题目
用如图所示的实验装置来测量液体的密度,将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K,已知左边液体的密度为rho_(1),左右两边液柱高度分别为h_(1)、h_(2),则下列说法正确的是( )接抽气机-|||-K-|||-1A:实验中必须将U形管内抽成真空B:若将U形管倾斜,左右两边液柱高度差会增大C:右边液体的密度rho_(2)=dfrac(rho_{1)h_(1)}(h_{2)}D:右边液体的密度rho_(2)=dfrac( rho _{1)h_(2)}(h_{1)}
用如图所示的实验装置来测量液体的密度,将一个带有阀门的三通U形管倒置在两个装有液体的容器中,用抽气机对U形管向外抽气,再关闭阀门K,已知左边液体的密度为$\rho_{1}$,左右两边液柱高度分别为$h_{1}$、$h_{2}$,则下列说法正确的是( )
- 实验中必须将U形管内抽成真空
- 若将U形管倾斜,左右两边液柱高度差会增大
- 右边液体的密度$\rho_{2}=\dfrac{\rho_{1}h_{1}}{h_{2}}$
- 右边液体的密度$\rho_{2}=\dfrac{ \rho _{1}h_{2}}{h_{1}}$
题目解答
答案
C. 右边液体的密度$\rho_{2}=\dfrac{\rho_{1}h_{1}}{h_{2}}$
解析
本题考查液体压强的平衡条件及U形管测密度的原理。关键在于理解抽气后U形管内封闭气体的压强如何与两侧液体压强达到平衡。核心思路是:两侧液体产生的压强相等时,封闭气体的压强才能保持稳定,从而通过高度差计算密度。
选项分析
A选项:实验中必须将U形管内抽成真空
错误。实验只需保证U形管内气体压强足够低,使两侧液体在自身重力作用下达到压强平衡,并非必须完全真空。
B选项:若将U形管倾斜,液柱高度差会增大
错误。液体压强仅与垂直高度有关,与管是否倾斜无关。倾斜只会改变液柱长度,但高度差$h_1$与$h_2$不变。
C选项:$\rho_2 = \dfrac{\rho_1 h_1}{h_2}$
正确。两侧液体压强平衡时,有$\rho_1 g h_1 = \rho_2 g h_2$,消去$g$得$\rho_2 = \dfrac{\rho_1 h_1}{h_2}$。
D选项:$\rho_2 = \dfrac{\rho_1 h_2}{h_1}$
错误。公式推导方向颠倒,未正确反映压强平衡关系。