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2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（解析版）
挑战16 实验探究题（力学综合32题）
【题型1 探究影响压力作用效果的因素】..............................................................................................................1
【题型2 探究液体内部的压强】..............................................................................................................................2
【题型3 探究浮力大小与哪些因素有关】...........................................................................................................20
【题型4 物体的浮沉条件及其应用】....................................................................................................................36
【题型1 探究影响压力作用效果的因素】
1．（2023•宁夏）某同学利用小桌、海绵、砝码等实验器材，探究“影响压力作用效果的
因素”的实验，探究过程如图所示：
（1）实验中通过观察海绵的 凹陷程度 来比较压力作用效果。
（2）对比 乙、丙 两图，可以探究压力作用效果与受力面积的关系。
（3）对比甲、乙两图可以得出结论：当受力面积一定时， 压力越大 ，压力作用效
果越明显。请列举一个生产生活中应用该结论的事例： 压路机的碾子很重 。
【答案】（1）凹陷程度；（2）乙、丙；（3）压力越大；压路机的碾子很重。
【解答】解：（1）本实验是通过观察海绵的凹陷程度来比较压力作用效果的，采用了
转换法；
（2）探究压力的作用效果与受力面积的关系时应控制压力的大小不变，通过比较图
乙、丙，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；
（3）比较图甲、乙所示的实验，可得出结论：当受力面积一定时压力越大，压力的作
用效果越明显；压力越大压路机的碾子很重是在受力面积一定时，增大压力，增大压
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强。
故答案为：（1）凹陷程度；（2）乙、丙；（3）压力越大；压路机的碾子很重。
2．（2023•深圳）琴琴同学探究压强与受力面积的关系，得出了一个错误的结论。
（1）谁的压力大 两个相等 ，谁的受力面积大 海绵的大 。（选填“海绵的
大”“沙坑的大”“两个相等”）
（2）改进这两个实验的意见： 选择海绵（或沙坑）做实验 。
（3）对比甲图选择下面的 A 对比探究压强和压力大小的关系。
【答案】（1）两个相等；海绵的大；（2）选择海绵（或沙坑）做实验；（3）A。
【解答】解：（1）本实验中，物体对海绵或沙子的压力大小等于物体的重力大小，压
力大小相等；
受力面积即两物体的实际接触面积，故受力面积海绵的大；
（2）探究压强与受力面积的关系，要控制压力相同，只改变受力面积大小，甲、乙实
验中，被压物质材料不同，故改进这两个实验的意见：选择海绵（或沙坑）做实验；
（3）探究压强和压力大小的关系，要控制受力面积相同，只改变压力大小，且受压面
材料相同，故对比甲图选择A对比。
故答案为：（1）两个相等；海绵的大；（2）选择海绵（或沙坑）做实验；（3）A。
【题型2 探究液体内部的压强】
3．（2023•内蒙古）某学习小组在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，进行了如
下操作和分析：
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（1）某同学使用液体压强计前，发现U形管左右两侧液面存在高度差，如图甲所示。
他接下来应该的操作是 B （选填选项字母）。
A.从U形管内向外倒出适量的水
B.拆除软管重新安装
调整后，他用手指按压橡皮膜，发现U形管中的液面升降灵活，说明该装置 不漏气
（选填“漏气”或“不漏气”）。
（2）根据乙和丁实验步骤， 不可以 （选填“可以”或“不可以”）得出结论：液
体内部压强的大小还跟液体的密度有关。理由是： 没有控制探头（橡皮膜）深度相同
。
【答案】（1）B；不漏气；（2）不可以；没有控制探头（橡皮膜）深度相同。
【解答】解：（1）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管
取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），
当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故B正确；
故选：B；
用手轻轻按压几下橡皮膜，如果U形管中的液体能灵活升降，则说明装置不漏气；
（2）液体压强与液体密度和深度有关，探究与密度关系，必须控制深度相同，而乙和
丁实验步骤，深度和密度都不同，故不能得出正确结论。
故答案为：（1）B；不漏气；（2）不可以；没有控制探头（橡皮膜）深度相同。
4．（2023•四川）小何同学用图甲所示的压强计探究液体内部压强特点。
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（1）该压强计 不是 （选填“是”或“不是”）连通器。
（2）实验前，若压强计两侧液面已有高度差，他首先应该 A （填字母）。
A.拆除软管，待液面稳定后重新安装
B.直接从U形管右侧中倒出适量液体
C.往U形管右侧中加入密度更大的液体
（3）小何同学利用调试好的压强计进行实验，比较图乙、丙可得到：在同种液体中，
液体内部压强随深度的增加而 增大 （选填“增大”或“减小”）。
（4）比较图丙和图 丁 还可以得到：液体的压强与液体密度有关。
【答案】（1）不是；（2）A；（3）增大；（4）丁。
【解答】解：（1）压强计一端是封闭的，所以它不是连通器；
（2）进行调节时，只需要将软管取下，再重新安装，这样的话，U形管中两管上方的
气体压强就是相等的（都等于大气压），当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就
是相平的，故选A；
（3）由图乙和图丙可知，同种液体，丙图中深度较大，液体压强较大，可以得到在同
种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
（4）探究液体的压强与液体密度的关系，保持深度相同，液体的密度不同，比较图丙
和图丁。
故答案为：（1）不是；（2）A；（3）增大；（4）丁。
5．（2023•东营）如图1是某兴趣小组“探究液体压强与哪些因素有关”的实验装置。
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序号 容器液体种类 探头的朝向 探头在液体中深度/cm U形管两侧液面高度差/cm
1 水 向下 4 3.9
2 水 向右 4 3.9
3 水 向上 4 3.9
4 水 向左 4 3.9
5 水 向下 8 7.8
6 水 向下 12 11.7
7 浓盐水 向下 8 8.6
（1）组装好压强计，将探头放入液体之前，发现压强计 U形管两侧液面已存在高度
差，接下来的操作是 B 。
A.从管中倒出适量液体 B.取下软管重新组装
（2）调试好压强计后开始实验，把探头放进液体中，进行不同操作，记录的相关数据
如上表所示：
a.比较第1、2、3、4组数据，可得出结论： 在液体内部同一深度处，液体向各个方向
的压强相等 ；
b.比较第1、5、6组数据，可得出结论： 在同种液体中，液体内部压强随深度的增加
而增大 ；
c.比较第 5 、 7 组数据，可得出结论：液体压强与液体的密度有关。
（3）有同学提出，如果不使用压强计，选用一个较深的容器，用隔板分成左右两部
分，边缘密封好，在隔板下部开一个圆孔并用薄橡皮膜密封，也可探究液体压强是否与
液体的密度有关。请利用此装置设计实验，写出实验步骤并完成分析与论证。
【实验器材】：自制的带隔板容器（如图2）、水、硫酸铜溶液。
【实验步骤】： 在隔板两侧分别倒入水和硫酸铜溶液，并使水和硫酸铜溶液的深度相
同 。
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【分析与论证】： 观察薄橡皮膜的形状是否变化，如果橡皮膜向一侧突出，则说明液
体压强与液体的密度有关 。
【答案】（1）B；（2）在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等；在同种
液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；5、7；（3）在隔板两侧分别倒入水和硫
酸铜溶液，并使水和硫酸铜溶液的深度相同；观察薄橡皮膜的形状是否变化，如果橡皮
膜向一侧突出，则说明液体压强与液体的密度有关。
【解答】解：（1）若在使用压强计前，发现U形管内水面已有高度差，只需要将软管
取下，再重新安装，这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的（都等于大气压），
