2023年中考物理二轮专项复习-浮力实验专题(含答案)
考点一:探究影响浮力大小因素探究浮力的大小跟哪些因素有关
1.如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为______N;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到______由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为______N;
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是为了控制______相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是______;
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
2.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想。
猜想一:浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小与液体密度有关;
猜想三:浮力的大小与物体浸没深度有关;
猜想四:浮力的大小与物体密度有关。
(1)为了验证猜想一,小明应控制同一物体排开同一液体的______不同,看弹簧测力计示数大小的变化情况,为了验证猜想二,应控制同一物体浸没在______液体的同一深度处;
(2)为了验证猜想四,需要将体积大小______、密度不同的物体浸没在同一液体中,观察弹簧测力计示数的大小;
(3)针对猜想三,小明联系生活实际想到,如果将一个完好的篮球放入装满水的水桶中,然后用手往下压篮球,发现随着篮球浸入水中深度的增加,手用到的力就越大,于是得出结论:浮力的大小与物体浸没深度有关,请你根据所学知识判断该结论______(选填“正确”或“错误”),原因是______;
(4)同组的小江认为,除了小明提出的四个猜想外,应该还有一个猜想五:浮力的大小与物体所受的重力有关,小江同学想利用体积相同的铁块和铝块、弹簧测力计和水去验证这个猜想,请你帮小江设计并简述实验方案:______。
3.实验小组的小明同学在做“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验.
(1)实验时,大烧杯中的水要“适量”,“适量”的标准是______;
(2)如图所示,将实心柱状体缓缓浸入水中;
①从位置2→3的过程中,物体受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);
②从位置3→4的过程中,物体受到的浮力不变,说明物体受到的浮力与浸没的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)将大烧杯中的水换成等体积的盐水,把物体浸没在盐水中的深度同位置4,观察弹簧测力计的示数,此时可探究物体受到的浮力大小与______的关系;
(4)在实验中,小组的小芳同学发现同一物体浸没在不同的液体中,弹簧测力计的示数不一样,心想:这不是与密度计的原理相同嘛?于是她灵机一动,将测力计改为一个密度计,她用弹簧测力计测出一个重为的物块,然后把物块浸没在水中时,弹簧测力计的读数为,她就在处对应标上的字样;当她把物块浸没在密度为的酒精中时,应该在弹簧测力计刻度盘的______N处对应标上字样。
4.如图所示为“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
实验过程如下:先将盛有盐水的容器放在电子秤上,然后用手提着系有细线的圆柱体将其缓缓的浸入盐水中(盐水足够深),同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m,记录数据如下表所示。已知圆柱体的高度为15cm,当h=8cm时,用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.2N。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 ……
m/kg 2.000 2.040 2.080 2.120 2.160 2.200 2.240 ……
(1)实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐___________(填“增大”或“减小”);
(2)当h=8cm时,圆柱体受到的浮力大小为___________(填“21.6”或“1.6”)N。分析表中数据可知:圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水的体积成___________比;
(3)圆柱体的密度与盐水的密度之比为___________。
5.为了探究浮力的大小与哪些因素有关,物理实验小组的同学们利用杠杆设计了如下创新实验,步骤如下:
(1)先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,然后在左右两端挂上相同的铝块,使杠杆仍保持水平平衡,如图甲所示。
(2)取两个烧杯,往左右两个烧杯中分别加入质量不等的水时,杠杆发生倾斜,如图乙所示,此现象说明左右两端的铝块受到的浮力______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)继续向两个烧杯中加入质量不等的水,逐渐使左右两个铝块完全浸没在水中,此时杠杆又恢复水平平衡,如图丙所示,进一步说明物体所受浮力的大小与浸没在液体中的深度______;与注入液体的质量______。(均选填“有关”或“无关”)
(4)在图丙右边的烧杯中加入适量食盐水,杠杆产生的现象说明了当物体浸没在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。则该实验现象为______。
(5)将图甲杠杆的右端换上与铝块A等质量的金属块B,体积VB大于VA,同时往左右杯中加满水,杠杆状态如图丁所示,说明了当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力______。
6.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)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象:______;
(2)物体浸没前的过程中(图甲到图丙),测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐______,据此,小明认为物体受到的浮力改变是因为浸入水中的深度增大;而小华则认为浮力改变是因为浸入水中的体积增大,根据以上实验你认为下列说法正确的是______
A.只有小明的观点合理
B.只有小华的观点合理
C.两人的观点都不合理
D.两人的观点都合理
(3)接下来他们继续实验,增大物体浸没在水中的深度(图丙到图丁),发现测力计的示数始终不变且为F,据此可得出______的观点不具有普遍性,此时物体受到的浮力______N;
(4)当物体从接触水面开始,到浸没至如图丁所示位置时,在图戊中能够表示出此过程物体所受浮力F与进入水中的深度h的关系图像是______(选填“①”或“②”);同学们在实验中主要用到的科学探究方法是______。
7.在“研究浮力的影响因素”的实验中,小虹利用实心金属块,压力传感器,烧杯,细线等实验器材,设计并进行了实验,压力传感器可以显示其上方压力的大小。
(1)如图甲所示,将一空烧杯放在压力传感器上,压力传感器的示数为,然后将金属块通过细线缓慢放入装有适量水的烧杯(该烧杯足够高)中直至沉底,如图乙所示,压力传感器的示数F与金属块底面浸入水中的深度h的对应数据,如下表所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6
