【期末物理实验专题复习】探究影响浮力大小的因素 2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-05-26
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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 | 第十章 浮力 |
| 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 | 1.37 MB |
| 发布时间 | 2026-05-26 |
| 更新时间 | 2026-05-26 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58044735.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦浮力影响因素探究,以控制变量法为主线,系统整合称重法测浮力、阿基米德原理应用及实验误差分析,培养科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础探究|1-5题|控制变量法(排开体积/液体密度/深度)、称重法(F浮=G-F示)|从浮力概念生成到影响因素验证,构建“现象-猜想-实验-结论”逻辑链|
|综合应用|6-12题|阿基米德原理计算(ρ液/ρ物)、实验数据处理|原理推导延伸至密度计算,强化物理观念与科学推理|
|拓展创新|13-15题|误差分析(容器底接触影响)、实际应用(浮力秤/酒度计)|联系生活情境,提升科学态度与问题解决能力|
内容正文:
【期末物理实验专题复习】探究影响浮力大小的因素
1.如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。将一石块挂于弹簧测力计上,并将其慢慢浸入烧杯内的液体中。图甲、乙、丙烧杯中装的液体是水,图丁烧杯中装的液体是酒精,、、、分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数,请回答以下问题:
(1)图甲中,弹簧测力计的示数________N;
(2)石块完全浸没在水中时所受的浮力为________N;
(3)分析图中乙、丙两图实验数据可得结论:________;分析图中________两图实验数据可得物体所受的浮力大小与液体密度有关;
(4)分析图中丁、戊两图实验数据可得:________。
2.某实验小组利用实验室器材进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验,实验步骤如图所示。
(1)实验前,若发现弹簧测力计的指针未在零刻度线处,需要对弹簧测力计进行____________;
(2)分析_三次实验,可知浮力的大小与物体排开液体的体积有关;分析A、C、D三次实验,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度____________(选填“有关”或“无关”);分析A、D、E三次实验,可知在物体排开液体的体积一定时,物体所受浮力与____________有关。
(3)分析A、D、E三次实验的数据,可知物体浸没在水中时受到的浮力为____________N,实验中所用液体的密度为____________ kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3, g取 10N/kg)
3.小敏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”。杯子中的水均未溢出,铝块均未触底,实验过程如图所示。
(1)步骤①中,弹簧测力计的示数为_________N。
(2)由①②④图可知,同一液体中,物体浸入液体的体积越大,受到的浮力______(选填“越大”“越小”或“不变”)。
(3)由①⑥两图可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N。
(4)小敏对②③④⑤四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________(选填“增大”“减小”或“不变”),当物体完全浸没在水中后,排开水的体积相同,浮力的大小与深度__________(选填“有关”或“无关”)。
(5)分析实验步骤①⑤⑥⑦,可以得出结论:物体排开液体的体积相同时,_______越大,浮力越大。
(6)在小敏实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出酒精的密度为________kg/m3。
(7)图④中,从烧杯侧面观察水中的木块,木块呈正立( )。
A.放大的虚像 B.放大的实像 C.等大的虚像 D.等大的实像
4.如图所示是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤(物体的重力为)。
(1)比较和数据,请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大?答:人从浅水区走向深水区时________变大导致浮力变大;
(2)比较和,可以得出:浮力大小与________有关。比较和,可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度________(选填“有关”或“无关”);
(3)本实验采用的物理方法是________(选填“控制变量法”或“转换法”);
(4)该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度:物块密度为________;(取,水的密度取)
(5)小明还想用图E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,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会________(选填“变大”“变小”“不变”),若它们的变化量相等,则证明________(选填“<”“>”或“=”)。
5.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)弹簧测力计在使用之前应该在______(选填“竖直”或“水平”)方向调零;
(2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为______N;分析比较图甲、丙、丁三次实验,可知浸没时物体受到的浮力与深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析比较图甲、丁、戊三次实验,可知在物体浸在液体中的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力______(选填“越大”或“越小”);
(4)若换用圆锥体来进行以上实验,所得的实验结论______(选填“相同”或“不同”),该实验用到的实验方法是 ______ ;
