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人教版八年级物理下册期末考试题型专题复习
实验题 03 浮力的实验(含答案详解)
关键词:①影响浮力的因素+②阿基米德原理+③利用浮力测密度
【例题】 小华用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个底面积均为200cm2的薄壁烧杯(分别装有一
定量的酒精和水),对浸在液体中的物体所受的浮力进行探究,其中C、D分别是圆柱体刚好浸没在酒精
和水中的情况.如图甲表示探究过程及有关数据.(酒精密度为0.8×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)实验中使用弹簧测力计测量拉力前,应将测力计处于________方向将指针调至“0”刻度线上.
(2)比较图甲中A、B、C的数据,可以得出浮力的大小与________有关.
(3)如图甲中D所示,圆柱体浸没在水中所受的浮力是________N.
(4)如图乙所示,完成实验后,小华将烧杯中水倒出,将该圆柱体放在烧杯底部,然后向烧杯倒入另一
种液体,圆柱体受到的浮力F 与容器内液体的深度关系如图丙所示,圆柱体始终处于沉底状态,则该圆
浮
柱体的底面积为______m2;未倒液体前圆柱体对容器底部的压强为_______Pa,液体的密度为
________kg/m3.
(5)由图甲中A到C的过程中,圆柱体的重力做功是________J.
【答案】 竖直 物体排开液体的体积 4 5×10-3 1.2×103
1.15×103 0.36
【解析】
第一空.使用弹簧测力计测量拉力前,将测力计处于竖直方向,需要将指针调到零刻度线;
第二空.分析A、B、C可知:液体均为酒精,探究过程中控制了液体的密度相同,物体排开液体的体积
不同,弹簧测力计的示数不同,说明浮力和物体排开液体体积有关;
第三空.图A中弹簧测力计的示数为6N,物体的重力为6N,图甲D中,弹簧测力计的示数为2N,圆柱
体浸没在水中所受的浮力
F =G-F=6N-2N=4N;
浮
第四空.根据阿基米德原理得到圆柱体的体积
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V=V = =4×10-4m3,
排
由图丙可知,容器内水的深度为8cm时,圆柱体受到的浮力为4.6N,浮力不变,说明圆柱体全部浸入液
体中,圆柱体的高度是8cm,圆柱体排开液体的体积等于圆柱体的体积,圆柱体的底面积
S= =5×10-3m2;
第五空.未倒液体前圆柱体对容器底部的压强
p= =1.2×103Pa;
第六空.根据阿基米德原理得到液体的密度
ρ = =1.15×103kg/m3.
液
第七空.由图甲中A到C的过程中,圆柱体排开酒精的体积V =V=4×10-4m3=400cm3,圆柱体全部浸入
排酒
酒精中,酒精上升的高度
Δh= =2cm,
圆柱体下降的距离
h=h-Δh=8cm-2cm=6cm,
1
圆柱体的重力做功
W=Gh =6N×0.06m=0.36J.
1
【精华练习题】
1.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来探究影响浮力大小的因素。其中,铜块和铝块的体积相等。
(1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是______N;
(2)由①③④⑤四个步骤可知,浮力的大小与______有关,与______无关;
(3)比较①④⑦三幅图可得出的结论是浮力的大小跟______有关;
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(4)要探究物体所受浮力的大小是否与物体的密度有关,应选取①④和______进行对比分析;
(5)探究完浮力大小的影响因素后,同学们想进一步探究浮力的大小与物体排开液体所受重力的关系,
又进行了如下实验操作:
此实验操作的正确顺序是______(用a、b、c、d表示),通过分析数据并进行比较发现:______(用图
中符号G、G、G、G 表示),从而得出结论:浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小。
1 2 3 4
2.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,同学们根据生活经验,提出了浮力大小可能与下列因素有关
的猜想:
①与物体浸入液体中的深度有关;②与物体排开液体的体积有关;③与液体的密度有关。
请回答:
(1)进行探究时,实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体所受浮力大小为
______N;
(2)分析实验步骤______,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)分析实验步骤a、b、c,可得结论_______________。
3.小美想探究“浮力大小与哪些因素有关”,依次进行了如图所示的实验,用弹簧测力计挂着金属块缓
慢地没入液体中不同深度,步骤如图A、B、C、D、E、F(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
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实验步骤 A B C D E F
弹簧测力计示数/N 1.6 1.2 0.7 0.7 1.1
(1)在本次实验中,弹簧测力计使用前应该在___________(填“竖直”或“水平”)方向调零,由图
中可知表中步骤A弹簧测力计示数为___________N;
(2)根据表中A、B、C、D数据分析得出:同种液体中,物体受到的浮力大小与___________有关;比
较A、E、F可知物体受到的浮力大小还与___________有关;比较A、D、E可知物体受到的浮力大小与
物体进入液体的深度___________(填“有关”或“无关”);
(3)小美根据表格中的数据计算,得出了合金块的密度为___________kg/m3;若将A步骤放在E步骤后
测量,则会使得合金块的密度测量值___________(填“偏大”“偏小”“不变”);
(4)容器的底面积为100cm2,若在C步骤中,拴着合金块的细绳突然断了,绳子断裂前后水对容器的压
强增大了___________Pa。
4.某实验小组利用弹簧测力计、物块、溢水水杯等器材,按照图中ABCD所示的步骤,进行“探究阿基
米德原理”的实验。
(1)把物块浸没在盛满水的溢水杯中,物块受到的浮力大小是______N。物块排开水所受的重力可由
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______(填字母代号)两个步骤测出。由以上步骤可初步得到浸在水中的物体所受浮力大小与物体排开
水所受重力之间的关系;
(2)利用图中的数据,可求得物块的密度是______kg/m3;
(3)大大咧咧的小依在实验步骤C的测量中,把物块浸没时不小心将溢水杯中的水溅出,这样会导致测
得的“物体排开液体所受的重力”______(选填“偏大”、“不变”或“偏小”);
(4)非常热爱物理的小钟同学在学习了阿基米德原理后、想利用该原理来测量她家厨房所用酱油的密度。
于是利用家里的电子秤,底面积为100cm2的柱形容器,一个底面面积为10cm2、高4cm的柱形木块(不
吸液体),酱油等物品进行了如下实验操作:
①在杯子底部安装一个体积大小忽略不计的定滑轮,定滑轮离容器底的距离为0.4cm,再用线绕过滑轮,
并附电子秤测出它们的质量,示数如图a所示;
②往杯中装入适量的酱油,测出杯子和酱油的总质量如图b所示;
③将木块与细线相连并轻轻放入杯中漂浮,此时电子秤的示数如图c所示;
④拉动细线,使木块逐渐浸没在酱油中,木块没有触碰到滑轮和杯子侧壁,分别记下木块在不同位置时
电子秤的示数,如图d、e、f所示;
请帮助小钟同学完成数据的处理和分析:
A.比较分析图c、d、e、f中电子秤的示数可知,浸在液体中的木块所受的浮力大小与______有关,与浸
没的深度______(选填“有关”或“无关”);
B.根据测量数据计算出酱油的密度______g/cm3;
C.小钟翻阅说明书发现该电子秤的最大称量值为3000.0g,在原有实验器材不变的情况下(只更换烧杯
中的液体),理论上所能测量的液体密度最大值是______g/cm3。
5.小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如
下猜想,设计并进行了实验。
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关
猜想c:浮力大小与液体的密度有关
(1)小虹确定了测量浮力的方法:用弹簧测力计先测出物体的重力G,接着将物体浸入液体中静止时,
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读出测力计对物体的拉力F ,可计算出物体所受的浮力F 。其测量原理利用了______;
拉 浮
