重庆市中考物理总复习测试 第5讲 浮力 第二节 浮力的相关实验测试2含答案.docx
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重庆市中考物理总复习测试第5讲浮力第二节浮力的相关实验测试2含答案
第5讲浮力
第二节浮力的相关实验
重庆10年中考真题（2008～2017）
1．（2017重庆A卷17题
（2）5分）小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块，探究“影响浮力大小的因素”．
第1题图
①他将搅匀的糖水装入柱形杯中，置于电子秤上，如图甲所示；
②用体积不计的细线系好石块，缓慢浸入糖水至刚好浸没，电子秤示数逐渐增大，则糖水对杯底的压力________（选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小”），说明石块所受浮力大小与______________有关．如图乙所示，石块所受浮力大小为________N；
③他将石块沉入杯底，松开细线，如图丙所示，便开始书写探究报告；
④完成探究报告后，他将石块从糖水中缓慢提起．细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前，电子秤示数一直减小，这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度________（选填“有关”或“无关”），造成这个结果的主要原因可能是_________________________________________．
2．（2015重庆A卷17题9分）小冉在探究“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．
（1）小冉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），并将其示数记录在下表中：
第2题图
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
（2）在实验步骤B中铜块所受浮力F浮＝________N.
（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，可以说明浮力大小跟________________有关．
（4）小冉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），还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是________Pa，并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐________（选填“增大”或“减小”）．
（5）小冉在步骤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，发现弹簧测力计的示数逐渐________（选填“增大”或“减小”）；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）
3．（2015重庆B卷17题9分）某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中，做了如图1所示的实验，将同一物体A逐渐浸入到密度为ρ0的液体中，并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律，得出以下一些结论：
第3题图1
（1）分析比较实验甲、乙、丙可初步得出结论：
当液体的密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越________；分析比较实验序号____________可初步得出结论：
当排开液体的体积相同时，物体所受浮力与浸没在液体中的深度________（选填“有关”或“无关”）．
（2）由实验可知A物体的重力为________N，A物体浸没在液体中时所受的浮力是________N.
（3）同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块B物体的密度，她具体操作如下：
①取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中，待其静止后用刻度尺测出有
高度露出液面，如图2甲所示，则木块浸入液体中的深度是________，木块底部所受液体的压强是________（以上两空均用相关的物理量表示）．
②将B物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1，如图2乙．
③用体积可忽略不计的细线将物体B系在木块中央，放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2，如图2丙．
第3题图2
④则B物体的密度ρB＝__________________（用相关的物理量表示）．实验结束后同学们展开了激烈讨论，认为小薇同学的操作还是有一些不足，请你说出一条不足之处：
______________________________．
4．（2017重庆B卷17题8分）如图所示，小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究．
（1）实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行______．本实验中，使用弹簧测力计时，手应该拿住弹簧测力计的______（选填“拉环”或“刻度盘”）．
第4题图甲
（2）小彬同学依次进行了如图所示的实验，第①次实验中测力计示数为______N．通过分析发现，浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度______（选填“有关”或“无关”）．进一步分析得出：
物体浸没后与放入前相比，容器对水平地面的压力增加了______N.
（3）小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验，发现一个有趣的现象：
悬浮在盐水中如图乙所示位置的鸡蛋，如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离，撤销外力后它马上又会回到原来位置悬浮．此现象初步表明：
深度增大，浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）为了精确检验这一结论是否正确，小彬同学找到一个分度值为0.1g的电子秤，将图甲中的纯水换成盐水静置一段时间后，用图甲中的同一物体，依次进行了图丙所示的实验．分析电子秤的示数可知：
（3）中的结论是正确的．进一步分析可知，出现这一现象的真正原因是：
盐水的________随深度而变化．小彬同学为自己的新发现感到万分高兴，但他并没有停下探究的脚步，再一次分析，他计算出图丙②到图丙④细线对物体拉力的变化量为________N.
第4题图
5．（2012重庆18题9分）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，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，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．他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积，实验数据记录在下表中．
第5题图
液体种类
实验序号
物体重力
G物（N）
弹簧测力计示数F（N）
物体受到浮力F浮（N）
排开液体体积V排（cm3）
水
ρ水＝1.0g/cm3
1
2
1.5
50
2
1.0
1.0
100
3
0.5
1.5
150
酒精
ρ酒精＝0.8g/cm3
4
2
1.6
0.4
50
5
1.2
0.8
100
6
0.8
1.2
150
（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为__________N，第一次实验中物体所受的浮力F浮＝__________N.
