2020年中考物理实验集中专项训练第8练力学实验_浮力含解析


第8练力学实验-浮力

一、选择型实验专练
1.小强做鸡蛋在盐水中悬浮的实验时，先配制了半杯浓盐水并将鸡蛋放入杯中，静止时如图甲所示，然后逐渐向杯中添加清水，直至如图乙所示。在逐渐向杯中添加清水过程中，下列说法不正确的是（　　）

A．鸡蛋受到的浮力不变 B．盐水的密度变小
C．盐水对烧杯底的压强逐渐变小 D．盐水对烧杯底的压力逐渐变大
【答案】C
【解析】（1）根据盐水密度的变化，再根据浮力与重力的关系判断鸡蛋所受浮力的大小。
（2）根据p＝判断液体对容器底部压强的变化。
A、鸡蛋由漂浮到悬浮，受到的浮力都等于鸡蛋的重力，故鸡蛋受到的浮力不变，故A说法正确；
B、往杯中加入适量清水（未溢出），盐水的密度变小，故B说法正确；
CD、现在往杯中加入适量清水（未溢出），盐水对容器的压力增大，根据p＝知液体对容器底部的压强增大，故C说法错误，D说法正确，因此选择C。
2.用量筒、空瓶、小球和适量的水依次完成图示甲、乙、丙三步实验，量筒读数依次为V1、V2和V3．已知水的密度为ρ，则小球（　　）

甲乙丙
A．体积为V2－V1 B．体积为V2－V3
C．质量为ρ（V3－V1） D．质量为ρ（V2－V1）
【答案】D
【解析】空瓶漂浮在水面上，受到的重力等于排开水的重力，
当小球放在空瓶中，瓶子还漂浮在水面上，根据增加的重力等于增加的浮力，
所以小球的质量等于增加的排开水的质量，
所以，m＝m排水＝（V2－V1）ρ水，
小球的体积为V＝V3－V1，
故ABC错误，D正确。
3.如图，弹簧测力计上端固定，下端挂一底面积已知的圆柱体（带有纵向刻度，零刻度在底端），盛有适量液体的透明玻璃杯置于升降台上，调节升降台高度从而改变圆柱体底面在液体中的深度。利用该装置探究圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系，实验中不需要测量（或读出）的是（　　）

A．液体的密度 B．底面所处深度
C．圆柱体重力 D．测力计的示数
【答案】A
【解析】
弹簧测力计上端固定，下端挂一底面积已知的圆柱体，先读出弹簧测力计在空气中的示数即圆柱体的重力，然后读出圆柱体浸入水中后的示数，两者的差值即为圆柱体受到液体向上的作用力（即浮力），
又知道圆柱体的底面积，根据p＝求出圆柱体底面处液体压强；
圆柱体带有纵向刻度且零刻度在底端，通过透明玻璃杯读出圆柱体底面所处的深度，
用同样的方法测出多组数据，然后求出圆柱体底面处液体压强p与深度h的比值，归纳总结得出圆柱体底面处液体压强与深度的定量关系，
综上可知，实验中不需要测量（或读出）的是液体的密度。
二、填空型实验专练
4.在测量物质密度的实验中，用调好的天平测量一合金块的质量，所加的砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示，将合金块放入盛有30ml水的量筒中，水面位置如图乙所示，则合金块的密度为______g/cm3．合金块浸没在水中受到的浮力是______N（g=10N/kg），放入合金块后，量筒底部受到水的压强将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

甲乙
【答案】4.4   0.1   增大
【解析】
（1）如图，物体的质量等于砝码的质量加上游码所对刻度，
即合金块的质量m=20g+20g+4g=44g；
合金块的体积，V=40ml－30ml=10ml=10cm3；
合金块的密度ρ＝==4.4g/cm3；
（2）当合金浸没在水中时受到的浮力：
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N；
（3）放入合金块后，液面上升，由p=ρgh可知，杯底受到水的压强增大。
5．小明在学习“阿基米德原理”时，做了如图所示的实验。由图可知物体A所受浮力为______N；由阿基米德原理可知，丙图中弹簧测力计的示数应为______N。

