浮力实验(word版含答案).doc

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1.在一支平底试管内装入适量的铁砂，然后先后放入装有甲、乙两种不同液体的烧杯里，如图所示．

（1）请在图2中画出试管（含铁砂）所受重力和浮力的示意图。

（力的作用点在O点）

（2）试管在甲液体里排开液体的质量试管在乙液体里排开的液体质量；装甲液体的烧杯底内部所受液体压强装乙液体的烧杯底内部所受液体压强；甲液体对试管底部压强乙液体对试管底部的压强。

（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

2.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），并将其示数记录在表中：

（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kg/m3（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）

（6）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，如图甲所示；当他把物块浸没在水中时如图乙所示，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，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的N处对应标上0.8g/cm3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．密度称上的刻度是（均匀的/不均匀的）。

答案：

2.7；0.1；排开液体的体积；液体的密度；1.3×103；200；增大；减小；420；小、不均匀

3.在探究影响浮力大小因素的实验中，同学们提出了下列4种猜想：

猜想1：

浮力大小与液体密度有关；

猜想2：

浮力大小与物体浸入液体的体积有关；

猜想3：

浮力大小与物体的形状有关；

猜想4：

浮力大小与物体所受的重力有关．

（1）如图1所示，小明把一个柱状固体挂在弹簧测力计下，使它浸在液体中的体积逐渐增大，观察到弹簧测力计的读数逐渐减小．此实验说明猜想________是正确的．

（2）如图2所示，小明将同一石块分别浸没在水和盐水中，此实验为了验证猜想________．在实验中，观察到石块浸没在盐水中静止时弹簧测力计的示数小，则说明石块在盐水中受到的浮力________（填“大”或“小”）．

（3）为了验证猜想3，小明将同一橡皮泥做成不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉．由此得出结论：

浮力的大小与物体的形状有关，请指出他的实验方法的错误：

（4）为了验证猜想4，小明将重力相同而体积不同的铁块和铝块浸没在水中，观察到所受的浮力大小不相等，由此得出结论：

浮力的大小与物体的重力无关．请指出他的实验方法的错误：

（5）小丽认为“浮力的大小还与物体的密度有关”，小丽选用了两种不同物体A和B，她将物体B逐渐浸入水中，容器中的水面上升至图示O位置时，发现棉线松弛，弹簧测力计的示数变为0，如图所示，取出物体B后，小丽又将物体A缓慢浸入水中，她在水面上升到（选填“O点之上”、“O点”或“O点之下”）位置时，读取弹簧测力计的示数，这样做是为了控制相同，以便判断浮力的大小与物体的密度是否有关。

答案：

（1）2　

（2）1　大　（3）没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同　（4）没有控制物体浸入液体的体积相同，没有改变重力的大小，O点，浸入体积

4.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14所示的实验，将同一物体A逐渐浸入到密度位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：

（1）分析比较实验序号甲、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2/5高度露出液面，如图15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15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15丙。

④则B物体的密度=（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。

答案：

木块露出液面的高度的测量有误差

5.小明帮爷爷浇菜园。

他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。

由此他猜想：

浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。

于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如下图所示的探究。

（1）分析上图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力。

（2）实验结束后，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，如上图所示。

（ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）分析图象可知：

①曲线（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。

②该金属圆柱体所受的重力为N，金属圆柱体的密度为kg/m3。

（3）爷爷鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否与液体的密度有关”这一问题进行探究。

请你帮小明选择合适的器材，并写出实验步骤。

实验器材：

__________________________________________________________

实验步骤：

___________________________________________________________

答案：

（1）越大

（2）①a②2.7；2.7×103（3）

器材：

金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线

步骤：

①用细线拴住金属圆柱体，悬挂在弹簧测力计下。

②将金属圆柱体完全浸没在清水中，读出此时弹簧测力计的示数F1。

③将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F2。

④比较F1和F2的大小，分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关

6.在学过浮力的知识后，小明同学在一只薄塑料袋内装入大半袋水做了下图所示的实验.请根据图中信息回答下列问题：

（1）图b中塑料袋所受的浮力是N.

（2）根据图，可初步得出浮力的大小与物体排开液体的体积有关.

（3）将塑料袋由c图所示的位置继续向下浸入水中，当袋中的水面与容器中的水面相平时,弹簧测力计的示数将变为N，这一现象可验证阿基米德原理.

（4）d图容器中装有未知液体，当袋中的水面与容器中的液面相平时，弹簧测力计的示数如图所示，则该液体的密度为kg/m3.

