期末物理复习实验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学期
2026-07-04
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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 | 1.10 MB |
| 发布时间 | 2026-07-04 |
| 更新时间 | 2026-07-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58646560.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验证,通过15道阶梯式题目系统构建“操作规范-误差分析-结论迁移”的实验方法论,强化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|
|----|-----------|----------|----------|
|实验操作与步骤优化|4题(如1(2)、4(4))|“空桶重力→物重→浸液拉力→排液总重”四步规范流程|从实验操作顺序优化切入,建立实验严谨性认知|
|误差分析与数据处理|5题(如1(3)、5(3))|溢水杯未装满致G排偏小、碰触杯底致F浮偏大等误差归因|结合称重法(F浮=G-F拉)与G排=G总-G桶,深化浮力与排液重力定量关系|
|结论验证与迁移应用|6题(如2(3)、7(4))|换液体/物体多次实验找规律、漂浮/部分浸没场景验证|从原理验证到密度计算(ρ物=G物/(gV排)),实现知识应用拓展|
内容正文:
期末物理复习实验
探究浮力大小与排开液体所受重力的关系专项练习
1.某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示:
(1)实验过程中,由__________两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开水所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(2)小组同学经过交流、评估和反思后,得出方便操作和减小误差最合理的操作步骤顺序是__________;(填入“甲、乙、丙、丁”的合理顺序)
(3)另外一个小组进行实验时。溢水杯中液体没有装满,导致测量到的排开液体重力会__________(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)同学们换用不同的物体及不同的液体重复多次实验的目的是__________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(5)物体没有完全浸没在水中。__________(选填“能”或“不能”)用此实验验证阿基米德原理。
(6)实验后,小组同学提出还可以利用该实验计算物体的密度,该物体的密度是____________()。
2.在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,按照如图甲乙丙丁的顺序依次进行实验并读出测力计的示数。
(1)根据图________可以求出物体受到的浮力。
(2)为了减小实验误差,可以对上述步骤进行重新排序________(填写正确的操作顺序)。
(3)换用________(填“不同的测力计”或“不同的液体”)进行多次实验。多次实验表明,浸在液体中的物体受到浮力的大小________它排开液体所受的重力。这个结论________(填“适用”或“不适用”)于气体。
(4)如图戊所示,在天平左盘放置溢水杯,让杯里的水面到达溢水口处,使天平平衡。然后往溢水杯里放一块木块,天平左端就下降,同时木块排开的水从溢水口流出。可以观察到,当排开的水流完以后,天平又恢复了平衡。该实验说明漂浮在液面上的物体所受的浮力________(填“大于”“小于”或“等于”)它所受的重力。
3.如图1所示,图A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液块所受重力的关系”实验的五个步骤。
(1)________两步骤可计算出圆柱块物块浸没在水中时受到的浮力________N。A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力。比较与,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系________(选填:“<”或“>”或“=”)。
(2)如图2所示是圆柱块物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数F随物块浸入深度h变化的关系图像。分析图像可得:当物块没有浸没之前,h增大时,弹簧测力计示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”);当时,物块所受的浮力为________N;浸没后,h继续增大时,物块所受的浮力将________(选填:变大/不变/变小),该物块的密度是________。(水的密度为)
