2025年中考物理复习提升训练:浮力实验题(有答案)

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名称 2025年中考物理复习提升训练:浮力实验题(有答案)
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科目 物理
更新时间 2025-03-02 23:32:35

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2025年中考物理复习提升训练:浮力实验题
1.如图所示是认识浮力的探究实验。
(1)将物体悬挂在弹簧测力计下,如图甲所示,物重G= N。
(2)当用手向上托物体时,如图乙所示,手对物体向上的托力F= N。
(3)当物体浸入水中后,如图丙所示。将图丙中实验与图甲、乙对照,说明水对物体也有向上的托力,即浮力。水对物体的浮力F浮= N。
2.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿 方向将弹簧测力计调零;
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是 N;
(3)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法 (选填“正确”或“不正确”),理由是 ;
(4)由 两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
3.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,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 ;(g取10N/kg)
(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.某实验小组按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用 分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 N;
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由 (填字母代号)两个步骤测出;
(3)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 排开水所受的重力(选填“大于”“等于”或“小于”);
(4)若溢水杯的水没有装满,则会导致本实验测量的F浮 G排(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
5.小聪用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示。
(1)在图甲中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 ,观察指针是否指在零刻度线的位置;
(2)分析图中实验数据可知,物体浸没在盐水中时受到的浮力为 N;
(3)比较图中甲、乙、丙三次的实验数据,可知浮力的大小与 有关。
6.在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,同学们提出如下猜想:
A.可能与物体浸没在液体中的深度有关 B.可能与物体的密度有关
C.可能与液体的密度有关 D.可能与物体浸在液体中的体积有关
为了验证上述猜想,小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材,做了如图所示的实验。
(1)分析比较实验①⑤,可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是 N。
(2)小明认为分析比较实验①③④,不可以验证猜想A是错误的,原因是 。应分析比较实验 ,才可以验证猜想A是错误的。
(3)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的。
(4)分析比较实验 ,可以验证猜想D是正确的。
(5)分析比较实验②⑥⑦可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 有关。
(6)综合以上分析,得出最后的实验结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与 和 有关。
7.小明在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)用已调零的弹簧测力计,按照图甲中所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮= ,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排= (用此题中所给字母表示);
(2)小明预期要获得的结论是: (用此题中所给字母表示);
(3)如果在测量F2时,铁球触碰容器底,会造成F浮 G排(选填“>”、 “=”、“<”);
(4)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上。如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m1 m2(选填“>”、 “=”、“<”)。
8.在“阿基米德原理”一节的学习中,我们经历了阿基米德原理表达式的推导和“验证阿基米德原理”的实验。
