人教版物理八年级下第十章10.3细化知识点同步练习———浮力与密度的测量(2)

2023-04-03 12:05 

人教版物理八年级下第十章10.3细化知识点同步练习———浮力与密度的测量(2)
一、实验探究题
1.(2021八下·天津期中)学习了浮力的知识后,小明同学想测定某种液体的密度,用到的器材有弹簧测力计、烧杯、细线及体积为V0的金属块等,并设计了如下的实验步骤:
①将金属块用细线悬挂在弹簧测力计下,读取静止时弹簧测力计的示数为F1;
②将弹簧测力计下的金属块___________,读取静止时弹簧测力计的示数为F2。
请你解答下列问题:
(1)将实验步骤②补充完整   ;
(2)利用上述已知量和测量量推导出待测液体密度的表达式   。
2.(2022八下·泰安期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为   N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于   ;
(4)由图中数据可知石块的体积为   cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为   N。
(,, )
3.(2022八下·沈河期末)小亮利用弹簧测力计、质量相等的铝块和铜块、水和浓盐水设计了如图甲所示的实验“探究浮力的大小跟哪些因素有关”:
(1)依据生活经验小亮产生如下猜想:
①物体密度;②物体体积;③液体密度;④物体排开液体体积;⑤液体质量。那么依据一般情况下,当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深(身体全部浸没前)会觉得身体越来越轻,通过这一经验可以合理推理出浮力大小应与上述猜想   有关(填序号);
(2)如图甲所示,将铝块挂在弹簧测力计上测出铝块的重力(A图),再将铝块的一部分浸入水中并静止(B图),此时铝块受到水的浮力为   N;
(3)如图甲中的C图所示将铜块浸没浓盐水中,测出了铜块所受的浮力,比较铝块和铜块所受浮力的大小,小亮同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论。其他同学提出这个结论是错误的,该实验错误的主要原因是:   ;
(4)小亮纠正错误后得出正确结论。利用探究得出的结论分析了如下的现象,同一个新鲜鸡蛋依次轻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(如图乙所示)。分析鸡蛋的受力情况可知,鸡蛋在水中受到的浮力   在浓盐水中受到的浮力;此时两杯液面相平,则水对杯底的压强   浓盐水对杯底的压强;(以上两空均填“大于”、“等于”或“小于”)
(5)做完上述实验后,小亮想测出一个苹果的密度。如图丙所示,将一个苹果放入装满水的烧杯中,量筒内水的体积为V1。(整个实验过程中苹果表面沾的水忽略不计,水的密度用ρ水表示)
①轻轻取出苹果,将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,当烧杯中的水被填满时,量筒中剩余水的体积为V2;
②接下来用针把苹果完全压入装满水的烧杯中后再慢慢取出苹果,并继续将量筒中的水倒入烧杯,当烧杯中的水再次被填满时,量筒中剩余水的体积为V3;
③则该苹果密度的表达式为ρ=   。(用上述已知及测得量的符号表示)
4.(2022八下·农安期末)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,与物体浸没在液体中的深度   ;
(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)根据实验数据,可以得到圆锥形物体的密度为   kg/m3(已知,);
(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随圆锥形物体浸入深度变化的关系图象,最符合实际的是   。
5.(2022八下·单县期末)在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验中,某同学提出了如下的猜想:
①浮力的大小可能跟物体浸入液体中的深度有关;
②浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关;
③浮力的大小可能跟液体的密度有关。
并做了如下图所示的实验,请根据要求完成下列问题:
(1)图B中物体所受的浮力为   N;
(2)分析图B、C可知,浮力的大小跟   有关;
(3)分析   两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
(4)该同学由图B和图C能否得出“浮力的大小跟浸入液体中的深度有关”的结论?
答:   。(先判断再说出理由)
(5)本实验中盐水的密度为   kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
6.(2022八下·罗湖期末)如图所示是某学习小组设计的“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验过程。
(1)通过图中的实验步骤①②③可以探究浮力大小与   的关系;
(2)小林想验证阿基米德原理,则在步骤①③④⑤中,最合理的实验步骤是:   ;
(3)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   ;
(4)利用实验数据还可以计算出圆柱体的密度为   kg/m3;
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是____。(选填“A”、“B”或“C”)
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.用原来的方案将圆柱体换成体积与其不同的铁块进行实验
(6)另一实验小组把圆柱体换成石块,且只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则   (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论;
(7)做完上述实验后,小芳同学利用一个弹簧测力计和一个已知体积为V的铁块,制作了一个测定液体密度的仪器,如图所示。首先她测得铁块的重力为G,将铁块浸没在待测液体中,弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ液=    (用题中所给的已知物理量和所测物理量的字母表示)。
7.(2022八下·九龙期末)小橙学习小组在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,按如图甲所示步骤进行实验,已知容器底面积为200cm2。
(1)小橙测量前观察弹簧测力计,发现指针不在零刻度线位置,他应先    再测量;
(2)小橙在进行如图甲所示的实验中;
①a步骤所示的弹簧测力计的示数为    N;
②步骤b,物体所受浮力为    N;
③分析步骤a、b、c、d,可以说明浮力大小跟    有关;
(3)完成上述实验后,同组的小宇利用电子秤和已知密度为ρA的木块A来测量另一未知液体的密度,实验步骤如下,并请你帮他补充完整实验步骤(写出具体操作及所测物理量):
①如图乙所示,   ;
②如图丙所示,   ;
③如图丁所示,   ;
④则该未知液体的密度ρ液=   (用所测物理量符号和ρA表示)。
8.(2022八下·开州期末)某物理小组想用弹簧测力计、物体、烧杯和水探究“浮力的大小与哪些因素有关”,如图所示,请根据图示回答问题:
(1)由图知物体浸没在水中时受到的浮力大小为   N。
(2)由图中的   两幅图可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由图中的丙、丁两幅图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度   (选填“有关”或“无关”)。
(3)在实验探究过程中,小明发现浸没在盐水中弹簧测力计示数为0.8N,他推算出盐水的密度为   kg/m3。
(4)爱思考的小明认为:如果在弹簧测力计1N的位置标上水的密度,在弹簧测力计0.8N的位置标上盐水的密度,再把该物体分别浸没在密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把弹簧测力计改成一个液体密度秤,该密度秤测得最大密度值应该是   kg/m3。
(5)小聪受上面实验的启发,用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,进行了如图所示的操作。小聪利用这些数据计算出木块的密度为   g/cm3,爱思考的小明却提出不同的看法,认为木块浸入水中后会吸水(木块吸水后不考虑其体积变化),所以小聪测得的木块密度值应该比真实值   (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
9.(2022八下·锡山期末)在学习浮力知识时,萱萱想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”,操作步骤如图甲中的a、b、c、d、e、f。
(1)步骤a中弹簧测力计示数为   N,步骤b中物体所受的浮力为   N;
(2)萱萱用所测的数据算出了步骤f中液体的密度是   kg/m3;
(3)分析实验步骤a、b、c、d可得出结论:   ;
(4)萱萱要用弹簧测力计测一个木块的密度,请帮助她把实验步骤补充完整:
①用弹簧测力计测出木块的重力,示数为G;
②把一石块系在木块下,用测力计吊着木块和石块,仅将石块浸没在水中(不碰底)静止时(如图乙),测力计的示数为F1;
③   ,静止时测力计示数为F2;
④木块密度表达式:ρ木=   (用ρ水和测得的物理量表示,不考虑木块吸水)。
10.(2020八下·上蔡期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为   N;
(2)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,石块排开水的重力可由   (填字母代表)两个步骤测出;
(3)由以上步骤可初步得出的结论:浸没在水中的物体所受浮力的大小等于   ;
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作不合理的是______;
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)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则   (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论;
(6)盛夏来临,桃子已经成熟,爱吃桃子的小明发现桃子放入水中会下沉,他想知道桃子的密度,于是他利用上述器材巧妙地测出了桃子的密度,请将他设计的步骤补充完整:已知水的密度为ρ水。
a.用弹簧测力计测出桃子的重力G;
b.   ;
c.桃子密度的表达式为ρ桃=   (用所测的物理量和已知字母表示)。
11.(2021八下·南平期末)学习了“认识浮力”后,爱动脑筋的小聪提出了问题:浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢?经过思考,他设计并进行了如图所示的探究实验。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是   N,方向是   ;
(2)比较A、B、C三幅图,小聪感觉浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关对此正确的解释是浮力的大小与   有关;
(3)比较B、D两图可知,浮力的大小跟   有关;
(4)物体的体积V=   m3;
(5)小聪利用实验中数据算出了盐水的密度为   kg/m3;
(6)完成探究后,小聪同学不想利用弹簧测力计,而用量筒、木块和适量的水,测量金属块的密度。如图,是他测量过程的示意图。
①在量筒中倒入体积为V0的水;
②将一木块放入盛有一定量水的量筒内,测得量筒示数为V1;
③将金属块放在木块上,使其漂浮在量筒中测得量筒示数为V2;
④然后通过细线将金属块放入量筒内,此时量筒示数为V3;则金属块密度ρ=   。
12.(2021八下·富平期末)苏红同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,如图所示是其探究过程及有关数据。
(1)分析图 A、B、C、D,说明浮力大小跟物体   有关;
(2)分析图   ,说明浮力大小跟液体密度有关;
(3)圆柱体完全浸没在煤油中所受的浮力为   N;
(4)某同学不小心把圆柱体浸没并碰到了装水的烧杯底部,此时弹簧测力计的示数为5N,则圆柱体受到的浮力为   N;
(5)结合苏红的实验,邓亮同学设计了如下实验方案。(已知水的密度为 ρ水)
a、先将圆柱体用细线系好,用弹簧测力计测出圆柱体的重力,读出弹簧测力计的示数为G1;
b、再将弹簧测力计下吊着的圆柱体浸没在水中,读出这时弹簧测力计的示数为 G2;
则圆柱体密度的表达式为:ρ
=   (用所测物理量符号表示)
13.(2021八下·仓山期中)小明用金属块A等器材探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是猜想   。(填序号)。
常识 猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底 常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些 常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想1:与浸入液体的深度有关 猜想2:与液体的密度有关 猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①金属块A浸没在水中时,受到的浮力是   N。
②分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与   有关;分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度   (选填“有关”或“无关”);分析   两图可知,浮力大小跟液体密度有关。
③为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”,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己所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小红认为这结论不可靠,主要原因是   。
④小明利用上述的器材测量一块合金的密度,他的实验步骤如下:
a.用弹簧测力计测出合金所受的重力G;
b.使合金浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数F;
c.则合金密度的表达式为    (用G、F、 表示)。
14.(2020八下·临渭期末)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图甲所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)由实验过程A可知,物体的重力为   ;由实验过程B可知,物体受到的浮力为   。
(2)做BC两次实验,可以得出的结论是:在液体的   相同时,   越大,物体受到的浮力越大。
(3)做两次实验,是为了探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关。在小明的实验基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为   g/cm3。
(4)小刚按照教材中“综合实践活动”要求,制作了简易密度计来测量盐水密度(如图乙)。
①取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中   。
②将吸管放到水中的情景如图乙(a)所示,测得浸入的长度为H;放到盐水中的情景如图乙(b)所示,浸入的长度为h。用ρ盐水.ρ水分别表示盐水和水的密度,则ρ盐水与ρ水、h及H关系式是ρ盐水=   。
③为了使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确,你的改进方法是   。
15.(2020八下·高新期末)小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水.