4.小西和同学们利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶和足量的水等实验器材,做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验,进行了如图所示的操作。
(1)由____________两图得出物块所受浮力,再由另外两图得出物块排开液体所受重力,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小______它排开的液体所受的重力。
(2)实验时,若溢水杯中未装满水,则会导致测出的______。
(3)为了得到更普遍的结论,接下来的操作中合理的是( )(选填字母)。
A.用原来的方案和器材多次测量求平均值
B.将水换成酒精或其他液体,用原来的方案再次进行实验
(4)小组同学经过交流、评估和反思后,得出实验步骤的最佳顺序是______________。
(5)小西将水换成酒精后按照甲乙两图重新进行实验,测出物体所受浮力______1N。(选填“大于”“小于”或“等于”)
(6)另一实验小组将物块换成可以漂浮在水面的木块进行实验,则______(选填“能”或“不能”)得到与(1)相同的结论。
5.某实验小组的同学们用鹅卵石、弹簧测力计、细线、溢水杯、水和小桶等器材“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”,同学们做了如图所示的一系列操作:
(1)实验前弹簧测力计已调零,实验中为了减小误差并便于操作,最合理的步骤顺序应为________(用图中的序号表示);
(2)鹅卵石排开水的重力可以利用C、D两个步骤得到;若图中四个测量值、、、满足关系式:________,则可以验证阿基米德原理,浸在液体中的物体所受的浮力大小等于________;
(3)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/N
1.8
1.6
0.4
0.3
由表格中数据可知,鹅卵石浸没在水中时,受到的浮力,小组同学发现,则造成这种结果的原因可能是________(有两个正确选项)。
A.最初溢水杯中水未装至溢水口
B.实际操作步骤B时,鹅卵石没有完全浸入水中
C.实际操作步骤B时,鹅卵石浸没后不小心碰触到溢水杯底部
6.某班物理实验小组的同学,在实验中验证阿基米德原理;
(1)方案一:小军用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验;
①由图甲可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F浮=______N,排开水的重力G排______N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因可能是______(填序号);
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
②小军改正错误后,得到石块浸没在水中的浮力为1N,则石块密度为______kg/m3;
若将图甲C中的小石块取出,将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮,忽略水的损失,则此次从溢水杯中溢出的水的重力为______N;
(2)方案二:如图乙所示,小川同学将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节水杯的高度。当小川逐渐调高升降台时,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”),且弹簧测力计A示数的变化量______B示数的变化量(选填“大于”,“小于”或“等于”),从而证明了F浮=G排。在这个过程中溢水杯对升降台C的压力______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
7.某物理实验小组的同学,学习了验证阿基米德原理,进行了下面的实验,如图甲所示:
(1)分析甲图比较实验①、②、③,可知道物体所受的浮力大小与______有关。
(2)由甲图中数据计算可知盐水的密度是______。
(3)小玉利用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图乙所示。实验时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直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐减小,弹簧测力计B的示数逐渐增大,且弹簧测力计A的示数变化量与B的示数变化量相等,请问在这个过程中溢水杯对升降台的压力______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)做完上述实验后,小玉想利用图乙装置测出一个苹果的密度,步骤如下:
