专题训练 浮力实验探究题 1．小陈同学在老师的指导下完成了以下实验： ① 用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示； ② 用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮； ③ 将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉； ④ 取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所 示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数 F 与玻璃瓶下表面浸入水 中深度 h 的关系图象如图丙所示。 （1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是_________N。 （2）BC 段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度_________（选填“有关”、“无关）。 （3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中时受到的浮力为_________N。 （4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力 有关，其中上浮的条件是_________。 （5）若圆柱形容器的底面积为 100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水又对容器底 的压强增加了_________Pa。 （6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有 100ml 的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内 装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为 3.1N，根据以上数据他算出了铁块的密度为_________kg/m3。 2．在探究“浮力的大小跟液体的密度是否有关”的实验中，小明找来烧杯、清水、盐水、 细线、弹簧测力计和小石块。实验步骤如下： （1）用弹簧测力计测出小石块在空气中重为 G； （2）把小石块浸没在清水中，读出弹簧测力计的示数为 F1，则小石块受到的浮力 F 浮 =___________； （3）把小石块浸没在_________中，读出弹簧测力计的示数为 F2，求出小石块此时受 到的浮力 F 浮′； （4）若 F 浮____F 浮′（选填“等于”或“不等于”），说明浮力的大小跟液体的密度有关。 3．探究浮力的大小： （1）如图，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验． ① 图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力（填“大”或“小”），说明浮力的 大小与_______有关． ② 图丁中金属块受到的浮力大小等于______N． ③ 比较图_______可知，浮力的大小与液体的密度有关． （2）如图，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验： ④ 木块受到的浮力 F 浮＝______N． ⑤ 木块排开的水所受的重力 G 排水＝______N． ⑥ 比较数据可知：浮在水上的木块受到的浮力大小_______（填“大于”、“等于”或“小 于”）它排开的水所受的重力． 4．为了直观验证阿基米德原理，实验装置如图所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台 上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上，在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端 放一小杯在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金 属块、粗铁丝都不接触。 （1）平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸没入水中（如图甲→乙→丙），在 此过程中，弹簧测力计示数：F 甲_______F 丙（选填“大于”、“等于”或“小于”） （2）再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离水面（如图丁）可以计算出图丙 中金属块所受到的浮力约为____________N，此时浮力的测量数值比真实数值将_________ _（选填“偏大”或“偏小”） 5．测算不溶于水的新型合金材料密度 （1）小明拿来一个弹簧测力计，如图所示在没有挂重物时，已产生 _______N 的读数， 应将指针向________（选填“上”或“下”）移动，进行调零。 （2）小磊将材料用细丝线悬挂在弹簧测力计下，静止时弹簧测力计示数如图，大小为 _________N．再将材料全部浸入水中，静止时弹簧测力计示数如图。由此，小磊得出材料 在水中受到的浮力 F 浮=__________N。 （3）若取 g=10N/kg，ρ 水=1.0×103kg/m3，可以计算出材料的质量 m=_______kg．体积 V=________m3（用科学记数法表示），并由此算出材料的密度 ρ=_________kg/m3。 （4）小明提出若取 g=9.8N/kg 会使测量结果更准确，而小磊认为无影响。你认为____ _______（填小明或小磊）的说法正确。 6．一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上，为此，小李同学猜想， 浮力的大小可能跟液体的密度有关．为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探 究． 0 N 0 0 1 2 1 2 3 4 3 4 5 5 N N 0 0 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 3 4 3 4 3 4 5 5 5 5 0 水 A 甲 A 乙 水 A 丙 盐水 浓盐水 （1）铝块在水中受到的浮力 F 浮=_________N． （2）比较如图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的 密度无关的结论．