内容正文:
专题10 浮力(三)
【考情分析】
在重庆中考物理中,《浮力》是一个重要的考查内容,其分值占比较高。浮力实验题主要考察学生对浮力原理的理解、实验设计的能力以及数据处理和分析的能力。
一、考试内容
1.浮力产生的观察实验:通过简单的实验装置(如装有水的烧杯和浸入水中的物体),观察物体在液体中受到的浮力现象,理解浮力的产生原因。
2.称重法测浮力实验:利用弹簧测力计测量物体在空气中的重力和在液体中的视重,通过比较两者之差来计算物体受到的浮力。这是验证阿基米德原理的一种常用方法。
3.浮力与排开液体体积的关系实验:通过改变物体浸入液体中的体积,观察并记录弹簧测力计的示数变化,分析浮力与排开液体体积之间的关系。
4.浮力与液体密度的关系实验:使用不同密度的液体(如水、盐水等),重复上述实验步骤,观察并记录浮力大小的变化,分析浮力与液体密度之间的关系。
5.实验原理的理解:考查学生对浮力产生原因、阿基米德原理等基本概念的理解程度。
6.实验步骤的掌握:要求学生能够按照正确的实验步骤进行操作,包括仪器的选择、实验装置的安装、数据的测量和记录等。
7.数据分析与处理:通过测量得到的数据,学生能够运用浮力公式进行计算和分析,得出正确的结论。
8.实验误差的评估:考查学生对实验误差的认识和评估能力,包括误差来源的识别、误差大小的估算以及减小误差的方法等。
二、考试趋势
1.注重实验操作能力:随着教育改革的深入,中考物理越来越注重学生的实验操作能力。因此,《浮力》实验题可能会更加注重对学生实验操作过程的考查。
2.强调实验原理的理解:虽然实验操作很重要,但理解实验原理才是实验的核心。因此,在考查实验操作的同时,也会强调学生对实验原理的理解和应用。
3.综合应用能力的考查:为了全面评估学生的物理素养和综合能力,中考物理《浮力》实验题可能会将多个知识点综合起来进行考查。例如,将浮力与压强、密度等知识点相结合进行实验设计或问题解答。
三、备考建议
1.加强实验操作训练:通过反复练习,熟练掌握浮力实验的操作步骤和技巧。
2.深入理解实验原理:不仅要掌握浮力的基本概念和公式,还要深入理解实验原理及其背后的物理规律。
3.注重数据分析与处理:学会运用浮力公式进行数据处理和分析,提高数据处理的准确性和效率。
4.关注综合应用能力的培养:在备考过程中,要注重将浮力知识与其他知识点相结合进行综合应用能力的培养。例如,通过解决一些综合性的物理问题来锻炼自己的综合应用能力。
【必备基础知识】
1.探究浮力大小的影响因素
根据公式F浮=ρ液gV排,由于g是一个常数,因此浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关,探究时涉及两个变量,所以应采用控制变量法进行探究。另外本实验还常进一步探究物体所受浮力与物体的形状、体积、密度、所处深度等的系。
2.探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
本实验在探究时需注意测量的顺序,并且常结合基米德原理进行相关物理量的计算。
1.(2024·重庆·中考真题)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: 。
2.(2024·重庆·中考真题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为 同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
3.(2023·重庆·中考真题)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hɒ
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 。
4.(2020·重庆·中考真题)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入量筒,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丙所示,则量筒内洗手液的体积为 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(如图丁);
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊),洗手液未溢出;
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。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)。
5.(2024·重庆南川·模拟预测)在探究有关浮力大小的实验时,实验一组的小宇和小红用弹簧测力计、溢水杯、小烧杯、滴管、金属块、水、浓盐水、量筒和细线等进行了如下实验。
(1)用弹簧测力计测得金属块的重力;
(2)在溢水杯中加装适量的水(后阶段用滴管滴水,使溢水杯中的水适量)。如图②所示;
(3)将金属块缓慢移入水中,如图③所示,用小烧杯接住溢出的水。用量筒测量溢出水的体积,同理做④⑤⑥实验,并将烧杯中的液体体积填入下表中。根据题目中的相关信息回答以下问题:
实验序号
③
④
⑤
⑥
溢出液体的体积(mL)
40
100
100
100
(1)步骤(1)中测得的金属块的重力为 N。步骤(2)中“适量”的含义是 ;
(2)图③中金属块所受的浮力为 N;
(3)做③④两次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关;做 两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度是否无关;做⑤⑥两次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关;
(4)浓盐水的密度为 kg/m3;
(5)分析实验③④⑤⑥过程,结合表中数据得出有关浮力大小的实验结论是 。
6.(2024·重庆·三模)初二的小鲁同学想探究“浮力的大小与什么因素有关”,实验前进行了如下猜想:
猜想一:可能与液体的密度有关;
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关;
猜想三:可能与物体的密度有关。
(1)小鲁根据生活经验,发现从浅水区走向深水区,随着走入水中越深(身体浸没前)感觉身体越来越轻,得出猜想 正确;
(2)小鲁用同一个物体进行了如图甲、乙、丙所示的实验操作。则物体浸没在水中受到的浮力为 N;进一步分析可知,当排开液体的体积相同时,液体的 越大,物体所受的浮力就越大;
(3)为了验证猜想三,小鲁在实验室找到两把相同的电子拉力计,设计了如下的实验:先将体积 (选填“相同”或“不同”)的实心铜块和铝块挂在左右电子拉力计下,并同时按清零键使示数均显示为零,如图;将整个横杆调低(保持水平),直到铜块和铝块均浸没在水中,此时左右拉力计显示的示数为负数,但其绝对值F左=F右,可以得出浮力的大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)同组的小能同学又用一个高12cm的空易拉罐(可视为圆柱体),设计了一款液体密度测量仪,如图;
①在罐中放入几颗小石头,使之竖直漂浮于水中,在水面对应的位置打上记号A;
②取出易拉罐,在记号A处标上1g/cm3;
③用刻度尺测出记号A到罐底的竖直距离为6cm;
④接着,小能要标出0.8g/cm3刻度线的位置B,应标在记号A的 (选填“上方”或“下方”),且记号B与记号A相距 cm。重复上述方法,刻画出其它的刻度线,液体密度计便制作完成。小能想增大该密度计的量程,请给她提供一条合理的建议: 。
7.(2024·重庆北碚·三模)小锋同学用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示。
(1)在使用弹簧测力计前,需要在 方向进行调零;
(2)分析图中实验数据可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 N;
(3)比较图甲、乙、丙三次的实验数据,可知浮力的大小与 有关;
(4)小锋通过数据还计算出图中物体A的密度为 kg/m3、盐水的密度为 kg/m3;
