第九章 浮力(实验题30道)-【刷好题】2025-2026学年八年级物理下册热点题型专练(2024北师大北京版)
2026-03-11
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2份
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50页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第九章 浮力 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.71 MB |
| 发布时间 | 2026-03-11 |
| 更新时间 | 2026-04-30 |
| 作者 | 安信教研 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-03-11 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56766059.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第九章 浮力(实验题30道)
1.小军在家里洗小番茄的时候发现有的沉底,但加入食盐后又浮了起来,于是进行了如下实验:
(1)小军准备利用托盘天平测量小番茄的质量,当把游码调到零刻度线后,发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向___________调节(选填“左”或“右”)。称量时,天平再次平衡,右盘中砝码和游码位置如图乙所示,则小番茄的质量为___________g;
(2)小军想利用水来测量小番茄的体积,结果判断不出桌面上的水和盐水了,于是利用丙图来判断,由图可知,___________(选填“a”或“b”)烧杯内是水;
(3)小军将烧杯内的水倒入量筒,测量出小番茄的体积如图丁所示为___________mL,由此计算出小番茄的密度为___________;
(4)由图丁可求出小番茄浸没在水中时(未沉底)所受浮力为___________N;已知量筒与桌面的接触面积为,则放入小番茄前后量筒对桌面的压强变化量为___________。
2.如图所示,为了验证“阿基米德原理”,某同学做了如下实验:
(1)如图甲,在弹簧的下端挂一个小桶,小桶的下面吊一个石块,记下弹簧伸长后下端到达的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力计为F1;
(2)如图乙,在溢水杯中盛满水,当石块浸没在水中时,排出的水便流到旁边的小水杯中,将排出的水的重力记为G排;
(3)如图丙所示,把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中,弹簧的下端又会到达原来的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为F2,则F2_____(选填“>”“<”或“=”)F1;
(4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析,请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排之间的关系:________;(要求写出推导过程)
(5)有一实验小组得出F浮>G排,你认为可能原因是 ________。
3.小丽同学利用弹簧测力计、实心铝块,以及水、盐水和酒精,探究“浮力大小与哪些因素有关”。实验过程如图所示。(取)
(1)步骤①中,弹簧测力计的示数为___________N;
(2)分析实验中①②③④步骤,可以说明浮力大小跟物体排开液体体积_________(选填“有关”或“无关”);
(3)步骤⑥中物体所受浮力是_________N;
(4)分析实验步骤①⑤⑥⑦,可以得出结论:物体排开液体的体积相同,_________越大,浮力越大。
4.如图所示,是小明探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验步骤。
(1)分析A、B、C三图可知,物块在液体中所受浮力的大小与________有关;
(2)分析________两图可知,物块在液体中所受浮力的大小与液体密度有关;
(3)当物块从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图中能表示出此过程物块所受浮力F1与没入水中深度h关系的图像是________;
(4)该物块的密度为________kg/m3。
5.小明用如下的方案测量了一个水晶挂件的密度:
(1)把天平放在水平桌面上,先_________再调节平衡螺母使天平横梁平衡;
(2)如图A所示,用调节好的天平测出水晶挂件的质量为_________g;
(3)用调节好的天平测出烧杯和适量水的总质量为123.2g。如图B所示用细线拴好水晶挂件,并浸没在水中,挂件与杯底不接触,烧杯中水也不溢出,在右盘中增加1个10g砝码后天平恰好平衡。则挂件排开水的体积为_________cm3;
(4)水晶挂件的密度是___________g/cm3。
6.小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与浸没的深度______;
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______kg/m3;
(4)该实验中用到的主要实验方法是_______。
7.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。
8.探究“影响浮力大小的因素”时,悦悦做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与浸入液体的_______有关;
(2)比较图D和E可知,物体受到的浮力大小与________有关;
(3)比较_________两图可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)悦悦又拿了同体积的金属块做了同样实验,如图F、G,可知浮力的大小与物体的________无关。
9.小明验证阿基米德原理的实验如图1所示。
(1)你觉得图1中合理的实验顺序是______;
(2)小明同学在进行图1中B步骤前,应将溢水杯中的水添加至与______相平;接着他在进行B步骤时,物体接触并挤压了容器底部,他测得物体所受的浮力比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)小红同学认为这样的实验步骤比较繁琐,于是对该实验进行了改进;如图2所示,将容器放在升降台上,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积;小红逐渐调高升降台,发现在重物浸没之前,随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲示数的变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计乙示数的变化量,在这个过程中容器对升降台的压力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
10.如下图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题。
(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到了______力的作用,A、B两图中测力计示数之差等于______,这种测量浮力的方法叫做______;
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与______有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体______有关;
(4)比较______图和______图可说明物体没在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
11.物理兴趣小组的同学发现,把物体放入与它密度相等的液体中时,物体可以悬浮在液体中任一深度处。为了验证这一结论,小明用一个橡胶球和盐水进行了如下实验:
步骤一:测量橡胶球的密度
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,并将______拨至称量标尺左侧的零刻度线处。天平平衡后,小明将橡胶球放在左盘,用镊子向右盘中加减砝码,当最小的砝码放到右盘时,指针的偏转情况如图甲所示,则此时小明应该______(填字母代号);
A.向左调节平衡螺母 B.向右调节平衡螺母
C.直接向右移动游码 D.取下最小的砝码,向右移动游码
(2)天平再次平衡后,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则橡胶球的质量为______g;
(3)接着,将橡胶球慢慢放入盛有水的量筒中,如图丙所示,读出此时体积为______cm3,然后取出橡胶球,读出剩余水的体积,如图丁所示。测得橡胶球的密度为______g/cm3;
(4)以上步骤测得的橡胶球的密度比实际密度______(选填“偏大”或“偏小”);
步骤二:配制适当密度的盐水
步骤三:将橡胶球放入盐水中
(5)小明将橡胶球放入配制好的盐水中,发现橡胶球慢慢沉入杯底,可知橡胶球所受的重力______(选填“大于”或“小于”)浮力;下一步小明需要往盐水中加适量______(选填“食盐”或“清水”),直至盐水的密度与橡胶球的密度相等,呈现如图戊所示的情景。此时,橡胶球悬浮在盐水中,将其拨到另一位置后,发现橡胶球仍悬浮在盐水中。
12.在探究“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积是否有关”时,小明选用如图所示的圆柱体A(圆柱体上每一格体积相等,ρA >ρ水)、已调零的弹簧测力计和装有适量水的烧杯等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为G。
②将圆柱体A的一格浸在水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F。
③____________________________,静止时记录弹簧测力计的示数为F。
④用__________________计算出圆柱体每次受到的浮力F浮,并记入表格。
(2)请画出实验数据记录表格
13.爱思考的小张同学,对“阿基米德原理”进行了实验验证。
(1)他首先轻拉弹簧测力计的挂钩,以免与外壳摩擦或卡住;然后对弹簧测力计沿______(选填“竖直”或“水平”)方向进行调零。
(2)小张依次进行图①②的实验,其中图②中测力计示数为______ N。然后他将物块逐渐浸入水中至一定深度处,静止时如图③所示,发现浸没前物块浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”);浸没后物块浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数保持______(选填“变大”“变小”或“不变”)。对此正确的解释是:浸在水中的物体所受浮力的大小随着______的增大而增大。接下来又进行了图④的实验,由图①②③④中数据可知:物块在水中所受浮力大小______(选填“大于”“小于”或“等于”)排开的水所受的重力。