0 2 4 6 8 10
3 3.25 3.5 3.75 3.75 3.75
①若金属块沉底时,细线处于松弛状态,压力传感器的示数为6N,则金属块的重力为___________N;
②在图丙中画出金属块受到的浮力和底面浸入水中的深度h的图像___________;
(2)小虹经过观察几次实验数据发现,浮力的大小有时与底面浸入水中的高度有关,有时又与此无关,对此你觉得正确的表述应该是:___________;
(3)小虹觉得浮力的大小与物体的密度应该也有关联,她选用与金属块形状相同的木块进行实验,将木块逐渐浸入水中,当水面上升至图丁O点位置时,记录此时压力传感器的示数,如图丁所示,取出木块后,小虹又将金属块缓慢浸入水中,她在水面上升到___________(选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)时,读取压力传感器的示数,这样做是为了控制___________相同,以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。
考点二:验证阿基米德原理
1.如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中,物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”);
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后,水会流入空桶中,各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明,通过实验可得:F浮=G排=_____N。
2.如图是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2N(不计袋子厚度和重力);
(2)乙图,将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计示数为1.2N,此时水袋所受浮力为 N;
(3)丙图,继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受浮力 (选填“变小”、“不变”或“变大”);
(4)丁图,水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为0N。由此 (选填“能”或“不能”)得到结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受到的重力;
(5)设丙图中水袋受到的浮力为F浮,排开水所受到的重力为G排,则F浮 G排(选填“=”或“≠”)。
3.在“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小明的实验步骤如下:
①如图甲,用弹簧测力计测出物体所受的重力,用F1表示;
②如图乙,将物体缓慢浸入水中,读出物体浸没在水中后弹簧测力计的读数,用F2表示;
③如图丙,用弹簧测力计测出排开的水和小桶的总重力,用F3表示;
④如图丁,倒出小桶中的水,用弹簧测力计测出小桶所受的重力,用F4表示;
(1)小明以合理的顺序进行测量,如果四次测量值满足____________(用表达式填写)的关系时,即可验证阿基米德原理。
(2)物体的密度____________(用所测物理量和水表示),如果溢水杯中的水没有装满,物体浸没在溢水杯后,则小桶中水的重力与物体所受浮力相比____________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为了使实验结论更具有普遍性,小明应该____________(选填序号)。
A.多次测量取平均值
B.换用其他液体多次实验
C.换用其他弹簧测力计多次实验
4.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)如图甲、乙所示,小沿同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,则B桶重______N;
(2)如图丙所示,将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,则空桶A受到的浮力为______N;
(3)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第______次,实验中,随着加入沙子越多,桶浸入水中就越______(选填“深”或“浅”);
实验次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重量/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重量/N 4.0 4.4 4.6 5.0
(4)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体____________;
(5)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为____________(用题中所给和所测物理量的字母表示)。
5.小雪在学习了阿基米德原理之后,在家里自己动手制作了如图所示的装置,他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性,以下是他的实验过程:
①在弹簧下方挂着一个空小桶,并在小筒的下方挂上重物G;
②将一水杯放在升降机上,像溢水杯中装满水,调节升降机高度至水面,刚好到达重物G下表面;
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1;
④缓慢升高升降机,让重物G完全浸没入水中后,继续升高溢水杯到某一高度,用小烧杯A承接溢出的水,同时记录指针所指位置L2;
⑤保持升降机的位置不动,将烧杯A中的水倒入空桶中,同时记录此时指针所在位置L3,(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。
(1)在实验④的过程中,弹簧的拉力变化曲线如下图所示,正确的是
(2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中,通过 现象,证明阿基米德原理成立。
(3)实验④⑤过程中,重物G的高度变化情况是如下图,正确的是
(4)你认为这样设计实验的好处是 。
6.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)实验的最佳顺序是___________。
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___________N。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.图乙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)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力___________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(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。(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
补充设问
(6)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)___________;
