5年中考题分类---31、浮力实验和计算题(含解析)学生版+教师版

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名称 5年中考题分类---31、浮力实验和计算题(含解析)学生版+教师版
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资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2024-10-05 17:24:42

文档简介

5年中考题分类---浮力实验和计算题
一、实验题
1、(2024年四川达州)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是________N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度________(选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与________三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是________。
2、(2024年四川广安)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而______,与物体浸没在液体的深度无关。
(2)根据______三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为______。()
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是______。
3、(2024年重庆B)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关:并通过计算得出所用盐水密度为______;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:______。
4、(2024年甘肃临夏州)如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为________;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度________(选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度________(选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为________;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明__________________。
5、(2024年贵州)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA6、(2024年贵州)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA7、(2024年深圳)思考乐田田同学想要测量质量为6.9g的筷子密度,筷子很长,因此田田将筷子分成高度一样的两部分,中间画上一条横线,把筷子一段浸入量筒中,横线在图甲与水面重合时读出体积V1,取出;然后再把筷子另一段放入水中,横线在图乙与水面重合时读出体积V2。
(1)筷子的体积是_________ cm3,思考乐田田同学通过计算得出密度= _________g/cm3;
(2)这样求出的密度_________(填偏大还是偏小);
(3)请帮助思考乐田田同学思考如何用现有装置来改进实验。_________。
8、(2024年吉林)小明同学在学校复习了“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向_____________调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(2)先用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为53.8g。然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为_____________。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则盐水的密度为_____________;
(3)小明同学回家后经过思考,发现利用家中现有器材也能测出盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为,水的密度为,g取10N/kg。步骤如下:
①将金属片固定在空柱形容器底部,测出金属片和柱形容器总质量为100g。将它们放入水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丙所示,则此时金属片和柱形容器排开水的总体积为_____________。测出此时柱形容器露出水面的高度为5cm;
②将金属片和柱形容器从水中取出并擦干,再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出此时柱形容器露出液面高度为5.8cm;
③根据以上信息,可以求出在家配制盐水的密度为_____________。
9、(2024年江苏无锡)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______N,浸入的深度为______H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______(选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是:______。
如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______(保留2位小数)。
10、(2024年内蒙古包头)厨房中某品牌铝箔卷是由长8m、宽30cm、厚0.0015cm的铝箔卷成,小明利用家中的弹簧测力计、食品袋测量该铝箔的密度。(g取10N/kg)
(1)利用弹簧测力计和食品袋测量铝箔卷的重力。
调节弹簧测力计指针到______处,将装有铝箔卷的食品袋挂在测力计下如右图所示,记录数据,图示数据为______N。
(2)计算铝箔的体积。计算结果为______。
(3)依据公式______计算铝箔的密度。计算结果为______(结果保留一位小数)。
(4)上述测量方式会使密度测量结果______(填“偏大”或“偏小”)。原因是______。
11、(2024年吉林长春)“领先”科创小组利用一个内、外壁均附有刻度尺,厚度均匀的平底柱形玻璃筒进行如下探究:
(1)将玻璃筒放入大烧杯内的水中,玻璃筒竖直漂浮,如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为;
(2)向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟________有关;进一步分析还可说明:液体内部压强跟________有关。当玻璃筒内水柱的高度为h0时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了;
(3)如图乙所示,将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上A处;将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟________有关。当B处与A处凹陷程度相同时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土压强,其表达式为________(用、g及物理量符号表示)。
12、(2024年黑龙江大庆)密度计是根据“浮在液面上的物体所受浮力等于物体自重的原理”制作的。某学习小组在研究与密度有关的实验时,要自制一个简单的密度计。关于密度计及相关实验,请回答下列问题:
(1)如图甲,在一根一端封闭粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使管能竖直浮于水中不动,设玻璃管的横截面积为S,管和管内铅粒总质量为m,水的密度为,则玻璃管在水面以下的长度______(用S、m、表示);在玻璃管与水面交接处画上刻线并标记下1.0,代表这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。
(2)将这个自制密度计放置于某未知液体中,管竖直且漂浮不动时,如果标记1.0的刻线位于液面上方,距离管与液面交接处为,如图乙所示。则该液体密度与水的密度的比值为_______(用、表示);如果标记1.0的刻线位于液面下方,距离管与液面交接处为(题中未画出),则该液体密度与水的密度的比值为_______(用、表示);
(3)若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……的刻线,分别代表液体密度与水的密度的比值,则数值小的刻线在_______(填“上边”或“下边”),刻线分布_______(填“均匀”或“不均匀”);
(4)现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计,当大气压为时,管内外液面高度差为,如图丙所示。现将管竖直向上提升少许,下端管口未露出槽内液面,管内外液面高度差将_______(填“变大”“不变”或“变小”);
(5)将(4)中简易气压计拿到山顶,发现管内外液面高度差为,则山顶的气压为_______(用、、表示)。
13、(2024年山西)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
实验思路:
(1)选取体积相同、___________不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为___________N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为___________N,并计算出物体B所受的浮力;
实验结论:
分析实验数据,可得出初步结论:___________。
14、(2023年黑龙江龙东)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因索”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮=__________N;
(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度__________(选填“无关”或“有关”);
(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与__________和__________有关;
(4)经进一步计算可知物体体积V=__________m3,物体的密度ρ=__________kg/m3。
15、(2023年吉林)某小组同学做科学探究实验,如图所示:
a.将一个长方体物体(物体不吸水)挂在弹簧测力计下,物体的下表面刚好与水面接触,如图甲所示;
b.移动弹簧测力计使物体向下移动,弹簧测力计的示数如图乙所示;
c.继续移动弹簧测力计使物体再向下移动,物体刚好浸没水中,如图丙所示,此时弹簧测力计的示数为;
(1)图乙中弹簧测力计的示数为______N;
(2)分析测量结果可知,在图丙中物体受到的浮力比在图乙中受到的浮力大______N,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积______;
(3)图乙中液体对容器底的压力为,图丙中液体对容器底的压力为,则______;
(4)该物体的密度为______。
16、(2023年甘肃金昌)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向_________移。如图,用调好的天平测得空圆筒质量_________g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g,计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度_________(用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值;
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议:_________。
17、(2023年广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、___________和分度值;调零时,弹簧测力计应在___________(选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;___________
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮___________;浸没后,h增加,F浮___________;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像___________(选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料:___________。
18、(2023年湖北随州)实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是_________(选填“①→②”或“②→①”);
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力F=_________N;
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与_________(选填“液体密度”或“金属密度”)有关;
(4)请推导出盐水密度表达式ρ盐水=_________(用F1、F2、F3、ρ水表示)。
19、(2023年山东烟台)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示:
实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小?______ 。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小?用图中的序号表示 ______ 。
通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系?______ 。
为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作?______ 。
另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么?写出一条即可 ______ 。
20、(2023年江苏苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为_________;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=_________(用、、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离_________(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果_________(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将_________。
21、(2023年天津)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究;请你完成下列任务:
【实验探究】
通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,由实验可得结论______________,这就是阿基米德原理;
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下图所示;
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理;
请你写出推导过程,提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出);____
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体;现将一个底面积为的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出;金属圆柱体静止时所受浮力______。
22、(2023年江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_________N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为_________N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状_________;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为_________;
(4)第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小_________(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与_________无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?_________
23、(2023年贵州)探究“浮力大小与哪些因素有关”实验中,某小组同学做了如下猜想:
A.浮力大小与物体浸入液体中的体积有关:
B.浮力大小与液体的密度有关:
(1)为了探究猜想A,同学们进行了如下实验:
①使用弹簧测力计测重力前,应对弹簧测力计在___________方向上进行校零;
②校零后,将物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数稳定时如图A所示,则物体的重力为___________N;
③如图B,使物体的一部分浸入水中,示数稳定后,读出弹簧测力计此时的示数为2.2N,则此时物体受到的浮力为___________N;
④继续增大物体浸入水中体积,直至刚好浸没在水中,观察到弹簧测力计的示数逐渐减小;
⑤根据以上实验数据可得出结论:液体密度相同时,物体浸入液体的体积越大,受到的浮力___________;
(2)在探究猜想B时,同学们在图C中加入浓盐水,发现弹簧测力计示数减小,同学们因此得出结论:浮力的大小与液体的密度有关,浸入液体中的体积相同时,液体密度越大,浮力就越大,从实验的过程分析,这个结论可靠吗?___________,理由___________。
24、(2023年江苏连云港)“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具,距今700多年。如图所示,它上面有三个壶,分别是日壶、月壶和星壶,也叫送水壶,最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件:一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00,丑时代表1:00~3: 00……以此类推;另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
(1)如图是14∶00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是_________。
(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为,则G_________(选填“>”“=”或“<”)。随着受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度________,受水壶壶底受到水的压强________。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量_________。
25、(2023年四川重庆B卷)小莉在“悟理创新实验”社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)如图甲,小莉先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:高度差
序号 液体种类 探头C深度 高度差格 探头D深度h 高度差格
1 水 3 6 5 10
2 水 4 8 6 12
3 硫酸铜溶液 3 9 5 15
4 硫酸铜溶液 4 12 6 18
①分析表中______(填序号)两次数据可知:同种液体中,深度越深,压强越大;
②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体______越大,压强越大;
③根据表中数据,小莉估算出硫酸铜溶液的密度为______;
(3)①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材(细金属管与浮筒相通),她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越______;浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其表面橡皮膜形变更明显,从而分析出______产生的原因;
(4)让浮筒浸没后继续下降,浮筒受到的浮力将______。
26、(2022辽宁营口)酒精消毒液已成为居家必备用品。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
(1)将天平放在___________上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向___________调节平衡螺母直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78g;
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内消毒液的体积为___________cm3;
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示,则其质量为___________g;
④消毒液的密度为___________g/cm3。
(3)小强测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度;
①如图A所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图B所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③___________,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木=___________(用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小强发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2g,则测得的木块密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
27、(2022广东深圳)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向___________(选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为___________g,可求得小石块的密度为___________g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
___________(水的密度为,用已知物理量符号表示)。
28、(2022山东枣庄)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为、、、,物体受到的浮力______;
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力 空桶重 桶与排开水的总重 排开水重
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是:______;
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:______;
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图(b)所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______,弹簧测力计B的示数逐渐______,若弹簧测力计A的示数变化量为,弹簧测力计B的示数变化量为,则它们的大小关系是______(选填“>”、“=”或“<”);
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是______(填答案标号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
29、(2022贵州毕节)(6分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中,实验过程和对应的实验数据如图甲、乙、丙、丁、戊所示。
(1)由图甲、丙可知,物体浸没在水中时,受到的浮力为  1.0 N。
(2)分析图甲、乙、丙可知物体所受浮力大小与  排开液体 (填“排开液体”或“物体”)的体积有关。
(3)分析图  丙、丁、戊 可知,物体所受浮力与它浸没在水中的深度无关。
30、(2022湖北江汉油田潜江 天门 仙桃)如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图A所示,可知圆柱体重___________N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为___________N;
(2)分析C步骤与___________步骤(填字母)的数据,可以验证猜想a是错误的;
(3)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是___________;
(4)写出能够支持猜想b的一个生活现象:___________;
(5)该圆柱体的密度为___________kg/m3。
31、(2022北京) 小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1) 以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录;
②在烧杯中装入适量的水,___________,静止时记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
③___________,静止时记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
④用公式___________计算金属块所受浮力、并记录。
由水的深度变化时,___________(选填“=”或“≠”),就可以证明这种观点是错误的。
32、(2022江苏泰州) 如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为______N;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到______由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为______N;
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是为了控制______相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是______;
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
33、(2022内蒙古包头)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在_______位置。
(2)实验中所用物块的重力为_______N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为________N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小________。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与_______有关。换用酒精再次实验的目的是_______(填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
34、(2022齐齐哈尔) 某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水()
小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是___________N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是___________N;
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析三个实验步骤___________(填字号)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e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___________;
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将___________(选填“偏大”或“偏小”);
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为___________m3。盐水的密度为___________。
35、(2022吉林)某小组同学在做科学探究实验,如图所示:
a.将一个长方体物体(物体不吸水)挂在弹簧测力计下,物体的下表面刚好与水面接触,如图甲所示;
b.移动弹簧测力计使物体向下移动4cm ,弹簧测力计的示数如图乙所示;
c.继续移动弹簧测力计使物体再向下移动 4cm,物体刚好浸没水中,如图丙所示,此时弹簧测力计的示数为 ;
(1)图乙中弹簧测力计的示数为______N;
(2)分析测量结果可知,在图丙中物体受到的浮力比在图乙中受到的浮力大______N,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积______;
(3)图乙中液体对容器底的压力为 ,图丙中液体对容器底的压力为 ,则 ______ ;
(4)该物体的密度为______ 。
36、(2022湖北十堰)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想:
A.可能与液体密度有关
B.可能与物体浸在液体中的体积有关
C.可能与物体密度有关
D.可能与物体浸没在液体中的深度有关
他们领取的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(适量)、细线(体积忽略不计)。
(1)只用这些器材,可以验证上述猜想中的B和 _____(选填字母序号)是否正确。
(2)如图是探究猜想B的实验过程,将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时,弹簧测力计示数为F1;将铁块部分浸入水中时,弹簧测力计示数为F2,此时铁块受到的浮力大小表达式为F浮=_____(用题中物理量符号表示)。将铁块浸没在水中时,弹簧测力计示数为F3,则F2_____F3(选填“大于”、“小于”或“等于”)。分析比较F1、F2、F3的大小与浮力的关系,可以得到结论:铁块浸在水中的体积越大,受到的浮力越大。
37、(2022湖南邵阳) 小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。请你帮助小军同学完成以下问题:
(1)乙图中金属块所受浮力为______N;
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得出结论:浮力的大小与______有关;
(3)比较______三幅图可得出结论:浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
38、(2022天津) 小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量______;
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)______。
39、(2022新疆)如图所示为“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
实验过程如下:先将盛有盐水的容器放在电子秤上,然后用手提着系有细线的圆柱体将其缓缓的浸入盐水中(盐水足够深),同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m,记录数据如下表所示。已知圆柱体的高度为15cm,当h=8cm时,用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.2N。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 ……
m/kg 2.000 2.040 2.080 2.120 2.160 2.200 2.240 ……
(1)实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐___________(填“增大”或“减小”);
(2)当h=8cm时,圆柱体受到的浮力大小为___________(填“21.6”或“1.6”)N。分析表中数据可知:圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水的体积成___________比;
(3)圆柱体密度与盐水的密度之比为___________。
40、(2022四川德阳)某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是  丙、甲、丁、乙 。
(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为  2.8×103 kg/m3(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮 = G排(选填“>”“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性。
(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强  一直不变 (选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图  丁 步骤中可不使用弹簧测力计。
(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮 > G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”“<”或“=”)
41、(2023湖南常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 _____N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 ___________有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 _________有关;
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 _______(选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为 _____cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
42、(2023年山东潍坊)小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。
(1)天平调平衡后,在测量小石块质量时,往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,接下来正确的操作是____________,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示,则小石块的质量是______g;
(2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中,量筒前后液面变化如图丙所示,则小石块的密度为______;
(3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量,经思考后,进行了如下实验操作;
①将杠杆调节水平平衡后,在两侧各挂大石块和弹簧测力计,竖直拉动测力计使杠杆水平平衡,如图丁所示,记录此时弹簧测力计示数为;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如图戊所示,记录此时弹簧测力计示数为;
③已知水的密度为,计算大石块的密度______(用、、表示)。
43、(2023年甘肃兰州)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确,他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中。
物块下表面所处深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
弹簧测力计示数F/N 4.6 4.2 3.8 3.4 3.0 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2
物块所受浮力F浮/N 0 0.4 0.8 1.6 2.0 2.4 2.4 2.4 2.4
(1)表格中所缺数据为___________,请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像___________;
(2)分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大?___________。;
(3)由图B和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为___________Pa);
(4)为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是:___________。
44、(2020辽宁朝阳)在“研究液体内部的压强”的实验中,小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器,分别盛适量的水和盐水进行实验,操作过程如图甲所示。
(1)“小红将压强计的探头插入水中后, 发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于_______,起到了放大的作用。
(2)通过比较A、 B、C三个图可以得出的结论是:在同种液体的内部,_____________。
(3)小红比较 C、D两个图得出液体压强和液体密度有关的结论,小明认为这样比较得出结论是不正确的,他的理由是:_______________。
(4)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶, 测量出矿石的密度,如图乙,实验过程如下:
①用量筒量取适量的水,读出体积为V0;
②将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为V1;
③将适量的矿石放入小瓶中,再将小瓶放入量筒内,小瓶仍漂浮在水面上,读出体积为V2;
④将瓶内的矿石全部倒入水中,再将小瓶放入量筒内,读出体积为V3。
根据以上信息计算(水的密度用ρ水表示):在图乙③中,小瓶和矿石受到的浮力F浮= __ ;矿石的密度表达式为ρ石=_____________。
45、(2020江苏苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是猜想   (填序号)。
常识 猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想1:与浸入液体的深度有关猜想2:与液体的密度有关猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
根据A、B、C的结果,可得猜想1是   (正确/错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是  ___________  (正确/错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与  ________  有关,与浸入液体的深度  ___________  ;
接下来根据A、D和E  __________  (能/不能)对猜想2进行验证;
③为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于1.8N,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是  _____________  。
46、(2020江苏南通).小明想测量校园里一块长方体校训石对水平地面的压强 他找到一些与其材质相同的小石块,用测力计 烧杯 水 细线和卷尺等进行如下实验:(g取10N/kg)
(1)使用弹簧测力计前,应检查指针是否指在____;
(2)由图示操作,测出小石块受到的浮力F浮=____N;
(3)计算出小石块的密度 ____kg/m3;
(4)测出校训石的长 宽 高分别为5m 1m 2m,则校训石对水平地面的压强 =____Pa;
(5)校训石与地面接触的右下角是缺损的,则他测算出的压强比实际压强____
48、(2020湖北十堰)学习了浮力知识后,小明利用电子秤来测量小木块的密度:①在称盘中放置装有水的烧杯:②将小木块轻轻放入装水的烧杯中:③用细针压住小木块,使其恰好浸没在水中。实验中水均未溢出,电子秤对应的示数如图所示,则小木块的质量是________g,小木块的密度是_______g/cm3,若小木块吸水,则密度测量值________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
49、(2020湖北鄂州)在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小芳设计的实验步骤如图所示,按照A、B、C、D的顺序进行测量。小华认为,为了减小实验误差,可以进一步优化实验步骤,他将A、B、C、D重新排序。你认为小华的测量顺序应该是______,此实验得出的结论是______。
50、(2020内蒙古呼和浩特)小宇同学要测量木块的密度。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。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)先用弹簧测力计测木块的重力,如图甲,示数为______N;再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来,接着往水槽倒入适量的水,使木块浸没在水中,如图乙,木块在水中静止时测力计示数为1.6N,木块的密度为______kg/m3;
(2)小明分析发现,如果把水换成其他液体,测力计的示数就会不同,于是他把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”。原测力计的1.0N刻度处应标注为______kg/m3.
