模块三 实验 专题36 探究浮力大小与哪些因素有关(练习)-2024年中考物理真题分类汇编
展开(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N,然后将物块部分浸入水中,发现测力计示数减小的同时水面升高了,说明物块受到了竖直向______的浮力,并且水对容器底部的压强与放入物块前相比______。当测力计示数如图甲所示时,浮力为______N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积______,浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度______;
(3)然后将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的密度有关:并通过计算得出所用盐水密度为______;若在实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并未调零,则算出的盐水密度______;
(4)同组的小王同学还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,测力计示数为2.3N,与乙图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度有关。你认为该方案是否合理,并说明理由:______。
【答案】 (1)上 增大 0.3 (2)越大 无关 (3) 1.1 不变 (4) 没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】(1)将物块部分浸入水中时,物体受到竖直向下的重力、弹簧测力计对它向上的拉力、水对物体的作用力,由于弹簧测力计的示数减小,则水对物体的作用力为竖直向上,即竖直向上的浮力。
物块部分浸入水中后,由于物体排开液体使液面上升, 即容器底的深度变大,则水对容器底部的压强变大,即水对容器底部的压强比放入物块前大。
当测力计示数如图甲所示时,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.4N,则浮力
(2)由图甲、乙、丙所示实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,则物体受到的浮力越大,由此可知,在同种液体中,物体排开液体的体积越大,浮力越大。
观察丙、丁两图可知,物体完全浸没于液体中,排开液体的体积不变,物体在水中的深度增加,弹簧测力计示数不变,受到的浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受浮力与浸没的深度无关。
(3)物体的重力为2.7N,浸没在水中时弹簧测力计示数为1.7N,物体受到的浮力
排开水的体积
当物体完全浸没在盐水中时,受到的浮力
物体排开盐水的体积等于排开水的体积,盐水的密度
在实验前,弹簧测力计并未调零,由于浮力是弹簧测力计两次示数之差,所以计算得到的浮力是准确的,则算出的盐水密度不变。
(4)要探究物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关,需控制物体排开液体的体积、液体的密度相同,小王同学将物块横放后挂在弹簧测力计下,使其露出水面高度与图乙相同,则在改变深度的同时,物体排开液体的体积也改变了,故该方案不合理之处是没有控制物体排开液体的体积相同。
2. (2024四川达州)同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中,根据日常生活经验提出了以下猜想:
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
②浮力大小与物体排开液体的体积有关;
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(,g取10N/kg)
(1)根据实验数据,小聪计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是________N。
(2)为了验证猜想①,分析A与C、D三次实验,得出的结论是:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度________(选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②,分析A与________三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)小聪为了验证猜想③,分析A与B、E三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是________(选填“正确”或“错误”)的,理由是________。
(5)细心的小红利用实验数据还计算出步骤E中所用盐水的密度是________。
【答案】(1)4 (2)无关 (3)B、C (4)错误 没有控制排开液体的体积相等 (5)
【解析】(1)由图可知,物体的重力为6N,浸没在水中时弹簧测力计的示数为2N,根据称重法测浮力可知,物体浸没在水中受到的浮力大小为
(2)A与C、D三次实验中物体浸入液体的深度不同,根据称重法测浮力可知,A与C、D三次实验中弹簧测力计的示数相等,则浮力大小相等,故可以得出的结论:浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度无关。
(3)验证浮力大小与物体排开液体的体积有关,则需要保持液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,故选择A与B、C三次实验,得出的结论是:浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(4)验证浮力大小与液体的密度有关,则需要保持物体排开液体的体积相等,改变液体的密度,A与B、E三次实验中,液体的密度不同,物体排开液体的体积也不同,未控制单一变量,故该操作时错误的,无法得出该结论。
(5)由(1)可知,物体浸没在水中时浮力为4N,则物体的体积为
物体在盐水中所受的浮力为
则步骤E中所用盐水的密度
3. (2024山西)小明发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
实验思路:
(1)选取体积相同、________不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
实验过程:
(2)按照实验思路依次进行如图所示的操作,从甲图中可知物体A所受的浮力为______N;观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为_______N,并计算出物体B所受的浮力;
实验结论:
(3)分析实验数据,可得出初步结论:___________。
【答案】 (1)密度 (2)1.2 2.8 (3)浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关
