第3章 浮力 实验探究题 练习（含解析）

2021-2022学年华师大版浮力实验探究题
1．小宇同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，弹簧测力计始终挂着同一块金属块，分别进行了甲乙丙丁戊步骤。水的密度为1.0×103kg/m3。
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力是 　 　N。
（2）分析甲、乙、丙可知，金属块受到的浮力大小与 　 　有关。
（3）分析甲、丙、丁可知，金属块受到的浮力大小与 　 　无关。
（4）小宇分析甲、乙、戊得出的结论是：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。小丽认为这个结论不可靠，主要原因是 　 　，应该选择甲、　 　、　 　三次实验才能得出正确结论。
（5）利用图中数据可以计算出盐水的密度为 　 　kg/m3。
2．小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
（1）分析b、c两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 　 　有关；
（2）分析c、d两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度 　 　；
（3）分析c、e两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 　 　有关；
（4）若先完成实验c，再完成实验a，则测得的浮力将 　 　（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）完成上述实验后，小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度，实验过程如下：
①将空烧杯漂浮在水槽内，用刻度尺测得水面高度为h1；
②将金属块放在烧杯内，用刻度尺测得水面的高度为h2；
③　 　，用刻度尺测得水面高度为h3；
④金属块的密度ρ金属＝　 　（用ρ水，h1，h2，h3表示）。
3．春辉同学做“探究浮力大小与液体密度、物体排开液体体积的关系”实验。如图所示，A、B为同种材料的金属块（体积VA＜VB），液体密度ρ浓盐水＞ρ水，均在物体静止时对弹簧测力计进行读数（其中F1、F2分别为乙、丙两图中测力计示数）。
（1）如图甲所示，春辉测量金属块A所受重力为 　 　N。
（2）他将金属块A分别浸没在浓盐水和清水中，如图乙、丙所示，初步得出的实验结论是：　 　相同时，液体密度越大，物体所受浮力越 　 　。
（3）春辉又将金属块B浸没在清水中（如图丁所示），测得其受到的浮力为1.2N，春辉分析图甲、图丙和图丁得出了“浮力大小与物体排开液体体积的关系”；而玉丽同学思考：对比图甲、图乙和图丁，同时结合（2）的实验结论，是否也能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”呢？请针对玉丽的思考写出你的分析。
4．小明等几位同学设计不同实验探究浮力。
（1）他们找了一段较细的红线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部，再向烧杯缓慢注水，直到水将乒乓球浸没，发现红线在竖直方向被拉直，如图甲所示；然后，将大烧杯倾斜，发现红线仍旧在竖直方向被拉直，如图乙所示。根据两次观察到的现象，小明他们认为：乒乓球受到的浮力　 　（选填序号）。
A．大小与乒乓球的体积有关 B．大小与水的密度有关
C．方向可能竖直向上也可能斜向上 D．方向竖直向上
（2）在弹簧测力计下悬挂一个铝块，弹簧测力计示数是4.0N．然后，将铝块慢慢浸入水中，当铝块部分浸入水中，弹簧测力计示数如图丙所示，弹簧测力计示数是　 　N；当铝块全部浸没在水中，弹簧测力计示数如图丁所示，此时铝块受到浮力大小是　 　N．实验结果表明：铝块浸在水中的体积越大，受到浮力越大。
5．晓明要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯、水等器材进行了如图1所示的探究。
（1）实验结束后，晓明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图2所示。分析图象可知：曲线 　 　（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度的变化情况。
（2）研究发现：浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体的体积 　 　；全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体中的深度 　 　（均选填“有关”或“无关”）。
（3）该金属圆柱体的质量是 　 　kg，其密度是 　 　。
（4）将该金属圆柱体取下后放入水中，将 　 　（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。
6．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想
猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3：浮力的人小可能与物体的形状有关
猜想4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关
（1）如图所示，用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 　 　（选填序号）。
