2020年中考物理实验集中专项训练第8练力学实验_浮力含解析


第8练力学实验-浮力

一、选择型实验专练
1.小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时，先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中，静止时如图甲所示，然后逐渐向杯中添加清水，直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．鸡蛋受到的浮力不变 B．盐水的密度变小
C．盐水对烧杯底的压强逐渐变小 D．盐水对烧杯底的压力逐渐变大
【答案】C
【解析】（1）根据盐水密度的变化，再根据浮力与重力的关系判断鸡蛋所受浮力的大小。
（2）根据p＝判断液体对容器底部压强的变化。
A、鸡蛋由漂浮到悬浮，受到的浮力都等于鸡蛋的重力，故鸡蛋受到的浮力不变，故A说法正确；
B、往杯中加入适量清水（未溢出），盐水的密度变小，故B说法正确；
CD、现在往杯中加入适量清水（未溢出），盐水对容器的压力增大，根据p＝知液体对容器底部的压强增大，故C说法错误，D说法正确，因此选择C。
2.用量筒、空瓶、小球和适量的水依次完成图示甲、乙、丙三步实验，量筒读数依次为V1、V2和V3．已知水的密度为ρ，则小球（　　）

甲乙丙
A．体积为V2－V1 B．体积为V2－V3
C．质量为ρ（V3－V1） D．质量为ρ（V2－V1）
【答案】D
【解析】空瓶漂浮在水面上，受到的重力等于排开水的重力，
当小球放在空瓶中，瓶子还漂浮在水面上，根据增加的重力等于增加的浮力，
所以小球的质量等于增加的排开水的质量，
所以，m＝m排水＝（V2－V1）ρ水，
小球的体积为V＝V3－V1，
故ABC错误，D正确。
3.如图，弹簧测力计上端固定，下端挂一底面积已知的圆柱体（带有纵向刻度，零刻度在底端），盛有适量液体的透明玻璃杯置于升降台上，调节升降台高度从而改变圆柱体底面在液体中的深度。利用该装置探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系，实验中不需要测量（或读出）的是（　　）

A．液体的密度 B．底面所处深度
C．圆柱体重力 D．测力计的示数
【答案】A
【解析】
弹簧测力计上端固定，下端挂一底面积已知的圆柱体，先读出弹簧测力计在空气中的示数即圆柱体的重力，然后读出圆柱体浸入水中后的示数，两者的差值即为圆柱体受到液体向上的作用力（即浮力），
又知道圆柱体的底面积，根据p＝求出圆柱体底面处液体压强；
圆柱体带有纵向刻度且零刻度在底端，通过透明玻璃杯读出圆柱体底面所处的深度，
用同样的方法测出多组数据，然后求出圆柱体底面处液体压强p与深度h的比值，归纳总结得出圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系，
综上可知，实验中不需要测量（或读出）的是液体的密度。
二、填空型实验专练
4.在测量物质密度的实验中，用调好的天平测量一合金块的质量，所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，将合金块放入盛有30ml水的量筒中，水面位置如图乙所示，则合金块的密度为______g/cm3．合金块浸没在水中受到的浮力是______N（g=10N/kg），放入合金块后，量筒底部受到水的压强将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

甲乙
【答案】4.4   0.1   增大
【解析】
（1）如图，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，
即合金块的质量m=20g+20g+4g=44g；
合金块的体积，V=40ml－30ml=10ml=10cm3；
合金块的密度ρ＝==4.4g/cm3；
（2）当合金浸没在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N；
（3）放入合金块后，液面上升，由p=ρgh可知，杯底受到水的压强增大。
5．小明在学习“阿基米德原理”时，做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为______N；由阿基米德原理可知，丙图中弹簧测力计的示数应为______N。

【答案】1   1.5
【解析】
（1）铁块浸没在水中时的浮力F浮=2N－1N=1N；
（2）根据阿基米德原理可知G排=F浮=1N；
由于F丙－F丁=G排，所以，F丙=G排+F丁=1N+0.5N=1.5N。
（1）铁块浸没在水中时所受的浮力可通过图A、D利用称重法求出；
（2）根据阿基米德原理可知物体的受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力，据此即可求出。
6.实践课上，小张同学用橡皮泥（ρ橡皮泥＞ρ水）制作了两条小船，使它们能漂浮在水面上，由此可知，小船受到浮力F浮　　G船（G船表示小船受到的重力）（选填“＜”“＞”或“＝”）。如图所示，若使用注射器向两条小船之间快速注水，小船将　　（选填“静止不动”“向中间靠拢”或“向两边分开”）。

