题型(04)浮力实验探究题2025年中考物理一轮复习
2024-12-12
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题型(04)
浮力实验探究题2025年中考物理一轮复习
1.小刘同学用一个弹簧测力计,一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。如图所示是小刘探究过程及有关数据。
(1)分析图A、B、C,可以说明:物体在液体中受到的浮力大小跟 有关;
(2)分析图B和D, 探究浮力大小跟液体密度的关系(选填“能”与“不能”);
(3)物体完全浸没在煤油中所受到的浮力是 N;
(4)由实验数据计算可知,该金属块的密度为 kg/m3。
2.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。小明依次做了如下实验:
A.B.C.
D.E.F.
(1)根据A、C的结果,可得该塑料瓶浸没在水中受到的浮力是 N;
(2)根据A、C、D的结果,得出结论:浮力和物体浸入液体深度 。根据A、B、C的结果,可得:浮力大小与 有关;
(3)为了研究浮力大小与液体密度的关系,分别将塑料瓶浸没在水和盐水中称,比较测力计的示数,如图D、E。将同一塑料瓶浸没在不同液体中,是为了控制 不变。盐水的密度 ;
(4)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明在老师的启发下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体平均密度,接着他仿照步骤D进行实验,发现此时测力计示数小于,便认为浮力和物体的平均密度有关。小明在该实验环节中存在的问题是 。
(5)如图F所示是小明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 号在测量其他液体密度时结果更精确。
3.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物体,以下图甲、乙、丙、丁、戊分别为实验情景。 (g 取10N/kg)
(1)通过甲实验可以知道物体的重力为 N;
(2)通过甲、乙两次实验,物体在乙中排开的水所受重力大小是 N;
(3)通过甲、丙两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(4)通过 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度无关;
(5)通过丙、戊两次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系。
4.小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时,他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体的体积、物体排开液体的体积有关.所用的实验器材有:底面积相同而体积不同的圆柱状铝块(带有挂钩)若干、烧杯、盐水、水、酒精、量程足够大的弹簧测力计和细线.已知ρ盐水>ρ水>ρ酒精.
(1)在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时,他选择了一个铝块做实验,铝块的体积大一些好还是小一些好? .
(2)设计出探究“浮力的大小与液体的密度是否有关”的记录实验数据的表格,表中要有必要的信息.表中涉及到的物理量只用字母表示即可.
( )
(3)在探究“浮力的大小与物体的体积是否有关”时,小明选用三个体积不同的铝块、烧杯、水和弹簧测力计,用如图的方式进行实验.先用弹簧测力计测出一个铝块的重力,然后把这个铝块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数.再用其他两个铝块重复上述实验.分析数据得出了结论.
①该实验方案的不合理之处是: .
②在原有实验器材的基础上,增加一个记号笔,写出改正不合理之处的做法: .
5.小婷经常给爷爷泡茶,细心的他发现:茶叶刚放下时,有的漂在水面上,有的沉在水底,泡一段时间后全部会沉入水底。她想:“浮力大小与什么因素有关呢?”
