Question

某校科学兴趣小组在学习了“植物体对水的吸收、利用和散失”的知识后，利用食盐、水、新鲜冬瓜和自制土密度计对植物细胞吸水、失水的原理展开探究．他们将冬瓜除去瓜瓤后制成“冬瓜碗”，并在“冬瓜碗”中加入240g密度为1.2g/cm³的食盐水．并在溶液中放置自制土密度计（实验装置如图甲所示），通过观察一段时间后土密度计浸没深度的变化，分析研究冬瓜得失水分的状况．若土密度计在溶液中浸没的深度随时间的变化曲线如图乙所示．请你帮助该兴趣小组完成实验的探究和分析．（食盐溶解于水后，液体体积基本不变）
（1）实验过程中，土密度计所受的浮力

 

（选填“增大”、“减小”或“不变”）．根据土密度计浸没深度的变化情况可知，冬瓜在盐水中

 

（选填“吸水”或“失水”），且速度变化的特点是

 

．
（2）根据图象数据通过计算可知，一段时间后盐水的密度是

 

g/cm³．
（3）综合以上数据通过粗略计算可知实验过程中冬瓜得失水的总质量是

 

g．

Answer 1

分析：根据漂浮的条件（浮力等于物体重力）分析，根据土密度计浸没深度的变化情况可知，排开液体的体积变化，由阿基米德原理计算即可．

解答：解：（1）实验过程中，土密度计始终处于漂浮，所受的浮力与密度计重力，而重力不变，所以浮力不变．
根据图象可知：土密度计浸没深度逐渐变大，则V_排变大，而浮力不变，由阿基米德原理F_浮=ρ_盐水gV_排可知，ρ_盐水变小，即盐水里的水增加，所以冬瓜在盐水中失水，土密度计浸没深度是先快后几乎不再变深，所以冬瓜失水速度变化的特点是先快后慢，最后几乎不变．
（2）根据图象数据算可知：
开始时浸没深度为h₁=6cm，则F_浮1=G，即ρ_盐水1gSh₁=G；
一段时间后浸没深度为h₂=6.4cm，则F_浮2=G，即ρ_盐水2gSh₂=G；
∴ρ_盐水2gSh₂=ρ_盐水1gSh₁；
∴盐水的密度ρ_盐水2=

h1

h2

ρ_盐水1=

6cm

6.4cm

×1.2g/cm³=1.125g/cm³．
（3）设冬瓜得失水的总质量为m，
∵ρ_盐水2=

m1+m

m1 ρ盐水1 + m ρ水

，
∴m=

1 ρ盐水2 - 1 ρ盐水1

1 ρ水 - 1 ρ盐水2

×m₁=

1 1.125g/cm3 - 1 1.2g/cm3

1 1g/cm3 - 1 1.125g/cm3

×240g=80g．
故答案为：（1）不变；失水；先快后慢，最后几乎不变．
（2）1.125．
（3）80．

点评：解决此类问题要利用物体的漂浮条件和阿基米德原理进行分析解答，关键是知道冬瓜失水后水中盐的质量不变，由于水份的增加，盐水的密度减小．