Question

小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。

（1）紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越__________

（2）实验时的情形如图2所示，比较甲图和__________图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；

（3）比较图2甲图和丙图，可以初步得出结论：液体内部压强与液体__________有关；

（4）小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究：

①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口______。

②用细线悬挂在弹资测力计下的探头刚好漫没，如图2丁所示，此时弹簧测力计的示数为_______N，溢出的水全部流人小量筒中，排开水的体积为_______ml，此时探头所受的浮力为_______N；③探头从丁图位置不断缓慢往下放（细线足够长），排开水的质量_____（选填“变大”“变小” 或“不变”） ，弹簧测力计的示数会___________选填字母。

A.一直变大     B.先不变后变小     C.先变大后变小     D.先变小后变大

Answer

大 乙 密度 相平 0.4N 20m L 0.2N 变小 A

【解析】

（1）根据题意知道，利用了转换法，把液体内部压强的大小转换成橡皮膜形变程度的大小，所以形变程度越大，表示液体内部的压强越大；

（2）要探究液体压强大小与深度的关系，由控制变量法知道，需要液体的密度相同、探头的方向相同，而深度不同，所以，应选甲、乙两图；

（3）比较甲图和丙图知道，此时探头所处的深度相同，液体的种类不同，而橡皮膜的形变程度不同，即说明液体产生的压强不同，故可初步得出的结论是：液体内部压强与液体密度有关。

（4）①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平；

②由图知道，弹簧测力计的分度值是0.2N，示数是F′=0.4N；由于溢出的水全部流入小量筒中，所以，排开水的体积是20mL=20cm3，此时探头所受的浮力是：F浮=ρ水gV排 =1×103 kg/m3 ×10N/kg×20×10-6 m3=0.2N；

③由甲、乙两图知道，探头浸入水中的深度增加时，其体积会减小，排开水的体积减小，由F浮=ρ水gV排知道，其所受浮力变小；由F浮=G排 =m排g知道，排开水的质量变小；探头在刚与溢水杯底部接触但对溢水杯底部没有压力之前，探头的重力不变，所受浮力变小，根据F浮=G-F示知道，弹簧测力计示数会变大；当探头在与溢水杯底部接触且对溢水杯底部有压力之后，探头还受到杯底向上的支持力，则弹簧测力计示数会变小，所以，整个过程中弹簧测力计的示数会先变大后变小。