初中物理探究影响浮力大小因素的实验试题

一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上。为此，小李同学猜想：浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探究：

（1）铝块在水中受到的浮力 $F_{浮}=$　　 $N$。

（2）比较图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论，你认为这个结论是　　（选填“正确“或“错误” $)$的，原因是　　。

（3）小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉，在浓盐水中悬浮如图丁所示。分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$重力；在浓盐水中悬浮时，根据　　的知识可得，鸡蛋受到的浮力　　（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$重力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度　　（选填“有关”或“无关” $)$。

如图所示，结合图中的实验情景，按要求回答下列问题：

（1）图甲：空易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，手施加的压力越大，这表明：易拉罐所受浮力的大小与　         　有关。

（2）图乙：滚摆在上、下运动的过程中，其　       　能与　       　能相互转化。

（3）图丙：向一杯清水中滴入一滴蓝墨水，很快会把整杯清水染成蓝色，这一现象表明　        　。

（4）图丁：用此实验装置可研究电阻与导体　      　的关系。

①重为 $G$ 的鸡蛋沉在盛有水的杯子的底部，向水中加入食盐并使其溶解，鸡蛋渐渐浮起，最终漂浮在水面，如图甲所示，请在图乙中画出上述过程中鸡蛋所受的浮力 $F_{浮}$ 随时间 $t$ 变化的大致图象。

②如题图丙所示，请按小磁针的指向，标出螺线管中的电流方向，并在括号中标明螺线管右端的极性。

小华同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下面悬挂一个实心圆柱体（如图甲所示），当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到浸没在溢水杯内的水中，用小桶收集溢出的水。（g取10N/kg）

（1）圆柱体的质量为　      　kg。

（2）圆柱体浸没在水中时所受浮力为　      　N；圆柱体的密度是　       　kg/m³。

（3）比较　      　两图可知：浸在同种液体中的物体所受浮力的大小跟物体排开液体体积有关。

（4）比较c、d两图可知：当物体浸没在同种液体中，所受浮力不随　   　而改变。

（5）小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计的拉力F随物体下降高度h变化的图象，那么物体浸没在这种液体中受到的浮力为　         　N，这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟　            　有关。

小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体

的重力的关系。

（1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是　　，若将遗漏的步骤标注为 $D$，最合理的实验步骤顺序是　　（用实验步骤对应的字母表示）。

（2）小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是

　　 $N$，排开液体的重力是　　 $N$．小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是　　，接下来的实验操作应该是　　。

实验步骤	$A$	$B$	$C$	$D$
弹簧测力计示数 $/N$	1.6	1.8	0.5	0.3

（3）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取　　相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。

如图所示，是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作，请你回答下列问题：（g取10N/kg）

（1）分析图①②③，说明浮力的大小与　            　有关。

（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，可选用　     　图进行操作。

（3）物体A浸没在水中时，受到的浮力是　       　N，物体A的体积是　       　m³。

（4）用图中实验数据计算盐水的密度是　        　kg/m³。

（5）该实验主要运用的科学探究方法是　       　。

小明在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，他猜想浮力的大小可能与液体的密度、物体的体积、物体排开液体的体积有关。所用的实验器材有：底面积相同而体积不同的圆柱状铝块（带有挂钩）若干、烧杯、盐水、水、酒精、量程足够大的弹簧测力计和细线。已知ρ_盐水＞ρ_水＞ρ_酒精。

（1）在探究“浮力的大小与物体排开液体的体积是否有关”时，他选择了一个铝块做实验，铝块的体积大一些好还是小一些好？　          　。

（2）设计出探究“浮力的大小与液体的密度是否有关”的记录实验数据的表格，表中要有必要的信息。表中涉及到的物理量只用字母表示即可。

（3）在探究“浮力的大小与物体的体积是否有关”时，小明选用三个体积不同的铝块、烧杯、水和弹簧测力计，用如图的方式进行实验。先用弹簧测力计测出一个铝块的重力，然后把这个铝块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数。再用其他两个铝块重复上述实验。分析数据得出了结论。