(5)将物体缓慢浸入水中的过程中,下图中能正确反映物体接触容器底之前,弹簧测力计示数F和物体下表面到水面距离h关系的图像是__________(填字母)。
A. B.
C. D.
6.小华用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等分,溢水杯中装满水,进行了如图所示的探究实验。
(1)如图甲所示,可知该合金块的重力是_______N;
(2)由图丙所示,此时合金块只有两格浸入水中,则合金块所受的浮力_______N;由图甲、乙、丙、丁计算得到合金块密度为_________kg/m3;
(3)根据图甲、乙、丙、丁,可以得出的初步结论是:________________;
(4)小哲对丁实验操作进行了修改,设计了如图甲、丁、戊所示方案进行探究,可知浮力大小与物体浸没的深度________(选填“A.有关”或“B.无关”);
(5)小桂利用刻度尺、柱形烧杯、冰块和水,设计了一个实验,测出另一个小合金块的密度,具体操作顺序如图所示:
①烧杯中装有适量水,测出水深为;
②将冰块慢慢置于水中漂浮,测出此时水深为;
③将小合金块放在冰块上,与冰块共同漂浮,待水面静止后,测出此时水深为;
④静置烧杯至冰块完全熔化后,测出水深为,此时与步骤③相比,水对烧杯底的压强_______(选填“A.变大”、“B.变小”或“C.不变”),以上步骤①至④中,不需要步骤________也可以测出小合金块密度;则小合金块密度______(用、、或和表示)。
(6)根据实验结论设计了一个“浮力秤”,其简易结构如图所示(使用时水不溢出)。在圆柱形小筒上标刻度,将物体放在秤盘上,读出刻度的变化,通过计算就可以“秤”出物体的质量。下列有关说法正确的是( )
A.在“浮力秤”上放的物体质量越大,水对大筒底的压强越大
B.让小筒的底面积减小,测量同一物体时,水对小筒底的压力减小
C.小筒上的刻度线自上而下对应的物体质量逐渐变大
D.将水更换为盐水,可以增大“浮力秤”的量程
7.小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是__________N;
(2)分析比较A、B、C三次实验可以得出液体密度相同时,排开液体的__________越大,浮力越大的结论;
(3)分析比较__________三次实验可得出结论:物体受到的浮力大小与浸没在水中的深度无关;根据实验数据可求出该物体的密度为__________;
(4)根据上述实验过程可得出E图中酒精的密度为__________,如果在E图中不小心使物体接触到了容器底且与容器有力的作用,则此时计算出的液体密度值将__________(选填“偏大”或“偏小”);
(5)小明用图2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,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,弹簧测力计乙的示数会__________,且弹簧测力计甲的示数变化量__________(选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计乙的示数变化量,从而证明阿基米德原理。
8.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
—
—
—
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
1.2
(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)结论:浮力的大小与___________和___________有关;
(4)用这种实验方法,还可以测量___________的密度;
(5)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”)。
9.琳琳同学做“探究浮力大小和哪些因素有关”的实验,实验步骤如图所示。
(1)琳琳同学根据图中___________两图发现物体受到的浮力与液体的密度有关;根据图中___________两图可以发现物体受到的浮力与排开液体的体积有关;
(2)根据C、D两图可以得出的结论为:物体受到的浮力大小与物体___________无关;
(3)聪明的琳琳还发现,根据以上实验数据可以得到盐水的密度为___________;
(4)从图A到图B和图B到图C两个过程中,液面升高的高度之比为___________。
(5)图中的薄壁柱形烧杯底面积为300cm2,柱形物体底面积为100cm2,从图B到图C(图C中物体刚好浸没)的过程中,物体下移的距离为___________cm;如图F所示,米兰冬奥会金牌由金和银混合铸成,同组的小雷设计了以下测量金牌平均密度的方法:将一台电子秤放在水平的桌面上并校零,再将装有适量水足够高的水杯放在电子秤上,读出电子秤的示数为;然后将金牌绶带挂在弹簧测力计下,让金牌缓慢放入水中浸没但不接触杯底,此时读出弹簧测力计的示数为,电子秤的示数为,则物体密度的表达式为___________(用符号、、和表示,忽略绶带的质量,不考虑绶带吸水);如果读数时奖牌的绶带有部分已经浸在水中,则测量结果会___________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
