Question

【題目】如圖所示為活動卡上的幾個實驗。

(1)圖（a）所示實驗過程是定量研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與______之間的關系，量筒中盛放的是水，物體受到的浮力可以用_______表示，V2-V1表示________。

(2)如圖（b）所示，在探究壓力的作用效果與哪些因素有關時，將鉛筆壓在大拇指和食指之間，觀察到手指肌肉下陷情況不同，這是在探究_______的關系。

(3)小明和小紅同學利用U形管壓強計來探究液體內部壓強與深度的關系，如圖（c）所示。小明在容器內裝入水后，將U形管壓強計的金屬盒置于水中_______不同的深度處，（選填“相同”或“不同”），并觀察比較U形管壓強計兩邊液面的_______。小紅建議：還需要在其他液體中重復實驗。你認為小紅所建議的實驗步驟是_______需要的（選填“需要”或“無需”）。

(4)圖（d）所示實驗中若玻璃管傾斜，管內水銀柱的高度將______如果玻璃管內混有部分空氣，管內水銀柱的高度將___（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】排開液體的重力 F1-F2 排開液體體積 壓力作用效果與受力面積 不同 高度差 需要 不變 變小

【解析】

由圖可知物體的重力和浸沒在液體中彈簧測力計的示數以及物體排開液體的體積，根據稱重法可求受到的浮力，根據密度公式和重力公式可求排開液體的重力，即可探究物體受到的浮力與排開液體之間的關系。壓力的作用效果與壓力大小、受力面積的大小有關，當研究壓力的作用效果與受力面積的關系時，應控制壓力的大小相同，通過手指肌肉下陷情況體現了壓力作用效果的不同。壓強計中U形管內液面的高度差反映了液體內部壓強的大小，同種液體中，深度不同，壓強不同，因此要將金屬盒置于水中不同深度處進行觀察。液體內部壓強大小還受到液體密度的影響，因此，換一種液體再進行實驗是有必要的。由（d）圖可知此實驗為托里拆利實驗，實驗中水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，在玻璃管頂端真空的情況下，管內外水銀柱的高度差與管的傾斜度、位置的深淺、水銀槽內水銀的多少以及管的粗細和長短均無關。

(1)[1][2][3] 如圖（a）所示實驗過程是定量研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與它排開液體所受重力的關系，根據稱量法測浮力可得，物體受到的浮力：

由圖可知，量筒示數的增加量V2-V1為物體排開液體的體積。

(2)[4] 將鉛筆壓在大拇指和食指之間時，兩手指受到的壓力相等，筆尖的受力面積小、筆尾的受力面積大，兩手指的下陷程度不同，故圖（b）實驗是探究壓力的作用效果與受力面積的關系；

(3)[5] [6][7]將壓強計的金屬盒置于水中不同深度處，通過觀察U形管中液面高度差的變化，可得出液體壓強的大小。因為液體內部壓強還與液體的密度有關，因此，小紅所建議的在其他液體中重復實驗是需要的；

(4)[8][9] 如圖（d）所示是托里拆利實驗的過程，由于水銀柱的高度是由外界大氣壓的大小決定的，因此若玻璃管傾斜，管內外水銀面的高度差不變。若將此裝置移到高山上，外界大氣壓減小，則水銀柱的高度將變小。