内容正文:
期末专题复习:浮力实验探究易错精选题-2024-2025学年物理八年级下册苏科版(2024)
、一、实验题
1.如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力为 N。
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与 有关。
(3)浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度.如图能正确反映物体所受浮力和物体下表面深度h关系的图像是_____。(填序号)
A. B. C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力 。
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关。请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。
补充设问
(6)物体的密度为 ,盐水的密度为 。(,g取,计算结果保留两位有效数字)
2.小华做了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)物体浸没在水中时受到的浮力 N;
(2)分析甲、乙、丙三次实验可知:浮力的大小与 有关;
(3)分析甲、丙、丁三次实验可知: ;
(4)实验所用盐水的密度为 ;
小华又做了如下图的实验,验证“阿基米德原理”
(5)由(a)与(b)计算可得,由(c)与(d)计算可得,则、、、满足关系式 。
(6)而小华同学实验时,数据明显大于,他在实验中可能存在的问题是 。
①实验中物体碰到容器底部 ②实验中物体未浸没在水中
③物体浸入前溢水杯中水未装满 ④弹簧测力计始终未调零
3.如图所示,物理兴趣小组用水和金属块等器材做研究浮力的实验。(水的密度是1.0×103kg/m3)
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)比较A、B、C(或A、B、D)三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其 有关;
(3)比较 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,忽略测量误差因素的影响,兴趣小组发现:金属块受到的浮力大小等于它 。如果后者明显小于金属块受到的浮力,请指出实验操作中可能的原因 ;
(6)忽略测量误差因素的影响和操作规范的前提下,探究发现:漂浮在水面的蜡块、木块等物体所受的浮力 (选填“遵守”或“不遵守”) 第(5)小题第一空的这个等量关系。
4.小艾同学按如图所示步骤,探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示,物体的重力为 N;在丁图中,物体受到浮力为 N;
(2)通过比较步骤甲、乙、丙可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体 有关;通过比较步骤甲、丙、丁可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与浸没在液体中的 无关;
(3)仔细分析实验数据可知物体体积为 m3;物体的密度为 kg/m3,图戊中弹簧测力计示数是 N;(ρ盐水=1.1×103kg/m3)
(4)若完成实验后,小艾发现整个实验中弹簧测力计都忘记了校零,测得物体浸没在水中受到的浮力与真实值相比 ;(选填“偏大”、“不变”或“偏小”)
(5)小华又做了如图己的实验,则弹簧测力计的示数F1、F2、F3和F4的大小关系为 ,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的 的大小。
5.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,下图A、B、C、D、E分别为实验情景。
(1)物块的重力为 N,浸没在水中时受到的浮力是 N;
(2)由图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)由图A和实验 (填实验序号),可知浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体的密度有关;
(4)同桌小红根据图A、B、C得出结论,物体在液体中深度越深,受到的浮力越大。你认为小红的结论是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是 ;
(5)小明还想探究物体所受浮为的大小跟物体的密度是否有关,下列实验方案中你认为合理的是______。
A.选两个质量相等,密度不同的实心物体,分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等,密度不同的实心物体,分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等,体积不同的实心物体,分别浸没在水中,比较浮力大小
6.在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中,小明和同学们做了如图所示的一系列实验,实验中的铜块与铝块的体积相同。
(1)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系,得出的结论:在液体密度相同时,物体浸在液体中的体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)分析 三次的实验数据可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)做①④和②⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体重力的关系,得出的结论:物体受到浮力的大小与物体的重力 。
(4)做 三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系,得出的结论:当物体浸在液体中的体积一定时,液体的密度越大, 。
(5)实验中主要采用的探究方法是 。
结合上例探究以下问题:
(6)实验中,从铜块的底面接触水面开始,到铜块浸没,直至浸没到更深的位置,图中能表示此过程铜块所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是图 。
7.某学习小组在“探究影响浮力大小的因素”实验中,猜想浮力大小可能与下列因素有关:
①物体排开液体的体积 ②物体浸在液体中的深度 ③液体的密度
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、浓盐水()。
先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块慢慢浸入液体中不同深度。实验按ABCDE顺序进行(液体均未溢出),弹簧测力计的示数如图
