Question

【題目】小李同學研究當與U形管相連的金屬盒放入液體中時

U形管兩邊液面高度差的特點。他在U形管內注水、將與U形管一端相連的金屬盒放入容器內的液體中，發現U形管兩邊液面有一高度差，如圖（a）所示。接著他分別僅改變金屬盒在液體中的深度、U形管內液體的種類、金屬盒的面積，發現U形管兩邊液面高度差如圖（b）、（c）和（d）所示。（已知ρ酒＜ρ水，S1＜S2）

①分析圖（a）和（b）可知，金屬盒在液體中的深度越大，U形管內液體密度相同，U形管兩邊液面_____。

②分析圖（a）和（c）可知，金屬盒在液體中的深度相同時，_____。

③分析圖（a）和（d）可知，金屬盒在液體中的深度相同時，_____。

Answer 1

【答案】高度差越大 U 形管內液體密度越大，U 形管兩邊液面高度差越小 U 形管內液體密度相同，U 形管兩邊液面高度差相同，與金屬盒面積無關

【解析】

U形管兩側液面高度差的大小影響因素：金屬盒在液體中的深度、U形管內液體的種類、金屬盒的面積，探究和其中一個是否有關時，應該用到控制變量法。

（1）分析圖（a）和（b）可知，U形管內液體的密度、金屬盒的面積均相同，金屬盒在液體中的深度越大，U形管兩側液面高度差越大；

（2）分析圖（a）和（c）可知，金屬盒在液體中的深度、金屬盒的面積均相同，且水的密度大于酒精，U形管裝水時兩邊液面高度差較小（小于管內裝酒精時兩邊液面高度差），即U形管內液體密度越大，U形管兩邊的液面高度差越小；

（3）分析圖（a）和（d）可知，金屬盒在液體中的深度、U形管內液體的密度均相同時，改變金屬盒的面積，發現U形管兩邊液面高度差相同，表明U形管兩邊液面高度差與金屬盒面積無關。