Question

4．小明在用压强计做“探究影响液体压强大小的因素”．
（1）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，而小明同学却观察到如图（a）所示的情景．出现这种情况的原因是：U形管左支管液面上方的气压大于 大气压；（填“大于”、“等于”或“小于”）调节的方法是：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
（2）小明再作图（b）所示的检查．当用手指按压（不论轻压还是重压）橡皮膜时，发现U形管两边液柱的高度几乎不变化．出现这种情况的原因是：压强计的气密性不好．
（3）下表是小明同学利用如图c所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据

实验次数	深度h/（cm）	橡皮膜在水中的方向	U型管左右液面 高度差△h/（cm）
1	3	朝上	2.6
2	6	朝上	5.4
3	9	朝上	8.2
4	9	朝下	8.0
5	9	朝左	8.2
6	9	朝右	8.2

①实验所得的数据有一组是错误的，其实验序号为4；
②比较序号1、2、3的实验数据，可得出的结论是：同种液体，深度增加，液体压强增加；
③比较序号3、5、6的实验数据，可得出的结论是：在同一深度，液体向各个方向的压强相等．
（4）该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和转换法．了解了“液体内部压强特点”后，如图（d）所示，将压强计的探头放入水中，下列做法中能使U形管两边液面的高度差减小的是D
A．将探头放在同样深度的浓盐水中
B．将探头在原位置转动180°
C．将探头向下移动一段距离
D．将探头向上移动一段距离．

Answer 1

分析 （1）U形管右端上方是和大气相通的，等于大气压强；U形管右端液面比较高，就说明U形管左端液面上方的气体压强大于大气压；只要取下软管，让U形管左端液面和大气相通，这样U形管两端的液面就是相平的；
（2）压强计是通过橡皮膜来感受压强的，当橡皮膜受到压强时，软管中的气体压强变大，大于大气压强就会将U形管中的液面出现高度差，高度差越大，表示橡皮膜受到的压强越大；若和橡皮膜连接的软管出现漏气，不论橡皮膜是否受到压强，软管中气体的压强都等于大气压，压强计中液面就不会出现高度差；
（3）液体压强跟液体密度和液体的深度有关．在液体密度一定时，液体密度越大，液体压强越大；在液体深度一定时，液体密度越大，液体的压强越大．同种液体，同一深度处液体向各个方向的压强相等．
（4）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；
物理学中对于一些看不见摸不着的现象或不易直接测量的物理量，通常用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量，这种研究问题的方法叫转换法．
根据影响压强大小的因素进行判断，要减小U形管两边液面的高度差，根据p=ρ_液gh，可以减小深度或减小液体的密度．

解答 解：（1）当压强计的橡皮膜没有受到压强时，U形管中液面应该就是相平的，若U形管中的液面出现了高度差，就说明软管中的气体压强大于大气压，在压力差的作用下，U形管中的液面出现高度差；
要调节，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；
（2）若压强计的气密性不好，软管中的气体和大气相通，等于大气压强，橡皮膜受到压强时，软管内的气体压强不会发生变化，U形管中的液面就不会出现高度差；
（3）①分析表中的数据，实验序号4的数据与序号3、5、6的数据相比，深度相同，同种液体，其U形管的高度差应该相同，但表中数据不同，说明序号4的数据出现了错误；
②通过分析比较实验序号1、2、3的数据可得出，同种液体，深度增加，液体压强增加；
③通过分析比较实验序号3、5、6的数据可得出，同种液体，同一深度，向各个方向压强相等．
（4）影响液体压强大小的因素是液体密度和液体深度，要探究液体压强与液体密度的关系时，需要控制液体深度相同；
要探究液体压强与液体深度的关系时，需要控制液体密度相同；
掌握转换法的应用，实验中通过U形管两边液面的高度差来表示液体压强的大小．因此该实验中用到的物理研究方法是控制变量法和转换法；
A、将探头放在食盐水中的同样深度处，液体的密度变大，橡皮膜受到的压强变大，U形管两边液面的高度差变大，故错误；
B、液体内部在同一深度不同方向的压强是相等的，将压强计的探头在原处转动180°不会影响压强的大小，故错误；
C、将探头向下移动一段距离，深度变大，橡皮膜受到的压强变大，U形管两边液面的高度差变大，故错误；
D、将探头向上移动一段距离，深度变小，橡皮膜受到的压强变小，U形管两边液面的高度差减小，故正确．
故选D．
故答案为：（1）大于；B；（2）压强计的气密性不好；（3）①4；②同种液体，深度增加，液体压强增加；③3、5、6；（4）控制变量法和转换法；D．

点评 掌握液体压强大小的影响因素，利用控制变量法和转化法探究液体压强大小的影响因素是本题考查的重点，本题中还应重点锻炼分析实验数据的能力．