Question

【題目】如圖甲是研究彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置。用彈簧測(cè)力計(jì)提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與物體A的下表面浸入水中的深度h的關(guān)系圖象（如圖乙）。

（1）物體A浸沒(méi)在水中之前，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨A向下運(yùn)動(dòng)距離的增加而減小，說(shuō)明浮力與_____（選填“物體體積”或“排開液體體積”）有關(guān)。

（2）物體A浸沒(méi)在水中后，所受的浮力為_____N，且保持不變，說(shuō)明浸沒(méi)在水中的物體所受的浮力與它浸沒(méi)在水中的深度_____（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。若某同學(xué)在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，指針在零刻度線以上，該同學(xué)沒(méi)有調(diào)零而直接進(jìn)行測(cè)量，這樣計(jì)算出的浮力值_____（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）

（3）結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)，物體A的密度為_____kg/m3．本實(shí)驗(yàn)中先測(cè)金屬圓柱體的重力，再放入水中測(cè)浮力。若改變操作先后順序，物體A的密度的測(cè)量結(jié)果_____（選填“偏大”、“不變”或“偏小”或“無(wú)法判斷”）

（4）圓柱體A的底面積為_____cm2。

（5）如果將盛水的柱形容器換成梯形容器，如圖丁，再將A物體按上述操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則物體放入水的過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp隨h的變化圖象是圖丙中的_____。（選填“A”“B”“C”）。

Answer 1

【答案】排開液體的體積 1 無(wú)關(guān) 不變 1.2×103 偏小 20 A

【解析】

第一空．物體A浸沒(méi)在水中之前，浸入水中深度越大排開水的體積越大，根據(jù)稱重法得到浮力F浮＝G﹣F示，因彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，可知受到的浮力增大，說(shuō)明浮力與排開液體體積有關(guān)；

第二空．由圖乙可知，h=0時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為物體A的重力：GA=1.2N，

h=5cm時(shí)物體剛好浸沒(méi)在液體中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F示=0.2N，則物體A浸沒(méi)在水中后所受的浮力：

F浮=GA-F示=1.2N-0.2N=1N；

第三空．由圖乙可知，物體A浸沒(méi)在水中后，測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，根據(jù)稱重法得到，受到的浮力不變，說(shuō)明浸沒(méi)在水中的物體所受的浮力與它浸沒(méi)在水中的深度無(wú)關(guān)；

第四空．若某同學(xué)在使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)，指針在零刻度線以上，則相當(dāng)于提前少加了示數(shù)，沒(méi)有調(diào)零而直接進(jìn)行測(cè)量，這樣每次測(cè)量的結(jié)果偏小，都少加了示數(shù)，但浮力F浮=GA-F示是兩次測(cè)量結(jié)果之差，所以計(jì)算出的浮力值不變；

第五空．因物體A完全浸沒(méi)在水中，由F浮=ρgV排可得，物體A的體積：

VA=V排=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

則由G=mg得物體A的密度：

ρA=﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②得：

ρA=ρ水﹣﹣﹣﹣﹣③

將已知量代入③得：

ρA=×103kg/m3=1.2×103kg/m3；

由③，分子分母同除以GA得：

ρA=×ρ水﹣﹣﹣﹣﹣④

第六空．若先測(cè)浮力再測(cè)重力時(shí)，由于物體上面沾有水，所測(cè)重力偏大，而F示不變，由④式可知，物體A的密度的測(cè)量結(jié)果偏小；

第七空．由①可知：

VA=V排===1.0×10-4m3；

因h=5cm時(shí)物體剛好浸沒(méi)在液體中，圓柱體A的底面積：

SA==2×10-3m2=20cm2；

第八空．將圓柱形A放到柱形容器中，水面升高的高度：

Δh=，

因S容為一定值，故水面升高的高度與排開水的體積成正比，根據(jù)Δp＝ρgΔh，物體放入水的過(guò)程中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp隨Δh的變化圖象是過(guò)原點(diǎn)的直線，即C圖；

梯形容器與柱形容器相比較，故圖丁縮口的梯形容器液面上升的高度比柱形更高一些，根據(jù)Δp＝ρgh，則水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)增加量Δp會(huì)相應(yīng)的變大；如下圖所示：

則p與h不成正比，只有A符合。