通過學習,同學們已經知道了液體壓強的特點,在此基礎上,老師提出了這樣的問題:“有兩只杯子,分別盛有清水和鹽水,但沒有標簽,能否用壓強計將它們區別開來呢?”小明做了下面的探究實驗.
(1)當壓強計的金屬盒在空氣中時,U形管兩邊的液面應該相平,而小明卻觀察到如圖(a)所示的情景,出現這種情況的原因是:U形管左支管液面上方的氣壓________大氣壓(填“大于”、“小于”或“等于”),調節的方法是________
A.將此時右邊支管中高出的液體倒出B.取下軟管重新安裝
(2)小明再作圖(b)所示的檢查,當用手指按壓橡皮膜時(不論輕壓還是重壓),發現U形管兩邊液柱的高度幾乎不變化,出現這種情況的原因是________.
(3)壓強計調節正常后,小明將金屬盒先后浸入到兩杯液體中,如圖(c)和(d)所示,發現圖(d)中U形管兩邊的液柱高度差較大,于是認為圖(d)杯子中盛的是鹽水.
①你認為,小明的結論是________的.(選填“可靠”或“不可靠”)
②簡要說明理由:________.
(4)若要探究在同一深度處液體壓強是否相等,正確的操作方法是:將壓強計的金屬盒浸在液體中某一深度處,改變________,觀察U形管兩邊液面的高度差.
解:(1)從圖(a)可以看出,左邊的液面比右邊的液面低,所以左邊液體上方的壓強大.
此時需將軟管拔下,重新安裝.
(2)若軟管與U形管接觸不嚴或漏氣,即使擠壓橡皮膜,U形管兩邊也不會出現高度差.
(3)(d)與(c)金屬盒不在同一深度處,所以無法用其來判斷(a)與(b)的密度大小關系,小明的結論是不可靠的.
(4)在探究液體同一深度液體壓強相等時,壓強計的金屬盒在液體的同一深度處,并改變金屬盒的方向,比較U形管中液面的高度差.
故答案為:(1)大于;B;(2)軟管與U形管左支管接觸不嚴密(或漏氣);(3)①不可靠;②沒有控制液體深度這個變量;(4)橡皮膜的方向.
(1)U形管兩邊出現高度差是因為兩邊氣體的壓強不同而造成的.若在沒有給橡皮膜施加壓強時,U形管兩邊出現高度差,則應取下軟管重新安裝.
(2)當用手指按壓橡皮膜時,被封閉的氣體會由于被壓縮而壓強增大,從而使U形管兩邊出現高度差.若軟管與U形管左支管接觸不嚴密,則會漏氣,這樣U形管兩端不會出現高度差.
(3)知道液體內部壓強與液體的深度與液體密度有關,若要探究液體壓強與液體密度的關系,需壓強計的探頭在液體中的深度相同.
(4)探究同一深度的壓強相等,需使金屬盒在液體的同一深度,改變橡皮膜的方向,并觀察U形管兩邊液面高度差的變化.
點評:此題是探究液體內部壓強的特點,考查了學生對壓強計氣密性的檢驗.同時考查了控制變量法在此實驗中的應用.