专题10 浮力与压强（原卷版）

专题10浮力与压强（原卷版）一．实验探究题（共20小题）1．在探究液体内部压强的影响因素实验中，如图所示，小明始终将压强计的橡皮膜朝上。橡皮膜到液面的高度h1和U形管两侧液面高度差h2，如下表所示。序号液体H1/cmH2/cm①水6.005.16②12.0010.81③18.0016.58④酒精6.004.12（1）压强计是通过U形管两侧液面的来显示橡皮膜所受压强大小的。（2）本实验中进行多次测量，目的是；分析序号①②③三组数据，可得出结论：。（3）比较序号两组数据，目的是探究液体压强与液体密度的关系。（4）若测量前发现U形管两侧液面不相平，可采取方法。A.从U形管中倒出适量液体B.更换U形管中的液体C.取下软管重新安装2．在学完流体压强与流速关系后，老师给同学们补充：物体运动的速度越快，受到的空气阻力越大。小明联想到玩降落伞时，似乎降落伞的面积越大，下落时在空中的滞留时间越长。因此他认为降落伞受到空气如图所示，把降落伞和配重组装好之后，小明到三楼阳台在保证安全和无风时将降落伞依次释放，小刚负责记录降落伞在空中下落的时间。请回答下列问题：为了验证这一猜想，小明邀请小刚一起进行探究，准备了以下实验器材：面积大小不同的三个降落伞、降落伞配重、停表等。（1）实验中除了控制降落伞的配重相同之外，还应当控制相同。（2）解决上述问题后，小刚将实验数据记录如下表，分析表中数据可知，降落伞的面积越大，滞空的时间越长，由此推理其下落时所受的空气阻力。实验次数降落伞的伞面面积/cm2降落伞滞空时长/s14003.6725004.9136005.82（3）生活中有很多高速运动的物体为了减小空气阻力，都做成了“头圆尾尖”的流线型，比如飞机、高铁等。因此可以猜想，物体所受空气阻力的大小，除了与物体运动速度快慢和面积大小有关之外，还与物体的有关。（4）小明和小刚在做实验时没有直接测量降落伞所受的空气阻力大小，而是通过测量降落伞在空中的滞留时间长短来比较空气阻力的大小。若降落伞在落地前都已做匀速直线运动，你认为通过滞空时长来比较空气阻力大小的方案是否合理？请写出你判断的依据（忽略伞重）。3．小高用弹簧测力计、长方体、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和盐水），对浸在液体中的物体所受浮力进行了探究，探究过程和弹簧测力计示数如图所示。（ρ水＝1.0×103kg/m3）（1）由图中信息可知，长方体的重力是N。（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可比较三图的实验。长方体浸没在水中时受到的浮力是N。（3）分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与有关，比较图甲、丁、戊可说明浮力的大小与有关。（4）根据实验测出长方体的密度是kg/m3，盐水的密度是kg/m3。4．为了探究“影响液体内部压强大小的因素，小明和小华分别采用如图所示装置进行实验，其中甲装置U形管内装有已染色的水，已知盐水密度大于酒精的密度，请回答下列问题：（1）实验前，小华同学检查实验装置时发现：按与不按探头的橡皮膜，U形管两边液面均处在同一水平线上，则这在实验装置出现的问题可能是：；（2）调节好装置，进行实验，比较乙、丙两图可知，当深度一定时，液体内部压强随增大而增大；在图丙中保持探头的位置不变，改变探头的方向，U形管两液面的高度差将（选填“变大”、“不变”或“变小”）；（3）若发现，当探头在不同液体中的深度相同时，U形管左右两侧液面的高度对比不显，他做了一些改进，下面操作不能使两端液面高度差对比更加明显的是。A将U形管换成更细的B.U形管中换用密度更小的液体C.烧杯中换密度更大的液体D.使探头在不同液体中均向下移动相同的距离（4）如图丁所示，橡皮管和玻璃管侧壁管口相连通，当小明向玻璃管中吹气时，U形管内液面较低的是（选填“a”或“b”）侧；（5）完成探究实验以后，小华设计了图戊改装。向装置左右两侧倒入不同的液体。液面稳定后，橡皮膜形变如图所示，左右两液体密度（选填“ρ左大于ρ右”“ρ左小于ρ右”或“无法判断”）5．小华用图1所示的装置探究液体压强特点，实验如图2所示。甲、乙、丙三个烧杯中盛有不同密度的盐水，甲图中盐水的密度与丁图相同。探头在液体中的深度甲与乙相同，丙与丁相同。（1）图1所示压强计在使用前，需观察U形管两边液面是否相平，如果两边液面不相平则需要。A.将橡皮管取下，重新安装。B.将液面高的一侧液体倒出一些（2）微小压强计是通过观察U形管中的液面高度差来反映液体压强的大小，为使实验现象更明显，压强计U形管中的液体最好用（选填“水”或“水银”）。（3）比较甲、乙两次实验可初步判断：液体内部压强与液体密度（选填“有关”或“无关”）。要探究液体压强与深度的关系，应选两图。（4）若要探究同一深度，液体向各个方向的压强关系，则需要保持探头在水中的深度不变，改变。（5）四个烧杯中，盐水密度最大的是图。6．