实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计(细铅丝图中未画出);
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1 ;
④把密度计放在盛盐水 的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上的长度h2 。
请回答下列问题:
(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了   。
(2)密度计是利用   条件工作的,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积    (填“越小”或“越大”)。所以密度计的刻度越往下越   (填“小”或“大”)。
(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=   。(不计铅丝体积,水的密度用ρ水表示)
16.(2022八下·成都期末)萱萱小组想利用浮力知识探究物体密度的测量方法,如下是他们完成的两个探究实验:
(1)第一个实验是利用电子秤来测量矿石的密度,实验步骤如图:
①电子秤放在水平桌面上,装有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤示数如图A所示;
②把被测矿石用细线拴好,缓慢放入装有水的烧杯中,矿石未触碰到烧杯底部,水未溢出,子秤的示数如图B所示;
③然后缓慢放下矿石,让被测矿石沉入烧杯底部,电子秤示数如图C所示;
根据实验步骤中的数据,可测出被测矿石的质量是   g,被测矿石的密度是   g/cm3;
(2)小鲁同学想到还可以利用这一矿石测量未知液体的密度,她进行了如图操作:
①在圆柱形容器中装适量的这一液体,将另一平底烧杯放入圆柱形容器的液体中,烧杯静止时容器中液体的深度H1=0.13m,如图甲所示;
②将刚才实验中的矿石擦干水放入烧杯中,如图乙所示,此时烧杯静止时露出液面的高度h1=0.04m,容器中液体的深度H2=0.18m,烧杯和石块受到的浮力为F1;
③将矿石拴在烧杯底部,如图丙所示,烧杯静止时露出液面的高度为h2=0.07m,烧杯和石块受到的浮力为F2,则F1   F2;(选填“大于”、“等于”或“小于”)
④已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的2倍。则这一液体的密度为   kg/m3。
答案解析部分
1.【答案】(1)浸没在液体中浸没在液体中
(2) =
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)将弹簧测力计下的金属块浸没在液体中,读出静止时弹簧测力计示数为F2。
(2)用称重法测浮力,即F浮=G-F
由步骤①可知,该物体重力为G=F1
则物体浸没在水中所受浮力为F浮=F1-F2
由F浮= gV排得V排=
金属块浸没在液体中V金=V排= =
则 =
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合操作过程以及给出的数据,结合密度公式求解密度的表达式即可。
2.【答案】(1)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)先乙后甲,物体由于带水测重力会引起误差;先丙后丁,烧杯内有残留的水,会产生误差,所以实验的最佳顺序是丁、甲、乙、丙,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力
(3)比较甲乙之差和丙丁之差可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(4)根据可得石块排开液体的体积
石块的体积
石块浸没在酒精中时排开酒精的体积
石块受到的浮力为
【分析】(1)物体由于带水测重力会引起误差;烧杯内有残留的水,会产生误差;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;
(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(4)根据,求出体积及浮力大小。
3.【答案】(1)④
(2)0.6
(3)没控制物体排开液体的体积相同
(4)小于;小于
(5)
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深身体全部浸没前,排开液体体积变大,觉得身体越来越轻,说明受到的浮力越来越大,通过这一经验猜想并推出浮力大小应与物体排开液体体积有关,所以通过这一经验的合理猜想应与上述猜想有关。
(2)由甲知,弹簧测力计分度值是
由乙知
铝块部分浸没在水中后所受浮力
(3)比较图乙、丙两图中铝块和铜块所受浮力的大小,小明同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论,这个结论是错误的,原因是没控制物体排开液体的体积相同。
(4)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,受到浓盐水的浮力等于鸡蛋重力;由于鸡蛋重力不变,故鸡蛋在水中受到的浮力小于在浓盐水中受到的浮力。
由于鸡蛋在水中和浓盐水中排开液体的体积相同,由
知水的密度小于浓盐水的密度,此时两杯液面相平,根据
知水对杯底的压强小于浓盐水对杯底的压强。
(5)苹果漂浮时
由阿基米德原理知
所以
苹果的质量为
苹果的体积为,
苹果的密度为
【分析】(1)当液体密度一定,改变进入液体中的体积,可以探究浮力和排开液体体积的关系;
(2)根据物体的重力和进入液体中测力计的示数差, 计算浮力;
(3)探究物体受到的浮力和液体密度关系时,需要保持排开液体体积相等;
(4)增大液体密度,沉底的物体可以悬浮;液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大;
(5)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据物体的质量和体积的比值,计算密度。
4.【答案】(1)AE;0.8N
(2)物体排开液体的体积;无关
(3)密度
(4)4×103
(5)B
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)从图A中可以看出,物体的重力大小为4N。从E图中可以看出,物体浸没在酒精中,弹簧测力计的拉力为3.2N。物体浸没酒精中时受到的浮力是
(2)由步骤A、B、C、D中可以看出,物体慢慢浸入水中,直到物体浸没在水中,物体受到的浮力越来越大,物体浸没在水中时,物体受到的浮力大小不变,说明当液体密度不变时,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)从D、E可以看出,物体分别浸没在水和酒精中,物体排开水和酒精的体积相同。物体在水中弹簧测力计的示数小于物体在酒精中弹簧测力计的示数,结合图A与二次称重法得,物体浸没在水中受到的浮力大于物体浸没在酒精中受到的浮力,说明物体排开液体体积相同时,物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(4)由AC图可得,圆锥形物体浸没在水中受到的浮力为
圆锥形物体的体积等于此时排开水的体积,由阿基米德原理得
由A图得,圆锥形物体的重力
圆锥形物体的质量
圆锥形物体密度
(5)由二次称重法得,弹簧秤示数从图中可以看出,圆锥形物体的横截面积越往上越大,故随着圆锥形物体浸入深度的增加,物体排开液体的体积越大,且增大的速度越来越快,直到物体完全浸没在水中,物体排开水的体积达到最大,且保持不变,因此随着浸入深度的加深,弹簧秤示数先变小后不变,且变小的速度越来越快,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)探究浮力大小的影响因素时,根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;
(2)当液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;和深度无关;
(3)排开液体的体积相同时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(4)根据物体的重力计算质量,根据浮力和液体密度计算排开液体的体积,利用质量和体积的比值, 计算密度;
(5)液体密度相同时,排开液体的体积越大, 物体受到的浮力越大, 测力计对物体的拉力减小。
5.【答案】(1)0.3
(2)物体排开液体的体积
(3)D、E
(4)不能,没有控制排开液体的体积相等
(5)1.2×103
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,图B中物体所受的浮力为F浮B=G﹣F示B=4N﹣3.7N=0.3N
(2)由B、C图知液体的密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不相同,浮力不相同,故可以验证浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,故图D、E符合题意。
(4)研究浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关,要控制液体的密度和排开液体的体积相同,只改变物体浸入液体的深度,由图B和图C知,排开液体的体积不同,故不能得出“浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关”的结论。
(5)图C中物体所受的浮力F浮C=G﹣FC=4N﹣3.5N=0.5N
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排水可得排开水的体积,即物体的体积为
由图A、E知,物体浸没在盐水时受到的浮力F浮E=G﹣FE=4N﹣3.4N=0.6N
根据阿基米德原理F浮盐=ρ盐gV盐可得盐水的密度
【分析】 (1)根据物体的重力和物体进入液体中测力计的差,计算浮力;
(2)当液体密度不同时,可以探究浮力大小和排开液体的体积的关系;
(3)探究浮力和液体密度的关系时,需要保持排开液体的体积相同;
(4) 探究浮力和深度的关系时,需要保持排开液体的体积相同;
(5)根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积,利用浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度的大小。
6.【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)⑤①③④
(3)排开液体的重力
(4)2.5×103
(5)A
(6)能
(7)
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)通过图中的实验步骤①②③可知,液体的密度相同,物体排开的液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,受到的浮力不同,故探究的时浮力大小与物体排开液体体积的关系。
(2)验证阿基米德原理的实验步骤为:
⑤用测力计测出空桶的重力G桶;
①用测力计测出圆柱体的重力G ,并将空桶放到溢水怀口下面;
③将圆柱体缓缓浸没水中,记下此时测力计的示数F拉;
④用测力计测出小桶和排开水的总重力G总。