（2）为了研究猜想1和猜想2，运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4N，4.5N和5N．然后进行如图3所示的实验。
①在序号a的实验中物所受的浮力为 　 　N。
②比较序号 　 　的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知：液体的密度越大，物体所受的浮力越 　 　。
④比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力 　 　关。
（3）为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验、由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小珍认为这结论不可靠，主要原因是 　 　。
（4）若A的重力为4N，水的密度为1.0g/cm3，则浓盐水的密度为 　 　。
7．下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景，其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
（1）在实验操作前细心的明天同学指出：在情景甲中存在错误，该错误是溢水杯中水面 　 　。
（2）纠正错误后，该探究实验的合理顺序为 　 　（用甲、乙、丙、丁表示）。
（3）在情景乙的测量中，溢水口还在溢水过程中，义正同学便急忙把小杯移开，开始测量小杯和溢出水的总重力，这样会导致测得“排开液体所受重力”　 　（选填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
（4）在完成实验之后，陶子同学发现实验桌上有一瓶用于测量密度的盐溶液，她思考之后建议：利用浮力来测量该液体的密度，经过组内一番讨论，仅增加了戊图（注意：戊图中是盐水，乙图中是水）所示情景，此时弹簧测力计示数为F5，则待测盐溶液的密度ρ液可表示为ρ水或ρ水，其中X＝　 　（用F1、F5表示）。
8．某同学为探究影响浮力大小的因素，准备了大容器、高为h的柱形金属块和高为4h的柱形小桶，小桶的底面积是金属块底面积的2倍（不计小桶的质量和厚度，桶壁刻度均匀），探究过程如下：
（1）如图甲所示，将金属块放入小桶静止后，弹簧测力计示数为F。
（2）如图乙所示，使小桶浸入水中的深度为h时静止，弹簧测力计示数为F。
（3）如图丙所示，使小桶浸入某种液体（ρ液＜ρ水）中的深度为h时静止，弹簧测力计示数为F。小桶在图乙、图丙中所受浮力分别为F乙、F丙，其大小关系为F乙　 　F丙，说明浮力的大小与 　 　有关。
（4）在（3）的基础上，向小桶内缓慢加水，小桶底部所受水的压强逐渐 　 　。小桶内水的深度为H时停止加水，调节弹簧测力计的高度，使小桶浸入液体中的深度为2h时静止（小桶未触底），弹簧测力计示数为F，则H：h＝　 　。
9．小明在验证“阿基米德原理”实验中：
（1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮＝　 　，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排＝　 　（用此题中所给字母表示）；
（2）小明预期要获得的结论是：　 　（用此题中所给字母表示）；
（3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是
　 　（写出一条即可）；
（4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是 　 　（选填“能”或“不能”）验证；
（5）他又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示，其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m1　 　m2（选填“＞”、“＝”、“＜”）。
10．学完阿基米德原理之后，小伟和小雪用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上，向溢水杯中加水后（如图甲所示），在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据；然后他们将物体缓慢下降，当物体的部分体积浸在水中时（如图乙所示），记录下第二次实验数据；剪断系在物体上的细线，将物体缓慢沉入到水底后（如图丙所示），记录下第三次的实验数据。（取g＝10N/kg）
测力计A/N 测力计B/N 电子秤/g
第一次 1.00 0.02 500.00
第二次 0.60 0.22 520.00
第三次 0 540.00
（1）观察乙、丙两图可知物体在 　 　图中所受浮力更大，是因为此时物体浸在水中的
　 　更大；
（2）在整理数据时，小雪和小伟发现第三次实验中测力计B的示数记录不同，小雪记的是0.62N，小伟记的是0.42N，他们讨论推理后认为有一个数据是正确的，请判断谁的记录是正确的，并说明理由 　 　。
11．小亮做了下面两个实验，请回答下列问题：
（一）探究“浮力大小跟哪些因素有关”和“阿基米德原理”
（1）如图甲所示，金属块在b图中受到的浮力为 　 　N。比较a、d两图与a、c两图中弹簧测力计的示数差可以得出：物体排开液体体积相同时，　 　越大，物体受到的浮力越大。
（2）小亮通过a、e两图的操作分别测出了金属块和空桶的重力，为了验证阿基米德原理，接下来他在b、c、d三个图中 　 　（填“必须读出b”、“必须读出c”、“必须读出d”或“任意读出一个”）图中的弹簧测力计示数，并测出对应的小桶和液体的总重即可。通过实验可以得出阿基米德原理的正确公式为 　 　。
