中考物理二轮复习专项突破练习实验13 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系（2份，原卷版+解析版）

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1.主要实验器材： 、物体（）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水；
2.测量浮力的原理： ；测量重力的方法：差值法。
实验记录
【实验结论】
浸在液体中物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表示为
【交流与讨论】
（1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，误差分析： ；
（2）先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，误差分析： 。
（3）石块在浸入前，溢水杯没有装满水，误差分析： 。
（4）实验中换用大小不同的石块和不同的液体，进行多次实验： 。
（5）测量物体排开的液体所受重力的方法： 。
（6）浸没在水中的物体匀速向下运动过程中，物体受到的浮力不变，压强变大。
（7）验证实验结论的成立，需要验证 与 的大小关系。
典型例题赏析
1．某实验小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”，实验步骤如图所示。
（1）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为 N。
（2）石块排开水所受的重力可由 （填代号）两个步骤测出。
（3）由以上步骤可以初步得出结论：浸在水中的物体受到的浮力等于 。
（4）为了得到更普遍的结论，下列操作不合理的是 （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）实验过程中，把步骤甲（测空小桶的重力）放到步骤丁（测小桶和溢出水的总重力）之后，则测得的F浮与G排关系为F浮 （选填“大于”、“等于”或“小于”）G排。
（6）另一实验小组在步骤丙的操作中，只将石块的一部分浸入水中，其它步骤操作均正确，那么 （选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。
2．小明学习了阿基米德原理后，和物理兴趣小组的同学们利用图中的弹簧测力计、体积约为10cm3的实心金属块、细线、大烧杯、小桶、小垫块和水等器材，设计实验验证阿基米德原理。（水的密度为1.0×103kg/m3）
（1）小明首先向老师汇报了自己的实验思路：
①用弹簧测力计分别测出空桶和金属块的重力为G1和G2；
②在大烧杯左边底部用小垫块垫起，使右边的溢水口倾斜向下，在大烧杯中 水，当溢水口不溢水时，把小桶放在大烧杯的溢水口下方；
③用弹簧测力计吊着金属块使其浸没到大烧杯水中，记下弹簧测力计示数为F1；
④待大烧杯中的水不再溢出时，用弹簧测力计测出溢出的水和小桶的总重力为F2。若满足 （用所测物理量符号表示）就可以验证阿基米德原理。
（2）老师肯定了他们的实验思路，但提醒他们利用现有实验器材很难完成实验，请你帮他们分析无法完成实验的原因是 。
（3）小明他们更换相关器材，顺利完成了实验。实验后小组成员又进行了交流，要验证阿基米德原理，金属块 （一定/不一定）要浸没在水中。
3．如图所示，某小组为了探究“浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”，选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材，按照A、B、C、D的顺序做了如下的实验：
（1）为了减小误差，合理的实验顺序是 。
（2）按照合理的顺序进行实验，并收集数据。设A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，如果关系式 （用字母表达）成立，即可验证阿基米德原理。
（3）为使实验结论具有科学性，接下来他们还应该用 （选填“相同”或“不同”）的液体重新实验。
（4）该小组同学还发现通过上述实验收集到的测量数据可以测出金属块的密度，某次实验过程中记录的A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是1.8N、1.6N、0.5N、0.3N，则金属块的质量为 kg。密度为 kg/m3。
4．在探究物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小关系的实验中，小明的操作过程如图所示。实验步骤：
①如图甲，用细线将物块系好，挂在己调零的弹簧测力计挂钩上，测出物块所受的重力G物；再用弹簧测力计测出小桶所受的重力G桶，将数据分别记录在表格中；
②如图乙，将一定量的水倒入溢水杯中；
③如图丙，将挂在弹簧测力计挂钩上的物块浸没在溢水杯内的水中，不接触溢水杯，同时用小桶收集溢出的水，物块静止、待溢水杯中的水不再流出时，读出弹簧测力计示数F，将数据记录在表格中；
④如图丁，将步骤③中装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计挂钩上，测出小桶和溢出水的总重G总，将数据记录在表格中；
⑤利用测量数据计算出物体所受浮力F浮的大小，并与G排＝G总﹣G桶比较。
（1）请补充步骤⑤中的表达式F浮＝ （用上述测量量的符号表示）。
（2）请指出小明在实验过程中存在的问题 。
