/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练17 浮力实验探究
01 探究浮力大小跟哪些因素有关
由于液体对物体浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关，所以在进行实验探究时要运用 法。
（1）探究浮力大小与液体密度的关系时，要保持物体排开液体的体积不变，改变液体的密度；
（2）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时，要保持液体的密度不变，改变物体排开液体的体积。
02 探究物体的浮沉条件
1、浸没在液体中的物体可以有两种方法来判断物体的浮与沉
（1）根据物体在液体中受到的浮力与重力的大小关系来判断：
当 时，物体上浮；当 时，物体下沉；当 时，物体悬浮。
（2）根据液体密度与物体密度的相对大小来判断：
当 时，物体上浮；当 时，物体下沉；当 时，物体悬浮。
03 利用浮力知识测密度的实验
1、若ρ物＞ρ液，物体完全浸入液体中
根据阿基米德原理公式F＝ρ液gV排及称重法公式F浮＝G－F，可求出V排＝；又因为G＝mg＝ρ物gV物，此时V物＝V排，可得ρ物＝·ρ液。根据此式，已知ρ液，可求出ρ物；已知ρ物，可求出ρ液。
2、若ρ物＜ρ液，物体漂浮在液面上
根据物体漂浮条件G物＝F浮＝ρ液gV排；利用大头针可使物体完全浸入液体中，求出物体的体积V；物体的密度ρ物＝＝＝。
01 探究浮力大小跟哪些因素有关
1．如图所示，小亮在做探究“圆锥体所受浮力大小与哪些因素有关”的实验，两个相同的容器中分别装有水和某种液体，请你回答下列有关的问题：
（1）由图中步骤A、B、C可得结论： 。
（2）由图中步骤A、C、D可知，当物体浸没在水中并增大所处深度时，浮力的大小将 （选填“变小”、“不变”或“变大”）。
（3）如果在步骤E中不小心使圆锥体接触了容器底而造成拉力减小，则由此所计算出的浮力大小将 （填“偏大”或“偏小”）。
（4）F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水面开始缓慢下降浸入水中，直到快接触到杯底，能大致反映圆锥体所受水的浮力F浮的大小与物体浸入水中的深度h深关系的图象是下列图中的 （填字母）。
2．小嘉同学利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验：
步骤一：在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔，将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部，将气球用细绳与底部的气嘴绑紧，如图甲所示；打开瓶盖，使瓶内外气压一致，再拧紧瓶盖不漏气；
步骤二：关闭气嘴2，打开气嘴1；用气泵向矿泉水瓶充入气体，待手压瓶子感觉较硬时停止充气；用天平称出整个装置的质量为m1；
步骤三：关闭气嘴1，打开气嘴2；让瓶内的高压气体进入气球，至气球停止胀大；称出整个装置的质量为m2；
（1）根据以上实验操作，可以推断出小嘉同学探究的问题是 ；
（2）若能验证猜想，他将观察到的现象是 ；
（3）实验中，小嘉同学发现气球与气嘴2之间漏气，于是设计了如图乙所示的改进型实验装置，请完善实验步骤：
①将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上；
②调节配重质量使二者保持静止；
③用气泵往玻璃容器内缓慢压入空气，观察到 的现象；
④得出结论。
3．小华在“验证阿基米德原理”的实验中，用图a所示的溢水杯和小桶收集被石块排开的水，她的实验过程分别如图b、c、d、e所示。
（1）如图b所示，是为了用弹簧测力计测量石块的 。
（2）上述实验不重复操作的合理顺序是 （在b、c、d、c中排序）。
（3）若图中四个测量值F1、F2、F3、F4，满足关系式 ，该原理将得到验证。
（4）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是 。
A．图a中溢水杯内未盛满水 B．图d中小桶内有少量水 C．图c中石块未全部浸没水中
（5）石块从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“保持不变”）。
（6）若换用密度小于水的木块重复上述实验步骤，该实验 （选填“可以”或“不可以”）完成。
（7）如图f所示，将弹簧测力计下端吊着的金属块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中，直至刚没入水，在此过程中，金属块不接触容器壁，烧杯中无水溢出，在该过程中，观察台秤示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
02 探究物体的浮沉条件
4．在科学课上同学们开展“制作浮沉子”项目化学习活动，与老师讨论并一起制定了评价量表（如下所示）。小明用矿泉水瓶和药剂小玻璃瓶制作了一个“浮沉子”（如图甲所示），他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内，拧紧瓶盖使其密封，用手挤压使矿泉水瓶发生形变“浮沉子”便会下沉（如图乙所示），松手恢复原状后“浮沉子”即上浮。
评价指标 评价等级
优秀 合格 待改进
活动材料 ▲ 材料便宜但不易获取 材料昂贵且不易获取
装置稳定性 保持竖直不会倾倒 保持竖直偶尔会倾倒 经常会倾倒
调试效果 轻轻一按便能下沉 用力一按才能下沉 用力一按也不能下沉
（1）评价量表中“▲”应该填写的内容是 。
（2）阅读材料，分析“浮沉子”能下沉的原因是 。
（3）小明发现自己的作品在“调试效果”中处于“合格”等级如果想达到“优秀”等级请结合浮沉子的工作原理，提出改进的建议是 。
5．小明学习了浮力知识后，在家中进行了“物体浮沉条件”等相关研究，过程如下：
①图甲和乙：取两个完全相同的玻璃杯，倒入等体积的水和白酒，液面高度均为h0；
②图丙：把萝卜放入装有水的玻璃杯中，萝卜漂浮在水面上，此时液面高度为h1；
③图丁：把乙中的部分白酒倒入丙中，萝卜沉底，此时液面高度为h2；
④图戊：倒出若干白酒后，乙中剩余白酒液面高度为h3。
请回答以下问题：
（1）把部分白酒倒入丙中后，萝卜受到的浮力变 ，从而使萝卜沉底。
（2）若不考虑水和白酒混合前后体积变化，ρ水表示水密度，请你用相关字母表示萝卜的密度
ρ萝＝ 。
（3）若图丙中的萝卜会吸水，且吸水后质量和体积均变大，但仍处于漂浮状态，此时的液面高度为h′1。则h′1 h1（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
6．如图为伽利略彩球温度计，观察发现里面的小球在一天中不同时刻所处的位置会发生变化。小东感到好奇，也进行了研究制作。
【原理分析】彩球温度计中的特殊液体密度随温度的变化而变化，导致小球浮沉状态发生变化，当小球悬浮时，挂牌温度与液体温度相等。
【项目研究】小东用a、b、c三个体积不变的小球和特殊液体制成简易“温度计”，用以研究液体密度与温度的关系。
【观察记录】在15℃、19℃、23℃时，a、b、c小球浮沉状态如图所示：
【信息处理】结合上述信息，请你帮小东分析以下问题：
