期末复习浮力部分实验专题综合练习(含解析)2024-2025学年八年级物理下册沪科版【2024】

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期末复习浮力部分实验专题综合练习(含解析)2024-2025学年八年级物理下册沪科版【2024】

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期末复习浮力部分实验专题综合练习-2024-2025学年八年级物理下册
沪科版【2024】
1.小陶同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,做了如图1所示的实验,请你根据他的实验探究回答下列问题:(已知物体A的底面积为20cm2)
(1)步骤A所示弹簧测力计的示数为 N;用弹簧测力计挂着物体缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图1B、C、D、E所示(液体均未溢出),观察并记录测力计的示数。
(2)在实验步骤C中物体所受浮力F浮= N;
(3)分析实验步骤A、C、D,可以说明浮力大小与物体浸没的深度 (填“有关”或“无关”),分析实验步骤A、B、C,可以说明浮力大小跟 有关。
2.某同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时,做了如图所示的实验。根据要求完成下列探究过程:
(1)石块的重力G= N。
(2)石块浸入水中后弹簧测力计的示数F= N,由此可得,石块所受浮力F浮= N。
(3)石块排开的水所受到的重力G排= N。
(4)通过比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮 G排。
(5)由上述实验可得:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的 ,这就是著名的 原理,用公式表示为 。
(6)你认为最合理的实验顺序是 。
3.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平”)方向上调零;
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象;
(3)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮 ;浸没后,h增加,F浮 ;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 (选填“相同”或“不同”)。
4.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景。
(1)实验中所用的金属块重 N;
(2)在情景图B中存在的错误是 ;
(3)纠正错误后,继续实验,由情景BC可知,金属块受到的浮力 N;
(4)由情景AD可知,金属块排开水的重力 N;
(5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水的重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
5.如图所示的是小林探究“浮力大小与哪些因素有关”的操作过程:
(1)图(b)中金属块受到的浮力为 N,浮力的方向是 ;
(2)比较图(b)和图 中弹簧测力计的示数可知,浸在同一液体中的物体,排开液体的体积越大,它受到的浮力 ;(选填“越大”、“越小”、“不变”)
(3)比较图(d)(e)中弹簧测力计的示数可知,浸没在同种液体中的物体,受到的浮力与它浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
6.如图所示,小南利用如图的器材来探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。
(1)如图所示,B步骤中圆柱体受到水的浮力为 N;分析A、C与 步骤(填字母)的数据,可知:铁块所受到浮力与铁块所处的深度无关;
(2)根据A、B、C的步骤,通过分析数据得出的结论是 。
7.小清在探究浮力的实验中,测量浸在水中的物体所受浮力大小过程如图所示。
(1)由甲图可知,物体的重力为 N;
(2)由甲图和 图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为 N;
(3)根据图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力越 ;
(4)在上述实验的基础上,小清若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯 不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数。这个实验用到的物理研究方法是 ;
(5)如图所示,图线 (选填“a”或“b”)能用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化情况。
8.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。
9.如图,小明在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)用已调零的弹簧测力计进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮= ,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排= (用此题中所给字母表示);
