4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验

4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关 知识导航与技巧点拨 【实验器材】烧杯、铁块、水、酒精、弹簧测力计等。 【实验装置】如图所示。 【设计实验和进行实验】如图所示。 1. 实验方法：控制变量法。 （1）用弹簧测力计提着同一物体，让物体浸入同种液体的体积不同，目的是探究浮力与 的关系。 （2）用弹簧测力计提着同一物体，分别浸没在不同液体中，目的是探究浮力与 的关系。 （3）用弹簧测力计提着同一物体，让物体分别浸没在同种液体的不同深度，目的是探究浮力与 的关系。 2. 实验过程：（1）分析图A、B、C可知，浮力大小与 有关，并得出结论：在 不变的情况下， 越大，物体所受浮力越大。 （2）分析图A、C、E可知，浮力大小与 有关，并得出结论：在 不变的情况下， 越大，物体所受浮力越大。 （3）分析图A、C、D可知，浮力大小与物体浸没后所处深度 （选填“有关”或“无关”）。实验注意事项：验证浮力的大小与所处深度的关系时，必须控制 和 相同。 【分析与论证】 3. 物体在液体中所受浮力的大小，跟它排开 有关，跟 有关。物体排开 越大， 越大，物体所受的浮力就越大。 4. 浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。 【交流与讨论】 5. 对F－h图像（如图10－13甲所示）、F浮－h图像（如图乙所示）的分析：随着物体逐渐浸入液体中，弹簧测力计的示数不断 ，浮力不断 ；物体完全浸没后，所处深度不断增加，弹簧测力计的示数 ，浮力 ⁠。 6. 正确理解F－h图像，通过图像可求出物体所受的重力、浮力，物体的密度、高度等。 7. 实验中换用不同液体并进行多次实验的目的： 。 8. 探究浮力的大小与物重的关系：选用体积相同，重力不同的物体，控制它们浸没在 液体中。 【物体排开液体体积 液体的密度 液体的深度 物体排开液体的体积 液体密度 物体排开液体的体积 液体密度 物体排开液体的体积 液体密度 无关 物体排开液体的体积 液体密度 液体的体积 液体的密度 液体的体积 液体的密度 无关 减小 变大 不变 不变 使结论更具有普遍性 同一 】 提分专训 探究浮力的影响因素及液体压强的特点 1．如图甲、乙所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。 (1)图甲是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。实验开始前，需要将弹簧测力计在 方向调零，将正方体小物块悬挂在弹簧测力计下端，测出其重力大小。 ①B图中弹簧测力计的示数是 N，物体在C图中所受浮力为 N。 ②由图甲 可知，浮力大小与排开液体的体积有关；由图甲A、C、D可知，浮力大小和浸没的深度无关；由图甲A、D、E可知，浮力大小和 有关。 (2)图乙是探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”实验。 ①图乙A、B、D、E中弹簧测力计的示数分别为、、、，由图A和D可知物体受到的浮力 。 ②若图乙中弹簧测力计示数关系 成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 ③为了使实验结论更具有普遍性，同学们还可以 。 A．多次测量取平均值　　B．换用其他液体多次实验 2．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小华提出如下猜想： 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浸没的深度有关 猜想3：浮力的大小可能与排开液体的体积有关 (1)为了验证猜想，小华在实验室里做了如图1所示的实验。 ①要验证猜想2，应比较序号为 的三次实验； ②比较序号为A、D、E的三次实验，分析可知：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 。 ③根据图1可以得出物体P密度为 g/cm3，E图中盐水密度为 g/cm3。 (2)小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”，过程如图2所示，其中a、b、c、d中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。 ①探究操作的最合理顺序是 （只填字母）。若图中F1、F2、F3、F4四个力之间满足。（写关系式）成立，就可得出结论F浮= G排； ②不会影响图2实验探究结论能否正确得出的操作是 （只填序号）。 A．c中，物体浸入水中前，水面未到达烧杯口 B．c中物体没有全部浸入在水中 C．c中物体触碰到了烧杯底 3．为了探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系，小明做了如图甲所示的实验。 (1)实验前弹簧测力计要 及认清分度值、量程，同时拉动一下挂钩； (2)如图甲所示，石块的重力是 N，排开液体的重力是 N。得到的结论是：浸没在液体里的物体，受到的浮力的大小 排开液体所受的重力； (3)请你根据图中的实验数据，计算出石块的密度为 ； (4)学习结束后，小组反复讨论，改进了老师的实验，改进后的实验装置如图乙所示，其中A、B是弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞和弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是可升降平台，G为铁架台。 ①实验前，在选择A、B两个弹簧测力计时，很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以，而小军同学认为应选择 （选填“规格相同”或“规格不同”）的弹簧测力计； ②实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。比较弹簧测力计A的示数变化量和弹簧测力计B的示数变化量，它们的大小关系是 （选填“>”“<”或“=”）。 4．小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。 (1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度 （填“有关”或“无关”） ； (2)分析D、E两图中的实验现象和数据，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的 有关； (3)根据图中的数据，物块的重力是 N，物块的密度为 kg/m3，如考虑物体具有吸水性，则计算的结果比物块的真实密度偏 （填“小”或“大”）； (4)如图F是小亮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 （选填“①”“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精确。爱思考的小亮同学又进一步研究漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验； (5)分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为 N； (6)根据图乙和图戊测量结果可知木块排开水所受的重力为 N，由此可知漂浮在水面上的木块受到的浮力大小 （填“符合”或“不符合”）阿基米德原理。 5．小青在实验室利用不会吸水的橡皮泥、弹簧测力计、烧杯、水和细线等物品，进行了如图所示的实验，图中数据为相应实验时弹簧测力计的示数。 (1)为了探究浮力的大小与哪些因素有关，小青将橡皮泥捏成一个球体后，用细线将其挂在弹簧测力计挂钩上，进行了图中A、B、C、D、E实验。由A、B、C实验可知，当液体密度一定时， 越大，橡皮泥所受浮力越大；由A、D、E实验可知，橡皮泥所受浮力与 有关。 (2)在E实验中，球体浸没时受到的浮力是 N，容器中盐水的密度为 g/cm3。 (3)为了探究浮力与物体浸入液体中的深度是否有关，她把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体，分别浸入水中一半，若弹簧测力计的示数 ，说明物体所受浮力与浸入液体中的深度无关。 (4)为了验证阿基米德原理，她将装满水的溢水杯放在升降台上，进行了F实验，当逐渐调高升降台时，发现随着球体浸入水中的体积变大，弹簧测力计甲的示数变小，这一过程中弹簧测力计乙的示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”），若它们的变化量相等，就可以证明F浮=G排，如果放入球体前溢水杯中的水未到溢水口处，会导致 （选填“F浮”或“G排”）的测量值偏小。F实验中的球体刚好浸没时，下表面受到水向上的压力为 。（球的半径为r，球的体积为，水的密度为ρ，结果用所给字母表示） 6．小江和小巴通过实验探究“阿基米德原理”，选用的实验器材有：铁架台、弹簧测力计、小桶、石块、溢水杯、细线、小烧杯、电子秤、水等，具体实验操作如下： A．弹簧测力计固定于铁架台上，将石块挂于弹簧测力计下，读出弹簧测力计示数； B．将石块挂于小桶下方，将小桶挂于弹簧测力计下，读出弹簧测力计示数； C．在B步骤的基础上，将石块浸没在____________的溢水杯中，用小烧杯收集溢出的水，读出弹簧测力计示数； D．再将小烧杯中的水全部倒入小桶中，读出弹簧测力计的示数。 (1)上述步骤中没有必要的是步骤 ； (2)根据以上操作，石块受到的浮力大小 ； (3)由D步骤可知，石块排开水的重力 ； (4)实验中若测得 （选填“大于”、“小于”或“等于”），则阿基米德原理得到验证。 (5)完成探究后，小江还想测量石块的密度，但发现弹簧测力计已经损坏，于是他选用了如图所示器材进行实验： a．将空桶置于装满水的溢水杯中使其漂浮，如图甲所示； b．将石块用细线系住缓慢浸没水中，测出溢出水的体积，如图乙所示； c．取出石块放入空桶，空桶仍漂浮在水面，测得溢出水的总体积，如图丙所示。 则： ①被测石块的质量为 （用题目中所给字母表示，其中水的密度为）； ②被测石块的密度为 （用题目中所给字母表示，其中水的密度为）； ③小江发现在步骤c中，由于石块表面沾有水，直接放入空桶中可能会导致测量的密度有偏差，你认为小江的想法对吗？测出的石块密度将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 7．物理创新实验小组制作了“探究影响浮力大小的因素和验证阿基米德原理”的多功能演示仪，如图1所示，一个可以测推力的测力计，下面用轻质细杆固定一个重物，升降台上固定一个溢水桶，溢水桶的溢水口与烧杯通过溢水管相连，当水超过溢水口时，水便流入电子秤上的烧杯中，电子秤可显示压力的大小。