初中物理压强和浮力实验题

为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧測力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。

（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐 　　。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是 　　。

A．只有小明的观点合理         B．只有小华的观点合理

C．两人的观点都不合理         D．两人的观点都合理

（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出 　　的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F _浮＝ 　　。

（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V _排，水的密度用ρ _水表示，其重力G _排＝ 　　，通过比较数据发现F _浮＝G _排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F _浮＝G _排，说明决定浮力大小的根本因素是G _排。

（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 　　。

在探究"浮力的大小跟液体的密度是否有关"的实验中，小明找来烧杯，清水、盐水细线、弹簧测力计和小石块。实验步骤如下；

（1）用弹簧测力计测出小石块在空气中重为 $G$ ；

（2）把小石块浸没在清水中，读出弹簧测力计的示数为 $F_1$ ，则小石块受到的浮力 $F_{浮}=$ 　　；

（3）把小石块浸没在 　　中，读出弹簧测力计的示数 $F_2$ ，求出小石块此时受到的浮力 $F{\text{'}}_{浮}$ ；

（4）若 $F_{浮}$ 　　 $F{\text{'}}_{浮}$ （选填"等于"或"不等于" $)$ ，说明浮力的大小跟液体的密度有关。

小宁想测量一只玉石手镯的密度，进行了以下的实验操作：

（1）如图甲所示，小宁把天平放在水平桌面上，看到指针指在分度盘的中线处，于是直接使用天平进行测量。小宁操作的错误是： 　　。

（2）改正错误后，小宁用调节好的天平测量玉石手镯的质量，所用砝码的个数和游码的位置如图乙所示，则玉石手镯的质量为 　　 $g$ 。

（3）小宁测量玉石手镯的体积时遇到了难题，玉石手镯不能放进 $100\mathit{ml}$ 的量筒中，无法测量手镯的体积。请你从天平、烧杯（数量、大小不限）、量筒 $\left(100\mathit{mL}\right)$ 、小木块、水、细线中选用合适器材，找到一种测量手镯体积的方法，写出具体的操作步骤（可以结合画图用文字说明）。

（4）在学习完浮力的知识后，小宁又想到可以利用弹簧测力计、水、烧杯、细线测量玉石手镯的密度。

①用细线拴住手镯挂在弹簧测力计上，用弹簧测力计测出手镯所受的重力 $G$ ；

②将手镯浸没在装有适量水的烧杯内，记录此时弹簧测力计的示数 $F$ ；

③请推导出手镯密度的表达式 ${\rho }_{\mathrm{石}}=$ 　　（用已知量、测量量表示，比如水的密度用 ${\rho }_{\mathrm{水}}$ 表示）。推导过程（测量量用字母表示，推导过程要有必要的文字说明）

为了研究圆柱体浸入水的过程中水对容器底部的压强情况，某小组同学选用高度H、底面积S均不同的圆柱体A和B进行实验。如图所示，他们设法使圆柱体A逐步浸入水中，测量并记录其下表面到水面的距离h及水对容器底部的压强p，接着仅换用圆柱体B重新实验，并将全部实验数据记录在表一中（实验中容器内水均未溢出）。

表一：

圆柱体	实验序号	h（米）	p（帕）	圆柱体	实验序号	h（米）	p（帕）
A H为0.4米 S为0.03米 ^2	1	0	7000	B H为0.3米 S为0.05米 ^2	7	0	7000
	2	0.10	7200		8	0.12	7400
	3	0.20	7400		9	0.18	7600
	4	0.40	7800		10	0.24	7800
	5	0.50	7800		11	0.30	8000
	6	0.60	7800		12	0.40	8000

①分析比较实验序号 　　数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸入水的过程中，当h＜H时，p随h的增大而增大。

②分析比较实验序号4、5与6或11与12数据中p和h的关系及相关条件，可得出的初步结论是：同一圆柱体浸入水的过程中， 　　。

③由实验序号3与8或4与10的数据及相关条件，发现两圆柱体浸入水的过程中，存在h不同而p相同的现象。若用圆柱体A、B进一步实验，请在表二中填入拟进行实验的数据，使每一组实验中水对容器底部的压强p相同。

