Question

【題目】靜靜用電子秤、薄壁柱形容器(質量忽略不計，底面積為100cm2)、合金塊(高度為5cm)、氣球(質量忽略不計)、細線(質量和體積忽略不計)、水進行相關實驗探究，操作步驟如圖：

①將電子秤放在水平臺上，測出合金的質量，如圖甲；

②將柱形容器放置在電子秤上，向其中裝入部分水，如圖乙；

③將合金塊與氣球用細線連接，用手拉著細線使它們逐漸進入水中，如圖丙、丁、戊；

④氣球全部放氣，撤去拉力合金塊沉入容器底部，如圖己。

請根據相關信息，回答下列問題：

(1)實驗過程中，氣球的體積大小可反映氣體受到液體壓強的大小，根據示意圖丁和戊，說明液體壓強大小與______________有關；

(2)根據示意圖甲乙丙，可知合金塊的密度為________ g/cm3；

(3)根據示意圖丙和丁，由電子秤示數的變化，說明浮力的大小與_______有關。丁圖中氣球排開液體的體積為______ cm3，此時水對容器底部的壓強為______ Pa；

(4)若示意圖戊中的氣球緩慢向外漏氣，手對細繩的拉力_____(選填“變大”“變小”或“不變”)，若將氣體全部放完，撤去拉力，如圖己，求圖己中，合金塊對容器底部的壓強為_______ Pa。

Answer 1

【答案】深度 5 排開液體的體積 10 2030 變大 2000

【解析】

(1)[1]根據示意圖丁和戊可知，深度逐漸增加，氣球的體積逐漸減小，壓強逐漸增大，說明液體壓強大小隨深度的增加而增大，即液體的壓強與深度有關。

(2)[2]由乙、丙兩圖知，電子秤示數差為

則合金浸沒后對容器底部增加的壓力為

根據力的作用是相互的，合金所受浮力

根據阿基米德原理可得

由可得，合金的密度

(3)[3]根據示意圖丙和丁，由電子秤示數的變化可知，氣球浸入水的體積變大，氣球受到的浮力變大，說明浮力的大小與排開液體的體積有關。

[4]由丙、丁兩圖知，電子秤示數差為

則氣球浸沒后對容器底部增加的壓力為

根據力的作用是相互的，氣球所受浮力

根據阿基米德原理，可得氣球排開液體的體積

[5]由圖丁知，容器底部受到的壓力為

容器底部受到的壓強為

(4)[6]以氣球為研究對象，氣球受手對它的拉力、水對氣球的浮力、合金對它的拉力的作用，即

因合金浸沒在液體，所受的浮力和重力不變，故合金對氣球的拉力不變，再因氣球緩慢向外漏氣，氣球的體積減小，排開液體的浮力減小，故手的拉力將變大。

[7]以合金為研究對象，它受重力、容器底部對它的支持力、水對它的浮力的作用，則有

合金所受的重力為

合金浸沒在水中所受的浮力為

所以合金對容器底部的壓力為

合金的底面面積為

合金對容器底部的壓強為