小婷同学猜想:浮力大小可能与液体密度、物体浸在液体中的体积和浸在液体中的深度有关。为了验证以上猜想,小婷同学进行了如图所示的一系列实验:
(1)比较①、④、⑤的实验数据可知:物体浸没在水中所受的浮力 (选填“”“”或“”)浸没在盐水中所受的浮力,两者对比可说明浮力与 有关。
(2)由①~③可以看出:当物体浸入液体越深,所受的浮力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。小婷立即得出:物体所受浮力大小与浸在液体中的深度有关。你认为她的判断是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。
(3)如图所示,能正确反映弹簧测力计示数和圆柱体浸水后下表面到水面距离h关系的图像是 (填序号)。
(4)综上所述,得出结论:浮力的大小跟 和 有关。
6.如图所示是研究浮力大小的实验装置图,请根据图示回答下列问题。
(1)①②两图中,②图中弹簧测力计的示数较小,说明了物体浸在液体中受到了浮力的作用,浮力方向是 ;由①③两图可知物体浸没在水中受到的浮力等于 N;
(2)②③两图中,弹簧测力计的示数的不同,说明浸在同一液体中的物体,所受浮力大小跟 有关;
(3)为了探究浮力大小与液体的密度有无关系,可选用 两图的装置来进行操作;
(4)③④两图中,弹簧测力计的示数相同,说明物体浸没在同一液体中,所受浮力的大小跟 无关。
7.实验研究和理论研究是科学研究的常用方法。生活中人们发现:漂浮在水面上的不同物体,有的物体大部分露出水面,而有的物体只是一小部分露出水而。某小组同学猎想:这种现象可能是漂浮在水而上的物体密度大小不同造成的。为此,他们选用若干个密度不同的实心物块和足够的水进行实验。图是物体A、B、C漂浮在水面上静止时的情景。已知物块密度跟水密度的情况是ρ水>ρA>ρB>ρC。
(1)根据实验现象可以得出:漂浮在水面上的物体, ,物体露出水面的体积占整个物体体积的比例越大。
(2)请用阿基米德原理证明上述结论的正确性。
8.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,张亮同学的实验步骤如图所示(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。
(1)金属块在步骤B中受到的浮力为 N;
(2)通过步骤B和C可以探究浮力的大小与 的关系,通过步骤C和D可以发现浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(3)若步骤B中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,所受浮力将 (选填“不变”“变大”“先不变后变大”或“先变大后不变”);
(4)张亮根据此实验数据还测出了该金属块的密度为 kg/m3;
(5)聪明的张亮想利用这套装置把弹簧测力计改装成一个能测液体密度的密度秤。如步骤D所示,弹簧测力计的读数为6N,他就在6N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把金属块擦干后浸没在酒精中时,如步骤E所示,应该在弹簧测力计刻度盘的 N处对应标上0.8g/cm3(酒精密度)的字样。
9.研究性学习小组要测量一种矿石的密度。
(1)调节天平平衡后,小明用天平测量矿石的质量,如图甲所示,指出实验操作中的错误 。
(2)改正错误后,天平重新平衡时,放在右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,矿石的质量m为 g;量筒量出矿石的体积如图乙所示,矿石的密度 。
(3)图乙中,把矿石浸没与水中时,若不小心有水溅出,则测得的矿石的密度偏 (选填“大”或“小”)。
(4)同组的小华想利用此矿石、弹簧测力计、台秤等测量某种液体的密度;①先在台秤上放置一个装有适量待测液体的烧杯,记下台秤示数为F1;②在将此矿石用细线吊着,并浸没于烧杯的液体中,记下台秤示数F2,如图丙所示。则该液体密度 (用“m、、F1、F2、g”等表示)。
10. 如图所示是小明同学用铁块“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。
(1)比较实验甲、 、 可得到结论:当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受的浮力也越大;
(2)比较实验甲、丁、戊可得到结论: ;
(3)比较实验甲、丙、丁可知:物体受到浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 (填写 “有关”与“无关”);
(4)为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”,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F、G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,小亮认为这个结论不可靠,主要原因是 。
