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5. 在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明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
(2)分析
(3)做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体的重力的关系，得出结论：物体受到的浮力大小与
(4)做
(5)实验中采用的探究方法是
(6)比较实验①④可知铜块的密度是
(1)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与
物体排开液体的体积
的关系，得出结论：在液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。(2)分析
①④⑤
三次的实验数据，可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。(3)做①②④⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体的重力的关系，得出结论：物体受到的浮力大小与
物体的重力无关
。(4)做
①④⑦
三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系，得出结论：在物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大
。(5)实验中采用的探究方法是
控制变量法
。(6)比较实验①④可知铜块的密度是
9
g/cm³。答案
5. (1) 物体排开液体的体积
(2) ①④⑤
(3) 物体的重力无关
(4) ①④⑦ 物体受到的浮力越大
(5) 控制变量法
(6) 9
(2) ①④⑤
(3) 物体的重力无关
(4) ①④⑦ 物体受到的浮力越大
(5) 控制变量法
(6) 9
解析
【分析】
这是一道探究浮力影响因素的实验题，解题核心是运用控制变量法的思路，逐一分析每组实验的变量与不变量，从而得出结论：
1. 第(1)问：观察①③④三次实验，液体均为水（密度相同），铜块排开液体的体积不同（③部分浸入、④完全浸入），弹簧测力计示数不同说明浮力不同，因此是探究浮力与排开液体体积的关系。
2. 第(2)问：探究浮力与浸没深度的关系，需控制液体密度、排开液体体积相同，改变深度。①④⑤中铜块均浸没在水中，排开体积相同、深度不同，但测力计示数相同（浮力相同），符合探究要求。
3. 第(3)问：分析①②④⑥，铜块和铝块重力不同，但体积相同（排开液体体积相同），计算可知两者浮力相等，说明浮力与物体重力无关。
4. 第(4)问：探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积相同，改变液体密度。①④⑦中铜块均完全浸没（排开体积相同），液体为水和盐水（密度不同），浮力不同，据此得出结论。
5. 第(5)问：实验中每次只改变一个变量，控制其他变量不变，这是控制变量法的典型应用。
6. 第(6)问：先通过重力算出铜块质量，再利用浮力结合阿基米德原理算出铜块体积，最后用密度公式计算铜块密度。
【解析】
(1) ①③④三次实验中，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，浮力不同，因此是探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系。
(2) 探究浮力与浸没深度的关系，需控制液体密度、排开液体体积相同，改变浸没深度。①④⑤三次实验中，铜块均浸没在水中，排开体积相同，浸没深度不同，弹簧测力计示数均为8N，浮力相同，说明浮力与浸没深度无关，故选择①④⑤。
(3) 计算铜块浮力：$ F_{浮铜} = G_{铜} - F_{拉4} = 9N - 8N = 1N $；
铝块浮力：$ F_{浮铝} = G_{铝} - F_{拉6} = 2.8N - 1.8N = 1N $；
铜块和铝块重力不同，但浮力相同，说明物体受到的浮力大小与物体的重力无关。
(4) 探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积相同，改变液体密度。①④⑦三次实验中，铜块均完全浸没，排开体积相同，液体分别为水和盐水（密度不同），铜块在盐水中的浮力$ F_{浮盐}=9N - 7.8N = 1.2N $，大于在水中的浮力，因此得出结论：在物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
(5) 实验中每次只改变一个变量，控制其他变量不变，采用的探究方法是控制变量法。
(6) 铜块的重力$ G_{铜}=9N $，则质量$ m_{铜} = \frac{G_{铜}}{g} = \frac{9N}{10N/kg} = 0.9kg $；
铜块浸没在水中时受到的浮力$ F_{浮}=1N $，由阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{水}gV_{排} $得：
