浮力计算实验探究题.doc

浮力计算实验探究题
浮力计算实验探究题
一．填空题（共2小题）
1．小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示.

（1）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用　 　图的装置来进行操作
（2）用图示实验数据测出盐水的密度是　 　kg/m3．（g取l0N/kg）
2．小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线如图1所示(由甲→丁），分析图象可知：
（1）描述的是金属圆柱体所受浮力变化情况的图象（图2）是　 　（选填“a”或“b”）；
（2)该金属圆柱体所受的重力为　 　N；
（3）该金属圆柱体的密度为　 　。

二．实验探究题(共8小题）
3．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。

（1)物体浸没在水中时受到的浮力是　 　N,方向为　 　；
（2）物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是　 　N；
（3）比较　 　两幅图可知，浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关；
（4）小明同学认为，可以通过比较ABCD四个步骤，探究浮力的大小与深度的关系，你认为是否合理　 　？原因是　 　。
4．童童和同学们在探究“浮力大小跟哪些因素有关”时，操作如下；

（1）如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关,于是他设计如图乙所示实验步骤，根据　 　两图可以验证猜想是否正确;
(2）童童通过观察b、e两图，得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论，你认为这样得出结论是否合理　 　(选填“是”或“否”），请你说出理由　 　；
（3）物体A完全浸没在水中受到的浮力为　 　N，对比c、d两图可得出　 　。
5．小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。

（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与　 　有关。
(2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用　 　图的装置来进行操作.
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是　 　N，圆柱体的体积是　 　m3．（g取l0N/kg）
（4）为了探究浮力大小与物体浸没在液体密度度有无关系,可选用　 　图的装置来进行操作。
（5）用图示实验数据测出盐水的密度是　 　kg/m3。
6．为了探究浸在液体中的物体所的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了下图所示的实验：

A、把合金块浸没在装满水溢水杯中，测出合金块所受的浮力,收集合金块排开的水
B、测出实心合金块所受的重力
C、测出空桶所受的重力
D、测出桶和排开的水所受到的重力
(1）你觉得合理的实验顺序是　 　.
(2）A图中合金块在水中受到的浮力是　 　N。
(3）选用其他液体多次实验后，可得出结论：　 　。
（4）图A中,浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金块所受的浮力　 　。（填“变大”、“变小"、或“不变”）
7．在探究有关浮力的实验中：
(1）如图所示，小明做了这样一个小实验：在水桶中装多半桶水，用手把空的饮料罐按入水中，体会饮料罐所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化。依据这个小实验，对“浮力的大小与什么因素有关？"这一问题,你做出的猜想是　 　。

（2)为验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是　 　。
（3）如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中　 　两个步骤测出了浮力（选填代号即可）.
（4)小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与上图不同，这个步骤是　 　（选填代号即可）.
8．同学们在认识和研究浮力时，进行了如下的探究：
（1）如图1所示，小明在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜，将其浸没在水中，出现如图所示的实验现象，说明浮力产生的原因是：　 　。
(2）小王利用弹簧测力计和带有标记线的长方体物块等器材，进行了如图2所示的实验。
①由图甲、乙、丙、丁可知当物体逐渐浸入水中时，所受浮力　 　（填“变大”、“变小"或“不变"），实验说明:浸在同一种液体中的物体受到浮力大小与　 　有关.
②由图丁和戊可以得出结论：　 　。
③物块在酒精中完全浸没时受到浮力　 　N，物块的体积　 　m3。
④本实验能否说明物体浸在同种液体中，所受浮力大小与浸入液体的深度无关？　 　。（填“能”或“否")
9．小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把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，如图所示.（酒精密度0.8×103千克/米3）
（1）上述四种情况，　 　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　 　有关。
（3）做　 　两次实验，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)金属块的重力是　 　。
(5)金属块的密度是　 　克/厘米3。

10．小林和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关"时，操作如下：

（1）如图甲所示小林把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关，于是他设计如图乙所示实验步骤,根据　 　两图可以验证猜想是否正确;
（2）小林通过观察b，e两图，得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论，你认为这样得出结论是否合理？　 　，请你说出理由　 　；
（3）实验结束后小林联想到压强知识，提出了下面的问题，请你帮助解答（选填“＞”、“＜”或“=”）； b，c两图中烧杯对水平桌面的压强分别是P1和P2,则P1　 　P2.

2018年08月10日科学2的初中物理组卷
参考答案与试题解析

一．填空题(共2小题）
1．小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示.

