第9章 9.1 浮力 2025-2026学年沪粤版2024初中物理八年级下册同步复习讲义

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第9章 9.1 浮力 2025-2026学年沪粤版2024初中物理八年级下册同步复习讲义

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第9章 9.1 浮力
题型1 浮力产生的原因 题型2 称重法测量浮力
题型3 浮力的方向 题型4 浮力的施力物体
题型5 探究浮力大小的影响因素 题型6 探究浮力大小与排开液体体积的关系
题型7 探究浮力大小与浸没深度的关系
▉题型1 浮力产生的原因
【知识点的认识】
浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差
物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力
浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。
1.下列四个情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.水中的桥墩
B.水中下沉的苹果
C.水面上运动的赛艇
D.沉入水底的鸡蛋
【答案】A
【解答】解:(1)大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故A符合题意;
(2)水里中下沉的苹果、水面上运动的赛艇和沉入水底的鸡蛋都浸在液体中,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,故它们均受到浮力作用,故BCD不符合题意。
故选:A。
2.下列物理知识的认识错误的是(  )
A.液体向各个方向都有压强,是因为液体受到重力作用,且具有流动性
B.玩具不倒翁之所以不倒,是因为物体重心越低,就越稳定
C.跳远时助跑能跳的更远是因为速度越大,惯性越大
D.浮力产生的原因是液体对浸入液体中的物体向上的压力大于向下的压力
【答案】C
【解答】解:A、由液体压强产生的原因可知,液体内部向各个方向都有压强,是由于液体受到重力且液体有流动性,故A正确;
B、物体的重心越低,稳定性越好,“不倒翁”之所以不倒是因为重心很低,故B正确;
C、跳远运动员助跑越快,动能越大,所以跳的越远,惯性大小只跟物体的质量大小有关,跟物体是否受力、是否运动、运动速度等没有关系,故C错误;
D、浸没在液体中的物体,各个方向都受到液体的压力,其中液体对物体向上的压力大于向下的压力,这个压力差就是液体对物体的浮力,故D正确。
故选:C。
3.关于物体所受的浮力,下列说法中错误的是(  )
A.在水中下沉的物体受浮力
B.沉在水底的铁球不受浮力
C.太空中的卫星不受浮力
D.水中的桥墩不受浮力
【答案】B
【解答】解:
A、下沉的物体、沉在水底的铁球,其上下表面受到水的压力不同,所以都受到浮力的作用,故A正确,B错误;
C、太空中没有大气,所以太空中的卫星不受浮力,故C正确;
D、桥墩由于底面埋在地下,其底面不与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压强,也就没有受到向上的压力,故桥墩不受浮力作用,故D正确。
故选:B。
4.关于浮力,下列说法正确的是(  )
A.插入淤泥里的桥墩受到浮力的作用
B.浮力的方向是垂直向上的
C.只有漂浮在水面上的物体才能受到浮力
D.浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体
【答案】D
【解答】解:A.结合浮力产生的原因可知,插入淤泥里的桥墩下表面没有与水接触,没有受到水的压力的作用,没有受到浮力的作用,故A错误;
B.浮力的方向是竖直向上的,故B错误;
C.在水中漂浮、悬浮、沉底的物体均有受到浮力作用,故C错误;
D.结合浮力的定义可知,物体浸没在液体或者气体中时,会受到液体或气体的浮力的作用,浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体,故D正确。
故选:D。
5.不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休,它们说法正确的是(  )
A.甲鱼缸的鱼说压强是由水的重力产生的,所以它受压强大
B.乙鱼缸的鱼说压强与深度有关,所以它受压强大
C.甲鱼缸的鱼说只要在水里的东西都受到浮力的作用
D.乙鱼缸的鱼说水底的石头没有浮起来,石头没受到浮力
【答案】B
【解答】解:AB、由图可知,乙所处的深度较深,水的密度一定,根据p=ρgh可知,乙受到的压强大,故A错误,B正确;
C、如果物体底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此物体没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知物体不受浮力作用,故C错误;
D、乙鱼缸的鱼说水底的石头没有浮起来,是因为浮力小于其重力,石头受到浮力,故D错误。
故选:B。
6.如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的压力为4N,下表面受到的压力为7N,则长方体受到水的浮力为(  )
A.3N B.4N C.7N D.11N
【答案】A
【解答】解:长方体受到水的浮力为:F浮=F下表面﹣F上表面=7N﹣4N=3N。
故选:A。
7.如图所示,同一物体以两种方法浸入水中,其向上、向下的压力差F甲和F乙的关系为(  )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙
C.F甲=F乙 D.条件不足,无法确定
【答案】C
【解答】解:同一物体以两种方法浸入水中,V排=V,根据F浮=ρ水gV排得,受到的浮力相等,根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面所受液体的压力差,所以同一物体以两种方法浸入水中,受到水向上和向下的压力差相等。
故选:C。
8.以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.太空中的宇宙飞船 B.上升的热气球
C.海中航行的“山东号” D.下潜的“蛟龙”号
【答案】A
【解答】解:A.太空中没有空气,故宇宙飞船不受到浮力,故A正确;
B.上升的热气球,是因为灯内空气受热,内部空气的密度减小,在空中飞行时,受到空气的浮力的作用,故B不正确;
C.海洋中航行的“山东号”,处于漂浮状态,受到水的浮力,故C不正确。
D.下潜的“蛟龙”号,会受到水竖直向上的浮力,故D不正确。
故选:A。
9.如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球(  )
A.仍受水的浮力
B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
【答案】C
【解答】解:浮力的定义式为F向上﹣F向下,下表面不受压力,所以不受浮力。
故选:C。
10.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验可以用来说明(  )
A.浮力产生的原因
B.阿基米德原理
C.大气存在压强
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
【答案】A
【解答】解:
A、开始时乒乓球受到上面液体压强和大气压的作用,下部没有液体只受大气压的作用,向上的压强小于向下的压强,向上的压力小于向下的压力,乒乓球不能上浮。当用手堵住瓶口,乒乓球下面有水,乒乓球下面也受到液体压强和大气压的作用,向上的液体压强大于向下的液体压强,乒乓球上浮,跟浮力产生的原因有关系。故A符合题意。
B、阿基米德原理是研究浸在水中的物体受到的浮力和排开液体重力的关系,该实验不能测出这两个力的大小,故B不符合题意;
C、乒乓球上下都受到大气压的作用相同,开始乒乓球不上浮,后来又上浮,不是大气压的作用。故C不符合题意。
D、乒乓球上升时,液体的密度一定,可以说明液体压强和深度有关,液体越深,液体的压强越大,但不能说明液体的压强与液体的密度有关。故D不符合题意。
故选:A。
11.如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是(  )
A.沉在水底的铁球
B.水面上戏水的天鹅
C.立在河水中的桥墩
D.浮在空中的热气球
【答案】C
【解答】解:
ABD中的物体都浸在水中,物体受到水向上的压力和向下的压力,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差也就是物体受到的浮力,故ABD中的物体均受浮力的作用。
C中的桥墩的下底面埋在地下,其下底面与河底紧密接触,桥墩没有受到水向上的压力,所以桥墩不受浮力作用。
故选:C。
12.下列事例中,物体受到浮力的是(  )
A.天宫课堂中“悬浮”水中的乒乓球
B.水中的柱形桥墩
C.在水中下沉的苹果
D.往去盖、去底的饮料瓶中注水,静止在底部的乒乓球
【答案】C
【解答】解:
A、太空中是接近于完全失重状态,乒乓球受到的重力接近于零,浮力是物体的上下表面所受压力差,乒乓球上下表面几乎没有受到压力,也没有压力差,所以乒乓球在水中几乎不受浮力,故A错误;
B、大桥的桥墩由于底面埋在淤泥下,不能与水接触,因此桥墩没有受到水对其向上的压力,根据浮力产生的原因可知桥墩不受浮力作用,故B错误;
C、水中下沉的苹果,因为液体对浸没在其中的物体有向上的作用力和向下的压力作用,其中向上的压力大于向下的压力,这个压力差即物体受到的浮力,所以苹果受到浮力作用,故C正确;
D、图中乒乓球静止时,虽然有少量水从瓶口流出,但乒乓球下表面没有受到水的压力,所以此时乒乓球不受浮力作用,故D错误。
故选:C。
13.2021年3月400米长的集装箱货轮“长赐”号搁浅堵在埃及苏伊士运河的水道上,造成全球贸易混乱。货轮被搁浅(大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为(  )
A.有浮力,但浮力小于重力
B.有浮力,且浮力等于重力
C.货轮底部没有水进入,不产生向上的浮力
D.机器坏了,不产生浮力
【答案】A
【解答】解:货轮大半身已被淤泥浸没,虽然货轮底部没有水进入,但同样受到向上和向下的压力,即受到浮力,不能浮起来,这是因为浮力小于重力,故A正确。
故选:A。
(多选)14.如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M静止在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是(  )
A.M 上、下表面受到水压力的合力大于 M 受到的浮力
B.M 上、下表面受到水压力的合力大小等于 M 受到的浮力大小
C.M 上表面受到水的压力小于 M 下表面受到水的压力
D.M 上表面受到水的压力和 M 下表面受到水的压力是一对平衡力
【答案】BC
【解答】解:物块悬浮在水中,受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力的共同作用;由图知,M上表面所处的深度较小,根据p=ρgh可知,M上表面受到水的压强小于M下表面受到水的压强,而上下表面的面积相同,则由F=pS可知,M上表面受到水的压力小于M下表面受到水的压力,所以,M上表面受到水的压力和M下表面受到水的压力不是一对平衡力;
物体上表面与水面平行,根据浮力产生的原因可知,M上、下表面受到水压力的合力大小F合=F浮,
综上所述,BC正确。
故选:BC。
15.为什么浸在液体中的物体会受到浮力?
