（物理） 专题10 浮力实验问题解决思路 训练— 2021年中考科学推断题攻关练记提分秘籍系列

专题10 浮力实验问题解题思路 中考典型例题解析 【例题1】(2021大连二模)小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程： ①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小筒的下方挂上重物G； ②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面，刚好到达重物G下表面； ③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1； ④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承接溢出的水，同时记录指针所指位置L2； ⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置L3，(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。 (1)在实验④的过程中，弹簧的拉力变化曲线如下图所示，正确的是　　 (2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中，通过　 　现象，证明阿基米德原理成立。 (3)实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是　 　 (4)你认为这样设计实验的好处是　 　。 【答案】(1)B；(2)L3＝L1；(3)C；(4)减小误差。 【解析】(1)根据称重法可知，弹簧拉力F＝G﹣F浮； 根据F浮＝ρ液gV排可知，随着升降机升高，重物G浸入水中的体积越来越大，其受到的浮力变大，则拉力F变小，当重物G浸没后，浮力保持不变，则拉力也保持不变，故B图象符合。 (2)在步骤③中，弹簧受到的拉力F＝G，指针所指的刻度尺位置L1； 由于将烧杯A中的水倒入空桶中，则弹簧受到的拉力F′＝G﹣F浮+G排，若指针所在位置L3与位置L1相同，则拉力F′＝F，则说明F浮＝G排，这样即可证明阿基米德原理成立。 (3)实验④过程中，随升降机的升高，重物G受到的浮力变大，拉力减小，重物G的高度也升高，当重物G浸没后，浮力保持不变，重物G的高度不再变化； 实验⑤过程中，将烧杯A中的水倒入空桶中，由于弹簧受到的拉力变大，重物G随着弹簧的伸长物G的高度下降，当烧杯A中的水全部倒入空桶中，重物G的高度又回到原来的高度；故图象C符合； (4)改进后的优点减小误差。 【例题2】(2021山东东营二模)如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。 (1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是　 　N。 (2)比较　 　(填字母代号)三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。 (3)比较　 　(填字母代号)三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。 (4)金属块的密度为　 　kg/m3。 (5)在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：　 　。 (6)纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋(质量可忽略)、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。 实验器材：　 　； 实验步骤：　 　； 分析与论证：　 　。 【答案】(1)1；(2)ABC(ABD)；(3)ACD；(4)2.7×103；(5)溢水杯没有装满水； (6)实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水； 实验步骤： ①用测力计测量出空小桶的重力G桶； ②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水， ③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G， ④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水， 用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总； 分析与论证： 根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力， G桶总﹣G桶即为排开水的重力， 比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论。 【解析】(1)由图A、C(或D)，金属块浸没在水中时受到的浮力： F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N； (2)研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同， B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大； C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。 由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排