(1)如图(a)所示,研究A点受到的液体压强大小,在A点所处位置沿水平方向假想出一个受力面S,如图(b)所示。可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,其依据是 ;
然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,即可用压强定义式推导出液体压强公式。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为 (选填“控制变量法”、“等效替代法”或“建立理想模型法”)。若减小受力面S的大小,该处的液体压强将 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)如图所示,设想一个高为b、截面积为S的圆柱体浸没在密度为的液体中,它的侧面受到的各个方向液体的压力相 ;但上、下表面受到液体的压力并不能平衡,它们的差值就是浸没在液体中的物体受到浮力的原因。请根据浮力产生的原因和液体内部压强的规律,推导出它所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系 ;
在“验证阿基米德原理”的实验中,使用如图所示的溢水杯和小烧杯接收被测物块排开的水。为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,请写出达到该要求的操作要点 ;
(3)如图为小王实验步骤的示意图,其中“步骤C”的目的是:测出 。若图中弹簧测力计的四个示数值、、、满足关系式 时,则可以验证阿基米德原理。
9.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,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竖直 ;
(2)探究实验的实验步骤如图中甲、乙、丙、丁所示,合理的实验顺序是 ;
(3)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N,所测出排出水的重力为 N;
(4)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 ;
(5)以下情况会影响结论的是 ;
A.未放入石块前溢水杯中水面未到达溢水口 B.图甲中物体未全部浸没在水中
(6)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中如图戊所示,在铝块浸入水的过程中 (始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力 ,电子秤的读数 。 (均选填“变大”、“不变”或“变小”)
10.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体的深度有关
②与物体排开液体的体积有关
③与液体的密度有关
(1)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。当物体P浸没在水中时所受浮力大小为 N;
(2)分析a、c、d三次实验,可知浮力大小与物体浸入液体的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)分析a、b、c三次实验,可知浮力大小与 有关;
(4)分析 三次实验,可知浮力大小与液体的密度有关。
11.小明在生活中发现木块总浮在水面上,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:
问题1:没入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他设计并完成了如图所示实验。
(1)乙图中弹簧测力计示数小于甲图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块 (填“受到”或“不受到”)浮力,丙图中铁块受到的浮力是 N。
(2)要想探究物体所受浮力与深度的关系,应选甲、 、 三次实验,得到的结论是 。
(3)做甲、丁、戊三次实验,是为了探究浮力大小与 关系,得到的结论是 。
12.小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。
(1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出结论:物块浸没后,浮力的大小与深度 (填“有关”或“无关”) ;
(2)分析D、E两图中的实验现象和数据,可得出结论:物块受到的浮力大小还与液体的 有关;
(3)根据图中的数据,物块的重力是 N,物块的密度为 kg/m3,如考虑物体具有吸水性,则计算的结果比物块的真实密度偏 (填“小”或“大”);
(4)如图F是小亮利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计 (选填“①”“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。爱思考的小亮同学又进一步研究漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理,他进行了如图所示的实验;
(5)分析图中提供的信息,可知图丁中木块所受浮力大小为 N;
(6)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为 N,由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小 (填“符合”或“不符合”)阿基米德原理。
