《浮力》实验题练习
探究浮力大小的影响因素的实验
1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小云提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力,这个事实可以支持以上猜想______(选填序号);
(2)为了探究猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验;
①在序号a的实验中物体所受的浮力为______N;
②比较序号______、______、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③进一步分析可知:在______相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越______;
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:______。
(3)为了探究猜想3,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丙所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,你认为这结论______(选填“可靠”或“不可靠”),主要原因是______。
2.在探究“浮力的大小跟哪些因素有船关”的实验,小明先用弹簧测力计测出于金属块的重力如图A所示,然后将金属块缓慢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),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
(1)分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体______有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与______有关;
(2)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是______N,金属块密度为______kg/m3;(水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10N/kg)
(3)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;
(4)下列能正确反映从水面刚好接触金属块下表面开始弹簧测力计的示数F与铜块下表面到水面距离h关系的图像是______。
A. B. C. D.
3.小李利用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、酱油、牙签等器材,进行了“浮力与什么因素有关”的探究。他们利用调好的电子秤进行了以下操作:
①烧杯中装适量水,用电子秤称出烧杯和水的质量,如图A
②将木块放入烧杯中,称出木块漂浮在水中时烧杯的总质量,如图B
③用牙签逐渐把木块压入水中直至浸没(木块没有接触烧杯壁和底),分别记下木块在不同位置时电子秤的读数,如图C、D、E。
(1)小李据步骤A、B计算出木块质量为______g;
(2)比较分析实验步骤A、B、C、D、E中电子秤的读数,说明:浸在水中的木块所受的浮力与物体______有关;将杯中的水换成相同质量的酱油进行了如图F的操作,对比实验步骤A、E和F中电子秤的读数可知,木块受的浮力还与______有关;
(3)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,主要运用的科学探究方法是______,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是______;
(4)根据小李的分析,下列关于木块所受浮力F浮、电子秤所受压力F压与木块下表面在水中深度h的关系图像正确的是______。
A.B.C. D.
4.在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中,小利猜想浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积和物体在液体中的深度有关。
(1)在“探究浮力大小与液体的密度是否有关”的实验中,请帮助小利将以下实验步骤补充完整:
①用调好的弹簧测力计测出铁块A所受重力G,并记录数据;
②把铁块A分别浸没在酒精和盐水中的同一深度处于静止状态,且铁块A与容器的底和壁均未接触,用弹簧测力计测出拉力F,并记录数据;根据公式___________,计算铁块A在两种不同的液体中受到的浮力大小,并记录数据。
③若铁块A在两种不同液体中所受到的浮力大小___________(选填“相等”或“不相等”),则可得出结论:物体所受到的浮力大小与液体的密度有关;
(2)在“探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关”的实验中,小利设计了实验记录表格并填写了部分记录信息,如下表所示。表格的第一行的空格中应写明的物理量的名称及单位是___________;
实验次数 液体种类 铁块A排开液体的体积 铁块A所受重力 测力计示数
1 酒精 小
2 酒精 大
(3)在“探究浮力大小与物体在液体中的深度是否有关”的实验中,小利分别测量了铁块A在盐水中不同深度时所受到的拉力大小,如图所示。根据本次实验的目的可知,图中信息反映出该实验存在的问题是:___________。
探究阿基米德原理的实验
5.小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是___________
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是___________N,物体排开水的重力是___________N。通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它___________;
(3)以下情况会影响结论的是___________。
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力___________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)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“甲”“乙”“丙”或“丁”)