（1)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用　丙、丁　图的装置来进行操作
（2)用图示实验数据测出盐水的密度是　1。1×103　kg/m3．（g取l0N/kg）
【解答】解：(1）探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
（2)由图甲、丙所示实验可知，圆柱体浸没在水中时受到的浮力：
F浮=G﹣F=5N﹣1N=4N;
由F浮=ρ水gV排得圆柱体的体积：
V=V排===4×10﹣4m3；
由图甲、戊所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中所受浮力：
F浮盐水=G﹣F′=5N﹣0.6N=4。4N,
由F浮盐水=ρ盐水gV排可得,盐水的密度:
ρ盐水===1。1×103kg/m3。
故答案为：丙、丁；1。1×103。

2．小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线如图1所示（由甲→丁），分析图象可知：
（1)描述的是金属圆柱体所受浮力变化情况的图象（图2)是　a　（选填“a”或“b"）；
（2)该金属圆柱体所受的重力为　2.7　N;
（3)该金属圆柱体的密度为　2.7×103kg/m3　。

【解答】解：（1）因为在物体全部浸没前,物体进入到液体中的深度越深。排开液体的体积越大,浮力越大；物体全部浸没后，排开液体的体积不变,根据F浮=ρgV排可知，浮力不再变化；所以图象a符合金属圆柱体所受浮力和浸入深度的关系;
（2）图象b是弹簧测力计对金属圆柱体的拉力变化图象，物体没有浸入到水中前的拉力即为物体的重力G=F=2.7N;
（3）由图象a可知，圆柱体完全浸没后，圆柱体受的浮力为F浮=2。7N﹣1。7N=1。0N;
物体的重力为G=2.7N，所以质量为m===0.27kg；
所以物体的体积为V=V排===1.0×10﹣4m3;
物体的密度为ρ===2.7×103kg/m3。
故答案为：（1）a；（2）2.7；（3)2。7×103kg/m3。

二．实验探究题（共8小题）
3．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。

（1)物体浸没在水中时受到的浮力是　1　N，方向为　竖直向上　；
（2）物体浸没在酒精中时排开酒精的重力是　0。8　N；
(3）比较　DE　两幅图可知，浸没在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关；
（4）小明同学认为,可以通过比较ABCD四个步骤，探究浮力的大小与深度的关系,你认为是否合理　不合理　？原因是　BC两图中物体排开液体的体积不同　。
【解答】解:（1）物体浸没在水中时受到的浮力F浮水=G﹣F=4N﹣3N=1N，浮力的方向竖直向上；
（2）由阿基米德原理可知,物体浸没在酒精中时，它排开酒精的重力是F浮=G排=4N﹣3.2N=0。8N；
（3）探究浮力大小与与液体的密度，应控制物体排开液体的体积相同,种类不同，故应选择DE两图;
（4）探究浮力的大小与深度的关系，应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同，而BC两图中物体排开液体的体积不同,所以通过比较ABCD四个步骤,探究浮力的大小与深度的关系不合理。
故答案为：（1）1;竖直向上;(2）0.8；（3）DE;（4）BC两图中物体排开液体的体积不同。

4．童童和同学们在探究“浮力大小跟哪些因素有关”时，操作如下;

（1）如图甲所示童童把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大,由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关，于是他设计如图乙所示实验步骤，根据　bc或bd　两图可以验证猜想是否正确；
（2）童童通过观察b、e两图，得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理　否　(选填“是"或“否”),请你说出理由　没有控制排开液体的体积相同　；
(3）物体A完全浸没在水中受到的浮力为　1　N，对比c、d两图可得出　浮力的大小跟物体浸入液体的深度无关　。
【解答】解：（1）图a中所示物体的重力是4。0N，要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系，就要保证液体的密度一定而物体排开液体的体积不同，图bc或bd符合题意；
(2）由b图中看出，物体A没有浸没于水中，和e图中比较，物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同,不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关，故小明的结论是错的,因为研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开的液体的体积相等；
（3）物体A浸没在水中所受浮力大小为4N﹣3N=1N,
对比c、d两图液体种类相同，排开液体的体积相同，浸入的深度不同,浮力都是4N﹣3N=1N,由此可得
故答案为：（1）bc或bd；（2)否;没有控制排开液体的体积相同；（3）1；浮力的大小跟物体浸入液体的深度无关。

5．小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示.

（1）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与　排开液体的体积　有关.
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用　甲丙丁（丙丁）　图的装置来进行操作.
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力是　4　N，圆柱体的体积是　4×10﹣4　m3．（g取l0N/kg）
（4）为了探究浮力大小与物体浸没在液体密度度有无关系，可选用　甲丁戊　图的装置来进行操作。
（5）用图示实验数据测出盐水的密度是　1。1×103　kg/m3。
【解答】解：（1）分析图甲、乙、丙,根据F浮=G﹣F示，物体受到的浮力大小不同，物体排开液体的密度不变,改变的是物体排开液体的体积，说明浮力的大小与排开液体的体积有关；
（2)探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。
（3）圆柱体浸没在水中时受到的浮力大小F浮=G﹣F示=5N﹣1N=4N;
圆柱体的体积V=V排===4×10﹣4m3；
（4)分析图甲、丁、戊可知,在排开液体体积相同时,在水中受到的浮力为5N﹣1N=4N，在盐水中受到的浮力为5N﹣0。6N=4。4N,故要探究浮力大小与液体密度的关系,可选用图甲、丁、戊的装置来进行操作；
（5）圆柱体浸没在盐水中时受时的浮力F浮盐=G﹣F示盐=5N﹣0.6N=4.4N，
所以盐水的密度ρ盐水===1。1×103kg/m3。
故答案为：（1)排开液体的体积；（2）甲丙丁(丙丁）；（3）4;4×10﹣4m3；（4)甲、丁、戊；（5）1.1×103；

