教科版物理八年级下册《10.3 实验探究:浮力的大小与什么因素有关》同步练习卷
一、单选题:本大题共5小题,共10分。
1.同一物块分别静止在甲、乙两种不同的液体中,如图所示。则物块在甲、乙液体中受到的浮力和液体密度大小关系是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
2.浸在液体中的物体,受到的浮力大小决定于( )
A. 物体的体积和液体的密度
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度
D. 物体的质量、体积、浸入液体内的深度及形状等因素
3.关于物体在液体中受到的浮力,下列说法正确的是( )
A. 漂浮的物体比沉底的物体受到的浮力大
B. 物体的密度越大,受到的浮力越小
C. 物体浸在水中的体积越大,受到的浮力越大
D. 浸没在水中的物体受到的浮力与深度有关
4.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是( )
A. 甲、乙、丙、丁 B. 丁、甲、乙、丙 C. 乙、甲、丙、丁 D. 乙、甲、丁、丙
5.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为、和,若盐水的密度为,则下列结论正确的是( )
A. 物体的密度为
B. 实验乙中,物体受到的拉力为
C. 实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小
D. 实验丁中,容器底部受到的压力大于
二、填空题:本大题共1小题,共2分。
6.一个重的物体,挂在弹簧测力计上,当物体全部浸没在水中静止时弹簧测力计的示数是,这个物体受到的浮力是______;当此物体的一半浸在水中静止时,物体受到的浮力是______。
三、实验探究题:本大题共3小题,共18分。
7.在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出了如下的猜想:
猜想:可能与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想:可能与液体的密度有关。
猜想:可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
通过实验和,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是______。
通过、、分析比较,可以验证猜想______是错误的。选填“”、“”或“”
分析比较实验、、,可以验证猜想______是正确的。选填“”、“”或“”
该实验探究主要运用的科学探究方法是______。
8.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明所在的学习小组用到的实验器材有:烧杯、水、细线、长方体金属块,弹簧测力计。小明将金属块沿最长的边先后两次浸在同一烧杯水中的不同深度处,如图、所示,他发现图中弹簧测力计的示数明显大于图,但是他再按图、所示将此金属块两次浸没于此烧杯水中的不同深度处,发现弹簧测力计的示数相同,于是他得出结论:在物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度有关,越深,浮力越大;但物体浸没在液体中后所受浮力大小则与深度无关。
图为小明某次将金属块重浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的示数为______,此时金属块受到的浮力为______
同组的小惠认为小明的结论不正确,她做了如下实验:将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图中相同的深度时读取弹簧测力计的示数,发现与图的示数不同,则表明此时金属块受到的浮力与图中的也不同,因此她认为“物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关”。你认为她的实验能证明她的结论正确吗?______选填“能”或“不能”。
请你用上述器材也设计一个实验证明小惠的结论正确【提示:请仿照中小惠的实验方案的表述方式表述】:______。
9.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
金属块浸没在水中时,受到的浮力是______。
分析图丙、丁可知。浮力大小跟物体浸没在水中的深度______选填“有关”或“无关”。
分析______两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是______如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将______,填“偏大”、“不变”或“偏小”并分析原因______。
实验中由于握着测力计的手臂易晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难。请你写出一种改进措施______。
由图中数据可知,金属块的密度是______。
四、计算题:本大题共2小题,共16分。
10.将某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中称时示数是,浸没在水中称时示数是,水的密度为;求:
此时物块受到水的浮力;
物块的体积;
物块的密度。
11.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,某同学做了如图所示的系列实验。
比较图,说明______相同,______越大,物体所受的浮力越大。
比较图,说明______相同,______越大,物体所受的浮力越大。
比较图,说明浸没在液体的物体所受浮力大小与浸没的深度______。选填“有关”或“无关”
答案和解析
1.【答案】
【解析】解:物块漂浮,
,
物块在甲、乙两种液体中受到的浮力都等于物块受到的重力,
即;
又,
由图知,物体排开液体的体积:
,
甲、乙液体的密度为。
故选:。
同一物块放在甲、乙液体中都漂浮,受到的浮力都等于物块受到的重力;
得出了受到浮力的大小关系,从图可以得出物块排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体的密度大小关系。