【答案】＝向中间靠拢
【解析】（1）物体漂浮时浮力等于自身的重力；
（2）流体压强与流速的关系是：流速越大的地方，压强越小。
解：
（1）已知两条小船能漂浮在水面上，物体漂浮时浮力等于自身的重力，则小船受到浮力F浮＝G船；
（2）两只纸船浮在水面上静止不动，两只纸船两侧压强都相等；用大注射器向两船之间的水面快速注水，中间水的流速增大，压强减小，外侧压强不变，两只纸船会在向内压强差的作用下向中间靠拢。
三、实验探究题专练
7．如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：

①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；
④将小桶中的水倒出，测出小桶所受的重力G2（图丁）；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题：
（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝　　，被排开的水所受的重力G排＝　　。（用上述测得量的符号表示）
（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：
（a）　　；
（b）　　。
（3）物体没有完全浸没在水中，　　（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。
【答案】（1）G－F；G1－G2；（2）（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等；（3）能。
【解析】
（1）根据称重法测浮力：物体浸没在水中，受到水的浮力：F浮＝G－F；
被排开的水所受的重力：G排＝G1－G2；
（2）实验产生误差的原因：
（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；
（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等。
（3）物体没有完全浸没在水中，按照上面的方法，能用实验验证阿基米德原理。
8．小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验，其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。

（1）由图可知：铁圆柱体浸没在水中所受浮力为________N。
（2）由甲、乙、丁图可探究的问题是：________________________________。
（3）由甲、丁、戊图可以得出的结论是：________________________________。
（4）在上述实验的基础上，请你添加合适的物体设计实验，探究浮力大小与物体质量是否有关，请写出你的实验思路：________________________________________。
【答案】(1) 4 (2)浮力的大小和排开液体体积的关系 (3) 浮力的大小和液体的密度有关，V排相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大 (4)添加一个体积相同，质量不同的物体，分别将它们浸没在水中，比较两次测力计的示数，就可得出结论。
【解析】由称重法求浮力，据甲丁两图可知水中浮力的大小为5N－1N=4N；甲、乙、丁图变量为排开液体体积，因此可探究的问题是：浮力的大小和排开液体体积的关系；甲、丁、戊图变量为液体的密度，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得结论是：浮力的大小和液体的密度有关，V排相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；探究浮力大小与物体质量是否有关，变量为物体的质量，因此应在原有基础上添加一个体积相同，质量不同的物体，分别将它们浸没在水中，比较两次测力计的示数，就可得出结论。
9．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢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：

