10.1 浮力 同步练习- 2023-2024学年上学期河北省各地八年级物理期末试题汇编
2025-03-07
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 浮力 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 河北省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 489 KB |
| 发布时间 | 2025-03-07 |
| 更新时间 | 2025-04-30 |
| 作者 | 爱看国学的物理老师 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50870687.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
10.1 浮力 同步练习
一.实验探究题(共26小题)
1.(2024春·河北沧州·八年级下期末)【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关?
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后,还想知道浮力大小是否与物体的形状有关。于是,该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
①如图a所示,用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为_________N;
②如图b所示,将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数:
③如图c所示,将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
④如图d所示,将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
(1)图b中橡皮泥受到的浮力大小为_________N;
(2)由以上实验可知,浮力大小与物体的形状_________。
【交流】
(1)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小不变,说明物体浸没后,浮力大小与浸没的_________无关;
(2)若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,能否完成本实验的探究?说明理由_________(回答能或不能,并作出解释)。
2.(2024春·河北保定·八年级下期末)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,小立选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究。
(1)如图1,b中物块所受浮力大小为_________N;
(2)分析图1_________三次实验可知:物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)分析图1a、d、e三次实验,可知物体在水中受到的浮力大小与_________有关;
(4)由图中数据可知,物块的体积为_________cm3,盐水的密度为_________kg/m3;
(5)小立还用一根长为20cm的吸管,在吸管的一端塞入一些铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来自制密度计进行验证,如图2所示,其中H=14cm、h=12cm,该密度计测得某液体的密度为_________g/cm3,此“密度计”相邻密度刻度线间距是_________(选填“均匀”或“不均匀”)。
3.(2024春·河北沧州·八年级下期末)如图是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,弹簧测力计挂的是同一金属块。(ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)通过甲、丙、丁三个图进行比较,说明浮力的大小与物体浸没在水中的深度_________(选填“有关”或“无关”)。
(2)乙图中物体受到的浮力是_________N。
(3)比较_________三个图可得出结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)由图示实验数据得出物体A的体积是_________m3,盐水的密度是_________kg/m3。
(5)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二,将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
②小明得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是_________。
4.(2024春·河北保定·八年级下期末)如图是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验,根据图回答下列问题:
(1)从①、②两图可知物体A在水中所受的浮力大小是_________N;
(2)若选用的操作是①④⑤,可探究浮力的大小与_________的关系;
(3)若探究浮力大小与物体浸没深度的关系,应选用的操作是_________(填序号);
(4)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是_________(填序号);
(5)另一小组在实验结束后,绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入液体深度变化的两条图线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线_________(选填“a”或“b”)描述的是物体B所受浮力的变化情况;
②物体B所受重力为_________N,物体B的密度为为_________kg/m3。
5.(2024春·河北唐山·八年级下期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),先用弹簧测力计测出一石块的重力,然后将该石块缓慢浸入在水中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示,然后又将石块浸没在未知液体中,如图F。液体均未溢出,并将测力计的示数记录在表中。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
1.0
0.8
0.7
0.7
0.6
(1)实验步骤A中弹簧测力计的示数为_________N。
(2)分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体_________有关;分析比较实验步骤_________
可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析实验步骤A、E、F可得出:浮力的大小还与_________有关。
(3)石块密度为_________kg/m3。
(4)分析实验数据可知,F中液体密度为_________g/cm3。
(5)小明又通过如图所示的实验操作测出了一石块的密度,他的测量方案如下:首先将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计上读出测力计的示数为F1(如图甲所示);然后用细线将物体系好后,挂在测力计的挂钩上使物体浸没在水中,读出测力计的示数为F2(如图乙所示);再用手提着细线使物体浸没在水中,且石块不与杯底接触,读出测力计的示数为F3(如图丙所示),则物体的密度是_________。(用F1,F2,F3和ρ水表示)
6.(2024春·河北承德·八年级下期末)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示实验。观察并分别比较图中有关数据可知:(,g取10N/kg)
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为_________N;
(2)此物体浸没时排开水的体积是_________m3,此物体的密度是_________kg/m3;
(3)分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与_________有关;
(4)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是_________(选填“①”或“②”)。
7.(2024春·河北保定·八年级下期末)某小组同学在“探究影响浮力大小因素”的实验中,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想。
①与物体浸没在液体中的深度有关。
