2025年中考物理熱點題型歸納與變式演練（全國）實驗11 探究浮力大小與排開液體所受重力的關(guān)系（原卷版）

實驗11探究浮力大小與排開液體所受重力的關(guān)系知識點一、浮力一、浮力1.浮力的定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到的力，這個力叫做浮力。注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸沒）”兩種情況，也就是說浸沒在液體內(nèi)部和浮在液體表面的物體都受到浮力的作用。2.浮力的方向：。無論物體的形狀如何、是否運動，也無論液體（靜止的液體）如何放置，浸在液體中的物體受到的浮力的方向總是豎直向上的。3.浮力的施力物體與施力物體（1）浮力的施力物體：（或氣體）。（2）浮力的受力物體：浸在液體（或氣體）中的。知識點二、浮力大小跟物體排開液體所受重力的關(guān)系【提出問題】物體所受的浮力的大小與物體排開液體所受重力存在怎樣的定量關(guān)系？【猜想與假設(shè)】浮力的大小可能等于物體排開的液體所受的重力?！局贫ㄓ媱澟c設(shè)計實驗】（1）使用彈簧測力計利用稱重法得出石塊所受的浮力；（2）收集實驗中石塊排開的水，測出被排開的水所受的重力，比較浮力和杯排開的水的重力的大小；（3）換用不同質(zhì)量的小石塊，重復(fù)上面的實驗，尋找規(guī)律?！緦嶒炂鞑摹繌椈蓽y力計、小石塊、細(xì)線、溢水杯、小桶、水等?！具M(jìn)行實驗】第一步：測出小石塊的重力；第二步：測出空桶的重力；第三步：將溢水杯（液面與溢水口平齊），把小石塊（不要晃動，以免排開水量偏多）放入杯中，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)，并用小桶收集溢出的水；第四步：測出小桶和排開水的總重力，比較浮力和排開水的重力的關(guān)系；第五步：換用不同質(zhì)量的小石塊，（多次實驗，使結(jié)論更具普遍性），記錄實驗數(shù)據(jù)?！居涗洈?shù)據(jù)】次數(shù)①小石塊的重力/N②空桶的重力/N③彈簧測力計的示數(shù)/N④桶和水總重/N浮力/N排開水的重力/N12.01.01.02.01.01.022.81.01.42.41.41.433.61.01.82.81.81.8【實驗結(jié)論】浸在液體中的物體，受到的浮力大小與它排開的液體所受的重力大小相等。1．（2023?天津）在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時，可用“實驗探究”與“理論探究”兩種方式進(jìn)行研究。請你完成下列任務(wù)：【實驗探究】通過圖1所示的實驗，探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系。由實驗可得結(jié)論：。這就是阿基米德原理?！纠碚撎骄俊康谝徊剑航⒛Ｐ汀x取浸沒在液體中的長方體進(jìn)行研究，如圖2所示。第二步：理論推導(dǎo)——利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)阿基米德原理。請你寫出推導(dǎo)過程。提示：推導(dǎo)過程中所用物理量需要設(shè)定（可在圖2中標(biāo)出）。【原理應(yīng)用】水平桌面上有一底面積為S1的柱形平底薄壁容器，內(nèi)裝質(zhì)量為m的液體?，F(xiàn)將一個底面積為S2的金屬圓柱體放入液體中，圓柱體靜止后直立在容器底且未完全浸沒（與容器底接觸但不密合），整個過程液體未溢出。金屬圓柱體靜止時所受浮力F?。?。2．（2022?棗莊）小李同學(xué)想探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）實驗步驟如圖1所示，甲、乙、丙、丁中的彈簧測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4，物體受到的浮力F?。?。（2）小李利用三個不同物體a、b、c進(jìn)行實驗探究，實驗數(shù)據(jù)如下表：物體物重G/N物體浸沒在水中測力計的示數(shù)F/N浮力F浮/N空桶重G0/N桶與排開水的總重G1/N排開水重G排/Na1.20.70.50.61.10.5b21.40.60.61.20.6c2.41.70.70.61.20.6分析表中物體a、b的實驗數(shù)據(jù)，小李得出的結(jié)論是：。（3）小李在探究物體c所受浮力的實驗中，排除各種測量誤差因素的影響，發(fā)現(xiàn)物體c排開水的重力明顯小于它所受浮力，請分析實驗操作中造成這種結(jié)果的原因：。（4）小張利用身邊的器材對小李的實驗進(jìn)行改進(jìn)：兩個相同的彈簧測力計A和B、重物、溢水杯（由飲料瓶和吸管組成）、薄塑料杯（質(zhì)量忽略不計）等器材，裝置如圖2所示。實驗時小張逐漸向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到彈簧測力計A的示數(shù)逐漸，彈簧測力計B的示數(shù)逐漸，若彈簧測力計A的示數(shù)變化量為ΔFA，彈簧測力計B的示數(shù)變化量為ΔFB，則它們的大小關(guān)系是ΔFAΔFB（選填“＞”、“＝”或“＜”）；（5）針對兩種實驗方案，小張實驗裝置的優(yōu)點是（填答案標(biāo)號）。A.彈簧測力計A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小B.