内容正文:
实验专题10 探究浮力大小与哪些因素有关
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·时空导航·网络构建 2
03·考点通关·靶向突破 3
考点1 探究浮力大小与哪些因素有关 3
教材·知识夯基
1.探究浮力大小与哪些因素有关
中考·考法聚焦
考法1 考查探究浮力大小与哪些因素有关
04·优题精选·练能提分 5
命题新趋势
· 1、考查方法深入化:对科学探究方法的考查日益精细——控制变量法的灵活应用、转换法的深刻理解、称重法(F浮=G-F拉)的准确应用,已成为区分度的重要标尺。控制变量法是本实验的核心支柱,学生需要准确识别每次对比实验中保持不变的因素和改变的因素。
· 2、 图像分析常态化:从传统的表格数据记录,升级为F-h图像、F-t图像、浮力随深度变化图像的深度分析。图像分析题中,拉力图像和浮力图像是近年中考的高频出题模式,要求考生能从图像中成功提取重力、浮力、物体高度、体积、密度等多维信息。
· 3、 实验方案精细化:对操作细节的考查日益深入——弹簧测力计调零方向、溢水杯是否装满、物体是否与容器底接触、多次实验的目的等,已成为必考考点,要求学生具备严谨的科学思维。
· 4、应用场景广泛化:从实验室走进生活——轮船、潜水艇、密度计、浮力秤等应用情境大量嵌入,实现从“知识验证”到“真实问题解决”的能力提升。
命题预测
· 【模型一】猜想、器材与基础操作:模型本质:正确选择实验器材并进行规范操作,这是实验成功的前提和基础。
· 【模型二】探究浮力与排开液体体积的关系:模型本质:在液体密度和深度等条件不变的前提下,改变物体浸入液体的体积(排开液体的体积),观察弹簧测力计示数变化,从而得出浮力大小与排开液体体积的关系。
· 【模型三】探究浮力与液体密度的关系:模型本质:保持排开液体的体积(通常让物体完全浸没)和物体不变,只改变液体的密度,比较浮力的变化。
· 【模型四】探究浮力与浸没深度的关系:模型本质:在保持物体、液体密度相同的条件下,改变物体浸没在同种液体中的深度,观察弹簧测力计示数变化。
· 【模型五】结合F-h/F-t图像综合分析:模型本质:将实验过程与F拉-h(F拉-t)图像深度融合,考查从图中提取关键数据的能力。
· 【模型六】阿基米德原理的验证实验:模型本质:当通过称重法和溢水法直接测量物体排开液体的重力,验证F浮 = ρ液gV排。
· 【模型七】浮力大小与物体(本身体积、材质)有无关系:模型本质:除了探究V排、液体密度外,还需要明确浮力大小与物体自身因素是否有关。
· 【模型八】生活应用与拓展实验:模型本质:将浮力知识迁移到生活实际应用中,考查迁移应用能力。
考点1 探究浮力大小与哪些因素有关
【课标要求】探究浮力大小与哪些因素有关。
1.探究浮力大小与哪些因素有关
【实验思路】
浮力的大小可能与浸在液体中物体的体积、液体的密度等因素有关。要探究浮力的大小是否与这些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中一个量的关系,其他的量要保持不变。
【实验器材】
弹簧测力计、物体(不吸水、密度比液体密度大)、细绳、烧杯、水、盐水
【实验过程】
1.为探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关,可以逐渐增大物体浸在液体中的体积,观察和记录浮力大小的变化。
2.为探究浮力的大小是否与液体的密度有关,可以把同一个物体浸没在不同的液体中,测量并记录浮力的大小。
【实验结论】
物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就越大。
【交流与反思】
(1)控制变量法:①探究浮力大小和排开液体体积的关系时,控制液体密度不变,改变漫入的体积;②探究浮力大小和液体密度的关系时,控制排开液体体积不变,改变液体密度;③探究浮力大小和浸没深度的关系时,控制排开液体的体积和液体密度不变,改变浸没的深度
(2)浮力的计算方法:F浮=G物-F示
(3)浮力的方向与大小判断:竖直向上,弹簧测力计示数变小时,浮力变大
(4)物体所受浮力的大小与物体本身的形状、密度均无关
(5)多次测量的目的:避免偶然性,寻找普遍规律
(6)实验图像分析
F示-h和F浮-h图像分析:物体浸没前,浸入液体的深度变大,浸入液体的体积变大,浮力变大,弹簧测力计的示数变小;物体浸没后,入液体的深度变大,浸入液体的体积不变,浮力不变,弹簧测力计的示数不变。
(7)阿基米德原理的应用:①测固体密度:由如图a、c操作分别测出物体所受重力G和浸没在水中所受到的浮力F,固体密度;
②测液体密度:由如图a、c、e操作分别测得物体浸没在两种液体中所受到的浮力F水和F液,液体密度
1.【考查探究浮力大小与哪些因素有关】(2025·云南·中考真题)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐______,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和______;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重______N,c、d中物块所受浮力均为______N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度______关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力______。分析b、______三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是______。
【答案】(1) 变大 排开液体的体积
(2) 3.8 1.4 无
(3) 越大 e、f
(4)见解析
【详解】(1)[1]a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,通过称重法计算可知,铁块受到的浮力逐渐变大,说明浮力与深度有关。
[2]铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,通过称重法计算可知,浮力不变,说明浮力与深度无关。
(2)[1]由图b可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是3.8N,物块的重力是3.8N。
[2] c、d中物块所受拉力都是2.4N,物块所受浮力均为F浮c= F浮d=G-Fc=3.8N-2.4N=1.4N