因此合理的实验步骤是:⑤①③④。
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是F=G-F=3N-1.8N=1.2N
排开液体的重力G排=G桶和水-G桶=2.2N-1N=1.2N
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)由阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水gV物
圆柱体的体积是
圆柱体的密度是
(5)本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值可减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,A错误,符合题意;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,B正确,不符合题意;
C.用原来的方案将圆柱体换成体积与其不同的铁块进行实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,C正确,不符合题意。
故答案为:A。
(6)另一小组把圆柱体换成石块,且只将石块的一部分浸入水中,其他步骤操作正确,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出得到与(3) 相同的结论。
(7)液体的密度为
【分析】(1)当液体密度相同时,可以探究浮力大小和排开液体的体积有关;
(2)探究阿基米德原理时,先测量小桶的重力和物体的重力,再测量物体受到的浮力和排开液体的重力;
(3)浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力;
(4)根据物体受到的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,根据物体的质量和体积的比值, 计算密度;
(5)探究规律的普遍性时,需要换用不同的物体或液体进行实验;
(6)若物体进入液体中的体积是总体积的一部分,可以探究阿基米德;
(7)根据物体受到的浮力和排开液体的体积,可以计算液体的密度大小。
7.【答案】(1)将弹簧测力计调零
(2)3.2;0.5;物体排开液体体积
(3)容器中装入适量被测液体,记下此时电子秤示数m1;将木块放入液体中,木块漂浮,记下此时电子秤示数m2;用细钢丝将木块压入液体中浸没,记下此时电子秤示数m3;
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】(1)实验前应将弹簧测力计调零,确保指针指在零刻度线上后,再进行测量。
(2)此弹簧测力计分度值为0.2N,指针位置比3N刻度线多一格,则a步骤所示的弹簧测力计的示数为3.2N。
a步骤测得物体重力为3.2N,浸在液体中,弹簧测力计读数为2.7N,则物体所受浮力
物体所受浮力为0.5N。
分析步骤a、b、c、d,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,说明浮力大小跟物体排开液体体积有关。
(3)由图乙可知,该步骤为容器中装入适量被测液体,测出容器和液体的总质量m1。
由图丙可知,该步骤为将木块放入液体中,木块漂浮,测出木块、液体和容器的总质量m2。
如图丁所示,该步骤为用细钢丝将木块压入液体中浸没,记下此时电子秤示数m3。
木块的质量
木块的体积
如图丁所示,木块浸没在液体中时,受到的浮力
根据阿基米德原理,木块浸没时受到的浮力
则有
化简得
则该未知液体的密度表达式为。
【分析】(1)实验弹簧测力计时,先调零;
(2)根据测力计指针位置,测量拉力的大小;当液体密度一定时,可以探究浮力和排开液体体积的关系;
(3)在容器中装入液体,利用电子秤测量质量;物体漂浮在液体中,浮力等于物体的重力;当物体浸入液体中时,测量排开液体的质量;根据浮力和物体重力的关系,结合已知物体的密度,计算液体密度。
8.【答案】(1)2
(2)乙、丙;无关
(3)1.1103
(4)1.5103
(5)0.8;偏大
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)木块浸没在水中受到浮力,应该用甲图中木块重力3N减去丙图中弹簧测力计示数1N,故浮力等于2N。
(2)乙图中木块没有完全浸没,丙图中木块完全浸没,弹簧测力计示数不同,所以两种情况下木块受到浮力大小不同,即探究物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关。
丙、丁两图中木块都完全浸没,弹簧测力计示数不变,所以木块所处的深度增加,但浮力大小不变,即浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)由(1)知F水=ρ水Vg=2N ①
由浸没在盐水中弹簧测力计示数为0.8N,可得F盐水=ρ盐水Vg=2.2N ②
由①②式解出ρ盐水=1.1103kg/m3
(4)弹簧测力计测量最大密度液体时,弹簧测力计示数为0,物体受到浮力为3N,由(1)知F水=ρ水Vg=2N
由浸没在最大密度液体中弹簧测力计示数为0,可得F液=ρ液Vg=3N
解出ρ液=1.5103kg/m3
(5)由图中的数据可得木块的质量m木=198g-150g=48g,木块的体积
木块的密度
木块吸水,会导致测量的木块的体积偏小。测量的木块的质量不变,由密度公式可得计算的木块密度偏大。
【分析】(1)根据测力计指针位置,测量力的大小;利用物体的重力和进入液体后测力计拉力差,计算浮力;
(2)探究浮力和排开液体的体积的关系,需要保持液体密度相等;当液体密度和排开液体的体积相等时,浮力和深度无关;
(3)根据浮力和液体密度计算排开液体的体积,结合浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度大小;
(4)根据测力计的最大示数,结合浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度;
(5)根据电子秤示数的变化,结合容器中有无物体测量物体的质量,根据物体浸没时排开的质量和液体密度的比值,计算体积,利用物体的质量和体积的比值,计算密度。
9.【答案】(1)2.7;0.3
(2)1.4×103
(3)液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大
(4)把挂在测力计下的木块和石块都浸没在水中;
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由a知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.7N,则物体的重力为2.7N。
根据称重法测浮力可知,在实验步骤b中物体所受的浮力F浮b=G-Fb=2.7N-2.4N=0.3N
(2)物体浸没在水中时所受的浮力为F浮=G-Fe=2.7N-2.2N=0.5N
因为物体浸没在水中,物体的体积等于排开水的体积,故物体体积为
因为物体在液体中也浸没,所以浸入液体的体积等于物体体积,物体在液体中所受的浮力为F浮'=G-Ff=2.7N-2.0N=0.7N
液体的密度为
(3)分析实验步骤a、b、c、d,由图知,三次实验液体的密度相同,而排开液体的体积不断增大,弹簧测力计的示数不断减小,由称重法可知,物体受到的浮力不断增大,因此可得结论:液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
(4)①用弹簧测力计测出木块的重力,示数为G,由G=mg可知,木块的质量:,②把一石块系在木块下,用测力计吊着木块和石块,仅将石块浸没在水中(不碰底)静止时(如图乙),测力计的示数为F1,此时石块没入水中排开水的体积就是石块的体积,此时受到的浮力F浮1=ρ水gV石=G+G石-F1……①
③把挂在测力计下的木块和石块都浸没在水中,静止时测力计示数为F2,此时受到的浮力F浮2=ρ水g(V石+V木)=G+G石-F2……②
由①②可得木块的体积
④木块密度表达式
【分析】(1)根据测力计指针位置,测量拉力;根据物体的重力和浸入液体中测力计的示数差,计算浮力;
(2)根据物体在已知液体中受到的浮力和液体密度,计算排开液体的体积,根据物体在未知液体中的浮力和排开液体的体积,计算液体密度;
(3)当液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;
(4)根据浮力测量漂浮物体的密度时,先测量物体的重力,再将物体完全浸没,根据拉力差计算物体受到的浮力,根据浮力和液体密度计算体积;利用物体的质量和体积的比值,计算密度。
10.【答案】(1)3.8
(2)1.4;AD
(3)物体排开水的重力
(4)A
(5)能
(6)将桃子浸没在盛满水的溢水杯中,读出弹簧测力计示数F; ρ水
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图B可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,故石块的重力为3.8N。
(2)由图C可知,把石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数是2.4N,根据称重法得到石块所受浮力为F浮=G﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N
比较D、A两图,可以得出石块排开的水所受重力为G排=2.6N﹣1.2N=1.4N
(3)由(2)中可知,F浮=G排,即浸在水中的物体所受浮力的大小等于该物体所排开的水受到的重力的大小。
(4)为了得到更普遍得结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,故操作中不合理的是A。
(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大,故只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到与(3)相同的结论。
(6)用弹簧测力计提着桃子缓慢浸入水中,直到桃子浸没水中,此时桃子排开水的体积等于桃子的体积,读出弹簧测力计的示数F。
由题意可知,桃子受到的浮力为F浮=G﹣F由阿基米德原理有F浮=ρ水gV排=G﹣F
解得桃子浸没在水中时桃子的体积为
故桃子的密度为
【分析】(1)观察弹簧测力计的量程和分度值,根据指针的位置读数即可;
(2)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(3)阿基米德原理求给出,物体受到的浮力等于排开特体受到的重力;
(4)多次测量取平均值减小误差;
(5)阿基米德原理求解物体受到的浮力,并没有要求物体一定浸没;
(6)结合操作过程以及给出的数据,结合密度公式求解密度的表达式即可。
11.【答案】(1)1;竖直向上
(2)排开水的体积(或V排)
(3)液体的密度(或ρ液)
(4)1×10-4
(5)1.1×103
(6)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计拉着物体在空气中时,示数即物体的重力为2.8N,由图BC可知,物体浸没在水中时弹簧测力计示数是1.8N,根据称重法可知物体浸没在水中时受到的浮力
方向向竖直向上。