如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：（1）当物体完全浸没在水中时所受的浮力为N；（2）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与有关；分析图中丙和丁两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关，采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为法。7．（1）小强用两本相同的字典和一块海绵来完成“探究影响压力作用效果的因素”实验。通过观察海绵的来比较压力的作用效果，以下几例探究实验中运用了与此相同的科学探究方法的是。A.扩散实验表明分子运动B.探究串联电路中总电阻与分电阻的关系C.探究磁场时，引入磁感线D.探究电流与电压、电阻的关系（2）通过对比甲、乙两图，小强得出压力作用效果与压力大小无关。你认为这个结论（填“正确”或“不正确”），理由是。（3）接着又设计了如图丙所示的实验，想了解滑动摩擦及滚动摩擦的特点，使相同重力的木块和木制小车在同一水平面上移动，用弹簧测力计来测量手对木块和小车的拉力。①实验中为了使弹簧测力计的示数与小车及木块受到的摩擦力大小相等，应使小车和木块做运动。②多次测量的数据如下表所示，分析表中的数据可得到结论：在相同的情况下，滚动摩擦（填“大于”“等于”或“小于”）滑动摩擦。实验次数1234拉木块的力/N4.04.04.04.0拉小车的力/N1.01.01.01.08．如图所示，用一只矿泉水瓶和一块海绵等器材探究“影响压力作用效果的因素”。（1）实验时，通过观察来比较矿泉水瓶对海绵的压力作用效果。（2）在图1A、B、C的操作中，观察图A和图可知：压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越明显；观察图B和C可知：受力面积一定时，越大，压力的作用效果越明显。（3）若将矿泉水瓶放在石块上，如图1D所示。图D与图A比较，矿泉水瓶对石块和海绵的压力作用效果（填“相同”或“不相同”），理由是。（4）如图2甲所示，一质地均匀的长方体砖块放在水平地面上。现将砖块切去一部分，剩余部分如图2乙所示，此时砖块对地面的压强为2000Pa；将图2乙中的砖块倒置后如图2丙所示，此时砖块对地面的压强为3000Pa。则图2甲中砖块对水平地面的压强为Pa。9．小平用一个长方体木块、弹簧测力计、三个相同的砝码和海绵等探究压力作用效果与什么因素有关：（1）根据甲、乙两图，可知压力的作用效果与有关。（2）用甲、丙两图探究压力作用效果与受力面积的关系，应在丙图木块上放个砝码。由此得出结论：一定，受力面积越小，压力的作用效果越。（3）小平利用上述器材继续探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关：①用弹簧测力计水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计的示数如图丁所示为N。②取下木块上的砝码，重复①的操作，弹簧测力计的示数为1.8N。由此说明，接触面粗糙程度一定，压力越大，滑动摩擦力越。③以不同的速度多次水平拉动木块，使它沿水平桌面做匀速直线运动，发现弹簧测力计的示数几乎不变，说明滑动摩擦力的大小与速度大小。10．物理兴趣小组用完全相同的长方体物块和海绵探究压力的作用效果与哪些因素有关。（1）首先小组成员根据生活经验提出了各种猜想。如图A所示，两个人对雪地的压力是差不多的，但一个陷下去了，另一个却没有，由此猜想压力的作用效果可能与有关。（2）接着他们利用物块、海绵等器材设计了图B所示的实验继续进行了探究。在三次实验中，均用来显示物块对海绵压力的作用效果。分析比较甲、乙两图，得出的结论是：，压力的作用效果越明显。（3）在图丙中，若沿虚线把物块左侧去掉一半，则剩下物块对海绵的压强将（选填“减小一半”、“增大一倍”或“不变”）。11．在学习浮力部分知识时萱萱想要“探究浮力的大小和哪些因素有关”，操作步骤如图1a、b、c、d、e、f。实验步骤bcdef测力计示数/N2.42.32.22.22.0（1）表格中缺少a的实验数据，请你根据图a读出数据：N，在实验步骤b中物体所受的浮力为N；（2）分析实验步骤a、b、c、d，浸在水中的物体所受的浮力与有关；分析三个实验步骤，浸没在水中的物体所受的浮力与深度（选填“有关”或“无关”）；（3）萱萱用表格中的数据算出了步骤f中液体的密度是kg/m3；（4）同组的小春同学想用电子秤来测量矿石的密度，实验步骤如图2：①电子秤放在水平桌面上，装有适量水的烧杯放在电子秤上，电子秤示数如图2A所示；②把被测矿石用细线拴好，缓慢放入装有水的烧杯中，矿石未触碰到烧杯底部，电子秤的示数如图2B所示；③然后缓慢放下矿石，让被测矿石沉入烧杯底部，如图2C所示；根据实验步骤中的数据，可测出被测矿石的质量是g，被测矿石的体积m3，被测矿石的密度是kg/m3。12．小明和小组同学设计了如下实验装置“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。