Question

【題目】靜靜用電子秤、薄壁柱形容器(質(zhì)量忽略不計(jì)，底面積為100cm2)、合金塊(高度為5cm)、氣球(質(zhì)量忽略不計(jì))、細(xì)線(質(zhì)量和體積忽略不計(jì))、水進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究，操作步驟如圖：

①將電子秤放在水平臺(tái)上，測(cè)出合金的質(zhì)量，如圖甲；

②將柱形容器放置在電子秤上，向其中裝入部分水，如圖乙；

③將合金塊與氣球用細(xì)線連接，用手拉著細(xì)線使它們逐漸進(jìn)入水中，如圖丙、丁、戊；

④氣球全部放氣，撤去拉力合金塊沉入容器底部，如圖己。

請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息，回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，氣球的體積大小可反映氣體受到液體壓強(qiáng)的大小，根據(jù)示意圖丁和戊，說(shuō)明液體壓強(qiáng)大小與______________有關(guān)；

(2)根據(jù)示意圖甲乙丙，可知合金塊的密度為________ g/cm3；

(3)根據(jù)示意圖丙和丁，由電子秤示數(shù)的變化，說(shuō)明浮力的大小與_______有關(guān)。丁圖中氣球排開(kāi)液體的體積為______ cm3，此時(shí)水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為______ Pa；

(4)若示意圖戊中的氣球緩慢向外漏氣，手對(duì)細(xì)繩的拉力_____(選填“變大”“變小”或“不變”)，若將氣體全部放完，撤去拉力，如圖己，求圖己中，合金塊對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為_______ Pa。

Answer 1

【答案】深度 5 排開(kāi)液體的體積 10 2030 變大 2000

【解析】

(1)[1]根據(jù)示意圖丁和戊可知，深度逐漸增加，氣球的體積逐漸減小，壓強(qiáng)逐漸增大，說(shuō)明液體壓強(qiáng)大小隨深度的增加而增大，即液體的壓強(qiáng)與深度有關(guān)。

(2)[2]由乙、丙兩圖知，電子秤示數(shù)差為

則合金浸沒(méi)后對(duì)容器底部增加的壓力為

根據(jù)力的作用是相互的，合金所受浮力

根據(jù)阿基米德原理可得

由可得，合金的密度

(3)[3]根據(jù)示意圖丙和丁，由電子秤示數(shù)的變化可知，氣球浸入水的體積變大，氣球受到的浮力變大，說(shuō)明浮力的大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)。

[4]由丙、丁兩圖知，電子秤示數(shù)差為

則氣球浸沒(méi)后對(duì)容器底部增加的壓力為

根據(jù)力的作用是相互的，氣球所受浮力

根據(jù)阿基米德原理，可得氣球排開(kāi)液體的體積

[5]由圖丁知，容器底部受到的壓力為

容器底部受到的壓強(qiáng)為

(4)[6]以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，氣球受手對(duì)它的拉力、水對(duì)氣球的浮力、合金對(duì)它的拉力的作用，即

因合金浸沒(méi)在液體，所受的浮力和重力不變，故合金對(duì)氣球的拉力不變，再因氣球緩慢向外漏氣，氣球的體積減小，排開(kāi)液體的浮力減小，故手的拉力將變大。

[7]以合金為研究對(duì)象，它受重力、容器底部對(duì)它的支持力、水對(duì)它的浮力的作用，則有

合金所受的重力為

合金浸沒(méi)在水中所受的浮力為

所以合金對(duì)容器底部的壓力為

合金的底面面積為

合金對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為