a.将一个苹果轻轻放入装满水的溢水杯中,如图丙所示(实验中的小桶容积足够大),弹簧测力计B的示数变化量为;
b.再将小桶中的水倒掉擦干后,用牙签将苹果全部压入溢水杯中,如图丁所示,弹簧测力计B的示数变化量为,则该苹果密度表达式为______(用、和表示);若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,则所测得的苹果密度______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
8.小鲁和小巴在学习浮力的相关知识后,想在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一,小鲁用石块按如图1甲实验步骤依次进行实验。由图甲可知,石块浸没在水中受到的浮力F浮=______N,排开水的重力G排=______N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因可能是______(选填下列字母序号);
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
(2)方案二,如图1乙,小巴将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小巴逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数逐渐_______(选填“增大”“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量_______(选填“大于”“小于”或“等于”)B的示数变化量,从而证明了阿基米德原理;为了多次实验得到普遍规律,方案______(选填“一”或“二”)的操作更加简便;
(3)如图2所示,同组的莹莹运用浮力知识测量盐水和木块密度,具体操作过程如下:
图2甲:电子秤测烧杯和水的总质量为m0;
图2乙:将木块放入烧杯中漂浮时,电子秤示数为m1;
图2丙:用细针将木块压入水中浸没,木块未触底,静止时电子秤示数为m2;
图2丁:电子秤测烧杯和适量盐水的总质量为m3;
图2戊:用细针将同一木块压入盐水中浸没,木块未触底,静止时电子秤示数为m4。
则盐水密度ρ盐=___________(用字母m0、m1、m2、m3、m4、ρ水表示);
(4)莹莹发现木块吸水,这将导致测得的木块密度_______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.物理科技小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一,小刚按如图实验步骤依次进行实验。由图可知,石块浸没在水中受到的浮力______N,排开水的重力______N,发现,造成这种结果的原因可能是______(选填下列字母序号,多选);
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
(2)方案二,如图E,小明将装满水的溢水杯放在升降台C上,用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数______(选填“增大”、“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量______B的示数变化量,从而证明了阿基米德原理;
(3)同学们对实验提出了进一步改进措施,以下是他们的一些看法,其中不合理的是______。
A.应该换用不同液体进行多次实验,使结论具有普遍性
B.实验中应该让物体完全浸没在液体中,控制排开液体的体积不变
C.可以将小桶标注刻度做成量筒,测量出小桶中液体体积,计算重力
10.如图所示的A、B、C、D是小阳探究”浮力大小与排开水所受重力的关系”的实验情景。
(1)为方便和减小实验误差,最合理的实验步骤是____________ 。(填写上述序号)
(2)在情景图A中存在的错误是_____________ 。
(3)纠正错误后继续实验,测得弹簧测力计的示数分别为F1=4.2N;F2=3N;F3=1.8N;F4=0.6N;圆柱体受到的浮力F浮=________ N;圆柱体排开水所受的重力G排=________ N。
11.下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。
(1)实验中所用圆柱体的重力为___________N;在情景图B中存在的错误是___________;
(2)纠正错误后,继续实验,在情景C时圆柱体受到的浮力F浮=___________N;圆柱体排开的水所受的重力G排=___________N;
(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力___________物体排开水所受到的重力;