①该实验方案的不合理之处是：　                                        　。

②在原有实验器材的基础上，增加一个记号笔，写出改正不合理之处的做法：　                                                                   　。

小冬学习了“认识浮力”后，爱动脑筋的小冬提出了问题：浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材，设计并进行了如图探究实验。

（1）金属块在图 $C$中受到的浮力为　　 $N$。

（2）分析 $B$、 $C$两图知道：当金属块浸没入水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度　　（选填“有关”或“无关” $)$。因为此时金属块浸入水的　　没有发生变化。

（3）小冬　　（选填“能”或“不能” $)$利用图 $A$和 $D$探究浮力的大小与液体密度有关，理由是　　。

（4）综合上述实验得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与　　和　　有关。

（5）根据收集到的实验数据，小冬还计算出了金属块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$． $(g=10N/\mathit{kg})$。

探究浮力的大小

数据 结论	如图，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 ①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力　　（填“大”或“小” $)$，说明浮力的大小与　　有关 ②图丁中金属块受到的浮力大小等于　　 $N$ ③比较图　　可知，浮力的大小与液体的密度有关。
数据 结论	如图，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验： ④木块受到的浮力 $F_{浮}=$　　 $N$。 ⑤木块排开的水所受的重力 $G_{\mathit{排水}}=$　　 $N$。 ⑥比较数据可知：浮在水上的木块受到的浮力大小　　（填“大于”、“等于”或“小于” $)$它排开的水所受的重力。

如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的实验。

（1）比较　             　（填序号），可知浮力的大小与排开液体的体积有关。

（2）分析①③④三次实验的数据，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度　 　（填“有”或“无“）关。

（3）通过比较①②⑤三次实验的数据，　     　（填“能”或“不能”）得出浮力大小与液体密度有关。

（4）请你根据实验数据，设计一个表格，表格中包括：物体的重力、液体的种类、物体浸没在液体中弹簧测力计的拉力、物体浸没在液体中受到的浮力，共4项内容。（要求完成表格数据的填写）

（5）由实验数据可知，此次实验中盐水的密度为　       　kg/m³．（已知水的密度ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

在进行“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”的实验中，小明和小红分别用不同的器材和方案进行研究。

（1）小明用金属块按照图甲所示方案中的实验步骤依次进行试验，结合图中数据，通过分析和计算得出F_浮　 　G_排（填“＞”、“＝”或“＜”）的结论，造成这种结果的原因可能是　   　（填字母）。

A．步骤a中，向溢水杯中注水过少，水面没有达到溢水杯口就进行步骤b的操作

B．步骤a中，在向溢水杯中注满水时，当杯口仍有水在滴出时就将小桶放在杯口下，然后进行步骤b的操作

C．步骤b中，金属块浸没后，溢水杯口仍有水在滴出时就进行步骤c的操作

D．步骤a中，溢水杯中注满盐水并按照图示步骤进行正确的操作

（2）小红用蜡块按照如图乙所示的方案进行实验，请将下述实验过程补充完整。

实验操作：

①将天平放在水平桌面上，把游码放在标尺左端的零刻线处，调节　             　，直至天平在水平位置平衡；

②在天平左盘放置装满水的溢水杯，向右盘中加减砝码并调节游码，直至天平平衡；

③将蜡块轻轻放入溢水杯中，天平左端下滑，同时蜡块排开的水从溢水杯口流进量筒中，观察天平的状态。

分析论证：

①上述实验中，将蜡块放入溢水杯中，在排开的水全部流出后，如果天平出

现　               　现象，则可以说明G_蜡＝G_排。

②因为蜡块在水中漂浮，所以F_浮　      　G_蜡（填“＞”、“＝”或“＜”）。

③由此可以得出结论。

在学习浮力的相关知识时，小军对影响浮力大小的因素产生了浓厚的兴趣。

（1）小军记起自己在游泳池里从浅水区走向深水区时，会感觉到身体越来越轻。由此他想：浮力的大小与物体浸入水中的体积有什么关系呢？

于是，他按图甲所示的方法，将物体浸入水中，并不断改变物体浸入水中的体积。观察弹簧测力计示数的变化。记录的实验数据如表一所示。

表一

物体浸入水中的体积	$\frac{1}{5}V$	$\frac{2}{5}V$	$\frac{3}{5}V$	$\frac{4}{5}V$	$V$
弹簧测力计的示数 $/N$	3.4	2.9	2.3	1.8	1.2

