3. 小曹同学利用生活器材自制了薄壁实验箱来探究“影响液体内部压强大小的因素”。如图甲所示，实验箱分为内箱A与外箱B，内箱A下部有一圆形孔C与B箱相连，并在圆孔C上蒙上了一层橡皮膜。先在A箱中不断加水，实验现象如图乙、丙所示。然后在B箱中加入一定量盐水，如图丁所示。

(1)该实验中，通过观察可以了解液体压强的大小。
(2)由图甲、乙、丙可知，同种液体深度越深，产生的液体压强(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(3)由图丁可知，此时(选填“水”或“盐水”)对橡皮膜产生的液体压强更大，说明在液体深度相同时，液体越大，产生的压强越大。若此时想要橡皮膜恢复原状，可以采取的办法是。
(4)若在B箱中加入某未知液体，此时橡皮膜相平，如图戊所示，请用图戊已知量和$ \rho_{\mathrm{水}} $推导未知液体密度的表达式：。

3. (1) 橡皮膜的凹陷程度 (2) 越大 (3) 盐水 密度 向 A 箱中加水 (4) $\rho_{\mathrm{液}}=\dfrac{h_{2}\rho_{\mathrm{水}}}{h_{1}-h_{3}}$

【分析】
1. 第(1)问：液体内部压强无法直接观测，实验采用转换法，将压强大小转换为橡皮膜的凹陷程度，凹陷程度越大，对应液体压强越大，因此通过观察橡皮膜的凹陷程度判断压强大小。
2. 第(2)问：甲、乙、丙中液体为同种液体（水），随着A箱内水的深度增加，橡皮膜凹陷程度逐渐变大，由此可归纳出同种液体深度越深，压强越大的结论。
3. 第(3)问：图丁中橡皮膜向A侧凸起，说明B侧盐水对橡皮膜的压强大于A侧水的压强；两侧液体深度相近，盐水密度更大，说明深度相同时，液体密度越大压强越大。要使橡皮膜恢复原状，需让两侧压强相等，可通过增大A侧压强（如向A箱加水）或减小B侧压强（如倒出部分盐水）实现。
4. 第(4)问：橡皮膜相平时，两侧压强相等。先确定A侧水的深度为$h_2$，B侧未知液体的深度为$h_1-h_3$，再利用液体压强公式$p=\rho gh$，根据压强相等的关系推导未知液体密度。
【解析】
(1) 实验运用转换法，将液体压强的大小转换为可见的橡皮膜形变，因此通过观察$\boldsymbol{橡皮膜的凹陷程度}$来反映液体压强的大小。
(2) 甲、乙、丙中液体为同种液体，随着水的深度增加，橡皮膜凹陷程度增大，说明同种液体深度越深，产生的液体压强$\boldsymbol{越大}$。
(3) 图丁中橡皮膜向A侧凹陷，说明$\boldsymbol{盐水}$对橡皮膜的压强大；此时两侧液体深度相近，盐水密度更大，说明深度相同时，液体$\boldsymbol{密度}$越大，压强越大。要使橡皮膜恢复原状，可采取的办法是$\boldsymbol{向A箱中加水（或从B箱中倒出部分盐水）}$。
(4) 橡皮膜相平时，A侧水的压强与B侧未知液体的压强相等，即$p_{\mathrm{水}}=p_{\mathrm{液}}$。
根据液体压强公式$p=\rho gh$可得：
$\rho_{\mathrm{水}}gh_{2}=\rho_{\mathrm{液}}g(h_{1}-h_{3})$
两边约去$g$，整理得：
$\boldsymbol{\rho_{\mathrm{液}}=\dfrac{h_{2}\rho_{\mathrm{水}}}{h_{1}-h_{3}}}$
【答案】
(1) 橡皮膜的凹陷程度
(2) 越大
(3) 盐水；密度；向A箱中加水（合理即可）
(4) $\boldsymbol{\rho_{\mathrm{液}}=\dfrac{h_{2}\rho_{\mathrm{水}}}{h_{1}-h_{3}}}$
【知识点】
1. 液体压强的影响因素
2. 转换法的应用
3. 液体压强公式推导
【点评】
本题通过自制实验装置探究液体内部压强规律，既考查了转换法的实验思想，又考查了液体压强公式的理解与推导，注重对实验分析能力和公式应用能力的考查，是液体压强探究类的典型题型。
【难度系数】
0.6