(4)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”)。
12.小明和小华利用如图所示的装置探究浮力的大小与排开液体所受重力的大小关系。
(1)弹簧测力计在使用前要让指针指在________处。
(2)小明按照从甲到丁的顺序操作,弹簧测力计的示数分别为、、、,由图甲和图丁可知物体在水中受到的浮力________,若等式________________成立,可以得到物体受到的浮力等于物体排开液体的重力。(均用含、、、的式子表示)
(3)若小明在操作丙的过程中,只将物体的一部分浸在水中,________(选填“能”或“不能”)得到(2)中的结论。
(4)小华用酒精代替水继续实验,他发现此时的变大,说明浮力的大小与________有关,用酒精继续实验的目的是________________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
(5)若小华在实验前未将溢水杯中的酒精装满,会导致测量的排开酒精所受重力________(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(6)通过讨论,小明将实验装置进行改进,如图戊所示,改进后的优点是________(多选)。
A.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,测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
D.实验操作相对简单,且可以进行多次实验
13.小悟所在的实践小组计划探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)弹簧测力计使用前要先观察指针是否指零、量程和__________;由图可知石块浸没在水中受到的浮力大小为_______N;
(2)被石块排开的水所受的重力可由_______ 两个步骤测出,为减小误差这两 个步骤的先后顺序是先测_______ ;(均填写序号)
(3)由以上甲、乙、丙、丁等步骤可初步得出结论:_______;
(4)另一实验小组在实验中发现物体排开水的重力明显小于其所受的浮力,造成这 种结果的原因可能是_______
(5)通过实验得出的结论,小悟设计了如图戊的拓展实验。将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着金属块,将其缓慢浸入溢水杯中的水中,在金属块浸入水的过程中(始终不碰到杯底),溢水杯底所受水的压力_______(填“变大”“变小”或“不变”),电子秤的读数_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
14.探究“浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验装置及过程如图所示:
(1)如图实验装置中,会影响实验的是________(只填字母代号),如果这样会导致排开水的重力________(填“偏大”或“偏小”):
(2)在完善实验装置后,有如下实验步骤,你认为可以减小误差的合理操作顺序应该是________;
①将铁块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为F1
②将铁块浸没在液体中,弹簧测力计的读数为F2
③将装有排出液体的小桶挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为F3
④将空桶挂在弹簧测力计下,弹簧测力计读数为F4
(3)通过探究,若等式________成立(选用F1、F2、F3和F4表示),则得出阿基米德原理;
(4)为了得到更普遍得结论,下列继续进行得操作中不合理得是( )
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
(5)如果将实验中的水换成酒精。()其他情况不变,物体受到的浮力________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(6)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,其他步骤操作正确,则________(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
15.小华同学做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验:
(1)实验步骤如图所示,甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,物体受到的浮力F浮=_________;(用字母F1、F2、F3、F4表示)
(2)实验操作完成后,小华需要分析弹簧测力计的四次示数,当F1、F2、F3、F4满足_________关系时,说明浸入液体中的物体所受浮力大小等于物体排开的液体所受重力的大小;(用字母F1、F2、F3、F4表示)
