Question

【題目】水平實驗桌面上有微小壓強計、刻度尺和裝有適量水的A、B兩個燒杯．小明和同學們學習了液體內部壓強跟哪些因素有關的知識后，提出新的猜想，為此同學們利用提供的實驗器材進行了如下實驗探究．
①將微小壓強計的探頭放入A燒杯的水中，用刻度尺測得探頭到燒杯底的距離L為6cm，如圖甲所示，記錄微小壓強計U形管兩側的液面高度差h1；
②將微小壓強計的探頭放入B燒杯的水中，探頭到燒杯底的距離L為10cm，如圖乙所示，記錄微小壓強計U形管兩側的液面高度差h2；
（1）有同學發(fā)現(xiàn)h1大于h2 ， 于是得出結論“液體內部任意一點的壓強跟該點到容器底的距離L有關”，小明認為這個結論是錯誤的，并設計了如下的實驗來驗證．實驗步驟： ①微小壓強計的探頭放入燒杯的水中，用刻度尺分別測出探頭到水面的距離H，以及 ， 讀出壓強計U型管兩側的液面高度差h1 ， 記錄數(shù)據(jù)．
② ， 調整探頭所在的位置，使得探頭到水面的距離仍為H，壓強計U型管兩側的液面高度差h2=h1 ， 重復上一步的步驟，記錄數(shù)據(jù)．
實驗結論：通過數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn) ， 由此可以驗證明上述觀點不合理．
（2）小明又取了一根飲料吸管，將一些銅絲從吸管的下端塞入作為配重，并用石蠟將吸管的下端封起來，初步做成一支密度計，如圖丙所示．為了給密度計標上刻度，他進行了如下實驗． ①將其放入水中，豎立靜止后，在密度計上與水面相平處標上水的密度值1.0g/cm3；
②將其放入植物油中，用同樣的方法在密度計上標上植物油的密度值0.9g/cm3；刻度0.9應該在點（選填“p”或“q”）；小明用刻度尺測出密度計1.0g/cm3與0.9g/cm3刻度線間的距離為0.80cm，則該密度計豎直漂浮時浸入水中的深度cm．
（3）【拓展】像標示彈簧測力計刻度的方法一樣，小明以兩刻度線間的長度表示0.1g/cm3 ， 將整個吸管均勻標上刻度．你認為這樣均勻標示刻度（選填“合理”或“不合理”），理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）探頭到燒杯底的距離L1；向燒杯中倒入適量的水；L1≠L2 ， h1=h2
（2）p；7.2
（3）不合理；密度計處于漂浮狀態(tài)時浸沒的深度與液體密度成反比，所以密度計刻度不均勻
【解析】解： 要探究液體內部壓強與該點到容器底的距離的關系，應控制液體深度（即探頭到水面的距離）、液體的密度相同，改變探頭到燒杯底的距離；所以設計實驗步驟如下：①將微小壓強計的探頭放入燒杯的水中，用刻度尺分別測量探頭到燒杯底的距離L1 ， 探頭到水面的距離H，讀出壓強計U形管兩側的液面高度差h1 ， 將以上數(shù)據(jù)記錄下來．②在向燒杯中倒入適量的水，調整探頭所在的位置，使探頭到水面的距離仍為H，用刻度尺測量探頭到燒杯底部的距離L2 ， 讀出壓強計U形管兩側的液面高度差h2 ， 將以上數(shù)據(jù)記錄在表格中．
實驗現(xiàn)象：通過數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)L1≠L2但h1=h2 ． （1）②當密度計置于水、植物油的容器中，由于密度計都是處于漂浮，
則F浮1=G物 ， F浮2=G物 ， 所以，F(xiàn)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 ． 即密度計放在植物油中，液面的位置在純水密度值刻度線的上方，所以刻度0.9應該在p點．
根據(jù)V=Sh和F浮=G物可得：ρ液gV排=ρ液gSh浸=G物 ，
所以，h浸= ，
已知1.0g/cm3與0.9g/cm3刻度線間的距離為0.80cm=0.8×10﹣2m2 ，
即h浸油﹣h浸水=0.8×10﹣2m； ﹣ =0.8×10﹣2m；
所以， （ ﹣ ）=0.8×10﹣2m；
則 = =
= =72kg/m2；
則h浸水= = =0.072m=7.2cm；（3）根據(jù)h浸= 可知：密度計處于漂浮狀態(tài)時浸沒的深度與液體密度成反比，所以密度計刻度不均勻，即小明這樣均勻標示刻度不合理的．
所以答案是：（1）①探頭到燒杯底的距離L1；②向燒杯中倒入適量的水；L1≠L2 ， 但h1=h2；（2）①p；②7.2；（3）不合理；密度計處于漂浮狀態(tài)時浸沒的深度與液體密度成反比．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解探究液體壓強的特點實驗的相關知識，掌握液體內部壓強的特點：(液體內部壓強的產(chǎn)生是因為液體具有重力，同時具有流動性．)液體內部朝各個方向都有壓強；液體內部的壓強只與液體的密度和液體的深度有關，與液體的質量、體積無關．