11.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小彬做了如图所示实验。
①分析 (填实验序号)两次实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
②分析C、E两次实验,可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与 有关;
③若先完成实验B,再完成实验A,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
④根据图中实验数据计算出物体的密度为 ;(取)
⑤另一小组的鑫雨同学,她将另一圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数随物块浸入深度变化的关系图像如图所示。当=时,物块所受的浮力为 ,该圆柱体物块的高度是 。
12.在探究影响浮力大小因素的实验中,同学们提出了如下猜想:
猜想1:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想2:浮力大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
(1)实验中物体浸没在水中时受到的浮力为 N:
(2)分析实验B、C可知 是正确的是(选填“猜想1”、“猜想2”或“猜想3”);
(3)图中D中,液体的密度ρ液= kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3)。
13.(一)小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是 ;
(2)物块A的密度为 g/cm3;
(3)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德理”,实验过程中 步骤不需要弹簧测力计。(甲、乙、丙、丁)
(二)物理兴趣小组的小明同学想到,用排水法测某实心金属块的密度实验器材有小空桶、溢水杯、烧杯、量筒和水实验步骤如下:
①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为20mL,如图乙;
③将烧杯中20mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为34mL,如图丁请回答下列问题:
(1)小明可得被测金属块的密度是 kg/m3;
(2)图甲、图乙和图丁三个相比,溢水杯对桌子的压力是 (选填“甲大”或“乙大”或“丁大”或“相等”);
(3)在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空桶,测出的金属块密度将 (填“偏大” “不变”或“偏小”)。
14.在探究“影响浮力大小的因素”的实验时,小强和同学们合作做了如图所示的一系列实验。(g取10N/kg)
(1)由甲图可知:物体的重力为 N,物体的质量为 kg;
(2)由A图可以读出弹簧秤的示数为 N,由此可知,物体受到的浮力为 N;
(3)由A、B两图可知,在液体密度相同时,物体排开的液体体积越大,物体所受浮力 ;
(4)由B、C两图可以得出结论:在液体密度相同时,物体排开的液体体积不变,物体所受浮力 。
15.在日常生活中我们常常可以利用矿泉水瓶进行小实验,来说明一些物理知识。
(1)如图1甲,在矿泉水瓶中装入少量的水,盖上盖子,正立在海绵上,再往瓶中加水,盖上盖子(如图乙),再把图乙的矿泉水倒立在海绵上(如图丙),可以观察到三次海绵的凹陷程度不相同,比较 两图可以说明压力的作用效果与压力大小有关;比较乙丙两图,说明了压力一定时, ,压力的作用效果越明显;
(2)在矿泉水瓶的侧壁同一高度不同位置扎出多个小孔,往瓶内加水,可以看到水向四周喷出的距离都相同,如图2所示。此现象表明:同种液体在同一深度向各个方向的压强 (选填“相等”或“不相等”)。随着水的流出,可以看出水喷出的距离逐渐减小。这是因为液体产生的压强随 的减小而减小;
(3)把两矿泉水上半部分截去,分别装上两种液体,在木筷子的一端缠绕一些铜丝做成个密度计,把同一支密度计放在两种液体中,密度计的位置如题3图所示,则密度计在两液体中收到的浮力关系是FA FB,两液体的密度关系是ρA ρB(以上两空选填“>”“=”或“<”)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. 排开液体的体积 不能 2.4
【详解】(1)[1]分析图A、B、C,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,可得所受浮力不同,可以说明:物体在液体中受到的浮力大小跟排开液体的体积有关。
(2)[2]分析图B和D,排开液体体积不同、液体密度也不同,有二个变量,不能探究浮力大小跟液体密度的关系。