(1)为了分析出“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”,可利用图中 三个实验步骤(填写步骤代码字母);测浮力时,若按步骤C、A的顺序进行,则测得的浮力 (选“偏大”“偏小”“无影响”);
(2)分析B、C、D实验中的数据,得到了“浮力与浸在液体中的深度有关”的错误结论,原因是利用图 (填“B”“C”或“D”)中的数据测量浮力是错误的;
(3)利用实验获得的数据,求得金属块的体积为 ,盐水的密度为 ;若金属块的底面积是,容器的底面积为,将E中的物体从弹簧测力计上取下直接放入容器底部,烧杯对桌面压强增大了 Pa。
8.如图,某实验小组探究“浮力大小与哪些因素有关”。
(1)分析a、b、c三次实验可知,当液体密度一定时, 越大,所受浮力越大;
(2)分析a、c、d三次实验可知,浮力大小与浸没在液体中的深度 ;
(3)分析a、d、e三次实验,可以得出结论: ;
(4)完成实验后,实验小组又进行了图中g的改进实验,先将溢水杯装满水,并用电子秤测出空烧杯质量为,将物块缓慢浸入水中,测得烧杯和水的总质量为,物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化为,若满足 (表达式用和g表示),则可验证阿基米德原理成立。
9.某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 。
(2)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,通过实验得出= (用表示),从而验证了阿基米德原理的正确性;
(3)图丁步骤中,小石块逐渐增大浸入液体深度的过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强 (选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);
(4)若图甲步骤时,忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而会得出 (小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”、“<”或“=”)
(5)在丁图中,若小石块部分浸入水中,则 (选填“能”或“不能”)验证了阿基米德原理的正确性。
(6)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原理”,实验过程中 步骤不需要弹簧测力计。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
10.小霞同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是 N;
(2)由A、B、C三幅图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关;
(3)由 三幅图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)由A、D、E三幅图可得出结论:同一物体浸没在液体中时,液体的密度越大,物体受到的浮力越 ;
(5)同组的小明还想用如图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,当逐渐调高升降台时,小明发现随着物体浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,乙的示数变大,若弹簧测力计甲的示数变化量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙的示数变化量,则证明;
(6)使用如图所示装置进行实验时,以下情况会对实验产生影响的是______。
A.溢水杯中的水没有加至与溢水口相平 B.物体没有浸没在水中
C.实验前小桶内有少量的水 D.溢水杯中溢出的水洒在桌上一些
11.小军和同学们在探究浮力大小与哪些因素有关时,进行了如图所示的实验:(,)
(1)该物体完全浸没在水中时,所受浮力大小为 N;
(2)小军分析图甲、乙和丙的数据,得出实验结论: ;
(3)小军从甲、丙、丁三次实验现象分析得出:浮力大小与物体浸在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)小军他们通过分析甲、丙、戊三次实验,可得出:浮力大小与 有关。并且当 一定时, 越大,物体所受浮力越大;
(5)该实验中所用物体的体积为 ;
(6)该实验中所用盐水的密度为 。
12.下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水探究“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”的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
(1)在实验操作前,细心的明天同学指出情景甲中存在错误该错误是 ;
(2)纠正错误后该探究实验的合理顺序为 (用甲、乙、丙、丁表示);
(3)在完成实验之后,陶子同学发现实验桌上有一瓶用于测量密度的盐溶液,她思考之后建议:利用浮力来测量该液体的密度,经过组内一番讨论,仅增加了戊图(注意:戊图中是盐水,乙图中是水)所示情景,此时弹簧测力计示数为F5,则待测盐溶液的密度ρ液可表示为或,其中X= (用F1、F5表示)。
13.小明利用身边的常见物品制作了如图甲所示的探头,探究液体压强和浮力的规律,为此他先后完成了如图乙、丙所示的实验。(g=10N/kg)
(1)在探究液体压强规律的实验前,小明应首先检测自制“探头”的 ;
(2)比较图乙中的A、C两组实验现象可初步得出结论: ;
(3)在图乙D组实验中,小明将探头放到与B组相同深度时,发现橡皮膜形变刚好与A组相同,仅由图乙中的A、D两组实验现象, (选填“能”或“不能”)比较得出未知液体的密度比水小,你判断的理由是 ;
(4)小明利用图丙装置进行实验。
①向溢水杯中注满水,用弹簧测力计挂着此探头缓缓浸入水中,当探头刚好浸没时,获得数据如图丙,可推测探头的质量为 g。
②为研究浮力与液体密度关系,分别向杯中注入不同液体a、b、c,小明将探头浸没在液体中相同深度处进行实验。你认为小明的操作存在的问题是: 。正确操作后,弹簧测力计示数关系为Fb>Fa>Fc,则 (选填“a”、“b”或“c”)液体的密度最小。
14.如图所示是“探究浮力大小跟排开的液体重力的关系”的实验过程。
(1)为了方便操作和减小误差,最合理的实验步骤顺序是 (用字母表示);
(2)石块的重力大小为 N,浸没盛满水的溢水杯中的石块受到的浮力为 N。如果实验时溢水杯中的水没装满,造成的结果是 ;
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。要想得出普遍规律这一次实验还不行,请说出接下来应该怎么做? ;
(4)善于探索的小组长还通过此测量数据计算出了石块的密度,大约为 ;
(5)另一实验小组在步骤D的操作中,只将石块的一部分浸入水中,其它步骤操作都正确,则 (选填“能”或“不能”)得到与(3)中同样的结论?