（5）实验中选用薄塑料袋，是为了忽略塑料袋的重力和体积对实验的影响.这种突出问题的主要方面、忽略次要因素的研究方法是物理学中常采用的.以下四个实例中没有用到此研究方法的是

A.选用轻绳探究定滑轮工作时的特点

B.选用轻质卡片探究二力平衡的条件

C.选用轻质小球来显示发声音叉的振动

D.选用薄玻璃板来探究平面镜的成像特点

答案：

（1）1.8；

（2）abc（3）0（4）0.8×103；（5）C

7.通过物理课的学习，同学们知道了浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。

但是新闻报道中说：

“北京‘水立方’游泳池的水比别的游泳池深了0.5m，因为水多了，浮力就大了，所以运动员在‘水立方’的比赛成绩会普遍提高。

”小吴和小彤决定要探究浮力的大小是否与水的质量有关。

（1）他们用两块完全相同的橡皮泥各自进行了实验，两烧杯中分别加水300g和200g，步骤如图所示，经过交流，发现实验结论是不一致的，你认为______________的实验方案得出的结论更可靠，另一方案得出的结论不可靠的主要原因是______________________________.

（2）他们选择了可靠的实验方案继续实验，收集到的数据如下表所示。

请在答题卡对应的表格中把浮力一栏补充完整。

分析实验数据，他们得到的结论是________________________________________________

（3）小昊发现第一组数据中质量为100g的水产生的浮力大于其自身的重力，为什么会这样呢？

于是他将实验序号1用的橡皮泥捏成圆柱状，利用量筒重新进行了实验探究，如右图所示。

通过对实验数据的分析，他对浮力有了更深刻的认识：

浮力的大小等于物体______________（选填“排开”、“排出”或“排开和排出都行”）液体受到的重力。

（4）如右图所示，容积为10dm3的圆柱形容器中盛有10N水。

则该容器中的水在不溢出的情况下，对放入其中的物体能产生的最大浮力为______________N（取g=10N/kg）

答案：

（1）小彤；未控制物体排开液体的体积相同；

（2）浸在液体中的物体所受的浮力与水的多少无关（3）排开（4）90

8.小明利用如图甲所示的实验装置进行浮力有关问题的探究，他用弹簧测力计测出物体的重力，并把它慢慢放入水中，根据测力计的实验数据，绘出了弹簧测力计对物体的拉力和物体所示浮力随着浸入水中深度变化的图像（如图乙所示）

（1）根据图甲所示，物体的重力为N。

（2）分析图乙图像可知：

图像（选填“a”或“b”）是描述物体所受拉力随浸入水中深度的变化图像；F1、F2、F3这三个力之间的等量关系是

（3）从图中可以看出物体密度与水的密度的关系：

ρ物2ρ水

答案：

2；a；F1=F2=F3；＜

9.晓雯学习了浮力知识后进一步思考：

浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体一定有向下的压力，那么浮力的大小与物体对液体压力的大小有什么关系呢？

（1）晓雯利用烧杯、水、天平、金属圆柱体、细线和测力计，进行了如下探究，如图所示，实验步骤如下：

①在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量m=136g；

②用测力计测出圆住体的重力G=0.54N；

③如图所示，将圆住体部分没入水中，记下测力计的示数F，则圆柱体所受水的浮力为N；保持圆柱体浸入水中的部分不变，向天平的右盘加上适量的砝码．使天平重新平衡．记下天平的读数m2，则圆柱体对水的压力为．

（2）下表为晓雯记录的实验数据：

（表中h2＞h1　）

①通过分析表格中的数据，可以得出：

浮力的大小（选填“大于”、“小于”或“等于”）物体对液体压力的大小；此外他们还发现：

物体浸没时浮力与浸入的深度（选填“有关”或“无关”）．

②由实验中的数据可知，该圆柱体的密度为kg/m3．

（3）实验结束后晓雯联想到压强知识，提出了下面两个问题，请你帮助解答

①圆柱体从部分浸入水中到完全浸没，圆柱体下表面受到水的压强；烧杯对天平的压强．（以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）

②如果圆柱体的底面积为5×10-4m2，容器的底面积为1×10-3m2，则圆柱体从下表面刚好接触水面开始计算，相对容器底部向下移动2cm时，圆柱体下表面受到水的压强为Pa．

