18. (2024·南京一模)用如图甲所示的压强计探究“影响液体内部压强的因素”。
(1) 将压强计金属盒的橡皮膜逐渐浸入水中某一深度处，如图乙所示，则压强计显示的是水对橡皮膜向________的压强。
(2) 由乙、丙两图可知：液体压强的大小与________有关。
(3) 在图丁所示的容器左、右两侧装入相同深度的水，将两个相同压强计的橡皮膜朝下分别放至左、右两侧的容器底部，发现两U形管两侧液面高度差不同，小明认为：液体对容器底部的压强大小与容器底面积大小有关。为研究此问题，仅需保持橡皮膜位置不变，______________________________，若观察到________________________，则他的观点是错误的。
(1) 将压强计金属盒的橡皮膜逐渐浸入水中某一深度处，如图乙所示，则压强计显示的是水对橡皮膜向________的压强。
(2) 由乙、丙两图可知：液体压强的大小与________有关。
(3) 在图丁所示的容器左、右两侧装入相同深度的水，将两个相同压强计的橡皮膜朝下分别放至左、右两侧的容器底部，发现两U形管两侧液面高度差不同，小明认为：液体对容器底部的压强大小与容器底面积大小有关。为研究此问题，仅需保持橡皮膜位置不变，______________________________，若观察到________________________，则他的观点是错误的。
答案
(1) 下 (2) 液体密度 (3) 在左右容器内加水，使探头到液面的深度相同 U 形管两侧液面高度差相同
19. 小明用2.5mL的注射器、量程为0～10N的弹簧测力计和刻度尺粗略测量大气压的值。
(1) 小明按以下步骤进行实验：
步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二：如图甲所示，安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为5.5N。
步骤三：如图乙所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为________cm。
步骤四：算出大气压强值为________Pa。
(2) 同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，将步骤一改为先将注射器内充满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于____________________。
(1) 小明按以下步骤进行实验：
步骤一：把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔。
步骤二：如图甲所示，安装好器材，水平向右缓慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，记下弹簧测力计的示数为5.5N。
步骤三：如图乙所示，用刻度尺测出注射器全部刻度的长度为________cm。
步骤四：算出大气压强值为________Pa。
(2) 同组的小华分析了影响实验结果的可能因素后，将步骤一改为先将注射器内充满水，再竖直向上推动活塞至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔，这样便于____________________。
答案
(1) 4.00 $0.88 \times 10^{5}$ (2) 排尽筒内空气
20. 如图所示，水平地面上放置了甲、乙两个质量均匀的长方体物块，甲物块的底面积为100cm²，乙物块的底面积是甲的2倍。甲物块高为15cm，密度为0.6g/cm³，ρ甲∶ρ乙＝3∶5，乙物块高为12cm。求：(g取10N/kg)
(1) 乙的质量。
(2) 将甲物块叠放在乙物块上方，乙物块对水平地面的压强。
(3) 将乙物块沿水平方向切下一部分，切下的部分放在甲物块上，有没有可能使得此时甲、乙物块对水平面的压强相等。若有可能，请算出切去的厚度；若无可能，请说明理由。
(1) 乙的质量。
(2) 将甲物块叠放在乙物块上方，乙物块对水平地面的压强。
(3) 将乙物块沿水平方向切下一部分，切下的部分放在甲物块上，有没有可能使得此时甲、乙物块对水平面的压强相等。若有可能，请算出切去的厚度；若无可能，请说明理由。
答案
(1) 由题意可得，因为 $\rho_{甲}:\rho_{乙}=3:5$。所以乙的密度 $\rho_{乙}=\frac{5}{3}\rho_{甲}=\frac{5}{3} \times 0.6 \ g/cm^{3}=1.0 \ g/cm^{3}$，乙的底面积 $S_{乙}=2S_{甲}=2 \times 100 \ cm^{2}=200 \ cm^{2}$，则乙的体积 $V_{乙}=S_{乙}h_{乙}=200 \ cm^{2} \times 12 \ cm = 2400 \ cm^{3}$，由 $\rho=\frac{m}{V}$ 可得，乙的质量 $m_{乙}=\rho_{乙}V_{乙}=1.0 \ g/cm^{3} \times 2400 \ cm^{3}=2400 \ g = 2.4 \ kg$ (2) 甲的体积 $V_{甲}=S_{甲}h_{甲}=100 \ cm^{2} \times 15 \ cm = 1500 \ cm^{3}$，由 $\rho=\frac{m}{V}$ 可得，甲的质量 $m_{甲}=\rho_{甲}V_{甲}=0.6 \ g/cm^{3} \times 1500 \ cm^{3}=900 \ g = 0.9 \ kg$；现将甲物块叠放在乙物块上方，对地面的压力 $F = G_{总}=(m_{甲}+m_{乙})g=(2.4 \ kg + 0.9 \ kg) \times 10 \ N/kg = 33 \ N$，乙物块对水平地面的压强 $p=\frac{F}{S_{乙}}=\frac{33 \ N}{200 \times 10^{-4} \ m^{2}}=1650 \ Pa$ (3) 根据规则柱体对水平地面的压强 $p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh$ 得甲、乙物块对水平地面的压强分别为 $p_{甲}=\rho_{甲}gh_{甲}=0.6 \times 10^{3} \ kg/m^{3} \times 10 \ N/kg \times 15 \times 10^{-2} \ m = 900 \ Pa$，$p_{乙}=\rho_{乙}gh_{乙}=1.0 \times 10^{3} \ kg/m^{3} \times 10 \ N/kg \times 12 \times 10^{-2} \ m = 1200 \ Pa$，因为 $p_{甲}＜p_{乙}$，所以将乙物块沿水平方向切下一部分，切下的部分放在甲物块上，有可能使得此时甲、乙物块对水平面的压强相等；将乙物块沿水平方向切下高度为 $h'$ 的部分，切下的部分放在甲物块上，则切去部分的重力 $\Delta G_{乙}=\Delta m_{乙}g=\rho_{乙}\Delta V_{乙}g=\rho_{乙}S_{乙}h'g$，此时甲物块对水平面上的压力 $F_{甲}=G_{甲}+\Delta G_{乙}=\rho_{甲}S_{甲}h_{甲}g+\rho_{乙}S_{乙}h'g$，此时甲物块对水平面的压强 $p_{甲}'=\frac{F_{甲}}{S_{甲}}=\frac{\rho_{甲}S_{甲}gh_{甲}+\rho_{乙}gh'S_{乙}}{S_{甲}}=\rho_{甲}gh_{甲}+\frac{S_{乙}}{S_{甲}}\rho_{乙}gh'=\frac{3}{5}\rho_{乙}gh_{甲}+2\rho_{乙}gh'$，此时乙物块对水平面的压强 $p_{乙}'=\rho_{乙}g(h_{乙}-h')$，因此时甲、乙物块对水平面的压强相等，则有 $\frac{3}{5}\rho_{乙}gh_{甲}+2\rho_{乙}gh'=\rho_{乙}g(h_{乙}-h')$，解得：$h'=\frac{1}{3}h_{乙}-\frac{1}{5}h_{甲}=\frac{1}{3} \times 12 \ cm - \frac{1}{5} \times 15 \ cm = 4 \ cm - 3 \ cm = 1 \ cm$
