Question

【题目】如图甲所示，底面积为S1 = 100 cm2的容器内装有适量的某种液体，A为圆柱形木块，其底面积为S2 = 80 cm2，C为压力传感器，用F表示压力传感器的示数，h表示木块A的下表面与液面的距离。小明同学想利用此装置探究F与h的关系，他先把木块A放入液体中，当木块A静止时，测得木块A的下表面与液面的距离为h1，小明再用轻杆B向下压，逐渐改变h的大小，并记录下与之相对应的压力F的数值，依据数据得到了如图乙所示的F﹣h图像，此过程中液体始终没有溢出：（不计传感器C和轻杆B的重力和体积）

(1)除图甲所给实验器材外，还需要的测量工具是_______（选填“天平”“刻度尺”或“测力计”）；

(2)观察图像，分析可知，木块A的总高度是_______cm；

(3)利用此实验装置可测出该液体的密度，其值为_______kg/m3；

(4)木块A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，液体对容器底部产生的压强增加了_______Pa。

Answer 1

【答案】刻度尺 10 1.25×103 1000

【解析】

(1)[1]由乙图是F与h的关系图象，F由压力传感器测量，h的测量需要有刻度尺。

(2)[2]木块A放入液体中，当木块A静止时，A受到的重力与浮力是一对平衡力，此时压力F=0，由图象可知，h1=4cm；当S受压力逐渐浸入液体中时，A的重力、压力F、浮力三个力平衡，可知

F=F浮GA

根据F浮=ρ液gV排可知，当A浸没时浮力不再增加，所以此时F保持不变，由图象可知当h=10cm后，F′=6N不变，所以A的总高度

hA=10cm

(3)[3]由F=0时，A处于漂浮状态，F浮=GA，即

g=

当A浸没时

′=GA+ F′

即

g=

则

=

代入数据

=

解得

GA=4N

A漂浮时

ρ液×10N/kg×80×104m2×0.04m=4N

解之得

ρ液=1.25×103kg/m3

(4)[4]根据力的相互性，A全部浸没液体后，与木块A放入液体前比较，容器底部增大的压力与A浸没时的浮力相等，即

F=GA+F′=4N+6N=10N

根据p=，液体对容器底部增大压强

p===1000Pa