A.F 与G是一对平衡力 B.F 与G是相互作用力
浮 浮
C.F 与F 是相互作用力 D.F 和F 的合力与G平衡
浮 拉 浮 拉
(2)小虹按照如图甲所示的操作步骤继续进行实验,由测量数据可得:B步骤中圆柱体物块受到水的浮
力为______;
(3)分析图中A步骤与______步骤的数据,可以验证猜想a是错误的(填写步骤的序号);
(4)分析实验步骤A、B、C,可以说明浮力大小与______有关;
(5)当圆柱体物块从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置(未触底),在图乙中画出能
表示此过程中物体所受浮力F与物体下表面浸入水中深度h关系的大致图像______;
(6)进一步学习了阿基米德原理之后,利用如图所示的测量数据,还可以计算出其它一些物理量(水的
密度已知)。下列物理量中能计算出的是______。
A.物块的体积 B.物块的密度 C.盐水的体积 D.盐水的密度
6.小华用金属块、细线、弹簧测力计等实验器材探究影响浮力大小的因素。弹簧测力计的量程为
0~5N,分度值为0.1N。
(1)小华根据生活经验提出了两个猜想,并举出了许多的实例,其中符合猜想1的实例是___________
(填序号);
猜想 实例
实例1:鸡蛋在水中下沉,在盐水中可以浮起来。
猜想1:与浸入液体中的深度有关; 实例2:铁钉在水中下沉,木头可以浮在水面上。
猜想2:与液体的密度有关 实例3:人从游泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻。
实例4:实心铁块在水中下沉,空心铁盒可以浮在水面上。
(2)为了验证猜想1,小华将金属块用细线系好挂在弹簧测力计下,金属块缓缓浸入水中(如图甲所
示),并先后绘制了金属块所受拉力和浮力随浸入水中深度变化的图像(如图乙所示);
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①金属块所受浮力的变化情况的图像是_________(选填“a”或“b”);
②金属块浸没在水中后受到的浮力为__________N;
③实验表明,猜想1是__________(选填“正确”或“错误”)的;
④实验中用手提着弹簧测力计,会使测力计示数不稳定,你的改进建议是________;
(3)为了验证猜想2,小华用细线将金属块系好挂在弹簧测力计下,将金属块依次浸没在几种不同液体
中。在图丙中能反映弹簧测力计示数F与液体密度ρ之间关系的图像是___________;
(4)小华想用一个重5N、体积为200cm3的合金块和实验中的弹簧测力计、细线等器材改装成“密度
计”。理论上,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于___________g/cm3的液体。(g取10N/kg)
7.小明在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底
面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干水,密度未知的某种液体,细线等。
(已知ρ =1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
水
(1)小明进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为______N;用弹簧测力计挂着铜块缓
慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中:
实验步骤 B C D E F
弹簧测力计 2.6 2.5 2.4 2.4 2.3
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示数/N
(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F =______N;
浮
(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟______有关:分析实验步骤A、E、F,可以得出
结论______;
(4)小明用表格中的数据算出了某种液体的密度是______g/cm3(结果保留一位小数);
(5)小明在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁
架台上,缓慢向烧杯内加水,当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了
______Pa。(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.1cm)
8.小侨同学想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”,他用一个弹簧测力计、一个金属块,两个相同的
烧杯(分别装有适量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程及有关数据
如图所示。
(1)由A、B可得出金属块此时在水中所受的浮力是______N;
(2)观察A、B、C、D可得出金属块受到的浮力大小与______有关,比较A、E、F可知浮力大小与
______有关,观察A、D、E可得出金属块受到的浮力大小与______无关;
(3)在条件允许的情况下,为了使实验现象更明显,所选金属块的体积应______(选填“较小”或“较
大”);
(4)已知容器的底面积为200cm2,则对比A、B步骤,B中容器对桌面的压强增大了______Pa;
(5)小侨接下来利用浮力测量奥特曼模型的密度( <0.3g/cm3),小侨发现所用模型体积较大,不能
模型
放入量筒中测量其体积,但可以放进容器中,于是他找来一个量程合适的台秤、2个小滑轮,再利用梯形
容器、水和轻质细线顺利测出了奥特曼模型的密度。
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①请帮他完善实验:
A.把小滑轮固定在容器底部,再在容器中盛上适量的水,将盛水的容器放在台秤上(如图甲所示),读
出台秤示数m;
1
B.将奥特曼模型轻轻地放入容器中,模型漂浮时,读出台秤示数m;
2
C.在图乙中,用细线拴住模型,并将细线绕过小滑轮,______,读出台秤示数m;
3
②所测模型的密度 =______(用物理量m、m、m 和 表示);若测量后发现此台秤的每次测量值
模型 2 3 水
均比真实值大1g左右,则以上测得模型的密度与真实值相比______(选填“偏大”“不变”或“偏
小”)。
9.悦悦制作了如图所示的探头,探究液体压强与浮力的相关问题进行。实验过程中悦悦通过细线将探头
缓慢放入溢水杯中且探头上表面始终与液面平行。
(1)紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越______;
(2)对比图丙、丁可知:在同种液体中,液体内部压强与液体的______有关;
(3)对比图______可知:液体内部压强与液体的密度有关;
(4)如图丙所示,探头受到的浮力为______N;探头从图丙的位置不断缓慢往下放直至触底的过程中
(细线足够长,实验过程中橡皮膜没有破裂),探头排开液体的重力将______(选填“变小”、“保持
不变”或“变大”);弹簧测力计的示数会______(选填字母)。
A.一直变大 B.先不变后变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
(5)细心的悦悦同学发现,将探头从图丙的位置下放5cm到达图丁位置的过程中,溢水杯中的水位下降
了0.2cm,已知柱形溢水杯的底面积为20cm2,探头的上表面积为10cm2,则图丁中水对橡皮膜产生的压
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力为______N,图丁中手对探头的拉力______图戊中手对探头的拉力(选填“大于”、“小于”、“等
于”或“无法判断”)。
10.小雨用器材探究“圆锥形物体所受浮力大小与哪些因素有关”,如图所示:
(1)B图中物体所受的浮力是_______N,由图中步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与
_______有关,与物体浸没在液体中的深度_______(选填“有关”或“无关”);
(2)根据图中的实验数据,可计算出圆锥形物体的密度为______kg/m3,E图中液体的密度为
_______kg/m3;
(3)如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用,则所测液体密度将_______
(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(4)用弹簧测力计拉着圆锥形物体从其底部刚好接触水面开始缓慢没入水中,描绘的弹簧测力计示数F
与圆锥形物体的浸入深度h的变化关系图像与下图中相符合的是_______(物体高2cm);
