题目内容
【题目】(9分)小宇和同学们做了下面几个力学实验,请你和他们共同完成下列实验过程(g=10N/kg):
(1)在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时,小宇使用的是如图甲所示的实验装置,实验结束后,根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与物体A的下表面浸入水中的深度h的关系图象(如图乙),根据图象回答下列问题:
①物体A浸没在水中之前,弹簧测力计的示数随A的下表面浸入水中深度的增加而减小,说明浮力与 (选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关.物体A浸没在水中后,所受的浮力为 N,且保持不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”).
②物体A的密度为 kg/m3.
③物体A下表面所受液体压强P与其浸入水中深度h的关系图象应该是丙图中的 .
(2)小宇和同学们采用如下方法测量B液体的密度,请你将实验数据补充完整;
①用天平测出烧杯和B液体的总质量为150.4g;
②将B液体倒入量筒中一部分,读出体积为10mL;
③测量烧杯和剩余B液体的总质量时,天平平衡后,砝码和游码在标尺上所对的刻度值如图丁,
质量为 g,则B液体的密度为 g/cm3.
(3)小宇将弹簧测力计挂着的物体A浸没在B液体中,此时弹簧测力计的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)物体A浸没在水中时弹簧测力计的示数,说明浸在液体中的物体受到的浮力还与 有关.
【答案】(1)①排开液体的体积;1;无关;②1.2×103;③D;(2)③139.4;1.1;(3)小于;液体的密度.
【解析】
试题分析:(1)①物体A浸没在水中之前,浸入水中深度越大排开水的体积越大,弹簧测力计的示数减小,这说明物体受到的浮力的大小与排开液体体积有关;
由图乙可知,h=0时弹簧测力计的示数即为物体A的重力GA=1.2N,h=5cm时物体完全浸没弹簧测力计的示数F=0.2N,则物体A浸没在水中后所受的浮力F浮=GA﹣F=1.2N﹣0.2N=1N;
物体A浸没在水中后,受到的浮力不变,说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度无关;
②因物体A完全浸没在水中,
所以,由F浮=ρgV排可得,物体A的体积:
VA=V排==10-4m3,则物体A的质量
③由p=ρgh可知,物体A下表面所受液体压强p随其浸入水中深度h的增大而增大,且p与h成正比,选项中D符合;
(2)由图丁可知,烧杯和剩余B液体的总质量m剩=100g+20g+10g+5g+4.4g=139.4g,
倒出液体的质量:mB=m﹣m剩=150.4g﹣139.4g=11g,倒出液体B的体积:VB=10ml=10cm3,
液体B的密度:
(3)将弹簧测力计挂着的物体A浸没在B液体中时,物体A受到B液体的浮力:
因B液体的密度大于水的密度,物体浸没在水中与浸没在B液体时排开液体的体积相同,由可知F浮′>F浮,由F浮=G﹣F′可知,此时弹簧测力计的示数小于物体A浸没在水中时弹簧测力计的示数,
说明浸在液体中的物体受到的浮力还与液体的密度有关.
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