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8. 在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关。
猜想2:浮力的大小可能与物体所受的重力有关。
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关。
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图10-2-8所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想(选填序号)。
(2)为了探究猜想1和猜想2,使用了体积相同的A、B、C三个圆柱,测得它们受到的重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图10-2-9所示的实验。
①在标号a的实验中,圆柱A所受的浮力为N。
②比较标号为、、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越。
④比较标号为a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力关。(选填“有”或“无”)
(3)为了探究猜想3,小林用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥和圆柱进行如图10-2-10所示的实验,由此小林得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关。小吉认为此结论不可靠,主要原因是。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关。
猜想2:浮力的大小可能与物体所受的重力有关。
猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关。
猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图10-2-8所示,用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想(选填序号)。
(2)为了探究猜想1和猜想2,使用了体积相同的A、B、C三个圆柱,测得它们受到的重力分别为4 N、4.5 N和5 N,然后进行如图10-2-9所示的实验。
①在标号a的实验中,圆柱A所受的浮力为N。
②比较标号为、、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越。
④比较标号为a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力关。(选填“有”或“无”)
(3)为了探究猜想3,小林用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥和圆柱进行如图10-2-10所示的实验,由此小林得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关。小吉认为此结论不可靠,主要原因是。
答案
（1）4
（2）1
a
d
大
无
（3）没有控制物
体排开液体的体积相同
（2）1
a
d
大
无
（3）没有控制物
体排开液体的体积相同
解析
【分析】
(1) 用手按饮料罐时，饮料罐浸入水中越深，排开液体的体积越大，感到越吃力说明受到的浮力越大，这体现了浮力大小与排开液体体积的关系，对应猜想4。
(2) ①根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体重力减去弹簧测力计的示数，代入数据即可计算。
②探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体的体积、物体的重力相同，改变液体密度，据此筛选对应实验标号。
③对比不同液体密度下的浮力大小，可推导液体密度与浮力的变化关系。
④分析a、b、c实验的变量与不变量，结合浮力大小判断浮力与物体重力的关系。
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，需控制排开液体的体积和液体密度相同，小林的实验未控制该变量，因此结论不可靠。
【解析】
(1) 用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，排开液体的体积越大，感到越吃力说明受到的浮力越大，该事实支持猜想4。
(2) ①根据称重法测浮力公式：$ F_{浮}=G-F_{示}=4N - 3N=1N $。
②探究浮力大小与液体密度的关系，要控制排开液体的体积、物体的重力相同，改变液体密度，因此选择标号为a、d、e的三次实验。
③由a、d、e实验可知，排开液体体积相同，液体密度越大，弹簧测力计示数越小，根据称重法可知物体受到的浮力越大。
④a、b、c三次实验中，物体的重力不同，排开液体的体积和液体密度相同，受到的浮力相同，说明浮力的大小与物体的重力无关。
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，需要控制排开液体的体积和液体密度相同，小林的实验中，橡皮泥捏成不同形状时，没有控制排开液体的体积相同，因此结论不可靠。
【答案】
(1) 4
(2) ①1 ②a；d ③大 ④无
(3) 没有控制物体排开液体的体积相同
【知识点】
探究浮力的影响因素；称重法测浮力；控制变量法
【点评】
本题考查探究浮力影响因素的实验，核心考查控制变量法的应用和称重法测浮力的计算，需明确每次实验的控制变量和改变量，才能准确分析实验结论。
【难度系数】
0.6
(1) 用手按饮料罐时，饮料罐浸入水中越深，排开液体的体积越大，感到越吃力说明受到的浮力越大，这体现了浮力大小与排开液体体积的关系，对应猜想4。
(2) ①根据称重法测浮力的原理，浮力等于物体重力减去弹簧测力计的示数，代入数据即可计算。
②探究浮力与液体密度的关系，需控制排开液体的体积、物体的重力相同，改变液体密度，据此筛选对应实验标号。
③对比不同液体密度下的浮力大小，可推导液体密度与浮力的变化关系。
④分析a、b、c实验的变量与不变量，结合浮力大小判断浮力与物体重力的关系。
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，需控制排开液体的体积和液体密度相同，小林的实验未控制该变量，因此结论不可靠。
【解析】
(1) 用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，排开液体的体积越大，感到越吃力说明受到的浮力越大，该事实支持猜想4。
(2) ①根据称重法测浮力公式：$ F_{浮}=G-F_{示}=4N - 3N=1N $。
