战2025年《二轮核心考点实战》中考物理二轮专项复习核心考点讲解与必刷题型汇编专题8浮力应用:测量物体的密度含答案及解析_第1页
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文档简介

专题8浮力应用:测量物体的密度知识点一物体沉浮的条件1.液体中常见的三种浮沉现象(1)物体上浮,最终漂浮在液面上;(2)物体悬浮,可以静止在液体中的任何位置;(3)物体下沉,最终沉入底部。2.物体的沉浮条件(1)物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系状态物体浸没在液体中物体部分浸在液体中上浮悬浮下沉漂浮条件F浮>GF浮=GF浮<GF浮=G示意图3.实心物体的沉浮条件分析汇总上浮漂浮悬浮下沉沉底运动状态向上运动静止在液面上静止在液体内任意深度处向下运动静止在容器的底部条件F浮>G物F浮=G物F浮=G物F浮<G物F浮+F支=G物ρ液与ρ物的关系ρ液>ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液<ρ物ρ液<ρ物V排与V物的关系V排=V物(露出水面前)V排<V物V排=V物V排=V物V排=V物示意图知识点二浮力的应用:测固体的密度[方法一]请利用弹簧测力计、水、烧杯测出一块小石头(ρ物>ρ水)的密度。①实验原理F浮=G-F拉(称重法)②步骤a用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G石;b用弹簧测力计悬吊着小石块,使之浸没在水杯中。并记下此时弹簧测力计的示数为F拉;c由F浮+F拉=G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F浮=G石-F拉;d由F浮=ρ液gV排和G=mg=ρ物gV物及V物=V排得ρ石[方法二]利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块(ρ物<ρ水)密度。①实验原理F浮=G(漂浮法)②步骤a先往量筒中倒入适量的水,记下水的体积为V0;b然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,记下水面现在所对应的刻度为V1,即蜡块漂浮时V排=V1-V0;c用细针将蜡块全部按入水中,记下现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡=V2-V0;d利用漂浮条件F浮=G,即ρ水gV排=ρ蜡gV蜡得出ρ蜡知识点三浮力的应用:测液体的密度[方法一]原理F浮=G-F拉和F浮=ρ液gV排。(称重法)器材弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体。过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力,则有F即:ρ液[方法二]原理F浮=G物(漂浮法)器材量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体。过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的V排即可,即:由G物=F浮水和G物=F浮液可知ρ水gV排水=ρ液gV排液,也即ρ液(2023•吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不计,装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如甲图。(1)将瓶子浸没在水中,如乙图,此时瓶子受到的浮力为N。(2)继续向上提升弹簧测力计,当酸奶液面与水面相平时,弹簧测力计的示数如丙图。由以上数据可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与有关。(3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ=kg/m3。(2023•黑龙江)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3)(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮=N;(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度(选填“无关”或“有关”);(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与和有关;(4)经进一步计算可知物体体积V=m3,物体的密度ρ=kg/m3。(2022•达州)某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是。(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为kg/m3(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮G排(选填“>”“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性。