51、(2020四川乐山)物理兴趣小组在进行 “探究浮力的大小与哪些因素有关” 实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。 (g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 _________ N;
(2)通过 ____________ 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 ___________的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为 ________________ kg/m3。
52、(2020黑龙江省龙东).姜老师在带领学生进行物理综合实践活动中,利用天平(砝码)、量筒、烧杯、细线、水、弹簧测力计等器材,对某种合金和液体的密度进行测量。(计算结果保留一位小数)
(1)首先对该合金材料制成的实心合金块密度进行测量。
①将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则应将平衡螺母向 ________ (左或右)端调节,使指针指在分度盘 ___________ 。
②图2是正确测量合金块质量时使用砝码情况和游码的位置,该金属块质量为 ____ g。
③图3是他用量筒测量②中的合金块体积的情景,则该合金块的体积是 __________- cm3 。
④求出合金块的密度为 ________ g/cm3。
(2)然后用弹簧测力计测质量为200克的④的材料制成的实心球,完全浸没在某种液体中示数为1.6N,此球受到的浮力 __________ N,求出液体的密度为 _________ g/cm3。
53、(2020重庆B卷)小铭在学校期间,使用一种医用免洗洗手液对手部进行消毒过程中,闻到了浓浓的酒精味,看到该液体的流动性较差。查看了瓶身上的说明后,确定,这种洗手液的主要成分为75%的酒精。于是小铭所在的兴趣小组对这种洗手液的密度进行了测量。
(1)实验前,将托盘天平放在 工作台上,游码移到标尺的零刻度线处,指针静止在如图14甲所示的位置,此时应将右端的平衡螺母向______(选填“左“或“右“)调节,使天平平衡。
(2)将盛有适量洗手液的烧杯放在天平的左盘,天平重新平衡时,右盘所加砝码及游码位置如图14乙所示,烧杯和洗手液的总质量为_______g;将烧杯中的部分洗手液倒人量筒,测得烧杯和剩余洗手液的总质量为42.4g;经过一段时间后,观察到量筒内的液面如图14丙所示,则量简内洗手液的体积为 __________ ml.,这种洗手液的密度为 ______________ g/cm3
(3)小铭对洗手液的密度测量结果有疑惑,回到家后利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材,再次对这种洗手液的密度进行测量。具体做法如下:
①在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上(如图15甲);
②将系好细线的块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图15乙),洗手液未溢出;
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图15丙)。则这次测得洗手液的密度为_____g/cm3,对前后两次实验进行分析,发现在______(选填“学校“或“家“)所测洗手液密度的结果更接近真实值,造成另一次密度测量结果与真实值的差异较大的原因可能是______________________________________________(已知铝块的密度为2.7g/cm3,不计细线质量,细线和正方体均不吸收洗手液。)
54、(2021湖南郴州)某物理兴趣小组探究在不使用天平、量简的情况下测量合金块和液体密度的方法,并进行了以下实验:
第一步:如图甲所示,用弹簧测力计测量合金块所受的重力,其示数为4N;
第二步:如图乙所示,将该合金块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为3N;
第三步:将该合金块从水中取出并擦干,再浸没到如图丙所示的待测液体中,静止时弹簧测力计示数如图丁所示。
根据以上实验,请回答下列问题:
(1)使用弹簧测力计测量前,应观察它的指针是否_______,若没有,则进行调整;
(2)该合金块浸没在水中时受到的浮力为_______N;
(3)该合金块的密度为_______kg/m3
(4)图丁中弹簧测力计读数是_______N,待测液体的密度是_______kg/m3
55、(2021山东潍坊)某同学到海边游玩时检到一块鹅卵石,他利用身边的细线、弹簧测力计、量杯进行了下列操作:
①用细线系住石块,悬挂在测力计下,记录测力计示数为F 1,
②量杯中装入海水,记录此时水面刻度为Va。
③将测力计悬挂的石块完全浸没在海水中(不接触杯底且海水不溢出),石块静止时,记录水面刻度值为V,测力计示数为F2。
请回答下列问题(已知重力与物体质量的比值为g。)
(1)鹅卵石 质量为_______,鹅卵石的密度为_______。
(2)海水 密度为_______。
56、(2021湖南岳阳)如图是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2N(不计袋子厚度和重力)
(2)乙图,将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计示数为1.2N,此时水袋所受浮力为________N;
(3)丙图,继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受浮力________(选填“变小”、“不变”或“变大”);
(4)丁图,水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为0N。由此________(选填“能”或“不能”)
得到结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受到的重力;
(5)设丙图中水袋受到的浮力为 ,排开水所受到的重力为 ,则 __________ (选填“=”或“≠ ”)
57、((2021安徽))小华按图示的步骤进行探究浮力的实验:
①在弹簧测力计下悬挂一个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
②将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
③将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计示数如图丙所示。
由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力大小为_________N,图丙中液体的密度  _________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水的密度。
58、(2021云南)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行  ___________ 。
(2)实验步骤如图1所示,甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= ______________ 。
(3)以下选项中若_______________成立,则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
A.F1﹣F2=F3﹣F4 B.F1﹣F3=F4﹣F2 C.F3﹣F2=F1﹣F4
(4)另一小组利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(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐  ________ ,B的示数逐渐__________ ,且A、B示数的变化量  ________-(选填“相等”或“不相等”)。
(5)比较两种实验方案,改进后的优点是______________(多选)
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
59、(2021湖南长沙)学完阿基米德原理之后,小伟和小雪用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水后(如图甲所示),在表格中记录下测力计A、 B 及电子秤的第一次实验数据;然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时(如图乙所示),记录下第二次实验数据;剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后(如图丙所示),记录下第三次的实验数据。(取g=10N/kg)
测力计A/N 测力计B/N 电子秤/g
第一次 1.00 0.02 500.00
第二次 0.60 0.22 520.00
第三次 0 540.00
(1)观察乙、丙两图可知物体在____图中所受浮力更大,是因为此时物体浸在水中的____更大;
(2)在整理数据时,小雪和小伟发现第三次实验中测力计B的示数记录不同,小雪记的是 0.62N,小伟记的是 0.42N,他们讨论推理后认为有一个数据是正确的,请判断谁的记录是正确的,并说明理由__________________________
60、(2021四川成都)小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想,设计并进行了实验。
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关:
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)小虹确定了测量浮力的方法:用弹簧测力计先测出物体的重力G,接着将物体浸入液体中静止时,读出测力计对物体的拉力 ,可计算出物体所受的浮力 。其测量原理利用了______;
A. 与G是一对平衡力
B. 与G是相互作用力
C. 与 是相互作用力
D. 、 和G是一组平衡力
(2)小虹的操作步骤及测量数据如图所示。
由测量数据可得:B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为______N;
(3)分析图中A步骤与______步骤的数据,可以验证猜想a是错误的;(填出步骤的序号)
(4)进一步学习了阿基米德原理之后,利用图的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是______。
A.物块的体积 B.物块的密度 C.盐水的体积 D.盐水的密度
61、(2021浮力)小华按图示的步骤进行探究浮力的实验;
A . 在弹簧测力计下悬桂个金属球,如图甲所示,弹簧测力计的示数为2.6N;
B. 将金属球浸没在水中,弹簧测力计的示数如图乙所示;
C. 将金属球从水中取出并擦干水分,再将它浸没在另一种液体中,弹簧测力计的示数如图丙所示。由实验可知,金属球浸没在水中时受到的浮力夫小为 __________ N, 图丙中液体的密度________(选填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。
62、(2021贵州安顺)如图所示,将生鸡蛋浸没在装有适量白醋的烧杯中,反应产生的气泡会附着在蛋壳表面,随着表面气泡的增加,鸡蛋慢馒上浮。请分析说明附着大量气泡的鸡蛋上浮的原因。(不考虑白醋密度和鸡蛋质量的变化)
63、(2021广西贵港) 如图所示是某物理兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程示意图。
(1)验证阿基米德原理实验的合理顺序是______;(填字母代号)
(2)金属块浸入溢杯前,溢杯里水面高度应______;
(3)金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N;
(4)金属块的密度为______kg/m3;(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(5)比较______(填字母代号)和______(填字母代号)的操作可得出结论:浸入液体中的物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小。
二、计算题
64、(2021浙江宁波)如图所示是世界上第一艘飞艇,它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后,长,直径,体积,形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日,吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发,用一台的蒸汽机带动螺旋桨,以的速度,飞行了。
(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄,在前进过程中可以减小___________。
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少?(空气密度取)
(3)这次飞行,飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少?
65、(2021甘肃威武) 如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机质量为25吨,。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为多大?
(2)航母在某海域训练,此海域的海水密度,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了多少立方米?(结果保留两位小数)
66、(2021江西)地球气候变暖,冰川熔化加剧,是造成海平面变化的原因之一;小明同学根据所学知识,通过比较冰川完全熔化成水后,水的体积与冰川熔化前排开海水的体积,就能推断海平面的升降。如图所示,是冰川漂浮在海面上的情景,若冰川的质量为m冰,海水的密度为ρ海,水的密度为ρ水,g用符号表示,求:
(1)冰川熔化前受到的浮力;
(2)冰川熔化前排开海水的体积;
(3)冰川完全熔化成水后水的体积;
(4)推断海平面的升降,并说明理由。
67、(2021青海).随着生态环境的改善,我省化隆县群科镇黄河边成了天鹅的栖息地。某只天鹅的质量为9kg,若该天鹅每只脚掌与地面的接触面积为200cm2,g取10N/kg。求:
(1)这只天鹅双脚站立在水平地面时,其对地面的压强是多少
(2)当这只天鹅漂浮在河面时,其浸在河水中的体积是多少
68、(2021天津)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为上 h0 , 如图所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为 h0 , 如图所示,已知水的密度为ρ0 , 求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
69、(2021湖南邵阳)由于环境污染,全球气候变暖,导致南极洲冰川开始大面积熔化,海面上出现大量浮冰,现有一块60t的浮冰漂浮在海面上,假设附近海域的海水密度近似为水的密度 ,冰的密度为 。请解决下列问题:
(1)水下5米深处海水产生的压强是多少?
(2)浮冰受到的浮力是多少?
(3)如果海面所有浮冰全部熔化后,请分析说明是否会对海平面水位造成影响。
70、(2021浙江宁波)如图所示是世界上第一艘飞艇,它是由法国工程师吉法尔于1852年制造的。这艘飞艇的气囊充满氢气后,长,直径,体积,形状像一个巨大的橄榄。这年的9月24日,吉法尔乘坐该飞艇从巴黎的马戏场出发,用一台的蒸汽机带动螺旋桨,以的速度,飞行了。
(1)飞艇的气囊形状像一个橄榄,在前进过程中可以减小___________。
(2)充满氢气后气囊受到的浮力是多少?(空气密度取)
(3)这次飞行,飞行所需时间、蒸汽机做的功及飞行时受到的平均阻力各为多少?
