Question

【题目】如图甲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的关系图象（如图乙）。

（1）物体A浸没在水中之前，弹簧测力计的示数随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）物体A浸没在水中后，所受的浮力为_____N，若某同学在使用弹簧测力计时，指针在零刻度线以上，该同学没有调零而直接进行测量，这样计算出的浮力值_____（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）；

（3）结合实验数据，物体A的密度为_____kg/m3，圆柱体A的底面积为_____cm2；

（4）如果将盛水的柱形容器换成梯形容器，如图丙，再将A物体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△p随h的变化图象是图丁中的_____（选填“A”或“B”）。

Answer 1

【答案】排开液体的体积 1 不变 1.2×10 20 A

【解析】

（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，由称重法测浮力知道，F浮＝G﹣F示，由于弹簧测力计的示数减小，所以，受到的浮力增大，说明浮力与排开液体体积有关；

（2）由图乙知道，h＝0时弹簧测力计的示数即为物体A的重力：GA＝1.2N，h＝5cm时物体刚好浸没在液体中，弹簧测力计的示数F示＝0.2N，则物体A浸没在水中后所受的浮力是：F浮＝GA﹣F示＝1.2N﹣0.2N＝1N；若某同学在使用弹簧测力计时，指针在零刻度线以上，则相当于提前少加了示数，没有调零而直接进行测量，这样每次测量的结果偏小，都少加了示数，但浮力F浮＝GA﹣F示是两次测量结果之差，所以计算出的浮力值不变；

（3）当物体A完全浸没在水中时，由F浮＝ρgV排知道，故物体A的体积是：

VA＝V排＝﹣﹣﹣①

由G＝mg知道物体A的密度是：ρA＝ ﹣﹣﹣②

由①②得： ﹣﹣﹣③

将已知量代入③得： ×1.0×103kg/m3＝1.2×103kg/m3；

由①解得： =1.0×10﹣4m3；

由于h＝5cm时物体刚好浸没在液体中，所以圆柱体A的底面积是： ＝2×10﹣3m2＝20cm2；

（4）物体A未浸没水中前，梯形容器与柱形容器相比较，A浸没水中的深度相同，排开水的体积相同，则缩口的梯形容器液面上升的高度较高一些，根据p＝ρg△h，则梯形容器水对容器底部的压强增加量△p更大一些，如下图所示，即A正确。