登录
10. 如图9所示，小明利用压强计探究影响液体内部压强大小的因素。
(1)压强计是通过U形管两侧液面的来反映被测压强大小的。实验前用手轻轻按压几下橡皮膜，检查装置是否漏气，若U形管中的液体能灵活升降，则说明装置(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)做②③两次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体的是否有关。做三次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系。此实验所用的方法为。
(3)若图⑦中U形管左右两侧红墨水液面的高度差h₁＝10.2 cm，则U形管中红墨水产生的压强差为Pa。此时金属盒在液体中的深度h₂＝12 cm，图⑦杯中液体的密度为。(红墨水的密度为1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg，忽略橡皮膜抵消的压强)
(1)压强计是通过U形管两侧液面的来反映被测压强大小的。实验前用手轻轻按压几下橡皮膜，检查装置是否漏气，若U形管中的液体能灵活升降，则说明装置(选填“漏气”或“不漏气”)。
(2)做②③两次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体的是否有关。做三次实验，是为了探究液体内部压强大小跟液体深度的关系。此实验所用的方法为。
(3)若图⑦中U形管左右两侧红墨水液面的高度差h₁＝10.2 cm，则U形管中红墨水产生的压强差为Pa。此时金属盒在液体中的深度h₂＝12 cm，图⑦杯中液体的密度为。(红墨水的密度为1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg，忽略橡皮膜抵消的压强)
答案
高度差
不漏气
密度
④⑤⑥
控制变量法
1020
$ 0.85 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $
不漏气
密度
④⑤⑥
控制变量法
1020
$ 0.85 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 $
解析
【解析】
(1) 压强计的工作原理是通过U形管两侧液面的高度差来反映被测压强的大小，高度差越大，压强越大；实验前按压橡皮膜，若U形管中液体能灵活升降，说明装置不漏气。
(2) ②③两次实验中，金属盒的深度、方向相同，液体密度不同，U形管液面高度差不同，是为了探究液体内部压强与液体密度的关系；探究液体内部压强与深度的关系时，需控制液体密度和金属盒方向相同，改变深度，故选④⑤⑥三次实验；此实验用到控制变量法。
(3) 根据液体压强公式$p=\rho gh$，U形管中红墨水产生的压强差：
$p=\rho_{墨水}gh_1=1.0×10^3\,\mathrm{kg/m^3}×10\,\mathrm{N/kg}×0.102\,\mathrm{m}=1020\,\mathrm{Pa}$；
忽略橡皮膜抵消的压强，金属盒处液体压强等于该压强差，即$p=\rho_{液}gh_2$，则液体密度：
$\rho_{液}=\frac{p}{gh_2}=\frac{1020\,\mathrm{Pa}}{10\,\mathrm{N/kg}×0.12\,\mathrm{m}}=0.85×10^3\,\mathrm{kg/m^3}$。
【答案】
(1) 高度差；不漏气
(2) 密度；④⑤⑥；控制变量法
(3) $\boldsymbol{1020}$；$\boldsymbol{0.85×10^3\,\mathrm{kg/m^3}}$
【知识点】
液体内部压强特点；控制变量法；液体压强计算
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，需熟练掌握控制变量法的应用，以及液体压强公式的计算，理解压强计的工作原理是解题关键。
【难度系数】
0.6
(1) 压强计的工作原理是通过U形管两侧液面的高度差来反映被测压强的大小，高度差越大，压强越大；实验前按压橡皮膜，若U形管中液体能灵活升降，说明装置不漏气。
(2) ②③两次实验中，金属盒的深度、方向相同，液体密度不同，U形管液面高度差不同，是为了探究液体内部压强与液体密度的关系；探究液体内部压强与深度的关系时，需控制液体密度和金属盒方向相同，改变深度，故选④⑤⑥三次实验；此实验用到控制变量法。
