2024年中考物理专题训练——浮力实验题
1．如图1所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)A、B两图中，B中的弹簧测力计的示数变小，说明了浸在水中的物体受到了浮力的作用，B图中物体受到的浮力为 N；
(2)B、C两图中，弹簧测力计的示数不同，说明了在同一种液体中物体所受的浮力大小跟 有关；
(3)比较 （填字母代号）两图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关；
(4)由本实验可发现物体所受的浮力 （选填“等于”或“不等于”）金属块排开液体的重力；
(5)金属块的密度为 kg/m3。
(6)兴趣小组同学又设计了另一种测量金属块密度的方法。实验器材有：待测金属块（用细线系好）、自制筒状塑料杯（带挂钩、有刻度）、水槽和水，水的密度为ρ水，实验过程中，水均未溢出，塑料杯均漂浮。不计挂钩、细线的影响。实验步骤如下：
①在水槽内注入适量的水，让空塑料杯漂浮在水面上，测得杯底浸入水中的深度为h0（如图2甲），将金属块放入杯中，测得杯底浸入水中的深度为h1（如图2乙）；
②把金属块挂在杯底部放入水中，测得杯底浸入水中的深度为h2（如图2丙）；
③测得金属块的密度为ρ金属= 。（用题中所给的物理量符号表达）
2．同学们在学习“阿基米德原理”这节课上，仔细观察了老师做的如图所示的演示实验。物理兴趣小组的同学们经过讨论，提出阿基米德原理的成立，是否一定要以物体全部浸入液体为前提条件，于是提出了一个新的实验方案，并动手制作出了如图所示实验装置，其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是自制的溢水杯，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台。
（1）实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数 ，弹簧测力计B的示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”），此过程说明物体所受浮力与物体排开液体的体积有关；
（2）多次记录弹簧测力计A的示数变化量FA′和弹簧测力计B的示数变化量FB′，并比较物体不同程度浸入液体时，以上两个变化量之间的大小关系，发现FA′ FB′（选填“>”“<”或“=”），由此证明了阿基米德原理的成立 （选填“需要”或“不需要”）以物体全部浸入液体为前提条件，该新实验方案的优点是 （写出其中一条，合理即可）；
（3）若在实验中物体C接触水面前测力计A的示数为5N，物体C浸没后测力计A的示数为3N，则物体的密度为 kg/m3。（g取10N/kg）
3．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时，两组同学从甲、乙两图所示的实验装置中各选一套来完成实验。
（1）实验时，按照自下而上的顺序组装器材的目的是 （写出一条理由即可）；
（2）图丙是实验中某一时刻温度计示数，其读数是 ℃；
（3）图丁是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”的图象，其中图象 （选项：A．a，B．b）是根据乙实验装置的数据绘制的；
（4）同学们观察到戊图中明显的实验现象时，温度计示数 （选项：A．变大B不变C．变小），这时气泡内是 （选项：A．空气，B．水蒸气，C．真空）；
（5）沸腾前，气泡在上升且未破裂时，所受的浮力 （选项：A．变大，B．不变，C．变小）。
4．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验（各图中物块A都处于静止状态）∶
（1）由a、b、c三幅图，可得出的结论是∶
（2）由a、c、d三个步骤可发现，浮力的大小与深度
（3）在c与e两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与 的关系
（4）根据d与e两图所标的实验数据，可知物块A浸没在盐水中所受的浮力大小为 N；
（5）在f框内画出e图中物块A所受各力的示意图（其中O点为物块的重心） 。
5．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图甲所示的实验；请你根据小明的实验探究回答下列问题；
（1）根据A与C两图所标的实验数据，可知物体浸没在水中所受的浮力为 N，在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与 的关系；
（2）比较步骤 的三次实验，可得出浮力大小与深度无关；
（3）分析对比A、B、D三次实验数据可知，物体所受的浮力大小与 有关，根据有关的实验数据可以计算出盐水的密度为 kg/m3；
（4）小刚按照教材中“综合实践活动”要求，制作了简易密度计来测量盐水密度（如图乙）；
①取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入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乙（a）所示，测得浸入的长度为H；放到盐水中的情景如图乙（b）所示，浸入的长度为h，用ρ盐水、ρ水分别表示盐水和水的密度，则ρ盐水与ρ水、h及H关系式是ρ盐水= 。
6．如图所示，某小组为了探究“浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系”，选择溢水杯、水、弹簧测力计、圆柱体金属块、小桶、细线等器材，按照A、B、C、D的顺序做了如下的实验：
（1）合理的实验顺序是 ；