6．为了探究浸在液体中的物体所的浮力跟它排开液体所受的重力的关系，某同学进行了下图所示的实验：

A、把合金块浸没在装满水溢水杯中，测出合金块所受的浮力，收集合金块排开的水
B、测出实心合金块所受的重力
C、测出空桶所受的重力
D、测出桶和排开的水所受到的重力
（1)你觉得合理的实验顺序是　BCAD　。
（2)A图中合金块在水中受到的浮力是　1　N。
(3）选用其他液体多次实验后，可得出结论：　浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力　.
(4）图A中，浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，合金块所受的浮力　不变　.（填“变大"、“变小”、或“不变”）
【解答】解：（1）合理的实验顺序是：
B、测出实心合金块所受的重力；
C、测出空桶所受的重力；
A、把合金块浸没在装满水的溢水杯中，测出合金块所受的浮力，收集合金块排开的水；
D、测出桶和排开的水所受的重力。
（2）由图中数据可知，合金块受到的浮力：F浮=G合金﹣F=4N﹣3N=1N，
(3）合金块没入水中后排开水的重力：G排水=G桶和水﹣G空桶=1.5N﹣0.5N=1N，
选用其他液体多次实验后，可得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力；
(4）由阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可知，浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关。
当浸没在水中的合金块匀速向下运动的过程中，V排一定，则合金块所受的浮力不变。
故答案为:（1）BCAD；（2）1;(3）浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力；（4）不变。

7．在探究有关浮力的实验中：
（1）如图所示,小明做了这样一个小实验：在水桶中装多半桶水,用手把空的饮料罐按入水中,体会饮料罐所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化.依据这个小实验，对“浮力的大小与什么因素有关?”这一问题,你做出的猜想是　浮力的大小与物体排开液体的体积有关　。

（2）为验证阿基米德原理,实验需要比较的物理量是　浮力和物体排开液体的重力　。
（3）如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中　B和C　两个步骤测出了浮力（选填代号即可）。
(4）小明同学利用上面实验中的器材和木块，进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。但实验过程中有一个步骤与上图不同,这个步骤是　C　（选填代号即可).
【解答】解：（1）用手把空的饮料罐按入水中，手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按，浮力越大；空饮料罐向下按入的过程中，水面会升高，空饮料罐排开水的体积比较大；由此得出猜想：浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（2)浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，大小等于它排开液体的重力,要验证阿基米德原理就要测量物体受到的浮力和物体排开液体的重力；
(3）先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小，减小的示数就是物体受到的浮力，根据B和C两个步骤就可以测出浮力；
(4）物体漂浮在水面上，只有部分浸入水中，我们要测量漂浮在木块上的浮力，就要让木块漂浮在水面上,而不是浸没.
故答案为：
（1）浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（2）浮力和物体排开液体的重力;
（3）B和C；
（4）C。

