人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——10.1浮力

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名称 人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——10.1浮力
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2023-04-20 15:59:07

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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——10.1浮力
一、浮力产生原因:上下表面压力差
1.(2022八下·乐亭期末)下列物体没有受到浮力作用的是(  )
A.在水中嬉戏的小鸭 B.长在海底的海带
C.在深海潜游的鲸鱼 D.深入河底的桥墩
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ABC.物体浸在液体或气体中,因为液体、气体有流动性,因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故水中嬉戏的小鸭、海底的海带、深海潜游的鲸鱼均受浮力作用,ABC不符合题意;
D.桥墩由于底面埋在地下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,所以桥墩不受浮力作用,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体浸在液体或气体中,因为液体、气体有流动性,因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。
2.(2022八下·高邑期末)如图所示,体积相同的两圆锥体浸入水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比 (  )
A.底面朝下的锥体受到的压力差较大
B.底面朝上的锥体受到的压力差较大
C.一样大
D.无法确定
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】体积相同的两圆锥体浸入水中,两圆锥体排开水的体积相同,则浮力相同,两圆锥体受到的水的压力差即为浮力,所以两圆锥体受到的水的压力差相同,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力等于液体对物体上下表面压力差,结合阿基米德原理进行判断。
3.(2022八下·江岸期末)如图所示情景中的物体,没有受到浮力的是(  )
A.海面上前行的舰队
B.正在下潜的“蛟龙号”
C.飘在空中的飞艇
D.绕地飞行的天宫空间站
【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.海面前行的舰队能漂浮在海面上,就是因为受到了浮力,且浮力大小等于舰队的重力,A不符合题意;
B.正在下潜的“蛟龙号”受到了浮力,此时的浮力小于重力,B不符合题意;
C.飘在空中的飞艇受到了空气对它的浮力,C不符合题意;
D.绕地飞行的天宫空间站在真空中,不受浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】浸在液体或气体中物体,由于上下表面的压力差,会产生竖直向上的浮力。
4.(2022八下·通许期末)2021年12月9日,中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲,如图所示是航天员做的“浮力消失”实验,乒乓球在水中悬浮。这是因为重力消失时,液体不同深度处压强    (选填“相同”或“不同”)此时浮力    (“存在”或“消失”),这也说明了浮力是液体对物体上、下表面的    。
【答案】相同;消失;压力差
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力产生的原因是物体对液体上、下表面产生的压力差,而压力差产生的原因是液体对物体上、下表面有压强差,而液体压强产生的原因是液体受到重力和液体具有流动性,在太空中重力消失,所以没有液体的压强差,所以液体不同深度处压强相等,此时浮力就为0,即浮力消失。
【分析】在失重状态下,物体不受重力,浸入液体中的物体不受浮力;浮力是物体上下表面的压力差。
5.(2022八下·平舆期中)如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是(  )
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】AD.由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,A、D物体都受浮力的作用,AD不符合题意;
B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差,B物体一定受浮力的作用,B不符合题意;
C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差,C物体一定不受浮力的作用,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体下表面和容器紧密结合时,不受浮力的作用。
二、浮力的方向及示意图
6.在图中,重为10牛的小球漂浮在液面,请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】先确定一个标度,小球悬浮在水中,则浮力等于重力,为10N,方向竖直向上,作用点在小球重心,如图所示
【分析】物体受到的浮力竖直向上。
7.(2022九上·深圳期中)如图,小球处于静止状态,请画出图中小球所受力的示意图。
【答案】解:如下图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如下图所示:
【分析】物体受到的重力竖直向下,物体受到的浮力竖直向上。
8.(2022八下·崂山期末)如图,将一枚鸡蛋放入一杯水中。松手后,鸡蛋浸入水中下沉。下面对鸡蛋入水后,没有与杯子底部接触前的受力分析正确的是(  )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】鸡蛋在水中受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,鸡蛋浸入水中下沉,根据物体浮沉条件可知,鸡蛋受到的重力大于鸡蛋受到的浮力,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】鸡蛋在水中受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,鸡蛋浸入水中下沉,鸡蛋受到的重力大于鸡蛋受到的浮力。
9.(2022八下·新会期末)如图所示为悬浮在浓盐水中的鸡蛋,请画出鸡蛋所受的力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】由图可知,鸡蛋悬浮在浓盐水中,处于平衡状态,鸡蛋受到的重力和浮力是一对平衡力,大小相等,即F浮=G,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,两个力的作用点都画在重心上,如图所示:
【分析】物体受到的重力竖直向下,物体受到的浮力竖直向上。
10.(2022八下·河源期末)如图所示,把实心铁块A吊在弹簧测力计下浸入水中,物体A静止时画出A所受力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】物体A受到竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮和弹簧测力计对它竖直向上的拉力F,力的作用在点标在A的重心上,A的受力示意图如图所示:
【分析】重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,拉力方向竖直向上。
11.(2022·鞍山)如图所示,容器中盛有水,用细线吊着一个实心铁块静止在水中。请在图中画出铁块所受力的示意图。
【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】实心铁块用细线吊着浸没在水中,铁块受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F和浮力F浮的共同作用,作用点在重心。如下图所示
【分析】重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,拉力方向沿绳向上。
三、示重法求浮力
12.(2022八下·广州期末)小明在探究浮力大小与物体重力是否有关的实验中,进行了以下实验,如图所示,他所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4若浮力大小与物体重力无关,则满足的条件是(  )
A., B.
C. D.
【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】相同体积的铁块和铜块,密度不等,所以质量不等,重力不等。因为体积相同,若两种物体浸没在水中后浮力相同,则证明浮力的大小与重力无关,即
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】若,则证明浮力的大小与重力无关。
13.(2022八下·顺平期末)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为1.0N
B.塑料块b浸没在酒精中时,受到浮力的大小为0.7N
C.利用乙、丙两图,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁两图,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】B,D
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A.金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
A不符合题意;
B.塑料块b浸没在酒精中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
B符合题意;
C.根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,所以物体在液体中所受的浮力不同不能说明浮力的大小与物体密度有关系,探究浮力与密度关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变物体的密度,C不符合题意;
D.根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据F浮=G-F示,求出不同液体中浮力大小;探究浮力与密度关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变物体的密度;同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,可以探究浮力的大小与液体密度的关系。
14.(2022八下·阳信期末)日常的生活经验能使我们对影响浮力大小的因素产生很多猜想。例如,根据木头在水中漂浮,铁块在水中下沉,可以猜想浮力的大小是否跟浸在液体中固体的密度有关;根据人在淡水湖中会下沉,在死海中却能漂浮,可以猜想浮力的大小是否跟液体的密度有关等等,为了探究浮力的大小跟哪些因素有关,将相同体积的铜、铝金属块挂在弹簧秤上,分别浸入水和盐水中,做了如图所示的实验。
(1)该实验采用的实验方法是   ;在使用弹簧测力计前应当检查弹簧测力计的   ,检查时,应当将弹簧测力计   放置;
(2)图C中铜块所受浮力的大小是   N;
(3)对比D、E可以确定   ;
(4)利用A、B、D、F可以确定   。
【答案】(1)控制变量法;指针是否指在零刻度;竖直
(2)0.5
(3)物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关
(4)物体所受的浮力大小与物体的密度无关
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,由于浮力大小与多个因素有关,故采用的实验方法是控制变量法。
使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在零刻度,检查时,应将弹簧测力计竖直放置,因为在本实验中所测物体的重力和物体受到的拉力都在竖直方向上,弹簧测力计竖直放置并调零后,可以减少弹簧测力计内部摩擦力,从而减少误差。