[3]c、d图中物块浸入液体中的深度不同,浮力相同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(3)[1] b、d、e三次实验,e图中物体排开液体的体积最大,弹簧测力计的示数最小,由称重法可知浮力最大,可以得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2]探究浮力和液体的密度的关系,保持排开液体的体积相同,液体的密度不同,选择b、e、f三次实验,e、f图中弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力不同,可以得到排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系。
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。
(1)实验时,应先将弹簧测力计在_______方向调零;
(2)乙图中物体所受浮力为_______N;
(3)请你分析实验数据,判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关,并说明理由。_____________
【答案】(1)竖直
(2)0.4
(3)无关,见解析
【详解】(1)本实验中弹簧测力计测量的是竖直方向的力,故实验前需要将弹簧测力计沿竖直方向调零。
(2)由称重法可知乙图中物体所受浮力为F浮=G-F乙=1.4N-1.0N=0.4N
(3)由图丙和图丁可知,物体浸没在不同深度时,弹簧测力计示数不变,由称重法可知浮力不变,说明物体所受浮力的大小跟物体浸没的深度无关。
2.(2026·江苏苏州·一模)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)根据A与C、D实验可得:浮力大小与___________有关;
(2)可以计算出盐水的密度为___________kg/m3;
(3)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是___________。
【答案】(1)液体密度
(2)
(3)没有重新测量瓶和沙子的总重力
【详解】(1)A、C、D实验中,物体完全浸没时排开液体的体积相同,只有液体密度不同,浮力大小不同,因此可得:浮力大小与液体密度有关。
(2)根据称重法计算浮力,物体重力,浸没在水中时浮力
根据阿基米德原理,得物体体积
浸没在盐水中时浮力
由于排开体积不变,可得盐水的密度
(3)验证浮力和物体的密度是否有关,将瓶子中的沙子倒掉一些后瓶和沙子的总重力减小,应该重新测量瓶和沙子的总重力,这个重新测量的总重力与测力计示数之差等于塑料瓶受到的浮力。
3.(2026·甘肃兰州·模拟预测)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:
Ⅰ液体的密度;Ⅱ物体受到的重力;Ⅲ物体的形状;Ⅳ物体排开液体的体积。
(1)如图甲用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想______(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
(2)为了研究猜想Ⅰ和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为______N。进一步分析a、b、c三次实验,可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力______(选填“有关”或“无关”)。
②比较序号______的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)由以上实验可以测出盐水的密度为______g/cm3(g取10N/kg,)。
【答案】(1)Ⅳ
(2) 1 无关 a、d、e
(3)1.2
【详解】(1)易拉罐按入水中越深,排开液体的体积越大,浮力越大,支持猜想Ⅳ(物体排开液体的体积)。
(2)因为A的重力为,图a中拉力为,因此浮力为
a、b、c中物体重力不同,但浮力均为1N ,说明浮力与物体重力无关。
探究浮力与液体密度的关系,需控制排开体积、物体重力相同,改变液体密度,选a、d、e三次实验。
(3)因为物体A浸没水中所受的浮力为
所以其排开水的体积为
又因为浸没盐水中所受的浮力为
所以盐水的密度为
4.(2026·山东聊城·一模)在探究浮力的大小和哪些因素有关系时,物体所受的重力为,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图①②③⑤所示;
(1)由实验可知,物体浸没在水中所受的浮力为___________。
(2)③图中的弹簧测力计的示数应为___________,说明由②状态到③状态物体所受的浮力___________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)对比___________两次实验,可以得到浮力的大小和液体密度有关。
(4)根据如图所示的实验数据,可以计算物体的体积为___________。盐水的密度为___________。(结果保留一位小数,水的密度是)
(5)为了研究浮力的大小是否和物体的形状有关,同学们继续实验:拿来两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成形状不同的实心物体放入水中,如图⑤⑥所示,此时弹簧测力计的示数不相同,由此得出浮力的大小和物体形状有关,小明同学认为此实验结论不合理,原因是__________。
【答案】(1)1.4
(2) 3.4 不变
(3)③④
(4) 1.1
(5)没有控制物体排开液体的体积相同
【详解】(1)根据称重法测浮力
已知物体重力,物体完全浸没在水中时拉力为3.4N,因此
(2)[1][2]从②到③,物体排开水的体积不变,根据,物体所受浮力不变,故③的示数也为3.4N;
(3)探究浮力和液体密度的关系时,需要控制排开液体的体积相同,改变液体密度,③浸没在水中,④浸没在盐水中,排开体积相同,液体密度不同,因此对比③④两次实验。
(4)[1]物体浸没在水中时,体积等于排开水的体积
[2]物体浸没在盐水中,浮力
因此盐水密度
(5)探究浮力与物体形状的关系,必须控制液体密度和排开液体的体积相同,⑥中橡皮泥没完全浸入水中,没有控制排开液体的体积相同,因此结论不合理。
5.(2026·河北沧州·二模)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),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),并将其示数记录在表中:
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.6
(1)实验步骤A中弹簧测力计的读数为_____N;
(2)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;