$ V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{1N}{1.0×10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg} = 1×10^{-4}m^{3} $；
因为铜块完全浸没，所以$ V_{铜}=V_{排}=1×10^{-4}m^{3} $；
铜块的密度$ \rho_{铜} = \frac{m_{铜}}{V_{铜}} = \frac{0.9kg}{1×10^{-4}m^{3}} = 9×10^{3}kg/m^{3} = 9g/cm^{3} $。
【答案】
(1) 物体排开液体的体积
(2) ①④⑤
(3) 物体的重力无关
(4) ①④⑦；物体受到的浮力越大
(5) 控制变量法
(6) 9
【知识点】
1. 浮力的影响因素
2. 阿基米德原理
3. 控制变量法
【点评】
本题通过多组对照实验全面探究了浮力的影响因素，既考查了控制变量法在实验设计与分析中的应用，又结合阿基米德原理进行了密度计算，需要学生准确分析实验变量，理解实验逻辑，同时掌握浮力与密度的综合计算方法。
【难度系数】
0.6
这是一道探究浮力影响因素的实验题，解题核心是运用控制变量法的思路，逐一分析每组实验的变量与不变量，从而得出结论：
1. 第(1)问：观察①③④三次实验，液体均为水（密度相同），铜块排开液体的体积不同（③部分浸入、④完全浸入），弹簧测力计示数不同说明浮力不同，因此是探究浮力与排开液体体积的关系。
2. 第(2)问：探究浮力与浸没深度的关系，需控制液体密度、排开液体体积相同，改变深度。①④⑤中铜块均浸没在水中，排开体积相同、深度不同，但测力计示数相同（浮力相同），符合探究要求。
3. 第(3)问：分析①②④⑥，铜块和铝块重力不同，但体积相同（排开液体体积相同），计算可知两者浮力相等，说明浮力与物体重力无关。
4. 第(4)问：探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积相同，改变液体密度。①④⑦中铜块均完全浸没（排开体积相同），液体为水和盐水（密度不同），浮力不同，据此得出结论。
5. 第(5)问：实验中每次只改变一个变量，控制其他变量不变，这是控制变量法的典型应用。
6. 第(6)问：先通过重力算出铜块质量，再利用浮力结合阿基米德原理算出铜块体积，最后用密度公式计算铜块密度。
【解析】
(1) ①③④三次实验中，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计示数不同，浮力不同，因此是探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系。
(2) 探究浮力与浸没深度的关系，需控制液体密度、排开液体体积相同，改变浸没深度。①④⑤三次实验中，铜块均浸没在水中，排开体积相同，浸没深度不同，弹簧测力计示数均为8N，浮力相同，说明浮力与浸没深度无关，故选择①④⑤。
(3) 计算铜块浮力：$ F_{浮铜} = G_{铜} - F_{拉4} = 9N - 8N = 1N $；
铝块浮力：$ F_{浮铝} = G_{铝} - F_{拉6} = 2.8N - 1.8N = 1N $；
铜块和铝块重力不同，但浮力相同，说明物体受到的浮力大小与物体的重力无关。
(4) 探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体体积相同，改变液体密度。①④⑦三次实验中，铜块均完全浸没，排开体积相同，液体分别为水和盐水（密度不同），铜块在盐水中的浮力$ F_{浮盐}=9N - 7.8N = 1.2N $，大于在水中的浮力，因此得出结论：在物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
(5) 实验中每次只改变一个变量，控制其他变量不变，采用的探究方法是控制变量法。
(6) 铜块的重力$ G_{铜}=9N $，则质量$ m_{铜} = \frac{G_{铜}}{g} = \frac{9N}{10N/kg} = 0.9kg $；
铜块浸没在水中时受到的浮力$ F_{浮}=1N $，由阿基米德原理$ F_{浮}=\rho_{水}gV_{排} $得：
$ V_{排} = \frac{F_{浮}}{\rho_{水}g} = \frac{1N}{1.0×10^{3}kg/m^{3} × 10N/kg} = 1×10^{-4}m^{3} $；
因为铜块完全浸没，所以$ V_{铜}=V_{排}=1×10^{-4}m^{3} $；
铜块的密度$ \rho_{铜} = \frac{m_{铜}}{V_{铜}} = \frac{0.9kg}{1×10^{-4}m^{3}} = 9×10^{3}kg/m^{3} = 9g/cm^{3} $。
【答案】
(1) 物体排开液体的体积
(2) ①④⑤
(3) 物体的重力无关
(4) ①④⑦；物体受到的浮力越大
(5) 控制变量法
(6) 9
【知识点】
1. 浮力的影响因素
2. 阿基米德原理
3. 控制变量法
【点评】
本题通过多组对照实验全面探究了浮力的影响因素，既考查了控制变量法在实验设计与分析中的应用，又结合阿基米德原理进行了密度计算，需要学生准确分析实验变量，理解实验逻辑，同时掌握浮力与密度的综合计算方法。
【难度系数】
0.6