13.如图所示,小刚用弹簧测力计、金属块、分别装有水和酒精的烧杯对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。可知:
(1)该金属块受到的重力大小为 N;
(2)分析实验序号②、③、④,说明浮力大小跟 有关;
(3)分析实验序号 ,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(4)物体完全浸没在酒精中所受的浮力是 N。
14.如图所示是小致同学“探究阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重力/N 4 4.4 4.6 5
(1)小致按图甲、乙、丙、丁进行实验操作。
(2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示,此时空桶A受到的浮力为 N;
(3)测出桶B和流出水的总重力,如图丁所示,可知桶A排开水的重力 (选填“大于”“等于”或“小于”)桶A受到的浮力;
(4)接着小致同学往桶A中加入沙子重复进行实验,观察到随着加入沙子越来越多,桶A浸入水中的深度(桶A没有被浸没) (选填“变深”“不变”或“变浅”),得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第 次;
(5)如图戊所示,一只薄塑料袋(重力忽略不计)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛水的塑料袋所受重力的大小,再将它逐渐浸入水中,当 时,观察到测力计的示数为零,原因是 。
15.小明制作了一个可测量物体质量的装置,如图甲所示小筒与大筒均为圆柱形容器。小筒和托盘的总质量为200g,小筒底面积50cm2,高12cm,大筒中装有适量的水,托盘上不放物体时,在大筒上与水面相平的位置对应刻度为“0”,将小筒竖直压入水中,水面距小筒底10cm时,在大筒上与水面相平位置标为最大测量值。把被测物体放入托盘中,读出大筒上与水面相平位置对应的刻度值,即为被测物体的质量。
(1)利用装置正常测量过程中,若托盘内所放物体质量为m时,小筒和托盘所受的浮力可以表示为 。(写表达式,重力常量用g表示)
(2)当水面距小筒底10cm时,小筒所受浮力为 N。
(3)该装置所能测量物体的最大质量为 g。
(4)他想利用此装置测算出石块的密度,操作如下:如图乙所示,将石块放入托盘中,读出大筒上的示数为250g;如图丙所示,将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为100g,则该石块密度为ρ石= kg/m3。
16.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 N。石块排开的水所受的重力可由AD两个步骤测出。
(3)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 排开液体所受重力。
(4)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.用原来的方案将水换成酒精进行实验
17.探究小组的同学们利用天平、量筒等实验器材测量一个金属块的密度,具体实验操作如下:
(1)将天平放在水平桌面上,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,要使天平平衡,应向 调节平衡螺母;
(2)把金属块放在天平左盘,向右盘加减砝码并调节游码在标尺上的位置,天平平衡后,右盘中砝码质量和游码的位置如图乙所示,金属块的质量是 g;
(3)在量筒中加入20mL水,读数时视线应与凹液面底部相平,将金属块轻轻放入量筒中,如图丙所示,则金属块的体积是 cm3;
(4)金属块的密度是 kg/m3;
(5)实验时,若将(2)、(3)两个步骤顺序对调,这种方法测出的金属块的密度与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”);
(6)小强同学又取来一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计,用这个简易密度计测量某液体的密度,实验步骤如下:(ρ水=1.0×103kg/m3)(如图丁)
①用刻度尺测出密度计的长度是10cm;
②将密度计放入盛有水的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是4cm;
③将密度计从水中取出并擦干,然后放入盛有被测液体的烧杯中,静止后测出密度计露出水面的长度是2cm;
④被测液体的密度是 g/cm3。
18.小明利用如图所示的装置探究浮力大小与哪些因素有关。
(1)其中弹簧测力计是测量 (选填“质量”或“力”)大小的仪器;如图所示,弹簧测力计的读数是 N;
(2)本实验采用了 法,其中图A、B是为了验证,当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受浮力 ;图B、C是为了验证,浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的 无关;图C、D是为了验证物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力 。
19.某实验小组制作了如图所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。