(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图步骤中可不使用弹簧测力计。(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”“<”或“=”)(2022•广西)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向调节平衡螺母,使横梁平衡。(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是g。(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是kg/m3。(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏。(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;③,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;④吊坠密度的表达式为ρ=。(用V1、V2、ρ水表示)(2023•广陵区一模)小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。(1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度(填“有关”或“无关”);(2)分析D、E两图中的实验现象和数据,可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的有关;(3)根据图中的数据计算出物体的密度为kg/m3,如考虑物体具有吸水性,则计算的结果比物体的真实密度偏(填“小”或“大”)。(2023•邳州市一模)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。如图将一石块挂于弹簧测力计上,并将其慢慢浸入烧杯内的液体中。图甲、乙、丙烧杯中装的液体是水,图丁烧杯中装的液体是酒精,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)图甲中,弹簧测力计的示数F1=N。(2)石块完全浸没在水中时所受的浮力为N。(3)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;分析图中两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。(4)图乙中石块浸入水中的体积是m3。(5)实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为法。(6)由实验数据可得石块的密度为kg/m3。(2023•南关区校级三模)信息科技小组的同学利用力传感器(力传感器可感知并测出拉力或压力的大小)对“浮力大小的影响因素”进行探究。操作如下:(1)如图所示,将力传感器固定在铁架台上,圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连。(2)装有水的薄壁柱形容器B置于升降台上(容器足够高),让升降台逐渐升高,随着圆柱体A逐渐浸入水中,传感器的示数逐渐变小,当圆柱体A刚好浸没时,传感器的示数减小到8N,这说明物体所受的浮力大小与有关。(3)为探究浮力的大小与液体密度的关系,小组同学将容器内的水换成密度为1.2×103kg/m3的液体,再次使升降台逐渐升高,直到圆柱体A刚好浸没,传感器的示数一直减小到6N。圆柱体A浸入液体的过程中,容器底部所受的压强逐渐。(4)对比(2)(3)可以得出:物体所受浮力的大小与有关。(5)分析题中信息可知,当圆柱体A分别浸没在水中和液体中时,容器底部增加的压力之比为,圆柱体A的密度为kg/m3。(取g=10N/kg)(2023•重庆模拟)在“探究浮力与什么因素有关的关系”的实验中:小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(1)如图甲所示,将圆柱体挂在弹簧测力计下端静止时,弹簧测力计的示数为5N,由知识可知,圆柱体的重力大小为N;(2)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与有关;(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图的装置来进行操作;(4)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是N,圆柱体的体积是m3(g取10N/g);(5)用图示实验数据测出盐水的密度是kg/m3。(2023•重庆二模)小开要探究“影响浮力大小的因素”,图1是他的实验过程。