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的关系图像（如图乙）。（g=10N/kg）

（1）物体A浸没在水中之前，弹簧测力计的示数随A的下表面浸入水中深度的增加而减小，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，且保持不变，说明浸没在水中的物体所受的浮力与它浸没在水中的深度______（选填“有关”或“无关”)。

（3）物体A的密度为_______kg/m3。

（4）物体A下表面所受液体压强p与其浸入水中深度h的关系图像应为丙图中的______。

Answer 1

【答案】 排开液体体积 1N 无关 1000 D

【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，弹簧测力计的示数减小，由F浮 =G-F′可知受到的浮力增大说明浮力与排开液体体积有关；

（2）由图乙可知，h=0时弹簧测力计的示数即为物体A的重力GA =1.2N，h＞5cm时物体完全浸没弹簧测力计的示数F′=0.2N，则物体A浸没在水中后所受的浮力F浮=GA -F′=1.2N-0.2N=1N；

（3）因物体A完全浸没在水中，由F浮 =ρgV排 可得，物体A的体积：

VA =V排 =F浮/ρ水g=1N/1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-4 m3 ，

则由G=mg可得，物体A的质量m=G/g=1.2N/10N/kg=0.12kg，

物体A的密度：ρA =m/VA=0.12kg/1×104m3=1.2×103 kg/m3 ；

（4）由p=ρgh可知，物体A下表面所受液体压强p随其浸入水中深度h的增大而增大，且p与h成正比，选项中D符合。