期末复习实验之探究浮力大小与排开液体所受重力的关系专项练习-2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-24
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第2节 阿基米德原理 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.22 MB |
| 发布时间 | 2026-05-24 |
| 更新时间 | 2026-05-24 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58013665.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦阿基米德原理实验探究,通过15道题系统覆盖实验操作、误差分析及结论验证,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|实验操作与步骤|5题(如步骤排序)|考查流程合理性,强调控制变量|从原理(F浮=G排)到规范操作,构建实验逻辑|
|误差分析与结论验证|7题(如溢水杯未装满影响)|分析操作缺陷影响,验证结论普适性|通过误差分析深化原理适用条件理解,培养科学论证能力|
|拓展应用|3题(如测金属密度)|结合原理解决实际问题,延伸至密度计算|从原理验证到应用,体现物理观念的迁移与应用|
内容正文:
期末物理复习 实验之
探究浮力大小与排开液体所受重力的关系专项练习
1.小熙想探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)上述实验步骤中,存在的错误是:______;若没有纠正这个错误,所测浮力______影响(选填“受”或“不受”);
(2)实验步骤如图(a)所示,甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为由图甲和丁可知物体受到的浮力______;
(3)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图(b)所示:
①若A示数变化量为,B示数变化量为,则它们的大小关系是______;
②若将物体缓慢取出(带出水可忽略),将塑料袋浸入溢水杯。将塑料袋内的水倒入溢水杯中,此过程中,溢水口______(选填“有”或“没有”)水溢出。
2.如图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程示意图。请根据图示完成该实验。
(1)图B中存在的错误是___________;
(2)纠正错误后,继续实验,图C中圆柱体受到的浮力F浮=___________N;
(3)实验中测量得圆柱体排开水所受的重力G排=1.2N;
(4)实验结果表明:浸没在水中的物体受到的浮力___________(选填“大于”“等于”或“小于”)物体排开水所受的重力。
(5)实验交流中,甲同学说“承接溢出的水的杯子必须是干燥的”,乙同学说“该实验中圆柱体部分浸入水也可以探究”,两人的说法___________(选填“甲对乙错”、甲错乙对”、“都正确”或“都错误”)。
3.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶等器材,按照如图所示步骤,探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。图中数值为测力计示数。
(1)C图中石块受到的浮力为______N;
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸没在水中的物体所受浮力的大小______(选填“大于”“等于”或“小于”)排开水的重力;
(3)利用实验数据可知石块的密度为______(保留一位小数);
(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,其他步骤操作相同,则他们______(选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论;
(5)为了得到更普遍的结论需继续进行实验,下列操作中不合理的是______。
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浓盐水进行实验
C.用原来的方案将石块换成铁块进行实验
4.下图所示的是小涛同学探究“浮力的大小与石块排开液体所受重力关系”的实验。
【分析论证】
(1)上面操作过程错误的是___________(填序号),正确的做法是___________。
(2)纠正错误后继续实验,④中石块受到的浮力___________N。
(3)石块排开的水所受的重力___________N。
(4)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力___________物体排开水所受的重力。