4. 某科学实验小组利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值，实验步骤如下所示。

(1)把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是。
(2)如图甲，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞时，记下弹簧测力计的示数$ F $为30N。
(3)如图乙，用刻度尺测出注射器有刻度部分的长度$ L $为cm，根据公式可计算出活塞的横截面面积$ S $。
(4)此实验原理是(用题目中字母表示)，计算得到大气压强的数值为Pa。
(5)同学们发现实验误差较大，请分析该实验过程中导致误差的因素有(请写出两个即可)。

4. (1) 排尽空气，防止漏气 (2) 刚被拉动 (3) $6.00$ $S=\dfrac{V}{L}$ (4) $p=\dfrac{F}{S}$ $9×10^{4}$ (5) 漏气，空气没有排尽

【分析】
1. 第(1)问：推活塞至底端并堵住小孔，是为了排尽注射器内空气，防止外界空气进入，让注射器内部接近真空，确保外部大气压能完全作用在活塞上，这样后续拉力才能等效为大气压力。
2. 第(2)问：拉动注射器筒时，当活塞刚被拉动瞬间，活塞水平方向受力平衡，拉力与大气压力是平衡力，此时弹簧测力计示数等于大气对活塞的压力，所以要记录该时刻的示数。
3. 第(3)问：读取刻度尺时需注意分度值，图乙刻度尺分度值为1mm，可读出有刻度部分长度为6.00cm；注射器有刻度部分的容积V已知，根据柱体体积公式$V=SL$，可推导得出活塞横截面积$S=\dfrac{V}{L}$。
4. 第(4)问：实验核心是利用压强定义式$p=\dfrac{F}{S}$，将$S=\dfrac{V}{L}$代入后，结合测量的F、L、V数值，统一单位后代入计算即可得到大气压强值。
5. 第(5)问：误差因素可从内部残留空气、活塞与筒壁摩擦、装置漏气等角度分析，这些情况都会导致拉力与大气压力不相等，从而产生误差。
【解析】
(1) 把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，目的是排尽注射器内的空气，防止外界空气进入，使注射器内部接近真空，保证外部大气压能完全作用在活塞上。
(2) 水平向右慢慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞刚被拉动时，活塞处于平衡状态，弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力，大小相等，此时记下弹簧测力计的示数F。
(3) 由图乙可知，刻度尺分度值为1mm，注射器有刻度部分的长度$L=6.00\ \mathrm{cm}$；注射器有刻度部分的容积为$V=20\ \mathrm{mL}$，根据柱体体积公式$V=SL$，可得活塞的横截面积$S=\dfrac{V}{L}$。
(4) 实验原理为压强的定义式：$\boldsymbol{p=\dfrac{F}{S}}$；
将$S=\dfrac{V}{L}$代入公式得$p=\dfrac{FL}{V}$，
统一单位：$L=6.00\ \mathrm{cm}=0.06\ \mathrm{m}$，$V=20\ \mathrm{mL}=20×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，
代入数值计算：$p=\dfrac{30\ \mathrm{N} × 0.06\ \mathrm{m}}{20×10^{-6}\ \mathrm{m}^3}=9×10^4\ \mathrm{Pa}$。
(5) 实验误差的因素：①注射器内空气没有排尽，内部残留气压会抵消部分大气压，导致测量值偏小；②活塞与注射器筒壁之间存在摩擦，会使拉力偏大，导致测量值偏大（合理即可）。
【答案】
(1) 排尽注射器内的空气，防止漏气
(2) 刚被拉动
(3) $\boldsymbol{6.00}$；$\boldsymbol{S=\dfrac{V}{L}}$
(4) $\boldsymbol{p=\dfrac{F}{S}}$；$\boldsymbol{9×10^{4}}$
(5) 注射器内空气未排尽；活塞与筒壁间有摩擦（合理即可）
【知识点】
大气压强测量；二力平衡；压强公式应用
【点评】
本题考查利用注射器测量大气压强的实验，需理解实验原理，掌握实验操作的注意事项，能准确分析实验误差的来源，重点是结合二力平衡和压强公式完成定量计算。
【难度系数】
0.6