(3)若要探究浮力大小与液体密度的关系,应分析比较实验步骤A、E和F,可初步得出结论:其他条件相同时,液体密度越大,物体所受浮力越_____(选填“大”或“小”)。已知水的密度为,则步骤F中盐水的密度为_____;
(4)小明选用了与物体甲密度不同的物体乙进行实验,他将物体乙逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图G所示位置时(做上标记),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体乙后(乙带出的水忽略不计),小明又将物体甲缓慢浸入水中,他在水面上升到_____(选填“点之上”“点”或“点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其他同学认为小明的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是_____(选填序号)。
①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
②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
③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
【答案】(1)2.7
(2)A、D、E
(3) 大
(4) h点 ②
【详解】(1)由A图所示,测力计分度值为0.1N,由第A次实验中弹簧测力计示数可知物体的重力为2.7N。
(2)分析比较A、D、E可知,D、E物体排开水的体积相同,D、E物体浸没在液体中的深度不同,由称重法,浮力大小相等,故浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)[1]分析实验步骤A、E、F可知,E、F排开液体的体积相同,但液体的密度不同,由称重法得,E、F中物体受到的浮力不同,F液体密度较大,弹簧测力计示数较小,所受浮力较大,故可初步得出结论:其他条件相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
[2]物块浸没在水中受到的浮力为
物块浸没在盐水中受到的浮力为
物块浸没在水中和盐水中排开的体积均为
F中盐水的密度
(4)[1]小明将物体乙缓慢浸入水中,在水面上升到h点保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,读取弹簧测力计的示数。判断浮力的大小与物体密度是否有关。
[2]①选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,没有保证排开液体的体积相同,故①不符合题意;②选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同,故②符合题意;③选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,没有保证排开液体的体积相同,故③不符合题意。故选②。
6.(2026·辽宁铁岭·一模)某小组同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”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。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水()
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,实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是________N。
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”);分析_________(填序号)三个实验步骤可知,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;分析实验步骤a、d、e可知,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________。
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将________(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)盐水的密度为________g/cm3;
【答案】(1)2.2
(2) 无关 a、b、c 越大
(3)偏大
(4)1.1
【详解】(1)根据称重法,浮力等于物体在空气中的重力减去在液体中弹簧测力计的示数。由图a可知金属块重力,由图e可知金属块浸没在盐水中时弹簧测力计示数,则金属块浸没在盐水中时受到的浮力
(2)[1]分析实验步骤a、c、d,液体都是水,即液体密度相同,金属块都是完全浸没,排开液体体积相同,只是浸没深度不同,而弹簧测力计示数都是,根据称重法可知浮力相同,所以在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
[2]探究在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,需要控制液体密度相同,改变排开液体的体积,a中金属块未浸入液体,b中部分浸入,c中完全浸入,所以分析a、b、c三个实验步骤可知在同种液体中,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
[3]分析实验步骤a、d、e,金属块都是完全浸没,排开液体的体积相同,d中是水,e中是盐水,盐水密度大于水的密度,e中弹簧测力计示数更小,根据称重法可知e中浮力更大,所以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。
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,金属块沾有水,会导致测得的重力偏大,根据称重法,不变,偏大,则测得的浮力将偏大。
(4)由图a、d可知,金属块浸没在水中时受到的浮力
根据阿基米德原理,可得金属块的体积
金属块浸没在盐水中时排开盐水的体积
由图a、e可知金属块浸没在盐水中受到的浮力
再根据阿基米德原理,可得盐水的密度
7.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)小颖利用甲图装置探究“浮力大小和什么因素有关”。柱体每一层的体积均是,将物体逐层浸入液体中,每一次测力计对应的示数如图甲所示。