(1)图1B中,物体受到的浮力为N:由图1A、B、C三图可知,浮力大小与有关;由图1A、三图可知,浮力大小与浸没深度无关;(2)由图1A、D、E三图可知,浮力大小与有关;还可以算出盐水的密度为g/cm3;(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图2甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为g;(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图2乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图2丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图2丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB=(用m1、m2、m3、ρ水表示);(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案:。(2023•市北区校级模拟)探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,如图1所示,依次将体积为100cm3的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数F与物体的下表面浸入液体中的深度h的关系图象,如图2所示。(g=10N/kg)(1)分析图2发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与(选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。(2)物体密度为g/cm3,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力F支为N。(3)当h=4cm时,物体受到浮力为N,下表面所受压强为Pa;整个过程,物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图象应该是图3中的。(2023•中山市模拟)图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验步骤。(1)由两个步骤中可知物体浸没酒精中时受到的浮力是N;(2)由步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与有关;(3)由步骤A、D、E可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的有关;(4)圆锥体的密度为g/cm3;(ρ水=1.0×103kg/m3)(5)用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧秤示数F随圆锥形物体浸入深度h变化的关系图像,最符合实际的是。(2023•宁化县模拟)在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,班级的“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验。(1)做A、B、C三次实验是为了探究浮力的大小与的关系,得出的结论是。(2)分析三次的实验数据,可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度无关。(3)分析A、D、E三次实验可探究浮力的大小与的关系。(4)由题中信息可计算出铜块的密度为kg/m3,盐水的密度为kg/m3。(2023•鼓楼区校级二模)探究影响浮力大小的因素:实验器材:弹簧测力计(量程0~2.5N,分度值0.05N)、水槽、圆柱体组(铜柱、铁柱、铝柱)、相同规格的圆柱体大物块、细线、水、盐水等;实验装置:实验步骤:(1)按如图所示实验装置图组装好实验器材,读出弹簧测力计示数即为物体重力G,记录在表格中;(2)拧开矿泉水瓶瓶盖,当水和盐水浸没金属块和大物块后再拧紧瓶盖;(3)读出此时弹簧测力计示数F,将其记录在表格中;(4)计算出物体所受浮力F浮大小并填入表格中;序号ABCDE物体重力G/N0.800.651.702.152.15物体浸没液体中测力计示数F/N0.700.551.501.401.25物体受到浮力F浮/N0.100.100.200.750.90分析论证:(1)由A、B两组实验对比可以得出结论,浮力大小与物体密度;(2)由两组实验对比可以得出结论,浮力大小与物体浸入液体体积有关;(3)由D、E两组实验对比可以得出结论,浮力大小与有关;评估交流:(1)往水槽内放水前,矿泉水瓶瓶盖未打开,此时矿泉水瓶内气压(选填“大于”、“小于”或“等于”)瓶外大气压;(2)将弹簧测力计固定在木架上,通过矿泉水瓶往水槽注水的方式使物体浸入液体中,这样操作的好处是;(3)由实验数据可知,实验所用的盐水的密度为kg/m3;(4)在进行D、E两组实验时没有选用B组实验所用的铁块,而是选用两个体积更大的圆柱体大物块,其原因可能是铁块在水和盐水中的浮力差距小于弹簧测力计分度值,通过增大增大浮力之差从而得出正确结论。

