中考物理总复习第5讲浮力第二节浮力的相关实验测试-2019~2020学年度

(建议答题时间：30分钟)

1. (2017孝感)下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景．请根据图示完成下面的填空．

第1题图

(1)实验中所用圆柱体的重力为________N.

(2)在情景图B中存在的错误是__________________．

(3)纠正错误后，继续实验，在情景C时圆柱体受到的浮力F浮＝________N. (4)圆柱体排开的水所受的重力G排＝________N.

(5)实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力________物体排开水所受到的重力．

(6)纠正错误后，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强________(选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”)．

2. (2017巴中)某小组同学利用水和酒精探究浮力大小与哪些因素有关，实验装置如图，通过多次实验，得出如下表所示实验数据：(ρ

物体 实验 序号 液体 重力 种类 示数 受浮力 体体积 测力计 物体所 排开液 酒精

＝0.8×10 kg/m)

33

G/N ① ② ③ ④ 水 水 水 酒精 4 4 F/N 3 2.5 2 3.2 F浮/N 1.5 2 0.8 V/cm3 100 150 200 100 ⑤ ⑥

酒精 酒精 2.8 2.4 1.2 1.6 150 200 第2题图

(1)第一次实验物体所受到的浮力为________N.

(2)比较________三次实验可得出结论：同种液体，物体排开液体体积越大，所受浮力越大．分析比较①、④(或②、⑤或③、⑥)可初步得出：排开液体体积相同时，液体密度________，物体受到的浮力越大．

(3)第一次实验中，物体排开液体的重力G＝________N．通过比较每次实验物体受到的浮力和排开液体的重力，还可以验证____________原理．

(4)该实验选用不同液体进行了多次实验，其目的是______________________(选填“寻找普遍规律”或“多次实验求平均值减小误差”)．

3. (2017巴南区指标到校)夏天到了同学们都喜欢游泳，海燕同学在游泳时发现，人在水中越往深处走就觉得所受的浮力越大．由此她猜想：“浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关或者与物体排开水的体积有关，”于是她回学校后，找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图1所示的探究．

第3题图

海燕同学根据实验数据，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水中深度变化的图像，如图2所示．

(1)分析图像2可知：描述金属圆柱体所受浮力变化情况的图像是________(选填“a”或“b”)．物体排开水的体积越大，物体所受的浮力就________(选填“越大”或“越小”)，金属圆柱体浸没水中后所受浮力大小与金属圆柱体所处的深度________(选填“有”或“无”)关．

(2)海燕同学通过以上实验还测出了该金属圆柱体的密度；该金属圆柱体在空气中所受的重力为

______N，当金属圆柱体完全浸没水中后所受的浮力是____________N，该金属圆柱体的密度为______ kg/m.

(3)为了研究浮力大小与液体密度的关系，在上述实验的基础上，海燕同学又增加了一个实验步骤：换用一杯密度不同的液体，将金属圆柱体浸没在液体中，观察弹簧测力计的示数，与______(选填“乙”或“丙”)图比较可以得出结论．

(4)在研究浮力大小与液体密度的关系时海燕同学主要运用的科学探究方法是：______________． 4. (2016江津中学模拟)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，小丽提出如下猜想： 猜想一：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关； 猜想二：浮力的大小跟液体的密度有关； 猜想三：浮力的大小跟物体的密度有关．

(1)小丽用重为3.2 N的物体A做了如图1所示的实验，该实验验证了猜想________是正确的，实验中，物体A浸没时受到的浮力为________N，方向________．

第4题图

(2)如下表是小丽验证猜想二时收集的实验数据： 液体 种类 酒精 盐水 物体A在液 体中的状态 浸没 浸没 弹簧测力 计的示数/N 1.4 0.8 物体A受 到的浮力/N 1.8 2.4 3

分析表中数据和图1实验中______(选填“甲”、“乙”或“丙”)的数据可知：浮力的大小与液体的密度________．

(3)为验证猜想三，小丽选用了与物体A密度不同的物体B进行实验，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，弹簧测力计示数为0，如图2所示，取出物体B后，换上物体A，并缓慢浸入水中，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．

5. (2017育才一诊)如图是探究物体在液体中所受浮力、压强大小并利用浮力测量物体密度的实验，其中A和B是两个体积相等而密度不相等的圆柱体．

第5题图

(1)由图中的①和②可知，浮力的大小和圆柱体的密度________关(选填“有”或“无”)．由________两图可知，浮力的大小和液体的密度有关．③图中，若将绳子剪断，物体将________(选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”)．

(2)在图②和③中，物体B在液体中处于相同的深度，则物体B底部受到液体的压强p2________p3(选填“>”、“＝”或“<”)，在图②的基础上，若要增大物体B底部所受水的压强，则应将物体B放入图________(选填“①”或“④”)中所处位置．

(3)把物体B浸没在装满水的溢水杯中，将溢出的水全部装入小空桶里．由图中的④和⑤可知，被物体

B排开的水的重力是________N，物体B受到的浮力大小________它排开水的重力(选填“大于”、“等

于”或“小于”)．利用该实验，还可测量并计算出物体B的密度为________kg/m. (4)本实验中，主要采用了控制______________不变．

6. (2017巴蜀三模)某初中两个物理实验小组的同学，在实验中验证阿基米德原理．

第6题图

(1)方案一，小刚用石块按照如图甲所示的实验步骤依次进行实验．

①由图甲可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝________N，排开水的重力G排＝________N，发现F浮≠G排，造成这种结果的原因可能是________(填序号)． A. 整个实验过程中，弹簧测力计都没有校零 B. 石块吸水

C. 步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯的底部

②小刚改正错误后，得到石块浸没在水中的浮力为0.4 N，则石块密度为________kg/m.