（二）测量桶A（桶壳）的密度
（1）他取来桶A和另一个较大的桶B，先用弹簧测力计测出空桶A的重力为GA；
（2）再用弹簧测力计测出空桶B的重力为GB；
（3）如图乙所示，将桶A口朝上向下压入装满水的溢水杯中，使桶A的桶口刚好与溢水杯中水面相平（此过程中没有水进入A桶），用桶B收集溢出的水，并用弹簧测力计测出桶B及桶内水的总重为G1；
（4）将桶A从水中取出，将桶B内的水倒入桶A直至倒满（水未溢出），并用弹簧测力计测出此时桶B及桶内水的总重为G2；
（5）桶A（桶壳）体积可以通过步骤（4）和步骤 　 　[填“（2）”或“（3）”]得出；
（6）桶A（桶壳）密度表达式为ρ＝　 　（水的密度用ρ水表示）。
12．某小组同学用如图所示装置，研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降，将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数F1、台秤的示数F2记录在下表中。
实验序号 h（厘米） F1（牛） F2（牛）
1 1.0 7.7 10.3
2 2.0 7.4 10.6
3 3.0 7.1 10.9
4 4.0 6.8 11.2
5 5.0 6.5 11.5
6 6.0 6.5 11.5
①分析比较实验序号1～4的数据中F1、F2的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，F1　 　，F2　 　；
②表中实验序号　 　的数据表明，圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中；
③表中两组数据间F1变化量的大小为△F1，相应的F2变化量的大小为△F2，分析比较实验序号1～6的数据，可得出的结论是：圆柱体在水中缓慢下降的过程中，△F1与△F2的关系是　 　。当圆柱体处于实验序号6的位置时，所受浮力的大小为　 　牛。
浮力实验探究题参考答案与试题解析
1．小宇同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，弹簧测力计始终挂着同一块金属块，分别进行了甲乙丙丁戊步骤。水的密度为1.0×103kg/m3。
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力是 　2　N。
（2）分析甲、乙、丙可知，金属块受到的浮力大小与 　物体排开液体的体积　有关。
（3）分析甲、丙、丁可知，金属块受到的浮力大小与 　深度　无关。
（4）小宇分析甲、乙、戊得出的结论是：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。小丽认为这个结论不可靠，主要原因是 　没有控制物体排开液体的体积不变　，应该选择甲、　丁　、　戊　三次实验才能得出正确结论。
（5）利用图中数据可以计算出盐水的密度为 　1.1×103　kg/m3。
【解答】解：（1）由图甲丙可知，金属块完全浸没后，受的浮力为：
F浮＝G﹣F拉丙＝4.8N﹣2.8N＝2N；
（2）比较甲、乙、丙图可知，液体的密度相同，排开液体的体积不相同，弹簧测力计的示数不同，浮力不同，可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系；
（3）分析甲、丙、丁可知，深度改变，弹簧测力计的示数不变，浮力不变，故可以得出浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关；
（4）分析甲、乙、戊图知液体的密度不同、排开液体的体积不同，没有控制唯一变量，不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关，故应选择甲、丁、戊图；
（5）由图甲、丙知，金属块浸没在水中受到的浮力：
F浮＝4.8N﹣2.8N＝2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
根据阿基米德原理有：
F浸水＝ρ水gV排水＝ρ水gV物﹣﹣﹣﹣﹣②，
由图甲、戊知，金属块浸没在盐水中受到的浮力：
F浮′＝4.8N﹣2.4N＝2.4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣③，
根据阿基米德原理有：
F浮′＝ρ盐水gV排盐水＝ρ盐水gV物﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，
由②④得：
ρ盐水＝ρ水﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤；
将①③代入⑤得：
ρ盐水＝ρ水＝1.1×103 kg/m3。
故答案为：（1）2；（2）物体排开液体的体积；（3）深度；（4）没有控制物体排开液体的体积不变；丁；戊；（5）1.1×103。
2．小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
（1）分析b、c两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 　物体排开液体的体积　有关；
（2）分析c、d两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度 　无关　；
（3）分析c、e两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 　液体的密度　有关；