A. B. C. D.
(5)小雨同学接着又用此方法测另一物体的密度,她把该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其
所受浮力的两倍,则该物体的密度是______g/cm3。
11.如图甲所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
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(1)图甲中金属块浸没在水中时,受到的浮力是______N。在D中画出物体所受浮力的示意图( );
(2)分析图甲中B、C、D可知,浮力大小跟______有关;
(3)小明用一只如图乙所示的薄底圆柱状玻璃筒来测量某种液体的密度,圆筒水平截面内径为R,外径
1
为R,在筒壁外侧从底端起沿竖直方向向上标有显示高度的刻度。(设玻璃密度为ρ ,水的密度为ρ ,
2 玻 水
且ρ >ρ )小明使圆筒直立漂浮于水面后,在圆筒内缓慢注入少量某种未知液体,记录下此时圆筒内液
玻 水
面和筒外水面在筒外壁上的刻度值h、h(如图丙所示),再分批添加该液体,记录多组h、h 数据,通
1 2 1 2
过描点作图的方法作出h﹣h 图像(如图丁所示)。若筒底厚度可忽略不计,则该液体密度值为ρ =
1 2 液
______(用给出的符号表示)。若筒底厚度不能忽略且为L,则上述液体密度测量值与真实值相比______。
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
12.小陶子利用弹簧测力计,实心圆柱体,烧怀等器材,探究浮力的大小跟哪些因素有关。
(1)小陶子的操作步骤及测量数据如图所示,他测量浮力的方法是;用弹簧测力计先测出实心圆柱体的
重力G,如图甲所示;接着将实心圆柱体挂在测力计下方,使物体浸入液体中静止时,读出测力计对实
心圆柱体的拉力F,如图乙(或丙、丁、戊)所示,实心圆柱体所受的浮力的表达式为F =______(用
浮
字母G和F表示);
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(2)根据图甲、乙、丙、丁可知,物体受到的浮力与______有关,与物体浸没在液体中的深度______
(选填“有关”或“无关”);
(3)由图数据可得图乙中实心圆柱体受到水的浮力为______N;还可以计算出实心圆柱体的体积为
______cm3,图戊中盐水的密度为______kg/m3。(已知水的密度为ρ =1×10kg/m3)
水
(4)他们还用电子秤,烧怀和水测量一块生姜的平均密度,进行了如下的操作:
①用电子秤测出生姜的质量,记为m;
1
②将烧杯装满水,用电子秤测出烧杯及水的总质量,记为m;
2
③将杯中水倒掉,先将生姜放入烧杯中,然后将烧杯装满水,生姜未上浮。用电子秤测出烧杯、水和生
姜的总质量,记为m,则:
3
A.他们所测得的生姜密度为ρ=______(用字母m、m、m 和水的密度ρ 表示);
1 2 3 水
B.若做完实验后才发现,电子秤盘上无任何物体时电子秤的示数为“0.1g”,则他们所测得生姜的平均密
度______(选填“大于”、“小于”或“等于”)生姜的真实平均密度,
13.在“探究影响浮力大小的因素”的实验中,小明将一圆柱体挂在弹簧测力计的秤钩上,进行了如图
所示的探究过程。
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(1)圆柱体所受重力为______ ,所受浮力的方向______向上;
(2)分析A、B两图可知:浮力的大小与______有关;
(3)分析______两图可知:当圆柱体浸没水中后,所受浮力的大小与它浸入水的深度______(有关/无
关);
(4)通过比较图C和图D,可以探究浮力大小跟______是否有关。D图中,若将悬挂圆柱体的细线剪断,
圆柱体将______(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”);
(5)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是______ ,圆柱体的体积是______ ;
(6)用图示实验数据测出盐水的密度是______ ;
(7)小明利用浮力的知识完成了以下两个测量:
①只用量筒和水测量小木块的密度,如图所示操作如下:向量筒内倒入适量的水,体积记为 ;
再将小木块轻轻放入量筒内,静止后,水面对应的体积记为 ;
用细钢针将小木块浸没在水中,水面所对应的体积记为 ,
由此得到木块密度的表达式 ______;用( 和所测物理量符号表示)
②利用电子秤、烧杯、细线和一个实心铝块等器材再次对这种洗衣液的密度进行测量。具体做法如下:
在烧杯中倒入适量洗手液放置在电子秤上;
将系好细线的铝块缓缓浸没在洗手液中保持静止,洗手液未溢出;
将铝块缓慢沉底后松开细线。则这次测得洗手液的密度为______ 。
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14.小吴同学对“阿基米德原理”进行了实验验证:
(1)他首先对弹簧测力计沿竖直方向进行______;
(2)然后依次进行图①②的实验,其中图②中测力计示数为______N,然后他将物块逐渐浸入水中至一
定深度处,测力计示数先减小后保持不变,静止时如图③所示,对此正确的解释是:浸在水中的物体所
受浮力的大小随着______增大而增大。接下来又进行了图④的实验,由图①②③④中数据可知:物块在
水中所受浮力大小______(大于/等于/小于)排开水的重力大小,初步验证了阿基米德原理的成立;
(3)只将水换成盐水重复如图③④所示的实验,第③④次测力计的示数分别变为0.6N、1.4N,由此发现
在盐水中阿基米德原理依然成立。他还发现:在物体排开液体体积相同时,______越大,物体所受的浮
力越大;物体在盐水中所受到的浮力大小为 ______N;他所用盐水的密度为______g/cm3;
(4)为了进一步验证结论是否具有普遍性,小吴同学用同一物块和图①中小桶,进行了如图⑤⑥所示的
实验,若图⑥中小桶和桶中水的总重力等于______ N,表明:物体漂浮时阿基米德原理依然成立。
15.某班物理实验小组的同学,在实验中验证阿基米德原理。
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(1)方案一:小军用石块按照如图甲所示的实验步骤进行实验,为减小测量误差并使操作最简便,最合
理的操作步骤应该是___________;
①ACDB ②ABCD ③BACD ④CADB
(2)由图甲可知,石块浸没在水中时,受到的浮力F =______N,排开水的重力G =________N,发现
浮 排
F ≠G ,造成这种结果的原因可能是___________(选填“A”或“B”);
浮 排
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
(3)如果实验时物体浸没在水中触底了,_______(选填“能”或“不能”)验证“阿基米德原理”;
(4)方案二:如图乙所示,小欣想要验证阿基米德原理,她将装满水且足够高的平底溢水杯放在水平升
降台上,用升降台来调节溢水杯的高度,然后将一重为5N、高为8cm、底面积为50cm2的实心物块用轻
质细线悬挂于弹簧测力计A的正下方,调节升降台使物块下底面刚好与水面相平。随后她将一个空烧杯
用轻质细线悬挂于弹簧测力计B的正下方。
①当小欣逐渐调高升降台,发现随着重物没入水中的体积越来越大,弹簧测力计A的示数在________
(选填“增大”“减小”或”不变”),且弹簧测力计A的示数变化量________(选填“大于“小于”
或“等于”)B的示数变化量,从而证明了F =G ;
浮 排
②整理器材时,小欣发现图乙中弹簧测力计A的示数为2N,爱动脑的小欣利用所学过的物理知识计算出
了升降台上升的高度为_________cm(弹簧测力计示数每变化1N,指针就移动0.5cm)。
16.如图所示,在“测量石块的密度”实验中,实验器材有托盘天平、量筒、足量的水、细线、待测小
石块等。
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(1)调平时,小虎发现指针如图甲,此时应该把平衡螺母向___________(左/右)调节;
(2)小虎测量石块质量,天平再次平衡时,右盘中的砝码和游码所处的位置如图乙所示,则小石块质量
为___________g;
(3)小虎测得了石块的体积如图丙所示,通过计算可知该石块的密度是___________kg/m3;
(4)实验完毕,整理实验器材时小虎发现,天平的右盘有一个缺角,则用该天平测量石块质量将
___________(偏大/偏小/不受影响);
(5)小明提出不使用量筒也可以测出石块的体积,具体方法如下:
①在烧杯中装入适量的水,用天平测出烧杯和水的总质量m=200g;
②用细线吊着石块(细线的体积忽略不计),浸没水中,水未溢出,石块未接触烧杯,如图丁所示,再
用天平测出其质量m=222g;则石块的体积为___________cm3,石块的密度是___________kg/m3。
2
17.小明用电子秤、薄壁柱形容器(质量不计,底面积为 )、合金块(高度为 )、气球(质