（2）按照合理的顺序进行实验，并收集数据，设 A、B、C、D实验中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，如果关系式 （用字母表达）成立，即可验证阿基米德原理；
（3）分析实验数据发现物体所受浮力和小桶中液体重力并不相等，小组同学们分析了可能存在的原因，其中不合理的是 ；
A．浸入物体前，溢水杯中水未装满
B．物体接触了容器底部或容器侧壁
C．测量过程中测力计一直没有调零
D．实验中本身存在不可避免的误差
（4）同学们对实验提出了进一步改进措施，以下是他们的一些看法，其中不合理的是 。
A．应该换用不同液体继续实验，使结论具有普遍性
B．实验中让物体应该完全浸没在液体中，控制变量
C．可以将小桶标注刻度做成量筒，测量出小桶中液体体积，计算重力
D．可以改用铁架台悬挂测力计，使示数更稳定，测量更准确
7．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，（如图所示），小宇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水中不同深度，步骤如图中B、C、D、E、F所示，（水和液体均未溢出），并将其示数记录在下表中。
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：浮力的大小与物体没没在水中的深度无关；分析比较实验步骤A、B、C、D可知：浮力的大小与物体 有关；分析比较实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与 有关。
（2）分析实验数据可知，实验步骤F中液体的密度 （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，金属块的密度为 kg/m3，实验步骤F中液体的密度为 kg/m3（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）。
（4）若要探究“物体所受浮力的大小与物体的密度是否有关”，应选择图中 （填字母）两个物体，并将它们浸没在 （选填“同种”或“不同种”）液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。
8．小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计，底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块，相同的大烧杯若干，水，密度未知的某种液体，细线等小冉进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数为2.7N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地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 2.6 2.5 2.4 2.4 2.3
（1）小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是 kg/m3（结果保留一位小数），还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是 Pa，并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐 （选填“增大”或“减小”）；
（2）小冉在步骤B的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的位置不变，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，发现弹簧测力计的示数逐渐 （选填“增大”或“减小”）；当所加水使铜块刚好浸没时（水未溢出），烧杯底部受到水的压强增加了 Pa。（已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少0.1N，弹簧的长度就缩短0.1cm）
9．在研究浮力的实验中，小明同学做了以下实验：
（1）测量质量m=500g的物体A浸没在水中所受浮力大小步骤如下：
①如图甲所示，用细线把物体A挂在弹簧测力计上，测出物体A所受的重力为GA= N；
②如图乙所示，把物体A浸没在水中，然后用弹簧测力计测量，其读数为G'A= N，A物体所受浮力大小为F浮= N(ρ水=1×103kg/m3)；
③根据①②分析可知，浮力公式可表示为：F浮= （用GA、G'A字母表示）；
④物体A的密度为 kg/m3；
(2)将B物体挂在弹簧测力计上，将其浸没在水中，测力计示数变为零。然后取下B物体，浸没入水中后轻轻松手，物体B将会 （选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）；
（3）将C物体浸没入水中，测量它所受浮力与深度的关系见下表。
浸没在水中的深度h(cm) 2 4 6 8
物体所受的浮力（N） 0.8 0.8 0.8 0.8
①实验中，每次均让C浸没，目的是为了 ；
②根据表中的数据作出C物体所受浮力与深度关系图 ；
③由上图分析可知，浮力与物体浸没的深度 （选填“有关”或“无关”）。
10．某物理兴趣小组做了如图所示的实验，来探究影响浮力大小的因素。
（1）E图中物体浸没在酒精中的浮力是 N；
（2）物体浸没在水中时排开水的重力是 N；
（3）比较C、E两图可知，浸在液体中的物体所受浮力的大小与 有关；
（4）由A、B、C、D四个步骤可知，浮力的大小与物体 有关。