(5)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求平均值
B.用原来的方案将水换成酒精再进行实验
C.用原来的方案将石块换成体积不等的铁块再进行实验
【拓展】
(6)小涛同学在做实验时还发现,在石块浸没后继续下降的过程中(未接触容器底部),弹簧测力计的示数不再变化。这说明物体所受浮力大小与___________无关。
5.利用弹簧测力计,物体A、溢水杯等器材探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,某小组的同学进行了如图所示的操作:
(1)若之间满足________的关系,则可以得出物体A所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论。
(2)以下情况不会影响实验结论的是( )
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口
B.只将物体A的一部分浸在水中
C.图乙中物体触碰到了容器底部
(3)物体A从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出的弹簧测力计示数F随物体A浸入深度h变化的关系图象如图戊所示。分析图像可得:当物体A刚好浸没时,其下表面所受水的压强为________Pa,物体A的密度是________。()
6.在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,某小组的同学进行了如图所示的操作:
(1)实验的最佳顺序是____________;
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙 D.甲、丁、乙、丙
(2)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____________;
(3)以下情况会影响结论的是____________;
A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口 B.图乙中物体未全部浸没在水中
(4)若将图乙中的水换成盐水(),物体受到的浮力将____________(选填“变大”“变小”或“不变”);
(5)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____________(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
7.小闽同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程及有关数据如图1所示。
(1)金属块浸没在水中所受的浮力是________N;
(2)观察B、C、D、E图(填图的序号)可得出金属块受到的浮力大小与________有关;
(3)观察E、F两图实验,在煤油中金属块受到的浮力更________。
(4)小闽还想在实验室中验证阿基米德原理:
小闽用石块按如图实验步骤依次进行实验。由图2可知,石块排开水的重力G排=________N,发现,造成这种结果的原因不可能的是________(填字母);
A.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B.进行步骤C前,溢水杯中水未装满
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
8.某实验小组利用弹簧测力计、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)如图甲所示的四个实验步骤,合理的实验顺序是___________;
(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___________(填代号)两个步骤测出
(3)由以上步骤可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于___________;
(4)另一实验小组在步骤甲的操作中,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(3)相同的结论;
(5)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将铝块缓慢浸入溢水杯的水中直至到达如图乙所示的位置,铝块所受的浮力___________,溢水杯底所受水的压力将___________(选填“变大”或“变小”或“不变”);
(6)小明若要探究浮力大小与物体形状是否有关,他将小石块砸掉了一小块,剩余部分浸没在水中,观察弹簧测力计的示数是否变化,从而得出结论,他的做法是___________(选填“合理”或“不合理”)的。
9.某学习小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小烧杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)实验中测得石块受到的浮力大小为多大?( )