15.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,g取)
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 ;
(4)分析实验数据可知,F中液体密度为 ;
(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(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(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(如图丙所示),则物体的密度是 。(用和表示)
16.【提出问题】在读过《死海不死》这篇文章后,小敏想探究浮力的大小与哪些因素有关;
【猜想与假设】她提出了如下猜想:
猜想一:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想二:可能与物体排开液体的体积有关;
猜想三:可能与液体的密度有关;
【进行实验】为了验证上述猜想,她按照如下顺序做了相关实验:
【分析论证】
(1)为了验证猜想一,应比较实验步骤A和 三个步骤的数据,得到的结论是浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有”或“无”)关;
(2)分析比较实验步骤A、B、C、D,可以验证猜想 是正确的,并由此联想到,轮船的满载排水量越 (选填“大”或“小”),它的承载能力就越强;
(3)分析比较实验步骤A、E、F可以得到结论: ;
【拓展】
(4)分析图中提供的信息,可知实验中所用物体的体积是 cm3,图F中盐水的密度是 kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3)
17.小明与同学一起利用弹簧测力计、玻璃杯、金属块、水、浓盐水等实验器材,探究浮力的大小与哪些因素有关。他们正确地进行了如图(甲)所示的实验操作。
实验次数
液体种类
金属块的重力/N
金属块浸入情况
弹簧测力计的示数/N
金属块所受浮力/N
1
2.7
未浸入
2.7
0
2
水
2.7
部分
2.0
0.7
3
水
2.7
全部
1.7
1.0
4
浓盐水
2.7
全部
1.5
(1)分析实验②③可得:液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越 ;
(2)分析实验③④可得:金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越 ;
(3)分析图中数据可知浓盐水的密度为 (ρ水=1.0×103kg/m3);
(4)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,使挂在弹簧测力计上的金属块逐渐下降,但不接触容器底。绘制出了实验中测力计的示数F随物体下表面至水面深度h变化的F-h图像,如图(乙)所示。分析图像可知:当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”),这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
18.小明在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示实验,请你根据他的实验探究回答问题
(1)长方体物块的重力是 N,在图(c)中受到的浮力是 N;
(2)比较 ,说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力 ;
(3)比较(c)图和(d)图,说明物体浸没后所受浮力大小与物体所在 无关;
(4)由(d)图和(e)图有物体浸在液体中时所受浮力的大小与液体密度 (填“有关”或“无关”)。
19.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,班级的“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验,实验中的铜块与铝块体积相同。
(1)比较①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 有关;
(2)分析① 实验数据(填序号),可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度无关;
(3)比较① 实验(填序号),可探究浮力的大小与液体密度的有关。
20.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)在图B的操作中,小丽先向溢水杯中注水,直到溢水口 水(选填“流出”或“不流出”)时停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平;
(2)将小石块浸没溢水杯中,溢出的水全部流入烧杯中,如图C所示,此时小石块受到的浮力为 N,把烧杯中的水全部倒入小吊桶中,如图D所示,排开的水重力G排为 N;小红认为阿基米德原理中的“排开”就是“排出”的意思,小丽提醒小红,若操作时溢水杯中的水面低于溢水口,则排开的水重 排出的水重(选填“大于”“小于”或“等于”);说明“排开”和“排出”是有区别的;
(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的力 物体排开水所受到的重力;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(4)如果实验前忘记调零,弹簧测力计指针位于“0.2N”处,就完成了上述实验,则对测量的结果 影响(选填“有”或“无”)。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.(1)2.1