(1)弹簧测力计在使用前要在___________方向上调零;
(2)A图中弹簧测力计的示数为___________N;
(3)通过比较___________三次实验,得出浮力大小和液体密度有关;
(4)请结合甲图中的数据,在乙图中画出F浮-V浸关系图像;
(5)分析图像,得出浮力大小和物体浸在液体体积的定量关系,结论为:___________。
【答案】(1)竖直
(2)6
(3)AEF
(4)
(5)液体密度一定时,浮力大小与物体浸在液体中的体积成正比
【详解】(1)本实验中弹簧测力计测量竖直方向的拉力,因此使用前需要在竖直方向调零,消除弹簧自身重力对测量的影响。
(2)由A图可知,弹簧测力计分度值为,指针指在刻度线处,因此示数为,即柱体重力为。
(3)根据控制变量法,探究浮力与液体密度的关系时,需要控制物体浸在液体中的体积相同,改变液体密度:A测柱体重力,E、F中柱体浸入液体体积相同,液体密度不同,因此选择A、E、F三次实验。
(4)根据称重法计算出不同浸入体积对应的浮力,描点连线即可,最终得到过原点的倾斜直线,据此作图。
(5)图像为过原点的倾斜直线,因此可得定量结论:同种液体中,浮力大小与物体浸在液体中的体积成正比。
8.(2026·山东烟台·一模)小丽同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,发现手中的弹簧测力计损坏了,她利用刻度均匀的杠杆和两个相同的钩码(每只重0.5N)替代弹簧测力计顺利完成了该实验。以下是她的实验探究过程:
(1)如图①所示,将物体G挂在A点,两只钩码挂在B点时,杠杆在水平位置平衡;
(2)如图②所示,将物体G部分浸入水中,两只钩码移到C点时,杠杆在水平位置平衡;
(3)如图③所示,将物体G浸没于水中,两只钩码移到D点时,杠杆在水平位置平衡;
(4)如图④所示,将物体G浸没于盐水中,两只钩码移到E点时,杠杆在水平位置平衡。分析与论证:
分析比较(1)、(2)、(3)可得:物体G所受浮力大小与___________有关;
分析比较(1)、(3)、(4)可得:物体G所受浮力大小与___________有关;
根据题中信息计算盐水的密度___________() 。
【答案】 排开液体体积 液体密度
【详解】比较(1)、(2)、(3)三次实验,物体G浸入的液体都是水,但排开液体的体积不同,杠杆平衡时钩码的力臂也不同,由分析可得物体G所受浮力大小不同。所以物体G所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
比较(1)(3)(4),物体均浸没,排开液体体积相同,液体分别是水和盐水,密度不同,钩码位置不同,说明浮力不同,所以物体G所受浮力大小与液体的密度有关。
设杠杆上一小格长度为L,由图知,,,,,
由①杠杆的平衡条件可得
解得
图③中物体G浸没在水中时,根据杠杆平衡条件
根据称重法可知在物体G浸没在水中的浮力
由阿基米德原理可得
因物体浸没,所以物体G的体积
图④中物体G浸没在盐水中时,根据杠杆平衡条件
根据称重法可知在物体G浸没在盐水中的浮力
由④根据阿基米德原理有
9.(2026·山东枣庄·一模)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,请回答下列问题:
(1)为了观察物体逐渐放入水中时浮力的变化情况,弹簧测力计吊着物体要匀速、缓慢向下放,使物体处于________状态;
(2)实验时小明发现从物体接触水面到完全浸没前的过程中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力逐渐________(选填“增大”“减小”或“不变”),据此,小明认为物体受到的浮力改变是因为物体浸入水中的深度增大;而小华则认为浮力改变是因为物体浸入水中的体积增大。根据图a、图c和图d的实验,证明________的想法是错误的;
(3)比较图d与图e可以探究浮力大小跟________的关系;
(4)图e中盐水的密度是________(,);
(5)若物体浸没在液体中,物体的底部不小心碰到容器的底部,则测得的浮力值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(6)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F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”)。
【答案】(1)平衡
(2) 增大 小明
(3)液体密度
(4)
(5)偏大
(6)②
【详解】(1)物体放入水中时,弹簧测力计吊着物体要匀速、缓慢向下放,则物体处于平衡状态,此时弹簧测力计的示数稳定,才能准确求出物体受到的浮力。
(2)[1]从物体接触水面到完全浸没前的过程中,弹簧测力计的示数逐渐变小,由称重法可知物体受到的浮力逐渐增大。
[2]根据图a、图c和图d的实验,液体密度相同,物体排开液体体积相同,弹簧测力计示数相同,由称重法可得物体受到的浮力相同,但物体A浸入的深度不同,说明浮力的大小与物体浸入水中的深度无关,证明小明的想法是错误的。
(3)比较图d与图e,排开液体的体积相同,液体的密度不同,探究浮力大小跟液体密度的关系。
(4)物体浸没在水中的浮力
物体的体积
物体浸没在盐水中的浮力
盐水的密度
(5)若物体浸没在液体中,物体的底部不小心碰到容器的底部,弹簧测力计的示数会变小,由称重法可知浮力会偏大。
(6)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),排开液体体积先增大后不变,根据可知,浮力先增大后不变,所以此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是②。
10.(2026·河南郑州·一模)随着我国“奋斗者”号等深海探测器的多次成功下潜,小明对浮力产生了浓厚的兴趣。为了探究浮力的大小究竟跟哪些因素有关,小明在实验室利用圆柱体金属块、弹簧测力计等器材进行了模拟实验,如图所示。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是________N。
(2)分析______三图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(3)小明想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力________第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到浮力的大小与其形状有关。小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片________的改变,忽视了__________对浮力大小的影响。