(5)小锋继续利用电子秤、细铁丝、烧杯和水测量一个密度小于水的泡沫小球的密度。
①他先把电子秤放在 (选填“水平”或“竖直”)台面上,接通电源,然后调零;
②如图甲,将适量的水倒入烧杯,放在电子秤上,稳定时电子秤示数为m0;
③如图乙,将泡沫小球放入水中,用细铁丝压着使其浸没在水中,稳定时电子秤示数为m1;
④如图丙,取走细铁丝,泡沫小球稳定时电子秤示数为m2,则泡沫小球的质量为 (选用m0、m1、m2、表示);
⑤分析可知,泡沫小球的密度为 (选用m0、m1、m2、表示)。
8.(2024·重庆·三模)如图是小明探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验过程示意图。
(1)此实验操作的最合理顺序是 (用甲、乙、丙、丁表示)。
(2)通过图丙和图 可以测出实心圆柱体浸没在水中时受到的浮力为 N,小明进一步分析比较其余实验步骤中的测量数据,就可以得出物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力相等。
(3)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或盐水进行实验
(4)若在步骤甲操作中,只将实心圆柱体的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
(5)以下情况对得出实验结论没有影响的是 。
A.整个实验过程中弹簧测力计没有校零 B.溢水杯中的水没有装满
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上 D.甲步骤中实心圆柱体触碰到了容器底部
(6)小明继续设计了如图所示的装置测量某种液体的密度,拉力传感器可以读出细绳拉力的大小。往容器中缓慢加入某种液体,当木块完全浸没时,拉力传感器的示数为F1;再将液体全部倒出,擦干木块,往容器中缓慢加水,当木块完全浸没时,拉力传感器的示数为F2。若水的密度为ρ水,木块密度为ρ0,则该液体的密度ρ= (请用F1、F2、ρ水、ρ0来表示)。若考虑木块不能吸收待测液体,却能吸水且吸水后木块体积不变,则测出的液体密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.(2024·重庆·三模)小陈用图的装置做“测量物质的密度”实验:
(1)把天平放在 桌面上,游码移到标尺左端 处后,向右调节平衡螺母,天平横梁才平衡,说明调节平衡螺母前天平横梁 端下沉;
(2)如图甲用天平测出小石块的质量为 g;
(3)将小石块放入装有40mL水的量筒中,水面上升到图乙所示位置,则小石块的体积为 cm3,由以上数据可知,小石块的密度为 kg/m3;
(4)小琪用量筒和空瓶同样测量出另一个小石块的密度:
①将空瓶放入盛有适量水的量筒内,稳定后水面对应的示数为V1,如图丙所示;
②将小石块放入瓶中,稳定后水面对应的示数为V2,如图丁所示;
③将小石块从瓶中取出放入量筒内,稳定后水面对应的示数为V3,如图戊所示。则小石块的密度ρ= (用V1、 V2 、V3和ρ水表示)。若在第③步中,有少量水溅在液面上方的量筒壁上,则会导致所测小石块的密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
10.(2024·重庆·二模)小强和小何测量某品牌牛奶的密度:
(1)将托盘天平放在 桌面上,游码移至标尺左端零刻度线,此时发现天平指针偏向分度盘左边,小强同学应将横梁上的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调动,才可以使天平横梁水平平衡;
(2)他们进一步实施的操作步骤如下:
A.测出空烧杯质量m1=33.2g;
B.将该品牌牛奶倒一部分在烧杯中,天平的示数如图所示,则牛奶和烧杯的总质量m2=
g;
C.将烧杯中的牛奶再全部倒入量筒中,测出牛奶体积;
据此求得该品牌牛奶的密度 g/cm3。
(3)经过分析,两位同学很快发现上述实验操作步骤有不足之处: ,导致所测得该品牌牛奶密度数据比该牛奶真实的密度数据 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小何在家里用两个大小不同的圆柱形薄壁厚底玻璃杯、水和刻度尺进行了如下的实验步骤:
①在大玻璃杯中装入适量的水,空的小杯竖直漂浮在水中。如图甲所示,测出小玻璃杯浸入大杯中水的深度为;
②将适量的牛奶缓慢倒入小玻璃杯中,小杯仍然竖直漂浮。如图乙所示,测出小玻璃杯中牛奶的深度为,小玻璃杯浸入大杯中水的深度为。则 (选填“>”“=”或“<”);(已知)
③若考虑小玻璃杯的重力,则测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
11.(2024·重庆巴南·三模)寻梦小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺 端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向右调节 ,使横梁在水平位置平衡;
(2)将玉石放在天平的左盘中,用 向右盘中加减砝码并调节 至天平平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则玉石的质量是 g;
(3)向量筒中加入70mL的水,将玉石浸没在水中,液面的位置如图乙所示,则玉石的密度是 ;
(4)若实验结束后,发现游码上粘了一小块橡皮泥,则所测玉石的密度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)玉石的真实值;
(5)小赵同学认为不用砝码,使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水(水的密度用表示)等器材也能测出玉石的密度。实验步骤如下:
①两个相同的烧杯分别放在天平的左右两盘中,向两烧杯中加入适量的水至天平平衡,如图丙所示:
②在量筒中加入适量的水,记录量筒中水的体积;
③将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中(不接触烧杯底和壁),用量筒向右盘的烧杯中加水至天平平衡,如图丁所示,记录此时量筒中水的体积;
④让玉石缓慢沉至水底,松开细线,继续用量筒向右盘的烧杯中加水至天平平衡,如图戊所示,记录此时量筒中水的体积;
⑤玉石密度的表达式为 (用和表示)。
12.(2024·重庆·一模)小一利用一圆柱体M和实验器材,想验证阿基米德原理。如图甲是其实验过程图,弹簧测力计在A、B、C、D四个步骤中的读数分别为FA,FB,FC,FD。
(1)为了减小实验误差且操作最方便,最合理的操作步骤顺序为 (填序号);他按照最合理的操作顺序完成实验,当实验中的测量结果满足 的关系式时(用FA,FB,FC,FD表示),说明阿基米德原理成立;
(2)若在图B的操作中,只将圆柱体的一部分浸没在水中,其他步骤正确,则 (选填“可以”或“不可以”)验证阿基米德原理。实际操作时,小一发现A图小桶内有少量水,却仍然坚持完成实验,则对(1)问中的结果 (选填“有”或“无”)影响;
(3)小一在进行图B操作时发现:弹簧测力计的示数先减小再不变,这是因为浮力大小与 有关。正确操作后测得数据:FB=3N,FC=5N,则圆柱体 M的密度为 g/cm3;
(4)如图乙所示,小一又将圆柱体M擦干浸入到密度为 的液体中,调整浸入的深度后使弹簧测力计的示数为3N,则此时圆柱体M(底面积为25cm2)浸入液体中的深度为 cm。小一在圆柱体M上沿着液面画上标记,并记录为1.6g/cm3。再将圆柱体M浸入不同液体中,重复上述操作,使弹簧测力计的示数为3N,小一就将圆柱体M改造成了一个简易的液体密度计,该密度计的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)。
13.(2024·重庆·二模)小滨为了鉴定奶奶珍藏的一件金属饰品是否用纯金制成,他利用天平、细线、量筒和水等器材测量饰品的密度。
(1)把天平放置在水平桌面上,把游码放到标尺左端的 处,发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,使天平横梁平衡;