71、(2021甘肃威武) 如图所示为我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰该舰标准排水量为5万吨,可同时停放36架歼-15舰载机,每架舰载机质量为25吨,。求:
(1)在标准排水量时,航母所受的浮力为多大?
(2)航母在某海域训练,此海域的海水密度,当36架舰载机全部飞离航母后,航母排开海水的体积减少了多少立方米?(结果保留两位小数)
72、(2021青海).随着生态环境的改善,我省化隆县群科镇黄河边成了天鹅的栖息地。某只天鹅的质量为9kg,若该天鹅每只脚掌与地面的接触面积为200cm2,g取10N/kg。求:
(1)这只天鹅双脚站立在水平地面时,其对地面的压强是多少
(2)当这只天鹅漂浮在河面时,其浸在河水中的体积是多少
73、(2021天津)水平桌面上有一底面积为5S0的圆柱形薄壁容器,容器内装有一定质量的水。将底面积为S0、高为h0的柱形杯装满水后(杯子材料质地均匀),竖直放入水中,静止后容器中水的深度为上 h0 , 如图所示;再将杯中的水全部倒入容器内,把空杯子竖直正立放入水中,待杯子自由静止后,杯底与容器底刚好接触,且杯子对容器底的压力为零,容器中水的深度为 h0 , 如图所示,已知水的密度为ρ0 , 求:
(1)空杯子的质量;
(2)该杯子材料的密度。
74、(2021黑龙江绥化)水槽的底面积S1=9×10-3m2,装有5cm深的水,将其置于水平面上。有一重力是9N,底面积S2=4×10-3m2、高L=10cm的圆柱体。如图所示,用弹簧测力计将其由水面位置缓慢放入水槽中,当其刚好接触水槽底部时,弹簧测力计的示数为5.4N。(两接触面之间的水忽略不计,且水没有溢出)求:
(1)圆柱体刚好接触水槽底部时,受到的浮力是多少
(2)整个过程中,圆柱体的重力做功是多少
(3)圆柱体静止后,撤走弹簧测力计,与放入圆柱体前相比,水槽对水平面的压强增加多少
(4)圆柱体静止后,水对槽底的压强是多少
75、(2020黔西南州).如右图甲所示,有一体积、质量忽略不计的弹簧,其两端分别固定在容器底部和正方体形状的物体上。已知物体的边长为10cm,弹簧没有发生形变时的长度为10cm,弹簧受到拉力作用后,伸长的长度△L与拉力F的关系如图乙所示。向容器中加水,直到物体上表面与液 面相平,此时水深24cm。(g=10N/kg)求:
(1)物体受到水的浮力。
(2)打开出水口,缓慢放水,当弹簧处于没有发生形变的状态时,关闭出水口。求放水前后水对容器底部压强的变化量。
76、(2020重庆A卷)如图19,水平卓面上放有圆柱形温水杯、它的重为3N、底面积为300cm2、溢水口距杯底20cm.内装水的深度为18cm将一体积为1000cm3 、密度为0.9 g/cm3 的正方体木块缓慢放人水中不计溢水杯厚度,求:
(1)木块的质量m;
(2)木块放入前,水对溢水杯底的压力F:
(3)木块放人水中静止后溢水杯对桌面的压强p。
77、(2020重庆B卷)如图17所示,底面积为200cm2、重为10N的薄壁柱型容器,放在水平桌面上,把边长为10cm的实心正方体A(不吸水)用细线悬挂固定在容器正上方静止时,正方体A有3/5的体积和浸人水中,此时容器内水深12cm,已知正方体A的密度ρ=3.0g/cm3。求:
(1)水对容器底部的压强;
(2)正方体A受到的浮力大小,
(3)解开细线,将正方体A缓缓放入水中,待正方体A静止后(容器中的水未溢出),容器对桌面的压强。
78、(2020武汉)(10分)一种新型井盖排水系统如图甲所示,系统结构简化示意图如图乙所示,排水系统由井盖、两个相同杠杆(AOB是其中之一)、容器等组成,AB长度是300mm,AO长度是120mm.井盖的上表面和侧面都有排水孔,下暴雨时,雨水从排水孔经排水管导流到容器中,再从容器底部的排水孔流入下水道,由于容器的排水速度较小,当容器中的雨水上升到一定高度时,容器下降,拉动杠杆,将井盖项起,加速路面排水。当容器中的雨水下降到一定高度时,井盖自动下降盖住井口,不影响车辆、行人的通行。该井盖的质量是28.8kg,不考虑杠杆的质量,不考虑各连接处的摩擦。
(1)球墨铸铁强度高、韧性好,密度是7.2×103kg/m3,若上述规格的井盖全部用球墨铸铁制成,则制作一个这样的井盖需要多少立方米的球墨铸铁
(2)下暴雨时,杠杆会将井盖顶起50mm,如图丙所示。两个相同杠杆对井盖至少做了多少焦耳的功
(3)某次调试中,为了节约用水,调试人员将容器底部的排水孔全部堵住,测出容器的质量是4.2kg,再将容器和杠杆组装在一起,直接向容器内匀速注水,注水120秒时井盖刚好被项起,假设在任意时刻水对容器的压力与容器中水的重力大小相等,求每分钟向容器内注水的体积是多少升
79、(2020广东)重为G的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部,向水中加入食盐并使其溶解,鸡蛋渐渐浮起,最终漂浮在水面,如图甲所示。请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所受的浮力F随时间t变化的大致图象。
80、(2020北京).排水量是轮船装满货物时排开水的质量。一艘排水量为2000 t的轮船,装满货物在河水中航行。河水密度取取1.0X 103 kg/m3,g取10N/kg.:
求:
(1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力;
(2)轮船排开水的体积。
81、(四川雅安).如图所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有30cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积40cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没液体中,在圆柱体未进入液体中时,弹簧测力计示数为18N,圆柱体完全浸没液体中时,弹簧测力计示数为12N。( 可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出,g取10N/kg)。求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强。
82、(2020聊城)(9分)潜水艇为增强国防力量,维护祖国安定发挥了重要作用。潜水艇截图如图所示,通过向水舱中充水或从水舱向外排水来改变潜水艇的自重从而使其下沉或上浮。我国某型号潜水艇的总体积为2X 103m3。水舱未充海水时潜水艇总重为1.26X107N,最大下潜深度可达400m.海水密度取1.03X 103 kg/m3,g取10N/kg.水:
(1)最大下潜深度处的海水压强;
(2)潜水艇完全潜入海水中时受到的浮力;
(3)潜水艇悬浮在海水中时,水舱中充入海水的质量。
83、(2020四川成都B卷)(6分)如图22所示,实心均匀圆柱体A、薄壁圆柱形容器B和C,三者高度均为H=10cm,都放置在水平桌面上。容器B内装有油,容器C内装有水,相关数据如下表所示。忽略圆柱体A吸附液体等次要因素,常数g取10N/kg。
(1)求A的底面积。
(2)若将A竖直缓慢放入B内,释放后静止时,求油对容器底部的压强。
(3)若将A竖直缓慢放人C内,释放并稳定后,再将A竖直向上缓慢提升0.5cm,求静止时水对容器底部的压力。
84、(2020山东滨州) (10分)如图甲所示,一个底面积为4×10-2m2的薄壁圆柱形容器置于水平地面上,装有0.3m深的水。现将物体A放人其中,物体A漂浮于水面上,如图乙所示,此时容器底部受到水的压强比图甲增大了400Pa。当再给物体A施加一个竖直向下大小为4N的力F以后,物体A恰好浸没水中静止(水未溢出),如图丙所示。(ρ水=1×103kg/m3, g取10N/kg)求:
(1)容器中水的质量。
(2)物体A放入前,容器底部受到水的压强。
(3)物体A的密度。
85. (2020安徽)某同学想测量一种液体的密度。他将适量的待测液体加人到圆柱形平底玻璃容器里,然后一起缓慢放人盛有水的水槽中。当容器下表面所处的深度h1= 10cm时,容器处于直立漂浮状态,如图a所示。已知容器的底面积S=25cm2 ,ρ水=1.0x103kg/m2,g取10N/kg
(1)求水对容器下表面的压强;
(2)求容器受到的浮力;
(3)从容器中取出100cm3的液体后,当容器下表面所处的深度h2=6.8cm时,容器又处于直立漂浮状态,如图b所示。求液体的密度。
86、(2020自贡)如图甲所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体。弹簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,弹簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
87、(2020青岛).如图所示,盛有水的圆柱形容器,侧壁上固定了一块水平挡板,挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为100cm3、重力为0.6N的实心小球,此时水对容器底产生的压强为3.0×103Pa。求:
(1)容器中水的深度;
(2)挡板对小球的压力;
(3)撤去挡板,小球静止后,水对容器底压力的变化量。
88. (2020山东枣庄)如图甲是我国自主研制的全球最大的水陆两栖飞机,它能在陆地上起飞降落,又能在水面上起飞降落,是一艘会飞的“船”。两栖飞机空载质量为4.15×104kg。如图乙是我国最新自主研制的“海斗号”无人潜水器,最大下潜深度可达10970m。(取海水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
求:(1)两栖飞机空载时在水面上排开海水的体积为多少?
(2)当“海斗号”无人潜水器下潜到10000m深度时,受到的海水压强为多少?
(3)“海斗号”无人潜水器的质量为1000kg,平均密度为5.0×103kg/m3,现用钢绳连着两栖飞机和潜水器,将潜水器缓慢放入海水中浸没并匀速下降,此时钢绳对潜水器的拉力是多大?
89、(2020内蒙古呼和浩特)小宇同学每天测量同一个鸡蛋的质量, 再把鸡蛋放入水中 ,观察它的浮沉情况后,取出放好。下表是他记录的部分数据及现象。
(鸡蛋的体积保持不变ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求第77天鸡蛋受到重力的大小;
(2)求第1天鸡蛋所受浮力及鸡蛋的体积
90、(2020四川泸州))借浮力起重,是我国古代的一个创造。如图所示为某一次起重涉及的物理原理简化示意图。有一个底面积S1= 2m2的圆柱形空金属容器A平放在水平地面上,其内放置一个厚度不计、底面积S2=1.5m2的圆柱形金属容器B,容器B质量m1=500kg,内装有m2 =3×103kg的水。(取g=10N/kg, ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求容器B中的水对容器B底部的压强;
(2)将容器B中的水往外抽到容器A中,当所抽水的质量m3= 600kg时,则容器B内外水的深度差是多少?此时容器B对容器A的压力是多少?
91、(2020湖北咸宁)如图甲所示,水平地面上有一底面积为50cm2的圆柱形容器,容器中水深10cm,现将一物块悬挂在弾簧测力计下端,当物块浸没在水中时(物块不接触容器底面和侧面),容器内水深由10cm上升到12cm,此时弹簧测力计的示数如图乙所示 (已知ρ水=1.0 103kg/m3)求:
(1)物块未放入水中时,水对容器底的压强;
(2)物块浸没在水中时受到的浮力;
(3)物块的密度
92、(2020湘西土家族苗族自治州)(7分)赛龙舟是我国民间的一项传统体育项目,湘西民间的端午节也常常举办龙舟竞赛活动,俗称“划龙船”。如果一艘龙舟的质量为200kg,载有队员21人,龙舟队员的平均质量为60kg。g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m2,当载人龙舟静止于水面时,求:
(1)载人龙舟的总重是多大?
(2)船体排开水的体积V是多大?
(3)龙舟底部位于水下0.4m处时船底受到水的心压强是多大?
93、(2020巴中).某实验小组将重力为8.9N的实心物体放人装满水的溢水杯中,溢出1N的水。取出擦干后挂在弹簧测力计上,浸没在另一种未知液体中静止时,弹簧测力计的示数为8.1N。求:
(1)物体在水中受到的浮力 ;
(2)该物体的密度 ;
(3)未知液体的密度 。
94、(2020凉山)如图所示,一边长为5cm的正方体形状的物体悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数为3N;现将物体浸没到如图所示底面积为50cm2的圆柱形容器内的液体中,此时弹簧测力计的示数为1N.问:
(1)物体受到的浮力是多少?
(2)物体浸没前后液体对容器底部的压强变化了多少?
95、(2020襄阳)如图所示,一个底面积为2m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为5m3的长方体物体A放入其中,最终物体漂浮于水面上。现在将虚线以上的部分截取走(截走部分的体积等于露出水面体积的一半),待剩余部分再次静止后水面下降了0.3m。则:
(1)容器底部受到 压强减少了多少?
(2)容器底部受到的压力减少了多少?
(3)物体A的密度为多少?
96、(2020湘西土家族苗族自治州)(7分)赛龙舟是我国民间的一项传统体育项目,湘西民间的端午节也常常举办龙舟竞赛活动,俗称“划龙船”。如果一艘龙舟的质量为200kg,载有队员21人,龙舟队员的平均质量为60kg。g取10N/kg,水的密度为ρ水=1.0×103kg/m2,当载人龙舟静止于水面时,求:
(1)载人龙舟的总重是多大?
(2)船体排开水的体积V是多大?
(3)龙舟底部位于水下0.4m处时船底受到水的心压强是多大?
97、(2020巴中).某实验小组将重力为8.9N的实心物体放人装满水的溢水杯中,溢出1N的水。取出擦干后挂在弹簧测力计上,浸没在另一种未知液体中静止时,弹簧测力计的示数为8.1N。求:
(1)物体在水中受到的浮力 ;
(2)该物体的密度 ;
(3)未知液体的密度 。
98、(2020凉山)如图所示,一边长为5cm的正方体形状的物体悬挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数为3N;现将物体浸没到如图所示底面积为50cm2的圆柱形容器内的液体中,此时弹簧测力计的示数为1N.问:
(1)物体受到的浮力是多少?
(2)物体浸没前后液体对容器底部的压强变化了多少?
99、(2020襄阳)如图所示,一个底面积为2m2的圆柱状容器,装有适量的水,现在将一个体积为5m3的长方体物体A放入其中,最终物体漂浮于水面上。现在将虚线以上的部分截取走(截走部分的体积等于露出水面体积的一半),待剩余部分再次静止后水面下降了0.3m。则:
(1)容器底部受到 压强减少了多少?
(2)容器底部受到的压力减少了多少?
(3)物体A的密度为多少?
100、(2020湖北施恩州).如图所示,在一池泥塘里试验,发现质量为5kg、底面积为0.01m2的B石块竖直地轻放在软泥中,刚好被承载住。求:
(1)若将石块B抬高0.6m,对它至少应做多少功?(不计泥重、摩擦等因素的影响)
(2)一位质量为60kg的人,要想在这种软泥中不陷落,应踩在面积至少为多大的木板上?(木板重以50N计算)
答案
101、(2020陕西)(7分)海洋科学钻探船被称为海洋科学领域的“航空母舰”。如图所示为一艘满载时排水量为5×104t的海洋科学钻探船。甲板上装有很高的钻塔,可以安装并控制钻杆进行拉升作业,使钻头和钻杆最深可在4000m深的海底向下钻取岩芯进行研究。(ρ水=1.03×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)该钻探船满载时受到海水的浮力是多少?
