器进行实验,情形如图甲所示。比较 𝐴 、 𝐵 可知:在液体内部的同
一深度,向 的压强都相等;比较 𝐴 、 𝐶 可知:液体内部压强的大小跟 有关。 (2) 用如图乙所示的容器也可以探究液体内部的压强。容器中间用隔板分成互不相通的左右两部
分,隔板上有一圆孔用薄橡皮膜封闭,橡皮膜两侧压强不同时其形状发生改变。用此容器进行的两次实验,情形如图丙的 𝐷 、 𝐸 所示。由此可推断:𝑎 、 𝑏 两种液体密度的大小关系是 𝜌𝑎 𝜌𝑏,𝑎 、 𝑐 两种液体密度的大小关系是 𝜌𝑎 𝜌𝑐。
9. 2020 年 11 月 10 日,“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底,创造了 10909 的中国载人深潜新纪录,标志着我国在载人深潜领域达到世界领先水平,这激发了小杨同学探究液体内部压强的兴趣,实验如图所示。
(1) 图甲是 U 形管压强计,金属盒上的橡皮膜应该选用 ,(选填“薄”或“厚”)一些较好,从
结构上看压强计 (选填“是”或“不是”)连通器。
(2) 比较图乙、丙两次实验可知:同种液体内部压强随深度的增加而 ;比较乙,丁两次实验可初步判断:液体内部压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”)。
(3) 根据液体内部压强的规律可知,“奋斗者”号深潜到 10000 m 时每平方米的舱体受到的海水
压力为 N(取 𝜌海水=1.03×103 kg/m3)。相当于质量为 t 的物体受到的重力。 (4) 若图丁的实验中 U 形管左右两侧水面的高度差为 5 cm。则橡皮管内气体的压强与管外大气
压之差为 Pa 在图乙的实验中,保持金属盒位置不变,在容器中加入适量清水与其均匀混合后(液体不溢出)。橡皮膜受到的液体压强将 (选填“变大”“变小”或“无法判断”)。
10. 同学们利用压强计等装置“探究液体内部压强”的规律,进行了如下的操作:
(1) 在使用压强计前,发现 U 形管中两侧液面已有高度差(如图甲所示),接下来的操作是
(选填字母)。
A.直接从 U 形管右侧中倒出适量液体 B.拆除胶管重新安装
(2) 正确操作后,分析乙、丙两图的实验现象,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液
体深度的增加而 ,因此拦河大坝要做成 (选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。 (3) 玲玲保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,她发现 U 形管两侧液面的
高度差又变大了,于是得出了“在同一深度,液体的密度越大,其内部的压强越大”的结论。她的操作不可靠,原因是加入盐水后液面位置改变了,正确操作是将探头适当 (选填“上移”或“下移”)。
(4) 红红用丁装置测量未知液体的密度,在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到
观察到橡皮膜相平,需要测量的物理量有 (多选)。 A.右侧待测液体到容器底的深度 ℎ1; B.右侧待测液体到橡皮膜中心的深度 ℎ2; C.左侧水到容器底的深度 ℎ3; D.左侧水到橡皮膜中心的深度 ℎ4;
根据你选用的物理量推导出待测液体密度的表达式为 𝜌= (用题中字母和 𝜌水 表示)。
11. 在“探究影响液体内部压强因素”活动中:
(1) 如图甲,使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的 。实验过程中通过 U
形管两侧液面的 来比较液体内部压强的大小。
