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20.如图甲,小凡同学为了探究物体在水中所受浮力与深度的关系,将一长方体挂在弹簧测力计下,在长方体接触容器底之前,分别记下长方体下表面到水面距离h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:
 1234567
h/m024681012
F/N6.56.05.55.04.54.54.5
(1)分析表中数据,第4次实验时,物体受到的浮力为1.5N;
(2)分析第1次到第5次实验数据,说明物体浸没之前,受到的浮力随深度的增大而增加;
(3)分析第5次到第7次实验数据,说明物体浸没之后,受到的浮力与深度无关;
(4)图乙中能正确反映浮力F和物体下表面到水面距离h关系的图象为D.

分析 (1)确定物体的重力及第四次的拉力,根据F=G-F计算出浮力的大小;
(2)分析第1次到第5次实验数据,根据拉力的变化得出浮力的大小变化,从而可得浸没前浮力与深度的关系;
(3)分析第1次到第5次实验数据,得出完全浸没时浮力与深度的关系;
(4)根据浮力的变化结合图象得出结论.

解答 解:(1)由表格中数据知,当h=0时,G=F=6.5N,第4次实验F=5N,则F=G-F=6.5N-5N=1.5N;
(2)(2)根据第四次实验时,铁块受到浮力的计算方法,求出第一次到第五次的浮力分别为:0N、0.5N、1N、1.5N、2N,由此得出结论:铁块未浸没时,随着浸入深度的增加,受到的浮力增大.
(3)根据第四次实验时,铁块受到浮力的计算方法可以求出第五次到第七次的浮力分别为:2N、2N、2N,
由此得出结论:当铁块浸没水中后,受到的浮力与深度无关.
(4)由上可知,铁块逐渐浸入水中的过程中,浮力是先变大后不变的,故D符合题意.
故答案为:(1)1.5;(2)物体浸没之前,受到的浮力随深度的增大而增加;(3)物体浸没之后,受到的浮力与深度无关;(4)D.

点评 本题考查了测浮力的方法、用控制变量法设计实验、对实验数据的分析能力等.设计实验时,步骤的描述语言要严谨,体现科学的物理学方法;在结论的描述上,要从两个角度论述,即与形状有关或是无关.

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实验序号物距/cm像距/cm像的性质
1206.7倒立、缩小的实像
2157.5
31010倒立、等大的实像
47.515倒立、放大的实像
54正立、放大的虚像
(1)此凸透镜的焦距为5cm.
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