(4)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是________。
A. B.
C. D.
(5)通过图中提供的实验数据计算得出,圆柱体的体积为_________,盐水的密度为_________(,g取10N/kg)。
【答案】(1)2
(2)甲丁戊
(3) 小于 形状 物体排开液体的体积
(4)D
(5)
【详解】(1)由甲图可知弹簧测力计分度值为0.2N,金属块重力;金属块浸没在水中时拉力,根据称重法,金属块浸没在水中时受到的浮力
(2)探究浮力与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积相同,改变液体密度,因此选甲、丁、戊三图进行分析,丁中金属块浸没在水、戊中浸没在盐水,排开体积相同,液体密度不同。
(3)[1]第一次铁片下沉时浮力小于重力,第二次漂浮时浮力等于重力,所以第一次所受浮力小于第二次所受浮力。
[2][3]形状的改变致使铁片排开液体的体积发生了变化,因此,小明只关注形状的变化,忽视了物体排开液体的体积的变化,结论自然不可靠。
(4)圆柱体下表面到水面距离h增大时:未完全浸没时,h越大,排开液体的体积越大,浮力越大,弹簧测力计示数,因此F逐渐减小;完全浸没后,h增大,排开液体的体积不变,浮力不变,因此F保持不变。规律为:F从等于重力开始,先减小后不变,故选D。
(5)[1][2]金属块浸没水中时,金属块的体积
由图戊可知,金属块浸没盐水中时,金属块受到的浮力
则盐水的密度
11.(2026·河南洛阳·一模)伊伊和川川一起探究浮力的大小与哪些因素有关。
(1)伊伊根据生活经验提出以下猜想:①可能与液体的密度有关;②可能与物体的密度有关;③可能与物体浸入液体的深度有关。川川发现用手把一个空矿泉水瓶压入水中,矿泉水瓶浸入的体积越大越费力,于是川川猜想:④浮力的大小可能与物体浸在液体中的__________有关。
(2)把物体挂在弹簧测力计下进行实验,图丙中的物体受到的浮力是_____N。
(3)将物体浸没在盐水中如图丁所示,比较甲、丙、丁图可知:浮力大小与液体的_____有关。通过计算得出所用盐水密度为_____g/cm3。(g取10N/kg)
(4)探究“物体在浸没前,所受的浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关”时,川川选择了如图戊所示的器材(其中物块均分为9等份),实验步骤如下,请补充完整。
a.用弹簧测力计测出物块重力G。
b.弹簧测力计挂在物块的长边正中心,使整个物块的浸入水中,如图戊,记下弹簧测力计的示数F1。
c.弹簧测力计挂在物块的________________ ,使整个物块的浸入水中,记下弹簧测力计的示数F2。
d.如果____________(用测量的物理量字母表达),则物体在浸没前,物体所受的浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
【答案】(1)体积
(2)2
(3) 密度 1.2
(4) 短边正中心
【详解】(1)压空矿泉水瓶时,矿泉水瓶浸入水中的体积越大,越费力,说明受到的浮力越大,因此川川猜想浮力大小和物体浸在液体中的体积有关。
(2)图甲中弹簧测力计分度值为,读出物体重力,根据称重法,丙中物体受到的浮力
(3)甲、丙、丁中,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,浮力不同,因此可得:浮力大小与液体的密度有关;
物体浸没在水中时,排开体积等于物体体积
物体浸没在盐水中,浮力
则盐水密度
(4)探究“浸没前浮力与浸入深度的关系”,需要控制排开液体体积不变,改变浸入深度;本实验中,第一次挂长边正中心、让体积浸入,第二次只需改挂物块的短边正中心,仍让体积浸入,即可保证排开体积相同、浸入深度不同。
若两次拉力相等,即,说明两次浮力相等,可得出结论:物体浸没前,所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
12.(2026·湖北十堰·一模)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:A.液体的密度;B.物体受到的重力;C.物体的形状;D.物体排开液体的体积。
(1)如图甲,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持猜想_____(选填“A”“B”“C”或“D”)。
(2)为了研究猜想,用体积相同的、、三个圆柱体,测得重力分别为、和,然后进行如图乙所示的实验。计算得出、、所受浮力_____(选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:_____。
(3)为了研究猜想,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同的形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。同学小红认为该结论不可靠,主要原因是_____。
小红为了用量筒测出橡皮泥的密度,进行了如图丁所示操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为;
②将橡皮泥捏成碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为;
③将橡皮泥用细长针按入水中,使其沉到量筒底部,此时读数为。
④橡皮泥的密度_____(用、、、表示)。
【答案】(1)D
(2) 相等 浮力的大小与物体受到的重力无关
(3) 没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)易拉罐浸入水中越深,排开水的体积越大,手越吃力说明浮力越大;该过程液体密度不变,改变了排开液体的体积,因此支持猜想D。
(2)[1][2]三个圆柱体体积相同,重力分别为、和,均完全浸没在水中,根据称重法计算,可得三个圆柱体所受浮力均为,浮力相等;实验中控制了排开体积、液体密度相同,仅改变物体重力,浮力不变,因此结论:浮力的大小与物体受到的重力无关。
(3)[1]要探究浮力的大小与物体形状的关系,要控制浸入的体积和液体密度都相同,只改变形状,比较浮力的大小,实验中没有控制排开液体的体积相同。
[2]密度推导: 橡皮泥沉底时,自身体积
漂浮时浮力等于重力
得质量
因此密度
13.(2026·山东济南·一模)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明猜想浮力大小可能与以下因素有关:①液体的密度;②物体受到的重力;③物体的形状;④物体排开液体的体积
(1)如图甲所示,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中体积越大,手会感觉越吃力,这个事实可以支持猜想___________(填序号);
(2)为了研究猜想②,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验,通过计算得出A、B、C所受浮力,可得出初步结论:物体所受浮力的大小与物体受到的重力___________(选填“有关”或“无关”);
(3)为了研究猜想③,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同的形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关,小红认为该结论不可靠,主要原因是_______;
(4)利用浮力知识可直接测量液体密度,小红以一根吸管和配重为材料,制作了简易密度计,并开展了如图丁所示的实验操作。当该吸管竖直漂浮于不同液体中时,在吸管上标记出对应液面的刻度线,即可直接读取液体的密度数值。图示两种刻度的标示合理的是________(选“A”或“B”),要使简易的密度计上两刻度线之间的距离大一些,你的方法是_________(写出一条即可)。
【答案】(1)④
(2)无关
(3)没有控制排开液体的体积相同
(4) A 减小密度计的横截面积
【详解】(1)用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中体积越大,即排开液体的体积越大,手会感觉越吃力,说明浮力越大,这个事实可以支持猜想④物体排开液体的体积。
(2)根据称重法,在a实验中,;
在b实验中,;
在c实验中,。
