水平实验桌面上有微小压强计.刻度尺和装有适量水的A.B两个烧杯．小明和同学们学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后.提出新的猜想.为此同学们利用提供的实验器材进行了如下实验探究．(1)①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中.用刻度尺测得探头到烧杯底的距离L为6cm.如图甲所示.记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h1,②将微小压强计的探头放入B� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

10．水平实验桌面上有微小压强计、刻度尺和装有适量水的A、B两个烧杯．小明和同学们学习了液体内部压强跟哪些因素有关的知识后，提出新的猜想，为此同学们利用提供的实验器材进行了如下实验探究．

（1）①将微小压强计的探头放入A烧杯的水中，用刻度尺测得探头到烧杯底的距离L为6cm，如图甲所示，记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h₁；
②将微小压强计的探头放入B烧杯的水中，探头到烧杯底的距离L为10cm，如图乙所示，记录微小压强计U形管两侧的液面高度差h₂；
（2）有同学发现h₁大于h₂，于是得出结论“液体内部任意一点的压强跟该点到容器底的距离L有关”，小明认为这个结论是错误的，并设计了如下的实验来验证．
实验步骤：
①微小压强计的探头放入烧杯的水中，用刻度尺分别测出探头到水面的距离H，以及探头到烧杯底的距离L₁，读出压强计U型管两侧的液面高度差h₁，记录数据．
②向烧杯中倒入适量的水，调整探头所在的位置，使得探头到水面的距离仍为H，压强计U型管两侧的液面高度差h₂=h₁，重复上一步的步骤，记录数据．
实验结论：通过数据可发现L₁≠L₂，h₁=h₂，由此可以验证明上述观点不合理．
（3）小明又取了一根饮料吸管，将一些铜丝从吸管的下端塞入作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来，初步做成一支密度计，如图丙所示．为了给密度计标上刻度，他进行了如下实验．
①将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm³；
②将其放入植物油中，用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm³；刻度0.9应该在p点（选填“p”或“q”）；小明用刻度尺测出密度计1.0g/cm³与0.9g/cm³刻度线间的距离为0.80cm，则该密度计竖直漂浮时浸入水中的深度7.2cm．
【拓展】像标示弹簧测力计刻度的方法一样，小明以两刻度线间的长度表示0.1g/cm³，将整个吸管均匀标上刻度．你认为这样均匀标示刻度不合理（选填“合理”或“不合理”），理由是密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比，所以密度计刻度不均匀．

分析（1）根据液体压强公式p=ρgh可知，液体内部压强只跟液体的密度和深度有关，密度相同时深度越深压强越大，深度是指自由液面到所在位置的竖直距离，与该点到容器底的距离无关．
（2）根据密度计放在水、植物油里漂浮时的浸入的体积判断出密度计放入植物油中时液面的位置即可；
密度计漂浮，利用物体的漂浮条件求受到水的浮力；再利用阿基米德原理求排开水的体积；
求密度计在纯水中浸没的深度，需要利用密度计的浮力等于重力，求出排开液体体积的大小，再根据求出的体积，算出深度h．在其它因素均不变的情况下，密度越小，深度越大．

解答解：
要探究液体内部压强与该点到容器底的距离的关系，应控制液体深度（即探头到水面的距离）、液体的密度相同，改变探头到烧杯底的距离；所以设计实验步骤如下：
①将微小压强计的探头放入烧杯的水中，用刻度尺分别测量探头到烧杯底的距离L₁，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h₁，将以上数据记录下来．
②在向烧杯中倒入适量的水，调整探头所在的位置，使探头到水面的距离仍为H，用刻度尺测量探头到烧杯底部的距离L₂，读出压强计U形管两侧的液面高度差h₂，将以上数据记录在表格中．
实验现象：通过数据可发现L₁≠L₂但h₁=h₂．
（2）②当密度计置于水、植物油的容器中，由于密度计都是处于漂浮，
则F_浮1=G_物，F_浮2=G_物，所以，F_浮1=F_浮2，
即：ρ_水gV_排1=ρ_酒精gV_排2，
由于ρ_油=0.8×10³kg/m³＜ρ_水=1×10³kg/m³，
所以，V_排1＜V_排2．即密度计放在植物油中，液面的位置在纯水密度值刻度线的上方，所以刻度0.9应该在p点．
根据V=Sh和F_浮=G_物可得：ρ_液gV_排=ρ_液gSh_浸=G_物，
所以，h_浸=$\frac{G}{{ρ}_{液}gS}$，
已知1.0g/cm³与0.9g/cm³刻度线间的距离为0.80cm=0.8×10^-2m²，
即h_浸油-h_浸水=0.8×10^-2m；$\frac{G}{{ρ}_{油}gS}$-$\frac{G}{{ρ}_{水}gS}$=0.8×10^-2m；
所以，$\frac{G}{gS}$（$\frac{1}{{ρ}_{油}}$-$\frac{1}{{ρ}_{水}}$）=0.8×10^-2m；
则$\frac{G}{gS}$=$\frac{0.8×1{0}^{-2}m}{\frac{1}{{ρ}_{水}}-\frac{1}{{ρ}_{油}}}$=$\frac{{ρ}_{水}{ρ}_{油}×0.8×1{0}^{-2}m}{{ρ}_{水}-{ρ}_{油}}$
=$\frac{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×0.8×1{0}^{-2}m}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}-0.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=72kg/m²；
则h_浸水=$\frac{G}{{ρ}_{水}gS}$=$\frac{72kg/{m}^{2}}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.072m=7.2cm；
③根据h_浸=$\frac{G}{{ρ}_{液}gS}$可知：密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比，所以密度计刻度不均匀，即小明这样均匀标示刻度不合理的．
故答案为：（2）①探头到烧杯底的距离L₁；②向烧杯中倒入适量的水；L₁≠L₂，但h₁=h₂；
（3）①p；②7.2；③不合理；密度计处于漂浮状态时浸没的深度与液体密度成反比．

点评这是一道探究实验题，此题的难点是液体压强计的有关知识，我们要了解压强计的原理，知道液体压强计的操作要求等

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