量不计)、细线(质量和体积不计)、水进行相关实验探究,操作步骤如图:
①将电子秤放在水平台上,测出合金的质量,如图甲;
②将柱形容器放置在电子秤上,向其中装入部分水,如图乙;
③将合金块与气球用细线连接,用手拉着细线使它们逐渐进入水中,如图丙、丁、戊;
④气球全部放气,撤去拉力,合金块沉入容器底部,如图己;
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请根据相关信息,回答如下问题:
(1)实验过程中,气球的体积大小可反映气体受到液体压强的大小,根据图丁和戊,说明液体压强大小
与________有关;
(2)根据图甲乙丙,可知合金块的密度为________ ;
(3)根据图丙和丁,由电子秤示数的变化,说明浮力的大小与________有关。丁图中水对容器底部的压
强为________ 。从图丁到戊,容器对电子秤的压强变化了________ ;
(4)若图戊中的气球缓慢向外漏气,手对细绳的拉力________(选填“变大”“变小”或“不变”),
若将气体全部放完,撤去拉力,如图己,求图己中,合金块对容器底部的压强为________ 。
18.小明和小红对具有吸水性的小石块的密度进行了测量。( 已知)
(1)小明的实验过程如下:
①将天平放置于水平桌面上,游码放到标尺左端的零刻度线处,天平上指针的位置如图所示,下一步的
操作是_________;
②用调节好的天平测出小石块的质量为m;
③往量筒中倒入适量的水,读出水面对应的刻度值为 ;
④用细线系好小石块将其浸没在盛有适量水的量筒中,读出水面对应的刻度值为 ;
⑤小石块的密度: _________;
(2)小红的实验过程如下:
①将用细线系好的小石块挂在弹簧测力计下,测出小石块重为G;
②将挂在弹簧测力计下的小石块____________在水中,且不碰容器的底和侧壁,读出弹簧测力计示数为
F;
③小石块的密度: __________。
19.学习了密度知识后,小华用天平和量筒测量食用油的密度。
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(1)将天平放在水平桌面上调平后,称出空烧杯的质量为28g,将适量的食用油倒入烧杯,称出烧杯和
食用油的总质量如图a所示,则烧杯中食用油的质量为_______g;接着,将烧杯中的食用油全部倒入量筒
中,示数如图b所示,则食用油的密度为_______kg/m3;
(2)本次实验测得食用油的密度_______(选填“偏大”或“偏小”);
(3)小华查阅资料和深入思考后,找到了测量液体密度更精确简便的方法,操作如下:
①如图甲、乙所示,把适量待测液体和水分别倒入两容器中并置于两电子秤上,再将两电子秤示数清零
(按电子秤的清零键后,示数显示为零);
②将系好细线的小物块(不吸收水和该液体)缓慢浸没到待测液体中保持静止(未触底),液体未溢出,
如图丙所示,记下电子秤的示数m;
1
③将小物块取出,擦干后再缓慢浸没到水中保持静止(未触底),水未溢出,如图丁所示,记下电子秤
的示数m;
2
④则该液体密度的表达式ρ=_______。(用m、m 和ρ 表示)
1 2 水
20.周末小明和父母去爬梧桐山,捡到一个小金属块,他想利用所学物理知识测量一下这个金属块的密
度。
实验一:小明从实验室找来了托盘天平和量筒进行实验:
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(1)把天平放在水平桌面上,再将游码移到标尺左端零刻度线处。调节横梁平衡时,发现指针静止时偏
右,此时他应将平衡螺母向___________端调节,直到天平横梁平衡;
(2)横梁平衡后,他放置好金属块,向天平的右盘加减砝码,移动游码,直到横梁平衡。砝码和游码位
置如图乙所示,再用量筒测量金属块的体积如图丙所示,则该金属块的质量________g,密度为______
;
(3)小明用沾有油污的砝码称量质量,会导致所测密度___________(填“偏大”,“偏小”)。
实验二:小红认为,用弹簀测力计同样可以测得金属块的密度,她的实验设计如下图所示:
(4)图B中弹簧测力计的读数 为___________N;
(5)该金属块的密度表达式为___________(选用 、 、 、 进行表达)。
21.小明想通过实验测量矿石的密度,进行了如下操作:
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(1)把天平放在水平桌面上,并将______移到标尺左端的零刻度线处,发现指针位置如图1甲所示,此
时应将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节,使天平平衡;
(2)把矿石放在天平的左盘中进行称量,当天平再次平衡时,右盘中的砝码及游码的位置如图1乙所示,
则矿石的质量是______g;
(3)矿石放入量筒前后,量筒中水面位置如图1丙所示,则矿石的体积为______cm3,密度为
______kg/m3;
(4)若该矿石吸水,按以上步骤测量出矿石的密度将偏______(选填“大”或“小”);
(5)小芳利用干燥、不吸水的矿石还可测出未知液体的密度,操作如下:
①在圆柱形容器中装入待测液体,如图2甲所示,将平底烧杯放入待测液体中,烧杯静止时容器中液体
的深度为H;
1
②将矿石放入烧杯中,如图2乙所示,烧杯静止时露出液面的高度为h,容器中液体的深度为H;
1 2
③将矿石拴在烧杯底部,如图2丙所示,烧杯静止时露出液面的高度为h。已知矿石的密度为ρ ,圆柱
2 石
形容器的底面积是烧杯底面积的3倍,则待测液体密度的表达式ρ =______(用已知物理量字母表示)
液
22.小王在学习完杠杆知识后,想利用杠杆和浮力知识测一石块的密度,设计实验如下,请你帮他完成
本实验。
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(1)取一个杠杆,调___________使杠杆在水平位置平衡;
(2)如图甲,将石块用细线拴住,挂在杠杆左侧A位置,将另一个物体挂在杠杆右侧,并调节物体的位
置,使杠杆再次在水平位置平衡,记下位置B,用刻度尺测出OB的距离,记作 ;
(3)如图乙,将石块浸没水中,调节物体的位置,使杠杆再次在___________,记下物体的位置 ,用
刻度尺测出 的距离 ;
(4)由以上步骤可得,石块的密度: ___________(用 、 、 水表示)。
23.小铭煊想测量某个水杯(图甲所示)所用材料的密度,于是设计并进行了如下实验:
(1)实验前,应将天平放在______桌面上,将______移到标尺的零刻度线;
(2)在测量水杯质量时,小铭煊向天平右盘中加减砝码,天平再次平衡后,所用砝码和游码在标尺上的
位置如图乙所示,则水杯的质量m 为______g;
1
(3)由于水杯无法放入量筒,小铭煊选择用一个底面积为100cm2的圆柱形容器,在容器中倒入适量的水,
用刻度尺测量此时水面的高度h=10cm;将水杯缓慢浸没在水中(如图丙),稳定后用刻度尺测量此时水
1
面的高度h=10.4cm,由所测数据可得:水杯的体积为______cm3,水杯的密度为______kg/m3。若小铭煊
2
先将水杯放入圆柱形容器中测此时水面的高度h,再取出水杯测水面的高度h,则水杯的密度值会比真
2 1
实值偏______(选填“大”或“小”);
(4)小铭煊经过思考,认为这个实验还能继续测量未知液体的密度,于是他利用现有器材,继续测量了
某盐水的密度,过程如下:
①向圆柱形容器中重新倒入适量的水,使水杯漂浮在水面,用记号笔记下水面在水杯上对应的位置,即
标记A(如图丁);
②倒出圆柱形容器中的水并擦干净,向圆柱形容器中倒入适量的盐水,使水杯漂浮在盐水上(如图戊),
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向水杯中倒水,直到盐水液面与______相平。取出水杯并擦干外面的盐水,用天平测出其总质量为m;
2
③盐水密度的表达式为ρ =______(用字母表示,水的密度为ρ ,水杯质量表示为m)。
盐水 水 1
24.小治在中央公园进行研学活动时,捡到一块不吸水的小石块和塑料块。他想知道小石块和塑料块的
密度,设计如下实验方案;
(1)实验时,应将天平放在___________台上,图甲是小渝在调节天平时的情景,请你指出他在操作上
的错误之处___________。
(2)纠正上述错误后,小渝用调好的天平测小石块的质量。当右盘中所加砝码和游码位置如图乙所示时,
天平横梁水平平衡,则小石块的质量为___________g。
(3)在量筒内先倒入适量的水,然后将小石块放入量筒中,如图丙所示,则小石块的体积是
_______cm3,小石块的密度是________g/cm3。
(4)小治测了小石块密度后,邻桌的同学带走了量筒,他只能借住其他器材利用天平测量塑料块的密度,
实验过程如下:
①利用调好的天平测出塑料块的质量为18g。
②如图丁所示,在杯子中倒入适量的水,测出杯子和水的总质量为102g
③将一个金属块放在塑料块上,一起放入杯子中,使塑料块恰好浸没在水中,测出此时总质量,如图戊
所示,则塑料块受到的浮力为___________N,塑料块的密度为___________g/cm3。
④实验结束后,小渝发现100g的砝码有一个缺口,其余砝码皆完好,这会使塑料块密度测量值比真实值
