初中物理物体的浮沉条件及其应用实验题

某同学在学习浮力时感到物体上浮和下沉是受浮力大小影响的，因此他得出结论“受浮力大的物体在液体中会上浮，受浮力小的物体在液体中会下沉。”请你选取身边的器材或物品证明他的观点是错误的。

量筒内注入适量的水，将一木块放入水中，水面达到的刻度是V₁，如图1—5—18（a）所示；再将一金属块投入水中，水面达到的刻度是V₂，如图（b）所示；若将金属块放在木块上，木块恰好没入水中，这时水面达到的刻度是V₃．如图（c）所示．金属密度＝________．
　　
（a）　　　　（b）　　　　（c）
图1—5—18

如图所示，新鲜的鸡蛋放在水中会下沉。如果向水中加盐并轻轻搅拌，鸡蛋会       ，这一现象说明：                                 。

在学习了浮力的有关知识后，甲、乙两同学“物体的上浮或下沉与哪些因素有关”进行了探究．他们各自将一根新鲜萝卜浸没在水中，松手后，发现萝卜上浮直至漂浮在水面上（如图 a所示）．为了使漂浮的萝卜沉下去，两同学分别进行了实验：

甲：将一根铁钉全部插入萝卜中（如图 b所示），将萝卜浸没水中松手，发现萝卜沉入水底．
乙：也用同样的铁钉，但只将其一半插入萝卜中(如图17 c所示)，将萝卜浸没水中松手，发现萝卜也沉入水底．
请回答下列问题：
（1）从物体受力的角度看，他们在萝卜中插入铁钉是为了改变_______的大小．
（2）结合两位同学的实验目的、过程及现象，可以得出的结论是：______________________________________________
（3）虽然两同学的实验结果基本一致，但老师认为甲同学的方法更科学．你认为老师这样评价的主要理由是：___________________________________

图所示是有关浮力的小实验：

（1）在薄塑料袋（塑料袋的重力和体积忽略不计）中装满水并扎紧．用弹簧测力计将它提起后静止．由图12(a)可知水袋所受重力的大小_______N；将水袋慢慢浸入水的过程中（不碰容器壁），水袋受的浮力渐渐变_______；当水袋全部浸没水中时（不碰容器底），由图12(b)可知弹簧测力计的示数为_______N，此时水袋所受浮力的大小为_______N。
（2）此水袋浸没在水中后移去弹簧测力计，水袋在水中会       （填“上浮”“悬浮”或“下沉”）

小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。图如表示探究过程及有关数据．

(1) 分析图B、C、D，说明浮力大小跟_______________有关．
(2) 分析图______和图_______，说明浮力大小跟液体密度有关．
(3) 物体完全浸没在煤油中所受的浮力是_______N．

阅读短文，回答文后问题
孔明灯
我国汉代曾发明过一种用做军事信号的“孔明灯”，它其实就是一种灯笼．先用很轻的竹篾扎成框架，再用纸糊严，并在下面留口．在灯笼的下面固定一个小碟，在碟内放入燃料．点燃后，当灯笼内的空气被加热到一定温度时，灯笼就能腾空而起．灯笼受到的空气浮力可以用阿基米德原理计算，即F_浮=ρ_空气gV （本题g取10N/kg）．温度为20℃时，空气密度为1.2kg/m³，下表给出了一些空气密度和温度的对应关系．

温度/℃	90	100	110	120	130
密度/kg·m^-3	0.97	0.94	0.91	0.88	0.85

（1）为了更容易起飞，孔明灯所用燃料选择的主要依据是（   ）
A．质量      B．密度     C．热值      D．比热容
（2）根据表格中的数据，在坐标图中作出空气密度和温度关系的图像．

（3）如图a所示的孔明灯体积大约为0.02m³，环境气温为20℃，则孔明灯受到的空气浮力为    N．
（4）上题中孔明灯制作材料和燃料总质量为6g，灯内空气的温度要达到    ℃，孔明灯才能起飞（忽略燃料质量的变化）．

某小组同学通过实验研究圆柱体浸入液体的过程中测力计示数的变化情况。如图所示，他们将高H位0.10米的圆柱体A挂在测力计下，逐步改变其下表面到液面的距离h，读出相应的测力计示数F，将h和F记录在表一中。然后，他们变换液体重复实验，将数据记录在表二中。为进一步研究F和h的关系，他们计算了相邻两次实验中h及F的变化量和，并将结果分别记录在表一和表二的后两列中。（已知）