A、B、C三个圆柱体体积相同,排开液体体积相同,液体都是水即密度相同,它们重力不同但所受浮力相等,所以可得出初步结论:物体所受浮力的大小与物体受到的重力无关。
(3)探究浮力大小与物体形状的关系时,应控制液体密度和排开液体的体积相同,只改变物体形状。图丙实验中,将两块相同的橡皮泥做成不同形状进行实验时,没有控制排开液体的体积相同,所以得出浮力的大小与物体形状有关的结论不可靠。
(4)[1]密度计漂浮在液体中,根据漂浮条件,密度计重力不变,则在不同液体中受到的浮力不变。由可知,液体密度越大,排开液体体积越小。所以密度计刻度特点是上小下大,A的刻度标示合理。
[2]根据,要使两刻度线之间的距离大一些,即让h的变化更明显,在和变化一定时,可减小密度计的横截面积,这样相同体积变化时,高度变化更明显。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$
实验专题10 探究浮力大小与哪些因素有关
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 1
02·时空导航·网络构建 2
03·考点通关·靶向突破 3
考点1 探究浮力大小与哪些因素有关 3
教材·知识夯基
1.探究浮力大小与哪些因素有关
中考·考法聚焦
考法1 考查探究浮力大小与哪些因素有关
04·优题精选·练能提分 5
命题新趋势
· 1、考查方法深入化:对科学探究方法的考查日益精细——控制变量法的灵活应用、转换法的深刻理解、称重法(F浮=G-F拉)的准确应用,已成为区分度的重要标尺。控制变量法是本实验的核心支柱,学生需要准确识别每次对比实验中保持不变的因素和改变的因素。
· 2、 图像分析常态化:从传统的表格数据记录,升级为F-h图像、F-t图像、浮力随深度变化图像的深度分析。图像分析题中,拉力图像和浮力图像是近年中考的高频出题模式,要求考生能从图像中成功提取重力、浮力、物体高度、体积、密度等多维信息。
· 3、 实验方案精细化:对操作细节的考查日益深入——弹簧测力计调零方向、溢水杯是否装满、物体是否与容器底接触、多次实验的目的等,已成为必考考点,要求学生具备严谨的科学思维。
· 4、应用场景广泛化:从实验室走进生活——轮船、潜水艇、密度计、浮力秤等应用情境大量嵌入,实现从“知识验证”到“真实问题解决”的能力提升。
命题预测
· 【模型一】猜想、器材与基础操作:模型本质:正确选择实验器材并进行规范操作,这是实验成功的前提和基础。
· 【模型二】探究浮力与排开液体体积的关系:模型本质:在液体密度和深度等条件不变的前提下,改变物体浸入液体的体积(排开液体的体积),观察弹簧测力计示数变化,从而得出浮力大小与排开液体体积的关系。
· 【模型三】探究浮力与液体密度的关系:模型本质:保持排开液体的体积(通常让物体完全浸没)和物体不变,只改变液体的密度,比较浮力的变化。
· 【模型四】探究浮力与浸没深度的关系:模型本质:在保持物体、液体密度相同的条件下,改变物体浸没在同种液体中的深度,观察弹簧测力计示数变化。
· 【模型五】结合F-h/F-t图像综合分析:模型本质:将实验过程与F拉-h(F拉-t)图像深度融合,考查从图中提取关键数据的能力。
· 【模型六】阿基米德原理的验证实验:模型本质:当通过称重法和溢水法直接测量物体排开液体的重力,验证F浮 = ρ液gV排。
· 【模型七】浮力大小与物体(本身体积、材质)有无关系:模型本质:除了探究V排、液体密度外,还需要明确浮力大小与物体自身因素是否有关。
· 【模型八】生活应用与拓展实验:模型本质:将浮力知识迁移到生活实际应用中,考查迁移应用能力。
考点1 探究浮力大小与哪些因素有关
【课标要求】探究浮力大小与哪些因素有关。
1.探究浮力大小与哪些因素有关
【实验思路】
浮力的大小可能与浸在液体中物体的体积、液体的密度等因素有关。要探究浮力的大小是否与这些量有关,需要逐次探究,每次探究浮力的大小与其中一个量的关系,其他的量要保持不变。
【实验器材】
弹簧测力计、物体(不吸水、密度比液体密度大)、细绳、烧杯、水、盐水
【实验过程】
1.为探究浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关,可以逐渐增大物体浸在液体中的体积,观察和记录浮力大小的变化。
2.为探究浮力的大小是否与液体的密度有关,可以把同一个物体浸没在不同的液体中,测量并记录浮力的大小。
【实验结论】
物体在液体中所受浮力的大小,与它浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,所受的浮力就越大。
【交流与反思】
(1)控制变量法:①探究浮力大小和排开液体体积的关系时,控制液体密度不变,改变漫入的体积;②探究浮力大小和液体密度的关系时,控制排开液体体积不变,改变液体密度;③探究浮力大小和浸没深度的关系时,控制排开液体的体积和液体密度不变,改变浸没的深度
(2)浮力的计算方法:F浮=G物-F示
(3)浮力的方向与大小判断:竖直向上,弹簧测力计示数变小时,浮力变大
(4)物体所受浮力的大小与物体本身的形状、密度均无关
(5)多次测量的目的:避免偶然性,寻找普遍规律
(6)实验图像分析
F示-h和F浮-h图像分析:物体浸没前,浸入液体的深度变大,浸入液体的体积变大,浮力变大,弹簧测力计的示数变小;物体浸没后,入液体的深度变大,浸入液体的体积不变,浮力不变,弹簧测力计的示数不变。
(7)阿基米德原理的应用:①测固体密度:由如图a、c操作分别测出物体所受重力G和浸没在水中所受到的浮力F,固体密度;
②测液体密度:由如图a、c、e操作分别测得物体浸没在两种液体中所受到的浮力F水和F液,液体密度
1.【考查探究浮力大小与哪些因素有关】(2025·云南·中考真题)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐______,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和______;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重______N,c、d中物块所受浮力均为______N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度______关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力______。分析b、______三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是______。
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。
(1)实验时,应先将弹簧测力计在_______方向调零;
(2)乙图中物体所受浮力为_______N;
(3)请你分析实验数据,判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关,并说明理由。_____________
2.(2026·江苏苏州·一模)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)根据A与C、D实验可得:浮力大小与___________有关;
(2)可以计算出盐水的密度为___________kg/m3;
(3)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是___________。
3.(2026·甘肃兰州·模拟预测)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:
Ⅰ液体的密度;Ⅱ物体受到的重力;Ⅲ物体的形状;Ⅳ物体排开液体的体积。
(1)如图甲用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持以上猜想______(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
(2)为了研究猜想Ⅰ和Ⅱ,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验:
①序号a的实验中物体A所受的浮力为______N。进一步分析a、b、c三次实验,可得出初步结论:浮力的大小与物体的重力______(选填“有关”或“无关”)。
②比较序号______的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