当橡皮膜没有受到压强时，U形管中的液面就是相平的，故B正确；
（2）a.比较第1、2、3、4组数据可知，橡皮膜所处的液体相同，都是水，橡皮膜在水
中的深度相同，橡皮膜的朝向不同，U形管两侧液面高度差相同，可得出结论：在液体
内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等；
b.比较第1、5、6组数据可知，液体种类相同，橡皮膜在液体中所处的深度越大，U形
管两侧液面高度差越大，可得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增
大；
c.要研究液体压强与液体的密度的关系，需要控制橡皮膜的朝向相同，在液体中的深度
相同，所处的液体不同，由表中数据可知，应比较5、7两组数据；
（3）实验步骤：在隔板两侧分别倒入水和硫酸铜溶液，并使水和硫酸铜溶液的深度相
同；
分析与论证：观察薄橡皮膜的形状是否变化，如果橡皮膜向一侧突出，则说明液体压强
与液体的密度有关。
故答案为：（1）B；（2）在液体内部同一深度处，液体向各个方向的压强相等；在同
种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；5、7；（3）在隔板两侧分别倒入水和
硫酸铜溶液，并使水和硫酸铜溶液的深度相同；观察薄橡皮膜的形状是否变化，如果橡
皮膜向一侧突出，则说明液体压强与液体的密度有关。
6．（2023•岳阳）在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，
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（1）气密性良好的微小压强计 不是 （选填“是”或“不是”）连通器；
（2）甲、乙两图中， 乙 （选填“甲”或“乙”）图中探头上的橡皮膜受到的压强
大，这是因为，同种液体内部的压强随深度的增加而 增大 。
（3）丙图中，A、B、C三点受到液体压强最大的是 C 点。
【答案】（1）不是；（2）乙；增大；（3）C。
【解答】解：（1）因微小压强计U形管一端封闭，故从结构来看，气密性良好的微小
压强计不是连通器；
（2）同种液体内部的压强随深度的增加而增大，甲、乙两图中，探头上的橡皮膜都浸
没在水中，乙图中探头上的橡皮膜在水中的深度比甲图中探头上的橡皮膜在水中的深度
大，因此乙图中探头上的橡皮膜受到的压强大；
（3）AB两点是同种液体中的两点，液体密度相同，根据p＝ gh可知，B点深度大于
A点深度，所以p ＜p ；BC两点深度相同，但C点液体盐水的ρ密度大于B点液体水的
A B
密度，根据p＝ gh可知，p ＜p ；因此丙图中，A、B、C三点受到液体压强最大的是
B C
C点。 ρ
故答案为：（1）不是；（2）乙；增大；（3）C。
7．（2023•苏州）小明用压强计探究液体内部压强的影响因素。
（1）压强计通过U形管两侧液面的 高度差 来反映被测压强大小。使用前，用手按
压金属盒上的橡皮膜，发现两侧液面没有明显变化，接下来应进行的操作是 C ；
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A.向U形管中注入一些水 B.将U形管中水倒出一些 C.检查装置是否漏气
（2）小明在图甲中，保持金属盒深度不变，改变橡皮膜朝向，目的是为了探究液体内
部压强大小与 方向 是否有关；
（3）小明还猜想液体压强与液体深度和密度有关。他在图甲基础上，继续将金属盒下
移一段距离，发现压强变大。若接下来又进行了图乙所示实验，再与图甲比较， 能
（能/不能）得出液体压强与液体密度有关的初步结论。
【答案】（1）高度差；C；（2）方向；（3）能。
【解答】解：（1）压强计是通过U形管两侧液面的高度差来反映橡皮膜所受压强的大
小，这种研究方法叫转换法；
使用前，用手按压金属盒上的橡皮膜，发现两侧液面没有明显变化，应检查装置是否漏
气；
（2）保持金属盒在水中的深度不变，改变它的方向，U形管高度差不变，压强不变，
说明液体内部朝各个方向都有压强，且同种液体，同一深度各个方向上的压强相等；
（3）图乙中深度较小，但高度差一样，压强相等，是液体密度对液体压强产生了影
响，与图甲比较，能得出液体内部压强与液体密度有关的初步结论。
故答案为：（1）高度差；C；（2）方向；（3）能。
8．（2023•重庆）小莉在“物理创新实验”社团活动中，看见如图甲的双探头压强计，该
装置一次测量可采集多个数据，激起了她探究液体压强的浓厚兴趣。
（1）U形管A、B中装入同种液体，小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到一定程度，U
形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定，说明压强计 不漏气 （选填“漏
气”或“不漏气”）。
（2）如图甲，小莉先在装水的容器中进行实验；然后换用密度大于水的硫酸铜溶液进
行实验，记录实验数据如表：
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序号 液体种类 探头C深度h /cm 高度差Δh /格 探头D深度h /cm 高度差Δh /格
C A D B
1 水 3 6 5 10
2 水 4 8 6 12
3 硫酸铜溶液 3 9 5 15
4 硫酸铜溶液 4 12 6 18
①分析表中 1 、 2 或 3 、 4 （填序号）两次数据可知：同种液体中，深度越深，压强
越大；
②分析表中1、3（或2、4）数据可知：深度相同时，液体 密度 越大，压强越大；
③根据表中数据，小莉估算出硫酸铜溶液的密度为 1. 5 g/cm3。
（3）①小莉受双探头压强计原理的启发制作出如图乙的器材（细金属管与浮筒相
通），她将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动，感受到细金属管对手的作用力越来
越 大 ；浮筒竖直浸没水中后，仔细观察其 下 表面橡皮膜形变更明显，从而分
析出 浮力 产生的原因；
②让浮筒浸没后继续下降，浮筒受到的浮力将 变小 。
【答案】（1）不漏气；（2）①1、2或3、4；②密度；③1.5；（3）①大；下；浮
力；②变小。
【解答】解：（1）U形管A、B中装入同种液体，小莉用手轻压探头C、D处橡皮膜到
一定程度，U形管两侧液面都出现了明显高度差且保持稳定，说明压强计不漏气。
（2）①分析表中1、2（或3、4）两次数据可知：同种液体中，深度越深，压强越大；
②分析表中1、3（或2、4）数据可知：深度相同时，液体密度越大，压强越大；
③根据表中数据，当探头D在水中的深度为6cm，探头C在硫酸铜溶液的深度为4cm
时，U形管中的高度差相同，说明此时受到的压强相等；即： 水gh水 ＝ 硫酸铜gh硫酸
； ρ ρ
铜
则硫酸铜溶液的密度为 。
（3）①将浮筒漂浮在水中后再使其竖直向下移动，感受到细金属管对手的作用力越来
越大，浮筒竖直浸没水中后，仔细观察其下表面橡皮膜形变更明显，从而分析出浮力产
生的原因；
②让浮筒浸没后继续下降，随着深度的增加，上探头橡皮膜向下凹，下探头橡皮膜向
上凸，浮筒排开水的体积变小，所受浮力变小。
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故答案为：（1）不漏气；（2）①1、2或3、4；②密度；③1.5；（3）①大；下；
浮力；②变小。
9．（2023•重庆）小婷在探究液体压强与哪些因素有关的实验中，在U形管接头处加装了
一个“三通接头”，如图甲所示。
（1）U形管与探头连接时，阀门K应处于 打开 （选填“打开”或“关闭”）状
态，以确保U形管内的水面相平；组装完成后，轻压探头的橡皮膜到一定程度，U形管
内液面有明显的高度差并保持稳定，说明装置 不漏气 （选填“漏气”或“不漏
气”）；
（2）比较图乙与 丙 两图，可得出液体压强随深度的增加而增大；比较图丙与丁两
图，还可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强 相等 ；
（3）若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应将图戊中的探头向
上 移动适当的距离；移动探头后，观察到U形管水面高度差为Δh，此时探头受到盐
水的压强为p盐 ，小婷取出探头放回水中，当U形管水面高度差再次为Δh时，测出探头
在水中的深度为0.2m，则p盐 ＝ 200 0 Pa；
（4）小婷发现探头所处深度较浅时，U形管两液面的高度差不明显，可将U形管中的
水换成密度更 小 的液体以方便读数；探究过程中，保持探头所处深度不变，将 U
形管逐渐向后倾斜，偏离竖直方向，U形管中两液面所对刻度线间的距离将 变大
（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）打开；不漏气；（2）丙；相等；（3）上；2000；（4）小；变大。
【解答】解：
（1）为了保持内外气压平衡，U形管与探头连接时，阀门K应处于打开状态，以确保
U形管内的水面相平；
按压探头的橡皮膜，U形管两边液面高度变化明显并保持稳定，说明实验装置密封良
好，不漏气；
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（2）研究液体压强与深度的关系，要控制液体的密度相同，比较图乙与丙两图，可以
初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
比较图丙与丁两图可知，探头在水中的深度相同，方向不同，U形管内液柱的高度差相
同，因此可初步得出液体在同一深度向各个方向的压强相等；