专题8浮力应用:测量物体的密度知识点一物体沉浮的条件1.液体中常见的三种浮沉现象(1)物体上浮,最终漂浮在液面上;(2)物体悬浮,可以静止在液体中的任何位置;(3)物体下沉,最终沉入底部。2.物体的沉浮条件(1)物体在液体中的浮与沉取决于浮力与重力的大小关系状态物体浸没在液体中物体部分浸在液体中上浮悬浮下沉漂浮条件F浮>GF浮=GF浮<GF浮=G示意图3.实心物体的沉浮条件分析汇总上浮漂浮悬浮下沉沉底运动状态向上运动静止在液面上静止在液体内任意深度处向下运动静止在容器的底部条件F浮>G物F浮=G物F浮=G物F浮<G物F浮+F支=G物ρ液与ρ物的关系ρ液>ρ物ρ液>ρ物ρ液=ρ物ρ液<ρ物ρ液<ρ物V排与V物的关系V排=V物(露出水面前)V排<V物V排=V物V排=V物V排=V物示意图知识点二浮力的应用:测固体的密度[方法一]请利用弹簧测力计、水、烧杯测出一块小石头(ρ物>ρ水)的密度。①实验原理F浮=G-F拉(称重法)②步骤a用弹簧测力计先测出小石块在空气中的重力记为G石;b用弹簧测力计悬吊着小石块,使之浸没在水杯中。并记下此时弹簧测力计的示数为F拉;c由F浮+F拉=G可求得小石块浸没在水中受到的浮力为F浮=G石-F拉;d由F浮=ρ液gV排和G=mg=ρ物gV物及V物=V排得ρ石[方法二]利用量筒、水、细针测出不沉于水的蜡块(ρ物<ρ水)密度。①实验原理F浮=G(漂浮法)②步骤a先往量筒中倒入适量的水,记下水的体积为V0;b然后往量筒中放入小蜡块,待小蜡块静止后,记下水面现在所对应的刻度为V1,即蜡块漂浮时V排=V1-V0;c用细针将蜡块全部按入水中,记下现在水面刻度为V2,此时蜡块的体积为V蜡=V2-V0;d利用漂浮条件F浮=G,即ρ水gV排=ρ蜡gV蜡得出ρ蜡知识点三浮力的应用:测液体的密度[方法一]原理F浮=G-F拉和F浮=ρ液gV排。(称重法)器材弹簧测力计、烧杯、适量的水、适量的待测液体和一个密度大于水和液体的物体。过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的浮力,则有F即:ρ液[方法二]原理F浮=G物(漂浮法)器材量筒、水和待测液体、一个密度比水和待测液体小的物体。过程用上述器材分别测出物体在水中和待测液体中的V排即可,即:由G物=F浮水和G物=F浮液可知ρ水gV排水=ρ液gV排液,也即ρ液(2023•吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不计,装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如甲图。(1)将瓶子浸没在水中,如乙图,此时瓶子受到的浮力为N。(2)继续向上提升弹簧测力计,当酸奶液面与水面相平时,弹簧测力计的示数如丙图。由以上数据可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与有关。(3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度ρ=kg/m3。【解答】解:(1)甲图中,弹簧测力计的示数为4.8N,由于瓶子的质量和厚度不计,则酸奶的重力为4.8N;乙图中弹簧测力计的示数为0.3N,根据称重法测浮力,瓶子受到的浮力:F浮乙=G﹣F乙=4.8N﹣0.3N=4.5N;(2)浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,继续向上提升弹簧测力计,液体密度不变,排开液体的体积变小,丙图中弹簧测力计的示数变大,根据称重法测浮力,瓶子受到的浮力变小,由此可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与物体排开液体的体积有关;(3)甲图中,弹簧测力计的示数为4.8N,由于瓶子的质量和厚度不计,则酸奶的重力为G=4.8N;酸奶的质量m酸奶=G丙图中,弹簧测力计的示数为0.8N,根据称重法测浮力,瓶子受到的浮力:F浮丙=G﹣F丙=4.8N﹣0.8N=4N;瓶子排开液体的体积:V排=F浮丙ρ水g由于瓶子得质量和厚度不计,酸奶液面与水面相平时,酸奶的体积等于瓶子排开液体的体积;即V酸奶=V排=4×10﹣4m3;酸奶的密度为:ρ酸奶=m酸奶V酸奶=故答案为:(1)4.5;(2)物体排开液体的体积;(3)1.2×103。(2023•黑龙江)如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验,根据他的实验探究数据,请你回答下列问题:(ρ水=1.0×103kg/m3)(1)由图可知物体浸没在水中受到的浮力F浮=N;(2)由图ACD可知,浮力大小与物体浸没深度(选填“无关”或“有关”);(3)分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与和有关;(4)经进一步计算可知物体体积V=m3,物体的密度ρ=kg/m3。【解答】解:(1)比较图A、C,根据称重法得,物体浸没在水中受到的浮力F浮=G﹣FC=2N﹣1.5N=0.5N;(2)由图A、C、D可知,液体密度、物体排开液体的体积相同,物体浸没深度不同,受到的浮力相等,所以,浮力大小与物体浸没深度无关;(3)由图A、B、C可知,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,受到的浮力不同;由图A、D、E可知,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,受到的浮力不同;分析此实验可得出:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积和液体密度有关;(4)利用(1)的数据,根据阿基米德原理得,物体体积V=V排=F浮ρ水g根据G=mg得,物体的质量为:m=G物体的密度ρ=mV=0.2kg5×1故答案为:(1)0.5;(2)无关;(3)物体排开液体的体积;液体密度;(4)5×10﹣5;4×103。