(2) 比较图乙中的 A 、 B 、 C,可得出结论:同种液体,同一深度, 。
(3) 在实验过程中发现,在同种液体的同一深度处,使用不同的压强计时,U 形管两侧液面的高
度差不完全相同。
小明猜想可能是实验时 U 形管没有 放置;
小强则认为可能是 U 形管中初始液面没有在中间 0 刻度线。这种说法是 (填“正确”或“错误”)的;
小华认为可能与金属盒的橡皮膜安装时松紧有关。小华将砝码放在水平放置的金属盒橡皮膜上,改变橡皮膜的松紧程度,发现橡皮膜较紧时,U 形管两侧液面的高度差较 。你认为 U 形管两侧液面的高度差还与橡皮膜的 有关。
12. 小京同学用微小压强计探究“液体压强与液体密度的关系”。
(1) 实验前检验微小压强计是否漏气的方法是 。
(2) 检验后,他向水平桌面上的两个相同容器中装入甲、乙两种液体,如图所示,应将压强计的
探头先后放入甲、乙两种液体中的 (选填“相同”或“不同”)深度处,观察 U 形管中两次液面的高度差。
(3) 实验发现,在乙液体中微小压强计两侧液面高度差较大,则液体压强与液体密度 (选填“有关”或“无关”); 液体密度较大(选填“甲”或“乙”)。
13. 如图所示,水平实验桌面上有满足实验要求的微小压强计、烧杯和水、刻度尺(图中未画出),利
用这些实验器材探究“水内部任意一点的压强 𝑝 跟该点到容器底的距离 𝐿 的关系”,实验中用微小压强计 U 形管两侧液面的高度差 𝐻 表示水内部任意一点的压强。请回答如下问题:
(1) 探究问题中的自变量是 。 (2) 探究问题中的控制变量是 。
(3) 水内部任意一点的压强不能直接测量,而是用微小压强计 U 形管两侧液面的 来表示的。 (4) 画出实验数据记录表: (5) 小明探究过程的步骤为:
①调整好微小压强计,并按图组装实验器材。
②用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离 𝐿 、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 𝐻,将相关数据记录在表格中。
③向烧杯中倒入适量的水,保持探头到烧杯底的距离 𝐿 不变,重复步骤②。 A.小明的探究过程中存在的问题: 。
B.请你针对小明探究过程中存在的问题,写出改正措施: 。
14. 在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中,使用了如图所示的液体压强计。小芳猜想:液体的压
强可能与液体的密度、深度、容器形状等因素有关。
(1) 使用前应检查装置是否漏气,在保证橡皮管与 U 形管导通良好的情况下,当用手指按压(不
论轻压还是重压)橡皮膜时,发现 U 形管两边液面的高度几乎不变,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气”)。
(2) 由丙、丁两图进行实验对比,得出液体压强与盛液体的容器形状 (选填“有关”或“无关”)。 (3) 要探究液体压强与液体密度的关系,应选用图 、丙进行对比。
(4) 在图甲中,固定金属盒的橡皮膜在水中的深度,使金属盒处于向上、向下、向左、向右等方
位时,两玻璃管中液面高度差不变,说明了在液体内部同一深度处,液体向各个方向的压强大小 。
15. 小秦同学利用如图装置探究“液体内部压强的特点”。
(1) 小秦检査压强计的气密性时,用手指不论轻压还是重压橡皮膜,发现 U 形管两边液柱的高度
差变化 (选填“大”或“小”),表明其气密性差,小李调节好压强计后,U 形管两边液面应 。
(2) 小秦把金属盒分别浸入到甲、乙两图中的两种液体(水和酒精)中,发现图甲中 U 形管两边