___________(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。
25.小明在探究“影响浮力大小因素”的实验后思考:同一物体浸没在不同液体中所受的浮力不同,是
不是就可以用甲乙实验装置来测量烧杯中液体的密度?他决定对弹簧测力计进行重新标度,将它改成一
个密度秤。使用时,在烧杯中装不同的液体,将甲装置中的物体浸没到不同液体中,就可以测出液体的
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密度。
(1)该密度秤的零刻度应标在______N处,待测液体密度ρ 应不超过______g/cm3;
液
(2)小明对本实验进一步分析,进而得到弹簧测力计的示数与被测液体的密度之间的函数关系,则符合
此关系的应是图丙中的图线______(选填“①”、“②”或“③”);
(3)用此密度秤测量时,该密度秤的刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”);
(4)用此密度秤测量时,若物块未完全浸没,则测得液体密度值将偏______。
26.小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)测量前,应检查弹簧测力计指针是否指在______刻度线上;
(2)实验的最佳顺序是______;
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
D.甲、丁、乙、丙
(3)图乙中物体受到的浮力是______N。通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大
小等于它______;
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ =0.8×103kg/m3),物体受到的浮力______(填“变大”“变小”或
酒精
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“不变”);
(5)已知水的密度为1.0×103kg/m3,小红用一薄壁量杯 杯壁体积忽略不计 制作了一个测量液体密度的
简易装置,操作如下:
①在量杯内装入适量细沙后放入水中,量杯在水中竖直静止时,如图甲所示。此时量杯浸入水中的体积
为______mL;
②将该装置放入某液体中,静止时如图乙所示,则该液体的密度为______kg/m3;某同学将一小石子放入
量杯中,静止时如图丙所示,则小石子质量是______g。
27.在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将一个体积为
150cm3的物体分别逐渐浸入到水和盐水中。为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度
来控制物体排开液体的体积。实验数据记录在下表中。(g=10N/kg)
实 排开液体
物体 弹簧测力 物体受到
液体 验 体
重 计 浮力F
种类 序 积V排/
G/N 示数F/N 浮 /N
号 cm3
① 1.3 0.5 50
② 0.8 1.0 100
水 1.8
③ 0.3 1.5 150
④ 1.2 0.6 50
⑤ 0.6 1.2 100
盐水 1.8
⑥ 0 1.8 150
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(1)分析处理序号①、②和③(或④、⑤和⑥)的数据发现:______,由此得出,当液体的密度相同时,
物体受到的浮力与排开液体的体积成______比;
(2)为了方便验证阿基米德原理,表格最后一列的项目名称是______;
(3)得出结论后,第⑥次实验中将绳子剪断,物体在盐水中将______(填浮沉情况);
(4)本装置可改装成测液体密度的密度秤,小明在弹簧测力计刻度盘的0.3N处对应标上1.0g/cm3,在刻
度盘的______N处对应标上0.8g/cm3,该密度秤的最大测量值是______g/cm3。
28.为了测量液体的密度,小郑和小贾采用了不同方法。
(1)小郑用天平和量筒做了如下实验:
①用天平测出空烧杯的质量为17g;
②在烧杯中倒入适量液体,测出烧杯和液体的总质量如图甲所示;
③将烧杯中的液体全部倒入量简中,液体的体积如图乙所示;
(2)根据实验得到液体的密度为______kg/m3,小郑用这种方法测出的液体密度会________。为了使实验
测量结果更准确,小郑可以把(1)中的实验步骤的顺序更改为___________(填步骤前序号);
(3)小贾则自制了一个简易密度计来测量液体的密度,如图丙所示:
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。塞入金属丝的目的是使吸管能
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在液体中竖直漂浮;
②为了给密度计标上刻度,他进行了如下操作:
a.将其放入密度为1g/cm3的水中,竖立静止后,在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3;
b.将其放入密度为0.9g/cm3的植物油中,用同样的方法在密度计上标上0.9g/cm3;
c.接着他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm3,将整个饮料吸管均匀标上刻度:
d.将做好的密度计放人密度为0.8g/cm3酒精中进行检验,却发现液面明显不在0.8g/cm3刻度处。为什么会
出现这种情况,请说明理由:___________。
29.如图所示是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验过程。
(1)由图b、c、d可得∶物体所受浮力的大小与物体排开液体的___有关;探究物体所受浮力的大小与物
体排开液体的密度是否有关时,应比较图b、e和______;
(2)比较图d、e可得∶物体所受浮力的大小与浸入液体中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)由图a、b、e、f可得:物体所受的浮力为____N,该物体的密度为___kg/m³;
(4)在实验过程中,小明还发现用测量浮力的方法也可以测量物体的密度:
①将物体挂在弹簧测力计下,测得物体的重力为G;
②将挂在弹簧测力计下的物体______入水中,此时弹簧测力计的读数为F;
③物体的密度表达式为ρ=________(用G、F和ρ 来表示)。
水
30.小明利用图所示实验探究“浮力大小和哪些因素有关”。他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它
分别浸入水和酒精中的不同位置:
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(1)四种情况中,______(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)图中金属块所受到的浮力最小;
(2)做丙、丁两次实验,是为了探究浮力大小与______是否有关;
(3)做______和______两次实验(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”),是为了探究金属块浸没在液体
中时,受到的浮力与深度无关;
(4)图戊中能正确反映浮力F和金属块下表面在水中的深度 关系的图像是______(选填“A”“B”“C”或
“D”);(金属块未接触容器底)
(5)小明想继续探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂
浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力______第二次铁片受到的浮力(选填“大于”“等于”或“小
于”);
②小明得出:物体受到的浮力与其形状有关。这个结论是______(选填“正确”或“错误”)的,因为
______。
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参考答案:
1. 1.2 排开液体的体积 浸入液体的深度 液体的密度
②⑥ dabc G-G=G-G
1 2 3 4
【解析】
【详解】
(1)[1]由图①知,铜块的重力为9N,由图②知,铜块浸没在盐水中弹簧测力计的示数为7.8N,铜块此
时受到的浮力
F =G -F=9N-7.8N=1.2N
浮盐 铜 1
(2)[2][3]由①③④⑤知,铜块浸入水中的深度不同,未浸没前,随着深度增加,铜块排开水的体积变大,
弹簧测力计的示数变小,说明所受的浮力变大;浸没后,随着深度的增加,铜块排开水的体积不变,弹
簧测力计的示数不变,说明所受的浮力不变。所以浮力的大小与排开液体的体积有关,与浸入的深度无
关。
(3)[4]由①④⑦知,铜块浸没在水和盐水的同一深度,排开水和盐水的体积相同,弹簧测力计的示数不
同,铜块所受的浮力不同,在盐水中受到的浮力大于在水中所受的浮力,说明浮力的大小与液体的密度
有关。
