中考物理二輪復(fù)習(xí)必考重點實驗專題06 探究浮力大小與哪些因素有關(guān)（含解析）

第一部分新課標(biāo)13類中考必考的重點實驗專題06.探究浮力大小與哪些因素有關(guān)（共道題）1.（2022新疆）如圖所示為“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。實驗過程如下：先將盛有鹽水的容器放在電子秤上，然后用手提著系有細線的圓柱體將其緩緩的浸入鹽水中（鹽水足夠深），同時記下圓柱體下表面所處的深度h和電子秤顯示的相應(yīng)的質(zhì)量m，記錄數(shù)據(jù)如下表所示。已知圓柱體的高度為15cm，當(dāng)h=8cm時，用彈簧秤測得細線對圓柱體的拉力為1.2N。h/cm024681012……m/kg2.0002.0402.0802.1202.1602.2002.240……（1）實驗過程中，電子秤示數(shù)逐漸增大時，細線對圓柱體的拉力逐漸_______（填“增大”或“減小”）；（2）當(dāng)h=8cm時，圓柱體受到的浮力大小為_______（填“21.6”或“1.6”）N。分析表中數(shù)據(jù)可知：圓柱體受到的浮力大小與浸入鹽水的體積成_______比；（3）圓柱體的密度與鹽水的密度之比為_______?！敬鸢浮浚?）減小（2）1.6正（3）SKIPIF1<0【解析】（1）實驗過程中，電子秤示數(shù)逐漸增大時，則說明圓柱體下表面所處的深度h增大，圓柱體排開液體的體積增大，故浮力增大，圓柱體受到了重力和拉力和浮力，細繩對圓柱體的拉力為SKIPIF1<0浮力慢慢變大，故繩子對圓柱體的拉力減小。（2）當(dāng)h=8cm時，電子秤顯示的相應(yīng)的質(zhì)量2.16kg，對比h為0cm，彈簧秤顯示的示數(shù)為2kg，故增加了的質(zhì)量為SKIPIF1<0則電子秤增加的壓力為SKIPIF1<0將水當(dāng)成一個整體，這個整體受到了圓柱體對其的壓力為1.6N，而水對圓柱體的力也是1.6N，而水對圓柱體的力是浮力，故浮力的大小為1.6N。分析表中數(shù)據(jù)可知，沒有浸沒前，電子秤增加的示數(shù)是圓柱體下表面所處的深度的兩倍，底面積固定，則電子秤增加的示數(shù)與圓柱體的排開液體的體積成正比，而電子秤增加的壓力即為浮力，故圓柱體受到的浮力大小與浸入鹽水的體積成正比。（3）當(dāng)h=8cm時，圓柱體所受的浮力為1.6N，此時用彈簧秤測得細線對圓柱體的拉力為1.2N，則圓柱體的重力為SKIPIF1<0設(shè)圓柱體的底面積為S，則圓柱體的密度為SKIPIF1<0當(dāng)h=8cm時，圓柱體所受的浮力為1.6N，則鹽水的密度為SKIPIF1<0圓柱體的密度與鹽水的密度之比為SKIPIF1<02.（2022湖北十堰）在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小明提出如下猜想：A．可能與液體密度有關(guān)B．可能與物體浸在液體中的體積有關(guān)C．可能與物體密度有關(guān)D．可能與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)他們領(lǐng)取的實驗器材有：柱形鐵塊一個、彈簧測力計一個、一杯水（適量）、細線（體積忽略不計）。（1）只用這些器材，可以驗證上述猜想中的B和_____（選填字母序號）是否正確。（2）如圖是探究猜想B的實驗過程，將鐵塊懸掛在彈簧測力計下靜止在空氣中時，彈簧測力計示數(shù)為F1；將鐵塊部分浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)為F2，此時鐵塊受到的浮力大小表達式為F?。絖____（用題中物理量符號表示）。將鐵塊浸沒在水中時，彈簧測力計示數(shù)為F3，則F2_____F3（選填“大于”、“小于”或“等于”）。分析比較F1、F2、F3的大小與浮力的關(guān)系，可以得到結(jié)論：鐵塊浸在水中的體積越大，受到的浮力越大?！敬鸢浮浚?）D（2）F1﹣F2大于【解析】（1）實驗中除了水以外，沒有其他液體，不能探究浮力與液體密度的關(guān)系，只有一個物體，也不能探究浮力與物體密度的關(guān)系，可以通過改變物體在水中不同深度來探究浮力大小與物體浸沒在水中的深度的關(guān)系。（2）根據(jù)稱重法可知：F浮=F1﹣F2。鐵塊浸沒在水中時，排開水的體積越大，受到的浮力越大，彈簧測力計的示數(shù)變小，所以F2>F3。3.（2022齊齊哈爾）某小組同學(xué)在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想：①與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)；②與物體排開液體的體積有關(guān)；③與液體的密度有關(guān)。