答案：

（1）③G-F；（m2-m1）g；

（2）①等于；无关；②2.7×103；（3）变大；变大；400

10.在长江边的船只，若突然遇到退潮，船只可能搁浅．浸入水中的物体所受浮力是否跟水的多少有关呢？

对此问题，小明和小华分别进行了探究．

小明的探究过程如下：

（1）称出一物块的重G，如图（a）所示；

（2）将物块浸入水中，弹簧测力计示数为F1，如图（b）所示；

（3）减少容器中水量，随着水面下降，弹簧测力计示数变为F2，如图（c）所示．

请根据小明的实验过程，填写下表：

小明根据实验数据，认为浮力变小的原因是由于烧杯中水变少了，你认为他的结论是：

（正确/错误）的，理由是．

小华的探究过程如下：

（1）在有刻度的烧杯中倒适量的水，如图（d）所示；

（2）将一物块放入水中，静止时如图（e）所示；

（3）取出该物块，将另一体积较大的物块放入水中，静止时如图（f）所示．

请根据小华的实验过程，填写下表：

（g=10N/kg）

根据实验数据，小华认为，浮力的大小跟水的多少（有关/无关）．

综合小明和小华的实验数据，你认为船只搁浅的原因是（填写序号）．

A．江边的水太少，产生的浮力也很小

B．水位下降，船浸入水中的体积减小

C．水位下降，导致船的重力变大．

答案：

①4；②1；③0.6；错误；浮力的大小等于被物体排开水的重力，与容器中水的多少无关；①0.6；②0.4；③1；无关；B．

11.某实验小组同学发现，漂浮在不同液面上的不同实心圆柱体浸入液体的深度不同，于是他们通过实验进行探究“实心圆柱体浸入液体中的深度与哪些因素有关”．他们选用了若干高为0.2米的不同实心圆柱体和足够深的甲、乙两种不同液体进行实验（实验时圆柱体均能漂浮在液面上，并利用光滑套圈使其处于竖直方向，如图17所示），并将圆柱体密度、圆柱体底面积、液体密度，以及圆柱体浸入液体的深度h记录在表一和表二中

（1）分析比较实验序号1与2或5与6的数据及相关条件，可得初步结论是：

密度相同的实心圆柱体漂浮在同种液体中，浸入液体中的深度与圆柱体底面积（选填“有关”或“无关”）．

（2）分析比较实验序号的数据及相关条件，可得出的初步结论是：

体积相同、材料密度不同的实心圆柱体漂浮在同种液体中时，材料密度越大，浸入液体的深度越大．

（3）分析比较实验序号2、6或3、7或4、8的数据及相关条件，可得出的初步结论是：

．

（4）该小组同学将表一、表二中数据进行了一定的运算，并结合相关条件，可得出的进一步结论是：

漂浮在液体中的实心圆柱体，当时，物体浸入液体的深度与圆柱体高度的比值越大．

（5）该小组同学利用光滑套圈使实心圆柱体处于竖直方向，是为了．

答案：

（1）无关；

（2）2、3、4或6、7、8；（3）体积相同、材料密度相同的实心圆柱体漂浮在不同种液体中时，液体密度越大，浸入液体的深度越小；（4）圆柱体材料密度与液体密度的比值越大；（5）便于测量出准确的圆柱体浸入液体的深度h值．

12.在“探究浮力的大小”的实验中，小雨用每小格（一黑或一白）为0.5N的弹簧测力计、密度大于水的合金块、烧杯、小桶等器材进行实验，实验操作步骤如图1所示，实验过程如下：

A．用细线将合金块挂在弹簧测力计下，测出合金块的；

B．将水倒入溢水杯中：

C．将挂在弹簧测力计下的合金块浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时：

D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；

E．记录、分析实验数据，得出实验结论；

F．整理实验器材．

请根据小雨的实验过程简答下面问题：

（1）请将实验步骤的空格内容填上．

（2）小雨的实验操作漏掉了一个步骤，该步骤是：

．

（3）小雨的实验操作中存在一处错误，是步骤（选填实验步骤序号），应纠正为．

（4）根据图中步骤（选填实验步骤的序号），可知合金块浸没水中时受到的浮力为

N，合金块的密度是kg/m3．

（5）接着小雨又利用所得浮力知识计设了一种测橡皮泥密度的好方法，实验步骤如下：

①将适量的水倒入烧杯中，用刻度尺测出烧杯中水的深度h1；

②将橡皮泥捏成球状后放入烧杯中（如图2甲所示），用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h2；

③将橡皮泥捞起捏成船状后再次放入烧杯中漂浮（如图2乙所示），用刻度尺测出此时烧杯中水的深度h3；（捞起橡皮泥时带出来的水忽略不计）

④橡皮泥密度的表达式：

．（水的密度已知，用ρ水表示）

答案：

：

（1）A、重力；C、读出弹簧测力计的示数；

（2）用弹簧测力计测空小桶的重力；（3）B；用水装满溢水杯；（4）A、C；0.5；4×103；（5）ρ=ρ水（h3−h1）/h2−h1

13.在实验室中，同学们利用能漂浮在水面上的新鲜萝卜做了如下实验：

（1）在探究“物体的上浮或下沉与哪些因素有关”的活动中，同学们将萝卜放入水中，萝卜漂浮在水面上，如图甲所示．为了使漂浮的萝卜沉下去，甲同学将一根短而粗的铁钉全部插入萝卜中，乙同学也用同样的铁钉，但只将其一半插入到萝卜中，再次将萝卜放入水中松手，结果两个萝卜均沉入水底．他们在探究过程中往萝卜中插入铁钉是为了；从他们探究的方法来分析（甲或乙）的方法更合理，理由是

