2026年浙江省中考冲刺限时精练16 浮力实验探究

2026-03-03
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精练16 浮力实验探究 知识点一、探究浮力大小跟哪些因素有关 由于液体对物体浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关,所以在进行实验探究时要运用控制变量法. (1)探究浮力大小与液体密度的关系时,要保持物体排开液体的体积不变,改变液体的密度; (2)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时,要保持液体的密度不变,改变物体排开液体的体积. 知识点二、探究物体的浮沉条件 浸没在液体中的物体可以有两种方法来判断物体的浮与沉 (1)根据物体在液体中受到的浮力与重力的大小关系来判断:当F浮>G时,物体上浮;当F浮<G时,物体下沉;当F浮=G时,物体悬浮. (2)根据液体密度与物体密度的相对大小来判断:当ρ液>ρ物时,物体上浮;当ρ液<ρ物时,物体下沉;当ρ液=ρ物时,物体悬浮. 知识点三、利用浮力知识测密度的实验 (1)若ρ物>ρ液,物体完全浸入液体中,根据阿基米德原理公式F=ρ液gV排及称重法公式F浮=G-F,可求出V排=;又因为G=mg=ρ物gV物,此时V物=V排,可得ρ物= ρ液.根据此式,已知ρ液,可求出ρ物;已知ρ物,可求出ρ液. (2)若ρ物<ρ液,物体漂浮在液面上,根据物体漂浮条件G物=F浮=ρ液gV排;利用大头针可使物体完全浸入液体中,求出物体的体积V;物体的密度ρ物===. 考向一 探究浮力大小跟哪些因素有关 1. (2025•浙江模拟)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验时,小科同学提出了如下3个猜想: 猜想1:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关; 猜想2:浮力大小可能与液体的密度有关; 猜想3:浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。 为了验证以上猜想是否正确,小科使用正方体金属铜块做了如图甲所示的一系列实验。请完成下列问题: (1)分析①③⑤三次实验,可得到的结论是:浮力的大小与 有关。 (2)分析 (填序号)三次实验的数据,可以判断猜想3是错误的。 小科还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥进行如图乙所示实验。步骤如下:将橡皮泥揉成实心球放入盛水的烧杯中,橡皮泥沉至杯底;将橡皮泥捏成小船形状放入盛水的烧杯中,发现其漂浮在水面上。 (3)则橡皮泥前后两次受到的浮力F1 (填“>”“<”或“=”)F2。 (4)由此小科认为:物体受到的浮力与其形状有关。请判断小科的结论是否正确并说明理由: 。 【解答】解:(1)由图①③⑤所示实验可知,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计示数不同,所以物体受到的浮力不同,由此可知,物体所受浮力大小与液体密度有关; (2)探究物体所受浮力与浸没深度的关系时,应控制液体密度和排开液体体积相同,只改变浸没深度,应选择①③④三实验,比较三次实验可知,弹簧测力计示数相同,说明物体所受浮力与浸没深度无关; (3)橡皮泥沉底时受到的浮力小于重力,橡皮泥漂浮时受到的浮力等于重力,所以橡皮泥漂浮时受到的浮力大于橡皮泥沉底时受到的浮力,即F1<F2; (4)该同学结论错误的原因是:他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了物体排开液体体积对浮力大小的影响。 故答案为:(1)液体密度; (2)①③④; (3)< (4)小科同学结论错误;他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了物体排开液体体积对浮力大小的影响。 2. (2025•舟山一模)根据生活常识,同学们对影响浮力大小的因素做出了猜想: 常识 猜想 常识一:木头浮在水面,铁钉沉在水底 猜想一:浮力大小可能与物体的密度有关 常识二:鸡蛋在清水中下沉,在浓盐水中上浮 猜想二:浮力大小可能与液体的密度有关 常识三:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想三: (1)根据常识三,请你提出猜想: ; (2)为了验证上述猜想,同学用装有沙子的密封玻璃瓶做了如下实验(实验步骤如图所示): ①步骤A中弹簧测力计的读数为 牛; ②根据A、C、E三组实验,可以得出浮力的大小跟 有关; ③为验证猜想一,该同学将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于1.8N。依据此数据能否验证猜想一?并说明理由。 。 【解答】解:(1)常识三人从泳池浅水区走向深水区,浸在液体中的体积变大,即排开液体的体积变大,感觉身体变轻,说明人受到的浮力变大,因此可提出猜想为:浮力大小可能与物体排开液体体积大小有关; (2)①步骤A中弹簧测力计的分度值是0.2N,读数为2.8N; ②A、C、E三组实验,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,根据称重法可知,物体受到的浮力不同,因此可得出浮力的大小跟物体排开液体密度有关; ③实验中需要利用称重法得到物体受到的浮力,由于没有测出倒掉一些沙子后瓶子和沙子的总重力,无法求得物体受到的浮力,因此不能验证猜想一。 故答案为:(1)浮力大小可能与物体排开液体体积大小有关;(2)2.8;液体密度;不能,没有测出此时瓶子和沙子的总重力,无法求得物体所受的浮力。 3. (2025•拱墅区一模)小乐用弹簧测力计、圆柱体、两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,其实验过程和弹簧测力计示数如图所示。 (1)分析甲、乙、丙的实验结果,可说明浮力的大小与 有关。 (2)分析 两图所示的实验,可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。 (3)根据实验可测出盐水的密度是 kg/m3。(取g=10N/kg) (4)如图丙所示实验,若圆柱形容器底面积为80cm2,圆柱体浸没后水未溢出。则放入圆柱体后水对容器底部压强比未放入时增加 Pa。 