【解析】(1)根据控制变量法的思想,要想探究浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度是否有关,应当选用体积相同,密度不同的物体A和B,然后浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较。
(2)根据称重法,由甲图中可知物体A所受的浮力为
F浮A=F1-F2=3N-1.8N=1.2N
由乙图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,因此物体B在水中受到的拉力为2.8N。
(3)根据称重法,由乙图中可知物体B所受的浮力为
F浮B=F3-F4=4N-2.8N=1.2N
因F浮A=F浮B,可知体积相同而不同密度的物体A和B,浸没在水中时受到的浮力相同,可得出结论:浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关。
4. (2024四川广安)物理兴趣小组的同学在“探究影响浮力大小的因素”过程中,经过讨论提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小与物体浸入的深度有关:
猜想2:浮力的大小与液体的密度有关:
猜想3:浮力的大小与物体的形状有关。
小组同学分别对以上猜想进行探究,以下是他们的实验过程。
(1)小凌根据A、B、C三图,认为猜想1是正确的;同组的小果根据A、C、D三图,认为猜想1是错误的。通过深入分析上述现象,小组同学一致认为浮力的大小随物体浸入液体体积的增大而______,与物体浸没在液体的深度无关。
(2)根据______三图,可验证猜想2是正确的。同学们通过查阅相关资料并结合图中数据,还可以测出物体的密度为______。()
(3)为了验证猜想3,小组同学找来两个完全相同的薄铝片、一个烧杯和适量的水等器材进行实验,实验步骤如下:
①将一个薄铝片放入盛有适量水的烧杯中,观察到铝片下沉至杯底;
②将另一薄铝片弯成“碗状”也放入该烧杯中,观察到铝片漂浮在水面上。
根据以上现象,小丽得出猜想3是正确的。她的结论不可靠,原因是______________。
【答案】 (1)增大 (2) ADE (3)见详解
【解析】(1)根据A、C、D三图可知,物体浸入液体的深度不同,但测力计的示数相同,说明浮力大小与物体浸没在液体的深度无关;根据A、B、C三图可知,物体浸入液体的体积不同,测力计的示数不同,说明浮力大小与物体浸入液体的体积有关,物体浸入液体体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)根据A、D、E三图可知,物体浸入液体的体积相同,但液体的密度不同,测力计的示数不同,说明浮力大小与液体的密度有关。
[3]根据AC图可知
F浮=G−F=4N−2N=2N
根据可得
因为物体浸没,所以
V=V排=2×10−4m3
根据G=mg和可得,物体的密度
(3)根据控制变量法可知,要探究浮力大小与物体形状的关系,应控制物体排开液体的体积相同,而实验中将另一薄铝片弯成碗状也放入该烧杯中,铝片漂浮在水面上,铝片排开液体的体积变大,所以小丽的结论不可靠。
5. (2024黑龙江绥化)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验操作如下,实验过程中弹簧测力计的示数如图所示。(图中所用容器底面积是,均为相同的平底薄壁圆柱形容器,物块不吸水和另一液体)
(1)测量前,需沿__________方向将弹簧测力计调零;
(2)实验中,物块浸没在水中受到的浮力是__________N;
(3)如果对比B、E两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的结论,那么这种做法__________(选填“正确”或“不正确”),理由是__________;
(4)由__________两次实验可得出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8N,此操作会使容器中的液面下降__________cm。
【答案】(1)竖直 (2) 2 (3)不正确 未控制物体排开液体的体积相同 (4) C、D (5) 1
【解析】(1)实验中,测力计测量竖直向下的力,则测量前,需沿竖直方向将弹簧测力计调零。
(2)由AC实验得,物块浸没在水中受到的浮力是
(3) B、E两次实验,液体密度不同,物体排开液体的体积液不同,没有控制物体排开液体的体积相同,会导致结论不可靠,这种做法是不正确的。
(4)由CD实验可得,物体浸没在水中不同深度,弹簧测力计示数相同,则物体受到的浮力不变,可出结论:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)物块浸没在水中,排开水的体积等于物体的体积,则物体体积为
由AE实验得,物块浸没在液体中受到的浮力是
由得,液体密度
完成E实验操作后,用弹簧测力计将物块向上拉出液面一小部分,弹簧测力计示数变为2.8N,该操作使物体受到的浮力减小
由得,物体排开液体的体积减小
会使容器中的液面下降
6.(2024甘肃临夏) 如图甲是科技兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验装置(在物体未浸入水中时,溢水杯中盛满水或酒精,g取)。
(1)物体完全浸没在水中时所受浮力为________;
(2)由图甲中A、C、D可知,浮力与物体浸入液体的深度________(选填“有关”或“无关”);
(3)由图甲中A、D、E可知,浮力与液体的密度________(选填“有关”或“无关”);
(4)由实验数据可知,物体的密度为________;
(5)完成实验后,小组成员想通过实验找到浮力与排开液体重力的关系,借来了木块、天平、量筒和溢水杯等器材。首先将溢水杯放到天平的左盘,并向溢水杯内缓慢加水,直至液面到达溢水杯杯口。在右盘添加砝码直至天平平衡。将量筒放到溢水杯杯口下方,将木块缓慢放入溢水杯,待水不流出时,天平依然平衡,说明__________________。
【答案】 (1)1 (2)无关 (3) 有关 (4) 4×103 (5) 见解析
【解析】(1)C图中物体完全浸没在水中,根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为
(2)图甲中A、C、D可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知,受到的浮力相同,因此可得物体受到的浮力与进入液体中的深度无关。
(3)图甲中A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,物体受到的浮力越大,说明物体受到的浮力与液体的密度有关。
(4)物体浸没在水中排开液体的体积与物体的体积大小相等,则物体的体积为
物体的密度为
(5)上述实验过程中,天平依然平衡,说明物体受到的浮力等于其排开液体的重力。
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