(2)满载时,该钻探船从海水密度较小的海域驶入密度较大的海域,钻探船排开海水的体积  _____________ (选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)钻头在4000m深的海底处受到海水的压强是多少?
(4)该钻探船以36km/h的速度匀速航行时,动力推进系统的输出功率为4×107W,则船受到的牵引力是多少?
102、(2020衡阳).如图所示,将底面积为0.02m2的长方体实心铝块放在刻度面板已改装好的台秤上稳定时,台秤示数为27N,已知铝的密度为2.7×103kg/m3。求:
(1)铝块对水平台秤的压强。
(2)如果再把铝块完全浸没在水中静止时,受到的浮力。
103、(2023年内蒙古包头)小丽想测一测家中空食品盒在水中漂浮时的装载质量。她将水平桌面上一个高为10cm、底面积为、重为2N的圆柱形平底空食品盒放入装水的桶中,桶中水足够深,食品盒下表面始终与水面平行,如图所示。,g取10N/kg。求
(1)空食品盒在水平桌面上时,对桌面的压强;
(2)空食品盒放入水中后,浸入水中的深度;
(3)食品盒在水中漂浮时能够装载的最大质量。
104、(2023年北京)某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖上系一块质量适当的石块,然后将其倒置在水桶里,当瓶中不放被测物体静止时,在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线,再在瓶身上均匀标记其他刻度线,左侧标记的是长度值,若在刻度线右侧标上相应的质量值,即可做成一个简易浮力秤,如图所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀,其横截面积为50cm2,不放被测物体时浮力秤的总质量为170g,水的密度为1.0g/cm3,g取10N/kg。
(1)画出图中浮力秤的受力示意图。
(2)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。
(3)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。
105、(2023年山东济宁)小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验时,将一底面积为4的圆柱体浸入水中,改变其浸入水中的体积,观察弹簧测力计示数的变化,如图所示。图甲中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为1.1N;图乙中,圆柱体有体积浸入水中,弹簧测力计的示数为0.9N。取,求:
(1)圆柱体全部浸入水中时受到的浮力;
(2)图乙中,圆柱体底部受到水的压强。
106、(2023年湖北潜江、天门、仙桃、江汉油田)如图,小明设计的“电子浮力秤”由浮力秤和电路两部分构成。浮力秤中托盘与圆柱形塑料浮筒M通过硬质绝缘细杆固定连接,整体漂浮在装有足够深水的柱形薄壁容器中,且只能竖直移动。托盘的质量40g;M高20cm,底面积为100cm2,质量为160g;容器的底面积为300 cm2。电路中R是滑动变阻器的电阻片(阻值均匀),长8cm,最大阻值16Ω;电源电压恒为4.5V;电压表量程为0~3V。托盘通过滑杆带动滑片P上下移动。托盘中不放物体时,调节水量,使滑片P正好位于R最上端,闭合开关S,电压表示数为0.9V(不计滑片、滑杆、细杆的质量,忽略摩擦阻力。工作中水不溢出)。求
(1)浮筒M的密度;
(2)R0的阻值:
(3)托盘中不放物体时,M浸入水中的深度;
(4)该“电子浮力秤”的称量。
107、(2023年浙江杭州)某景区有乘氦气球升空的观光项目。如图所示,氦气球内充满氦气,下端连接吊篮,在吊篮底端有一根缆绳,通过缆绳来控制氦气球的升降。氮气球的体积为(不计球壁的厚度),,,g取。求:
(1)氦气球内氦气的质量是多少?
(2)氦气球在缆绳控制下,匀速竖直上升,用时,则氦气球上升的速度是多少?
(3)氦气球(含氮气)连同吊篮等配件的总重为,现有总质量为的乘客,乘坐氦气球匀速竖直升空,缆绳处于竖直状态,此时缆绳对吊篮的拉力为多大?(不计吊篮及乘客在空气中的浮力,不计空气阻力)
108、(2023年新疆)如图所示,一柱状鱼缸(缸底有小石子)放在水平地面上,其内圆底面积为。鱼缸内无水时,鱼缸对水平地面的压强为;在鱼缸内加入质量为42kg的水后鱼缸对水平地面的压强为;在鱼缸内再放入几条鱼后,鱼缸对水平地面的压强为。求:
(1)质量为42kg的水的重力;
(2)鱼缸内无水时,鱼缸(含缸底小石子)的质量;
(3)在鱼缸内放入几条鱼后,水对缸底的某一小石子增加的压强。
109、(2023年浙江温州)我国某地使用“沉管法”建跨海隧道:用钢筋水泥等材料浇筑若干个中空管段,用隔墙封闭两端并使其漂浮在水中;用拖船牵引至指定位置,向管段中的水箱注水使其下沉(如图);对下沉的多个管段进行依次连接,拆除隔墙形成隧道。
(1)拖运管段时,若速度为2千米/时,拖运距离为3千米,需要__________小时。
(2)图中,当往水箱中注水的质量为千克时,管段刚好能够在水下匀速缓慢下沉。若管段排开水的体积为米3,则注水前管段与水箱的总质量为多少千克?(海水密度取千克/米3)
(3)管段隔墙设计需要考虑其下沉到海底时受到的压力大小。这一压力的大小与哪些因素有关?__________
110、(2023年山东泰安)某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发,设计了如下“打捞”过程:如图甲,金属块A部分陷入淤泥内,轻质小船装有18N的沙石,细绳将金属块A和小船紧连,细绳对小船的拉力为2N,水面与船的上沿相平;将小船内所有沙石清除后,金属块A被拉出淤泥静止在水中,如图乙所示。已知金属块A的体积为,,g取,小船的质量忽略不计,细绳的质量和体积忽略不计。
(1)甲图中,金属块A上表面距离水面50cm,求金属块A上表面受到的水的压强;
(2)乙图中,小船有体积露出水面,求金属块A的密度。
111、(2023年江苏扬州)一个奖牌挂在弹簧测力计下,示数为。当奖牌浸没在水中时,弹簧测力计的示数为。已知,取。求:
(1)奖牌的质量;
(2)奖牌的体积。
112、 (2023年四川宜宾)如图甲,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为3N;如图乙,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙,用竖直向下的力F压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止。已知水的密度为,g取10N/kg,求:
(1)图乙中木块所受的浮力大小;
(2)木块的体积;
(3)木块的密度;
(4)图丙中F的大小。
113、(2023年湖南怀化)物理实验室里,同学们正在认真的完成“探究浮力的大小跟排开液体重力的关系”的实验。小明将重5N的物体浸没水中后,弹簧测力计的示数如图所示。(,)
(1)求水对物体浮力大小
(2)求该物体的体积
114、(2023年山东枣庄)用弹簧测力计挂着一个长方体金属块,沿竖直方向缓慢浸入盛有适量水的圆柱形平底薄壁容器中,直至完全浸没(水未溢出),如图甲所示。通过实验得出金属块下表面浸入水中的深度h与其排开水的体积V排的关系,如图乙所示。已知金属块的质量为0.4kg,容器的底面积与金属块的底面积之比为5:1,水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)金属块所受的重力;
(2)金属块的下表面浸入水中的深度为2cm时,弹簧测力计的示数;
(3)金属块刚浸没时,金属块底部受到水的压强;
(4)金属块浸没后与金属块浸入之前比较,水对容器底部的压强增加了多少。
115. (2023年四川南充)某人始终双脚站在地上,用滑轮组从水池底匀速提起实心圆柱体A,如示意图甲。A从离开池底到刚要离开水面的过程中,其底面受到水的压强与时间关系PA-t如图乙。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上运动的过程中,人对地面的压强与时间关系P人-t如图丙。A未露出水面之前装置的机械效率为η1;A离开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg,人双脚站地时,与地面的接触面积为500cm2,A的底面积为200cm2,η1∶η2=15∶16,ρ水=1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力,g=10N/kg,A不吸且不溶于水,A底部与池底不密合,忽略液面高度变化,图甲中①②③④段绳均竖直。
(1)求池水深度和A的上升速度;
(2)求A的高度和未露出水面受到的浮力;
(3)求A未露出水面前人对绳的拉力和A全部露出水面后人对绳的拉力;
(4)求动滑轮的重力。
116、(2023年云南)如图所示,将重为1N,底面积为装有水的薄壁(不计厚度)柱形溢水杯放置在水平的压力传感器上,此时压力传感器的示数为30N,用轻质细线悬挂一重20N、高15cm、底面积为不吸水的圆柱体。初始时圆柱体底部距水面的竖直高度为4cm,现提住细线缓慢下移,使圆柱体逐渐浸入水中,当圆柱体下降7cm时,水面达到潜水口,已知,求
(1)圆柱体未浸入水中时,溢水杯对压力传感器的压强;
(2)圆柱体未浸入水中时,溢水杯中水的质量;
(3)圆柱体刚好浸没时,细线对圆柱体的拉力;
(4)圆柱体从初始位置到刚好浸没,水对溢水杯底部压强的变化量。
117、(2023安徽)“浮沉子”最早是由科学家笛卡儿设计的。小华用大塑料瓶(大瓶)和开口小玻璃瓶(小瓶)制作了图1所示的“浮沉子”;装有适量水的小瓶开口朝下漂浮在大瓶内的水面上,拧紧大瓶的瓶盖使其密封,两瓶内均有少量空气。将小瓶视为圆柱形容器,底面积为S,忽略其壁厚(即忽略小瓶自身的体积)。当小瓶漂浮时,简化的模型如图2所示,小瓶内空气柱的高度为h.手握大瓶施加适当的压力,使小瓶下沉并恰好悬浮在图3所示的位置。将倒置的小瓶和小瓶内的空气看成一个整体A,A的质量为m,水的密度为,g为已知量,求:
(1)图2中A所受浮力的大小;
(2)图2中A排开水的体积;
(3)图2和图3中小瓶内空气的密度之比。
118、(2023浙江宁波)学习了项目化课程后,小宁自制一支能测液体密度的仪器。如图甲所示,取一根两端开口、粗细厚薄均匀的匀质塑料管MN,N端用合金块封口,再通过计算在塑料管外壁标上刻度线和刻度值,仪器就完成制作。如图乙所示,当仪器竖直漂浮在待测液体中时,液面所对应的刻度值就是待测液体的密度大小。已知塑料管长l1为30cm,质量m1为3g,塑料管横截面的外圆面积S为1.2cm2;合金块高l2为2cm,质量m2为18g。请计算:
(1)该仪器的重力。
(2)该仪器竖直漂浮在水中,受到的浮力大小及浸入水中的深度。
(3)该仪器竖直漂浮在水中,水对该仪器底部的压强大小。
(4)为了找出该仪器的重心,小宁用细线将它悬挂起来,使其水平平衡,如图丙所示,重心O点离N端的距离d为 ▲ cm
(5)物体浮力作用点位于物体浸入液体部分的几何中心。该仪器的浮力作用点位于重心及以下时,将会在液体中倾倒,难以测量。从理论上分析,该仪器竖直漂浮在某种液体中时,如果浮力作用点恰好与该仪器重心重合,则该液体的密度为g/cm3(计算结果精确
到0.1g/cm3)
119、(2023四川重庆A卷)桔槔是《天工开物》中记载的一种原始的汲水工具。如图所示,硬杆用细绳悬挂在树上,杆可绕点自由旋转且与树之间无作用力,用细绳将重力为20N、容积为的桶悬挂在端,在端重120N的拗石辅助下,人可轻松将一桶水从井中提起,;悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上,忽略杆和绳的重力。
(1)桶装满水时,求水的质量;
(2)空桶在井中漂浮时,求桶排开水的体积;
(3)一重力为480N的人用桔槔将装满水的桶提出水面后(忽略桶外壁沾水),桔槔处于平衡状态时,人与地面的受力面积为500cm2,求人对地面的压强。
120、(2023年四川成都)如图所示,薄壁长方体容器A放在水平桌面上,底面积为,高为12cm,质量为。容器A内装有144g水。均匀实心立方体B和C的边长都为4cm,质量分别为,。已知,。忽略实心立5年中考题分类---浮力实验和计算题答案
一、实验题
1、(2024年四川达州)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是________N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度________(选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与________三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是________。
【答案】 ①. 4 ②. 无关 ③. B、C ④. 错误 ⑤. 没有控制排开液体的体积相等 ⑥.
