Question

10．如圖所示為活動(dòng)卡上的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)．

①圖（a）所示實(shí)驗(yàn)過程是定量研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與物體排開液體的重力 之間的關(guān)系，量筒中盛放的是水，物體受到的浮力可以用F₁-F₂表示，V₂-V₁表示物體排開液體的體積．
②如圖（b）所示，在探究壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)時(shí)，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，這是在探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系．
③小明和小紅同學(xué)利用U形管壓強(qiáng)計(jì)來探究液體內(nèi)部壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，如圖（c）所示．小明在容器內(nèi)裝入水后，將U形管壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)計(jì)兩邊液面的高度差．小紅建議：還需要在其他液體中重復(fù)實(shí)驗(yàn)．你認(rèn)為小紅所建議的實(shí)驗(yàn)步驟是需要的（選填“需要”或“無需”）．
④如圖（d）所示是托里拆利實(shí)驗(yàn)的過程，實(shí)驗(yàn)中若玻璃管傾斜，管內(nèi)水銀柱的高度將不變，若將此裝置移到高山上，則水銀柱的高度將變�。�（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）由圖可知物體的重力和浸沒在液體中彈簧測力計(jì)的示數(shù)以及物體排開液體的體積，根據(jù)稱重法可求受到的浮力，根據(jù)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(guān)系．
（2）壓力的作用效果與壓力大小、受力面積的大小有關(guān)，當(dāng)研究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控壓力的大小相同，通過手指肌肉下陷情況體現(xiàn)了壓力作用效果的不同．
（3）壓強(qiáng)計(jì)中U形管內(nèi)液面的高度差反映了液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小，同種液體中，深度不同，壓強(qiáng)不同，因此要將金屬盒置于水中不同深度處進(jìn)行觀察．液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小還受到液體密度的影響，因此，換一種液體再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是有必要的．
（4）由（d）圖可知此實(shí)驗(yàn)為托里拆利實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(nèi)外水銀柱的高度差與管的傾斜度、位置的深淺、水銀槽內(nèi)水銀的多少以及管的粗細(xì)和長短均無關(guān)．

解答 解：
①如圖（a）所示實(shí)驗(yàn)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(guān)系；
根據(jù)稱量法測浮力可得，物體受到的浮力：F_浮=F₁-F₂，
由圖可知，量筒示數(shù)的增加量V₂-V₁為物體排開液體的體積．
②將鉛筆壓在大拇指和食指之間時(shí)，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(shí)驗(yàn)是探究壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系．
③將壓強(qiáng)計(jì)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(qiáng)的大�。�
因?yàn)橐后w內(nèi)部壓強(qiáng)還與液體的密度有關(guān)，因此，小紅所建議的在其他液體中重復(fù)實(shí)驗(yàn)是需要的．
④如圖（d）所示是托里拆利實(shí)驗(yàn)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(nèi)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�。�
故答案為：
①物體排開液體的重力；F₁-F₂；物體排開液體的體積；
②受力面積；
③不同；高度差；需要；
④托里拆利；不變；變�。�

點(diǎn)評 本題考查了阿基米德原理實(shí)驗(yàn)、影響壓力作用效果、液體壓強(qiáng)規(guī)律和托里拆利實(shí)驗(yàn)，涉及的實(shí)驗(yàn)和知識點(diǎn)較多，明白各個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作和注意事項(xiàng)是解決本題的關(guān)鍵．