(2)用天平测量出饰品的质量。天平平衡后,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,饰品的质量是 g;
(3)把饰品浸没在量筒水中前后的情况如图丙所示(忽略细线的体积),饰品的体积是 cm3;
(4)小滨通过所测数据计算出饰品的密度是 g/cm3,从而说明饰品 用纯金制成的(金的密度);
(5)小滨又尝试利用弹簧测力计测量所购牛奶的密度,他把一个铝块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块在空气中时弹簧测力计的示数是,把铝坊浸没在牛奶中时弹簧测力计的示数是,已知铝的密度为ρ铝,则牛奶的密度表达;式 (用、、ρ铝来表示)。如果测量后发现弹簧测力计没有调零,指针在零刻度上方,则测量结果 (选填“偏大”,“偏小”或“准确”)
14.(2024·重庆九龙坡·一模)清明假期,小刚同学在踏青路途捡到一块漂亮的石块,他和小艳同学想利用学过的物理知识测量其密度。
(1)把天平放在 上,当游码调到标尺左端 处后,指针向右偏转的幅度大于向左偏转的幅度,她应将平衡螺母向 调节,使天平平衡;
(2)将石块放在天平左盘中,向右盘中由大到小加砝码,然后调节游码,直到天平平衡。此时砝码和游码的位置如图甲所示,石块的质量是 g;
(3)往量筒中倒入30mL水,用细线拴住石块缓慢浸没在水中,液面位置如图乙所示,则石块的体积为 cm3,计算得到石块的密度是 kg/m3;
(4)小艳想到用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤(既可以测量力,也可以测量质量),对石块的密度重新进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,如图丙所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F1;
②再在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,如图丁所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F2;
③再用手提着系着小石块的细线一端,将小石块缓慢地浸没在水中,如图戊所示。待电子秤示数稳定后,读出并记为F3。完成以上测量后,根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石= ;(用字母表示)
④若戊图中石块不小心接触到了容器壁,会使密度测量值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
15.(2024·重庆南岸·一模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中,小开同学准备了以下实验器材:电子秤、足够高的柱形薄壁容器(质量为100g)、金属块(质量为400g)、轻质细杆、水、盐水。实验步骤如图所示,其中A、B、C、D容器中是水,E容器中是盐水。
(1)在C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为 N;
(2)分析图A、B、C、D可知,浮力的大小与 有关,与 无关;
(3)小开在E 中倒入等质量的盐水,可知浮力的大小还与 有关;
(4) C、D两图中金属块上表面与下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2, 则ΔF1 ΔF2(选填“大于”“等于”或“小于”);
(5)分析实验数据可知盐水的密度为 kg/m3,若E步骤中物体未完全浸没就开始读数,则测得的盐水密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(6)小开发现只需把E中的液体换成其他等质量的未知液体,就可以利用A、D、E三个步骤测出未知液体的密度,若该仪器所能测量的最大未知液体密度为2g/cm3,则电子秤能测量的最大质量至少为 g。
16.(23-24九年级下·重庆·期中)2024重庆马拉松于3月24日在南滨路海棠烟雨公园鸣枪起跑,有多名重外老师参加了本次比赛。如图甲是某老师获得的本次比赛奖牌,它以“古巴渝十二景”的龙门浩月为主题,轮廓造型取自重庆市花山茶花。喜爱探索的小外同学找老师借来奖牌,想要测量奖牌的密度。
(1)小外先找来天平,将其放在 工作台上,将游码调零,然后将天平调平衡。当他把奖牌放在天平 盘后,将所有砝码加在另外一个盘中,并移动游码,发现砝码仍然不够,于是他改用弹簧测力计按图乙、丙所示的方式来测量奖牌的密度,在测量前,小外应将弹簧测力计 (选填“竖直“或”水平“)放置进行调零;
(2)由图乙可得奖牌所受重力为 N。将奖牌逐渐浸入水中,在其浸没前,容器对铁架台的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。如图丙所示,当奖牌浸没在水中所受浮力为 N,通过计算可得奖牌的密度为 kg/m3;
(3)若把奖牌浸没在水中时触碰到了容器底部,所测奖牌密度将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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专题10 浮力(三)
【考情分析】
在重庆中考物理中,《浮力》是一个重要的考查内容,其分值占比较高。浮力实验题主要考察学生对浮力原理的理解、实验设计的能力以及数据处理和分析的能力。
一、考试内容
1.浮力产生的观察实验:通过简单的实验装置(如装有水的烧杯和浸入水中的物体),观察物体在液体中受到的浮力现象,理解浮力的产生原因。
2.称重法测浮力实验:利用弹簧测力计测量物体在空气中的重力和在液体中的视重,通过比较两者之差来计算物体受到的浮力。这是验证阿基米德原理的一种常用方法。
3.浮力与排开液体体积的关系实验:通过改变物体浸入液体中的体积,观察并记录弹簧测力计的示数变化,分析浮力与排开液体体积之间的关系。
4.浮力与液体密度的关系实验:使用不同密度的液体(如水、盐水等),重复上述实验步骤,观察并记录浮力大小的变化,分析浮力与液体密度之间的关系。
5.实验原理的理解:考查学生对浮力产生原因、阿基米德原理等基本概念的理解程度。
6.实验步骤的掌握:要求学生能够按照正确的实验步骤进行操作,包括仪器的选择、实验装置的安装、数据的测量和记录等。
7.数据分析与处理:通过测量得到的数据,学生能够运用浮力公式进行计算和分析,得出正确的结论。
8.实验误差的评估:考查学生对实验误差的认识和评估能力,包括误差来源的识别、误差大小的估算以及减小误差的方法等。
二、考试趋势
1.注重实验操作能力:随着教育改革的深入,中考物理越来越注重学生的实验操作能力。因此,《浮力》实验题可能会更加注重对学生实验操作过程的考查。
2.强调实验原理的理解:虽然实验操作很重要,但理解实验原理才是实验的核心。因此,在考查实验操作的同时,也会强调学生对实验原理的理解和应用。
3.综合应用能力的考查:为了全面评估学生的物理素养和综合能力,中考物理《浮力》实验题可能会将多个知识点综合起来进行考查。例如,将浮力与压强、密度等知识点相结合进行实验设计或问题解答。
三、备考建议
1.加强实验操作训练:通过反复练习,熟练掌握浮力实验的操作步骤和技巧。
2.深入理解实验原理:不仅要掌握浮力的基本概念和公式,还要深入理解实验原理及其背后的物理规律。
3.注重数据分析与处理:学会运用浮力公式进行数据处理和分析,提高数据处理的准确性和效率。
4.关注综合应用能力的培养:在备考过程中,要注重将浮力知识与其他知识点相结合进行综合应用能力的培养。例如,通过解决一些综合性的物理问题来锻炼自己的综合应用能力。
【必备基础知识】
1.探究浮力大小的影响因素
根据公式F浮=ρ液gV排,由于g是一个常数,因此浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关,探究时涉及两个变量,所以应采用控制变量法进行探究。另外本实验还常进一步探究物体所受浮力与物体的形状、体积、密度、所处深度等的系。