(2)通过分析图中序号为______的实验数据可计算出石块排开水的重力,得到的结论是什么______?
(3)组内一位同学又找来能够漂浮在水面上的木块进行了如图⑤⑥⑦所示的实验,分析实验数据,请判断漂浮在水面上的物体受到的浮力大小是否遵从以上结论。( )
10.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”)
11.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材按照如图所示的步骤,探究物体所受浮力大小与排开液体所受重力的关系。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)为方便操作和减小测量误差,该实验最合理的操作步骤应该是( )
A.甲、丙、乙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.丙、甲、乙、丁 D.甲、乙、丙、丁
(2)由以上步骤可知,浸在水中的物体所受浮力的大小________(选填“大于”、“等于”或“小于”)排开水的重力;
(3)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中合理的是( )(选填字母);
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)另一实验小组在图乙的操作中,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”)得到与上述(2)相同的结论。
12.某小组利用图中装置,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)如C图所示,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;
(2)由______两图可以测出物体排开水所受重力的大小;
(3)由以上步骤可初步得出的结论是:浸在液体中的物体所受的浮力等于被物体排开的液体的______;
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中合理的是______;
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.用原来的方案将水换成盐水进行实验
(5)小明在实验中,没有将石块完全浸在水中,则他们______(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
13.小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)你认为实验最合理的顺序是______。
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是______。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______。
(3)以下情况会影响实验结果的是______。
A.图乙中物体碰到溢水杯的底部
B.图乙中物体未全部浸没在水中
C.溢水杯中的水未装满
(4)乙图中,若弹簧测力计与合金块之间的绳子断了,合金块沉底,合金块对杯底的压力为______N,溢水杯对桌面的压力增大了______N。
(5)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”)
14.如1 图,探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验。
(1)此实验操作的最合理顺序是_______;
(2)圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力为________N,分析数据可得,物体所受浮力的大小跟_________相等;
(4)若甲步骤操作中,圆柱体接触到烧杯底部且对烧杯底部有力的作用,其他步骤操作不变,则______(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(5)利用(3)的实验结论测量某实心金属块的密度,实验步骤如2图:
①让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如2图A;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为12ml,如2图B;
③将烧杯中12ml水倒干,从水中取出金属块并擦干,再将溢水杯的水加满至如2 图C;
④将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为36ml,如2 图 D; 则被测金属块的密度是________ kg/m3。