（1）小球c对应的温度标记应是 （选填：“15℃”“19℃”或“23℃”）。
（2）液体温度在15℃～23℃范围内，b球所受浮力与液体温度关系的图像正确的是 。
（3）实验可得出的结论是 。
（4）环境温度为25℃时，请推测并在图4中画出三个小球的浮沉状态。
7．某项目化学习小组开展了自制潜水艇项目，过程如下：
【产品设计】图甲为某小组自制的潜水艇，由生活舱和水舱构成，生活舱体积大于水舱体积。其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与200毫升的注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜水器的浮沉。
【产品调试】
任务一：如图乙所示，潜水艇完成从水面A位置下潜到B位置并稳定停留。
任务二：能从水底上浮到B位置并稳定停留。
任务三：完成从水底打捞一个重物（重0.3牛，体积为10厘米3）到B位置并稳定停留。
（1）自制潜水器靠改变 来完成三个任务。
（2）小明关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，当观察到 现象，则气密性良好。
（3）完成任务二的过程中，注射器活塞应往 移动。（选填“左”或“右”）
（4）已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升。完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在哪个刻度？ 。（提示：结果用含a的代数式表示；注射器内气压始终等于外界大气压；g取10N/kg，水的密度为1克/厘米3）
1．某项目化小组用相同材料制作5个不同密度的小球，分别标为1、2、3、4、5号。按顺序用长度相同的细绳连接（细绳质量与体积忽略不计）。如图所示，将这串小球放入未知液体中，根据小球不同的浮沉状态测出液体的密度。
材料种类 A B C
密度（g/cm3） 0.5 1.0 2.7
【原理】图中液体的密度与 号小球密度相同。
【制作】请从表1中选择一种材料来制作密度均匀变化的5个小球，并说明具体制作方法： 。
【改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间，请预测出现的实验现象： 。
2．某英同学课外时间利用实验室器材，探究浸在液体中的物体所受浮力大小的影响因素。
（1）某同学做了如图一所示的实验，将物体A逐渐浸入水中，并观察弹簧测力计示数的变化规律，分析比较图a、b、c中现象，可初步得出结论： 。
（2）为探究物体所受的浮力大小与深度是否有关，该同学将一个密度大于水的长方体，用记号笔划分16等份，分别浸入水中至中线与液面保持相平，如图e、f所示，观察弹簧测力计示数，并记下 F1和F2的值。
①两次实验均将长方体浸入水中至中线，其目的是 。
②若实验结果为 ，则可得出物体所受浮力大小与深度无关的结论。
3．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想。
猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3：浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4：浮力的大小可能与排开液体体积有关
（1）如图所示，用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 （选填序号）。
（2）为了研究猜想1和猜想2，运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4N、4.5N、5N，然后进行如图2所示的实验。
①比较序号 的三次实验，可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关。
②比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论： 。
（3）为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图3所示的实验、由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小珍认为这结论不可靠，主要原因是 。
4．探究“浸在水中的物体所受浮力与浸入深度的关系”。
实验器材：弹簧测力计、烧杯、水、圆柱体（体积相同的不同物体）。
实验要求：将物体所受的浮力大小及弹簧测力计示数与浸入深度的关系用图像表示出来。
实验结束后，A、B、C、D四组根据实验过程及结果画出了以下四幅图像，并进行汇报。
（1）这四幅图像中，有一幅图是错误的，你认为错误的是： 。
（2）根据图像A和C，得出F1、F2、F3三者的等量关系是 。
（3）A、B、C三种物质中密度最大的是 。
（4）根据图像B，计算出该物质的密度为 g/cm3。
5．某科学小组为验证阿基米德原理选用相关器材进行实验，器材如下：弹簧测力计、溢水杯、小水桶、小石块和水、细线（体积忽略不计）。
（1）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。若
成立（用已测得的物理量表示），则可以验证阿基米德原理；
（2）实验过程中，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，出现这结果的原因可能是什么？（写出一条即可） ；
（3）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，使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中，A、B示数的变化量 （选填“相等”或“不相等”）；
（4）比较两种实验方案，改进后的优点是 。
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
6．小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时，用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作（ρ水＝1.0×103kg/m3、ρ酒精＝0.8×103kg/m3）。
（1）分析图A、C、D可知：浮力的大小跟物体浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）。
（2）利用图中的实验数据，还可求出金属块的密度为 kg/m3。
金属块分别浸入到另外的甲、乙两种液体中时，弹簧测力计的示数相同，且金属块的下表面到容器底部的距离也相等，此时金属块受到的浮力为 N，则甲液体对容器底部的压强 （选填“大于”“小于”或“等于”）乙液体对容器底部的压强。
（3）小华还想用天平和一杯浓盐水（已知浓盐水的密度为ρ0）及其他辅助器材测量密度均匀的萝卜的密度：
①用天平测出萝卜的质量为m1。
②把萝卜轻轻放入浓盐水中漂浮，如图丙，用记号笔记下液面在萝卜上的位置。
③取出萝卜擦干，用刀沿记号将萝卜切成a、b两块，测出b块的质量为m2。
则萝卜密度的表达式为ρ＝ （用字母m1、m2、ρ0示）。