（3）由控制变量法可知，若需通过图丁和戊对比得出液体压强与液体密度的关系，应
将图戊中的探头向上移动适当的距离；
探头在盐水中和水中时，观察到U形管水面高度差均为Δh，说明探头在盐水中受到的
压强与在水中受到的压强相同，
所以p盐 ＝p水 ＝ 水gh水 ＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m＝2000Pa；
（4）由p＝ ghρ可知，压强相同时，密度越小的液体，深度越大，所以可将U形管中的
水换成密度更ρ小的液体以方便读数；
探究过程中，保持探头所处深度不变，探头所受的液体压强不变，将 U形管逐渐向后倾
斜，偏离竖直方向时，U形管中两液面的高度差不变，但由几何知识可知所对刻度线间
的距离将变大。
故答案为：（1）打开；不漏气；（2）丙；相等；（3）上；2000；（4）小；变大。
10．（2023•常州）小明探究影响液体内部压强的因素。
（1）用手轻按橡皮膜，现象如图甲所示，说明橡皮膜受到压强大小可以用 U形管两侧
液面的 高度差 来表示。
（2）比较乙、丙两图，可得结论：在同种液体中，液体内部的压强随 深度 的增大
而增大。
（3）比较 丙 、丁两图，可得结论： 液体内部压强与液体的密度有关 。
【答案】（1）高度差；
（2）深度；
（3）丙；液体内部压强与液体的密度有关。
【解答】解：（1）橡皮膜受到压强大小可以用U形管两侧液面的 高度差来表示，应用
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了转换法；
（2）由图乙和图丙可知，将探头先后放在同一液体中不同深度处，探头深度较大时，U
形管两侧液面高度差更大，可得结论：液体内部压强随 深度的增大而增大；
（3）由图丙和图丁可知，探头所处在液体中的深度相同，盐水的密度更大，U形管两
侧液面高度差更大，说明探头在盐水中橡皮受到的压强更大，可得结论：液体内部压强
与液体的密度有关。
故答案为：（1）高度差；
（2）深度；
（3）丙；液体内部压强与液体的密度有关。
11．（2023•北京）小京利用同一个微小压强计等器材探究液体内部的压强与液体的深度、
液体的密度是否有关，进行了如甲、乙、丙图所示的实验。
（1）实验中液体内部的压强是通过微小压强计 U 形管两侧液柱高度差 反映。
（2）甲、乙两图所示的实验说明液体内部的压强与 液体深度 有关；乙、丙两图所
示的实验说明液体内部的压强与 液体密度 有关。
【答案】（1）U形管两侧液柱高度差；（2）液体深度；液体密度。
【解答】解：（1）在该实验装置中，将压强计的金属盒放入液体中，如果 U形管两边
的液面出现液面高度差，表示液体内部存在压强，且液体内部压强越大，液面高度差越
大，故微小压强计是利用U形管两侧液柱高度差表示液体压强大小的，这是利用了转换
法；
（2）甲、乙图探头在同种液体中的深度不同，液面高度差不相同，说明液体内部的压
强与液体深度有关；乙、丙中探头在液体中的深度相同，液体的密度不同，液面高度差
不相同，所以液体的内部压强与液体密度有关。
故答案为：（1）U形管两侧液柱高度差；（2）液体深度；液体密度。
12．（2023•牡丹江）【分析归纳，拓展应用】
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研究液体内部压强实验的装置如图所示。将压强计探头分别放入水和盐水中，改变探头
朝向和浸入深度，观察U形管液面高度差并记录，如表所示。
次数 探头朝向 探头浸入深度/cm U形管液面高度差/cm
水 盐水
① 上 5 5 —
② 下 5 5 —
③ 左 5 5 —
④ 右 5 5 —
⑤ 下 10 9 —
⑥ 下 20 17 —
⑦ 下 5 — 6
⑧ 下 10 — 11
⑨ 下 20 — 20
（1）分析①②③④次实验表明，在液体内部的同一深度，向各个方向的压强都
相等 。
（2）分析②⑤⑥或⑦⑧⑨次实验表明，同种液体的压强随 液体深度 增加而增
大。
（3）分析 ②⑦ 两次实验表明，在深度相同时，液体压强还与液体的 密度 有
关。
（4）实验中通过观察U形管液面高度差来反映 液体内部压强的大小 。
（5）下潜深度是潜水器的一个重要指标，制造深海潜水器多采用钛合金材料，就是利
用材料 硬度大 的性质。
【答案】（1）相等；（2）液体深度；（3）②⑦；密度；（4）液体内部压强的大
小；（5）硬度大。
【解答】解：（1）比较①②③④次实验，由表格数据可知，在同种液体的同一深
度，橡皮膜的方向不同，U形管的液面高度差是相等的，即在液体内部的同一深度，向
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各个方向的压强都相等；
（2）比较②⑤⑥或⑦⑧⑨次实验，由表格数据可知，液体的密度相同，深度不
同，深度越深，U形管液面高度差越大，即压强越大，所以同种液体的压强随液体深度
增加而增大；
（3）分析②⑦两次实验数据，发现两次实验橡皮膜所处的深度相同、橡皮膜朝向相
同，即液体的深度相同，而液体的密度却不同，一杯是水，另一杯是盐水，液面高度差
不同，且在盐水中高度差大，从而得出液体的压强与液体密度有关：在不同液体的同一
深度处，液体的密度越大，液体的压强越大；
（4）在实验中，有很多物理量难于用仪器、仪表直接测量，就可以根据物理量之间的
定量关系和各种效应把不易测量的物理量转化成易于测量的物理量进行测量，这种方法
就叫转换法；实验中液体压强的大小变化不易直接测量，液体压强的变化会引起压强计
的探头受到的压力发生变化，从而导致压强计探头上的橡皮膜的形状发生变化，进而引
起压强计U形管两侧液面的高度差发生变化，因此可以利用压强计U形管两侧液面的高
度差来反映液体内部压强的大小；
（5）液体压强随深度的增加而增大，要克服深海海水产生的巨大压强，所选的材料必
须有很强的硬度，而钛合金板就属于硬度大的材料。
故答案为：（1）相等；（2）液体深度；（3）②⑦；密度；（4）液体内部压强的大
小；（5）硬度大。
13．（2023•朝阳）小明在研究“液体内部的压强”实验中：
（1）如图甲所示，从结构上看，压强计 不属于 （选填“属于”或“不属于”）连
通器。
（2）他通过比较乙、丙两图可以得出：同种液体， 深度越大 ，压强越大。
（3）若丙图中，探头在水中的深度为5cm时，请你计算该处水的压强为 50 0 Pa。
（4）小明还想研究液体内部压强与液体密度的关系，于是他向丙图烧杯中多次加盐
水，发现U形管两侧液面高度差不断的增大，于是得出液体密度越大，压强越大的结
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论。他的结论是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 没有控制液体的
深度相同 。
【答案】（1）不属于；（2）深度越大；（3）500；（4）错误；没有控制液体的深度
相同。
【解答】解：（1）液体压强计的左端是密闭的，所以不属于连通器；
（2）比较乙、丙两图可知，液体密度相同，丙中探头深度大，U形管两管液面的高度
差大，液体压强也大，故可以得出的结论是：同种液体，深度越大，液体压强越大；
（3）探头在水中的深度为 5cm 时的压强是：p＝ gh＝1×103kg/m3×10N/kg×0.05m＝
500Pa； ρ
（4）向丙图烧杯中多次加盐水，改变了液体密度的同时也改变了液体深度，故错误，
理由是没有控制液体的深度相同。
故答案为：（1）不属于；（2）深度越大；（3）500；（4）错误；没有控制液体的深
度相同。
14．（2023•赤峰）小亮学习了液体压强知识后，猜想：液体内部某点的压强跟该点到容器
底的距离有关。为此，他利用液体压强计、水、烧杯等相同的两套器材进行对比验证，
实验情况如图所示。
（1）小亮向小明介绍自己的实验推理过程：在甲、乙两烧杯中，A、B两点到烧杯底部
的距离是不同的；通过观察压强计U形管两侧 液面高度差 ，判断出p ＞ p ；
A B
由此可以得出结论：液体内部某点压强与该点到容器底部距离有关。
（2）小明反驳说：你在实验中没有控制 探头所处深度 相同，所以你的结论是错误
的。在你的实验基础上， B （选填序号），才能得出正确结论。
A、把甲杯中的探头上移5cm或把乙杯中的探头下移5cm
B、从甲杯中抽出5cm深的水或向乙杯中加入5cm深的水
【答案】（1）液面高度差；＞；（2）探头所处深度；B。
【解答】解：（1）探究影响液体压强大小的因素时，根据转换法，通过 U形管两侧液
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面高度差来显示液体压强的大小；
图甲中U形管两侧液面高度差大于图乙中U形管两侧液面高度差，小亮判断出p ＞
A
p ；
B
（2）探究液体内部某点的压强跟该点到容器底的距离是否有关，应控制液体的密度和
液体的深度相同，图甲中探头距液面的距离h ＝19cm﹣7cm＝12cm，图乙中探头距液
A
面的距离h ＝19cm﹣12cm＝7cm；因此，小明反驳说：你在实验中没有控制探头所处
B
深度相同，所以你的结论是错误的，
要控制探头所处深度相同，从甲杯中抽出5cm深的水，使h ＝h ＝7cm；或向乙杯中加
A B
入5cm深的水，使h ＝h ＝12cm；故选B。
A B
故答案为：（1）液面高度差；＞；（2）探头所处深度；B。
15．（2023•黄冈）小明用压强计探究液体的压强与哪些因素有关。
（1）使用压强计前要检查装置的气密性：用手指轻压探头橡皮膜，观察 U形管的 两
侧液面高度差 ；
（2）小明把压强计的探头浸入水中一定深度，把探头分别朝侧面、朝下、朝上（如图
A、B、C），发现U形管左右两侧的液面高度差保持不变，说明在同种液体内部的同一
深度， 向着各个方向 的压强都相等；