(2)物体排开液体的体积
(3)D
(4)越大
(5)①见解析
②见解析
(6)
【详解】(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.1N,则物体的重力为2.1N。
(2)观察乙、丙、丁图发现,在同种液体中,液体密度不变,物体逐渐浸入水中,排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法测浮力可知,物体受到的浮力增大,故能得出:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由于浮力的大小与物体排开液体的体积有关,物体浸入水中越深,排开液体的体积越大,即物体下表面深度越大,物体受到的浮力越大;当物体浸没在水中时,排开液体的体积不变,则物体受到的浮力大小不变,故随着物体下表面深度增大,物体受到的浮力先增大,后不变,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)分析图中甲、丁、戊发现,物体浸没在不同液体中,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,盐水密度较大,戊中弹簧测力计的示数较小,由称重法测浮力可知,物体在盐水中受到的浮力较大,故能得出结论:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(5)①取体积相同的铜块和铝块(或其他密度大于水的固体),用弹簧测力计分别测出它们的重力记为G1、G2;②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中,金属块不触底,读出弹簧测力计的示数记为F1、F2;③由称重法测浮力可知,铜块和铝块受到的浮力分别为、,分析比较和的大小,即可验证猜想。
(6)[1]根据称重法测浮力,由图甲、丁可知,物体浸没在水中时,受到的浮力为
由公式可知,物体的体积为
物体的密度为
[2]根据称重法测浮力,由图甲、戊可知,物体浸没在盐水中时,受到的浮力为
由公式可知,盐水的密度为
2.(1)4
(2)物体排开液体的体积
(3)浮力大小与物体浸没在液体的深度无关
(4)
(5)
(6)①③
【详解】(1)由甲可知物体重力为5N,由丁图可知此时弹簧测力计的示数为1N,根据称重法
可得物体浸没在水中受到的浮力为4N。
(2)乙,丙浸入相同液体,唯一变化的是浸入液体的体积不一样,浸入体积越多,弹簧测力计示数越少,浮力越大,所以浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)丙,丁浸入液体体积相同,排开液体体积相同,但是深度不同,弹簧测力计示数却不变,所以浮力大小与物体浸没在液体的深度无关。
(4)物块体积为
盐水的密度为
(5)浮力等于物体排开液体的重力,故满足的关系式为
(6)发现浮力大于排开液体的重力。实验中物体接触了容器底部,使得弹簧测力计示数减小,根据称重法可知此时测量浮力变大,此时浮力大于排开液体重力。未浸没在水中,对实验结果没有影响。浸入前溢水杯未装满,导致排开液体的重力减小,此时浮力大于排开液体重力。弹簧测力计未调零对实验结果无影响。可能存在问题是①③。
3.(1)1
(2)排开液体的体积
(3)A、C、D
(4)2.7×103
(5) 排开液体的重力 溢水杯没有装满水等
(6)遵守
【详解】(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)比较A、B、C三图可知,排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,所以金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
(3)比较A、C、D三图可知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,受到的浮力相同,所以金属块受到的浮力大小与深度无关。
(4)金属块的体积
金属块的密度为
(5)[1][2]在实验中,金属块受到的浮力等于它排开液体的重力,发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,可能溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积。
(6)漂浮在水面的蜡块、木块等物体所受的浮力等于排开液体的重力,遵守小题第一空的这个等量关系。
4.(1) 5 4
(2) 体积 深度
(3) 4×10-4 1.25×103 0.6
(4)不变
(5) F1-F3=F4-F2 重力
【详解】(1)[1]由图可知,测力计的示数为5N,即物体的重力为G=5N。
[2]在丁图中,测力计的示数为1N,则物体受到浮力为
(2)[1]分析实验步骤甲、乙、丙可知,随着物体排开液体的体积增大,弹簧测力计示数减小,说明所受浮力增大,可以得出结论:同种液体中,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
[2]通过比较步骤甲、丙、丁可知,物体浸没在液体中的深度不同,但物体排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数相同,则可得到同种液体中,物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度无关。
(3)[1]在丁图中,测力计的示数为1N,则物体受到浮力为
此时物体完全浸没,则物体的体积为
