2023年中考三轮冲刺 阿基米德原理实验探究题专题(含答案)

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名称 2023年中考三轮冲刺 阿基米德原理实验探究题专题(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 2023-03-24 10:03:51

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2023年中考三轮冲刺 阿基米德原理实验探究题专题(含答案)
1.郑小楚同学想要探究“影响浮力大小的因素”,于是他利用弹簧测力计、烧杯、水和酒精等实验器材进行如图甲所示的实验,并且根据实验数据画出了石块从一开始到完全浸没在水中时受到的浮力F浮随浸入液体的体积V变化的图像(如图乙所示).请根据图示信息回答下列问题.(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10 N/kg)
(1)石块全部浸没在水中时,受到的浮力为   N;
(2)根据图乙我们可以得出结论:浸入水中的物体所受到的浮力随着它浸入液体体积的增大而   .
(3)如图甲所示,将石块浸没在酒精中后,弹簧测力计的示数增大,石块所受到的浮力   ,由此可知,酒精的密度   (选填“大于”或“小于”)水的密度.
(4)【拓展】①石块的体积是   m3;
②石块的密度为ρ=   kg/m3.
2.为了给立方体实心工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示。收集有关数据并处理获得:工件的下底面与油面的距离为h,力F与h大小关系如图乙所示,小明觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的。老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将   ,油对工件下底面的压强大小将   (以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)若A点的坐标为(–400,0),则从图像分析可知工件的重力大小是   N;
(3)通过分析和计算可知,这种油的密度为   kg/m3,该工件的密度为   g/cm3
(g=10N/kg)。
3.小明按图示的步骤进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验。
(1)由图中实验数据可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度    (选填“有关”或“无关”);
(2)实验中所用酒精的密度为    kg/m3.(已知ρ水=1.0×103kg/m3)
4.在实验课上,老师要求小明用一只量筒、一枚大头针和水,测量一个小木块的密度。下面是小明的有关实验步骤,请你帮他补充完整。
⑴在量筒内倒入适量的水,量筒的示数为V1。
⑵将小木块放入量筒中(木块漂浮),此时量筒的示数为V2。
⑶   。(补充步骤)
⑷计算得出木块的密度ρ木=   (写出最简表达式)。
5.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;
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;
④将石块浸没到溢水杯的水中,读出弹簧测力计的示数;
⑤用弹簧测力计测排开水与小桶的总重。
(1)石块所受的浮力:   N;小明分析评估上述实验,发现,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)小红发现用小明的图中的装置,可以用来测牛奶的密度,只需要在这个基础上加上一个操作步骤,将溢水杯的水换成牛奶,将石块浸没到溢水杯的牛奶中,读出弹簧测力计的示数,则石块的体积是   ,   。(用步骤中物理量符号表示,水的密度用表示)
6.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是   N,方向为   。
(2)物体浸没在酒精中时,排开酒精的重力是   N。
(3)比较   两幅图可知,浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)由A、B、C三个步骤可知,浮力大小与   有关。
(5)小明对A、B、C,D四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而   ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同浮力的大小与深度   。
(6)由图中的数据可以计算出物体的密度为   kg/m3,酒精的密度为   kg/m3.
7.如图所示,利用弹簧测力计分别测某一物体在空气中和水中受到的拉力大小,请回答下列相关问题。
(1)该弹簧测力计的分度值是   N,量程是   N;
(2)物体的重力是   N,重力的施力者是   ;
(3)如图甲,物体在空气中时,与重力平衡的力是   ,与重力是相互作用的力是   ;
(4)如图乙,当物体在水中时,物体除了重力及绳的拉力外,还受到   力的作用,其大小为   。
8.图1是小勇研究弹簧测力计的示数F与物体F下表现离水面的距离h的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体,用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图2中实线所示.(g=10N/kg).
(1)物体A重为    N,将它放在水平桌面上时对桌面的压强为    Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将   ;
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为    N,密度为    kg/m3;
(4)小勇换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,则该液体密度为    kg/m3.