（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6）可初步得出结论：
当液体的种类相同时，排开液体的体积越____________，浸在液体中的物体受到的浮力越大；分析比较实验序号__________可初步得出结论：
当排开液体的体积相同时，液体密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大．
（3）请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排＝______N．通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证__________原理．
（4）本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了__________（选填字母序号）．
A.寻找普遍规律 B.取平均值减小误差
（5）实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越______．于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲；当他把物块浸没在水中时，如图乙，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙，应该在弹簧测力计刻度盘的______N处对应标上0.8g/cm3的字样，聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤．
答案
1.（每空1分，共5分）②逐渐增大 排开液体的体积 0.214④有关 糖水密度不均匀，下面糖水的密度大于上面糖水的密度
【解析】②石块缓慢浸入糖水至刚好浸没，这一过程中，糖水的深度增加；由p液＝ρ液gh可知：
糖水对杯底的压强逐渐增大；由F液＝p液S可知：
糖水对杯底的压力逐渐增大，说明石块所受浮力大小与石块排开液体的体积有关，由图甲可知：
F甲＝G杯＋G糖水①；由图乙可知：
F乙＝G杯＋G糖水＋G石－F拉＝G杯＋G糖水＋F浮②；②－①得：
图乙位置石块所受的浮力F浮＝F乙－F甲＝G乙－G甲＝m乙g－m甲g＝421.4×10－3kg×10N/kg－400.0×10－3kg×10N/kg＝0.214N；④由题意可知：
电子秤示数一直减小，说明石块所受的浮力F丙减小；由图丙可知：
F丙＝G杯＋G糖水＋G石－F拉＝G杯＋G糖水＋F浮，则F浮也减小；由F浮＝ρ液gV排可知：
V排不变，则ρ液减小；由于糖水放置了一段时间，下面糖水的密度将大于上面糖水的密度，所以导致石块从糖水中缓慢提起的过程中，所受浮力减小，故石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度有关．
2.（每空1分，共9分）
（1）2.7
（2）0.1 （3）物体排开液体的体积 液体的密度 （4）1.3 200 增大 （5）减小 420
【解析】
（1）由题图可知，该弹簧测力计的分度值为0.1N，则其示数为2.7N；
（2）由表中数据可知，在实验步骤B中弹簧测力计的示数为2.6N，又由第
（1）问可知，铜块的重力为2.7N，故此时铜块所受浮力F浮＝G－F＝2.7N－2.6N＝0.1N；（3）由实验步骤A、B、C、D可知，液体密度相同，在液体中所处深度相同，但铜块排开液体的体积不同，铜块所受的浮力也不同，故可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；由实验步骤A、E、F可知，铜块排开液体的体积相同，在液体中所处深度相同，液体密度不同，铜块所受的浮力也不同，故可以说明浮力大小跟液体的密度有关；（4）由A、D或A、E两实验步骤可知，铜块完全浸没在水中所受的浮力为F浮′＝G－F′＝2.7N－2.4N＝0.3N；铜块的体积即铜块排开水的体积V铜＝V排＝
＝
＝3×10－5m3；由A、F两实验步骤可知，铜块完全浸没在某液体中所受的浮力为F浮″＝G－F″＝2.7N－2.3N＝0.4N，此时铜块排开液体的体积即铜块的体积，则该液体的密度为ρ液＝
＝
≈1.3×103kg/m3＝1.3g/cm3；由第
（2）问可知，此时铜块所受浮力F浮＝0.1N；根据浮力产生的原因，即物体所受浮力是由液体对物体上下表面的压力差产生的，故此时铜块下表面受到水的压力F＝F浮＝0.1N；由于铜块的底面积S＝5cm2＝5×10－4m2，故铜块下表面受到水的压强为p＝
＝
＝200Pa.根据前面的分析及实验步骤B、C、D可知，铜块下表面所处的深度增加，由p＝ρgh得受到水的压强增大；（5）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，铜块排开液体的体积增大；由F浮＝ρ液gV排可知，铜块所受的浮力也增大；由F浮＝G－F可知，弹簧测力计的示数逐渐减小，也就是弹簧测力计缩短了一定的长度；由于实验步骤B中弹簧测力计的示数为2.6N，铜块完全浸没在水中弹簧测力计的示数为2.4N，减小了ΔF＝2.6N－2.4N＝0.2N；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，则弹簧测力计缩短的长度为0.2cm＝2×10－3m．在实验步骤B中，铜块排开水的体积为V排＝
＝
＝1×10－5m3，则铜块在水中的深度为h＝
＝
＝2×10－2m，h铜＝
＝
＝0.06m＝6cm；若不计弹簧测力计缩短的长度，刚好浸没铜块还需注水的高度为h′＝h铜－h＝6×10－2m－2×10－2m＝4×10－2m．但事实上，水升高的高度包括弹簧测力计缩短的长度和浸没铜块还需水的高度；因此水升高的高度为Δh＝4×10－2m＋2×10－3m＝4.2×10－2m，故烧杯底部受到水的压强增加了Δp水＝ρ水gΔh＝1×103kg/m3×10N/kg×4.2×10－2m＝420Pa.