②与物体排开液体的体积有关。
③与液体的密度有关。
实验器材:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、某未知液体。
小组实验步骤如图所示(液体均未溢出),弹簧测力计的示数记录如下。(,g取10N/kg)
(1)由实验可知:金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_________N;
(2)分析实验步骤a、d、e三图,可以验证猜想_________(填序号)是正确的。分析实验步骤可知:e图中烧杯内未知液体的密度为_________g/cm3;
(3)分析实验步骤_________(填字母代号)三图可知:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
8.(2024春·河北承德·八年级下期末)小明在“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:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图1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,这个事实可以支持上述猜想中的_________(选填序号)。
(2)观察图2中A图,可知物体所受的重力大小为_________N。
(3)观察图2中D图,此时物体所受的浮力大小为_________N。
(4)通过观察图2中B、E两图,得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理:_________(选填“是”或“否”),理由是 _________。
(5)比较图2中B、C两次实验的数据,可以得出的实验结论是______________________。
(6)下列选项中,能正确反映物体所受浮力和物体没在水中后下表面到水面距离h关系的图像是_________(填序号)。
9.(2024春·河北邯郸·八年级下期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验中,小哈做了如图1所示的实验。
(1)实验前需要将弹簧测力计沿_________方向调零;对比①②③三次实验可得,液体密度一定时,_________越大,物体所受浮力越大。
(2)小哈又利用身边的小桶探究了“浮力大小与排开液体的关系”,如图a、b、c、d。
步骤:a.测出实心合金块所受的重力G物;
b.把合金块浸没在装满水的溢水杯中,测出拉力F拉,并收集合金块排开的水;
c.测出桶和排开的水所受的总重力G总;
d.测出空桶所受的重力G桶。
考虑到使操作步骤最简单,你觉得最合理的实验顺序是_________。
(3)选用其他液体多次实验并处理数据后,发现G物、F拉、G总、G桶四个量之间存在一个等量关系是:_________,根据这个关系则可得出结论:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,且所受的浮力大小等于它排开液体的重力,这就是著名的阿基米德原理。
(4)如果B步骤中,合金块未浸没,(3)中的结论是否还成立?_________。(选填“成立”、“不成立”)
(5)小哈同学深受启发,他发现实验室正好有一个物块,很好奇它是什么东西,如图2是他用量筒、小玻璃杯来测量小物块密度的实验操作图。
步骤:(水的密度用ρ水表示)
A.往量筒中注入适量水,读出体积为V1;
B.将物块放入量筒中,物块漂浮,静止后读出量筒的示数V2;
C.用细针将物块轻轻压入水中,使其浸没,读出量筒的示数V3。
则此物块的密度表达式为ρ=_________。
10.(2024春·河北秦皇岛·八年级下期末)在探究浮力大小与哪些因素有关时,实验小组的同学们按下图顺序进行实验并获得数据:
(1)弹簧测力计的示数是_________;
(2)比较A、B、C三图的实验数据,初步得出浮力大小与_________有关;
(3)根据A、D两图的实验数据就得出“浮力大小与液体密度有关”这一结论是不科学的,理由是_________;
(4)物体浸没在盐水中受到的浮力大小为_________N;
拓展:根据图中实验步骤,若测得物重为G,浸没在水中弹簧测力计示数为F水,浸没在盐水中示数为F盐水,水的密度为ρ水,用上述字母符号表示求盐水的密度表达式:ρ盐水=_________。
11.(2024春·河北沧州·八年级下期末)如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)通过甲、丙、丁三个图进行比较,说明浮力的大小与_________无关。
(2)乙图中物体A受到的浮力是_________N。
(3)比较_________三个图可得出结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)由图示实验数据得出物体A的体积是_________m3,盐水的密度是_________kg/m3。
(5)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二,将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力_________(填“大于”、“小于”或“等于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
②小明得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是_________。
12.(2024春·河北邢台·八年级下期末)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实心物块,进行了如图所示的实验。
(1)物块的重力为_________N,浸没在水中时受到的浮力是_________N。
(2)由实验操作A、B、C可得结论:当液体密度一定时,物体_________越大,所受浮力越大。
(3)由两个实验操作_________(填字母)可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关。
(4)完成上述实验后,小明同学想利用上述器材测出某待测液体的密度ρ液,进行了以下的探究:
①将物块挂在弹簧测力计下方,读出弹簧测力计的示数为F1;
②接下来将物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为F2;
③然后_________,读出弹簧测力计示数F3;
则待测液体的密度ρ液=_________(用ρ水、F1、F2、F3表示)。
13.(2024春·河北唐山·八年级下期末)如图是某实验小组的同学用同一物块探究浮力大小与哪些因素有关的实验步骤。
(1)对图B中的物块进行受力分析,力的作用点都画在重心处。
(2)物体完全浸没在水中时所受浮力为_________N。
(3)比较ADE可以得出:浮力大小与_________有关。
(4)比较ACD可知,浮力大小与物体浸没的深度_________(选填“无关”或“有关”)。比较A_________可知,浮力大小与物体的体积无关。
(5)图E中酒精的密度为_________
kg/m3。(,g=10N/kg)
14.(2024春·河北邯郸·八年级下期末)小霞同学按照如图1所示的操作探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是________N。
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与________有关。
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与________有关。
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理: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。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会________(填“变大”或“变小”“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排。
15.(2024春·河北石家庄·八年级下期末)小明用弹簧测力计、正方体、3个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析甲、乙、丙三个实验,说明浮力的大小与________有关;
(2)为了探究浮力大小与液体密度是否有关,可选用________哪三个实验装置来进行操作;
(3)根据如图甲、丁的实验数据测出正方体浸没在盐水中时,受到的浮力是________N,盐水的密度是________kg/m3;