(2)比较A、B、C三幅图,虽然物体未完全浸入时,浸入深度不同,弹簧测力计示数不同,但当物体完全浸入后,无论深度如何变化,弹簧测力计示数不变。所以可知浮力的大小有时与深度无关。准确地说是因为当物体排开水的体积(或V排)不同时,弹簧测力计的示数不同,则物体受到的浮力不同。所以浮力的大小与排开水的体积(或V排)有关。
(3)比较B、D两图可知,弹簧测力计拉着物体浸没在水和盐水中,排开液体的体积相同,而弹簧测力计的示数不同。可知当物体排开液体的体积相同时,浮力的大小与液体的密度(或ρ液)有关。
(4)由(1)[1]已知物体浸没在水中时受到的浮力是1N,浸没在水中,物体的体积与排开水的体积相同,根据 可得物体的体积
(5)由第一幅图和D图根据称重法可得到物体浸没在盐水中时受到的浮力,即
物体浸没在盐水中,物体的体积与排开盐水的体积相同,根据 可得盐水的密度
(6)由步骤②④可知量筒中水增加的体积等于金属块的体积,则金属块的体积
由步骤②③可知,排开水的体积增加量为
则排开水的质量增加量
步骤②③中,木块在水中漂浮,木块上放了金属块还是漂浮在水中,根据浮沉条件以及阿基米德原理可知
由 可知
步骤③中,漂浮物上多了金属块,则金属块的质量
则金属块的密度
【分析】(1)探究浸入液体中的物体受浮力的大小的影响因素,考查控制变量法(物体受到的浮力的大小与液体的密度和排开的液体体积有关)、称重法测浮力、阿基米德原理的运用。
(2)根据木块漂浮,其重力等于浮力等于排开水的重力,可知金属块的质量等于其排开水的质量;根据图得出金属块的体积,由密度公式表示出金属块的密度。
12.【答案】(1)排开液体的体积
(2)ADE
(3)2.4
(4)3
(5)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图A、B、C、D可知,金属块浸入水的体积不同,即物体排开水的体积不同,弹簧测力计示数不同,由F浮=G-F示可知,物体受到的浮力不同,这说明:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力与密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同,由图A、图D和图E可知,金属块排开液体的体积相同,两烧杯中液体不同,液体密度不同,物体受到的浮力不同,因此图A、D、E说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)由图A可知,圆柱体的重力G=FA=10N
由图E可知,金属块浸没在煤油中时,弹簧测力计对物体的拉力FE=7.6N
则金属块受到的浮力F浮=G-FE=10N-7.6N=2.4N
(4)由图D知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计对物体的拉力FD=7N,则圆柱体受到的浮力 =G-FD=10N-7N=3N
圆柱体浸没并且碰到了装水的烧杯底部,液体的密度和排开液体的体积不变,浮力不变,仍为3N。
(5)圆柱体受到的浮力F浮=G1-G2
圆柱体浸没在水中受到的浮力为F浮=ρ水gV排=G1-G2
圆柱体的体积
圆柱体的质量
所以圆柱体的密度为
【分析】(1)(2)通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,可以看出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,与深度无关。
(3)(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(5)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
13.【答案】(1)3
(2)1;排开液体的体积;无关;丁、戊;没有控制排开液体的体积相同;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度,其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3。
(2)①图甲中,弹簧测力计的示数是4.8N,物体的重力是4.8N,图丁中,A浸没时测力计的示数为2.8N,则金属块A浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G-F拉=4.8N-2.8N=2N
②由图乙、丙可知,液体都是水,即液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
分析丙、丁两图实验数据可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
分析丁、戊两图可知,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,即浮力大小跟液体密度有关。
③根据控制变量法可知,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,实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小红认为这结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
④由步骤①②可得合金受到的浮力F浮=G-F
由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排=ρ液gV物
则物体的体积为V物=
则合金密度的表达式为
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
14.【答案】(1)8;1
(2)密度;排开液体的体积
(3)1.2
(4)让密度计竖直漂浮在液体中;;用更细的吸管
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的示数为8N,则物体的重力为8N。由图可知,实验过程B中测力计示数为7N,则此时物体所受浮力为 (2)由BC两次实验可知,物体排开液体越多,弹簧测力计示数越小,即浮力越大,可以得到结论是:在液体的密度相同时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。(4)由实验过程ADE可知,同一物体完全浸入水中时的浮力为
完全浸入水中时的浮力为
由 可知
所以盐水的密度为 (4)①为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入适量金属丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中。②因为将吸管放到水和盐水中吸管均漂浮,浮力均等于自身重力,所以有

所以 ③密度计排开液体体积一定时,密度计的横截面积与浸入深度成反比,所以可以用更细的吸管,减小密度计的横截面积,使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确。
【分析】通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用刀控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
15.【答案】(1)使密度计能竖直浮在液面上
(2)漂浮;越小;大
(3)
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)竹筷本身的重心大致在其中心处,放在液体中,不会竖直漂浮在液面上。当在一端缠上铅丝后,由于铅丝比较重,使竹筷的重心离缠有铅丝一端较近。将竹筷放入液体中,竹筷可以竖直漂浮在液面上。(2)密度计在工作时,始终漂浮在液面上,漂浮时,受到的浮力等于自身的重力。而其重力不变,也就是说,无论它漂浮在哪种液面上,受到的浮力都是不变的。根据 可知,液体的密度越大,排开的液体的体积越小,液面位置越靠近缠有铅丝一端,即这种密度计越往下刻度值越大。(3)密度计在工作时,始终漂浮在液面上,漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,即在水中和盐水中受到的浮力是相等的
【分析】密度计的工作原理是漂浮条件,密度计在不同液体中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,排开液体的体积越大,液体的密度就越小,当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
16.【答案】(1)300;2.5
(2)等于;0.75×103
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)③根据实验步骤中的数据,电子秤示数图A和图C所示,可测出被测矿石的质量是
由图A和图B得,出矿石排开水的质量
因为矿石浸没水中,所以矿石的体积等于它排开水的体积为
被测矿石的密度是
(2)③如图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮在水中,根据漂浮条件得,浮力等于重力,由于整体重力不变,所以浮力不变,所以F1等于F2。
④图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮,排开水的体积相等,烧杯露出部分的体积减少量等于矿石的体积,设烧杯的底面积是,所以,矿石体积为
因为
所以烧杯的底面积
所以容器的底面积
对于漂浮的物体,增加的浮力等于增加的重力,由甲和乙知
烧杯排开水的体积增加量
根据阿基米德原理得
所以,液体的密度
【分析】(1)根据电子秤上质量示数,测量质量大小;利用质量和体积的比值, 计算密度;
(2)漂浮的物体受到的浮力等于物体的密度;根据浮力和排开液体的体积,计算液体密度。
人教版物理八年级下第十章10.3细化知识点同步练习———浮力与密度的测量(2)
一、实验探究题
1.(2021八下·天津期中)学习了浮力的知识后,小明同学想测定某种液体的密度,用到的器材有弹簧测力计、烧杯、细线及体积为V0的金属块等,并设计了如下的实验步骤:
①将金属块用细线悬挂在弹簧测力计下,读取静止时弹簧测力计的示数为F1;
②将弹簧测力计下的金属块___________,读取静止时弹簧测力计的示数为F2。
请你解答下列问题:
(1)将实验步骤②补充完整   ;
(2)利用上述已知量和测量量推导出待测液体密度的表达式   。
【答案】(1)浸没在液体中浸没在液体中
(2) =
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)将弹簧测力计下的金属块浸没在液体中,读出静止时弹簧测力计示数为F2。
(2)用称重法测浮力,即F浮=G-F
由步骤①可知,该物体重力为G=F1
则物体浸没在水中所受浮力为F浮=F1-F2
由F浮= gV排得V排=
金属块浸没在液体中V金=V排= =
则 =
【分析】求解浮力的大小,可以利用称重法求解;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合操作过程以及给出的数据,结合密度公式求解密度的表达式即可。
2.(2022八下·泰安期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为   N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于   ;
(4)由图中数据可知石块的体积为   cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为   N。
(,, )
