Question

某小組同學在探究“液體內部壓強與哪些因素有關”的實驗中，他們猜想：液體內部壓強可能與液體的深度h、液體離開容器底部距離d和液體的密度ρ有關．他們用U形管壓強計做了實驗．其中甲、乙容器中裝有水，丙容器中裝有鹽水（假設甲、乙、丙容器均能盛足夠多的液體）．他們把壓強計的金屬盒先后分別放置在液體中不同位置處，如圖所示，并把實驗數據記錄在下列表格中．（已知ρ_鹽水＞
ρ_水）
表一：甲容器（水）                                              表二：乙容器（水）                                                          表三：丙容器（鹽水）

實驗 次數	h （cm）	d （cm）	L （格）	實驗 次數	h （cm）	d （cm）	L （格）	實驗 次數	h （cm）	d （cm）	L （格）
1	10	40	4	5	10	30	4	9	10	40	5
2	10	30	4	6	20	20	8	10	20	30	10
3	10	20	4	7	30	10	12	11	30	20	15
4	10	10	4	8	40	0	16	12	40	10	20

（1）該同學是通過觀察比較

U形管中液面的高度差

知道液體內部壓強大小的．
（2）分析比較表一中的實驗數據，可得到初步結論：液體內部壓強的大小與離開容器底部的距離d

無關

的（選填“有關”或“無關”），理由是

U形管中液面的高度差相等

．
（3）分析比較實驗次數

2和9

中的實驗數據，可得到初步結論：

Answer 1

分析：（1）利用壓強計來研究液體內部壓強大小時，是通過觀察U形管中液面的高度差來反映液體內部壓強大小的；
（2）表一中控制了壓強計的深度h和液體的密度不變，只改變了金屬盒距容器底的距離d，而U形管中液面的高度差L并未發生變化，據此可得出結論；
（3）從表中找出深度相同，只有液體的密度不同的數據，當密度越大時，液體內部壓強越大，便符合題意，因此，表一中的第2次實驗和表三中的第9次實驗符合要求．

解答：解：（1）根據壓強計的結構特點可知，實驗中是通過比較U形管中液面的高度差知道液體內部壓強大小的；
（2）觀察表一中的數據可知，h不變，液體相同，只有d在不斷改變，但L不變，故可得出結論：液體內部壓強的大小與離開容器底部的距離d無關，理由是U形管中液面的高度差相等；
（3）要想得出“當深度相同時，液體內部壓強與液體的密度有關，液體的密度越大，液體內部壓強越大”的結論，必須是不同的液體做比較，同時還必須保持深度h和離開容器底的距離d不變，所以實驗次數2和9符合要求．h均為10cm，d均為40cm，液面的高度差在水中時為4格，在鹽水中時為5格．
故答案為：
（1）U形管中液面的高度差；
（2）無關；U形管中液面的高度差相等；
（3）2和9．

點評：了解壓強計的基本使用方法是順利完成此類實驗的基礎．本題的關鍵還是利用控制變量法對實驗數據的分析，圍繞影響液體壓強的兩個因素：深度與密度，通過觀察和分析數據，找出變量與不變量，可得出相應的結論．同時，也可以在已知結論的情況下，通過變量與不變量明確相應的實驗序號．