(b)___________。
(7)更换大小不同的物体做实验,这样做的目的是___________。
(8)实验过程中,小组同学发现设计的表格(如下)中缺少一项,该项是___________。
次数 物体的重力/N 物体浸没时弹簧测力计的示数/N 空桶的重力/N 空桶和溢出水的总重力/N 排开的水所受总重力/N
1 2 1 0.5 1.5 1
(9)小红在进行数据分析时发现,有一组数据明显与其他组数据反映的规律不符。为了得出结论,她将这一组数据中的桶与水重G改为0.4N,排开的水重G排改为0.3N,请你评价她的这种做法:___________。针对此实验数据,你的做法是___________。
(10)实验结束后,小红还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取___________相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
考点三:利用浮力测量物质的密度
1.小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的______盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是______g;
(3)小明又测出石块的体积是,则石块的密度是______;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石=______。(用字母表示,水的密度为ρ水)
2.酒精消毒液已成为居家必备用品。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
(1)将天平放在___________上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向___________调节平衡螺母直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78g;
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内消毒液的体积为___________cm3;
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示,则其质量为___________g;
④消毒液的密度为___________g/cm3。
(3)小强测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度;
①如图A所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图B所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③___________,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木=___________(用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小强发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2g,则测得的木块密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
3.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、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,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是___________N;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”);分析三个实验步骤___________(填字号)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)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为___________m3。盐水的密度为___________。
2023年中考物理专项复习-浮力实验专题参考答案
考点一:探究影响浮力大小因素探究浮力的大小跟哪些因素有关
1.如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)物块未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲所示,物块的重力为______N;
(2)小明将物块从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时,还观察到______由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)继续增大物块所处的深度,当它与容器底部接触后,弹簧测力计示数如图丙所示,此时物块受到的浮力为______N;
(4)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把物块浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是为了控制______相同;他发现液体密度改变,而物块受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是______;
A.换用体积更大的同种物块
B.换用密度比水小得多的液体
C.换用精确程度更高的测力计
D.利用现有器材进行多次实验
【答案】 ①. 1.8 ②. 水面上升 ③. 0.8 ④. 排开液体的体积相同 ⑤. D
2.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,小明提出如下猜想。
猜想一:浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小与液体密度有关;
猜想三:浮力的大小与物体浸没深度有关;
猜想四:浮力的大小与物体密度有关。
(1)为了验证猜想一,小明应控制同一物体排开同一液体的______不同,看弹簧测力计示数大小的变化情况,为了验证猜想二,应控制同一物体浸没在______液体的同一深度处;
(2)为了验证猜想四,需要将体积大小______、密度不同的物体浸没在同一液体中,观察弹簧测力计示数的大小;
(3)针对猜想三,小明联系生活实际想到,如果将一个完好的篮球放入装满水的水桶中,然后用手往下压篮球,发现随着篮球浸入水中深度的增加,手用到的力就越大,于是得出结论:浮力的大小与物体浸没深度有关,请你根据所学知识判断该结论______(选填“正确”或“错误”),原因是______;
(4)同组的小江认为,除了小明提出的四个猜想外,应该还有一个猜想五:浮力的大小与物体所受的重力有关,小江同学想利用体积相同的铁块和铝块、弹簧测力计和水去验证这个猜想,请你帮小江设计并简述实验方案:______。
【答案】体积 不同 相同 错误 随着篮球的下沉,改变的不仅仅是篮球浸入水中的深度,还有篮球排开水的体积,不符合控制变量法 ①用弹簧测力计分别测出体积相同的铁块和铝块的重力分别为、;②用弹簧测力计分别拉着铁块和铝块全部浸没到水中,读出弹簧测力计示数分别为;③实验结束后,认真分析数据,如果,则可证明浮力与物体的重力无关
3.实验小组的小明同学在做“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验.
