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16. 如图甲所示,小刚用液体压强计探究液体内部压强的特点。
(1)图甲实验通过观察
①物体所受的合力作用效果替代两个分力的作用效果;
②通过鼓面上纸屑跳动的高度来反映鼓面振动的幅度。
(2)下面的操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是
①烧杯中换密度更小的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
(3)图乙中,小刚先后将压强计的探头放入$A$、$B$两处,发现$B$处压强计液面的高度差更大,由此可得出结论:
(4)小刚自制了如图丙所示的实验装置,$A$侧下部蒙有一层张紧的橡皮膜。向$A$侧加水,再向$B$中加入密度未知的液体,直到橡皮膜水平。分别测出水深$h_{1}$,橡皮膜到$B$底部距离$h_{2}$,未知液体深度$h_{3}$,则未知液体的密度$\rho =$
(1)图甲实验通过观察
U形管两侧液面的高度差
来比较液体内部的压强大小,下面列举的与此研究方法相同的是②
（填“①”或“②”）。①物体所受的合力作用效果替代两个分力的作用效果;
②通过鼓面上纸屑跳动的高度来反映鼓面振动的幅度。
(2)下面的操作能使两侧液面高度差对比更加明显的是
②
(填“①”“②”或“③”)。①烧杯中换密度更小的液体
②U形管中换用密度更小的酒精
③将U形管换成更细的
(3)图乙中,小刚先后将压强计的探头放入$A$、$B$两处,发现$B$处压强计液面的高度差更大,由此可得出结论:
同种液体的压强随深度的增大而增大
。随后同组的梦梦先后将压强计的探头放入$B$、$C$两处,发现$C$处压强计液面的高度差更大,由此可得出结论:在同一深度,液体的压强随液体密度的增大而增大
。图乙$A$、$B$、$C$、$D$四个位置中,能够观察到U形管两侧液面高度差最明显的是位置D
。(4)小刚自制了如图丙所示的实验装置,$A$侧下部蒙有一层张紧的橡皮膜。向$A$侧加水,再向$B$中加入密度未知的液体,直到橡皮膜水平。分别测出水深$h_{1}$,橡皮膜到$B$底部距离$h_{2}$,未知液体深度$h_{3}$,则未知液体的密度$\rho =$
$\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
(用测得量的符号$h_{1}$、$h_{2}$、$h_{3}$和$\rho _{水}$表示)。答案
16. (1)U形管两侧液面的高度差 ②
(2)②
(3)同种液体的压强随深度的增大而增大
在同一深度,液体的压强随液体密度的增大而增大 D
(4)$\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
(2)②
(3)同种液体的压强随深度的增大而增大
在同一深度,液体的压强随液体密度的增大而增大 D
(4)$\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
解析
【分析】
这是一道液体压强探究的综合实验题，解题思路按小问逐步推进：
1. 第一问：液体压强无法直接肉眼观测，压强计利用转换法将其转化为U形管两侧液面的高度差来体现，再辨析两个选项的研究方法，选出同属转换法的选项。
2. 第二问：结合液体压强公式p=ρgh分析，要让U形管液面高度差更明显，在探头压强一定时，U形管内液体密度越小，对应的液面高度差就越大，逐一排除错误选项得到正确结果。
3. 第三问：控制变量分析两组实验：A、B液体密度相同深度不同，得到压强和深度的关系；B、C深度相同液体密度不同，得到压强和液体密度的关系；再结合四个点的深度、液体密度条件，判断压强最大的位置。
4. 第四问：橡皮膜水平说明两侧压强相等，分别写出水和未知液体对橡皮膜的压强表达式，联立等式消去g，即可推导出未知液体的密度表达式。
【解析】
(1) 图甲的压强计通过U形管两侧液面的高度差来间接比较液体内部压强大小，该研究方法为转换法。其中①合力替代分力作用效果属于等效替代法，②通过鼓面纸屑跳动高度反映鼓面振幅属于转换法，因此选②。
(2) 根据液体压强公式推导，U形管液面高度差Δh = p探头/(ρ管g)：
①换烧杯中密度更小的液体，探头处压强p探头变小，Δh会更小，不符合要求；
②U形管中换用密度更小的酒精，ρ管变小，Δh会变大，能让高度差对比更明显，符合要求；