實驗器材生活化，實驗中能同步觀察彈簧測力計A、B示數(shù)的變化3．（2021?云南）某小組探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）彈簧測力計使用前要先進(jìn)行。（2）實驗步驟如圖1所示，甲、乙、丁、戊中彈簧測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4。由圖甲和丁可知物體受到的浮力F浮＝。（3）以下選項中若成立，則可以得出浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。A.F1﹣F2＝F3﹣F4B.F1﹣F3＝F4﹣F2C.F3﹣F2＝F1﹣F4（4）另一小組利用兩個相同的彈簧測力計A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋（質(zhì)量忽略不計）對實驗進(jìn)行改進(jìn)，裝置如圖2所示。向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到A的示數(shù)逐漸，B的示數(shù)逐漸，且A、B示數(shù)的變化量（選填“相等”或“不相等”）。（5）比較兩種實驗方案，改進(jìn)后的優(yōu)點是（多選）A.測力計A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小B.實驗器材生活化，測力計固定、示數(shù)更穩(wěn)定C.能同步觀察測力計A、B示數(shù)的變化4．（2023?紅橋區(qū)模擬）在探究“物體浮力的大小跟它排開液體的重力的關(guān)系”實驗時，具體設(shè)計的實驗操作步驟如圖甲、乙、丙和丁所示。為方便操作和減小測量誤差，最合理操作步驟應(yīng)該是（）A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．丁、甲、乙、丙 D．乙、甲、丁、丙5．（2023?高新區(qū)校級模擬）運用圖中器材進(jìn)行“探究浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”的實驗。下列說法正確的是（）A．甲、乙兩步實驗說明浮力大小與物體浸入液體的深度有關(guān) B．在乙圖中，物體受到的浮力為1.5N C．乙圖中物體受到的重力與浮力互相平衡 D．乙圖中物體受到的浮力等于丙圖中液體的重力6．（2023?云南模擬）小明利用如圖所示的實驗裝置“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）如圖丁所示，彈簧測力計的示數(shù)為N，通過實驗可知，物塊浸沒在裝滿水的溢水杯中受到的浮力為N。（2）若將乙圖中的水換成酒精，其他條件不變（ρ水＞ρ酒精），彈簧測力計的示數(shù)將變。（3）實驗中由于握著彈簧測力計的手臂容易晃動，導(dǎo)致彈簧測力計的示數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)困難，請你寫出一種改進(jìn)措施。7．（2023?青羊區(qū)校級模擬）如圖所示，某小組為了探究“浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關(guān)系”，選擇溢水杯、水、彈簧測力計、圓柱體金屬塊、小桶、細(xì)線等器材，按照A、B、C、D的順序做了如下的實驗：（1）合理的實驗順序是。（2）按照合理的順序進(jìn)行實驗，并收集數(shù)據(jù)。設(shè)A、B、C、D實驗中彈簧測力計的讀數(shù)分別是F1、F2、F3、F4，如果關(guān)系式（用字母表達(dá)）成立，即可驗證阿基米德原理。（3）分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)物體所受浮力和小桶中液體重力并不相等，小組同學(xué)們分析了可能存在的原因，其中不合理的是。A.浸入物體前，溢水杯中水未裝滿B.物體接觸了容器底部或容器側(cè)壁C.測量過程中測力計一直沒有調(diào)零D.實驗中本身存在不可避免的誤差（4）同學(xué)們對實驗提出了進(jìn)一步改進(jìn)措施，以下是他們的一些看法，其中不合理的是A.應(yīng)該換用不同液體繼續(xù)實驗，使結(jié)論具有普遍性B.實驗中讓物體應(yīng)該完全浸沒在液體中，控制變量C.可以將小桶標(biāo)注刻度做成量筒，測量出小桶中液體體積，計算重力D.可以改用鐵架臺懸掛測力計，使示數(shù)更穩(wěn)定，測量更準(zhǔn)確8．（2023?湖北模擬）如圖所示，某小組為了探究“浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關(guān)系”，選擇溢水杯、水、彈簧測力計、圓柱體金屬塊、小桶、細(xì)線等器材，按照A、B、C、D的順序做了如下的實驗：（1）為了減小誤差，合理的實驗順序是。（2）按照合理的順序進(jìn)行實驗，并收集數(shù)據(jù)。設(shè)A、B、C、D實驗中彈簧測力計的讀數(shù)分別是F1、F2、F3、F4，如果關(guān)系式（用字母表達(dá)）成立，即可驗證阿基米德原理。（3）為使實驗結(jié)論具有科學(xué)性，接下來他們還應(yīng)該用（選填“相同”或“不同”）的液體重新實驗。