3

3

(2)方案二：如图乙所示，小明同学将装满水的溢水杯放在升降台C上，用升降台来调节水杯的高度．当小明逐渐调高升降台时，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计A的示数______(选填“变大”、“变小”或“不变”)，且弹簧测力计A示数的变化量________B示数的变化量(选填“大于”、“小于”或“等于”)，从而证明了F浮＝G________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．

若已知重物为边长10 cm、重15 N的实心正方体，重物刚接触水面后，升降台台面又升高5 cm时，弹簧测力计的示数为________N(弹簧测力计每1 N的刻度线间距为1 cm)．

答 案

1. (1)4.2 (2)溢水杯未注满水(或水面未跟溢水口相平) (3)1.2 (4)1.2 (5)等于 (6)保持不变 【解析】(1)弹簧测力计的分度值是0.2 N，由图B可知，弹簧测力计的示数是4.2 N，即圆柱体的重力为4.2 N；(2)图B情景，溢水杯中水面没有达到溢水口，当圆柱体浸在水中时，水不会马上溢出，使测得排开水的体积偏小；(3)图C测得圆柱体在水中时测力计的示数F＝3 N，由称重法可知，浮力F浮＝G－F＝4.2 N－3 N＝1.2 N；(4)图D测得溢出的水和小桶的总重力F1＝1.8 N，由图A测得空小桶的重力

排．

在这个过程中溢水杯对升降台C的压力

F2＝0.6 N，二者的差就是排开水的重力，G排＝F1－F2＝1.8 N－0.6 N＝ 1.2 N；(5)实验数据表明，F浮

＝G排，即浸在水中的物体所受的浮力等于物体排开水所受的重力；(6)纠正错误后，溢水杯中的水已经达到溢水口，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水会随着溢水杯口流出，溢水杯中水的深度不变，根据液体压强公式p＝ρgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变． 2. (1)1 (2)①②③(或④⑤⑥) 越大 (3)1 阿基米德 (4)寻找普遍规律

【解析】(1)物体所受浮力为F浮＝4 N－3 N＝1 N；(2)比较①②③或④⑤⑥可知，同种液体，物体排开液体的体积越大，所受浮力越大；比较①④、②⑤或③⑥可知，在排开液体体积一定的情况下，液体密度越大，物体所受的浮力越大；(3)排开液体的重力G排＝m排g＝ρ

－6

3

水

gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg

×100×10 m＝1 N；通过比较每次实验物体受到的浮力和排开液体的重力关系，还可以验证阿基米德原理；(4)该实验选择不同的液体进行了多次实验，目的是使实验结论更具有普遍性． 3. (1)a 越大 无 (2)2.7 1 2.7×10 (3)丙 (4)控制变量法

【解析】(1)物体浸入液体体积越大，浮力越大，弹簧测力计示数越来越小，当浸没时，浮力不变，弹簧测力计示数不变，故选a；金属圆柱体浸没水中后所受浮力大小与金属圆柱体所处深度无关，只与排开水的体积有关；(2)起始示数为金属圆柱体未浸入水中时的示数，故物体重力为2.7 N；根据浮力方

F浮1 N－

向为竖直向上，F浮＝G－F液示＝2.7 N－1.7 N＝1 N；根据V物＝V排＝＝＝10

ρ水g103 kg/m3×10 N/kg

4

3

m，圆柱体的密度ρ＝

3

G物2.7 N33

＝＝2.7×10 kg/m；(3)利用控制变量法，保证浸入体V物g10－4 m3×10 N/kg

积不变，故选丙图；(4)实验中海燕同学主要运用的科学探究方法是控制变量法． 4. (1)一 2.2 竖直向上 (2)丙 有关 (3)O点 物体排开液体的体积

【解析】(1)图示实验中，物体浸入液体的密度不变，只是改变了浸入液体的体积，所以探究的是浮力的大小跟物体排开液体的体积的关系，即猜想一．由图1知物体浸在相同密度的水中，由甲到乙再到丙，物体排开水的体积也越来越大，因此可得结论：在同种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大．因为物体的重力为G＝3.2 N，浸没在水中时弹簧测力计的示数F＝1 N，所以物体浸没时受到的浮力是F浮＝G－F＝3.2 N－1 N＝2.2 N，浮力的方向是竖直向上的；(2)要探究浮力的大小与液体密度的关系，应保持物体排开液体的体积不变，只改变液体的密度．题目中物体在酒精和盐水中浸没，则也必须在水中浸没，因此要分析表中的数据和上述实验中水浸没时即丙图的数据．通过数据分析发现，在排开液体体积相同时，物体在密度不同的酒精、水、盐水中受到的浮力不同，因此可得结论：浮力的大小与液体的密度有关；(3)因为我们已经知道了浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，因此探究浮力与物体的密度的关系时，就要在改变物体密度的同时，保持液体的密度和物体排开液体的体积相同，而实验始终在水中进行，所以只要保持物体排开水的体积相同即可．因此，需要将物体A换成密度不同的物体B，将A缓慢浸入水中，直到水面正好上升到O点位置时读出弹