(4)[5]要探究物体所受的浮力的大小与物体的密度的关系,应将密度不同、体积相同的物体浸没在同种
液体中,即将体积相同的铜块和铝块分别浸没在水中,所以①④和②⑥进行对比分析。
(5)[6]要探究浮力的大小与物体排开液体所受的重力的关系,应先测量小桶的重力,再测量物体的重力,
然后将物体浸入水刚好到溢水口的容器中,用小桶接住溢出的水,最后测出小桶与排开的水的总重力,
所以正确的操作顺序是:d、a、b、c。
[7]由实验操作知,物体浸入水液体中所受的浮力
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F =G-G=2N-1.5N=0.5N
浮 1 2
排开的液体的重力
G =G-G=1N-0.5N=0.5N
排 3 4
所以
G-G=G-G
1 2 3 4
得出的结论是:浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。
2. 1.4 a、c、d 浮力大小与物体排开液体的体积有关
【解析】
【详解】
(1)[1]物体在空气中时弹簧测力计示数4.8N,图b在水中时弹簧测力计的示数为3.4N,则物体在水中
所受浮力
F =G-F=4.8N-3.4N=1.4N
浮
(2)[2]步骤a、c、d中,液体相同,浸没的深度不同,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力也
相同,可知浸没在液体中的物体所受的浮力大小与深度无关。
(3)[3]步骤a、b、c,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,说明物体
受到的浮力不同。所以可以得出结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
3. 竖直 2.7 物体排开液体的体积 液体的密度 无关
1.35×103 偏小 50
【解析】
【详解】
(1)[1]由实验过程可知,弹簧测力计要在竖直方向上测量拉力大小,故弹簧测力计使用前应该在竖直方
向上调零。
[2]由图A可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,故步骤A弹簧测力计示数为2.7N。
(2)[3]由表中A、B、C、D数据可知,金属块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则由称重
法可得,金属块所受浮力越大,故可知同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积大小有
关。
[4]由A、E、F可知,物体排开液体的体积相同时,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,即物体所受
浮力也不同,故可知物体受到的浮力大小还与液体的密度有关。
[5]由A、D、E可知,物体完全浸没后,浸入液体的深度增加,弹簧测力计的示数不变,则物体所受浮力
也不变,故可知物体受到的浮力大小与物体进入液体的深度无关。
(3)[6]由A中可知,合金块的重力为G=2.7N,由A、D可知,合金块完全浸没在水中时所受浮力为
F =G-F=2.7N-0.7N=2.0N
浮
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由F =ρ gV 可得,合金块的体积为
浮 液 排
故合金块的密度为
[7]若将A步骤放在E步骤后测量,则合金块沾水后,会使得重力测量值偏大,设此时测得的合金块的重
力为G′,则此时合金块所受浮力为
F′ =G′-F
浮
由阿基米德原理可得,此时测得的合金块的体积为
可得此时测得的合金块的密度为
故可知,当G′增大时,会使得合金块的密度测量值偏小。
(4)[8]若在C步骤中,拴着合金块的细绳突然断了,则合金块将下沉,由表中数据可得,由步骤C到步
骤D,合金块所受浮力的变化量为
ΔF =(2.7N-0.7N)-(2.7N-1.2N)=0.5N
浮
则由阿阿基米德原理可得,合金块排开水的体积变化量为
合金块排开水的体积变化量等于容器中水面升高的体积变化量,即
ΔV =ΔV =5×10-5m3
排 水
则由V=Sh可得,容器中的水的深度变化量为
故由p=ρgh可得,绳子断裂前后水对容器的压强增加量为
Δp=ρ gΔh=1×103kg/m3×10N/kg×5×10-3m=50Pa
水
4. 1 AD 3.8×103##3800 偏小 木块浸在液体中的体积 无关
1.15 7.25
【解析】
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【详解】
(1)[1]由图B弹簧测力计的示数可知物块重力G为3.8N,由图C可知物块浸没在水中时弹簧测力计的
示数即物块所受向上的拉力F为2.8N,由称重法可求得物块此时所受浮力为
故把物块浸没在盛满水的溢水杯中,物块受到的浮力大小是1N。
[2]计算出物块排开水的重力G ,需要用小桶和排开水的总重力G 减去小桶的重力G ,因此实验中需
排 总 桶
要利用图D测出小桶和排开水的总重力G ,还要利用图A测出小桶的重力G ,物块排开水所受的重力
总 桶
可由A、D两个步骤测出。
(2)[3]物块的质量为
物体浸没于水中时物体体积等于排开液体的体积,由阿基米德原理可得
则,物块的密度为
(3)[4]由阿基米德原理可知,物体所受的浮力等于排开液体的重力,小依在实验步骤C的测量中,把物
块浸没时不小心将溢水杯中的水溅出,这样会导致进入小桶中液体的质量小于实际排开液体的质量,进
而导致测得的“物体排开液体所受的重力”偏小。
(4)[5]图c测出来的是烧杯、酱油、定滑轮、木块、细线的总质量为
图d、e、f中利用整体法对由烧杯、酱油、定滑轮、木块、细线组成的整体进行受力分析,整体受竖直向
下的重力G ,电子秤施加的向上的支持力F ,手施加的向上的拉力F ,整体受力平衡,而烧杯对电
整体 支 拉
子秤的压力F 与电子秤对烧杯的支持力F 是一对相互作用力,则有
压 支
烧杯对电子秤的压力F 等于电子秤示数m乘以g,即F =mg,由以上分析可知,电子秤示数越小,F
压 压 拉
越大。
对木块进行受力分析:木块受竖直向下的重力G ,竖直向上的浮力F ,细线施加的向下的拉力F (与
木 浮 拉
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手施加的向上的拉力相等),木块静止,受力平衡,则有
由以上分析可知电子秤示数越小,F 越大,木块所受浮力F 越大,比较分析图c、d、e、f中电子秤的
拉 浮
示数可知,随着木块浸在液体中的体积增加,木块所受的浮力增大,因此说明浸在液体中的木块所受的
浮力大小与木块浸在液体中的体积有关。
[6]比较图e、f可知,随着木块浸没深度增加,浮力大小未变,说明浸在液体中的木块所受的浮力大小与
木块浸没深度无关。
[7]图b测出来的是烧杯、酱油、定滑轮、细线的总质量m,利用图c和图b电子秤示数的差值,可求得
b
木块的质量为
则木块的重力为
由烧杯、酱油、定滑轮、木块、细线组成的整体所受重力为
图e中烧杯对电子秤的压力为
木块所受的拉力为
浸没在酱油中所受的浮力为
木块的体积为
由阿基米德原理可得酱油的密度为
[8]图a可以得到烧杯、定滑轮、细线的总质量 ,实验过程中,在图c中电子秤所称质量最大,
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由题意得电子秤最大称量质量为3000g,即m 最大值为3000g,此时液体质量为
c
由密度公式 可知,当m 越大,液体体积V 越小时,液体密度ρ 越大,但利用此实验想将液体
液 液 液
密度测量出来,必须让木块浸没于液体中,则要求液面高度最低为木块高度与定滑轮离容器底的距离之
和,即
液面以下的体积为
液体体积为
此时液体体积最小,则液体密度最大值为
故在原有实验器材不变的情况下(只更换烧杯中的液体),理论上所能测量的液体密度最大值是7.25g/
cm3。
5. D 0.4N C、D 物体排开液体的体积 ABD
【解析】
【详解】
(1)[1]由题意知,物块受重力、水的浮力、测力计的拉力三个力的作用,在三个力的作用下在液体中静
止,保持平衡。所以这三个力平衡。因此竖直向上的浮力F 和拉力F 的合力与竖直向下的重力G平衡。
浮 拉
故选D。
(2)[2]由图甲中A步骤可知,物块的重力为2.4N;由图甲中B步骤可知弹簧测力计的示数为2N。根据
称重法测浮力可知,B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为
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F =G-F =2.4N-2N=0.4N
浮B B
(3)[3]图甲中的C、D步骤中,物块浸没在液体中,排开液体的体积和液体的密度都相同,浸没在液体
中的深度不同,因测力计示数相同,受到的浮力相同,故可得:浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无
关,可验证猜想a是错误的。
(4)[4]分析实验步骤A、B、C可知,在B、C步骤中,物体排开液体的体积不同,液体的密度相同。弹