2.探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
本实验在探究时需注意测量的顺序,并且常结合基米德原理进行相关物理量的计算。
1.(2024·重庆·中考真题)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】 上 增大 0.3 越大 无关 1.1 不变 没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】(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。
2.(2024·重庆·中考真题)“混放是垃圾,分类是资源”,垃圾分类收集逐渐成为市民的好习惯。小吴同学在家里收集到一个废旧水龙头,同学们想通过测量密度知道它是由什么材料制成的。
(1)小吴将天平放在水平桌面上,游码移到零刻度线,发现天平的左盘较高,应将平衡螺母向 调节,直至指针对准分度盘的 刻度线。将水龙头放在天平左盘,向右盘加减砝码并移动游码,天平平衡时如图甲所示,测得水龙头质量为 g;然后用溢水杯、水、小烧杯、细线和天平测出水龙头的体积并算出密度;
(2)小欣提出用弹簧测力计测量密度更方便。她先用弹簧测力计测出水龙头的重力;然后将水龙头浸没在水中静止,发现弹簧测力计的示数减小了2小格,这是因为水龙头受到竖直向 的浮力,此时弹簧测力计的示数如图乙所示为 N;小欣计算出水龙头的密度是 ;
(3)同学们对实验进行交流评估,认为 同学测得的密度误差较大,主要原因是 。
【答案】 左 中央 181.4 上 1.4 4.5 小欣 见解析
【解析】(1)[1][2]天平的左盘较高,说明天平右端下沉,应将平衡螺母向左调节,直至指针对准分度盘的中央刻度线。
[3]由图甲可知,游码的分度值为0.2g,游码的示数为1.4g,则测得水龙头质量为
(2)[4]将水龙头浸没在水中静止,水龙头会受到水的浮力,方向竖直向上。
[5]由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N。
[6]由题意可知,水龙头放入水中后弹簧测力计的示数减小了2小格,则水龙头的重力为1.8N,水龙头的质量为
根据称重法测浮力可知,水龙头受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,水龙头的体积等于其排开水的体积,为
水龙头的密度为
(3)[7][8]在进行实验测量时,仪器越精确,读出的数据越准确,最终的实验结果误差越小。根据两位同学的测量仪器可知,天平的读数比弹簧测力计的读数更准确,即小欣同学根据弹簧测力计的示数得出的水龙头的质量和体积误差较大,因此小欣同学测得的密度误差较大。
3.(2023·重庆·中考真题)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hɒ
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】 不漏气 12 密度 1.5 大 浮力 变小
【解析】(1)[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
[2]①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。
[3]②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。
[4]③根据表中13数据与得
,
由两式相除得
则
(3)[5]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。
[6]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大,浮筒竖直浸没水中后,仔细观察其下表面橡皮膜形变更明显,从而分析出浮力产生的原因。
(4)[7]让浮筒浸没后继续下降,随着深度的增加,上探头橡皮膜向下凹,下探头橡皮膜向上凸,浮筒排开水的体积变小,所受浮力变小。
4.(2020·重庆·中考真题)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入量筒,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丙所示,则量筒内洗手液的体积为 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(如图丁);
②将系好细线的铝块缓缓浸没到洗手液中保持静止(如图戊),洗手液未溢出;
③将铝块缓慢沉底后松开细线(如图己)。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)。
【答案】 水平 右 72.4 30 1 0.9 家 洗手液较为粘稠,粘在量筒内壁上,导致所测体积偏小,密度偏大
【解析】(1)[1]用天平测量物体的质量之前,应该将天平放在水平工作台上,将游码拨到标尺左端的零刻度线处。
[2]指针偏向分度盘中央刻度线的左侧时,应将平衡螺母向右调节。
(2)[3]烧杯和洗手液的总质量等于砝码的质量加游码在标尺上所对的刻度值,即
[4][5]如图丙所示,量筒内洗手液的体积为,倒入量筒洗手液的质量是
这种洗手液的密度为
(3)③[6]对比丁图和己图可知,铝块的质量是
由得,铝块的体积是
对比戊己两图可知,铝块的受到的浮力
铝块完全浸没在洗手液中时
所以这次测得洗手液的密度为
[7]由题意可知,这种洗手液的主要成分为75%的酒精,而酒精的密度小于,可以判断在家所测洗手液密度的结果更接近真实值。
[8]造成两次所测量的密度值存在差异较大的原因可能是洗手液较为粘稠,粘在量筒内壁上,导致所测体积偏小,密度偏大。
5.(2024·重庆南川·模拟预测)在探究有关浮力大小的实验时,实验一组的小宇和小红用弹簧测力计、溢水杯、小烧杯、滴管、金属块、水、浓盐水、量筒和细线等进行了如下实验。
(1)用弹簧测力计测得金属块的重力;
(2)在溢水杯中加装适量的水(后阶段用滴管滴水,使溢水杯中的水适量)。如图②所示;
(3)将金属块缓慢移入水中,如图③所示,用小烧杯接住溢出的水。用量筒测量溢出水的体积,同理做④⑤⑥实验,并将烧杯中的液体体积填入下表中。根据题目中的相关信息回答以下问题:
实验序号
③
④
⑤
⑥
溢出液体的体积(mL)
40
100
100
100
(1)步骤(1)中测得的金属块的重力为 N。步骤(2)中“适量”的含义是 ;
(2)图③中金属块所受的浮力为 N;
(3)做③④两次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关;做 两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度是否无关;做⑤⑥两次实验,是为了探究浮力大小与 是否有关;
(4)浓盐水的密度为 kg/m3;
(5)分析实验③④⑤⑥过程,结合表中数据得出有关浮力大小的实验结论是 。
【答案】 4 刚好达到溢水口无水溢出 0.4 排开液体体积 ④⑤ 液体密度 1.2×103 见解析
【解析】(1)[1]步骤(1)中,金属块的重力需要通过弹簧测力计来测量,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4N,则金属块的重力为4N。
[2]在步骤(2)中,“适量”的含义是指溢水杯中的水要加到刚好到达溢水口且无水溢出。
(2)[3]图③中,金属块部分浸入水中,弹簧测力计的示数为3.6N,此时金属块受到的浮力为
F浮=G−F示=4N-3.6N=0.4N
(3)[4]做③④两次实验时,金属块浸在水中的体积发生了变化(从部分浸入到完全浸没),而其他条件保持不变。这是为了探究浮力大小与物体排开液体的体积是否有关。
[5]做④⑤两次实验时,金属块都完全浸没在水中但深度不同,这是为了探究金属块浸没在液体中时受到的浮力与深度是否无关。
[6]做⑤⑥两次实验时,金属块都完全浸没在液体中但液体种类不同(一次是水一次是浓盐水),这是为了探究浮力大小与液体的密度是否有关。
(4)[7]根据图①和图⑤可得,金属块浸没在水中的浮力为
F浮水=4N-3N=1N
