Question

【題目】如圖所示是小超同學探究“阿基米德原理”的實驗，其中桶 A 為圓柱形。

(1)正確的操作順序最佳是_______；

A.乙丙甲丁 B.乙甲丙丁 C.甲丁乙丙 D.乙丙丁甲

(2)將空桶 A 輕放入盛滿水的溢水杯中，用桶 B 接住溢出的水，如圖丙所示。則空桶A 受到的浮力為_______N；

(3)測出桶B和溢出水的總重力，如圖丁所示，則桶A排開水的重力_______（選填 “大于”、“小于”或“等于”）桶 A 受到的浮力；

(4)在實驗中，排除測量誤差因素的影響，小芳若發現桶A排開水的重力明顯小于所受的浮力，造成這種結果的原因可能是：_______；

(5)接著小琴同學往桶A中加入沙子進行實驗，得到4組數據，表格如下，其中有 明顯錯誤的是第______次，實驗中，隨著加入沙子越多，桶A浸入水中就越_______（選

填“深”或“淺”）；

次數	1	2	3	4
桶A與沙子的總重力/N	2.4	2.8	3.2	3.4
桶B與水的總重力/N	4.0	4.4	4.6	5.0

(6)小燕同學進一步探究，她將裝有適量沙子的桶 A 分別放入水中和另一未知液體中，桶 A 浸入水中的深度為 h1，浸入另一液體中的深度為 h2，設水的密度為ρ水，則另 一液體的密度表達式為_______（用題中所給和所測物理量的字母表示）；

(7)小敏將裝滿水的溢水杯放到電子秤上，再用彈簧秤掛著鋁塊，將其緩慢浸入溢水杯的水中，如圖所示，在鋁塊浸入水的過程中，溢水杯底所受水的壓力將_______ （選填“變大”或“變小”或“不變”），電子秤的讀數將_______（選填“變大”或“變 小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】B 2 等于 溢水杯中沒裝滿水 3 深 ρ水 不變 不變

【解析】

(1)[1]要探究阿基米德原理，即要探究F浮和G排的關系，根據圖示可知，該實驗中是用漂浮條件測出小桶受到的浮力，即F浮=GA，需要測小桶A的重力；而測排開水的重力時，根據G排=G總G桶B，需要測出小桶B的重力、小桶B與溢出水的總重力，即先測G桶B再測G總；考慮到實驗操作的方便性，應先測小桶B的重力，并把它放在溢水杯的正下方，再測小桶A的重力，測完之后再將小桶A放入溢水杯中處于漂浮狀態，最后測小桶B與溢出水的總重力，所以合理的順序為乙甲丙丁。

故選B。

(2)[2]由圖甲知，空桶A的重力為2N，如圖丙，小桶A處于漂浮狀態，由物體漂浮的條件可知，小桶A受到的浮力與小桶的重力相同，即F浮＝GA＝2N。

(3)[3]由圖乙知，空桶B的重力為1.6N，圖丁中桶B和溢出水的總重力為3.6N，桶A排開水的重力

G排=G總G桶B=3.6N1.6N=2N

所以比較可知F浮=G排，即桶A排開水的重力等于桶A受到的浮力。

(4)[4]桶A排開水的重力明顯小于所受的浮力，G排偏小，說明收集到的水較少，可能是溢水杯中沒裝滿水，物體開始進入水中時排開的水沒有溢出來。

(5)[5]往桶A中加入沙子進行實驗時，裝有沙子的桶A在水中仍然處于漂浮狀態，則排開水的重力等于桶A受到的浮力，也等于桶A和沙子受到的總重力，第三組數據中

G排=G總BG桶B=4.6N1.6N=3N

不等于桶A與沙子的總重力3.2N，則該組數據是錯誤的。

[6]沙子越多則越重，排開水的體積越多，桶A浸入水中深度就越深。

(6)[7]設桶A的橫截面積為S，已知桶A浸入水中的深度為h1，浸入另一液體中的深度為h2，則桶A和沙子在水中受到的浮力

F浮水=ρ水gV排水=ρ水gSh1

桶A和沙子在液體中受到的浮力

F浮液=ρ液gV排液=ρ液gSh2

因裝有沙子的桶A在水中和在液體中都處于漂浮狀態，所以兩次受到的浮力相等，即

ρ水gSh1=ρ液gSh2

解得ρ液=ρ水。

(7)[8]鋁塊浸沒在水中靜止時與鋁塊未浸入水中時相比，溢水杯中水的深度不變，根據公式p=ρgh可知，水對溢水杯底的壓強不變，根據公式F=pS可知，水對溢水杯底的壓力不變。

[9]由于溢水杯中裝滿水，鋁塊浸沒在水中靜止時，根據阿基米德原理可知鋁塊受到的浮力等于排開的水重，鋁塊對水的壓力大小與浮力相等，所以溢水杯對電子秤的壓力不變，即電子秤示數不變。