(3)由以上实验可以测出盐水的密度为______g/cm3(g取10N/kg,)。
4.(2026·山东聊城·一模)在探究浮力的大小和哪些因素有关系时,物体所受的重力为,当把物体逐渐浸在水中和盐水中时弹簧测力计的示数如图①②③⑤所示;
(1)由实验可知,物体浸没在水中所受的浮力为___________。
(2)③图中的弹簧测力计的示数应为___________,说明由②状态到③状态物体所受的浮力___________。(选填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)对比___________两次实验,可以得到浮力的大小和液体密度有关。
(4)根据如图所示的实验数据,可以计算物体的体积为___________。盐水的密度为___________。(结果保留一位小数,水的密度是)
(5)为了研究浮力的大小是否和物体的形状有关,同学们继续实验:拿来两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成形状不同的实心物体放入水中,如图⑤⑥所示,此时弹簧测力计的示数不相同,由此得出浮力的大小和物体形状有关,小明同学认为此实验结论不合理,原因是__________。
5.(2026·河北沧州·二模)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),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),并将其示数记录在表中:
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.6
(1)实验步骤A中弹簧测力计的读数为_____N;
(2)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;
(3)若要探究浮力大小与液体密度的关系,应分析比较实验步骤A、E和F,可初步得出结论:其他条件相同时,液体密度越大,物体所受浮力越_____(选填“大”或“小”)。已知水的密度为,则步骤F中盐水的密度为_____;
(4)小明选用了与物体甲密度不同的物体乙进行实验,他将物体乙逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图G所示位置时(做上标记),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体乙后(乙带出的水忽略不计),小明又将物体甲缓慢浸入水中,他在水面上升到_____(选填“点之上”“点”或“点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其他同学认为小明的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是_____(选填序号)。
①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
②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
③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.(2026·辽宁铁岭·一模)某小组同学在“探究浮力的大小与哪些因素有关”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。
实验器材有:弹簧测力计、烧杯、金属块、水、盐水()
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,实验步骤如图a、b、c、d、e所示(液体均未溢出),并将弹簧测力计的示数记录下来。
(1)分析数据可知,金属块浸没在盐水中时受到的浮力大小是________N。
(2)分析实验步骤a、c、d可知,在同种液体中,物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度________(选填“有关”或“无关”);分析_________(填序号)三个实验步骤可知,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;分析实验步骤a、d、e可知,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________。
(3)若先完成步骤c,再完成步骤a,则测得的浮力将________(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)盐水的密度为________g/cm3;
7.(2026·黑龙江哈尔滨·一模)小颖利用甲图装置探究“浮力大小和什么因素有关”。柱体每一层的体积均是,将物体逐层浸入液体中,每一次测力计对应的示数如图甲所示。
(1)弹簧测力计在使用前要在___________方向上调零;
(2)A图中弹簧测力计的示数为___________N;
(3)通过比较___________三次实验,得出浮力大小和液体密度有关;
(4)请结合甲图中的数据,在乙图中画出F浮-V浸关系图像;
(5)分析图像,得出浮力大小和物体浸在液体体积的定量关系,结论为:___________。
8.(2026·山东烟台·一模)小丽同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,发现手中的弹簧测力计损坏了,她利用刻度均匀的杠杆和两个相同的钩码(每只重0.5N)替代弹簧测力计顺利完成了该实验。以下是她的实验探究过程:
(1)如图①所示,将物体G挂在A点,两只钩码挂在B点时,杠杆在水平位置平衡;
(2)如图②所示,将物体G部分浸入水中,两只钩码移到C点时,杠杆在水平位置平衡;
(3)如图③所示,将物体G浸没于水中,两只钩码移到D点时,杠杆在水平位置平衡;
(4)如图④所示,将物体G浸没于盐水中,两只钩码移到E点时,杠杆在水平位置平衡。分析与论证:
分析比较(1)、(2)、(3)可得:物体G所受浮力大小与___________有关;
分析比较(1)、(3)、(4)可得:物体G所受浮力大小与___________有关;
根据题中信息计算盐水的密度___________() 。
9.(2026·山东枣庄·一模)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,请回答下列问题:
(1)为了观察物体逐渐放入水中时浮力的变化情况,弹簧测力计吊着物体要匀速、缓慢向下放,使物体处于________状态;
(2)实验时小明发现从物体接触水面到完全浸没前的过程中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明浮力逐渐________(选填“增大”“减小”或“不变”),据此,小明认为物体受到的浮力改变是因为物体浸入水中的深度增大;而小华则认为浮力改变是因为物体浸入水中的体积增大。根据图a、图c和图d的实验,证明________的想法是错误的;
(3)比较图d与图e可以探究浮力大小跟________的关系;
(4)图e中盐水的密度是________(,);
(5)若物体浸没在液体中,物体的底部不小心碰到容器的底部,则测得的浮力值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(6)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F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”)。
10.(2026·河南郑州·一模)随着我国“奋斗者”号等深海探测器的多次成功下潜,小明对浮力产生了浓厚的兴趣。为了探究浮力的大小究竟跟哪些因素有关,小明在实验室利用圆柱体金属块、弹簧测力计等器材进行了模拟实验,如图所示。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是________N。
(2)分析______三图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(3)小明想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力________第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);
