Question

【題目】如圖甲所示，底面積為S1=100cm2的容器內(nèi)裝有適量的某種液體，A為圓柱形木塊，其底面積為S2=80cm2 ， C為壓力傳感器，用F表示壓力傳感器的示數(shù)，h表示木塊A的下表面與液面的距離.小明同學(xué)想利用此裝置探究F與h的關(guān)系，它先把木塊A放入液體中，當(dāng)木塊A靜止時(shí)，測(cè)得木塊A的下表面與液面的距離為h1 ， 小明再用輕桿B向下壓，逐漸改變h的大小，并記錄下與之相對(duì)應(yīng)的壓力F的數(shù)值，依據(jù)數(shù)據(jù)得到了如圖乙所示的F﹣h圖象，此過(guò)程中液體始終沒(méi)有溢出.（不計(jì)傳感器C和輕桿B的重力和體積，g=10N/kg）

（1）除圖甲所給實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的測(cè)量工具是.（選填A(yù)．天平 B．刻度尺 C．量筒）
（2）觀察圖象，分析可知：①h1=cm，木塊A的總高度是cm.
②在木塊A沒(méi)有浸沒(méi)之前，當(dāng)h增大時(shí)，壓力傳感器的示數(shù) ， 木塊A所受浮力 ， 在木塊A浸沒(méi)后至接觸容器底之前，壓力傳感器的示數(shù) ， 木塊A所受浮力（以上均選填“增大”“減小”或“不變”）.③木塊A的重力是N.
（3）利用此實(shí)驗(yàn)裝置可測(cè)該液體的密度，其值為kg/m3.
（4）木塊A全部浸沒(méi)液體后，與木塊A放入液體前比較，液體對(duì)容器底部產(chǎn)生的壓強(qiáng)增加了pa.

Answer 1

【答案】
（1）刻度尺
（2）4,10,增大,增大,不變,不變,4
（3）1.25×103
（4）1000
【解析】（1）由于測(cè)液體壓強(qiáng)時(shí)，而要液體的深度，所以還應(yīng)有刻度尺；

（2）①當(dāng)木塊A靜止時(shí)，所受的壓力為0，由圖乙可知，此時(shí)的深度h1=4cm，當(dāng)浮力剛達(dá)到最大值時(shí)的深度就是木塊的總高度，由圖示可知，總高度10cm；②由圖示可知，在木塊A沒(méi)有浸沒(méi)之前，當(dāng)h增大時(shí)，壓力傳感器的示數(shù)增大，浮力也是增大的；在木塊A浸沒(méi)后至接觸容器底之前，壓力傳感器的示數(shù)不變，浮力也是不變的，由于排開(kāi)液體的多少不變；③由F=0時(shí)，A處于漂浮狀態(tài)，F(xiàn)浮=GA；當(dāng)物體A浸沒(méi)時(shí)，根據(jù)受力分析有F1浮=GA+F壓；其中浮力的公式為F浮=ρ液gS2h，由圖像可知，當(dāng)h=10cm時(shí)，壓力F=6N，聯(lián)立方程組上面兩個(gè)方程，可得A的重力為4N；

（3）由F=0時(shí)，A處于漂浮狀態(tài)，F(xiàn)浮=GA；可知ρ液gS2h=4N，所以可求出該液體的密度為1.25×103kg/m3；

（4）浸沒(méi)時(shí)與未放入圓柱體相比，排開(kāi)水的體積V排=S2h'=80×10=800cm3，水面上升的高度 ，增加的液體壓強(qiáng)△p=ρ液g×△h=1000Pa.

故答案為：（1）刻度尺；（2）①4；10；②增大；增大；不變；不變；③4；（3）1.25×103；（4）1000．

本題考查了平衡力和浮沉條件、阿基米德原理公式、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用．首先要熟練掌握相關(guān)的計(jì)算公式．關(guān)鍵是正確分析圖象，知道壓力為0和最大時(shí)A在液體中的狀態(tài).