题目内容

11．利用弹簧测力计、石块、烧杯和水研究浮力．

（1）当石块全部浸没后，继续让石块缓慢下沉，接触杯底前，弹簧测力计的示数不变，这是因为浮力与深度无关．根据图1、图2可知，此时石块受到的浮力为1N．
（2）利用空塑料桶和弹簧测力计制作了密度秤，如图3所示．则弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系是图4中的③（选填“①”、“②”或“③”）；
（3）图2所示的装置也可制成密度秤，该密度秤的刻度分布是：弹簧测力计示数越大处，密度秤所标注的密度越小；用此密度秤测量时，若物块未完全浸没，测得液体密度值将偏小；
（4）保留弹簧测力计，通过更换石块、小桶来增大图2、图3所设计的“密度秤”的最大测量值．其中可行的是：图2A、图3C．
A．石块质量不变、体积变小    B．石块质量减小、体积不变
C．小桶质量不变、体积变小    D．小桶质量增大、体积不变．

分析 （1）根据浮力大小与排开液体体积的关系得出结论；根据F浮=G-F得出所受浮力的大小；
（2）利用F浮=G-F和阿基米德原理F浮=ρ液gV排结合图4判断对应的图线；
（3）利用F浮=G-F和阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析零刻度应标大小，弹簧测力计示数越大处，密度秤所标注的密度越小；若物块未完全浸没，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排则物体受到的浮力偏小，弹簧测力计示数偏小，测得液体密度值将偏小；
（4）由F浮=G-F和F浮=ρ液gV排可得，F=G-ρ液gV排，分析解答．

解答 解：
（1）当石块全部浸没后，继续让石块缓慢下沉，接触杯底前，弹簧测力计的示数不变，即所受浮力不变，这是因为完全浸没的物体所受的浮力与深度无关；
根据图1、图2可知，物体的重力G=4N，物体完全浸没时测力计的示数为3N，则F浮=G-F=4N-3N=1N；
（2）由F浮=G-F和F浮=ρ液gV排可得，F=G-ρ液gV排，F与ρ液图象与③符合；
（3）由（2）的分析可知，F与ρ液成反比，弹簧测力计示数越大处，密度秤所标注的密度越小；
若物块未完全浸没，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排则物体受到的浮力偏小，弹簧测力计示数偏大，测得液体密度值将偏小；
（4）保留弹簧测力计，通过更换石块、小桶来增大图2、图3所设计的“密度秤”的最大测量值，由F浮=G-F和F浮=ρ液gV排可得，ρ液=$\frac{G-F}{g{V}_{排}}$=$\frac{mg-F}{g{V}_{排}}$，V排减小，物体质量不变，可以增大，“密度秤”的最大测量值；
故可知，A、浮力变小，V排变小，“密度秤”的最大测量值增大；
C、小桶质量不变、体积变小，“密度秤”的最大测量值增大；
BD体积不变，即V排不变，“密度秤”的最大测量值不能改变．
故答案为：（1）深度； 1；（2）③；（3）小；小；（4）A； C．

点评 本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理、弹簧测力计读数的掌握和运用，灵活运用所学知识解决实际问题的能力，是一道难度较大的题目．

练习册系列答案
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1．如图所示，当开关S闭合后，下列说法不正确的是（　　）
A．灯L1与灯L2是串联，且灯L1被短路B．电压表可测出灯L1两端的电压
C．电流表A1测的是干路电流D．电流表A2测的是灯L2的电流
2．下列有关家庭用电知识的说法正确的是（　　）
A．制作保险丝应选择熔点较高、电阻较小的材料
B．使用螺丝刀形状的试电笔时手不能接触上端的金属帽，笔尖接触导线
C．控制电灯的开关应连接在火线和该电灯之间，而且螺纹灯泡螺纹只能接零线
D．小明家正使用着一台110W的电冰箱，当他将60W的台灯的插头插进插座时，灯不亮且空气开关跳闸，则故障可能是台灯断路
19．在“探究电流与电压、电阻的关系”的实验中，实验室老师给同学们准备了以下器材：“5Ω、10Ω、15Ω、20Ω”的定值电阻各一个，“15Ω  1A”的滑动变阻器一个，电流表，电压表，电源，开关和导线若干．