7．如图所示是小科自制的用来探究影响浮力大小因素的装置：将弹簧和标尺固定在支架上，用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端，弹簧静止时指针正对标尺上的A位置（本装置使用时，弹簧未超过弹性限度）。
（1）向杯中缓慢注水，从金属块底部接触水面，到金属块刚好浸没水中的过程中，指针由标尺上的A位置慢上移至C位置，说明物体所受浮力的大小跟 有关，此过程中支架上O点所受拉力的最大变化量为ΔF1；继续向杯中注水，指针 （选填“上移”“不动”或“下移”）
（2）为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关，小科将水倒尽，向杯中缓慢注入某种液体（ρm≠ρ水），当指针指在C位置时，他的下一步操作是 。
（3）将液体倒尽，用等体积的塑料块（ρ水＜ρ塑料＜ρ金属）替换金属块进行实验。向杯中缓慢注水，从塑料块底部接触水面，到塑料块浸没到水中的过程中，支架上O点所受拉力的最大变化量为ΔF2：，则ΔF1 ΔF2（选填“＞”“＝”或“＜”）。
8．小李、小张同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
[小李方案]小李分别选用三个不同物体a、b、c，利用如图（a）甲、乙、丙、丁所示实验步骤进行实验探究，实验数据如表：
物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N
a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5
b 2.0 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6
c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6
[小张方案]小张利用身边的器材对小李的实验进行改进，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，若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，完成下列问题：
（1）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可能原因： 。
（2）针对小张和小李两种实验方案，小张实验装置的优点是 （填答案标号，多选）。
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
C.弹簧测力计的示数稳定，便于准确读出数据
D.实验操作相对简单，且可以进行多次实验
9．某校开展自制潜水器比赛，图甲为某科技小组设计的潜水器模型，其材质为硬质塑料瓶，塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成，两个舱之间密封不连通，注射器与水舱通过塑料软管相连，移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量，实现潜水器的沉浮。
设计要求：
①潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。
②为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积。
（1）如图甲位置，要使潜水器下潜，应 注射器的活塞（选填“向外拉”或者“向内推）。
（2）已知该小组同学采用的材料总质量0.5kg，舱的总体积为800cm3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积，如表格所示。请根据设计要求通过计算选择最合适的方案为 。
方案 工作舱体积/厘米3 水舱体积/厘米3 甲
1 450 350
2 480 320
3 500 300
4 520 280
（3）图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中，潜水器经过的几个位置如图丙。O点开始向水舱内注水，潜水器开始下沉；A点向外排尽水舱中的水；B点潜水艇顶端恰好到达水面；C点潜水器弧形部分恰好露出水面；D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。
10．制作浮沉子的项目研究小组发现制成的浮沉子经常沉下去后浮不起来，有待提升改造。
【材料选取】大塑料瓶、玻璃小药瓶、水
【制作方案】在两瓶中装入适量的水，把小瓶倒扣入大瓶中，拧紧瓶盖，在大瓶外施加不等的力，小瓶就能在水中上下运动。
【扩展研究】项目组同学发现，浮沉子若在外界压力作用下沉到一定深度后，不在施力，小瓶也不会上浮，将此深度称为临界深度。项目组同学利用A、B两个小瓶（规格见表乙）。研究临界深度h与小瓶内空气柱长度l之间的关系，结果如图丙。
【交流分析】
（1）在实验中，有的小瓶倒放入水中后直接下沉不会上浮，可通过适当 （选填“增加”或“减少”）小瓶内的水量来解决。
（2）用力捏大瓶时，大瓶内上方气体压强变大，小瓶内气体的体积会 。
（3）结合图丙的探究成果及所学知识，其它条件相同时，下列浮沉子中临界深度最大的是 。
（4）在工业中，浮沉子的相关原理被运用到潜艇技术、固液密度测量等方面。若表乙中的B瓶中装入3.8厘米水时，恰好悬浮在水面下，此时瓶内空气柱的长度为3厘米（如图）。若不计瓶中空气质量，水的密度为1g/cm3，则小瓶的玻璃瓶密度为 g/cm3。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
【精准把脉·聚焦中考】2025年中考科学专项冲刺限时精练
精练17 浮力实验探究
01 探究浮力大小跟哪些因素有关
由于液体对物体浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关，所以在进行实验探究时要运用控制变量法。
（1）探究浮力大小与液体密度的关系时，要保持物体排开液体的体积不变，改变液体的密度；
（2）探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时，要保持液体的密度不变，改变物体排开液体的体积。
02 探究物体的浮沉条件
1、浸没在液体中的物体可以有两种方法来判断物体的浮与沉
（1）根据物体在液体中受到的浮力与重力的大小关系来判断：
当F浮＞G时，物体上浮；当F浮＜G时，物体下沉；当F浮＝G时，物体悬浮。
（2）根据液体密度与物体密度的相对大小来判断：
当ρ液＞ρ物时，物体上浮；当ρ液＜ρ物时，物体下沉；当ρ液＝ρ物时，物体悬浮。
03 利用浮力知识测密度的实验
1、若ρ物＞ρ液，物体完全浸入液体中
根据阿基米德原理公式F＝ρ液gV排及称重法公式F浮＝G－F，可求出V排＝；又因为G＝mg＝ρ物gV物，此时V物＝V排，可得ρ物＝ρ液。根据此式，已知ρ液，可求出ρ物；已知ρ物，可求出ρ液。
2、若ρ物＜ρ液，物体漂浮在液面上
根据物体漂浮条件G物＝F浮＝ρ液gV排；利用大头针可使物体完全浸入液体中，求出物体的体积V；物体的密度ρ物＝＝＝。
01 探究浮力大小跟哪些因素有关
1．【答案】（ 1 ）物体在同一种液体中排开的液体体积越大，受到的浮力越大；