（3）小明根据图D和E实验得出“液体的密度越大，压强越大”的结论，请指出小明
实验中存在的问题： 没有控制液体深度相同 ；
（4）压强计通过U形管左右两侧的液面高度差大小，反映探头薄膜所受压强大小，应
用了转换法。量筒、刻度尺、弹簧测力计等测量工具的设计原理也应用了这种方法的是
弹簧测力计 。在使用压强计时，待探究液体与U形管中液体的密度差越 大 （选
填“大”或“小”），实验现象越明显。
【答案】（1）两侧液面高度差；（2）向着各个方向；（3）没有控制液体深度相同；
（4）弹簧测力计；大。
【解答】解：（1）为了能使实验顺利进行，检查实验装置的气密性，使用前用手指按
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压强计的橡皮膜，观察U形管的两侧液面高度差；
（2）比较图A、B、C，它们除了探头橡皮膜的方向不同其它都相同，两边液面高度差
相同，说明在同种液体内部的同一深度，向着各个方向的压强相同；
（3）液体压强与密度和深度有关系，要研究液体压强与密度的关系，需要保持液体深
度相同，由图D和E知，压强计的金属盒在两种液体中的深度是不同的，由于没有控制
液体深度相同，所以结论不可靠；
（4）拉弹簧的力越大，弹簧的伸长就越大，根据此原理制成了弹簧测力计，即用弹簧
的伸长大小，间接反映力的大小，用到了转换法；量筒、刻度尺可以直接读出液体体积
的大小和长度的大小，没有用到转换法；
探头在不同液体中的深度相同，根据 p＝ gh可知，深度相同，液体的密度越大压强越
大，所以待探究液体与U形管中液体的密ρ度差越大，两侧液面高度差越大，实验现象越
明显。
故答案为：（1）两侧液面高度差；（2）向着各个方向；（3）没有控制液体深度相
同；（4）弹簧测力计；大。
16．（2023•衡阳）在“探究液体压强与哪些因素有关”的实验中，小亮同学取四只瓶嘴大
小相同的塑料瓶去底（其中B、C、D三个粗细相同），在瓶嘴上扎橡皮膜，将其倒
置，如图所示向A、B、C瓶中装入水，D瓶中装入盐水。
（1）瓶嘴下方橡皮膜鼓起的程度可反映液体压强的大小，此研究方法是 转换法
（选填“控制变量法”或“转换法”）。
（2）根据A、B两瓶子橡皮膜鼓起的程度相同，可知：液体的压强与液体的质量 无
关 （选填“有关”或“无关”）。
（3）根据B、C两瓶子橡皮膜鼓起的程度不同，可知：液体的压强与液体的 深度
有关。
（4）为了探究液体压强与液体密度的关系，要通过比较 C 、 D 两个瓶子橡皮膜鼓
起的程度，得出的结论是：液体压强与液体的密度有关。
（5）实验后，该同学自制如图E装置继续探究，已知隔板在容器的中央，他向隔板左
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侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器 侧壁 有压强（选填“底
部”或“侧壁”）。他再向隔板右侧倒入另一种液体，当加到一定程度时，橡皮膜恢复
原状，如图F所示，则此液体密度 小于 （选填“大于”“等于”或“小于”）水
的密度。
【答案】（1）转换法；（2）无关；（3）深度；（4）C、D；（5）侧壁；小于。
【解答】解：（1）通过橡皮膜鼓起的程度反应液体压强的大小，利用的方法是转换
法；
（2）通过AB比较可见，A号瓶子中液体的质量、体积、重力一定大于 B号瓶子，但
二者橡皮膜鼓起的程度相同，说明液体的压强与质量、重力、体积无关，只与深度有
关；
（3）根据瓶子装的液体种类相同，管内液体的深度越深，则橡皮膜鼓起的程度逐渐增
大，说明液体的压强与深度有关；
（4）探究液体的压强与液体的密度是否有关，利用控制变量法，控制装的液体深度相
同，液体种类不同，由于盐水的密度大于水的密度，则D瓶子橡皮膜鼓起的程度大，要
通过比较CD两个瓶子橡皮膜鼓起的程度，得出的结论是：液体压强与液体的密度有
关；
（5）由图丁可知，向隔板左侧倒水，发现橡皮膜向右侧凸起，这说明液体对容器的侧
壁有压强；
如图戊所示，水对橡皮膜有向右的压强，液体对橡皮膜有向左的压强，压强相等时，橡
皮膜不发生凸起，此时两侧压强相等，即 水gh水 ＝ 液gh液 ，因h液 ＞h水 ，所以 液 ＜
；此液体密度小于水的密度。 ρ ρ ρ ρ
水
故答案为：（1）转换法；（2）无关；（3）深度；（4）C、D；（5）侧壁；小于。
17．（2023•齐齐哈尔）小彬用如图所示的装置研究液体内部的压强。
（1）图1装置是测量液体内部压强的仪器。它的探头是由空金属盒蒙上橡皮膜构成
的。如果液体内部存在压强，放在液体里的薄膜就会 发生形变 ，U形管左右两侧
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液面就会产生 高度差 。
（2）根据图2、图3所示现象可以研究：液体内部压强大小与 液体深度 的关系。
根据研究得出的结论，拦河坝应设计成 下宽上窄 （选填“下宽上窄”或“下窄上
宽”）的形状。
（3）如图3、图4所示，保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察U形管左
右两侧液面的变化，得出结论： 同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强相等
。
（4）为研究液体内部压强大小是否与液体密度有关，小彬接着将浓盐水缓慢倒入图3
所示容器的水中（液体未溢出、探头位置不变），静置待均匀混合后，观察到 U形管左
右两侧液面发生了变化，得出液体内部压强大小与液体密度有关的结论。小彬得出结论
的实验过程是 错误 （选填“正确”或“错误”）的，判断的依据是： 没有控制
探头所在深度一定 。
（5）通过学习，小彬利用掌握的液体压强知识测量实验所用盐水的密度，过程如下：
①向如图5所示容器中的左侧倒入适量的水，橡皮膜向右凸起；
②再向容器中的右侧缓慢倒入盐水，直至橡皮膜 变平 ；
③测得水面到橡皮膜中心的深度为h ；
1
测得盐水液面到橡皮膜中心的深度为h ；
2
④可推导出该盐水密度的表达式为
盐水
＝ （用h
1
、h
2
、
水
表示）。
【答案】（1）发生形变；高度差；ρ（2）液体深度；下宽上窄；（3）同ρ种液体、同一
深度，液体向各个方向的压强相等；（4）错误；没有控制探头所在深度一定；（5）变
平； × 水 。
【解答】解ρ ：（1）当将探头放在液体里时，由于液体内部存在压强，金属盒上的薄膜
就会发生形变，U形管左右两侧液面就会产生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受
压强的大小，U形管液面的高度差越大，液体内部的压强越大，这用到了转换法；
（2）分析图2、图3的实验现象可以发现，两次实验中液体的种类相同而探头所处的深
度不同，图3中U形管左右两侧液面高度差较大，这就说明图 3中探头所受的压强较
大，由此我们可以得出初步结论：在同种液体中，液体压强随着液体深度的增加而增
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大，所以，为了保证坝体的安全，应做成下宽上窄的形状；
（3）通过U形管左右两侧液面的高度差反映薄膜所受压强的大小，这是应用了转换
法；
如图3、图4所示，保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察U形管两侧液
面的高度差，发现高度差不变；这表明：同种液体、同一深度，液体向各个方向的压强
相等；
（4）小彬保持图3中金属盒的位置不变，并将一杯浓盐水倒入烧杯中搅匀后，液体的
深度增大，液体的密度增大，U形管左右液面差增大，没有控制探头所在深度一定，不
能探究液体压强跟液体的密度的关系；
（5）在左侧加入适量的水，在右侧缓慢倒入待测液体，直到观察到橡皮膜变平，则左
右液体产生的压强相同，测得水面到橡皮膜中心的深度为h ，测得盐水液面到橡皮膜中
1
心的深度为h 2 ，根据 水gh 1 ＝ 盐水gh 2 可知液体的密度的表达式： 盐水 ＝ × 水 。
故答案为：（1）发生ρ形变；高ρ度差；（2）液体深度；下宽上窄；ρ （3）同种ρ液体、同
一深度，液体向各个方向的压强相等；（4）错误；没有控制探头所在深度一定；（5）
变平； × 水 。
【题型3 探究ρ浮力大小与哪些因素有关】
18．（2023•广东）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、 量程 和分度值。调零时，弹簧测力计应在 竖
直 （选填“竖直”或“水平”）方向上调零。
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（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，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和
深度h。请根据实验数据，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 变大 ；浸没后，h增加，F浮 不变 。
（均选填“变大”、“变小”或“不变”）
（4）若把此物块捏成高为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 不同 （选填“相同”或“不同”）。
（5）若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，还需添加一种材料： 不同密度的液
体 。
【答案】（1）量程；竖直；（2）如图见解答；（3）变大；不变；（4）不同；（5）
不同密度的液体。
【解答】解：（1）弹簧测力计使用前要观察零刻度线、量程和分度值。调零时，弹簧