(2)你认为实验的最佳顺序是_________;
A.甲丁乙丙 B.丁甲乙丙 C.甲乙丙丁
(3)若物体漂浮时,浮力 (选填“一定”或“不一定”)等于物体排开液体的重力;
(4)若步骤乙中,铁球只浸入水中一半,对实验结论 影响。(选填“有”或“无”)
10.小宇和小明在老师的指导下,对浮力大小与哪些因素有关进行了实验探究。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2:浮力的大小可能与液体的重力有关
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关
猜想4:浮力的大小可能与物体的形状有关
(1)如图甲所示,小宇在家里利用身边的物品做实验,他用手把饮料罐按入水中,水面上升的越高,人会感到越吃力,这个事实可以支持猜想 (填序号):
(2)他们为了猜想1和猜想2,选用了体积相同,重力不同的三个圆柱形物体A、B、C,并测出了它们的重力分别是4N、4.5N和5N,然后进行了如图所示的实验。
物体A浸没在水中时所受浮力为 N,比较图中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与物体的重力 (填“有关”或“无关”);
(3)比较图中序号为 的三次实验可以得出初步结论:浮力的大小与液体的密度有关,液体的密度越大,物体所受浮力也 ;
(4)为了研究猜想4,小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验,实验现象如图所示,根据此实验现象,小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小宇认为小明的结论不可靠,主要原因是 。
11.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明利用老师提供的弹簧测力计、圆柱体、两杯分别装有水和某种液体的烧杯进行探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示:
(1)分析图(a)、(b)、(c),说明浮力的大小与 有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图 的装置来进行操作;
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是 N,圆柱体浸没在某液体中受到的浮力是 N,说明这种液体的密度比水的密度 ;
(4)综上所述,影响浮力大小的因素有 、 。
12.小明按照教材中“跨学科实践”的要求制作微型密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。将吸管放到水中的情景如图a所示,测得浸入的长度为H;放到另一种液体中的情景如图b所示,浸入的长度为h。用、分别表示液体和水的密度,则 (选填“大于”“小于”或“等于”),h与、及H的关系式是 ;
(2)小明根据图a在吸管上标出1.0刻度线(单位为,下同),再利用上述关系式进行计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出)。结果发现1.1刻度线是在1.0刻度线的 (选填“上”或“下”)方,相邻刻度线间距 (选填“均匀”或“不均匀”);
(3)为检验刻度误差,小明取来食用油,先用天平和量筒测量其密度,然后用这个密度计测量,但操作时却出现如图c所示的情形。在不更换食用油的情况下,你认为可以进行怎样的改进: 。
13.如图所示为探究“浮力的大小等于什么”的实验。
(1)图1第一个小组的实验中,操作的合理顺序是 (只填字母)。若图中F1、F2、F3、F4四个力之间关系式 成立,则可验证阿基米德原理。
(2)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进,装置如图2所示。向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入装满水的溢水杯中,观察到A的示数逐渐 ,且A、B示数的变化量 (选填“相等”或“不相等”)。
(3)通过分析,你认为应提醒这个小组的同学在操作时要注意什么问题?(请写出1条) ;对比图1、图2的两组实验,改进后的图2实验与图1比较有哪些优点?(请写出1条) 。
14.为了探究“物体的浮沉条件”,灵灵同学在老师的指导下完成了以下实验,如图所示。(取10N/kg,)
步骤一:用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示;
步骤二:用手拿着这个空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮;
步骤三:将一个物块装入玻璃瓶并盖上盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉;
步骤四:取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数与玻璃瓶下表面浸入水中深度的关系如图丙所示。
(1)装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是 N。
