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7. 小明在得出浸在液体中的物体受到的浮力大小跟物体本身因素无关的结论后，进一步探究浮力的大小与哪些因素有关。
(1)如图 10 - 5 - 5 甲所示，将装有适量水的烧杯放在盘中，用手把空的饮料罐沿竖直方向逐渐按入水中。在此过程中，手感受到饮料罐受到的浮力逐渐增大。小明通过分析现象提出猜想，浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度或物体浸在液体中的
(2)小明用图 10 - 5 - 5 乙所示实验装置进行实验。将盛有适量水的容器放置在桌面上，正确使用弹簧测力计，将一个长方体铝块(高为 $4\ \mathrm{cm}$)用细线悬挂在弹簧测力计下。使铝块沿竖直方向逐渐下降，缓慢浸入水中。实验时，保持弹簧测力计的轴线与铝块的竖直轴线在同一直线上，获取铝块触底前的多组实验数据并记录在表 10 - 5 - 2 中。
① 分析实验数据可知，铝块受到的重力是
② 分析第①③④三组实验数据可知，浮力的大小跟物体浸入液体的深度
③ 分析第①②③三组实验数据可得出初步结论：
(3)小明根据实验的初步结论，设计了用图 10 - 5 - 5 丙所示装置测量某液体密度的方案。
① 将 3 个空的相同厚底薄壁圆柱形玻璃容器(高为 $15\ \mathrm{cm}$)放入足够深的水槽中，待稳定后，容器 $A$、$B$、$C$ 都保持竖直静止，测得容器 $A$、$B$、$C$ 浸入水中的深度均为 $6\ \mathrm{cm}$。
② 向容器 $B$、$C$ 中分别缓慢装入
③ 分析实验数据，通过计算可知，液体的密度 $\rho_{液}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^{3}$。
(1)如图 10 - 5 - 5 甲所示，将装有适量水的烧杯放在盘中，用手把空的饮料罐沿竖直方向逐渐按入水中。在此过程中，手感受到饮料罐受到的浮力逐渐增大。小明通过分析现象提出猜想，浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度或物体浸在液体中的
体积
有关。通过其他生活经验，小明还猜想，浮力的大小可能跟液体的密度有关。(2)小明用图 10 - 5 - 5 乙所示实验装置进行实验。将盛有适量水的容器放置在桌面上，正确使用弹簧测力计，将一个长方体铝块(高为 $4\ \mathrm{cm}$)用细线悬挂在弹簧测力计下。使铝块沿竖直方向逐渐下降，缓慢浸入水中。实验时，保持弹簧测力计的轴线与铝块的竖直轴线在同一直线上，获取铝块触底前的多组实验数据并记录在表 10 - 5 - 2 中。
① 分析实验数据可知，铝块受到的重力是
2.7
$\mathrm{N}$，第 2 组实验中铝块受到的浮力是0.5
$\mathrm{N}$。② 分析第①③④三组实验数据可知，浮力的大小跟物体浸入液体的深度
无关
(填 “有关” 或 “无关”)。③ 分析第①②③三组实验数据可得出初步结论：
液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
。(3)小明根据实验的初步结论，设计了用图 10 - 5 - 5 丙所示装置测量某液体密度的方案。
① 将 3 个空的相同厚底薄壁圆柱形玻璃容器(高为 $15\ \mathrm{cm}$)放入足够深的水槽中，待稳定后，容器 $A$、$B$、$C$ 都保持竖直静止，测得容器 $A$、$B$、$C$ 浸入水中的深度均为 $6\ \mathrm{cm}$。
② 向容器 $B$、$C$ 中分别缓慢装入
体积
(填 “质量” 或 “体积”)相等的某液体和水。待稳定后，容器 $A$、$B$、$C$ 都保持竖直静止，且未触底。测量容器 $B$、$C$ 浸入水中的深度。将实验数据记录在表 10 - 5 - 3 中。③ 分析实验数据，通过计算可知，液体的密度 $\rho_{液}=\_\_\_\_\_\_\mathrm{kg/m}^{3}$。
答案
体积
2.7
0.5
无关
液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
体积
$1.2×10^{3}$
2.7
0.5
无关
液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
体积