10.在探究影响浮力大小的因素实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关;
(1)分析图 A、B、C 可知,物体浸没前浮力逐渐变大,小洋认为猜想②是正确的。但小明认为猜想①也正确;于是小洋做了下面操作__________,发现测力计的示数__________,得出实验结论。由数据可知B、C 步骤浸在水中的体积之比是VB:VC=__________;
(2)分析图 A、C、D可知,浮力大小跟__________有关,且ρ液__________ρ水;想利用以上器材完成如图实验,液体的密度最大不能超过__________kg/m3。
11.九九在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:弹簧测力计、实心圆柱体铜块、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等。
(1)九九进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为 ___________N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地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
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F浮=___________N。
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟 ___________有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟 ___________有关。
(4)请你分析步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐 ___________(选填“增大”或“减小”)。
(5)请你利用表格中的数据算出步骤F中液体的密度是 ___________kg/m3(结果保留一位小数)。
12.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,以图A、B、C、D、E分别为实验情景。(取10N/kg,)
(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)由两个实验操作___________(填实验字母序号)可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关;
(4)根据实验数据计算出盐水的密度。(请写出必要的文字说明和推导、计算过程)___________
13.某小组同学在“探究影响浮力大小的因素”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、盐水(),小明同学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)分析实验步骤a、b可知,金属块浸在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_________(填“有关”或“无关”)。分析三个实验步骤(填字母)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_________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了盐水的密度为_________ g/cm3。
14.小蝉同学用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等分,并进行了如图所示的探究实验。请回答以下问题:
(1)由图甲、乙、丙、丁四次实验操作,可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与 ___________有关;
(2)根据图甲、乙、丙、丁,计算可得到合金块密度为 ___________kg/m3;
(3)小哲对丁实验操作进行了修改,设计了如图甲、丁、戊所示方案进行探究,可知浮力大小与物体浸没的深度 ___________(选填“有关”或“无关”);
(4)如图己所示,小明将金属夹夹在吸管一端使其密闭,制成一个简易的酒度计(测量酒的度数)。为了给酒度计标刻度,他将酒度计分别放入纯水(0度酒)和纯酒精(100度酒)(ρ酒精=0.8×103kg/cm3)中,酒度计均竖直漂浮,测量并记录露出液面长度为d、已知酒度计在水(0度酒)中时d为12.8厘米,在酒精(100度酒)中时d为11厘米。若将酒度计放入50度的酒(酒精所占酒的体积百分比为50%)中则露出液面的长度d为 ___________cm。
15.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,小亮做了如图所示的实验。
(1)分析实验步骤A、B、C,说明物体在同种液体中,所受的浮力大小与______有关。