（4）該小組同學(xué)還發(fā)現(xiàn)通過上述實驗收集到的測量數(shù)據(jù)可以測出金屬塊的密度，某次實驗過程中記錄的A、B、C、D實驗中彈簧測力計的讀數(shù)分別是1.8N、1.6N、0.5N、0.3N，則金屬塊的質(zhì)量為kg。密度為kg/m3。9．（2023?武安市四模）甲、乙、丙、丁四幅圖是某實驗小組利用彈簧測力計、溢水杯、圓柱形物塊、小桶和水探究浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關(guān)系的實驗情景，其中彈簧測力計的示數(shù)依次是F1、F2、F3、F4。（1）請在圖甲中畫出圓柱形物塊的受力示意圖；（2）在實驗操作前細(xì)心的小麗同學(xué)指出：在情景甲中存在錯誤，該錯誤是溢水杯中水面；（3）糾正錯誤后，該探究實驗的合理順序為（用甲、乙、丙、丁表示）；（4）在情景乙中，溢水口還在溢水時，小明同學(xué)便急忙把小桶移開，開始測量小桶和溢出水的總重力，這樣會導(dǎo)致測量的物塊排開液體所受重力（選填“偏小”“不變”或“偏大”）；（5）如果將圖中圓柱形物塊換成不吸水的木塊，能否完成本實驗？；（6）在完成實驗之后，小麗同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗桌上有一瓶需要測量密度的鹽水，思考之后對小組其他成員建議利用浮力來測量該鹽水的密度。經(jīng)過組內(nèi)一番討論，該小組僅增加了一個實驗步驟如圖戊所示，此時彈簧測力計示數(shù)為F5，則待測鹽水的密度ρ鹽水可表示為xF1?F2ρ水或xF10．（2023?廣安區(qū)校級模擬）科學(xué)探究是初中物理課程內(nèi)容的重要組成部分，探究的形式可以是多種多樣的。小紅設(shè)計了如圖所示的實驗來探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）實驗的最佳順序是。A.甲、乙、丙、丁B.丁、甲、乙、丙C.乙、甲、丁、丙（2）通過實驗可得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小等于它。（3）以下情況會影響結(jié)論的是。A.圖乙中水面未到達(dá)溢水杯的溢水口B.圖乙中物體未全部浸沒在水中（4）小紅利用上述實驗中的器材和木塊，探究“漂浮在液面上的物體所受浮力的大小與物體所受重力的關(guān)系”，實驗過程中（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）步驟不需要彈簧測力計。通過實驗可得出漂浮在液面上的物體所受的浮力大小物體所受的重力大?。ㄟx填“大于”“等于”或“小于”）。11．（2023?鼓樓區(qū)校級一模）小紅設(shè)計了如圖所示的實驗來探究“浮力的大小跟排開的液體所受重力的關(guān)系”。（1）實驗的最佳順序是。（填字母序號）A.甲、乙、丙、丁B.丁、甲、乙、丙C.乙、甲、丁、丙（2）圖乙中小球受到的浮力是N．通過分析實驗數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小（選填“大于”“小于”或“等于”）物體排開液體的重力。（3）在實驗時，若圖乙中溢水杯中的水面在放入小球前未到達(dá)溢水杯的溢水口，則（選填“會”或“不會”）對實驗結(jié)論造成影響；若圖乙中的小球未浸沒在水中，則（選填“會”或“不會”）對實驗結(jié)論造成影響。（4）若將圖乙中的水換成酒精，則小球在酒精中受到的浮力為N。（ρ水＝1.0×103kg/m3，ρ酒精＝0.8×103kg/m3）12．（2023?宛城區(qū)校級三模）小強(qiáng)利用彈簧測力計、鐵塊、溢水杯等器材按照如圖所示，探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）以上探究步驟中，甲、乙、丙、丁最合理的操作順序是；（2）鐵塊浸沒于水后受到的浮力F浮為N。測出鐵塊排開水所受的重力G排可發(fā)現(xiàn)：F浮G排（填“＞”“＝”“＜”），由此得出阿基米德原理；（3）按最合理的實驗步驟進(jìn)行操作，下列因素會影響實驗結(jié)果的是；A.溢水杯內(nèi)未盛滿水B.小桶內(nèi)原來有少量水C.鐵塊未浸沒在水中（4）實驗結(jié)束后，小芯同學(xué)將實驗裝置改成了如圖戊所示，利用兩個相同的彈簧測力計A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料桶（質(zhì)量忽略不計）。向下調(diào)節(jié)水平橫桿，從重物下表面與水面接觸開始到浸沒于盛滿水的溢水杯中的過程中，觀察到A的示數(shù)逐漸（選“變大”“不變”“變小”），說明：在液體的密度一定時，物體排開的液體越多，，實驗裝置改進(jìn)后的優(yōu)點是：。（寫出一個即可）。13．（2023?婁底三模）圖1是某實驗小組利用彈簧測力計、溢水杯、不吸水的石塊、小桶和水“探究浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關(guān)系”的情景，其中彈簧測力計的示數(shù)依次是F1、F2、F3、F4。（1）由圖1可知，石塊浸沒在水中時受到的浮力為F浮＝N，排開水的重力G排＝N，發(fā)現(xiàn)F浮≠G排，原因可能是；（2）在實驗改進(jìn)以后，將溢水杯中的水換成某種液體，將物塊浸沒在某液體中（如圖戊），此時彈簧測力計示數(shù)為F5。則待測鹽溶液的密度ρ液可表示為AF1?F3ρ水或AF4?F2ρ水