②探究浮力大小与液体密度的关系，要控制排开液体的体积、物体的重力相同，改变液体密度，因此选择标号为a、d、e的三次实验。
③由a、d、e实验可知，排开液体体积相同，液体密度越大，弹簧测力计示数越小，根据称重法可知物体受到的浮力越大。
④a、b、c三次实验中，物体的重力不同，排开液体的体积和液体密度相同，受到的浮力相同，说明浮力的大小与物体的重力无关。
(3) 探究浮力与物体形状的关系时，需要控制排开液体的体积和液体密度相同，小林的实验中，橡皮泥捏成不同形状时，没有控制排开液体的体积相同，因此结论不可靠。
【答案】
(1) 4
(2) ①1 ②a；d ③大 ④无
(3) 没有控制物体排开液体的体积相同
【知识点】
探究浮力的影响因素；称重法测浮力；控制变量法
【点评】
本题考查探究浮力影响因素的实验，核心考查控制变量法的应用和称重法测浮力的计算，需明确每次实验的控制变量和改变量，才能准确分析实验结论。
【难度系数】
0.6
9. 一个质量为80 g的金属块浸没在盛满酒精的烧杯中时,从杯中溢出了10 g酒精。（$\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$\rho_{酒精}=0.8×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$,$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$)求:
(1)该金属块所受的浮力。
(2)该金属块的体积。
(3)如果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力。
(1)该金属块所受的浮力。
(2)该金属块的体积。
(3)如果把该金属块浸没到盛满水的烧杯中,此时金属块受到的浮力。
答案
（1）解：由阿基米德原理可得，该金属块受到的浮力为：
$ F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=G_{\mathrm{溢}}=m_{\mathrm{溢}}g=0.01\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=0.1\ \mathrm{N}$。
（2）解：由$\rho=\frac{m}{V}$得，溢出酒精的体积为：
$ V_{\mathrm{溢酒精}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{酒精}}}=\frac{10\ \mathrm{g}}{0.8\ \mathrm{g/cm}^3}=12.5\ \mathrm{cm}^3$。
因为金属块浸没在酒精中，所以金属块的体积$V=V_{\mathrm{溢酒精}}=12.5\ \mathrm{cm}^3$。
（3）解：该金属块浸没到盛满水的烧杯中时，
$ V_{\mathrm{排}}=V=12.5\ \mathrm{cm}^3=12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，
此时金属块受到的浮力为：
$ F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{排}}g=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3 × 12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}=0.125\ \mathrm{N}$。
$ F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=G_{\mathrm{溢}}=m_{\mathrm{溢}}g=0.01\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=0.1\ \mathrm{N}$。
（2）解：由$\rho=\frac{m}{V}$得，溢出酒精的体积为：
$ V_{\mathrm{溢酒精}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{酒精}}}=\frac{10\ \mathrm{g}}{0.8\ \mathrm{g/cm}^3}=12.5\ \mathrm{cm}^3$。
因为金属块浸没在酒精中，所以金属块的体积$V=V_{\mathrm{溢酒精}}=12.5\ \mathrm{cm}^3$。
（3）解：该金属块浸没到盛满水的烧杯中时，
$ V_{\mathrm{排}}=V=12.5\ \mathrm{cm}^3=12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，
此时金属块受到的浮力为：
$ F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{排}}g=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3 × 12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3 × 10\ \mathrm{N/kg}=0.125\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
本题考查阿基米德原理和密度公式的应用，解题思路如下：
1. 对于第(1)问，根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，这里金属块浸没在酒精中，溢出酒精的重力就是排开酒精的重力，所以利用公式$F_{浮}=G_{溢}=m_{溢}g$即可求出浮力。
2. 对于第(2)问，金属块浸没在酒精中，其体积等于排开酒精的体积，先根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$求出溢出酒精的体积，也就是金属块的体积。
3. 对于第(3)问，金属块浸没在水中时，排开水的体积等于金属块的体积，再利用阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$计算此时受到的浮力。
【解析】
(1) 根据阿基米德原理，金属块所受浮力等于排开酒精的重力，即：
$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=G_{\mathrm{溢}}=m_{\mathrm{溢}}g$
将$m_{\mathrm{溢}}=10\ \mathrm{g}=0.01\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$代入得：
$F_{\mathrm{浮}}=0.01\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.1\ \mathrm{N}$