(2)图丙中段表示玻璃瓶受到的浮力逐渐 ,这说明物体所受浮力大小与 有关;BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(3)步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为 N。
(4)灵灵认真分析以上实验数据和现象后发现,物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关,分析可得出结论:物体上浮的条件是 。
(5)当玻璃瓶刚好浸没时,下表面受到水的压强为 Pa。
(6)细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有物块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为3.1N,根据以上数据他算出了物块的密度约为 kg/m3。(结果保留一位小数)
15.下图所示的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。
(1)从图中可知物块的重力为 N。
(2)物块完全浸没于水中时所受浮力为 N。
(3)比较图D和E,可以得出结论:浮力大小与 有关。
(4)比较图 和 ,可以得出结论:当物块完全浸没后,浮力大小与所处深度无关。
16.“浸入液体中的物体所受浮力的大小与哪些因素有关?”某同学带着这个问题做了如图所示的实验,通过比较图(b)和图 ,知道浮力的大小与物体排开水的体积有关;通过比较图(c)和图(d),知道浮力的大小与物体浸没在水中的 无关;通过比较图 和图 ,知道物体排开的液体体积相同时,所受浮力的大小与液体密度有关。
17.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。
(1)在图B的操作中,小丽先向溢水杯中注水,直到溢水口 水(选填“流出”或“不流出”)时停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平;
(2)将小石块浸没溢水杯中,溢出的水全部流入烧杯中,如图C所示,此时小石块受到的浮力为 N,把烧杯中的水全部倒入小吊桶中,如图D所示,排开的水重力G排为 N;小红认为阿基米德原理中的“排开”就是“排出”的意思,小丽提醒小红,若操作时溢水杯中的水面低于溢水口,则排开的水重 排出的水重(选填“大于”“小于”或“等于”);说明“排开”和“排出”是有区别的;
(3)实验结果表明:浸在水中的物体受到的力 物体排开水所受到的重力;(选填“大于”“等于”或“小于”)
(4)如果实验前忘记调零,弹簧测力计指针位于“0.2N”处,就完成了上述实验,则对测量的结果 影响(选填“有”或“无”)。
18.小明用一根圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。调节吸管内配重使吸管成功在水中处于竖直漂浮状态(图甲),接下来他们用笔在吸管与水面接触处做标记,量出该处到吸管底部的距离。
(1)标记处的密度值应该为 。
(2)吸管漂浮在其他液体中时(图乙),液面下方的深度,则 。
(3)小明又将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其他没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
19.徐亮在探究影响浮力大小的因素时,在弹簧测力计下悬挂一圆柱体,当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢匀速下降,直到与烧杯底接触为止,如图甲所示。
(1)圆柱体的重力 N;
(2)圆柱体浸没在水中后所受的浮力 N;
(3)比较(b)、(c)两图可得:浸在同一种液体中的物体所受的浮力大小与 有关;
(4)比较 图可得:当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中,受到的浮力不变;
(5)完成如图甲所示的实验后,徐亮把水换成另一种液体重复上述实验,根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计示数F随物体下降高度h变化的图像。物体浸没在这种液体中受到的浮力 N。实验表明,浸在液体里的物体所受浮力的大小还与 有关。
20.如图所示,为了验证阿基米德原理,小昌做了如下实验。
(1)A步骤中向溢水杯中注水时,水面要恰好与出水口 。
(2)该实验漏掉一个步骤,请写出该步骤E的内容: ,此时弹簧测力计的示数是。
(3)为减小误差,B、C、D、E操作的合理顺序应该是 (按顺序填写序号)。
(4)若、、、之间满足关系 ,则说明“阿基米德原理”成立。
21.小明在海边游泳时,发现塑料泡沫板浮在水面上,石块却沉入水底,由此,他进行了有关浮力的实验探究。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出石块的重力为 N;
(2)将石块缓慢浸入水中,弹簧测力计示数 ,石块浸没后,在触底之前,弹簧测力计示数 ,说明浮力的大小与 有关;
(3)将 相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小 ,说明浮力的大小与物体密度无关;
(4)将一个两端蒙有橡皮膜的玻璃管,分别以图乙和图丙的方式浸没于水中,能反映浮力产生原因的是图 。
22.某课外兴趣小组在跨学科实践活动中研究了简易密度计的制作.他们取一根饮料吸管,将一些铜丝塞入吸管下端作为配重,并用石蜡将吸管下端封起来,使其能竖直漂浮在液体中。
