实验题03浮力的实验（含答案详解）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 人教版八年级物理下册期末考试题型专题复习 实验题03浮力的实验（含答案详解） 关键词：①影响浮力的因素+②阿基米德原理+③利用浮力测密度 【例题】 小华用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积均为200cm2的薄壁烧杯（分别装有一定量的酒精和水），对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究，其中C、D分别是圆柱体刚好浸没在酒精和水中的情况．如图甲表示探究过程及有关数据．（酒精密度为0.8×103kg/m3，g=10N/kg） （1）实验中使用弹簧测力计测量拉力前，应将测力计处于________方向将指针调至“0”刻度线上． （2）比较图甲中A、B、C的数据，可以得出浮力的大小与________有关． （3）如图甲中D所示，圆柱体浸没在水中所受的浮力是________N. （4）如图乙所示，完成实验后，小华将烧杯中水倒出，将该圆柱体放在烧杯底部，然后向烧杯倒入另一种液体，圆柱体受到的浮力F浮与容器内液体的深度关系如图丙所示，圆柱体始终处于沉底状态，则该圆柱体的底面积为______m2；未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为_______Pa，液体的密度为________kg/m3. （5）由图甲中A到C的过程中，圆柱体的重力做功是________J． 【答案】     竖直     物体排开液体的体积     4     5×10-3     1.2×103     1.15×103     0.36 【解析】 第一空．使用弹簧测力计测量拉力前，将测力计处于竖直方向，需要将指针调到零刻度线； 第二空．分析A、B、C可知：液体均为酒精，探究过程中控制了液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力和物体排开液体体积有关； 第三空．图A中弹簧测力计的示数为6N，物体的重力为6N，图甲D中，弹簧测力计的示数为2N，圆柱体浸没在水中所受的浮力 F浮=G-F=6N-2N=4N； 第四空．根据阿基米德原理得到圆柱体的体积 V=V排==4×10-4m3， 由图丙可知，容器内水的深度为8cm时，圆柱体受到的浮力为4.6N，浮力不变，说明圆柱体全部浸入液体中，圆柱体的高度是8cm，圆柱体排开液体的体积等于圆柱体的体积，圆柱体的底面积 S==5×10-3m2； 第五空．未倒液体前圆柱体对容器底部的压强 p==1.2×103Pa； 第六空．根据阿基米德原理得到液体的密度 ρ液==1.15×103kg/m3． 第七空．由图甲中A到C的过程中，圆柱体排开酒精的体积V排酒=V=4×10-4m3=400cm3，圆柱体全部浸入酒精中，酒精上升的高度 Δh==2cm， 圆柱体下降的距离 h1=h-Δh=8cm-2cm=6cm， 圆柱体的重力做功 W=Gh1=6N×0.06m=0.36J． 【精华练习题】 1．某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中，铜块和铝块的体积相等。 （1）铜块浸没在盐水中时受到的浮力是______N； （2）由①③④⑤四个步骤可知，浮力的大小与______有关，与______无关； （3）比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟______有关； （4）要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关，应选取①④和______进行对比分析； （5）探究完浮力大小的影响因素后，同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系，又进行了如下实验操作： 此实验操作的正确顺序是______（用a、b、c、d表示），通过分析数据并进行比较发现：______（用图中符号G1、G2、G3、G4表示），从而得出结论：浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。 2．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。 请回答: （1）进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体所受浮力大小为______N； （2）分析实验步骤______，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关； （3）分析实验步骤a、b、c，可得结论_______________。 3．