【解答】解:(1)比较图甲、乙、丙的数据知,物体浸入水中的体积不同,即排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,可以得出浮力的大小与物体排开液体的体积有关; (2)探究物体所受浮力与浸没液体深度的关系时,应控制液体密度和排开液体体积有关,故选丙、丁实验; (3)根据称重法得,物体浸没在水中受到的浮力为:F浮丁=G﹣F丁=5N﹣1N=4N;在图戊中,物体受到的浮力F浮戊=G﹣F戊=5N﹣0.6N=4.4N,由F浮丁=ρ水V排g可得物体的体积:V=V排4×10﹣4m3,由图物体排开盐水的体积等于排开水的体积V排=4×10﹣4m3,由F浮戊=ρ盐水V排g可得盐水的密度;ρ盐水1.1×103kg/m3; (5)圆柱体浸没后水面上升的高度为:Δh0.05m, 放入圆柱体后水对容器底部的压强增加量为:Δp=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa。 故答案为:(1)排开液体的体积;(2)丙、丁;(3)1.1×103;(4)500。 考向二 探究物体的浮沉条件 4. (2025•义乌市二模)兴趣小组用家里的物品和刻度尺测量院子里某种实心石块的密度。 【材料准备】水桶、薄壁塑料瓶(已剪去瓶底)、大小不同的石块、刻度尺。 【实验步骤】 ①在水桶中倒入适量的水,置于水平桌面上,如图甲。 ②将塑料瓶拧紧瓶盖后倒置,然后在瓶内放入小石块若干并注入适量的水。 ③把装有小石块和水的塑料瓶放入水桶中,使其漂浮;待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h1和h2,如图乙。 ④再把一颗大石块放进塑料瓶的水中,待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h3和h4,如图丙。 【过程分析】 (1)以上三幅图中,水桶底所受到的压强最大的是 图。 (2)向塑料瓶内加入适量水的目的除了调整重量使其漂浮外,还有的功能是 。 (3)如图乙,若要增大塑料瓶内外液面差,可以采取的措施是 。 A.往塑料瓶内加水 B.往塑料瓶内加小石块 C.往水桶内加水 D.往水桶内加小石块 【实验结果】 (4)用实验测得的数据和ρ水表示大石块的密度值是 。 【解答】解:(1)根据液体压强公式p=ρgh,水面越高压强越大。甲图只有水,乙图塑料瓶内有小石块漂浮,丙图增加大石块,总重力更大,排开水体积更多,水面最高,故水桶底压强最大的是丙图; (2)向塑料瓶内加水,除调整重量使其漂浮外,还能通过液面高度差反映石块排开体积的变化,便于测量石块的体积; (3)因为装置漂浮,浮力等于重力,要增大塑料瓶内外液面差,即要增大排开液体的体积,浮力增大则重力需增大,故应向瓶内继续添加小石块来增加装置的总重力。 A.往塑料瓶内加水:瓶重力增加,排开水体积增加,但内外液面差不一定增大,故A错误; B.往塑料瓶内加小石块:瓶总重力增大,排开水体积增大(瓶外水面上升),同时瓶内石块占据空间使瓶内水面上升更多,增大内外液面差,故B正确; C.往水桶内加水:整体水面上升,内外液面差不变,故C错误; D.往水桶内加小石块:水桶水面上升,瓶内外液面差不变,故D错误; 故选:B; (4)大石块重力: G=ΔF浮 =ρ水gΔV=ρ水gS(h2﹣h4),体积V= S(h1﹣h3),则大石块的密度: ρ。 故答案为:(1)丙;(2)通过液面高度差反映石块排开体积的变化,便于测量石块的体积;(3)B;(4)。 5. (2025•临海市校级一模)全运会女子10米台跳水决赛全红婵逆转陈芋汐夺个人第二金。这场决赛的竞争非常激烈,全红婵和陈芋汐两位年轻选手的表现都非常出色。 (1)图甲表示全红婵从跳台一跃而起的瞬间,此时全红婵受到的支持力 (选填“大于”“等于”或“小于”)自身的重力。 (2)图乙表示全红婵从接触水面到露出水面的过程,其中全红婵受到水的浮力不断减小的阶段是 (填序号,用箭头表示过程)。 (3)质量为35kg的全红婵在跳水结束后,放松地漂浮在水面上,求此时她排开水的体积。 【解答】解:(1)全红婵从跳台一跃而起的瞬间,她向上运动,此时她受到向下的重力和向上的支持力,运动方向与较大的力的方向相同,所以此时全红婵受到的支持力大于自身的重力。 (2)运动员从入水到露出水面的过程中,水的密度不变; ①→②是入水过程,排开水的体积增大,由F浮=ρ水gV排可知运动员受到水的浮力不断增大; ②→③,③→④,运动员浸没在水中,其排开水的体积不变,所受浮力不变; ④→⑤是露出水面的过程,运动员排开水的体积减小,所受浮力减小; 所以,全红婵受到水的浮力不断减小的阶段是④→⑤; (3)全红婵漂浮在水上时受到的浮力F浮=G=mg=35kg×10N/kg=350N, 由F浮=ρ液gV排可知,此时她排开水的体积V排0.035m3。 答:(1)大于; (2)④→⑤; (3)此时她排开水的体积为0.035m3。 6. (2024•丽水一模)如图是小科制作的浮力秤。 【制作原理】物体漂浮时所受的浮力等于重力。 【制作步骤】①将底面积为S的厚底玻璃小桶竖直漂浮在水面上,在水面与小桶相交处h1标零刻度; ②在小桶内放上质量m为100g小铁块,小桶保持竖直漂浮,在水面与小桶相交处h2标100g,小筒浸入水中的深度增加了Δh=h2﹣h1; ③在h1和h2刻度之间进行10等分,每等份表示10g; 【提出问题】步骤③中标记浮力秤刻度可以用等分法吗? 【实验探究】在小桶中分步倒入不同质量的液体,测量小筒浸入液体中增加的深度Δh与所加液体的质量m,获得数据如下表:(已知ρ盐水>ρ水>ρ酒精) 表一 表二 表三 序号 液体1 m/g Δh/cm 序号 液体2 m/g Δh/cm 序号 液体3 m/g Δh/cm 1 水 10 2.0 4 酒精 10 2.5 7 盐水 10 1.7 2 20 4.0 5 20 5.0 8 20 3.4 3 30 6.0 6 30 7.5 9 30 5.1 (1)分析表格中Δh和m数据关系,可得出的结论是 ; (2)要研究Δh和ρ液的关系,应选择实验 (填序号)。若要增大浮力秤精确度,可选用密度 (填“大”或“小”)的液体。 【理论推导】根据二力平衡及漂浮原理,请用上述实验中的物理量字母(ρ液、Δh、S、m)推导并判断浮力秤刻度是否可用等分法。 。 【解答】解:(1)比较实验序号1、2、3(或4、5与6或7、8与9)可知,浮筒静止时浸入液体的深度变化与小筒中所加液体的质量成正比; (2)比较实验1、4、7或2、5、8或3、6、9可知在不同的液体密度中,使用相同的小筒,物体的质量相同时,液体的密度越大,小筒静止时浸入液体的深度越小,所以若要增大浮力秤精确度,可选用密度小的液体; 【理论推导】 由题可知,该浮力秤在称量物体质量时,浮筒始终在液体中处于漂浮状态,则F浮=G总,即ρ液gV排=m总g,故m总=ρ液V排, 又因为V排=Sh,所以当还没有称量时,即m=0时,可得ρ液Sh1=m0, 当开始称量质量时,可得ρ液Sh2=(m0+m), 联立两式可得:m=ρ液S(h2﹣h1)=ρ液SΔh, 则Δh,分析函数关系可知Δh与m成正比,所以浮力秤刻度可用等分法。 