(1)将吸管竖直漂浮在密度为水中,在吸管上水面到达的位置处标出密度值,测出吸管浸入水中的深度为;若吸管竖直漂浮在某种液体中,测出吸管浸入液体中的深度为,则此种液体的密度为 ;若吸管竖直漂浮在密度为的盐水中,则吸管浸入盐水中的深度为 ;
(2)根据以上数据,将上端刻度与下端刻度进行比较可以发现:上端刻度小、下端刻度大; ;
(3)要使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确,可适当 (选填“增大”或“减小”)配重,或改用更 (选填“粗”或“细)的吸管。
23.小明想用一个密度为塑料的正方体塑料块和刻度尺测出洗衣液的密度液(液>塑料)。
(1)用刻度尺测出塑料块的棱长为h。
(2)将塑料块放入洗衣液中,塑料块处于漂浮状态,如图所示,用刻度尺测出塑料块露出液面的高度为h1。
(3)洗衣液密度的表达式液= 。
24.小明用一个弹簧测力计、一个圆柱体和放在水平台面上的两个底面积均为的薄壁烧杯(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,图丙和图丁分别是圆柱体刚好浸没在酒精和水中的情况。图(a)表示其探究过程及有关数据。(,)
(1)比较图(a)中甲、乙、丙的数据,可以得出浮力的大小与 有关;
(2)如图(a)中丁所示,弹簧测力计的示数是 N;
(3)如图(b)所示,完成实验后,小明将烧杯中的水倒出,将该圆柱体放在烧杯底部,然后向烧杯内缓慢倒入另一种液体,圆柱体受到的浮力与容器内液体的深度h关系如图(c)所示,圆柱体始终处于沉底状态。未倒液体前,圆柱体对容器底部的压强为 Pa,该液体的密度为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
《期末复习浮力部分实验专题综合练习-2024-2025学年八年级物理下册沪科版【2024】》参考答案
1. 8 2 无关 排开液体体积
【知识点】浮力大小的计算、称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)[1]如图所示,步骤A所示弹簧测力计的示数为8 N。
(2)[2]由称重法测浮力可知
(3)[3]分析实验步骤A、C、D,同种液体,排开液体体积相同,深度不同,所受浮力相同,则浮力大小与物体浸没的深度无关。
[4]分析实验步骤A、B、C,同种液体,排开液体体积越大,受到的浮力越大,则浮力大小跟排开液体体积有关。
2.(1)3
(2) 1.6 1.4
(3)1.4
(4)=
(5) 重力 阿基米德 F浮=G排
(6)CABD
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)由A图可知,弹簧测力计显示的示数等于石块的重力G,即石块的重力为3N。
(2)[1]由B图可知,石块浸入水中后弹簧测力计的示数为1.6N。
[2]石块浸入水中时的浮力为
(3)由C图可知,空小桶的重力为0.4N,由D图可知,小桶和排开水的总重力为1.8N,因此石块排开的水所受到的重力
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现浮力与石块排开水的重力关系为
(5)[1][2][3]分析实验数据可得: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,这就是著名的阿基米德原理,其公式表达式为。
(6)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重力,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,求排出水的重力,因此最合理的实验顺序是CABD。
3.(1) 量程 竖直
(2)
(3) 增大 不变
(4)不同
【知识点】称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【详解】(1)[1]根据弹簧测力计的使用方法可知,使用弹簧测力计时,要观察零刻度线、量程和分度值。
[2]由图可知,在竖直方向测量力的大小,因此弹簧测力计要在竖直方向调零。
(2)根据图甲数据,利用用描点法画出图象,如图所示:
(3)[1][2]根据称重法,由图甲可知,在浸没前,h增加,F浮增大;浸没后,h增加,F浮不变。
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,因为体积的变化和高度不成正比,排开水的体积变化不同,F浮随h不会均匀变化,故与原图象不同。
4.(1)4
(2)溢水杯未注满水
(3)1
(4)1
(5)等于
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)由图B可知,此时测力计的示数为4N,实验中的所用圆柱体的重力为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。
(3)由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数FC=3N,由称重法可得,圆柱受到的浮力为
(4)由图D可知,小桶和水的总重力G总=2N;由图A可知,空小桶的重力G桶=1N,则圆柱体排开水所受的重力为
(5)由(3)(4)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,即。
5.(1) 0.6 竖直向上
(2) (c) 越大
(3)无关
【知识点】称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【详解】(1)[1]根据称重法可得图(b)中金属块受到的浮力为