(1)实验时,大烧杯中的水要“适量”,“适量”的标准是______;
(2)如图所示,将实心柱状体缓缓浸入水中;
①从位置2→3的过程中,物体受到的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”);
②从位置3→4的过程中,物体受到的浮力不变,说明物体受到的浮力与浸没的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)将大烧杯中的水换成等体积的盐水,把物体浸没在盐水中的深度同位置4,观察弹簧测力计的示数,此时可探究物体受到的浮力大小与______的关系;
(4)在实验中,小组的小芳同学发现同一物体浸没在不同的液体中,弹簧测力计的示数不一样,心想:这不是与密度计的原理相同嘛?于是她灵机一动,将测力计改为一个密度计,她用弹簧测力计测出一个重为的物块,然后把物块浸没在水中时,弹簧测力计的读数为,她就在处对应标上的字样;当她把物块浸没在密度为的酒精中时,应该在弹簧测力计刻度盘的______N处对应标上字样。
【答案】水“适量”的标准是物体能浸没在液体中,液体不溢出且物体不能接触容器底 变大 无关 液体密度 0.8
4.如图所示为“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置。
实验过程如下:先将盛有盐水的容器放在电子秤上,然后用手提着系有细线的圆柱体将其缓缓的浸入盐水中(盐水足够深),同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m,记录数据如下表所示。已知圆柱体的高度为15cm,当h=8cm时,用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.2N。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 ……
m/kg 2.000 2.040 2.080 2.120 2.160 2.200 2.240 ……
(1)实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐___________(填“增大”或“减小”);
(2)当h=8cm时,圆柱体受到的浮力大小为___________(填“21.6”或“1.6”)N。分析表中数据可知:圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水的体积成___________比;
(3)圆柱体的密度与盐水的密度之比为___________。
【答案】 ①. 减小 ②. 1.6 ③. 正 ④.
5.为了探究浮力的大小与哪些因素有关,物理实验小组的同学们利用杠杆设计了如下创新实验,步骤如下:
(1)先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,然后在左右两端挂上相同的铝块,使杠杆仍保持水平平衡,如图甲所示。
(2)取两个烧杯,往左右两个烧杯中分别加入质量不等的水时,杠杆发生倾斜,如图乙所示,此现象说明左右两端的铝块受到的浮力______(选填“相等”或“不相等”)。
(3)继续向两个烧杯中加入质量不等的水,逐渐使左右两个铝块完全浸没在水中,此时杠杆又恢复水平平衡,如图丙所示,进一步说明物体所受浮力的大小与浸没在液体中的深度______;与注入液体的质量______。(均选填“有关”或“无关”)
(4)在图丙右边的烧杯中加入适量食盐水,杠杆产生的现象说明了当物体浸没在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。则该实验现象为______。
(5)将图甲杠杆的右端换上与铝块A等质量的金属块B,体积VB大于VA,同时往左右杯中加满水,杠杆状态如图丁所示,说明了当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力______。
【答案】不相等 无关 无关 杠杆发生倾斜,左低右高 越大
6.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)请你写出能够支持猜想③的一个生活现象:______;
(2)物体浸没前的过程中(图甲到图丙),测力计示数逐渐变小,说明浮力大小逐渐______,据此,小明认为物体受到的浮力改变是因为浸入水中的深度增大;而小华则认为浮力改变是因为浸入水中的体积增大,根据以上实验你认为下列说法正确的是______
A.只有小明的观点合理
B.只有小华的观点合理
C.两人的观点都不合理
D.两人的观点都合理
(3)接下来他们继续实验,增大物体浸没在水中的深度(图丙到图丁),发现测力计的示数始终不变且为F,据此可得出______的观点不具有普遍性,此时物体受到的浮力______N;
(4)当物体从接触水面开始,到浸没至如图丁所示位置时,在图戊中能够表示出此过程物体所受浮力F与进入水中的深度h的关系图像是______(选填“①”或“②”);同学们在实验中主要用到的科学探究方法是______。
【答案】人在水中下沉,而在死海中却能漂浮(或鸡蛋在清水中下沉,而在盐水中可以漂浮等) 变大 D 小明 4 ② 控制变量法
7.在“研究浮力的影响因素”的实验中,小虹利用实心金属块,压力传感器,烧杯,细线等实验器材,设计并进行了实验,压力传感器可以显示其上方压力的大小。
(1)如图甲所示,将一空烧杯放在压力传感器上,压力传感器的示数为,然后将金属块通过细线缓慢放入装有适量水的烧杯(该烧杯足够高)中直至沉底,如图乙所示,压力传感器的示数F与金属块底面浸入水中的深度h的对应数据,如下表所示。
实验次数 1 2 3 4 5 6
0 2 4 6 8 10
3 3.25 3.5 3.75 3.75 3.75
①若金属块沉底时,细线处于松弛状态,压力传感器的示数为6N,则金属块的重力为___________N;
②在图丙中画出金属块受到的浮力和底面浸入水中的深度h的图像___________;
(2)小虹经过观察几次实验数据发现,浮力的大小有时与底面浸入水中的高度有关,有时又与此无关,对此你觉得正确的表述应该是:___________;