如图2步骤A所示对测力计和电子秤进行调零。 (1)调试完毕，通过升降台推动溢水桶缓慢向上移动。由图2步骤E可知，物体完全浸入盐水中所受浮力为 N； (2)比较步骤B与C不能判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系，原因是： 。比较步骤C与D，可知物体所受浮力大小与浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）； (3)比较步骤E与 ，可以得出结论：物体排开液体中的体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力 ； (4)根据有关数据，可以计算盐水的密度为 ； (5)比较步骤B、C、D、E，可以得到的结论是 ，从而验证阿基米德原理； (6)如果将电子秤上的圆柱形烧杯换成梯形容器，如图所示，升降台推动溢水桶向上匀速移动的过程中，水对梯形容器底部的压强增加量随物体浸入水中的深度h的变化图象是图丙中的__________。（选“A”“B”“C”）。 A． B． C． 8．某班物理实验小组的同学，在实验中验证阿基米德原理。 （1）方案一：小王同学用石块按照如图1甲所示的实验步骤依次进行实验。 ①由图甲可知，石块浸没在水中时排开水的重力 N，发现造成这种结果的原因不可能是 （选前下列选项前的字母）。 A．最初溢水杯中的水未装至溢水口 B．整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零 C．步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯的底部 ②小王同学改正错误后，得到石块浸没在水中的浮力为1N，则石块密度为 kg/m³； （2）方案二：如图1乙所示，小李同学将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节水杯的高度。当小李逐渐调高升降台时，随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A示数 （选填“逐渐变大”、“逐渐就小”或“保持不变”），弹簧测力计B示数 （选填“逐渐变大”、“逐渐就小”或“保持不变”），弹簧测力计A示数变化量 B示数的变化量（选填“大于”、“小于”或“等于”），从而证明了，在这个过程中溢水杯对升降台C的压力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （3）小军实验后用如图2方法测量石块密度，在圆柱形透明桶中装入适量水并将一个木块放入圆桶中，水深为h₁；把小石块放在木块上，水深为h₂；再将小石块放入水中，水深为h₃。已知水的密度为ρ水，则石块密度为ρ石= 。 9．某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如下图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。      （1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为 N； （2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N，石块排开的水所受的重力可由 （填字母代号）两个步骤测出，由以上步骤可初步得出结论：浸没在液体中的物体所受浮力的大小 排开液体所受重力； （3）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 ； 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进行实验 C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 （4）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则 （选填“能”或“不能”）得到与（2）相同的结论； （5）小明利用电子秤、石块（密度为ρ）和烧杯测量牛奶密度，他进行了以下操作： ①将石块放在电子秤上，如图E所示，记下示数； ②将适量的牛奶倒入烧杯，放在电子秤上，如图F所示，记下示数； ③用细绳拴住石块并浸没在牛奶中，如图G所示，记下示数； ④牛奶的密度表达式 （用已知物理量、、、表示）。 10．物理兴趣小组的同学在进行“验证阿基米德原理”的实验时，提出了两种不同的实验方案。 （1）方案一： ①如图甲所示，为减小测量误差并使操作更简便，最合理的操作步骤应该是 。 ②若实验数据满足 （选填“”“”或“”），则可以得出浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系，从而验证阿基米德原理。 （2）方案二：如图乙所示，将装满水的溢水杯放在升降台上，缓慢调高升降台（溢水杯不与重物接触），发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”），且弹簧测力计A示数的变化量 （选填“大于”“小于”或“等于”）弹簧测力计B示数的变化量，从而证明了阿基米德原理。 （3）小南用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时，先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封，接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态（如图丙），用笔在吸管上标记此时水面位置O；取出吸管量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值，、、的位置并标上密度值。使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。 ①O位置处的刻度值应标为 ； ②若吸管漂浮在盐水中时如图丁所示，量出盐水液面至封口端的距离为h，则盐水的密度 。（用、H、h表示）； ③管壁上标注的4个刻度值，与间的距离和与间的距离 （选填“相等”或“不相等”）； ④小南发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小，导致用此密度计测量液体密度时误差较大，他想了如下改进方案，其中可行的是 （双选，填序号）。 A．换更大的容器盛放液体做实验 B．换更细的吸管制作密度计 C．换更长的吸管制作密度计 D．适当增大吸管中铁丝的质量 11．如图所示，是某学习小组设计的“浮力”的相关实验。 （1）在实验开始之前，应将弹簧测力计在 方向调零； （2）通过图中的实验步骤①②③，可以探究浮力大小与 的关系； （3）为了验证阿基米德原理，请将上述实验步骤①、③、④、⑤，进行最合理的排序： ，通过实验可得到的结论是：浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它排开液体 ，即等式 成立，实验中，下列哪种情况会影响实验结论： ； A．实验前，弹簧测力计的指针未调零 B．溢水杯中的水未装满 C．实验时，物体未全部浸没在水中 （4）另外一个小组发现弹簧测力计损坏，他们设计了如图所示的测量圆柱体密度的方案，实验步骤如下： ①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中； ②将圆柱体浸没在水中，测得溢出水的体积为20mL； ③将烧杯中20mL水倒掉，从水中取出圆柱体； ④将圆柱体放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，测得此时溢出水的体积为34mL。 由实验可知被测圆柱体的密度是 ，在实验步骤③和④中，将沾有水的圆柱体放入小空筒，测出的圆柱体密度将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 12．小天利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。    （1）如图所示的四个实验步骤，最佳且合理的实验顺序是 （选填“A”或“B”）； A．乙、甲、丙、丁                B．丁、乙、甲、丙 （2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N，测出排开液体的重力为 N。由此可初步得出浸在液体中的物体所受浮力的大小与它排开液体所受重力的关系； （3）若在甲步骤中小石块未浸没水中，则 （选填“仍能”或“不能”）得出以上关系； （4）根据实验数据，还可得出石块的体积为 m3； （5）在完成以上实验后，小天想到了一个如图所示的改进方法，实验步骤如下： ①如图A所示，将一个干燥的小桶与待测石块用棉线（质量忽略不计）连起来，一起挂在弹簧测力计下，读出示数为F1； ②如图B所示，将石块缓慢的放入装满水的溢水杯中，同时用另一个杯子接取溢出的全部水，石块完全浸没后，弹测力计的示数为F2； ③如图C所示，将溢出的水全部倒入小桶中，此时弹簧测力计示数为F3； ④若等式F1= 成立，则石块受到的浮力等于它排开液体受到的重力； ⑤实验结束后，将A图中的石块取下，测出小桶的重力为G，则石块的密度表达式为ρ石= 。（用F1、F2、G、ρ水表示） 13．小明在实验室用弹簧测力计、重物、细线、溢水杯、小桶、铁架台、水和未知液体做了探究浮力与排开液体重力的关系的实验。 （1）由图可知浸没在液体中时受到的浮力F浮= N； （2）由步骤B、C、D可得出结论:物体受到的浮力与 有关； （3）根据实验数据可算出该物块的密度ρ= kg/m3 （4）由步骤A和E可得出该圆柱体排开液体所受的重力G排，比较F浮与G排，就可以得到浮力的大小跟物块排开液体所受重力的关系，从而初步验证阿基米德原理； （5）若步骤B中的水未达到溢水口，根据实验数据计算会发现物体所受浮力 （填“大于”、“小于”或“等于”）溢出液体所受的重力； （6）若只将物块的一部分浸在水中，则 （填“能”或“不能”） 得到与（5）相同的结论； （7）用升降台将装满水的溢水杯向上移动直至重物浸没过程中，溢水杯底部受到的水的压强 （填“变大”、“变小”或不变”），溢水杯对升降台的压力 （填“变大”’、“变小”或 “不变”）；横杆 MN 受到弹簧测力计甲和乙的拉力之和 （填“变大”’、“变小”或 “不变”）；重物浸没后，再向下调节升降台，直到重物完全露出水面，此过程横杆MN受到弹簧测力计甲和乙拉力之和 （填“变大”’、“变小”或 “不变”）。 参考答案 1．(1) 竖直 4.4 2.5 A、B、C 液体密度 (2) B 【详解】（1）[1]弹簧测力计在竖直方向上测量力的大小，故应在竖直方向上调零。 [2]由图可知，弹簧测力计的示数为4.4N。 [3]根据称重法可知，物体在C图中所受浮力为 [4]要想探究浮力大小与排开液体的体积是否有关，应控制液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，故应由图甲中的A、B、C可知。 [5]由图甲中的A、D、E可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，受到的浮力不同，故可知，浮力大小和液体的密度有关。 （2）[1]由图乙中A和D可知物体受到的浮力为 [2]由图乙中B和E可知，物体排开液体所受重力为 若 即 则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 [3] 多次测量取平均值是为了减小误差，为了使实验结论更具有普遍性，应换用其他液体多次实验，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．(1) ACD 大 2.4 1.2 (2) bacd F1−F3=F4−F2 B 【详解】（1）[1]为了验证猜想2，即浮力的大小是否与物体浸没的深度有关，我们需要控制其他因素不变，只改变物体浸没的深度。观察图1中的实验，我们可以发现，实验ACD中，物体都浸没在水中，且液体的密度相同，但浸没的深度不同，但测力计示数一样，即物体受到的浮力相同。 [2]比较序号为A、D、E的三次实验可知，物体都浸没在液体中，因此排开液体的体积是相同的。但是，液体的密度不同，可以发现，随着液体密度的增大，物体所受的浮力也逐渐增大。因此，可以得出结论：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]图1A物体在空气中时弹簧测力计示数4.8N，图1D物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.8N ，由称重法可得，物体浸没在水中所受浮力 F浮=G-F=4.8N-2.8N=2N 根据阿基米德原理可得，物体的体积 物体的质量 物体的密度 [4]根据称重法可得，物体浸没盐水中所受浮力 F浮'=G-F'=4.8N-2.4N=2.4N 由阿基米德原理可得，盐水的密度 （2）[1]图2中，合理的实验步骤是先测出空桶所受的重力，取下空桶，测出物体所受的重力，这样可以避免来回取、挂物体；把物体浸没在装满水溢水杯中，测出物体所受的浮力，收集物体排开的水；最后测出桶和排开的水所受的重力；处理数据得出结论。故合理的顺序为bacd。 [2]图2实验中，浮力的大小 F浮=F1−F3 排开水的重力 G排=F4−F2 若四个力之间的关系式F1−F3=F4−F2成立，就可得出结论F浮=G排。 [3]A．要想测出物体排开的水的重力，烧杯内水的液面必须到达烧杯口，若达不到，则测得的排开的液体的重力会变小，会影响结论是否正确，故A不符合题意； B．如果物体没有全部浸入在水中，浸入的体积越小，浮力越小，排开液体的重力越小，不会影响测量结果，故B符合题意。 C．c中物体触碰到了烧杯底。这个操作会导致测量的浮力偏大，因为当物体触碰到烧杯底时，烧杯底会对物体产生一个向上的支持力，弹簧测力计的示数会偏大，从而导致计算出的浮力偏大。而排开水的重力的测量值并没有受到影响，所以实验结论会受到影响，故C不符合题意。 故选B。 3．(1)调零 (2) 3.2 1.6 等于 (3) (4) 规格相同 减小 = 【详解】（1）根据弹簧测力计的使用方法可知，实验前弹簧测力计要进行调零，并看清分度值、量程，同时拉动一下挂钩。 （2）[1]由图甲可知，用弹簧测力计测石块重力时，弹簧测力计的示数为3.2N，则石块的重力为3.2N。 [2]由图甲可知，空桶的重力为，桶和排开液体的重力为，则排开液体的重力是 [3]由称重法可知，石块受到的浮力为 由此可得浸没在液体里的物体，所受到的浮力的大小等于排开液体所受到的重力。 （3）石块的质量为 石块浸没在液体中，石块的体积等于排开液体的体积，则石块的体积为 石块的密度为 （4）①[1]实验中为了测量的结果更加精确，所以应选用规格相同的弹簧测力计。 ②[2]当重物浸入水中的体积越来越大，由可知，物体所受的浮力越来越大，对弹簧测力计的拉力逐渐变小，即弹簧测力计的示数会变小。 [3]弹簧测力计A的示数变化量等于物体所受的浮力，弹簧测力计B的示数变化量等于排开液体所受的重力，根据阿基米德原理可知这两个弹簧测力计示数的变化量刚好相等。 4．(1)无关 (2)密度 (3) 4 大 (4)② (5)1.2 (6) 1.2 符合 【详解】（1）A、C、D三图中，物块浸没在同一液体中，深度不同，测力计的示数相同，根据称重法可知，物块受到的浮力相等，得出结论：物块浸没后，浮力的大小与深度无关。 （2）D、E两图中，物块分别浸没在水和酒精中，排开液体的体积相同，测力计的示数不同，根据称重法可知，物块受到的浮力不同，可得出结论：物块受到的浮力大小还与液体的密度有关。 （3）[1]图A中，测力计的示数为4N，所以，物块的重力为4N。 [2]A、D两图中，根据称重法可得，物块浸没在水中受到的浮力为 由于物块浸没在水中，排开水的体积等于物块的体积，根据阿基米德原理可得，物块的体积为 则物块的密度为 [3]如考虑物块具有吸水性，则在物块被完全浸入水中后，由于吸水性，最后弹簧测力计的示数将变大，根据称重法 F浮=G-F示 可知浮力将偏小，由F浮=ρ液gV排可得物块排开水的体积偏小，即物块的体积偏小，由得到物块的密度比物块的真实密度偏大。 （4）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；深度越深，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。 （5）由图甲可知，测力计的分度值为0.2N，此时示数为1.2N，故木块的重力为1.2N。图丁中，因为木块漂浮在水面上，处于平衡状态，受到平衡力作用，所以，此时木块受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等，所以，木块所受浮力大小为 （6）[1][2]根据图乙和图戊测量结果可知，小桶和水的重力为2.8N，空桶的重力为1.6N，则木块排开水所受的重力为 等于木块所受浮力大小，所以，漂浮在水面上的木块受到的浮力大小符合阿基米德原理。 5．(1) 物体排开液体的体积 液体的密度 (2) 2.4 1.2 (3)不变 (4) 变大 G排 【详解】（1）[1]分析实验步骤A、B、C可知，液体的密度相同，排开液体的体积不同，物体排开液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，根据称重法可得浮力越大。 [2]分析实验步骤A、D、E可知，物体排开液体体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，根据称重法可得浮力的大小不同，可说明浮力的大小与液体的密度有关。 （2）[1]由图可知，测力计的示数为4N，即物体的重力为 浸没在盐水中时测力计的示数为1.6N， 物体浸没在盐水中时受到的浮力为 [2]物体浸没在水中时受到的浮力为 物体浸没在液体中，排开液体的体积等于物体的体积，根据阿基米德原理可得，物体体积为 故有 则盐水的密度为 （3）把同一块橡皮泥捏成粗细不同的圆柱体，分别浸入水中一半，排开液体的体积都相同，弹簧测力计的示数不变，说明物体济受浮力与浸入液体中的深度无关。 （4）[1]如图F，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。 [2]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。溢水杯未装满水，则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，物块排开水所受的重力变小，所以，测得排开水的重力会偏小。 [3]F实验中的球体刚好浸没时，球体受到的浮力 由浮力产生的原因可知，此时下表面受到水向上的压力等于浮力为 6．(1) 装满水 A (2) (3) (4)等于 (5) 不变 【解析】【答题空1】 实验中，为了测出石块排开水的重力，应将溢水杯装满水，使石块排开的水的体积完全流入溢水杯中。 【详解】（1）实验中需要测的数据有石块排开水的重力与石块在水中受到的浮力，实验中通过BC两步骤可得石块受到的浮力大小为 石块排开水的重力为 则实验中不需要的步骤A。 （2）块受到的浮力大小为 （3）石块排开水的重力 （4）实验中若测得 说明物体受到的浮力等于物体排开水的体积，则阿基米德原理得到验证。 （5）[1]取出石块放入空桶，空桶仍漂浮在水面，测得溢出水的总体积，由得，此时石块排开的水的质量为 由浮沉条件与，石块的质量为 [2]石块完全浸没在水中，排开水的体积等于石块的体积，则石块的体积为V1，块的密度为 [3]由于石块表面沾有水，直接放入空桶中，由于石块带出的水与石块在空桶中多排开的水的质量相等，则不会影响石块质量的测量结果，即此时石块质量与体积测量均准确，则测出的石块密度不变。 7．(1)1.2 (2) 见解析 无关 (3) D 越大 (4) (5)见解析 (6)B 【详解】（1）根据题意，测力计示数即为浮力大小，由图乙可知，E中测力计示数为1.2N，因此物体完全浸入盐水中所受浮力为1.2N。 （2）[1]判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系时，应控制液体密度和物体排开液体的体积相等，但步骤B与C中没有控制物体排开液体的体积相等，所以不能判断浮力的大小与浸入液体的深度的关系。 [2]步骤C与D中，物体浸入液体的深度不同，测力计示数均为1.0N，即浮力相同，所以可知物体所受浮力大小与深度无关。 （3）[1][2]比较步骤E与D，液体的密度不同，且物体在水中所受浮力为1N，在盐水中所受浮力为1.2N，因此可以得出结论：物体浸入液体中的体积相同时，液体密度越大，物体所受浮力越大。 （4）完全浸入水中时 盐水密度为 （5）比较步骤B、C、D、E得到的结论是，浸没在液体中的物体受到浮力的大小等于其排开液体受到的重力。 （6）将物体放到柱形容器中，水面上升的高度，因为底面积为定值，故水面升高的高度与排开水的体积成正比，即图C。换成梯形后，容器液面上升的高度比柱形更高一些，根据，水对容器底部的压强增加量会相应变大。 故选B。 8． 1.0 B 2.5×103kg/m3 逐渐就小 逐渐变大 等于 不变 【详解】（1）①[1]石块浸没在水中时排开水的重力 [2]为了准确测量石块浸没在水中时排开水的重力G排​，需要确保溢水杯中的水在石块浸入前是满的，且石块完全浸没在水中后，排开的水能够全部流入小桶中。 A．如果最初溢水杯中的水未装至溢水口，那么当石块浸入时，溢出的水可能不足以填满小桶，导致测量的G排​偏小。故A正确，不符合题意； B．如果整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零，那么无论是测量石块的重力还是石块在水中的拉力，都会存在一个固定的偏差，但这个偏差在计算浮力F浮​=G−F拉​时会被抵消掉，所以不会影响F浮​和G排​的比较。