實驗器材有：彈簧測力計、燒杯、金屬塊、水、鹽水（SKIPIF1<0）小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力，然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度，實驗步驟如圖a、b、c、d、e所示（液體均未溢出），并將彈簧測力計的示數(shù)記錄下來。（1）分析數(shù)據(jù)可知，金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是_______N；金屬塊浸沒在鹽水中時受到的浮力大小是_______N；（2）分析實驗步驟a、c、d可知，在同種液體中，物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度______（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；分析三個實驗步驟_______（填字號）可知，在同種液體中，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；分析實驗步驟a、d、e可知，在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力_______；（3）若先完成步驟c，再完成步驟a，則測得浮力將_______（選填“偏大”或“偏小”）；（4）該小組同學(xué)完成本次實驗后，又用獲得的數(shù)據(jù)求出了金屬塊的體積為______m3。鹽水的密度為_______SKIPIF1<0?！敬鸢浮浚?）22.2（2）無關(guān)a，b、c越大（3）偏大（4）SKIPIF1<0SKIPIF1<0【解析】（1）由圖a可知，物體的重力G=4.8N，圖c或圖d中彈簧測力計示數(shù)F1=2.8N，由稱重法可得，圖c或d中浮力的大小為SKIPIF1<0在圖e中彈簧測力計示數(shù)F2=2.6N，由稱重法可得，圖e中浮力的大小為SKIPIF1<0（2）分析實驗步驟a、c、d可知，浸沒在同種液體中，深度不同，物體所受浮力大小相等，所以物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。由圖a和圖b可得，在圖b中的浮力SKIPIF1<0分析三個實驗步驟a，b、c（或a、b、d）可知，在同種液體中，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大。由圖a和圖e可得，在圖e中的浮力SKIPIF1<0分析實驗步驟a、d、e可知，在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力越大。（3）若先完成步驟c，再完成步驟a時，金屬塊上沾水，導(dǎo)致稱得金屬塊重力偏大，根據(jù)稱重法，則測得的浮力將偏大。（4）由阿基米德原理可得SKIPIF1<0因為浸沒所以金屬塊的體積等于排開開水的體積。解得SKIPIF1<0由阿基米德原理可得SKIPIF1<0解得鹽水的密度為SKIPIF1<04.（2022湖北天門）如圖，小麗利用彈簧測力計、實心圓柱體物塊等器材探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)，提出了以下猜想：猜想a：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)；猜想b：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；猜想c：浮力大小與液體的密度有關(guān)。（1）如圖A所示，可知圓柱體重_______N；B步驟中圓柱體受到水的浮力為______N；（2）分析C步驟與_______步驟（填字母）的數(shù)據(jù)，可以驗證猜想a是錯誤的；（3）比較B步驟與E步驟的數(shù)據(jù)，不能得出浮力的大小與液體密度的關(guān)系，其原因是_______；（4）寫出能夠支持猜想b的一個生活現(xiàn)象：_______；（5）該圓柱體的密度為_______kg/m3?！敬鸢浮浚?）2.40.4（2）D（3）沒有控制排開液體的體積相同（4）船載貨越多，吃水越深，受到浮力越大（5）SKIPIF1<0【解析】（1）當(dāng)測力計靜止時，測力計的示數(shù)等于圓柱體的重力，由A步驟可知，測力計的分度值為0.2N，所以圓柱體的重力G=2.4N。由B步驟中可知，測力計示數(shù)F=2N，根據(jù)稱重法可知，圓柱體受到水的浮力為F浮=G-F=2.4N-2N=0.4N（2）為了驗證猜想a是否正確，需將圓柱體浸沒在液體中的深度不同，比較測力計示數(shù)即可。