2019年中考物理实验专题复习——探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验(答案解析)

第1页（共15页）2019年中考物理实验专题复习——探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验答案解析1．（2018•广西）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1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4（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2所示的实验。①在序号a的实验中物所受的浮力为1N。②比较序号a，d，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，物体所变的浮力越大；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无关。（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3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，第2页（共15页）主要原因是没有控制变量唯一。【分析】（1）浮力是竖直向上的，根据手的感觉来感知浮力的变化；通过水面的变化来判断物体排开液体体积的关系；从而提出浮力和物体排开液体体积关系的猜想；（2）①根据称量法算出浮力；②③根据控制变量法分析，要探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制同一物体、排开液体的体积相同，改变液体的密度，找出符合要求的图即可，进一步分析得出结论；④比较序号为a、b、c的三次实验的物体所受浮力的大小变化和变化的因素，得出浮力物体的重力之间的关系；（3）利用控制变量法分析小明同学的方案，即可判断不可靠的原因。【解答】解：（1）用手把空的饮料罐按入水中，手就会感受到竖直向上的浮力，越往下按，浮力越大，手会感到越吃力，；空饮料罐向下按入的过程中，水面会升高，空饮料罐排开水的体积比较大；由此得出猜想：浮力的大小与物体排开液体的体积有关，即这个事实可以支持猜想4。（2）①物体的重力为G，a中弹簧测力计的示数为3N，则物体受到的浮力为：F浮水=G﹣F=4N﹣3N=1N；②要探究浮力大小与液体密度的关系，需要控制同一物体、排开液体的体积相同，改变液体的密度，图中a、d、e三图符合要求；③a图物体浸没在水中，受到的浮力为：F浮水=G﹣F=4N﹣3N=1Nd图物体浸没在酒精中，受到的浮力为：F浮酒=G﹣F′=4N﹣3.2N=0.8N；第3页（共15页）e图中物体浸没在盐水中，受到的浮力为：F浮盐=G﹣F″=4N﹣2.8N=1.2N；所以同一物体在盐水浮力最大、酒精中受到的浮力最小，又因为盐水的密度最大，酒精的密度最小，所以可以得出：液体的密度越大，物体所变的浮力越大；④序号为a、b、c的三次实验中，物体的体积和浸没的液体都相同，不同因素是物体的重力；由图可知测力计的示数分别为：3N、3.5N、4N，而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、4.5N和5N，根据称重法F浮=G﹣F，则所受浮力分别为1N、1N、1N，可见浮力相等，于是可得结论是：浮力的大小与物体的重力无关；（3）根据控制变量法知：要研究浮力大小与物体形状的关系，必须保证排开液体的体积和液体的密度不变，小明实验中改变了形状，但没有控制排开水的体积相同，故小珍认为小明的结论不可靠，不可靠主要原因为没有控制变量唯一（没有控制排开液体的体积相同）。故答案为：（1）4；（2）①1；②a；d；③大；④无；（3）没有控制变量唯一。【点评】本题考查了控制变量法在实验探究中的应用和称重法的应用，如果一个现象受到多个因素的影响，研究其中一个因素的作用时，一定采用控制变量法，一定要注意保证其它因素是相同的。2．（2018•泰州）某实验小组在探究“影响浮力大小的因素”时，做了如图所示的实验。观察图片并分别比较图中有关数据可知：（1）当物体逐渐浸入水中，物体底面所受压强将逐渐变大；（2）当物体浸没在水中时，受到的浮力为1N；（3）比较（b）、（c）两图，可以得出物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；（4）比较（c）、（d）两图可知，物体所受浮力的大小与液体密度有关。【分析】（1）根据p=ρgh判断物体底部所受压强的变化；（2）根据F浮=G﹣F计算物体在水中受到的浮力大小；（3）分析b、c，得出浮力大小与物体排开液体体积的关系；第4页（共15页）（4）要得出物体所受浮力的大小与液体密度有关，需使物体排开液体的体积相同，液体的密度不同。【解答】解：（1）当物体逐渐浸入水中，下底面在水中的深度增加，根据p=ρgh可知，下底面所受的压强变大；（2）由a图知，物体的重力G=4N，由图c知，物体完全浸没在水中受到的拉力为3N，所以物体浸没在水中时，受到的浮力为F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N；（3）（b）、（c）两图，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，物体排开液体的体积越大，测力计的示数越小，可得物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大；（4）（c）、（d）两图，物体都是完全浸没，排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，可得物体所受浮力的大小与液体密度有关。故答案为：（1）变大；（2）1；（3）物体排开液体的体积；（4）（c）、（d）。【点评】浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关，在探究影响浮力大小的因素实验中，应注意控制变量法的应用，而且要利用称重法来判断浮力的大小变化。