(2)根据图A和图C中弹簧测力计的示数,利用称重法可知,铜块所受浮力F浮=G-F=9N-8.5N=0.5N
(3)对比D、E发现,铜金属块排开水的体积不变,改变的是铜金属块在水中的深度,因弹簧测力计示数不变,根据F浮=G-F示可知,物体受到的浮力大小不变,说明物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)利用A、B、D、F中弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F示可知,F浮铜=GA-FD=9N-8N=1N
F浮铝=GB-FF=2.8N-1.8N=1N
因为相同体积的铜块和铝块完全浸没在水中受到的浮力大小相等,故可以确定物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
【分析】(1)浮力的影响因素有多个,探究浮力的影响因素时利用了控制变量法;测量重力和浮力时,弹簧测力计要在竖直方向调零;
(2)根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;
(3)当液体密度和排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和深度无关;
(4)当液体密度和排开液体的体积一定时,浮力和物体的密度无关。
15.(2022·株洲)在“测量浮力大小”的实验中,由图甲可知金属块受到的重力是   N,现将金属块完全浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图乙所示,则金属块受到水的浮力是   N。
【答案】1.4;0.4
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数F=1.4N,此时金属块处于空气中,由二力平衡条件可得,金属块受到的重力G=F=1.4N
由图乙可知,金属块浸没时弹簧测力计的示数F'=1.0N,即金属块受到的拉力为1.0N,则金属块受到水的浮力F浮=G-F'=1.4N-1.0N=0.4N
【分析】看清弹簧测力计的分度值,根据对应刻度读数;根据F浮=G-F',求出浮力。
16.(2022八下·玉林期末)小江利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材来探究浮力的大小跟哪些因素有关时,他提出了如下猜想、设计并进行了实验。
猜想a:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
猜想b:浮力的大小与物体排开液体的体积有关
猜想c:浮力的大小与液体的密度有关
(1)小江确定了测量方法:用弹簧测力计先测出物块的重力G,接着将物块浸入液体中,静止时读出测力计的示数F拉,可计算出物块所受的浮力F浮,其测量原理是:   、   和   是一组平衡力;(选填:“F浮”、“F拉”或“G”)
(2)如图所示是小江的操作步骤及测量数据。
由测量数据可知:B步骤中圆柱体物块受到的浮力为   N;
(3)分析图中的A、C和   步骤(填步骤序号)的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)在此实验中,你认为小江最终应得到的实验结论是:   。
【答案】(1)F拉;F浮;G
(2)0.4
(3)D
(4)浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)将物块浸入液体中,物体受到竖直向上的F拉和F浮与竖直向下的重力是一对平衡力,大小相等,即
(2)由A图可知,弹簧测力计测物体重力,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为2.4N,所以物体重力为2.4N,由B图可知,弹簧测力计的拉力为2N,由称重法可知,B步骤中圆柱体物块受到的浮力为
(3)由图A、C和D可知,物体浸没在水中所受的浮力相同,浸没在水中的浮力为,由此可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,故猜想a是错误的。
(4)分析A、B、C三次实验,可知液体密度相同,排开液体的体积不同,浮力大小不同,所以浮力大小与排开液体的体积有关;分析A、D、E三次实验,可知物体排开液体的体积相同,液体密度不同,浮力大小不同,所以浮力大小与液体的密度有关;综合分析小江最终应得到的实验结论是:浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
【分析】(1)根据;物体受到竖直向上的F拉和F浮与竖直向下的重力是一对平衡力;
(2)根据,求出浮力;
(3)浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
四、浮力影响因素的探究
17.(2023·崇明模拟)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示的实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行研究,并通过弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
(1)为了探究浮力大小与液体的密度有关,应选用的图是   (选填图中的符合);如果选用了图(a)、(c)、(d)进行实验,可以得出浮力与物体浸没在液体中的深度   (选填“有”或“无”)关。
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力   (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力;
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片的形状改变,而忽略了   对浮力大小的影响。
【答案】(1)a、d、e;无
(2)小于;铁片排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)要探究浮力与浸在液体密度是否有关时,需要控制排开液体的体积和深度相同,改变液体密度,从而利用称重法计算浮力,应该选择a、d、e。根据c、d可知,测力计示数相同,从而可知浮力相等,说明浮力与浸入深度无关。
(2)由物体的浮沉条件可知, 铁片下沉时 ,铁片漂浮时 ,则 。
本探究实验把铁片弯成 “碗状”,改变了形状, 虽然都是水,但没有全浸入,两次排开液体的体积不同, 所以得出结论是不正确的,即他只关注了铁片形状的改变,忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。
【分析】(1)要探究浮力与浸在液体密度是否有关时,需要控制排开液体的体积和深度相同,改变液体密度;浮力与浸入深度无关;
(2)下沉时,重力大于浮力;漂浮时,重力等于浮力。
18.(2023八上·南昌期末)为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两次实验:如图1所示:
(1)比较图甲、乙、丙,说明浮力的大小与   有关;
(2)比较图   可知,浮力的大小与液体的密度有关;
如图2所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验:
(3)木块受到的浮力F浮=   N;
(4)木块排开的水所受的重力G排=   N;
(5)比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小   (大于/等于/小于)它排开的水所受的重力。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)丙、丁
(3)1.2
(4)1.2
(5)等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)比较图甲、乙、丙,物体的重力为3.6N,根据称重法测浮力:F浮=G﹣F,因 3.2N<3.4N 图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力大,图乙中排开液体的体积大于丙中排开液体的体积,排开液体的密度相同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)研究浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,故比较图丙、丁可知,浮力的大小与液体的密度有关。
(3)木块的重力 ,根据漂浮的特点,受到的浮力
(4)木块排开的水所受的重力等于桶与水的总重与空桶的重力之差
(5)比较(3)、(4)的数据,发现浮力大小等于排开液体重力。
【分析】(1)浮力的大小与排开液体的体积有关;
(2)研究浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同;
(3)漂浮时,浮力等于重力;
(4)木块排开的水所受的重力等于桶与水的总重与空桶的重力之差 ;
(5)浮力大小等于排开液体重力。
19.(2022八下·崂山期末)如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是(  )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,验证了浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
20.(2022八下·乐亭期末)如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验装置图,用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景,f为根据本实验所得图像。
(1)通过a、c两次实验,可知实心圆柱体的质量为   kg,物体浸没在水中所受浮力大小是   N,实心圆柱体的密度是    kg/m3(g=10N/kg);
(2)通过b、c两次实验,说明同一种液体中的物体所受浮力大小与   有关;
(3)通过c、d两次实验,物体排开相同体积的液体时,受浮力大小与   有关;
(4)通过d、e两次试验,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟深度   ;
(5)通过a、c、d三次试验,可知d图中酒精密度为   kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
(6)图c中,当物体从接触水面开始到浸没于水中更深处(未触底),在图f中能表示出此过程物体受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是   (选填“①”或“②”)。
【答案】(1)0.2;0.5;4×103
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)0.8×103
(6)②
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,实心圆柱体的重力为
则实心圆柱体的质量为
物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积即物体的体积为
所以实心圆柱体的密度为
(2)分析b、c两次实验可知在同一种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小与排开水的体积有关。
(3)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)由图d、e所示实验可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由a、d可知,物体在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,酒精的密度为
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
【分析】(1)根据G=mg,求出质量;根据,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排及,求出密度;
(2)浮力大小与排开水的体积有关;
(3)物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)根据及,求出酒精密度;
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变。
五、综合训练