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知,物体的重力为6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N,根据称重法测浮力可知,物体浸没在水中受到的浮力大小为
(2)[2]A与C、D三次实验中物体浸入液体的深度不同,根据称重法测浮力可知,A与C、D三次实验中弹簧测力计的示数相等,则浮力大小相等,故可以得出的结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)[3]验证浮力大小与物体排开液体的体积有关,则需要保持液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,故选择A与B、C三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)[4][5]验证浮力大小与液体的密度有关,则需要保持物体排开液体的体积相等,改变液体的密度,A与B、E三次实验中,液体的密度不同,物体排开液体的体积也不同,未控制单一变量,故该操作时错误的,无法得出该结论。
(5)[6]由(1)可知,物体浸没在水中时浮力为4N,则物体的体积为
物体在盐水中所受的浮力为
则步骤E中所用盐水的密度
2、(2024年四川广安)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而______,与物体浸没在液体的深度无关。
(2)根据______三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为______。()
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是______。
【答案】 ①. 增大 ②. ADE ③. ④. 见详解
【解析】
【详解】(1)[1]根据A、C、D三图可知,物体浸入液体的深度不同,但测力计的示数相同,说明浮力大小与物体浸没在液体的深度无关;根据A、B、C三图可知,物体浸入液体的体积不同,测力计的示数不同,说明浮力大小与物体浸入液体的体积有关,物体浸入液体体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)[2]根据A、D、E三图可知,物体浸入液体的体积相同,但液体的密度不同,测力计的示数不同,说明浮力大小与液体的密度有关。
[3]根据AC图可知
F浮 =G F=5N 2N=3N
根据可得
因为物体浸没,所以
V=V排 =3×10 4m3
根据G=mg和 可得,物体的密度
(3)[4]根据控制变量法可知,要探究浮力大小与物体形状的关系,应控制物体排开液体的体积相同,而实验中将另一薄铝片弯成碗状也放入该烧杯中,铝片漂浮在水面上,铝片排开液体的体积变大,所以小丽的结论不可靠。
3、(2024年重庆B)小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关:并通过计算得出所用盐水密度为______;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:______。
【答案】 ①. 上 ②. 增大 ③. 0.3 ④. 越大 ⑤. 无关 ⑥. 1.1 ⑦. 不变 ⑧. 没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】
【详解】(1)[1]将物块部分浸入水中时,物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力,由于弹簧测力计的示数减小,则水对物体的作用力为竖直向上,即竖直向上的浮力。
[2]物块部分浸入水中后,由于物体排开液体使液面上升, 即容器底的深度变大,则水对容器底部的压强变大,即水对容器底部的压强比放入物块前大。
[3]当测力计示数如图甲所示时,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则浮力
(2)[4]由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,由此可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
[5]观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
(3)[6]物体的重力为2.7N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N,物体受到的浮力
排开水的体积
当物体完全浸没在盐水中时,受到的浮力
物体排开盐水的体积等于排开水的体积,盐水的密度
[7]在实验前,弹簧测力计并未调零,由于浮力是弹簧测力计的两次示数之差,所以计算得到的浮力是准确的,则算出的盐水密度不变。
(4)[8]要探究物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关,需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同,小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,则在改变深度的同时,物体排开液体的体积也改变了,故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。
4、(2024年甘肃临夏州)如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受的浮力为________;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度________(选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度________(选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为________;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明__________________。
【答案】 ①. 1 ②. 无关 ③. 有关 ④. 4×103 ⑤. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]C图中物体完全浸没在水中,根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为
(2)[2]图甲中A、C、D可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知,受到的浮力相同,因此可得物体受到的浮力与进入液体中的深度无关。
(3)[3]图甲中A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,物体受到的浮力越大,说明物体受到的浮力与液体的密度有关。
(4)[4]物体浸没在水中排开液体的体积与物体的体积大小相等,则物体的体积为
物体的密度为
(5)[5]上述实验过程中,天平依然平衡,说明物体受到的浮力等于其排开液体的重力。
5、(2024年贵州)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA【答案】
【解析】
【详解】由题意知,实心正方体金属块A和B的体积VA6、(2024年贵州)如图甲所示,将两实心正方体金属块A和B(mA=mB,VA【答案】
【解析】
【详解】由题意知,实心正方体金属块A和B的体积VA7、(2024年深圳)思考乐田田同学想要测量质量为6.9g的筷子密度,筷子很长,因此田田将筷子分成高度一样的两部分,中间画上一条横线,把筷子一段浸入量筒中,横线在图甲与水面重合时读出体积V1,取出;然后再把筷子另一段放入水中,横线在图乙与水面重合时读出体积V2。
(1)筷子的体积是_________ cm3,思考乐田田同学通过计算得出密度= _________g/cm3;
(2)这样求出的密度_________(填偏大还是偏小);
(3)请帮助思考乐田田同学思考如何用现有装置来改进实验。_________。
【答案】 ①. 6 ②. 1.15 ③. 偏大 ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]筷子一段浸入量筒中,由图甲可知,体积是44mL,原来水的体积是40mL,筷子一段体积
V1=44mL-40mL=4mL=4cm3
由图乙可知,体积是42mL,原来水的体积是40mL,筷子一段体积
V2=42mL-40mL=2mL=2cm3
筷子的体积是
V=V1+V2=4cm3+2cm3=6cm3
[2]筷子密度
(2)[3]第一次将筷子取出,筷子带出一部分水,水的体积减小,小于40mL,再把筷子另一段放入水中,求筷子的体积时还按照原来水的体积是40mL,得到体积减小,质量不变,由密度的公式可知密度偏大。
(3)[4]将筷子另一段放入水中之前,把量筒中的水补充到40mL刻度处,这样测量的体积比较准确,得到的密度比较准确。
8、(2024年吉林)小明同学在学校复习了“测量盐水的密度”实验,步骤如下:
(1)将天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,向_____________调节平衡螺母,使天平横梁平衡;
(2)先用调好的天平测出烧杯和盐水的总质量为53.8g。然后将烧杯中部分盐水倒入空量筒中,如图甲所示,则倒出盐水的体积为_____________。再用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量,当天平横梁平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则盐水的密度为_____________;
(3)小明同学回家后经过思考,发现利用家中现有器材也能测出盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为,水的密度为,g取10N/kg。步骤如下:
①将金属片固定在空柱形容器底部,测出金属片和柱形容器总质量为100g。将它们放入水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丙所示,则此时金属片和柱形容器排开水的总体积为_____________。测出此时柱形容器露出水面的高度为5cm;
②将金属片和柱形容器从水中取出并擦干,再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丁所示,测出此时柱形容器露出液面高度为5.8cm;
③根据以上信息,可以求出在家配制盐水的密度为_____________。
【答案】 ①. 左 ②. 20 ③. 1.1 ④. 100 ⑤. 1.09
【解析】
【详解】(1)[1]天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端零刻度线处,发现指针指在分度盘中线的右侧,说明天平的右端质量较大,则应向左调节平衡螺母,使天平横梁平衡。
(2)[2]由图甲得,量筒的分度值为1mL,示数为20mL,则倒出盐水的体积为
[3]由图乙得,剩余的烧杯和剩余盐水的总质量为
量筒中盐水的质量为
盐水的密度为
(3)[4][5]小明同学回家后经过思考,发现利用家中现有器材也能测出盐水的密度。已知空柱形容器外部底面积为,水的密度为,g取10N/kg。步骤如下:
①由图得,金属片和柱形容器漂浮在水面上,则金属片和柱形容器受到的浮力金属片和柱形容器的重力,由与得,金属片和柱形容器排开水的质量等于金属片和柱形容器的质量,为100g,由得,此时金属片和柱形容器排开水的总体积为
②依题意得,金属片和柱形容器排开水的总体积比金属金属片和柱形容器排开盐水的总体积多
金属金属片和柱形容器排开盐水的总体积
将金属片和柱形容器从水中取出并擦干,再将它们放入在家配制的盐水中,稳定后处于竖直漂浮状态,如图丁所示,漂浮在盐水表面上,则金属片和柱形容器受到的浮力金属片和柱形容器的重力,由与得,金属片和柱形容器排开盐水的质量等于金属片和柱形容器的质量,金属片和柱形容器受到测出此时柱形容器露出液面高度为5.8cm;由得,金属片和柱形容器排开盐水的质量
在家配制盐水密度为
9、(2024年江苏无锡)制作简易的密度计,器材有:长度为20cm的吸管一根,铁屑、石蜡、小瓶、记号笔、刻度尺、天平。(g取10N/kg)
(1)如图甲所示,用刻度尺和记号笔在吸管上标出长度刻度,用石蜡将标0cm的一端封闭,添加铁屑至管内,使其总质量为10g,能竖直漂浮在液体中;
①当将它放入密度为的水中时,浸入的深度为H。若放入密度为的酒精中,密度计所受的浮力大小为______N,浸入的深度为______H;
②将它放入密度为的不同液体中,浸入的深度h与液体密度之间的关系应符合图乙中______(选填“a”“b”或“c”);
③为使该简易密度计测量水和酒精的密度时,两条刻度线间的距离大一些,利用现有器材,合理的做法是:______。
(2)如图丙所示,在吸管下方安装一个小瓶,将铁屑装入瓶中,制成另一支简易密度计,使其总质量为30g,放入液体后能竖直漂浮,小瓶完全浸没。放入水中,在密度计上标记出水面位置M,密度计排开水的体积为______。从水中取出擦干后,放入待测盐水中,M比液面高2cm。取出密度计擦干,倒出部分铁屑,使其总质量为27g,再放入水中,液面距离M为3cm。则吸管的横截面积为______,盐水的密度为______(保留2位小数)。
【答案】 ①. 0.1 ②. 1.25 ③. a ④. 在管内适当增加铁屑使密度计重力增大 ⑤. 30 ⑥. 1 ⑦. 1.07
【解析】
【详解】(1)①[1]密度计在酒精中漂浮,其受到的浮力等于重力,则浮力为
[2]由于密度计在水中和酒精中均漂浮,在水中和酒精中受到的浮力均等于其重力,则密度计在水中受到的浮力等于其在酒精中受到的浮力,所以有
可得
②[3]密度计在液体中漂浮,则有
可得
当密度计重力,吸管的横截面积一定时,h与ρ液成反比,故a图线符合h随ρ液变化的规律。
③[4]适当增大密度计的重力,则密度计浸入水中的深度增大,即H增大,密度计放入酒精中漂浮时,浸入酒精中的深度为1.25H,也随之增大,则两条刻度线间的距离会变大。
(2)[5]当密度计总质量为30g时,仍能漂浮在水中,则受到的浮力为
由阿基米德原理有
则有
密度计排开水的体积为
[6]与上同理,当密度计质量为27g时,排开水的体积为
此时水面刻度比M低3cm,由此可知吸管的横截面积为
[7]当密度计的质量为30g时,浸入盐水中的深度比M低2cm,由此可知在盐水中浸入的(排开盐水)体积为
由前面分析结论,同理,当密度计在盐水中漂浮时有
则盐水的密度为
10、(2024年内蒙古包头)厨房中某品牌铝箔卷是由长8m、宽30cm、厚0.0015cm的铝箔卷成,小明利用家中的弹簧测力计、食品袋测量该铝箔的密度。(g取10N/kg)
(1)利用弹簧测力计和食品袋测量铝箔卷的重力。
调节弹簧测力计指针到______处,将装有铝箔卷的食品袋挂在测力计下如右图所示,记录数据,图示数据为______N。
(2)计算铝箔的体积。计算结果为______。
(3)依据公式______计算铝箔的密度。计算结果为______(结果保留一位小数)。
(4)上述测量方式会使密度测量结果______(填“偏大”或“偏小”)。原因是______。
【答案】 ①. 零刻度线 ②. 1 ③. 36 ④. ⑤. 2.7 ⑥. 偏大 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1][2]弹簧测力计使用前,要调节弹簧测力计指针到零刻度线处,将装有铝箔卷的食品袋挂在测力计下如图所示,测力计分度值为0.2N,图示数据为1N。
(2)[3]铝箔的体积
V=800cm×30cm×0.0015cm=36
(3)[4]依据公式计算铝箔的密度。
[5]铝箔的质量为
铝箔的密度为
(4)[6][7]因食品袋也有一定的重力,故测量出的铝箔卷的重力变大,导致铝箔卷的质量偏大,根据密度公式可知,会使密度测量结果偏大。
11、(2024年吉林长春)“领先”科创小组利用一个内、外壁均附有刻度尺,厚度均匀的平底柱形玻璃筒进行如下探究:
(1)将玻璃筒放入大烧杯内的水中,玻璃筒竖直漂浮,如图甲所示。测得玻璃筒浸入水中的深度为;
(2)向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟________有关;进一步分析还可说明:液体内部压强跟________有关。当玻璃筒内水柱的高度为h0时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了;
(3)如图乙所示,将一个底部平滑的固体艺术品放在质地均匀的黏土上A处;将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟________有关。当B处与A处凹陷程度相同时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)利用上述方法可粗略测出该艺术品对黏土压强,其表达式为________(用、g及物理量符号表示)。
【答案】 ①. 排开液体体积 ②. 液体深度 ③. 压力大小 ④.
【解析】
【详解】(2)[1]向玻璃筒中缓慢注水,观察到玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,玻璃筒排开水的体积变大,且玻璃筒始终处于漂浮状态,玻璃筒受到的浮力等于玻璃筒的重力,玻璃筒的重力增大,浮力增大,说明:浸在液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
[2]玻璃筒漂浮时,受到的浮力等于玻璃筒底部受到的水的压力,浮力增大,水的压力增大,由得,玻璃筒底部受到的水的压强增大,此时玻璃筒浸入水中的深度逐渐变大,说明液体内部压强跟深度有关。
(3)[3]将玻璃筒从水中取出并将外壁及底擦干,然后放在黏土上B处,继续向玻璃筒中缓慢注水,黏土受到的压力增大,受力面积不变,发现黏土凹陷程度增大,说明压力的作用效果跟压力大小有关。
时,停止注水,发现玻璃筒内水柱的高度增加了;
(4)[4]当玻璃筒内水柱的高度为h0时停止注水,此时玻璃筒仍竖直漂浮,测得玻璃筒浸入水中的深度增加了h2,由浮沉条件得,此时玻璃筒的水的重力为
由浮沉条件得,玻璃筒的重力为
B处与A处凹陷程度相同,说明艺术品对黏土的压强等于玻璃筒对对黏土的压强,此时桶内装的水的高度为
则此时玻璃筒内装入的水的重力为
该艺术品对黏土的压强
12、(2024年黑龙江大庆)密度计是根据“浮在液面上的物体所受浮力等于物体自重的原理”制作的。某学习小组在研究与密度有关的实验时,要自制一个简单的密度计。关于密度计及相关实验,请回答下列问题:
(1)如图甲,在一根一端封闭粗细均匀的玻璃管内放一些小铅粒使管能竖直浮于水中不动,设玻璃管的横截面积为S,管和管内铅粒总质量为m,水的密度为,则玻璃管在水面以下的长度______(用S、m、表示);在玻璃管与水面交接处画上刻线并标记下1.0,代表这个位置对应的液体密度为水的密度的1.0倍。
(2)将这个自制密度计放置于某未知液体中,管竖直且漂浮不动时,如果标记1.0的刻线位于液面上方,距离管与液面交接处为,如图乙所示。则该液体密度与水的密度的比值为_______(用、表示);如果标记1.0的刻线位于液面下方,距离管与液面交接处为(题中未画出),则该液体密度与水的密度的比值为_______(用、表示);
(3)若用上述方法在玻璃管上依次标记0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……的刻线,分别代表液体密度与水的密度的比值,则数值小的刻线在_______(填“上边”或“下边”),刻线分布_______(填“均匀”或“不均匀”);
(4)现用某种密度较大的液体做成一个简易的气压计,当大气压为时,管内外液面高度差为,如图丙所示。现将管竖直向上提升少许,下端管口未露出槽内液面,管内外液面高度差将_______(填“变大”“不变”或“变小”);
(5)将(4)中简易气压计拿到山顶,发现管内外液面高度差为,则山顶的气压为_______(用、、表示)。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 上边 ⑤. 不均匀 ⑥. 不变 ⑦.
【解析】
【详解】(1)[1]玻璃管漂浮,根据浮沉条件,有
根据阿基米德原理
可得此时排开水的体积
(2)[2][3]由题意及图乙可知,此时排开液体的体积
因为自制密度计始终漂浮,浮力不变,根据阿基米德原理可得
如果标记1.0的刻线位于液面下方,则此时排开液体的体积
同理可得
(3)[4][5]由阿基米德原理可知,液体密度越小,玻璃管浸在液体中的体积越大,故数值小的刻度线在水的密度的上边,同时由(2)可知,浸在液体中的深度差和液体密度不成正比,故刻度线分布不均匀。
(4)[6]管内的液柱是由于受到大气压的作用,如果大气压不变,则液柱的高度将保持不变,即管内外液面高度差不变。
(5)[7]由(4)可知,液体的密度
山顶的气压
13、(2024年山西)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
实验思路:
(1)选取体积相同、___________不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为___________N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为___________N,并计算出物体B所受的浮力;
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论:___________。
【答案】 ①. 密度 ②. 1.2 ③. 2.8 ④. 浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关
【解析】
【详解】(1)[1]根据控制变量法的思想,要想探究浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度是否有关,应当选用体积相同,密度不同的物体A和B,然后浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较。
(2)[2]根据称重法,由甲图中可知物体A所受的浮力为
F浮A=F1-F2=3N-1.8N=1.2N
[3]由乙图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,因此物体B在水中受到的拉力为2.8N。
(3)[4]根据称重法,由乙图中可知物体B所受的浮力为
F浮B=F3-F4=4N-2.8N=1.2N
因F浮A=F浮B,可知体积相同而不同密度的物体A和B,浸没在水中时受到的浮力相同,可得出结论:浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关。
14、(2023年黑龙江龙东)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因索”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮=__________N;
(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度__________(选填“无关”或“有关”);
(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与__________和__________有关;
(4)经进一步计算可知物体体积V=__________m3,物体的密度ρ=__________kg/m3。
答案: ①. 0.5 ②. 无关 ③. 液体的密度 ④. 物体排开液体的体积 ⑤. ⑥.