[2]物体的密度
[3]物体浸没在盐水中的浮力为
F浮盐=ρ盐水gV排=1.1×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4.4N
根据称量法知,物体浸没在酒精中时弹簧测力计的示数为
F示盐=G﹣F浮盐=5N-4.4N=0.6N
(4)若弹簧测力计都没有校零,那么两次测量结果都应加上或减去测量前弹簧测力计示数,所以所得浮力大小应不变。
(5)[1][2]小华又做了如图己的实验,浮力为
排开液体的重力
若 ,则验证了“阿基米德原理”:浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开液体所受的重力的大小。
5.(1) 2.4 1
(2)排开液体的体积
(3)D、E
(4) 错误 没有控制排开液体的体积相同
(5)B
【详解】(1)[1][2]因为物体在重力和拉力作用下处于平衡状态,则物体的重力大小等于受到的拉力,即弹簧测力计的读数。由A图可知测力计分度值为0.2N,则物块的重力为2.4N,物体浸没在水中受到的浮力为
(2)由A、B、C所示实验可知在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知: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)探究浮力与液体密度的关系,需控制排开液体体积不变,改变液体密度,故选图A和图D、E实验。
(4)[1][2]图A、B、C,排开液体体积不同,深度也不同,由于没有控制排开液体体积相同,故小红的结论是错误的。
(5)探究物体所受浮力的大小跟物体的密度是否有关,需控制液体密度和排开液体体积不变,改变物体密度,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.(1)物体排开液体的体积
(2)①④⑦
(3)无关
(4) ①⑤⑦ 物体受到的浮力越大
(5)控制变量法
(6)丁
【详解】(1)①③④比较可知∶液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大,所以这三步是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。
(2)要探究浮力大小与物体浸入深度的关系,需要保持液体密度和物体排开液体体积相同,所以选择①④⑦。
(3)根据题意可知铜块受到的重力为G铜=9N,铝块受到的重力为G铝=2.8N,重力不相等;铜块受到的浮力为
铝块受到的浮力为
浮力相等,所以物体受到的浮力大小与物体的重力无关。
(4)[1][2]要探究浮力的大小与液体密度的关系,应该将物体浸入不同的液体,同时保持物体排开液体的体积相同,物体所处深度相同,所以选择①⑤⑦;比较①⑤⑦可知,⑤中液体密度大,弹簧测力计示数小,说明受到的浮力大,可得在物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(5)浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,物理学中对于多变量影响的问题,探究过程中应采用控制变量法。
(6)实验中,开始时,铜块没有接触水面,所受浮力为零;从铜块的底面接触水面开始到完全浸没的过程中,铜块排开水的体积逐渐变大,所以浮力逐渐增大;铜块完全浸没后,直至浸没到更深的位置,此时排开水的体积不再变化,所以浮力不再变化;即浮力最开始为零,然后逐渐变大最后不变,所以图丁符合题意。
7.(1) ACE 偏大
(2)D
(3)
【详解】(1)[1]CE两图中,金属块浸没在液体中深度相同,排开液体的体积相等,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,金属块所受浮力不同,物体所受浮力可借助进行计算,图A中弹簧测力计的示数等于物体所受重力,所以为了分析出“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”, 可利用图中ACE三个实验步骤。
[2]若按步骤C、A的顺序进行,由于金属块表面会有部分液体残留,测得金属块的重力偏大,由可知,测得的浮力偏大。
(2)由图D可知,金属块与容器底部相接触,此时金属块受到竖直向下的重力以及竖直向上的浮力、拉力和支持力,金属块所受浮力为,若依然用计算浮力,则利用图D中的数据测量浮力是错误的。
(3)[1]由图AC可知,金属块完全浸没在水中时,金属块所受浮力为
金属块的体积为
[2]由图AE可知,金属块完全浸没在盐水中时,金属块所受浮力为
盐水的密度为
[3]将烧杯、盐水和金属块看作一个整体,将E中的物体从弹簧测力计上取下前,弹簧测力计的示数为1.1N,将E中的物体从弹簧测力计上取下直接放入容器底部,容器对桌面的压力将增大1.1N,烧杯对桌面压强增大值为
8.(1)排开液体的体积
(2)无关
(3)当排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力越大
(4)
【详解】(1)分析a、b、c三次实验可知,随着物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,物块所受浮力也增大,说明当液体密度一定时,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