②小明得出:物体受到浮力的大小与其形状有关。小明得出错误结论的原因是:他只关注了铁片________的改变,忽视了__________对浮力大小的影响。
(4)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是________。
A. B.
C. D.
(5)通过图中提供的实验数据计算得出,圆柱体的体积为_________,盐水的密度为_________(,g取10N/kg)。
11.(2026·河南洛阳·一模)伊伊和川川一起探究浮力的大小与哪些因素有关。
(1)伊伊根据生活经验提出以下猜想:①可能与液体的密度有关;②可能与物体的密度有关;③可能与物体浸入液体的深度有关。川川发现用手把一个空矿泉水瓶压入水中,矿泉水瓶浸入的体积越大越费力,于是川川猜想:④浮力的大小可能与物体浸在液体中的__________有关。
(2)把物体挂在弹簧测力计下进行实验,图丙中的物体受到的浮力是_____N。
(3)将物体浸没在盐水中如图丁所示,比较甲、丙、丁图可知:浮力大小与液体的_____有关。通过计算得出所用盐水密度为_____g/cm3。(g取10N/kg)
(4)探究“物体在浸没前,所受的浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关”时,川川选择了如图戊所示的器材(其中物块均分为9等份),实验步骤如下,请补充完整。
a.用弹簧测力计测出物块重力G。
b.弹簧测力计挂在物块的长边正中心,使整个物块的浸入水中,如图戊,记下弹簧测力计的示数F1。
c.弹簧测力计挂在物块的________________ ,使整个物块的浸入水中,记下弹簧测力计的示数F2。
d.如果____________(用测量的物理量字母表达),则物体在浸没前,物体所受的浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
12.(2026·湖北十堰·一模)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小华猜想浮力的大小可能与以下因素有关:A.液体的密度;B.物体受到的重力;C.物体的形状;D.物体排开液体的体积。
(1)如图甲,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中越深,手会感觉越吃力。这个事实可以支持猜想_____(选填“A”“B”“C”或“D”)。
(2)为了研究猜想,用体积相同的、、三个圆柱体,测得重力分别为、和,然后进行如图乙所示的实验。计算得出、、所受浮力_____(选填“相等”或“不相等”),可得出初步结论:_____。
(3)为了研究猜想,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同的形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关。同学小红认为该结论不可靠,主要原因是_____。
小红为了用量筒测出橡皮泥的密度,进行了如图丁所示操作:
①在量筒中加入适量的水,此时读数为;
②将橡皮泥捏成碗形,轻放入量筒中,使其漂浮在水面上,此时读数为;
③将橡皮泥用细长针按入水中,使其沉到量筒底部,此时读数为。
④橡皮泥的密度_____(用、、、表示)。
13.(2026·山东济南·一模)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明猜想浮力大小可能与以下因素有关:①液体的密度;②物体受到的重力;③物体的形状;④物体排开液体的体积
(1)如图甲所示,用手把空的易拉罐按入水中,易拉罐浸入水中体积越大,手会感觉越吃力,这个事实可以支持猜想___________(填序号);
(2)为了研究猜想②,用体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验,通过计算得出A、B、C所受浮力,可得出初步结论:物体所受浮力的大小与物体受到的重力___________(选填“有关”或“无关”);
(3)为了研究猜想③,将两块相同的橡皮泥(不吸水且不溶于水)分别做成不同的形状,进行如图丙所示实验,此时两弹簧测力计的示数不同,得出浮力的大小与物体形状有关,小红认为该结论不可靠,主要原因是_______;
(4)利用浮力知识可直接测量液体密度,小红以一根吸管和配重为材料,制作了简易密度计,并开展了如图丁所示的实验操作。当该吸管竖直漂浮于不同液体中时,在吸管上标记出对应液面的刻度线,即可直接读取液体的密度数值。图示两种刻度的标示合理的是________(选“A”或“B”),要使简易的密度计上两刻度线之间的距离大一些,你的方法是_________(写出一条即可)。
17 / 18
学科网(北京)股份有限公司
$