这是因为液体内部存在  压强  ,而且深度不同,其  压强  不同。如图所示,分析它的受力情况,两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡,对物体水平方向受力没有影响。考虑到长方体上、下表面的受力面积是相同的,所以,液体对长方体向上的压力F2 大于  (选填“大于”、“小于”或“等于”)液体对它向下的压力F1,浸没在液体中的物体,其上、下表面受到的液体对它的压力  不同  (选填“相同”或“不同”),这就是浮力产生的原因。
【答案】压强;压强;大于;不同。
【解答】解:浸在液体中的物体会受到浮力,这是因为液体内部存在压强,而且深度不同,其压强不同。如图所示,分析它的受力情况,两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡,对物体水平方向受力没有影响。考虑到长方体上、下表面的受力面积是相同的,下表面深度大于上表面深度,所以,液体对长方体向上的压力F2大于液体对它向下的压力F1,浸没在液体中的物体,其上、下表面受到的液体对它的压力不同,这就是浮力产生的原因。
故答案为:压强;压强;大于;不同。
16.如图所示,a、b是两个体积相同又能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则受到浮力的有  ①②④  (填序号)。
①a物体②b物体 ③c部分 ④d部分
【答案】①②④
【解答】解:由图可知,水对a物体上、下表面产生了向上的压力差,故a物体受浮力的作用;
b物体上表面没有受到水的压力,但下表面受到水的压力,因此水对b物体上、下表面产生了向上的压力差,故b物体受浮力的作用;
c物体上表面受到水向上的压力,但下表面没有受到水向上的压力,因此水对d物体上、下表面产生了向下的压力差,故c物体不受浮力的作用;
水对d物体上、下表面产生了向上的压力差,故d物体受浮力的作用。
故答案为:①②④。
17.阅读下面材料,回答问题。
天宫课堂
(1)2021年12月9日,中国空间站太空授课以天地互动的方式举行。王亚平在太空中演示浮力实验,将乒乓球放在一杯水中,乒乓球漂在水面上,然后她用一根吸管将乒乓球往下压,再移开吸管,乒乓球悬停在水中,如图甲。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水对乒乓球各面的压力都接近于  零  ,杯中浸没在水中的乒乓球  不受  (填“受到”或“不受”)浮力的作用。
(2)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课开讲,北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也亮相太空课堂,当起了“助教”,如图乙。王亚平将“冰墩墩”吉祥物抛出,它并没有像在地面上一样掉落,而是沿着直线“飞”了出去。冰墩墩做匀速直线运动,我们可依据  牛顿第一  定律来解释冰墩墩离开手后继续沿着直线“飞行”,是因为它具有  惯性  。
【答案】(1)零;不受;(2)牛顿第一;惯性。
【解答】解:(1)浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水的重力几乎消失,所以水对乒乓球各面的压力都接近于零,则杯中浸没在水中的乒乓球不受浮力的作用。
(2)宇航员王亚平老师做太空抛物实验,可爱的冰墩墩做匀速直线运动,因为物体不受力的作用将保持保持匀速直线运动,所以可以用牛顿第一定律解释;
冰墩墩离开手后能继续向前运动是因为它具有惯性,保持原来的运动状态不变。
故答案为:(1)零;不受;(2)牛顿第一;惯性。
▉题型2 称重法测量浮力
【知识点的认识】
根据物体受力平衡变换而来的方法,当物体受到竖直向上的拉力时,拉力、重力和浮力三力平衡,向上的拉力加浮力等于向下的重力,所以浮力等于重力减去拉力
公式:F浮=G﹣F拉
18.把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中,如图所示,静止时弹簧测力计的示数为8N,则铁块所受的浮力为(  )
A.10N B.7N C.2N D.17N
【答案】C
【解答】解:对物体受力分析,物体在水中受到重力,拉力和浮力,则F浮=G﹣F示=10N﹣8N=2N。
故选:C。
▉题型3 浮力的方向
【知识点的认识】
浮力的方向是竖直向上。
19.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,橡皮膜的形变如图甲所示;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,橡皮膜的形变如图乙所示,则浮力产生的原因是  液体对物体上下表面的压力差  。
【答案】液体对物体上下表面的压力差。
【解答】解:当玻璃圆筒沿水平方向放置时(甲图),观察到两端橡皮膜凹进程度相同,说明水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左=F向右,水平方向的合力为0;
当玻璃圆筒沿竖直方向放置时(乙图),下端橡皮膜凹进程度大于上端橡皮膜凹进程度,所以水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上>F向下,竖直方向的合力不为0,方向竖直向上,压力差F差=F向上﹣F向下=F浮,即浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差。
故答案为:液体对物体上下表面的压力差。
20.如图所示,画出图中的小球所受的浮力和容器对斜面的压力的示意图。
【答案】
【解答】解:小球受到的浮力竖直向上,作用点在小球的重心上;容器对斜面的压力垂直于斜面向下,作用点在接触面上,力的示意图如下所示:
21.一个物体漂浮在液面上,请在图中画出物体受到的浮力F浮和烧杯受到的摩擦力f的示意图(摩擦力画在烧杯和斜面的接触面上)。
【答案】
【解答】解:小球受到浮力的作用点为小球的重心,浮力的方向是竖直向上的,用符号F浮表示;
烧杯静止在斜面上,有沿斜面向下运动的趋势,所以摩擦力的方向是沿斜面向上,作用点画在接触面的中点处,用符号f表示,如图所示:
▉题型4 浮力的施力物体
【知识点的认识】
浮力的施力物体可以是液体或气体。如果是液体,则施力物体是液体本身;如果是气体,则施力物体是空气。
22.如图所示,将木球浸入装有盐水的杯子中,木球所受浮力的施力物体是(  )
A.地球 B.木球 C.盐水 D.杯子
【答案】C
【解答】解:浸在液体中的物体都受到液体对它竖直向上的浮力,木球浸在盐水中,所以浮力的施力物体是盐水。
故选:C。
23.浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为8N,下表面受到水的压力为10N,该物体受到的浮力为  2  N,此时浮力的方向  竖直向上  ,施力物体是  水  。
【答案】2;竖直向上;水
【解答】解:物体的上表面受到水的压力为8N,下表面受到水的压力为10N,由浮力的产生原因可知,物体受到的浮力F浮=F下﹣F上=10N﹣8N=2N。
由于物体受到的重力方向竖直向下,物体受到的浮力与物体受到的重力的方向相反,所以物体受到的浮力方向竖直向上。
物体浸没在水中,所以物体受到水施加的浮力,故浮力的施力物体是水。
故答案为:2;竖直向上;水。
▉题型5 探究浮力大小的影响因素
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(3)探究浮力的大小跟液体的密度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在密度不同的液体中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铁球浸没的深度相同)可以发现,物体在密度不同的液体中拉力改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟液体的密度有关。液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
(4)探究浮力的大小跟物体的密度的关系
使用弹簧测力计分别测出体积相同的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铜球和铁球浸没的深度相同)可以发现,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G﹣F拉相同。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
(5)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
24.某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,石块浸没在水中受到的浮力F浮= 0.5  N,排开水的重力G排= 0.4  N,发现F浮≠G排,造成这种结果的原因不可能是 A  。
A、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
(2)方案二,如图乙,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 减小  (选填“增大”、“减小”或“不变”),且弹簧测力计A的示数变化量 等于  (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。
(3)为了多次实验得到普遍规律,方案 二  (选填“一”或“二”)的操作更加简便。
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度,实验步骤如下:
①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为18mL,如图乙;
③将烧杯中18mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为36mL,如图丁。
请回答下列问题:
①被测金属块的密度是 3×103 kg/m3。
②在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空桶,测出的金属块密度将 不变  (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
【答案】(1)0.5;0.4;A;(2)减小;等于;(3)二;①3×103;②不变。
【解答】解:
(一)方案一:
(1)根据F浮=G﹣F可知,石块浸没在水中受到的浮力F浮=F1﹣F3=2N﹣1.5N=0.5N;
排开水的中力G排=F4﹣F2=1.9N﹣1.5N=0.4N;
F浮>G排,
A、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A不可能;
B、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,B有可能;
C、步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,则导致F3减小,F3减小,F1﹣F3>F4﹣F2.得出错误结论:F浮≠G排,C有可能;
故不能的是A;
(二)方案二:
(1)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F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,
因为F浮=G﹣F示,所以弹簧测力计A的示数F示=G﹣F浮变小;
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;
(3)由上可知,方案二的操作可较方便的完成多次实验,使结论有普遍性。
①在图甲中,小空桶受到的浮力等于其重力:G桶=F浮1﹣﹣﹣﹣①;
由图乙可知,金属块的体积V金属块=18mL,在图丁中,小空桶和金属块处于漂浮状态,此时小空桶和金属块的总重等于受到的浮力:
G总=G桶+G金属块=F浮2﹣﹣﹣﹣﹣②,
②﹣①得:
G金属块=F浮2﹣F浮1,
图丁中增加的排开水的体积:
V′=18mL+36mL=54mL,由阿基米德原理:
G金属块=m金属块g=F浮2﹣F浮1=ρ水gV排,
故m金属排=ρ水V排,
故金属块的密度:
ρ金属块ρ水1.0×103kg/m3=3×103kg/m3,
②在实验步骤③和④中测得的金属块的体积一定,在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空桶,相当于减少了小空桶排开水的重力,增加了小空桶和金属块排开水的重力,而且其减少量等于增加量,故金属块排开水的体积不变,所受浮力不变,则其重力、质量不变,所以根据ρ可知,测出的金属块密度不变。
故答案为:(1)0.5;0.4;A;(2)减小;等于;(3)二;①3×103;②不变。
25.小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图(a)所示为小明实验的示意图,图(b)所示为小华实验的部分示意图。
①在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2,若满足关系式 F1﹣F2=ρ水(V2﹣V1)g  时,则可以验证阿基米德原理。
②在小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用电子天平成功完成实验,天平应测量 小烧杯  中水的质量m水(选填“溢水杯”或“小烧杯”),若此时图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系 ΔF=m水g  时,则可以验证阿基米德原理。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:①物体受到的浮力大小等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数,即F浮=F1﹣F2;
量筒中水面两次示数差(V2﹣V1)表示金属块排开水的体积,根据ρ和G=mg可得,金属块排开水所受重力的表达式为G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2﹣V1),实验中若F1﹣F2=ρ水g(V2﹣V1)则可以验证阿基米德原理;
②研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时,需要用电子天平测量出小烧杯中溢出水的质量,根据G=mg知溢出水的重力G水=m水g,比较两弹簧测力计的示数差值ΔF跟G水的关系,若ΔF=m水g则可以验证阿基米德原理;
故答案为:①F1﹣ F2=ρ水(V2﹣V1)g;②小烧杯;ΔF=m水g。
26.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小红做了如下猜想。利用弹簧测力计、实心金属块、烧杯等器材,设计并进行了实验,如图所示。
(1)物块浸没在水中时,受到的浮力是  0.5  N;