故答案为:(1)浮筒静止时浸入液体的深度变化Δh与小筒中所加液体的质量m成正比;(2)1、4、7;小;(3)是。 难度:★★★ 建议时间:30分钟 1. (2025•临安区一模)小安在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体在液体里都是下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受的浮力F浮是否等于物体排开液体所受的重力G排”。 (1)小安在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:因为木块漂浮在水中,所以木块所受的浮力F浮等于木块所受的重力G木。若要验证F浮是否等于G排,只需验证 。又因为G=mg,所以只需验证m木是否等于m浮。于是,小安找来了电子秤、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下: a.测量木块的质量,记为m木。 b.测量小烧杯的质量,记为m杯。 c.把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集被木块排开的水。 d.测量小烧杯和排开的水的总质量,记为m总。 (2)实验数据记录如表所示: 研究对象 木块质量m木/g 小烧杯质量m杯/g 杯、水总质量m总/g 排开水的质量m排/g 木块 80 38 118 分析表格中的实验数据,得出结论:物体漂浮时,F浮与G排 。 (3)小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到F浮=G排。 (4)小明发现下沉的物体不能通过“m物是否等于m排”间接验证“F浮是否等于G排”,原因是 。 【解答】解:(1)因为木块漂浮在水中,所以木块所受浮力的大小F浮等于木块所受重力的大小G木。 若要验证F浮是否等于G排,只需验证木块的重力G木是否等于G排,又因为G=mg,所以只需验证m木是否等于m排; (2)溢出水的质量等于总质量减去空杯的质量,即m排=m总﹣m杯=118g﹣38g=80g,恰好等于木块的质量,故漂浮在液体中的物体所受浮力的大小F浮与物体排开的液体所受重力的大小G排相等。 (3)只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,溢出水的质量与物块质量相等,故电子秤的示数保持不变; (4)下沉的物体重力大于浮力,故不能通过“m物是否等于m排”间接验证“F浮是否等于G排”。 故答案为:(1)木块的重力G木是否等于G排;(2)相等;(3)电子秤的示数保持不变;(4)下沉的物体重力大于浮力。 2. (2025•乐清市校级模拟)小明在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“浮力大小F浮是否等于木块排开液体受到的重力G排”。 (1)小明先通过推理验证:因木块漂浮在水面,木块所受浮力F浮等于重力G木。若要验证F浮等于G排,只需验证 ,又因为G=mg,所以只需验证m木等于m排于是,小明进行如下实验: a.用电子秤测出木块质量m木;b。用电子秤测出小烧杯质量m杯; c.将木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集木块排开的水; d.用电子秤测出小烧杯和排开的水的总质量m总。 (2)实验数据记录如表所示: 研究对象 木块质量m木/克 小烧杯质量m杯/克 杯和水总质量m总/克 排开水的质量m排/克 木块 80 38 118 a 表格中a= 。 (3)小华认为可按图乙简化实验:将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时,用手拿着小烧杯全部收集排出的水。若观察到 ,即可得到F浮=G排。 (4)小华还发现,下沉的物体不能通过“m物=m排”间接验证“F浮=G排”,原因是 。 【解答】解:(1)由于木块所受浮力 F浮等于重力G木,若G木=G排,根据等量关系,即可验证F浮等于G排。 (2)排开水的质量等于杯和水总质量于空杯质量之差,则表格中 a=118g﹣38g=80g (3)将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时,用手拿着小烧杯全部收集排出的水。若电子秤示数不变则说明木块受到的重力与排出水的重力相等,又由于木块漂浮,浮力等于木块的重力,因此可得F浮=G排。 (4)由于下沉的物体受到的浮力小于自身重力,因此不能通过“m物=m排”间接验证“F浮=G排”。 故答案为:(1)G木=G排; (2)80; (3)电子秤示数不变; (4)下沉的物体浮力会小于重力。 3. (2025•涪城区三模)在探究浮力的实验中,小军用如图所示装置验证阿基米德原理。 (1)他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,发现随着实心金属块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲的示数减小,且弹簧测力计甲的示数变化量等于乙的示数变化量,由此可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。 (2)在上述实验过程中的操作,不会影响实验结论的是 。 A.溢水杯内先未盛满水 B.实验前小桶内有少量水 C.实心金属块未浸没水中 D.实心金属块碰到了溢水杯底部 (3)小军利用阿基米德原理测量该实心金属块的密度,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40mL,如图丁。则被测金属块的密度是 kg/m3。 【解答】解:(1)他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,发现随着实心金属块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲的示数减小,且弹簧测力计甲的示数变化量等于浮力大小,乙的示数变化量等于排出液体的重力,弹簧测力计甲的示数变化量等于乙的示数变化量,由此可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开水的重力。 (2)A.溢水杯内先未盛满水,排出水的重力变小,会影响实验结论; B.因根据测力计示数之差得出排出水的重力,故溢水杯内先未盛满水,不会影响实验结论; C.实心金属块未浸没水中,受到的浮力变小,排出水的重力变小,不会影响实验结论; D.实心金属块碰到了溢水杯底部,测力计示数变小,由称重法测浮力,浮力变大,会影响实验结论。 故选:BC; (3)图乙中金属块沉底排开水的体积为20mL,则金属块的体积为:V金=20mL=20cm3, 图丁中金属块在烧杯中漂浮,排开水的体积为 V排=40mL+20mL=60mL=60cm3,根据浮沉条件可知则金属块的重力为: G金=G排′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×60×10﹣6m3=0.6N, 则根据G金=ρ金gV金可知金属块的密度为 ρ金3×103kg/m3 故答案为:(1)排开水的重力;(2)BC;(3)3×103。 4. (2024•宁波模拟)某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验: 步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。 步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。 步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。 (1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。 (2)若实验中的测量结果满足 的关系,则可以验证阿基米德原理。 (3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。 A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用 B.步骤二中液面未达到圆柱体上表面 C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满 D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数 【解答】解: (1)塑料圆筒和金属圆柱体挂在弹簧测力计上时,测力计的示数为F1,此时测量的是总重力,则G=F1,第1次实验时金属圆柱体浸入水中后,测力计的示数F2,根据称重法测浮力可知,此时圆柱体受到的浮力F浮=G﹣F2=F1﹣F2; (2)图乙测出了物体的重力,图丙测量的是物体浸在水中时弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力F浮=G物﹣F=F1﹣F2;物体排开液体的重力G排=F3﹣F2;如果满足:F3=F1可以证明阿基米德原理成立; (3)A、若弹簧测力计都没有校零,F3与F2大小为变化量,对结果没有影响,故A错误; B、步骤二中液面未达到圆柱体上表面,浮力更小,圆柱体受到的浮力等于它排开水的重力,故B错误; C、步骤三中塑料圆筒中的水没有加满,排开水的重力G排更小,圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力,故C正确; D、若步骤三未调节好铁夹的高度就读数,因向塑料圆筒中加水后会使弹簧的长度增大(即弹簧伸长),则圆柱体会向下移动,圆柱体可能接触烧杯底部(杯底对圆柱体有向上的支持力),所以此时弹簧测力计的示数F3可能偏小,即测得排开水的重力偏小,可能会造成圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力,故D正确。 故选:CD。 故答案为:(1)F1﹣F2;(2)F3=F1;(3)CD。 5. (2024•平湖市模拟)为探究影响浮力大小的因素,科学兴趣小组的同学设计甲、乙两种方案(如图)。 (1)方案甲:按图甲将物体挂在弹簧测力计上,然后分别读取A﹣D中弹簧测力计的示数,他们研究的问题是: 。 (2)方案乙:根据图乙,可得出的结论是: 。 (3)小平根据“铁块放入水中会下沉,同样的铁块做成轮船却能漂浮在水中”的经验,提出“物体所受浮力大小与物体形状有关”的观点。小平的观点是否正确并请说明理由 。 【解答】解:(1)方案甲:按图甲将物体挂在弹簧测力计上,然后分别读取A﹣D中弹簧测力计的示数,改变的是浸入的体积,即改变了排开液体的体积,而通过拉力显示浮力大小,他们研究的问题是浮力大小与物体排开液体的体积是否有关;分析实验步骤A、D、E改变了液体的密度,拉力改变,说明浮力改变,故可知:浮力的大小还与液体的密度有关。 (2)根据图乙,物块受到的浮力大小: F浮=G﹣F3=3N﹣1.6N=1.4N; 空小桶的重力为0.6N,小桶及排开液体的重力为2N,物块排开液体的重力: G排=F4﹣G桶=2N﹣0.6N=1.4N;可知:浮力大小等于物体排开液体所受的重力。 (3)小平的观点是错误的,因为没有控制排开液体的体积不变。 故答案为:(1)浮力大小与物体排开液体的体积是否有关;(2)浮力大小等于物体排开液体所受的重力;(3)不正确,因为没有控制排开液体的体积不变。 6. (2024•浙江校级模拟)小李、小张同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。 [小李方案]小李分别选用三个不同物体a、b、c,利用如图(a)甲、乙、丙、丁所示实验步骤进行实验探究,实验数据如表: 物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5 b 2.0 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6 c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6 [小张方案]小张利用身边的器材对小李的实验进行改进,如图b所示,实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,完成下列问题: (1)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的可能原因: 。 (2)针对小张和小李两种实验方案,小张实验装置的优点是 (填答案标号,多选)。 A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小 B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化 C.