小明在探究“浮力大小与哪些因素有关的实验中.用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计.底面积为5cm2高度为6cm的实心圆柱体铜块.相同的大烧杯若干.水.密度未知的某种液体.细线等．(1)小明进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N,用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度.步骤如图B.C.D.E.F所示.并将其示数记录在� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm²高度为6cm的实心圆柱体铜块，相同的大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等．

（1）小明进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：

实验步骤	B	C	D	E	F
弹簧测力计示数/N	2.6	2.5	2.4	2.4	2.3

（2）在实验步骤B中铜块所受浮力F_浮=0.1N．
（3）分析实验步骤A、B、C、D，可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关．
（4）小明用表格中的数据算出了某种液体的密度是1.3×10³kg/m³（结果保留一位小数），还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是200Pa，并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大（选填“增大”或“减小”）．
（5）小明在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，发现弹簧测力计的示数逐渐减小（选填“增大”或“减小”）；当所加水使铜块刚好浸没时（水未溢出），烧杯底部受到水的压强增加了420Pa．（已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm）

分析（1）认清弹簧测力计的分度值读数；
（2）由弹簧测力计的示数，根据“称重法”算出物体受到的浮力；
（3）根据控制变量法，找出不变的量和变化的量，研究浮力与变化量之间的关系；
（4）在步骤D（或E）和F中，根据铜块排开液体的体积不变（等于自身的体积）列方程，求出液体的密度；由浮力产生的原因，求步骤B中铜块下表面受到水的压强；根据p_B=$\frac{{F}_{浮B}}{S}$讨论铜块下表面受到水的压强变化；
（5）缓慢向烧杯内加水，铜块受到的浮力增大，由此判断弹簧测力计的示数的变化；求出铜块刚好浸没时，其上升的高度，从而确定水面上升的高度，根据△p=ρ_水g△h求出增加的压强．

解答解：（1）测力计的分度值为0.1N，由指针位置可知，A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N；
（2）由铜块的重力和表中对应的示数，在实验步骤中B中铜块所受浮力F_浮=G-F=2.7N-2.6N=0.1N；
（3）实验步骤由B到步骤D，排开液体的密度不变，铜块浸入水的体积越来越大，弹簧测力计示数F越来越小，由F_浮=G-F，则物体受到的浮力越来越大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
分析实验步骤A、E、F，圆柱体排开液体的体积都等于物体的体积，保持不变，而排开液体的密度不同，由表中对应的弹簧测力计的不同示数，受到浮力大小不同，因此，可以说明浮力大小跟排开液体的体积有关；
（4）在步骤E、F中，铜块受到的浮力分别为F_浮水=2.7N-2.4N=0.3N、F_浮液=2.7N-2.3N=0.4N，铜块排开液体的体积等于其本身的体积，故V_排水=V_排液，根据阿基米德原理有：
$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$，ρ_液=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}$×ρ_水=$\frac{0.4}{0.3}$×10³kg/m³=1.3×10³kg/m³；
根据浮力产生的原因，F_浮B=F_向上-0=p_BS，步骤B中铜块下表面受到水的压强
p_B=$\frac{{F}_{浮B}}{S}$=$\frac{0.1N}{5{{×10}^{-4}m}^{2}}$=200Pa；
步骤B、C、D中，弹簧测力计的示数逐渐减小，浮力逐渐增大，铜块下表面受到的压强p_B=$\frac{{F}_{浮B}}{S}$随着深度的增加逐渐增大；
（5）在步骤B中，铜块浸入水中的深度h_B=$\frac{{P}_{B}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{200Pa}{{10}^{3}kg/{m}^{3}}$=0.02m=2cm，缓慢向杯内加水，铜块受到的浮力逐渐增大，弹簧测力计的示数逐渐减小；当所加水使铜块刚好浸没时（水未溢出），所加水的深度，
h=6cm-2cm=4cm=0.04m，因此时排开水的体积为原来的2倍，浮力为原来的2倍，
故F′_浮=2×0.1N=0.2N，由于弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm，
故弹簧缩短了2×0.1cm=0.2cm=0.02m，即铜块上升的高度h_升=0.2cm=2×10^-3m，
故还应再加2×10^-3m深的水，所以，增加的水的深度共计△h=0.04m+2×10^-3m=4.2×10^-2m，
故烧杯底部受到水的压强增加了：△p=ρ_水g△h=10³kg/m³×10N/kg×4.2×10^-2m=420Pa．
故答案为：①2.7；
②0.1；
③排开液体的体积；排开液体的密度；
④1.3×10³，200；增大；
⑤减小，420．

点评通过探究“浮力大小与哪些因素有关”，综合考察液体压强的计算、阿基米德原理、浮力产生的原因、液体密度的测量等知识．根据铜块浸没后受到的增加的浮力算出其上升的高度，从而得出增加水的深度是求解增加水的压强的关键，同时也是本题的难点所在．

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速度（千米/时）	制动距离（米）
40	8
60	20
72	28

注：反应时间：司机从发现情况到操纵制动器所需要的时间；
反应距离：汽车在司机的反应时间里以原来速度行驶所通过的距离；
制动距离：当司机制动刹车后，汽车还会继续滑行的距离．
（3）人的反应时间的长短可通过图乙所示的方法进行比较：当竖直下落的直尺被捏住位置的刻度值越小（越靠近尺的下端），则说明反应时间短．为了利用直尺定量测出人的反应时间，可在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线及对应刻度值，且每格代表的时间相等，则每格的长度是不相等的（选填“相等”或“不相等”）．（不计空气阻力）

4．

如图探究“导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验的装置示意图．关于这个实验，下列说法正确的是（　　）

	A．	当导体棒沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
	B．	当导体棒相对水平方向斜向上运动时，灵敏电流计的指针不发生偏转
	C．	当导体沿水平方向左右运动时，灵敏电流计的指针发生偏转
	D．	当导体沿水平方向向左和向右运动时，灵敏电流计的指针都向同一方向偏转

11．