所以分析C步驟與D步驟，都浸沒在同種液體中，浸入的深度不同，但測力計示數(shù)相等，根據(jù)稱重法可知，圓柱體受到水的浮力相等，說明猜想a是錯誤的。（3）要探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，需控制圓柱體排開液體的體積相同，而改變液體的密度。B步驟與E步驟中，雖然浸入的液體密度不同，但圓柱體排開液體的體積不同，所以不能得出浮力的大小與液體密度的關(guān)系。（4）浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)的例子很多，如：船載貨越多，吃水越深，受到浮力越大；人從淺水區(qū)走向深水區(qū)，人感覺越來越輕等。（5）由步驟A、D可知，圓柱體受到水的浮力為F浮′=ρ水gV排=G-F1′=2.4N-1.4N=1N所以圓柱體的體積為SKIPIF1<0圓柱體的質(zhì)量為SKIPIF1<0所以圓柱體的密度為SKIPIF1<05.（2022湖南邵陽）小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實驗時，他用彈簧測力計懸掛一個實心金屬塊，分別在下列四種情況下保持靜止（如圖所示）。請你幫助小軍同學(xué)完成以下問題：（1）乙圖中金屬塊所受浮力為______N；（2）比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論：浮力的大小與______有關(guān)；（3）比較______三幅圖可得出結(jié)論：浮力的大小與物體沒在液體中的體積有關(guān)?！敬鸢浮浚?）0.4（2）液體的密度（3）甲乙丙【解析】（1）由圖甲所示，物體重力為2.7N，如圖乙所示，彈簧測力計示數(shù)為2.3N，物體所受浮力為SKIPIF1<0（2）比較甲、丙、丁三幅圖可得，物體排開液體中體積相同，液體密度不同，彈簧測力計示數(shù)不同，可得圖丙中浮力為SKIPIF1<0圖丁中浮力SKIPIF1<0根據(jù)控制變量法可得結(jié)論：浮力大小與液體密度有關(guān)。（3）要得結(jié)論：浮力的大小與物體沒在液體中的體積有關(guān)，根據(jù)控制變量法，需控制液體密度相同，使物體沒在液體中體積改變，故應(yīng)比較圖甲乙丙。6.（2022蘇州）興趣小組探究影響浮力大小的因素。（1）提出如下猜想猜想1：與物體浸在液體中的深度有關(guān)猜想2：與物體浸在液體中的體積有關(guān)猜想3：與液體的密度有關(guān)小組為驗證上述猜想，用彈簧測力計、4個相同的小長方體磁力塊、2個分別盛有水和鹽水的燒杯等，按圖甲步驟進行實驗：①利用磁力將4個磁力塊組合成長方體物塊；②根據(jù)圖A、B、C的測量結(jié)果，小明認(rèn)為猜想1是正確的，小華卻認(rèn)為不一定正確。你覺得小華的理由是_______；③小華為了證明自己的想法，利用上述器材設(shè)計實驗D，根據(jù)A、B、D的測量結(jié)果，可得：浮力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān)，請在圖D中畫出她實驗時長方體物塊的放置圖；_______④興趣小組進一步研究得出浮力大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)：⑤根據(jù)A、C、E的結(jié)果，得出浮力大小還與_______有關(guān)。（2）小華把4個磁力塊組合成下圖，她還能探究浮力大小與_______的關(guān)系。（3）愛思考的小明又進一步研究水產(chǎn)生的浮力與水自身重力的關(guān)系，設(shè)計了如下實驗：取兩個相同的容積均為300mL的一次性塑料杯甲、乙（杯壁厚度和杯的質(zhì)量不計），甲杯中裝入50g水，乙杯中裝入100g水，然后將乙杯放入甲杯中，發(fā)現(xiàn)乙杯浮在甲杯中。這時甲杯中水產(chǎn)生的浮力為______N；這個實驗說明，液體_______（能/不能）產(chǎn)生比自身重力大的浮力。（g取10N/kg）【答案】（1）未控制物體浸在液體中的體積相同液體的密度（2）物體形狀（3）1能【解析】（1）②由圖A、B、C可知，液體的密度相同，排開液體的體積和深度都不同，沒有控制物體浸在液體中的體積相同，不能得到浮力大小與物體浸在液體中的深度有關(guān)。③為了研究浮力大小與物體浸在液體中的深度無關(guān)，控制物體浸在液體中的體積相同，圖B中物體被豎直吊起，排開液體的體積等于物體體積的一半，圖D中可以將物體水平吊起，讓物體的一半浸入液體中，這樣可以保持物體排開液體的體積相同，浸入液體的深度不同，如圖所示：⑤由圖A、C、E可知，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，由稱重法可知浮力大小不同，可以得到浮力大小與液體的密度有關(guān)。