第10章 浮力、阿基米德原理实验探究题——2021-2022学年人教版物理八年级下册(Word版含答案)

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名称 第10章 浮力、阿基米德原理实验探究题——2021-2022学年人教版物理八年级下册(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2022-05-19 00:45:54

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第10章 浮力、阿基米德原理实验探究题
1.用弹簧测力计、一金属块、水、容器,来测量丙图中某液体密度,步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测得该金属块的重力G=2.6N;
(2)如图乙所示,将弹簧测力计下的金属块浸没在水中,记下弹簧测力计的示数为1.6N,则金属块的密度ρ金=______kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)如图丙所示,将弹簧测力计下的金属块浸没在某液体中,记下弹簧测力计的示数为1.8N,则该液体密度ρ液=______g/cm3.(g取10Nkg)
2.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材:弹簧测力计、实心圆柱金属块、相同的平底大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。实验操作步骤如图所示。
(1)将实验数据记录在下表中,请将步骤A所示弹簧测力计的示数补充完整:___________N;
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N 2.2 1.9 1.7 1.7 1.8
(2)分析实验步骤A、B、C、D可知浮力大小跟 ___________有关;
(3)分析实验步骤 ___________(填3个实验步骤序号)可知浮力的大小与液体的密度有关;
(4)分析实验数据可知,未知液体的密度为 ___________kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3)。
3.小明有一个可爱的卡通小玩偶,如图甲所示,玩具小熊材质不吸水且能沉入水底。学习了密度知识后,他和好朋友小华想通过实验测出玩具小熊的密度。
(1)小明用天平(砝码)、量筒、细线和水测量小玩偶的密度。
①当天平右盘所加砝码和游码位置如图乙所示时,天平在水平位置平衡,则小玩偶的质量为 __g;
②在量筒中装有适量的水,小玩偶放入量筒前后水面变化的情况如图丙所示,则小玩偶的体积为______cm3;
③小玩偶的密度为______kg/m3。
(2)小华利用弹簧测力计、烧杯,细线和水,用另一种方法量小玩偶的密度,如图丁所示,她进行了如下操作:
①在弹簧测力计下悬挂小玩偶,弹簧测力计静止时示数为G;
②将小玩偶浸没水中,静止时读出弹簧测力计示数为F1,她用G、F1和水,计算出小偶的密度为______(用“G”、“F1”和“水”表示),若小华测量时小玩偶未完全浸入水中,那么所测得的小玩偶密度将会______(选填“偏大”或“偏小”)。
4.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=______,铁球的密度是______(用此题中所给字母表示);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;如果实验中小球碰到了容器底部,______(选填“能”或“不能”)验证“阿基米德原理”。
(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“>”、“=”、“<”)。
5.小唐同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图甲所示的实验。
(1)实验前应在竖直方向上对弹簧测力计进行___________;
(2)小唐对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究,浮力的大小随着排开水体积的增大而___________(选填“增大”或“减小”),当物体完全浸没在水中后,浮力的大小与浸没深度___________(选填“有关”或“无关”)。根据图甲有关实验数据,可以计算出盐水的密度为_________kg/m3;
(3)利用图甲中的器材,探究浮力大小跟液体密度关系,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系如图乙所示,由于误将拉力当作了浮力,导致图像①未经过坐标原点。由此可推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像是___________(选填“②”、“③”或“④”);
(4)如图丙是小唐同学利用U形管压强计改装而成的测量液体密度的仪器。A为固定支架,保证橡皮膜在不同液体中深度均为5cm。U形管内盛水,在U形管右管有一个指示液面位置的浮标(厚度重力不计),未测量时,U形管两侧水面相平。当橡皮膜浸入某液体中静止时,浮标指示在b处,ab间距2cm,则液体密度为___________g/cm3(不计橡皮膜形变抵消的压强)。若考虑浮标重力,仍然正常使用U形管压强计,则所测液体密度值___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
6.小明早餐常吃一个煮鸡蛋。他想知道一个生鸡蛋的密度,但发现实验室的量筒口径太小,无法测量鸡蛋的体积,他进行了下面的实验。
(1)请你按照小明的实验思路,将实验步骤补充完整。
①用天平测出空烧杯的质量为65.8g;
②在烧杯中装适量的水,把鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉至杯底,如图甲;
③如图乙所示,小明的操作是________;
④取出鸡蛋,用调好的天平测烧杯和盐水的总质量,如图丙所示,天平的读数为________g;
⑤将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,如图丁所示,量筒的读数为________mL;
⑥利用密度公式计算出盐水的密度为________,即为鸡蛋的密度。
(2)小明利用上述方法测出的盐水密度________(选填“偏大”或“偏小”。小明同学很快想到,不需要增加器材,也不需要增加额外的步骤,只要将实验步骤的顺序稍加调整,就会大大减小上述误差。小明同学调整后的实验步骤顺序是________(填写实验步骤前的序号)。
