初中物理探究影响浮力大小因素的实验试题

在学习浮力的相关知识时，小军对影响浮力大小的因素产生了浓厚的兴趣。

（1）小军记起自己在游泳池里从浅水区走向深水区时，会感觉到身体越来越轻。由此他想：浮力的大小与物体浸入水中的体积有什么关系呢？

于是，他按图甲所示的方法，将物体浸入水中，并不断改变物体浸入水中的体积。观察弹簧测力计示数的变化。记录的实验数据如表一所示。

表一

物体浸入水中的体积	$\frac{1}{5}V$	$\frac{2}{5}V$	$\frac{3}{5}V$	$\frac{4}{5}V$	$V$
弹簧测力计的示数 $/N$	3.4	2.9	2.3	1.8	1.2

分析表一中的实验数据，小军得出的结论是：物体浸入水中的体积越大，受到的浮力　　（选填“越小”、“越大”或“不变” $)$。

（2）小军又联想到“死海不死”的传说 $---$人在死海中即使不会游泳也沉不下去。就想：浮力的大小一定还与液体的密度有关！

为了证实自己的想法，小军先把鸡蛋放入清水中，发现鸡蛋沉入水底；然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌，随着盐水越来越浓，发现鸡蛋竟然能浮在液面上！

这个简易实验说明，小军关于浮力的大小与液体的密度有关的猜想是　　 $($ “正确”、“错误”或“不确定” $)$的。

（3）小军结合密度和重力的知识，对前面两个实验的结论进行了深入思考后，认为浮力的大小应该与物体排开的液体所受重力的大小有更直接的关系。

为了找到浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小之间的关系，他又利用水和石块进行了图乙所示的实验。相关实验数据的记录如表二所示。

表二

石块重 $G_{石}/N$	空杯重 $G_{杯}/N$	石块浸没在水中时弹簧测力计的示数 $F/N$	杯和水的总重 $G_{总}/N$	石块浸没在水中时受到的浮力 $F_{\mathit{杯浮}}/N$	石块排开水所受的重力 $G_{重}/N$
2.0	1.0	1.4	1.6

请你帮小军完成表二

（4）分析表二的实验数据得出的结论是：石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小　　。

（5）为了更全面地总结出浮力的大小跟物体排开液体所受重力的大小之间的关系，接下来小军还要　　。

如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的四个步骤

（1）丙步骤发现，从物体C接触水面开始直至浸没，弹簧测力计的示数越来越小。据此某同学得出：浮力的大小与物体进入液体的深度有关。他得出的结论是否正确？　    　，原因是：　                                                 　。

（2）通过分析甲和　 　、　 　步骤，可以得出：物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关。

（3）通过分析甲、丙、丁步骤还可以探究浮力的大小与　                　有关。

（4）物体C的体积是　            　m³（g取10N/kg）。

某物理社团在探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验：

（1）物体所受重力为　　N。

（2）物体浸没在水中受到的浮力　　N。

（3）通过比较B、C、D三幅图，物理社团得出：浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论，对此结论你认为是　　（”正确“或”错误“）的。理由是　　。

（4）根据已有条件，请你求出E图中弹簧秤的示数是　 　N（g取10N/kg，ρ_酒精＝0.8×10³kg/m³）

杨林他们实验小组在探究“浮力大小等于什么”的实验中，利用器材进行了如图的实验，并将实验数据填入下表。

实验次数	物重 $G/N$	空桶重 $G_0/N$	拉力 $F_{拉}/N$	桶与水重 $G_1/N$	浮力 $F_{浮}/N$	排开水重 $G_{排}/N$
1	0.6	0.1	0.3	0.3	0.3	0.2
2	1.1	0.1	0.6	0.6	0.5	0.5
3	3.0	0.1	2.0	1.1		1.0

（1）将表格中第三行的数据补充完整。

（2）在进行数据分析时发现，第一组数据明显与其他组数据反映的规律不符。为了得出结论，他将第一组数据中的桶与水重 $G_1$改为 $0.4N$，排开的水重 $G_{排}$改为 $0.3N$．请你评价他的这种做法：　           　。针对此实验数据，你的做法是　          　。

完成上述实验后，该组同学还想知道物体受到的浮力与液体密度是否有关，利用上面的器材，设计了如下实验，对其中一个物体在水中和盐水中所受浮力进行探究：

①测出物体在空气中的重力 $G$；

②将物体浸没在水中某一深度，读出弹簧测力计示数 $F_1$；

③将该物体浸没在盐水中同一深度，再次读出弹簧测力计示数 $F_2$；

如果 $F_1=F_2$，则说明物体受到的浮力大小与液体密度　            　；

如果 $F_1\ne F_2$，则说明物体受到的浮力大小与液体密度　            　，写出盐水密度的表达式 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　          　。（ ${\rho }_{水}$已知）

如图所示，用改进后的实验装置探究“浮力大小与哪些因素有关”，将盛有适量水的烧杯放置在升降台上，使升降台逐渐上升。

（1）物体完全浸没在水中时，所受的浮力大小为　　N。

（2）下列图丙中能正确反映水面刚好接触物体下表面开始到图乙所示位置时，弹簧测力计示数F与升降台高度h关系的图象是　　。

如图1所示，小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究。

（1）实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行　 　。本实验中，使用弹簧测力计时，手应该拿住弹簧测力计的　　（选填“拉环”或“刻度盘” $)$。

（2）小彬同学依次进行了如图1所示的实验，第①次实验中测力计示数为　　 $N$．通过分析发现，浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度　　（选填“有关”或“无关” $)$。进一步分析得出：物体浸没后与放入前相比，容器对水平地面的压力增加了　　 $N$。