测力计所测力的方向上调零，测重力和拉力要竖直方向，则调零也竖直方向。
（2）根据F浮 ＝G﹣F；0cm、2cm、4cm、6cm、8cm、10cm时，受到的浮力分别为0、
0.2N、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N；由此在图像上描点画出图像，如图：
（3）根据图像知，浸没前，h增加，F浮 变大；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，相同深度时，排开液体的体积不同，受到的
浮力不同；重复上述实验。两次实验所得的F浮 随h变化的图象是不同的；
（5）根据控制变量法，若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，需保持排开液体的
体积不变，改变液体的密度，因而需要不同密度的液体。
故答案为：（1）量程；竖直；（2）如图见解答；（3）变大；不变；（4）不同；
（5）不同密度的液体。
19．（2023•黑龙江）如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验，根据
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他的实验探究数据，请你回答下列问题：（
水
＝1.0×103kg/m3）
ρ
（1）由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮 ＝ 0. 5 N；
（2）由图 ACD可知，浮力大小与物体浸没深度 无关 （选填“无关”或“有
关”）；
（3）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与 物体排开液体的体积 和 液体
密度 有关；
（4）经进一步计算可知物体体积V＝ 5×1 0 ﹣ 5 m3，物体的密度 ＝ 4×1 0 3 kg/m3。
【答案】（1）0.5；（2）无关；（3）物体排开液体的体积；液体ρ 密度；（4）5×10﹣
5；4×103。
【解答】解：（1）比较图A、C，根据称重法得，物体浸没在水中受到的浮力F浮 ＝G
﹣F ＝2N﹣1.5N＝0.5N；
C
（2）由图A、C、D可知，液体密度、物体排开液体的体积相同，物体浸没深度不同，
受到的浮力相等，所以，浮力大小与物体浸没深度无关；
（3）由图A、B、C可知，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，受到的浮力不
同；由图A、D、E可知，物体排开液体的体积相同，液体密度不同，受到的浮力不
同；分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和液体密度有关；
（4）利用（1）的数据，根据阿基米德原理得，物体体积 V＝V
排
＝ ＝
＝5×10﹣5m3，
根据G＝mg得，物体的质量为：m＝ ＝ ＝0.2kg，
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物体的密度 ＝ ＝ ＝4×103kg/m3。
故答案为：（ ρ 1）0.5；（2）无关；（3）物体排开液体的体积；液体密度；（4）5×10﹣
5；4×103。
20．（2023•德阳）小张在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，做了以下的部分
操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量：
（1）乙图所示的实验中，物块受到的浮力大小为 4 N。
（2）分析乙图、丙图，说明浮力的大小与 液体密度 有关。
（3）本实验数据可计算出盐水的密度为 1.1×1 0 3 kg/m3。（已知水的密度为
1.0×103kg/m3）
【答案】（1）4；（2）液体密度；（3）1.1×103。
【解答】解：
（1）根据称重法可知乙图所示的实验中，物块受到的浮力大小为 F浮 ＝G﹣F′＝6N﹣
2N＝4N；
（2）根据称重法分析乙图、丙图可知，物体浸没在盐水中受到的浮力比较大，则在排
开液体体积相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大，说明所受浮力的大小与液体
密度有关；
（3）由甲、丙两幅图结合称重法可知物体浸没在盐水中所受的浮力：F浮盐水 ＝G﹣F示盐
水
＝6N﹣1.6N＝4.4N；
由F浮 ＝ 液gV排 可知物体的体积：V＝V排水 ＝ ＝
＝4×10﹣4ρ m3；
物体浸没在盐水中，排开盐水的体积等于物体的体积，即V排盐水 ＝V＝4×10﹣4m3；
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由 F 浮 ＝ 液gV 排 可知盐水的密度： 盐水 ＝ ＝ ＝
1.1×103kg/ρm3。 ρ
故答案为：（1）4；（2）液体密度；（3）1.1×103。
21．（2023•乐山）如图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 4. 8 N。
（2）比较D和E，可以得出：浮力大小与 液体的密度 有关。
（3）比较 C 和 D ，可以得出：当物块完全浸没后，浮力大小与所处深度无
关。
（4）本实验采用的物理方法是 控制变量法 （选填“控制变量法”或“转换
法”）。
（5）该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度：
①物块完全浸没于水中所受浮力为 0. 6 N；
②物块密度为 8×1 0 3 kg/m3。（ 水 ＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）
【答案】（1）4.8；（2）液体的密ρ度；（3）C、D；（4）控制变量法；（5）0.6；
8×103。
【解答】解：（1）由图A可知，弹簧测力计的示数为 4.8N，该物块的重力 G物 ＝
4.8N；
（2）比较D和E可知，浸没的深度相同，排开液体的体积相同，只有液体的密度不
同，故可以得出：浮力大小与液体的密度有关；
（3）要想得出：当物块完全浸没后，浮力大小与所处深度无关，应控制排开液体的体
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积和密度不变，只改变深度，故应比较C和D两图；
（4）本实验中要探究浮力的大小与多个因素的关系，采用的物理方法是控制变量法；
（5）①由A、C两图可知，物块完全浸没于水中所受浮力为F浮 ＝4.8N﹣4.2N＝0.6N；
② 由 浮 力 公 式 F 浮 ＝ 液 V 排 g 得 ， 物 块 的 体 积 ： V ＝ V 排 ＝ ＝
ρ
＝0.6×10﹣4m3，
物块的质量：m＝ ＝ ＝0.48kg，
物块密度为：
物
＝ ＝ ＝8×103kg/m3。
ρ
故答案为：（1）4.8；（2）液体的密度；（3）C、D；（4）控制变量法；（5）0.6；
8×103。
22．（2023•吉林）在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，用密封透明的瓶子
（质量和厚度不计，装有适量酸奶）替代原实验中的物体，如甲图。
（1）将瓶子浸没在水中，如乙图，此时瓶子受到的浮力为 4. 5 N。
（2）继续向上提升弹簧测力计，当酸奶液面与水面相平时，弹簧测力计的示数如丙
图。由以上数据可以得出：在液体密度一定时，浮力大小与 物体排开液体的体积
有关。
（3）通过这个实验还可以计算出酸奶的密度 ＝ 1.2×1 0 3 kg/m3。
【答案】（1）4.5；（2）物体排开液体的体积ρ；（3）1.2×103。
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【解答】解：（1）甲图中，弹簧测力计的示数为4.8N，由于瓶子的质量和厚度不计，
则酸奶的重力为4.8N；
乙图中弹簧测力计的示数为0.3N，根据称重法测浮力，瓶子受到的浮力：F浮乙 ＝G﹣F
乙
＝4.8N﹣0.3N＝4.5N；
（2）浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关，继续向上提升弹簧测力计，液
体密度不变，排开液体的体积变小，丙图中弹簧测力计的示数变大，根据称重法测浮
力，瓶子受到的浮力变小，由此可以得出：在液体密度一定时，浮力大小与物体排开液
体的体积有关；
（3）甲图中，弹簧测力计的示数为4.8N，由于瓶子的质量和厚度不计，则酸奶的重力
为G＝4.8N；
酸奶的质量m酸奶 ＝ ＝0.48kg；
丙图中，弹簧测力计的示数为0.8N，根据称重法测浮力，瓶子受到的浮力：F浮丙 ＝G﹣
F丙 ＝4.8N﹣0.8N＝4N；
瓶子排开液体的体积：V排 ＝ ＝ ＝4×10﹣4m3；
由于瓶子得质量和厚度不计，酸奶液面与水面相平时，酸奶的体积等于瓶子排开液体的
体积；
即V酸奶 ＝V排 ＝4×10﹣4m3；
酸奶的密度为：
酸奶
＝ ＝ ＝1.2×103kg/m3；
故答案为：（1）ρ4.5；（2）物体排开液体的体积；（3）1.2×103。
23．（2023•兰州）小刚游泳时发现，人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。
于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正
确，他设计并完成了如图甲所示的实验，并将详细的实验数据记录在表格中。