解析:(1)[1]由图A可知物体的重力是2N,由图C可知物体浸没在水中的拉力是1.5N,物体浸没在水中受到的浮力
F浮=G-F3=2N-1.5N=0.5N
(2)[2]由图ACD可知,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力的大小相同,则浮力的大小与深度无关。
(3)[3][4]由图ABC可知,液体密度不变,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力大小不同,说明浮力大小与排开液体的体积有关;由ADE可知,物体排开液体的体积相同,只有液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力大小不同,由此可得:物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关。
(4)[5]物体的体积
[6]物体的密度
15、(2023年吉林)某小组同学做科学探究实验,如图所示:
a.将一个长方体物体(物体不吸水)挂在弹簧测力计下,物体的下表面刚好与水面接触,如图甲所示;
b.移动弹簧测力计使物体向下移动,弹簧测力计的示数如图乙所示;
c.继续移动弹簧测力计使物体再向下移动,物体刚好浸没水中,如图丙所示,此时弹簧测力计的示数为;
(1)图乙中弹簧测力计的示数为______N;
(2)分析测量结果可知,在图丙中物体受到的浮力比在图乙中受到的浮力大______N,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积______;
(3)图乙中液体对容器底的压力为,图丙中液体对容器底的压力为,则______;
(4)该物体的密度为______。
答案: ①. 4.4 ②. 0.4 ③. 有关 ④. ⑤.
解析:(1)[1]图乙中弹簧测力计将1N分为五个小格,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故弹簧测力计的读数为4.4N。
(2)[2]由可知,重力不变,弹簧测力计示数减小的量就是浮力增加的量,即
[3]从乙图到丙图,物体排开液体的体积增加了,所受浮力增大,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[4]乙中物体从一半浸入液体,丙中物体完全浸入液体,所以丙中液体的液面比乙中高,即,由可知,,又由可知,受力面积相等,。
(4)[5]乙图中物体受到的浮力为
设容器底面积为S,将上式展开
代入数值
同理,丙图中物体受到的浮力为
将上式展开
代入数值
将两式联立,解得
16、(2023年甘肃金昌)用透明圆筒制作测量液体密度的密度计。
(1)获取相关数据:
①已知圆筒底面积为S;
②调节天平平衡时,指针指在分度盘中央刻度线的左侧,此时应将平衡螺母向_________移。如图,用调好的天平测得空圆筒质量_________g;向圆筒中倒入适量水,用天平测得圆筒与水的总质量为81.4g,计算得到圆筒内水的体积_________cm3。
(2)制作液体密度计:
待测液体在圆筒上体积为V0的水面处做标记,如图甲所示。倒掉圆筒内的水,倒入待测液体至标记处,使待测液体体积为V0。将圆筒放入水中,圆筒处于漂浮状态,如图乙。测量圆筒浸入水中的深度h,则待测液体密度_________(用m、S、h、V0、ρ水表示)。根据计算结果在圆筒外壁标记刻度线和密度值;
(3)用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,请提出一条改进建议:_________。
答案: ①. 右 ②. 31.4 ③. 50 ④. ⑤. 往容器中加足够多的水
解析:(1)[1]调节天平平衡时,指针偏向分度盘中央刻度线的左侧,应将平衡螺母向右端移动,才能使天平横梁水平平衡。
[2]由图可知,空圆筒质量质量
m=20g+10g+1.4g=31.4g
圆筒内水的质量
[3]圆筒内水的体积
(2)[4]倒入待测液体后,圆筒排开水的体积
圆筒受到的浮力
圆筒处于漂浮状态,圆筒与待测液体的总重力等于浮力
则待测液体密度
(3)[5]用自制密度计测量某种液体密度时,发现圆筒触底无法漂浮,圆筒受到的浮力小于重力,即排开液体的体积太小,则可以往容器中加足量的水。
17、(2023年广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中;
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、___________和分度值;调零时,弹簧测力计应在___________(选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如题图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力,将它缓慢浸入水中,记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图像;___________
(3)分析图像可知:浸没前,h增加,F浮___________;浸没后,h增加,F浮___________;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图像___________(选填“相同”或“不同”);
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料:___________。
答案: ①. 量程 ②. 竖直 ③. 见详解 ④. 变大 ⑤. 不变 ⑥. 不相同 ⑦. 酒精
解析:(1)[1][2]使用弹簧测力计前,应该先观察弹簧测力计的零刻度线、量程和分度值;调零时,应该在竖直方向下拉动弹簧测力计,防止卡壳。
(2)[3]由甲图可得,物块重力G=1.0N,当物块慢慢浸入水中时,在竖直方向上只受竖直向上的拉力,浮力和竖直向下的重力作用,即
当浸入水中深度为2cm时,此时弹簧测力计的示数为0.8N,则浮力为
同理,当深度为4cm和6cm时,浮力分别为0.4N和0.6N;当物块完全浸入水中后,根据
随着浸入水中的深度增加,排开水的体积保持不变,所以浮力大小保持不变,如图所示
(3)[4]分析图像可知,物块浸没前,根据
深度h增加,物块排开水的体积增加,浮力变大。
[5]物块浸没后,根据
深度h增加,物块排开水的体积等于物块的体积,此时排开水的体积保持不变,浮力大小不变。
(4)[6]若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,物块的高度和体积不变,但物块在浸入水中的过程中,排开水的体积增加的速率变小,最后浸没水中时浮力依然会保持不变,故两次实验所得的F浮随h变化的图像会不相同。
(5)[7]若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,只需要增加密度不等于水的液体,重复上述实验,形成对比数据。
18、(2023年湖北随州)实验课上,老师和同学们测量盐水的密度,他们用弹簧测力计、烧杯、水(密度用ρ水表示)、金属块A、盐水以及不吸水的细线等器材完成了图中实验。
(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是_________(选填“①→②”或“②→①”);
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力F=_________N;
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与_________(选填“液体密度”或“金属密度”)有关;
(4)请推导出盐水密度表达式ρ盐水=_________(用F1、F2、F3、ρ水表示)。
答案: ①. ①→② ②. 1. 3 ③. 液体密度 ④.
解析:(1)[1]要测量金属块A浸没在水中的浮力,先测量金属块A的重力,在测量金属块A浸没在水中弹簧测力计的示数,合理的测量顺序是①→②。
(2)[2]计算金属块A浸没在水中的浮力为
F=G-F示= F1-F2=4.5N-3.2N=1.3N
(3)[3]如图所示,改变了金属块A浸没入液体的密度,故金属块A的浮力大小与液体密度有关。
(4)[4]在水中金属块A受到的浮力为
F浮水=F1-F2
在盐水中金属块A受到的浮力为
F浮盐水=F1-F3
因为金属块A都是浸没在两种液体之中,排开液体的体积和金属块A的体积相同,即
VA=V排
根据公式F浮=ρ液gV排可知
则盐水的密度为。
19、(2023年山东烟台)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示:
实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小?______ 。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小?用图中的序号表示 ______ 。
通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系?______ 。
为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作?______ 。
另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么?写出一条即可 ______ 。
答案:和 和 相等 换用不同的液体和物体多次实验 烧杯中的水没有装满
解析:由称重法测浮力可知,要计算出物体所受的浮力需要测出物体的重力和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数,因此由和能够计算出物体所受的浮力;
物体排开液体的重力等于小桶和排开液体的总重力减去空桶的重力,因此由和能够计算出物体排开液体的重力大小;
由称重法测浮力可知,物体所受的浮力:,
物体排开液体的重力:,
则浮力大小与物体排开的液体所受的重力大小相等;
为了使结论具有普遍性,该小组还应该换用不同的液体和物体多次实验;
浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,因此可能是烧杯中的水没有装满,还有可能是物体碰到烧杯壁,导致物体浸在液体中时弹簧测力计的示数变小。
故答案为:和;和;相等;换用不同的液体和物体多次实验;烧杯中的水没有装满。
根据称重法测浮力分析需要测量的物理量,物体排开液体的重力等于小桶和排开液体的总重力减去空桶的重力;
根据称重法测浮力求出物体的受到的浮力,比较计算出的浮力和物体排开液体的重力得出它们之间的关系;
用归纳法得出普遍性的结论,一要选用的样本有代表性,二要数量足够多;
浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,或者由于物体碰到烧杯壁导致用称重法测浮力计算出的浮力不等于物体受到的浮力,据此分析。
本题研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,考查称重法测浮力、数据处理、归纳法的应用和实验误差分析。
20、(2023年江苏苏州)综合实践活动课上,小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,小明先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封;接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H,通过分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8、0.9、1.0、1.1的位置并标上密度值。
使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
(1)O位置处的刻度值为_________;
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度h=_________(用、、H表示);
(3)管壁上标注的4个刻度值,相邻两刻度值之间的距离_________(相等/不相等);
(4)小明突发奇想,将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果_________(偏大/偏小/无变化);
(5)若增加塞入吸管中铁丝的质量,则制作的密度计精确程度将_________。
答案: ①. 1.0 ②. ③. 不相等 ④. 偏大 ⑤. 变高
解析:(1)[1]密度计竖直漂浮在水中时,水面位于图中O处,说明此时密度计在O处显示的密度值应该为水的密度,所以则O处应标为1g/cm3
(2)[2]由题意知密度计漂浮在水面上时,V排=SH,则有F浮=G物,即
当密度计漂浮在密度为ρ液的液体中时,V排液=Sh,则有F浮液=G物,即
可得
解得
(3)[3]由可知,h和ρ液是反比例函数,刻度分布不均匀。
(4)[4]小明把吸管中的细铁丝拿出来,缠绕在吸管的下端,再用这支密度计去测量液体的密度,此时排开液体的体积不变,因吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铜丝的体积,所以,吸管排开液体的体积减小,会上浮一些,测得的密度值偏大,即测出的同一液体密度值偏大。
(5)[5]为了使测量结果更准确,使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,增加塞入吸管中铁丝的质量,从而获得更大的重力,即浮力更大,排开体积更大,由V=sh可知,S不变,即可使h变大,据此设计精确程度更高。
21、(2023年天津)在学习“阿基米德原理”时,可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究;请你完成下列任务:
【实验探究】
通过下图所示的实验,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,由实验可得结论______________,这就是阿基米德原理;
【理论探究】
第一步:建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究,如下图所示;
第二步:理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理;
请你写出推导过程,提示:推导过程中所用物理量需要设定(可在下图中标出);____
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为的柱形平底薄壁容器,内装质量为m的液体;现将一个底面积为的金属圆柱体放入液体中,圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没(与容器底接触但不密合),整个过程液体未溢出;金属圆柱体静止时所受浮力______。
答案: ①. ②. 见解析 ③.