(1)实验时的情形如图所示,比较甲图和 图,可以探究压强与液体深度的关系。
(2)比较甲图和丙图,可以初步得出结论:液体内部压强与液体的 有关。
(3)该实验小组用弹簧测力计挂着此探头继续探究:
①他们先向溢水杯中注水,直到溢水口水流出时停止加水,最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
②用细线悬挂在弹簧测力下的探头刚好浸没于水中,如图丁所示,此时弹簧测力计的示数为 0.6N,溢出的水全部流入小量筒中,此时探头所受的浮力为 N(g取10N/ kg);
③探头从丁图位置不断缓慢往下放(未触底之前) ,排开水的质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”),弹簧测力计的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
21.小青在实验室利用不会吸水的橡皮泥、弹簧测力计、烧杯、水和细线等物品,进行了如图所示的实验,图中数据为相应实验时弹簧测力计的示数。
(1)为了探究浮力的大小与哪些因素有关,小青将橡皮泥捏成一个球体后,用细线将其挂在弹簧测力计挂钩上,进行了图中A、B、C、D、E实验。由A、B、C实验可知,当液体密度一定时, 越大,橡皮泥所受浮力越大;由A、D、E实验可知,橡皮泥所受浮力与 有关。
(2)在E实验中,球体浸没时受到的浮力是 N,容器中盐水的密度为 g/cm3。
(3)为了探究浮力与物体浸入液体中的深度是否有关,她把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体,分别浸入水中一半,若弹簧测力计的示数 ,说明物体所受浮力与浸入液体中的深度无关。
(4)为了验证阿基米德原理,她将装满水的溢水杯放在升降台上,进行了F实验,当逐渐调高升降台时,发现随着球体浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,这一过程中弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”“变小”或“不变”),若它们的变化量相等,就可以证明F浮=G排,如果放入球体前溢水杯中的水未到溢水口处,会导致 (选填“F浮”或“G排”)的测量值偏小。F实验中的球体刚好浸没时,下表面受到水向上的压力为 。(球的半径为r,球的体积为,水的密度为ρ,结果用所给字母表示)
22.用刻度尺测固体的密度(水的密度用表示,水槽的底面积用S表示);
(1)让空烧杯漂浮在盛有适量水的水槽内,用刻度尺测出此时水槽内水面的高度为;
(2)再将待测固体放在烧杯内,用刻度尺测出此时水槽内水面的高度为;
(3)将固体从烧杯中取出,用细线吊着放入水槽中,用刻度尺测出此时水槽内水面的高度为;
(4)则固体的质量 ,固体的体积 ;
(5)则固体的密度 。
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《2025年中考物理复习提升训练:浮力实验题》参考答案
1.(1)3.6
(2)1.4
(3)2.2
【详解】(1)如图甲所示,根据二力平衡原理可知物体受到的重力大小等于弹簧测力计对物体的拉力大小,即弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小,而图甲中的弹簧测力计分度值为0.2N,读数为3.6N,所以可知物重G=3.6N。
(2)如图乙所示,物体受到重力、弹簧测力计对它的拉力及手对它的托力,其处于平衡状态,则由力的平衡原理可得G=F托+F拉,手对物体向上的托力F托=G-F拉=3.6N-2.2N=1.4N
(3)物体受到重力、弹簧测力计对它的拉力及水对它的浮力,其处于平衡状态,由力的平衡原理可得水对物体的浮力为F浮=G-F拉=3.6N-1.4N=2.2N
2.(1)竖直
(2)2
(3) 不正确 未控制物体排开液体的体积相同
(4)C、D
【详解】(1)实验中,测力计测量竖直向下的力,则测量前,需沿竖直方向将弹簧测力计调零。
(2)由AC实验得,物块浸没在水中受到的浮力是F浮=G-FC=4.0N-2.0N=2N。
(3)[1][2]B、E两次实验,液体密度不同,物体排开液体的体积液不同,没有控制物体排开液体的体积相同,会导致结论不可靠,这种做法是不正确的。
(4)由CD实验可得,物体浸没在水中不同深度,弹簧测力计示数相同,由可知物体受到的浮力不变,可出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
3.(1)0.3
(2) 越大 无关
(3) 1.1 不变
(4)见解析
【详解】(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时,当测力计示数如图甲。由图甲知道,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则浮力
(2)[1]由图甲、乙、丙所示实验知道,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。
[2]观察丙、丁两图知道,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大小与浸没的深度无关。
(3)[1]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
[2]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)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.(1) 弹簧测力计 3.8