21.(2022八下·新抚期末)小明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)通过比较   两图可以得出物体所受浮力大小,通过比较   两图可以得出物体排开液体所受重力。进行比较,可得出:F浮   (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。为了使实验结论更具有普遍性,应用   (选填“同一”或“不同”)物体重复上面的操作;
(2)实验过程中若甲图溢水杯中的水没有到达溢水口,会使测得的   (选填“浮力”或“排开液体的重力”)不准确。造成F浮   (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。
(3)实验后,小明将木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,如图所示。可以判断出:木棒在两烧杯中受到的浮力FA   FB;两烧杯中液体的密度ρA   ρB。(以上两空填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)甲、乙;丙、丁;等于;不同
(2)排开液体的重力;大于
(3)等于;小于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)甲图可以测出物体受到的重力G,乙图物体浸没在液体中,读出弹簧测力计示数F示,根据称重法可知,通过甲、乙两图测力计示数之差就可以得出浮力F浮的大小。
丙图测量的是小桶和排开的液体的总的重力,丁图测量的是空小桶的重力,所以通过比较丙、丁两图可以得出物体排开的液体的重力G排的大小。
通过阿基米德原理可知,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,即F浮=G排。
采用一种液体、一个物体按上述方法可以比较处浮力大小和物体排开的液体受到重力大小的关系,但具有偶然性,为了使实验结论更具有普遍性,应用不同物体或不同液体重复上面的操作。
(2)实验过程中,若甲图溢水杯中的液体没有到达溢水口,当物体浸入到溢水杯的液体中时,液面先上升到溢水口,然后再有液体溢出,使得溢出的液体比物体排开的液体少,会使测得排开液体的重力不准确,造成F浮>G 排。
(3)木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,木棒在两烧杯中受到的浮力FA=FB;由图可知,木棒在A液体中排开的液体体积大于木棒在B液体中排开的液体体积,即V排A>V排B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρA<ρB。
【分析】(1)根据物体受到的重力和进入液体后测力计的示数差, 计算浮力;根据桶和排开液体的重力和桶的重力差, 计算排开液体的重力;根据物体受到的浮力和排开液体重力关系,判断阿基米德原理;选择不同物体可以探究规律的普遍性;
(2)溢水杯不满,测量的排开液体重力偏小;
(3)漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,液体密度越小。
22.(2022八下·电白期末)图为小青利用两个体积相同的铜块和铝块探究影响浮力大小因素的实验步骤:
(1)根据图中测得的数据,可知铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为   N,方向   ;
(2)小青分析实验步骤①③④⑤中的有关实验数据可知,物体所受浮力的大小与物体   有关,分析步骤①④⑦可知,物体所受浮力大小和   有关;
(3)小青分析步骤①④⑤可知,物体所受浮力大小与物体浸入液体深度   (选填“有关”或“无关”),分析步骤①④和②⑥可知,物体所受浮力大小与物体密度   (选填“有关”或“无关”);
(4)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果   (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
【答案】(1)1;竖直向上
(2)浸入液体中的体积;液体密度
(3)无关;无关
(4)没有影响
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图①可知,铜块的重力为G=9N,由图④可知,铜块完全浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为F=8N,故由排水法可知,铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为F浮=G-F=9N-8N=1N
浮力的方向竖直向上。
(2)由实验步骤①③④⑤可知,铜块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,故可知物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
由实验步骤①④⑦可知,铜块浸没在不同的液体中时,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力 不同,故可知物体所受浮力大小和液体密度有关。
(3)由实验步骤①④⑤可知,铜块完全浸没在水中后,铜块浸入液体中的深度变大时,弹簧测力计的示数不变,故可知物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关。
分析步骤①④和②⑥可知,相同体积的铜块和铝块浸没在水中时所受浮力相同,故可知物体所受浮力大小与物体密度无关。
(4)使用弹簧测力计前没有调零,则每次读数时均包含差值在内,则由称重浮测浮力时,用物体的重力减去弹簧测力计的示数时,消除了弹簧测力计的未调零产生的差值,故所测得的浮力结果没有影响。
【分析】(1)根据公式F浮=G-F,求出浮力大小;
(2)物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关,物体所受浮力大小和液体密度有关;
(3)物体所受浮力大小与物体密度无关;
(4)根据公式F浮=G-F,指针始终在零刻度线下方对所测得的浮力结果没有影响。
23.(2022八下·镇平期中)如图所示,浸没在液体中的物体受到浮力的作用,F浮等于(  )
A.F浮=F向下 B.F浮=F向上
C.F浮=F向上 F向下 D.F浮=F向下 F向上
【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力是物体受到液体对物体所有压力的合力,由于物体左右两面在液体中受到的压力为
由于物体左右两面的深度相同、面积相等、液体密度相同,所以左、右两面受到的压力相等,两面受到液体压力的方向相反,两压力作用在同一条直线上,也作用在同一物体上,故这两个压力是一对平衡力,所以这两个压力的合力为0N;物体前、后两面的深度相同、面积相等、液体密度相同,所以前后两面受到的压力相等,两面受到液体压力的方向相反,两压力作用在同一条直线上,也作用在同一物体上,故这两个压力是一对平衡力,所以这两个压力的合力为0N;物体下表面受到的压力是向上的,上表面受到的压力是向下的,这两个压力方向是相反的,下表面的深度比上表面的深度大、受力面积相等、液体密度相同,所以下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力,所以这两个压力的合力就是浮力为
故答案为:C。
【分析】进入液体中物体受到的浮力,等于物体上下表面的压力差。
24.(2022八下·来宾期中)如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若探究浮力大小与物体浸没深度的关系,应选用的操作是   (填序号)。
(2)若选用的操作是②④⑥,可探究浮力的大小与   是否有关。
(3)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是   (填序号)。
(4)图中F3的示数应为   N,圆柱体浸没在水中时受到的浮力大小为   N,F4的示数应为   F3的示数(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)由题中所给数据计算出⑥图中盐水的密度为   。由题中所给数据还能计算的物理量有   。(写出一个即可)
【答案】(1)②③
(2)液体密度
(3)①②⑤
(4)7;3;大于
(5);物体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)要探究浮力大小与物体浸没深度的关系,要保持浸没在水下,并且在水下的深度的不同,根据分析可知应选择②③。
(2)若选用的操作是②④⑥,可知此时变量为液体的密度大小,故可探究浮力的大小与液体的密度的关系。
(3)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应该保持液体的密度不变,排开液体的体积不同,故可知应选择①②⑤。
(4)根据物体受到的浮力和浸没在液体的深度无关,故可知此时弹簧测力计的示数仍然应该是 ,故根据称重法可算出物体受到的浮力大小为
由于酒精的密度小于水的密度,故此时在酒精中受到的浮力应该小于3N,故根据称重法可知此时
(5)[8]根据
结合阿基米德原理可得物体体积
由F和F6可得物体浸没在盐水中受到的浮力为
再根据阿基米德原理可求盐水的密度
由题意可知根据题意还可计算出物体的体积
【分析】(1)要探究浮力大小与物体浸没深度的关系,要保持浸没在水下,并且在水下的深度的不同;
(2)变量为液体的密度大小,可探究浮力的大小与液体的密度的关系;
(3)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应该保持液体的密度不变,排开液体的体积不同;
(4)根据公式F浮=G-F示,可求出浮力及示数;
(5)根据公式F浮=ρ液gV排,可求出体积及密度。
25.(2022八下·芜湖期中)如图所示,把一个底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2。则此长方体所受到的浮力的方向是   ;其受到的浮力的大小是   (用题中给的字母写出表达式)。
【答案】竖直向上;
【知识点】液体压强的计算;浮力及其产生原因
【解析】【解答】由图知,该长方体周围四个面的平均深度相同,则受到液体的压强相同,由 可知,该长方体周围四个面受到的压力相等,可以相互抵消;下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,且上下表面的面积相同,由公式 可知,长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,即物体上、下表面存在压力差,用下表面所受液体的压力减去上表面所受液体的压力就等于浮力,故浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差,浮力的方向总是竖直向上的。由液体压强公式 及压强公式 可得,长方体上表面受到液体的压力 ,长方体下表面受到液体的压力 ,上、下两表面受到的压力差为浮力大小
【分析】物体受到的浮力竖直向上;根据物体上下表面的压力差,计算浮力。
26.(2022·崂山模拟)探究影响浮力大小的因素:将一个物块挂在弹簧测力计下,依次进行如图所示实验。获得相关实验数据如表。观察并分别比较有关数据可知:
实验数据记录表
F1/N 4.2
F2/N 3.8
F3/N 3.2
F4N 3.4
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为   N;
(2)分析图甲、乙、丙可得,物体在液体中所受浮力大小与   有关;
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),图戊中,能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系是图线   ;
(4)分析图丙和图   ,可知某液体的密度   水的密度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)1
(2)物体排开液体的体积
(3)b
(4)丁;小于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由表格和甲图可知,物体的重力为
由表格和图丙可知,物体完全浸没在水中后受到的浮力为
(2)根据表格和甲、乙图可知,物体受到的浮力分别为
在甲、乙和丙三组实验中,物体排开水的体积逐渐增加,受到的浮力逐渐增加。因此分析图甲、乙、丙可得,物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)物体从接触水面开始,到浸没于水中,物体浸入水的深度逐渐增加,排开水的体积也逐渐增加,故其受到的浮力逐渐增大;当物体完全浸没在水中后,继续将物体向下浸入水中,但物体排开的水的体积不变,因此受到的浮力也不再变化,故能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系是图线b。