(3)为了方便操作和减小测量误差,最合理的操作顺序步骤应该是:_________;
(4)小华在步骤乙的操作中,只将圆柱体的一部分浸在液体中,其他步骤操作正确,他_________(选填“能”或“不能”)得到实验结论。
试卷第1页,共3页
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《期末物理复习实验 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.(1)甲、乙
(2)丁、甲、乙、丙
(3)偏小
(4)寻找普遍规律
(5)能
(6)
【详解】(1)甲图测物体重力,乙图测物体浸没时拉力,根据称重法,浮力,因此选甲、乙两图。
(2) 为避免空桶沾水导致空桶重力测量误差,以及方便操作,合理操作是先测空桶重力,再测物体重力,再将物体浸入溢水杯,最后测桶和排开水的总重力,因此最合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(3)溢水杯未装满时,只有部分排开的水会溢出流入小桶,收集到的水比实际排开的水少,因此测得的排开液体重力偏小。
(4)本实验是探究规律类实验,换不同物体、液体多次实验,是为了避免偶然性,寻找普遍规律。
(5)阿基米德原理对部分浸入的物体同样成立,物体未完全浸没时,仍可测出浮力和排开液体的重力验证原理,因此能验证。
(6) 物体质量
完全浸没时,物体体积等于排开水的体积
物体密度
2.(1)甲乙
(2)丁甲乙丙
(3) 不同的液体 等于 适用
(4)等于
【详解】(1)甲图是物体浸入前称得弹簧测力计对物体的拉力,大小等于物重。乙图是物体浸没在液体中称得弹簧测力计对物体的拉力,两次的拉力差就是物体浸入液体中所受到的浮力。
(2)丁图在测量空杯子的重时,由于杯中液体没有倒干净,杯壁上有残留,测得的杯重偏大,因此应该先测空杯子的重,再测杯子和排出液体的总重,同时减少多次挂放物体,改进后的顺序是丁甲乙丙。
(3)[1] 为了使实验更具普遍性,需要改变液体的种类(如盐水、酒精等),观察浮力是否始终等于排开液体的重力。
[2] 阿基米德原理指出,浮力大小等于物体排开的液体所受的重力。
[3] 阿基米德原理同样适用于气体,但通常气体的密度远小于液体,因此浮力较小,所以气球和飞艇要做的很大。
(4)溢水杯装满水,天平平衡,说明左右两盘的总质量相等。放入木块,等排开的水流完时,天平又恢复了平衡,说明减少的水和放入的木块质量相等,由阿基米德原理可知,排开的水即所受的浮力,所以木块所受浮力等于它所受的重力。
3.(1) B、D 1.2 =
(2) 变小 0.8 不变 3.5×103
【详解】(1)[1][2]由图B可知,物块的重力G=4.2N,由图D可知,物块浸没在水中弹簧测力计的示数F示=3N,圆柱块物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=4.2N-3N=1.2N
所以,BD两步骤可计算处圆柱块物块浸没在水中时受到的浮力F浮=1.2N。
[3]物块排开水所受的重力G排等于桶和排开水的总重减去空桶的重,A、E两步骤可得出物块排开水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到F浮=G排,即浮力的大小等于物块排开液块所受重力。
(2)[1][2][3]由2图可知,当深度为零时,弹簧测力计的示数是4.2N,物块的重力是4.2N,物块没有浸没前,即圆柱块的深度小于6cm时,弹簧测力计的示数变小,当h=4cm时,弹簧测力计的示数为3.4N,物块受到浮力F′浮=G-F′示=4.2N-3.4N=0.8N
圆柱块的深度在6~10cm时,即物块浸没后,随深度的增加,弹簧测力计的示数保持3N不变,由称重法可知物块受到的浮力不变。
[4]圆柱块物块浸没在水中时拉力是3N,物块受到的浮力F″浮=G-F″示=4.2N-3N=1.2N
物块的体积
该物块的密度
4.(1) 甲、乙 等于
(2)偏小
(3)B
(4)丁甲乙丙
(5)小于
(6)能
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力的方法,比较甲、乙两图可知,甲图测物块重力G,乙图测物块浸没在水中时的拉力,物块所受浮力等于重力与拉力的差值,则浮力
[2]由丙、丁两图可得,排开液体重力等于桶和排开液体的总重与桶重的差,即
通过比较与,可初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(2)溢水杯未装满水,物块放入后,排开的水无法全部溢出,导致测得的排开液体重力偏小。
(3)A.通过多次测量求平均值的方法适用于减小误差,不适用于探究普遍规律。故A不符合题意;
B.换用其他液体重复实验,可以避免偶然性。探究出不同液体中浮力与排开液体重力的关系的普遍规律,故B符合题意。
故选B。
(4)实验中要避免因操作不当所产生的误差。实验中先测装满水的桶重力时,倒水过程因为有残留导致后测出的空桶重不准确。因此要先测出空桶的重,后测桶与溢出水的总重。合理顺序为:丁、甲、乙、丙。① 丁:测空桶重力;② 甲:测物块重力;③ 乙:测物块浸没时的拉力,同时收集排开的水;④ 丙:测桶和排开液体总重力。