(3)小虹觉得浮力的大小与物体的密度应该也有关联,她选用与金属块形状相同的木块进行实验,将木块逐渐浸入水中,当水面上升至图丁O点位置时,记录此时压力传感器的示数,如图丁所示,取出木块后,小虹又将金属块缓慢浸入水中,她在水面上升到___________(选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)时,读取压力传感器的示数,这样做是为了控制___________相同,以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。
【答案】3 见解析 O点 物体排开液体的体积
考点二:验证阿基米德原理
1.如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中,物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”);
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后,水会流入空桶中,各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明,通过实验可得:F浮=G排=_____N。
【答案】 (1) 大 (2) 1
2.如图是“探究阿基米德原理”的实验,其步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出一满袋水的重力为2N(不计袋子厚度和重力);
(2)乙图,将水袋浸入水中,静止时弹簧测力计示数为1.2N,此时水袋所受浮力为 N;
(3)丙图,继续让水袋下沉,但未浸没,水袋所受浮力 (选填“变小”、“不变”或“变大”);
(4)丁图,水袋浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为0N。由此 (选填“能”或“不能”)得到结论:此时水袋受到的浮力等于它排开水所受到的重力;
(5)设丙图中水袋受到的浮力为F浮,排开水所受到的重力为G排,则F浮 G排(选填“=”或“≠”)。
【答案】(2)0.8;(3)变大;(4)能;(5)=。
3.在“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验中,小明的实验步骤如下:
①如图甲,用弹簧测力计测出物体所受的重力,用F1表示;
②如图乙,将物体缓慢浸入水中,读出物体浸没在水中后弹簧测力计的读数,用F2表示;
③如图丙,用弹簧测力计测出排开的水和小桶的总重力,用F3表示;
④如图丁,倒出小桶中的水,用弹簧测力计测出小桶所受的重力,用F4表示;
(1)小明以合理的顺序进行测量,如果四次测量值满足____________(用表达式填写)的关系时,即可验证阿基米德原理。
(2)物体的密度____________(用所测物理量和水表示),如果溢水杯中的水没有装满,物体浸没在溢水杯后,则小桶中水的重力与物体所受浮力相比____________(选填“偏大”或“偏小”)。
(3)为了使实验结论更具有普遍性,小明应该____________(选填序号)。
A.多次测量取平均值
B.换用其他液体多次实验
C.换用其他弹簧测力计多次实验
【答案】F1-F2=F3-F4 偏小 B
4.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形。
(1)如图甲、乙所示,小沿同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,则B桶重______N;
(2)如图丙所示,将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,则空桶A受到的浮力为______N;
(3)接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第______次,实验中,随着加入沙子越多,桶浸入水中就越______(选填“深”或“浅”);
实验次数 1 2 3 4
桶A与沙子的总重量/N 2.4 2.8 3.2 3.4
桶B与水的总重量/N 4.0 4.4 4.6 5.0
(4)分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体____________;
(5)小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中,桶A浸入水中的深度为h1,浸入另一液体中的深度为h2,设水的密度为ρ水,则另一液体的密度表达式为____________(用题中所给和所测物理量的字母表示)。
【答案】1.6 2.0 3 深 排开的液体受到的重力
5.小雪在学习了阿基米德原理之后,在家里自己动手制作了如图所示的装置,他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性,以下是他的实验过程:
①在弹簧下方挂着一个空小桶,并在小筒的下方挂上重物G;
②将一水杯放在升降机上,像溢水杯中装满水,调节升降机高度至水面,刚好到达重物G下表面;
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1;
④缓慢升高升降机,让重物G完全浸没入水中后,继续升高溢水杯到某一高度,用小烧杯A承接溢出的水,同时记录指针所指位置L2;
⑤保持升降机的位置不动,将烧杯A中的水倒入空桶中,同时记录此时指针所在位置L3,(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。
(1)在实验④的过程中,弹簧的拉力变化曲线如下图所示,正确的是
(2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中,通过 现象,证明阿基米德原理成立。
(3)实验④⑤过程中,重物G的高度变化情况是如下图,正确的是
(4)你认为这样设计实验的好处是 。
【答案】(1)B;(2)L3=L1;(3)C;(4)减小误差。