(3)小张同学只将水换为盐水重复如图③④所示的实验,第③④次测力计的示数分别变为、,由此发现在盐水中阿基米德原理依然成立。善于思考的他还发现:在物体排开液体体积相同时,______越大,物体所受的浮力越大。
(4)实验评估:完成实验后,小张对本实验进行了反思,实验时能不能把第①步测空烧杯的重力放在最后测量呢?请你帮小张回答这个问题:______(选填“能”或“不能”),如果能,请回答能换到最后的理由;若不能,请回答不能换到最后的原因:______。
14.某小组同学在学习了密度知识后,根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮在水面上”的现象,提出猜想1:物块的密度可能会对它浸入水中后的最终状态有影响。于是他们选用体积相同、密度不同的圆柱体A、B、C、D(ρA>ρB>ρ水>ρC>ρD)进行实验。当它们在水中静止时,实验现象如图(a)、(b)、(c)和(d)所示。
(1)分析比较图中______的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当浸入水中的实心圆柱体的密度大于水的密度时,圆柱体最终静止在容器底部;
(2)分析比较图中(c)或(d)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当______时,圆柱体最终漂浮在水面上;分析比较图中(c)和(d)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:______,其露出水面的体积大;由此,该小组同学进一步提出猜想2:漂浮在水面上的实心圆柱体,其露出水面的体积占总体积的比例跟圆柱体的______有关。为继续验证猜想2,他们分别选用若干不同的圆柱体和足够深的水进行实验,并记录圆柱体的密度、总体积及其露出水面的体积在表一、表二和表三中。
表一ρ圆柱体=0.8×103千克/米3
实验序号
露出体积(厘米3)
总体积(厘米3)
1
2
10
2
4
20
3
6
30
表二ρ圆柱体=0.5×103千克/米3
实验序号
露出体积(厘米3)
总体积(厘米3)
4
5
10
5
15
30
6
25
50
表三ρ圆柱体=0.3×103千克/米3
实验序号
露出体积(厘米3)
总体积(厘米3)
7
14
20
8
28
40
9
42
60
进一步综合分析、比较表一、表二、表三的数据,对于猜想2可初步得出的结论:
(a)分析比较表一、表二或表三,可得出初步的结论:______;
(b)分析比较表一、表二和表三,可得出初步的结论:______。
15.如图所示,小红和小枫为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力大小的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材进行实验,按照A、B、C、D的顺序做了如下实验:
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数/N
1.8
1.6
0.5
0.3
(1)按照上述顺序的实验步骤所测________(选填“浮力”或“排开的液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是_________;从步骤A到步骤B水对溢水杯底部的压强_______(选填“变小”“变大”或“不变”);
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理,设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4,如果关系式________(用题中所给字母表示)成立,即可验证阿基米德原理;
(3)表格中是小红在实验过程中记录的数据,可算出金属块的密度是_______kg/m3,小红根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,而小枫同学认为实验还没有结束,接下来他还要_______(选填数字序号);
① 多次测量取平均值,减小实验中的偶然误差
② 将水换成其他液体重复几次实验,寻求普遍规律,排除实验的偶然性
(4)下列图中,能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中的深度h(物块未接触容器底)关系的图像是_______(选填序号);
(5)实验后小红和小枫又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块________(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
16.实验室提供符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、大烧杯、水和若干体积不同的铝块等器材,请你设计实验探究“浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度是否有关”。要求:
(1)写出主要的实验步骤。
(2)画出记录实验数据的表格。
17.小孟同学出去游玩时看到放入水中的石块沉入水底,而放入水中的泡沫塑料漂浮在水面上。因此猜想:物体在水中受到的浮力大小可能与物体的密度有关。请你帮助小孟设计一个实验进行验证。
实验器材:___________;
实验步骤:__________________;
现象及结论:________________。
18.如图甲所示,周末小彤参加了“穿越重庆山脊—寻找沧海桑田的地质秘密”的科普活动。小彤带着在江北嘴江滩拾得的鹅卵石回到实验室,并用鹅卵石来“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”,同时测量鹅卵石的密度。
(1)鹅卵石排开水的重力可以利用______(用图乙中的序号表示)两个步骤得到;若图乙中四个测量值、、、满足关系式:______,则可以验证阿基米德原理;
(2)小彤进行实验并把数据记录在表格中,若某次数据如下:
实验步骤
A
B
C
D
测量值
弹簧测力计示数
0.3
2.7
1.8
1.2
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力______N,若某次数据记录时小彤发现,则造成这种结果的原因可能是______(填正确选项前的字母):
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤C时,鹅卵石没有完全浸入水中
(3)由(2)问的数据可计算出鹅卵石的密度为______。
(4)科普活动中小彤还获得了一块奇特的大石头,放入水中会漂浮,小彤想要测量其密度,思考设计了以下步骤来测量这块奇石的密度:
①水杯中加入适量的水,放入奇石,待液面静止后立即在液面位置作标记A;
②用细铁丝将奇石压入水中至浸没,待液面静止后立即在液面位置作标记B;
③取出奇石,用滴液管往水杯注水,待液面到达标记A时停止滴液,滴入40滴水;
④继续用滴液管注水,待液面到达标记B时,又滴入60滴水。
假设滴液管每次滴入的液体体积相等且奇石不吸水,通过以上数据可计算得出奇石的密度为______,若考虑到奇石取出带水,会导致奇石密度测量______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
19.小秦在生活中观察到木头一般会漂浮在水面上,而铁块一般会沉到水底,由此小秦猜想物体所受浮力的大小与物体的密度有关,于是小秦决定通过实验来验证他的猜想,请你帮助小秦完成实验设计。
(1)实验器材:烧杯、水、___________、____________的铁块和铝块;
(2)实验步骤;___________;
(3)实验结论:___________。
20.某实验小组做探究金属块浸没在水中所受的浮力大小和金属块排开水的重力的关系的实验,按照下面顺序做实验;请将下面记录实验数据的表格的内容补充完整,并写出实验结论。(图中弹簧测力计示数已经标出,实验结论可以用式子表示)
(1)实验步骤如下:
A.如图乙,用测力计测出物体所受的 _______;
B.如图丙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出测力计的示数。同时,用小桶收集排开的水;
C.如图丁,测出 ________;
D.如图甲,测出空桶的重力;
(2)请将表格补充完整。
空桶重/N
金属块重/N
金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数/N
金属块受到的浮力/N
桶和桶中的水的总重/N
金属块排开的水所受的重力/N
0.3
2.2
1.4
______
1.1
______
(3)分析实验数据,可得出实验结论是:___________。
21.小东实验时发现塑料块漂浮在水面而铁块沉入水底,他猜想“浮力的大小跟物体的密度有关”。现有满足实验要求的实验器材:体积相同的塑料块和铁块各一个、细线、已调零的弹簧测力计、量筒、烧杯、足够多的水。请你从中选用适当的器材帮助他设计实验,探究“浮力的大小跟物体的密度是否有关”。已知塑料块的密度为ρ塑料=0.9×103kg/m3,铁块的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3。请写出主要实验步骤。
22.实践小组的同学发现当牙膏皮卷成一团时能沉入水底,当将其做成中空状时,反而又会漂浮在水面上,于是猜想浮力的大小可能与物体的形状有关,请你选择合适的器材(可供选择的器材有弹簧测力计,细线,有水的烧杯,橡皮泥,天平,量筒),设计实验对上述猜想进行验证。
(1)实验器材:___________;
(2)实验步骤:___________;
(3)实验结论:___________。
23.密度计是一种测量液体密度的工具。常用密度计由密封的玻璃管制成,玻璃管底部装有小铅丸,如图A所示。
(1)将密度计放入待测液体中,处于静止状态时,它所受的浮力________自身重力。密度计排开液体的体积越大,待测液体的密度越________。
(2)实验室有一套密度计,其中甲、乙两支密度计所用玻璃管完全相同,量程却不同(甲量程,乙量程),如图B。
①测量甲密度计的质量,如图C所示,为________g。
②观察对比甲、乙密度计,推算乙密度计的总质量为________g。
(3)若要制造一支比甲密度计测量范围更大,量程为的密度计,可以________(选填“增大”或“减小”)玻璃管横截面积。
24.小明利用18cm长的吸管、细铜丝、铅丸、石蜡等材料自制密度计。制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择,小明应选择 ________ 。小明在吸管内塞入铅丸或铜丝作为配重,再用石蜡封口。铅丸或铜丝作为配重的作用是能使密度计在液体中_________ 。改进后小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,小明将该密度计放入某液体中,吸管露出液面的长度为9cm。则此液体的密度为 ___________kg/m3。
25.为了将所学知识应用到实际生活中去,某同学设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图。请你根据实验数据,填写计算结果:(已知:ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)碗的体积为___________cm3;
(2)碗的质量为___________g;
(3)碗的密度为___________g/cm3.