(4)拓展:小明在学习“浮力”之后,想自己制作简易密度计,如图2所示;取一根粗细均匀的饮料吸管,从其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口;塞入金属丝的目的是使吸管能竖直漂浮在液体中。现将吸管放到水中的情景如图2(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中后如图2(b)所示,浸入的长度为h;用ρ液、ρ水分别表示液体的密度和水的密度,则ρ液与h,ρ水及H的关系式是:ρ液=________。
16.(2024春·河北邯郸·八年级下期末)如1图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,仪器有:烧杯、弹簧测力计、长方体物块、水、煤油等。(取g=10N/kg)
(1)①由A、B、C三个图,可初步得出结论:________;
②某实验小组认为,根据A、B、C三个图还可以得出结论:液体深度越深,物体所受浮力越大;请问该实验小组得出的结论是否正确?________,你的理由是________;
(2)由________三个图,可初步得出结论:物体所受浮力的大小与液体密度有关;
(3)实验所用长方体物块的密度是________kg/m3;
(4)如2图中能正确反映弹簧测力计示数F和长方体物块下表面浸入水中的深度h关系的图象是________(长方体物块未接触容器底)。
17.(2024春·河北邯郸·八年级下期末)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录在表格中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)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,步骤A中弹簧测力计的示数是________N;
(2)分析比较实验步骤A和________,可知:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析比较实验步骤A、B、C、D可知:浮力大小与物体________有关;分析实验步骤A、E、F可知:浮力的大小还与________有关;
(3)分析实验数据可知,F中液体密度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。
(4)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是________N,金属块密度为________kg/m3。(水的密度,g取10N/kg)
18.(2024春·河北邢台·八年级下期末)某同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计、金属块a、水、密度未知的某种液体、细线、大小相同的柱形容器若干等。他进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块a缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F(液体均未溢出),并将其示数记录在下面表中:
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
1.6
1.2
0.7
0.7
1.1
(1)步骤A中,弹簧测力计的示数为________N,根据表中数据计算,步骤D中金属块a所受浮力F=________N;
(2)根据表中的数据,分析实验步骤A、B、C、D,说明浮力大小跟物体排开液体的________有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟排开液体的________有关;分析实验步骤A、D、E可知物体受到的浮力与浸入液体的深度________(选填“无关”或“有关”);
(3)更换不同液体多次测量和精细研究,可说明浸在液体里的物体受到的浮力大小等于
________;
【拓展】根据实验步骤A、E、F,可知某种液体的密度是________kg/m3;从实验步骤A、C可知,实验步骤C中金属块a下表面受到的水的压力是________N。(ρ水=1.0×103kg/m3)
19.(2024春·河北廊坊·八年级下期末)小龙按如图所示步骤,进行探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验(,g取10N/kg)。
(1)物体所受重力为________N;步骤B中,物体所受的浮力为________N;
(2)通过比较步骤A、B、C、D,可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与________有关;
(3)通过比较步骤________可得出浮力大小与液体密度有关;步骤E中液体的密度________(选填“大于”或“小于”)水的密度;
(4)仔细分析实验数据可计算出物体密度为________kg/m3;
(5)若完成实验后,小龙发现使用前弹簧测力计指向0.4N且未调零,算得物体的密度比真实值________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
20.(2024春·河北邢台·八年级下期末)小明探究物体受到的浮力大小与哪些因素有关。小明找了甲、乙、丙三个物体,甲、乙物体的材料相同,但体积V乙大于V甲。物体乙和丙的体积相同。水的密度是1.0×103kg/m3。
(1)将这三个物体挂在相同的弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数如图1所示;
(2)将这三个物体同时浸没在水中,静止时弹簧测力计的示数如图2所示;
(3)甲在水中受到的浮力比乙受到的浮力小________N。乙在水中受到的浮力________(选填“大于”“等于”或“小于”)丙受到的浮力。这说明物体受到的浮力大小与________有关;
(4)小明为了验证物体受到的浮力大小还与液体的密度有关,他将这三个物体同时放到密度为1.2×103kg/m3的盐水中,发现此时挂有甲物体的弹簧测力计的示数为________N;
(5)小明使用家里的电子秤测量未知石块的密度:
①烧杯中装入适量水,放在电子秤上,记下此时电子秤的示数m1,如图3甲所示;
②用细线拴住石块,手提细线将石块浸没在水中,且石块不与烧杯底和壁接触,记下此时电子秤的示数m2,如图3乙所示;
③松开细线,让石块沉在杯底,记下此时电子秤的示数m3,如图3丙所示。
则石块的密度为________。(用m1、m2、m3、ρ水表示)
21.(2024春·河北保定·八年级下期末)某实验小组利用实验室器材进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验,实验步骤如图所示。
(1)实验前,若发现弹簧测力计的指针未在零刻度线处,需要对弹簧测力计进行________;
(2)分析_三次实验,可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关;分析A、C、D三次实验,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”);分析A、D、E三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,物体所受浮力与________有关。
(3)分析A、D、E三次实验的数据,可知物体浸没在水中时受到的浮力为________N,实验中所用液体的密度为________kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
22.(2024春·河北唐山·八年级下期末)如图所示,是小明设计的探究“影响浮力大小的因素”实验。
小明在溢水杯中倒满水,将小烧杯放到溢水口,每次实验读出弹簧测力计示数并测出小烧杯中水的质量,实验测得的数据如表一。(g取10N/kg)
1
2
3
4
弹簧测力计示数/N
3.2
2.4
2.4
小烧杯中水的质量/g
0
80
160
160
(1)由图A可知物体的重力为________N。
(2)由图A、C、D可知,浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度________(选填“无关”或“有关”)。
(3)由图A、B、C可知,液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受的浮力________。
(4)由实验可得,物体所受的浮力________(选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开液体所受的重力。物体的密度为ρ=________kg/m3。
(5)小明将溢水杯放到电子秤上,读出图A和图C中电子秤示数分别为mA和mC,则mA________(选填“>”“=”或“<”)mC。
23.(2024春·河北邢台·八年级下期末)实验小组在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,根据生活经验讨论交流后提出了猜想。
猜想一:浮力的大小与物体密度有关。
猜想二;浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想三:浮力的大小与液体密度有关。