[2]浸在液体中的物体受到浮力的作用,浮力的方向竖直向上。
(2)[1][2]由图(b)和图(c),液体密度相同,图(c)中物体排开液体体积大,图(c)中的浮力为
故可得出结论:浸在同一液体中的物体,排开液体的体积越大,它受到的浮力越大。
(3)比较图(d)(e)中弹簧测力计的示数,物体浸没在酒精中两次的浮力相同,两次浸没的深度不同,浮力不变,则可得出结论:浸没在同种液体中的物体,受到的浮力与它浸没的深度无关。
6.(1) 0.4 D
(2)液体密度相同,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【详解】(1)[1]由A步骤可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计示数为2.4N,则物体的重力为2.4N,由B步骤可知,物体浸入液体中,弹簧测力计的拉力为2N,根据称重法求得,B步骤中铁块受到水的浮力为
F浮=2.4N-2N=0.4N
[2]探究铁块所受浮力和铁块所处的深度的关系时,根据控制变量法,应控制液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,深度不同,所以应分析A、C、D步骤。由A、C、D步骤数据可知,液体密度相同,铁块排开水的体积相同,深度不同,测力计的示数相同,根据称重法可知,铁块受到的浮力相同,可知:铁块所受到浮力与铁块所处的深度无关。
(2)分析A、B、C步骤发现,液体密度相同,物体浸入液体中的体积增大,弹簧测力计的示数逐渐变小,即物体受到的浮力增大,故说明:液体密度相同,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
7.(1)4
(2) 丁 2.1
(3)大
(4) 密度 控制变量法
(5)b
【知识点】称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)由甲图可知,测力计分度值为0.2N,示数为4N。则物体的重力为4N。
(2)[1]丁图中,物体完全浸没在水中,则要求物体完全浸没在水中时,所受的浮力,应比较甲图和丁图。
[2]根据称重法,由甲图和丁图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为
(3)由乙丙丁知,弹簧测力计示数的逐渐变小,根据示可知,物体受到的浮力逐渐变大,则物体排开水的体积越大,所受的浮力越大。
(4)[1]在上述实验的基础上,小明若想探究浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,则应该换用一杯密度不同的液体,将金属圆柱体浸没在液体中,观察弹簧测力计的示数,与丁图比较得出结论。
[2]实验中控制物体排开液体体积不变,改变液体密度,应用了控制变量法。
(5)根据阿基米德原理可知,在浸没前,物体受到的浮力随排开液体体积的增大而增大,浸没后,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,故图线b能用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化情况。
8.(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
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【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。
9.(1) F1-F2 F3-F4
(2)B
(3)一定
(4)无
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)[1][2]由图甲看出,物体的重力是F1,物体浸没在水中弹簧测力计对物体的拉力是F2,根据称重法可知,物体浸没在水中受到的浮力
F浮=F1-F2
小桶的重力为F4,小桶和排开水的总重力为F3,因此物体排开水的重力是
G排=F3-F4
(2)最合理的实验顺序是:丁,用弹簧测力计测出测出空小桶的重力;甲,用弹簧测力计测出测出物体所受到的重力;乙,将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数;丙,用弹簧测力计测出测出接水后小桶与水所受的总重力;即正确顺序为:丁甲乙丙,故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
(3)物体漂浮时,浮力等于重力,根据阿基米德原理,物体所受浮力等于排开液体的重力,所以若物体漂浮时,浮力一定等于物体排开液体的重力。
(4)铁球只浸入水中一半时,铁球受到的浮力仍等于排开液体的重力,因此对实验没有影响。
10.(1)3
(2) 1 无关
(3) ade 越大
(4)没有控制排开液体的体积相同
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)把饮料罐按入水中,饮料罐受到竖直向下的重力,向下的压力,竖直向上的浮力。水面上升的越高,饮料罐排开水的体积越大,人会感到越吃力,说明浮力在变大,该现象能支持猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(2)[1]圆柱形物体A浸没在水中,受到竖直向下的重力,竖直向上的浮力和拉力,由力的平衡可得物体A浸没在水中受到的浮力为
[2]由图b可知物体B浸没在水中受到的浮力为
由图c可知物体C浸没在水中受到的浮力为