26.如图所示是小明探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验装置(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力为___________N;
(2)比较A、C、D三次实验,可以探究浮力与物体浸没在液体中的深度___________(填“有关”或“无关”);
(3)比较A、B、C三次实验,可以探究浮力与物体浸在液体中的___________有关;
(4)比较A、D、___________三次实验,可以探究浮力与液体密度的关系;
(5)若先完成步骤C,再完成步骤A,则测得的浮力将___________(填“偏大”或“偏小”);
(6)用获得的数据求出盐水的密度为___________kg/m3;
(7)小明发现,金属块浸没在不同液体中,弹簧测力计的示数也不同,于是他将上述实验中的弹簧测力计和金属块制成了可测量液体密度的密度计。该密度计的“0”刻度线应标在___________N刻度处,在弹簧测力计1N刻度处标上“___________g/cm3”。该密度计刻度是___________(均匀的/不均匀)。在测量时,若金属块未浸没于液体中就读数,则测量结果___________(偏大/偏小/不影响)。若换用另一个质量相同但体积更小(这里是否要换成密度更大)的金属块重新制作液体密度计,则量程将___________(变大/变小/不变)。
27.小明的妈妈有一块玉石挂坠,小明想测量这块玉石的密度。利用如图所示的器材和记号笔以及足量的水(含取水工具,水的密度为),请你帮他设计一个精确测量玉石挂坠密度的实验方案。(挂坠上的细绳质量和体积忽略不计)要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出玉石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
28.“一滴独流醋,十里运河香”。薛悟理同学活动课上想测量天津独流醋的密度,老师提供如下器材:一把刻度尺、一个正方体木块(表面经处理后不吸水),两个烧杯,一块抹布,足量的水(已知水的密度为)。请你利用上述器材帮助他设计一个实验方案,测出醋的密度。要求:
(1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;
(2)写出醋密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)
29.实验台上有满足实验要求的器材:如图所示的圆柱体A(已知,每格体积为)、已调零的弹簧测力计和装有适量水的烧杯。请你利用上述实验器材,设计实验证明:浸在水中的物体,排开水的体积越大,所受浮力越大。要求:(1)写出实验步骤(可画示意图辅助说明);(2)画出实验数据记录表。
30.如图所示是“探究浮力的大小与它排开液体所受重力的关系”,小米进行了以下实验:
(1)图1中你觉得最合理的实验顺序是______;
(2)图1中小石块浸没于水中受到的浮力______ N,被排开的水所受的重力______ N。比较和的关系,可知:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小______(选填“大于”“小于”或“等于”)它排开的液体所受的重力。
(3)经进一步计算可知,石块体积______。
(4)图2中弹簧测力计的示数______(选填“大于”“小于”或“等于”)。
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第九章 浮力(实验题30道)
1.小军在家里洗小番茄的时候发现有的沉底,但加入食盐后又浮了起来,于是进行了如下实验:
(1)小军准备利用托盘天平测量小番茄的质量,当把游码调到零刻度线后,发现指针如图甲所示,此时应将平衡螺母向___________调节(选填“左”或“右”)。称量时,天平再次平衡,右盘中砝码和游码位置如图乙所示,则小番茄的质量为___________g;
(2)小军想利用水来测量小番茄的体积,结果判断不出桌面上的水和盐水了,于是利用丙图来判断,由图可知,___________(选填“a”或“b”)烧杯内是水;
(3)小军将烧杯内的水倒入量筒,测量出小番茄的体积如图丁所示为___________mL,由此计算出小番茄的密度为___________;
(4)由图丁可求出小番茄浸没在水中时(未沉底)所受浮力为___________N;已知量筒与桌面的接触面积为,则放入小番茄前后量筒对桌面的压强变化量为___________。
【答案】(1) 左 22
(2)a
(3) 20 1.1
(4) 0.2 100
【详解】(1)[1]指针指在分度盘的右侧,说明天平的右侧偏重,平衡螺母应向左调节。
[2]天平的标尺的分度值为0.2g,小番茄的质量为
(2)丙图中,压强计的探头处在两种液体的同一深度,观察U型管内两侧液面高度差,中高度差小于中的高度差,说明杯液体压强小于中液体压强,由可知,中液体密度小于中液体密度,故中是水。
(3)[1]小番茄的体积
[2]小番茄的密度为
(4)[1]因为小番茄完全浸没,所以小番茄排开水的体积等于小番茄的体积,由阿基米德原理可得
[2]小番茄放入量筒前后,量筒对桌面的压力变化量大小等于小番茄所受浮力的大小,可以得出变化的压力为
因此压强的变化量为
2.如图所示,为了验证“阿基米德原理”,某同学做了如下实验:
(1)如图甲,在弹簧的下端挂一个小桶,小桶的下面吊一个石块,记下弹簧伸长后下端到达的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力计为F1;
(2)如图乙,在溢水杯中盛满水,当石块浸没在水中时,排出的水便流到旁边的小水杯中,将排出的水的重力记为G排;
(3)如图丙所示,把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶中,弹簧的下端又会到达原来的位置O,将此时弹簧对小桶的拉力记为F2,则F2_____(选填“>”“<”或“=”)F1;
(4)通过对图丙中小桶和石块的受力分析,请推导石块受到的浮力F浮与排出水的重力G排之间的关系:________;(要求写出推导过程)
(5)有一实验小组得出F浮>G排,你认为可能原因是 ________。
【答案】 = F浮=G排 小杯中的水没有全部倒入小桶
【详解】(3)[1]弹簧对小桶的拉力F1和小桶加石块的总重是一对平衡力,大小相等,即
在两个拉力的作用下,弹簧伸长到相同的位置,起到相同的效果,所以这两个拉力的关系是
(4)[2]甲图中
丙图中
因为
所以
即
(5)[3]因为石块排出的水没有全部流入小水杯中,所以
3.小丽同学利用弹簧测力计、实心铝块,以及水、盐水和酒精,探究“浮力大小与哪些因素有关”。实验过程如图所示。(取)
(1)步骤①中,弹簧测力计的示数为___________N;
(2)分析实验中①②③④步骤,可以说明浮力大小跟物体排开液体体积_________(选填“有关”或“无关”);
(3)步骤⑥中物体所受浮力是_________N;
(4)分析实验步骤①⑤⑥⑦,可以得出结论:物体排开液体的体积相同,_________越大,浮力越大。
【答案】(1)2.7
(2)有关
(3)0.4
(4)液体密度
【详解】(1)由图①可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,则其示数为2.7N。
(2)分析实验中①②③④步骤,液体的密度相同,随着铝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,铝块所受浮力也增大,因此可以说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)步骤⑥中物体所受浮力F浮=G-F6=2.7N-2.3N=0.4N
(4)分析实验步骤①⑤⑥⑦,排开液体的体积相同,盐水的密度最大,弹簧测力计的示数最小,由称重法可知浮力最大,可以得到物体排开液体的体积相同,液体的密度越大,浮力越大。
4.如图所示,是小明探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验步骤。
(1)分析A、B、C三图可知,物块在液体中所受浮力的大小与________有关;
(2)分析________两图可知,物块在液体中所受浮力的大小与液体密度有关;
(3)当物块从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图中能表示出此过程物块所受浮力F1与没入水中深度h关系的图像是________;
(4)该物块的密度为________kg/m3。
【答案】 物体排开液体体积/物体浸入液体中的体积 D、E ② 2.4×103
【详解】(1)[1]分析A、B、C三图可知,液体的密度不变,排开液体的体积不同,拉力不同,说明浮力不等,故物块在液体中所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]探究物块在液体中所受浮力的大小与液体密度的关系,必须控制排开液体的体积和深度相同,故选D、E两图,物块在液体中所受浮力的大小与液体密度有关。
(3)[3]当物块从接触水面开始,到浸没于水中,排开液体的体积变大,浮力变大,直至浸没后,浮力大小不变,在图2中能表示出此过程物块所受浮力F1与没入水中深度h关系的图像是②。
(4)[4]由A图可知,物体的重力为G=2.4N,由C图可知物体浸没在水中弹簧测力计的示数为F=1.4N,此时物体受到的浮力为