猜想四:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(1)请你写出一个支持猜想四的生活现象:________(合理即可)。
(2)同学们进行的实验步骤及弹簧测力计的示数如图所示,由此可知,物块浸没在水中受到的浮力为________N。
(3)分析比较图中实验步骤①和________(填两个实验序号)可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”)。
(4)分析比较图中实验步骤①③⑤,可验证猜想________是正确的。
(5)分析比较图中实验步骤________(填三个实验序号),可得出结论:液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
【拓展】根据实验数据可计算出盐水的密度为________kg/m3。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
24.(2024春·河北唐山·八年级下期末)如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图甲所示,小明用手把开口朝上的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持猜想________;(选填字母)
(2)如图A所示,可知圆柱体重________N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为________N;
(3)分析C步骤与________(填字母)步骤的数据,可以验证猜想a是错误的;
(4)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是________;
(5)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能计算出的是________;
A.物块的体积
B.物块的密度
C.盐水的体积
D.盐水的密度
(6)另一组的小明发现液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,他想出下列三种实验改进方案,其中不可行的是________(填序号)。
A.利用现有器材进行多次实验
B.换用体积更大的同种圆柱体
C.换用密度比水小得多的液体
25.(2024春·河北唐山·八年级下期末)如图所示是某一小组探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验,根据如图回答下列问题:
(1)若选用的操作是①④⑤,可探究浮力的大小与________的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是________(填序号),可得出的结论是________。
(3)此实验中盐水的密度为________kg/m3。
(4)另一小组在实验结束后,绘制了弹簧测力计对物体B的拉力和物体B所受浮力随浸入水中深度变化的两条图线,如图2所示。分析图象可知:
①曲线________(选填“a”或“b”)描述的是物体B所受浮力的变化情况。
②物体B的密度为________kg/m3。
26.(2024春·河北石家庄·八年级下期末)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,思思为大家做了如图所示的一系列实验。请根据下图完成以下问题。
(1)从图中可知物体完全浸没在水中时受到的浮力是________N;
(2)比较图①②③可知浮力的大小与________有关;
(3)比较图________可知浮力的大小与物体浸没深度无关;
(4)比较________图可知浮力的大小与液体的密度有关。
参考答案
1.证据:①4;解释:(1)2;无关;交流:(1)深度;(2)能,用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮筋的长度,比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而可以比较橡皮泥受到的浮力大小。
【解析】证据:①由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则橡皮泥的重力为4N。
解释:(1)由a图可知,物体的重力为G=4N,由b图可知橡皮泥浸没在水中弹簧测力计的示数为F=2N,则由称重法可知,此时橡皮泥受到的浮力为F浮=G-F=4N-2N=2N;
(2)由以上实验可知,同一橡皮泥捏成不同形状的物体浸没在水中,弹簧测力计的示数相同,根据称重法可知,受到的浮力相等,所以说明浮力大小与物体的形状无关。
交流:(1)在第④步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,但水的密度、排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知它受到的浮力不变,根据F=G-F浮,弹簧测力计的示数不变,由此说明浮力的大小与深度无关;
(2)用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮筋的长度,比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而可以比较橡皮泥受到的浮力大小,所以能完成本实验的探究。
故答案为:证据:①4;解释:(1)2;无关;交流:(1)深度;(2)能,用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计,用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水中,记录橡皮筋的长度,比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小,从而可以比较橡皮泥受到的浮力大小。
2.(1)1.4;(2)a、b、c;(3)密度;(4)200;1.2×103;(5)0.75;不均匀。
【解析】(1)由图1a可知物块G=4.8N,由图甲b可知F=3.4N,物块所的浮力大小为F浮1=G-Fb=4.8N-3.4N=1.4N;
(2)由图1a、b、c,可知液体的密度不变,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知物体受到的浮力越大,说明物体在水中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由图1a、d、e所示实验,可知物体排开液体的体积不变,液体的密度改变,可探究浮力大小与液体的密度的关系,盐水的密度较大,物体在盐水中,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到其他条件一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)由图1a和d得到物块浸没时受到的浮力:F浮2=G-Fd=4.8N-2.8N=2N;
根据阿基米德原理知,物块的体积等于排开液体的体积为:
;
由图1a和e得到物块受到的浮力F浮3=G-Fe=4.8N-2.4N=2.4N;
物块排开盐水的体积等于物块的体积,盐水的密度:
;
(5)因为自制的密度计在两个液体中都漂浮,所以有G物=F浮水=F浮液;由F浮=ρ液gV排可知
ρ水gV排'=ρ液gV排'';ρ水gS(h'-H)=ρ液gS(h'-h);即ρ水(h'-H)'=ρ液(h'-h)';代入得:1g/cm3×(20cm-14cm)=ρ液(20cm-12cm);解得ρ液=0.75g/cm3。
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,密度计始终漂浮,浮力都等于重力不变,根据同一物体浮在不同液体中F浮一定时,V排、ρ液成反比可知,液体的密度越大,排开液体的体积越小,所以得到密度计的刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;因为此“密度计”相邻密度刻度线间距是不均匀的。
故答案为:(1)1.4;(2)a、b、c;(3)密度;(4)200;1.2×103;(5)0.75;不均匀。
3.(1)无关;(2)1.4;(3)甲、丁、戊;(4)4×10-4;1.1×103;(5)小于;没有控制物体排开液体的体积相同。
【解析】(1)比较图甲、丙、丁可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,受到的浮力相同,说明浮力的大小与深度无关;
(2)由图甲可知圆柱体的重力G=4.8N,由图乙可知弹簧测力计的示数F′=3.4N,则物体A受到的浮力F浮=G-F′=4.8N-3.4N=1.4N;
(3)探究浮力大小与液体中的密度是否有关,应控制排开的液体的体积相同,物体在液体中的深度相同,液体的密度不相同,故应选择甲、丁、戊三个图;
