题目内容
【题目】小伟和小李研究物体浸入液体的过程中容器底部所受压强增加量△p 与哪些因素有关.所用相同的柱形容器底部都装有压强传感器,他们在容器中分别倒入一定量的水和酒精(ρ 水>ρ 酒),然后将高 H 为 0.1 米的实心柱体缓慢放入液体中,逐步改变其下表面距液面的距离 h,如图甲所示,并将测量数据记录在表一和表二中.
表一:柱体浸入水中 | 表二:柱体浸入酒精中 | 表三:锥体浸入水中 | ||||||||
序号 | h(米) | △p(帕) | 序号 | h(米) | △p(帕) | 序号 | h(米) | △p(帕) | ||
1 | 0.02 | 100 | 6 | 0.02 | 80 | 11 | 0.02 | 81.3 | ||
2 | 0.04 | 200 | 7 | 0.04 | 160 | 12 | 0.04 | 130.7 | ||
3 | 0.06 | 300 | 8 | 0.06 | 240 | 13 | 0.06 | 156.0 | ||
4 | 0.08 | 400 | 9 | 0.08 | 320 | 14 | 0.08 | 165.3 | ||
5 | 0.10 | 500 | 10 | 0.10 | 400 | 15 | 0.10 | 166.7 |
(1)分析比较表一或表二中液体对柱形容器底部压强增加量△p 与圆柱体浸入液体深度h的倍数关系及相关条件,可得出的初步结论是:当圆柱体浸入同种液体的过程中,压强增加量△p 与浸入液体深度h成_______.(选填正比例或反比例)
(2)小李猜想:物体浸入同种液体中时,h 的增加量相同,△p 的增加量也相同.小伟猜想:物体浸入同种液体中时,h 的增加量相同,△p 的增加量与物体的形状有关.于是他们用等高的实心圆锥体在水中重复上述实验进行验证,如图乙所示,测得的数据记录在表三中. 分析表三中的数据,________的猜想正确,由表三中的数据及相关条件可得出初步结论是:实心锥体浸入柱形容器的水中时,h 的增加量相同,△p 的增加量的变化情况是:_________.(将正确答案前的字母填在横线上,下题同)
A、逐渐变小 B、逐渐变大 C、先变大后变小 D、先变小后变大
(3)如果用实心球重复上述实验,根据上述结论,可推理得出:实心球体浸入柱形容器的水中时,h的增加量相同,△p 的增加量的变化情况是:_______.
【答案】正比例 小伟 A C
【解析】
(1)由表一或表二中数据知,深度增加,液体压强增加量也增大,且液体压强增加量与深度增加量的比值不变,可知对柱形容器底部压强增加量△p与圆柱体浸入液体深度h成正比;
(2)由表格三中数据知,同种液体,深度的增加量相同,物体的形状不同,增加量不同,说明物体浸入同种液体中时,h的增加量相同,△p的增加量与物体的形状有关,即小伟的猜想正确;计算压强增加量与深度增加量的比值可以发现,对于圆锥体,h的增加量相同,△p的增加量越来越小;
(3)实心球的横截面先由小到大再变小,对比(2),可以推测实心球体浸入柱形容器的水中时,h的增加量相同,△p的增加量先变大后变小。