表二

实验组号	h A（米）	h B（米）
第Ⅰ组	0.10
第Ⅱ组		0.18

小明游泳时发现，人在水中越往深处走就越觉得所受的浮力越大，由此他猜想："浮力的大小可能与物体浸入水中的深度有关或者与物体排开水的体积有关"，于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯和水等器材进行了如图所示的探究。

（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力就 　　（选填"越大"或"越小" $)$ 。

（2）小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图所示。

分析图象可知：描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况的图象是 　　（选填" $a$ "或" $b$ " $)$ ；该金属圆柱体所受的重力为 　　 $N$ ，当金属块完全浸没水中后所受的浮力是 　　 $N$ ，金属块浸没水中后所受浮力大小与金属块所处的深度 　　（选填"有"或"无" $)$ 关。

（3）在上述实验的基础上，请你再增加一个实验步骤，用来研究浮力大小与液体密度的关系。

科技小组的同学利用一个两端开口的金属盒、橡皮膜、两个置于同一水平桌面的完全相同的容器（分别装有 $A$ ， $B$ 两种液体），探究液体压强及浮力等相关问题。

（1）将金属盒的一端扎上橡皮膜，并将橡皮膜朝下，竖直浸入 $A$ 液体中。缓慢向下压金属盒（未浸没），感觉用力逐渐变大。从上端开口处观察到橡皮膜的凹陷程度越来越大，这说明：液体的压强随 　　的增加而增大，此过程中金属盒所受的浮力 　　（选填"变大"、"变小"或"不变" $)$ 。松手后，金属盒静止时漂浮在 $A$ 液面上，此时分别在金属盒和容器上记下液面所在位置 $M$ 和 $P$ ．如图甲所示。

（2）将金属盒从 $A$ 液体中取出，橡皮膜朝下竖直浸入 $B$ 液体中，金属盒静止时也漂浮在液面上，分别在金属盒和容器上记下液面所在位置 $N$ 和 $Q$ ，如图乙所示。

（3）对比标记 $P$ 和 $Q$ ，发现两次金属盒漂浮时，两容器中液面高度相同，对比标记 $M$ 与 $N$ ，发现金属盒浸入 $A$ 液体中的体积较大。则金属盒漂浮在 $A$ ， $B$ 两液面时，液体对容器底部的压强大小关系为 $p_A$ 　　 $p_B$ ；橡皮膜在 $A$ 液体中的凹陷程度 　　橡皮膜在 $B$ 液体中的凹陷程度。

中国80后小伙杨光硕利用电商平台，把家乡的土鸡蛋推向全国市场。土鸡蛋比普通鸡蛋营养价值高，那土鸡蛋的密度是不是也比普通鸡蛋大呢？小梦从网上购买了家乡的土鸡蛋，与学习小组的同学们一起测量土鸡蛋的密度。他们找来一架天平和一盒砝码，但缺少量筒，于是又找来一个烧杯、胶头滴管和一些水。他们利用这些仪器测量土鸡蛋的密度，请你和他们一起完成实验。

（1）把天平放在 　　台上，把游码放到标尺左端的 　　处，调节天平的 　　，观察到指针指在 　　，表示横梁平衡。用调节好的天平测出一颗土鸡蛋的质量 $m_0$ 。

（2）如图所示，设计测土鸡蛋体积的步骤如下：

①在烧杯中装入适量的水，并在水面的位置做好标记，用天平测出烧杯和水的总质量 $m_1$ ；

②把土鸡蛋轻轻放在装有水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管使烧杯中的水面恰好到标记处，再用天平测量此时烧杯、水和土鸡蛋的总质量 $m_2$ ；

（3）土鸡蛋的密度表达式是 $\rho =$ 　　（用所测量的物理量符号表示，水的密度 ${\rho }_{水})$ 。实验结束后，有同学发现土鸡蛋有一定吸水性，则所测量的密度值将 　　（选填"偏大"或"偏小" $)$ 。

为了研究物质的某种特性，某同学测得四组数据填在了下表中：

实验次数	物体	质量m/g	体积V/cm^3	质量/体积（m/V）g/cm^3
1	铝块1	54	20	2.7
2	铝块2	108	40	2.7
3	松木块1	108	216
4	松木块2	10	20

