13. 小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。

(1)实验的最佳顺序是(填选项字母)。
A. 甲、乙、丙、丁
B. 丁、甲、乙、丙
C. 乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是N。通过实验可得到的结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它。
(3)以下情况会影响结论的是(填选项字母)。
A. 图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B. 图乙中物体未全部浸入水中
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ_酒精$ = 0.8×10^3 kg/m^3),$物体受到的浮力(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。

(1)B (2)1 排开的液体受到的重力 (3)A (4)变小 (5)乙

14. 在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为$ 100 cm^2 $的圆柱形容器(不计容器壁厚度),其内有 12 cm 的水(如图甲所示)。某考生用弹簧测力计悬挂一个金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力 F 与圆柱体下表面到水面距离 h 的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距液面为 10 cm 时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出),如图丙所示。(ρ_水$ = 1.0×10^3 kg/m^3,g $取 10 N/kg)
(1)求圆柱体浸没在水中时受到的浮力。
(2)求圆柱体的体积。
(3)求圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。
(1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力为。
(2)圆柱体的体积为。
(3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强为。

解 (1)圆柱体浸没在水中时受到的浮力 $F_{浮} = F_{1} - F_{2} = 3N - 2N = 1N$ (2)当圆柱体浸没在水中时,圆柱体体积$V = V_{排}$ 由$F_{浮} = G_{排} = \rho_{水}V_{排}g$得 $V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{1N}{1.0 × 10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg} = 10^{-4}m^{3} = 100cm^{3}$ 所以圆柱体的体积$V = V_{排} = 100cm^{3}$ (3)圆柱体未浸入水中时,容器中水的体积 $V_{水} = S_{圆}h = 100cm^{2} × 12cm = 1200cm^{3}$ 圆柱体沉入水底时,圆柱体与水的总体积 $V_{总} = V_{水} + V = 1200cm^{3} + 100cm^{3} = 1300cm^{3}$ 则圆柱体沉入底部后水面到水底的深度 $h' = \frac{V_{总}}{S_{底}} = \frac{1300cm^{3}}{100cm^{2}} = 13cm = 0.13m$ 则圆柱体沉底时,水对容器底部的压强 $p = \rho_{水}gh' = 1.0 × 10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg × 0.13m = 1.3 × 10^{3}Pa$