(2)分析a、c、d三次实验可知,液体的密度和排开液体的体积不变,物块浸没在水中深度增加,弹簧测力计的示数不变,由称重法可知,物块所受浮力不变,说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(3)分析a、d、e三次实验可知,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,物块所受浮力也增大,说明在物体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)物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化实际上等于浮力大小,即
F浮=ΔF
空烧杯质量为m1,烧杯和水的总质量为m2,则物块排开水的质量
m排=m2-m1
排开水的重力
G排=m排g=(m2-m1)g
如果
ΔF=F浮=(m2-m1)g
则可验证阿基米德原理成立。
9.(1)丙、甲、丁、乙
(2)
(3)一直不变
(4)>
(5)能
(6)丁
【详解】(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力.因此,最合理的顺序应为:丙、甲、丁、乙。
(2)由甲、丁根据称重法,石块浸没在水中受到的浮力大小为
排开液体的重力
由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(3)小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),溢水杯中水的深度不变,根据公式可知,水对溢水杯底的压强不变。
(4)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,则偏小,实验时认为,因而他会得出的结论。
(5)若是只将部分石块没入水中,依然可以测出此时小石块所受的浮力以及排开水的重力,依然有浮力等于排开水的重力,所以仍然能够验证阿基米德原理。
(6)漂浮在水面上的物体受到的浮力等于它自身的重力,丁步骤中弹簧测力计的示数为零,所以丁步骤不需要弹簧测力计。
10.(1)1
(2)排开液体的体积
(3)ACD
(4)大
(5)等于
(6)AD
【详解】(1)由图A、C可知,物体浸没在水中时受到的浮力
F浮水=G-F=4N-3N=1N
(2)根据ABC可知,液体密度不变,改变了排开液体的体积,弹簧测力计的示数改变,由称重法可知浮力改变,说明物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)探究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系时,应控制液体的密度、排开液体的体积相同,深度不同,故选A、C、D两图进行比较。
(4)由A、D、E三幅图可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,水的密度较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到同一物体浸没在液体中时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(5)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,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甲=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会变大,若它们的变化量相等,则证明F浮=G排。
(6)A.如果实验前溢水杯中的水没有加至与溢水口相平,溢出水的体积小于排开水的体积,也就是说容器中溢出的水的重力一定小于物体排开水的重力,所以物体受到的浮力大于它排开水所受重力,会对得出实验结论产生影响,故A符合题意;
B.物体没有完全浸没在水中,受到水的浮力仍然能用称重法测量,排开水的重力也能测量,物体受到的浮力越小,排开液体的重力越小,所以按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理,故B不符合题意;
C.如果实验前小桶内有少量的水,物体排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重,不影响实验结果,故C不符合题意;
D.溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,会导致测量的排开水所受重力偏小,影响实验结论,故D符合题意。
故选AD。
11.(1)1
(2)液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大
(3)无关
(4) 液体的密度 物体排开液体的体积 液体的密度
(5)
(6)
【详解】(1)根据甲、丙和称重法可知,该物体完全浸没在水中时,所受浮力大小为
(2)分析图甲、乙和丙的数据,液体的密度相同,物体排开液体的体积越大,测力计示数越小,浮力越大,可得:液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)丙、丁中,物体排开液体的体积相同,深度不同,测力计示数相同,则浮力相同,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。
(4)[1][2][3]分析甲、丙、戊三次实验,丙、戊中,只有液体的密度不同,戊中液体的密度较大,测力计示数较小,则浮力较大,可得:浮力大小与液体的密度有关。并且当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受浮力越大。
(5)该实验中所用物体的体积为
(6)根据甲、戊和称重法可知,该物体完全浸没在盐水中时,所受浮力大小为
则盐水的密度为
12.(1)溢水杯中水面未到达溢水杯杯口
(2)丁、甲、乙、丙
(3)