(2)分析______三个步骤可知,浮力的大小还与液体密度有关。由实验数据可得盐水密度为______。
(3)细心的小媛发现,新鲜的鸭蛋放入久置的浓盐水中会悬浮在其中某一深度,如果用竹签将鸭蛋压入更深的地方,撤去竹签后鸭蛋又会上浮到原来的深度,小媛猜想这是因久置的浓盐水在不同深度处的密度不同所致。于是她找来电子秤、圆柱形容器、不吸水的金属块、清水、浓盐水、绳子按图所示先后顺序来测量不同深度处浓盐水的密度;
①分析A、B步骤可得金属块的体积为______,D、F步骤中金属块所处深度的浓盐水密度相差______;
②实验后,有小伙伴提出D、E、F这三个步骤中电子秤示数不同有可能是绳子排开液体体积不同所致,请你写出一种实验方案,辨别绳子(不考虑绳子吸水)排开液体体积不同是否是导致三个步骤中电子秤的示数不同的主要原因:______。
(4)正在参加创新大赛的小林带来一个底部有传感器(与水绝缘)的烧杯如图甲所示,传感器可以直接测出其上表面所受的液体压力,传感器的表面积小于烧杯底面积,传感器的厚度忽略不计;
①小林将一只装有配重的底面积为的薄壁圆筒放入烧杯的水中,圆筒静止时传感器的示数为;
②将石头轻轻放在圆筒底部,圆筒静止时传感器的示数为,如图乙所示;
③将石头放在烧杯中如图丙所示位置,液面静止时传感器的示数为,则______(选填“>”、“=”或“<”),石头的密度表达式为______(用已知物理量符号表示,水的密度为);
④如果测量偏小会使所测石头密度值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
试卷第1页,共3页
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《【期末物理实验专题复习】探究影响浮力大小的因素 2025-2026学年人教版物理八年级下册》参考答案
1.(1)4.8
(2)2
(3) 见解析 丙、丁
(4)见解析
【详解】(1)图甲中,测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数F1=4.8N。
(2)由甲丙知,根据称重法,石块完全浸没在水中时所受的浮力为F浮=G-F3=4.8N-2.8N=2N
(3)[1][2]分析图中乙、丙可知,液体的密度相同,而排开液体的体积不同,且测力计示数不同,说明受到的浮力不同,由两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关;研究物体所受的浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,故分析图中丙、丁两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。
(4)由图丁和戊,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知浮力相同,物体在液体中深度不同,可以得到浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
2. 校零 无关 液体的密度 1 0.8×103
【详解】(1)[1]实验前,若发现弹簧测力计的指针未在零刻度线处,需要对弹簧测力计进行调零,即调整指针使其指在零刻度线上。
(2)[2]分析A、C、D三次实验,我们可以看到物体都是浸没在液体中的,且液体的种类相同,但浸没的深度不同。然而,这三次实验中的浮力大小是相同的,因此我们可以得出浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关的结论。
[3]分析A、D、E三次实验,我们可以看到物体排开液体的体积是相同的,但液体的种类不同(即液体的密度不同),通过比较这三次实验的数据,我们可以得出在物体排开液体的体积一定时,物体所受浮力与液体的密度有关的结论。
(3)[4]对于A、D两次实验,由于物体都是浸没在水中的,物体在水中的浮力为
[5]由F浮=ρ水gV排可得,物体排开的水的体积与排开液体的体积相等,为
由图A、E所示实验可知,物体完全浸没在液体中所受浮力
F浮′=4N-3.2N=0.8N
由浮力公式可知液体的密度为
3.(1)2.7
(2)越大
(3)0.4
(4) 增大 无关
(5)液体密度
(6)0.8×103
(7)A
【详解】(1)弹簧测力计2N-3N之间有10个小格,故其分度值为0.1N,示数为2.7N。
(2)由①②④图,同一液体中,物体浸入液体体积越大,弹簧测力计示数越小,根据,可知受到的浮力越大。
(3)由①知G = 2.7N,由⑥知,根据,可得物体浸没在盐水中所受浮力
(4)[1]由②③④知,物体浸入水中体积越大(排开水的体积越大),浮力越大,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大。
[2]由④⑤知,物体完全浸没后,深度变化,弹簧测力计示数不变,即浮力不变,所以当物体完全浸没在水中后,排开水的体积相同,浮力大小与深度无关。
(5)①⑤⑥⑦中,物体排开液体体积相同,液体密度不同(水、盐水、酒精),弹簧测力计示数不同,浮力不同,且液体密度越大,浮力越大,可得物体排开液体体积相同时,液体密度越大,浮力越大。
(6)由①⑤知,物体完全浸没在水中受到的浮力
由①⑦知,物体浸没在酒精中受到的浮力
根据,物体浸没时相同,即,