本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件,利用好漂浮的条件是解此类题目的关键。
2.【答案】
【解析】解:、物体的体积大,排开液体的体积不一定大,受到的浮力不一定大,不符合题意,故A错;
B、物体的密度大,排开液体的体积不一定大,受到的浮力不一定大,不符合题意,故B错;
C、物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,符合题意,故C正确;
D、物体受到的浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体的质量、体积、浸入液体内的深度及形状无关,故D错。
故选:。
根据阿基米德原理的内容知道浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,据此分析判断。
物体受到液体的浮力,施力物体是水,浮力大小取决于液体的密度和排开液体的体积,而与受力物体的重、体积、密度无关。
3.【答案】
【解析】解:、漂在水面的物体如果排开液体的体积比沉在水底的物体排开液体的体积小,那么漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力小,故A错误;
B、物体的密度大,如果排开液体的体积小,受到液体的浮力小,故B错误;
C、由阿基米德原理可知,同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大,故物体浸在水中的体积越大,受到的浮力越大,故C正确;
D、当物体完全浸入液体中时,不变,浮力不变,与深度无关,故D错误。
故选:。
由阿基米德原理可知,物体浸在液体中受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关,而与物体的密度、物体的体积、物体的形状无关,据此分析。
解决此类浮力变化的问题时,一定要看一看和这两个方面的变化情况,同时考虑。
4.【答案】
【解析】解:
为方便操作和减小测量误差,合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力,再把空桶置于溢水杯口的正下方;
甲、用弹簧测力计测出物体所受的重力;
乙、用弹簧测力计吊着物体浸没在装满水的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数;
丙、测出桶和排开水所受的总重力。
故选:。
实验中要测出排开水的重力和所受浮力的关系,并需先测空桶的重力,然后测水和桶的总重力;
根据计算出石头完全浸没时受到的浮力,与排开水的重力比较得出浮力大小与排开液体重力大小相等的结论。
在验证阿基米德原理的实验中,明确每次测量的目的,知道弹簧测力计每次示数间的关系,是实验成功的关键,这样才能通过数据分析出浮力与排开液体重力的关系。
5.【答案】
【解析】解:、比较甲和丙两图可知,物体受到的浮力:,
物体的体积:
物体的密度:,故A错误:。
B、在实验乙中,物体受到的浮力,
物体受到的拉力,故B错误。
C、实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小:,故C错误。
D、实验丁中容器底部受到的压力:,容器底部也受到盐水对它的压力,故压力大于,故D正确。
故选:。
根据甲、丙两图,利用公式计算出受到的浮力,再根据计算出的体积,最后根据计算的密度。
首先根据计算出在水中受到浮力,再根据计算受到的拉力。
将丙和乙的示数相减即可。
根据计算即可。
本题考查了密度公式的应用、二力平衡、阿基米德原理、浮力大小的计算,有一定难度。
6.【答案】
【解析】解:
把物体浸没在水里时,所受浮力:
;
将它的一半浸在水中,,此时所受浮力:
。
故答案为:;。
已知物体在空气中的重力和物体浸没在水里时弹簧测力计的示数,二者之差就等于物体所受的浮力;
将它的一半浸在水中,物体排开水的体积变为原来的,由阿基米德原理得出受到的浮力变为原来的。
本题考查物体所受浮力的计算,关键是会利用称重法求物体所受的浮力。
7.【答案】 控制变量法
【解析】解:物体完全浸没在水中受到的浮力;
根据可知,浮力的大小不会随着深度的增加而改变,即浮力与深度无关,故A错误;
根据可知,物体排开的液体的体积越大,浮力越大,即浮力与物体浸在液体中的体积有关,故C正确;
当研究一个物理量同时与多个因素有关时,则采用控制变量法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决。故本实验采用了控制变量法。
故答案为:;;;控制变量法。
据图读出物块所受重力和拉力读取弹簧测力计示数时要明确其分度值,然后利用称重法可求出浮力的大小;
应用控制变量法分析图所示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论,然后分析答题。
在影响因素是多个时,就要采用控制变量法,研究与其中一个因素的关系时,控制其它因素保持不变。
本题考查浮力的大小计算、弹簧测力计的读数、浮力的方向,关键是利用称重法计算物体的浮力。
8.【答案】 不能 小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数;
将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数;
第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现
;
根据,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关
【解析】解:图为小明某次将金属块重浸入到水中静止时的情形,则弹簧测力计的分度值是,示数是;
当金属块浸入水中静止时,金属块所受浮力:
;
浮力的大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度,小惠将金属块沿较短的一边浸入水中,当达到与图中相同的深度时,根据,排开液体的体积不同,故她的实验不能证明她的结论正确;
研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度:小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数;
将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数;
