题目内容

2．小可在学习了阿基米德原理后想到“物体受到浮力的大小只跟物体排开液体的重力大小有关吗？”他猜想“物体受到浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关．”为了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验．
（1）铁块浸没在水中时所受的浮力为0.5N．
（2）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小可应该选取图13中的ABDE等四个步骤（填字母符号）进行对比．小可已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块受到的浮力．由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度无关（选填“有关”或“无关”）．

（3）小可根据图中A、C、D三步进行对比分析，发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体受到的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论．小可的结论是错误（选填“正确或错误”），其原因是忽视了物体排开水的体积的变化．
（4）本实验采用的物理方法是C．
A．理想实验法    B．模型法    C．控制变量法    D．类比法
（5）若烧杯底面积为100cm2．不计烧杯厚度，当铁块浸没在水中后，如图D，烧杯中的水对烧杯底部的压力增加了0.5N，压强增大了50Pa．

分析 （1）铁块浸没在水中时所受的浮力可通过图A、D利用称重法求出；
（2）要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，应选择两物块分别浸没在水中时的情况，求出各自的浮力进行比较；
（3）探究浮力大小与浸没深度的关系时，必须保证物体的排水体积不变才行，这也是控制变量法的要求；
（4）本实验中要探究浮力的大小与多个变量的关系，因此，要用到控制变量的方法；
（5）应用压强公式求出压强的增加量．

解答 解：（1）铁块浸没在水中时的浮力F浮铁=4.0N-3.5N=0.5N；
（2）利用图A、D可求出铁块浸没在水中的浮力，利用图B、E可求出铜块浸没在水中的浮力，比较可知F浮铁=F浮铜=0.5N，说明浮力的大小与物体的密度无关；
（3）观察图C、D可知，两次铁块排开水的体积不同，因此，这一结论不符合控制变量法的要求，是错误的；
（4）实验中探究浮力大小与物体密度、浸没深度、排水体积等多个量的关系，因此所选用的是控制变量法，选项C符合题意．
（5）当铁块浸没在水中后，如图D，水给铁块一向上的浮力，根据力的作用是相互的可知，铁块也会给水一向下的压力，所以烧杯中的水对烧杯底部增大的压力△F=G-F=4N-3.5N=0.5N；
铁块完全浸没在水中，烧杯中的水对烧杯底部的压强增大了：△p=$\frac{△F}{S}$=$\frac{0.5N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=50Pa；
故答案为：（1）0.5；（2）ABDE；等于；无关；（3）错误；忽视了物体排开水的体积的变化；（4）C；（5）0.5；50．

点评 称重法是本实验中求浮力的基本方法，控制变量法是本实验中用到的基本研究方法，把握住这两点才能顺利完成本实验的探究．

练习册系列答案
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12．关于功、功率、机械效率说法正确的是（　　）
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13．如图，O点为直杠杆AB的支点，要求在A点用一个最小的力F使杠杆处于静止状态，请画出该力F，并做出阻力臂．
10．潜水员从水下15m的地方上浮到距水面lm的地方，则潜水员所受的浮力和压强（　　）
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17．如图7所示，水平地面上放置着两个底面积不同的薄壁圆柱形容器甲和乙（S甲＜S乙），容器质量相等．分别盛满质量相等的水和酒精，现将密度为ρ的物体A分别放入水和酒精中（ρ酒精＜ρ＜ρ水），待静止后，水和酒精对容器底部的压强分别为P水和P酒精，甲和乙容器对桌面的压力分别为F甲和F乙，则下列关系正确的是（　　）
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（1）为了便于观察实验现象，实验环境应该较暗（选填“较亮”或“较暗”）一些．实验时，应调整烛焰、光屏的中心位于同一高度．
（2）如图1所示，当凸透镜位于光具座上A处时，恰好在光屏上成清晰的像，这个像是倒立（选填“倒立”或“正立”）、放大（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．生活中常用的投影仪就是利用这个原理制成的．
（3）在保持（2）中蜡烛和光屏位置不变的情况下，将凸透镜向右移到B处（图中未标出）光屏上再次成清晰的像，成的是缩小（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的像．
（4）在上述探究括动中，若已知蜡烛与光屏间的距离为L0，与凸透镜第一次所在位置A间的距离为L，如图2所示．则该透镜焦距f＜L（选填“＞”、“＜”或“=”）．透镜先后两次所在位置A、B之间的距离s=L0-2L（用L0、L表示）．
（5）实验一段时间后，蜡烛变短了，则光屏上烛焰的像也将逐渐向上移动．要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向上移动（填“上或下”）．
（6）某次实验中，在烛焰、光屏中心位于凸透镜主光轴上的情况下，若固定蜡烛与透镜，无论怎样移动光屏，屏上都不出现清晰像，原因可能是u=f或u＜f．若固定光屏与透镜，无论怎样移动蜡烛，屏上都不出现清晰像，原因可能是v＜f或v=f．
6．某同学用如图所示的电路验证在电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比的关系．
先后用5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、30Ω和50Ω六个定值电阻接入电路的a、b两点间，闭合开关S，读出电流表示数填入下表．由实验数据可以看出电流与电阻不成反比．
R/Ω51015203050
I/A0.40.30.240.20.150.1
（1）请分析发生错误的原因．
（2）请你仍然用以上六个定值电阻进行实验，验证“在导体两端电压不变时，导体中的电流跟导体的电阻成反比”，请设计一种方法，画出电路图，简要写出实验步骤．（可以按需要添加器材）

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