分析表一中的实验数据，小军得出的结论是：物体浸入水中的体积越大，受到的浮力　　（选填“越小”、“越大”或“不变” $)$。

（2）小军又联想到“死海不死”的传说 $---$人在死海中即使不会游泳也沉不下去。就想：浮力的大小一定还与液体的密度有关！

为了证实自己的想法，小军先把鸡蛋放入清水中，发现鸡蛋沉入水底；然后缓缓向水中加盐并不断地搅拌，随着盐水越来越浓，发现鸡蛋竟然能浮在液面上！

这个简易实验说明，小军关于浮力的大小与液体的密度有关的猜想是　　 $($ “正确”、“错误”或“不确定” $)$的。

（3）小军结合密度和重力的知识，对前面两个实验的结论进行了深入思考后，认为浮力的大小应该与物体排开的液体所受重力的大小有更直接的关系。

为了找到浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小之间的关系，他又利用水和石块进行了图乙所示的实验。相关实验数据的记录如表二所示。

表二

石块重 $G_{石}/N$	空杯重 $G_{杯}/N$	石块浸没在水中时弹簧测力计的示数 $F/N$	杯和水的总重 $G_{总}/N$	石块浸没在水中时受到的浮力 $F_{\mathit{杯浮}}/N$	石块排开水所受的重力 $G_{重}/N$
2.0	1.0	1.4	1.6

请你帮小军完成表二

（4）分析表二的实验数据得出的结论是：石块受到的浮力的大小与它排开水所受重力的大小　　。

（5）为了更全面地总结出浮力的大小跟物体排开液体所受重力的大小之间的关系，接下来小军还要　　。

如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的四个步骤

（1）丙步骤发现，从物体C接触水面开始直至浸没，弹簧测力计的示数越来越小。据此某同学得出：浮力的大小与物体进入液体的深度有关。他得出的结论是否正确？　    　，原因是：　                                                 　。

（2）通过分析甲和　 　、　 　步骤，可以得出：物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关。

（3）通过分析甲、丙、丁步骤还可以探究浮力的大小与　                　有关。

（4）物体C的体积是　            　m³（g取10N/kg）。

在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：

A、可能跟物体浸入液体的深度有关；

B、可能跟物体的重力有关；

C、可能跟物体浸入液体的体积有关；

D、可能跟液体的密度有关。

为了验证上述猜想，李明做了如图所示的实验：他在弹簧测力计下端挂一个铁块或铜块，依次把它们缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中：

（1）铁块从位置③→④的过程中，弹簧测力计的示数减小，说明铁块受到浮力　　（选填“变大”、“变小”或“不变”），可以验证猜想　   　是正确的；（选填“A、B、C、D”）

（2）从位置④→⑤的过程中，弹簧测力计的示数不变，说明铁块受到的浮力不变，可以验证猜想　   　是错误的。（选填“A、B、C、D”）

（3）分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想　   　是错误的（选填“A、B、C、D”）。

（4）分析比较实验　    　可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

（5）该实验探究主要运用的科学探究方法是：　     　。

如图所示，是探究同一物体所受浮力大小于哪些因素有关的实验过程。

（1）　    　两次实验证明物体所受浮力随物体排开液体积的变化而变化（选填实验序号）

（2）进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与　        　关系。

（3）由丙、丁两次实验可知：完全浸没在同种液体中的物体，所受浮力大小与　 　无关。