可得
(7)图④中,从烧杯侧面观察水中的木块,烧杯侧面相当于凸透镜,木块在一倍焦距以内,根据凸透镜成像的规律可知,成正立、放大的虚像,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4. 排开水的体积 液体的密度 无关 控制变量法 8×103 变大 =
【详解】(1)[1]比较A和B数据,从浅水区走向深水区时浮力会变大是因为物体浸入水中的体积变大,排开水的体积也越来越大,受到的浮力越大。
(2)[2]比较C和D,物体浸入液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,可以得出:浮力大小与液体的密度有关。
[3]比较 B和C,物体浸入水中的体积不变,测力计的示数不变,说明物体受到的浮力相同;可以得出:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关。
(3)[4]实验中探究浮力和密度的关系,保持物体排开液体的体积不变;探究浮力和排开液体体积的关系时,保持液体的密度不变,实验运用了控制变量法。
(4)[5]由B 图或C图可知,物块完全浸没于水中所受浮力为
F浮=G-F拉=4.8N-4.2N=0.6N
排开液体的体积等于物体的体积,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得,物体的体积与排开液体的体积相等,为
根据物体的重力
得,物体的密度为
(5)[6][7]随着重物浸入水中的体积变大,重物所受浮力变大,排开液体的重力变大,测力计甲的示数变小,测力计乙示数变大;测力计甲的示数变化量为重物所受浮力的变化量,测力计乙的变化量为排开液体的重力的变化量,若两者相等,即可证明物体所受浮力等于排开液体的重力,即F浮=G排。
5.(1)竖直
(2) 2.8 无关
(3)越大
(4) 相同 控制变量法
(5)D
【详解】(1)因实验时在竖直方向上使用弹簧测力计,弹簧测力计受到重力作用,重力方向竖直向下,所以弹簧测力计在使用之前应该在竖直方向调零。
(2)[1]由甲图可知,圆柱体的重力G=4.8N,由丙图可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数F=2N,则圆柱体受到的浮力
[2]甲、丙、丁三次实验中,由图甲可知圆柱体的重力,图丙和图丁中,圆柱体排开水的体积相同,处在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知,圆柱体受到的浮力相同,因此可知,浸没时物体受到的浮力与深度无关。
(3)分析比较图甲、丁、戊三次实验可知,在物体浸在液体中的体积一定时,液体密度越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知,物体受到的浮力越大。
(4)[1][2]若换用圆锥体来进行以上实验,所得的实验结论相同,因为浮力大小与物体的形状无关。因为本实验要控制其他影响因素相同,进行单一变量实验,故用到了控制变量法。
(5)物体接触容器底之前,物体部分浸入水中越深,打开体积越大,受到的浮力越大,由可知,弹簧测力计的示数越小;当物体浸没后,物体深度增加时排开液体的体积不变,浮力不变,弹簧测力计的示数也不变,故能正确反映F与h关系的图像是D。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.(1)4.8
(2) 0.4
(3)当液体密度一定时,物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(4)B
(5) B ①
(6)AD
【分析】(1)因为弹簧测力计测静止物体的重力时示数等于重力,所以直接读取甲图中弹簧测力计的示数即可得到合金块重力。
(2)因为称重法测浮力的公式为,所以用甲图的重力减去丙图的拉力得到浮力;因为要计算合金块密度,需先通过称重法算出完全浸没时的浮力,再根据阿基米德原理算出合金块体积,最后结合重力算出质量,利用计算密度。
(3)因为甲、乙、丙、丁中液体密度相同,合金块浸入液体的体积逐渐增大,浮力逐渐增大,所以分析浮力与排开液体体积的关系得出结论。
(4)因为甲、丁、戊中合金块浸没深度不同但测力计示数相同,根据称重法可知浮力相同,所以判断浮力与浸没深度的关系。
(5)因为冰块熔化后质量不变,且冰漂浮时排开水的体积等于熔化成水的体积,结合合金块沉底的情况,比较步骤③和④的水深,根据判断压强变化;因为推导合金块密度时,可通过步骤②③的水深差算出合金块重力,步骤④的水深差算出合金块体积,所以分析不需要的步骤;因为根据漂浮条件和阿基米德原理,结合柱形容器底面积不变,用水深差表示排开水的体积,进而推导合金块密度的表达式。
(6)因为浮力秤的原理是漂浮条件,所以结合液体压强公式、压力公式、阿基米德原理,对每个选项逐一分析判断。
【详解】(1)如图甲所示,弹簧测力计的分度值为0.1N,所以该合金块的重力是4.8N。
(2)由图丙所示,弹簧测力计对合金块的拉力为4.4N,根据称重法,可知合金块所受的浮力为
由图甲、丁计算得到合金块浸没时受到的浮力为
合金块的体积等于排开液体的体积,即
合金块的质量为
合金块的密度为