(3)[3]物体完全浸没在煤油中所受到的浮力是
(4)[4]由实验数据计算可知,该金属块的重力为12N,可得质量为
浸没在水中的浮力为
物体体积为
密度为
2. 1 无关 排开液体的体积 排开液体的体积 没有控制物体的重力相同 ②
【详解】(1)[1]根据A、C两图所测的实验数据,可知物体此时所受的浮力
F浮水=G-F拉=2.8N-1.8N=1N
(2)[2]根据C、D的两图,物体浸入液体深度不同,弹簧测力计示数相同,根据称重法可知浮力相同,由此可得浮力和物体浸入液体深度无关。
[3]B与C两图,液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,根据称重法可知浮力不同,由此可得浮力大小与排开液体体积有关。
(3)[4]为了研究浮力大小与液体密度的关系,控制排开液体的体积相同;因此分别将塑料瓶浸没在水和盐水中称,比较测力计的示数。
[5]根据A与E两图所示的实验数据可知,物体浸没在盐水中所受的浮力
F浮盐水=G-F′=2.8N-1.7N=1.1N
根据阿基米德原理可得
F浮=ρ液gV排=ρ液gV物
因实验中,排开液体的体积都等于物体的体积,故有
(4)[6]验证浮力和物体的密度是否有关,需要控制物体的重力不变,改变物体的密度,倒掉些沙子后,瓶子和沙子的重小于2.8N,没有控制物体的重力相同。
(5)[7]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。
3. 2.7 0.5 1 丙、丁 液体密度
【详解】(1)[1]由图甲可知,弹簧测力计的示数为2.7N,故由二力平衡可知,物体的重力等于弹簧测力计的示数,为2.7N。
(2)[2]通过甲、乙两次实验可知,物体部分浸没在水中时,弹簧测力计的示数为F=2.2N,故由称重法可得,物体所受浮力为
F浮=G-F=2.7N-2.2N=0.5N
故由阿基米德原理可得,物体在乙中排开的水所受重力大小为
G排=F浮=0.5N
(3)[3]通过甲、丙两次实验可知,物体完全浸没在水中时弹簧测力计的示数为F′=1.7N,故由称重法可知,物体浸没在水中所受浮力大小为
F′浮=G-F′=2.7N-1.7N=1N
(4)[4]要探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系,应控制物体排开液体的体积与液体的密度不变,改变物体浸没在液体中的深度,故可知应选择丙、丁两次实验。
(5)[5]通过丙、戊两次实验可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,即物体所受浮力不同,故可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系。
4. 大一些好
实验次数
V总
V排
液体种类
ρ液
G物/N
F示/N
F浮/N
1
相同
相同
酒精
小
2
水
中
3
盐水
大
没有控制物体排开液体的体积相同 将三个铝块放在水平桌面上,用记号笔在铝块相同高度处做标记;每次将铝块浸入水中时,都使铝块的标记处与水面相平
【分析】(1)在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时,应选择体积较大的铝块,因为体积越大,能变化的体积越大浮力变化越大,使用效果越明显;
(2)浮力与液体密度、排开液体的体积有关,根据控制变量法,应控制排开液体的体积相同,改变液体的密度.有弹簧测力计可以采用称量法测浮力;
(3)浮力与液体密度、排开液体的体积有关,要探究浮力与物体的体积的关系,根据控制变量法,需要控制液体密度、排开液体的体积相同,据此分析小明的实验方案,提出合理的方案.
【详解】(1)在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时,要使铝块多次浸入到液体中,以排开不同体积的液体,即底面浸入不同的深度,因为铝块的底面积一定,当铝块的体积大一些时,高度更大,这样有利于实验进行,实验现象更明显,即体积大一些好.
(2)在探究“浮力的大小与液体的密度是否有关”,根据控制变量法的思想,应保证铝块的总体积及排开液体的体积相等,分别浸没于三种液体中,标出三种液体密度大小关系,为了比较浮力大小,应包括物体的重,测力计的示数,浮力大小等数据.设计表格如下:
实验次数
V总
V排
液体种类
ρ液
G物/N
F示/N
F浮/N
1
相同
相同
酒精
小
2
水
中
3
盐水
大
(3)①根据小明的实验方案知,三个铝块的体积不同,且每次浸没在液体中实验,则每次排开液体的体积不等,不符合控制变量法的思想,不能达到实验目的,即该实验方案的不合理之处是:没有控制物体排开液体的体积相同.
②在原有实验器材的基础上,增加一个记号笔,为了使每次排开液体的体积相等,应使铝块每次浸入液体的深度相同,所以改正不合理之处的做法为:将三个铝块放在水平桌面上,用记号笔在铝块相同高度处做标记;每次将铝块浸入水中时,都使铝块的标记处与水面相平,这样就保证了每次排开液体的体积相等.