(2022•达州)某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是。(2)根据图中的实验数据可求出石块的密度为kg/m3(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)。(3)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮G排(选填“>”“<”或“=”),从而验证了阿基米德原理的正确性。(4)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强(选填“逐渐变大”“一直不变”或“逐渐变小”)。(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图步骤中可不使用弹簧测力计。(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”“<”或“=”)【解答】解:(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力.因此,最合理的顺序应为:丙、甲、丁、乙;(2)由甲、丁根据称重法,石块浸没在水中受到的浮力大小为:F浮=G﹣F=2.8N﹣1.8N=1N;根据G=mg,物体的质量为:m=G根据阿基米德原理,物体的体积:V=V排=F浮ρ水g石块的密度为:ρ=mV=0.28kg1×1(3)因G乙﹣G丙=2N﹣1N=1N,F浮=1N;由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力;(4)小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变;(5)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,此物体会漂浮在液面上,物体受到的浮力等于物体的重力,则图丁步骤中可不使用弹簧测力计;(6)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,则G排偏小,实验时认为G排=G溢,因而他会得出F浮>G排的结论。故答案为:(1)丙、甲、丁、乙;(2)2.8×103;(3)=;(4)一直不变;(5)丁;(6)>。(2022•广西)实验小组的同学利用学过的物理知识测定一块吊坠的密度。(1)把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端处时,发现指针偏向分度盘的左侧,此时应向调节平衡螺母,使横梁平衡。(2)将吊坠放在天平左盘中,向右盘中加砝码并调节游码直到横梁平衡。此时,右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示,则吊坠的质量是g。(3)往量筒中倒入50mL水,将吊坠浸没在水中,液面位置如图乙所示,则吊坠的密度是kg/m3。(4)整理实验器材时发现,使用的砝码有磨损,则测得的密度值偏。(5)实验小组讨论后,不用砝码,只利用天平、两个相同的烧杯、量筒和水也能测出吊坠的密度。请将实验步骤补充完整。①在两个烧杯中倒入等量的水,分别放在已调平衡的天平的左右盘中如图丙所示;②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,如图丁所示;③,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到横梁平衡,并记下再次加入水的体积为V2;④吊坠密度的表达式为ρ=。(用V1、V2、ρ水表示)【解答】解:(1)使用天平之前,首先把天平放在水平桌面上,游码移到标尺左端的零刻度线处,由题意可知,天平向右端上翘,所以平衡螺母向右调节,使天平平衡;(2)由图甲可知,吊坠的质量:m=20g+10g+2.2g=32.2g;(3)吊坠的体积等于量筒中水增加的体积:V=64mL﹣50mL=14mL=14cm3,吊坠的密度:ρ=mV=32.2g14cm3(4)使用的砝码有磨损,测得的质量偏大,根据ρ=m(5)②将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中(不碰烧杯底),用量筒向右盘的烧杯中加水到A处时横梁平衡,记下加水的体积为V1,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于吊坠排开水的重力,由阿基米德原理可知,将拴着细线的吊坠浸没在左盘烧杯的水中时,吊坠受到的浮力:F浮=G排水=m排水g=ρ水V1g,因为F浮=ρ液gV排,所以有ρ液gV排=ρ水V1g,即V排=V1,因为此时吊坠浸没在水中,所以吊坠的体积:V=V排=V1,③将吊坠直接放在左盘烧杯的水中,用量筒继续向右盘的烧杯中加水,直到天平平衡,再次加入水的体积为V2,此时天平两侧的重力大小相等,右侧增加的水的重力等于吊坠的重力,则吊坠的重力:G=G水=m水g=ρ水gV水=ρ水g(V1+V2),吊坠的质量:m=Gg=ρ水g(V④吊坠的密度:ρ=m故答案为:(1)零刻度线;右;(2)32.2;(3)2.3×103;(4)大;(5)③将吊坠直接放在左盘烧杯的水中;④ρ水(2023•广陵区一模)小亮通过如图的步骤进行了“浮力的大小可能与哪些因素有关”的实验。