(2) 1.4 AD
(3)等于
(4)大于
【详解】(1)[1]测量力的工具是弹簧测力计,所以应该用弹簧测力计测出空桶和石块的重力。
[2]由题图B可知,石块的重力为3.8N。
(2)[1]由称重法可知石块受到的浮力大小为
[2]根据D图可测出桶和排开水的总重力,根据A图可得到桶的重力,所以根据AD两个图能得到排开水的重力。
(3)根据(2)知F浮=1.4N,排开水的重力为
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开水的重力,即F浮=G排。
(4)溢水杯的水没装满,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,导致排开水的重力偏小,则测得的浮力大于排开水的重力,即F浮>G排。
5.(1)分度值
(2)1.2
(3)液体的密度
【详解】(1)在使用弹簧测力计之前,需要明确弹簧测力计的量程和分度值,为了确保测量结果的准确性和可读性,此外,还需要观察指针是否指在零刻度线的位置,如果指针没有指在零刻度线的位置,需要调零。
(2)由图甲可知,物体的重力为4N,丙图中弹簧测力计的示数为2.8N,由图甲和丙可知物体完全浸没在盐水中受到的浮力
F浮盐=G-F盐=4N-2.8N=1.2N
(3)由图甲和乙可知物体完全浸没在水中受到的浮力
F浮水=G-F水=4N-3N=1N
图乙和丙中排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力大小不同,说明浮力与液体的密度有关。
6.(1)2
(2) 未控制物体浸在液体中的体积相同 ①④⑤
(3)B
(4)①③④
(5)液体的密度
(6) 液体的密度 物体浸在液体中的体积
【详解】(1)由①知,物体甲的重力G甲=3.0N,由图⑤知,物体甲完全浸没在水中时所受拉力F=1.0N,则甲浸没在水中时所受到的浮力为
F浮=G甲﹣F=3.0N﹣1.0N=2.0N
(2)[1]③④两图中,物体甲浸入液体的深度不同,浸入液体的体积也不同,未控制单一变量,故分析比较实验①③④,不可以验证猜想A是错误的。
[2]④⑤两图中,物体密度相同,液体密度相同,物体浸入液体的体积相同,物体浸没在液体中的深度不同,通过分析比较实验①④⑤,由称重法测浮力可知,其它条件相同时,改变物体浸入液体的深度, 物体受到的浮力不变,可以验证猜想A是错误的。
(3)⑤⑥两图中,物体浸入液体的深度相同,浸入液体的体积相同,液体密度相同,物体密度不同,分析比较实验①⑤与②⑥,由称重法测浮力可知,其它条件相同时,改变物体的密度,物体受到的浮力不变,可以验证猜想B是错误的。
(4)由第二问可知,物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,由第三问可知,物体受到的浮力与物体密度无关。③④两图中,液体密度相同,物体浸入液体的体积不同。分析比较实验①③④,由称重法测浮力可知,液体密度相同,物体浸入液体的体积不同时,物体受到的浮力不同。说明物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关,可以验证猜想D是正确的。
(5)⑥⑦两图中,物体浸入液体的体积相同,液体密度不同,分析比较实验②⑥⑦,由称重法测浮力可知,物体浸入液体的体积相同,液体密度不同时,物体受到的浮力不同。说明浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体密度有关。
(6)[1][2]综合以上分析,得出最后的实验结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体密度有关;与物体浸没在液体中的深度和物体密度无关。
7.(1) F1-F2 F3-F4
(2)F1-F2=F3-F4
(3)>
(4)=
【详解】(1)[1][2]由图甲可知,物体的重力是F1,物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2,根据称重法可知,物体浸没在水中受到的浮力
F浮=F1-F2
物体排开水的重力
G排=F3-F4
(2)由阿基米德原理知,浸在液体中的物体受到浮力大小等于物体排开液体受到的重力,故小明预期要获得的结论是
F1-F2=F3-F4
(3)如果在测量F2时,铁球触碰容器底,铁球会受到底部的向上的支持力,则弹簧测力计的示数变小,根据称重法测浮力可知,则会造成F浮>G排。
(4)铁球浸没在水中,铁球受到的浮力F浮=G排,物体间力的作用是相互的,铁球给水的压力F=F浮,当铁球浸没在盛满水的溢水杯中,排出水的重力为G排,故电子秤的压力增加了F浮,又减少了G排,因为F浮=G排,故电子秤受到的压力不变,则有m1=m2。
8.(1) 见解析 建立理想模型法 不变
(2) 抵消 见解析 见解析
(3) 物体浸没在水中时所受的拉力
【详解】(1)[1][2][3]可用受力面S受到的液体压强大小代替A点受到的液体压强大小,这是因为A点在受力面S上,深度相同,根据可知,液体压强相同;然后在受力面S上方假想出一段液柱,如图(c)所示,建立了一个物理模型,即可用压强定义式推导出液体压强公式。这种运用假想液柱研究问题的思想方法被称为“建立理想模型法”;若减小受力面S的大小,深度不变,则该处的液体压强不变。
(2)[1]根据同一深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知,圆柱体浸没在液体中时,它的侧面受到的各个方向液体的压力相互平衡,即相互抵消。
