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橡皮膜或软管某处漏气
不可靠,因为没有控制橡皮膜盒在两种液体中的深度相同,无法仅通过U形管液面高度差判断液体种类
$p_A>p_B>p_C$


B
B
【分析】
1. 对于第(1)问:当压强计的橡皮膜盒在空气中时,U形管两边液面应相平,若不相平,本质是软管内气压与外界大气压不相等。倒出右管液体无法从根本上解决气压不等的问题,只有取下软管重新安装,让U形管两侧都与大气压相通,液面才会自动相平,因此应选B选项。
2. 对于第(2)问:按压橡皮膜时U形管液柱高度几乎不变,说明橡皮膜受到的压强无法通过软管内气体传递到U形管,原因是装置存在漏气问题,气体从漏气处溢出,无法形成有效气压差。
3. 对于第(3)问:液体压强与液体密度、深度都有关,要判断液体密度大小,需用控制变量法控制橡皮膜盒的深度相同。小明的实验中丙、丁图橡皮膜盒深度不同,因此无法仅通过液面高度差判断液体种类,结论不可靠。
【解析】
(1) 当橡皮膜盒在空气中时,U形管两侧液面不相平是因为软管内气压与外界大气压有差异:
选项A:倒出右管液体,无法改变软管内的气压,液面仍会再次出现高度差,不能解决问题;
选项B:取下软管重新安装,可使U形管两侧都与大气压相通,液面会自动相平,符合要求,故选B。
(2) 按压橡皮膜时U形管液柱高度几乎不变,说明压强计气密性不佳,橡皮膜或软管某处漏气,导致按压时气体从漏气处跑出,U形管两侧无法形成有效气压差。
(3) 液体压强的大小由液体密度和深度共同决定,要比较液体密度,需控制橡皮膜盒在液体中的深度相同(控制变量法)。小明的实验中,丙、丁两图橡皮膜盒的浸入深度不同,因此不能仅根据U形管液面高度差判断丁杯是盐水,结论不可靠。
【答案】
(1) $\boldsymbol{B}$
(2) 橡皮膜或软管某处漏气
(3) 不可靠,因为没有控制橡皮膜盒在两种液体中的深度相同,无法仅通过U形管液面高度差判断液体种类
【知识点】
液体压强的影响因素;压强计的使用;控制变量法
【点评】
本题围绕液体压强计的使用和液体压强规律展开,既考查了压强计的调试、故障分析,又强调了控制变量法在实验结论推导中的必要性,需要学生理解压强计的工作原理,同时熟练掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
1. 对于第(1)问:当压强计的橡皮膜盒在空气中时,U形管两边液面应相平,若不相平,本质是软管内气压与外界大气压不相等。倒出右管液体无法从根本上解决气压不等的问题,只有取下软管重新安装,让U形管两侧都与大气压相通,液面才会自动相平,因此应选B选项。
2. 对于第(2)问:按压橡皮膜时U形管液柱高度几乎不变,说明橡皮膜受到的压强无法通过软管内气体传递到U形管,原因是装置存在漏气问题,气体从漏气处溢出,无法形成有效气压差。
3. 对于第(3)问:液体压强与液体密度、深度都有关,要判断液体密度大小,需用控制变量法控制橡皮膜盒的深度相同。小明的实验中丙、丁图橡皮膜盒深度不同,因此无法仅通过液面高度差判断液体种类,结论不可靠。
【解析】
(1) 当橡皮膜盒在空气中时,U形管两侧液面不相平是因为软管内气压与外界大气压有差异:
选项A:倒出右管液体,无法改变软管内的气压,液面仍会再次出现高度差,不能解决问题;
选项B:取下软管重新安装,可使U形管两侧都与大气压相通,液面会自动相平,符合要求,故选B。
(2) 按压橡皮膜时U形管液柱高度几乎不变,说明压强计气密性不佳,橡皮膜或软管某处漏气,导致按压时气体从漏气处跑出,U形管两侧无法形成有效气压差。
(3) 液体压强的大小由液体密度和深度共同决定,要比较液体密度,需控制橡皮膜盒在液体中的深度相同(控制变量法)。小明的实验中,丙、丁两图橡皮膜盒的浸入深度不同,因此不能仅根据U形管液面高度差判断丁杯是盐水,结论不可靠。
【答案】
(1) $\boldsymbol{B}$
(2) 橡皮膜或软管某处漏气
(3) 不可靠,因为没有控制橡皮膜盒在两种液体中的深度相同,无法仅通过U形管液面高度差判断液体种类
【知识点】
液体压强的影响因素;压强计的使用;控制变量法
【点评】
本题围绕液体压强计的使用和液体压强规律展开,既考查了压强计的调试、故障分析,又强调了控制变量法在实验结论推导中的必要性,需要学生理解压强计的工作原理,同时熟练掌握控制变量法的应用。
【难度系数】
0.6
【分析】
要比较容器底部A、B、C三点的压强大小,需根据液体压强的规律分析:液体压强公式为$ p=\rho gh $,其中$ \rho $是液体密度,$ g $是重力加速度,$ h $是该点到液面的垂直深度。对于同种液体,$ \rho $和$ g $均为定值,因此液体压强只与深度$ h $有关,深度越大,压强越大。接下来判断三点的深度大小:由图可知,A点到液面的垂直深度最深,B点次之,C点最浅,据此可得出压强的大小关系。