（2）不变；
（3）偏大；
（4）B。
【分析】（1）物体所受浮力的大小与排开液体的密度和排开液体的体积有关，研究液体中的物体所受浮力的大小与排开液体体积的关系时，要控制物体液体的密度相同，体积不相同；
（2）根据称重法，由A、C、D可知物体在水中完全浸时受到的浮力，与深度无关；
（3）由称重法可知：圆锥体所受液体的浮力F浮E＝G﹣FE，浮力的方向竖直向上，步骤E中不小心使圆锥体接触了容器底而造成拉力减小了，称重法得到的F浮将变大，根据阿基米德原理，浮力变大；
（4）明确横纵轴表示的内容，再分析F随h的变化趋势，与表格中的实验结果相对照。
【解答】解：
（1）由图中步骤A可知圆锥体的重力大小，B、C中物体排开水的体积不同，根据F浮＝G﹣F示可知，B、C中物体受到的浮力大小不同，可得出结论：物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
（2）由A、C、D可知，物体在水中完全浸时受到的浮力，与物体在水中的深度无关；
（3）由称重法可知：圆锥体所受液体的浮力F浮E＝G﹣FE＝4.4N﹣3.4N＝1N，浮力的方向竖直向上，步骤E中不小心使圆锥体接触了容器底而造成拉力减小了，称重法得到的F浮将偏大；
（4）在F图中，用弹簧测力计拉着圆锥体从其底部刚好接触水而开始缓慢下降进入水中，直到快接触到杯底，在完全浸没前，随着深度的增加，它排开水的体积不断变大，根据阿基米德原理可知，它受到的浮力增大。完全浸没后，深度增加，但排开水的体积不变，根据阿基米德原理可知，此时受到的浮力不变，故A、C、D不符合题意，B符合题意。
故选：B。
故答案为：（ 1 ）物体在同一种液体中排开的液体体积越大，受到的浮力越大；
（2）不变；
（3）偏大；
（4）B。
【点评】本题探究影响浮力大小的因素，考查称重法测浮力、阿基米德原理、控制变量法、求密度以及图像的判断等知识，综合性强，有一定的难度。
2．【答案】（1）物体在空气中是否受到浮力；（2）m1＞m2；（3）金属球上升，配重下降
【分析】（1）根据实验操作判定探究的问题；
（2）若气球在空气中受到浮力，则测量出的质量变小；
（3）如图乙所示的改进型实验装置，空心金属球与的体积明显大于配重的体积，金属球受到空气浮力的作用比配重受到的浮力大，据此分析回答。
【解答】解：（1）用气泵向矿泉水瓶充入气体，当瓶子内气压较大时，整个装置体积较小；当瓶内高压气体进入气球后，整个装置总体体积变大，根据阿基米德原理可知，整个装置受到空气向上的浮力变大，从而装置对天平的压力变小，所以本实验探究物体在空气中是否受到浮力。
（2）由于瓶内高压气体进入气球后，整个装置总体体积变大，根据阿基米德原理可知，整个装置受到空气向上的浮力变大，则整个装置对天平的压力变小，所以观察到的现象是m1＞m2。
（3）由乙图可知，金属球的体积大于配重的体积，在用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气的过程中，气体密度增大，根据阿基米德原理可知，金属球受到向上的浮力大于配重受到的向上的浮力，从而导致金属球上升，配重下降。
故答案为：（1）物体在空气中是否受到浮力；（2）m1＞m2；（3）金属球上升，配重下降。
【点评】本题证明空气浮力的存在的实验，考查阿基米德原理和对实验的分析，有一定难度。
3．【答案】（1）重力；（2）d、b、c、e；（3）F1﹣F2＝F4﹣F3；（4）A；（5）保持不变；（6）可以；（7）增大。
【分析】（1）图（b）中弹簧测力计测量石块的重力；
（2）对于实验的合理顺序，我们应把握住两点，一是小桶是用来接排出的水的，在接水之前必须先测出空桶的重；二是物块要先测重力，再直接浸入水中才不会重复。依据这些分析可得出更加合理的顺序；
（3）利用称重法可得出浮力的大小，通过测量排出的水重也能得出浮力的大小，而这正是阿基米德原理的内容，即浸入液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力；
（4）根据石块受到的浮力和排开的水的重力分析；
（5）根据p＝ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强；
（6）该实验的原理是称重法，据此即可判断；
（7）分别对金属块、烧杯及水受力分析，根据力的平衡条件得出弹簧测力计示数和台秤示数的表达式，再根据阿基米德原理即可判断金属块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中、直至刚没入水中两者示数的变化。
【解答】解：
（1）图（b）所示，是叶子姐姐用弹簧测力计测量石块的重力；
（2）为了使小桶在接水之后可直接计算溢出水的重力，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，求排出水的重力，因此，合理的顺序应为：dbce；
（3）b、c两次的结果之差符合称重法求浮力，d、e两次的结果之差则可求出物体排出的水受到的重力，若二者的结果是相等的，则可验证阿基米德原理，故得：F1﹣F2＝F4﹣F3，进一步得出结论：F浮＝G排；
（4）A、图（a）中溢水杯内未盛满水，则测得排开水的重力会偏小，会影响验证结果。
B、图（d）中小桶内有少量水，石块排开水后，测力计两次示数之差仍为排开水的重力，不影响实验结果。
C、图（c）中石块未浸没水中，此时浮力小，排开水的重力也小，不影响实验结果。
故选：A；
（5）溢水杯中的水应该满的，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程，溢水杯中水的深度不变，由p＝ρgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变；
（6）如换用密度小于水的木块，则图中的F2＝0，所以，F浮＝F1，其它步骤没有影响，故可以完成实验；
对金属块进行受力分析：金属块受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力，
由力的平衡条件得：G金属＝F+F浮，
则弹簧测力计的示数（即拉力）：F＝G金属﹣F浮，
在金属块完全浸没前，V排逐渐增大，F浮逐渐增大，弹簧测力计的示数F逐渐减小；
对烧杯及水进行受力分析：烧杯及水受竖直向下的重力，金属块向下的压力F压＝F浮，台秤的支持力FN，
由力的平衡条件可得，台秤的支持力：FN＝G+F压，
在金属块完全浸没前，V排逐渐增大，F压＝F浮逐渐增大，FN逐渐变大，则台秤所受压力增大，台秤的示数增大。
故答案为：（1）重力；（2）d、b、c、e；（3）F1﹣F2＝F4﹣F3；（4）A；（5）保持不变；（6）可以；（7）增大。
【点评】本题考查了阿基米德原理的实验探究，阿基米德原理反映了浸在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体的重力的关系，只有掌握阿基米德原理的内容，才能正确掌握实验目的。
02 探究物体的浮沉条件
4．【答案】（1）材料便宜且易获取；
（2）用手挤压时，矿泉水瓶中压强增大，玻璃瓶中水增多，重力变大当重力大于浮力时，玻璃瓶下沉；
（3）把小药瓶口用橡皮泥封住，留一小孔，方便水的进出。
【分析】浮力大于重力，物体上浮；浮力小于重力，物体下沉；