(1)对A、C、D三图中的实验现象和数据进行分析,得出下列结论:物体浸没后,浮力的大小与深度(填“有关”或“无关”);(2)分析D、E两图中的实验现象和数据,可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的有关;(3)根据图中的数据计算出物体的密度为kg/m3,如考虑物体具有吸水性,则计算的结果比物体的真实密度偏(填“小”或“大”)。【解答】解:(1)观察A、C、D图的实验数据知道,物体浸没的深度不同,弹簧测力计示数相同,根据称重法F浮=G﹣F示,知道F浮C=G﹣F示C=4N﹣3N=1N,F浮D=G﹣F示D=4N﹣3N=1N,浮力相同,即浮力的大小与深度无关。(2)观察D、E两图的实验数据知道,物体排开的液体的体积相同,深度相同,液面的密度不同,弹簧测力计示数不相同,根据称重法知道F浮D=G﹣F示D=4N﹣3N=1N,F浮E=G﹣F示E=4N﹣3.2N=0.8N,浮力不相同,即可得出结论:物体受到的浮力大小还与液体的密度有关。(3)由图A、C知道,物体完全浸没在水中受到的浮力F浮C=G﹣F示C=4N﹣3N=1N,由F浮=ρ液gV排知道,物体的体积为V=V排=F浮Cgρ水又根据G=mg=ρVg知道ρ物体=GgV=4N10N/kg×1×1如考虑物体具有吸水性,则在物体被完全浸入水中后,由于吸水性,最后弹簧测力计示数将变大,根据称重法F浮=G﹣F示可知浮力将偏小,由F浮=ρ液gV排知道物体的体积为V=V排=F浮gρ水故答案为:(1)无关;(2)密度;(3)4×103;大。(2023•邳州市一模)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。如图将一石块挂于弹簧测力计上,并将其慢慢浸入烧杯内的液体中。图甲、乙、丙烧杯中装的液体是水,图丁烧杯中装的液体是酒精,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)图甲中,弹簧测力计的示数F1=N。(2)石块完全浸没在水中时所受的浮力为N。(3)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;分析图中两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。(4)图乙中石块浸入水中的体积是m3。(5)实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为法。(6)由实验数据可得石块的密度为kg/m3。【解答】解:(1)图甲中,测力计分度值为0.2N,弹簧测力计的示数F1=4.8N;(2)由甲丙知,根据称重法,石块完全浸没在水中时所受的浮力为:F浮′=G﹣F=4.8N﹣2.8N=2N;(3)分析图中乙、丙可知,液体的密度相同,而排开液体的体积不同,且测力计示数不同,说明受到的浮力不同,由两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关;研究物体所受的浮力大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,故分析图中丙、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。(4)图乙中物体受到的浮力:F浮=4.8N﹣3.8N=1N,根据阿基米德原理:F浮=ρ水gV排=ρ水gV物,图乙中石块浸入水中的体积:V=F浮ρ水g(5)实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为控制变量法。(6)由实验数据可得石块的密度为:ρ=GgV=4.8N10N/kg×2×1故答案为:(1)4.8;(2)2;(3)排开液体的体积;丙、丁;(4)1×10﹣4;(5)控制变量;(6)2.4×103。(2023•南关区校级三模)信息科技小组的同学利用力传感器(力传感器可感知并测出拉力或压力的大小)对“浮力大小的影响因素”进行探究。操作如下:(1)如图所示,将力传感器固定在铁架台上,圆柱体A通过轻质细线与力传感器相连。(2)装有水的薄壁柱形容器B置于升降台上(容器足够高),让升降台逐渐升高,随着圆柱体A逐渐浸入水中,传感器的示数逐渐变小,当圆柱体A刚好浸没时,传感器的示数减小到8N,这说明物体所受的浮力大小与有关。(3)为探究浮力的大小与液体密度的关系,小组同学将容器内的水换成密度为1.2×103kg/m3的液体,再次使升降台逐渐升高,直到圆柱体A刚好浸没,传感器的示数一直减小到6N。圆柱体A浸入液体的过程中,容器底部所受的压强逐渐。(4)对比(2)(3)可以得出:物体所受浮力的大小与有关。(5)分析题中信息可知,当圆柱体A分别浸没在水中和液体中时,容器底部增加的压力之比为,圆柱体A的密度为kg/m3。