液柱的高度差较小,他判断图甲中的液体是酒精,其结论 (选填“可靠”或“不可靠”),原因是没有控制金属盒在液体中的 ;他改变图乙中金属盒的深度,其探究情况如图丙所示。 (3) 小秦应该比较图 和图 ,得出金属盒离液面的距离越深,U 形管两边液柱的高度差就
越大,表示液体的压强就越 。
16. 在探究“影响液体内部压强大小的因素”实验中:
(1) 小明同学在安装好液体压强计后,用恒定不变的力按压住压强计的橡皮膜,U 型管内水面出
现高度差,如图甲所示,持续一段时间后,发现 U 型管内两侧液面的高度差保持不变,该同学的操作是为了 ,得到的结果是 。
(2) 如图甲用手按压强计的橡皮膜,U 型管内水面出现高度差,将橡皮膜放入酒精中,U 型管内
水面也出现高度差,这说明 。
(3) 若在使用压强计前发现 U 型管中有高度差,通过 方法可以进行调节。
A.从 U 型管内向外倒出适量水 B.拆除软管重新安装 C.向 U 型管内加适量水
(4) 比较乙、丙实验可知,液体内部压强与液体的 有关;比较丙、丁实验可知,液体内部压强与液体的 有关。
(5) 细心的小华还发现乙图中金属盒的橡皮膜 ;
A.向外凸出;B.向里凹入;C.仍然是平的。
说明酒精对橡皮膜产生的压强 (选填“大于”“等于”或“小于”)金属盒内的气体压强。
17. 用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”,请你在认真思考、观察的基础上,回答下列问题:
(1) 压强计是通过 U 形管中液面的 来反映被测压强大小的。使用前检查装置是否漏气,方法
是用手轻轻按压几下橡皮膜,如果 U 形管中的液体能灵活升降,则说明装置 (选填“漏气”或“不漏气“)。
(2) 仔细观察图 1 所示的“实验 1”和“实验 2”,回答:
i 实验 1 是想验证:当液体密度相同时,液体的压强与 的关系。 ii 实验 2 是想验证:当 相同时,液体的压强与 的关系。 iii 以上实验都采用了一个共同的科学方法,那就是 法。
(3) 如图 2 所示,有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水,某同学用压强计鉴别这
两种液体,则图 (填 𝑎 或 𝑏)中装的是盐水。
答案
一、实验题 1. 【答案】
(1) 差 (2) A (3) 丙丁 (4) > 【解析】
(1) 若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此 U 形管两边液柱的高度差变化小。
(2) 比较乙丙两次实验可以发现:液体都是水,丙中橡皮膜所处的深度更深,左右两管液面的高度差越大,说明在同种液体中,液体内部压强随深度的增加而增大; 故选A。
(3) 在丙丁图中,控制了深度不变,液体密度不同,液体密度变大,液体压强变大,则可以观察到 U 形管两边液面的高度差将变大,可以得到液体内部压强与液体密度有关。
(4) 由图戊可知,她向隔板左侧倒水,再向隔板右侧倒入另一种液体,当加到一定程度时,橡皮膜变平,如图戊所示,则容器底部受到液体压强关系,橡皮膜不发生凸起,此时两侧压强相等,即 𝜌水𝑔ℎ水=𝜌液𝑔ℎ液,因 ℎ液>ℎ水,所以 𝜌液<𝜌水,相同深度水的压强大,故 𝑝𝐴>𝑝𝐵。
2. 【答案】
(1) 橡皮膜太厚
(2) 增大;将玻璃管插入水中不同深度,多次实验,观察橡皮膜凹陷程度 (3) 将玻璃管插入其他液体中,保证深度与水中的深度相同 【解析】
(2) 液体的内部压强与液体密度和深度有关。液体密度不变,深度增加了,橡皮膜的凹陷程度变大了,所以压强变大。为了减小实验的偶然性,还要多做几次实验。
(3) 在“探究液体内部压强与液体密度是否有关”实验中,液体密度是自变量要改变,而深度是控制变量要控制不变,所以要将玻璃管插入其他液体中,保证其与水中的深度相同。