(2)分析  A、D、E  (用字母表示)三幅图可得浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析A、E、F三图可得浮力大小与  液体密度  有关;分析E、F两图,比较水和液体的密度大小关系,则ρ水 >  ρ液;(选填“>”“<”“=”)
(4)小红在完成步骤C后将物体取出,记录完数据,金属块没有擦干,直接将金属块挂在弹簧测力计下,放入烧杯中进行步骤D的实验。此操作过程计算得到的浮力大小会  等于  真实值(选填“大于”“小于”“等于”);
(5)用图中的数据算出金属块的密度为  5.8×103 kg/m3。
【答案】(1)0.5;(2)A、D、E;(3)液体密度;>;(4)等于;(5)5.8×103。
【解答】解:(1)A图中测的是物体的重力为G=2.9N,D图中物体浸没在水中测力计的示数为2.4N,由称重法可知,物块受到的浮力为:
F浮=G﹣F1=2.9N﹣2.4N=0.5N;
(2)为了验证浮力大小跟物体浸没在液体中的深度是否有关时,应该控制液体密度和排开液体的体积相同,只改变深度,故选A、D、E三次实验;(3)分析A、E、F三图,由E、F可知只有液体的密度不同,F中测力计示数较大,根据称重法F浮=G﹣F示可知物体浸没在F中液体中时受到的浮力较小,说明浮力大小与液体密度有关;V排相同,根据F浮=ρ液gV排可知该未知液体的密度较小,深度相同,根据p=ρgh可知水对烧杯底的压强较大,即p水>p液;
(4)小红在完成步骤 C后将物体取出,记录完数据,金属块没有擦干,直接将金属块挂在弹簧测力计下,放入烧杯中进行步骤D的实验,根据称重法F浮=G﹣F示的原理可知对计算浮力没有影响,所以此操作过程计算得到的浮力大小与真实值相比会不变;
(5)浸没在水中的物体排开水的体积等于物体的体积,物体重力为2.9N,浸没在水中时,受到的浮力为0.5N,则金属块的体积为:

金属块的密度为:

故答案为:(1)0.5;(2)A、D、E;(3)液体密度;>;(4)等于;(5)5.8×103。
27.如图所示是小组同学“探究阿基米德原理”的实验过程,弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析  甲、乙  两图可知,小球浸没水中时,受到的浮力是2N;分析丙、丁两图可知,小球排开的水的重力是  2  N。
(2)实验表明浸没在水中的物体受到的浮力  等于  物体排开的水所受的重力。小组同学进一步思考后得出:如果实验中小球没有完全浸没水中, 能  (选填“能”或“不能”)得到此结论。
(3)另一小组同学发现,由于小杯中的水无法完全倒干净,导致按照图所示步骤进行探究时,小球受到的浮力F浮 大于  小球排开的水重G排。因此,你认为该实验的步骤应调整为  甲、丁、乙、丙  (写出实验步骤序号)。
【答案】(1)甲、乙;2;(2)等于;能;(3)大于;甲、丁、乙、丙。
【解答】解:(1)图乙中测力计的分度值为0.2N,示数为1.6N;由称重法可得:F浮=F甲﹣F乙=3.6N﹣1.6N=2N,故由甲、乙两图可得出小球浸没水中时,受到的浮力;
根据丙、丁两图可知,物块排开的水所受重力:G排=F丙﹣F丁=3N﹣1N=2N;
(2)分析得到的数据,可以得出物块受到浮力等于物块排开的水所受重力,即F浮=G排;
如果实验中小球没有完全浸没水中,物块受到浮力等于物块排开的水所受重力,故能得到此结论;
(3)小杯中的水无法完全倒干净,小杯里面沾有水珠,会导致图丁中的弹簧测力计的示数F丁偏大,根据G排=F丙﹣F丁可知小球排开的水重偏小,则小球受到的浮力F浮大于小球排开的水重G排;为避免小杯里面沾有水珠,该实验的步骤可以先测量空小杯的重力,则步骤调整为:甲、丁、乙、丙。
故答案为:(1)甲、乙;2;(2)等于;能;(3)大于;甲、丁、乙、丙。
28.小珠做了以下实验,请回答下列问题:
(1)如图1所示的三个实验,能说明浮力产生原因的是图  丙  (选填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)探究“浮力大小跟哪些因素有关”的实验,如图2所示。
①比较a、b、c图可得:液体密度相同时, 排开液体的体积  越大,金属块受到的浮力越大。
②根据实验数据作出测力计的示数和浮力随金属块下表面浸入水中深度h变化的图象,如图3所示。分析图象可知: 乙  (选填“甲”或“乙”)是描述浮力随h变化的图象;F1对应的数值为  5  N。
③根据实验数据可得:金属块的体积为  2×10﹣4 m3,金属块的密度为  2.5×103 kg/m3。
【答案】(1)丙;(2)①排开液体的体积;②乙;5;③2×10﹣4;2.5×103。
【解答】解:(1)如图1所示的三个实验:
甲图中纸片不会掉落,说明了大气压存在;
乙图中,U形管两侧液面出现高度差,说明液体内部有压强;
丙图中,下表面橡皮膜的形变程度大于上表面橡皮膜的形变程度,说明物体下表面受到液体向上的压力大于上表面受到液体向下的压力,这两个压力之差形成了浮力;
所以,能说明浮力产生原因的是图丙。
(2)①比较a、b、c图可知,液体的密度相同,金属块排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,受到的浮力越大,故可得结论:液体密度相同时,排开液体的体积越大,金属块受到的浮力越大;
②随着金属块下表面浸入水中深度浸入水的深度增大,金属块排开水的体积增大,受到的浮力增大,当金属块完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以浮力描述浮力随h变化的图象是乙;
由图甲可知,物理量的大小随h的增大先减小后不变,则物理量对应的是弹簧测力计的拉力,F1对应金属块的重力,由图a可知,金属块的重力为5N,F1对应的数值为5N;
③由G=mg可得,金属块的质量m0.5kg,
由图c可知,金属块浸没时受到的拉力F′=3N,则金属块受到的浮力:F浮=G﹣F′=5N﹣3N=2N,
由F浮=ρ液gV排可得,金属块的体积:V=V排2×10﹣4m3,
金属块的密度:ρ2.5×103kg/m3。
故答案为:(1)丙;(2)①排开液体的体积;②乙;5;③2×10﹣4;2.5×103。
29.小颖同学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  4  N。
(2)由甲图和  丁  图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为  2  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  大  。
(4)在上述实验的基础上,小颖若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯  密度  (选填“质量”或“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(选填“乙”、“丙”或“丁”);若此时弹簧测力计的示数为2.4N,则该液体的密度是  0.8×103 kg/m3。
(5)如图戊所示,图线  b  (选填“a”或“b”)能用来表示物体所受浮力大小与浸入液体深度的变化情况。
【答案】(1)4;(2)丁;2;(3)大;(4)密度;丁;0.8×103;(5)b。
【解答】解:(1)由甲图可知,测力计分度值为0.2N,物体的重力为4N。
(2)根据称重法F浮=G﹣F示,要求出物体完全浸没在水中时,所受的浮力为由甲图和丁图可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为:F浮=G﹣F示=4N﹣2N=2N;
(3)由乙丙丁知,弹簧测力计示数的逐渐变小,根据F浮=G﹣F示可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力越大;
(4)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;
由题可得,在液体中受到的浮力F浮液=G﹣F拉液=4N﹣2.4N=1.6N,
由图丁可知,圆柱体完全浸没后,圆柱体受的浮力为F浮=G﹣F拉=4N﹣2N=2N,
由浮力公式F浮=ρ水gV排可知,物体的体积V=V排2×10﹣4m3,
圆柱体完全浸没水中后,圆柱体排开液体的体积等于圆柱体体积,即V排液=V=2×10﹣4m3,
由F浮液=ρ液gV排液可得:
ρ液0.8×103kg/m3;
(5)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,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。
故答案为:(1)4;(2)丁;2;(3)大;(4)密度;丁;0.8×103;(5)b。
30.在探究“浮力的大小等于什么”的实验中,明辉同学的实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
(1)探究中,不重复操作,合理的顺序是: 丙、乙、甲、丁、戍  。
(2)物块浸没在水中时所受到的浮力F浮= 0.4  N。
(3)步骤的操作有错误: 乙,水面与溢水口不相平  ,导致本实验测量的F浮 >  G排.(选填:“>”、“=”或“<”)
(4)若溢水杯装满水,则戊图与丙图测力计的读数差应该是  0.4  N;石块的体积应该是  4×10﹣5 m3。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)验证阿基米德原理的实验过程是:
丙 用弹簧测力计测出空桶所受的重力;
乙 溢水杯中装适量的水;
甲 测出实心物块所受的重;
丁 把物块浸没在溢水杯中,测出浮力同时收集撑开的水;
戌 测出桶和撑开的水所受的总重力;
(2)弹簧测力计的分度值每小格为0.2N,物体受的浮力F浮=G﹣F拉=2N﹣1.6N=0.4N;
(3)在步骤乙中,将水倒入溢水杯中,但没有倒满水,这样溢出的水小于实心物块排开的水,导致本实验测量的F浮>G排;
(4)若溢水杯装满水,则戊图与丙图测力计的读数差就是排开的水重,应该等于浸没在水中的实心物块受到的浮力,即G排=F浮=0.4N。
由F浮=ρ水gV排得物体的体积:
V=V排4×10﹣5m3,
故答案为:(1)丙、乙、甲、丁、戍;(2)0.4;(3)乙,水面与溢水口不相平;>;(4)0.4、4×10﹣5。
31.小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如图所示实验。
(1)B、C图中弹簧测力计示数均小于A图中弹簧测力计示数,说明浸入在水中的铁块  受到  (选“受到”或“不受到”)浮力;
(2)做  BC  两次实验,是为了探究铁块所受浮力大小与排开水的体积大小是否有关,做  CD  两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)做D、E、F三次实验,是为了探究浮力大小与  液体密度  的关系。
(4)另一小组想探究铁块所受的浮力与铁块排开水所受重力的关系,请你写出需要增加的器材:是  溢水杯  和  小空桶  ,
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)B、C图中弹簧测力计示数均小于A图中弹簧测力计示数,说明浸入在水中的铁块受到浮力;
(2)为探究铁块所受浮力大小与排开水的体积大小关系,要控制排开液体的密度相同,只改变排开水的体积,故做BC两次实验,是为了探究铁块所受浮力大小与排开水的体积大小是否有关;
为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度有关,要控制排开液体的密度和体积都相同,故做CD两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)D、E、F三次实验中,排开液体的密度相同,排开液体的密度不同,故是为了探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)另一小组想探究铁块所受的浮力与铁块排开水所受重力的关系,需要增加的器材是溢水杯和小空桶。
故答案为:(1)受到;(2)BC;CD;(3)液体密度;(4)溢水杯;小空桶。
32.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所示的实验操作:
实验次数 液体种类 金属块浸入情况 金属块所受浮力/N
1
2 水 部分 0.7
3 水 全部 1.0
4 浓盐水 全部 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  大  ;
(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  大  ;
(3)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在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F﹣h图像(图⑤)。分析图像可知:金属块的重力为  2.7N  ,金属块受到的最大浮力为  1.0N  ,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数  不变  ,这表明:浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度  无关  。(选填“有关”、“无关”)
【答案】(1)大;(2)大;(3)2.7N;1.0N;不变;无关。
【解答】解:(1)分析实验②③可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,即液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大;
(2)分析实验③④可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,即金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大;
(3)因为是同一金属块,由图①可知,金属块重力为G=2.7N,由③可知,金属块浸没时弹簧测力计的示数为1.7N,浸没过程浮力逐渐变大,浸没后浮力大小不变,故金属块最大浮力为F浮=2.7N﹣1.7N=1.0N;
浸没后浮力大小不变,由称重法可知,弹簧测力计的示数不变;
故说明浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
故答案为:(1)大;(2)大;(3)2.7N;1.0N;不变;无关。
33.探究“探究浮力大小与哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
①可能跟物体浸入液体的深度有关;
②可能跟物体浸入液体的体积有关;
③可能跟物体的重力有关
④可能跟液体的密度有关
h/cm 0 2 4 6
m/kg 2.000 2.040 2.080 2.120
h/cm 8 10 12 ……
m/kg 2.160 2.200 2.240 ……
为了验证上述猜想,李丽做了如图所示的实验: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地浸入盐水中(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。
