Question

【题目】如图甲所示是研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离h的关系实验装置，用弹簧测力计提着物体A，使其缓慢浸入水中（水未溢出），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的关系图像（如图乙所示），水=1.0103kg/m3，g取10N/kg。

(1)物体A浸没在水中之前，弹簧测力计的示数随物体A向下运动距离的增加而减小，说明浮力与_____（选填“物体体积”或“排开液体体积”）有关；

(2)结合实验数据，物体A的密度为_____kg/m3，本实验中先测物体A的重力，再将物体放入水中测浮力。若改变操作先后顺序，物体A的密度的测量结果_____（选填“偏大”“不变”“偏小”或“无法判断”）

(3)物体A的底面积为_____cm2；

(4)如果将盛水的柱形容器换成梯形容器，如图丁所示，再将物体A按上述操作进行实验，则物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量Δp随h的变化图像是图丙中的_____（选填“A”、“B”或“C”）

Answer 1

【答案】排开液体体积 1.2×103 偏大 20 B

【解析】

(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，根据称重法测浮力

F浮=G-F示

因弹簧测力计的示数减小，可知受到的浮力增大，说明浮力与排开液体体积有关。

(2)[2]由图乙可知，当深度为零时弹簧测力计的示数即为物体A的重力

GA=1.2N

当深度为5cm时物体刚好浸没在液体中，弹簧测力计的示数是0.2N，则物体A浸没在水中后所受的浮力

F浮=GA-F示=1.2N-0.2N=1N

因物体A完全浸没在水中，物体A的体积

VA=V排==1×10-4m3

物体A的密度

ρA==1.2×103kg/m3

[3]由阿基米德原理可知，物体A的体积

VA=V排=

物体A的密度

ρA=①

若先测浮力再测重力时，由于物体上面沾有水，所测重力偏大，而F示不变，由①式可知物体A的密度的测量结果偏大。

(3)[4]由图乙可知，当深度5cm时物体刚好浸没在液体中，圆柱体A的底面积

SA==2×10-3m2=20cm2

(4)[5]将圆柱形A放到直柱形容器中，水面升高的高度

Δh=

因S容为一定值，故水面升高的高度与排开水的体积成正比，根据Δp=ρgΔh可知，物体放入水的过程中水对容器底部的压强增加量Δp随Δh的变化图象是过原点的直线，梯形容器与直柱形容器相比较，故图丁缩口的梯形容器液面上升的高度比直柱形更高一些，根据Δp=ρgΔh，则水对容器底部的压强增加量Δp会相应的变大；则p与h不成正比，故B符合题意。