（1）甲图是“探究电流与电压的关系”实物图，在实验时记录的电流表与电压表的示数如表所示，由此得出的实验结论是：电阻不变，导体中的电流与它两端的电压成正比
实验次数12345
电压U/V0.51.01.52.02.5
电流I/A0.10.20.30.40.5
（2）在“探究电流与电阻的关系”的实验中，先将5Ω电阻连入电路中，闭合开关，移动滑片，使电压表的示数为1.5V，读出电流表的示数；再分别改接10Ω、15Ω、20Ω的电阻，重复上述实验．当改接20Ω的电阻进行实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，电压表的示数始终无法达到1.5V，经检查，电路连接无误，各元件均完好，请你找出一种可能的原因滑动变阻器最大阻值过小
（3）小华在上述实验的基础上想“测量小灯泡的额定功率”实验中，将电阻换成标有“3.8V”字样的小灯泡，并将电源换成电压恒为6V的铅蓄电池．如乙图所示电路，安装并调试好后开始实验，小华在调节变阻器滑片的过程中，眼睛应注视电压表的示数，直至灯泡正常发光；
（4）小华刚准备拆除电路结束实验时，同组的小红提出，在调节变阻器滑片使灯泡正常发光时，电压表的示数很难准确达到3.8V，由此可能造成一定的测童误差，她认为小华可以在（3）操作的基础上，对电路稍作改动，就能提高测量数据的精确度．请你帮小红补全测量步骤（补全步骤时必须准确阐述接法和操作要点）：
①断开开关，将电压表并联在滑动变阻器的两端；
②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.2V，并读出此时电流表的示数；
③计算出灯泡的额定功率．
6．下列情形中哪个情景跟惯性无关（　　）
A．姚明投出的篮球离开手后，篮球在空中继续运动
B．骑自行车紧急刹车时，人会向前倾
C．短跑运动员比赛时穿着钉鞋
D．行驶的列车发动机熄火后，滑行进入车站
16．如图所示，甲、乙、丙三个容器中分别盛有水银、盐水、酒精，容器底部受到的液体压强相等，那么下列对甲、乙、丙三个容器中分别装的液体是（　　）
A．水银、盐水、酒精B．水银、酒精、盐水C．盐水、水银、酒精D．酒精、盐水、水银
3．用如图所示的实验装置研究运动和力的关系．
（1）让小车从斜面上静止滑下后沿水平面运动，是为了使小车在竖直方向上受到的重力和支持力相平衡，其作用效果相互抵消，相当于小车只受水平方向上的摩擦力．
（2）每次都让小车从同一个斜面的同一高度由静止开始滑下，是为了使小车在滑到斜面底端时具有相同的初速度．
（3）在此实验的基础上进行合理的推理，可以得到：运动物体不受外力时，它将做匀速直线运动．
20．如图所示是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图．所用实验器材是：电源（电压6V不变）、电流表（0～0.6A），电压表（0～3V）、电阻箱（0～999.9Ω）、滑动变阻器（40Ω 2A）、开关、导线若干．
表一：

实验序号电压U/V电流I/A
11.20.20
21.80.30
32.40.40
表二：
实验序号电阻R/Ω电流I/A
150.40
2100.20
3200.10
（1）探究电流与电压的关系时，所测得的几组电流、电压值见表一，分析表中数据可以得出的结论是：在电阻一定时，电流与电压成正比．
（2）探究电流与电阻的关系时，改变接入电路中的阻值，应调节电阻箱改变接入电路中的阻值，并调节滑动变阻器使电压表的示数保持相同，读出电流值，所测得几组数据见表二．
（3）就本实验所用器材，在探究电流与电阻的关系时，若保持电阻箱两端的电压为2V，为完成实验，电阻箱可接入电路的阻值是3.3Ω（保留一位小数）至20Ω．
3．小强在验证杠杆平衡条件的实验中：
（1）实验前没有挂钩码和弹簧测力计时，发现杠杆左端高右端低，此时杠杆平衡（平衡/不平衡）．要使其在水平位置平衡，应将杠杆左端的平衡螺母向左调节，这一调节过程的目的是为了使杠杆的重力对杠杆平衡不产生影响，这时杠杆重力的力臂为0．
（2）在图中，杠杆水平平衡后，小强调节左边钩码的个数和位置，使杠杆水平平衡时，测出F1=1.2N，F2=1.5N；OA=30cm，OB=20cm．他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现F1×OA和F2×OB并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是F1l1=F2l2．小强的失误是把OA当成了F1的力臂．
（3）在图中，若B处的钩码不变，小强将弹簧测力计由A处移到C（OC=10cm）处，施加一个竖直方向的力，使杠杆在水平位置平衡，则这个力的方向应竖直向上，大小为3N．
（4）在图中，若B处的钩码不变，小强不用弹簧测力计，在A处挂1N的钩码，杠杆在水平位置仍然平衡．

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