解析:[1]由图中实验数据可得,F甲-F乙=F丙-F丁,即物体受到的浮力等于排开液体的重力,即。
[2]设长方体的底面积为S、高为h,液体密度为,长方体上、下表面所处的深度及受力情况,如下图所示:
由于同种液体中,深度越深,液体的压强越大,长方体的上下面表面积相同,由可得,液体对长方体向上的压力大于液体对它向下的压力,两者之差即为浮力
[3]由阿基米德原理可得,金属圆柱体静止时所受浮力
22、(2023年江西)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_________N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为_________N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状_________;
【交流】
(3)本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为_________;
(4)第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小_________(选填“变大”“变小”或“不变”),说明浮力大小与_________无关;
(5)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?_________
答案: 4 (1)2 (2) 无关 (3) 控制变量法 (4) 不变 深度 (5)能
解析由图a可知,弹簧测力计的所示是4N,所以橡皮泥的重力为4N。
(1)由图b可知,弹簧测力计的示数是2N,橡皮泥受到的浮力
F浮=G-Fb=4N-2N=2N
(2)由实验现象可知,同一块橡皮泥捏成不同形状物体浸没在水中,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知浮力相同,说明浮力的大小与物体的形状无关。
(3)探究浮力的大小与物体的形状的关系,保持其它因素都相同,只改变物体的形状,用到控制变量法。
(4)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知浮力大小不变,说明浮力大小与深度无关。
(5)用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮筋的长度,比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而比较浮力的大小,能完成本实验的探究。
23、(2023年贵州)探究“浮力大小与哪些因素有关”实验中,某小组同学做了如下猜想:
A.浮力大小与物体浸入液体中的体积有关:
B.浮力大小与液体的密度有关:
(1)为了探究猜想A,同学们进行了如下实验:
①使用弹簧测力计测重力前,应对弹簧测力计在___________方向上进行校零;
②校零后,将物体挂在弹簧测力计挂钩上,示数稳定时如图A所示,则物体的重力为___________N;
③如图B,使物体的一部分浸入水中,示数稳定后,读出弹簧测力计此时的示数为2.2N,则此时物体受到的浮力为___________N;
④继续增大物体浸入水中体积,直至刚好浸没在水中,观察到弹簧测力计的示数逐渐减小;
⑤根据以上实验数据可得出结论:液体密度相同时,物体浸入液体的体积越大,受到的浮力___________;
(2)在探究猜想B时,同学们在图C中加入浓盐水,发现弹簧测力计示数减小,同学们因此得出结论:浮力的大小与液体的密度有关,浸入液体中的体积相同时,液体密度越大,浮力就越大,从实验的过程分析,这个结论可靠吗?___________,理由___________。
答案: (1)竖直 2.7 0.5 (2) 越大 不可靠 不能保证物体浸入液体的体积相同
解析:(1)①[1]由二力平衡可知,使用弹簧测力计测物体的重力时,物体所受重力与弹簧测力计的拉力大小相等,方向相反,重力的方向竖直向下,弹簧测力计的拉力竖直向上,故在使用弹簧测力计测重力之前,应对弹簧测力计在竖直方向上进行校零。
②[2]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的示数为2.7N,则物体的重力为2.7N。
③[3]由②中可知,物体的重力为G=2.7N,当物体的一部分浸入水中后,此时弹簧测力计的拉力为F=2.2N,则由排水法可知,此时物体所受浮力为
F浮=G-F=2.7N-2.2N=0.5N
⑤继续增大物体浸入水中的体积,直至刚好浸没在水中,此过程中物体浸入液体的体积逐渐增大,弹簧测力计的拉力逐渐减小,而物体的重力不变,则由排水法可知,物体所受浮力逐渐增大,故可得出结论:液体密度相同时,物体浸入液体的体积越大,受到的浮力越大。
(2)要探究浮力大小与液体密度的关系,应保持物体浸入液体中的体积相同,由图A中可知,物体的重力为G=2.7N,由图C中可知,物体完全浸没在水中时弹簧测力计的拉力为F′=1.7N,故此时物体所受浮力为
F0=G-F′=2.7N-1.7N=1.0N
由F浮=ρ液gV排可知,物体的体积为
则该物体的密度为
故可知该物体密度等于水的密度,而在图C中加入浓盐水后,液体的密度逐渐增大,此时液体密度大于物体密度,由物体的浮沉条件可知,此时物体会上浮,使得物体浸入液体中的体积减小,故可知该结论不可靠,理由是不能保证物体浸入液体中的体积相同。
24、(2023年江苏连云港)“铜壶滴漏”是中国古代的计时工具,距今700多年。如图所示,它上面有三个壶,分别是日壶、月壶和星壶,也叫送水壶,最下面的寿壶也叫受水壶。日、月、星壶侧面底部都有一个龙头形滴水口,壶盖上开有一个进水孔,小水滴从日壶滴进月壶,再从月壶滴进星壶,最后进入受水壶。受水壶装有两个重要部件:一个是竖立在壶盖正中的铜尺,上有时辰刻度,从下到上分别为:子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥。每个时辰是两个小时,其中子时代表23:00~1:00,丑时代表1:00~3: 00……以此类推;另一个是浮箭,由小木块上连接一把木尺组成,随着受水壶里水量的增加,浮箭自然同步上升。观看浮箭顶端指示的铜尺刻度,就可以知晓当时、当地的时间了。请根据以上信息并结合所学知识,回答下面问题:
(1)如图是14∶00浮箭顶端指示的部分铜尺位置的示意图,其中正确的是_________。
(2)若浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为,则G_________(选填“>”“=”或“<”)。随着受水壶水位的升高,浮箭下部小木块浸没在水中的深度________,受水壶壶底受到水的压强________。若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量_________。
答案: (1) C (2) = 不变 变大 浮箭上升的高度
解析:(1)分析可知,14:00在13:00~15:00之间,为未时,所以浮箭指向未。故ABD错误,C正确。
故选C。
(2)浮箭漂浮,处于二力平衡状态,浮箭的重力为G,在受水壶中所受的浮力为F浮,则G=F浮。
随着受水壶水位的升高,浮箭也跟着上升,浮力不变,故浮箭下部小木块浸没在水中的深度不变,受水壶壶底受到水的压强变大。
若想测量1个时辰浮力对浮箭做的功,还需要测量浮箭上升的高度。
25、(2023年四川重庆B卷)小莉在“悟理创新实验”社团活动中,看见如图甲的双探头压强计,该装置一次测量可采集多个数据,激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
(1)U形管A、B中装入同种液体,小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计______(选填“漏气”或“不漏气”);
(2)如图甲,小莉先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:高度差
序号 液体种类 探头C深度 高度差格 探头D深度h 高度差格
1 水 3 6 5 10
2 水 4 8 6 12
3 硫酸铜溶液 3 9 5 15
4 硫酸铜溶液 4 12 6 18
①分析表中______(填序号)两次数据可知:同种液体中,深度越深,压强越大;
②分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体______越大,压强越大;
③根据表中数据,小莉估算出硫酸铜溶液的密度为______;
(3)①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材(细金属管与浮筒相通),她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,感受到细金属管对手的作用力越来越______;浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其表面橡皮膜形变更明显,从而分析出______产生的原因;
(4)让浮筒浸没后继续下降,浮筒受到的浮力将______。
答案: (1)不漏气 (2)12 密度 1.5 (3) 大 液体压强与深度有关 (4)不变
解析:(1)U形管A、B中装入同种液体,小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度,U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定,说明压强计不漏气,若漏气,按压橡皮膜时,U形管两边不会出现液面高度差。
(2)如图甲,小莉先在装水的容器中进行实验:然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进行实验,记录实验数据如下表:高度差
分析表中12或34两次数据可知:同种液体中,深度越深,U形管两边液面高度差越大,压强越大
分析表中1、3(或2、4)数据可知:深度相同时,液体密度越大,U形管两边液面高度差越大,压强越大。
[根据表中13数据与得

由两式相除得

(3)她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动,水深度越深,压强越大,浮筒受到水的压力越来越大,因此会感受到细金属管对手的作用力越来越大。
浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其表面橡皮膜形变更明显,说明同种液体,深度越深,压强越大。
让浮筒浸没后继续下降,浮筒受到的浮力,浮筒排开液体体积不变,受到的浮力将不变。
26、(2022辽宁营口)酒精消毒液已成为居家必备用品。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
(1)将天平放在___________上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向___________调节平衡螺母直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78g;
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内消毒液的体积为___________cm3;
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示,则其质量为___________g;
④消毒液的密度为___________g/cm3。
(3)小强测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度;
①如图A所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图B所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③___________,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木=___________(用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小强发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2g,则测得的木块密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
答案: (1)水平台面 左 (2)40 44 0.85 (3) 用细钢针将木块压入水中,使其浸没 不变
解析:
(1)天平使用时应放在水平台面上。
(2)由图甲可知,指针向右偏,应向左调节平衡螺母直至天平平衡。
由图乙可知,量筒内消毒液的凹液面与40ml刻度平齐,故量筒内消毒液的体积为40cm3。
由图丙可知,右盘内的砝码为40g,游码示数为4g,故烧杯和剩余消毒液的质量为
倒入量筒中的消毒液的质量为
消毒液的密度为
(3)为了测出木块的体积,需用细钢针将木块完全压入水中,使其浸没。
浸没后木块受到的浮力为
可得木块的体积为
木块的质量为
木块的密度为
由密度表达式可知,每次测量结果都偏大2g,测量结果之差保持不变,故测得的木块密度不变。
27、(2022广东深圳)小红在游玩时见了一些石头,拿了其中一块来做实验。
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,平衡螺母应向___________(选填“左”或“右”)调,直至平衡;
(2)如图乙,小石头的质量为___________g,可求得小石块的密度为___________g/cm3;
(3)砝码磨损,按照以上步骤,测得小石块密度___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)若使用弹簧测力计测量石头密度,如图:
___________(水的密度为,用已知物理量符号表示)。
答案: (1) 右 (2) 89 8.9 (3) 偏大 (4)
解析:
(1)天平放在水平桌面上指针如甲图所示,指针偏左,说明左侧质量更大,因此应该将平衡螺母向右调,直至天平平衡。
(2)如图乙所示,小石头的质量为砝码质量加上游码示数,标尺上每一小格代表0.2g,故石块质量为
石块体积为
故石头密度
(3)砝码磨损,则测量的质量比实际质量更大,根据可知,体积不变时,所测密度偏大。
(4)石头浸没在水中所受浮力为
根据阿基米德原理可知,石头的体积为
石头质量为
则石头密度为
28、(2022山东枣庄)小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为、、、,物体受到的浮力______;
(2)小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究,实验数据如下表:
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力 空桶重 桶与排开水的总重 排开水重
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
分析表中物体a、b的实验数据,小李得出的结论是:______;
(3)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的原因:______;
(4)小张利用身边的器材对小李的实验进行改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图(b)所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______,弹簧测力计B的示数逐渐______,若弹簧测力计A的示数变化量为,弹簧测力计B的示数变化量为,则它们的大小关系是______(选填“>”、“=”或“<”);
(5)针对两种实验方案,小张实验装置的优点是______(填答案标号)。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
答案: (1) (2) 物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力(或) (3) 将物体c浸入水中之前,溢水杯没有加满水 (4) 变小 变大 = (5)B
解析:
(1)实验步骤如图(a)所示,甲、丙中的弹簧测力计的示数分别为、,甲中的弹簧测力计的示数即为物体的重力大小,由称重法测浮力,物体受到的浮力
分析表中物体a、b的实验数据可知
F浮1=0.5N=G排1=0.5N
F浮2=06N=G排2=0.6N
小李得出的结论是:物体浸在液体(或水)中所受浮力大小等于它排开液体(或水)所受的重力。
(3)排除各种测量误差因素的影响,将物体c浸入水中之前,若溢水杯中没有装满水,则实际溢出水的体积小于应排出水的实际体积,则会导致物体排开液体受到的重力小于物体受到的浮力。
(4)逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法测浮力
F浮=G-F′
可知弹簧测力计A的示数逐渐变小;而重物排开水的体积越大时,薄塑料杯内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数逐渐越大,薄塑料杯的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等,即它们的大小关系是
(5)A.由称重法测浮力可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A不符合题意;
B.薄塑料杯不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故B符合题意。
故选B。
29、(2022贵州毕节)(6分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小丽将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中,实验过程和对应的实验数据如图甲、乙、丙、丁、戊所示。
(1)由图甲、丙可知,物体浸没在水中时,受到的浮力为  1.0 N。
(2)分析图甲、乙、丙可知物体所受浮力大小与  排开液体 (填“排开液体”或“物体”)的体积有关。
(3)分析图  丙、丁、戊 可知,物体所受浮力与它浸没在水中的深度无关。
分析:(1)利用称重法F浮=G﹣F求出物体浸没在水中时,受到的浮力;
(2)根据控制变量法和F浮=G﹣F,来判断浮力大小的影响因素;
(3)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,分析图示实验,然后答题。
解析:(1)如图甲知,物体重G=2.7N,
如图丙知,物体浸没在水中,弹簧测力计的示数为F=1.7N,
则物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1.0N;
(2)物体的体积、重力不变,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,由F浮=G﹣F知,浮力越大,所以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)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁、戊所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,因此可以选用图丙、丁、戊所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
故答案为:(1)1.0;(2)排开液体;(3)丙、丁、戊。
本题是探究影响浮力大小因素实验,主要考查利用称重法计算浮力和利用控制变量法分析浮力大小的影响因素,应用控制变量法是正确解题的关键。
30、(2022湖北江汉油田潜江 天门 仙桃)如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图A所示,可知圆柱体重___________N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为___________N;
(2)分析C步骤与___________步骤(填字母)的数据,可以验证猜想a是错误的;
(3)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是___________;
(4)写出能够支持猜想b的一个生活现象:___________;
(5)该圆柱体的密度为___________kg/m3。
答案: (1)2.4 0.4 (2) D (3)没有控制排开液体的体积相同 (4) 船载货越多,吃水越深,受到浮力越大 (5)
解析:
(1)当测力计静止时,测力计的示数等于圆柱体的重力,由A步骤可知,测力计的分度值为0.2N,所以圆柱体的重力G =2.4N。
由B步骤中可知,测力计示数F=2N,根据称重法可知,圆柱体受到水的浮力为
F浮=G-F=2.4N-2N=0.4N
(2)为了验证猜想a是否正确,需将圆柱体浸没在液体中的深度不同,比较测力计示数即可。所以分析C步骤与D步骤,都浸没在同种液体中,浸入的深度不同,但测力计示数相等,根据称重法可知,圆柱体受到水的浮力相等,说明猜想a是错误的。
(3)要探究浮力的大小与液体密度的关系,需控制圆柱体排开液体的体积相同,而改变液体的密度。B步骤与E步骤中,虽然浸入的液体密度不同,但圆柱体排开液体的体积不同,所以不能得出浮力的大小与液体密度的关系。
(4)浮力大小与物体排开液体的体积有关的例子很多,如:船载货越多,吃水越深,受到浮力越大;人从浅水区走向深水区,人感觉越来越轻等。
(5)由步骤A、D可知,圆柱体受到水的浮力为
F浮′=ρ水gV排=G-F1′=2.4N-1.4N=1N
所以圆柱体的体积为
圆柱体的质量为
所以圆柱体的密度为
31、(2022北京) 小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1) 以下是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
①将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录;
②在烧杯中装入适量的水,___________,静止时记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
③___________,静止时记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录;
④用公式___________计算金属块所受浮力、并记录。
(2) 由水的深度变化时,___________(选填“=”或“≠”),就可以证明这种观点是错误的。
答案: (1)将金属块浸没在水中且不接触烧杯 向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯 (2) =
解析:
(1)为探究浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度关系,步骤②③中金属块都应浸没在水中,只是前后两次浸没在水中的深度不同,所以步骤②在烧杯中装入适量的水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,记录弹簧测力计的示数F1,用刻度尺测量烧杯中水的深度h1,根据称重法可知,此时浮力为
步骤③向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯,改变金属块浸没在水中的深度,记录弹簧测力计的示数F2,用刻度尺测量烧杯中水的深度h2,根据称重法可知,此时浮力为
(2)由可知,金属块浸没在水中的不同深度时,金属块受到的浮力相同,说明浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度无关,故可证明题干中“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的。
32、(2022江苏泰州) 如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为______N;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到______由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为______N;
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是为了控制______相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是______;
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
答案: (1)1.8 (2) 水面上升 (3) 0.8 (4)排开液体的体积相同 D
解析:
