初中物理阿基米德原理的应用实验题

【湖北省襄阳市2015中考物理试题】某同学为验证漂浮在水面上的木块受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，他进行了如图所示的实验。

（1）分析图中提供的信息，可知图丁中木块所受浮力大小为         N。
（2）根据图乙和图戊两次测量的目的是间接测量                        。

如图所示，为测量某种液体的密度，小华用弹簧测力计、量筒、小石块和细线进行了如下操作：

a、将小石块浸没在待测液体中，记下弹簧测力计示数F₁和量筒中液面对应的刻度V₁；
b、读出量筒中待测液体的体积V₂；
c、将小石块用细线悬吊在弹簧测力计下，记下测力计示数F₂．
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在        ．
（2）为了较准确地测量液体的密度，图中合理的操作顺序应为        （填对应字母代号）．
（3）小石块浸没在待测液体中时，排开液体的重为G=        ．
（4）待测液体的密度可表示为ρ_液=              ．
（5）小华还算出了小石块的密度，其表达式为ρ_石=                ．

小徐同学在缺少量筒和溢水杯的情况下，做了“验证阿基米德原理”的实验，实验器材和步骤如图所示。

①该实验目的是：研究浸没在液体中的物体所受浮力与它排开液体          之间的关系。
②如图所示，实验步骤有所遗漏，遗漏的步骤为                   ，若将遗漏的步骤标注为E，则正确的实验步骤依次为                   （填写实验步骤对应的字母）。

（2014·宁夏）小明在完成“动手动脑学物理”时，认识了密度计。将其放入液体中，当它竖立静止时，与液面相交的读数即为待测液体的密度。

（1）如图甲、乙所示，让同一支密度计分别静止在水和酒精中，密度计受到的浮力   （选填“变大”、“变小”或“不变”）；装水的容器是              （选填“甲”或“乙”）．
（2）小明将一只铅笔的下端缠绕了适量铜丝，初步做成了一支密度计（如图丙）；为了给密度计标上刻度，他进行了如下实验：．
a．将其放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上水的密度值1.0g/cm³；
b．将其放入植物油中，用同样的方法在密度计上标上植物油的密度值0.9g/cm³；
c．像标示弹簧测力计刻度的方法一样，他以两刻度线间的长度表示0.1g/cm³将整个铅笔均匀标上刻度;
d．他将做好的密度计放入酒精中进行检验，发现液面明显不在0.8g/cm³刻度处。
①如丙图所示，小明制作的密度计，你认为刻度0.9应该在    点（选填“p”或“q”）。
②在实验步骤c中，小明这样均匀标示刻度对不对？                  
③若被测液体的密度为ρ_液密度计浸入被测液体的深度为h（如图丁）、自制密度计的质量为m铅笔的横截面积为s，请你推导出h与ρ_液的关系式  （用给定的字母表示推导结果）

（2014·泰州）小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计．

（1）取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞人适量金属丝并用石蜡封口．塞入金属丝的目的是使吸管能   在液体中．
（2）将吸管放到水中的情景如图（a）所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图（b）所示，浸入的长度为h．用ρ_液、ρ_水分别表示液体和水的密度，则ρ_液   ρ_水（=/＞/＜），h与ρ_水、ρ_液，及H的关系式是h=             ．
（3）小明根据图（a）在吸管上标出1.0刻度线（单位g/cm³，下同），再利用上述关系式进行计算，标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线（图中未画出）．结果发现，1.1刻线是在1.0刻线的   （上/下）方，相邻刻线的间距   （均匀/不均匀）．
（4）为检验刻度误差，小明取来食油，先用天平和量筒测量其密度，然后再用这个密度计测量．但操作时却出现子图（c）所示的情形，这让他很扫兴．难道实验就此终止了吗，根据经验或思考，在不更换食油的情况下，你认为可以进行怎样的尝试：              ．

（2014·十堰）如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图．

（1）实验步骤C和D可以探究浮力大小与    的关系，步骤B和   可以测出物块浸没在水中时受到的浮力F_浮，步骤A和   可以测出物块排开的水所受重力G_排；比较F_浮与G_排，可以得到浮力的大小跟物体排开的水所受重力的关系．
（2）图乙是物块缓慢浸入水中时，弹簧测力计示数F随浸入深度h变化的关系图象．分析图象，可得关于浮力大小的初步结论

①物块浸没前，            ，物块所受的浮力越大；
②物块浸没后，所受的浮力大小与   无关．
（3）此物块的密度是     g/cm³．

中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），如图所示，从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F。实验数据如下表：

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14
F/N	4.75	4.25	3.75	3.25	2.75	2.25	2.25
F浮/N	0	0.50	1.00	1.50	2.00	2.50		2.50

 
（1）请将实验记录表填写完整；
（2）依据表中数据，在图所示的坐标系中画出浮力F_浮与深度h关系的图像；

（3）通过对图像的分析，你得到的结论是：                                    。

（天平+记号笔测固体密度、弹簧测力计测固体密度）小文和小红想测石块的密度，发现桌上的器材有：天平、砝码、烧杯、足量的水、胶头滴管。他们经过思考，进行下面的操作：
(l)小文把天平放在水平桌面上，调节平衡螺母，使天平平衡。小红认为此操作有误，错误是            。
（2）用调节好的天平称石块的质量，右盘中的砝码和标尺上的游码如图甲所示，则石块的质量为     g。
（3）为了测石块体积，他们进行了如图乙所示的实验操作：
a．把烧杯中装适量水，并在水面的位置做好标记，并用天平测出烧杯和水的总质量为103g。
b．将石块放入装水的烧杯中，倒出超过标记处的水，并用胶头滴管使水面恰好在标记处，测出此时烧杯、水、石块全部的质量为145g。
c．通过计算，求出石块的体积为    cm³，石块的密度为       kg/m³。