(4)由图甲、丁可知,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=4.8N-0.8N=4N,物体排开水的体积等于物体的体积,由F浮=ρ水gV排水可得,物体排开水的体积:
,物体排开水的体积等于物体的体积,即V物体=4×10-4m3;由图戊可知,弹簧测力计的示数为F′=0.4N由图甲、戊所示实验可知,物块浸没在盐水中所受浮力:F浮盐水=G-F′=4.8N-0.4N=4.4N,浮力F浮盐水=ρ盐水gV排盐水,此时物体排开盐水的体积V排盐水=V物体=4×10-4m3;盐水的密度:。
(5)①由物体的浮沉条件可知,橡皮泥下沉时F浮1<G,橡皮泥漂浮时F浮2=G,则F浮1<F浮2,即:第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力;
②探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同,错误原因就是没有利用控制变量法,即没有控制物体排开液体的体积相同;
故答案为:(1)无关;(2)1.4;(3)甲、丁、戊;(4)4×10-4;1.1×103;(5)小于;没有控制物体排开液体的体积相同。
4.(1)0.4;(2)液体的密度;(3)①③④;(4)①②③;(5)①a; ②2.7;2.7×103。
【解析】(1)由①知,物体的重力G=4N,由③知,F=3.6N,所以F浮=G-F=4N-3.6N=0.4N;
(2)由①④知,物体浸没在水中时受到的浮力为F浮水=4N-3N=1N,完全浸没在盐水中受到的浮力为F浮盐水=4N-2.8N=1.2N;两种情况排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,可探究浮力大小与液体密度的关系;
(3)要探究浮力大小与物体浸没深度的关系,则需控制液体的密度相同,且浸没的深度不同,所以应选择①③④;
(4)选择①②③或①②④,探究的是浮力大小与物体排开液体体积的关系,需要控制液体的密度相同;
(5)①完全浸没前,深度越大,物体排开水的体积越大,所受浮力越大;完全浸没后,排开水的体积不变,所受的浮力不变,所以浮力随深度的变化是先变大后不变,应为a;
②由图像知,当F浮=0时,测力计的示数为2.7N,则G=2.7N;当物体完全浸没时的浮力为1.0N,根据F浮=ρ液gV排得:,则。
故答案为:(1)0.4;(2)液体的密度;(3)①③④;(4)①②③;(5)①a;②2.7;2.7×103。
5. (1)1.1;(2)排开液体的体积;A、D、E;液体密度;(3)2.75×103;(4)1.25;(5)。
【解析】(1)弹簧测力计的分度值为0.1N,则其示数为1.1N。
(2)分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同,随着石块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,石块所受浮力也增大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体浸没深度的关系,要控制液体密度和排开液体的体积相同,改变物体浸没的深度,故分析比较实验步骤A、D、E可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
分析实验步骤A、E、F可知,石块排开液体的体积相同,而液体的密度不同,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,石块所受浮力也增大,说明浮力的大小还与液体密度有关。
(3)石块浸没在水中时受到的浮力:F浮石=G-FC=1.1N-0.7N=0.4N,因石块完全浸没在水中,所以,根据F浮=ρgV排可得,石块的体积:,
由G=mg可知,石块的质量:,石块的密度:。
(4)物块浸没在液体受到的浮力为:F浮F=G-FF=1.1N-0.6N=0.5N,液体的密度:
。
(5)图甲中弹簧测力计测量小桶和水的总重力,图乙中弹簧测力计测量小桶、水和物体的总重力,则物体的重力:G=F2-F1,则物体的质量:,图丙中弹簧测力计的小桶和水的重力加上物体对水的作用力,则物体对水的作用力:F=F3-F1,由力的作用是相互的可知,物体受到的浮力:F浮=F3-F1,因为物体浸没在水中,所以,由阿基米德原理可知,物体的体积:则物体的密度:。
故答案为:(1)1.1;(2)排开液体的体积;A、D、E;液体密度;(3)2.75×103;(4)1.25;(5)
6.(1)1.0;(2)8×10-5;5×103;(3)液体密度;(4)②。
【解析】(1)由图A可知,测力计的分度值为0.2N,此时示数为4.0N,即为物体的重力大小;图C中,物体浸没在水中,此时的拉力为3.2N,根据称重法可得,当物体浸没在水中时,受到的浮力为F浮=G-FC=4.0N-3.2N=0.8N。
(2)根据阿基米德原理可得,此物体浸没时排开水的体积是;物体浸没在水中时,排开水的体积等于物体的体积,所以物体的体积为V=V排=;所以此物体的密度是。
(3)分析A、C、D三次实验,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,根据称重法,在盐水中受到的浮力较大,说明物体在液体中所受浮力大小与液体密度有关;故可得:在排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)当物体浸入水的过程中,排开水的体积先增大,后不变,根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排知,即F浮先增大,后不变,故②符合题意,①不符合题意。
故选②。
故答案为:(1)1.0;(2)8×10-5;5×103;(3)液体密度;(4)②。
7.(1)2.0;(2)③;0.8;(3)a、b、d(或a、b、c)。
【解析】(1)浸没在水中受到的浮力可见图a和图c,根据称重法可知浮力大小F浮=G-F=3.8N-1.8N=2N。
(2)a、d、e三图可以看出排开液体体积相等时,液体密度改变,浮力也改变,由此可知浮力大小与液体密度有关,故猜想三是正确的。
由e图知物体浸没在某未知液体中,物体所受浮力F=3.8N-2.2N=1.6N,物体的体积为,故液体的密度。
(3)根据控制变量法的思维可知,要研究在同种液体中,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,需要控制液体密度不变,改变排开液体的体积,故可以选择a、b、d或者a、b、c。
故答案为:(1)2.0;(2)③;0.8;(3)a、b、d(或a、b、c)。
8.(1)3;(2)4.2;(3)0.8;(4)否;没有保证排开液体的体积相等;(5)在液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大;(6)D。
【解析】(1)用手把空的饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大,手会感到越吃力;空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大;由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关,即这个事实可以支持猜想3;
(2)由图A知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为4.2N,即G=4.2N;
(3)由D知物体完全浸没在水中受到的浮力为:F浮=G-F=4.2N-3.4N=0.8N;
(4)观察B、E图可知,物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关,故结论是不合理的,因为研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开液体的体积相等;
(5)观察B、C图的实验数据可知,液体的密度相同,物体排开的液体的体积不相同,且排开液体的体积越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,故可以得出:在液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大;
(6)在物体浸没前,物体排开水的体积随物体浸水后下表面到水面距离h的增大而变大,根据阿基米德原理,物体受到的浮力随物体浸水后下表面到水面距离h的增大而变大,物体浸没后,受到的浮力不变,测力计示数不变,在如图中,能正确反映物体所受浮力F和物体浸水后下表面到水面距离h关系的图像是D。
故选:D。
故答案为:(1)3;(2)4.2;(3)0.8;(4)否;没有保证排开液体的体积相等;(5)在液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大;(6)D。
9.(1)竖直;物体排开液体的体积;(2)d、a、b、c;(3)G物-F拉=G总-G桶;(4)成立;(5)。
【解析】(1)实验时,拉力的方向是竖直向上的,故实验前需要将弹簧测力计沿竖直方向调零;对比①②③三次实验结合F浮=ρ液gV排知,在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