簧测力计的示数不同,受到的浮力不同,可以说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(5)[5]当圆柱体物块刚接触水面时,浮力为0,随着物块浸入水中即物体下表面浸入水中深度逐渐增大,
物体排开液体的体积逐渐增大,由F =ρ V g可知,所受浮力大小均匀增加。当完全浸没于水中,直至
浮 水 排
浸没到更深位置(未触底),即物体下表面浸入水中深度继续增大,这个过程中物块排开液体的体积不
变,受到的浮力不变。此过程中物体所受浮力F与物体下表面浸入水中深度h关系的大致图像,如图所
示:
(6)[6]A.由图甲中的A步骤可知,物块的重力G=2.4N。由图甲中D步骤可知弹簧测力计的示数为
1.4N。根据称重法测浮力可知,D步骤中圆柱体物块受到水的浮力为
F =G-F =2.4N-1.4N=1N
浮 D
物体排开液体的体积等于自身的体积,由F =ρ V g可得,物块的体积为
浮 水 排
故A符合题意;
B.物块的质量为
物块的密度为
故B符合题意;
CD.由图甲中的步骤A、E可知,物块在盐水中受到的浮力为
F =G-F =2.4N-1.3N=1.1N
浮盐 E
由F =ρ V g可得,盐水的密度为
浮盐 盐 排
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因无法知道盐水的质量,故盐水的体积无法计算得出。故C不符合题意,D符合题意。
故选ABD。
6. 3 b 1 错误 将金属块挂在铁架台上,通过调节金属块浸在水中的深度来读
数 C 0.05
【解析】
【详解】
(1)[1]实例1表述的是鸡蛋在水中下沉,在盐水中可以浮起来,同一个鸡蛋在不同的液体中,所受的浮
力大小不同,故猜测浮力可能与液体的密度有关,故1不符合题意;
实例2铁钉和木头都在水中,但是铁钉和木头两个物体的沉浮不同,猜测浮力可能与物体的密度有关,
故2不符合题意;
实例3从游泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻,浸入的深度变大,浮力变大,浮力与浸入液体中的
深度有关,故3不符合题意;
实例4实心铁块在水中下沉,空心铁盒可以浮在水面上,假设质量相同,物体的重力相同,实心铁块的
体积小,空心铁盒的体积大,浸没时,空心铁盒排开液体的体积大,浮力大,探究浮力的大小可能与物
体排开液体的体积有关,故4不符合题意。
故选3。
(2)①[2]当h=0时,物体的下表面刚刚接触水面,浮力的大小为0,随着物体浸入液体中的深度增加,
排开液体的体积变大,浮力变大,当物体全部浸没时,排开液体的体积不变,浮力的大小不变,故浮力
的图像如图乙中的b曲线所示。
②[3]浮力的图像如图乙中的b曲线所示,金属块浸没在水中后受到的浮力不变,根据图b可知,浮力的大
小等于1N。
③[4]当物体浸没时,随着深度慢慢增加了,浮力的大小不变,故浮力的大小与深度无关,故猜想1错误。
④[5]用手提着弹簧测力计,测力计示数不稳定,故可以将弹簧测力计固定在铁架台上,下端挂着钩码,
通过调节金属块浸在水中的深度来读数。
(3)[6]弹簧测力计的示数为
可以判断当物体一定时,物体的重力和体积是不变的,液体密度越大时,弹簧测力计示数越小,弹簧测
力计示数和液体的密度是一次函数。
故选C。
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(4)[7]根据 可知,液体的密度为
则密度的差异为
弹簧测力计的分度值为0.1N,该“密度计”可以鉴别密度差异不小于
7. 2.7 0.1 排开液体的体积 液体的密度 1.3 420
【解析】
【详解】
(1)[1]测力计的分度值为 ,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为 。
(2)[2]由铜块的重力和表中对应的示数,在实验步骤中B中铜块所受浮力
(3)[3]由B到步骤D,排开液体的密度不变,铜块浸入水的体积越来越大,弹簧测力计示数 越来越小,
根据
则物体受到的浮力越来越大,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[4]分析实验步骤A、E、F可知,铜块排开液体的体积不变,而改变液体的密度,弹簧测力计的示数不同,
故可以说明浮力大小跟液体的密度有关。
(4)[5]对比步骤A、E、F,铜块浸没在水中受到的浮为
浸没在液体中受到的浮力为
因铜块均浸没,排开液体的体积等于其本身的体积,故 ,根据阿基米德原理有
所以
(5)[6]根据浮力产生的原因可知,B步骤中铜块下表面受到的压强为
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缓慢向杯内加水,铜块受到的浮力逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐减小;在步骤B中,铜块浸入水中
的深度为
当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),所加水的深度为
因此时排开水的体积为原来的2倍,浮力为原来的2倍,即
由于弹簧受到的拉力每减少 ,弹簧的长度就缩短 ,在步骤B的基础上,弹簧缩短了的距离为
即铜块上升的高度为
故还应再加 深的水,所以,增加的水的深度共计为
故烧杯底部受到水的压强增加了
8. 2 排开液体的体积 液体密度 浸没在液体中的深度 较
大 100 拉动细线使模型浸没在水中 不变
【解析】
【详解】
(1)[1]由图A可知,金属块的重力G=10N,由图B可知,金属块浸在水中时弹簧测力计的示数F
示
=8N,则金属块浸在水中所受的浮力为
(2)[2]图B、C、D金属块都浸入了水中,但是排开水的体积不同,弹簧测力计的示数也不同,所以三
种情况中金属块受到的浮力不同,据此可得出结论:金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
[3]图E、F中,金属块排开液体的体积相同,液体的密度不同,由弹簧测力计的示数不同,所以这两种情
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况中金属块受到的浮力不同,据此可得出结论:金属块受到的浮力大小与液体的密度有关。
[4]图A、D、E中,金属块排开液体的体积相同,液体的密度相同,浸没在液体中的深度不同,弹簧测力
计的示数相同,所以这两种情况中金属块受到的浮力相同,据此可得出结论:金属块受到的浮力大小与
浸没在液体中的深度无关。
(3)[5]由以上分析可知,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。选用体积较大的金
属块时,排开水的体积变化情况更为明显,所以在满足条件的情况下,应选较大体积的金属块。
(4)[6]A图时,桌面受到的压力为
①
B图时,将烧杯、水、金属块看成一个整体,此时桌面受到的压力为
②
而物体受到的浮力为
③
由①②③可得
即容器对水平面压力的增加量等于金属块浸入液体后所受的浮力。容器对桌面的压强增加量为
(5)①[7]A.当模型未放入水中时,容器及水对台秤的压力为
①
B.当模型漂浮时,容器对台秤的压力等于模型重、容器及水重,即
②
则模型的质量为
③
C.要求密度,还需测出模型的体积,所以我们应将模型完全浸入水中,然后利用阿基米德原理求得模型
的体积,所以拉动细线使模型浸没在水中,读出台秤示数m。
3
②[8]当模型完全浸没在水中时,容器对台秤压力为
④
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由②④得
⑤
物体浸没在水中时,模型受到的浮力为
⑥
将③、⑤带入⑥得
模型的体积为
所以模型的密度为
[9]根据密度的表达式 可知,若测量后发现此台秤的每次测量值均比真实值大1g左右,那么
密度为
因此测得模型的密度不变,与真实值相等。
9. 大 深度 丙戊 0.38 变小 C 0.82
大于
【解析】
【详解】
(1)[1]力可以改变物体的形状,紧密蒙在探头下端的橡皮膜,形变程度越大,说明它所受的液体压强越
大。
(2)[2]对比图丙、丁可知,液体的密度相同,探头所处的深度越深,橡皮膜形变程度越大,说明受到液
体的压强越大。即在同种液体中,液体内部压强与液体的深度有关。
(3)[3]对比图丙、戊可知,探头所处深度相同,液体的密度不同,探头下端橡皮膜的形变程度不同,说
明液体内部压强与液体的密度有关。
(4)[4]由丙图可知,探头排开水的体积
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V =38mL=38×10-6m3
排
则探头受到的浮力为
F =ρ gV =1.0×103kg/m3×10N/kg×38×10-6m3=0.38N
浮 水 排
[5][6]探头从图丙的位置不断缓慢往下放的过程中(未触底),液体的密度不变,探头下端的橡皮膜所处
的深度增加,受到的压强增大,橡皮膜形变(内凹)增大,排开水的体积减小,质量减小,由G=mg可
知,探头排开液体的重力将变小,即浮力变小。因为探头的重力不变,由
F =G-F
示 浮
可知,弹簧测力计的示数变大,当探头触底时,探头受到杯底的支持力,弹簧测力计的示数变小,故弹
簧测力计的示数先变大后变小,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
