Question

【題目】游麗同學(xué)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(cè)力計(jì)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(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，物體的密度是______kg/m3，如果將圓柱體從彈簧測(cè)力計(jì)上取下，使其沉入容器底部則靜止時(shí)圓柱體對(duì)容器底的壓力為______N；

(2)分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)，說(shuō)明______；

(3)分析表中第6列到第7列數(shù)據(jù)，說(shuō)明______；

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

(5)另一實(shí)驗(yàn)小組的李海英同學(xué)用刻度尺、燒杯、水、兩端開(kāi)口的玻璃管橡皮膜細(xì)線來(lái)測(cè)量鹽水的密度操作步驟如下：

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

②用刻度尺測(cè)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(cè)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(dá)式：ρ鹽水=______（水的密度用ρ水表示）；

⑤分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，李海英同學(xué)測(cè)得的鹽水的密度比真實(shí)值偏______（選填“大”或“小”）。

Answer 1

【答案】2.7×103 4.25 在液體密度一定時(shí)，物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)的液體體積有關(guān)，物體排開(kāi)的液體體積越大，物體受到的浮力越大 當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無(wú)關(guān) 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(shí)驗(yàn)、“稱重法”測(cè)量物體浮力的方法、以及“利用液體壓強(qiáng)測(cè)量未知液體密度”的特殊方法；可以根據(jù)“阿基米德原理”、“平衡狀態(tài)下的物體受力分析”進(jìn)行分析計(jì)算。

(1)[1]第1次實(shí)驗(yàn)圓柱體沒(méi)有浸入水中（h=0）可知它的重力為G=6.75N，圓柱體完全浸沒(méi)時(shí)受到的浮力

根據(jù)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(shí)受重力、浮力、容器底的支持力，此時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)

靜止時(shí)圓柱體對(duì)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(duì)容器底的壓力也為4.25N。

(2)[3]分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)可知：圓柱浸入水的深度不同，即排開(kāi)液體的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也不相同，故可得出結(jié)論：在液體密度一定時(shí)，物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)的液體體積有關(guān)，物體排開(kāi)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(shù)據(jù)可知：圓柱浸沒(méi)水中的深度不同，即排開(kāi)液體的體積相同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，故可得出結(jié)論：當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無(wú)關(guān)。

(4)[5]通過(guò)分析數(shù)據(jù)可知，當(dāng)深度h增大時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)先減小，后不變。

故選D。

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

(5)④[7]因?yàn)橄鹌に�平，說(shuō)明鹽水與水產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，即

由上式可得

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