（4）若先完成实验c，再完成实验a，则测得的浮力将 　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）；
（5）完成上述实验后，小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度，实验过程如下：
①将空烧杯漂浮在水槽内，用刻度尺测得水面高度为h1；
②将金属块放在烧杯内，用刻度尺测得水面的高度为h2；
③　将烧杯内的金属块拿出直接放入水中　，用刻度尺测得水面高度为h3；
④金属块的密度ρ金属＝　　（用ρ水，h1，h2，h3表示）。
【解答】解：（1）分析b、c两次实验可知，液体的密度相同，排开液体的体积不同，观察弹簧测力计的示数变小，根据称量法F浮＝G﹣F示知浮力变大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；
（2）分析c、d两次实验可知，深度增加，弹簧测力计的示数不变，浮力不变，说明浮力大小与物体浸没到液体的深度无关；
（3）分析c、e两次实验可知，排开液体的体积相同，液体的密度不同，观察弹簧测力计的示数变大，根据称量法F浮＝G﹣F示知浮力变大，说明浮力大小与物体排开液体的密度有关；
（4）若先完成实验c，再完成实验a，则物体表面有水，测得的重力偏大，根据称量法F浮＝G﹣F示知浮力变大；
（5）由①②可知，烧杯前后都是漂浮在水面，受到的浮力都等于自重，则两图中浮力的变化量等于金属块重力，
两图中浮力的变化量：△F浮＝ρ水g△V排＝ρ水g（h2﹣h1）S容，所以金属块的重力为：G＝ρ水g（h2﹣h1）S容；
将烧杯内的金属块拿出直接放入水中，用刻度尺测得水面高度为h3，则金属块的体积为V＝（h3﹣h1）S容；
则金属块的密度为：ρ金属＝＝＝＝。
故答案为：（1）物体排开液体的体积；（2）无关；（3）液体的密度；（4）偏大；（5）将烧杯内的金属块拿出直接放入水中；。
3．春辉同学做“探究浮力大小与液体密度、物体排开液体体积的关系”实验。如图所示，A、B为同种材料的金属块（体积VA＜VB），液体密度ρ浓盐水＞ρ水，均在物体静止时对弹簧测力计进行读数（其中F1、F2分别为乙、丙两图中测力计示数）。
（1）如图甲所示，春辉测量金属块A所受重力为 　4　N。
（2）他将金属块A分别浸没在浓盐水和清水中，如图乙、丙所示，初步得出的实验结论是：　物体排开液体体积　相同时，液体密度越大，物体所受浮力越 　大　。
（3）春辉又将金属块B浸没在清水中（如图丁所示），测得其受到的浮力为1.2N，春辉分析图甲、图丙和图丁得出了“浮力大小与物体排开液体体积的关系”；而玉丽同学思考：对比图甲、图乙和图丁，同时结合（2）的实验结论，是否也能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”呢？请针对玉丽的思考写出你的分析。
【解答】解：（1）图甲是用弹簧测力计测量金属块A的重力，弹簧测力计分度值为0.1N，示数4N，即金属块A所受重力为4N；
（2）由图乙、丙可知，金属块A浸没在浓盐水和清水中排开液体的体积相同，受到的浮力分别为：
F浮乙＝G﹣F1＝4N﹣2.8N＝1.2N，
F浮丙＝G﹣F2＝4N﹣3N＝1N，
由此看出，浓盐水的密度大，金属块受到的浮力大，故可得结论：排开液体体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力越大；
（3）因为ρ浓盐水＞ρ水，由（2）知，其他条件相同时，物体在水中受到浮力应小一些，而实验中物体在清水中受到的浮力却等于盐水中受到的浮力，是因为在清水中排开液体体积较大，所以能分析出“浮力大小与物体排开液体体积的关系。
故答案为：（1）4；（2）物体排开液体体积；大；（3）实验中物体在清水中受到的浮力等于盐水中受到的浮力，由于ρ浓盐水＞ρ水，所以在清水中排开液体体积较大，故能分析出浮力大小与物体排开液体体积的关系。
4．小明等几位同学设计不同实验探究浮力。
（1）他们找了一段较细的红线，将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部，再向烧杯缓慢注水，直到水将乒乓球浸没，发现红线在竖直方向被拉直，如图甲所示；然后，将大烧杯倾斜，发现红线仍旧在竖直方向被拉直，如图乙所示。根据两次观察到的现象，小明他们认为：乒乓球受到的浮力　D　（选填序号）。
A．大小与乒乓球的体积有关 B．大小与水的密度有关
C．方向可能竖直向上也可能斜向上 D．方向竖直向上
（2）在弹簧测力计下悬挂一个铝块，弹簧测力计示数是4.0N．然后，将铝块慢慢浸入水中，当铝块部分浸入水中，弹簧测力计示数如图丙所示，弹簧测力计示数是　3　N；当铝块全部浸没在水中，弹簧测力计示数如图丁所示，此时铝块受到浮力大小是　1.5　N．实验结果表明：铝块浸在水中的体积越大，受到浮力越大。
【解答】解：（1）在甲、乙图中，红线都是在竖直方向被拉直，乒乓球受到竖直向下的重力和绳子竖直向下的拉力及向上的浮力作用，小球处于静止状态，由力的平衡，小球受到竖直向下力的合力与浮力为一对平衡力，由二力平衡，这个合力与受到的浮力大小相等，方向相反，故乒乓球受到的浮力方向竖直向上，选D；
（2）在弹簧测力计下悬挂一个铝块，弹簧测力计示数是4.0N，然后，将铝块慢慢浸入水中，当铝块部分浸入水中，弹簧测力计示数如图丙所示，测力计分度值为0.1N，弹簧测力计示数是3N；
当铝块全部浸没在水中，弹簧测力计示数如图丁所示，测力计示数为2.5N，由称重法测浮力，此时铝块受到浮力大小是：
F浮＝G﹣F＝4N﹣2.5N＝1.5N；
实验结果表明：铝块浸在水中的体积越大，受到浮力越大。
故答案为：（1）D；（2）3；1.5.