(5)[7]与丙图相比,丁图中探头少排开的液体体积为
ΔV =0.2cm×20cm2=4cm3=4×10-6m3
排
则浮力的减小量为
ΔF =ρ gΔV =1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-6m3=4×10-2N=0.04N
浮 水 排
由此可求得探头在丁图中所受的浮力为
F =F -ΔF =0.38N-0.04N=0.34N
浮丁 浮 浮
由探头下放5cm,溢水杯中水位下降0.2cm,丙图到丁图的过程中,探头上表面距水面的深度为
h=5cm-0.2cm=4.8cm
丁图中,探头上表面受到的压强为
p =ρ gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.8×10-2m=480Pa
上 水
丁图中,探头上表面受到的压力为
F =p S=480Pa×10×10-4m2=0.48N
上 上
由浮力产生的原因可知,丁图中水对橡皮膜产生的压力为
F =F +F =0.34N+0.48N=0.82N
下 浮丁 上
[8] 将该探头放入装满盐水的溢水杯中时,探头排开的盐水的体积为0.34cm3,由ρ > ρ 、F = ρ gV
盐水 水 浮 液
可得,在排开液体体积相同的浮情况下,液体的密度越大,物体所受的浮力越大,即探头在戊图中所受
排
的浮力较大,所需要的拉力小。
10. 0.5 物体排开液体的体积 无关 偏
大 C 2.4
【解析】
【详解】
(1)[1]从图A可以看到,弹簧测力计拉力为4N,则该圆锥形物体的重力为4N,再观察图B,弹簧测力
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计的拉力为3.5N,对圆锥形物体受力分析,它受到重力、浮力、测力计拉力而处于平衡状态,则B图中
物体所受的浮力为
B图中物体所受的浮力为0.5N。
[2]由图中步骤B、C可知,圆锥形物体浸没在液体中的体积不同,测力计的示数也不同,说明受到的浮力
大小也不同,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。
[3]由图中步骤A、C、D可知物体浸在水中的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,根据
可知,物体受到的浮力相同,说明了物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[4]从图A可以看到,该圆锥形物体的重力为4N,则它的质量为
该圆锥形物体的质量为0.4kg;由图C可知,该物体完全浸没在水中,测力计的拉力为3N,该物体的重
力为4N,则受到的浮力为
根据阿基米德原理可知,该物体的体积为
该物体的体积为 ;根据密度公式可知,圆锥形物体的密度为
圆锥形物体的密度为 。
[5]由图A、E可知,该圆锥形物体的重力为4N,该物体浸没在未知液体中,测力计的拉力为 ,
则该物体在未知液体中,受到的浮力为
该物体排开未知液体的体积为 ,根据阿基米德原理可知,该未知液体的密度为
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该未知液体的密度为 。
(3)[6]如果在步骤E中不小心使物体接触了容器底且与容器底部有力的作用,则容器底对物体有一个向
上的支持力作用,即 ,对物体受力分析,它受到支持力、浮力、测力计的拉力、重力的作用,而处于
平衡状态,即
可知道受到的浮力大小不变,自身重力大小不变,由于多了一个支持力,导致测力计的拉力比原来图E
的拉力要小,当实际计算时,只考虑到浮力、拉力、重力,没有考虑到支持力,那么重力减去拉力,得
到的浮力是偏大的,再根据阿基米德原理 ,求得的液体密度是偏大的。
(4)[7]观察该圆锥形物体,为上大下小,因此随着圆锥形物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也在
增加,然而排开水的体积增大的数量在变大,根据 可知,浮力变大,并且浮力增大的数值在
变大,根据 可知,测力计的示数在变小,并且测力计示数减小的数值在变大,即图中图线逐
渐变陡,直到圆锥形物体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变。
故选C。
(5)[8]设该物体的密度为 ,体积为 ,该物体浸没在E液体中时发现弹簧秤的示数是其所受浮力的
两倍,则可知 ,对该物体受力分析,它受到重力、浮力、测力计的拉力,处于平衡状态,可
得到
转化可得
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解得
该物体的密度是2.4g/cm3。
11. 1N 排开液体的体积 不变
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由图A、D知,金属块完全浸没后,受的浮力为
浮力的方向竖直向上,故如下图所示:
(2)[3]比较B、C、D图可知,液体的密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不同,浮
力不同,可以探究浮力的大小与物体排开液体的体积有关系。
(3)[4][5]设圆筒的重力G,由图丁可知,当玻璃筒内没有液体时,玻璃筒浸入水的深度为a,排开水的
0
体积
则
当玻璃筒内液体的深度为c时,玻璃筒浸入水的深度为b,玻璃筒内液体的重力
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玻璃筒受到的浮力
则
解得
故该液体密度值为 ;
考虑筒底厚度,当h =0时,h=m,假设此时h=d,如下图所示:
水 1 2
排开水的体积
则
则当h=c时,液体的深度h =c﹣m,水的深度为h=b,此时液体的重力
1 液 2
玻璃筒受到的浮力
由玻璃筒漂浮可得
解得
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由下图可知
因为△ABF≌△ACE,则
因为△CBD≌△CAE,则
所以,则
即
即
故
因此,筒底厚度对液体密度测量值没有影响。
12. 物体排开的液体的体积 无关 0.4
小于
【解析】
【分析】
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【详解】
(1)[1] 实心圆柱体的重力G,如图甲所示;接着将实心圆柱体挂在测力计下方,使物体浸入液体中静
止时,读出测力计对实心圆柱体的拉力F,由于圆柱体在水中受到浮力,此时弹簧测力计的示数减小,减
小的量等于圆柱体受到的浮力,实心圆柱体所受的浮力的表达式为
(2)[2]根据图甲、乙、丙可知,物体浸入液体的体积越大,物体受到的浮力越大,故物体受到的浮力与
物体排开的液体的体积有关。
[3]根据图甲、丙、丁可知,物体排开的液体体积不变时,增加物体在水中的深度,浮力不变,故物体受
到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)[4]由图数据可得图乙中实心圆柱体受到水的浮力为
[5]实心圆柱体的体积为
[6]圆柱体在盐水中受到的浮力
图戊中盐水的密度
(4)[7]③将杯中水倒掉,先将生姜放入烧杯中,然后将烧杯装满水,生姜未上浮。用电子秤测出烧杯、
水和生姜的总质量,记为m,此时杯子和水的质量为
3
②将烧杯装满水,用电子秤测出烧杯及水的总质量,记为m;两次测量杯中的水的质量差
2
生姜的体积等于两次测量杯中的水的质量差 所占的体积
他们所测得的生姜密度为
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[8] 若做完实验后才发现,电子秤盘上无任何物体时电子秤的示数为“0.1g”,则他们所测生
姜的平均密度
真实值
二者相减
因为生姜的密度大于水的密度,所以 ,所以
他们所测得生姜的平均密度小于生姜的真实平均密度。
13. 2.8 竖直 排开液体的体积 B、C 无 液体的密度
下沉 1.1
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]测力计分度值为0.2N,圆柱体所受重力为2.8N。
[2]图中,浮力、重力绳的拉力在一条直线上,重力的方向竖直向下,因此所受浮力的方向竖直向上。
(2)[3]分析A、B两图可知,排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,测力计示数不同,根据称重
法可知,物体受到的浮力不同,故浮力的大小与排开液体的体积有关。
(3)[4][5]研究浮力与浸入水的深度的关系,要控制排开液体的体积和密度相同,故分析B、C两图可知,
当圆柱体浸没水中后,此时圆柱体浸入水的体积不再变化,根据阿基米德原理可知,浮力不变,则所受
浮力的大小与它浸入水中的深度无关。
(4)[5][6]通过比较图C和图D可知,排开液体的体积相同,而液体的密度不同,故可以探究浮力大小
跟排开液体的密度是否有关。
[7]D图中,石块受到的浮力
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F =G F=2.8N 1.3N=1.5N