(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  减小  (填“增大”或“减小”);
(2)当h=8cm时,圆柱体受到的浮力大小  1.6  (填“2.16”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  正  比;
(3)为了验证猜想④,李明将一铁块分别挂在弹簧测力计下浸没在水和盐水中,发现两次弹簧测力计示数相差很小且小于弹簧测力计的分度值,很难找到规律,李明动脑筋一想原来是自己所配制的盐水的浓  太小  (太大/太小)。你认为还有可能是什么原因导致以上现象的发生: 铁块体积太小  。
【答案】(1)减小;(2)1.6;正;(3)太小;铁块体积太小。
【解答】解:(1)实验过程中,圆柱体受到水的浮力的同时圆柱体给水一个向下的压力,电子秤示数逐渐增大,说明圆柱体给水的压力逐渐增大,即圆柱体受到的浮力逐渐增大,由F示=G﹣F浮可知,细线对圆柱体的拉力逐渐减小;
(2)由表中数据可知,当h=0时,圆柱体不受浮力,此时m示g=G0=2kg×10N/kg=20N,
当h=8cm时,电子秤示数为2.160kg,由m示g=G0+G﹣F拉,得F浮=G﹣F示=m示g﹣G0=2.160kg×10N/kg﹣20N=1.6N,
由表中数据可知,随着圆柱体在水下的体积逐渐增大,电子秤示数逐渐增大,由F浮=G﹣F示=m示g﹣G0可知,浮力逐渐增大,故得出结论:圆柱体受到的浮力大小与浸入盐水的体积成正比;
(3)由F浮=ρ液gV排可知,两次弹簧测力计示数相差很小且小于弹簧测力计的分度值的原因可能是盐水的密度太小,也可能是铁块的体积太小,导致浮力差异太小,拉力差异太小,所以弹簧测力计示数相差很小。
故答案为:(1)减小;(2)1.6;正;(3)太小;铁块体积太小。
34.如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究“浮力大小跟哪些因素有关的实验”。
(1)图甲中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力  小  (选填“大”或“小”),说明浮力的大小与  排开水的体积  有关;
(2)比较图  乙、丙  可知,浮力的大小与液体的密度有关;
(3)由丙、丁两次实验可知:完全浸没在同种液体中的物体,所受浮力大小与  浸没深度  无关;
(4)物体在乙、丙中所受浮力之比为  5:4  。
【答案】(1)小;排开水的体积;(2)乙、丙;(3)浸没深度;(4)5:4。
【解答】解:(1)图甲中金属块排开水的体积小于图乙中金属块排开水的体积,测力计的示数F变小,由F浮=G﹣F得,图甲中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力小,说明浮力的大小与排开液体的体积有关。
(2)乙丙中,金属块排开水与酒精的体积相同,测力计的示数不同,说明金属块在水与酒精中受到的浮力不同,水与酒精的密度不同,说明浮力的大小与液体的密度有关。
(3)由丙、丁两次实验可知:物体浸没在同种液体中不同深度,排开液体的体积相同,测力计的示数相同,说明物体受到的浮力相同,说明物体所受浮力大小与浸没深度无关。
(4)乙丙中金属块排开水与酒精的体积相同,由F浮=ρ液V排g得

故答案为:(1)小;排开水的体积;(2)乙、丙;(3)浸没深度;(4)5:4。
35.如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若选用的操作是③④,可探究浮力的大小与  液体密度  的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是  ①②③  (填序号)。
(3)由操作可知,物体浸没在水中时所受的浮力大小为  1  N。
(4)由操作可知,物体浸没在盐水中时所受的浮力大小为  1.2  N。盐水的密度为  1.2×103 kg/m3。
【答案】(1)液体密度;(2)①②③;(3)1;(4)1.2;1.2×103。
【解答】解:(1)若选用的操作是③④,物体排开液体的体积相同,液体的密度不同,因此可探究浮力的大小与液体密度的关系;
(2)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时,应控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,所以应选用的操作是①②③;
(3)由操作③可知,物体浸没在水中时,弹簧秤的示数为F示=2N,物体受到的浮力
F浮=G﹣F示=4N﹣3N=1N;
(4)由操作④可知,物体浸没在盐水中时,弹簧秤的示数为F示′=1.6N,物体受到的浮力
F浮'=G﹣F示'=3N﹣1.8N=1.2N;
根据阿基米德原理,物体浸没时受到的浮力F浮=ρ液gV排,在排开液体的体积V排相同的情况下,浮力之比等于液体的密度之比,即;
盐水的密度为。
故答案为:(1)液体密度;(2)①②③;(3)1;(4)1.2;1.2×103。
36.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圆柱体,如图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 0.5  N;
(2)通过 c、d  两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 液体密度  的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为 0.8×103 kg/m3。
【答案】(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)0.8×103。
【解答】解:
(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力为:F浮水=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
(2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比cd;
(3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N;
实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N;
因物体均浸没,所以V排水=V排液;
根据阿基米德原理可知:;
所以该液体的密度为:
ρ液ρ水1×103kg/m3=0.8×103kg/m3。
故答案为:(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)0.8×103。
▉题型6 探究浮力大小与排开液体体积的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(2)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
37.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关。
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关。
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关。
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 4  (选填序号)。
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用体积相同的A、B、C三个圆柱体,在空气中测得其重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验。
①在序号b的实验中物体所受的浮力为 1  N。
②比较序号 a、d、e  三次实验,可得出结论:浮力的大小与液体的密度有关。
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越 大  。
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力 无  关。
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验,由此得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关。这结论不可靠,主要原因是: 没有控制排开液体的体积相同  。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)如图用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力。这个事实说明浮力的大小可能与排开液体的体积有关,可以支持以上猜想4;
(2)①在序号b的实验中,物体的重力GB=4.5N,弹簧测力计的示数为3.5N,物体受到的浮力为:
F2=GB﹣F示2=4.5N﹣3.5N=1N;
②要探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积相同、形状相同(同一物体),改变液体的密度,故比较图中a、d、e三次实验;可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③根据称重法测浮力,分析序号为d、e的实验,排开液体的体积相同、液体的密度不同,并且盐水的密度大、受到的浮力大,可得结论:排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
④体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4N,4.5N和5N:
a图中物体浸没在水中,受到的浮力为:
F1=GA﹣F示1=4N﹣3N=1N
b图中物体浸没在酒精中,受到的浮力为:
F2=GB﹣F示2=4.5N﹣3.5N=1N;
c图中物体浸没在盐水中,受到的浮力为:
F3=GC﹣F示3=5N﹣4N=1N;
比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关;
(3)根据控制变量法知:要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有让二者全浸入水中,即没有控制排开水的体积相同,故小明的结论不可靠,不可靠的主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
故答案为:(1)4;(2)①1;①a;d;e;②大;④无;(3)没有控制排开液体的体积相同。
38.探究浮力的大小
数据 结论 如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 ①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 大  (填“大”或“小”),说明浮力的大小与 物体排开液体的体积  有关。 ②图丁中金属块受到的浮力大小等于 0.3  N。 ③比较 丙丁  两图可知,浮力的大小与液体的密度有关。
问题 讨论 ④图丙中金属块上表面受到的液体压强 小于  下表面受到的液体压强(填“大于”或“小于”)。若继续将物体向下沉(但不沉到底部),则金属块上下表面的讨论压强差将会填 不变  “不变”、“变大”或“变小”)。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)根据称重法测浮力:
F浮=G﹣F,因3.2N<3.4N,图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力大,图丙中排开液体的体积大于图乙中排开液体的体积,排开液体的密度相同,故排开液体的说明浮力的大小与排开液体的体积有关;
(2)根据称重法,图丁中金属块受到的浮力大小等于:
F浮=G﹣F=3.6N﹣3.3N=0.3N;
(3)根据控制变量法,要比较浮力的大小与液体的密度有关,须保持物体所排开的液体的体积不变,故可选择丙丁两图;
(4)图丙中物体浸没有液体中,下表面深度大于上表面的深度,由p=ρgh可得,上表面受到的液体的压强小于下表面的压强;
令金属块的高度为h,上面表距液面的距离为h上表面,则下表面距液面的距离为:h下表面=h上表面+h
若继续将物体向下沉,则上下表面的压强差:Δp=p下表面﹣p上表面=ρg(h上表面+h)﹣ρgh上表面=ρgh,即不变。
故答案为:①大;物体排开液体的体积;②0.3;③丙丁;④小于;不变。
▉题型7 探究浮力大小与浸没深度的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
39.在探究影响浮力大小因素的实验中:
(1)小华用弹簧测力计测出的圆柱体的重力,如图甲所示,其大小为  0.9  N;
(2)将圆柱体逐渐浸入水中(水不溢出),如图乙所示,她测得圆柱体受到的浮力F和其底面浸入水中的深度h的对应数据如下表,在h=4cm时,物体所受浮力为  0.4  N;
实验次序 1 2 3 4 5 6
h/cm 2 4 6 8 10 12
F/N 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6
(3)分析实验数据,根据第1、2、3的实验,小华得出浮力的大小与浸入水中的深度有关,此结论是  错误  (选填“正确”“错误”)的,理由是  未控制排开液体体积一定  ;应根据第  4、5、6  三次实验,可以得出浮力大小与深度无关;
(4)改用浓盐水做实验,再次控制底面浸入盐水中的深度h为12cm,此时弹簧测力计的示数与原来在水中相比  变小  (选填“变大”“不变”“变小”),这样可以探究浮力大小与  液体密度  的关系;得出结论:在排开液体体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越  大  (填“大”“小”)。
【答案】(1)0.9;(2)0.4;(3)错误;未控制排开液体体积一定;4、5、6;(4)变小;液体密度;大。
【解答】解:(1)甲图可知弹簧测力计的分度值为0.1N,此时指针指向第九格,可知弹簧测力计示数为0.9N,即圆柱体的重力为0.9N;
(2)由表格数据分析可得,在h=4cm时,从表中可得物体受到的浮力为0.4N;
(3)1、2、3次实验中,物体的深度变大时浮力变大,由阿基米德原理可知圆柱体未全部浸没在水中,圆柱体浸入水中的深度变大时,圆柱体排开的水的体积在增大,不符合控制变量法,故此结论是错误的;4、5、6次实验中圆柱体底面浸入水中的深度逐渐变大,而圆柱体受到的浮力大小不变,所以可得出结论浮力大小与深度无关;
(4)改用浓盐水做实验,再次控制底面浸入盐水中的深度h为12cm,因为盐水的密度大于水,此时受到的浮力比在水中大,根据称重法可得此时测力计的示数将变小;因而这样可以探究浮力大小和液体密度的关系;因此可以得出结论:在排开液体体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