(2)在探究“浮力大小与排开液体的关系”时,最佳实验操作步骤为:
d.测出空桶所受的重力G桶;
a.测出实心合金块所受的重力G物;
b.把合金块浸没在装满水的溢水杯中,测出拉力F拉,并收集合金块排开的水;
c.测出桶和排开的水所受的总重力G总。
故最合理的实验顺序是d、a、b、c。
(3)实验中浸在水中的合金块静止,合力为零,其在竖直方向受到重力、浮力和拉力,这三个力为一组平衡力,合金块受到的浮力F浮=G物-F拉;
溢水杯排出水的重力G排=G总-G桶;
如果有:G物-F拉=G总-G桶,则可验证阿基米德原理成立。
(4)阿基米德原理的条件是浸在液体中的物体,无论物体在液体中是否浸没,结论都成立。
(5)物块在水中漂浮,
其排开水的体积V排=V2-V1,
其受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水g(V2-V1),
由F浮=G物=mg可知,物块的质量,物块的体积V=V3-V1,
则物块的密度。
故答案为:(1)竖直;物体排开液体的体积;(2)d、a、b、c;(3)G物-F拉=G总-G桶;(4)成立;(5)。
10.(1)2.8;排开液体的体积;没有控制排开液体体积相同;1.2;。
【解析】(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则读数为2.8N;
(2)根据A、B、C三图的实验数据可知,物体排开水中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据F浮=G-F可知,物体受到的浮力大小不同,所以可以初步得出浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)由A、D两图可知,物体排开液体的体积不同,探究浮力大小与液体密度的关系时,应该控制排开液体的体积相同,所以无法根据A、D两图得出“浮力大小与液体密度有关”这一结论;
(4)由图可知,物体的重力是2.8N,物体浸在盐水中,弹簧测力计的示数是1.6N,则此时物体受到的浮力:F浮=G-F4=2.8N-1.6N=1.2N;
测得物重为G,水的密度为ρ水,浸没在水中弹簧测力计示数为F水,则浸没在水中时,排开水的体积,浸没在盐水中示数为F盐水,则浸没在盐水中时,排开盐水的体积,物体浸没时排开液体的体积相同,则解得盐水的密度表达式。
故答案为:(1)2.8;排开液体的体积;没有控制排开液体体积相同;1.2;。
11.(1)深度;(2)1.4;(3)甲、丁、戊;(4)4×10-4;1.1×103;(5)①小于;②没有控制物体排开液体的体积相同。
【解析】(1)比较图甲、丙、丁可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,受到的浮力相同,说明浮力的大小与深度无关;
(2)由图甲可知圆柱体的重力G=4.8N,由图乙可知弹簧测力计的示数F′=3.4N,
则物体A受到的浮力F浮=G-F′=4.8N-3.4N=1.4N;
(3)探究浮力大小与液体中的密度是否有关,应控制排开的液体的体积相同,物体在液体中的深度相同,液体的密度不相同,故应选择甲、丁、戊三个图;
(4)由图甲、丁可知,物体浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=4.8N-0.8N=4N,物体排开水的体积等于物体的体积,由F浮=ρ水gV排水可得,物体排开水的体积:,物体排开水的体积等于物体的体积,即V物体=4×10-4m3;
由图戊可知,弹簧测力计的示数为F′=0.4N由图甲、戊所示实验可知,物块浸没在盐水中所受浮力: F浮盐水=G-F′=4.8N-0.4N=4.4N,浮力F浮盐水=ρ盐水gV排盐水,此时物体排开盐水的体积V排盐水=V物体=4×10-4m3;盐水的密度:
(5)①由物体的浮沉条件可知,橡皮泥下沉时F浮1<G,橡皮泥漂浮时F浮2=G,则F浮1<F浮2,即:第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力;
②探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同,错误原因就是没有利用控制变量法,即没有控制物体排开液体的体积相同;
故答案为:(1)深度;(2)1.4;(3)甲、丁、戊;(4)4×10-4;1.1×103;(5)①小于;②没有控制物体排开液体的体积相同。
12.(1)2.4;1;(2)排开液体的体积;(3)C、D;(4)将物块浸没在液体中;。
【解析】(1)该弹簧测力计的分度值是0.2N,该物块的重力为2.4N;浸没在水中弹簧测力计的示数为1.4N,此时浸没在水中时受到的浮力为:F浮=G-F=2.4N-1.4N=1N;
(2)由图A、B、C可得结论:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大;
(3)由两个实验操作C、D可知,物块浸没在水中的深度不同,浮力不变,浮力大小与浸没液体中的深度无关;
(4)①将物块挂在弹簧测力计下方,读出弹簧测力计的示数为F1;
②接下来将物块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为F2,根据称重法物块在水中的浮力为F浮=F1-F2,根据阿基米德原理的;
③然后将物块浸没在液体中,读出弹簧测力计示数F3,根据称重法物块在水中的浮力为F浮′=F1-F3,则待测液体的密度。
13.(1)见解析;(2)1;(3)液体密度;(4)无关;BC;(5)0.8×103。
【解析】(1)图B中的物块静止受力平衡,受重力、浮力、拉力作用,都画在重心上,如图所示:
(2)由甲图可知,物体的重力为G=4N,由丙图可知物体浸没在水中弹簧测力计的示数为F=3N,此时物体受到的浮力为F浮=G-F=4N-3N=1N;
(3)比较ADE可以得出:物体浸没在水和盐水中时,排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;
(4)比较ACD可知,液体的密度和物体排开液体的体积相同,浸没在液体中的深度不同,而拉力相同,说明浮力不变,故浮力大小与物体浸没的深度无关。
探究浮力大小与物体的体积,必须控制液体密度相同,而排开液体的体积不同,故选:ABC。
(5)水中的浮力为1N,由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:1N=ρ水gV排;
浸没酒精中的浮力为F'浮=G-F'=4N-3.2N=0.8N;
由阿基米德原理F'浮=ρ酒精gV排可得:0.8N=ρ酒精gV排;
浸没时V排不变,解得ρ酒精=0.8ρ水=0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)见解答;(2)1;(3)液体密度;(4)无关;BC;(5)0.8×103。
14.(1)1;(2)排开液体体积;(3)液体密度;(4)变大。
【解析】(1)由图A可知,金属块的重力G=4N,由图D可知金属块浸没时弹簧测力计的示数F=3N,则金属块浸没在水中所受的浮力F浮=G-F=4N-3N=1N;
(2)由A、B、C三个图可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)由A、D、E三图可知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(4)如图2,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,当小明逐渐调高升降台,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;
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,从而证明了受到的浮力等于其排开水的重力,即F浮=G排。
故答案为:(1)1;(2)排开液体体积;(3)液体密度;(4)变大。
15. 故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)甲、丙、丁;(3)6;1.2×103;(4)。
【解析】(1)由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(2)要探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,改变液体的密度;分析图丙和图丁可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,物体受到的浮力不同,故可选用甲与丙、丁的装置来进行操作;
(3)由图甲、丙所示实验可知,正方体浸没在水中时受到的浮力F浮水=G-F=10N-5N=5N;F浮=ρ液gV排知排开液体的体积: ;正方体浸没在水中,V正=V排;由图甲、丁所示实验可知,正方体浸没在盐水中时受到的浮力:F浮盐水=G-F′=10N-4N=6N;正方体浸没在盐水中,V排=V正;F浮=ρ液gV排知盐水的密度:
;
(4)①饮料吸管竖直的漂浮在液体中,根据漂浮条件可知;吸管所受浮力与重力相等;