【详解】(1)要想测出物体排开的水的重力,溢水杯内水的液面必须到达溢水杯杯口,若达不到,则测得的排开的液体的重力会变小,故图甲中的错误为溢水杯内水面未到达溢水杯杯口。
(2)合理的实验顺序是:①测出空桶所受的重力;②测出物体所受的重力;③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;④测出桶和排开的水所受的重力。故合理的顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)由甲乙可知,物体浸没在水中受到的浮力为
由甲戊可知,物体浸没在盐溶液中浮力为
相同,根据则有
解得,所以。
13.(1)气密性
(2)在同一深度,液体密度越大,液体压强越大
(3) 能 见解析
(4) 128 没有控制探头排开液体的体积 b
【详解】(1)在探究液体压强规律的实验前,小明应首先检测自制“探头”的气密性,保证探头浸入液体中,橡皮膜有明显的形变,防止漏气。
(2)A中探头刚好浸没在水中,C中探头刚好浸没在盐水中,橡皮膜在盐水中的形变程度较大,可得:在同一深度,液体密度越大,液体压强越大。
(3)[1][2]在图乙D组实验中,小明将探头放到与B组相同深度时,发现橡皮膜形变刚好与A组相同,由于D组的探头的深度大,由得,D图的液体的密度比水小。
(4)[1]如图丙,探头浸没在盛满水的溢水中,排出水的体积为
则探头受到的浮力为
由图可知,测力计示数为0.4N,则探头的重力为
由得,探头的质量为
小明利用图丙装置进行实验。
[2]为研究浮力与液体密度关系,应控制探头排开液体的体积相同,小明将探头浸没在不同液体的同一深度,由得,橡皮膜受到的压强不相等,橡皮膜的凹陷程度不同,导致探头排开液体的体积不同。
[3]正确操作后,弹簧测力计示数关系为
由得,探头的重力相同,弹簧测力计的示数越大,说明探头受到的浮力越小,由得,探头体积相同时,浮力越小,液体密度越小,故B密度最小,c密度最大。
14.(1)BADC
(2) 3.8 1.4 排开水的重力偏小,和测出的浮力不等
(3) 排开的水受到的重力 其它器材不变,换用不同的液体重新做实验
(4)2.7
(5)能
【详解】(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重力,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重力,求排出的水的重力,因此,最合理的顺序应为BADC。
(2)[1][2][3]A中测力计分度值为0.2N,读数为3.8N,即石块重力G=3.8N,D中石块浸没在水中受到的拉力F=2.4N,则浮力大小
F浮=G-F =3.8N-2.4N=1.4N
物块放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,如果溢水杯的水没装满,会导致排开水的重力偏小,则测得的浮力F浮大于排开水的重力G排。
(3)[1][2]B中弹簧测力计示数为1.2N,即空桶的重力G桶=1.2N,C中弹簧测力计示数为2.6N,即桶和排开的水的总重力G总=2.6N,则物块排开水的重力
G排=G总-G桶=2.6N-1.2N=1.4N
因此可得出:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力,即F浮=G排;本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”,属探究性实验,要寻找普遍规律,因此,可用原来的方案,其它器材不变,换用不同的液体进行多次实验。
(4)由于石块浸没在水中受到的浮力为1.4N,由B、C可知,石块排开水的重力为
G排=2.6N-1.2N=1.4N
所以浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开水受到的重力。 石块受到的浮力为1.4N,则
解得。则石块的体积为
石块的重力为3.8N,则
解得
(5)另一实验小组在步骤D的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,排开水的体积变小,受到浮力也变小,但排开水的重力仍等于物体受到的浮力,则能得到与(3)相同的结论。
15.(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)
【详解】(1)由图A可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是1.1N。
(2)[1]分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,保持物体排开液体的体积和液体的密度相同,浸没的深度不同,故选择A、D、E。
[3]比较A、E、F可知:排开液体的体积相同,而液体的密度不同,浮力大小不同。故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)石块浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-FD=1.1N-0.7N=0.4N
石块的体积
石块密度
(4)F中物体受到的浮力
F浮液=G-FF=1.1N-0.6N=0.5N
F中液体密度
(5)甲图中弹簧测力计的示数
F1=G容+G水
丙图中弹簧测力计的示数
F3=G容+G水+G物-F=G容+G水+F浮
则物体受到的浮力为
F浮=F3-(G容+G水)=F3-F1
物体浸没在水中,物体的体积
由图乙知,物体的重力为
G物=F2-F1
物体的密度为
16.(1) DE 无
(2) 二 大
(3)浮力的大小与液体的密度有关
(4) 300 1.1×103