[2]圆柱体上下表面受到的压力为
则物体受到浮力为
物体排开液体所受重力大小为
因为完全浸没,所以,所以,即所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小相等。
[3]为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,操作要点是:在溢水杯中倒入水时,水面先超过溢水口并溢出水,等到水不再溢出时,即溢水杯中的水面恰好与溢水口相平。
(3)[1]由图可知,“步骤C”的目的是:测出物体浸没在水中时所受的拉力。
[2]根据称重法,物体受到的浮力为
物体排开液体重力为
所以若,则,则可以验证阿基米德原理。
9.(1)调零
(2)丁、乙、甲、丙
(3) 2 2
(4)排开液体的重力
(5)A
(6) 不变 不变
【详解】(1)由于弹簧测力计需要在竖直方向上测量石块的重力,为了减小测量误差,所以在使用前,需要先在竖直方向上调零。
(2)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,减小误差,应先测量空桶的重;实验中利用二次称重法得到石块浸入水中受到的浮力,则应先测量石块在空气中的重力,再将石块直接浸入水中观察测力计的示数,然后求出石块浸入水中的浮力,最后测量小桶和水的总重力,得到石块排出的水的重力,最合理的顺序应为:丁、乙、甲、丙。
(3)[1]乙图中弹簧测力计分度值为0.2N,示数为3.4N,则石块的重力为3.4N,由甲图可知,石块浸没在水中,弹簧测力计对石块的拉力为1.4N,根据称重法可知,石块受到的浮力
[2]由图丙可知,小桶和水的总重力为3.2N,由图丁可知,小桶的重力为1.2N,则石块排开的水所受的重力
(4)由以上计算结果可知
即石块受到的浮力等于石块排开水的重力,所以可得结论是浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(5)A.未放入石块前,溢水杯中水面未到达溢水口,则放入石块后,排开水的体积小于石块浸入水中的体积,所以会影响结论,故A符合题意;
B.图甲中物体未全部浸没在水中,排开水的体积仍等于物体浸入水中的体积,所以不会影响结论,故B不符合题意。
故选A。
(6)[1]铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,水对溢水杯底的压强不变,溢水杯底面积不变,所以水对溢水杯底的压力不变。
[2]由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以电子秤示数不变。
10.(1)2
(2)无关
(3)物体排开液体的体积
(4)a、d、e
【详解】(1)由题图a可知,物体的重力等于4.8N,题图d中物体受到向下的重力、向上的拉力和向上的浮力,故重力大小等于拉力与浮力之和;由题图d可知,拉力大小等于2.8N,故当物体P浸没在水中时所受浮力大小为
(2)c、d两图中物体排开液体的体积和液体的密度相同,物体浸入水中的深度不同,但弹簧测力计的示数不变,拉力不变,故物体所受的浮力也不变,分析a、b、c三次实验可知:物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)比较a、b、c三次实验中,b、c两次实验所用的液体相同,物体浸入液体的体积不同,测力计的读数不同,浮力不同;可得出浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)图d中物体完全浸没在水中,所受的浮力等于
图e中物体完全浸没在盐水中,所受的浮力等于
比较a、d、e可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,盐水的密度大,物体浸没在盐水时受到的浮力大,可得出:物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大,浮力大小与液体的密度有关。
11.(1) 受到 0.6
(2) 丙 丁 物体浸没时,受到的浮力大小与深度无关
(3) 液体的密度 排开液体的体积相同时,排开液体的密度越大,受到的浮力越大
【详解】(1)[1]乙图中弹簧测力计示数小于甲图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的铁块还受到一个竖直向上的力,即受到浮力。
[2]根据称重法测浮力可知,丙图中铁块受到的浮力为
(2)[1][2][3]要想探究物体所受浮力与深度的关系,要控制排开液体的体积和密度相同,故应选甲、丙、丁三次实验,在丙、丁中,物体浸没在相同液体的不同深度处,测力计示数相等,由称重法测浮力可知,铁块受到的浮力相同,得到的结论是:物体浸没时,受到的浮力大小与深度无关。
(3)[1]由图可知,丁、戊实验中排开液体的体积相同,而液体的密度不同,由称重法测浮力可知,测力计示数不同,可得出受到的浮力大小不同,故是为了探究浮力大小与排开液体的密度的关系。
[2]盐水的密度大,铁块受到浮力也大,故可以得到的结论是:排开液体的体积相同时,排开液体的密度越大,受到的浮力越大。
12.(1)无关
(2)密度
(3) 4 大
(4)②
(5)1.2
(6) 1.2 符合
【详解】(1)A、C、D三图中,物块浸没在同一液体中,深度不同,测力计的示数相同,根据称重法可知,物块受到的浮力相等,得出结论:物块浸没后,浮力的大小与深度无关。
(2)D、E两图中,物块分别浸没在水和酒精中,排开液体的体积相同,测力计的示数不同,根据称重法可知,物块受到的浮力不同,可得出结论:物块受到的浮力大小还与液体的密度有关。
(3)[1]图A中,测力计的示数为4N,所以,物块的重力为4N。
