Question

下表是小莉同學用如圖所示裝置分別測得水和鹽水在不同深度時，壓強計（U形管中是水）兩液柱的液面高度情況．

序號	液體	深度h/mm	壓 強 計
			左液面mm	右液面mm	液面高度差mm
1	水	30	186	214	29
2		60	171	229	58
3		90	158	242	87
4	鹽水	90	154	246	92

（1）本探究活動是通過觀察

U形管左右兩管內液面高度差

的變化，知道壓強大小的變化．
（2）在檢查器材時，用手指不論輕壓還是重壓橡皮膜（如圖b），發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化．出現這種情況的原因是：

壓強計的氣密性不好

．
（3）當壓強計的金屬盒在空氣中時，U形管兩邊的液面應當相平，而小莉同學卻觀察到如圖（a）所示的情景．出現這種情況的原因是：U形管左支管液面上方的氣壓

大于

大氣壓（填“大于”、“小于”或“等于”）；調節的方法是：

B

A．將此時右邊支管中高出的液體倒出    B．取下軟管重新安裝
（4）分析表中序號為1、2、3三組數據可得到的結論是：

同種液體，深度越深，壓強越大

，比較表中序號為3、4兩組數據可得到的結論是：

同一深度，液體的密度越大，壓強越大

．
（5）為了進一步研究在同一深度，液體向各個方向的壓強是否相等，她應控制的量有

同種液體

和

同種深度

，要改變的是

金屬盒探頭在液體中的不同方向

．
（6）小莉同學在學習了液體壓強公式后，用公式進行計算得出金屬盒在30mm深處水的壓強是

300

Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）采用轉換法，通過U形管左右兩管內液面高度差來反映壓強大小；
（2）液體內部存在壓強，液體壓強的大小用壓強計測量．在使用壓強計之前要檢查其密閉性，防止漏氣．
（3）首先觀察現象，再思考造成這種現象的原因，根據管中液面的高度關系比較出管中液面上方氣壓的關系．
（4）比較1、2、3三組實驗數據，說明同種液體，深度越深，壓強越大；分析表中序號為3、4兩組數據，液體不同，壓強不同，由此可得出結論．
（5）要控制液體密度和深度相同，改變金屬盒探頭在液體中的不同方向．
（6）利用液體壓強計算公式p=ρgh計算處30mm深處水的壓強是即可．

解答：解：（1）本實驗是通過觀察U形管中液面的高度差的變化而知道壓強大小變化的；
（2）液體的壓強變化不能直接觀察，壓強計的測量原理是：壓強的變化引起U形管兩液面出現高度差，壓強越大，高度差越大．
（3）使用壓強計之前，用手輕輕按壓幾下橡皮膜，U形管中的液柱高度幾乎不變，說明壓強計各部分之間連接不夠嚴密，有漏氣現象．
當壓強計的金屬盒在空氣中時，由于U形管左右兩管上方的氣壓相同，都等于大氣壓，根據連通器原理可知U形管兩邊的液面保持相平；現在沒有壓力作用在U形管的橡皮膜上U形管左支管的液面卻低于U形管右支管的液面，這是由于U形管液面上方的氣壓不同造成，且氣壓越大管中的液面就會越低，因此出現圖中這種情況的原因是：U形管左支管液面上方的氣壓大于大氣壓；因此，要取下軟管重新安裝，橡皮膜內外壓強一樣．
（4）比較1、2、3三組實驗數據，說明同種液體，深度越深，壓強越大；
比較表中序號為3、4兩組數據我們還能看出，同一深度，液體的密度越大，壓強越大．
（5）研究在同一深度，液體向各個方向的壓強是否相等，她應控制凡是影響液體壓強的其他因素：保證同種液體、同一深度，改變的是要研究的因素：壓氣計在液體中的不同方向．
（6）金屬盒在30mm深處水的壓強是：p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.03m=300Pa；
故答案為：（1）U形管左右兩管內液面高度差；
（2）壓強計的氣密性不好；
（3）大于；B；
（4）同種液體，深度越深，壓強越大；同一深度，液體的密度越大，壓強越大；
（5）同種液體；同種深度；金屬盒探頭在液體中的不同方向；
（6）300．

點評：本題考查控制變量法在影響液體壓強的因素中的應用，不僅涉及液體壓強，而且也涉及液體壓強的計算，考查了研究液體壓強的特點的實驗以及實驗過程注意的問題．