在气体质量一定时，气体体积越小压强越大；
物体的稳定程度与重心的高度有关。
【解答】解：（1）参照后面的两个活动材料的特点：“材料便宜但不易获取”、“材料昂贵且不易获取”，分析可得应填：材料便宜且易获取；
（2）当挤压瓶子时，瓶子的容积会缩小，使得瓶内气体被压缩，使得瓶内气体压强增大，从而水被压入玻璃瓶，增大了玻璃瓶的重力，当其重力大于浮力时，下沉，放手后，瓶内气压减小，玻璃瓶内气体会将水压出，从而使吸管重量减轻，当重力小于浮力时，浮沉子会上浮；
（3）小明的作品，“装置稳定性”是保持竖直偶尔会倾倒，“调试效果”是用力一按才能下沉，从这两方面分析，原因是质量偏小重心偏高，所以改进办法是：把小药瓶口用橡皮泥封一封，留一小孔，这样既增加了质量也可降低重心。
故答案为：（1）材料便宜且易获取；（2）用手挤压时，矿泉水瓶中压强增大，玻璃瓶中水增多，重力变大当重力大于浮力时，玻璃瓶下沉；（3）把小药瓶口用橡皮泥封住，留一小孔，方便水的进出。
【点评】此题是气体压强和浮力的一个综合考查，出错原因是很多同学不认识浮沉子。
5．【答案】（1）小；（2）ρ水；（3）＝。
【分析】（1）根据浮沉条件确定漂浮和沉底时的浮力与重力关系，比较浮力大小；
（2）丙图中萝卜在水中漂浮，根据甲、丙两图计算萝卜的重力，利用重力公式求得质量；丁图中萝卜在混合液体中沉底，根据乙丁两图计算萝卜的体积，利用密度公式计算其密度；
（3）假设吸水的质量为m，计算漂浮增大的浮力和排开液体的体积，计算容器中被吸水的体积，比较大小关系，确定液面的升降。
【解答】解：（1）萝卜漂浮时，浮力等于自身的重力，萝卜沉底时，浮力小于自身的重力，且萝卜的重力不变，所以把部分白酒倒入丙中后，萝卜受到的浮力变小；
（2）设玻璃杯的横截面积为S，丙图中漂浮，G＝F浮＝ρ水gV排＝ρ水gS（h1﹣h0），
则萝卜的质量mρ水S（h1﹣h0），
对比乙丁两图可知，萝卜的体积V＝S（h2﹣2h0+h3）；
则萝卜的密度：ρ水；
（3）假设萝卜吸水的质量为m，则增加的浮力ΔF浮＝mg，增加的排开液体体积ΔV；容器中被吸水的质量是m，被吸水的体积V吸；此时萝卜多排开液体的体积与容器中减少水的体积相等，因而液面高度不变，则h′1＝h1。
故答案为：（1）小；（2）ρ水；（3）＝。
【点评】本题利用浮力知识测量密度，是初中物理的难点。
6．【答案】（1）15℃；（2）C；（3）液体的密度随温度的升高而减小；（4）图见解答。
【分析】（1）由题知，当小球悬浮时，挂牌温度与液体温度相等，据此判断出小球c对应的温度；
（2）液体温度从15℃升高到23℃过程中，b球由漂浮变为悬浮，再下沉，且b球的重力不变，由物体的浮沉条件可知b球受到浮力的变化，据此判断图像；
（3）由物体的浮沉条件可知液体温度升高时b球受到浮力的变化以及V排的变化，再根据F浮＝ρ液gV排分析液体密度的变化，从而可知液体的密度随温度变化的规律；
（4）根据（3）的结论，利用阿基米德原理和浮沉条件进行推测。
【解答】解：（1）图1中环境温度（即液体温度）为15℃，且小球c悬浮，由题知，当小球悬浮时，挂牌温度与液体温度相等，所以小球c对应的温度应标记为15℃；
（2）由图可知，液体温度从15℃升高到23℃过程中，b球由漂浮变为悬浮，再下沉，且b球的重力不变，由浮沉条件可知b球的浮力先不变，再减小，故C图符合题意；
（3）当液体温度升高时，小球b先漂浮，再悬浮，这一过程中b球的浮力不变，但浸入液体中的体积逐渐增大，由F浮＝ρ液gV排可知液体的密度变小；b球由悬浮到沉底过程中，根据浮沉条件可知其受到的浮力减小，但浸没后V排不变，根据F浮＝ρ液gV排可知液体的密度变小，所以实验可得出的结论是液体的密度随温度的升高而减小；
（4）由（3）可知，液体的密度随温度的升高而减小，且环境温度为23℃时，小球a悬浮，则当环境温度升高为25℃时，液体密度变小，根据F浮＝ρ液gV排可知小球a所受浮力变小，浮力小于其重力，所以小球a应沉底，此时b、c两球也是沉底的，如下图所示：
。
故答案为：（1）15℃；（2）C；（3）液体的密度随温度的升高而减小；（4）图见解答。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件的应用，认真审题，分析得出小球在温度升高时所受浮力的变化是关键。
7．【答案】（1）水舱的进、出水；（2）没有气泡产生；（3）先向左后向右；（3）注射器活塞需要稳定在（a﹣20）mL刻度。
【分析】（1）由物体的沉浮条件分析；
（2）关闭进出水口将自制潜水器浸没在水中，如果漏气，会观察到气泡产生；
（3）潜水艇从水底上浮排水，到B位置稳定停下来，要进水；
（4）重物G＝0.3N，根据F浮＝ρ水v排g可求出重物受到的浮力F浮，完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留，在浮力不变的情况下，要减小自身的重力，即向外排出水的重力为：G水＝G﹣F浮；根据G＝mg求出向外排出水的质量m水，再根据密度公式求出向外排出水的体积V水，即注射器活塞需要向内推入气体的体积V气＝V水；已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在的刻度是：a﹣V气。
【解答】解：（1）潜水艇在上浮时重力要小于浮力，所用水舱出水，潜水艇要下沉时重力要大于浮力，水舱要进水；
（2）小明关闭进出水口，将自制的潜水器浸没在水中，入股漏气会有气泡产生，如果没有气泡产生，说明气密性好；即：当观察没有气泡产生现象，则气密性良好。
（3）完成任务二上浮过程，小潜水器受到的浮力要大于自身的重力，需要向外排水，对注射器活塞的操作是：向左推活塞，在B处稳定停下来时，要时浮力等于重力，此时要向水舱进水，故注射器的活塞向右，所以注射器的活塞先向左后向右移动。
（3）重物G＝0.3N，受到的浮力为：F浮＝ρ水v排g＝1.0×103kg/m3×10×10﹣6m3×10N/kg＝0.1N，
完成从水底打捞这个重物到B位置并稳定停留，在浮力不变的情况下，要减小自身的重力，即向外排出水的重力为：G水＝G﹣F浮＝0.3N﹣0.1N＝0.2N，
向外排出水的质量为：m水0.02kg＝20g，
根据密度公式得，向外排出水的体积为：V水20cm3＝20mL，
则注射器活塞需要向内推入V气＝V水＝20mL的气体，
已知完成任务二时注射器活塞稳定在刻度a毫升，完成任务三时（用体积和质量均忽略不计的细线系住重物打捞），注射器活塞需要稳定在的刻度是：a﹣V水＝a﹣20mL。
故答案为：（1）水舱的进、出水；（2）没有气泡产生；（3）先向左后向右；（3）注射器活塞需要稳定在（a﹣20）mL刻度。
【点评】本题考查了物体的浮沉条件及其应用、以及阿基米德原理的应用等，有一定的难度。
8．【答案】（1）④；（2）取质量分别为1g、2g、3g、4g、5g的A（或B或C）材料，将其制成体积相同的5个空心小球；（3）两个小球间的细线会被拉直。
【分析】（1）根据物体沉浮条件判断；
（2）根据ρ分析解答；
（3）球的密度大于液体的密度，球会沉底，一个球的密度小于液体的密度，球会漂浮。
【解答】解：（1）当ρ物＜ρ液时物体上浮，最终漂浮，当ρ物＝ρ液时物体悬浮，当ρ物＞ρ液时物体下沉，最终沉底，由图可知，悬浮的只有④号小球，则④号小球与液体的密度相同；