(3)由图甲、乙、丙、丁,可知液体密度相同,浸入的体积越大,弹簧测力计示数越小,受到的浮力越大,则可得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。
(4)由图甲、丁、戊可知,在排开液体体积和密度相同情况下,浸入的深度发生改变时,受到的浮力不变,可知浮力大小与物体浸没的深度无关。故选B。
(5)冰块熔化前,合金和冰整体漂浮,总浮力等于总重力;冰块熔化后,冰熔化成水的体积等于原来冰排开水的体积,而合金沉底,合金排开体积小于原来漂浮时的排开体积,因此总液面下降,水深减小,由可知,水对烧杯底的压强变小,故选B。
设烧杯底面积为S,根据②③可知,在漂浮状态下,增加的浮力等于增加的重力,所以合金块的质量为
根据冰漂浮在水面上浮力等于冰块的重力,且冰熔化后质量不变,则
可得,即冰熔化对水面没有影响,所以如果③中冰熔化后如果没有放入合金块,则液面高度与②相同,放入合金块后相当④图所示的深度,即合金块的体积为
则小合金块密度为
所以步骤①没有实际作用,属于多余的。
(6)A.放的物体质量越大,小筒排开水的体积越大,大筒内液面越高,由可知,水对大筒底的压强越大,故A正确;
B.测量同一物体时,浮力等于总重力,总重力不变,由浮力产生的原因可知,水对小筒底的压力等于浮力,大小不变,故B错误;
C.物体质量越大,小筒下沉越多,大筒水面在小筒上的位置越靠上,因此小筒刻度自上而下对应质量逐渐减小,故C错误;
D.由题意可知,小筒完全浸没时为最大测量值,换用盐水后,由,可知液体密度变大,最大浮力变大,能测量的最大质量变大,所以量程增大,故D正确。
故选AD。
7.(1)1
(2)体积
(3) A、C、D
(4) 偏大
(5) 变大 等于
【详解】(1)由图A和D知,物体的重力为4N,全部浸没水中时,弹簧测力计的示数为3N,物体受到的浮力F浮=G-FD=4N-3N=1N
(2)由A、B和C知,物体逐渐浸入水中,排开水的体积越来越大,测力计的示数越来越小,所受的浮力越来越大,所以可得:液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大。
(3)[1]要探究物体受到浮力大小与浸没在水中的深度无关,应让物体浸没在水中的不同深度,由A、C和D三次实验可达到探究目的。
[2]物体的质量
物体浸没水中,排开水的体积等于自身的体积为
物体的密度
(4)[1]由图E知,物体浸没酒精中,测力计的示数为3.2N,所受的浮力F浮1=G-FE=4N-3.2N=0.8N
据阿基米德原理知,酒精的密度
[2]在图E中,物体接触到容器底且与容器有力的作用,则此时物体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力及支持力的作用,三个力是平衡力,拉力比实际的小,则浮力偏大,求得的密度偏大。
(5)[1]随着重物浸入水中的体积变大,排开水的体积变大,进入小桶的水增多,测力计乙的示数会变大。
[2]重物排开的水全部排入小桶中,即溢水杯中减小的水质量等于小桶中增加的水的质量,而据阿基米德原理F浮=G排,所以测力计甲的示数变化量等于测力计乙的示数变化量,证明阿基米德原理。
8.(1)大
(2)大
(3) 排开液体的体积 液体的密度
(4)金属块/浓盐水
(5) 不变 无关
【详解】(1)分析实验②③,由表中数据可知,②中受到的浮力为0.7N,③中受到的浮力为1.0N,即受到的浮力不同,故可得当液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大。
(2)分析实验③④,由表中数据可知,③中受到的浮力为1.0N,④中受到的浮力为1.2N,即受到的浮力不同,故可得金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大。
(3)由(1)(2)分析可得,浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关。
(4)由于金属块浸没在水中时,排开液体的体积等于自身体积,则可根据计算出金属块的密度;也可根据金属块在浓盐水中所受浮力的大小,由计算出浓盐水的密度。
(5)由图乙可知,弹簧测力计的示数随排开液体的体积的增大而减小,但当物体完全浸没后,尽管深度不断改变,但因浮力不再变化,故弹簧测力计的示数不变。这也表明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
9.(1) C、E B、C
(2)浸没的深度
(3)1.1
(4)2:3
(5) 3.2 偏小
【详解】(1)[1]根据控制变量法,要想探究浮力与液体的密度的关系时,需要控制物体排开液体的体积相同,只改变液体的密度,因此应选C、E两图比较。
[2]要想探究物体受到的浮力与排开液体的体积的关系时,需要控制液体的密度相同,只改变排开液体的体积,因此应选B、C两图比较。
(2)根据控制变量法,分析C、D两图可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,物体浸没的深度不同,弹簧测力计的示数相同,根据称重法可知,物体受到的浮力相同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没的深度无关。
(3)根据称重法,由A、C两图可知,物体浸没在水中受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,物体的体积为