(5)根据浮力的计算公式,换成酒精后,因为酒精的密度小于水的密度,浸没时排开酒精的体积与排开水的体积相同,所以浸没在酒精中所受的浮力小于浸没在水中所受的浮力。
(6)漂浮时,木块所受浮力等于自身重力,同时排开液体的重力也等于木块重力,因此仍满足,所以能得到与(1)相同的结论。
5.(1)D、A、B、C
(2) 物体排开液体的重力
(3)AC
【详解】(1)实验应先测量空桶的重力(D),再测量鹅卵石的重力(A),然后将鹅卵石浸入水中测量拉力(B),最后测量排出的水和小桶的总重力(C)。这样的顺序需要的步骤最少,还可以避免水残留对测量结果的影响。
(2)[1]鹅卵石受到的浮力等于它的重力减去浸入水中时的弹簧测力计的示数,即F浮=F1-F2
[2]由阿基米德原理可得,浮力大小等于物体排开液体的重力,因此F1-F2=F3-F4
(3)A.溢水杯未装满水,导致排出的水量少于实际排开的水量,导致,故A符合题意;
B.若鹅卵石未完全浸入,F浮会偏小,G排也会偏小,浮力仍等于排开水的重力,故B不符合题意;
C.鹅卵石触碰杯底,支持力会导致测力计的示数偏小,使测得的F浮偏大,而排开水的重力未受影响,导致,故C符合题意。
故选AC。
6. 1.1 1.0 AC 2.5×103 1.2 变小 等于 不变
【详解】(1)①[1][2]根据称重法求浮力可知,石块浸没在水中受到的浮力
排开水的重力
[3] A.若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力G排减小,故A符合题意;
B.若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,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,容器对石块有支持力,测的F3偏小,则利用
偏大,故C符合题意。
故选AC。
②[4]根据阿基米德原理知,石块体积为
石块的密度
[5]若将图甲C中的小石块取出,将装有溢出水的小桶放入溢水杯漂浮,漂浮时小桶受到的浮力等于溢出水和小桶的总重力,当将石块取出后水面下降,减小的体积等于小桶中水的体积,所以此次从溢水杯中溢出的水的重力为小桶的重力,为1.2N。
(2)[6][7]重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据可知,重物受到的浮力变大,因为
所以弹簧测力计A的示数
变小;又因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计B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A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
[8]将烧杯、水和物体看做一个整体,容器对升降台C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
而
所以
根据阿基米德原理
所以
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C的压力不变。
7.(1)物体排开液体的体积
(2)1.2
(3)不变
(4) 不变
【详解】(1)比较实验①、②、③,液体密度相同,物体浸入液体的体积逐渐变大,弹簧测力计示数逐渐变小,由称重法可知浮力逐渐变大,说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)由①④得到物体在水中受到的浮力
物体的体积
由①⑤得到物体在盐水中受到的浮力
盐水的密度
(3)将烧杯、水和物体看作一个整体,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
而,所以
根据阿基米德原理可知
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。
(4)由图丙可知,苹果漂浮在水面上,苹果受到的浮力等于苹果的重力,由阿基米德原理可知,苹果的重力等于溢出水的重力F1,即;再将小桶中的水倒掉擦干后,用牙签将苹果全部压入溢水杯中,如图丁所示,弹簧测力计B的示数变化量为F2,此时测力计B的示数变化量F2等于原来苹果露出水面部分排开水的重力,则苹果浸没时排开水的重力,由阿基米德原理可知,苹果完全浸入水中时受到的浮力为,根据阿基米德原理可知苹果的体积为
苹果的密度为
若步骤b中,小桶中有前一次实验残留的水,因为将苹果浸没时,测力计B的示数变化量是与上一次比较得出的(即与将小桶中的水全部倒掉比较),所以测力计B的示数变化量F2不变,由可知测得苹果浸没时受到的浮力不变,根据阿基米德原理可知测得苹果的体积不变,由密度公式可知测得苹果的密度将不变。
8.(1) 2 1.9 A
(2) 减小 等于 二
(3)
(4)偏大
【详解】(1)[1]根据称重法测浮力
[2]排开水的重力为桶和水总重减空桶重
