Question

10．用圖中實驗裝置驗證阿基米德原理，當物塊浸入溢水杯時，水會流入空桶中，下列說法正確的是（　　）

• A． 實驗前溢水杯未裝滿水，對實驗結果沒有影響
• B． 物塊浸入水中越深，水對溢水杯底部的壓強越大
• C． 物塊浸入水中越深，左側彈簧測力計的示數越大
• D． 通過計算可知實驗所用物塊的密度為2×10³千克/米³

Answer 1

分析 （1）用溢水法收集物體排開的水，將溢水杯裝滿水，然后將物體浸入水中，用其他容器（需先測出其重力）接住溢出的水，然后再測出裝有溢出的水的容器的總重力，兩者之差就是物體排開水的重力；根據所測數據計算F_浮與G_排并進行比較．
（2）液體內部的壓強與液體深度有關，深度越大，產生的壓強越大；
（3）物塊完全浸沒水中前，排開水的體積增大，溢出去的增多；
（4）由左側圖可知物塊的重力，計算出質量；由有圖可知物塊浸沒水中后的重力G′，根據F_浮=G-G′計算出浮力，根據阿基米德原理計算出V_排，即物體的體積，最后根據密度公式計算出物體的密度．

解答 解：A、物體放入水中前，溢水杯應該是滿水的，否則小桶內所盛的水將小于物體排開水的體積．所以應該在溢水杯中倒滿水；故A錯誤；
B、物塊浸沒水中后，隨著深度的增加，排開水的體積不變，液體的深度不變，故水對容器底部的壓強不變；故B錯誤；
C、左側實驗中，在物塊完全浸沒水中前，隨著物塊浸入水中深度的增加，排開水的體積增大，溢出去的水增多，故彈簧測力計的示數變大；物塊完全浸沒水中，排開水的體積不變，彈簧測力計的示數不再變化；故C錯誤；
D、由測力計的示數可知，物體的重力G=2N，物體的質量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2N}{10N/kg}$=0.2kg；
物體浸沒水中后的浮力F_浮=G-G′=2N-1N=1N，
由阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排可得，物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
物體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2×10³m³；故D正確．
故選D．

點評 本題綜合考查了阿基米德原理實驗、影響液體壓強大小的因素等知識；在“探究浮力的大小”實驗中，用“稱量法”測出物體受到的浮力，即F_浮=G-F_拉．