(4)图丁情况下,物体受到的浮力大小为
对比图丙和图丁可知,图丙中物体受到的浮力大于图乙中物体受到的浮力,即
故可得
故液体密度小于水的密度。
【分析】(1)根据,计算浮力大小;
(2)物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)根据公式F浮=ρ液gV排,选择对应的图像;
(4)根据,判断密度关系。
27.(2021九上·罗湖月考)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关“的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10N/kg)
(1)实验前,将弹簧测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,弹簧测力计的指针位置如图1所示。接下来小明应进行的操作是   ,然后,小明进行了如图2所示的实验,并记录实验数据,如下表所示。
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计的示数/N   3.8 3.6 3.5 3.5 3.4
(2)金属块的重力为   N。在实验步骤 C 中金属块所受到的浮力是   N。
(3)分析实验步骤 A、E、F,可以说明浮力的大小跟   有关。
(4)如图3所示,是其中一位同学绘制的当金属块浸入水中时弹資测力计的示数随金属块下表面到水面的距离 h 变化的关系图像,其中正确的是   。
【答案】(1)将指针调零
(2)4.0;0.4
(3)液体密度
(4)B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可以看出,指针未指零,所以接下来就是指针调零。
(2)由A图可得,物体的重力G=4.0N,F浮=G–F拉=4.0N–3.6N=0.4N。
(3)根据A、E、F可知,液体密度不同,浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
故答案为:(1)指针调零;(2)4.0;0.4;(3)液体密度;(4)B
【分析】(1)弹簧测力计指针应该调零。
(2)根据F浮=G–F拉计算浮力。
(3)浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,浮力越大。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
28.(2021九上·肇源开学考)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    两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
【答案】(1)排开液体的体积
(2)c、d
(3)5N
(4)4;0.8×103;液体密度
(5)B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)物体排开液体的体积等于物体浸入液体的体积,由图 a、b、c 可知,物体排开液体的体积越来越大,弹簧测力计的示数越来越小,说明浮力的大小与排开液体的体积有关;
(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系时,要控制液体密度和排开液体体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,故选用图c、d进行操作;
(3)由图甲可知,物体在空气中时弹簧测力计的示数是6N,即圆柱体的重力G=6N,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1N,故F浮=G-F拉=6N-1N=5N;
(4)由图乙可知,物体在空气中时弹簧测力计的示数是6N,即圆柱体的重力G=6N,圆柱体浸没在液体中时弹簧测力计的示数为2N,故F浮'=G-F拉=6N-1N=4N;
物体浸没在液体中时,排开液体体积等于物体体积,故,所以液体的密度,由此可知浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体密度有关;
(5)为了得到更普遍的结论 ,应该用原来的方案,将石块更换成与其体积不同的铁块进行实验。
【分析】(1)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,在实验探究过程中要注意控制变量法思想的贯穿;
(2)利用称重法计算浮力以及阿基米德原理公式计算排开水的体积以及液体的密度。
29.(2021八下·九龙坡期末)小明利用图所示实验探究“浮力大小和哪些因素有关”,他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置。
(1)甲、乙、丙、丁四幅图中,   图中金属块所受到的浮力最小;
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与   是否有关;
(3)做   和   两次实验(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关;
(4)图戊中,能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图像(金属块未接触容器底)是   ;
(5)小明想继续探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力   第二次铁片受到的浮力(均选填“大于”“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出的结论   (选填“正确”或“错误”),原因是   。
【答案】(1)甲
(2)液体密度
(3)乙;丙
(4)D
(5)小于;错误;没有控制排开水的体积相同
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,弹簧测力计的示数F示=G-F浮,甲测力计示数最大,甲图中金属块所受到的浮力最小。
(2)丙、丁两次实验,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,是为了探究浮力大小与液体的密度是否有关。
(3)探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关,要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同,故做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关。
(4)根据称重法测浮力,F浮=G-F示,物体在浸没前,根据阿基米德原理,随排开水的体积增大,受到的浮力变大,故测力计示数变小,浸没后,受到浮力不变,测力计示数不变,故图中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是D。
(5)①根据物体的浮沉条件,第1次,铁片下沉至杯底,浮力小于重力;第2次,将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,浮力等于重力;故通过分析可知,第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
②研究物体受到的浮力与其形状有关要控制排开液体的体积和密度相同,因没有控制排开水的体积相同(根据阿基米德原理,第2次实验排开水的体积大),故小明得出是错误的。
【分析】(1)液体密度相同时,排开液体的体积越小,受到的浮力越小;
(2)排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(3)液体密度和排开液体的体积相同时,深度不同,物体受到的浮力不变;
(4)物体浸入在液体中的深度变化时,排开液体体积变化,浮力变大,若排开液体的体积不变,浮力不变;
(5)相同物体,漂浮时受到的浮力大于沉底时受到的浮力;探究浮力和物体形状的关系时,要保持液体密度和排开液体的体积相同。
30.(2021八下·瑶海期末)小红用弹簧测力计、细线、铁块、盛有水的大烧杯做“探究浮力大小的影响因素”实验,其实验情况如图所示。
(1)如图所示可以得出铁块浸没在水中受到的浮力大小是   

(2)比较甲、乙、丙三组实验,可以得出的结论是   

(3)小红探究浮力的大小与物体漫入液体中的深度的关系选择了图乙和图丁两组实验,得出物体进入液体中的深度越深,物体受到的浮力就越大。小明查看了小红的实验记录后,发现小红的实验结论是错误的,原因是   。
【答案】(1)1.5N
(2)当液体的密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
(3)未控制排开液体体积不变
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,结合图甲、丙(丁)知道,铁圆柱体浸没在水中所受浮力F浮=G-F=3N-1.5N=1.5N
(2)比较甲、乙、丙三组实验知道,液体的密度不变,排开液体的体积不同,浮力不同,由此得出的结论是:当液体的密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(3)小红得出的结论是不对的,因为物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化。所以要想探究浮力大小与物体进入液体中的深度的关系,应该将控制排开液体体积不变。
【分析】(1)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(2)(3)通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,可以看出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,与深度无关。
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人教版八年级下物理“举一反三”变式练习——10.1浮力
一、浮力产生原因:上下表面压力差
1.(2022八下·乐亭期末)下列物体没有受到浮力作用的是(  )
A.在水中嬉戏的小鸭 B.长在海底的海带
C.在深海潜游的鲸鱼 D.深入河底的桥墩
2.(2022八下·高邑期末)如图所示,体积相同的两圆锥体浸入水中,则两圆锥体受到的水的压力差相比 (  )
A.底面朝下的锥体受到的压力差较大
B.底面朝上的锥体受到的压力差较大
C.一样大
D.无法确定
3.(2022八下·江岸期末)如图所示情景中的物体,没有受到浮力的是(  )
A.海面上前行的舰队
B.正在下潜的“蛟龙号”
C.飘在空中的飞艇
D.绕地飞行的天宫空间站
4.(2022八下·通许期末)2021年12月9日,中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲,如图所示是航天员做的“浮力消失”实验,乒乓球在水中悬浮。这是因为重力消失时,液体不同深度处压强    (选填“相同”或“不同”)此时浮力    (“存在”或“消失”),这也说明了浮力是液体对物体上、下表面的    。
5.(2022八下·平舆期中)如图所示,A、B是自由移动的物体,C、D是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水。则一定不受浮力的是(  )
A.A B.B C.C D.D
二、浮力的方向及示意图
6.在图中,重为10牛的小球漂浮在液面,请用力的图示法画出该球所受的浮力F浮。
7.(2022九上·深圳期中)如图,小球处于静止状态,请画出图中小球所受力的示意图。
8.(2022八下·崂山期末)如图,将一枚鸡蛋放入一杯水中。松手后,鸡蛋浸入水中下沉。下面对鸡蛋入水后,没有与杯子底部接触前的受力分析正确的是(  )
A. B. C. D.
9.(2022八下·新会期末)如图所示为悬浮在浓盐水中的鸡蛋,请画出鸡蛋所受的力的示意图。
10.(2022八下·河源期末)如图所示,把实心铁块A吊在弹簧测力计下浸入水中,物体A静止时画出A所受力的示意图。
11.(2022·鞍山)如图所示,容器中盛有水,用细线吊着一个实心铁块静止在水中。请在图中画出铁块所受力的示意图。
三、示重法求浮力
12.(2022八下·广州期末)小明在探究浮力大小与物体重力是否有关的实验中,进行了以下实验,如图所示,他所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4若浮力大小与物体重力无关,则满足的条件是(  )
A., B.
