单元专项提分练九
必考的浮力实验
探究一 探究浮力的大小与哪些因素有关
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1 N的弹簧测力计，实心圆柱体金属块，相同的大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等。
(1)小明进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为__2.7__N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在表中：
实验步骤 B C D E F
弹簧测力
计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(2)分析比较实验步骤A、D和__E__可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
(3)分析实验步骤A、B、C、D，可以得出结论__液体密度一定，物体排开液体的体积越大，浮力越大__。
(4)分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟__液体密度__有关；分析实验数据可知，F中液体密度__小于__(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
(5)测量浮力时，应选择密度__较大__(选填“较小”或“较大”)的物体，原因是__便于控制排开液体的体积，测力计示数变化大，减小测量误差__。
(6)为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”，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，你认为这个结论可靠吗？__不可靠__。主要原因是__没有控制排开液体的体积相同__。
(7)小明做另一组的实验时，发现浮力的大小与深度有关，而且深度越深浮力越大，如图甲、乙、丙所示，老师肯定了他的实验，又带他做了一次实验，小明同学便恍然大悟。他在探究过程中存在的问题是：__没有控制排开液体的体积相同__；
老师的实验操作是：__把物体浸没在液体中，改变深度观察测力计的示数是否不同__；
(8)实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施将弹簧测力计固定在铁架台上，通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少。
(9)某同学在上述实验的基础上，想探究浮力与容器的形状是否有关，实验方案是__保持液体密度和物体排开液体的体积不变，多次改变容器的形状，测出浮力并比较大小__。(写出依据的实验步骤、操作方法和要求即可)。
【解析】本题考查探究“浮力大小与哪些因素有关”。
(1)如题图A步骤所示，弹簧测力计的分度值为0.1 N，则其示数为2.7 N；
(2)分析比较实验步骤A、D和E，金属块浸没在水中，深度不同，但所受浮力相同，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
(3)分析实验步骤A、B、C、D，随着金属块排开水的体积增大，所受浮力也增大，可以得出结论：液体密度一定，物体排开液体的体积越大，浮力越大；
(4)分析实验步骤A、E、F，金属块浸没在不同液体中所受的浮力不同，V排相等，可以说明浮力大小跟液体密度有关；
分析实验数据可知，金属块浸没在F中测力计拉力较大，即所受的浮力较小，V排相等，由F浮＝ρ液gV排可知F中液体密度小于水的密度；
(5)测量浮力时，应选择密度较大的物体，便于控制排开液体的体积，测力计示数变化大，减小测量误差。
(6)根据控制变量法可知，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，小明实验中改变了物体形状，但没有控制排开水的体积相同，故小明的结论不可靠，主要原因是没有控制排开液体的体积相同；
(7)研究浮力大小与深度的关系，要控制排开液体的体积和密度相同，他在探究过程中存在的问题是：没有控制排开液体的体积相同；为了探究浮力与深度的关系，把物体浸没在液体中，当物体排开液体的体积相同时，改变深度；
(8)实验中，由于握着测力计的手臂晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难，可以将弹簧测力计固定在铁架台上，通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少；
(9)因为浮力大小与物体排开液体的体积和液体密度都有关，所以研究浮力与容器的形状是否有关时，必须控制物体排开液体的体积和液体密度不变，只改变容器的形状。
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(2021·大庆中考)某物理兴趣小组在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，做了如图甲所示实验，图中底面积为50 cm2的圆柱形容器放在水平桌面上，容器内盛有适量的水，底面积为25 cm2的实心圆柱形物体A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下端。图乙为物体A缓慢下移过程中，弹簧测力计示数F与物体A下表面浸入深度h的关系图像。(实验过程中容器内水足够深且不会溢出，物体A不会接触到容器底部(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)。
(1)图甲中弹簧测力计示数F为__2.4__N。
(2)物体A位于h＝10 cm时，向水里加入适量的食盐并搅拌，稳定后发现弹簧测力计的示数F变小，说明浮力的大小与液体的密度__有关__(选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙数据，可求出物体A的密度为1.75×103kg/m3。
(4)h从0增到10 cm时，水对容器底部的压强增大了__400__Pa。