15.为了探究“物体所受的浮力跟它排开液体的重力的关系”,小明同学利用弹簧测力计,溢水杯,小桶,实心物块,水等进行了如图所示的实验。
(1)从步骤C到步骤 D的过程中,弹簧测力计的示数_________,物块所受的浮力_________(选填“变大”、“变小”或“不变”) ;
(2)步骤B中,放入物块之前,若溢水杯中的水未装满,那么会导致_________(选填“物块所受浮力”或“排开水的重力”)测量有误差;
(3)通过分析实验步骤__________,可知物块浸没在水中时所受浮力为_________ N;
(4)由以上数据可求得物块的密度为_________ kg/m3;
(5)如图所示,同组的小华同学改用电子秤和已知密度为的液体来测另一物体的密度。
①将溢水杯盛满水,把物体缓慢放入溢水杯中,物体漂浮,静止后用电子秤测出溢出水的质量为m1;
②将溢水杯盛满已知密度的液体,把物体缓慢放入溢水杯中,物体沉底,静止后用电子秤测出溢出液体的质量为m2;
③物体的密度的表达式为___________。(用已知物理量和所测物理量表示)
试卷第1页,共3页
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《期末物理复习 实验之探究浮力大小与排开液体所受重力的关系专项练习-2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案
1. 溢水杯中水没有灌满 不受 = 没有
【详解】(1)[1]由图乙可知,实验前没有将溢水杯中的水灌满,故错误之处是:没有将溢水杯中的水灌满。
[2]所测浮力等于物体的重力减去浸在水中时的拉力,即
与溢水杯中水量无关,所以所测浮力不受影响。
(2)[3]浮力等于排开液体所受重力,即由图甲和丁可知物体受到的浮力为
(3)[4]A中物体所受浮力等于排开液体所受重力,为A测力计示数变化量,即为浮力;为测力计B的变化量,即为排开水所受重力,所以=。
[4]塑料袋内的水的重力等于溢出水的重力,所以将塑料袋内的水倒入溢水杯中,此过程中溢水口不会有水溢出。
2. 溢水杯未装满水 1.2 等于 甲错乙对
【详解】[1]本实验需要让物体排开的水全部溢出到小桶中,才能准确测量排开水的重力,图B中溢水杯没有装满水,排开的水无法全部溢出,是实验错误;
[2]根据称重法测浮力,圆柱体重力,浸没后弹簧测力计拉力,因此浮力
[3]测得,排开水重力
因此可得结论:浸没在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受的重力。
[4]甲的说法:计算排开水重力时,,即使空杯不干燥,残留水的重力同时包含在和中,差值不变,不影响测量结果,因此甲说法错误。
乙的说法:阿基米德原理对物体部分浸入、全部浸没都成立,实验中只要能测出浮力和排开水的重力,就可以完成探究,因此乙说法正确。 故结论为甲错乙对。
3. 1.4 等于 2.7×103 能 A
【详解】(1)[1]B图中,小石块的重力为3.8N,C图中将小石块浸没在水中,弹簧测力计的示数为2.4N,由称重法测浮力可知,此时石块受到的浮力为
F浮=G-FC=3.8N-2.4N=1.4N
(2)[2]排开水的重力为
G排=FD-FA=2.6N-1.2N=1.4N
比较可得:浸没在水中的物体所受浮力的大小等于排开水的重力。
(3)[3]根据阿基米德原理F浮=ρ排gV排可知,物体的体积为
由B图可知,小石块的重力为3.8N,则物体的质量为
物体的密度为
(4)[4]阿基米德原理对完全浸没的物体和部分浸入液体中的物体都是适用的,所以,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到相同的结论。
(5)[5]本实验“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量的目的是为了找普遍规律;
A.测量型实验多次测量取平均值减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,故A符合题意;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,找出普遍规律,故B不符合题意;
C.用原来的方案将石块换成铁块进行实验,找出普遍规律,故C不符合题意。
故选A。
4.(1) ② 将溢水杯装满水
(2)0.4
(3)0.4
(4)等于
(5)A
(6)物体浸没在液体中的深度
【详解】(1)[1][2]在探究“浮力的大小与石块排开液体所受重力关系”的实验中,需要准确测量石块排开液体的重力。如果溢水杯没有装满水,那么石块放入溢水杯时,溢出水的体积就不是石块排开液体的真实体积,会导致测量的排开液体重力不准确。所以图中操作过程错误的是②,正确的做法是将溢水杯装满水。
(2)根据称重法测浮力,浮力大小等于物体在空气中的重力减去物体在液体中时弹簧测力计的示数。由图可知,物体在空气中弹簧测力计示数G=3N,物体浸没在水中时弹簧测力计示数F= 2.6N,则情境④中石块受到的浮力。
(3)由图可知,空桶的重力G桶=1.8N,桶和排开的水的总重力G总=2.2N,那么石块排开的水所受的重力。