小美想探究“浮力大小与哪些因素有关”，依次进行了如图所示的实验，用弹簧测力计挂着金属块缓慢地没入液体中不同深度，步骤如图A、B、C、D、E、F（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 1.6 1.2 0.7 0.7 1.1 （1）在本次实验中，弹簧测力计使用前应该在___________（填“竖直”或“水平”）方向调零，由图中可知表中步骤A弹簧测力计示数为___________N； （2）根据表中A、B、C、D数据分析得出：同种液体中，物体受到的浮力大小与___________有关；比较A、E、F可知物体受到的浮力大小还与___________有关；比较A、D、E可知物体受到的浮力大小与物体进入液体的深度___________（填“有关”或“无关”）； （3）小美根据表格中的数据计算，得出了合金块的密度为___________kg/m3；若将A步骤放在E步骤后测量，则会使得合金块的密度测量值___________（填“偏大”“偏小”“不变”）； （4）容器的底面积为100cm2，若在C步骤中，拴着合金块的细绳突然断了，绳子断裂前后水对容器的压强增大了___________Pa。 4．某实验小组利用弹簧测力计、物块、溢水水杯等器材，按照图中ABCD所示的步骤，进行“探究阿基米德原理”的实验。 （1）把物块浸没在盛满水的溢水杯中，物块受到的浮力大小是______N。物块排开水所受的重力可由______（填字母代号）两个步骤测出。由以上步骤可初步得到浸在水中的物体所受浮力大小与物体排开水所受重力之间的关系； （2）利用图中的数据，可求得物块的密度是______kg/m3； （3）大大咧咧的小依在实验步骤C的测量中，把物块浸没时不小心将溢水杯中的水溅出，这样会导致测得的“物体排开液体所受的重力”______（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）； （4）非常热爱物理的小钟同学在学习了阿基米德原理后、想利用该原理来测量她家厨房所用酱油的密度。于是利用家里的电子秤，底面积为100cm2的柱形容器，一个底面面积为10cm2、高4cm的柱形木块（不吸液体），酱油等物品进行了如下实验操作： ①在杯子底部安装一个体积大小忽略不计的定滑轮，定滑轮离容器底的距离为0.4cm，再用线绕过滑轮，并附电子秤测出它们的质量，示数如图a所示； ②往杯中装入适量的酱油，测出杯子和酱油的总质量如图b所示； ③将木块与细线相连并轻轻放入杯中漂浮，此时电子秤的示数如图c所示； ④拉动细线，使木块逐渐浸没在酱油中，木块没有触碰到滑轮和杯子侧壁，分别记下木块在不同位置时电子秤的示数，如图d、e、f所示； 请帮助小钟同学完成数据的处理和分析： A．比较分析图c、d、e、f中电子秤的示数可知，浸在液体中的木块所受的浮力大小与______有关，与浸没的深度______（选填“有关”或“无关”）； B．根据测量数据计算出酱油的密度______g/cm3； C．小钟翻阅说明书发现该电子秤的最大称量值为3000.0g，在原有实验器材不变的情况下（只更换烧杯中的液体），理论上所能测量的液体密度最大值是______g/cm3。 5．小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想，设计并进行了实验。 猜想a：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关 猜想b：浮力大小与物体排开液体的体积有关 猜想c：浮力大小与液体的密度有关 （1）小虹确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力G，接着将物体浸入液体中静止时，读出测力计对物体的拉力F拉，可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理利用了______； A．F浮与G是一对平衡力             B．F浮与G是相互作用力 C．F浮与F拉是相互作用力            D．F浮和F拉的合力与G平衡 （2）小虹按照如图甲所示的操作步骤继续进行实验，由测量数据可得：B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为______； （3）分析图中A步骤与______步骤的数据，可以验证猜想a是错误的（填写步骤的序号）； （4）分析实验步骤A、B、C，可以说明浮力大小与______有关； （5）当圆柱体物块从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中画出能表示此过程中物体所受浮力F与物体下表面浸入水中深度h关系的大致图像______； （6）进一步学习了阿基米德原理之后，利用如图所示的测量数据，还可以计算出其它一些物理量（水的密度已知）。下列物理量中能计算出的是______。 A．物块的体积        B．物块的密度       C．盐水的体积       D．盐水的密度 6．小华用金属块、细线、弹簧测力计等实验器材探究影响浮力大小的因素。弹簧测力计的量程为0~5N，分度值为0.1N。 （1）小华根据生活经验提出了两个猜想，并举出了许多的实例，其中符合猜想1的实例是___________（填序号）； 猜想 实例 猜想1：与浸入液体中的深度有关； 猜想2：与液体的密度有关 实例1：鸡蛋在水中下沉，在盐水中可以浮起来。 实例2：铁钉在水中下沉，木头可以浮在水面上。 实例3：人从游泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻。 实例4：实心铁块在水中下沉，空心铁盒可以浮在水面上。 （2）为了验证猜想1，小华将金属块用细线系好挂在弹簧测力计下，金属块缓缓浸入水中（如图甲所示），并先后绘制了金属块所受拉力和浮力随浸入水中深度变化的图像（如图乙所示）；               ①金属块所受浮力的变化情况的图像是_________（选填“a”或“b”）； ②金属块浸没在水中后受到的浮力为__________N； ③实验表明，猜想1是__________（选填“正确”或“错误”）的； ④实验中用手提着弹簧测力计，会使测力计示数不稳定，你的改进建议是________； （3）为了验证猜想2，小华用细线将金属块系好挂在弹簧测力计下，将金属块依次浸没在几种不同液体中。在图丙中能反映弹簧测力计示数F与液体密度ρ之间关系的图像是___________； （4）小华想用一个重5N、体积为200cm3的合金块和实验中的弹簧测力计、细线等器材改装成“密度计”。理论上，该“密度计”可以鉴别密度差异不小于___________g/cm3的液体。（g取10N/kg） 7．小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块，相同的大烧杯若干水，密度未知的某种液体，细线等。（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）小明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，可以得出结论______； （4）小明用表格中的数据算出了某种液体的密度是______g/cm3（结果保留一位小数）； （5）小明在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，当所加水使铜块刚好浸没时（水未溢出），烧杯底部受到水的压强增加了______Pa。（已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm） 8．小侨同学想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”，他用一个弹簧测力计、一个金属块，两个相同的烧杯（分别装有适量的水和煤油），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所示。 （1）由A、B可得出金属块此时在水中所受的浮力是______N； （2）观察A、B、C、D可得出金属块受到的浮力大小与______有关，比较A、E、F可知浮力大小与______有关，观察A、D、E可得出金属块受到的浮力大小与______无关； （3）在条件允许的情况下，为了使实验现象更明显，所选金属块的体积应______（选填“较小”或“较大”）； （4）已知容器的底面积为200cm2，则对比A、B步骤，B中容器对桌面的压强增大了______Pa； （5）小侨接下来利用浮力测量奥特曼模型的密度（模型<0.3g/cm3），小侨发现所用模型体积较大，不能放入量筒中测量其体积，但可以放进容器中，于是他找来一个量程合适的台秤、2个小滑轮，再利用梯形容器、水和轻质细线顺利测出了奥特曼模型的密度。 ①请帮他完善实验： A．把小滑轮固定在容器底部，再在容器中盛上适量的水，将盛水的容器放在台秤上（如图甲所示），读出台秤示数m1； B．将奥特曼模型轻轻地放入容器中，模型漂浮时，读出台秤示数m2； C．在图乙中，用细线拴住模型，并将细线绕过小滑轮，______，读出台秤示数m3； ②所测模型的密度模型=______（用物理量m、m2、m3和水表示）；若测量后发现此台秤的每次测量值均比真实值大1g左右，则以上测得模型的密度与真实值相比______（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 9．悦悦制作了如图所示的探头，探究液体压强与浮力的相关问题进行。实验过程中悦悦通过细线将探头缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。 （1）紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越______； （2）对比图丙、丁可知：在同种液体中，液体内部压强与液体的______有关； （3）对比图______可知：液体内部压强与液体的密度有关； （4）如图丙所示，探头受到的浮力为______N；探头从图丙的位置不断缓慢往下放直至触底的过程中（细线足够长，实验过程中橡皮膜没有破裂），探头排开液体的重力将______（选填“变小”、“保持不变”或“变大”）；弹簧测力计的示数会______（选填字母）。 