3. 【答案】
(1) 不属于 (2) B
(3) 液体压强与深度的关系 【解析】
(1) 上部开口,底部连通的容器叫做连通器,而压强计探头是封闭的,所以压强计不属于连通器。 (2) 图甲所示的情景说明 U 形管左侧液面受到的气压大于大气压,要使 U 形管两边的液面相平,应取下软管重新安装使软管中的气压等于大气压。
(3) U 形管左右两侧液面的高度差表示探头所在处液体压强的大小,从图乙中可看出,探头在水
中深度增加,U 形管液面高度差变大,表示液体压强变大,此实验是为了探究液体压强与深度的关系。
4. 【答案】
(1) 同种液体的相同深度处,液体向各个方向的压强相等
(2) 相平;相同;高度差;有关;增大微小压强计探头在甲液体中的深度(或减小微小压强计探头在乙液体中的深度) 【解析】
(1) 探头在液体内部朝向不同的方向,U 形管两液面的高度差是相同的,说明同种液体的相同深度处,液体向各个方向的压强相等。
(2) 利用微小压强计研究液体内部压强,实验前应将 U 形管两液面调到相平;压强计的探头在两液体中的深度是相同的,探头在乙液体中时液面高度差较大,说明乙液体中探头处的压强较大,液体压强与液体密度有关;根据前面实验结果,若要想两次 U 形管中液面的高度差相同,应该减小乙液体中探头处的压强,或增大甲液体中探头处的压强,所以,需要进行的操作是:让微小压强计的探头在乙液体中的深度变小,或让微小压强计的探头在甲液体中的深度变大。
5. 【答案】
(1) 高度差 (2) 探头朝向 (3) 不同;深度
6. 【答案】
(1) 不漏气 (2) 上方 (3) 越大 【解析】
(1) 用手指轻按金属盒上的橡皮膜,如果 U 形管中的液体能灵活升降,说明能够正确测量压强,说明装置不漏气。
(2) 压强计显示的是橡皮膜面的压强,所以是上方的水对它的压强。
(3) 由乙、丙两图可知,同一深度,丙密度大,压强计两边液面差大,说明深度相同时,液体的密度越大,压强越大。
7. 【答案】
(1) 高度差;转换 (2) B 、 D (3) 液体密度 (4) 相等 【解析】
(1) 压强计是通过 U 形管两侧液面的高度差来反映被测液体压强大小的。液面高度差越大,液体的压强越大;这种方法叫作转换法。
(2) 要探究液体的压强与深度的关系,需要控制液体的密度相同,改变液体深度,图 B 、 D 符
合题意。
(3) 比较 D 、 E 两个图知,橡皮膜所处的深度相同,液体的密度不同,可探究液体压强与液体密度的关系。
(4) 比较 A 、 B 、 C 三个图知,液体的密度相同,橡皮膜的深度相同,橡皮膜的方向不同,U 形管两端液面的高度差相同,故可以得出结论:同种液体在相同深度向各个方向的压强相等。
8. 【答案】
(1) 各个方向;深度 (2) <;> 【解析】
(1) 比较 𝐴 、 𝐵 可知,在液体内部的同一深度,橡皮膜的朝向不同,U 形管的液面高度差是相同的,即向各个方向的压强都是相等的;比较 𝐴 、 𝐶 可知,液体的密度相同,深度越深,U 形管液面高度差越大,即压强越大,所以液体内部压强的大小跟深度有关。
(2) 由图 𝐷 可知,𝑎 液体的深度大于 𝑏 液体的深度,橡皮膜没有发生形变,说明此处的压强相同,根据 𝑝=𝜌𝑔ℎ 可知,𝑎 的密度小于 𝑏 的密度,即 𝜌𝑎<𝜌𝑏;图 𝐸 中,𝑐 液体的深度大于 𝑎 液体的深度,橡皮膜向左发生了形变,说明右侧的压强大,根据 𝑝=𝜌𝑔ℎ 可知,𝑎 的密度大于 𝑐 的密度,即 𝜌𝑎>𝜌𝑐。
9. 【答案】
(1) 薄;不是 (2) 变大;有关
(3) 1.03×108;1.03×104 (4) 500;变大
10. 【答案】
(1) B