（4）实验结束后，他们进行讨论：若b操作中倒出水后，水面低于标记处，这样的情况下测出的密度值将    （填“偏大”或“偏小”）。
(5)在这个实验中，若把天平换成另一种测量工具——弹簧测力计，利用其余部分器材，也可以测出石块的密度。请完成实验操作的步骤，并写出石块密度的表达式。
实验步骤①用细线把石块悬挂在弹簧测力计的挂钩上，测得               。
②                                                              。
③石块密度的表达式：            （用所测物理量的字母表示，水的密度为ρ水）。

小明同学利用如图所示的小烧杯、大水槽、量筒、水、滴管、记号笔、细线等器材测量一块金属块的密度，他设计了如下实验步骤．
（1）将金属块放入烧杯中，使烧杯直立漂浮在大水槽中，用记号笔在烧杯上标出水面的位置；
（2）用量筒测出________的体积为V₁；
（3）将烧杯直立漂浮在大水槽中，向烧杯中倒入适量的水，使________________________；
（4）用量筒测出烧杯中水的体积V₂；
（5）金属块密度的表达式为ρ＝________．

小明和小雨通过实验研究将物体放入液体的过程中，容器底部受到液体压力的变化情况。如图所示，他们将重力分别为30牛和40牛的甲、乙两个柱形物体，先后挂在弹簧测力计下，并将其逐渐浸入同一薄壁柱形容器的液体中（液体不溢出）。他们读出测力计示数F，并测得容器底部受到液体压力F_底，然后根据相关物理量计算出物体所受浮力F_浮，将数据记录在表一、表二中。

实验序号	F（N）	F浮（N）	F底（N）
1	20	10	30
2	16	14	34
3	12	18	38
4	8	22	42
5	4	22	42

 

实验序号	F（N）	F浮（N）	F底（N）
6	30	10	30
7	25	15	35
8	18	22	42
9	10	30	50
10	8	30	50

 
①小明分析比较实验序号__________________________后得出结论：不同柱形物体浸入液体中，物体所受浮力相同，容器底部受到液体压力相同。
②小雨分析比较实验序号1、2、3、4或6、7、8、9后得出初步结论：同一柱形物体浸入液体中，______越大，容器底部受到液体压力越大。
③分析实验序号4与5（或9与10）的数据，发现测力计示数F不同时，物体所受浮力F_浮和容器底部受到液体压力F_底均相同，出现这种情况的原因是：__________________________。
④两位同学仔细分析表一（或表二）的数据，并通过一定的计算，可知容器内液体的重力为__________牛
⑤分析实验序号2和7可以得出，容器底部受到液体压力的增加量分别为_____和_____牛。

（2014中考真题）如图所示，为测量某种液体的密度，小华用弹簧测力计、量筒、小石块和细线进行了如下操作：

a、将小石块浸没在待测液体中，记下弹簧测力计示数F₁和量筒中液面对应的刻度V₁；
b、读出量筒中待测液体的体积V₂；
c、将小石块用细线悬吊在弹簧测力计下，记下测力计示数F₂．
（1）使用弹簧测力计前，应检查指针是否指在         ．
（2）为了较准确地测量液体的密度，图中合理的操作顺序应为     （填对应字母代号）．
（3）小石块浸没在待测液体中时，排开液体的重为G=        ．
（4）待测液体的密度可表示为ρ_液=         ．
（5）小华还算出了小石块的密度，其表达式为ρ_石=        ．

如图所示是小华利用合金块、水等器材来测合金密度的实验情景．

（1）将合金悬挂在弹簧测力计下，示数如图甲，则合金块的重力为    N；
（2）将合金块慢慢浸入水中，弹簧测力计的示数将     （填“变大”“变小”或“不变”）；合金块浸没到水中后，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时合金块在水中所受的浮力为    N；
（3）由此可计算出合金块的体积为     m³，密度为     kg/m³；
（4）若将乙图中的清水换成盐水，弹簧测力计的示数将      （填“变大”“变小”或“不变”）．

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=__________。

为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：天平、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材．实验步骤如图：（g取10N／kg、ρ_蜡<ρ_水）

（1）金属块的重力为________牛．
（2）金属块浸没在水中时排开水的体积为______厘米³．
（3）用公式F_浮＝ρ_水gV_排计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为_________牛．
（4）比较金属块浸没时浮力和重力大小，可知金属块浸没在水中时会________（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．
（5）用此方案探究蜡块浮沉条件，需改进之处是                             ．

在“阿基米德原理”一节的学习中，我们经历了阿基米德原理表达式的推导和“验证阿基米德原理”的实验。
①如图所示，一个边长为a的正方体物块浸没在密度为ρ_液的液体中。请根据浮力产生的原因和液体内部压强的规律，推导出它所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系。________

②在“验证阿基米德原理”的实验中，使用图中所示的溢水杯和小烧杯接收被测物块排开的水。为减少误差，要求“在浸入被测物块前，要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”，请写出达到该要求的操作要点_____________________。

③图中为小王实验步骤的示意图，其中“步骤B”的目的是：测出__________________。若图中弹簧测力计的四个示数值F₁、F₂、F₃、F₄满足关系式__________________时，则可以验证阿基米德原理。