(2) 由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可得溢出酒精的体积：
$V_{\mathrm{溢酒精}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{酒精}}}$
将$m_{\mathrm{溢}}=10\ \mathrm{g}$，$\rho_{\mathrm{酒精}}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$代入得：
$V_{\mathrm{溢酒精}}=\frac{10\ \mathrm{g}}{0.8\ \mathrm{g/cm}^3}=12.5\ \mathrm{cm}^3$
因为金属块浸没在酒精中，所以金属块的体积$V=V_{\mathrm{溢酒精}}=12.5\ \mathrm{cm}^3$
(3) 金属块浸没在水中时，排开水的体积$V_{\mathrm{排}}=V=12.5\ \mathrm{cm}^3=12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$
根据阿基米德原理，此时金属块受到的浮力：
$F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{排}}g$
将$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$V_{\mathrm{排}}=12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$代入得：
$F_{\mathrm{浮}}'=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3×10\ \mathrm{N/kg}=0.125\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.1\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{12.5\ \mathrm{cm}^3}$
(3) $\boldsymbol{0.125\ \mathrm{N}}$
【知识点】
阿基米德原理、密度公式应用、浮力计算
【点评】
本题是阿基米德原理的基础应用题，紧密结合密度公式，重点考查对阿基米德原理的理解和公式的灵活运用，需要注意单位换算和“浸没时物体体积等于排开液体体积”这一隐含条件的应用。
【难度系数】
0.7
本题考查阿基米德原理和密度公式的应用，解题思路如下：
1. 对于第(1)问，根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力，这里金属块浸没在酒精中，溢出酒精的重力就是排开酒精的重力，所以利用公式$F_{浮}=G_{溢}=m_{溢}g$即可求出浮力。
2. 对于第(2)问，金属块浸没在酒精中，其体积等于排开酒精的体积，先根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$的变形公式$V=\frac{m}{\rho}$求出溢出酒精的体积，也就是金属块的体积。
3. 对于第(3)问，金属块浸没在水中时，排开水的体积等于金属块的体积，再利用阿基米德原理公式$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$计算此时受到的浮力。
【解析】
(1) 根据阿基米德原理，金属块所受浮力等于排开酒精的重力，即：
$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{排}}=G_{\mathrm{溢}}=m_{\mathrm{溢}}g$
将$m_{\mathrm{溢}}=10\ \mathrm{g}=0.01\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$代入得：
$F_{\mathrm{浮}}=0.01\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=0.1\ \mathrm{N}$
(2) 由密度公式$\rho=\frac{m}{V}$可得溢出酒精的体积：
$V_{\mathrm{溢酒精}}=\frac{m_{\mathrm{溢}}}{\rho_{\mathrm{酒精}}}$
将$m_{\mathrm{溢}}=10\ \mathrm{g}$，$\rho_{\mathrm{酒精}}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$代入得：
$V_{\mathrm{溢酒精}}=\frac{10\ \mathrm{g}}{0.8\ \mathrm{g/cm}^3}=12.5\ \mathrm{cm}^3$
因为金属块浸没在酒精中，所以金属块的体积$V=V_{\mathrm{溢酒精}}=12.5\ \mathrm{cm}^3$
(3) 金属块浸没在水中时，排开水的体积$V_{\mathrm{排}}=V=12.5\ \mathrm{cm}^3=12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$
根据阿基米德原理，此时金属块受到的浮力：
$F_{\mathrm{浮}}'=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{排}}g$
将$\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$，$V_{\mathrm{排}}=12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$代入得：
$F_{\mathrm{浮}}'=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3×12.5×10^{-6}\ \mathrm{m}^3×10\ \mathrm{N/kg}=0.125\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.1\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{12.5\ \mathrm{cm}^3}$
(3) $\boldsymbol{0.125\ \mathrm{N}}$
【知识点】
阿基米德原理、密度公式应用、浮力计算
【点评】
本题是阿基米德原理的基础应用题，紧密结合密度公式，重点考查对阿基米德原理的理解和公式的灵活运用，需要注意单位换算和“浸没时物体体积等于排开液体体积”这一隐含条件的应用。
【难度系数】
0.7
