Question

【題目】如圖甲是研究彈簧測力計的示數F與物體A下表面離水面的距離h的關系實驗裝置。用彈簧測力計提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），根據實驗數據繪制了彈簧測力計的示數F與物體A的下表面浸入水中的深度h的關系圖像（如圖乙）。（g=10N/kg）

（1）物體A浸沒在水中之前，彈簧測力計的示數隨A的下表面浸入水中深度的增加而減小，說明浮力與______（選填“物體體積”或“排開液體體積”）有關。

（2）物體A浸沒在水中后，所受的浮力為______N，且保持不變，說明浸沒在水中的物體所受的浮力與它浸沒在水中的深度______（選填“有關”或“無關”)。

（3）物體A的密度為_______kg/m3。

（4）物體A下表面所受液體壓強p與其浸入水中深度h的關系圖像應為丙圖中的______。

Answer 1

【答案】 排開液體體積 1N 無關 1000 D

【解析】（1）物體A浸沒在水中之前，浸入水中深度越大排開水的體積越大，彈簧測力計的示數減小，由F浮 =G-F′可知受到的浮力增大說明浮力與排開液體體積有關；

（2）由圖乙可知，h=0時彈簧測力計的示數即為物體A的重力GA =1.2N，h＞5cm時物體完全浸沒彈簧測力計的示數F′=0.2N，則物體A浸沒在水中后所受的浮力F浮=GA -F′=1.2N-0.2N=1N；

（3）因物體A完全浸沒在水中，由F浮 =ρgV排 可得，物體A的體積：

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

則由G=mg可得，物體A的質量m=G/g=1.2N/10N/kg=0.12kg，

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

（4）由p=ρgh可知，物體A下表面所受液體壓強p隨其浸入水中深度h的增大而增大，且p與h成正比，選項中D符合。