9.请根据所学的浮力知识,完成以下题目。
(1)    体积相同的铁块和木块放入水中,如图所示。受到浮力较大的是   ,在图中画出木块的受力示意图。
(2)如图所示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢放入水中(水足够深),h表示圆柱体下表面到水面的距离。则在柱体接触容器底之前,测力计对圆柱体的拉力F拉与h、圆柱体所受浮力F浮与h、烧杯底受水的压力F压与h、圆柱体重力G与h的关系图象中(如图所示),正确的是(  )
10.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。
(1)由上图中的数据,可以计算物块浸没在水中时排开水的重力为   N。
(2)请在D图中画出物块受到的浮力的示意图。
(3)物块的密度是   kg/m3。
(4)比较   三幅图可知,物体所受浮力的大小与浸没的深度无关。
11.(1)小丽发现∶体积大的铁块质量大;体积大的木块质量也大;水也是这样。于是,她选用水来“探究同种物质的质量与体积的关系”。
①小丽测量水的质量需要的器材有∶盛水的容器、水、烧杯和   ;
②小丽为了简化实验,找来一个小杯,通过实验得到下列数据∶
实验次数 水的质量/g 水的体积
1 10.1 1小杯
2 20.0 2小杯
3 29.9 3小杯
分析表中的实验数据,小丽可以得到的实验结论是∶水的质量与体积成   比;
③为了更直观地看到水的质量随体积的变化关系,请你在答题卡指定位置的方格纸上完成水的质量m体积V的关系图像;   
④小梅用另一种杯子按小丽的方法“探究水的质量与体积的关系”,得出了与小丽完全相同的结论。但在与小丽就实验数据和结论进行交流时,发现小丽这种实验方法的优点和不足都很明显。请你就小丽这种实验方法的优点和不足之处作出简要评价;   
(2)小明用右图所示装置来验证“浸在液体中的物体受到浮力的作用”。
①由图甲可知,小明选用的石块的重力是   N;
②如图乙、丙所示,挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时,小明通过观察发现   ,则说明“浸在水中的石块受到了浮力的作用”;
③小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论,他还要选用   来继续做更多次的实验。
12.小明做“小球浸入液体中的体积V浸与哪些因素有关”的实验,他选取了体积相同、密度不同的若干小球放入水中(水深大于小球直径),如图所示,测出小球浸入水中的体积V浸,并将相关数据记录在表一中。
表一(ρ水=1.0×103千克/米3)
实验序号 1 2 3 4 5
ρ球(×103千克/米3) 0.3 0.6 0.8 1.0 1.2
V浸(×10-3米3) 0.30 0.60 0.80 1.00 1.00
①分析比较表一中实验序号   中的数据及相关条件可知:浸入水中体积相同的小球,当ρ球与ρ水的大小满足   关系时,V浸与ρ球无关。
②分析比较表一中实验序号1~3中V浸与ρ球的数据及相关条件可知:浸入水中的小球,当   时,   。
③小红选取了体积相同、密度不同的若干小球放入酒精中(酒精深度大于小球直径)重复小明的实验,
表二(ρ酒=0.8×103千克/米3)
实验序号 6 7 8 9 10
ρ球(×103千克/米3) 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9
V浸(×10-3米3) 0.25 0.75 1.25 1.75  
并将实验数据记录在表二中。实验序号10中的数据为   。
13.某同学在“探究浮力大小跟什么因素有关系”时,做了如图所示的实验.
(1)请将表格内容填写完整.
次数 1 2 3 4
G/N 3.65 3.60 3.50
F/N 0
(2)由实验数据可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力与   有关系.
(3)实验中他采用了   的研究方法.