所以物体受到的浮力大小与物体的重力无关。
(3)[1][2]要得到浮力的大小与液体的密度有关,液体的密度越大,物体所受浮力也越大的关系,根据控制变量法原则可知需要控制排开液体体积相等,应该将物体分别浸入不同液体中,所以可以用a、d、e三次实验数据初步得出该结论。
(4)由图可知两次实验中橡皮泥排开水的体积不同,形状也不相同,有两个变量,没有控制排开液体的体积相同,所以无法得出浮力的大小与物体形状的关系。
11.(1)排开液体的体积
(2)(a)、(c)、(d)/(c)、(d)
(3) 4 4.4 大
(4) 物体排开液体的体积 液体密度
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)据图中圆柱体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,圆柱体进入到液体中的体积越大,即排开液体的体积越大,弹簧测力计的拉力越小,根据F浮=G-F拉可知,圆柱体重力不变,受的浮力会越大,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)比较图(a)、(c)、(d)或(c)、(d)两图可知,液体密度相同,圆柱体排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明圆柱体浸没在同种液体中,所受浮力大小与圆柱体浸没在液体中的深度无关。
(3)[1][2]由图(a)可知,圆柱体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力,则物体的重力为G=5N
由图(c)可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为F浮1=G-F拉水=5N-1N=4N
同理,图(e)中圆柱体受的浮力为F浮2=G-F拉液=5N-0.6N=4.4N
[3]由于圆柱体体积不变,即V排不变,根据可知,当V排不变时,液体密度越大,物体受到的浮力越大,因
说明这种液体的密度比水的密度大。
(4)[1][2]由(1)可知,浮力的大小与物体排开液体的体积有关;由(3)可知,浮力的大小与液体的密度有关;故影响浮力大小的因素有:物体排开液体的体积、液体的密度。
12.(1) 大于
(2) 下 不均匀
(3)往烧杯中继续加食用油
【知识点】密度计原理及应用
【详解】(1)[1]由于吸管在(a)、(b)图中均漂浮,所以,F浮=G,即在水和另一种液体中受到的浮力相等,由图可知,,由 知道。
[2]设吸管的底面积为S,根据物体浮沉条件知道,,即 ,则
(2)[1][2]由于且,h和ρ液是反比例函数,所以,将上端刻度与下端刻度进行比较,得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密;即1.1刻线是在1.0刻线的下方且相邻刻线的间距不均匀。
(3)图(c)所示的情形,说明食用油的密度小,密度计排开食用油的体积不够大而导致受到的浮力不够大,不足以使其漂浮;为了使密度计漂浮在液体中,不沉底,要增大密度计排开食用油的体积,所以要增加食用油来增加食用油的深度。
13. D、B、C、A F2﹣F3=F1﹣F4 变小 相等 饮料瓶和吸管组成的溢水杯一定要装满水 观察更直观
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)[1]合理的实验顺序是:D、测出空桶所受的重力;B、测出物体所受的重力;C、把物体浸没在装满水溢水杯中,测出物体所受的浮力,收集物体排开的水;A、测出桶和排开的水所受的重力;这样操作可以减小因残留水分带来的误差,故合理的顺序为D、B、C、A。
[2]由B、C根据称重法测浮力得
F浮=F2﹣F3
物体排开水的重力
G排=F1﹣F4

F2﹣F3=F1﹣F4
就可得出结论F浮=G排,则可验证阿基米德原理。
(2)[3][4]如图2所示,向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中,重物排开水的体积变大,受到的浮力变大,由称重法
F浮=G﹣F′
可知弹簧测力计A的示数变小,重物排开水的体积越大时薄塑料袋内水的重力越大,即弹簧测力计B的示数越大,薄塑料袋的质量忽略不计时,由阿基米德原理可知,弹簧测力计A、B示数的变化量相等;
(3)[5][6]在操作时要注意的问题:溢水杯中加水时,使水面略超过溢水口处,溢出的水用玻璃杯承接,水断流后移走杯,即,饮料瓶和吸管组成的溢水杯一定要装满水;对比图1、图2的两组实验可知:图2的实验中,观察更直观。
14.(1)1.8
(2) 变大 物体排开液体的体积 无关
(3)1.8
(4)浮力大于物体重力
(5)600
(6)3.3×103
【知识点】密度公式的简单应用、液体压强公式的简单应用、称重法测浮力的大小、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系
【详解】(1)由图丙得,装有物块的玻璃瓶全部浸没时受到的浮力是
(2)[1][2]图丙中段玻璃瓶受到的拉力不断减小,玻璃瓶的总重力不变,由得,图丙中段玻璃瓶受到的浮力逐渐变大;此过程中玻璃瓶排开水的体积变大,这说明物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[3]BC段物体浸没在水中,物体浸没在水中的速度改变,物体受到的拉力不变,说明物体受到的水的浮力不变,说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关。