（1）请完成表格中“质量/体积”一栏（填上相应的数值）
（2）比较第1、2（或3、4）两次实验数据，可以得出结论：同种物质，它的质量和体积比值      ；
（3）比较1、2、3、4的实验数据，可以得出结论：不同的物质，它们的质量和体积的比值      ．

某同学在“研究压力作用效果与那些因素有关”时，用柔软的海绵A和长方形的肥皂做了B、C、D三次实验，如图所示．请仔细观察实验现象，回答下列问题：

（1）由图A、B（A、C或A、D）中的现象可以得出：物体表面受到压力时，会      ；
（2）由图B、C中的现象可以初步得出的结论：当压力相同时，      ，压力的作用效果越明显；
（3）由图      中的现象可以初步得出的结论：当受力面积一定时，压力产生的形变效果随压力的增大而      ．

a）我们用压强计研究液体内部压强时，把压强计的金属盒放入液体中，可以看到压强计两管中水面产生高度差。这表明液体内部有_______。压强计的金属盒放入液体中越深，两管中水面高度差越大，这表明_______，可是在同一深度内，不论金属盒口向上，向下，向侧或向任何一个方向，压强计两管中水面的高度差不变，这表明，在同一深度内，液体向_______的压强________。
b）在研究液体压强的实验中，将压强计的金属盒放在水中，下列做法能够使图中压强计U形管两边的液面高度差减小的是（       ）

A．将压强计的金属盒向下移动一段距离

B．将压强计的金属盒向上移动一段距离

C．将压强计的金属盒在原处转动180°

D．将压强计的金属盒改放在同样深度的酒精中

为了探究同一种物质的质量跟体积的关系，小磊同学使用天平和量筒分别测出水和水银的质量和体积，得到下列数据：

物质	实验次数	体积（cm^3）	质量（g）	质量/体积（g/cm^3）
水	1	5	5	1
2	10	10	1
3	20	20	1
水银	4	5	68	13.6
5	10	136	13.6
6	20	272	13.6

 
（1）比较第①②③三次实验数据，可以得出结论：同一种物质，它的质量跟它的体积成_____________。
（2）比较六次实验的“质量”和“体积”栏中的数据，可以进一步得出的结论是：同种物质，其质量与体积的比值___________；不同种物质，其质量与体积的比值一般__________。我们引入了__________概念来反映物质的这一特性。

在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，某同学给出下面两种现象，请根据现象提出合理的猜想：
（1）轮船从江河航行到大海，在海港加载一定质量的货物后与江河中吃水的深度相同，由此猜想：浮力可能与__________有关。
（2）从井中提水，盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此猜想：浮力可能与________有关。

为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材．

第一小组：探究金属块的下沉条件．实验中，他们用两种方法测量了物体受到的浮力：
方法1：称重法．测量过程及示数如图（甲）所示，则金属块所受的浮力为                    N．
方法2：阿基米德原理法．测量过程与示数如图（乙）所示，则排开水的体积为               mL，根据F_浮=G_排=ρ_水V_排g可计算出浮力．
第二小组：探究木块上浮的条件．要测量木块浸没时的浮力，你准备选用上述两方法中的方法      （选填“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施：                              ．

下表中是某同学做“研究液体的压强”时所测的部分数据。
（1）实验次数1、4、5说明___________________________                 __；
（2）实验次数1、2、3说明____________________________              ____。

实验次数	深度/cm	橡皮膜方向	压强计左右液面（水）高度差 /cm
1	3	朝上	2.6
2	3	朝下	2.6
3	3	朝侧面	2.6
4	6	朝上	5.4
5	9	朝上	8.2

 

小明手上有一块橡皮泥，他想测出橡皮泥的密度。小明利用一个量筒、适量的水和细线设计了一个橡皮泥密度的方案，以下是他设计的部分实验步骤，请你按照小明的思路，将实验步骤补全（已知橡皮泥的密度大于水的密度）。
（1）将适量的水倒入量筒中，读出水面所对量筒的示数V₁；
（2）将橡皮泥浸没量筒中，读出水面所对量筒的示数V₂；
（3）____________________，读出水面所对量筒的示数V₃。
已知水的密度为ρ_水，利用上述测出的物理量和已知量写出橡皮泥密度的表达式：
ρ_泥=__________。