根据图①和图⑥可得,金属块浸没在盐水中受到的浮力
F浮盐水=4N-2.8N=1.2N
金属块在水中和盐水中均浸没,则排开液体的体积相同。根据公式F浮=ρ液gV排可得,金属块在盐水中受到的浮力是金属块在水中受到浮力的1.2倍, 则盐水的密度是水的密度的1.2倍,所以盐水的密度ρ盐水=1.2×103kg/m3。
(5)[8]比较实验③和④,金属块从部分浸入水中到完全浸没,排开水的体积增大,浮力也增大。这说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,浮力越大。比较实验④和⑤,金属块都完全浸没在水中,但深度不同,浮力保持不变。这说明当物体完全浸没在液体中时,浮力与物体浸没在液体中的深度无关。比较实验⑤和⑥,金属块都完全浸没在液体中,但液体种类不同(一次是水,一次是浓盐水),浮力也不同。由于浓盐水的密度大于水,金属块在浓盐水中受到的浮力也更大。这说明浮力的大小还与液体的密度有关,液体的密度越大,浮力越大。综上所述,可以得出实验结论:浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,而与物体浸没在液体中的深度无关。即:在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大;在物体排开液体体积一定时,液体的密度越大,浮力越大。
6.(2024·重庆·三模)初二的小鲁同学想探究“浮力的大小与什么因素有关”,实验前进行了如下猜想:
猜想一:可能与液体的密度有关;
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关;
猜想三:可能与物体的密度有关。
(1)小鲁根据生活经验,发现从浅水区走向深水区,随着走入水中越深(身体浸没前)感觉身体越来越轻,得出猜想 正确;
(2)小鲁用同一个物体进行了如图甲、乙、丙所示的实验操作。则物体浸没在水中受到的浮力为 N;进一步分析可知,当排开液体的体积相同时,液体的 越大,物体所受的浮力就越大;
(3)为了验证猜想三,小鲁在实验室找到两把相同的电子拉力计,设计了如下的实验:先将体积 (选填“相同”或“不同”)的实心铜块和铝块挂在左右电子拉力计下,并同时按清零键使示数均显示为零,如图;将整个横杆调低(保持水平),直到铜块和铝块均浸没在水中,此时左右拉力计显示的示数为负数,但其绝对值F左=F右,可以得出浮力的大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”);
(4)同组的小能同学又用一个高12cm的空易拉罐(可视为圆柱体),设计了一款液体密度测量仪,如图;
①在罐中放入几颗小石头,使之竖直漂浮于水中,在水面对应的位置打上记号A;
②取出易拉罐,在记号A处标上1g/cm3;
③用刻度尺测出记号A到罐底的竖直距离为6cm;
④接着,小能要标出0.8g/cm3刻度线的位置B,应标在记号A的 (选填“上方”或“下方”),且记号B与记号A相距 cm。重复上述方法,刻画出其它的刻度线,液体密度计便制作完成。小能想增大该密度计的量程,请给她提供一条合理的建议: 。
【答案】 二 2 密度 相同 无关 上方 1.5 在保证易拉罐漂浮的情况下,多放入几颗小石头
【解析】(1)[1]从浅水区走向深水区,随着走入水中越深(身体浸没前),排开水的体积就越大,感觉身体越来越轻,说明所受浮力越大,故可得出猜想二正确。
(2)[2]由图甲、乙可知,物体浸没在水中的浮力为
F浮水=G-F乙=4.8N-2.8N=2N
[3]进一步分析甲、丙两图可知,物体浸没在盐水中时,所受浮力为
F浮盐水=G-F丙=4.8N-2.6N=2.2N
故可得出:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(3)[4]要验证猜想三,即浮力大小与物体的密度是否有关,则需要控制液体密度、排开液体的体积相同,而要使排开液体的体积相同,则应用体积相同的实心铜块和铝块进行实验。
[5]浸没前两个电子拉力计进行了调零,浸没后,电子拉力计小时的示数的绝对值等于物体所受的浮力,因为F左=F右,说明铜块和铝块所受浮力相等,而两者密度不同,故可得出浮力大小与物体的密度无关。
(4)④[6]因为浮力等于石块和易拉罐的总重力,则浮力相等,由F浮=ρ液gV排知液体密度越小,排开液体体积越大,浸入的深度则越深,故0.8g/cm3刻度线的位置B在A的上方。
[7]设易拉罐的底面积为S,AB到罐底的距离分别为hA和hB,易拉罐在两种液体中所受浮力相等,则有
ρ水gShA=ρ液gShB
解得hB=7.5cm,故记号B与记号A相距的距离为
Δh=hB-hA=7.5cm-6cm=1.5cm
⑤[8]由G=F浮=ρ液gV排知,要增大ρ液,可增大G,即可以在保证易拉罐漂浮的情况下,多放入几颗小石头。
7.(2024·重庆北碚·三模)小锋同学用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示。
(1)在使用弹簧测力计前,需要在 方向进行调零;
(2)分析图中实验数据可知,物体浸没在水中时受到的浮力为 N;
(3)比较图甲、乙、丙三次的实验数据,可知浮力的大小与 有关;
(4)小锋通过数据还计算出图中物体A的密度为 kg/m3、盐水的密度为 kg/m3;
(5)小锋继续利用电子秤、细铁丝、烧杯和水测量一个密度小于水的泡沫小球的密度。
①他先把电子秤放在 (选填“水平”或“竖直”)台面上,接通电源,然后调零;
②如图甲,将适量的水倒入烧杯,放在电子秤上,稳定时电子秤示数为m0;
③如图乙,将泡沫小球放入水中,用细铁丝压着使其浸没在水中,稳定时电子秤示数为m1;
④如图丙,取走细铁丝,泡沫小球稳定时电子秤示数为m2,则泡沫小球的质量为 (选用m0、m1、m2、表示);
⑤分析可知,泡沫小球的密度为 (选用m0、m1、m2、表示)。
【答案】 竖直 1 液体的密度 4×103 1.2×103 水平 m2-m0
【解析】(1)[1]本次实验中弹簧测力计在竖直方向上测量力的大小,因此使用前,应在竖直方向上调零。
(2)[2]由图甲可知,物体的重力为4N,由图甲和乙,结合称重法测浮力可知,物体完全浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-F示=4N-3N=1N
(3)[3]比较图甲、乙、丙,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,弹簧测力计的示数越小,受到的浮力越大。故可得结论:浮力的大小与液体的密度有关。
(4)[4][5]根据F浮=ρ液gV排可得,物体A排开水的体积为
因为物体浸没在水中,所以物体A的体积为
VA=V排水=10-4m3
物体A的质量为
物体A的密度为
因为物体完全浸没在盐水中,所以V排盐水=V排水 ,盐水中受到的浮力为
F浮盐水=4N-2.8N=1.2N
盐水的密度为
(5)①[6]他先把电子秤放在水平台面上,接通电源,然后调零,方便称量物体的质量。
④[7]由乙图可知,小球受到的浮力大于重力;图丙中,取走细铁丝,泡沫小球最终漂浮在液面上, 由图甲、丙可得,球的质量为
m′=m2-m0 ⑤
[8]对图乙,设压力为F′,整体受力分析可得
m1g=F′+m′g+m0g
又对小球受力分析,得F浮′=m′g+F′
根据阿基米德原理,得小球受到的浮力为
F浮′=ρ水gV排水
由于小球浸没在水中,所以小球排开水的体积V排水=V球, 根据密度公式得小球的密度为:
综上可解得球的密度为
8.(2024·重庆·三模)如图是小明探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验过程示意图。
(1)此实验操作的最合理顺序是 (用甲、乙、丙、丁表示)。
(2)通过图丙和图 可以测出实心圆柱体浸没在水中时受到的浮力为 N,小明进一步分析比较其余实验步骤中的测量数据,就可以得出物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力相等。
(3)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或盐水进行实验