③U形管的粗细不会影响液面高度差的大小，不符合要求，因此选②。
(3) A、B两点处于同种液体水中，B点深度更大、压强更大，可得出结论：同种液体的压强随深度的增大而增大；
B、C两点深度相同，C点处于密度更大的浓盐水中、压强更大，可得出结论：在同一深度，液体的压强随液体密度的增大而增大；
四个位置中D点深度最大，且处于密度更大的浓盐水中，压强最大，因此U形管两侧液面高度差最明显的是D位置。
(4) 橡皮膜水平说明橡皮膜两侧受到的液体压强相等：
A侧水对橡皮膜的压强：p水=ρ水gh₁
B侧未知液体对橡皮膜的深度为h₃-h₂，对应压强：p液=ρg(h₃-h₂)
由p水=p液得：ρ水gh₁=ρg(h₃-h₂)，约去g后解得ρ= $\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
【答案】
(1)U形管两侧液面的高度差；②
(2)②
(3)同种液体的压强随深度的增大而增大；在同一深度，液体的压强随液体密度的增大而增大；D
(4)$\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
【知识点】
液体压强特点；转换法；液体压强计算
【点评】
本题全面覆盖液体压强探究实验的核心考点，从实验方法辨析、实验操作优化、控制变量法的结论推导，到利用压强平衡定量测量未知液体密度，层层递进，其中最后一问的未知液体有效深度判断是易错点，能有效检验学生对液体压强规律的理解和灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
这是一道液体压强探究的综合实验题，解题思路按小问逐步推进：
1. 第一问：液体压强无法直接肉眼观测，压强计利用转换法将其转化为U形管两侧液面的高度差来体现，再辨析两个选项的研究方法，选出同属转换法的选项。
2. 第二问：结合液体压强公式p=ρgh分析，要让U形管液面高度差更明显，在探头压强一定时，U形管内液体密度越小，对应的液面高度差就越大，逐一排除错误选项得到正确结果。
3. 第三问：控制变量分析两组实验：A、B液体密度相同深度不同，得到压强和深度的关系；B、C深度相同液体密度不同，得到压强和液体密度的关系；再结合四个点的深度、液体密度条件，判断压强最大的位置。
4. 第四问：橡皮膜水平说明两侧压强相等，分别写出水和未知液体对橡皮膜的压强表达式，联立等式消去g，即可推导出未知液体的密度表达式。
【解析】
(1) 图甲的压强计通过U形管两侧液面的高度差来间接比较液体内部压强大小，该研究方法为转换法。其中①合力替代分力作用效果属于等效替代法，②通过鼓面纸屑跳动高度反映鼓面振幅属于转换法，因此选②。
(2) 根据液体压强公式推导，U形管液面高度差Δh = p探头/(ρ管g)：
①换烧杯中密度更小的液体，探头处压强p探头变小，Δh会更小，不符合要求；
②U形管中换用密度更小的酒精，ρ管变小，Δh会变大，能让高度差对比更明显，符合要求；
③U形管的粗细不会影响液面高度差的大小，不符合要求，因此选②。
(3) A、B两点处于同种液体水中，B点深度更大、压强更大，可得出结论：同种液体的压强随深度的增大而增大；
B、C两点深度相同，C点处于密度更大的浓盐水中、压强更大，可得出结论：在同一深度，液体的压强随液体密度的增大而增大；
四个位置中D点深度最大，且处于密度更大的浓盐水中，压强最大，因此U形管两侧液面高度差最明显的是D位置。
(4) 橡皮膜水平说明橡皮膜两侧受到的液体压强相等：
A侧水对橡皮膜的压强：p水=ρ水gh₁
B侧未知液体对橡皮膜的深度为h₃-h₂，对应压强：p液=ρg(h₃-h₂)
由p水=p液得：ρ水gh₁=ρg(h₃-h₂)，约去g后解得ρ= $\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
【答案】
(1)U形管两侧液面的高度差；②
(2)②
(3)同种液体的压强随深度的增大而增大；在同一深度，液体的压强随液体密度的增大而增大；D
(4)$\frac{h_{1}}{h_{3}-h_{2}}\rho_{水}$
【知识点】
液体压强特点；转换法；液体压强计算
【点评】
本题全面覆盖液体压强探究实验的核心考点，从实验方法辨析、实验操作优化、控制变量法的结论推导，到利用压强平衡定量测量未知液体密度，层层递进，其中最后一问的未知液体有效深度判断是易错点，能有效检验学生对液体压强规律的理解和灵活应用能力。
【难度系数】
0.6