3.（每空1分，共9分）
（1）大 甲、丙、丁（或丙、丁） 无关
（2）6 2 （3）①0.6a 0.6aρ0g ④
ρ0 刻度尺测量有误差（或木块吸水等）
【解析】
（1）由题图1实验甲、乙、丙可知：
液体的密度相同，物体排开的液体的体积越大，弹簧测力计的示数越小，则物体受到的浮力越大．研究物体所受浮力与浸没在液体中的深度的关系时，要控制排开液体的体积相同，而改变浸没在液体中的深度，故应选实验序号甲、丙、丁三图（或丙、丁两图），由于弹簧测力计的示数不变，则物体受到的浮力也不变，即物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关；
（2）由题图1甲中弹簧测力计的示数可知，A物体的重力为6N；由题图1丙或图丁可知：
A物体浸没在液体中弹簧测力计的示数为4N，故所受的浮力是F浮＝G－F＝6N－4N＝2N；（3）由于正方体木块的边长为a，待其静止后有
高度露出液面，则木块浸入液体中的深度是（1－
）a＝0.6a；木块底部所受液体的压强是p液＝ρ液gh＝ρ0g×0.6a＝0.6aρ0g；此时木块漂浮，则G木＝F浮＝ρ液gV排＝ρ0g×
a3＝0.6a3ρ0g.由图2乙可知：
F浮＝G木＋GB①，则有ρ0g（a－h1）a2＝0.6a3ρ0g＋GB，解得：
GB＝0.4a3ρ0g－h1a2ρ0g；故物体B的质量mB＝
＝
＝（0.4a－h1）a2ρ0；由图2丙可知：
F浮′＝G木＋GB②，由①②得：
F浮′＝F浮，即ρ0g（a－h2）a2＋ρ0gVB＝ρ0g（a－h1）a2，解得：
VB＝（h2－h1）a2；故物体B的密度ρB＝
＝
＝
ρ0.小薇同学操作的一些不足为：
刻度尺测量有误差、木块吸水等．
4.（每空1分，共8分）
（1）调零 拉环
（2）2.5 无关 1 （3）增大 （4）密度 0.025
【解析】
（1）因为本实验中弹簧测力计是在竖直方向上使用，所以使用前先在竖直方向上对弹簧测力计进行调零；使用弹簧测力计时，手应拿住弹簧测力计的拉环；
（2）由图甲①可知，弹簧测力计的示数为2.5N；因为②③④次实验中弹簧测力计的示数均为1.5N，计算可得三次实验中物体受到的浮力均为F浮＝2.5N－1.5N＝1N，所以浸没在纯水中的物体所受浮力大小与深度无关；物体浸没后容器对水平桌面的压力F＝G容器＋G液＋G物－F拉，而G物－F拉＝F浮，所以F＝G容器＋G液＋F浮，而放入物体前容器对桌面的压力为F′＝G容器＋G液，所以物体浸没后与放入前相比，容器对桌面压力的增加量为ΔF＝F－F′＝F浮＝1N；（3）将鸡蛋向下压后它会上浮，且上浮时鸡蛋受到的浮力一定会大于重力，表明向下压后F浮＞G，所以浸没在盐水中的鸡蛋所受浮力会随深度的增加而增大；（4）因为盐水静置一段时间后，越深的地方密度会越大，即盐水的密度会随深度的变化而变化，从而导致浸没的物体在不同深度处所受浮力不同；由图丙可知，从②到④过程电子秤所受压力变化量为ΔF＝（1.1097kg－1.1072kg）×10N/kg＝0.025N，由
（2）中分析可知，容器对电子秤压力的变化量为物体所受浮力的变化量，所以物体所受浮力变化量也为0.025N，而绳子拉力为F＝G物－F浮，所以绳子拉力变化量与浮力变化量相等，即为0.025N.
5.（每空1分，共9分）
（1）2 0.5
（2）大 1、4（2、5或3、6）（3）0.5 阿基米德 （4）A （5）小 0.7
【解析】
（1）由表格数据可知，物体重力为2N．在第一次实验中，F浮＝G－F示＝2N－1.5N＝0.5N；
（2）分析实验1、2、3可知，随着V排的增大，F浮逐渐变大，可知当液体的种类相同时，V排越大，F浮越大．分析实验1、4（2、5或3、6）可知当V排相同时，随着ρ液的增大，F浮变大，可知，当V排相同时，ρ液越大，F浮越大；（3）由阿基米德原理可得G排＝F浮＝0.5N；（4）选用不同液体进行多次实验，是为了寻找普遍规律；（5）由F浮＝G－F示可知，ρ液越大，F浮越大，则F示会越小．由图甲可知，G＝1.5N，当物体浸没于水中且F示′＝0.5N时，V物＝
＝
＝1×10－4m3，当物体浸没在酒精中时，F浮′＝ρ酒精gV物＝0.8×103kg/m3×10N/kg×1×10－4m3＝0.8N，则F示″＝G－F浮′＝1.5N－0.8N＝0.7N，故应在0.7N处对应标上0.8g/cm3的字样．
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