6.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)实验的最佳顺序是___________。
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___________N。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.图乙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)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力___________。(选填“变大”“变小”或“不变”)
(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。(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
补充设问
(6)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)___________;
(b)___________。
(7)更换大小不同的物体做实验,这样做的目的是___________。
(8)实验过程中,小组同学发现设计的表格(如下)中缺少一项,该项是___________。
次 数 物体的重力/N 物体浸没时弹簧测力计的示数/N 空桶的重力/N 空桶和溢出水的总重力/N 排开的水所受总重力/N
1 2 1 0.5 1.5 1
(9)小红在进行数据分析时发现,有一组数据明显与其他组数据反映的规律不符。为了得出结论,她将这一组数据中的桶与水重G改为0.4N,排开的水重G排改为0.3N,请你评价她的这种做法:___________。针对此实验数据,你的做法是___________。
(10)实验结束后,小红还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取___________相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
【答案】B 1 排开液体所受的重力 A 变小 乙 测力计的精度不够(或测量时测力计未保持静止) 排开的水未全部流入小桶 得到普遍规律 物体所受的浮力/N 这种做法不对,没有树立实事求是的科学态度 重新实验(或分析原因等) 体积
考点三:利用浮力测量物质的密度
1.小明和小红使用不同的器材分别对石块的密度进行了测量。
(1)小明将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨至标尺左侧零位,发现指针所处位置如图甲所示,应将平衡螺母向______移动,使天平横梁在水平位置平衡;
(2)把石块放在天平的______盘中,用镊子向另一个盘中加减砝码,再移动游码。当天平平衡时,砝码质量以及游码在标尺上的位置如图乙所示,则石块的质量是______g;
(3)小明又测出石块的体积是,则石块的密度是______;
(4)实验后,小明发现所用的砝码生锈了,则所测石块密度比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(5)小红用圆柱形容器、刻度尺和一个不吸水的小木块等器材测量石块密度:
①如图丙所示,容器内装入适量的水,小木块放入容器内静止时,测出容器内水深为h1;
②如图丁所示,用细线把石块与木块系住放入容器内静止时,测出容器内水深为h2;
③如图戊所示,将石块直接放入容器内水中,测出容器内水深为h3;
④石块密度的表达式ρ石=______。(用字母表示,水的密度为ρ水)
【答案】 ①. 左 ②. 左 ③. 46 ④. ⑤. 偏小 ⑥.
2.酒精消毒液已成为居家必备用品。小强利用天平、量筒等实验器材测量某酒精消毒液的密度。
(1)将天平放在___________上,将游码移至标尺左端的零刻度线处,此时指针位置如图甲所示,应向___________调节平衡螺母直至天平平衡;
(2)测量步骤如下:
①在烧杯中倒入适量消毒液,用天平测出烧杯和消毒液的总质量为78g;
②将烧杯中部分消毒液倒入量筒,液面位置如图乙所示,量筒内消毒液的体积为___________cm3;
③用天平测出烧杯和剩余消毒液的质量如图丙所示,则其质量为___________g;
④消毒液的密度为___________g/cm3。
(3)小强测量一个木块(ρ木<ρ水)的密度,由于木块体积较大无法放入量筒,于是利用电子秤、一根细钢针、烧杯和水设计如下实验,测出了木块的密度;
①如图A所示向烧杯中倒入适量水,电子秤的示数为m1;
②如图B所示将木块放在水中,静止时电子秤的示数为m2;
③___________,电子秤的示数为m3;
④木块密度ρ木=___________(用m1、m2、m3和ρ水表示)。
(4)测完密度后,小强发现由于电子秤没调零,每次测量结果都偏大2g,则测得的木块密度___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 ①. 水平台面 ②. 左 ③. 40 ④. 44 ⑤. 0.85 ⑥. 用细钢针将木块压入水中,使其浸没 ⑦. ⑧. 不变
3.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、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,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是___________N;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”);分析三个实验步骤___________(填字号)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)该小组同学完成本次实验后,又用获得的数据求出了金属块的体积为___________m3。盐水的密度为___________。
【答案】 ①. 2 ②. 2.2 ③. 无关 ④. a,b、c ⑤. 越大 ⑥. 偏大 ⑦. ⑧.