Question

【题目】小刚在做“探究液体内部压强的规律”实验时找来一根长20cm的薄壁玻璃管、烧杯、刻度尺、质量已知的细沙、适量的水和盐水（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。他设计的实验步骤如下：

（a）将玻璃管的一端扎上橡皮膜，竖直插入水中如图甲所示，发现橡皮膜向上凸起，此现象说明_____。

（b）向玻璃管中分别装入不同质量的细沙，并竖直插入液体中，直至橡皮膜变平，如图乙所示。

（c）用刻度尺测出每一次橡皮膜到液面的距离，记录数据如下表：

（1）请你帮小刚将表格中数据填写完整__________。

（2）要研究液体内部压强与液体密度的关系应选择第_____组实验。

（3）分析1、2、3组实验数据可得出结论：液体密度不变时，其内部压强与深度成_____。

（拓展）同组的小红想利用这些器材测量某液体的密度：①她先将装有一定量沙子的玻璃管竖直插入水中，让玻璃管漂浮在水面上，用刻度尺测出玻璃管露出水面部分的长度h1； ②_____；则待测液体的密度为_____。（用测量的物理量表示）

Answer 1

【答案】 明液体内部有向上的压强 7.5 1、4 正比 再将这个装有一定量沙子的玻璃管竖直插入待测液体中，让玻璃管漂浮在水面上，用刻度尺测出玻璃管露出液面部分的长度h2 ρ液=×ρ水

【解析】（a）发现橡皮膜向上凸起，此现象说明液体内部有向上的压强。（1）橡皮膜在液体中受到的压强为：p＝750Pa，根据p＝ρgh，故橡皮膜到液面的距离：h＝＝0.075m＝7.5cm；（2）要研究液体内部压强与液体密度的关系，要控制液体的密度相同，故应选择第1、4组实验；（3）分析1、2、3组实验数据知，可得出结论：橡皮膜在液体中受到的压强与橡皮膜到液面的距离之比为一定值，故得出的结论是：液体密度不变时，其内部压强与深度成正比。【拓展】①她先将装有一定量沙子的玻璃管竖直插入水中，让玻璃管漂浮在水面上，用刻度尺测出玻璃管露出水面部分的长度h1；②再将这个装有一定量沙子的玻璃管竖直插入待测液体中，让玻璃管漂浮在水面上，用刻度尺测出玻璃管露出液面部分的长度h2玻璃管底部在水中的深度：h水＝20cm﹣h1；玻璃管底部受到水竖直处向上的压力：F水＝p水S＝ρ水g（20cm﹣h1）﹣﹣﹣﹣﹣①；玻璃管底部在待测液体中的深度：h液＝20cm﹣h2；玻璃管底部受到液体竖直向上的压力：F液＝p液S＝ρ液g（20cm﹣h2）﹣﹣﹣﹣﹣②，根据二力平衡原理，玻璃管受到向上压力F＝G，故由①②得：ρ水g（20cm﹣h1）＝ρ液g（20cm﹣h2），待测液体的密度为：ρ液＝×ρ水。