故答案为:(1)0.9;(2)0.4;(3)错误;未控制排开液体体积一定;4、5、6;(4)变小;液体密度;大。
40.小明在做“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,步骤和现象如图所示。(g取10N/kg)
(1)请按要求填写下表。
实验猜想 验证实验的序号 实验结论
可能和浸没的深度有关  甲、丙、丁   浮力的大小跟物体浸没在液体的深度无关 
可能和浸入的体积有关  甲、乙、丙   浮力的大小跟物体排开液体的体积有关 
可能和液体的密度有关  甲、丁、戊   浮力的大小跟物体排开液体的密度有关 
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力是  4  N。
(3)根据实验数据可知,物块A的密度是  1.25×103 kg/m3,盐水的密度是  1.1×103 kg/m3。
【答案】(1)甲、丙、丁;浮力的大小跟物体浸没在液体的深度无关;甲、乙、丙;排开液体的体积;(2)4;(3)1.25×103;1.1×103kg/m3。
【解答】解:(1)可能和浸没的深度有关,由图甲、丙、丁可知,物体浸入水中的体积相同,物体受到的浮力相同,由此可知:浮力的大小跟物体浸没在液体的深度无关;
由图甲、乙、丙可知,物体浸入水中的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
由图甲、丁、戊可知,液体种类不相同,物体浸入液体的体积相同,弹簧测力计的示数不相同,说明所受浮力不相同,因此可得出结论:浮力的大小跟物体排开液体的密度有关。
(2)分析图甲、丙可知,当物体A浸没在水中时,受到的浮力F浮=G﹣F示=5N﹣1N=4N;
(3)根据阿基米德原理可知物体A的体积V=V排4×10﹣4m3;
则物块A的密度:
ρA1.25×103kg/m3;
分析图甲、戊可知,物体浸没在盐水中所受的浮力F浮′=G﹣F示′=5N﹣0.6N=4.4N,
物体全部浸没在盐水中排开盐水的体积V排′=V=4×10﹣4m3;
根据阿基米德原理可知盐水的密度ρ盐水1.1×103kg/m3。
故答案为:(1)甲、丙、丁;浮力的大小跟物体浸没在液体的深度无关;甲、乙、丙;排开液体的体积;(2)4;(3)1.25×103;1.1×103kg/m3。
41.如图1所示,小明对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究,A、B、C图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3。
(1)实验中发现F2<F3,说明在物体所受浮力的大小与  液体的密度  有关。
(2)如图2是小明绘制的“弹簧测力计拉力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象和“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象。其中能够表示“金属块所受浮力与金属块的下表面没入水中深度的关系”的图象为  a  (选填“a”或“b”)。分析该图象可得:金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度  无关  (填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)液体的密度;(2)a;无关。
【解答】解:(1)物体受到的浮力大小F浮=G﹣F示,在水和油中测力计示数不同,则物体受到的浮力不同,分析图B、C,物体排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,说明浮力大小跟液体的密度有关;
(2)因F浮=ρ液gV排,在浸没前,金属块的下表面到水面距离h增大导致排开液体的体积增大,金属块所受浮力随金属块的下表面到水面距离h增大而变大;
当浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,所受浮力与深度无关,因此,只有图像a符合题意。
故答案为:(1)液体的密度;(2)a;无关。
42.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 未浸入 2.7 0
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)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  大  ;
(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  大  ;
(3)结论:浮力的大小与  液体密度  和  物体排开的液体的体积  有关;
(4)用这种实验方法,还可以测量  金属块(或浓盐水)  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F﹣h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  不变  (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  无关  (选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)大;(3)大;(4)液体密度;物体排开的液体的体积;(5)金属块(或浓盐水);(6)不变;无关。
【解答】解:(1)分析实验②③可知,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,即液体密度相同,金属块排开液体的体积越大,浮力越大;
(2)分析实验③④可知,物体排开的液体的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,浮力越大,即金属块排开液体的体积相同,液体密度越大,浮力越大;
(3)由(2)、(3)可知,浮力的大小与物体排开的液体的体积和液体密度有关;
(4)根据表中第三次实验数据得到金属块的重力和浸没在水中的浮力,根据G=mg求出金属块的质量,根据阿基米德原理求出物体排开的水的体积,即是物体的体积;利用密度公式算出金属块的密度;或根据表中第四次实验数据得到金属块浸没在浓盐水中受到的浮力,而排开浓盐水的体积等于物体的体积,再利用F浮=ρ液gV排求浓盐水的密度,故用这种实验方法,还可以测量金属块(或浓盐水)的密度;
(5)由F﹣h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不变,说明当金属块完全浸没在水中后继续下降过程中浮力不变,即浸没在水中的物体受到的浮力跟浸没的深度无关。
故答案为:(1)大;(3)大;(4)液体密度;物体排开的液体的体积;(5)金属块(或浓盐水);(6)不变;无关。
43.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素:
(1)根据A、D的结果,可得该塑料瓶浸没在水中受到的浮力是  1  N。
(2)①根据A、B、C实验,可得:浮力大小与  排开液体的体积  有关;对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度  无关  (选填“有关”或“无关”)。
②该实验主要运用的科学探究方法为  控制变量法  。
(3)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是  物体重力  不同。
(4)如图2所示是小明利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计  ②  (选填“①”、“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
【答案】(1)1;(2)排开液体的体积;无关;控制变量法;(3)物体重力;(4)②。
【解答】解:(1)①根据A、C两图所测的实验数据,可知物体此时所受的浮力为:
F浮水=G﹣F拉=2.8N﹣1.8N=1N,
(2)①根据A、B、C实验可知,排开液体体积不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力大小不同,可以得出结论是浮力大小与排开液体体积有关;
根据A、C、D的可知,深度不同,弹簧测力计示数相同,即浮力大小相同,可以得到的结论是浮力大小与液体深度无关;
②本实验的主要方法是控制变量法;
(3)倒掉些沙子后,瓶子和沙子没入水中,此时弹簧测力计示数小于1.7N,所以实验时没有控制物体的重力相同。
(2)密度计的特点是刻度不均匀,上疏下密,上小下大,而且分度值越小越准确;深度越深,相邻两密度值的间距越大,由题图可知,密度计②所处的深度最深,相邻两密度值的间距最大,测量值最准确。
故答案为:(1)1;(2)排开液体的体积;无关;控制变量法;(3)物体重力;(4)②。
44.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题:
(1)在c与e两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与  液体的密度  的关系,根据a与e两图所标的实验数据,可知物体A浸没在盐水中所受的浮力为  2.4  N;
(2)若探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,可选用的操作是  abc或abd  ,可以得到结论:同种液体中,物体排开液体体积越大,物体在液体中受到的浮力  越大  ;
(3)小明对a、b、c、d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增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关  。
【答案】(1)液体密度;2.4;(2)abc或abd;越大;(3)浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
【解答】解:(1)分析图c与e,排开液体的体积相同,液体的密度不同,可得出浮力的大小与排开液体密度有关;由图a与e可知,A在盐水中受到的浮力:F浮′=G﹣F′=8N﹣5.6N=2.4N;
(2)若探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,应保证液体的密度相同,只改变排开液体的体积,可选用的操作是abc或abd;可以得到结论:同种液体中,物体排开液体体积越大,物体在液体中受到的浮力越大;
(3)由F浮=ρ液gV排得,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
故答案为:(1)液体密度;2.4;(2)abc或abd;越大;(3)浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
45.某物理课外小组为了探究圆柱体所受浮力随浸入水中深度的变化情况,进行了如图甲、乙的实验。
(1)将圆柱体缓慢浸入水中,如图乙。记录圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F,如表。由图甲可知,圆柱体的重力为  4  N。记录第5次数据时,圆柱体受到的浮力为  2.4  N;
(2)请依据表中数据,在坐标系中画出F浮随h变化的图象;
实验次序 1 2 3 4 5 6 7
圆柱体浸入水的深度h/cm 0 2 4 6 8 10 12
弹簧测力计读数F/N 3.4 28 2.2 1.6 1.6 1.6
圆柱体受到的浮力F浮/N 0 0.6 1.2 1.8 2.4 2.4
(3)分析实验次序1、2、3、4的数据可知:在圆柱体浸没水中前,所受的浮力与浸入水中的深度成  正比  ;但分析所有实验数据发现:物体所受浮力大小与浸入深度  无关  ;(选填“有关”或“无关”)
(4)圆柱体的高度为  8  cm,圆柱体物块的密度是  1.7×103 kg/m3。
【答案】(1)4;2.4;(2)见上图;(3)正比;无关;(4)8;1.7×103。
【解答】解:(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,此时弹簧测力计的读数为4N,即圆柱体的重力为4N;
根据F浮=G﹣F可得第5次实验圆柱体受到的浮力:F浮5=G﹣F5=4N﹣1.6N=2.4N;
(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:

3)分析实验次序1、2、3、4的数据可知:在圆柱体浸没水中前,随着深度的增加,所受的浮力逐渐增加,图象是一条过原点的直线,可知所受的浮力与浸入深度成正比;
分析实验次序5、6、7的数据可知:在圆柱体浸没入水中之后,浮力大小不变,可知所受的浮力与深度无关;
(4)由图象知,圆柱体没入水中的深度为8cm后,弹簧测力计的示数不再发生变化,说明圆柱体的高度为8cm;
圆柱体的质量:m0.4kg,
由表格数据可知第5次实验圆柱体已浸没,圆柱体的体积V=V排2.4×10﹣4m3,
圆柱体的密度:ρ1.7×103kg/m3。
故答案为:(1)4;2.4;(2)见上图;(3)正比;无关;(4)8;1.7×103。
46.某物理课外小组为了探究圆柱体所受浮力随浸入水中深度的变化情况,进行了如图甲、乙的实验。
(1)将圆柱体缓慢浸入水中,如图乙。记录圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F,如下表:
实验次序 1 2 3 4 5 6 7
圆柱体浸入水的深度h/cm 0 2 4 6 8 10 12
弹簧测力计读数F/N 3.4 2.8 2.2 1.6 1.6 1.6
圆柱体受到的浮力F浮/N 0 0.6 1.2 1.8 2.4 2.4
由图甲可知,圆柱体的重力为  4  N。记录第5次数据时,圆柱体受到的浮力为  2.4  N。
(2)请依据表中数据,在坐标系中画出F浮随h变化的图象。
(3)分析实验次序1、2、3、4的数据可知:在圆柱体浸没水中前,所受的浮力与浸入水中的深度成  正比  ;但分析所有实验数据发现:物体所受浮力大小与浸入深度  无关  。(选填“有关”或“无关”)
(4)圆柱体的高度为  8  cm,圆柱体物块的密度是  1.7×103 kg/m3。
【答案】(1)4;2.4;(2)见上图;(3)正比;无关;(4)8;1.7×103。
【解答】解:(1)由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,此时弹簧测力计的读数为4N,即圆柱体的重力为4N;
根据F浮=G﹣F可得第5次实验圆柱体受到的浮力:F浮5=G﹣F5=4N﹣1.6N=2.4N;
(2)根据表格中数据描点,并用平滑的曲线连接起来,如图所示:
(3)分析实验次序1、2、3、4的数据可知:在圆柱体浸没水中前,随着深度的增加,所受的浮力逐渐增加,图象是一条过原点的直线,可知所受的浮力与浸入深度成正比;
分析实验次序5、6、7的数据可知:在圆柱体浸没入水中之后,浮力大小不变,可知所受的浮力与深度无关;
(4)由图象知,圆柱体没入水中的深度为8cm后,弹簧测力计的示数不再发生变化,说明圆柱体的高度为8cm;