实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
（1）分析比较实验步骤A和　　，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体　　有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与　　有关。
（2）分析实验数据可知，F中液体密度　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。
（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是　　N，金属块密度为　　kg/m3。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】（l）D、E；排开液体的体积；液体的密度；（2）小于；（3）1；2.7×l03
【解析】（1）研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，故由A、D、E图可知，物体排开液体的体积相同时，液体的密度相同，浸没的深度不同，浮力相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系，要控制排开液体的密度相同，由分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知，排开液体的体积相同，而液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
（2）根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为：F浮＝G－F＝2.7N－1.7N＝1N；物块在另一液体中受到的浮力为：F浮′＝2.7N－1.9N＝0.8N，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时，密度越大，受到的浮力越大，故F中液体密度小于水的密度。
（3）物块在水中受到的浮力为：F浮＝G－F＝2.7N－1.7N＝1N；
V排== =10﹣4m3
金属块的体积：V＝V排
金属块的质量：m===0.27kg
金属块的密度：ρ===2.7×l03kg/m3
10．小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定一个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入秤盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）
（1）为了制作量程为1kg的浮力秤，向秤盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的______（选填“上”或“下”）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。
（2）取下砝码，当浮筒受到______力和______力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，再均匀地标定其余刻度线。
（3）若将质量为m（m<1kg）的待测物体放在秤盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，请写出待测物体质量的表达式m=____________。
（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是____________（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降”），请你分析带来这一变化的原因是：______________________________________________________。
【答案】（1）下（2）重浮（3）M－ρ水Sh（4）零刻度线上升当浮筒受到的重力和浮力是一对平衡力时，指针指的是零刻度线，根据题意，即是要使浮力不变，也就是在水中的V排不变，根据V=Sh可知，当浮筒横截面积变小，那h越大，也就是指针会上升。
【解析】（1）为了制作量程为1kg的浮力称，向秤盘添加1kg的砝码，即最大质量，此时细线对浮简的拉力最大，浮筒内加入细沙，则浮简浸在水中的深度最小，可为0；故当浮筒的下表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。
（2）取下砝码，细线对浮筒的拉力为0，当浮筒受到重力和浮力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，再均匀地标定其余刻度线；
（3）若将质量为m（m<1kg）的待测物体放在秤盘上，重力为G=mg，对细线的拉力为T=mg，即线对筒的拉力；若细沙的质量是M，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，根据阿基米德原理，则浮筒受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh，浮筒处于静止状态，根据力的平衡有：F浮+T=Mg，即ρ水gSh+mg=Mg，测物体质量的表达式m=M－ρ水Sh；
（4）当浮简受到的重力和浮力是一对平衡力时，指针指的是零刻度线，根据题意，即是要使浮力不变，也就是V排不变，根据V=Sh，当浮筒横截面积变小，h变大，也就是指针会上升。
11.如图所示，有一柱状的薄透明玻璃容器（在它的外面有表示高度的刻度纸）和一底面积是20cm2，高8cm并刻有高度的圆柱体（密度大于水的密度，用细线系着）。某实验小组利用这两个器材探究：当物体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。
他们先往容器中加水至10.00cm刻度处（图中己标出）），再用细线吊圆柱体，让圆柱体浸入列水中的深度h先后是：2.00cm，4.00cm，6.00cm、8.00cm，读出容器底到水面对应增加深度△h，利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△p，结果如下表：
F浮/N
0.4
0.8
1.2
1.6
△p/Pa
100
200
300
400
（1）分析表中数据可知，当圆柱体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成　　，如果物体浸没后继续增大它在水中的深度，F浮和△p都　　（选填“增大”或“不变”或“减小”）；
（2）同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因：当物体浸入水中时，水对物体施加了竖直向上的浮力，由于　　物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力，使容器底部增大的压力大小为F浮（柱状容器底面积为S），那么△p＝　　（用所给物理量字母表示）；
（3）根据本次实验数据，计算出容器底面积S＝　　cm2，圆柱体浸没在水中时，水面所对的刻度是　　cm。

【答案】（1）正比；不变；（2）物体间力的作用是相互的；；（3）40；14。
【解析】解：（1）由表格分析，＝＝＝＝＝250，所以水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成正比。
如果物体浸没后继续增大它在水中的深度，物体排开水的体积没有变化，水的密度没有变化，所以浮力F浮不变。水的深度变化量不变，水的密度不变，所以△p＝ρg△h不变。
（2）当物体浸入水中时，水对物体施加了竖直向上的浮力，由于物体间力的作用是相互的，物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力，使容器底部增大的压力大小为F浮，所以△p＝。
（3）当浮力是0.4N，△p＝100Pa时，
因为，△p＝，所以，100Pa＝，所以，S＝4×10﹣3m2＝40cm2，
当圆柱体完全浸没时，圆柱体排开物体的体积等于圆柱体的体积，当圆柱体浸没时，水面上升的高度：△h＝＝＝＝4cm
所以水面到达的刻度：h＝h0+△h＝10cm+4cm＝14cm。
12．如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。
（2）比较（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。
（3）比较（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。
（4）金属块的密度为kg/m3。
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：。
（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材：实验步骤：
分析与论证：
【答案】（1）1；（2）ABC（ABD）；（3）ACD；（4）2.7×103；（5）溢水杯没有装满水；（6）实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水；
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G；
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总。
分析与认证：
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，G桶总－G桶即为排开水的重力，比较G与G桶总－G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论
【解析】（1）由图A、C（或D），金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G－F示＝2.7N－1.7N＝1N；
（2）研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；C图中物体受到的浮力等于：2.7N－1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N－2.2N＝0.5N。由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；
（3）研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同，故比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小（大小相同）与其浸没在液体中的深度无关；
（4）金属块浸没在水中时受到的浮力：F浮＝1N；根据阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；故金属块的密度：ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/m3；
（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：
（6）实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水；
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G；
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总。
分析与认证：
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，G桶总－G桶即为排开水的重力，比较G与G桶总－G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论。
13．小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。

