初中物理阿基米德原理的应用实验题

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。探究过程如图所示，部分数据记录见右表。

实验序号	A	B	C	D	E
排开液体的质量/g	0	100	200	300	240
排开液体的重力/N	0	1	2	3

（1）请将表格中的数据填全。
（2）分析图中的A、B（或A、C……），说明浸在液体中的物体受到        （填方向）的浮力；金属块浸没在水中所受的浮力是       N。
（3）分析图中的              三图，说明浸在同种液体中的物体，受到的浮力大小跟物体排开的液体的体积有关。
分析图中的D、E两图，可以得到结论：                                                   。
（4）小明进一步分析、计算B、C、D、E四种情况下物体排开液体的重力，并与四种情况下浮力的大小进行了比较，得到的初步结论是                                                       。

某同学做实验探究长方体金属块受到水的浮力与物体下表面在水中深度的关系，如图，将高为10cm的长方体挂在弹簧测力计下，将其缓慢浸入水中（水足够深），记录金属块下表面所处的深度h和相应的弹簧测力计示数F，实验数据如下表。

h/cm	0	1	2	3	4	5	6
F/N	10	9.25	8.50	7.75	7.00	6.25	5.50
F浮/N	0	0.75	1.50	2.25	3.00	3.75	4.50

根据实验数据，分析金属块完全浸入水中之前受到浮力F_浮与物体下表面浸入水中深度h的关系式为                    。

在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，班级的“物理小博土”为同学们做了如图所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块体积相同。

（1）做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与                  的关系，得出的结论是                                                                。
（2）分析           三次的实验数据，可知浮力的大小与物体浸入液体内的深度无关。
（3）做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物重的关系，得出的结论是        
                                                  。
（4）做             三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系，可得出的结论是
                                                                      。

小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如下图所示的探究。

（1）分析上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               。
（2）实验结束后，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，如右图所示。（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）分析图象可知：
①曲线             （选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。

②该金属圆柱体所受的重力为      N，金属圆柱体的密度为            kg/m³。

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

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”）

某同学想测出一块玉石的密度，他采用了如下方法：

（1）如右图甲用细线拴住玉石块，用弹簧秤测出其所受重力，这时弹簧秤示数是_______N，从而可计算出玉石块的质量。
（2）如图乙所示让玉石块完全浸入水中，从图中弹簧秤的示数可计算出玉石块所受的浮力是__________N。
（3）根据阿基米德原理可知玉石排开的水受到的重力为     N；被排开水的体积是          m³；利用以上测量数据可计算出玉石块的密度是_______________kg/m³。
（4）请你举出生产或生活中应用阿基米德原理的一个实例：
                                                   。

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）．

在一次物理兴趣小组的活动中，张老师为同学们提供了如图14所示器材：利用这些器材同学们可探究很多物理规律，请从其中选择你所需要的两组器材(每组都可包括1～8个器材，只填所选器材的编号)，并针对你所选择的器材提出相对应的两个探究课题。

(1)选择器材___   ______，探究___________                _____；                              (2)选择器材            ，探究________         _      _______ 。

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。   

2010年11月广州亚运会的场馆建设其中大部分的场馆建设都大量用了一种特殊的低合金高强度钢－Q460。好动脑筋的小明找到一段Q460钢材柱体，横截面积是一不规则多边形，现有一把刻度尺，但无法直接测量柱体的横截面积。小明为测其横截面积，在柱体侧面画了A、B两条横线，并用细线把柱体悬吊在测力计上.他把柱体缓慢浸入水中并始终保持柱体竖直，当水面到达A横线时，记下了测力计示数F_A。为测出横截面积，还需继续完成两个测量步骤。

（1）请把这两个步骤写在下面，并用字母表示所测的物理量：
步骤1：                                         ；
步骤2：                                          。
（2）请通过计算，得出所测横截面积的表达式。

在“验证阿基米德原理”的实验中，请填写空格处的内容。
①　实验目的：用实验来定量研究，浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受　　（1）　　之间的关系。
②　实验器材：　　（2）　　、量筒、金属块、细线和水。
③　某同学在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，记下弹簧测力计的示数F₁；将金属块完全浸没在量筒内的水中，记下弹簧测力计的示数F₂，则金属块所受的浮力表达式为F_浮＝　　（3）　　。
④　该同学在量筒中盛适量的水，记下水面的示数V₁，将金属块浸没在水中后，记下水面的示数V₂， (V₂－V₁)表示了金属块排开水的体积。如果用ρ_水表示水的密度，那么金属块排开水所受重力的表达式为　　（4）　　。最后，比较金属块排开的水所受的重力与弹簧测力计示数减小量之间的数量关系。