C. D.
13.(2022八下·顺平期末)探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是(  )
A.金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为1.0N
B.塑料块b浸没在酒精中时,受到浮力的大小为0.7N
C.利用乙、丙两图,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D.利用丙、丁两图,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
14.(2022八下·阳信期末)日常的生活经验能使我们对影响浮力大小的因素产生很多猜想。例如,根据木头在水中漂浮,铁块在水中下沉,可以猜想浮力的大小是否跟浸在液体中固体的密度有关;根据人在淡水湖中会下沉,在死海中却能漂浮,可以猜想浮力的大小是否跟液体的密度有关等等,为了探究浮力的大小跟哪些因素有关,将相同体积的铜、铝金属块挂在弹簧秤上,分别浸入水和盐水中,做了如图所示的实验。
(1)该实验采用的实验方法是   ;在使用弹簧测力计前应当检查弹簧测力计的   ,检查时,应当将弹簧测力计   放置;
(2)图C中铜块所受浮力的大小是   N;
(3)对比D、E可以确定   ;
(4)利用A、B、D、F可以确定   。
15.(2022·株洲)在“测量浮力大小”的实验中,由图甲可知金属块受到的重力是   N,现将金属块完全浸没到水中,弹簧测力计的示数变为如图乙所示,则金属块受到水的浮力是   N。
16.(2022八下·玉林期末)小江利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材来探究浮力的大小跟哪些因素有关时,他提出了如下猜想、设计并进行了实验。
猜想a:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关
猜想b:浮力的大小与物体排开液体的体积有关
猜想c:浮力的大小与液体的密度有关
(1)小江确定了测量方法:用弹簧测力计先测出物块的重力G,接着将物块浸入液体中,静止时读出测力计的示数F拉,可计算出物块所受的浮力F浮,其测量原理是:   、   和   是一组平衡力;(选填:“F浮”、“F拉”或“G”)
(2)如图所示是小江的操作步骤及测量数据。
由测量数据可知:B步骤中圆柱体物块受到的浮力为   N;
(3)分析图中的A、C和   步骤(填步骤序号)的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)在此实验中,你认为小江最终应得到的实验结论是:   。
四、浮力影响因素的探究
17.(2023·崇明模拟)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示的实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行研究,并通过弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
(1)为了探究浮力大小与液体的密度有关,应选用的图是   (选填图中的符合);如果选用了图(a)、(c)、(d)进行实验,可以得出浮力与物体浸没在液体中的深度   (选填“有”或“无”)关。
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力   (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力;
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片的形状改变,而忽略了   对浮力大小的影响。
18.(2023八上·南昌期末)为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两次实验:如图1所示:
(1)比较图甲、乙、丙,说明浮力的大小与   有关;
(2)比较图   可知,浮力的大小与液体的密度有关;
如图2所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验:
(3)木块受到的浮力F浮=   N;
(4)木块排开的水所受的重力G排=   N;
(5)比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小   (大于/等于/小于)它排开的水所受的重力。
19.(2022八下·崂山期末)如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是(  )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
20.(2022八下·乐亭期末)如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验装置图,用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景,f为根据本实验所得图像。
(1)通过a、c两次实验,可知实心圆柱体的质量为   kg,物体浸没在水中所受浮力大小是   N,实心圆柱体的密度是    kg/m3(g=10N/kg);
(2)通过b、c两次实验,说明同一种液体中的物体所受浮力大小与   有关;
(3)通过c、d两次实验,物体排开相同体积的液体时,受浮力大小与   有关;
(4)通过d、e两次试验,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟深度   ;
(5)通过a、c、d三次试验,可知d图中酒精密度为   kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
(6)图c中,当物体从接触水面开始到浸没于水中更深处(未触底),在图f中能表示出此过程物体受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是   (选填“①”或“②”)。
五、综合训练
21.(2022八下·新抚期末)小明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)通过比较   两图可以得出物体所受浮力大小,通过比较   两图可以得出物体排开液体所受重力。进行比较,可得出:F浮   (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。为了使实验结论更具有普遍性,应用   (选填“同一”或“不同”)物体重复上面的操作;
(2)实验过程中若甲图溢水杯中的水没有到达溢水口,会使测得的   (选填“浮力”或“排开液体的重力”)不准确。造成F浮   (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。
(3)实验后,小明将木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,如图所示。可以判断出:木棒在两烧杯中受到的浮力FA   FB;两烧杯中液体的密度ρA   ρB。(以上两空填“大于”“小于”或“等于”)
22.(2022八下·电白期末)图为小青利用两个体积相同的铜块和铝块探究影响浮力大小因素的实验步骤:
(1)根据图中测得的数据,可知铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为   N,方向   ;
(2)小青分析实验步骤①③④⑤中的有关实验数据可知,物体所受浮力的大小与物体   有关,分析步骤①④⑦可知,物体所受浮力大小和   有关;
(3)小青分析步骤①④⑤可知,物体所受浮力大小与物体浸入液体深度   (选填“有关”或“无关”),分析步骤①④和②⑥可知,物体所受浮力大小与物体密度   (选填“有关”或“无关”);
(4)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果   (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
23.(2022八下·镇平期中)如图所示,浸没在液体中的物体受到浮力的作用,F浮等于(  )
A.F浮=F向下 B.F浮=F向上
C.F浮=F向上 F向下 D.F浮=F向下 F向上
24.(2022八下·来宾期中)如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若探究浮力大小与物体浸没深度的关系,应选用的操作是   (填序号)。
(2)若选用的操作是②④⑥,可探究浮力的大小与   是否有关。
(3)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是   (填序号)。
(4)图中F3的示数应为   N,圆柱体浸没在水中时受到的浮力大小为   N,F4的示数应为   F3的示数(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(5)由题中所给数据计算出⑥图中盐水的密度为   。由题中所给数据还能计算的物理量有   。(写出一个即可)
25.(2022八下·芜湖期中)如图所示,把一个底面积为S的长方体浸没在密度为ρ的液体中,上、下表面分别距液面为h1和h2。则此长方体所受到的浮力的方向是   ;其受到的浮力的大小是   (用题中给的字母写出表达式)。
26.(2022·崂山模拟)探究影响浮力大小的因素:将一个物块挂在弹簧测力计下,依次进行如图所示实验。获得相关实验数据如表。观察并分别比较有关数据可知:
实验数据记录表
F1/N 4.2
F2/N 3.8
F3/N 3.2
F4N 3.4
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为   N;
(2)分析图甲、乙、丙可得,物体在液体中所受浮力大小与   有关;
(3)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),图戊中,能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系是图线   ;
(4)分析图丙和图   ,可知某液体的密度   水的密度(填“大于”、“小于”或“等于”)。
27.(2021九上·罗湖月考)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关“的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、底面积为10cm2的实心圆柱体金属块、大烧杯若干个、水、密度未知的某种液体、细线等。(g取10N/kg)
(1)实验前,将弹簧测力计竖直放置,反复几次轻拉挂钩后,弹簧测力计的指针位置如图1所示。接下来小明应进行的操作是   ,然后,小明进行了如图2所示的实验,并记录实验数据,如下表所示。
实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计的示数/N   3.8 3.6 3.5 3.5 3.4
(2)金属块的重力为   N。在实验步骤 C 中金属块所受到的浮力是   N。
(3)分析实验步骤 A、E、F,可以说明浮力的大小跟   有关。