【解析】本题考查探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。(1)题图甲中弹簧测力计示数F为2.4 N；(2)根据称重法测浮力F浮＝G－F可知，弹簧测力计的示数F变小，说明浮力的大小与液体的密度有关；(3)由题图乙可知，物体A的重力G＝3.5 N，高a＝8 cm；完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数为F＝1.5 N，则物体A的体积为V＝Sa＝25 cm2×8 cm＝200 cm3，可得物体A的密度：ρ＝＝＝＝1.75×103 kg/m3；(4)h从0增到8 cm时，物体A全部浸没在水中，水面上升；从8～10 cm，水的深度不变，排开水的体积等于A的体积，水面上升的高度为：Δh＝＝＝4 cm，水对容器底部的压强增大了：Δp＝ρ水 gΔh＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.04 m＝400 Pa。
探究二 探究浮力的大小
INCLUDEPICTURE "../中考这么考j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../中考这么考j.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 为探究浮力的大小，小刚用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶、水、细线进行操作，实验步骤如图A、B、C、D、E所示。
(1)他的操作步骤中有一处错误，请帮他指出并改正；
错误步骤：__C__(填图所标的字母)，改正：__把溢水杯中的水添至溢水杯口__。
(2)改正错误后重新进行实验，A、B、D、E四幅图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。
①由A图和__D__图中弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力；
②被排开水的重力为__F4－F2__(用已给的测量符号表示)；
(3)若小刚在D步骤中，小石块未能完全浸没到水面下，其他测量均正确，是否也能得到(2)中所填写的关系式？__能__(选填“能”或“不能”)。
(4)有几组同学的实验结论是浮力大于排开液体所受重力。原因可能是在实验操作中__先测石块浸没在水中的拉力，后测石块的重力；石块浸在水中时碰到了烧杯底部；先测溢出水和桶的总重力，后测空桶的重力；实验前溢水杯中未装满水__。
(5)实验中，发现小石块浸没前后，弹簧测力计指针移动距离不大，不便于观察测量。为改进实验效果，说说你的方法__换分度值较小的测力计或换个体积大的物体，需注意物体重力不能超过弹簧测力计的量程或物体能浸没在溢水杯中且不触底__。
(6)若选用漂浮在液面上的物体验证阿基米德原理，测量浮力时__不需要__(选填“需要”或“不需要”)测弹簧测力计的示数F，原因是__漂浮时，浮力等于物体重力，弹簧测力计的示数为0__N__。
(7)实验中，__不可以__只测量一组数据(选填“可以”或“不可以”)验证阿基米德原理；为了得到普遍性的结
论，你的做法是__改变实验条件多做几次实验，比如由浸没改为部分浸入，换用不同的液体、不同的固体等__。
(8)实验中判断溢水杯装满的具体操作是__慢慢向溢水杯内倒水，直到溢水杯内有水溢出，溢水杯内的水便装满了__。
(9)如果先测量小桶和排开水的总重，再测量空桶重，造成所测排开水的重力偏__小__；原因是__总重测量准确，小桶壁有残留的水，所测空桶重力偏大，根据G排＝G总－G桶，可知所测排开水的重力偏小__。
【解析】本题考查探究浮力的大小。(1)C图中，溢水杯水面没有达到溢水杯口，当小石块排开水时，水不会马上溢出，测得排开水的重力变小，故C错误，改正：把溢水杯中的水添至溢水杯口；
(2)①由A图可知小石块重力为F1，由D图可知小石块浸没在水中时弹簧测力计的示数为F3，则小石块受到的浮力F浮＝F1－F3；
②由B图可知小桶的重力为F2，由E图可知溢出的水和小桶的总重力为F4，则被排开水的重力G排＝F4－F2；
(3)小石块未完全浸没，排出水的重力减小，所受浮力减小，但仍然符合阿基米德原理，可以得到F浮＝G排即F1－F3＝F4－F2关系式。
(4)先测石块浸没在水中的拉力，后测石块的重力，石块上有水，石块重力偏大，算出的浮力偏大；石块浸在水中时碰到了烧杯底部，在水中拉力变小，算出的浮力偏大；先测溢出水和空桶的总重力，后测空桶的重力，导致计算出的排开水的重力偏小；实验前溢水杯中未装满水，排出水的实际体积小，排开水的重力偏小。
(5)同一弹簧测力计，小石块浸没前后，弹簧测力计指针移动距离不大，可能是弹簧测力计的分度值较大造成的，所以可以更换分度值较小的测力计；也可能是小石块所受的浮力较小，所以为了增大浮力，可以换个体积大的物体，来增大物体排开液体的体积，若采用此方法，需注意物体重力不能超过弹簧测力计的量程或物体能浸没在溢水杯中且不触底。
(6)物体漂浮时，浮力等于物体重力，即：F浮＝G物，拉力为0 N，所以测量出G物，比较G物和G排得出结论，所以不需要测漂浮时弹簧测力计的示数F。
(7)实验中，只测一组数据，不能验证阿基米德原理，应该改变实验条件多做几次实验，比如由浸没改为部分浸入，换用不同的液体、不同的固体等。
(8)判断溢水杯是否装满的操作：慢慢向溢水杯内倒水，直到溢水杯内有水溢出，溢水杯内的水便装满了。
(9)如果先测量小桶和排开水的总重，再测量空桶重，桶内有水残留，空桶重力偏大，导致所测排开水的重力偏小；
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(2021·龙东地区中考)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__溢水杯没有装满水(小桶中的水没倒净或铁球接触溢水杯底部)__(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在水中，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“＞”“＝”或“＜”)。
【解析】本题考查探究浮力的大小。(1)根据称重法测浮力的计算公式，可得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；(2)小明预期要获得的结论是：F1－F2 ＝ F3－F4；(3)得出此实验结果的原因可能是：溢水杯没有装满水，或小桶中的水没倒净，或铁球接触溢水杯底部；(4)如果实验中物体没有完全浸没在水中，对弹簧测力计的四次读数没有影响，仍能验证“阿基米德原理”；(5)因为F浮＝G排，所以m1＝m2。
