专题12 探究浮力的大小与哪些因素有关-备战2024年中考物理之实验题型突破真题汇编

备战2024年中考物理之实验题型突破真题汇编

专题12 探究浮力的大小与哪些因素有关

基础考点梳理

1． 实验目的、原理、方法

（1）实验目的：探究影响浮力大小的因素。

（2）实验原理：F_浮=G-F_读。

（3）实验方法：称重法、控制变量法。

2． 实验器材及图像：弹簧测力计、水、盐水、细线、烧杯、小石块

（1）弹簧测力计：测量拉力。

（2）细线：连接实验器材。

（3）小石块、金属块：实验对象。

（4）水、盐水：改变液体密度。

（5）烧杯：盛装液体。

3． 实验步骤

步骤①用弹簧测力计测量石块在空气中的重力。

步骤②把石块慢慢浸入水中，直至石块完全没入水中，并观察弹簧测力计读数变化。

步骤③把水换成盐水，重复步骤②。

步骤④把小石块换成金属块重复上面三个步骤。

步骤⑤记录数据，整理器材。

4． 实验结论

（1）浮力大小跟浸入液体（水）中的体积有关。

（2）浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟物体所在深度无关。

（3）比较步骤二、三可知，浸入液体中的体积一定时，浮力大小跟液体密度有关，密度大的浮力大。

5． 实验补充

（1）浮力产生的原因：

（1）浮力：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体竖直向上的托力叫做浮力。

（2）浮力的产生原因：物体下表面受到向上的压力大于物体上表面受到的向下的压力。

（3）浮力方向：竖直向上，施力物体是液（气）体。

2、影响浮力大小的因素：通过实验探究发现（控制变量法）：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，浮力就越大。

6．常考实验问题如图

（1）通过A、C实验步骤，可知物体浸没在水中所受浮力大小是 　2　N。

（2）通过 　A、B、C　（填字母）实验步骤，可得猜想2是 　正确　（选填“正确”或“错误”）。

（3）通过A、C、E实验步骤，可探究物体所受浮力大小与 　液体的密度　有关。

（4）分析C、D两次实验可知：浸在液体中的物体受到浮力的大小与浸没深度 　无关　。

（5）若先完成实验C，再完成实验A，则测得的浮力将 　偏大　（选填“偏大”或“偏小”）。

（6）使用弹簧测力计测量前，应观察它的指针是否 　指在零刻度上　，若没有，则进行调整。

（7）换用不同的物体和液体重复实验目的是：避免实验偶然性，得出影响浮力大小影响的普遍性规律。

（8）弹簧测力计自身重力和细线以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差。

精选真题汇编

1．小明探究“怎样使物体上浮”，将体积相等的两个物体A、B浸没在水中，松开手，物体静止时如图甲所示。（g取10N/kg）

（1）如图乙所示，选择物体A进行实验，用弹簧测力计测出其重力G_A＝________N，浸没在水中受到的浮力F_A＝________N，A的体积V_A＝________cm³；

（2）测出物体B的重力G_B，发现G_B小于________（选填“G_A”或“F_A”），初步得到物体上浮的条件；

（3）将物体A从水中提起的过程中，发现弹簧测力计示数变大，你认为可能的原因是 ________________。

2．兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。（细线的质量和体积均忽略不计）

（1）使用弹簧测力计前，要将指针调在 ________位置。

（2）实验中所用物块的重力为 ________N。

（3）同学们发现溢水杯中未装满水，如图甲所示，这样实验会使测得的溢出水的重力 ________（填“偏大”或“偏小”）。

（4）溢水杯装满水后，将物块浸没在水中，如图乙所示，物块受到的浮力为 ________N，物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小 ________。

（5）继续实验，将物块浸没在装满酒精的溢水杯中，如图丙所示，发现F₅＞F₃，说明物块受到的浮力大小与 ________有关。换用酒精再次实验的目的是 ________________（填“减小误差”或“寻找普遍规律”）。

3．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：

A．可能与液体密度有关

B．可能与物体浸在液体中的体积有关

C．可能与物体密度有关

D．可能与物体浸没在液体中的深度有关

他们领取的实验器材有：柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水（适量）、细线（体积忽略不计）。

（1）只用这些器材，可以验证上述猜想中的B和 ________（选填字母序号）是否正确。

（2）如图是探究猜想B的实验过程，将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时，弹簧测力计示数为F₁；将铁块部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F₂，此时铁块受到的浮力大小表达式为F_浮＝　     