7.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下猜想:猜想A:可能与物体浸没液体的深度有关;猜想B:可能与物体排开液体的体积有关;猜想C:可能与液体的密度有关;为了验证上述猜想,李明用弹簧测力计、圆柱体A、三个相同的分别装有一定量的水、盐水、酒精的圆柱形容器,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析图a、b、c,可知猜想________(选填序号)是正确的;
(2)分析图________,可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)请将探究“浮力的大小与液体的密度是否有关”的实验数据记录表格填写完整________(实验数据不用填写);
实验 次数 排开液体的体积 液体种类 液体的密度 物体的重力 测力计示数 受到的浮力
1 相同 酒精 小
2 相同 水 中
3 相同 盐水 大
(4)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是________,圆柱体的体积是________;(g取)
(5)若圆柱体浸在液体中,圆柱体的底部不小心碰到容器的底部,则测得的圆柱体的浮力________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
8.小明家有一块绿松石工艺品,他想知道绿松石的密度,进行了如下实验。
(1)小明先调节天平平衡并测量出该工艺品的质量,当天平平衡时,右盘砝码和游码如图甲所示;然后利用量筒测得工艺品体积V石=10cm3;最后计算出这块绿松石制作的工艺品的密度为_______kg/m3;
(2)实验完成后,小明还利用这块工艺品和一个弹簧测力计测出了家中食用油的密度,实验过程如图丙所示,弹簧测力示数为0.2N,则食用油的密度是________g/cm3。(g取10N/kg)
9.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究浮力的大小:
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是_______N。
(2)比较①③⑤三幅图可得出的结论是_______。
(3)请根据图中弹簧测力计的示数计算盐水的密度为_______kg/m3。
10.如图所示,某实验小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验,请你帮他们解决实验中遇到的问题:
(1)由乙图可知,弹簧测力计的读数为______N,此时物体受到浮力为______N;
(2)比较图______、______可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大;
(3)比较图丙、丁可知,物体在中所受浮力的大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(4)受上述实验的启发,他们利用电子秤也可以测量某木块浮力的大小,实验如图所示。图中,杯子及杯中水的质量均相同,电子秤放置于水平桌面上,设木块不吸水且体积不变,由图中电子秤实验数据可测出:木块在乙图中漂浮时浮力大小为______N;木块浸没在水中时(如丙图所示),受到浮力的大小为______N,木块的密度为______g/cm3。
11.小华在测量某鹅卵石密度的实验中。
(1)首先调节天平平衡,在调节过程中天平的横梁静止时,指针位置如图甲所示,则应将平衡螺母向______(左/右)调节,使横梁在水平位置平衡。
(2)测量鹅卵石质量时,在右盘中依次添加l个20g和1个10g的砝码后,指针偏至图乙所示位置,接下来正确操作应是______。
A.向左调节平衡螺母 C.取下10g砝码,换上5g砝码
B.取下20g砝码,换上5g砝码 D.再往右盘加5g砝码
(3)完成上一步骤后,小华将游码移至图丙位置,天平平衡;再把鹅卵石浸没在装有30mL水的量筒中,水面升至图丁所示位置,则测得鹅卵石密度为______kg/m3。
(4)再次思考后,小华认为不用量筒也可测出鹅卵石的密度,步骤及图示如下:
①用天平测出鹅卵石的质量为m石;
②在烧杯中装适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1;
③接着用细线系住鹅卵石,让鹅卵石浸没在水中,细线和鹅卵石都没有与烧杯接触,天平重新平衡时,此时测出的总质量为m2;
④则鹅卵石密度的表达式为ρ石=______(水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3)。
12.探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块的密度,具体实验操作如下:
(1)将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的______处,此时指针位置如图甲所示,要使天平平衡,应向______调节平衡螺母;
(2)把金属块放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置,天平平衡后,右盘中砝码质量和游码的位置如图乙所示,金属块的质量是______g;
(3)在量筒中加入20mL水,将金属块轻轻放入量筒中,如图丙所示,则金属块的体积是______cm3;
(4)金属块的密度是______kg/m3;
(5)小强同学又取来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计,用这个简易密度计测量某液体的密度,实验步骤如下:(ρ水=1.0×103kg/m3)
①用刻度尺测出密度计的长度是10cm;
②将密度计放入盛有水的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是4cm;
③将密度计从水中取出并擦干,然后放入盛有被测液体的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是2cm;
④被测液体的密度是______g/cm3。
13.小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)B图中物体所受的浮力是_______N,由图中步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与_______有关,与物体浸没在液体中的深度_______(选填“有关”或“无关”);
(2)根据图中的实验数据,可计算出圆锥形物体的密度为______kg/m3,E图中液体的密度为_______kg/m3;
(3)如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用,则所测液体密度将_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中,描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图像与下图中相符合的是_______(物体高2cm);