【点睛】根据阿基米德原理,即,浮力的大小只与液体密度和排开的液体体积有关,与其它因素无关.注意实验中控制变量法的应用,当一个结果受多个因素的影响时都使用此方法进行实验,实验时让一个因素变化,而其它因素都控制相等或相同即控制变量.
5. 液体密度 变大 错误 没有控制物体浸在液体中的体积相同 B 物体排开液体的体积(或浸在液体中的体积) 液体密度
【详解】(1)[1][2]由①④可知,物体浸没在水中所受的浮力
F浮4=G-F示4=4N-3N=1N
由⑤可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数F示5=2.8N,所以物体浸没在盐水中所受的浮力
F浮5=G-F示5=4N-2.8N=1.2N
所以物体浸没在水中所受的浮力小于浸没在盐水中所受的浮力;④⑤中物体排开液体的体积(浸在液体中的体积)相同,而浸入液体的密度不同,浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关。
(2)[3][4][5]②图中,物体受到的浮力
F浮2= G-F示2=4N-3.6N=0.4N
③图中,物体受到的浮力
F浮3=G-F示3=4N-3N=1N
③图中物体浸入水中深度比②图中浸入的深,所受浮力大,所以由①~③可以得出当物体浸入液体越深,所受的浮力变大;在①~③的过程中,物体浸入的液体密度相同,浸入水中的深度不同,浸入水中的体积(排开液体的体积)也不同,存在两个变量,所以小婷得出物体所受浮力大小与浸在液体中的深度有关的结论是错误的,理由是没有控制物体浸在液体中的体积相同。
(3)[6]物体没有浸没时,随着物体浸入水中的深度越来越大,排开水的体积越大,根据可知,受到的浮力越来越大,测力计示数越来越小;当物体浸没时,物体排开液体的体积不变,所受浮力不变,测力计示数不变,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
(4)[7][8]通过(1)的分析可知,可知,浮力的大小与液体的密度有关;根据(3)的分析可知,浮力的大小与物体排开的液体体积有关。所以浮力的大小跟液体密度和物体排开的液体的体积(或浸在液体中的体积)有关。
6. 竖直向上 4 排开液体体积 ④⑤ 深度
【详解】(1)[1][2]①、②两图中,②图中簧测力计示数变小,说明浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,①、③两图中弹簧测力计的示数差等于物体物体所受浮力的大小,即
F浮=G-F示=5N-lN=4N (2)[3]②、③两图中,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,物体所受浮力不同,说明浸在同一液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)[4]探究浮力大小与波体的密度的关系,需控制物体排开液体的体积相同,改变液体密度,故选④⑤两实验。
(4)[5]③④两图中,改变物体深度, 弹簧测力计示数相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟浸入液体的深度无关。
7. 物体的密度越小 见解析
【详解】(1)[1]如图所示,物体都漂浮,密度越变越小,物体露出水面的体积占整个体积的体积比例越大,故结论为漂浮在水面上的物体,物体的密度越小,物体露出水面的体积占整个物体体积的比例越大。
(2)[2]浮力为
物体所受的重力为
由于物体漂浮,故浮力等于重力,可得
由于需要知道物体露出水面的体积与物体的体积占比问题,故将等式整理为
经整理可知
故物体的密度越小,越大,越大,越大。
8. 1 物体排开液体的体积 无关 先变大后不变 4×103 6.4
【详解】(1)[1]由A可知,物体的重力为8N,由B可知,物体在浸在水中时弹簧测力计对物体的拉力为7N,根据称重法可知,金属块受到的浮力为