（2）把4個磁力塊進行不同的組合，可以改變物體的形狀，將它們?nèi)拷]在同一液體中，排開液體的體積相同，改變物體的形狀，可以探究浮力大小與物體形狀的關(guān)系。（3）乙杯處于漂浮狀態(tài)，所以甲杯中水產(chǎn)生的浮力F浮=G乙=m乙g=0.1kg×10N/kg=1N甲杯中液體的重力G甲=m甲g=0.05kg×10N/kg=0.5N因為G甲<F浮所以液體能產(chǎn)生比自身重力大的浮力。7.（2022江蘇泰州）如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗情形。（1）物塊未浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)如圖甲所示，物塊的重力為_______N；（2）小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時，還觀察到_______由此初步分析得出：物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關(guān)；（3）繼續(xù)增大物塊所處的深度，當(dāng)它與容器底部接觸后，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，此時物塊受到的浮力為_______N；（4）為探究浮力與液體密度的關(guān)系，小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，這樣操作的目的是為了控制_______相同；他發(fā)現(xiàn)液體密度改變，而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實驗改進方案，其中不可行的是_______；A．換用體積更大的同種物塊B．換用密度比水小得多的液體C．換用精確程度更高的測力計D．利用現(xiàn)有器材進行多次實驗【答案】（1）1.8（2）水面上升（3）0.8（4）排開液體的體積相同D【解析】（1）如圖甲，沒有浸入水中，利用懸掛法測量物體的重力，此時重力為1.8N。（2）圖甲下降至圖乙的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時，觀察到燒杯內(nèi)水面在上升，排開水的體積慢慢變大。（3）如圖乙和丙，液體是水，而且都浸沒，故浮力的的大小不變，故浮力的大小為SKIPIF1<0（4）小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，浸沒后，物體排開液體的體積等于物體的體積，都是浸沒在液體中，排開液體的體積相同。A．換用體積更大的同種物塊，浮力比較大，彈簧測力計示數(shù)變化明顯，故A不符合題意；B．換用密度比水小得多的液體，浮力變化比較大，故B不符合題意；C．換用精確程度更高的測力計，微量的浮力變化就可以測量出來，故也是可行，故C不符合題意；D．利用現(xiàn)有器材進行多次實驗，浮力的大小不變，兩次浮力的變化不明顯，故不可行，故D符合題意。故選D。8.在探究“浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，小月做了如圖所示實驗。(1)分析_______（填實驗序號）兩次實驗數(shù)據(jù)，可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；(2)分析③⑤兩次實驗，可知浸在液體中的物體受到浮力的大小與_______有關(guān)；(3)若先完成實驗②，再完成實驗①，則測得的浮力將_______（選填“偏大”或“偏小”）；(4)根據(jù)圖中實驗數(shù)據(jù)計算出物體的密度為_______kg/m3。【答案】(1)①③④(2)液體的密度(3)偏大(4)4×103【解析】(1)由圖①③④三次實驗可知，物體排開液體的密度與體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，物體受到的浮力相同，由此可知：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。(2)由圖③⑤所示實驗可知，物體排開液體的體積相同而排開液體的密度不同，液體密度越大，物體受到的浮力越大，由此可知：該實驗可以探究浮力的大小與液體密度有關(guān)。(3)先完成實驗②，再完成實驗①，物體粘有水，物體的重力增大，由稱重法可知浮力變大。(4)由圖①所示實驗可知，物體的重力G=4N，由圖①④所示實驗可知，金屬塊浸沒在水中受到的浮力F浮=G-F=4N-3N=1N物體的體積V=V排=SKIPIF1<0=1×10-4m3