10.2 阿基米德原理2021-2022学年人教版八年级下册物理（有答案）

八下物理 第十章 浮力 第2节 阿基米德原理
【实验探究题 专项提升卷】（1）
1．用几个能漂浮在水面、不吸水的木块进行实验。验证：物体漂浮时，符合“阿基米德原理F浮=G排”。
（1）除图所示器材及细线、吸水布、足量水外，还需准备的测量器材：______；
（2）写出实验步骤（可画图说明，测量的物理量用符号区别表示）；______
（3）设计记录数据的表格。______
2．小明在学习《阿基米德原理》这节课时，做了实验来探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系，如图所示，选择溢水杯、水、弹簧测力计、石块、小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下：
①用弹簧测力计测空桶重G桶； ②溢水杯装水，空小桶置于溢水杯口下方；
③用弹簧测力计测石块重G物； ④将石块浸没到溢水杯的水中，读出弹簧测力计的示数F1；
⑤用弹簧测力计测排开水与小桶的总重G总。
（1）石块所受的浮力：F浮＝______N；小明分析评估上述实验，发现F浮≠G排，其实小明在操作步骤中有一处错误，应改正成：______；
（2）小明思考：对于漂浮在水面的物体，阿基米德原理是否也成立？于是，他把石头换成木块，在原来的基础上修改了错误做此实验，与上述操作不同的一个步骤是 ______（选填步骤序号）；
（3）小明在做实验时发现，在石块刚浸入水到完全浸没的过程中，弹簧测力计的示数越来越小，溢出的水越来越多，说明物体受到的浮力与其 ______有关；
（4）验证出“阿基米德原理”后，小明为了验证浮力的大小跟物体形状是否有关时，将橡皮泥放入盛水的烧杯中，橡皮泥沉至杯底，又将橡皮泥捏成小船形状放入水中，发现其漂浮在水面上，她认为：浮力的大小与物体的形状有关。你认为她的观点 ______（选填“正确”或“不正确”），理由：______。
3．如图所示，是小明设计的验证“阿基米德原理”的实验，研究对象是一个密度大于水的合金块，实验步骤顺序如图甲所示，弹簧测力计在四个步骤中的示数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。
（1）验证“阿基米德原理”就是要验证物体受到的浮力与__的关系。
（2）按图甲中的顺序测出排出水的重力将__（偏大/偏小/正常），原因是__。
（3）合理调整甲中实验顺序后，当实验中的测量结果满足关系式：__时（用图中测力计示数表示），则该实验结果说明阿基米德原理成立。
（4）如果该实验中小明用了图乙所示的测力计，实验前有A、B两合金块（A：体积16cm3、密度10g/cm3B：体积为50cm3、密度3g/cm3）可供选择，要能较为科学的完成本实验，他应选__（A/B）合金块来做实验，理由是__。
4．如图A所示，空心探头一端连接一个体积忽珞不计的细杆，一端用橡皮膜密封，探头下端的橡皮膜受到压强会向内发生凹陷，小明同学利用这个探头进行液体压强和浮力的综合探究。
（1）比较图甲和图 ___________，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大而增大。
（2）比较图甲和图丙，可以初步得出结论：液体内部压强与 ___________有关。
（3）小明同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究：如图丁所示，向溢水杯中注满水，将悬挂在弹簧测力计下的探头缓慢浸入水中直至刚好浸没，溢出得水全部流入量筒中，此时弹簧测力计的示数为2.6N，则探头所受浮力为 ___________N，此探头受到的重力为 ___________N。若实验前溢水杯未注满水，则测量并计算的浮力值将比真实值偏 ___________。
5．为了直观验证阿基米德原理，小明改进了实验装置，如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯，溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
（1）首先平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架，使金属块完全浸没入水中，但不与溢水杯底部接触，（如图甲→乙→丙），在此过程中，弹簧测力计示数：F甲_______F丙（填“>”、“=”或“＜”）。
（2）然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面（如图丁），可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为_________牛，此时浮力的测量数值将比真实数值_______（填“偏大”或“偏小”），原因是________。
6．创新实验小组的同学用溢水杯、弹簧测力计、小烧杯、水、重物、铁架台及细线等设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”；（ρ水=1.0×103kg/m3）
（1）如图所示，在物块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数 ______，（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）根据实验中所测的物理量可列等式 ______（用字母表示），从而验证了阿基米德原理；
（3）由实验中的数据可知，重物浸没在水中受到的浮力为 ______N；
（4）同学们用酒精代替水继续实验，发现此时的F3变大，说明浮力的大小与 ______有关；用酒精继续实验的目的是 ______（选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。
7．某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系：
（1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为 ____N；
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 _____N，石块排开的水所受的重力可由 ______（填字母代号）两个步骤测出；
（3）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于 ________；
（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 ______；
A．用原来的方案和器材多次测量取平均值
B．用原来的方案将水换成酒精进行实验
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则 ______（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论；