(2) 增大;上窄下宽 (3) 上移
(4) BD;ℎ4×𝜌水
2
ℎ
【解析】
(1) 在使用压强计前,发现 U 形管中两侧液面已有高度差(如题图甲所示),接下来的操作是,将胶管取下再重新安装,使 U 形管中两管上方的气体压强相等(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U 形管中的液面就是相平的,选B。
(2) 正确操作后,分析乙、丙两图知,液体密度相同,丙中橡皮膜所处深度较大,液体产生的压强较大,初步得出的结论是:同种液体中,液体压强随液体深度的增加而增大,因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3) 研究液体压强与密度的关系,要控制液体的深度相同;保持丙图中探头的位置不变,并向容器内加入适量的浓盐水,密度增大的同时,液体深度也增大了,玲玲的操作中没有控制液体的深度不变;为控制深度相同,正确操作是将探头适当上移。
(4) 在左侧加入适量的水,在右侧缓慢倒入待测液体,直到观察到橡皮膜相平,需要测量的物理
量是:右侧待测液体到橡皮膜中心的深度 ℎ2,左侧水到橡皮膜中心的深度 ℎ4。则左、右两侧液体产生的压强相同,即 𝜌水𝑔ℎ4=𝜌𝑔ℎ2;𝜌液=
11. 【答案】
(1) 气密性;高度差
(2) 液体向各个方向的压强相等 (3) 竖直;错误;小;大小 【解析】
(1) 使用前用手指按压强计的橡皮膜,是为了检查实验装置的气密性;如图甲所示压强计是通过 U 形管中两侧液面的高度差来反映压强大小的。
(2) 由图乙中 A 、 B 、 C 可知,金属盒距液面的距离相同时,只改变金属盒的朝向,U 形管两边液柱的高度差不变,因此同种液体,同一深度,液体向各个方向的压强相等。
(3) 在“探究影响液体内部压强因素”活动中,需要将 U 形管竖直放置,这样测量结果更准确;根据实验结论可知,同种液体同一深度,液体产生的压强是相同的,U 形管中初始液面没有在中间 0 刻度线时,由于压强不变,所以 U 形管两侧液面的高度差不变;改变橡皮膜安装时的松紧程度,橡皮膜安装较紧时,橡皮膜不容易发生形变,所以 U 形管两侧液面的高度差较小;U 形管两侧液面的高度差还与橡皮膜的大小有关。
12. 【答案】
(1) 用手挤压微小压强计的橡皮膜,若两侧液面有高度差,说明不漏气。(答案合理即可给分) (2) 相同 (3) 有关;乙
13. 【答案】
(1) 水内部任意一点到容器底距离 𝐿 (2) 水的密度和所研究的点的深度 (3) 高度差 𝐻 (4) 如表所示 𝐿/cm 𝐻/cm
ℎ4ℎ2
×𝜌水。
(5) 步骤③中,没有保持探头到水面的距离不变,没有改变自变量 𝐿;步骤③改为:向烧杯中倒入适量的水,保持探头到水面的距离 ℎ 不变,用刻度尺测量探头到烧杯底的距离 𝐿,读出压强计 U 形管两侧的液面高度差 𝐻,并将 𝐿 、 𝐻 数据记录在表格中 【解析】
(1) 根据实验目的——探究“水内部任意一点的压强 𝑝 跟该点到容器底的距离 𝐿 的关系”知,探究问题中的自变量是水内部任意一点到容器底的距离 𝐿。
(2) 根据控制变量法,探究问题中控制的变量是水的密度和所研究的点的深度。
(3) 根据转换法,水内部任意一点的压强不能直接测量,而是用微小压强计 U 形管两侧液面的高度差 𝐻 来表示的。
(4) 要记录水内部任意一点到容器底的距离 𝐿 和 U 形管两侧液面的高度差 𝐻,为得出普遍性的
结论,要多次测量。