5．晓明要研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯、水等器材进行了如图1所示的探究。
（1）实验结束后，晓明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图2所示。分析图象可知：曲线 　a　（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度的变化情况。
（2）研究发现：浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体的体积 　有关　；全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体中的深度 　无关　（均选填“有关”或“无关”）。
（3）该金属圆柱体的质量是 　0.27　kg，其密度是 　2.7×103kg/m3　。
（4）将该金属圆柱体取下后放入水中，将 　下沉　（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）。
【解答】解：
（1）在浸没前金属块受到的浮力大小随排开液体的体积增大而增大，浸没后排开液体的体积不变，此时浮力大小不变，据此判断出描述金属圆柱体所受浮力的变化情况的图象是a；
（2）比较乙、丙、丁中的实验可知，物体排开液体的体积增大，弹簧测力计示数越来越小，由F浮＝G﹣F示知，物体受到的浮力越来越大，所以，浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体的体积有关，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；当物体全部浸没在同种液体后，排开液体的体积不变，由阿基米德原理可知，此时浮力大小不变，故全部浸没在同种液体中的物体所受浮力则跟物体浸入液体中的深度无关；
（3）当物体浸在水中的深度为0时，根据二力平衡条件可知，弹簧测力计的示数即为物体的重力大小，由图b知，重力大小为2.7N；图a中的水平线即为浸没后物体受到的浮力大小，为1.0N；
则物体的质量为：
＝0.27kg；
物体的体积为：
V＝V排＝＝1×10﹣4m3；
物体的密度为：
＝2.7×103kg/m3；
（4）由前述计算可知，金属圆柱体的密度为2.7×103kg/m3，而水的密度为1×103kg/m3，金属圆柱体的密度比水的密度大，因此放入水中时，物体将下沉。
故答案为：（1）a；（2）有关；无关；（3）0.27；2.7×103kg/m3；（4）下沉。
6．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想
猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3：浮力的人小可能与物体的形状有关
猜想4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关
（1）如图所示，用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 　4　（选填序号）。
（2）为了研究猜想1和猜想2，运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4N，4.5N和5N．然后进行如图3所示的实验。
①在序号a的实验中物所受的浮力为 　1　N。
②比较序号 　a、d、e　的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知：液体的密度越大，物体所受的浮力越 　大　。
④比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力 　无　关。
（3）为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示的实验、由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小珍认为这结论不可靠，主要原因是 　没有控制排开液体的体积相同　。
（4）若A的重力为4N，水的密度为1.0g/cm3，则浓盐水的密度为 　1.2×103kg/m3　。
【解答】解：
（1）用手把空的饮料罐按入水中，手就会感受到竖直向上的浮力，越往下按，浮力越大，手会感到越吃力；空饮料罐向下按入的过程中，水面会升高，空饮料罐排开水的体积比较大；由此得出猜想：浮力的大小与物体排开液体的体积有关，即这个事实可以支持猜想4。
（2）①在序号a的实验中，物体的重力GA＝4N，弹簧测力计的示数为3N，
则物体受到的浮力为：F浮水＝GA F＝4N 3N＝1N；
②要探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同、形状相同（同一物体），改变液体的密度，图中a、d、e三图符合要求；
③a图中物体浸没在水中，受到的浮力为：F浮水＝G F＝4N 3N＝1N
d图中物体浸没在酒精中，受到的浮力为：F浮酒＝G F′＝4N 3.2N＝0.8N；
e图中物体浸没在盐水中，受到的浮力为：F浮盐＝G F″＝4N 2.8N＝1.2N；
