Question

3．如图所示，一圆柱形容器上部较细，下部的圆筒较粗且足够长，容器的底是一可沿下圆筒无摩擦移动的活塞S，用细绳通过测力计F将活塞提着，容器中盛水，开始时，水面与上圆筒的开口处在同一水平面，在提着活塞的同时使活塞缓慢地下移，在这一过程中测力计的读数（　　）

• A． 一直保持不变
• B． 先变小，然后变大
• C． 先变小，然后保持不变
• D． 先变大，然后变小

Answer 1

分析 弹簧测力计的示数是细绳对活塞的拉力，等于活塞的重力和水对活塞的压力．其中，活塞的重力一定，所以判断弹簧测力计示数是否变化，需要判断水对活塞压力是否变化．根据公式F=pS，在活塞横截面积不变的情况下，要分析压强大小的变化情况，而压强的大小p=ρgh，最终还要通过确定水的深度h的变化情况来判断．

解答 解：细绳对活塞的拉力，等于活塞的重力和水对活塞的压力；
水对活塞的压力F=pS，S不变，压强p=ρgh，可见深度h的变化直接影响了压强的大小；
由图可知，当活塞向下移动时，水深h在逐渐减小，因此，压强p也在减小，压力F也在减小；
当活塞下移到上面细筒中的水全部进入粗筒时，再下移活塞水深不再改变，而压力F保持不变．因此，测力计的示数应该是先变小，后保持不变，选项C符合题意．
故选：C．

点评 此题考查的角度比较特殊，突破点在容器形状对液体深度造成的影响，导致压强发生变化．