弹簧测力计的示数稳定,便于准确读出数据 D.实验操作相对简单,且可以进行多次实验 【解答】解:(1)在实验中,若溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积,则排开水的重力明显小于所受的浮力(或排开的水没有全部流入小桶); (2)比较两种实验方案可知,改进后: A、由称重法F浮=G﹣F′可知,弹簧测力计A的示数等于物体的重力减去受到的浮力,故A错误; B、薄塑料袋不计质量,能同步观察测力计A、B示数的变化,从而得出物体受到浮力的大小与排开液体所受重力的关系,故B正确; CD、由图2的实验装置可知,测力计固定、示数更稳定,便于准确读出数据,且实验操作相对简单,可以进行多次实验,故CD正确, 故选:BCD。 故答案为:(1)将物体c浸入水中之前,溢水杯中没有加满水(或排开的水没有全部流入小桶);(2)BCD。 7. (2024•莲都区二模)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,项目化学习小组同学根据轮船载的货物越重,所受到的浮力越大,提出了浮力大小与物体重力有关的结论: (1)小组同学根据轮船载的货物越重,得出所受到的浮力越大,原因是物体漂浮时浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于”),其实际原因是轮船载的货物越重会导致 越大所致。 (2)为了验证浮力大小是否与物体重力有关,请你选择下列适合的实验器材并写出实验步骤(可以配图)。实验器材:烧杯、弹簧秤、水、盐水、细线、80cm3的实心铜块、体积均为100cm3实心铜块、铝块和木块各一。 【解答】解:(1)物体漂浮时,受力平衡,浮力等于重力,轮船载的货物越重会导致排开液体的体积越大,使得浮力越大; (2)根据控制变量法分析,探究浮力与物体重力关系,必须控制液体的密度和排开液体的体积相同,因而选择体积相同而重力不同的铜块和铝块;步骤: 将体积均为100cm3实心铜块、铝块用细线绑好挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出重力分别为G1和G2,然后分别浸没到烧杯内的水中,读出弹簧测力计的拉力F1和F2,根据浮力等于重力减去拉力计算各自的浮力大小进行比较。 故答案为:(1)等于;排开液体的体积;(2)将体积均为100cm3实心铜块、铝块用细线绑好挂在弹簧测力计上,用弹簧测力计测出重力分别为G1和G2,然后分别浸没到烧杯内的水中,读出弹簧测力计的拉力F1和F2,根据浮力等于重力减去拉力计算各自的浮力大小进行比较。 8. (2024•滨江区校级模拟)校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。设计要求: (1)潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 (2)为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。 ①如图甲位置,向外拉动注射器活塞,则潜水器将 (选填“上浮”或“下沉”)。 ②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克,体积为800厘米3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积,如表格所示。请根据设计要求,选择最合适的方案 。(g取10N/kg) 方案 工作舱体积/厘米3 水舱体积/厘米3 1 550 250 2 500 300 3 480 320 4 450 350 ③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙,O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。 【解答】解:①如图甲位置,向外拉动注射器活塞,抽出水舱内的一部分空气,从而让水舱吸水,增加水舱的水量,使重力大于浮力,实现潜水艇下潜; ②实现潜水艇下潜,需要水舱的水重力加上潜水艇自身重力大于浸没时的浮力才行。 潜水艇浸没时所受的浮力为: F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×800×10﹣6m3=8N; 潜水艇自身重力为:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N; 所以水舱内的水至少为:G水=F﹣G=8N﹣5N=3N; 所以水舱内的水的体积至少为: V水3×10﹣4m3=300cm3, 为了能够实现潜水艇下沉,水舱的水的体积需要超过300cm3,因此水舱的体积也需要超过300cm3,结合表格可知,最合适的方案是方案3; ③从A到B过程中,潜水艇还未露出水面,故排开水的体积不变,浮力不变;B点开始露出水面,从B到C过程中排开水的体积变小,浮力变小,由于潜水艇顶部是圆弧形的,若潜水艇匀速露出水面,则排开水的体积减小的会越来越快,直到圆弧部分全部露出水面;从C到D过程则是排开水的体积均匀减小,所以浮力也是均匀减小,D点处于静止,之后浮力不再变化,浮力等于潜水艇自身重力。 所以画得如下图所示: 故答案为:①下沉;②3;③见解答图。 9. (2024•江北区一模)小宁所在的科技小组准备制作简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的塑料管(塑料管质量忽略不计),在其下端缠绕10g铜丝,初步做成一支密度计,并使其漂浮于水面上,此时密度计受到的浮力为 N。 (2)若塑料管放到水中的情景如图所示,此时用记号笔在塑料管上液面位置处画一个刻度A,再将塑料管放到酒精中,塑料管仍处于漂浮状态,此时再用记号笔在塑料管上液面位置处画一刻度B,则刻度B位于 (填“A上方”“A下方”或“与A重合”)。 (3)小宁发现自制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 。(多选) A.换更大的容器盛放待测液体 B.换更细的塑料管制作密度计 C.换更长的塑料管制作密度计 D.适当增大塑料管下端铜丝的质量 【解答】解:(1)取一根粗细均匀的塑料管(塑料管质量忽略不计),在其下端缠绕10g铜丝,初步做成一支密度计,并使其漂浮于水面上,此时密度计受到的浮力F浮=G=mg=0.01kg×10N/kg=0.1N; (2)密度计漂浮,根据F浮=G可知密度计所受的浮力相同。