(1)如图甲,没有浸入水中,利用悬挂法测量物体的重力,此时重力为1.8N。
(2)图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,观察到烧杯内水面在上升,排开水的体积慢慢变大。
(3)如图乙和丙,液体是水,而且都浸没,故浮力的的大小不变,故浮力的大小为
(4)小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,浸没后,物体排开液体的体积等于物体的体积,都是浸没在液体中,排开液体的体积相同。
A.换用体积更大同种物块,浮力比较大,弹簧测力计示数变化明显,故A不符合题意;
B.换用密度比水小得多的液体,浮力变化比较大,故B不符合题意;
C.换用精确程度更高的测力计,微量的浮力变化就可以测量出来,故也是可行,故C不符合题意;
D.利用现有器材进行多次实验,浮力的大小不变,两次浮力的变化不明显,故不可行,故D符合题意。
故选D。
33、(2022内蒙古包头)兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在_______位置。
(2)实验中所用物块的重力为_______N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为________N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小________。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5>F3,说明物块受到的浮力大小与_______有关。换用酒精再次实验的目的是_______(填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
答案: (1) 零刻度线 (2) 4 (3)偏小 (4) 1 相等 (5) 液体密度(液体种类) 寻找普遍规律
解析:
(1)使用弹簧测力计前,要先看测力计的指针是否指0,不指示零刻线,要将指针调在零刻度线的位置。
(2)由甲图可知,左侧弹簧测力计的示数为4N,实验中所用物块的重力弹簧测力计的示数,等于为4N。
(3)溢水杯中未装满水,当物块浸入时,水先要充满溢水杯才会溢出,这样溢出的水的体积小于物块浸入液体的体积,实验会使测得的溢出水的重力偏小。
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中, 如图乙所示,物块受到的浮力为
[5]它排开水所受的重力大小
物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小相等。
(5)[6]将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,由于酒精的密度小于水的密度,会发现 ,即物块在酒精中受到的浮力变小,说明物块受到的浮力大小与液体的密度有关。
[7]换用酒精再次实验的目的是多次测量寻找浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力之间的普遍规律,避免只用一种液体实验得到结论的偶然性。
34、(2022齐齐哈尔) 某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸没在液体中的深度有关;
②与物体排开液体的体积有关;
③与液体的密度有关。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水()
小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是___________N;金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是___________N;
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析三个实验步骤___________(填字号)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;分析实验步骤a、d、e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___________;
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将___________(选填“偏大”或“偏小”);
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为___________m3。盐水的密度为___________。
答案: (1) 2 2.2 (2)无关 a,b、c 越大 (3)偏大 (4)
解析:
(1)[1]由图a可知,物体的重力G=4.8N,图c或图d中弹簧测力计示数F1=2.8N,由称重法可得,图c或d中浮力的大小为
[2]在图e中弹簧测力计示数F2=2.6N,由称重法可得,图e中浮力的大小为
(2)[3]分析实验步骤a、c、d可知,浸没在同种液体中,深度不同,物体所受浮力大小相等,所以物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[4]由图a和图b可得,在图b中的浮力
分析三个实验步骤a,b、c(或a、b、d)可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
[5]由图a和图e可得,在图e中的浮力
分析实验步骤a、d、e可知,在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(3)[6]若先完成步骤c,再完成步骤a时,金属块上沾水,导致称得金属块重力偏大,根据称重法,则测得的浮力将偏大。
(4)[7]由阿基米德原理可得
因为浸没所以金属块的体积等于排开开水的体积。解得
[8]由阿基米德原理可得
解得盐水的密度为
35、(2022吉林)某小组同学在做科学探究实验,如图所示:
a.将一个长方体物体(物体不吸水)挂在弹簧测力计下,物体的下表面刚好与水面接触,如图甲所示;
b.移动弹簧测力计使物体向下移动4cm ,弹簧测力计的示数如图乙所示;
c.继续移动弹簧测力计使物体再向下移动 4cm,物体刚好浸没水中,如图丙所示,此时弹簧测力计的示数为 ;
(1)图乙中弹簧测力计的示数为______N;
(2)分析测量结果可知,在图丙中物体受到的浮力比在图乙中受到的浮力大______N,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积______;
(3)图乙中液体对容器底的压力为 ,图丙中液体对容器底的压力为 ,则 ______ ;
(4)该物体的密度为______ 。
答案: (1)4.4 (2) 0.4 有关 (3) (4)
解析:
(1)图乙中弹簧测力计将1N分为五个小格,所以弹簧测力计的分度值为0.2N,故弹簧测力计的读数为4.4N。
(2)由 可知,重力不变,弹簧测力计示数减小的量就是浮力增加的量,即
从乙图到丙图,物体排开液体的体积增加了,所受浮力增大,由此说明,物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)乙中物体从一半浸入液体,丙中物体完全浸入液体,所以丙中液体的液面比乙中高,即 ,由 可知, ,又由 可知,受力面积相等, 。
(4)乙图中物体受到的浮力为
设容器底面积为S,将上式展开
代入数值
同理,丙图中物体受到的浮力为
将上式展开
代入数值
将两式联立,解得
36、(2022湖北十堰)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想:
A.可能与液体密度有关
B.可能与物体浸在液体中的体积有关
C.可能与物体密度有关
D.可能与物体浸没在液体中的深度有关
他们领取的实验器材有:柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(适量)、细线(体积忽略不计)。
(1)只用这些器材,可以验证上述猜想中的B和 _____(选填字母序号)是否正确。
(2)如图是探究猜想B的实验过程,将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时,弹簧测力计示数为F1;将铁块部分浸入水中时,弹簧测力计示数为F2,此时铁块受到的浮力大小表达式为F浮=_____(用题中物理量符号表示)。将铁块浸没在水中时,弹簧测力计示数为F3,则F2_____F3(选填“大于”、“小于”或“等于”)。分析比较F1、F2、F3的大小与浮力的关系,可以得到结论:铁块浸在水中的体积越大,受到的浮力越大。
答案: D F1﹣F2 大于
解析:
(1)实验中除了水以外,没有其他液体,不能探究浮力与液体密度的关系,只有一个物体,也不能探究浮力与物体密度的关系,可以通过改变物体在水中不同深度来探究浮力大小与物体浸没在水中的深度的关系。
(2)根据称重法可知:F浮=F1﹣F2。
铁块浸没在水中时,排开水的体积越大,受到的浮力越大,弹簧测力计的示数变小,所以F2>F3。
37、(2022湖南邵阳) 小军同学在做“探究影响浮力大小因素”的实验时,他用弹簧测力计悬挂一个实心金属块,分别在下列四种情况下保持静止(如图所示)。请你帮助小军同学完成以下问题:
(1)乙图中金属块所受浮力为______N;
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得出结论:浮力的大小与______有关;
(3)比较______三幅图可得出结论:浮力的大小与物体没在液体中的体积有关。
答案: 0.4 液体的密度 甲乙丙
解析:(1)由图甲所示,物体重力为2.7N,如图乙所示,弹簧测力计示数为2.3N,物体所受浮力为
(2)比较甲、丙、丁三幅图可得,物体排开液体中体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同,可得图丙中浮力为
图丁中浮力
根据控制变量法可得结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)要得结论:浮力的大小与物体没在液体中的体积有关,根据控制变量法,需控制液体密度相同,使物体没在液体中体积改变,故应比较图甲乙丙。
38、(2022天津) 小芳发现家中的一串珍珠项链能沉在水底,乐于探索的她想测量这串项链的密度。受到“曹冲称象”故事的启发,她利用如图所示的器材和足量的水(含取水工具,水的密度为ρ0)进行实验,实验步骤如下:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;
②将项链浸没在量筒的水中,记下体积V2;
请你帮小芳完成实验。要求:
(1)写出步骤②之后的实验步骤和需要测量的物理量______;
(2)写出珍珠项链密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)______。
答案: ①. 见解析 ②.
解析:(1)往大水槽中加入适量的水,使装有项链的小桶漂浮在水槽的水面上,并记下水面在小桶上的位置;
④取出项链,往小桶中加水使桶外水面到达所记位置,用量筒测出桶中水的体积。
(2)由步骤③④可知,项链的质量等于取出项链后向小筒中加的水的质量
m=ρ0V3
由步骤①②可知,项链的体积
V=V2-V1
项链的密度
39、(2022新疆)如图所示为“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
实验过程如下:先将盛有盐水的容器放在电子秤上,然后用手提着系有细线的圆柱体将其缓缓的浸入盐水中(盐水足够深),同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m,记录数据如下表所示。已知圆柱体的高度为15cm,当h=8cm时,用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.2N。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 ……
m/kg 2.000 2.040 2.080 2.120 2.160 2.200 2.240 ……
(1)实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐___________(填“增大”或“减小”);
(2)当h=8cm时,圆柱体受到的浮力大小为___________(填“21.6”或“1.6”)N。分析表中数据可知:圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水的体积成___________比;
(3)圆柱体密度与盐水的密度之比为___________。
答案: (1)减小 (2) 1.6 正 (3)
解析:(1)实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,则说明圆柱体下表面所处的深度h增大,圆柱体排开液体的体积增大,故浮力增大,圆柱体受到了重力和拉力和浮力,细绳对圆柱体的拉力为
浮力慢慢变大,故绳子对圆柱体的拉力减小。
(2)当h=8cm时,电子秤显示的相应的质量2.16kg,对比h为0cm,弹簧秤显示的示数为2kg,故增加了的质量为
则电子秤增加的压力为
将水当成一个整体,这个整体受到了圆柱体对其的压力为1.6N,而水对圆柱体的力也是1.6N,而水对圆柱体的力是浮力,故浮力的大小为1.6N。
[3]分析表中数据可知,没有浸没前,电子秤增加的示数是圆柱体下表面所处的深度的两倍,底面积固定,则电子秤增加的示数与圆柱体的排开液体的体积成正比,而电子秤增加的压力即为浮力,故圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水的体积成正比。
(3)当h=8cm时,圆柱体所受的浮力为1.6N,此时用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.2N,则圆柱体的重力为
设圆柱体的底面积为S,则圆柱体的密度为
当h=8cm时,圆柱体所受的浮力为1.6N,则盐水的密度为
圆柱体的密度与盐水的密度之比为
40、(2022四川德阳)某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是  丙、甲、丁、乙 。
(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为  2.8×103 kg/m3(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。
(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮 = G排(选填“>”“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性。
(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强  一直不变 (选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。
(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图  丁 步骤中可不使用弹簧测力计。
(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮 > G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”“<”或“=”)
答案:(1)丙、甲、丁、乙;(2)2.8×103;(3)=;(4)一直不变;(5)丁;(6)>。
解析:
(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力.因此,最合理的顺序应为:丙、甲、丁、乙;
(2)由甲、丁根据称重法,石块浸没在水中受到的浮力大小为:
F浮=G﹣F=2.8N﹣1.8N=1N;
根据G=mg,物体的质量为:
m==0.28kg;
根据阿基米德原理,物体的体积:
V=V排===1×10﹣4m3;
石块的密度为:
ρ===2.8×103kg/m3;
(3)因G乙﹣G丙=2N﹣1N=1N,F浮=1N;
由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力;
(4)小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变;
(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,此物体会漂浮在液面上,物体受到的浮力等于物体的重力,则图丁步骤中可不使用弹簧测力计;
(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,则G排偏小,实验时认为G排=G溢,因而他会得出F浮>G排的结论。
41、(2023湖南常德)小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 _____N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 ___________有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 _________有关;
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 _______(选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为 _____cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
答案: ①. 1 ②. 排开液体体积 ③. 液体密度 ④. 变大 ⑤. 4
解析:(1)[1]由图A可知,金属块的重力G=4N,由图D可知金属块浸没时弹簧测力计的示数F′=3N,则金属块浸没在水中所受的浮力
F浮=G-F′=4N-3N=1N
(2)[2]由A、B、C、D四个图可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)[3]由A、D、E三图可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)①[4]如图2,小明将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,当小明逐渐调高升降台,重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,所以弹簧测力计甲的示数F′=G﹣F浮变小。又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数变大。
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计甲示数的变化量和弹簧测力计乙的示数变化量相等,从而证明了F浮=G排;
②[5]因平台又上升后,由于物体受浮力,弹簧测力计示数会减小,且弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm,所以,设物体静止时弹簧缩短了hcm,此时物体浸入水中的深度为(6﹣h)cm,弹簧测力计示数为

F=G﹣2N/cm×h
此时弹簧测力计拉力、浮力与物体重力平衡,所以
F+F浮=G

(10N﹣2N/cm×h)+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×(6﹣h)×10﹣6m3=10N
解得h=2cm;所以重物浸入深度为
6cm﹣2cm=4cm
42、(2023年山东潍坊)小明利用实验室器材测量两块大小和材质均不相同的石块的密度。
(1)天平调平衡后,在测量小石块质量时,往右盘加减砝码过程中,加入最小砝码后,天平指针位置如图甲(一)所示,将最小砝码取出,指针位置如图甲(二)所示,接下来正确的操作是____________,直至指针对准分度盘中央刻度线,此时天平如图乙所示,则小石块的质量是______g;
(2)用细线系住小石块放入盛水的量筒中,量筒前后液面变化如图丙所示,则小石块的密度为______;
(3)小明发现利用天平和量筒无法完成大石块密度的测量,经思考后,进行了如下实验操作;
①将杠杆调节水平平衡后,在两侧各挂大石块和弹簧测力计,竖直拉动测力计使杠杆水平平衡,如图丁所示,记录此时弹簧测力计示数为;
②将石块浸没于盛水的烧杯中,竖直拉动测力计使杠杆再次水平平衡,如图戊所示,记录此时弹簧测力计示数为;
③已知水的密度为,计算大石块的密度______(用、、表示)。
答案: ①. 向右移动游码,使天平横梁重新在水平位置平衡 ②. 54.4
③. 2.72 ④.
解析:(1)[1]用天平测量物体质量时,物体放在天平的左盘,向右盘从大到小增加砝码,当加最小砝码时,天平指针指在分度盘中央刻度线的右侧,说明天平右盘砝码质量大,此时要取下最小砝码,向右移动游码,使天平横梁重新在水平位置平衡。
[2]由图可知,天平游码分度值为0.2g,由于物体的质量等于砝码质量和游码对应刻度值之和,即小石块的质量为
(2)[3]由题意知,矿石的体积等于矿石浸没水前后,水面对应刻度值的差,即
根据密度公式可得,小石块的密度为
(3)[4]石头的质量较大,超过弹簧测力计的量程。由图丁知,杠杆此时为平衡状态,根据由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
可得,石块所受重力
则石块的质量为
由图戊知,动力臂与阻力臂不变,石块对杠杆的拉力为
由杠杆平衡条件可得

可得
因为石块浸没在烧杯的水中,由F浮=ρ水gV排可得石块的体积为
由可得,石块密度为
43、(2023年甘肃兰州)小刚游泳时发现,人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确,他设计并完成了如图甲所示的实验,并将详细的实验数据记录在表格中。
物块下表面所处深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
弹簧测力计示数F/N 4.6 4.2 3.8 3.4 3.0 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2
物块所受浮力F浮/N 0 0.4 0.8 1.6 2.0 2.4 2.4 2.4 2.4
(1)表格中所缺数据为___________,请在图乙中画出浮力大小F浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像___________;
(2)分析上述实验,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大?___________。;
(3)由图B和表中数据可知,物块下表面受到水的压强为___________Pa);
(4)为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关,他应该采取的操作是:___________。
答案: ①. 1.2 ②. ③. 见解析 ④. 300 ⑤. 见解析
解析:(1)[1]由表中数据可知,深度为零时,弹簧测力计的示数是4.6N,物体的重力G=4.6N,当物块下表面深度是3cm时,弹簧测力计的示数是3.4N,物块受到的浮力
F浮=G-F=4.6N-3.4N=1.2N
[2]由表中数据,利用描点法画出浮力和物块下表面深度的关系图像,如图所示:
(2)[3]由表中数据可知,物块没有全部浸入液体中,物块下表面深度越大,即排开液体的体积越大,受到的浮力越大,人从浅水区走向深水区时,人排开水的体积在增大,人受到的浮力增大。
(3)[4]图B中弹簧测力计的示数是3.4N,由表中数据可知物块下表面的深度是3cm,物块下表面受到水的压强为
(4)[5]若要探究物块所受浮力大小是否与液体密度有关,需改变液体的密度,要增加的器材是盐水,可将物块完全浸没在装有盐水的杯中,观察弹簧测力计的示数,与图D比较得出结论。
44、(2020辽宁朝阳)在“研究液体内部的压强”的实验中,小红选用液体压强计和两个透明圆柱状的容器,分别盛适量的水和盐水进行实验,操作过程如图甲所示。
(1)“小红将压强计的探头插入水中后, 发现探头看上去变大了,这是因为容器和水的共同作用相当于_______,起到了放大的作用。
(2)通过比较A、 B、C三个图可以得出的结论是:在同种液体的内部,_____________。
(3)小红比较 C、D两个图得出液体压强和液体密度有关的结论,小明认为这样比较得出结论是不正确的,他的理由是:_______________。
(4)小明利用量筒和一个带胶塞的小瓶, 测量出矿石的密度,如图乙,实验过程如下:
①用量筒量取适量的水,读出体积为V0;
②将小瓶放入量筒内,小瓶漂浮在水面上,读出体积为V1;
③将适量的矿
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