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物块下表面所处深度h/cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
弹簧测力计示数F/N 4.6 4.2 3.8 3.4 3.0 2.6 2.2 2.2 2.2 2.2
物块所受浮力F浮/N 0 0.4 0.8 1.6 2.0 2.4 2.4 2.4 2.4
（1）表格中所缺数据为 1. 2 ，请在图乙中画出浮力大小F浮 与物块下表面所处深度
h之间的关系图像。
（2）分析上述实验，请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大？ 物体浸入
水中的体积变大 。
（3）由图 B 和表中数据可知，物块下表面受到水的压强为 300 Pa。（ 水 ＝
1.0×103kg/m3） ρ
（4）为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关，他应该采取的操作是： 将物体
完全浸没在装有盐水的溢水杯中，观察弹簧测力计的示数，与 D 图比较 。
【答案】（1）1.2；见解答图；（2）物体浸入水中的体积变大；（3）300；（4）将物
体完全浸没在装有盐水的溢水杯中，观察弹簧测力计的示数，与D图比较。
【解答】解：（1）根据称重法可知，物体受到的浮力等于物体的重力减去浸在液体中
弹簧测力计的示数，由图A知，G＝4.6N，由图B知，浸入水中时F＝3.4N，则浸入在
水中受到的浮力：F浮 ＝G﹣F＝4.6N﹣3.4N＝1.2N；
由表格数据，描点作图连线如下：
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（2）分析表中的实验数据知，物体浸入水中的体积越大，测力计示数越小，由称重法
测浮力：F浮 ＝G﹣F，物体受到的浮力越来越大，从浅水区走向深水区时浮会变大是因
为物体浸入水中的体积变大；
（3）由表格数据可知，B图中弹簧测力计示数为3.4N，对应的物体下表面的所处深度h
＝3cm＝0.03m，
下表面受到水的压强：
p＝ 水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m＝300Pa；
（4ρ）探究浮力的大小是否与液体密度的关系要保证物体排开液体体积一定，改变液体
的密度，将物体完全浸没在装有盐水的溢水杯中，观察弹簧测力计的示数，与 D图比较
得出结论。
故答案为：（1）1.2；如上图所示；（2）物体浸入水中的体积变大；（3）300；（4）
将物体完全浸没在装有盐水的溢水杯中，观察弹簧测力计的示数，与D图比较。
24．（2023•湖北）如图是小青“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验，弹簧测力计示数
的大小关系是：F ＞F ＞F 。
1 2 3
（1）乙图中物块受浮力大小的表达式F浮乙 ＝ F
1
﹣ F
2
；
（2）小青比较甲、乙、丙三图，得出浮力大小与深度有关的结论，有同学指出这个结
论不可靠，原因是 没有控制物体排开液体的体积相同 ；
（3）如果实验中水的密度大于液体的密度，则弹簧测力计示数大小关系应满足 F 小
3
于 F （选填“大于”、“等于”或“小于”）。
4
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【答案】（1）F ﹣F ；（2）没有控制物体排开液体的体积相同；（3）小于。
1 2
【解答】解：（1）甲图中物体的重力大小等于F ，乙图中弹簧测力计对物体的拉力大
1
小为F
2
，根据称重法物块受浮力大小的表达式F浮乙 ＝F
1
﹣F
2
；
（2）比较甲、乙、丙三图可知，液体的密度不变，金属块排开的液体的体积不同，由
于没有控制物体排开液体的体积相同，所以不能探究浮力大小与深度的关系，因此，小
青同学的结论不可靠；
（3）丙、丁两图物体全部浸没，排开液体体积相同，由于 水 ＞ 液 ；根据F浮 ＝ 液gV
排 可知，F浮水 ＞F浮液 ；根据F浮 ＝G﹣F拉 可知，在水中受到的ρ 浮力ρ F浮水 ＝F 1 ﹣F 3 ，ρ在某
液体中受到的浮力F浮液 ＝F
1
﹣F
4
，则F
1
﹣F
3
＞F
1
﹣F
4
，因此F
3
小于F
4
。
故答案为：（1）F ﹣F ；（2）没有控制物体排开液体的体积相同；（3）小于。
1 2
25．（2023•烟台）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，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？ ② 和 ③ 。哪些
能够计算出物体排开液体的重力大小？（用图中的序号表示） ① 和 ④ 。
（2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？
相等 。
（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？ 换用不同的液体和物
体多次实验 。
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（4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在排除误
差因素的情况下，出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可） 烧杯中的水
没有装满 。
【答案】（1）②和③；①和④；（2）相等；（3）换用不同的液体和物体多次实
验；（4）烧杯中的水没有装满。
【解答】解：（1）由称重法测浮力可知，要计算出物体所受的浮力需要测出物体的重
力和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数，因此由②和③能够计算出物体所受的浮
力；
物体排开液体的重力等于小桶和排开液体的总重力减去空桶的重力，因此由①和④能
够计算出物体排开液体的重力大小；
（2）由称重法测浮力可知，物体所受的浮力：F浮 ＝G﹣F拉 ＝2.0N﹣1.5N＝0.5N，
物体排开液体的重力：G排 ＝G﹣G＝1.0N﹣0.5N＝0.5N，
则浮力大小与物体排开的液体所受的重力大小相等；
（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该换用不同的液体和物体多次实验；
（4）浮力大小与物体排开液体重力不相等，可能是排开液体的重力与溢出水的重力不
同，因此可能是烧杯中的水没有装满，还有可能是物体碰到烧杯壁，导致物体浸在液体
中时弹簧测力计的示数变小。
故答案为：（1）②和③；①和④；（2）相等；（3）换用不同的液体和物体多次实
验；（4）烧杯中的水没有装满。
26．（2023•哈尔滨）在探究“浮力大小与什么因素有关”实验中：
（1）东宝测量物体A在水中所受浮力的方法如图，由图可知，物体受到的重力为 3
N，物体受到的浮力为 1 N，浮力的方向是 竖直向上 。
（2）伟鹏同学在实验中获得如表的数据，分析表中的数据能否得到浮力大小与物体排
开液体体积的定量关系？若能，请写出主要分析过程（可省略计算步骤）及结论；若不
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能，请说明理由。
实验次数 浮力F浮/N 液体密度 液/（g/cm3） 排开液体体积V排/cm3
1 0.4 ρ0.8 50
2 0.9 0.9 100
3 0.5 1.0 50
4 2.2 1.1 200
5 0.6 1.2 50
【答案】故答案为：（1）3；1；竖直向上；（2）能；分析过程及结论见解答。
【解答】解：（1）由图示知，物体的重力G＝3N，将A放入液体中后测力计示数F＝
2N，所以F浮 ＝G﹣F＝3N﹣2N＝1N；浮力的方向是竖直向上的；
（2）①由1、3、5三次实验数据可知，三次实验过程中排开液体体积V排 相同，
即：V排1 ＝V排3 ＝V排5 ＝50cm3，
由 ＝ ＝ ＝5×10﹣4m3•N/kg，可得结论：物体排开液体的体积相同
时，物体所受到的浮力大小与液体的密度成正比；
②由①得到的结论可得，若第 2次实验液体的密度为1.0g/cm3，则第2次实验时受到
的浮力：F′
浮2
＝1.0N；
若第4次实验液体的密度为1.0g/cm3，则第4次实验时受到的浮力：F'浮4 ＝2.0N；
③由第3次实验数据及②中的两组数据可知，
当
液3
＝ ′
液2
＝ ′
液4
＝1.0g/cm3时，由 ＝ ＝ ＝1.0×104N/m3，
可得ρ结论：ρ液体密度ρ 相同时，物体所受到的浮力大小与物体排开液体的体积成正比。
故答案为：（1）3；1；竖直向上；（2）能；分析过程及结论见解答。
27．（2023•常德）小霞同学按照如图1所示的操作，探究影响浮力大小的因素。
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（1）物体全部浸没在水中时，受到的浮力是 1 N。
（2）观察A、B、C、D四幅图，可得出金属块受到的浮力大小与 排开液体体积 有
关。
（3）由D、E两图可得出结论：物体受到的浮力大小与 液体密度 有关。
（4）小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理：
①将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降
台时，小明发现随着重物浸入水中的体积变大，弹簧测力计甲的示数变小，此时弹簧测
力计乙的示数会 变大 （选填“变大”、“变小”、“不变”），若它们的变化量
相等，则证明F浮 ＝G排 ；
②在图2中，已知重物是底面积为100cm2，高为8cm，重为10N的实心长方体，从重
