Question

11．某小组同学在探究“液体内部压强与哪些因素有关”的实验中，他们猜想：液体内部压强可能与液体的深度h、液体离开容器底部距离d和液体的密度ρ有关．他们用U形管压强计做了实验．其中甲、乙容器中装有水，丙容器中装有盐水（假设甲、乙、丙容器均能盛足够多的液体）．他们把压强计的金属盒先后分别放置在液体中不同位置处，如图所示，并把实验数据记录在下列表格中．（已知ρ_盐水＞ρ_水） 
表一：甲容器（水）     表二：乙容器（水）       表三：丙容器（盐水）

实验 次数	h （cm）	d （cm）	L （格）	实验 次数	h （cm）	d （cm）	L （格）	实验 次数	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）该同学是通过观察比较U形管中液面的高度差知道液体内部压强大小的．
（2）分析比较表一中的实验数据，可得到初步结论：液体内部压强的大小与离开容器底部的距离d无关的（选填“有关”或“无关”），理由是U形管中液面的高度差相等．
（3）分析比较实验次数2和9中的实验数据，可得到初步结论：当深度相同时，液体内部压强与液体的密度有关，液体的密度越大，液体内部压强越大．

Answer 1

分析 （1）利用压强计来研究液体内部压强大小时，是通过观察U形管中液面的高度差来反映液体内部压强大小的；
（2）表一中控制了压强计的深度h和液体的密度不变，只改变了金属盒距容器底的距离d，而U形管中液面的高度差L并未发生变化，据此可得出结论；
（3）从表中找出深度相同，只有液体的密度不同的数据，当密度越大时，液体内部压强越大，便符合题意，因此，表一中的第2次实验和表三中的第9次实验符合要求．

解答 解：（1）根据压强计的结构特点可知，实验中是通过比较U形管中液面的高度差知道液体内部压强大小的；
（2）观察表一中的数据可知，h不变，液体相同，只有d在不断改变，但L不变，故可得出结论：液体内部压强的大小与离开容器底部的距离d无关，理由是U形管中液面的高度差相等；
（3）要想得出“当深度相同时，液体内部压强与液体的密度有关，液体的密度越大，液体内部压强越大”的结论，必须是不同的液体做比较，同时还必须保持深度h和离开容器底的距离d不变，所以实验次数2和9符合要求．h均为10cm，d均为40cm，液面的高度差在水中时为4格，在盐水中时为5格．
故答案为：（1）U形管中液面的高度差；（2）无关；U形管中液面的高度差相等；（3）2和9．

点评 了解压强计的基本使用方法是顺利完成此类实验的基础．本题的关键还是利用控制变量法对实验数据的分析，围绕影响液体压强的两个因素：深度与密度，通过观察和分析数据，找出变量与不变量，可得出相应的结论．同时，也可以在已知结论的情况下，通过变量与不变量明确相应的实验序号．