你认为这个结论是________（选填“正确”或“错误”）的，原因是_______． （3）小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和 浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉在浓盐水中悬浮，如图所示．分析鸡蛋受力可知， 在水中下沉是因为它受到的浮力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；在浓盐水中 悬浮时，根据_____的知识可得：鸡蛋受到的浮力_______（选填“大于”、“小于”或“等于”） 重力．从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度_________（选填“有关”或“无关”）． 7．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想 猜想 1：浮力的大小可能与液体的密度有关 猜想 2：浮力的大小可能与物体的重力有关 猜想 3：浮力的人小可能与物体的形状有关 猜想 4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关 （1）如图所示，用手把饮料罐按入水中，饮料料罐浸入水中越深，手会感到越吃力。 这个事实可以支持以上猜想＿＿＿＿＿＿（选填序号）。 （2）为了研究猜想 1 和猜想 2，运用了体积相同的 A、B、C 三个圆柱体，测得重力 分别为 4N、4.5N 和 5N。然后进行如图所示的实验。 ① 在序号 a 的实验中物所受的浮力为＿＿＿＿＿＿N． ② 比较序号＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿，e 的三次实验，可得出初步结论：浮力大 小与液体密度有关。 ③ 进一步分析可知：液体的密度越大，物体所变的浮力越＿＿＿＿＿＿； ④ 比较序号 a、b、c 的三次实验，可得出结论：浮力的大小与物体的重力＿＿＿＿＿ 关。 （3）为了研究猜想 3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所 示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小珍认为这结论不可 靠，主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿。 8．小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下面悬挂一 个实心圆柱体（如图甲所示），当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到浸没在 溢水杯内的水中，用小桶收集溢出的水。（g 取 10N/kg） （1）圆柱体的质量为＿＿＿kg。 （2）圆柱体浸没在水中时所受浮力为＿＿＿N；圆柱体的密度是＿＿＿kg/m3。 （3）比较＿＿＿两图可知：浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体 积有关。 （4）比较 c、d 两图可知：当物体浸没在同种液体中，所受浮力不随＿＿＿而改变。 （5）小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据 绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力 F 随物体下降高度 h 变化的图象，那么物体浸没在 这种液体中受到的浮力为＿＿＿N，这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟＿＿＿ 有关。 9．如图所示，甲、乙、丙、丁是“探究浮力的大小与排开水的重力关系”的情景。下列 四幅图中弹簧测力计的示数分别为 F1、F2、F3、F4．请回答下面的问题。 （1）为方便操作和减小测量误差，最合理的操作步骤应该是：丁→＿＿＿。 （2）若以下等式＿＿＿（填序号）成立，则可以验证阿基米德原理。 A．F2﹣F3=F1﹣F4 B．F2﹣F1=F3﹣F4 C．F3﹣F1=F2﹣F4 （3）若物体体积为 10﹣4m3，则当物体浸没在水中时受到的浮力为＿＿＿N。 10．小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体 的重力的关系。 （1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是＿＿＿，若将遗漏的步骤标注为 D，最合理的实验步骤顺序是＿＿＿（用实验步骤对应的字母表示）。 （2）小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是＿＿＿ N，排开液体的重力是＿＿＿N。小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实 验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是＿＿＿，接下来的实验操作应该是＿＿＿。 实验步骤 弹簧测力计示数/N A 1.6 B 1.8 C 0.5 D 0.3 （3）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取＿＿＿ 相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。 参考答案 1.（1）1.6（2）无关（3）1.6（4）F 浮＞G（5）160（6）0.8×103 2.（1）F 浮=G-F1（2）盐水（3）F 浮′=G-F2（4）不等于 3.① 大物体排开液体的体积② 0.3 ③ 丙和丁④ 1.2 ⑤1.2 ⑥ 等于 4.（1）等于（2）1.2 偏大 5.（1）0.2 上（2）4.2 2.0 （3）0.42 2.0×10-4 2.1×103（4）小磊 6.（1）1 （2）错误没有控制 V 排不变（3）小于二力平衡等于有关 7.（1）4 （2）① 1N ② ad ③ 大④无关（3）不可靠，没有控制变量唯一 8.（1）0.6 （2）4 1.5×103（3）b、c （4）深度（5）3 液体密度 9.（1）乙→甲→丙（2）B （3）1 10.（1）测量空桶的重力 D、B、A、C （2）0.2 0.2 通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性换用不同液体重新实验 （3）体积