$1.2×10^{3}$
解析
【解析】
(1) 将空饮料罐按入水中时，饮料罐浸入水中的深度增加，同时浸在液体中的体积也增大，浮力逐渐增大，因此可猜想浮力的大小可能跟物体浸在液体中的体积有关。
(2) ① 铝块未浸入水中时，弹簧测力计的示数等于铝块的重力，故铝块重力为$2.7\ \mathrm{N}$；根据称重法测浮力，第2组实验中浮力$F_{浮}=G-F_{示}=2.7\ \mathrm{N}-2.2\ \mathrm{N}=0.5\ \mathrm{N}$。
② 分析第①③④三组实验数据，铝块浸入液体的深度不同，但浸在液体中的体积相同，受到的浮力相同，说明浮力的大小跟物体浸入液体的深度无关。
③ 第①②③三组实验中，液体密度相同，物体浸在液体中的体积越大，受到的浮力越大，且浮力与排开液体体积成正比，故结论为：液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比。
(3) ② 要探究液体密度对浮力的影响，需控制装入的液体和水的体积相等，这样容器排开水的体积变化仅由液体密度差异引起。
③ 设容器底面积为$S$，容器$A$漂浮，$G=\rho_{水}gS×0.06\ \mathrm{m}$；容器$B$装入体积为$V$的液体后漂浮：$G+\rho_{液}gV=\rho_{水}gS×0.072\ \mathrm{m}$；容器$C$装入体积为$V$的水后漂浮：$G+\rho_{水}gV=\rho_{水}gS×0.07\ \mathrm{m}$。联立三式消去$G$、$S$、$V$，解得$\rho_{液}=1.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$。
【答案】
(1) 体积
(2) ① $2.7$；$0.5$
② 无关
③ 液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
(3) ② 体积
③ $1.2×10^{3}$
【知识点】
浮力的影响因素探究；称重法测浮力；物体漂浮条件
【点评】
本题通过多阶段实验探究浮力的影响因素，综合考查了控制变量法的应用、称重法计算浮力以及漂浮条件的推导计算，着重培养实验分析与数据处理能力。
【难度系数】
0.6
(1) 将空饮料罐按入水中时，饮料罐浸入水中的深度增加，同时浸在液体中的体积也增大，浮力逐渐增大，因此可猜想浮力的大小可能跟物体浸在液体中的体积有关。
(2) ① 铝块未浸入水中时，弹簧测力计的示数等于铝块的重力，故铝块重力为$2.7\ \mathrm{N}$；根据称重法测浮力，第2组实验中浮力$F_{浮}=G-F_{示}=2.7\ \mathrm{N}-2.2\ \mathrm{N}=0.5\ \mathrm{N}$。
② 分析第①③④三组实验数据，铝块浸入液体的深度不同，但浸在液体中的体积相同，受到的浮力相同，说明浮力的大小跟物体浸入液体的深度无关。
③ 第①②③三组实验中，液体密度相同，物体浸在液体中的体积越大，受到的浮力越大，且浮力与排开液体体积成正比，故结论为：液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比。
(3) ② 要探究液体密度对浮力的影响，需控制装入的液体和水的体积相等，这样容器排开水的体积变化仅由液体密度差异引起。
③ 设容器底面积为$S$，容器$A$漂浮，$G=\rho_{水}gS×0.06\ \mathrm{m}$；容器$B$装入体积为$V$的液体后漂浮：$G+\rho_{液}gV=\rho_{水}gS×0.072\ \mathrm{m}$；容器$C$装入体积为$V$的水后漂浮：$G+\rho_{水}gV=\rho_{水}gS×0.07\ \mathrm{m}$。联立三式消去$G$、$S$、$V$，解得$\rho_{液}=1.2×10^{3}\ \mathrm{kg/m^{3}}$。
【答案】
(1) 体积
(2) ① $2.7$；$0.5$
② 无关
③ 液体的密度一定时，物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的体积成正比
(3) ② 体积
③ $1.2×10^{3}$
【知识点】
浮力的影响因素探究；称重法测浮力；物体漂浮条件
【点评】
本题通过多阶段实验探究浮力的影响因素，综合考查了控制变量法的应用、称重法计算浮力以及漂浮条件的推导计算，着重培养实验分析与数据处理能力。
【难度系数】
0.6