圆柱体的质量:m0.4kg,
由表格数据可知第5次实验圆柱体已浸没,圆柱体的体积V=V排2.4×10﹣4m3,
圆柱体的密度:ρ1.7×103kg/m3。
故答案为:(1)4;2.4;(2)见上图;(3)正比;无关;(4)8;1.7×103。
47.如图为小青利用两个体积相同的铜块和铝块探究影响浮力大小因素的实验步骤:
(1)根据图中测得的数据,可知铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为  1  N,方向  竖直向上  。
(2)小青分析实验步骤①③④⑤中的有关实验数据可知,物体所受浮力的大小与物体  物体排开液体的体积  有关。分析步骤①④⑦可知,物体所受浮力大小和  液体密度  有关。
(3)小青分析步骤①④⑤可知,物体所受浮力大小与物体浸入液体深度  无关  (选填“有关”或“无关”),分析步骤①④和②⑥可知,物体所受浮力大小与物体密度  无关  (选填“有关”或“无关”)。
(4)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果  没有影响  (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
【答案】(1)1;竖直向上;(2)物体排开液体的体积;液体密度;(3)无关;无关;(4)没有影响。
【解答】解:(1)由图①可知,铜块的重力为G=9N,由图④可知,铜块完全浸没在水中时,弹簧测力计的拉力为F=8N,由称重法可知,铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为:F浮=G﹣F=9N﹣8N=1N,浮力的方向竖直向上。
(2)由实验步骤①③④⑤可知,铜块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,故可知物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
由实验步骤①④⑦可知,铜块浸没在不同的液体中时,弹簧测力计的示数不同,即受到的浮力不同,故可知物体所受浮力大小和液体密度有关。
(3)由实验步骤①④⑤可知,铜块完全浸没在水中后,铜块浸入液体中的深度变大时,弹簧测力计的示数不变,故可知物体所受浮力大小与物体浸入液体深度无关。
分析步骤①④和②⑥可知,相同体积的铜块和铝块浸没在水中时所受浮力相同,故可知物体所受浮力大小与物体密度无关。
(4)使用弹簧测力计前没有调零,则每次读数时均包含差值在内,则由称重浮测浮力时,用物体的重力减去弹簧测力计的示数时,消除了弹簧测力计的未调零产生的差值,故所测得的浮力结果没有影响。
故答案为:(1)1;竖直向上;(2)物体排开液体的体积;液体密度;(3)无关;无关;(4)没有影响。
48.小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
(1)分析b、c两次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与  物体排开液体的体积  有关;
(2)分析c、d两次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度  无关  ;
(3)分析c、e两次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与  液体的密度  有关;
(4)若先完成实验c,再完成实验a,则测得的浮力将  偏大  (选填“偏大”或“偏小”);
(5)完成上述实验后,小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1;
②将金属块放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2;
③ 将烧杯内的金属块拿出直接放入水中  ,用刻度尺测得水面高度为h3;
④金属块的密度ρ金属=   (用ρ水,h1,h2,h3表示)。
【答案】(1)物体排开液体的体积;(2)无关;(3)液体的密度;(4)偏大;(5)将烧杯内的金属块拿出直接放入水中;。
【解答】解:(1)分析b、c两次实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积不同,观察弹簧测力计的示数变小,根据称量法F浮=G﹣F示知浮力变大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(2)分析c、d两次实验可知,深度增加,弹簧测力计的示数不变,浮力不变,说明浮力大小与物体浸没到液体的深度无关;
(3)分析c、e两次实验可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,观察弹簧测力计的示数变大,根据称量法F浮=G﹣F示知浮力变大,说明浮力大小与物体排开液体的密度有关;
(4)若先完成实验c,再完成实验a,则物体表面有水,测得的重力偏大,根据称量法F浮=G﹣F示知浮力变大;
(5)由①②可知,烧杯前后都是漂浮在水面,受到的浮力都等于自重,则两图中浮力的变化量等于金属块重力,
两图中浮力的变化量:ΔF浮=ρ水gΔV排=ρ水g(h2﹣h1)S容,所以金属块的重力为:G=ρ水g(h2﹣h1)S容;
将烧杯内的金属块拿出直接放入水中,用刻度尺测得水面高度为h3,则金属块的体积为V=(h3﹣h1)S容;
则金属块的密度为:ρ金属。
故答案为:(1)物体排开液体的体积;(2)无关;(3)液体的密度;(4)偏大;(5)将烧杯内的金属块拿出直接放入水中;。
49.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是 12  N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是 8  N;
(3)圆柱体的体积是 8×10﹣4 m3;
(4)圆柱体的密度是 1.5  g/cm3;
(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越 大  (选填“大”或“小”);
(6)分析图象CD段,可得结论 物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关  。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,
此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N。
(2)从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,
F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N。
(3)由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得:
V排8×10﹣4m3,
因为物体是全部浸没,所以V物=V排=8×10﹣4m3,
(4)由公式G=mg可求出物体的质量,
m1.2kg,
ρ物1.5×103kg/m3=1.5g/cm3。
(5)分析图象BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明物体在慢慢浸入水中,V排在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大。
(6)分析图象CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,说明物体全部浸没水中,V排不变,浮力不变。
故答案为:(1)12;(2)8;(3)8×10﹣4;(4)1.5;(5)大;(6)物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关。
50.图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力有大小跟哪些因素有关”的实验步骤。
(1)由 A、E  两个步骤中可知物体浸没酒精时受到的浮力是 0.8  N
(2)由步骤A、B、C、D、可得出结论:物体受到的浮力大小与 物体排开液体的体积  有关,与物体浸没在液体中的深度 无关  。
(3)由步骤A、D、E可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的 密度  有关。
(4)根据实验数据,可以得到圆锥形物体的密度为 4×103 kg/m3(已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(5)用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧秤示数F随圆锥形物体浸入的深度h变化的关系图象,最符合实际的是 B  。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)由图A、E可知,根据称重法,物体浸没在酒精中时受到的浮力:
F浮酒精=G﹣F=4N﹣3.2N=0.8N;
(2)由图ABC可知,物体浸在水中的体积变大,弹簧测力计的示数变小,根据F浮=G﹣F可知,物体受到的浮力变大,则说明:物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
由图CD可知,物体浸没后,物体排开液体的体积不变,弹簧测力计的示数相同,根据称重法,物体受到浮力大小相同,则说明物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)由步骤ADE可知,物体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,根据F浮=G﹣F可知,物体受到的浮力不同,这说明:物体受到的浮力大小与液体的密度有关;
(4)由图AC可知,根据称重法,物体浸没在水中时受到的浮力:
F浮水=G﹣F′=4N﹣3N=1N;
由F浮=ρ水gV排得,物体的体积:
V=V排10﹣4m3,
根据G=mg得,物体的质量为:
m0.4kg,
物体的密度为:
ρ4×103kg/m3;
(5)因为圆锥形物体“下小上大”,所以随着圆锥形物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,但是排开水的体积增大的幅度在变大,根据F浮=ρ液gV排知,浮力变大,且浮力增大的幅度在变大;
根据F浮=G﹣F可知,测力计的示数变小,且测力计示数变小的幅度在变大(即图线逐渐变陡),到圆锥体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故B图符合题意。
故答案为:
(1)A、E;0.8;(2)物体排开液体的体积;无关;(3)密度;(4)4×103;(5)B。第9章 9.1 浮力
题型1 浮力产生的原因 题型2 称重法测量浮力
题型3 浮力的方向 题型4 浮力的施力物体
题型5 探究浮力大小的影响因素 题型6 探究浮力大小与排开液体体积的关系
题型7 探究浮力大小与浸没深度的关系
▉题型1 浮力产生的原因
【知识点的认识】
浮力产生的原因:浸在液体或气体里的物体受到液体或气体对物体向上的和向下的压力差
物体在液体中,上下两个面因为在液体中的深度不相同,所以受到的压强也不相等,上面的压强小,下面受到的压强大,下面受到向上的压力大于上面受到的向下的压力。液体对物体这个压力差,就是液体对物体的浮力
浮体的顶部界面接触不到液体时,则只有作用在底部界面向上的压力才会产生浮力,因为只要其间有一层很薄的液膜,就能传递压强,底面就有向上的压力,物体上下表面有了压力差,物体就会受到浮力。
1.下列四个情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.水中的桥墩
B.水中下沉的苹果
C.水面上运动的赛艇
D.沉入水底的鸡蛋
2.下列物理知识的认识错误的是(  )
A.液体向各个方向都有压强,是因为液体受到重力作用,且具有流动性
B.玩具不倒翁之所以不倒,是因为物体重心越低,就越稳定
C.跳远时助跑能跳的更远是因为速度越大,惯性越大
D.浮力产生的原因是液体对浸入液体中的物体向上的压力大于向下的压力
3.关于物体所受的浮力,下列说法中错误的是(  )
A.在水中下沉的物体受浮力
B.沉在水底的铁球不受浮力
C.太空中的卫星不受浮力
D.水中的桥墩不受浮力
4.关于浮力,下列说法正确的是(  )
A.插入淤泥里的桥墩受到浮力的作用
B.浮力的方向是垂直向上的
C.只有漂浮在水面上的物体才能受到浮力
D.浮力的施力物体可能是液体,也可能是气体
5.不同鱼缸里的两条鱼,趴在水底争论不休,它们说法正确的是(  )
A.甲鱼缸的鱼说压强是由水的重力产生的,所以它受压强大
B.乙鱼缸的鱼说压强与深度有关,所以它受压强大
C.甲鱼缸的鱼说只要在水里的东西都受到浮力的作用
D.乙鱼缸的鱼说水底的石头没有浮起来,石头没受到浮力
6.如图所示,一个长方体浸没在水中,其上表面受到水的压力为4N,下表面受到的压力为7N,则长方体受到水的浮力为(  )
A.3N B.4N C.7N D.11N
7.如图所示,同一物体以两种方法浸入水中,其向上、向下的压力差F甲和F乙的关系为(  )
A.F甲<F乙 B.F甲>F乙
C.F甲=F乙 D.条件不足,无法确定
8.以下情景中没有受到浮力的物体是(  )
A.太空中的宇宙飞船 B.上升的热气球
C.海中航行的“山东号” D.下潜的“蛟龙”号
9.如图所示,一个塑料小球堵在一个水池的出口处,水无法排出,则该小球(  )
A.仍受水的浮力
B.不受水的浮力,也不受水对它的压力
C.不受水的浮力,但受水对它的压力
D.无法判断
10.如图所示,取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶,去掉底部,把一只乒乓球放到瓶口处,然后向瓶内注水,会发现水从瓶口流出,乒乓球不上浮。若用手指堵住瓶口,不久就可观察到乒乓球上浮起来。此实验可以用来说明(  )
A.浮力产生的原因
B.阿基米德原理
C.大气存在压强
D.液体的压强与液体的密度和深度有关
11.如图所示各情景中,物体没有受到浮力的是(  )
A.沉在水底的铁球
B.水面上戏水的天鹅
C.立在河水中的桥墩
D.浮在空中的热气球
12.下列事例中,物体受到浮力的是(  )
A.天宫课堂中“悬浮”水中的乒乓球
B.水中的柱形桥墩
C.在水中下沉的苹果
D.往去盖、去底的饮料瓶中注水,静止在底部的乒乓球
13.2021年3月400米长的集装箱货轮“长赐”号搁浅堵在埃及苏伊士运河的水道上,造成全球贸易混乱。货轮被搁浅(大半身已被淤泥浸没)而不能浮起来,这是因为(  )
A.有浮力,但浮力小于重力
B.有浮力,且浮力等于重力
C.货轮底部没有水进入,不产生向上的浮力
D.机器坏了,不产生浮力
(多选)14.如图所示,装有水的容器静止放在水平桌面上,正方体物块M静止在水中,其上表面与水面平行,则下列说法中正确的是(  )
A.M 上、下表面受到水压力的合力大于 M 受到的浮力
B.M 上、下表面受到水压力的合力大小等于 M 受到的浮力大小
C.M 上表面受到水的压力小于 M 下表面受到水的压力
D.M 上表面受到水的压力和 M 下表面受到水的压力是一对平衡力
15.为什么浸在液体中的物体会受到浮力?
