Question

【題目】水平實(shí)驗(yàn)桌面上有微小壓強(qiáng)計(jì)、刻度尺和裝有適量水的A、B兩個(gè)燒杯．小明和同學(xué)們學(xué)習(xí)了液體內(nèi)部壓強(qiáng)跟哪些因素有關(guān)的知識(shí)后，提出新的猜想，為此同學(xué)們利用提供的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究．
①將微小壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入A燒杯的水中，用刻度尺測(cè)得探頭到燒杯底的距離L為6cm，如圖甲所示，記錄微小壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差h1；
②將微小壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差h2；
（1）有同學(xué)發(fā)現(xiàn)h1大于h2 ， 于是得出結(jié)論“液體內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)跟該點(diǎn)到容器底的距離L有關(guān)”，小明認(rèn)為這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的，并設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證．實(shí)驗(yàn)步驟： ①微小壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入燒杯的水中，用刻度尺分別測(cè)出探頭到水面的距離H，以及 ， 讀出壓強(qiáng)計(jì)U型管兩側(cè)的液面高度差h1 ， 記錄數(shù)據(jù)．
② ， 調(diào)整探頭所在的位置，使得探頭到水面的距離仍為H，壓強(qiáng)計(jì)U型管兩側(cè)的液面高度差h2=h1 ， 重復(fù)上一步的步驟，記錄數(shù)據(jù)．
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過(guò)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn) ， 由此可以驗(yàn)證明上述觀點(diǎn)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(lái)，初步做成一支密度計(jì)，如圖丙所示．為了給密度計(jì)標(biāo)上刻度，他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)． ①將其放入水中，豎立靜止后，在密度計(jì)上與水面相平處標(biāo)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(jì)上標(biāo)上植物油的密度值0.9g/cm3；刻度0.9應(yīng)該在點(diǎn)（選填“p”或“q”）；小明用刻度尺測(cè)出密度計(jì)1.0g/cm3與0.9g/cm3刻度線間的距離為0.80cm，則該密度計(jì)豎直漂浮時(shí)浸入水中的深度cm．
（3）【拓展】像標(biāo)示彈簧測(cè)力計(jì)刻度的方法一樣，小明以?xún)煽潭染�間的長(zhǎng)度表示0.1g/cm3 ， 將整個(gè)吸管均勻標(biāo)上刻度．你認(rèn)為這樣均勻標(biāo)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(jì)處于漂浮狀態(tài)時(shí)浸沒(méi)的深度與液體密度成反比，所以密度計(jì)刻度不均勻
【解析】解： 要探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與該點(diǎn)到容器底的距離的關(guān)系，應(yīng)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將微小壓強(qiáng)計(jì)的探頭放入燒杯的水中，用刻度尺分別測(cè)量探頭到燒杯底的距離L1 ， 探頭到水面的距離H，讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差h1 ， 將以上數(shù)據(jù)記錄下來(lái)．②在向燒杯中倒入適量的水，調(diào)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(cè)量探頭到燒杯底部的距離L2 ， 讀出壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)的液面高度差h2 ， 將以上數(shù)據(jù)記錄在表格中．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：通過(guò)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)L1≠L2但h1=h2 ． （1）②當(dāng)密度計(jì)置于水、植物油的容器中，由于密度計(jì)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(jì)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(yīng)該在p點(diǎn)．
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(jì)處于漂浮狀態(tài)時(shí)浸沒(méi)的深度與液體密度成反比，所以密度計(jì)刻度不均勻，即小明這樣均勻標(biāo)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(jì)處于漂浮狀態(tài)時(shí)浸沒(méi)的深度與液體密度成反比．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，掌握液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點(diǎn)：(液體內(nèi)部壓強(qiáng)的產(chǎn)生是因?yàn)橐后w具有重力，同時(shí)具有流動(dòng)性．)液體內(nèi)部朝各個(gè)方向都有壓強(qiáng)；液體內(nèi)部的壓強(qiáng)只與液體的密度和液體的深度有關(guān)，與液體的質(zhì)量、體積無(wú)關(guān)．