(取g=10N/kg)【解答】解:(2)由题知,随着圆柱体A逐渐浸入水中,进入水中的体积增大,传感器的示数逐渐变小,根据F浮=G﹣F知,瓶子受到的浮力增大,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;(3)圆柱体A浸入液体的过程中,圆柱体A排开水的体积增大,液面升高,根据p=ρgh得,容器底部所受的压强逐渐变大;(4)对比(2)(3),其它条件不变,物体所受浮力的变化是由液体密度引起的,可得出的结论是:物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(5)根据p=ρgh、p=FS得,圆柱体A完全浸没水中后受到水的浮力:F浮水=G﹣F水,圆柱体A完全浸没液体中后受到液体的浮力:F浮液=G﹣F液,因为物体浸没时排开水和液体的体积与自身的体积相等,所以,由F浮=ρ水gV排可得,圆柱体A的体积:V=V排水=V排液=F浮水ρV=V排水=F浮水ρ水g圆柱体A的质量为:m=G则圆柱体A密度为:ρ=mV=1.8kg1×1故答案为:(2)排开液体的体积;(3)变大;(4)液体密度(5)5:6;1.8×103。(2023•重庆模拟)在“探究浮力与什么因素有关的关系”的实验中:小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示。(1)如图甲所示,将圆柱体挂在弹簧测力计下端静止时,弹簧测力计的示数为5N,由知识可知,圆柱体的重力大小为N;(2)分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与有关;(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用图的装置来进行操作;(4)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是N,圆柱体的体积是m3(g取10N/g);(5)用图示实验数据测出盐水的密度是kg/m3。【解答】解:(1)重力的方向是竖直向下,测量重力依据的原理是二力平衡,弹簧测力计的示数为5N,圆柱体的重力大小为G=5N。(2)由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关。(3)探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。(4)由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力为:F水浮=G﹣F示水=5N﹣1N=4N,由公式F浮=ρ液gV排得圆柱体的体积为:V=V排=F(5)由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力为:F盐浮=G﹣F示盐=5N﹣0.6N=4.4N,由式F浮=ρ液gV排得盐水的密度为:ρ盐=F故答案为:(1)二力平衡;5;(2)物体排开液体的体积;(3)丙、丁;(4)4;4×10﹣4;(5)1.1×103。(2023•重庆二模)小开要探究“影响浮力大小的因素”,图1是他的实验过程。(1)图1B中,物体受到的浮力为N:由图1A、B、C三图可知,浮力大小与有关;由图1A、三图可知,浮力大小与浸没深度无关;(2)由图1A、D、E三图可知,浮力大小与有关;还可以算出盐水的密度为g/cm3;(3)小开受上面实验的启发,制作了一个测质量的装置,如图2甲。刻度标在底面积为100cm2透明薄壁柱形容器外壁,先加水至“0g”刻线处,再将被测物体放入水中漂浮时,水位处对应的刻度值即为被测物体的质量。则“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值为g;(4)利用该装置还可测量物体密度:将物体A放入水中,如图2乙所示,静止时示数为m1;然后将物体B放在A上方,如图2丙所示,静止时示数为m2;最后将物体B放入水中,如图2丁所示,静止时示数为m3,则物体B的密度ρB=ρ水(用m1、m2、m3、ρ(5)小南发现该装置测量质量误差较大,为提高准确度,请你提出一条可行的改进方案:。【解答】解:(1)由图A可知,物体的重力是4N,由图B知道,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为2.6N,根据称量法知道,此时物体在水中时受到的浮力:F浮=G﹣FC=4N﹣2.6N=1.4N;由B、C两图知道,液体的密度相同,排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、B、C三图知道,浮力大小与排开液体的体积有关;要探究浮力大小与浸没深度的关系,需要控制液体的密度相同、排开液体的体积相同,改变深度,故图A、C、D符合题意;(2)由D、E两图知道,排开液体的体积相同,液体的密度不相同,弹簧测力计的示数不同,浮力也不同,故由A、D、E三图知道,浮力大小与液体的密度有关。由D图知道,物体受到水的浮力:F浮水=G﹣FD=4N﹣2N=2N=ρ水V排g,由E图知道,物体受到盐水的浮力:F浮盐水=G﹣FE=4N﹣1.8N=2.2N=ρ盐水V排g,由以上两式解得:ρ盐水(3)物体放入水中漂浮时,S=100cm2=10﹣2m2,则物体受到的浮力:F浮由G=mg知道,此时“0g”刻线上方1cm处对应的刻度值:m=G(4)由图乙可知,物体A的质量为m1,由图丙可知,物体A和B总质量为m2,则物体B的质量为m2﹣m1,由图丙可知,物体B的体积为增加的水的体积,即VB则物体B的密度为:ρB(5)为了使测量结果更准确,可以减小容器的底面积,测量时液面变化更明显,测量更准确。