Question

【题目】如图甲所示，底面积为的容器内装有适量的某种液体，A为圆柱形木块，其底面积为，C为压力传感器，用F表示压力传感器的示数，h表示木块A的下表面与液面的距离。小明同学想利用此装置探究F与h的关系，它先把木块A放入液体中，当木块A静止时，用刻度尺测得木块A的下表面与液面的距离为h﹐小明再用轻杆B将木块A向下压，逐渐改变h的大小，并记录下与之相对应的压力的数值，依据数据得到了如图乙所示的关系图像，此过程中液体始终没有溢出。（不计传感器C和轻杆B的重力和体积，）

(1)观察图像，分析可知：

①________cm，木块A的总高度是________cm。

②在木块A没有浸没之前，当h增大时，压力传感器的示数________，木块A所受的浮力________。（选填“增大”“减小”或“不变”）

(2)利用此实验装置可测出该液体的密度，其值为________。

(3)木块A浸没于液体中后，与木块A放入液体前相比较，液体对容器底部的压强增加了________Pa。

Answer 1

【答案】4 10 增大 增大 1.25 500

【解析】

(1)当木块A静止时，测得木块A的下表面与液面的距离为h1，此时F=0，从图像中可读取h1大小；当A被压入液体中浸没时，F不再增大，由此从图像中读出A的高度。

(2)由F=0时，A处于漂浮状态，，当A浸没时

由此联立方程求出A的重力和液体密度。

(3)A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，容器底部增大的压力与A浸没时的浮力相等，由计算液体对容器底部增大压强。

(1)[1]①木块A放入液体中，当木块A静止时，A受到的重力与浮力是一对平衡力，此时压力F=0，由图像可知。

[2]当A受压力逐渐浸入液体时，A的重力、压力F、浮力三个力平衡可知

根据可知，当A浸没时浮力不再增加，所以此时F保持不变，由图像可知当后，不变，所以A的总高度。

[3][4]②由①分析可知，随着h的增大，A浸入液体的体积增大，则A受到的浮力增大，根据

可知，压力传感器示数增大。

(2)[5]由F=0时，A处于漂浮状态，

则有

------①

当A浸没时

则有

------②

联立①②式，解得

，

则该液体的密度为1.25。

(3)[6]根据力的相互性，A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，容器底部增大的压力与A浸没时的浮力相等，根据可得，液体对容器底部增大压强