【详解】(1)[1][2]猜想一:可能与物体浸没在液体中的深度有关,根据控制变量法可知,应比较实验步骤A和DE三个步骤的数据,由DE可知,弹簧测力计的示数均为7N,根据称重法可知,物体受到的浮力不变,则说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[1][2]分析比较实验步骤A、B、C、D可知,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数也就不同,所以说明物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关,即可以验证猜想二是正确的;并由此联想到,轮船的满载排水量越大,它的承载能力就越强。
(3)由图EF可知,物体浸没在不同的液体中时,弹簧测力计的示数不同,也就说明物体受到的浮力不同,因此比较实验步骤A、E、F可以得到结论:浮力的大小与液体的密度有关。
(4)[1]由图A、E所示实验可知,物体浸没在水中受到的浮力为
F浮水=G-FE=10N-7N=3N
由阿基米德原理F浮=ρ液gV排得物体的体积为
[2]由F图中盐水中弹簧测力计的示数为6.7N,由图A、F所示实验可知,物体浸没在盐水中受到的浮力为
物体浸没在盐水中排开盐水的体积等于物体的体积,由阿基米德原理可得,盐水的密度为
17.(1)大
(2)大
(3)1.2×103kg/m3
(4) 不变 无关
【详解】(1)分析实验②③可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,即液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大。
(2)分析实验③④可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,即金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大。
(3)由图①可知,金属块的重力为2.7N,由③可知,金属块完全浸没时弹簧测力计的示数为1.7N,由称重法可知,金属块浸没在水中受到的浮力为
金属块的体积为
由图①④可知,金属块浸没在盐水中受到的浮力为
盐水的密度为
(4)[1][2]由图像可知,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数不变,说明当金属块完全浸没在水中后继续下降过程中浮力不变,即浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
18. 4 1 b、c 越大 深度 有关
【详解】(1)如图在空气中的示数即为物体的重,所以长方体物块的重力是4 N,根据称重法测浮力的原理,在图中受到的浮力是:
(2)比较b、c图可知,当浸入液体体积越大时,测力计的示数越小,说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关,且物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
(3)比较图和图,浸没时物体在水的深度不同,测力计的示数相同,说明受到的浮力相等,所以物体浸没后所受浮力大小与物体所在深度无关。
(4)由图和图比较可知,物体浸没在密度不同的液体中时,测力计的示数不变,说明受到的浮力不同,即物体浸在液体中时所受浮力的大小与液体密度有关。
19. 排开液体体积 ④⑤ ④⑦
【详解】(1)[1]图③和图④中液体密度相同,物体排开液体的体积不同,可以用来比较浮力的大小与排开液体的体积的关系,由图①和图③可知,图中③铜块的浮力
F1=9N-8.5N=0.5N
由图①和图④可知,图④中铜块的浮力
F2 =9N-8N=1N
通过比较①③④三次实验数据可知,物体排开液体的体积不同,浮力的大小不同,所以比较①③④三次实验是为了探究浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)[2]探究浮力的大小与物体浸入液体内的深度的关系,应控制液体密度、排开液体的体积相同,改变浸没深度。则④⑤符合要求;由图①和图④可知,图④中铜块的浮力
F2 =9N-8N=1N
由图①和图⑤可知,图⑤中铜块的浮力
F3=9N-8N=1N
比较可得F2=F3,则探究结果是:浮力的大小与浸没深度无关。
(3)[3]探究浮力的大小与液体密度的关系,应控制排开液体的体积相同,浸没深度相同,改变液体的密度,则④⑦符合要求;由图①和图④可知,图④中铜块的浮力
F2 =9N-8N=1N
由图①和图⑦可知,图⑦中铜块的浮力
F4 =9N-7.8N=1.2N
盐水和水的密度不同,铜块所受浮力不同。则探究结果是:浮力的大小与液体的密度有关。
20. 流出 1 1 大于 等于 无
【详解】(1)[1]实验中应加水直到溢水口流出时停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平,小石块浸没时,排开液体的体积才能全部流进小桶中。
(2)[2]小石块受到的浮力
F浮=FB-FC=4N-3N=1N
[3]排开的水重力
G排=FD-FA=2N-1N=1N
[4]实验中若溢水杯中的水面刚好到溢水口,则排开的水重等于排出的水重,若操作时溢水杯中的水面低于溢水口,则排开的水重大于排出的水重,这说明“排开”和“排出”是有区别的。
(3)[5]由(2)中数据可知,浸在水中的物体受到的力等于物体排开水所受到的重力。
(4)[6]浮力大小
F浮=G-F
排开液体的重力
G排=FD-FA
由以上两式可知,若实验前弹簧测力计指针位于“0.2N”处时差值不变,所以对处理结果没有影响。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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