Question

20．如图所示，用压强计研究液体内部的压强：

（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”、“小于”或“等于”）；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）小明做了如图（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：气密性不好．
（3）比较c、d图实验，说明在同种液体中，深度越深，液体的压强越大；
（4）比较d、e图实验，说明同种液体在同一深度各个方向压强相等；
（5）在实验的过程中，小明发现根据压强计液面高度差计算出的压强p₁和用烧杯液体深度计算出的压强p₂不相等，同学们讨论发现是由于橡皮膜发生形变导致p₁小于 p₂（选填“大于”、“小于”或“无法判断”）
（6）他换用其他液体探究液体压强与液体密度的关系，当探头在液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度差对比不明显，则下面操作不能使两侧液面高度差对比更加明显的是③ （选填序号）
①烧杯中换密度差更大的液体   ②U形管中换用密度更小的酒精  ③将U型管换成细一点．

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）（4）液体压强与液体的密度与深度有关，在同一深度，向各个方向的压强相等，结合控制变量法，观察图示可得出结论；
（5）橡皮膜由于发生形变，自身产生一个向外的压强，据此分析解答即可；
（6）根据p=ρgh来分析压强和液体密度的关系．

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；故选B．
（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）比较c、d图实验，可以看出，液体相同，但深度不同，可得出结论：在同种液体中，深度越深，液体的压强越大；
（4）比较d、e图实验，可以看出，液体相同，深度也相同，只是橡皮膜的朝向不同，可得出结论：同种液体在同一深度各个方向压强相等；
（5）橡皮膜由于发生形变，自身产生一个向外的压强，所以根据压强计液面高度差计算出的压强p₁小于用烧杯液体深度计算出的压强p₂．
（6）探头在下列液体中的深度相同，根据p=ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大，所以在“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差最大；“U形管中换用密度更小的酒精”U形管左右两侧液面的高度差较大；“将U型管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显，故选③．
故答案为：（1）大于；B；（2）气密性不好；（3）同种液体压强随深度增加而增大；
（4）同种液体在同一深度各个方向压强相等；（5）小于；（6）③．

点评 掌握液体压强大小的影响因素，会使用压强计，会利用控制变量法探究液体压强大小的影响因素，是顺利解答本题的关键．