物刚接触水面开始，将升降台缓慢上升6cm，则重物最终浸入的深度为 4 cm（弹簧
测力计每1N的刻度线间距为0.5cm）。
【答案】（1）1；（2）排开液体体积；（3）液体密度；（4）①变大；②4。
【解答】解：（1）由图A可知，金属块的重力G＝4N，由图D可知金属块浸没时弹簧
测力计的示数F′＝3N，
则金属块浸没在水中所受的浮力F浮 ＝G﹣F′＝4N﹣3N＝1N；
（2）由A、B、C、D四个图可知，金属块排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不
同，受到的浮力不同，据此可得出金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
（3）由A、D、E三图可知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，弹簧测力
计的示数不同，浮力不相同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关；
（4）①如图2，小明将装满水的溢水杯放在升降台上，用升降台来调节溢水杯的高
度，
当小明逐渐调高升降台，重物浸入水中的体积变大，排开水的体积变大，根据F浮 ＝
液
ρ
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gV排 可知，重物受到的浮力变大，所以弹簧测力计甲的示数F′＝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，所以弹簧测力计乙的示数变大；
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
甲示数的变化量和弹簧测力计乙的示数变化量相等，从而证明了F浮 ＝G排 ；
②因平台又上升后，由于物体受浮力，弹簧测力计示数会减小，且弹簧测力计每 1N的
刻度线间距为0.5cm，
所以，设物体静止时弹簧缩短了hcm，此时物体浸入水中的深度为（6﹣h）cm，弹簧测
力计示数为F＝G﹣ ×h，即F＝G﹣2N/cm×h，
此时弹簧测力计拉力、浮力与物体重力平衡，所以F+F浮 ＝G，
即：（10N﹣2N/cm×h）+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×（6﹣h）×10﹣6m3＝10N，
解得：h＝2cm；
所以重物浸入深度为：6cm﹣2cm＝4cm。
故答案为：（1）1；（2）排开液体体积；（3）液体密度；（4）①变大；②4。
28．（2023•江西）【探究名称】探究浮力大小与物体的形状是否有关：
【问题】某同学探究完浮力大小与液体密度和物体排开液体体积的关系后，还想知道浮
力大小是否与物体的形状有关。于是，该同学进行了如下探究。
【证据】该同学用一块橡皮泥（不吸水）、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线，按如下
步骤进行实验。
①如图a所示，用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为 4 N；
②如图b所示，将橡皮泥捏成实心长方体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数；
③如图c所示，将同一块橡皮泥捏成实心圆柱体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数；
④如图d所示，将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。
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【解释】
（1）图b中橡皮泥受到的浮力大小为 2 N；
（2）由以上实验可知，浮力大小与物体的形状 无关 。
【交流】
（1）本实验在其它因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物理学
中，这种研究方法称为 控制变量法 。
（2）在第④步实验中，将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时，深度增加，橡皮
泥所受浮力大小 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”），说明浮力大小与
深度 无关。
（3）若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，能否完成本实验的探究？
能 。
【答案】证据：①4；解释：（1）2；无关；交流：（1）控制变量法；（2）不变；深
度；（3）能。
【解答】解：证据：①由图可知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，则橡皮泥的重力为
4N。
解释：（1）由a图可知，物体的重力为G＝4N，由b图可知橡皮泥浸没在水中弹簧测
力计的示数为F＝2N，
则此时橡皮泥受到的浮力为F浮 ＝G﹣F＝4N﹣2N＝2N；
（2）由以上实验可知，同一橡皮泥捏成不同形状的物体浸没在水中，弹簧测力计的示
数相同，根据称重法可知，受到的浮力相等，所以说明浮力大小与物体的形状无关。
交流：（1）本实验在其它因素都相同的前提下，只改变物体的形状来进行探究。在物
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理学中，这种研究方法称为控制变量法；
（2）在第④步实验中，将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时，深度增加，但水
的密度、排开水的体积不变，由F浮 ＝ 液gV排 可知它受到的浮力不变，根据F＝G﹣F
，弹簧测力计的示数不变，由此说明浮ρ力的大小与深度无关；
浮
（3）用刻度尺和弹性较好的橡皮筋来替代弹簧测力计，用橡皮筋吊着橡皮泥浸入水
中，记录橡皮筋的长度，比较每次橡皮筋的长度可以知道拉力的大小，从而可以比较橡
皮泥受到的浮力大小，所以能完成本实验的探究。
故答案为：证据：①4；解释：（1）2；无关；交流：（1）控制变量法；（2）不变；
深度；（3）能。
29．（2023•天津）在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方
式进行研究。请你完成下列任务：
【实验探究】
通过图1所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论：
F 浮 ＝ G 排 。这就是阿基米德原理。
【理论探究】
第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图2所示。
第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。
请你写出推导过程。提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在图2中标出）。
【原理应用】
水平桌面上有一底面积为S 的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体。现将一个底
1
面积为S 的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器
2
底接触但不密合），整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮 ＝
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。
【答案】【实验探究】F浮 ＝G排 ；
【理论探究】设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为 ，长方体上、下表面所处的
深度及受力情况如图： ρ
，
根据液体压强公式p＝ gh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强，
根据F＝pS可知液体对ρ长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮
力，
即F浮 ＝F
2
﹣F
1
＝ gh
2
S﹣ gh
1
S＝ g（h
2
﹣h
1
）S＝ ghS＝ gV排 ＝m排g＝G排 ；
ρ ρ ρ ρ ρ
【原理应用】 。
【解答】解：【实验探究】
由甲、乙两图可知F浮 ＝G﹣F示 ＝2N﹣1N＝1N，由丙、丁两图可知G排 ＝G总 ﹣G空 ＝
1.5N﹣0.5N＝1N，
比较可得：F浮 ＝G排 ；
【理论探究】设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为 ，长方体上、下表面所处的
深度及受力情况如图： ρ
，
根据液体压强公式p＝ gh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强，
根据F＝pS可知液体对ρ长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮
力，即F浮 ＝F
2
﹣F
1
＝ gh
2
S﹣ gh
1
S＝ g（h
2
﹣h
1
）S＝ ghS＝ gV排 ＝m排g＝G排 ；
【原理应用】 ρ ρ ρ ρ ρ
设圆柱体静止后液体的高度为h′，
则液体的密度 ＝ ＝ ，
液
ρ
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物体受到的浮力F浮 ＝G排 ＝ 液V排g＝ ×S