F浮=G-F=2.4N-1.4N=1N
由阿基米德原理可得
物体的重力为2.4N,根据G=mg=ρVg可得
浸没时V排=V,解得
该物块的密度为。
5.小明用如下的方案测量了一个水晶挂件的密度:
(1)把天平放在水平桌面上,先_________再调节平衡螺母使天平横梁平衡;
(2)如图A所示,用调节好的天平测出水晶挂件的质量为_________g;
(3)用调节好的天平测出烧杯和适量水的总质量为123.2g。如图B所示用细线拴好水晶挂件,并浸没在水中,挂件与杯底不接触,烧杯中水也不溢出,在右盘中增加1个10g砝码后天平恰好平衡。则挂件排开水的体积为_________cm3;
(4)水晶挂件的密度是___________g/cm3。
【答案】 将游码归零 25.6 10 2.56
【详解】(1)[1]将托盘天平放在水平桌面上,移动游码到标尺上的零刻度线处,再调节平衡螺母,使天平在水平位置平衡。
(2)[2]标尺每一个大格代表1g,每一个小格代表0.2g,所以天平的分度值是0.2g,挂件的质量
(3)[3]用细线拴着挂件浸没在水中,则挂件排开的水的质量为10g,挂件全部浸入水中,则挂件的体积等于其排开的水的体积,则挂件的体积为
(4)[4]水晶挂件的密度是
6.小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N;
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。对此正确的解释是:浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与浸没的深度______;
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______kg/m3;
(4)该实验中用到的主要实验方法是_______。
【答案】 2.4 无关 1.2×103 控制变量法
【详解】(1)[1]由图A知:物体的重力为G=8N,由图E知,此时测力计的示数为F=5.6N,所以,根据称重法可得,物体浸没在盐水中所受的浮力为
F浮=G-F=8N-5.6N=2.4N
(2)[2]由阿基米德原理得,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力不再变化,浮力的大小与深度无关。
(3)[3]由题图的实验操作可知,物体浸没在水中排开水的体积等于物体浸没在盐水中排开盐水的体积等于物体的体积,根据阿基米德原理可得
所以,由称重法和有关实验数据,盐水的密度为
(4)[4]实验探究“影响浮力大小的因素”时,当探究浮力大小与某一个因素的关系时,需控制其它因素不变,因此应用了控制变量法。
7.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。
【答案】 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。
8.探究“影响浮力大小的因素”时,悦悦做了如图所示的实验。请你根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与浸入液体的_______有关;
(2)比较图D和E可知,物体受到的浮力大小与________有关;
(3)比较_________两图可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(4)悦悦又拿了同体积的金属块做了同样实验,如图F、G,可知浮力的大小与物体的________无关。
【答案】(1)体积
(2)液体密度
(3)CD
(4)密度或种类
【详解】(1)图B和图C中,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法测浮力可知,物体受到的浮力不同,故能得出:物体受到的浮力大小与浸入液体的体积有关。
(2)图D和图E中,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法测浮力可知,物体受到的浮力不同,故能得出:物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(3)图C和图D中,物体排开液体的体积相同,液体密度也相同,物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法测浮力可知,物体受到的浮力相同,故能得出:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)悦悦又拿了同体积的金属块做了同样实验,如图F、G所示,与图A、D相比,液体密度相同,物体排开液体的体积也相同,由称重法测浮力可知,金属块完全浸没在水中时受到的浮力也为4N,与图D中物体受到的浮力相同,故能得出:浮力的大小与物体的种类或密度无关。
9.小明验证阿基米德原理的实验如图1所示。
(1)你觉得图1中合理的实验顺序是______;
(2)小明同学在进行图1中B步骤前,应将溢水杯中的水添加至与______相平;接着他在进行B步骤时,物体接触并挤压了容器底部,他测得物体所受的浮力比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)小红同学认为这样的实验步骤比较繁琐,于是对该实验进行了改进;如图2所示,将容器放在升降台上,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积;小红逐渐调高升降台,发现在重物浸没之前,随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计甲示数的变化量______(选填“大于”、“小于”或“等于”)弹簧测力计乙示数的变化量,在这个过程中容器对升降台的压力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)CABD
(2) 溢水口 偏大
(3) 等于 不变
【详解】(1)要先测空桶的重力,再测物体的重力,然后再把物体没入水中,测出物体受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的总重力,防止小桶内残留的水的重力影响实验,故图1中合理的实验顺序是CABD。
(2)[1]应先将溢水杯中的水添加至与杯口相平,这样才能确保将物体排开的液体全部溢出到空桶中。
[2]若物体接触并挤压了容器底部,由力的作用是相互的,容器底部对物体有一个向上的力的作用,测力计的示数将减小,根据
F浮=G-F示
可知,测得的浮力将偏大。
(3)[1]由于重物浸入水中的体积越来越大时,重物受到的浮力变大,溢出水的体积变大,溢出水的质量变大,则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。
[2]将烧杯、水和物体看做一个整体,容器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。
10.如下图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题。
(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到了______力的作用,A、B两图中测力计示数之差等于______,这种测量浮力的方法叫做______;
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与______有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体______有关;
(4)比较______图和______图可说明物体没在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
【答案】(1) 浮 浮力 称重法
(2)排开液体的体积
(3)密度
(4) D E
【详解】(1)[1]A图中测量物体的重力,B图中,物体浸没在水中,测力计的示数变小,物体受到的拉力小于重力,说明物体受到了向上的浮力。
[2]A图中,对物体受力分析,物体受到重力、测力计的拉力作用,即
F拉=GB图中,对物体受力分析,它受到重力、浮力、测力计的拉力作用,即
F拉1+F浮=G
所以两图中测力计示数之差
F拉-F拉1=G-(G-F浮)=F浮
所以两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力。
[3]由于用两次测力计测量的示数相减,来测量物体的浮力,所以这种测量浮力的方法叫做称重法。
(2)观察B、C两图发现,两图中物体排开水的体积不同,测力计的示数不同,则浮力不同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)观察C、D两图发现,液体分别是水和酒精,液体的密度不同,物体排开的液体体积相同,弹簧测力计的示数不同,则物体受到的浮力不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)[1][2]要说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关,则要选择同种液体的烧杯进行实验,并且浸入液体的深度在变化,观察这五个图,只有D、E两图符合,液体都是酒精,物体都完全浸没在酒精中,浸入液体的深度不同,测力计的示数相同,表示两图物体受到的浮力大小相同,则可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