【解析】
1. 液体压强的计算公式为:$ p=\rho gh $;
2. 容器中是同种液体(水),液体密度$ \rho $相同,$ g $为常量,因此液体压强与深度$ h $成正比;
3. 深度是指从液面到该点的垂直距离,由图可知三点的深度关系为:$ h_A > h_B > h_C $;
4. 根据公式$ p=\rho gh $,可得三点的压强关系为:$ p_A>p_B>p_C $。
【答案】
$ p_A>p_B>p_C $
【知识点】
液体压强的影响因素、液体压强公式应用
【点评】
本题考查液体压强的基本规律,关键是正确理解“深度”的概念(深度是从液面到该点的垂直距离,而非到容器底部的距离),只要掌握液体压强公式的应用就能解决,属于基础题型。
【难度系数】
0.8
【分析】
要解决这道题,需分别从固体压强和液体压强的角度分析:
1. 分析瓶子对桌面的压强:正立与倒立放置时,瓶子对桌面的压力均等于瓶和水的总重力,压力大小不变;但倒立后与桌面的接触面积(受力面积)变小。根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$,压力不变时,受力面积越小压强越大,据此可比较$p_1$与$p_3$的大小。
2. 分析水对容器的压强:正立时瓶子下宽上窄,水的深度较小;倒立后瓶子上部较窄,水的深度变大。根据液体压强公式$p=\rho gh$,液体密度和g不变时,深度越大压强越大,据此可比较$p_2$与$p_4$的大小。
【解析】
1. 比较$p_1$和$p_3$:
瓶子正立、倒立在水平桌面时,对桌面的压力$F_1=F_3=G_{总}$($G_{总}$为瓶和水的总重力),压力相等;
由图可知,正立时受力面积$S_1$(瓶底面积)大于倒立时受力面积$S_3$(瓶盖面积),即$S_1>S_3$;
根据$p=\frac{F}{S}$,压力F不变,受力面积S越小压强越大,故$p_1 < p_3$。
2. 比较$p_2$和$p_4$:
正立时水的深度$h_2$小于倒立后水的深度$h_4$(瓶子上窄下宽,倒立后水的深度变大);
根据$p=\rho gh$,水的密度$\rho$和g为定值,深度h越大压强越大,故$p_2 < p_4$。
【答案】
<;<
【知识点】
固体压强计算;液体压强计算
【点评】
本题考查固体压强与液体压强的综合应用,核心是区分两种压强的影响因素:固体压强看压力和受力面积,液体压强看液体密度和深度,需注意两种压强分析方法的差异,避免混淆。
【难度系数】
0.6
【分析】
要比较A、B两点的压强大小,需根据液体压强公式 $ p = \rho gh $ 分析。首先明确公式中“h”的含义:是指该点到液面的垂直深度,而非到容器底部的高度。题目中A、B两点处于相同高度,且容器盛满水,说明两点到液面的垂直深度相等;液体均为水,密度$ \rho $相同,g为常量,因此根据公式可判断两点压强的大小关系。
【解析】
根据液体压强公式 $ p = \rho gh $:
1. 确定深度:A、B两点处于相同高度,容器盛满水,因此两点到液面的垂直深度 $ h_A = h_B $;
2. 确定液体密度:容器内液体为水,$ \rho_A = \rho_B = \rho_{水} $;
3. 代入公式:由于$ \rho $、g、h均相同,因此 $ p_A = \rho gh_A $,$ p_B = \rho gh_B $,可得 $ p_A = p_B $。
【答案】
B
【知识点】
液体压强的计算
【点评】
本题考查液体压强公式的应用,核心是正确理解“深度”的定义(从液面到该点的竖直距离),易混淆“高度”与“深度”的概念,属于基础题型,侧重对基本公式和概念的考查。
【难度系数】
0.8
【分析】
要判断水对杯底的压强变化,需结合液体压强公式分析:首先,杯子是盛满水的,当手指浸入时,水会溢出,杯内的水深h始终保持不变;根据液体压强公式p=ρgh,水的密度ρ和重力加速度g是定值,只要水深h不变,水对杯底的压强就不变。因此解题关键是明确浸入手指后杯内水深是否改变。
【解析】
1. 已知杯子盛满水,当手指浸入水中(不接触杯底)时,水会溢出,杯内的水深h保持不变;
2. 根据液体压强公式$ p = \rho gh $,水的密度$ \rho $、重力加速度$ g $均为定值,水深$ h $不变,因此水对杯底的压强不变。
【答案】
B
【知识点】
液体压强的影响因素、液体压强公式应用
【点评】
本题考查液体压强的相关知识,解题的关键是抓住“杯子盛满水”这一关键条件,避免错误认为手指浸入后水面上升导致压强变大。提醒学生审题时要关注细节,准确分析液体深度的变化情况。
【难度系数】
0.6