① 实验序号2和13所空缺的数据分别为 （10） 、 （11） 。
② 分析比较实验序号4、5、6、7与8或14、15、16、17与18等数据中F与h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：在圆柱体浸入同种液体的过程中，    （12）        。
③ 请进一步综合分析表一、表二的相关数据，并归纳得出结论。
（a）分析比较实验序号3~8或13~18中与的数据及相关条件，可得出的初步结论是：                            （13）                                 。
（b）分析比较实验序号3~8和13~18中与的数据及相关条件，可得出的初步结论是：                            （14）                                 。
④ 他们继续分析实验序号9和10或19和20的数据及相关条件，发现圆柱体浸入液体后，当h满足一定条件时，F不再随h而变化。         
为进一步研究h所满足的条件，需添加的器材为  （15） （选填“甲”、“乙”或“丙”）。

器材：圆柱体甲  高H=0.10米；
圆柱体乙  高H=0.20米；
圆柱体丙  高H=0.10米。
请在表三的第二列填入拟进行实验的数据，以达到研究h所满足条件的目的。   

如图所示，物体浸没在水中时，所受到的浮力为_________N；如果直接将该物体投入水中，该物体将_____（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）；从图可以看出浮力的大小与液体的_ ___有关。

学习浮力的应用时，老师让同学们“观察密度计（如图）的结构特点，并练习使用密度计测量液体的密度”。小明经过观察发现：

（1）密度计的外型是一根两端封闭、上端有刻度部分粗细均匀的玻璃管。管的底部封存少许铅粒，这样做目的是          　   。
（2）密度计另一个特点，刻度由上至下数值逐渐     　   。
小明对上述现象做了下列解释：
（３）漂浮在液体中的密度计，受力特点是            。密度计所受的重力不变，浮力也不变。密度计漂浮在密度大的液体中，排开液体体积     。
（4）学了液体密度计的使用后，老师又向同学们提出一个问题：给一杯水、一些盐、一颗绿豆，请同学们设计实验测出这颗绿豆的密度。请你写出实验的思路。

某研究性学习小组的同学将不同的实心物体浸没在水中后放手，发现有的物体上升到水面，有的物体下沉到容器底部，有的静止在水中不动，为了研究实心物体质量和体积对此现象的影响，他们用水做实验，记录实验数据如下表：

实验序号	物块	质量m/g	积体V/cm3	现象
1	A	7．5	30	上升到水面
2	B	25	50	上升到水面
3	C	24	24	静止在水中
4	D	21	12	下降到底部
5	E	100	40	下降到底部

（1）李明同学分析比较实验序号1与4和2与5的数据现象，得出结论：在液体中，物体的上升和下降跟它的体积无关，跟它质量有关，且质量小的物体上升，质量大的物体下降。刘华同学分析比较实验序号1与4和2与5的数据及现象，得出结论：在液体中，物体的上升和下降跟它的质量无关，跟它的体积有关，且体积大的物体上升，体积小的物体下降。
请辨断：李明的结论是     的，刘华的结论是     的。（填“正确”、“错误”）（2）进一步综合分析表中的数据及现象，并归纳得出结论：
当                    时，液体中的物体上升；
当                    时，液体中的物体悬浮在液体中；
当                    时，液体中的物体下沉。
（3）由此我们可知，潜艇是在排水体积          ，浮力        （选填“变大”“不变”“变小”），通过水舱             （选填“注水”或“排水”）从而实现下潜的。

图所示，当物体浸没在水中时，受到的浮力为　　　N；如果直接将该物体投入水中，该物体将　　　　（填上浮、悬浮或下沉）；从图乙、丙可以看出浮力的大小与液体的　　　　有关。

小东把小木块和一大块橡皮泥放到水槽里。看到木块漂浮在水面上，而橡皮泥沉入水中。于是得出结论：物体的浮沉与质量有关，质量大的物体在液体中下沉。请用上述物品设计一个实验，证明小东的结论不正确。

小明和小华同学在学习了密度知识后，根据“不同的实心物块浸没在液体中并松手后，发现有的物块上升至液面，有的物块下降至容器底部”，猜想物块上浮与下沉可能与实心物块的密度、液体的密度有关。于是他们用若干体积相同、密度不同的实心物块和足够的水、煤油进行实验，观察到的实验现象如图所示（已知ρ_水＞ρ_A＞ρ_煤油＞ρ_B）

（1）分析比较图6（a）和（b）的现象及相关条件可得：浸没在液体中的实心物块，当
         （21）         时，物块最终静止在容器底部；当       （22）        时，物块最终漂浮在液面上。
（2）分析比较图6（b）和（c）的现象及相关条件可得：          （23）          。

根据题目要求，从下列器材中选取需要的器材，设计两个实验并填写下表。
器材有:鸡蛋、纸片、食盐、水、玻璃杯、筷子

器材	实验内容	操作方法	发生的现象
示例：玻璃杯、纸片	研究物体的惯性	把纸片放在玻璃杯和桌面之间，迅速抽出纸片	玻璃杯保持静止
	研究光的折射现象
	研究物体的浮沉条件