(3) 根据液体压强公式$p=\rho gh$，U形管中红墨水产生的压强差：
$p=\rho_{墨水}gh_1=1.0×10^3\,\mathrm{kg/m^3}×10\,\mathrm{N/kg}×0.102\,\mathrm{m}=1020\,\mathrm{Pa}$；
忽略橡皮膜抵消的压强，金属盒处液体压强等于该压强差，即$p=\rho_{液}gh_2$，则液体密度：
$\rho_{液}=\frac{p}{gh_2}=\frac{1020\,\mathrm{Pa}}{10\,\mathrm{N/kg}×0.12\,\mathrm{m}}=0.85×10^3\,\mathrm{kg/m^3}$。
【答案】
(1) 高度差；不漏气
(2) 密度；④⑤⑥；控制变量法
(3) $\boldsymbol{1020}$；$\boldsymbol{0.85×10^3\,\mathrm{kg/m^3}}$
【知识点】
液体内部压强特点；控制变量法；液体压强计算
【点评】
本题考查液体内部压强的探究实验，需熟练掌握控制变量法的应用，以及液体压强公式的计算，理解压强计的工作原理是解题关键。
【难度系数】
0.6
11. 如图10甲所示，对接并用力挤压两个吸盘，拉开吸盘时需要用较大的力，这说明了大气压的存在。小明利用吸盘、弹簧测力计和刻度尺等估测大气压强的值。
(1)如图乙所示，先将蘸水的吸盘用力按压在玻璃板上，再用刻度尺测量吸盘与玻璃板接触面的直径d，然后用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘刚刚脱离玻璃板，记录弹簧测力计的示数F。大气压强的数值表示为(用所给字母表示)。
(2)误差分析：
①吸盘与玻璃板间的空气不可能完全排尽，会导致大气压强的测量值偏(选填“大”或“小”)。
②吸盘有一定的重力，会导致大气压强的测量值偏(选填“大”或“小”)。
(1)如图乙所示，先将蘸水的吸盘用力按压在玻璃板上，再用刻度尺测量吸盘与玻璃板接触面的直径d，然后用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘刚刚脱离玻璃板，记录弹簧测力计的示数F。大气压强的数值表示为(用所给字母表示)。
(2)误差分析：
①吸盘与玻璃板间的空气不可能完全排尽，会导致大气压强的测量值偏(选填“大”或“小”)。
②吸盘有一定的重力，会导致大气压强的测量值偏(选填“大”或“小”)。
答案
$ \frac{4F}{π d^2} $
小
大
小
大
解析
【解析】
(1) 当吸盘刚刚脱离玻璃板时，大气对吸盘的压力等于弹簧测力计的示数F。吸盘的受力面积$S=π(\frac{d}{2})^2=\frac{π d^2}{4}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入得$p=\frac{4F}{π d^2}$。
(2) ①吸盘与玻璃板间空气未排尽时，内部空气压强会抵消部分大气压力，使测得的F偏小，由$p=\frac{4F}{π d^2}$可知，测量值偏小；②吸盘有重力，会使测得的F偏大，导致计算出的大气压强测量值偏大。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\frac{4F}{π d^2}}$
(2) ①小；②大
【知识点】
大气压强的测量，压强公式应用
【点评】
本题考查大气压强的测量实验，涵盖实验原理与误差分析，需明确实验中各因素对测量结果的影响。
【难度系数】
0.6
(1) 当吸盘刚刚脱离玻璃板时，大气对吸盘的压力等于弹簧测力计的示数F。吸盘的受力面积$S=π(\frac{d}{2})^2=\frac{π d^2}{4}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入得$p=\frac{4F}{π d^2}$。
(2) ①吸盘与玻璃板间空气未排尽时，内部空气压强会抵消部分大气压力，使测得的F偏小，由$p=\frac{4F}{π d^2}$可知，测量值偏小；②吸盘有重力，会使测得的F偏大，导致计算出的大气压强测量值偏大。
【答案】
(1) $\boldsymbol{\frac{4F}{π d^2}}$
(2) ①小；②大
【知识点】
大气压强的测量，压强公式应用
【点评】
本题考查大气压强的测量实验，涵盖实验原理与误差分析，需明确实验中各因素对测量结果的影响。
【难度系数】
0.6