(3)步骤二中空玻璃瓶浸没时排开水的体积与装有物块的玻璃瓶浸没时排开水的体积相同,由得,玻璃瓶受到的浮力相同,则步骤二中空玻璃瓶浸没时受到的浮力为1.8N。
(4)由图甲得,测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,即空玻璃瓶的重力为1.4N,空玻璃瓶浸没时受到的浮力为1.8N,此时空玻璃瓶受到的浮力大于重力,空玻璃瓶上浮,说明物体上浮的条件是浮力大于物体重力。
(5)由图丙得,当玻璃瓶刚好浸没时,玻璃瓶下表面浸入水中深度为6cm,此时下表面受到水的压强为
(6)由图丙得,玻璃瓶与物块的重力为2.4N。细心的灵灵同学发现玻璃瓶上还标有100mL的字样,请教后得知这表示玻璃瓶的容积,于是他灵机一动,在装有物块的玻璃瓶内装满水,再用弹簧测力计测出总重力,此时弹簧测力计示数为3.1N,此时瓶中装的水的重力为
由得,玻璃瓶中装的水的体积为
物块的体积为
物块的重力为
物块的密度约为
15.(1)4.8
(2)0.6
(3)液体的密度
(4) C D
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)由图A可知,物体的重力等于弹簧测力计的示数,即
(2)由称重法,根据图AC可知,物块完全浸没水中时所受的浮力为
(3)图D、E中物块排开液体的体积相同,而液体密度不同,结果浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(4)[1][2]图C、D中液体密度和金属块排开液体的体积相同,而金属块浸入液体中的深度不同,结果浮力相同,故可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
16. (c) 深度 (c) (e)
【知识点】探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】[1]由(b)、(c)两图所示实验可知,物体排开水的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在水中受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
[2]由(c)、(d)两图所示实验可知,物体浸没在水中,物体浸入水的深度不同而物体受到的浮力相同,由此可得:物体受到的浮力与物体浸入液体的深度无关。
[3][4]由(c)、(e)两图所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体受到的浮力与液体的密度有关。
17. 流出 1 1 大于 等于 无
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤、探究阿基米德原理实验的数据处理
【详解】(1)[1]实验中应加水直到溢水口流出时停止加水,目的是使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平,小石块浸没时,排开液体的体积才能全部流进小桶中。
(2)[2]小石块受到的浮力
F浮=FB-FC=4N-3N=1N
[3]排开的水重力
G排=FD-FA=2N-1N=1N
[4]实验中若溢水杯中的水面刚好到溢水口,则排开的水重等于排出的水重,若操作时溢水杯中的水面低于溢水口,则排开的水重大于排出的水重,这说明“排开”和“排出”是有区别的。
(3)[5]由(2)中数据可知,浸在水中的物体受到的力等于物体排开水所受到的重力。
(4)[6]浮力大小
F浮=G-F
排开液体的重力
G排=FD-FA
由以上两式可知,若实验前弹簧测力计指针位于“0.2N”处时差值不变,所以对处理结果没有影响。
18.(1)1
(2)1.2
(3)偏大
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量、物体沉浮状态与浮力、重力和体积的关系、密度计原理及应用
【详解】(1)由于吸管在水中漂浮,所以该处的密度值为水的密度,即。
(2)因为密度计漂浮在乙液体中,所受浮力等于本身受到的重力,也等于甲中水提供的浮力,根据求乙中液体密度
(3)小明将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,密度计重力不变,受到的浮力不变,排开液体体积不变,由于密度计的横截面积变大,则密度计进入液体中的深度变小,导致测量结果偏大。
19.(1)6
(2)5
(3)物体排开液体的体积
(4)(c)、(d)
(5) 4 液体的密度
【知识点】称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸入液体中的深度的关系、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、探究浮力大小与液体密度的关系
【详解】(1)据图可知,圆柱体未受浮力时对弹簧测力计的拉力大小为6N,力的作用是相互,弹簧测力计对圆柱体的拉力为6N,圆柱体静止处于平衡状态,则拉力与圆柱体的重力是对平衡力,因此圆柱体的重力是6N。
(2)据甲图可知,圆柱体完全浸没在水中后,弹簧测力计的示数为1N,由称重法可得,物体浸没在水中受到的浮力为
(3)比较(b)、(c)两图液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可得,物体受到的浮力不同,说明浸在同一种液体中的物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)探究物体受到的浮力与深度的关系,需要控制液体的密度和排开液体的体积相同,因此应比较(c)、(d)两图可得结论为:圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中,受到的浮力不变。