(2)[2][3]步骤B和C中,液体密度相同,金属块浸入液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,说明金属块受到的浮力不同,所以步骤B和C可以探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系;步骤C和D中,液体密度相同,金属块排开液体的体积相同,金属块浸入液体的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明金属块受到的浮力相同,所以步骤C和D可以发现浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(3)[4]步骤B中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,金属块浸入液体的体积先变大后不变,根据可知所受浮力将先变大后不变。
(4)[5]由步骤A可知金属块的重力G=8N,则金属块的质量为
由步骤D可知,物体浸没在水中时弹簧测力计对物体的拉力为6N,根据称重法可知,物体在水中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,物体的体积为
金属块的密度为
(5)[6]由步骤E可知,当他把金属块浸没在酒精中时,金属块受到的浮力为
此时弹簧测力计的示数为
应在弹簧测力计刻度盘的6.4N处对应标上0.8g/cm3的字样。
9. 用手取砝码 27 大
【详解】(1)[1]用天平测量矿石的质量时,加减砝码要用镊子,不能用手,实验操作中的错误是用手取砝码。
(2)[2]由图乙可知,矿石的质量
m=20g+5g+2g=27g[3]由图可知,量筒中矿石的体积
V=40mL-30mL=10mL=10cm3矿石的密度
(3)[4]把矿石浸没与水中时,若不小心有水溅出,则测得的矿石的体积偏小,由得,密度偏大。
(4)[5]①先在台秤上放置一个装有适量待测液体的烧杯,记下台秤示数为F1,为杯和液体的总重力;
②在将此矿石用细线吊着,并浸没于烧杯的液体中,记下台秤示数F2,示数增大的值为矿石受到的浮力;矿石的体积,根据阿基米德原理得,该液体密度
10. 乙 丙 物体受到浮力的大小跟液体密度有关 无关 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)[1][2]由图甲、乙、丙可知,液体都是水,即液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
(2)[3]分析甲、丁、戊两图可知,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,即浮力大小跟液体密度有关。
(3)[4]分析甲、丙、丁两图实验数据可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(4)[5]根据控制变量法可知,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,但没有控制排开水的体积相同,故小亮认为小明的结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
11. C、D 液体的密度 偏大
【详解】①[1]要探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,根据控制变量的原则,应该选择同种液体同一物体浸没在不同深度的实验,根据图像可发现CD两组实验符合要求。
②[2]观察CE两次实验,试验中使用的同一物体在不同液体中,排开液体的体积相同,所以变量为液体种类及液体密度,根据弹簧测力计的示数可知,两次实验物体受到的浮力不相等,所以浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关。
③[3]若先完成实验B,再完成实验A,则物体上将沾有部分水,使得实验A的弹簧测力计示数偏大,即物体重力偏大,根据
可知,此时的浮力偏大。
④[4]根据实验可知物体重力为4N,浸没在水中时的弹簧测力计拉力为3N,则根据
可知,物体浸没在水中受到的浮力为
再根据阿基米德原理可得物体的体积为
物体重力为4N,故其质量为
再根据密度公式可得物体的密度为
⑤[5][6]由图像可知物体重力为
当
时,此时弹簧测力计的示数为
根据
可得
由图可知当物体恰好完全浸没在水里时此时物体下降的深度为6cm,故圆柱体物块的高度是6cm。
12. 3 猜想1 1.2×103
【详解】(1)[1]如图A,弹簧测力计测量物体A的重力,则物体A的重力G=10N,如图C,物体A浸没在水中,弹簧测力计对物体A的拉力是F2=7N,物体A受到竖直向上的浮力和拉力,竖直向下的重力,且处于平衡状态,则物体浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G﹣F2=10N﹣7N=3N