酒精的密度小于水的密度,根据V排可知密度计在酒精中排开液体的体积较大,刻度B位于A上方; (3)密度计漂浮时(设密度计质量m), F浮=G, ρ液gV排=mg, V排=Sh, ρ液gSh=mg, h, 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h知ρ液一定时,可以适当增大配重,用更细的吸管,故BD可行。 故答案为:(1)0.1;(2)A上方;(3)BD。 10. (2024•宁波模拟)某项目化小组用相同材料制作5个不同密度的小球,分别标为1、2、3、4、5号。按顺序用长度相同的细绳连接(细绳质量与体积忽略不计)。如图所示,将这串小球放入未知液体中,根据小球不同的浮沉状态测出液体的密度。 材料种类 A B C 密度(g/cm3) 0.5 1.0 2.7 【原理】图中液体的密度与 号小球密度相同。 【制作】请从表1中选择一种材料来制作密度均匀变化的5个小球,并说明具体制作方法: 。 【改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间,请预测出现的实验现象: 。 【解答】解:(1)当ρ物<ρ液时物体上浮,最终漂浮,当ρ物=ρ液时物体悬浮,当ρ物>ρ液时物体下沉,最终沉底,由图可知,悬浮的只有④号小球,则④号小球与液体的密度相同; (2)根据ρ知可以取质量分别为1g、2g、3g、4g、5g的A(或B或C)材料,将其制成体积相同的5个空心小球; (3)一个球的密度大于液体的密度,它会沉底,一个球的密度小于液体的密度,它会漂浮,若被测液体密度介于相邻的两球之间,两个小球间的细线会被拉直。 故答案为:(1)④;(2)取质量分别为1g、2g、3g、4g、5g的A(或B或C)材料,将其制成体积相同的5个空心小球;(3)两个小球间的细线会被拉直。 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $ 精练16 浮力实验探究 知识点一、探究浮力大小跟哪些因素有关 由于液体对物体浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关,所以在进行实验探究时要运用控制变量法. (1)探究浮力大小与液体密度的关系时,要保持物体排开液体的体积不变,改变液体的密度; (2)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时,要保持液体的密度不变,改变物体排开液体的体积. 知识点二、探究物体的浮沉条件 浸没在液体中的物体可以有两种方法来判断物体的浮与沉 (1)根据物体在液体中受到的浮力与重力的大小关系来判断:当F浮>G时,物体上浮;当F浮<G时,物体下沉;当F浮=G时,物体悬浮. (2)根据液体密度与物体密度的相对大小来判断:当ρ液>ρ物时,物体上浮;当ρ液<ρ物时,物体下沉;当ρ液=ρ物时,物体悬浮. 知识点三、利用浮力知识测密度的实验 (1)若ρ物>ρ液,物体完全浸入液体中,根据阿基米德原理公式F=ρ液gV排及称重法公式F浮=G-F,可求出V排=;又因为G=mg=ρ物gV物,此时V物=V排,可得ρ物= ρ液.根据此式,已知ρ液,可求出ρ物;已知ρ物,可求出ρ液. (2)若ρ物<ρ液,物体漂浮在液面上,根据物体漂浮条件G物=F浮=ρ液gV排;利用大头针可使物体完全浸入液体中,求出物体的体积V;物体的密度ρ物===. 考向一 探究浮力大小跟哪些因素有关 1. (2025•浙江模拟)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验时,小科同学提出了如下3个猜想: 猜想1:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关; 猜想2:浮力大小可能与液体的密度有关; 猜想3:浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关。 为了验证以上猜想是否正确,小科使用正方体金属铜块做了如图甲所示的一系列实验。请完成下列问题: (1)分析①③⑤三次实验,可得到的结论是:浮力的大小与 有关。 (2)分析 (填序号)三次实验的数据,可以判断猜想3是错误的。 小科还想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥进行如图乙所示实验。步骤如下:将橡皮泥揉成实心球放入盛水的烧杯中,橡皮泥沉至杯底;将橡皮泥捏成小船形状放入盛水的烧杯中,发现其漂浮在水面上。 (3)则橡皮泥前后两次受到的浮力F1 (填“>”“<”或“=”)F2。 (4)由此小科认为:物体受到的浮力与其形状有关。请判断小科的结论是否正确并说明理由: 。 2. (2025•舟山一模)根据生活常识,同学们对影响浮力大小的因素做出了猜想: 常识 猜想 常识一:木头浮在水面,铁钉沉在水底 猜想一:浮力大小可能与物体的密度有关 常识二:鸡蛋在清水中下沉,在浓盐水中上浮 猜想二:浮力大小可能与液体的密度有关 常识三:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想三: (1)根据常识三,请你提出猜想: ; (2)为了验证上述猜想,同学用装有沙子的密封玻璃瓶做了如下实验(实验步骤如图所示): ①步骤A中弹簧测力计的读数为 牛; ②根据A、C、E三组实验,可以得出浮力的大小跟 有关; ③为验证猜想一,该同学将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,接着仿照步骤D进行实验,发现测力计示数小于1.8N。依据此数据能否验证猜想一?并说明理由。 。 3. (2025•拱墅区一模)小乐用弹簧测力计、圆柱体、两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,其实验过程和弹簧测力计示数如图所示。 (1)分析甲、乙、丙的实验结果,可说明浮力的大小与 有关。 (2)分析 两图所示的实验,可探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。 (3)根据实验可测出盐水的密度是 kg/m3。(取g=10N/kg) (4)如图丙所示实验,若圆柱形容器底面积为80cm2,圆柱体浸没后水未溢出。则放入圆柱体后水对容器底部压强比未放入时增加 Pa。 考向二 探究物体的浮沉条件 4. (2025•义乌市二模)兴趣小组用家里的物品和刻度尺测量院子里某种实心石块的密度。 【材料准备】水桶、薄壁塑料瓶(已剪去瓶底)、大小不同的石块、刻度尺。 【实验步骤】 ①在水桶中倒入适量的水,置于水平桌面上,如图甲。 ②将塑料瓶拧紧瓶盖后倒置,然后在瓶内放入小石块若干并注入适量的水。 ③把装有小石块和水的塑料瓶放入水桶中,使其漂浮;待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h1和h2,如图乙。 ④再把一颗大石块放进塑料瓶的水中,待塑料瓶稳定后,用刻度尺分别测出瓶内外水面到塑料瓶底的距离分别为h3和h4,如图丙。 【过程分析】 (1)以上三幅图中,水桶底所受到的压强最大的是 图。 (2)向塑料瓶内加入适量水的目的除了调整重量使其漂浮外,还有的功能是 。 (3)如图乙,若要增大塑料瓶内外液面差,可以采取的措施是 。 A.往塑料瓶内加水 B.往塑料瓶内加小石块 C.往水桶内加水 D.往水桶内加小石块 【实验结果】 (4)用实验测得的数据和ρ水表示大石块的密度值是 。 5. (2025•临海市校级一模)全运会女子10米台跳水决赛全红婵逆转陈芋汐夺个人第二金。这场决赛的竞争非常激烈,全红婵和陈芋汐两位年轻选手的表现都非常出色。 (1)图甲表示全红婵从跳台一跃而起的瞬间,此时全红婵受到的支持力 (选填“大于”“等于”或“小于”)自身的重力。 (2)图乙表示全红婵从接触水面到露出水面的过程,其中全红婵受到水的浮力不断减小的阶段是 (填序号,用箭头表示过程)。 (3)质量为35kg的全红婵在跳水结束后,放松地漂浮在水面上,求此时她排开水的体积。 6. (2024•丽水一模)如图是小科制作的浮力秤。 【制作原理】物体漂浮时所受的浮力等于重力。 【制作步骤】①将底面积为S的厚底玻璃小桶竖直漂浮在水面上,在水面与小桶相交处h1标零刻度; ②在小桶内放上质量m为100g小铁块,小桶保持竖直漂浮,在水面与小桶相交处h2标100g,小筒浸入水中的深度增加了Δh=h2﹣h1; ③在h1和h2刻度之间进行10等分,每等份表示10g; 【提出问题】步骤③中标记浮力秤刻度可以用等分法吗? 【实验探究】在小桶中分步倒入不同质量的液体,测量小筒浸入液体中增加的深度Δh与所加液体的质量m,获得数据如下表:(已知ρ盐水>ρ水>ρ酒精) 表一 表二 表三 序号 液体1 m/g Δh/cm 序号 液体2 m/g Δh/cm 序号 液体3 m/g Δh/cm 1 水 10 2.0 4 酒精 10 2.5 7 盐水 10 1.7 2 20 4.0 5 20 5.0 8 20 3.4 3 30 6.0 6 30 7.5 9 30 5.1 (1)分析表格中Δh和m数据关系,可得出的结论是 ; (2)要研究Δh和ρ液的关系,应选择实验 (填序号)。若要增大浮力秤精确度,可选用密度 (填“大”或“小”)的液体。 【理论推导】根据二力平衡及漂浮原理,请用上述实验中的物理量字母(ρ液、Δh、S、m)推导并判断浮力秤刻度是否可用等分法。 。 1. (2025•临安区一模)小安在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体在液体里都是下沉的,于是他想用木块验证“漂浮在液体中的物体所受的浮力F浮是否等于物体排开液体所受的重力G排”。 (1)小安在设计实验时,通过推理得到了一种间接验证的方法。推理过程如下:因为木块漂浮在水中,所以木块所受的浮力F浮等于木块所受的重力G木。若要验证F浮是否等于G排,只需验证 。又因为G=mg,所以只需验证m木是否等于m浮。于是,小安找来了电子秤、溢水杯和小烧杯进行实验,实验步骤如下: a.测量木块的质量,记为m木。 b.测量小烧杯的质量,记为m杯。 c.把木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集被木块排开的水。 d.测量小烧杯和排开的水的总质量,记为m总。 (2)实验数据记录如表所示: 研究对象 木块质量m木/g 小烧杯质量m杯/g 杯、水总质量m总/g 排开水的质量m排/g 木块 80 38 118 分析表格中的实验数据,得出结论:物体漂浮时,F浮与G排 。 (3)小华认为以上实验过程可以更加简化,如图乙所示,只需将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时用手拿着小烧杯收集排开的水,等溢水杯中不再有水溢出时,拿走小烧杯,若观察到 ,即可得到F浮=G排。 (4)小明发现下沉的物体不能通过“m物是否等于m排”间接验证“F浮是否等于G排”,原因是 。 2. (2025•乐清市校级模拟)小明在学习“阿基米德原理”时,发现老师研究的物体都是在液体里下沉的,于是他想用木块验证“浮力大小F浮是否等于木块排开液体受到的重力G排”。 (1)小明先通过推理验证:因木块漂浮在水面,木块所受浮力F浮等于重力G木。若要验证F浮等于G排,只需验证 ,又因为G=mg,所以只需验证m木等于m排于是,小明进行如下实验: a.用电子秤测出木块质量m木;b。用电子秤测出小烧杯质量m杯; c.将木块轻轻放入装满水的溢水杯中,用小烧杯收集木块排开的水; d.用电子秤测出小烧杯和排开的水的总质量m总。 (2)实验数据记录如表所示: 研究对象 木块质量m木/克 小烧杯质量m杯/克 杯和水总质量m总/克 排开水的质量m排/克 木块 80 38 118 a 表格中a= 。 (3)小华认为可按图乙简化实验:将装满水的溢水杯放在电子秤上,将木块轻轻放入溢水杯的同时,用手拿着小烧杯全部收集排出的水。若观察到 ,即可得到F浮=G排。 (4)小华还发现,下沉的物体不能通过“m物=m排”间接验证“F浮=G排”,原因是 。 3. (2025•涪城区三模)在探究浮力的实验中,小军用如图所示装置验证阿基米德原理。 (1)他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,发现随着实心金属块浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲的示数减小,且弹簧测力计甲的示数变化量等于乙的示数变化量,由此可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。 (2)在上述实验过程中的操作,不会影响实验结论的是 。 A.溢水杯内先未盛满水 B.实验前小桶内有少量水 C.实心金属块未浸没水中 D.实心金属块碰到了溢水杯底部 (3)小军利用阿基米德原理测量该实心金属块的密度,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40mL,如图丁。则被测金属块的密度是 kg/m3。 4. (2024•宁波模拟)某兴趣小组为了验证阿基米德原理,设计并开展了如下的实验: 步骤一:取一个如图甲所示的塑料圆筒和金属圆柱体(塑料圆筒内径和金属圆柱体直径相同),按图乙进行操作,读出弹簧测力计的示数,记为F1。 