实验器材：两把相同的弹簧秤A、B，溢水杯D、小桶C、升降台E、升降微调旋钮G、实验物体F、细线和水。（1）本实验探究的问题是：；（2）实验操作的步骤如下，正确的顺序是。A．将物体和小桶挂到弹簧秤上，读出A的示数F物0，B的示数F0。B．将两个弹簧秤调零。C．调节G，使溢水杯缓慢上升，溢出的水进入小桶中。记录物体浸入不同深度时，A、B示数F物和F。D．在升降台上放上溢水杯，并在杯中加入适量的水。E．将小桶移到如图所示位置，调节G使它处于合适的高度。F．在物体和小桶上分别系上细线。（3）步骤E中，溢水杯“合适”的高度，“合适“指。物体受到水的浮力计算式为，物体排开水的重力计算式为。（4）图中甲、乙是小桶中水量变化示意图，其中正确的是，图中B点对应的是（填物体浸入水中的情况）。（5）若将物体挂在弹簧秤A上和小桶挂在弹簧秤B上静止时指针处均记为0，则实验过程中发现A、B两个弹簧秤指针移动的距离大小（选填“相等”或“不相等”），实验得到的初步结论是。13．小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素．（1）小明依次做了如下实验：①根据A、C的结果，可得该塑料瓶浸没在水中受到的浮力；②根据A、B、C的结果，可得：浮力大小与有关，根据A、D、E的结果，可得：浮力大小与有关；③可以计算出盐水的密度为kg/m3；④为验证浮力和物体的密度是否有关，小明将瓶子中的沙子倒掉一些相当减小物体密度．接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8N，便认为浮力和物体的密度有关．小明在该实验环节中存在的问题是．（2）根据A、B、C、D的结果，发现无法确定浮力和物体浸入液体深度的关系．实验兴趣小组将一个长方体，用记号笔进行16等分，如图甲所示．用弹簧测力计分别挂在挂钩1和2处，浸入水中至第2条线与液面保持相平，如图乙、丙所示．观察弹簧测力计示数，并记下F1和F2的值．①两次实验均将长方体浸入水中至第2条线（从下往上数），其目的是；②实验小组发现：F1F2（选填“大于”、“小于”或“等于”），于是他们推导出两次实验中长方体所受的浮力关系；（3）如图丁所示是小明利用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中时的情形，其中密度计（选填“①”、“②”或“③”）在测量其他液体密度时结果更精确．14．小巴同学探究“浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验装置及过程如图所示：（1）如图A到E所示，会影响实验结论的是图的实验装置（填字母代号）；（2）在完善实验装置后，有如下实验步骤，你认为不重复操作且排序合理的应是；（填字母代号）①将铁块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为F1②将铁块浸没在液体中，弹簧测力计的读数为F2③将装有排出液体的小桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为F3④将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为F4A．①②③④B．①④②③C．④①②③D．④②①③（3）通过探究，若等式成立（选用F1、F2、F3和F4表示），则得出阿基米德原理；（4）为了得到更普遍得结论，下列继续进行的操作中不合理的是；（填字母代号）A．用原来的方案和器材多次测量取平均值B．用原来的方案将水换成酒精进行实验C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验（5）小蜀同学在图C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论；（6）小鲁同学利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中不需要弹簧测力计的是图中（填“A”“B”“C”“D”或“E”）所示步骤；（7）小巴同学还想利用浮力测量木块的密度，他找来的实验器材有：木块、弹簧测力计（0～5N）、底部固定有滑轮的水槽、细线及足量的水：①如图甲，先用弹簧测力计测木块的重力；再用细线绕过滑轮将木块与测力计连接起来接着往水槽中倒入适量的水，使木块浸没在水中，如图乙，木块在水中静止时测力计示数为1.6N。她利用定滑轮改变力的方向的作用，巧妙的得到了木块的密度为kg/m3；②实验完毕小巴收拾仪器时，发现弹簧测力计在竖直方向未使用时，指针始终指在0.1N处，则他测得的木块密度会比真实值（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。15．小虹利用弹簧测力计、实心圆柱体物块、烧杯等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有关。小虹提出如下猜想，设计并进行了实验。