14.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做出如图所示实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体的    关系;根据A与E两图所示的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为   N;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而   ,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度    (选填“有关”或“无关”);
(3)如果向E烧杯中加水则物体浸没在盐水中时受到的浮力   (选填“变大”“变小”或“不变”);
(4)由实验中的数据可算得物体的体积是   m3。(g取10N/kg)
15.在探究“物体所受浮力与物体形状是否有关”的实验中,小明选用了弹簧测力计、细线、装有适量水的烧杯、红糖糯米团((含保鲜膜)。
(1)用保鲜膜包好糯米团,用细线系住挂在弹簧测力计上,如图甲所示,则糯米团的重力为   N。
(2)将糯米团缓慢放入盛有适量水的烧杯中,如图乙所示,由于糯米团受到   ,所以看到弹簧测力计的示数逐渐变   。
(3)将糯米团浸没在水中如图丙所示位置,此时糯米团受到水的浮力为   N。
(4)将糯米团浸没于水中的不同深度,弹簧测力计示数如图丙、丁所示,说明:浮力的大小与物体浸没的深度   (选填“有关”或“无关”)。
(5)取出糯米团压扁,如图戊所示,并对比图   ,说明固体浸没时所受浮力与固体形状   (选填“有关”或“无关”)。
(6)若将该糯米团完全浸没在酒精中,静止时弹簧测力计的示数为   N。(ρ酒精=0.8×103kg/m3)
16.在“探究影响浮力大小因素”的实验中,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降,直到圆柱体下表面刚好与烧杯底接触为止,如图甲所示。
(1)分析图a、b、c,说明浮力的大小与    有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图    和图    的装置来进行操作;
(3)如图甲所示圆柱体浸没在水中时受到的浮力是    ;
(4)小亮完成如图甲所示的实验后,把水换成另一种未知液体,重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的,弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系图像;那么物体浸没在这种液体中时受到的浮力F'浮=   N,该未知液体的密度是    kg/m3,由此表明,浸在液体里的物体受到的浮力大小还与    有关;
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中合理的是 ____
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,将石块更换成与其体积不同的铁块进行实验
17.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明做了如图所示的实验。
(1)进行探究时,其中步骤②中实心物体P所受浮力大小为   N;
(2)分析①③④三次实验,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度   (选填“有关”或“无关”);分析   三次实验,可知浮力大小与物体排开液体的体积有关;分析①④⑤三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力   (选填“越大”或“越小”);
(3)以下是小明同学绘制的当物块P浸入水的过程中,弹簧测力计的示数随物块P下表面到水面距离h变化的关系图像,其中正确的是(  ) ;
A. B.
C. D.
(4)本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素,通过实验数据还可求出物体P的密度为   kg/m3(已知kg/m3,g取10N/kg)。
18.在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下:
a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材。
b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过金属体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①~⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1~F5。
c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐,并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6。
(1)图乙中   (选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。在图⑤中,金属体所受到的浮力F浮=   (用测量量的字母来表示)。
(2)图乙中   (选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关。金属体的体积V=   (用已知量ρ水、g和测量量的字母来表示)。
(3)因为浮力的大小跟液体的密度有关,可知图⑤、⑥中,F5   F6(选填“>、=、<”),图⑥中盐水密度:ρ盐水=   (用已知量ρ水和测量量的字母来表示)。