6.学习浮力之后,萱萱和乐乐做了一小实验,萱萱用力将空易拉罐缓慢按入装满水的杯子里(整个过程易拉罐都没有浸没在水中),乐乐用空桶将溢出的水收集起来。实验后,两位同学交流,萱萱说:我越向下按易拉罐,越费力,说明易拉罐受到浮力越大。乐乐说:你越向下按易拉罐,溢出的水就越多,桶中溢出水的重力就越大。
(1)根据上述实验萱萱和乐乐猜想浸在水中的物体受到的浮力大小可能与 ___________有关;
(2)为探究“浸在液体中的物体受浮力大小与它排开液体所受重力大小的关系”,萱萱和乐乐在老师的帮助下设计实验进行探究。他们选择的器材有:溢水杯,小水桶,弹簧测力计。实验装置如图1所示,萱萱和乐乐将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节水杯的高度。逐渐调高升降台,记录下A、B两弹簧测力计的示数,记录在如表中;
次数 1 2 3 4 5 6 7
物体在水中的体积V 0 V
A的示数FA/N 2.5 2.3 2.1 1.9 1.7 1.5 1.3
B的示数FB/N 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
物体受到浮力F浮/N
排开液体受到重力G排/N
①请将实验中物体受到的浮力和排开液体受到重力的大小填入上表;( )
②请在图2的坐标纸上作出物体受到的浮力大小F浮和排开液体受到重力大小G排的关系图像;( )
(3)根据图像可得出结论:___________。
7.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“>”、“=”、“<”)。
利用浮力测量物体的密度的实验
8.小王和小张选取大小不同的两块工艺石进行密度测量;
(1)小王进行了如下操作:
①天平放在水平台面上,游码归零,发现指针位置如图甲,平衡螺母应向 ___(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
②测得工艺石的质量是29g,体积测量如图乙所示,则该工艺石密度为 ___kg/m3;
(2)小张的设计方案如下:(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
①用弹簧测力计测量另一块工艺石的重力,再将此工艺石浸没在水中,如图丙;
②此工艺石浸没时浮力为 ___N,体积为 ___m3,由此可进一步求出此工艺石的密度;
③又将此工艺石浸没在某液体中,弹簧测力计示数为1.8N,则该液体密度为 ___g/cm3。
9.学习了密度的测量知识后,小杭同学想自己做实验测量小石块的密度,于是从实验室借来仪器进行实验:
(1)将天平取出放在水平桌面上,正确测量时,当他将最小砝码放入右盘中时,指针偏向分度盘中线右侧,取下最小砝码,指针偏向分度盘中线左侧,则此时应______;
A.向右调节平衡螺母
B.取下最小砝码后移动游码
(2)天平平衡时,右盘中砝码和游码位置如图甲所示,则小石块的质量为______g;
(3)将小石块取下后,用细线将石块系住,慢慢放入如图乙所示的量筒内,发现水面上升到45mL处,则小石块的密度_________g/cm3;
(4)小杭又想用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤,(既可以测量力,也可以测量质量),对石块的密度重新进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,如图丙所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F1;
②再在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,如图丁所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F2;
③再用手提着系着小石块的细线一端,将小石块缓慢地浸没在水中,但要保证石块______,如图戊所示。待电子秤示数稳定后,读出并记为F3,完成以上测量后,根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石=____________;(用字母表示)
④若戊图中石块吸水(石块吸水后体积保持不变),会使密度测量值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
10.两名同学在实验室进行测量密度的实验,各自方案如下:
(1)田田测量一块小矿石的密度。
①将天平放在___________桌面上,并将游码移到称量标尺的零刻度线处,发现指针如图甲所示,此时应该向___________移动平衡螺母,使天平平衡;
②随后正确操作,测量出小矿石的质量如图1乙,小矿石的质量为___________g;
③用细线拴住小矿石,缓慢浸没在如图丙所示的装有适量水的量筒中,液面上升到与50ml刻度相平,则小矿石的密度为___________kg/m3。
(2)喜喜用如图所示的装置测金属块A的密度,在薄壁柱形容器中装有适量的水,将一只装有配重的薄壁柱形烧杯放入柱形容器的水中,稳定后容器中水的深度H1=10cm,烧杯露出水面的高度h1,如图2甲;将金属块A用细线吊在烧杯底部,稳定后容器中水的深度H2=18cm,烧杯露出水面的高度h2,如图2乙;剪断细线,稳定后容器中水的深度H3=12cm,烧杯露出水面的高度h3,如图2丙;将丙图中金属块A取出放入烧杯中,稳定后容器中水的深度H4,烧杯露出水面的高度h4,如图2丁。不计细线的体积和质量,则:
①H2___________H4(选填“>”、“=”或“<”);
②ρA=___________kg/m3;
③ρA=________(用H1、H2、H3和ρ水表示);
④在③问中,如果丁图中金属块A表面沾有部分水分,所测金属块A的密度将___________(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
11.小丹在洗碗时,发现水上漂着一个小瓷杯,于是想知道这个小瓷杯的密度,她利用天平、量筒和水等器材,进行了如下实验。
(1)图甲是小丹在调节天平时的情景,小白指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是:______;