A. B.C. D.
(5)小雨同学接着又用此方法测另一物体的密度,她把该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其所受浮力的两倍,则该物体的密度是______g/cm3。
14.小明所在的兴趣小组需要密度为1.15g/cm3的盐水,为检验配制的盐水是否合格。
(1)小明设计了如下方案:
①将天平放在水平桌面上,将游码移至标尺左端的“0”刻度线上,发现指针的位置如图甲所示,则需将平衡螺母向________调节;
②测量烧杯和盐水的总质量时,砝码和游码的位置如图乙所示,烧杯和盐水的质量为________g;
③测出烧杯和剩余盐水的质量为25g;
④计算出盐水的密度为________g/cm3;
(2)为配制合格的盐水,需要继续向盐水中________(选填“加盐”或“加水”),但加多少才能刚好使配制的盐水合格,很难控制,小明思考后,想用饮料吸管制作一个简易的密度计来解决这一问题,制作步骤如下:
①他找来一根饮料吸管,测得吸管的长度是15cm,用石蜡将其一端密封起来;
②在吸管上距密封端11.5cm处画一刻线标上1.0,在吸管上距密封端________cm处画一刻线标上1.15;
③在吸管中放入一些细砂后,使其竖直漂浮在清水中,增减细沙使1.0刻线与水面刚好相平;
④从清水中取出吸管放入配制的盐水中,向盐水中加某物质直到液面与1.15刻线相平,盐水的密度就刚好是1.15g/cm3。
(3)完成实验后,小明想在这根吸管上再增加些刻线,制成一个测量范围是0.7g/cm3~1.3g/cm3密度计,结果发现不能实现,原因是________。他应________(填“增加”或“减少”)吸管中的细砂。
15.小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块,两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程及有关数据如图1所示。
(1)金属块浸没在水中所受的浮力是______N;
(2)观察A、B、C、D可得出金属块受到的浮力大小与______有关。比较A、E、F可知浮力大小还与______有关;
(3)为了使实验现象更明显,在满足条件的情况下,所选金属块的体积应选______ ;(选填“较小”或“较大”)
(4)已知容器的底面积为200cm2,则对比A、D步骤,容器对桌面的压强增大______Pa;
(5)小明接下来利用浮力测量泡沫密度(ρ泡沫<0.5g/cm3),小明发现所用泡沫体积较大,不能放入量筒中测量其体积,但可以放进容器中,于是他找来一个量程合适的台秤、2个小滑轮,再利用梯形容器、水和细线顺利测出了泡沫的密度;
①以下是他的操作,请帮他完善实验;
A.把小滑轮固定在容器底部,再在容器中盛上适量的水,将盛水的容器放在台秤上(如图2甲所示),读出台秤示数m1;
B.用细线拴住泡沫放入容器中,泡沫漂浮时,读出台秤示数m2;
C.将细线绕过小滑轮,______,读出台秤示数m3。
②泡沫刚浸没与其未放入时相比,容器对台秤的压强 ______(选填“变大”“变小”或“不变”);
③则所测泡沫的密度ρ泡沫=______(用所测的物理量的字母和ρ水表达)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 2.6×103 1.2×103
2. 2.7 物体排开液体的体积 A、E、F 0.9×103
3. 128 20 6.4103 偏大
4. 小桶中的水未倒干净 能 不能 =
5. 调零 增大 无关 1.2×103 ③ 0.8 偏小
6. 把适量的盐放入水中并搅拌直到鸡蛋悬浮在盐水中 171.4 96 偏大 ②③④⑤①⑥
7. B c、d 见解析 2.0 偏大
8. 2.7×103 0.7
9. 1.2 浮力大小与液体密度有关
10. 2.8 1.2 乙 丙 无关 0.3 0.6 0.5
11. 右 C 2.74×103
12. 零刻度线 右 32.4 10 3.24×103 0.75
13. 0.5 物体排开液体的体积 无关 偏大 C 2.4
14. 右 62.4 1.1 加盐 10 吸管的长度不够 减少
15. 4 排开液体的体积 液体的密度 较大 200 拉动细线使泡沫浸没在水中 变小
答案第1页,共2页
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