11.物理兴趣小组的同学发现,把物体放入与它密度相等的液体中时,物体可以悬浮在液体中任一深度处。为了验证这一结论,小明用一个橡胶球和盐水进行了如下实验:
步骤一:测量橡胶球的密度
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,并将______拨至称量标尺左侧的零刻度线处。天平平衡后,小明将橡胶球放在左盘,用镊子向右盘中加减砝码,当最小的砝码放到右盘时,指针的偏转情况如图甲所示,则此时小明应该______(填字母代号);
A.向左调节平衡螺母 B.向右调节平衡螺母
C.直接向右移动游码 D.取下最小的砝码,向右移动游码
(2)天平再次平衡后,右盘中的砝码和游码的位置如图乙所示,则橡胶球的质量为______g;
(3)接着,将橡胶球慢慢放入盛有水的量筒中,如图丙所示,读出此时体积为______cm3,然后取出橡胶球,读出剩余水的体积,如图丁所示。测得橡胶球的密度为______g/cm3;
(4)以上步骤测得的橡胶球的密度比实际密度______(选填“偏大”或“偏小”);
步骤二:配制适当密度的盐水
步骤三:将橡胶球放入盐水中
(5)小明将橡胶球放入配制好的盐水中,发现橡胶球慢慢沉入杯底,可知橡胶球所受的重力______(选填“大于”或“小于”)浮力;下一步小明需要往盐水中加适量______(选填“食盐”或“清水”),直至盐水的密度与橡胶球的密度相等,呈现如图戊所示的情景。此时,橡胶球悬浮在盐水中,将其拨到另一位置后,发现橡胶球仍悬浮在盐水中。
【答案】(1) 游码 D
(2)21.2
(3) 80 1.06
(4)偏小
(5) 大于 食盐
【详解】(1)[1]将托盘天平放在水平桌面上,并将游码移至标尺零刻度线处。
[2]测量过程中,出现图甲时,说明砝码加多了,故应取下最小的砝码,向右移动游码。
故选D。
(2)由图乙知,天平标尺分度值0.2g,则橡胶球的质量为m=20g+1.2g=21.2g
(3)[1][2]如图丙所示,读出此时体积为80mL;然后取出橡胶球,读出剩余水的体积,如图丁所示,此时体积为60mL,则橡胶球的体积为
橡胶球的密度为
(4)以上步骤会使得所测体积偏大,根据质量一定时,体积偏大,则密度偏小。
(5)[1]橡胶球放入配制好的盐水中,慢慢沉入杯底,则橡胶球所受的重力大于浮力,橡胶球密度大于盐水密度。
[2]如图戊所示,橡胶球悬浮在盐水中,橡胶球密度等于盐水密度,需要增大盐水密度,故需要往盐水中加适量食盐。
12.在探究“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积是否有关”时,小明选用如图所示的圆柱体A(圆柱体上每一格体积相等,ρA >ρ水)、已调零的弹簧测力计和装有适量水的烧杯等器材进行实验。
(1)以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时记录弹簧测力计的示数为G。
②将圆柱体A的一格浸在水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F。
③____________________________,静止时记录弹簧测力计的示数为F。
④用__________________计算出圆柱体每次受到的浮力F浮,并记入表格。
(2)请画出实验数据记录表格
【答案】(1) 将圆柱体A下部的两个格浸入水中,圆柱体不接触容器 F浮=G-F
(2)
实验次数
圆柱体排开水的体积(格数)
圆柱体的重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
浮力F浮/N
1
2
3
【详解】(1)[1]要探究“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积的关系”,需要控制液体密度相同,改变排开液体的体积,则结合步骤②可知,需要将圆柱体A下部的两个格浸入水中,圆柱体不接触容器,静止时记录弹簧测力计的示数为F;
[2]圆柱体浸入水中时,受到重力、浮力和弹簧测力计的拉力,三力平衡,所以,根据F浮=G-F计算出圆柱体每次受到的浮力F浮,并记入表格。
(2)根据实验步骤可知,需要记录圆柱体排开水的体积(格数)、圆柱体的重力、弹簧测力示数,并算出圆柱体受到的浮力,设计表格如下:
实验次数
圆柱体排开水的体积(格数)
圆柱体的重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
浮力F浮/N
1
2
3
13.爱思考的小张同学,对“阿基米德原理”进行了实验验证。
(1)他首先轻拉弹簧测力计的挂钩,以免与外壳摩擦或卡住;然后对弹簧测力计沿______(选填“竖直”或“水平”)方向进行调零。
(2)小张依次进行图①②的实验,其中图②中测力计示数为______ N。然后他将物块逐渐浸入水中至一定深度处,静止时如图③所示,发现浸没前物块浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数______(选填“变大”“变小”或“不变”);浸没后物块浸入水中的深度逐渐增大时,测力计的示数保持______(选填“变大”“变小”或“不变”)。对此正确的解释是:浸在水中的物体所受浮力的大小随着______的增大而增大。接下来又进行了图④的实验,由图①②③④中数据可知:物块在水中所受浮力大小______(选填“大于”“小于”或“等于”)排开的水所受的重力。
(3)小张同学只将水换为盐水重复如图③④所示的实验,第③④次测力计的示数分别变为、,由此发现在盐水中阿基米德原理依然成立。善于思考的他还发现:在物体排开液体体积相同时,______越大,物体所受的浮力越大。
(4)实验评估:完成实验后,小张对本实验进行了反思,实验时能不能把第①步测空烧杯的重力放在最后测量呢?请你帮小张回答这个问题:______(选填“能”或“不能”),如果能,请回答能换到最后的理由;若不能,请回答不能换到最后的原因:______。
【答案】(1)竖直
(2) 变小 不变 物体排开水的体积 等于
(3)液体的密度
(4) 不能 见解析
【详解】(1)由于要用弹簧测力计测量物体的重力和物体在液体中受到的拉力,且物体的重力和物体在液体中受到的拉力的方向都是在竖直方向上,所以弹簧测力计应在竖直方向上调零。
(2)[1]观察,弹簧测力计分度值为 0.1N,指针指在 1.7N 处,所以测力计示数为 1.7N。
[2][3][4]浸没前物块浸入水中的深度逐渐增大时,物块排开液体的体积逐渐增大,根据阿基米德原理,液体密度不变,排开液体体积增大,浮力增大,由称重法可知,弹簧测力计的示数变小;浸没后物块排开液体的体积不变,浮力不变,所以测力计的示数保持不变。对此正确的解释是:浸在水中的物体所受浮力的大小随着排开液体体积的增大而增大。
[5]由图①可知空烧杯重力,由图④可知烧杯和排开的水总重力,则排开的水所受重力
由图②可知物块重力,由图③可知物块浸没在水中时测力计示数,物块在水中所受浮力
所以物块在水中所受浮力大小等于排开的水所受的重力。
(3)由题中数据可得,物体浸没在水中受到的浮力
物体浸没在盐水的受到的浮力
即,由于盐水密度大于水的密度,且同一物体浸没时排开液体的体积相同,由此可得:在物体排开液体的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[1][2]不能把第①步测空烧杯的重力放在最后测量。若将第①步测空烧杯的重力放在最后测量,实验过程中烧杯可能会残留液体,导致测量的空烧杯重力值偏大,从而使计算出的排开液体的重力不准确,最终影响对“物块所受浮力是否等于排开液体重力”的结论验证。
14.某小组同学在学习了密度知识后,根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮在水面上”的现象,提出猜想1:物块的密度可能会对它浸入水中后的最终状态有影响。于是他们选用体积相同、密度不同的圆柱体A、B、C、D(ρA>ρB>ρ水>ρC>ρD)进行实验。当它们在水中静止时,实验现象如图(a)、(b)、(c)和(d)所示。
(1)分析比较图中______的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当浸入水中的实心圆柱体的密度大于水的密度时,圆柱体最终静止在容器底部;
(2)分析比较图中(c)或(d)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当______时,圆柱体最终漂浮在水面上;分析比较图中(c)和(d)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:______,其露出水面的体积大;由此,该小组同学进一步提出猜想2:漂浮在水面上的实心圆柱体,其露出水面的体积占总体积的比例跟圆柱体的______有关。为继续验证猜想2,他们分别选用若干不同的圆柱体和足够深的水进行实验,并记录圆柱体的密度、总体积及其露出水面的体积在表一、表二和表三中。
表一ρ圆柱体=0.8×103千克/米3
实验序号
露出体积(厘米3)
总体积(厘米3)
1
2
10
2
4
20
3
6
30
表二ρ圆柱体=0.5×103千克/米3
实验序号
露出体积(厘米3)
总体积(厘米3)
4
5
10
5
15
30
6
25
50