8．同学们在认识和研究浮力时，进行了如下的探究：
（1）如图1所示,小明在玻璃圆筒的两端蒙上绷紧程度相同的橡皮膜,将其浸没在水中，出现如图所示的实验现象,说明浮力产生的原因是：　上下两个表面受到的压力差　.
(2）小王利用弹簧测力计和带有标记线的长方体物块等器材,进行了如图2所示的实验。
①由图甲、乙、丙、丁可知当物体逐渐浸入水中时，所受浮力　变大　（填“变大”、“变小"或“不变”），实验说明:浸在同一种液体中的物体受到浮力大小与　物体排开液体的体积　有关。
②由图丁和戊可以得出结论：　浮力的大小与液体的密度有关　。
③物块在酒精中完全浸没时受到浮力　1.4　N，物块的体积　2×10﹣4　m3。
④本实验能否说明物体浸在同种液体中，所受浮力大小与浸入液体的深度无关?　否　。（填“能”或“否”）
【解答】解：(1）当玻璃圆筒沿水平方向放置时，由于同一深度，液体压强相等，且受力面积相等，所以水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向左和压力F向右的大小相等，当玻璃圆筒沿竖直方向放置时，水对玻璃圆筒两端的橡皮膜的压力F向上大于F向下,竖直方向的合力不为0，方向竖直向上;
结合图1可知，液体会对正方体产生一个向上的和向下的压力不相等,压力差F差=F向上﹣F向下，．实际上，这个压力差就是液体对正方体的浮力。
（2)①根据图中物体浸入到液体中的体积和弹簧测力计示数的变化,物体进入到液体中的体积越大，即排开液体的体积越大，弹簧测力计的拉力越小，根据F浮=G﹣F拉可知，物体重力不变，物体受的浮力会越大；由此说明浸在同一种液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体的体积有关。
②分析图丁和戊可知,物体全部浸没在液体中，排开液体体积相同，液体密度不同，浮力不同，液体密度越大，浮力越大，
因此可得出结论：浮力的大小与液体的密度有关.
③物块在酒精中完全浸没时受到浮力F浮酒精=G﹣F4=5。6N﹣4。2N=1。4N，
由F浮=ρ液gV排可得，
物块在水中完全浸没时受到浮力F浮水=G﹣F3=5。6N﹣3.6N=2N，
V排===2×10﹣4m3；
因为全部浸没,物块的体积V=V排=2×10﹣4m3；
④探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,而本实验没有体现物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同这一步骤，所以本实验不能说明物体浸在同种液体中，所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
故答案为：(1）上下两个表面受到的压力差;（2）①变大；物体排开液体的体积；②浮力的大小与液体的密度有关；③1。4；2×10﹣4;④否.

9．小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系。他把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,如图所示.（酒精密度0.8×103千克/米3）
（1）上述四种情况，　甲　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　液体密度　有关.
（3）做　乙、丙　两次实验,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）金属块的重力是　5N　.
（5)金属块的密度是　5　克/厘米3.

【解答】解:（1)因为在数值上重力=浮力+拉力，所以受到的浮力最小，弹簧测力计的示数最大,应该是甲图。
（2）丙、丁两次实验，金属块排开液体的体积和浸没的深度都相同,只有液体的密度不同,因此是探究浮力与液体密度的关系；
（3）探究浮力与深度的关系时，根据控制变量法的思想，应控制液体种类和排开液体的体积相同，只改变浸没的深度，符合条件的只有乙、丙，数据显示浮力与浸没的深度无关.
(4）由乙图或丙图可知，F拉水=4N，
则F浮水=G﹣F拉水=G﹣4N，
由丁图可知，F拉酒精=4。2N,
则F浮酒精=G﹣F拉酒精=G﹣4.2N,
由F浮=ρ液gV排，可得
ρ水gV排水=G﹣4N﹣﹣﹣﹣①
ρ酒精gV排酒精=G﹣4.2N﹣﹣﹣﹣①
由①②联立解得G=5N，V排水=V排酒精=1×10﹣4m3,
（5）因为G=5N,由G=mg得,
m===0。5kg,
因为物体都是浸没,所以V物=V排水=V排酒精=1×10﹣4m3，
则ρ物===5×103kg/m3=5g/cm3。
故答案为：（1）甲;（2)液体密度;（3)乙、丙；（4）5N;（5）5g/cm3。

10．小林和同学们在探究“浮力大小与哪些因素有关"时，操作如下：

（1)如图甲所示小林把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与排开水的体积有关，于是他设计如图乙所示实验步骤，根据　bc(或bd）　两图可以验证猜想是否正确；
（2）小林通过观察b，e两图,得出了“浮力的大小与液体密度有关”的结论,你认为这样得出结论是否合理？　不合理　，请你说出理由　实验中没有控制物体排开液体的体积相同　；
（3)实验结束后小林联想到压强知识,提出了下面的问题，请你帮助解答（选填“＞”、“＜"或“=”）； b，c两图中烧杯对水平桌面的压强分别是P1和P2,则P1　＜　P2.
【解答】解:(1）要验证浮力大小和物体排开液体体积的关系，就要保证液体的密度一定而物体排开液体的体积不同，图bc或bd符合题意；
（2）由b图中看出，物体A没有浸没于水中，和e图中比较，物体排开液体的体积不同,液体的密度也不同，不能得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关,
故小林的结论是错的,因为研究浮力大小与液体的密度的关系,要保证排开的液体的体积相等；
（3)因物体浸入水中时受到向上的浮力，同时物体给液体一个先下的压力，这两个力的大小相等，
所以，桌面受到的压力等于烧杯和水的重力加上物体的浮力,
因c中弹簧测力计的示数较小，由F浮=G﹣F′可知受到的浮力较大，
所以,c对桌面的压力大于b对桌面的压力，
烧杯的底面积相同,由p=可知,p1＜p2。
故答案为：
（1）bc（或bd）;
（2）不合理；实验中没有控制物体排开液体的体积相同；
(3）＜。

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