簧测力计的示数，这样做是为了控制物体排开液体的体积相同，以便判断浮力大小是否与物体密度的大小有关．

5. (1)无 ②③ 下沉 (2)< ④ (3)1 等于 3.0×10(4)物体排开液体的体积

【解析】(1)由图①可知：物体A受到的重力为GA＝2 N，则A此时受到的浮力为FA浮＝GA－F1＝2 N－1 N＝1 N；由图②可知：物体B受到的重力为GB＝3 N，则B此时受到的浮力为FB浮＝3 N－2 N＝1 N；由于

3

A和B密度不相等，但它们所受的浮力相等，所以它们所受的浮力大小与物体的密度无关．为了研究浮

力的大小和液体的密度的关系，则应控制物体排开液体的体积相同，改变液体的密度，故应比较图②和③.在图③中，物体B所受的浮力为F浮3

＝GB－F3＝3 N－1.6 N＝1.4 N；若将图③中的绳子剪断，物

体B受到的重力大于浮力，故将下沉；(2)在图②和③中，已知物体B在液体中处于相同的深度，又由于盐水的密度大于水的密度，根据p＝ρgh可知：物体B底部受到液体的压强p2＜p3.根据p＝ρgh可知：在液体密度相同时，深度越深，压强越大；则在图②的基础上，若要增大物体B底部所受水的压强，应将物体B放入更深的深度，即图④的位置；(3)由图中的④和⑤可知：物体B排开的水的重力G排＝G水和桶－G桶＝1.4 N－0.4 N＝1 N，物体B受到的浮力F浮＝GB－F4＝3 N－2 N＝1 N，则F浮＝G排．物体

GB3 NF浮B的质量m＝＝＝0.3 kg；由于B浸没在水中，则B的体积V＝V排＝＝

g10 N/kgρ水g1 Nm0.3 kg－4333

＝1×10 m，故B的密度ρ＝＝＝3.0×10 kg/m；(4)本实

1.0×103 kg/m3×10 N/kgV1×10－4 m3验用到了控制变量法，主要控制了物体排开液体的体积不变，改变液体的密度． 6. (1)①0.5 0.4 B、C ②5×10 (2) 变小 等于 不变12.5

【解析】(1)①根据F浮＝G－F可知，石块浸没在水中受到的浮力F浮＝F1－F3＝2 N－1.5 N＝0.5 N；排开水的重力G排＝F4－F2＝1.9 N－1.5 N＝0.4 N，F浮＞G排；若弹簧测力计都没有校零，那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数，所得浮力与排开水的重力大小应不变，A不可能；若石块吸水，溢出的水会减少，则所测F4减小，利用G排＝F4－F2可得G排偏小，B有可能；步骤C中，石块浸没后，碰触到溢水杯底部，容器对石块有支持力，测得F3偏小，利用F浮＝F1－F3可知，F浮偏大，C有可能，故

m溢G排0.4 N－53

选B、C；②石块浸没在水中，可得：V物＝V排＝＝＝＝4×10 m，

ρ水ρ水g1.0×103 kg/m3×10 N/kg所以石块密度：ρ＝

3

mGF12 N33

＝＝＝＝5×10 kg/m；(2)重物浸入水中的体V排V排gV排g4×10－5 m3×10 N/kg

积越来越大时，排开液体的体积变大，根据F浮＝ρ

液

gV排可知，重物受到的浮力变大，重物重力G不

变，因为F浮＝G－F示，所以弹簧测力计A的示数变小；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，所以弹簧测力计B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A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等；将烧杯、水和物体看做一个整体，容器对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重力与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数)，即：F压＝G杯＋G杯内水＋G物－F示，而G物－F示＝F浮，所以F压＝G杯＋G杯内水＋F浮，根据阿基米德原理，F浮＝G排水，所以F压＝G杯＋G杯内水＋G排水，因为杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水重，是一个定值，所以在这个过程中容器对升降台C的压力不变；物体未浸入水中时，弹簧测力计示数等于G，平台上升后，因为物体受浮力，所以弹簧测力计示数会减小，且弹簧测力计每1 N的刻度线间距为1 cm，设物体静止时弹簧缩短了h cm，此时物体浸入水中的深度为(5－h) cm，弹簧测力计示数为：F＝G－1 N/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：(15 N－1 N/cm×h)＋1.0×10 kg/m×10 N/kg×100×(5－h)×10 m

33－63

＝15 N，计算得出：h＝2.5 cm，所以弹簧测力计数：F＝15 N－1 N/cm×2.5 cm＝12.5 N.