(4)如图3所示,是其中一位同学绘制的当金属块浸入水中时弹資测力计的示数随金属块下表面到水面的距离 h 变化的关系图像,其中正确的是   。
28.(2021九上·肇源开学考)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    两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
29.(2021八下·九龙坡期末)小明利用图所示实验探究“浮力大小和哪些因素有关”,他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置。
(1)甲、乙、丙、丁四幅图中,   图中金属块所受到的浮力最小;
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与   是否有关;
(3)做   和   两次实验(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关;
(4)图戊中,能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图像(金属块未接触容器底)是   ;
(5)小明想继续探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力   第二次铁片受到的浮力(均选填“大于”“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关,小明得出的结论   (选填“正确”或“错误”),原因是   。
30.(2021八下·瑶海期末)小红用弹簧测力计、细线、铁块、盛有水的大烧杯做“探究浮力大小的影响因素”实验,其实验情况如图所示。
(1)如图所示可以得出铁块浸没在水中受到的浮力大小是   

(2)比较甲、乙、丙三组实验,可以得出的结论是   

(3)小红探究浮力的大小与物体漫入液体中的深度的关系选择了图乙和图丁两组实验,得出物体进入液体中的深度越深,物体受到的浮力就越大。小明查看了小红的实验记录后,发现小红的实验结论是错误的,原因是   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】ABC.物体浸在液体或气体中,因为液体、气体有流动性,因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故水中嬉戏的小鸭、海底的海带、深海潜游的鲸鱼均受浮力作用,ABC不符合题意;
D.桥墩由于底面埋在地下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,所以桥墩不受浮力作用,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】物体浸在液体或气体中,因为液体、气体有流动性,因此液体或气体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力。
2.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】体积相同的两圆锥体浸入水中,两圆锥体排开水的体积相同,则浮力相同,两圆锥体受到的水的压力差即为浮力,所以两圆锥体受到的水的压力差相同,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】浮力等于液体对物体上下表面压力差,结合阿基米德原理进行判断。
3.【答案】D
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】A.海面前行的舰队能漂浮在海面上,就是因为受到了浮力,且浮力大小等于舰队的重力,A不符合题意;
B.正在下潜的“蛟龙号”受到了浮力,此时的浮力小于重力,B不符合题意;
C.飘在空中的飞艇受到了空气对它的浮力,C不符合题意;
D.绕地飞行的天宫空间站在真空中,不受浮力,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】浸在液体或气体中物体,由于上下表面的压力差,会产生竖直向上的浮力。
4.【答案】相同;消失;压力差
【知识点】液体压强的特点;浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力产生的原因是物体对液体上、下表面产生的压力差,而压力差产生的原因是液体对物体上、下表面有压强差,而液体压强产生的原因是液体受到重力和液体具有流动性,在太空中重力消失,所以没有液体的压强差,所以液体不同深度处压强相等,此时浮力就为0,即浮力消失。
【分析】在失重状态下,物体不受重力,浸入液体中的物体不受浮力;浮力是物体上下表面的压力差。
5.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】AD.由图可知,水对A、D物体上、下表面都产生了压力差,A、D物体都受浮力的作用,AD不符合题意;
B.B物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对B物体上、下表面产生了向上的压力差,B物体一定受浮力的作用,B不符合题意;
C.C物体上表面受到水的压力,但下表面没有受到水的压力,因此水对C物体上、下表面没有产生向上的压力差,C物体一定不受浮力的作用,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体下表面和容器紧密结合时,不受浮力的作用。
6.【答案】
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】先确定一个标度,小球悬浮在水中,则浮力等于重力,为10N,方向竖直向上,作用点在小球重心,如图所示
【分析】物体受到的浮力竖直向上。
7.【答案】解:如下图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上,如下图所示:
【分析】物体受到的重力竖直向下,物体受到的浮力竖直向上。
8.【答案】A
【知识点】浮力的示意图
【解析】【解答】鸡蛋在水中受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,鸡蛋浸入水中下沉,根据物体浮沉条件可知,鸡蛋受到的重力大于鸡蛋受到的浮力,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】鸡蛋在水中受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力作用,鸡蛋浸入水中下沉,鸡蛋受到的重力大于鸡蛋受到的浮力。
9.【答案】解:如图所示:
【知识点】重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】由图可知,鸡蛋悬浮在浓盐水中,处于平衡状态,鸡蛋受到的重力和浮力是一对平衡力,大小相等,即F浮=G,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,两个力的作用点都画在重心上,如图所示:
【分析】物体受到的重力竖直向下,物体受到的浮力竖直向上。
10.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】物体A受到竖直向下的重力G,竖直向上的浮力F浮和弹簧测力计对它竖直向上的拉力F,力的作用在点标在A的重心上,A的受力示意图如图所示:
【分析】重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,拉力方向竖直向上。
11.【答案】解:如图所示:
【知识点】力的三要素及力的示意图;重力示意图;浮力的示意图
【解析】【解答】实心铁块用细线吊着浸没在水中,铁块受到竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F和浮力F浮的共同作用,作用点在重心。如下图所示
【分析】重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,拉力方向沿绳向上。
12.【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】相同体积的铁块和铜块,密度不等,所以质量不等,重力不等。因为体积相同,若两种物体浸没在水中后浮力相同,则证明浮力的大小与重力无关,即
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】若,则证明浮力的大小与重力无关。
13.【答案】B,D
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】A.金属块a浸没在水中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
A不符合题意;
B.塑料块b浸没在酒精中时,根据称重法测浮力可知,受到浮力的大小为
B符合题意;
C.根据乙、丙可知,物体的重力相同、物体的密度不同、物体的体积不同,浸没在同种液体中时排开的液体的体积不同,所以物体在液体中所受的浮力不同不能说明浮力的大小与物体密度有关系,探究浮力与密度关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变物体的密度,C不符合题意;
D.根据丙、丁可知,同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力的大小与液体密度的关系,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】根据F浮=G-F示,求出不同液体中浮力大小;探究浮力与密度关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变物体的密度;同一个物体浸没在不同液体中,排开的液体的体积相同,液体的密度不同,可以探究浮力的大小与液体密度的关系。
14.【答案】(1)控制变量法;指针是否指在零刻度;竖直
(2)0.5
(3)物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关
(4)物体所受的浮力大小与物体的密度无关
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,由于浮力大小与多个因素有关,故采用的实验方法是控制变量法。
使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在零刻度,检查时,应将弹簧测力计竖直放置,因为在本实验中所测物体的重力和物体受到的拉力都在竖直方向上,弹簧测力计竖直放置并调零后,可以减少弹簧测力计内部摩擦力,从而减少误差。
(2)根据图A和图C中弹簧测力计的示数,利用称重法可知,铜块所受浮力F浮=G-F=9N-8.5N=0.5N
(3)对比D、E发现,铜金属块排开水的体积不变,改变的是铜金属块在水中的深度,因弹簧测力计示数不变,根据F浮=G-F示可知,物体受到的浮力大小不变,说明物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)利用A、B、D、F中弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F示可知,F浮铜=GA-FD=9N-8N=1N