（2）根据ρ知可以取质量分别为1g、2g、3g、4g、5g的A（或B或C）材料，将其制成体积相同的5个空心小球；
（3）一个球的密度大于液体的密度，它会沉底，一个球的密度小于液体的密度，它会漂浮，若被测液体密度介于相邻的两球之间，两个小球间的细线会被拉直。
故答案为：（1）④；（2）取质量分别为1g、2g、3g、4g、5g的A（或B或C）材料，将其制成体积相同的5个空心小球；（3）两个小球间的细线会被拉直。
【点评】本题考查了浮沉条件的应用以及密度公式的应用，是一道难题。
9．【答案】（1）当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；
（2）①控制排开水的体积相同；②F1＝F2。
【分析】（1）根据称重法计算浮力，分析比较图a、b、c中现象可得浮力大小与排开液体体积的关系；
（2）①如图甲所示用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处，浸入水中至第2条线与液面保持相平，由题目条件分析两次实验中排开液体的体积及深度的大小关系，据此回答；
②由阿基米德原理，由排开液体的体积相同，故两次实验中，受到的浮力相同。
【解答】解：（1）由图a可知物体的重力G为6N，由b可知此时受浮力F浮b＝G﹣F示数＝6N﹣5N＝1N，由c图可知此时受浮力F浮c＝G﹣F示数′＝6N﹣4N＝2N，所以比较a、b、c可得结论：当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；
（2）①如图d所示用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处，浸入水中至第2条线与液面保持相平，则两次实验中排开液体的体积都等于物体体积的二分之一，故两次实验均将长方体浸入水中至第2条线（从下往上数），其目的是控制排开水的体积相同，而深度大小不同；
②由阿基米德原理，因排开液体的体积相同，故两次实验中，受到的浮力相同，若实验e、f中测力计示数相同，即F1＝F2，则推导出两次实验中长方体所受的浮力相等，根据实验现象，小组得出正确的结论（与深度无关）。
故答案为：（1）当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；
（2）①控制排开水的体积相同；②F1＝F2。
【点评】本题是探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验，分析时，注意控制变量法的应用。
10．【答案】（1）4；
（2）①a、d、e；②浮力的大小与物体的重力无关；
（3）没有控制排开液体的体积相同。
【分析】（1）根据饮料罐浸入水中越深，即排开水的体积越大，手会感到越吃力，据此分析；
（2）①探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同、形状相同（同一物体），据此确定实验序号；
②比较序号为a、b、c的三次实验的物体所受浮力的大小变化和变化的因素，得出浮力物体的重力之间的关系；
（3）利用控制变量法分析小明同学的方案，即可判断不可靠的原因。
【解答】解：（1）如图用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，即排开水的体积越大，手会感到越吃力；这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关，可以支持以上猜想4；
（2）①要探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制排开液体的体积相同、形状相同（同一物体），改变液体的密度，故比较图中a、d、e三次实验可得出初步结论：浮力大小与液体密度有关；
②体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4N、4.5N和5N；a图中物体浸没在水中，受到的浮力为：F1＝GA﹣F示1＝4N﹣3N＝1N；
b图中物体浸没在酒精中，受到的浮力为：F2＝ GB﹣F示2＝4.5N﹣3.5N＝1N；
c图中物体浸没在盐水中，受到的浮力为：F3＝GC﹣F示3＝5N﹣4N＝1N；比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力无关；（3）根据控制变量法知：要研究浮力大小与物体形状的关系，必须保证排开液体的体积和液体的密度不变，小明实验中改变了形状，但没有让二者全浸入水中，即没有控制排开水的体积相同，故小明的结论不可靠，不可靠的主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
故答案为：
（1）4；
（2）①a、d、e；②浮力的大小与物体的重力无关；
（3）没有控制排开液体的体积相同。
【点评】本题探究浮力大小跟哪些因素有关，考查称重法测浮力、阿基米德原理的运用及控制变量法的运用，综合性强。
11．【答案】（1）D；
（2）F1＝F2+F3；
（3）A；
（4）2。
【分析】（1）根据阿基米德原理，物体未完全浸没时，浮力随着浸入深度的增加而增大，当完全浸没时，深度增加，浮力大小不变，所以物体所受拉力应先减小后不变，所以 a是描述拉力与深度关系的，b是描述浮力与深度关系的，当物体刚好完全浸没时，此时拉力开始不变，同时物体受到的浮力也开始不变，据此对D同学所画的图形进行分析；
（2）图象中的F1表示物体所受的重力；图象中的F2表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力；F3表示物体全部浸没后，物体所受的浮力；物体全部浸没后受到三个力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此时物体处于静止状态，受的是平衡力，据此得出F1、F2、F3三者的等量关系；
（3）物体的体积相同，浸没在水中受到的浮力相同，由ABC三图可知，A图中F2最大，据F1、F2、F3三者的等量关系可知A图中物体的重力最大，据密度公式ρ算出密度最大物质；
（4）图B可知，图B中F2＝F3，代入等式F1＝F2+F3，再根据阿基米德浮力公式和重力公式可计算出该物质的密度。
【解答】解：（1）根据阿基米德原理，物体未完全浸没时，浮力随着浸入深度的增加而增大，当完全浸没时，深度增加，浮力大小不变，所以物体所受拉力应先减小后不变，所以 a是描述拉力与深度关系的，b是描述浮力与深度关系的，当物体刚好完全浸没时，此时拉力开始不变，同时物体受到的浮力也开始不变，但图D中拉力开始不变时浮力还在增大，所以D同学所画的图形是错误的；
（2）图像A和C中，根据阿基米德原理，物体未完全浸没时，浮力随着浸入深度的增加而增大，当完全浸没时，深度增加，浮力大小不变，所以物体所受拉力应先减小后不变，所以a是描述拉力与深度关系的，b是描述浮力与深度关系的；图象中的F1表示物体所受的重力；图象中的F2表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力；F3表示物体全部浸没后，物体所受的浮力；物体全部浸没后受到三个力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此时物体处于静止状态，受的是平衡力，即重力等于浮力加拉力，所以：