(4)若在步骤甲操作中,只将实心圆柱体的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 (选填“能”或“不能”)得到相同的结论。
(5)以下情况对得出实验结论没有影响的是 。
A.整个实验过程中弹簧测力计没有校零 B.溢水杯中的水没有装满
C.从溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上 D.甲步骤中实心圆柱体触碰到了容器底部
(6)小明继续设计了如图所示的装置测量某种液体的密度,拉力传感器可以读出细绳拉力的大小。往容器中缓慢加入某种液体,当木块完全浸没时,拉力传感器的示数为F1;再将液体全部倒出,擦干木块,往容器中缓慢加水,当木块完全浸没时,拉力传感器的示数为F2。若水的密度为ρ水,木块密度为ρ0,则该液体的密度ρ= (请用F1、F2、ρ水、ρ0来表示)。若考虑木块不能吸收待测液体,却能吸水且吸水后木块体积不变,则测出的液体密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 丁、丙、甲、乙 甲 1.2 B 能 A 见解析 偏大
【解析】(1)[1]首先用弹簧测力计测出空小桶的重力,再用细线将实心圆柱体挂在弹簧测力计下,测出实心圆柱体的重力,然后用水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水口,将空小桶放到烧杯的溢水口下,将挂在弹簧测力计下的实心圆柱体浸没在溢水杯中,直到溢水口不再有水溢出,记下弹簧测力计的示数,测出小桶和排开水的总重,故顺序为丁、丙、甲、乙。
(2)[2][3]根据图丙和图甲可以求出实心圆柱体浸没在水中时受到的浮力为故实心圆柱体浸没在水中受到的浮力为1.2N。
(3)[4]AB.本实验为探究性实验,为使实验结论具有普遍性,应更换不同的液体进行多次实验,避免实验结论的偶然性,多次测量取平均值可减小实验误差适用于测量性实验,故A不符合题意,B符合题意。故选B。
(4)[5]阿基米德原理适用于任何受到浮力的物体,只将实心圆柱体的一部分浸入水中,其他操作正确时,依旧能得到相同的结论。
(5)[6]A.若整个实验过程中弹簧测力计均没有校零,那么四次的测量结果都应加上弹簧测力计测量前的示数,那么所测得的浮力与排开水的重力大小不变,故A符合题意;
B.若最初溢水杯中的水没有到达溢水口,则实心圆柱体排开的水只有一部分溢出到小桶中,排开水的重力偏小,故B不符合题意;
C.将溢水杯中的水洒了一些在桌上,会使得测量出的排开水的重力偏小,故C不符合题意;
D.在甲步骤中,将实心圆柱体碰到了杯底,容器对石块有支持力,弹簧测力计的示数将偏小,计算得出的浮力将偏大,故D不符合题意。
故选A。
(6)[7]设木块的重力为G,当木块完全浸没在液体时,拉力传感器的示数为F1,则有
①
当木块完全浸没在水中时,拉力传感器的示数为
②
即
由②得
③
由①②得
④
将③代入④得
⑤
[8]若考虑木块不能吸收待测液体,却能吸水且吸水后木块质量增大,木块的重力增大,根据②知,F2减小,由⑤可知测出的液体密度会偏大。
9.(2024·重庆·三模)小陈用图的装置做“测量物质的密度”实验:
(1)把天平放在 桌面上,游码移到标尺左端 处后,向右调节平衡螺母,天平横梁才平衡,说明调节平衡螺母前天平横梁 端下沉;
(2)如图甲用天平测出小石块的质量为 g;
(3)将小石块放入装有40mL水的量筒中,水面上升到图乙所示位置,则小石块的体积为 cm3,由以上数据可知,小石块的密度为 kg/m3;
(4)小琪用量筒和空瓶同样测量出另一个小石块的密度:
①将空瓶放入盛有适量水的量筒内,稳定后水面对应的示数为V1,如图丙所示;
②将小石块放入瓶中,稳定后水面对应的示数为V2,如图丁所示;
③将小石块从瓶中取出放入量筒内,稳定后水面对应的示数为V3,如图戊所示。则小石块的密度ρ= (用V1、 V2 、V3和ρ水表示)。若在第③步中,有少量水溅在液面上方的量筒壁上,则会导致所测小石块的密度 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 水平 零刻度线 左 61.6 22 2.8×103 偏大
【解析】(1)[1][2][3]天平调节平衡的原则是:左偏右调,右偏左调;把天平放在水平桌面上,游码放在标尺左端的零刻度线处,再将平衡螺母向右调节可使天平平衡,说明调节平衡螺母之前天平横梁左端下沉。
(2)[4]由图甲可知,小石块的质量
m=50g+10g+1.6g=61.6g
(3)[5][6]图乙可知,小石块和水的总体积是62mL,小石块的体积
V=62mL-40mL=22mL=22cm3
小石块的密度
(4)[7]将小矿石放入瓶中,稳定后水面位置为V2,此时空瓶和小矿石处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件和阿基米德原理可知,漂浮时受到的浮力等于自身的重力,多排开的水的重力为小矿石的重力;所以小矿石的重力为
G=ΔF浮=ρ水g(V2-V1)
小矿石的质量为
将小矿石从瓶中取出放入量筒内,稳定后水面位置为V3,小矿石的体积为
V=V3-V1
小矿石密度
[8]若将小石块从瓶中取出放入量筒内,有少量水溅在液面上方的量筒壁上,则会导致所测小石块的体积偏小,根据可知,所测密度偏大。
10.(2024·重庆·二模)小强和小何测量某品牌牛奶的密度:
(1)将托盘天平放在 桌面上,游码移至标尺左端零刻度线,此时发现天平指针偏向分度盘左边,小强同学应将横梁上的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调动,才可以使天平横梁水平平衡;
(2)他们进一步实施的操作步骤如下:
A.测出空烧杯质量m1=33.2g;
B.将该品牌牛奶倒一部分在烧杯中,天平的示数如图所示,则牛奶和烧杯的总质量m2= g;
C.将烧杯中的牛奶再全部倒入量筒中,测出牛奶体积;
据此求得该品牌牛奶的密度 g/cm3。
(3)经过分析,两位同学很快发现上述实验操作步骤有不足之处: ,导致所测得该品牌牛奶密度数据比该牛奶真实的密度数据 (选填“偏大”或“偏小”);
(4)小何在家里用两个大小不同的圆柱形薄壁厚底玻璃杯、水和刻度尺进行了如下的实验步骤:
①在大玻璃杯中装入适量的水,空的小杯竖直漂浮在水中。如图甲所示,测出小玻璃杯浸入大杯中水的深度为;
②将适量的牛奶缓慢倒入小玻璃杯中,小杯仍然竖直漂浮。如图乙所示,测出小玻璃杯中牛奶的深度为,小玻璃杯浸入大杯中水的深度为。则 (选填“>”“=”或“<”);(已知)
③若考虑小玻璃杯的重力,则测量结果 (选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
【答案】 水平 右 74.4 1.03 见解析 偏大 < 不受影响
【解析】(1)[1]使用天平时,需要将天平放在水平桌面上。
[2]调节天平平衡时,分度盘中指针向左偏转,应向右调节平衡螺母才能让天平在水平位置平衡。
(2)[3]由图示知,牛奶和烧杯的总质量
m2=50g+20g+4.4g=74.4g
[4]倒入量筒的牛奶的质量
m=m2-m1=74.4g-33.2g=41.2g
牛奶的密度
(3)[5][6]将烧杯中的牛奶倒入量筒中时,烧杯中有牛奶残留,导致所测的牛奶的体积偏小,据知,测得的密度偏大。
(4)[7]图甲中,小玻璃杯漂浮在水中,所受的浮力等于自身的重力,据阿基米德原理有
图乙中,装有牛奶的小玻璃杯漂浮在水中,则有F浮总=G杯+G牛奶,即
所以有
因为,所以h1<h2-h0。
[8]由第②小题的分析知,小玻璃杯的重力对测量结果无影响,所以考虑小玻璃杯的重力,测量结果无影响。
11.(2024·重庆巴南·三模)寻梦小组的同学利用天平和量筒等器材测量一块玉石的密度。
(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺 端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向右调节 ,使横梁在水平位置平衡;
(2)将玉石放在天平的左盘中,用 向右盘中加减砝码并调节 至天平平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则玉石的质量是 g;