(2)小白纠正错误后,用调好的天平测小瓷杯的质量,天平平衡时,右盘中所加砝码的质量和游码的位置如图乙所示,则小瓷杯的质量为______g。再用如图丙所示的方法测量小瓷杯的体积,则小瓷杯的密度是______kg/m3;
(3)某实验小组讨论认为,不使用天平也能完成测定小瓷杯密度的任务,如图丁所示,其步骤如下:
A.量筒中倒入适量的水,读出水的体积,记为V1;
B.再将小瓷杯浸没于水中,读出总体积,记为V2;
C.最后捞起小瓷杯并将杯中的水倒回量筒,使其浮于水面(水未损失),根据液面位置读出此时体积,记为V3。
则若不考虑实验误差,小瓷杯的密度ρ杯=______(用V1、V2、V3和ρ水表示)。实验完毕后发现小瓷杯内的水未倒干净,则所测结果______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(4)小丹在第(3)小问中的C步骤中,从量筒中取些水放到小瓷杯中,若小瓷杯仍然漂浮,则与原先相比,量筒中的水对量筒底部的压强将会______(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
12.理实验小组同学利用天平、量筒和烧杯等器材测量牛奶的密度。
(1)天平调平衡后,将适量的牛奶倒入烧杯中,在用天平测量烧杯和牛奶的总质量时,将砝码盒中最小的砝码放入右盘后,指针位置如图甲所示,接下来他应该________(选填序号);
A.向左调节平衡螺母
B.直接向右移动游码
C.取下最小的砝码,然后移动游码
(2)测出烧杯和牛奶的总质量为157g后,将烧杯中的一部分牛奶倒入量筒,液面位置如图乙所示,则量筒中牛奶的体积为________cm3;
(3)测量烧杯和剩余牛奶的总质量,天平平衡时如图丙所示,烧杯和剩余牛奶的总质量为________g;
(4)小明测量的牛奶密度为________g/m3;
(5)回到家后,小明又在家利用柱状玻璃杯(粗细均匀、面积为S)、小碗、水盆和足量的水(密度为水)、刻度尺、记号笔等,测量小玻璃珠的密度,如图所示,实验步骤如下(请将步骤④补充完整):
①取一定数量的小玻璃珠放入空碗中,再把碗放入盛有水的水盆中,用记号笔在碗外壁上标记水面的位置如图甲所示;
②往玻璃杯内倒入适量的水,记下杯中水面的位置,并用刻度尺测量出液面的高度h如图乙;
③取出碗中所有的小玻璃珠并放入玻璃杯中,记下此时水面位置,并用刻度尺测量出液面对应的高度h1如图丙;
④将玻璃杯中的水慢慢倒入水盆中的空碗内,________,再记下此时玻璃杯中水面位置,并用刻度尺测量出其高度h2如图丁;
⑤根据以上测量,请推导出玻璃珠的密度表达式________。(必须有简单的文字说明,没有推导过程不得分。密度表达式用以上所给字母表示,水的密度为水)
13.请用图中所提供的器材:圆柱形容器、刻度尺、塑料小碗和水,设计一个测实心金属球密度的实验。
请按照下列的设计思路完成实验步骤:
(1)将圆柱形容器放在水平桌面上并装入适量的水;
(2)让塑料小碗漂浮在水面上,测出容器内的水深为h1,如图甲所示;
(3)当把金属球放入塑料小碗中,漂浮在液面时,测出容器内的水深为h2,如图乙所示;
(4)______;
A.将金属球和小碗从容器内拿出,测出容器内的水深为h3
B.把金属球从小碗中拿出,碗不动,测出容器内水深为h3
C.把小碗从容器内拿出,将金属球沉入水底,测出容器内水深为h3
D.把金属球沉入水底,小碗仍在水面飘浮,测出容器内水深为h3
(5)金属球的密度表达式为______(水密度用ρ水表示);
(6)实验中通过“水深的变化”测出“物体的质量和体积”的设计运用了______(填思维方法)。
14.实验小组在实验室做“验证阿基米德原理”的实验。
(1)方案一:小置用金属块按照如图甲所示的实验步骤进行实验。
①由图甲求出金属块浸没在水中受到的浮力F浮和其排开水的重力G排,发现F浮______G排(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的原因不可能是______(选填字母);
A.整个实验过程中,弹簧测力计都没有进行调零
B.最初溢水杯中的水未达到溢水杯的溢水口
C.步骤C中金属块没有浸没在水中
D.步骤C中,金属块浸没后,碰触到溢水杯的底部
②小萱改正错误后,得出金属块浸没水中时受到的浮力为0.4N,则金属块的密度为______kg/m3;(g取10N/kg)
方案二:用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量不计)进行实验,装置如图乙所示。向下移动横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______(选填“变大”或“变小”),若弹簧测力计A、B示数的变化量分别为ΔFA、ΔFB,则ΔFA______ΔFB(选填“>”、“<”或“=”),此过程中,溢水杯底部对支架的压力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
答案:
1.4 1 a d 物体排开液体的体积 大 浮力的大小与物体的重力无关 不可靠 没有控制排开液体的体积相同
2. 排开液体的体积 液体的密度 1 2.7×103 小于 B
3. 40 排开液体体积 液体密度 控制变量法 寻找结论的普遍性 D
4. G-F 不相等 m3 没有控制排开液体的体积相同
5. B 1 1 排开的液体受到的重力 A 变小 乙
6. 排开水受到重力大小
次数 1 2 3 4 5 6 7
物体在水中的体积V 0 V
A的示数FA/N 2.5 2.3 2.1 1.9 1.7 1.5 1.3
B的示数FB/N 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4
物体受到浮力F浮/N 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
排开液体受到重力G排/N 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
浸在液体中的物体受浮力大小等于排开液体重力大小
7. 小桶中的水未倒干净 能 不能 =
8. 右 2.9×103 1 1×10-4 1.2
9. B 63 2.1 不碰触小桶底部和侧壁 偏大
10.水平 右 62.4 2.6×103 = 4×103 不变
11.在调节平衡螺母前应先将游码移到标尺左端的零刻度位置 28.6 2.86×103 不变 不变
12. B 60 94 1.05 直至到达碗外壁标记处
13. D 转化法
14.> AC 5×103 变小 = 不变