12. 右图是“探究物体在水中不同深度所受浮力大小”的实验,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在第6次实验时,金属圆柱体浸没到水中。在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度$ h $和弹簧测力计相应的示数$ F $,实验数据如下表。


(1) 分析表中实验数据,可以得出物体重
(2) 分析表中第1列到第5列数据,说明
(3) 分析表中第6列到第8列数据,说明
(4) 下图中能够正确反映出弹簧测力计示数$ F $和圆柱体下表面到水面距离$ h $关系的是(

A.
B.
C.
D.
(1) 分析表中实验数据,可以得出物体重
6.75
N。第4次实验时,物体受到的浮力为1.5
N。(2) 分析表中第1列到第5列数据,说明
物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大
。(3) 分析表中第6列到第8列数据,说明
物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变
。(4) 下图中能够正确反映出弹簧测力计示数$ F $和圆柱体下表面到水面距离$ h $关系的是(
B
)。A.
B.
C.
D.
答案
12. (1)6.75 1.5
(2)物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大
(3)物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变
(4)B
(2)物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大
(3)物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变
(4)B
解析
【分析】
(1)当物体下表面深度$h=0$时,物体未浸入水中,弹簧测力计的示数等于物体的重力,由此可直接得出物体重力;根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{拉}$,代入第4次实验的数据即可算出浮力。
(2)观察第1到5列数据,$h$逐渐增大,物体未完全浸没,弹簧测力计示数$F$逐渐减小,结合称重法可知浮力变化,从而总结规律。
(3)观察第6到8列数据,$h$继续增大,物体已完全浸没,弹簧测力计示数$F$保持不变,说明浮力不变,总结此规律。
(4)分析$F$与$h$的关系:初始时$h=0$,$F$等于重力;随着$h$增加,物体逐渐浸入水中,浮力增大,$F$减小;当物体完全浸没后,$h$再增加,浮力不变,$F$保持恒定。据此判断对应的图像。
【解析】
(1) 当$h=0$时,物体未浸入水中,弹簧测力计示数等于物体重力,由表格第1次实验数据可知,物体重$G=6.75\ \mathrm{N}$;
第4次实验时,根据称重法$F_{浮}=G-F$,代入数据得$F_{浮}=6.75\ \mathrm{N} - 5.25\ \mathrm{N}=1.5\ \mathrm{N}$。
(2) 第1到5列数据中,物体下表面深度$h$逐渐增大,物体未完全浸没在水中,弹簧测力计示数$F$逐渐减小,说明物体受到的浮力逐渐增大,因此可得:物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大。
(3) 第6到8列数据中,物体已完全浸没在水中,下表面深度$h$继续增大,弹簧测力计示数$F$不变,说明物体受到的浮力不变,因此可得:物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变。
(4) 弹簧测力计示数$F$随$h$的变化规律:
当$h=0$时,$F=G=6.75\ \mathrm{N}$;
当$h$从0到物体完全浸没前,$h$增大,$F$减小;
当物体完全浸没后,$h$增大,$F$保持不变。
符合此规律的是选项B。
【答案】
(1) $6.75$;$1.5$
(2) 物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大
(3) 物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变
(4) B
【知识点】
称重法测浮力;浮力与浸入深度的关系;阿基米德原理探究
【点评】
本题通过实验数据探究浮力与浸入深度的关系,重点考查了称重法测浮力的应用以及对实验数据的分析归纳能力,明确物体浸没前后浮力的变化规律是解题关键,是浮力探究实验中的典型基础题型。
【难度系数】
0.7
(1)当物体下表面深度$h=0$时,物体未浸入水中,弹簧测力计的示数等于物体的重力,由此可直接得出物体重力;根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{拉}$,代入第4次实验的数据即可算出浮力。
(2)观察第1到5列数据,$h$逐渐增大,物体未完全浸没,弹簧测力计示数$F$逐渐减小,结合称重法可知浮力变化,从而总结规律。
(3)观察第6到8列数据,$h$继续增大,物体已完全浸没,弹簧测力计示数$F$保持不变,说明浮力不变,总结此规律。
(4)分析$F$与$h$的关系:初始时$h=0$,$F$等于重力;随着$h$增加,物体逐渐浸入水中,浮力增大,$F$减小;当物体完全浸没后,$h$再增加,浮力不变,$F$保持恒定。据此判断对应的图像。
【解析】
(1) 当$h=0$时,物体未浸入水中,弹簧测力计示数等于物体重力,由表格第1次实验数据可知,物体重$G=6.75\ \mathrm{N}$;
第4次实验时,根据称重法$F_{浮}=G-F$,代入数据得$F_{浮}=6.75\ \mathrm{N} - 5.25\ \mathrm{N}=1.5\ \mathrm{N}$。
(2) 第1到5列数据中,物体下表面深度$h$逐渐增大,物体未完全浸没在水中,弹簧测力计示数$F$逐渐减小,说明物体受到的浮力逐渐增大,因此可得:物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大。
(3) 第6到8列数据中,物体已完全浸没在水中,下表面深度$h$继续增大,弹簧测力计示数$F$不变,说明物体受到的浮力不变,因此可得:物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变。
(4) 弹簧测力计示数$F$随$h$的变化规律:
当$h=0$时,$F=G=6.75\ \mathrm{N}$;
当$h$从0到物体完全浸没前,$h$增大,$F$减小;
当物体完全浸没后,$h$增大,$F$保持不变。
符合此规律的是选项B。
【答案】
(1) $6.75$;$1.5$
(2) 物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力也逐渐增大
(3) 物体完全浸入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增加,物体受到的浮力不变
(4) B
【知识点】
称重法测浮力;浮力与浸入深度的关系;阿基米德原理探究
【点评】
本题通过实验数据探究浮力与浸入深度的关系,重点考查了称重法测浮力的应用以及对实验数据的分析归纳能力,明确物体浸没前后浮力的变化规律是解题关键,是浮力探究实验中的典型基础题型。
【难度系数】
0.7
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