所以同一物体在盐水中浮力最大、在酒精中受到的浮力最小，又因为盐水的密度最大，酒精的密度最小，
所以可以得出：液体的密度越大，物体所变的浮力越大；
④序号为a、b、c的三次实验中，物体的体积和浸没的液体都相同，不同因素是物体的重力；
由图可知测力计的示数分别为：3N、3.5N、4N，而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、4.5N和5N，根据称重法F浮＝G F，则所受浮力分别为1N、1N、1N，可见浮力相等，于是可得出结论：浮力的大小与物体的重力无关；
（3）根据控制变量法知：要研究浮力大小与物体形状的关系，必须保证排开液体的体积和液体的密度不变，小明实验中改变了形状，但没有控制排开水的体积相同，故小珍认为小明的结论不可靠，不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
（4）由以上分析可知，物体A浸没水中时的浮力F浮水＝GA F＝4N 3N＝1N，则物体A的体积VA＝V排水＝＝＝1×10﹣4m3；
物体浸没在盐水中，受到的浮力为：F浮盐＝G F″＝4N 2.8N＝1.2N；则物体A的体积V排盐＝VA＝1×10﹣4m3；
盐水的密度：ρ盐水＝＝＝1.2×103kg/m3。
故答案为：（1）4；（2）①1；②a、d、e；③大；④无；（3）没有控制排开液体的体积相同。（4）1.2×103kg/m3。
7．下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景，其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
（1）在实验操作前细心的明天同学指出：在情景甲中存在错误，该错误是溢水杯中水面 　未到达溢水杯杯口　。
（2）纠正错误后，该探究实验的合理顺序为 　丁、甲、乙、丙　（用甲、乙、丙、丁表示）。
（3）在情景乙的测量中，溢水口还在溢水过程中，义正同学便急忙把小杯移开，开始测量小杯和溢出水的总重力，这样会导致测得“排开液体所受重力”　偏小　（选填“偏小”、“不变”或“偏大”）。
（4）在完成实验之后，陶子同学发现实验桌上有一瓶用于测量密度的盐溶液，她思考之后建议：利用浮力来测量该液体的密度，经过组内一番讨论，仅增加了戊图（注意：戊图中是盐水，乙图中是水）所示情景，此时弹簧测力计示数为F5，则待测盐溶液的密度ρ液可表示为ρ水或ρ水，其中X＝　F1﹣F5　（用F1、F5表示）。
【解答】解：（1）要想测出物体排开的水的重力，溢水杯内水的液面必须到达溢水杯杯口，若达不到，则测得的排开的液体的重力会变小，故图甲中的错误为溢水杯内水面未到达溢水杯杯口；
（2）合理的实验顺序是：
丁、测出空桶所受的重力；
甲、测出实心合金块所受的重力；
乙、把合金块浸没在装满水溢水杯中，测出合金块所受的浮力，收集合金块排开的水；
丙、测出桶和排开的水所受的重力；
故合理的顺序为丁、甲、乙、丙；
（3）在情景乙的测量中，溢水口还在溢水过程中，把小杯移开，开始测量小杯和溢出水的总重力，此时测量的总重力会偏小，即测得“排开液体所受重力”偏小；
（4）物体在水中时，根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于其排开的液体的重力，即：F浮水＝F1﹣F2＝F3﹣F4；
物体在液体中时，物体受到的浮力等于其排开的液体的重力，即：F浮液＝F1﹣F5；
物体全部浸没在水和液体中时，物体的体积不变，排开的液体的体积是相同的；
则：V＝V排水＝＝＝；
V＝V排液＝＝；
V排水＝V排液，即：＝，解得：ρ液＝ρ水或ρ水，所以X＝F1﹣F5。
故答案为：（1）未到达溢水杯杯口；（2）丁、甲、乙、丙；（3）偏小；（4）F1﹣F5。
8．某同学为探究影响浮力大小的因素，准备了大容器、高为h的柱形金属块和高为4h的柱形小桶，小桶的底面积是金属块底面积的2倍（不计小桶的质量和厚度，桶壁刻度均匀），探究过程如下：
（1）如图甲所示，将金属块放入小桶静止后，弹簧测力计示数为F。
（2）如图乙所示，使小桶浸入水中的深度为h时静止，弹簧测力计示数为F。
（3）如图丙所示，使小桶浸入某种液体（ρ液＜ρ水）中的深度为h时静止，弹簧测力计示数为F。小桶在图乙、图丙中所受浮力分别为F乙、F丙，其大小关系为F乙　＞　F丙，说明浮力的大小与 　液体密度　有关。
（4）在（3）的基础上，向小桶内缓慢加水，小桶底部所受水的压强逐渐 　变大　。小桶内水的深度为H时停止加水，调节弹簧测力计的高度，使小桶浸入液体中的深度为2h时静止（小桶未触底），弹簧测力计示数为F，则H：h＝　11：10　。
【解答】解：（1）如图甲所示，将金属块放入小桶静止后，弹簧测力计示数为F，由于不计小桶的质量和厚度，则金属块的重力为：G＝F；
（2）如图乙所示，使小桶浸入水中的深度为h时静止，弹簧测力计示数为F，此时小桶在水中受到的浮力为：F乙＝G﹣F＝F﹣F＝F；
（3）如图丙所示，使小桶浸入某种液体（ρ液＜ρ水）中的深度为h时静止，弹簧测力计示数为F，此时小桶在该液体中受到的浮力为：F丙＝G﹣F＝F﹣F＝F，则F乙＞F丙；由于小桶在两种液体中浸入的深度相同，即小桶排开液体的体积相同，说明浮力的大小与液体密度有关；