（6）图乙是弹簧测力计示数F与圆柱体下表面浸入深度h变化的关系图（仅画出h为6﹣12cm范围的图线），已知圆柱体高为4cm，请结合图甲中测量数据，在图乙中画出h为0﹣6cm范围时的F﹣h图线。______
8．小华在探究“影响浮力大小的因素”时，用弹簧力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作，并将弹簧测力计的示数记录在下表中（已知ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计示数N 3.4 3.0 2.8 2.8 2.4
（1）弹簧测力计使用之前应该在__________（选填“竖直”、“水平”）方向调零；A步骤所示金属块的重力为__________N；金属块浸没在水中时，受到的浮力是__________N。
（2）分析A，B、C、D、E五个实验步骤，可以说明浮力大小跟__________有关。
（3）分析__________三个实验步骤，可以说明浮力大小跟液体密度有关。
（4）如果在实验中不小心使金属块接触了容器底，且与容器底有力的作用，此时所测浮力将__________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（5）为了使实验结论更具有普遍性，小华应该__________（选填序号）；
A．多次测量取平均值 B．换用其他液体多次实验 C．换用其他弹簧测力计多次实验
（6）通过交流，班上的小明同学突发奇想，如果在测力计2.8N的位置标上水的密度值，就可以把测力计改装成一个密度秤，据测量的数据，测力计2.4N的位置所标的盐水密度为__________kg/m3。该密度秤的零刻度应标在__________N处，该密度秤的刻度是__________（选填“均匀”或“不均匀”）。
9．为了验证“阿基米德原理”，小明所在的兴趣小组设计了如图所示的实验装置：其中A、B为弹簧测力计，C为金属块，D为薄塑料袋（质量不计），E是自制溢水杯，F是可升降平台。
　　　
（1）先将金属块挂在测力计A下，读出金属块未浸入水中时测力计的示数F如图甲所示，则金属块的重力是________N，然后将溢水杯放在可升降平台上，在溢水杯中装满水，并将两支弹簧测力计及薄塑料袋按图乙方式组装好。
（2）小明逐渐调高平台F，使金属块浸入水中的体积越来越大、观察到弹簧测力计A的示数逐渐________（选填“变大”，“变小”或“不变”）；同时观察到D中水的体积越来越多，这表明浮力大小与________有关。
（3）实验时，金属块在浸入水的过程中弹簧测力计A示数的变化量为△FA，弹簧测力计B示数的变化量为△FB，若△FA_________△FB（选填“>”“<”或“=”），则说明阿基米德原理是成立的。
（4）金属块浸没（未碰底）在水中后弹簧测力计A示数为1.2N，则此时金属块受到的浮力是_______N，金属块排入D中水重为_________N；若此时，弹簧测力计B的示数为3.0N，则小明在实验中可能存在的不当操作是_________（写出一种可能）。
10．探究“浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验装置及过程如图所示：
（1）如图实验装置中影响实验的是 ______（只填字母代号），如果这样会导致排开水的重力 ______（填“偏大”或“偏小” ）；
（2）在完善实验装置后，有如下实验步强，你认为不重复操作的合理顺序应该应 ______；
①将铁块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为
②将铁块浸没在液体中，弹簧测力计的读数为
③将装有排除液体的小桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为
④将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为
（3）通过探究，若等式 ______成立（选用、、和表示），则得出阿基米德原理；
（4）为了得到更普遍得结论，下列继续进行得操作中不合理得是 ______；
A．用原来的方案和器材多次测量取平均值
B．用原来的方案将水换成酒精进行实验
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
（5）如果将实验中的水换成酒精（ ）其他情况不变，物体受到的浮力 ______；（填“变大”“变小”或“不变” ）
（6）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则 ______（选填“能”或“不能” ）得到与（3）相同的结论；
（7）小红利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中步骤不需要弹簧测力计 ______（填“A”、“ B”、“ C”、“ D”或“E” ）。
参考答案
1、 （1） 弹簧测力计 （2）[2]实验步骤：
步骤一：用测力计测量出木块的重力G木和空小桶的重力G桶；
步骤二：溢水杯中装满水；
步骤三：把木块放入溢水杯中，用空小桶接溢出的水，用测力计测小桶和水的总重力；
步骤四：倒去小桶中的水，用吸水布擦干，换用不同的木块重复上述步骤。
（3）[3]根据（2）中需要测量的数据设计实验表格，要注意重复实验，如图所示：
实验次数 木块重力G木/N 木块所收浮力F浮/N 空小桶重力G桶/N 小桶和水的总重力G总/N 木块排开水的重力G排/N
1
2
3
2、 0.4 向溢水杯中加水使水刚好齐杯口 ④ 物体排开液体的体积 不正确 没有控制橡皮泥排开水的体积相同
3、 排开液体的重力 偏小 小桶内的水到不干净，测量空小桶的重力偏大，测量的排开水的重力偏小 B B的体积更大，测量时测力计的示数变化更明显（A的体积较小，物体浸入水中后测力计示数变化小于测力计的分度值）
4、 乙 液体密度 0.26 2.86 小
5、 = 1.2 偏大 金属块完全离开水面时要带出一些小水滴，使重力G测的数值偏大
6、 变小 F1-F3=F4-F2 0.5 液体的密度 寻找普遍规律
7、 3.8 1.4 A、D 物体排开水受到的重力 A 能
8、 竖直 4.8 2 排开液体的体积 A、E、F 偏大 B 4.8 均匀
【辅导】（6）[8][9][10] 如果在测力计2.8N的位置标上水的密度值，则此时物体的浮力为2N，物体的体积为
就可以把测力计改装成一个密度秤，据测量的数据，测力计2.4N的位置，此时的浮力为
所标的盐水密度为
故测力计2.4N的位置所标的盐水密度为；该密度秤的零刻度应标在4.8N处，此时不受浮力；该密度计的密度表达公式为
而弹簧测力计的刻度是均匀的，故该改装的密度的刻度是均匀的。
9、 4.6 变小 排开液体的体积 等于 3.4 3.4 溢水杯没有装满
10、 B 偏小 ④①②③ A 变小 能 C
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