步骤二:如图丙所示,向烧杯中逐渐加水,直到液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F2。 步骤三:如图丁所示,用滴管向塑料圆筒中加满水,调节铁夹的高度,使烧杯中液面与金属圆柱体上表面相平,读出弹簧测力计的示数,记为F3。 (1)如图丙所示,此时金属圆柱体受到的浮力大小为 (用F1、F2、F3列式表示)。 (2)若实验中的测量结果满足 的关系,则可以验证阿基米德原理。 (3)实验中小组发现圆柱体受到的浮力大于它排开水的重力。下列操作会引起该结果的有 (填字母)。 A.步骤一中弹簧测力计未调零就使用 B.步骤二中液面未达到圆柱体上表面 C.步骤三中塑料圆筒中的水没有加满 D.步骤三未调节好铁夹的高度就读数 5. (2024•平湖市模拟)为探究影响浮力大小的因素,科学兴趣小组的同学设计甲、乙两种方案(如图)。 (1)方案甲:按图甲将物体挂在弹簧测力计上,然后分别读取A﹣D中弹簧测力计的示数,他们研究的问题是: 。 (2)方案乙:根据图乙,可得出的结论是: 。 (3)小平根据“铁块放入水中会下沉,同样的铁块做成轮船却能漂浮在水中”的经验,提出“物体所受浮力大小与物体形状有关”的观点。小平的观点是否正确并请说明理由 。 6. (2024•浙江校级模拟)小李、小张同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。 [小李方案]小李分别选用三个不同物体a、b、c,利用如图(a)甲、乙、丙、丁所示实验步骤进行实验探究,实验数据如表: 物体 物重G/N 物体浸没在水中测力计的示数F/N 浮力F浮/N 空桶重G0/N 桶与排开水的总重G1/N 排开水重G排/N a 1.2 0.7 0.5 0.6 1.1 0.5 b 2.0 1.4 0.6 0.6 1.2 0.6 c 2.4 1.7 0.7 0.6 1.2 0.6 [小张方案]小张利用身边的器材对小李的实验进行改进,如图b所示,实验时小张逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,完成下列问题: (1)小李在探究物体c所受浮力的实验中,排除各种测量误差因素的影响,发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力,请分析实验操作中造成这种结果的可能原因: 。 (2)针对小张和小李两种实验方案,小张实验装置的优点是 (填答案标号,多选)。 A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小 B.实验器材生活化,实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化 C.弹簧测力计的示数稳定,便于准确读出数据 D.实验操作相对简单,且可以进行多次实验 7. (2024•莲都区二模)在“探究影响浮力大小的因素”实验中,项目化学习小组同学根据轮船载的货物越重,所受到的浮力越大,提出了浮力大小与物体重力有关的结论: (1)小组同学根据轮船载的货物越重,得出所受到的浮力越大,原因是物体漂浮时浮力 重力(填“大于”、“小于”或“等于”),其实际原因是轮船载的货物越重会导致 越大所致。 (2)为了验证浮力大小是否与物体重力有关,请你选择下列适合的实验器材并写出实验步骤(可以配图)。实验器材:烧杯、弹簧秤、水、盐水、细线、80cm3的实心铜块、体积均为100cm3实心铜块、铝块和木块各一。 8. (2024•滨江区校级模拟)校园科技节举行自制潜水器项目比赛。图甲为某项目化小组设计的潜水器模型,其材质为硬质塑料瓶,塑料瓶厚度不计。内部由工作舱和水舱构成,两个舱之间密封不连通,注射器与水舱通过塑料软管相连,移动注射器活塞改变水舱中的空气体积从而改变水量,实现潜水艇的沉浮。设计要求: (1)潜水器可以在水中实现上浮、悬浮、下沉三个模式相互切换。 (2)为保证潜水艇正常工作,应尽可能提高工作舱的体积。 ①如图甲位置,向外拉动注射器活塞,则潜水器将 (选填“上浮”或“下沉”)。 ②已知该小组同学采用的材料总质量为0.5千克,体积为800厘米3。他们设计了四种方案的工作舱和水舱的体积,如表格所示。请根据设计要求,选择最合适的方案 。(g取10N/kg) 方案 工作舱体积/厘米3 水舱体积/厘米3 1 550 250 2 500 300 3 480 320 4 450 350 ③图乙为潜水器的横截面示意图。某次潜水器沉浮测试过程中,潜水器经过的几个位置如图丙,O点开始向水舱内注水,潜水器开始下沉;A点向外排尽水舱中的水;B点潜水艇顶端恰好到达水面;C点潜水器弧形部分恰好露出水面;D点为潜水器最后停在水面的位置。请在图丁中画出潜水器上浮过程中浮力随上升位置变化的曲线。 9. (2024•江北区一模)小宁所在的科技小组准备制作简易密度计。 (1)取一根粗细均匀的塑料管(塑料管质量忽略不计),在其下端缠绕10g铜丝,初步做成一支密度计,并使其漂浮于水面上,此时密度计受到的浮力为 N。 (2)若塑料管放到水中的情景如图所示,此时用记号笔在塑料管上液面位置处画一个刻度A,再将塑料管放到酒精中,塑料管仍处于漂浮状态,此时再用记号笔在塑料管上液面位置处画一刻度B,则刻度B位于 (填“A上方”“A下方”或“与A重合”)。 (3)小宁发现自制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 。(多选) A.换更大的容器盛放待测液体 B.换更细的塑料管制作密度计 C.换更长的塑料管制作密度计 D.适当增大塑料管下端铜丝的质量 10. (2024•宁波模拟)某项目化小组用相同材料制作5个不同密度的小球,分别标为1、2、3、4、5号。按顺序用长度相同的细绳连接(细绳质量与体积忽略不计)。如图所示,将这串小球放入未知液体中,根据小球不同的浮沉状态测出液体的密度。 材料种类 A B C 密度(g/cm3) 0.5 1.0 2.7 【原理】图中液体的密度与 号小球密度相同。 【制作】请从表1中选择一种材料来制作密度均匀变化的5个小球,并说明具体制作方法: 。 【改进】若被测液体密度介于相邻的两球之间,请预测出现的实验现象: 。 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 $

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2026年浙江省中考冲刺限时精练16 浮力实验探究
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