（3）小明改正了上述的问题后，重新正确地进行了实验，并通过实验得到F浮G排的关系。现将物块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，使物块逐渐浸入溢水杯中。在此过程中记录了多组物块浸入水中不同体积时弹簧测力计的示数F及通过测量G排得到物块受到的浮力F浮，最后根据记录的多组数据绘制了如图戊所示的图像。由图像可知当浮力是2.5N时，弹簧测力计的示数F为 N。
5．如图所示是小明“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验。
（1）将空心物体A竖直挂在弹簧测力计上，弹簧测力计指针静止时示数如图甲所示，该弹簧测力计量程为 N，物体A所受重力为 N。
（2）测出空小桶B所受重力为1.4N，将物体A轻轻放入盛满水的溢水杯中，同时用空桶B收集溢出的水，A静止时如图乙所示，则物体A受到的浮力为 N；将盛有溢出水的小桶B挂在弹簧测力计下，测出小桶B和溢出水的总重为3.4N，记录、分析实验数据，可得出实验结论：物体A排开水的重力 （选填“大于”“小于”或“等于”）A受到的浮力。
（3）为了得到普遍结论，同学小红用小明以上实验方案和器材多次测量取平均值，这样的做法 （选填“合理”或“不合理”）。
（4）完成以上操作后，小明往A中加入沙子进行实验（每次加入沙子后物体A没有被浸没，也没有触杯底），得到4组数据如表：
实验中，加入沙子越多，桶A浸入水中就越 （选填“深”或“浅”）；分析以上探究过程可以得到的结论是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于 。
6．在探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中，志涛同学的实验操作步骤如图所示，实验过程如下
（1）弹簧测力计的原理是：在弹性限度内，弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长越 。
（2）此实验合理的操作顺序是： 。
（3）物块的重力G物＝ ，物块浸没在水中时所受到的浮力F浮＝ ；
（4）小静在家里发现了一台电子秤，于是她对实验进行了改进，步骤如下：
a．如图A，把一个装有适量水的大烧杯放在电子秤上，然后调零．再将物体用细绳吊着浸没在水中，记录电子秤示数为m1；
b．此时，物体受到水的浮力F浮＝ ；（用符号表示）
c．如图B，把另一只空的小烧杯放在电子秤上，再次调零．把物体擦干，再浸没在装满水的溢水杯中，溢出的水全部集于小烧杯中，记录此时电子秤示数为m2；
d．由实验可知，电子秤前后两次示数的关系是m1 m2（选填“＜”、“＝”或“＞”）。
7．如图甲所示，A、B、C、D、E是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤；
（1）由图可知该圆柱体所受的重力G＝ N，浸没在液体中时受到的浮力F浮＝ N。
（2）由步骤B、C、D可得出结论：物体受到的浮力与 有关。
（3）由步骤A和 可得出该圆柱体排开液体所受的重力G排，比较F浮与G排，就可以得到浮力的大小跟物块排开液体所受重力的关系。
（4）如图乙所示，小帅将装满水的溢水杯放在升降台P上，用升降台来调节溢水杯的高度。当小明逐渐调高升降台，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，测力计M的示数 （选填“增大”、“减小”或“不变”），且弹簧测力计M的示数变化量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）N的示数变化量，从而证明F浮＝G排。
（5）若在图乙实验中重物接触水面前测力计M的示数为6N，完全浸没后测力计N的示数变化量为2N，则该重物的密度为 kg/m3。
8．小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
（1）实验步骤如图1所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，物体受到的浮力F浮＝ 。
（2）小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如下表：
分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是： 。
（3）小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因： 。
（4）小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯（由饮料瓶和吸管组成）、薄塑料杯（质量忽略不计）等器材，装置如图2所示。实验时小张逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐 ，弹簧测力计B的示数逐渐 ，若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，则它们的大小关系是ΔFA ΔFB（选填“＞”、“＝”或“＜”）；
（5）针对两种实验方案，小张实验装置的优点是 （填答案标号）。
A.弹簧测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化，实验中能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化
次数
1
2
3
4
桶B的重力G/N
1.4
1.4
1.4
1.4
物体A与沙子的总重力G/N
2.4
2.8
3.2
3.4
桶B与溢出水的总重力G/N
3.8
4.2
4.6
4.8
物体
物重
G/N
物体浸没在水中测力计的示数F/N
浮力
F浮/N
空桶重
G0/N
桶与排开水的总重G1/N
排开水重
G排/N
a
1.2
0.7
0.5
0.6
1.1
0.5
b
2
1.4
0.6
0.6
1.2
0.6
c
2.4
1.7
0.7
0.6
1.2
0.6