[2]A、D两图中,根据称重法可得,物块浸没在水中受到的浮力为
由于物块浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,根据阿基米德原理可得,物块的体积为
则物块的密度为
[3]如考虑物块具有吸水性,则在物块被完全浸入水中后,由于吸水性,最后弹簧测力计的示数将变大,根据称重法
F浮=G-F示
可知浮力将偏小,由F浮=ρ液gV排可得物块排开水的体积偏小,即物块的体积偏小,由得到物块的密度比物块的真实密度偏大。
(4)密度计的特点是刻度不均匀,上疏下密,上小下大,而且分度值越小越准确;深度越深,相邻两密度值的间距越大,由题图可知,密度计②所处的深度最深,相邻两密度值的间距最大,测量值最准确。
(5)由图甲可知,测力计的分度值为0.2N,此时示数为1.2N,故木块的重力为1.2N。图丁中,因为木块漂浮在水面上,处于平衡状态,受到平衡力作用,所以,此时木块受到的浮力和重力是一对平衡力,大小相等,所以,木块所受浮力大小为
(6)[1][2]根据图乙和图戊测量结果可知,小桶和水的重力为2.8N,空桶的重力为1.6N,则木块排开水所受的重力为
等于木块所受浮力大小,所以,漂浮在水面上的木块受到的浮力大小符合阿基米德原理。
13.(1)10
(2)物体排开液体的体积
(3)①④⑤
(4)2.4
【详解】(1)根据①可知,此时金属块的重力等于弹簧的弹力,可得金属块受到的重力G=10N。
(2)分析②、③、④可知,液体的密度不变,排开液体的体积变化,弹簧测力计的示数变化,即浮力的大小在变,说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)图④、⑤中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,符合探究的要求,弹簧测力计示数不同,结合①可知,即所受浮力不同,说明浮力大小跟液体的密度有关。
(4)根据称重法,物体完全浸浸没在酒精中所受的浮力为
14. 2 等于 变深 3 内外液面相平 此时浮力等于内部液体的重力
【详解】(2)[1]由图乙知,空桶A的重力为
图丙中空桶A在溢水杯中处于漂浮状态,则空桶A受到的浮力
(3)[2]由图甲知,空桶B的重力为1.6N,图丁中桶B和溢出水的总重力为3.6N,桶A排开水的重力
所以比较可知
即桶A排开水的重力等于桶A受到的浮力。
(4)[3]往桶A中加入沙子进行实验时,装有沙子的桶A在水中仍然处于漂浮状态,往桶A中加入沙子重力增大,使得浮力增大,因而排开液体的体积增大,观察到随着加入沙子越来越多,桶A浸入水中的深度增大。
[4]由于排开水的重力等于桶A受到的浮力,也等于桶A和沙子受到的总重力,第3组数据中
不等于桶A与沙子的总重力3.2N,则该组数据是错误的。
(5)[5][6]一只薄塑料袋、重力忽略不计,说明体积和重力都不计,则测力计的示数为零,浮力等于重力,此时排开水的重力等于袋内水的重力,密度相同,故体积相等,因而内外液面相平。
15.(1)(0.2kg+m)g
(2)5
(3)300
(4)2.5×103
【详解】(1)小筒和托盘漂浮,若托盘内所放物体质量为m时,小筒和托盘所受浮力为
(2)当水面距小筒底10cm时,则排开水的体积为
根据阿基米德原理,小筒所受浮力
(3)由于小筒、托盘和物体的整体处于漂浮状态,根据二力平衡得
所以总质量为
则测量物体的最大质量
(4)根据题意和该装置可知石块的质量为
将此石块沉入水中,读出大筒上的示数为石块排开的水的质量
根据可得石块的体积为
则石块的密度
16. 1.4 等于 B
【详解】(2)[1]由图B知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数为3.8N,故石块的重力是3.8N。根据图BC图,由称重法测浮力,把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为
(3)[2]由图中AD两个步骤知道,液体与桶的总重力与桶的重力之差大小等于物体排开液体的重力;即排开液体的重力
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)[3]本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值可减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,故A不符合题意;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,故B符合题意。
故选B。
17.(1)右
(2)32.4
(3)10
(4)3.24×103
(5)偏大
(6)0.75
【详解】(1)使用天平之前,首先把天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的零刻度线处,然后调节平衡螺母使天平的横梁水平平衡,调节天平横梁平衡时,由题图甲可知指针静止时偏向分度盘中线的左侧,说明天平的左端下沉,平衡螺母应向右端移动,直到天平的横梁水平平衡。
(2)由图乙知,标尺的分度值为0.2g,游码所对应的质量为2.4g,金属块的质量为
(3)如图丙所示,量筒的分度值为2mL,量筒水的体积V1=20mL,然后测量金属块和水的总体积为V2=30mL,则金属块的体积为
(4)根据密度公式可得,金属块的密度为
(5)若将(2)、(3)两个步骤顺序对调,金属块会带出水,测的质量偏大,体积不变,根据,密度偏大。
(6)设密度计底面积S,放入水中,受到的浮力为
F=ρ水gS×(0.1m-0.04m)= ρ水gS×0.06m