②由于吸管在图2(a)、(b)图中均漂浮,所以F浮=G;
则在水和另一种液体中受到的浮力相等,设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件可知,F浮水=F浮液,即ρ水gSH=ρ液gSh,。
故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)甲、丙、丁;(3)6;1.2×103;(4)。
16.(1)①液体密度相同时,物体排开液体体积越大,浮力越大;②不正确;没有控制物体排开液体体积相同;(2)A、D、E;(3)4×103;(4)B。
【解析】(1)①由A、B、C三个图可知,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计示数不同,物体排开液体的体积越大,测力计示数越小,根据称重法可知,浮力越大,故可初步得出结论:液体密度相同时,物体排开液体体积越大,浮力越大;
②观察B、C两个图,物体浸入液体深度不同,但是物体排开液体的体积也不同,无法判断浮力变大是由哪个因素引起的,所以该实验小组得出的结论是不正确的,得出错误结论的原因是,改变物体浸入液体的深度时没有控制物体排开液体的体积相同;
(2)要探究物体所受浮力的大小与液体密度有关,根据控制变量法可知,应控制物体排开液体的体积相同,液体密度不同,由图1可知,A、D、E三个图满足实验要求;
(3)由图1A可知,物块重力为G=12N,物块的质量为:;由图1A、C可知,物块浸没在水中时受到的浮力为F浮=G-FC=12N-9N=3N,由F浮=ρ液gV排可得,物块的体积为:,则物块的密度为:;
(4)随着物块浸在水中体积的增大,浮力增大,则测力计示数减小,当物块完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,测力计示数不变,因此F与深度h的关系是先减小后不变,所以B正确,故选:B。
故答案为:(1)①液体密度相同时,物体排开液体体积越大,浮力越大;②不正确;没有控制物体排开液体体积相同;(2)A、D、E;(3)4×103;(4)B。
17.(1)分度值;2.7;(2)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(3)小于;(4)1.0;0.8×103。
【解析】(1)在使用弹簧测力计之前,需要明确其量程和分度值,这是为了确保测量结果的准确性和可读性。步骤A的图中,弹簧测力计分度值为0.1N,可以读出弹簧测力计的示数为2.7N,这是金属块在空气中的重力。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要比较物体在不同深度但完全浸没时受到的浮力。从实验步骤中,可以看到步骤A和D、E都满足这一条件(物体完全浸没,但深度不同)。比较A和D、E的弹簧测力计示数,发现浮力大小并未改变,因此可以得出结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。为了探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,需要比较物体在部分浸入和完全浸入时受到的浮力。从实验步骤A、B、C、D中,可以看到物体排开液体的体积逐渐增大,同时弹簧测力计的示数逐渐减小,即浮力逐渐增大。因此,可以得出结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
为了探究浮力大小与液体密度的关系,需要比较物体在不同密度的液体中受到的浮力。从实验步骤A、E、F中,可以看到物体在两种不同密度的液体中受到的浮力不同,且液体密度越大,浮力也越大。因此,我们可以得出结论:浮力的大小还与液体的密度有关。
(3)为了比较F中液体的密度与水的密度,需要比较物体在两种液体中受到的浮力。从实验数据中,可以看到物体在F中受到的浮力(通过计算得出为0.8N)小于在水中的浮力(1N)。由于物体在两种液体中都是完全浸没的,且排开液体的体积相同,因此根据阿基米德原理,我们可以得出F中液体的密度小于水的密度。
(4)金属块浸没在水中时,受到的浮力可以通过称重法计算得出。即浮力等于金属块在空气中的重力减去在水中的重力。从实验数据中,我们可以得到金属块在水中的重力为1.7N,在空气中的重力为2.7N,因此金属块浸没在水中时受到的浮力为F浮=G-FE=2.7N-1.7N=1N。
利用浮力公式和阿基米德原理求出金属块的体积;金属块的质量;
金属块密度为;
在液体中浮力大小为G-FF=2.7N-1.9N=0.8N。
利用浮力公式和阿基米德原理求出金属块的体积。
故答案为:(1)分度值;2.7;(2)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(3)小于;(4)1.0;0.8×103。
18. (1)2.7;2;(2)体积;密度;无关;(3)排开液体所受的重力;【拓展】0.8×103;1.5N。
【解析】(1)步骤A中,金属块重力等于弹簧测力计拉力,读出弹簧测力计示数为2.7N,即为金属块重力,步骤D中金属块所受拉力为0.7N,则浮力等于重力减拉力等于2N;
(2)根据表中的数据,分析实验步骤A、B、C、D,可得出金属块浸在水中的体积越大,弹簧测力计示数越小,所受浮力越大,因此说明物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,分析实验步骤A、E、F,物体浸在液体中的体积一定时,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,说明浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关,分析实验步骤A、D、E,当物体完全浸没之后,深度加深,弹簧测力计示数不变,由此可知:浮力的大小与物体所在液体中的深度无关;
(3)为大到普遍结论,更换不同液体多次测量和精细研究,可说明浸在液体里的物体受到的浮力大小等于它排开液体所受的重力;
【拓展】根据实验数据,物体的体积,液体的密度;
实验步骤C中金属块a上表面没有接触水,所以下表面受到的水的压力等于浮力,F浮=G-F=2.7-1.2=1.5N。
故答案为:(1)2.7;2;(2)体积;密度;无关;(3)排开液体所受的重力;【拓展】0.8×103;1.5N。
19.(1)4.0;0.4;(2)排开液体的体积;(3)A、D、E;小于;(4)4×103;(5)偏大。
【解析】(1)由步骤A可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,则其示数为4.0N,因此物体的重力为4.0N;由步骤A、B和称量法知,物体所受到的浮力为:F浮=G-FB=4N-3.6N=0.4N;
(2)分析实验步骤A、B、C、D可知,物体浸在液体的体积增大,即物体排开液体的体积增大,测力计示数变小,根据称量法可知,物体所受浮力增大,可以得出结论:液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,浮力越大,因此,同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)为了探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法可知,应控制排开液体的体积相同,而液体的密度不同,步骤A、D和E满足这一条件;通过比较步骤D和E,我们发现E中弹簧测力计示数较大,则物体在E液体中受到的浮力更小,由于浮力大小与液体密度有关,由F浮=ρ液V排g可知,步骤E中液体的密度小于水的密度;
(4)在步骤D中,物体完全浸没在水中,此时排开水的体积等于物体的体积。根据实验步骤A、D和称量法知,物体浸没在水中时受到的浮力为:F浮1=G-FD=4N-3N=1N根据阿基米德原理,物体的体积为:,物体的质量为:
,物体的密度:;
(5)若完成实验后,发现使用前弹簧测力计指向0.4N且未调零,那么实际测得的物体在空气中的重力将比真实值偏大0.4N。而两次测量结果都加上了测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力大小不变,算出物体的体积也就不变,由于我们在计算物体密度时使用了这个偏大的重力值,因此算得的物体密度也将比真实值偏大。
故答案为:(1)4.0;0.4;(2)排开液体的体积;(3)A、D、E;小于;(4)4×103;(5)偏大。
20.(3)2;等于;排开液体的体积;(4)1.6;(5)。
【解析】(3)由图1可知,甲的重力为4N,乙的重力为8N,丙的重力为7N,由图2可知,甲在水中受到的浮力为F浮甲=G甲-F示甲=4N-2N=2N
乙在水中受到的浮力为F浮乙=G乙-F示乙=8N-4N=4N
丙在水中受到的浮力为F浮丙=G丙-F示丙=7N-3N=4N
则甲在水中受到的浮力比乙受到的浮力小2N,乙在水中受到的浮力等于丙受到的浮力。
甲和乙的体积不同,浸没在水中时排开水的体积不同,受到的浮力不同,乙和丙的体积相同,浸没在水中时排开水的体积相同,受到的浮力相同,说明物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)甲物体的体积为,
