北师大版物理八年级下册课课练：专题训练 浮力的相关实验（含答案）

专题训练 [浮力的相关实验]
类型一　探究影响浮力大小因素的实验
1.(2021哈尔滨)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。如图图所示,A、B为同种材料的金属块(体积VAρ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、丙两图中测力计的示数)。
(1)如图图图甲所示,金属块A所受的重力为　　　　N。
(2)他将金属块A分别浸没在浓盐水和清水中,如图图图乙、丙所示,可以初步得出实验结论:
　　　　　　　　　　　　　相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越　　　　。
(3)春辉同学将金属块B浸没在水中(如图图图丁所示),测得其受到的浮力为1.2 N,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。
类型二　阿基米德原理实验
2.(2021贵港)如图图所示是某物理兴趣小组“验证阿基米德原理”的实验操作过程示意图。
(1)验证阿基米德原理实验的合理顺序是　　　　　　。(填字母,写一种即可)
(2)金属块浸入溢水杯前,溢水杯中水面的高度应　　　　　　　　。
(3)金属块浸没在水中时,受到的浮力是　　　　N。
(4)金属块的密度为　　　　kg/m3。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
(5)比较　　　　(填字母)和　　　　(填字母)的操作可得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小。
类型三　利用浮力测密度实验
3.(2021黑龙江)创新小组自制简易“浸没式密度计”过程如图图下:(已知水的密度为1.0×
103 kg/m3,g取10 N/kg)
(1)将一实心小球悬挂在弹簧测力计下方,弹簧测力计的示数如图图甲所示,为4 N。
(2)将小球浸没在水中时,弹簧测力计的示数如图图图乙所示,为3 N。
(3)将小球浸没在某未知液体中时,弹簧测力计的示数如图图图丙所示,为2.8 N;则经计算即可得出小球的密度为　　　　kg/m3,未知液体的密度为　　　　kg/m3。
4.下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析,请完成下列填空。
(1)在量杯中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1。
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量杯使之漂浮在水面上,读出此时水面对应的刻度值V2,根据漂浮原理可求出橡皮泥的质量m。
(3)再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底,读出此时水面对应的刻度值V3。
(4)利用密度计算公式可推导出橡皮泥密度的表达式:ρ=　　　　　　。
(5)是整个实验的操作情景,根据图中数据可计算出橡皮泥的密度是
　　　　kg/m3。
5.小华用自制的密度计测量盐水的密度(如图图所示)。
实验器材:刻度尺、粗细均匀的圆柱形细木棒、小螺丝钉、烧杯、水、待测盐水。
实验步骤:
①在细木棒下端钻入小螺丝钉,在细木棒上刻上刻度,制成自制密度计。
②把自制的密度计放入盛水的烧杯中,静止后读出细木棒浸入水中的长度L1。
③把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中,静止后读出细木棒浸入盐水中的长度L2。
请回答下列问题:
(1)在细木棒下端钻入小螺丝钉的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)密度计是利用　　　　条件工作的,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积
　　　　(选填“越小”或“越大”)。被测盐水的密度表达式:ρ盐水=　　　　　　(不计小螺丝钉的体积)。
6.小波利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签等器材进行了如图图所示的操作:
小波利用图中的这些数据可计算出木块的密度为　　　　g/cm3,爱思考的小江却提出不同看法,他认为软木块浸入水中后会吸水(软木块吸水后不考虑其体积变化),所以小波测得的木块密度应该比真实值　　　　(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案
浮力的相关计算
1.(1)4
(2)物体排开液体的体积　大
(3)不能,要得出“浮力大小与物体排开液体体积的关系”,应控制液体的密度不变,改变物体排开液体的体积。图乙和图丁中液体的密度不同,故不能得出浮力大小与物体排开液体体积的关系。
(1)图甲中弹簧测力计的分度值为0.1 N,故其示数为4 N,即金属块A所受重力为4 N。
(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=4 N-2.8 N=1.2 N,F浮丙=G-F2=4 N-3 N=1 N,由此看出,浓盐水的密度大,金属块受到的浮力大,故可以得出结论:排开液体体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
2.(1)FABG(FADH或FACE)
(2)与溢水口相平　(3)1　(4)2.6×103
(5)AB　FG(或AD　FH,或FE　AC)
(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力。
(2)为减少实验误差,要求在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平,即在溢水杯中倒入水时,水面先超出溢水口并溢出水,等到水不再溢出时再做实验(即溢水杯中的水面恰好与溢水口相平)。
(3)根据称重法F浮=G-F示得,金属块浸没在水中时受到的浮力:F浮=FA-FD=2.6 N-1.6 N=1 N。
(4)由阿基米德原理可得,金属块浸没时排开水的体积:V排=,因为金属块浸没在水中,所以金属块的体积:V=V排=,金属块的质量:m=,由密度公式可得,金属块的密度:ρ==
=ρ水=×1.0×103 kg/m3=2.6×103 kg/m3。
(5)由实验过程可知,物体浸没在液体中受到的浮力:F浮=FA-FC,物体排开液体的重力:
G排=FE-FF,如图图果满足:FA-FC=FE-FF,即比较AC和EF的操作,可以证明:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。同理比较AD和HF的操作,或比较AB和GF的操作,也可以。
3.(3)4.0×103　1.2×103
小球的重力:G球=4 N,
小球浸没在水中时,测力计的示数为F示=3 N,
则小球浸没在水中时受到的浮力:F浮=G球-F示=4 N-3 N=1 N,
小球的体积:V球=V排水===1×10-4 m3,
小球的密度:ρ球===1×=4×103 kg/m3。
小球浸没在未知液体中时,测力计示数为F示'=2.8 N,
小球浸没在未知液体中时受到的浮力:F浮'=G球-F示'=4 N-2.8 N=1.2 N,
小球浸没在未知液体中时排开液体的体积:V排液=V球=10-4 m3,
未知液体的密度:ρ球===1.2×103 kg/m3。
4.(4)　(5)1.75×103
橡皮泥漂浮在水面上时,受到的重力等于排开水的重力,所以橡皮泥的质量等于排开水的质量,则m=m排=(V2-V1)ρ水,
橡皮泥的体积等于浸没时排开水的体积,V=V3-V1,所以橡皮泥的密度表达式:
ρ==。
①量杯每一个大格代表10 mL,每一个小格代表2 mL,橡皮泥浸入之前水面对应的示数为V1=50 mL。
②橡皮泥漂浮时水面对应的示数为V2=64 mL,橡皮泥排开水的体积为V=V2-V1=64 mL-
50 mL=14 mL=14 cm3。
③橡皮泥团成球浸没在水中,水面对应的示数为V3=58 mL,则橡皮泥的体积为V3-V1=
58 mL-50 mL=8 mL=8 cm3。
④代入数据可得ρ===1.75 g/cm3=1.75×103 kg/m3。
5.(1)使细木棒竖直漂浮　(2)漂浮　越小　
6.0.6　偏大
将烧杯、水、木块视为一个整体,木块的质量:m木=m乙-m甲=130 g-100 g=30 g;
木块全部浸入水中时,排开水的质量:
m排=m丙-m甲=150 g-100 g=50 g;
木块排开水的体积为V排===50 cm3。
因木块浸没在水中,所以木块的体积V=V排;由ρ=可得,木块的密度为ρ木===
0.6 g/cm3。
软木块浸入水中后会吸水,体积不变,排开水的质量不变,而玻璃杯及水(减小)的总质量减小,故图丙中电子秤的示数偏小,由甲、乙两图知木块的质量不变,根据ρ=可知,测得的木块密度偏大。