《2026年河北中考必备卷物理》

17. (6分)如图16所示是小明同学“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。

(1)实验前，小明用手按压图甲探头的橡皮膜，发现U形管两边液面高度变化不明显(选填“明显”或“不明显”)，说明这套实验装置漏气。
(2)小明解决漏气问题后进行实验，比较图乙和图丙，可知同种液体内部的同一深度，向各个方向的压强相等；比较图乙和图丁，可知同种液体，深度越深，压强越大，因此拦河大坝要做成上窄下宽(选填“上窄下宽”或“上宽下窄”)的形状。
(3)实验中小明发现，探头在水和某液体中的相同深度处，U形管两边液面的高度差对比不明显，于是做了一些改进，其中不能使U形管两边液面高度差对比更明显的是A(填选项字母)。
A. 将U形管换成更细的
B. U形管中换成密度更小的液体
C. 将某液体换成密度比水大得多的其他液体
【拓展】如图17所示，小明把一根足够长横截面积为5cm²、质量为15g，一端绑有橡皮膜的薄壁玻璃管竖直插入水中，橡皮膜向上凸出，向管内缓慢加入某种液体，直至橡皮膜水平。若两种液面的内、外高度差为1cm，则待测液体的密度为$1.2×10^3$kg/cm³。当薄膜变平后小明松开手，待玻璃管竖直静止后，薄膜到水面的距离为9cm。

答案： 17.
(1)不明显
(2)丁 上窄下宽
(3)A 【拓展$】1.2×10^3 9$
【解析】
(1)按压探头的橡皮膜，若实验装置漏气，则U形管两边液面高度变化不明显。
(2)由乙、丁可知，同种液体深度越深，U形管两端液面高度差越大，故可得结论：液体压强随着液体深度的增加而增大；因此拦河大坝要做成上窄下宽的形状。
(3)探头在不同液体中的深度相同，根据p = ρgh可知，深度相同，液体的密度越大压强越大。“将U形管换成更细的”不能使两侧液面高度差对比更加明显，故A符合题意；U形管中换密度更小的液体，两侧的高度差变大，故B不符合题意；“烧杯中换密度差更大的液体”U形管左右两侧液面的高度差变大，故C不符合题意。
【拓展】由薄膜变平可知，玻璃管内外压强相等，由题图可知，$h_1 = 6cm = 0.06m，$$h_2 = 5cm = 0.05m，$则ρ_液$gh_2 = ρ_$水$gh_1，$解得：ρ_液$ = \frac{h_1}{h_2}ρ_$水$ = \frac{0.06m}{0.05m}×1.0×10^3kg/m^3 = 1.2×10^3kg/m^3，$玻璃管内液体的体积V_液$ = Sh_2 = 5cm^2×5cm = 25cm^3 = 2.5×10^{-5}m^3，$玻璃管的重力G_管 = m_管g = 0.015kg×10N/kg = 0.15N，液体的重力G_液 = m_液g = ρ_液V_液$g = 1.2×10^3kg/m^3×2.5×10^{-5}m^3×10N/kg = 0.3N，$玻璃管与液体的总重力G_总 = G_管 + G_液 = 0.15N + 0.3N = 0.45N；此时，玻璃管排开水的体积V_排$1 = 5cm^2×6cm = 30cm^3 = 3×10^{-5}m^3，$玻璃管受到的浮力F_浮1 = ρ_水gV_排$ = 1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×3×10^{-5}m^3 = 0.3N ＜ G_$总，所以，玻璃管将向下运动。由题意得，玻璃管静止后，F_浮2 = G_总 = 0.45N；即ρ_水gV_排2 = 0.45N，解得V_排$2 = 0.45×10^{-4}m^3 = 45cm^3，$则薄膜到水面的距离$h = \frac{V_排2}{S} = \frac{45cm^3}{5cm} = 9cm。$