（4）在（3）的基础上，向小桶内缓慢加水，小桶内水的深度增加，小桶底部所受水的压强逐渐变大；
当小桶内水的深度为H时停止加水，调节弹簧测力计的高度，使小桶浸入液体中的深度为2h时静止（小桶未触底），弹簧测力计示数为F，则此时小桶受到的浮力为：F浮＝G水+G﹣F＝G水+F，
而此时排开液体的体积是（3）中的2倍，则F浮＝2F丙＝2×F＝F，
则有：G水+F＝F，则G水＝F，
设金属块的底面积为S，则小桶的底面积为2S，
在（2）中，由阿基米德原理可得，小桶≤在水中受到的浮力为：F乙＝ρ水gh 2S＝2ρ水ghS＝F﹣﹣﹣﹣①
假设H≤h，则加入小桶中水受到的重力为：G水＝ρ水HSg＝F﹣﹣﹣﹣﹣②
则有：＝，即＝，与假设不符；
假设H＞h，则加入小桶中水受到的重力为：G水＝ρ水（2HS﹣hS）g＝ρ水（2H﹣h）Sg＝F﹣﹣﹣﹣﹣③
则有：＝，即＝，与假设相符。
故答案为：（3）＞；液体密度；（4）变大；11：10。
9．小明在验证“阿基米德原理”实验中：
（1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮＝　F1﹣F2　，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排＝　F3﹣F4　（用此题中所给字母表示）；
（2）小明预期要获得的结论是：　F1﹣F2＝F3﹣F4　（用此题中所给字母表示）；
（3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是 　溢水杯中没有装满水　（写出一条即可）；
（4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正。进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”。正确的观点是 　能　（选填“能”或“不能”）验证；
（5）他又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示，其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m1　＝　m2（选填“＞”、“＝”、“＜”）。
【解答】解：（1）物体的重力是F1，物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2，物体浸没在水中受到的浮力F浮＝F1﹣F2，物体排开水的重力G排＝F3﹣F4。
（2）由阿基米德原理知，浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力，故F浮＝G排，所以F1﹣F2＝F3﹣F4。
（3）如果溢水杯没有装满水，导致铁球排开水的重力大于流入小桶中水的重力，所以铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排。
（4）如果实验中物体没有完全浸没水中，物体受到的浮力减小，物体排开水的重力也减小，物体浸在水中的体积大小不影响阿基米德原理的验证。
（5）铁球浸没在水中，铁球受到的浮力F 浮＝G排，物体间力的作用是相互的，则铁球给水的压力F＝F 浮，当铁球浸没在盛满水的溢水杯中，排出水的重力为G排，故电子秤的压力增加了F 浮，又减少了G排，因为F 浮＝G排，故电子秤受到的压力不变，故电子秤示数不变，故m1＝m2。
故答案为：（1）F1﹣F2；F3﹣F4；（2）F1﹣F2＝F3﹣F4；（3）溢水杯中没有装满水；（4）能；（5）＝。
10．学完阿基米德原理之后，小伟和小雪用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上，向溢水杯中加水后（如图甲所示），在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据；然后他们将物体缓慢下降，当物体的部分体积浸在水中时（如图乙所示），记录下第二次实验数据；剪断系在物体上的细线，将物体缓慢沉入到水底后（如图丙所示），记录下第三次的实验数据。（取g＝10N/kg）
测力计A/N 测力计B/N 电子秤/g
第一次 1.00 0.02 500.00
第二次 0.60 0.22 520.00
第三次 0 540.00
（1）观察乙、丙两图可知物体在 　丙　图中所受浮力更大，是因为此时物体浸在水中的 　体积　更大；
（2）在整理数据时，小雪和小伟发现第三次实验中测力计B的示数记录不同，小雪记的是0.62N，小伟记的是0.42N，他们讨论推理后认为有一个数据是正确的，请判断谁的记录是正确的，并说明理由 　小雪的记录是正确的，理由是：FB＝G物﹣FA3+G桶﹣△F，由此计算可知小雪的记录正确　。
【解答】解：
（1）由公式F浮＝ρ液gV排可知，在水的密度一定时，丙实验中物体浸在水中的体积即V排更大，则物体受到的浮力更大；
（2）由甲实验可知，G物＝1.00N，G桶＝0.02N。在本实验中，电子秤托盘受到的压力增加量△F＝G物﹣FA﹣G溢＝G物﹣FA﹣（FB﹣G桶），同时△F＝△m秤g，
由丙实验数据可得：FB3＝G物﹣FA3+G桶﹣△F3＝1.00N﹣0N+0.02N﹣（540﹣500）×10﹣3kg×10N/kg＝0.62N.