猜想a：浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。猜想b：浮力大小与物体排开液体的体积有关。猜想c：浮力大小与液体的密度有关。（1）小虹确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力G，接着将物体浸入液体中静止时，读出测力计对物体的拉力F拉，可计算出物体所受的浮力F浮。其测量原理利用了；A．F浮与G是一对平衡力B．F浮与G是相互作用力C．F浮与F拉是相互作用力D．F浮和F拉的合力与G平衡（2）小虹按照如图甲所示的操作步骤继续进行实验，由测量数据可得：B步骤中圆柱体物块受到水的浮力为；（3）分析图中A步骤与步骤的数据，可以验证猜想a是错误的（填写步骤的序号）；（4）分析实验步骤A、B、C，可以说明浮力大小与有关；（5）当圆柱体物块从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置（未触底），在图乙中画出能表示此过程中物体所受浮力F与物体下表面浸入水中深度h关系的大致图像；（6）进一步学习了阿基米德原理之后，利用如图所示的测量数据，还可以计算出其它一些物理量（水的密度已知）。下列物理量中能计算出的是。A．物块的体积B．物块的密度C．盐水的体积D．盐水的密度16．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图1所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。（1）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与液体的关系；根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为N。（2）小明对A、B、C、D四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关。①对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而（填“增大”“减小”或“不变”）；②当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度（填“有关”或“无关”）。（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为kg/m3。（4）小明利用浮力和杠杆的知识，发明了一个密度称。如图2，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有两个完全相同的正方体C、D（边长为10cm，重力为20N），OA＝10cm，OB＝8cm。小聪向容器中倒入不同密度的液体，每次都将C浸没与液体中，移动物体D，使杠杆在水平位置平衡，OB上便可以标出不同液体的密度值。①当物体C浸没在水中时，物体D移动到E点时杠杆恰好水平静止，那么OE的长度为cm，在E点标上ρ水。②这个密度称能够测量的最小液体密度为kg/m3。③OB上的刻度是否均匀：（填“是”或“否”）17．小张同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验。如图所示：（1）实验中选用海绵而不选用木板之类材料的原因是。（2）实验中小张是通过观察来比较压力作用效果的。（3）分析比较甲、乙两图所示的实验，能够得到的结论是。（4）若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”应通过比较两图所示实验。（5）小张同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的B1、B2两块，如图丁、戊所示，他通过观察实验现象发现它们对海绵的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关，他的实验结论（选填“正确”或“错误”），理由是。18．在学习浮力部分知识时萱萱想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”，操作步骤如图a、b、c、d、e、f。实验步骤bcdef测力计示数/N2.42.32.22.22.0（1）表格中缺少a的实验数据，请你根据图a读出数据：N，在实验步骤b中物体所受的浮力为N。（2）分析实验步骤a、b、c、d，浸在水中的物体所受的浮力与有关；分析三个实验步骤，浸没在水中的物体所受的浮力与深度（选填“有关”或“无关”）。（3）萱萱用表格中的数据算出了步骤f中液体的密度是kg/m3。（4）同组的小春同学想用电子秤来测量矿石的密度，实验步骤如下：①电子秤放在水平桌面上，装有适量水的烧杯放在电子秤上，电子秤示数如图A所示；②把被测矿石用细线拴好，缓慢放入装有水的烧杯中，矿石未触碰到烧杯底部，电子秤的示数如图B所示；③然后缓慢放下矿石，让被测矿石沉入烧杯底部，如图C所示。根据实验步骤中的数据，可测出被测矿石的质量是