这是因为液体内部存在     ,而且深度不同,其     不同。如图所示,分析它的受力情况,两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡,对物体水平方向受力没有影响。考虑到长方体上、下表面的受力面积是相同的,所以,液体对长方体向上的压力F2    (选填“大于”、“小于”或“等于”)液体对它向下的压力F1,浸没在液体中的物体,其上、下表面受到的液体对它的压力     (选填“相同”或“不同”),这就是浮力产生的原因。
16.如图所示,a、b是两个体积相同又能自由移动的物体,c、d是容器自身凸起的一部分,现往容器里注入一些水,则受到浮力的有     (填序号)。
①a物体②b物体 ③c部分 ④d部分
17.阅读下面材料,回答问题。
天宫课堂
(1)2021年12月9日,中国空间站太空授课以天地互动的方式举行。王亚平在太空中演示浮力实验,将乒乓球放在一杯水中,乒乓球漂在水面上,然后她用一根吸管将乒乓球往下压,再移开吸管,乒乓球悬停在水中,如图甲。浮力来源于重力引起的液体在不同深度的压力差,太空中处于失重环境,水对乒乓球各面的压力都接近于     ,杯中浸没在水中的乒乓球     (填“受到”或“不受”)浮力的作用。
(2)2022年3月23日,“天宫课堂”第二课开讲,北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”也亮相太空课堂,当起了“助教”,如图乙。王亚平将“冰墩墩”吉祥物抛出,它并没有像在地面上一样掉落,而是沿着直线“飞”了出去。冰墩墩做匀速直线运动,我们可依据     定律来解释冰墩墩离开手后继续沿着直线“飞行”,是因为它具有     。
▉题型2 称重法测量浮力
【知识点的认识】
根据物体受力平衡变换而来的方法,当物体受到竖直向上的拉力时,拉力、重力和浮力三力平衡,向上的拉力加浮力等于向下的重力,所以浮力等于重力减去拉力
公式:F浮=G﹣F拉
18.把一重为10N的铁块用细线系在弹簧测力计下浸没在水中,如图所示,静止时弹簧测力计的示数为8N,则铁块所受的浮力为(  )
A.10N B.7N C.2N D.17N
▉题型3 浮力的方向
【知识点的认识】
浮力的方向是竖直向上。
19.如图所示,将两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜的玻璃圆筒浸没在水中,当玻璃圆筒沿水平方向放置时,橡皮膜的形变如图甲所示;当玻璃圆筒沿竖直方向放置时,橡皮膜的形变如图乙所示,则浮力产生的原因是     。
20.如图所示,画出图中的小球所受的浮力和容器对斜面的压力的示意图。
21.一个物体漂浮在液面上,请在图中画出物体受到的浮力F浮和烧杯受到的摩擦力f的示意图(摩擦力画在烧杯和斜面的接触面上)。
▉题型4 浮力的施力物体
【知识点的认识】
浮力的施力物体可以是液体或气体。如果是液体,则施力物体是液体本身;如果是气体,则施力物体是空气。
22.如图所示,将木球浸入装有盐水的杯子中,木球所受浮力的施力物体是(  )
A.地球 B.木球 C.盐水 D.杯子
23.浸没在水中的物体,上表面受到水的压力为8N,下表面受到水的压力为10N,该物体受到的浮力为     N,此时浮力的方向     ,施力物体是     。
▉题型5 探究浮力大小的影响因素
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(3)探究浮力的大小跟液体的密度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在密度不同的液体中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铁球浸没的深度相同)可以发现,物体在密度不同的液体中拉力改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟液体的密度有关。液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
(4)探究浮力的大小跟物体的密度的关系
使用弹簧测力计分别测出体积相同的铜球和铁球的重力以及浸没在水中时的拉力大小,并记录数据。(注意:实验时要使铜球和铁球浸没的深度相同)可以发现,铜球和铁球的拉力虽然不同,但F浮=G﹣F拉相同。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体的密度无关。
(5)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
24.某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理。
(1)方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,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不可能是    。
A、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤C中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
(2)方案二,如图乙,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    (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。
(3)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。
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度,实验步骤如下:
①让小空桶漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
②将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为18mL,如图乙;
③将烧杯中18mL水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
④将金属块放入小空桶,小空桶仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为36mL,如图丁。
请回答下列问题:
①被测金属块的密度是    kg/m3。
②在实验步骤③和④中,将沾有水的金属块放入小空桶,测出的金属块密度将    (选填“偏大”、“不变”或“偏小”)。
25.小明和小华各自做“验证阿基米德原理”实验,如图(a)所示为小明实验的示意图,图(b)所示为小华实验的部分示意图。
①在小明的实验示意图中,弹簧测力计的示数值分别为F1、F2和量筒中水面刻度值分别为V1、V2,若满足关系式    时,则可以验证阿基米德原理。
②在小华的实验示意图中,使用了溢水杯和小烧杯,如果小华接着使用电子天平成功完成实验,天平应测量    中水的质量m水(选填“溢水杯”或“小烧杯”),若此时图中两弹簧测力计的示数差值ΔF跟m水满足关系    时,则可以验证阿基米德原理。
26.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小红做了如下猜想。利用弹簧测力计、实心金属块、烧杯等器材,设计并进行了实验,如图所示。
(1)物块浸没在水中时,受到的浮力是     N;
(2)分析     (用字母表示)三幅图可得浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析A、E、F三图可得浮力大小与     有关;分析E、F两图,比较水和液体的密度大小关系,则ρ水    ρ液;(选填“>”“<”“=”)
(4)小红在完成步骤C后将物体取出,记录完数据,金属块没有擦干,直接将金属块挂在弹簧测力计下,放入烧杯中进行步骤D的实验。此操作过程计算得到的浮力大小会     真实值(选填“大于”“小于”“等于”);
(5)用图中的数据算出金属块的密度为     kg/m3。
27.如图所示是小组同学“探究阿基米德原理”的实验过程,弹簧测力计示数如图所示。
(1)分析     两图可知,小球浸没水中时,受到的浮力是2N;分析丙、丁两图可知,小球排开的水的重力是     N。
(2)实验表明浸没在水中的物体受到的浮力     物体排开的水所受的重力。小组同学进一步思考后得出:如果实验中小球没有完全浸没水中,    (选填“能”或“不能”)得到此结论。
(3)另一小组同学发现,由于小杯中的水无法完全倒干净,导致按照图所示步骤进行探究时,小球受到的浮力F浮    小球排开的水重G排。因此,你认为该实验的步骤应调整为     (写出实验步骤序号)。
28.小珠做了以下实验,请回答下列问题:
(1)如图1所示的三个实验,能说明浮力产生原因的是图     (选填“甲”“乙”或“丙”)。
(2)探究“浮力大小跟哪些因素有关”的实验,如图2所示。
①比较a、b、c图可得:液体密度相同时,    越大,金属块受到的浮力越大。
②根据实验数据作出测力计的示数和浮力随金属块下表面浸入水中深度h变化的图象,如图3所示。分析图象可知:    (选填“甲”或“乙”)是描述浮力随h变化的图象;F1对应的数值为     N。
③根据实验数据可得:金属块的体积为     m3,金属块的密度为     kg/m3。
29.小颖同学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,小颖若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯     (选填“质量”或“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     图比较得出结论(选填“乙”、“丙”或“丁”);若此时弹簧测力计的示数为2.4N,则该液体的密度是     kg/m3。
(5)如图戊所示,图线     (选填“a”或“b”)能用来表示物体所受浮力大小与浸入液体深度的变化情况。
30.在探究“浮力的大小等于什么”的实验中,明辉同学的实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
(1)探究中,不重复操作,合理的顺序是:    。
(2)物块浸没在水中时所受到的浮力F浮=    N。
(3)步骤的操作有错误:    ,导致本实验测量的F浮    G排.(选填:“>”、“=”或“<”)
(4)若溢水杯装满水,则戊图与丙图测力计的读数差应该是     N;石块的体积应该是     m3。
31.小明在生活中发现木块总浮在水面,铁块却沉入水底,由此他提出两个问题:
问题1:浸入水中的铁块是否受到浮力?
问题2:浮力大小与哪些因素有关?