则甲物体在盐水中受到的浮力为:,
则弹簧测力计的拉力为F拉=G-F浮盐水=4N-2.4N=1.6N,则弹簧测力计的示数为1.6N。
(5)由图3可知,石块的质量为m3-m1,石块在水中受到的浮力为m2g-m1g,则石块的体积为:,则石块的密度为。
故答案为:(3)2;等于;排开液体的体积;(4)1.6;(5)。
21. (1)校零;(2)无关;液体密度;(3)1;0.8×103。
【解析】(1)实验前,若发现弹簧测力计的指针未在零刻度线处,需要对弹簧测力计进行调零;
(2)分析A、C、D三次实验,物体浸没在液体中的,且液体相同,浸没的深度不同。这三次实验中的浮力大小是相同的,可以得出浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关的结论;
分析A、D、E三次实验,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,通过比较三次实验的数据,可得出在物体排开液体的体积一定时,物体所受浮力与液体的密度有关的结论;
(3)对于A、D两次实验,由于物体都是浸没在水中的,物体在水中的浮力为F浮=G-F拉=4N-3N=1N;由F浮=ρ水gV排可得,物体排开的水的体积与排开液体的体积相等,为,由图A、E所示实验可知,物体完全浸没在液体中所受浮力F浮′=4N-3.2N=0.8N;由浮力公式F浮=ρ液gV排可知液体的密度为:。
故答案为:(1)校零;(2)无关;液体密度;(3)1;0.8×103。
22.(1)4;(2)无关;(3)越大;(4)等于;2.5×103;(5)=。
【解析】(1)弹簧测力计的分度值为0.1N,弹簧测力计的的示数为2.7N,即物体的重力4N;
(2)由图A、C、D可知,液体密度和物体排开液体体积相同,测力计示数不变,故浮力不变,故得浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度无关;
(3)分析ABC步骤,同种液体,物体浸入液体的体积逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐减小,根据称重法计算浮力,浮力逐渐增大,故结论为:液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大;
(4)利用称重法可求浮力,图B中所受浮力F浮B=G-FB=4N-3.2N=0.8N;此时排开液体的重力G排=m排g=0.08kg×10N/kg=0.8N;……由此可知,物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力;由物体重力和表格中数据可知,物浸没在水中时所受浮力为F浮水=G排水=m排水g=0.16kg×10N/kg=1.6N;根据阿基米德原理可知物体体积
;物体的质量,
则物体密度为;。
(5)图C中物体对溢水杯的作用力等于所受浮力,而物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力,故mA=mC。
故答案为:(1)4;(2)无关;(3)越大;(4)等于;2.5×103;(5)=。
23.(1)将皮球压入水中,皮球浸入水中的体积越大越费力;
(2)1;
(3)③④;无关;
(4)三;
(5)①②③;
【拓展】1.1×103。
【解析】解:(1)猜想四:与排开液体的体积有关,根据经验知,将皮球压入水中,皮球浸入水中的体积越大越费力;
(2)根据图①知,物体的重力G=3.2N,根据图③知,浸没时的拉力F=2.2N;
物体受到的浮力为F浮=G-F=3.2N-2.2N=1N;
(3)探究与深度关系,必须控制液体的密度和排开液体的体积不变,因而分析比较图中实验步骤①和③④,且拉力不变,说明浮力相等,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)分析比较图中实验步骤①③⑤,改变液体的密度,控制排开液体的体积不变;浮力改变了,则探究与液体的密度关系,可验证猜想三是正确的。
(5)分析比较图中实验步骤①②③,液体密度不变改变排开液体的体积,且排开液体的体积越大,拉力越小,浮力越大,可得出结论:液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
【拓展】水中的浮力为1N;由阿基米德原理F浮=ρ水gV排可得:1N=ρ水gV排;
盐水中的浮力为F'浮=G-F'=3.2N-2.1N=1.1N;
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得:1.1N=ρ盐水gV排;
浸没时V排不变,解得ρ盐水=1.1ρ水=1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)将皮球压入水中,皮球浸入水中的体积越大越费力;
(2)1;
(3)③④;无关;
(4)三;
(5)①②③;
【拓展】1.1×103。
24.(1)b;(2)2.4;0.4;(3)D;(4)物体排开液体的体积不同;(5)C;(6)A。
【解析】(1)饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关,可以支持猜想b;
(2)图A中,物体重力等于弹簧测力计拉力,读出弹簧测力计示数即为物体重力,为2.4N,B步骤中圆柱体受到水的浮力为F浮=G-F=2.4N-2N=0.4N;
(3)分析C步骤与 D步骤的数据,在物体排开液体的体积相同时,深度变深,弹簧测力计示数不变,说明浮力不变,因此可以验证猜想a是错误的;
(4)比较B步骤与E步骤的数据,因为物体浸没在水中和浸没在盐水中的体积不同,没有控制变量,因此不能得出浮力的大小与液体密度的关系;
(5)a、先根据公式F浮=G-FC求出物体浸没在水中时受到的浮力,再根据可求物体体积,故a正确,b、先根据求出物体质量,再根据可求物体密度,故b正确,c、因不知盐水质量,所以无法求盐水体积,故c错误,
d、先根据公式F浮=G-FE求出物体浸没在盐水中时受到的浮力,再根据可求盐水密度,故d正确;
(6)液体密度改变,而圆柱体受到的浮力变化却不明显,根据公式ΔF浮=Δρ液gV排,换用密度比水小得多的液体和换用体积更大的同种圆柱体都可以增大两次实验中浮力的差值,但多次实验无法实现这一效果,故选A。
故答案为:(1)b;(2)2.4;0.4;(3)D;(4)物体排开液体的体积不同;(5)C;(6)A。
25. (1)液体密度;(2)①②③;浮力的大小与物体排开液体的体积有关或者液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;(3)1.2×103; (4)①a;②2.7×103。
【解析】(1)根据称重法F浮=G-F示,由①④可知,物体浸没水中受到的浮力:F1=G-F水=4N-3N=1N,由①⑤可知,物体浸没盐水中受到的浮力:F2=G-F盐水=4N-2.8N=1.2N,F1≠F2,可见,物体受到的浮力与液体的密度有关;
(2)①②③实验中,物体浸入水中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(3)物体浸没在水中时,排开液体的体积等于自身体积,则根据F浮=ρ液gV排可得,物体的体积:,物体浸没在盐水中时,排开盐水的体积:V排盐水=V=1×10-4m3,则盐水的密度:;
(4)①完全浸没前,深度越大,物体排开水的体积越大,所受浮力越大;完全浸没后,排开水的体积不变,所受的浮力不变,所以浮力随深度的变化是先变大后不变,应为a;
②由图像知,当F浮B=0时,测力计的示数为2.7N,则GB=2.7N;
当物体完全浸没时的浮力为1.0N,根据F浮=ρ液gV排得:物体体积:
;
则。
故答案为:(1)液体密度;(2)①②③;浮力的大小与物体排开液体的体积有关或者液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;(3)1.2×103; (4)①a;②2.7×103。
26.(1)1;(2)物体排开液体的体积;(3)①、③、④;(4)①、③、⑤。
【解析】(1)由图①知,G=4N,由图③或④知,物体完全浸没时测力计的示数F=3N,则F浮=G-F=4N-3N=1N;
(2)图②和图③,液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计的示数不同,且排开液体的体积越大,测力计的示数越小,浮力越大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)图③和图④,液体的密度相同,物体浸没在液体中的深度不同,测力计的示数相同,可知浮力相同,由此知,浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)图③和图⑤物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,可知所受浮力不同,可得浮力大小与液体的密度有关。
故答案为:(1)1;(2)物体排开液体的体积;(3)①、③、④;(4)①、③、⑤。
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