3．（2018•云南）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：（1）铝块在水中受到的浮力F浮=1N。（2）比较图乙、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，你认为这个结论是错误（选填“正确“或“错误”）的，原因是没有控制铝块排开液体的体积相同。（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丁所示。分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；在浓盐水中悬浮时，根据二力平衡的知识可得，鸡蛋受到的浮力等于（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有关（选填“有关”或“无关”）。第5页（共15页）【分析】（1）根据弹簧测力计读出弹簧测力计的示数，铝块在水中受到的浮力F浮=G﹣F可求；（2）观察物体所受浮力大小与液体密度的关系时，一定要控制变量，保证其他条件不变；（3）根据物体的浮沉条件判断鸡蛋在甲、乙两杯中所受浮力大小关系。【解答】解：（1）由甲知，弹簧测力计分度值是0.2N，G=2.7N；由乙知，铝块浸没在水中后所受浮力F浮=G﹣F=2.7N﹣1.7N=1N；（2）比较图乙、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，你认为这个结论是错误的，原因是没有控制铝块排开液体的体积相同；（3）鸡蛋在水杯中下沉，受到水的浮力小于鸡蛋重力；鸡蛋悬浮在乙杯中，根据二力平衡知识可得，受到盐水的浮力等于鸡蛋重力；由于鸡蛋重力不变，故容器中水的鸡蛋受到的浮力小于容器中浓盐水的鸡蛋受到的浮力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度有关。故答案为：（1）1；（2）错误；没有控制铝块排开液体的体积相同；（3）小于；二力平衡；等于；有关。【点评】本题目考查了学生对浮力的掌握程度，并且考查学生能否灵活应用控制变量法。4．（2018•孝感）为了探究影响浮力大小的因素，某校学习小组设计了如下两次实验。（1）第一组：甲、乙、丙图是小方同学的实验过程（整个过程为同一物块，g取10N/kg）；由图1可知①由以上实验过程及数据分析可得：物体所受浮力大小与液体的密度有关；第6页（共15页）②该物块浸没在水中所受的浮力为1N；③物块的密度为4.8×103kg/m3。（2）第二组：在水平桌面上，两个完全相同烧杯中装有相同体积的水，小杨同学将AB两个不同的实心物块，分别放入两个烧杯中，A物块沉入杯底，B物块漂浮于水面。待AB均静止后，两液面的高度仍相同，如图2所示。则A物块所受浮力=B物块所受浮力；A物块的密度＞B物块的密度；甲杯对桌面压力＞乙杯对桌面压力。（以上选填“＞”、“＜”或“=”）【分析】（1）①分析乙丙两图找出相同量和不同量，采用控制变量法做出分析，得出相应的结论；②此题采用称重法求物体在水中受的浮力；③根据F浮=ρ液gV排计算出排开液体的体积即物体的体积；根据m=求出物体的质量；根据ρ=算出物体的密度；（2）根据物体放入前后液面的高度判断出排开水体积的关系，根据阿基米德原理判断出浮力大小；根据浮沉情况判断出两个物体密度的关系和重力的关系，从而判断出对桌面压力的大小。【解答】解：（1）①比较甲、乙、丙图，乙、丙中排开液体的体积相同，液体密度不同，弹簧测力计示数不同即浮力不同，分析可得：物体所受浮力大小与液体的密度有关；②弹簧测力计的分度值为0.2N，物体的重力为4.8N；物块浸没在水中所受的浮力为：F浮=G﹣F水=4.8N﹣3.8N=1N；③根据F浮=ρ液gV排知物体的体积V=V排===10﹣4m3；物体的质量：m===0.48kg；物体的密度：ρ===4.8×103kg/m3；（2）物体放入烧杯前，水的体积相同，放入物体后，两液面仍然相平，说明排开液体的体积相同，根据F浮=ρ液gV排知，液体密度相同，排开液体的体积相同，所以浮力相同；因为A沉底，浮力小于重力即FA浮＜GA，ρA＞ρ水；第7页（共15页）B漂浮，浮力等于重力即FB浮=GB，ρB＜ρ水，所以GB＜GA，ρA＞ρB；因为烧杯在水平面上，所以对水平面的压力等于烧杯、水、物体的总重力，F=G烧杯+G水+G物因为G烧杯、G水都相同，GB＜GA，所以FA＞FB。故答案为：（1）①液体的密度；②1；③4.8×103；（2）=；＞；＞。【点评】本题考查了用阿基米德原理重力浮力和物体密度的方法以及根据浮沉情况和阿基米德原理分析判断两物体所示浮力、密度、重力的大小关系，是一道综合题，有一定的难度。5．（2018•达州）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1.6N。（2）BC段说明物体受到的浮力大小与浸没的深度无关（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1.6N。（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F浮＞G。（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160Pa。第8页（共15页）（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8×103kg/m3。【分析】（1）分析图象，由根据F浮=G﹣F求浮力大小；（2）根据图象分析解答即可；（3）根据浮力大小的影响因素分析解答；（4）根据浮沉条件解答；（5）由阿基米德原理计算瓶子浸入水中体积，从而得出液面上升的高度，可计算压强的增加量；（6）由图甲知，瓶子重力，从而计算铁块重力，计算出瓶中加入水的重力，由密度公式可得加入水的体积，从而得到铁块体积，由密度公式计算铁块的密度大小。【解答】解：（1）由图象知，当瓶子浸入深度为0时，弹簧测