(2023•市北区校级模拟)探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验时,如图1所示,依次将体积为100cm3的物体缓缓浸入某液体中(液体未溢出);根据实验数据绘制了测力计的示数F与物体的下表面浸入液体中的深度h的关系图象,如图2所示。(g=10N/kg)(1)分析图2发现,物体浸没在液体中后,测力计示数不再变化,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与(选填“物体体积”或“排开液体体积”)有关。(2)物体密度为g/cm3,若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到容器底的支持力F支为N。(3)当h=4cm时,物体受到浮力为N,下表面所受压强为Pa;整个过程,物体下表面所受液体压强p与其浸入液体中深度h的关系图象应该是图3中的。【解答】解:(1)物体A浸没在水中之前,物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,当完全浸没后,排开液体的体积不变,浮力不变,说明浸没在液体中的物体所受的浮力大小与排开液体体积有关;(2)由图2可知,h=0时,弹簧秤的示数等于重力,故G=5N;根据G=mg知物体的质量:m=G物体的密度:ρ=mV=0.5kg100×10−6物体浸没在液体中时,弹簧测力计的示数不变,故F示=3.9N,F浮=G﹣F示=5N﹣3.9N=1.1N;若把该物体直接放入此液体中,静止时物体受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、竖直向上的支持力,所以容器底的支持力F支=G﹣F浮=5N﹣1.1N=3.9N;(3)当h=4cm时,物体受到浮力为:F浮=G﹣F示=5N﹣3.9N=1.1N;根据F浮=ρgV排可得,液体的密度为:ρ液=F浮gV下表面所受压强:p=ρgh=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=440Pa;根据p=ρgh可知,物体A下表面所受液体压强p随其浸入水中深度h的增大而增大,且p与h成正比,选项中B符合。故答案为:(1)排开液体体积;(2)5;3.9;(3)1.1;440;B。(2023•中山市模拟)图A、B、C、D、E是探究某圆锥形物体“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验步骤。(1)由两个步骤中可知物体浸没酒精中时受到的浮力是N;(2)由步骤A、B、C、D可得出结论:物体受到的浮力大小与有关;(3)由步骤A、D、E可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的有关;(4)圆锥体的密度为g/cm3;(ρ水=1.0×103kg/m3)(5)用弹簧秤拉着圆锥形物体从水面缓慢浸入水中,根据实验数据描绘的弹簧秤示数F随圆锥形物体浸入深度h变化的关系图像,最符合实际的是。【解答】解:(1)由A可知,物体的重力为4N,由E可知,物体浸没在酒精中,弹簧测力计的拉力为3.2N,由称重法可知,物体浸没酒精中时受到的浮力F浮=G﹣F拉=4N﹣3.2N=0.8N所以由A、E两个步骤可知物体浸没酒精中时受到的浮力。(2)观察步骤A、B、C、D发现,物体逐渐浸入水中,排开水的体积逐渐增大,液体的密度不变,弹簧测力计示数逐渐减小,即浮力逐渐增大,所以可得出结论:物体受到的浮力大小与排开液体体积有关。(3)观察步骤A、D、E发现,物体浸没在不同液体中,排开液体体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计示数不同,即物体受到的浮力不同,所以可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。(4)由A可知,物体的重力为4N,由D可知,物体浸没在水中,弹簧测力计的拉力为3N,由称重法可知,物体浸没水中时受到的浮力F浮1=G﹣F拉1=4N﹣3N=1N则物体的体积等于排开水的体积V物=V水=则圆锥体的密度ρ物=(5)因为圆锥形物体“下小上大”,所以随着圆锥形物体浸入水中的深度增加,排开水的体积也增加,但是排开水的体积增大的幅度在变大,根据F浮=ρ液gV排知,浮力变大,且浮力增大的幅度在变大;根据F浮=G﹣F可知,测力计的示数变小,且测力计示数变小的幅度在变大(即图线逐渐变陡),到圆锥体完全浸没后,浮力不变,测力计的示数也不变,故B图符合题意。故选B。故答案为:(1)A、E;0.8;(2)排开液体体积;(3)密度;(4)4;(5)B。(2023•宁化县模拟)在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,班级的“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验。(1)做A、B、C三次实验是为了探究浮力的大小与的关系,得出的结论是。(2)分析三次的实验数据,可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度无关。(3)分析A、D、E三次实验可探究浮力的大小与的关系。(4)由题中信息可计算出铜块的密度为kg/m3,盐水的密度为kg/m3。【解答】解:(1)A、BC、比

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