(2)实验B、C,液体的密度相同,物体排开液体的体积逐渐增大,弹簧测力计示数不断减小,根据F浮=G﹣F知,物体A受到的浮力不断增大,故在液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,故猜想1正确。
(3)由(1)知,物体A浸没在水中受到水的浮力F浮=3N,根据阿基米德原理得,物体A排开水的体积为
1
由A和D得,物体浸没在液体中受到液体的浮力
F'浮=G﹣F4=10N﹣6.4N=3.6N
根据阿基米德原理得,物体A排开盐水的体积为
由于物体浸没在水和浸没在液体中,物体A排开液体的体积相等,则
解得
13. 丁甲乙丙 2 乙 乙大 不变
【详解】(一)(1)[1]实验中,应该先测出小桶的重力,再测出物体的重力,这样测完物体重力后,就可以直接将物体放入水中,测出小桶和物体排开水的重力。故最佳顺序应该是:丁甲乙丙。
(2)[2]由图甲可知,物体的重力G=2N,物体排开水的重力
物体排开水的体积
物体的体积
物体的密度
(3)[3]物体漂浮在水面上时,受到的浮力等于自身重力,因此测出物体重力后就可以知道漂浮时受到的浮力,故步骤乙不用弹簧测力计。
(二)(1)[1] 由图甲和图乙可知,金属块的体积
V=V排水=20mL=20cm3
图丙中,将金属块取出,此时溢水杯中的水已经减少了20cm3,距离溢水口有一定的距离,再将金属块放入小空桶,又溢出了34cm3的水,则小空桶和金属块排开水的总体积
此时小空桶受到的浮力等于金属块的重力,等于54mL水排开水的重力,即
金属块的质量
金属块的密度
(2)[2] 甲、乙、丙图中溢水杯中水是满的,即溢水杯中水深不变,由可知,溢水杯底受到水的压强不变;图甲中小桶漂浮在溢水杯中,溢水杯对桌面压力
F甲=G杯+G桶+G水
乙图中金属块沉入溢水杯底,由浮沉条件知G排<G金,溢水杯对桌面压力
F乙=G杯+G桶+G水+G金-G排
所以F甲<F乙; 图丁中小桶及金属块浮在水面,溢水杯对桌面压力
由浮沉条件知,所以F丙=F甲;故乙大。
(3)[3] 在实验步骤①和②中测得的金属块的体积一定,在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空桶,相当于减少了小空桶排开水的重力,增加了小空桶和金属块排开水的重力,而且其减少量等于增加量,故金属块排开水的体积不变,所受浮力不变,则其重力、质量不变,所以根据可知,测出的金属块密度不变。
14. 4 0.4 3.6 0.4 越大 不变
【详解】(1)[1][2]由图甲所示实验可知物体重力G=4N,由G=mg得物体质量
(2)[3][4]由A图可以读出弹簧秤的示数为3.6N,根据称重法可知物体受到的浮力为
(3)[5]由图A、B所示实验可知,物体排开液体密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可知物体受到的浮力越大,由此可知,在液体密度一定的情况下,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(4)[6]由图B、C所示实验可知,物体排开液体的体积相同而浸入液体的深度不同,物体受到的浮力相同,由此可知在液体密度相同时,物体排开的液体体积不变,物体所受浮力不变。
15. 甲乙 受力面积越小 相等 深度 = <
【详解】(1)[1][2]要说明压力的作用效果与压力大小有关,需要控制受力面积相同,改变压力大小不同,图甲乙符合题意;比较乙丙两图知,压力大小相同,丙图的受力面积小,下陷的深,压力的作用效果明显,说明了压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
(2)[3][4]在矿泉水瓶的侧壁同一高度不同位置扎出多个小孔,往瓶内加水,可以看到水向四周喷出的距离都相同,压强相同,此现象表明:同种液体在同一深度向各个方向的压强相等;随着水的流出,水的深度减小,水产生的压强减小,水喷出的距离逐渐减小,说明了液体产生的压强随深度的减小而减小。
(3)[5][6]同一支密度计分别放在、液体中都漂浮,则根据漂浮条件可知
即密度计在两种液体中所受浮力相等;由图可知,密度计排开液体的体积关系为
又因为
且浮力相等,所以
答案第1页,共2页
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