(5) 研究“水内部任意一点的压强 𝑝 跟该点到容器底的距离 𝐿 的关系”,要控制液体的密度和所研究的点的深度保持不变,只改变该点到容器底的距离 𝐿,故小明的探究过程中存在的问题:步骤③中,没有保持探头到水面的距离不变,没有改变自变量 𝐿。针对小明探究过程中存在的问题,改正措施:步骤③改为向烧杯中倒入适量的水,保持探头到水面的距离 ℎ 不变,用刻度尺测量探头到烧杯底的距离 𝐿,读出压强计 U 形管两侧的液面高度差 𝐻,并将 𝐿 、 𝐻 数据记录在表格中。
14. 【答案】
(1) 漏气 (2) 无关 (3) 乙 (4) 相等 【解析】
(2) 丙、丁两次实验,液体的深度、密度相同,容器的形状不同,U 形管两边液面的高度差相等,即液体压强相等,说明液体压强与盛液体的容器形状无关。
(3) 探究,液体压强与液体密度的关系,应保持液体的深度相同,改变液体的密度,则应选用图乙、丙进行对比。
15. 【答案】
(1) 小;相平 (2) 不可靠;深度相同 (3) 乙;丙;大 【解析】
(1) 若压强计的气密性很差,用手指不论轻压还是重压橡皮膜时,就会有漏气现象,因此 U 形管两边液柱的高度差变化小;小秦调节好压强计后,U 形管两边液面应相平。
(2) 影响液体压强的因素有:液体的密度和浸入液体的深度;由甲、乙两图可知,实验中没有控制金属盒浸入液体中的深度相同,因此无法正确判断液体的种类。
(3) 研究液体压强与深度的关系时,应控制液体密度相同,改变深度,小秦应该比较图乙、丙,金属盒离液面的距离越深,压强越大,U 形管两边液柱的高度差就越大。
16. 【答案】
(1) 检查气密性;气密性良好 (2) 液体内部有压强 (3) B
(4) 密度;深度 (5) B;大于 【解析】
(1) 图甲所示,持续一段时间后,发现 U 型管内两侧液面的高度差保持不变,该同学的操作是为了检查气密性,得到的结果是气密性良好。
(2) 用手按压强计的橡皮膜和将橡皮膜放入酒精中,所起的效果是一样的,都会给橡皮膜一个压
强,使 U 型管内水面出现高度差。所用的方法是:等效替代法。
(3) 进行调节时,只需要将软管取下,再重新安装,这样的话,U 形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压强时,U 形管中的液面就是相平的。
(4) 比较乙、丙实验可知,在液体的深度相同时,图丙中用的是盐水,其密度大于酒精的密度,因此 U 型管内水面出现高度差比较大,说明液体内部压强与液体的密度有关系;比较丙、丁实验可知,在液体的密度相同时,图丙中压强计的金属盒所处的深度较深,U 型管内水面出现高度差比较大,说明液体内部压强与液体的深度有关系。
17. 【答案】
(1) 高度差;不漏气 (2) i 深度
ii 深度;液体密度 iii 控制变量 (3) 𝑎 【解析】
(1) 压强计是通过 U 形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;
用手轻轻按压几下橡皮膜,如果 U 形管中液体能灵活升降,则说明装置不漏气。 故答案为:高度差;不漏气。
(2) i 实验 1 两图液体密度相同,金属盒在水中的深度不同,可知液体压强与液体的深度有关,故可验证当液体密度相同时,液体的压强与深度的关系。
故答案为:深度。
ii 实验 2 两图,金属盒在液体中的深度相同,液体的密度不同,故可验证当深度相同时,液体的压强与液体密度的关系。 故答案为:深度;液体密度。
iii 以上两次实验的探究方法中,都共同用到一个科学方法是控制变量法。 故答案为:控制变量。
(3) 在深度一定时,液体的密度越大,受到的液体压强就越大,
𝑎𝑏 两图中,压强计的探头浸入液体中的深度是相同的,𝑎 图中,压强计的液面高度差比较大,表示探头受到的液体压强比较大,液体的密度就比较大,装的就是盐水。 故答案为:𝑎。
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