（3）小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验，发现一个有趣的现象：悬浮在盐水中如图2所示位置的鸡蛋，如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离，撤销外力后它马上又回到原来位置悬浮。此现象初步表明：深度增大，浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力　　（选填“增大”、“减小”或“不变” $)$。

（4）为了精确检验这一结论是否正确，小彬同学找到一个分度值为 $0.1g$的电子秤，将图1中的纯水换成盐水静置一段时间后，用图1中的同一物体，依次进行了图3所示的实验。分析电子秤的示数可知：（3）中的结论是正确的。进一步分析可知，出现这一现象的真正原因是：盐水的　　随深度变化而变化。小彬同学为自己的新发现感到万分高兴，但他并没有停下探究的脚步，再一次分析，他计算出图3②到图3④细线对物体拉力的变化量为　　 $N$。

如图所示为探究“浮力的大小等于什么”的实验。

操作的合理顺序是　 　（只填字母）。若图中F₁、F₂、F₃、F₄四个力之间的关系式　 　成立，则可得出结论F_浮＝G_排。

在“探究浮力大小与排开液体体积的关系”实验中，如图甲所示，用弹簧测力计测出物块所受的重力，然后将物块逐渐浸入水中。

（1）在图乙位置时，物块受到的浮力是　　 $N$。

（2）将物块逐渐浸入水中时，发现弹簧测力计的示数逐渐变小，说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而　　。

（3）继续将物块逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变，最后突然变为0，示数为0时物块处于　　（选填字母）。

$A$．漂浮状态         $B$．悬浮状态         $C$．沉底状态。

为了探究浮力大小跟哪些因素有关，某兴趣小组的同学，用同一物体进行了如图所示的操作，并记下物体静止时弹簧测力计的示数。图乙中物体未放入前溢水杯装满水，物体浸没后用量筒测出溢出水的体积，如图丁所示。

（1）为了探究浮力的大小与液体密度的关系，应选择　 　两图；该小组同学通过比较F₁和　 　的大小，得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是　 　。

（2）物体浸没在水中时所受浮力大小为　 　N，盐水的密度为　 　kg/m³。

在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：

A、可能跟物体浸入液体的深度有关；

B、可能跟物体的重力有关；

C、可能跟物体浸入液体的体积有关；

D、可能跟液体的密度有关。

为了验证上述猜想，李明做了如图所示的实验：他在弹簧测力计下端挂一个铁块或铜块，依次把它们缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中：

（1）铁块从位置③→④的过程中，弹簧测力计的示数减小，说明铁块受到浮力　　（选填“变大”、“变小”或“不变”），可以验证猜想　   　是正确的；（选填“A、B、C、D”）

（2）从位置④→⑤的过程中，弹簧测力计的示数不变，说明铁块受到的浮力不变，可以验证猜想　   　是错误的。（选填“A、B、C、D”）

（3）分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想　   　是错误的（选填“A、B、C、D”）。

（4）分析比较实验　    　可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

（5）该实验探究主要运用的科学探究方法是：　     　。

如图所示，是探究同一物体所受浮力大小于哪些因素有关的实验过程。

（1）　    　两次实验证明物体所受浮力随物体排开液体积的变化而变化（选填实验序号）

（2）进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与　        　关系。

（3）由丙、丁两次实验可知：完全浸没在同种液体中的物体，所受浮力大小与　 　无关。

某同学在做“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”时，进行了如下操作：

$A$．如图甲，用测力计测出某物体所受的重力

$B$．如图乙，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出此时测力计的示数，同时，用小桶收集物体排开的水。

$C$．如图丙，测出小桶和物体排开的水所受的总重力。

$D$．如图丁，测出小桶所受的重力。

同时将测量的实验数据记录在下面的表格中

物体所受的重力 $/N$	物体在水中时 测力计读数 $/N$	浮力 $/N$	小桶和排开水所受的总重力 $/N$	小桶所受的重力 $/N$	排开水所受的重力 $/N$
2	1		2.2

（1）由于粗心缺少了一些数据，请根据上图将表格补充完整。

（2）为了较小实验误差，可以调整实验步骤顺序为　　（只填字母序号）

（3）分析实验，可得出实验结论　　。

如图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。

（1）如图甲，物体重　 $N$；

（2）如图乙，把物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为 $3.2N$，物体受浮力的大小为　　 $N$；

（3）分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得：物体受浮力的大小与　　有关；

（4）若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中　　（填字母）两个物体，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。

已知浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，为了探究“浮力大小与物体排开液体体积的关系”，所用的实验器材有：重力为2N、体积为60cm³的柱状物块一个，装有适量水的大量筒一个，规格不同的甲（量程为0～2.5N、分度值为0.05N）、乙（量程为0～5N，分度值为0.2N）两个弹簧测力计。

（1）实验中，量筒里的水要“适量”，水“适量”的标准是：　     　。

【只选择一个选项，将选项前的字母填写在横线上】

A．水的体积至少是60cm³

B．物块一半体积能浸没在水中即可

C．物块能够浸没在水中即可

D．能测出物块排开液体最大体积，且物块没接触到量筒底部

（2）请分析说明应该取哪个弹簧测力计进行实验。

（3）画出记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。

如图所示是"探究浮力的大小跟哪些因素有关"的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 　    　N。

（2）分析图丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 　    　（选填"有关"或"无关"）。

（3）分析 　    　两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 　      　kg/m ³．如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将如何变化，并分析原因 　                                                                     　。

（4）实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施 　                                                         　。