【答案】(1)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)先乙后甲,物体由于带水测重力会引起误差;先丙后丁,烧杯内有残留的水,会产生误差,所以实验的最佳顺序是丁、甲、乙、丙,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力
(3)比较甲乙之差和丙丁之差可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(4)根据可得石块排开液体的体积
石块的体积
石块浸没在酒精中时排开酒精的体积
石块受到的浮力为
【分析】(1)物体由于带水测重力会引起误差;烧杯内有残留的水,会产生误差;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;
(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(4)根据,求出体积及浮力大小。
3.(2022八下·沈河期末)小亮利用弹簧测力计、质量相等的铝块和铜块、水和浓盐水设计了如图甲所示的实验“探究浮力的大小跟哪些因素有关”:
(1)依据生活经验小亮产生如下猜想:
①物体密度;②物体体积;③液体密度;④物体排开液体体积;⑤液体质量。那么依据一般情况下,当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深(身体全部浸没前)会觉得身体越来越轻,通过这一经验可以合理推理出浮力大小应与上述猜想   有关(填序号);
(2)如图甲所示,将铝块挂在弹簧测力计上测出铝块的重力(A图),再将铝块的一部分浸入水中并静止(B图),此时铝块受到水的浮力为   N;
(3)如图甲中的C图所示将铜块浸没浓盐水中,测出了铜块所受的浮力,比较铝块和铜块所受浮力的大小,小亮同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论。其他同学提出这个结论是错误的,该实验错误的主要原因是:   ;
(4)小亮纠正错误后得出正确结论。利用探究得出的结论分析了如下的现象,同一个新鲜鸡蛋依次轻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(如图乙所示)。分析鸡蛋的受力情况可知,鸡蛋在水中受到的浮力   在浓盐水中受到的浮力;此时两杯液面相平,则水对杯底的压强   浓盐水对杯底的压强;(以上两空均填“大于”、“等于”或“小于”)
(5)做完上述实验后,小亮想测出一个苹果的密度。如图丙所示,将一个苹果放入装满水的烧杯中,量筒内水的体积为V1。(整个实验过程中苹果表面沾的水忽略不计,水的密度用ρ水表示)
①轻轻取出苹果,将量筒中的水缓慢倒入烧杯中,当烧杯中的水被填满时,量筒中剩余水的体积为V2;
②接下来用针把苹果完全压入装满水的烧杯中后再慢慢取出苹果,并继续将量筒中的水倒入烧杯,当烧杯中的水再次被填满时,量筒中剩余水的体积为V3;
③则该苹果密度的表达式为ρ=   。(用上述已知及测得量的符号表示)
【答案】(1)④
(2)0.6
(3)没控制物体排开液体的体积相同
(4)小于;小于
(5)
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)当人在海边游泳时,从岸边向水中走去,随着走入水中越深身体全部浸没前,排开液体体积变大,觉得身体越来越轻,说明受到的浮力越来越大,通过这一经验猜想并推出浮力大小应与物体排开液体体积有关,所以通过这一经验的合理猜想应与上述猜想有关。
(2)由甲知,弹簧测力计分度值是
由乙知
铝块部分浸没在水中后所受浮力
(3)比较图乙、丙两图中铝块和铜块所受浮力的大小,小明同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论,这个结论是错误的,原因是没控制物体排开液体的体积相同。
(4)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,受到浓盐水的浮力等于鸡蛋重力;由于鸡蛋重力不变,故鸡蛋在水中受到的浮力小于在浓盐水中受到的浮力。
由于鸡蛋在水中和浓盐水中排开液体的体积相同,由
知水的密度小于浓盐水的密度,此时两杯液面相平,根据
知水对杯底的压强小于浓盐水对杯底的压强。
(5)苹果漂浮时
由阿基米德原理知
所以
苹果的质量为
苹果的体积为,
苹果的密度为
【分析】(1)当液体密度一定,改变进入液体中的体积,可以探究浮力和排开液体体积的关系;
(2)根据物体的重力和进入液体中测力计的示数差, 计算浮力;
(3)探究物体受到的浮力和液体密度关系时,需要保持排开液体体积相等;
(4)增大液体密度,沉底的物体可以悬浮;液体深度相同时,液体密度越大,液体压强越大;
(5)漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力;根据物体的质量和体积的比值,计算密度。
4.(2022八下·农安期末)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,与物体浸没在液体中的深度   ;
(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)根据实验数据,可以得到圆锥形物体的密度为   kg/m3(已知,);
(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随圆锥形物体浸入深度变化的关系图象,最符合实际的是   。
【答案】(1)AE;0.8N
(2)物体排开液体的体积;无关
(3)密度
(4)4×103
(5)B
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)从图A中可以看出,物体的重力大小为4N。从E图中可以看出,物体浸没在酒精中,弹簧测力计的拉力为3.2N。物体浸没酒精中时受到的浮力是
(2)由步骤A、B、C、D中可以看出,物体慢慢浸入水中,直到物体浸没在水中,物体受到的浮力越来越大,物体浸没在水中时,物体受到的浮力大小不变,说明当液体密度不变时,物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)从D、E可以看出,物体分别浸没在水和酒精中,物体排开水和酒精的体积相同。物体在水中弹簧测力计的示数小于物体在酒精中弹簧测力计的示数,结合图A与二次称重法得,物体浸没在水中受到的浮力大于物体浸没在酒精中受到的浮力,说明物体排开液体体积相同时,物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(4)由AC图可得,圆锥形物体浸没在水中受到的浮力为
圆锥形物体的体积等于此时排开水的体积,由阿基米德原理得
由A图得,圆锥形物体的重力
圆锥形物体的质量
圆锥形物体密度
(5)由二次称重法得,弹簧秤示数从图中可以看出,圆锥形物体的横截面积越往上越大,故随着圆锥形物体浸入深度的增加,物体排开液体的体积越大,且增大的速度越来越快,直到物体完全浸没在水中,物体排开水的体积达到最大,且保持不变,因此随着浸入深度的加深,弹簧秤示数先变小后不变,且变小的速度越来越快,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】(1)探究浮力大小的影响因素时,根据物体的重力和进入液体中测力计的拉力差, 计算浮力;
(2)当液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;和深度无关;
(3)排开液体的体积相同时,物体受到的浮力和液体密度有关;
(4)根据物体的重力计算质量,根据浮力和液体密度计算排开液体的体积,利用质量和体积的比值, 计算密度;
(5)液体密度相同时,排开液体的体积越大, 物体受到的浮力越大, 测力计对物体的拉力减小。
5.(2022八下·单县期末)在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验中,某同学提出了如下的猜想:
①浮力的大小可能跟物体浸入液体中的深度有关;
②浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关;
③浮力的大小可能跟液体的密度有关。
并做了如下图所示的实验,请根据要求完成下列问题:
(1)图B中物体所受的浮力为   N;
(2)分析图B、C可知,浮力的大小跟   有关;
(3)分析   两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
(4)该同学由图B和图C能否得出“浮力的大小跟浸入液体中的深度有关”的结论?
答:   。(先判断再说出理由)
(5)本实验中盐水的密度为   kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】(1)0.3
(2)物体排开液体的体积
(3)D、E
(4)不能,没有控制排开液体的体积相等
(5)1.2×103
【知识点】浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据称重法测浮力,图B中物体所受的浮力为F浮B=G﹣F示B=4N﹣3.7N=0.3N
(2)由B、C图知液体的密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不相同,浮力不相同,故可以验证浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
(3)要探究浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,故图D、E符合题意。
(4)研究浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关,要控制液体的密度和排开液体的体积相同,只改变物体浸入液体的深度,由图B和图C知,排开液体的体积不同,故不能得出“浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关”的结论。
(5)图C中物体所受的浮力F浮C=G﹣FC=4N﹣3.5N=0.5N
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排水可得排开水的体积,即物体的体积为
由图A、E知,物体浸没在盐水时受到的浮力F浮E=G﹣FE=4N﹣3.4N=0.6N
根据阿基米德原理F浮盐=ρ盐gV盐可得盐水的密度
【分析】 (1)根据物体的重力和物体进入液体中测力计的差,计算浮力;
(2)当液体密度不同时,可以探究浮力大小和排开液体的体积的关系;
(3)探究浮力和液体密度的关系时,需要保持排开液体的体积相同;
(4) 探究浮力和深度的关系时,需要保持排开液体的体积相同;
(5)根据浮力和液体密度可以计算排开液体的体积,利用浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度的大小。
6.(2022八下·罗湖期末)如图所示是某学习小组设计的“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验过程。
(1)通过图中的实验步骤①②③可以探究浮力大小与   的关系;
(2)小林想验证阿基米德原理,则在步骤①③④⑤中,最合理的实验步骤是:   ;
(3)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   ;
(4)利用实验数据还可以计算出圆柱体的密度为   kg/m3;