[3]若最初溢水杯的水未装到溢水口,排出水的体积偏小,测得小于,故A符合题意;若弹簧测力计全程未校零,所有测量都会差一个相同固定值,不会改变两次测量的差值,因此不影响结果,故B不符合题意。故选A。
(2)[1]重物浸入水中体积越大,受到浮力越大,弹簧测力计A的示数,因此示数逐渐减小。
[2]根据阿基米德原理,所以弹簧测力计A的示数减小量等于弹簧测力计B的示数增加量。方案二仅需调节升降台改变浸入体积就能完成多次实验,操作比方案一更简便。
(3)木块浸没在水中时,木块对水的压力等于浮力,对应电子秤增加的质量就是排开水的质量:
因此木块体积
木块浸没在盐水中时,排开盐水质量为,体积等于木块体积,因此盐水密度
(4)木块吸水会使烧杯内的水进入木块,使丙图中细针施加向下的压力偏小,导致丙图电子秤的示数偏小,计算出的木块体积偏小,木块质量测量准确,根据,测得的木块密度偏大。
9. 2 1.9 AC 减小 等于 B
【详解】(1)[1][2]由步骤BC可知,石块浸没在水中受到的浮力
排开水的重力
[3]A.最初溢水杯中的水未装至溢水口,石块排开的水没有全部流进小桶内,会导致,故A符合题意;
B.由于石块受到的浮力及排开水的重力的计算都是弹簧测力计示数的差,所以弹簧测力计没有校零,对实验没有影响,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,会受到底部的支持力,弹簧测力计示数会更小,根据称重法可知,测得的浮力偏大,故C符合题意。
故选AC。
(2)[4][5]随着重物浸入水中的体积越来越大,排开水的体积越来越大,重物受到的浮力越来越大,弹簧测力计A的示数会减小;弹簧测力计A的示数变化量等于重物受到的浮力,弹簧测力计B的示数变化量等于重物排开水的重力,根据阿基米德原理可知,弹簧测力计A的示数变化量等于B的示数变化量。
(3)[6]A.为避免偶然性,使结论具有普遍性,应该换用不同液体进行多次实验,故A不符合题意;
B.实验中无论物体是不是完全浸没在液体中,物体受到的浮力都等于排开液体的重力,若让物体完全浸没在液体中,控制排开液体的体积不变,无法使实验结论更具有普遍性。故B符合题意;
C.可以将小桶标注刻度做成量筒,测量出小桶中液体体积,根据公式
计算出排开液体重力,得出结论,故C不符合题意。
故选B。
10.(1)D、A、B、C
(2)溢水杯没有装满水
(3) 1.2 1.2
【详解】(1)为方便和减小实验误差,应先测量空桶的重力F4,再测量圆柱体的重力F1,接着将圆柱体浸没在溢水杯中读出弹簧测力计示数F2,最后测量桶和排开水的总重力F3。所以最合理的实验步骤是D、A、B、C。
(2)在情景图A中存在的错误是溢水杯中的水没有装满,这样会导致排开的水不能全部流入小桶,从而影响实验结果。
(3)[1]根据称重法测浮力
[2]圆柱体排开水所受的重力
11. 4 溢水杯未注满水 1 1 等于 保持不变
【详解】(1)[1]由图B可知,测力计静止在空气中,示数为4N,此时测力计示数等于物体的重力,故实验中的所用圆柱体的重力G=4N。
[2]圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水。
(2)[3]由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F=3N,根据称重法可知,圆柱受到的浮力为
F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N
[4]由图D可知,小桶和水的总重力G总=1.9N,由图A可知,空小桶的重力G桶=0.9N,则圆柱体排开水所受的重力为
G排=G总﹣G桶=1.9N﹣0.9N=1N
(3)[5]由(2)可知,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。
(4)[6]纠正错误后,即溢水杯中的水应该满的,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。
12.(1)零刻度
(2)
(3)能
(4) 液体密度 寻找普遍规律
(5)偏小
(6)BCD
【详解】(1)弹簧测力计使用前,指针要指向零刻度线,如果没有指向零刻度线,需要调零。
(2)由图甲可知,物体的重力G=F1,由图丁可知,物体浸没时弹簧测力计的示数是F3,由称重法测浮力知,物体受到的浮力
由图乙知,空烧杯的重力为F2,由图丁可知,物体浸没时排开的液体与烧杯的总重力为F4,则物体浸没时排开液体的重力为
当时,可以得出浮力的大小与排开液体所受重力是相等关系。
(3)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大;只将物体的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到相同的结论。
(4)酒精代替水继续实验,发现此时的F3变大,由称重法可知,浮力变小,排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力不同,说明浮力的大小与液体的密度有关;为了使实验具有普遍性,用酒精继续实验。