19.小亮想测量一个小木块(不吸水)的密度,他利用天平、烧杯、适量的水、细针等器材,进行了如下的实验。
(1)图甲是小亮在调节天平时的情景,小丽指出了他在操作上的错误,你认为错误之处是:   。
(2)小亮纠正错误后调节好天平,按照以下步骤继续实验:①将小木块放在天平左盘,天平平衡时右盘中所加砝码和游码的位置如图乙所示,则小木块的质量为   g;
②将烧杯中装满水,用细针缓慢地将木块压入水中,使之完全浸没。利用排水法,测出溢出水的质量为30g,则小木块的体积为   cm3(已知ρ水=1.0×103kg/m3);
③计算得小木块的密度是   g/cm3;
(3)小丽有一个小玻璃瓶,她想知道该玻璃瓶玻璃的密度,于是和小亮一起只用量筒测玻璃瓶玻璃的密度。实验过程如下:
①在量筒内盛入适量的水,液面位置如图丙所示,为   mL;
②让小玻璃瓶口朝上漂浮在量筒内水面上,这时水面与42mL刻度线相平,则小玻璃瓶质量为   g;
③再让小玻璃瓶口朝下沉没水中,这时水面与35mL刻度线相平,则小玻璃瓶体积为   cm3;
④这只小玻璃瓶的玻璃密度为   kg/m3。
20.子义和晓雨在“测量小砖块的密度”实验中,进行了以下操作:
(1)子义和晓雨在实验前,先在砖表面刷层油漆并晾干,刷油漆的作用是   。
(2)接着将小砖块放在天平的左盘,在右盘加减砝码、移动游码直到天平重新恢复平衡,所加砝码的质量和游码的位置如图甲所示,则被测小砖块的质量为   g;子义用自制一个溢水杯测水的体积的方法来测量小砖块的体积,其具体做法是:先在溢水杯中加水,直到水面恰好与溢水口相平,把量筒放在溢水口下方,将小砖块慢慢放入溢水杯中,小砖块最终沉入水底,量筒收集完从溢水杯溢出的水后,示数为40mL。被测小砖块的密度为   kg/m3。
(3)若用上述方法测出小砖块的密度时,没有对小砖块作预处理(即没有在砖表面刷油漆的操作),则测得小砖块的密度与真实值相比会   (选填“偏大”“偏小”或“一样”)。
(4)晓雨同学用小玻璃杯、大烧杯、水、刻度尺也测出了小砖块的密度。用图乙的方法测出了小砖块的密度。她的方法是:
①将小玻璃杯放入大烧杯水中漂浮,测出水面高度h1
②将小砖块放入玻璃杯中,共同漂浮,测出水面高度h2,小砖块的质量m=   ;(用测量量表示)
③将小砖块从玻璃杯中取出,放进大烧杯沉底,测出水面高度h3,玻璃杯底面积为S,小砖块密度:   。(用测量量表示)
21.如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同。回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=   ;
(2)指出本实验产生误差的原因(写出一点即可)   ;
(3)物体没有完全浸没在水中,   (选填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理。
22.小明要测量木块的密度。实验器材有:木块弹簧测力计(0 ~5N)、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水。(g取10N/kg)
(1)先用弹簧测力计测出木块的重力,如图甲所示,示数为    N;
(2)再用细线绕过滑轮将木块与弹簧测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中如图乙所示,木块在水中静止时弹簧测力计示数为2.6 N。请计算木块的密度    ;
(3)小明分析发现,如果把水换成其他液体,弹簧测力计的示数就会不同,于是他把弹簧测力计的刻度改成相应的密度值,将该装置改装为测量液体密度的“密度计”。若不换用更大量程的弹簧测力计,要增大这种“密度计”的最大测量值,试举出一种方法:   。
答案
1.(1)0.4 (2)增大 (3)减小;小于 (4)4×10-5;2.5×103
2.(1)变大;变大 (2)400 (3)800;0.32
3.(1)无关 (2)
4.用大头针将木块压入水中,读出体积V3;
5.(1)0.4;向溢水杯中加水使水刚好齐杯口 (2)④ (3)物体排开液体的体积 (4);
6.(1)1;竖直向上 (2)0.8 (3)CE (4)物体排开的液体体积 (5)增大;无关
(6)4×103;0.8×103
7.(1)0.2;5 (2)3.6;地球 (3)拉力;物体对地球的吸引力 (4)浮;0.8
8.(1)3;1.2×103 (2)变大 (3)2;1.5×103 (4)0.8×103
9.(1)铁; (2)A
10.(1)1 (2) (3)4×103 (4)ACD
11.(1)天平;正;;简洁、方便;不能得出质量与体积的定量关系
(2)3;弹簧测力计的示数变小;不同的物体和液体
12.4与5;;小球体积相同且 ; 与ρ球成正比;2.00
13.(1)0.35|0.40|0.50 (2)液体的密度 (3)控制变量
14.(1)密度;2.4 (2)增大;无关 (3)变小 (4)2×10-4
15.(1)1.2 (2)浮力;小 (3)1 (4)无关 (5)丙(丁)均正确;无关 (6)0.4
16.(1)排开的液体的体积 (2)c;d (3)5N (4)4;0.8×103;液体密度 (5)B
17.(1)1.4 (2)无关;①②③;越大 (3)B (4)
18.(1)①②③④;F1﹣F5 (2)①④⑤; (3)>; ρ水
19.(1)调节平衡螺母时游码没有归零 (2)18.6;30;0.62 (3)30;12;5;2.4×103
20.(1)隔绝水,防止砖块吸水 (2)56;1.4×103 (3)偏大 (4)ρ水S(h2﹣h1);
21.(1)G-F (2)丁桶内壁上沾有水 (3)能
22.(1)2.4 (2)0.48×103kg/m3 (3)换用体积更小的木块或换密度更大的物块
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