由A、E两图可知,物体浸没在盐水中受到的浮力为
则盐水的密度为
(4)由图A到图B,增大的排开液体的体积为
液面升高的高度
图B到图C,增大的排开液体的体积为
液面升高的高度
所以液面升高的高度之比
(5)[1]图B到图C,物体浸入水中深度的变化量为
液面上升的变化量为
物体下移的距离为
[2][3]由题意可知,电子秤增加的压力等于金牌受到的浮力,则金牌受到的浮力
金牌的重力
金牌的体积为
金牌的密度
如果读数时奖牌的绶带有部分已经浸在水中,会导致额外受到浮力,导致弹簧测力计示数F2偏小,电子秤示数F3偏大,根据可知,密度测量结果偏小。
10. 木块浸没后继续改变深度 不变 1∶2 液体密度 < 4×103
【详解】(1)[1][2]B、C实验中(物体在水中的深度不同),测力计示数不同,由称重法,两实验中受到的浮力不同,根据A、B、C的结果,可得猜想1是正确的;
B、C实验中排开液体的体积也不同,于是小洋做了下面操作木块浸没后继续改变深度,这样控制了液体深度改变,排开液体的体积不变,发现测力计的示数不变,得出实验结论。
[3]在实验步骤B中物体所受的浮力
在实验步骤C中物体所受的浮力
由可知,B、C 步骤浸在水中的体积之比是
(2)[4]分析 A、C、D三次实验,实验C、D中,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,说明浮力大小跟液体密度有关。
[5]在实验步骤D中物体所受的浮力
由可知
所以ρ液<ρ水。
[6]由浮沉条件可知,液体的密度大于物体的密度时,物体会漂浮在水面上无法下沉,所以液体的密度最大不能超过物体的密度。由图可知,浸没时物体的体积等于排开液体的体积,即
物体的密度为
想利用以上器材完成如图实验,液体的密度最大不能超过。
11. 2.7 0.1 排开液体的体积 排开液体的密度 增大 1.3×103
【详解】(1)[1]弹簧测力计的分度值为0.1N,步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7N。
(2)[2]步骤B中,弹簧测力计的示数为F示B=2.6N,故铜块所受浮力
F浮B=G-F示B=2.7N-2.6N=0.1N
铜块所受浮力为0.1N。
(3)[3]实验步骤A、B、C、D中,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积变化,弹簧测力计示数不同,可以说明浮力大小与排开液体的体积跟关。
[4]实验步骤A、E、F,排开液体的体积不变,排开液体的密度变化,弹簧测力计示数不同,可以说明浮力大小跟排开液体密度有关。
(4)[5]根据浮力产生的原因,步骤B、C、D中铜块下表面受到的浮力等于水的压力,根据F浮=G-F示知,物体在三种情况下受到的浮力大小关系
F浮B<F浮C<F浮D
因p=F压S,所以步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大。
(5)[6]实验步骤E中,物体受到的浮力为
F浮E=G-F示E=2.7N-2.4N=0.3N
实验步骤F中,物体受到的浮力为
F浮F=G-F示F=2.7N-2.3N=0.4N
因物体均浸没,所以V排水=V排液,根据阿基米德原理有
则
液体的密度是。
12. 2.4 1 排开液体的体积 CD
【详解】(1)[1]在图A中,物块处于空气中,此时弹簧测力计的示数即为物块的重力,由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,物块的重力为G=2.4N。
[2]在图C(D)中,物块浸没在水中时受到的拉力是F示=1.4N,根据称重法测浮力,物块浸没在水中时受到的浮力
F浮=G−F示=2.4N−1.4N=1N
(2)[3]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)[4]在图C和图D中,物块都完全浸没在水中,但深度不同,而弹簧测力计的示数相同,说明浮力大小相同,因此,由C、D两个实验操作可知,浮力大小与浸没液体中的深度无关。
(4)[5]在图E中,物块浸没在盐水中,此时受到的浮力
F浮盐水=G−F示盐水=2.4N−1.3N=1.1N
由于物块在两种液体中都处于浸没状态,所以排开液体的体积相等,即
根据浮力公式得,盐水的密度
13. 1.4 无关 越大 偏大 1.1
【详解】(1)[1]由a、b图知金属块浸没在水中受到的浮力
F浮''=G-Fb=4.8N-3.4N=1.4N
(2)[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相同,金属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,金属块所受浮力不变,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,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,且液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知,浮力越大,所以可以得出结论: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)[4]若先完成实验c,再完成实验a,会由于金属块沾有水,导致所测重力偏大,由称重法F浮=G-F可知,测得金属块受到的浮力将偏大;