(3)向量筒中加入70mL的水,将玉石浸没在水中,液面的位置如图乙所示,则玉石的密度是 ;
(4)若实验结束后,发现游码上粘了一小块橡皮泥,则所测玉石的密度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)玉石的真实值;
(5)小赵同学认为不用砝码,使用天平、两个相同的烧杯、量筒和水(水的密度用表示)等器材也能测出玉石的密度。实验步骤如下:
①两个相同的烧杯分别放在天平的左右两盘中,向两烧杯中加入适量的水至天平平衡,如图丙所示:
②在量筒中加入适量的水,记录量筒中水的体积;
③将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中(不接触烧杯底和壁),用量筒向右盘的烧杯中加水至天平平衡,如图丁所示,记录此时量筒中水的体积;
④让玉石缓慢沉至水底,松开细线,继续用量筒向右盘的烧杯中加水至天平平衡,如图戊所示,记录此时量筒中水的体积;
⑤玉石密度的表达式为 (用和表示)。
【答案】 左 平衡螺母 镊子 游码 28.8 小于
【解析】(1)[1][2] 使用天平时,要把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端零刻度线处,发现指针偏向分度盘的左侧,说明左端重,此时应向右调节平衡螺母,给右端增重,使横梁在水平位置平衡。
(2)[3][4] 测量石块质量时,将玉石放在天平的左盘中,用镊子向右盘中加减砝码并调节游码至天平平衡。
[5] 如图甲所示,横梁标尺的分度值为0.2g,则玉石的质量为
(3)[6] 如图乙所示,量筒分度值为,示数为,根据排水法,玉石的体积为
则玉石的密度为
(4)[7] 若实验结束后,发现游码上粘了一小块橡皮泥,物体的质量等于砝码总质量加上游码对应的刻度值,故所测物体的质量会偏小,由可知,所测玉石的密度小于玉石的真实值。
(5)[8] 将拴好细线的玉石缓慢浸没在左盘烧杯的水中(不接触烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水直到横梁在水平位置恢复平衡,加水的体积为V1-V2,此时天平两侧所称物质的总质量相等,则总重力大小相等,右侧增加的水的重力等于玉石排开水的重力,即
ρ水g(V1-V2)=ρ水gV排
所以玉石的体积为
V石=V排=V1-V2
让玉石缓慢沉入水底,松开细线,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁再次在水平位置恢复平衡,两次加入水的体积为V1-V3,此时天平两侧所称物质的总质量大小仍相等,则天平右盘烧杯中两次增加的水的总质量等于玉石的质量,则玉石的质量为
所以玉石的密度为
12.(2024·重庆·一模)小一利用一圆柱体M和实验器材,想验证阿基米德原理。如图甲是其实验过程图,弹簧测力计在A、B、C、D四个步骤中的读数分别为FA,FB,FC,FD。
(1)为了减小实验误差且操作最方便,最合理的操作步骤顺序为 (填序号);他按照最合理的操作顺序完成实验,当实验中的测量结果满足 的关系式时(用FA,FB,FC,FD表示),说明阿基米德原理成立;
(2)若在图B的操作中,只将圆柱体的一部分浸没在水中,其他步骤正确,则 (选填“可以”或“不可以”)验证阿基米德原理。实际操作时,小一发现A图小桶内有少量水,却仍然坚持完成实验,则对(1)问中的结果 (选填“有”或“无”)影响;
(3)小一在进行图B操作时发现:弹簧测力计的示数先减小再不变,这是因为浮力大小与 有关。正确操作后测得数据:FB=3N,FC=5N,则圆柱体 M的密度为 g/cm3;
(4)如图乙所示,小一又将圆柱体M擦干浸入到密度为 的液体中,调整浸入的深度后使弹簧测力计的示数为3N,则此时圆柱体M(底面积为25cm2)浸入液体中的深度为 cm。小一在圆柱体M上沿着液面画上标记,并记录为1.6g/cm3。再将圆柱体M浸入不同液体中,重复上述操作,使弹簧测力计的示数为3N,小一就将圆柱体M改造成了一个简易的液体密度计,该密度计的刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)。
【答案】 ACBD 可以 无 物体排开液体的体积 2.5 5 不均匀
【解析】(1)[1] 为了减小小桶内沾水带来的误差,在小桶接水前,应先测出其重力;为了防止物体沾水而导致测得的重力偏大,在其浸入水中前,应该先测其重力,所以合理的实验顺序为ACBD。
[2] 图C测出了物体的重力,图B测量的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,根据称重法,浮力为
排开水的重力为
若,即,说明浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小,即阿基米德原理成立。
(2)[3] 若在图B的操作中,只将圆柱体的一部分浸没在水中,则受到的浮力减小,排开水的重力也变小,仍可以验证阿基米德原理。
[4] A图小桶内有少量水,则得到的FA,FD示数中均包含了这一部分水的重力,对计算时没有影响,所以对(1)问中的结果无影响。
(3)[5] 进行图B操作时,物体排开液体的体积先变大后不变,而弹簧测力计的示数先减小再不变,根据称重法可知浮力先变大后不变,这说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[6] FC=5N,即M的重力为5N,圆柱体M浸没时受到的浮力为
则圆柱体M的体积为
则圆柱体 M的密度为
(4)[7] 由题意可知,圆柱体M浸入到密度为 的液体中,受到的浮力仍为2N。则排开液体的体积为
则浸入液体中的深度为
[8] 由题意可知,圆柱体M浸入到密度不同的液体中时受到的浮力不变,均为2N。根据
可知液体的密度和浸入的深度不成正比,所以该密度计的刻度是不均匀的。
13.(2024·重庆·二模)小滨为了鉴定奶奶珍藏的一件金属饰品是否用纯金制成,他利用天平、细线、量筒和水等器材测量饰品的密度。
(1)把天平放置在水平桌面上,把游码放到标尺左端的 处,发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,使天平横梁平衡;
(2)用天平测量出饰品的质量。天平平衡后,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,饰品的质量是 g;
(3)把饰品浸没在量筒水中前后的情况如图丙所示(忽略细线的体积),饰品的体积是 cm3;
(4)小滨通过所测数据计算出饰品的密度是 g/cm3,从而说明饰品 用纯金制成的(金的密度);
(5)小滨又尝试利用弹簧测力计测量所购牛奶的密度,他把一个铝块用细线悬挂在弹簧测力计的挂钩上,铝块在空气中时弹簧测力计的示数是,把铝坊浸没在牛奶中时弹簧测力计的示数是,已知铝的密度为ρ铝,则牛奶的密度表达;式 (用、、ρ铝来表示)。如果测量后发现弹簧测力计没有调零,指针在零刻度上方,则测量结果 (选填“偏大”,“偏小”或“准确”)
【答案】 零刻度线 左 173.0 10 17.3 不是 偏大
【解析】(1)[1]使用天平测量物体质量时,把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度处,再调节天平平衡。
[2]指针如图甲所示,偏向右侧,说明右侧较重,此时应将平衡螺母向左调节,使天平横梁平衡。
(2)[3]图乙中,游码位于3.0g位置处,金属饰品的质量为
m=m码+m游=170g+3.0g=173.0g
(3)[4]由图丙所示可知,饰品的体积为
(4)[5][6]小滨通过所测数据计算出饰品的密度为
因为金的密度,而饰品的密度小于金的密度,故不是用纯金制成的。
(5)[7]铝块在空气中时弹簧测力计的示数是F1,说明铝块重为F1,则
把铝块浸没在牛奶中时弹簧测力计的示数是F2,则由称重法可得铝块在牛奶中受到的浮力为
由阿基米德原理可得铝块在牛奶中受到的浮力为
联合解得
[8]如果测量后发现弹簧测力计没有调零,指针在零刻度上方,则测得的、均偏小,由于是同一个弹簧测力计,则与的差值不会变化,由[7]得
故测量的牛奶的密度偏大。
14.(2024·重庆九龙坡·一模)清明假期,小刚同学在踏青路途捡到一块漂亮的石块,他和小艳同学想利用学过的物理知识测量其密度。