表三ρ圆柱体=0.3×103千克/米3
实验序号
露出体积(厘米3)
总体积(厘米3)
7
14
20
8
28
40
9
42
60
进一步综合分析、比较表一、表二、表三的数据,对于猜想2可初步得出的结论:
(a)分析比较表一、表二或表三,可得出初步的结论:______;
(b)分析比较表一、表二和表三,可得出初步的结论:______。
【答案】(1)(a)或(b)
(2) 当浸入水中的实心圆柱体的密度小于水的密度 漂浮在水面上体积相同的实心圆柱体,圆柱体密度小 圆柱体的密度 密度相同(体积不同的)圆柱体漂浮在水中时,露出水面的体积占总体积的比例相同 密度不同的圆柱体漂浮在水中时,密度小的圆柱体的露出体积所占总体积的比例大
【详解】(1)分析比较图(a)和(b)的现象,可知,物体A、B静止在容器底部,由已知,可得出的初步结论是:当浸入水中的实心圆柱体的密度大于水的密度时,圆柱体最终静止在容器底部。
(2)[1]分析比较图(c)和(d)的现象,可知,物体C、D漂浮,由已知ρ水>ρC>ρD,可得出的初步结论是:当浸入水中的实心圆柱体的密度小于水的密度时,圆柱体最终漂浮在水面上。
[2][3]分析比较图(c)和(d)的现象及相关条件,都是漂浮在水面上,实心物块的密度越小,体积越小,实心物块的质量越小,又都是漂浮,受到的浮力越小,排开水的体积越小,露出水面的体积越大,得出结论:漂浮在水面上的不同实心圆柱体,当体积相同时,圆柱体密度小,其露出水面的体积大;(其他答案合理都可)即漂浮在水面上的实心圆柱体,其露出水面的体积占的总体积的比例跟(圆柱体的)密度有关。
[4]分析比较表一或表二或表三数据知道,同种材料、大小不同的圆柱体漂浮在水中时,露出水面的体积占总体积的比例相同。
[5]分析比较表一或表二或表三数据知道,不同材料的圆柱体漂浮在水中时,露出水面的体积占总体积的比例不同,密度小的圆柱体的露出体积所占总体积的比例大。
15.如图所示,小红和小枫为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力大小的关系”,选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材进行实验,按照A、B、C、D的顺序做了如下实验:
实验步骤
A
B
C
D
弹簧测力计示数/N
1.8
1.6
0.5
0.3
(1)按照上述顺序的实验步骤所测________(选填“浮力”或“排开的液体所受重力”)偏小,更合理的实验顺序是_________;从步骤A到步骤B水对溢水杯底部的压强_______(选填“变小”“变大”或“不变”);
(2)按照合理的顺序进行实验,收集测量数据来验证阿基米德原理,设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4,如果关系式________(用题中所给字母表示)成立,即可验证阿基米德原理;
(3)表格中是小红在实验过程中记录的数据,可算出金属块的密度是_______kg/m3,小红根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,而小枫同学认为实验还没有结束,接下来他还要_______(选填数字序号);
① 多次测量取平均值,减小实验中的偶然误差
② 将水换成其他液体重复几次实验,寻求普遍规律,排除实验的偶然性
(4)下列图中,能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中的深度h(物块未接触容器底)关系的图像是_______(选填序号);
(5)实验后小红和小枫又进行了交流,要验证阿基米德原理,金属块________(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中。
【答案】 排开的液体所受重力 DABC 不变 ② 丁 不一定
【详解】(1)[1]图C中将排开的水倒出小桶时,小桶中有水残留,造成测量空小桶的重力偏大,则求得的排开水的重力偏小,即排开液体的重力偏小。
[2]为了避免水残留给实验带来影响,应先测量小桶的重力,最后再测小桶及排开的水的总重力,故合理的实验顺序为DABC。
[3]从步骤A到B,溢水杯中水的深度不变,据,则水对溢水杯底的压强不变。
(2)[4]图A中,弹簧测力计的示数即为金属块的重力,图B中,测力计的示数为金属块浸没水中的示数,则此时金属块所受的浮力;图D中,空小桶的重力为F4,小桶及排开水的总重力为F3,则排开水的重力G排=F3-F4。当F浮=G排,即F1-F2=F3-F4,可验证阿基米德原理。
(3)[5]由表格数据知,金属块的重力为1.8N,浸没水中受到的浮力
F浮=1.8N-1.6N=0.2N
此时排开水的体积等于金属块的体积,据阿基米德原理得
金属块的质量
金属块的密度
[6] 为了避免实验的偶然性,应换用其他液体,重复几次实验,寻求普遍规律,故②正确,①错误。
(4)[7]金属块未浸没前,下表面深度增大,排开水的体积增大,所受的浮力增大,测力计的示数变小,浸没后,下表面深度增大,排开水的体积不变,所受浮力不变,测力计的示数不变,故丁符合题意。
(5)[8]实验中,金属块不管是浸没,还是未浸没,排开水的重力总等于其受到的浮力,所以实验中,金属块不一定浸没水中。
16.实验室提供符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、大烧杯、水和若干体积不同的铝块等器材,请你设计实验探究“浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度是否有关”。要求:
(1)写出主要的实验步骤。
(2)画出记录实验数据的表格。
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)①将铝块悬挂在弹簧测力计下,待铝块静止时,测力计的示数即为铝块受到的重力G,把数据记录在表格中;
②在烧杯中装入适量的水,将铝块浸没在水中且不接触烧杯,待铝块静止时读出弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量此时铝块到水面的距离h,把数据记录在表格中;
③仍使铝块浸没在水中且不接触烧杯,将铝块向下移动一段距离,待铝块静止时读出弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量此时铝块到水面的距离h,把数据记录在表格中;
④利用公式F浮=G-F分别计算铝块受到的浮力F浮,把数据记录在表格中。
(2)表格中需要有铝块的重力、铝块浸没水中的拉力、铝块受到的浮力和铝块到水面的距离,如下表所示
序号
1
2
3
4
5
h/m
G/N
F/N
F浮/N
17.小孟同学出去游玩时看到放入水中的石块沉入水底,而放入水中的泡沫塑料漂浮在水面上。因此猜想:物体在水中受到的浮力大小可能与物体的密度有关。请你帮助小孟设计一个实验进行验证。
实验器材:___________;
实验步骤:__________________;
现象及结论:________________。
【答案】 见解析 见解析 见解析
【详解】[1]实验器材:要探究浮力大小与物体的密度是否有关,要控制物体排开液体的体积相同,因此需要体积相同的铜块和铁块,以及弹簧测力计、水、烧杯、细棉线。
[2]实验步骤:1、用弹簧测力计测出铜块和铁块的重力为 G1、G2;
2、用弹簧测力计分别挂着铜块和铁块浸没在水中,记录弹簧测力计的示数分别为 F1、F2。
[3]现象及结论:若
G1-F1=G2-F2
说明浮力的大小与物体的密度无关;
若
G1-F1≠G2-F2
说明浮力的大小与物体的密度有关。
18.如图甲所示,周末小彤参加了“穿越重庆山脊—寻找沧海桑田的地质秘密”的科普活动。小彤带着在江北嘴江滩拾得的鹅卵石回到实验室,并用鹅卵石来“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”,同时测量鹅卵石的密度。
(1)鹅卵石排开水的重力可以利用______(用图乙中的序号表示)两个步骤得到;若图乙中四个测量值、、、满足关系式:______,则可以验证阿基米德原理;
(2)小彤进行实验并把数据记录在表格中,若某次数据如下:
实验步骤
A
B
C
D
测量值
弹簧测力计示数
0.3
2.7
1.8
1.2
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力______N,若某次数据记录时小彤发现,则造成这种结果的原因可能是______(填正确选项前的字母):
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤C时,鹅卵石没有完全浸入水中
(3)由(2)问的数据可计算出鹅卵石的密度为______。
(4)科普活动中小彤还获得了一块奇特的大石头,放入水中会漂浮,小彤想要测量其密度,思考设计了以下步骤来测量这块奇石的密度:
①水杯中加入适量的水,放入奇石,待液面静止后立即在液面位置作标记A;
②用细铁丝将奇石压入水中至浸没,待液面静止后立即在液面位置作标记B;
③取出奇石,用滴液管往水杯注水,待液面到达标记A时停止滴液,滴入40滴水;
④继续用滴液管注水,待液面到达标记B时,又滴入60滴水。
假设滴液管每次滴入的液体体积相等且奇石不吸水,通过以上数据可计算得出奇石的密度为______,若考虑到奇石取出带水,会导致奇石密度测量______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) AD F2-F3
