Question

【題目】小金按照圖的A、B、C、D的步驟來探究浮力的大小跟哪些因素有關：

（1）比較A、B、C三次實驗可知浮力的大小與_________________有關；要探究物體所受浮力的大小與液體的密度是否有關應選擇___________三個圖(填序號)；

（2）小金通過所測量出來的數據，計算出金屬塊的體積V金=_______m3,金屬塊的密度ρ金=______kg/m3；

（3）小金又利用彈簧測力計，溢水杯，小燒杯和鐵架臺測量金屬塊的密度。

A.將裝滿水的溢水杯放置在鐵架臺的支架M上，把彈簧測力計固定在鐵架臺上方，空小杯、金屬塊均掛在彈簧測力計掛鉤上，如圖甲所示，讀出此時彈簧測力計示數為F1=7.2 N；

B.緩慢抬升支架M，金屬塊完全浸沒到水中時支架靜止，溢水杯流出的水滴入下方小杯中，在金屬塊浸沒的過程中（金屬塊未接觸容器底和容器壁），彈簧測力計的示數____(選填 “變大”、“變小”或“不變”）；

C.繼續緩慢抬升支架M，直至金屬塊完全沉到水底時（細繩彎曲，不計繩重）支架靜止，如圖乙所示，讀出此時彈簧測力計示數為F2=3.6 N；

D.再緩慢降低溢水杯支架M，金屬塊逐漸露出水面，如圖丙所示，該過程中彈簧測力計的示數_____(選填“變大”、“變小”或“不變”)。金屬塊完全離開水面后保持靜止，讀出彈簧測力計示數F3=9.0 N；

（4）根據所測量的數據計算出金屬塊的密度ρ金=_______kg/m3,若上面D步驟中金屬塊離開水面的過程中表面沾有少量的水，則所計算出金屬塊的密度________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”。

Answer 1

【答案】排開液體的體積 ACD 2×10-4 3.2×103 不變 變大 3×103 偏小

【解析】

第一空．比較A、B、C三次實驗，液體密度相同時，排開液體的體積不同，拉力不同，由F浮=G-F得到浮力不同，可以得到浮力與排開液體的體積有關；

第二空．要探究物體所受浮力的大小與液體的密度是否有關，應保持排開液體的體積不變，改變液體的密度，比較A、C、D三次實驗；

第三空．由圖A得到金屬塊的重力為6.4N，由圖C得到金屬塊全部浸入水中受到的拉力為4.4N，金屬塊全部浸入水中受到的浮力

F浮=G-F=6.4N-4.4N=2N，

金屬塊的體積V金=V排==2×10-4m3；

第四空．金屬塊的密度ρ金==3.2×103kg/m3；

第五空．平穩緩慢地抬高溢水杯支架，使金屬塊完全浸沒入水中，由阿基米德原理可知，在此過程中物體受到的浮力等于排開液體所受的重力，故彈簧測力計的示數不變；

第六空．緩慢降低溢水杯支架M，金屬塊逐漸露出水面，金屬塊受到的浮力變小，由F=G-F浮得到拉力變大，彈簧測力計的示數變大；

第七空．圖乙中金屬塊所受到的浮力為：

F浮1=F3-F1=9N-7.2N=1.8N，

金屬塊的體積

V= V排==1.8×10-4m3，

金屬塊的重力

G=F3-F2=9N-3.6N=5.4N，

金屬塊的密度ρ==3×103kg/m3；

第八空．金屬塊完全離開水面時要帶一些小水滴，使重力測的數值偏大，根據F浮=G-F可知，此時浮力的測量數值比真實數值將偏大，由阿基米德原理得到金屬塊的體積偏大，由ρ=得到金屬塊的密度偏小。