(4)通过前面计算得出,石块受到的浮力F浮=0.4N,石块排开的水所受的重力G排=0.4N,二者大小相等。所以实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。
(5)A.本实验是探究浮力与排开液体重力的关系,不是测量性实验,多次测量求平均值并不能得到更普遍的结论,故A符合题意;
B.将水换成酒精再进行实验,改变了液体的种类,可以探究在不同液体中浮力与排开液体重力的关系,能得到更普遍的结论,故B不符合题意;
C.将石块换成体积不等的铁块再进行实验,改变了物体的种类,可探究不同物体在液体中浮力与排开液体重力的关系,能得到更普遍的结论,故C不符合题意。 故选A。
(6)在石块浸没在水中后继续下降的过程中(未接触容器底部),弹簧测力计的示数不再变化,根据称重法F浮=G -F,G不变,F不变,说明浮力不变。而此过程中物体所处深度在改变,所以说明物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
5.(1)
(2)B
(3) 800
【详解】(1)根据称重法,物体A受到的浮力;排开液体的重力。若要得出物体A所受浮力的大小等于它排开液体所受重力的结论,则F1−F2=F3−F4
(2)A .图甲中水面未到达溢水杯的溢水口,这样排开的水不能全部溢出到小桶中,会导致测量的排开液体重力偏小,从而影响实验结论,故A不符合题意;
B .只将物体 A 的一部分浸在水中,仍然可以分别用称重法算出浮力,用F3−F4 算出排开液体重力,不影响浮力大小等于排开液体重力这一结论,故B符合题意;
C .图乙中物体触碰到了容器底部,容器底部会对物体有支持力,导致弹簧测力计示数 F2不准确,进而使计算出的浮力不准确,影响实验结论,故C不符合题意。
故选B。
(3)[1]从图象可知,当物体 A 刚好浸没时,其下表面所处的深度h=8cm=0.08m,其下表面所受水的压强
[2]当物体未浸入水中时,弹簧测力计示数F1=4N,即物体重力G=4N,物体质量
当物体完全浸没时,弹簧测力计示数F2=2N,根据称重法
则物体的体积
则物体A的密度是
6. B 排开液体所受重力 A 变大 乙
【详解】(1)[1]为了避免重复操作和减小实验误差,最合理的实验顺序是:测出空桶的重力,取下空桶,测出物体所受到的重力;然后把物体浸在装满水的溢水杯中,测出测力计的示数;最后测出桶和排开的水受到的重力;故正确顺序为:丁甲乙丙,故B符合题意,ACD不符合题意,
故选B。
(2)[2]空气中物体的重力为2N,水中弹簧测力计的示数为1N,物体在水中受到的浮力
由图丁可知,空桶的重力,由图丙可知,水和桶的重力,所以溢出水的重力为
根据计算结果,可见,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力。
(3)[3]A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,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的水的重力,故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不符合题意。
故选A。
(4)[4]若将图乙中的水换成盐水(),物体浸没在盐水中时,排开的盐水的体积等于排开水的体积,由可知,排开盐水的质量大于水的质量,由可得,根据(2)中的结论可知:若将图乙中的水换成盐水(),物体受到的浮力将变大。
(5)[5]物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,即乙步骤不需要弹簧测力计。
7.(1)4
(2)排开液体体积
(3)小
(4) 0.4 A
【详解】(1)由图A可知,金属块的重力为,由图D或E可知金属块浸没时弹簧测力计的示数为,则金属块浸没在水中所受的浮力为
(2)由B、C、D、E四个图可知,金属块排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,则金属块受到的浮力大小不同,据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)由图A可知,金属块的重力为,由图F可知金属块浸没时弹簧测力计的示数,则金属块浸没在煤油中所受的浮力
所以在煤油中金属块受到的浮力更小。
(4)[1]由图可知,石块的重力为2N,当石块浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.5N,则石块浸没在水中受到的浮力为
石块排开水的重力为
[2]A.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零,则整个过程中弹簧测力计的示数都应该减去一个固定的值,所以对浮力和排开水的重力没有影响,不是造成的原因,故A符合题意;
B.进行步骤C前,溢水杯中水未装满,造成排开水的重力偏小,有可能是造成的原因,故B不符合题意;