(5)[1]据乙图可知,物体浸没在这种液体中受到的浮力
[2]当将同一圆柱体浸没在不同的液体中,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,物体受到的浮力不同,说明浸在液体里的物体所受浮力的大小还与液体的密度有关。
20.(1)相平
(2)用弹簧测力计测出物体的重力
(3)DEBC或EDBC
(4)
【知识点】探究阿基米德原理实验装置和操作步骤
【详解】(1)A步骤中向溢水杯中注水时,必须注满,注满的标志就是水面要恰好与出水口相平。
(2)要判断浮力,用到公式,需要测出物体重力和物体浸没水中时测力计的读数,该实验漏掉的一个步骤是:用弹簧测力计测出物体的重力。
(3)为减小误差,应该先测量物体的重力和空小桶的重力,这两个重力先测哪个都可以。用测力计提着物体浸没水中,读出测力计示数,并用小桶收集排开的水,最后测出排开的水和小桶的总重力,合理的实验顺序是:DEBC或EDBC。
(4)要验证阿基米德原理,就要求出物体所受的浮力和排开的水所受的重力,再进行比较,如果满足则说明“阿基米德原理”成立。
21.(1)1.4
(2) 变小 不变 物体排开液体的体积
(3) 体积 相等
(4)丙
【知识点】称重法测浮力的大小、探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系
【详解】(1)测力计的分度值为0.2N,示数为1.4N,所以,用弹簧测力计测出石块的重力为1.4N。
(2)[1][2][3]由于石块浸入水中时会受到水对其的浮力作用,浮力的方向为竖直向上,根据称重法可知,将石块缓慢浸入水中,石块排开水的体积变大,石块受到的浮力会变大,受到测力计的拉力变小,弹簧测力计示数变小;石块浸没后,在触底之前,石块排开水的体积不变,石块受到的浮力不变,测力计对其的拉力不变,测力计的示数不变;由此可说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[1][2]根据(2)分析以及控制变量法可知,若要探究浮力的大小与物体密度的关系,需控制物体的体积相同、液体的密度相同;所以,将体积相同的实心铜块和铝块分别浸没于水中,若发现它们所受的浮力大小相等,说明浮力的大小与物体密度无关。
(4)当两端蒙有橡皮膜的玻璃管沿水平方向放置时,由于同一深度,液体压强相等,且受力面积相等,所以水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等;当玻璃管沿竖直方向放置时,水对玻璃管两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上;结合图可知,液体会对玻璃管产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差
F差=F向上-F向下
实际上,这个压力差就是液体对物体的浮力;所以丙图可以说明浮力的产生原因。
22.(1) 6.67
(2)上端刻度疏、下端刻度密
(3) 增大 细
【知识点】密度计原理及应用
【详解】(1)[1]由于密度计不管是在水中还是在液体中,都是漂浮状态,根据浮沉条件可得
设密度计的底面积为S,已知吸管浸入水中的深度为8cm,浸入液体中的深度为10cm ,则,即
解得
[2]设吸管浸入盐水中的深度为,同理可得


解得
(2)根据以上的数据,将上端刻度与下端刻度进行比较,盐水对应的刻度在水的下方,某种液体对应的刻度在水的上方;且盐水与水对应的刻度的距离小于某种液体与水对应的刻度的距离;所以得到刻度线的两个特点是:上端刻度小、下端刻度大和上端刻度疏、下端刻度密。
(3)[1][2]因为,即,可知,要使密度计上两条刻度线之间的距离大一些,可适当增大配重或用更细的吸管。
23.
【知识点】利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】用刻度尺测出塑料块的棱长为,根据密度公式变形式和重力公式可知,塑料块的重力
用刻度尺测出其露出液面的高度为,则塑料块排开的洗衣液的体积,根据阿基米德原理可知,塑料块受到的浮力
由于塑料块漂浮,所以,即
解得。
24.(1)排开液体的体积
(2)1
(3) 1000
【知识点】探究浮力大小与浸在液体中的体积的关系、利用阿基米德原理计算浮力、密度及质量
【详解】(1)图(a)中的甲、乙和丙图,圆柱体浸入酒精中的深度不同,排开酒精的体积不同,弹簧测力计的示数不同,圆柱体所受的浮力不同,所以浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)图(a)丁中,测力计的分度值为0.2N,示数为1N。
(3)[1]由图(a)的甲知,圆柱体未浸入酒精时,测力计的示数为5N,即圆柱体的重力为5N。由图丙知,圆柱体浸没酒精中,测力计的示数为1.8N,所受的浮力
浸没时,排开酒精的体积等于圆柱体的体积,圆柱体的体积
由图(c)知,容器内液体深度为8cm时,随水面升高浮力保持不变,此时圆柱体浸没液体中,整个加液体的过程,圆柱体始终沉底,所以圆柱体的高度为h=8cm=0.08m。圆柱体的底面积
未倒液体前,圆柱体对容器底部的压强
[2]由图(c)知,圆柱体浸没在液体中,圆柱体受到的浮力为4.8N,该液体的密度
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