Question

20．小雨同学利用如图所示的装置探究“液体内部压强的特点”，第一步：用手指用力压图甲中压强计金属盒上的橡皮膜，U形管两边液柱没有高度差；第二步：重新调节好压强计后，将金属盒逐渐浸入水中越来越深的位置，观察U形管中两边液柱的高度差；第三步：把金属盒放在水中同一深度，改变金属盒的方向，观察U形管两边液柱的高度差；第四步：如图乙、丙所示，把金属盒分别浸入水和酒精中，观察到图乙中U形管两边液柱的高度差较小，请你回答下列问题：
（1）产生第一步中现象的原因是金属盒气密性差．
（2）第二步中U形管中两边液柱的高度差将变大，说明水的压强随深度的增加而增大；
（3）第三步中U形管中两边液柱的高度差将不变，说明水在同一深度向各个方向的压强相等；
（4）根据第四步中的实验现象，小雨判断图乙中的液体是酒精，这样的判断并不可靠，原因是没有控制深度不变．

Answer 1

分析 （1）液体压强计就是利用U形管中液面的高度差来体现压强的，压强越大，U形管液面高度差越大；实验前，压强计U形管两边的液面应该相平，若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，就会有漏气现象，因此U形管两边液柱的高度差变化小；
（2）液体内部的压强随深度的增加而增大；
（3）同一深度处液体内部向各个方向的压强相等；
（4）要根据压强的知识判断液体密度的大小，需将压强计的金属盒放在同一深度；

解答 解：（1）实验前，压强计U形管两边的液面应该相平；若压强计的气密性很差，用手指不论轻压还是重压橡皮膜时，就会有漏气现象，因此U形管两边液柱没有高度差；
（2）将金属盒逐渐浸入水中越来越深的位置，则金属盒在水中的深度变大，受到水的压强增大，所以U型管内液面的高度差越大，说明水的压强随深度的增加而增大；
（3）把金属盒放在水中同一深度，改变金属盒的方向，即位于同种液体同一深度处，改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差不变，这表明同一深度处液体内部向各个方向的压强相等；
（4）因为液体的压强与液体的深度和密度有关，所以要判断液体密度的大小，应控制金属盒在液体中的深度相同，图乙、丙中金属盒所处深度不同，因而小雨判断并不可靠．
故答案为：
（1）金属盒气密性差；（2）变大；增大；（3）不变；相等；（4）没有控制深度不变．

点评 此题通过判断不同的物质考查了对液体压强的特点及知识的应用，熟练掌握液体压强的特点，了解压强计的原理，知道液体压强计的操作要求．