(4)[5]由a、d图知:金属块浸没在水中受到的浮力
F浮=G-Fd=4.8N-2.8N=2N
由a、e图知金属块浸没在盐水中受到的浮力
F浮′=G-Fe=4.8N-2.6N=2.2N
因金属块完全浸没在水中,根据F浮=ρ液gV排可得金属块的体积
据F浮=ρ液gV排可得盐水的密度为
14. 物体排开液体的体积 6×103 无关 12
【详解】(1)[1]由图甲、乙、丙、丁所示实验可知液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,且物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知浮力越大,所以可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]由图甲可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的指针位于4N以下第8个刻度,示数为4.8N,即合金块的重力为4.8N;根据G=mg知,合金块的质量为
由图1丁知,合金块浸没在水中时所受的浮力为
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排知合金块的体积为
合金块的密度为
(3)[3]由图甲、丁、戊所示实验可知液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,物体浸没的在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法知浮力相同,所以得出的初步结论是:浮力大小与物体浸没的深度无关。
(4)[4]密度计在酒精和水中都处于漂浮状态,由物体沉浮条件可知
由可得,当浮力相同时,液体密度越大排开液体的体积越小,露出的体积越大,在水中时d为12.8厘米大于在酒精中时d为11厘米。设吸管的底面积(横截面积)为S,吸管和金属夹的总体积为V总,密度计的总重力为G,由题知,ρ酒精=0.8ρ水,小明将该密度计放入水中,密度计静止时吸管露出液面的长度d1为12.8cm,由F1=G和阿基米德原理可得
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
小明将该密度计放入酒精中,密度计静止时吸管露出液面的长度d2为11cm,由F2=G可得
即
﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②,代入d1、d2的值解得V总=S×20cm;50度酒的密度为
设该密度计上对应密度值为0.9g/cm3的刻度线到密度计顶端的距离为d3,同理可得ρ液gV排液=G,即
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
将V总=S×20cm分别代入①和③,并联立①③可解得d3=12cm。
15. 物体排开水的体积 A、C、D 50 0.03 见解析 < 偏小
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力和实验步骤A、B、C可知,在同种液体中,随着物体排开水的体积增大,浮力在不断增大,故说明物体在同种液体中,所受的浮力大小与物体排开水的体积有关。
(2)[2]由A、C、D三个步骤可知,同一物体在密度不同的液体中,物体所受的浮力大小不同,因此分析A、C、D三个步骤可知,浮力的大小还与液体密度有关。
[3]物体浸没在水中所受的浮力为
则物体的体积为
物体浸没在盐水中所受的浮力为
则盐水的密度为
(3)①[4]图A中,清水和容器的质量为610.5g,图B中,金属块浸没在清水中,没有沉底,清水和容器的质量为660.5g,则金属块的体积等于金属块排开水的体积
[5]D、F步骤中金属块所处深度的浓盐水相差密度
②[6]可将金属块取出,只将绳子浸入盐水中,将不同长度的绳子浸入盐水中,观察电子秤示数变化情况。
(4)③[7]乙图中整体漂浮,则整体受到的浮力
丙图中石块沉底,圆筒漂浮,则
此时石块和圆筒受到的总浮力
比较可知,由阿基米德原理可知丙图中整体排开水的体积较小,则丙图中液面的高度小于乙图中液面的高度,根据可知,丙图中水对容器底部的压强小于乙图中水对容器底部的压强,根据可知传感器受到液体的压力关系为。
[8]由甲图和乙图可知,传感器上受到的压力的增加量为
烧杯底部和传感器受到水的压强变化量相同,为
则烧杯底部受到水的压力的增加量为
因力的作用是相互的,则图中乙图和甲图相比,圆筒所受浮力的增加量为
因石块放入圆筒后,圆筒和石块的整体处于漂浮状态,石块的重力即等于浮力的增加量,则石块的重力为
同理,图中丙图和甲图相比,传感器上表面所受水的压力的增加量为
烧杯底部和传感器受到水的压强变化量相同,为
烧杯底部所受水的压力的增加量为
因力的作用是相互的,则丙图中石块所受的浮力为
根据可知,石头的体积为
石头的密度为
[9]由可知,F3< F2,如果F1测量偏小,所测石头密度值偏小。
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