F1＝F2+F3；
（3）与（2）分析同理，图B中物体受力也符合：
F1＝F2+F3；
物体的体积相同，浸没在水中受到的浮力相同，所以A、B、C三图中F3相等；
由ABC三图可知，A图中F2最大，此时F1最大；
A图中物体的重力最大，质量最大，体积相同，由：
ρ知A图中物质密度最大。
（4）物体全部浸入液体中，物体的体积等于排开液体的体积，由图B可知，图B中F2＝F3，代入等式F1＝F2+F3可得：
F1＝2F3；
根据阿基米德浮力公式和重力公式可得：
m物g＝2ρ水gV
ρ物gV＝2ρ水gV
ρ物＝2ρ水＝2×1g/cm3＝2g/cm3。
故答案为：（1）D；
（2）F1＝F2+F3；
（3）A；
（4）2。
【点评】此题考查了图像在物理学中的应用、阿基米德浮力公式及其计算、密度公式及其计算、重力公式及其计算，难度较大。
12．【答案】（1）F1﹣F3＝F4﹣F2；（2）溢水杯中的水没有装满；（3）相等；（4）BC。
【分析】（1）物体位于空中时弹簧测力计的示数即为其重力，又知道物体浸没时弹簧测力计的示数，根据称重法求出物体受到的浮力；
（2）根据图乙和图戊可知空烧杯的重力和物体浸没时排开液体与烧杯的总重力可求排开液体的重力，分析比较物体受到的浮力与排开液体的重力关系进行解答；
（3）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，重物排开水的体积变大，受到的浮力变大，根据称重法F浮＝G﹣F′可知弹簧测力计A的示数变化；重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大，即弹簧测力计B的示数越大，薄塑料袋的质量忽略不计时，根据阿基米德原理可知弹簧测力计A、B示数的变化量关系；
（4）改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
【解答】解：（1）根据阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于排开液体所受的重力，即当：F1﹣F3＝F4﹣F2，公式正立，即说明阿基米德原理成立。
（2）实验中若溢水杯中的水没有装满，则浮力大小与物体排开液体重力不相等。
（3）图2中A弹簧测力计示数的变化量表示的是浮力，B弹簧测力计示数的变化量表示的是排开水的重力，根据阿基米德原理可知，A、B示数的变化量相等。
（4）A．测力计A的示数变化量才表示的是物体受到的浮力，故A不符合题意；
B．实验器材生活化，且测力计不用人为拉住，测力计固定，示数更稳定，故B符合题意；
C．能同步观察测力计A，B示数的变化，得到浮力与排开液体重力的关系，故C符合题意。
故选BC。
故答案为：（1）F1﹣F3＝F4﹣F2；（2）溢水杯中的水没有装满；（3）相等；（4）BC。
【点评】本题主要是考查学生科学探究的能力、分析能力、观察能力以及对阿基米德原理的理解等，弄清楚实验装置中每一个仪器的作用和目的是关键。
13．【答案】（1）无关；（2）4×103；0.7；大于；（5）。
【分析】（1）根据图A、C、D的相同量和不同量，根据控制变量法确定浮力大小与变化量之间的关系；
（2）由图A、D求出金属块浸没在水中时受到的浮力，由阿基米德原理得出物体的体积为V＝V排，根据ρ求出金属块的密度；
根据称重法F浮＝G﹣F分析金属块在甲、乙两种液体中受到的浮力大小关系，而由浮力产生的原因可知甲、乙两种液体对金属块的下表面产生的压力关系，同时由压强公式p可判断甲、乙两种液体对金属块的下表面产生的压强关系，再结合阿基米德原理求出两种液体的密度大小关系，因为金属块的下表面到容器底部的距离相等，结合液体压强公式p＝ρgh求出甲、乙两种液体从金属块下表面对容器底部的压强，而甲、乙两种液体对容器底部的压强等于各自上下两部分压强之和，据此判断；
（3）利用二力平衡得出漂浮时受到的浮力，利用阿基米德原理F浮＝ρ液gV排求出物体排开液体的体积即b块物体的体积，知道b块的质量，根据密度公式计算物体的密度。
【解答】解：（1）由图C、D可知，金属块排开水的体积相同，深度不同，弹簧测力计的示数相同，由称重法F浮＝G﹣F可知浮力相同，故浮力大小跟物体浸没的深度无关；
（2）由图A、D可知，由称重法F浮＝G﹣F可得，D中金属块受到的浮力大小为：
F浮D＝G﹣F示D＝4N﹣3N＝1N，
因为金属块浸没在水中，其排开水的体积等于金属块的体积，所以金属块的体积为：
V＝V排1×10﹣4m3，
金属块的密度为：
ρ4×103kg/m3；
而由浮力产生的原因可知甲、乙两种液体对金属块的下表面产生的压力大小相等，同时由压强公式p可知液体对金属块下表面的压强关系为：p甲上＝p乙上，再结合题意知把该金属块分别浸入到甲、乙两种液体中时，弹簧测力计的示数相同，根据称重法F浮＝G﹣F可知金属块在甲、乙两种液体中受到的浮力大小相等，则浮力为：F浮'＝G'﹣F'＝4N﹣3.3N＝0.7N；
由阿基米德原理知和V排甲＜V排乙，可知两种液体的密度大小ρ甲＞ρ乙，因为金属块的下表面到容器底部的距离相等，结合液体压强公式p＝ρgh求出甲、乙两种液体从金属块下表面对容器底部的压强关系为：p甲下＞p乙下，根据称重法知，物体受到的浮力相等，甲、乙两种液体对容器底部的压强等于各自上下两部分压强之和，由此可知p甲＞p乙；
（3）由题意可知本题要利用浮力相关知识测量密度，把物体轻轻放入浓盐水中漂浮时，物体受到的浮力和物体的重力平衡，大小相等，故需要测出物体的质量，则物体受到的浮力为：F浮＝G＝mg，
由F浮＝ρ液gV排得b块物体的体积为：
Vb＝V排，
物体密度的表达式为：
ρ。
故答案为：（1）无关；（2）4×103；0.7；大于；（5）。
【点评】本题考查了“影响浮力大小的因素”的实验探究，涉及了其中称重法测浮力和阿基米德原理的运用、液体和固体压强的计算以及控制变量法的运用，有一定难度。
14．【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据已知条件，由称重法可得出物体受到的浮力增大，因排开液体的密度不变，根据控制变量法得出结论；
因排开液体的体积不变，由阿基米德原理，受到的浮力不变，由称重法分析回答；
（2）为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关，应控制金属块排开液体的体积相同，而液体的密度不同；
（3）根据称法分析两种情况下支架上O点所受拉力的最大变化量为，因塑料块体积等于金属块的体积，而排开液体的密度相同，根据阿基米德原理分析回答。
【解答】解：
（1）向杯中缓慢注水，从金属块底部接触水面，到金属块刚好浸没水中的过程中，指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位置，弹簧受到竖直向上的力变小，即测力计示数变小，根据称重法，F示＝G﹣F浮，可得出物体受到的浮力增大，因排开液体的密度不变，故说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关；继续向杯中注水，因排开液体的体积不变，由阿基米德原理，受到的浮力不变，由称重法，测力计减小的示数不变，故指针不动；