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是____。(选填“A”、“B”或“C”)
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.用原来的方案将圆柱体换成体积与其不同的铁块进行实验
(6)另一实验小组把圆柱体换成石块,且只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则   (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论;
(7)做完上述实验后,小芳同学利用一个弹簧测力计和一个已知体积为V的铁块,制作了一个测定液体密度的仪器,如图所示。首先她测得铁块的重力为G,将铁块浸没在待测液体中,弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ液=    (用题中所给的已知物理量和所测物理量的字母表示)。
【答案】(1)物体排开液体的体积
(2)⑤①③④
(3)排开液体的重力
(4)2.5×103
(5)A
(6)能
(7)
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)通过图中的实验步骤①②③可知,液体的密度相同,物体排开的液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,受到的浮力不同,故探究的时浮力大小与物体排开液体体积的关系。
(2)验证阿基米德原理的实验步骤为:
⑤用测力计测出空桶的重力G桶;
①用测力计测出圆柱体的重力G ,并将空桶放到溢水怀口下面;
③将圆柱体缓缓浸没水中,记下此时测力计的示数F拉;
④用测力计测出小桶和排开水的总重力G总。
因此合理的实验步骤是:⑤①③④。
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是F=G-F=3N-1.8N=1.2N
排开液体的重力G排=G桶和水-G桶=2.2N-1N=1.2N
故可以得出浸在水中的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(4)由阿基米德原理F浮=ρ水gV排=ρ水gV物
圆柱体的体积是
圆柱体的密度是
(5)本实验是“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”属于探究性实验,多次测量找普遍规律。
A.测量型实验多次测量取平均值可减小误差,此实验为探究型,不能求平均值,A错误,符合题意;
B.用原来的方案将水换成酒精进行多次实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,B正确,不符合题意;
C.用原来的方案将圆柱体换成体积与其不同的铁块进行实验,避免结论的偶然性,找出普遍规律,C正确,不符合题意。
故答案为:A。
(6)另一小组把圆柱体换成石块,且只将石块的一部分浸入水中,其他步骤操作正确,排开水的体积减小,排开水的重力减小,浮力减小,仍能得出得到与(3) 相同的结论。
(7)液体的密度为
【分析】(1)当液体密度相同时,可以探究浮力大小和排开液体的体积有关;
(2)探究阿基米德原理时,先测量小桶的重力和物体的重力,再测量物体受到的浮力和排开液体的重力;
(3)浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力;
(4)根据物体受到的浮力和液体密度,可以计算排开液体的体积,根据物体的质量和体积的比值, 计算密度;
(5)探究规律的普遍性时,需要换用不同的物体或液体进行实验;
(6)若物体进入液体中的体积是总体积的一部分,可以探究阿基米德;
(7)根据物体受到的浮力和排开液体的体积,可以计算液体的密度大小。
7.(2022八下·九龙期末)小橙学习小组在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,按如图甲所示步骤进行实验,已知容器底面积为200cm2。
(1)小橙测量前观察弹簧测力计,发现指针不在零刻度线位置,他应先    再测量;
(2)小橙在进行如图甲所示的实验中;
①a步骤所示的弹簧测力计的示数为    N;
②步骤b,物体所受浮力为    N;
③分析步骤a、b、c、d,可以说明浮力大小跟    有关;
(3)完成上述实验后,同组的小宇利用电子秤和已知密度为ρA的木块A来测量另一未知液体的密度,实验步骤如下,并请你帮他补充完整实验步骤(写出具体操作及所测物理量):
①如图乙所示,   ;
②如图丙所示,   ;
③如图丁所示,   ;
④则该未知液体的密度ρ液=   (用所测物理量符号和ρA表示)。
【答案】(1)将弹簧测力计调零
(2)3.2;0.5;物体排开液体体积
(3)容器中装入适量被测液体,记下此时电子秤示数m1;将木块放入液体中,木块漂浮,记下此时电子秤示数m2;用细钢丝将木块压入液体中浸没,记下此时电子秤示数m3;
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;浮力的利用
【解析】【解答】(1)实验前应将弹簧测力计调零,确保指针指在零刻度线上后,再进行测量。
(2)此弹簧测力计分度值为0.2N,指针位置比3N刻度线多一格,则a步骤所示的弹簧测力计的示数为3.2N。
a步骤测得物体重力为3.2N,浸在液体中,弹簧测力计读数为2.7N,则物体所受浮力
物体所受浮力为0.5N。
分析步骤a、b、c、d,物体排开液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大,说明浮力大小跟物体排开液体体积有关。
(3)由图乙可知,该步骤为容器中装入适量被测液体,测出容器和液体的总质量m1。
由图丙可知,该步骤为将木块放入液体中,木块漂浮,测出木块、液体和容器的总质量m2。
如图丁所示,该步骤为用细钢丝将木块压入液体中浸没,记下此时电子秤示数m3。
木块的质量
木块的体积
如图丁所示,木块浸没在液体中时,受到的浮力
根据阿基米德原理,木块浸没时受到的浮力
则有
化简得
则该未知液体的密度表达式为。
【分析】(1)实验弹簧测力计时,先调零;
(2)根据测力计指针位置,测量拉力的大小;当液体密度一定时,可以探究浮力和排开液体体积的关系;
(3)在容器中装入液体,利用电子秤测量质量;物体漂浮在液体中,浮力等于物体的重力;当物体浸入液体中时,测量排开液体的质量;根据浮力和物体重力的关系,结合已知物体的密度,计算液体密度。
8.(2022八下·开州期末)某物理小组想用弹簧测力计、物体、烧杯和水探究“浮力的大小与哪些因素有关”,如图所示,请根据图示回答问题:
(1)由图知物体浸没在水中时受到的浮力大小为   N。
(2)由图中的   两幅图可知,物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关;由图中的丙、丁两幅图可知,浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度   (选填“有关”或“无关”)。
(3)在实验探究过程中,小明发现浸没在盐水中弹簧测力计示数为0.8N,他推算出盐水的密度为   kg/m3。
(4)爱思考的小明认为:如果在弹簧测力计1N的位置标上水的密度,在弹簧测力计0.8N的位置标上盐水的密度,再把该物体分别浸没在密度不同的液体中,按照上述方法分别标上密度值,就可以把弹簧测力计改成一个液体密度秤,该密度秤测得最大密度值应该是   kg/m3。
(5)小聪受上面实验的启发,用家里的电子秤、玻璃杯、木块、水、牙签,进行了如图所示的操作。小聪利用这些数据计算出木块的密度为   g/cm3,爱思考的小明却提出不同的看法,认为木块浸入水中后会吸水(木块吸水后不考虑其体积变化),所以小聪测得的木块密度值应该比真实值   (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1)2
(2)乙、丙;无关
(3)1.1103
(4)1.5103
(5)0.8;偏大
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)木块浸没在水中受到浮力,应该用甲图中木块重力3N减去丙图中弹簧测力计示数1N,故浮力等于2N。
(2)乙图中木块没有完全浸没,丙图中木块完全浸没,弹簧测力计示数不同,所以两种情况下木块受到浮力大小不同,即探究物体受到的浮力大小跟物体浸在水中的体积有关。
丙、丁两图中木块都完全浸没,弹簧测力计示数不变,所以木块所处的深度增加,但浮力大小不变,即浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)由(1)知F水=ρ水Vg=2N ①
由浸没在盐水中弹簧测力计示数为0.8N,可得F盐水=ρ盐水Vg=2.2N ②
由①②式解出ρ盐水=1.1103kg/m3
(4)弹簧测力计测量最大密度液体时,弹簧测力计示数为0,物体受到浮力为3N,由(1)知F水=ρ水Vg=2N
由浸没在最大密度液体中弹簧测力计示数为0,可得F液=ρ液Vg=3N
解出ρ液=1.5103kg/m3
(5)由图中的数据可得木块的质量m木=198g-150g=48g,木块的体积
木块的密度
木块吸水,会导致测量的木块的体积偏小。测量的木块的质量不变,由密度公式可得计算的木块密度偏大。
【分析】(1)根据测力计指针位置,测量力的大小;利用物体的重力和进入液体后测力计拉力差,计算浮力;
(2)探究浮力和排开液体的体积的关系,需要保持液体密度相等;当液体密度和排开液体的体积相等时,浮力和深度无关;
(3)根据浮力和液体密度计算排开液体的体积,结合浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度大小;
(4)根据测力计的最大示数,结合浮力和排开液体的体积,可以计算液体密度;
(5)根据电子秤示数的变化,结合容器中有无物体测量物体的质量,根据物体浸没时排开的质量和液体密度的比值,计算体积,利用物体的质量和体积的比值,计算密度。
9.(2022八下·锡山期末)在学习浮力知识时,萱萱想要探究“浮力的大小和哪些因素有关”,操作步骤如图甲中的a、b、c、d、e、f。
(1)步骤a中弹簧测力计示数为   N,步骤b中物体所受的浮力为   N;
(2)萱萱用所测的数据算出了步骤f中液体的密度是   kg/m3;
(3)分析实验步骤a、b、c、d可得出结论:   ;
(4)萱萱要用弹簧测力计测一个木块的密度,请帮助她把实验步骤补充完整:
①用弹簧测力计测出木块的重力,示数为G;
②把一石块系在木块下,用测力计吊着木块和石块,仅将石块浸没在水中(不碰底)静止时(如图乙),测力计的示数为F1;
③   ,静止时测力计示数为F2;
④木块密度表达式:ρ木=   (用ρ水和测得的物理量表示,不考虑木块吸水)。
【答案】(1)2.7;0.3
(2)1.4×103
(3)液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大
(4)把挂在测力计下的木块和石块都浸没在水中;
【知识点】密度公式及其应用;浮力大小的计算;探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由a知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为2.7N,则物体的重力为2.7N。
根据称重法测浮力可知,在实验步骤b中物体所受的浮力F浮b=G-Fb=2.7N-2.4N=0.3N