(1)把天平放在 上,当游码调到标尺左端 处后,指针向右偏转的幅度大于向左偏转的幅度,她应将平衡螺母向 调节,使天平平衡;
(2)将石块放在天平左盘中,向右盘中由大到小加砝码,然后调节游码,直到天平平衡。此时砝码和游码的位置如图甲所示,石块的质量是 g;
(3)往量筒中倒入30mL水,用细线拴住石块缓慢浸没在水中,液面位置如图乙所示,则石块的体积为 cm3,计算得到石块的密度是 kg/m3;
(4)小艳想到用爸爸新买的精度很高的手提式电子秤(既可以测量力,也可以测量质量),对石块的密度重新进行了测量,步骤如下:
①先将小石块用细线系好,悬挂在电子秤的下端,如图丙所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F1;
②再在小桶里倒入适量的水,悬挂在电子秤的下端,如图丁所示,待电子秤示数稳定后,读出并记为F2;
③再用手提着系着小石块的细线一端,将小石块缓慢地浸没在水中,如图戊所示。待电子秤示数稳定后,读出并记为F3。完成以上测量后,根据所得实验数据,请你写出石块密度的表达式:ρ石= ;(用字母表示)
④若戊图中石块不小心接触到了容器壁,会使密度测量值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】 水平桌面 零刻度线 左 32.4 12 2.7×103 偏小
【解析】(1)[1][2][3]将天平放在水平桌面上,当游码调到标尺左端零刻度线处后,根据指针向右偏转的幅度大于向左偏转的幅度可知,右端重,则应该向左调节平衡螺母,给左端增重,使天平平衡。
(2)[4]如图甲所示,横梁标尺分度值为0.2g,则石块的质量为
m=20g+10g+2.4g=32.4g
(3)[5][6]由图乙可知,石块的体积等于量筒中水增加的体积,量筒分度值为,示数为,则石块的体积为
V=42mL﹣30mL=12mL=12cm3
石块的密度为
(4)③[7]小石块在水中受到浮力,根据力的作用是相互的,小石块对水有向下的压力,使得电子秤示数增大,则小石块在水中受到的浮力为
F浮=F3−F2
根据阿基米德原理可得,小石块的体积为
由图甲可知,小石块的重力G=F1,则小石块的质量为
小石块的密度为
④[8] 如果在实验中不小心接触到了容器壁,导致弹簧测力计示数变大,弹簧测力计示数F3变大,由可知,测得小石块的密度偏小。
15.(2024·重庆南岸·一模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中,小开同学准备了以下实验器材:电子秤、足够高的柱形薄壁容器(质量为100g)、金属块(质量为400g)、轻质细杆、水、盐水。实验步骤如图所示,其中A、B、C、D容器中是水,E容器中是盐水。
(1)在C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为 N;
(2)分析图A、B、C、D可知,浮力的大小与 有关,与 无关;
(3)小开在E 中倒入等质量的盐水,可知浮力的大小还与 有关;
(4) C、D两图中金属块上表面与下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2, 则ΔF1 ΔF2(选填“大于”“等于”或“小于”);
(5)分析实验数据可知盐水的密度为 kg/m3,若E步骤中物体未完全浸没就开始读数,则测得的盐水密度会 (选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(6)小开发现只需把E中的液体换成其他等质量的未知液体,就可以利用A、D、E三个步骤测出未知液体的密度,若该仪器所能测量的最大未知液体密度为2g/cm3,则电子秤能测量的最大质量至少为 g。
【答案】 1 排开液体的体积 物体在水中的深度 液体的密度 等于 1.2×103 偏小 500
【解析】(1)[1]C图中,金属块悬挂在轻质细杆上,金属块受到水竖直向上的浮力,物体间力的作用是相互的,金属块给水一个竖直向下的压力作用在容器的底部,导致电子秤的示数增加,对比A图,增加的压力和浮力大小相等,所以C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为
(2)[2][3]分析图A、B、C、D可知,金属块排开水的体积增大时,电子秤的示数变大,结合(1)分析可知,金属块受到的浮力变大;当金属块完全浸没在水中时,随着深度的增加,电子秤的示数不变,即金属块受到的浮力不变。可得:浮力的大小与排开液体的体积有关,与物体在水中的深度无关。
(3)[4]小开在E 中倒入等质量的盐水,液体的密度改变,金属块排开液体的体积不变,电子秤的示数改变,即金属块受到的浮力改变,可知浮力的大小还与液体的密度有关。
(4)[5]C、D两图中,液体的密度相等,金属块排开水的体积相等,电子秤的示数相等,所以金属块受到的浮力相等,根据浮力的产生原因可知,金属块在C、D两图中,上表面与下表面的压力差相等,都等于浮力的大小,所以ΔF1等于ΔF2。
(5)[6]金属块完全浸没在水中时,其排开水的体积等于金属块的体积,根据阿基米德原理可得,金属块的体积为
在E 中倒入等质量的盐水,所以合金块浸没在水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可得,盐水的密度为
[7]若E步骤中物体未完全浸没就开始读数,电子秤的示数变小,浮力变小,但在计算时仍是按照物体排开液体的体积是整个物体的体积,所以根据阿基米德原理可知测得的盐水密度会变小。
(6)[8]根据阿基米德原理可得,金属块在未知液体中受到的最大浮力为
则有
可得,电子秤能测量的最大质量至少为
16.(23-24九年级下·重庆·期中)2024重庆马拉松于3月24日在南滨路海棠烟雨公园鸣枪起跑,有多名重外老师参加了本次比赛。如图甲是某老师获得的本次比赛奖牌,它以“古巴渝十二景”的龙门浩月为主题,轮廓造型取自重庆市花山茶花。喜爱探索的小外同学找老师借来奖牌,想要测量奖牌的密度。
(1)小外先找来天平,将其放在 工作台上,将游码调零,然后将天平调平衡。当他把奖牌放在天平 盘后,将所有砝码加在另外一个盘中,并移动游码,发现砝码仍然不够,于是他改用弹簧测力计按图乙、丙所示的方式来测量奖牌的密度,在测量前,小外应将弹簧测力计 (选填“竖直“或”水平“)放置进行调零;
(2)由图乙可得奖牌所受重力为 N。将奖牌逐渐浸入水中,在其浸没前,容器对铁架台的压强 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。如图丙所示,当奖牌浸没在水中所受浮力为 N,通过计算可得奖牌的密度为 kg/m3;
(3)若把奖牌浸没在水中时触碰到了容器底部,所测奖牌密度将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 水平 左 竖直 3 变大 0.4 7.5×103 偏小
【解析】(1)[1][2]调节天平时应先将天平放在水平台上,将游码移到标尺的零刻度线处,然后调节平衡螺母,使指针指在分度盘的中线处,横梁平衡,称量物体的质量时应将物体放在天平的左盘,往右盘加减砝码并调节游码,使横梁再次平衡。
[3]对测力计进行调零时,要使测力计竖直放置,以免弹簧及挂钩的重力对测量结果产生影响。
(2)[4]图乙中测力计的示数是3N,物体静止,测力计对物体的拉力与物体受到的重力是一对平衡力,大小相等,故物体的重力大小为3N。
[5]将容器、水和奖牌看成一个整体,它们受竖直向下的重力,铁架台对容器的支持力,还有测力计的拉力,容器静止在铁架台上,所以三力平衡,有
奖牌逐渐浸入水中,在其浸没前,由于V排变大,根据,奖牌所受的浮力变大,又由,测力计的示数F拉会变小,所以铁架台对容器的支持力会变大,由于物体间力的作用是相互的,容器对铁架台的压力也会变大,根据,容器对铁架台的压强会变大。
[6]当奖牌浸没在水中后,测力计的示数为2.6N,由,浸没在水中后,奖牌受到的浮力为
[7]根据,又浸没时物体的体积等于V排,所以有
奖牌的密度为
(3)[8]当奖牌触碰到了容器底部,测力计对奖牌的拉力F拉会变小,由
密度的测量值会偏小。
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