(2) 0.9 A
(3)3
(4) 0.4 偏大
【详解】(1)[1]步骤 A:测量空桶的重力F1。 步骤 D:测量桶加上排开的水的总重力F4。鹅卵石排开水的重力G排=F4-F1
故鹅卵石排开水的重力G排 可以利用AD(用图乙中的序号表示)两个步骤得到。
[2]由步骤BC,根据称重法可得物体受到的浮力
据阿基米德原理,浸在流体中的物体受到的浮力等于其排开流体的重力可得
故若图乙中四个测量值F1 、F2 、F3 、F4 满足关系式
则可以验证阿基米德原理。
(2)[1]由步骤BC,根据称重法可得物体受到的浮力
[2]A.如果溢水杯中的水没有装到溢水口,当鹅卵石浸入水中时,部分水可能没有溢出,这会导致测量得到的排开水的重力G排偏小,从而使得 F浮 大于G排,故A符合题意;
B.如果鹅卵石没有完全浸入水中,那么它排开的水量会小于完全浸没时排开的水量。这会导致浮力F浮偏小,而不是偏大,故B不符合题意。
故选A 。
(3)步骤B可以测出物块的质量
步骤AD可以测出排开水的体积
鹅卵石的密度
(4)[1]奇石在水中漂浮,浮力等于重力,奇石的质量
奇石的体积
奇石的密度
[2]若考虑到奇石取出带水,则nA偏大,奇石的密度
故会导致奇石密度测量偏大。
19.小秦在生活中观察到木头一般会漂浮在水面上,而铁块一般会沉到水底,由此小秦猜想物体所受浮力的大小与物体的密度有关,于是小秦决定通过实验来验证他的猜想,请你帮助小秦完成实验设计。
(1)实验器材:烧杯、水、___________、____________的铁块和铝块;
(2)实验步骤;___________;
(3)实验结论:___________。
【答案】 弹簧测力计 体积相同 见解析 见解析
【详解】(1)[1][2]实验器材:弹簧测力计;体积相同的铁块和铝块。
(2)[3]将铁块和铝块分别挂在弹簧测力计下测出其重力分别为和,之后分别将铁块和铝块通过弹簧测力计完全浸入水中,并记录对应的弹簧测力计的示数分别为和,则铁块所受的浮力,铝块所受的浮力为。
(3)[4]若说明小明的猜想是错误的,反之则说明小明的猜想是正确的。
20.某实验小组做探究金属块浸没在水中所受的浮力大小和金属块排开水的重力的关系的实验,按照下面顺序做实验;请将下面记录实验数据的表格的内容补充完整,并写出实验结论。(图中弹簧测力计示数已经标出,实验结论可以用式子表示)
(1)实验步骤如下:
A.如图乙,用测力计测出物体所受的 _______;
B.如图丙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出测力计的示数。同时,用小桶收集排开的水;
C.如图丁,测出 ________;
D.如图甲,测出空桶的重力;
(2)请将表格补充完整。
空桶重/N
金属块重/N
金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数/N
金属块受到的浮力/N
桶和桶中的水的总重/N
金属块排开的水所受的重力/N
0.3
2.2
1.4
______
1.1
______
(3)分析实验数据,可得出实验结论是:___________。
【答案】 重力 小桶和溢出水的总重力 0.8 0.8 见解析
【详解】(1)[1][2]A.如图乙,用测力计测出物体所受的重力;
B.如图丙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出测力计的示数。同时,用小桶收集排开的水;
C.如图丁,测出小桶和溢出水的总重力;
D.如图甲,测出空桶的重力。
(2)[3]金属块受到的浮力为
金属块排开的水所受的重力为
(3)[4]由实验数据知金属块受到的浮力等于金属块排开的水所受的重力,即
21.小东实验时发现塑料块漂浮在水面而铁块沉入水底,他猜想“浮力的大小跟物体的密度有关”。现有满足实验要求的实验器材:体积相同的塑料块和铁块各一个、细线、已调零的弹簧测力计、量筒、烧杯、足够多的水。请你从中选用适当的器材帮助他设计实验,探究“浮力的大小跟物体的密度是否有关”。已知塑料块的密度为ρ塑料=0.9×103kg/m3,铁块的密度为ρ铁=7.9×103kg/m3。请写出主要实验步骤。
【答案】见解析
【详解】实验步骤:(1)用细线拴住铁块和体积相同的塑料块挂在弹簧测力计下(铁块位置靠下),测出总重力;
(2)将铁块浸没在烧杯的水中不与容器底壁接触,读出弹簧测力计的示数F1;
(3)利用公式算出铁块所受的浮力;
(4)继续将塑料块也浸没在烧杯的水中(铁块和塑料块均不与烧杯接触),读出弹簧测力计的示数F2;
(5)利用公式算出塑料块所受的浮力。
比较发现,说明浮力的大小跟物体的密度无关。
22.实践小组的同学发现当牙膏皮卷成一团时能沉入水底,当将其做成中空状时,反而又会漂浮在水面上,于是猜想浮力的大小可能与物体的形状有关,请你选择合适的器材(可供选择的器材有弹簧测力计,细线,有水的烧杯,橡皮泥,天平,量筒),设计实验对上述猜想进行验证。
(1)实验器材:___________;
(2)实验步骤:___________;
(3)实验结论:___________。
【答案】 弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水 见解析 物体在液体中受到的浮力与物体的形状无关
【详解】(1)[1]根据题意可知,实验需要的器材有:弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水。
(2)[2]①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上,测出橡皮泥重G。
②将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F1。
③改变橡皮泥形状,将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F2。
④再改变橡皮泥形状,将橡皮泥浸没水中,记下测力计的示数F3。
⑤分析实验数据,得出结论。
(3)[3]实验可发现,②③④步的测力计示数一样,根据称重法可知,橡皮泥受到的浮力相等,故可得:物体在液体中受到的浮力与物体的形状无关。
23.密度计是一种测量液体密度的工具。常用密度计由密封的玻璃管制成,玻璃管底部装有小铅丸,如图A所示。
(1)将密度计放入待测液体中,处于静止状态时,它所受的浮力________自身重力。密度计排开液体的体积越大,待测液体的密度越________。
(2)实验室有一套密度计,其中甲、乙两支密度计所用玻璃管完全相同,量程却不同(甲量程,乙量程),如图B。
①测量甲密度计的质量,如图C所示,为________g。
②观察对比甲、乙密度计,推算乙密度计的总质量为________g。
(3)若要制造一支比甲密度计测量范围更大,量程为的密度计,可以________(选填“增大”或“减小”)玻璃管横截面积。
【答案】(1) 等于 小
(2) 14.4 16
(3)增大
【详解】(1)[1]密度计放入待测液体中,漂浮在液面,处于平衡状态。密度计在竖直方向受到两个力的作用:竖直向下的重力和竖直向上的浮力,是一对平衡力,所受的浮力等于自身的重力。
[3]密度计放入待测液体中处于漂浮状态,所受浮力等于自身重力,其重力保持不变,所受的浮力也不变,根据阿基米德原理可知,浮力一定时,排开液体的体积越大,液体的密度越小。
(2)[1]由图C可知,甲密度计的质量
[2]甲密度计的重力
由图B所示知,将甲密度计放入密度为0.9g/cm的液体中排开的体积与将乙密度计放入密度为1.0g/cm的液体中排开的体积相等,根据阿基米德原理有,即,所以,乙密度计的重力
乙的质量
(3)密度计的质量不变,则重力不变,密度计放入液体中所受的浮力也不变,而为了制造一支量程为的密度计,液体的密度更小,密度计需要排开液体的体积会更大,密度计浸入液体中的体积变大,所以可增大玻璃管的横截面积来达到目的。
24.小明利用18cm长的吸管、细铜丝、铅丸、石蜡等材料自制密度计。制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器,现有250mL的量筒和400mL的烧杯供选择,小明应选择 ________ 。小明在吸管内塞入铅丸或铜丝作为配重,再用石蜡封口。铅丸或铜丝作为配重的作用是能使密度计在液体中_________ 。改进后小明将密度计放入水中,用刻度尺测出吸管露出水面的长度是10.8cm,小明将该密度计放入某液体中,吸管露出液面的长度为9cm。则此液体的密度为 ___________kg/m3。
【答案】 250mL的量筒 竖直漂浮
【详解】[1]由于该吸管制成的密度计高度较高,而400mL的烧杯底面积较大、高度相对较小;当把该密度计放入盛有液体的烧杯中时,密度计可能接触底部,密度计不能正常使用,所以制作密度计的过程中,需要一个盛放液体的容器应该是250mL的量筒。
[2]在吸管内塞入铅丸或铜丝,是为了让密度计的重心降低,从而能竖直漂浮在液体中。
[3]设密度计的底面积为,已知吸管露出水面的长度是10.8cm,所以吸管浸入水中的深度为
浸入液体中的深度为
则,即:
解得。
25.为了将所学知识应用到实际生活中去,某同学设计了一个测量碗的密度的探究实验,实验步骤及实验数据如图。请你根据实验数据,填写计算结果:(已知:ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)碗的体积为___________cm3;
(2)碗的质量为___________g;
(3)碗的密度为___________g/cm3.