(2)物体浸没在水中时所受的浮力为F浮=G-Fe=2.7N-2.2N=0.5N
因为物体浸没在水中,物体的体积等于排开水的体积,故物体体积为
因为物体在液体中也浸没,所以浸入液体的体积等于物体体积,物体在液体中所受的浮力为F浮'=G-Ff=2.7N-2.0N=0.7N
液体的密度为
(3)分析实验步骤a、b、c、d,由图知,三次实验液体的密度相同,而排开液体的体积不断增大,弹簧测力计的示数不断减小,由称重法可知,物体受到的浮力不断增大,因此可得结论:液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体所受浮力越大。
(4)①用弹簧测力计测出木块的重力,示数为G,由G=mg可知,木块的质量:,②把一石块系在木块下,用测力计吊着木块和石块,仅将石块浸没在水中(不碰底)静止时(如图乙),测力计的示数为F1,此时石块没入水中排开水的体积就是石块的体积,此时受到的浮力F浮1=ρ水gV石=G+G石-F1……①
③把挂在测力计下的木块和石块都浸没在水中,静止时测力计示数为F2,此时受到的浮力F浮2=ρ水g(V石+V木)=G+G石-F2……②
由①②可得木块的体积
④木块密度表达式
【分析】(1)根据测力计指针位置,测量拉力;根据物体的重力和浸入液体中测力计的示数差,计算浮力;
(2)根据物体在已知液体中受到的浮力和液体密度,计算排开液体的体积,根据物体在未知液体中的浮力和排开液体的体积,计算液体密度;
(3)当液体密度一定时,物体受到的浮力和排开液体的体积有关;
(4)根据浮力测量漂浮物体的密度时,先测量物体的重力,再将物体完全浸没,根据拉力差计算物体受到的浮力,根据浮力和液体密度计算体积;利用物体的质量和体积的比值,计算密度。
10.(2020八下·上蔡期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为   N;
(2)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,石块排开水的重力可由   (填字母代表)两个步骤测出;
(3)由以上步骤可初步得出的结论:浸没在水中的物体所受浮力的大小等于   ;
(4)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作不合理的是______;
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)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则   (选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论;
(6)盛夏来临,桃子已经成熟,爱吃桃子的小明发现桃子放入水中会下沉,他想知道桃子的密度,于是他利用上述器材巧妙地测出了桃子的密度,请将他设计的步骤补充完整:已知水的密度为ρ水。
a.用弹簧测力计测出桃子的重力G;
b.   ;
c.桃子密度的表达式为ρ桃=   (用所测的物理量和已知字母表示)。
【答案】(1)3.8
(2)1.4;AD
(3)物体排开水的重力
(4)A
(5)能
(6)将桃子浸没在盛满水的溢水杯中,读出弹簧测力计示数F; ρ水
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图B可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,故石块的重力为3.8N。
(2)由图C可知,把石块浸没在盛满水的溢水杯中,弹簧测力计的示数是2.4N,根据称重法得到石块所受浮力为F浮=G﹣F示=3.8N﹣2.4N=1.4N
比较D、A两图,可以得出石块排开的水所受重力为G排=2.6N﹣1.2N=1.4N
(3)由(2)中可知,F浮=G排,即浸在水中的物体所受浮力的大小等于该物体所排开的水受到的重力的大小。
(4)为了得到更普遍得结论,应换用不同液体和物体进行多次实验,而不是用原来的方案和器材多次测量取平均值,故操作中不合理的是A。
(5)根据阿基米德原理,物体受到浮力大小等于排开液体的重力,排开液体的体积越大,受到浮力越大,故只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,也能得到与(3)相同的结论。
(6)用弹簧测力计提着桃子缓慢浸入水中,直到桃子浸没水中,此时桃子排开水的体积等于桃子的体积,读出弹簧测力计的示数F。
由题意可知,桃子受到的浮力为F浮=G﹣F由阿基米德原理有F浮=ρ水gV排=G﹣F
解得桃子浸没在水中时桃子的体积为
故桃子的密度为
【分析】(1)观察弹簧测力计的量程和分度值,根据指针的位置读数即可;
(2)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(3)阿基米德原理求给出,物体受到的浮力等于排开特体受到的重力;
(4)多次测量取平均值减小误差;
(5)阿基米德原理求解物体受到的浮力,并没有要求物体一定浸没;
(6)结合操作过程以及给出的数据,结合密度公式求解密度的表达式即可。
11.(2021八下·南平期末)学习了“认识浮力”后,爱动脑筋的小聪提出了问题:浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢?经过思考,他设计并进行了如图所示的探究实验。
(1)物体浸没在水中时受到的浮力是   N,方向是   ;
(2)比较A、B、C三幅图,小聪感觉浮力的大小有时与深度有关,有时又与深度无关对此正确的解释是浮力的大小与   有关;
(3)比较B、D两图可知,浮力的大小跟   有关;
(4)物体的体积V=   m3;
(5)小聪利用实验中数据算出了盐水的密度为   kg/m3;
(6)完成探究后,小聪同学不想利用弹簧测力计,而用量筒、木块和适量的水,测量金属块的密度。如图,是他测量过程的示意图。
①在量筒中倒入体积为V0的水;
②将一木块放入盛有一定量水的量筒内,测得量筒示数为V1;
③将金属块放在木块上,使其漂浮在量筒中测得量筒示数为V2;
④然后通过细线将金属块放入量筒内,此时量筒示数为V3;则金属块密度ρ=   。
【答案】(1)1;竖直向上
(2)排开水的体积(或V排)
(3)液体的密度(或ρ液)
(4)1×10-4
(5)1.1×103
(6)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计拉着物体在空气中时,示数即物体的重力为2.8N,由图BC可知,物体浸没在水中时弹簧测力计示数是1.8N,根据称重法可知物体浸没在水中时受到的浮力
方向向竖直向上。
(2)比较A、B、C三幅图,虽然物体未完全浸入时,浸入深度不同,弹簧测力计示数不同,但当物体完全浸入后,无论深度如何变化,弹簧测力计示数不变。所以可知浮力的大小有时与深度无关。准确地说是因为当物体排开水的体积(或V排)不同时,弹簧测力计的示数不同,则物体受到的浮力不同。所以浮力的大小与排开水的体积(或V排)有关。
(3)比较B、D两图可知,弹簧测力计拉着物体浸没在水和盐水中,排开液体的体积相同,而弹簧测力计的示数不同。可知当物体排开液体的体积相同时,浮力的大小与液体的密度(或ρ液)有关。
(4)由(1)[1]已知物体浸没在水中时受到的浮力是1N,浸没在水中,物体的体积与排开水的体积相同,根据 可得物体的体积
(5)由第一幅图和D图根据称重法可得到物体浸没在盐水中时受到的浮力,即
物体浸没在盐水中,物体的体积与排开盐水的体积相同,根据 可得盐水的密度
(6)由步骤②④可知量筒中水增加的体积等于金属块的体积,则金属块的体积
由步骤②③可知,排开水的体积增加量为
则排开水的质量增加量
步骤②③中,木块在水中漂浮,木块上放了金属块还是漂浮在水中,根据浮沉条件以及阿基米德原理可知
由 可知
步骤③中,漂浮物上多了金属块,则金属块的质量
则金属块的密度
【分析】(1)探究浸入液体中的物体受浮力的大小的影响因素,考查控制变量法(物体受到的浮力的大小与液体的密度和排开的液体体积有关)、称重法测浮力、阿基米德原理的运用。
(2)根据木块漂浮,其重力等于浮力等于排开水的重力,可知金属块的质量等于其排开水的质量;根据图得出金属块的体积,由密度公式表示出金属块的密度。
12.(2021八下·富平期末)苏红同学用一个弹簧测力计、一个圆柱体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的圆柱体所受的浮力进行了探究,如图所示是其探究过程及有关数据。
(1)分析图 A、B、C、D,说明浮力大小跟物体   有关;
(2)分析图   ,说明浮力大小跟液体密度有关;
(3)圆柱体完全浸没在煤油中所受的浮力为   N;
(4)某同学不小心把圆柱体浸没并碰到了装水的烧杯底部,此时弹簧测力计的示数为5N,则圆柱体受到的浮力为   N;
(5)结合苏红的实验,邓亮同学设计了如下实验方案。(已知水的密度为 ρ水)
a、先将圆柱体用细线系好,用弹簧测力计测出圆柱体的重力,读出弹簧测力计的示数为G1;
b、再将弹簧测力计下吊着的圆柱体浸没在水中,读出这时弹簧测力计的示数为 G2;
则圆柱体密度的表达式为:ρ
=   (用所测物理量符号表示)
【答案】(1)排开液体的体积
(2)ADE
(3)2.4
(4)3
(5)
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图A、B、C、D可知,金属块浸入水的体积不同,即物体排开水的体积不同,弹簧测力计示数不同,由F浮=G-F示可知,物体受到的浮力不同,这说明:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力与密度的关系,应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同,由图A、图D和图E可知,金属块排开液体的体积相同,两烧杯中液体不同,液体密度不同,物体受到的浮力不同,因此图A、D、E说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)由图A可知,圆柱体的重力G=FA=10N
由图E可知,金属块浸没在煤油中时,弹簧测力计对物体的拉力FE=7.6N
则金属块受到的浮力F浮=G-FE=10N-7.6N=2.4N
(4)由图D知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计对物体的拉力FD=7N,则圆柱体受到的浮力 =G-FD=10N-7N=3N
圆柱体浸没并且碰到了装水的烧杯底部,液体的密度和排开液体的体积不变,浮力不变,仍为3N。
(5)圆柱体受到的浮力F浮=G1-G2
圆柱体浸没在水中受到的浮力为F浮=ρ水gV排=G1-G2
圆柱体的体积
圆柱体的质量
所以圆柱体的密度为
【分析】(1)(2)通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用到控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,可以看出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关,液体密度越大,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,与深度无关。
(3)(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解;
(5)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