（2）为了探究金属块所受浮力的大小是否与液体的密度有关，应控制金属块排开液体的体积相同，而液体的密度不同，结合步骤（1）可知，当金属块浸没在另一种液体中时，金属块排开液体的体积和排开水的体积相同（均等于金属块自身的体积），而浮力的大小是通过指针在标尺上的位置来反映的，所以，小科将水倒尽，向杯中缓慢注入某种液体，当指针指在C位置时，他的下一步操作是继续倒入液体将金属块全部浸没，观察此时指针在标尺上的位置；
（3）在（1）中，当金属块底部刚接触水面时，支架上O点所受拉力大小为金属块的重力，当金属块浸没水中时，受到的浮力最大，此时支架上O点所受拉力最小，故支架上O点所受拉力的最大变化量为ΔF1＝G﹣（G﹣F金属块）＝F金属块，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因ρ水＜ρ塑料＜ρ金属，故金属块会浸没在液体中，同理当用塑料块做实验时，此过程的最大变化量为ΔF2＝G﹣（G﹣F浮塑料）＝F浮塑料，﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
由①②，因塑料块体积等于金属块的体积，而排开液体的密度相同，根据阿基米德原理，
F金属块＝F浮塑料
故用等体积塑料块替换金属块进行实验，则ΔF1＝ΔF2。
故答案为：（1）排开液体的体积，不动；（2）继续倒入液体将金属块全部浸没，观察此时指针在标尺上的位置；（3）＝。
【点评】本题探究影响浮力大小因素，考查称重法、控制变量法、阿基米德原理、浮力产生的原因、压强公式的运用，难度较大，关键是根据ρ液≠ρ水，判断金属块在液体中所处的状态。
15．【答案】（1）将物体c浸入水中之前，溢水杯中没有加满水（或排开的水没有全部流入小桶）；（2）BCD。
【分析】（1）在实验中，排除测量误差因素的影响，从溢出水的体积小于排开水的体积考虑；
（2）改进后的优点从增加实验器材的目的来分析。
【解答】解：（1）在实验中，若溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积，则排开水的重力明显小于所受的浮力（或排开的水没有全部流入小桶）；
（2）比较两种实验方案可知，改进后：
A、由称重法F浮＝G﹣F′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错误；
B、薄塑料袋不计质量，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正确；
CD、由图2的实验装置可知，测力计固定、示数更稳定，便于准确读出数据，且实验操作相对简单，可以进行多次实验，故CD正确，
故选：BCD。
故答案为：（1）将物体c浸入水中之前，溢水杯中没有加满水（或排开的水没有全部流入小桶）；（2）BCD。
【点评】本题主要是考查学生科学探究的能力、分析能力、观察能力以及对阿基米德原理的理解等，弄清楚实验装置中每一个仪器的作用和目的是关键。
16．【答案】（1）向外拉；（2）方案2；（3）见解答图。
【分析】（1）潜水艇是通过改变自身重力从而实现上浮、下潜或者悬浮的，所以要让潜水艇下潜，就需要增加水舱的水量，可采取往外抽气的方法实现水舱吸水。
（2）先通过阿基米德原理的公式计算出潜水艇整个浸没在水中时的浮力大小，要实现潜水艇下潜，需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行，在满足条件的情况下，工作舱的体积要尽可能的大。
（3）当潜水艇整个在水下时，浮力最大，而由于排开水的体积不变，所以只要未露出水面，浮力就不变；露出水面的过程浮力在变小；漂浮在水中时浮力最小，浮力等于重力。
【解答】解：（1）当增加水舱的水量，让水舱的水的重力加上潜水艇自身的重力大于潜水艇所受的浮力时，潜水艇就会下潜，所以可以向外拉动注射器活塞，抽出水舱内的一部分空气，从而让水舱吸水，实现潜水艇下潜；
（2）实现潜水艇下潜，需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。
潜水艇浸没时所受的浮力为：；
潜水艇自身重力为：G＝mg＝0.5kg×10N/kg＝5N；
所以水舱内的水至少为：G水＝F﹣G＝8N﹣5N＝3N；
所以水舱内的水的体积至少为：
；
所以为了能够实现潜水艇下潜，水舱的水的体积需要超过300cm3，且为保证潜水艇正常工作，应尽可能提高工作舱的体积，因此水舱的体积也需要超过300cm3，结合表格可知，最合适的方案是方案2。
（3）从A到B过程中，潜水艇还未露出水面，故排开水的体积不变，浮力不变；B点开始露出水面，从B到C过程中排开水的体积变小，浮力变小，由于潜水艇顶部是圆弧形的，若潜水艇匀速露出水面，则排开水的体积减小得会越来越快，直到圆弧部分全部露出水面；从C到D过程则是排开水的体积均匀减小，所以浮力也是均匀减小，D点处于静止，之后浮力不再变化，浮力等于潜水艇自身重力。
所以画得如下图所示：
故答案为：（1）向外拉；（2）方案2；（3）见解答图。
【点评】本题考的是浮沉条件在实际生活中的应用，还考了实验设计的能力，综合性较强，难度较大。
17．【答案】（1）减少；（2）减少；（3）B；（4）2.5。
【分析】（1）根据浮沉条件：浮力大于重力，物体上浮；浮力小于重力，物体下沉；
（2）在气体质量一定时，气体体积越小压强越大；
（3）由丙图可知，临界深度h随小瓶内空气柱长度增大而增大，进行判断；
（4）先求B瓶中装入3.8厘米水时，瓶中水的体积和质量，再求瓶中水和瓶子的重力G总，当瓶子恰好悬浮在水中，则浮力等于重力F浮＝G总，由阿基米德原理得排开液体体积V排，瓶子的体积为排开液体体积减去瓶内水的体积，由密度公式ρ可得瓶子的密度。
【解答】解：（1）有的小瓶倒放入水中后直接下沉不会上浮，即小瓶受到的重力大于浮力，所以需要减少小瓶的重力，即减少小瓶中水的质量。
（2）用力捏大瓶时，大瓶内上方气体压强变大，则大瓶内水受到压强增大，使部分水进入小瓶内，使得小瓶中的空气体积减少，小瓶内气体的压强会增大；
（3）由丙图可知，临界深度h随小瓶内空气柱长度增大而增大，由选项可知，瓶子的形状、体积相同，B选项中浮沉子中空气柱长度最长，所以B选项中浮沉子的临界深度最大，故B符合题意；
（4）由于B瓶中装入3.8厘米水时，瓶中水的体积：
V＝Sh＝2cm2×3.8cm＝7.6cm3＝7.6×10﹣6m3，
瓶中水的质量：
m水＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×7.6×10﹣6m3＝7.6×10﹣3kg，
瓶中水和瓶子的重力：
G总＝m总g＝（m水+m瓶）g＝（7.6×10﹣3kg+10×10﹣3kg）×10N/kg＝0.176N，
瓶子恰好悬浮在水中，则浮力等于重力：
F浮＝G总＝0.176N，
由阿基米德原理得排开液体体积：
V排0.176×10﹣5m3＝17.6cm3，
瓶子的体积：
V瓶＝V排﹣V水＝1.76×10﹣5m3﹣（3.8cm+3cm）×2cm2＝17.6cm3﹣13.6cm3＝4cm3，
瓶子的密度ρ瓶2.5g/cm3。
故答案为：（1）减少；（2）减少；（3）B；（4）2.5。
【点评】本题考查沉浮条件的应用、气体气压与体积的关系、阿基米德原理的运用，有一定难度。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