（1）紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越　　；
（2）实验时的情形如图2所示，比较甲图和　　图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；
（3）比较图甲图和丙图，可以初步得出结论：液体内部压强与液体　　有关；
（4）小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究：
①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口　　；
②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没，如图丁所示，此时弹簧测力计的示数为　N，溢出的水全部流入小量筒中，排开水的体积为　　ml，此时探头所受的浮力为　　N；
③探头从丁图位置不断缓慢往下放（细线足够长），排开水的质量　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”），弹簧测力计的示数会　　（选填字母）。
A．一直变大 B．先不变后变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
【答案】（1）大；（2）乙；（3）密度；（4）①相平；②0.4；20；0.2；③变小；C
【解析】（1）本题采用了物理中常见的研究方法——转换法，即把液体内部压强的大小转换成橡皮膜形变程度的大小来判断，形变程度越大，表示水内部的压强越大。
（2）（3）液体内部的压强与液体的深度和密度都有关系，在实验中，应控制其中的一个量保持不变，才能观察压强与另一个量的关系，从控制变量法的角度可判断此题的实验过程。
（4）①根据生活常识解答即可；
②根据图示读出弹簧测力计的示数和排开水的体积；利用阿基米德原理计算此时探头所受的浮力。
③根据F浮＝ρ水gV排判断浮力；对探头进行受力分析，利用力的合成判断弹簧测力计的示数变化。
（1）把液体内部压强的大小转换成橡皮膜形变程度的大小来判断，形变程度越大，表示液体内部的压强越大。
（2）要探究液体压强大小与深度的关系，应控制液体的密度相同、探头的方向相同，而深度不同，故选甲、乙两图即可；
（3）比较甲图和丙图可知，探头所处的深度相同，液体的种类不同，橡皮膜的形变程度不同，说明液体产生的压强不同，可初步得出液体内部压强与液体密度有关。
（4）①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口相平；
②由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数F′＝0.4N；
溢出的水全部流入小量筒中，排开水的体积为20mL＝20cm3，
此时探头所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣6m3＝0.2N。
③由甲、乙两图可知，探头浸入水中的深度增加时，其体积会减小，排开水的体积减小，根据F浮＝ρ水gV排知，其所受浮力变小；根据F浮＝G排＝m排g知，排开水的质量变小；
探头在刚与溢水杯底部接触但对溢水杯底部没有压力之前，探头的重力不变，所受浮力变小，根据F浮＝G－F示知，弹簧测力计示数会变大；
当探头在与溢水杯底部接触且对溢水杯底部有压力之后，探头还受到杯底向上的支持力，根据力的合成可知，弹簧测力计示数会变小；所以，整个过程中弹簧测力计的示数会先变大后变小，故选C。
14．小明同学在探究浮力的实验中：

