Question

【題目】游麗同學為了探究物體在水中不同深度所受浮力變化情況，如圖a所示，將一掛在彈簧測力計下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，實驗數據如表：

次數	1	2	3	4	5	6	7
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

(1)分析表中實驗數據，物體的密度是______kg/m3，如果將圓柱體從彈簧測力計上取下，使其沉入容器底部則靜止時圓柱體對容器底的壓力為______N；

(2)分析表中第1列到第5列數據，說明______；

(3)分析表中第6列到第7列數據，說明______；

(4)圖b中能正確反映彈簧測力計示數F和圓柱體下表面到水面距離h關系的圖像是______。

(5)另一實驗小組的李海英同學用刻度尺、燒杯、水、兩端開口的玻璃管橡皮膜細線來測量鹽水的密度操作步驟如下：

①如圖甲所示，用細線和橡皮膜把玻璃管一端扎緊，管豎直放置開口向上，向管內倒入適量的水，隨著水量的增加，橡皮膜越向下凸起，說明液體壓強隨著______的增加而增大；

②用刻度尺測出玻璃管中水柱的高度為h1（如圖c甲所示）；

③在燒杯中裝入適量的鹽水，將裝有水的玻璃管緩慢浸入鹽水中，直至橡皮膜水平為止，用刻度尺測出管底到鹽水液面的深度為h2（如圖c乙所示）；

④鹽水的密度表達式：ρ鹽水=______（水的密度用ρ水表示）；

⑤分析實驗過程，李海英同學測得的鹽水的密度比真實值偏______（選填“大”或“小”）。

Answer 1

【答案】2.7×103 4.25 在液體密度一定時，物體受到的浮力大小與物體排開的液體體積有關，物體排開的液體體積越大，物體受到的浮力越大 當物體浸沒在液體中時，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無關 D 深度 小

【解析】

由題意可知，本題考查了“影響浮力大小因素”的探究實驗、“稱重法”測量物體浮力的方法、以及“利用液體壓強測量未知液體密度”的特殊方法；可以根據“阿基米德原理”、“平衡狀態下的物體受力分析”進行分析計算。

(1)[1]第1次實驗圓柱體沒有浸入水中（h=0）可知它的重力為G=6.75N，圓柱體完全浸沒時受到的浮力

根據阿基米德原理可得圓柱體的體積

故圓柱體的密度為

[2]物體沉底時受重力、浮力、容器底的支持力，此時物體處于靜止狀態

靜止時圓柱體對容器底的壓力與容器底的支持力是相互力，大小相等，所以圓柱體對容器底的壓力也為4.25N。

(2)[3]分析表中第1列到第5列數據可知：圓柱浸入水的深度不同，即排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數也不相同，故可得出結論：在液體密度一定時，物體受到的浮力大小與物體排開的液體體積有關，物體排開的液體體積越大，物體受到的浮力越大。

(3)[4]分析表中第6列到第7列數據可知：圓柱浸沒水中的深度不同，即排開液體的體積相同，彈簧測力計的示數不變，故可得出結論：當物體浸沒在液體中時，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無關。

(4)[5]通過分析數據可知，當深度h增大時，彈簧測力計的示數先減小，后不變。

故選D。

(5)①[6]向管內倒入適量的水，隨著水量的增加，橡皮膜越向下凸起，說明液體壓強隨著深度的增加而增大。

(5)④[7]因為橡皮水平，說明鹽水與水產生的壓強相等，即

由上式可得

(5)⑤[8]橡皮膜發生形變，向下凹陷，造成測量的鹽水深度即h2變大，故密度的測量值偏小。