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,则石块受到向上的支持力的作用,导致偏小,则偏大,从而导致,故C不符合题意。
故选A。
8. DBAC 1.4 CD 排开液体所受的重力的大小 能 先变大后不变 不变 不合理
【详解】(1)[1]因为小石块沾上水后会导致质量测量不准确,所以为了保证实验的准确性,应当先测量小石块与盛水用的空烧杯的质量,在将小石块浸入水中,所以合理的实验顺序是DBAC。
(2)[2]由图甲可知小石块所受重力大小为3.8N,小石块浸没到水中后弹簧测力计对小石块的拉力大小为2.4N,将小石块浸没到水中后,小石块受到重力、拉力和浮力的作用保持静止,则由力的平衡条件可得小石块受到的浮力为
F浮=G-F拉=3.8N-2.4N=1.4N
[3]D步骤测出了空烧杯所受的重力,C步骤测出了排开的水与烧杯所受的总重力,所以通过CD两个步骤即可得出排开的水所受的重力大小。
(3)[4]由CD可知排开的水受到的重力为
G排=2.6N-1.2N=1.4N
所以可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受的重力的大小。
(4)[5]由阿基米德原理可知只将石块的一部分浸入水中时依然能得到“浸在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受的重力的大小”的结论。
(5)[6]铝块缓慢浸入溢水杯的水中直至到达如图乙所示的位置的过程中,铝块排开水的体积先是逐渐变大,所受的浮力也逐渐变大,当完全浸入到水中后排开水的体积不变,受到的浮力也不再变化,所以所受的浮力是先变大后不变。
[7]溢水杯底所受水的压力与水对溢水杯底部的压强有关,而液体压强与液体密度和液体深度有关,因为溢水杯是装满水的,所以在整个过程中水面到杯底部的高度差都不变,所以水对溢水杯底部的压强大小不变,溢水杯底所受水的压力大小也不变。
(6)[8]将石块砸掉一小块后,不仅形状改变了,石块的重力也改变了,没有控制唯一变量,不符合控制变量法的原则,所以这种做法不合理。
9. 1.4N ①④ 物体所受浮力等于物体排开的液体所受重力 遵循
【详解】(1)[1]如图②③,利用称重法求得石块受到的浮力为
(2)[2][3]分析图中序号为①④的实验数据可计算出石块排开水的重力为
通过比较发现
可得到结论:物体所受浮力等于物体排开的液体所受重力。
(3)[4]由图⑤可知,木块的重力为0.8N, 由于木块漂浮在水中,受到的浮力等于其重力
由图①⑦可得木块排开水的重力为
因为,可知漂浮在水面上的物体受到的浮力大小等于排开液体的重力,遵循以上结论。
10.(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。
11.(1)C
(2)等于
(3)BC
(4)能
【详解】(1)为了减小误差,最合理的步骤顺序应该是:先测量空桶的重力,然后测量物体的重力,接着将物体浸入溢水杯中,读出弹簧测力计的读数,最后测量溢水杯中排出的水和桶的总重力。因此,合理的顺序是:丙、甲、乙、丁,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(2)由称重法可知,石块受到的浮力
由丙丁两图,石块排开水的重力
由以上步骤可知,浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开水的重力。
(3)探究物体所受浮力大小与排开液体所受重力的关系时,自变量是物体排开液体所受重力,其与物体排开液体体积和液体密度有关,故为了得到更普遍的结论,可以用原来的方案将水换成酒精进行实验或用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验,都可以改变自变量排开液体所受重力的大小。而用原来的方案和器材多次测量取平均值不能改变自变量,故不能得到普遍规律,只能减小实验误差,故BC符合题意,A不符合题意。
故选BC。
(4)只将石块的一部分浸入水中,排开水的体积减小,排开的水的重力也减小,浮力减小,仍能得到与(3)相同的结论。
12.(1)1.4
(2)AD
(3)重力
(4)B
(5)能
【详解】(1)由图B可知,测力计的分度值为0.2N,石块的重力为3.8N,由图C可知,石块浸没时受到的拉力为2.4N,由称重法可知,石块受到的浮力为
(2)由AD可知,排开水受到的重力为
(3)物体手打的浮力为1.4N,排开液体的重力为1.4N,可初步得出结论:浸没在水中的物体浮力的大小等于排开液体受到的重力。
(4)为了得到更普遍的结论,应更换密度与水不同的液体或体积与石块不同的物体重复实验。测量类实验中,可采取多次测量取平均值可以减小误差,本实验为探究性实验,故选B。
(5)物体所受浮力与排开液体的重力相等,与物体是否完全浸没无关,物体在水下的体积减小,即排开液体的体积减小,所受浮力减小,排开水的重力也减小,所以即使只将石块的一部分浸在水中,只要其他步骤操作正确,也可以得出正确的结论。
13. B 1N 排开的液体受到的重力大小 AC 1 1 乙
【详解】(1)[1]为保证实验结论与测量结果的准确性,应在物体与小桶干燥时测量它们的重力,所以要先测量合金块与小桶的重力再进行后续的实验步骤,故选B。