故B错误，符合题意； C．如果步骤C中，石块浸没后碰触到溢水杯的底部，那么石块会受到一个额外的支持力，导致弹簧测力计测得的拉力F拉​偏小，根据浮力公式F浮​=G−F拉​，这将导致计算出的浮力F浮​偏大，从而可能出现F浮​>G排​的情况。故C正确，不符合题意。 故选B。 ②[3]由图甲A可知，石块的重力为 G石=F1=2.5N 则石头的质量为 石块浸没在水中的浮力为1N，由于石块完全浸没，所以其排开水的体积等于石块的体积。根据阿基米德原理，石块的体积为 石头的密度为 （2）[4]弹簧测力计A是测量水中拉力的，当升降台逐渐调高时，重物浸入水中的体积增加，浮力增大，所以弹簧测力计A的示数应该逐渐就小。 [5]弹簧测力计B是测量溢水杯和水以及被排开的水的总重力的，当重物浸入水中的体积越来越大时，它排开的水也越来越多，这些被排开的水会留在溢水杯中增加其总重力，因此，弹簧测力计B的示数会逐渐变大。 [6]重物浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据可知，重物受到的浮力变大，因为F浮=G-F示，所以弹簧测力计A的示数F示=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B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A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。 [7]将溢水杯、水和物体看做一个整体，溢水杯对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力（大小等于测力计的示数），即 而G物-F示=F浮，所以 根据阿基米德原理，F浮=G排水，所以 由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水的重力，是个定值，所以在这个过程中溢水杯对升降台C的压力不变。 （3）[8]设烧杯的底面积为S，由甲乙图可知，石块放在木块上时比单独放木块时多排开液体的体积为 此时木块增加的浮力为 木块和石块放在木块上时的木块漂浮，漂浮时物体所受浮力等于重力，则小石块的重力为 小石块的质量为 由甲、丙两图可知小石块的体积为 小石块的密度为 9． 3.8 1.4 AD 等于 A 能 【详解】（1）[1]弹簧测力计分度值为0.2N，由图B得石块重力为3.8N。 （2）[2][3][4]根据四个弹簧测力计的示数，使用称重法得浮力为3.8N-2.4N=1.4N，排开液体的重力为2.6N-1.2N=1.4N。因此浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力。 （3）[5]本实验探究的是浮力的大小与排开液体所受重力的关系，属于探究类实验，可以更换不同液体或者石块，多次实验使结论更具有普遍性。多次测量求平均值适用的是测量类实验，故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （4）[6] 只将石块的一部分浸在水中，浮力仍等于排开液体的重力，仍满足阿基米德定理。 （5）[7]分析实验步骤可知，石块并浸没在牛奶中的浮力为 排开水的体积等于石块的体积，为 所以根据阿基米德原理，牛奶的密度为 10． bacd 变小 等于 1.0 不相等 BD 【详解】（1）[1]①为了减小误差使实验更加简便，可以先测量小桶的重力，再测量物体的重力，故顺序为bacd。 [2]②物体浸没液体中受到的浮力 物体排开液体的重力 若它们相等，即若实验数据满足 则阿基米德原理成立。 （2）[3][4]随着重物浸入水中的体积越来越大，即物体排开液体的体积在变大，浮力就随之变大，因为 G一定，所以会变小；弹簧测力计A示数的变化量是物体所示浮力，弹簧测力计A示数的变化量是排开的液重，两者相等从而证明了阿基米德原理。 （3）[5]①如图丙所示，小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态，用笔在吸管上标记此时水面位置O，O位置处的刻度值为水的密度值。 ②[6]因为密度计是漂浮在盐水中，所受浮力等于本身的重力，则 即 可得 [7]③因为，和H已知，h和是反比例函数，所以刻度分布不均匀，相邻两刻度值之间的距离不相等，且密度变大时变化越小即刻度由上至下间距逐渐减小。 [8]⑤密度计漂浮时（设密度计质量m），则 即 即 为了使测量结果更准确，使密度计上相邻两刻度线之间的距离大一些，即要求密度计放入某液体时，密度计竖直放入液体的深度变大，根据可知一定时，可以适当增大配重，用更细的吸管。 故选BD。 11． 竖直 排开液体体积 ⑤①③④ 重力 F浮=G排 B 不变 【详解】（1）[1]在实验之前，应将弹簧测力计在竖直方向调零，因为在实验中需要在竖直方向测量重力及拉力。 （2）[2]由图①②③知，物体浸入水中的深度越深，排开水的体积弹簧测力的示数越小，据称重法知，浮力越大。所以可探究浮力大小与排开液体的体积的关系。 （3）[3]实验时，先测空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据称重法得出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，所以最合理的排序是：⑤①③④。 [4][5]由图①知，物体的重力G=3N。由图③知，物体浸没在水中，测力计的示数为。