第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现
;
根据,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
故答案为:;;不能;小惠将金属块沿较短的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数;将金属块沿较长的一边浸入水中二分之一深度,记下测力计示数;
第二次实验中物体深度较大,两次实验中,排开流体的体积均为物体体积的二分之一,实验中发现
;
根据,故物体未浸没于液体中时所受浮力的大小与浸入的深度也无关。
知道金属块的重力和浸入水中静止时弹簧测力计的示数,根据称重法求出金属块所受的浮力;
浮力的大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开液体的密度和体积相同,只改变物体浸入流体中的深度;
研究与浮力大小与深度关系时,要控制排开流体的密度和体积相同,只改变物体浸入液体中的深度,据此设计实验。
本题探究“浮力大小与哪些因素有关,考查称重法测浮力、控制变量法和实验方案的设计。
9.【答案】 无关 丁戊 偏大 金属块与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致变小,根据称重法,故F变大,根据知,测量的盐水密度值将偏大 将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少
【解析】解:金属块浸没在水中时,受到的浮力是:
;
分析丙、丁两图,当金属都块浸没在水中后,金属块的深度不同,但测量力计示数相同,根据称重法测浮力:知,所受浮力的大小大小相同,故得出当金属块浸没在水中后,所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关;
比较图丁戊,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,两图中,测力计示不同,根据称重法,可知金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关;
金属块浸没在水中受到的浮力:------,
根据阿基米德原理有:
-----,
由图甲戊知,金属块浸没在盐水中受到的浮力:
------,
根据阿基米德原理有:
------,
由得:
-------;
将代入得:
;
如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致变小,根据称重法,故F变大,根据知,测量的盐水密度值将偏大。
实验中,由于握着测力计的手臂晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难,可以将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少;
金属块浸没在水中时,受到的浮力是:;由阿基米德原理:
金属块的体积:,
金属块的密度:
。
故答案为:
;无关;丁、戊;;偏大;金属块与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致变小,根据称重法,故F变大,根据知,测量的盐水密度值将偏大;将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少;。
根据称重法求出金属块在水中受到的浮力;
分析丙丁两图,找出相同量和不同量,根据称重法测浮力:知所受浮力的大小相同,据此分析;
比较图丁戊找出相同量和不同量,根据称重法测浮力,可知金属块受到的浮力不同,得出受到浮力与变化量的关系;
由图甲戊知,根据称重法求出金属块浸没在水盐水中受到的浮力,由阿基米德原理求出;
如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,测测力计示数变小,根据称重法分析变化,确定测量的盐水密度值的变化;
将弹簧测力计固定在铁架台上,弹簧测力计示数稳定;
根据金属块浸没在水中时受到的浮力结合阿基米德原理得出金属块的体积表达式,根据得出金属块的密度。
本题考查称称重法测浮力、控制变量法、数据分析、阿基米德原理、对实验方案的改进、密度公式的运用及误差分析。
10.【答案】解:
,
物块浸没水中,,
,
由得,物块的质量为,
物块的密度
答:此时物块受到水的浮力为;
物块的体积为;
物块的密度为。
【解析】利用称重法求物块在水中受到的浮力;
求出来了浮力,利用阿基米德原理求物块排开水的体积物块的体积;
上面测出了物块的重力,利用重力公式求出物块的质量,然后利用密度公式求物块的密度。
本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,利用好“称重法测浮力”求出金属块在水中受到的浮力是本题的突破口。
11.【答案】液体密度 物体排开液体体积 物体排开液体体积 液体密度 无关
【解析】解:比较图可以看出,液体密度相同,物体排开液体的体积不同的。物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,说明物体所受浮力也就越大。
故答案为:液体密度,物体排开液体体积。
比较图可知看出,物体都是浸没,物体排开液体的体积时相同,而液体密度是不同的。盐水的密度大,物体在盐水中受到的浮力大,说明物体排开液体的体积相同,液体密度越大,物体所受的浮力越大。
故答案为:物体排开液体体积,液体密度。
比较图发现,只有物体浸没在液体中的深度不同,物体所受浮力却不变,说明浸没在液体的物体所受浮力大小与浸没的深度无关。
故答案为:无关。
本题探究影响浮力大小的因素,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。因为影响因素不止一个,所以要采用控制变量法。探究浮力的大小是否与液体密度的关系要保证物体排开液体体积一定,要探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系要保证液体的密度一定,要探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中深度的关系时要保证液体密度和物体排开液体体积均一定。
物体所受浮力受两个因素影响,一是排开液体体积,二是液体的密度,其它因素都和浮力没有关系。
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