(2)[2]由图甲可知物体受到的重力为2N,图乙中物体浸没在水中,受到浮力、重力和弹簧测力计对它的拉力,对其进行受力分析可得
F拉+F浮=G
所以物体受到的浮力大小为
F浮=G-F拉=2N-1N=1N
[3]根据图丙和图丁可知物体排开的水的重力为
G排=1.5N-0.5N=1N
所以可以得到结论:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它排开的液体受到的重力的大小。
(3)[4]A.当图乙中的物体碰到容器底部时,还会受到容器底部对它的支持力,这个力的大小位置,因此无法通过测量得到它所受的浮力的大小,会影响实验结果,故A符合题意;
B.图乙中物体若未全部浸没在水中,物体受到的浮力会减小,但是依然可以通过测量得到它所受的浮力的大小,而因为溢水杯是装满水的,所以小烧杯接到的水的体积依然是物体排开的水的体积,不会影响实验结果,故B不符合题意;
C.若溢水杯中的水未装满,则小烧杯中接到的水的体积将小于物体排开的水的体积,会影响实验结果,故C符合题意。
故选AC。
(4)[5]图乙中物体浸没于水中,所以整个过程中受到的浮力大小不变,始终为1N,当它在容器底部静止时,受到杯底对它的支持力、浮力和自身的重力,所以由力的平衡条件可得杯底对它的支持力为
N=G-F浮=2N-1N=1N
而物体对杯底的压力与杯底对它的支持力是一对相互作用力,大小相等,所以物体对杯底的压力大小为1N。
[6]将溢水杯、杯中的水与物体作为一个整体进行分析,乙图中,在细线断开前,溢水杯、水和物体整体受到桌面的支持力、总重力和弹簧测力计的拉力,根据力的平衡关系可得
N1+F拉=G总
当细线断开,物体沉入底部后,与图乙的初始状态相比,三者受到的总重力不变,所以此时有
N2=G总
则支持力的变化量为
ΔN=N2-N1=G总-(G总-F拉)=F拉=1N
所以根据力的作用的相互性可知溢水杯对桌面的压力增大了1N。
(5)[7]因为木块可以漂浮在水面上,此时它受到的浮力的大小就等于它自身的重力的大小,所以不需要弹簧测力计的辅助就能得到它受到的浮力的大小,所以乙图中不需要弹簧测力计。
14. 丁丙甲乙 保持不变 1.2 排开液体的重力 不能 3×103
【详解】(1)[1]为了准确测量浮力与排开液体重力的关系,我们需要先测量空桶和圆柱体的重力,然后将其浸入水中,同时收集被排开的水,并测量这些水和桶的总重力。因此,最合理的操作顺序是:丁(测量空桶的重力);丙(测量圆柱体重力);甲(将圆柱体浸入水中并收集排开的水,测量圆柱体在水中的拉力;乙(测量排开水和桶的总重力)。所以,此实验操作的最合理顺序是:丁丙甲乙。
(2)[2]圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
(3)[3]由图甲丙,物体重力为3N,完全浸没测力计示数为1.8N,则浮力
F浮=G-F拉=3N-1.8N=1.2N
[4]由图丁乙丙,排开水和桶的总重力G总=2.2N,空桶的重力G桶=1.0N,则排开水的重力
G排=G总-G桶=2.2N-1.0N=1.2N
这说明物体所受浮力的大小跟它排开液体的重力相等,即F浮=G排。
(4)[5]若甲步骤操作中,圆柱体接触到烧杯底部且对烧杯底部有力的作用,那么圆柱体在浸入水中的过程中,除了受到水的浮力、拉力外,还会受到烧杯底部的支持力,这样
F浮'=G-F拉-F支
测量得到的浮力就会偏小,则不能得到与(3)相同的结论。
(5)[6]在步骤①②中,将金属块浸没在水中时,溢出了12mL水,可知金属块的体积为V金=12cm3;由步骤③④可知,将金属块从水中取出,并将溢水杯中的水加满,将金属块放入小筒中,测得此时溢出水的体积为36mL,则图C与图D相比,多排开水的体积为
ΔV排=36mL=36cm3
小筒排开的水增加了,是因为放入金属块后小筒和金属块的总重增加了,因为最终二者还是浮在水面上,所以增加的浮力等于金属块的重力,则金属块的质量为
金属块的密度为
15. 变小 变大 排开水的重力 1.2
【详解】(1)[1][2]从步骤C到步骤 D的过程中,物体排开液体的体积变大,所受浮力将变大,弹簧测力计的示数将变小。
(2)[3]步骤B中,放入物块之前,若溢水杯中的水未装满,物块浸入溢水杯中的水时,液面先上升,当液面到达溢水口后才开始流出,导致排开水的重力测量偏小。
(3)[4][5]由图B可知,物块重力为4.2N,由图D可知,当物块浸没在水中时,受到弹簧测力计的拉力为3N,可知物块浸没在水中时所受浮力为
(4)[6]物块重力为4.2N,物块浸没在水中时所受浮力为1.2N,物块的密度为
(5)[7]将溢水杯盛满水,把物体缓慢放入溢水杯中,物体漂浮,静止后用电子秤测出溢出水的质量为m1,则物体的重力等于受到的浮力,等于排开水的重力,即
则物体的质量为m1,将溢水杯盛满已知密度为的液体,把物体缓慢放入溢水杯中,物体沉底,静止后用电子秤测出溢出液体的质量为m2,则物体的体积为
则物体的密度为
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