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必考的浮力实验
探究一 探究浮力的大小与哪些因素有关
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1 N的弹簧测力计，实心圆柱体金属块，相同的大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等。
(1)小明进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为__ __N；用弹簧测力计挂着金属块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在表中：
实验步骤 B C D E F
弹簧测力
计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
(2)分析比较实验步骤A、D和__ __可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
(3)分析实验步骤A、B、C、D，可以得出结论__ __。
(4)分析实验步骤A、E、F，可以说明浮力大小跟__ __有关；分析实验数据可知，F中液体密度__ __(选填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
(5)测量浮力时，应选择密度__ __(选填“较小”或“较大”)的物体，原因是__ __。
(6)为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”，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，你认为这个结论可靠吗？__ __。主要原因是__ __。
(7)小明做另一组的实验时，发现浮力的大小与深度有关，而且深度越深浮力越大，如图甲、乙、丙所示，老师肯定了他的实验，又带他做了一次实验，小明同学便恍然大悟。他在探究过程中存在的问题是：__ __；
老师的实验操作是：__ __；
(8)实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施 。
(9)某同学在上述实验的基础上，想探究浮力与容器的形状是否有关，实验方案是__ __。(写出依据的实验步骤、操作方法和要求即可)。
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(2021·大庆中考)某物理兴趣小组在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，做了如图甲所示实验，图中底面积为50 cm2的圆柱形容器放在水平桌面上，容器内盛有适量的水，底面积为25 cm2的实心圆柱形物体A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下端。图乙为物体A缓慢下移过程中，弹簧测力计示数F与物体A下表面浸入深度h的关系图像。(实验过程中容器内水足够深且不会溢出，物体A不会接触到容器底部(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)。
(1)图甲中弹簧测力计示数F为__ __N。
(2)物体A位于h＝10 cm时，向水里加入适量的食盐并搅拌，稳定后发现弹簧测力计的示数F变小，说明浮力的大小与液体的密度__ __(选填“有关”或“无关”)。
(3)利用图乙数据，可求出物体A的密度为 kg/m3。
(4)h从0增到10 cm时，水对容器底部的压强增大了__ __Pa。
探究二 探究浮力的大小
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INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../一题通关j.TIF" \* MERGEFORMAT 为探究浮力的大小，小刚用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶、水、细线进行操作，实验步骤如图A、B、C、D、E所示。
(1)他的操作步骤中有一处错误，请帮他指出并改正；
错误步骤：__ __(填图所标的字母)，改正：__ __。
(2)改正错误后重新进行实验，A、B、D、E四幅图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。
①由A图和__ __图中弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力；
②被排开水的重力为__ __(用已给的测量符号表示)；
(3)若小刚在D步骤中，小石块未能完全浸没到水面下，其他测量均正确，是否也能得到(2)中所填写的关系式？__ __(选填“能”或“不能”)。
(4)有几组同学的实验结论是浮力大于排开液体所受重力。原因可能是在实验操作中__ __。
(5)实验中，发现小石块浸没前后，弹簧测力计指针移动距离不大，不便于观察测量。为改进实验效果，说说你的方法__ __。
(6)若选用漂浮在液面上的物体验证阿基米德原理，测量浮力时__ __(选填“需要”或“不需要”)测弹簧测力计的示数F，原因是__ __ __。
(7)实验中，__ __只测量一组数据(选填“可以”或“不可以”)验证阿基米德原理；为了得到普遍性的结
论，你的做法是__ __。
(8)实验中判断溢水杯装满的具体操作是__ __。
(9)如果先测量小桶和排开水的总重，再测量空桶重，造成所测排开水的重力偏__ __；原因是__ __。
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(2021·龙东地区中考)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在水中，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“＞”“＝”或“＜”)。
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