2
h′g＝ 。
ρ
故答案为：【实验探究】F浮 ＝G排 ；
【理论探究】
设长方体的底面积为S、高为h，液体密度为 ，长方体上、下表面所处的深度及受力情
况如图： ρ
，
根据液体压强公式p＝ gh可知液体对长方体下表面的压强大于上表面的压强，
根据F＝pS可知液体对ρ长方体向上的压力大于液体对它向下的压力，两者之差即为浮
力，
即F浮 ＝F
2
﹣F
1
＝ gh
2
S﹣ gh
1
S＝ g（h
2
﹣h
1
）S＝ ghS＝ gV排 ＝m排g＝G排 ；
ρ ρ ρ ρ ρ
【原理应用】 。
【题型4 物体的浮沉条件及其应用】
30．（2023•淮安）小明同学用吸管制作了一个简易的密度计。
（1）他取来一根长度为20.00cm的吸管并将底端密封，将一定数量的小钢珠放入吸管
内作为配重，使其能够竖直漂浮在水中，如图甲所示。在吸管上标出水面的位置，测出
该位置到吸管底端的距离为H＝10.00cm。
（2）吸管横截面积为S，在水中漂浮时它所受重力与浮力相等，所以G＝ 水gSH；若
漂浮在其他液体中，则浸入的深度为 h，此时 G＝ 液gSh，由以上两ρ 式可得：
ρ
。
（3）根据上式的数量关系，补全表格中的数据。（结果保留两位小数，
水
＝1.0g/
cm3） ρ
液体密度 液/（g•cm﹣ 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
3）
ρ
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浸入深度h/cm 12.50 11.11 10.00 9.09
8.33
（4）根据表中的数据，小明在吸管上标出对应的刻度线，刻度线分布 不是 （选
填“是”或“不是”）均匀的，此密度计所能标注的最小密度值为 0. 5 g/cm3。
（5）为了检验小明制作的密度计是否准确，小华将密度计放在密度为0.8g/cm3的煤油
中，为了用更少的煤油完成实验，小华应该选择图乙四种圆柱形容器（已知A和B容器
的深度为10cm，C和D容器的深度为22cm。容器的横截面积均满足测量需求）中的
D 容器。在密度计逐渐浸入煤油的过程中，密度计底端所受压强越来越 大 。
（6）利用多种液体检验后，小华认为小明制作的密度计比较准确，于是用另一根长度
相同且较细的吸管制作了等质量的密度计。小华直接将小明的数据标在自己制作的密度
计上，若用小华的密度计来测量液体密度，测量值将 小于 （选填“大于”“等
于”或“小于”）液体密度的真实值。
【答案】（3）8.33；（4）不是；0.5；（5）D；大； （6）小于。
【解答】解：（3）根据 得当液体的密度为1.2g/cm3时，浸入液体的深度为：
＝ ×10.00cm≈8.33cm；
（4）根据 得
液
＝ 可知：h和
液
是反比例函数，所以，刻度分布不
是均匀的； ρ ρ
当液体密度最小时吸管全部浸没，吸管处于悬浮状态，浮力等于重力，即
液
′gSh′＝
水gSH， ρ
ρ液体的最小密度为：
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液
′＝ ＝ ＝0.5g/cm3；
ρ
（5）由表格数据知，密度计在煤油中时，浸没的深度为12.50cm，所以应选择高度大于
12.50cm，所以A、B容器不合适；
为了用更少的煤油完成实验，根据V＝Sh知需要需要横截面积小的容器，故D符合题
意；
在密度计逐渐浸入煤油的过程中，深度变大，由 p＝ gh知密度计底端所受压强越来越
大； ρ
（6）等质量较细的密度计，横截面积小，漂浮在液体中受到的浮力不变，排开液体的
体积不变，浸入的深度变大，若按照较粗密度计的刻度值标注，所测密度值偏小。
故答案为：（3）8.33；（4）不是；0.5；（5）D；大； （6）小于。
31．（2023•长春）物理实践小组设计了一个测量固体密度的方案（仅用于不吸水、不溶于
水的固体）。如图甲所示，将适量的配重颗粒装入粗细均匀的薄壁圆筒中并封闭筒口，
将圆筒放入盛有适量水的薄壁大容器中，大容器的横截面积是圆筒的横截面积的5倍。
圆筒静止后用记号笔在圆筒对应水面位置标记“O”，在大容器的水面位置标出初始水
位线。
（1）请在图中画出圆筒受到的重力的示意图。（图中的O点为圆筒的重心）
（2）为使圆筒静止后竖直漂浮在水面，在沙粒、泡沫粒中应选择 沙粒 作为圆筒的
配重颗粒。
（3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后（细线的质量、体积忽略不
计，金属块始终不触底）如图乙所示，与图甲相比圆筒所受的浮力 变大 （填“变
大”、“不变”或“变小”）。分别测出圆筒静止后水面到“O”点和到初始水位线的
距离h
1
和h
2
，则该金属块的密度表达式为
金属
＝
水
（用h
1
、h
2
和
水
表
ρ ρ ρ
示）。
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【答案】（1）见解答图；（2）沙粒；（3）变大；
水
。
【解答】解：（1）从圆筒的重心沿竖直向下的方向画出一条ρ 带箭头的线段，由 G表
示，如下图所示：
；
（2）要使圆筒静止后竖直漂浮在水面，选择质量较大的物体放到圆筒中，相同体积的
沙粒和泡沫粒相比，沙粒的质量较大，故选择沙粒作为圆筒的配重颗粒；
（3）将待测金属块用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后，由图乙可知，V排 增大，根
据F浮 ＝ 液gV排 可知，与图甲相比圆筒所受的浮力变大；
设圆筒浸ρ入水中的深度为h，圆筒的横截面积为S，大容器的横截面积S容 ＝5S，金属块
用细线挂在圆筒下方，放入水中静止后，体积的变化量为：
ΔV＝S容h
2
，
ΔV筒+V金 ＝S容h
2
，
Sh
1
+V金 ＝S容h
2
，
金属块的体积为：
V金 ＝5Sh
2
﹣Sh
1
；
原来圆筒处于漂浮，浮力等于重力，即G筒 ＝F浮 ＝ 水gSh……①，
将金属块和圆筒看成整体，处于漂浮状态，浮力等ρ于重力，即 G筒+G金 ＝F浮总 ＝ 水gS
ρ
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（h+h
1
）+ 水gV金 ……②，
②﹣①得ρ：
G金 ＝ 水gSh
1
+ 水gV金 ＝5 水gSh
2
，
则金属ρ块的密度ρ为： ρ
＝ ＝ ＝ ＝ 。
金属 水
ρ ρ
故答案为：（1）见解答图；（2）沙粒；（3）变大；
水
。
32．（2023•苏州）综合实践活动课上，小明用一根长约20cm的圆ρ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。
制作时，小明先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口
堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态（图甲），用笔在吸管上标记
此时水面位置O；取出吸管，量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上
分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。
使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
（1）O位置处的刻度值为 1. 0 g/cm3；
（2）吸管漂浮在其他液体中时（图乙），液面下方的深度 h＝ （用
水
、
ρ ρ
液
、H表示）；
（3）管壁上标注的4个刻度值，相邻两刻度值之间的距离 不相等 （相等/不相
等）；
（4）小明突发奇想，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，测量结果 偏
大 （偏大/偏小/无变化）；
（5）若增加塞入吸管中铁丝的质量，则制作的密度计精确程度将 提高 。
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【答案】（1）1.0；（2） ；（3）不相等；（4）偏大；（5）提高。
【解答】解：（1）如图甲所示，小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态，用笔在
吸管上标记此时水面位置O，O位置处的刻度值为水的密度值1.0g/cm3；
（2）因为密度计是漂浮在液体中，所受浮力等于本身的重力，则 F浮水 ＝F浮液 ＝G，即
水gSH＝ 液gSh＝G，可得：h＝ ；
ρ ρ
（3）因为h＝ ，
水
和H已知，h和
液
是反比例函数，所以刻度分布不均匀，
相邻两刻度值之间的距离ρ不相等，且密度计的ρ刻度由上至下数值逐渐增大，密度变大时
h液 变化越小；
（4）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，再
用这支密度计去测量同一液体的密度，此时排开液体的体积不变，
因为吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铁丝的体积，
所以，吸管排开液体的体积减小，会上浮一些，测得的密度值偏大，即测出的液体密度
值大于实际值；
（5）若增加塞入吸管中铁丝的质量，密度计放入某液体中时，密度计竖直浸入液体的
深度变大，O位置会上升，密度计上两条刻度线之间的距离也会变大，测量结果更准
确。
故答案为：（1）1.0；（2） ；（3）不相等；（4）偏大；（5）提高。
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