（2）同组的丁同学又找来量筒、小刀、水和细铜丝测量萝卜的密度．

①请你用画简图的方法描述他的实验过程．

②密度的表达式ρ=

答案：

改变重力的大小，使重力大于浮力；甲将铁钉全部插入萝卜中，在改变重力时，体积（或浮力）几乎不变；A；ρ水（V2−V1）/V3−V1

14.小明的父亲是一位配钥匙的师傅，他发现有一种钥匙坯和5角硬币的颜色都是黄灿灿的，为探究它们是否是同一种材质，设计如图实验：

（1）取一枚钥匙坯放入小空桶，称出它们的总重F1；

⑵取一枚5角硬币放人小空桶，称出它们的总重F2；

⑶将那枚钥匙坯轻轻放人已装满水的溢水杯中，用小空桶收集溢出的水，称出水及桶的总重F3；

（4）将那枚5角硬币也轻轻放人溢水杯中（钥匙坯仍在其中），用刚才装水的小桶继续收集这次溢出的水，称出桶及两次溢出水的总重F4。

①在该实验中，小明遗漏了一步重要的测量（并用字母表示）：

。

②小明认为，如果F1/F2=F2/F4-F3则可以认为它们是同一材质。

根据你补充的步骤，上述等式应修改为：

。

③实验时，钥匙坯、硬币各取一枚好不好？

请作答并简述理由__________________。

答案：

①测量空桶的重量F0；

③不好，应适当多取几枚硬币和几个同种钥匙坯以减小实验误差

15.远征号”潜水艇在我国钓鱼岛执行任务时既能下沉又能上浮，俊析物理兴趣小组的同学对此问题进行了以下探究。

【提出问题】“远征号”潜水艇在执行任务时是如何实现上浮和下沉的呢？

【进行猜想】物体的浮沉取决于物体的重力与浮力的大小

【实验器材】一个小玻璃空药瓶、干抹布、橡皮筋、细线、烧杯、水、刻度尺、薄膜塑料袋、餐巾纸

【进行实验】

（1）将小玻璃空药瓶装入大部份水，旋紧瓶盖，放入水中，观察到小瓶下沉，捞出后用用餐巾纸擦干小瓶，用细线系着挂在橡皮筋下（如图甲所示），并用刻度尺量出橡皮筋的长度为L1；

（2）在薄膜塑料袋内放一装满水的烧杯，将此瓶浸没在烧杯中，用薄膜塑料袋收集从烧杯中溢出的水，再将塑料袋及收集的水挂在同一橡皮筋下，用刻度尺且出此时橡皮筋的长度为L2；此时L1>L2，说明浮力____重力（选填“>”、“<”或“=”），物体会下沉。

（3）倒出小瓶中的水，用餐巾纸擦干小瓶，旋紧瓶盖，将小瓶浸没水中放手后，观察到小瓶上浮，捞出小瓶，用餐巾纸擦干，旋紧瓶盖:

挂在同一橡皮筋下，用刻度尺量出此时橡皮筋的长度为L3，此时应通过比较_____和L3的长短，就能比较物体受到的浮力与重力的大小，于是，知道物体上浮的条件。

（4）在小瓶不断上浮未露出水面的过程中，它受到的浮力将________（选填“变大”或“变小”或“不变”）。

（5）改变小瓶中水的多少，重复上面的实脸，进行多次实验。

【实验结论】如图乙所示的潜水艇结构模型和实验所用的小药瓶实现浮沉的共同之处，都是靠改变______来实现浮沉的。

“远征号”潜水艇在执行任务时就是依据此原理实现上浮和下沉。

答案：

（2）<（3）L2（4）不变【实验结论】自身重力

16.小明利用弹簧测力计测量石块的密度。

（ρ=1.0g/cm3,g取10N/kg）

（1）用细线将石块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的示数如图15所示，石块重G=N。

（2）将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数如图16所示，石块受到的浮力F浮=N。

（3）石块的体积V=cm3。

（4）石块的密度ρ石块=g/cm3。

【拓展】完成上述实验后，小明又将挂在弹簧测力计下的石块浸没在不同液体中，收集了下表中的数据。

弹簧测力计示数/N

3.2

2.6

1.9

1.2

液体的密度/g·cm-3

0.8

1.1

1.8

（1）将表格补充完整。

（2）分析上表，小明得出此装置可作“密度计”，此“密度计”的分度值是。

答案：

4.8；2；200；2.4；1.45；0.05g/cm3