故答案为：（1）丙；体积；（2）小雪的记录是正确的，理由是：FB3＝G物﹣FA3+G桶﹣△F3，由此计算可知小雪的记录正确。
11．小亮做了下面两个实验，请回答下列问题：
（一）探究“浮力大小跟哪些因素有关”和“阿基米德原理”
（1）如图甲所示，金属块在b图中受到的浮力为 　1.4　N。比较a、d两图与a、c两图中弹簧测力计的示数差可以得出：物体排开液体体积相同时，　液体密度　越大，物体受到的浮力越大。
（2）小亮通过a、e两图的操作分别测出了金属块和空桶的重力，为了验证阿基米德原理，接下来他在b、c、d三个图中 　任意读出一个　（填“必须读出b”、“必须读出c”、“必须读出d”或“任意读出一个”）图中的弹簧测力计示数，并测出对应的小桶和液体的总重即可。通过实验可以得出阿基米德原理的正确公式为 　F浮＝G排　。
（二）测量桶A（桶壳）的密度
（1）他取来桶A和另一个较大的桶B，先用弹簧测力计测出空桶A的重力为GA；
（2）再用弹簧测力计测出空桶B的重力为GB；
（3）如图乙所示，将桶A口朝上向下压入装满水的溢水杯中，使桶A的桶口刚好与溢水杯中水面相平（此过程中没有水进入A桶），用桶B收集溢出的水，并用弹簧测力计测出桶B及桶内水的总重为G1；
（4）将桶A从水中取出，将桶B内的水倒入桶A直至倒满（水未溢出），并用弹簧测力计测出此时桶B及桶内水的总重为G2；
（5）桶A（桶壳）体积可以通过步骤（4）和步骤 　（2）　[填“（2）”或“（3）”]得出；
（6）桶A（桶壳）密度表达式为ρ＝　　（水的密度用ρ水表示）。
【解答】解：（1）利用二次称重法，金属块在b图中受到的浮力为：
F浮1＝G﹣F1＝5N﹣3.6N＝1.4N；
由a、d两图可知，物体浸没在盐水中受到的浮力为5N﹣2.8N＝2.2N，由a、c两图可知，物体浸入没在水中受到的浮力为5N﹣3N＝2N，3N＞2N，即物体浸没在盐水中受到的浮力大于物体浸没在水中受到的浮力，由此可以得出：物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大；
（2）无论物体部分浸入液体中，还是物体全部浸入液体中，阿基米德原理都是成立的。所以当小亮已经测出了金属块和空桶的重力时，接下来他在b、c、d三个图中任意读出一个图中的弹簧测力计示数，并测出对应的小桶和液体的总重，然后计算出浮力和物体所排开液体的重力，即可验证阿基米德原理：F浮＝G排；
（二）（5）由步骤（3）和（4）可知，桶A（桶壳）的体积等于桶B内剩余水的体积，而要求桶B内剩余水的体积，需要通过步骤（4）和步骤（2）得出；
（6）桶A（桶壳）的体积为：VA＝V余水＝＝；
桶A（桶壳）的质量为：mA＝；
桶A（桶壳）的密度为：ρ＝＝＝。
故答案为：（一）（1）1.4；液体密度；（2）任意读出一个；F浮＝G排；（二）（5）（2）；（6）。
12．某小组同学用如图所示装置，研究圆柱体在水中下降的过程中弹簧测力计示数和台秤示数的变化情况。他们使圆柱体在水中缓慢下降，将圆柱体下表面到水面的距离h、弹簧测力计的示数F1、台秤的示数F2记录在下表中。
实验序号 h（厘米） F1（牛） F2（牛）
1 1.0 7.7 10.3
2 2.0 7.4 10.6
3 3.0 7.1 10.9
4 4.0 6.8 11.2
5 5.0 6.5 11.5
6 6.0 6.5 11.5
①分析比较实验序号1～4的数据中F1、F2的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：圆柱体在浸入水的过程中，F1　减小　，F2　增大　；
②表中实验序号　5、6　的数据表明，圆柱体在相应的位置已全部浸没在水中；
③表中两组数据间F1变化量的大小为△F1，相应的F2变化量的大小为△F2，分析比较实验序号1～6的数据，可得出的结论是：圆柱体在水中缓慢下降的过程中，△F1与△F2的关系是　△F1＝△F2　。当圆柱体处于实验序号6的位置时，所受浮力的大小为　1.5　牛。
【解答】解：①分析比较表中实验序号1～4的数据可知，随着圆柱体下降的深度越深，弹簧测力计的示数F1越来越小，台秤的示数F2越来越大，因此可得初步结论：圆柱体在浸入水的过程中，F1减小，F2增大。
②由表可以看出，在序号5、6两次实验中，弹簧测力计的示数F1不变、台秤的示数F2也不变，说明圆柱体受到的浮力不变，根据F浮＝ρ液gV排可知，物体排开水的体积不变，则说明物体已全部浸没在水中。
③由表中的实验数据可得，任意两次实验中F1的减小量等于对应F2的增加量，在5、6两次实验中F1没有发生改变，F2也没有发生改变，因此可得出的结论是：圆柱体在水中缓慢下降的过程中，△F1＝△F2。
取序号3、4两次实验，可得弹簧测力计F1的变化量为△F1＝7.1N﹣6.8N＝0.3N
则可得圆柱体在这两次实验中受到浮力的变化量为△F浮＝△F1＝0.3N
圆柱体的底面积为S，圆柱体下降的深度变化量为△h＝4.0cm﹣3.0cm＝1cm＝0.01m
由阿基米德原理可得：
△F浮＝ρ液g△V排＝ρ液gS△h＝1.0×103kg/m3×10N/kg×S×0.01m＝0.3N，
解得：S＝0.003m2；
由表格可知，当物体下降的深度为5cm时，物体已经完全浸没在水中，则有V排＝V＝Sh
圆柱体所受到的浮力为：
F浮＝ρ液gV排＝ρ液gSh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m2×0.05m＝1.5N，
此时物体继续下降，但是受到的浮力不变，因此当圆柱体处于实验序号6的位置时，圆柱体受到的浮力为1.5N。
故答案为：①减小；增大； ②5、6；③△F1＝△F2；1.5。