因为密度计始终漂浮,所以两次受到的浮力相同,都等于密度计的重力,放入待测液时,密度计受到的浮力为
F=ρgS×(0.1m-0.02m)=ρgS×0.08m

ρ水gS×0.06m=ρgS×0.08m
解得ρ=0.75g/cm3。
18.(1) 力 2.8
(2) 称重 越大 深度 越大
【详解】(1)[1]弹簧测力计是测量力的工具。
[2]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为2.8N。
(2)[1]物体在液体中所受浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关,在研究与其中某一因素的关系时,控制另一影响因素不变。实验中采用了控制变量法。
[2]图A、B两实验,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,且物体排开液体的体积越多,受到的浮力越大。
[3]图B、C两实验,液体的密度相同,排开液体的体积相同,浸在液体的深度不同,所受的浮力不变。说明浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的深度无关。
[4]图C、D两实验,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,且液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
19.(1)乙
(2)密度
(3) 变小 变大
【详解】(1)研究液体压强与深度的关系时要控制液体的密度相同,故比较甲图和乙图,可以探究压强与液体深度的关系。
(2)比较甲图和丙图,丙中液体的密度大,液体产生压强大,故可以初步得出结论:液体内部压强与液体密度有关。
(3)[1]溢出的水全部流入小量筒中,排开水的体积为
40mL=40cm3
此时溢出的水所受的重力
G排=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×40×10-6m3=0.4N
探头所受的浮力等于排开水所受的重力,故
[2][3]根据p=ρgh,对同一液体,压强随深度的增大而变大,故探头从丁图位置不断缓慢往下放(细线足够长)过程中液体产生压强变大,橡皮膜的凹陷程度变大,即排开水的体积变小,由
排开水的质量变小。由阿基米德原理,探头排开水的体积变小,由称重法测浮力有
F=G﹣F浮
故弹簧测力计的示数会一直变大。
20.(1)1.4
(2) 变小 不变 物体排开液体的体积
(3) 体积 相等
(4)丙
【详解】(1)测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2)[1][2][3]由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[1][2]根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4)当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;结合图可知,液体会对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差
F差=F向上-F向下
实际上,这个压力差就是液体对物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
21.(1) 物体排开液体的体积 液体的密度
(2) 2.4 1.2
(3)不变
(4) 变大 G排
【详解】(1)[1]分析实验步骤A、B、C可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可得浮力越大。
[2]分析实验步骤A、D、E可知,物体排开液体体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可得浮力的大小不同,可说明浮力的大小与液体的密度有关。
(2)[1]由图可知,测力计的示数为4N,即物体的重力为
浸没在盐水中时测力计的示数为1.6N, 物体浸没在盐水中时受到的浮力为
[2]物体浸没在水中时受到的浮力为
物体浸没在液体中,排开液体的体积等于物体的体积,根据阿基米德原理可得,物体体积为
故有
则盐水的密度为
(3)把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体,分别浸入水中一半,排开液体的体积都相同,弹簧测力计的示数不变,说明物体济受浮力与浸入液体中的深度无关。
(4)[1]如图F,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。
[2]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。溢水杯未装满水,则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,物块排开水所受的重力变小,所以,测得排开水的重力会偏小。
[3]F实验中的球体刚好浸没时,球体受到的浮力
由浮力产生的原因可知,此时下表面受到水向上的压力等于浮力为
22.
【详解】(4)[1]将待测固体放在烧杯内,待测固体和烧杯处于漂浮状态,由沉浮条件可知,漂浮的物体受到的浮力等于重力,则固体的重力
则固体的质量
[2]将待测固体放在烧杯内,固体的体积等于排开水的体积
(5)[3]固体的密度
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