F浮铝=GB-FF=2.8N-1.8N=1N
因为相同体积的铜块和铝块完全浸没在水中受到的浮力大小相等,故可以确定物体所受的浮力大小与物体的密度无关。
【分析】(1)浮力的影响因素有多个,探究浮力的影响因素时利用了控制变量法;测量重力和浮力时,弹簧测力计要在竖直方向调零;
(2)根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;
(3)当液体密度和排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和深度无关;
(4)当液体密度和排开液体的体积一定时,浮力和物体的密度无关。
15.【答案】1.4;0.4
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,其示数F=1.4N,此时金属块处于空气中,由二力平衡条件可得,金属块受到的重力G=F=1.4N
由图乙可知,金属块浸没时弹簧测力计的示数F'=1.0N,即金属块受到的拉力为1.0N,则金属块受到水的浮力F浮=G-F'=1.4N-1.0N=0.4N
【分析】看清弹簧测力计的分度值,根据对应刻度读数;根据F浮=G-F',求出浮力。
16.【答案】(1)F拉;F浮;G
(2)0.4
(3)D
(4)浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)将物块浸入液体中,物体受到竖直向上的F拉和F浮与竖直向下的重力是一对平衡力,大小相等,即
(2)由A图可知,弹簧测力计测物体重力,弹簧测力计的分度值为0.2N,此时弹簧测力计的示数为2.4N,所以物体重力为2.4N,由B图可知,弹簧测力计的拉力为2N,由称重法可知,B步骤中圆柱体物块受到的浮力为
(3)由图A、C和D可知,物体浸没在水中所受的浮力相同,浸没在水中的浮力为,由此可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关,故猜想a是错误的。
(4)分析A、B、C三次实验,可知液体密度相同,排开液体的体积不同,浮力大小不同,所以浮力大小与排开液体的体积有关;分析A、D、E三次实验,可知物体排开液体的体积相同,液体密度不同,浮力大小不同,所以浮力大小与液体的密度有关;综合分析小江最终应得到的实验结论是:浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
【分析】(1)根据;物体受到竖直向上的F拉和F浮与竖直向下的重力是一对平衡力;
(2)根据,求出浮力;
(3)浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)浮力的大小与物体排开液体的密度和体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
17.【答案】(1)a、d、e;无
(2)小于;铁片排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)要探究浮力与浸在液体密度是否有关时,需要控制排开液体的体积和深度相同,改变液体密度,从而利用称重法计算浮力,应该选择a、d、e。根据c、d可知,测力计示数相同,从而可知浮力相等,说明浮力与浸入深度无关。
(2)由物体的浮沉条件可知, 铁片下沉时 ,铁片漂浮时 ,则 。
本探究实验把铁片弯成 “碗状”,改变了形状, 虽然都是水,但没有全浸入,两次排开液体的体积不同, 所以得出结论是不正确的,即他只关注了铁片形状的改变,忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。
【分析】(1)要探究浮力与浸在液体密度是否有关时,需要控制排开液体的体积和深度相同,改变液体密度;浮力与浸入深度无关;
(2)下沉时,重力大于浮力;漂浮时,重力等于浮力。
18.【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)丙、丁
(3)1.2
(4)1.2
(5)等于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)比较图甲、乙、丙,物体的重力为3.6N,根据称重法测浮力:F浮=G﹣F,因 3.2N<3.4N 图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力大,图乙中排开液体的体积大于丙中排开液体的体积,排开液体的密度相同,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)研究浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同,故比较图丙、丁可知,浮力的大小与液体的密度有关。
(3)木块的重力 ,根据漂浮的特点,受到的浮力
(4)木块排开的水所受的重力等于桶与水的总重与空桶的重力之差
(5)比较(3)、(4)的数据,发现浮力大小等于排开液体重力。
【分析】(1)浮力的大小与排开液体的体积有关;
(2)研究浮力的大小与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,液体的密度不同;
(3)漂浮时,浮力等于重力;
(4)木块排开的水所受的重力等于桶与水的总重与空桶的重力之差 ;
(5)浮力大小等于排开液体重力。
19.【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,验证了浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
20.【答案】(1)0.2;0.5;4×103
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)0.8×103
(6)②
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,实心圆柱体的重力为
则实心圆柱体的质量为
物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积即物体的体积为
所以实心圆柱体的密度为
(2)分析b、c两次实验可知在同一种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小与排开水的体积有关。
(3)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)由图d、e所示实验可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由a、d可知,物体在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,酒精的密度为
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
【分析】(1)根据G=mg,求出质量;根据,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排及,求出密度;
(2)浮力大小与排开水的体积有关;
(3)物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)根据及,求出酒精密度;
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变。
21.【答案】(1)甲、乙;丙、丁;等于;不同
(2)排开液体的重力;大于
(3)等于;小于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)甲图可以测出物体受到的重力G,乙图物体浸没在液体中,读出弹簧测力计示数F示,根据称重法可知,通过甲、乙两图测力计示数之差就可以得出浮力F浮的大小。
丙图测量的是小桶和排开的液体的总的重力,丁图测量的是空小桶的重力,所以通过比较丙、丁两图可以得出物体排开的液体的重力G排的大小。
通过阿基米德原理可知,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,即F浮=G排。
采用一种液体、一个物体按上述方法可以比较处浮力大小和物体排开的液体受到重力大小的关系,但具有偶然性,为了使实验结论更具有普遍性,应用不同物体或不同液体重复上面的操作。
(2)实验过程中,若甲图溢水杯中的液体没有到达溢水口,当物体浸入到溢水杯的液体中时,液面先上升到溢水口,然后再有液体溢出,使得溢出的液体比物体排开的液体少,会使测得排开液体的重力不准确,造成F浮>G 排。
(3)木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,木棒在两烧杯中受到的浮力FA=FB;由图可知,木棒在A液体中排开的液体体积大于木棒在B液体中排开的液体体积,即V排A>V排B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρA<ρB。
【分析】(1)根据物体受到的重力和进入液体后测力计的示数差, 计算浮力;根据桶和排开液体的重力和桶的重力差, 计算排开液体的重力;根据物体受到的浮力和排开液体重力关系,判断阿基米德原理;选择不同物体可以探究规律的普遍性;
(2)溢水杯不满,测量的排开液体重力偏小;
(3)漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,液体密度越小。
22.【答案】(1)1;竖直向上
(2)浸入液体中的体积;液体密度
(3)无关;无关
(4)没有影响
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图①可知,铜块的重力为G=9N,由图④可知,铜块完全浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为F=8N,故由排水法可知,铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为F浮=G-F=9N-8N=1N
浮力的方向竖直向上。
(2)由实验步骤①③④⑤可知,铜块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,故可知物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
由实验步骤①④⑦可知,铜块浸没在不同的液体中时,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力 不同,故可知物体所受浮力大小和液体密度有关。
(3)由实验步骤①④⑤可知,铜块完全浸没在水中后,铜块浸入液体中的深度变大时,弹簧测力计的示数不变,故可知物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关。
分析步骤①④和②⑥可知,相同体积的铜块和铝块浸没在水中时所受浮力相同,故可知物体所受浮力大小与物体密度无关。
(4)使用弹簧测力计前没有调零,则每次读数时均包含差值在内,则由称重浮测浮力时,用物体的重力减去弹簧测力计的示数时,消除了弹簧测力计的未调零产生的差值,故所测得的浮力结果没有影响。
【分析】(1)根据公式F浮=G-F,求出浮力大小;
(2)物体所受浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关,物体所受浮力大小和液体密度有关;