【答案】 30 60 2
【详解】(1)[1]由图甲知,水的体积V1=500mL,由图丙知,碗和水的总体积V3=530mL,碗的体积
V=V3-V1=530mL-500mL=30mL=30cm3
(2)[2]由图乙知,水与碗排开水的总体积V2=560mL,碗所排开水的体积
V排=V2-V1=560mL-500mL=60mL=60cm3
碗所排开水的质量
m水=ρ水V排=1g/cm3×60cm3=60g
碗漂浮在水面上时,碗受竖直向下的重力G碗=m碗g,竖直向上的浮力F浮=m水g,处于平衡状态,由平衡条件得G碗=F浮,即m碗g=m水g,所以
m碗=m水=60g
(3)[3]碗的密度
26.如图所示是小明探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验装置(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
(1)分析数据可知,金属块浸没在水中时受到的浮力为___________N;
(2)比较A、C、D三次实验,可以探究浮力与物体浸没在液体中的深度___________(填“有关”或“无关”);
(3)比较A、B、C三次实验,可以探究浮力与物体浸在液体中的___________有关;
(4)比较A、D、___________三次实验,可以探究浮力与液体密度的关系;
(5)若先完成步骤C,再完成步骤A,则测得的浮力将___________(填“偏大”或“偏小”);
(6)用获得的数据求出盐水的密度为___________kg/m3;
(7)小明发现,金属块浸没在不同液体中,弹簧测力计的示数也不同,于是他将上述实验中的弹簧测力计和金属块制成了可测量液体密度的密度计。该密度计的“0”刻度线应标在___________N刻度处,在弹簧测力计1N刻度处标上“___________g/cm3”。该密度计刻度是___________(均匀的/不均匀)。在测量时,若金属块未浸没于液体中就读数,则测量结果___________(偏大/偏小/不影响)。若换用另一个质量相同但体积更小(这里是否要换成密度更大)的金属块重新制作液体密度计,则量程将___________(变大/变小/不变)。
【答案】(1)2
(2)无关
(3)体积
(4)F
(5)偏大
(6)1.2×103
(7) 4.8 1.9 均匀的 偏小 变大
【详解】(1)根据称重法测浮力得,金属块浸没在水中时受到的浮力为
(2)由A、C、D三次实验可知,当金属块浸没在水中的深度增加时,弹簧测力计的示数没有发生变化,所以浮力与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)由A、B、C三次实验可知,当排开液体的体积增加时,弹簧测力计示数在减小,金属块所受浮力增加,所以物体所受浮力与物体浸在液体中的体积有关。
(4)探究浮力与液体密度的关系时,根据控制变量法可知,需要改变液体的密度,保持排开液体的体积不变,由图可知,应比较A、D、F三组实验。
(5)从步骤C中取出的金属块会沾有一部分水,再进行步骤A时,会使得弹簧测力计示数偏大,即金属块的重力偏大,由得,测得的浮力会偏大。
(6)根据称重法测得,在盐水中所受的浮力为
由得,在水中排开液体的体积为
盐水的密度为
(7)[1]密度计竖直漂浮在液体时,所受浮力等于自身的重力,所以当弹簧测力计示数为4.8N时,密度计所受浮力为0,液体密度为0,所以密度计的“0”刻度线应标在4.8N刻度处。
[2]当弹簧测力计示数为1N时,物体所受浮力为
由得,液体的密度为
所以在弹簧测力计1N刻度处标上。
[3]由得,当金属块全部浸没在液体时,排开液体的体积等于物体的体积,所以液体的密度为
因金属块的密度、体积和g都是常量,则液体的密度和弹簧测力计的示数成一次函数的关系,故该密度称的刻度是均匀的。
[4]在测量时,若金属块未浸没于液体中就读数,根据阿基米德原理可知,浮力减小,弹簧测力计示数变大,由可知,液体的密度偏小,即测量结果偏小。
[5]若换用另一个质量相同但体积更小、密度更大的金属块,由可知,液体密度计的量程将变大。
27.小明的妈妈有一块玉石挂坠,小明想测量这块玉石的密度。利用如图所示的器材和记号笔以及足量的水(含取水工具,水的密度为),请你帮他设计一个精确测量玉石挂坠密度的实验方案。(挂坠上的细绳质量和体积忽略不计)要求:
(1)写出主要的实验步骤及所需测量的物理量;
(2)写出玉石密度的数学表达式(用已知量和测量量表示)。
【答案】(1)见解析
(2)
【详解】(1)因为没有天平,利用漂浮条件求得挂坠的重力,则步骤如下:①在量筒中装入适量的水,记下体积V1;②将挂坠浸没在量筒的水中,记下体积V2;③使用剪刀把小矿泉水瓶剪开,取瓶底做成小桶,将挂坠放入小桶中;④往大玻璃杯中加入适量的水,使装有挂坠的小桶漂浮在玻璃杯的水面上,并记下水面在小桶上的位置;⑤取出挂坠,往小桶中加水,使桶外水面到达所记位置,注意水面快到达标记处时用胶头滴管滴加水。⑥将桶中的水倒入量筒,测出桶中水的体积V3。
(2)漂浮时,步骤④和步骤⑤中小桶受到的浮力等于小桶和筒内物体的总重力。桶中加入水后,玻璃杯中的水面在小桶的同一标记处,则两次排开水的体积相等,由阿基米德原理知,两次的浮力相等,所以总重力相等,故挂坠的重力等于倒入小桶中水的重力,由G=mg知,挂坠的质量等于倒入小桶中水的质量,即m=m水=ρ0V3
挂坠的体积为V=V2-V1
所以挂坠的密度未
28.“一滴独流醋,十里运河香”。薛悟理同学活动课上想测量天津独流醋的密度,老师提供如下器材:一把刻度尺、一个正方体木块(表面经处理后不吸水),两个烧杯,一块抹布,足量的水(已知水的密度为)。请你利用上述器材帮助他设计一个实验方案,测出醋的密度。要求:
(1)写出主要实验步骤及需要测量的物理量;
(2)写出醋密度的数学表达式。(用已知量和测得量表示)
【答案】(1)
见详解
(2)
【详解】(1)实验中无法直接测量醋的质量及体积,所以可以利用木块漂浮时,排开液体的重力等于木块的重力,再根据阿基米德原理求出醋的密度。具体的实验步骤如下:
①将正方体木块放入盛水的烧杯中,待其静止漂浮后,用刻度尺测出木块浸入水中的深度h1(水面到木块下表面的垂直距离);
②用抹布擦干木块表面的水,将木块轻轻放入盛醋的烧杯中,待其静止漂浮后,用刻度尺测出木块浸入醋中的深度h2。
(2)设正方体木块的边长为a,在水中漂浮时,根据物体的浮沉条件以及阿基米德原理可得,木块的受到的浮力为①
在醋中漂浮时,同理可得,②
由①②可得,
所以醋的密度表示式为
29.实验台上有满足实验要求的器材:如图所示的圆柱体A(已知,每格体积为)、已调零的弹簧测力计和装有适量水的烧杯。请你利用上述实验器材,设计实验证明:浸在水中的物体,排开水的体积越大,所受浮力越大。要求:(1)写出实验步骤(可画示意图辅助说明);(2)画出实验数据记录表。
【答案】见解析
【详解】(1)实验步骤:
①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下,静止时,用弹簧测力计测出圆柱体A所受的重力G,并记入实验表格;
②将圆柱体A下部的一格浸入烧杯的水中,圆柱体不接触烧杯,静止时,用弹簧测力计测出此时的拉力F,将圆柱体排开水的体积和F,记入实验表格;
③仿照步骤②,再做两次实验,每次分别将圆柱体A下部的两格、三格浸入水中,将各次圆柱体排开水的体积和弹簧测力计的拉力F,记入实验表格;
④根据公式,分别计算3次圆柱体所受浮力,并记入实验表格。
(2)实验数据记录表:
30.如图所示是“探究浮力的大小与它排开液体所受重力的关系”,小米进行了以下实验:
(1)图1中你觉得最合理的实验顺序是______;
(2)图1中小石块浸没于水中受到的浮力______ N,被排开的水所受的重力______ N。比较和的关系,可知:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小______(选填“大于”“小于”或“等于”)它排开的液体所受的重力。
(3)经进一步计算可知,石块体积______。
(4)图2中弹簧测力计的示数______(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)丁、甲、乙、丙
(2) 1 1 等于
(3)
(4)小于
【详解】(1)为了防止由于沾水导致重力的测量值偏大,应先测量小桶及石块的重力,所以,应先测量出小空桶的重力,用测力计测量出石块的重力,再将石块慢慢浸没在装满水的溢水杯中溢出的水流入小桶内,记下此时测力计的示数,最后再测量出小桶和溢出水的重力,故合理的实验顺序是丁、甲、乙、丙。
(2)[1]由图甲、乙,根据称重法测浮力知石块所受的浮力。
[2]由丙、丁可知:石块排开的水所受的重力。
[3]由实验结果可知,石块受到的浮力和排开水的重力都是1N,所以可得出结论,浸在液体中的物体受到的浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(3)由阿基米德原理知排开水的体积,即石块体积。
(4)盐水密度大于水的密度,由阿基米德原理知,浸没在以盐水中时物体受到的浮力较大,由称重法可知图2中弹簧测力计的示数小于。
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