为此他做了进一步的猜想,设计并完成了如图所示实验。
(1)B、C图中弹簧测力计示数均小于A图中弹簧测力计示数,说明浸入在水中的铁块     (选“受到”或“不受到”)浮力;
(2)做     两次实验,是为了探究铁块所受浮力大小与排开水的体积大小是否有关,做     两次实验,是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关;
(3)做D、E、F三次实验,是为了探究浮力大小与     的关系。
(4)另一小组想探究铁块所受的浮力与铁块排开水所受重力的关系,请你写出需要增加的器材:是     和     ,
32.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所示的实验操作:
实验次数 液体种类 金属块浸入情况 金属块所受浮力/N
1
2 水 部分 0.7
3 水 全部 1.0
4 浓盐水 全部 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)小明完成上述实验后,找来合适的玻璃杯,倒入足够深的水,将挂在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F﹣h图像(图⑤)。分析图像可知:金属块的重力为     ,金属块受到的最大浮力为     ,当金属块浸没水中后继续下降过程中测力计的示数     ,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”、“无关”)
33.探究“探究浮力大小与哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
①可能跟物体浸入液体的深度有关;
②可能跟物体浸入液体的体积有关;
③可能跟物体的重力有关
④可能跟液体的密度有关
h/cm 0 2 4 6
m/kg 2.000 2.040 2.080 2.120
h/cm 8 10 12 ……
m/kg 2.160 2.200 2.240 ……
为了验证上述猜想,李丽做了如图所示的实验: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地浸入盐水中(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。
(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     (填“2.16”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)为了验证猜想④,李明将一铁块分别挂在弹簧测力计下浸没在水和盐水中,发现两次弹簧测力计示数相差很小且小于弹簧测力计的分度值,很难找到规律,李明动脑筋一想原来是自己所配制的盐水的浓     (太大/太小)。你认为还有可能是什么原因导致以上现象的发生:    。
34.如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究“浮力大小跟哪些因素有关的实验”。
(1)图甲中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力     (选填“大”或“小”),说明浮力的大小与     有关;
(2)比较图     可知,浮力的大小与液体的密度有关;
(3)由丙、丁两次实验可知:完全浸没在同种液体中的物体,所受浮力大小与     无关;
(4)物体在乙、丙中所受浮力之比为     。
35.如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若选用的操作是③④,可探究浮力的大小与     的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是     (填序号)。
(3)由操作可知,物体浸没在水中时所受的浮力大小为     N。
(4)由操作可知,物体浸没在盐水中时所受的浮力大小为     N。盐水的密度为     kg/m3。
36.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圆柱体,如图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是    N;
(2)通过    两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系;
(3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与    的关系;
(4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像,则该液体的密度为    kg/m3。
▉题型6 探究浮力大小与排开液体体积的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸在液体中的体积的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸在相同液体中体积不同时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力随浸没在液体中的体积改变。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。物体浸在液体中的体积越大,物体所受的浮力就越大。
(2)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
37.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关。
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关。
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关。
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想    (选填序号)。
(2)为了研究猜想1和猜想2,运用体积相同的A、B、C三个圆柱体,在空气中测得其重力分别为4N、4.5N和5N,然后进行如图乙所示的实验。
①在序号b的实验中物体所受的浮力为    N。
②比较序号    三次实验,可得出结论:浮力的大小与液体的密度有关。
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越    。
④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力    关。
(3)为了研究猜想3,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验,由此得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关。这结论不可靠,主要原因是:    。
38.探究浮力的大小
数据 结论 如图,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 ①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力    (填“大”或“小”),说明浮力的大小与    有关。 ②图丁中金属块受到的浮力大小等于    N。 ③比较    两图可知,浮力的大小与液体的密度有关。
问题 讨论 ④图丙中金属块上表面受到的液体压强    下表面受到的液体压强(填“大于”或“小于”)。若继续将物体向下沉(但不沉到底部),则金属块上下表面的讨论压强差将会填    “不变”、“变大”或“变小”)。
▉题型7 探究浮力大小与浸没深度的关系
【知识点的认识】
(1)探究浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度的关系
使用弹簧测力计测出铁球的重力和浸没在相同液体中的不同深度时的拉力大小,并记录数据。可以发现,物体的拉力没有变化。
可得出以下实验结论:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
(2)实验结论:
物体在液体中所受的浮力的大小,只跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。
39.在探究影响浮力大小因素的实验中:
(1)小华用弹簧测力计测出的圆柱体的重力,如图甲所示,其大小为     N;
(2)将圆柱体逐渐浸入水中(水不溢出),如图乙所示,她测得圆柱体受到的浮力F和其底面浸入水中的深度h的对应数据如下表,在h=4cm时,物体所受浮力为     N;
实验次序 1 2 3 4 5 6
h/cm 2 4 6 8 10 12
F/N 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6
(3)分析实验数据,根据第1、2、3的实验,小华得出浮力的大小与浸入水中的深度有关,此结论是     (选填“正确”“错误”)的,理由是     ;应根据第     三次实验,可以得出浮力大小与深度无关;
(4)改用浓盐水做实验,再次控制底面浸入盐水中的深度h为12cm,此时弹簧测力计的示数与原来在水中相比     (选填“变大”“不变”“变小”),这样可以探究浮力大小与     的关系;得出结论:在排开液体体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越     (填“大”“小”)。
40.小明在做“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验,步骤和现象如图所示。(g取10N/kg)
(1)请按要求填写下表。
实验猜想 验证实验的序号 实验结论
可能和浸没的深度有关        
可能和浸入的体积有关        
可能和液体的密度有关        
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力是     N。
(3)根据实验数据可知,物块A的密度是     kg/m3,盐水的密度是     kg/m3。
41.如图1所示,小明对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究,A、B、C图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3。
(1)实验中发现F2<F3,说明在物体所受浮力的大小与     有关。
(2)如图2是小明绘制的“弹簧测力计拉力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象和“金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系”图象。其中能够表示“金属块所受浮力与金属块的下表面没入水中深度的关系”的图象为     (选填“a”或“b”)。分析该图象可得:金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度     (填“有关”或“无关”)。
42.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 未浸入 2.7 0
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)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F﹣h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”)。
43.小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素:
(1)根据A、D的结果,可得该塑料瓶浸没在水中受到的浮力是     N。
(2)①根据A、B、C实验,可得:浮力大小与     有关;对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度     (选填“有关”或“无关”)。
②该实验主要运用的科学探究方法为     。
(3)为验证浮力和物体的密度是否有关,小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当于减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验,发现此时弹簧测力计示数小于1.7N,便认为浮力和物体的密度有关,小明在该实验环节中存在的问题是     不同。
(4)如图2所示是小明利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形,其中密度计     (选填“①”、“②”或“③”)在测量其他液体密度时结果更精确。
44.小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题:
(1)在c与e两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与     的关系,根据a与e两图所标的实验数据,可知物体A浸没在盐水中所受的浮力为     N;
(2)若探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,可选用的操作是     ,可以得到结论:同种液体中,物体排开液体体积越大,物体在液体中受到的浮力     ;
(3)小明对a、b、c、d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:    。
45.某物理课外小组为了探究圆柱体所受浮力随浸入水中深度的变化情况,进行了如图甲、乙的实验。
(1)将圆柱体缓慢浸入水中,如图乙。记录圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F,如表。由图甲可知,圆柱体的重力为     N。记录第5次数据时,圆柱体受到的浮力为     N;
(2)请依据表中数据,在坐标系中画出F浮随h变化的图象;
实验次序 1 2 3 4 5 6 7
圆柱体浸入水的深度h/cm 0 2 4 6 8 10 12
弹簧测力计读数F/N 3.4 28 2.2 1.6 1.6 1.6
圆柱体受到的浮力F浮/N 0 0.6 1.2 1.8 2.4 2.4
(3)分析实验次序1、2、3、4的数据可知:在圆柱体浸没水中前,所受的浮力与浸入水中的深度成     ;但分析所有实验数据发现:物体所受浮力大小与浸入深度     ;(选填“有关”或“无关”)
(4)圆柱体的高度为     cm,圆柱体物块的密度是     kg/m3。
46.某物理课外小组为了探究圆柱体所受浮力随浸入水中深度的变化情况,进行了如图甲、乙的实验。
(1)将圆柱体缓慢浸入水中,如图乙。记录圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F,如下表:
实验次序 1 2 3 4 5 6 7
圆柱体浸入水的深度h/cm 0 2 4 6 8 10 12
弹簧测力计读数F/N 3.4 2.8 2.2 1.6 1.6 1.6
圆柱体受到的浮力F浮/N 0 0.6 1.2 1.8 2.4 2.4
由图甲可知,圆柱体的重力为     N。记录第5次数据时,圆柱体受到的浮力为     N。
(2)请依据表中数据,在坐标系中画出F浮随h变化的图象。
(3)分析实验次序1、2、3、4的数据可知:在圆柱体浸没水中前,所受的浮力与浸入水中的深度成     ;但分析所有实验数据发现:物体所受浮力大小与浸入深度     。(选填“有关”或“无关”)
(4)圆柱体的高度为     cm,圆柱体物块的密度是     kg/m3。
47.如图为小青利用两个体积相同的铜块和铝块探究影响浮力大小因素的实验步骤:
(1)根据图中测得的数据,可知铜块完全浸没在水中所受的浮力大小为     N,方向     。
(2)小青分析实验步骤①③④⑤中的有关实验数据可知,物体所受浮力的大小与物体     有关。分析步骤①④⑦可知,物体所受浮力大小和     有关。
(3)小青分析步骤①④⑤可知,物体所受浮力大小与物体浸入液体深度     (选填“有关”或“无关”),分析步骤①④和②⑥可知,物体所受浮力大小与物体密度     (选填“有关”或“无关”)。
(4)在实验评估时,小青发现使用弹簧测力计前没有调零,未悬挂物体时指针始终在零刻度线下方,所测得的浮力结果     (选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”)。
48.小云实验小组用如图甲所示的实验装置“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
(1)分析b、c两次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与     有关;
(2)分析c、d两次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度     ;
(3)分析c、e两次实验可知:浸在液体中的物体受到浮力的大小与     有关;
(4)若先完成实验c,再完成实验a,则测得的浮力将     (选填“偏大”或“偏小”);
(5)完成上述实验后,小云又利用如图乙所示的装置来测量实验中所用金属块的密度,实验过程如下:
①将空烧杯漂浮在水槽内,用刻度尺测得水面高度为h1;
②将金属块放在烧杯内,用刻度尺测得水面的高度为h2;
③    ,用刻度尺测得水面高度为h3;
④金属块的密度ρ金属=    (用ρ水,h1,h2,h3表示)。
49.在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是    N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是    N;
(3)圆柱体的体积是    m3;
(4)圆柱体的密度是    g/cm3;
(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越    (选填“大”或“小”);
(6)分析图象CD段,可得结论    。
50.图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力有大小跟哪些因素有关”的实验步骤。
(1)由    两个步骤中可知物体浸没酒精时受到的浮力是    N
(2)由步骤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    。
(3)由步骤A、D、E可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的    有关。
(4)根据实验数据,可以得到圆锥形物体的密度为    kg/m3(已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)。
(5)用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧秤示数F随圆锥形物体浸入的深度h变化的关系图象,最符合实际的是    。

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