物体所受的浮力 由图⑤知，空小桶的重力，由图④知，小桶和排开的水的总重力。所以排开水的重力 所以可得：浸在液体中的物体，受到的浮力大于等于它排开液体的重力。即F浮=G排。 [6]A．实验前，测力计指针未调零，不会影响所求浮力及排开水的重力，对实验结论无影响。故A不符合题意； B．溢水杯中的水未装满，造成排开水的重力偏小，则浮力大于排开水的重力，对实验结论有影响，故B符合题意； C．物体未全部浸没水中，对浮力及排开水的重力的测量无影响，对实验结论无影响，故C不符合题意。 故选B。 （4）[7]由步骤②知，圆柱休的体积等于溢出水的体积为20mL。将圆柱体取出后放入小空筒中，小空筒仍漂浮，则小空筒所受的浮力等于圆柱体自身的重力，此时排开水的体积 据阿基米德原理有 圆柱体的质量 圆柱体的密度 [8]将沾有水的圆柱体放入空小筒中，相当于减少了小空筒排开水的重力，增加了小空筒和金属块排开水的重力，而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，所以根据密度公式可知，测出的金属块的密度不变。 12． B 2 2 仍能 2×10−4 F3 【详解】（1）[1]为了减小误差，在小桶接水前，应该先测量出其重力，测量小石块的重力也应当在放入水中之前，所以合理的实验顺序是丁、乙、甲、丙。故选B。 （2）[2]根据图甲、乙可知石块在空气中的重力和浸没在水中时弹簧测力计的示数，则由力的平衡的条件可得石块受到的浮力大小为 F浮=3.4N-1.4N=2N [3]根据丙、丁可以得到石块排开的水所受的重力为 G排=G总-G空桶=3.2N-1.2N=2N （3）[4]只将石块的一部分漫在水中，排开水的体积减小，排开水的重力减小，浮力也减小，所以仍然能够得到与（2）相同的结论。 （4）[5]根据上面结论可得浸在液体中的物体所受浮力的大小与它排开液体所受重力相等，即 F浮=G排=ρ水gV排 石块浸没在水中，所以石块的体积与排开水的体积相等，可得 （5）[6]由题意可知，如图A所示，示数F1为小桶与待测石块的总重力，如图B所示，石块受到的浮力为 F浮=F1-F2 如图C所示，最终稳定后，石块、小桶以及小桶中的水的总重力为 G总=F1+G排 由力的平衡条件可知，石块所受浮力大小为 F浮=G总-F3=F1+G排-F3 如果石块受到的浮力等于它排开液体受到的重力，则有 F浮=F1+F浮-F3 解得 F1=F3 即F1=F3成立时，石块受到的浮力等于它排开液体受到的重力。 [7]石块完全浸没后，石块的体积与排开水的体积相等，可得 因为小桶的重力为G，则石块的重力为 G石块=F1-G 所以石块的质量为 则可得石块的密度为 13． 1.2 见详解 大于 能 不变 不变 不变 变大 【详解】（1）[1]因测力计分度值为0.2N， G=4.2N， F=3N， 由称重法测浮力 F浮=G - F 知圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力为 F浮=G-F=4.2N-3N=1.2N （2）[2]由图C、D可知，物体浸在水中的体积变大，弹簧测力计的示数变小，根据 F浮=G- F 可知，物体受到的浮力变大，则说明：物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。 （3）[3]根据可得 可算出该物块的密度 （5）[4]若步骤B中的水未达到溢水口，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，故在此过程中，物体受到的浮力大于溢出液体所受的重力。 （6）[5]乙步骤的操作中，若只将物体的一部分浸在水中，则浮力和排开液体的重力同步减小，部分浸没同样满足阿基米德原理，其他步骤操作不变，则能得到与（5）相同的结论。 （7）[6]用升降台将装满水的溢水杯向上移动直至重物浸没过程中，溢水杯中水高度没有改变，根据可知，溢水杯底底部受到的水的压强不变。 [7]将烧杯、水和物体看做一个整体，溢水杯对升降台的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数)， 即 F压=G杯+G杯内水+G物-F示 而 G物-F示=F浮 所以 F压=G杯+G杯内水+ F浮 根据阿基米德原理，F浮=G排水， 所以 F压=G杯+G杯内水+ G排水 由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水，是个定值，所以在这个过程中容器对升降台的压力不变。 [8]将装满水的溢水杯向上移动直至重物浸没过程中，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计甲的示数减小，弹簧测力计乙的示数变大，且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，故横杆MN受到弹簧测力计甲和乙的拉力之和不变。 [9]重物浸没后，再向下调节升降台，直到重物完全露出水面过程中，由于重物排开水的体积减小，根据阿基米德原理可知， 重物受到的浮力减小，所以弹簧测力计甲的示数变大；又因重物完全露出水面过程中，溢水杯中没有水流入小桶中，所以弹簧测力计乙的示数不变，故此过程横杆MN受到弹簧测力计甲和乙拉力之和变大。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 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