(5)物体放入酒精中前,溢水杯应该是满酒精的,否则小桶内所盛的酒精将小于物体排开酒精的体积,物块排开酒精所受的重力变小,所以,排开酒精的重力会偏小。
(6)A.物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和弹簧测力计A的拉力,所以A的示数和浮力之和等于重力,故A不符合题意;
B.实验器材简单易于获取,生活化,测力计均固定、示数更稳定,故B符合题意;
C.由图可知,改进后的方案能同时看到A、B弹簧测力计示数的动态变化,能更直观的反映出物体所受浮力和排开液体重力的关系,故C符合题意。
D.只需要升降台面即可,实验操作相对简单,且可以进行多次实验,故D符合题意。
故选BCD。
13.(1) 分度值 2
(2) 丙、丁 丁
(3)见解析
(4)溢水杯中水没有装满
(5) 不变 不变
【详解】(1)[1]弹簧测力计使用前为了使测量更准确,应先观察测力计的指针是否指零、量程及分度值。
[2]乙中测力计分度值为0.2N,石块的重力为G=3.4N
由甲图得,石块浸没在水中测力计的示数为F甲=1.4N
由称重法可知,石块浸没在水中受到的浮力大小为F浮=G-F甲=3.4N-1.4N=2N
(2)[1]石块排开的水所受的重力等于排开水和桶的总重力减去空桶的重力,可由丙、丁两个步骤测出。
[2]为减小误差,应先测量空桶的重力,即先测步骤丁,因为小桶装水后再倒出桶内的水时,空桶壁会沾有部分水未能完全倒出,故再测量空桶的重力的话会使得空桶的重力变大,造成的误差就会大。
(3)由丙、丁得G排=G总-G桶=3.2N-1.2N=2N
由第(1)小问可知,F浮=2N
所以F浮=G排,故由以上甲、乙、丙、丁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。
(4)若溢水杯没有装满,物体浸入水中时,水先上升到溢水口,再溢出到小桶中,导致排开水的重力测量偏小,则另一实验小组在实验中发现物体排开水的重力明显小于其所受的浮力,因此造成这种结果的原因可能是:溢水杯中水没有装满。
(5)[1]由于溢水杯装满水,金属块浸没在水中静止时与金属块未浸入水中时相比,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,根据公式可知,水对溢水杯底的压力不变。
[2]由于溢水杯中装满水,金属块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知金属块受到的浮力等于排开水的重力,金属块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变。
14.(1) B 偏小
(2)④①②③
(3)F1-F2=F3-F4
(4)A
(5)变小
(6)能
【详解】(1)[1][2]如图所示,用排水法测物体受到的浮力,溢水杯中应装满水,而本实验步骤B中溢水杯没有装满水,得到的排开水的体积比实际值小,所以排开水的重力偏小。
(2)为减小实验误差,本实验中应当在小桶和铁块接触水之前就测出它们所受的重力,如果在接触水之后再测量小桶和铁块的重力,由于表面沾水,会导致测得的重力偏大,使误差增大,故正确顺序应为④①②③。
(3)阿基米德原理的内容是物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力,根据实验结果,铁块受到的浮力为F浮=F1-F2,铁块排开水受到的重力为G水=F3-F4,则如果F1-F2=F3-F4成立,可得出阿基米德原理。
(4)本实验中为了得到更普遍的结论,应当换用不同的实验对象即不同的液体和物体进行多次实验,而不是用原来的实验器材多次测量取平均值,故选A。
(5)由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,当排开液体的体积不变时,液体密度减小,受到的浮力减小,所以换成酒精后浮力减小。
(6)阿基米德原理对完全浸没的物体和浸入一部分的物体都是适用的,因此只将石块的一部分浸在水中且其他步骤操作正确时,也能得到正确的结论。
15.(1)F1-F2
(2)F1-F2=F3-F4
(3)丁甲乙丙
(4)能
【详解】(1)根据称重法测浮力,物体受到的浮力等于物体在空气中的重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的示数,即。
(2)物体排开液体的重力,当时,说明浸入液体中的物体所受浮力大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
(3)为方便操作和减小测量误差,应先测空桶重力(丁)、再测物体重力(甲)、然后将物体浸入液体测拉力(乙)、最后测桶和排开液体总重力(丙),所以操作顺序是丁、甲、乙、丙。
(4)阿基米德原理适用于部分浸入液体的情况,只要能准确测量出浮力和排开液体的重力,只将圆柱体一部分浸在液体中,也能得到实验结论。
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