Question

（2012?上海）某小組同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究圓柱體浸入液體的過程中測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化情況．如圖所示，他們將高H位0.10米的圓柱體A掛在測(cè)力計(jì)下，逐步改變其下表面到液面的距離h，讀出相應(yīng)的測(cè)力計(jì)示數(shù)F，將h和F記錄在表一中．然后，他們變換液體重復(fù)實(shí)驗(yàn)，將數(shù)據(jù)記錄在表二中．為進(jìn)一步研究F和h的關(guān)系，他們計(jì)算了相鄰兩次實(shí)驗(yàn)中h及F的變化量△h和△F，并將結(jié)果分別記錄在表一和表二的后兩列中．（已知ρ₁＜ρ₂）
表一（液體密度為ρ₁） 

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	h （米）	F （牛）		△h（米）	△F （牛）
1	0.02	22.0		0.01	0
2	0.01
3	0	22.0		0.01	0.8
4	0.01	21.2
5	0.02	20.4		0.02	1.6
6	0.04	18.8
7	0.05	18.0		0.03	2.4
8	0.08	15.6
9	0.10	14.0		0.04	0
10	0.14	14.0

表二（液體密度為ρ₂）

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	h （米）	F （牛）		△h（米）	△F（牛）
11	0.02	22.0		0.01	0
12	0.01	22.0
13	0			0.01	1.0
14	0.01	21.0
15	0.02	20.0		0.02	2.0
16	0.04	18.0
17	0.05	17.0		0.03	3.0
18	0.08	14.0
19	0.10	12.0		0.04	0
20	0.14	12.0

①實(shí)驗(yàn)序號(hào)2和13所空缺的數(shù)據(jù)分別為

22.0

、

22.0

．
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5、6、7與8或14、15、16、17與18等數(shù)據(jù)中F與h的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：在圓柱體浸入同種液體的過程中，

圓柱體沒有全部浸沒以前，F(xiàn)隨h的增大而減小

．
③請(qǐng)進(jìn)一步綜合分析表一、表二的相關(guān)數(shù)據(jù)，并歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8或13～18中△F與△h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

在圓柱體浸入同種液體的過程中，△F與△h的比值是一個(gè)定值

．
（b）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8和13～18中△F與△h的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

在圓柱體浸入不同液體的過程中，液體密度大，△F與△h的比值大

．
④他們繼續(xù)分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)9和10或19和20的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，發(fā)現(xiàn)圓柱體浸入液體后，當(dāng)h滿足一定條件時(shí)，F(xiàn)不再隨h而變化．為進(jìn)一步研究h所滿足的條件，需添加的器材為

乙

（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
器材：圓柱體甲 高H=0.10米；
圓柱體乙 高H=0.20米；
圓柱體丙 高H=0.10米．
請(qǐng)?jiān)诒砣�的第二列填入擬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以達(dá)到研究h所滿足條件的目的．          
表三

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	h （米）	F （牛）
1	0.20
2	0.30
3	0.40

Answer 1

分析：（1）我們可以通過分析所給數(shù)據(jù)找到，第2次實(shí)驗(yàn)和第13次實(shí)驗(yàn)都是物體沒浸入水面之前彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，都等于物體所受到重力的大�。�
（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5、6、7與8或14、15、16、17與18中的數(shù)據(jù)可以看出，圓柱體沒有全部浸入以前，測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體下表面到液面的距離h的增大而減�。�
（3）（a）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8或13～18中△F與△h的數(shù)據(jù)可以看出，在圓柱體浸入同種液體的過程中，△F與△h的比值是一個(gè)定值；
（b）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8和13～18中△F與△h的數(shù)據(jù)可以看出，表一中液體的密度小于表二中液體的密度，且表一中

△F

△h

=80，表二中

△F

△h

=100，所以在圓柱體浸入不同液體的過程中，液體密度大，△F與△h的比值大
（4）為了避免實(shí)驗(yàn)規(guī)律的偶然性，要換用高度不同的圓柱體再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，且其下表面到液面的距離h要等于或大于圓柱體的高度．

解答：解：①第2次實(shí)驗(yàn)和第13次實(shí)驗(yàn)都是物體沒浸入水面之前彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，都等于物體所受到重力的大小．和第1次、第11次實(shí)驗(yàn)中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)都相等，都是22.0N．                                                
故答案為：22.0；22.0．                                                                                
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5、6、7與8或14、15、16、17與18中的數(shù)據(jù)可以看出，圓柱體浸入液體中的深度小于圓柱體的高，即圓柱體沒有全部浸入以前，測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體下表面到液面的距離h的增大而減�。�
故答案為：圓柱體沒有全部浸沒以前，F(xiàn)隨h的增大而減�。�                                
③（a）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8或13～18中△F與△h的數(shù)據(jù)可以看出，在圓柱體浸入同種液體的過程中，△F與△h的比值是一個(gè)定值，即

△F

△h

=80．
故答案為：在圓柱體浸入同種液體的過程中，△F與△h的比值是一個(gè)定值．
（b）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8和13～18中△F與△h的數(shù)據(jù)可以看出，在圓柱體浸入同種液體的過程中，實(shí)驗(yàn)序號(hào)3～8中△F與△h的比值是一個(gè)定值，即

△F

△h

=80；實(shí)驗(yàn)序號(hào)13～18中△F與△h的比值也是一個(gè)定值，即

△F

△h

=100．且表一中液體的密度小于表二中液體的密度．
故答案為：在圓柱體浸入不同液體的過程中，液體密度大，△F與△h的比值大．
④為了避免實(shí)驗(yàn)規(guī)律的偶然性，要換用高度不同的圓柱體再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因此要選用圓柱體乙．
為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑘A柱體下表面到液面的距離h要等于或大于圓柱體的高度，所以表三中的圓柱體下表面到液面的距離h應(yīng)為：0.20m、0.30m、0.40m．                                            
故答案為：乙；0.20m；0.30m；0.40m．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力和根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)歸納出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力，以及控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的熟練運(yùn)用能力．是中考的常見題型，對(duì)學(xué)生的能力要求較高．