Question

【題目】為探究“浮在液面上的實心球體露出液面的體積與哪些因素有關”，某小組同學提出可能與實心球的密度、實心球的球體體積等因素有關，于是他們用甲、乙兩種不同物質制成了若干個實心球體，放入盛有適量水的量筒中進行實驗，并將測量及計算得到的有關數據記錄在表一中．

（1）分析比較實驗序號__________中的數據及相關條件，可初步得出：浮在水面上實心球體的體積相同時，球體的__________越大，露出水面的體積越小．

（2）分析比較表中數據還可以初步得出的結論是浮在水面上實心球體的密度相同時， _______．

（3）若用乙物質制成體積為15cm3的實心球體，當它浮在水面上時露出水面的體積應為__________cm3，實心球體所受到的浮力為__________N（g=10N/kg）．

（4）如圖所示為一種自動貯水器的示意圖，若圖中的浮子是用甲物質制成的，如果換用乙物質制成相同體積的實心球體為浮子，貯水器中的最高水位__________（選填“升高”或“降低”）．

（5）在上述活動的基礎上，小組同學認為還須進一步探究所得結論是否適用其它液體，表二所列三個方案中，符合探究要求的是__________（選填序號）．

Answer 1

【答案】1與5(或3與7,或4與8) 密度 露出水面的體積與球體的體積成正比 7.5 0.075 降低 A

【解析】

(1)由表一知,序號14的球體密度相同,58的球體密度相同(ρ乙<ρ甲),并且1與5、3與7、4與8的球體體積相同,所以比較實驗序號1與5(或3與7、4與8)中的數據及相關條件，可初步得出：浮在水面上實心球體的體積相同時，球體的密度越大，露出水面的體積越小。

(2)在序號14中,球體密度一定,體積之比為10cm3:15cm3:20cm3:30cm3=2:3:4:6，露出水面的體積之比為2cm3:3cm3:4cm3:6cm3=2:3:4:6；在序號58中，球體密度一定，體積之比與露出水面體積之比也是相同的。所以，實驗結論是：浮在水面上實心球體的密度相同時，露出液面的體積與球體的體積成正比；(3)在序號58中,每個球體露出水面的體積都是總體積的====,所以,體積是15cm3的球體露出水面的體積為×15cm3=7.5cm3；

由阿基米德原理可知實心球體所受到的浮力為：F浮=ρ水gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×106m3=0.075N，

(4)已知兩個球的體積相同,并且ρ乙<ρ甲，所以乙材料的浮子露出水面的體積更大一些，即排開水的體積小一些，因此液面會下降；

(5)要研究此規律是否適用與其它液體，必須使用同一個實心球放在不同液體中，觀察露出液面體積與液體密度是否有關。所以選擇A.