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15. 为了探究浮力大小跟哪些因素有关,某兴趣小组的同学用同一物体进行了图8所示的操作,并记下物体静止时弹簧测力计的示数。图乙中物体放入水中前溢水杯装满了水,物体浸没并沉底后,水全部溢出到旁边的小烧杯中。溢出的水倒入量筒后的情况如图丁所示。
(1)为探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择两图中的实验进行分析,结论是。
(2)该小组同学通过比较甲、乙两图中F₁和F₂的大小,得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论,此结论是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。
(3)根据浮力的知识,由图示信息可得:物体浸没在水中时所受浮力的大小为N。图丙中盐水的密度为kg/m³。(g取10N/kg,水的密度为1.0×10³kg/m³)
(4)爱动手的小明在经历上述探究实验后又制作了图9所示的装置——“浮沉子”,将装有适量水的小瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,将大塑料瓶密封后,用力挤压大塑料瓶,小瓶下沉。小芳也学着制作了一套该装置,可用力挤压大塑料瓶后,小瓶却始终不会下沉,可能的原因是(答出一种即可)。
(1)为探究浮力的大小与液体密度的关系,应选择两图中的实验进行分析,结论是。
(2)该小组同学通过比较甲、乙两图中F₁和F₂的大小,得到“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论,此结论是(选填“正确”或“错误”)的,理由是。
(3)根据浮力的知识,由图示信息可得:物体浸没在水中时所受浮力的大小为N。图丙中盐水的密度为kg/m³。(g取10N/kg,水的密度为1.0×10³kg/m³)
(4)爱动手的小明在经历上述探究实验后又制作了图9所示的装置——“浮沉子”,将装有适量水的小瓶瓶口朝下,使其漂浮在大塑料瓶内的水面上,将大塑料瓶密封后,用力挤压大塑料瓶,小瓶下沉。小芳也学着制作了一套该装置,可用力挤压大塑料瓶后,小瓶却始终不会下沉,可能的原因是(答出一种即可)。
答案
甲、丙
当排开
液体的体积相同时，液体的密度
越大，物体所受浮力越大
错误
乙图
中物体碰到了容器底，物体受到
了容器对它的支持力
0.5
$1.2×10^{3}$
小瓶里的水太少
解析
【解析】
(1) 探究浮力大小与液体密度的关系，需控制物体排开液体的体积和浸没深度相同，改变液体密度，因此应选择甲、丙两图；通过实验分析可得结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大。
(2) 甲、乙两图中，乙图里物体沉底后碰到了容器底，受到容器对它的支持力，导致弹簧测力计示数变小，并非是浮力随浸没深度变化，因此“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是错误的。
(3) 由图丁可知，溢出水的体积$V_{排}=50mL=5×10^{-5}m^3$，根据阿基米德原理，物体浸没在水中时受到的浮力$F_{浮水}=G_{排}=ρ_{水}gV_{排}=1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×5×10^{-5}m^3=0.5N$；物体的重力$G=F_{浮水}+F_{乙}=0.5N+1.5N=2N$，物体在盐水中受到的浮力$F_{浮盐}=G-F_{丙}=2N-1.4N=0.6N$，因物体排开液体的体积相同，由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$可得，盐水的密度$ρ_{盐}=\frac{F_{浮盐}}{F_{浮水}}×ρ_{水}=\frac{0.6N}{0.5N}×1.0×10^3kg/m^3=1.2×10^3kg/m^3$。
(4) 挤压大塑料瓶后小瓶始终不下沉，可能是小瓶里的水太少，导致小瓶的总重力较小，即使大瓶内气压增大，进入小瓶的水也不足以使小瓶的总重力大于浮力。
【答案】
(1) 甲、丙；当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大
(2) 错误；乙图中物体碰到了容器底，物体受到了容器对它的支持力
(3) 0.5；$1.2×10^{3}$
(4) 小瓶里的水太少（合理即可）
【知识点】
阿基米德原理；浮力的影响因素；物体浮沉条件
【点评】
本题围绕浮力探究实验展开，综合考查了控制变量法的应用、阿基米德原理的计算以及浮沉子的工作原理，对学生的实验分析能力和知识应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
(1) 探究浮力大小与液体密度的关系，需控制物体排开液体的体积和浸没深度相同，改变液体密度，因此应选择甲、丙两图；通过实验分析可得结论：当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大。
(2) 甲、乙两图中，乙图里物体沉底后碰到了容器底，受到容器对它的支持力，导致弹簧测力计示数变小，并非是浮力随浸没深度变化，因此“浮力大小与物体浸没的深度有关”的结论是错误的。
(3) 由图丁可知，溢出水的体积$V_{排}=50mL=5×10^{-5}m^3$，根据阿基米德原理，物体浸没在水中时受到的浮力$F_{浮水}=G_{排}=ρ_{水}gV_{排}=1.0×10^3kg/m^3×10N/kg×5×10^{-5}m^3=0.5N$；物体的重力$G=F_{浮水}+F_{乙}=0.5N+1.5N=2N$，物体在盐水中受到的浮力$F_{浮盐}=G-F_{丙}=2N-1.4N=0.6N$，因物体排开液体的体积相同，由$F_{浮}=ρ_{液}gV_{排}$可得，盐水的密度$ρ_{盐}=\frac{F_{浮盐}}{F_{浮水}}×ρ_{水}=\frac{0.6N}{0.5N}×1.0×10^3kg/m^3=1.2×10^3kg/m^3$。
(4) 挤压大塑料瓶后小瓶始终不下沉，可能是小瓶里的水太少，导致小瓶的总重力较小，即使大瓶内气压增大，进入小瓶的水也不足以使小瓶的总重力大于浮力。
【答案】
(1) 甲、丙；当排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大
(2) 错误；乙图中物体碰到了容器底，物体受到了容器对它的支持力
(3) 0.5；$1.2×10^{3}$
(4) 小瓶里的水太少（合理即可）
【知识点】
阿基米德原理；浮力的影响因素；物体浮沉条件
【点评】
本题围绕浮力探究实验展开，综合考查了控制变量法的应用、阿基米德原理的计算以及浮沉子的工作原理，对学生的实验分析能力和知识应用能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