11．小明将六个体积相同、重力G不同的正方体物块放入水中（ρ物＜ρ水），研究浮在水中的物块浸入水中的体积V浸的情况．实验时，他将物块放入同一个盛有水的大容器中，然后对物块施加竖直向下的压力F，待物块静止后，观察物块浸入水中的体积V浸．相关实验数据和现象如下表所示．
实验序号 1 2 3 4 5 6
放入物块的重力G（牛） 3 6 3 6 3 6
竖直向下的压力F（牛） 3 3 6 6 9 9
实验现象
①观察序号1与2或3与4或5与6中的实验现象并分析V浸和G、F的关系，可初步归纳得出的结论是：浮在水面上的物块， ．观察序号 的实验现象并分析V浸和G、F的关系，可得出的初步结论是：浮在水面上的物块，当物块所受重力G相同时，F越大，V浸越大．
②综合分析表中的实验现象及相关数据，进一步归纳结论．
（a）观察实验序号2与3或4与5中的实验现象并分析V浸和G、F的关系，可得出：浮在水面上的物块， ，V浸相同．
（b）观察实验序号2与3和4与5中的实验现象并分析V浸和G、F的关系，可得出：浮在水面上的物块， ．
12．小李用溢水杯探究“阿基米德原理”时，如图所示，进行了如下探究步骤：
A．用弹簧测力计测出物体受到的重力G物；
B．把物体浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F，并且收集物体所排开的水；
C．用弹簧测力计测出被排开的水及小桶所受的重力G水及桶；
（1）在小李的实验步骤中还需加上一个步骤D的是： ；
（2）从减小实验误差的角度出发，本实验的步骤顺序应该是： （只写步骤前的英文字母）；
（3）物体浸入水中时，所受的浮力F浮＝ 。
13．探究小组的小丽同学利用天平、量筒、玻璃杯、细线等器材测量蜂蜜的密度；
（1）将天平放在水平台上，将游码移到标尺左端的 处，若指针的位置如图甲所示，则应向 侧调节平衡螺母使天平横梁平衡；
（2）在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜，用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量m1；将部分浓稠粘滞的蜂蜜沿量筒壁缓缓倒入量筒，测出其体积为V；再用天平测出剩余蜂蜜和玻璃杯总质量m2；
（3）则蜂蜜的密度表达式ρ蜂蜜= （用m1、m2、V表示）；
（4）小丽同学的测量结果 （选填“偏大”或“偏小”）；
（5）同学们研究后对实验进行了改进，具体操作如下：
①在玻璃杯中倒入适量的蜂蜜，用天平称出蜂蜜和玻璃杯的总质量如图乙所示，则蜂蜜和玻璃杯的总质量为 g；
②用细线悬挂一个体积为20cm3的金属块浸没在蜂蜜中，金属块不接触玻璃杯并保持静止，且无蜂蜜溢出，天平平衡后，砝码及游码在标尺上对应的刻度值如图丙所示；
③蜂蜜的密度为ρ蜂蜜= g/cm3。
14．小红用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。
（1）分析甲、乙两次实验可知，圆柱体的重力大小是 ，圆柱体浸入水中时弹簧测力计的示数变小的原因是 ；
（2）比较图 两次实验，可知当物体浸没在同种液体里时所受浮力大小与浸入的深度无关；
（3）进行丙、戊两次实验是为了探究浮力大小与 的关系。
（4）图戊装置中盐水的密度是 。
15．刚刚学习完有关浮力的知识，小将同学通过网络解到“远征号”潜水艇在东海执行任务时是潜行在海水中，执行完任务回到长江后又会浮出水面，小将同学想：潜水艇的下潜和上浮应满足什么条件呢？于是，他找来如图1所示器材，进行了如下探究：
(1)探究物体上浮的条件：
A．在量筒中注入适量水，读出量筒中水的体积V1；
B．将适量小螺丝钉放入塑料瓶中，旋紧瓶盖，放入水中，使塑料瓶能够漂浮在水面上，读出此时水面刻度V2；
C．取出塑料瓶，擦干净水，用弹簧测力计测出塑料瓶和小螺丝钉的总重力G；
D．根据 原理可求得塑料瓶受到的浮力F浮= （用已知的物理量和直接测量的物理量表示）；
E．分析比较 的大小关系即可得出物体上浮的条件；
(2)探究物体下沉的条件
A．取出塑料瓶，向塑料瓶中继续添加小螺丝钉，直至旋紧瓶盖放入水中后，可观察到塑料瓶下沉；
B．取出塑料瓶，用抹布擦干净水，将其挂在弹簧测力计下，如图2(a)所示，测出其重力G为 N；
C．将塑料瓶浸没水中，此时弹簧测力计的示数如图2(b)所示，则塑料瓶受到的浮力F浮为 N；
D．分析比较数据可得出物体下沉的条件是 。
探究讨论：①小塑料瓶本身就能浮在水面，而小明在探究物体上浮条件时，却向塑料瓶中放入了适量的小螺丝钉，他这样做的好处是 ；
②小将在探究物体上浮的条件时存在的问题是 。
参考答案：
1． 0.5 排开液体的体积 C、D 等于 2.7×103
2． 变小 变大 = 不需要 实验操作方便 2.5×103
3． 使酒精灯外焰加热（或使温度计玻璃泡与待测液体充分接触） 84 A B B C
4． 液体密度一定时，排开液体体积越大，浮力越大 无关 液体密度 2.4
5． 2 液体密度 A、C、D 物体排开液体的体积 1.2×103 漂浮
6． DABC F1-F2=F3-F4 C B
7． D、E 排开液体的体积 所浸液体的密度 小于 1.0 2.7×103 0.8×103 C、D 同种
8． 1.3×103 200 增大 减小 420
9． 4.9 3.5 1.4 GA-G'A 3.5×103 悬浮 控制排开水的体积相同 无关
10． 0.8 1 液体的密度 排开液体的体积
11． F相同，G越大，V浸越大 1、3、5或2、4、6 G+F相同（G与F之和相同） G+F越大（G与F之和越大），V浸越大
12． 用弹簧测力计测出空桶受到的重力G桶 DABC G排
13． 零刻度线 右 偏大 123.4 1.4
14． 4 受到竖直向上的浮力 丙丁 密度
15． 阿基米德 ρ水g(V2﹣V1) 浮力和重力 2.4 0.6 F浮
