Question

【题目】如图甲是研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置。用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与物体A的下表面浸入水中的深度h的关系图象（如图乙）。

（1）物体A浸没在水中之前，弹簧测力计的示数随A向下运动距离的增加而减小，说明浮力与_____（选填“物体体积”或“排开液体体积”）有关。

（2）物体A浸没在水中后，所受的浮力为_____N，且保持不变，说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度_____（选填“有关”或“无关”）。若某同学在使用弹簧测力计时，指针在零刻度线以上，该同学没有调零而直接进行测量，这样计算出的浮力值_____（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）

（3）结合试验数据，物体A的密度为_____kg/m3．本实验中先测金属圆柱体的重力，再放入水中测浮力。若改变操作先后顺序，物体A的密度的测量结果_____（选填“偏大”、“不变”或“偏小”或“无法判断”）

（4）圆柱体A的底面积为_____cm2。

（5）如果将盛水的柱形容器换成梯形容器，如图丁，再将A物体按上述操作进行实验，则物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量Δp随h的变化图象是图丙中的_____。（选填“A”“B”“C”）。

Answer 1

【答案】排开液体的体积 1 无关 不变 1.2×103 偏小 20 A

【解析】

第一空．物体A浸没在水中之前，浸入水中深度越大排开水的体积越大，根据称重法得到浮力F浮＝G﹣F示，因弹簧测力计的示数减小，可知受到的浮力增大，说明浮力与排开液体体积有关；

第二空．由图乙可知，h=0时弹簧测力计的示数即为物体A的重力：GA=1.2N，

h=5cm时物体刚好浸没在液体中，弹簧测力计的示数F示=0.2N，则物体A浸没在水中后所受的浮力：

F浮=GA-F示=1.2N-0.2N=1N；

第三空．由图乙可知，物体A浸没在水中后，测力计示数不变，根据称重法得到，受到的浮力不变，说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关；

第四空．若某同学在使用弹簧测力计时，指针在零刻度线以上，则相当于提前少加了示数，没有调零而直接进行测量，这样每次测量的结果偏小，都少加了示数，但浮力F浮=GA-F示是两次测量结果之差，所以计算出的浮力值不变；

第五空．因物体A完全浸没在水中，由F浮=ρgV排可得，物体A的体积：

VA=V排=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

则由G=mg得物体A的密度：

ρA=﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②得：

ρA=ρ水﹣﹣﹣﹣﹣③

将已知量代入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．若先测浮力再测重力时，由于物体上面沾有水，所测重力偏大，而F示不变，由④式可知，物体A的密度的测量结果偏小；

第七空．由①可知：

VA=V排===1.0×10-4m3；

因h=5cm时物体刚好浸没在液体中，圆柱体A的底面积：

SA==2×10-3m2=20cm2；

第八空．将圆柱形A放到柱形容器中，水面升高的高度：

Δh=，

因S容为一定值，故水面升高的高度与排开水的体积成正比，根据Δp＝ρgΔh，物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量Δp随Δh的变化图象是过原点的直线，即C图；

梯形容器与柱形容器相比较，故图丁缩口的梯形容器液面上升的高度比柱形更高一些，根据Δp＝ρgh，则水对容器底部的压强增加量Δp会相应的变大；如下图所示：

则p与h不成正比，只有A符合。