（1）如图甲，把半径为3cm、密度均匀的实心小球A用细线挂在弹簧测力计上，测得其重力为　　N，他用手竖直向上轻轻托起小球，弹簧测力计示数将变　　。
（2）他又将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向　　，当小球顶部距水面7cm时，弹簧测力计示数为1.9N，如图乙，小球受到的浮力大小是　　N。
（3）为进一步研究浮力产生的原因，小明自制了薄壁实验箱，左右分别是柱形箱B和C，B箱下部有一圆孔与C箱相通，他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体M放在圆孔上紧密接触，并向B箱中加入适量的水使M浸没且沉在箱底，如图丙。现往C箱加水至与M下表面相平时，M下表面橡皮膜　　（选填“受到”或“不受”）水的压力作用；继续向C箱中加水至M上下表面橡皮膜形変程度相同时，则M上下表面受到水的压力　　（选填“相等”或“不相等”）；再向C箱中加一定量的水，M上下表面形变程度如图丁，则下表面受到水的压力　　（选填“大于”“小于”或“等于“”）上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
（4）同组小斌同学根据第（2）小题中小球受到的浮力大小和第（3）小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球A受到水对它向下的压力是　　N。（圆面积公式S＝πr2，取π＝3）
【答案】（1）3.0；小；（2）上；1.1；（3）不受；相等；大于；（4）2.15
【解析】（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；分析此时物体受到力的作用，根据力的平衡，分析测力计示数的变化；
（2）浮力的方向竖直向上，利用称重法求小球受到的浮力；
（3）往C箱加水至与M下表面相平时，根据p＝ρgh即可判断M下表面橡皮膜的受力情况；根据橡皮膜形変程度判断上下表面的受力情况；
（4）由（2）可知小球受到的浮力，可求则半个球受到的浮力，F浮＝F向上－F向下，可求小球受到水向下的压力。
（1）如图所示，弹簧测力计分度值为0.1N，示数为3.0N，则实心小球A的重力为3.0N；
他用手竖直向上轻轻托起小球，此时物体受到竖直向上的拉力和拖力及竖直向下的重力的作用，根据力的平衡可知：F＝G－F托；所以，托力变大时，测力计的示数变小；
（2）将小球A缓慢放入盛有适量水的烧杯中，弹簧测力计的示数逐渐变小，说明此时物体受到浮力与竖直向上轻轻托起小球的作用效果相同的力，所以则浮力的方向是竖直向上；
根据称重法，则小球受到的浮力为：F浮＝G－F＝3.0N－1.9N＝1.1N；
（3）图丙中，C箱加水至与M下表面相平时，由于M下表面橡皮膜与C箱中的水面相同，根据p＝ρgh受到的压强为零，则它不受水的压力作用；
由于橡皮膜形変程度表明它的受力情况；所以当M上下表面橡皮膜形変程度相同时，说明M上下表面受到水的压力相等；再向C箱中加一定量的水，如图丁中下表面形变程度明显大于上表面形变程度，所以下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
（4）由（2）可知小球受到的浮力为1.1N，则半个球受到的浮力为F浮′＝0.55N，如图所示：

F浮′＝F向上－F向下，则小球受到水向下的压力：
F向下＝F向上－F浮′＝ρghS－0.55N
＝ρghπr2－0.55N
＝1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.07m+0.03m）×3×（0.03m）2－0.55N＝2.15N。
15．学习浮力知识后，小明利用可以测量压力大小的数显测力计和刻度尺进行如下实验：
（1）将果汁装入轻质小瓶（小瓶和瓶盖的质量、厚度均不计），拧紧瓶盖后测出重力；
（2）如图甲所示，将小瓶放入盛有适量水的容器中，小瓶静止时竖直漂浮．小瓶受到的浮力为F浮，则F浮G（选填“＞”、“=”或“＜”）。
（3）用数显测力计将小瓶缓慢压入水中，数显测力计的示数逐渐变大，说明浮力的大小与
有关。
（4） 如图乙所示将小瓶放入另一种液体中，小瓶静止时竖直漂浮．比较甲、乙两图可知ρ液ρ水（选填“＞”、“=”或“＜”），测出此时小瓶内、外液面的高度差△h1。
（5）将小瓶倒放在图乙的液体中，小瓶静止时竖直漂浮、测出此时小瓶内、外液面的高度差为△h2。比较可知△h1△h2（选填“＜”“=”或“＜”）。

【答案】（2）=（3）物体排开液体体积（4）＞（5）=
【解析】（2）根据二力平衡的条件，此时瓶子受到的力有重力和浮力，两个力等大反向共线；
（3）压入水中的过程中，液体的密度和小瓶的重力均不变，变量只有排开液体的体积，故与排开液体体积有关；



（4）由图片可知，甲液体中排开液体的体积大于乙液体中排开的液体的体积，又因为两次都是漂浮，浮力都等于自身重力，故两次受到的浮力是相等的，根据公式F浮=ρ液gV排可知，当浮力相等时，Ⅴ排越大，ρ液越小；
（5）由于小瓶的重力不变，所以无论正放还是倒放，F浮均不变，所以V排也就都不变，又因为瓶内的液体和外部的液体体积都不变，故液面差不会变化。
故答案为：（2）=；（3）物体排开液体体积；（4）＞；（5）=


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