【答案】1   1.5
【解析】
（1）铁块浸没在水中时的浮力F浮=2N－1N=1N；
（2）根据阿基米德原理可知G排=F浮=1N；
由于F丙－F丁=G排，所以，F丙=G排+F丁=1N+0.5N=1.5N。
（1）铁块浸没在水中时所受的浮力可通过图A、D利用称重法求出；
（2）根据阿基米德原理可知物体的受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力，据此即可求出。
6.实践课上，小张同学用橡皮泥（ρ橡皮泥＞ρ水）制作了两条小船，使它们能漂浮在水面上，由此可知，小船受到浮力F浮　　G船（G船表示小船受到的重力）（选填“＜”“＞”或“＝”）。如图所示，若使用注射器向两条小船之间快速注水，小船将　　（选填“静止不动”“向中间靠拢”或“向两边分开”）。

【答案】＝向中间靠拢
【解析】（1）物体漂浮时浮力等于自身的重力；
（2）流体压强与流速的关系是：流速越大的地方，压强越小。
解：
（1）已知两条小船能漂浮在水面上，物体漂浮时浮力等于自身的重力，则小船受到浮力F浮＝G船；
（2）两只纸船浮在水面上静止不动，两只纸船两侧压强都相等；用大注射器向两船之间的水面快速注水，中间水的流速增大，压强减小，外侧压强不变，两只纸船会在向内压强差的作用下向中间靠拢。
三、实验探究题专练
7．如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：

①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；
②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；
④将小桶中的水倒出，测出小桶所受的重力G2（图丁）；
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。
回答下列问题：
（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F浮＝　　，被排开的水所受的重力G排＝　　。（用上述测得量的符号表示）
（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：
（a）　　；
（b）　　。
（3）物体没有完全浸没在水中，　　（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。
【答案】（1）G－F；G1－G2；（2）（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等；（3）能。
【解析】
（1）根据称重法测浮力：物体浸没在水中，受到水的浮力：F浮＝G－F；
被排开的水所受的重力：G排＝G1－G2；
（2）实验产生误差的原因：
（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；
（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等。
（3）物体没有完全浸没在水中，按照上面的方法，能用实验验证阿基米德原理。
8．小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做“探究影响浮力大小的因素”的实验，其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。

（1）由图可知：铁圆柱体浸没在水中所受浮力为________N。
（2）由甲、乙、丁图可探究的问题是：________________________________。
（3）由甲、丁、戊图可以得出的结论是：________________________________。
（4）在上述实验的基础上，请你添加合适的物体设计实验，探究浮力大小与物体质量是否有关，请写出你的实验思路：________________________________________。
【答案】(1) 4 (2)浮力的大小和排开液体体积的关系 (3) 浮力的大小和液体的密度有关，V排相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大 (4)添加一个体积相同，质量不同的物体，分别将它们浸没在水中，比较两次测力计的示数，就可得出结论。
【解析】由称重法求浮力，据甲丁两图可知水中浮力的大小为5N－1N=4N；甲、乙、丁图变量为排开液体体积，因此可探究的问题是：浮力的大小和排开液体体积的关系；甲、丁、戊图变量为液体的密度，由阿基米德原理F浮=ρ液gV排可得结论是：浮力的大小和液体的密度有关，V排相同时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；探究浮力大小与物体质量是否有关，变量为物体的质量，因此应在原有基础上添加一个体积相同，质量不同的物体，分别将它们浸没在水中，比较两次测力计的示数，就可得出结论。
9．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：

实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
（1）分析比较实验步骤A和　　，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体　　有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与　　有关。
（2）分析实验数据可知，F中液体密度　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。
（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是　　N，金属块密度为　　kg/m3。（水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】（l）D、E；排开液体的体积；液体的密度；（2）小于；（3）1；2.7×l03
【解析】（1）研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，故由A、D、E图可知，物体排开液体的体积相同时，液体的密度相同，浸没的深度不同，浮力相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系，要控制排开液体的密度相同，由分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知，排开液体的体积相同，而液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
（2）根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为：F浮＝G－F＝2.7N－1.7N＝1N；物块在另一液体中受到的浮力为：F浮′＝2.7N－1.9N＝0.8N，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时，密度越大，受到的浮力越大，故F中液体密度小于水的密度。
（3）物块在水中受到的浮力为：F浮＝G－F＝2.7N－1.7N＝1N；
V排== =10﹣4m3
金属块的体积：V＝V排
金属块的质量：m===0.27kg
金属块的密度：ρ===2.7×l03kg/m3
10．小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”，其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定一个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂秤盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入秤盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、秤盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）
（1）为了制作量程为1kg的浮力秤，向秤盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的______（选填“上”或“下”）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。
（2）取下砝码，当浮筒受到______力和______力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，再均匀地标定其余刻度线。
（3）若将质量为m（m