A．一直变大                    B．先不变后变小 C．先变大后变小             D．先变小后变大 （5）细心的悦悦同学发现，将探头从图丙的位置下放5cm到达图丁位置的过程中，溢水杯中的水位下降了0.2cm，已知柱形溢水杯的底面积为20cm2，探头的上表面积为10cm2，则图丁中水对橡皮膜产生的压力为______N，图丁中手对探头的拉力______图戊中手对探头的拉力（选填“大于”、“小于”、“等于”或“无法判断”）。 10．小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”，如图所示： （1）B图中物体所受的浮力是_______N，由图中步骤A、B、C、D可得出结论：物体受到的浮力大小与_______有关，与物体浸没在液体中的深度_______（选填“有关”或“无关”）； （2）根据图中的实验数据，可计算出圆锥形物体的密度为______kg/m3，E图中液体的密度为_______kg/m3； （3）如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用，则所测液体密度将_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （4）用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中，描绘的弹簧测力计示数F与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图像与下图中相符合的是_______（物体高2cm）； A． B．C． D． （5）小雨同学接着又用此方法测另一物体的密度，她把该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其所受浮力的两倍，则该物体的密度是______g/cm3。 11．如图甲所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验过程，弹簧测力计挂着同一金属块的示数。 （1）图甲中金属块浸没在水中时，受到的浮力是______N。在D中画出物体所受浮力的示意图( )； （2）分析图甲中B、C、D可知，浮力大小跟______有关； （3）小明用一只如图乙所示的薄底圆柱状玻璃筒来测量某种液体的密度，圆筒水平截面内径为R1，外径为R2，在筒壁外侧从底端起沿竖直方向向上标有显示高度的刻度。（设玻璃密度为ρ玻，水的密度为ρ水，且ρ玻＞ρ水）小明使圆筒直立漂浮于水面后，在圆筒内缓慢注入少量某种未知液体，记录下此时圆筒内液面和筒外水面在筒外壁上的刻度值h1、h2（如图丙所示），再分批添加该液体，记录多组h1、h2数据，通过描点作图的方法作出h1﹣h2图像（如图丁所示）。若筒底厚度可忽略不计，则该液体密度值为ρ液＝______（用给出的符号表示）。若筒底厚度不能忽略且为L，则上述液体密度测量值与真实值相比______。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） 12．小陶子利用弹簧测力计，实心圆柱体，烧怀等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有关。 （1）小陶子的操作步骤及测量数据如图所示，他测量浮力的方法是；用弹簧测力计先测出实心圆柱体的重力G，如图甲所示；接着将实心圆柱体挂在测力计下方，使物体浸入液体中静止时，读出测力计对实心圆柱体的拉力F，如图乙（或丙、丁、戊）所示，实心圆柱体所受的浮力的表达式为F浮=______（用字母G和F表示）； （2）根据图甲、乙、丙、丁可知，物体受到的浮力与______有关，与物体浸没在液体中的深度______（选填“有关”或“无关”）； （3）由图数据可得图乙中实心圆柱体受到水的浮力为______N；还可以计算出实心圆柱体的体积为______cm3，图戊中盐水的密度为______kg/m3。（已知水的密度为ρ水=1×10kg/m3） （4）他们还用电子秤，烧怀和水测量一块生姜的平均密度，进行了如下的操作: ①用电子秤测出生姜的质量，记为m1； ②将烧杯装满水，用电子秤测出烧杯及水的总质量，记为m2； ③将杯中水倒掉，先将生姜放入烧杯中，然后将烧杯装满水，生姜未上浮。用电子秤测出烧杯、水和生姜的总质量，记为m3，则： A．他们所测得的生姜密度为ρ=______（用字母m1、m2、m3和水的密度ρ水表示）； B．若做完实验后才发现，电子秤盘上无任何物体时电子秤的示数为“0.1g”，则他们所测得生姜的平均密度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）生姜的真实平均密度， 13．在“探究影响浮力大小的因素”的实验中，小明将一圆柱体挂在弹簧测力计的秤钩上，进行了如图所示的探究过程。 （1）圆柱体所受重力为______，所受浮力的方向______向上； （2）分析A、B两图可知：浮力的大小与______有关； （3）分析______两图可知：当圆柱体浸没水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度______（有关/无关）； （4）通过比较图C和图D，可以探究浮力大小跟______是否有关。D图中，若将悬挂圆柱体的细线剪断，圆柱体将______（选填“上浮”“下沉”或“悬浮”）； （5）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是______，圆柱体的体积是______； （6）用图示实验数据测出盐水的密度是______； （7）小明利用浮力的知识完成了以下两个测量： ①只用量筒和水测量小木块的密度，如图所示操作如下：向量筒内倒入适量的水，体积记为； 再将小木块轻轻放入量筒内，静止后，水面对应的体积记为； 用细钢针将小木块浸没在水中，水面所对应的体积记为， 由此得到木块密度的表达式______；用（和所测物理量符号表示） ②利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对这种洗衣液的密度进行测量。具体做法如下： 在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上； 将系好细线的铝块缓缓浸没在洗手液中保持静止，洗手液未溢出； 将铝块缓慢沉底后松开细线。则这次测得洗手液的密度为______。 14．小吴同学对“阿基米德原理”进行了实验验证： （1）他首先对弹簧测力计沿竖直方向进行______； （2）然后依次进行图①②的实验，其中图②中测力计示数为______N，然后他将物块逐渐浸入水中至一定深度处，测力计示数先减小后保持不变，静止时如图③所示，对此正确的解释是：浸在水中的物体所受浮力的大小随着______增大而增大。接下来又进行了图④的实验，由图①②③④中数据可知：物块在水中所受浮力大小______（大于/等于/小于）排开水的重力大小，初步验证了阿基米德原理的成立； （3）只将水换成盐水重复如图③④所示的实验，第③④次测力计的示数分别变为0.6N、1.4N，由此发现在盐水中阿基米德原理依然成立。他还发现：在物体排开液体体积相同时，______越大，物体所受的浮力越大；物体在盐水中所受到的浮力大小为 ______N；他所用盐水的密度为______g/cm3； （4）为了进一步验证结论是否具有普遍性，小吴同学用同一物块和图①中小桶，进行了如图⑤⑥所示的实验，若图⑥中小桶和桶中水的总重力等于______ N，表明：物体漂浮时阿基米德原理依然成立。 15．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进行实验，为减小测量误差并使操作最简便，最合理的操作步骤应该是___________； ①ACDB             ②ABCD             ③BACD             ④CADB （2）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___________（选填“A”或“B”）； 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 （3）如果实验时物体浸没在水中触底了，_______（选填“能”或“不能”）验证“阿基米德原理”； （4）方案二：如图乙所示，小欣想要验证阿基米德原理，她将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度，然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方，调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后她将一个空烧杯用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方。 ①当小欣逐渐调高升降台，发现随着重物没入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数在________（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F浮=G排； ②整理器材时，小欣发现图乙中弹簧测力计A的示数为2N，爱动脑的小欣利用所学过的物理知识计算出了升降台上升的高度为_________cm（弹簧测力计示数每变化1N，指针就移动0.5cm）。 16．如图所示，在“测量石块的密度”实验中，实验器材有托盘天平、量筒、足量的水、细线、待测小石块等。 （1）调平时，小虎发现指针如图甲，此时应该把平衡螺母向___________（左/右）调节； （2）小虎测量石块质量，天平再次平衡时，右盘中的砝码和游码所处的位置如图乙所示，则小石块质量为___________g； （3）小虎测得了石块的体积如图丙所示，通过计算可知该石块的密度是__