(3)物体所受浮力大小与物体密度无关;
(4)根据公式F浮=G-F,指针始终在零刻度线下方对所测得的浮力结果没有影响。
23.【答案】C
【知识点】浮力及其产生原因
【解析】【解答】浮力是物体受到液体对物体所有压力的合力,由于物体左右两面在液体中受到的压力为
由于物体左右两面的深度相同、面积相等、液体密度相同,所以左、右两面受到的压力相等,两面受到液体压力的方向相反,两压力作用在同一条直线上,也作用在同一物体上,故这两个压力是一对平衡力,所以这两个压力的合力为0N;物体前、后两面的深度相同、面积相等、液体密度相同,所以前后两面受到的压力相等,两面受到液体压力的方向相反,两压力作用在同一条直线上,也作用在同一物体上,故这两个压力是一对平衡力,所以这两个压力的合力为0N;物体下表面受到的压力是向上的,上表面受到的压力是向下的,这两个压力方向是相反的,下表面的深度比上表面的深度大、受力面积相等、液体密度相同,所以下表面受到的向上的压力大于上表面受到的向下的压力,所以这两个压力的合力就是浮力为
故答案为:C。
【分析】进入液体中物体受到的浮力,等于物体上下表面的压力差。
24.【答案】(1)②③
(2)液体密度
(3)①②⑤
(4)7;3;大于
(5);物体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)要探究浮力大小与物体浸没深度的关系,要保持浸没在水下,并且在水下的深度的不同,根据分析可知应选择②③。
(2)若选用的操作是②④⑥,可知此时变量为液体的密度大小,故可探究浮力的大小与液体的密度的关系。
(3)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应该保持液体的密度不变,排开液体的体积不同,故可知应选择①②⑤。
(4)根据物体受到的浮力和浸没在液体的深度无关,故可知此时弹簧测力计的示数仍然应该是 ,故根据称重法可算出物体受到的浮力大小为
由于酒精的密度小于水的密度,故此时在酒精中受到的浮力应该小于3N,故根据称重法可知此时
(5)[8]根据
结合阿基米德原理可得物体体积
由F和F6可得物体浸没在盐水中受到的浮力为
再根据阿基米德原理可求盐水的密度
由题意可知根据题意还可计算出物体的体积
【分析】(1)要探究浮力大小与物体浸没深度的关系,要保持浸没在水下,并且在水下的深度的不同;
(2)变量为液体的密度大小,可探究浮力的大小与液体的密度的关系;
(3)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应该保持液体的密度不变,排开液体的体积不同;
(4)根据公式F浮=G-F示,可求出浮力及示数;
(5)根据公式F浮=ρ液gV排,可求出体积及密度。
25.【答案】竖直向上;
【知识点】液体压强的计算;浮力及其产生原因
【解析】【解答】由图知,该长方体周围四个面的平均深度相同,则受到液体的压强相同,由 可知,该长方体周围四个面受到的压力相等,可以相互抵消;下表面比较深,所受的液体压强大于上表面所受的液体压强,且上下表面的面积相同,由公式 可知,长方体下表面所受液体压力大于上表面所受液体的压力,即物体上、下表面存在压力差,用下表面所受液体的压力减去上表面所受液体的压力就等于浮力,故浮力的产生原因是:上、下表面存在压力差,浮力的方向总是竖直向上的。由液体压强公式 及压强公式 可得,长方体上表面受到液体的压力 ,长方体下表面受到液体的压力 ,上、下两表面受到的压力差为浮力大小
【分析】物体受到的浮力竖直向上;根据物体上下表面的压力差,计算浮力。
26.【答案】(1)1
(2)物体排开液体的体积
(3)b
(4)丁;小于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由表格和甲图可知,物体的重力为
由表格和图丙可知,物体完全浸没在水中后受到的浮力为
(2)根据表格和甲、乙图可知,物体受到的浮力分别为
在甲、乙和丙三组实验中,物体排开水的体积逐渐增加,受到的浮力逐渐增加。因此分析图甲、乙、丙可得,物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)物体从接触水面开始,到浸没于水中,物体浸入水的深度逐渐增加,排开水的体积也逐渐增加,故其受到的浮力逐渐增大;当物体完全浸没在水中后,继续将物体向下浸入水中,但物体排开的水的体积不变,因此受到的浮力也不再变化,故能表示出此过程物体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系是图线b。
(4)图丁情况下,物体受到的浮力大小为
对比图丙和图丁可知,图丙中物体受到的浮力大于图乙中物体受到的浮力,即
故可得
故液体密度小于水的密度。
【分析】(1)根据,计算浮力大小;
(2)物体在液体中所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)根据公式F浮=ρ液gV排,选择对应的图像;
(4)根据,判断密度关系。
27.【答案】(1)将指针调零
(2)4.0;0.4
(3)液体密度
(4)B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可以看出,指针未指零,所以接下来就是指针调零。
(2)由A图可得,物体的重力G=4.0N,F浮=G–F拉=4.0N–3.6N=0.4N。
(3)根据A、E、F可知,液体密度不同,浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
故答案为:(1)指针调零;(2)4.0;0.4;(3)液体密度;(4)B
【分析】(1)弹簧测力计指针应该调零。
(2)根据F浮=G–F拉计算浮力。
(3)浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,浮力越大。
(4)当物块浸入水中,物体排开液体体积越来越大,浮力越大,所以弹簧测力计的拉力越来越小,但是当物体被浸没时,浮力不变,拉力不变。
28.【答案】(1)排开液体的体积
(2)c、d
(3)5N
(4)4;0.8×103;液体密度
(5)B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)物体排开液体的体积等于物体浸入液体的体积,由图 a、b、c 可知,物体排开液体的体积越来越大,弹簧测力计的示数越来越小,说明浮力的大小与排开液体的体积有关;
(2)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系时,要控制液体密度和排开液体体积相同,改变物体浸没在液体中的深度,故选用图c、d进行操作;
(3)由图甲可知,物体在空气中时弹簧测力计的示数是6N,即圆柱体的重力G=6N,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数为1N,故F浮=G-F拉=6N-1N=5N;
(4)由图乙可知,物体在空气中时弹簧测力计的示数是6N,即圆柱体的重力G=6N,圆柱体浸没在液体中时弹簧测力计的示数为2N,故F浮'=G-F拉=6N-1N=4N;
物体浸没在液体中时,排开液体体积等于物体体积,故,所以液体的密度,由此可知浸在液体里的物体受到的浮力大小还与液体密度有关;
(5)为了得到更普遍的结论 ,应该用原来的方案,将石块更换成与其体积不同的铁块进行实验。
【分析】(1)浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,在实验探究过程中要注意控制变量法思想的贯穿;
(2)利用称重法计算浮力以及阿基米德原理公式计算排开水的体积以及液体的密度。
29.【答案】(1)甲
(2)液体密度
(3)乙;丙
(4)D
(5)小于;错误;没有控制排开水的体积相同
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,弹簧测力计的示数F示=G-F浮,甲测力计示数最大,甲图中金属块所受到的浮力最小。
(2)丙、丁两次实验,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,是为了探究浮力大小与液体的密度是否有关。
(3)探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关,要控制排开液体的体积相同和排开液体的密度相同,故做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关。
(4)根据称重法测浮力,F浮=G-F示,物体在浸没前,根据阿基米德原理,随排开水的体积增大,受到的浮力变大,故测力计示数变小,浸没后,受到浮力不变,测力计示数不变,故图中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图象是D。
(5)①根据物体的浮沉条件,第1次,铁片下沉至杯底,浮力小于重力;第2次,将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上,浮力等于重力;故通过分析可知,第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
②研究物体受到的浮力与其形状有关要控制排开液体的体积和密度相同,因没有控制排开水的体积相同(根据阿基米德原理,第2次实验排开水的体积大),故小明得出是错误的。
【分析】(1)液体密度相同时,排开液体的体积越小,受到的浮力越小;
(2)排开液体的体积一定时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(3)液体密度和排开液体的体积相同时,深度不同,物体受到的浮力不变;
(4)物体浸入在液体中的深度变化时,排开液体体积变化,浮力变大,若排开液体的体积不变,浮力不变;
(5)相同物体,漂浮时受到的浮力大于沉底时受到的浮力;探究浮力和物体形状的关系时,要保持液体密度和排开液体的体积相同。
30.【答案】(1)1.5N
(2)当液体的密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
(3)未控制排开液体体积不变
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,结合图甲、丙(丁)知道,铁圆柱体浸没在水中所受浮力F浮=G-F=3N-1.5N=1.5N
(2)比较甲、乙、丙三组实验知道,液体的密度不变,排开液体的体积不同,浮力不同,由此得出的结论是:当液体的密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(3)小红得出的结论是不对的,因为物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化。所以要想探究浮力大小与物体进入液体中的深度的关系,应该将控制排开液体体积不变。
【分析】(1)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(2)(3)通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,可以看出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,与深度无关。
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