浙教版科学八年级上册同步提优训练：专题 与浮力有关的实验（含解析）

与浮力有关的实验
类型一　探究浮力大小与哪些因素有关的实验
1.关于如图所示装置,下列说法中正确的是 (　　)
A.可以探究浮力的大小是否跟物体的密度有关
B.可以探究浮力的大小是否跟液体的密度有关
C.不能探究物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关
D.可以探究浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关
2.如图所示的实验操作中,可探究“浮力的大小与液体密度有关”的操作是(　　)
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
3.[2021·台州] 如图所示是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)图丁中圆柱体所受浮力为　　　　N。
(2)换用食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟　　　　　　　　的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是　　　　　　 　。
4.[2021·绍兴] 小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放,部分体积浸入水中时,在液面所对的烧杯壁作一标记线,读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲所示)为　　　　N;再把金属块竖放浸入同一杯水中,当　　　　　　　　　　　　时,读出弹簧测力计示数F乙(如图乙所示)。比较发现F乙=F甲,小敏得出:物体在水中浸没前受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,金属块底部受到水的压强p甲　　 (填“大于”“等于”或“小于”)p乙。
类型二　验证阿基米德原理的实验
5.小凯进行验证阿基米德原理的实验,正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法中正确的是(　　)
A.该实验还需要测量物块排开液体的体积,并用到液体的密度
B.F2C.物块排开的液体受到的重力G排液=F4-F3
D.若F1-F3=F4-F2,则说明本次实验结果符合阿基米德原理
6.[2021·天津] 小明在学习“阿基米德原理”时,做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为　　　N;由阿基米德原理可知, 图丙中弹簧测力计的示数应为　　　N。
7.[2021·余杭区期中] 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,使金属块完全浸没在水中,但不与溢水杯底部接触(如图甲→乙→丙所示),在此过程中,弹簧测力计的示数:F甲　　　　　　(填“>”“=”或“<”)F丙。
(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(如图丁所示),可以计算出图丙中金属块所受的浮力为　　　　N,此时浮力的测量数值比真实数值　　　　(填“偏大”或“偏小”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
类型三　利用浮力测密度的实验
8.[2021·丽水] 归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法,下表是兴趣小组归纳“根据ρ=,运用浮力知识间接测量固体密度”的方法,请完成表格。
方法 实验器材 操作过程 思维过程 数据处理 适用范围
一 弹簧测力 计、烧杯、水 m=, V物=V排=, ρ物== = ρ物= 　　 kg/m3 ρ物>ρ液
二 量筒、 细铁 丝、水 ……ρ物=　　　(用V1、V2、V3、ρ水表示) …… ρ物<ρ液
9.张超同学利用量筒和水测量橡皮泥的密度,请根据图完成下列填空。
(1)在量筒中装适量的水,读出水面对应的刻度值V1=　　　　。
(2)把橡皮泥捏成碗状,小心放入量筒使之漂浮在水面上,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=　　　　。(g取10 N/kg)
(3)再把橡皮泥团成球放入量筒使之沉入水底,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为ρ=　　　　　　　。由图中读数可算出橡皮泥的密度是　　　　　　kg/m3。
10.小晨设计了一个用排水法测某实心金属块的密度的实验。实验器材有小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水。实验步骤如下:
①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图 甲所示;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20 mL,如图乙所示;
③将烧杯中 20 mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙所示;
④将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮在水面上,测得此时溢出水的体积为 44 mL,如图丁所示。
请回答下列问题:
(1)被测金属块的密度是 　　　　g/cm3。(g取10 N/kg)
(2)在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空桶,测出的金属块的密度将 　　　　(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
答案
1.D　2.D
3.(1)5　(2)液体密度
(3)先用测力计测出空桶的重力,再测出圆柱体浸入水中时桶和排开水的总重
4.(1)1.6　水面与标记线相平　(2)小于
(1)弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数F甲为1.6 N;在液体密度一定时,物体受到的浮力与排开液体的体积成正比,故当水面与标记线相平时,即控制排开液体体积不变,读出弹簧测力计示数F乙,比较发现F乙=F甲,得出:物体在水中浸没前受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,h乙>h甲,根据p=ρgh知金属块底部受到水的压强p甲小于p乙。
5.C　 物块重力是F1,物块放入水中后弹簧测力计的示数是F2,所以物块受到的浮力
F浮=F1-F2,利用称量法可得出浮力的大小,不需要测量物块排开液体的体积,不会用到液体的密度;本实验中物块的重力是不变的,示数变化是因为受到了浮力;由丙、丁可知,物块排开的液体受到的重力G排液=F4-F3;若F1-F2=F4-F3,则表明物块受到的浮力等于其排开的液体的重力,说明本次实验结果符合阿基米德原理。
6.1　1.5
7.(1)=　(2)1.2　偏大　金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使测得的总重力数值偏大
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没在水中(如图甲→乙→丙所示),图甲中弹簧测力计示数为金属块、粗铁丝框、小杯的总重力,图乙、丙中弹簧测力计示数为金属块对测力计的拉力、粗铁丝框、小杯和溢出水的重力之和,由于金属块对测力计的拉力等于金属块的重力与金属块受到的浮力之差,根据阿基米德原理可知:金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力,所以,弹簧测力计的示数保持不变,即F甲=F丙;
(2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,图丁G=4.4 N,图丙F示=3.2 N,图丙中金属块所受到的浮力为F浮=G-F示=4.4 N-3.2 N=1.2 N;
金属块完全离开水面时要带出一些小水滴,使测得的总重力数值偏大,根据F浮=G-F示可知,此时浮力的测量数值比真实数值偏大。
8.3×103　
(1)ρ===3×103 kg/m3;
(2)因为物体漂浮在水中,
所以G=F浮=G排=ρ水(V2-V1)g,
所以m物=m排=ρ水(V2-V1),
物体的体积:V物=V3-V1,
物体的密度:ρ物==。
9.(1)50 cm3　(2)14 g　
(4)　1.75×103
10.(1)3.2　(2)不变