________（用题中物理量符号表示）。将铁块浸没在水中时，弹簧测力计示数为F₃，则F₂________F₃（选填“大于”、“小于”或“等于”）。分析比较F₁、F₂、F₃的大小与浮力的关系，可以得到结论：铁块浸在水中的体积越大，受到的浮力越大。

4．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中：

（1）观察弹簧测力计的零刻度线、________和分度值。调零时，弹簧测力计应在 ________（选填“竖直”或“水平”）方向上调零。

（2）如图甲所示，在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm的长方体物块（可塑），测出重力。将它缓慢浸入水中，记录悬停在A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h。请根据实验数据，在图乙中画出物块所受浮力F_浮随h变化的图象。

（3）分析图象可知：浸没前，h增加，F_浮________；浸没后，h增加，F_浮________。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

（4）若把此物块捏成高为6cm的圆锥体，重复上述实验。两次实验所得的F_浮随h变化的图象 　   

________（选填“相同”或“不同”）。

（5）若继续探究浮力的大小与液体密度的关系，还需添加一种材料：________________。

5．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。

6．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，小丽将一个物块挂在弹簧测力计下，并逐渐使其浸入水中，实验过程和对应的实验数据如图甲、乙、丙、丁、戊所示。

（1）由图甲、丙可知，物体浸没在水中时，受到的浮力为 ________N。

（2）分析图甲、乙、丙可知物体所受浮力大小与 ________（填“排开液体”或“物体”）的体积有关。

（3）分析图 ________可知，物体所受浮力与它浸没在水中的深度无关。

7．小张在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，做了以下的部分操作。用同一弹簧测力计挂着同一金属物块依次完成如图所示的三次测量：

（1）乙图所示的实验中，物块受到的浮力大小为 ________N。

（2）分析乙图、丙图，说明浮力的大小与________有关。

（3）本实验数据可计算出盐水的密度为 ________________kg/m³。（已知水的密度为1．0×10³kg/m³）

8．如图是某实验小组的同学探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验步骤。

（1）从图中可知物块的重力为 ________N。

（2）比较D和E，可以得出：浮力大小与 ________________有关。

（3）比较 ________和 ________，可以得出：当物块完全浸没后，浮力大小与所处深度无关。

（4）本实验采用的物理方法是 ________________（选填“控制变量法”或“转换法”）。

（5）该小组的同学根据阿基米德原理计算出上述实验中所用物块的密度：

①物块完全浸没于水中所受浮力为 ________N；

②物块密度为 ________kg/m³。（ρ_水＝1．0×10³kg/m³，g＝10N/kg）

9．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。

10．小刚游泳时发现，人从浅水区走向深水区的过程中所受浮力逐渐变大。于是他猜想浮力的大小可能与物体浸在液体中的深度有关。为了验证自己的猜想是否正确，他设计并完成了如图甲所示的实验，并将详细的实验数据记录在表格中。

（1）表格中所缺数据为 ________________，请在图乙中画出浮力大小F_浮与物块下表面所处深度h之间的关系图像。

（2）分析上述实验，请解释人从浅水区走向深水区时浮力为什么会变大？________________。

（3）由图B和表中数据可知，物块下表面受到水的压强为________Pa。（ρ_水＝1．0×10³kg/m³）

（4）为了继续探究浮力的大小是否与液体密度有关，他应该采取的操作是：________________。

11．如图是小青“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验，弹簧测力计示数的大小关系是：F₁＞F₂＞F₃。

（1）乙图中物块受浮力大小的表达式F_浮乙＝________________；

（2）小青比较甲、乙、丙三图，得出浮力大小与深度有关的结论，有同学指出这个结论不可靠，原因是 ________________________；

（3）如果实验中水的密度大于液体的密度，则弹簧测力计示数大小关系应满足F₃________F₄（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

12．某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系，进行了下面的实验，如图所示：

（1）实验过程中，利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？________。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小？（用图中的序号表示） ________。

（2）通过实验数据可以发现，浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？________。

（3）为了使结论具有普遍性，该小组还应该进行怎样的操作？________________。

（4）另外一个小组进行实验后，发现浮力大小与物体排开液体重力不相等，在排除误差因素的情况下，出现这个结果的原因可能是什么？（写出一条即可） ________________。

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参考答案

1．（1）4；1．5；150。（2）F_A。（3）受到水的浮力变小。

【解答】解：

（1）先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数，物体A的重力G_A＝4N，物体A浸没水中弹簧测力计的示数F_示＝2．5N，

物体A浸没时受到水的浮力：F_A＝G_A﹣F_示＝4N﹣2．5N＝1．5N；

由F_浮＝ρ_水V_排g可得物体A的体积：

V_A＝V_排＝＝＝1．5×10^﹣4m³＝150cm³；

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