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14.小民同学利用如图所示的器材探究液体内部压强的特点.

(1)他向图甲中的U形管内注入适量的红墨水,当管内的红墨水静止时,U形管左右两侧液面的高度相同.
(2)小民同学将橡皮管的一端紧密地套在U形管左侧的端口,另一端紧密连接到压强探头上,结果发现U形管左右两侧液面如图乙所示,由此可判断封闭在橡皮管内的空气的压强大于当地的大气压.这时应该适当调节连接探头和U形管的橡皮管,直到U形管左右两侧液面相平后,才能用探头去探测液体产生的压强.若U形管左右两侧液面的高度差越大,说明液体在被探测处产生的压强越大.
(3)小民把压强计调好后,多次改变探头在水中的深度,并比较每次的深度及相应的U形管左右两侧液面的高度差.这是为了探究液体产生的压强与深度的关系.
(4)小民换用几种密度不同的液体探究液体压强与液体密度的关系,这时应保持探头在各种液体中的深度相同.若观察到U形管左右两侧液面的高度差较大,说明这种液体的密度较大(选填“较大”或“较小”).
(5)若图丙中U形管左右两侧红墨水面的高度差h=20cm,则橡皮管内气体的压强与大气压之差约为2000Pa.(取ρ红墨水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)

分析 (1)U形管的实质是连通器,当连通器中的同种液体不流动时,两侧的液面保持相平;
(2)液体内部压强大小通过U形管两侧液面高度差的大小来反映,这是转换法;U形管两侧液面的高度差越大说明液体的压强越大;
(3)液体压强和液体的密度、深度有关,实验中采用控制变量法来设计实验;
(4)要探究液体内部压强与密度关系,应保持探头在不同液体中的深度相同;U形管左右两侧液面的高度差越大,液体内部的压强越大;
(5)根据p=ρgh求出液体产生的压强即为橡皮管内气体的压强与大气压之差.

解答 解:(1)图甲中的U形管相当于一连通器,液体不流动时,两侧的液面保持相平;
(2)观察图乙可知,U形管左侧液柱高度小于右侧液柱高度,说明封闭在橡皮管内的空气的压强大于当地的大气压;要适当调节连接探头和U形管的橡皮管,直到U形管左右两侧液面相平,才能够去测量液体产生的压强;压强计就是依据观察U形管中液面的高度差来反映液体内部压强大小的,U形管左右两侧液面的高度差越大,液体在被探测处产生的压强越大;
(3)实验中液体的密度不变,改变探头在水中的深度,研究的是液体内部压强与深度的关系;
(4)运用控制变量法,要探究液体压强与液体密度的关系,要保持探头在液体中的深度相同;压强计的探头放在不同液体中,所处深度相同,若观察到U形管左右两侧液面的高度差较大,说明该液体的密度较大;
(5)橡皮管内气体的压强与大气压之差:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×20×10-2m=2000Pa.
故答案为:(1)相同;(2)大于;相平;越大;(3)深度;(4)深度;较大;(5)2000.

点评 了解压强计的原理与结构,学会用控制变量法进行实验和分析实验结论,是本实验中要求掌握的重点.明确了影响液体内部压强的因素,也就不难判断U形管的粗细是不会影响实验结果的.

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(1)比较①②两幅图,可以得出:液体内部压强大小跟液体的密度有关;
(2)比较⑤⑥两幅图,可以得出:液体内部压强大小还跟液体的深度 有关;
(3)比较③④⑤三幅图,还可以得出结论同种液体在同一深度的各处向各个方向的压强大小相等.

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9.下表是小慧同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U形管中是水)两液柱的液面高度情况.
序号液体深度h(mm)压强计液面高度差(mm)
13028
26058
39084
4盐水9092
(1)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而增大,比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的密度有关.
(2)为了进一步研究在同一深度,液体向各个方向的压强是否相等,他们应控制液体的深度和密度不变,要改变的是探头的方向.

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19.在探究“液体压强跟哪些因素有关”的实验中,小红进行了如图所示的操作:
(1)甲、乙两图是探究液体压强与液体深度的关系.
(2)要探究液体压强与盛液体的容器形状是否有关,应选择丙和丁两图进行对比,结论是:液体压强与盛液体的容器形状无关(填“有关”或“无关”).
(3)要探究压强与液体密度的关系,应选用乙丙两个图进行对比.
(4)实验前,小强发现压强计U形管两边红墨水的高度不相等,如图甲所示,接下来的操作应该是B(选填:“A”或“B”).
A.此时向右管中加入红墨水直至液面相平    B.取下软管重新安装
(5)如表所示是小红同学利用如甲图所示的实验装置探究液体压强规律时所测得的部分数据,实验测得的数据有一组是错误的,实验次数错误的是第4次.
实验次数深度h/cm橡皮膜在水中的方向U形管左右液面高度差△h/cm
13朝上2.6
26朝上5.4
39朝上8.2
49朝下7.0
59朝左8.2
69朝右8.2

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