13.(2021八下·仓山期中)小明用金属块A等器材探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识,分别做出了三个猜想,其中符合常识1的是猜想   。(填序号)。
常识 猜想
常识1:木头漂在水面,铁钉沉在水底 常识2:轮船从长江驶入大海,船身会上浮一些 常识3:人从泳池浅水区走向深水区,感觉身体变轻 猜想1:与浸入液体的深度有关 猜想2:与液体的密度有关 猜想3:与物体的密度有关
(2)为了验证上述猜想是否正确,小明依次做了如下实验:
①金属块A浸没在水中时,受到的浮力是   N。
②分析乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与   有关;分析丙、丁两图实验数据可得:浮力大小跟物体浸没在水中的深度   (选填“有关”或“无关”);分析   两图可知,浮力大小跟液体密度有关。
③为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”,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己所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关,小红认为这结论不可靠,主要原因是   。
④小明利用上述的器材测量一块合金的密度,他的实验步骤如下:
a.用弹簧测力计测出合金所受的重力G;
b.使合金浸没在水中,读出此时弹簧测力计的示数F;
c.则合金密度的表达式为    (用G、F、 表示)。
【答案】(1)3
(2)1;排开液体的体积;无关;丁、戊;没有控制排开液体的体积相同;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度,其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3。
(2)①图甲中,弹簧测力计的示数是4.8N,物体的重力是4.8N,图丁中,A浸没时测力计的示数为2.8N,则金属块A浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G-F拉=4.8N-2.8N=2N
②由图乙、丙可知,液体都是水,即液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,测力计的示数不同,物体受到的浮力不同,由此可知:物体在液体中所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
分析丙、丁两图实验数据可知,物体浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
分析丁、戊两图可知,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,即浮力大小跟液体密度有关。
③根据控制变量法可知,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,实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小红认为这结论不可靠,不可靠主要原因为没有控制排开液体的体积相同。
④由步骤①②可得合金受到的浮力F浮=G-F
由阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排=ρ液gV物
则物体的体积为V物=
则合金密度的表达式为
【分析】阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大。求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度即可。
14.(2020八下·临渭期末)小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图甲所示的实验,请你根据小明的实验探究回答下列问题。
(1)由实验过程A可知,物体的重力为   ;由实验过程B可知,物体受到的浮力为   。
(2)做BC两次实验,可以得出的结论是:在液体的   相同时,   越大,物体受到的浮力越大。
(3)做两次实验,是为了探究浮力的大小与物体浸没深度是否有关。在小明的实验基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为   g/cm3。
(4)小刚按照教材中“综合实践活动”要求,制作了简易密度计来测量盐水密度(如图乙)。
①取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口,塞入金属丝的目的是使吸管能在液体中   。
②将吸管放到水中的情景如图乙(a)所示,测得浸入的长度为H;放到盐水中的情景如图乙(b)所示,浸入的长度为h。用ρ盐水.ρ水分别表示盐水和水的密度,则ρ盐水与ρ水、h及H关系式是ρ盐水=   。
③为了使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确,你的改进方法是   。
【答案】(1)8;1
(2)密度;排开液体的体积
(3)1.2
(4)让密度计竖直漂浮在液体中;;用更细的吸管
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图可知,弹簧测力计的示数为8N,则物体的重力为8N。由图可知,实验过程B中测力计示数为7N,则此时物体所受浮力为 (2)由BC两次实验可知,物体排开液体越多,弹簧测力计示数越小,即浮力越大,可以得到结论是:在液体的密度相同时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。(4)由实验过程ADE可知,同一物体完全浸入水中时的浮力为
完全浸入水中时的浮力为
由 可知
所以盐水的密度为 (4)①为了让饮料吸管能竖直的漂浮在液体中,吸管下端塞入适量金属丝作为配重,这样做目的是让密度计竖直漂浮在液体中。②因为将吸管放到水和盐水中吸管均漂浮,浮力均等于自身重力,所以有

所以 ③密度计排开液体体积一定时,密度计的横截面积与浸入深度成反比,所以可以用更细的吸管,减小密度计的横截面积,使简易密度计上两条刻度线之间的距离大一些,以使测量结果更精确。
【分析】通过阿基米德原理可以看出,物体受到的浮力与液体密度、排开水的体积有关,要探究每一个因素对浮力的影响,需要用刀控制变量法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积。结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
15.(2020八下·高新期末)小明自制土密度计并测定盐水的密度。
实验器材:刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水.
实验步骤:
①在竹筷的一端缠上适量细铅丝,制成土密度计(细铅丝图中未画出);
②用刻度尺测出竹筷的长度L;
③把土密度计放入盛水的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上竹筷的长度h1 ;
④把密度计放在盛盐水 的烧杯中,静止后用刻度尺测出液面上的长度h2 。
请回答下列问题:
(1)竹筷一端缠上铅丝,是为了   。
(2)密度计是利用   条件工作的,被测液体的密度越大,密度计排开液体的体积    (填“越小”或“越大”)。所以密度计的刻度越往下越   (填“小”或“大”)。
(3)被测盐水的密度表达式:ρ盐水=   。(不计铅丝体积,水的密度用ρ水表示)
【答案】(1)使密度计能竖直浮在液面上
(2)漂浮;越小;大
(3)
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)竹筷本身的重心大致在其中心处,放在液体中,不会竖直漂浮在液面上。当在一端缠上铅丝后,由于铅丝比较重,使竹筷的重心离缠有铅丝一端较近。将竹筷放入液体中,竹筷可以竖直漂浮在液面上。(2)密度计在工作时,始终漂浮在液面上,漂浮时,受到的浮力等于自身的重力。而其重力不变,也就是说,无论它漂浮在哪种液面上,受到的浮力都是不变的。根据 可知,液体的密度越大,排开的液体的体积越小,液面位置越靠近缠有铅丝一端,即这种密度计越往下刻度值越大。(3)密度计在工作时,始终漂浮在液面上,漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,即在水中和盐水中受到的浮力是相等的
【分析】密度计的工作原理是漂浮条件,密度计在不同液体中都处于漂浮状态,受到的浮力相等,排开液体的体积越大,液体的密度就越小,当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
16.(2022八下·成都期末)萱萱小组想利用浮力知识探究物体密度的测量方法,如下是他们完成的两个探究实验:
(1)第一个实验是利用电子秤来测量矿石的密度,实验步骤如图:
①电子秤放在水平桌面上,装有适量水的烧杯放在电子秤上,电子秤示数如图A所示;
②把被测矿石用细线拴好,缓慢放入装有水的烧杯中,矿石未触碰到烧杯底部,水未溢出,子秤的示数如图B所示;
③然后缓慢放下矿石,让被测矿石沉入烧杯底部,电子秤示数如图C所示;
根据实验步骤中的数据,可测出被测矿石的质量是   g,被测矿石的密度是   g/cm3;
(2)小鲁同学想到还可以利用这一矿石测量未知液体的密度,她进行了如图操作:
①在圆柱形容器中装适量的这一液体,将另一平底烧杯放入圆柱形容器的液体中,烧杯静止时容器中液体的深度H1=0.13m,如图甲所示;
②将刚才实验中的矿石擦干水放入烧杯中,如图乙所示,此时烧杯静止时露出液面的高度h1=0.04m,容器中液体的深度H2=0.18m,烧杯和石块受到的浮力为F1;
③将矿石拴在烧杯底部,如图丙所示,烧杯静止时露出液面的高度为h2=0.07m,烧杯和石块受到的浮力为F2,则F1   F2;(选填“大于”、“等于”或“小于”)
④已知圆柱形容器底部面积为烧杯底面积的2倍。则这一液体的密度为   kg/m3。
【答案】(1)300;2.5
(2)等于;0.75×103
【知识点】密度公式及其应用;固体密度的测量;浮力大小的计算
【解析】【解答】(1)③根据实验步骤中的数据,电子秤示数图A和图C所示,可测出被测矿石的质量是
由图A和图B得,出矿石排开水的质量
因为矿石浸没水中,所以矿石的体积等于它排开水的体积为
被测矿石的密度是
(2)③如图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮在水中,根据漂浮条件得,浮力等于重力,由于整体重力不变,所以浮力不变,所以F1等于F2。
④图乙和图丙,烧杯和矿石整体漂浮,排开水的体积相等,烧杯露出部分的体积减少量等于矿石的体积,设烧杯的底面积是,所以,矿石体积为
因为
所以烧杯的底面积
所以容器的底面积
对于漂浮的物体,增加的浮力等于增加的重力,由甲和乙知
烧杯排开水的体积增加量
根据阿基米德原理得
所以,液体的密度
【分析】(1)根据电子秤上质量示数,测量质量大小;利用质量和体积的比值, 计算密度;
(2)漂浮的物体受到的浮力等于物体的密度;根据浮力和排开液体的体积,计算液体密度。

人教版物理八年级下第十章10.3细化知识点同步练习———浮力与密度的测量(2)

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